シリンダライナの潤滑構造
【課題】ピストンのスカートとシリンダライナとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得るシリンダライナの潤滑構造を提供する。
【解決手段】ピストン２下死点位置のオイルリング溝１０ａ下面より下側におけるシリンダライナ１ａ下部内面に、潤滑面積を低減するための凹溝１１を形成する。
【解決手段】ピストン２下死点位置のオイルリング溝１０ａ下面より下側におけるシリンダライナ１ａ下部内面に、潤滑面積を低減するための凹溝１１を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダライナの潤滑構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等におけるエンジンにおいては、図９に示される如く、シリンダ１内に収容されたピストン２がピストンピン３を介しコンロッド４の小端部４ａにより揺動自在に支持されており、該コンロッド４の大端部４ｂがクランクピン５を介しクランクシャフト６と連結されている。
【０００３】
前記クランクピン５はクランクアーム６ａによりクランクシャフト６の中心からずらした位置に支持されており、該クランクピン５がクランクシャフト６の中心回りに円軌道（図９中の一点鎖線を参照）を描いて移動するようになっているので、コンロッド４がピストンピン３を中心に揺動しつつピストン２がシリンダ１内を昇降することになる。
【０００４】
ここで、前記ピストン２は、潤滑油を介してシリンダライナ１ａ内面を潤滑しながら摺動し、ピストン２のスカート７（ピストン２のオイルリング装着部より下の部分）は、爆発上死点付近を除いて、油膜を挟んで摩擦面同士が離れて滑るいわゆる流体潤滑状態下で潤滑が行われている。
【０００５】
尚、エンジンのシリンダに関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【特許文献１】特開平８−２００１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の如き従来のシリンダライナ１ａにおいては、ピストン２のスカート７との潤滑状態に関して何ら考慮がなされておらず、シリンダライナ１ａの内面は、全て一様な表面粗さで製造されており、ピストン２のスカート７とシリンダライナ１ａとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減することは困難となっており、燃費に関しても改善の余地が残されていた。
【０００７】
本発明は、斯かる実情に鑑み、ピストンのスカートとシリンダライナとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得るシリンダライナの潤滑構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、オイルリング溝にオイルリングを嵌装したピストンが軸線方向へ摺動自在に嵌入されるシリンダライナの潤滑構造であって、
ピストン下死点位置のオイルリング溝下面より下側におけるシリンダライナ下部内面に、潤滑面積を低減するための凹溝を形成したことを特徴とするシリンダライナの潤滑構造にかかるものである。
【０００９】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１０】
前述の如く、ピストン下死点位置のオイルリング溝下面より下側におけるシリンダライナ下部内面に、潤滑面積を低減するための凹溝を形成すると、シリンダライナに形成した凹溝の深さ分の段差が生じ、実質的なピストンのスカート側との潤滑面が凹溝の存在しない領域だけに限定され、これによりピストンのスカートにおける潤滑面積が低減されて摩擦力が大幅に減少することになる。
【００１１】
しかも、前記ピストンのスカートとシリンダライナの凹溝が存在しない領域との間は、油膜を介し摩擦面同士が離れて滑っている流体潤滑の状態となるが、凹溝が存在しない領域では、ピストンクリアランスが詰まってピストンの摺動時における油膜厚さが薄くなり、これにより摩擦係数が小さく抑えられて摩擦力が更に減少し、燃費を向上させることが可能となる。
【００１２】
尚、ピストン下死点位置のオイルリング溝下面より下側におけるシリンダライナ下部内面に対しては、オイルリングは全く接触しないため、該オイルリング及びその上部に嵌入されている各ピストンリングによる潤滑やガス及び油のシール性に影響を及ぼす心配はない。
【００１３】
前記シリンダライナの潤滑構造においては、前記凹溝を、シリンダライナの軸線方向へ延びるようシリンダライナの周方向に多数配列することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のシリンダライナの潤滑構造によれば、ピストンのスカートとシリンダライナとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得るという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１６】
