JPH08284747A - ピストン機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン本体の背丈や体格を変えないでエン
ジンの出力アップを図り、ピストンのスカート部外面に
引っ掻き傷が発生するのを防止する。 【構成】 シリンダ２の一端部２Ａをクランク室６側へ
突設するとともに、当該シリンダ２の一端部２Ａのコン
ロッド大端部１６が接近する左右近傍部分２ａ・２ａ
に、当該コンロッド大端部１６との干渉を回避する左右
一対の切欠凹部３・３を形成する。上記ピストン１０の
左右の各スカート部１３・１３の外面で、上記各切欠凹
部３・３の両端の各切欠稜線部分４ａ・４ａとの対面箇
所に、シリンダ軸線と平行をなす油溝１４・１４を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はピストン機関に関し、さ
らに詳しくは、エンジン本体の背丈や体格を変えないで
出力アップを図ることができるピストン機関を提供する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、排気量を多くしてピストン機関
（以下、単にエンジンという）の出力アップを図る要請
から、シリンダホアやシリンダ長を大きくしたシリンダ
が必要とされる。しかし、単にシリンダホアを大きくす
ると、多気筒エンジンではエンジン本体の前後方向の全
長が大きくなり、また、単にシリンダ長を大きくする
と、縦型エンジンではエンジン本体の背丈が大きくなる
という問題がある。

【０００３】そこで本出願人は、上記問題点を解消する
ために、先に図２に示すエンジンを開発した（以下、先
発明例という）。この先発明例は、シリンダブロック１
にシリンダ２とクランクケース５を一体に形成し、上記
シリンダ２内にピストン１０を往復摺動可能に設け、上
記クランクケース５内に設けたクランク軸７と上記ピス
トン１０とをコンロッド１５で連結し、上記シリンダ２
の一端部２Ａをクランク室６側へ突設するとともに、当
該シリンダ２の一端部２Ａのコンロッド大端部１６が接
近する左右近傍部分２ａ・２ａに、当該コンロッド大端
部１６との干渉を回避する左右一対の切欠凹部３・３を
形成したものである。

【０００４】この先発明例は、シリンダ２の一端部２Ａ
をクランク室６側へ突設しても、シリンダ２の一端部２
Ａに形成した左右一対の切欠凹部３・３が、当該一端部
２Ａとコンロッド大端部１６との干渉を回避するので、
シリンダ２の一端部２Ａをクランク室６側へ突設してシ
リンダ長を大きくした分だけ排気量が多くなり、ひいて
はエンジンの出力アップを図ることができる。

【０００５】しかし、上記各切欠凹部３の両端の各稜線
部分４ａ・４ａがピストン１０の側圧を受ける左右の各
スカート部１３・１３の外面と摺接するため、左右の各
スカート部１３・１３の外面に深い引っ掻き傷が発生す
る。また、これに伴ってピストンとシリンダ間に金属粉
を介在させることとなり、この金属粉がピストンリン
グ、ピストン、及びシリンダの摩耗や、ピストンリング
のガスシール性の悪化を招き、最悪の場合にはエンジン
の焼付に至る等の種々の弊害を及ぼす。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術及び上記先発明例の問題点を同時に解消するためにな
されたもので、 エンジン本体の背丈や体格を変えないでエンジンの出
力アップを図ること、 ピストンのスカート部外面に引っ掻き傷が発生するの
を防止すること、を技術的課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものとして、以下のように構成される。即ち、シ
リンダブロック１にシリンダ２とクランクケース５を一
体に形成し、上記シリンダ２内にピストン１０を往復摺
動可能に設け、上記クランクケース５内に枢支したクラ
ンク軸７と上記ピストン１０とをコンロッド１５で連結
して構成したエンジンにおいて、上記シリンダ２の一端
部２Ａをクランク室６側へ突設するとともに、当該シリ
ンダ２の一端部２Ａのコンロッド大端部１６が接近する
左右近傍部分２ａ・２ａに、当該コンロッド大端部１６
との干渉を回避する左右一対の切欠凹部３・３を形成
し、上記ピストン１０の左右の各スカート部１３・１３
の外面で、上記各切欠凹部３・３の両端の各切欠稜線部
分４ａ・４ａとの対面箇所にシリンダ軸線と平行をなす
油溝１４・１４を形成したことを特徴とするものであ
る。

