JPH11200947A - 内燃機関用ピストン - Google Patents
内燃機関用ピストンInfo
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- JPH11200947A JPH11200947A JP10005585A JP558598A JPH11200947A JP H11200947 A JPH11200947 A JP H11200947A JP 10005585 A JP10005585 A JP 10005585A JP 558598 A JP558598 A JP 558598A JP H11200947 A JPH11200947 A JP H11200947A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B23/104—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
-
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- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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- F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
- F05C2201/0448—Steel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ピストン打音の増大や、フリクションの増加を
好適に抑制することのできる内燃機関用ピストンを提供
する。 【解決手段】ピストン１１は、それぞれアルミニウム合
金からなるピストンヘッド部２１と、そのピストンヘッ
ド部２１の下部に延設されたピストンスカート部２２と
を備えている。ピストンヘッド部２１の頂面には深皿型
の凹部２４からなる燃焼室が設けられ、この凹部（燃焼
室）２４の底壁、すなわち該凹部２４とピストンスカー
ト部２２の内側空間との隔壁２５はアルミニウム合金よ
りも耐熱性の高い耐熱鋼によって形成されている。この
隔壁２５となる耐熱鋼は、ピストン１１内に鋳込まれた
状態でピストンヘッド部２１に接合されている。隔壁２
５は厚みｔ１にて形成され、全体がアルミニウム合金か
らなる従来のピストン５１の隔壁５８の厚みｔ２よりも
薄く設定されている。
好適に抑制することのできる内燃機関用ピストンを提供
する。 【解決手段】ピストン１１は、それぞれアルミニウム合
金からなるピストンヘッド部２１と、そのピストンヘッ
ド部２１の下部に延設されたピストンスカート部２２と
を備えている。ピストンヘッド部２１の頂面には深皿型
の凹部２４からなる燃焼室が設けられ、この凹部（燃焼
室）２４の底壁、すなわち該凹部２４とピストンスカー
ト部２２の内側空間との隔壁２５はアルミニウム合金よ
りも耐熱性の高い耐熱鋼によって形成されている。この
隔壁２５となる耐熱鋼は、ピストン１１内に鋳込まれた
状態でピストンヘッド部２１に接合されている。隔壁２
５は厚みｔ１にて形成され、全体がアルミニウム合金か
らなる従来のピストン５１の隔壁５８の厚みｔ２よりも
薄く設定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気筒内に燃料を直
接的に噴射しうる筒内噴射式の内燃機関に用いられて好
適な内燃機関用ピストンに関するものである。
接的に噴射しうる筒内噴射式の内燃機関に用いられて好
適な内燃機関用ピストンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、筒内噴射式の内燃機関に用いら
れるピストンにおいては、燃料噴射弁から噴射された燃
料を可燃混合気として点火プラグ近傍に集めて成層燃焼
を行うために、ピストン頂面に所定の凹形状を有する燃
焼室が設けられている（例えば特開平８−３５４２９号
公報参照）。図７にこうした筒内噴射式の内燃機関に用
いられている従来のピストンの断面構造を示す。
れるピストンにおいては、燃料噴射弁から噴射された燃
料を可燃混合気として点火プラグ近傍に集めて成層燃焼
を行うために、ピストン頂面に所定の凹形状を有する燃
焼室が設けられている（例えば特開平８−３５４２９号
公報参照）。図７にこうした筒内噴射式の内燃機関に用
いられている従来のピストンの断面構造を示す。
【０００３】同図７に示すように、アルミニウム合金か
らなるピストン５１は、頂面が断面略三角形状に形成さ
れるとともに深皿型の凹部５２が設けられた略円盤状の
ピストンヘッド部５３と、そのピストンヘッド部５３の
下部に延設された中空状のピストンスカート部５４とを
備えている。ピストンヘッド部５３及びピストンスカー
ト部５４の内壁面にはピンボス部５５が形成され、この
ピンボス部５５にはコネクティングロッド（コンロッ
ド）５６がピストンピン５７を介して回動可能に連結さ
れている。なお、コンロッド５６は、その外周縁が上記
凹部５２の底壁、すなわち該凹部５２とピストンスカー
ト部５４の内側空間との隔壁５８の下面との間に所定の
クリアランスＣ１を確保した状態でピンボス部５５に連
結されている。また、隔壁５８は、燃焼室内の圧力及び
温度に耐えうる最低限必要な厚みｔ２にて形成されてい
る。
らなるピストン５１は、頂面が断面略三角形状に形成さ
れるとともに深皿型の凹部５２が設けられた略円盤状の
ピストンヘッド部５３と、そのピストンヘッド部５３の
下部に延設された中空状のピストンスカート部５４とを
備えている。ピストンヘッド部５３及びピストンスカー
ト部５４の内壁面にはピンボス部５５が形成され、この
ピンボス部５５にはコネクティングロッド（コンロッ