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図９と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図９に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１〜図４に示す如く、ピストン２下死点位置のオイルリング溝１０ａ下面より下側におけるシリンダライナ１ａ下部内面に、潤滑面積を低減するための凹溝１１を形成した点にある。
【００１７】
尚、図１に示すピストン２の外周面には、上から順に、トップリング溝８ａ、セカンドリング溝９ａ、オイルリング溝１０ａを凹設し、該トップリング溝８ａ、セカンドリング溝９ａ、オイルリング溝１０ａにそれぞれ、トップリング８、セカンドリング９、オイルリング１０を嵌装してある。
【００１８】
本図示例の場合、前記潤滑面積を低減するための凹溝１１は、図２に示す如く、シリンダライナ１ａの軸線方向（ピストン２の摺動方向）へ延びるよう、シリンダライナ１ａの周方向に多数配列し、図３に示す前記凹溝１１の深さｄは、およそ３０［μｍ］以下となるようにしてある。
【００１９】
次に、上記図示例の作用を説明する。
【００２０】
前述の如く、ピストン２下死点位置のオイルリング溝１０ａ下面より下側におけるシリンダライナ１ａ下部内面に、潤滑面積を低減するための凹溝１１を形成すると、シリンダライナ１ａに形成した凹溝１１の深さ分の段差が生じ、実質的なピストン２のスカート７側との潤滑面が凹溝１１の存在しない領域だけに限定され、これによりピストン２のスカート７における潤滑面積が低減されて摩擦力が大幅に減少することになる。
【００２１】
しかも、前記ピストン２のスカート７とシリンダライナ１ａの凹溝１１が存在しない領域との間は、油膜を介し摩擦面同士が離れて滑っている流体潤滑の状態となるが、一般に、図４のストライベック線図で示すように、流体潤滑の領域では、油膜厚さが薄くなるほど摩擦係数が小さくなるため、凹溝１１が存在しない領域では、ピストンクリアランスが詰まってピストン２の摺動時における油膜厚さが薄くなり、これにより摩擦係数が小さく抑えられて摩擦力が更に減少し、燃費を向上させることが可能となる。
【００２２】
尚、ピストン２下死点位置のオイルリング溝１０ａ下面より下側におけるシリンダライナ１ａ下部内面に対しては、トップリング８並びにセカンドリング９は勿論のこと、オイルリング１０は全く接触しないため、該トップリング８並びにセカンドリング９とオイルリング１０による潤滑やシール性に影響を及ぼす心配はない。
【００２３】
こうして、ピストン２のスカート７とシリンダライナ１ａとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得る。
【００２４】
図５は本発明を実施する形態の一例における凹溝１１の変形パターン参考例を示す図であって、四角形状の凹溝１１をシリンダライナ１ａの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列したものである。
【００２５】
図５に示す如く、四角形状の凹溝１１をシリンダライナ１ａの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列しても、図１〜図４に示す例の場合と同様、ピストン２のスカート７とシリンダライナ１ａとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得る。
【００２６】
図６は本発明を実施する形態の一例における凹溝１１の変形パターン参考例を示す図であって、円形状の凹溝１１をシリンダライナ１ａの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列したものである。
【００２７】
図６に示す如く、円形状の凹溝１１をシリンダライナ１ａの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列しても、図１〜図４に示す例の場合と同様、ピストン２のスカート７とシリンダライナ１ａとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得る。
【００２８】
図７は本発明を実施する形態の一例における凹溝１１の変形パターン参考例を示す図であって、菱形状の凹溝１１をシリンダライナ１ａの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列したものである。
【００２９】
図７に示す如く、菱形状の凹溝１１をシリンダライナ１ａの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列しても、図１〜図４に示す例の場合と同様、ピストン２のスカート７とシリンダライナ１ａとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得る。
【００３０】
図８は本発明を実施する形態の一例における凹溝１１の変形パターン参考例を示す図であって、シリンダライナ１ａの軸線方向に対し所要の傾斜角度で斜めに延びる凹溝１１をシリンダライナ１ａの周方向に多数配列したものである。
【００３１】
図８に示す如く、シリンダライナ１ａの軸線方向に対し所要の傾斜角度で斜めに延びる凹溝１１をシリンダライナ１ａの周方向に多数配列しても、図１〜図４に示す例の場合と同様、ピストン２のスカート７とシリンダライナ１ａとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得る。
