JP2017190713A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、内燃機関に関し、ピストンの耐久性の低下を抑制しつつ、コンロッドからピストンピンを介してピストンの内部にオイルを供給できるようにすることを目的とする。
【解決手段】コンロッド１６と連結され、コンロッド１６からオイルが供給されるピン油路３２を含むピストンピン１２を備える。ピストンピン１２が挿入されるピンボア１０ｂを有するピンボス１０ａと、ピンボア表面１０ｂ１に形成された油溝２６と、ピストンピン１２よりも燃焼室側に設けられたクーリングチャンネル２４と油溝２６とを接続する連絡油路２８とを含むピストン１０を備える。ピン油路３２は、油溝２６に対応するピストンピン外表面において開口している。油溝２６は、ピストンピン軸方向からピストン１０を見たときに、直線Ｌ１よりもクランク室側の位置においてピンボア表面１０ｂ１に形成され、直線Ｌ１よりも燃焼室側のピンボア表面１０ｂ１には形成されていない。
【選択図】図３

Description

この発明は、ピストン・クランク機構を備える内燃機関に関する。

例えば、特許文献１には、ピストン・クランク機構を備える内燃機関が開示されている。この内燃機関は、オイルがコンロッドからピストンピンを介してピストンの内部に供給されるように構成されている。より具体的には、ピストンは、ピストンピンが挿入されるピンボアを有するピンボスを備えている。ピンボスには、ピストン内部に形成された油路に連通する油溝が形成されている。油溝は、ピンボア表面の全周にわたって形成されている。

特開２０００−０５４８１６号公報

燃焼圧がピストンの冠面に作用すると、ピストンの冠面側のピンボア表面（燃焼室側の表面）には、燃焼圧に基づく大きな荷重が作用する。特許文献１に記載の構成のようにピストンの冠面側のピンボア表面に油溝が設けられていると、上記荷重を受け止めるためのピンボア表面の面積が減少するため、面圧が高くなる。その結果、ピストンの耐久性の低下が懸念される。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ピストンの耐久性の低下を抑制しつつ、コンロッドからピストンピンを介してピストンの内部にオイルを供給できるようにした内燃機関を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関は、ピストン・クランク機構を備える内燃機関であって、ピストンピンとピストンとを備える。前記ピストンピンは、コンロッドと連結され、コンロッドからオイルが供給されるピン油路を備えている。前記ピストンは、前記ピストンピンが挿入されるピンボアを有するピンボスと、前記ピンボアの表面であるピンボア表面に形成された油溝と、前記ピストンピンよりも燃焼室側に設けられたピストン上部油路と前記油溝とを接続する連絡油路とを備えている。前記ピン油路は、前記油溝に対応するピストンピン外表面において開口している。前記油溝は、ピストンピン軸方向から前記ピストンを見たときに、前記ピンボアの中心を通りかつシリンダ軸線と直交する第１の直線よりもクランク室側の位置において前記ピンボア表面に形成され、前記第１の直線よりも前記燃焼室側の前記ピンボア表面には形成されていない。

前記油溝は、前記ピストンピン軸方向から前記ピストンを見たときに、前記ピンボアの中心を通りかつ前記シリンダ軸線と平行な第２の直線を境にして、前記ピストンの側面において圧縮上死点の直後にサイドスラストを受けるスラスト側の前記ピンボア表面よりも、前記スラスト側の反対側である反スラスト側の前記ピンボア表面において前記ピンボアの周方向に幅広く延びるように形成されていてもよい。

前記連絡油路は、前記ピストンピン軸方向から前記ピストンを見たときに、前記ピンボアの中心を通りかつ前記シリンダ軸線と平行な第２の直線を境にして前記ピンボア表面の一方側にのみ設けられていてもよい。

前記ピンボアの周方向における前記ピンボア表面上の前記油溝の長さが前記連絡油路の直径よりも大きくてもよい。

前記連絡油路が設けられる前記ピンボア表面の前記一方側とは、前記ピストンの側面において圧縮上死点の直後にサイドスラストを受けるスラスト側の反対側である反スラスト側であってもよい。

