JPH04101855U - エンジンのピストン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストンの上昇行程時におけるスラップを低
く抑える。 【構成】 上昇行程時にスラスト側になるスラスト部２
のうちの、ピストンスカート部４寄りの箇所６と、反ス
ラスト部３のピストンヘッド５寄りの箇所７とをピスト
ン１の他の部位８から特定化し、この特定箇所６・７を
材質の熱膨張係数、又は、形状の曲率半径で他の部位８
から差異化して、ピストンをエンジン運転中にスラスト
側と反スラスト側とで非対称プロフィルにすることによ
り、ピストン・スラップを低減する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンのピストンに関し、ピストンをエンジン運転中にスラスト 側と反スラスト側とで非対称プロフィルにして、ピストン・スラップを低く抑制 できるものを提供する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、シリンダボアに接するピストンのスカート部は、コネクティングロッ ドの傾斜によって生ずるサイドスラストを受けるので、ピストンクリアランスが あると、ピストンが運動方向を変えるときにシリンダボアに衝撃を与えてピスト ンスラップを発生させる。 即ち、ピストンは上・下死点でスラスト面が変わるので、両死点を通過すると きにピストンスラップを生じるが、．下死点ではピストンスカート部が部分的 にシリンダボアからクランク室にはみ出し、シリンダボアのガイド性が低い点、 ．下死点付近ではピストンが受ける圧力は低い点などから、特にピストンが下 死点を通過するときには、上死点の通過時に比べてピストンスラップがより大き くなり、実際的には下死点の通過時に問題が絞られる。

【０００３】 従来のピストンは、アルミ合金などで一体成形されるとともに、運転中の熱膨 張の度合を考慮して、ピストンヘッドをピストンスカート部より小さく形成した り、ピストンボス部のボス方向の径をその直交方向の径より小さく形成したりし たものがある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記従来技術では、シリンダボアとの間で焼き付きが生じないように 、ピストンクリアランスをある程度大きく確保しているため、上記ピストンスラ ップが激しくなって、ピストンリングの摩耗を早めてリングの機能を損ない、オ イルの消費量を増やして正常運転に支障を来す虞れがある。 本考案は、ピストンスラップを低く抑えることを技術的課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を達成するための手段を、実施例を示す図面により以下に説明する。 即ち、本考案１は、ピストン１の上昇行程時に、スラスト側になるピストン部 位をスラスト部２とし、反スラスト側になる部位を反スラスト部３として、スラ スト部２のピストンスカート部４寄りの箇所６と、反スラスト部３のピストンヘ ッド５寄りの箇所７とを、他のピストン部位８より熱膨張係数の大きい材質で構 成したことを特徴とするものである。

【０００６】 本考案２は、ピストン１の上昇行程時に、スラスト側になるピストン部位をス ラスト部２とし、反スラスト側になる部位を反スラスト部３として、ピストンヘ ッド５寄りの箇所７における反スラスト部３の曲率半径Ａが反スラスト部３以外 の曲率半径Ｂより大きくなるように形成されるとともに、ピストンスカート部４ 寄りの箇所６におけるスラスト部２の曲率半径Ｐがスラスト部２以外の曲率半径 Ｑより大きくなるように形成されたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

(1) 本考案１では、ピストン１の上昇時を基準として、スラスト部２のピスト ンスカート部４寄りの箇所６と、反スラスト部３のピストンヘッド５寄りの箇所 ７とを熱膨張係数の大きい材質で構成するので、エンジンＥの運転中には、これ らの箇所６・７がピストンの他の箇所８より大きく熱膨張しピストン・クリアラ ンスを小さくするように作用し、ピストンが下死点を通過して上昇に転じるとき には、コネクティングロッドの傾斜に抗して、図３のモーメントＭをピストン１ に付与し、シリンダボアに沿わせてピストン１の直線運動を正しく保つように方 向付ける。

【０００８】 (2) 本考案２では、ピストンヘッド５寄りの箇所７における反スラスト部３の 曲率半径Ａを反スラスト部以外の径Ｂより大きくするように、また、ピストンス カート部４寄りの箇所６におけるスラスト部２の曲率半径Ｐをスラスト部以外の 径Ｑより大きくするように夫々形成するので、エンジンＥの運転中には、ピスト ンの周方向でのこれらの差異はピストンクリアランスを小さくするように作用し 、ピストンが下死点を通過して上昇に転じるときには、やはり上記(1)と同様に 、図３のモーメントＭを付与してピストン１をシリンダボアに沿わせるようにす る。

【０００９】

【発明の効果】

本考案１ではピストンの所定部位の材質を熱膨張係数で差異化することに より、 本考案２ではピストンの所定部位の形状を曲率半径で差異化すること により、各々ピストンをエンジン運転中にスラスト側と反スラスト側とで非対称 プロフィルにする。これにより、ピストンクリアランスは小さくなり、ピストン の直線運動はシリンダボアに沿って正しく保たれるので、ピストンスラップは低 く抑制できる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図１は実施例１を示すピス トンの縦断面図、図２は同実施例を示すピストンの平面図、図３は縦型エンジン でのピストンの下死点通過前後の模式的な概略作動図である。

