JPH0134685Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、内燃機関用ピストンに係り、特に油
噴射式ピストン冷却装置を備えた内燃機関に用い
られるピストンに係る。

考案の背景 内燃機関に於ては、機関部品が過熱状態になる
ことは内燃機関の正常な運転を維持する上で絶対
に避けなければならない。シリンダボア内にあつ
て燃焼室の壁面の一部を構成するピストンの頂壁
部は、機関部品の中でも比較的厳しい熱的条件下
に曝され、機関出力の増大に伴なう熱負荷の増大
に伴ない強制的冷却を要するようになつてきてい
る。

ピストンの頂壁部を強制的に冷却するピストン
冷却装置の一つとして、カツプ状構造のピストン
の内側空間の側より機関潤滑油をピストン頂壁部
へ向けて噴射し、機関潤滑油によつて前記頂壁部
を冷却する油噴射式のピストン冷却装置が従来よ
り知られている。上述の如き油噴射式ピストン冷
却装置により頂壁部を効果的に冷却されるよう改
良されたピストンとして、前記頂壁部へ向けて噴
射された潤滑油を一旦受けとめるべく、ピストン
本体の内側空間の頂壁部の側に油溜り部を構成す
る棚板状の油溜り構成部材を取付けられたピスト
ンが、実願昭49−96796号（実公昭54−26424号）、
実願昭55−42967号（実開昭57−156052号）、特願
昭58−138183号、実願昭58−164040号、実願昭58
−188456号に於て既に提案されている。

考案の目的 本考案は先に提案されている上述の如きピスト
ンより更に潤滑油による冷却が効果的に行われる
よう構成されたた内燃機関用ピストンを提供する
ことを目的としている。

考案の構成 上述の如き目的は、本考案によれば、一端部に
頂壁部を有するカツプ状のピストン本体と前記ピ
ストン本体の内側空間に設けられた油溜り構成部
材とを有し、ノズルより潤滑油を前記頂壁部の裏
面へ向けて噴射供給される内燃機関用ピストンに
於て、前記油溜り構成部材は前記頂壁部の側に油
溜り窪みを構成し、該油溜り窪みは排油側に比し
て給油側に大きい油溜り容積を備えている如き内
燃機関用ピストンによつて達成される。

考案の効果 上述の如き構成によれば、ピストンが上死点位
置より下死点位置へ向かう下降移動開始時に慣性
作用により油溜り窪みより跳上つた潤滑油はピス
トン本体の頂壁部裏面に付着し、この付着量は油
溜り窪みの油溜り容積の違いからして排油側に比
して給油側に多く、このことにより潤滑油は前記
頂壁部裏面を給油側より排油側へ向けて流れ、ピ
ストン冷却のための潤滑油の交換が良好に行わ
れ、ピストンの特に頂壁部の冷却が効果的に行わ
れ、またピストンが下死点位置より上死点位置へ
向かう上昇移動時には新しい潤滑油が前記油溜り
窪みにより多く受止められ、ピストンの冷却が効
果的に行われる。

実施例の説明 以下に添付の図を参照して本考案を実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図乃至第３図は本考案による内燃機関用ピ
ストンの一つの実施例を示している。本考案によ
る内燃機関用ピストンは、ピストン本体１と油溜
り構成部材１０とにより構成されている。

ピストン本体１は円筒状の周壁部２と該周壁部
の一端に該一端を閉塞して設けられた頂壁部３と
を有するカツプ状に鋳造されている。頂壁部３の
裏面３ａ、即ちピストン本体１の内側空間の天井
面３ａは、側周部より中心部へ向かうに従つて上
り勾配に傾斜し、略円錐形に形成されている。
尚、天井面３ａは略半球形に形成されていても良
い。周壁部２の内側には一対のボス部４がピスト
ン本体１の内側空間へ向けて互いに対向して膨出
形成されており、該一対のボス部４には互いに同
一の軸線上にピストンピン孔５が設けられてい
る。ピストンピン孔５にはピストン本体１と図示
されていないコネクテイングロツドとの連結を行
う一本のピストンピンが挿入されるようになつて
いる。頂壁部３及び側周壁２の外周部には二つの
ピストンリング溝６と一つオイルリング溝７とが
設けられており、オイルリング溝７はスリツト孔
８を経てピストン本体１の内側空間に連通してい
る。

