JPH03179154A - 内燃機関のピストン - Google Patents
内燃機関のピストンInfo
- Publication number
- JPH03179154A JPH03179154A JP31733089A JP31733089A JPH03179154A JP H03179154 A JPH03179154 A JP H03179154A JP 31733089 A JP31733089 A JP 31733089A JP 31733089 A JP31733089 A JP 31733089A JP H03179154 A JPH03179154 A JP H03179154A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- skirt
- cylinder wall
- thick
- wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/04—Resilient guiding parts, e.g. skirts, particularly for trunk pistons
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、内燃機関のピストンの改良に関する。
従来の技術
内燃機関のピストンは、一般にアルミニウム合金等の一
体鋳造品からなり、第1[図および第12図に示すよう
に、燃焼圧力を受けるクラウン部X1の周囲にリングラ
ンド部12が形成されているとともに、その下部に薄肉
な円筒状のスカート部13が一体に形成されている。ま
た180°離れた2箇所に、ピストンピン両端を支持す
る一対の厚肉なピンボス部14が形成されている。
体鋳造品からなり、第1[図および第12図に示すよう
に、燃焼圧力を受けるクラウン部X1の周囲にリングラ
ンド部12が形成されているとともに、その下部に薄肉
な円筒状のスカート部13が一体に形成されている。ま
た180°離れた2箇所に、ピストンピン両端を支持す
る一対の厚肉なピンボス部14が形成されている。
このようなピストンは、クラウン部11に近い上部はど
高温となって熱膨張が大となるので、常温下での部品自
体としては、スカート部13下部が最大径となったテー
パ状をなしている。そして、図示例では、この最大径と
なる高さ位置に、周方向に沿ったスカート補強リプ15
が設けられている。尚、上記スカート部13の肉厚やス
カート補強リプ15の断面形状は、通常、周方向で−様
なものとなっている。
高温となって熱膨張が大となるので、常温下での部品自
体としては、スカート部13下部が最大径となったテー
パ状をなしている。そして、図示例では、この最大径と
なる高さ位置に、周方向に沿ったスカート補強リプ15
が設けられている。尚、上記スカート部13の肉厚やス
カート補強リプ15の断面形状は、通常、周方向で−様
なものとなっている。
従って、上記スカート部13の周方向についての剛性分
布は、ピストンピン軸線を基準とした角度θに対し第1
3図の実線に示すような特性のものとなる。つまり、ピ
ンボス部14で最も高く、かつθ−90°となるスラス
ト方向もしくはアンチスラスト方向で最も低く、しかも
両者の中間部では滑らかに剛性が変化して行く。
布は、ピストンピン軸線を基準とした角度θに対し第1
3図の実線に示すような特性のものとなる。つまり、ピ
ンボス部14で最も高く、かつθ−90°となるスラス
ト方向もしくはアンチスラスト方向で最も低く、しかも
両者の中間部では滑らかに剛性が変化して行く。
また第14図に示すようにスカート部13の厚さを徐々
に変化させ、スラスト方向およびアンチスラスト方向の
肉厚を中間部よりも厚くしたピストンも提案されている
(実開昭56−157350号公報等)。この場合には
、スカート部13の周方向についての剛性分布は、第1
3図の想像線で示すような特性となるが、基本的には上
述したものと同様であり、ビンボス部14を除く部分で
の剛性変化は滑らかなものとなる。
に変化させ、スラスト方向およびアンチスラスト方向の
肉厚を中間部よりも厚くしたピストンも提案されている
(実開昭56−157350号公報等)。この場合には
、スカート部13の周方向についての剛性分布は、第1
3図の想像線で示すような特性となるが、基本的には上
述したものと同様であり、ビンボス部14を除く部分で
の剛性変化は滑らかなものとなる。
発明が解決しようとする課題
ところで、内燃機関のピストンにおいては、周知のよう
に、燃焼圧力の分力としてスカート部13をシリンダ壁
面に押し付けようとする力いわゆる側圧が発生し、その
反力によってスカート部13が内周側へ押圧される。
に、燃焼圧力の分力としてスカート部13をシリンダ壁
面に押し付けようとする力いわゆる側圧が発生し、その
反力によってスカート部13が内周側へ押圧される。
この場合に、従来のピストンでは、上述したスカート部
13の剛性分布から判るように、第15図に示すように
、反力Fによってスカート部13が全体としてシリンダ
壁面に沿うように変形しようとする。従って、燃焼圧力
が高くなるほど、つまり側圧が大となるほどシリンダ壁
面とスカート部13との実質的な接触面積が増大する。
13の剛性分布から判るように、第15図に示すように
、反力Fによってスカート部13が全体としてシリンダ