ド）５６がピストンピン５７を介して回動可能に連結さ
れている。なお、コンロッド５６は、その外周縁が上記
凹部５２の底壁、すなわち該凹部５２とピストンスカー
ト部５４の内側空間との隔壁５８の下面との間に所定の
クリアランスＣ１を確保した状態でピンボス部５５に連
結されている。また、隔壁５８は、燃焼室内の圧力及び
温度に耐えうる最低限必要な厚みｔ２にて形成されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、頂面に凹部
５２からなる燃焼室を有する上記ピストン５１において
は、コンロッド５６との間のクリアランスＣ１の確保
や、上記隔壁５８を通じての耐圧性及び耐熱性の確保が
重要な課題となることから、ピストンピン５７の軸心か
らピストン５１の外周面上端までの高さ、すなわちコン
プレッションハイトｈ２も、同図７に示される態様で自
ずと大きくとらざるを得ない。このため、ピストン５１
としての重量が増加するとともに、その重心もピストン
ピン５７から遠ざかる方向に移動することになり、その
結果、ピストン打音が増大したり、フリクションが増加
するなどの不都合を招くこととなっている。
５２からなる燃焼室を有する上記ピストン５１において
は、コンロッド５６との間のクリアランスＣ１の確保
や、上記隔壁５８を通じての耐圧性及び耐熱性の確保が
重要な課題となることから、ピストンピン５７の軸心か
らピストン５１の外周面上端までの高さ、すなわちコン
プレッションハイトｈ２も、同図７に示される態様で自
ずと大きくとらざるを得ない。このため、ピストン５１
としての重量が増加するとともに、その重心もピストン
ピン５７から遠ざかる方向に移動することになり、その
結果、ピストン打音が増大したり、フリクションが増加
するなどの不都合を招くこととなっている。
【０００５】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、ピストン打音の増大や、フ
リクションの増加を好適に抑制することのできる内燃機
関用ピストンを提供することにある。
ものであって、その目的は、ピストン打音の増大や、フ
リクションの増加を好適に抑制することのできる内燃機
関用ピストンを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明では、頂面に凹部からなる所
定形状の燃焼室を有するアルミニウム合金製の内燃機関
用ピストンにおいて、前記燃焼室の底面とコネクティン
グロッドの隙間とを隔絶する隔壁を耐熱鋼にて形成した
ことをその要旨とする。
に、請求項１に記載の発明では、頂面に凹部からなる所
定形状の燃焼室を有するアルミニウム合金製の内燃機関
用ピストンにおいて、前記燃焼室の底面とコネクティン
グロッドの隙間とを隔絶する隔壁を耐熱鋼にて形成した
ことをその要旨とする。
【０００７】こうした構成によれば、隔壁を燃焼室内の
圧力及び温度に耐えうる最低限必要な厚みにて形成した
際に、アルミニウム合金で同隔壁を形成した場合よりも
薄く形成することが可能となる。したがって、ピストン
の重量増加を抑制することができるとともに、そのコン
プレッションハイトをも低くすることができ、ひいては
ピストンの重心をピストンピン側に近づけることができ
るようになる。
圧力及び温度に耐えうる最低限必要な厚みにて形成した
際に、アルミニウム合金で同隔壁を形成した場合よりも
薄く形成することが可能となる。したがって、ピストン
の重量増加を抑制することができるとともに、そのコン
プレッションハイトをも低くすることができ、ひいては
ピストンの重心をピストンピン側に近づけることができ
るようになる。
【０００８】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の内燃機関用ピストンにおいて、前記隔壁は、前記耐
熱鋼からなる板材がピストン内に鋳込まれた状態で形成
されてなることをその要旨とする。
載の内燃機関用ピストンにおいて、前記隔壁は、前記耐
熱鋼からなる板材がピストン内に鋳込まれた状態で形成
されてなることをその要旨とする。
【０００９】こうした構成によれば、耐熱鋼からなる隔
壁とアルミニウム合金からなるピストンとの接合性を好
適に高めることができるようになる。請求項３に記載の
発明では、頂面に凹部からなる所定形状の燃焼室を有す
るアルミニウム合金製の内燃機関用ピストンにおいて、
前記燃焼室の底面とコネクティングロッドの隙間とを隔
絶する隔壁及び前記燃焼室の内壁面を耐熱鋼にて形成し
たことをその要旨とする。
壁とアルミニウム合金からなるピストンとの接合性を好
適に高めることができるようになる。請求項３に記載の
発明では、頂面に凹部からなる所定形状の燃焼室を有す
るアルミニウム合金製の内燃機関用ピストンにおいて、
前記燃焼室の底面とコネクティングロッドの隙間とを隔
絶する隔壁及び前記燃焼室の内壁面を耐熱鋼にて形成し
たことをその要旨とする。
【００１０】こうした構成によれば、隔壁に加え、燃焼
室の内壁面の耐熱性も高く維持される。したがって、高
温に晒されることによって燃焼室の内壁面にクラックが
生じたり、溶融してしまうことも好適に抑制される。
室の内壁面の耐熱性も高く維持される。したがって、高
温に晒されることによって燃焼室の内壁面にクラックが
生じたり、溶融してしまうことも好適に抑制される。
【００１１】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載の内燃機関用ピストンにおいて、前記隔壁及び前記燃
焼室の内壁面は、前記耐熱鋼からなる材料が当該ピスト
ン内に鋳込まれた状態で形成されてなることをその要旨
とする。
載の内燃機関用ピストンにおいて、前記隔壁及び前記燃
焼室の内壁面は、前記耐熱鋼からなる材料が当該ピスト
ン内に鋳込まれた状態で形成されてなることをその要旨
