JP2626337B2 - 内燃機関の潤滑装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の潤滑装置の
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】暖機時の燃費やアイドル安定性を改善す
るために、暖機時に潤滑油温度を速やかに上昇させたい
という要求がある。

【０００３】この対策として、例えば特開昭６０−１４
２００７号公報では、潤滑油をピストンの冠部の下面に
向けて噴射し、燃焼熱により逸速く温度上昇するピスト
ン冠部によって潤滑油を加熱して、潤滑油の温度上昇を
促すものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置にあっては、噴射された潤滑油がピストン
冠部の下面に接触する時間が短いため、ピストン冠部か
ら潤滑油への十分な伝熱が得られない。

【０００５】また、噴射された潤滑油がピストン冠部に
当たってオイルパンに落下するため、オイルパンから機
関の各潤滑部に供給される潤滑油の温度が十分に上昇す
るまでにはかなりの時間がかかり、暖機時のフリクショ
ン低減効果が少ない。

【０００６】本発明は上記の点に着目し、暖機時に潤滑
油温度を速やかに上昇させることをを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ピストンの冠
部に形成される油溜室と、コンロッドの内部に形成され
油溜室に潤滑油を導く供給油通路と、油溜室からピスト
ンのシリンダに対する摺接部に潤滑油を供給する給油孔
と、潤滑油温度の上昇に伴って供給油通路を閉じる弁手
段とを備える。

【０００８】また、ピストンの冠部に形成される油溜室
と、コンロッドの内部に形成され油溜室に潤滑油を導く
供給油通路と、油溜室からピストンのシリンダに対する
摺接部に潤滑油を供給する給油孔と、油溜室からピスト
ンのスカート部の内側に潤滑油を排出する排出孔と、潤
滑油温度の上昇に伴って排出孔を開く弁手段とを備え
る。

【０００９】

【作用】コンロッド内の供給油通路を開閉する弁手段が
設けられる場合、暖機時に弁手段が供給油通路を開通
し、潤滑油が油溜室に流入する。油溜室に流入した潤滑
油は、ピストンに対する接触時間が十分に確保され、燃
焼熱を受て暖機時に逸速く温度上昇するピストン冠部か
らの伝熱により温度上昇が促される。これにより暖機時
から十分に暖められた潤滑油が給油孔を通してピストン
とシリンダの摺接部に供給され、フリクションが低減さ
れる。

【００１０】暖機後、潤滑油の温度上昇に伴って弁手段
が供給油通路を閉塞する。これにより、暖機後に潤滑油
が油溜室に流入して過熱されることが防止されるととも
に、必要以上の潤滑油が油溜室を介してピストンとシリ
ンダの摺接部に供給されることが防止される。

【００１１】また、油溜室に開口する排出孔を開閉する
弁手段が設けられる場合、暖機時は弁手段が排出孔を閉
塞して、油溜室で十分に暖められた潤滑油が給油孔を通
してピストンとシリンダの摺接部に供給され、フリクシ
ョンが低減される。

【００１２】暖機後、潤滑油の温度上昇に伴って弁手段
が排出孔を開く。これにより、油溜室に流入した大部分
の潤滑油は給油孔を通して流出することなく排出孔を通
ってオイルパンに戻される。この油溜室から排出孔に流
出する潤滑油により、ピストン冠部の熱が持ち去られ、
熱負荷の高い運転時にもピストン冠部が過熱されること
を未然に防止できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１４】図１において、１はピストンであり、この
ピストン１はその冠面１１とシリンダヘッド５との間で
燃焼室６を画成し、シリンダ２を往復動することにより
混合気の吸入、圧縮、排気の作用を行うとともに、混合
気の燃焼により生じた爆発力をコンロッド３を介してク
ランクシャフト４に伝える。図中７は点火栓、８はシリ
ンダ２の周囲に形成されたウォータジャケットである。

【００１５】円盤形のピストン冠部１２の外周には、３
条のピストンリング溝１３，１４，１５を有している。
上方の各ピストンリング溝１３，１４にはシリンダ２と
の間に圧力リングが介装されて、高圧燃焼ガスが燃焼室
６からクランク室９へ洩れるのを防ぎ、下方のピストン
リング溝１５にはオイルリングが介装され、シリンダ２
の壁面の潤滑油膜を調整するようになっている。

【００１６】ピストン１は、その冠部１２の下方からス
カート部１６が延びて、このスカート部１６がシリンダ
２の壁面に摺接することにより、ピストン１の姿勢が保
たれるようなっている。

【００１７】ピストン１はピストンピン２１を介してコ
ンロッド３の小端部３１を連結させる。ピストン１はピ
ストンピン２１の両端を嵌合させる一対のピンボス部２
２を有している。

