JP3971528B2 - ピストンの油路構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに用いられるピストンの油路構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンのピストンにあっては、コンロッド連結用のピストンピンが組み付けられており、そのピストンピンの潤滑・冷却のために、ピストンのオイルリング溝からピストン内部に至る油路を設けて、シリンダ内壁に付着している潤滑油をピストンピンに供給するようにしている。そのような油路を設けたピストンとして、実公昭６１−３５７１６号公報に開示されているものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ピストンの油路構造にあっては、ピストンのオイルリング溝からピストンピンを支持するピン孔の最上端部に至る１本の油路を設けているため、冷却効果は期待できるが、大きな爆発荷重を受ける部分であるピストンピン支持部に油路が設けられていることになり、ビストンの剛性が低下する虞があると共に、ピストンヘッド部とピストンピン孔との間の長さも長くなり、ピストンが大型化して、特に高回転型エンジンのピストンヘッドに不向きであるという問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、ピストンピンの冷却性を向上し得ると共にピストンの小型・軽量化を向上することを実現するために、本発明に於いては、ピストン（１）の外周面に設けられたオイルリング溝（５）内に集められた潤滑油をピストンピン（１０）に供給するべく、前記オイルリング溝（５）から、ピストンピン（１０）を挿通するピン孔（２ａ）を設けられたピストンピン支持部（２）内を通る油路を（１２）設け、前記油路（１２）は、前記オイルリング溝（５）に開口する一端と、前記ピストンピン支持部（２）のピストン内方端面に開口する他端とを有し、前記一端が前記ピストン（１）の軸線方向に見て前記ピン孔（２ａ）と重ならない位置に位置しかつ前記他端が前記ピン孔（２ａ）の上端の側方近傍に位置するように、前記ピン孔（２ａ）の上端部の両側方部に各々設けられ、前記各々の油路（１２）が、ピストン中心部に向かって前記ピン孔（２ａ）の軸線に対して斜めに設けられ、かつ前記他端から前記一端に向かうに連れて前記ピン孔（２ａ）から遠ざかるように設けられているものとした。
【０００５】
これによれば、ピストンピンの上端部に潤滑油を供給することから、ピストンピンの冷却効果を向上し得ると共に、ピン孔上端の直上を避けて油路のピストン内開口位置を位置させることから、ピン孔上方の肉厚が薄くなって剛性が低下することがなく、ピストンをコンパクト化し得る。しかも潤滑油がピストン内の中心部に向けて十分に供給されるため、ピストンピンの直上に油路を開口させることなく、潤滑・冷却の対象となるピストンピンの上端部に潤滑油を好適に供給し得る。
【０００６】
請求項２の発明によれば、前記ピストンピン支持部（２）であって、前記各々の油路（１２）の前記一端に挟まれる部分に凹部（１３）が設けられていることから、ピストンが軽量化されるため、高回転型エンジンのピストンとして好適に適用することができる。また、請求項３の発明によれば、前記油路（１２）は、前記オイルリング溝（５）に対して直交して設けられていることから、油路の形成が容易であり、加工精度も向上する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明が適用されたエンジンのピストン１を示す正面図であり、図２は図１の矢印II−II線に沿って見た要部拡大断面図である。ピストン１には、ピストンヘッド１ａと、ピストンヘッド１ａの燃焼室側とは相反する裏面側に突設する一対のピストンピン支持部２（図２では一方のみを示す）とが設けられている。
【０００９】
ピストンヘッド１ａの外周面には、ビストンの軸線方向に互いに所定の間隔をあけて３本のリング溝３・４・５が設けられている。図３に示されるように、燃焼室６側（図における上方）の２本のリング溝３・４にはそれぞれ圧力リング７・８が装着され、クランクシャフト側（図における下方）のオイルリング溝としてのリング溝５にはオイルリング９が装着されている。
【００１０】
ピストンピン支持部２にはピストンピン１０を挿通し得る内径のピン孔２ａが設けられており、両ビストンピン支持部２によりピストンピン１０の両端部が支持される。そのピストンピン６の両ピストンピン支持部２間に露出する中間部にはコンロッド１１の小端部が圧入固着されている。