前記ピストンピンは、前記コンロッドおよび前記ピンボスの何れに対しても回転自在に設けられていてもよい。前記ピン油路は、前記油溝に対応する前記ピストンピン外表面に開口する油穴を有していてもよい。前記ピンボア表面は、前記油溝と前記連絡油路との接続部に鋭角のエッジを有していてもよい。そして、前記連絡油路が設けられる前記ピンボア表面の前記一方側とは、前記ピストンピン軸方向から前記ピストンおよびクランク軸を見たときに、前記ピンボア表面上で前記エッジの基端から先端に向かう方向を前記クランク軸の回転方向と同じとする側であってもよい。

前記ピストンピンは、前記コンロッドおよび前記ピンボスの何れに対しても回転自在に設けられていてもよい。前記ピン油路は、前記油溝に対応する前記ピストンピン外表面に開口する複数の油穴を有していてもよい。そして、前記ピンボアの周方向における前記ピンボア表面上の前記油溝の角度幅は、前記ピストンピンの周方向において隣接する前記複数の油穴の角度よりも大きくてもよい。

本発明によれば、ピストンのピンボスがピストンピンからオイルの供給を受けるために備えられる油溝は、ピストンピン軸方向からピストンを見たときに、ピンボアの中心を通りかつシリンダ軸線と直交する第１の直線よりもクランク室側の位置においてピンボア表面に形成され、第１の直線よりも燃焼室側のピンボア表面には形成されていない。このため、ピンボア表面の中で高い燃焼圧に基づく大きな荷重が作用する燃焼室側において、この荷重を受け止める部位の面積を広く確保できるようになる。このため、本発明によれば、ピストンの耐久性の低下を抑制しつつ、コンロッドからピストンピンを介してピストンの内部にオイルを供給できるようになる。

本発明の実施の形態１に係る内燃機関が備えるピストン・クランク機構を模式的に表した図である。 ピストン、ピストンピンおよびコンロッドを図１中のＡ−Ａ線で切断して得られる断面図である。 ピストンの内部に形成された油路の具体的な構成を説明するための図である。 ピストンピンの具体的な構成を説明するための図である。 燃焼圧がピストンの冠面に作用した際のピンボア表面の面圧分布の一例を表した図である。 本発明の実施の形態２に係るピストンのピンボス周りの具体的な構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態３に係る構成の特徴部を説明するための図である。 本発明の実施の形態３に係る構成の効果を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の各実施の形態を説明する。なお、各図面において、同一または類似の構成要素には同一の符号を付している。

実施の形態１．
まず、図１〜図５を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る内燃機関が備えるピストン・クランク機構を模式的に表した図である。図１に示すように、ピストン１０は、ピストンピン１２を介してコンロッド１４の小端部１４ａと連結されている。コンロッド１４の大端部１４ｂは、クランク軸１６のクランクピン１６ａに連結されている。なお、図１中の直線Ｌ１は、ピストン１０が挿入されるシリンダの軸線（すなわち、ピストン１０の軸線）を示している。本実施形態の構成では、一例として、シリンダ軸線Ｌ１は、ピストンピン１２が挿入されるピンボア１０ｂの中心ＢＣを通っている。しかしながら、本発明の対象となる構成には、ピンボア中心がシリンダ軸線（ピストン軸線）に対してオフセットされた構成も含まれる。

図２は、ピストン１０、ピストンピン１２およびコンロッド１４を図１中のＡ−Ａ線で切断して得られる断面図である。図２に示すように、コンロッド１４の大端部１４ｂの内周面には、コンロッド油溝１８が形成されている。コンロッド油溝１８は、クランク軸１６の内部油路（図示省略）を介してシリンダブロック内部油路（図示省略）と連通している。これらの内部油路内には、オイルポンプ（図示省略）によって圧送されるオイルが供給されている。コンロッド油溝１８には、このように圧送されるオイルがクランクピン１６ａから供給される。

