JPH05288049A - 内燃機関のピストン冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストン重量の軽量化を図り、ピストン冠面
部各位置の冷却効果のばらつきをなくす。 【構成】 ピストン冠面部１３には、周縁に設けたオ
イル流入口１６から中心に設けたオイル流出口１７へ向
かい、ピストン径方向には非連通状態に仕切られた渦巻
状の通路１８で形成したオイル流路が設けられ、該オイ
ル流路の流路断面積は略一定に形成されると共に、該流
路断面形状をピストン冠面部１３の周縁でピストン軸方
向に長い断面形状に形成し、ピストン冠面部１３の中心
に向かうにしたがって徐々にピストン径方向に長い断面
形状になるように形成される。そして、オイルジェット
管２０から上方のオイル流入口１６に向けて冷却オイル
が噴出され、オイル流路内に冷却オイルを供給し、オイ
ル流出口１７より排出するように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のピストン冷
却装置に関し、特に冷却オイルをピストン冠面部に設け
られたオイル流路に供給させピストンを冷却するピスト
ン冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関において、燃費を向上させるた
めにはピストン冠面部を冷却してノッキングを防止して
圧縮比を向上させることが有効である。そして、従来の
ピストン冠面部を冷却する冷却装置としては、例えば、
図７及び図８に示すようなものがある（実開昭５９−１
３００２０号公報参照）。

【０００３】即ち、このものは、ピストン冠面部１ａに
中空部２を形成し、該中空部２の周辺から中央に向って
上昇しながら傾斜する天井面３に渦巻状の溝４を設け、
オイルジェット管５より噴出されたピストン冷却用オイ
ルをオイル流入口６より中空部２内に供給させ、中空部
２の下壁７の中央に下方へ向けて開口するオイル流出口
８よりオイルを排出するように構成し、ピストン冠面部
１ａの冷却を行うようにしたピストン冷却装置である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の内燃機関のピストン冷却装置にあっては、ピスト
ン冠面部１ａに設けられたオイル流路が中空で構成さ
れ、ピストン冠面部１ａの断面強度を補強、確保する必
要があるため、ピストン冠面部１ａの肉厚を大きく取ら
なければならず、その分ピストン１の自重が増加し機関
出力の低下につながるといった問題点があった。

【０００５】また、オイル流路が天井面３では渦巻状の
溝４で形成されているが、ピストン径方向に隣接する溝
４相互は下方の中空空間を介して連通しているので、ピ
ストン上昇時は、オイルの流路方向が定まらず、ピスト
ン冠面部１ａの位置によりその冷却効果のばらつきが生
じるといった問題点があった。そこで、本発明はかかる
従来の問題点に鑑みなされたものであり、ピストン重量
の軽量化を図ると共に、ピストン冠面部各位置の冷却効
果のばらつきをなくした内燃機関のピストン冷却装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、以下に示す（１）及び（２）の構成とす
る。 （１）ピストン冠面部にオイル流入口とオイル流出口を
備えるオイル流路を設け、冷却オイルをオイル流入口よ
り該オイル流路内に供給してピストン冠面部を冷却する
内燃機関のピストン冷却装置において、前記オイル流路
を、ピストン冠面部の周縁に設けたオイル流入口からピ
ストン冠面部の中心に設けたオイル流出口へ向かい、ピ
ストン径方向には非連通状態に仕切られた渦巻状の通路
で形成し、該オイル流路の流路断面積を略一定にすると
共に、該流路断面形状をピストン冠面部の周縁でピスト
ン軸方向に長く、かつ、ピストン冠面部の中心に向かう
にしたがって徐々にピストン径方向に長い断面形状にな
るように形成する。

【０００７】（２）前記ピストン冠面部の肉厚を冠面部
の中心から周縁に亘って均一に形成する。

【０００８】

【作用】上記の構成によると、以下に示すような（１）
及び（２）の作用を生じる。 （１）オイルジェット管から噴射された冷却オイルは、
ピストン冠面部の周縁に設けられたオイル流入口より渦
巻状の通路で形成されたオイル流路内に供給され、該渦
巻状の通路に沿ってピストン冠面部の中心へ向って流
れ、該ピストン冠面部の中心に設けられたオイル流出口
より、下方に位置するピストンピンとコネクティングロ
ッドとの結合部にオイルは注がれ、該結合部の潤滑及び
冷却が行われる。この際、オイル流路がピストン冠面部
の周縁に設けたオイル流入口からピストン冠面部の中心
に設けたオイル流出口へ向かう渦巻状の通路によりピス
トン冠面部の横断面全体にわたって形成されているの
で、ピストン冠面部全体を隈無く確実に冷却することが
できる。

【０００９】また、渦巻状の隣接する各通路は、ピスト
ン径方向に連通することなく仕切られているので、流路
方向が一定していると同時に、仕切りがリブとして機能
しピストン冠面部の断面強度が増し、ピストン冠面部の
肉厚増加を抑制することができ、以て、ピストン重量の
軽量化を図ることができる。また、オイル流路を流路断
面積を略一定にした渦巻状の通路により形成したので、
オイル流路断面形状によるオイル圧力損失を極力抑制で
き、オイルジェット管から噴射された冷却オイルは、渦
巻状の通路内をスムーズに流れ、オイル流入口における
オイル圧力の上昇が防止され、以て、オイル流入口でオ
イルが滞ることなく充分かつ新しい油量を連続して供給
し冷却効果を高めることができる。

