JP4877026B2 - ピストン - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に用いられるピストンに関し、特に、外周面に形成されたオイルリング溝内と、ピストン内側とを連通させる連通孔が設けられているピストンに関する。

内燃機関に用いられるピストンは、通常、気筒内の気密を保つためのコンプレッションリングと、シリンダ壁における潤滑油の量を適正に保つためのオイルリングとを備えている。オイルリングは、通常、ピストンに複数装着されるリングのうち最もクランクケース側すなわちピストンのスカート側に設けられており、シリンダ壁にある余分な潤滑油をクランクケースに掻き落とすことができる。ピストンには、その外周面に、ピストンリングを装着するための複数のリング溝が形成されており、オイルリングは、最もピストンスカート側に形成されたオイルリング溝に装着されることとなる。

ピストンには、オイルリングがシリンダ壁から掻き落としオイルリング溝内に取り込んだ潤滑油を排出するため、オイルリング溝の溝底と、ピストンの内面より内側とを連通させる連通孔であるオイル排出孔が設けられているものがある（例えば、特許文献１参照）。オイルリングがシリンダ壁上を摺動してシリンダ壁から掻き落とし、オイルリング溝内に取り込まれた潤滑油は、オイルリング溝内からオイル排出孔を通ってピストン内側に導かれ、クランクケースに向けて流れ落ちる。このように構成されたピストンは、オイルリングがシリンダ壁に付着している潤滑油を良好に掻き落として、オイルリング溝内に取り込むことができる。

実開平６−１４４５５号公報

ところで、内燃機関用のピストンは、シリンダブロックに形成されたシリンダボア内を高速で往復運動するため、膨張行程や吸気行程など、ピストンがクランク側に移動している時（ピストン下降時）において、ピストンの内側には、ピストンのスカートの裾側から頂面側に向かう上向きの気流が生じる。このような気流が生じると、オイル排出孔の内面側にある開口が気流の影響を受けて塞がれて、オイル排出孔からピストン内側への潤滑油の排出性が悪化することがある。

また、シリンダボアのクランク側からピストン頂面の裏側にある天井面に向けて、潤滑油を噴射するオイルジェットを内燃機関が備えている場合、オイルジェットから噴射されてオイル排出孔のピストン内面側の開口にかかった潤滑油により、当該開口が塞がれてオイル排出孔からピストン内側へのオイル排出性が悪化することもある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、オイルリング溝内に連通するオイル排出孔からピストン内側に潤滑油を良好に排出可能なピストンを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係るピストンは、内燃機関に用いられ、頂面とスカートを有して筒状をなしており、オイルリングが装着されるオイルリング溝が外周面に形成され、当該オイルリング溝内とピストン内側とを連通させる連通孔が設けられているピストンであって、連通孔のピストン内側開口よりスカート裾側には、内周面からピストン径方向内側に突出する突出壁が設けられ、突出壁のうちスカート裾側の壁面は、スカートの内周面と頂部の内周面とを接続する接続面と滑らかに連続しており、ピストン径方向内側に向かうに従って、頂面とのピストン軸方向距離が小さくなるよう構成されており、連通孔のピストン内側開口に対応して、突出壁のピストン頂面側とスカート裾側とを連通させるバイパス孔が設けられていることを特徴とする。

本発明に係るピストンにおいて、突出壁は、互いに対向して設けられている２つのピンボスの間に、ピストン周方向に沿って延設されているものとすることができる。

本発明に係るピストンにおいて、突出壁のピストン周方向の両端は、ピンボスに接続されているものとすることができる。

本発明に係るピストンにおいて、連通孔とバイパス孔は、略直交するように延びているものとすることができる。

本発明に係るピストンにおいて、連通孔は、ピストン径方向に沿って延設されるものとすることができ、バイパス孔は、ピストン軸方向に沿って延設されているものとすることができる。

