JP2000054816A - ピストン冷却・潤滑機構 - Google Patents

ピストン冷却・潤滑機構

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JP2000054816A
JP2000054816A JP10222036A JP22203698A JP2000054816A JP 2000054816 A JP2000054816 A JP 2000054816A JP 10222036 A JP10222036 A JP 10222036A JP 22203698 A JP22203698 A JP 22203698A JP 2000054816 A JP2000054816 A JP 2000054816A
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JP
Japan
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piston
oil
cooling
lubricating
connecting rod
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Withdrawn
Application number
JP10222036A
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English (en)
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Jun Iwade
純 岩出
Kimitaka Saito
公孝 斎藤
Yasuyuki Sato
靖之 佐藤
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Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの高回転域までのピストンの冷却・
潤滑を確実とし、またピストンへのオイル供給量を適正
量に低減できるようにする。 【解決手段】 クランクピンからコンロッド3及びピス
トンピン2を経てピストン1へと連通する冷却、潤滑の
ためのオイル通路を有するから、ピストン1に直接冷却
・潤滑用オイルを供給でき、ピストン1の冷却・潤滑を
確実にすることができる。また、従来技術では無駄に噴
射されていたオイル量を低減することができ、オイルポ
ンプを小型化することができるので、補機損失を低減で
き、燃費向上が図れる。また、クランクケース内の飛沫
潤滑油を減少でき、高回転時のフリクションを低減し、
燃費向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、往復動ピストン式
の内燃機関のピストンの冷却及び潤滑機構に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来の技術におけるピストンの冷却・潤
滑はシリンダ下方やコンロッド大端部に設けられたノズ
ルからのオイル噴射、あるいはクランクケース内の飛散
オイルによるものであった。この従来技術ではピストン
裏面にオイルを吹きかけることでピストン冷却を行い、
また、シリンダ壁面にオイルを吹きかけることでピスト
ン潤滑を行うものであった。
【0003】また、ピストン頂部にクーリングチャンネ
ルを設け、そこにオイルを通すことでピストンを冷却す
る技術もあるが、この場合にもオイル供給にはオイルジ
ェットを供給口に吹きつけるという手段を用いていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
はエンジンの高回転時にノズルから噴射されたオイルが
ピストンの高速運動に追いつけずにピストン裏面にオイ
ルが当たらず、冷却不足になるという問題がある。ま
た、オイルを吹きかけるという供給法では、噴射された
オイルの全てが狙いの位置にかからず、冷却・潤滑に使
用されない割合が大きく、効率が悪い。このため、オイ
ル噴射量の増加が必要で、オイルポンプを大型化する必
要があり、補機損失により燃費が悪化する。
【0005】また、オイル噴射量の増加は、クランクケ
ース内のオイル飛沫を増加させる。エンジン高回転域で
はこのオイル飛沫は、ピストン、コンロッド等と衝突す
