JPH0996248A - 内燃機関用ピストンの冷却装置 - Google Patents
内燃機関用ピストンの冷却装置Info
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- JPH0996248A JPH0996248A JP27835195A JP27835195A JPH0996248A JP H0996248 A JPH0996248 A JP H0996248A JP 27835195 A JP27835195 A JP 27835195A JP 27835195 A JP27835195 A JP 27835195A JP H0996248 A JPH0996248 A JP H0996248A
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- cooling
- piston
- oil
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- combustion engine
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直接噴射式ディーゼルエンジンの冷却空洞付
きピストンで、熱負荷が増加し苛酷な条件になっている
燃焼室のリム部を冷却空洞内のオイルの流れを改善し、
温度を抑制し亀裂防止を計る。 【解決手段】 ピストン頭部の冷却空洞に冷却油を注入
する取入口部に分配壁をずらして形成し、分配する流量
を変え、又、クーリングノズルを複数設け、その注入す
る流量を変えてピストン温度の高い側には冷却空洞内
に、より多くの冷却オイルを流し、ピストン温度の低い
側には冷却空洞内に少ない冷却オイルを流しして、冷却
空洞の内の流れを調整して効率良く冷却する。
きピストンで、熱負荷が増加し苛酷な条件になっている
燃焼室のリム部を冷却空洞内のオイルの流れを改善し、
温度を抑制し亀裂防止を計る。 【解決手段】 ピストン頭部の冷却空洞に冷却油を注入
する取入口部に分配壁をずらして形成し、分配する流量
を変え、又、クーリングノズルを複数設け、その注入す
る流量を変えてピストン温度の高い側には冷却空洞内
に、より多くの冷却オイルを流し、ピストン温度の低い
側には冷却空洞内に少ない冷却オイルを流しして、冷却
空洞の内の流れを調整して効率良く冷却する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用ピスト
ンの冷却装置に係わり、特には、ディーゼルエンジンの
ピストンの燃焼室の外側に冷却空洞をもち、クーリング
ノズルで冷却する構造において、冷却空洞の内の流れを
調整して効率良く冷却することを特徴とする内燃機関用
ピストンの冷却装置に関する。
ンの冷却装置に係わり、特には、ディーゼルエンジンの
ピストンの燃焼室の外側に冷却空洞をもち、クーリング
ノズルで冷却する構造において、冷却空洞の内の流れを
調整して効率良く冷却することを特徴とする内燃機関用
ピストンの冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高出力のディーゼルエンジンで高
い耐熱負荷性が要求されるピストンにおいては燃焼室の
リム部、及び、ピストンリング溝部の温度上昇を抑制す
るため、ピストンの燃焼室の外側に冷却空洞を設け、ク
ーリング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。クーリングノズルから
オイルを冷却用空洞に向けて確実に導き、ピストンの冷
却効率を向上させた事例が、実開平１−５８７１２号公
報で知られている。図１０、図１１、図１２に基づき説
明する。図１０に示すように、シリンダーブロック７１
内にはピストン７２が収納され、該ピストン７２にはク
ランクアーム７３の上端部が連結ピン７４により連結さ
れている。このピストン７２の頭部７２ａには後述する
クーリングノズル７８から噴射されたオイルによりピス
トン７２を冷却する冷却空洞７５が形成されている。こ
の冷却空洞７５は、環状冷却通路７５ｂと、該環状冷却
通路７５ｂにほぼＴ字状に直交して連通される取入口７
５ａと、該取入口７５ａから１８０度離隔した位置で同
じく前記環状冷却通路７５ｂとほぼＴ字状に連通される
吐出口７５ｃとにより構成されている。一方、シリンダ
ーブロック７１の下端寄りにはオイル供給手段としての
オイルポンプ７６から圧送されたオイルをシリンダーブ
ロック７１内へ導くためのオイル供給通路７７が形成さ
れ、そのクランク室Ｒ側の開口端には、クーリングノズ
ル７８が取着されている。このクーリングノズル７８は
前記冷却空洞７５の取入口７５ａに指向されている。前
記環状冷却通路７５ｂの取入口７５ａと対応する内頂面
には、図１１に示すように前記クーリングノズル７８か
ら噴射されて取入口７５ａに供給された環状冷却通路７
５ｂ内へ互いに相反する方向へ円滑に分流して案内する
ための一対の円弧状斜面Ｓ１、Ｓ２を有する分配壁７５
ｄが一体形成されている。
い耐熱負荷性が要求されるピストンにおいては燃焼室の
リム部、及び、ピストンリング溝部の温度上昇を抑制す
るため、ピストンの燃焼室の外側に冷却空洞を設け、ク
ーリング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。クーリングノズルから
オイルを冷却用空洞に向けて確実に導き、ピストンの冷
却効率を向上させた事例が、実開平１−５８７１２号公
報で知られている。図１０、図１１、図１２に基づき説
明する。図１０に示すように、シリンダーブロック７１
内にはピストン７２が収納され、該ピストン７２にはク
ランクアーム７３の上端部が連結ピン７４により連結さ
れている。このピストン７２の頭部７２ａには後述する
クーリングノズル７８から噴射されたオイルによりピス
トン７２を冷却する冷却空洞７５が形成されている。こ