壁面に沿うように変形しようとする。従って、燃焼圧力
が高くなるほど、つまり側圧が大となるほどシリンダ壁
面とスカート部13との実質的な接触面積が増大する。
第16図は、この様子を示したもので、燃焼圧力が比較
的低い段階ではピストンピンと略同じ高さ付近の3部の
みがシリンダ壁に強く圧接するが、これよりも燃焼圧力
が高くなると下方の6部をも含めた範囲が強く圧接し、
更に燃焼圧力が高くなると0部をも含めた非常に広い範
囲が強く圧接する。
的低い段階ではピストンピンと略同じ高さ付近の3部の
みがシリンダ壁に強く圧接するが、これよりも燃焼圧力
が高くなると下方の6部をも含めた範囲が強く圧接し、
更に燃焼圧力が高くなると0部をも含めた非常に広い範
囲が強く圧接する。
従って、燃焼圧力が高い場合に、スカート部13で生じ
るフリクシランが非常に大きくなるという欠点があった
。
るフリクシランが非常に大きくなるという欠点があった
。
課題を解決するための手段
そこで、この発明は、燃焼圧力による変形を利用してシ
リンダ壁との接触面積を逆に減少させるようにした。す
なわち、クラウン部下部に薄肉な円筒状スカート部を有
し、かつピストンピン両端を支持する一対の厚肉なビン
ボス部が形成されてなる内燃機関のピストンにおいて、
ピストンピンと直交するスラスト方向およびアンチスラ
スト方向のスカート部裏面に、少なくともピストン径が
最大となる高さ位置を含む軸方向の範囲で、周方向に隣
接する薄肉部との間で段差状の剛性変化が生じるように
局部的に厚肉となった厚肉部を設けたことを特徴として
いる。
リンダ壁との接触面積を逆に減少させるようにした。す
なわち、クラウン部下部に薄肉な円筒状スカート部を有
し、かつピストンピン両端を支持する一対の厚肉なビン
ボス部が形成されてなる内燃機関のピストンにおいて、
ピストンピンと直交するスラスト方向およびアンチスラ
スト方向のスカート部裏面に、少なくともピストン径が
最大となる高さ位置を含む軸方向の範囲で、周方向に隣
接する薄肉部との間で段差状の剛性変化が生じるように
局部的に厚肉となった厚肉部を設けたことを特徴として
いる。
作用
上記構成では、スラスト方向およびアンチスラスト方向
に設けられた厚肉部の剛性が局部的に高くなり、またビ
ンボス部の剛性も非常に高い。そして、ビンボス部と厚
肉部との間の薄肉部の剛性は低い。つまり、周方向に段
差状の剛性変化が生じる。
に設けられた厚肉部の剛性が局部的に高くなり、またビ
ンボス部の剛性も非常に高い。そして、ビンボス部と厚
肉部との間の薄肉部の剛性は低い。つまり、周方向に段
差状の剛性変化が生じる。
そのため、シリンダ壁から反力を強く受けると、厚肉部
がそのままの形で内側へ押される結果、薄肉部の一部、
詳しくは厚肉部に隣接した部位が逆に外側へ膨らむよう
に変形しようとする。
がそのままの形で内側へ押される結果、薄肉部の一部、
詳しくは厚肉部に隣接した部位が逆に外側へ膨らむよう
に変形しようとする。
従って、シリンダ壁に圧接する接触面積が減少し、フリ
クションが低減する。
クションが低減する。
実施例
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
する。
第1図および第2図はこ0発明に係るピストンの一実施
例を示している。
例を示している。
このピストンは、例えばアルミニウム合金を一体鋳造し
たものであって、燃焼圧力を受けるクラウン部亘の周囲
に複数のリングFII2を備えたリングランド部3が形
成されているとともに、その下部に薄肉な円筒状のスカ
ート部4が一体に形成されており、かつ1800離れた
2箇所に、ビンボス部5が内周側に突出した形に形成さ
れている。
たものであって、燃焼圧力を受けるクラウン部亘の周囲
に複数のリングFII2を備えたリングランド部3が形
成されているとともに、その下部に薄肉な円筒状のスカ
ート部4が一体に形成されており、かつ1800離れた
2箇所に、ビンボス部5が内周側に突出した形に形成さ
れている。
上記スカート部4は、ピストンピンに直交するスラスト
方向およびアンチスラスト方向の2箇所で下方に延長形
成されている。またビンボス部5より僅かに下方の部分
が最大径となっており、その高さ位置のスカート部4N
面に、環状に連続したスカート補強リブ6が一定幅で形
成されている。
方向およびアンチスラスト方向の2箇所で下方に延長形
成されている。またビンボス部5より僅かに下方の部分
が最大径となっており、その高さ位置のスカート部4N
面に、環状に連続したスカート補強リブ6が一定幅で形
成されている。
そして上記スカート補強リブ6と一体となった形で、ス
ラスト方向およびアンチスラスト方向の2箇所に、略矩
形の局部的な厚肉部7が設けられている。この厚肉部7
の厚さtlは、第2図に示すように、スカート補強リブ
6の厚さt、と等しいかこれよりも大きい。例えばボア
径φ8011程度のものであれば、tl”(1,0〜2
.0)ttである。またスカート部4の厚さt、に対し
スカート補強リブ6の厚さt、は通常2倍以下である。
ラスト方向およびアンチスラスト方向の2箇所に、略矩
形の局部的な厚肉部7が設けられている。この厚肉部7
の厚さtlは、第2図に示すように、スカート補強リブ
6の厚さt、と等しいかこれよりも大きい。例えばボア
径φ8011程度のものであれば、tl”(1,0〜2
