JP2006016981A - 内燃機関用ピストン - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンスカート部における夫々のピストン周方向端部側にオイルを供給すること。
【解決手段】ピストン本体１ａに形成されたオイルリング溝３と少なくともスラスト側のピストンスカート部７との境界近傍で当該ピストンスカート部７の外周面側に開口する複数のオイル孔６，８ａ，８ｂをピストン周方向に間隔を空けて穿設すると共に、これら各オイル孔６，８ａ，８ｂをピストン本体１ａ内で連通させる連通路９ａ，９ｂを設けること。その際、各オイル孔６，８ａ，８ｂの内の少なくとも一つのオイル孔６を反スラスト側のピストンスカート部７に設けることが好ましい。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ピストンスカート部における潤滑性能を向上させ得る内燃機関用ピストンに関する。

内燃機関に用いられるピストンは、コネクティングロッドやクランクシャフトに連結され、シリンダボア内で上下動することによりクランクシャフトにおいて軸出力を発生させる。一般に、このピストンには、少なくとも一つのコンプレッションリング溝とオイルリング溝とが形成されており、その夫々に、主として燃焼室の気密性を保持するコンプレッションリングとシリンダボア壁面の油膜の最適化を図るオイルリングとが取り付けられている。

従来、そのオイルリング溝にはピストンの内部空間と連通するオイル戻し孔がピストンスカート部の上方において複数形成されており、オイルリングでかき取ったシリンダボア壁面のオイルを夫々のオイル戻し孔からピストンの内部空間へ排出してオイルパンに戻している。

ここで、ピストン上昇時にはオイルリングがシリンダボア壁面のオイルをかき上げるので、ピストンスカート部とシリンダボア壁面との間の油膜が薄くなり、その間における潤滑不良によって、ピストンスカート部やシリンダボア壁面の異常摩耗、焼き付き等が生じる虞がある。

そこで、ピストン上昇時におけるピストンスカート部での潤滑性能を向上させる為に、例えば下記の特許文献１には、各オイル戻し孔の途中に上下に空間を有するオイル溜まりを夫々設け、更に、これら各オイル溜まりからピストンスカート部の外周面に夫々連通するオイル孔を形成することによって、オイル戻し孔に流入したオイルをピストンスカート部の外周面に導くピストンが開示されている。

また、下記の特許文献２には、オイルリング溝の下方に環状のオイル溜溝を形成すると共に当該オイル溜溝からピストンの内部空間に連通するオイル孔をピストンの反スラスト側に形成し、コネクティングロッドの小端部に設けたオイル墳口からオイル孔に向けてオイルを噴射して、オイルをピストンスカート部とシリンダボア壁面との間に導くピストンが開示されている。

実開平６−４７６４７号公報 特開平５−３３２１１４号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されたピストンにおいては、ピストンスカート部における夫々のピストン周方向端部側へのオイル供給量が少ない。

即ち、図１１−１及び図１１−２に示す如く、ピストン１の下降時には特に爆発行程において最大のスラスト力Ｆ１が、ピストン１の上昇時にはスラスト力Ｆ１と反対方向のスラスト力Ｆ２（＜Ｆ１）がピストン１からシリンダボア壁面２０に掛かる。しかしながら、そのスラスト力Ｆ１はスラスト側の中央からピストン周方向に離れるにつれて小さくなり、これに伴ってピストン１とシリンダボア壁面２０との間の油圧も小さくなるので、ピストン１のスラスト側の中央から離れた位置のオイル戻し孔においては、その中央のオイル戻し孔よりもオイルの流入量が少なく、これが為、ピストンスカート部７における夫々のピストン周方向端部側の外周面へのオイル供給量が少なくなってしまう。

ここで、スラスト側とはピストン１の下降行程においてスラスト力Ｆ１が掛かる側のことをいい、下記の反スラスト側とはピストン１の上昇行程においてスラスト力Ｆ２が掛かる側のことをいう。以下同じ。

