JPH1054236A - 内燃機関のピストン油冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来は冷却効率を上げることがができなかっ
たピストン裏側の周囲までも冷却でき、冷却性能を向上
できかつコンロッド小端部の強制潤滑も合わせてできる
内燃機関のピストン油冷却装置を提供する。 【解決手段】 ４サイクル内燃機関において、コンロッ
ド小端部１４ｂには、環状のオイル噴射部材５６が前記
オイル通路３６に連通して固定され、前記オイル噴射部
材３６には、ピストン１０内周面部に向けてオイルを噴
射する複数の噴射孔５６が形成されていて、ピストン１
０内周面を十分にオイルを吹き当てて冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、４サイクル内燃機
関のピストン油冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関のピストン上部は高温の
燃焼ガスにさらされる部品であり、高負荷運転時におけ
る焼き付きを防止するために、水冷却装置や、油冷却装
置が採用されている。油冷却装置の従来技術には、コン
ロッド大端部やコンロッド大端部に隣接するクランク軸
受け部に油噴射穴を形成し、この油噴射穴からピストン
裏面部に油を噴射しているものがある（第１の従来技
術）（実開昭５８−１４２３１３号参照）。

【０００３】また、コンロッドの小端部にオイル通路を
形成し、高負荷時に温度上昇するピストン冠部裏面に冷
却ボアを形成しこのボア内に空気を送り込むと共に、コ
ンロッド小端部に油溜まりケーシングを設置して、その
ケーシングのノズルからオイルを噴射させて前記ボア内
に送り込むものがある（第２の従来技術）（特開昭６２
−４１９１９号参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
１の従来技術では、コンロッド大端部や隣接するクラン
ク軸受け部からオイルを噴出するため、ピストン裏面部
までの距離が遠くなって、しかも、冷却を行いたい該裏
面部の近くでオイルを噴射しないため、オイルの当たり
が確実性に欠けるので冷却能力が低いものであった。

【０００５】また、前記第２の従来技術は、コンロッド
小端部に油溜まりケーシングを設置しかつ、ピストンに
空気通路およびボアを形成するので該小端部の油通路お
よびピストン内部形状が複雑で加工が難しいものであっ
た。また、ピストン冠部（ピストントップ部）にオイル
を吹き当てており、ピストンスカート部を冷却するのが
不十分であった。

【０００６】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたものであって、従来冷却効率を上げることが
ができなかったピストン裏側の周囲までも冷却できるよ
うにして、内燃機関の冷却性能を向上すると共にコンロ
ッド小端部の強制潤滑も合わせてできる内燃機関のピス
トン油冷却装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため次の構成を有する。請求項１の発明は、気筒
内のピストンがコンロッドによりクランク軸に連結され
ている４サイクルの内燃機関において、クランク軸に摺
接するコンロッド大端部からコンロッド内部を介してコ
ンロッド小端部には、オイル通路が形成されていて、コ
ンロッド小端部には、環状のオイル噴射部材が前記オイ
ル通路に連通して固定され、前記オイル噴射部材には、
ピストンに向けてオイルを噴射する複数の孔が形成され
ていることを特徴とする内燃機関のピストン油冷却装置
である。

【０００８】請求項１の発明においては、クランク軸に
摺接するコンロッド大端部からコンロッド内部を介して
コンロッド小端部には、オイル通路が形成されているの
で、小端部の潤滑が十分にできる。また、コンロッド小
端部には、環状のオイル噴射部材が前記オイル通路に連
通して固定され、前記オイル噴射部材には、ピストンに
向けてオイルを噴射する複数の孔が形成されているの
で、その孔からのオイルの噴出でピストンの上部および
側部の裏面部にオイルを当てて十分に冷却することがで
きる。すなわちオイルはコンロッド小端部の潤滑油とな
ると共に冷却油としてもその機能を充当にはたすように
なる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１〜図３は本発明の実施
形態に係る内燃機関のピストン油冷却装置の説明図であ
り、図１はピストン１０からクランク軸１２にかけての
内燃機関断面図、図２（ａ）〜（ｄ）はコンロッド（コ
ネクティングロッド）１４およびオイル噴射部５６を説
明する図、図３（ａ）〜（ｂ）はオイル噴射部５６の説
明図である。

【００１０】図１に示すように、内燃機関は４サイクル
のものであって、左右割で左右から合わせて締着固定さ
れたクランクケース１８の左右壁部にクランク軸１２の
左右軸部１２ｃがベアリング２０を介して回動可能に支
持されており、クランケース１８の上部に締着されるシ
リンダーブロック（気筒；図示省略）内をピストン１０
が往復動する。このピストン１０は、コンロッド１４に
よりクランク軸１２に連結されている。

