内燃機関のピストン構造
【課題】シリンダボアの内壁のオイルをピストンの全周面に亘って掻き落とすようにして、周溝を通してオイルをオイル戻し穴に循環させることができ、オイル消費量が増大してしまうのを防止することができる内燃機関のピストン構造を提供すること。
【解決手段】内燃機関のピストン構造は、クランクシャフト２１の回転に伴ってオイルリング１５がシリンダボア２に対してクランクシャフト２１の軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、ピストン３をシリンダボア２の軸線方向と略直交する方向に移動させるピストン移動手段を構成し、このピストン移動手段を、ピストンピン５に形成されたピン溝５ａと、コネクティングロッド１８の小端部１９に設けられ、ピン溝５ａに嵌合する位置決めピン２３から構成する。
【解決手段】内燃機関のピストン構造は、クランクシャフト２１の回転に伴ってオイルリング１５がシリンダボア２に対してクランクシャフト２１の軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、ピストン３をシリンダボア２の軸線方向と略直交する方向に移動させるピストン移動手段を構成し、このピストン移動手段を、ピストンピン５に形成されたピン溝５ａと、コネクティングロッド１８の小端部１９に設けられ、ピン溝５ａに嵌合する位置決めピン２３から構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のピストン構造に関し、特に、シリンダボアの内壁に付着するオイルを掻き落とすピストンリングを有する内燃機関のピストン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、内燃機関に用いるピストンは、ピストンの外周に複数の周溝を有し、上方の周溝に燃焼室を密閉するためのコンプレッションリングが装着され、最下部の周溝にシリンダボアの内壁に付着しているオイルを掻き落とすピストンリングとしてのオイルリングが装着されている。
このピストンにあっては、オイルリングでシリンダボアの内壁から掻き落としたオイルの一部を、オイルリング装着用の周溝の底部に設けてあるオイル戻し穴からピストンの内周面を通してオイルパンに落とすことにより、燃焼室にオイルが送られる、所謂、オイル上がり等の発生を抑制してオイルの消費量が悪化するのを防止するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、ピストンは、ピストンピンを介してコネクティングロッドの小端部が連結されており、このコネクティングロッドの大端部は、クランクシャフトに連結されているため、ピストンは、クランクシャフトの回転に伴ってコネクティングロッドを介してシリンダボア内を上下方向に移動するようになっている。
【０００４】
このため、ピストンは、シリンダボア内を下降する工程において、クランクシャフトの回転力によってクランクシャフトの軸線方向と直交する方向にスラスト力が、シリンダボア内を上昇する工程において前記スラスト力と反対方向のスラスト力がシリンダボアの内壁に掛かる。
【０００５】
このため、このスラスト力を利用して、シリンダボアの内壁から掻き落としたオイルをオイル戻し穴に導くために、オイル戻し穴は、ピストンの下降行程においてスラスト力が掛かるピストンのスラスト側とピストンの上昇行程においてスラスト力が掛かるピストンの反スラスト側の周溝の底部に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−９０２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような従来のピストンにあっては、スラスト力が加わるピストンのスラスト側および反スラスト側と略直交するクランクシャフトの軸線方向の両面、例えば、車両の前後方向のピストン面のオイルリングがシリンダボアの内壁に強く押し付けられないため、シリンダボアの内壁のオイルを掻き落とし難い。このため、周溝を通してオイル戻し穴にオイルを戻し難く、オイルの循環性が悪化してしまう可能性がある。その結果、オイル消費量が増大してしまう。
【０００８】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、シリンダボアの内壁のオイルをピストンの全周面に亘って掻き落とすようにして、周溝を通してオイルをオイル戻し穴に循環させることができ、オイル消費量が増大してしまうのを防止することができる内燃機関のピストン構造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】
【０００９】
本発明に係る内燃機関のピストン構造は、上記目的を達成するため、内燃機関のシリンダボアの軸線方向と同方向に往復動するように前記シリンダボア内に収納され、外周部に形成された周溝に前記シリンダボアの内壁に摺接するピストンリングが装着されたピストンと、前記ピストンに取付けられたピストンピンと、前記ピストンピンに連結される小端部およびクランクシャフトに連結された大端部を有するコネクティングロッドとを備え、前記周溝に前記ピストンの内周面に連通するオイル戻し穴が形成された内燃機関のピストン構造であって、前記ピストン、前記および前記コネクティングロッドにピストン移動手段を設け、前記ピストン移動手段が、前記クランクシャフトの回転に伴って前記ピストンリングが前記シリンダボアに対して前記クランクシャフトの軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、前記ピストンを前記シリンダボアの軸線方向と略直交する方向に往復動させるものから構成されている。
【００１０】
この内燃機関のピストン構造は、クランクシャフトの回転に伴ってピストンリングがシリンダボアに対してクランクシャフトの軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、ピストンをシリンダボアの軸線方向と略直交する方向に往復動させるピストン移動手段を有するので、ピストンのスラスト側および反スラスト側に加え、このスラスト側および反スラスト側と直交するクランクシャフトの軸線方向の一方側と他方側のオイルリングをシリンダボアの内壁に強く押し付けることができる。
【００１１】
このため、オイルリングをピストンの周方向に亘ってシリンダボアの内壁に押し付けることができ、シリンダボアの内壁に付着するオイルを掻き落とすことができる。そして、シリンダボアの内壁から掻き落とされたオイルが周溝を通してオイル戻し穴に循環され、オイルを戻すことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シリンダボアの内壁のオイルをピストンの全周面に亘って掻き落とすようにして、周溝を通してオイルをオイル戻し穴に循環させることができ、オイル消費量が増大してしまうのを防止することができる内燃機関のピストン構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第１の実施の形態を示す図であり、ピストン構造の断面図を示し、ピストンに関しては図２のＡ−Ａ矢視断面図に相当する。
【図２】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第１の実施の形態を示す図であり、ピストンの正面図である。
【図３】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第１の実施の形態を示す図であり、図２のＢ−Ｂ方向矢視断面図である。
【図４】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第１の実施の形態を示す図であり、ピストンが車両の前方側に偏った状態を示すピストン構造の断面図である。
【図５】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第１の実施の形態を示す図であり、スロットルバルブの全開時および全閉時のエンジン回転数とピストンピンの回転数の関係を示す図である。
【図６】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第１の実施の形態を示す図であり、ピストンを車両の前方側（Ｆｒ）と後方側（Ｒｒ）に片寄せたときのオイルの入替り時間を示す図である。
【図７】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第２の実施の形態を示す図であり、内燃機関のピストン構造の断面図である。
【図８】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第３の実施の形態を示す図であり、内燃機関のピストン構造の断面図である。
【図９】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第４の実施の形態を示す図であり、内燃機関のピストン構造の断面図である。
【図１０】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第５の実施の形態を示す図であり、内燃機関のピストン構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る内燃機関のピストン構造の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１〜図６は、本発明に係る内燃機関のピストン構造の第１の実施の形態を示す図である。
【００１５】
まず、構成を説明する。
図１において、シリンダブロック１のシリンダボア２内にはピストン３が収納されており、ピストン３は、全体がアルミニウムをベースとする合金等によって構成されている。
【００１６】
なお、シリンダボア２は、気筒数に応じて内燃機関に設けられており、シリンダボア２は、４気筒であれば、内燃機関に４つ設けられている。本実施の形態では、シリンダボアにピストンが収納された内燃機関であれば、どのような形態の内燃機関でもよい。
【００１７】
図１、図２に示すように、ピストン３は、ピストンヘッド４と、ピストンピン５を回転自在かつ、軸線方向に移動自在に支持するピンボス部６が形成され、かつピストンピン装着穴７がそれぞれ開口する一対のサイドウォール部８と、ピンボス部６を挟んで対向し、かつ周方向端部が一対のサイドウォール部８に連続し、ピストン３の首振り挙動を抑制するためのスカート部９とを含んで構成されている。
【００１８】
ピストンヘッド４の外周部には第１コンプレッションリング溝１０、第２コンプレッションリング溝１１および周溝としてのオイルリング溝１２が形成されており、第１コンプレッションリング溝１０および第２コンプレッションリング溝１１には環状の第１コンプレッションリング１３および第２コンプレッションリング１４がそれぞれ嵌合されているとともに、オイルリング溝１２にはピストンリングとしての環状のオイルリング１５が嵌合されている。
【００１９】
第１コンプレッションリング１３および第２コンプレッションリング１４は、シリンダボア２の内壁２ａに摺接することにより、ピストン３の上方のシリンダボア２に画成された燃焼室１６を密閉する機能を有し、オイルリング１５は、ピストン３の上下動に伴ってシリンダボア２の内壁２ａに摺接することにより、シリンダボア２の内壁２ａに付着しているオイルを掻き落とす機能を有している。
【００２０】
また、ピンボス部６にはそれぞれスナップリング１７ａ、１７ｂが嵌合されており、このスナップリング１７ａ、１７ｂによってピストンピン５がピンボス部６に抜け止めされている。なお、ピストンピン５とスナップリング１７ａ、１７ｂの間にはピストンピン５が軸線方向に移動できるための隙間Δ３が形成されている。
【００２１】