【００１１】
ピストンピン１０に対する潤滑及び冷却のための潤滑油は、シリンダ内壁面に付着している潤滑油をオイルリング９でかき落として捕捉し、そのリング溝５内に流入した潤滑油をピストン１内に送ってピストンピン１０に供給される。本ピストン１にあっては、上記潤滑油を送るための油路１２が、リング溝５から、ピストンピン支持部２内をピストン１の軸線方向に対してリング溝５と略同レベルで通り、ピストンピン支持部２のピストン内方端面２ｂに至るように設けられている。
【００１２】
図４に良く示されるように、油路１２は、ピストンピン支持部２毎にそれぞれ２本ずつ設けられている。上記したように、油路１２の一端はリング溝５に開口し、油路１２の他端はピストンピン支持部２のピストン内方端面２ｂに開口しているが、その他端は、図５に示されるように、ピン孔２ａの上端（燃焼室６側）の側方近傍に位置している。すなわち、油路１２は、ピストンピン支持部２のピストン内方端面２ｂにおけるピン孔２ａの上端部の両側方部に各々設けられており、しかも、各々の油路１２がピストン中心部に向かって、ピン孔の軸線に対して斜めに設けられ、ピストン内方端面２ｂに開口している。したがって、油路１２は、ピン孔２ａの軸線に対して斜めに延在している。なお、図示例のものでは、ピン孔２ａの軸線に対して２本の油路１２が互いに左右対称に配設され、ハの字状をなしている。また、図示されない他方のピストンピン支持部についても同様に２本の油路が配設されている。
【００１３】
このように油路１２が形成されていることにより、その油路１２を通って送られる潤滑油が図４の矢印に示されるようにピストン１内の中心部に向けて十分に供給されるため、ピストンピン１０の直上に油路を開口させることなく、潤滑・冷却の対象となるピストンピン１０の上端部に潤滑油を好適に供給し得る。
【００１４】
また、油路を、ピン孔２ａ上端の直上に開口させた場合や、ピン孔２ａの近傍であってかつその軸線に沿うように設けた場合には剛性確保のために肉厚を厚くする必要があるが、本発明による油路１２は、比較的肉厚が薄くなるピン孔２ａの上方部分に対してはピストン１内側開口部分のみであり、図４に併せて示されるようにリング溝５に向かうに連れてピン孔２ａから遠ざかることから、ピストン１の軸線方向厚さを厚くしなくても剛性を確保できる。さらに、図示例では、ピン孔２ａの上端よりも油路１２の下端の方がピストン１の軸線方向について下に位置するようにされており、ピストンの小型化をより一層向上している。したがって、ピストン１をコンパクト化でき、本ピストン１を高回転型エンジンのピストンとして好適に適用することができる。
【００１５】
また、油路１２が通る部分以外の所、すなわち各々の油路１２を挟むように、油路１２の両側部に、図４に示されるように肉抜き部としての凹部１３・１４が適所に設けられており、このようにすることにより、ピストン１が軽量化されるため、上記と同様に本ピストン１を高回転型エンジンのピストンとして好適に適用することができる。
【００１６】
また、油路１２は、本図示例のようにリング溝５からピストンピン支持部２のピストン内方端面２ｂに至るまで直線に形成されていて良く、そのため、油路の形成が容易であり、製造コストの高騰化を防止し得る。しかも、リング溝５に対して油路１２が直交しているので、加工精度も向上する。
【００１７】
なお、本実施の形態におけるピストン１にあっては、ピストン１の上死点位置を示す図３に示されるように、ピストンヘッド１ａの上端縁１ｂが、上死点位置でシリンダヘッド１５のシリンダブロック１６との合わせ面１５ａのレベルよりも燃焼室６側に飛び出して位置するようになっている。これは、シリンダヘッド１５及びシリンダブロック１６間に挟持されたガスケット１７が、温度が高温になるとその耐力が低下してガスシール性が悪化することから、爆発時の高温の燃焼ガスが直接的にガスケットに達しないようにするためである。これにより、ガスケット１７の耐力が向上するため、本構造を高回転型エンジンに好適に適用し得る。
【００１８】
さらに図示例のものでは、上死点位置でピストンヘッド１ａの上端縁１ｂがシリンダヘッド１５の合わせ面１５ａの下端縁と衝当しないように、ピストンヘッド１ａの上端縁１ｂを図に示されるように面取り（Ｃ１）加工している。なお、対応するシリンダヘッド１５の合わせ面１５ａの下端縁も面取り（Ｃ２）加工している。
【００１９】
【発明の効果】
