JP2804056B2 - 内燃機関のための冷却された筒形ピストン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の内燃機
関のための冷却された筒形ピストンに関する。

米国特許第4180027号明細書に基づき公知のこのよう
な形式のピストンでは、ピストンヘッドをその全周にわ
たって均一に冷却する点に問題が生じる。一般にピスト
ンヘッドの冷却は、冷却オイルが噴射される範囲におい
て、冷却オイル噴射部とは反対の側の範囲におけるより
も強力に行なわれる。この理由から、噴射個所から遠ざ
かるにつれてピストンヘッドの冷却オイル室を拡大させ
ることが、特開昭56−124650号公報に基づいて公知であ
る。冒頭で述べた形式のピストンにおいても、このこと
は同じく望ましい。

このためには、環状の冷却オイル室を、冷却オイルの
噴射個所から大きく遠ざけられて位置する範囲で拡大さ
せることが必要となる。しかしながら、いわゆるジョイ
ントピストン、つまりピストン上部とスカート部とから
枢着的に組み立てられるピストンの場合には、上記要求
を容易に実現することができない。それというのは、ボ
スのために必要となる所要スペースが冷却オイル室の拡
大を妨げているからである。この所要スペースはピスト
ンの組立て時にスカート部に確保されなければならな
い。

本発明の課題はこのような欠点を回避することであ
る。

この課題は請求項１の特徴部に記載の、ピストンスカ
ート上端部に設けられたオイル捕集ポケットの構成によ
り解決される。

ピストンスカートに設けられたオイル捕集ポケットの
構成の有利な実施態様は請求項２以下に記載されてい
る。

図面には１実施例が示されている。第１図はピストン
ピンの軸線の方向で断面したピストンの断面図を示して
おり、 第２図はピストンピン軸線に対して垂直に断面したピ
ストンの断面図を示しており、 第３図はＩ−Ｉ線に沿って断面して矢印の方向から見
たピストンスカートの平面図を示している。

ピストンヘッド１とピストンスカート２とはピストン
ピン（図示しない）を介してのみ互いに結合されてい
る。

半径方向外側でピストンヘッド１の内部に設けられた
環状室３は、ピストン下端部の方向で、ピストンスカー
ト２の上端部に設けられたオイル捕集ポケット4a,4b,9
によって部分的にカバーされている。

第３図の線５は、ピストンヘッド１に設けられたボス
６の、ピストンの組み立てられた状態における、つまり
オイル捕集ポケットの下方に位置した状態における、ピ
ン軸線に対して直角な方向における最大幅を示してい
る。一点鎖線７では、ピストンスカート２をピストンヘ
ッド１に、ボス６を越えて組み付ける際のボス６の最大
幅の位置が示されている。第３図から明らかなように、
ピストンのスラスト−反スラスト方向で互いに向かい合
って位置する両オイル捕集ポケット4a,4bのうちの、冷
却オイルの噴射ノズル８から大きく遠ざけられて位置す
る方のオイル捕集ポケット4bは環状室３をカバーする範
囲に関して、噴射ノズル８の近くに位置する方のオイル
捕集ポケット4aよりも大きく形成されていて、しかもこ
のオイル捕集ポケット4bは、ピストンが組み立てられた
状態においてボス６の上方で、半径方向内側に向かって
ボス６の最大幅の位置（線５の破線部分）を越えて突入
している。このことは、既に冒頭でも述べたように従来
の構成では不可能であった。なぜならば、ピストンスカ
ートはピストンヘッドへの組付け時に下方からピストン
ヘッドに被せ嵌められるので、このときにピストンヘッ
ドのボスがこのようなオイル捕集ポケットの障害物にな
って組付けが不可能となるからである。

