JPH0747647Y2 - 組立式ピストン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、組立式ピストンに関
し、更に詳細には、オイル消費量を抑制した組立式ピス
トンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンのピストンをクラウ
ンとスカートとに分割し、ピストンピンで互いを連結し
た組立式ピストンが使用されていることは周知である。
この組立式ピストンは、一般的に、ピストンスラップ音
や、排気ガス中の有害成分を低減させる効果があり、ま
た、高温となるクラウン部に耐熱鋼を使用し、また、ス
カート部にアルミ合金を使用するなどして、耐熱強度の
向上、軽量化、コスト低減などを満足させることが可能
であるなどの長所がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】ところで、組立式ピス
トンは、クラウンとスカートとの間を揺動可能に連結す
るために、両者の間に間隙を設ける必要がある。ところ
で、内燃機関のピストンには、クラウン部を冷却する目
的で、クラウン部下面にオイルを噴射することが従来か
ら行われている。しかしながら、組立式ピストンは、前
記噴射されたオイルが、前記隙間からピストンとシリン
ダとの間に洩れ出し、オイル上がりによるオイル消費量
を増加させる欠点がある。

【０００４】そこで、前記オイル洩れを防止する手段と
して、実開昭６９−１９９５３号公報には、クラウンと
スカートとの隙間にリング状のオイルシールを介装して
隙間からオイルが洩れ出ることを防止する手段を開示し
ている。しかしながら、前記オイルシールは、先端が常
時摩擦力を受け、しかも、高温になるので、耐熱性、耐
摩耗性が要求される。したがって、シリコーンゴムや、
フッ素樹脂などの、高価なシール材を必要とするという
問題がある。

【０００５】また、別の手段として、実開昭６２−１４
１６５２号公報には、ピストンのクラウンとスカートと
の間の隙間の一方に、半径方向のリング溝を形成し、も
う一方からこのリング溝内に、互いに接触しないように
リング状のフィンを突設してラビリンスを形成し、オイ
ル洩れを抑制するようにした手段が開示されている。こ
の公報に開示されたラビリンス状隙間によるオイル洩れ
防止手段は、単に、オイルの流動抵抗を大きくするだけ
であり、隙間に侵入するオイルを戻すことができないと
いう問題と、半径方向のリング溝内にリング状フィンを
伸び出させる前記手段は組付けが困難であるという問題
がある。

【０００６】ところで、組立式ピストンには、図３に示
すように、クラウン２とスカート４との間にオイル冷却
室６を設けたものがある。このように、２つの部材の間
にオイル冷却室６を設けると、所定の強度を保ちなが
ら、オイル冷却室６の容積を大きくすることが容易であ
り、冷却性能を向上させることができる。しかしなが
ら、クラウン２とスカート４との間の間隙８が、オイル
冷却室６に開口する構造であるため、隙間８から洩れる
オイル量をコントロールすることが困難になり、内燃機
関のオイル消費量が多くなり、また、排気ガス中の有害
成分、特にパティキュレートが増加するという問題があ
る。なお、図３において、10はピストンピン、12はコン
ロッド、14は圧縮リング溝、16はオイルリング溝であ
る。

【０００７】本考案は、前記問題点に着目して成された
ものであり、クラウンとスカートとの間にオイル冷却室
を設けるタイプの組立式ピストンにおいて、クラウンと
スカートとの間隙にラビリンス状のオイル洩れ抑制手段
を適用することによって、高価なシール材の使用を回避
し、しかも、ピストンの上下動によるオイルの慣性力を
利用してオイル洩れを防止する手段を設けた組立式ピス
トンを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めの本考案の組立式ピストンの構成は、内燃機関のピス
トンをクラウンとスカートとに分割して形成し、クラウ
ン外壁とスカート外壁とで区画されるリング状の空間
に、クラウンを冷却するオイル冷却室と、該オイル冷却
室の外周側にラビリンス室とを設け、冷却室とラビリン
ス室との間を、スカート側からピストン軸方向に伸び出
したリング状の堰で区画し、ラビリンス室の外周を、ク
ラウンとスカートとの両方から対向して伸び出した堰で
区画し、各堰の先端に隙間を設けてクラウンとスカート
とを組付けたものである。

【０００９】

【実施例】以下添付の図を対照して、一実施例により本
考案、及び、その作用を具体的に説明する。図１及びそ
の部分拡大図である図２において、本実施例の組立式ピ
ストン１は、クラウン２とスカート４との間に空洞を設
け、内側に、燃焼室18を取り巻くようにリング状のオイ
ル冷却室６を設け、その外周にラビリンス室20を設けて
いる。その他の構造は、図３で説明した従来の組立式ピ
ストン１と、基本的構造が同様のものを使用したので、
同様の部材には同じ符号を付して説明を省略する。

【００１０】ラビリンス室20とオイル冷却室６とは、ス
カート４からクラウン２側に向かって、ピストン軸方向
に伸び出した堰22を設けて互いを区画し、また、ラビリ
ンス室20の外側は、クラウン２から伸び出した堰24とス
カート４とから伸び出した堰26とで区画している。な
お、クラウン２及びスカート４は、従来と同様に鋳造、
鍛造などで製造することができる。