コンロッド油溝１８は、コンロッド内部油路２０の一端に接続されている。コンロッド内部油路２０は、コンロッド１４の内部において大端部１４ｂから小端部１４ａに向けて延びるように形成されている。したがって、コンロッド内部油路２０には、コンロッド油溝１８を介してオイルが供給され、コンロッド内部油路２０には油圧がかかっている。コンロッド内部油路２０の他端は、小端部１４ａの内周面に形成されたコンロッド油溝２２に接続されている。コンロッド油溝２２は、一例として、小端部１４ａの内周面の全周にわたって形成されている。このコンロッド油溝２２を利用して、コンロッド内部油路２０内のオイルはピストンピン１２側に供給される。なお、ここでは、オイルを流通させるための専用の油路であるコンロッド内部油路２０がコンロッド１４の内部に形成された例を示している。しかしながら、軽量化のためにコンロッドが中空で形成されている場合には、中空部がピストンピン１２に向けてオイルを供給するための油路の一部として利用されてもよい。

図２に示すように、ピストン１０は一対のピンボス１０ａを備えている。一対のピンボス１０ａのそれぞれは、ピストンピン１２が挿入されるピンボア１０ｂを備えている。一対のピンボア１０ｂは、シリンダ軸線Ｌ１に直交するピンボア軸（ピストンピン軸）Ｌ２に沿って整列されている。本実施形態の構成では、ピストンピン１２は、ピストン１０のピンボス１０ａおよびコンロッド１４の小端部１４ａの双方に対して回転自在に設けられている。このため、ピンボス１０ａ等からのピストンピン１２の抜けを防止するために、ピンボス１０ａ等に対するピストンピン１２の軸方向の移動がスナップリング（図示省略）によって規制されている。

次に、図２とともに図３および図４を新たに参照して、ピストン１０内およびピストンピン１２内の各油路の構成について説明する。図３は、ピストン１０の内部に形成された油路の具体的な構成を説明するための図であり、図２中のＢ１−Ｂ１線でピストン１０を切断して得られる断面図（ピストンピン軸方向から見た図）である。なお、図２中のＢ２−Ｂ２線でピストン１０を切断して得られる断面図は図３と同様である。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、ピストンピン１２の具体的な構成を説明するための図である。より具体的には、図４（Ａ）は図２中に示す矢視Ｃの方向（ピストンピン軸方向）からピストンピン１２を見た図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）中に示す矢視Ｄの方向からピストンピン１２を見た図であり、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）中のＥ−Ｅ線でピストンピン１２を切断して得られる断面図である。

図３に示すように、ピストン１０の内部には、油路の１つとして、オイルを用いてピストン頂部１０ｃを冷却するためのクーリングチャンネル２４が形成されている。また、ピンボア１０ｂの内周面（ピンボア表面）１０ｂ１には、油溝２６が形成されている。油溝２６は、ピンボア表面１０ｂ１上で周方向に延びるように形成されている。油溝２６には、後述のピン油路３２からオイルが供給される。

油溝２６は、図３に示す方向（すなわち、ピストンピン軸方向）からピストン１０を見たときに、ピンボア中心ＢＣを通りかつシリンダ軸線Ｌ１と直交する直線Ｌ３よりもクランク室側の位置においてピンボア表面１０ｂ１に形成されている。すなわち、油溝２６は、ピンボア中心ＢＣを通る直線Ｌ３よりも燃焼室側のピンボア表面１０ｂ１には形成されていない。

また、ピストン１０の内部には、クーリングチャンネル２４と油溝２６とを接続する連絡油路２８が形成されている。油溝２６は、一対のピンボス１０ａのそれぞれに形成されている。連絡油路２８は油溝２６毎に備えられている。より具体的には、図３に示すように、連絡油路２８は、クーリングチャンネル２４付近からピンボス１０ａに向けて直線的に延び、かつ、ピンボア１０ｂの外周に沿ってピンボス１０ａの内部を延びた後に油溝２６に接続されている。

また、本実施形態では、１つのピンボス１０ａに着目したときに、連絡油路２８は、図３に示す方向（すなわち、ピストンピン軸方向）からピストン１０を見たときに、ピンボア中心ＢＣを通りかつシリンダ軸線Ｌ１と平行な直線（図３に示す例では、シリンダ軸線Ｌ１と同じ）を境にしてピンボア表面１０ｂ１の一方側（図３に示す例ではシリンダ軸線Ｌ１に対して左側）にのみ設けられている。したがって、本実施形態では、連絡油路２８の数は、１つのピストン１０につき２本となる。

