JPH04134171A - 内燃機関用ピストン - 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〕 （産業上の利用分野） 本発明は、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
に関するものである。

（従来の技術） 内燃機関においては、機関部品か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られな
ければならない。シリンダボア内にあって燃焼室の壁面
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晒され、機関出力の増大に
伴う熱負荷の増大に伴い強制的冷却を要するようになっ
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１つとして、カップ状構造のピストンの内側空間側よ
り機関潤滑油をピストン冷却油としてピストン頂壁部の
裏面へ向けて噴射し、その機関潤滑油によって前記頂壁
部を冷却する油噴射式のピストン冷却装置が従来より良
く知られている。上記の如き油噴射式のピストン冷却装
置は、一般的構造のピストンにおいてもその頂壁部の裏
面に機関潤滑油を噴き付けることにより前記頂壁部の冷
却を行うことかできるため、特にピストンの変更を必要
としないが、最近では前記機関潤滑油による前記頂壁部
の冷却がより一層効果的に行われるように次のような工
夫をしたものが増えてきている。即ち前記頂壁部の裏面
に噴き付けられた機関潤滑油か前記裏面の近傍にて一旦
受止められて該機関潤滑油がピストンの上死点位置より
下死点位置への移動時に前記頂壁部の裏面に跳ね掛かる
ように頂壁部に冷却用空洞部を設けたり、或いは油受止
め部を鋳造により設けたりしたものが、そうしたピスト
ンである。その一つが特開昭６０−１９２８６０号にお
いて提案されているものである。

特開昭６０−１９２８６０号において提案されているピ
ストンの構成について説明すると、第３図はピストン頭
部断面図、第４図は第３図中の■〜■断面図である。

第３図及び第４図に基づいて説明すると、頂壁部３０及
び及び周壁部３１の外周部には２つのピストンリング溝
３２と１つのオイルリング溝３３とが設けられており、
オイルリング溝３３はオイル戻し孔３４によってピスト
ンの内側空間に連通している。

頂壁部３０にはピストン軸線に直交する横断面で見てそ
の実質的に全域に亙って延在する比較的大きい空洞部３
５か砂型中子を用いた鋳造によって形成されている。空
洞部３５はその内部に頂壁部３０の頂面３６の側に位置
する天井壁面３７と頂壁部３０の裏面３８の側に位置す
る底壁面３９とを有し、天井壁面３７と底壁面３９とは
ピストンの軸線方向に互いに対向している。天井壁面３
７と底壁面３９とは各々、中央領域においてはピストン
軸線に対し直交する方向に延在する円形の水平面になっ
ており、側周領域においてはその側周縁より中央部へ向
かうに従って上り勾配に傾斜した円錐面になっている。

空洞部３５にはその側周縁より前記円錐面部分の途中に
までピストンの径方向に延在するフィン状のリブ４０及
び４１が各々設けられている。リブ４０と４１は各々鋳
造によって形成されて天井壁面３７と底壁面３９とを互
いに一体に接続しており、リブ４０は各々ピストンの軸
線方向で見てビンボスリブ４２と整合する位置に設けら
れ、頂壁部３０の頂面側部分をビンボスリブ４２と共働
してボス部４３に接続している。リブ４１はピストン軸
線に直交する横断面で見てリブ４０に対しピストン周方
向に９０度回転変位した位置に設けられ、ピストン軸線
で見てスカート部４４に整合する位置にある。

頂壁部３０には、空洞部を形成する隔壁の裏面３８より
空洞部３５の底壁面３９に開口した複数個の砂型中子排
出用の貫通孔４５〜４８（図示された実施例においては
４個）が形成されている。４個の貫通孔４５〜４８は各
々、第２図によく示されている如く、ピストン周方向に
互いに隣接するリブ４０と４１との間に設けられており
、そのうち貫通孔４５が第１図に示されている如き油噴
射ノズル５０より機関潤滑油を供給される油供給孔とさ
れ、他の３つの貫通孔４６〜４８が空洞部３５よりオイ
ルパンへの油排出孔とされている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記構成のピストン冷却構成のものにあっ
ては、例えば第４図から明らかなように、油噴射ノズル
５０から油供給孔４５に供給された油の殆どは、対向す
る貫通孔４６を通って空洞部３５から排出されてしまう
ため、空洞部全域にわたって広く冷却油か供給されるこ
とがない。

