JPH0545777Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 （産業上の利用分野） この考案は、例えばデイーゼルエンジンあるい
はガソリンエンジン等の内燃機関におけるピスト
ン過加熱による焼付きを防止するために、オイル
をピストンに設けた冷却空洞内に噴射供給してピ
ストンを冷却するようにした内燃機関のピストン
冷却装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、内燃機関においてはピストンのクラウ
ン部の冷却効果を向上して、ピストンリング溝部
の温度上昇を抑制するため、ピストンに冷却空洞
を設け、オイル噴射ノズルからオイルを前記冷却
空洞に向けて噴射することは、周知の技術であ
る。この一例として第７図に示すような冷却装置
が提案されている。この冷却装置は、ピストン２
の冷却空洞５に指向するオイル噴射ノズル３１を
シリンダブロツク１に固定し、チエツクバルブ３
２から供給されたオイルを前記ノズル３１から前
記冷却空洞５に向かつて噴射し、ピストン２のク
ラウン部２ａを効率良く冷却するようになつてい
た。（特開昭58−2421号公報、特開昭58−70020号
公報参照） （考案が解決しようとする問題点） ところが、従来の冷却装置においては、ピスト
ン２が上死点あるいは下死点にあるかいなか、
又、内燃機関の回転数に係わらず、前記オイル噴
射ノズル３１から噴射されたオイルのほとんどが
ピストンの冷却空洞５を通過し、ピストン２の熱
を奪うため、冷却を必要としない低速あるいは中
速高負荷時もオイルはピストン２の熱を逆に受け
て温度上昇し、オイルが早期劣化するという問題
があつた。このオイル劣化によりオイルの粘度が
増しオイルが循環しなくなり、冷却作用が低下
し、内燃機関の摺動部の潤滑性が低下するという
問題があつた。

この考案の目的は上記従来の問題点を解消し
て、内燃機関の高速回転時にはピストンを効率よ
く冷却し、低速あるいは中速回転時にはピストン
の冷却作用を軽減して、オイルの温度上昇や早期
劣化を抑制することができる内燃機関のピストン
冷却装置を提供することにある。

考案の構成 （問題点を解決するための手段） この考案は前記問題点を解決するためになされ
たものであつて、ピストン内部に冷却空洞を設
け、クランク室内には前記冷却空洞に指向してオ
イルを供給するオイル噴射ノズルを設け、同オイ
ル噴射ノズルに対し内燃機関の回転数に比例した
圧力のオイルを供給するオイル供給手段を備えた
内燃機関のピストン冷却装置において、前記オイ
ルの圧力を感知して前記オイル噴射ノズルの噴射
位置を前記冷却空洞に指向する空洞冷却位置と、
指向しない空洞非冷却位置との間で機械的に切換
調節するための感圧切換機構を設けるという手段
を採つている。

（作用） 上記解決手段によれば、内燃機関の回転数が低
速もしくは中速回転の場合には、オイル供給手段
から低圧もしくは中間圧のオイルが感圧切換機構
へ供給されるので、オイル噴射ノズルは空洞非冷
却位置に保持され、ノズルから噴射されたオイル
はピストンの冷却空洞には進入せず、このため中
速回転以下ではオイル温度の上昇やオイル劣化が
抑制される。又、中速回転以下ではオイル噴射ノ
ズルから噴射されたオイルがピストンの内側下面
に衝突した後、ピストンとクランクアームとの連
結部に供給されるので、同連結部の潤滑性が向上
する。

内燃機関が高速回転になると、感圧供給機構に
よりオイル噴射ノズルが非冷却位置から空洞冷却
位置に切換えられ、ノズルからオイルが冷却空洞
内に噴射される。このため、冷却の必要性がある
高速回転時にのみピストンのクラウン部が効率良
く冷却され、ピストンの過加熱が防止される。

（実施例） 以下、この考案をデイーゼルエンジンのピスト
ン冷却装置に具体化した一実施例を図面に基づい
て説明する。

第１図に示すように、シリンダブロツク１内に
はピストン２が収容され、該ピストン２にはクラ
ンクアーム３の上端部が連結ピン４により連節さ
れている。このピストン２のクラウン部２ａには
後述するオイル噴射ノズル９から噴射されたオイ
ルによりピストン２を冷却する冷却空洞５が形成
されている。

