JP3339664B2 - Engine piston back side shape - Google Patents
Engine piston back side shapeInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はエンジンのピストン裏面
の凹部を形成する側面及び頂面間のコーナ部の形状に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shape of a corner portion between a side surface and a top surface forming a recess on the back surface of an engine piston.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種のピストンの裏面形状とし
て、図2に示すようにピストン1の裏面に凹部2が形成
され、この凹部2を横切るようにピストン1の側壁3に
ピストンピン8が挿着され、更に凹部2を形成する側面
2a及び頂面2b間のコーナ部9に単一の凹形曲面9a
が形成されたものが知られている。ピストン1の側壁3
には一対の通孔4,5が形成され、これらの通孔4,5
にはブッシュ6,7を介してピストンピン8が挿着され
る。またこの例ではピストン1の直径は114mmであ
り、凹形曲面9aの曲率半径Rは10mmである。2. Description of the Related Art Conventionally, a recess 2 is formed on the back surface of a piston 1 as shown in FIG. 2 as a back surface shape of this type of piston, and a piston pin 8 is formed on a side wall 3 of the piston 1 so as to cross the recess 2. A single concave curved surface 9a is provided at the corner portion 9 between the side surface 2a and the top surface 2b which are inserted and further form the concave portion 2.
Is known. Side wall 3 of piston 1
Are formed with a pair of through holes 4 and 5.
A piston pin 8 is inserted through bushings 6 and 7. In this example, the diameter of the piston 1 is 114 mm, and the radius of curvature R of the concave curved surface 9a is 10 mm.
【0003】このように構成されたピストン1では、ピ
ストン1が上死点に達してシリンダ(図示せず)内の燃
料が爆発すると、ピストン1の上面に極めて大きな下向
きの力が作用し、この力はピストンピン8及びコンロッ
ド(図示せず)を介してクランクシャフト(図示せず)
に伝達される。In the piston 1 configured as described above, when the piston 1 reaches a top dead center and fuel in a cylinder (not shown) explodes, an extremely large downward force acts on the upper surface of the piston 1. The force is applied to the crankshaft (not shown) via the piston pin 8 and the connecting rod (not shown).
Is transmitted to
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のエ
ンジンのピストン裏面形状では、エンジンの爆発行程で
ピストンとピストンピンとの間に大きな圧縮力が発生す
るが、この圧縮力は凹部のコーナ部に形成された単一の
凹形曲面が受け、この凹形曲面のB1点(図2)で1
6.4kgf/mm2、B2点では23kgf/mm2と
いう比較的大きな応力が作用する不具合があった。なお
上記応力はピストンとピストンピンとの間に12トンと
いう圧縮力を作用させた場合の数値である。However, in the above-described conventional piston back surface shape of the engine, a large compression force is generated between the piston and the piston pin during the explosion stroke of the engine, and this compression force is applied to the corner of the recess. The formed single concave curved surface receives, and at point B 1 (FIG. 2) of this concave curved surface, 1
Relatively large stress that 23kgf / mm 2 had a defect that acts at 6.4kgf / mm 2, B 2 points. The above stress is a numerical value when a compressive force of 12 tons is applied between the piston and the piston pin.
【0005】本発明の目的は、ピストンの重量を増大せ
ずかつピストン形状を大幅に変更せずに、歪みを分散さ
せて応力を低減できるエンジンのピストン裏面形状を提
供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a piston back surface shape of an engine capable of dispersing strain and reducing stress without increasing the weight of the piston and without significantly changing the piston shape.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を、実施例に対応する図1を用いて説明
する。本発明は、ピストン11の裏面に形成された凹部
12と、凹部12を横切るようにピストン11の側壁1
3に挿着されたピストンピン18とを備えたエンジンの
ピストンの改良である。その特徴ある構成は、凹部12
を形成する側面12a及び頂面12b間のコーナ部19
にそれぞれ独立した曲率半径R1,R2を有する複数の凹
形曲面19a,19bが形成され、複数の凹形曲面19
a,19bがピストン11の縦断面における接続点A3
で接続されたところにある。A configuration of the present invention for achieving the above object will be described with reference to FIG. 1 corresponding to an embodiment. The present invention includes a concave portion 12 formed on the back surface of the piston 11 and a side wall 1 of the piston 11 extending across the concave portion 12.
3 is an improvement of an engine piston provided with a piston pin 18 inserted into the piston 3. The characteristic configuration is that the recess 12
Corner portion 19 between side surface 12a and top surface 12b forming
Independent curvature radius R 1, R 2 a plurality of concave curved surfaces 19a having, 19b are formed in a plurality of concave curved surfaces 19
a, 19b are connection points A 3 in the longitudinal section of the piston 11
It is connected at.