.0)ttである。またスカート部4の厚さt、に対し
スカート補強リブ6の厚さt、は通常2倍以下である。
そして、上記厚肉部7は、ピストンピンと直交する中央
の点Aを中心として左右に対称形状をなし、かつ円周方
向について20〜60°程度の角度範囲で形成されてい
る。また、この図示例ではスカート補強リブ6を中心と
して上下にも対称となっている。
の点Aを中心として左右に対称形状をなし、かつ円周方
向について20〜60°程度の角度範囲で形成されてい
る。また、この図示例ではスカート補強リブ6を中心と
して上下にも対称となっている。
尚、上記厚肉部7は円周の各部で略−様な厚さ1、を有
している。また、これに隣接する薄肉部8の断面形状も
円周の各部で略−様になっている。
している。また、これに隣接する薄肉部8の断面形状も
円周の各部で略−様になっている。
上記のように構成されたピストンにおいては、スカート
部4の周方向についての剛性分布は、ピストンピン軸線
を基準とした角度θに対し第3図に示すような特性のも
のとなる。つまりピンボス部5で最も剛性が高いのは勿
論であるが、厚肉部7の部分の剛性も非常に高くなり、
かつ中間の薄肉部8の剛性が極端に低い形となって、周
方向に極端な段差状の剛性変化を生じる。
部4の周方向についての剛性分布は、ピストンピン軸線
を基準とした角度θに対し第3図に示すような特性のも
のとなる。つまりピンボス部5で最も剛性が高いのは勿
論であるが、厚肉部7の部分の剛性も非常に高くなり、
かつ中間の薄肉部8の剛性が極端に低い形となって、周
方向に極端な段差状の剛性変化を生じる。
そのため、シリンダ壁から受ける側圧の反力Fがある値
以上の大きなものとなると、第4図に示すように、剛性
の高い厚肉部7自体はあまり変形せずに内側へ押し込ま
れ、薄肉部8のみが大きく撓み変形しようとするため、
薄肉部8の一部、詳しくは厚肉部7に隣接した部位8a
が逆に外側へ膨らもうとし、シリンダ壁に圧接する。つ
まり、この薄肉部8の一部8aのみがシリンダ壁に集中
的に圧接し、他の部位ではシリンダ壁との間にクリアラ
ンスを保ち得るので、ピストン全体としてのフリクシボ
ンは低減する。
以上の大きなものとなると、第4図に示すように、剛性
の高い厚肉部7自体はあまり変形せずに内側へ押し込ま
れ、薄肉部8のみが大きく撓み変形しようとするため、
薄肉部8の一部、詳しくは厚肉部7に隣接した部位8a
が逆に外側へ膨らもうとし、シリンダ壁に圧接する。つ
まり、この薄肉部8の一部8aのみがシリンダ壁に集中
的に圧接し、他の部位ではシリンダ壁との間にクリアラ
ンスを保ち得るので、ピストン全体としてのフリクシボ
ンは低減する。
尚、上記のようにシリンダ壁に主に接触する部分8aを
第5図にクロスハツチングを施して示す。
第5図にクロスハツチングを施して示す。
また反力Fと接触面積との関係を第6図に示す。
同図の破線は従来のピストンにおける接触面積変化を示
している。
している。
また上記実施例では、第5図からも理解されるように、
ピストン径が最大となる高さ位置を中心としてその周辺
がシリンダ壁に接触するので、シリンダボア中心線に対
するピストンの傾きが小さくなり、安定した姿勢で往復
動作してスラップ音の発生も抑制できる。
ピストン径が最大となる高さ位置を中心としてその周辺
がシリンダ壁に接触するので、シリンダボア中心線に対
するピストンの傾きが小さくなり、安定した姿勢で往復
動作してスラップ音の発生も抑制できる。
次に、第7図に示す実施例は、厚肉部7をピストン軸方
向に延長して形成したものであって、上端がリングラン
ド部3裏面の厚肉部に接続されているとともに、下端か
スカート部4下端にまで延びている。
向に延長して形成したものであって、上端がリングラン
ド部3裏面の厚肉部に接続されているとともに、下端か
スカート部4下端にまで延びている。
この実施例によれば、スカート部4全体としての剛性が
更に高くなるため、側圧が一層大きな内燃機関に適した
ものとなる。尚、この場合にシリンダ壁に主に接触する
部分8aを第8図にクロスハツチングでもって示す。
更に高くなるため、側圧が一層大きな内燃機関に適した
ものとなる。尚、この場合にシリンダ壁に主に接触する
部分8aを第8図にクロスハツチングでもって示す。
また第9図に示す実施例および第1O図に示す実施例は
、いずれもスカート補強リブ6を具備しない例であり、
略−様な厚さのスカート部4の裏面に厚肉部7のみが局
部的に設けられている。
、いずれもスカート補強リブ6を具備しない例であり、
略−様な厚さのスカート部4の裏面に厚肉部7のみが局
部的に設けられている。
発明の効果
以上の説明で明らかなように、この発明に係る内燃機関
のピストンによれば、燃焼圧力による側圧の反力として
スカート部がシリンダ壁で強く押圧された際に、シリン
ダ壁との接触面積が減少するようにスカート部が変形す
るので、燃焼圧力の増大に伴うフリクションの増加を防
止できる。
のピストンによれば、燃焼圧力による側圧の反力として
スカート部がシリンダ壁で強く押圧された際に、シリン
ダ壁との接触面積が減少するようにスカート部が変形す
るので、燃焼圧力の増大に伴うフリクションの増加を防
止できる。
第1図はこの発明の一実施例を示すピストンの正面図、
第2図はその■−■線に沿った断面図、第3図はこの実
