JP2001182612A - 内燃機関用ピストン - Google Patents

内燃機関用ピストン

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JP2001182612A
JP2001182612A JP36504199A JP36504199A JP2001182612A JP 2001182612 A JP2001182612 A JP 2001182612A JP 36504199 A JP36504199 A JP 36504199A JP 36504199 A JP36504199 A JP 36504199A JP 2001182612 A JP2001182612 A JP 2001182612A
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JP
Japan
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piston
internal combustion
combustion engine
groove
skirt
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JP36504199A
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English (en)
Inventor
Norikazu Kodama
憲和 児玉
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 衝撃音が低減させられる内燃機関用ピストン
を提供する。 【解決手段】 内燃機関用ピストン1のスラスト、反ス
ラスト方向に位置するスカート部2の外周面に樹脂コー
ト3を被覆するとともにスカート部下端2aに溝部4を
備えた内燃機関用ピストン1である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用ピスト
ンの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関用ピストンに関する従来技術と
して、発明協会公開技報 公技番号89―20142発
行日1989.12.20「エンジンのピストン」があ
る。図5により、この従来技術を説明する。図5は従来
技術にかかる内燃機関用ピストンの正面図である。
【0003】図5に示すように、内燃機関用ピストン1
1のスカート部12には、フッ素樹脂などの潤滑用被膜
13が形成されている。スカート部12の外表面には、
上下方向に潤滑用被膜13が形成されていない切れ目部
(浅い溝部)10が数箇所形成されている。この切れ目
部10は図示のように波形状に形成されている。
【0004】このように切れ目部10を波形状に形成す
ることにより、切れ目部10に流入したオイルは、内燃
機関用ピストン11の上下動に対し、切れ目部10の上
下端から流出しにくくなり、オイルの保持性が高められ
る。これによりスカート部12の摺動面へのオイル供給
が確実なものとなり、潤滑用被膜13の作用とあいまっ
て内燃機関用ピストン11の摺動抵抗を低減することが
できる。さらに、切れ目部10が波形状であるため、内
燃機関用ピストン11の上下動に対し、切れ目部10の
上端からオイルが流出しにくくなり、燃焼室内へのオイ
ル上がりが低減され、オイル消費が悪化するのを防止す
ることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の内燃機関用
ピストン11のスカート部12において、スカート部1
2の外表面の上下方向の全長に渡って、潤滑用被膜13
が形成されていない切れ目部(浅い溝部)10が数箇所
形成されている。潤滑用被膜13が形成されていない切
れ目部(浅い溝部)10がスカート部12の外表面の上
下方向の全長に渡って形成されているので、内燃機関用
ピストン11が下降動作をし、スカート部12が図示の
ないシリンダボアに当たったとき、スカート部12とシ
リンダボアとの面圧の高い部分(図示スカート部上端1
2b)が切れ目部10と重なることがあり、この部分で
油膜圧力が下がることがある。油膜圧力が下がると、油
膜による衝撃緩和力が減少し、スカート部12とシリン
ダボアが当たったときの衝撃音が大きくなるという問題
が発生する。
【0006】本発明は、上記の問題を解決するために、
スカート部とシリンダボアとの面圧が低いスカート部下
端に、オイルが流入する溝部を形成した内燃機関用ピス
トンを提供することを目的にしたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、請求項1の発明は、内燃機関用ピストンのスラス
ト、反スラスト方向に位置するスカート部の外周面に樹
脂コートを被覆された内燃機関用ピストンにおいて、前
記スカート部下端であってピストンピンの軸方向に対し