【０００８】

【発明の作用】本発明では、シリンダ２の一端部２Ａを
クランク室６側へ突設しても、シリンダ２の一端部２Ａ
に形成した左右一対の切欠凹部３・３が、当該一端部２
Ａとコンロッド大端部１６との干渉を回避するので、シ
リンダ２の一端部２Ａをクランク室６側へ突設してシリ
ンダ長を大きくした分だけ排気量が多くなる。また、ピ
ストン１０の側圧を受ける左右の各スカート部１３・１
３の外面に形成した各油溝１４・１４は、当該スカート
部１３の外面と上記切欠凹部３の両端の各稜線部分４ａ
・４ａとの摺接を回避しつつ、ピストン１０の摺動面を
潤滑する。

【０００９】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。 シリンダの一端部に左右一対の切欠凹部を形成して
当該一端部とコンロッド大端部との干渉を回避するよう
にしたので、シリンダの一端部をクランク室側へ突設し
てシリンダ長を大きくすることが可能になる。これによ
り、エンジン本体の背丈や体格を変えずとも排気量が多
くなり、ひいてはエンジンの出力アップを図ることがで
きる。 ピストンの側圧を受ける左右の各スカート部の外面
にシリンダ軸線と平行をなす各油溝を形成し、当該スカ
ート部の外面が上記切欠凹部の両端の各稜線部分と摺接
するのを回避するようにしたので、ピストンの当該スカ
ート部外面に引っ掻き傷が発生するのを防止しつつ、ピ
ストン１０の摺動性を向上させることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の実施例を示し、同図（Ａ）は縦型
ディーゼルエンジンの要部縦断正面図、同図（Ｂ）は同
エンジンの要部縦断側面図である。

【００１１】この縦型エンジンのシリンダブロック１
は、図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、複数のシリンダ２を前
後に並設し、隣接するシリンダ２・２を連続肉壁部２１
で連続させてサイアミーズシリンダを構成するととも
に、クランクケース５も一体に形成されている。上記各
シリンダ２内にはピストン１０を往復摺動可能に設け、
上記クランクケース５内にクランク軸６を枢支し、この
クランク軸７のクランクピン８と上記ピストン１０とを
コンロッド１５で連結して構成されている。なお、同図
中の符号９はクランク軸７のカウンターウエイトを、２
０はサイアミーズシリンダの外周を囲むように形成され
たシリンダージャケットを、２４は冷却水を流通させる
ために上記連続肉壁部２１に鋳込まれた流路形成部材を
示す。

【００１２】以下、本実施例装置の特徴構成について説
明する。上記各シリンダ２は、その下端部２Ａをクラン
ク室６側へ突設させてシリンダ長を大きくするととも
に、シリンダ長を大きくした分だけピストン１０の移動
ストロークが大きくなるように設定されている。即ち、
この実施例では、シリンダ長を大きくした分だけクラン
ク軸７のクランク半径Ｒを大きくするとともに、クラン
ク半径Ｒを大きくした分だけコンロッド１５を短く設定
し、ピストン１０の移動ストロークを大きくすることに
より、全体として排気量が多くなるように構成されてい
る。

【００１３】上記シリンダ２の下端部２Ａのコンロッド
大端部１６が接近する左右近傍部分２ａ・２ａには、当
該コンロッド大端部１６との干渉を回避する左右一対の
切欠凹部３・３が形成されている。つまり、シリンダ２
の下端部２Ａに上記切欠凹部３・３を形成することによ
り、シリンダ２の下端部２Ａをクランク室６側へ突設さ
せてシリンダ長を大きくすることができる。

【００１４】上記ピストン１０の側圧を受ける左右の各
スカート部１３・１３の外面で、上記各切欠凹部３・３
の両端の各切欠稜線部分４ａ・４ａとの対面箇所には、
シリンダ軸線と平行をなす油溝１４・１４が形成されて
いる。各油溝１４・１４は当該スカート部１３の外面と
上記切欠凹部３の両端の各稜線部分４ａ・４ａとの摺接
を回避し、ピストン１０の当該スカート部１３の外面に
引っ掻き傷が発生するのを防止する。この実施例では各
油溝１４の下端部が当該スカート部１３の下縁まで形成
されており、下側リング１１ｂ・１１ｃで掻き降ろされ
た潤滑油が、当該各油溝１４・１４を流下してスカート
部１３の摺動面を潤滑し、ピストン１０の摺動性を向上
させる。