さらに、図３に示すように、油溝２６および連絡油路２８は、ピンボア１０ｂの周方向におけるピンボア表面１０ｂ１上の油溝２６の長さが、連絡油路２８の直径よりも大きくなるように形成されている。また、クーリングチャンネル２４には、ピストン１０の内部に供給されたオイルをピストン１０の外部に排出するための排出油路３０が接続されている。以上説明した油溝２６および連絡油路２８等の油路が形成されたピストン１０は、例えば、３Ｄプリンタを利用して製造することができる。

一方、ピストンピン１２には、図２〜図４に示すように、ピン油路３２が形成されている。より具体的には、ピン油路３２は、図２に示すように、コンロッド内部油路２０に対応するピストンピン１２の外表面に開口する油穴３２ａを備えている。図４の各図に示すように、油穴３２ａは、ピストンピン１２の周方向において、ピストンピン１２の外表面に等角度間隔で複数（図４に示す一例では４つ）設けられている。ピン油路３２は、各油穴３２ａからピストンピン１２の中心に向かうように形成された複数（図４に示す一例では４つ）の径方向油路３２ｂを備えている。

また、ピン油路３２は、それぞれの径方向油路３２ｂが交わるピストンピン１２の中心部に、ピストンピン軸方向に延びる軸方向油路３２ｃを備えている。図２に示すように、油路３２ｃは、ピストンピン軸方向において、各ピンボス１０ａの油溝２６に対応する位置まで延びるように形成されている。そして、ピン油路３２は、この位置において、軸方向油路３２ｃから径方向に延びる複数（図４に示す一例では４つ）の径方向油路３２ｄを備えている。図４（Ｂ）に示すように、それぞれの径方向油路３２ｄは、ピストンピン１２の外表面に開口する油穴３２ｅに接続されている。油穴３２ｅも、ピストンピン１２の周方向において、ピストンピン１２の外表面に等角度間隔で複数（図４に示す一例では４つ）設けられている。ただし、複数の油穴３２ａおよび３２ｅが設けられる場合の角度間隔は、必ずしも等角度間隔でなくてもよく、任意の不等角度間隔であってもよい。

さらに、図３に示すように、油溝２６およびピストンピン１２は、ピンボア１０ｂの周方向におけるピンボア表面１０ｂ１上の油溝２６の角度幅（ピンボア中心ＢＣを中心とする角度の幅）θｇが、ピストンピン１２の周方向において隣接する油穴３２ｅの角度（ピンボア中心ＢＣを中心とする角度）θｈよりも大きくなるように形成されている。なお、油穴３２ｅの角度θｈは、３６０°を油穴３２ｅの数で除することにより算出することができる。

以上説明したピストン１０周りの構成を有する内燃機関によれば、以下に説明する効果が得られる。燃焼圧がピストン１０の冠面１０ｄ（図３参照）に作用すると、ピンボア中心ＢＣを通る直線Ｌ３よりも冠面１０ｄ側（燃焼室側）のピンボア表面１０ｂ１には、燃焼圧に基づく非常に大きな荷重が作用する。図５は、燃焼圧がピストン１０の冠面１０ｄに作用した際のピンボア表面１０ｂ１の面圧分布の一例を表している。面圧分布はピストン１０の移動に伴って変化するが、図５に示す一例のように、燃焼圧に基づく面圧は、冠面１０ｄ側のピンボア表面１０ｂ１において高くなる。

本実施形態のピストン１０では、上述したように、油溝２６は、ピンボア中心ＢＣを通る直線Ｌ３よりもクランク室側の位置においてピンボア表面１０ｂ１に形成されている。このように、本実施形態の構成によれば、油溝２６は直線Ｌ３よりも燃焼室側（冠面１０ｄ側）のピンボア表面１０ｂ１には形成されていないため、ピンボア表面１０ｂ１の中で高い燃焼圧に基づく大きな荷重が作用する燃焼室側において、この荷重を受け止める部位の面積を広く確保できるようになる。このため、本実施形態の内燃機関によれば、ピストン１０の耐久性の低下を抑制しつつ、コンロッド１４からピストンピン１２を介してピストン１０の内部にオイルを供給できるようになる。

