JPH04105935U - 内燃機関のピストン冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダボア軸線がクランクシャフト軸線を
含む鉛直面に対して傾斜している内燃機関において、オ
イルジェットから冷却油を噴射してピストンを良好に冷
却すると共にシリンダボアとピストン間の摺動面を良好
に潤滑する。 【構成】 クランクシャフト軸線を含む鉛直面側のシリ
ンダブロック１下端面上にオイルジェット22が固定さ
れ、オイルジェット22のノズル25先端部が鉛直面側のシ
リンダボア下端部内に配置される。ノズル25先端部は円
管を斜めに切除した形状をなす。このノズル口32から噴
射された冷却油の多くの部分Ｆ₁ は鉛直面側のピストン
６頂部裏面上に衝突し、残りの冷却油部分Ｆ₂ は鉛直面
側のシリンダボア内壁面４上に衝突する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は内燃機関のピストン冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

シリンダボア軸線がクランクシャフト軸線を含む鉛直面に対して傾斜しており 、鉛直面側に位置するピストン頂部裏面に向けて冷却油を噴射するオイルジェッ トを具備する内燃機関のピストン冷却装置が公知である（実開昭60−180719号公 報参照）。このピストン冷却装置ではオイルジェットから噴射された冷却油が鉛 直面側のピストン頂部裏面上に衝突し、この衝突した冷却油がピストン頂部裏面 上に沿って拡散される。このとき冷却油は鉛直方向に関して高い方のピストン頂 部裏面部分から低い方のピストン頂部裏面部分に向かって拡散されることになる ので、冷却油の拡散が重力によって促進される。斯くしてピストン頂部裏面全体 に亘って冷却油が十分に拡散され、その結果冷却油によるピストンの冷却作用が 向上せしめられる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、シリンダボア軸線がクランクシャフト軸線を含む鉛直面に対して傾 斜している内燃機関においては、鉛直面側に位置するシリンダボア内周壁面上に 形成された潤滑油膜が重力によって鉛直面と反対側に位置するシリンダボア内周 壁面上に流下しやすく、その結果鉛直面側のシリンダボア内周壁面上の潤滑油膜 の厚みが薄くなる傾向がある。このように鉛直面側のシリンダボア内周壁面上の 潤滑油膜が薄くなると潤滑油によるピストン外周壁面とシリンダボア内周壁面間 の良好な潤滑作用が確保されないという問題が生ずる。上述のようにピストンを 良好に冷却するためにオイルジェットから鉛直面側のピストン頂部裏面に向けて 冷却油を噴射するようにしても、噴射された冷却油はシリンダボア内周壁面上に は行き渡らず、従って上述した鉛直面側のピストンとシリンダボア間の摺動面の 良好な潤滑作用が確保されないという問題を解決することはできない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記問題点を解決するために本考案によればシリンダボア軸線がクランクシャ フト軸線を含む鉛直面に対して傾斜している内燃機関において、鉛直面側に位置 するシリンダボア下端部近傍にオイルジェットを配置し、オイルジェットから鉛 直面側に位置するピストン頂部裏面に向けて多量の冷却油を噴射すると共に鉛直 面側に位置するシリンダボア内壁面に向けて少量の冷却油を噴射するようにして いる。

【０００５】

【作用】

オイルジェットから噴射された多量の冷却油が鉛直面側に位置するピストン頂 部裏面上に衝突し、この衝突した冷却油がピストン頂部裏面上に沿って拡散され る。このとき冷却油の拡散が重力によって促進され、斯くして冷却油がピストン 頂部裏面全体に亘って拡散される。また、オイルジェットから噴射された少量の 冷却油が鉛直面側に位置するシリンダボア内壁面上に衝突し、この衝突した冷却 油がシリンダボア内壁面上に沿って広がる。斯くしてピストン外壁面とシリンダ ボア内壁面間に全周に亘って十分な量の潤滑油膜が形成される。

