JPH10196785A

JPH10196785A - ピストン

Info

Publication number: JPH10196785A
Application number: JP1322297A
Authority: JP
Inventors: Teruo Nakada; 輝男中田; Yasuhiro Okubo; 泰宏大久保
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1997-01-10
Filing date: 1997-01-10
Publication date: 1998-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ピストンにおいて、外環部材をピストン軸方
向と周方向に対称な形状とし、外環支持部材に対して弾
性力で保持させることにより、スラップ音を軽減した低
騒音ピストンの軽量化、部品点数の削減、組立作業性の
改善を図る。【解決手段】スカート部３の少なくともスラスト側に
配設される外環部材４７は、ピストン本体１のピストン
軸線方向及び周方向に対称な形状とされるので、外環部
材４７は小型化され、ピストン重量が軽減される。ま
た、ピストン本体１への外環部材４７の組付けに方向や
姿勢に注意を払う必要がない。更に、外環部材４７は、
弾性部材で成形され且つピストンピン４２の両端部にお
いて腕部４９が外環支持部材５２に係合することで、回
動且つ径方向移動自在とされるので、部品点数が減少
し、ピストンをアッセンブリとして取り扱うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばエンジン
に適用される、クラウン部とスカート部とを一体構成と
したピストンに関する。

【０００２】

【従来の技術】シリンダ内でのピストンの作動によって
発生する騒音の一つにスラップ音がある。このスラップ
音は、ピストンがシリンダ内を往復運動するときに該ピ
ストンのスカート部がシリンダライナの壁面に衝突する
ことによって発生するものである。つまり、シリンダ内
をピストンが往復運動できるように、ピストンとシリン
ダライナの壁面との間には間隙が形成されている一方
で、燃焼室からのブローダウンを防止するため、ピスト
ンに形成されたピストンリング溝にはピストンリングが
嵌入しているので、ピストンとシリンダとの間には隙間
が存在し、ピストンがシリンダ内を往復運動する時、ピ
ストンの径方向、即ちスラスト方向のシリンダライナ壁
面にピストンが衝突してスラップ音が発生する。

【０００３】従来、このスラップ音を低減するため、種
々のピストンが開発されてきた。例えば、本出願人は、
特開平８−４２３９１号公報に開示されているような、
ピストン本体のスカート部外周に、ピストン本体に対し
て回動可能に且つスラスト方向に相対移動可能となるよ
うに、外環部材を配設すると共に、スカート部と外環部
材との間の隙間にオイルを導入し、導入したオイルのダ
ンピング作用によって、外環部材がピストン本体のスカ
ート部に衝突するのを緩和させて低騒音化を図ったピス
トンを提案している。

【０００４】図５は、上記特開平８−４２３９１号公報
に開示されたピストンの例を示す分解斜視図である。図
５に示すように、このピストンは、ピストンヘッド部で
あるクラウン部２とボス部１３を備えたスカート部３と
を一体構造に構成したピストン本体１、スカート部３に
嵌合する外環部材７、ボス部１３と外環部材７との間に
介在され外環部材７を回動自在に且つスラスト方向に相
対移動自在に支持する外環支持部材１０、ピストン本体
１とコンロッド１１（図７参照）とを回転自在に連結す
るピストンピン２２、及びピストンピン２２に外環支持
部材１０を取り付けるためのサブピストンピン２３を有
している。

【０００５】ピストン本体１のクラウン部２には複数の
ピストンリング溝１２が形成されており、各ピストンリ
ング溝１２にはピストンリング（図示せず）が嵌入され
る。スカート部３は、クラウン部２の外径よりも小さい
外径を有し且つクラウン部２の下部に一体的に形成され
ている。また、ピストン本体１のスカート部３はピスト
ンピン２２を挿通するピストンピン孔４が形成されたボ
ス部１３を備えている。ピストン本体１には、ピストン
ピン孔４からスカート部３へ延びる油路６が形成されて
いる。油路６については、図５では、スカート部３の外
周面に開口する部分のみが図示されており、図６では、
簡潔のため、エンジンの爆発行程中にピストンがシリン
ダライナに対して圧接される側であるスラスト側にのみ
示されている。そして、スカート部３には油路６から導
入された油圧をスカート部３の一面に分布させるための
油溝５が十字状に形成されている。