また、ピストンピン５は、コネクティングロッド１８の小端部１９の貫通孔１９ａに挿通されることにより、小端部１９に連結されており、コネクティングロッド１８の大端部２０は、クランクシャフト２１のクランクピン２１ａに連結されている。このクランクピン２１ａは、クランクアーム２１ｂ、２１ｃを介してクランクジャーナル２１ｄ、２１ｅに連結されており、大端部２０とクランクアーム２１ｂ、２１ｃとの間にはコネクティングロッド１８がクランクシャフト２１の軸線方向に移動できるための一定の隙間Δ４が形成されている。
【００２２】
また、図２、図３に示すように、オイルリング溝１２の底部にはオイル戻し穴２２が形成されており、このオイル戻し穴２２は、オイルリング溝１２の底部からピストン３のピストンヘッド４の内周面４ａに向かって開口している。
【００２３】
また、オイル戻し穴２２は、ピストンヘッド４のスラスト側と反スラスト側のオイルリング溝１２に形成されている。
【００２４】
なお、スラスト側とは、ピストン３がシリンダボア２内を下降する工程において、クランクシャフト２１の回転力によってクランクシャフト２１の軸線方向と直交する方向のスラスト力がシリンダボア２の内壁２ａに掛かるピストン３の面であり、反スラスト側とは、ピストン３がシリンダボア２内を上昇する工程において前記スラスト力と反対方向のスラスト力がシリンダボア２の内壁２ａに掛かるピストン３の面である。
【００２５】
また、図１において、左方が車両の前方を示し、右方が車両の後方を示しており、オイル戻し穴２２は、ピストンヘッド４のオイルリング溝１２に対して車両の幅方向の両側に開口している。
【００２６】
また、ピストン３の下方にはピストン３に向かってオイルを噴射する図示しない噴射ノズル等の潤滑・冷却手段が設けられており、噴射ノズルからピストン３に向かって噴射されるオイルによってピストン３が冷却されるとともに、ピストン３の外周部とシリンダボア２の内壁２ａとの間が潤滑される。
【００２７】
また、シリンダブロック１の下方には図示しないクランクケースを介して図示しないオイルパンが装着されており、シリンダボア２はオイルパンに連通している。このため、ピストン３がシリンダボア２内をシリンダボア２の軸線方向に沿って上下方向に往復動するのに伴って、オイルリング１５がシリンダボア２の内壁２ａに付着したオイルを掻き落とすと、このオイルは、オイルリング溝１２からオイル戻し穴２２を介してピストンヘッド４の内周面４ａに還流された後、オイルパンに滴下される。
【００２８】
また、コネクティングロッド１８の小端部１９とピストンヘッド４の内周面４ａとの間にはピストンピン５の軸線方向に一定の隙間Δ２が形成されている。
【００２９】
一方、図１、図４に示すように、ピストンピン５には周方向に亘って１周するピン溝５ａが形成されており、このピン溝５ａは、Δ０の傾斜幅で傾斜している。このピン溝５ａには位置決めピン２３が嵌合しており、この位置決めピン２３は、コネクティングロッド１８の小端部１９の外部からピン溝５ａに挿通されるように小端部１９に取付けられている。
【００３０】
このため、ピストンピン５が回転するのに伴ってコネクティングロッド１８は、ピストンピン５に対してピストンピン５の軸線方向に往復移動することができる。
【００３１】
ここで、図４に示すように、ピン溝５ａは、ピストンピン５の軸線方向の一端部Ａから左上方に直線状に延在するとともに、左上方から左下方に向かって直線状に延在し、ピストンピン５の軸線方向の他端部Ｂから右下方に折り返された後に右上方に向かって他端部Ｂまで直線状に延在する形状に形成されている。
【００３２】
なお、ピストンピン５の軸線方向の一端部Ａおよび他端部Ｂの部位のピン溝５ａを、それぞれ頂点Ａ、Ｂと言う。
【００３３】
図１は、ピストン３の中心軸がシリンダボア２の中心軸と一致した状態を示しており、図４は、図１の状態からピストンピン５が上方に９０度回転した状態を示している。
【００３４】
本実施の形態では、クランクシャフト２１の回転がコネクティングロッド１８を介してピストンピン５に伝達されると、ピストンピン５の回転に伴って位置決めピン２３がピン溝５ａに沿って移動することにより、コネクティングロッド１８とピストンピン５が図１中、左右方向に相対的に移動し、ピストンピン５がコネクティングロッド１８を支点としてピストン３を左右方向に押し付けるようになっている。
【００３５】
そして、ピストンピン５がピストン３を左右方向に押し付けることにより、オイルリング１５がシリンダボア２に対してクランクシャフト２１の軸線方向の一方側と他方側、すなわち、車両の前方と後方とに交互に偏るようにピストン３が移動されるようになっている。
【００３６】
本実施の形態では、ピン溝５ａおよび位置決めピン２３は、クランクシャフト２１の回転に伴ってオイルリング１５がシリンダボア２に対してクランクシャフト２１の軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、ピストン３をシリンダボア２の軸線方向と略直交する方向に移動させるピストン移動手段を構成している。
【００３７】
次に、作用を説明する。
クランクシャフト２１の回転運動がコネクティングロッド１８を介してピストンピン５に伝達されると、ピストンピン５を介してピストン３がシリンダボア２内を上下方向に往復動する。
【００３８】
ピストン３は、シリンダボア２内を下降する工程において、クランクシャフト２１の回転力によってクランクシャフト２１の軸線方向と直交する方向にスラスト力が、シリンダボア２内を上昇する工程において前記スラスト力と反対方向のスラスト力がシリンダボア２の内壁２ａに掛かるため、このスラスト力を利用して、シリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を強く摺接させ、シリンダボア２の内壁２ａからオイルを掻き落とすことができる。
【００３９】
一方、本実施の形態のピストンピン５は、ピストンピン装着穴７に回転自在、かつ軸線方向に移動自在に装着されており、ピストンピン５の両端部とスナップリング１７ａ、１７ｂとの間には一定の隙間Δ３が画成されている。
【００４０】
図５において、スロットルバルブの全開時（ＷＯＴ）および全閉時のエンジン回転数とピストンピン５の回転数の関係を示すように、クランクシャフト２１の回転運動がコネクティングロッド１８からピストンピン５に伝達されるときに、ピストンピン５は、常時回転することが分かる。
【００４１】
本実施の形態では、このピストンピン５の回転を利用してピストン３をシリンダボア２の内壁２ａに対してスラスト力が作用しない車両の前方側と後方側とに交互に片寄せるように車両の前後方向に往復動させるようにしている。
【００４２】
以下、具体的にピストン３の動きを説明する。
図１に示すように、ピストン３の中心軸がシリンダボア２の中心軸と一致した中立位置からピストンピン５が下側（図１のピストンピン５を左方から見て時計回転方向）に回転して図４に示す位置まで回転すると、ピストンピン５の回転に伴って位置決めピン２３がピン溝５ａに沿って移動することにより、ピストンピン５がコネクティングロッド１８に対して相対的に左側に移動する。
【００４３】
このとき、図４に示すように、位置決めピン２３がピン溝５ａの頂点５Ａに位置すると、ピストンピン５がコネクティングロッド１８に対して隙間Δ３＋隙間Δ４だけ左方に移動し、コネクティングロッド１８の大端部２０がクランクアーム２１ｃに当接する。
【００４４】
このため、ピストンピン５がコネクティングロッド１８を支点としてスナップリング１７ａを介してピストン３を左方（車両の前方側）に押圧し、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間Δ１が小さくなるようにシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【００４５】
一方、図４の状態からピストンピン５が時計回転方向に回転すると、ピストンピン５の回転に伴って位置決めピン２３がピン溝５ａに沿って移動することにより、ピストンピン５がコネクティングロッド１８に対して相対的に右側に移動する。
【００４６】
このとき、位置決めピン２３がピン溝５ａの頂点５ｃに位置すると、ピストンピン５がコネクティングロッド１８に対して隙間Δ３＋隙間Δ４をだけ左方に移動し、コネクティングロッド１８の大端部２０がクランクアーム２１ｂに当接する。
【００４７】
このため、ピストンピン５がコネクティングロッド１８を支点としてスナップリング１７ａを介してピストン３を右方（車両の後方側）に押圧し、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間Δ１が小さくなるようにシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【００４８】
このため、オイルリング１５をピストン３の周方向に亘ってシリンダボア２の内壁２ａに強く押し付けることができ、シリンダボア２の内壁２ａに付着するオイルを掻き落とすことができる。そして、シリンダボア２の内壁２ａから掻き落とされたオイルは、オイルリング溝１２からオイル戻し穴２２およびピストンヘッド４の内周面４ａを介してオイルパンに循環され、オイルを戻すことができる。この結果、オイル消費量が増大するのを防止することができる。
【００４９】
図６は、ピストンを車両の前方側（Ｆｒ）と後方側（Ｒｒ）側に片寄せたときのオイルの入替り時間（同一のオイル量をオイル戻し穴２２に循環させる時間）を比較した図である。
【００５０】
図６に示すように、ピストン３を車両の前方側に寄せたときには前方側が後方側に比べてオイルの入替り時間が早くなり、ピストン３を車両の後方側に寄せたときには後方側が前方側に比べてオイルの入替り時間が早くなった。このように、ピストン３を車両の前方または後方の寄せた側がオイルの循環性が改善していることが分かった。
【００５１】
なお、本実施の形態では、ピストンピン５にピン溝５ａを設け、コネクティングロッド１８にピン溝５ａに嵌合する位置決めピン２３を設けているが、ピストンピン５に位置決めピンを設け、小端部１９の貫通孔１９ａに貫通孔１９ａの内周面に亘って１周するピン溝を形成してもよい。
【００５２】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明に係る内燃機関のピストン構造の第２の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。
図７において、ピンボス部６にはそれぞれスナップリング３１、３２が嵌合されており、このスナップリング３１、３２によってピストンピン３３がピンボス部６に抜け止めされている。
【００５３】
ピストンピン３３の軸線方向両端部には同一方向に傾斜するテーパ部３３ａ、３３ｂが形成されており、ピストンピン３３の軸線方向中央部にはピストンピン３３の周方向に１周して延在するピン溝３３ｃが形成されている。
【００５４】
スナップリング３１、３２のテーパ部３３ａ、３３ｂに対向する面にはテーパ部３１ａ、３２ａが設けられており、このテーパ部３１ａ、３２ａは、テーパ部３３ａ、３３ｂと同一の角度で傾斜している。
【００５５】
また、テーパ部３３ａは、右上方から左下方に向かって傾斜しているとともに、テーパ部３３ｂは、左上方から右下方に向かって傾斜しており、テーパ部３３ａ、３３ｂは、紙面方向の手前から見てハの字になるように対向している。
【００５６】
したがって、ピストンピン３３が異なる回転位置に回転すると、テーパ部３１ａとテーパ部３３ａの傾斜面か合致されるとともに、テーパ部３２ａとテーパ部３３ｂの傾斜面か合致されることになる。
【００５７】
また、ピン溝３３ｃには位置決めピン３４が嵌合しており、この位置決めピン３４は、コネクティングロッド１８の小端部１９の外部からピン溝３３ｃに挿通されるように小端部１９に取付けられている。
【００５８】
