JPH02215955A - 内燃機関のピストン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的Ｊ （産業上の利用分野） この発明は、ブローバイガスの還流手段を内蔵する往復
動内燃機関のピストン装置に関する。

（従来の技術） 上記ブローバイガスの還流手段を内蔵するピストン装置
は、内燃機関の主に圧縮行程においてピストンリングを
経て漏洩してきた混合気（ブローバイガス）をピストン
に形成したガス溜めに導入して保留し、保留したブロー
バイガスを次の吸入行程において燃焼室側へ還流するこ
とによりこれを再燃焼させるようにしたものである。

従来、このようなピストン装置としては例えば米国特許
用３．１７７．８６１号公報に掲載されているものがあ
り、以下に第４図を参照してその構成を説明する。

ピストン装置のピストン１０１は通常の態様にてシリン
ダ１２１に嵌装され、ピストンピン１０３からコネクテ
ィングロッド１２３を介して図外のクランクシャフトを
駆動する。ピストン１０１には第１ないし第４ピストン
リング１０５ないし１０８が嵌装され、第４ピストンリ
ング１０８はオイルリングである。第２．第３ピストン
リング１０６．１０７間のランド１０９は特に幅広とさ
れ、ランド１０９に形成された断面がほぼ半円形の環状
凹陥部１１１とシリンダ１２１とによってガス溜め１１
３を画成しである。ガス溜め１１３は３１！！流通路１
１５とチエツク弁１１７とを介して燃焼室１２５へ通じ
ている。チエツク弁１１７は吸入行程において燃焼室１
２５の内圧が低下するとチエツクボール１１７ａがリテ
ーナ１１７ｂ側へ移動して開弁するように構成されてい
る。

作用を説明すると、内燃機関が圧縮行程にあるとき、燃
焼室１２５から第１．第２ピストンリング１０５，１０
６を経てｒＩＪ滑油を伴ないながら漏洩してきたブロー
バイガスが環状のガス溜め１１３へ導入され、これが引
続く燃焼行程と排気行程との間ガス溜め１１３に保留さ
れてこの間に上記潤滑油が分離される。次いで、吸入行
程に移行すると、前述したようにチエツク弁１１７が開
弁するので、ブローバイガスが燃焼室１２５へ還流して
新気と混合し、次の燃焼行程で再燃焼をして処理される
。

尚、ＳＡＥ　　Ｔｒａｎｓ、　Ｐａｐｅｒ８０１Ｂ　（
１９６４）には、ピストンの内部にガス溜めとしてのサ
ージタンクを付設し、またピストンリング間のランドに
グループを形成して、ブローバイガスをグループからサ
ージタンクへ導入して保留したのち前記と同様にチエツ
ク弁を介して燃焼室に還流するようにしたピストン装置
が開示されている。

（発明が解決しようとする課題） このようなピストン装置においては、ガス溜め内にブロ
ーバイガスをほぼ余すことなく導入させるために、およ
び、同時に導入されてくる１１０滑油を効率よく分離す
るために、充分に大きなガス溜め容積を確保する必要が
ある。

ところで、従来のピストン装置にあっては、このような
ガス溜めをピストンの周囲、あるいは内部において独立
に形成していたので、そのためにピストンが大型化して
しまい、ひいては慣性買足の増加を招くという問題があ
った。

そこでこの発明の目的は、必要充分なガス溜め容積を確
保しながらピストン装置の大型化を抑制する点にある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前記課題を解決するためのこの発明の手段は、コネクテ
ィングロッドが連結されるピストンピンと、ブローバイ
ガスが導入されるガス溜めと、ガス溜めから燃焼室側へ
通じるブローバイガスの還流通路と、還流通路に設けら
れて吸入行程で開弁する弁手段とを備えたピストン装置
において、上記ガス溜めを上記ピストンピンの内部に形
成したものである。

（作用） この手段によれば、ブローバイガスが導入されるガス溜
めをピストンピンの内部に形成したことで、これら両者
はその設置空間を共有し、これによってガス溜めを設け
るための独立した空間が縮小される。そして、このガス
溜めに導入されたブローバイガスは還流通路と吸入行程
で開弁する弁手段とを介して燃焼室側へ還流される。