の冷却空洞７５は、環状冷却通路７５ｂと、該環状冷却
通路７５ｂにほぼＴ字状に直交して連通される取入口７
５ａと、該取入口７５ａから１８０度離隔した位置で同
じく前記環状冷却通路７５ｂとほぼＴ字状に連通される
吐出口７５ｃとにより構成されている。一方、シリンダ
ーブロック７１の下端寄りにはオイル供給手段としての
オイルポンプ７６から圧送されたオイルをシリンダーブ
ロック７１内へ導くためのオイル供給通路７７が形成さ
れ、そのクランク室Ｒ側の開口端には、クーリングノズ
ル７８が取着されている。このクーリングノズル７８は
前記冷却空洞７５の取入口７５ａに指向されている。前
記環状冷却通路７５ｂの取入口７５ａと対応する内頂面
には、図１１に示すように前記クーリングノズル７８か
ら噴射されて取入口７５ａに供給された環状冷却通路７
５ｂ内へ互いに相反する方向へ円滑に分流して案内する
ための一対の円弧状斜面Ｓ１、Ｓ２を有する分配壁７５
ｄが一体形成されている。
【０００３】次に、前記に構成した作動を説明する。内
燃機関が停止状態では、オイルポンプ７６が停止されて
いて、クーリングノズル７８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
が７２が往復動され、クランクアーム７３を介してクラ
ンクシャフト（図示略）が回転される。又、オイルポン
プ７６も作動され、オイル供給通路７７からクーリング
ノズル７８へオイルが圧送される。前記クーリングノズ
ル７８から取入口７５ａに噴射されたオイルは、分配壁
７５ｄの円弧状斜面Ｓ１、Ｓ２に衝突して互いに相反す
る方向へ円滑に偏向分流し、環状冷却通路７５ｂへ流入
する。このため、環状冷却通路７５ｂには噴射されたオ
イルの殆ど全てが供給され、ピストン７２の冷却効率が
向上する。なお、本考案は図１２のように具体化するこ
とも可能である。図１２に示すように環状冷却通路７５
ｂの内壁面にオイルを攪拌して冷却効率を向上するため
突部７５ｆを設ける。
燃機関が停止状態では、オイルポンプ７６が停止されて
いて、クーリングノズル７８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
が７２が往復動され、クランクアーム７３を介してクラ
ンクシャフト（図示略）が回転される。又、オイルポン
プ７６も作動され、オイル供給通路７７からクーリング
ノズル７８へオイルが圧送される。前記クーリングノズ
ル７８から取入口７５ａに噴射されたオイルは、分配壁
７５ｄの円弧状斜面Ｓ１、Ｓ２に衝突して互いに相反す
る方向へ円滑に偏向分流し、環状冷却通路７５ｂへ流入
する。このため、環状冷却通路７５ｂには噴射されたオ
イルの殆ど全てが供給され、ピストン７２の冷却効率が
向上する。なお、本考案は図１２のように具体化するこ
とも可能である。図１２に示すように環状冷却通路７５
ｂの内壁面にオイルを攪拌して冷却効率を向上するため
突部７５ｆを設ける。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ピストンは次の問題点を有している。従来の実開平１−
５８７１２号公報の事例はピストンの冷却空洞にオイル
供給するクーリングノズルは１本で、クーリングノズル
の中心とピストンの冷却空洞のオイル分配壁の中心とが
同一で噴射ノズルから取入口に噴射されたオイルは、オ
イル分配壁の円弧状斜面に衝突して右左に等流量の冷却
オイルが環状冷却通路を流れるようになっている。この
ためピストン頂部の冷却空洞内の冷却が一様に行われて
いる。この状態でピストン頂部の温度分布を見ると、温
度が一様でなく吸気弁が作動する近傍はピストン頂部の
温度が低く、排気弁が作動する近傍はピストン頂部の温
度が高い結果になる。特に、ピストン頂部で燃焼室との
リム部で排気弁が作動する近傍で温度が上昇し亀裂が入
る虞があり、エンジンの耐久性を低下するという問題が
ある。すなわち、燃焼によりピストン頂部の温度が高い
側には冷却空洞内に、より多くの冷却油を流し、ピスト
ン頂部で燃焼室とのリム部の温度を下げ、ピストン頂部
の温度が低い側には冷却空洞内に、少ない冷却油を流し
て、冷却空洞の内の流れを調整して効率良く冷却するこ
とが必要である。
ピストンは次の問題点を有している。従来の実開平１−
５８７１２号公報の事例はピストンの冷却空洞にオイル
供給するクーリングノズルは１本で、クーリングノズル
の中心とピストンの冷却空洞のオイル分配壁の中心とが
同一で噴射ノズルから取入口に噴射されたオイルは、オ
イル分配壁の円弧状斜面に衝突して右左に等流量の冷却
オイルが環状冷却通路を流れるようになっている。この
ためピストン頂部の冷却空洞内の冷却が一様に行われて
いる。この状態でピストン頂部の温度分布を見ると、温
度が一様でなく吸気弁が作動する近傍はピストン頂部の
温度が低く、排気弁が作動する近傍はピストン頂部の温
度が高い結果になる。特に、ピストン頂部で燃焼室との
リム部で排気弁が作動する近傍で温度が上昇し亀裂が入
る虞があり、エンジンの耐久性を低下するという問題が
ある。すなわち、燃焼によりピストン頂部の温度が高い
側には冷却空洞内に、より多くの冷却油を流し、ピスト
ン頂部で燃焼室とのリム部の温度を下げ、ピストン頂部
の温度が低い側には冷却空洞内に、少ない冷却油を流し
て、冷却空洞の内の流れを調整して効率良く冷却するこ
とが必要である。
【０００５】本発明は上記従来の問題点の内燃機関用ピ
ストンの冷却装置に係わり、特には、ディーゼルエンジ
ンのピストン頂部で排気弁が作動する温度が高い側には
冷却空洞内に、より多くの冷却油を流し、燃焼室のリム
部の温度を下げ、ピストン頂部で吸気弁が作動する温度
が低い側には冷却空洞内に、少ない冷却油を流して、冷
却空洞の内の流れを調整して効率良く冷却するとともに
ピストン頂部で燃焼室とのリム部の温度上昇を抑制して
亀裂防止を計り、エンジンの耐久性を向上する改良を目
的とする。
ストンの冷却装置に係わり、特には、ディーゼルエンジ
