JP2911549B2 - 冷却オイルを貴流される内燃機関用の筒形ピストン - Google Patents

冷却オイルを貴流される内燃機関用の筒形ピストン

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JP2911549B2 JP2154143A JP15414390A JP2911549B2 JP 2911549 B2 JP2911549 B2 JP 2911549B2 JP 2154143 A JP2154143 A JP 2154143A JP 15414390 A JP15414390 A JP 15414390A JP 2911549 B2 JP2911549 B2 JP 2911549B2
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    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/16Pistons  having cooling means
    • F02F3/20Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ピストンヘッドとピストンスカートとから
成る、冷却オイル案内手段によって冷却オイルを貫流さ
れる内燃機関用の筒形ピストンであって、冷却オイル案
内手段が複数の冷却室を有しており、該冷却室が、半径
方向外側、つまりピストン長手方向軸線から見て半径方
向で遠い側に設置された冷却環状通路と、半径方向内
側、つまりピストン長手方向軸線から見て半径方向で近
い側に設置された中央冷却室とから成っており、冷却環
状通路に、ピストンヘッドの側からピストン長手方向軸
線に対してほぼ平行に向けられた複数の盲孔が開口して
おり、中央冷却室の、ピストンヘッドに向けられた上側
の冷却室範囲が、半径方向に延びる横方向孔を介して、
前記盲孔のうちの少なくとも幾つかの盲孔の、それぞれ
開いた端部から離れて位置する範囲に接続されており、
冷却オイル案内手段への冷却オイルの供給時に、冷却オ
イルがまず前記冷却室のいずれか一方に導入され、つま
り半径方向内側で中央冷却室に導入されるか、または半
径方向外側で、ピストンスカートに設けられた下方から
到来する孔を介して外側の冷却環状通路に導入されるよ
うになっていて、しかも冷却オイルが、オイル振盪運動
を可能にするためにピストンの運転状態では前記冷却室
を完全には満たさないようになっている形式のものに関
する。
[従来の技術] このように冷却されるピストンでは、良好な冷却作用
を得るために、ピストン長手方向軸線に対してほぼ平行
に延びる複数の盲孔が、ピストンの振動運動の間にでき
るだけ完全に充てん・排出されることが重要である。こ
の目的のために、外側の冷却環状通路と、この冷却環状
通路に開口する盲孔とによって形成されたオイル収容室
が決して完全にはオイルで満たされないように冷却オイ
ル流を調節することが知られている。冷却オイル流の量
および冷却オイル案内手段の構造的な構成は、冷却オイ
ルがピストンの往復運動時にこのオイル収容室内で自由
に振盪し得るように互いに調和されている。
[発明が解決しようとする課題] このことから出発して本発明の課題は、冒頭で述べた
形式の筒形ピストンにおいて、盲孔内で振盪する冷却オ
イルによってピストンに加えられる冷却作用を改善する
ことである。
[課題を解決するための手段] この課題を解決するために本発明の構成では、冷却オ
イルがまず最初に導入される方の冷却室、つまり冷却環
状通路または中央冷却室のいずれか一方が、当該冷却室
を通気するための、当該冷却室の下側の範囲に開口した
少なくとも1つのオーバフロー通路を介して、内燃機関
のクランク室に直接的または間接的に通気接続されてお
り、該オーバフロー通路の合計した流過横断面積が、前
記盲孔と中央冷却室との間に設けられた半径方向の横方
向孔全体流過横断面積よりも著しく小さく形成されてい
るようにした。
[発明の効果] 本発明による筒形ピストンに設けられた少なくとも1
つのオーバフロー通路の目的は、このオーバフロー通路
を介して当該冷却室が内燃機関のクランク室に直接的ま
たは間接的に通気接続されることに基づき、冷却オイル
が、盲孔の閉じられた端部に向かう方向でこの盲孔に流
入する場合に、このような運転状態においてそれぞれ外
部から冷却オイルを供給されて、かつこの冷却オイルを
引き続き盲孔内に案内する当該冷却室の下側範囲に生じ
る負圧を、前記オーバフロー通路を通って流れる空気流
によって解消させることにある。これにより、冷却オイ
ルの流れを妨げる不都合な負圧が確実に排除されるの
で、良好な振盪作用もしくは良好な冷却作用が得られ
る。前記オーバフロー通路の別の作用は、当該冷却室、
