JPH08210180A - ピストン - Google Patents
ピストンInfo
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- JPH08210180A JPH08210180A JP3917495A JP3917495A JPH08210180A JP H08210180 A JPH08210180 A JP H08210180A JP 3917495 A JP3917495 A JP 3917495A JP 3917495 A JP3917495 A JP 3917495A JP H08210180 A JPH08210180 A JP H08210180A
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 7
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- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/0015—Multi-part pistons
- F02F3/0023—Multi-part pistons the parts being bolted or screwed together
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 クロスヘッド式内燃機関用ピストンにおい
て、中支えに作用する静的荷重及び変動荷重を低下させ
ることにより、中支えのねじ底部の応力を低減して該部
を起点とするクラックの発生を防止し、ピストンの耐久
性を向上する。 【構成】 ピストン冠の中支え部とピストン棒とを当接
させて締付ボルトにて締め付けるとともに、ピストン冠
の外周下部とピストン棒のフランジ部との間に当接部を
設け、前記ピストン冠を、前記中支え部の当接部及びピ
ストン冠外周下部の当接部とでピストン棒に固定して、
中支え部に流れる荷重を減少し、中支え部のねじ部の応
力を低減する。
て、中支えに作用する静的荷重及び変動荷重を低下させ
ることにより、中支えのねじ底部の応力を低減して該部
を起点とするクラックの発生を防止し、ピストンの耐久
性を向上する。 【構成】 ピストン冠の中支え部とピストン棒とを当接
させて締付ボルトにて締め付けるとともに、ピストン冠
の外周下部とピストン棒のフランジ部との間に当接部を
設け、前記ピストン冠を、前記中支え部の当接部及びピ
ストン冠外周下部の当接部とでピストン棒に固定して、
中支え部に流れる荷重を減少し、中支え部のねじ部の応
力を低減する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はピストン冠がピストン棒
に締着されてなるクロスヘッド式内燃機関のピストンに
関する。
に締着されてなるクロスヘッド式内燃機関のピストンに
関する。
【０００２】
【従来の技術】図２に大型クロスヘッド式ディーゼル機
関用ピストンの概要を示す。図において１はピストン
冠、２は下端部がクロスヘッド（図示せず）に連結され
るピストン棒、３は前記ピストン冠１の内部に収納され
た内部金物である。
関用ピストンの概要を示す。図において１はピストン
冠、２は下端部がクロスヘッド（図示せず）に連結され
るピストン棒、３は前記ピストン冠１の内部に収納され
た内部金物である。
【０００３】前記ピストンは、いわゆる中支え型ピスト
ンであり、ピストン冠１の冷却面１ｅから下方に突設さ
れた環状の中支え１ａに締付用のねじ部６を設け、円周
方向等間隔に配置され、ピストン棒２上部のフランジ部
２ａから内部金物３を介して挿通された締付ボルト４を
該ねじ部にねじ込みナット５を締めることにより、ピス
トン冠１とピストン棒２とを内部金物３とともに一体に
固定している。１ｃはリング溝１ｂが形成されたピスト
ン冠１の外周部である。
ンであり、ピストン冠１の冷却面１ｅから下方に突設さ
れた環状の中支え１ａに締付用のねじ部６を設け、円周
方向等間隔に配置され、ピストン棒２上部のフランジ部
２ａから内部金物３を介して挿通された締付ボルト４を
該ねじ部にねじ込みナット５を締めることにより、ピス
トン冠１とピストン棒２とを内部金物３とともに一体に
固定している。１ｃはリング溝１ｂが形成されたピスト
ン冠１の外周部である。
【０００４】前記ピストンの組立時において、締付ボル
ト４を締めてピストン棒２を内部金物３を介してピスト
ン冠１の中支え１ａに締め付けると、締付ボルト４には
引張力が作用するとともに、中支え１ａのねじ部（めね
じ）６にも引張力が作用する。
ト４を締めてピストン棒２を内部金物３を介してピスト
ン冠１の中支え１ａに締め付けると、締付ボルト４には
引張力が作用するとともに、中支え１ａのねじ部（めね
じ）６にも引張力が作用する。
【０００５】一方、機関の運転時には、ピストン冠１の
上面に作用するガス圧ｐにより発生する軸方向変動荷重
が中支え１ａ及び内部金物３を通ってピストン棒２に伝
達される。
上面に作用するガス圧ｐにより発生する軸方向変動荷重
が中支え１ａ及び内部金物３を通ってピストン棒２に伝
達される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、中支え
