特許 6673735 内燃機関用ピストン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6673735

(24)【登録日】2020年3月9日

(45)【発行日】2020年3月25日

(54)【発明の名称】内燃機関用ピストン

(51)【国際特許分類】

   F02F 3/22 20060101AFI20200316BHJP

   F01M 1/08 20060101ALI20200316BHJP

   F01P 3/08 20060101ALI20200316BHJP

【ＦＩ】

   F02F3/22 A

   F01M1/08 B

   F01P3/08 C

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-72010(P2016-72010)

(22)【出願日】2016年3月31日

(65)【公開番号】特開2017-180409(P2017-180409A)

(43)【公開日】2017年10月5日

【審査請求日】2019年1月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】390008822

【氏名又は名称】アート金属工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087745

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 善廣

(74)【代理人】

【識別番号】100098545

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100106611

【弁理士】

【氏名又は名称】辻田 幸史

(74)【代理人】

【識別番号】100150968

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 悠有子

(72)【発明者】

【氏名】垂澤 千秋

(72)【発明者】

【氏名】小林 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】野口 拓也

(72)【発明者】

【氏名】矢坂 亮

【審査官】 首藤 崇聡

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５６−０５０７５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−３１２４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１２４６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２６５７４３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０３９２５１０４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｆ ３／２２

Ｆ０１Ｍ １／０８

Ｆ０１Ｐ ３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

頂部を有するピストンクラウン部と、ピストンピンが挿入されるピストンピン孔をそれぞれ有する一対のピンボス部とを有し、ノズルを有するオイルジェット装置から前記頂部の裏面に向けて噴射された冷却用のオイルにより冷却されるピストンであって、
前記頂部は、少なくとも一方の前記ピンボス部の近傍であって、前記頂部の内部に設けられた冷却空洞と、前記ノズルから噴射される前記オイルを前記冷却空洞に導く前記頂部の前記裏面に設けられた導入穴とを有し、
前記導入穴は、前記冷却空洞に接続される導入開口部を備え、
前記導入開口部が形成される位置で、前記冷却空洞の長手方向に直交する冷却空洞断面における最下点を、前記導入開口部の導入開口最下部よりも低い位置とし、
前記冷却空洞断面が、最も高い位置となる最上点を有し、
前記冷却空洞断面は、前記最下点を含む下側円弧部と、前記最上点を含む上側円弧部と、前記上側円弧部から前記下側円弧部に至る傾斜部と、を有する
ことを特徴とする内燃機関用ピストン。

【請求項2】

前記導入開口部が前記最上点の鉛直下に位置することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用ピストン。

【請求項3】

前記導入開口部が前記上側円弧部に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用ピストン。

【請求項4】

前記導入開口部が前記下側円弧部と前記上側円弧部との間に位置することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用ピストン。

【請求項5】

頂部を有するピストンクラウン部と、ピストンピンが挿入されるピストンピン孔をそれぞれ有する一対のピンボス部とを有し、ノズルを有するオイルジェット装置から前記頂部の裏面に向けて噴射された冷却用のオイルにより冷却されるピストンであって、
前記頂部は、少なくとも一方の前記ピンボス部の近傍であって、前記頂部の内部に設けられた冷却空洞と、前記ノズルから噴射される前記オイルを前記冷却空洞に導く前記頂部の前記裏面に設けられた導入穴とを有し、
前記導入穴は、前記冷却空洞に接続される導入開口部を備え、
前記導入開口部が形成される位置で、前記冷却空洞の長手方向に直交する冷却空洞断面における最下点を、前記導入開口部の導入開口最下部よりも低い位置とし、
前記冷却空洞断面は、前記最下点を含む下側円弧部と、前記下側円弧部の端部から鉛直方向に立ち上げた立ち上げ部と、前記立ち上げ部から前記導入開口部の導入開口最上部に至る傾斜部と、を有することを特徴とする内燃機関用ピストン。

