JP3195062B2 - Engine piston structure - Google Patents

Engine piston structure

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JP3195062B2
JP3195062B2 JP21181592A JP21181592A JP3195062B2 JP 3195062 B2 JP3195062 B2 JP 3195062B2 JP 21181592 A JP21181592 A JP 21181592A JP 21181592 A JP21181592 A JP 21181592A JP 3195062 B2 JP3195062 B2 JP 3195062B2
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engine
cooling
connecting rod
liner
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作美 長谷藤
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    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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    • F05C2201/02Light metals
    • F05C2201/021Aluminium

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  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はエンジンのピストン構造
の改良に関し、特に、そのピストンの冷却性の向上対策
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a piston structure of an engine, and more particularly to a measure for improving the cooling performance of the piston.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、エンジンのピストン構造とし
て、例えば実開昭50−78804号公報又は実開昭5
8−165236号公報等に開示されるように、エンジ
ンのシリンダ内周面のうち、ピストンの往復運動する高
さ範囲部分を全周に亘って所定深さ凹設し、この状態で
シリンダ内周面にライナーを配置して、該ライナーとシ
リンダとの間に所定空間の冷却水通路を形成し、該冷却
水通路を流れるエンジン冷却水によりライナーを直接冷
却する,いわゆるウェットライナーとして、ピストンの
冷却性能の向上を図るようにしたものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a piston structure of an engine, for example, Japanese Unexamined Utility Model Publication No. 50-78804 or
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-165236 and the like, a portion of a height range in which a piston reciprocates in a cylinder inner peripheral surface of an engine is recessed by a predetermined depth over the entire circumference. A liner is arranged on the surface, a cooling water passage of a predetermined space is formed between the liner and the cylinder, and the liner is directly cooled by engine cooling water flowing through the cooling water passage. There is known a device designed to improve performance.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のウェ
ットライナーをピストンと同系材質のアルミ製とした場
合には、その両者が同系材質で熱膨脹率が同等である関
係上、ライナーとピストン間のクリアランスを小さく設
定できると共に、そのクリアランスの変化を高温から低
温に亘って小さくし得る効果を奏するが、アルミ自身は
柔らかい性質を有し、またライナーの外周に冷却水通路
が位置する構造上、ピストンから力を受けると、キャビ
テーションが発生し易い。
When the above-mentioned wet liner is made of aluminum, which is the same material as the piston, the clearance between the liner and the piston is increased because both of them are the same material and have the same thermal expansion coefficient. In addition to the effect that aluminum itself has a soft property and the cooling water passage is located on the outer periphery of the liner, it has the effect of reducing the change in clearance from high to low temperatures. Under force, cavitation is likely to occur.

【0004】一方、ピストンの往復運動は、一般的に、
ピストンがライナー内周面に沿って平行に運動せず、ク
ランク軸と直交する方向に微小角度左右に揺動すること
を繰返してライナー壁を打叩きながら往復運動する,い
わゆるスラップ動作となる特性を有する。
On the other hand, the reciprocating motion of the piston is generally
The characteristic that the piston does not move parallel to the liner inner peripheral surface but reciprocates while striking the liner wall by repeatedly oscillating left and right by a small angle in the direction perpendicular to the crankshaft. Have.

【0005】そのため、ウェットライナーをアルミ製と
する場合には、上述の通りクリアランスを小さくできる
反面、ピストンのスラップ動作によりライナーの冷却水
通路側壁面にキャビテーションが発生する問題が生じ
る。
Therefore, when the wet liner is made of aluminum, the clearance can be reduced as described above, but cavitation occurs on the side wall surface of the cooling water passage of the liner due to the slap operation of the piston.

【0006】そこで、上記の問題に対処すべく、本発明
者等は次の点に着目した。即ち、ピストンのスラップ動
作はピストンの慣性力及び混合気の燃焼圧によって生
じ、ピストンとライナー間のクリアランスが大きい際に
助長されることから、ピストンの慣性力を小さくすべ
く、ピストンの軽量化を図ることが考えられる。そし
て、その手法として、例えばエンジンのコネクティング
ロッドがその軸方向に偏位することをその大端部にて規
制する大端規制に代えて、小端部にて規制する小端規制
を採用することが考えられる。即ち、大端規制では、コ
ネクティングロッドの大端部の規制と同時に、ピストン
をライナー内周面に摺接させる必要上、両者間の位置精
度の誤差許容用の間隙をコネクティングロッドの小端部
とピストンとの係合部に設ける必要があり、このため、
その間隙分だけピストンが内方に大きくなり、軽量化で
きない憾みがある。これに対し、小端規制では、位置精
度の誤差許容用の間隙がコネクティングロッドの大端部
に設けられるので、ピストンを軽量化できる利点があ
る。
Therefore, the present inventors have paid attention to the following points in order to address the above problems. That is, the slap operation of the piston is caused by the inertia force of the piston and the combustion pressure of the air-fuel mixture, and is promoted when the clearance between the piston and the liner is large.Therefore, in order to reduce the inertia force of the piston, the weight of the piston must be reduced. It is possible to plan. Then, as a method, for example, instead of the large end regulation that regulates the displacement of the connecting rod of the engine in the axial direction at the large end, a small end regulation that regulates at the small end is adopted. Can be considered. That is, in the large end regulation, since the piston is required to slide on the inner peripheral surface of the liner at the same time as the regulation of the large end of the connecting rod, a gap for allowing an error in the positional accuracy between the two is formed with the small end of the connecting rod. It is necessary to provide at the engagement part with the piston,
There is a regret that the piston cannot be reduced in weight because the piston becomes larger inward by the gap. On the other hand, in the small end regulation, a gap for allowing an error in positional accuracy is provided at the large end of the connecting rod, so that there is an advantage that the piston can be reduced in weight.

