特開 2023-46016 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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023046016

(43)【公開日】2023-04-03

(54)【発明の名称】内燃機関用ピストン

(51)【国際特許分類】

   F02F 3/00 20060101AFI20230327BHJP

   F01M 1/06 20060101ALI20230327BHJP

   F01M 1/08 20060101ALN20230327BHJP

【ＦＩ】

F02F3/00 P

F01M1/06 C

F01M1/08 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021154684

(22)【出願日】2021-09-22

(71)【出願人】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村松 恵治

【テーマコード（参考）】

3G313

【Ｆターム（参考）】

3G313BA02

3G313BC03

3G313BD32

3G313FA06

(57)【要約】

【課題】オイルを効率的に利用でき、かつ重量増加を抑制できる内燃機関用ピストンを提供する。
【解決手段】ピストン６は、環状のオイルリング溝３５を有するピストンヘッド３１と、一対のピストンスカート３２と、一対のピストンスカート３２に繋がるサイドウォール３３と、を備えている。ピストン６は、ピストンヘッド３１の下面３１ｃ、ピストンスカート３２の内面３２ｂ、およびサイドウォール３３の内面３３ｂに囲まれるピストン内部空間５１と、オイル戻し通路４１、４２と、を有している。オイル戻し通路４１、４２は、ピストンスカート３２に隣接し、かつオイルリング溝３５内に開口する第１開口４４、４５と、サイドウォール３３の外面３３ａに開口する第２開口６５、６６と、第１開口４４、４５と第２開口６５、６６の間を繋ぐ流路６１、６２と、を含んでいる。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周面に設けられた環状のオイルリング溝を有するピストンヘッドと、
前記ピストンヘッドから延びる一対のピストンスカートと、
前記ピストンヘッドから延びて前記一対のピストンスカートに繋がるサイドウォールと、を備え、
前記ピストンヘッドの下面、前記ピストンスカートの内面、および前記サイドウォールの内面に囲まれる内部空間と、
前記ピストンスカートに隣接し、かつ前記オイルリング溝内に開口する第１開口と、前記サイドウォールの外面に開口する第２開口と、前記第１開口と前記第２開口の間を繋ぐ流路と、を含み、前記内部空間から離隔する少なくとも１つのオイル戻し通路と、を有する内燃機関用ピストン。

【請求項2】

前記少なくとも一つのオイル戻し通路は、個別に独立する前記流路を有する複数の前記オイル戻し通路を含む請求項１に記載の内燃機関用ピストン。

【請求項3】

前記流路の一端は、前記オイルリング溝の上および下の少なくとも一方に配置され、前記オイルリング溝に繋がる請求項１または２のいずれか一つに記載の内燃機関用ピストン。

【請求項4】

少なくとも一つの前記オイル戻し通路は、正スラスト方向側に設けられ、
前記オイル戻し通路の前記流路の一端は、前記オイルリング溝の下部に繋がる請求項３に記載の内燃機関用ピストン。

【請求項5】

少なくとも一つの前記オイル戻し通路は、反スラスト方向側に設けられ、
前記オイル戻し通路の前記流路の一端は、前記オイルリング溝の上部に繋がる請求項３に記載の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、内燃機関用ピストンに関する。

【背景技術】

【0002】

ピストンを冷却するピストンクーリングジェットを備える内燃機関が知られている。ピストンクーリングジェットは、ピストンヘッドの下面にオイルを噴射することによってピストンを冷却する。

【0003】

ピストンヘッドは、その外周面に環状に設けられるオイルリング溝を有している。オイルリング溝には、シリンダー内側面のオイルを掻き取るオイルリングが装着される。オイルリングがシリンダー内側面から掻き取ったオイルは、オイルリング溝に溜まる。オイルリング溝に溜まったオイルは、オイルリング溝内に開口するオイル戻し通路を通って例えばピストンの内部空間に排出されて再利用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７―２３９７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ピストンの内部空間に開口する従来のオイル戻し通路では、ピストンクーリングジェットから噴射されたオイルがオイル戻し通路を逆流し、オイルリング溝から染み出して燃焼室内へ到達する場合がある。燃焼室内に侵入したオイルは、燃焼室内の混合気とともに燃焼してしまう。そのため、従来のオイル戻し通路を有するピストンを備える内燃機関では、オイル消費量が増え、排ガス中の粒子状物質が増える。

