JP2009191779A - Piston of internal combustion engine - Google Patents

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雅之 浅野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance cooling efficiency by inhibiting oil from flowing in an unnecessary direction. <P>SOLUTION: A piston includes a pair of pin boss sections 26, 27 for holding a piston pin, which is formed on a pair of sidewall sections 24, 25 provided in a manner of connecting a pair of skirt sections 22, 23 suspended from a crown section 21. In this piston, an oil guide path 31 is formed in a back surface of the crown section to extend between the pair of skirt sections so that the oil injected from an oil jet device toward a one side of the oil guide path is guided toward the other side of the oil guide path, and stepped portions 45, 46 for regulating a flow of the oil moving toward a sidewall section side are formed along the opposite sides of the oil guide path in a manner of connecting the pair of skirt sections. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、オイルジェット装置から頂部の裏面に向けて冷却用のオイルを噴射して冷却するようにした内燃機関のピストンに関するものである。   The present invention relates to a piston for an internal combustion engine that is cooled by injecting cooling oil from an oil jet device toward the back of the top.

自動車用内燃機関においては、ピストンにおける頂部の裏面に向けて冷却用のオイルを噴射してピストンを冷却する技術が広く採用されているが、近年、高出力化に伴ってピストンの熱負荷が増大することでピストンの温度が上昇する傾向にあり、ピストンの冷却性能のより一層の向上が求められている。   In internal combustion engines for automobiles, a technology for injecting cooling oil toward the back of the top of the piston to cool the piston has been widely adopted, but in recent years, the heat load of the piston has increased with higher output As a result, the temperature of the piston tends to rise, and further improvement in the cooling performance of the piston is required.

このようなピストンの冷却に関して、従来、スラスト側のスカート部の近傍位置に向けてオイルを噴射して、頂部の裏面に沿ってオイルをスラスト側から反スラスト側に向けて流すようにした技術が知られている(特許文献1参照)。
特許第2669126号公報
With regard to such piston cooling, conventionally, there has been a technique in which oil is sprayed toward a position near the skirt portion on the thrust side, and the oil flows along the back surface of the top portion from the thrust side to the anti-thrust side. It is known (see Patent Document 1).
Japanese Patent No. 2669126

しかるに、前記従来の技術では、ピストンピンを保持する一対のピンボス部間を通ってオイルがスラスト側から反スラスト側に流れるが、このピンボス部が内向きに大きく突出していることから、オイルの流れの邪魔となり、オイルの一部が不要な方向、すなわちピストンピンの軸方向に流れて、反スラスト側へ向かうオイルが減少することから、冷却効率が低下するという問題があった。   However, in the prior art, oil flows from the thrust side to the anti-thrust side through a pair of pin bosses that hold the piston pin. There is a problem that the cooling efficiency is lowered because a part of the oil flows in an unnecessary direction, that is, in the axial direction of the piston pin, and the oil toward the anti-thrust side decreases.

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、オイルが不要な方向に流れることを抑制して冷却効率を高めることができるように構成されたピストンを提供することにある。   The present invention has been devised to solve such problems of the prior art, and its main purpose is to prevent the oil from flowing in an unnecessary direction so as to increase the cooling efficiency. It is in providing the piston comprised in.

このような課題を解決するために、本発明においては、請求項1に示すとおり、頂部(21)と、この頂部から垂下した一対のスカート部(22・23)と、この一対のスカート部を互いに連結する一対のサイドウォール部(24・25)と、この一対のサイドウォール部に設けられてピストンピン(4)を保持する一対のピンボス部(26・27)とを有し、オイルジェット装置から前記頂部の裏面に向けて冷却用のオイルを噴射して冷却するようにしたピストン(3)において、前記頂部の裏面に前記一対のスカート部間に亘って延在するオイル案内路(31)が形成され、オイルジェット装置から前記オイル案内路の一端側に向けて噴射されたオイルが前記オイル案内路の他端側に向けて案内されるようにすると共に、前記オイル案内路の両脇に沿って、前記一対のスカート部を相互に連結する態様で、前記サイドウォール部側に向かうオイルの流れを規制する肉盛り部(段部45・46)が形成されたものとした。   In order to solve such a problem, in the present invention, as shown in claim 1, a top portion (21), a pair of skirt portions (22, 23) suspended from the top portion, and the pair of skirt portions are provided. An oil jet device having a pair of side wall portions (24, 25) connected to each other and a pair of pin boss portions (26, 27) provided on the pair of side wall portions and holding a piston pin (4) In the piston (3) which is cooled by spraying cooling oil from the top toward the back of the top, an oil guide path (31) extending between the pair of skirts on the back of the top And the oil jetted from the oil jet device toward the one end side of the oil guide path is guided toward the other end side of the oil guide path, and the oil guide In the form of connecting the pair of skirt portions to each other along both sides, a built-up portion (step portions 45 and 46) for restricting the flow of oil toward the sidewall portion side is formed. .