本発明に係るピストンにおいて、ピストンの外周面には、ピストンリングが装着される複数のリング溝が形成されており、オイルリング溝は、複数あるリング溝のうち最もスカート裾側に設けられているものとすることができる。

本発明によれば、ピストン下降時において生じるスカートの裾側から頂面側に向かう気流又はオイル流により、オイル排出孔のピストン内側開口が塞がれてしまうことを抑制することができる。これにより、オイルリングがシリンダ壁から掻き落とし、オイルリング溝内に取り込んだ潤滑油を、オイル排出孔からピストンの内側に良好に排出することができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

まず、本実施例に係るピストン及び内燃機関の概略構成について、図１を用いて説明する。図１は、内燃機関のピストン周辺の構成を示す断面図である。なお、図１には、本発明に関連する要部のみを模式的に示している。

図１に示すように、内燃機関１０は、機関本体を構成する部品として、シリンダブロック１２、ピストン２０、コネクティングロッド１６（以下、単に「コンロッド」と記し、図に二点鎖線で示す）、及び図示しないクランク軸、シリンダヘッド等を有している。シリンダブロック１２には、シリンダボア１４が形成されており、ピストン２０は、後述するピストンリングをシリンダボア１４の内壁面１５（以下、シリンダ壁と記す）に摺接させながら、シリンダボア１４内を往復運動する。ピストン２０は、ピストンピン１８によりコンロッド１６に対して首振り可能に接続されている。内燃機関１０は、ピストン２０が受けた燃焼荷重をクランク軸の回転運動に変換して出力することができる。

シリンダブロック１２には、ピストン２０の頂面２２に対向してシリンダボア１４を塞ぐようにシリンダヘッド（図示せず）が結合されている。シリンダブロック１２には、ピストン２０の頂面２２の裏側の面２６（以下、天井面と記す）に対向して、クランク軸を収容するクランクケース（図示せず）が形成されている。

ピストン２０は、その中心軸Ｃ（図に一点鎖線Ｃで示す）が、シリンダボア１４の軸心に一致するようにシリンダボア１４内に挿入されている。以下の説明において、シリンダボア１４の軸心、すなわちピストン２０の中心軸Ｃに沿う方向を、「ピストン軸方向」と記す。また、シリンダボア１４の径方向すなわちピストン２０の径方向を、単に「ピストン径方向」と記して、図に矢印Ｒで示す。また、シリンダボア１４の周方向すなわちピストン２０の中心軸Ｃを中心とする周方向を「ピストン周方向」と記し、図に矢印Ｇで示す。

また、ピストン軸方向のうちピストン２０がシリンダヘッド側に向かう向きを「ヘッド側」と記し、図に矢印Ｕで示す。また、ピストン軸方向のうちピストン２０がクランクケースに向かう向きを「クランク側」と記し、図に矢印Ｄで示す。

ピストン２０には、ピストンピン１８を支持するピストンピンボス６０（以下、単に「ピンボス」と記す）が設けられている。ピンボス６０には、ピストンピン１８が嵌め込まれるピストンピン穴６２（以下、単に「ピン穴」と記す）が形成されている。ピストン２０が頂面２２から受けた力は、ピンボス６０のピン穴６２からピストンピン１８を介してコンロッド１６に伝達される。ピストン２０の天井面２６からクランクケース側には、ピンボス６０を補強して頂部３０からの力をピン穴６２に伝達するピンボスリブ６５が設けられている。なお、ピンボスリブ６５は、ピンボス６０に含まれている。

また、ピストン２０のうち頂部３０よりクランク側には、シリンダボア１４内におけるピストン２０の首振り挙動を抑制するため、スカート４０が設けられている。スカート４０は、頂部３０に比べて薄い壁体で構成されており、その外周面４０ａがシリンダ壁１５に対向している。スカート４０の内周面４０ｃは、コンロッド１６の小端部に対向している。なお、以下の説明において、スカート４０のうち最もクランク側の部位を、スカート４０の「裾」と記して符号４０ｅで示す。ピストン２０は、裾４０ｅを含むスカート４０がシリンダ壁１５に摺接して、側圧（サイドスラスト反力）を受けることでピストン２０の首振り挙動を抑制している。