１ａには締付ボルト４の締め付けによる静的荷重にガス
圧による繰返し荷重が重畳され、中支え１ａの単位面積
当りの荷重が大きくなり、これにより中支え１ａのねじ
部６に作用する変動応力が高くなる。
１ａには締付ボルト４の締め付けによる静的荷重にガス
圧による繰返し荷重が重畳され、中支え１ａの単位面積
当りの荷重が大きくなり、これにより中支え１ａのねじ
部６に作用する変動応力が高くなる。
【０００７】即ち、前記ピストンにあっては、ピストン
冠１からの荷重は中支え１ａのみを介してピストン棒２
に伝達されている反面、中支え１ａと内部金物３との当
接部には円周方向に６〜１２箇所冷却液の通路（図示せ
ず）が形成されていることから、中支え１ａの面積が小
さいため、この中支え１ａが受け持つ単位面積当りの荷
重が大きくなる。
冠１からの荷重は中支え１ａのみを介してピストン棒２
に伝達されている反面、中支え１ａと内部金物３との当
接部には円周方向に６〜１２箇所冷却液の通路（図示せ
ず）が形成されていることから、中支え１ａの面積が小
さいため、この中支え１ａが受け持つ単位面積当りの荷
重が大きくなる。
【０００８】従って、中支え１ａ内に設けられた締め付
け用のねじ部６の底部の締め付け時の静的応力、及びガ
ス圧ｐによる変動応力も大きくなり、ねじ部６の底部に
疲労によるクラックが誘発される。
け用のねじ部６の底部の締め付け時の静的応力、及びガ
ス圧ｐによる変動応力も大きくなり、ねじ部６の底部に
疲労によるクラックが誘発される。
【０００９】本発明の目的は、中支えに作用する静的荷
重及び変動荷重を低下させることにより、中支えのねじ
底部の応力を低減して該部を起点とするクラックの発生
を防止し、ピストンの耐久性を向上するにある。
重及び変動荷重を低下させることにより、中支えのねじ
底部の応力を低減して該部を起点とするクラックの発生
を防止し、ピストンの耐久性を向上するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するため、ピストン冠及びピストン棒の結合部を次の
ように構成したことを特徴とする。
決するため、ピストン冠及びピストン棒の結合部を次の
ように構成したことを特徴とする。
【００１１】（１）ピストン冠の冷却面から突設された
中支え部と、ピストン棒上部のフランジ部とを該フラン
ジ部に挿通された締付ボルトにて締め付けてなるピスト
ンにおいて、前記ピストン冠の外周下部とピストン棒の
フランジ部との間に当接部を設け、前記ピストン冠を、
前記中支え部の当接部及びピストン冠外周下部の当接部
とでピストン棒に固定する。
中支え部と、ピストン棒上部のフランジ部とを該フラン
ジ部に挿通された締付ボルトにて締め付けてなるピスト
ンにおいて、前記ピストン冠の外周下部とピストン棒の
フランジ部との間に当接部を設け、前記ピストン冠を、
前記中支え部の当接部及びピストン冠外周下部の当接部
とでピストン棒に固定する。
【００１２】（２）前記中支え部の当接部及びピストン
冠外周下部の当接部が球面状に形成する。
冠外周下部の当接部が球面状に形成する。
【００１３】
【作用】本発明は前記のように構成されているので、ガ
ス圧による力等のピストン冠からの力は、中支えと外周
部とに分流し、中支え下面とピストン棒または内部金物
との当接部及び外周下部とピストン棒との当接部を経て
ピストン棒へと伝達される。
ス圧による力等のピストン冠からの力は、中支えと外周
部とに分流し、中支え下面とピストン棒または内部金物
との当接部及び外周下部とピストン棒との当接部を経て
ピストン棒へと伝達される。
【００１４】これにより、ピストン冠からの力を受ける
面積がピストン外周部の分だけ増加し、中支えの単位面
積当りの荷重が従来のものよりも減少し、中支えのねじ
部の応力が低減され、疲労によるクラックの発生が回避
される。
面積がピストン外周部の分だけ増加し、中支えの単位面
積当りの荷重が従来のものよりも減少し、中支えのねじ
部の応力が低減され、疲労によるクラックの発生が回避
される。
【００１５】また中支え部及びピストン冠外周下部の当
接部を球面状に構成したので、該当接部の拘束が小さく
なり、ピストン冠の熱変形及び弾性変形が緩和される。
接部を球面状に構成したので、該当接部の拘束が小さく
なり、ピストン冠の熱変形及び弾性変形が緩和される。
【００１６】
【実施例】図１において１はピストン冠、２は下端部が
図示しないクロスヘッドに連結されるピストン棒、３は
ピストン冠１の冷却室１３内に収納された内部金物であ
る。該内部金物は、好ましくは、比較的剛性の低い材
料、例えば鋳鉄で構成する。
図示しないクロスヘッドに連結されるピストン棒、３は
ピストン冠１の冷却室１３内に収納された内部金物であ
る。該内部金物は、好ましくは、比較的剛性の低い材
料、例えば鋳鉄で構成する。
【００１７】１ａは前記ピストン冠１の冷却面１ｅから
下方に突設された環状の中支えであり、該中支え１ａに
は円周方向等間隔に、後述する締付ボルト４がねじ込ま
れるねじ部６が形成されている。
下方に突設された環状の中支えであり、該中支え１ａに
は円周方向等間隔に、後述する締付ボルト４がねじ込ま
れるねじ部６が形成されている。
