JP2002317693A - 内燃機関のピストン - Google Patents

内燃機関のピストン

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JP2002317693A
JP2002317693A JP2001122703A JP2001122703A JP2002317693A JP 2002317693 A JP2002317693 A JP 2002317693A JP 2001122703 A JP2001122703 A JP 2001122703A JP 2001122703 A JP2001122703 A JP 2001122703A JP 2002317693 A JP2002317693 A JP 2002317693A
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JP
Japan
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thrust side
piston
apron
combustion engine
internal combustion
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JP2001122703A
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Juichi Muta
壽一 牟田
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
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Unisia Jecs Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストン本体の強度を確保しつつ、ピストン
本体の軽量化を可能にした内燃機関のピストンを提供す
る。 【解決手段】 膨張行程時スラスト側となるスカート部
3aの面積を、反スラスト側となるスカート部3bの面
積より大きくし、かつスラスト側スカート部3aと反ス
ラスト側スカート部3bを、ピンボス部5が設けられた
エプロン部4で連接と共に、エプロン部4の先端縁に凹
状部4aを形成し、かつ凹状部4aのコーナに、反スラ
スト側に対しスラスト側が大きいR1,R2をそれぞれ
形成したもので、スラスト側スカート部3aに大きな荷
重が作用しても、凹状部4aのスラスト側コーナに形成
された大きいR1により荷重が分散されて、スラスト側
スカート部3aとエプロン部4の連接部に荷重が集中す
ることがないので、ピストン本体1の強度を確保しつ
つ、ピストン本体1の軽量化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はピストン本体の強度
を確保しつつ、ピストン本体の軽量化を可能にした内燃
機関のピストンに関する。
【0002】
【従来の技術】従来内燃機関に使用されているピストン
は、シリンダ内に往復摺動自在に収容されていて、膨張
行程で発生するスラスト力をシリンダ内面に摺接するス
カート部で受けるように構成されている。
【0003】また内燃機関の高速化に対応するためピス
トンの軽量化が進んでおり、これに伴いシリンダ内面に
摺接するスカート部のスラスト側の接触面積に対し、反
スラスト側の接触面積を小さくすることにより、ピスト
ン本体の強度を確保しつつピストン本体の軽量化を図っ
た内燃機関のピストンが例えば実開昭64−3054号
公報などで提案されている。
【0004】前記公報の内燃機関のピストンは、スラス
ト側スカート部の両側縁部と反スラスト側スカート部の
両側縁部を連接するエプロン部を、ピストン本体の外方
へ向けて膨らんだ円弧状に形成すると共に、円弧半径を
ピストンの半径より大きく、かつその中心をスラスト側
へ偏心させた構成となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一方ピストン本体の強
度を低下させずにを軽量化するためには、エプロン部の
面積を可能な限り少なくすることが有効であるが、前記
公報のピストンではエプロン部の下縁部が、エプロン部
に設けられたピンボス部の下方にまで達した構造となっ
ている。
【0006】しかしピンボス部より下側のエプロン部
は、ピストン本体の強度に余り寄与しないことから、前
記公報のようにピンボス部の下側までエプロン部を延設
させたものでは、ピストン本体の重量が増加してしまう
などの問題がある。
【0007】本発明は前記従来の問題点を改善するため
になされたもので、ピストン本体の強度を確保しつつ、
ピストン本体の軽量化を可能にした内燃機関のピストン
を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の内燃機関のピストンは、膨張行程時スラスト側
となるスカート部の面積を、反スラスト側となるスカー
ト部の面積より大きくし、かつスラスト側スカート部と
反スラスト側スカート部を、ピンボス部が設けられたエ
プロン部で連接した内燃機関のピストンであって、エプ
ロン部の先端縁に凹状部を形成し、かつ凹状部のコーナ
に、反スラスト側に対しスラスト側が大きいRをそれぞ
れ形成したものである。
【0009】前記構成により、膨張行程時スラスト側の
スカート部に大きな荷重が作用しても、凹状部のスラス
ト側コーナに形成された大きいRにより荷重が分散され
て、スラスト側スカート部とエプロン部の連接部に荷重
が集中することがないので、ピストン本体の強度を確保