【００１８】ピストン冠部１２の内部には油溜室１７が
形成される。油溜室１７はその断面がその中央部が端部
より高くなるように湾曲した円盤形に形成され、油溜室
１７の端部にはピストンリング溝１５に開口する複数の
給油孔１８が等間隔で形成される。

【００１９】図２にも示すように、各給油孔１８はピス
トンリング溝１５と、ピストンリング溝１５の下方側ラ
ンド部１９にかけて開口している。

【００２０】クランクジャーナル４２を回転自在に支持
する主軸受４４には潤滑油が図示しないオイルポンプか
ら油通路を通って供給される。クランクシャフト４の内
部には油通路４１が形成され、この油通路４１の一端４
１Ａはクランクジャーナル４２に開口し、他端４１Ｂは
クランクピン４３に開口している。コンロッド３の内部
には供給油通路３３が形成される。供給油通路３３の一
端はコンロッド大端部３２の軸受面に刻まれた環状溝３
５に開口し、他端はコンロッド小端部３１の軸受面に刻
まれた環状溝３６に開口している。コンロッド小端部３
１の上部には環状溝３６と油溜室１７を連通する通孔３
７が形成される。油溜室１７にはこの通孔３７と連通す
る入口２４が開口している。これにより、オイルポンプ
から吐出される潤滑油は、クランクシャフト４の油通路
４１、環状溝３５、コンロッド３の供給油通路３３、環
状溝３６、通孔３７を通って入口２４から油溜室１７に
供給される。

【００２１】コンロッド小端部３１の先端側外周面３１
Ａは円弧形断面に湾曲して形成される一方、ピストン１
にはこの外周面３１Ａを摺接させる凹部２３が同じく円
弧形断面に窪んで形成され、油溜室１７に供給された潤
滑油が入口２４を通って流出しないようになっている。

【００２２】潤滑油温度の上昇に伴って油溜室１７への
潤滑油の供給を停止する弁手段として、コンロッド３の
供給油通路３３の入口部にサーモバルブ２５が介装され
る。

【００２３】図３，図４にも示すように、サーモバルブ
２５はスリーブ２６に内蔵されるワックス（感温材）の
熱膨張により突出するピストン２７に弁体２８が備えら
れる。弁体２８等の外周には４つの凹部２９が形成さ
れ、供給油通路３３の内壁３３Ａとの間に潤滑油の流路
３９が画成されている。サーモバルブ２５は潤滑油温度
が低い場合に、ワックスの収縮により弁体２８がシート
部３８から離れて図中矢印で示すように潤滑油を流通さ
せる一方、潤滑油温度が所定値を超えて上昇すると、そ
の熱を受てワックスが膨張してピストン２７を介して弁
体２８をシート部３８に着座させて、潤滑油の流通を遮
断するようになっている。

【００２４】このように構成されており、暖機時にサー
モバルブ２５は供給油通路３３を開通し、オイルポンプ
から送られる潤滑油が油溜室１７に流入する。油溜室１
７に流入した潤滑油は、各給油孔１８からピストンリン
グ溝１５およびランド部１９に流出し、シリンダ２とピ
ストン１の摺接部を潤滑する。

【００２５】油溜室１７に流入した潤滑油は、ピストン
１の往復動によって撹拌され、油溜室１７の内壁に繰り
返し衝突し、ピストン１に対する潤滑油の接触時間が十
分に確保される。これにより、燃焼熱を受て暖機時に逸
速く温度上昇するピストン冠部１２からの伝熱による潤
滑油の温度上昇が促され、暖機時から十分に暖められた
潤滑油がピストン１とシリンダ２の摺接部に供給され、
この摺接部に生じるフリクションが低減され、暖機時の
燃費やアイドル安定性を改善できる。

【００２６】暖機後、サーモバルブ２５はこれに導かれ
る潤滑油の温度が所定値を超えて上昇すると、供給油通
路３３を閉塞する。これにより、暖機後に潤滑油が油溜
室１７に流入して過熱されることが防止されるととも
に、必要以上の潤滑油が油溜室１７を介してピストン１
とシリンダ２の摺接部に供給されることがない。

【００２７】次に、図５に示す他の実施例について説明
する。なお、前記実施例と同一構成部には同一符号を付
して、その説明を省略する。

【００２８】ピストン１に油溜室１７とピストンスカー
ト部１６の内側を連通する排出孔５１が形成され、排出
孔５１にはサーモバルブ５２が介装される。

【００２９】図６にも示すように、サーモバルブ５２
は、排出孔５１に嵌合する筒形ケーシング５３と、ケー
シング５３の下端に形成される環状のシート部５４と、
このシート部５４に着座して排出孔５１を閉塞する球形
の弁体５５と、この弁体５５とケーシング５３の上端を
結ぶ棒形の感温材５６とを備えている。

