JP2884777B2 - Piston for internal combustion engine - Google Patents

Piston for internal combustion engine

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JP2884777B2
JP2884777B2 JP2411286A JP41128690A JP2884777B2 JP 2884777 B2 JP2884777 B2 JP 2884777B2 JP 2411286 A JP2411286 A JP 2411286A JP 41128690 A JP41128690 A JP 41128690A JP 2884777 B2 JP2884777 B2 JP 2884777B2
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  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用ピストンの
構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston structure for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジン運転時、クランク運動によりピ
ストンがその横力でシリンダボア面に繰返し当っている
間に、ピストンスカート部が下端程大きく内側に永久変
形する。(図6のAからBに変形する。)これによっ
て、ピストンとシリンダボア壁面間のクリアランスが増
し、衝撃力やスラップ音が増し、遂にはスカート肩部
(図6のC)で小面積であたるようになって、スカート
部とシリンダボア壁面間の油膜切れが生じ焼付を起すよ
うになる。スカート肩部での油膜切れを防止するため
に、スカート部は下部から上部にいくに従って若干小径
としてある。通常、ピストンはエンジン燃焼室からの熱
を多く受けるピストンクラウン部の熱膨張を逃すため
に、上部程小径としてある。また、ピストンの姿勢を保
つことと油膜形成のために、スカート部の平面形状は若
干楕円形としてある。スカート肩部は熱膨張逃げのため
の小径化に加えて油膜切れ防止のためにさらに小径とし
てある。
2. Description of the Related Art During operation of an engine, a piston skirt is permanently deformed inward to a large extent toward its lower end while the piston repeatedly contacts the cylinder bore surface by its lateral force due to crank motion. (It is transformed from A to B in FIG. 6). This increases the clearance between the piston and the cylinder bore wall surface, increases the impact force and slap noise, and finally achieves a small area at the skirt shoulder (C in FIG. 6). As a result, the oil film between the skirt portion and the cylinder bore wall surface breaks, causing seizure. In order to prevent the oil film from being cut off at the skirt shoulder, the skirt has a slightly smaller diameter from the bottom to the top. Normally, the piston has a smaller diameter toward the upper portion in order to escape thermal expansion of the piston crown portion which receives much heat from the engine combustion chamber. In order to maintain the posture of the piston and to form an oil film, the skirt portion has a slightly elliptical planar shape. The skirt shoulder has a smaller diameter for preventing the oil film from breaking, in addition to reducing the diameter for escape of thermal expansion.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、スカート肩部
を小径化する対策は、スカート部とシリンダボア壁面と
の間をクリアランスを大きくするものであるから、スカ
ート下端部に内側への永久変形が生じたときは、益々ク
リアランスを大きくさせてしまい、衝撃力やスラップ音
を大きくしてしまうという問題があった。
However, the measure to reduce the diameter of the skirt shoulder is to increase the clearance between the skirt and the cylinder bore wall surface, so that permanent inward deformation occurs at the lower end of the skirt. In such a case, there is a problem that the clearance is further increased, and the impact force and the slap sound are increased.