これによると、肉盛り部によりサイドウォール部側(ピストンピンの軸方向)に向かうオイルの流れが規制されるため、オイル案内路に沿って他端側に流れるオイルが減少することを避けることができ、これにより頂部の全体が適切に冷却されて、冷却効率を高めることができる。   According to this, since the flow of oil toward the side wall portion side (the axial direction of the piston pin) is restricted by the build-up portion, it is possible to avoid a decrease in the oil flowing to the other end side along the oil guide path. In this way, the entire top portion is appropriately cooled, and the cooling efficiency can be increased.

前記ピストンにおいては、請求項2に示すとおり、前記肉盛り部が、前記頂部の裏面と前記サイドウォール部の内面との隅部を埋めるように形成された段部である構成とすることができる。   In the piston, as described in claim 2, the build-up portion can be a step portion formed so as to fill a corner portion between the back surface of the top portion and the inner surface of the sidewall portion. .

これによると、段部を介して頂部とサイドウォール部とが連結されるため、ピストンの剛性を向上させることができる。この場合、オイル案内路の底面から一段高くなった段部の段差面でオイルの流れが規制される。   According to this, since a top part and a side wall part are connected via a step part, the rigidity of a piston can be improved. In this case, the flow of oil is restricted by the step surface of the step portion that is one step higher than the bottom surface of the oil guide path.

なお、肉盛り部は、段部の他、頂部の裏面からリブ状に突出させる構成も可能である。   In addition to the stepped portion, the build-up portion can be configured to protrude in a rib shape from the back surface of the top portion.

前記ピストンにおいては、請求項3に示すとおり、前記肉盛り部が、前記ピンボス部と前記スカート部とを相互に連結する態様で形成された構成とすることができる。   In the piston, as shown in claim 3, the build-up portion may be formed in such a manner that the pin boss portion and the skirt portion are connected to each other.

これによると、段部を介してピンボス部がスカート部に連結されるため、ピンボス部の支持剛性を向上させることができる。   According to this, since the pin boss portion is connected to the skirt portion via the stepped portion, the support rigidity of the pin boss portion can be improved.

なお、肉盛り部は、ピンボス部とスカート部とを相互に連結する形態の他、ピンボス部と連結されることなく、一対のスカート部を相互に連結する形態も可能である。   In addition to the form which mutually connects a pin boss | hub part and a skirt part, the form which connects a pair of skirt part mutually without connecting with a pin boss | hub part is also possible for a build-up part.

前記ピストンにおいては、請求項4に示すとおり、前記肉盛り部の下面が、前記ピンボス部の外周面から連続して湾曲した略円弧状の断面をなす凹面状に形成された構成とすることができる。   In the piston, as shown in claim 4, the lower surface of the built-up portion is formed in a concave surface shape having a substantially arc-shaped cross section that is continuously curved from the outer peripheral surface of the pin boss portion. it can.

これによると、無駄肉を減らしてピストンの重量を低減することができる。   According to this, the weight of the piston can be reduced by reducing the useless meat.

前記ピストンにおいては、請求項5に示すとおり、前記肉盛り部が、前記ピンボス部の両側に形成され、この両側の肉盛り部の下面の曲率が互いに異なる構成とすることができる。   In the piston, as described in claim 5, the build-up portion is formed on both sides of the pin boss portion, and the curvatures of the lower surfaces of the build-up portions on both sides can be different from each other.

これによると、肉盛り部の下面の曲率に応じて肉盛り部の体積が変化し、ピストンのアンバラスの度合いに応じて肉盛り部の下面の曲率を両側の肉盛り部で変えることにより、ピストンの重量バランスを適正化することができる。   According to this, the volume of the built-up portion changes according to the curvature of the lower surface of the built-up portion, and the piston changes by changing the curvature of the lower surface of the built-up portion between the built-up portions on both sides according to the degree of unbalance of the piston. It is possible to optimize the weight balance.

前記ピストンにおいては、請求項6に示すとおり、前記ピストンピンのオフセット側に位置する前記肉盛り部の下面の曲率が、反オフセット側に位置する前記肉盛り部の下面の曲率よりも大きい構成とすることができる。   In the piston, as shown in claim 6, the curvature of the lower surface of the build-up portion located on the offset side of the piston pin is larger than the curvature of the lower surface of the build-up portion located on the anti-offset side, can do.