【００３２】
尚、本発明のシリンダライナの潤滑構造は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す側断面図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例におけるシリンダライナの内面を示す図であって、シリンダライナの軸線方向へ延びる凹溝をシリンダライナの周方向に多数配列した例を示す図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】油膜厚さと摩擦係数との関係を示すストライベック線図である。
【図５】本発明を実施する形態の一例における凹溝の変形パターン参考例を示す図であって、四角形状の凹溝をシリンダライナの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列した参考例を示す図である。
【図６】本発明を実施する形態の一例における凹溝の変形パターン参考例を示す図であって、円形状の凹溝をシリンダライナの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列した参考例を示す図である。
【図７】本発明を実施する形態の一例における凹溝の変形パターン参考例を示す図であって、菱形状の凹溝をシリンダライナの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列した参考例を示す図である。
【図８】本発明を実施する形態の一例における凹溝の変形パターン参考例を示す図であって、シリンダライナの軸線方向に対し所要の傾斜角度で斜めに延びる凹溝をシリンダライナの周方向に多数配列した参考例を示す図である。
【図９】一般的なエンジンを示す概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ａ シリンダライナ
２ ピストン
３ ピストンピン
４ コンロッド
７ スカート
１０ オイルリング
１０ａ オイルリング溝
１１ 凹溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダライナの潤滑構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等におけるエンジンにおいては、図９に示される如く、シリンダ１内に収容されたピストン２がピストンピン３を介しコンロッド４の小端部４ａにより揺動自在に支持されており、該コンロッド４の大端部４ｂがクランクピン５を介しクランクシャフト６と連結されている。
【０００３】
前記クランクピン５はクランクアーム６ａによりクランクシャフト６の中心からずらした位置に支持されており、該クランクピン５がクランクシャフト６の中心回りに円軌道（図９中の一点鎖線を参照）を描いて移動するようになっているので、コンロッド４がピストンピン３を中心に揺動しつつピストン２がシリンダ１内を昇降することになる。
【０００４】
ここで、前記ピストン２は、潤滑油を介してシリンダライナ１ａ内面を潤滑しながら摺動し、ピストン２のスカート７（ピストン２のオイルリング装着部より下の部分）は、爆発上死点付近を除いて、油膜を挟んで摩擦面同士が離れて滑るいわゆる流体潤滑状態下で潤滑が行われている。
【０００５】
尚、エンジンのシリンダに関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【特許文献１】特開平８−２００１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の如き従来のシリンダライナ１ａにおいては、ピストン２のスカート７との潤滑状態に関して何ら考慮がなされておらず、シリンダライナ１ａの内面は、全て一様な表面粗さで製造されており、ピストン２のスカート７とシリンダライナ１ａとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減することは困難となっており、燃費に関しても改善の余地が残されていた。
【０００７】
本発明は、斯かる実情に鑑み、ピストンのスカートとシリンダライナとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得るシリンダライナの潤滑構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、オイルリング溝にオイルリングを嵌装したピストンが軸線方向へ摺動自在に嵌入されるシリンダライナの潤滑構造であって、
ピストン下死点位置のオイルリング溝下面より下側におけるシリンダライナ下部内面に、潤滑面積を低減するための凹溝を形成したことを特徴とするシリンダライナの潤滑構造にかかるものである。
【０００９】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１０】
前述の如く、ピストン下死点位置のオイルリング溝下面より下側におけるシリンダライナ下部内面に、潤滑面積を低減するための凹溝を形成すると、シリンダライナに形成した凹溝の深さ分の段差が生じ、実質的なピストンのスカート側との潤滑面が凹溝の存在しない領域だけに限定され、これによりピストンのスカートにおける潤滑面積が低減されて摩擦力が大幅に減少することになる。