とする。
【００１２】こうした構成によれば、耐熱鋼からなる隔
壁及び燃焼室の内壁面とアルミニウム合金からなるピス
トンとの接合性を好適に高めることができるようにな
る。
壁及び燃焼室の内壁面とアルミニウム合金からなるピス
トンとの接合性を好適に高めることができるようにな
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
具体化した第１実施形態を図１及び図２に従って説明す
る。
具体化した第１実施形態を図１及び図２に従って説明す
る。
【００１４】図１に示すように、内燃機関としてのエン
ジン１のシリンダブロック２内にはピストン１１が往復
移動可能に設けられ、ピストン１１はコネクティングロ
ッド（コンロッド）１２を介してエンジン１１の出力軸
であるクランクシャフト１３に連結されている。ピスト
ン１１の往復移動は、このコンロッド１２によりクラン
クシャフト１３の回転へと変換されるようになってい
る。クランクシャフト１３におけるコンロッド１２と対
向する側には、クランクシャフト１３の回転バランスを
とるためのバランスウエイト１３ａが設けられている。
ジン１のシリンダブロック２内にはピストン１１が往復
移動可能に設けられ、ピストン１１はコネクティングロ
ッド（コンロッド）１２を介してエンジン１１の出力軸
であるクランクシャフト１３に連結されている。ピスト
ン１１の往復移動は、このコンロッド１２によりクラン
クシャフト１３の回転へと変換されるようになってい
る。クランクシャフト１３におけるコンロッド１２と対
向する側には、クランクシャフト１３の回転バランスを
とるためのバランスウエイト１３ａが設けられている。
【００１５】また、上記シリンダブロック２の上端には
ガスケット３を介してシリンダヘッド４が設けられ、同
シリンダヘッド４と上記ピストン１１との間には燃焼室
１４が形成されている。このシリンダヘッド４には上記
燃焼室１４と連通する吸気ポート５及び排気ポート６が
設けられ、それら吸気ポート５及び排気ポート６には、
それぞれ吸気バルブ７及び排気バルブ８が設けられてい
る。これらの吸気バルブ７及び排気バルブ８は、図示し
ないカムによって開閉駆動されて、吸気ポート５と燃焼
室１４及び排気ポート６と燃焼室１４とをそれぞれ連通
・遮断する。また、シリンダヘッド４には、点火プラグ
９が上記燃焼室１４に露出するように配設され、吸気ポ
ート５の近傍には燃料噴射弁１０が燃焼室１４内に露出
配置されている。
ガスケット３を介してシリンダヘッド４が設けられ、同
シリンダヘッド４と上記ピストン１１との間には燃焼室
１４が形成されている。このシリンダヘッド４には上記
燃焼室１４と連通する吸気ポート５及び排気ポート６が
設けられ、それら吸気ポート５及び排気ポート６には、
それぞれ吸気バルブ７及び排気バルブ８が設けられてい
る。これらの吸気バルブ７及び排気バルブ８は、図示し
ないカムによって開閉駆動されて、吸気ポート５と燃焼
室１４及び排気ポート６と燃焼室１４とをそれぞれ連通
・遮断する。また、シリンダヘッド４には、点火プラグ
９が上記燃焼室１４に露出するように配設され、吸気ポ
ート５の近傍には燃料噴射弁１０が燃焼室１４内に露出
配置されている。
【００１６】一方、図２（ａ）に示すように、ピストン
１１は、頂面が断面三角形状をなす略円盤状のピストン
ヘッド部２１と、そのピストンヘッド部２１の下部に延
設された中空状をなすピストンスカート部２２とを備え
ている。これらピストンヘッド部２１及びピストンスカ
ート部２２は、軽量且つ熱伝導性に優れたアルミニウム
合金から形成され、所定の剛性を有している。
１１は、頂面が断面三角形状をなす略円盤状のピストン
ヘッド部２１と、そのピストンヘッド部２１の下部に延
設された中空状をなすピストンスカート部２２とを備え
ている。これらピストンヘッド部２１及びピストンスカ
ート部２２は、軽量且つ熱伝導性に優れたアルミニウム
合金から形成され、所定の剛性を有している。
【００１７】ピストンヘッド部２１の外周面には、３つ
のピストンリング２３が装着されている。また、ピスト
ンヘッド部２１の頂面には深皿型の凹部２４からなる燃
焼室が設けられている。この凹部（燃焼室）２４の底
壁、すなわち該凹部２４とピストンスカート部２２の内
側空間とを隔絶する隔壁２５は、アルミニウム合金より
も耐熱性の高い耐熱鋼、例えばチタン系耐熱合金によっ
て形成されている。この隔壁２５は、ピストン１１内に
鋳込まれた状態にあり、これによりピストンヘッド部２
１に接合されている。すなわちピストン１１は、隔壁２
５となる耐熱鋼からなる板材をピストン１１の型枠内に
位置決め固定し、その型枠内に溶融されたアルミニウム
合金を流し込み固化させることによって形成されてい
る。
のピストンリング２３が装着されている。また、ピスト
ンヘッド部２１の頂面には深皿型の凹部２４からなる燃
焼室が設けられている。この凹部（燃焼室）２４の底
壁、すなわち該凹部２４とピストンスカート部２２の内
側空間とを隔絶する隔壁２５は、アルミニウム合金より
も耐熱性の高い耐熱鋼、例えばチタン系耐熱合金によっ
て形成されている。この隔壁２５は、ピストン１１内に
鋳込まれた状態にあり、これによりピストンヘッド部２
１に接合されている。すなわちピストン１１は、隔壁２
５となる耐熱鋼からなる板材をピストン１１の型枠内に
位置決め固定し、その型枠内に溶融されたアルミニウム
合金を流し込み固化させることによって形成されてい
る。
【００１８】また、ピストンヘッド部２１において上記
隔壁２５の下方にはピンボス部２６が形成されており、
上記コンロッド１２は、ピストンピン２７を介してこの
ピンボス部２６に回動可能に連結されている。なお、コ
ンロッド１２は、その外周縁が上記隔壁２５の下面との
間に所定のクリアランスＣ１をあけた状態でピンボス部