【0006】

そこで、噴射されたオイルがオイル戻し通路に流れないように、ピストン内側にガイドを設ける場合がある。

【0007】

しかしながら、ピストン内側にガイドを設けた場合には、オイルがピストン内側全体に当たることを阻害する。そうすると、ピストンの冷却効率が低下して好ましくない。また、ピストン内側のガイドは、ピストンの重量を増加させる。

【0008】

そこで、本発明は、オイルを効率的に利用可能かつ重量増加を抑制可能な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】

【0009】

前記の課題を解決するため本発明に係る内燃機関用ピストンは、外周面に設けられた環状のオイルリング溝を有するピストンヘッドと、前記ピストンヘッドから延びる一対のピストンスカートと、前記ピストンヘッドから延びて前記一対のピストンスカートに繋がるサイドウォールと、を備え、前記ピストンヘッドの下面、前記ピストンスカートの内面、および前記サイドウォールの内面に囲まれる内部空間と、少なくとも一つのオイル戻し通路とを有し、少なくとも一つの前記オイル戻し通路は、前記ピストンスカートに隣接し、かつ前記オイルリング溝内に開口する第１開口と、前記サイドウォールの外面に開口する第２開口と、前記第１開口と前記第２開口の間を繋ぐ流路と、を含み、前記内部空間から離隔する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、オイルを効率的に利用可能かつ重量増加を抑制可能な内燃機関用ピストンを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態における内燃機関の一部を示す正面図。

【図2】本発明の実施形態に係る内燃機関用ピストンを示す斜視図。

【図3】本発明の実施形態に係る内燃機関用ピストンを示す断面図。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線における本発明の実施形態に係る内燃機関用ピストンの背面側の部分断面図。

【図5】図２のＶ－Ｖ線における本発明に係る内燃機関用ピストンの部分断面図。

【図6】図３のＫ部を示す部分拡大図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

【0013】

本発明に係る内燃機関用ピストンの実施形態について図１から図５を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当する構成には同一の符号がふされている。

【0014】

図１は、本発明の実施形態における内燃機関の一部を示す正面図である。主要構造を明示するため、図１は、後述するピストン６、シリンダー３、シリンダーライナー１７を断面にして示している。

【0015】

図１において、内燃機関１は、クランクケース２と、クランクケース２に組み合わされるシリンダー３と、クランクケース２内に回転可能に配置されるクランクシャフト５と、シリンダー３内に配置されるピストン６と、ピストン６とクランクシャフト５とを連結するコンロッド７と、ピストンクーリングジェット８と、を備えている。

【0016】

なお、本実施形態における上下の表現は、シリンダー３内をピストン６が往復して摺動する方向における上死点と下死点に対応している。

【0017】

クランクケース２は、上半体１１と、下半体１２と、を有している。上下の半体１１、１２は、結合面２ｍで組み合わされて一体化している。

【0018】

クランクケース２の上半体１１とシリンダー３とは、シリンダーブロック１３として一体に形成されている。

【0019】

シリンダーブロック１３は、シリンダー３としての胴部１５と、胴部１５の下に設けられたクランクケース２の上半体１１としてのスカート部１６と、を一体に有している。シリンダーブロック１３は、胴部１５およびスカート部１６を上下方向に貫通する内部空間を有している。

【0020】

スカート部１６の内部空間には、クランクシャフト５が配置されている。スカート部１６の下端面は、下半体１２の上端面に結合している。スカート部１６の下端面と下半体１２の上端面とは、クランクシャフト５の両端を回転可能に支持している。

【0021】

シリンダー３は、シリンダーライナー１７を備えている。

【0022】

シリンダーライナー１７は、胴部１５の内部空間に配置されている。シリンダーライナー１７は、例えば円筒形状である。シリンダーライナー１７の内面１７ａは、ピストン６を上下に摺動させるシリンダーボア１８を画定している。

【0023】

シリンダー３は、シリンダーライナー１７の外面と胴部１５との間に冷却水を流通させるウォータージャケット１９を有している。

【0024】

コンロッド７の一方の端部は、ピストン６に回転可能に接続され、コンロッド７の他方の端部は、クランクシャフト５に回転可能に接続されている。

【0025】

ピストンクーリングジェット８は、クランクケース２の底部に設けられたオイルパン（図示せず）に溜まったオイルを吸い上げるオイル通路２１と、ピストン６の下方からオイルを噴射するオイル噴出部２２と、を有している。

