JP2001289117A - 内燃機関用ピストン - Google Patents

内燃機関用ピストン

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JP2001289117A
JP2001289117A JP2000106149A JP2000106149A JP2001289117A JP 2001289117 A JP2001289117 A JP 2001289117A JP 2000106149 A JP2000106149 A JP 2000106149A JP 2000106149 A JP2000106149 A JP 2000106149A JP 2001289117 A JP2001289117 A JP 2001289117A
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piston
internal combustion
combustion engine
crown
skirt portion
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Application number
JP2000106149A
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English (en)
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Keitaro Shishido
圭太郎 宍戸
Yasuo Takashima
安雄 高島
Katsuji Akiyama
勝司 秋山
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量増加を可及的に抑制して、剛性を高める
と共に冷却性能を向上させることが可能な内燃機関用ピ
ストンを提供する。 【解決手段】 冠面部2に続くリングランド部3を介し
てスカート部4を設ける。前記スカート部4とピストン
ピン孔12が形成されたピンボス部11とを繋ぐエプロ
ン部15を設ける。前記スカート部4の内周側に、ピス
トンピン孔12の半径方向両側に対峙して、両端がピン
ボス部11及び/またはエプロン部15に接続してピス
トンピン孔12の軸方向に略平行な一対の補強リブ18
を設けた。

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
ンに関する。
【0002】
【従来の技術】この種の内燃機関用ピストンは、よく知
られているように、冠面部と、この冠面部に続くリング
ランド部と、このリングランド部に続くスカート部と、
このスカート部とピストンピン孔が形成されたピンボス
部とを繋ぐエプロン部とを備えている。
【0003】また、従来の内燃機関用ピストンとして、
実開昭61−103556号公報には、剛性を高めると
共に冷却性能の向上を図ったピストンが提案されてお
り、このピストンは、ピストンの裏面側に、冠面の裏面
から下方に向かって延び、横断面が円形状に形成された
冷却円筒を備えている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記従来例にあって
は、横断面が円形状に形成された冷却円筒を備えている
から、冷却円筒の表面積を大きく確保してピストンの冷
却性能は向上できるけれども、その分、冷却円筒の重
量、即ちピストンの重量が増加することになる。また、
前記冷却円筒はピストンの剛性を高めることに対しては
十分な効果が発揮できない虞がある。尚、前記ピストン
の重量増加は、内燃機関の高速運転性能を向上させるこ
との妨げとなる。
【0005】本発明は前記従来の実情に鑑みて案出され
たもので、重量増加を可及的に抑制して、剛性を高める
と共に冷却性能を向上させることが可能な内燃機関用ピ
ストンを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、請求項1記載の
発明は、冠面部に続くリングランド部を介して形成され
たスカート部を備えると共に、このスカート部とピスト
ンピン孔が形成されたピンボス部とを繋ぐエプロン部を
備えた内燃機関用ピストンであって、前記スカート部の
内周側に、ピストンピン孔の半径方向両側に対峙して、
両端がピンボス部及び/またはエプロン部に接続してピ
ストンピン孔の軸方向に略平行な一対の補強リブを設け
た構成にしてある。
【0007】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の発明の構成において、前記補強リブは、その一部ま
たは全部が冠面部の裏面に接続してなる構成にしてあ
る。
【0008】また、請求項3記載の発明は、請求項1記
載の発明の構成において、前記スカート部に、ピストン
の裏面側に貫通するスリットが形成されてなる構成にし
てある。
【0009】また、請求項4記載の発明は、請求項1記
載の発明の構成において、前記リングランド部にピスト
ンリング溝が形成されてなり、このピストンリング溝の
底部に、ピストンの裏面側に貫通するスリットが形成さ
れてなる構成にしてある。
【0010】ここで、前記補強リブは、1本の補強リブ
を直線状に形成することを可とするが、複数本の補強リ
ブを並列に配置して構成することも可能である。
【0011】また、前記補強リブは、1本の直線から形
成することを可とするが、複数本の直線、好ましくは2
乃至3本の直線を直列に接続して全体として直線状に形
成することも可能である。
【0012】また、前記補強リブの幅及び厚さは、任意
に選択可能であると共に、この補強リブの幅および厚さ