２６に連結されている。
隔壁２５の下方にはピンボス部２６が形成されており、
上記コンロッド１２は、ピストンピン２７を介してこの
ピンボス部２６に回動可能に連結されている。なお、コ
ンロッド１２は、その外周縁が上記隔壁２５の下面との
間に所定のクリアランスＣ１をあけた状態でピンボス部
２６に連結されている。
【００１９】ところで、本実施形態にかかるピストンで
あって、上記耐熱鋼からなる隔壁２５は、図２（ａ）に
示すように、厚みｔ１にて形成されている。この隔壁２
５の厚みｔ１は、上記凹部２４を含む燃焼室１４内の圧
力及び温度に耐えうる厚みに設定されているが、同隔壁
２５はアルミニウム合金よりも耐熱性が高いため、図２
（ｂ）に対比して示す前記従来のピストン５１の隔壁５
８の厚みｔ２よりも薄く形成されている。したがって、
ピストンピン２７の軸心からピストン１１の外周面上端
までの高さ、すなわちコンプレッションハイトｈ１も、
従来のピストン５１のコンプレッションハイトｈ２より
それら厚みｔ１及びｔ２の差に相当する高さｈ３分だけ
低くなる。
あって、上記耐熱鋼からなる隔壁２５は、図２（ａ）に
示すように、厚みｔ１にて形成されている。この隔壁２
５の厚みｔ１は、上記凹部２４を含む燃焼室１４内の圧
力及び温度に耐えうる厚みに設定されているが、同隔壁
２５はアルミニウム合金よりも耐熱性が高いため、図２
（ｂ）に対比して示す前記従来のピストン５１の隔壁５
８の厚みｔ２よりも薄く形成されている。したがって、
ピストンピン２７の軸心からピストン１１の外周面上端
までの高さ、すなわちコンプレッションハイトｈ１も、
従来のピストン５１のコンプレッションハイトｈ２より
それら厚みｔ１及びｔ２の差に相当する高さｈ３分だけ
低くなる。
【００２０】このように、上記ピストン１１において
は、隔壁２５を薄くした分だけコンプレッションハイト
が低減され、ピストン１１の重心がピストンピン２７側
に近づくようになる。また、ピストン１１全体を耐熱鋼
で形成するとピストン１１の重量増加を招くが、隔壁２
５のみを耐熱鋼で形成しており、しかも隔壁２５を薄く
形成しているため、ピストン１１の重量増加も抑制され
るようになる。
は、隔壁２５を薄くした分だけコンプレッションハイト
が低減され、ピストン１１の重心がピストンピン２７側
に近づくようになる。また、ピストン１１全体を耐熱鋼
で形成するとピストン１１の重量増加を招くが、隔壁２
５のみを耐熱鋼で形成しており、しかも隔壁２５を薄く
形成しているため、ピストン１１の重量増加も抑制され
るようになる。
【００２１】また、隔壁２５となる耐熱鋼はアルミニウ
ム合金からなるピストン１１内に鋳込まれた状態で接合
されているため、それら材料の接合性を高く維持するこ
とができる。特に、上記耐熱鋼としてアルミニウム合金
と熱膨張率の近い材料を選ぶようにすれば、燃焼室１４
内の熱によって隔壁２５及びピストン１１に熱膨張が生
じても、それらの熱膨脹差によって同隔壁２５とピスト
ン１１との接合面が損傷するおそれも抑制されるように
なる。
ム合金からなるピストン１１内に鋳込まれた状態で接合
されているため、それら材料の接合性を高く維持するこ
とができる。特に、上記耐熱鋼としてアルミニウム合金
と熱膨張率の近い材料を選ぶようにすれば、燃焼室１４
内の熱によって隔壁２５及びピストン１１に熱膨張が生
じても、それらの熱膨脹差によって同隔壁２５とピスト
ン１１との接合面が損傷するおそれも抑制されるように
なる。
【００２２】以上詳述したように、第１実施形態にかか
るピストンによれば、以下の効果を得ることができる。 ・ピストン１１の重量増加や重心移動に起因するピスト
ン打音の増大や、フリクションの増加等を好適に抑制す
ることができる。
るピストンによれば、以下の効果を得ることができる。 ・ピストン１１の重量増加や重心移動に起因するピスト
ン打音の増大や、フリクションの増加等を好適に抑制す
ることができる。
【００２３】・耐熱鋼からなる隔壁２５とアルミニウム
合金からなるピストン１１との接合性を高く維持するこ
とができる。なお、図３に示すように、前記従来の内燃
機関用ピストン５１をエンジン６１に搭載するために
は、内燃機関を構成するシリンダブロック６２のデッキ
ハイトＤＨ２を、一般的な頂面扁平状のピストンを用い
たエンジンのシリンダブロックのデッキハイトよりも、
ピストン５１のコンプレッションハイトの増加分だけ高
く形成する必要がある。このため、前記ピストン５１を
用いる場合には、一般の頂面扁平状のピストンを用いた
エンジンのシリンダブロックを適用することができず、
大幅な設計変更を要する。したがって、エンジン６１全
体の生産性が悪化する。しかも、シリンダブロック６２
のデッキハイトＤＨ２を高くすると、エンジン６１全体
が大型化して、その搭載空間をも変更しなければならな
くなるおそれもある。
合金からなるピストン１１との接合性を高く維持するこ
とができる。なお、図３に示すように、前記従来の内燃
機関用ピストン５１をエンジン６１に搭載するために
は、内燃機関を構成するシリンダブロック６２のデッキ
ハイトＤＨ２を、一般的な頂面扁平状のピストンを用い
たエンジンのシリンダブロックのデッキハイトよりも、
ピストン５１のコンプレッションハイトの増加分だけ高
く形成する必要がある。このため、前記ピストン５１を
用いる場合には、一般の頂面扁平状のピストンを用いた
エンジンのシリンダブロックを適用することができず、
大幅な設計変更を要する。したがって、エンジン６１全
体の生産性が悪化する。しかも、シリンダブロック６２
のデッキハイトＤＨ２を高くすると、エンジン６１全体
が大型化して、その搭載空間をも変更しなければならな
くなるおそれもある。
【００２４】また、上記シリンダブロック６２のデッキ
ハイトＤＨ２を変更せず、コンロッド５６の長さを短縮
してピストン５１を上記エンジン６１に搭載する方法も
