JP2007278251A

JP2007278251A - Engine piston structure

Info

Publication number: JP2007278251A
Application number: JP2006108714A
Authority: JP
Inventors: Akira Kageyama; 明陰山; Keiji Araki; 啓二荒木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2026-04-11
Also published as: JP4501889B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a heat load of a piston by contriving a piston cooling structure in an engine having the pent roof-shaped piston. <P>SOLUTION: Oil passages 12b, 12b are formed on an inlet side and exhaust side of piston pin holes 12a, 12a provided in pin boss parts 12, 12 of the piston 1 to extend in a barrel axis direction of the piston 1. Each oil passage 12b communicates with an annular cooling channel 11f formed inside the piston 1 and extends into a ridge portion 11a of a crown part 11 lying above the pin boss part 12. The oil passage 12b is opened in an inner peripheral surface of the piston pin hole 12a to communicate with the piston pin hole 12a. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ペントルーフ状のピストン及びシリンダを有するエンジンのピストン構造に関し、特にピストンの冷却構造の技術分野に属する。 The present invention relates to a piston structure for an engine having a pent roof-like piston and cylinder, and particularly to the technical field of a piston cooling structure.

従来より、ピストンを効果的に冷却するために、該ピストン内部に環状のオイル通路（以下、クーリングチャンネルと呼ぶ）の設けられたピストン構造が知られている。このようなクーリングチャンネルの形成されたピストンでは、該クーリングチャンネルに連通するようにオイル導入口及びオイル排出口が設けられていて、該オイル導入口からクーリングチャンネル内にオイルを供給することで、ピストンが内部から冷却されるようになっている。 Conventionally, in order to cool the piston effectively, a piston structure in which an annular oil passage (hereinafter referred to as a cooling channel) is provided inside the piston is known. In the piston in which such a cooling channel is formed, an oil introduction port and an oil discharge port are provided so as to communicate with the cooling channel. By supplying oil from the oil introduction port into the cooling channel, the piston Is cooled from the inside.

例えば、特許文献１に開示されるものでは、ピストン外周部上に配設されるオイルリングの下側からピストン内部のクーリングチャンネルまで延びる連通孔を、ピストン全周に亘ってほぼ等間隔に多数形成し、ピストンがシリンダ内を上死点側から下死点側へ移動する間に、オイルリングによって該シリンダ内壁から掻き取られたオイルを上記連通孔からクーリングチャンネル内に回収することで、ピストンの冷却を図るようにしている。 For example, in the one disclosed in Patent Document 1, a large number of communication holes extending from the lower side of the oil ring disposed on the outer periphery of the piston to the cooling channel inside the piston are formed at almost equal intervals over the entire circumference of the piston. Then, while the piston moves from the top dead center side to the bottom dead center side in the cylinder, the oil scraped from the inner wall of the cylinder by the oil ring is collected from the communication hole into the cooling channel, thereby Cooling is attempted.

なお、上記特許文献１の構成以外にも、上記クーリングチャンネル内にオイルを供給する方法として、オイルポンプから送出されたオイルをチェックバルブ等を介してシリンダ内に吐出させるオイルジェットと呼ばれる装置を用いて、上記ピストンのオイル導入口内へオイルを供給する方法などが知られている。
特開２００５−３６６９０号公報 In addition to the configuration of Patent Document 1, as a method for supplying oil into the cooling channel, a device called an oil jet that discharges oil sent from an oil pump into a cylinder via a check valve or the like is used. A method of supplying oil into the oil inlet of the piston is known.
JP-A-2005-36690

ところで、従来より、エンジンの燃費向上を図るための一つの方法として、シリンダの天井部及びピストン冠面をペントルーフ状にして燃焼室内の圧縮比を高めることが考えられている。ところが、燃焼室内の圧縮比を高めると、該燃焼室内の温度が高くなって自着火が発生しやすい状態になり、ノッキングが発生しやすくなってしまう。そのため、ピストンを十分に冷却してノッキングの発生をできるだけ抑える必要がある。 By the way, conventionally, as one method for improving the fuel consumption of the engine, it has been considered to increase the compression ratio in the combustion chamber by making the ceiling part of the cylinder and the piston crown surface into a pent roof shape. However, when the compression ratio in the combustion chamber is increased, the temperature in the combustion chamber increases, and self-ignition tends to occur, and knocking is likely to occur. Therefore, it is necessary to cool the piston sufficiently to suppress the occurrence of knocking as much as possible.

しかしながら、上述のようにペントルーフ状に形成されたピストンの場合には、ピンボス部上方のピストン冠面が上方に隆起しているため、上記従来例のようにピストン内部に環状のクーリングチャンネルを設けただけでは該クーリングチャンネル内を流れるオイルによってピストンを十分に冷却できない可能性がある。 However, in the case of the piston formed in the pent roof shape as described above, the piston crown surface above the pin boss portion is raised upward, so that an annular cooling channel is provided inside the piston as in the conventional example. The piston may not be sufficiently cooled by the oil flowing through the cooling channel.

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ペントルーフ状のピストンを有するエンジンにおいて、該ピストンの冷却構造に工夫を凝らすことによりピストンの熱負荷を軽減することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to reduce the heat load of the piston by devising the cooling structure of the piston in an engine having a pent roof-like piston. There is.

上記目的を達成するために、本発明に係るエンジンのピストン構造では、ピストンのピンボス部に、クーリングチャンネルに連通し且つピストン冠面の隆起部分まで延びるようなオイル通路を形成して、該隆起部分もオイルによって冷却されるようにした。 To achieve the above object, in the piston structure of the engine according to the present invention, an oil passage is formed in the pin boss portion of the piston so as to communicate with the cooling channel and extend to the raised portion of the piston crown surface. Also cooled by oil.

具体的には、請求項１の発明では、ペントルーフ状のシリンダの天井に沿ってピンボス部上方のピストン冠面が隆起したエンジンのピストン構造を対象とする。そして、ピストンには、その内部にピストンリングに対応して環状のクーリングチャンネルが設けられているとともに、該クーリングチャンネル内のオイルを排出するためのオイル排出口が形成されていて、上記ピンボス部には、上記クーリングチャンネルに連通し且つ上記ピストン冠面の隆起部分まで延びるようなオイル通路が形成されているものとする。 Specifically, the invention according to claim 1 is directed to an engine piston structure in which a piston crown surface above the pin boss portion is raised along the ceiling of a pent roof-shaped cylinder. The piston is provided with an annular cooling channel corresponding to the piston ring therein, and an oil discharge port for discharging oil in the cooling channel is formed in the pin boss portion. Is formed with an oil passage that communicates with the cooling channel and extends to the raised portion of the piston crown surface.

この構成により、クーリングチャンネル内を流れるオイルは、ピンボス部にピストン冠面の隆起部分まで延びるように形成されたオイル通路内にも流れて、該隆起部分はオイルによって内側から冷却されることになる。すなわち、ピストン冠面が隆起していて最も高温になりやすい部分にもオイルを流すことで、効果的にピストンを冷却することができ、ピストンの熱負荷の軽減を図れる。 With this configuration, the oil flowing in the cooling channel also flows in the oil passage formed in the pin boss portion so as to extend to the raised portion of the piston crown surface, and the raised portion is cooled from the inside by the oil. . That is, the oil can be effectively cooled by flowing oil through the portion where the piston crown surface is raised and the temperature tends to be the highest, and the thermal load on the piston can be reduced.

これにより、高圧縮比にしてもノッキングの発生を抑えることができるとともに、ピストンリングの薄肉化が可能になり摺動抵抗の低減も図れるため、燃費を向上することができる。 Thereby, even if the compression ratio is high, the occurrence of knocking can be suppressed, and the piston ring can be thinned and the sliding resistance can be reduced, so that the fuel consumption can be improved.