【0004】本発明は、熱膨張逃げ上必要なクリアラン
ス以上にクリアランスを増大させないで、サイドウォー
ル部構造に改良を加えることによって、スカート下部の
変形、それによるクリアランス増大とスカート肩部での
油膜切れ等の問題を軽減することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an improvement in the sidewall structure without increasing the clearance beyond the clearance required for thermal expansion, thereby deforming the lower part of the skirt, thereby increasing the clearance and breaking the oil film at the shoulder of the skirt. The purpose is to reduce such problems.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る内燃機関用ピストンは、次のピストンか
ら成る。すなわち、クラウン部、クラウン部の下部に一
体に形成された一対のピンボス部、一対のピンボス部の
軸芯と直交する方向にある位置でクラウン部の下部に一
体に形成された一対のスカート部、各スカート部と各ピ
ンボス部とを連結するサイドウォール部、から成る内燃
機関用ピストンであって、前記サイドウォール部は、少
なくともスカート上部に対応させて設けられスカート部
に連らなってスカート部の接線方向に弧状に延び外周面
がスカート部外周面の周方向延長面より内周側に後退さ
れている第1の部分と、ピンボス部に連らなってピンボ
ス部から弧状に延びる第2の部分と、第1の部分と第2
の部分を連結する弧状の第3の部分と、を有しており、
前記スカート部とサイドウォール部の第1の部分との両
から構成される弧状梁の両端支持点間スパンをスカー
ト上部からスカート下部にかけてスカート下部程小と
るとともに前記スカート部の周方向長さをスカート上
部からスカート下部にかけてスカート下部程大とすると
ともに、前記サイドウォール部の各第1の部分の周方向
両縁部にスカート下部からスカート上部にかけて広がる
テーパをつけ前記第1の部分の周方向長さを前記スカー
ト部の下部から上部にかけて大きくした、ことを特徴と
する内燃機関用ピストン。
A piston for an internal combustion engine according to the present invention for achieving the above object comprises the following piston. That is, the crown portion, a pair of pin boss portions integrally formed at the lower portion of the crown portion, a pair of skirt portions integrally formed at the lower portion of the crown portion at a position in a direction orthogonal to the axis of the pair of pin boss portions, A piston for an internal combustion engine, comprising: a sidewall portion connecting each skirt portion and each pin boss portion; wherein the sidewall portion is provided at least corresponding to an upper portion of the skirt and is connected to the skirt portion to form the skirt portion. A first portion that extends tangentially in an arc shape and has an outer peripheral surface receded inward from the circumferentially extending surface of the skirt outer peripheral surface, and a second portion that extends in an arc shape from the pin boss portion so as to be continuous with the pin boss portion And the first and second parts
And an arc-shaped third portion connecting the portions of
Both the first portion of the skirt portion and the sidewall portion
To the across support points span of the arcuate beams with small enough skirt bottom toward skirt downward from skirt upper constructed from the side
And the circumferential length of the skirt portion is
From the lower part of the skirt to the lower part of the skirt
In both cases, the circumferential direction of each first portion of the sidewall portion
Spreads from both sides of the skirt to the top of the skirt
Taper the length of the first part in the circumferential direction
A piston for an internal combustion engine, wherein the piston is enlarged from a lower portion to an upper portion of the engine portion.

【0006】[0006]

【作用】本発明のピストンでは、スカート部サイドウ
ォール部の第1の部分との両方によって構成される弧状
梁の両端支持点間スパンを、スカート上部からスカート
下部にかけてスカート下部程小としたので、スカート支
持剛性をピストン下端から上方にいくに従って小とする
ことができる。これによってスカート部が下端で内側に
変形しにくくなり、かつスカート肩部が柔らかくなって
大きな面積でシリンダボア壁面と当るようになり、単位
面積あたりの衝突荷重が小さくなって油膜切れが起りに
くくなる。また、少なくともスカート上部に対応させて
設けられた第1の部分の外周面をピストン内側に後退さ
せて油保持効果をもたせたので、高温となって焼きつき
が問題となるスカート部上部の焼きつきを防止すること
ができる。また、スカート部摺動面の面積がスカート部
上部から下方にかけて大きくなっていることにより、
カート部下部でのスカート部摺動面の単位面積当たりの
力が小となり、摩擦が減少する。さらに、各第1の部分
の周方向両縁部にスカート下部からスカート上部にかけ
て広がるテーパをつけ第1の部分の周方向長さをスカー
ト部の下部から上部にか けて大きくしたので、各第1の
部分の面積が上方ほど大きくなり、サイドウォール部の
第1の部分による油溜めの油保持効果が大きくなり、ス
カート肩部における焼き付き防止効果が大となる。
According to the piston of the present invention, the span between the support points at both ends of the arc-shaped beam formed by both the skirt portion and the first portion of the sidewall portion is made smaller from the upper skirt portion to the lower skirt portion. The skirt support rigidity can be reduced as it goes upward from the lower end of the piston. As a result, the skirt portion is less likely to be deformed inward at the lower end, and the skirt shoulder portion is softened so as to come into contact with the cylinder bore wall surface in a large area, so that the collision load per unit area is reduced and the oil film is less likely to break. Also, since the outer peripheral surface of the first portion provided at least in correspondence with the upper part of the skirt is retracted inside the piston to have an oil retaining effect, the seizure of the upper part of the skirt becomes a problem due to high temperature. Can be prevented. In addition, the area of the sliding surface of the skirt increases from the upper part of the skirt to the lower part .
The force per unit area of the sliding surface of the skirt at the lower part of the cart is reduced, and the friction is reduced. Furthermore, each first part
From both sides of the skirt to the top of the skirt
Scratch the circumferential length of the first part
Having increased from the lower portion of the isolation portion in Placing the top, the first
The area of the part increases as it goes upward,
The oil retaining effect of the oil sump by the first portion is increased,
The effect of preventing seizure at the shoulder of the cart is great.