ピストン２０の頂部３０の外周面３０ａには、シリンダ壁１５と摺接するためにピストンリングとして、トップリング７２及びセカンドリング７４と、オイルリング７６が装着されている。なお、ピストン２０の「頂部」とは、頂面２２を含むピストン軸方向ヘッド側の部分である。内燃機関１０は、シリンダボア１４内に形成される混合気を圧縮するためのコンプレッションリング（圧縮リング）として、トップリング７２とセカンドリング７４を備えており、シリンダボア１４内の気密を確保している。加えて、内燃機関１０は、シリンダ壁１５から潤滑油を掻き落とし、シリンダ壁１５に付着する潤滑油を適正に保つために、オイルリング７６を備えている。

オイルリング７６は、頂部３０の外周面３０ａに形成された複数のリング溝のうち最もクランク側にあるオイルリング溝３６に装着されている。オイルリング７６は、シリンダ壁１５に摺接して、シリンダ壁１５に付着している余分な潤滑油を掻き落とし、その一部をオイルリング溝３６内に取り込む機能を有している。これに対し、トップリング７２及びセカンドリング７４は、シリンダボア１４内の気密を確保する機能を有している。オイルリング溝３６を含むリング溝の詳細については、後述する。

また、シリンダブロック１２のうち、シリンダボア１４のクランク側の開口縁部１２ｅには、ピストン２０の内側に潤滑油を供給するオイルジェット１００が設けられている。オイルジェット１００は、オイル通路１０４から潤滑油の供給を受けており、ノズル部１０２の先端１０２ａからピストン２０の天井面２６に向けて潤滑油を噴射する。オイルジェット１００から噴射された潤滑油により、ピストン２０の頂部３０は、その天井面２６から冷却されることとなる。

以上のように、ピストン２０は、ピンボスリブ６５を含むピンボス６０とスカート４０が、頂面２２を含む頂部３０の天井面２６からピストン軸方向に突出して設けられており、有底の円筒状をなしている。ピストン２０の「外周面」とは、ピストン２０のうちシリンダ壁１５に対向する面を意味している。これに対して、ピストン２０の「内周面」とは、外周面の裏側にある面であり、ピストン２０のうち中心軸Ｃ側に向いている面を意味している。本実施例において、ピストン２０の「内周面」には、頂部３０の内周面３０ｃと、スカート４０の内周面４０ｃが含まれている。なお、「ピストン内側」とは、頂部３０の内周面３０ｃ及びスカート４０の内周面４０ｃよりピストン中心軸Ｃ側にある空間を意味している。

次に、本実施例に係るピストンのオイルリング溝周辺の構成について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、ピストンのオイルリング溝周辺の構成を示す断面図である。図３は、ピストンをスカートの裾側から見た底面図である。なお、図２は、図３のＡ−Ａ線による断面図となっている。

図２に示すように、ピストン２０の頂部３０の外周面３０ａには、トップリング７２、セカンドリング７４、及びオイルリング７６が装着可能に、それぞれトップリング溝３２、セカンドリング溝３４、及びオイルリング溝３６が形成されている。ピストン２０の頂部３０の外周面３０ａにおいて、頂面２２からスカート４０の裾４０ｅ側（以下、スカート裾側と記す）にかけて、トップリング溝３２、セカンドリング溝３４、オイルリング溝３６の順序で配設されている。すなわち、オイルリング溝３６は、複数あるリング溝３２，３４，３６のうち最もスカート裾４０ｅ側に設けられている。オイルリング７６がシリンダ壁１５から掻き落とす潤滑油の一部は、オイルリング溝３６内に取り込まれることとなる。