【０００６】油溝５及び油路６は、スカート部３のスラ
スト側と反スラスト側とに形成されているが、図５には
スラスト側のみ示してある。油溝５の形成箇所はピスト
ンリング溝１２よりも下方位置であって且つピストンピ
ン２２の中心軸よりも上方位置に設定されている。外環
部材７はスラスト側及び反スラスト側においてスカート
部３に配設されているので、ピストンは、スラスト側及
び反スラスト側にオイルダンピング機構を備えたピスト
ン（以下、「両側オイルダンピング式ピストン」と言
う）である。

【０００７】外環部材７は半円弧面部材７ｂからなり、
ピストン本体１のスカート部３に嵌合される。半円弧面
部材７ｂの周方向両側にはそれぞれ円周方句に延びる腕
部１８が形成されている。また、外環部材７がシリンダ
を構成するシリンダライナと同程度の熱膨張率を有する
材料で製作されていることが、外環部材７とシリンダラ
イナとの間に熱膨張差が発生せず好ましいものである。
例えば、シリンダライナが鋳鉄で製作されている場合に
は、外環部材７は鋳鉄又は鋼等で製作し、また、シリン
ダライナがセラミックスで製作されている場合には、外
環部材７をセラミックスで製作することができる。

【０００８】外環支持部材１０はピストン本体１のスカ
ート部３に形成されたボス部１３にピストンピン２２を
両側から挟むように配置され、外環部材７を支持するも
のである。外環支持部材１０はピストンピン２２の軸回
りに回動可能に設けられている。また、外環支持部材１
０は外環部材７の上下方向移動を規制し且つ外環部材７
のスラスト方向の相対移動を許容する案内溝１９を有し
ている。案内溝１９は外環支持部材１０の上部と下部に
それぞれ凸状に形成された係止部即ち鍔部２０，２１に
よって規定されている。案内溝１９の幅は外環部材７の
腕部１８の幅と略等しく形成されているので、腕部１８
は案内溝１９に係合可能である。腕部１８の案内溝１９
への係合により、外環部材７は腕部１８を介して外環支
持部材１０に形成された案内溝１９に摺動可能に支持さ
れる。また、案内溝１９の中央部にはスカート部３のピ
ストンピン孔４に整合するピン孔２９が形成されてい
る。

【０００９】ピストンピン２２は中心孔２８を有してお
り、該中心孔２８にはサブピストンピン２３の小径部２
４が圧入可能になっている。また、ピストンピン２２は
外周面の３箇所に即ち中央部と両端部に円周状に形成さ
れた油溝８，９を有しており、各油溝８，９は油路１
５，１６を介して中心孔２８に連通する。ピストンピン
２２をピストン本体１及びコンロッド１１に取り付けた
状態においては、図７に示すように、中央部の油溝８は
コンロッド１１の油路３８と連通し、両端部の油溝９は
ピストン本体１のピストンピン孔４からスカート部３へ
向かって延びる油路６に連通する。

【００１０】サブピストンピン２３は、図５に示すよう
に、小径部２４と大径部２５とからなるピン部２６と、
大径部２５の端部に形成されたキャップ部２７とから構
成されている。小径部２４はピストンピン２２の中心孔
２８に圧入される。また、大径部２５は外環支持部材１
０のピン孔２９に嵌合される。

【００１１】このピストンの組立は以下のようにして行
われる。まず、ピストン本体１のピストンピン孔４及び
コンロッド１１の小径部の孔にピストンピン２２を挿入
して、ピストン本体１にピストンピン２２を固定する。
次いで、ピストンピン２２を両側から挟むように外環支
持部材１０をピストン本体１のボス部１３に当てて、サ
ブピストンピン２３の先端の小径部２４をピストンピン
２２の中心孔２８に圧入する。これにより、サブピスト
ンピン２３の大径部２５が外環支持部材１０のピン孔２
９に挿入された状態になり、この状態で、外環支持部材
１０はピストンピン２２の軸回りに回動可能となる。そ
の後、ピストン本体１のスカート部３に対して、腕部１
８を外環支持部材１０の案内溝１９に挿入して外環部材
７を嵌合することにより、上記ピストンは組み立てられ
る。なお、このピストンは、ピストン単体の状態におい
ては、外環部材７は腕部１８が外環支持部材１０の案内
溝１９から簡単に外れてしまうが、ピストンをシリンダ
内に収納した状態では、外環部材７は外環支持部材１０
から外れ落ちることはない。

