JP5176791B2 - Piston structure and oil jet system - Google Patents

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Description

この発明は、ピストン構造及びオイルジェットシステムに関する。   The present invention relates to a piston structure and an oil jet system.

オイルジェットから噴射されたオイルを流すクーリングチャネルの形成されたピストンが知られている。たとえば特許文献1では、入口通路の上方に案内壁を設け、クーリングチャネルにオイルが円滑に流れ込むようにしている。また入口開口周縁にオイルが逆流することを防止する段部を設けている。
特開2005−90448号公報
2. Description of the Related Art A piston having a cooling channel through which oil jetted from an oil jet flows is known. For example, in Patent Document 1, a guide wall is provided above the inlet passage so that oil flows smoothly into the cooling channel. Further, a step portion for preventing the oil from flowing backward is provided at the periphery of the inlet opening.
JP 2005-90448 A

しかしながら、前述した従来のピストン構造では、オイルの入口通路近辺に設けられた案内壁や段部によってクーリングチャネルの流路断面積を縮小してしまう。そのためオイルの流入が阻害されてしまってオイルの供給量が少なくなっていた。   However, in the conventional piston structure described above, the flow passage cross-sectional area of the cooling channel is reduced by a guide wall or step provided near the oil inlet passage. For this reason, the inflow of oil was hindered, and the amount of oil supplied was reduced.

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、オイルの流入が阻害されることなく、またオイルが逆流して流出することを防止可能なピストン構造及びオイルジェットシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and a piston structure and an oil jet system that are capable of preventing the oil from flowing back and flowing without being inhibited. The purpose is to provide.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、オイルジェットから噴射されたオイルが流れ込み、オイル流れ方向に延設される入口流路(11)と、前記入口流路(11)に連続してピストン冠面裏に形成され、縦断面で見たときに入口流路(11)に近づくにつれて流路幅を拡大するスロープ(121)と、そのスロープ(121)に連続してスロープ(121)に沿って逆流したオイルの流れ方向を変更する逆流防止壁部(122)と、を含む冠面裏流路(12)と、を有することを特徴とする。 The present invention includes an inlet channel (11) extending in the oil flow direction, in which oil injected from an oil jet flows, and a back surface of a piston crown formed continuously to the inlet channel (11). inlet passage when viewed in the plane (11) and the slope surface to expand the channel width (121) closer to, the backflow oil along the slope surface continuous to the slope surface (121) (121) It has a backflow prevention wall part (122) which changes a flow direction, and a coronal back surface flow path (12) containing it, It is characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、冠面裏流路には、入口流路に近づくにつれて流路幅を拡大するスロープ部と、そのスロープ部に連続する逆流防止壁部と、が形成されている。したがってスロープ部に沿って逆流したオイルが逆流防止壁部に衝突して流れ方向が変わるので、逆流オイルがあっても入口流路から流出しにくくなる。   According to the present invention, the crown-side back channel is formed with the slope portion that expands the channel width as it approaches the inlet channel, and the backflow prevention wall portion that continues to the slope portion. Therefore, the oil that has flowed back along the slope portion collides with the backflow prevention wall portion and changes the flow direction, so that it is difficult for oil to flow out of the inlet channel even if there is backflow oil.

以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明によるピストン構造の第1実施形態を示す図であり、図1(A)は図1(C)のA−A断面図、図1(B)は図1(A)のB−B断面図、図1(C)は正面図、図1(D)は図1(C)の縦断面図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a piston structure according to the present invention. FIG. 1 (A) is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 1 (C), and FIG. -B sectional drawing, FIG.1 (C) is a front view, FIG.1 (D) is a longitudinal cross-sectional view of FIG.1 (C).

ピストン10は、入口流路11と、冠面裏流路12と、出口流路13と、を含む。   The piston 10 includes an inlet channel 11, a crown surface back channel 12, and an outlet channel 13.

入口流路11は、オイルジェットから噴射されたオイルが流れ込む。入口流路11は、オイル流れ方向に延設される。本実施形態ではピストン10の下から上に縦貫するように形成される。   The oil injected from the oil jet flows into the inlet channel 11. The inlet channel 11 extends in the oil flow direction. In this embodiment, the piston 10 is formed so as to pass through from the bottom to the top.