【0007】[0007]

【実施例】本発明実施例の内燃機関用ピストンを図1か
ら図5を参照して説明する。図1に示すように、ピスト
ン2は、クラウン部4、クラウン部4の下部に一体に形
成された一対のピンボス部6、6、一対のピンボス部の
軸芯8と直交する方向に在る位置でクラウン部4の下部
に一体に形成された一対のスカート部10、10と、各
スカート部10と各ピンボス部6とを連結するサイドウ
ォール部12とを有する。クラウン部4には周方向に延
びるピストンリング溝14、オイルリング溝16が形成
されている。ピンボス部6にはピストンピン穴18が形
成され、そこにピストンピン(図示略)が挿入され、ピ
ストンピンを介してコネクティングロッド(図示略)に
回動自在に連結される。ピストン2はピストンピンすな
わちピンボス軸芯8まわりに首振りし、スカート部10
でシリンダボア内壁面20(図4参照)に摺接して、姿
勢が維持される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An internal combustion engine piston according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the piston 2 is located in a direction orthogonal to the crown 4, a pair of pin bosses 6, 6 formed integrally with the lower portion of the crown 4, and the axis 8 of the pair of pin bosses. And a pair of skirt portions 10, 10 integrally formed below the crown portion 4, and a sidewall portion 12 connecting each skirt portion 10 and each pin boss portion 6. A piston ring groove 14 and an oil ring groove 16 extending in the circumferential direction are formed in the crown portion 4. A piston pin hole 18 is formed in the pin boss portion 6, into which a piston pin (not shown) is inserted and rotatably connected to a connecting rod (not shown) via the piston pin. The piston 2 swings around a piston pin, that is, a pin boss shaft 8, and a skirt portion 10.
The sliding contact with the inner surface 20 of the cylinder bore (see FIG. 4) maintains the posture.

【0008】ピストン2は、燃焼室からの熱をクラウン
部4で受けるので、クラウン部4の温度が最も高くな
る。この熱膨張を逃げるために、図4に示すように、ク
ラウン部4が最も小径とされており、スカート部下端に
いく程大径とされている。また、スカート部10とシリ
ンダボア内壁面20との間に摺動を円滑にするための油
膜を形成するために、図5に示すようにピストン2は平
面視で若干楕円形状とされている。しかし、ピストン姿
勢を維持するために、スカート周面の中点(楕円と楕円
長軸との交点)でクリアランスを最も小としてある。
Since the piston 2 receives the heat from the combustion chamber at the crown 4, the temperature of the crown 4 becomes highest. In order to escape this thermal expansion, as shown in FIG. 4, the diameter of the crown portion 4 is the smallest, and the diameter is increased toward the lower end of the skirt portion. Further, in order to form an oil film for smooth sliding between the skirt portion 10 and the cylinder bore inner wall surface 20, the piston 2 is slightly elliptical in plan view as shown in FIG. However, in order to maintain the piston attitude, the clearance is minimized at the midpoint of the skirt peripheral surface (the intersection of the ellipse and the major axis of the ellipse).

【0009】図2はスカート部上部横断面を、図3はス
カート部下部横断面を示している。図2に示すように、
サイドウォール部12は、スカート部10に連らなって
スカート部10の接線方向に弧状(円弧の中心はピスト
ン軸芯)延びる第1の部分12a(後述するように、第
1の部分12aは、上下方向にスカート下部に対応する
位置には設けられないこともあり、上下方向には少なく
ともスカート上部に対応させて設けられる)と、ピンボ
ス部6に連らなってピンボス部6から弧状(円弧の中心
はピンボス部6に関しピストン中心と反対側にある)に
延びる第2の部分12bと、第1の部分12aと第2の
部分12bとを弧状(円弧の中心はサイドウォール部1
2よりピストン内側にありピストン内側に向って凹状に
湾曲する)に連結する第3の部分12cとから成る。第
1の部分12aの外周面22はスカート部外周面周方向
延長面よりピストン中心側に間隔t(10ミクロン以
上)だけ後退した、段部24から第1の部分12aが始
まる。
FIG. 2 shows a cross section of the upper part of the skirt, and FIG. 3 shows a cross section of the lower part of the skirt. As shown in FIG.
The sidewall portion 12 is connected to the skirt portion 10 and extends in a tangential direction of the skirt portion 10 and extends in an arc shape (the center of the arc is the axis of the piston) (as described later, the first portion 12a is It may not be provided at a position corresponding to the lower part of the skirt in the vertical direction, and may be provided at least corresponding to the upper part of the skirt in the vertical direction. The center is formed by arcuately extending the second portion 12b extending to the pin boss portion 6 on the opposite side of the piston center, and the first portion 12a and the second portion 12b (the center of the arc is the side wall portion 1).
2 and a third portion 12c connected to the inner side of the piston and curved concavely toward the inner side of the piston. The outer peripheral surface 22 of the first portion 12a starts from the step portion 24, which is recessed from the skirt outer peripheral surface circumferential extension surface toward the piston center by the interval t (10 microns or more).