【００１８】１ｃはピストン冠１の外周部、１ｂは該外
周部１ｃに形成されたリング溝である。４は締付ボルト
で、このボルトをピストン棒２の上部フランジ２ａから
内部金物３を挿通してピストン冠１のねじ部６にねじ込
むことにより、ピストン冠１、内部金物３及びピストン
棒２は一体に締着される。５はナットである。
周部１ｃに形成されたリング溝である。４は締付ボルト
で、このボルトをピストン棒２の上部フランジ２ａから
内部金物３を挿通してピストン冠１のねじ部６にねじ込
むことにより、ピストン冠１、内部金物３及びピストン
棒２は一体に締着される。５はナットである。
【００１９】前記中支え１ａの下面と内部金物３の上面
との当接部１２は球面状の当接面に構成され、また外周
部１ｃの下面とピストン棒２のフランジ部２ａの上面と
の当接部１１も球面状の当接面に構成されており、締付
ボルト４を締め付けることにより、両当接部１２，１１
が同時に強固に密着される。
との当接部１２は球面状の当接面に構成され、また外周
部１ｃの下面とピストン棒２のフランジ部２ａの上面と
の当接部１１も球面状の当接面に構成されており、締付
ボルト４を締め付けることにより、両当接部１２，１１
が同時に強固に密着される。
【００２０】次に前記ピストンの作用について説明す
る。締付ボルト４のナット５を締めてピストン棒２のフ
ランジ部２ａを内部金物３を介してピストン冠１の中支
え１ａに締め付けると、締付ボルト４には引張力が作用
するとともに、中支え１ａのねじ部（めねじ）６にも引
張力が作用する。
る。締付ボルト４のナット５を締めてピストン棒２のフ
ランジ部２ａを内部金物３を介してピストン冠１の中支
え１ａに締め付けると、締付ボルト４には引張力が作用
するとともに、中支え１ａのねじ部（めねじ）６にも引
張力が作用する。
【００２１】一方、機関の運転時には、ピストン冠１の
上面に作用するガス圧ｐにより発生する軸方向変動荷重
が中支え１ａ及び外周部１ｃに作用する。
上面に作用するガス圧ｐにより発生する軸方向変動荷重
が中支え１ａ及び外周部１ｃに作用する。
【００２２】この際において、ピストン冠１とピストン
棒２との間は、中支え１ａと内部金物３との当接部１２
及びピストン冠外周部１ｃとピストン棒２上部のフラン
ジ部２ａとの当接部１１の２箇所で結合されているの
で、締付ボルト４の締め付けによる静的荷重及びガス圧
による変動荷重は前記２箇所の当接部１２，１１を経て
ピストン棒２へとの伝達される。
棒２との間は、中支え１ａと内部金物３との当接部１２
及びピストン冠外周部１ｃとピストン棒２上部のフラン
ジ部２ａとの当接部１１の２箇所で結合されているの
で、締付ボルト４の締め付けによる静的荷重及びガス圧
による変動荷重は前記２箇所の当接部１２，１１を経て
ピストン棒２へとの伝達される。
【００２３】殊に、内部金物３を剛性の低い鋳鉄で構成
しているので、中支え１ａの力は、内部金物３を通ら
ず、直接ピストン棒２に流れることから、中支え１ａに
流れる力が小さくなる。
しているので、中支え１ａの力は、内部金物３を通ら
ず、直接ピストン棒２に流れることから、中支え１ａに
流れる力が小さくなる。
【００２４】このため、ピストン冠１からピストン棒２
へと伝達される力を受ける面積が、図２に示す従来のも
のに較べピストン外周部１ｃの分だけ増加し、従って中
支え１ａに作用する単位面積当りの荷重が減少する。こ
れにより、中支え１ａのねじ部６に作用する、締付ボル
ト４の締め付けによる静的応力（平均応力）及びガス圧
ｐによる変動応力が従来のものよりも減少し、ねじ部６
における最大応力の発生が回避される。
へと伝達される力を受ける面積が、図２に示す従来のも
のに較べピストン外周部１ｃの分だけ増加し、従って中
支え１ａに作用する単位面積当りの荷重が減少する。こ
れにより、中支え１ａのねじ部６に作用する、締付ボル
ト４の締め付けによる静的応力（平均応力）及びガス圧
ｐによる変動応力が従来のものよりも減少し、ねじ部６
における最大応力の発生が回避される。
【００２５】尚、前記内部金物３を設けず、ピストン冠
１の中支え１ａを直接ピストン棒２の上部フランジ２ａ
に締め付ける場合も、前記実施例と同様に、中支え１ａ
とピストン棒２の上面及びピストン冠１の外周１ｃ下部
とピストン棒２の上部フランジ２ａの２箇所に当接部を
設けることができる。
１の中支え１ａを直接ピストン棒２の上部フランジ２ａ
に締め付ける場合も、前記実施例と同様に、中支え１ａ
とピストン棒２の上面及びピストン冠１の外周１ｃ下部
とピストン棒２の上部フランジ２ａの２箇所に当接部を
設けることができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によるピストンは、以上のよう
に、ピストン冠の中支え部とピストン棒との当接部に加
えて、ピストン外周下部とピストン棒との間にも当接部
を設けたので、ピストン冠からピストン棒に伝達される
力は前記２箇所の当接部に分流して伝達される。
に、ピストン冠の中支え部とピストン棒との当接部に加
えて、ピストン外周下部とピストン棒との間にも当接部
を設けたので、ピストン冠からピストン棒に伝達される
力は前記２箇所の当接部に分流して伝達される。