ピストンピン３３のテーパ部３３ａ、３３ｂは、テーパ部３３ａ、３３ｂの傾斜面の中でピストンピン３３ａ、３３ｂの軸線方向外方に最も突出する突出端３３ｄ、３３ｅを有しており、ピストンピン３３が回転すると、突出端３３ｄがスナップリング３１のテーパ部３１ａに沿って摺動することにより、ピストンピン３３が右方に移動してピストン３を車両の後方側のシリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を押し付ける。
【００５９】
また、ピストンピン３３が回転すると、突出端３３ｅがスナップリング３２のテーパ部３２ａに沿って摺動することにより、ピストンピン３３が左方に移動してピストン３を車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を押し付けるようになっている。
このとき、位置決めピン３４がピストンピン３３のピン溝３３ｃに嵌合しているので、コネクティングロッド１８がピストンピン３３と共にピストンピン３３の軸線方向に移動してピストンピン３３がクランクシャフト２１の軸線方向に往復動するのを許容している。
【００６０】
本実施の形態では、スナップリング３１、３２のテーパ部３１ａ、３２ａ、ピストンピン３３のテーパ部３３ａ、３３ｂ、ピストンピン３３のピン溝３３ｃおよび位置決めピン３４が、オイルリング１５がシリンダボア２に対してクランクシャフト２１の軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、ピストン３をシリンダボア２の軸線方向と略直交する方向に移動させるピストン移動手段を構成している。
【００６１】
次に、作用を説明する。
ピストンピン３３が下側（図６のピストンピン３３を左方から見て時計回転方向）に回転すると、ピストンピン３３のテーパ部３３ｂの突出端３３ｅがスナップリング３２のテーパ部３２ｂに沿って摺動することにより、ピストンピン３３が左方に移動する。
【００６２】
このとき、位置決めピン３４がピストンピン３３のピン溝３３ｃに嵌合しているので、コネクティングロッド１８がピストンピン３３と共にピストンピン３３の軸線方向に対して左方に移動する。
【００６３】
ピストンピン３３が左方に移動すると、ピストンピン３３がスナップリング３１を介してピストン３を左方（車両の前方側）に押圧し、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。この状態が図６で示す状態である。
【００６４】
一方、ピストンピン３３が時計回転方向にさらに回転すると、ピストンピン３３のテーパ部３３ａの突出端３３ｄがスナップリング３２のテーパ部３２ｂに沿って摺動することにより、ピストンピン３３が右方に移動する。
【００６５】
このとき、位置決めピン３４がピストンピン３３のピン溝３３ｃに嵌合しているので、コネクティングロッド１８がピストンピン３３と共にピストンピン３３の軸線方向に対して右方に移動する。
【００６６】
ピストンピン３３が右方に移動すると、ピストンピン３３がスナップリング３２を介してピストン３を右方（車両の後方側）に押圧し、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【００６７】
このため、オイルリング１５をピストン３の周方向に亘ってシリンダボア２の内壁２ａに強く押し付けることができ、シリンダボア２の内壁２ａに付着するオイルを掻き落とすことができる。この結果、第１の実施の形態と同様に、オイルの消費量が増大してしまうのを防止することができる。
【００６８】
（第３の実施の形態）
図８は、本発明に係る内燃機関のピストン構造の第３の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。
【００６９】
図８において、ピンボス部６にはそれぞれスナップリング４１、４２が嵌合されており、このスナップリング４１、４２によってピストンピン４３がピンボス部６に抜け止めされている。ピストンピン４３の軸線方向の一端部にはテーパ部４３ａが形成されており、ピストンピン４３の軸線方向中央部にはピストンピン４３の周方向に１周して延在するピン溝４３ｂが形成されている。
【００７０】
スナップリング４１のテーパ部４３ａに対向する面にはテーパ部４１ａが設けられており、このテーパ部４１ａは、テーパ部４３ａと同一の角度で傾斜している。また、ピストンピン４３の軸線方向他端部とスナップリング４２の間にはスプリング４４が介装されており、このスプリング４４は、ピストンピン４３をスナップリング４１に向かって付勢している。
【００７１】
また、ピン溝４３ｂには位置決めピン４５が嵌合しており、この位置決めピン４５は、コネクティングロッド１８の小端部１９の外部からピン溝４３ｂに挿通されるように小端部１９に取付けられている。
【００７２】
ピストンピン４３のテーパ部４３ａは、テーパ部４３ａの傾斜面の中でピストンピン４３の軸線方向外方に最も突出する突出端４３ｃを有しているとともに、スナップリング４１のテーパ部４１ａは、テーパ部４１ａの傾斜面の中でスナップリング４１の軸線方向外方に最も突出する突出端４１ｂを有している。
【００７３】
このため、ピストンピン４３の突出端４３ｃがスナップリング４１の突出端４１ｂに近づく方向にピストンピン４３が回転すると、ピストンピン４３がスプリング４４の付勢力に抗して右方に移動し、スナップリング４１を介してピストン３を車両の後方側のシリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を押し付ける。
【００７４】
また、ピストンピン４３の突出端４３ｃがスナップリング４１の突出端４１ｂを乗り越え、ピストンピン４３の突出端４３ｃがスナップリング４１の突出端４１ｂから離れる方向にピストンピン４３が回転すると、ピストンピン４３がスプリング４４に付勢されて左方に移動し、スナップリング４２を介してピストン３を車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を押し付ける。
このとき、位置決めピン４５がピストンピン４３のピン溝４３ｂに嵌合しているので、コネクティングロッド１８がピストンピン４３と共にピストンピン４３の軸線方向に移動してピストンピン４３がクランクシャフト２１の軸線方向に往復動するのを許容している。
【００７５】
本実施の形態では、スナップリング４１のテーパ部４１ａ、ピストンピン４３のテーパ部４３ａ、ピストンピン４３のピン溝４３ｂ、スプリング４４および位置決めピン４５が、オイルリング１５がシリンダボア２に対してクランクシャフト２１の軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、ピストン３をシリンダボア２の軸線方向と略直交する方向に移動させるピストン移動手段を構成している。
【００７６】
次に、作用を説明する。
ピストンピン３３が図７の状態から下側（図７のピストンピン４３を左方から見て時計回転方向）に回転すると、ピストンピン４３のテーパ部４３ａの突出端４３ｃがスナップリング４１のテーパ部４１ａに沿って摺動する。
【００７７】
このとき、ピストンピン４３の突出端４３ｃがスナップリング４１の突出端４１ｂに近づく方向にピストンピン４３が回転するため、ピストンピン４３がスプリング４４の付勢力に抗して右方に移動する。
【００７８】
このとき、位置決めピン４５がピストンピン４３のピン溝４３ｂに嵌合しているので、コネクティングロッド１８がピストンピン４３と共にピストンピン４３の軸線方向に対して左方に移動する。
【００７９】
ピストンピン４３が右方に移動すると、ピストンピン４３がスナップリング４２を介してピストン３を右方（車両の後方側）に押圧し、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにシリンダボア２の内壁２ａに近づく。
【００８０】
このため、オイルリング１５が車両の後方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。このとき、ピストンピン４３の突出端４３ｃがスナップリング４１の突出端４１ｂに乗り上げた時点でピストンピン４３が右方に移動するための限界点となり、ピストンピン４３がピストン３をシリンダボア２の内壁２ａに押し付けるための押し付け力が最大となる。
【００８１】
一方、ピストンピン４３が時計回転方向にさらに回転してピストンピン４３の突出端４３ｃがスナップリング４１の突出端４１ｂを乗り越え、ピストンピン４３の突出端４３ｃがスナップリング４１の突出端４１ｂから離れる方向にピストンピン４３が回転すると、ピストンピン４３がスプリング４４に付勢されて左方に移動する。
【００８２】
このとき、ピストンピン４３がスナップリング４２を介してピストン３を左方（車両の前方側）に押圧し、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【００８３】
このため、オイルリング１５をピストン３の周方向に亘ってシリンダボア２の内壁２ａに強く押し付けることができ、シリンダボア２の内壁２ａに付着するオイルを掻き落とすことができる。このため、第１の実施の形態と同様に、オイルの消費量が増大してしまうのを防止することができる。
【００８４】
（第４の実施の形態）
図９は、本発明に係る内燃機関のピストン構造の第４の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。
【００８５】
図９において、ピンボス部６のそれぞれには別体のピストンピン５１、５２が回転自在、かつ軸線方向に移動自在に取付けられており、ピンボス部６にはスナップリング５３、５４が嵌合され、このスナップリング５３、５４によってピストンピン５１、５２がピンボス部６に抜け止めされている。
【００８６】
また、ピストンピン５１、５２は、コネクティングロッド５５の小端部５６の貫通孔５６ａに挿通されることにより小端部５６に連結されており、コネクティングロッド５５の大端部５７は、クランクシャフト２１のクランクピン２１ａに連結されている。
【００８７】
また、小端部５６の貫通孔５６ａ内にはコネクティングロッド５５の軸線方向に沿って延在する仕切部５６ｂが形成されており、この仕切部５６ｂにピストンピン５１、５２の軸線方向の一端部５１ａ、５２ａがそれぞれ対向している。
【００８８】
また、仕切部５６ｂとピストンピン５１、５２の軸線方向の一端部５１ａ、５２ａとの間にはそれぞれ油圧室５８、５９が画成されており、油圧室５８、５９の距離、すなわち、ピストンピン５１、５２の一端部５１ａ、５２ａの離隔距離は、Δ５に設定されている。
【００８９】
また、コネクティングロッド５５には一端部が油圧室５８、５９に連通する油路５５Ａ、５５Ｂが形成されており、この油路５５Ａ、５５Ｂの他端部はクランクシャフト２１のクランクピン２１ａ、クランクアーム２１ｂおよびクランクジャーナル２１ｄに形成された油路２１Ａ、２１Ｂに連通している。
【００９０】
なお、図９では、ピストン３を１つしか図示しないが、複数のピストンにオイルを供給するために、各ピストンに連結されたコネクティングロッドに形成された油路にオイルを供給する油路がクランクシャフト２１に形成されている。
【００９１】
油路２１Ａ、２１Ｂは、クランクシャフト２１の端部に設けられた図示しないオイル供給手段に連通しており、このオイル供給手段は、油路２１Ａ、２１Ｂに選択的にオイルを供給するようになっている。
【００９２】
オイル供給手段から油路２１Ａ、５５Ａを介して油圧室５８にオイルが供給されると、ピストンピン５１の一端部５１ａにオイルの圧力が加わることによってピストンピン５１が左方に移動し、ピストンピン５１がスナップリング５３を介してピストン３を車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を押し付ける。
【００９３】