【0007】そこで、上記の小端規制を採用し、ピスト
ンの軽量化によりピストンの慣性力を小さくしてスラッ
プ動作を抑制する場合に、ピストンピンとコネクティン
グロッド小端部間、及びピストンピンとピストン間の双
方を回転自在に連結するのに比べ、前者のピストンとコ
ネクティングロッド小端部との連結を、コネクティング
ロッド小端部に対するピストンピンの圧入により行っ
て、この両者を回転不能に一体連結すれば、その分、ピ
ストンのピストンピン周りの動きを抑制でき、ピストン
の首振りを一層小さく規制できることが考えられる。
Therefore, when the above-mentioned small end regulation is adopted and the slap operation is suppressed by reducing the inertia force of the piston by reducing the weight of the piston, the distance between the piston pin and the small end of the connecting rod and between the piston pin and the piston are reduced. Compared to connecting both rotatably, the former connection between the piston and the connecting rod small end is performed by press-fitting the piston pin into the connecting rod small end, and the two are integrally connected so that they cannot rotate. To that extent, it is conceivable that the movement of the piston around the piston pin can be suppressed, and the swing of the piston can be further reduced.

【0008】しかるに、上記の考えでは、ピストンピン
の一部分がコネクティングロッドに圧入される関係上、
該ピストンのピストンピンボス部とピストンピンとの油
膜面積が小さくなり、この関係上、エンジンの高負荷時
にはピストンのピストンピンボス部の油膜に対して単位
面積当り高い燃焼刺激力が作用するため、ダイレクトに
ピストンボスに刺激力が伝わる。この場合、特にアルミ
製のピストンやウェットライナーは、150℃近傍の温
度値以上の領域で強度に対する信頼性が急速に低下する
性質を有し、このため上記の通りピストンが高い燃焼刺
激力を受けると、クラックや焼付きが生じる憾みがあ
る。
However, in the above-mentioned idea, since a part of the piston pin is press-fitted into the connecting rod,
The oil film area between the piston pin boss of the piston and the piston pin is reduced, and due to this relationship, when the engine is under a high load, a high combustion stimulating force per unit area acts on the oil film of the piston pin boss of the piston. Stimulation is transmitted to the boss. In this case, particularly, an aluminum piston or a wet liner has a property that the reliability with respect to strength is rapidly reduced in a region of a temperature value near 150 ° C. or higher, and therefore the piston receives a high combustion stimulating force as described above. There is regret that cracks and seizures occur.

【0009】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、ライナー内周面を往復運動するピス
トンにおいて、ピストンのクラックや焼付きを効果的に
防止しつつ、ピストンのスラップ動作を有効に抑制し、
特にウェットライナーを持つ往復動型エンジンでは該
ェットライナーのキャビテーションを有効に抑制するこ
とにある。
[0009] The present invention has been made in view of mow斯, its objects are achieved by a piston which reciprocates La Inner inner peripheral surface, while preventing cracks and seizure of the piston effectively, the piston Effectively control slap motion,
Especially to effectively suppress the cavitation of the U <br/> Ettoraina a reciprocating engine with wet liners.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、ライナー、特にアルミ製ウェットライ
ナー又はその表面をメッキコーティングしたものの内周
面を往復運動するピストンにおいて、コネクティングロ
ッドを小端規制すると共に、ピストンピンをコネクティ
ングロッドの小端部に圧入しつつ、ピストンを積極的に
冷却する構造とする。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, a connecting rod is used for a liner, particularly an aluminum wet liner or a piston reciprocating on the inner peripheral surface of a surface coated with a plating. The structure is such that the piston is actively cooled while the end is regulated and the piston pin is pressed into the small end of the connecting rod.