【００３０】感温材５６は熱膨張率の大きい金属により
形成され、暖機時は図示のように弁体５５をシート部５
４に着座させ、これに導かれる潤滑油温度が所定値を超
えて上昇するとその熱膨張により弁体５５をシート部５
４から離すようになっている。

【００３１】この場合、前記実施例における供給油通路
３３内のサーモバルブ２５は廃止されており、機関運転
中は常時に潤滑油が油溜室１７に供給される。暖機時は
サーモバルブ５２が排出孔５１を閉塞して、油溜室１７
で温度上昇した潤滑油が各給油孔１８からピストンリン
グ溝１５およびランド部１９に流出し、シリンダ２の壁
面とピストン１の摺接部を潤滑して、フリクションの低
減がはかれる。

【００３２】暖機後、サーモバルブ５２はこれに導かれ
る潤滑油の温度が所定値を超えて上昇すると排出孔５１
を開き、油溜室１７に流入した大部分の潤滑油は各給油
孔１８から流出することなく排出孔５１を通ってオイル
パンに戻される。この油溜室１７から排出孔５１に流出
する潤滑油により、ピストン冠部１２の熱が持ち去られ
るため、熱負荷の高い運転時にもピストン冠部１２が過
熱されることを未然に防止できる。

【００３３】次に、図７，図８に示す他の実施例につい
て説明する。

【００３４】ピストンスカート部１６のスラストおよび
反スラスト側から台地状に隆起する３つのパッド面６
１，６２，６３がそれぞれ所定位置に形成される。

【００３５】油溜室１７とピストンリング溝１５を結ぶ
複数の給油孔１８が等間隔で形成される。各給油孔１８
はピストンリング溝１５と、ピストンリング溝１５の下
方側ランド部１９にかけて開口している。

【００３６】さらに、油溜室１７の端部には各パッド面
６１，６２の下部に開口する給油孔６４，６５が形成さ
れるとともに、パッド面６３の上部に開口する給油孔６
６が形成される。

【００３７】この場合、ピストンスカート部１６のシリ
ンダ２に対する接触部を各パッド面６１，６２，６３に
限定して、フリクションの低減がはかられる一方、この
接触部に各給油孔６４，６５，６６から十分な潤滑油が
供給されることにより、面圧の高くなる各パッド面６
１，６２，６３とシリンダ２の間で潤滑油膜切れが生じ
ることを防止し、ピストン１またはシリンダ２の偏磨耗
を防止することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、内燃機関
の潤滑装置において、ピストンの冠部に形成される油溜
室と、コンロッドの内部に形成され油溜室に潤滑油を導
く供給油通路と、油溜室からピストンのシリンダに対す
る摺接部に潤滑油を供給する給油孔と、潤滑油温度の上
昇に伴って供給油通路を閉じる弁手段とを備えたため、
暖機時から十分に暖められた潤滑油が給油孔を通してピ
ストンとシリンダの摺接部に供給され、暖機時の燃費や
アイドル安定性を改善できる。

【００３９】また、油溜室からピストンのスカート部の
内側に潤滑油を排出する排出孔と、潤滑油温度の上昇に
伴って排出孔を開く弁手段とを備えたため、熱負荷の高
い運転時にもピストン冠部が過熱されることを未然に防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す機関の縦断面図である。

【図２】同じくピストンの要部拡大図である。

【図３】同じくサーモバルブ系の要部拡大図である。

【図４】同じく図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図５】他の実施例を示すピストン系の横断面図であ
る。

【図６】同じくサーモバルブの断面図である。

【図７】さらに他の実施例を示すピストンの側面図であ
る。

【図８】同じくピストンの横断面図である。

【符号の説明】

１ ピストン ２ シリンダ ３ コンロッド ４ クランクシャフト １２ ピストン冠部 １５ ピストンリング溝 １７ 油溜室 １８ 給油孔 ２４ 入口 ２５ サーモバルブ ３３ 供給油通路 ５１ 排出孔 ５２ サーモバルブ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンの冠部に形成される油溜室と、
   コンロッドの内部に形成され油溜室に潤滑油を導く供給
   油通路と、油溜室からピストンのシリンダに対する摺接
   部に潤滑油を供給する給油孔と、潤滑油温度の上昇に伴
   って供給油通路を閉じる弁手段とを備えたことを特徴と
   する内燃機関の潤滑装置。
2. 【請求項２】 ピストンの冠部に形成される油溜室と、
   コンロッドの内部に形成され油溜室に潤滑油を導く供給
   油通路と、油溜室からピストンのシリンダに対する摺接
   部に潤滑油を供給する給油孔と、油溜室からピストンの
   スカート部の内側に潤滑油を排出する排出孔と、潤滑油
   温度の上昇に伴って排出孔を開く弁手段とを備えたこと
   を特徴とする内燃機関の潤滑装置。