WO2013021789A1 - 内燃機関のピストン構造 - Google Patents

Abstract

ピン孔の内周面とピストンピンとの間に油膜を保持して、ピン孔の内周面とピストンピンとの打音を抑制することが可能な内燃機関のピストン構造を提供する。ピストン（４）に形成したピン孔（４４）にピストンピン（７）を挿通してなる内燃機関（１）のピストン構造であって、ピン孔（４４）の内周面（４４ａ）にはピストン（４）の内外を連通する連通溝（４６）が設けられ、連通溝（４６）は、ピン孔（４４）の内周面（４４ａ）のうち、ピストン（４）の燃焼室（３２）側且つスラスト側の範囲のみに設けられている。

Description

内燃機関のピストン構造

　本発明は、内燃機関のピストン構造に関する。

　一般に、内燃機関のシリンダ内に配置されるピストンは、ピン孔を有しており、このピン孔に装着されたピストンピンを介してコンロッドに接続されている。ピストンピンは、ピストンの上下動に伴ってピン孔の内周面と摺動する。ピストンピンとピン孔の間には微小な隙間が設けられており、両者の焼き付きを防止するためのオイルがこの隙間に供給されている。

　特許文献１には、ピン孔の内周面の上半部の２箇所に、ピストンピンの軸方向に沿ってピストンの内周側と外周側とを連通する２つの連通溝を形成することが開示されている。この２つの連通溝は、ピン孔の上部から４５°の角度位置で左右対称の位置に形成されている。特許文献１では、２つの連通溝をこの位置に形成することにより、ピストンピンに対するオイル供給が十分になる、としている。

実開平１－１５２１４６号公報（第１図）

　近年、内燃機関の静穏化の要請が高まっている。内燃機関の騒音の原因の一つに、ピン孔の内周面にピストンピンが当接して打音が発生する現象がある。この現象を研究した結果、ピン孔の内周面とピストンピンとの間の油膜が少なくなると打音が大きくなることが分かってきた。そのため、ピン孔の内周面とピストンピンとの間に油膜を保持して打音を低減することが求められている。

　本発明は、これらの問題に鑑みて成されたものであり、ピン孔の内周面とピストンピンとの間に油膜を保持して、ピン孔の内周面とピストンピンとの打音を抑制することが可能な内燃機関のピストン構造を提供することを目的とする。

　本発明者らの鋭意研究により、ピン孔の内部におけるピストンピンとオイルの移動を観察・解析した結果、特許文献１に記載のように、ピン孔の上方に左右対称に連通溝を設けた場合、ピン孔の内周面に沿ってピストンピンが旋回するのに伴って、反スラスト側の連通溝からオイルが必要以上に排出され、ピン孔の内周面とピストンピンとが当接してしまうことが判明した。そこで、本発明者らは、オイルの必要以上の排出を抑制するために、反スラスト側の連通溝をなくすことに想到した。

　本発明は、ピストンに形成したピン孔にピストンピンを挿通してなる内燃機関のピストン構造であって、前記ピン孔の内周面には前記ピストンの内外を連通する連通溝が設けられ、前記連通溝は、前記ピン孔の内周面のうち、前記ピストンの燃焼室側且つスラスト側の範囲のみに設けられていることを特徴とする。

　このような構成によれば、ピストンの内外を連通する連通溝が、ピン孔の内周面のうち、ピストンの燃焼室側且つスラスト側の範囲のみに設けられているので、その他の範囲（特に、ピストンの燃焼室側且つ反スラスト側の範囲）に連通溝が設けられている場合に比較してオイルの排出が抑制され、ピン孔の内周面とピストンピンとの隙間にオイルが好適に保持される。そのため、ピン孔の内周面とピストンピンとの打音を抑制することができる。

　また、前記連通溝は、シリンダ軸線に対するクランク軸回動中心のオフセット量が増えるほど、燃焼室側に偏倚して設けられる構成とするのがよい。

　このような構成によれば、シリンダ軸線に対するクランク軸回動中心のオフセット量が増えるほど、連通溝を燃焼室側に偏倚して設けることによって、ピン孔の内周面とピストンピンとの隙間内で移動するオイルの流速を低下させることができる。そのため、ピン孔の内周面とピストンピンとの隙間から排出されるオイルの総量を少なくして、隙間内にオイルを多く保持することができる。