ンのピストン頂部で排気弁が作動する温度が高い側には
冷却空洞内に、より多くの冷却油を流し、燃焼室のリム
部の温度を下げ、ピストン頂部で吸気弁が作動する温度
が低い側には冷却空洞内に、少ない冷却油を流して、冷
却空洞の内の流れを調整して効率良く冷却するとともに
ピストン頂部で燃焼室とのリム部の温度上昇を抑制して
亀裂防止を計り、エンジンの耐久性を向上する改良を目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の内燃機関用ピストンの冷却装置の第１発明
では、内燃機関用ピストンの頂部が凹んだ燃焼室の外側
に環状の冷却空洞を形成し、冷却空洞にクーリングノズ
ルから噴出された冷却油を取入れる冷却油取入口を備
え、かつ、冷却油取入口に対向する冷却空洞の内側に環
状の冷却空洞に冷却油を分配する斜面を有する山形形状
の分配壁を備える内燃機関用ピストンの冷却装置におい
て、クーリングノズル又は、冷却油取入口の中心に対し
て山形形状の分配壁の中心を所定量ずらしたことにして
いる。
に、本発明の内燃機関用ピストンの冷却装置の第１発明
では、内燃機関用ピストンの頂部が凹んだ燃焼室の外側
に環状の冷却空洞を形成し、冷却空洞にクーリングノズ
ルから噴出された冷却油を取入れる冷却油取入口を備
え、かつ、冷却油取入口に対向する冷却空洞の内側に環
状の冷却空洞に冷却油を分配する斜面を有する山形形状
の分配壁を備える内燃機関用ピストンの冷却装置におい
て、クーリングノズル又は、冷却油取入口の中心に対し
て山形形状の分配壁の中心を所定量ずらしたことにして
いる。
【０００７】第１発明を主体とする第２の発明では、ク
ーリングノズル又は、冷却油取入口の中心に対する分配
壁の中心のずれ量は冷却を必要とする側の反対側にずら
したことにしている。
ーリングノズル又は、冷却油取入口の中心に対する分配
壁の中心のずれ量は冷却を必要とする側の反対側にずら
したことにしている。
【０００８】第１発明あるいは、第２発明を主体とする
第３の発明では、複数の冷却油取入口と、複数の冷却油
取入口に、それぞれが指向し、かつ、それぞれが異なっ
た冷却油量を噴出するクーリングノズルとからなること
にしている。
第３の発明では、複数の冷却油取入口と、複数の冷却油
取入口に、それぞれが指向し、かつ、それぞれが異なっ
た冷却油量を噴出するクーリングノズルとからなること
にしている。
【０００９】第４の発明では、内燃機関用ピストンの頂
部が凹んだ燃焼室の外側に環状の冷却空洞を形成し、冷
却空洞にクーリングノズルから噴出された冷却油を取入
れる冷却油取入口を備え、かつ、冷却油取入口に対向す
る冷却空洞の内側に環状の冷却空洞に冷却油を分配する
斜面を有する山形形状の分配壁を備える内燃機関用ピス
トンの冷却構造において、クーリングノズル又は、冷却
油取入口の中心に対して、中心位置を所定量ずらした山
形形状の分配壁と、複数の冷却油取入口と、複数の冷却
油取入口にそれぞれが指向し、かつ、それぞれが異なっ
た冷却油量を噴出する複数のクーリングノズルとからな
ることにしている。
部が凹んだ燃焼室の外側に環状の冷却空洞を形成し、冷
却空洞にクーリングノズルから噴出された冷却油を取入
れる冷却油取入口を備え、かつ、冷却油取入口に対向す
る冷却空洞の内側に環状の冷却空洞に冷却油を分配する
斜面を有する山形形状の分配壁を備える内燃機関用ピス
トンの冷却構造において、クーリングノズル又は、冷却
油取入口の中心に対して、中心位置を所定量ずらした山
形形状の分配壁と、複数の冷却油取入口と、複数の冷却
油取入口にそれぞれが指向し、かつ、それぞれが異なっ
た冷却油量を噴出する複数のクーリングノズルとからな
ることにしている。
【００１０】
【作用】上記の内燃機関用ピストンの冷却装置によれ
ば、ピストンの燃焼室の外側に環状の冷却空洞を形成
し、該冷却空洞に冷却油を注入する冷却油取入口を備
え、該冷却空洞の内側に突き出る山形形状の分配壁を該
冷却空洞に備えるピストンの冷却装置において、冷却油
を注入するクーリングノズルの噴霧中心又は、冷却油取
入口は中心と分配壁を所定量ずらしたので分配する流量
が変る。特に冷却を必要とする反対側にずらしたので、
冷却を必要とする側に多く流れる。又、クーリングノズ
ルを複数設けて、その必要とする側に注入を多くしてい
る。すなわち、ピストン頂部で排気弁が作動する温度の
高い側には冷却空洞内に、より多くの冷却オイルを流
し、燃焼室のリム部の温度を下げ、ピストン頂部の吸気
弁が作動する温度の低い側には冷却空洞内に少ない冷却
オイルを流している。
ば、ピストンの燃焼室の外側に環状の冷却空洞を形成
し、該冷却空洞に冷却油を注入する冷却油取入口を備
え、該冷却空洞の内側に突き出る山形形状の分配壁を該
冷却空洞に備えるピストンの冷却装置において、冷却油
を注入するクーリングノズルの噴霧中心又は、冷却油取
入口は中心と分配壁を所定量ずらしたので分配する流量
が変る。特に冷却を必要とする反対側にずらしたので、
冷却を必要とする側に多く流れる。又、クーリングノズ
ルを複数設けて、その必要とする側に注入を多くしてい
る。すなわち、ピストン頂部で排気弁が作動する温度の
高い側には冷却空洞内に、より多くの冷却オイルを流
し、燃焼室のリム部の温度を下げ、ピストン頂部の吸気
弁が作動する温度の低い側には冷却空洞内に少ない冷却
オイルを流している。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係わる内燃機関
用ピストンの冷却装置の第１実施例につき、図面を参照
して詳細に説明する。図１，図２，図３，図４は本発明
の内燃機関用ピストンの冷却装置を示し、ピストンの冷
却空洞の内側に突き出る分配壁をクーリングノズルの噴
霧中心又は、冷却油取入口中心と分配壁を所定量ずらし
た実施例である。なお、図１は図２のＡ−Ａ断面図、図
２は図１を上方から見た平面図、図３は図１のＢ−Ｂ断
面図、図４は作動を説明する図面を示している。図１に