考えられる。しかしながら、ピストン５１が同図３に示
される態様で下死点位置にあるときには、同ピストン５
１がクランクシャフト６３に設けられたバランスウエイ
ト６３ａと干渉しないようにしなければならず、そのた
めにはピンボス部５５とバランスウエイト６３ａとの間
に所定のクリアランスＣ２を確保しなければならない。
したがって、コンロッド５６の長さを安易に短縮するこ
とはできない。
ハイトＤＨ２を変更せず、コンロッド５６の長さを短縮
してピストン５１を上記エンジン６１に搭載する方法も
考えられる。しかしながら、ピストン５１が同図３に示
される態様で下死点位置にあるときには、同ピストン５
１がクランクシャフト６３に設けられたバランスウエイ
ト６３ａと干渉しないようにしなければならず、そのた
めにはピンボス部５５とバランスウエイト６３ａとの間
に所定のクリアランスＣ２を確保しなければならない。
したがって、コンロッド５６の長さを安易に短縮するこ
とはできない。
【００２５】この点、上記実施形態にかかる内燃機関用
ピストンにおいては、ピストン１１のコンプレッション
ハイトを図４に示すように上記一般の頂面扁平状のピス
トン（図４（ｂ）参照）のコンプレッションハイトと同
等の高さに設定することができる。この場合、図１に示
すシリンダヘッド２のデッキハイトＤＨ１は一般の頂面
扁平状のピストンを用いたエンジンのシリンダブロック
のデッキハイトと同じ高さでよく、この頂面扁平状のピ
ストンを用いたエンジンのシリンダブロックをそのまま
適用することが可能となる。したがって、シリンダブロ
ック２の設計変更が不要となり、エンジン１全体の生産
性が向上するとともに、前記従来のピストン５１を用い
たエンジンに比べてエンジン全体をコンパクト化するこ
とができるようにもなる。
ピストンにおいては、ピストン１１のコンプレッション
ハイトを図４に示すように上記一般の頂面扁平状のピス
トン（図４（ｂ）参照）のコンプレッションハイトと同
等の高さに設定することができる。この場合、図１に示
すシリンダヘッド２のデッキハイトＤＨ１は一般の頂面
扁平状のピストンを用いたエンジンのシリンダブロック
のデッキハイトと同じ高さでよく、この頂面扁平状のピ
ストンを用いたエンジンのシリンダブロックをそのまま
適用することが可能となる。したがって、シリンダブロ
ック２の設計変更が不要となり、エンジン１全体の生産
性が向上するとともに、前記従来のピストン５１を用い
たエンジンに比べてエンジン全体をコンパクト化するこ
とができるようにもなる。
【００２６】（第２実施形態）以下、本発明を具体化し
た第２実施形態を図５に従って説明する。なお、本実施
形態において、前記第１実施形態と同一若しくは対応す
る要素については、図面に同一の符号をして示してお
り、それら要素についての詳細な説明は省略する。
た第２実施形態を図５に従って説明する。なお、本実施
形態において、前記第１実施形態と同一若しくは対応す
る要素については、図面に同一の符号をして示してお
り、それら要素についての詳細な説明は省略する。
【００２７】図５に示すように、ピストン１１の凹部
（燃焼室）２４の内壁面全体には、前記耐熱鋼からなる
隔壁２５から延設された壁部２５ａが接合されている。
なお、これら隔壁２５及び壁部２５ａを構成する耐熱鋼
材料も、第１実施形態と同様にピストン１１内に鋳込ま
れた状態にある。
（燃焼室）２４の内壁面全体には、前記耐熱鋼からなる
隔壁２５から延設された壁部２５ａが接合されている。
なお、これら隔壁２５及び壁部２５ａを構成する耐熱鋼
材料も、第１実施形態と同様にピストン１１内に鋳込ま
れた状態にある。
【００２８】こうしたピストン１１においては、凹部
（燃焼室）２４の内壁面全体に耐熱鋼からなる壁部２５
ａを接合したことにより、同凹部２４の内壁面全体の耐
熱性が高く維持されるようになる。したがって、高温に
晒されることによって上記凹部２４の内壁面にクラック
が発生したり、同内壁面が溶融してしまうことも好適に
抑制されるようになる。特に、凹部２４の開口端周縁に
おいては、熱が逃げにくく高温になる傾向にあるため、
こうした構造は有効であり、同凹部２４の開口端周縁部
分の形状に精密な設計が要求されないなど、ピストン１
１全体としてもその設計が容易になる。
（燃焼室）２４の内壁面全体に耐熱鋼からなる壁部２５
ａを接合したことにより、同凹部２４の内壁面全体の耐
熱性が高く維持されるようになる。したがって、高温に
晒されることによって上記凹部２４の内壁面にクラック
が発生したり、同内壁面が溶融してしまうことも好適に
抑制されるようになる。特に、凹部２４の開口端周縁に
おいては、熱が逃げにくく高温になる傾向にあるため、
こうした構造は有効であり、同凹部２４の開口端周縁部
分の形状に精密な設計が要求されないなど、ピストン１
１全体としてもその設計が容易になる。
【００２９】以上詳述したように、この第２実施形態に
よれば、前述した第１実施形態の効果に加え、次のよう
な効果を得ることができる。 ・凹部（燃焼室）２４の内壁面にクラックが発生した
り、同内壁面が溶融してしまうことを抑制することがで
きる。
よれば、前述した第１実施形態の効果に加え、次のよう
な効果を得ることができる。 ・凹部（燃焼室）２４の内壁面にクラックが発生した
り、同内壁面が溶融してしまうことを抑制することがで
きる。
【００３０】・凹部（燃焼室）２４の開口端周縁部分の
形状に精密な設計を要しないため、ピストン１１全体の
設計を容易なものとすることができる。なお、上記各実
施形態は以下のように変更して実施することもできる。
形状に精密な設計を要しないため、ピストン１１全体の
設計を容易なものとすることができる。なお、上記各実
施形態は以下のように変更して実施することもできる。
【００３１】・上記各実施形態では、隔壁２５あるいは