　また、前記連通溝は、前記ピン孔の軸心と前記連通溝の周方向の中心位置とを結ぶ直線と、前記ピン孔の軸心を通りピストン軸線に直交する直線との成す角度が、２０°以上２３°以下となるように設けられているのが好ましい。

　このような構成によれば、ピン孔の内周面とピストンピンとの間にオイルを好適に保持することができる。

　また、前記ピストンは、外周面にリング溝が形成されたピストン本体部と、前記ピストン本体部の下面から下方に延出すると共に前記ピン孔が形成された一対のピンボス部と、を有し、前記ピストン本体部の下面と前記ピン孔の内周面の上部とは、段差なく連続している構成とするのがよい。

　このような構成によれば、ピストン本体部の下面とピン孔の内周面の上部とが、段差なく滑らかに連続しているので、ピストン本体部の下面に付着したオイルが、ピン孔の内周面に流れ込みやすくなる。そのため、ピストン本体部の下面に付着したオイルを、ピン孔の内周面とピストンピンとの隙間に好適に導いて潤滑性を保持することができる。

　また、前記ピン孔の内周面には周方向に凹溝が形成され、前記凹溝は、前記連通溝につながり、かつ、前記連通溝よりもクランク室側の範囲のみに形成されている構成とするのがよい。

　かかる構成によれば、連通溝よりも燃焼室側の範囲に周方向の凹溝が形成されていないので、ピストンにクランク室方向の荷重が加わった際に凹溝を介して燃焼室側からオイルが排出されることを抑制して油膜を保持でき、且つ、連通溝よりもクランク室側には凹溝を介してオイルを回すことができる。

　本発明によれば、ピン孔の内周面とピストンピンとの間に油膜を保持して、ピン孔の内周面とピストンピンとの打音を抑制することが可能な内燃機関のピストン構造を提供することができる。

本実施形態に係る内燃機関のピストン構造の断面図である。 ピストンの正面図である。 図２のＩ－Ｉ矢視断面図である。 （ａ）はピン孔の拡大正面図であり、（ｂ）は図３のＩＩ－ＩＩ矢視断面図である。 図２におけるピストン本体部の下面付近の拡大断面図である。 実施例１におけるピン孔内のピストンピン及びオイルの状態を説明する模式図であり、（ａ）はピストンピンがクランク室側にある状態、（ｂ）はピストンピンが燃焼室側にある状態、をそれぞれ示している。 比較例１におけるピン孔内のピストンピン及びオイルの状態を説明する模式図であり、（ａ）はピストンピンがクランク室側にある状態、（ｂ）はピストンピンが燃焼室側にある状態、をそれぞれ示している。 比較例２におけるピン孔内のピストンピン及びオイルの状態を説明する模式図であり、（ａ）はピストンピンがクランク室側にある状態、（ｂ）はピストンピンが燃焼室側にある状態、をそれぞれ示している。 クランク角度とピン孔内のオイルの流体速度との相関関係を示すグラフである。 連通溝中心角度と流体速度との相関関係を示すグラフである。

　本発明の実施形態について、図１乃至図５を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。なお、シリンダ軸線方向を「上下方向」とし、シリンダ軸線に直交する方向を「左右方向」として説明する。

　内燃機関１は、図１に示すように、シリンダ２１及びクランク室２２を有するシリンダブロック２と、シリンダ２１の上部を閉塞するシリンダヘッド３と、シリンダ２１内に設置されたピストン４と、クランク室２２に配置されたクランクシャフト５と、ピストン４とクランクシャフト５とを連結するコンロッド６と、コンロッド６とピストン４とを連結するピストンピン７と、を主に備えている。

　シリンダブロック２は、クランク室２２の上部に、オイル噴射装置２３を有している。オイル噴射装置２３は、ノズル２３ａを有しており、ノズル２３ａから噴射されたオイルはピストン４に吹き付けられる。ピストン４に吹き付けられたオイルが飛散すること等により、シリンダ２１の内壁にオイルが付着する。オイル噴射装置２３は、シリンダブロック２内に設けられたオイル供給通路２４からオイルの供給を受けている。
　なお、シリンダ２１へのオイル供給手法はこれに限定されるものではなく、例えば、回転するクランクシャフト５から飛散するオイルによって、シリンダ２１の内壁やピストン４の下面等を潤滑するように構成してもよい。

