JPH09100745A - 内燃機関用ピストン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮工程終期におけるピン孔の荷重支持領域
全域に潤滑オイルの油膜を形成する。ピストンピン、ピ
ン孔間の潤滑性能を向上させる。 【解決手段】 オイルリング溝２３ｃとピン孔２６を連
通するオイル供給孔２９を形成し、オイル供給孔２９を
通してオイルリング溝２３ｃからピン孔２６に潤滑オイ
ルを供給する。オイル供給孔２９のピン孔２６側の端部
を、ピン孔２６の圧縮工程終期における荷重支持領域ｍ
の反スラスト側端部に開口形成する。圧縮工程終期に荷
重支持領域ｍの潤滑オイルがオイル供給孔２９から逃げ
出なくなる。圧縮工程終期には、ピストンピン２７が反
スラスト側から上方に向かって回転するため、このとき
潤滑オイルがオイル供給孔２９から荷重支持領域ｍに積
極的に押し出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、往復動式の内燃機
関のピストンに関するもので、とりわけ、ピストンピン
嵌入部分のオイル潤滑を改善した内燃機関用ピストンに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】往復動式の内燃機関として、コネクティ
ング・ロッドの一端部に取り付けられたピストンピンが
ピストンのピン孔に回動可能に嵌合されたものがある。
この種の内燃機関の場合、機関運転に伴いピストンピン
とピン孔との間に大きな摺動摩擦が生じるため、通常、
ピン孔の内側に潤滑オイルを供給し、そのオイルによっ
て両者間の摺動摩擦を低減するようになっている。

【０００３】このような潤滑構造を備えた内燃機関用の
ピストンとしては、従来、例えば実開昭５８−１８１９
５５号公報に示されるようなものが案出されている。

【０００４】このピストンは、図４に示すように（ピス
トンは図中符号１で示す。）、そのピストン冠部２に圧
力リング溝３ａ，３ｂとオイルリング溝３ｃが形成され
ると共に、スカート部４の上部に一対のピン孔５が形成
され、この各ピン孔５の上端部（頂部）に、前記オイル
リング溝３ｃに連通するオイル供給孔６が開口形成され
ている。尚、各ピン孔５の上端部にはその軸方向に沿う
オイル導入溝７が形成されており、前記オイル供給孔６
は正確にはこのオイル導入溝７を介してピン孔５に開口
している。また、図中８は、このピストン１が嵌入され
るシリンダを示し、９は、ピストンピン、１０は、コネ
クティング・ロッド、１１は、クランクシャフトを示す
ものとする。

【０００５】このピストン１は以上のような構成である
ため、機関運転に伴ってピストン１がシリンダ８内を往
復動すると、オイルリング溝３ｃに嵌合された図外のオ
イルリングがシリンダ８の壁面から余剰の潤滑オイルを
掻き落とし、このオイルをオイル供給孔６を通してピス
トンピン９とピン孔５の隙間に供給する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】往復動式の内燃機関の
場合、その圧縮工程の終期、つまり、ピストン１が圧縮
上死点に移行する直前においてピストンピン９とピン孔
５との間に非常に大きな荷重が作用する。そして、この
ときの両者間の荷重の分布は、コネクティング・ロッド
１０が下端をスラスト側に向けて傾斜していることか
ら、若干反スラスト側に偏寄するものの、第５図中の鎖
線ｐで示すようにピン孔５の上端部の近傍を頂部とした
山形の分布となる。当然のことながら、これに対して、
ピストンピン９とピン孔５の隙間に導入される潤滑オイ
ルの圧力分布は上記の荷重分布ｐに沿ったものであるこ
とが望ましい。尚、図５中のｍは、ピン孔５の圧縮工程
終期における荷重支持領域（荷重分布領域）を示すもの
とし、また、明細書中、スラスト側とは内燃機関の膨張
工程時にピストン１が押し付けられる側のことを言い、
反スラスト側とはスラスト側と逆の側のことを言うもの
とする。

【０００７】しかしながら、上記従来のピストン１の場
合、オイル供給孔６がピストンピン９の上端部に開口形
成されているため、ピストンピン９とピン孔５の隙間に
供給された潤滑オイルは、圧縮工程の終期において、逆
にその一部がピストンピン孔５側に逃げ、その圧力分布
は図５中の実線ｐ₁で示すように、望ましい圧力分布ｐ
よりも一回り小さく、しかも、反スラスト側に大きく偏
寄したものとなる。このため、上記従来のピストン１に
あっては、ピストンピン９の上端部近傍で潤滑オイルの
油膜が生じにくくなり、そのためにピストンピン９とピ
ン孔５との間の潤滑が充分に為されにくい。