【０００６】

【実施例】

図２および図３を参照すると、１はシリンダブロック、２はシリンダブロック １内に固定されたシリンダライナ、３はシリンダボア、４はシリンダライナ２の 内周壁面により形成されたシリンダボア内壁面、６はシリンダボア３内で往復動 するピストン、８はシリンダブロック１上に固定されたシリンダヘッド、９はシ リンダヘッド８の内壁面とピストン６の頂面間に形成された燃焼室、10は点火栓 、12はピストンピン、13はコネクティングロッド、14はクランクシャフト、16は オイルパンを夫々示す。図２に示されるようにシリンダボア３の軸線Ｂ−Ｂは、 クランクシャフト14軸線を含む鉛直面Ｐ−Ｐに対してスラント角θだけ傾斜して いる。なお図２および図３に示す実施例では、膨張行程時にピストン６により押 圧されるスラスト側のシリンダボア内壁面部分４ａがシリンダボア軸線Ｂ−Ｂに 対して鉛直面Ｐ−Ｐと反対側に位置し、圧縮行程時にピストン６により押圧され る反スラスト側のシリンダボア内壁面部分４ｂがシリンダボア軸線Ｂ−Ｂに対し て鉛直面Ｐ−Ｐ側に位置している。

【０００７】 図１および図２に示されるように、鉛直面Ｐ−Ｐ側に位置するシリンダブロッ ク１内には冷却油主通路20が形成される。また図１から図３に示されるように鉛 直面Ｐ−Ｐ側のシリンダブロック１下端面上にはオイルジェット22が固定される 。オイルジェット22は冷却油主通路20に連結された冷却油流入通路23と、逆止弁 24と、ノズル25とを具備する。逆止弁24は弁体27と、弁体27を常時その閉弁方向 に向けて付勢する圧縮ばね28とを有し、この逆止弁24は冷却油流入通路23からノ ズル25内に形成された冷却油流出通路30に向けてのみ冷却油が流通可能な逆止弁 を形成している。ノズル25の先端部は鉛直面Ｐ−Ｐ側に位置するシリンダボア３ 下端部内に配置される。なお、ピストン６のスカート６ａは図１および図２に示 すように上述のスラスト側および反スラスト側において下方に向けて長く延びて いる。従ってピストン６が下死点にきたときにノズル25先端部がピストンスカー ト６ａの下端部と衝突しないように、ノズル25先端部は図３に示されるようにシ リンダボア軸線Ｂ−Ｂに対して鉛直面Ｐ−Ｐ側に向けて最も離れた反スラスト側 のシリンダボア３下端部から周方向に少しずれた位置に配置されている。機関運 転時には、図示しないオイルポンプから吐出された冷却油により冷却油主通路20 内および冷却油流入通路23内の冷却油圧が上昇せしめられ、その結果逆止弁24が 開弁して冷却油が冷却油流出通路30を介してノズル25先端部に形成されたノズル 口32から噴射される。即ち、機関運転時にはノズル口32から常時冷却油が噴射さ れる。

【０００８】 次に図４および図５を参照してオイルジェット22のノズル25先端部の第１の実 施例の形状について説明する。ノズル25先端部は図４および図５に示すように円 管を斜めに切除した形状をなし、楕円形状をなすノズル口32から冷却油が噴射さ れる。このノズル口32は図１から図３に示されるようにシリンダボア軸線Ｂ−Ｂ に対して鉛直面Ｐ−Ｐ側に向けて最も離れたピストン頂部裏面６ｂおよびシリン ダボア内壁面４に向かって開口している。従ってノズル口32から噴射される冷却 油の内の多くの部分Ｆ₁ はその慣性力によってノズル口32の前方に向けて、即ち シリンダボア軸線Ｂ−Ｂに対して鉛直面Ｐ−Ｐ側に向かって最も離れたピストン 頂部裏面６ｂに向けて噴射されると共に、ノズル口32から噴射される冷却油の残 りの部分Ｆ₂ はノズル口32の側方に向けて、即ちシリンダボア軸線Ｂ−Ｂに対し て鉛直面Ｐ−Ｐ側に向かって最も離れたシリンダボア内壁面４およびピストンス カート６ａ内壁面に向けて噴射される。