【0007】[0007]
【作用】エンジンの爆発行程においてピストン11の上
面に極めて大きな下向きの力が作用すると、ピストン1
1とピストンピン18との間に大きな圧縮力が発生す
る。この圧縮力は凹部12のコーナ部19に形成された
複数の凹形曲面19a,19bに分散されて作用するの
で、上記圧縮力による歪みも分散され、凹部12のコー
ナ部19での応力が低減される。When an extremely large downward force acts on the upper surface of the piston 11 during the explosion stroke of the engine, the piston 1
A large compressive force is generated between the piston pin 1 and the piston pin 18. Since this compressive force acts on a plurality of concave curved surfaces 19a and 19b formed in the corner portion 19 of the concave portion 12, the distortion caused by the compressive force is also dispersed, and the stress at the corner portion 19 of the concave portion 12 is reduced. Is done.
【0008】[0008]
【実施例】次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。図1に示すように、エンジンのシリンダ内
を往復動するピストン11の裏面には凹部12が形成さ
れ、ピストン11の側壁13には上記凹部12を横切る
直線に孔心が一致する一対の通孔14,15が形成され
る。これらの通孔14,15にはブッシュ16,17を
介して上記凹部12を横切るようにピストンピン18が
挿着される。ピストンピン18のうち凹部12内に露出
する中央にはコンロッド(図示せず)の上端が回動可能
に嵌入され、コンロッドの下端はクランクシャフト(図
示せず)に回転可能に取付けられる。Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a concave portion 12 is formed on the back surface of a piston 11 that reciprocates in the cylinder of the engine, and a pair of through holes whose hole centers coincide with a straight line crossing the concave portion 12 are formed on a side wall 13 of the piston 11. 14 and 15 are formed. A piston pin 18 is inserted into these through holes 14 and 15 via bushes 16 and 17 so as to cross the recess 12. An upper end of a connecting rod (not shown) is rotatably fitted into a center of the piston pin 18 exposed in the concave portion 12, and a lower end of the connecting rod is rotatably attached to a crankshaft (not shown).
【0009】本実施例の特徴ある構成は、凹部12を形
成する側面12a及び頂面12b間のコーナ部19にそ
れぞれ独立した曲率半径を有する複数の凹形曲面19
a,19bが形成されたところにある。凹形曲面19
a,19bはこの例ではコーナ部19に上下2つ形成さ
れ、上側の凹形曲面19aの曲率半径R1は10mmで
あり、下側の凹形曲面19bの曲率半径R2は10mm
である。またピストン11の外径はこの例では114m
mである。This embodiment is characterized in that a plurality of concave curved surfaces 19 each having an independent radius of curvature are provided at a corner portion 19 between the side surface 12a and the top surface 12b forming the concave portion 12.
a, 19b are formed. Concave curved surface 19
In this example, the upper and lower corners 19a and 19b are formed at the upper and lower corners 19, the radius of curvature R 1 of the upper concave curved surface 19a is 10 mm, and the radius of curvature R 2 of the lower concave curved surface 19b is 10 mm.
It is. The outer diameter of the piston 11 is 114 m in this example.
m.
【0010】このように構成されたピストン11では、
ピストン11が上死点に達してシリンダ(図示せず)内
の燃料が爆発すると、ピストン11の上面に極めて大き
な下向きの力が作用し、この力はピストンピン18を介
してコンロッド(図示せず)に伝達される。このときピ
ストン11とピストンピン18との間に大きな圧縮力が
発生するが、この圧縮力は凹部12のコーナ部19に形
成された2つの凹形曲面19a,19bに分散されて作
用するので、上記圧縮力による歪みも分散される。即ち
ピストン11とピストンピン18との間に12トンとい
う圧縮力を作用させた場合に、上側の凹形曲面19aに
おける最大応力はA1点で発生してその値は12.9k
gf/mm2となり、下側の凹形曲面19bにおける最
大応力はA2点で発生してその値は20.4kgf/m
m2となって、コーナ部に単一の凹形曲面が形成された
従来のピストン裏面形状と比較してコーナ部19におけ
る応力が低減される。この結果、ピストン11の強度が
実質的に向上する。またピストン11とピストンピン1
8との間に12トンという圧縮力を作用させた場合の、
上側の凹形曲面19aと下側の凹形曲面19bとの接続
点であるA3点における応力は6.2kgf/mm2と小
さい。なお、上記実施例では凹部のコーナ部に2つの凹
形曲面を形成したが、これは一例であって3つ以上の凹
形曲面を形成してもよい。In the piston 11 configured as described above,
When the piston 11 reaches the top dead center and the fuel in the cylinder (not shown) explodes, an extremely large downward force acts on the upper surface of the piston 11, and this force is applied via a piston pin 18 to a connecting rod (not shown). ). At this time, a large compressive force is generated between the piston 11 and the piston pin 18, but this compressive force is dispersed and acts on the two concave curved surfaces 19 a and 19 b formed in the corner portion 19 of the concave portion 12, so that The strain due to the compressive force is also dispersed. That is, when allowed to act compression force of 12 tons between the piston 11 and the piston pin 18, the value maximum stress generated at a point A in the upper concave curved surface 19a is 12.9k
gf / mm 2 , and the maximum stress on the lower concave curved surface 19b is generated at the point A 2 and the value is 20.4 kgf / m 2.