また、本実施形態では、各ピンボス１０ａのための連絡油路２８は、図３に示す方向（ピストンピン軸方向）からピストン１０を見たときに、上記直線Ｌ１を境にしてピンボア表面１０ｂ１の一方側（図３に示す例では直線Ｌ１に対して左側）にのみ設けられている。各ピンボス１０ａのための連絡油路は、このような構成とは異なり、ピンボア１０ｂの外周の両側（図３に示す例では、直線Ｌ１に対して左右両側）においてピンボア１０ｂに沿って延びるように設けられていてもよい。しかしながら、本実施形態の構成によれば、このように両側に連絡油路を備える場合と比べ、ピンボス１０ａ周りの部位におけるピストン１０の強度をより適切に確保できるようになる。さらに付け加えると、連絡油路２８は、直線Ｌ１を跨いだ後に直線Ｌ１を境とする反対側（図３に示す例では直線Ｌ１に対して右側）において油溝２６に接続されるのではなく、直線Ｌ１を跨ぐことなく上記一方側の油溝２６に接続されている。このため、連絡油路２８を極力短くしつつ、ピンボス１０ａ周りの部位におけるピストン１０の強度をより適切に確保できるようになる。

また、本実施形態では、油溝２６および連絡油路２８は、ピンボア１０ｂの周方向におけるピンボア表面１０ｂ１上の油溝２６の長さが連絡油路２８の直径よりも大きくなるように形成されている。このような構成によれば、ピン油路３２から連絡油路２８に向けて流れるオイルの圧力損失を低減できるようになる。

さらに、本実施形態では、図３に示すように、油溝２６およびピストンピン１２は、ピンボア１０ｂの周方向におけるピンボア表面１０ｂ１上の油溝２６の角度幅θｇが、ピストンピン１２の周方向において隣接する油穴３２ｅの角度θｈよりも大きくなるように形成されている。既述したように、本実施形態では、前提として、ピストンピン１２は、ピストン１０のピンボス１０ａおよびコンロッド１４の小端部１４ａの双方に対して回転自在に設けられている。このような前提構成を有している場合には、内燃機関の運転中にはピストンピン１２は回転し続ける。このため、コンロッド１４からピストンピン１２を介してピストン１０にオイルを継続的に供給できるようにするためには、コンロッド１４の小端部１４ａのコンロッド油溝２２とピン油路３２の油穴３２ａとが、また、ピン油路３２の油穴３２ｅと油溝２６とが、ピストンピン１２の回転位置によらずに常に重なるようになっていることが必要とされる。上述の角度幅θｇおよび角度θｈの設定によれば、上記前提構成を有している場合に、ピストンピン１２の回転位置によらずに、コンロッド１４からピストンピン１２を介してピストン１０にオイルを供給できるようになる。

実施の形態２．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係るピストン４０のピンボス４０ａ周りの具体的な構成を説明するための図である。ピストン４０およびピストンピン４２は、以下に説明する点を除き、実施の形態１のピストン１０およびピストンピン１２と同様に構成されているものとする。より具体的には、図６は、図３と同じ手法でピストン４０およびピストンピン４２を切断して得られる断面図に相当する。

ここで、ピストン・クランク機構において往復運動を行うピストンには、コンロッドの傾きに起因して、ピストン側面をシリンダ壁に押し付ける力（いわゆる、サイドスラスト）が作用する。ピストン側面において圧縮上死点の直後にサイドスラストを受ける側を「スラスト側」と称し、その反対側（より具体的には、シリンダ軸線Ｌ１を境とする反対側）を「反スラスト側」と称する。

図６に示す構成では、図６中の右側がスラスト側であり、左側が反スラスト側である。ピンボス４０ａが備えるピンボア４０ｂのピンボア表面４０ｂ１には、図６中に表わされた面圧分布のように、燃焼直後にスラスト側に大きな荷重が作用する。より具体的には、サイドスラストによる荷重は、スラスト側、かつ、ピンボア中心ＢＣを通る直線Ｌ３よりも燃焼室側において最も大きくなる。