【００１１】 ピストン１のピストンヘッド５寄りの上部に３本のリンググルーブ１０を周設 し、熱膨張を考慮してピストンヘッド５の径をピストンスカート部４の径より僅 かに小さく設定するとともに、ピストンクリアランスを低減するために、ピスト ンボス１１の中心１２をピストン１自体の中心１３から若干オフセットさせてあ る。

【００１２】 上記ピストン１は軽量で熱伝導性の良いアルミ合金(例えば、ＡＣ９Ｃ)を材質 として基本的に構成される。 この場合、図３のように、ピストン１の上昇行程時に、スラスト側になるピス トン部位をスラスト部２とし、反スラスト側になる部位を反スラスト部３として 、スラスト部２のピストンスカート部４寄りの箇所６と、反スラスト部３のピス トンヘッド５寄りの箇所７とを図１の仮想線の斜線で示すと、この仮想線の箇所 ６及び７は、他のピストン部位８の材質(即ち、上記ＡＣ９Ｃ)より熱膨張係数の 大きい材質(具体的には、ＡＣ８Ｃ)で構成される。

【００１３】 そこで、本ピストンの機能を図３により述べる。 ピストン１は下死点を通過する前後でスラスト面が変わるので、図３の仮想線 で示す下降時から実線で示す上昇時に変移するときに、ピストン１がクリアラン スの分だけいわば首振りをする。即ち、ピストン１が下死点で上昇行程に転じる と、同図の実線で示すように、コネクティングロッド１４がクランク軸１５の左 側に来るので、ピストン１の左側２がスラスト側になり、ピストン１の右側３が 反スラスト側になって、ピストン１のピストンヘッド５の右側３の頂部ａとピス トンスカート部４の左側２の下部ｂがシリンダボア１６に当たってピストンスラ ップが発生しようとする。

【００１４】 しかしながら、スラスト部２のピストンスカート部４寄りの箇所６と、反スラ スト部３のピストンヘッド５寄りの箇所７とを他の箇所８より熱膨張係数の大き い材質で構成するので、エンジンＥの運転中には、これらの箇所６・７がピスト ンの他の箇所８より大きく熱膨張し、ピストン１にモーメントＭを付与する。こ のため、ピストン１は、図３の実線で示す左上がり傾斜姿勢をシリンダボア１６ に沿わせた正しい姿勢にいわば矯正され、ピストンクリアランスが小さくなるの で、ピストンスラップを良好に低減できる。

【００１５】 図４〜６は本考案の実施例２を示し、 ピストンヘッド５寄りの箇所７にお ける反スラスト部３の曲率半径Ａを、矢印Ｒで示すように反スラスト部３以外の 曲率半径Ｂより大きくし、 ピストンスカート部４寄りの箇所６におけるスラ スト部２の曲率半径Ｐを、矢印Ｓで示すようにスラスト部２以外の曲率半径Ｑよ り大きくするように各々形成したものである。

【００１６】 即ち、ピストン１の所定部位６・７に関し、実施例１では材質の熱膨張係数で 差異化するのに対して、本実施例２では形状の曲率半径で差異化したことを特徴 とするので、両者は、上昇時を基準にして、ピストンをエンジン運転中にスラス ト側と反スラスト側とで非対称プロフィルにする点で、機能的に軌を一にする。 この場合、実施例１ではエンジン運転によりピストンが熱膨張して初めて非対 称プロフィルになるが、実施例２では当初から非対称プロフィルに設計される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示すピストンの縦断面図である。

【図２】同実施例を示すピストンの平面図である。

【図３】縦型エンジンでのピストンの下死点通過前後の
模式的な概略作動図である。

【図４】実施例２を示す図１の相当図である。

【図５】同実施例を示す図４のＦ−Ｆ線での概略切断部
端面図である。

【図６】同実施例を示す図４のＨ−Ｈ線での概略切断部
端面図である。

【符号の説明】

１ ピストン ２ １のスラスト部 ３ １の反スラスト部 ４ ピストンスカート部 ５ ピストンヘッド ６ ２の４寄りの箇所 ７ ３の５寄りの箇所 ８ ６及び７以外のピストン部位 Ａ ７での３の曲率半径 Ｂ ７での３以外の曲率半径 Ｐ ６での２の曲率半径 Ｑ ６での２以外の曲率半径

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン(１)の上昇行程時に、スラスト
   側になるピストン部位をスラスト部(２)とし、反スラス
   ト側になる部位を反スラスト部(３)として、スラスト部
   (２)のピストンスカート部(４)寄りの箇所(６)と、反ス
   ラスト部(３)のピストンヘッド(５)寄りの箇所(７)と
   を、他のピストン部位(８)より熱膨張係数の大きい材質
   で構成したことを特徴とするエンジンのピストン。
2. 【請求項２】 ピストン(１)の上昇行程時に、スラスト
   側になるピストン部位をスラスト部(２)とし、反スラス
   ト側になる部位を反スラスト部(３)として、ピストンヘ
   ッド(５)寄りの箇所(７)における反スラスト部(３)の曲
   率半径(Ａ)が反スラスト部(３)以外の曲率半径(Ｂ)より
   大きくなるように形成されるとともに、ピストンスカー
   ト部(４)寄りの箇所(６)におけるスラスト部(２)の曲率
   半径(Ｐ)がスラスト部(２)以外の曲率半径(Ｑ)より大き
   くなるように形成されたことを特徴とするエンジンのピ
   ストン。