ピストン
【課題】冷却空洞部内を逆流するオイルと新たに冷却空洞部へ供給されるオイルとが互いに干渉しないようにした内燃機関のピストンを提供する。
【解決手段】ピストン７内には、ピストン７を冷却するためのオイルが循環する冷却空洞部１０が形成されている。冷却空洞部１０の供給部１２内には、開口１２ａから供給部１２内を通って循環部１１の内部まで延びる湾曲した板状の２つのガイド２１，２１が設けられている。２つのガイド２１，２１の間に、導入経路２２が構成されている。ガイド２１，２１の外側にはそれぞれ、排出経路２３，２３が構成されている。導入経路２２の入口２２ａと排出経路２３の出口２３ｂとは面一となっており、供給部１２の開口１２ａを構成する。導入経路２２の出口２２ｂは、循環部１１の内部に位置しており、排出経路２３の入口２３ａは、循環部１１の底部１１ａに形成されている。
【解決手段】ピストン７内には、ピストン７を冷却するためのオイルが循環する冷却空洞部１０が形成されている。冷却空洞部１０の供給部１２内には、開口１２ａから供給部１２内を通って循環部１１の内部まで延びる湾曲した板状の２つのガイド２１，２１が設けられている。２つのガイド２１，２１の間に、導入経路２２が構成されている。ガイド２１，２１の外側にはそれぞれ、排出経路２３，２３が構成されている。導入経路２２の入口２２ａと排出経路２３の出口２３ｂとは面一となっており、供給部１２の開口１２ａを構成する。導入経路２２の出口２２ｂは、循環部１１の内部に位置しており、排出経路２３の入口２３ａは、循環部１１の底部１１ａに形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ピストンに係り、とくに、内燃機関のピストンの冷却に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のピストンは、内燃機関の稼動中、常に高温・高圧にさらされるため、ピストンを冷却する必要がある。例えば、特許文献１に記載されるように、ピストンに環状の冷却空洞部を設け、この冷却空洞部に、オイルギャラリを流れるオイルの一部を噴出するオイルジェットにより、オイルを供給して循環させる方法が行われている。
図９は、ピストンに設けられた冷却空洞部の一部の断面図である。図９に示されるように、このような冷却空洞部９０は、オイルが供給される供給部９１とピストンの全周にわたって形成された管状の循環部９２とを備えている。供給部９１から供給されたオイルは、循環部９２内をピストンの円周方向（矢印Ａ，Ａ’）に循環して、図示しない排出部から排出される。オイルが循環部９２内を循環する際に、オイルがピストンの熱を奪うことによってピストンを冷却する。
【特許文献１】実公昭６１−２３６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ピストンは、内燃機関の稼動中、常に上下方向に往復運動をしているため、ピストンに上下方向の加速度が生じ、これにより循環部９２内のオイルに慣性力を生じさせる。すると、循環部９２内に供給されたオイルの一部は、供給部９１に向かって逆流してしまう（矢印Ｂ，Ｂ’）。この逆流したオイルが、新たに供給部９１へ供給されるオイル（矢印Ｃ）と干渉し、循環部９２内へのオイルの導入を阻害してしまうといった問題点があった。
【０００４】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、冷却空洞部内を逆流するオイルと新たに冷却空洞部へ供給されるオイルとが互いに干渉しないようにしたピストンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係るピストンは、内燃機関のシリンダブロック内部の上方に設けられたシリンダ内を上下方向に移動するピストンであって、ピストン内に形成された環状円筒管と、環状円筒管と連通し、オイルが供給される供給部と、環状円筒管と連通し、環状円筒管を流通したオイルが排出される排出部とを有する冷却空洞部を備えるピストンにおいて、シリンダブロックに設けられたオイルジェットから供給部に向けてオイルが噴射されることにより、オイルが供給部に供給され、供給部は、供給部に供給されたオイルが環状円筒管へ導入される導入経路と、導入経路とガイドとによって隔てられることで隣り合うように設けられ、環状円筒管内を供給部に向かって逆流するオイルが排出される排出経路とを備えることを特徴とする。供給部に供給されたオイルが環状円筒管へ導入される導入経路と、環状円筒管から供給部へオイルが逆流する排出経路とは隔てられているので、それぞれのオイルが互いに干渉しなくなる。
【０００６】
ガイドは、板状に形成され、環状円筒管内部まで延びてもよい。
環状円筒管内におけるガイドの長さは、環状円筒管の内径の１／２〜２／３であることが好ましい。環状円筒管から供給部へ逆流するオイルと供給部に供給されるオイルとが、それぞれ確実に排出経路と導入経路とを流れるようになり、導入経路を流れるオイルは環状円筒管へ導入されやすくなる。
ガイドの排出経路に面する表面は、上端部に向かうに従って導入経路に対して反対方向に突き出ていてもよい。環状円筒管から供給部へ逆流するオイルが、ガイドの排出経路に面する表面に沿って流れるので、確実に排出経路に流入する。
導入経路の入口が、導入経路の出口よりも広くなっていてもよい。供給部に供給されたオイルが確実に導入経路に流入するようになる。
ガイドの排出経路に面する表面は、下端部に向かうに従って導入経路に対して反対方向に突き出しており、排出経路の出口付近が、導入経路に対して反対方向に曲がっていてもよい。排出経路を流れるオイルは、供給部に供給されたオイルから遠ざかるように、排出経路から排出されるので、それぞれのオイルが互いに干渉しにくくなる。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ピストンを冷却するためのオイルが循環する冷却空洞部の供給部において、供給部に供給されたオイルが上昇する導入経路と循環部内を逆流するオイルが排出される排出経路とを隔てるように設けたので、それぞれのオイルが互いに干渉するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係るピストンを備えたディーゼルエンジンの一部の断面図である。
【図２】実施の形態１に係るピストン内に設けられた冷却空洞部の断面図である。
【図３】実施の形態１に係るピストン内に設けられた冷却空洞部の変形例の断面図である。
【図４】実施の形態２に係るピストン内に設けられた冷却空洞部の断面図である。
【図５】実施の形態３に係るピストン内に設けられた冷却空洞部の断面図である。
【図６】実施の形態３に係るピストン内に設けられた冷却空洞部の変形例の断面図である。
【図７】実施の形態３に係るピストン内に設けられた冷却空洞部の別の変形例の断面図である。
【図８】実施の形態４に係るピストン内に設けられた冷却空洞部の断面図である。
【図９】従来の冷却空洞部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
この実施の形態１に係るピストンについて、内燃機関であるディーゼルエンジンに用いられている場合を例に説明する。