壁部２５ａとなる耐熱鋼がピストン１１内に鋳込まれた
状態でピストンヘッド部２１に接合されるとしたが、こ
れら耐熱鋼はピストンヘッド部２１に圧入するようにし
てもよい。
壁部２５ａとなる耐熱鋼がピストン１１内に鋳込まれた
状態でピストンヘッド部２１に接合されるとしたが、こ
れら耐熱鋼はピストンヘッド部２１に圧入するようにし
てもよい。
【００３２】・特に第２実施形態に関して、壁部２５ａ
を構成する耐熱鋼材料とピストンヘッド部２１との接合
面についてはこれを、例えば図６に示すようにノコギリ
刃状に形成するようにしてもよい。このようにすれば、
該接合面の接触面積が増してそれら材料間の熱伝導性及
び接合性を向上させることができるようになる。なお、
こうした接合面の形状は上記ノコギリ刃状に限らない。
要は、１乃至複数の係合凹凸面を有して、それら接合面
の接触面積が増す形状であればよい。
を構成する耐熱鋼材料とピストンヘッド部２１との接合
面についてはこれを、例えば図６に示すようにノコギリ
刃状に形成するようにしてもよい。このようにすれば、
該接合面の接触面積が増してそれら材料間の熱伝導性及
び接合性を向上させることができるようになる。なお、
こうした接合面の形状は上記ノコギリ刃状に限らない。
要は、１乃至複数の係合凹凸面を有して、それら接合面
の接触面積が増す形状であればよい。
【００３３】以上、各実施形態について説明したが、そ
れら各実施形態から把握できる請求項以外の技術的思想
について、以下にそれらの効果と共に記載する。 （１）請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関用
ピストンにおいて、前記隔壁は、当該ピストンのコンプ
レッションハイトが頂面扁平状のピストンのコンプレッ
ションハイトと同等となる壁厚にて形成されてなること
を特徴とする内燃機関用ピストン。
れら各実施形態から把握できる請求項以外の技術的思想
について、以下にそれらの効果と共に記載する。 （１）請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関用
ピストンにおいて、前記隔壁は、当該ピストンのコンプ
レッションハイトが頂面扁平状のピストンのコンプレッ
ションハイトと同等となる壁厚にて形成されてなること
を特徴とする内燃機関用ピストン。
【００３４】このようにすれば、当該ピストンが搭載さ
れる内燃機関のシリンダブロックとして、一般の頂面扁
平状のピストンが搭載される内燃機関のシリンダブロッ
クを適用することができるようになる。
れる内燃機関のシリンダブロックとして、一般の頂面扁
平状のピストンが搭載される内燃機関のシリンダブロッ
クを適用することができるようになる。
【００３５】（２）請求項３または請求項４または前記
（１）に記載の内燃機関用ピストンにおいて、前記燃焼
室の内壁面を構成する耐熱鋼材料と当該ピストンとの接
合面に１乃至複数の係合凹凸面をもたせたことを特徴と
する内燃機関用ピストン。
（１）に記載の内燃機関用ピストンにおいて、前記燃焼
室の内壁面を構成する耐熱鋼材料と当該ピストンとの接
合面に１乃至複数の係合凹凸面をもたせたことを特徴と
する内燃機関用ピストン。
【００３６】このようにすれば、上記耐熱鋼材料とアル
ミニウム合金からなるピストンとの接触面積が増し、そ
れらの熱伝導性及び接合性をさらに向上させることがで
きるようになる。
ミニウム合金からなるピストンとの接触面積が増し、そ
れらの熱伝導性及び接合性をさらに向上させることがで
きるようになる。
【００３７】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ピスト
ンのコンプレッションハイトを低くすることが可能とな
り、ピストンの重量増加を抑制することができるととも
に、その重心をピストンピン側に近づけることができ
る。したがって、ピストン打音の増大や、フリクション
の増加等を好適に抑制することができる。
ンのコンプレッションハイトを低くすることが可能とな
り、ピストンの重量増加を抑制することができるととも
に、その重心をピストンピン側に近づけることができ
る。したがって、ピストン打音の増大や、フリクション
の増加等を好適に抑制することができる。
【００３８】請求項２に記載の発明によれば、耐熱鋼か
らなる隔壁とアルミニウム合金からなるピストンとの接
合性を好適に高めることができる。請求項３に記載の発
明によれば、高温に晒されることによって凹部の内壁面
にクラックが生じたり、溶融してしまうことを抑制でき
る。
らなる隔壁とアルミニウム合金からなるピストンとの接
合性を好適に高めることができる。請求項３に記載の発
明によれば、高温に晒されることによって凹部の内壁面
にクラックが生じたり、溶融してしまうことを抑制でき
る。
【００３９】請求項４に記載の発明によれば、耐熱鋼か
らなる隔壁及び燃焼室の内壁面とアルミニウム合金から
なるピストンとの接合性を好適に高めることができる。
らなる隔壁及び燃焼室の内壁面とアルミニウム合金から
なるピストンとの接合性を好適に高めることができる。
【図１】第１実施形態のピストンが搭載された内燃機関
の概略断面図。
の概略断面図。
【図２】同実施形態のピストンと従来のピストンとを対
比して示す概略断面図。
比して示す概略断面図。
【図３】従来のピストンが搭載された内燃機関の概略断
面図。
面図。
【図４】第１実施形態のピストンと一般の頂面扁平状の
ピストンとを対比して示す概略断面図。
ピストンとを対比して示す概略断面図。
【図５】第２実施形態のピストンが搭載された内燃機関
の概略断面図。
の概略断面図。
【図６】さらに他の実施形態のピストンの構造を示す概
略断面図。
略断面図。
【図７】従来のピストンの構造を示す概略断面図。
１…エンジン（内燃機関）、２…シリンダヘッド、１１
