JPH0338441Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、自動車搭載のエンジンに設けられ
ているピストンの熱挙動が抑制されるようにされ
た構造技術分野に属する。

而して、この考案は、ピストンリングに対する
リングランドを有するピストンヘツドと周方向に
複数に分割されたスカートとがこれらの内部の連
結棒に対してピストンピンを介して連結するピン
ボスに対し板状等の連結体により一体化されてい
るピストン構造に関する考案であり、特に、各分
割スカートとピンボスと両者の間を一体化してい
る板状等の連結体によりオイルプールが形成さ
れ、各々のスカートには該オイルプールからピン
ボスに臨ませるオイル孔が穿設されており、又、
各分割スカート相互はその端部にて周方向に彎曲
した他の連結体によりループ状に一体連結されて
いるエンジンのピストン構造に係る考案である。

〈従来技術〉 周知の如く、自動車搭載エンジンにはシリンダ
ボアに対し摺動して動力を発生するピストンが嵌
装されているが、一般的な在来態様ではピスト
ン、就中、スカートのシリンダボアに対する熱挙
動に様々な不都合があるために種々の研究開発が
なされて、特に、摺動に伴うスラツプ音低減等が
図られるようになり、例えば、特開昭52−1318号
公報記載の技術等がある。

かかる技術はピストンの熱応力や熱挙動につい
てピストンヘツドとスカートとピンボスとを三者
別体に形成して連結体により一体化し、熱特性の
向上を図るようにしている。

即ち、該種新型のピストンは、第６〜１１図に
示す様に、上部に燃焼室１を有し、側部にピスト
ンリング２，２，２を嵌装するリング溝３，３，
３を環設したリングランド３を有するピストンへ
ツド４は周方向複数分割のスカート５，５…とは
別体にされ、図示しないクランクシヤフトにクラ
ンク運動を同じく図示しない連結棒を介して伝達
するピストンピン挿通用の孔６を有するピンボス
７とリング状の連結材８により一体連結し、リン
グランド３との間にヒートダム９を形成してい
る。

そして、周方向複数分割のスカート５，５…に
対しては、軸方向に平行な板状の連結体１０によ
りピンボス７が一体連結されて三者一体に形成さ
れている。

このように三者分離型に形成されたピストン１
１は軽量化が図れ、燃費向上を促進し、燃焼室１
に発生する高熱をピストンヘツド４からスカート
５への伝達を抑制するようにし、スカート５とシ
リンダボアとの間隙を狭くしてスラツプ音を低減
するようにされている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、該種熱的に改良されたピストン
１１においては、ピストンヘツド４から直接的に
スカートに熱伝導が行われないものの、連結体８
からピンボス７に、又、ピンボス７から連結体１
０を介してスカートに間接的に熱が伝達され、ピ
ンボスに７は軸方向、即ち、第１０図に示す左右
方向に熱膨脹し、その結果、図示しないピストン
ピンと連結棒との連結部を中心に両端部が図上に
於いて上方に持ち上げられるように彎曲し、熱変
形し、その結果、ピンボス７に対し円周方向に配
列されている図上第１１図に示す左右のスカート
５，５は相互に近づく方向に作用し、径を縮小
し、シリンダボアとの間隙が大きくなつてピント
ン打音を生じるという欠点があり、このことはエ
ンジン稼動に伴う爆発力、慣性力等によつてもピ
ンボスの上方彎曲が形成され、同じくスカート
５，５の径方向縮小が生じ、ピントン打音が生ず
るという難点がある。

又、ピンボス７とスカート５を一体化する連結
体１０は、第６，１０図に示す様に、ピンボス７
の図上上部から形成されているために、燃焼室か
らの熱伝導経路がスカート５に対してシヨートパ
ス経路となつて働き、スカート５の上部は熱膨脹
し、シリンダボアと摺接する度合が大きくなり、
その結果、焼付け等が生ずる原因となる不具合が
あつた。