図１に示されるように、ディーゼルエンジン１は、シリンダブロック２を備えている。シリンダブロック２内部の上方にはシリンダ６が設けられ、下方にはクランク室４が設けられている。クランク室４内には、クランク軸５が回転可能に設けられている。シリンダ６内には、ピストン７が上下方向に往復動可能に収容されている。ピストン７は、コンロッド８を介してクランク軸５に連結されている。
ピストン７内には、ピストン７を冷却するためのオイルが循環する冷却空洞部１０が形成されている。冷却空洞部１０は、ピストン７内に全周にわたって形成された環状円筒管である循環部１１と、循環部１１に連通すると共に鉛直下向きに延びる供給部１２及び排出部１３とを備えている。供給部１２及び排出部１３は円筒管であって、その下端はそれぞれ、クランク室４に向かって開口している。
シリンダブロック２には、オイルギャラリ１４に連通すると共にオイルギャラリ１４内のオイルの一部を噴出する、ノズル状のオイルジェット１５が設けられている。オイルジェット１５の先端１５ａは、供給部１２の開口１２ａに対向しており、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルは、供給部１２内へ供給されるようになっている。
【００１０】
図２は、冷却空洞部１０における、循環部１１と供給部１２との接続部分の断面図である。
図２（ａ）に示されるように、供給部１２内には、開口１２ａから供給部１２内を通って循環部１１の内部まで延びる湾曲した板状の２つのガイド２１，２１が設けられている。循環部１１内におけるガイド２１の長さＬは、循環部１１の開口径Ｒの１／２となっている。尚、この長さＬの値は、小さすぎると逆流するオイルと新たに供給されるオイルとを隔てる効果が低下し、逆に大きすぎるとオイルを循環部１１へ導入する間口が狭くなるため、オイルが循環部１１へ導入されにくくなる。これらを考慮すると、Ｌの値は、開口径Ｒの１／２〜２／３に設定することが好ましい。
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線に沿った断面図である。図２（ｂ）に示されるように、板状のガイド２１は湾曲した形状のため、２つのガイド２１，２１の間に、断面が略円形の導入経路２２が構成されている。ガイド２１，２１の外側にはそれぞれ、断面が三日月形状の排出経路２３，２３が構成されている。
また、図２（ａ）に示されるように、導入経路２２の入口２２ａと排出経路２３の出口２３ｂとは面一となっており、供給部１２の開口１２ａを構成する。導入経路２２の出口２２ｂは、循環部１１の内部に位置しており、排出経路２３の入口２３ａは、循環部１１の底部１１ａに形成されている。
尚、ガイド２１，２１は、例えば、鋳込みあるいは打ち込みによって形成することができる。
【００１１】
次に、この実施の形態１に係るピストンを冷却する動作について説明する。
図１に示されるように、ディーゼルエンジン１が始動すると、シリンダ６内の図示しない燃焼室における吸気・圧縮工程の爆発から得られる推進力によって、ピストン７がシリンダ６内を往復運動する。ピストン７の往復運動が、コンロッド８を介して、クランク軸５の回転運動に変換される。ピストン７は、図示しない燃焼室における燃焼ガスにさらされることにより温度が上昇する。このため、冷却空洞部１０内にオイルを流通させて、ピストン７の冷却を行う。
【００１２】
冷却空洞部１０へのオイルの供給は、オイルギャラリ１４を流れる昇圧されたオイルの一部をオイルジェット１５から冷却空洞部１０の供給部１２へ噴出させることにより行う。図２（ａ）に示されるように、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルは、主に導入経路２２内へ流入し、導入経路２２内を上昇する。導入経路２２内を上昇するオイルは循環部１１の上面１１ｂに衝突し、ピストン７の円周方向（矢印Ｄ，Ｄ’）に向きを変えて循環部１１内に導入される。循環部１１内に導入されたオイルは、矢印Ｄ，Ｄ’の方向に循環部１１内を循環し、排出部１３（図１参照）から排出されて、クランク室４の下方にある図示しないオイルパンに集められる。オイルが循環部１１内を循環する際、オイルがピストン７の熱を奪うことによってピストン７を冷却する。
【００１３】
ここで、既に述べたように、ピストン７は上下方向に往復運動することから上下方向の加速度を生じるため、循環部１１内を循環するオイルに上下方向の慣性力が生じる。これにより、オイルは供給部１２へ向かって（矢印Ｅ，Ｅ’）逆流し、供給部１２からオイルが排出されてしまう場合がある。しかしながら、循環部１１内を逆流するオイルは、ガイド２１によって排出経路２３の入口２３ａから排出経路２３内に流入され、排出経路２３内を下降して出口２３ｂから排出される。排出されたオイルは、クランク室４の下方にあるオイルパンに集められる。すなわち、それぞれのオイルの大部分は、排出経路２３及び導入経路２２の別々の経路を流通するので、互いに干渉しないようになる。
【００１４】
このように、冷却空洞部１０の供給部１２内に、湾曲した２つのガイド２１，２１を供給部１２の開口１２ａから循環部１１内部まで達するように設けると共に、供給部１２内を導入経路２２と排出経路２３とに隔てることにより、循環部１１から供給部１２へ逆流するオイル及び供給部１２へ供給されるオイルの大部分はそれぞれ、供給部１２内において排出経路２３及び導入経路２２の別々の経路を流通するので、それぞれのオイルが互いに干渉するのを防ぐことができる。
【００１５】
尚、供給部１２の長さについては、少なくともピストン７が下死点に達したときに、図３に示される冷却空洞部３０のように、オイルジェット１５の先端１５ａが導入経路２２内に入り込むように設計することが好ましい。このようにすることで、新たに供給されるオイルの全てが導入経路２２内を上昇するようになり、それぞれのオイルが互いに干渉するのを確実に防ぐことができる。
また、循環部１１内におけるガイド２１の長さＬは、循環部１１の開口径Ｒの１／２〜２／３であることが好ましいとしているが、この範囲に限定されるものではない。開口径Ｒの１／２よりも小さくしても、逆流するオイルと新たに供給されるオイルとを隔てる効果は低下するものの、ガイドがない場合に比べてその効果を有する。さらに、ガイド２１は、循環部１１の内部まで延びていなくてもよく、ガイド２１の上端が排出経路２３の入口２３ａと面一であっても、それより低くてもよい。
【００１６】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係るピストンについて、図４に基づいて説明する。尚、以下の実施の形態において、図１及び２の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態２に係るピストンは、実施の形態１に対して、ガイド２１の両端部分において、排出経路２３に面する表面が、上端部へ向かうに従って水平方向に突き出るような形状にしたものである。さらに、導入経路２２及び排出経路２３の形状を変えたものである。
【００１７】
図４に示されるように、冷却空洞部４０において、ガイド２１の下端部２１ｂは、供給部１２の開口１２ａよりも下方に突出し、上端部２１ａは、循環部１１内部に位置するようになっている。ガイド２１の循環部１１内における部分の長さＬは、循環部１１の開口径Ｒの１／２となっている。排出経路２３に面する表面２１ｃが上端部２１ａ及び下端部２１ｂに向かうに従って、凹状の曲面２１ａ１，２１ｂ１を有しながら水平方向に鋭く突き出るような形状を有している。ガイド２１の導入経路２２に面する表面２１ｄは、下端部２１ｂにおいて面取り状に形成されており、これにより、導入経路２２の入口２２ａは出口２２ｂよりも広くなっている。