　シリンダヘッド３は、シリンダ２１に対応する位置に凹設された上壁部３１を有している。この上壁部３１とシリンダ２１の内壁とピストン４の上面とで囲まれた空間が燃焼室３２となる。上壁部３１には、吸気ポート３３と排気ポート３４とが連通している。吸気ポート３３及び排気ポート３４は、吸気バルブ３５及び排気バルブ３６によって所定タイミングで開閉されている。

　本実施形態では、クランクシャフト５は、図１における時計回り方向（矢印ｙ参照）に回転している。シリンダ２１の軸線ＣＬは、クランクシャフト５の回動中心である軸心５ａに対して、クランクシャフト５が上支点から下支点に向かう側に、所定距離Ｌだけオフセットしている。ちなみに、このようなオフセット状態を正オフセットといい、軸線ＣＬに対して逆側にオフセットすることを逆オフセットという。

　コンロッド６は、燃焼室３２での燃料ガスの膨張によるピストン４の押下力をクランクシャフト５に伝達する部材である。コンロッド６の下端部６ａは、クランクシャフト５のクランクピン５ｂに回転自在に連結されている。コンロッド６の上端部６ｂは、ピストンピン７を介してピストン４に連結されている。

　ピストン４は、シリンダ２１内に摺動可能に嵌装された略円筒形状の部材である。ピストン４は、燃焼室３２での燃料ガスの膨張による押下力とクランクシャフト５の回転による押上力によって、シリンダ２１内を往復動している。このとき、ピストン４は、コンロッド６から受ける横力によって、シリンダ２１の内壁に押し付けられる。より詳しくは、クランクシャフト５が図１における時計回り（矢印ｙ参照）に回転する場合、圧縮行程から膨張行程（主に膨張行程）では、シリンダ２１の軸線ＣＬ方向に作用する押下力の分力として、コンロッド６の延在方向への分力と、ピストン４を図１の左側に押し付ける横力（スラスト力）とがピストン４に作用する。
　ここで、ピストン４のうち、スラスト力が作用する方向（図１の左側）をスラスト側と称し、その反対方向（図１の右側）を反スラスト側と称する。

　ピストン４は、図２、図３に示すように、平面視円形状のピストン本体部４１と、ピストン本体部４１の下面から壁状に延出する一対のピンボス部４２，４２と、同じくピストン本体部４１から下方に延出し、一対のピンボス部４２，４２の端部同士を連結する一対のスカート部４３，４３と、を主に有している。各ピンボス部４２の略中央には、ピストンピン７を挿通するためのピン孔４４がそれぞれ形成されている。ピストン４の中央下部には、一対のピンボス部４２，４２と、一対のスカート部４３，４３に囲まれて下向きに開口する中空部４５が形成されている。この中空部４５に、コンロッド６の上端部６ｂが配置される。

　ピストン本体部４１は、その外周面に３つのリング溝４１ａ，４１ｂ，４１ｃを有している。上側の２つのリング溝４１ａ，４１ｂには、燃焼ガスの漏れを防ぐためのピストンリング（図示省略）が嵌装されている。下側のリング溝４１ｃは、シリンダ２１の内壁とピストン４との間を潤滑するオイルの量を調整するためのオイルリング（図示省略）が嵌装されている。下側のリング溝４１ｃは、上側の２つのリング溝４１ａ，４１ｂよりも幅広に形成されており、その底面には、ピストン４の内外を連通する潤滑油通路となるオイル孔４５ａが設けられている。ピストン本体部４１の上面には窪み部４１ｅが形成されている。ピストン本体部４１の下面４１ｄには、後記するピン孔４４に対応する位置に円弧状の凹部４１ｄ１が形成されている。なお、ピストン本体部４１の下面４１ｄは、下側のオイル溝４１ｃの下方に位置している。また、凹部４１ｄ１は、後記するピン孔４４の円弧形状に沿って形成されている。

　一対のピンボス部４２，４２は、ピストン本体部４１の下面４１ｄから下方に延出する壁状の部位である。各ピンボス部４２は、図３に示すように、ピストン本体部４１の表面よりも中心寄りの位置（奥まった位置）に配置されている。