【0026】

内燃機関１は、オイルパンからシリンダー３、ピストン６、クランクシャフト５などにオイルを循環させるオイル通路（図示せず）を備え、オイルが内燃機関１内を潤滑および冷却する。これにより、シリンダーライナー１７の内面１７ａとピストン６の外面との間は、オイルによって潤滑されている。

【0027】

次に、本実施形態のピストン６について説明する。

【0028】

図２は、本発明の実施形態に係る内燃機関用ピストンを示す斜視図である。

【0029】

ピストン６は、一体成形品である。ピストン６は、ピストンヘッド３１と、対向する一対のピストンスカート３２Ｆ、３２Ｒ（以下、総称してピストンスカート３２と表記することもある）と、対向する一対のサイドウォール３３Ｆ、３３Ｒ（以下、総称してサイドウォール３３と表記することもある）と、を有している。ピストンヘッド３１は、略円盤形である。ピストンヘッド３１の上面３１ａは、ピストン６の上面を構成している。ピストンヘッド３１の外周面３１ｂは、図１に示すシリンダーライナー１７の内面１７ａに沿った曲面である。

【0030】

ピストンヘッド３１の外周面３１ｂには、環状のオイルリング溝３５と、オイルリング溝３５の上方に配置された環状のセカンドリング溝３６と、セカンドリング溝３６の上方に配置された環状のトップリング溝３７と、が設けられている。オイルリング溝３５、セカンドリング溝３６、およびトップリング溝３７は、ピストンヘッド３１の外周面３１ｂにおいてピストンヘッド３１の径方向外側へ向かって開口している。つまり、オイルリング溝３５、セカンドリング溝３６、およびトップリング溝３７は、外周面３１ｂからピストンヘッド３１の径方向内側へ凹んだ溝である。

【0031】

オイルリング溝３５は、上壁３５ａと、上壁３５ａに略平行な下壁３５ｂと、上壁３５ａと下壁３５ｂとに連接する奥壁３５ｃと、によって区画されている。オイルリング溝３５には、環状のオイルリング（図示せず）が間隙を持って嵌め込まれる。オイルリングの幅は、オイルリング溝３５の上壁３５ａと下壁３５ｂとの間隔より例えば小さい。オイルリングは、ピストンヘッド３１の外周面３１ｂから僅かに突出して設けられる。

【0032】

図３は、本発明の実施形態に係る内燃機関用ピストンを示す断面図である。図３は、詳細には、後述するオイル戻し通路４１Ｆ、４２Ｆの第１開口４４、４５を通る上下方向に平行な断面図である。

【0033】

以後、説明の便宜上、下方から見て、一対のピストンスカート３２が並ぶ方向をスラスト方向Ｄ１といい、一対のサイドウォール３３が並ぶ方向を非スラスト方向Ｄ２という。スラスト方向Ｄ１、非スラスト方向Ｄ２、および上下方向は、互いに直交している。吸入行程および燃焼行程でピストン６がスラスト力を受けるスラスト方向Ｄ１の一方を正スラスト方向Ｄ１１といい、その反対方向を反スラスト方向Ｄ１２という。非スラスト方向Ｄ２において、ピストン６の中心よりも一方側を例えば正面側といい、他方側を背面側という。

【0034】

一方のピストンスカート３２Ｆは、正スラスト方向Ｄ１１側に設けられており、他方のピストンスカート３２Ｒは、反スラスト方向Ｄ１２側に設けられている。一方のサイドウォール３３Ｆは、正面側に設けられており、他方のサイドウォール３３Ｒは、背面側に設けられている。一対のピストンスカート３２と一対のサイドウォール３３とは、ピストンヘッド３１の下面３１ｃの周りに配置されている。

【0035】

図２および図３に示すように、ピストンスカート３２は、サイドウォール３３より長く延びている。換言すると、ピストンスカート３２は、サイドウォール３３より下方へ突出している。ピストンスカート３２の外面３２ａは、シリンダーライナー１７の内面１７ａに沿った曲面であり、ピストンヘッド３１の外周面３１ｂに連続した曲面である。具体的には、ピストンスカート３２の外面３２ａは、ピストンヘッド３１の外周面３１ｂに平行な曲面を含む。

