JPS6246834Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は往復動機関の液体冷却式ピストンの性
能改善に関する。

往復動機関、特に内燃機関のピストンは燃焼室
内の高いガス圧と燃焼温度に対して十分の強度を
保持する必要があり、その耐圧性と耐熱性の両面
からみたバランスの取れた設計が必要である。

最近の高出力機関用のピストンに対しては、特
にこのための考慮をはらつたものが提案され実用
化されている。

従来技術の代表例としてはいわゆる多孔式ピス
トン（あるいはボア冷却ピストン）がある。

本形式は従来放射状リブ付ピストンに比較して
一段とその耐圧性、耐熱性を向上させることを狙
つたものであり、第１図及び第２図ａ，ｂに示す
ごとく、ピストン内部に多数の冷却孔６または
６′を有する形式である。各冷却孔の断面（ピス
トン軸に対して直角断面）形状は円形または楕円
形（円形の孔がピストン軸に傾斜している場合）
あるいは変形の四辺形、三角形（角Ｒ付）であ
る。この形式では、ピストン内部に多くの余肉７
または７′を残すことができるので、その耐圧性
は非常に向上する。さらに多数の冷却孔６または
６′の内面が冷却面となるので、冷却面面積は増
大して冷却効果向上による耐熱性が向上する。

しかし次の欠点がある。

(1) 冷却孔６または６′の断面が円形に近いの
で、その半径方向長さＬと周方向平均巾Ｂの比
Ｌ／Ｂは1.0に近い値であるので、その最下部
における冷却液の入口と出口の区分が困難であ
り、冷却孔６または６′の先端部まで新しい低
温の冷却液を供給することが不可能となり、そ
のため冷却面積当りの冷却効果が低下する。特
に、冷却孔の深さｄが大きい場合はこの低下量
が無視できなくなる。

(2) 各々の冷却孔に対してそれぞれ冷却液供給ノ
ズル等を設ける場合、その構造が著しく複雑と
なる。

本考案の目的は上記の点に着目し、従来技術、
特に従来技術による多孔式ピストンの長所を残し
欠点を補う総合的にバランスのとれた液体冷却式
ピストンを提供することであり、その特徴とする
ところは、往復動機関のピストン上部に同ピスト
ン内部の空間に開口する複数個の冷却孔を有する
液体冷却式ピストンにおいて、上記冷却孔は少な
くとも下方部分が相互にオーバラツプした２個の
円筒状孔によつて形成され、上記２個の円筒状孔
のうちの小径の孔に冷却液導入口を指向させたこ
とである。

以下図面を参照して本考案による実施例につき
説明する。

第３図は本考案による１実施例のピストンの要
部を示す断面図、第４図は第３図の−矢視断
面図、第５図は第３図の−矢視断面図であ
る。

図において、１００はピストン、１０１はピス
トン頂壁、１０２ａ及び１０２ｂは冷却孔、１０
３ａ及び１０３ｂは主円筒、１０４ａ及び１０４
ｂは給液円筒、１０５は排液溜りである。１１０
は内部金物、１１１は給液溜り、１１２ａ及び１
１２ｂは給液ノズルである。

ピストン１００の内部に下方に向つて開口しピ
ストン頂壁１０１近くに達する複数個の冷却孔１
０２ａあるいは１０２ｂを有し、これら冷却孔１
０２ａあるいは１０２ｂは相互にオーバラツプし
た円筒状の孔にて形成されている。

冷却孔形状の代表的一例としての冷却孔１０２
ａは、主円筒１０３ａと、これより径が小さく、
かつその軸線が主円筒１０３ａの軸線とほぼ平行
な給液円筒１０４ａにより形成されている。

冷却孔形状の他の代表例としての冷却孔１０２
ｂは、主円筒１０３ｂとこれより小さな径さ有
し、かつその軸線が主円筒１０２ｂと交差する給
液円筒１０４ｂにより形成されている。