略直角の方向の領域に前記樹脂コートの外周面よりピス
トン径方向内方に縮径させられるとともに内燃機関用ピ
ストンの上下動の方向に形成させられた溝部を備えたこ
とを特徴とする内燃機関用ピストンである。
【0008】前述の目的を達成するために、請求項2の
発明は、前記溝部が矩形であることを特徴とする請求項
1記載の内燃機関用ピストンである。
【0009】前述の目的を達成するために、請求項3の
発明は、前記溝部が三角形であることを特徴とする請求
項1記載の内燃機関用ピストンである。
【0010】前述の目的を達成するために、請求項4の
発明は、前記溝部が複数個であることを特徴とする請求
項1記載の内燃機関用ピストンである。
【0011】
【発明の実施形態】本発明の実施形態を図に基づき説明
する。図1は、本発明の第1実施形態にかかる内燃機関
用ピストンの正面図であり、図2は、本発明の第2実施
形態にかかる内燃機関用ピストンの正面図であり、図3
は、本発明の第3実施形態にかかる内燃機関用ピストン
の正面図である。
【0012】図1に示すように、本発明の第1実施形態
にかかる内燃機関用ピストン1において、スカート部2
の図面垂直方向からみた断面形状は、図面垂直方向を長
円とする楕円形である。内燃機関用ピストン1が図示の
ないシリンダボア内を上下動して、スカート部2がシリ
ンダボアに当たる方向であるスラスト、反スラスト方向
(図示のピストンピンの軸方向に対して直角の方向)に
位置するスカート部2の外周面に樹脂コート3が被覆さ
れている。スカート部下端2aであって、図示のピスト
ンピンの軸方向に対し略直角の方向の領域に、樹脂コー
ト3の外周面よりピストン径方向内方に縮径させられた
溝部4が設けられている。溝部4は内燃機関用ピストン
1の上下動の方向に形成させられてオイルが流入させら
れやすくなっている。
【0013】溝部4は樹脂コート3の外周面よりピスト
ン径方向内方に縮径させられた樹脂層、すなわち樹脂コ
ート3より薄い樹脂層として構成されてもよいし、樹脂
コート3が形成されていない樹脂欠落部の構成としても
よい。
【0014】図4により、本発明の第1実施形態にかか
る内燃機関用ピストンのスカート部の外形プロフィール
を説明する。図4は本発明の第1乃至第3実施形態にか
かる内燃機関用ピストンのスカート部の外形プロフィー
ルを縦軸にピストン高さ、横軸にピストン直径で示した
図である。
【0015】第1実施形態にかかる内燃機関用ピストン
1のように、溝部4がある場合、点線で示すようにスカ
ート部下端2aでピストン直径が小さくなり、溝部がな
い場合、実線で示すようにスカート部下端2aでピスト
ン直径が変化しない形状となっている。スカート部上端
2bでは、溝部4がある場合も溝部がない場合もピスト
ン直径が同じであり、かつ変化しない様子を示す。
【0016】次に、第1実施形態にかかる内燃機関用ピ
ストン1の作用を説明する。溝部4は、スカート部2と
シリンダボアとの面圧の高い部分(図示スカート部上端
2b)に形成されていなく、面圧の低いスカート部下端
2aに形成されているので、内燃機関用ピストン1が下
降動作をし、スカート部2と図示のないシリンダボアが
当たっても、スカート部上端2bの油膜圧力が下がるこ
とはなく、油膜による衝撃緩和力が作用し、スカート部
2とシリンダボアが当たったときの衝撃音が低減させら
れる。
【0017】スカート部2の図面垂直方向からみた断面
形状が楕円形であり、シリンダボアの内形が円形である
ので、スカート部2がシリンダボアに当たると、その当
たる方向であるスラスト、反スラスト方向(図示のピス
トンピンの軸方向に対し直角の方向)の領域が摺動音の
大きさが最も大きい個所となるが、その領域に溝部4が
設けられているので、溝部4にオイルが流入させられや
すくなっており、摺動音の発生が抑えられる。
【0018】スカート部下端2aに溝部4が設けられて
いるので、スカート下端部2aのシリンダボアとの摺動
面積が低下するとともに樹脂コート3へのオイル供給量
の増大によるフリクションの低下により、燃費が向上す
る。
【0019】溝部4は樹脂コート3の外周面よりピスト
ン径方向内方に縮径させられた薄い樹脂層として構成さ
れたり、樹脂コート3が形成されていない樹脂欠落部と
して構成することにより、溝部4のピストン径方向内方
への深さを調整することができるので、オイルの流入量
を調整することができ、摺動音を効果的に減少させるこ
とができる。
【0020】溝部4はスカート部下端2bに限定されて
形成されているので、内燃機関用ピストン1の上下動に
対し、オイルが溝部4から燃焼室に流出しにくく、オイ
ル消費が悪化するのを防止することができる。
【0021】本発明の第1実施形態にかかる内燃機関用
ピストン1は、溝部5としてピストンの上下動の方向に
向かって矩形に形成されている。溝部5がピストンの上
下動の方向に向かって矩形に形成されているので、スカ
ート部2へのオイル供給を均一にすることができ、摺動
音を効果的に減少させることができる。