【０００９】 シリンダボア軸線Ｂ−Ｂに対して鉛直面Ｐ−Ｐ側に向かって最も離れたピスト ン頂部裏面６ｂ上に衝突した多量の冷却油Ｆ₁ はピストン頂部裏面６ｂ上に沿っ て拡散される。このとき冷却油Ｆ₁ は鉛直方向に関して高い方のピストン頂部裏 面６ｂ部分から低い方のピストン頂部裏面６ｂ部分に向かって拡散されることに なるので、冷却油Ｆ₁ の拡散が重力によって促進される。斯くしてピストン頂部 裏面６ｂ全体に亘って冷却油Ｆ₁ が十分に拡散され、その結果冷却油によるピス トン６の冷却作用が向上せしめられる。また、ノズル口32の側方に向けて噴射さ れた少量の冷却油Ｆ₂ の一部がシリンダボア軸線Ｂ−Ｂに対して鉛直面Ｐ−Ｐ側 に向かって最も離れたピストンスカート６ａ内壁面上に衝突し、この衝突した冷 却油がピストンスカート６ａ内壁面に沿って拡散される。このピストンスカート ６ａ内壁面に沿う冷却油の拡散作用も重力によって促進される。斯くしてピスト ンスカート６ａも冷却油によって冷却されるので、ピストン６の冷却作用が一層 向上せしめられる。

【００１０】 一方、ノズル口32の側方に向けて噴射された少量の冷却油Ｆ₂ の一部はシリン ダボア軸線Ｂ−Ｂに対して鉛直面Ｐ−Ｐ側に向かって最も離れたシリンダボア内 壁面４上に衝突する。次いでこの衝突した冷却油はシリンダボア内壁面４上に沿 って広がる。シリンダボア軸線Ｂ−Ｂが鉛直面Ｐ−Ｐに対して傾斜している内燃 機関では、鉛直面Ｐ−Ｐ側に位置するシリンダボア内壁面４上に形成された潤滑 油膜が重力によって鉛直面Ｐ−Ｐと反対側に位置するシリンダボア内壁面４上に 流下しやすく、その結果鉛直面Ｐ−Ｐ側のシリンダボア内壁面４上の潤滑油膜の 厚みが薄くなる傾向がある。しかしながら上述のように冷却油Ｆ₂ が鉛直面Ｐ− Ｐ側のシリンダボア内壁面４上に衝突せしめられ、次いでこの衝突した冷却油が 重力に助けられてシリンダボア内壁面４の全周に亘って広がるので、機関運転中 常時シリンダボア内壁面４とピストン６外壁面間に全周に亘って十分な量の潤滑 油膜が形成される。斯くしてシリンダボア３内におけるピストン６の円滑な往復 動を確保することができ、従ってシリンダボア内壁面４上およびピストン６外壁 面上におけるスカッフィングの発生やピストン打音の発生を阻止することができ る。

【００１１】 なお上述のようにノズル口32の前方に向けて多量の冷却油Ｆ₁ を噴射すると共 にノズル口32の側方に向けて少量の冷却油Ｆ₂ を噴射するためのノズル口32の形 態としてはノズル口を二股に分けた形態などの種々の形態が考えられる。しかし ながら図４および図５に示すように円管状をなすノズル25先端部を斜めに切除す ることにより形成されたノズル口32は加工が最も簡単であり、かつ前方から側方 に向けて冷却油を連続的に噴射できるという特長を有する。なお、図４および図 ５に示す実施例ではノズル25先端部をノズル先端部軸線に対して約30°をなす平 面で切除しているが、この切除平面の角度は30°に限定されない。また、図１か ら図５に示す実施例では、ノズル25先端部軸線がシリンダボア軸線Ｂ−Ｂにほぼ 平行をなすようにノズル25が配置されているが、ノズル25先端部軸線をシリンダ ボア軸線Ｂ−Ｂに対して内側または外側に傾けることにより、ピストン頂部裏面 ６ｂに向かう噴射冷却油とシリンダボア内壁面４に向かう噴射冷却油との比率を 変化させることができる。

【００１２】 次に図６から図19を参照してノズル25先端部のいくつかの別の実施例について 説明する。なお、同様の構成要素に対しては同一の参照符号を用いる。

【００１３】 まず図６および図７を参照して、図４および図５に示すノズル25先端部の第１ の実施例の変形例について説明する。図４および図５に示す実施例では円管状を なすノズル25先端部全体を斜めに切除しているが、図６および図７に示す実施例 ではノズル25先端部のほぼ半分を斜めに切除している。従って、図６および図７ に示す実施例では図４および図５に示す実施例に比べて、ノズル口32の側方に向 かう噴射冷却油の割合が少くなる。なお、ノズル25先端部領域の内で斜めに切除 される領域の割合はエンジンの機種等に応じて任意の最適の割合に形成すること ができる。