また、オイル供給手段から油路２１Ｂ、５５Ｂを介して油圧室５９にオイルが供給されると、ピストンピン５２の一端部５２ａにオイルの圧力が加わることによってピストンピン５２が右方に移動し、ピストンピン５２がスナップリング５４を介してピストン３を車両の後方側のシリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を押し付ける。
【００９４】
本実施の形態では、ピストンピン５１、５２、スナップリング５３、５４、コネクティングロッド５５の油路５５Ａ、５５Ｂ、コネクティングロッド５５の仕切部５６ｂ、クランクシャフト２１の油路２１Ａ、２１Ｂが、オイルリング１５がシリンダボア２に対してクランクシャフト２１の軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、ピストン３をシリンダボア２の軸線方向と略直交する方向に移動させるピストン移動手段を構成している。
【００９５】
次に、作用を説明する。
オイル供給手段が油路２１Ａ、５５Ａを介して油圧室５８にオイルを供給すると、ピストンピン５１の一端部５１ａにオイルの圧力が加わることによってピストンピン５１が左方に移動する。
【００９６】
ピストンピン５１が左方に移動してピストンピン５１がスナップリング５３とピストンピン５１との間の隙間Δ３だけ動くと、油圧室５８の油圧によってピストンピン５１に対して仕切部５６ｂが左方に移動する。
【００９７】
そして、コネクティングロッド５５が大端部５７とクランクアーム２１ｃの間の隙間Δ４だけ動くと、油圧室５８の油圧によってピストンピン５１がコネクティングロッド５５を支点としてスナップリング５３を介してピストン３を左方（車両の前方側）に押圧する。このため、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにピストン３がシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【００９８】
次いで、オイル供給手段がオイル通路を切換えて油路２１Ｂ、５５Ｂを介して油圧室５９にオイルを供給すると、ピストンピン５２の一端部５２ａにオイルの圧力が加わることによってピストンピン５２が右方に移動する。
【００９９】
ピストンピン５２が右方に移動してピストンピン５２がスナップリング５４とピストンピン５２との間の隙間Δ３だけ動くと、油圧室５９の油圧によってピストンピン５２に対して仕切部５６ｂが左方に移動する。
【０１００】
そして、コネクティングロッド５５が大端部５７とクランクアーム２１ｂの間の隙間Δ４だけ動くと、油圧室５９の油圧によってピストンピン５２がコネクティングロッド５５を支点としてスナップリング５４を介してピストン３を右方（車両の後方側）に押圧する。
【０１０１】
このため、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにピストン３がシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の後方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【０１０２】
このようにオイル供給手段が、油圧室５８、５９にオイルを供給する油路を切換えることにより、ピストン３の移動方向を切換えることにより、オイルリング１５をピストン３の周方向に亘ってシリンダボア２の内壁２ａに強く押し付けることができ、シリンダボア２の内壁２ａに付着するオイルを掻き落とすことができる。このため、第１の実施の形態と同様に、オイルの消費量が増大してしまうのを防止することができる。
【０１０３】
なお、オイル供給手段に代えてクランクシャフト２１の端部にエアー供給手段を設け、油路（この場合には通路）２１Ａ、２１Ｂ、５５Ａ、５５Ｂを介して油圧室（この場合には圧力室）５８、５９にエアーを選択的に供給してもよい。
【０１０４】
（第５の実施の形態）
図１０は、本発明に係る内燃機関のピストン構造の第５の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。
【０１０５】
図１０において、ピンボス部６にはピストンピン６１が取付けられており、ピンボス部６には蓋６２ａ、６２ｂが嵌合され、この蓋６２ａ、６２ｂによってピストンピン６１がピンボス部６に抜け止めされている。
【０１０６】
また、ピストンピン６１は、コネクティングロッド６３の小端部６４の貫通孔６４ａに挿通されることにより、小端部６４に連結されており、コネクティングロッド６３の大端部６５は、クランクシャフト２１のクランクピン２１ａに連結されている。
【０１０７】
また、ピストンピン６１の一端部６１ａと蓋６２ａとの間には油圧室６６が画成されているとともに、ピストンピン６１の他端部６１ｂと蓋６２ｂとの間には油圧室６７が画成されており、油圧室６６、６７の幅はΔ６に設定されている。したがって、蓋６２ａ、６２ｂは、油圧室６６、６７を密閉する機能も有している。
【０１０８】
また、ピストンピン６１にはそれぞれ油圧室６６、６７に連通する油路６１ｃ、６１ｄが形成されており、この油路６１ｃ、６１ｄは、コネクティングロッド６３に形成された油路６３Ａ、６３Ｂの一端部に連通している。この油路６３Ａ、６３Ｂの他端部は、クランクシャフト２１のクランクピン２１ａ、クランクアーム２１ｂおよびクランクジャーナル２１ｄに形成された油路２１Ａ、２１Ｂに連通している。
【０１０９】
油路２１Ａ、２１Ｂは、クランクシャフト２１の端部に設けられた図示しないオイル供給手段に連通しており、このオイル供給手段は、油路２１Ａ、２１Ｂに選択的にオイルを供給するようになっている。
【０１１０】
また、ピストンピン６１には位置決めピン６８が嵌合しており、この位置決めピン６８は、コネクティングロッド６３の小端部６４の外部からピストンピン６１に嵌合されるように小端部６４に取付けられている。
【０１１１】
このため、ピストンピン６１は、コネクティングロッド６３に対して軸線方向および回転方向に移動不能となっており、ピストンピン６１およびコネクティングロッド６３は、一体的に軸線方向に移動自在となっている。このため、油路６１、６１ｄと油路６３Ａ、６３Ｂとの連通が遮断されることがない。
【０１１２】
なお、各隙間Δの関係は、Δ１＜Δ４＜Δ２でかつ、Δ４＜Δ６＜Δ１＋Δ４＜Δ２となっている。
【０１１３】
このため、オイル供給手段から油圧室６６、６７のいずれか一方にオイルを供給することにより、ピストンピン６１をクランクシャフト２１の軸線方向である車両の前方側または後方側に移動させることにより、ピストンピン６１に加わる油圧により蓋６２ａまたは蓋６２ｂを介してピストン３が車両の前方側または後方側のシリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を押し付けることになる。
【０１１４】
本実施の形態では、ピストンピン６１に形成された油路６１ｃ、６１ｄ、蓋６２ａ、６２ｂ、コネクティングロッド６３の油路６３Ａ、６３Ｂ、クランクシャフト２１の油路２１Ａ、２１Ｂが、オイルリング１５がシリンダボア２に対してクランクシャフト２１の軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、ピストン３をシリンダボア２の軸線方向と略直交する方向に移動させるピストン移動手段を構成している。
【０１１５】
次に、作用を説明する。
オイル供給手段が油路２１Ａ、６３Ａ、６１ｃを介して油圧室６６にオイルを供給すると、ピストンピン６１の一端部６１ａにオイルの圧力が加わることによってピストンピン６１が右方に移動する。
【０１１６】
隙間Δ４＜Δ６となっているため、コネクティングロッド６３がクランクアーム２１ｃに当接すると、ピストンピン６１の右方への移動が停止し、油圧室６６の油圧が蓋６２ａに加わり、蓋６２ａを介してピストン３を左方（車両の前方側）に押圧する。
【０１１７】
このため、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにピストン３がシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【０１１８】
次いで、オイル供給手段がオイル通路を切換えて油路２１Ｂ、６３Ｂ、６１ｄを介して油圧室６７にオイルを供給すると、ピストンピン６１の他端部６１ｂにオイルの圧力が加わることによってピストンピン６１が左方に移動する。
【０１１９】
隙間Δ４＜Δ６となっているため、コネクティングロッド６３がクランクアーム２１ｂに当接すると、ピストンピン６１の左方への移動が停止し、油圧室６７の油圧が蓋６２ｂに加わり、蓋６２ｂを介してピストン３を右方（車両の後方側）に押圧する。
【０１２０】
このため、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにピストン３がシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の後方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【０１２１】
このようにオイル供給手段が、油圧室６６、６７にオイルを供給する油路を切換えることにより、ピストン３の移動方向を切換えることにより、オイルリング１５をピストン３の周方向に亘ってシリンダボア２の内壁２ａに強く押し付けることができ、シリンダボア２の内壁２ａに付着するオイルを掻き落とすことができる。このため、第１の実施の形態と同様に、オイルの消費量が増大してしまうのを防止することができる。
【０１２２】
なお、オイル供給手段に代えてクランクシャフト２１の端部にエアー供給手段を設け、油路（この場合には通路）２１Ａ、２１Ｂ、６３Ａ、６３Ｂ、６１ｃ、６１ｄを介して油圧室（この場合には圧力室）６６、６７にエアーを選択的に供給してもよい。
【０１２３】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【０１２４】
以上のように、本発明に係る内燃機関のピストン構造は、シリンダボアの内壁のオイルをピストンの全周面に亘って掻き落とすようにして、周溝を通してオイルをオイル戻し穴に循環させることができ、オイル消費量が増大してしまうのを防止することができるという効果を有し、シリンダボアの内壁に付着するオイルを掻き落とすピストンリングを有する内燃機関のピストン構造等として有用である。
【符号の説明】
【０１２５】
１ シリンダブロック
２ シリンダボア
２ａ 内壁
３ ピストン
４ａ 内周面
５ ピストンピン
５ａ ピン溝（ピストン移動手段）
１２ オイルリング溝（周溝）
１５ オイルリング（ピストンリング）
１８ コネクティングロッド
１９ 小端部
２０ 大端部
２１ クランクシャフト
２１Ａ、２１Ｂ、５５Ａ、５５Ｂ 油路（ピストン移動手段）
２３ 位置決めピン（ピストン移動手段）
３１ａ、３１ｂ、３３ａ、３３ｂ テーパ部（ピストン移動手段）
３３ｃ ピン溝（ピストン移動手段）
３４ 位置決めピン（ピストン移動手段）
４１ａ、４３ａ テーパ部（ピストン移動手段）
４３ｂ ピン溝（ピストン移動手段）
４４ スプリング（ピストン移動手段）
４５ 位置決めピン（ピストン移動手段）
５１、５２ ピストンピン（ピストン移動手段）
５３、５４ スナップリング（ピストン移動手段）
５６ｂ 仕切部（ピストン移動手段）
６１ｃ、６１ｄ、６３Ａ、６３Ｂ 油路（ピストン移動手段）
６２ａ、６２ｂ 蓋（ピストン移動手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のピストン構造に関し、特に、シリンダボアの内壁に付着するオイルを掻き落とすピストンリングを有する内燃機関のピストン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、内燃機関に用いるピストンは、ピストンの外周に複数の周溝を有し、上方の周溝に燃焼室を密閉するためのコンプレッションリングが装着され、最下部の周溝にシリンダボアの内壁に付着しているオイルを掻き落とすピストンリングとしてのオイルリングが装着されている。