【0010】図2、図3において、ピストンボス軸芯と
直交方向にスカート部10に荷重がかかると、この荷重
はサイドウォール部12を介してピンボス部6に伝わ
り、ピストンピン、コネクティングロッドで受けられ
る。したがって、スカート部10は両端でサイドウォー
ル部12により支持された両端支持梁とみなせる。サイ
ドウォール部12のスカート支持剛性が、ピストン軸方
向に変化されている。サイドウォール部12のスカート
支持剛性はスカート下端部で大で、スカート肩部で小と
なるように上下方向に徐変されている。この徐変は、次
の構成によって得られる。
2 and 3, when a load is applied to the skirt portion 10 in a direction perpendicular to the axis of the piston boss, the load is transmitted to the pin boss portion 6 through the sidewall portion 12 and received by the piston pin and the connecting rod. Can be Therefore, the skirt portion 10 can be regarded as a both-ends support beam supported at both ends by the sidewall portions 12. The skirt support rigidity of the sidewall portion 12 is changed in the piston axial direction. The skirt support rigidity of the sidewall portion 12 is gradually changed in the vertical direction so as to be large at the lower end portion of the skirt and small at the shoulder portion of the skirt. This gradual change is obtained by the following configuration.

【0011】まず、サイドウォール部12の第3の部分
12cの曲率半径のうち、スカート部上部の曲率半径R
aは小とし、スカート部下部の曲率半径Rbは大とす
る。こうすることによって、スカート部上部において
は、図2に示すようにスカート部10とサイドウォール
部12の第1の部分12aの合計長さの梁が、第3の部
分12cで両端支持された梁とみなせるようになり、梁
の両端支持点間のスパンが大になってスカート上部の横
方向力に対する剛性が小になる。また、スカート部下部
においては、図3に示すように、サイドウォール部12
の第1の部分12aのピストン周方向長さが小さくなっ
てサイドウォール部12の第1の部分12aがほとんど
なくなり、スカート部10が第3の部分12cで両端支
持されているとみなせるようになり、梁の両端支持点間
のスパンが小になってスカート下部の横方向力に対する
剛性が大になる。また、図3に示すように、サイドウォ
ール部12の第1の部分12aには周方向両縁部にスカ
ート部上部ほど広がるテーパがついていて第1の部分1
2aのピストン周方向長さがスカート部下部ほど小さく
なっており、スカート部の摺動面の面積がスカート部の
上部から下部に行くに従い大きくなっている
First, among the radii of curvature of the third portion 12c of the sidewall portion 12, the radius of curvature R of the upper part of the skirt portion is set.
Let a be small and let the radius of curvature Rb at the bottom of the skirt be large. In this manner, in the upper part of the skirt portion, as shown in FIG. 2, the beam having the total length of the skirt portion 10 and the first portion 12a of the sidewall portion 12 is supported by the third portion 12c at both ends. The span between the support points at both ends of the beam is increased, and the rigidity of the upper part of the skirt against the lateral force is reduced. In the lower part of the skirt portion, as shown in FIG.
The length of the first portion 12a in the circumferential direction of the piston is reduced, the first portion 12a of the sidewall portion 12 is almost eliminated, and the skirt portion 10 can be regarded as being supported at both ends by the third portion 12c. Therefore, the span between the support points at both ends of the beam is reduced, and the rigidity of the lower portion of the skirt against the lateral force is increased. As shown in FIG. 3, the first portion 12a of the sidewall portion 12 has a gap at both circumferential edges.
The first part 1 has a taper that spreads out toward the top of the
The circumferential length of the piston 2a is smaller at the lower part of the skirt.
It is, the area of the sliding surface of the skirt portion is increased as it goes from the top to the bottom of the skirt.