【００１８】
また、供給部１２の内周面１２ｂは、循環部１１から鉛直下方に延びた後、供給部１２の内径が広がるように傾斜して下方に延びている。これにより、排出経路２３の出口２３ｂは、入口２３ａよりも広くなっている。さらに、ガイド２１の下端部２１ｂが、供給部１２の開口１２ａよりも下方に突出すると共に曲面２１ｂ１を有しながら鋭く突き出るような形状を有していることにより、排出経路２３は、出口２３ｂ付近において、導入経路２２に対して反対方向に曲がった形状を有している。その他の構成については、実施の形態１と同じである。
【００１９】
次に、この実施の形態２に係るピストンを冷却する動作について説明する。
実施の形態１で説明したように、ディーゼルエンジン１が始動すると、ピストン７の往復運動により、循環部１１内のオイルが供給部１２へ向かって逆流する場合がある。しかしながら、供給部１２へ向かって逆流するオイルは、ガイド２１によって排出経路２３の入口２３ａから排出経路２３内に流入され、排出経路２３内を下降して出口２３ｂから排出される（矢印Ｆ，Ｆ’）。この際、ガイド２１の表面２１ｃが、上端部２１ａに向かうに従って、凹状の曲面２１ａ１を有しながら水平方向に鋭く突き出ているので、循環部１１内を逆流するオイルが曲面２１ａ１に沿って流れることにより、確実に排出経路２３内に流入するようになる。また、排出経路２３は、出口２３ｂ付近において、導入経路２２に対して反対方向に曲がった形状を有しているので、矢印Ｆ，Ｆ’で示されるように、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルから遠ざかるように、逆流したオイルが出口２３ｂから排出される。
【００２０】
これに対し、新たに供給されるオイルは、導入経路２２内に流入され、出口２２ｂから循環部１１内へ導入される（矢印Ｄ，Ｄ’）。導入経路２２の下端部２２ａが供給部１２の開口１２ａよりも下方に突出すると共に、入口２２ａが出口２２ｂよりも広くなっているので、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルは、確実に導入経路２２内へ流入するようになる。
したがって、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルは導入経路２２内へ流入する一方、排出経路２３内を下降するオイルは、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルから遠ざかるように、出口２３ｂから排出されるので、それぞれのオイルは互いに干渉しにくくなる。
【００２１】
このように、排出経路２３の出口２３ｂ付近が、導入経路２２に対して反対方向に曲がっているので、排出経路２３内を下降するオイルは、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルから遠ざかるように出口２３ｂから排出されるようになり、それぞれのオイルが互いに干渉するのを防ぐことができる。
また、導入経路２２の入口２２ａが、出口２２ｂより広くなっているので、オイルジェット１５から上向きに噴出されるオイルを、確実に導入経路２２内へ流入させることができる。
さらに、ガイド２１の表面２１ｃが、上端部２１ａに向かうに従って、凹状の曲面２１ａ１を有しながら水平方向に鋭く突き出ているので、循環部１１から供給部１２へ逆流するオイルが曲面２１ａ１に沿って流れるようになり、循環部１１から供給部１２へ逆流するオイルを、確実に排出経路２３内へ流入させることができる。
【００２２】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係るピストンについて、図５に基づいて説明する。
この実施の形態３に係るピストンは、実施の形態１に対して、冷却空洞部１０の循環部１１と供給部１２との接続部分の形状を変更したものである。
図５（ａ）は、この実施の形態３に係るピストン７の冷却空洞部５０において、循環部１１と供給部１２との接続部分を、上方から見た平面図である。循環部１１と供給部１２との接続部分には、円形の連通口２４が形成されている。ここで、循環部１１において、循環部１１が形成する環の最も内側を内周２５とし、環の最も外側を外周２６とする。循環部１１の底部１１ａにおける円弧上の中心線Ｌ１よりも外周２６側の連通口２４の周囲に、外周２６側に向かって下り勾配の傾斜面２７が形成されている。傾斜面２７は、外周２６側に向かって、循環部１１の円周方向に幅広くなるように形成されている。ここで、傾斜面２７は、循環部１１から供給部１２へ逆流するオイルが、供給部１２内を外周２６側に偏って流れるようにするための、オイル誘導部を構成する。
【００２３】
図５（ｂ）は、図５（ａ）において、連通口２４の中心を通るＶｂ−Ｖｂ線に沿った循環部１１及び供給部１２の断面図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）において、連通口２４に接するＶｃ−Ｖｃ線に沿った循環部１１及び供給部１２の断面図である。図５（ｄ）は、図５（ａ）において、中心線Ｌ１よりも外周２６側のＶｄ−Ｖｄ線に沿った循環部１１及び供給部１２の断面図である。
図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示されるように、循環部１１の断面は円形であるため、中心線Ｌ１よりも内周２５側は、底部１１ａが中心線Ｌ１に向かって下り勾配となっている。中心線Ｌ１よりも外周２６側では、傾斜面２７によって、外周２６側に向かって下り勾配となっている。このため、連通口２４の周囲において、底部１１ａは、内周２５から外周２６側に向かって下り勾配となっている。
また、図５（ｄ）に示されるように、傾斜面２７は、外周２６側に向かって下り勾配になると共に、供給部１２に向かっても下り勾配になっている。
【００２４】
さらに、オイルジェット１５の先端１５ａ（図１参照）が、供給部１２の中心部よりも内周２５側にずれた位置になるように、オイルジェット１５の位置を調整している。
【００２５】
次に、この実施の形態３に係るピストンを冷却する動作について説明する。
実施の形態１で説明したように、ディーゼルエンジン１が始動すると、ピストン７の往復運動により、循環部１１内のオイルが供給部１２へ逆流する場合がある。図５（ａ）に示されるように、循環部１１内を逆流したオイルは、傾斜面２７に沿って流れることにより（矢印Ｇ）、外周２６側に偏って供給部１２内に流入する。これにより、供給部１２内に流入したオイルは、図５（ｂ）の矢印Ｈに示されるように、供給部１２内を外周２６側に偏って下降するようになる。
一方、オイルジェット１５の先端１５ａ（図１参照）は、供給部１２の中心部よりも内周２５側にずれた位置に調整されていることにより、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルは、矢印Ｉで示されるように、供給部１２内を内周２５側に偏って上昇するようになる。これにより、循環部１１から供給部１２へ逆流したオイルと供給部１２内へ新たに供給されたオイルとはそれぞれ、供給部１２内において、外周２６側及び内周２５側に偏って流れるようになるので、互いに干渉しないようになる。
【００２６】