これによると、オフセット側の肉盛り部が反オフセット側の肉盛り部より大きくなるため、オフセット側の質量を相対的に増すことができ、これによりピストンピンのオフセットによって反オフセット側に偏った重心を補正することができる。   According to this, since the build-up part on the offset side is larger than the build-up part on the anti-offset side, the mass on the offset side can be relatively increased, and thereby the center of gravity biased to the anti-offset side due to the piston pin offset. Can be corrected.

このように本発明によれば、肉盛り部によりサイドウォール部側に向かうオイルの流れが規制されるため、オイル案内路に沿って他端側に流れるオイルが少なくなることを避けることができ、これにより頂部の全体が適切に冷却されて、冷却効率を高めることができる。   Thus, according to the present invention, since the flow of oil toward the sidewall portion side is regulated by the build-up portion, it can be avoided that the amount of oil flowing to the other end side along the oil guide path decreases. Thereby, the whole top part is cooled appropriately and cooling efficiency can be improved.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明によるピストンが適用される内燃機関の要部を示す断面図である。この内燃機関では、シリンダブロック1に円筒状のシリンダボア2が形成され、このシリンダボア2の内部にピストン3が摺動可能に収容されている。ピストン3には、ピストンピン4を介してコネクティングロッド5の上端が連結され、コネクティングロッド5の下端はクランクピン6を介してクランクシャフト7に連結されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of an internal combustion engine to which a piston according to the present invention is applied. In this internal combustion engine, a cylindrical cylinder bore 2 is formed in a cylinder block 1, and a piston 3 is slidably accommodated in the cylinder bore 2. An upper end of a connecting rod 5 is connected to the piston 3 via a piston pin 4, and a lower end of the connecting rod 5 is connected to a crankshaft 7 via a crank pin 6.

シリンダブロック1の下側には、クランクケース8が結合され、このクランクケース8とシリンダブロック1の下部とで、クランクシャフト7を収容するクランク室9が画成される。クランクケース8の下側には、上方から降下したオイルを受けるオイルパン(図示せず)が設けられている。シリンダブロック1の上側には、吸気バルブ及び排気バルブによりそれぞれ開閉される吸気ポート及び排気ポートが設けられたシリンダヘッド(図示せず)が結合され、このシリンダヘッドの内壁面とピストン3の上面とシリンダボア2の内周面とで燃焼室が画成される。   A crankcase 8 is coupled to the lower side of the cylinder block 1, and a crank chamber 9 for accommodating the crankshaft 7 is defined by the crankcase 8 and the lower portion of the cylinder block 1. An oil pan (not shown) that receives the oil that has descended from above is provided on the lower side of the crankcase 8. A cylinder head (not shown) provided with an intake port and an exhaust port that are opened and closed by an intake valve and an exhaust valve, respectively, is coupled to the upper side of the cylinder block 1. A combustion chamber is defined by the inner peripheral surface of the cylinder bore 2.

シリンダブロック1におけるシリンダボア2の下端近傍のクランク室9側には、ピストン3の冷却のためのオイルを噴射するオイルジェット装置11が配設されている。このオイルジェット装置11は、先端を上方に向けたノズル12を備え、下方からピストン3、特にここでは高温となる排気側に向けてオイルが噴射されるようになっている。   An oil jet device 11 that injects oil for cooling the piston 3 is disposed near the lower end of the cylinder bore 2 in the cylinder block 1. The oil jet device 11 includes a nozzle 12 having a tip directed upward, and oil is jetted from below toward the piston 3, in particular, the exhaust side where the temperature is high in this case.

図2は、図1に示したピストンの斜視図である。図3は、図2に示したピストンを軸線に沿った平面で切断した断面図である。図4は、図2に示したピストンの下面図である。   FIG. 2 is a perspective view of the piston shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the piston shown in FIG. 2 cut along a plane along the axis. FIG. 4 is a bottom view of the piston shown in FIG.

ピストン3は、図2に示すように、燃焼ガスの圧力が作用する頂部21と、この頂部21から垂下した態様で設けられた一対のスカート部22・23と、この一対のスカート部22・23を互いに連結する態様で設けられた一対のサイドウォール部24・25と、この一対のサイドウォール部24・25に設けられた一対のピンボス部26・27とを有している。   As shown in FIG. 2, the piston 3 includes a top portion 21 where the pressure of the combustion gas acts, a pair of skirt portions 22, 23 provided in a manner suspended from the top portion 21, and the pair of skirt portions 22, 23. Are connected to each other, and a pair of side wall portions 24 and 25 and a pair of pin boss portions 26 and 27 provided on the pair of side wall portions 24 and 25 are provided.