【請求項6】

頂部を有するピストンクラウン部と、ピストンピンが挿入されるピストンピン孔をそれぞれ有する一対のピンボス部とを有し、ノズルを有するオイルジェット装置から前記頂部の裏面に向けて噴射された冷却用のオイルにより冷却されるピストンであって、
前記頂部は、少なくとも一方の前記ピンボス部の近傍であって、前記頂部の内部に設けられた冷却空洞と、前記ノズルから噴射される前記オイルを前記冷却空洞に導く前記頂部の前記裏面に設けられた導入穴とを有し、
前記導入穴は、前記冷却空洞に接続される導入開口部を備え、
前記導入開口部が形成される位置で、前記冷却空洞の長手方向に直交する冷却空洞断面における最下点を、前記導入開口部の導入開口最下部よりも低い位置とし、
前記冷却空洞断面は、最も高い位置となる最上点を有し、
前記冷却空洞断面が円形であり、
前記最下点が前記円形の最下点に形成され、前記最下点が前記最上点の鉛直下に位置することを特徴とする内燃機関用ピストン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピストン頂部の裏面に対してオイルジェット装置から冷却用オイルを噴射してピストンを効果的に冷却するようにした内燃機関用ピストンに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジン等の内燃機関のピストンは、燃焼ガスの爆発ガス圧を受ける頂部と周囲にピストンリング溝を設けたランド部から形成されたピストンクラウン部と、ピストンピンを介してコンロッドの小端部に連結された一対のピンボス部と、ピストンの上下往復動をガイドする一対のスカート部とが形成されたものが知られている。このピストンクラウン部の頂部は、高温の燃焼ガスに曝されることが避けられず、ピストン内部にクーリングチャンネル（冷却空洞）を設けることで、冷却性能を持たせたピストン構造が知られている。
この冷却空洞には、オイル入口（導入穴）が設けられ、ピストン下方に設けたオイルジェットからオイルを噴射して、導入穴から冷却空洞にオイルを供給する。
ピストンは上下方向に往復運動するため、オイルジェットから導入穴に噴射し、冷却空洞に入ったオイルには慣性力が発生する。
ピストンの下降行程後半から上昇行程前半では、オイルは慣性力によって冷却空洞の下面に押し付けられる。オイルの導入穴は、通常は冷却空洞の下面に形成されている。従って、ピストンの下降行程後半から上昇行程前半では、オイルは、導入穴から排出されてしまい、冷却空洞に十分に供給されず、冷却性能が低下する。

【0003】

このような問題に対して、特許文献１では、オイルの導入穴の上方に位置する、冷却空洞の天井部に案内壁を設けている。特許文献１は、この案内壁によって、導入穴から入ったオイルの流れ方向を変更し、冷却空洞に導いている。
また、特許文献２では、冷却空洞に、導入穴に向かって流路幅を拡大するスロープ部と、スロープ部に沿って逆流するオイルの流れ方向を変更する逆流防止壁部を設けている。特許文献２は、スロープ部と逆流防止壁部とによって、導入穴からオイルが排出されることを防止するとともにオイルの流入が阻害されることを防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−９０４４８号公報

【特許文献2】特開２０１０−５９８４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１及び特許文献２は、いずれも導入穴近傍に位置する冷却空洞に、案内壁や逆流防止壁部を形成するものであり、精度良く製造することが難しく、安定した性能を得にくい。

【0006】

そこで、本発明は導入穴からのオイルの逆流防止を図れ、精度良く製造できる内燃機関用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】