【００１０】更に、流路断面形状を断面周長さが極端に
変化しない範囲内でピストン冠面部の周縁でピストン軸
方向に長い断面形状に形成し、ピストン冠面部の中心に
向かうにしたがって徐々にピストン径方向に長い断面形
状になるように形成したので、ピストン冠面部の周縁で
は各通路の間隔が狭まりピストン外周部における冷却効
果を更に高めることができ、以て、機関におけるノッキ
ングの発生を防止することができる。

【００１１】（２）前記ピストン冠面部の肉厚を冠面部
の中心から周縁に亘って均一に形成したので、冷却が均
一になり冷却効果のばらつきをなくすことができる。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図に基づいて説
明する。図１において、ピストン本体１０にはピストン
ピン１１によりコネクティングロッド１２が回動自在に
接続され、その頂部にはピストン冠面部１３が形成さ
れ、側面の上部にはピストンリング溝１４、オイルリン
グ溝１５が設けられている。 ピストン冠面部１３に
は、周縁に設けたオイル流入口１６から中心に設けたオ
イル流出口１７へ向かう渦巻状の通路１８で形成したオ
イル流路１９が設けられて、渦巻状のピストン径方向に
隣接する各通路１８は、相互に連通することなく仕切り
１８ａにより完全に隔てられている。そして、この通路
１８は、図では天井面１８ｂが周縁から中心に行くにし
たがって下方に傾斜するように、底面１８ｃは同じ位置
になるように構成される。

【００１３】そして、オイル流入口１６の下方位置に
は、シリンダブロックからシリンダボア内に突出して延
びるオイルジェット管２０が設けられて、該オイルジェ
ット管２０から上方のオイル流入口１６に向けて冷却オ
イルが噴出され、オイル流路１９内に冷却オイルを供給
するように構成される。そして更に、ピストン冠面部１
３の中心に設けられたオイル流出口１６より下方に位置
するピストンピン１１とコネクティングロッド１２との
結合部にオイルは注がれ、該結合部の潤滑及び冷却が行
われる。

【００１４】また、渦巻状の通路１８で形成されたオイ
ル流路１９の流路断面積は各流路位置で略一定に形成
し、オイル流路１９を通るオイルの圧力損失を極力抑制
するように構成される。そして、該流路断面形状をピス
トン冠面部１３の周縁でピストン軸方向に長い縦長断面
形状に形成し、ピストン冠面部１３の中心に向かうにし
たがって徐々にピストン径方向に長い横長断面形状にな
るように形成される。即ち、ピストン冠面部１３の周縁
では各通路１８の間隔が狭まるように、中心では広くな
るように構成される。

【００１５】次に、作用を説明する。先ず、オイル流入
口１６からオイル流路１９内に供給された冷却オイル
は、オイル圧により周縁から中心へ向けて流れ、中心部
に集められたオイルがオイル流出口１７より排出され、
以て、オイル流路１９内には常に新しいオイルが供給さ
れることとなる。

【００１６】そして、オイル流路１９がピストン冠面部
１３の周縁に設けたオイル流入口１６からピストン冠面
部１３の中心に設けたオイル流出口１７へ向かう渦巻状
の通路１８によりピストン冠面部１３の横断面全体にわ
たって形成され、以て、冷却オイルがピストン冠面部１
３の横断面全体に行き渡りピストン冠面部１３全体を隈
無く確実に冷却することができる。

【００１７】また、渦巻状の隣接する各通路１８は、相
互に連通することなく仕切１８ａにより隔てられ、仕切
１８ａがリブとして機能しピストン冠面部１３の断面強
度が保たれ、ピストン冠面部１３の肉厚増加を抑制する
ことができ、以て、ピストン重量の軽量化を図ることが
できる。また、オイル流路１９は流路断面積を略一定に
し、且つ断面周長さの変化を極力抑制した渦巻状の通路
１８により形成されオイルの圧力を極力抑制したため、
オイルジェット管２０から噴射された冷却オイルが、渦
巻状の通路１８内をスムーズに流れ、オイル流入口１６
におけるオイル圧力の上昇を防ぐことができ、以て、オ
イル流入口１６でオイルが滞ることなく充分な油量を連
続して供給し冷却効果を高めることができる。

【００１８】更に、オイル流路１９断面形状はピストン
冠面部１３の周縁で縦長断面形状になるよう、ピストン
冠面部１３の中心に向かうにしたがって徐々に横長断面
形状になるように形成し、ピストン冠面部１３の周縁で
は各通路１８の間隔が狭まりピストン外周部における冷
却効果を高めることができ、以て、機関におけるノッキ
ングの発生を効果的に防止することができる。