ることで抵抗となり、フリクションが増加し、機械損失
の増加、燃費の悪化につながる。本発明は前記従来技術
の問題点に対処して、エンジンの高回転域までのピスト
ンの冷却・潤滑を確実とし、またピストンへのオイル供
給量を適正量に低減できるようにすることを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、請求項1から請求項4に記載の技術的手段
を採用する。請求項1に記載の発明によれば、クランク
ピンからコンロッド及びピストンピンを経てピストンへ
と連通する冷却、潤滑のためのオイル通路を有するか
ら、ピストンに直接冷却・潤滑用オイルを供給でき、ピ
ストンの冷却・潤滑を確実にすることができる。
【0007】また、従来技術では無駄に噴射されていた
オイル量を低減することができ、オイルポンプを小型化
することができるので、補機損失を低減でき、燃費向上
が図れる。また、クランクケース内の飛沫潤滑油を減少
でき、高回転時のフリクションを低減し、燃費向上が図
れる。
【0008】また、請求項2から請求項4の発明によれ
ば、オイル供給を必要時に限定できるので、オイル供給
量をさらに低減することができ、オイルポンプを更に小
型化することによって補機損失を更に低減でき、燃費が
更に向上する。
【0009】
【発明の実施の形態】図1から図8は、本発明の第1実
施形態に関するものである。ここで図1は、本発明のピ
ストン1にピストンピン2、コンロッド3を組み付けた
組立断面図であり、図2はピストン・クランク機構の運
動を示す模式図であり、(A)はクランク角が上死点の
位置、(B)はクランク角が90°の位置、(C)はク
ランク角が下死点の位置、(D)はクランク角が270
°の位置、(E)は再びクランク角が上死点の位置であ
る。
【0010】図3は本発明のピストン1の中心軸及びピ
ストンピンが挿入される穴の中心軸に沿う断面図であ
り、図4は図3中の断面I−Iを示す断面図、図5は図
3中の断面II−IIを示す断面図である。図6はピストン
ピン2の構造を示す図であり、(A)は側面断面図、
(B)は底面図、(C)、(D)、(E)、(F)は
(A)、(B)中の断面III-III 、断面IV−IV、断面V
−V、断面VI−VIに各々対応する断面図である。
【0011】図7は図2中に示すピストン1とコンロッ
ド3の傾斜角θが90°付近の場合の本発明のピストン
1にピストンピン2、コンロッド3を組み付けた時の潤
滑油の流れを示す組立断面図であり、(A)はピストン
ピン2の中心軸に沿った断面図、(B)は(A)中の断
面VII−VIIの断面図である。図8は図2中に示すピスト
ン1とコンロッド3の傾斜角θが90°付近以外の場合
の本発明のピストン1にピストンピン2、コンロッド3
を組み付けた潤滑油の流れを示す組立断面図であり、
(A)は(B)中の断面VIII−VIIIの断面図であり、
(B)はピストンピン2の中心軸に垂直な方向でピスト
ン1の中心軸を通る面で切断した断面図である。
【0012】図1の組立断面図において、ピストンピン
2はピストン1に対して圧入固定され、またコンロッド
3に対しては回転自在に組み付けられている。ピストン
1には、図示しない複数のピストンリングが組み付けら
れ、ピストン1は、図示しないシリンダに摺動自在に挿
入される。また、コンロッド3は大端部で図示しないク
ランク軸のクランクピンに回転自在に組み付けられるこ
とでピストン・クランク機構を構成している。
【0013】コンロッド3にはオイル導入溝17と、オ
イル通路13があり、図示しないクランクピンのオイル
穴からのオイルが供給され、オイル通路13には常に油
圧がかかっている。図2に示すピストン・クランク機構
の運動では、クランクの回転によりピストン1が上下動
するのに伴い、コンロッド3とピストン1の傾斜角θが
変化する。
【0014】図3のピストン1の断面図において、ピス
トンピン2が圧入固定される穴部には、第1オイル導入
溝6及び第2オイル導入溝9が設けられている。これら
は、ピストンピン2が圧入固定されることで、オイル通
路となる。第1オイル導入溝6は第1オイル通路7に通
じ、更にクーリングチャンネル8に連通している。一
方、図4のI−I断面図に示すように、第2オイル導入溝
9は、第2オイル通路10に通じ、ピストン1のスカー
ト上部、ピストンリング14、15の下側にあるオイル
