JPH09236046A - 内燃機関用ピストンのピストン本体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関用ピストンのピストン本体を、エン
ジン運転時にピストンの上下運動によりピストン下方か
ら供給されるオイルを、サークリップ取付口によってピ
ストンピンに供給することができ、サークリップ付近に
オイルを充分に供給することができて、当該部分でのピ
ストンピンの潤滑性を向上させることができるものとす
る。 【解決手段】 ヘッド部２の裏側から下方に一体的に形
成された一対のピンボス部５のそれぞれにピストンピン
挿通孔５ａが貫通され、該ピストンピン挿通孔５ａの外
端近傍の内面に環状のサークリップ装着溝５ｂが形成さ
れ、該サークリップ装着溝５ｂに対して、サークリップ
を取り付けるためのサークリップ取付口５ｃが形成され
ているピストン本体１において、該サークリップ取付口
５ｃを、ピストンピン挿通孔５ａから下方に向かってピ
ンボス部５を貫通するように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用のピス
トンに関し、特に、そのようなピストンにおいてアルミ
合金等により一体的に成形されるピストン本体の構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用エンジンのような内燃機関に使用
されるピストンは、一体的に成形されたピストン本体に
対してピストンリングやピストンピン等が装着されるこ
とにより構成されており、そのピストン本体には、ヘッ
ド部の裏側から垂下形成されたピンボス部にピストンピ
ン挿通孔が形成されていて、該ピストンピン挿通孔に
は、ピストンピンをピン挿通孔内に保持するためのサー
クリップを装着するために、挿通孔の外側近傍に環状の
サークリップ装着溝が形成されている。

【０００３】そして、該サークリップ装着溝にサークリ
ップを着脱する作業を行うために、従来は、図１３およ
び図１４に示すように、ピストンピン挿通孔５ａの外端
からサークリップ装着溝５ｃに至るまでのピン挿通孔５
ａの内面に、溝状のサークリップ取付口５ｃが形成され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な内燃機関用ピストンでは、エンジン運転時のピストン
ピンに対する潤滑は、主にピストンの上下運動によりピ
ストン下方から供給されるオイルによって行われること
となるが、サークリップ取付口がピン挿通孔の内面に溝
状に形成されている従来のピストン本体では、ピストン
下方からのオイルが直接サークリップ取付口からピスト
ンピンに供給されることはなく、しかも、ピストン上方
から戻されるオイルも、オイルリング溝からオイル戻し
孔を通ってピストン本体の内側から下方に戻されるた
め、サークリップ付近でのピストンピンの潤滑性が良く
ないという問題がある。（なお、本明細書の記載におけ
る上下関係については、ピストンの燃焼室側を上とし、
クランク室側を下として記載しており、実際に内燃機関
が設置された場合の上下関係とは直接関係はない。）

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決するために、上記の請求項１に記載したよう
に、ヘッド部の裏側から下方に一体的に形成された一対
のピンボス部のそれぞれにピストンピン挿通孔が貫通さ
れ、該ピストンピン挿通孔の外端近傍の内面に環状のサ
ークリップ装着溝が形成され、該サークリップ装着溝に
対して、サークリップを取り付けるためのサークリップ
取付口が形成されているピストン本体において、該サー
クリップ取付口が、ピストンピン挿通孔から下方に向か
ってピンボス部を貫通するように形成されていることを
特徴とするものである。

【０００６】また、上記の請求項１に記載した内燃機関
用ピストンのピストン本体構造において、上記の請求項
２に記載したように、ピストン本体が、上下の型による
鍛造により成形されていることを特徴とするものであ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の内燃機関用ピスト
ンのピストン本体構造の実施形態について図面に基づい
て説明する。

【０００８】図１〜図４は、本発明のピストン本体構造
の一実施形態を示すもので、図１は、ピストン本体を側
方から見た状態を示し、図２は、ピストン本体を下方か
ら見た状態を示し、図３は、図１のＡ−Ａ線に沿ったピ
ストン本体の横断面を示し、図４は、図２のＢ−Ｂ線に
沿ったピストン本体の縦断面を示すものである。

【０００９】ピストン本体１は、アルミ合金を材料とし
て、上下割りの型によって鍛造で一体的に成形されてか
ら、仕上げ加工が施されたものであって、４サイクルエ
ンジン用のもので、そのヘッド部２には、図４に示すよ
うに、その上面にバルブリセス２ａ〜２ｅが凹設されて
おり、ヘッド部２の周縁から下方には、略円筒状の外周
面に対して円周方向に溝を設けたリング装着部３が形成
されている。

【００１０】リング装着部３には、ファーストリング装
着用のリング溝３ａと、セカンドリング装着用のリング
溝３ｂと、オイルリング装着用のリング溝３ｃが上から
順に形成されており、オイルリング装着用のリング溝３
ｃには、図３および図４に示すように、ピストン本体１
の内側空間部に貫通するように適当数のオイル戻し孔８
が形成されている。