おいて、ピストン１の頭部２には後述するクーリングノ
ズル６０から噴射されたオイルによりピストン１を冷却
する冷却空洞１０が形成されている。この冷却空洞１０
は、環状冷却通路１２と、該環状冷却通路１２にほぼＴ
字状に直交して連通される取入口１１と、該取入口１１
からほぼ１８０度離隔した位置で同じく前記冷却通路１
２とほぼＴ字状に連通される吐出口１３とにより構成さ
れている。一方、オイル供給手段は図示しないエンジン
のオイルポンプ６１から圧送されたオイルは図示しない
シリンダーブロックにオイル供給通路６２が形成され、
該オイル供給通路６２に連通してクーリングノズル６０
が取着されている。このクーリングノズル６０は前記冷
却空洞１０の取入口１１に指向されている。前記環状冷
却通路１２の取入口１１と対応する内頂面には、図３に
示すように前記ク−リングノズル６０から噴射されて取
入口１１に供給された環状冷却通路１２内へ円滑に分流
して案内するための山形形状の斜面Ｊ１、Ｊ２を有する
分配壁１４が一体形成されている。該分配壁１４の中心
はクーリングノズル６０の中心に対してＨ寸法だけ吸気
側（ＩＮ側、図３参照）ずらして形成されている。な
お、Ｈ寸法は吸気弁側（ＩＮ側）、排気弁側（ＥＸ側）
の流量配分で決めている。又、取入口１１のＤ１寸法は
クーリングノズル４０の噴射先端の直径ｄ１より大きな
値にしている。
用ピストンの冷却装置の第１実施例につき、図面を参照
して詳細に説明する。図１，図２，図３，図４は本発明
の内燃機関用ピストンの冷却装置を示し、ピストンの冷
却空洞の内側に突き出る分配壁をクーリングノズルの噴
霧中心又は、冷却油取入口中心と分配壁を所定量ずらし
た実施例である。なお、図１は図２のＡ−Ａ断面図、図
２は図１を上方から見た平面図、図３は図１のＢ−Ｂ断
面図、図４は作動を説明する図面を示している。図１に
おいて、ピストン１の頭部２には後述するクーリングノ
ズル６０から噴射されたオイルによりピストン１を冷却
する冷却空洞１０が形成されている。この冷却空洞１０
は、環状冷却通路１２と、該環状冷却通路１２にほぼＴ
字状に直交して連通される取入口１１と、該取入口１１
からほぼ１８０度離隔した位置で同じく前記冷却通路１
２とほぼＴ字状に連通される吐出口１３とにより構成さ
れている。一方、オイル供給手段は図示しないエンジン
のオイルポンプ６１から圧送されたオイルは図示しない
シリンダーブロックにオイル供給通路６２が形成され、
該オイル供給通路６２に連通してクーリングノズル６０
が取着されている。このクーリングノズル６０は前記冷
却空洞１０の取入口１１に指向されている。前記環状冷
却通路１２の取入口１１と対応する内頂面には、図３に
示すように前記ク−リングノズル６０から噴射されて取
入口１１に供給された環状冷却通路１２内へ円滑に分流
して案内するための山形形状の斜面Ｊ１、Ｊ２を有する
分配壁１４が一体形成されている。該分配壁１４の中心
はクーリングノズル６０の中心に対してＨ寸法だけ吸気
側（ＩＮ側、図３参照）ずらして形成されている。な
お、Ｈ寸法は吸気弁側（ＩＮ側）、排気弁側（ＥＸ側）
の流量配分で決めている。又、取入口１１のＤ１寸法は
クーリングノズル４０の噴射先端の直径ｄ１より大きな
値にしている。
【００１２】次に、作動について説明する。クーリング
ノズル６０へのオイル供給回路はエンジンのオイルポン
プ６１で作動され、オイル供給通路６２を通りクーリン
グノズル６０に圧送される。該クーリングノズル６０か
ら取入口１１に噴射されたオイルは、分配壁１４の山形
形状の斜面Ｊ１、Ｊ２に衝突して分配して流れ、環状冷
却通路１２へ流入する。流量の配分は吸気弁側（ＩＮ
側）に少なく、排気弁側（ＥＸ側）に多く流れる。吸気
弁側（ＩＮ側）は吸気弁が作動する側でピストン頂部の
温度が低いので流量は少なく、排気弁側（ＥＸ側）は排
気弁が作動する側でピストン頂部の温度が高いで流量は
多くして冷却を良くしている。この結果ピストン頂部で
燃焼室とのリム部の温度上昇を抑制している。なお、本
考案は次のように具現化することも可能である。図４に
示すように、クーリングノズル６０の噴霧のバラツキを
改善し、特に、冷却油取入口の中心位置は冷却を必要と
する側と反対側にしたので、冷却油量は必要とする側に
多く流れピストン温度をさげる。すなわち、取入口１１
に噴霧ガイド１５を設け、分配壁１４の中心は噴霧ガイ
ド１５の中心に対して所定量Ｌ寸法だけ吸気弁側（ＩＮ
側）にずらして形成し、噴霧ガイド１５のＤ２寸法はク
ーリングノズル６０の噴射先端の直径ｄ２より小さい値
にする。
ノズル６０へのオイル供給回路はエンジンのオイルポン
プ６１で作動され、オイル供給通路６２を通りクーリン
グノズル６０に圧送される。該クーリングノズル６０か
ら取入口１１に噴射されたオイルは、分配壁１４の山形
形状の斜面Ｊ１、Ｊ２に衝突して分配して流れ、環状冷
却通路１２へ流入する。流量の配分は吸気弁側（ＩＮ
側）に少なく、排気弁側（ＥＸ側）に多く流れる。吸気
弁側（ＩＮ側）は吸気弁が作動する側でピストン頂部の
温度が低いので流量は少なく、排気弁側（ＥＸ側）は排
気弁が作動する側でピストン頂部の温度が高いで流量は
多くして冷却を良くしている。この結果ピストン頂部で
燃焼室とのリム部の温度上昇を抑制している。なお、本
考案は次のように具現化することも可能である。図４に
示すように、クーリングノズル６０の噴霧のバラツキを
改善し、特に、冷却油取入口の中心位置は冷却を必要と
する側と反対側にしたので、冷却油量は必要とする側に
多く流れピストン温度をさげる。すなわち、取入口１１
に噴霧ガイド１５を設け、分配壁１４の中心は噴霧ガイ
ド１５の中心に対して所定量Ｌ寸法だけ吸気弁側（ＩＮ
側）にずらして形成し、噴霧ガイド１５のＤ２寸法はク
ーリングノズル６０の噴射先端の直径ｄ２より小さい値
にする。
【００１３】次に、本発明に係わる内燃機関用ピストン
の冷却装置の第２実施例につき、図面を参照して説明す