【００１９】次に、本発明に係る他の実施例を図３〜図
６に基づき説明する。先ず、図３に示すものは、ピスト
ン冠面部１３の冠面１３ａの形状に合わせて通路１８の
位置を上下に移動させたもので、ピストン冠面部１３の
肉厚を均一にするために、通路１８の天井面１８ｂを同
一平面状に位置させ、その代わりに通路１８の底面１８
ｃを周縁に行くにしたがって下方に延ばしたものであ
る。

【００２０】これにより、冷却を均一にできると共に、
ピストン冠面部１３の余分な肉厚を無くすことができ、
ピストン重量の軽量化を更に図ることができる。次に、
図４に示すものは、ピストン冠面部１３の冠面１３ａの
形状がなだらかな逆円弧状で形成されたもので、ピスト
ン冠面部１３の肉厚が均一になるように、通路１８の天
井面１８ｂ及び底面１８ｃを夫々周縁に行くにしたがっ
て上方向及び下方向に延ばしたものである。

【００２１】これにより、冷却を均一にできると共に、
前記のものに比べ更にピストン冠面部１３の余分な肉厚
を無くすことができ、ピストン重量の軽量化を更に図れ
る。次に、図５及び図６に示すものは、クランクシャフ
ト２２内に設けられたオイル流路２２ａより供給された
冷却オイルを、コネクティングロッド１２内に設けられ
たオイル流路１２ａ及びピストンピン１１内に設けられ
たオイル流路１１ａを経由して、ピストンピン孔内に設
けられたオイル流通溝２３及びオイル圧送路２１よりオ
イル流路１９内に供給するものである。

【００２２】これにより、前記のオイルジェット管から
噴射するものに比べ、確実に冷却オイルをオイル流路１
９内に供給することができ、その冷却効果を更に高める
ことができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オイル流路がピストン冠面部の周縁に設けたオイル流入
口からピストン冠面部の中心に設けたオイル流出口へ向
かう渦巻状の通路によりピストン冠面部の横断面全体に
わたって形成されているので、ピストン冠面部全体を隈
無く確実に冷却することができ、以て、ピストン冠面部
各位置での冷却効果のばらつきをなくすことができる。

【００２４】また、渦巻状の隣接する各通路は、相互に
連通することなく仕切により隔てられているので、仕切
がリブとして機能しピストン冠面部の断面強度が保た
れ、ピストン冠面部の肉厚増加を抑制することができ、
以て、ピストン重量の軽量化を図ることができる。ま
た、オイル流路を流路断面積を略一定にした渦巻状の通
路により形成しオイルの圧力損失を極力抑制したので、
オイルジェット管から噴射された冷却オイルは、渦巻状
の通路内をスムーズに流れ、オイル流入口におけるオイ
ル圧力の上昇を防ぐことができる。

【００２５】更に、流路断面形状をピストン冠面部の周
縁でピストン軸方向に長い断面形状に形成し、ピストン
冠面部の中心に向かうにしたがってピストン径方向に長
い断面形状になるように形成したので、ピストン冠面部
の周縁では各通路の間隔が狭まりピストン外周部におけ
る冷却効果を高めることができ、以て、機関のノッキン
グの発生を防止することができる。

【００２６】また、ピストン冠面部の肉厚を冠面部の中
心から周縁に亘って均一に形成したので、冷却が均一に
なり冷却効果のばらつきをなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る内燃機関のピストン冷却装置を
示す縦断面図。

【図２】 図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】 本発明の他の実施例を示す縦断面図。

【図４】 本発明の他の実施例を示す縦断面図。

【図５】 本発明の他の実施例を示す縦断面図。

【図６】 図５のＢ−Ｂ断面図。

【図７】 従来の内燃機関のピストン冷却装置の一例を
示す縦断面図。

【図８】 図７のピストン冷却装置の中空部天井面を下
方から見た平面図。

【符号の説明】

１０ ピストン本体 １３ ピストン冠面部 １６ オイル流入口 １７ オイル流出口 １８ 渦巻状の通路 １８ａ 仕切 １９ オイル流路 ２０ オイルジェット管 ２１ オイル圧送路 ２３ オイル流通溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン冠面部にオイル流入口とオイル
   流出口を備えるオイル流路を設け、冷却オイルをオイル
   流入口より該オイル流路内に供給してピストン冠面部を
   冷却する内燃機関のピストン冷却装置において、 前記オイル流路を、ピストン冠面部の周縁に設けたオイ
   ル流入口からピストン冠面部の中心に設けたオイル流出
   口へ向かい、ピストン径方向には非連通状態に仕切られ
   た渦巻状の通路で形成し、 該オイル流路の流路断面積を略一定にすると共に、該流
   路断面形状をピストン冠面部の周縁でピストン軸方向に
   長く、かつ、ピストン冠面部の中心に向かうにしたがっ
   て徐々にピストン径方向に長い断面形状になるように形
   成したことを特徴とする内燃機関のピストン冷却装置。
2. 【請求項２】 前記ピストン冠面部の肉厚を冠面部の中
   心から周縁に亘って均一に形成した請求項１記載の内燃
   機関のピストン冷却装置。