【００１１】すなわち、ピストン１０にその軸直角方向
にピストンピン１０ａがピストンボス１０ｂに嵌入され
ており、ピストン１０の外周面部全周を凹ませた３つの
リング溝にはそれぞれピストンリング（上からファース
トリング、セカンドリング、オイルリング）１０ｃが嵌
め込まれている。また、クランク軸１２の間隔を置いた
ウエブ１２ｂ，１２ｂの展開方向一側であってそれぞれ
対向する位置には、クランクピン嵌め込み孔１２ｄが形
成され、そこにクランクピン１２ａが嵌入して設けられ
る。そして、コンロッド１４は、その大端部１４ａがウ
エブ１２ｂ，１２ｂ間に位置して前記クランクピン１２
ａに回転自在に嵌まることによりクランク軸１２に連結
されている。また、コンロッド１４の小端部１４ｂは、
ピストンピン１０ａに回転自在が嵌まって、ピストン１
０に連結されている。

【００１２】なお、クランク軸１２のウエブ１２ｂ，１
２ｂの両側部から右、左に軸部１２ｃ，１２ｃが延びて
おり、該軸部１２ｃにおいてウエブ１２ｂ．１２ｂに隣
接する位置がクランクケース１８にベアリング２０，２
０を介して軸支される。また、クランク軸１２の軸部１
２ｃの一方側端部（図１で右側端部）には、カムチェー
ンドライブギア２４とプライマリドライブギア２６とが
設けられており、他方側端部（図１で左側端部）には、
バランサードライブスプロケットギア２８とマグネトー
３０が設けられている。また、図１中符号３２はバラン
サードリブンスプロケットギア、３２ａはバランサー
軸、３２ｂはバランサー、３４はカムチェーン室、３５
はバルブである。

【００１３】図１または図２に詳細に示すように、前記
コンロッド１４には、その内部に長さ方向全長にわたっ
てオイル通路３６が形成されており、オイル通路３６の
大端部１４ａ側の一端部３６ａは前記クランク軸１２に
連結されるコンロッド大端部１４ａ内周部に開放してク
ランクピン１２ａに臨み、かつ、小端部１４ｂ側の他端
部３６ｂはコンロッド小端部１４ｂ内周部に開放してピ
ストンピン１０ａに臨む。

【００１４】コンロッド小端部１４ｂの内周面には全周
にわたってオイル溝３８が形成されており、このオイル
溝３８には前記オイル通路３６他端部３６ｂが位置しか
つ開放すると共に前記小端部１４ｂ上端部（コンロッド
アーム部１４ｃの反対側端）に貫通するオイル孔４０一
端が位置しかつ開放する。

【００１５】ピストンピン１０ａは中空円柱形状であっ
てピストン１０に嵌入しており、その外周面にコンロッ
ド小端部１４ｂが摺接していて、前記オイル溝３８はピ
ストンピン１０ａ外周面にオイルを供給しつつ該外周面
とでオイルの通路を形成している。

【００１６】一方、クランク軸１２のクランクピン１２
ａは中空になっていて、その軸方向中央部と一端部（図
１では右側端部）とに中空内周部１２ａｉから外周面部
１２ａｏにわたるオイル孔４２ａと、４２ｂとがそれぞ
れ穿設されている。

【００１７】コンロッド大端部１４ａは内周面には、コ
ンロッドアーム部１４ｃ側半周または全周にわたってオ
イル溝４４が形成されており、このオイル溝４４には前
記オイル通路３６一端部３６ａが位置しており、メタル
ベアリング４６を介して、クランクピン１２ａに摺接す
る。メタルベアリング４６には前記クランクピン１０の
オイル孔４２ａと前記オイル溝４４を繋ぐ孔４６ａが穿
設されている。

【００１８】クランク軸１２には、前記一方側軸部１２
ｃにその端部からウエブ１２ｂ途中位置まで直線状に穿
設された部分４８ａと該部分４８ａに対してほぼ４５°
の角度でウエブ１２ｂ中を通りクランクピン嵌め込み孔
１２ｄ内周面部に至るまで形成され部分４８ｂからなる
オイル通路部４８を有する。

【００１９】前記クランク軸１２の一方側端部１２ｃは
外側からクランクケースカバー５０被り、クランクケー
スカバー５０の内部面と前記一方側端部１２ｃはシール
５２されたがオイルギャラリー５４になっており、この
オイルギャラリー５４には、図示しないオイルポンプか
らエンジンオイルが圧送されるようになっている。