【００２７】従って、ピストン冠からの力を受ける面積
が従来のピストンに較べピストン冠外周部の分だけ大き
くなり、中支え部の単位面積当りの荷重が減少する。
が従来のピストンに較べピストン冠外周部の分だけ大き
くなり、中支え部の単位面積当りの荷重が減少する。
【００２８】これにより、ねじ部の平均応力（締付ボル
トの締め付けによる応力）及び変動応力（ガス圧による
応力）が従来のピストンよりも大幅に低減され、ピスト
ンの耐久性・信頼性が向上する。
トの締め付けによる応力）及び変動応力（ガス圧による
応力）が従来のピストンよりも大幅に低減され、ピスト
ンの耐久性・信頼性が向上する。
【００２９】また前記２箇所の当接部を球面状に構成す
れば、該当接部の拘束が小さくなり、ピストン冠の熱変
形及び弾性変形が緩和され、この面からもピストン冠の
耐久性の向上が得られる。
れば、該当接部の拘束が小さくなり、ピストン冠の熱変
形及び弾性変形が緩和され、この面からもピストン冠の
耐久性の向上が得られる。
【図１】本発明の実施例に係るクロスヘッド式ディーゼ
ル機関用ピストンの軸心に沿う断面図。
ル機関用ピストンの軸心に沿う断面図。
【図２】従来例を示す図１応当図。
１…ピストン冠、１ａ…中支え、１ｃ…外周部、２…ピ
ストン棒、２ａ…フランジ部、３…内部金物、４…締付
ボルト、６…ねじ部、１１，１２… 当接部。
ストン棒、２ａ…フランジ部、３…内部金物、４…締付
ボルト、６…ねじ部、１１，１２… 当接部。
Claims (2)
- 【請求項１】 ピストン冠の冷却面から突設された中支
え部と、ピストン棒上部のフランジ部とを該フランジ部
に挿通された締付ボルトにて締め付けてなるピストンに
おいて、前記ピストン冠の外周下部とピストン棒のフラ
ンジ部との間に当接部を設け、前記ピストン冠を、前記
中支え部の当接部及びピストン冠外周下部の当接部とで
ピストン棒に固定したことを特徴とするピストン。 - 【請求項２】 前記中支え部の当接部及びピストン冠外
周下部の当接部が球面状に形成された請求項１記載のピ
ストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3917495A JPH08210180A (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3917495A JPH08210180A (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | ピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08210180A true JPH08210180A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=12545760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3917495A Withdrawn JPH08210180A (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08210180A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000061935A1 (en) * | 1999-04-07 | 2000-10-19 | Man B & W Diesel A/S | A piston and a piston rod for an internal combustion engine |
| DE102006015587A1 (de) * | 2006-04-04 | 2007-10-11 | Mahle International Gmbh | Oberteil eines gebauten Kolbens |
-
1995
- 1995-02-03 JP JP3917495A patent/JPH08210180A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000061935A1 (en) * | 1999-04-07 | 2000-10-19 | Man B & W Diesel A/S | A piston and a piston rod for an internal combustion engine |
| CN1119521C (zh) * | 1999-04-07 | 2003-08-27 | 曼B与W狄赛尔公司 | 用于内燃机的活塞和活塞杆 |
| DE102006015587A1 (de) * | 2006-04-04 | 2007-10-11 | Mahle International Gmbh | Oberteil eines gebauten Kolbens |
| US8079299B2 (en) | 2006-04-04 | 2011-12-20 | Mahle International Gmbh | Upper part of a composite piston |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020507 |