を部分的に変更することも可能である。
【0013】斯かる構成においては、前記ピストンの冠
面部に作用する燃焼圧力に対して、補強リブがピストン
の剛性を高め、冠面部及びピストン全体の変形を抑制す
る。これによって、前記ピストン各部の機械的応力が低
減されることになる。
【0014】また、前記補強リブがコネクティングロッ
ド等からの潤滑油によって冷却される。これによって、
前記ピストンが冷却され、ピストンの熱膨張及び熱変形
が抑制される。
【0015】この場合に、前記補強リブはピストンピン
孔の軸方向に略平行に設けられているから、この補強リ
ブの重量増加、即ち補強リブによるピストンの重量増加
が可及的に抑制される。
【0016】したがって、重量増加を可及的に抑制し
て、剛性を高めると共に冷却性能を向上させることが可
能な内燃機関用ピストンが得られる。
【0017】また、請求項2記載の発明にあっては、前
記補強リブは、その一部または全部が冠面部の裏面に接
続しているから、冠面部の剛性を高めることができると
共に、冠面部を効果的に冷却することができる。
【0018】また、請求項3記載の発明にあっては、前
記スカート部に、ピストンの裏面側に貫通するスリット
が形成してあるから、スカート部の剛性を変化させてス
カート部の弾性機能を高め、スラップ音等の発生を有利
に抑制することができる。
【0019】また、請求項4記載の発明にあっては、前
記リングランド部にピストンリング溝が形成されてな
り、このピストンリング溝の底部に、ピストンの裏面側
に貫通するスリットが形成してあるから、スカート部の
剛性を変化させてスカート部の弾性機能を高め、スラッ
プ音等の発生を有利に抑制することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて詳述する。
【0021】図1は本発明の実施の形態を示す内燃機関
用ピストンの断面図、図2は図1の矢印A方向から見た
矢視図の一部を示す図面である。
【0022】図において、付番1で示されるピストン
は、アルミニウム合金材料、例えばJIS AC8A材
から形成される。前記ピストン1は図1において最上端
の冠面部2と、この冠面部2に続くリングランド部3
と、このリングランド部3に続くスカート部4とを備え
ている。
【0023】前記ピストン1の冠面部2には窪み状の燃
焼室6が形成してある。また、前記燃焼室6の開口縁は
環状に形成してある。
【0024】前記リングランド部3には、この実施の形
態において3本のピストンリング溝7,8,9が形成し
てあり、これらピストンリング溝7,8,9のうち、冠
面部2側近くに位置する2本のピストンリング溝7,8
がコンプレッションリング溝で、スカート部4側近くに
位置するピストンリング溝9がオイルリング溝となって
いる。
【0025】また、前記リングランド部3には、その厚
肉部分に冷却用空洞10が環状に形成してあり、この冷
却用空洞10には冷却用の潤滑油が導かれるようになっ
ている。
【0026】前記スカート部4の内周側にはピンボス部
11が形成され、このピンボス部11には、ピストン1
の内外周側に開口するピストンピン孔12が貫通して形
成してある。前記ピストンピン孔12内には中空状のピ
ストンピン13が挿入され、このピストンピン13にコ
ネクティングロッド14が連結される。
【0027】また、前記ピストンピン孔12が形成され
たピンボス部11は、エプロン部15を介してスカート
部4と繋がっている(図2参照)。
【0028】また、前記スカート部4の内周側に、ピス
トンピン孔12の半径方向両側に対峙して、ピストンピ
ン孔12の軸方向に略平行な一対の補強リブ18が形成
してある。前記補強リブ18は、この実施の形態におい
て、1本の直線状に形成してあり、両端がエプロン部1
5に接続していると共に、その中間部分(両端の間)は
全体が冠面部2の裏面に接続している。
【0029】前記補強リブ18は、その先端がピストン
ピン孔12の中心を通るピストン1の軸線に直角な線分
を横切る位置まで、図1において下方向に延びている。
【0030】斯かる構成においては、前記ピストン1の
冠面部2に作用する燃焼圧力に対して、補強リブ18が
ピストン1の剛性を高め、冠面部2及びピストン1全体
の変形を抑制する。これによって、前記ピストン1各部
の機械的応力が低減されることになる。
【0031】また、前記補強リブ18がコネクティング
ロッド14等からの潤滑油によって冷却される。これに
よって、前記ピストン1が冷却され、ピストン1の熱膨
張及び熱変形が抑制される。
【0032】この場合に、前記補強リブ18はピストン
ピン孔12の軸方向に略平行に設けられているから、こ
の補強リブ18の重量増加、即ち補強リブ18によるピ
ストン1の重量増加が可及的に抑制される。
【0033】したがって、重量増加を可及的に抑制し
て、剛性を高めると共に冷却性能を向上させることが可
能な内燃機関用ピストンが得られる。
【0034】また、前記補強リブ18は、両端の間の全
部が冠面部2の裏面に接続しているから、冠面部2の剛
性を高めることができると共に、冠面部2を効果的に冷
却することができる。
【0035】図3乃至図10は本発明の別の実施の形態
を示す図面である。以下、これらの実施の形態について
順次説明する。尚、説明に際して、前記実施の形態と同
一構成部分には同一符号を付し、その重複する説明を省
略する。
【0036】先ず、図3乃至図8に示す実施の形態が前
記実施の形態と変わるところは、補強リブ18の形状で
ある。
【0037】即ち、図3及び図4に示す実施の形態は、
前記補強リブ18の両端がピンボス部11及びエプロン