このように本発明によれば、ピストンピンの上端部に潤滑油を供給することから、ピストンピンの冷却効果を向上し得ると共に、ピン孔上端の直上を避けて油路のピストン内開口位置を位置させることから、ピン孔上方の肉厚が薄くなって剛性が低下することがなく、ピストンをコンパクト化でき、高回転型エンジンに好適に適用し得る。特に、油路がピストン中心部に向かってピン孔の軸線に対して斜めに設けられていることから、油路の形成が容易であり、しかも、潤滑油がピストン内の中心部に向けて十分に供給されるため、ピストンピンの直上に油路を開口させることなく、潤滑・冷却の対象となるピストンピンの上端部に潤滑油を供給し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたエンジンのピストンを示す正面図。
【図２】図１の矢印II−II線に沿って見た要部拡大断面図。
【図３】ピストンが上死点位置にある場合の状態を示す部分拡大側面図。
【図４】図２の矢印IV−IV線に沿って見た要部断面図。
【図５】図２の矢印V−V線に沿って見た断面図。
【符号の説明】
１ ピストン
２ ピストンピン支持部
２ａ ピン孔
５ リング溝
１０ ピストンピン
１２ 油路
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに用いられるピストンの油路構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンのピストンにあっては、コンロッド連結用のピストンピンが組み付けられており、そのピストンピンの潤滑・冷却のために、ピストンのオイルリング溝からピストン内部に至る油路を設けて、シリンダ内壁に付着している潤滑油をピストンピンに供給するようにしている。そのような油路を設けたピストンとして、実公昭６１−３５７１６号公報に開示されているものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ピストンの油路構造にあっては、ピストンのオイルリング溝からピストンピンを支持するピン孔の最上端部に至る１本の油路を設けているため、冷却効果は期待できるが、大きな爆発荷重を受ける部分であるピストンピン支持部に油路が設けられていることになり、ビストンの剛性が低下する虞があると共に、ピストンヘッド部とピストンピン孔との間の長さも長くなり、ピストンが大型化して、特に高回転型エンジンのピストンヘッドに不向きであるという問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、ピストンピンの冷却性を向上し得ると共にピストンの小型・軽量化を向上することを実現するために、本発明に於いては、ピストン（１）の外周面に設けられたオイルリング溝（５）内に集められた潤滑油をピストンピン（１０）に供給するべく、前記オイルリング溝（５）から、ピストンピン（１０）を挿通するピン孔（２ａ）を設けられたピストンピン支持部（２）内を通る油路を（１２）設け、前記油路（１２）は、前記オイルリング溝（５）に開口する一端と、前記ピストンピン支持部（２）のピストン内方端面に開口する他端とを有し、前記一端が前記ピストン（１）の軸線方向に見て前記ピン孔（２ａ）と重ならない位置に位置しかつ前記他端が前記ピン孔（２ａ）の上端の側方近傍に位置するように、前記ピン孔（２ａ）の上端部の両側方部に各々設けられ、前記各々の油路（１２）が、ピストン中心部に向かって前記ピン孔（２ａ）の軸線に対して斜めに設けられ、かつ前記他端から前記一端に向かうに連れて前記ピン孔（２ａ）から遠ざかるように設けられているものとした。
【０００５】
これによれば、ピストンピンの上端部に潤滑油を供給することから、ピストンピンの冷却効果を向上し得ると共に、ピン孔上端の直上を避けて油路のピストン内開口位置を位置させることから、ピン孔上方の肉厚が薄くなって剛性が低下することがなく、ピストンをコンパクト化し得る。しかも潤滑油がピストン内の中心部に向けて十分に供給されるため、ピストンピンの直上に油路を開口させることなく、潤滑・冷却の対象となるピストンピンの上端部に潤滑油を好適に供給し得る。
【０００６】
請求項２の発明によれば、前記ピストンピン支持部（２）であって、前記各々の油路（１２）の前記一端に挟まれる部分に凹部（１３）が設けられていることから、ピストンが軽量化されるため、高回転型エンジンのピストンとして好適に適用することができる。また、請求項３の発明によれば、前記油路（１２）は、前記オイルリング溝（５）に対して直交して設けられていることから、油路の形成が容易であり、加工精度も向上する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明が適用されたエンジンのピストン１を示す正面図であり、図２は図１の矢印II−II線に沿って見た要部拡大断面図である。ピストン１には、ピストンヘッド１ａと、ピストンヘッド１ａの燃焼室側とは相反する裏面側に突設する一対のピストンピン支持部２（図２では一方のみを示す）とが設けられている。