【００１１】次に、本実施例の組立式ピストンの動作
を、図３に示す比較例と対比して説明する。図３の比較
例は、ラビリンス室20とオイル冷却室６とを区画する堰
28を、クラウン２側から伸び出させ、また、ラビリンス
室20の外側を区画する堰30を、スカート４側から伸び出
させたものである。

【００１２】いま、組立式ピストン１が上昇行程にある
と、オイル冷却室６内にオイルは、図２、図３に示す実
線矢印で示す方向の慣性力を受ける。したがって、図２
の実施例では、スカート４に達したオイルは、堰22が在
るためにオイル冷却室６内に滞留する。これに対して、
図３の比較例の場合には、スカート４に達したオイルの
一部は、実線矢印で示すようにラビリンス室20側に流れ
る力を受ける。また、ラビリンス室20内のオイルは、図
２の実施例では、堰22,26 に阻まれて室外に洩れ出すこ
とはない。これに対し、比較例の場合は、実線矢印で示
すように、外側には堰30に阻まれて洩れ出すことはない
が、オイル冷却室６側には、ラビリンス室20内のオイル
量はオイル冷却室６側に流出する可能性がある。しかし
ながら、実際には、ラビリンス室20内のオイルは、オイ
ル冷却室６内のオイル量より少ないので、オイルは、全
体としてラビリンス室６側に流入する機会が多くなる。

【００１３】次いで、組立式ピストン１が、下降行程に
変化すると、オイル冷却室６のオイルは、破線矢印で示
すようにクラウン側に向かう慣性力を受ける。この場合
は、図２及び図３のいずれの場合も、オイル冷却室６内
のオイルは、クラウン２の頂部側に移動し、圧縮リング
溝14、オイルリング溝16、燃焼室18などを冷却する。ま
た、ラビリンス室20内のオイルは、図２に示す本実施例
では、堰24に阻まれて外側に洩れ出ることがなく、ま
た、オイル冷却室６側では、破線矢印で示したように、
オイル冷却室６側に回収するように付勢される。これに
対し、図３の比較例では、図２に示した本実施例と堰の
設け方が逆になり、破線矢印で示したようにピストン外
に洩れ出る機会が増大する。

【００１４】即ち、本実施例のラビリンス室20内のオイ
ルは、図２で示したように、オイル冷却室６側に回収す
る作用があるのに対し、比較例のラビリンス室20内のオ
イルは、図３で示したように、ピストン外に洩れ出るよ
うに作用する。なお、図示しないオイルリングによって
回収されたオイルは、オイル回収穴32からオイル冷却室
６内に回収される。この場合、オイル回収穴32を、ピス
トン軸方向に設けたオイル冷却室６の壁面に開口させた
ので、前記実線矢印及び破線矢印で示したオイル冷却室
６内のオイルの動きは、オイル回収穴32内に流入するよ
うには作用せず、しかも、オイルリング溝16内に掻き取
られたオイルは、オイル冷却室６側に付勢されるので、
図示しないシリンダ壁のオイルをオイル冷却室６に回収
することができる。

【００１５】以上説明した実施例の変形例として、ピス
トン下降行程で、ラビリンス室20からオイルをオイル冷
却室６に回収する性能を高めるために、クラウン２側の
壁面34をオイル冷却室６側に傾斜させるようにすること
もできる。

【００１６】

【考案の効果】以上説明したように本考案の組立式ピス
トンを構成したので、クラウンとスカートとの隙間を開
放したまま、該隙間からのオイル洩れを防止することが
できる。したがって、高価なオイルシールを使用する必
要がなく、組立式ピストンの機能、及び、オイルリング
溝からのオイル回収に支障を生じることがない。また、
本考案の組立式ピストンは、従来の組立式ピストンを製
造する手段をそのまま使用することができ、しかも、ピ
ストン重量が増加しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による組立式ピストンの要部
断面図である。

【図２】図１のＡ部分の拡大図である。

【図３】本考案を使用しない比較例による要部断面図で
ある。

【図４】本考案を使用しない従来の組立式ピストンの要
部断面図である。

【符号の説明】

１ 組立型ピストン 22 堰 ２ クラウン 24 堰 ４ スカート 26 堰 ６ オイル冷却室 28 堰 ８ 隙間 30 堰 20 ラビリンス室

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のピストンをクラウンとスカー
   トとに分割して形成し、クラウン外壁とスカート外壁と
   で区画されるリング状の空間に、クラウンを冷却するオ
   イル冷却室と、該オイル冷却室の外周側にラビリンス室
   とを設け、冷却室とラビリンス室との間を、スカート側
   からピストン軸方向に伸び出したリング状の堰で区画
   し、ラビリンス室の外周を、クラウンとスカートとの両
   方から対向して伸び出した堰で区画し、各堰の先端に隙
   間を設けてクラウンとスカートとを組付けた組立式ピス
   トン。