このように、連通口２４の周囲において、底部１１ａを内周２５から外周２６の方向に向かって下り勾配にすることにより、循環部１１から供給部１２へ逆流するオイルが供給部１２内を外周２６側に偏って下降し、供給部１２内に新たに供給されるオイルが供給部１２内を内周２５側に偏って上昇するようにしたので、それぞれのオイルが、供給部１２内において互いに干渉するのを防ぐことができる。
【００２７】
実施の形態３では、オイルジェット１５の先端が、内周２５側にずれた位置になるように、オイルジェット１５の位置を調整しているが、このような形態にしなくてもよい。
傾斜面２７を、外周２６側に向かって下り勾配となるように形成したが、これに限定されるものではない。傾斜面２７を、内周２５側に向かって下り勾配となるように形成してもよい。この場合には、傾斜面２７を設ける範囲を、中心線Ｌ１よりも内周２５側の連通口２４の周囲に設けることにより、連通口２４の周囲において、底部１１ａが、外周２６から内周２５側に向かって下り勾配となるようにするのが好ましい。また、傾斜面２７を、内周２５側及び外周２６側の両方に向かって下り勾配となるように形成してもよい。
尚、傾斜面２７を設ける範囲及び傾斜面２７の形状は、図５に示されたものに限定されるものではなく、使用環境等に応じて適宜設計することができる。
【００２８】
また、図６に示される冷却空洞部６０のように、実施の形態３に係る冷却空洞部５０の供給部１２内にＶ字状のガイド６１を設け、供給部１２内を導入経路２２と排出経路２３とに隔てるようにしてもよい。これにより、供給部１２内において、循環部１１から供給部１２へ逆流するオイルと供給部１２へ新たに供給されるオイルとが別々の経路を流通するので、それぞれのオイルが互いに干渉するのを確実に防ぐことができる。
尚、供給部１２内に設けるガイドの形状はＶ字状に限定されるものではない。実施の形態１のように２つの湾曲したガイドであってもよいし、実施の形態２のように両端部の表面が凹状の曲面を有しながら突き出るような形状の２つのガイドであってもよい。さらに、排出経路２３の出口２３ｂ付近を導入経路２２に対して反対方向に曲がった形状にしてもよい。
【００２９】
実施の形態３では、連通口２４の形状が円形であるが、これに限定されるものではない。図７に示される冷却空洞部７０のように、連通口２４を台形の形状にしてもよい。さらに、台形に限定されるものでもなく、四角形等、任意の形状でもよい。この場合、循環部１１内を逆流したオイルは、傾斜面２７に沿って流れることにより（矢印Ｊ）、外周２６側に偏って供給部１２内に流入する。
実施の形態３では、オイル誘導部を傾斜面２７としたが、これに限定されるものではない。循環部１１の底部１１ａに、連通口２４の内周２５側または外周２６側へ連通する溝を形成し、この溝をオイル誘導部としてもよい。
【００３０】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４に係るピストンについて、図８に基づいて説明する。
この実施の形態４に係るピストンは、実施の形態３に対して、オイル誘導部の形状を変更したものである。
図８（ａ）は、この実施の形態４に係るピストン７の冷却空洞部８０において、循環部１１と供給部１２との接続部分を、上方から見た平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）において、連通口２４に接するＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線に沿った循環部１１及び供給部１２の断面図である。連通口２４に接するように、中心線Ｌ１上に２つの凸部８１が設けられている。ここで、凸部８１は、オイル誘導部を構成する。
循環部１１から供給部１２へ逆流するオイルは、矢印Ｋで示されるように、凸部８１によって内周２５側及び外周２６側の２方向の流れに分かれて供給部１２へ流入する。これにより、逆流するオイルは、供給部１２内を内周２５側及び外周２６側の両方に偏って下降する。ここで、オイルジェット１５の先端１５ａ（図１参照）が供給部１２の中心部に位置するように、オイルジェット１５の位置を調整すると、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルは、矢印Ｍに示されるように、供給部１２内部の中心部を通って上昇する。これにより、供給部１２内において、それぞれのオイルが互いに干渉するのを防止することができる。
【００３１】
実施の形態４では、連通口２４に接するように、オイル誘導部である凸部８１のみを設けたが、これに限定されるものではない。凸部８１の周囲の少なくとも一部に、供給部１２へ向かって下り勾配となる傾斜を設けてもよい。
【００３２】
実施の形態１〜４では、循環部１１の断面は円形であるが、これに限定されるものではなく、四角形等、任意の形状であってもよい。また、循環部１１は環状であるが、これに限定されるものではない。一部で分断されているものであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１ ディーゼルエンジン（内燃機関）、７ ピストン、１０，３０，４０，５０，６０，７０，８０ 冷却空洞部、１１ 循環部（環状円筒管）、１１ａ （循環部１１の）底部、１２ 供給部、１２ａ （供給部１２の）開口、２１，３０ ガイド、２１ａ （ガイド２１の）上端部、２１ｂ （ガイド２１の）下端部、２１ａ１，２１ｂ１ 曲面、２１ｃ （ガイド２１の）表面、２２ 導入経路、２２ａ （導入経路２２の）入口、２２ｂ 出（導入経路２２の）口、２３ 排出経路、２３ａ （排出経路２３の）入口、２３ｂ （排出経路２３の）出口、２４ 連通口、２５ （循環部１１の）内周、２６ （循環部１１の）外周、２７ 傾斜面（オイル誘導部）、８１ 凸部（オイル誘導部）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ピストンに係り、とくに、内燃機関のピストンの冷却に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のピストンは、内燃機関の稼動中、常に高温・高圧にさらされるため、ピストンを冷却する必要がある。例えば、特許文献１に記載されるように、ピストンに環状の冷却空洞部を設け、この冷却空洞部に、オイルギャラリを流れるオイルの一部を噴出するオイルジェットにより、オイルを供給して循環させる方法が行われている。
図９は、ピストンに設けられた冷却空洞部の一部の断面図である。図９に示されるように、このような冷却空洞部９０は、オイルが供給される供給部９１とピストンの全周にわたって形成された管状の循環部９２とを備えている。供給部９１から供給されたオイルは、循環部９２内をピストンの円周方向（矢印Ａ，Ａ’）に循環して、図示しない排出部から排出される。オイルが循環部９２内を循環する際に、オイルがピストンの熱を奪うことによってピストンを冷却する。
【特許文献１】実公昭６１−２３６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ピストンは、内燃機関の稼動中、常に上下方向に往復運動をしているため、ピストンに上下方向の加速度が生じ、これにより循環部９２内のオイルに慣性力を生じさせる。すると、循環部９２内に供給されたオイルの一部は、供給部９１に向かって逆流してしまう（矢印Ｂ，Ｂ’）。この逆流したオイルが、新たに供給部９１へ供給されるオイル（矢印Ｃ）と干渉し、循環部９２内へのオイルの導入を阻害してしまうといった問題点があった。