【０００８】そこで本発明は、圧縮工程終期におけるピ
ン孔の荷重支持領域のほぼ全域に潤滑オイルの油膜が確
実に形成されるようにして、ピストンピン、ピン孔間の
摩擦抵抗を充分に低減することのできる内燃機関用ピス
トンを提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段として請求項１の発明は、ピストン冠部のオ
イルリング溝と、ピストンピンが回動可能に嵌入される
ピン孔とを連通するピストンピン潤滑用のオイル供給孔
を備えた内燃機関用ピストンにおいて、前記オイル供給
孔を、ピン孔の圧縮工程終期における荷重支持領域の反
スラスト側端部に開口して、圧縮工程終期に荷重支持領
域の潤滑オイルがオイル供給孔を通して逃げ出ることの
ないようにした。この請求項１の発明は、オイル供給孔
を、前記反スラスト側端部に開口したため、圧縮工程終
期には、反スラスト側から上方側に向かって回転するピ
ストンピンによって潤滑オイルが積極的に荷重支持領域
に供給される。

【００１０】請求項２の発明は、前記ピン孔の反スラス
ト側端部に、このピン孔の軸方向に沿うオイル導入溝を
形成して、このオイル導入溝に前記オイル供給孔を開口
し、オイル導入溝によって、オイルリング溝からのオイ
ルの導入を円滑にすると共に、ピン孔の軸方向全域にオ
イルを行き渡らせるようにした。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一つの実施の形態
を図１〜図３に基づいて説明する。

【００１２】図面において、２１は、本発明にかかる内
燃機関用ピストンであり、２２は、その外周に圧力リン
グ溝２３ａ，２３ｂとオイルリング溝２３ｃが形成され
たピストン冠部、２４は、ピストン冠部２２の下方に延
設された略円筒状のスカート部、２５は、スカート部２
４の上部の互いに対向する位置に配設された一対のピン
支持部である。この両ピン支持部２５には夫々径方向に
貫通するピン孔２６が形成されていて、この両ピン孔２
６に、コネクティング・ロッド（図示せず。）の一端に
取り付けられたピストンピン２７が回動可能に嵌入され
ている。尚、前記コネクティング・ロッドの他端はクラ
ンクシャフト（図示せず。）に連結され、シリンダ２８
内でのピストン２１の往復運動がコネクティング・ロッ
ドを介してクランクシャフトの回転運動に変換されるよ
うになっている。

【００１３】前記ピストン冠部２２のオイルリング溝２
３ｃには、オイルリング（図示せず。）が嵌合されると
共に、その底部にピストン２１の内部と連通するオイル
戻し孔（図示せず。）が形成されており、機関運転時に
オイルリングが掻き落としたシリンダ壁の余剰の潤滑オ
イルを オイルリング溝２３ｃからオイル戻し孔を通し
てピストン２１の下方のオイルパン（図示せず。）に戻
すようになっている。

【００１４】そして、オイルリング溝２３ｃの底部に
は、前記オイル戻し孔とは別に、前記ピン孔２６に連通
するオイル供給孔２９が形成されている。このオイル供
給孔２９のピン孔２６側の端部は、ピン孔２６の反スラ
スト側部分に開口している。より正確には、このオイル
供給孔２９の開口は、内燃機関の圧縮工程終期における
ピン孔２６の荷重支持領域ｍの反スラスト側の端部に設
けられている。さらに、この実施の形態においては、ピ
ン孔２６の前記荷重支持領域ｍの反スラスト側の端部に
は、ピン孔２６の軸方向に沿う半円状のオイル導入溝３
０ａが形成されており、前記オイル供給孔２９の端部は
このオイル導入溝３０ａに直接開口している。また、ピ
ン孔２６のピストン２１の軸線を挟んだ前記オイル導入
溝３０ａと対称の位置には、同様のオイル導入溝３０ｂ
が形成されている。さらにまた、ピン孔２６の底部には
ピストン２１の下方側に貫通する戻し孔３１が形成され
ていて、ピン孔２６内に導入された余剰の潤滑オイルを
この戻し孔３１を通してオイルパンに戻すようになって
いる。

【００１５】以上の構成において、内燃機関の運転が行
われると、ピストン２１の往復運動に伴ってピストン冠
部２２のオイルリングがシリンダ壁に付着している余剰
の潤滑オイルを掻き落とし、オイルリング溝２３ｃに流
入したそのオイルの一部をオイル供給孔２９を通してピ
ン孔２６に導入すると共に、残余のオイルをオイル戻し
孔を通してオイルパンに直接戻すようになる。そして、
このときオイル供給孔２９からピン孔２６に導入された
潤滑オイルはオイル導入溝３０ａ，３０ｂを通してその
軸方向全域に行き渡り、ピストンピン２７とピン孔２６
の隙間全体に供給される。