部15に接続した構成にしてある。
【0038】図5に示す実施の形態は、前記補強リブ1
8の両端がエプロン部15に接続してある点は図1及び
図2に示す実施の形態と同様であるが、この補強リブ1
8は両端の間の中間部分が冠面部2の裏側に接続しない
構成にしてある。
【0039】図6に示す実施の形態は、前記補強リブ1
8の両端がピンボス部11及びエプロン部15に接続し
てある点は図3及び図4に示す実施の形態と同様である
が、この補強リブ18は、両端の中間部分が冠面部2の
裏側に接続しない構成にしてある。
【0040】図7に示す実施の形態は、前記補強リブ1
8の両端がエプロン部15に接続してある点は図1及び
図2に示す実施の形態と同様であるが、この補強リブ1
8をピストン1の軸方向に2分割した構成としてある。
【0041】図8に示す実施の形態は、前記補強リブ1
8の両端がピンボス部11及びエプロン部15に接続し
てある点は図3及び図4に示す実施の形態と同様である
が、この補強リブ18をピストン1の軸方向に2分割し
た構成としてある。
【0042】斯かる構成においても、前記実施の形態の
形態で述べたと同様の作用及び効果が得られる。
【0043】次に、図9及び図10に示す実施の形態が
前記実施の形態と変わるところは、スカート部4の剛性
を変化させるために、スリット20を設けた点である。
【0044】即ち、図9に示す実施の形態は、スカート
部4に、ピストン1の裏面側に貫通するスリット20を
形成してある。前記スリット20は、好ましくは、ピス
トン1の軸心に対して対称な位置の2箇所に形成され
る。
【0045】また、図10に示す実施の形態はリングラ
ンド部3に形成したピストンリング溝9の底部に、ピス
トン1の裏面に貫通するスリット20を形成してある。
前記スリット20は、好ましくは、ピストン1の軸心に
対して対称な位置の2箇所に形成される。
【0046】斯かる構成においても、前記実施の形態で
述べたと同様の作用及び効果が得られる。加えて、前記
スリット20を設けたことにより、このスリット20に
よってスカート部4の剛性を変化させてスカート部4の
弾性機能を高め、スラップ音等の発生を有利に抑制する
ことができる。
【0047】以上、実施の形態を図面に基づいて説明し
たが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものでは
なく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【0048】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、重量増加を可及的に抑制して、剛性を高めると
共に冷却性能を向上させることが可能な内燃機関用ピス
トンが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す内燃機関用ピストン
の断面図である。
【図2】図1の矢印A方向から見た矢視図の一部を示す
図面である。
【図3】本発明の別の実施の形態を示す、図1と同様な
図面である。
【図4】図3の矢印A方向から見た矢視図の一部を示す
図面である。
【図5】本発明の別の実施の形態を示す、図1と同様な
図面である。
【図6】本発明の別の実施の形態を示す、図1と同様な
図面である。
【図7】本発明の別の実施の形態を示す、図1と同様な
図面である。
【図8】本発明の別の実施の形態を示す、図1と同様な
図面である。
【図9】本発明の別の実施の形態を示す、図1と同様な
図面の一部を示す図面である。
【図10】本発明の別の実施の形態を示す、図1と同様
な図面の一部を示す図面である。
【符号の説明】
1 ピストン 2 冠面部 3 リングランド部 4 スカート部 11 ピンボス部 12 ピストンピン孔 15 エプロン部 18 補強リブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 勝司 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 Fターム(参考) 3J044 AA01 AA09 CA06 CA36 DA09

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冠面部に続くリングランド部を介して形
    成されたスカート部を備えると共に、このスカート部と
    ピストンピン孔が形成されたピンボス部とを繋ぐエプロ
    ン部を備えた内燃機関用ピストンであって、前記スカー
    ト部の内周側に、ピストンピン孔の半径方向両側に対峙
    して、両端がピンボス部及び/またはエプロン部に接続
    してピストンピン孔の軸方向に略平行な一対の補強リブ
    を設けたことを特徴とする、内燃機関用ピストン。
  2. 【請求項2】 前記補強リブは、その一部または全部が
    冠面部の裏面に接続してな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】 前記スカート部に、ピストンの裏面側に
    貫通するスリットが形成されてな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】 前記リングランド部にピストンリング溝
    が形成されてなり、このピストンリング溝の底部に、ピ
    ストンの裏面側に貫通するスリットが形成されてなるこ
    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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