【0007】

本発明の内燃機関用ピストンはかかる課題を解決するためになされたもので、頂部を有するピストンクラウン部と、ピストンピンが挿入されるピストンピン孔をそれぞれ有する一対のピンボス部とを有し、ノズルを有するオイルジェット装置から前記頂部の裏面に向けて噴射された冷却用のオイルにより冷却されるピストンであって、前記頂部は、少なくとも一方の前記ピンボス部の近傍であって、前記頂部の内部に設けられた冷却空洞と、前記ノズルから噴射される前記オイルを前記冷却空洞に導く前記頂部の前記裏面に設けられた導入穴とを有し、前記導入穴は、前記冷却空洞に接続される導入開口部を備え、前記導入開口部が形成される位置で、前記冷却空洞の長手方向に直交する冷却空洞断面における最下点を、前記導入開口部の導入開口最下部よりも低い位置とし、前記冷却空洞断面が、最も高い位置となる最上点を有し、前記冷却空洞断面は、前記最下点を含む下側円弧部と、前記最上点を含む上側円弧部と、前記上側円弧部から前記下側円弧部に至る傾斜部と、を有することを特徴とする。
また、頂部を有するピストンクラウン部と、ピストンピンが挿入されるピストンピン孔をそれぞれ有する一対のピンボス部とを有し、ノズルを有するオイルジェット装置から前記頂部の裏面に向けて噴射された冷却用のオイルにより冷却されるピストンであって、前記頂部は、少なくとも一方の前記ピンボス部の近傍であって、前記頂部の内部に設けられた冷却空洞と、前記ノズルから噴射される前記オイルを前記冷却空洞に導く前記頂部の前記裏面に設けられた導入穴とを有し、前記導入穴は、前記冷却空洞に接続される導入開口部を備え、前記導入開口部が形成される位置で、前記冷却空洞の長手方向に直交する冷却空洞断面における最下点を、前記導入開口部の導入開口最下部よりも低い位置とし、前記冷却空洞断面は、前記最下点を含む下側円弧部と、前記下側円弧部の端部から鉛直方向に立ち上げた立ち上げ部と、前記立ち上げ部から前記導入開口部の導入開口最上部に至る傾斜部と、を有することを特徴とする。
さらに、頂部を有するピストンクラウン部と、ピストンピンが挿入されるピストンピン孔をそれぞれ有する一対のピンボス部とを有し、ノズルを有するオイルジェット装置から前記頂部の裏面に向けて噴射された冷却用のオイルにより冷却されるピストンであって、前記頂部は、少なくとも一方の前記ピンボス部の近傍であって、前記頂部の内部に設けられた冷却空洞と、前記ノズルから噴射される前記オイルを前記冷却空洞に導く前記頂部の前記裏面に設けられた導入穴とを有し、前記導入穴は、前記冷却空洞に接続される導入開口部を備え、前記導入開口部が形成される位置で、前記冷却空洞の長手方向に直交する冷却空洞断面における最下点を、前記導入開口部の導入開口最下部よりも低い位置とし、前記冷却空洞断面は、最も高い位置となる最上点を有し、前記冷却空洞断面が円形であり、前記最下点が前記円形の最下点に形成され、前記最下点が前記最上点の鉛直下に位置することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、冷却空洞に導入されたオイルが導入穴から排出されることを防止でき、このオイルの逆流防止の構造を容易に精度良く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明によるピストンが適用される内燃機関の要部を示す断面図。

【図2】本発明の第１実施形態のピストンを裏面から見た斜視図。

【図3】ピストンピン孔の軸方向に直交する方向に沿うピストンの縦断面図。

【図4】図４のIII-III線に沿う同ピストンの横断面図。

【図5】同ピストンの底面図。

【図6】図３の要部拡大図。

【図7】本発明の第１実施形態と比較例とにおける冷却空洞のオイルの通過率の相対評価を示すグラフ。

【図8】（ａ）は本発明の第１実施形態を示す構成図、（ｂ）は比較例を示す構成図。

【図9】本発明の第２実施形態における図６相当図。

【図10】本発明の第３実施形態における図６相当図。

【図11】本発明の第４実施形態における図６相当図。

【図12】本発明の第５実施形態における図６相当図。

【図13】本発明の第６実施形態における図６相当図。

【図14】本発明の第７実施形態における図６相当図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の第１から第７実施形態を添付図面に沿って説明するが、本発明は図示した実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明に係るピストンをガソリンエンジンに適用されるピストンに適用して説明するが、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジン、メタノールエンジン、水素エンジンなどあらゆるエンジンに適用できる。

【0011】

［第１実施形態］
図１は、本発明によるピストンが適用される内燃機関の要部を示す断面図である。このピストン３は、ガソリンエンジンに適用されるピストンである。この内燃機関では、シリンダブロック１に円筒状のシリンダボア２が形成され、このシリンダボア２の内側にピストン３が摺動可能に収容されている。ピストン３には、ピストンピン４を介してコネクティングロッド５の上端が連結されている。コネクティングロッド５の下端は、クランクピン６を介してクランクシャフト７に連結されている。

【0012】

シリンダブロック１の図示下側に設けられたクランクケース８とシリンダブロック１の下部により、クランクシャフト７を収容するクランク室９が形成されている。クランク室９側に位置するシリンダボア２の下端近傍には、ピストン３を冷却するためのオイルを噴射するオイルジェット装置１１が備えられている。このオイルジェット装置１１は、先端を上方に向けたノズル１２を備え、図示下方からピストン３に向けてオイルを噴射する。