【0036】

サイドウォール３３は、非スラスト方向Ｄ２から見て、一対のピストンスカート３２の間に配置されている。それぞれのサイドウォール３３は、双方のピストンスカート３２に繋がっている。

【0037】

それぞれのサイドウォール３３は、ピンボス４７を備えている。ピンボス４７は、ピストン６の周方向においてサイドウォール３３の中央部に配置されている。これら一対のピンボス４７は、サイドウォール３３の外面３３ａから僅かに外方に突出している。それぞれのピンボス４７は、サイドウォール３３を非スラスト方向Ｄ２に貫通する円筒状のピン孔４８を有している。これら一対のピン孔４８に、図１に示すピストンピン４９が嵌合される。このピストンピン４９の中央部は、ピストン内部空間５１内に配置され、図１に示すコンロッド７の一方の端部を回転可能に支持する。

【0038】

図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線における本発明の実施形態に係る内燃機関用ピストンの背面側の部分断面図である。

【0039】

図２および図４に示すように、サイドウォール３３の外面３３ａは、ピストンヘッド３１の外周面３１ｂおよびピストンスカート３２の外面３２ａよりもピストン６の中心側へ凹んだ面である。したがって、サイドウォール３３の外面３３ａは、ピストンヘッド３１の外周面３１ｂの下端に連接し、下方から見て、外周面３１ｂより内側に設けられている。図４に示すように、サイドウォール３３の外面３３ａは、下方から見て、外周面３１ｂ上の接点Ｐ１でピストンスカート３２の外面３２ａに連接し、ピストンスカート３２の外面３２ａより内側に設けられている。

【0040】

ピストンの下方から見て、サイドウォール３３の外面３３ａとピストンヘッド３１の外周面３１ｂとの距離は、ピンボス４７の中心において最も長く、ピストンスカート３２に近づくに従って短くなる。

【0041】

ピストン６は、ピストンヘッド３１、ピストンスカート３２およびサイドウォール３３に囲まれたピストン内部空間５１を有している。ピストン内部空間５１は、具体的には、ピストンヘッド３１の下面３１ｃ、ピストンスカート３２の内面３２ｂ、およびサイドウォール３３の内面３３ｂによって囲まれており、下方が開放されている。ピストンクーリングジェット８がオイル噴出部２２から噴出するオイルは、このピストン内部空間５１に噴き掛かり、ピストンヘッド３１の下面３１ｃを主に冷却する。

【0042】

以下、ピストン６に設けられたオイル戻し通路４１、４２について説明する。

【0043】

図２から図４に示すように、ピストン６は、正スラスト方向Ｄ１１側に設けられた二つのオイル戻し通路４１Ｆ、４１Ｒ（以下、総称してオイル戻し通路４１と表記することもある）と、反スラスト方向Ｄ１２側に設けられた二つのオイル戻し通路４２Ｆ、４２Ｒ（以下、総称してオイル戻し通路４２と表記することもある）と、を有している。オイル戻し通路４１Ｆは、正スラスト方向Ｄ１１側における正面側に配置され、オイル戻し通路４１Ｒは、正スラスト方向Ｄ１１側における背面側に配置されている。オイル戻し通路４２Ｆは、反スラスト方向Ｄ１２側における正面側に配置され、オイル戻し通路４２Ｒは、反スラスト方向Ｄ１２側における背面側に配置されている。

【0044】

図２および図４に示すように、オイル戻し通路４１、４２は、ピストンヘッド３１およびサイドウォール３３を貫通する流路６１、６２と、流路６１、６２の一端においてピストン６の径方向外側に向かって開口する第１開口４４、４５と、流路６１、６２の他端においてピストン６の径方向外側に向かって開口する第２開口６５、６６と、を有している。

【0045】

図４に示すように、流路６１、６２は、ピストン内部空間５１から離隔している。換言すると、流路６１、６２は、ピストン内部空間５１に繋がっていない。また、流路６１、６２は、それぞれ個別に独立し、互いに繋がっていない。流路６１、６２は、ピストンヘッド３１の外周面３１ｂから延びる流入側流路６１ａ、６２ａと、流入側流路６１ａ、６２ａの末端に繋がり、サイドウォール３３の外面３３ａに向かって延びる排出側流路６１ｂ、６２ｂと、を含む。