施例の周方向についての剛性分布を示す特性図、第4図
はその変形状態を示す説明図、第5図は接触面の分布を
示す説明図、第6図はシリンダ壁からの反力と接触面積
との関係を示す特性図、第7図はこの発明の異なる実施
例を示すピストンの正面図、第8図はこの実施例におけ
る接触面の分布を示す説明図、第9図および第1O図は
それぞれこの発明の更に異なる実施例を示すピストンの
正面図、第11図は従来におけるピストンの正面図、第
12図はその■−■線に沿った半断面図、第13図はこ
の従来例の周方向についての剛性分布を示す特性図、第
14図は他の従来例を示す断面図、第15図は従来のピ
ストンの変形状態を示す説明図、第16図は従来におけ
る接触面の分布を示す説明図である。 1・・・クラウン部、4・・・スカート部、5・・・ピ
ンボス部、6・ スカート補強リブ、7・・・厚肉部、
8・・・薄肉部。 第1図 ノー ト−−−−クフウソ静 4−−一−−スカート官p 5−−一−セ゛ンボス音p 6−−−−−スカートλ消弓矢ボヌ 7−・−・厚肉部 8−・−・導内部 第2図 第3円 e (deg) 第4図 第6図 第9図 第10図 1 第it図 第12図 第13図 (廣) 第14図 3 第15図 4
第2図はその■−■線に沿った断面図、第3図はこの実
施例の周方向についての剛性分布を示す特性図、第4図
はその変形状態を示す説明図、第5図は接触面の分布を
示す説明図、第6図はシリンダ壁からの反力と接触面積
との関係を示す特性図、第7図はこの発明の異なる実施
例を示すピストンの正面図、第8図はこの実施例におけ
る接触面の分布を示す説明図、第9図および第1O図は
それぞれこの発明の更に異なる実施例を示すピストンの
正面図、第11図は従来におけるピストンの正面図、第
12図はその■−■線に沿った半断面図、第13図はこ
の従来例の周方向についての剛性分布を示す特性図、第
14図は他の従来例を示す断面図、第15図は従来のピ
ストンの変形状態を示す説明図、第16図は従来におけ
る接触面の分布を示す説明図である。 1・・・クラウン部、4・・・スカート部、5・・・ピ
ンボス部、6・ スカート補強リブ、7・・・厚肉部、
8・・・薄肉部。 第1図 ノー ト−−−−クフウソ静 4−−一−−スカート官p 5−−一−セ゛ンボス音p 6−−−−−スカートλ消弓矢ボヌ 7−・−・厚肉部 8−・−・導内部 第2図 第3円 e (deg) 第4図 第6図 第9図 第10図 1 第it図 第12図 第13図 (廣) 第14図 3 第15図 4
Claims (1)
- (1)クラウン部下部に薄肉な円筒状スカート部を有し
、かつピストンピン両端を支持する一対の厚肉なピンボ
ス部が形成されてなる内燃機関のピストンにおいて、ピ
ストンピンと直交するスラスト方向およびアンチスラス
ト方向のスカート部裏面に、少なくともピストン径が最
大となる高さ位置を含む軸方向の範囲で、周方向に隣接
する薄肉部との間で段差状の剛性変化が生じるように局
部的に厚肉となった厚肉部を設けたことを特徴とする内
燃機関のピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31733089A JPH03179154A (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 内燃機関のピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31733089A JPH03179154A (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 内燃機関のピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03179154A true JPH03179154A (ja) | 1991-08-05 |
Family
ID=18087010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31733089A Pending JPH03179154A (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 内燃機関のピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03179154A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5404792A (en) * | 1992-12-14 | 1995-04-11 | Unisia Jecs Corporation | Piston for internal combustion engine |
| JP2012136972A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Honda Kinzoku Gijutsu Kk | エンジン用のピストン |
| CN104595051A (zh) * | 2013-10-31 | 2015-05-06 | 铃木株式会社 | 内燃机用活塞 |
| DE102015209591A1 (de) * | 2015-05-26 | 2016-12-01 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Kolben für einen Verbrennungsmotor |