【0011】つまり、請求項1記載の発明の具体的な解
決手段は、往復動型エンジンのピストン構造を前提とす
る。そして、シリンダの内方に配置されたライナーの内
周面を往復運動するピストンに連結されるコネクティン
グロッドのクランク軸の軸方向の移動を、該コネクティ
ングロッドの小端部を上記ピストンに間隙なく係合させ
ることにより、該コネクティングロッドの小端部にて規
制すると共に、上記ピストンのピストンピンを上記コネ
クティングロッドの小端部に圧入し、且つ上記ピストン
に対して該ピストンピンの周方向に回動自在に連係し
て、上記コネクティングロッドをピストンに対して揺動
自在に連結する。更に、上記ピストンの内部に対し、該
ピストンを冷却する冷却手段を配置する構成としてい
る。
That is, a specific solution of the invention according to claim 1 is based on a piston structure of a reciprocating engine. Then, the movement in the axial direction of the crankshaft of the connecting rod which is connected to the inner peripheral surface of the liner disposed inwardly of the cylinder to a piston reciprocates, said Konekuti
The small end of the rod is engaged with the piston without gap.
Thus, while being restricted at the small end of the connecting rod, the piston pin of the piston is pressed into the small end of the connecting rod, and is rotatable relative to the piston in the circumferential direction of the piston pin. And the connecting rod is swingably connected to the piston. Further, a cooling means for cooling the piston is arranged inside the piston.

【0012】請求項2記載の発明の構成は、上記請求項
1記載の往復動型エンジンを特定し、上記ライナーをア
ルミ製とし、該ライナーとシリンダとの間に所定空間の
冷却水通路が形成されたエンジンに限定する。
[0012] The structure of the invention described in claim 2 is the above-described claim.
Identify the reciprocating engine described in 1.
And a predetermined space between the liner and cylinder.
Limited to engines with cooling water passages.

【0013】また、請求項記載の発明の構成は、上記
請求項記載の発明の冷却手段を特定して、アルミパイ
プで形成されたクーリングギャラリーを有するもので構
成する。
According to a third aspect of the present invention, the cooling means of the second aspect of the present invention is specified and has a cooling gallery formed of an aluminum pipe.

【0014】更に、請求項記載の発明では、請求項
記載の発明の構成を限定し、アルミパイプで形成された
クーリングギャラリーに油を導入する油導入口と、該油
導入口を囲む油導入壁とをピストンに形成する構成とし
ている。
Further, according to the invention described in claim 4 , according to claim 3,
The configuration of the described invention is limited, and an oil inlet for introducing oil into a cooling gallery formed of an aluminum pipe and an oil inlet wall surrounding the oil inlet are formed on the piston.

【0015】加えて、請求項記載の発明では、上記請
求項又は請求項記載の発明のアルミパイプで形成さ
れたクーリングギャラリーの形状を特定し、ピストン上
面の端部に向って延びる断面楕円形状としている。
In addition, in the fifth aspect of the invention, the shape of the cooling gallery formed by the aluminum pipe according to the third or fourth aspect of the invention is specified, and a cross section extending toward the end of the upper surface of the piston is specified. It has an elliptical shape.

【0016】また、請求項記載の発明では、上記請求
又は請求項記載の発明を限定し、アルミパイプで
形成されたクーリングギャラリーに、断面積が他に比較
して小さい小径部分を形成する構成としている。
The invention according to claim 6 limits the invention according to claim 3 or 4 , wherein a small-diameter portion having a smaller cross-sectional area than that of the other is provided in a cooling gallery formed of an aluminum pipe. It is configured to be formed.

【0017】[0017]

【作用】以上の構成により、請求項1及び請求項2記載
の発明では、コネクティングロッドの軸方向の偏位がそ
の小端部により規制されているので、ピストンが軽量化
され、この軽量化によりピストンの慣性力が小さくな
る。また、コネクティングロッドとピストンとの連結
が、そのコネクティングロッド小端部へのピストンピン
の圧入により行われているので、ピストンのピストンピ
ン周りの動きが抑制される。その結果、ピストンのスラ
ップ動作が有効に規制される。しかも、特に請求項2記
載の発明のようにライナーとシリンダとの間に冷却水通
路が形成されたウェットライナーを持つ往復動型エンジ
ンでは、そのライナーの冷却水通路側側面にキャビテー
ションが発生することが効果的に抑制される。
According to the above construction, in the first and second aspects of the present invention, the axial displacement of the connecting rod is restricted by its small end, so that the piston is lightened. The inertia force of the piston is reduced. Further, since the connection between the connecting rod and the piston is performed by press-fitting the piston pin into the small end of the connecting rod, the movement of the piston around the piston pin is suppressed. As a result, slap operation of the piston Ru is effectively regulated. Moreover, in particular, claim 2
Cooling water flows between the liner and cylinder as in the above-mentioned invention.
Reciprocating engine with wet liner with channel formed
In this case, the generation of cavitation on the side surface of the liner on the side of the cooling water passage is effectively suppressed.

【0018】その際、エンジン高負荷時には、ピストン
のピストンピンボス部に対して単位面積当り高い燃焼刺
激力が作用するものの、ピストン自体はその内部に配置
した冷却手段によって十分冷却されていて、該ピストン
に作用する燃焼刺激力の許容値が高くなるので、該ピス
トンに作用する燃焼刺激力に対する余裕度が高まって、
ピストンにクラック等が生じ難くなり、ピストンの強度
に対する信頼性が高くなる。
At this time, when the engine is under a high load, a high combustion stimulating force per unit area acts on the piston pin boss portion of the piston, but the piston itself is sufficiently cooled by cooling means disposed therein. Since the allowable value of the combustion stimulating force acting on the piston becomes higher, the margin for the combustion stimulating force acting on the piston increases,
Cracks and the like hardly occur in the piston, and the reliability of the strength of the piston increases.