【0046】

図５は、図２のＶ－Ｖ線における本発明に係る内燃機関用ピストンの部分断面図である。

【0047】

図６は、図３のＫ部を示す部分拡大図である。

【0048】

流入側流路６１ａ、６２ａは、上方から見て、ピストンヘッド３１の外周面３１ｂに交差する方向であって、例えばピストンヘッド３１の上面３１ａに略平行に延びている。流入側流路６１ａ、６２ａの一端は、ピストンスカート３２の直上域に配置されている。この流入側流路６１ａ、６２ａの一端は、上方から見て、オイルリング溝３５の領域に配置され、オイルリング溝３５に繋がっている。流入側流路６１ａ、６２ａは、詳細には、オイルリング溝３５近傍のピストンヘッド３１の外周面３１ｂとオイルリング溝３５とに繋がっている。より詳細には、流入側流路６１ａ、６２ａの一端は、オイルリング溝３５の下に配置され、オイルリング溝３５の下部に繋がっている。さらに詳細には、流入側流路６１ａ、６２ａの一端は、オイルリング溝３５の下部と交わり、かつオイルリング溝３５より僅かに下に配置され、オイルリング溝３５下の外周面３１ｂに接している。

【0049】

図４に示すように、排出側流路６１ｂ、６２ｂが延びる方向は、流入側流路６１ａ、６２ａが延びる方向に交差している。詳細には、排出側流路６１ｂ、６２ｂは、下方から見て、流入側流路６１ａ、６２ａが延びる方向に略直交している。また、排出側流路６１ｂ、６２ｂが延びる方向は、サイドウォール３３の外面３３ａに交差する方向に延びている。詳細には、排出側流路６１ｂは、サイドウォール３３の外面３３ａの上部においてピンボス４７より正スラスト方向Ｄ１１側の領域に向かって延び、排出側流路６２ｂは、サイドウォール３３の外面３３ａの上部においてピンボス４７より反スラスト方向Ｄ１２側の領域に向かって延びている。より詳細には、排出側流路６１ｂは、サイドウォール３３の外面３３ａの上部においてピストンスカート３２Ｆの近傍領域に向かって延び、排出側流路６２ｂは、サイドウォール３３の外面３３ａの上部においてピストンスカート３２Ｒの近傍領域に向かって延びている。

【0050】

排出側流路６１ｂ、６２ｂは、流入側流路６１ａ、６２ａより長い。排出側流路６１ｂ、６２ｂは、流入側流路６１ａ、６２ａより上に設けられている。

【0051】

第１開口４４、４５は、ピストンスカート３２の直上域に配置されている。つまり、第１開口４４、４５は、ピストンスカート３２に隣接して配置されている。２つの第１開口４４は、ピストンスカート３２Ｆの直上域の正面側および背面側にそれぞれ配置され、２つの第１開口４５は、ピストンスカート３２Ｒの直上域の正面側および背面側にそれぞれ配置されている。

【0052】

図２および図６に示すように、第１開口４４、４５は、上方から見て、オイルリング溝３５の領域、つまりオイルリングの配置領域で開口している。また、第１開口４４、４５は、オイルリング溝３５内に開口している。第１開口４４、４５は、詳細には、オイルリング溝３５近傍のピストンヘッド３１の外周面３１ｂとオイルリング溝３５内とに渡って開口している。より詳細には、第１開口４４、４５は、オイルリング溝３５の下方のピストンヘッド３１の外周面３１ｂと、オイルリング溝３５の下壁３５ｂと、奥壁３５ｃと、に渡って開口している。

【0053】

第２開口６５、６６は、第１開口４４、４５より下に位置し、サイドウォール３３Ｆ、３３Ｒの外面３３ａに開口している。詳細には、第２開口６５は、サイドウォール３３の外面３３ａの上部においてピンボス４７より正スラスト方向Ｄ１１側の領域に開口し、第２開口６６は、サイドウォール３３の外面３３ａの上部においてピンボス４７より反スラスト方向Ｄ１２側の領域に開口している。より詳細には、第２開口６５は、サイドウォール３３の外面３３ａの上部においてピストンスカート３２Ｆの近傍領域に開口し、第２開口６６は、サイドウォール３３の外面３３ａの上部においてピストンスカート３２Ｒの近傍領域に開口している。

【0054】

オイル戻し通路４１、４２は、例えばドリルを用いてピストン６を切削することにより形成される。具体的には、流入側流路６１ａ、６２ａを、第１開口４４、４５の配置位置から切削して形成し、排出側流路６１ｂ、６２ｂを、第２開口６５、６６の配置位置から切削して形成する。