上述のように、スラスト側には燃焼直後に大きな荷重がピンボア表面４０ｂ１に作用する。そこで、本実施形態では、油溝４４は、ピンボア表面４０ｂ１における次の位置に設けられる。すなわち、本実施形態の油溝４４についても、実施の形態１と同様に、直線Ｌ３よりも燃焼室側のピンボア表面４０ｂ１には形成されない。さらに、本実施形態では、図６に示すように、油溝４４は、ピストンピン軸方向からピストン４０を見たときに、反スラスト側にのみ設けられている。

さらに付け加えると、油溝４４は、直線Ｌ３よりもクランク室側のピンボア表面４０ｂ１であっても、ピンボア中心ＢＣを通る直線Ｌ１を境にしてスラスト側には設けられていない。このため、油溝４４は、直線Ｌ３よりもクランク室側、かつピンボア中心ＢＣを通る直線Ｌ１を境にして反スラスト側におけるピンボア表面４０ｂ１において、適切な長さに設定されている。

具体的には、実施の形態１で説明した前提構成を備える場合において継続的なオイル供給を確保するためには、油溝４４の角度幅θｇは、上述のように、ピストンピン４２が備えるピン油路４３の油穴４３ｅの角度θｈよりも大きいという関係を満たすことが好ましい。そこで、図６に示すように、油溝４４の長さおよび油穴４３ｅの本数は、この関係を満たすように設定されている。また、本実施形態においても、油溝４４およびこれに接続される連絡油路４６は、ピンボア４０ｂの周方向におけるピンボア表面４０ｂ１上の油溝４４の長さが、連絡油路４６の直径よりも大きくなるように形成されている。

また、本実施形態においても、連絡油路４６は、ピンボア表面４０ｂ１の一方側（図６に示す例では左側）にのみ設けられている。さらに、本実施形態では、連絡油路２８が設けられるピンボア表面４０ｂ１の上記一方側は、図６に示すように、反スラスト側とされている。

以上説明したように、本実施形態では、油溝４４は、ピストンピン軸方向からピストン４０を見たときに、反スラスト側にのみ設けられている。このような構成によれば、サイドスラストに基づく大きな荷重を受けるピンボア表面４０ｂ１の部位には油溝４４が設けられないため、上記部位の受圧面を広く確保できるようになる。

また、本実施形態では、連絡油路４６は、ピンボア表面４０ｂ１の一方側である反スラスト側に設けられている。各ピンボス４０ａのための連絡油路は、このような構成とは異なり、スラスト側のみ、もしくは反スラスト側およびスラスト側の双方に設けることもできる。しかしながら、本実施形態の構成によれば、これらの比較のための構成と比べ、ピンボス４０ａにおけるスラスト側の部位の強度をより適切に確保できるようになる。

ところで、上述した実施の形態２においては、図６に示すように、油溝４４が、反スラスト側にのみ設けられ、スラスト側には全く存在していない構成を例示した。しかしながら、サイドスラストの影響を考慮して行う油溝の位置の決定手法は、上記に限定されない。すなわち、本決定手法に基づく油溝は、ピストンピン軸方向からピストンを見たときに、ピンボアの中心を通りかつシリンダ軸線と平行な第２の直線を境にして、スラスト側のピンボア表面よりも、反スラスト側のピンボア表面においてピンボアの周方向に幅広く延びるように形成されていればよい。したがって、図６に示す油溝４４は、例えば、直線Ｌ１を跨いでスラスト側にも少し延びるように変形されたものであってもよい。

実施の形態３．
次に、図７および図８を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。図７は、本発明の実施の形態３に係る構成の特徴部を説明するための図である。図７に示す構成は、以下に説明するようにクランク軸１６の回転方向に対する追加的な配慮を伴ってピンボス１０ａの構成が決定されている点を除き、実施の形態１の構成と同じである。