しつつ、反スラスト側を小さなRとすることで、エプロ
ン部の面積を可能な限り小さくできるため、ピストン本
体の軽量化を最大限に図ることができる。
【0010】前記目的を達成するため本発明の内燃機関
のピストンは、エプロン部の先端縁に、ピンボス部の外
周付近に達するよう凹状部を形成したものである。
【0011】前記構成により、スラスト側スカート部と
エプロン部の連接部や、ピンボス部の強度を低下させる
ことなく、ピストン本体の軽量化を図ることができる。
【0012】前記目的を達成するため本発明の内燃機関
のピストンは、エプロン部の先端縁に、前記ピンボス部
に穿設されたピン孔の内周付近に達するよう前記凹状部
を形成したものである。
【0013】前記構成により、スラスト側スカート部と
エプロン部の連接部や、ピンボス部の強度を低下させる
ことなく、ピストン本体のさらなる軽量化を図ることが
できる。
【0014】前記目的を達成するため本発明の内燃機関
のピストンは、エプロン部とピンボス部の連接部にRを
形成したものである。
【0015】前記構成により、エプロン部とピンボス部
の連接部の強度を確保しつつ、ピストン本体の軽量化を
図ることができる。
【0016】前記目的を達成するため本発明の内燃機関
のピストンは、ピンボス部の外周部に、Rにより立ち上
がる台座を突設したものである。
【0017】前記構成により、ピンボス部と台座の連接
部の強度を確保しつつ、ピストン本体の軽量化を図るこ
とができる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して詳述する。
【0019】図1はピストン本体の正面図、図2は同側
面図、図3は同下面図、図4は図2のA−A線に沿う断
面図、図5は要部の拡大図である。
【0020】ピストン本体1は、冠面1a側に円筒状の
リングランド部2が、そしてその下側に図示しないシリ
ンダの内周面に摺接するスカート部3が形成された構造
で、リングランド部2はスカート部3よりやや小径とな
っている。
【0021】リングランド部2の外周面には、冠面1a
側に例えば2条のピストンリング溝2aが軸線方向に間
隔を存して円周方向に形成され、そしてスカート部3側
に例えば1条のオイルリング溝2bが円周方向に形成さ
れており、各ピストンリング溝2a内にはピストンリン
グが、そしてオイルリング溝2b内にはオイルリング
(ともに図示せず)が嵌装されている。
【0022】スカート部3は、膨張行程時スラスト側と
なるスラスト側スカート部3aと、膨張行程時反スラス
ト側となる反スラスト側スカート部3bより構成されて
いて、スラスト側スカート部3aの面積が大きく、反ス
ラスト側スカート部3bの面積が小さい非対称形となっ
ており、スラスト側スカート部3aと反スラスト側スカ
ート部3bの間は、エプロン部4により連接されている
と共に、エプロン部4の対向位置にはピンボス部5が一
体形成されていて、ピンボス部5のほぼ中心部に、図示
しないピストンピンを嵌挿するピストン孔5aが穿設さ
れている。
【0023】スラスト側スカート部3aと反スラスト側
スカート部3bの間を連接するエプロン部4の先端(下
端)縁にはピストン本体1の軽量化を図るため、図5に
示すように凹状部4aが形成されている。
【0024】この凹状部4aはピストン本体1を鋳造す
る際に形成したもので、スラスト側スカート部3aとエ
プロン部4及び反スラスト側スカート部3bとエプロン
部4の連接部に応力が集中するのを防止するため、凹状
部4aのコーナには図5に示すように予めR1,R2が
形成されている。
【0025】これらR1,R2のうち、スラスト側スカ
ート部3a側のR1は、膨張行程時スラスト側スカート
部3aにより大きな荷重が作用するのを考慮して、反ス
ラスト側スカート部3b側のR2より大きい径に形成さ
れている。
【0026】一方エプロン部4に形成した凹状部4a
は、ピンボス部5に穿設されたピン孔5aの中心Oを水
平方向に横切る中心線O1―O2に近付けるほどピスト
ン本体1の軽量化が図れるが、凹状部4aを余り大きく
すると、エプロン部4の面積が減少してピストン本体1
の強度が低下するため、本発明の実施の形態では、ピン
ボス部5に穿設されたピン孔5aの下側内周面とほぼ同
じ位置になるよう凹状部4aを形成している。
【0027】これによってピストン本体1の強度を低下
させることなく、ピストン本体1の軽量化を図ることが
できる。
【0028】またエプロン部4とピンボス部5の外周面
を連接する連接部には、R3,R4が形成されていると
共に、ピンボス部5の下部外周面には、R3,R4によ
り立ち上がる台座が突設されていて、エプロン部4とピ
ンボス部5及びピンボス部5と台座6の連接部6aに応
力が集中するのを防止している。
【0029】なお台座6は、ピストン本体1を機械加工
する際、加工基準面として使用するためのものである。
【0030】またR3,R4は実施の形態では、R4よ
りR3をやや大径にしているが、同径であっても勿論よ
い。
【0031】次に前記構成された内燃機関のピストンの
作用を説明すると、図示しないシリンダ内に収容された
ピストン本体1は、ピストンリング溝2aに嵌挿された
ピストンリング及びオイルリング溝2bに嵌挿されたオ
イルリングの外周面と、スカート部3の外周面がシリン
ダ内周面に摺接しながらシリンダ内を往復動するが、膨
張行程時にスラスト側スカート部3aにより大きな荷重
が作用する。
【0032】スラスト側スカート部3aに作用する荷重
はエプロン部4により支持されるが、スラスト側スカー
ト部3aとエプロン部4の連接部は、反スラスト側より
径の大きいR1が形成されていて荷重が分散されるた