このピストンにあっては、オイルリングでシリンダボアの内壁から掻き落としたオイルの一部を、オイルリング装着用の周溝の底部に設けてあるオイル戻し穴からピストンの内周面を通してオイルパンに落とすことにより、燃焼室にオイルが送られる、所謂、オイル上がり等の発生を抑制してオイルの消費量が悪化するのを防止するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、ピストンは、ピストンピンを介してコネクティングロッドの小端部が連結されており、このコネクティングロッドの大端部は、クランクシャフトに連結されているため、ピストンは、クランクシャフトの回転に伴ってコネクティングロッドを介してシリンダボア内を上下方向に移動するようになっている。
【０００４】
このため、ピストンは、シリンダボア内を下降する工程において、クランクシャフトの回転力によってクランクシャフトの軸線方向と直交する方向にスラスト力が、シリンダボア内を上昇する工程において前記スラスト力と反対方向のスラスト力がシリンダボアの内壁に掛かる。
【０００５】
このため、このスラスト力を利用して、シリンダボアの内壁から掻き落としたオイルをオイル戻し穴に導くために、オイル戻し穴は、ピストンの下降行程においてスラスト力が掛かるピストンのスラスト側とピストンの上昇行程においてスラスト力が掛かるピストンの反スラスト側の周溝の底部に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−９０２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような従来のピストンにあっては、スラスト力が加わるピストンのスラスト側および反スラスト側と略直交するクランクシャフトの軸線方向の両面、例えば、車両の前後方向のピストン面のオイルリングがシリンダボアの内壁に強く押し付けられないため、シリンダボアの内壁のオイルを掻き落とし難い。このため、周溝を通してオイル戻し穴にオイルを戻し難く、オイルの循環性が悪化してしまう可能性がある。その結果、オイル消費量が増大してしまう。
【０００８】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、シリンダボアの内壁のオイルをピストンの全周面に亘って掻き落とすようにして、周溝を通してオイルをオイル戻し穴に循環させることができ、オイル消費量が増大してしまうのを防止することができる内燃機関のピストン構造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】
【０００９】
本発明に係る内燃機関のピストン構造は、上記目的を達成するため、内燃機関のシリンダボアの軸線方向と同方向に往復動するように前記シリンダボア内に収納され、外周部に形成された周溝に前記シリンダボアの内壁に摺接するピストンリングが装着されたピストンと、前記ピストンに取付けられたピストンピンと、前記ピストンピンに連結される小端部およびクランクシャフトに連結された大端部を有するコネクティングロッドとを備え、前記周溝に前記ピストンの内周面に連通するオイル戻し穴が形成された内燃機関のピストン構造であって、前記ピストン、前記および前記コネクティングロッドにピストン移動手段を設け、前記ピストン移動手段が、前記クランクシャフトの回転に伴って前記ピストンリングが前記シリンダボアに対して前記クランクシャフトの軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、前記ピストンを前記シリンダボアの軸線方向と略直交する方向に往復動させるものから構成されている。
【００１０】
この内燃機関のピストン構造は、クランクシャフトの回転に伴ってピストンリングがシリンダボアに対してクランクシャフトの軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、ピストンをシリンダボアの軸線方向と略直交する方向に往復動させるピストン移動手段を有するので、ピストンのスラスト側および反スラスト側に加え、このスラスト側および反スラスト側と直交するクランクシャフトの軸線方向の一方側と他方側のオイルリングをシリンダボアの内壁に強く押し付けることができる。
【００１１】
このため、オイルリングをピストンの周方向に亘ってシリンダボアの内壁に押し付けることができ、シリンダボアの内壁に付着するオイルを掻き落とすことができる。そして、シリンダボアの内壁から掻き落とされたオイルが周溝を通してオイル戻し穴に循環され、オイルを戻すことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シリンダボアの内壁のオイルをピストンの全周面に亘って掻き落とすようにして、周溝を通してオイルをオイル戻し穴に循環させることができ、オイル消費量が増大してしまうのを防止することができる内燃機関のピストン構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第１の実施の形態を示す図であり、ピストン構造の断面図を示し、ピストンに関しては図２のＡ−Ａ矢視断面図に相当する。
【図２】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第１の実施の形態を示す図であり、ピストンの正面図である。
【図３】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第１の実施の形態を示す図であり、図２のＢ−Ｂ方向矢視断面図である。
【図４】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第１の実施の形態を示す図であり、ピストンが車両の前方側に偏った状態を示すピストン構造の断面図である。
【図５】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第１の実施の形態を示す図であり、スロットルバルブの全開時および全閉時のエンジン回転数とピストンピンの回転数の関係を示す図である。
【図６】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第１の実施の形態を示す図であり、ピストンを車両の前方側（Ｆｒ）と後方側（Ｒｒ）に片寄せたときのオイルの入替り時間を示す図である。
【図７】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第２の実施の形態を示す図であり、内燃機関のピストン構造の断面図である。
【図８】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第３の実施の形態を示す図であり、内燃機関のピストン構造の断面図である。
【図９】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第４の実施の形態を示す図であり、内燃機関のピストン構造の断面図である。
【図１０】本発明に係る内燃機関のピストン構造の第５の実施の形態を示す図であり、内燃機関のピストン構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る内燃機関のピストン構造の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１〜図６は、本発明に係る内燃機関のピストン構造の第１の実施の形態を示す図である。
【００１５】
まず、構成を説明する。
図１において、シリンダブロック１のシリンダボア２内にはピストン３が収納されており、ピストン３は、全体がアルミニウムをベースとする合金等によって構成されている。
【００１６】
なお、シリンダボア２は、気筒数に応じて内燃機関に設けられており、シリンダボア２は、４気筒であれば、内燃機関に４つ設けられている。本実施の形態では、シリンダボアにピストンが収納された内燃機関であれば、どのような形態の内燃機関でもよい。
【００１７】
図１、図２に示すように、ピストン３は、ピストンヘッド４と、ピストンピン５を回転自在かつ、軸線方向に移動自在に支持するピンボス部６が形成され、かつピストンピン装着穴７がそれぞれ開口する一対のサイドウォール部８と、ピンボス部６を挟んで対向し、かつ周方向端部が一対のサイドウォール部８に連続し、ピストン３の首振り挙動を抑制するためのスカート部９とを含んで構成されている。
【００１８】
ピストンヘッド４の外周部には第１コンプレッションリング溝１０、第２コンプレッションリング溝１１および周溝としてのオイルリング溝１２が形成されており、第１コンプレッションリング溝１０および第２コンプレッションリング溝１１には環状の第１コンプレッションリング１３および第２コンプレッションリング１４がそれぞれ嵌合されているとともに、オイルリング溝１２にはピストンリングとしての環状のオイルリング１５が嵌合されている。
【００１９】
第１コンプレッションリング１３および第２コンプレッションリング１４は、シリンダボア２の内壁２ａに摺接することにより、ピストン３の上方のシリンダボア２に画成された燃焼室１６を密閉する機能を有し、オイルリング１５は、ピストン３の上下動に伴ってシリンダボア２の内壁２ａに摺接することにより、シリンダボア２の内壁２ａに付着しているオイルを掻き落とす機能を有している。
【００２０】
また、ピンボス部６にはそれぞれスナップリング１７ａ、１７ｂが嵌合されており、このスナップリング１７ａ、１７ｂによってピストンピン５がピンボス部６に抜け止めされている。なお、ピストンピン５とスナップリング１７ａ、１７ｂの間にはピストンピン５が軸線方向に移動できるための隙間Δ３が形成されている。
【００２１】
また、ピストンピン５は、コネクティングロッド１８の小端部１９の貫通孔１９ａに挿通されることにより、小端部１９に連結されており、コネクティングロッド１８の大端部２０は、クランクシャフト２１のクランクピン２１ａに連結されている。このクランクピン２１ａは、クランクアーム２１ｂ、２１ｃを介してクランクジャーナル２１ｄ、２１ｅに連結されており、大端部２０とクランクアーム２１ｂ、２１ｃとの間にはコネクティングロッド１８がクランクシャフト２１の軸線方向に移動できるための一定の隙間Δ４が形成されている。
【００２２】
また、図２、図３に示すように、オイルリング溝１２の底部にはオイル戻し穴２２が形成されており、このオイル戻し穴２２は、オイルリング溝１２の底部からピストン３のピストンヘッド４の内周面４ａに向かって開口している。
【００２３】
また、オイル戻し穴２２は、ピストンヘッド４のスラスト側と反スラスト側のオイルリング溝１２に形成されている。
【００２４】
なお、スラスト側とは、ピストン３がシリンダボア２内を下降する工程において、クランクシャフト２１の回転力によってクランクシャフト２１の軸線方向と直交する方向のスラスト力がシリンダボア２の内壁２ａに掛かるピストン３の面であり、反スラスト側とは、ピストン３がシリンダボア２内を上昇する工程において前記スラスト力と反対方向のスラスト力がシリンダボア２の内壁２ａに掛かるピストン３の面である。
【００２５】
また、図１において、左方が車両の前方を示し、右方が車両の後方を示しており、オイル戻し穴２２は、ピストンヘッド４のオイルリング溝１２に対して車両の幅方向の両側に開口している。
【００２６】
また、ピストン３の下方にはピストン３に向かってオイルを噴射する図示しない噴射ノズル等の潤滑・冷却手段が設けられており、噴射ノズルからピストン３に向かって噴射されるオイルによってピストン３が冷却されるとともに、ピストン３の外周部とシリンダボア２の内壁２ａとの間が潤滑される。
【００２７】