【００１２】次に、外環部材７とピストン本体１のスカ
ート部３との関係について説明する。外環部材７とスカ
ート部３との間には、図６に示すように、隙間１４が形
成されている。隙間１４には油圧が供給される。外環部
材７は外周面の半径がシリンダボアの半径と等しく形成
されているので、このピストンをシリンダ内に組み込ん
だ状態においては、外環部材７はシリンダライナに密着
することになる。外環部材７の内周面の半径Ｒ₁ は、外
環部材７の板厚をｔとするとき、Ｒ₁ ＝Ｂ_r−ｔで表さ
れる。これに対して、ピストン本体１は、スカート部３
の半径Ｒ₂ が外環部材７の内周面の半径Ｒ₁ よりも大き
く（Ｒ₂ ＞Ｒ₁ ）、且つスカート部３の半径Ｒ₂ の中心
Ｐがピストン本体１の中心Ｐ₀ から外環部材７が配設さ
れる側とは反対方向に微小距離Ｌ_sだけ離れるように即
ち偏倚するように設定したものである。また、外環部材
７とスカート部３との間隔（クリアランス）の取り方に
ついて、スカート部３をピストン中心に対して楕円状に
形成することもできる。

【００１３】この結果、外環部材７とスカート部３との
隙間１４の間隔は、外環部材７の中央部３０と周辺部３
１とでは異なることになる。即ち、中央部３０の間隔
（クリアランス）をＣ₁ 、周辺部３１の間隔（クリアラ
ンス）をＣ₂ で表すとすれば、中央部３０の間隔Ｃ₁
は、Ｃ₁ ＝Ｒ₁ −（Ｒ₂ −Ｌ_S）となり、Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、
Ｌ _Sを適当に選ぶことにより、Ｃ₁ ＞Ｃ₂ となり、外環
部材７とスカート部３との間隔は、中央部３０から周辺
部３１に至るに従って、Ｃ₁ からＣ₂ まで徐々に小さく
なるように形成することができる。

【００１４】次に、ピストンへの油圧供給経路について
説明する。図７に示すように、ピストン本体１は、コン
ロッド１１の小径端に形成された孔と、スカート部３の
ピストンピン孔４にピストンピン２２を挿通することに
よって、コンロッド１１の小径端に回転可能に支持され
る。また、コンロッドの大径端はクランクシャフト３３
のクランクピン３４にコンロッドベアリング３２を介し
て回転可能に支持される。クランクシャフト３３はオイ
ルギャラリー３５を備えたシリンダブロック３６に回転
自在に支持される。

【００１５】一般に、ピストンは、オイルギャラリー３
５からシリンダブロック３６及びクランクシャフト３３
を経由してクランクピン３４まで油路３７が形成されて
いる。この実施例では、更にクランクピン３４の油路３
７に連通する油路３８がコンロッド１１に形成され、油
路３８に連通する油溝８がピストンピン２２の中央部周
面に形成されている。ピストンピン２２の中央部周面に
形成された油溝８は油路３９としての中心孔２８に連通
し、油路３９は更にピストンピンの両端部周面に形成さ
れた油溝９に連通している。また、油溝９はピストン本
体１におけるピストンピン孔４からスカート部３へ向か
って延びる油路６に連通している。以上のように構成さ
れているから、オイルギャラリー３５から供給された圧
油は、これらの油路及び油溝を経由して、ピストン本体
１のスカート部３に形成された油溝５へと導かれ、外環
部材７とスカート部３との間の隙間１４に次々に供給さ
れることになる。勿論、この隙間１４は密閉空間ではな
いから、圧油は隙間１４から次々に漏出する。この状態
において、外環部材７はシリンダライナのスラスト側の
壁面に向けて所定の圧力で押し付けられ、外環部材７の
外周面がシリンダライナの壁面に密着した状態になる。
なお、所定の圧力とは、外環部材７をシリンダライナの
壁面に常に軽く密着させておく程度の小さな圧力をい
う。