【0055】

以下、本実施形態における内燃機関１の動作について説明する。

【0056】

図１、図２、図３に示すように、ピストンクーリングジェット８は、ピストン６が下死点に位置する時に、ピストン６の下方からピストン内部空間５１にオイルを噴射し、ピストン６を冷却する。ピストン内部空間５１は、オイル戻し通路４１、４２から離隔し、かつピストン６の外面から離隔している。そのため、ピストン内部空間５１を有するピストン６は、ピストンクーリングジェット８から噴射したオイルがシリンダーボア１８内の燃焼室側に侵入することを抑止している。これにより噴射されたオイルのほとんどが、オイルパンに滴下して再利用され、オイルが効率的に利用される。

【0057】

内燃機関１の吸入行程、圧縮行程、燃焼行程、および排気行程に亘って、ピストン６は、シリンダーボア１８において上死点と下死点との間を２往復する。この間、オイルリングは、シリンダーライナー１７の内面１７ａを上下方向に滑ってオイルを掻き取る。オイルリングが掻き取ったオイルは、オイルリングとオイルリング溝３５との間隙に溜まる。オイルリングとオイルリング溝３５との間隙に溜まったオイルは、オイルリング溝３５内に開口する第１開口４４、４５から流路６１、６２を通って第２開口６５、６６、つまりサイドウォール３３の外面３３ａに排出され、オイルパンに滴下する。

【0058】

オイルリングはシリンダーライナー１７の内面１７ａに押しつけられるため、第１開口４４、４５におけるオイルの圧力は、第２開口６５、６６におけるオイルの圧力以上になる。また、流入側流路６１ａ、６２ａは、排出側流路６１ｂ、６２ｂより上方に位置している。つまり、第１開口４４、４５は、第２開口６５、６６より上方に位置している。このため、オイル戻し通路４１、４２は、オイルリング溝３５に溜まったオイルをサイドウォール３３の外面３３ａへ効果的に排出する。したがって、オイル戻し通路４１、４２でのオイルの逆流が抑制される。

【0059】

シリンダーライナー１７の内面１７ａから受けるオイルリングの圧力は、非スラスト方向Ｄ２側よりスラスト方向Ｄ１側で高くなる。そのため、オイルリングのスラスト方向Ｄ１側が、多くオイルを掻き取る。また、第１開口４４、４５は、ピストンスカート３２に隣接し、スラスト方向Ｄ１側に配置されている。そのため、オイルリングのスラスト方向Ｄ１側で掻き取られたオイルは、第１開口４４、４５に流入し易い。また、掻き取られたオイルの圧力は、非スラスト方向Ｄ２側より第１開口４４、４５で高くなる。これにより、オイル戻し通路４１、４２は、オイルを効果的に排出する。

【0060】

また、流入側流路６１ａ、６２ａの一端は、上方から見て、オイルリング溝３５の領域に配置され、オイルリング溝３５に繋がっている。そのため、流入側流路６１ａ、６２ａの一端にもオイルを溜めることができる。また、第１開口４４、４５は、上方から見て、オイルリング溝３５の領域、つまりオイルリングの配置領域で開口している。そのため、掻き取られたオイルがオイル戻し通路４１、４２に流入しやすい。詳細には、第１開口４４、４５は、オイルリング溝３５下方の外周面３１ｂとオイルリング溝３５の奥壁３５ｃと下壁３５ｂとに渡って形成されているため、オイルがオイル戻し通路４１、４２へより流入し易い。

【0061】

複数のオイル戻し通路４１、４２は、それぞれ個別に独立する流路６１、６２を有している。そのため、ピストン６は、複数のオイル戻し通路４１、４２からオイルを排出できる。また、個別に独立した流路６１、６２は、互いのオイル流れを干渉させず、より効率的にオイルを排出する。

【0062】

図１、図３および図６を用いて、内燃機関１の吸入行程と燃焼行程とにおける動作について詳述する。オイルリングは、シリンダーライナー１７の内面１７ａを下方に滑ってオイルを掻き取る。図６に示すように、このとき、オイルリングは、内面１７ａから上方に力を受けるため、オイルリング溝３５の上壁３５ａに押しつけられる。これにより、オイルリングの下面とオイルリング溝３５の下壁３５ｂとの間隔が大きくなる。ピストン６は、この間隔に繋がる流入側流路６１ａ、６２ａの一端とこの間隔とにオイルリングが掻き取ったオイルを溜めることができる。