【００１４】 次に図８および図９を参照してノズル25先端部の第２の実施例について説明す る。図８および図９に示す実施例では円管状をなすノズル25先端部全体を斜めに 切除することによりノズル口32が形成されると共に、ノズル25先端部軸線に沿っ た長さが短い方のノズル25先端部周壁面上、即ち鉛直面Ｐ−Ｐ側のシリンダボア 内壁面４に対面するノズル25先端部周壁面上にノズル口32から軸線方向に延びる スリット35が形成されている。従って、図８および図９に示す実施例では図４お よび図５に示す実施例に比べて、シリンダボア内壁面４に向けて噴射される冷却 油の割合が増加すると共に、スリット35からシリンダボア内壁面４のより下方ま で広範囲に亘って冷却油が噴射される。

【００１５】 次に図10および図11を参照してノズル25先端部の第３の実施例について説明す る。図10および図11に示す実施例では円管状をなすノズル25先端部全体を斜めに 切除することによりノズル口32が形成されると共に、ノズル25先端部軸線に沿っ た長さが短い方のノズル25先端部周壁面上に副ノズル口37が形成され、この副ノ ズル口37上方のノズル25内壁面上に偏流板38が固定される。エンジンの機種によ っては鉛直面Ｐ−Ｐ側に位置するシリンダボア内壁面４上の特定箇所において特 にスカッフィングが発生しやすい場合があるが、副ノズル口37からこの特定箇所 に向けて冷却油を集中的に噴射せしめることによりスカッフィングの発生をより 確実に阻止することができる。

【００１６】 次に図12および図13を参照してノズル25先端部の第４の実施例について説明す る。上述の実施例群では円管状をなすノズル25先端部が斜めに切除されていたが 、図12および図13に示す実施例ではノズル25先端面がノズル25先端部の軸線方向 に対して垂直をなす。鉛直面Ｐ−Ｐ側のシリンダボア内壁面４に対面するノズル 25先端部周壁面上に副ノズル口40が形成され、この副ノズル口40上方のノズル25 内壁面上に偏流板41が固定される。ノズル25内に形成された冷却油流出通路30内 を流れてきた冷却油の内の多くの部分はノズル口32から、シリンダボア軸線Ｂ− Ｂに対して鉛直面Ｐ−Ｐ側に向かって最も離れたピストン頂部裏面６ｂに向けて 噴射される。一方、冷却油の残りの部分は偏流板41に案内されて副ノズル口40か ら、シリンダボア軸線Ｂ−Ｂに対して鉛直面Ｐ−Ｐ側に向かって最も離れたシリ ンダボア内壁面４およびピストンスカート６ａ内壁面に向けて噴射される。

【００１７】 次に図14および図15を参照してノズル25先端部の第５の実施例について説明す る。図12および図13に示す実施例ではノズル25先端面から間隔を隔てた位置に偏 流板41が配置されているが、図14および図15に示す実施例では偏流板41がノズル 25先端面とほぼ面一をなすように配置されている。図14および図15に示す実施例 は図12および図13に示す実施例に比べて製造が容易であるという特長を有する。

【００１８】 次に図16および図17を参照してノズル25先端部の第６の実施例について説明す る。図16および図17に示す実施例ではノズル25先端部軸線にほぼ平行に延びる偏 流板43によってノズル口32と副ノズル口44とが分割され、偏流板43はノズル25先 端面を越えた位置において副ノズル口44側へ折曲せしめられている。上述の各実 施例と同様にノズル口32から噴射された冷却油はシリンダボア軸線Ｂ−Ｂに対し て鉛直面Ｐ−Ｐ側に向かって最も離れたピストン頂部裏面６ｂに向かう。一方、 副ノズル口44から噴射された冷却油は偏流板43に案内されて、シリンダボア軸線 Ｂ−Ｂに対して鉛直面Ｐ−Ｐ側に向かって最も離れたシリンダボア内壁面４およ びピストンスカート６ａ内壁面に向かう。図16および図17に示す実施例では図12 から図15に示す各実施例に比べて、副ノズル口44から噴射された冷却油が比較的 上方のシリンダボア内壁面４上に衝突せしめられると共に、冷却油が偏流板43か ら受ける流れ抵抗が小さくて済む。