この考案の目的は上述従来技術に基づく熱的に
改良されたピストンヘツドとスカートとが分離さ
れたタイプのピストンのスカートの熱挙動の問題
点を解決すべき技術的課題とし、エンジンの冷間
運転、暖機運転の運転領域にかかわりなく、ピス
トンとシリンダボアとのクリアランスを一定に均
一に保つことが出来、スカートの熱挙動変形を防
止し、しかも、スカートに対する潤滑オイルの供
給がスムースに行われるようにしてピストンの焼
付けを防止するようにし、自動車産業における熱
技術利用利用分野に益する優れたエンジンのピス
トン構造を提供せんとするものである。

〈問題点を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述実用新案登録請求の範囲を
要旨とするこの考案の構成は、前述問題点を解決
するために、エンジンが稼動に供され、ピストン
がシリンダボアに対し所定の工程で摺動し、その
間、ピストンヘツドとスカートとピンボスは分割
されていることにより熱伝導は低く抑えられ、而
して、ピストンヘツドの燃焼室からの熱は連結体
を介してピンボスに、又、ピンボスからスカート
に間接的に伝達はされるものの、ピンボスのピス
トンピン方向の熱膨脹による上向きの歪、及び、
爆発力や慣性力による曲げ応力は複数分割のスカ
ートの下端部のループ状の連結材による引張り応
力によつて阻止され、シリンダボアとの間の間隙
の拡大を阻止され、スラツプ音を低減し、ピスト
ンの往復動の間に潤滑オイルはオイルジエツトを
介してピストン下方からピンボススカートを通
り、ピストンヘツドのリングランドの空間に噴射
され、ピストンヘツド、及び、ピストンリングの
冷却を図つてピストンリングのリングランドに対
するステイツクや焼付けを防止し、又、ピンボ
ス、スカート、両者間の連結体で形成する凹部の
オイルプールにオイルが貯溜されてピンボス、及
び、スカート、並びに、両者間の連結材を冷却し
て膨脹を阻止するようにし、フリクシヨンを低減
し、更に、スカートに穿設されたオイル孔からシ
リンダボアの間に注出され、ピストンのシリンダ
ボアに対するスライドをスムースにし、更に、ス
カートの周方向にはオイル孔に接続するオイル溝
が設けられて、更に、ピストンのスライドをスム
ースにし、スラツプ音を低減し、フリクシヨンの
増加を抑制し、ピストンの焼付けを防止し、エン
ジンのスムースな作動を保証し、重量軽減燃費向
上を図ることが出来るようにした技術的手段を講
じたものである。

〈実施例〉 次に、この考案の１実施例を第１〜５図に基づ
いて説明すれば以下の通りである。尚、第６〜１
１図と同一態様部分は同一符号を用いて説明する
ものとする。

１１′はこの考案の要旨を成すピストンであり、
図示態様は自動車のエンジンに用いられるもので
あつて、そのピストンヘツド４の図上上面には凹
状の燃焼室１が形成され、周面にはピストンリン
グに対するリング溝３、リングランド３′が形成
されている。

そして、ピストン１１′の昇降動作を図示しな
いクランクシヤフトに対してクランク運動に変換
する図示しない連結棒を枢支するピストンピンの
挿入ピン孔６を有するピンボス７に対し、必要充
分な強度を有すると共に軽量化を図る肉盗み部を
有する連結体８が設けられて、リングランド３′
との間にヒートダム９を形成されている。

そして、上述構成は実質的には第６〜１１図に
示す在来態様と変りはないものである。

而して、この考案においては、ピンボス７の周
囲に図示しないシリンダボアに対し所定の微小間
隙を介して対設し、スライドする周方向複数分割
のスカート５，５…が形成され、第１，５図に示
す様に、各スカート５に対して図上ピン孔６と略
同一レベルであり、又、ピンボス７に対してはピ
ン孔６の上部に接続する板状の連結体１０′が介
装され、又、下側にはピン孔６の下位レベルで同
じく板状の連結体１０″が介装されてピンボス７
とスカート５を一体連結し、燃焼室１からの間接
的な熱伝導によるピンボス７の両端部の上方への
曲げ応力の発生を防止し、且つ、下側の連結体１
０″に対しては引張り応力を与えてスカート５の
シリンダボアに対する間隙の増大を阻止するよう
にされ、燃焼室１からの熱伝導を前提としながら
もピンボス７の歪や曲げを防止し、且つ、スカー
ト５のピンボス７に対する間隙の変化を阻止し、
設計通りの均一間隙を運転領域の如何を問わず保
つことが出来るようにされている。