【0019】また、請求項記載の発明では、冷却手段
はアルミパイプで形成されたクーリングギャラリーで構
成されるので、ピストンの鋳造時に冷却手段を同時に配
置することが可能である。
According to the third aspect of the present invention, since the cooling means is constituted by a cooling gallery formed of an aluminum pipe, it is possible to arrange the cooling means at the same time as casting the piston.

【0020】更に、請求項記載の発明では、ピストン
冷却用の油は、油導入壁で案内されながら油導入口から
クーリングギャラリーに導入されるので、多量の冷却用
油を無駄なくクーリングギャラリーに導入できて、ピス
トンの冷却性能の向上が図られる。
Further, in the invention according to claim 4 , the oil for cooling the piston is introduced into the cooling gallery from the oil inlet while being guided by the oil introduction wall, so that a large amount of the cooling oil is efficiently supplied to the cooling gallery. It can be introduced to improve the cooling performance of the piston.

【0021】加えて、請求項記載の発明では、アルミ
パイプで形成されたクーリングギャラリーが、他部に比
べて高温となるピストン上面の端部に向って延びる断面
楕円形状であるので、冷却の必要なピストンの高温部を
効果的に冷却できる。
In addition, according to the fifth aspect of the present invention, since the cooling gallery formed by the aluminum pipe has an elliptical cross section extending toward the end of the upper surface of the piston, which has a higher temperature than other portions, the cooling gallery can be cooled. The required high temperature part of the piston can be effectively cooled.

【0022】また、請求項記載の発明では、クーリン
グギャラリーに小径部分が形成されているので、この小
径部分上流側での油の流通速度が遅くなり、この小径部
分上流側でのピストンの冷却性が向上する。従って、ク
ーリングギャラリーの小径部分上流側を排気ポート側又
はピストンピンボス部の周囲に特定すれば、これ等部位
を良好に冷却できる。
According to the sixth aspect of the present invention, since the small diameter portion is formed in the cooling gallery, the flow speed of the oil on the upstream side of the small diameter portion is reduced, and the cooling of the piston on the upstream side of the small diameter portion is performed. The performance is improved. Therefore, if the upstream side of the small diameter portion of the cooling gallery is specified on the exhaust port side or around the piston pin boss portion, these portions can be cooled well.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1及び請求
項2記載の発明のエンジンのピストン構造によれば、ピ
ストンを冷却手段で積極的に冷却して該ピストンの燃焼
刺激力に対する余裕度を高め、ピストンのクラック等の
発生を効果的に抑制しつつ、ピストンの軽量化によりピ
ストンの慣性力を減少すると共に、ピストンのピストン
ピン周りの動きを小さく抑制して、ピストンのスラップ
動作を有効に規制できる。特に、請求項2記載の発明の
ようにライナーとシリンダとの間に冷却水通路が形成さ
れたウェットライナーを持つ往復動型エンジンでは、そ
ウェットライナーにキャビテーションが発生すること
を有効に抑制することができる。
As described above, claims 1 and 2
According to the piston structure of the engine of the invention described in Item 2 , the piston is actively cooled by the cooling means to increase the margin of the piston with respect to the combustion stimulating force, thereby effectively suppressing the occurrence of cracks and the like of the piston. , together with the weight of the piston to reduce the inertial force of the piston, the movement around the piston pin of the piston and suppressed small, Ru can effectively regulate the piston slap operation. In particular, the invention of claim 2
A cooling water passage is formed between the liner and the cylinder
Reciprocating engines with wet liners
The generation of cavitation in the wet liner can be effectively suppressed.

【0024】また、請求項記載の発明では、上記請求
記載の発明の効果に加えて、更にアルミパイプで形
成したクーリングギャラリーにより冷却手段の主要部を
構成したので、ピストンの鋳造時に冷却手段を同時に配
置構成することを可能にできる。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the effect of the second aspect of the present invention, a cooling gallery formed of an aluminum pipe constitutes a main part of the cooling means, so that the cooling means can be cooled during casting of the piston. It is possible to arrange the means simultaneously.

【0025】更に、請求項記載の発明では、上記ピス
トン冷却用の油を油導入壁で案内しつつ油導入口からク
ーリングギャラリーに導入したので、多量の冷却用油を
効率良くクーリングギャラリーに供給できて、ピストン
の冷却性能の向上を図ることができる。
Further, in the invention according to claim 4 , since the oil for cooling the piston is introduced into the cooling gallery from the oil introduction port while being guided by the oil introduction wall, a large amount of the cooling oil is efficiently supplied to the cooling gallery. As a result, the cooling performance of the piston can be improved.

【0026】加えて、請求項記載の発明では、アルミ
パイプで形成されたクーリングギャラリーを、ピストン
上面の端部に向って延びる楕円形状に形成したので、ピ
ストンの高温部を効果的に冷却できる効果を奏する。
In addition, according to the fifth aspect of the present invention, since the cooling gallery formed by the aluminum pipe is formed in an elliptical shape extending toward the end of the upper surface of the piston, the high temperature portion of the piston can be effectively cooled. It works.

