JPS6128014Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関のピストン冷却装置に関す
るものであり、とくにピストン頂面裏部にオイル
を強制給排油してピストンを冷却する装置に関す
るものである。

内燃機関の燃費を改善するためには、高圧縮比
化が効果的であるが、高圧縮比化をはかつた場合
ノツキングが発生し易くなる。ノツキングの発生
を防止するためには、燃焼室壁の壁面の温度を下
げることが効果的であり、この意味でピストンの
頂面の温度を低減することが望まれる。

ピストンの冷却に際しては、ピストンの頂面温
度を効率よく低減できることが望ましいことは勿
論であるが、この要望以外に、ピストンに熱的な
ゆがみを生じさせて摺動性を悪くさせないように
均一な冷却が行なわれること、および最も高温と
なる点火プラグに近い中央部を外周部に比べてよ
り強く冷却でき、ピストン頂面の温度をより平均
化することが望まれる。

ところで、従来のピストン冷却においても、ピ
ストン裏面にチヤンバ設け、このチヤンバに冷却
用オイルを給排油する形式の冷却装置は提案され
ているが（たとえば特開昭48−18622号）、従来の
冷却装置は、単にピストン裏面に冷却用オイルを
循環するだけで、その冷却効率は必ずしもよいも
のとはいえなかつたばかりでなく、上記の要望、
すなわち、ピストン頂面の均一冷却、とくにピス
トン中央部の冷却強化には何ら考慮が払われてい
なかつた。

本考案は、上記の問題を解消するために、オイ
ルとオイルチヤンバ壁面の熱交換機能を上昇させ
て効率よくピストン頂面裏部を冷却するととも
に、ピストン頂面温度をできるだけ均一に冷却
し、かつ温度の高い中央部をできるだけ強く冷却
できるピストンの冷却装置を提供することを目的
とする。

この目的を達成するために、本考案のピストン
の冷却装置にあつては、ピストン頂面裏部に横断
面が円形で、中央部下部にオイル出口をもつオイ
ルチヤンバが設けられている。該オイルチヤンバ
外周部には、チヤンバの円周方向にかつ水平方向
に向けてオイル噴出口が設けられている。該噴出
口からチヤンバ内に強制給油されたオイルは、チ
ヤンバ内で自然渦流となり、ピストン裏面を外周
部から回流して順に内周部に流れ、ピストン裏面
全面と必ず接触してピストンを均一にかつ効率よ
く冷却し、かつ内周部に流れが移るにしたがつて
流速が速められて冷却効果を増し、中央部をより
強く冷却し特殊形状の出口からコンロツドに邪魔
されることなく排出され、この流れによつて上記
目的を達成するようになつている。

以下に、本考案の望ましい実施例を図面を参照
しながら説明する。

第１図は、本考案の実施例装置の縦断面を示し
ている。ピストン１の頂面１ａの裏側には、横断
面が円形の空間からなるオイルチヤンバ２が形成
されている。オイルチヤンバ２はピストン頂面１
ａの裏面のほゞ全域に広がつており、その外周部
分は第１、第２ピストンリングの溝底近傍にまで
延びている。オイルチヤンバ２の高さは外周部か
ら中央部に移行するにしたがつて次第に小となつ
ており、中央部程高さが絞られている。

オイルチヤンバ２の外周部には、オイルをオイ
ルチヤンバ２内に強制的に給油するノズル５が設
けられている。ノズル５はオイルチヤンバ２の円
周方向、すなわち接線方向に向いており、かつ望
ましくは水平方向に向いている。ノズル５の下端
はオイルチヤンバ２の下壁１ｂから下方に突出し
ており、この突出部はコンロツド４のスモールエ
ンド４ａに形成されたオイル通路口４ｂとフレキ
シブルチユーブ６にて連結されている。コンロツ
ド４にはオイル供給通路４ｃが形成されており、
図示しないシリンダブロツク内のオイルギヤラ
リ、クランクシヤフト内のオイル通路を通つた圧
油が送られてくるようになつている。

オイルチヤンバ２の中央部には、下壁にオイル
排出口３が設けられている。オイル排出口３は下
にいくにしたがつて半径が拡大する円錐台状の穴
から成つている。

上記の構成を有する装置においてピストン冷却
は次のように行なわれる。まず、コンロツド４の
冷却通路４ｃから送られてきた圧油は、フレキシ
ブルチユーブ６よりノズル５を通つてチヤンバ２
内に噴出される。

チヤンバ２内に噴出されるオイルは円周方向に
噴出されるので１周目はチヤンバ外周壁に沿つて
流れ、周壁に沿つて回流してノズル５のところに
戻つてきた流れは２周目に１周目の内側に沿つて
流れ、これを順に繰り返して巻回しながら内周部
へと移行し、やがて中央部に至つて、オイル排出
口３から排出される。したがつて、オイルはピス
トン裏面全面と必ず順に接触し、効率よく冷却し
ながら流れる。また、円周方向にピストンは均一
に冷却されることにもなる。

チヤンバ２内のオイルの流れは自然渦の状態を
形成しているので、オイルは中央部に近づくにし
たがつて角速度を増し、中央近傍の角速度が最も
速く、それだけ冷却効果も増すこととなる。この
ため、ピストンは半径方向には中央部に近づくに
つれ冷却強化されることとなり、中央部の温度が
高くなる傾向にあるピストン頂面の温度分布は半
径方向に平均化されることになる。

オイル排出口３から排出されるオイルは、流線
が円周方向に向いた渦流であるから、排出口３の
特殊形状と相まつて半径方向外方に飛散され、ピ
ストンのスカート部を内面から冷却するととも
に、コンロツド４に当たることもないので流出が
邪魔されることがなく、円滑に流出する。

以上の通りであるから、本考案の内燃機関のピ
ストン冷却装置によるときは、オイルチヤンバ内
のオイルの自然渦流を利用して、オイルチヤンバ
上面との全面接触による冷却効果の向上、円周方
向流れによる円周方向均一冷却、中央部の流速増
加による中央部の冷却強化、をはかることができ
る。したがつて、本考案のピストンの冷却装置に
より、ピストン頂面を全面にわたつて効率よく、
かつ温度の高い部分がとくに強く冷却されるよう
に、円周方向にも半径方向にも均一化をはかつた
冷却が得られる。

また、このピストン冷却を通して、ノツキング
の抑制がはかられ、燃費の改善、軸トルクの向上
等の機関の性能向上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案のピストンの冷却装置の縦断
面図、第２図は、第１図における−線に沿う
部分断面図、第３図は、第１図における−線
に沿う横断面図である。 １……ピストン、１ａ……ピストン頂面、２…
…オイルチヤンバ、３……オイル排出口、４……
コンロツド、５……ノズル、６……フレキシブル
チユーブ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ピストン頂面の裏部に、横断面が円形で中央
   部下部にオイル排出口をもつオイルチヤンバを
   設け、該オイルチヤンバの外周部に噴出方向が
   円周方向に向いているオイル供給用ノズルを設
   けたことを特徴とする内燃機関のピストン冷却
   装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項に記載の内燃
   機関のピストン冷却装置において、オイルチヤ
   ンバの高さが外周部より中央部に向けて小さく
   絞られているもの。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項に記載の内燃
   機関のピストン冷却装置において、オイルチヤ
   ンバのオイル排出口の形状が上部から下部に向
   けて径が拡大されているもの。