【0012】また、サイドウォール部12の第2の部分
12bの曲率中心間の距離Lを、スカート部上部で大と
し、スカート部下部で小となるように、ピストン軸方向
に徐変させてある。こうすることによって、スカート部
10とサイドウォール部12の第1の部分12aとから
なる弧状梁の両端支持点間スパンを、スカート部上部に
おいて大にでき、スカート部下部において小にできる。
Further, the distance L between the centers of curvature of the second portions 12b of the side wall portions 12 is gradually changed in the axial direction of the piston so that the distance L becomes larger at the upper part of the skirt and becomes smaller at the lower part of the skirt. . By doing so, the span between the support points at both ends of the arc-shaped beam composed of the skirt portion 10 and the first portion 12a of the sidewall portion 12 can be increased at the upper portion of the skirt portion and reduced at the lower portion of the skirt portion.

【0013】また、サイドウォール部12の第2の部分
12bの曲率半径のうち、スカート部上部の曲率半径R
cは小とし、スカート部下部の曲率半径Rdは大として
ある。こうすることによって、スカート部10とサイド
ウォール部12の第1の部分12aとからなる弧状梁の
両端支持点間スパンを、スカート部上部において大にで
き、スカート部下部において小にできる。
The radius of curvature R of the upper part of the skirt portion of the radius of curvature of the second portion 12b of the sidewall portion 12 is
c is small, and the radius of curvature Rd at the lower part of the skirt is large. By doing so, the span between the support points at both ends of the arc-shaped beam composed of the skirt portion 10 and the first portion 12a of the sidewall portion 12 can be increased at the upper portion of the skirt portion and reduced at the lower portion of the skirt portion.

【0014】図2において、サイドウォール部12の第
1の部分12aとスカート部10の境目が段部24であ
る。スカート肩部における第1の部分12aの外周面2
2は、図5にも示すように、若干楕円状とされたスカー
ト部外周面の延設面よりピストン中心側にtだけ後退し
ており、この外周面22はシリンダボア内壁面20との
間に油膜を形成、保持する油膜形成面として機能する。
tは周方向に第1の部分12aに沿って間隔は均一であ
る。スカート部10をピストン内側に後退させるとピス
トン2の姿勢が保てなくなり首振りが大きくなるので、
スカート部10は後退させず、スカート部10から離れ
てピストンの姿勢に影響を与えないサイドウォール部の
第1の部分12aを油膜形成面としてある。ここに充分
な油膜を保持してスカート部10とシリンダボア内壁面
20に供給し、スカート部10の焼付きを防止してい
る。間隔tを均一としたのは、油膜の厚さを均一にし
て、スカート肩部からシリンダボア内壁面20への熱伝
導、熱伝達を良好にし、ピストン肩部の温度を下げて、
焼付き防止を効果的にするためである。スカート部下部
には、サイドウォールの第1の部分12aがないから、
油膜形成用に後退された外周面22は形成されないが、
スカート下部の温度は比較的低いので、問題は生じな
い。
In FIG. 2, the boundary between the first portion 12a of the sidewall portion 12 and the skirt portion 10 is a step portion 24. Outer peripheral surface 2 of first portion 12a at skirt shoulder
As shown in FIG. 5, 2 is retracted by t toward the center of the piston from the extended surface of the outer surface of the skirt portion, which is slightly elliptical. It functions as an oil film forming surface that forms and holds an oil film.
The interval t is uniform along the first portion 12a in the circumferential direction. If the skirt 10 is retracted inside the piston, the posture of the piston 2 cannot be maintained and the swing becomes large,
The first portion 12a of the side wall portion which does not retreat and does not affect the attitude of the piston apart from the skirt portion 10 is used as an oil film forming surface. Here, a sufficient oil film is held and supplied to the skirt portion 10 and the inner wall surface 20 of the cylinder bore to prevent seizure of the skirt portion 10. The reason why the interval t is made uniform is that the thickness of the oil film is made uniform, heat conduction and heat transfer from the skirt shoulder to the cylinder bore inner wall surface 20 are improved, and the temperature of the piston shoulder is lowered.
This is for the purpose of effectively preventing image sticking. Since there is no first portion 12a of the sidewall at the lower part of the skirt portion,
Although the outer peripheral surface 22 retreated for forming the oil film is not formed,
Since the temperature of the lower part of the skirt is relatively low, no problem occurs.