また、シリンダブロック１の下方には図示しないクランクケースを介して図示しないオイルパンが装着されており、シリンダボア２はオイルパンに連通している。このため、ピストン３がシリンダボア２内をシリンダボア２の軸線方向に沿って上下方向に往復動するのに伴って、オイルリング１５がシリンダボア２の内壁２ａに付着したオイルを掻き落とすと、このオイルは、オイルリング溝１２からオイル戻し穴２２を介してピストンヘッド４の内周面４ａに還流された後、オイルパンに滴下される。
【００２８】
また、コネクティングロッド１８の小端部１９とピストンヘッド４の内周面４ａとの間にはピストンピン５の軸線方向に一定の隙間Δ２が形成されている。
【００２９】
一方、図１、図４に示すように、ピストンピン５には周方向に亘って１周するピン溝５ａが形成されており、このピン溝５ａは、Δ０の傾斜幅で傾斜している。このピン溝５ａには位置決めピン２３が嵌合しており、この位置決めピン２３は、コネクティングロッド１８の小端部１９の外部からピン溝５ａに挿通されるように小端部１９に取付けられている。
【００３０】
このため、ピストンピン５が回転するのに伴ってコネクティングロッド１８は、ピストンピン５に対してピストンピン５の軸線方向に往復移動することができる。
【００３１】
ここで、図４に示すように、ピン溝５ａは、ピストンピン５の軸線方向の一端部Ａから左上方に直線状に延在するとともに、左上方から左下方に向かって直線状に延在し、ピストンピン５の軸線方向の他端部Ｂから右下方に折り返された後に右上方に向かって他端部Ｂまで直線状に延在する形状に形成されている。
【００３２】
なお、ピストンピン５の軸線方向の一端部Ａおよび他端部Ｂの部位のピン溝５ａを、それぞれ頂点Ａ、Ｂと言う。
【００３３】
図１は、ピストン３の中心軸がシリンダボア２の中心軸と一致した状態を示しており、図４は、図１の状態からピストンピン５が上方に９０度回転した状態を示している。
【００３４】
本実施の形態では、クランクシャフト２１の回転がコネクティングロッド１８を介してピストンピン５に伝達されると、ピストンピン５の回転に伴って位置決めピン２３がピン溝５ａに沿って移動することにより、コネクティングロッド１８とピストンピン５が図１中、左右方向に相対的に移動し、ピストンピン５がコネクティングロッド１８を支点としてピストン３を左右方向に押し付けるようになっている。
【００３５】
そして、ピストンピン５がピストン３を左右方向に押し付けることにより、オイルリング１５がシリンダボア２に対してクランクシャフト２１の軸線方向の一方側と他方側、すなわち、車両の前方と後方とに交互に偏るようにピストン３が移動されるようになっている。
【００３６】
本実施の形態では、ピン溝５ａおよび位置決めピン２３は、クランクシャフト２１の回転に伴ってオイルリング１５がシリンダボア２に対してクランクシャフト２１の軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、ピストン３をシリンダボア２の軸線方向と略直交する方向に移動させるピストン移動手段を構成している。
【００３７】
次に、作用を説明する。
クランクシャフト２１の回転運動がコネクティングロッド１８を介してピストンピン５に伝達されると、ピストンピン５を介してピストン３がシリンダボア２内を上下方向に往復動する。
【００３８】
ピストン３は、シリンダボア２内を下降する工程において、クランクシャフト２１の回転力によってクランクシャフト２１の軸線方向と直交する方向にスラスト力が、シリンダボア２内を上昇する工程において前記スラスト力と反対方向のスラスト力がシリンダボア２の内壁２ａに掛かるため、このスラスト力を利用して、シリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を強く摺接させ、シリンダボア２の内壁２ａからオイルを掻き落とすことができる。
【００３９】
一方、本実施の形態のピストンピン５は、ピストンピン装着穴７に回転自在、かつ軸線方向に移動自在に装着されており、ピストンピン５の両端部とスナップリング１７ａ、１７ｂとの間には一定の隙間Δ３が画成されている。
【００４０】
図５において、スロットルバルブの全開時（ＷＯＴ）および全閉時のエンジン回転数とピストンピン５の回転数の関係を示すように、クランクシャフト２１の回転運動がコネクティングロッド１８からピストンピン５に伝達されるときに、ピストンピン５は、常時回転することが分かる。
【００４１】
本実施の形態では、このピストンピン５の回転を利用してピストン３をシリンダボア２の内壁２ａに対してスラスト力が作用しない車両の前方側と後方側とに交互に片寄せるように車両の前後方向に往復動させるようにしている。
【００４２】
以下、具体的にピストン３の動きを説明する。
図１に示すように、ピストン３の中心軸がシリンダボア２の中心軸と一致した中立位置からピストンピン５が下側（図１のピストンピン５を左方から見て時計回転方向）に回転して図４に示す位置まで回転すると、ピストンピン５の回転に伴って位置決めピン２３がピン溝５ａに沿って移動することにより、ピストンピン５がコネクティングロッド１８に対して相対的に左側に移動する。
【００４３】
このとき、図４に示すように、位置決めピン２３がピン溝５ａの頂点５Ａに位置すると、ピストンピン５がコネクティングロッド１８に対して隙間Δ３＋隙間Δ４だけ左方に移動し、コネクティングロッド１８の大端部２０がクランクアーム２１ｃに当接する。
【００４４】
このため、ピストンピン５がコネクティングロッド１８を支点としてスナップリング１７ａを介してピストン３を左方（車両の前方側）に押圧し、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間Δ１が小さくなるようにシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【００４５】
一方、図４の状態からピストンピン５が時計回転方向に回転すると、ピストンピン５の回転に伴って位置決めピン２３がピン溝５ａに沿って移動することにより、ピストンピン５がコネクティングロッド１８に対して相対的に右側に移動する。
【００４６】
このとき、位置決めピン２３がピン溝５ａの頂点５ｃに位置すると、ピストンピン５がコネクティングロッド１８に対して隙間Δ３＋隙間Δ４をだけ左方に移動し、コネクティングロッド１８の大端部２０がクランクアーム２１ｂに当接する。
【００４７】
このため、ピストンピン５がコネクティングロッド１８を支点としてスナップリング１７ａを介してピストン３を右方（車両の後方側）に押圧し、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間Δ１が小さくなるようにシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【００４８】
このため、オイルリング１５をピストン３の周方向に亘ってシリンダボア２の内壁２ａに強く押し付けることができ、シリンダボア２の内壁２ａに付着するオイルを掻き落とすことができる。そして、シリンダボア２の内壁２ａから掻き落とされたオイルは、オイルリング溝１２からオイル戻し穴２２およびピストンヘッド４の内周面４ａを介してオイルパンに循環され、オイルを戻すことができる。この結果、オイル消費量が増大するのを防止することができる。
【００４９】
図６は、ピストンを車両の前方側（Ｆｒ）と後方側（Ｒｒ）側に片寄せたときのオイルの入替り時間（同一のオイル量をオイル戻し穴２２に循環させる時間）を比較した図である。
【００５０】
図６に示すように、ピストン３を車両の前方側に寄せたときには前方側が後方側に比べてオイルの入替り時間が早くなり、ピストン３を車両の後方側に寄せたときには後方側が前方側に比べてオイルの入替り時間が早くなった。このように、ピストン３を車両の前方または後方の寄せた側がオイルの循環性が改善していることが分かった。
【００５１】
なお、本実施の形態では、ピストンピン５にピン溝５ａを設け、コネクティングロッド１８にピン溝５ａに嵌合する位置決めピン２３を設けているが、ピストンピン５に位置決めピンを設け、小端部１９の貫通孔１９ａに貫通孔１９ａの内周面に亘って１周するピン溝を形成してもよい。
【００５２】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明に係る内燃機関のピストン構造の第２の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。
図７において、ピンボス部６にはそれぞれスナップリング３１、３２が嵌合されており、このスナップリング３１、３２によってピストンピン３３がピンボス部６に抜け止めされている。
【００５３】
ピストンピン３３の軸線方向両端部には同一方向に傾斜するテーパ部３３ａ、３３ｂが形成されており、ピストンピン３３の軸線方向中央部にはピストンピン３３の周方向に１周して延在するピン溝３３ｃが形成されている。
【００５４】
スナップリング３１、３２のテーパ部３３ａ、３３ｂに対向する面にはテーパ部３１ａ、３２ａが設けられており、このテーパ部３１ａ、３２ａは、テーパ部３３ａ、３３ｂと同一の角度で傾斜している。
【００５５】
また、テーパ部３３ａは、右上方から左下方に向かって傾斜しているとともに、テーパ部３３ｂは、左上方から右下方に向かって傾斜しており、テーパ部３３ａ、３３ｂは、紙面方向の手前から見てハの字になるように対向している。
【００５６】
したがって、ピストンピン３３が異なる回転位置に回転すると、テーパ部３１ａとテーパ部３３ａの傾斜面か合致されるとともに、テーパ部３２ａとテーパ部３３ｂの傾斜面か合致されることになる。
【００５７】
また、ピン溝３３ｃには位置決めピン３４が嵌合しており、この位置決めピン３４は、コネクティングロッド１８の小端部１９の外部からピン溝３３ｃに挿通されるように小端部１９に取付けられている。
【００５８】
ピストンピン３３のテーパ部３３ａ、３３ｂは、テーパ部３３ａ、３３ｂの傾斜面の中でピストンピン３３ａ、３３ｂの軸線方向外方に最も突出する突出端３３ｄ、３３ｅを有しており、ピストンピン３３が回転すると、突出端３３ｄがスナップリング３１のテーパ部３１ａに沿って摺動することにより、ピストンピン３３が右方に移動してピストン３を車両の後方側のシリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を押し付ける。
【００５９】
また、ピストンピン３３が回転すると、突出端３３ｅがスナップリング３２のテーパ部３２ａに沿って摺動することにより、ピストンピン３３が左方に移動してピストン３を車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を押し付けるようになっている。
このとき、位置決めピン３４がピストンピン３３のピン溝３３ｃに嵌合しているので、コネクティングロッド１８がピストンピン３３と共にピストンピン３３の軸線方向に移動してピストンピン３３がクランクシャフト２１の軸線方向に往復動するのを許容している。
【００６０】
本実施の形態では、スナップリング３１、３２のテーパ部３１ａ、３２ａ、ピストンピン３３のテーパ部３３ａ、３３ｂ、ピストンピン３３のピン溝３３ｃおよび位置決めピン３４が、オイルリング１５がシリンダボア２に対してクランクシャフト２１の軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、ピストン３をシリンダボア２の軸線方向と略直交する方向に移動させるピストン移動手段を構成している。
【００６１】
次に、作用を説明する。
ピストンピン３３が下側（図６のピストンピン３３を左方から見て時計回転方向）に回転すると、ピストンピン３３のテーパ部３３ｂの突出端３３ｅがスナップリング３２のテーパ部３２ｂに沿って摺動することにより、ピストンピン３３が左方に移動する。
【００６２】