【0063】

さらに、第１開口４４、４５は、オイルリング溝３５の下壁３５ｂに開口する。そのため、オイルリングが上壁３５ａ側に変位した場合に、第１開口４４、４５は、オイルリングによって全体を覆われることがなく、オイル戻し通路４１、４２へのオイルの流入量の減少を抑止できる。

【0064】

シリンダーライナー１７から受けるオイルリングの圧力は、反スラスト方向Ｄ１２側より正スラスト方向Ｄ１１側で高くなり易い。そのため、オイルリングの正スラスト方向Ｄ１１側が、多くオイルを掻き取る。この正スラスト方向Ｄ１１側で掻き取られたオイルは、第１開口４４に流入し易い。また、オイルの圧力は、第１開口４５より第１開口４４で高くなり易い。これにより、正スラスト方向Ｄ１１側にあるオイル戻し通路４１は、オイルを効果的に排出し易い。

【0065】

図１、図３、図６を用いて、内燃機関１の混合気の圧縮行程と排気行程とにおける動作について詳述する。オイルリングは、シリンダーライナー１７の内面１７ａを上方に滑ってオイルを掻き取る。このとき、オイルリングは、内面１７ａから下方に力を受けるため、オイルリング溝３５の下壁３５ｂに押しつけられる。これにより、オイルリングの上面とオイルリング溝３５の上壁３５ａとの間隔が大きくなる。オイルリングに掻き取られたオイルは、主にこの間隔に溜まり、この間隔に例えばオイルリング溝３５の奥壁３５ｃ側で通じる第１開口４４、４５からオイル戻し通路４１、４２に流れ込む。

【0066】

シリンダーライナー１７から受けるオイルリングの圧力は、正スラスト方向Ｄ１１側より反スラスト方向Ｄ１２側で高くなり易い。そのため、オイルリングの反スラスト方向Ｄ１２側が、多くオイルを掻き取る。この反スラスト方向Ｄ１２側で掻き取られたオイルは、例えば第１開口４５の奥壁３５ｃの開口からオイル戻し通路４２へ流入し易い。また、オイルの圧力は、第１開口４４より第１開口４５で高くなり易い。これにより、反スラスト方向Ｄ１２側にあるオイル戻し通路４２は、オイルを排出し易い。

【0067】

反スラスト方向Ｄ１２側のオイル戻し通路４２の流入側流路６２ａの一端は、オイルリング溝３５の上に配置され、オイルリング溝３５の上部に繋がっていてもよい。また、流入側流路６２ａの一端は、オイルリング溝３５の上部と交わり、かつオイルリング溝３５より僅かに上に配置され、オイルリング溝３５の上の外周面３１ｂに接していてもよい。この場合、オイルリングがオイルリング溝３５の下壁３５ｂに押し当てられる圧縮行程と排気行程とにおいて、反スラスト方向Ｄ１２側のオイル戻し通路４２は、オイルリングによって第１開口４５全体を覆われることがなく、効果的にオイルを排出できる。

【0068】

流入側流路６１ａ、６２ａの一端は、オイルリング溝３５の上および下に渡って配置され、オイルリング溝３５の上部および下部に繋がってもよい。この場合、オイルリングが上下のいずれに変位しても、オイルを効果的に排出できる。また、流入側流路６１ａ、６２ａの一端を、上方から見て、オイルリング溝３５の領域に配置せず、オイルリング溝３５の奥壁３５ｃ側でオイルリング溝３５に繋げてもよい。

【0069】

オイル戻し通路４１、４２の流路６１、６２は、少なくとも一部で相互に繋がっていてもよく、例えば排出側流路６１ｂ、６２ｂの一部を共有させてもよい。

【0070】

本実施形態に係るピストン６は、ピストン内部空間５１から離隔する少なくとも一つのオイル戻し通路４１、４２を有し、このオイル戻し通路４１、４２は、ピストンスカートに隣接し、かつオイルリング溝３５内に開口する第１開口４４、４５と、サイドウォール３３の外面３３ａに開口する第２開口６５、６６と、第１開口４４、４５と第２開口６５、６６の間を繋ぐ流路と、を含んでいる。そのため、ピストン６は、ピストンクーリングジェット８が噴射したオイルが、シリンダーボア１８の燃焼室側に侵入することを困難にし、第１開口４４、４５からオイル戻し通路４１、４２へのオイルの流入量を増やし、かつ第２開口６５、６６からのオイルの排出効率を向上している。これにより、ピストン６は、オイルの消費量を低減し、オイルを効率的に利用できる。