【0015】つぎに、作用を説明する。ピストンの理想
形状は、ピストンスカート部とシリンダボア内壁面があ
たる面積が、スカート上部でボア径の1/2、スカート
下部でボア径の2/3であると云われている。また、ピ
ストンの姿勢を正常に保ちかつピストンスカート肩部で
の油膜切れを生じないようにするには、スカート肩部で
のピストン剛性が小で、スカート下部でのピストン剛性
が大であるとともに、スカート肩部においてスカート外
周面に充分油が供給されなければならない。
Next, the operation will be described. It is said that the ideal shape of the piston is such that the area between the piston skirt and the inner wall surface of the cylinder bore is 1 / of the bore diameter at the upper part of the skirt and / of the bore diameter at the lower part of the skirt. In addition, in order to maintain the normal posture of the piston and prevent the oil film from being cut off at the shoulder of the piston skirt, the rigidity of the piston at the shoulder of the skirt is small, and the rigidity of the piston at the bottom of the skirt is large. Sufficient oil must be supplied to the skirt outer peripheral surface at the skirt shoulder.

【0016】本発明実施例のピストン2は上記要求を全
て満足できる。サイドウォール部12の第1の部分12
aは外周面がピストン内側に後退しているのでシリンダ
ボア内壁面20とはあたらず、スカート上部において、
スカート部10のみがシリンダボア内壁面20に接触す
る。したがって、段部24の位置を適当に選定すること
によってスカート部10がボア内壁面20とあたる面積
を、スカート上部においてボア径の1/2に、容易に設
定することができる。また、サイドウォール第1の部分
12aの外周面が油膜形成面22として機能するため
に、スカート上部の外周面に充分に油を供給でき、油膜
切れを防止できるとともに、油膜形成面22からも油膜
を通してシリンダボアに熱を放出できるので焼付きを防
止することができる。
The piston 2 according to the embodiment of the present invention can satisfy all the above requirements. First portion 12 of sidewall portion 12
a does not hit the cylinder bore inner wall surface 20 because the outer peripheral surface is recessed inside the piston,
Only the skirt portion 10 contacts the cylinder bore inner wall surface 20. Therefore, by appropriately selecting the position of the step portion 24, the area of the skirt portion 10 corresponding to the bore inner wall surface 20 can be easily set to の of the bore diameter at the upper part of the skirt. Further, since the outer peripheral surface of the sidewall first portion 12a functions as the oil film forming surface 22, the oil can be sufficiently supplied to the outer peripheral surface of the upper part of the skirt, and the oil film can be prevented from being cut. The heat can be released to the cylinder bore through the through hole, so that seizure can be prevented.