【００１１】
しかも、前記ピストンのスカートとシリンダライナの凹溝が存在しない領域との間は、油膜を介し摩擦面同士が離れて滑っている流体潤滑の状態となるが、凹溝が存在しない領域では、ピストンクリアランスが詰まってピストンの摺動時における油膜厚さが薄くなり、これにより摩擦係数が小さく抑えられて摩擦力が更に減少し、燃費を向上させることが可能となる。
【００１２】
尚、ピストン下死点位置のオイルリング溝下面より下側におけるシリンダライナ下部内面に対しては、オイルリングは全く接触しないため、該オイルリング及びその上部に嵌入されている各ピストンリングによる潤滑やガス及び油のシール性に影響を及ぼす心配はない。
【００１３】
前記シリンダライナの潤滑構造においては、前記凹溝を、シリンダライナの軸線方向へ延びるようシリンダライナの周方向に多数配列することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のシリンダライナの潤滑構造によれば、ピストンのスカートとシリンダライナとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得るという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１６】
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図９と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図９に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１〜図４に示す如く、ピストン２下死点位置のオイルリング溝１０ａ下面より下側におけるシリンダライナ１ａ下部内面に、潤滑面積を低減するための凹溝１１を形成した点にある。
【００１７】
尚、図１に示すピストン２の外周面には、上から順に、トップリング溝８ａ、セカンドリング溝９ａ、オイルリング溝１０ａを凹設し、該トップリング溝８ａ、セカンドリング溝９ａ、オイルリング溝１０ａにそれぞれ、トップリング８、セカンドリング９、オイルリング１０を嵌装してある。
【００１８】
本図示例の場合、前記潤滑面積を低減するための凹溝１１は、図２に示す如く、シリンダライナ１ａの軸線方向（ピストン２の摺動方向）へ延びるよう、シリンダライナ１ａの周方向に多数配列し、図３に示す前記凹溝１１の深さｄは、およそ３０［μｍ］以下となるようにしてある。
【００１９】
次に、上記図示例の作用を説明する。
【００２０】
前述の如く、ピストン２下死点位置のオイルリング溝１０ａ下面より下側におけるシリンダライナ１ａ下部内面に、潤滑面積を低減するための凹溝１１を形成すると、シリンダライナ１ａに形成した凹溝１１の深さ分の段差が生じ、実質的なピストン２のスカート７側との潤滑面が凹溝１１の存在しない領域だけに限定され、これによりピストン２のスカート７における潤滑面積が低減されて摩擦力が大幅に減少することになる。
【００２１】
しかも、前記ピストン２のスカート７とシリンダライナ１ａの凹溝１１が存在しない領域との間は、油膜を介し摩擦面同士が離れて滑っている流体潤滑の状態となるが、一般に、図４のストライベック線図で示すように、流体潤滑の領域では、油膜厚さが薄くなるほど摩擦係数が小さくなるため、凹溝１１が存在しない領域では、ピストンクリアランスが詰まってピストン２の摺動時における油膜厚さが薄くなり、これにより摩擦係数が小さく抑えられて摩擦力が更に減少し、燃費を向上させることが可能となる。
【００２２】
尚、ピストン２下死点位置のオイルリング溝１０ａ下面より下側におけるシリンダライナ１ａ下部内面に対しては、トップリング８並びにセカンドリング９は勿論のこと、オイルリング１０は全く接触しないため、該トップリング８並びにセカンドリング９とオイルリング１０による潤滑やシール性に影響を及ぼす心配はない。
【００２３】
こうして、ピストン２のスカート７とシリンダライナ１ａとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得る。
【００２４】
図５は本発明を実施する形態の一例における凹溝１１の変形パターン参考例を示す図であって、四角形状の凹溝１１をシリンダライナ１ａの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列したものである。
【００２５】
図５に示す如く、四角形状の凹溝１１をシリンダライナ１ａの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列しても、図１〜図４に示す例の場合と同様、ピストン２のスカート７とシリンダライナ１ａとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得る。
【００２６】
図６は本発明を実施する形態の一例における凹溝１１の変形パターン参考例を示す図であって、円形状の凹溝１１をシリンダライナ１ａの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列したものである。
【００２７】