【0013】

図２は、本発明の第１実施形態のピストンを裏面から見た斜視図である。

【0014】

ピストン３は、ピストンクラウン部２４と、一対のスカート部２５ａ、２５ｂと、一対のピンボス部２６ａ、２６ｂと、サイドウォール部２８ａ、２８ｂとを有している。

【0015】

ピストンクラウン部２４は、頂部２１と、ピストンリング溝２２を有するランド部２３とを有している。また、ピストンクラウン部２４は、後述する冷却空洞２９（図３参照）を有している。スカート部２５ａ、２５ｂ（以下、特に区別しない場合は、単にスカート部２５という。以下同様。）は、ピストンクラウン部２４の外周縁から立ち上がり延びている。ピンボス部２６ａ、２６ｂ（ピンボス部２６）は、面方向がスカート部２５ａ、２５ｂとほぼ直交するように頂部２１の裏面３０に設けられている。ピンボス部２６ａ、２６ｂは、ピストンピン４が挿入されるピストンピン孔２７ａ、２７ｂ（ピストンピン孔２７）を有している。サイドウォール部２８ａ、２８ｂ（サイドウォール部２８）は、ピストンピン孔２７ａ、２７ｂ（ピストンピン４）の中心軸方向と交差する交差方向に延び、ピンボス部２６ａ、２６ｂとスカート部２５ａ、２５ｂの端部をそれぞれ連結する。

【0016】

次に、ピストンクラウン部２４に設けられた冷却空洞２９について説明する。

【0017】

図３は、ピストンピン孔の軸方向に直交する方向に沿うピストンの縦断面図である。図４は、図３のIII-III線に沿うピストンの横断面図である。図５は、ピストンの底面図、図６は、図３の要部拡大図である。

【0018】

図３及び図４に示すように、冷却空洞２９は、ピストンクラウン部２４の外周縁に沿うように頂部２１の内部に形成されたリング形状の空洞である。
図４に示すＸ方向が冷却空洞２９の長手方向であり、Ｙ方向はＸ方向に直交する方向である。
冷却空洞２９は、両方のピンボス部２６（およびサイドウォール部２８）の近傍に設けられている。冷却空洞２９は、各ピンボス部２６の外周を囲うようにスカート部２５間に形成されている。冷却空洞２９は、塩中子を用いて形成されるのが好ましいが特に限定されない。

【0019】

図５に示すように、ピストンクラウン部２４（頂部２１）は裏面３０に、導入穴３５と、導出穴３６とを有する。
導入穴３５は、オイルジェット装置１１のノズル１２から噴射されるオイルを冷却空洞２９に導き、流入させる。導入穴３５は、頂部２１の裏面３０に設けられ、サイドウォール部２８の内側に設けられる。導入穴３５は、ノズル１２から噴射されたオイルが当る位置に配置されるのが好ましい。

【0020】

図６を用いて導入穴が形成される位置における冷却空洞について詳細に説明する。

【0021】

図６では、導入穴３５が形成される位置での、冷却空洞２９の長手方向に直交する冷却空洞断面（縦断面）２９ｓを示している。
導入穴３５は、冷却空洞２９に接続される導入開口部３５ａを備えている。導入開口部３５ａの最も低い周縁部が、導入開口最下部３５ｂ（鉛直方向、ピストン高さ方向、またはＸ方向およびＹ方向に直交する方向における最下部）である。そして、導入開口部３５ａが形成される位置における冷却空洞断面２９ｓの最下点２９ｂ（鉛直方向、ピストン高さ方向またはＸ方向およびＹ方向に直交する方向最下点）は、導入開口最下部３５ｂよりも低い位置とする。
このように、導入開口部３５ａが形成される位置で、導入開口最下部３５ｂよりも低い最下点２９ｂを形成することで、最下点２９ｂを含む最下面２９ａがオイル溜まり部として機能する。

【0022】

導入開口部３５ａが形成される位置で、冷却空洞２９の長手方向に直交する冷却空洞断面２９ｓは、最も高い位置となる最上点２９ｃを有している。導入開口部３５ａは最上点２９ｃの鉛直下に位置する。
このように、導入開口部３５ａを最上点２９ｃの鉛直下に位置させることで、導入穴３５から導入されるオイルはより高い位置まで移動するため、ピストン３下降行程後半から上昇行程前半において、導入穴３５に戻るオイルを減少でき、より多くのオイルを最下点２９ｂを含む最下面２９ａに溜めることができる。

