JP2005048650A

JP2005048650A - 内燃機関用ピストン

Info

Publication number: JP2005048650A
Application number: JP2003281131A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Yoshida; 信昭吉田
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】本発明は、ピストン本体に冷却空洞を環状に形成した内燃機関用ピストンに関し、冷却空洞を流れるオイルの流量を容易，確実に増大することを目的とする。
【解決手段】ピストン本体に、冷却空洞を環状に形成するとともに、前記冷却空洞に、オイルジェットからのオイルを流入する入口通路および出口通路を開口してなる内燃機関用ピストンにおいて、前記冷却空洞の横断面積を、前記入口通路の開口側から、前記出口通路の開口側に向けて順次増大してなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関用ピストンに係わり、特に、ピストン本体に冷却空洞を環状に形成した内燃機関用ピストンに関する。

従来、内燃機関用ピストンとして、例えば、実公平８−４８７号公報に開示されるように、ピストン本体に冷却空洞（クーリングチャンネル）を環状に形成したものが知られている。
そして、このような内燃機関用ピストンでは、冷却空洞の入口通路に、オイルジェットからのオイルを流入させ、冷却空洞の出口通路からオイルを流出させることにより、ピストン本体の冠部の冷却が行われる。
実公平８−４８７号公報

しかしながら、上述したような内燃機関用ピストンでは、冷却空洞を流れるオイルの圧力損失により、冷却空洞を通過するオイルの流量が減少し、冷却効率が低下するという問題があった。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、冷却空洞を流れるオイルの流量を容易，確実に増大することができる内燃機関用ピストンを提供することを目的とする。

請求項１の内燃機関用ピストンは、ピストン本体に、冷却空洞を環状に形成するとともに、前記冷却空洞に、オイルジェットからのオイルを流入する入口通路および出口通路を開口してなる内燃機関用ピストンにおいて、前記冷却空洞の横断面積を、前記入口通路の開口側から、前記出口通路の開口側に向けて順次増大してなることを特徴とする。
請求項２の内燃機関用ピストンは、請求項１記載の内燃機関用ピストンにおいて、前記冷却空洞の下側を、前記入口通路の開口側から、前記出口通路の開口側に向けて下方に傾斜してなることを特徴とする。

請求項３の内燃機関用ピストンは、請求項１または請求項２記載の内燃機関用ピストンにおいて、前記冷却空洞の燃焼室側の面積を、前記燃焼室と反対側の面積より大きくしてなることを特徴とする。
請求項４の内燃機関用ピストンは、請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の内燃機関用ピストンにおいて、前記冷却空洞に、外側に向けて突出する突出部を形成してなることを特徴とする。

（作用）
請求項１の内燃機関用ピストンでは、冷却空洞の入口通路に、オイルジェットからのオイルを流入させ、冷却空洞の出口通路からオイルを流出させることにより、ピストン本体の冷却が行われる。
そして、冷却空洞の横断面積を、入口通路の開口側から、出口通路の開口側に向けて順次増大したので、冷却空洞を流れるオイルの圧力損出が小さくなり、冷却空洞を流れるオイルの流量が増大する。

請求項２の内燃機関用ピストンでは、冷却空洞の下側を、入口通路の開口側から、出口通路の開口側に向けて下方に傾斜したので、冷却空洞を流れるオイルの通過がより促進される。
請求項３の内燃機関用ピストンでは、冷却空洞の燃焼室側の面積を、燃焼室と反対側の面積より大きくしたので、燃焼室側を流れるオイルの量が増大する。

請求項４の内燃機関用ピストンでは、冷却空洞に、外側に向けて突出する突出部を形成したので、伝熱面積が増大する。

請求項１の内燃機関用ピストンでは、冷却空洞の横断面積を、入口通路の開口側から、出口通路の開口側に向けて順次増大したので、冷却空洞を流れるオイルの流量を容易，確実に増大することができ、冷却効率を向上することができる。
請求項２の内燃機関用ピストンでは、冷却空洞の下側を、入口通路の開口側から、出口通路の開口側に向けて下方に傾斜したので、冷却空洞を流れるオイルの通過をより促進することができ、冷却効率をより向上することができる。