【０００９】
ピストンヘッド１ａの外周面には、ビストンの軸線方向に互いに所定の間隔をあけて３本のリング溝３・４・５が設けられている。図３に示されるように、燃焼室６側（図における上方）の２本のリング溝３・４にはそれぞれ圧力リング７・８が装着され、クランクシャフト側（図における下方）のオイルリング溝としてのリング溝５にはオイルリング９が装着されている。
【００１０】
ピストンピン支持部２にはピストンピン１０を挿通し得る内径のピン孔２ａが設けられており、両ビストンピン支持部２によりピストンピン１０の両端部が支持される。そのピストンピン６の両ピストンピン支持部２間に露出する中間部にはコンロッド１１の小端部が圧入固着されている。
【００１１】
ピストンピン１０に対する潤滑及び冷却のための潤滑油は、シリンダ内壁面に付着している潤滑油をオイルリング９でかき落として捕捉し、そのリング溝５内に流入した潤滑油をピストン１内に送ってピストンピン１０に供給される。本ピストン１にあっては、上記潤滑油を送るための油路１２が、リング溝５から、ピストンピン支持部２内をピストン１の軸線方向に対してリング溝５と略同レベルで通り、ピストンピン支持部２のピストン内方端面２ｂに至るように設けられている。
【００１２】
図４に良く示されるように、油路１２は、ピストンピン支持部２毎にそれぞれ２本ずつ設けられている。上記したように、油路１２の一端はリング溝５に開口し、油路１２の他端はピストンピン支持部２のピストン内方端面２ｂに開口しているが、その他端は、図５に示されるように、ピン孔２ａの上端（燃焼室６側）の側方近傍に位置している。すなわち、油路１２は、ピストンピン支持部２のピストン内方端面２ｂにおけるピン孔２ａの上端部の両側方部に各々設けられており、しかも、各々の油路１２がピストン中心部に向かって、ピン孔の軸線に対して斜めに設けられ、ピストン内方端面２ｂに開口している。したがって、油路１２は、ピン孔２ａの軸線に対して斜めに延在している。なお、図示例のものでは、ピン孔２ａの軸線に対して２本の油路１２が互いに左右対称に配設され、ハの字状をなしている。また、図示されない他方のピストンピン支持部についても同様に２本の油路が配設されている。
【００１３】
このように油路１２が形成されていることにより、その油路１２を通って送られる潤滑油が図４の矢印に示されるようにピストン１内の中心部に向けて十分に供給されるため、ピストンピン１０の直上に油路を開口させることなく、潤滑・冷却の対象となるピストンピン１０の上端部に潤滑油を好適に供給し得る。
【００１４】
また、油路を、ピン孔２ａ上端の直上に開口させた場合や、ピン孔２ａの近傍であってかつその軸線に沿うように設けた場合には剛性確保のために肉厚を厚くする必要があるが、本発明による油路１２は、比較的肉厚が薄くなるピン孔２ａの上方部分に対してはピストン１内側開口部分のみであり、図４に併せて示されるようにリング溝５に向かうに連れてピン孔２ａから遠ざかることから、ピストン１の軸線方向厚さを厚くしなくても剛性を確保できる。さらに、図示例では、ピン孔２ａの上端よりも油路１２の下端の方がピストン１の軸線方向について下に位置するようにされており、ピストンの小型化をより一層向上している。したがって、ピストン１をコンパクト化でき、本ピストン１を高回転型エンジンのピストンとして好適に適用することができる。
【００１５】
また、油路１２が通る部分以外の所、すなわち各々の油路１２を挟むように、油路１２の両側部に、図４に示されるように肉抜き部としての凹部１３・１４が適所に設けられており、このようにすることにより、ピストン１が軽量化されるため、上記と同様に本ピストン１を高回転型エンジンのピストンとして好適に適用することができる。
【００１６】
また、油路１２は、本図示例のようにリング溝５からピストンピン支持部２のピストン内方端面２ｂに至るまで直線に形成されていて良く、そのため、油路の形成が容易であり、製造コストの高騰化を防止し得る。しかも、リング溝５に対して油路１２が直交しているので、加工精度も向上する。
【００１７】