図７に示すように、ピンボア表面４０ｂ１は、油溝２６と連絡油路２８との接続部に鋭角のエッジ５０を有している。また、既述したように、ピストンピン１２は、ピストン１０のピンボス１０ａおよびコンロッド１４の小端部１４ａの双方に対して回転自在に設けられている。また、ピン油路３２は、油溝２６に対応するピストンピン外表面に開口する油穴３２ｅを有している。本実施形態は、これらの前提構成を備えている場合により好ましい構成を提供する。

具体的には、本実施形態では、上記直線Ｌ１を境にしてピンボア表面１０ｂ１の一方側に連絡油路２８を設ける場合に次の手法が用いられている。すなわち、連絡油路２８の配置部位は、ピストンピン軸方向（すなわち、図７に示す方向）からピストン１０およびクランク軸１６（図７では図示せず）を見たときに、ピンボア表面１０ｂ１上でエッジ５０の基端５０ａから先端５０ｂに向かう方向Ｒがクランク軸１６の回転方向と同じとなるように決定されている。

既述したように、ピストンピン１２がピストン１０のピンボス１０ａおよびコンロッド１４の小端部１４ａの双方に対して回転自在に設けられていると、内燃機関の運転中にはピストンピン１２は回転し続ける。この際のピストンピン１２の回転方向（ピン回転方向）は、クランク軸１６の回転方向と同じ一方向となることが実験的に分かっている。したがって、エッジ５０に関する方向Ｒがクランク軸１６の回転方向と同じとなるように連絡油路２８の配置部位を決定することにより、方向Ｒをエンジン運転中のピン回転方向と一致させることができる。

図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、本発明の実施の形態３に係る構成の効果を説明するための図である。図８に示す構成は、図７に示す構成との対比のために参照するものであり、エッジ５０に関する方向Ｒとピン回転方向（クランク軸１６の回転方向）との関係が図７に示す構成と逆のものである。なお、図８では、説明の便宜上、ピンボス１０ａとピストンピン１２とを分けて表している。

ピン油路３２の油穴３２ｅのように、油溝に対応するピストンピン側のピン油路の開口部が油穴として形成されている場合には、図８（Ｂ）に示すように、油穴３２ｅの開口部がエッジ５２を有することがある。このように油穴３２ｅがエッジ５２を有している場合に図８に示す構成が用いられると、ピストンピン１２の回転中にエッジ５２がピンボア表面１０ｂ１のエッジ５０と干渉する（エッジ５０に引っかかる）可能性がある。

これに対し、図７に示す本実施形態の構成によれば、エッジ５０に関する方向Ｒをエンジン運転中のピン回転方向（クランク軸１６の回転方向）と一致させることができる。このため、エッジ５２とエッジ５０との干渉を抑制できるようになる。

ところで、上述した実施の形態１〜３においては、ピストンピン１２（または４２）が、ピストン１０（または４０）のピンボス１０ａ（または４０ａ）およびコンロッド１４の小端部１４ａの双方に対して回転自在に設けられている構成を例に挙げた。しかしながら、上記構成を前提構成として説明した構成を除き、ピストンピンは、ピンボスおよびコンロッドの小端部のうちの何れか一方にのみ回転自在であって、これらの他方とは圧入などの方法で固定されていてもよい。

また、上述した実施の形態１〜３においては、連絡油路２８（または４６）が接続されるピストン上部油路として、ピストン１０（または４０）の冷却のためのクーリングチャンネル２４を例に挙げた。しかしながら、連絡油路が接続されるピストン上部油路は、ピストンの冷却以外の他の目的で形成された油路であってもよい。

また、上述した実施の形態１〜３においては、１つのピンボス１０ａ（または４０ａ）に対して１つの油溝２６（または４４）が形成された例を挙げた。しかしながら、１つのピンボスに対する油溝の数は複数であってもよい。また、実施の形態１〜３のように、連絡油路２８（または４６）が直線Ｌ１を境にしてピンボア表面１０ｂ１（または４０ｂ１）の一方側にのみ設けられる場合における連絡油路の数は、連絡油路２８等とは異なり、複数であってもよい。

また、以上説明した各実施の形態の例および他の各変形例は、明示した組み合わせ以外にも可能な範囲内で適宜組み合わせてもよいし、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形してもよい。