請求項３の内燃機関用ピストンでは、冷却空洞の燃焼室側の面積を、燃焼室と反対側の面積より大きくしたので、燃焼室側を流れるオイルの量が増大し、これにより、熱交換効率を向上することができる。
請求項４の内燃機関用ピストンでは、冷却空洞に、外側に向けて突出する突出部を形成したので、伝熱面積が増大し、これにより、熱交換効率を向上することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１および図２は、本発明の内燃機関用ピストンの第１の実施形態を示している。
この実施形態では、本発明が、トラックのディーゼルエンジンのピストンに適用される。

図１および図２において、符号１１は、例えば、耐熱アルミニウム合金からなるピストン本体を示している。
このピストン本体１１の冠部には、燃焼室１３が形成されている。
ピストン本体１１の外周には、図示しないピストンリングが嵌合される環状溝１５，１６，１７が形成されている。

ピストン本体１１の環状溝１７の下方には、図示しないピストンピンが嵌挿されるピン穴１９が形成されている。
ピストン本体１１の下方には、オイルを噴出するオイルジェット２１が配置されている。
そして、この実施形態では、ピストン本体１１には、冷却空洞２３が形成されている。

この冷却空洞２３は、燃焼室１３の下側に円環状に形成されている。冷却空洞２３の横断面は、上下方向に長い楕円状に形成されている。
冷却空洞２３には、オイルジェット２１からのオイルを流入する入口通路２５が開口されている。この入口通路２５は、ピストン本体１１に上下方向に形成されている。入口通路２５の入口は、オイルジェット２１の噴出口２１ａに対向して形成されている。

また、冷却空洞２３における入口通路２５の開口に対向する位置には、冷却空洞２３を流れたオイルを流出する出口通路２７が開口されている。この出口通路２７は、ピストン本体１１に上下方向に形成されている。
そして、この実施形態では、図３に示すように、冷却空洞２３の横断面積が、入口通路２５の開口部２５ａ側から、出口通路２７の開口部２７ａ側に向けて順次増大されている。

なお、図３において、Ｓ１は冷却空洞２３における入口通路２５の開口部２５ａの横断面積を、Ｓ２は冷却空洞２３における中間部の横断面積を、Ｓ３は冷却空洞２３における出口通路２７の開口部２７ａの横断面積を示している。
この実施形態では、冷却空洞２３の上側は、入口通路２５の開口部２５ａ側から、出口通路２７の開口部２７ａ側に向けて高さを変更することなく水平に形成されている。

また、横断面楕円状の冷却空洞２３の短径方向の寸法は、各断面において同一の寸法Ｗとされている。
そして、冷却空洞２３の下側が、入口通路２５の開口部２５ａ側から、出口通路２７の開口部２７ａ側に向けて下方に傾斜して形成されている。
これにより、横断面楕円状の冷却空洞２３の長径方向の寸法Ｌが、入口通路２５の開口部２５ａ側から、出口通路２７の開口部２７ａ側に向けて順次増大され、冷却空洞２３の横断面積が、入口通路２５の開口部２５ａ側から、出口通路２７の開口部２７ａ側に向けて順次増大される。

上述した内燃機関用ピストンでは、オイルジェット２１から噴出したオイルを、入口通路２５を介して冷却空洞２３に流入させ、冷却空洞２３を通過したオイルを、出口通路２７から流出させることにより、ピストン本体１１の冷却が行われる。
そして、冷却空洞２３の横断面積を、入口通路２５の開口部２５ａ側から、出口通路２７の開口部２７ａ側に向けて順次増大したので、冷却空洞２３を流れるオイルの圧力損出が小さくなり、冷却空洞２３を流れるオイルの流量が増大する。

また、冷却空洞２３の下側を、入口通路２５の開口側から、出口通路２７の開口側に向けて下方に傾斜したので、冷却空洞２３を流れるオイルの通過がより促進される。
上述した内燃機関用ピストンでは、冷却空洞２３の横断面積を、入口通路２５の開口側から、出口通路２７の開口側に向けて順次増大したので、冷却空洞２３を流れるオイルの流量を容易，確実に増大することができ、冷却効率を向上することができる。