なお、本実施の形態におけるピストン１にあっては、ピストン１の上死点位置を示す図３に示されるように、ピストンヘッド１ａの上端縁１ｂが、上死点位置でシリンダヘッド１５のシリンダブロック１６との合わせ面１５ａのレベルよりも燃焼室６側に飛び出して位置するようになっている。これは、シリンダヘッド１５及びシリンダブロック１６間に挟持されたガスケット１７が、温度が高温になるとその耐力が低下してガスシール性が悪化することから、爆発時の高温の燃焼ガスが直接的にガスケットに達しないようにするためである。これにより、ガスケット１７の耐力が向上するため、本構造を高回転型エンジンに好適に適用し得る。
【００１８】
さらに図示例のものでは、上死点位置でピストンヘッド１ａの上端縁１ｂがシリンダヘッド１５の合わせ面１５ａの下端縁と衝当しないように、ピストンヘッド１ａの上端縁１ｂを図に示されるように面取り（Ｃ１）加工している。なお、対応するシリンダヘッド１５の合わせ面１５ａの下端縁も面取り（Ｃ２）加工している。
【００１９】
【発明の効果】
このように本発明によれば、ピストンピンの上端部に潤滑油を供給することから、ピストンピンの冷却効果を向上し得ると共に、ピン孔上端の直上を避けて油路のピストン内開口位置を位置させることから、ピン孔上方の肉厚が薄くなって剛性が低下することがなく、ピストンをコンパクト化でき、高回転型エンジンに好適に適用し得る。特に、油路がピストン中心部に向かってピン孔の軸線に対して斜めに設けられていることから、油路の形成が容易であり、しかも、潤滑油がピストン内の中心部に向けて十分に供給されるため、ピストンピンの直上に油路を開口させることなく、潤滑・冷却の対象となるピストンピンの上端部に潤滑油を供給し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたエンジンのピストンを示す正面図。
【図２】図１の矢印II−II線に沿って見た要部拡大断面図。
【図３】ピストンが上死点位置にある場合の状態を示す部分拡大側面図。
【図４】図２の矢印IV−IV線に沿って見た要部断面図。
【図５】図２の矢印V−V線に沿って見た断面図。
【符号の説明】
１ ピストン
２ ピストンピン支持部
２ａ ピン孔
５ リング溝
１０ ピストンピン
１２ 油路
Claims (3)
- ピストンの外周面に設けられたオイルリング溝内に集められた潤滑油をピストンピンに供給するべく、前記オイルリング溝から、ピストンピンを挿通するピン孔を設けられたピストンピン支持部内を通る油路を設け、
前記油路は、前記オイルリング溝に開口する一端と、前記ピストンピン支持部のピストン内方端面に開口する他端とを有し、前記一端が前記ピストンの軸線方向に見て前記ピン孔と重ならない位置に位置しかつ前記他端が前記ピン孔の上端の側方近傍に位置するように、前記ピン孔の上端部の両側方部に各々設けられ、
前記各々の油路が、ピストン中心部に向かって前記ピン孔の軸線に対して斜めに設けられ、かつ前記他端から前記一端に向かうに連れて前記ピン孔から遠ざかるように設けられていることを特徴とするピストンの油路構造。 - 前記ピストンピン支持部であって、前記各々の油路の前記一端に挟まれる部分に凹部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のピストンの油路構造。
- 前記油路は、前記オイルリング溝に対して直交して設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のピストンの油路構造。
Priority Applications (3)
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| JP04322899A JP3971528B2 (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | ピストンの油路構造 |
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Applications Claiming Priority (1)
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Family
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Family Applications (1)
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