これが為、サイドウォール部の存在により剛性が高いかかる部位で潤滑不良が発生し、ピストンとシリンダボア壁面との間で異常摩耗や焼き付きが起こり易くなる。

また、上記特許文献２に開示されたピストンにおいては、反スラスト側におけるピストンスカート部の中央部分以外でオイル供給量が少ないだけでなく、複雑な構造であるが為に製造原価の高騰をも招来してしまう、という不都合があった。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、ピストンスカート部の外周面（特にピストン周方向端部側）に対して簡易且つ安価な構造でオイルを供給し得る内燃機関用ピストンを提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、ピストン本体に形成されたオイルリング溝と少なくともスラスト側のピストンスカート部との境界近傍で当該ピストンスカート部の外周面側に開口する複数のオイル孔をピストン周方向に間隔を空けて穿設すると共に、これら各オイル孔を前記ピストン本体内で連通させる連通路を設けている。

この請求項１記載の発明によれば、スラスト側のシリンダボア壁面との間における高圧のオイルがオイル孔から流入し、そのオイルを他のオイル孔からピストンスカート部の外周面とシリンダボア壁面との間に排出することができる。即ち、オイル孔に流入したオイルを、そのオイル孔からピストン周方向に離れた場所のピストンスカート部へと供給することができる。

また、上記目的を達成する為、請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の内燃機関用ピストンにおいて、各オイル孔の内の少なくとも一つを反スラスト側のピストンスカート部に設けている。

この請求項２記載の発明によれば、スラスト側のオイル孔に流入した高圧のオイルを潤滑性能に劣る反スラスト側のピストンスカート部へと導くことができる。

また、上記目的を達成する為、請求項３記載の発明では、上記請求項１又は２に記載の内燃機関用ピストンにおいて、各オイル孔の内の一つをスラスト側の略中央に設けている。

この請求項３記載の発明によれば、ピストンスカート部の外周面とシリンダボア壁面との間においてスラスト側の略中央が最も油圧が高いので、より有効に高圧のオイルを他のオイル孔へと導くことができる。

本発明に係る内燃機関用ピストンは、オイル孔に流入した高圧のオイルをピストン周方向に離れた場所のピストンスカート部へと供給することができるので、かかる部位での潤滑性能が向上し、異常摩耗や焼き付き等の抑制が可能になる。

以下に、本発明に係る内燃機関用ピストンの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本発明に係る内燃機関用ピストンの実施例１を図１−１から図５に基づいて説明する。

図１−１の符号１Ａは、本実施例１の内燃機関用ピストンを示す。ここで、このピストン１Ａにおいては、図１−１の紙面右側をスラスト側、紙面左側を反スラスト側とする。

このピストン１Ａのピストン本体１ａには、ピストン頂面側から順に二つのコンプレッションリング溝２ａ，２ｂとオイルリング溝３とが形成されており、その夫々に、主として燃焼室の気密性を保持するコンプレッションリング（図示略）と図４に示すシリンダボア壁面２０の油膜の最適化を図る図３に示すオイルリング４とが取り付けられる。

先ず、そのピストン本体１ａには、図１−２，図２及び図３に示す如く、オイルリング４でかき取ったシリンダボア壁面２０のオイルをピストン１Ａの内部空間５へと導くオイル孔（以下、「オイル戻し孔」という。）６がオイルリング溝３に形成されている。具体的に、本実施例１のオイル戻し孔６は、スラスト側の略中央におけるオイルリング溝３とピストンスカート部７の境界近傍において、ピストン１Ａの外部と内部空間５とが連通するよう穿設される。

これにより、ピストン１Ａの上下動によってオイルリング４がかき取ったシリンダボア壁面２０のオイルを、オイル戻し孔６からピストン１Ａの内部空間５へ排出してオイルパン（図示略）に戻すことができる。

更に、このピストン本体１ａには、図１−２及び図２に示す如く、上記オイル戻し孔６に対してピストン周方向へとずらした位置に二つのオイル孔（以下「第１及び第２の潤滑用オイル孔」という。）８ａ，８ｂが形成されている。具体的に、これら第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂは、スラスト側のピストンスカート部７における夫々のピストン周方向端部側の上方において、オイル戻し孔６と略同等の高さでピストン１Ａの外部と内部空間５とが連通するよう穿設される。本実施例１の第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂは、図２に示す如く、オイル戻し孔６を中心として夫々ピストン周方向に所定の角度（例えばθ＝２０°）ずらした位置に穿設されている。

また、このピストン本体１ａには、図１−２及び図２に示す如く、上記オイル戻し孔６の側面と第１潤滑用オイル孔８ａの側面とを連通させる第１連通路９ａ，及び上記オイル戻し孔６の側面と第２潤滑用オイル孔８ｂの側面とを連通させる第２連通路９ｂが形成されている。