【0023】

また、冷却空洞断面２９ｓは、最下点２９ｂを含む下側（内周側）円弧部２９ｄと、最も高い位置を含む上側円弧部２９ｅとを有している。そして、導入開口部３５ａは上側（外周側）円弧部２９ｅに位置する（接する）。
このように、上側円弧部２９ｅに導入開口部３５ａを位置させることで、導入穴３５から導入されるオイルは、導入開口部３５ａが形成される位置での冷却空洞２９内でより高い位置まで移動するため、ピストン３下降行程後半から上昇行程前半において、導入穴３５に戻るオイルを減少でき、より多くのオイルを最下面２９ａに溜めることができる。

【0024】

また、冷却空洞断面２９ｓは、上側円弧部２９ｅから下側円弧部２９ｄに至る傾斜部２９ｆを有している。
このように、傾斜部２９ｆを有することで、上側円弧部２９ｅに至ったオイルは、傾斜部２９ｆに沿って移動することで、下側円弧部２９ｄに導かれるため、より多くのオイルを最下面２９ａに溜めることができる。

【0025】

次に、第１実施形態におけるピストン３の作用について説明する。

【0026】

オイルジェット装置１１は、導入穴３５に向けて冷却用のオイルをノズル１２より噴射する。なお、設計上は導入穴３５に向けてオイルは噴射されるが、実際には偏って噴射される場合もある。導入穴３５に入ったオイルは、導入開口部３５ａから冷却空洞２９に流入する。

【0027】

導入開口部３５ａから冷却空洞２９に流入したオイルは、ピストン３の摺動に伴う慣性力を受けながら冷却空洞２９を伝う。このとき導入開口部３５ａに隣接して、導入開口最下部３５ｂよりも低い最下面２９ａが位置しているため、ピストン３下降行程後半から上昇行程前半において、導入開口部３５ａに向かうオイルの多くは最下面２９ａに溜まる。特に、最上点２９ｃに至ったオイルは、傾斜部２９ｆに沿って移動して、最下面２９ａに導かれる。
このように、最下面２９ａに溜まったオイルは、冷却空洞２９を流動し、ピストンクラウン部２４の内部からピンボス部２６の周囲を効率的に冷却する。

【0028】

図７は、本発明の第１実施形態と比較例とにおける冷却空洞のオイルの通過率の相対的評価を示すグラフである。図８（ａ）は本発明の第１実施形態を示す構成図、図８（ｂ）は比較例を示す構成図である。

【0029】

図７は、横軸をオイルジェット吐出流量、縦軸を通過率としている。
オイルジェット吐出流量は、図１に示すノズル１２から吐出するオイル量であり、通過率は、ノズル１２から吐出するオイル量をＡ、導出穴３６から排出されるオイル量をＢとした場合に、Ｂ／Ａである。
比較例では、冷却空洞２９の最下点２９ｂと、導入開口部３５ａの導入開口最下部３５ｂの高さを同じとした以外は、第１実施形態と同一構成とした。
図７に示すように、ノズル１２から吐出するオイル量を変化させても、第１実施形態は比較例よりも通過率が常に高く、最大では６％の通過率の上昇となった。

【0030】

以上のように、本発明は、冷却空洞断面２９ｓの最下点２９ｂを、導入開口最下部３５ｂよりも低い位置とすることで導入穴３５からのオイルの逆流防止を図ることができる。そして、冷却空洞断面２９ｓの最下点２９ｂを、導入開口最下部３５ｂよりも低い位置とするには、導入開口最下部３５ｂが最下点２９ｂでない位置となるように導入穴３５を形成すればよく、本発明によれば、オイルの逆流防止の構造を、容易に精度良く製造することができる。

【0031】

このような第１実施形態におけるピストン３は、導入開口部３５ａが形成される位置で、導入開口最下部３５ｂよりも低い最下面２９ａを形成することで、最下面２９ａがオイル溜まり部として機能し、導入穴３５に戻るオイルを減少でき、より多くのオイルを最下面２９ａに溜めることができる。そして、より多くのオイルを最下面２９ａに溜めることで、より多くのオイルを冷却空洞２９に流動させることができるため、ピストンリング溝２２近傍を効率的に冷却でき、ピストンリング溝２２に対するアルミ凝着を抑制することもできる。このような第１実施形態におけるピストン３は、冷却効率の向上に伴いピストン３に発生する不具合を防止することができ、ひいてはエンジン性能を向上させることができる。