上述の構成において、上記ピンボス部の少なくとも排気側に上記オイル通路が形成されているものとする（請求項２の発明）。こうすることで、ピンボス部上方に位置するピストン冠面の隆起部分において、最も高温になりやすい排気側をオイルによって冷却することができ、ピストンの熱負荷を効果的に軽減することができる。 In the above-described configuration, it is assumed that the oil passage is formed at least on the exhaust side of the pin boss portion (the invention of claim 2). By doing so, the exhaust side that tends to become the highest temperature can be cooled by oil in the raised portion of the piston crown surface located above the pin boss portion, and the thermal load of the piston can be effectively reduced.

また、上記ピンボス部の吸気側及び排気側にそれぞれオイル通路が形成されているのが好ましい（請求項３の発明）。こうすれば、ピンボス部上方に位置しピストン冠面が隆起している部分を、２つのオイル通路内を流れるオイルによってより効果的に冷却することができるため、ピストンの熱負荷をより確実に軽減することができる。 Preferably, oil passages are respectively formed on the intake side and the exhaust side of the pin boss portion (invention of claim 3). In this way, the portion where the piston crown surface is located above the pin boss portion can be cooled more effectively by the oil flowing in the two oil passages, thus reducing the thermal load on the piston more reliably. can do.

そして、上記ピンボス部には、ピストンピンを軸支するための貫通穴が形成されていて、上記オイル通路は、上記貫通穴に対して、該貫通穴の内周面の吸気側及び排気側の少なくとも一方で開口するように設けられるのが好ましい（請求項４の発明）。 The pin boss portion is formed with a through hole for pivotally supporting the piston pin, and the oil passage is located on the intake side and the exhaust side of the inner peripheral surface of the through hole with respect to the through hole. It is preferable to provide at least one of the openings (the invention of claim 4).

このようにピンボス部に形成された貫通穴に連通するようにオイル通路を形成することで、該オイル通路によってピンボス部へオイルを確実に供給することができる。したがって、上述のようなオイル通路を形成することで、ピストン冠面の隆起部分を冷却しつつ、ピンボス部にも潤滑用のオイルを供給することが可能となる。 By forming the oil passage so as to communicate with the through hole formed in the pin boss portion in this way, oil can be reliably supplied to the pin boss portion by the oil passage. Therefore, by forming the oil passage as described above, it is possible to supply lubricating oil to the pin boss portion while cooling the raised portion of the piston crown surface.

しかも、上記オイル通路は、貫通穴の内周面においてピストンピンから大きな荷重の作用する上下位置ではなく、吸気側及び排気側の少なくなくとも一方側で該貫通穴に開口するように設けられるため、ピストンピンと貫通穴内周面との間に形成される油膜がピストンピンから受ける荷重によって油膜切れを生じるのを防止することができる。 In addition, the oil passage is provided on the inner peripheral surface of the through hole so as to open to the through hole on at least one side of the intake side and the exhaust side, not the vertical position where a large load acts from the piston pin. The oil film formed between the piston pin and the inner peripheral surface of the through hole can be prevented from being cut by a load received from the piston pin.

また、上記オイル通路は、上記貫通穴に対する開口部において、該通路の一部が上記ピンボス部の貫通穴とラップするように設けられていてもよい（請求項５の発明）。これにより、上記オイル通路は通路全体がピンボス部の貫通穴に対して開口しないため、該オイル通路からピンボス部の貫通穴へ流れるオイルの流量を抑えることができ、その分、ピストン冠面の隆起部分の内部にオイルを流すことができる。したがって、上記ピンボス部に潤滑用のオイルを供給しつつ、上記隆起部分をより確実に冷却することができる。 The oil passage may be provided in an opening portion with respect to the through hole so that a part of the passage wraps with the through hole of the pin boss portion (invention of claim 5). As a result, since the oil passage does not open to the through hole of the pin boss portion, the flow rate of the oil flowing from the oil passage to the through hole of the pin boss portion can be suppressed. Oil can flow inside the part. Therefore, the raised portion can be cooled more reliably while supplying lubricating oil to the pin boss portion.

ここで、上述のようにオイル通路の設けられたピストンに対してオイルを供給する構成として、以下の２つの構成が考えられる。 Here, as the configuration for supplying oil to the piston provided with the oil passage as described above, the following two configurations are conceivable.

一つめの構成は、上述のようにオイル通路がピンボス部の貫通穴と連通するように設けられている構成において、上記ピストンとクランク軸とを連結するためのコネクティングロッド及びピストンピンの内部に、上記オイル通路にオイルを供給するためのオイル供給路が形成されていて、このオイル供給路を介してオイルを供給する構成である（請求項６の発明）。この場合のオイル供給構造は、コネクティングロッドからピストンピン及びピンボス部を介してオイル通路内にオイルを供給するものであり、クーリングチャンネルへのオイル供給のために従来のようにオイルジェットを設ける必要がなくなるため、コストの低減を図れる。 In the first configuration, the oil passage is provided so as to communicate with the through hole of the pin boss portion as described above, inside the connecting rod and the piston pin for connecting the piston and the crankshaft, An oil supply path for supplying oil to the oil passage is formed, and the oil is supplied through the oil supply path (invention of claim 6). In this case, the oil supply structure supplies oil from the connecting rod to the oil passage through the piston pin and the pin boss, and it is necessary to provide an oil jet as in the prior art for supplying oil to the cooling channel. Therefore, the cost can be reduced.

しかも、オイルジェットからオイルを供給する場合、該オイルジェットから吐出されるオイルはピストン下面に設けられたオイル導入口からクーリングチャンネル内へ流れ込むのが一般的であるため、ピストンがオイルジェットから離れたところに位置している場合にはクーリングチャンネル内にオイルはほとんど供給されないが、上述のようにコネクティングロッド及びピストンピンを介してオイルを供給するようにすれば、クーリングチャンネル及びオイル通路内に連続してオイルを供給することができる。 In addition, when oil is supplied from the oil jet, the oil discharged from the oil jet generally flows into the cooling channel from the oil introduction port provided on the lower surface of the piston, so the piston is separated from the oil jet. However, if the oil is supplied to the cooling channel through the connecting rod and the piston pin as described above, the oil is continuously supplied to the cooling channel and the oil passage. Oil can be supplied.

二つめの構成は、従来構成と同じく、上記ピストンに、オイルジェットによってクーリングチャンネルにオイルが供給されるようなオイル導入口を設けて（請求項７の発明）、該オイル導入口からクーリングチャンネル内へオイルを供給する構成である。このように、オイルジェットを用いてオイルを供給することにより、クーリングチャンネル内のオイルの流量を確保できるとともに、クーリングチャンネル内のオイルがピストンの上下動によってオイル通路内を流れて上記ピストン冠面の隆起部分に運ばれることで、この隆起部分が冷やされる。また、オイルジェットから吐出されて上記オイル導入口内に入らなかったオイルによってピストンの下面を冷却することも可能になる。 In the second configuration, as in the conventional configuration, the piston is provided with an oil inlet that supplies oil to the cooling channel by an oil jet (invention of claim 7). It is the structure which supplies oil to. Thus, by supplying oil using an oil jet, the flow rate of oil in the cooling channel can be secured, and the oil in the cooling channel flows in the oil passage by the vertical movement of the piston, and the piston crown surface The raised portion is cooled by being carried to the raised portion. It is also possible to cool the lower surface of the piston with oil discharged from the oil jet and not entering the oil inlet.

また、上記ピストン冠面の中央部分には、キャビティが形成されていて、該キャビティ内に向かって燃料が噴射されるものとする（請求項８の発明）。このような構成では、キャビティの周り、すなわちピストン冠面の周縁部が高温になりやすいため、その部分に上述の構成のようなオイル通路を設ければ、ピストンを内部から効率良く冷却することができる。 A cavity is formed in the central portion of the piston crown surface, and fuel is injected into the cavity (invention of claim 8). In such a configuration, the periphery of the cavity, that is, the peripheral portion of the piston crown surface, is likely to become high temperature, and if an oil passage as described above is provided in that portion, the piston can be efficiently cooled from the inside. it can.