なお、上述した実施の形態１〜３においては、直線Ｌ３が本発明における「第１の直線」に相当し、直線Ｌ１が本発明における「第２の直線」に相当している。

１０、４０ ピストン
１０ａ、４０ａ ピンボス
１０ｂ、４０ｂ ピンボア
１０ｂ１、４０ｂ１ ピンボア表面
１０ｃ ピストン頂部
１０ｄ ピストンの冠面
１２、４２ ピストンピン
１４ コンロッド
１４ａ コンロッドの小端部
１４ｂ コンロッドの大端部
１６ クランク軸
１６ａ クランクピン
１８、２２ コンロッド油溝
２０ コンロッド内部油路
２４ クーリングチャンネル
２６、４４ 油溝
２８、４６ 連絡油路
３０ 排出油路
３２、４３ ピン油路
３２ａ、３２ｅ、４３ｅ ピン油路の油穴
３２ｂ、３２ｄ ピン油路の径方向油路
３２ｃ ピン油路の軸方向油路
５０、５２ エッジ
５０ａ エッジの基端
５０ｂ エッジの先端

Claims (7)

1. ピストン・クランク機構を備える内燃機関であって、
   コンロッドと連結され、コンロッドからオイルが供給されるピン油路を備えるピストンピンと、
   前記ピストンピンが挿入されるピンボアを有するピンボスと、前記ピンボアの表面であるピンボア表面に形成された油溝と、前記ピストンピンよりも燃焼室側に設けられたピストン上部油路と前記油溝とを接続する連絡油路とを備えるピストンと、
   を備え、
   前記ピン油路は、前記油溝に対応するピストンピン外表面において開口し、
   前記油溝は、ピストンピン軸方向から前記ピストンを見たときに、前記ピンボアの中心を通りかつシリンダ軸線と直交する第１の直線よりもクランク室側の位置において前記ピンボア表面に形成され、前記第１の直線よりも前記燃焼室側の前記ピンボア表面には形成されていないことを特徴とする内燃機関。
2. 前記油溝は、前記ピストンピン軸方向から前記ピストンを見たときに、前記ピンボアの中心を通りかつ前記シリンダ軸線と平行な第２の直線を境にして、前記ピストンの側面において圧縮上死点の直後にサイドスラストを受けるスラスト側の前記ピンボア表面よりも、前記スラスト側の反対側である反スラスト側の前記ピンボア表面において前記ピンボアの周方向に幅広く延びるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記連絡油路は、前記ピストンピン軸方向から前記ピストンを見たときに、前記ピンボアの中心を通りかつ前記シリンダ軸線と平行な第２の直線を境にして前記ピンボア表面の一方側にのみ設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関。
4. 前記ピンボアの周方向における前記ピンボア表面上の前記油溝の長さが前記連絡油路の直径よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
5. 前記連絡油路が設けられる前記ピンボア表面の前記一方側とは、前記ピストンの側面において圧縮上死点の直後にサイドスラストを受けるスラスト側の反対側である反スラスト側であることを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関。
6. 前記ピストンピンは、前記コンロッドおよび前記ピンボスの何れに対しても回転自在に設けられており、
   前記ピン油路は、前記油溝に対応する前記ピストンピン外表面に開口する油穴を有し、
   前記ピンボア表面は、前記油溝と前記連絡油路との接続部に鋭角のエッジを有しており、
   前記連絡油路が設けられる前記ピンボア表面の前記一方側とは、前記ピストンピン軸方向から前記ピストンおよびクランク軸を見たときに、前記ピンボア表面上で前記エッジの基端から先端に向かう方向を前記クランク軸の回転方向と同じとする側であることを特徴とする請求項３〜５の何れか１つに記載の内燃機関。
7. 前記ピストンピンは、前記コンロッドおよび前記ピンボスの何れに対しても回転自在に設けられており、
   前記ピン油路は、前記油溝に対応する前記ピストンピン外表面に開口する複数の油穴を有し、
   前記ピンボアの周方向における前記ピンボア表面上の前記油溝の角度幅は、前記ピストンピンの周方向において隣接する前記複数の油穴の角度よりも大きいことを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の内燃機関。

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