頂部21の外周には、トップリング、セカンドリング、及びオイルリング(図示せず)がそれぞれ取り付けられるリング溝29が形成されている。ピンボス部26・27には、ピストンピン4が挿通されるピン挿通孔30が形成され、ピストンピン4の両端が一対のピンボス部26・27に保持される。   A ring groove 29 to which a top ring, a second ring, and an oil ring (not shown) are respectively attached is formed on the outer periphery of the top portion 21. A pin insertion hole 30 through which the piston pin 4 is inserted is formed in the pin boss portions 26 and 27, and both ends of the piston pin 4 are held by the pair of pin boss portions 26 and 27.

一対のスカート部22・23は、シリンダボア2の内周面に沿うように円弧状断面に形成され、反スラスト側(吸気側)及びスラスト側(排気側)にそれぞれ配置されており、一対のサイドウォール部24・25は、ピストンピン4の軸線に直交する向きに延在し、一対のスカート部22・23と一対のサイドウォール部24・25とで全体として略小判形断面をなす閉断面構造が形成される。   The pair of skirt portions 22, 23 are formed in an arcuate cross section along the inner peripheral surface of the cylinder bore 2, and are disposed on the anti-thrust side (intake side) and the thrust side (exhaust side), respectively, The wall portions 24 and 25 extend in a direction perpendicular to the axis of the piston pin 4 and have a closed cross-sectional structure in which the pair of skirt portions 22 and 23 and the pair of sidewall portions 24 and 25 form a substantially oval cross section as a whole. Is formed.

頂部21の裏面には、一対のスカート部22・23間に亘って延在するオイル案内路31が形成されており、オイルジェット装置11からオイル案内路31の一端側(排気側)に向けて噴射されたオイルがオイル案内路31の他端側(吸気側)に向けて案内されるようになっている。   An oil guide passage 31 extending between the pair of skirt portions 22 and 23 is formed on the back surface of the top portion 21, and is directed from the oil jet device 11 to one end side (exhaust side) of the oil guide passage 31. The injected oil is guided toward the other end side (intake side) of the oil guide path 31.

一対のピンボス部26・27は、サイドウォール部24・25の内面側に突出する内側の突出部32と、サイドウォール部24・25の外面側に突出する外側の突出部33とを備えており、内側の突出部32は、サイドウォール部24・25の内面から大きく突出して、ピンボス部26・27の両側に、ピンボス部26・27の突出部32とサイドウォール部24・25とスカート部22・23とで3方を囲まれた態様の凹所35・36が画成されている。   The pair of pin bosses 26 and 27 includes an inner projecting portion 32 projecting to the inner surface side of the sidewall portions 24 and 25 and an outer projecting portion 33 projecting to the outer surface side of the sidewall portions 24 and 25. The inner projecting portions 32 project greatly from the inner surfaces of the sidewall portions 24, 25, and on both sides of the pin boss portions 26, 27, the projecting portions 32 of the pin boss portions 26, 27, the sidewall portions 24, 25, and the skirt portion 22. -The recesses 35 and 36 of the aspect enclosed by 3 sides with 23 are defined.

サイドウォール部24・25には、下端に沿って肉厚部38が形成されており、またスカート部22・23にも、下端近傍に周方向に肉厚部39が形成されており、サイドウォール部24・25の肉厚部38が、スカート部22・23の肉厚部39と、ピンボス部26・27の内側の突出部32の下端部分とを互いに連結するように設けられている。   The sidewall portions 24 and 25 are formed with thick portions 38 along the lower ends, and the skirt portions 22 and 23 are also formed with thick portions 39 in the circumferential direction in the vicinity of the lower ends. The thick portions 38 of the portions 24 and 25 are provided so as to connect the thick portions 39 of the skirt portions 22 and 23 and the lower end portions of the projecting portions 32 inside the pin boss portions 26 and 27 to each other.

オイル案内路31の底面は、図3に示すように、凹凸状断面に形成され、排気側のスカート部23の近傍に形成された膨出部41に向けてオイルが噴射される。また吸気側のスカート部22の近傍に形成された膨出部42によりオイルが案内されて下向きに流向が変化するようになっている。   As shown in FIG. 3, the bottom surface of the oil guide path 31 is formed in a concavo-convex cross section, and oil is injected toward a bulging portion 41 formed in the vicinity of the exhaust-side skirt portion 23. Further, the oil is guided by the bulging portion 42 formed in the vicinity of the skirt portion 22 on the intake side so that the flow direction changes downward.