　一対のスカート部４３，４３は、ピストン本体部４１の下面４１ｄから下方に延出するとともに、一対のピンボス部４２，４２の両端部を連結する壁状の部位である。各スカート部４３の表面は、ピストン本体部４１の表面と面一に設けられている。

　一対のピン孔４４，４４は、ピストンピン７を挿通するための貫通孔であり、ピンボス部４２の略中央に形成されている。ピン孔４４は、上面視でピストン４の径方向に形成されている。ピン孔４４の軸線方向は、クランクシャフト５の軸心方向と一致している。ピン孔４４の内周面４４ａには、ピストン４の表面側と中空部４５とを連通する連通溝４６と、周方向に凹設された凹溝４７と、が形成されている。

　連通溝４６は、シリンダ２１の内壁からピストン４の表面を伝ってきたオイルを、ピン孔４４の内部に誘導するための溝である。連通溝４６は、断面視円弧形状に形成されている。連通溝４６は、ピン孔４４の軸線方向と平行に延設されている。
　ここで、図４（ａ）に示すように、ピン孔４４を軸方向に見て、内周面４４ａをピストン４の軸線ＰＬ方向とこの軸線ＰＬに垂直な方向とで４等分したときに、連通溝４６は、内周面４４ａのうち燃焼室３２側且つスラスト側の範囲に形成されている。そして、内周面４４ａのうち、他の３つの範囲には、ピン孔４４の軸線方向の溝は形成されておらず、滑らかな真円の円弧形状となっている。
　なお、ピストン４の軸線ＰＬは、シリンダ２１の軸線ＣＬ（図１参照）と基本的に一致するが、シリンダ２１内でピストン４が傾くことによって両者がずれることもある。

　連通溝４６は、ピン孔４４の軸心と連通溝４６の周方向の中心位置とを結ぶ直線Ｌ１と、ピン孔４４の軸心を通りピストン４の軸線ＰＬに直交する直線Ｌ２との成す角度θ（以下、「連通溝中心角度θ」という）が、２０～２３°の範囲となるように設けられるのが好ましい。これについては図１０を参照して後に詳しく説明する。

　凹溝４７は、ピン孔４４の内部に入り込んだオイルを周方向に移動し易くするための溝である。凹溝４７は、図４（ｂ）に示すように、内周面４４ａのうち、連通溝４６よりも（より詳しくは、連通溝４６の下側の端部を含み軸線ＰＬに直交する平面Ｐ１よりも）クランク室２２側の範囲のみに形成されている。凹溝４７の両端部は、連通溝４６につながっている。これにより、連通溝４６と凹溝４７の間のオイルの移動がスムーズになる。

　ピン孔４４の内周面４４ａの上部４４ａ１は、図５に示すように、ピストン本体部４１の下面４１ｄに設けられた円弧状の凹部４１ｄ１と、段差なく滑らかに連続している。つまり、ピン孔４４の開口部周縁には、ピン孔４４の軸線に対して約４５°傾いたテーパ面４４ｂが設けられているが、ピン孔４４の内周面の上部４４ａ１付近だけは、このテーパ面４４ｂが削られて（省略されて）なだらかに形成されている。これにより、リング溝４１ｃに装着されたオイルリング（図示省略）で掻き落とされたオイルが、凹部４１ｄ１を伝ってピン孔４４や連通溝４６の内部に入り込み易くなる。
　なお、ピストン本体部４１の下面４１ｄ及び凹部４１ｄ１は、ピン孔４４に向かってオイルが流れ易いように、ピンボス部４２に近づくほど下方に位置するように傾斜している。

　ちなみに、ピン孔４４の内周面４４ａの上部４４ａ１は、図５の方向視で直線状に形成されている。また、円弧状の凹部４１ｄ１も、図５の方向視で直線状に形成されている。内周面４４ａの上部４４ａ１と円弧状の凹部４１ｄ１とは、ピン孔４４の開口部（テーパ面４４ｂの真上）で屈曲して連なっている。

　ピストンピン７は、図１、図４に示すように、ピン孔４４の内部に挿入されて、コンロッド６とピストン４とを連結する部材である。ピストンピン７は、ピン孔４４よりも若干小径に形成されており、ピン孔４４の内周面４４ａとピストンピン７との間にはオイルを溜めるための隙間Ｓが設けられている。ピストンピン７は、クランクシャフト５の回転に伴って、ピン孔４４の内周面４４ａに沿って時計回り（クランクシャフト５の回転方向と同一方向）に旋回（図４の矢印ｘ参照）する。