本実施例１にあっては、これらオイル戻し孔６，第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂ並びに第１及び第２の連通路９ａ，９ｂを略同等の大きさで断面円形状に形成するが、その形状は、必ずしも円形状に限定するものではない。

ところで、一般に、内燃機関の作動時においては、ピストンピン（図示略）のピン孔１０の軸線方向におけるボア間の温度が高く、スラスト・反スラスト方向におけるボア間の温度が低い。また、スラスト側及び反スラスト側におけるピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間の隙間が大きすぎると、上下動する際にピストン１Ａの姿勢を保つことができない（所謂横揺れが生じる）。

そこで、冷間時の内燃機関においては、図４に示す如く、シリンダボア壁面２０が略真円となるように形成される一方、ピストン１Ａはスラスト・反スラスト方向の外周径よりもピン孔１０の軸線方向の外周径が短い楕円形状となるように形成されている。即ち、ピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間の隙間は、ピン孔１０からピストン１Ａのスラスト側又は反スラスト側に近づくにつれて隙間ＣＬ１から隙間ＣＬ２（＜ＣＬ１）へと徐々に小さくなっていく。

ここで、作動時のピストン１Ａの外周径は略真円に近づくが、それでもまだピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間の隙間は、スラスト側又は反スラスト側の方が小さい。従って、その間における油圧は、スラスト側又は反スラスト側の略中央からピン孔１０へと近づくにつれてＰ１，Ｐ２，Ｐ３，…と徐々に小さくなっていく。

これが為、オイルリング４がかき取ったシリンダボア壁面２０のオイルは、図２及び図５に示す如く、オイル戻し孔６から流入し、その一部がオイル戻し孔６からピストン１Ａの内部空間５へ排出され、残りが第１及び第２の連通路９ａ，９ｂを経て第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂからピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間に戻される。そして、その第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂから戻されたオイルは、図５に示す如く、異常摩耗や焼き付きが起こり易いピストンスカート部７における夫々のピストン周方向端部側を中心にしてピストンスカート部７の外周面全体に行き渡る。

特に、爆発行程時には前述したが如くスラスト側に最大のスラスト力Ｆ１が掛かり、スラスト側の略中央の油圧Ｐ１が最も高圧になるので、より有効にオイルを第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂから排出することができる。

ここで、ピストン１Ａの上昇行程においては、下降行程時におけるオイルリング４のオイルのかき下げによりピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間の油膜が薄く、更に反スラスト側にスラスト力Ｆ２が掛かっているので、オイル戻し孔６からのオイルの流入量は少ない。しかしながら、前回の下降行程において流入したオイルがオイル戻し孔６，第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂ並びに第１及び第２の連通路９ａ，９ｂに貯留されているので、オイルリング４のかき上げにより僅かでもオイルがオイル戻し孔６に流入すれば、その貯留されたオイルが第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂからピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間に供給される。

このようなことから、スラスト側のピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間における潤滑性能が向上し、その間での異常摩耗や焼き付きの抑制、冷却性能の向上を図ることができる。更に、潤滑性能の向上により摩擦損失が低減するので、燃料消費量の低減が可能になると共に、高回転化による出力向上や騒音低減をも図ることができる。

以上示した如く、本実施例１のピストン１Ａは、オイル戻し孔６，第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂ並びに第１及び第２の連通路９ａ，９ｂという簡易且つ安価な構造を設けることのみで、潤滑性能の向上等の多大な効果を得ることができる。

ここで、本実施例１にあっては一つのオイル戻し孔６と二つの第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂを設けているが、必ずしもその数量に限定するものではない。例えば、スラスト側の中央部分近傍に複数のオイル戻し孔を設けてもよく、また、三つ以上の潤滑用オイル孔を設けてもよい。

更に、本実施例１にあってはオイル戻し孔６と第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂとを略同等の大きさにしたものを例示したが、例えば、第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂからのオイルの戻り量を増加させる為に、その第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂの大きさをオイル戻し孔６よりも大きくしてもよい。ここで、かかる場合には、第１及び第２の連通路９ａ，９ｂの大きさも第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂの大きさに合わせることが好ましい。