頂部21の表面には、吸気バルブ及び排気バルブ(図示せず)にそれぞれ対応して吸気側及び排気側のリセス43・44が凹設されている。吸気側のリセス43では、2つの吸気バルブに対応する凹部を相互に連通する態様で(図4参照)、裏面側のオイル案内路31に対応する中心部分も凹設されており、この表面形状に対応して、頂部21の裏面側では、オイル案内路31の中間部分が最も低く、またオイル案内路31の吸気側が排気側に比較して高く形成され、吸気側の膨出部42が排気側の膨出部41より大きく膨出した状態となっている。   Recesses 43 and 44 on the intake side and the exhaust side are recessed on the surface of the top portion 21 corresponding to an intake valve and an exhaust valve (not shown), respectively. In the recess 43 on the intake side, the recesses corresponding to the two intake valves communicate with each other (see FIG. 4), and the center portion corresponding to the oil guide path 31 on the back side is also recessed, and this surface shape Correspondingly, on the back side of the top portion 21, the middle portion of the oil guide path 31 is the lowest, the intake side of the oil guide path 31 is formed higher than the exhaust side, and the bulging portion 42 on the intake side is exhausted. The bulge is larger than the bulge portion 41 on the side.

ピンボス部26・27の排気側には、図2に示したように、排気側のスカート部23の近傍の膨出部41に向けて噴射されたオイルがサイドウォール部24・25側に向かうことを規制する段部(肉盛り部)45が形成されている。またピンボス部26・27の吸気側にも、オイル案内路31に沿って流れるオイルがサイドウォール部24・25側に向かうことを規制する段部(肉盛り部)46が形成されている。これらの段部45・46は、オイル案内路31の両脇に沿って対称的に設けられる。   On the exhaust side of the pin boss portions 26 and 27, as shown in FIG. 2, the oil injected toward the bulging portion 41 in the vicinity of the exhaust-side skirt portion 23 is directed toward the side wall portions 24 and 25. A stepped portion (filled portion) 45 that regulates the above is formed. Further, on the intake side of the pin boss portions 26 and 27, a step portion (filling portion) 46 is formed that restricts the oil flowing along the oil guide path 31 from moving toward the side wall portions 24 and 25. These step portions 45 and 46 are provided symmetrically along both sides of the oil guide path 31.

段部45・46は、オイル案内路31の底面から一段高くなった態様で頂部21とサイドウォール部24・25との隅部を埋めるように形成され、この段部45・46の段差面45a・46aでオイルの流れが規制される。また段差面45a・46aは、ピンボス部の内側の突出部32の内側端面と略面一に形成されており、オイル案内路31に沿ってオイルが円滑に流れるようになっている(図4参照)。   The step portions 45 and 46 are formed so as to fill the corners of the top portion 21 and the side wall portions 24 and 25 in a manner that is one step higher than the bottom surface of the oil guide path 31, and the step surface 45a of the step portions 45 and 46 is formed. -Oil flow is restricted at 46a. Further, the step surfaces 45a and 46a are formed substantially flush with the inner end surface of the projecting portion 32 inside the pin boss portion so that the oil flows smoothly along the oil guide path 31 (see FIG. 4). ).

また段部45・46を介してスカート部22・23とピンボス部26・27とが相互に連結されるため、ピンボス部26・27の支持剛性を向上させることができる。さらに段部45・46を介して頂部21とサイドウォール部24・25とが相互に連結されるため、ピストン3全体の剛性を向上させることができる。   Further, since the skirt portions 22 and 23 and the pin boss portions 26 and 27 are connected to each other via the step portions 45 and 46, the support rigidity of the pin boss portions 26 and 27 can be improved. Furthermore, since the top portion 21 and the side wall portions 24 and 25 are connected to each other via the step portions 45 and 46, the rigidity of the entire piston 3 can be improved.

段部45・46の下面45b・46bは、ピンボス部26・27においてピン挿通孔30を中心とした半円弧状部分32aの外周面から連続して湾曲した略円弧状の断面をなす凹面状に形成され、ピンボス部26・27からスカート部22・23に向けて勾配が次第に緩やかになり、スカート部22・23の内面において、頂部21のリング溝29が形成される部分に対応して形成された段部48に接続されている。このように段部45・46の下面45b・46bを凹面状に形成することで、無駄肉を減らしてピストン3の重量を低減することができる。   The lower surfaces 45b and 46b of the stepped portions 45 and 46 are concave surfaces having a substantially arc-shaped cross section that is continuously curved from the outer peripheral surface of the semicircular arc-shaped portion 32a centering on the pin insertion hole 30 in the pin boss portions 26 and 27. Formed, and the gradient gradually decreases from the pin boss portions 26 and 27 toward the skirt portions 22 and 23, and is formed on the inner surface of the skirt portions 22 and 23 corresponding to the portion where the ring groove 29 of the top portion 21 is formed. Connected to the stepped portion 48. Thus, by forming the lower surfaces 45b and 46b of the stepped portions 45 and 46 in a concave shape, it is possible to reduce wasteful meat and reduce the weight of the piston 3.