【０００４】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、冷却空洞部内を逆流するオイルと新たに冷却空洞部へ供給されるオイルとが互いに干渉しないようにしたピストンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係るピストンは、内燃機関のシリンダブロック内部の上方に設けられたシリンダ内を上下方向に移動するピストンであって、ピストン内に形成された環状円筒管と、環状円筒管と連通し、オイルが供給される供給部と、環状円筒管と連通し、環状円筒管を流通したオイルが排出される排出部とを有する冷却空洞部を備えるピストンにおいて、シリンダブロックに設けられたオイルジェットから供給部に向けてオイルが噴射されることにより、オイルが供給部に供給され、供給部は、供給部に供給されたオイルが環状円筒管へ導入される導入経路と、導入経路とガイドとによって隔てられることで隣り合うように設けられ、環状円筒管内を供給部に向かって逆流するオイルが排出される排出経路とを備えることを特徴とする。供給部に供給されたオイルが環状円筒管へ導入される導入経路と、環状円筒管から供給部へオイルが逆流する排出経路とは隔てられているので、それぞれのオイルが互いに干渉しなくなる。
【０００６】
ガイドは、板状に形成され、環状円筒管内部まで延びてもよい。
環状円筒管内におけるガイドの長さは、環状円筒管の内径の１／２〜２／３であることが好ましい。環状円筒管から供給部へ逆流するオイルと供給部に供給されるオイルとが、それぞれ確実に排出経路と導入経路とを流れるようになり、導入経路を流れるオイルは環状円筒管へ導入されやすくなる。
ガイドの排出経路に面する表面は、上端部に向かうに従って導入経路に対して反対方向に突き出ていてもよい。環状円筒管から供給部へ逆流するオイルが、ガイドの排出経路に面する表面に沿って流れるので、確実に排出経路に流入する。
導入経路の入口が、導入経路の出口よりも広くなっていてもよい。供給部に供給されたオイルが確実に導入経路に流入するようになる。
ガイドの排出経路に面する表面は、下端部に向かうに従って導入経路に対して反対方向に突き出しており、排出経路の出口付近が、導入経路に対して反対方向に曲がっていてもよい。排出経路を流れるオイルは、供給部に供給されたオイルから遠ざかるように、排出経路から排出されるので、それぞれのオイルが互いに干渉しにくくなる。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ピストンを冷却するためのオイルが循環する冷却空洞部の供給部において、供給部に供給されたオイルが上昇する導入経路と循環部内を逆流するオイルが排出される排出経路とを隔てるように設けたので、それぞれのオイルが互いに干渉するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係るピストンを備えたディーゼルエンジンの一部の断面図である。
【図２】実施の形態１に係るピストン内に設けられた冷却空洞部の断面図である。
【図３】実施の形態１に係るピストン内に設けられた冷却空洞部の変形例の断面図である。
【図４】実施の形態２に係るピストン内に設けられた冷却空洞部の断面図である。
【図５】実施の形態３に係るピストン内に設けられた冷却空洞部の断面図である。
【図６】実施の形態３に係るピストン内に設けられた冷却空洞部の変形例の断面図である。
【図７】実施の形態３に係るピストン内に設けられた冷却空洞部の別の変形例の断面図である。
【図８】実施の形態４に係るピストン内に設けられた冷却空洞部の断面図である。
【図９】従来の冷却空洞部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
この実施の形態１に係るピストンについて、内燃機関であるディーゼルエンジンに用いられている場合を例に説明する。
図１に示されるように、ディーゼルエンジン１は、シリンダブロック２を備えている。シリンダブロック２内部の上方にはシリンダ６が設けられ、下方にはクランク室４が設けられている。クランク室４内には、クランク軸５が回転可能に設けられている。シリンダ６内には、ピストン７が上下方向に往復動可能に収容されている。ピストン７は、コンロッド８を介してクランク軸５に連結されている。
ピストン７内には、ピストン７を冷却するためのオイルが循環する冷却空洞部１０が形成されている。冷却空洞部１０は、ピストン７内に全周にわたって形成された環状円筒管である循環部１１と、循環部１１に連通すると共に鉛直下向きに延びる供給部１２及び排出部１３とを備えている。供給部１２及び排出部１３は円筒管であって、その下端はそれぞれ、クランク室４に向かって開口している。
シリンダブロック２には、オイルギャラリ１４に連通すると共にオイルギャラリ１４内のオイルの一部を噴出する、ノズル状のオイルジェット１５が設けられている。オイルジェット１５の先端１５ａは、供給部１２の開口１２ａに対向しており、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルは、供給部１２内へ供給されるようになっている。
【００１０】
図２は、冷却空洞部１０における、循環部１１と供給部１２との接続部分の断面図である。
図２（ａ）に示されるように、供給部１２内には、開口１２ａから供給部１２内を通って循環部１１の内部まで延びる湾曲した板状の２つのガイド２１，２１が設けられている。循環部１１内におけるガイド２１の長さＬは、循環部１１の開口径Ｒの１／２となっている。尚、この長さＬの値は、小さすぎると逆流するオイルと新たに供給されるオイルとを隔てる効果が低下し、逆に大きすぎるとオイルを循環部１１へ導入する間口が狭くなるため、オイルが循環部１１へ導入されにくくなる。これらを考慮すると、Ｌの値は、開口径Ｒの１／２〜２／３に設定することが好ましい。
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線に沿った断面図である。図２（ｂ）に示されるように、板状のガイド２１は湾曲した形状のため、２つのガイド２１，２１の間に、断面が略円形の導入経路２２が構成されている。ガイド２１，２１の外側にはそれぞれ、断面が三日月形状の排出経路２３，２３が構成されている。
また、図２（ａ）に示されるように、導入経路２２の入口２２ａと排出経路２３の出口２３ｂとは面一となっており、供給部１２の開口１２ａを構成する。導入経路２２の出口２２ｂは、循環部１１の内部に位置しており、排出経路２３の入口２３ａは、循環部１１の底部１１ａに形成されている。
尚、ガイド２１，２１は、例えば、鋳込みあるいは打ち込みによって形成することができる。
【００１１】
次に、この実施の形態１に係るピストンを冷却する動作について説明する。
図１に示されるように、ディーゼルエンジン１が始動すると、シリンダ６内の図示しない燃焼室における吸気・圧縮工程の爆発から得られる推進力によって、ピストン７がシリンダ６内を往復運動する。ピストン７の往復運動が、コンロッド８を介して、クランク軸５の回転運動に変換される。ピストン７は、図示しない燃焼室における燃焼ガスにさらされることにより温度が上昇する。このため、冷却空洞部１０内にオイルを流通させて、ピストン７の冷却を行う。