【００１１】リング装着部３の下方には、部分円筒状の
外面を有する一対のスカート部４が、左右対称的に対向
して配置された状態で垂下形成されており、各スカート
部４の下端近傍内面には、図４に示すように、仕上げ加
工時に基準面として利用するための段部４ａが形成され
ている。

【００１２】ヘッド部２の裏側には、別体のピストンピ
ン（図示せず）を回動自在に支承するために、一対のピ
ンボス部５が、各スカート部４の対向方向と直交する方
向で左右対称的に対向するように、ヘッド部２の裏側か
ら下方に突出するように一体的に形成されている。

【００１３】各ピンボス部５には、その両方に渡ってピ
ストンピン（図示せず）を挿通するためのピン挿通孔５
ａが、対向方向に貫通して形成されており、それぞれの
ピン挿通孔５ａの外側近傍には、ピストンピンをピン挿
通孔５ａ内に保持するためのサークリップ（図示せず）
を装着するために、図３に示すように、その内面に環状
のサークリップ装着溝５ｂが形成されている。

【００１４】また、それぞれのピンボス部５の下面に
は、図２に示すように、刻印する場所を確保したり、加
工時の加工基準としても使用できるように、円形の平坦
面５ｄがそれぞれ形成されていると共に、ピンボス部５
の下面からピン挿通孔５ａにまで貫通するように、オイ
ル供給孔５ｅがそれぞれ形成されている。

【００１５】ヘッド部２の裏側からは、更に、各リブ６
が一体的に垂下形成されていて、図２および図３に示す
ように、各ピンボス部５と各スカート部４と各リブ６と
によりピストン本体１の内側空間部を囲むように、近い
位置にあるピンボス部５の側壁部とスカート部４の側端
部同士が、それぞれリブ６により一体的に連結されてい
る。

【００１６】また、図２および図３に示すように、各ピ
ンボス部５の両側近傍で、スカート部４とピンボス部５
を連結するリブ６の外側に位置して、ヘッド部２の裏側
にそれぞれ肉抜き用の凹部７が形成されており、各凹部
７は、リング装着部３のオイルリング溝３ｃの位置より
も上方にまで深く形成されていて、各凹部７とオイルリ
ング溝３ｃとに渡って、オイル戻し孔９がそれぞれ貫通
されている。

【００１７】そして、そのようなピストン本体１におい
て、図１および図２に示すように、各ピンボス部５の外
側面からそれぞれのサークリップ装着溝５ｂに至るま
で、サークリップ（図示せず）をサークリップ装着溝５
ｂに取り付けるためのサークリップ取付口５ｃが、ピス
トンピン挿通孔５ａから下方に向かってピンボス部５を
貫通するようにそれぞれ形成されている。

【００１８】なお、本実施形態のピストン本体１では、
リング装着部３に形成される各リング溝３ａ，３ｂ，３
ｃや、ピンボス部５に形成されるピン挿通孔５ａなどに
ついては鍛造後の仕上げ加工時に切削加工により成形さ
れるが、上記のサークリップ取付口５ｃを含むその他の
殆どの部分については、上下に開く型による鍛造によっ
て成形されている。

【００１９】また、本実施形態では、バルブリセス２ａ
〜２ｅを凹設したヘッド部２の上面についても、鍛造後
に上面に対してバルブリセス２ａ〜２ｅを凹設するため
の切削加工を施すことなく、上下の型による鍛造のみに
よって当初から製品としての形状に仕上げられている。

【００２０】そのため、ヘッド部２は、鍛造時に型によ
り狭い範囲に材料が押し下げられて成形されることによ
り、当該部分で材料の流れの量が大きくなって、強力に
ファイバーフローが作りだされ、それによって高強度な
ものとなっている。

【００２１】この点に関して、従来の鋳造ピストンで
は、型は動かないので、ファイバーフローが作りだされ
ず、鍛造ピストンにおいても、従来は、上面のバルブリ
セスを切削加工により仕上げているため、ファイバーフ
ローは切断されてしまうこととなり、何れにしても、上
記のようなファイバーフローによる強度向上は図られて
いない。

【００２２】上記のような構成を備えた本実施形態のピ
ストン本体構造によれば、エンジン運転時に、ピストン
の上下運動によりピストン下方から供給されるオイル
が、サークリップ取付口５ｃを通ってピストンピンに供
給されるため、サークリップ付近にオイルが充分に供給
されることとなり、当該部分でのピストンピンの潤滑性
を向上させることができる。

【００２３】特に、本実施形態では、サークリップ取付
口５ｃが真下に位置しているため、下方からのオイルが
左右均等に分配されることとなって、ピストンピンの潤
滑を効果的に行うことができる。