一方、シリンダブロツク１の下端寄りにはオイ
ル供給手段としてのオイルポンプ６から圧送され
たオイルをシリンダブロツク１内へ導くためのオ
イル供給孔７が形成され、その開口端に形成した
大径の感圧室８にはオイル噴射ノズル９が装着さ
れている。このオイル噴射ノズル９は前記冷却空
洞５と対応してくの字状に湾曲形成されたパイプ
部１０と、その基端部に連結した可動支持筒体１
１とにより構成されている。

又、前記支持筒体１１の基端部には前記感圧室
８の内周面にオイルシール１２を介して摺接する
感圧部材１３が嵌合固定されている。前記シリン
ダブロツク１の斜面には前記支持筒体１１の外周
面に対し相対移動可能に嵌合された取付プレート
１４がボルト１５により固定されている。この取
付プレート１４と前記感圧部材１３との間にはコ
イル状の圧縮バネ１６が介在され、このバネ１６
の弾性力によりオイル噴射ノズル９のパイプ部１
０が前記冷却空洞５の開口部に指向する空洞冷却
位置（第２図参照）から離隔した非冷却位置（第
１図参照）に保持されるようにしている。

この実施例では前述した感圧室８、オイルシー
ル１２、感圧部材１３、取付プレート１４及び圧
縮バネ１６等によりオイル噴射ノズル９の感圧切
換機構１７を構成している。

次に、前記のように構成した冷却装置につい
て、その作用を説明する。

さて、内燃機関が停止状態では、オイルポンプ
６が停止されていて、オイル噴射ノズル９からは
オイル噴射は行われない。この状態で、内燃機関
が起動されると、ピストン２が往復動され、クラ
ンクアーム３を介してクランクシヤフト（図示
略）が回動される。又、オイルポンプ６も作動さ
れ、オイル供給孔７から前記感圧室８へオイル圧
送される。この内燃機関の起動時には低速のアイ
ドリング回転が行われ、第１図に示すようにオイ
ル供給孔７から感圧室８へ供給されるオイルの圧
力が第３図に示すように低いので、感圧切換機構
１７の感圧部材１３は作動されず、オイル噴射ノ
ズル９は第１図に示すように空洞非冷却位置に保
持されたままとなる。この結果、オイル噴射ノズ
ル９から噴射されたオイルはピストン２の下面に
あたつた後、連結ピン４側へ飛散され、その潤滑
が行なわれるとともに、ピストン２がそれほど冷
却を必要としない低速回転時に冷却空洞５へのオ
イルの供給を停止して、オイル温度の上昇やオイ
ル劣化を抑制することができる。又、ピストン２
の冷やし過ぎによる燃焼効率の低下も抑制するこ
とができる。

アイドリング回転の後、内燃機関の回転数が上
昇し、中速回転になると、オイルポンプ６の回転
も上昇するので、オイル供給孔７のオイル圧力が
上昇するが、この状態でも前記感圧切換機構１７
の圧縮バネ１６はそれほど圧縮されず、中速回転
時においても冷却空洞５へのオイルの供給を停止
して、オイル温度の上昇やオイル劣化を抑制する
ことができる。

さらに、内燃機関の回転数が第３図の高速回転
域になると、感圧室８内の圧力が高くなり、この
結果、第１図に示す感圧部材１３が圧縮バネ１６
の弾性力に抗して第２図に示す位置、つまりオイ
ル噴射ノズル９が冷却空洞５を指向する空洞冷却
位置に弾性的に支持され、従つて、高速回転時に
オイル噴射ノズル９から冷却用のオイルが冷却空
洞５内に噴射供給され、ピストン２のクラウン部
２ａが効率良く冷却される。

なお、本考案は次のように具体化することも可
能である。

(1) 第４図及び第５図に示すように、シリンダブ
ロツク１の下面に円形状の回転支持体２１を支
持軸２２により支持し、前記回転支持体２１の
内部に形成した感圧室２３とオイル供給孔７を
連通し、前記回転支持体２１にはパイプ部１０
を前記感圧室２３と連通するように支持し、さ
らに、前記シリンダブロツク１に設けたバネ２
４により前記パイプ部１０を常には空洞非冷却
位置に保持すること。この別例の作用・効果も
前記実施例とほぼ同様である。