【００１６】このピストンは、以上のような構成を備え
ており、以下のように作動する。ピストンをシリンダボ
ア内に組み込み、前記隙間に油圧を供給すると、外環部
材７はシリンダライナに向けて押し付けられて該シリン
ダライナの壁面に密着した状態になる。ピストンが往復
運動すると、外環部材７はピストン本体１と一体的に往
復運動する。また、ピストンの往復運動に従ってピスト
ン本体１はスラスト方向に移動し即ちピストンピン２２
の軸回りで揺動し、スラスト側においては、スカート部
３が外環部材７を介してシリンダライナの壁面に衝突し
ようとする。その時、外環部材７とスカート部３との間
の隙間１４に満たされている圧油はスカート部３の周辺
部３１の隙間Ｃ₂ から押し出される。ところが、その隙
間１４は外環部材７の中央部３０（隙間Ｃ₁ ）で大きく
且つ周辺部３１（隙間Ｃ₂ ）で小さく形成されている
（Ｃ₁ ＞Ｃ₂ ）ので、周辺部３１が絞りとしての機能を
発揮するようになり、ピストン本体１は急に油圧による
抵抗を受けて外環部材７の方へ接近し難くなる。このよ
うにピストン本体１がピストンピン２２の軸回りに揺動
した時に、ピストン本体１は油圧緩衝作用を受けるの
で、スラスト側におけるスラップ音の発生が防止され
る。

【００１７】また、本出願人は、国際出願（ＰＣＴ／Ｊ
Ｐ９６／０１２７８）にも低騒音化を図ったピストンを
開示している。このピストンは、ピストン本体のスカー
ト部と外環部材との間に形成された油膜のダンピング作
用によってシリンダライナに対するピストンの衝撃を抑
えてピストンのスラップ音を低減させるという基本的な
構成において、上記の公報に記載のものと同じである。
このピストンは、また、ピストンピンの外側に取り付け
られた支持部材で支持される二組の外環部材を有し、ス
ラスト側及び反スラスト側においてダンピング作用が得
られる両側オイルダンピング式ピストンである。

【００１８】更に、本出願人は、オイルダンピング機構
を片側だけに採用した構造を有する低騒音のエンジン用
ピストンを提案した（特願平８−２４９０８９号）。オ
イルダンピング機構を片側だけに採用したことによって
オイル使用量が低減される。また、オイルダンピング機
構を片側だけに限ったことによって増加する騒音には、
ピストンの重心位置を特定することによって対処したも
のである。即ち、ピストン本体の重心をピストン本体の
中心線に対してスラスト側にオフセットすることによ
り、上死点に向かって減速中のピストンにおいても、混
合気の圧縮圧力が作用し始める圧縮行程の終期において
も、ピストンに対して常に反スラスト側に押し付ける力
が作用し続け、ピストンが押し付けられる方向がスラス
ト側から反スラスト側に変わることがないので、スラッ
プ音が発生するのを抑制することができる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のエンジン用
ピストンは、いずれも、スラップ音を有効に低減させる
ことができるものであるが、以下に挙げるような、なお
改良すべき点が残されている。まず、外環部材がスカー
ト部の全高、即ち、ピストン軸線方向に沿ったスカート
部の幅全体を覆うような形状に形成されているため、外
環部材が大型化してピストン全体の重量増加を招いてい
る。また、外環部材は、図５に示すように、スカート部
３の形状に合わせた特有の形状を有している。即ち、外
環部材はピストンの軸線方向に平行な中心線に対しては
左右対称に形成されているが、上下方向には対称に形成
されていない。したがって、ピストン本体に外環部材を
組み付けるに際して、誤組付けを防止するために外環部
材の上下方向を確認しつつ組付け作業を行う必要があ
り、組付け作業の煩雑化を招いている。

【００２０】また、外環部材をピストンピンに対して回
動可能に取り付けつつその脱落を防止するために、ピス
トンピンに対して圧入されるサブピストンピンを用いて
おり、外環支持部材をサブピストンピンに対して回動自
在に支持し、このようにして回動自在に支持された外環
支持部材に対して外環部材を径方向に移動自在に支持さ
せて、外環部材のピストンピンからの脱落防止を図って
おり、一般的なピストンに比して部品点数が増加し、高
コストとなっている。