（実施例） 第１図ないし第３図を参照してこの発明の一実施例を説
明する。

第１図および第２図に示すように、このピストン装置に
おけるピストン１は、クラウン３に第１゜第２および第
３ピストンリング９．１１および１３を＠着してシリン
ダ１２１に嵌装されている。

第３ピストンリング１３はオイルリングである。

また、ピストン１はクラウン３の下位に左右のビンボス
５，５を有し、これらのビンボス５．５にピストンピン
１５が回動可能に支承され、ピストンピン１５の中央部
にはコネクティングロッド１２３の小端部を相対回動不
能に圧入しである。

したがって、クランクシャフトがコネクティングロッド
１２３から駆動されて第３図に矢印で示すごとく回転中
心Ｏの周りを時計回りに回転すると、ピストン１の上昇
行程、すなわち圧縮、排気行程ではピストンピン１５の
円筒部はコネクティングロッド１２３の振子運動に伴わ
れてＡの部分がピストン中心線Ｘ−Ｘと交差し、同様に
して下降行程、すなわち燃焼、吸入行程ではＢの部分が
ピストン中心線ｘ−Ｘと交差する。尚第３図において円
Ｐはクランクシャフトのクランクビンを示す。また第１
図は燃焼、吸入行程にあるときの状態を、第２図は圧縮
、排気行程にあるときの状態をそれぞれ示している。

ピストンピン１５は中空に形成され、その両端部にプラ
グ１７．１７を密嵌することにより内部を閉塞してここ
にガス溜め２１を形成しである。

第２図に示すように、ピストンピン１５の左右両端寄り
にはガス溜め２１からビンボス５の上部内面に向う弁孔
２５，２５を開設しである。また、ピストン１のクラウ
ン３には弁孔２５．２５に連通可能なガス導入通路２７
．２７を形成してあって、通路２７．２７は第２．第３
ピストンリング１１．１３間のランド７の全周にわたっ
て形成したグループ３１に連通路２９を介して連通して
いる。そしてピストンピン１５の前記へ部内の適所にお
いて各ガス導入通路２７と弁孔２５とが図示のごとく通
じ合うようにこれらの位置関係が定められる。すなわち
、弁孔２５を開設したピストンピン１５とガス導入通路
２７を備えるピストン１とによってロータリ型の開閉弁
手段２３が構成される。

ここで、ブローバイ現象は圧縮行程中にピストンリング
９，１１がそのリング溝内を浮動する一時期に顕著にあ
られれるので、この時期に開閉弁手段２３が全開するよ
うに弁タイミングを設定しておくのが望ましく、あるい
はＡ部のほぼ全域にわたって開弁するようにしてもよい
。

一方、第１図に示すように、ピストンピン１５の内方寄
りにはガス溜め２１から一方のビンボス５の上部内面に
向う弁孔３５が開設され、またピストン１にはクラウン
３を貫通して弁孔３５に連通可能な還流通路３ンを形成
しである。そして、ピストンピン１５の前記８部内の適
所において還流通路３７と弁孔２５とが図示のごとく通
じ合うようにして、ここにロータリ型のｎｒｎ弁手段３
３を構成しである。開閉弁手段３３の開弁時期はピスト
ン１の下降行程のなるべく中期以後に設定される。

更に、ピストンピン１５には左右のビンボス５の下側内
面に向う通孔４１．４１が開設され、またこれらビンボ
ス５の下側には上記通孔４１と重ならないようにして油
孔４３．４３を開設しである。これらの油孔４３．４３
を第２図に示したようにガス導入通路２７の軸線上に配
置すれば、ガス導入通路２７を油孔４３を通してのドリ
ルもみによって容易に形成することができる。