このとき、位置決めピン３４がピストンピン３３のピン溝３３ｃに嵌合しているので、コネクティングロッド１８がピストンピン３３と共にピストンピン３３の軸線方向に対して左方に移動する。
【００６３】
ピストンピン３３が左方に移動すると、ピストンピン３３がスナップリング３１を介してピストン３を左方（車両の前方側）に押圧し、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。この状態が図６で示す状態である。
【００６４】
一方、ピストンピン３３が時計回転方向にさらに回転すると、ピストンピン３３のテーパ部３３ａの突出端３３ｄがスナップリング３２のテーパ部３２ｂに沿って摺動することにより、ピストンピン３３が右方に移動する。
【００６５】
このとき、位置決めピン３４がピストンピン３３のピン溝３３ｃに嵌合しているので、コネクティングロッド１８がピストンピン３３と共にピストンピン３３の軸線方向に対して右方に移動する。
【００６６】
ピストンピン３３が右方に移動すると、ピストンピン３３がスナップリング３２を介してピストン３を右方（車両の後方側）に押圧し、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【００６７】
このため、オイルリング１５をピストン３の周方向に亘ってシリンダボア２の内壁２ａに強く押し付けることができ、シリンダボア２の内壁２ａに付着するオイルを掻き落とすことができる。この結果、第１の実施の形態と同様に、オイルの消費量が増大してしまうのを防止することができる。
【００６８】
（第３の実施の形態）
図８は、本発明に係る内燃機関のピストン構造の第３の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。
【００６９】
図８において、ピンボス部６にはそれぞれスナップリング４１、４２が嵌合されており、このスナップリング４１、４２によってピストンピン４３がピンボス部６に抜け止めされている。ピストンピン４３の軸線方向の一端部にはテーパ部４３ａが形成されており、ピストンピン４３の軸線方向中央部にはピストンピン４３の周方向に１周して延在するピン溝４３ｂが形成されている。
【００７０】
スナップリング４１のテーパ部４３ａに対向する面にはテーパ部４１ａが設けられており、このテーパ部４１ａは、テーパ部４３ａと同一の角度で傾斜している。また、ピストンピン４３の軸線方向他端部とスナップリング４２の間にはスプリング４４が介装されており、このスプリング４４は、ピストンピン４３をスナップリング４１に向かって付勢している。
【００７１】
また、ピン溝４３ｂには位置決めピン４５が嵌合しており、この位置決めピン４５は、コネクティングロッド１８の小端部１９の外部からピン溝４３ｂに挿通されるように小端部１９に取付けられている。
【００７２】
ピストンピン４３のテーパ部４３ａは、テーパ部４３ａの傾斜面の中でピストンピン４３の軸線方向外方に最も突出する突出端４３ｃを有しているとともに、スナップリング４１のテーパ部４１ａは、テーパ部４１ａの傾斜面の中でスナップリング４１の軸線方向外方に最も突出する突出端４１ｂを有している。
【００７３】
このため、ピストンピン４３の突出端４３ｃがスナップリング４１の突出端４１ｂに近づく方向にピストンピン４３が回転すると、ピストンピン４３がスプリング４４の付勢力に抗して右方に移動し、スナップリング４１を介してピストン３を車両の後方側のシリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を押し付ける。
【００７４】
また、ピストンピン４３の突出端４３ｃがスナップリング４１の突出端４１ｂを乗り越え、ピストンピン４３の突出端４３ｃがスナップリング４１の突出端４１ｂから離れる方向にピストンピン４３が回転すると、ピストンピン４３がスプリング４４に付勢されて左方に移動し、スナップリング４２を介してピストン３を車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を押し付ける。
このとき、位置決めピン４５がピストンピン４３のピン溝４３ｂに嵌合しているので、コネクティングロッド１８がピストンピン４３と共にピストンピン４３の軸線方向に移動してピストンピン４３がクランクシャフト２１の軸線方向に往復動するのを許容している。
【００７５】
本実施の形態では、スナップリング４１のテーパ部４１ａ、ピストンピン４３のテーパ部４３ａ、ピストンピン４３のピン溝４３ｂ、スプリング４４および位置決めピン４５が、オイルリング１５がシリンダボア２に対してクランクシャフト２１の軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、ピストン３をシリンダボア２の軸線方向と略直交する方向に移動させるピストン移動手段を構成している。
【００７６】
次に、作用を説明する。
ピストンピン３３が図７の状態から下側（図７のピストンピン４３を左方から見て時計回転方向）に回転すると、ピストンピン４３のテーパ部４３ａの突出端４３ｃがスナップリング４１のテーパ部４１ａに沿って摺動する。
【００７７】
このとき、ピストンピン４３の突出端４３ｃがスナップリング４１の突出端４１ｂに近づく方向にピストンピン４３が回転するため、ピストンピン４３がスプリング４４の付勢力に抗して右方に移動する。
【００７８】
このとき、位置決めピン４５がピストンピン４３のピン溝４３ｂに嵌合しているので、コネクティングロッド１８がピストンピン４３と共にピストンピン４３の軸線方向に対して左方に移動する。
【００７９】
ピストンピン４３が右方に移動すると、ピストンピン４３がスナップリング４２を介してピストン３を右方（車両の後方側）に押圧し、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにシリンダボア２の内壁２ａに近づく。
【００８０】
このため、オイルリング１５が車両の後方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。このとき、ピストンピン４３の突出端４３ｃがスナップリング４１の突出端４１ｂに乗り上げた時点でピストンピン４３が右方に移動するための限界点となり、ピストンピン４３がピストン３をシリンダボア２の内壁２ａに押し付けるための押し付け力が最大となる。
【００８１】
一方、ピストンピン４３が時計回転方向にさらに回転してピストンピン４３の突出端４３ｃがスナップリング４１の突出端４１ｂを乗り越え、ピストンピン４３の突出端４３ｃがスナップリング４１の突出端４１ｂから離れる方向にピストンピン４３が回転すると、ピストンピン４３がスプリング４４に付勢されて左方に移動する。
【００８２】
このとき、ピストンピン４３がスナップリング４２を介してピストン３を左方（車両の前方側）に押圧し、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【００８３】
このため、オイルリング１５をピストン３の周方向に亘ってシリンダボア２の内壁２ａに強く押し付けることができ、シリンダボア２の内壁２ａに付着するオイルを掻き落とすことができる。このため、第１の実施の形態と同様に、オイルの消費量が増大してしまうのを防止することができる。
【００８４】
（第４の実施の形態）
図９は、本発明に係る内燃機関のピストン構造の第４の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。
【００８５】
図９において、ピンボス部６のそれぞれには別体のピストンピン５１、５２が回転自在、かつ軸線方向に移動自在に取付けられており、ピンボス部６にはスナップリング５３、５４が嵌合され、このスナップリング５３、５４によってピストンピン５１、５２がピンボス部６に抜け止めされている。
【００８６】
また、ピストンピン５１、５２は、コネクティングロッド５５の小端部５６の貫通孔５６ａに挿通されることにより小端部５６に連結されており、コネクティングロッド５５の大端部５７は、クランクシャフト２１のクランクピン２１ａに連結されている。
【００８７】
また、小端部５６の貫通孔５６ａ内にはコネクティングロッド５５の軸線方向に沿って延在する仕切部５６ｂが形成されており、この仕切部５６ｂにピストンピン５１、５２の軸線方向の一端部５１ａ、５２ａがそれぞれ対向している。
【００８８】
また、仕切部５６ｂとピストンピン５１、５２の軸線方向の一端部５１ａ、５２ａとの間にはそれぞれ油圧室５８、５９が画成されており、油圧室５８、５９の距離、すなわち、ピストンピン５１、５２の一端部５１ａ、５２ａの離隔距離は、Δ５に設定されている。
【００８９】
また、コネクティングロッド５５には一端部が油圧室５８、５９に連通する油路５５Ａ、５５Ｂが形成されており、この油路５５Ａ、５５Ｂの他端部はクランクシャフト２１のクランクピン２１ａ、クランクアーム２１ｂおよびクランクジャーナル２１ｄに形成された油路２１Ａ、２１Ｂに連通している。
【００９０】
なお、図９では、ピストン３を１つしか図示しないが、複数のピストンにオイルを供給するために、各ピストンに連結されたコネクティングロッドに形成された油路にオイルを供給する油路がクランクシャフト２１に形成されている。
【００９１】
油路２１Ａ、２１Ｂは、クランクシャフト２１の端部に設けられた図示しないオイル供給手段に連通しており、このオイル供給手段は、油路２１Ａ、２１Ｂに選択的にオイルを供給するようになっている。
【００９２】
オイル供給手段から油路２１Ａ、５５Ａを介して油圧室５８にオイルが供給されると、ピストンピン５１の一端部５１ａにオイルの圧力が加わることによってピストンピン５１が左方に移動し、ピストンピン５１がスナップリング５３を介してピストン３を車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を押し付ける。
【００９３】
また、オイル供給手段から油路２１Ｂ、５５Ｂを介して油圧室５９にオイルが供給されると、ピストンピン５２の一端部５２ａにオイルの圧力が加わることによってピストンピン５２が右方に移動し、ピストンピン５２がスナップリング５４を介してピストン３を車両の後方側のシリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を押し付ける。
【００９４】
本実施の形態では、ピストンピン５１、５２、スナップリング５３、５４、コネクティングロッド５５の油路５５Ａ、５５Ｂ、コネクティングロッド５５の仕切部５６ｂ、クランクシャフト２１の油路２１Ａ、２１Ｂが、オイルリング１５がシリンダボア２に対してクランクシャフト２１の軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、ピストン３をシリンダボア２の軸線方向と略直交する方向に移動させるピストン移動手段を構成している。
【００９５】
次に、作用を説明する。
オイル供給手段が油路２１Ａ、５５Ａを介して油圧室５８にオイルを供給すると、ピストンピン５１の一端部５１ａにオイルの圧力が加わることによってピストンピン５１が左方に移動する。
【００９６】
ピストンピン５１が左方に移動してピストンピン５１がスナップリング５３とピストンピン５１との間の隙間Δ３だけ動くと、油圧室５８の油圧によってピストンピン５１に対して仕切部５６ｂが左方に移動する。
【００９７】
そして、コネクティングロッド５５が大端部５７とクランクアーム２１ｃの間の隙間Δ４だけ動くと、油圧室５８の油圧によってピストンピン５１がコネクティングロッド５５を支点としてスナップリング５３を介してピストン３を左方（車両の前方側）に押圧する。このため、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにピストン３がシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【００９８】