…ピストン、１２…コネクティングロッド、１４…燃焼
室、２４…凹部（燃焼室）、２５…隔壁、２５ａ…壁
部。
…ピストン、１２…コネクティングロッド、１４…燃焼
室、２４…凹部（燃焼室）、２５…隔壁、２５ａ…壁
部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｆ 3/00 ３０２ Ｆ０２Ｆ 3/00 ３０２Ｚ Ｆ１６Ｊ 1/01 Ｆ１６Ｊ 1/01
Claims (4)
- 【請求項１】 頂面に凹部からなる所定形状の燃焼室を
有するアルミニウム合金製の内燃機関用ピストンにおい
て、 前記燃焼室の底面とコネクティングロッドの隙間とを隔
絶する隔壁を耐熱鋼にて形成したことを特徴とする内燃
機関用ピストン。 - 【請求項２】 請求項１に記載の内燃機関用ピストンに
おいて、 前記隔壁は、前記耐熱鋼からなる板材がピストン内に鋳
込まれた状態で形成されてなることを特徴とする内燃機
関用ピストン。 - 【請求項３】 頂面に凹部からなる所定形状の燃焼室を
有するアルミニウム合金製の内燃機関用ピストンにおい
て、 前記燃焼室の底面とコネクティングロッドの隙間とを隔
絶する隔壁及び前記燃焼室の内壁面を耐熱鋼にて形成し
たことを特徴とする内燃機関用ピストン。 - 【請求項４】 請求項３に記載の内燃機関用ピストンに
おいて、 前記隔壁及び前記燃焼室の内壁面は、前記耐熱鋼からな
る材料が当該ピストン内に鋳込まれた状態で形成されて
なることを特徴とする内燃機関用ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10005585A JPH11200947A (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 内燃機関用ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10005585A JPH11200947A (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 内燃機関用ピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11200947A true JPH11200947A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=11615328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10005585A Pending JPH11200947A (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 内燃機関用ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11200947A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USD726224S1 (en) | 2013-03-15 | 2015-04-07 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Plunger pump thru rod |
| USD791193S1 (en) | 2015-07-24 | 2017-07-04 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Power end frame segment |
| US9695812B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-07-04 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Reciprocating pump assembly |
| USD791192S1 (en) | 2014-07-25 | 2017-07-04 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Power end frame segment |
| US10316832B2 (en) | 2014-06-27 | 2019-06-11 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Pump drivetrain damper system and control systems and methods for same |
| US10352321B2 (en) | 2014-12-22 | 2019-07-16 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Reciprocating pump with dual circuit power end lubrication system |
| US10436766B1 (en) | 2015-10-12 | 2019-10-08 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Monitoring lubricant in hydraulic fracturing pump system |
-
1998
- 1998-01-14 JP JP10005585A patent/JPH11200947A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9695812B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-07-04 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Reciprocating pump assembly |