そして、上部の連結体１０′とピンボス７、及
び、スカート５の上部で囲む空間はオイルプール
１２とされて図示しない下方からのオイルジエツ
トから上方に噴出するオイルがピストンヘツド４
とスカート５の間からシリンダボアに噴出される
プロセスにおいて、クランクケースにストレート
に戻る代りに当該オイルプール１２に貯溜される
ようにされている。

而して、スカート５にはオイルプール１２に接
続する図上斜め下向きのオイル孔１３が穿設され
てシリンダボアに臨まされるようにされ、その出
口に於いてはスカート５の周方向にオイル溝１４
が穿設されてオイルをスカート５、及び、シリン
ダボアに隈なく行き亙らせるようにしている。

尚、スカート５の図上下端にはスカート５，５
相互を周方向に一体連結するためのループ状の他
の連結体１５が渡設されて各スカート５の周方向
の圧縮膨脹に抗して引張り応力が形成されるよう
にされてスカート５とシリンダボアの間隙を低負
荷運転、高負荷運転の如何を問わず、シリンダボ
アとの間隙を一定にし、フリクシヨンの変化を防
止するようにされている。

尚、第３図に於いて、１６はオイルの通過孔で
ある。

上述構成において、エンジンが稼動に供される
と、ピストン１１′は所定に昇降し、オイルは図
示しないオイルジエツトから連結体１５，１０″，
１０′を通りピストン１１′の内部上方に上がり、
ピストンヘツド４とスカート５の間からシリンダ
ボアに対して噴出され、ピストン１１′の昇降ス
ライドをスムースに動作するように作用するが、
在来一般では直ちに下降してオイルパンに戻る
が、この考案では、オイルプール１２に一旦貯溜
され、オイル孔１３より再びシリンダボアに対し
て注出され、ピストン１１′のスライドより保証
し、更に、該オイル孔１３よりスカート５の周方
向のオイル溝１４より周方向均一に行き亙るよう
にされるため、更に、ピストン１１′のスライド
がスムースに行われるように保証される。

而して、在来態様同様にピストンヘツド４の燃
焼室１からの燃焼熱の伝達は連結体８を介してピ
ンボス７に伝達され、更に、連結体１０′，１
０″を介して各スカート５に伝達されるが、潜在
的にはピンボス７の軸方向膨脹と爆発力や慣性力
によりその両端の上向き変形の応力が生ずるが、
連結体１０′によりそれが阻止され、又、連結体
１０″に生ずる引張り応力により阻止され、した
がつて、各スカート５の上部に於ける外方への膨
脹、及び、下部の圧縮の応力も阻止され、スカー
ト５はシリンダボアに対する設計通りの間隙を保
持し、更には、スカート５相互の連結がループ状
の他の連結体１５により周方向一体化されるため
に、この設計通りの微小間隙は常に均一に他もた
れ、低負荷運転、高負荷運転の如何を問わずそれ
が保証される。

したがつて、ピストン１１′のシリンダボアに
対するフリクシヨンは常に一定であり、ピストン
打音やスラツプ音は抑制される。

このようにして、ピストン１１′のシリンダボ
アに対するフリクシヨンの均一保証がなされると
共に、オイルプールでのオイルのスカート５、及
び、ピンボス７に対する冷却が積極的に行われ、
且つ、保証されるために、ピストン１１の熱挙動
はほとんど生ずることなく、低負荷運転、高負荷
運転のいづれにおいても常に安定した動作が保つ
ことが出来る。