冠面裏流路12は、入口流路11に連続して形成される。冠面裏流路12は、ピストン冠面10aの裏に形成される。冠面裏流路12は、ピストン10の外周に沿って形成される。図1(B)に示されているように、冠面裏流路12は、スロープ部121と、逆流防止壁部122と、を含む。   The coronal back channel 12 is formed continuously with the inlet channel 11. The crown surface back channel 12 is formed behind the piston crown surface 10a. The coronal back channel 12 is formed along the outer periphery of the piston 10. As shown in FIG. 1B, the coronal back surface flow path 12 includes a slope portion 121 and a backflow prevention wall portion 122.

スロープ部121は、縦断面(図1(B))で見たときに入口流路11に近づくにつれて流路幅を拡大する傾斜面である。   The slope portion 121 is an inclined surface that increases the width of the channel as it approaches the inlet channel 11 when viewed in a vertical cross section (FIG. 1B).

逆流防止壁部122は、スロープ部121に連続する。逆流防止壁部122は、スロープ端121aと入口流路端11aとを結ぶ傾斜壁面である。逆流防止壁部122は、入口流路端11aに近づくにつれて流路幅を縮小するように立ち上がる。   The backflow prevention wall portion 122 is continuous with the slope portion 121. The backflow prevention wall 122 is an inclined wall surface connecting the slope end 121a and the inlet flow path end 11a. The backflow prevention wall 122 rises so as to reduce the channel width as it approaches the inlet channel end 11a.

出口流路13は、冠面裏流路12に連続して形成される。出口流路13は、冠面裏流路12を流れたオイルが流れ出る。   The outlet channel 13 is formed continuously with the crown surface back channel 12. The oil that flows through the coronal back channel 12 flows out from the outlet channel 13.

図2は第1実施形態のピストン構造の作用を説明する図であり、図2(A)はオイルジェットから噴射されたオイルの主要な流れを示し、図2(B)は比較形態におけるオイルの流れを示し、図2(C)は本実施形態におけるオイルの流れを示す。   FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the piston structure of the first embodiment. FIG. 2 (A) shows the main flow of oil injected from the oil jet, and FIG. 2 (B) shows the oil flow in the comparative embodiment. FIG. 2C shows the flow of oil in this embodiment.

図2(A)の矢印に示すように、オイルジェット20から噴射されたオイルは、入口流路11を介して冠面裏流路12に流れ込み、出口流路13から流れ出る。   As shown by the arrow in FIG. 2A, the oil jetted from the oil jet 20 flows into the crown surface back channel 12 via the inlet channel 11 and flows out from the outlet channel 13.

このとき図2(B)のように冠面裏流路12が平滑形状である場合は、細矢印のように入口流路11から冠面裏流路12にオイルが流れ込む。そしてたとえばピストン上昇時に慣性力の影響によって太矢印のように逆流して再び入口流路11から流れ出てしまっていた。このため冠面裏流路12を流れるオイルの量が少なくなる。   At this time, when the coronal back channel 12 has a smooth shape as shown in FIG. 2B, oil flows from the inlet channel 11 into the coronal back channel 12 as indicated by thin arrows. For example, when the piston is lifted, it flows backward from the inlet flow path 11 as shown by a thick arrow due to the influence of inertial force. For this reason, the amount of oil flowing through the crown surface back channel 12 is reduced.

これに対して本実施形態では、冠面裏流路12は、スロープ部121と逆流防止壁部122とを含むように形成されている。このため、細矢印のように冠面裏流路12に流れ込んだオイルが逆流すると、太矢印のようにスロープ部121に沿って流れる。そして逆流防止壁部122は、スロープ端121aと入口流路端11aとを結ぶ傾斜壁面であり、入口流路端11aに近づくにつれて流路幅を縮小するように立ち上がる。このためスロープ部121に沿って逆流したオイルは、逆流防止壁部122に衝突して流れ方向が変わる。したがって逆流オイルがあっても、入口流路11から流れ出にくくなる。   On the other hand, in this embodiment, the coronal back surface flow path 12 is formed so as to include a slope portion 121 and a backflow prevention wall portion 122. For this reason, when the oil flowing into the coronal back channel 12 as shown by a thin arrow flows backward, it flows along the slope portion 121 as shown by a thick arrow. The backflow prevention wall 122 is an inclined wall surface connecting the slope end 121a and the inlet channel end 11a, and rises so as to reduce the channel width as it approaches the inlet channel end 11a. For this reason, the oil that has flowed back along the slope portion 121 collides with the backflow prevention wall portion 122 and changes its flow direction. Therefore, even if there is backflow oil, it is difficult for the oil to flow out of the inlet channel 11.