オイルリング溝３６は、図３に示すように、ピストン頂部３０の外周面３０ａの全周に亘って形成されている。オイルリング７６のピストン径方向Ｒの溝幅は、全周に亘って略均一なものとなっている。これに対して頂部３０の内周面３０ｃは、ピンボス６０に近づくに従って、頂部３０の外周面３０ａとの間隔（径方向の距離）が長くなるよう設定されている。

また、ピストン２０には、図２に示すように、オイルリング溝３６内の潤滑油をピストン内側に排出すため、オイルリング溝３６内とピストン内側を連通させる連通孔であるオイル排出孔８０が設けられている。オイル排出孔８０の一方の開口８０ａは、オイルリング溝３６の溝底３６ａに設定されており、以下、この開口を「溝側開口」と記す。なお、「溝底」とは、オイルリング溝３６の形状を規定する壁面のうち最もピストン中心軸Ｃ側にあり、シリンダ壁１５と対向している壁面を意味している。これに対し、オイル排出孔８０の他方の開口８０ｃは、頂部３０の内周面３０ｃに設定されており、以下、「ピストン内側開口」と記す。

なお、オイル排出孔８０の溝側開口８０ａは、溝底３６ａのみに設定されるものに限定されるものではない。オイルリング溝３６内に設定されれば良く、例えば、オイルリング溝３６の溝底３６ａと隣接する側面に、溝側開口８０ａの一部が設定されているものとしても良い。

オイル排出孔８０は、図３に示すように、オイルリング溝３６のピストン２０の片側に複数箇所（図３においては４箇所）設けられている。オイル排出孔８０は、オイルリング溝３６の溝底３６ａに対して直交して延びている、すなわち、溝底３６ａからピストン２０の中心軸Ｃに向けてピストン径方向Ｒに延びている。オイル排出孔８０の長さは、ピンボス６０に近づくに従って長いものとなっている。

オイル排出孔８０は、ピストン２０の往復運動により、オイルリング７６がシリンダ壁１５から掻き落としてオイルリング溝３６内に取り込んだ潤滑油を、溝側開口８０ａからピストン径方向Ｒ内側に導き、ピストン内側開口８０ｃからピストン内側すなわちクランクケースに排出することが可能となっている。

このようなピストン２０は、シリンダボア１４内を高速で移動するため、内燃機関１０の吸気行程や膨張行程など、ピストン２０がクランク側に移動している時（以下、ピストン下降時と記す）、ピストン２０の内側において、スカート裾４０ｅ側から、頂面２２側すなわち頂部３０の天井面２６に向かう気流が生じる。このような気流が生じると、オイル排出孔８０のピストン内側開口８０ｃが気流の影響を受けて塞がれて、オイル排出孔８０からの潤滑油の排出性が悪化することがある。

また、本実施例のように、内燃機関１０が、シリンダボア１４のクランク側からピストン２０の天井面２６に向けて潤滑油を噴射するオイルジェット１００を備えている場合、オイルジェット１００から噴射された潤滑油がオイル排出孔８０のピストン内側開口８０ｃを塞いでしまい、オイル排出孔８０からの潤滑油の排出性が悪化することもある。

そこで、本実施例に係るピストンでは、スカートの裾側から頂面側に向けて流れる気流やオイル流により、オイル排出孔のピストン内側開口が塞がれてしまうことを防止するために、当該ピストン内側開口より裾側には、ピストンの内周面からピストン径方向Ｒ内側に突出する突出壁が設けられており、以下に図２及び図３を用いて説明する。

図２に示すように、突出壁９０は、ピストン２０のうちオイル排出孔８０のピストン内側開口８０ｃより裾４０ｅ側に設けられており、ピストン内側開口８０ｃに略隣接して設けられている。突出壁９０は、ピストン２０の頂部３０の内周面３０ｃから、ピストン径方向Ｒ内側すなわち中心軸Ｃ側に突出している。