図６に示す如く、円形状の凹溝１１をシリンダライナ１ａの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列しても、図１〜図４に示す例の場合と同様、ピストン２のスカート７とシリンダライナ１ａとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得る。
【００２８】
図７は本発明を実施する形態の一例における凹溝１１の変形パターン参考例を示す図であって、菱形状の凹溝１１をシリンダライナ１ａの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列したものである。
【００２９】
図７に示す如く、菱形状の凹溝１１をシリンダライナ１ａの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列しても、図１〜図４に示す例の場合と同様、ピストン２のスカート７とシリンダライナ１ａとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得る。
【００３０】
図８は本発明を実施する形態の一例における凹溝１１の変形パターン参考例を示す図であって、シリンダライナ１ａの軸線方向に対し所要の傾斜角度で斜めに延びる凹溝１１をシリンダライナ１ａの周方向に多数配列したものである。
【００３１】
図８に示す如く、シリンダライナ１ａの軸線方向に対し所要の傾斜角度で斜めに延びる凹溝１１をシリンダライナ１ａの周方向に多数配列しても、図１〜図４に示す例の場合と同様、ピストン２のスカート７とシリンダライナ１ａとの間の流体潤滑状態下での摩擦係数を低減し得、燃費向上を図り得る。
【００３２】
尚、本発明のシリンダライナの潤滑構造は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す側断面図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例におけるシリンダライナの内面を示す図であって、シリンダライナの軸線方向へ延びる凹溝をシリンダライナの周方向に多数配列した例を示す図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】油膜厚さと摩擦係数との関係を示すストライベック線図である。
【図５】本発明を実施する形態の一例における凹溝の変形パターン参考例を示す図であって、四角形状の凹溝をシリンダライナの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列した参考例を示す図である。
【図６】本発明を実施する形態の一例における凹溝の変形パターン参考例を示す図であって、円形状の凹溝をシリンダライナの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列した参考例を示す図である。
【図７】本発明を実施する形態の一例における凹溝の変形パターン参考例を示す図であって、菱形状の凹溝をシリンダライナの軸線方向並びに周方向へ多数千鳥状に配列した参考例を示す図である。
【図８】本発明を実施する形態の一例における凹溝の変形パターン参考例を示す図であって、シリンダライナの軸線方向に対し所要の傾斜角度で斜めに延びる凹溝をシリンダライナの周方向に多数配列した参考例を示す図である。
【図９】一般的なエンジンを示す概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ａ シリンダライナ
２ ピストン
３ ピストンピン
４ コンロッド
７ スカート
１０ オイルリング
１０ａ オイルリング溝
１１ 凹溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルリング溝にオイルリングを嵌装したピストンが軸線方向へ摺動自在に嵌入されるシリンダライナの潤滑構造であって、
ピストン下死点位置のオイルリング溝下面より下側におけるシリンダライナ下部内面に、潤滑面積を低減するための凹溝を形成したことを特徴とするシリンダライナの潤滑構造。
【請求項２】
前記凹溝を、シリンダライナの軸線方向へ延びるようシリンダライナの周方向に多数配列した請求項１記載のシリンダライナの潤滑構造。
【請求項１】
オイルリング溝にオイルリングを嵌装したピストンが軸線方向へ摺動自在に嵌入されるシリンダライナの潤滑構造であって、
ピストン下死点位置のオイルリング溝下面より下側におけるシリンダライナ下部内面に、潤滑面積を低減するための凹溝を形成したことを特徴とするシリンダライナの潤滑構造。
【請求項２】
前記凹溝を、シリンダライナの軸線方向へ延びるようシリンダライナの周方向に多数配列した請求項１記載のシリンダライナの潤滑構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１３３３２１（Ｐ２０１０−１３３３２１Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０９６４１（Ｐ２００８−３０９６４１）
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
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