図5は、図2に示したピストンにおける段部の形態を模式的に示す断面図である。このピストン3は、ピストンピン4がオフセットされた、いわゆるオフセットピストンであり、ピストンピン4の中心軸線がピストン3の中心線より側方にオフセットされた状態で形成されている。特にここでは、ピストンピン4が排気側にオフセットされている。   FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a form of a step portion in the piston shown in FIG. The piston 3 is a so-called offset piston in which the piston pin 4 is offset, and is formed in a state where the center axis of the piston pin 4 is offset laterally from the center line of the piston 3. In particular, here, the piston pin 4 is offset to the exhaust side.

このようにピストンピン4がオフセットされていると、ピストンピン4を中心として反オフセット側が重くなることから、オフセット側の質量を相対的に増してピストン3の重量バランスを適正化する必要があり、ここでは、ピンボス部26・27の両側に設けられた段部45・46の体積を変える、すなわちオフセット側(排気側)に位置する段部45の体積を反オフセット側(吸気側)に位置する段部46に比較して大きくすることで、オフセット側の質量を相対的に増して、反オフセット側に偏った重心を補正することができる。   When the piston pin 4 is offset in this way, the anti-offset side becomes heavy with the piston pin 4 as the center. Therefore, it is necessary to relatively increase the mass on the offset side to optimize the weight balance of the piston 3, Here, the volume of the step portions 45 and 46 provided on both sides of the pin boss portions 26 and 27 is changed, that is, the volume of the step portion 45 located on the offset side (exhaust side) is located on the non-offset side (intake side). By making it larger than the stepped portion 46, it is possible to relatively increase the mass on the offset side and correct the center of gravity that is biased toward the non-offset side.

段部45・46の体積は、凹面状をなす下面45b・46bの曲率で調整することができ、オフセット側(排気側)に位置する段部45の下面45bの曲率r1を、反オフセット側(吸気側)に位置する段部46の下面46bの曲率r2よりも大きく設定することで、オフセット側の段部45の体積を反オフセット側の段部46より大きくすることができる。   The volume of the step portions 45 and 46 can be adjusted by the curvature of the concave lower surfaces 45b and 46b, and the curvature r1 of the lower surface 45b of the step portion 45 located on the offset side (exhaust side) is set to the anti-offset side ( By setting the curvature larger than the curvature r2 of the lower surface 46b of the step 46 located on the intake side), the volume of the offset step 45 can be made larger than that of the counter-offset step 46.

具体的には、ピンボス部26・27の半円弧状部分32aの外面から、ピストン3の中心線に対して平行あるいは若干傾斜させた方向に延長させた平面が、段部を設けない従来のピンボス部26・27の外面51となり、この従来の外面51より外側の部分が段部45・46により体積が増加した部分となる。ここで、下面45b・46bが概ね1/4円弧状の断面形状をなし、この下面45b・46bの上端を通り且つピストン3の中心線に対して直交する平面と従来の外面51と下面45b・46bとで挟まれた部分53a・54aの体積は、下面45b・46bの曲率が大きくなるのに応じて増大し、大きな曲率r1の部分53aの体積が小さな曲率r2の部分54aより大きくなる。   Specifically, a conventional pin boss in which a flat surface extending from the outer surface of the semicircular arc portion 32a of the pin boss portions 26 and 27 in a direction parallel or slightly inclined with respect to the center line of the piston 3 does not have a stepped portion. It becomes the outer surface 51 of the parts 26 and 27, and the part outside the conventional outer surface 51 becomes a part whose volume is increased by the step portions 45 and 46. Here, the lower surfaces 45b and 46b have a substantially ¼ arc-shaped cross-sectional shape, a plane passing through the upper ends of the lower surfaces 45b and 46b and orthogonal to the center line of the piston 3, the conventional outer surface 51, the lower surface 45b, The volume of the portions 53a and 54a sandwiched between 46b increases as the curvature of the lower surfaces 45b and 46b increases, and the volume of the portion 53a with the large curvature r1 becomes larger than the portion 54a with the small curvature r2.