【００２４】そして、上下の型による鍛造でピストン本
体１が成形されていることにより、サークリップ取付口
５ｃを、鍛造後に更に加工を施す必要なく、鍛造時に一
体的に成形することができるため、加工工程を削減する
ことができて、コストダウンを図ることができる。

【００２５】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は、上記のような具体的な実施形態に限定
されるものではなく、例えば、図５および図６に示すよ
うに、サークリップ取付口５ｃの位置を変えることも可
能であり、そのようなものでは、エンジン運転時の吸気
行程開始時期の上死点近傍では、ピストンの上方への慣
性力に対してコンロッドが下方へピストンを引き下げ用
とする際に、ピンボス部５の真下に応力が大きく働くこ
とから、そのような応力に対して強度上有利なものとな
る。

【００２６】また、図７および図８に示すように、サー
クリップ取付口５ｃの大きさを変えることも可能であ
り、そのようなものでは、サークリップの着脱作業が容
易になると共に、ピストン本体１の鍛造時に使用する型
において、サークリップ取付口５ｃを成形する部分が折
損し難いものとなる。

【００２７】また、図９および図１０に示すように、サ
ークリップ取付口５ｃを、ピンボス部５の外側面からサ
ークリップ装着溝５ｂに至る切欠きではなく、ピンボス
部５の外側面には開口しない孔として形成することも可
能であって、そのようなものでは、切欠きとしないため
に応力が集中せず、強度上有利なものとなる。

【００２８】さらに、図９および図１０に示すような構
成に加えて、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、オイ
ルリング溝３ｃから水平方向のオイル戻し孔９をサーク
リップ装着溝５ｂにまで設けることも考えられるが、そ
の際、図１２（Ａ），（Ｂ）に示すように、オイルリン
グ溝３ｃの位置が高い場合には、孔形状のサークリップ
取付口５ｃを鍛造で成形する時に、オイル戻し孔９に通
じる孔５ｆを、型のサークリップ取付口５ｃを成形する
ための部分によって同時に成形することが可能である。

【００２９】なお、以上に説明したような本発明のピス
トン本体構造の各実施形態については、上下に開く型に
より鍛造で成形されるピストン本体だけでなく、それ以
外の製造方法によって成形されるピストン本体に対して
も実施可能なものである。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したような本発明の内燃機関用
ピストンのピストン本体構造によれば、エンジン運転時
にピストンの上下運動によりピストン下方から供給され
るオイルを、サークリップ取付口によってピストンピン
に供給することができ、サークリップ付近にオイルを充
分に供給することができて、当該部分でのピストンピン
の潤滑性を向上させることができると共に、当該部分に
オイルを供給するための通路をサークリップ取付口とは
別に設ける場合と比べて、構造の複雑化やピンボス部の
強度低下を招くようなことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のピストン本体構造の一実施形態を示す
側面図。

【図２】図１に示したピストン本体の下面図。

【図３】図１のＡ−Ａ線に沿ったピストン本体の横断面
図。

【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿ったピストン本体の縦断面
図。

【図５】本発明のピストン本体構造の他の実施形態を示
す側面図。

【図６】図５に示したピストン本体の一部下面図。

【図７】本発明のピストン本体構造の他の実施形態を示
す側面図。

【図８】図７に示したピストン本体の一部下面図。

【図９】本発明のピストン本体構造の他の実施形態を示
す側面図。

【図１０】図９に示したピストン本体の一部下面図。

【図１１】オイルリング溝からのオイル戻し孔をサーク
リップ装着溝にまで設けた他の実施形態を示す（Ａ）部
分側面図，および（Ｂ）図ＡのＡ−Ａ線に沿った部分横
断面図。

【図１２】オイルリング溝からのオイル戻し孔をサーク
リップ装着溝にまで設けた更に他の実施形態を示す
（Ａ）部分側面図，および（Ｂ）図ＡのＡ−Ａ線に沿っ
た部分横断面図。

【図１３】ピストン本体構造の従来例を示す側面図。

【図１４】図１１に示したピストン本体の一部下面図。

【符号の説明】

１ ピストン本体 ２ ヘッド部 ５ ピンボス部 ５ａ ピストンピン挿通孔 ５ｂ サークリップ装着溝 ５ｃ サークリップ取付口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッド部の裏側から下方に一体的に形成
   された一対のピンボス部のそれぞれにピストンピン挿通
   孔が貫通され、該ピストンピン挿通孔の外端近傍の内面
   に環状のサークリップ装着溝が形成され、該サークリッ
   プ装着溝に対して、サークリップを取り付けるためのサ
   ークリップ取付口が形成されているピストン本体におい
   て、該サークリップ取付口が、ピストンピン挿通孔から
   下方に向かってピンボス部を貫通するように形成されて
   いることを特徴とする内燃機関用ピストンのピストン本
   体構造。
2. 【請求項２】 ピストン本体が、上下の型による鍛造に
   より成形されていることを特徴とする請求項１に記載の
   内燃機関用ピストンのピストン本体構造。