-
1989
- 1989-12-06 JP JP31733089A patent/JPH03179154A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5404792A (en) * | 1992-12-14 | 1995-04-11 | Unisia Jecs Corporation | Piston for internal combustion engine |
| JP2012136972A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Honda Kinzoku Gijutsu Kk | エンジン用のピストン |
| CN104595051A (zh) * | 2013-10-31 | 2015-05-06 | 铃木株式会社 | 内燃机用活塞 |
| JP2015086799A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | スズキ株式会社 | 内燃機関用ピストン |
| DE102015209591A1 (de) * | 2015-05-26 | 2016-12-01 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Kolben für einen Verbrennungsmotor |
| US10495022B2 (en) | 2015-05-26 | 2019-12-03 | Federal-Mogul Nurnberg Gmbh | Piston for an internal combustion engine |
| DE102015209591B4 (de) * | 2015-05-26 | 2021-03-11 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Kolben für einen Verbrennungsmotor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6357341B1 (en) | Piston of internal combustion engine | |
| JP5063634B2 (ja) | 内燃機関のピストン | |
| US5058489A (en) | Piston structure for internal combustion engine | |
| JPH1136978A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| EP1322853B1 (en) | Piston for internal combustion engine | |
| US4785774A (en) | Piston for an internal combustion engine | |
| JP2561798Y2 (ja) | エンジン用ピストン | |
| JPH03179154A (ja) | 内燃機関のピストン | |
| US5193820A (en) | Three-piece type oil ring assembly | |
| JPH0736109Y2 (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JP5244775B2 (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JP3078414B2 (ja) | 内燃機関のピストン | |
| US20020174768A1 (en) | Ring groove for oil ring with coil expander of piston | |
| JPH0455238Y2 (ja) | ||
| JP2598326B2 (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| JPS6327080Y2 (ja) | ||
| JP5307209B2 (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JPH0989106A (ja) | 内燃機関のピストン構造 | |
| JPH0667838U (ja) | 内燃機関のピストン構造 | |
| JPH09242605A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| JP2018044482A (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JPH0430361Y2 (ja) | ||
| JP3008076B2 (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JP2020051278A (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JP2005188303A (ja) | エンジンのピストン構造 |