　本実施形態に係る内燃機関１のピストン構造は、以上のように構成されるものであり、次に、図６乃至図１０を参照してその動作及び作用効果について説明する。なお、図６乃至図８においては、オイルの軌跡をドット状のハッチングで示している。

　図６は、実施例１におけるピン孔内のピストンピン及びオイルの状態を説明する模式図であり、（ａ）はピストンピンがクランク室側にある状態、（ｂ）はピストンピンが燃焼室側にある状態、をそれぞれ示している。
　図６（ａ）に示すように、実施例１のピン孔４４は、内周面４４ａのうち燃焼室３２側且つスラスト側の範囲のみに、連通溝４６を有している。

　図６（ａ）に示すように、ピン孔４４内において、ピストンピン７がクランク室２２側にある場合、ピストンピン７の上側に隙間Ｓが形成される。また、シリンダ２１の内壁に付着したオイルが、リング溝４１ｃに装着されたオイルリング（図示省略）によって掻き落とされ、ピストン本体部４１の下面４１ｄを伝って、隙間Ｓ及び連通溝４６に流入する。隙間Ｓのうち連通溝４６が設けられた部分は、他の部分に比較して隙間Ｓの幅寸法が大きいので、オイルがピン孔４４の軸方向に拡散しやすい。これにより、連通溝４６に流入したオイルをピン孔４４の軸方向に（中空部４５側に）十分に供給することができる。

　図６（ｂ）に示すように、ピストンピン７が、クランクシャフト５及びコンロッド６の動作により、ピン孔４４のスラスト側の内周面４４ａに沿って時計回りに旋回及び上昇すると、ピストンピン７の上側の隙間Ｓの幅寸法が徐々に狭くなり、オイルが反スラスト側に押し出される。このとき、ピン孔４４の内周面４４ａのうち、燃焼室３２側且つ反スラスト側の部分には連通溝４６が形成されていないので、オイルがピン孔４４から排出され難い。そのため、ピン孔４４の内周面４４ａとピストンピン７との間の隙間Ｓにオイルが好適に保持され、両者の衝突音が抑制される。また、ピン孔４４の内周面４４ａとピストンピン７との衝突が抑制されることにより、シリンダ２１内におけるピストン４の挙動が安定し、シリンダ２１の内壁とピストン４との衝突も抑制される。
　つまり、実施例１のピン孔４４によれば、ピン孔４４の内周面４４ａとピストンピン７との間に保持されるオイルの量が増加する（排出されるオイルの量が減少する）ので、このオイルによって形成される油膜によりピン孔４４の内周面４４ａとピストンピン７との打音が抑制されるのである。

　また、ピストンピン７によって反スラスト側に押し出されたオイルは、ピン孔４４の内周面４４ａのうち連通溝４６よりもクランク室２２側の部分に周方向に形成された凹溝４７に沿って、ピン孔４４の下方に移動する。これにより、ピン孔４４のクランク室２２側にもオイルを十分に供給することができる。なお、ピン孔４４の内周面４４ａのうち、連通溝４６よりも燃焼室３２側の部分には、周方向の凹溝４７が設けられていないので、オイルが周方向に流れ難くなり、オイルの流速を低下させて潤滑性を保持することができる。

　図７は、比較例１におけるピン孔内のピストンピン及びオイルの状態を説明する模式図であり、（ａ）はピストンピンがクランク室側にある状態、（ｂ）はピストンピンが燃焼室側にある状態、をそれぞれ示している。
　図７（ａ）に示すように、比較例１のピン孔４４’は、内周面４４ａ’のうち燃焼室３２側且つスラスト側の範囲と、燃焼室３２側且つ反スラスト側の範囲に、一対の連通溝４６’，４６’を有している。

　比較例１のピン孔４４’では、図７（ｂ）に示すように、ピストンピン７が時計回りに旋回及び上昇すると、隙間Ｓ内のオイルが反スラスト側に移動し、燃焼室３２側且つ反スラスト側に設けられた連通溝４６’からオイルが排出されてしまう。そのため、隙間Ｓに保持されるオイルの量が少なくなり、前記した実施例１に比較して、ピン孔４４’とピストンピン７との衝突音の抑制効果が低下する。