突出壁９０のうちスカート裾４０ｅ側の壁面９２は、スカート４０の内周面４０ｃと頂部３０の内周面３０ｃとを接続する接続面３９と滑らかに連続している。接続面３９及び突出壁９０のスカート裾４０ｅ側の壁面９２は、ピストン径方向Ｒ内側に向かうに従って、頂面２２とのピストン軸方向距離が小さくなるよう構成されている。一方、突出壁９０のうちヘッド側、すなわちピストン２０の頂面２２側の壁面９４は、オイル排出孔８０と同様に、ピストン径方向Ｒに延びている。

また、突出壁９０は、図３に示すように、ピストン周方向Ｇに湾曲する円弧状に延設されている。突出壁９０の両端９０ｅは、ピンボス６０に接続されている。すなわち、突出壁９０は、互いに対向して設けられている２つのピンボス６０の間に、ピストン周方向Ｇに沿って延設されている。突出壁９０のピストン径方向Ｒ内側の端９３は、ピンボス６０のピンボスリブ６５に接続されている。突出壁９０は、２つのピンボス６０を接続する、ピストン周方向Ｇのリブ（補強用部材）としても機能することが可能となっている。

このように構成されたピストン２０がシリンダボア１４内をクランク側に移動している時（ピストン下降時）、ピストン２０の内側には、図２に示すように、スカート裾４０ｅ側から天井面２６に向けて流れる気流やオイル流が形成される。この気流（又はオイル流）は、矢印Ｆで流動経路を示すように、突出壁９０に衝突し、流動方向を変えて、スカート裾４０ｅ側の壁面９２に沿ってピストン中心軸Ｃ側に向けて流れる。このように、突出壁９０は、スカート裾４０ｅ側からの気流をピストン径方向Ｒ内側に偏向させる。

そして、突出壁９０のスカート裾４０ｅ側の壁面９２に沿って流れた気流又はオイル流は、突出壁９０の径方向内側の端９３で剥離して、ピストン軸方向に沿って天井面２６に向かう。突出壁９０より天井面２６側の空間、すなわちオイル排出孔８０のピストン内側開口８０ｃの近傍の空間は、スカート裾４０ｅ側からの気流やオイルジェット１００からのオイル流を直接受けることがなく、気流及びオイル流の影響を受けにくいものとなり、ピストン下降時において周囲に比べて圧力の低い領域となる。オイルリング７６によりシリンダ壁１５から掻き落とされオイルリング溝３６内に取り込まれた潤滑油は、溝底３６ａからオイル排出孔８０に流れて、ピストン内側開口８０ｃからクランクケースに良好に排出される。

これにより、オイルリング７６はシリンダ壁１５から良好に潤滑油を掻き落とし、オイルリング溝３６内に取り込むことができる。この結果、シリンダ壁１５に付着する潤滑油の量を適正なものとすることができ、オイル排出孔８０からのオイル排出性の悪化による内燃機関１０のオイル消費量の増大を抑制することができる。

以上に説明したように本実施例に係るピストン２０は、オイルリング溝３６内に連通する連通孔であるオイル排出孔８０のピストン内側開口８０ｃよりスカート裾４０ｅ側には、内周面（３０ｃ，４０ｃ）からピストン中心軸Ｃ側に突出する突出壁９０が設けられているものとしたので、ピストン下降時において生じるスカート裾４０ｅ側から天井面２６に向かう気流又はオイル流により、オイル排出孔８０のピストン内側開口８０ｃが塞がれてしまうことを抑制することができる。これにより、オイルリング７６がシリンダ壁１５から掻き落とし、オイルリング溝３６内に取り込んだ潤滑油を、オイル排出孔８０からピストン内側に良好に排出することができる。