る。図５、図６、は本発明の内燃機関用ピストンの冷却
装置を示し、クーリングノズルを複数設け、その注入す
る流量を変えた実施例である。なお、図５は図６のＡ−
Ａ断面図、図６は図１を上方から見た平面図を示してい
る。図５、図６において、ピストン２０の頭部２１には
後述する２個のクーリングノズル６５ａ、６５ｂから噴
射されたオイルによりピストン２０を冷却する冷却空洞
３０が形成されている。この冷却空洞３０は、環状冷却
通路３２と、該環状冷却通路３２にほぼＴ字状に直交し
て連通される取入口３１ａ、３１ｂと、該取入口３１
ａ、３１ｂからほぼ対象の位置で同じく前記環状冷却通
路３２とほぼＴ字状に連通される吐出口３３ａ、３３ｂ
とにより構成されている。一方、オイル供給手段は図示
しないエンジンのオイルポンプ６１から圧送されたオイ
ルは図示しないシリンダーブロックにオイル供給通路６
２が形成され、該オイル供給通路６２に連通してクーリ
ングノズル６５ａ、６５ｂが取着されている。このクー
リングノズル６５ａ、６５ｂは前記冷却空洞１０の取入
口３１ａ、３１ｂに指向されている。又、クーリングノ
ズル６５ａ、６５ｂは注入する流量が変わていて、クー
リングノズル６５ａは排気弁側（ＥＸ側）の取入口３１
ａへ注入する流量が多いものが、クーリングノズル６５
ｂは吸気弁側（ＩＮ側）の取入口３１ｂへ注入する流量
が少ないものが取着されている。
の冷却装置の第２実施例につき、図面を参照して説明す
る。図５、図６、は本発明の内燃機関用ピストンの冷却
装置を示し、クーリングノズルを複数設け、その注入す
る流量を変えた実施例である。なお、図５は図６のＡ−
Ａ断面図、図６は図１を上方から見た平面図を示してい
る。図５、図６において、ピストン２０の頭部２１には
後述する２個のクーリングノズル６５ａ、６５ｂから噴
射されたオイルによりピストン２０を冷却する冷却空洞
３０が形成されている。この冷却空洞３０は、環状冷却
通路３２と、該環状冷却通路３２にほぼＴ字状に直交し
て連通される取入口３１ａ、３１ｂと、該取入口３１
ａ、３１ｂからほぼ対象の位置で同じく前記環状冷却通
路３２とほぼＴ字状に連通される吐出口３３ａ、３３ｂ
とにより構成されている。一方、オイル供給手段は図示
しないエンジンのオイルポンプ６１から圧送されたオイ
ルは図示しないシリンダーブロックにオイル供給通路６
２が形成され、該オイル供給通路６２に連通してクーリ
ングノズル６５ａ、６５ｂが取着されている。このクー
リングノズル６５ａ、６５ｂは前記冷却空洞１０の取入
口３１ａ、３１ｂに指向されている。又、クーリングノ
ズル６５ａ、６５ｂは注入する流量が変わていて、クー
リングノズル６５ａは排気弁側（ＥＸ側）の取入口３１
ａへ注入する流量が多いものが、クーリングノズル６５
ｂは吸気弁側（ＩＮ側）の取入口３１ｂへ注入する流量
が少ないものが取着されている。
【００１４】次に、作動について説明する。２個のク−
リングノズル６５ａ、６５ｂへのオイル供給回路はエン
ジンのオイルポンプ６１から、オイル供給通路６２を通
りクーリングノズル６５ａ、６５ｂに圧送される。クー
リングノズル６５ａからは排気弁側（ＥＸ側）の取入口
３１ａに噴射されたオイルは壁に衝突して分配して流
れ、環状冷却通路３２へ流入する。クーリングノズル６
５ｂからは吸気弁側（ＩＮ側）の取入口３１ｂに噴射さ
れたオイルは壁に衝突して分配して流れ、環状冷却通路
６２へ流入する。環状冷却通路６２への流れは吸気弁側
（ＩＮ側）に少なく、排気弁側（ＥＸ側）に多く流れ
る。吸気弁側（ＩＮ側）は吸気弁が作動する側でピスト
ン頂部の温度が低いので流量は少なく、排気弁側（ＥＸ
側）は排気弁が作動する側でピストン頂部の温度が高い
で流量は多くして冷却を良くしている。この結果ピスト
ン頂部で燃焼室とのリム部の温度上昇を抑制している。
リングノズル６５ａ、６５ｂへのオイル供給回路はエン
ジンのオイルポンプ６１から、オイル供給通路６２を通
りクーリングノズル６５ａ、６５ｂに圧送される。クー
リングノズル６５ａからは排気弁側（ＥＸ側）の取入口
３１ａに噴射されたオイルは壁に衝突して分配して流
れ、環状冷却通路３２へ流入する。クーリングノズル６
５ｂからは吸気弁側（ＩＮ側）の取入口３１ｂに噴射さ
れたオイルは壁に衝突して分配して流れ、環状冷却通路
６２へ流入する。環状冷却通路６２への流れは吸気弁側
（ＩＮ側）に少なく、排気弁側（ＥＸ側）に多く流れ
る。吸気弁側（ＩＮ側）は吸気弁が作動する側でピスト
ン頂部の温度が低いので流量は少なく、排気弁側（ＥＸ
側）は排気弁が作動する側でピストン頂部の温度が高い
で流量は多くして冷却を良くしている。この結果ピスト
ン頂部で燃焼室とのリム部の温度上昇を抑制している。
【００１５】次に、本発明に係わる内燃機関用ピストン
の冷却装置の第３実施例につき、図面を参照して説明す
る。図７、図８、図９は本発明の内燃機関用ピストンの
冷却装置を示し、冷却油を注入するクーリングノズルの
噴霧中心又は冷却油取入口中心と分配壁を所定量ずら
し、かつ、クーリングノズルを複数設け、その注入する
流量を変えた実施例である。なお、図７は図８のＡ−Ａ
断面図、図８は図７を上方から見た平面図、図９は図８
のＢ−Ｂ断面図を示している。図７において、ピストン
４０の頭部４１には後述する２個のクーリングノズル６
５ａ、６５ｂから噴射されたオイルによりピストン４０
を冷却する冷却空洞５０が形成されている。この冷却空
洞５０は、環状冷却通路５２と、該環状冷却通路５２に
ほぼＴ字状に直交して連通される取入口５１ａ、５１ｂ
と、該取入口取入口５１ａ、５１ｂとほぼ対象の位置で
同じく前記環状冷却通路５２とほぼＴ字状に連通される
２箇所の吐出口５３ａ、５３ｂとにより構成されてい
る。一方、オイル供給手段は図示しないエンジンのオイ
ルポンプ６１から圧送されたオイルは図示しないシリン
ダーブロックにオイル供給通路６２が形成され、該オイ
ル供給通路６２に連通してクーリングノズル６５ａ、６