【0027】また、請求項記載の発明では、クーリン
グギャラリーに小径部分を形成したので、この小径部分
の上流側部位を例えば排気ポート側又はピストンピンボ
ス部等に特定して、これ等各部位を良好に冷却できる。
According to the sixth aspect of the present invention, since a small diameter portion is formed in the cooling gallery, an upstream portion of the small diameter portion is specified as, for example, an exhaust port side or a piston pin boss portion, and these portions are identified. Can be cooled well.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0029】図1及び図2において、1は往復動型エン
ジン、2は該エンジン1に一列に並んで形成した複数個
のシリンダ、3は該複数個のシリンダ2の列方向に配置
されたクランク軸である。
1 and 2, 1 is a reciprocating engine, 2 is a plurality of cylinders formed in a line in the engine 1, and 3 is a row direction of the plurality of cylinders 2. It is a crankshaft arranged in.

【0030】上記各シリンダ2には、各々アルミ製のラ
イナー5が配置され、該各ライナー5は、その内表面が
メッキコーティングされていると共に、その内周面に
は、該ライナー5の内周面を往復運動するアルミ製のピ
ストン7が嵌挿されている。該ピストン7には、コネク
ティングロッド8の小端部8aがクランク軸2の軸方向
と直交する方向に揺動自在に連結され、該コネクティン
グロッド8の大端部8bは、上記クランク軸2に連結さ
れていて、クランク軸2の回転運動をコネクティングロ
ッド8で上下運動に変換して、ピストン7をライナー5
内周面に摺接しながら往復運動させる構成である。上記
コネクティングロッド8は、図示しないが、そのクラン
ク軸2の軸方向の位置精度の誤差許容用の間隙が大端部
8bに設けられる。即ち、コネクティングロッド8の小
端部8aには上記クランク軸2の軸方向の位置精度の誤
差許容用の間隙は設けられていず、該小端部8aをピス
トン7に間隙なく係合させることにより、コネクティン
グロッド8のクランク軸2の軸方向の移動をその小端部
8aにて規制する構成である。
Each of the cylinders 2 is provided with an aluminum liner 5. Each of the liners 5 has an inner surface coated with a plating, and an inner peripheral surface of the liner 5 is provided on the inner peripheral surface thereof. An aluminum piston 7 that reciprocates on the surface is inserted. A small end 8a of a connecting rod 8 is connected to the piston 7 so as to be swingable in a direction orthogonal to the axial direction of the crankshaft 2. A large end 8b of the connecting rod 8 is connected to the crankshaft 2. The rotational motion of the crankshaft 2 is converted into a vertical motion by a connecting rod 8, and the piston 7 is
The reciprocating motion is performed while sliding on the inner peripheral surface. The connecting rod 8, not shown, the gap error tolerance for the positional accuracy of the crank shaft 2 axially Ru provided large end 8b. That is, the small size of the connecting rod 8
The end portion 8a has an error in the positional accuracy of the crankshaft 2 in the axial direction.
No gap is provided for allowing the difference, and the small end 8a is pierced.
By engaging the ton 7 without gap, the connecting
The axial movement of the grod 8 of the crankshaft 2 is restricted by its small end 8a.

【0031】また、エンジン1において、シリンダヘッ
ド部10には、ピストン7の往復運動に応じて容積可変
となる燃焼室12が形成され、該燃焼室12には、吸気
ポート13及び排気ポート14が連通し、燃焼室12の
吸気ポート13の開口部には吸気弁15が、排気ポート
14の開口部には排気弁16が配置されている。
Further, in the engine 1, a combustion chamber 12 whose volume is variable according to the reciprocating motion of the piston 7 is formed in the cylinder head portion 10, and an intake port 13 and an exhaust port 14 are formed in the combustion chamber 12. An intake valve 15 is arranged at the opening of the intake port 13 of the combustion chamber 12, and an exhaust valve 16 is arranged at the opening of the exhaust port 14.

【0032】更に、上記ライナー5とシリンダ2との係
合面において、ピストン7が往復運動する高さ範囲部分
には、シリンダ2を全周に亘って所定深さ凹設して該ラ
イナー5とシリンダ2との間に所定空間の冷却水通路2
0が形成されている。該冷却水通路20には、ウォータ
ポンプ(図示せず)からエンジン冷却水が供給される冷
却水供給口21が連通すると共に、上端部には該冷却水
通路20に供給された後のエンジン冷却水をシリンダヘ
ッド部10側に送る連通路22が連通していて、該冷却
水通路20に流れ込むエンジン冷却水によりライナー5
を直接冷却するようにした,ウェットライナー方式の構
成である。
Further, on the engaging surface between the liner 5 and the cylinder 2, the cylinder 2 is recessed at a predetermined depth over the entire circumference in the height range where the piston 7 reciprocates, and Cooling water passage 2 in a predetermined space between cylinder 2
0 is formed. The cooling water passage 20 communicates with a cooling water supply port 21 to which engine cooling water is supplied from a water pump (not shown), and an upper end portion of the engine cooling water after being supplied to the cooling water passage 20. A communication passage 22 for sending water to the cylinder head 10 side communicates with the liner 5 by the engine cooling water flowing into the cooling water passage 20.
This is a wet-liner type configuration that directly cools down.