本発明によれば、ピンボス部上方のピストン冠面が隆起したピストンにおいて、該ピンボス部に、ピストン内部のクーリングチャンネルに連通し且つピストン冠面の隆起部分まで延びるようなオイル通路を設けたため、最も温度の高くなりやすいピストン冠面の隆起部分の温度を効果的に低減することができ、ピストンの熱負荷を軽減することができる。これにより、圧縮比を高めつつノッキングの発生の抑制が可能になるとともに、ピストンリングの薄肉化も可能になり、燃費の改善を図れる。特に、上記ピンボス部の少なくとも排気側にオイル通路を形成するようにすれば、最も高温になりやすい排気側の熱負荷を効率良く軽減することができる。 According to the present invention, in the piston in which the piston crown surface above the pin boss portion is raised, the pin boss portion is provided with the oil passage that communicates with the cooling channel inside the piston and extends to the raised portion of the piston crown surface. It is possible to effectively reduce the temperature of the raised portion of the piston crown surface where the temperature tends to be high, and to reduce the thermal load of the piston. As a result, the occurrence of knocking can be suppressed while increasing the compression ratio, and the piston ring can be made thinner, thereby improving fuel efficiency. In particular, if the oil passage is formed at least on the exhaust side of the pin boss portion, the heat load on the exhaust side, which is likely to become the highest temperature, can be efficiently reduced.

また、上記オイル連通路をピンボス部の貫通穴に連通するように設けることで、上述のようにピストン冠面の隆起部分を冷却しつつ、ピンボス部に潤滑用のオイルを確実に供給できる。 Further, by providing the oil communication passage so as to communicate with the through hole of the pin boss portion, it is possible to reliably supply the lubricating oil to the pin boss portion while cooling the raised portion of the piston crown as described above.

さらに、上記クーリングチャンネル及びオイル通路に対してオイルジェットを用いてオイルを供給すれば、該クーリングチャンネル及びオイル通路の油量を確保しつつピストン下面を冷却できる一方、コネクティングロッド及びピストンピンを利用してオイルを供給すれば、オイルジェットが不要になるため、コストの低減を図れるとともに、ピストン内部にオイルを安定して供給することができる。 Furthermore, if oil is supplied to the cooling channel and the oil passage by using an oil jet, the lower surface of the piston can be cooled while ensuring the amount of oil in the cooling channel and the oil passage, while using a connecting rod and a piston pin. If the oil is supplied, the oil jet becomes unnecessary, so that the cost can be reduced and the oil can be stably supplied into the piston.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.

（実施形態１）
−ピストンの構成−
図１は、本発明の実施形態に係るエンジンのピストン構造を採用したピストン１の（ａ）上面図、（ｂ）クランク軸の軸方向から見た正面図、図２は図１（ａ）のII−II線断面図、図３は図１（ａ）のIII−III線断面図、図４は図３のIV−IV線断面図である。 (Embodiment 1)
−Piston configuration−
1A is a top view of a piston 1 that employs the piston structure of an engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a front view seen from the axial direction of the crankshaft, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line II-II, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1A, and FIG.

上記ピストン１は、エンジンのシリンダ４（図５参照）内で上下方向に往復動することによって、図示しないコネクティングロッドを介してクランク軸を回転させるように構成されている。 The piston 1 is configured to rotate a crankshaft via a connecting rod (not shown) by reciprocating in a vertical direction in a cylinder 4 (see FIG. 5) of the engine.

詳しくは、上記ピストン１は、下方に向かって開口する概略有底円筒状の金属製（例えばアルミニウム合金製）の部材であり、このピストン１によってエンジンのシリンダ４内は上下に区画されるようになっている。すなわち、シリンダ４内において、ピストン１の上面（ピストン冠面）よりも上方には燃料を燃焼させる燃焼室が区画形成される一方、該ピストン１よりも下方には、上記クランク軸の配置されるクランク室５へと繋がる空間が形成されている。 Specifically, the piston 1 is a substantially bottomed cylindrical metal member (for example, made of aluminum alloy) that opens downward, and the piston 1 divides the inside of the cylinder 4 of the engine vertically. It has become. That is, in the cylinder 4, a combustion chamber for burning fuel is defined above the upper surface (piston crown surface) of the piston 1, while the crankshaft is disposed below the piston 1. A space connected to the crank chamber 5 is formed.

また、上記ピストン１は、上部に位置する略円柱状の冠部１１と、該冠部１１から下方に延びるように設けられていて、上記コネクティングロッドをピストン１に連結するピストンピン（図示省略）を軸支するためのピンボス部１２，１２と、ピストン１のスラスト・反スラスト位置で上記冠部１１の外周部分からそれぞれ下方に向かって延びるように設けられた下面視略円弧状のスカート部１３，１３と、を備えている。 The piston 1 is provided with a substantially cylindrical crown portion 11 located at the upper portion and a piston pin (not shown) for connecting the connecting rod to the piston 1 and extending downward from the crown portion 11. Pin bosses 12 and 12 for axial support, and a substantially arc-shaped skirt portion 13 in a bottom view provided so as to extend downward from the outer peripheral portion of the crown portion 11 at the thrust / anti-thrust position of the piston 1. , 13.

上記冠部１１は、その上面がピンボス部１２，１２の上方位置で隆起するように形成された、いわゆるペントルーフ状のもので、シリンダ４のペントルーフ状の天井部４ａとの間に形成される燃焼室の容積をできるだけ小さくすることで、燃焼室内の圧縮比を高めることができるようになっている。すなわち、上記冠部１１は、ピンボス部１２，１２上方に位置する隆起部１１ａで最も高くなるように形成されている。 The crown portion 11 has a so-called pent roof shape formed such that the upper surface thereof is raised above the pin boss portions 12 and 12, and combustion formed between the pent roof shape ceiling portion 4 a of the cylinder 4. By reducing the volume of the chamber as much as possible, the compression ratio in the combustion chamber can be increased. That is, the crown portion 11 is formed so as to be the highest at the raised portion 11 a located above the pin boss portions 12, 12.

また、上記冠部１１の上面の中央部分には、キャビティと呼ばれる凹部１１ｂが形成されている。この凹部１１ｂ内に向かってインジェクター（図示省略）から燃料を噴射して燃焼させることで、効率良く燃料を燃焼させることができる。なお、上記冠部１１の上面に凹部１１ｂを形成することにより、該冠部１１の上面には、周縁部１１ｅが形成されている。よって、熱負荷の高いピストンの冠部１１において、燃料を燃焼させる凹部１１ｂを囲む該周縁部１１ｅは特に熱負荷が高くなっている。 A concave portion 11 b called a cavity is formed in the central portion of the top surface of the crown portion 11. By injecting fuel from an injector (not shown) into the recess 11b and burning it, the fuel can be burned efficiently. In addition, the peripheral part 11e is formed in the upper surface of this crown part 11 by forming the recessed part 11b in the upper surface of the said crown part 11. FIG. Therefore, in the crown portion 11 of the piston having a high heat load, the peripheral portion 11e surrounding the recess 11b for burning the fuel has a particularly high heat load.

上記冠部１１の外周面上には、上記燃焼室側からクランク室側に向けて順に、コンプレッションリング溝１１ｃ，１１ｃ及びオイルリング溝１１ｄがそれぞれ全周に亘って形成されている。そして、これらのリング溝１１ｃ，１１ｃ，１１ｄにコンプレッションリング及びオイルリング（ピストンリング、図示省略）をそれぞれ装着することで、該コンプレッションリングによって燃焼室内の気密性を保つとともに、該オイルリングによってオイルの燃焼室内への浸入を防止できるようになっている。なお、これらの各リングは、上述の機能以外にも、ピストン１の熱をシリンダ壁に逃がすという役割も有している。 On the outer peripheral surface of the crown portion 11, compression ring grooves 11c, 11c and an oil ring groove 11d are formed over the entire circumference in order from the combustion chamber side to the crank chamber side. Then, by attaching a compression ring and an oil ring (piston ring, not shown) to these ring grooves 11c, 11c, and 11d, the compression ring maintains the airtightness in the combustion chamber, and the oil ring allows the oil to flow. Intrusion into the combustion chamber can be prevented. Each of these rings also has a role of releasing the heat of the piston 1 to the cylinder wall in addition to the above-described function.