め、大きな荷重に対しても十分な強度が得られるように
なる。
【0033】また反スラスト側をスラスト側より径の小
さいRとすることにより、エプロン部の面積を可能な限
り小さくできるため、ピストン本体1の軽量化が図れる
と共に、ピストン本体1を軽量化するためエプロン部4
に比較的大きな凹状部4aを形成しても、ピストン本体
1の強度を十分に確保することができる。
【0034】またピストン本体1を機械加工する際基準
座となる台座6とピンボス部5の連接部6aにもR3,
R4を形成したことにより、連接部6aに応力が集中す
るのを防止することができるため、ピンボス部5の強度
を向上させることもできる。
【0035】
【発明の効果】本発明は以上詳述したように、膨張行程
時スラスト側となるスカート部の面積を、反スラスト側
となるスカート部の面積より大きくし、かつスラスト側
スカート部と反スラスト側スカート部を、ピンボス部が
設けられたエプロン部で連接した内燃機関のピストンで
あって、エプロン部の先端縁に凹状部を形成し、かつ凹
状部のコーナに、反スラスト側に対しスラスト側が大き
いRをそれぞれ形成したことから、膨張行程時スラスト
側のスカート部に大きな荷重が作用しても、凹状部のス
ラスト側コーナに形成された大きいRにより荷重が分散
されて、スラスト側スカート部とエプロン部の連接部に
荷重が集中することがないので、ピストン本体の強度を
確保しつつ、反スラスト側を小さなRとすることで、エ
プロン部の面積を可能な限り小さくできるため、ピスト
ン本体の軽量化を最大限に図ることができる。
【0036】またエプロン部の先端縁に、ピンボス部の
外周付近に達するよう凹状部を形成したことから、スラ
スト側スカート部とエプロン部の連接部や、ピンボス部
の強度を低下させることなく、ピストン本体の軽量化を
図ることができると共に、エプロン部の先端縁に、前記
ピンボス部に穿設されたピン孔の内周付近に達するよう
前記凹状部を形成したことから、スラスト側スカート部
とエプロン部の連接部や、ピンボス部の強度を低下させ
ることなく、ピストン本体のさらなる軽量化を図ること
ができる。
【0037】さらにエプロン部とピンボス部の連接部に
Rを形成したことから、エプロン部とピンボス部の連接
部の強度を確保しつつ、ピストン本体の軽量化を図るこ
とができると共に、ピンボス部の外周部に、Rにより立
ち上がる台座を突設したことから、ピンボス部と台座の
連接部の強度を確保しつつ、ピストン本体の軽量化を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態になる内燃機関のピストン
を示す正面図である。
【図2】本発明の実施の形態になる内燃機関のピストン
を示すスラスト側の側面図である。
【図3】本発明の実施の形態になる内燃機関のピストン
を示す底面図である。
【図4】図2のA−A線に沿う断面図である。
【図5】本発明の実施の形態になる内燃機関のピストン
の要部拡大図である。
【符号の説明】
1 ピストン本体 2 リングランド部 3 スカート部 3a スラスト側スカート部 3b 反スラスト側スカート部 4 エプロン部 4a 凹状部 5 ピンボス部 5a ピン孔 6 台座

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 膨張行程時スラスト側となるスカート部
    の面積を、反スラスト側となるスカート部の面積より大
    きくし、かつ前記スラスト側スカート部と前記反スラス
    ト側スカート部を、ピンボス部が設けられたエプロン部
    で連接した内燃機関のピストンであって、前記エプロン
    部の先端縁に凹状部を形成し、かつ前記凹状部のコーナ
    に、反スラスト側に対しスラスト側が大きいRをそれぞ
    れ形成したことを特徴とする内燃機関のピストン。
  2. 【請求項2】 前記エプロン部の先端縁に、前記ピンボ
    ス部の外周付近に達するよう前記凹状部を形成してなる
    請求項1に記載の内燃機関のピストン。
  3. 【請求項3】 前記エプロン部の先端縁に、前記ピンボ
    ス部に穿設されたピン孔の内周付近に達するよう前記凹
    状部を形成してなる請求項1に記載の内燃機関のピスト
    ン。
  4. 【請求項4】 前記エプロン部と前記ピンボス部の連接
    部に、Rを形成してなる請求項2または3に記載の内燃
    機関のピストン。
  5. 【請求項5】 前記ピンボス部の外周部に、Rにより立
    ち上がる台座を突設してなる請求項4に記載の内燃機関
    のピストン。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1528245A1 (en) * 2003-10-29 2005-05-04 HONDA MOTOR CO., Ltd. Piston for an internal combustion engine
JP2008248842A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関のピストン
JP2014058945A (ja) * 2012-09-19 2014-04-03 Suzuki Motor Corp 内燃機関用ピストン
JP2018025144A (ja) * 2016-08-10 2018-02-15 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関のピストン

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