また、本実施例に係るピストン２０において、突出壁９０は、互いに対向して設けられている２つのピンボス６０の間に、ピストン周方向Ｇに沿って延設されているものとした。つまり、コンロッド１６及びピストンピン１８が装着されて上述のような気流又はオイル流が形成されないピンボス６０のピストン径方向Ｒ内側の部位を除いて、前記突出壁９０を設けるものとした。これにより。スカート裾４０ｅ側からの気流又はオイル流により、ピストン内側開口８０ｃが塞がれるオイル排出孔８０に対応して、突出壁９０を設けることができ、オイル排出孔８０のピストン内側開口８０ｃからのオイル排出性を良好なものとすることができる。

また、本実施例に係るピストン２０において、突出壁９０のピストン周方向Ｇの両端９０ｅは、ピンボス６０に接続されているものとしたので、オイル排出孔８０からのオイル排出性を良好なものとしつつ、突出壁９０を、ピストン２０を補強するリブとしても機能させることができる。

また、本実施例に係るピストン２０において、突出壁９０の頂面２２側の壁面９４がピストン径方向Ｒに沿って延びているものとしたので、スカート４０の裾４０ｅ側から、突出壁９０のスカート裾側壁面９２に沿って流れてきた気流又はオイル流を、突出壁９０のピストン径方向Ｒ内側の端９３で良好に剥離させることができる。これにより、突出壁９０の頂面側壁面より頂面２２側、すなわちオイル排出孔８０のピストン内側開口８０ｃの近傍に、気流又はオイル流が剥離して、周囲に比べて圧力の低い領域を形成することが可能となる。これにより、オイル排出孔８０のピストン内側開口８０ｃからのオイル排出性をより良好なものすることができる。

本実施例に係るピストンの構成について、図４及び図５を用いて説明する。図４は、ピストンのオイルリング溝周辺の構成を示す断面図である。図５は、ピストンをスカートの裾側から見た底面図である。なお、図４は、図５のＢ−Ｂ線による断面図となっている。本実施例に係るピストンは、オイル排出孔のピストン内側開口に対応して、突出壁のピストン頂面側とスカート裾側とを連通させるバイパス孔を備えている点で、実施例１と異なり、以下に詳細を説明する。なお、実施例１に共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図４に示すように、本実施例に係るピストン２０Ｂにおいて、突出壁９０には、ピストン軸方向に沿って延びる貫通孔であるバイパス孔９６が設けられている。バイパス孔９６の一方の開口９７は、突出壁９０のスカート裾４０ｅ側の壁面９２に設定されており、以下、この開口９７を「スカート裾側開口」と記す。一方、バイパス孔９６の他方の開口９８は、突出壁９０のうちピストン２０Ｂの頂面２２側の壁面９４に設定されており、以下、この開口を「頂面側開口」と記す。バイパス孔９６は、略円柱状の貫通孔であり、バイパス孔９６は、ピストン２０Ｂの中心軸Ｃに沿う方向、すなわちピストン軸方向に延びている。つまり、バイパス孔９６は、オイル排出孔８０が延びる方向（ピストン径方向）に対して、略直交して延びている。

また、図４及び図５に示すように、バイパス孔９６は、オイル排出孔８０に対応して設けられている。詳細には、バイパス孔９６の頂面側開口９８は、オイル排出孔８０のピストン内側開口８０ｃのピストン中心軸Ｃ側（ピストン径方向内側）に設定されている。つまり、バイパス孔９６の頂面側開口９８は、オイル排出孔８０のピストン内側開口８０ｃと略直交して設けられている。

このように構成されたバイパス孔９６は、スカート裾４０ｅ側から突出壁９０に衝突して、ピストン中心軸Ｃ側に流れる気流の一部を、スカート裾側開口９７から取り込み、頂面側開口９８に導くことが可能となっている。つまり、バイパス孔９６は、ピストン下降時において、突出壁９０に衝突する気流の一部を、突出壁９０よりスカート裾４０ｅ側の空間から突出壁９０より頂面２２側の空間にバイパスさせることが可能となっている。