なお、下面45b・46bより上の部分53b・54bの体積に応じて段部45・46全体の体積も変化し、オフセット側の部分53bの体積が反オフセット側の部分54bより大きいか、あるいはオフセット側の部分53bの体積が反オフセット側の部分54bに比較して部分53a・54aの体積差以上に小さくなければ、オフセット側の段部45の体積を反オフセット側の段部46より大きくすることができる。   Note that the volume of the entire stepped portions 45 and 46 also changes depending on the volume of the portions 53b and 54b above the lower surfaces 45b and 46b, and the volume of the offset-side portion 53b is larger than the counter-offset-side portion 54b or offset. If the volume of the portion 53b on the side is not smaller than the volume difference between the portions 53a and 54a compared to the portion 54b on the anti-offset side, the volume of the step 45 on the offset side should be larger than the step 46 on the anti-offset side. Can do.

図6は、図2に示したピストンにおけるオイルが流れる状況を示す斜視図である。オイルジェット装置11から排気側の膨出部41に向けて噴射されたオイルは、オイル案内路31に沿って排気側から吸気側に向けて流れ、吸気側の膨出部42により下向きに流向を変更されて、ピストン3からオイルパンへ戻される。   FIG. 6 is a perspective view showing a state in which oil flows in the piston shown in FIG. The oil jetted from the oil jet device 11 toward the exhaust-side bulging portion 41 flows along the oil guide path 31 from the exhaust side toward the intake side, and flows downward by the intake-side bulging portion 42. It is changed and returned from the piston 3 to the oil pan.

このとき、段部45・46の段差面45a・46aでサイドウォール部24・25側(ピストンピン4の軸方向)に向かうオイルの流れが規制されて、ピンボス部26・27とサイドウォール部24・25とスカート部22・23とで3方を囲まれた凹所35・36(図2・図4参照)にオイルが入り込むことが回避され、オイル案内路31に沿って吸気側に流れるオイルが減少することを避けることができ、これにより頂部21の全体が適切に冷却されて、冷却効率を高めることができる。   At this time, the oil flow toward the side wall portions 24 and 25 (in the axial direction of the piston pin 4) is regulated by the step surfaces 45a and 46a of the step portions 45 and 46, and the pin boss portions 26 and 27 and the side wall portion 24 are controlled. Oil that is prevented from entering oil in the recesses 35 and 36 (see FIGS. 2 and 4) surrounded by the 25 and the skirts 22 and 23 and flows to the intake side along the oil guide path 31 Can be avoided, whereby the entire top portion 21 is appropriately cooled, and the cooling efficiency can be increased.

特にここでは、オイルジェット装置11が、シリンダボア2の中心線に対してピストンピン4の軸方向にずれた位置に配置されており、シリンダボア2の中心線に対してわずかに傾斜した方向にオイルが噴射されるようにノズル12が設けられている。このため、図6(A)に示す上死点と図6(B)に示す下死点との間で、ピストン3の位置に応じてオイルが吹き付けられる部位がオイル案内路31の幅方向に若干ずれるが、両側の段部45・46の段差面45a・46aでオイルの流れが適切に規制されて、オイル案内路31に沿ってオイルを円滑に流すことができる。   In particular, here, the oil jet device 11 is disposed at a position shifted in the axial direction of the piston pin 4 with respect to the center line of the cylinder bore 2, and the oil is in a slightly inclined direction with respect to the center line of the cylinder bore 2. A nozzle 12 is provided so as to be jetted. For this reason, between the top dead center shown in FIG. 6 (A) and the bottom dead center shown in FIG. 6 (B), the part where oil is sprayed according to the position of the piston 3 extends in the width direction of the oil guide path 31. Although slightly deviated, the flow of oil is appropriately regulated by the step surfaces 45a and 46a of the step portions 45 and 46 on both sides, so that the oil can flow smoothly along the oil guide path 31.

なお、前記の例では、吸気側に比較して高温となる排気側(スラスト側)に向けてオイルを噴射する構成としたが、低温の混合気による吸気側の冷却が不十分な場合に、ノッキングタフネスの向上を図る観点から、吸気側(反スラスト側)に向けてオイルを噴射する構成も可能である。   In the above example, the oil is injected toward the exhaust side (thrust side) that is hotter than the intake side, but when the cooling on the intake side by the low-temperature mixture is insufficient, From the viewpoint of improving knocking toughness, a configuration in which oil is injected toward the intake side (anti-thrust side) is also possible.