　図８は、比較例２におけるピン孔内のピストンピン及びオイルの状態を説明する模式図であり、（ａ）はピストンピンがクランク室側にある状態、（ｂ）はピストンピンが燃焼室側にある状態、をそれぞれ示している。
　図８（ａ）に示すように、比較例２のピン孔４４”は、内周面４４ａ”のうち燃焼室３２側且つ反スラスト側の範囲のみに、連通溝４６”を有している。比較例２のピン孔４４”は、燃焼室３２側且つスラスト側に連通溝４６”を有していないので、前記した実施例１に比較して、ピン孔４４”の軸方向へのオイル供給能力が低下する。

　また、比較例２のピン孔４４”では、図８（ｂ）に示すように、ピストンピン７が時計回りに旋回及び上昇すると、隙間Ｓ内のオイルが反スラスト側に移動し、燃焼室３２側且つ反スラスト側に設けられた連通溝４６”からオイルが排出されてしまう。そのため、隙間Ｓに保持されるオイルの量がさらに少なくなり、前記した実施例１及び比較例１に比較して、ピン孔４４”とピストンピン７との衝突音の抑制効果がさらに低下する。

　図９は、クランク角度とピン孔内のオイルの流体速度との相関関係を示すグラフである。なお、オイルの流体速度とは、隙間Ｓ内におけるオイルの移動速度を示す数値であり、公知の解析プログラムによって算出した値である。流体速度が小さいほど、隙間Ｓ内でのオイルの移動速度が遅くなり、隙間Ｓ内にオイルが好適に保持されることを示す。

　図９に示すように、各グラフのピーク値を比較すると、従来構造である比較例１（破線参照）に対して、実施例１（太実線参照）では、オイルの流体速度が１／２以下に低下している。これにより、実施例１では、比較例１に比較してピン孔４４とピストンピン７の隙間Ｓにオイルを好適に保持できることが分かる。その結果、実施例１では、ピン孔４４の内周面４４ａとピストンピン７の隙間Ｓに保持されたオイルによって、両者の衝突による打音の発生を抑制することができる。

　一方、比較例２（細実線参照）では、比較例１に対してオイルの流体速度がほぼ２倍に上昇している。そのため、反スラスト側のみに連通溝４６を設けた場合には、隙間Ｓにオイルを好適に保持できず、ピン孔４４とピストンピン７とが衝突し易くなる。このことから、連通溝４６を形成する位置は、ピストン４に作用するスラスト力の方向やピストンピン７の旋回方向を考慮して適切に設定する必要があることが分かる。

　図１０は、連通溝中心角度θと流体速度との相関関係を示すグラフである。実施例１（太破線参照）は、オフセット距離Ｌ（図１参照）を１４ｍｍとした場合である。実施例２（太実線参照）は、オフセット距離Ｌ（図１参照）を０ｍｍとした場合である。

　図１０に示すように、オフセット距離Ｌを１４ｍｍとした実施例１では、連通溝中心角度θを約１５°～３０°の範囲で変化させると、θ＝約２３°のときに、流体速度が最も小さくなることが分かった。また、オフセット距離Ｌを０ｍｍとした実施例２では、θ＝約２０°のときに、流体速度が最も小さくなることが分かった。このことから、オフセット距離Ｌが大きいほど、連通溝４６を燃焼室３２側に設けるようにすれば、オイルの流速を低下させて、ピン孔４４の内周面４４ａとピストンピン７との打音を抑制することができることが分かる。

　以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

　例えば、本実施形態では、シリンダ２１の軸線ＣＬを、クランクシャフト５の軸心５ａから反スラスト側に所定距離Ｌだけオフセット（いわゆる正オフセット）した場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、オフセット距離Ｌを０としてもよいし、スラスト側に所定距離Ｌだけオフセット（いわゆる逆オフセット）してもよい。

　ちなみに、実験の結果、オフセット距離Ｌを０とした場合及び逆オフセットにした場合のいずれでも、クランクシャフト５を図１に示す時計回り方向（矢印ｙ参照）に回転させれば、ピストンピン７は、ピン孔４４の内部で図４（ａ）に示す時計回り方向（矢印ｘ参照）に旋回することが判明した。よって、連通溝４６は本実施形態と同様に、燃焼室３２側且つスラスト側に設ければよい。