また更に、本実施例１にあってはオイル戻し孔６，第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂ並びに第１及び第２の連通路９ａ，９ｂをスラスト側のみに設けたが、同様のものを反スラスト側に設けてもよく、これにより、ピストン１Ａ全体の潤滑性能を向上させることができ、これに付随する異常摩耗の抑制等の多様な効果をピストン１Ａ全体において得ることができる。

また、本実施例１にあっては第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂの位置をオイル戻し孔６に対して「θ₂＝２０°」ずらしたものとして例示したが、その角度については必ずしも本態様に限定するものではなく、ピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間の油圧分布を考慮して、ピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間にオイルが排出されるような位置に設定する。

次に、本発明に係る内燃機関用ピストンの実施例２を図６に基づいて説明する。

図６の符号１Ｂは、本実施例２の内燃機関用ピストンを示す。このピストン１Ｂは、図２に示す前述した実施例１におけるピストン１Ａのオイル戻し孔６を図６に示すオイル戻し孔１６に変更したものであり、それ以外の構成は実施例１のピストン１Ａと同じである。

本実施例２のオイル戻し孔１６は、実施例１と同様に、スラスト側の略中央におけるオイルリング溝３とピストンスカート部７の境界近傍においてピストン１Ａの外部と内部空間５とが連通するよう穿設されている。ここで、その実施例１のオイル戻し孔６との相違は、内部空間５側の孔１６ｂの大きさをピストンスカート部７の外周面側の孔１６ａよりも小さくしている点にある。

このように、一つのオイル戻し孔１６においてオイル流入側の孔１６ａの大きさよりもオイル戻り側の孔１６ｂを小さくすることによって、同一の大きさからなる実施例１のオイル戻し孔６よりも、孔１６ａから流入したオイルが孔１６ｂから内部空間５へと排出され難くなる。

ここで、本実施例２のオイル戻し孔１６の近傍において実施例１と同等の油圧Ｐ１が掛かっていると仮定すると、オイル戻し孔１６の孔１６ａの大きさは実施例１のオイル戻し孔６と同等であるが為にオイルも略同等の量が流入する。その一方、オイル戻し孔１６の孔１６ｂの大きさが実施例１のオイル戻し孔６よりも小さいので、その孔１６ｂから内部空間５へと排出されるオイル量は実施例１よりも少なくなる。

これが為、第１及び第２の連通路９ａ，９ｂには実施例１よりも多量のオイルが高圧で流入し、第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂからピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間に戻されるオイルが増量する。

このように、本実施例２によれば、ピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間に実施例１よりも多量のオイルを供給することができるので、更なる潤滑性能の向上が図れ、実施例１よりも有効に異常摩耗の抑制等の効果を奏することができる。

ここで、本実施例２にあっても、オイル戻し孔１６や第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂの数量については図６の態様に限定するものではなく、また、第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂの大きさをオイル戻し孔１６の孔１６ａより大きくしてもよい。

更に、本実施例２にあってもオイル戻し孔１６，第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂ並びに第１及び第２の連通路９ａ，９ｂをスラスト側のみに設けたが、同様のものを反スラスト側に設けてもよく、これにより、ピストン１Ｂ全体の潤滑性能を向上させることができ、これに付随する異常摩耗の抑制等の効果をピストン１Ｂ全体において得ることができる。

次に、本発明に係る内燃機関用ピストンの実施例３を図７に基づいて説明する。

図７の符号１Ｃは、本実施例３の内燃機関用ピストンを示す。このピストン１Ｃは、図２に示す前述した実施例１におけるピストン１Ａの第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂを図７に示す第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂに変更したものであり、それ以外の構成は実施例１のピストン１Ａと同じである。

ここで、前述した実施例１の第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂは、ピストンスカート部７の外周面側とピストン１Ａの内部空間５側とを連通させた貫通孔である為、第１及び第２の連通路９ａ，９ｂから流入してきたオイルが内部空間５側へと僅かではあるが排出される場合があり、かかる場合にはピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間で潤滑等に要する油量を戻せない可能性がある。

そこで、本実施例３の第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂは、実施例１の第１及び第２の潤滑用オイル孔８ａ，８ｂにおいて内部空間５側を閉塞した。

これにより、ピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間に必要な油量を戻すことができるので、所期の潤滑性能を得ることができ、これが為、異常摩耗の抑制等の効果を確実なるものとすることができる。また、内部空間５側を閉塞させることにより、かかる位置でのピストンスカート部７の剛性も向上させることができる。