【0033】上記ピストン7には、図3、図4及び図5
にも示すように、その下端位置に、クランク軸2の軸方
向に延びるピストンピンボス部7aが形成されていると
共に、中央部下端位置には、所定空間の凹部7bが形成
されていて、該凹部7bに上記コネクティングロッド8
の小端部8aの上端部8atを臨ませた状態で、中空円
筒状のピストンピン25(図2参照)がピストンピンボ
ス部7aにその周方向に回動自在に嵌挿連係されつつ、
コネクティングロッド8の小端部8aに圧入されて、コ
ネクティングロッド8の小端部8aとピストンピン25
とが回転不能に一体連結されていて、該ピストンピン2
5によりコネクティングロッド8をピストン7に対して
揺動自在に連結する構成である。
FIGS. 3, 4 and 5 show the piston 7 shown in FIGS.
As shown in FIG. 3, a piston pin boss 7a extending in the axial direction of the crankshaft 2 is formed at a lower end position thereof, and a concave portion 7b of a predetermined space is formed at a lower end position of the central portion. 7b, connecting rod 8
With the upper end portion 8at of the small end portion 8a facing, the hollow cylindrical piston pin 25 (see FIG. 2) is fitted to the piston pin boss portion 7a so as to be rotatable in the circumferential direction thereof.
The small end 8a of the connecting rod 8 is press-fitted into the small end 8a of the connecting rod 8 and the piston pin 25.
Are integrally connected so as not to rotate, and the piston pin 2
5, the connecting rod 8 is swingably connected to the piston 7.

【0034】更に、上記ピストン7には、図4及び図5
に示すように、その鋳造時に断面円形状のアルミパイプ
30が該ピストン7と同軸上に配置されて、該ピストン
7内にクーリングギャラリー31が形成されている。該
クーリングギャラリー31には、図5及び図6に示すよ
うに、ピストン7下方から穿孔された油導入口32が連
通すると共に、該油導入口32と半径方向に対峙する位
置にピストン7下方から穿孔された油排出口33が形成
されていて、油導入口32からクーリングギャラリー3
1に油を導入し、この油を油排出口33から排出して、
ピストン7を冷却するようにした冷却手段35を構成し
ている。
Further, FIGS. 4 and 5
As shown in FIG. 7, an aluminum pipe 30 having a circular cross section is arranged coaxially with the piston 7 at the time of casting, and a cooling gallery 31 is formed in the piston 7. As shown in FIGS. 5 and 6, the cooling gallery 31 communicates with an oil introduction port 32 pierced from below the piston 7, and at a position radially opposed to the oil introduction port 32 from below the piston 7. A perforated oil discharge port 33 is formed.
1 and the oil is discharged from the oil discharge port 33,
A cooling means 35 for cooling the piston 7 is provided.

【0035】加えて、上記油導入口32の周囲には、図
6に示すように、該油導入口32の周囲を囲む油導入壁
36が所定間隔隔てて形成配置されている。
In addition, around the oil inlet 32, as shown in FIG. 6, an oil inlet wall 36 surrounding the oil inlet 32 is formed at a predetermined interval.

【0036】したがって、上記実施例においては、コネ
クティングロッド8のクランク軸2の軸方向への偏位が
その小端部8aにより規制され、その位置精度の誤差許
容用の間隙が大端部8bに設けられているので、その間
隙分だけ、ピストン7を軽量化でき、ピストン7の慣性
力を小さく制限できる。しかも、ピストン7とコネクテ
ィングロッド8との連結が、ピストンピン25をコネク
ティングロッド8の小端部8aに圧入して行われるの
で、ピストン7のピストンピン25周りの動作を小さく
規制できる。その結果、ピストン7の軽量化とピストン
7のピストンピン25周りの動作の規制とが相俟って、
ピストン7のスラップ動作を小さく抑制でき、図9に示
すようにウェットライナー5でのキャビテーションが効
果的に抑制されることになる。
Therefore, in the above-described embodiment, the deviation of the connecting rod 8 in the axial direction of the crankshaft 2 is restricted by the small end 8a, and the gap for permitting the error in the positional accuracy is formed in the large end 8b. Since the piston 7 is provided, the weight of the piston 7 can be reduced by the gap, and the inertial force of the piston 7 can be limited to a small value. Moreover, since the connection between the piston 7 and the connecting rod 8 is performed by press-fitting the piston pin 25 into the small end 8a of the connecting rod 8, the operation of the piston 7 around the piston pin 25 can be restricted to a small extent. As a result, the weight reduction of the piston 7 and the regulation of the operation of the piston 7 around the piston pin 25 are combined,
The slap operation of the piston 7 can be suppressed small, and cavitation in the wet liner 5 is effectively suppressed as shown in FIG.