以上のように構成されたピストン２０Ｂは、その下降時において、ピストン内側をスカート裾４０ｅ側から天井面２６に向けて流れる気流のうち、一部をスカート裾側開口９７から取り込むことで分流して、図に矢印Ｅで示すように、頂面側開口９８からピストン軸方向に沿って天井面２６に向かう気流を形成することができる。これにより、ピストン２０Ｂのバイパス孔９６は、突出壁９０より頂面２２側に、周囲に比べて流速が速く、圧力が低い領域（以下、負圧領域と記す）を形成することができる。このようにして、ピストン２０Ｂの下降時においては、オイル排出孔８０のピストン内側開口８０ｃのピストン径方向Ｒ内側に、負圧領域が形成される。

このようにオイル排出孔８０のピストン内側開口８０ｃの近傍に負圧領域を形成することで、オイルリング７６がシリンダ壁１５から掻き落としてオイルリング溝３６内に取り込んだ潤滑油を、ピストン下降時に、ピストン内側開口８０ｃのピストン径方向Ｒ内側に形成された負圧領域により吸引して、オイル排出孔８０からピストン内側に排出することができる。排出された潤滑油は、気流と共に頂部３０の内周面３０ｃに沿って流れ、その後クランクケースに流れ落ちる。

以上に説明したように本実施例に係るピストン２０Ｂは、オイル排出孔８０のピストン内側開口８０ｃに対応して設けられ、突出壁９０のピストン頂面２２側とスカート裾４０ｅ側とを連通させるバイパス孔９６を備えるものとしたので、ピストン下降時に、ピストン２０の内側をスカート裾４０ｅ側からピストン頂面２２側に天井面２６に向けて流れる気流のうち、一部をスカート裾側開口９７から取り込み、頂面側開口９８から天井面２６に向かう流れを形成することができる。これにより、オイル排出孔８０のピストン内側開口８０ｃのピストン径方向Ｒ内側に周囲に比べて流速が速く圧力の低い負圧領域を形成することができ、オイル排出孔８０から潤滑油を吸引してピストン内側に良好に排出することができる。

また、本実施例に係るピストン２０において、オイル排出孔８０とバイパス孔９６は、略直交して延びているものとしたので、ピストン下降時において、ピストン内側開口８０ｃの近傍に、オイル排出孔８０が延びる方向と略直交した方向の気流を、バイパス孔９６の頂面側開口９８から形成することができる。バイパス孔９６からの気流により、オイル排出孔８０から良好に潤滑油を吸引して排出することができる。

また、本実施例に係るピストン２０において、オイル排出孔８０は、ピストン径方向Ｒに沿って延設されており、バイパス孔９６は、ピストン軸方向すなわち中心軸Ｃに沿って延設されているものとした。ピストン下降時において、バイパス孔９６は、スカート裾４０ｅ側からピストン軸方向に流れる気流をスカート裾側開口９７から良好に取り込んで、オイル排出孔８０が延びる方向と直交する方向の気流を、頂面側開口９８から良好に形成することができる。ピストン下降時においてピストン内側に生じるピストン軸方向の気流を極力活用して、オイル排出孔８０から潤滑油を吸引して排出することができる。

なお、上述した各実施例において、突出壁９０は、互いに対向するピンボス６０の間に、ピストン周方向Ｇに沿って延設されており、その両端９０ｅがピンボス６０に接続されているものとしたが、突出壁の態様は、これに限定されるものではない。オイル排出孔のピストン内側開口よりスカート裾側において、ピストンの内周面からピストン径方向Ｒ内側に突出していれば良く、オイル排出孔が形成されている部位のみに対応させて突出壁を設けることも好適である。