【００２０】ここで、コンロッド小端部１４ｂの上端部
には、ピストン２２の内周面部にオイルを吹き当てるオ
イル噴射部材５６が前記オイル孔４０に連通して固定さ
れている。すなわち、オイル噴射部材５６は、図３に詳
細に示すように、円環状に形成された管材の環状本体部
５６ａと、上端部が本体部５６ａ内に連通して固定され
下端部が前記オイル孔４０に連通して小端部１４ｂに螺
着あるいは嵌着されている中空支持部５６ｂとを有して
いる。前記環状本体部５６ａにはピストン１０の内周面
部に向けてオイルを噴射するオイル噴射孔５６ｃが適宜
の複数個および位置に形成されている。前記オイル噴射
孔５６ｃはピストン１０の低部、ピストンピンボス部お
よび／またはスカート部内周面部に向けてオイルを噴射
するように形成されている。また、オイル噴射部材５６
の形状、各部寸法、穴の数等はピストン１０の形状等に
より適宜に設計、構成できる。

【００２１】実施形態のピストン油冷却装置では、図示
しないオイルポンプにより圧送されてきてオイルギャラ
リー５４内に入ったオイル（潤滑油と兼用）は、クラン
ク軸１２の軸部１２ｃ、ウェブ１２ｂのオイル通路４８
（４８ａ，４８ｂ）を通ってクランクピン１２ａの外周
面部１２ａｏに送られる。そして、クランクピン１２ａ
では、端部オイル孔４２ｂからクランクピン１２ａ内
（１２ａｉ）に前記圧送オイルが入り中央部オイル孔４
２ａからメタルベアリング４６の孔４６ａを通ってコン
ロッド大端部１４ａのオイル溝４４を介してオイル通路
３６に入る。該オイル通路３６中の圧送オイルは、コン
ロッド小端部１４ｂのオイル溝３８を介して、オイル噴
射部材５６の中空支持部５６ｂを通って本体部５６ａ内
に入る。これにより、オイル噴射部材５６は、噴射孔５
６ｃからピストン１０内周面部およびピンボス１０ｂに
向けてオイルを噴射する。

【００２２】また、クランク軸１２のクランクピン１２
ａに摺接するコンロッド大端部１４ａからコンロッド内
部を介してコンロッド小端部１４ｂには、オイル通路３
６が形成されており、十分にオイルが供給されるので、
該小端部１４ｂの潤滑が十分にできる。

【００２３】また、コンロッド小端部１４ｂには、環状
のオイル噴射部材５６が前記オイル通路３６に連通して
固定され、前記オイル噴射部材５６には、ピストン１０
内周面部およびピンボス１０ｂに向けてオイルを噴射す
る複数の噴射孔５６ｃが形成されているので、その噴射
孔５６ｃからの冷却オイル（内燃機関潤滑油と兼用）の
噴出でピストン１０の上部および側部の裏面部の適切な
箇所にオイルを当てて十分に冷却することができる。し
たがって、ピストン１０の側部の積極的な冷却ができる
ので、ピストンリング１０ｃの温度を下げ、ブローバイ
ガスの低減、オイル消費低減、ピストンの耐久性向上が
可能になる。

【００２４】なお、前記実施の形態では、オイル噴射部
材５６は円形の環状部材から本体部５６ａが形成されて
いたが、円形に限定されず、楕円矩形等いずれでもよ
く、ピストンの形状などにより適宜の形状に形成でき
る。また、噴射孔５６ｃの数もピストンの形状、所望の
冷却性能などにより適宜個数に設定できる。また、コン
ロッド大端部のオイル溝４４は半周または全周にわたっ
ていたが、メタルベアリングの孔４６ａに応じて適宜箇
所に形成してもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、従来
冷却効率を上げることができなかったピストン裏側の周
囲の下部、ピンボス部、スカート部等までをも冷却で
き、冷却性能を向上できかつコンロッド小端部の強制潤
滑も合わせてできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関のピストン油
冷却装置の説明図であって、ピストンからクランク軸に
かけての内燃機関の断面説明図である。

【図２】コンロッドおよびオイル噴射部を説明する図
で、（ａ）はコンロッド側面視図、（ｂ）はコンロッド
正面視半断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面
視図、（ｄ）は（ａ）の矢印Ｄ方向視図である。

【図３】（ａ）はオイル噴射部材の上面図、（ｂ）はピ
ストンとオイル噴射部の縦断面説明図である。

【符号の説明】

１０ ピストン １２ クランク軸 １２ａ クランクピン １４ コンロッド １４ａ 大端部 １４ｂ 小端部 ３６ オイル通路 ３８ 小端部のオイル溝 ４０ オイル孔 ４４ 大端部のオイル溝 ４８ オイル通路部 ５４ オイルギャラリー ５６ オイル噴射部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気筒内のピストンがコンロッドによりク
   ランク軸に連結されている４サイクルの内燃機関におい
   て、 クランク軸に摺接するコンロッド大端部からコンロッド
   内部を介してコンロッド小端部には、オイル通路が形成
   されていて、 コンロッド小端部には、環状のオイル噴射部材が前記オ
   イル通路に連通して固定され、 前記オイル噴射部材には、ピストンに向けてオイルを噴
   射する複数の孔が形成されていることを特徴とする内燃
   機関のピストン油冷却装置。