本発明によれば第３図から判るように、反対の側に位
置するオイル捕集ポケット4a、つまり冷却オイルの噴射
ノズル８の位置する側に設けられたオイル捕集ポケット
4aが相応して小さく形成されていることにより、ピスト
ンスカート２は組付け時にピストンのスラスト−反スラ
スト方向においてピストンスカート２の中心軸線とピス
トンヘッド１の中心軸線とが互いにずらされた状態で、
ピストンヘッド１のボス６を越えて装着することができ
る。すなわち、ピストンスカート２とピストンヘッド１
とを組み付ける際にボス６は第３図の一点鎖線７を示し
た位置をとりながら、オイル捕集ポケット4bの傍らを通
って押し込まれる。このとき、第３図に示したように、
ピストンヘッド１の中心軸線とピストンスカート２の中
心軸線とは合致しておらず、スラスト−反スラスト方向
で所定の量だけ互いにずらされている。第３図には２つ
の軸線交点が示されており、この場合、第３図で見て下
側の小さな軸線交点は、組付け時におけるピストンヘッ
ド１の中心軸線を表しており、このときにボス６は一点
鎖線７で示した位置を占める。こうしてボス６がオイル
捕集ポケット4bの障害物となることなくピストンスカー
ト２がピストンヘッド１に被せ嵌められた後に、つまり
オイル捕集ポケットがボス６の傍らを通過してボス６の
上方にまで押し込まれた後に、ピストンスカート２を再
び半径方向で、ピストンヘッド１の中心軸線とピストン
スカート２の中心軸線とが合致するように移動させるこ
とができる。このときに、環状室３をカバーする範囲に
関して大い方のオイル捕集ポケット4bは、スラスト−反
スラスト方向で半径方向内側に向かってボス６の最大幅
の位置（第３図の線５の破線部分参照）を越えて距離10
だけ突入することができる。このような組付けを可能に
するためには、ピストンの組立てが完了した状態で見て
ボス６の反対の側において、オイル捕集ポケット4aとボ
ス６との間に、スラスト−反スラスト方向で上記距離10
よりも大きな距離11が与えられていなければならない。
これによって組付け時ではボス６の位置を小さい方のオ
イル捕集ポケット4aの方向にずらすことができるので、
ボス６は第３図に一点鎖線７で示したように、大きい方
のオイル捕集ポケット4bの障害物になることなくこのオ
イル捕集ポケット4bの傍らを通って押し込まれる。

環状室３内に噴射したい冷却オイルはオイル噴射ノズ
ル８を通じてオイル捕集ポケット4aの傍を通ってピスト
ンヘッド１の環状室３に噴射される。この場合、第３図
から明らかであるように、冷却オイルは、ピストンスカ
ート２における、ピストン長手方向軸線とピン長手方向
軸線とを同時に含むように形成された仮想平面Ｅの片側
でのみ噴射される。すなわち、ピストンピン軸線に対し
て垂直に断面した断面図を示す第２図で見てピストンピ
ンの傍らの左側で冷却オイルを噴射するか、あるいは右
側で冷却オイルを噴射する唯一つのオイル噴射ノズルし
か設けられていない。スラスト−反スラスト方向でオイ
ル噴射ノズル８に並んで位置するオイル捕集ポケット4a
の、環状室３の真下に位置する範囲の占める面積および
体積は、ピストンスカート２の中心点を挟んで向かい合
って位置する反対の側の、つまり冷却オイルの噴射ノズ
ル８から遠い方のオイル捕集ポケット4bの、環状室３の
真下に位置する範囲の占める面積および体積よりも著し
く小さく形成されている。こうして、環状室３をカバー
する範囲に関して大きい方のオイル捕集ポケット4bに基
づき、環状室３への冷却オイルの流入範囲から最も大き
く遠ざけられて位置する範囲において、シェーキング、
つまり振盪のために提供される冷却オイルが、高められ
た量で提供されることが達成される。こうして、ピスト
ンヘッド全周にわたって冷却の均等化が得られる。

本発明によれば、ピストンのスラスト−反スラスト方
向に位置する両オイル捕集ポケット4a,4bのうち、環状
室３への冷却オイルの流入範囲に位置する方のオイル捕
集ポケット4aをボス６に対応する個所で小さく形成する
ことによって、ピストンヘッド１の中心軸線とピストン
スカート２の中心軸線とをスラスト−反スラスト方向で
所定の量だけ互いにずらした状態で組立てを行うことが
可能となることに基づき、環状室３への冷却オイルの流
入範囲から遠い方のオイル捕集ポケット4bの、環状室３
がカバーする範囲も問題なく拡大させることが実現され
ている。

ピストンのスラスト−反スラスト方向に位置する両オ
イル捕集ポケットのうちの大きい方のオイル捕集ポケッ
ト4bは、ピンの方向に位置する別の両オイル捕集ポケッ
ト９と周方向で接続されていてよい。

捕集された冷却オイルのできるだけ多くを、ピストン
スカート２の中心点を挟んで噴射個所に向かい合って位
置する反対の側に案内できるようにするには、オイル捕
集ポケット９および4bの深さを周方向で変動させること
ができる。この場合、オイル捕集ポケット9,4bの深さは
冷却オイルを案内するために、噴射個所とは反対の側に
向かって増大する。この場合に、オイル捕集ポケット4
a,4bのうちの大きい方のオイル捕集ポケット4bが、ピン
の方向に位置する両オイル捕集ポケット９と接続され
て、一貫して延びる単一のオイル捕集ポケットを形成し
ていると特に有利である。

