JPH0538341U - ピストンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 配置位置に制約があるオイルジェットからピ
ストンの背面に冷却用の油を噴射する際に、この油がピ
ストン背面で偏流することなく、より均等にピストン背
面に分配されるようにしピストンの冷却装置を提供す
る。 【構成】 ピストンの下方にオイルジェットを有する内
燃機関において、ピストンピンの軸線方向と交差する方
向に、ピストンの背面にリブを突設すると共に、ピスト
ンピンとコンロッドの運動面を避ける方向に前記オイル
ジェットの噴射口を開口した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関のピストンの冷却装置に関し、更に詳細には、ピストンの 背面に油を噴射してピストンを冷却する冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関の運転時には、ピストンが燃焼熱により高温に熱せられ、潤滑油が炭 化してピストンに付着してリングスティックの原因となったり、トップランドに 付着し、いわゆるハードカーボンとなり、ライナーを鏡面化させるという問題が ある。このライナーが鏡面化すると、リングのシール性が低下して機関出力が低 下し、また、オイル消費を増大させる要因となる。そのため、例えば、実開昭56 −132349号公報に記載されているように、ピストンの下方に配置したオイルジェ ットから冷却用の油を噴射させ、ピストンを背面から冷却することが、従来から 行われている。

【０００３】 図８〜図９によって、オイルジェット１によるピストン２の従来の冷却手段の 概要を説明する。図において、オイルジェット１は、各ピストン２ごとに、ピス トン２の下方に配置したオイルギャラリ４に取り付けられ、オイルギャラリ４か ら供給される油を、ピストン２の背面６に向かって噴射するようにしている。こ のオイルジェット１は、取り付けスペースの制約から、図８に実線で示すように 、それぞれのピストン２に対して、内燃機関（図示せず）のフロント側Ｆに取り 付け、内燃機関のリア側Ｒに向かう斜め上方に油を噴射させるか、又は、図８に ２点鎖線で示すように、リア側Ｒに取り付け、内燃機関のフロント側Ｆに向かう 斜め上方に油を噴射させるようにしている。なお、図８の８は、ピストンピン及 びクランク軸（いずれも図示せず）の配置方向を示す。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前記したように、オイルジェット１からの噴射された油は、図９に示すように 斜め上方に向かう噴流10となるために、油がピストン２の背面６に当たる位置は 、ピストン２の上死点Ｈから下死点Ｌにかけて、位置ａから位置ｂに移動するが 、油の噴射方向が一定であるために、背面６上を流れる油の流れ方向12は、オイ ルジェット１の取り付け位置の反対側に向かう一方向に偏ってしまう。したがっ て、図８に実線で示した位置にオイルジェット１を取り付けた場合には、ピスト ン２のフロント側Ｆの冷却効果がリア側Ｒのそれより劣るようになり、均一な冷 却を行うことができないという問題がある。

【０００５】 また、例えば、実開昭51− 45535号公報や実開昭56−132349号公報に記載され ているように、ピストン背面に補強リブを設け、ピストンの偏磨耗などを防止し た構造のピストンを使用して、前記のように、このタイプのピストン背面に油を 噴射してピストンを冷却しようとすると、リブが油の流れを遮断してしまうため に、前記した冷却の偏りを更に悪化させるという問題がある。

【０００６】 本考案は、以上の問題に着目してなされたものであり、前記従来のように配置 位置に制約があるオイルジェットからピストンの背面に冷却用の油を噴射する際 に、この油がピストン背面で偏流することなく、より均等にピストン背面に分配 されるようにしたピストンの冷却装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するための本考案に係るピストンの冷却装置は、ピストンの下 方にオイルジェットを有する内燃機関において、ピストンピンの軸線方向と交差 する方向に、ピストンの背面にリブを突設すると共に、ピストンの上死点近傍に おいて、前記リブを挟んでオイルジェットの配置位置と反対側のピストン背面に 主として油が供給され、また、ピストンの下死点近傍において、前記リブを挟ん でオイルジェットの配置位置と同じ側のピストン背面に主として油が供給される ように、ピストンピンとコンロッドの運動面を避ける方向に前記オイルジェット の噴射口を開口した構成である。

【０００８】 尚、オイルジェットから噴射される油は、前記リブの両側に供給されるため、 ピストンの移動範囲のかなりの部分で、噴射流の少なくとも一部がリブに衝突す る。したがって、リブの横断面形状は、特に限定しないが、油がリブのいずれの 部分に衝突しても、衝突した油が背面側に向かい、また、リブの横断面に沿って 流れ易くするために、曲面状とすることが好ましい。