更に、本実施例３の第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂからはピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間にのみオイルが排出されるので、その第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂから排出させるオイル量と、オイル戻し孔６からピストン１Ａの内部空間５に排出させるオイル量との関係を最適化し易くなる。

即ち、例えば内部空間５への排出量を多くしたいのであれば、オイル戻し孔６における内部空間５側の孔（実施例２の孔１６ｂに相当）を第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂよりも大きくすればよく、また、ピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間への排出量を多くしたいのであれば、第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂをオイル戻し孔６における内部空間５側の孔よりも大きくすればよい。

このようなことから、本実施例３によれば、ピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間での潤滑に要するオイル量や、ピストン１Ｃの冷却に要するオイル量の最適化が図り易くなる。

ここで、本実施例３にあっても、オイル戻し孔６や第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂの数量については図７の態様に限定するものではない。また、オイル戻し孔６，第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂ並びに第１及び第２の連通路９ａ，９ｂを反スラスト側にも設けてもよい。

次に、本発明に係る内燃機関用ピストンの実施例４を図８に基づいて説明する。

図８の符号１Ｄは、本実施例４の内燃機関用ピストンを示す。このピストン１Ｄは、図７に示す前述した実施例３におけるピストン１Ｃのオイル戻し孔６を図８に示すオイル孔（以下「オイル導入孔」という。）２６に変更したものであり、それ以外の構成は実施例３のピストン１Ｃと同じである。

本実施例４のオイル導入孔２６は、実施例３のオイル戻し孔６の内部空間５側を閉塞したものである。即ち、本実施例４のピストン１Ｄにおいては、オイル導入孔２６と第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂの全ての内部空間５側を閉塞している。

これにより、本実施例４にあってはオイル導入孔２６から流入した全てのオイルを第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂから排出することができるので、ピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間の潤滑性能を大幅に向上させることができ、より有効に異常摩耗の抑制等の効果を奏することが可能になる。

また、オイル導入孔２６と第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂの内部空間５側を閉塞させることによって、ピストンスカート部７の剛性を確保しつつその肉厚を薄くできるので、ピストン１Ｄの軽量化が図れ、これに伴って更なる出力の向上を図ることができる。

ここで、本実施例４にあっても、オイル導入孔２６や第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂの数量については図８の態様に限定するものではない。また、オイル導入孔２６，第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂ並びに第１及び第２の連通路９ａ，９ｂを反スラスト側にも設けてもよい。

次に、本発明に係る内燃機関用ピストンの実施例５を図９に基づいて説明する。

図９の符号１Ｅは、本実施例５の内燃機関用ピストンを示す。このピストン１Ｅは、図８に示す前述した実施例４のピストン１Ｄにおいて、図９に示す如く更に二つの第２及び第３のオイル導入孔３６ｂ，３６ｃを追加したものであり、それ以外の構成は実施例４のピストン１Ｄと同じである。尚、本実施例５にあっては、実施例４のオイル導入孔２６を便宜上「第１オイル導入孔３６ａ」という。

本実施例５の第２及び第３のオイル導入孔３６ｂ，３６ｃは、第１オイル導入孔３６ａを中心として夫々ピストン周方向に所定の角度（例えばθ₁＝１０°）ずらした位置に穿設されたものであって、第１オイル導入孔３６ａと第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂとの間に配置される。

これら第２及び第３のオイル導入孔３６ｂ，３６ｃは、夫々第１及び第２の連通路９ａ，９ｂと連通しており、また、他の第１オイル導入孔３６ａや第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂと同様に内部空間５側が閉塞されている。

これにより、オイルリング４がかき取ったシリンダボア壁面２０のオイルは、第１オイル導入孔３６ａだけでなく、第２及び第３のオイル導入孔３６ｂ，３６ｃからも第１及び第２の連通路９ａ，９ｂに流入する。これが為、そのオイル流入量の増加に伴って第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂからのオイル排出量が増加するので、実施例４と比して、ピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間における潤滑性能が更に向上し、異常摩耗の抑制等を図ることができる。

また、ピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間の摺動面において第２及び第３のオイル導入孔３６ｂ，３６ｃが追加されているので、摩擦係数が低下して摩擦損失を低減させることができる。