さらに、上記冠部１１の内部には、上記リング溝１１ｃ，１１ｃ，１１ｄの内周側位置で該冠部１１の全周に亘って延びる環状の空洞部１１ｆ（以下、クーリングチャンネルともいう）が形成されている。この空洞部１１ｆは、その内部をオイルが流れることにより上記冠部１１が冷却されるようにしたもので、いわゆるクーリングチャンネルとして機能する。そして、上記冠部１１の下面、すなわち、有底円筒状のピストン１の内側の底面には、上記クーリングチャンネル１１ｆに連通する２つのオイル導入口１１ｇ，１１ｇ及び１つのオイル排出口１１ｈが形成されている。 Further, inside the crown portion 11, there is an annular cavity portion 11f (hereinafter also referred to as a cooling channel) that extends over the entire circumference of the crown portion 11 at the inner circumferential side position of the ring grooves 11c, 11c, 11d. Is formed. The hollow portion 11f is configured so that the crown portion 11 is cooled by the oil flowing therein, and functions as a so-called cooling channel. Two oil introduction ports 11g, 11g and one oil discharge port 11h communicating with the cooling channel 11f are formed on the lower surface of the crown portion 11, that is, the inner bottom surface of the bottomed cylindrical piston 1. ing.

このように、クーリングチャンネル１１ｆに対して２つのオイル導入口１１ｇ，１１ｇを設けることで、仮に一方のオイル導入孔１１ｇから流れ込んだオイルがすぐに上記オイル排出口１１ｈから排出されてしまった場合でも、他方のオイル導入孔１１ｇから流れ込むオイルによってクーリングチャンネル１１ｆの残りの部分にオイルを流すことができ、該環状のクーリングチャンネル１１ｆ内の隅々までオイルを確実に供給することができる。 As described above, by providing the two oil introduction ports 11g and 11g for the cooling channel 11f, even if the oil flowing from one oil introduction hole 11g is immediately discharged from the oil discharge port 11h. The oil flowing from the other oil introduction hole 11g can flow the remaining portion of the cooling channel 11f, and the oil can be reliably supplied to every corner in the annular cooling channel 11f.

なお、上記２つのオイル導入口１１ｇ，１１ｇには、それぞれ、後述のオイルジェット装置２０，２０によってオイルが供給されるため、該オイル導入口１１ｇ，１１ｇは、図４及び図６に示すように、ピンボス部１２，１２間の吸気側に並んで設けられるのが好ましく、上記オイル排出口１１ｈは、オイル導入孔１１ｇ，１１ｇからなるべく離れた位置（例えば環状のクーリングチャンネル１１ｆの互いに対向する位置）に設けられるのが好ましい。 In addition, since oil is supplied to the two oil introduction ports 11g and 11g by oil jet devices 20 and 20, which will be described later, the oil introduction ports 11g and 11g are formed as shown in FIGS. The oil discharge port 11h is preferably located as far as possible from the oil introduction holes 11g and 11g (for example, a position where the annular cooling channels 11f face each other). Is preferably provided.

上記ピンボス部１２，１２には、円筒状のピストンピンの両端が挿入されるピストンピン穴１２ａ，１２ａが形成されている。そして、コネクティングロッドの一端（小端部）が連結された該ピストンピンは、ピンの両端が上記ピンボス部１２，１２のピストンピン穴１２ａ，１２ａ内に挿入された状態で回動可能に抜け止め（リング等により）されて、上記ピストン１の上下動に応じてピストンピンが上記ピストンピン穴１２ａ，１２ａ内で回動するように構成されている。 The pin bosses 12 and 12 are formed with piston pin holes 12a and 12a into which both ends of a cylindrical piston pin are inserted. And, the piston pin to which one end (small end) of the connecting rod is connected is prevented from coming off in a state where both ends of the pin are inserted into the piston pin holes 12a and 12a of the pin boss portions 12 and 12, respectively. The piston pin is configured to rotate within the piston pin holes 12a and 12a according to the vertical movement of the piston 1 (by a ring or the like).

また、上記各ピンボス部１２には、ピストンピン穴１２ａの排気側及び吸気側の位置でピストン１の筒軸方向に延びるオイル通路としての穴部１２ｂ，１２ｂ（以下、オイル通路ともいう）が設けられている。この各オイル通路１２ｂは、上記ピンボス部１２，１２の下端で下方に向かって開口する一方、上記クーリングチャンネル１１ｆに連通し且つ上記冠部１１の周縁部１１ｅの隆起部１１ａの表面近くまで延びており、該オイル通路１２ｂ内をクーリングチャンネル１１ｆからのオイルが流れることによって上記隆起部１１ａを冷却するようになっている。なお、上記オイル通路１２ｂの開口部は、クーリングチャンネル１１ｆ内のオイル流量や、後述するピストンピン穴１２ａへのオイル供給等を考慮して、例えばボール部材の圧入などによってオイルが漏れないように塞いでおくのが好ましい。 Each pin boss portion 12 is provided with holes 12b and 12b (hereinafter also referred to as oil passages) as oil passages extending in the cylinder axis direction of the piston 1 at positions on the exhaust side and intake side of the piston pin hole 12a. It has been. Each of the oil passages 12b opens downward at the lower ends of the pin boss portions 12 and 12, and communicates with the cooling channel 11f and extends to the surface of the raised portion 11a of the peripheral edge portion 11e of the crown portion 11. The raised portion 11a is cooled by the oil flowing from the cooling channel 11f in the oil passage 12b. The opening of the oil passage 12b is closed so that the oil does not leak due to, for example, press-fitting of a ball member in consideration of the oil flow rate in the cooling channel 11f, oil supply to a piston pin hole 12a described later, and the like. Is preferable.

このように、ペントルーフ状のピストン１において、最も温度の高くなる周縁部１１ｅの隆起部１１ａ内にクーリングチャンネル１１ｆと連通するオイル通路１２ｂを設けることで、該オイル通路１２ｂ内を流れるオイルによって、上記隆起部１１ａを効率良く冷却することができ、ピストン１全体の熱負荷を軽減することができる。これにより、燃焼室内でのノッキングの発生を効果的に抑えることができる。 As described above, in the pent roof-shaped piston 1, by providing the oil passage 12b communicating with the cooling channel 11f in the raised portion 11a of the peripheral edge portion 11e where the temperature becomes highest, the oil flowing in the oil passage 12b allows the above-mentioned The raised portion 11a can be efficiently cooled, and the thermal load of the entire piston 1 can be reduced. Thereby, the occurrence of knocking in the combustion chamber can be effectively suppressed.

また、上記各オイル通路１２ｂは、図３に示す如く、上記ピストンピン穴１２ａに対して開口するように形成されている。すなわち、上記各オイル通路１２ｂは、上記ピストンピン穴１２ａの内周面に開口部１２ｃが形成され、該開口部１２ｃによってピストンピン穴１２ａと連通するような位置に設けられており、これにより、該ピストンピン穴１２ａに対して、オイル通路１２ｂから開口部１２ｃを介してオイルを供給できるように構成されている。 Each oil passage 12b is formed to open to the piston pin hole 12a as shown in FIG. That is, each oil passage 12b has an opening 12c formed on the inner peripheral surface of the piston pin hole 12a, and is provided at a position communicating with the piston pin hole 12a by the opening 12c. Oil is supplied to the piston pin hole 12a from the oil passage 12b through the opening 12c.