また、上述した内燃機関用ピストンでは、冷却空洞２３の下側を、入口通路２５の開口側から、出口通路２７の開口側に向けて下方に傾斜したので、冷却空洞２３を流れるオイルの通過をより促進することができ、冷却効率をより向上することができる。
（第２の実施形態）
図４は、本発明の内燃機関用ピストンの第２の実施形態を示している。

なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施形態では、ピストン本体１１に形成される冷却空洞２３Ａの燃焼室１３側の面積が、燃焼室１３と反対側の面積より大きくされている。
すなわち、この実施形態では、図５に示すように、冷却空洞２３Ａの横断面の形状が、上側に底辺を有する略逆三角形状とされている。

そして、冷却空洞２３Ａの横断面の形状を、入口通路２５の開口部２５ａ側から、出口通路２７の開口部２７ａ側に向けて相似的に順次大きくすることにより、冷却空洞２３Ａの横断面積が、入口通路２５の開口部２５ａ側から、出口通路２７の開口部２７ａ側に向けて順次増大されている。
この実施形態においても第１の実施形態と略同様の効果を得ることができるが、この実施形態では、冷却空洞２３Ａの燃焼室１３側の面積を、燃焼室１３と反対側の面積より大きくしたので、燃焼室１３側を流れるオイルの量が増大し、これにより、熱交換効率を向上することができる。
（第３の実施形態）
図６は、本発明の内燃機関用ピストンの第３の実施形態の要部を示している。

この実施形態では、冷却空洞２３Ａに、外側に向けて突出する複数の突出部２３ａが形成されている。
そして、冷却空洞２３Ａの横断面の形状を、入口通路２５の開口部２５ａ側から、出口通路２７の開口部２７ａ側に向けて相似的に順次大きくすることにより、冷却空洞２３Ａの横断面積が、入口通路２５の開口部２５ａ側から、出口通路２７の開口部２７ａ側に向けて順次増大されている。

この実施形態においても第１の実施形態と略同様の効果を得ることができるが、この実施形態では、冷却空洞２３Ａに、外側に向けて突出する突出部２３ａを形成したので、伝熱面積が増大し、これにより、熱交換効率を向上することができる。
なお、上述した各実施形態では、燃焼室１３の下方に冷却空洞２３，２３Ａを形成した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、燃焼室１３を囲んで冷却空洞を形成しても良い。

本発明の内燃機関用ピストンの第１の実施形態を示す断面図である。図１の内燃機関用ピストンを示す上面図である。図１の冷却空洞の詳細を示す説明図である。本発明の内燃機関用ピストンの第２の実施形態を示す断面図である。図４の冷却空洞の詳細を示す説明図である。本発明の内燃機関用ピストンの第３の実施形態の要部を示す説明図である。

符号の説明

１１ピストン本体
１３燃焼室
２１オイルジェット
２３，２３Ａ冷却空洞
２３ａ突出部
２５入口通路
２７出口通路

Claims

ピストン本体に、冷却空洞を環状に形成するとともに、前記冷却空洞に、オイルジェットからのオイルを流入する入口通路および出口通路を開口してなる内燃機関用ピストンにおいて、
前記冷却空洞の横断面積を、前記入口通路の開口側から、前記出口通路の開口側に向けて順次増大してなることを特徴とする内燃機関用ピストン。
請求項１記載の内燃機関用ピストンにおいて、
前記冷却空洞の下側を、前記入口通路の開口側から、前記出口通路の開口側に向けて下方に傾斜してなることを特徴とする内燃機関用ピストン。
請求項１または請求項２記載の内燃機関用ピストンにおいて、
前記冷却空洞の燃焼室側の面積を、前記燃焼室と反対側の面積より大きくしてなることを特徴とする内燃機関用ピストン。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の内燃機関用ピストンにおいて、
前記冷却空洞に、外側に向けて突出する突出部を形成してなることを特徴とする内燃機関用ピストン。