５ｂが取着されている。このクーリングノズル６５ａ、
６５ｂは前記冷却空洞５０の取入口５１ａ、５１ｂに指
向されている。又、クーリングノズル６５ａ、６５ｂは
注入する流量が変わっていて、クーリングノズル６５ａ
は排気弁側（ＥＸ側）の取入口５１ａへ注入する流量が
多いものが、クーリングノズル６５ｂは吸気弁側（ＩＮ
側）の取入口５１ｂへ注入する流量が少ないものが取着
されている。前記環状冷却通路５２の取入口５１ａ、５
１ｂと対応する内頂面には、図９に示すように前記クー
リングノズル６５ａ、６５ｂから噴射されて取入口５１
ａ、５１ｂに供給された環状冷却通路５２内へ円滑に分
流して案内するための山形形状の斜面Ｊ１、Ｊ２を有す
る分配壁５４ａ、５４ｂが一体形成されている。該分配
壁５４ａ、５４ｂの中心とクーリングノズル６５ａ、６
５ｂの中心のずれ量は冷却を必要とする側の反対側にＫ
寸法だけずらして形成されている。なお、Ｋ寸法は吸気
弁側（ＩＮ側）、排気弁側（ＥＸ側）の流量配分で決め
ている。場合によっては５１ａから入る流量すべて排気
弁側へ流し、５１ｂから入る流量をある分配比で吸気弁
側、排気弁側へ流す場合もある。又、取入口５１ａ、５
１ｂのＤ３、Ｄ４の寸法はク−リングノズル６５ａ、６
５ｂの噴射先端の直径ｄ３、ｄ４より大きな値にしてい
る。
の冷却装置の第３実施例につき、図面を参照して説明す
る。図７、図８、図９は本発明の内燃機関用ピストンの
冷却装置を示し、冷却油を注入するクーリングノズルの
噴霧中心又は冷却油取入口中心と分配壁を所定量ずら
し、かつ、クーリングノズルを複数設け、その注入する
流量を変えた実施例である。なお、図７は図８のＡ−Ａ
断面図、図８は図７を上方から見た平面図、図９は図８
のＢ−Ｂ断面図を示している。図７において、ピストン
４０の頭部４１には後述する２個のクーリングノズル６
５ａ、６５ｂから噴射されたオイルによりピストン４０
を冷却する冷却空洞５０が形成されている。この冷却空
洞５０は、環状冷却通路５２と、該環状冷却通路５２に
ほぼＴ字状に直交して連通される取入口５１ａ、５１ｂ
と、該取入口取入口５１ａ、５１ｂとほぼ対象の位置で
同じく前記環状冷却通路５２とほぼＴ字状に連通される
２箇所の吐出口５３ａ、５３ｂとにより構成されてい
る。一方、オイル供給手段は図示しないエンジンのオイ
ルポンプ６１から圧送されたオイルは図示しないシリン
ダーブロックにオイル供給通路６２が形成され、該オイ
ル供給通路６２に連通してクーリングノズル６５ａ、６
５ｂが取着されている。このクーリングノズル６５ａ、
６５ｂは前記冷却空洞５０の取入口５１ａ、５１ｂに指
向されている。又、クーリングノズル６５ａ、６５ｂは
注入する流量が変わっていて、クーリングノズル６５ａ
は排気弁側（ＥＸ側）の取入口５１ａへ注入する流量が
多いものが、クーリングノズル６５ｂは吸気弁側（ＩＮ
側）の取入口５１ｂへ注入する流量が少ないものが取着
されている。前記環状冷却通路５２の取入口５１ａ、５
１ｂと対応する内頂面には、図９に示すように前記クー
リングノズル６５ａ、６５ｂから噴射されて取入口５１
ａ、５１ｂに供給された環状冷却通路５２内へ円滑に分
流して案内するための山形形状の斜面Ｊ１、Ｊ２を有す
る分配壁５４ａ、５４ｂが一体形成されている。該分配
壁５４ａ、５４ｂの中心とクーリングノズル６５ａ、６
５ｂの中心のずれ量は冷却を必要とする側の反対側にＫ
寸法だけずらして形成されている。なお、Ｋ寸法は吸気
弁側（ＩＮ側）、排気弁側（ＥＸ側）の流量配分で決め
ている。場合によっては５１ａから入る流量すべて排気
弁側へ流し、５１ｂから入る流量をある分配比で吸気弁
側、排気弁側へ流す場合もある。又、取入口５１ａ、５
１ｂのＤ３、Ｄ４の寸法はク−リングノズル６５ａ、６
５ｂの噴射先端の直径ｄ３、ｄ４より大きな値にしてい
る。
【００１６】次に、作動について説明する。クーリング
ノズル６５ａ、６５ｂへのオイル供給回路はエンジンの
オイルポンプ６１から、オイル供給通路６２を通りクー
リングノズル６５ａ、６５ｂに圧送される。クーリング
ノズル６５ａからは排気弁側（ＥＸ側）の取入口５１ａ
に噴射されたオイルは分配壁５４ａの山形形状の斜面Ｊ
１、Ｊ２に衝突して分配して流れ、環状冷却通路５２へ
流入する。クーリングノズル６５ｂからは吸気弁側（Ｉ
Ｎ側）の取入口５１ｂに噴射されたオイルは分配壁５４
ｂの山形形状の斜面Ｊ１、Ｊ２に衝突して分配して流
れ、環状冷却通路５２へ流入する。環状冷却通路５２の
流れは吸気弁側（ＩＮ側）に少なく、排気弁側（ＥＸ
側）に多く流れる。吸気弁側（ＩＮ側）は吸気弁が作動
する側でピストン頂部の温度が低ので流量は少なく、排
気弁側（ＥＸ側）は排気弁が作動する側でピストン頂部
の温度が高いで流量は多くして冷却を良くしている。こ
の結果ピストン頂部で燃焼室とのリム部の温度上昇を抑
制している。
ノズル６５ａ、６５ｂへのオイル供給回路はエンジンの
オイルポンプ６１から、オイル供給通路６２を通りクー
リングノズル６５ａ、６５ｂに圧送される。クーリング
ノズル６５ａからは排気弁側（ＥＸ側）の取入口５１ａ
に噴射されたオイルは分配壁５４ａの山形形状の斜面Ｊ
１、Ｊ２に衝突して分配して流れ、環状冷却通路５２へ
流入する。クーリングノズル６５ｂからは吸気弁側（Ｉ
Ｎ側）の取入口５１ｂに噴射されたオイルは分配壁５４
ｂの山形形状の斜面Ｊ１、Ｊ２に衝突して分配して流
れ、環状冷却通路５２へ流入する。環状冷却通路５２の
流れは吸気弁側（ＩＮ側）に少なく、排気弁側（ＥＸ
側）に多く流れる。吸気弁側（ＩＮ側）は吸気弁が作動
する側でピストン頂部の温度が低ので流量は少なく、排
気弁側（ＥＸ側）は排気弁が作動する側でピストン頂部
の温度が高いで流量は多くして冷却を良くしている。こ
の結果ピストン頂部で燃焼室とのリム部の温度上昇を抑
制している。
【００１７】上記により、第１実施例、第２実施例、第
３実施例ともピストン頂部で排気弁が作動する温度が高
い側には冷却空洞内に、より多くの冷却オイルを流し、