ボス部４は各々先端部外周に根元部外周に比し
て小径の円筒状係合部９ａと該円筒状係合部の根
元部側の端部に位置する環状端面９ｂとからなる
段付部９を有している。ピストン本体１の内周面
のうちピストンピン孔５の軸線に直交する方向に
互いに対向する部分、即ちスカート部には各々そ
の先端縁部よりピストン本体１の軸線に沿つて比
較的幅広の案内溝２ａが形成されている。

第４図に良く示されている如く、油溜り構成部
材１０は、二つの油溜り窪み１１ａ，１１ｂを有
するほぼ長方形状の棚板部１２と、棚板部１２の
両側縁部より一方の側に折曲形成された一対の脚
片部１３と、棚板部１２の両端縁部より一方の側
へ折曲形成され案内溝２ａに係合するもう一対の
脚片部１４とを有し、その全体をばね鋼の如く適
度の弾性を有する金属板によりプレス成形されて
いる。

油溜り窪み１１ａと１１ｂは絞り加工により棚
板部１２と一体成形されており、油溜り窪み１１
ａは、油溜り窪み１１ｂに比して深く、油溜り窪
み１１ｂより大きい油溜り容積を備えている。一
対の脚片部１３は、取付け前の自由状態時に於て
は、第４図に示されている如く、互いに末広がり
に開脚しており、該脚片部には各々該脚片部より
つば張出しプレス成形により互いに他方の脚片部
へ向けて、即ち内側へ向けて突出形成された張出
し円筒状部１５が設けられており、該張出し円筒
部により係合孔１６が形成され、該係合孔がボス
部４の円筒状係合部９ａに外接係合するようにな
つている。

油溜り構成部材１０は、棚板部１２がピストン
本体１に近い側に位置し、一対の脚片部１３がボ
ス部４に対応し、もう一対の脚片部１４が案内溝
２ａに対応する方向姿勢にて且一対の脚片部１３
が互いに近付く方向に弾性変形された状態にてピ
ストン本体１の内側空間へ向けて挿入されること
によりピストン本体１にばね作用によりワンタツ
チで取付けられる。

一対の脚片部１３がボス部４間に差込まれ、孔
１６がボス部４の円筒状係合部９ａに整合する
と、一対の脚片部１３は自身のばね力により互い
に遠ざかる方向へ弾性変形し、孔１６の周りの脚
片部１３の外側面にてボス部４の環状端面９ｂに
押付けられると同時に張出し円筒部１５の内周面
にてその全面に亙つて円筒状係合部９ａの外周面
に接合する。これにより孔１６が円筒状係合部９
ａに外接し、油溜り構成部材１０が自身のばね作
用によりピストン本体１に対して固定連結され
る。

上述の如く油溜り構成部材１０がピストン本体
１の内側空間に固定されると、棚板部１２はピス
トン本体１の軸線に対し直交する平面（水平面）
に沿つて延在し、頂壁部３の近くに油溜り窪み１
１ａと１１ｂによつて油溜り部を構成する。

油溜り構成部材１０の棚板部１２は、第３図及
び第４図によく示されている如く、その両端近傍
部の側縁より翼部１７ａと１７ｂが延設されてお
り、該翼部は油を受け止める作用をするものであ
り、一方の端部近傍に於ては一側部にのみ設けら
れ、他方の端部近傍に於ては他側部にのみ設けら
れている。これにより、第３図に良く示されてい
る如く、油溜り構成部材１０の前記一方の端部近
傍部に於ける他側部、即ち翼部１７ａとは反対の
側にはピストン本体１との間に比較的大きい開口
１８が形成され、また前記他方の端部近傍の一側
部、即ち翼部１７ｂとは反対の側にはピストン本
体１との間に比較的大きい開口１９が設けられ、
そのうちの一方、例えば開口１８が油供給通路と
して使用され、他方、即ち開口１９が油排出通路
として使用されるようになつている。