リング16の下側に、潤滑油孔11として開孔してい
る。
【0015】図5は図3のII−II断面図であり、第1オ
イル導入溝6は第1オイル通路7に通じ、クーリングチ
ャンネル8に連通している。図6に示すピストンピン2
の構造において、ピストン1とコンロッド3との組み付
け時に、コンロッド3が回転自在に組み付く位置に、冷
却用オイル導入溝12が外周部に設けられ、冷却用オイ
ル通路4がこの冷却用油導入溝12と、ピストン1のオ
イル導入溝6とをつなぐように設けられている。
【0016】また、同じくコンロッド3が回転自在に組
み付く位置の、冷却用オイル導入溝12の中央部分に、
潤滑用オイル通路5の一端が開口しており、他端はピス
トン1の第2オイル導入溝9に開口している。図7及び
図8で作動を説明する。図7は図2におけるピストン1
とコンロッド3の傾斜角θが90°付近の図であり、ピ
ストン・クランク機構の挙動としては、上死点または下
死点付近が対応する。(A)はピストンピン2の中心軸
に沿った断面図、(B)は(A)中の断面VII−VIIの断
面図である。
【0017】コンロッド3のオイル通路13には、常に
オイルポンプからの油圧がかかっており、θが90°の
時、ピストンピン2の潤滑用オイル通路5と連通してい
る。このためオイルはピストン1の第2オイル導入溝9
から第2オイル通路10に導かれ、潤滑油孔11からピ
ストンスカートとシリンダボアとの間に供給され、ピス
トン1の潤滑を行う。
【0018】図8はピストン1とコンロッド3との傾斜
角θが90°付近以外の場合の図であり、(A)は
(B)中の断面VIII−VIIIの断面図であり、(B)はピ
ストンピン2の中心軸に垂直な方向でピストン1の中心
軸を通る面で切断した断面図である。 図8において、
コンロッド3とピストン1の角度関係が変わり、コンロ
ッド3のオイル通路13はピストンピン2の冷却用オイ
ル導入溝12に開口している。このためオイルは冷却用
オイル通路4を通り、ピストン1の第1オイル導入溝
6、第1オイル通路7を経て、クーリングチャンネル8
に流入する。この流入オイルでピストン頂面付近を冷却
し、排出口18からピストン内側に排出される。 以上
の様に本第1実施形態ではピストン上死点及び下死点付
近でピストン潤滑用としてオイルを供給し、その他の時
期では冷却用としてオイルを供給する。とくに図示しな
いが、この切り換えタイミングは冷却用油導入溝12の
形状で任意に設定できる。
【0019】この様にピストン1への供給オイル全てを
ピストン1の冷却及び潤滑に適切に用いるため、従来に
比べてオイルの供給量を大幅に減らすことができ、オイ
ルポンプを小型化し、補機損失を減らして燃費向上が実
現できる。図9は本発明の第2実施形態に関するもので
あり、本発明のピストン1にピストンピン2及びコンロ
ッド3を組み付けた時の潤滑油の流れを示す組立断面図
であり、(A)はピストンピン2の中心軸に沿った断面
図、(B)は(A)中の断面IX−IXの断面図である。
【0020】本第2実施形態では第1オイル通路7と第
2オイル通路10へのオイル供給の切り換え手段を持た
ない。図9においてピストンピン2はピストン1と回転
自在に組み付けられ、コンロッド3と圧入して固定され
ている。このためコンロッド3のオイル通路13と、ピ
ストンピンオイル通路20とは常に連通しており、第1
オイル通路7、第2オイル通路10の両方にオイルを供
給し、冷却及び潤滑を行う。本実施形態でもオイル供給
は確実に行われるため、第1実施形態には及ばないもの
の供給オイルの低減が図れる。
【0021】図10は本発明の第3実施形態に関し、本
発明のピストン1にピストンピン2、コンロッド3を組
み付けた時のピストンピン2の中心軸に沿った断面図で
ある。本第3実施形態ではコンロッド3に電磁切り換え
弁24と、それにより連通を切り換えられるオイル通路
22、23を持つ点のみが異なり、他の点は第1実施形
態と同様の構造である。
【0022】ピストンピン2にはオイル通路25、26
があり、ピストン1とは回転自在でコンロッド3とは圧
入固定し、それぞれオイル通路22、23と第1オイル
通路7及び図示しない第2オイル通路10(図7(B)
参照)のオイル通路を連通させている。本第3実施形態
では電磁弁24の切り換えによって、第1オイル通路7
及び第2オイル通路10へのオイル供給を切り換えるこ