【００１２】
冷却空洞部１０へのオイルの供給は、オイルギャラリ１４を流れる昇圧されたオイルの一部をオイルジェット１５から冷却空洞部１０の供給部１２へ噴出させることにより行う。図２（ａ）に示されるように、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルは、主に導入経路２２内へ流入し、導入経路２２内を上昇する。導入経路２２内を上昇するオイルは循環部１１の上面１１ｂに衝突し、ピストン７の円周方向（矢印Ｄ，Ｄ’）に向きを変えて循環部１１内に導入される。循環部１１内に導入されたオイルは、矢印Ｄ，Ｄ’の方向に循環部１１内を循環し、排出部１３（図１参照）から排出されて、クランク室４の下方にある図示しないオイルパンに集められる。オイルが循環部１１内を循環する際、オイルがピストン７の熱を奪うことによってピストン７を冷却する。
【００１３】
ここで、既に述べたように、ピストン７は上下方向に往復運動することから上下方向の加速度を生じるため、循環部１１内を循環するオイルに上下方向の慣性力が生じる。これにより、オイルは供給部１２へ向かって（矢印Ｅ，Ｅ’）逆流し、供給部１２からオイルが排出されてしまう場合がある。しかしながら、循環部１１内を逆流するオイルは、ガイド２１によって排出経路２３の入口２３ａから排出経路２３内に流入され、排出経路２３内を下降して出口２３ｂから排出される。排出されたオイルは、クランク室４の下方にあるオイルパンに集められる。すなわち、それぞれのオイルの大部分は、排出経路２３及び導入経路２２の別々の経路を流通するので、互いに干渉しないようになる。
【００１４】
このように、冷却空洞部１０の供給部１２内に、湾曲した２つのガイド２１，２１を供給部１２の開口１２ａから循環部１１内部まで達するように設けると共に、供給部１２内を導入経路２２と排出経路２３とに隔てることにより、循環部１１から供給部１２へ逆流するオイル及び供給部１２へ供給されるオイルの大部分はそれぞれ、供給部１２内において排出経路２３及び導入経路２２の別々の経路を流通するので、それぞれのオイルが互いに干渉するのを防ぐことができる。
【００１５】
尚、供給部１２の長さについては、少なくともピストン７が下死点に達したときに、図３に示される冷却空洞部３０のように、オイルジェット１５の先端１５ａが導入経路２２内に入り込むように設計することが好ましい。このようにすることで、新たに供給されるオイルの全てが導入経路２２内を上昇するようになり、それぞれのオイルが互いに干渉するのを確実に防ぐことができる。
また、循環部１１内におけるガイド２１の長さＬは、循環部１１の開口径Ｒの１／２〜２／３であることが好ましいとしているが、この範囲に限定されるものではない。開口径Ｒの１／２よりも小さくしても、逆流するオイルと新たに供給されるオイルとを隔てる効果は低下するものの、ガイドがない場合に比べてその効果を有する。さらに、ガイド２１は、循環部１１の内部まで延びていなくてもよく、ガイド２１の上端が排出経路２３の入口２３ａと面一であっても、それより低くてもよい。
【００１６】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係るピストンについて、図４に基づいて説明する。尚、以下の実施の形態において、図１及び２の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態２に係るピストンは、実施の形態１に対して、ガイド２１の両端部分において、排出経路２３に面する表面が、上端部へ向かうに従って水平方向に突き出るような形状にしたものである。さらに、導入経路２２及び排出経路２３の形状を変えたものである。
【００１７】
図４に示されるように、冷却空洞部４０において、ガイド２１の下端部２１ｂは、供給部１２の開口１２ａよりも下方に突出し、上端部２１ａは、循環部１１内部に位置するようになっている。ガイド２１の循環部１１内における部分の長さＬは、循環部１１の開口径Ｒの１／２となっている。排出経路２３に面する表面２１ｃが上端部２１ａ及び下端部２１ｂに向かうに従って、凹状の曲面２１ａ１，２１ｂ１を有しながら水平方向に鋭く突き出るような形状を有している。ガイド２１の導入経路２２に面する表面２１ｄは、下端部２１ｂにおいて面取り状に形成されており、これにより、導入経路２２の入口２２ａは出口２２ｂよりも広くなっている。
【００１８】
また、供給部１２の内周面１２ｂは、循環部１１から鉛直下方に延びた後、供給部１２の内径が広がるように傾斜して下方に延びている。これにより、排出経路２３の出口２３ｂは、入口２３ａよりも広くなっている。さらに、ガイド２１の下端部２１ｂが、供給部１２の開口１２ａよりも下方に突出すると共に曲面２１ｂ１を有しながら鋭く突き出るような形状を有していることにより、排出経路２３は、出口２３ｂ付近において、導入経路２２に対して反対方向に曲がった形状を有している。その他の構成については、実施の形態１と同じである。
【００１９】
次に、この実施の形態２に係るピストンを冷却する動作について説明する。
実施の形態１で説明したように、ディーゼルエンジン１が始動すると、ピストン７の往復運動により、循環部１１内のオイルが供給部１２へ向かって逆流する場合がある。しかしながら、供給部１２へ向かって逆流するオイルは、ガイド２１によって排出経路２３の入口２３ａから排出経路２３内に流入され、排出経路２３内を下降して出口２３ｂから排出される（矢印Ｆ，Ｆ’）。この際、ガイド２１の表面２１ｃが、上端部２１ａに向かうに従って、凹状の曲面２１ａ１を有しながら水平方向に鋭く突き出ているので、循環部１１内を逆流するオイルが曲面２１ａ１に沿って流れることにより、確実に排出経路２３内に流入するようになる。また、排出経路２３は、出口２３ｂ付近において、導入経路２２に対して反対方向に曲がった形状を有しているので、矢印Ｆ，Ｆ’で示されるように、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルから遠ざかるように、逆流したオイルが出口２３ｂから排出される。
【００２０】
これに対し、新たに供給されるオイルは、導入経路２２内に流入され、出口２２ｂから循環部１１内へ導入される（矢印Ｄ，Ｄ’）。導入経路２２の下端部２２ａが供給部１２の開口１２ａよりも下方に突出すると共に、入口２２ａが出口２２ｂよりも広くなっているので、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルは、確実に導入経路２２内へ流入するようになる。
したがって、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルは導入経路２２内へ流入する一方、排出経路２３内を下降するオイルは、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルから遠ざかるように、出口２３ｂから排出されるので、それぞれのオイルは互いに干渉しにくくなる。
【００２１】
このように、排出経路２３の出口２３ｂ付近が、導入経路２２に対して反対方向に曲がっているので、排出経路２３内を下降するオイルは、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルから遠ざかるように出口２３ｂから排出されるようになり、それぞれのオイルが互いに干渉するのを防ぐことができる。