【0071】

また、本実施形態に係るピストン６は、個別に独立する流路６１、６２を含む複数のオイル戻し流路を有する。そのため、ピストン６は、複数のオイル戻し通路４１、４２からオイルを排出し、かつ個別に独立した流路６１、６２によってオイル流れの干渉を抑制して、より効率的にオイルを排出できる。

【0072】

さらに、本実施形態に係るピストン６は、流路６１、６２の一端をオイルリング溝３５の上および下の少なくとも一方に配置し、オイルリング溝３５に繋げている。そのため、第１開口４４、４５は、上方から見て、オイルリング溝３５の領域で開口する。このため、掻き取られたオイルは、流路６１、６２の一端にも溜まり、かつ第１開口４４、４５からオイル戻し通路４１、４２に流入し易くなり、より効率的にオイルを排出できる。

【0073】

さらにまた、本実施形態に係るピストン６は、正スラスト方向Ｄ１１側に設けられる少なくとも一つのオイル戻し通路４１を備えている。オイル戻し通路４１の流路６１の一端は、オイルリング溝３５の下部に繋がっている。そのため、第１開口４４は、オイルリング溝３５の下壁３５ｂに開口する。吸入行程と燃焼行程とにおいて、第１開口４４は、シリンダーライナー１７から上方向に力を受けるオイルリングによって全体が塞がれることを防ぎ、オイルの排出量の減少を抑制する。また、このとき、オイルリングの正スラスト方向Ｄ１１側で多く掻き取られたオイルは、第１開口４４から高い圧力でオイル戻し通路４１に流入する。これらにより、ピストン６は、オイルをより効果的に排出できる。

【0074】

さらにまた、本実施形態に係るピストン６は、反スラスト方向Ｄ１２側に設けられる少なくとも一つのオイル戻し通路４２を備えている。このオイル戻し通路４２の流路６２の一端は、オイルリング溝３５の上部に繋がっている。そのため、第１開口４５は、オイルリング溝３５の上壁３５ａに開口する。圧縮行程と排気行程とにおいて、第１開口４５は、シリンダーライナー１７から下方向に力を受けるオイルリングによって全体が塞がれることを防ぎ、オイルの排出量の減少を抑制する。また、このとき、オイルリングの反スラスト方向Ｄ１２側で多く掻き取られたオイルは、第１開口４５から高い圧力でオイル戻し通路４２に流入する。これらにより、ピストン６は、オイルをより効果的に排出できる。

【0075】

したがって、本実施形態に係るピストン６によれば、オイルを効率的に利用でき、かつ重量増加を抑制できる。

【符号の説明】

【0076】

１…内燃機関、２…クランクケース、３…シリンダー、５…クランクシャフト、６…ピストン、７…コンロッド、８…ピストンクーリングジェット、１１…上半体、１２…下半体、１３…シリンダーブロック、１５…胴部、１６…スカート部、１７…シリンダーライナー、１７ａ…内面、１８…シリンダーボア、１９…ウォータージャケット、２１…オイル通路、２２…オイル噴出部、３１…ピストンヘッド、３１ａ…上面、３１ｂ…外周面、３１ｃ…下面、３２…ピストンスカート、３２ａ…外面、３２ｂ…内面、３３…サイドウォール、３３ａ…外面、３３ｂ…内面、３５…オイルリング溝、３５ａ…上壁、３５ｂ…下壁、３５ｃ…奥壁、３６…セカンドリング溝、３７…トップリング溝、４１…オイル戻し通路、４２…オイル戻し通路、４４…第１開口、４５…第１開口、４７…ピンボス、４８…ピン孔、４９…ピストンピン、５１…ピストン内部空間、６１…流路、６１ａ…流入側流路、６１ｂ…排出側流路、６２…流路、６２ａ…流入側流路、６２ｂ…排出側流路、６５…第２開口、６６…第２開口、Ｄ１…スラスト方向、Ｄ１１…正スラスト方向、Ｄ１２…反スラスト方向、Ｄ２…非スラスト方向、Ｐ１…接点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】