【００２１】更に、外環部材は外環支持部材の案内溝に
係合されているのみであるため、ピストン自体は外環部
材がピストン本体に組み付けられた状態を保つことがで
きず、ピストンを、外環部材とピストン本体とを予め組
み立てたアッセンブリ品として扱うことができない。し
たがって、ピストンをシリンダライナに挿入する際に
は、外環部材を手等で抑えてピストン本体から脱落しな
いように保持する必要があり、エンジンの組立作業の煩
雑化を招いている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
課題を解決することであり、上記各先願に開示されてい
るような少なくともスラスト側にオイルダンピング方式
を採用したピストンにおいて、ピストン全体の重量を軽
減し、部品点数を削減し且つピストンのエンジンへの組
付け作業を簡単化できるピストンを提供することであ
る。

【００２３】上記の目的を解決するため、以下のように
構成されている。即ち、この発明は、ピストンリング溝
を備えたクラウン部とピストンピンを挿通するピストン
ピン孔が形成されたボス部を備えたスカート部とから構
成したピストン本体、前記スカート部の少なくともスラ
スト側に配設され且つ前記スカート部との間に隙間を形
成している外環部材、及び前記外環部材を前記ピストン
ピンの軸回りに回動自在に且つ前記ピストン本体に対し
て径方向に相対移動自在に支持するため前記ピストンピ
ンの両端部に取り付けられた外環支持部材を具備し、前
記外環部材は前記ピストン本体のピストン軸方向及び周
方向に実質的に対称な形状に形成されていることから成
るピストンに関する。

【００２４】この発明によるピストンでは、前記外環部
材がスカート部の少なくともスラスト側に配設されてい
るので、外環部材をスラスト側と反スラスト側の両側に
装着する場合は勿論のこと、外環部材をスラスト側のみ
に装着する場合でも、スラップ音軽減作用が得られる。
また、前記外環部材が前記ピストン本体の軸方向及び周
方向に実質的に対称な形状に形成されているので、ピス
トンの組立に際して、ピストン本体に対して外環部材を
装着する方向や姿勢に注意を払わずとも装着できれば結
果的に正しい装着となっており、外環部材をピストン本
体に装着するに際して外環部材の方向や姿勢を確認する
必要がない。更に、外環部材を対称な形状に形成してい
るので、外環部材をスカート部全体を覆うような特有形
状とならず、外環部材は小型化され、ピストン全体の重
量が軽減される。

【００２５】また、上記の目的を解決するため、以下の
ように構成されている。即ち、この発明は、ピストンリ
ング溝を備えたクラウン部とピストンピンを挿通するピ
ストンピン孔が形成されたボス部を備えたスカート部と
から構成したピストン本体、前記スカート部の少なくと
もスラスト側に配設され且つ前記スカート部との間に隙
間を形成している外環部材、及び前記外環部材を前記ピ
ストンピンの軸回りに回動自在に且つ前記ピストン本体
に対して径方向に相対移動自在に支持するため前記ピス
トンピンの両端部に取り付けられた外環支持部材を具備
し、前記外環部材は弾性部材から成り、且つ前記外環部
材は、前記外環部材の周方向両端に形成された腕部が前
記外環支持部材に形成された係合部にばね力で係合する
ことにより前記外環支持部材に支持されていることから
成るピストンに関する。

【００２６】この発明によるピストンでは、外環部材の
周方向両端に形成された腕部は、弾性部材から成る外環
部材のばね力によって外環支持部材に形成された係合部
に係合するので、外環部材をピストン本体に装着した状
態では、外環支持部材は、外環部材のばね力によってピ
ストンピン孔に押し込まれる方向の力を受けてピストン
ピンから脱落し難くなっている。したがって、従来のピ
ストンのようにサブピストンピンを必要としているもの
ではなく、部品点数が減少する。また、外環部材は、前
記腕部が外環支持部材に形成された係合部に係合するこ
とによって外環支持部材に保持されるので、例えば、ピ
ストンのシリンダライナへの組立作業において、ピスト
ン本体に外環部材が保持された状態のピストンを一つの
アッセンブリとして取り扱うことが可能となる。