また、導入経路２２の入口２２ａが、出口２２ｂより広くなっているので、オイルジェット１５から上向きに噴出されるオイルを、確実に導入経路２２内へ流入させることができる。
さらに、ガイド２１の表面２１ｃが、上端部２１ａに向かうに従って、凹状の曲面２１ａ１を有しながら水平方向に鋭く突き出ているので、循環部１１から供給部１２へ逆流するオイルが曲面２１ａ１に沿って流れるようになり、循環部１１から供給部１２へ逆流するオイルを、確実に排出経路２３内へ流入させることができる。
【００２２】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係るピストンについて、図５に基づいて説明する。
この実施の形態３に係るピストンは、実施の形態１に対して、冷却空洞部１０の循環部１１と供給部１２との接続部分の形状を変更したものである。
図５（ａ）は、この実施の形態３に係るピストン７の冷却空洞部５０において、循環部１１と供給部１２との接続部分を、上方から見た平面図である。循環部１１と供給部１２との接続部分には、円形の連通口２４が形成されている。ここで、循環部１１において、循環部１１が形成する環の最も内側を内周２５とし、環の最も外側を外周２６とする。循環部１１の底部１１ａにおける円弧上の中心線Ｌ１よりも外周２６側の連通口２４の周囲に、外周２６側に向かって下り勾配の傾斜面２７が形成されている。傾斜面２７は、外周２６側に向かって、循環部１１の円周方向に幅広くなるように形成されている。ここで、傾斜面２７は、循環部１１から供給部１２へ逆流するオイルが、供給部１２内を外周２６側に偏って流れるようにするための、オイル誘導部を構成する。
【００２３】
図５（ｂ）は、図５（ａ）において、連通口２４の中心を通るＶｂ−Ｖｂ線に沿った循環部１１及び供給部１２の断面図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）において、連通口２４に接するＶｃ−Ｖｃ線に沿った循環部１１及び供給部１２の断面図である。図５（ｄ）は、図５（ａ）において、中心線Ｌ１よりも外周２６側のＶｄ−Ｖｄ線に沿った循環部１１及び供給部１２の断面図である。
図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示されるように、循環部１１の断面は円形であるため、中心線Ｌ１よりも内周２５側は、底部１１ａが中心線Ｌ１に向かって下り勾配となっている。中心線Ｌ１よりも外周２６側では、傾斜面２７によって、外周２６側に向かって下り勾配となっている。このため、連通口２４の周囲において、底部１１ａは、内周２５から外周２６側に向かって下り勾配となっている。
また、図５（ｄ）に示されるように、傾斜面２７は、外周２６側に向かって下り勾配になると共に、供給部１２に向かっても下り勾配になっている。
【００２４】
さらに、オイルジェット１５の先端１５ａ（図１参照）が、供給部１２の中心部よりも内周２５側にずれた位置になるように、オイルジェット１５の位置を調整している。
【００２５】
次に、この実施の形態３に係るピストンを冷却する動作について説明する。
実施の形態１で説明したように、ディーゼルエンジン１が始動すると、ピストン７の往復運動により、循環部１１内のオイルが供給部１２へ逆流する場合がある。図５（ａ）に示されるように、循環部１１内を逆流したオイルは、傾斜面２７に沿って流れることにより（矢印Ｇ）、外周２６側に偏って供給部１２内に流入する。これにより、供給部１２内に流入したオイルは、図５（ｂ）の矢印Ｈに示されるように、供給部１２内を外周２６側に偏って下降するようになる。
一方、オイルジェット１５の先端１５ａ（図１参照）は、供給部１２の中心部よりも内周２５側にずれた位置に調整されていることにより、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルは、矢印Ｉで示されるように、供給部１２内を内周２５側に偏って上昇するようになる。これにより、循環部１１から供給部１２へ逆流したオイルと供給部１２内へ新たに供給されたオイルとはそれぞれ、供給部１２内において、外周２６側及び内周２５側に偏って流れるようになるので、互いに干渉しないようになる。
【００２６】
このように、連通口２４の周囲において、底部１１ａを内周２５から外周２６の方向に向かって下り勾配にすることにより、循環部１１から供給部１２へ逆流するオイルが供給部１２内を外周２６側に偏って下降し、供給部１２内に新たに供給されるオイルが供給部１２内を内周２５側に偏って上昇するようにしたので、それぞれのオイルが、供給部１２内において互いに干渉するのを防ぐことができる。
【００２７】
実施の形態３では、オイルジェット１５の先端が、内周２５側にずれた位置になるように、オイルジェット１５の位置を調整しているが、このような形態にしなくてもよい。
傾斜面２７を、外周２６側に向かって下り勾配となるように形成したが、これに限定されるものではない。傾斜面２７を、内周２５側に向かって下り勾配となるように形成してもよい。この場合には、傾斜面２７を設ける範囲を、中心線Ｌ１よりも内周２５側の連通口２４の周囲に設けることにより、連通口２４の周囲において、底部１１ａが、外周２６から内周２５側に向かって下り勾配となるようにするのが好ましい。また、傾斜面２７を、内周２５側及び外周２６側の両方に向かって下り勾配となるように形成してもよい。
尚、傾斜面２７を設ける範囲及び傾斜面２７の形状は、図５に示されたものに限定されるものではなく、使用環境等に応じて適宜設計することができる。
【００２８】
また、図６に示される冷却空洞部６０のように、実施の形態３に係る冷却空洞部５０の供給部１２内にＶ字状のガイド６１を設け、供給部１２内を導入経路２２と排出経路２３とに隔てるようにしてもよい。これにより、供給部１２内において、循環部１１から供給部１２へ逆流するオイルと供給部１２へ新たに供給されるオイルとが別々の経路を流通するので、それぞれのオイルが互いに干渉するのを確実に防ぐことができる。
尚、供給部１２内に設けるガイドの形状はＶ字状に限定されるものではない。実施の形態１のように２つの湾曲したガイドであってもよいし、実施の形態２のように両端部の表面が凹状の曲面を有しながら突き出るような形状の２つのガイドであってもよい。さらに、排出経路２３の出口２３ｂ付近を導入経路２２に対して反対方向に曲がった形状にしてもよい。
【００２９】
実施の形態３では、連通口２４の形状が円形であるが、これに限定されるものではない。図７に示される冷却空洞部７０のように、連通口２４を台形の形状にしてもよい。さらに、台形に限定されるものでもなく、四角形等、任意の形状でもよい。この場合、循環部１１内を逆流したオイルは、傾斜面２７に沿って流れることにより（矢印Ｊ）、外周２６側に偏って供給部１２内に流入する。
実施の形態３では、オイル誘導部を傾斜面２７としたが、これに限定されるものではない。循環部１１の底部１１ａに、連通口２４の内周２５側または外周２６側へ連通する溝を形成し、この溝をオイル誘導部としてもよい。
【００３０】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４に係るピストンについて、図８に基づいて説明する。
この実施の形態４に係るピストンは、実施の形態３に対して、オイル誘導部の形状を変更したものである。
