JPH0143480Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は内燃機関のピストンに関し、さらに詳
しくはピストンスラツプ音を低減させるためにピ
ストンとシリンダとの間のクリアランスを可変に
する技術術に関する。

従来の技術及び問題点 往復動内燃機関では、ピストンとシリンダとの
間にクリアランスがあるために、ピストンは上死
点又は下死点付近でシリンダに衝突し、ピストン
スラツプ音が生じる。このピストンスラツプ音は
エンジン騒音の大きな要因の一つになつている。
ピストンスラツプ音を低下させるためには、ピス
トンとシリンダとの間のクリアランスを小さくす
ることが有効であるが、このクリアランスを小さ
くするとピストンの摺動抵抗が大きくなるという
問題がある。又、ピストンは熱膨脹するので前記
クリアランスを小さくするのに限界があり、従来
はピストンの熱膨脹を抑えるためにピストンにピ
ストン材料より熱膨脹係数の小さいリングや熱膨
脹挿入体等を挿入する考案がなされている。例え
ば、特開昭53−14218号広報に、熱膨脹係数の低
い材料からなる熱膨脹制御挿入体が挿入された軽
金属ピストンが開示されている。本考案はピスト
ンスラツプ音が発生する瞬間のみピストンとシリ
ンダとの間のクリアランスを縮小させて摺動抵抗
が実質的に大きくならないようにしたピストンを
提供するものである。

問題点を解決するための手段 本考案による内燃機関のピストンは、ピストン
に加えられた圧力に応答して電圧を発生する感圧
素子を有し、この感圧素子がピストンの側周部に
配置されたアクチユエータに電気的に接続されて
いる。前記感圧素子は予め定められた値以上の圧
力に応答してアクチユエータの駆動電圧を発生す
ることができ、爆発荷重に基くピストン反転時の
衝撃力に応答してアクチユエータが作動され、ピ
ストン側周部を瞬間的に拡大せしめる。

実施例 以下本考案の実施例について図面を参照して説
明する。

第１図及び第２図において、ピストン１のクラ
ウン部２にはピストン１の下方空洞内に開口する
穴３が形成されており、この穴３の拡大部中にピ
エゾ素子（感圧素子）４が密着して挿入されてい
る。ピエゾ素子４はピストン１の頂面に爆発荷重
が加えられたときに、ピストン壁に伝えられる圧
縮荷重を受け、それに応答して電圧を発生する。
前記圧縮荷重はピストン１が上死点及び下死点に
おいて反転するときに最大となり、ピエゾ素子４
の電圧は加えられた圧力が前記最大値付近にある
予め定められた値以上のときに電圧出力として取
出されることができる。

ピストン１の側周部にはセラミツクアクチユエ
ータ５が配置される。第１図及び第２図に示す例
においては、一対のセラミツクアクチユエータ５
がピンボス部付近の高さでピストンピン（図示せ
ず）と直交する位置に挿入されている。ピストン
ピンと直交する位置はコネクテイングロツドの運
動に従つてピストンスラツプが発生し易い位置で
あり、スラスト、反スラスト方向の位置と呼ばれ
る。セラミツクアクチユエータは公知のようにセ
ラミツクの積層体として形成され、電圧を与えら
れたときに積層方向に変位する。セラミツクアク
チユエータ５は第１図及び第２図の例では円周方
向に沿つて変位することができように配置されて
いる。

ピエゾ素子４とセラミツクアクチユエータ５と
はリード線６により電気的に接続されている。い
ま、内燃機関の爆発荷重がピストン１に加わる
と、ピエゾ素子２に圧電荷重Ｐが加わる。Ｐが加
わることによつて瞬時に電圧が発生し、リード線
６を介してセラミツクアクチユエータ５に通電さ
れる。従つて、セラミツクアクチユエータ５は矢
印Ｑ方向に延び、それによつてピストン１の側周
部の径が微小量だけ大きくなり、ピストン１とシ
リンダとのクリアランスが小さくなる。セラミツ
クアクチユエータ５への通電時間は極く短い時間
であるようにピエゾ圧電子４から供給される電圧
が予め定められた値以下でカツトされることがで
き、又、機関温度が十分に上昇した後ではセラミ
ツクアクチユエータに通電されないようにするこ
とができる。

第３図はセラミツクアクチユエータ５を半径方
向に変位するように配置した例を示すものであ
る。この例においても、ピエゾ素子４からセラミ
ツクアクチユエータ５への通電によりセラミツク
アクチユエータ５を変位させてピストン１を膨径
させ、クリアランスを適切に小さくすることがで
きる。さらに、ピエゾ素子４はピストン１の頂面
近くに配置されるのが好ましいが、例えばコネク
チングロツドに取付けてピストン反転時の衝撃力
に応答するようにすることもできる。又、セラミ
ツクアクチユエータ５はスラスト、反スラスト方
向の位置に取付けるのが好ましく、この場合、そ
の取付け位置の高さは第１図に示されるようにピ
ンボス部付近の高さだけでなく、第４図に示され
るようにピストンスカート部の下端部に取付ける
こともでき、第５図に示されるようにピストンの
トツプランド付近に設けることもできる。このよ
うに、セラミツクアクチユエータは必要に応じて
所望の位置に取付けることができ、例えばクラウ
ン部とスカート部でクリアランスの異るピストン
や材質の異る分割型ピストンにも適切に応用され
ることができる。

考案の効果 以上説明したように、本考案によれば摺動摩擦
を増大することなくスラツプ音を低減することが
でき、熱膨脹等に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるピストンの断面図、第２
図は第１図のピストンの下面図、第３図は第２図
の変化例を示す図、第４図は第１図の変化例を示
す図、第５図は第１図のさらに変化例を示す図で
ある。 １……ピストン、４……ピエゾ素子、５……セ
ラミツクアクチユエータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ピストンに加えられた圧力に応答して電圧を発
   生する感圧素子を有し、該感圧素子がピストンの
   側周部に配置されたアクチユエータに電気的に接
   続されていることを特徴とする内燃機関のピスト
   ン。