【0017】サイドウォール部12のスカート支持剛性
をピストン上下方向に徐変させてあるので、理想のスカ
ート剛性が得られる。サイドウォール部自体の剛性やサ
イドウォール部ピッチを変えることによってスカート剛
性を変えるようにしたものは、従来ない。たとえば、ス
カート部1自体の厚さを変えることによりスカート剛性
を変えようとすると、ピストン鋳造時の湯まわり不足が
生じる等の問題が出るが、サイドウォール部12による
スカート支持剛性を変える本発明ピストンでは、鋳造時
の湯まわり不足等の問題は生じない。また、スカート部
摺動面の面積がスカート部上部から下方にかけて大きく
なっていることにより、スカート部摺動面の単位面積当
たりの力が小となり、摩擦が減少する。さらに、各第1
の部分12aの周方向両縁部に上方にいくほど広がるテ
ーパがつき、サイドウォール部の第1の部分12aの周
方向長さおよび面積が上方ほど大きくなり、サイドウォ
ール部の第1の部分12aによる油溜めの油保持効果が
大きくなり、スカート肩部における焼き付き防止効果が
大となる。
Since the skirt support rigidity of the sidewall portion 12 is gradually changed in the vertical direction of the piston, an ideal skirt rigidity can be obtained. Conventionally, there has been no device in which the skirt rigidity is changed by changing the rigidity of the sidewall portion itself or the pitch of the sidewall portion. For example, if the skirt rigidity is changed by changing the thickness of the skirt portion 1 itself, problems such as insufficient running of the molten metal at the time of casting the piston occur. Then, problems such as insufficient running of the molten metal during casting do not occur. Further, since the area of the sliding surface of the skirt portion increases from the upper portion to the lower portion of the skirt portion, the force per unit area of the sliding surface of the skirt portion decreases, and the friction decreases. In addition, each first
Te which spreads upward at both circumferential edges of the portion 12a
Around the first portion 12a of the sidewall portion.
As the length and area in the direction increase,
Of the oil sump by the first portion 12a of the
Larger, the effect of preventing seizure on the skirt shoulder
It will be great.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明によれば、スカート部および少な
くともスカート上部に対応させて設けられた第1の部分
から構成される弧状梁の両端支持点間スパンをスカート
上部からスカート下部にかけてスカート下部程小とした
ので、スカート部の、横方向力に対する剛性がスカート
下部で大となり、上方にいくに従って小となる。これに
よって、ピストンスカート部がシリンダボア壁面にあた
ったときのスカート下部の変形が小になり、スカート肩
部であたりにくくなって、たとえスカート肩部であたっ
てもスカート肩部が比較的柔らかく支持されているので
大きな面積であたるようになって、油膜切れを防止でき
る。また、サイドウォール部の第1の部分の外周面をス
カート部外周面の周方向延長面よりピストン内側に後退
させたので、第1の部分の外周面が油溝として機能し、
高温となって焼きつきが問題となるスカート部上部の焼
きつきを防止することができる。このようなサイドウォ
ール部のスカート支持剛性による変形防止、油膜切れ防
止、第1の部分の外周面の油溝効果による焼きつき防止
によって、従来のようにスカートとシリンダボア壁面間
のクリアランスを熱膨張逃げ上必要とされるクリアラン
ス以上に大きくとる必要がなくなるから、クリアランス
を従来よりも実質的に小にでき、ピストンの姿勢の安
定、あたり力の軽減、スラップ音の軽減等の効果も得ら
れる。また、油膜切れが生じないことにより、焼きつき
防止の他に、油膜を通してピストンからシリンダボアに
熱が逃げることにより、ピストンの熱負荷が小になり、
ピストンの信頼性が向上する。また、スカート部摺動面
の面積がスカート部上部から下方にかけて大きくしたの
で、スカート部下部での摩擦が減少する。さらに、各第
1の部分の周方向両縁部に上方にいくほど広がるテーパ
をつけ、第1の部分の周方向長さを上方ほど大としたの
で、サイドウォール部の第1の部分の面積が上方ほど大
きくなり、サイドウォール部の第1の部分による油溜め
の油保持効果が大きくなり、スカート肩部における焼き
付き防止効果が大となる。
According to the present invention, the span between the supporting points at both ends of the arc-shaped beam composed of the skirt portion and the first portion provided at least corresponding to the upper portion of the skirt extends from the upper skirt portion to the lower skirt portion. Since the skirt portion is small, the rigidity of the skirt portion against the lateral force becomes large at the lower portion of the skirt, and becomes smaller as it goes upward. Due to this, the deformation of the lower part of the skirt when the piston skirt portion hits the cylinder bore wall surface is small, it is difficult to hit at the skirt shoulder, and even if it is the skirt shoulder, the skirt shoulder is relatively softly supported As a result, it is possible to prevent the oil film from being broken due to a large area. Also, since the retracted to the outer circumferential surface of the first portion of the sub id wall portion to the piston inside the circumferential direction extending surface of the skirt portion outer peripheral surface, the outer peripheral surface of the first portion functions as an oil groove,
Seizure of the upper part of the skirt portion, which becomes a problem due to high temperature, can be prevented. The clearance between the skirt and the cylinder bore wall escapes as in the prior art by preventing the deformation due to the skirt support rigidity of the sidewall portion, preventing the oil film from breaking, and preventing the seizure due to the oil groove effect on the outer peripheral surface of the first portion. Since it is no longer necessary to make the clearance larger than the required clearance, the clearance can be made substantially smaller than before, and the effects such as stability of the posture of the piston, reduction of the hitting force, reduction of the slap noise and the like can be obtained. In addition, because the oil film does not break, in addition to preventing seizure, heat escapes from the piston to the cylinder bore through the oil film, reducing the heat load on the piston.
The reliability of the piston is improved. Further, since the area of the sliding surface of the skirt is increased from the upper part of the skirt to the lower part, the friction at the lower part of the skirt is reduced. In addition, each
The taper that spreads upward at both circumferential edges of the part 1
, And the circumferential length of the first part was increased toward the top.
Therefore, the area of the first portion of the sidewall portion is larger as it goes upward.
The sump by the first part of the side wall part
Oil retention effect increases, and the skirt shoulder burns
The effect of preventing sticking is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る内燃機関用ピストンの
正面図である。
FIG. 1 is a front view of an internal combustion engine piston according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の2−2線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG.