図８（ａ）は、この実施の形態４に係るピストン７の冷却空洞部８０において、循環部１１と供給部１２との接続部分を、上方から見た平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）において、連通口２４に接するＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線に沿った循環部１１及び供給部１２の断面図である。連通口２４に接するように、中心線Ｌ１上に２つの凸部８１が設けられている。ここで、凸部８１は、オイル誘導部を構成する。
循環部１１から供給部１２へ逆流するオイルは、矢印Ｋで示されるように、凸部８１によって内周２５側及び外周２６側の２方向の流れに分かれて供給部１２へ流入する。これにより、逆流するオイルは、供給部１２内を内周２５側及び外周２６側の両方に偏って下降する。ここで、オイルジェット１５の先端１５ａ（図１参照）が供給部１２の中心部に位置するように、オイルジェット１５の位置を調整すると、オイルジェット１５から上向きに噴出されたオイルは、矢印Ｍに示されるように、供給部１２内部の中心部を通って上昇する。これにより、供給部１２内において、それぞれのオイルが互いに干渉するのを防止することができる。
【００３１】
実施の形態４では、連通口２４に接するように、オイル誘導部である凸部８１のみを設けたが、これに限定されるものではない。凸部８１の周囲の少なくとも一部に、供給部１２へ向かって下り勾配となる傾斜を設けてもよい。
【００３２】
実施の形態１〜４では、循環部１１の断面は円形であるが、これに限定されるものではなく、四角形等、任意の形状であってもよい。また、循環部１１は環状であるが、これに限定されるものではない。一部で分断されているものであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１ ディーゼルエンジン（内燃機関）、７ ピストン、１０，３０，４０，５０，６０，７０，８０ 冷却空洞部、１１ 循環部（環状円筒管）、１１ａ （循環部１１の）底部、１２ 供給部、１２ａ （供給部１２の）開口、２１，３０ ガイド、２１ａ （ガイド２１の）上端部、２１ｂ （ガイド２１の）下端部、２１ａ１，２１ｂ１ 曲面、２１ｃ （ガイド２１の）表面、２２ 導入経路、２２ａ （導入経路２２の）入口、２２ｂ 出（導入経路２２の）口、２３ 排出経路、２３ａ （排出経路２３の）入口、２３ｂ （排出経路２３の）出口、２４ 連通口、２５ （循環部１１の）内周、２６ （循環部１１の）外周、２７ 傾斜面（オイル誘導部）、８１ 凸部（オイル誘導部）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロック内部の上方に設けられたシリンダ内を上下方向に移動するピストンであって、
該ピストン内に形成された環状円筒管と、
前記環状円筒管と連通し、前記オイルが供給される供給部と、
前記環状円筒管と連通し、該環状円筒管を流通した前記オイルが排出される排出部と
を有する冷却空洞部を備えるピストンにおいて、
前記シリンダブロックに設けられたオイルジェットから前記供給部に向けてオイルが噴射されることにより、前記オイルが前記供給部に供給され、
前記供給部は、
前記供給部に供給されたオイルが前記環状円筒管へ導入される導入経路と、
前記導入経路とガイドによって隔てられることで隣り合うように設けられ、前記環状円筒管内を前記供給部に向かって逆流するオイルが排出される排出経路と
を備えることを特徴とするピストン。
【請求項２】
前記ガイドは、板状に形成され、前記環状円筒管内部まで延びることを特徴とする、請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
前記環状円筒管内における前記ガイドの長さは、前記環状円筒管の内径の１／２〜２／３である、請求項２に記載のピストン。
【請求項４】
前記ガイドの前記排出経路に面する表面は、上端部に向かうに従って前記導入経路に対して反対方向に突き出ている、請求項２または３に記載のピストン。
【請求項５】
前記導入経路の入口が、前記導入経路の出口よりも広くなっている、請求項２〜４のいずれか一項に記載のピストン。
【請求項６】
前記ガイドの前記排出経路に面する表面は、下端部に向かうに従って前記導入経路に対して反対方向に突き出しており、
前記排出経路の出口付近が、前記導入経路に対して反対方向に曲がっている、請求項２〜５のいずれか一項に記載のピストン。
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロック内部の上方に設けられたシリンダ内を上下方向に移動するピストンであって、
該ピストン内に形成された環状円筒管と、
前記環状円筒管と連通し、前記オイルが供給される供給部と、
前記環状円筒管と連通し、該環状円筒管を流通した前記オイルが排出される排出部と
を有する冷却空洞部を備えるピストンにおいて、
前記シリンダブロックに設けられたオイルジェットから前記供給部に向けてオイルが噴射されることにより、前記オイルが前記供給部に供給され、
前記供給部は、
前記供給部に供給されたオイルが前記環状円筒管へ導入される導入経路と、
前記導入経路とガイドによって隔てられることで隣り合うように設けられ、前記環状円筒管内を前記供給部に向かって逆流するオイルが排出される排出経路と
を備えることを特徴とするピストン。
【請求項２】
前記ガイドは、板状に形成され、前記環状円筒管内部まで延びることを特徴とする、請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
前記環状円筒管内における前記ガイドの長さは、前記環状円筒管の内径の１／２〜２／３である、請求項２に記載のピストン。
【請求項４】
前記ガイドの前記排出経路に面する表面は、上端部に向かうに従って前記導入経路に対して反対方向に突き出ている、請求項２または３に記載のピストン。
【請求項５】
前記導入経路の入口が、前記導入経路の出口よりも広くなっている、請求項２〜４のいずれか一項に記載のピストン。
【請求項６】
前記ガイドの前記排出経路に面する表面は、下端部に向かうに従って前記導入経路に対して反対方向に突き出しており、
前記排出経路の出口付近が、前記導入経路に対して反対方向に曲がっている、請求項２〜５のいずれか一項に記載のピストン。
【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２０１１−１１７４５９（Ｐ２０１１−１１７４５９Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５５３６４（Ｐ２０１１−５５３６４）
【出願日】平成２３年３月１４日（２０１１．３．１４）
【分割の表示】特願２００５−１４６９２（Ｐ２００５−１４６９２）の分割
【原出願日】平成１７年１月２１日（２００５．１．２１）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１４日（２０１１．３．１４）
【分割の表示】特願２００５−１４６９２（Ｐ２００５−１４６９２）の分割
【原出願日】平成１７年１月２１日（２００５．１．２１）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
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