図3は、入口流路を流れるオイルの流入流出量を示した図である。横軸のクランクアングル360deg及び720degが上死点(TDC)であり、クランクアングル540degが下死点(BDC)である。縦軸はオイルの流入流出量を示し、ゼロを境として上ほど流入量が多く、下ほど流出量が多い。なおオイルジェットは、クランクアングルにかかわらず一定量のオイルを噴出する。   FIG. 3 is a view showing the inflow / outflow amount of oil flowing through the inlet channel. The crank angles 360 deg and 720 deg on the horizontal axis are the top dead center (TDC), and the crank angle 540 deg is the bottom dead center (BDC). The vertical axis shows the inflow and outflow of oil, with the amount of inflow increasing from the top to zero and the amount of outflow decreasing from the bottom. The oil jet ejects a certain amount of oil regardless of the crank angle.

ピストンがTDCからBDCに下降するときは、ピストンの移動方向とオイルの噴き出し方向とが逆なので入口流路からオイルが入りやすい。   When the piston descends from TDC to BDC, the direction of movement of the piston and the direction of oil ejection are opposite, so that oil tends to enter from the inlet channel.

またピストンがBDCからTDCに上昇するときは、ピストンの移動方向とオイルの噴き出し方向とが一致するので入口流路からオイルが入りにくいうえ、慣性力の影響でオイルが逆流して入口流路11から流れ出やすくなる。図3を見ると特にクランクアングル600deg付近で多くのオイルが流出していることが分かる。   Also, when the piston rises from BDC to TDC, the direction of movement of the piston and the direction of oil ejection coincide with each other, so that it is difficult for oil to enter from the inlet flow path, and the oil flows backward due to the inertial force and the inlet flow path 11 It becomes easy to flow out from. It can be seen from FIG. 3 that a large amount of oil has flowed out particularly near the crank angle of 600 deg.

これに対してスロープ部121と逆流防止壁部122とを含む本実施形態の冠面裏流路12によれば、図3の斜線領域分だけ入口流路11から流れ出る逆流オイルを低減できたのである。したがって良好なピストンの冷却性能を得ることができ、ひいては耐ノック性を向上できるのである。   On the other hand, according to the crown surface back flow path 12 of the present embodiment including the slope portion 121 and the backflow prevention wall portion 122, the backflow oil flowing out from the inlet flow path 11 can be reduced by the hatched area in FIG. is there. Therefore, good piston cooling performance can be obtained, and as a result, knock resistance can be improved.

また本実施形態によれば、冠面裏流路12の下側(入口流路側)にスロープ部121及び逆流防止壁部122を形成した。このようにすれば、冠面裏流路12からピストン冠面10aまでの肉厚を減らすことがなく、十分な肉厚を確保することができる。冠面肉厚には強度等の性能を確保するために最低限確保すべき下限肉厚が規定されている。その下限肉厚が確保できなければ、下限肉厚を確保するために冠面裏流路12を全体的に下げるなどの対策が必要となる。冠面裏流路12を全体的に下げては冠面からの距離が離れるので冷却効果が落ちてしまう。しかしながら本実施形態の構造によれば、そのような対策が不要であり良好なピストン冷却性能を得ることができるのである。   Moreover, according to this embodiment, the slope part 121 and the backflow prevention wall part 122 were formed in the lower side (inlet flow path side) of the crown surface back flow path 12. In this way, a sufficient thickness can be ensured without reducing the thickness from the crown surface back flow path 12 to the piston crown surface 10a. In the crown wall thickness, a lower limit wall thickness that should be secured at least in order to secure performance such as strength is defined. If the lower limit thickness cannot be ensured, measures such as lowering the coronal back channel 12 as a whole are required to ensure the lower limit thickness. If the crown back channel 12 is lowered as a whole, the distance from the crown surface is increased and the cooling effect is reduced. However, according to the structure of the present embodiment, such a countermeasure is unnecessary, and good piston cooling performance can be obtained.