【００１５】上記連続肉壁部２１に鋳込まれた流路形成
部材２４には、シリンダージャケット２０の冷却水が多
量に流通され、当該連続肉壁部２１を強力に冷却するこ
とができる。これにより、上記連続肉壁部２１の肉厚を
薄くし、その肉厚を薄くした分だけシリンダホアを大き
く設定できる。従って、上記シリンダ長を大きくしたこ
とと相俟って、エンジン本体の背丈や体格を変えない
で、エンジンの一層の排気量アップ、ひいては出力アッ
プを図ることができる。

【００１６】さらに、連続肉壁部２１のヘッド寄り部２
２を強力に冷却することで、当該ヘッド寄り部２２を介
してピストンリング１１ａ〜１１ｃを強力に冷却でき
る。これにより、トップリング１１ａをピストン頂面に
可及的に近づけ、ピストン頂部外周の燃焼に寄与しない
リング状のデッドスペースを極力小さくして空気利用率
の向上を図ることができる。また、これに伴って燃料の
未燃部分の炭化によるトップリング１１ａの膠着を解消
することができる。

【００１７】また、トップリング１１ａをピストン頂面
に可及的に近づけることに伴って、ピストンピン１２の
位置をピストン頂面に可及的に近づけ、その分だけクラ
ンク軸の振り回しの寸法（クランク半径Ｒ）を長くする
ことができ、エンジンの体格を変えないで相対的小型化
を図り、ピストンストロークを一層大きくして、排気量
アップを図ることができる。さらに、ターボチャージャ
を搭載した多気筒エンジン等においても本発明を適用す
ることにより、エンジンの相対的小型化と出力アップを
図ることができる。

【００１８】図３〜図１４は、それぞれ第２実施例〜第
１３実施例に係るピストンを一部破断して示す正面図で
あり、以下、それぞれについて簡単に説明する。第２施
例（図３）では、スカート部１３の外面に形成されてい
る各油溝１４・１４の上端部が、下側リング溝１２の下
縁まで延長されている。これにより、下側リング１１ｂ
・１１ｃで掻き下ろされた潤滑油が、各油溝１４・１４
を流下してスカート部１３の摺動面を潤滑する。また、
下側リング溝１２の下縁境界線の位置には、貫通油孔１
８が形成されており、クランク室６側よりピストン内部
（ピストンピン１２側）に飛散した潤滑油は、この貫通
油孔１８を通って下側リング溝１２へ流出し、下側リン
グ１１ｃを介して摺動面を潤滑する。この貫通油孔１８
は図１のピストンについても同様に形成されている。な
お、図３中の符号１９はピストンピン１２を挿通するた
めのピン孔を示し、１９ａはピストンピン１２の抜止用
リングのリング溝を示す。

【００１９】第３実施例（図４）では、各油溝１４・１
４がスカート部１３の上方で交差し、その上端部が下リ
ング溝１２の下縁まで延長されている。その他の点は第
２実施例（図３）と同様に構成されている。第４実施例
（図５）は、各油溝１４・１４の他に、スカート部１３
の上半部に複数の油溝１４ｂ・１４ｂを別途付設したも
のであり、その他の点は第１実施例（図１）と同様に構
成されている。

【００２０】第５実施例（図６）では、複数の油溝１４
ｂ・１４ｂのうち、スカート部１３の中央寄り部の油溝
４ｂ・１４ｂの下端部を連通したものであり、その他の
点は第４実施例（図５）と同様に構成されている。第６
実施例（図７）では、各油溝１４・１４は、スカート部
１３の上方で交差して上端部がボスカット段差部１２ｃ
の下側まで延長され、当該ボスカット段差部１２ｃで掻
き下ろされた潤滑油を集めて各油溝１４・１４に流下さ
せるように構成されている。その他の点は第３実施例
（図４）と同様に構成されている。

【００２１】第７実施例（図８）では、各油溝１４・１
４は交差することなく、その上端部がボスカット段差部
１２ｃの下側まで延長されている。その他の点は第６実
施例（図７）と同様に構成されている。第８実施例（図
９）では、各油溝１４・１４の上端部がスカート部１３
の上方で合一し、その合一点に貫通油孔１８ｂが形成さ
れている。この貫通油孔１８ｂを通って流出した潤滑油
は、各油溝１４・１４を流下してスカート部１３の摺動
面を潤滑する。その他の点は第３実施例（図４）と同様
に構成されている。