次いで、オイル供給手段がオイル通路を切換えて油路２１Ｂ、５５Ｂを介して油圧室５９にオイルを供給すると、ピストンピン５２の一端部５２ａにオイルの圧力が加わることによってピストンピン５２が右方に移動する。
【００９９】
ピストンピン５２が右方に移動してピストンピン５２がスナップリング５４とピストンピン５２との間の隙間Δ３だけ動くと、油圧室５９の油圧によってピストンピン５２に対して仕切部５６ｂが左方に移動する。
【０１００】
そして、コネクティングロッド５５が大端部５７とクランクアーム２１ｂの間の隙間Δ４だけ動くと、油圧室５９の油圧によってピストンピン５２がコネクティングロッド５５を支点としてスナップリング５４を介してピストン３を右方（車両の後方側）に押圧する。
【０１０１】
このため、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにピストン３がシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の後方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【０１０２】
このようにオイル供給手段が、油圧室５８、５９にオイルを供給する油路を切換えることにより、ピストン３の移動方向を切換えることにより、オイルリング１５をピストン３の周方向に亘ってシリンダボア２の内壁２ａに強く押し付けることができ、シリンダボア２の内壁２ａに付着するオイルを掻き落とすことができる。このため、第１の実施の形態と同様に、オイルの消費量が増大してしまうのを防止することができる。
【０１０３】
なお、オイル供給手段に代えてクランクシャフト２１の端部にエアー供給手段を設け、油路（この場合には通路）２１Ａ、２１Ｂ、５５Ａ、５５Ｂを介して油圧室（この場合には圧力室）５８、５９にエアーを選択的に供給してもよい。
【０１０４】
（第５の実施の形態）
図１０は、本発明に係る内燃機関のピストン構造の第５の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。
【０１０５】
図１０において、ピンボス部６にはピストンピン６１が取付けられており、ピンボス部６には蓋６２ａ、６２ｂが嵌合され、この蓋６２ａ、６２ｂによってピストンピン６１がピンボス部６に抜け止めされている。
【０１０６】
また、ピストンピン６１は、コネクティングロッド６３の小端部６４の貫通孔６４ａに挿通されることにより、小端部６４に連結されており、コネクティングロッド６３の大端部６５は、クランクシャフト２１のクランクピン２１ａに連結されている。
【０１０７】
また、ピストンピン６１の一端部６１ａと蓋６２ａとの間には油圧室６６が画成されているとともに、ピストンピン６１の他端部６１ｂと蓋６２ｂとの間には油圧室６７が画成されており、油圧室６６、６７の幅はΔ６に設定されている。したがって、蓋６２ａ、６２ｂは、油圧室６６、６７を密閉する機能も有している。
【０１０８】
また、ピストンピン６１にはそれぞれ油圧室６６、６７に連通する油路６１ｃ、６１ｄが形成されており、この油路６１ｃ、６１ｄは、コネクティングロッド６３に形成された油路６３Ａ、６３Ｂの一端部に連通している。この油路６３Ａ、６３Ｂの他端部は、クランクシャフト２１のクランクピン２１ａ、クランクアーム２１ｂおよびクランクジャーナル２１ｄに形成された油路２１Ａ、２１Ｂに連通している。
【０１０９】
油路２１Ａ、２１Ｂは、クランクシャフト２１の端部に設けられた図示しないオイル供給手段に連通しており、このオイル供給手段は、油路２１Ａ、２１Ｂに選択的にオイルを供給するようになっている。
【０１１０】
また、ピストンピン６１には位置決めピン６８が嵌合しており、この位置決めピン６８は、コネクティングロッド６３の小端部６４の外部からピストンピン６１に嵌合されるように小端部６４に取付けられている。
【０１１１】
このため、ピストンピン６１は、コネクティングロッド６３に対して軸線方向および回転方向に移動不能となっており、ピストンピン６１およびコネクティングロッド６３は、一体的に軸線方向に移動自在となっている。このため、油路６１、６１ｄと油路６３Ａ、６３Ｂとの連通が遮断されることがない。
【０１１２】
なお、各隙間Δの関係は、Δ１＜Δ４＜Δ２でかつ、Δ４＜Δ６＜Δ１＋Δ４＜Δ２となっている。
【０１１３】
このため、オイル供給手段から油圧室６６、６７のいずれか一方にオイルを供給することにより、ピストンピン６１をクランクシャフト２１の軸線方向である車両の前方側または後方側に移動させることにより、ピストンピン６１に加わる油圧により蓋６２ａまたは蓋６２ｂを介してピストン３が車両の前方側または後方側のシリンダボア２の内壁２ａにオイルリング１５を押し付けることになる。
【０１１４】
本実施の形態では、ピストンピン６１に形成された油路６１ｃ、６１ｄ、蓋６２ａ、６２ｂ、コネクティングロッド６３の油路６３Ａ、６３Ｂ、クランクシャフト２１の油路２１Ａ、２１Ｂが、オイルリング１５がシリンダボア２に対してクランクシャフト２１の軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、ピストン３をシリンダボア２の軸線方向と略直交する方向に移動させるピストン移動手段を構成している。
【０１１５】
次に、作用を説明する。
オイル供給手段が油路２１Ａ、６３Ａ、６１ｃを介して油圧室６６にオイルを供給すると、ピストンピン６１の一端部６１ａにオイルの圧力が加わることによってピストンピン６１が右方に移動する。
【０１１６】
隙間Δ４＜Δ６となっているため、コネクティングロッド６３がクランクアーム２１ｃに当接すると、ピストンピン６１の右方への移動が停止し、油圧室６６の油圧が蓋６２ａに加わり、蓋６２ａを介してピストン３を左方（車両の前方側）に押圧する。
【０１１７】
このため、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにピストン３がシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の前方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【０１１８】
次いで、オイル供給手段がオイル通路を切換えて油路２１Ｂ、６３Ｂ、６１ｄを介して油圧室６７にオイルを供給すると、ピストンピン６１の他端部６１ｂにオイルの圧力が加わることによってピストンピン６１が左方に移動する。
【０１１９】
隙間Δ４＜Δ６となっているため、コネクティングロッド６３がクランクアーム２１ｂに当接すると、ピストンピン６１の左方への移動が停止し、油圧室６７の油圧が蓋６２ｂに加わり、蓋６２ｂを介してピストン３を右方（車両の後方側）に押圧する。
【０１２０】
このため、ピストンヘッド４とシリンダボア２の内壁２ａの隙間が小さくなるようにピストン３がシリンダボア２の内壁２ａに近づく。このため、オイルリング１５が車両の後方側のシリンダボア２の内壁２ａに強く摺接する。
【０１２１】
このようにオイル供給手段が、油圧室６６、６７にオイルを供給する油路を切換えることにより、ピストン３の移動方向を切換えることにより、オイルリング１５をピストン３の周方向に亘ってシリンダボア２の内壁２ａに強く押し付けることができ、シリンダボア２の内壁２ａに付着するオイルを掻き落とすことができる。このため、第１の実施の形態と同様に、オイルの消費量が増大してしまうのを防止することができる。
【０１２２】
なお、オイル供給手段に代えてクランクシャフト２１の端部にエアー供給手段を設け、油路（この場合には通路）２１Ａ、２１Ｂ、６３Ａ、６３Ｂ、６１ｃ、６１ｄを介して油圧室（この場合には圧力室）６６、６７にエアーを選択的に供給してもよい。
【０１２３】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【０１２４】
以上のように、本発明に係る内燃機関のピストン構造は、シリンダボアの内壁のオイルをピストンの全周面に亘って掻き落とすようにして、周溝を通してオイルをオイル戻し穴に循環させることができ、オイル消費量が増大してしまうのを防止することができるという効果を有し、シリンダボアの内壁に付着するオイルを掻き落とすピストンリングを有する内燃機関のピストン構造等として有用である。
【符号の説明】
【０１２５】
１ シリンダブロック
２ シリンダボア
２ａ 内壁
３ ピストン
４ａ 内周面
５ ピストンピン
５ａ ピン溝（ピストン移動手段）
１２ オイルリング溝（周溝）
１５ オイルリング（ピストンリング）
１８ コネクティングロッド
１９ 小端部
２０ 大端部
２１ クランクシャフト
２１Ａ、２１Ｂ、５５Ａ、５５Ｂ 油路（ピストン移動手段）
２３ 位置決めピン（ピストン移動手段）
３１ａ、３１ｂ、３３ａ、３３ｂ テーパ部（ピストン移動手段）
３３ｃ ピン溝（ピストン移動手段）
３４ 位置決めピン（ピストン移動手段）
４１ａ、４３ａ テーパ部（ピストン移動手段）
４３ｂ ピン溝（ピストン移動手段）
４４ スプリング（ピストン移動手段）
４５ 位置決めピン（ピストン移動手段）
５１、５２ ピストンピン（ピストン移動手段）
５３、５４ スナップリング（ピストン移動手段）
５６ｂ 仕切部（ピストン移動手段）
６１ｃ、６１ｄ、６３Ａ、６３Ｂ 油路（ピストン移動手段）
６２ａ、６２ｂ 蓋（ピストン移動手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダボアの軸線方向と同方向に往復動するように前記シリンダボア内に収納され、外周部に形成された周溝に前記シリンダボアの内壁に摺接するピストンリングが装着されたピストンと、前記ピストンに取付けられたピストンピンと、前記ピストンピンに連結される小端部およびクランクシャフトに連結された大端部を有するコネクティングロッドとを備え、
前記周溝に前記ピストンの内周面に連通するオイル戻し穴が形成された内燃機関のピストン構造であって、
前記ピストン、前記および前記コネクティングロッドにピストン移動手段を設け、
前記ピストン移動手段が、前記クランクシャフトの回転に伴って前記ピストンリングが前記シリンダボアに対して前記クランクシャフトの軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、前記ピストンを前記シリンダボアの軸線方向と略直交する方向に往復動させることを特徴とする内燃機関のピストン構造。
【請求項１】
内燃機関のシリンダボアの軸線方向と同方向に往復動するように前記シリンダボア内に収納され、外周部に形成された周溝に前記シリンダボアの内壁に摺接するピストンリングが装着されたピストンと、前記ピストンに取付けられたピストンピンと、前記ピストンピンに連結される小端部およびクランクシャフトに連結された大端部を有するコネクティングロッドとを備え、
前記周溝に前記ピストンの内周面に連通するオイル戻し穴が形成された内燃機関のピストン構造であって、
前記ピストン、前記および前記コネクティングロッドにピストン移動手段を設け、
前記ピストン移動手段が、前記クランクシャフトの回転に伴って前記ピストンリングが前記シリンダボアに対して前記クランクシャフトの軸線方向の一方側と他方側とに交互に偏るように、前記ピストンを前記シリンダボアの軸線方向と略直交する方向に往復動させることを特徴とする内燃機関のピストン構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−６７８２０（Ｐ２０１２−６７８２０Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１２０５７（Ｐ２０１０−２１２０５７）
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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