(第2実施形態)
図4は本発明によるピストン構造の第2実施形態を示す図であり、図4(A)はこの第2実施形態の構造を拡大して示す断面図であり、図4(B)はこの第2実施形態の作用を説明する図である。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a view showing a second embodiment of the piston structure according to the present invention. FIG. 4A is an enlarged sectional view showing the structure of the second embodiment, and FIG. It is a figure explaining the effect | action of 2 embodiment.

本実施形態の逆流防止壁部122は、図4(A)に示すように冠面裏流路12の上側に凸の湾曲部123を介して入口流路端11aに接続される。逆流防止壁部122は、湾曲部123に近づくにつれて流路幅を縮小するように立ち上がる。   As shown in FIG. 4A, the backflow prevention wall portion 122 of the present embodiment is connected to the inlet flow channel end 11a via a curved portion 123 that protrudes upward from the coronal back channel 12. The backflow prevention wall portion 122 rises so as to reduce the flow path width as it approaches the curved portion 123.

このような構造であっても逆流オイルは、図4(B)に示すように太矢印のようにスロープ部121に沿って流れ、逆流防止壁部122によって流れ方向が変更される。したがって逆流オイルは入口流路11から流れ出にくくなる。   Even in such a structure, the backflow oil flows along the slope portion 121 as shown by a thick arrow as shown in FIG. 4B, and the flow direction is changed by the backflow prevention wall portion 122. Therefore, the backflow oil is difficult to flow out from the inlet flow path 11.

また本実施形態では、入口流路端11aに連続する湾曲部123が形成されているので、細矢印のように入口流路11から流れ込んだオイルは、湾曲部123に沿って剥離せずに冠面裏流路12にスムーズに流れ込むようになる。   Further, in the present embodiment, the curved portion 123 that is continuous with the inlet flow path end 11a is formed, so that the oil that has flowed from the inlet flow channel 11 as indicated by a thin arrow does not peel along the curved portion 123 and is crowned. It flows smoothly into the back surface flow path 12.

(第3実施形態)
図5は本発明によるピストン構造の第3実施形態を示す図であり、図5(A)はこの第3実施形態の構造を拡大して示す断面図であり、図5(B)はこの第3実施形態の作用を説明する図である。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a view showing a third embodiment of the piston structure according to the present invention, FIG. 5 (A) is an enlarged sectional view showing the structure of the third embodiment, and FIG. It is a figure explaining the effect | action of 3 embodiment.

本実施形態の逆流防止壁部122は、図5(A)に示すように冠面裏流路12の上側に凸の湾曲部123を介して入口流路端11aに接続される。湾曲部端123aは、縦断面で見たときにスロープ端121aよりも冠面裏流路オイル流れ方向側に突出する。   As shown in FIG. 5 (A), the backflow prevention wall portion 122 of the present embodiment is connected to the inlet flow channel end 11a via a curved portion 123 that protrudes upward from the coronal back channel 12. The curved portion end 123a protrudes more to the crown surface back flow passage oil flow direction side than the slope end 121a when viewed in a longitudinal section.

このように構成したので逆流オイルは、図5(B)に示すように太矢印のようにスロープ部121に沿って流れ、逆流防止壁部122によって流れ方向が変更される。そして特に湾曲部端123aがスロープ端121aよりも冠面裏流路オイル流れ方向側に突出することで、逆流防止壁部122が逆スラント形になっているので、逆流オイルが入口流路11から一層流れ出にくくなるのである。   Since it comprised in this way, backflow oil flows along the slope part 121 like a thick arrow as shown in FIG.5 (B), and a flow direction is changed by the backflow prevention wall part 122. FIG. And since especially the curved part edge 123a protrudes in the crown surface back flow path oil flow direction side rather than the slope end 121a, the backflow prevention wall part 122 has a reverse slant shape. It becomes even more difficult to flow out.

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。   Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are also included in the technical scope of the present invention.