【０００９】

【作 用】

本考案のピストンの冷却装置は以上の構成を有しており、ピストンピンの軸線 方向と交差する方向に、ピストンの背面にリブを突設し、更に、ピストンピンと コンロッドの運動面を避ける方向にオイルジェットの噴射口を開口しているので 、このリブを挟んでオイルジェットの配置位置と反対側のピストン背面、または 、このリブを挟んでオイルジェットの配置位置と同じ側のピストン背面に噴射さ れた油が、ピストン背面の形状、或いはピストンの上下動による慣性力によって ピストンの背面を流れる際に、一方向に多く集中する偏流が起こることを防止し 、ピストン背面を均等に冷却させる作用がある。

【００１０】

【実施例】

以下添付の図を対照して、実施例により本考案を具体的に説明する。 実施例１のピストンの冷却装置は、図１，図２に示すように、ピストン２の背 面６のほぼ中央部分を横断してリブ14を突設し、また、オイルジェット１をピス トン２におけるエンジンのフロント側Ｆに配置したものである。そして、油の噴 流10の方向は、ピストン２が上死点Ｈに達すると、大部分の油の供給位置ａは、 ピストン２におけるエンジンのリア側Ｒとなり、また、ピストン２が下死点Ｌに 達すると、大部分の油の供給位置ｂが、前記フロント側Ｆとなるようにした。ま た、リブ14の横断面形状は、図１に示すように曲面からなる凸状をなし、裾部も 、背面６との間を丸みを有する面取り状に形成した。なお、前記噴流10は、実際 は、所定の広がり角をもって噴射されるので、図１の位置ａ，ｂは、点ではなく 、一定の広がりを持った領域となる。

【００１１】 次に、実施例１の冷却装置の動作を説明する。まず、ピストン２が上死点Ｈ付 近に在る場合には、大部分の油がリブ14を挟んでオイルジェット１と反対側の位 置ａに供給される。したがって、ピストン２の背面６を流下する油16₁ は、この 背面６における前記リア側Ｒを冷却する。また、ピストン２が下死点Ｌ付近に在 る場合には、大部分の油がリブ14を挟んでオイルジェット１と同じ側の位置ｂに 供給される。したがって、ピストン２の背面６を流下する油16₂ は、この背面６ における前記フロント側Ｆを冷却することとなる。

【００１２】 そして、ピストン２の上死点Ｈと下死点Ｌの中間点において、リブ14の幅のい ずれの部分に当たった噴流10も、図２に示すように、ピストン２のフロント側Ｆ とリア側Ｒとに振り分けられ、それぞれ供給された側の背面６を流れながらピス トンをより均等に冷却し、フロント側Ｆとリア側Ｒとの冷却効果をほぼ等しくす ることができる。したがって、ピストン２の最高温度を、従来のものより10〜20 ℃低減させ、ピストンリング（図示せず）のスティックを防止し、トップランド 18に局部的に付着するハードカーボン量も低減することができ、オイル消費量を 減少させることができた。

【００１３】 以上の説明は、オイルジェット１を、ピストン２におけるエンジンのフロント 側Ｆに取り付けた場合について説明したが、リア側Ｒに取り付けても、前記実施 例と同様の好ましい結果を得ることができる。 次に図３によって、前記の実開昭51− 45535号公報に記載の冷却装置に本考案 を適用した実施例２を説明する。図３は、リブ14を設けた方向の断面を示してお り、また、図１に示すようにピストン２の位置（上死点と下死点とにわたる）を 特に明示しないで示している。この場合のリブ14は、ピストン２の背面６の形状 に沿って形成すると共に、その高さを要部においてほぼ同じとした。

【００１４】 実開昭51− 45535号公報に記載の手段は、ピストン２の背面６の高さを、噴流 10が当たるイ側が低く、反対のロ側が高くなるように形成し、噴流10がこの背面 ６に当たると、油の流れ12は、ロ側に向かって流れ、また、ピストンの下降行程 では、慣性力の作用で、同様にロ側に油を押し上げる力を作用させるようにした ものである。したがって、油をイの位置に噴射することによって、ピストン２の 背面６の傾斜方向に油を分散させることができる。しかも、本考案に係る前記リ ブ14は、実施例１の説明で明らかなように、噴流10を、リブ14の手前側と、反対 側（図２を参照）とに振り分けて背面６に供給するので、背面６の傾斜方向のみ ならず、これと垂直な方向に対しても油を広く分配することができ、更に均等な 冷却効果を発揮させることができる。

【００１５】 次に、図４〜図７によって、実施例３の冷却装置を説明する。実施例３のピス トンは、背面６に開口するキリ穴20, 22, 24, 26をピストン２に形成し、このキ リ穴20, 22, 24, 26内に油を供給して、ピストン２内部の冷却効果を向上させた ものである。図５に示すように、背面６はピンボス28の間に傾斜して形成されて おり、そのほぼ中央部を横断するようにリブ14を突設している。そして、噴流10 が直接キリ穴20, 22に噴射されるように、背面６が低く形成されている部分に、 リブ14に対して対称的に配置し、キリ穴24, 26は、背面６の高い位置に配置した 。また、リブ14の幅は、図６及び図７に示したように、広い範囲に油を供給する と共に、キリ穴24, 26に向かって、油の流れ12が集中するように、イ側で狭く、 ロに近づくほど幅広に形成した。そして、オイルジェット１は、図５に示すよう に、キリ穴20とキリ穴22との間に、ピストン２の位置に応じて油を分配できるよ うに配置した。