【００２７】また、このピストンでは、前記外環部材
は、前記ピストン本体のピストン軸方向及び周方向に実
質的に対称な形状に形成されると共に、弾性部材から形
成し、且つ前記外環部材の周方向両端に形成された腕部
が前記外環支持部材に形成された係合部にばね力で係合
することにより前記外環支持部材に支持されるものであ
る。このような外環部材を用いると、外環部材の小型化
と軽量化、ピストン本体への組付け作業性の向上が図ら
れると共に、外環支持部材のピストンピンからの脱落の
防止、即ち、外環支持部材がピストンピン孔からの抜出
しの防止と、外環部材のピストン本体への保持とが簡素
化される。

【００２８】更に、上記ピストンにおいて、前記外環部
材の周方向両端に形成された腕部が補強部材によって補
強されており、前記腕部と前記補強部材とが前記外環支
持部材に形成された係合部に係合している。外環部材の
ピストン本体に対するスラスト方向、即ち、ピストン本
体の径方向への摺動は、前記腕部が外環支持部材に形成
された係合部に摺動することにより行われるが、このピ
ストンにおいては、腕部と補強部材とが共に摺動するこ
とになる。したがって、外環部材は、摺動部の耐摩耗性
が向上し、スラップ音の抑制が長期にわたり且つ安定し
て図られる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、こ
の発明の実施例を説明する。図１はこの発明によるピス
トンの一実施例を示す分解斜視図、図２は図１のピスト
ンをピストンピンの軸線方向から見た正面図、図３は図
１のピストンの側面図、図４は、図２の線Ａ−Ａに示す
平面で切断（外環支持部材５２を除く）した断面図であ
る。

【００３０】図１〜図４に基づいて、この発明によるピ
ストンの一実施例を説明する。この発明によるピストン
は、外環部材４７によるオイルダンピング機構をピスト
ンのスラスト側、即ち、ピストンの昇降動作時に慣性力
や混合気の圧縮圧力に起因してピストンがシリンダライ
ナに対して特定の径方向に衝突させられることになる側
にのみ配置したものである。ピストンの基本的な構造、
作動等については、先に提案したピストンと同様であ
る。したがって、従来のピストンと同じ構成要素につい
て同じ符号が用いられている。

【００３１】ピストン本体１は、従来のピストンと同様
に、複数のピストンリング溝１２を備えたクラウン部２
と、ボス部１３にピストンピン４２が挿入されるピスト
ンピン孔４が形成されたスカート部３とを有している。
図４に示すように、ピストンピン孔４に挿入されたピス
トンピン４２は、ピストンピン孔４の両端近傍に形成さ
れたリング溝４５に嵌着されるスナップリング４４によ
りピストンピン孔４内から抜け出さないように保持され
る。

【００３２】外環部材４７はピストン本体１のスカート
部３の外周のスラスト側において配設されているが、外
環部材をピストンのスラスト側のみならず、反スラスト
側に設けてもよい。実施例に示すように、外環部材４７
をスラスト側に限って配設しても、外環部材をスラスト
側及び反スラスト側の両側に配設する場合と比較して、
スラップ音の軽減作用が大きく減少しないことが、実験
上確認されている。

【００３３】外環部材４７は、鋼板のような全体が弾性
を有する板状部材で形成されている。外環部材４７は、
ピストン本体１の外周面に沿って配置されてオイルダン
ピング機能を受け持つ半円弧状本体４８と、半円弧状本
体４８から両側に延びて後述する外環支持部材に係合さ
れる腕部４９とを有している。外環部材４７の弾性は、
半円弧状本体４８が円弧を縮径する方向にばね性を備え
ていることに基づいている。

【００３４】ピストン本体１のスカート部３と外環部材
４７との間に形成される隙間１４に導入されるオイルは
クランク室へ流れ出ていくものであるので、常にオイル
を補給する必要がある。スカート部３のスラスト側の側
面には、外環部材４７とスカート部３との間隙に油を供
給するための油溝４６が形成されている。油溝４６は、
ピストンリング溝１２の下方且つピストンピン４２の中
心の上方位置に形成されている。オイルの補給について
は、供給路による直接供給方式と、クラウン部２に形成
されたクーリングチャンネルからの給油方式とがある。
クーリングチャンネルによる給油方式は、構造が簡単と
なり好ましい。直接供給方式を採用する場合には、ダン
パー用オイルは、図７に示した経路、即ち、油圧源か
ら、クランクシャフト３３、コンロッド１１、及びピス
トンピン４２を通じて導入される。ピストンピン４２と
スカート部３における油路の構造は、図５及び７に示し
たピストンピン２２及びスカート部３の油路と同様の構
造とされる。