尚、この考案の実施態様は上述実施例に限るも
のでないことは勿論であり、ピンボスとスカート
との間の連結については上下一対のみならず、上
下の連結体の間に縦方向の連結体を介装して強度
増強を図る等種々の態様が採用可能である。

又、設計変更としては、オイル孔を複数各スカ
ートに設ける等も可能である。

尚、この考案の適用対象のピストンは自動車搭
載のエンジンに限るものでないことも勿論であ
る。

〈考案の効果〉 以上、この考案によれば、自動車搭載エンジン
等に設けられるピストンにおいて、ピストンヘツ
ドとスカートを分離型にして熱伝導を極力抑え、
熱挙動の変化を阻止し、且つ、重量軽減を図り、
燃費向上を図ることが出来るという基本的な効果
を備えながら、ピストンヘツドとピンボスとを一
体化する連結体から不可避的に生じる熱伝導によ
るピンボスの両端の熱変形を介してのスカートの
上下のねじれ力による熱変形を避けてスカートに
対する間隙の変化を生じさせず、常に設計通りの
間隙で低負荷運転、高負荷運転のいづれを問わ
ず、常に安定したフリクシヨンが行えるという効
果が奏される。

そして、ピンボスとスカートの間に形成された
連結体により三者でオイルプールが形成され、ス
カートは勿論のこと、ピンボスに対するオイルに
よる冷却が積極的に保持されるために、上述熱伝
導によるスカートの変形、ピンボスの変形の阻止
に加えて冷却による熱応力の発生を阻止すること
が出来ることによる両者相俟つての相乗的なスカ
ート変形を阻止出来るという優れた効果が奏され
る。

又、スカートにはオイルプールに連通しシリン
ダボアに臨ませるオイル孔を設けたことにより、
ピストンヘツドとスカートの間隙からのみのシリ
ンダボアへのオイルの注出に加えて当該オイル孔
からの注出が行えるために、スカートのシリンダ
ボアに対するスムースなスライドが保証され、こ
れによつてもフリクシヨンが低減され、ピントン
打音やスラツプ音が阻止され、エンジンの静粛な
稼動が保証され、スムースな稼動による燃費向上
も図られるという優れた効果が奏される。

又、周方向複数分割のスカートの下端には各ス
カートを周方向に一体化するループ状の連結体が
設けられていることにより、スカートの周方向の
圧縮膨脹の熱挙動を阻止するうえに効果があるの
みならず、上記オイル孔からのスカートの潤滑を
シリンダボアに対し、更により均一に潤滑させる
ことが出来ることになり、上述効果が更に促進さ
れるという優れた効果が奏される。

そして、このような構成によりピストンのピス
トンヘツド、スカート、ピンボスの分割、更に
は、これらの連結体の分割形成によりピストンの
重量は軽減されて燃費向上を促進するのみなら
ず、ピストンの熱挙動を更により良く抑止してス
ムースな稼動が出来るという優れた効果が奏され
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図はこの考案の１実施例の説明図であ
り、第１図は全体概略断面図、第２図は全体概略
側面図、第３図は同底面図、第４図は第１図−
断面図、第５図は第２図−断面図、第６図
以下は従来技術に基づく分割型ピストン構造の説
明図であり、第６図はその１態様側面図、第７図
は同部分半断面平面図、第８図は上面図、第９図
はピストンヘツドの部分半断面図、第１０図はピ
ストンのピンボスを通る縦断面図、第１１図は同
横断面図である。 ５……スカート、４……ピストンヘツド、７…
…ピンボス、８……連結体、１１′……ピストン、
１２……オイルプール、１３……オイル孔、１５
……他の連結体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 周方向複数分割のスカートとこれらとは別体に
   されたピストンヘツドとがピストンピンに対する
   ピンボスにより一体的に形成されているピストン
   構造において、上記ピンボスとスカートと両者の
   間の連結体とでオイルプールが形成され、スカー
   トには該オイルプールに臨むオイル孔が穿設さ
   れ、而して各スカートがその端部周方向に設けら
   れた他の連結体により一体化されていることを特
   徴とするエンジンのピストン構造。