更に、多量のオイルを第１から第３のオイル導入孔３６ａ，３６ｂ，３６ｃへと流入させることが可能であるので、特にピストン１Ｅの上昇行程においては、かき取られたオイルのオイルリング４の上面での残存量を減らすことができ、オイルの消費量を低減させると共に燃料消費量も低減させることができる。

ここで、本実施例５にあっても、第１から第３のオイル導入孔３６ａ，３６ｂ，３６ｃや第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂの数量については図９の態様に限定するものではない。また、第１から第３のオイル導入孔３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂ並びに第１及び第２の連通路９ａ，９ｂを反スラスト側にも設けてもよい。

また、本実施例５にあっては、第２及び第３のオイル導入孔３６ｂ，３６ｃ並びに第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂの位置を第１オイル導入孔３６ａに対して夫々「θ₁＝１０°」，「θ₂＝２０°」ずらしたものとして例示したが、その角度については必ずしも本態様に限定するものではなく、ピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間の油圧分布を考慮した上で設定する。例えば、第２及び第３のオイル導入孔３６ｂ，３６ｃは、その油圧分布を考慮してオイルが流入するような位置に設定する。また、第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂは、その油圧分布を考慮して、ピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間にオイルが排出されるような位置に設定する。

次に、本発明に係る内燃機関用ピストンの実施例６を図１０に基づいて説明する。

図１０の符号１Ｆは、本実施例６の内燃機関用ピストンを示す。

先ず、このピストン１Ｆにおいては、実施例１のオイル戻し孔６と同様の第１及び第２のオイル戻し孔４６ａ，４６ｂがスラスト側と反スラスト側に夫々形成されている。即ち、第１オイル戻し孔４６ａはスラスト側の略中央におけるオイルリング溝３とピストンスカート部７の境界近傍において、また、第２オイル戻し孔４６ｂは反スラスト側の略中央におけるオイルリング溝３とピストンスカート部７の境界近傍において、夫々ピストン１Ｆの外部と内部空間５とが連通するよう穿設されている。

また、このピストン１Ｆには、第１オイル戻し孔４６ａの一方の側面と第２オイル戻し孔４６ｂの一方の側面とを連通させると共に、第１オイル戻し孔４６ａの他方の側面と第２オイル戻し孔４６ｂの他方の側面とを連通させる環状の連通路１９が形成されている。

このように、スラスト側と反スラスト側に夫々設けられた第１及び第２のオイル戻し孔４６ａ，４６ｂを環状の連通路１９で連通させることによって、一方のオイル戻し孔へとオイルリング４のかき取りによりシリンダボア壁面２０のオイルが流入すると、そのオイルを他方のオイル戻し孔からピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間に排出することができる。

即ち、スラスト側からシリンダボア壁面２０へのスラスト力Ｆ１が掛かるピストン１Ｆの下降行程においては、第１オイル戻し孔４６ａへとオイルが流入すると、そのオイルの一部が内部空間５へと排出される一方、残りのオイルが環状の連通路１９を介して第２オイル戻し孔４６ｂへと送られて、反スラスト側におけるピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間に排出される。

このように、本実施例６によれば、潤滑性能の劣る反スラスト側へとオイルを供給することができ、かかる部位における潤滑性能を向上させることができるので、その間での異常摩耗や焼き付きが抑制され、更に摩擦損失の低減に伴って、燃料消費量の低減や高回転化による出力向上、騒音低減をも図ることができる。

ここで、本実施例６のピストン１Ｆにおいては、そのスラスト側を前述した実施例１から実施例５の如く構成してもよい。

例えば、スラスト側に実施例３の第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂを設けてもよく、これにより、ピストン１Ｆ全体の潤滑性能が向上し、より有効に異常摩耗や焼き付きの抑制等の効果を奏することができる。

また、スラスト側に実施例５の第１から第３のオイル導入孔３６ａ，３６ｂ，３６ｃ並びに第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂを設けてよく、これにより、スラスト側の潤滑性能が向上するだけでなく、環状の連通路１９へと流入するオイル量が増加して、反スラスト側の潤滑性能の更なる向上が図れる。これが為、ピストン１Ｆ全体の潤滑性能が更に向上し、より確実に異常摩耗や焼き付きの抑制等の効果を奏することができる。