【００３５】ピストンピン４２の両端部には、外環支持
部材５２が配設されている。外環支持部材５２は、ピス
トンピン４２の中空孔４３内に嵌入される小径部５３
と、外環部材４７の腕部４９と係合する係合部５５を有
する大径部５４とを有している。外環支持部材５２の小
径部５３をピストンピン４２の中空孔４３内に嵌入し、
大径部５４の側面をピストンピン４２の端面に当接させ
た状態では、係合部５５はスカート部３のボス部１３か
ら外部に露出している。係合部５５は、一対の対向する
鍔部５６，５７によって形成される案内溝５８を有して
いる。したがって、外環部材４７は、腕部４９が係合部
５５の案内溝５８に滑り嵌入するように係合するので、
ピストン本体１の径方向に相対移動自在である。しか
も、外環支持部材５２の小径部５３がピストンピン４２
の中空孔４３内で回動することにより、外環部材４７は
外環支持部材５２と共にピストンピン４２の軸周りに回
動自在でもある。

【００３６】腕部４９の内側面には、補強部材５０が取
り付けられている。係合部５５に対しては、腕部４９と
補強部材５０とが摺動係合する。補強部材５０は、腕部
４９が係合部５５に接触する接触面積を増加させている
ので、外環支持部材５２に対する腕部４９の支持が安定
すると共に、外環部材４７が外環支持部材５２に対して
ピストン本体１の径方向に摺動するときの摺動部の耐摩
耗性が向上する。補強部材５０の腕部４９への取付け
は、プロジェクション溶接等により行われる。

【００３７】外環部材４７は、ピストン本体１のピスト
ン軸線方向（図２及び図３において上下の方向）及び周
方向について対称形に形成されている。即ち、外環部材
４７は、図２に示すように、ピストン本体のピストン軸
線に直交する平面Ａ−Ａ、及び図３に示すようにピスト
ン本体のピストン軸線を含む平面Ｂ−Ｂについて、対称
形に形成されている。したがって、外環部材４７をピス
トン本体に組み付ける時に、外環部材の上下及び左右方
向に注意を払うことなく組み付けることができる。外環
部材４７をピストン本体１に組み付けることができれば
結果的に正しく組付けられていることになり、外環部材
４７のピストン本体１への組付け作業が簡素化される。

【００３８】また、外環部材４７は、特にピストン本体
１のピストン軸線方向及び周方向に対称に形成してある
ので、図５に示したようなスカート部３の形状に合わせ
た特有の形状を有する従来の外環部材７と比較して、上
下幅が狭くスカート部３の肩部にのみ適用されるものと
なっている。このような形状を有する外環部材４７は、
形状が簡素化されて製作上有利であるばかりでなく、シ
リンダライナとの摩擦が軽減され、且つピストン全体の
軽量化に寄与している。上下幅が狭い外環部材４７であ
っても、従来の外環部材７と比較してオイルダンピング
効果に格別の差が生じないことが、実験上確認されてい
る。

【００３９】外環部材４７は、その半円弧状本体４８が
円弧を縮径する方向にばね性を有している。腕部４９
は、そのばね性に抗して腕部４９を拡開した状態で、外
環支持部材５２の係合部５５に係合する。外環部材４７
を外環支持部材５２に支持させた状態では、外環支持部
材５２は、外環部材４７の半円弧状本体４８が自身の円
弧を縮径させようとするばね性により、ピストンピン４
２の端部に当接するように付勢される。したがって、外
環支持部材５２は中空孔４３から抜け出るのが防止され
てピストンピン４２から脱落することがなく、且つ外環
部材４７は外環支持部材５２に保持される。外環部材と
外環支持部材とのピストン本体への組付けにはサブピス
トンピンを要しないので、部品点数が削減されて低コス
ト化が図られる。また、ピストン本体と外環部材とをア
ッセンブリ品として扱うことが可能となり、シリンダラ
イナへのピストンの挿入等の組立作業性が改善される。