ピストンヘッド１を外側の環状室３でのみ冷却するの
ではなく、ピストンヘッド１の中央部でも冷却するため
には、小さい方のオイル捕集ポケット4aが半径方向内側
に向かって環状室３の位置を越えて突入していてよい。
これにより、このオイル捕集ポケット4aのは形方向内側
に位置する範囲から冷却オイルを直接にピストンヘッド
１の中央部にシェーキングにより供給することができ
る。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ）ピストンピンを介して互いに枢着結合
   されている、互いに別個のピストンヘッド（１）とピス
   トンスカート（２）とを備えた内燃機関のための冷却さ
   れた筒形ピストンであって、 ｂ）ピストンヘッド（１）が、ピストンピンを受容する
   ためのボス（６）を有していて、該ボス（６）がピスト
   ンスカート（２）の内部に突入しており、該ピストンス
   カート（２）の内部で、ピストンのトラスト−反スラス
   ト方向に延びるボス（６）の幅に関して、ピストンヘッ
   ド（１）に面したピストンスカート（２）の上端部の近
   くに位置する範囲が、該範囲よりも下方に位置する範
   囲、つまりピストンスカート（２）の下端部の方向に位
   置する範囲よりも小幅に形成されており、 ｃ）ピストンスカート（２）が、ピストンヘッド（１）
   に設けられたボス（６）内に案内されたピストンピンを
   受容するための互いに向かい合って位置する２つの孔を
   有しており、 ｄ）ピストンヘッド（１）に半径方向外側で、ピストン
   スカート（２）に向かって開いた環状室（３）が設けら
   れており、 ｅ）該環状室（３）が、ピストンスカート（２）の、ピ
   ストンヘッド（１）に面した上端部に設けられた複数の
   オイル捕集ポケット（4a,4b,9）によって少なくとも部
   分的にカバーしており、 ｆ）該オイル捕集ポケット（4a,4b,9）の傍を通って、
   オイル噴射ノズル（８）からピストンスカート下端部を
   通じて導入される冷却オイル噴流がピストンヘッド
   （１）の前記環状室（３）内へ噴射されるようになって
   おり、 ｇ）冷却オイルが、ピストンスカートにおける、ピスト
   ン長手方向軸線とピン長手方向軸線とを同時に含むよう
   に形成された仮想平面（Ｅ）の片側でのみ噴射される 形式のものにおいて、ピストンが組み立てられた状態に
   関して、 ｈ）ピストンスカート（２）に設けられたオイル捕集ポ
   ケットの前記環状室（３）をカバーする範囲をピストン
   長手方向軸線に対して直角に延びる平面に投影した投影
   図で見て、冷却オイルの噴射個所の位置する側に設けら
   れたオイル捕集ポケット（4a）の面積が、前記仮想平面
   （Ｅ）の反対の側に設けられたオイル捕集ポケット（4
   b）の面積よりも小さく形成されており、 ｉ）ピストンスカート（２）に設けられた小さい方のオ
   イル捕集ポケット（4a）が、半径方向でピストンヘッド
   （１）のボス（６）の間に突入する方向において、ボス
   （６）に直接に隣接する方向におけるよりも大きく形成
   されており、 ｊ）大きい方のオイル捕集ポケット（4b）が、小さい方
   のオイル捕集ポケット（4a）に比べて、前記環状室
   （３）をカバーする範囲に関して、より大きな冷却オイ
   ル収容容積を有しており、 ｋ）大きい方のオイル捕集ポケット（4b）の直接にボス
   （６）に向かい合って位置する部分範囲が、ボス（６）
   のスラスト−反スラスト方向に延びる最大幅の位置を半
   径方向内側に向かって所定の距離（10）だけ越えて突入
   しており、該距離（10）が、反対の側に位置する小さい
   方のオイル捕集ポケット（4a）と、該オイル捕集ポケッ
   ト（4a）に直接に隣接した、ボス（６）の最大幅の位置
   との間の距離（11）の比べて小さく形成されている ことを特徴とする、内燃機関のための冷却された筒形ピ
   ストン。
2. 【請求項２】ピストンスカート（２）に設けられた前記
   オイル捕集ポケット（9,4b）の深さが、ピストンスカー
   ト（２）の周面に沿って変動しており、しかも前記深さ
   が、冷却オイル噴流の噴射個所にピストンスカートの中
   心点を挟んで向かい合って位置する側に向かって増大し
   ている、請求項１記載の冷却された筒形ピストン。
3. 【請求項３】小さい方のオイル捕集ポケット（4a）が、
   半径方向内側に向かってピストンヘッド（１）のボス
   （６）の間のスペースで前記環状室（３）の位置を越え
   て突入している、請求項１または２記載の冷却された筒
   形ピストン。