ここで、上記オイル通路１２ｂ，１２ｂは、ピストンピン穴１２ａの内周面の排気側及び吸気側に上記開口部１２ｃ，１２ｃが位置するように、すなわち、該開口部１２ｃ，１２ｃがピストンピンに対して側方に位置するように形成するのが好ましい。ピストンピンの上下方向に上記開口部１２ｃ，１２ｃを設けると、該開口部１２ｃ，１２ｃに大きな圧力が作用するため、ピストンピンとピストンピン穴１２ａ内周面との間の油膜が切れやすくなるからである。 Here, the oil passages 12b and 12b are arranged so that the openings 12c and 12c are located on the exhaust side and the intake side of the inner peripheral surface of the piston pin hole 12a, that is, the openings 12c and 12c are formed on the piston pin. It is preferable to form it so that it may be located to the side. If the openings 12c and 12c are provided in the vertical direction of the piston pin, a large pressure acts on the openings 12c and 12c, so that an oil film between the piston pin and the inner peripheral surface of the piston pin hole 12a is easily cut. is there.

また、上記オイル通路１２ｂは、該通路１２ｂの一部（例えば、断面の約半分）が上記ピストンピン穴１２ａとラップするように設けるのが好ましい。このように、上記オイル通路１２ｂのピストンピン穴１２ａ内に対する開口を小さくすることで、該オイル通路１２ｂからピストンピン穴１２ａ内に供給されるオイル流量を少なくして、該オイル通路１２ｂの上側、すなわち隆起部１１ａ側に流れるオイルの流量を多くすることができる。これにより、上記ピストンピン穴１２ａにオイル通路１２ｂからオイルを供給しても、高温になりやすい上記隆起部１１ａをより確実に冷却することができる。 The oil passage 12b is preferably provided so that a part of the passage 12b (for example, about half of the cross section) wraps with the piston pin hole 12a. Thus, by reducing the opening of the oil passage 12b into the piston pin hole 12a, the flow rate of oil supplied from the oil passage 12b into the piston pin hole 12a is reduced, and the upper side of the oil passage 12b, That is, it is possible to increase the flow rate of oil flowing toward the raised portion 11a. Thereby, even if oil is supplied to the piston pin hole 12a from the oil passage 12b, the raised portion 11a that is likely to become high temperature can be cooled more reliably.

上述のように、上記オイル通路１２ｂを上記ピストンピン穴１２ａに連通させることで、上記ピストン１の隆起部１１ａの冷却だけでなく、ピストンピンとピンボス部１２との間に潤滑用のオイルを供給することも可能になる。 As described above, by connecting the oil passage 12b to the piston pin hole 12a, not only the raised portion 11a of the piston 1 is cooled, but also lubricating oil is supplied between the piston pin and the pin boss portion 12. It becomes possible.

なお、本実施形態では、上記オイル通路１２ｂをピストンピン穴１２ａに連通させるようにしているが、この限りではなく、該オイル通路１２ｂをピストンピン穴１２ａと連通させないようにしてもよい。この場合には、ピストンピンとピンボス部１２との間にオイル通路１２ｂからオイルを供給することはできないが、上記冠部１１の隆起部１１ａ内のオイル通路１２ｂ内に流れるオイルの流量を確保することができ、該隆起部１１ａを確実に冷却することができる。 In the present embodiment, the oil passage 12b communicates with the piston pin hole 12a. However, the present invention is not limited to this, and the oil passage 12b may not communicate with the piston pin hole 12a. In this case, oil cannot be supplied from the oil passage 12b between the piston pin and the pin boss portion 12, but the flow rate of the oil flowing in the oil passage 12b in the raised portion 11a of the crown portion 11 is ensured. Thus, the raised portion 11a can be reliably cooled.

上記スカート部１３，１３は、上記冠部１１の外周部から下方に延びる下面視で略円弧状に形成された部分で、このスカート部１３，１３を設けることによりピストン１をシリンダ４内でスムーズに上下方向に移動させることができる。 The skirt portions 13 and 13 are portions formed in a substantially arc shape in a bottom view extending downward from the outer peripheral portion of the crown portion 11. By providing the skirt portions 13 and 13, the piston 1 can be smoothly moved in the cylinder 4. Can be moved up and down.

−オイル供給構造−
次に、上記ピストン１下側のオイル導入口１１ｇにオイルを供給するための構成を図５及び図６に基づいて以下で詳しく説明する。 -Oil supply structure-
Next, a configuration for supplying oil to the oil inlet 11g below the piston 1 will be described in detail with reference to FIGS.

本実施形態では、シリンダ４及びクランク室５を構成するシリンダブロック２のクランク室内壁に、所定の圧力でオイルを吐出する２つのオイルジェット装置２０，２０が各シリンダ４，４，…に対応して配設されている。この２つのオイルジェット装置２０，２０はほぼ同一の構成であるため、以下の説明では一方のオイルジェット装置２０のみについて説明する。 In the present embodiment, two oil jet devices 20, 20 that discharge oil at a predetermined pressure to the crank chamber walls of the cylinder block 2 constituting the cylinder 4 and the crank chamber 5 correspond to the cylinders 4, 4,. Arranged. Since the two oil jet devices 20 and 20 have substantially the same configuration, only one oil jet device 20 will be described in the following description.

上記オイルジェット装置２０は、内部のチェックバルブ２２の作動によって、シリンダブロック２内に形成されたオイル流路としてのメーンギャラリー３からオイルをピストン１下面に向かって吐出するように構成されている。 The oil jet device 20 is configured to discharge oil from the main gallery 3 as an oil passage formed in the cylinder block 2 toward the lower surface of the piston 1 by the operation of an internal check valve 22.

すなわち、上記オイルジェット装置２０は、ボルト内部にチェックバルブ２２を備えたバルブ部２１と、該バルブ２１を通過したオイルを吐出するノズル部２５と、該バルブ２１とノズル部２５とを繋ぐ連結ケース部２６と、を備えていて、上記バルブ部２１内に上記メーンギャラリー３からオイルが供給されて、上記ノズル部２５からピストン１下面に向かってオイルを吐出するように構成されている。 That is, the oil jet device 20 includes a valve portion 21 having a check valve 22 inside a bolt, a nozzle portion 25 that discharges oil that has passed through the valve 21, and a connection case that connects the valve 21 and the nozzle portion 25. 26, and is configured such that oil is supplied from the main gallery 3 into the valve portion 21 and is discharged from the nozzle portion 25 toward the lower surface of the piston 1.

上記バルブ部２１は、図７に示すように、ボルト部材２３のねじ部先端側で開口するように形成された穴部２１ａ内に、ボール部材２２ａとばね部材２２ｂとからなるチェックバルブ２２を設けたもので、該バルブ部２１がシリンダブロック２に形成されたねじ穴に螺合された状態で、上記穴部２１ａの開口側は上記メーンギャラリー３に連通するように構成されている。 As shown in FIG. 7, the valve portion 21 is provided with a check valve 22 including a ball member 22a and a spring member 22b in a hole portion 21a formed so as to open at the screw portion tip side of the bolt member 23. Therefore, the opening side of the hole 21 a is configured to communicate with the main gallery 3 in a state where the valve portion 21 is screwed into a screw hole formed in the cylinder block 2.

一方、上記穴部２１ａの底部側には、ボルト部材２３を径方向に貫通して該穴部２１ａを外方に開口させる開口穴２１ｂが形成されていて、上記バルブ部２１がシリンダブロック２に取り付け固定された状態で、上記開口穴２１ｂが連結カバー部２６内の連通路を介して上記ノズル部２５に連通するように構成されている。 On the other hand, an opening hole 21b is formed on the bottom side of the hole portion 21a so as to penetrate the bolt member 23 in the radial direction and open the hole portion 21a to the outside. The opening hole 21b is configured to communicate with the nozzle portion 25 through a communication path in the connection cover portion 26 in a state where the nozzle portion 25 is fixed.

これにより、上記チェックバルブ２２の作動によってメーンギャラリー３からオイルジェット装置２０内へ流入したオイルは、バルブ部２１の穴部２１ａ、開口穴２１ｂ及びノズル部２５を通って、吐出されることになる。 As a result, the oil that has flowed into the oil jet device 20 from the main gallery 3 by the operation of the check valve 22 is discharged through the hole 21a, the opening hole 21b, and the nozzle portion 25 of the valve portion 21. .