燃焼室のリム部の温度を下げ、ピストン頂部で吸気弁が
作動する温度が低い側には冷却空洞内に、少ない冷却オ
イルを流しして、冷却空洞の内の流れを調整して効率良
く冷却ができる。
３実施例ともピストン頂部で排気弁が作動する温度が高
い側には冷却空洞内に、より多くの冷却オイルを流し、
燃焼室のリム部の温度を下げ、ピストン頂部で吸気弁が
作動する温度が低い側には冷却空洞内に、少ない冷却オ
イルを流しして、冷却空洞の内の流れを調整して効率良
く冷却ができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ピストン頭部の冷却空洞に冷却油を注入する取入口部に
分配壁をずらして形成し、分配する流量を変え、又、ク
ーリングノズルを複数設け、その注入する流量を変え
て、ピストン頂部で排気弁が作動する温度の高い側には
冷却空洞内に、より多くの冷却オイルを流し、ピストン
頂部の吸気弁が作動する温度の低い側には冷却空洞内に
少ない冷却オイルを流して、冷却空洞の内の流れを調整
して効率良く冷却することができる。この結果燃焼室の
リム部の温度を抑制でき、エンジンの耐久性が向上する
という優れた効果が得られる。
ピストン頭部の冷却空洞に冷却油を注入する取入口部に
分配壁をずらして形成し、分配する流量を変え、又、ク
ーリングノズルを複数設け、その注入する流量を変え
て、ピストン頂部で排気弁が作動する温度の高い側には
冷却空洞内に、より多くの冷却オイルを流し、ピストン
頂部の吸気弁が作動する温度の低い側には冷却空洞内に
少ない冷却オイルを流して、冷却空洞の内の流れを調整
して効率良く冷却することができる。この結果燃焼室の
リム部の温度を抑制でき、エンジンの耐久性が向上する
という優れた効果が得られる。
【図１】本発明の内燃機関用ピストン冷却装置、図２の
Ａ−Ａ断面図である。
Ａ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の内燃機関用ピストン冷却装置、図１の
平面図である。
平面図である。
【図３】本発明の内燃機関用ピストン冷却装置、図２の
Ｂ−Ｂ断面図である。
Ｂ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の内燃機関用ピストン冷却装置、作動を
説明する図である。
説明する図である。
【図５】本発明の内燃機関用ピストン冷却装置、図６の
Ａ−Ａ断面図である。
Ａ−Ａ断面図である。
【図６】本発明の内燃機関用ピストン冷却装置、図５の
平面図である。
平面図である。
【図７】本発明の内燃機関用ピストン冷却装置、図８の
Ａ−Ａ断面図である。
Ａ−Ａ断面図である。
【図８】本発明の内燃機関用ピストン冷却装置、図７の
平面図である。
平面図である。
【図９】本発明の内燃機関用ピストン冷却装置、図８の
Ｂ−Ｂ断面図である。
Ｂ−Ｂ断面図である。
【図１０】従来技術のピストン、断面図である。
【図１１】従来技術のピストン、作動を説明する図であ
る。
る。
【図１２】従来技術のピストン、作動を説明する図であ
る。
る。
１ ピストン １０ 冷却空洞 １１，７５ 取入口 １４ 分配壁 １５ 噴霧ガイド ２０ ピストン ３０ 冷却空洞 ３１ 取入口 ４０ ピストン ５０ 冷却空洞 ５１ａ，５１ｂ 取入口 ５４ａ，５４ｂ 分配壁 ６０，７８ クーリングノズル ６５ａ，６５ｂ クーリングノズル Ｊ１ 山形形状斜面 Ｊ２ 山形形状斜面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｊ 1/08 Ｆ１６Ｊ 1/08
Claims (4)
- 【請求項１】 内燃機関用ピストンの頂部が凹んだ燃焼
室の外側に環状の冷却空洞を形成し、冷却空洞にクーリ
ングノズルから噴出された冷却油を取入れる冷却油取入
口を備え、かつ、冷却油取入口に対向する冷却空洞の内
側に環状の冷却空洞に冷却油を分配する斜面を有する山
形形状の分配壁を備える内燃機関用ピストンの冷却構造
において、クーリングノズル又は、冷却油取入口の中心
に対して山形形状の分配壁の中心を所定量ずらしたこと
を特徴とする内燃機関用ピストンの冷却装置。 - 【請求項２】 クーリングノズル又は、冷却油取入口の
中心に対する分配壁の中心のずれ量は冷却を必要とする
側の反対側にずらしたことを特徴とする請求項１の内燃
機関用ピストンの冷却装置。 - 【請求項３】 複数の冷却油取入口と、複数の冷却油取
入口に、それぞれが指向し、かつ、それぞれが異なった
冷却油量を噴出するクーリングノズルとからなる請求項
１あるいは、請求項２に記載することを特徴とする内燃
機関用ピストンの冷却装置。 - 【請求項４】 内燃機関用ピストンの頂部が凹んだ燃焼
室の外側に環状の冷却空洞を形成し、冷却空洞にクーリ
ングノズルから噴出された冷却油を取入れる冷却油取入
口を備え、かつ、冷却油取入口に対向する冷却空洞の内
側に環状の冷却空洞に冷却油を分配する斜面を有する山
形形状の分配壁を備える内燃機関用ピストンの冷却装置
において、クーリングノズル又は、冷却油取入口の中心
に対して、中心位置を所定量ずらした山形形状の分配壁
と、複数の冷却油取入口と、複数の冷却油取入口にそれ
ぞれが指向し、かつ、それぞれが異なった冷却油量を噴
出する複数のクーリングノズルとからなることを特徴と
する内燃機関用ピストンの冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27835195A JP3568136B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 内燃機関用ピストンの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27835195A JP3568136B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 内燃機関用ピストンの冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996248A true JPH0996248A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3568136B2 JP3568136B2 (ja) | 2004-09-22 |