つまり外部から冷却オイルがまず最初に導入される方の
冷却室の底範囲にピストン運動によって冷却オイルが流
入する場合に、冷却オイルが前記オーバフロー通路を通
って流出し得るので、冷却オイル案内手段には、冷却オ
イルを有しない付加的な空間が形成され、ひいてはピス
トンの運転状態において冷却オイルが当該冷却室を完全
に満たすことが回避されることにある。ただしこの場合
には、前記オーバフロー通路を通って過度に大量のオイ
ル流が流出し得ないことが重要となる。その理由は、こ
の冷却オイルが実際には原理的に望ましくない短絡で流
出するからである。したがって、オーバフロー通路開口
全体の流過横断面積は、複数の盲孔を中央冷却室に接続
する複数の横方向孔の合計した流過横断面積よりも著し
く小さく形成されていなければならないわけである。
外部から冷却オイルが導入される方の冷却室の底部の
上方に半径方向で前記オーバフロー通路が開口している
と、大きすぎる短絡オイル流の危険は既に初めから著し
く減じられている。
[実施例] 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明す
る。
図示のピストンはピストンスカート1を有しており、
このピストンスカート1はピストン長手方向に延びる抗
張ねじ(図示しない)を介してピストンヘッド2と結合
されている。
ピストンリング溝3の範囲には、ピストンスカート1
とピストンヘッド2との間でこれら両部分によって仕切
られた冷却環状通路4が設けられており、この冷却環状
通路4内には、機関のオイル供給部から、ピストンスカ
ート1に冷却オイルの供給管路として設けられた下方か
ら到来する孔9を介して冷却オイルがポンプ供給され
る。この冷却オイルは冷却環状通路4からピストンヘッ
ド2とピストンスカート1との間に設けられた中央冷却
室5に案内される、中央冷却室5から冷却オイルは、ク
ランク室に開口した中央の開口を介してオイル供給源に
流れ戻る。ただし念のため付言しておくと、実施例にお
けるこのような冷却オイルの流れとは反対の方向の流れ
を有するピストンも考えられる。その場合、冷却オイル
はもちろんまず中央の開口に供給されて中央冷却室5に
流入し、そして冷却環状通路4から流出する。
冷却環状通路4から中央冷却室5への冷却オイルの引
渡しは、ピストンヘッド2の側からほぼピストン長手方
向で冷却環状通路4に開口した、ピストン全周にわたっ
て分配された複数の盲孔6を介して行なわれ、これらの
盲孔6は半径方向の横方向孔7を介して中央冷却室5に
接続されている。これらの横方向孔7はほぼ、盲孔6の
閉じられた端部の範囲で盲孔6に開口している。
冷却環状通路4の下側範囲からは、オーバフロー通路
8が中央冷却室5の下側範囲に通じている。このオーバ
フロー通路8は、冷却環状通路4と中央冷却室5との間
でピストンヘッド2とピストンスカート1との軸方向で
重なり合った面に設けられた半径方向の切欠きによって
形成されていてもよい。この場合、中央冷却室5は中央
の開口を介して内燃機関のクランク室に通気接続されて
いるので、冷却環状通路4はオーバフロー通路8と中央
冷却室5とを介してクランク室に通気接続されている。
しかし本発明によれば、冷却環状通路4または中央冷却
室5のいずれかが、オーバフロー通路を介して直接にク
ランク室に通気接続されていてもよく、その場合、オー
バフロー通路は下方に向かって案内されていて、ピスト
ン内側輪郭に開口している。
対応する冷却室に対する冷却オイルの供給管路、つま
り図示の実施例の場合には孔9と、冷却オイルの導出導
管(図示の実施例では図示されていない中央の開口)と
を含めて、冷却オイル案内手段を成す冷却環状通路4と
盲孔6と横方向孔7と中央冷却室5との構造上の設計
は、調節された冷却オイル量流と共に互いに調和されて
おり、この場合、機関運転中に冷却環状通路4と、この
冷却環状通路4に開口した盲孔6との内部でオイルは自
由に振盪することができるようになる。
ピストンヘッド2の強力な冷却のために重要となる振
盪作用を改善するためにオーバフロー通路8が役立つ。
オーバフロー通路8は冷却環状通路4と中央冷却室5と
の間の圧力補償を生ぜしめる。冷却オイルが冷却環状通
路4から盲孔6内に移動すると、前記圧力補償により外
側の冷却環状通路4への空気の流入、つまり通気が行な
われる。これにより、横方向孔7を通って中央冷却室5
に引き渡されなかった、盲孔6内のオイル分を再び外側
の冷却環状通路4内に放出させることが可能となる。こ
れによって最適な振盪作用が得られる。
ピストン往復運動の間の質量力および加速力に基づき
冷却オイルが冷却環状通路4の底部に押圧されると、こ
の運転状態においてオイルはオーバフロー通路8を通っ
てピストンの半径方向内側に流出し、これによって冷却
環状通路4と、この冷却環状通路4に開口した盲孔6と