ここで、上記ノズル部２５は、クランク室５からシリンダ４内方に向かって延びる略Ｌ字状の管状部材で、ピストン１がシリンダ４内の下死点に位置するときに、開口端が該ピストン１のオイル導入口１１ｇの直下に位置するように配置されていて、これにより、該ノズル部２５から吐出されるオイルがオイル導入口１１ｇを介してクーリングチャンネル１１ｆ内へ供給されることになる。そして、このクーリングチャンネル１１ｆ内に供給されたオイルは、ピストン１の上下動によって該クーリングチャンネル１１ｆに連通するオイル通路１２ｂ，１２ｂ，…内を流れてピストン１の隆起部１１ａ近傍まで運ばれるため、該オイルによって隆起部１１ａが内部から冷却される。 Here, the nozzle portion 25 is a substantially L-shaped tubular member extending from the crank chamber 5 toward the inside of the cylinder 4, and when the piston 1 is located at the bottom dead center in the cylinder 4, the opening end thereof is The piston 1 is disposed so as to be located immediately below the oil introduction port 11g of the piston 1, whereby the oil discharged from the nozzle portion 25 is supplied into the cooling channel 11f through the oil introduction port 11g. . The oil supplied into the cooling channel 11f flows in the oil passages 12b, 12b,... Communicating with the cooling channel 11f by the vertical movement of the piston 1 and is carried to the vicinity of the raised portion 11a of the piston 1. The raised portion 11a is cooled from the inside by the oil.

なお、オイル供給圧が所定値（例えば１４０〜１９０ｋＰａ）以上であれば上記ノズル部２５からは常にオイルが吐出される。しかしながら、上記ピストン１のオイル導入口１１ｇからクーリングチャンネル１１ｆ内にオイルが供給されるのは、主に該ピストン１が下死点付近に位置している場合である。そのため、それ以外の場合（すなわち、ピストン１が下死点よりも上方に位置している場合）には、上記ノズル部２５から吐出されるオイルはピストン１の冠部１１の下面（有底円筒状のピストン１の裏側内面）に吹きかけられることになり、該冠部１１を外側からも冷却することが可能となる。 If the oil supply pressure is equal to or higher than a predetermined value (for example, 140 to 190 kPa), oil is always discharged from the nozzle portion 25. However, the oil is supplied from the oil inlet 11g of the piston 1 into the cooling channel 11f mainly when the piston 1 is located near the bottom dead center. Therefore, in other cases (that is, when the piston 1 is located above the bottom dead center), the oil discharged from the nozzle portion 25 is the bottom surface (bottomed cylinder) of the crown portion 11 of the piston 1. The crown portion 11 can be cooled from the outside as well.

以上の構成より、本実施形態では、ペントルーフ状のピストン１のピンボス部１２，１２に、該ピストン１の筒軸方向に延びて、該ピストン１内部に形成される環状のクーリングチャンネル１１ｆに連通し且つ冠部１１の隆起部１１ａの表面近くまで延びるようなオイル通路１２ｂ，１２ｂ，…を設け、該オイル通路１２ｂ，１２ｂ，…内にクーリングチャンネル１１ｆからオイルを流すようにしたため、最も温度が高くなる上記隆起部１１ａを効率良く冷却することができ、ピストン１の熱負荷を軽減することができる。これにより、ピストンの信頼性の向上を図れるとともに、高圧縮比にしてもノッキングの発生を抑えることができ、燃費の改善を図れる。 With the above configuration, in the present embodiment, the pin boss portions 12 and 12 of the pent roof-like piston 1 extend in the cylinder axis direction of the piston 1 and communicate with the annular cooling channel 11 f formed inside the piston 1. In addition, oil passages 12b, 12b,... That extend close to the surface of the raised portion 11a of the crown portion 11 are provided, and oil flows from the cooling channel 11f in the oil passages 12b, 12b,. The raised portion 11a can be efficiently cooled, and the thermal load on the piston 1 can be reduced. As a result, the reliability of the piston can be improved, the occurrence of knocking can be suppressed even at a high compression ratio, and fuel consumption can be improved.

そして、上記オイル通路１２ｂ，１２ｂ，…を設けることにより、ピストン１のシリンダ４内壁との摺動抵抗低減のためにコンプレッションリングやオイルリングを薄肉化してそれらのリングからの放熱量が減った場合でも、上記オイル通路１２ｂ内を流れるオイルによってピストン１の熱負荷を確実に軽減することができる。つまり、上述のようなオイル通路１２ｂ，１２ｂ，…を設けることによってコンプレッションリングやオイルリングの薄肉化を図ることができ、これにより、該リングの摺動抵抗を低減して燃費の向上を図れる。 When the oil passages 12b, 12b,... Are provided, the compression ring and the oil ring are thinned to reduce the sliding resistance with the inner wall of the cylinder 4 of the piston 1, and the heat radiation from these rings is reduced. However, the heat load of the piston 1 can be reliably reduced by the oil flowing through the oil passage 12b. That is, by providing the oil passages 12b, 12b,... As described above, the compression ring and the oil ring can be thinned, thereby reducing the sliding resistance of the ring and improving the fuel consumption.

しかも、上記オイル通路１２ｂは、上記ピンボス部１２に形成されたピストンピン穴１２ａに連通するように設けられているため、クーリングチャンネル１１ｆ及び該オイル通路１２ｂを介してピストンピン穴１２ａ内にオイルを確実に供給することができる。すなわち、上記オイル通路１２ｂを設けることにによって、ピストン１の隆起部１１ａの冷却だけでなく、ピストンピンとピンボス部１２との間に潤滑油を供給することも可能になる。 Moreover, since the oil passage 12b is provided so as to communicate with the piston pin hole 12a formed in the pin boss portion 12, oil is supplied into the piston pin hole 12a via the cooling channel 11f and the oil passage 12b. Can be reliably supplied. That is, by providing the oil passage 12b, it is possible not only to cool the raised portion 11a of the piston 1, but also to supply lubricating oil between the piston pin and the pin boss portion 12.

また、上記ピストン１のオイル導入孔１１ｇ，１１ｇに対してその下方からオイルジェット装置２０，２０によってオイルを吐出させることで、該ピストン１が下死点付近に位置している場合には、オイル導入孔１１ｇからクーリングチャンネル１１ｆ内にオイルを供給できる一方、上記ピストン１が下死点よりも上方に位置している場合には、該ピストン１の下面（冠部１１の下面）にオイルを吹きかけることになり、該ピストン１を外側から冷却することができる。 In addition, when oil is discharged from below into the oil introduction holes 11g, 11g of the piston 1 by the oil jet devices 20, 20, the piston 1 is located near the bottom dead center. While oil can be supplied into the cooling channel 11f from the introduction hole 11g, when the piston 1 is positioned above the bottom dead center, the oil is sprayed on the lower surface of the piston 1 (lower surface of the crown portion 11). As a result, the piston 1 can be cooled from the outside.

さらに、上記ピストン１に、オイル導入孔１１ｇ，１１ｇを２つ設けることで、一方のオイル導入孔１１ｇからクーリングチャンネル１１ｆ内に流れ込んだオイルがオイル排出口１１ｈから排出されても、該クーリングチャンネル１１ｆの残りの部分にはもう一方のオイル導入孔１１ｇから供給されたオイルが流れるため、クーリングチャンネル１１ｆの隅々までオイルを確実に流すことができ、これにより、ピストン１全体を確実に冷却することができる。 Further, by providing two oil introduction holes 11g, 11g in the piston 1, even if the oil flowing into the cooling channel 11f from one oil introduction hole 11g is discharged from the oil discharge port 11h, the cooling channel 11f Since the oil supplied from the other oil introduction hole 11g flows through the remaining portion of the oil, the oil can surely flow to every corner of the cooling channel 11f, thereby reliably cooling the entire piston 1. Can do.