【００１６】 次に、この実施例における背面６に供給された油の動作を説明する。ピストン ２が下死点付近に在るときは、油はキリ穴20に向かって噴射し、キリ穴20内に油 を流入させ、ピストン２を内部からも冷却する。そして、ピストン２が上死点に 向かうに従って、油の供給方向はリブ14側に移動し、更にリブ14を越えてキリ穴 22側に移動する。この間、背面６に供給された油は、噴流10の勢いで背面６の傾 斜面をキリ穴24, 26に向かって流れる（図５の符号12）。ピストン２が上死点に 達すると、キリ穴22の周辺に集中して油が供給され、噴流10の勢いと、ピストン ２の下降時の慣性力によってキリ穴22内に油を流入させ、更に、下降行程では、 背面６の油と浮遊する油滴をキリ穴24, 26に集めることができる。そして、これ らの油をキリ穴24, 26内に流入させ、背面６及びピストン２の内部から冷却する 。この間、リブ14は、オイルジェット１と同じ側に供給された油と、反対側に供 給された油とが混合することを防止し、ピストン２に対し、均等な冷却を行わせ るように作用する。したがって、冷却効率を効果的に高めることができる。

【００１７】

【考案の効果】

本考案のピストンの冷却装置は、ピストンの下方にオイルジェットを有する内 燃機関において、ピストンピンの軸線方向と交差する方向に、ピストンの背面に リブを突設すると共に、ピストンの上死点近傍において、前記リブを挟んでオイ ルジェットの配置位置と反対側のピストン背面に主として油が供給され、また、 ピストンの下死点近傍において、前記リブを挟んでオイルジェットの配置位置と 同じ側のピストン背面に主として油が供給されるように、ピストンピンとコンロ ッドの運動面を避ける方向に前記オイルジェットの噴射口を開口したので、以下 の効果を奏することができる。

【００１８】 ピストンピンの軸線方向と交差する方向に、ピストンの背面にリブを突設し、 更に、ピストンピンとコンロッドの運動面を避ける方向にオイルジェットの噴射 口を開口しているので、このリブを挟んでオイルジェットの配置位置と反対側の ピストン背面、または、このリブを挟んでオイルジェットの配置位置と同じ側の ピストン背面に噴射された油が、ピストン背面の形状、或いはピストンの上下動 による慣性力によってピストンの背面を流れる際に、一方向に多く集中する偏流 が起こることを防止し、ピストン背面を均等に冷却させることができる。

【００１９】 また、オイルジェットの取り付け位置の制約から起こる油の偏流を防止すると 共に、ピストンの背面に均等に冷却用の油を分散させ、ピストンの温度むらをよ り少なくすることができるので、潤滑油が炭化してピストンに付着することによ る、リングスティックの発生や、シリンダライナーの鏡面化を防止することがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例１のピストンの冷却装置の構造
及び作用を説明するための縦断面図である。

【図２】図１において油が分配される様子を説明する図
である。

【図３】本考案の実施例２のピストンの冷却装置を説明
する縦断面図である。

【図４】本考案の実施例３のピストンの冷却装置の縦断
面図である。

【図５】図４の底面図である。

【図６】図４のVI−VI線断面図である。

【図７】図４のVII−VII線断面図である。

【図８】従来例によるピストンの冷却装置の概要を説明
するための底面図である。

【図９】図８の冷却装置の欠点を説明するための縦断面
図である。

【符号の説明】

１ オイルジェット ２ ピストン ６ 背面 ８ ピストンピン
の配置方向 10 噴流 12 油の流れ 14 リブ 28 ピンボス Ｆ フロント側 Ｒ リア側 Ｈ 上死点 Ｌ 下死点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｆ 3/00 Ｋ 8503−3Ｇ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンの下方にオイルジェットを有す
   る内燃機関において、ピストンピンの軸線方向と交差す
   る方向に、ピストンの背面にリブを突設すると共に、ピ
   ストンの上死点近傍において、前記リブを挟んでオイル
   ジェットの配置位置と反対側のピストン背面に主として
   油が供給され、また、ピストンの下死点近傍において、
   前記リブを挟んでオイルジェットの配置位置と同じ側の
   ピストン背面に主として油が供給されるように、ピスト
   ンピンとコンロッドの運動面を避ける方向に前記オイル
   ジェットの噴射口を開口したピストンの冷却装置。