また、上述した各実施例において、オイル排出孔８０は、ピストン径方向Ｒに沿って延設されており、バイパス孔９６は、ピストン軸方向に沿って延設されているものとしたが、オイル排出孔８０及びバイパス孔９６が延設される方向は、この態様に限定されるものではない。オイル排出孔のピストン内側開口よりスカート裾側にバイパス孔の頂面側開口が設定されていれば良く、例えば、ピストン径方向Ｒ内側に向かうに従ってピストン軸方向をスカート裾側に延びるようにオイル排出孔を設定すると共に、これに直交するようバイパス孔が延びる方向を設定することも好適である。このように構成した場合、ピストンがヘッド側に移動している時（ピストン上昇時）においても、オイル排出孔からのオイル排出性を良好なものとすることができる。

以上のように、本発明に係るピストンは、内燃機関に有用であり、特に、自動車に原動機として搭載される内燃機関に適している。

実施例１に係る内燃機関におけるピストン周辺の構成を示す断面図である。 実施例１に係るピストンのオイルリング溝周辺の構成を示す断面図である。 実施例１に係るピストンをスカートの裾側から見た底面図である。 実施例２に係るピストンのオイルリング溝周辺の構成を示す断面図である。 実施例２に係るピストンをスカートの裾側から見た底面図である。

符号の説明

１０ 内燃機関
１２ シリンダブロック
１５ シリンダ壁
１６ コンロッド
１８ ピストンピン
２０，２０Ｂ ピストン
２２ 頂面（ピストン頂面）
２６ 天井面
３０ 頂部（ピストン頂部）
３０ａ 頂部の外周面
３０ｃ 頂部の内周面
３２ トップリング溝（リング溝）
３４ セカンドリング溝（リング溝）
３６ オイルリング溝（リング溝）
３６ａ 溝底
４０ スカート
４０ａ スカートの外周面
４０ｃ スカートの内周面
６０ ピストンピンボス（ピンボス）
７２ トップリング（コンプレッションリング）
７４ セカンドリング（コンプレッションリング）
７６ オイルリング
８０ オイル排出孔（連通孔）
８０ａ オイル排出孔の溝側開口
８０ｃ オイル排出孔のピストン内側開口
９０ 突出壁
９２ スカート裾側の壁面
９３ ピストン径方向内側の端
９４ 頂面側の壁面
９６ バイパス孔
９７ バイパス孔のスカート裾側開口
９８ バイパス孔の頂面側開口
１００ オイルジェット

Claims (6)

1. 内燃機関に用いられ、頂面とスカートを有して筒状をなしており、オイルリングが装着されるオイルリング溝が外周面に形成され、当該オイルリング溝内とピストン内側とを連通させる連通孔が設けられているピストンであって、
   連通孔のピストン内側開口よりスカート裾側には、内周面からピストン径方向内側に突出する突出壁が設けられ、
   突出壁のうちスカート裾側の壁面は、スカートの内周面と頂部の内周面とを接続する接続面と滑らかに連続しており、ピストン径方向内側に向かうに従って、頂面とのピストン軸方向距離が小さくなるよう構成されており、
   連通孔のピストン内側開口に対応して、突出壁のピストン頂面側とスカート裾側とを連通させるバイパス孔が設けられていることを特徴とするピストン。
2. 請求項１に記載のピストンにおいて、
   突出壁は、互いに対向して設けられている２つのピンボスの間に、ピストン周方向に沿って延設されていることを特徴とするピストン。
3. 請求項１又は２に記載のピストンにおいて、
   突出壁のピストン周方向の両端は、ピンボスに接続されていることを特徴とするピストン。
4. 請求項１に記載のピストンにおいて、
   連通孔とバイパス孔は、略直交するように延びていることを特徴とするピストン。
5. 請求項４に記載のピストンにおいて、
   連通孔は、ピストン径方向に沿って延設されており、
   バイパス孔は、ピストン軸方向に沿って延設されていることを特徴とするピストン。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のピストンであって、
   ピストンの外周面には、ピストンリングが装着される複数のリング溝が形成されており、
   オイルリング溝は、複数あるリング溝のうち最もスカート裾側に設けられていることを特徴とするピストン。

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