（実施形態２）
図８は、本発明の実施形態２に係るエンジンのピストン構造を適用した場合のピストン組立体３０の断面図を示している。この実施形態２に係るピストン組立体３０は、上述の実施形態１とほぼ同じ構造のピストン１を用いて、コネクティングロッド及びピストンピンを介してオイルを供給するようにしただけなので、以下、同一の部分には同一の符号を付し、異なる部分だけを説明する。なお、本実施形態では、上述の実施形態１のようにオイルジェット装置２０を用いないので、上記ピストン１にはオイル導入口が形成されていない。 (Embodiment 2)
FIG. 8 shows a sectional view of the piston assembly 30 when the piston structure of the engine according to the second embodiment of the present invention is applied. Since the piston assembly 30 according to the second embodiment is configured to supply oil through the connecting rod and the piston pin using the piston 1 having substantially the same structure as that of the first embodiment described above, Parts are denoted by the same reference numerals, and only different parts will be described. In this embodiment, since the oil jet device 20 is not used as in the first embodiment, the piston 1 has no oil inlet.

すなわち、ピストン１は、図示しないクランク軸に対してコネクティングロッド３１及びピストンピン３２を介して連結されており、該コネクティングロッド３１及びピストンピン３２内には上記ピストン１へオイルを供給するためのオイル供給路３４が形成されている。 That is, the piston 1 is connected to a crankshaft (not shown) via a connecting rod 31 and a piston pin 32, and oil for supplying oil to the piston 1 is connected to the connecting rod 31 and the piston pin 32. A supply path 34 is formed.

詳しくは、上記コネクティングロッド３１は、クランク軸に連結される大径部３１ａと、ピストンピン３２に連結される小径部３１ｂと、該大径部３１ａと小径部３１ｂとを繋ぐロッド部３１ｃと、を備えていて、該大径部３１ａ及び小径部３１ｂは、それぞれ、クランク軸の軸方向に沿って筒軸が延びるような円筒状に形成されている。そして、上記コネクティングロッド３１のロッド部３１ｃの内部には、クランク軸の軸受に対して所定圧力（例えば約３９０ｋＰａ）で供給されるオイルが流れるように、上記大径部３１ａから小径部３１ｂまで貫通する貫通孔３１ｄが形成されている。 Specifically, the connecting rod 31 includes a large diameter part 31a connected to the crankshaft, a small diameter part 31b connected to the piston pin 32, a rod part 31c connecting the large diameter part 31a and the small diameter part 31b, The large-diameter portion 31a and the small-diameter portion 31b are each formed in a cylindrical shape such that the cylinder shaft extends along the axial direction of the crankshaft. Then, the rod 31c of the connecting rod 31 penetrates from the large diameter portion 31a to the small diameter portion 31b so that oil supplied at a predetermined pressure (for example, about 390 kPa) to the bearing of the crankshaft flows. A through-hole 31d is formed.

上記ピストンピン３２は、円筒状の部材であり、その中央部が上記コネクティングロッド３１の小径部３１ｂに挿通された状態で固定される一方、両端部は実施形態１と同様、ピストン１のピンボス部１２，１２に設けられたピストンピン穴１２ａ，１２ａ内で回動可能に軸支されている。また、上記ピストンピン３２の側面には、該ピストンピン３２が上記コネクティングロッド３１の小径部３１ｂに連結された状態で上記貫通孔３１ｄの小径部３１ｂ側の開口と連通するように、連通孔３２ａが設けられている。すなわち、上記ピストンピン３２は、コネクティングロッド３１と連結された状態で内部空間３２ｂが該コネクティングロッド３１の貫通孔３１ｄと連通するように構成されている。 The piston pin 32 is a cylindrical member and is fixed in a state where a central portion thereof is inserted into the small diameter portion 31b of the connecting rod 31, while both end portions are pin boss portions of the piston 1 as in the first embodiment. 12 and 12 are pivotally supported in the piston pin holes 12a and 12a provided in the shafts. Further, the side surface of the piston pin 32 has a communication hole 32a so as to communicate with the opening on the small diameter portion 31b side of the through hole 31d in a state where the piston pin 32 is connected to the small diameter portion 31b of the connecting rod 31. Is provided. That is, the piston pin 32 is configured such that the internal space 32 b communicates with the through hole 31 d of the connecting rod 31 in a state where the piston pin 32 is connected to the connecting rod 31.

また、上記ピストンピン３２は、図８に示すように、上記ピストン１のピンボス部１２，１２に軸支されている両端部が、該各ピンボス部１２のピストンピン穴１２ａ，１２ａに開口するオイル通路１２ｂ，１２ｂの開口部１２ｃ，１２ｃ全体を塞がないような軸方向長さを有するように形成されている。これにより、上記コネクティングロッド３１の貫通孔３１ｄに連通する上記ピストンピン３２の内部空間３２ｂは、上記ピストン１に設けられたオイル通路１２ｂ，１２ｂにも連通するようになっている。 Further, as shown in FIG. 8, the piston pin 32 is an oil whose both end portions pivotally supported by the pin boss portions 12, 12 of the piston 1 open into the piston pin holes 12 a, 12 a of the pin boss portions 12. The passages 12b and 12b are formed to have an axial length that does not block the entire openings 12c and 12c. Thereby, the internal space 32b of the piston pin 32 communicating with the through hole 31d of the connecting rod 31 is also communicated with the oil passages 12b and 12b provided in the piston 1.

以上の構成により、クランク軸の軸受に供給されたオイルは、上記コネクティングロッド３１の貫通孔３１ｄ内を通って大径部３１ａから小径部３１ｂまで流れた後、上記ピストンピン３２の側面の連通孔３２ａを介して該ピストンピン３２の内部空間３２ｂに流れ込んで該内部空間３２ｂの両端側へ分かれて流れる。そして、該ピストンピン３２内のオイルは、ピストン１のピンボス部１２，１２に形成されたピストンピン穴１２ａ，１２ａに開口するオイル通路１２ｂ，１２ｂの開口部１２ｃ，１２ｃから該オイル通路１２ｂ，１２ｂ内へ流れ込んで、該オイル通路１２ｂ，１２ｂに連通する環状のクーリングチャンネル１１ｆ内を流れてピストン１の冠部１１を内側から冷却する。すなわち、上記コネクティングロッド３１の貫通孔３２ａ及び上記ピストンピン３２の内部空間３２ｂによって、上記ピストン１内部へオイルを供給するオイル供給路３４が形成される。 With the above configuration, the oil supplied to the crankshaft bearing flows through the through hole 31d of the connecting rod 31 from the large diameter portion 31a to the small diameter portion 31b, and then the communication hole on the side surface of the piston pin 32. It flows into the internal space 32b of the piston pin 32 through 32a and flows separately to both ends of the internal space 32b. The oil in the piston pin 32 is supplied to the oil passages 12b and 12b from the opening portions 12c and 12c of the oil passages 12b and 12b opened in the piston pin holes 12a and 12a formed in the pin boss portions 12 and 12 of the piston 1. The crown portion 11 of the piston 1 is cooled from the inside by flowing into the annular cooling channel 11f communicating with the oil passages 12b and 12b. That is, an oil supply path 34 for supplying oil into the piston 1 is formed by the through hole 32 a of the connecting rod 31 and the internal space 32 b of the piston pin 32.

なお、上記ピストンピン３２の両端部が位置付けられる上記ピンボス部１２，１２のピストンピン穴１２ａ，１２ａは、円盤状の蓋部材３３，３３によって外方側を塞がれるようになっている。これにより、コネクティングロッド３１及びピストンピン３２内を流れてきたオイルが該ピストンピン穴１２ａ，１２ａから多量に漏れるのを防止することができる。 The piston pin holes 12a and 12a of the pin boss portions 12 and 12 where the both ends of the piston pin 32 are positioned are closed on the outer side by disk-shaped lid members 33 and 33. Thereby, it is possible to prevent a large amount of oil flowing through the connecting rod 31 and the piston pin 32 from leaking from the piston pin holes 12a and 12a.