の内部にはオイルを有しない付加的な空間が形成され
る。
オーバフロー通路8によって提供された流過横断面積
は横方向孔7の流過横断面積の総和によって形成された
流過横断面積よりも著しく小さく形成されている。全周
にわたって分配された複数のオーバフロー通路8の合計
によって形成された流過横断面積を横方向孔7の相応す
る流過横断面積の1/10よりも小さく構成することが有利
であることが判明した。具体的な実施例では、15:1の横
断面積比においてすぐれた冷却結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明による筒形ピストンの1実施例を示す縦断
面図である。 1……ピストンスカート、2……ピストンヘッド、3…
…ピストンリング溝、4……冷却環状通路、5……冷却
室、6……盲孔、7……横方向孔、8……オーバフロー
通路、9……孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭47−11854(JP,A) 特開 昭61−175256(JP,A) 実開 昭58−22439(JP,U) 実開 昭60−187346(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02F 3/22

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ピストンヘッド(2)とピストンスカート
    (1)とから成る、冷却オイル案内手段によって冷却オ
    イルを貫流される内燃機関用の筒形ピストンであって、
    冷却オイル案内手段が複数の冷却室(4,5)を有してお
    り、該冷却室が、半径方向外側、つまりピストン長手方
    向軸線から見て半径方向で遠い側に設置された冷却環状
    通路(4)と、半径方向内側、つまりピストン長手方向
    軸線から見て半径方向で近い側に設置された中央冷却室
    (5)とから成っており、冷却環状通路(4)に、ピス
    トンヘッド(2)の側からピストン長手方向軸線に対し
    てほぼ平行に向けられた複数の盲孔(6)が開口してお
    り、中央冷却室(5)の、ピストンヘッド(2)に向け
    られた上側の冷却室範囲が、半径方向に延びる横方向孔
    (7)を介して、前記盲孔(6)のうちの少なくとも幾
    つかの盲孔の、それぞれ開いた端部から離れて位置する
    範囲に接続されており、冷却オイル案内手段への冷却オ
    イルの供給時に、冷却オイルがまず前記冷却室(4,5)
    のいずれか一方に導入され、つまり半径方向内側で中央
    冷却室(5)に導入されるか、または半径方向外側で、
    ピストンスカート(1)に設けられた下方から到来する
    孔(9)を介して外側の冷却環状通路(4)に導入され
    るようになっていて、しかも冷却オイルが、オイル振盪
    運動を可能にするためにピストンの運転状態では前記冷
    却室を完全には満たさないようになっている形式のもの
    において、冷却オイルがまず最初に導入される方の冷却
    室、つまり冷却環状通路(4)または中央冷却室(5)
    のいずれか一方が、当該冷却室(4;5)を通気するため
    の、当該冷却室(4;5)の下側の範囲に開口した少なく
    とも1つのオーバフロー通路(8)を介して、内燃機関
    のクランク室に直接的または間接的に通気接続されてお
    り、該オーバフロー通路(8)の合計した流過横断面積
    が、前記盲孔(6)と中央冷却室(5)との間に設けら
    れた半径方向の横方向孔(7)全体の流過横断面積より
    も著しく小さく形成されていることを特徴とする、冷却
    オイルを貫流させる内燃機関用の筒形ピストン。
  2. 【請求項2】前記オーバフロー通路(8)が、当該冷却
    室(4;5)に半径方向で開口していて、しかも当該冷却
    室(4;5)の底部の上方に開口している、請求項1記載
    の筒形ピストン。
  3. 【請求項3】前記オーバフロー通路(8)が、外側の冷
    却環状室(4)を中央冷却室(5)に接続しており、し
    かも前記オーバフロー通路(8)が、ピストンの軸方向
    で前記横方向孔(7)の下方で中央冷却室(5)に開口
    しており、中央冷却室(5)がクランク室に通気接続さ
    れている、請求項2記載の筒形ピストン。
JP2154143A 1989-06-19 1990-06-14 冷却オイルを貴流される内燃機関用の筒形ピストン Expired - Fee Related JP2911549B2 (ja)

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