ここで、本実施例６のピストン１Ｆにおいても、その上昇行程においては反スラスト側からシリンダボア壁面２０へのスラスト力Ｆ２が掛かる。この場合、オイルリング４がかき上げた反スラスト側のオイルは、第２オイル戻し孔４６ｂへと流入し、その一部が内部空間５へと排出される一方、残りのオイルが環状の連通路１９を介して第１オイル戻し孔４６ａへと送られる。これが為、かかる場合にあっては、スラスト側におけるピストンスカート部７の外周面とシリンダボア壁面２０との間の潤滑性能が向上する。

そこで、スラスト側と反スラスト側の双方を前述した実施例１から実施例５の如く構成することによって、ピストン１Ｆの上昇、下降に拘らずピストン１Ｆ全体の潤滑性能を向上させることができる。特に、反スラスト側には実施例５の第１から第３のオイル導入孔３６ａ，３６ｂ，３６ｃ並びに第１及び第２の潤滑用オイル孔１８ａ，１８ｂを設けることによって、上昇行程時に第１オイル戻し孔４６ａへと送出されるオイル量が増加するので、より有効にピストン１Ｆ全体の潤滑性能を向上させることができ、異常摩耗の抑制等をより好適に図ることができる。

また、本実施例６の如き環状の連通路１９を設けることによってピストン１Ｆがより軽量化されるので、更なる出力向上をも図ることが可能になる。

尚、前述した実施例１〜６においてピストンスカート部７の潤滑に要する以上の油量を排出することができるのであれば、その第１及び第２の連通路９ａ，９ｂや環状の連通路１９をピン孔１０と連通させてもよく、これによりピン孔１０の潤滑性能をも向上させることができる。

以上のように、本発明に係る内燃機関用ピストンは、ピストンスカート部における夫々のピストン周方向端部側へのオイル供給を簡易且つ安価に行い得る技術として有用である。

本発明に係る内燃機関用ピストンをピン孔方向から見た側面図である。 図１−１の矢印Ａから見た実施例１から４における内燃機関用ピストンの側面図である。 図１−２のＸ−Ｘ線から見た実施例１の内燃機関用ピストンの断面図である。 図１−２のＹ−Ｙ線から見た実施例１の内燃機関用ピストンの断面図である。 図１−２のＺ−Ｚ線から見た実施例１の内燃機関用ピストンの断面図であって、ピストンスカート部とシリンダボア壁面との間の油圧分布を説明する図である。 図１−１の矢印Ａから見た実施例１の内燃機関用ピストンの側面図であって、ピストンスカート部に排出されたオイルの流れを説明する図である。 図１−２のＸ−Ｘ線から見た実施例２の内燃機関用ピストンの断面図である。 図１−２のＸ−Ｘ線から見た実施例３の内燃機関用ピストンの断面図である。 図１−２のＸ−Ｘ線から見た実施例４の内燃機関用ピストンの断面図である。 本発明に係る内燃機関用ピストンの実施例５を示す図であって、図１−２のＸ−Ｘ線と同等の位置から切った断面図である。 本発明に係る内燃機関用ピストンの実施例６を示す図であって、図１−２のＸ−Ｘ線と同等の位置から切った断面図である。 ピストン下降時においてピストンとシリンダボア壁面との間に掛かるスラスト力を説明する図である。 ピストン上昇時においてピストンとシリンダボア壁面との間に掛かるスラスト力を説明する図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ ピストン
１ａ ピストン本体
３ オイルリング溝
４ オイルリング
６，１６，４６ａ，４６ｂ オイル戻し孔（オイル孔）
７ ピストンスカート部
８ａ，８ｂ，１８ａ，１８ｂ 潤滑用オイル孔（オイル孔）
９ａ，９ｂ，１９ 連通路
２０ シリンダボア壁面
２６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ オイル導入孔（オイル孔）

Claims (3)

1. ピストン本体に形成されたオイルリング溝と少なくともスラスト側のピストンスカート部との境界近傍で当該ピストンスカート部の外周面側に開口する複数のオイル孔をピストン周方向に間隔を空けて穿設すると共に、該各オイル孔を前記ピストン本体内で連通させる連通路を設けたことを特徴とする内燃機関用ピストン。
2. 前記各オイル孔の内の少なくとも一つを反スラスト側のピストンスカート部に設けたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用ピストン。
3. 前記各オイル孔の内の一つをスラスト側の略中央に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関用ピストン。

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