以上より、本実施形態によれば、ピストン１のクーリングチャンネル１１ｆ及びオイル通路１２ｂに対して、クランク軸に供給されるオイルをコネクティングロッド３１の貫通孔３１ｄ及びピストンピン３２の内部空間３２ｂを介して供給するようにしたため、上述の実施形態１のようなオイルジェット装置２０が不要になり、コストの低減を図れる。 As described above, according to the present embodiment, the oil supplied to the crankshaft is supplied to the cooling channel 11f and the oil passage 12b of the piston 1 through the through hole 31d of the connecting rod 31 and the internal space 32b of the piston pin 32. Since it supplies, the oil jet apparatus 20 like the above-mentioned Embodiment 1 becomes unnecessary, and cost reduction can be aimed at.

しかも、上述の実施形態１のようにオイルジェット装置２０を用いてピストン１のクーリングチャンネル１１ｆ内にオイルを供給する場合には、ピストン１が下死点付近に位置しているときにのみクーリングチャンネル１１ｆへのオイルの供給が可能になるが、上述のような構成にすれば、ピストン１の位置に関係なく、常に該ピストン１内にオイルを安定して供給することができる。 In addition, when oil is supplied into the cooling channel 11f of the piston 1 using the oil jet device 20 as in the first embodiment, the cooling channel is only when the piston 1 is located near the bottom dead center. Although the oil can be supplied to 11f, the oil can always be stably supplied into the piston 1 regardless of the position of the piston 1 if the above-described configuration is adopted.

また、ピストン１に対して、オイルはピンボス部１２，１２に設けられたオイル通路１２ｂ，１２ｂから内部へ流れ込むことになるため、該ピンボス部１２，１２上方の最も温度の高い隆起部１１ａ，１１ａを、比較的温度の低いオイルによって効果的に冷却することができ、ピストンの熱負荷を効率良く軽減することができる。 Further, since oil flows into the piston 1 from the oil passages 12b and 12b provided in the pin boss portions 12 and 12, the hottest raised portions 11a and 11a above the pin boss portions 12 and 12 are provided. Can be effectively cooled by oil having a relatively low temperature, and the thermal load on the piston can be efficiently reduced.

（その他の実施形態）
本発明の構成は、上記各実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記実施形態１では、ピストン１のクーリングチャンネル１１ｆに連通するオイル導入口１１ｇ，１１ｇを２つ設けるようにしているが、これに限らず、一つだけ設けるようにしてもよい。当然のことながら、この場合には、上記クーリングチャンネル１１ｆにオイルを供給するためのオイルジェット装置２０は一つだけ設ければよい。 (Other embodiments)
The configuration of the present invention is not limited to the above embodiments, but includes various other configurations. That is, in the first embodiment, two oil introduction ports 11g and 11g communicating with the cooling channel 11f of the piston 1 are provided. However, the present invention is not limited to this, and only one may be provided. As a matter of course, in this case, only one oil jet device 20 for supplying oil to the cooling channel 11f may be provided.

また、上記各実施形態では、ピストン１のピンボス部１２のピストンピン穴１２ａに対して、排気側及び吸気側の両方にオイル通路１２ｂ，１２ｂを設けるようにしているが、この限りではなく、温度の高い排気側にのみ設けるようにしてもよい。 In each of the above embodiments, the oil passages 12b and 12b are provided on both the exhaust side and the intake side with respect to the piston pin hole 12a of the pin boss portion 12 of the piston 1. However, the present invention is not limited to this. It may be provided only on the high exhaust side.

以上説明したように、本発明におけるエンジンのピストン構造は、ペントルーフ状のピストンの隆起部内に、クーリングチャンネルに連通するオイル通路を設けることで該隆起部を効率良く冷却することができ、ノッキングの発生を抑えられるから、例えば高圧縮比で運転するエンジンに特に有用である。 As described above, the piston structure of the engine according to the present invention can efficiently cool the raised portion by providing the oil passage communicating with the cooling channel in the raised portion of the pent roof-like piston, and the occurrence of knocking. For example, it is particularly useful for an engine that operates at a high compression ratio.

本発明の実施形態１に係るピストンの（ａ）上面図、（ｂ）クランク軸の軸方向から見た正面図である。It is the (a) top view of the piston which concerns on Embodiment 1 of this invention, (b) The front view seen from the axial direction of the crankshaft. 図１（ａ）のII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of Fig.1 (a). 図１（ａ）のIII−III線断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line of Fig.1 (a). 図３におけるIV−IV線の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the IV-IV line in FIG. オイルジェット装置をクランク軸に直交する方向で切断した場合の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing at the time of cut | disconnecting an oil jet apparatus in the direction orthogonal to a crankshaft. オイルジェット装置とピストンとの位置関係をクランク室下方から見た図である（ピストンは図４と同様、部分断面図）。It is the figure which looked at the positional relationship of an oil-jet apparatus and a piston from the crank chamber lower part (a piston is a fragmentary sectional view like FIG. 4). バルブ部の内部構成を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the internal structure of a valve | bulb part. 実施形態２に係るピストン組立体をクランク軸方向に沿って切断した場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of cut | disconnecting the piston assembly which concerns on Embodiment 2 along a crankshaft direction.

Explanation of symbols

１ピストン
４シリンダ
４ａ天井部
１１冠部
１１ａ隆起部
１１ｂキャビティ
１１ｆ空洞部（クーリングチャンネル）
１１ｇオイル導入口
１１ｈオイル排出口
１２ピンボス部
１２ａピストンピン穴（貫通穴）
１２ｂオイル通路
１２ｃ開口部
２０オイルジェット装置（オイルジェット）
３１コネクティングロッド
３１ｄ貫通孔
３２ピストンピン
３２ａ連通孔
３２ｂ内部空間
３４オイル供給路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piston 4 Cylinder 4a Ceiling part 11 Crown part 11a Raised part 11b Cavity 11f Cavity part (cooling channel)
11g Oil inlet 11h Oil outlet 12 Pin boss 12a Piston pin hole (through hole)
12b Oil passage 12c Opening 20 Oil jet device (oil jet)
31 Connecting rod 31d Through hole 32 Piston pin 32a Communication hole 32b Internal space 34 Oil supply path

Claims

A piston structure of an engine in which a piston crown surface above a pin boss portion is raised along a ceiling of a pent roof-shaped cylinder,
The piston is provided with an annular cooling channel corresponding to the piston ring therein, and an oil discharge port for discharging oil in the cooling channel is formed,
An engine piston structure characterized in that an oil passage is formed in the pin boss portion so as to communicate with the cooling channel and extend to a raised portion of the piston crown surface.

In claim 1,
An piston structure for an engine, wherein the oil passage is formed at least on the exhaust side of the pin boss portion.

In claim 2,
An engine piston structure, wherein oil passages are respectively formed on an intake side and an exhaust side of the pin boss portion.

In any one of Claims 1-3,
The pin boss part has a through hole for pivotally supporting the piston pin,
The engine piston structure, wherein the oil passage is provided so as to open at least one of an intake side and an exhaust side of an inner peripheral surface of the through hole with respect to the through hole.

In claim 4,
The engine piston structure according to claim 1, wherein the oil passage is provided in an opening portion with respect to the through hole so that a part of the passage wraps with the through hole of the pin boss portion.

In any one of Claim 4 or 5,
An engine piston structure, wherein an oil supply passage for supplying oil to the oil passage is formed in a connecting rod and a piston pin for connecting the piston and the crankshaft.

In any one of Claims 1-5,
An piston structure for an engine, wherein the piston is provided with an oil inlet so that oil is supplied to the cooling channel by an oil jet.

In any one of Claims 1-7,
A piston structure for an engine, wherein a cavity is formed in a central portion of the piston crown surface, and fuel is injected into the cavity.