このため空洞部内で充分な熱吸収を行なうことかできず
、冷却効率が悪いという問題点があった。

またピストンの頂部が周囲のリブ４０及び４１によって
のみ支えられているため、ピストン頂部中央の強度が弱
い。またピストン頂部中央の強度を上げようとすると、
ピストン頂部壁３７及び底壁３９を厚くしなければなら
ず、このようにするとピストンの重量が増加するという
問題があった。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ピストン頂壁部に冷却用空洞部を形成した内
燃機関用ピストンにおいて、前記冷却用空洞部の略中央
部にピストンの頂壁と冷却用空洞部の下壁とを接続する
補強用ボスを形成したことを課題解決のための手段とす
るものである。

（作用） 内燃機関用ピストンの頂壁部に形成した冷却用空洞部の
略中央部にピストン頂壁と冷却用空洞部下壁とを接続す
る補強用ボスを形成し、冷却油が空洞部全体に広がるよ
うにして冷却効率を向上させる。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例につ
いて説明する。

第１図はピストンの断面図であり、第２図は第１図中の
■〜■断面図である。第１図において２２はピストン本
体であり、このピストンの冠部１の外周にはトップラン
ド部２、セカンドランド部３、トップリング溝４、リン
グ溝５が形成されており、またピストン頂部の内側には
冷却用空洞部（オイルギヤラリ−）１０が形成されてい
る。更に冷却用空洞部１０内には第２図で明らかなよう
にリブ１１．１２か設けられていると共に、空洞部１０
の頂壁と下壁とを接続する補強用ボス１６が設けられて
いる。冷却用空洞部１０の下壁には油噴射ノズル（図示
せず）からの油を空洞部内に導くための油流入口１７と
、冷却用空洞部内の油を外に排出するための油流出口１
８と、空洞部内の油をピストンピンの軸受部に導入する
孔１９とが形成されている。

本発明のピストンは上記のように構成されているため、
図示しない油噴射ノズルから供給された油は油流入口１
７より冷却用空洞部内に導入される。冷却用空洞部１０
に導入された油は補強ボス１６を迂回するように分離し
て空洞部内に広がり、ピストン頭部の冷却を行なう。熱
を吸収した油は油流出口１８から空洞部ｌＯの外へ排出
される。また冷却用空洞部ＩＯ中の油の一部は孔１９か
らピストンピン穴２３に供給される。

〔発明の効果〕

以上述へてきたように本発明の構成によれは、次のよう
な優れた効果を奏することができる。

（１）冷却油は油流入口から冷却用空洞部に入り補強ボ
スで分離され、ピストン冠部全体から充分熱を吸収し冷
却した上で油流出口から出ることによりピストン頭部の
冷却効率か向上する。

（２）補強ボスは本来の補強リブの役目も充分果たすた
め、冷却用空洞部上下の肉厚を必要以上に厚くせずども
強度は充分確保され、軽量ピストンとなる。

（３）鋳造方法も普通の重力鋳造で湯回り性確保され（
ボスで上下が連絡している為）、欠肉、ヒケ等の鋳造欠
陥もなく肉薄鋳造できる付随効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のピストン縦断面図、第２図は第１図の
■〜■断面図、第３図は従来のピストン縦断面図、第４
図は第３図中の■〜■断面図である。 図の主要部分の説明 １−・−ピストン冠部 ２−斗ツブランド部 ３−・セカンドランド部 ４−斗ツブリング溝 ５−・・リング溝 油冷却用空洞部（オイルギヤラリ−） １２’−−−リブ 補強ボス 油流入口 油流出口 孔 ピストン本体 ピン穴 消３図 漉４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ピストン頂壁部に冷却用空洞部を形成した内燃機関用
   ピストンにおいて、前記冷却用空洞部の略中央部にピス
   トンの頂壁と冷却用空洞部の下壁とを接続する補強用ボ
   スを形成したことを特徴とする内燃機関用ピストン。