【００４０】

【発明の効果】この発明によるピストンは上記のように
構成されているので、次のような効果を奏する。即ち、
この発明によるピストンは、外環部材をピストンピンの
両端部の外環支持部材に対してピストンピンの軸回りに
回動自在に且つピストン本体に対して径方向に相対移動
自在に支持しており、外環部材をピストン本体のピスト
ン軸方向及び周方向に実質的に対称な形状に形成したの
で、外環部材をスカート部の形状に合わせた特有の形状
とすることがなく、外環部材の小型化が図られ、ピスト
ン本体全体の重量が軽減される。また、組付け時に外環
部材の上下方向を確認する必要がなくなるので、外環部
材のピストン本体への組付け作業の簡素化が図られ、量
産性が向上する。

【００４１】また、この発明によるピストンは、外環部
材をピストンピンの両端部の外環支持部材に対してピス
トンピンの軸回りに回動自在に且つピストン本体に対し
て径方向に相対移動自在に支持しており、前記外環部材
を弾性部材から形成し、且つ前記外環部材の周方向両端
に形成された腕部が前記外環支持部材に形成された係合
部にばね力で係合することにより前記外環部材が前記外
環支持部材に支持されるものであるから、外環部材のば
ね力によりピストンピンからの外環支持部材の脱落防止
と外環部材の外環支持部材に対する保持とが同時に行わ
れる。この発明によるピストンでは、従来のピストンに
おいて外環支持部材を支持していたサブピストンピンが
不要となるので、部品点数が減少しコストダウンを図る
ことができる。また、ピストン本体に外環部材を組み付
けたものがアッセンブリ品として扱えることになるた
め、例えば、エンジンに組み付ける場合には、シリンダ
ライナへのピストン挿入作業が簡素化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるピストンの一実施例を示す分解
斜視図である。

【図２】図１に示したピストンの一実施例の正面図であ
る。

【図３】図１に示したピストンの一実施例の側面図であ
る。

【図４】図２における線Ａ−Ａで示す平面での断面図で
ある。

【図５】従来のピストンの一実施例を示す分解斜視図で
ある。

【図６】図５に示した従来のピストンのピストン本体と
外環部材との関係を示す断面図である。

【図７】従来のピストンの給油機構を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ピストン本体２クラウン部３スカート部４ピストンピン孔７外環部材１０外環支持部材１２ピストンリング溝１３ボス部１４隙間４２ピストンピン４７外環部材４９腕部５０補強部材５２外環支持部材５３小径部５４大径部５５係合部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピストンリング溝を備えたクラウン部と
ピストンピンを挿通するピストンピン孔が形成されたボ
ス部を備えたスカート部とから構成したピストン本体、
前記スカート部の少なくともスラスト側に配設され且つ
前記スカート部との間に隙間を形成している外環部材、
及び前記外環部材を前記ピストンピンの軸回りに回動自
在に且つ前記ピストン本体に対して径方向に相対移動自
在に支持するため前記ピストンピンの両端部に取り付け
られた外環支持部材を具備し、前記外環部材は前記ピス
トン本体のピストン軸方向及び周方向に実質的に対称な
形状に形成されていることから成るピストン。
【請求項２】ピストンリング溝を備えたクラウン部と
ピストンピンを挿通するピストンピン孔が形成されたボ
ス部を備えたスカート部とから構成したピストン本体、
前記スカート部の少なくともスラスト側に配設され且つ
前記スカート部との間に隙間を形成している外環部材、
及び前記外環部材を前記ピストンピンの軸回りに回動自
在に且つ前記ピストン本体に対して径方向に相対移動自
在に支持するため前記ピストンピンの両端部に取り付け
られた外環支持部材を具備し、前記外環部材は弾性部材
から成り、且つ前記外環部材は、前記外環部材の周方向
両端に形成された腕部が前記外環支持部材に形成された
係合部にばね力で係合することにより前記外環支持部材
に支持されていることから成るピストン。
【請求項３】前記外環部材は前記ピストン本体の軸方
向及び周方向に実質的に対称な形状に形成されている請
求項２に記載のピストン。
【請求項４】前記外環部材の周方向両端に形成された
腕部が補強部材によって補強されており、前記腕部と前
記補強部材とが前記外環支持部材に形成された係合部に
係合している請求項１〜３のいずれか１項に記載のピス
トン。