JPH0346204Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ 本考案は内燃機関の断熱ピストンに関するもの
である。

シリンダヘツドおよびピストンの一部にセラミ
ツクスを用いることにより、冷却を必要としない
熱効率の高い内燃機関を提供しようとする試み
は、例えば実開昭55−6479号公報などに提案され
ている。

また、本出願人は第２図に示すように、燃焼ガ
スに触れる部分だけでなく燃焼ガスが膨張しなが
ら最高温度に達するまでのピストンストローク分
の厚さを持つセラミツクスからなるクラウン１を
ピストン本体３０に設けたものを提案している。
これによれば、断熱効果はさらに向上されるとと
もに、クラウン１からピストン本体３０へ伝達さ
れる伝熱量を抑えることができる。

すなわち、ピストン本体３０の上半部にはリン
グ溝２３，２４，２５が設けられるとともに下半
部スカート８の内壁にはピストンピンを支持する
ピン穴１９ａを有する肉厚のボス部１９が一体に
形成される。ピストン本体３０の端面２１の外周
側には緩衝リング２０を案内する突条２１ａが設
けられる。一方、端面２１の中央部に上方へ突出
する柱１５ａが設けられる。この柱１５ａの端壁
１２にクラウン１の下面、正確には窪み１６の内
面が重合され、ボルト２およびナツト５によつて
結合されるようになつている。

クラウン１はこの上面に燃焼室を区画する窪み
９が設けられる。この中央にボルト挿通穴１３が
設けられるとともに、このボルト挿通穴１３の開
口縁部にガスケツト１０を係合する浅い円筒部２
７が設けられる。そして、ボルト２がクラウン１
のボルト挿通穴１３、柱１５ａのボルト挿通穴１
４に挿通され、さらにデイスタンスチユーブ３お
よびワツシヤ４を外挿し、ナツト５が締付けられ
る。また、ピストン本体３０の外周側とクラウン
１との間に緩衝リング２０が介装され、窪み１６
の内部が密閉される。

上述の断熱ピストンでは、柱１５ａはクラウン
１が受ける爆発荷重をピストン本体３０を経てピ
ストンピンへ伝達する役割を果たす。一方では、
クラウン１が受ける燃焼ガスの熱が中央部分から
ピストン本体３０の柱１５ａを経てリング溝２３
〜２５へ伝達される。クラウン１の熱は緩衝リン
グ２０を経てピストン本体３０の周壁部からリン
グ溝２３〜２５へも伝達されるが、緩衝リング２
０の接触面積が小さいので伝熱量は僅かである。
しかし、柱１５ａはクラウン１との接触面積が大
きいので、直接的にピストン本体３０を経てリン
グ溝２３〜２５へ伝達される伝熱量が多く、ピス
トンリングを変形させ、スカツフイングなどの悪
影響を及ぼす。

本考案の目的は、ピストン本体３０を柱１５ａ
からリング溝に至る伝熱経路が長くなるような形
状とすることによつて、リング溝の受ける熱負荷
を軽減し得るようにした内燃機関の断熱ピストン
を提供することにある。

［考案の構成］ 上記目的を達成するために、本考案の構成は金
属からなるピストン本体の燃焼室側端面に、リン
グ溝を有する周壁部とセラミツクスからなるクラ
ウンを結合する柱との間を区画する深い環状溝を
形成し、これにより、クラウンからピストン本体
を経てリング溝へ伝達される伝熱経路を長くし、
伝熱量を抑えるようにしたものである。

本考案を実施例に基づいて説明する。第１図に
示すように、本考案によるピストンはピストン本
体３０と、クラウン１と、これらを結合するボル
ト２およびナツト５とから構成される。ピストン
本体３０の上半部外周壁にリング溝２３，２４，
２５が設けられる。ピストン本体３０の下半部に
はスカート８が一体に形成される。そして、スカ
ート８の内側に図示してないピストンピンを支持
するピン穴１９ａを有する肉厚のボス部１９が一
体に形成される。リング溝２５からスカート８の
内部へ斜めに延びる通路２６が設けられ、これに
よつてピストンピンへ油が噴霧されるようになつ
ている。

ピストン本体３０の端面２１の外周側には緩衝
リング２０を案内する突条２１ａが設けられる。
また、端面２１の中央部には深い環状溝１７によ
つて区画され、かつ端面２１よりも上方へ突出す
る柱１５が形成される。この柱１５には下方へ開
口する円筒部１８が設けられるとともに、上端壁
１２にボルト挿通穴１４が形成される。

セラミツクスから形成されるクラウン１はこの
上端面中央に燃焼室を形成する窪み９が設けられ
るとともに、下端面にも窪み１６が設けられる。
クラウン１の軸方向の長さは、少なくとも上死点
から燃焼室の燃焼温度が最高に達するまでのピス
トンストロークに見合う長さとされる。

窪み９と１６で区画される水平な壁部にボルト
挿通穴１３が設けられ、この上端開口縁にガスケ
ツト１０をずれないように案内支持する浅い円筒
部２７が形成される。ボルト２がクラウン１のボ
ルト挿通穴１３およびピストン本体３０のボルト
挿通穴１４に挿通され、さらに円筒部１８の内奥
部に重合わされたデイスタンスチユーブ３に挿通
され、このデイスタンスチユーブ３にワツシヤ４
を当てたうえボルト２にナツト５を締め付けるこ
とによりピストン本体３０の柱１５の上端壁１２
がクラウン１の窪み１６の内面に密接される。そ
して、クラウン１の下端面とピストン本体３０の
端面２１との間に緩衝リング２０が介装され、こ
れによつて窪み１６および溝１７の内部が閉鎖さ
れる。

上述の内燃機関の断熱ピストンにおいて、燃焼
室から受けるクラウン１の熱は柱１５から円筒部
１８および環状溝１７を形成する壁部を経てリン
グ溝２３〜２５へ伝達される。この伝達経路は従
来例に比べて長く、しかも円筒部１８およびスカ
ート８へ跳ね上げられる潤滑油によつて冷却され
るので、リング溝２３〜２５の熱負荷が軽減され
る。

［考案の効果］ 本考案は上述のように、クラウン１の受ける爆
発荷重をピストンピンへ伝達するピストン本体の
柱１５とリング溝２３〜２５を備えるピストン本
体３０の周壁部との間に深い環状溝１７を設けた
ものであるから、これによつてクラウン１からリ
ング溝２３〜２５に至る伝熱経路が長くなり、そ
れだけリング溝２３〜２５の受ける熱負荷を軽減
することができ、スカツフイングなどのピストン
リングに与える悪影響を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る内燃機関の断熱ピストン
の側面断面図、第２図は従来の内燃機関の断熱ピ
ストンの側面断面図である。 １……クラウン、２……ボルト、３……デイス
タンスチユーブ、５……ナツト、１５……柱、１
７……環状溝、１８……円筒部、２１……端面、
２２〜２４……リング溝、３０……ピストン本
体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 金属からなるピストン本体の燃焼室側端面に、
   リング溝を有する周壁部とセラミツクスからなる
   クラウンを結合する柱との間を区画する深い環状
   溝を形成したことを特徴とする内燃機関の断熱ピ
   ストン。