【0037】その場合、ピストンピン25には、その軸
長さ(図5に示す長さL)のうち、コネクティングロッ
ド8への圧入部分Loがあることから、ピストンピン2
5が受ける単位面積当りの燃焼刺激力は高くなる。しか
し、該ピストン7には、その下方から油が油導入口32
を経てピストン7内部のクーリングギャラリー31に供
給されて、該ギャラリー31に流れる油によって有効に
冷却されるので、該ピストン7に作用する燃焼刺激力の
許容限界値が高くなり、燃焼刺激力に対する余裕度が大
きくなる。その結果、エンジン1の高負荷運転時にピス
トン7に単位面積当り高い燃焼刺激力が作用しても、ピ
ストン7にはクラックが生じ難く、その強度に対する信
頼性が良好に確保されることになる。
In this case, the piston pin 25 has a portion Lo of press-fitting into the connecting rod 8 out of its axial length (length L shown in FIG. 5).
The combustion stimulating force per unit area received by 5 increases. However, the piston 7 has an oil inlet 32 from below.
Is supplied to the cooling gallery 31 inside the piston 7 and is effectively cooled by the oil flowing through the gallery 31, so that the permissible limit value of the combustion stimulating force acting on the piston 7 is increased, and the margin for the combustion stimulating force is increased. The degree increases. As a result, even if a high combustion stimulating force per unit area is applied to the piston 7 during the high-load operation of the engine 1, cracks are less likely to occur in the piston 7, and the strength of the piston 7 is reliably ensured.

【0038】しかも、クーリングギャラリー31の油導
入口32の周囲には、油導入壁36が存在するので、油
導入口32への油の導入が効率良く行われて、多量の油
をクーリングギャラリー31に供給することができ、ピ
ストン7を一層効果的に冷却できる。
In addition, since the oil introduction wall 36 is present around the oil inlet 32 of the cooling gallery 31, the oil is efficiently introduced into the oil inlet 32, and a large amount of oil is removed from the cooling gallery 31. And the piston 7 can be cooled more effectively.

【0039】図7は請求項記載の発明の実施例を示
し、上記実施例では、クーリングギャラリー31の形状
を断面円形状としたのに代え、アルミパイプ30´を断
面楕円形状としたクーリングギャラリー31´で構成
し、且つその長軸方向をピストン7の上面の端部に向っ
て延びる方向としたものである。
FIG. 7 shows a fifth embodiment of the present invention. In the above embodiment, the cooling gallery 31 has an aluminum pipe 30 'having an elliptical cross section instead of a circular cross section. 31 ', and its major axis direction is a direction extending toward the end of the upper surface of the piston 7.

【0040】従って、本実施例では、高温となるピスト
ン上面の端部を効果的に冷却でき、ピストン7の強度に
対する信頼性を一層高めることができる。
Therefore, in this embodiment, the end of the upper surface of the piston, which becomes high in temperature, can be effectively cooled, and the reliability of the strength of the piston 7 can be further increased.

【0041】図8は請求項記載の発明の実施例を示
す。本実施例では、断面円形状のアルミパイプ30''よ
り成るクーリングギャラリー31''内に断面積が他に比
較して小さい小径部分の絞り部40を形成し、該絞り部
40の配置部位を排気弁16の配置部位より下流側の位
置に対応する部分としたものである。
[0041] Figure 8 shows an embodiment of the invention described in claim 6. In the present embodiment, a narrowing portion 40 having a small diameter is formed in a cooling gallery 31 ″ made of an aluminum pipe 30 ″ having a circular cross section, and the narrowing portion 40 has a smaller cross-sectional area than the other. This is a portion corresponding to a position downstream of the position where the exhaust valve 16 is arranged.

【0042】従って、本実施例では、絞り部40上流側
での油の流通速度が遅くなって、ピストン7の排気弁1
6下方に位置する部位が良好に冷却されるので、ピスト
ン7の強度に対する信頼性を一層高めることができる。
Therefore, in the present embodiment, the oil flow speed upstream of the throttle section 40 is reduced, and the exhaust valve 1
Since the portion located below 6 is cooled well, the reliability of the strength of the piston 7 can be further increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】エンジンの縦断正面図である。FIG. 1 is a vertical sectional front view of an engine.

【図2】エンジンの縦断側面図である。FIG. 2 is a vertical side view of the engine.

【図3】ピストンをピストンピンの軸方向から見た図で
ある。
FIG. 3 is a view of the piston as viewed from an axial direction of a piston pin.

【図4】同断面図である。FIG. 4 is a sectional view of the same.

【図5】ピストンをピストンピンの半径方向から見た断
面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the piston as viewed from the radial direction of the piston pin.