内部金物１１０は内部に給液溜り１１１を設
け、冷却孔１０２ａあるいは１０２ｂの給液円筒
１０４ａあるいは１０４ｂ内に開口する給液ノズ
ル１１２ａ，１１２ｂ即ち冷却液導入口を備えて
いる。

さらにピストン１００の内部側と内部金物１１
０の外部側の空間に排液溜り１０５が形成されて
いる。

なお、各冷却孔１０２ａあるいは１０２ｂの２
個の円筒のオーバラツプ部分は少なくとも各冷却
孔の下方開口部から1/3以上の深さまで及ぶもの
とす。これにより後述の作用、効果をより確実に
することができる。

さらに、主円筒の径に対する給液円筒の径は少
なくとも主円筒の径と同等以下とする。

上記構成の場合の作用について述べる。

冷却液は内部金物１１０に内蔵された給液溜り
１１１から給液ノズル１１２ａ，１１２ｂを通つ
て、冷却孔１０２ａあるいは１０２ｂの給液円筒
１０４ａあるいは１０４ｂ内に供給され、巨視的
には給液円筒１０４ａあるいは１０４ｂ側から主
円筒１０３ａあるいは１０３ｂ側へ流出し、排液
溜り１０５へ流出する。

また、冷却孔１０２ａあるいは１０２ｂ内で
は、ピストン１００の上下運動による上下方向加
速度により冷却液の振動による流動が付加される
が、この場合前記排液溜り１０５から冷却孔１０
２ａあるいは１０２ｂへの冷却液の再進入が発生
する。

上述の場合には次の効果がある。

(1) 冷却孔１０２ａあるいは１０２ｂに給液円筒
１０４ａあるいは１０４ｂを設けたことによ
り、冷却孔内への低温の冷却液（新液）の供給
が給液ノズル１１２ａ，１１２ｂによつて確実
に行われるので、温度の上昇した冷却液（旧
液）がいつまでも冷却孔内に長時間滞在するこ
とがない。

(2) さらに第４図、第５図のごとく最外周側の各
冷却孔１０２ａの軸線とピストンの軸線１０６
が傾斜して形成されている場合、主円筒１０３
ａのみを配列した従来型多孔式ピストンに比し
て、給液円筒１０４ａがピストン軸線１０６に
近い側に追設されている分だけ給液ノズル１１
２ａの先端位置より高くすることができ、ピス
トン頂壁１０１に近づけ得るので、冷却効果が
さらに確実になる。

なお、最外周側の冷却孔（例えば１０２ａ）
に対する給液ノズル１１２ａはピストン１００
下部の内部金物１１０との円筒合せ面Ｄより内
側にあつて、しかも冷却孔１０２ａのピストン
軸線１０６に近い側の壁面と接触しない条件が
必要で、そのため給液ノズル１１２ａの高さが
制限される。

以上により総合的にバルンスのとれた耐圧性及
び耐熱性の優れた液体冷却式ピストンを実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の多孔式ピストンの要部を示す断
面図、第２図ａ，ｂはそれぞれ冷却孔の断面形状
を異にした場合の第１図の−矢視断面図、第
３図は本考案による一実施例のピストンの要部を
示す断面図、第４図は第３図の−矢視断面
図、第５図は第３図の−矢視断面図である。 １００…ピストン、１０１…ピストン頂壁、１
０２ａ，１０２ｂ…冷却孔、１０３ａ，１０３ｂ
…主円筒、１０４ａ，１０４ｂ…給液円筒、１０
５…排液溜り、１１０…内部金物、１１１…給液
溜り、１１２ａ，１１２ｂ…給液ノズル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 往復動機関のピストン上部に同ピストン内部の
   空間に開口する複数個の冷却孔を有する液体冷却
   式ピストンにおいて、上記各冷却孔は少なくとも
   下方部分が相互にオーバラツプした２個の円筒状
   孔によつて形成され、上記２個の円筒状孔のうち
   小径の孔に冷却液導入口を指向させたことを特徴
   とする液体冷却式ピストン。