次に上述の如く構成されたピストンに於けるピ
ストン冷却用の潤滑油の挙動について説明する。
ピストン冷却用の潤滑油はクランク室の側に固定
配設されたノズル２０（第２図参照）より前記開
口１８を経てピストン本体１の天井面３ａへ向け
て噴射される。ピストンが下死点位置から上死点
位置へ向けて上昇移動している時には、天井面３
ａに対する前記ノズルよりの潤滑油の相対速度が
小さく、このため前記ノズルより噴射された潤滑
油は天井面３ａ全体を濡らすことなくその大部分
は油溜り構成部材１０の棚板部１２上に落下して
油溜り窪み１１ａと１１ｂに溜まる。油溜り窪み
１１ａは給油側開口１８の近くにあり、該油溜り
窪みは油溜り窪み１１ｂより大きいからこれはノ
ズル２０より噴射された新しい潤滑油を油溜り窪
み１１ｂに比して多く受止めて蓄える。ピストン
が上死点位置より下死点位置へ向けて下降移動を
開始する時には上述の如く油溜り窪み１１ａと１
１ｂに溜まつている潤滑油が慣性作用によつて跳
上つてピストン本体１の天井面３ａに付着し、該
潤滑油は天井面３ａが側周部より中心部へ向けて
上り勾配に傾斜していることによりその傾斜面に
沿つて流れて頂壁部３の冷却を行いつつ中心部へ
集まる。油溜り窪み１１ａより跳上つた潤滑油と
油溜り窪み１１ｂより跳上つた潤滑油とは天井面
３ａの中央部にて互いに衝突し合い、油溜り窪み
１１ａよりの潤滑油の方が油溜り窪み１１ｂより
の潤滑油より多いことにより油溜り窪み１１ａよ
り跳上がつた潤滑油は油溜り窪み１１ｂより跳上
がつた潤滑油を押し返しつつ給油側開口１８の側
より排油側開口１９の側へ向けて流れる。ピスト
ンの下降移動中は天井面３ａに対する前記ノズル
２０よりの潤滑油の相対速度が大きいことによ
り、前記ノズル２０より噴射された潤滑油は天井
面３ａに衝突して該天井面を冷却しつつ既に該天
井面に付着していて上述の如く流れている潤滑油
を更に排油側開口１９の側へ押しどけつつ流れ
る。これにより受熱油と新しい供給油との交換が
効率よく行われる。ピストンが下死点位置に到達
して再び上死点位置へ向けて移動する際には天井
面３ａに付着していた潤滑油は慣性作用を受けて
天井面３ａにより剥離して油溜まり構成部材１０
の棚板部１２上に落下する。棚板部１２は天井面
３ａとは反対側に窪んだ油溜まり窪み１１ａと１
１ｂとを有していることにより前記潤滑油は油溜
まり窪み１１ａと１１ｂに蓄積され、該潤滑油は
次にピストンが上死点位置より下死点位置へ向け
て移動する際に天井面３ａへ向けて跳上がり、再
び頂壁部３の冷却を行う。

尚、油溜り窪み１１は、第５図に示されている
如く、給油側と給油側とに分離されておらず、そ
の深さが排油側より給油側へ向かうに従つて深く
なつていても良く、この場合も上述の実施例と同
様の作用効果が得られる。

以上の於ては、本考案を特定の実施例について
詳細に説明したが、本考案は、これらに限定され
るものではなく、本考案の範囲内にて種々の実施
例が可能であることは当業者にとつて明らかであ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による内燃機関用ピストンの一
つの実施例を示す縦断面図、第２図は第１図の線
−に沿う断面図、第３図は第１図の線−
に沿う断面図、第４図は第１図乃至第３図に示さ
れた本考案による内燃機関用ピストンに組込まれ
る油溜り構成部材の斜視図、第５図は本考案によ
る内燃機関用ピストンの他の実施例を示す断面図
である。 １……ピストン本体、２……周壁部、２ａ……
案内溝、３……頂壁部、３ａ……天井面、４……
ボス部、５……ピストンピン孔、６……ピストン
リング溝、７……オイルリング溝、８……スリツ
ト孔、９……段付部、９ａ……円筒状係合部、９
ｂ……環状端面、１０……油溜り構成部材、１
１，１１ａ，１１ｂ……油溜り窪み、１２……棚
板部、１３……脚片部、１４……脚片部、１５…
…張出し円筒部、１６……孔、１７ａ，１７ｂ…
…翼部、１８，１９……開口、２０……ノズル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一端部に頂壁部を有するカツプ状のピストン本
   体と前記ピストン本体の内側空間に設けられた油
   溜り構成部材とを有し、ノズルより潤滑油を前記
   頂壁部の裏面へ向けて噴射供給される内燃機関用
   ピストンに於て、前記油溜り構成部材は前記頂壁
   部の側に油溜り窪みを構成し、該油溜り窪みは排
   油側に比して給油側に大きい油溜り容積を備えて
   いることを特徴とする内燃機関用ピストン。