とで、第1実施形態と同様の効果を生ずる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に関し、本発明のピスト
ン1にピストンピン2、コンロッド3を組み付けた組立
断面図である。
【図2】本発明の第1実施形態に関し、ピストン・クラ
ンク機構の運動を示す模式図であり、(A)はクランク
角が上死点の位置、(B)はクランク角が90°の位
置、(C)はクランク角が下死点の位置、(D)はクラ
ンク角が270°の位置、(E)は再びクランク角が上
死点の位置である。
【図3】本発明の第1実施形態に関し、本発明のピスト
ン1の中心軸及びピストンピンが挿入される穴の中心軸
に沿う断面図である。
【図4】本発明の第1実施形態に関し、図3中の断面I
−Iを示す断面図である。
【図5】本発明の第1実施形態に関し、図3中の断面II
−IIを示す断面図である。
【図6】本発明の第1実施形態に関し、ピストンピン2
の構造を示す図であり、(A)は側面断面図、(B)は
底面図、(C)、(D)、(E)、(F)は(A)、
(B)中の断面III−III、断面IV−IV、断面V−V、断
面VI−VIに各々対応する断面図である。
【図7】本発明の第1実施形態に関し、図2中に示すピ
ストン1とコンロッド3の傾斜角θが90°付近の場合
の本発明のピストン1にピストンピン2、コンロッド3
を組み付けた時の潤滑油の流れを示す組立断面図であ
り、(A)はピストンピン2の中心軸に沿った断面図、
(B)は(A)中の断面VII−VII の断面図である。
【図8】本発明の第1実施形態に関し、図2中に示すピ
ストン1とコンロッド3の傾斜角θが90°付近以外の
場合の本発明のピストン1にピストンピン2、コンロッ
ド3を組み付けた潤滑油の流れを示す組立断面図であ
り、(A)は(B)中の断面VIII−VIIIの断面図であ
り、(B)はピストンピン2の中心軸に垂直な方向でピ
ストン1の中心軸を通る面で切断した断面図である。
【図9】本発明の第2実施形態に関するものであり、本
発明のピストン1にピストンピン2及びコンロッド3を
組み付けた時の潤滑油の流れを示す組立断面図であり、
(A)はピストンピン2の中心軸に沿った断面図、
(B)は(A)中の断面IX−IXの断面図である。
【図10】本発明の第3実施形態に関し、本発明のピス
トン1にピストンピン2、コンロッド3を組み付けた時
のピストンピン2の中心軸に沿った断面図である。
【符号の説明】
1 ピストン 2 ピストンピン 3 コンロッド 4 冷却用オイル通路 5 潤滑用オイル通路 24 電磁弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 靖之 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 Fターム(参考) 3G013 BA02 BB14 BC03 BC04 BD29 BD31 BD32 3G015 DA10 EA12

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピストン・クランク機構を有する内燃機
    関において、クランクピンからコンロッド及びピストン
    ピンを経てピストンへと連通する冷却、潤滑のためのオ
    イル通路を有することを特徴とするピストン冷却・潤滑
    機構。
  2. 【請求項2】 前記オイル通路を冷却用オイル通路と潤
    滑用オイル通路に分岐させ、それらの通路へのオイル供
    給の切り換えを行うことを特徴とする請求項1に記載の
    ピストン冷却・潤滑機構。
  3. 【請求項3】 オイル供給の切り換えをクランク回転に
    伴うピストンとコンロッドとの傾きによって自動的に行
    うことを特徴とする請求項2に記載のピストン冷却・潤
    滑機構。
  4. 【請求項4】 オイル供給の切り換えを電磁弁で行うこ
    とを特徴とする請求項2に記載のピストン冷却・潤滑機
    構。
JP10222036A 1998-08-05 1998-08-05 ピストン冷却・潤滑機構 Withdrawn JP2000054816A (ja)

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Effective date: 20051101