本発明によるピストンが適用される内燃機関の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the internal combustion engine to which the piston by this invention is applied. 図1に示したピストンの斜視図である。It is a perspective view of the piston shown in FIG. 図2に示したピストンを軸線に沿った平面で切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected the piston shown in FIG. 2 by the plane along an axis line. 図2に示したピストンの下面図である。FIG. 3 is a bottom view of the piston shown in FIG. 2. 図2に示したピストンにおける段部の形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the form of the step part in the piston shown in FIG. 図2に示したピストンにおけるオイルが流れる状況を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the condition where the oil in the piston shown in FIG. 2 flows.

符号の説明Explanation of symbols

1 シリンダブロック
2 シリンダボア
3 ピストン
4 ピストンピン
11 オイルジェット装置
12 ノズル
21 頂部
22・23 スカート部
24・25 サイドウォール部
26・27 ピンボス部
31 オイル案内路
35・36 凹所
41・42 膨出部
45・46 段部(肉盛り部)、45a・46a 段差面、45b・46b 下面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder block 2 Cylinder bore 3 Piston 4 Piston pin 11 Oil jet apparatus 12 Nozzle 21 Top part 22/23 Skirt part 24/25 Side wall part 26/27 Pin boss part 31 Oil guide path 35/36 Recess 41/42 Swell part 45・ 46 stepped parts (filled parts), 45a ・ 46a stepped surface, 45b ・ 46b bottom surface

Claims (6)

頂部と、この頂部から垂下した一対のスカート部と、この一対のスカート部を互いに連結する一対のサイドウォール部と、この一対のサイドウォール部に設けられてピストンピンを保持する一対のピンボス部とを有し、オイルジェット装置から前記頂部の裏面に向けて冷却用のオイルを噴射して冷却するようにしたピストンであって、
前記頂部の裏面に前記一対のスカート部間に亘って延在するオイル案内路が形成され、オイルジェット装置から前記オイル案内路の一端側に向けて噴射されたオイルが前記オイル案内路の他端側に向けて案内されるようにすると共に、
前記オイル案内路の両脇に沿って、前記一対のスカート部を相互に連結する態様で、前記サイドウォール部側に向かうオイルの流れを規制する肉盛り部が形成されたことを特徴とするピストン。
A top, a pair of skirts depending from the top, a pair of sidewalls connecting the pair of skirts to each other, and a pair of pin bosses provided on the pair of sidewalls to hold a piston pin A piston that is cooled by injecting cooling oil from the oil jet device toward the back surface of the top,
An oil guide path extending between the pair of skirt portions is formed on the back surface of the top, and the oil injected from the oil jet device toward one end side of the oil guide path is the other end of the oil guide path. Be guided to the side,
A piston characterized in that a build-up portion for restricting the flow of oil toward the sidewall portion side is formed in a mode in which the pair of skirt portions are connected to each other along both sides of the oil guide path. .
前記肉盛り部が、前記頂部の裏面と前記サイドウォール部の内面との隅部を埋めるように形成された段部であることを特徴とする請求項1に記載のピストン。   2. The piston according to claim 1, wherein the build-up portion is a step portion formed so as to fill a corner portion between a back surface of the top portion and an inner surface of the sidewall portion. 前記肉盛り部が、前記ピンボス部と前記スカート部とを相互に連結する態様で形成されたことを特徴とする請求項1若しくは請求項2に記載のピストン。   3. The piston according to claim 1, wherein the build-up portion is formed in such a manner that the pin boss portion and the skirt portion are connected to each other. 前記肉盛り部の下面が、前記ピンボス部の外周面から連続して湾曲した略円弧状の断面をなす凹面状に形成されたことを特徴とする請求項3に記載のピストン。   4. The piston according to claim 3, wherein a lower surface of the build-up portion is formed in a concave shape having a substantially arc-shaped cross section continuously curved from an outer peripheral surface of the pin boss portion. 前記肉盛り部が、前記ピンボス部の両側に形成され、この両側の肉盛り部の下面の曲率が互いに異なることを特徴とする請求項4に記載のピストン。   The piston according to claim 4, wherein the build-up portions are formed on both sides of the pin boss portion, and curvatures of lower surfaces of the build-up portions on both sides are different from each other. 前記ピストンピンのオフセット側に位置する前記肉盛り部の下面の曲率が、反オフセット側に位置する前記肉盛り部の下面の曲率よりも大きいことを特徴とする請求項5に記載のピストン。   The piston according to claim 5, wherein a curvature of a lower surface of the build-up portion located on the offset side of the piston pin is larger than a curvature of a lower surface of the build-up portion located on the anti-offset side.
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