　また、本実施形態では、ピストン本体部４１の下面４１ｄのうちピン孔４４に対応する部分に、凹部４１ｄ１を形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、凹部４１ｄ１を省略して、ピン孔４４の内周面４４ａの上部４４ａ１とピストン本体部４１の下面４１ｄとが直接滑らかに連続する構成としてもよい。

　また、本実施形態では、ピストンピン７の固定構造について、いわゆるセミフローティング方式を採用した場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ピストンピン７の両端にクリップ（Ｃリング）を取り付けて、ピン孔４４に対してピストンピン７を浮かした状態に保持するいわゆるフルフローティング方式のピストン構造などに採用してもよい。

　また、本実施形態では、ピン孔４４の内周面４４ａに、周方向に沿って凹溝４７を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、凹溝４７を省略してもよい。

　また、本実施形態では、直列形式の内燃機関１に本発明を適用した場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｖ型エンジンなど、他の形式の内燃機関に本発明を適用してもよい。

　１　　　内燃機関
　２　　　シリンダブロック
　２１　　シリンダ
　２２　　クランク室
　３　　　シリンダヘッド
　３２　　燃焼室
　４　　　ピストン
　４１　　ピストン本体部
　４１ｃ　リング溝
　４１ｄ　下面
　４２　　ピンボス部
　４３　　スカート部
　４４　　ピン孔
　４４ａ　内周面
　４６　　連通溝
　４７　　凹溝
　５　　　クランクシャフト
　６　　　コンロッド
　７　　　ピストンピン
　Ｓ　　　隙間

Claims (9)

1. 　ピストンに形成したピン孔にピストンピンを挿通してなる内燃機関のピストン構造であって、
   　前記ピン孔の内周面には前記ピストンの内外を連通する連通溝が設けられ、
   　前記連通溝は、前記ピン孔の内周面のうち、前記ピストンの燃焼室側且つスラスト側の範囲のみに設けられていることを特徴とする内燃機関のピストン構造。
2. 　前記連通溝は、シリンダ軸線に対するクランク軸回動中心のオフセット量が増えるほど、燃焼室側に偏倚して設けられることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の内燃機関のピストン構造。
3. 　前記連通溝は、前記ピン孔の軸心と前記連通溝の周方向の中心位置とを結ぶ直線と、前記ピン孔の軸心を通りピストン軸線に直交する直線との成す角度が２０°以上２３°以下となるように設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の内燃機関のピストン構造。
4. 　前記連通溝は、前記ピン孔の軸心と前記連通溝の周方向の中心位置とを結ぶ直線と、前記ピン孔の軸心を通りピストン軸線に直交する直線との成す角度が２０°以上２３°以下となるように設けられていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の内燃機関のピストン構造。
5. 　前記ピストンは、外周面にリング溝が形成されたピストン本体部と、前記ピストン本体部の下面から下方に延出すると共に前記ピン孔が形成された一対のピンボス部と、を有し、
   　前記ピストン本体部の下面と前記ピン孔の内周面の上部とは、段差なく連続していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の内燃機関のピストン構造。
6. 　前記ピストンは、外周面にリング溝が形成されたピストン本体部と、前記ピストン本体部の下面から下方に延出すると共に前記ピン孔が形成された一対のピンボス部と、を有し、
   　前記ピストン本体部の下面と前記ピン孔の内周面の上部とは、段差なく連続していることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の内燃機関のピストン構造。
7. 　前記ピストンは、外周面にリング溝が形成されたピストン本体部と、前記ピストン本体部の下面から下方に延出すると共に前記ピン孔が形成された一対のピンボス部と、を有し、
   　前記ピストン本体部の下面と前記ピン孔の内周面の上部とは、段差なく連続していることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の内燃機関のピストン構造。
8. 　前記ピストンは、外周面にリング溝が形成されたピストン本体部と、前記ピストン本体部の下面から下方に延出すると共に前記ピン孔が形成された一対のピンボス部と、を有し、
   　前記ピストン本体部の下面と前記ピン孔の内周面の上部とは、段差なく連続していることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の内燃機関のピストン構造。
9. 　前記ピン孔の内周面には周方向に凹溝が形成され、
   　前記凹溝は、前記連通溝につながり、かつ、前記連通溝よりもクランク室側の範囲のみに形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第８項のいずれか１項に記載の内燃機関のピストン構造。

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