Family
ID=17596130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27835195A Expired - Fee Related JP3568136B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 内燃機関用ピストンの冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3568136B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003528262A (ja) * | 1999-10-26 | 2003-09-24 | フレニ・ブレンボ エス・ピー・エー | 高性能自動車のディスクブレーキのためのキャリパー |
| WO2006056185A1 (de) * | 2004-11-25 | 2006-06-01 | Mahle International Gmbh | Kolben mit einem kühlkanal für einen verbrennungsmotor und verfahren zur herstellung des kolbens |
| JP2008502849A (ja) * | 2004-06-10 | 2008-01-31 | アカーテース パワー，インク． | 改善された２サイクル対向ピストン内燃機関 |
| JP2008240609A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Art Metal Mfg Co Ltd | 内燃機関用ピストン |
| KR101417117B1 (ko) * | 2008-10-22 | 2014-08-07 | 두산인프라코어 주식회사 | 피스톤 냉각 장치 |
| JP2015224544A (ja) * | 2014-05-26 | 2015-12-14 | いすゞ自動車株式会社 | ピストン用中空耐摩環、内燃機関のピストン、及び、内燃機関のピストンの製造方法 |
| CN106704020A (zh) * | 2015-11-17 | 2017-05-24 | 强哲菲 | 内燃机活塞 |
| CN108156815A (zh) * | 2015-10-01 | 2018-06-12 | Ks科尔本施密特有限公司 | 具有开放式冷却通道的两件式活塞 |
| JP2019039340A (ja) * | 2017-08-24 | 2019-03-14 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関用ピストン |
| JP2022528678A (ja) * | 2019-04-04 | 2022-06-15 | コックス パワートレイン リミティド | ピストン冷却空洞を有する船舶用船外機 |
| WO2024036547A1 (en) * | 2022-08-18 | 2024-02-22 | Cummins Inc. | Internal combustion engine cast iron piston |
-
1995
- 1995-10-02 JP JP27835195A patent/JP3568136B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4727883B2 (ja) * | 1999-10-26 | 2011-07-20 | フレニ・ブレンボ エス・ピー・エー | 高性能自動車のディスクブレーキのためのキャリパー |
| JP2008502849A (ja) * | 2004-06-10 | 2008-01-31 | アカーテース パワー，インク． | 改善された２サイクル対向ピストン内燃機関 |
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| JP2015224544A (ja) * | 2014-05-26 | 2015-12-14 | いすゞ自動車株式会社 | ピストン用中空耐摩環、内燃機関のピストン、及び、内燃機関のピストンの製造方法 |
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| CN106704020A (zh) * | 2015-11-17 | 2017-05-24 | 强哲菲 | 内燃机活塞 |
| JP2019039340A (ja) * | 2017-08-24 | 2019-03-14 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関用ピストン |
| JP2022528678A (ja) * | 2019-04-04 | 2022-06-15 | コックス パワートレイン リミティド | ピストン冷却空洞を有する船舶用船外機 |
| WO2024036547A1 (en) * | 2022-08-18 | 2024-02-22 | Cummins Inc. | Internal combustion engine cast iron piston |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3568136B2 (ja) | 2004-09-22 |
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