【図3】図1の3−3線に沿う断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 1;

【図4】ピストンの立面視外形とシリンダボア壁面との
関係を示す概略立面図である。
FIG. 4 is a schematic elevation view showing the relationship between the outer shape of the piston as viewed from the elevation and the cylinder bore wall surface.

【図5】ピストンの平面視外形とシリンダボア壁面との
関係を示す概略平面図である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing the relationship between the external shape of the piston in plan view and the cylinder bore wall surface.

【図6】従来のピストンの変形を示す概略立面図であ
る。
FIG. 6 is a schematic elevation view showing a deformation of a conventional piston.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 内燃機関用ピストン 4 クラウン部 6 ピンボス部 8 ピンボス部軸芯 10 スカート部 12 サイドウォール部 12a 第1の部分 12b 第2の部分 12c 第3の部分(ピストン内側に向って凹状に湾曲
する部分) 20 シリンダボア内壁面 22 第1の部分の外周面 24 段部
Reference Signs List 2 piston for internal combustion engine 4 crown portion 6 pin boss portion 8 pin boss portion shaft core 10 skirt portion 12 sidewall portion 12a first portion 12b second portion 12c third portion (portion concavely curved toward the inside of the piston) Reference Signs List 20 inner wall surface of cylinder bore 22 outer peripheral surface of first portion 24 stepped portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平2−99245(JP,U) 実開 平2−80747(JP,U) 実開 昭57−156050(JP,U) 実開 昭62−87147(JP,U) 実開 昭61−125646(JP,U) 実公 昭63−50445(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16J 1/00 - 1/24 F02F 3/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A 2-99245 (JP, U) JP-A 2-80747 (JP, U) JP-A 57-156050 (JP, U) JP-A 62- 87147 (JP, U) JP-A 61-125646 (JP, U) JP-A 63-50445 (JP, Y2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F16J 1/00-1 / 24 F02F 3/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 クラウン部、クラウン部の下部に一体に
形成された一対のピンボス部、一対のピンボス部の軸芯
と直交する方向にある位置でクラウン部の下部に一体に
形成された一対のスカート部、各スカート部と各ピンボ
ス部とを連結するサイドウォール部、から成る内燃機関
用ピストンであって、 前記サイドウォール部は、少なくともスカート上部に対
応させて設けられスカート部に連らなってスカート部の
接線方向に弧状に延び外周面がスカート部外周面の周方
向延長面より内周側に後退されている第1の部分と、ピ
ンボス部に連らなってピンボス部から弧状に延びる第2
の部分と、第1の部分と第2の部分を連結する弧状の第
3の部分と、を有しており、 前記スカート部とサイドウォール部の第1の部分との両
から構成される弧状梁の両端支持点間スパンをスカー
ト上部からスカート下部にかけてスカート下部程小と
るとともに前記スカート部の周方向長さをスカート上
部からスカート下部にかけてスカート下部程大とすると
ともに、前記サイドウォール部の各第1の部分の周方向
両縁部にスカート下部からスカート上部にかけて広がる
テーパをつけ前記第1の部分の周方向長さを前記スカー
ト部の下部から上部にかけて大きくした、 ことを特徴とする内燃機関用ピストン。
1. A crown portion, a pair of pin bosses formed integrally with a lower portion of the crown portion, and a pair of pin bosses formed integrally with a lower portion of the crown portion at a position orthogonal to the axis of the pair of pin boss portions. A piston for an internal combustion engine comprising a skirt portion, a sidewall portion connecting each skirt portion and each pin boss portion, wherein the sidewall portion is provided corresponding to at least an upper portion of the skirt and connected to the skirt portion. A first portion that extends in an arc shape in a tangential direction of the skirt portion and has an outer peripheral surface receded inward from a circumferential extension surface of the outer peripheral surface of the skirt portion, and a first portion that extends in an arc shape from the pin boss portion in connection with the pin boss portion 2
And portions, a third portion of the arc connecting the first and second portions have a both a first portion of said skirt portion and the sidewall portion
To the across support points span of the arcuate beams with small enough skirt bottom toward skirt downward from skirt upper constructed from the side
And the circumferential length of the skirt portion is
From the lower part of the skirt to the lower part of the skirt
In both cases, the circumferential direction of each first portion of the sidewall portion
Spreads from both sides of the skirt to the top of the skirt
Taper the length of the first part in the circumferential direction
A piston for an internal combustion engine, which is enlarged from a lower portion to an upper portion of a piston portion.
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