m 2 , the stress in the corner portion 19 is reduced as compared with the conventional piston back surface shape in which a single concave curved surface is formed in the corner portion. As a result, the strength of the piston 11 is substantially improved. The piston 11 and the piston pin 1
When a compressive force of 12 tons is applied between
Stress at A 3-point is a connection point between the upper concave curved surface 19a and the lower concave curved surface 19b is as small as 6.2kgf / mm 2. In the above embodiment, two concave curved surfaces are formed at the corners of the concave portions. However, this is an example, and three or more concave curved surfaces may be formed.
【0011】[0011]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、凹
部を形成する側面及び頂面間のコーナ部にそれぞれ独立
した曲率半径を有する複数の凹形曲面を形成し、複数の
凹形曲面をピストンの縦断面における点で接続したの
で、エンジンの爆発行程でピストンとピストンピンとの
間に大きな圧縮力が発生しても、この圧縮力は凹部のコ
ーナ部に形成された複数の凹形曲面に分散され、上記圧
縮力による歪みも分散される。この結果、凹部のコーナ
部での応力を低減できるので、ピストンの強度が実質的
に向上する。またピストンの重量を増大せずかつピスト
ン形状を大幅に変更せずに済むので、ピストンの慣性力
を増大したり、製造コストを押上げたりすることもな
い。As described above, according to the present invention, a plurality of concave curved surfaces each having an independent radius of curvature are formed at the corner between the side surface forming the concave portion and the top surface. Since the curved surface is connected at a point in the vertical section of the piston, even if a large compression force is generated between the piston and the piston pin during the explosion stroke of the engine, this compression force is generated by a plurality of concave shapes formed at the corners of the concave portion. It is dispersed on a curved surface, and the distortion due to the compressive force is also dispersed. As a result, the stress at the corner of the concave portion can be reduced, and the strength of the piston is substantially improved. Further, since the weight of the piston is not increased and the shape of the piston is not largely changed, the inertia force of the piston is not increased and the manufacturing cost is not increased.
【図1】本発明一実施例エンジンのピストンの縦断面
図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a piston of an engine according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来例を示す図1に対応する断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional example and corresponding to FIG.
11 ピストン 12 凹部 12a 側面 12b 頂面 18 ピストンピン 19 コーナ部 19a,19b 凹形曲面 R1,R2 曲率半径11 the piston 12 recess 12a side 12b top surface 18 piston pin 19 corners 19a, 19b concave curved surface R 1, R 2 radius of curvature
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02F 3/00 F16J 1/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F02F 3/00 F16J 1/16
Claims (1)
2)と、前記凹部(12)を横切るように前記ピストン(11)の
側壁(13)に挿着されたピストンピン(18)とを備えたエン
ジンのピストンにおいて、 前記凹部(12)を形成する側面(12a)及び頂面(12b)間のコ
ーナ部(19)にそれぞれ独立した曲率半径(R1,R2)を有す
る複数の凹形曲面(19a,19b)が形成され、 前記複数の凹形曲面(19a,19b)が前記ピストン(11)の縦
断面における接続点(A3)で接続されたことを特徴とする
エンジンのピストン裏面形状。A recess (1) formed on a back surface of a piston (11).
2) and a piston pin (18) inserted into a side wall (13) of the piston (11) so as to cross the recess (12), wherein the recess (12) is formed. side (12a) and top surface (12b) corner portion between (19) independently radius of curvature (R 1, R 2) a plurality of concave curved surfaces (19a, 19b) having a are formed, the plurality of concave The curved surface (19a, 19b) is vertical to the piston (11).
A back surface shape of an engine piston, which is connected at a connection point (A 3 ) in a cross section .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01789595A JP3339664B2 (en) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | Engine piston back side shape |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01789595A JP3339664B2 (en) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | Engine piston back side shape |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08210179A JPH08210179A (en) | 1996-08-20 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JP3339664B2 (en) |
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1995
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