【００２２】第９実施例（図１０）では、各油溝１４・
１４は、スカート部１３の上方で交差して上端部が下側
リング溝１２の下側まで延長され、上記交差点と上端部
にそれぞれ貫通油孔１８ｂが形成されている。その他の
点は第３実施例（図４）と同様に構成されている。第１
０実施例（図１１）、第１１実施例（図１２）及び第１
２実施例（図１３）は、いずれも孔加工を容易にするた
め、それぞれ下側リング溝１２のほぼ中央部に貫通油孔
１８が形成してある。その他の点はそれぞれ第２実施例
（図３）、第３実施例（図４）及び第５実施例（図６）
と同様に構成されている。

【００２３】また、第１３実施例（図１４）では、各油
溝１４・１４は、スカート部１３の上半部においてＵ字
状に形成され、その上端部が下側リング溝１２の下側ま
で延長されている。その他の点は第１０実施例（図１
１）と同様に構成されている。なお、上記実施例では、
縦型ディーゼルエンジンについて例示したが、本発明は
横型ディーゼルエンジンや火花点火式エンジンについて
も同様に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示し、同図（Ａ）は縦型ディ
ーゼルエンジンの要部縦断正面図、同図（Ｂ）は同エン
ジンの要部縦断側面図である。

【図２】先発明例を示し、同図（Ａ）は縦型ディーゼル
エンジンの要部縦断正面図、同図（Ｂ）は同エンジンの
要部縦断側面図である。

【図３】第２実施例に係るピストンを一部破断して示す
正面図である。

【図４】第３実施例に係る図３相当図である。

【図５】第４実施例に係る図３相当図である。

【図６】第５実施例に係る図３相当図である。

【図７】第６実施例に係る図３相当図である。

【図８】第７実施例に係る図３相当図である。

【図９】第８実施例に係る図３相当図である。

【図１０】第９実施例に係る図３相当図である。

【図１１】第１０実施例に係る図３相当図である。

【図１２】第１１実施例に係る図３相当図である。

【図１３】第１２実施例に係る図３相当図である。

【図１４】第１３実施例に係る図３相当図である。

【符号の説明】

１…シリンダブロック、２…シリンダ、２Ａ…シリンダ
の一端部、２ａ…左右近傍部分、３…切欠凹部、４ａ…
切欠凹部両端の切欠稜線部分、５…クランクケース、６
…クランク室、７…クランク軸、８…、１０…ピスト
ン、１３…ピストンのスカート部、１４…油溝、１５…
コンロッド、１６…コンロッド大端部。

フロントページの続き (72)発明者 鎌田 保一 大阪府堺市石津北町64 株式会社クボタ堺 製造所内 (72)発明者 湯川 政次 大阪府堺市石津北町64 株式会社クボタ堺 製造所内 (72)発明者 山本 信裕 大阪府堺市石津北町64 株式会社クボタ堺 製造所内 (72)発明者 小山 秀行 大阪府堺市石津北町64 株式会社クボタ堺 製造所内 (72)発明者 四ツ辻 稔幸 大阪府堺市石津北町64 株式会社クボタ堺 製造所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロック（１）にシリンダ
   （２）とクランクケース（５）を一体に形成し、上記シ
   リンダ（２）内にピストン（10）を往復摺動可能に設
   け、上記クランクケース（５）内に枢支したクランク軸
   （７）と上記ピストン（10）とをコンロッド（15）で連
   結して構成したピストン機関において、 上記シリンダ（２）の一端部（2A）をクランク室（６）
   側へ突設するとともに、当該シリンダ（２）の一端部
   （2A）のコンロッド大端部（16）が接近する左右近傍部
   分（2a）（2a）に、当該コンロッド大端部（16）との干
   渉を回避する左右一対の切欠凹部（３）（３）を形成
   し、 上記ピストン（10）の左右の各スカート部（13）（13）
   の外面で、上記各切欠凹部（３）（３）の両端の各切欠
   稜線部分（4a）（4a）との対面箇所にシリンダ軸線と平
   行をなす油溝（14）（14）を形成した、 ことを特徴とするピストン機関。