| USD726224S1 (en) | 2013-03-15 | 2015-04-07 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Plunger pump thru rod |
| US10316832B2 (en) | 2014-06-27 | 2019-06-11 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Pump drivetrain damper system and control systems and methods for same |
| US11181101B2 (en) | 2014-06-27 | 2021-11-23 | Spm Oil & Gas Inc. | Pump drivetrain damper system and control systems and methods for same |
| US10393182B2 (en) | 2014-07-25 | 2019-08-27 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Power end frame assembly for reciprocating pump |
| US11204030B2 (en) | 2014-07-25 | 2021-12-21 | Spm Oil & Gas Inc. | Support for reciprocating pump |
| US9879659B2 (en) | 2014-07-25 | 2018-01-30 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Support for reciprocating pump |
| USD791192S1 (en) | 2014-07-25 | 2017-07-04 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Power end frame segment |
| US11898553B2 (en) | 2014-07-25 | 2024-02-13 | Spm Oil & Gas Inc. | Power end frame assembly for reciprocating pump |
| US11746775B2 (en) | 2014-07-25 | 2023-09-05 | Spm Oil & Gas Inc. | Bearing system for reciprocating pump and method of assembly |
| US10087992B2 (en) | 2014-07-25 | 2018-10-02 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Bearing system for reciprocating pump and method of assembly |
| US10520037B2 (en) | 2014-07-25 | 2019-12-31 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Support for reciprocating pump |
| US10677244B2 (en) | 2014-07-25 | 2020-06-09 | S.P.M. Flow Control, Inc. | System and method for reinforcing reciprocating pump |
| US10352321B2 (en) | 2014-12-22 | 2019-07-16 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Reciprocating pump with dual circuit power end lubrication system |
| US11421682B2 (en) | 2014-12-22 | 2022-08-23 | Spm Oil & Gas Inc. | Reciprocating pump with dual circuit power end lubrication system |
| USD870156S1 (en) | 2015-07-24 | 2019-12-17 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Power end frame segment |
| USD791193S1 (en) | 2015-07-24 | 2017-07-04 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Power end frame segment |
| USD870157S1 (en) | 2015-07-24 | 2019-12-17 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Power end frame segment |
| US10436766B1 (en) | 2015-10-12 | 2019-10-08 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Monitoring lubricant in hydraulic fracturing pump system |
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