実施例は以上のように構成されている。次に作用を説明
する。

ピストン１が圧縮行程にあるときく第２図）開閉弁手段
３３が閉弁した状態で開閉弁手段２３が前述した弁タイ
ミングをもって開弁する。これにより、燃焼室１２５か
ら第１．第２ピストンリング９，１１を経て漏洩してき
たブ［］−ババイスがグループ３１に受入れられたのら
連通路２９、ガス導入通路２７および弁孔２５を順次通
ってガス溜め２１に導入され、ガス溜め２１の円筒状内
面により旋転が付与される。これによってブローバイガ
スと一緒に導入されたｒｆＩＷ１油が効果的に分離され
てゆく。次いで燃焼行程に移行すると（第１図）、開閉
弁手段２３が閉弁した状態で、やがて開閉弁手段３３が
開弁する。この開弁によって燃焼ガスがガス溜め２１へ
流入するが、このときは膨張が進行して燃焼ガス圧が低
下しているので上記の流入ｍが僅少に抑えられ、したが
って出力性能への影響は極めて少い。続く排気行程（第
２図）ではｌＦｌ閉弁手段３３が閉弁するのでガス溜め
２１内のブローバイガスは保留されたまま行程を推移し
、次の吸入行程（第１図）で開閉弁手段３３が開弁する
と、上記保留され、かつ潤滑油が分離されたプロアバイ
ガスが、吸入負圧に引かれながら弁孔３５から還流通路
３７を経て燃焼空１２５側へ急速に還流される。

また一方では、クランクシャフトの回転によって生じた
潤滑油の飛沫が油孔４３からビンボス５の内面に浸透し
てピストンピン１５との間に油膜を形成するので、その
ウェットシール作用によってガス溜め２１からのブロー
バイガスの漏出が防止される。ガス溜め２１内に溜まっ
たブローバイガス内からの潤滑油は、ピストンピン１５
の往復回動に応じて通孔４１から上記油膜側に吸出され
、これがピストンピン１５の潤滑を補助しながらクラン
クケース内に還元される。

尚、ピストンピン１５の下位にもピストンリングが装着
されたピストンにあっては、プラグ１７にガス導入孔を
開設することによって導入側の開閉弁手段２３を廃除す
ることができる。また、ビンボス５の内面に、還流通路
３７の下端が開口する周溝を形成する等によって、還流
通路３７を常時ガス溜め２１に連通させるとともに、還
流通路３７に従来のようなチエツク弁、１１７　（第４
図）を設けるようにしてもよい。この場合、プラグ１７
にガス導入孔を開設した上記の実施態様を併用すれば、
ピストンピン１５とコネクティングロッド１２３とを相
対回動可能に嵌合することができる。

この実施例においては、ガス溜め２１をピストンピン１
５の内部に設けてこれら両者の設置空間が共有されたも
のとなっているので、ガス溜め２１の容積を充分大きく
とれてしかもガス溜め専用のスペースが不要となること
からピストン１の大型化が防止される。また、チエツク
弁等の独立した弁手段を装着する必要がないので、それ
だけ構成が簡易化され、更には弁の汚損によるスティッ
ク等の懸念がないので信頼性を向上させることができる
。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の構成によればブローバ
イガスのガス溜めとピストンピンとがそれらの設置空間
を共有するので、ガス溜めの容積を充分に大きくしても
、ピストン装置がいたづらに大型化することがなく、こ
れによって慣性質量の増加が抑制される結果、内燃機関
のコンパクト化を図りつつその出力性能を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の一実施例に係るピスト
ン装置の断面図であって、第１図は下降行程にあるとき
の状態を、第２図は−Ｆ昇行程にあるときの状態をそれ
ぞれ示した図、第３図は上記実施例の作動を説明するた
めの図、第４図は従来例に係るピストン装置の側面断面
説明図である。 １・・・ピストン １５・・・ピストンピン ２１・・・ガス溜め ３３・・・開閉弁手段 ３７・・・還流通路 １２３・・・コネクティングロッド １２５・・・燃焼室 １：ピストン １５：ｈ”ストンビン ３７、還流通路 代理人　弁理士　　三　好　秀　和 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コネクティングロッドが連結されるピストンピンと、ブ
   ローバイガスが導入されるガス溜めと、ガス溜めから燃
   焼室側へ通じるブローバイガスの還流通路と、還流通路
   に設けられて吸入行程で開弁する弁手段とを備えたピス
   トン装置において、前記ガス溜めを前記ピストンピンの
   内部に形成したことを特徴とする内燃機関のピストン装
   置。