(2) 第６図に示すようにパイプ部１０を二つのパ
イプ２５，２６に分割し、両者を弾性変形可能
な弾性パイプ２７により連結し、オイルの圧力
が上昇すると、弾性パイプ２７が変形して、両
パイプ２５，２６の取付角度が変化し、パイプ
部１０が空洞非冷却位置から空洞冷却位置に変
位するように構成すること。この別例は前記実
施例と比較して、構造を簡素化することができ
るが、その他の作用は前記実施例と同様であ
る。

さらに、この考案は前記実施例に限定される
ものではなく、この考案の趣旨を逸脱しない範
囲で各部の構成や形状を任意に変更して具体化
することも可能である。

考案の効果 以上詳述したように、この考案によれば、高負
荷でも中速回転以下では、オイル噴射ノズルから
噴射されたオイルが冷却空洞内に噴射されないた
め、無用なオイル温度の上昇を防ぎ、オイルの早
期劣化を防止することができる。又、空洞非冷却
位置にあるオイル噴射ノズルからのオイルにより
ピストンとクランクアームとの連結部の潤滑作用
を向上することもでき、さらに、構造が複雑で高
価な制御回路を使用することなく、簡単かつ安価
に製造することができ、メインテナンス上も有利
となる優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの考案のピストン冷却装置
を備えた内燃機関の一実施例を示し、第１図はオ
イル噴射ノズルが空洞非冷却位置に保持された状
態を示す縦断面図、第２図は同じくオイル噴射ノ
ズルが空洞冷却位置に保持された状態を示す縦断
面図、第３図は内燃機関の回転数とオイル圧力と
の関係を示すグラフ、第４図はこの考案の別例を
示す断面図、第５図は第４図のＡ−Ａ線断面図、
第６図は他の別例を示すオイル噴射ノズルの断面
図、第７図は従来例を示す断面図である。 シリンダブロツク１、ピストン２、クラウン部２
ａ、冷却空洞５、オイル供給手段としてのオイル
ポンプ６、オイル供給孔７、オイル噴射ノズル
９、パイプ部１０、可動支持筒体１１。感圧室
８、オイルシール１２、感圧部材１３、取付プレ
ート１４及び圧縮バネ１６等により感圧切換機構
１７を構成している。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ ピストン内部に冷却空洞を設け、クランク室
   内には前記冷却空洞に指向してオイルを供給す
   るオイル噴射ノズルを設け、同オイル噴射ノズ
   ルに対し内燃機関の回転数に比例した圧力のオ
   イルを供給するオイル供給手段を備えた内燃機
   関のピストン冷却装置において、前記オイルの
   圧力を感知して前記オイル噴射ノズルの噴射位
   置を前記冷却空洞に指向する空洞冷却位置と、
   指向しない空洞非冷却位置との間で機械的に切
   換調節するための感圧切換機構を設けた内燃機
   関のピストン冷却装置。 ２ 前記感圧切換機構は、シリンダブロツクの下
   部に設けたオイル供給孔の大径の感圧室に対し
   往復動可能に支持され、かつオイル噴射ノズル
   を接続した可動支持筒体と、その基端部に設け
   られ、かつ感圧室の圧力により往復動される感
   圧部材と、前記可動支持筒体を常には空洞非冷
   却位置に付勢するバネとにより構成されている
   実用新案登録請求の範囲第１項に記載の内燃機
   関のピストン冷却装置。 ３ 前記感圧切換機構は、オイル噴射ノズルを構
   成するパイプ部の少なくとも一部を形成する弾
   性連結パイプであつて、同パイプ中を流れるオ
   イルの圧力変化によりパイプ部先端の噴射角度
   が変化することによりオイル噴射ノズルが空洞
   冷却位置と非冷却位置に切換られるように構成
   している実用新案登録請求の範囲第１項に記載
   の内燃機関におけるピストンの冷却装置。