【0032】

［第２実施形態］
本発明の内燃機関用ピストンの第２実施形態について説明する。

【0033】

図９は、本発明の第２実施形態における図６相当図である。本発明の第２実施形態においても、図１から図５までの構成については、第１実施形態のピストン３とほぼ同一であるため、重複する説明を省略する。

【0034】

本発明の第２実施形態においても、導入穴３５は、冷却空洞２９に接続される導入開口部３５ａを備えている。そして、導入開口部３５ａが形成される位置における冷却空洞断面２９ｓの最下点２９ｂは、導入開口部３５ａの導入開口最下部３５ｂよりも低い位置とする。
また、本発明の第２実施形態においても、導入開口部３５ａが形成される位置で、冷却空洞２９の長手方向に直交する冷却空洞断面２９ｓは、最も高い位置となる最上点２９ｃを有している。導入開口部３５ａは最上点２９ｃの鉛直下に位置する。
また、本発明の第２実施形態においても、冷却空洞断面２９ｓは、最下点２９ｂを含む下側円弧部２９ｄと、最も高い位置を含む上側円弧部２９ｅとを有している。そして、導入開口部３５ａは上側円弧部２９ｅに位置する。

【0035】

本発明の第２実施形態では、冷却空洞断面２９ｓは、最下点２９ｂを有する円弧部（下側円弧部）２９ｄと、円弧部２９ｄの端部から鉛直方向に立ち上げた立ち上げ部２９gと、上面を形成する天面部２９ｈとを有している。天面部２９ｈは最上点２９ｃを形成する。そして、円弧部２９ｄと導入開口部３５ａとは天面部２９ｈの鉛直下に位置する。
このように、広い天面部２９ｈで円弧部２９ｄと導入開口部３５ａとの上方を覆うことで、導入穴３５から導入されるオイルは、導入開口部３５ａの開口範囲よりも広範囲に拡散されるため、導入穴３５に戻るオイルを減少でき、より多くのオイルを円弧部２９ｄに溜めることができる。

【0036】

［第３実施形態］
図１０は、本発明の第３実施形態における図６相当図である。本発明の第３実施形態においても、図１から図５までの構成については、第１実施形態のピストン３とほぼ同一であるため、重複する説明を省略する。

【0037】

本発明の第３実施形態においても、導入穴３５は、冷却空洞２９に接続される導入開口部３５ａを備えている。そして、導入開口部３５ａが形成される位置における冷却空洞断面２９ｓの最下点２９ｂは、導入開口部３５ａの導入開口最下部３５ｂよりも低い位置とする。
本発明の第３実施形態では、冷却空洞断面２９ｓが、最下点２９ｂを含む下側円弧部２９ｄと、最も高い位置を含む上側円弧部２９ｅとを有している。そして、導入開口部３５ａは上側円弧部２９ｅに位置する。
このように、最も高い位置を含む上側円弧部２９ｅに導入開口部３５ａを位置させることで、導入穴３５から導入されるオイルは、上側円弧部２９ｅから下側円弧部２９ｄに導かれやすく、導入穴３５に戻るオイルを減少でき、より多くのオイルを最下面２９ａに溜めることができる。
また、冷却空洞断面２９ｓは、上側円弧部２９ｅから下側円弧部２９ｄに至る傾斜部２９ｆを有している。

【0038】

［第４実施形態］
図１１は、本発明の第４実施形態における図６相当図である。本発明の第４実施形態においても、図１から図５までの構成については、第１実施形態のピストン３とほぼ同一であるため、重複する説明を省略する。

【0039】

本発明の第４実施形態においても、導入穴３５は、冷却空洞２９に接続される導入開口部３５ａを備えている。そして、導入開口部３５ａが形成される位置における冷却空洞断面２９ｓの最下点２９ｂは、導入開口部３５ａの導入開口最下部３５ｂよりも低い位置とする。
また本発明の第４実施形態においても、冷却空洞断面２９ｓは、最も高い位置を含む最上点２９ｃを有している。導入開口部３５ａは最上点２９ｃの鉛直下に位置する。
本発明の第４実施形態では、冷却空洞断面２９ｓが、最下点２９ｂを含む下側円弧部２９ｄと、最も高い位置を含む上側円弧部２９ｅとを有している。そして、導入開口部３５ａは下側円弧部２９ｄと上側円弧部２９ｅとの間に位置する。
このように、下側円弧部２９ｄと上側円弧部２９ｅとの間に導入開口部３５ａを位置させることでも、導入穴３５から導入されるオイルは、下側円弧部２９ｄに導かれやすく、導入穴３５に戻るオイルを減少でき、より多くのオイルを最下面２９ａに溜めることができる。
また、冷却空洞断面２９ｓは、上側円弧部２９ｅから下側円弧部２９ｄに至る傾斜部２９ｆを有している。