【0022】図2により本発明の第2実施形態にかかる
内燃機関用ピストン1を説明するが、図1の第1実施形
態にかかる内燃機関用ピストン1と相違する構成と作用
を説明し、同一の構成と作用は説明を省略する。
【0023】図2に示すように、本発明の第2実施形態
にかかる内燃機関用ピストン1は、溝部5としてピスト
ンの上下動の方向に沿って上方に向かって断面積が小さ
くなる三角形状に形成されている。溝部5がピストンの
上下動の方向に沿って上方に向かって断面積が小さくな
る三角形状に形成されているので、オイルが上方へ流入
するときの流速が大きくなり、スカート部2へのオイル
供給を迅速化することができ、摺動音を効果的に減少さ
せることができる。
【0024】図3により本発明の第3実施形態にかかる
内燃機関用ピストン1を説明するが、図1の第1実施形
態にかかる内燃機関用ピストン1と相違する構成と作用
を説明し、同一の構成と作用は説明を省略する。
【0025】図3に示すように、本発明の第3実施形態
にかかる内燃機関用ピストン1の場合は、スラスト、反
スラスト方向(図示のピストンピンの軸方向に対し直角
の方向)の領域に複数個(図3では3個)の溝部6が形
成されている。溝部6が複数個形成されているので、ス
カート部2へのオイル供給量を増加することができ、摺
動音を効果的に減少させることができる。ピストン姿勢
はスカート部2により安定させることができる。
【0026】以上各実施形態を説明したが、溝部の形状
や個数は内燃機関のチューニングを適切に実施できるよ
う種々考案され得るものであり、上記の実施形態に限定
されるものではない。
【0027】
【発明の効果】請求項1の発明は、内燃機関用ピストン
のスラスト、反スラスト方向に位置するスカート部の外
周面に樹脂コートを被覆された内燃機関用ピストンにお
いて、前記スカート部下端であってピストンピンの軸方
向に対し略直角の方向の領域に前記樹脂コートの外周面
よりピストン径方向内方に縮径させられるとともに内燃
機関用ピストンの上下動の方向に形成させられた溝部を
備えたことを特徴とする内燃機関用ピストンであるの
で、スカート部とシリンダボアが当たったときの衝撃音
が低減させられるという優れた効果を奏する。
【0028】請求項2の発明は、前記溝部が矩形である
ことを特徴とする請求項1記載の内燃機関用ピストンで
あるので、スカート部へのオイル供給を均一にすること
ができ、摺動音を効果的に減少させることができるとい
う優れた効果を奏する。
【0029】請求項3の発明は、前記溝部が三角形であ
ることを特徴とする請求項1記載の内燃機関用ピストン
であるので、オイルが流入するときの流速が大きくな
り、スカート部へのオイル供給を迅速化することがで
き、摺動音を効果的に減少させることができるという優
れた効果を奏する。
【0030】請求項4の発明は、前記溝部が複数個であ
ることを特徴とする請求項1記載の内燃機関用ピストン
であるので、スカート部へのオイル供給量を増加するこ
とができ、摺動音を効果的に減少させることができると
いう優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態にかかる内燃機関用ピス
トンの正面図である。
【図2】本発明の第2実施形態にかかる内燃機関用ピス
トンの正面図である。
【図3】本発明の第3実施形態にかかる内燃機関用ピス
トンの正面図である。
【図4】本発明の第1乃至第3実施形態にかかる内燃機
関用ピストンのスカート部の外形プロフィールを示した
図である。
【図5】従来技術にかかる内燃機関用ピストンの正面図
である。
【符号の説明】
1……内燃機関用ピストン 2……スカート部 2a……スカート部下端 2b……スカート部上端 3……樹脂コート 4……溝部 5……溝部 6……溝部 10……切れ目部 11……内燃機関用ピストン 12……スカート部 12a……スカート部下端 12b……スカート部上端 13……潤滑用被膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関用ピストンのスラスト、反スラ
    スト方向に位置するスカート部の外周面に樹脂コートを
    被覆された内燃機関用ピストンにおいて、前記スカート
    部下端であってピストンピンの軸方向に対し略直角の方
    向の領域に前記樹脂コートの外周面よりピストン径方向
    内方に縮径させられるとともに内燃機関用ピストンの上
    下動の方向に形成させられた溝部を備えたことを特徴と
    する内燃機関用ピストン。
  2. 【請求項2】 前記溝部が矩形であることを特徴とする
    請求項1記載の内燃機関用ピストン。
  3. 【請求項3】 前記溝部が三角形であることを特徴とす
    る請求項1記載の内燃機関用ピストン。
  4. 【請求項4】 前記溝部が複数個であることを特徴とす
    る請求項1記載の内燃機関用ピストン。
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