上記説明においては、冠面裏流路12の下側(入口流路側)にスロープ部121及び逆流防止壁部122を形成する場合を例示して説明したが、図6に示すように冠面裏流路12の上側(入口流路の反対側)にスロープ部121及び逆流防止壁部122を形成してもよい。   In the above description, the case where the slope portion 121 and the backflow prevention wall portion 122 are formed on the lower side (inlet channel side) of the crown surface back channel 12 is described as an example. However, as shown in FIG. The slope part 121 and the backflow prevention wall part 122 may be formed on the upper side of the flow path 12 (opposite the inlet flow path).

このようにしても逆流したオイルは、スロープ部121に沿って流れて逆流防止壁部122に衝突して流れ方向が変わる。したがって逆流オイルがあっても、入口流路11から流れ出にくくなるのである。   Even in this way, the backflowed oil flows along the slope portion 121 and collides with the backflow prevention wall portion 122 to change the flow direction. Therefore, even if there is backflow oil, it is difficult for the oil to flow out from the inlet channel 11.

本発明によるピストン構造の第1実施形態を示す図である。It is a figure which shows 1st Embodiment of the piston structure by this invention. 第1実施形態のピストン構造の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of the piston structure of 1st Embodiment. 入口流路を流れるオイルの流入流出量を示した図である。It is the figure which showed the inflow / outflow amount of the oil which flows through an entrance flow path. 本発明によるピストン構造の第2実施形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the piston structure by this invention. 本発明によるピストン構造の第3実施形態を示す図である。It is a figure which shows 3rd Embodiment of the piston structure by this invention. 本発明によるピストン構造の他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the piston structure by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 ピストン
10a ピストン冠面
11 入口流路
11a 入口流路端
12 冠面裏流路
121 スロープ部
121a スロープ端
122 逆流防止壁部
123 湾曲部
20 オイルジェット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Piston 10a Piston crown surface 11 Inlet flow path 11a Inlet flow path end 12 Crown surface back flow path 121 Slope part 121a Slope end 122 Backflow prevention wall part 123 Curved part 20 Oil jet

Claims (4)

オイルジェットから噴射されたオイルが流れ込み、オイル流れ方向に延設される入口流路と、
前記入口流路に連続してピストン冠面裏に形成され、縦断面で見たときに入口流路に近づくにつれて流路幅を拡大するスロープと、そのスロープに連続してスロープに沿って逆流したオイルの流れ方向を変更する逆流防止壁と、を含む冠面裏流路と、
を有するピストン構造。
Oil injected from the oil jet flows in, and an inlet flow path extending in the oil flow direction;
It is formed on the back piston crown surface continuously in the inlet channel, a slope surface to enlarge the channel width as it approaches the inlet channel when viewed in longitudinal section, along the slope surface continuous to the slope surface a crown surface back channel containing a backflow prevention wall surface for changing the flow direction of regurgitated oil Te,
Piston structure having
前記逆流防止壁は、縦断面で見たときにスロープ端と入口流路端とを結び、入口流路端に近づくにつれて流路幅を縮小するように立ち上がる、
ことを特徴とする請求項1に記載のピストン構造。
It said back-flow preventing wall surface, when viewed in longitudinal section signed a slope end and an inlet flow passage end, rises to reduce the channel width as it approaches the inlet channel end,
The piston structure according to claim 1.
前記逆流防止壁は、縦断面で見たときに湾曲部を介して入口流路端に接続され、湾曲部に近づくにつれて流路幅を縮小するように立ち上がる、
ことを特徴とする請求項1に記載のピストン構造。
Said back-flow preventing wall surface is connected to the inlet channel end through a curved portion when viewed in longitudinal section, it rises to reduce the channel width as it approaches the curved portion,
The piston structure according to claim 1.
前記逆流防止壁は、縦断面で見たときに湾曲部を介して入口流路端に接続され、
前記湾曲部の端は、縦断面で見たときに前記スロープ端よりも冠面裏流路オイル流れ方向側に突出する、
ことを特徴とする請求項1に記載のピストン構造。
It said back-flow preventing wall surface is connected to the inlet channel end through a curved portion when viewed in longitudinal section,
The end of the curved portion protrudes toward the coronal back channel oil flow direction side than the slope end when viewed in a longitudinal section.
The piston structure according to claim 1.
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