【００１９】 次に図18および図19を参照してノズル25先端部の第７の実施例について説明す る。図18および図19に示す実施例では鉛直面Ｐ−Ｐ側のシリンダボア内壁面４に 対面するノズル25先端部周壁面上に、その軸線方向に間隔を隔てて上方側に３個 の第１の副ノズル口46と下方側に３個の第２の副ノズル口47とが夫々配置される 。第１の副ノズル口46上方のノズル25内壁面上には第１の偏流板48が形成され、 第２の副ノズル口47上方のノズル25内壁面上には第２の偏流板49が形成される。 なお、図18に示されるように第１偏流板48は第２偏流板49よりも半径方向内方ま で延びている。ノズル口32から噴射された冷却油は鉛直面Ｐ−Ｐ側のピストン頂 部裏面６ｂに向かう。一方、第１副ノズル口46および第２副ノズル口47からは夫 々第１偏流板48および第２偏流板49に案内された冷却油が鉛直面Ｐ−Ｐ側のシリ ンダボア内壁面４およびピストンスカート６ａ内壁面に向けて噴射される。

【００２０】

【考案の効果】

鉛直面側のピストン頂部裏面上に衝突した多量の冷却油がピストン頂部裏面全 体に亘って拡散され、斯くして冷却油によるピストンの冷却作用が向上せしめら れる。また、鉛直面側のシリンダボア内壁面上に衝突した少量の冷却油がシリン ダボア内壁面に沿って広がり、斯くしてシリンダボア内壁面とピストン外壁面間 に全周に亘って十分な量の潤滑油膜が形成される。その結果、シリンダボア内に おけるピストンの円滑な往復動を確保することができ、従ってスカッフィングの 発生やピストン打音の発生を阻止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２に示す内燃機関のオイルジェット近傍部を
示す拡大側面断面図である。

【図２】オイルジェットを具備する内燃機関の一部断面
側面図である。

【図３】図２の内燃機関のシリンダブロックの底面図で
ある。

【図４】オイルジェットのノズル先端部の第１の実施例
を示す拡大側面断面図である。

【図５】図４の矢印Ｖに沿ってみた拡大側面図である。

【図６】ノズル先端部の第１の実施例の変形例を示す拡
大側面断面図である。

【図７】図６の矢印VII に沿ってみた拡大側面図であ
る。

【図８】ノズル先端部の第２の実施例を示す拡大側面断
面図である。

【図９】図８の矢印IXに沿ってみた拡大側面図である。

【図10】ノズル先端部の第３の実施例を示す拡大側面断
面図である。

【図11】図10の矢印XIに沿ってみた拡大側面図である。

【図12】ノズル先端部の第４の実施例を示す拡大側面断
面図である。

【図13】図12のXIII−XIII線に沿ってみた拡大断面図で
ある。

【図14】ノズル先端部の第５の実施例を示す拡大側面断
面図である。

【図15】図14のXV−XV線に沿ってみた拡大断面図であ
る。

【図16】ノズル先端部の第６の実施例を示す拡大側面断
面図である。

【図17】図16のXVII−XVII線に沿ってみた拡大断面図で
ある。

【図18】ノズル先端部の第７の実施例を示す拡大側面断
面図である。

【図19】図18の矢印XIX に沿ってみた拡大側面図であ
る。

【符号の説明】

１…シリンダブロック ２…シリンダライナ ４…シリンダボア内壁面 ６…ピストン 22…オイルジェット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダボア軸線がクランクシャフト軸
   線を含む鉛直面に対して傾斜している内燃機関におい
   て、鉛直面側に位置するシリンダボア下端部近傍にオイ
   ルジェットを配置し、該オイルジェットから鉛直面側に
   位置するピストン頂部裏面に向けて多量の冷却油を噴射
   すると共に鉛直面側に位置するシリンダボア内壁面に向
   けて少量の冷却油を噴射する内燃機関のピストン冷却装
   置。