【図6】ピストンの図5のA−A断面図である。6 is a sectional view of the piston taken along line AA of FIG. 5;

【図7】請求項記載の発明の実施例を示す図5相当図
である。
FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 5, showing an embodiment of the invention described in claim 5 ;

【図8】請求項記載の発明の実施例を示す図4相当図
である。
FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 4 showing an embodiment of the invention described in claim 6 ;

【図9】ウェットライナーにキャビテーションが発生す
る領域の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a region where cavitation occurs in a wet liner.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 2 シリンダ 5 ライナー 7 ピストン 8 コネクティングロッド 8a 小端部 20 冷却水通路 25 ピストンピン 31,31´,31'' クーリングギャラリー 32 油導入口 35 冷却手段 36 油導入壁 40 絞り部(小径部分) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Cylinder 5 Liner 7 Piston 8 Connecting rod 8a Small end part 20 Cooling water passage 25 Piston pin 31, 31 ', 31' 'Cooling gallery 32 Oil inlet 35 Cooling means 36 Oil inlet wall 40 Restricted part (small diameter part)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−134253(JP,A) 実開 昭62−29455(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02F 3/22 F02F 3/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-134253 (JP, A) JP-A 62-29455 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02F 3/22 F02F 3/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 往復動型エンジンのピストン構造であっ
て、シリンダの内方に配置された ライナーの内周面を往復運
動するピストンに連結されるコネクティングロッドは、
該コネクティングロッドの小端部を上記ピストンに間隙
なく係合させて、クランク軸の軸方向の移動が規制され
ていて、 上記ピストンのピストンピンは、上記エンジンのコネク
ティングロッドの小端部に圧入され、且つ上記ピストン
に対して該ピストンピンの周方向に回動自在に連係され
て、上記コネクティングロッドがピストンに対して揺動
自在に連結されるとともに、 上記ピストンの内部には、該ピストンを冷却する冷却手
段が配置されていることを特徴とするエンジンのピスト
ン構造。
1. A connecting rod connected to a piston reciprocating on an inner peripheral surface of a liner disposed inside a cylinder, wherein the connecting rod is a piston structure of a reciprocating engine.
Clear the small end of the connecting rod to the piston
Without thereby engaged, though movement in the axial direction of the crank shaft is regulated, the piston pin of the piston is pressed into the small end of the connecting rod of the engine, and circumference of the piston pin with respect to said piston The connecting rod is swingably connected to the piston so as to be rotatable in the direction, and cooling means for cooling the piston is arranged inside the piston. Engine piston structure.
【請求項2】 エンジンのシリンダの内方に配置された
アルミ製ライナーと、該ライナーとシリンダとの間に所
定空間の冷却水通路が形成された往復動型エンジンのピ
ストン構造であって、 上記ライナーの内周面を往復運動するピストンに連結さ
れるコネクティングロッドは、該コネクティングロッド
の小端部を上記ピストンに間隙なく係合させて、クラン
ク軸の軸方向の移動が規制されていて、 上記ピストンのピストンピンは、上記エンジンのコネク
ティングロッドの小端部に圧入され、且つ上記ピストン
に対して該ピストンピンの周方向に回動自在に連係され
て、上記コネクティングロッドがピストンに対して揺動
自在に連結されるとともに、 上記ピストンの内部には、該ピストンを冷却する冷却手
段が配置されている ことを特徴とするエンジンのピスト
ン構造。
2. The engine according to claim 1, wherein the cylinder is disposed inside the cylinder of the engine.
Between the aluminum liner and the cylinder
Piping of a reciprocating engine with a cooling water passage in a constant space
It has a stone structure and is connected to a piston that reciprocates on the inner peripheral surface of the liner.
The connecting rod is
The small end of the
The movement of the shaft in the axial direction is restricted, and the piston pin of the piston is connected to the connector of the engine.
The piston is pressed into the small end of the
Is rotatably linked to the piston pin in the circumferential direction.
The connecting rod swings with respect to the piston
The piston is freely connected , and a cooling means for cooling the piston is provided inside the piston.
An engine fixie characterized by a step arrangement
Structure.
【請求項3】 冷却手段は、アルミパイプで形成された
クーリングギャラリーを備えることを特徴とする請求項
記載のエンジンのピストン構造。
3. The cooling means comprises a cooling gallery formed of an aluminum pipe.
3. The piston structure of the engine according to 2 .
【請求項4】 ピストンには、 アルミパイプで形成されたクーリングギャラリーに油を
導入する油導入口と、該油導入口を囲む油導入壁が形
成されていることを特徴とする請求項記載のエンジン
のピストン構造。
4. A piston according to claim 3, characterized in that the oil inlet for introducing the oil to the cooling gallery formed by aluminum pipes, an oil inlet wall surrounding the oil inlet is formed The piston structure of the described engine.
【請求項5】 アルミパイプで形成されたクーリングギ
ャラリーは、ピストン上面の端部に向って延びる断面楕
円形状であることを特徴とする請求項又は請求項
載のエンジンのピストン構造。
5. Cooling formed by aluminum pipe gallery, a piston structure according to claim 3 or claim 4, wherein the engine characterized in that it is a cross-sectional oval shape extending toward the end of the piston top surface.
【請求項6】 アルミパイプで形成されたクーリングギ
ャラリーには、断面積が小さい小径部分が形成されてい
ることを特徴とする請求項又は請求項記載のエンジ
ンのピストン構造。
6. The cooling gallery formed of aluminum pipe, a piston structure according to claim 3 or claim 4, wherein the engine, characterized in that the small diameter portion having a small cross-sectional area is formed.
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