【0040】

［第５実施形態］
図１２は、本発明の第５実施形態における図６相当図である。本発明の第５実施形態においても、図１から図５までの構成については、第１実施形態のピストン３とほぼ同一であるため、重複する説明を省略する。

【0041】

本発明の第５実施形態においても、導入穴３５は、冷却空洞２９に接続される導入開口部３５ａを備えている。そして、導入開口部３５ａが形成される位置における冷却空洞断面２９ｓの最下点２９ｂは、導入開口部３５ａの導入開口最下部３５ｂよりも低い位置とする。
本発明の第５実施形態では、冷却空洞断面２９ｓは円形であり、最下面２９ａが円形の最下点に形成される。
このように、冷却空洞断面２９ｓを円形として最下点２９ｂを円形の最下点に形成することでも、導入穴３５から導入されるオイルは、最下面２９ａに導かれやすく、導入穴３５に戻るオイルを減少でき、より多くのオイルを最下面２９ａに溜めることができる。

【0042】

［第６実施形態］
図１３は、本発明の第６実施形態における図６相当図である。本発明の第６実施形態においても、図１から図５までの構成については、第１実施形態のピストン３とほぼ同一であるため、重複する説明を省略する。

【0043】

本発明の第６実施形態においても、導入穴３５は、冷却空洞２９に接続される導入開口部３５ａを備えている。そして、導入開口部３５ａが形成される位置における冷却空洞断面２９ｓの最下点２９ｂは、導入開口部３５ａの導入開口最下部３５ｂよりも低い位置とする。

【0044】

本発明の第６実施形態では、冷却空洞断面２９ｓは、最下点２９ｂを有する円弧部（下側円弧部）２９ｄと、円弧部２９ｄの端部から鉛直方向に立ち上げた立ち上げ部２９gと、立ち上げ部２９ｇから導入開口最上部３５ｃに向って傾斜する傾斜部２９ｆとを有している。なお、導入開口最上部３５ｃは、導入開口部３５ａの最も高い周縁部である。
このように、最下点２９ｂを形成することでも、導入穴３５から導入されるより多くのオイルを最下面２９ａに溜めることができる。

【0045】

［第７実施形態］
図１４は、本発明の第７実施形態における図６相当図である。本発明の第７実施形態においても、図１から図５までの構成については、第１実施形態のピストン３とほぼ同一であるため、重複する説明を省略する。

【0046】

本発明の第７実施形態においては、冷却空洞２９および導入開口部３５ａの形状、位置が、第１実施形態の冷却空洞２９および導入開口部３５ａの形状、位置に対して、鉛直方向軸に関する対称となっている。このため、下側円弧部２９ｄが外周側に、上側円弧部２９ｅが内周側に位置する。
なお、本発明の第２から第４実施形態についても、第７実施形態のように鉛直方向軸に関する対称形状であってもよい。

【0047】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明の内燃機関用ピストンは、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジン、メタノールエンジン、水素エンジンなどあらゆるエンジンに適用できる。

【符号の説明】

【0049】

１ シリンダブロック
２ シリンダボア
３ ピストン
４ ピストンピン
５ コネクティングロッド
６ クランクピン
７ クランクシャフト
８ クランクケース
９ クランク室
１１ オイルジェット装置
１２ ノズル
２１ 頂部
２２ ピストンリング溝
２３ ランド部
２４ ピストンクラウン部
２５ スカート部
２６ ピンボス部
２７ ピストンピン孔
２８ サイドウォール部
２９ 冷却空洞
２９ａ 最下面
２９ｂ 最下点
２９ｃ 最上点
２９ｄ 下側円弧部（円弧部）
２９ｅ 上側円弧部
２９ｆ 傾斜部
２９ｇ 立ち上げ部
２９ｈ 天面部
２９ｓ 冷却空洞断面
３０ 裏面
３５ 導入穴
３５ａ 導入開口部
３５ｂ 導入開口最下部
３５ｃ 導入開口最上部
３６ 導出穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】