【００１６】ここで、内燃機関の運転工程のうちの圧縮
工程の終期、つまり、圧縮上死点に達する直前におい
て、ピストンピン２７とピン孔２６との間に極めて大き
な荷重が作用するが、この荷重分布は、ピン孔２６の上
端部から若干反スラスト側に偏寄した点を頂部とする山
形状となっている。このとき、このピストン２１におい
ては、ピン孔２６の荷重支持領域ｍの反スラスト側端部
にオイル供給孔２９が開口していることから、ピン孔２
６内の潤滑オイルがその荷重によってオイル供給孔２９
に戻されることがなく、逆に、反スラスト側から上部側
に向かう図２中の矢印Ｌで示すようなピストンピン２７
の回転によって前記荷重支持領域ｍに積極的に送り出さ
れるようになり、前記荷重支持領域ｍのほぼ全域に確実
に潤滑オイルの油膜が形成されることとなる。したがっ
て、前記荷重支持領域ｍにおける潤滑オイルの圧力の分
布Ｐ₁は、ピストンピン２７とピン孔２６間の荷重分布
に略一致したものとなり、ピストンピン２７とピン孔２
６の間の摺動抵抗は極めて小さなものとなる。

【００１７】また、このピストン２１においては、オイ
ル供給孔２９の端部を、軸方向に沿うオイル導入溝３０
ａを通してピン孔２６に開口させているため、オイル導
入溝３０ａによってピン孔２６の軸方向全域に潤滑オイ
ルを効率良く行き渡らせることができると共に、オイル
導入溝３０ａの大きな容量によってオイル供給孔２９か
らピン孔２６内への潤滑オイルの導入を円滑にすること
ができる。

【００１８】尚、本発明の実施の形態は以上で説明した
ものに限るものではなく、例えば、上記の形態において
は、オイル供給孔２９をオイル戻し孔とは別にオイルリ
ング溝２３ｃに開口形成したが、オイル戻し孔の途中か
ら分岐させて形成するようにしても良い。

【００１９】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、オイル
供給孔を、ピン孔の圧縮工程終期における荷重支持領域
の反スラスト側端部に開口形成し、圧縮工程終期に、荷
重支持領域の潤滑オイルがオイル供給孔を通して逃げ出
ることのないようにすると共に、反スラスト側から上方
側に向かって回転するピストンピンによって潤滑オイル
が積極的に荷重支持領域に供給されるようにしたため、
前記ピン孔の荷重支持領域のほぼ全域に潤滑オイルの油
膜を確実に発生させることができ、その結果、ピスト
ン、ピン孔間の潤滑性能を確実に向上させることができ
る。

【００２０】また、請求項２の発明は、さらに前記ピン
孔の反スラスト側端部に、このピン孔の軸方向に沿うオ
イル導入溝を形成して、このオイル導入溝に前記オイル
供給孔を開口したため、前記オイル導入溝によって、オ
イルリング溝からの潤滑オイルの導入を円滑にすると共
に、ピン孔の軸方向全域に潤滑オイルを行き渡らせるこ
とができ、そのため、ピストンピン、ピン孔間の潤滑性
能をより向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態を示す側面図。

【図２】同形態を示す要部の拡大側面図。

【図３】同形態を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図４】従来の技術を示す側面図。

【図５】同技術を示す要部の拡大側面図。

【符号の説明】

２１…ピストン、 ２２…ピストン冠部、 ２３ｃ…オイルリング溝、 ２６…ピン孔、 ２７…ピストンピン、 ２９…オイル供給孔、 ｍ…荷重支持領域。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン冠部のオイルリング溝と、ピス
   トンピンが回動可能に嵌入されるピン孔とを連通するピ
   ストンピン潤滑用のオイル供給孔を備えた内燃機関用ピ
   ストンにおいて、前記オイル供給孔を、ピン孔の圧縮工
   程終期における荷重支持領域の反スラスト側端部に開口
   したことを特徴とする内燃機関用ピストン。
2. 【請求項２】 前記ピン孔の反スラスト側端部に、この
   ピン孔の軸方向に沿うオイル導入溝を形成し、このオイ
   ル導入溝に前記オイル供給孔を開口したことを特徴とす
   る請求項１に記載の内燃機関用ピストン。