JP3465863B2 - 内燃機関用ピストンのピストン本体構造 - Google Patents
内燃機関用ピストンのピストン本体構造Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F2200/00—Manufacturing
- F02F2200/04—Forging of engine parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
トンに関し、特に、そのようなピストンにおいてアルミ
合金等により一体的に成形されるピストン本体の構造に
関する。
されるピストンは、一体的に成形されたピストン本体に
対してピストンリングやピストンピン等が装着されるこ
とにより構成されており、そのピストン本体について
は、慣性力を小さくして高速往復運動に向くように、最
近は殆どで軽量なアルミ合金が材料として使用され、稀
には鍛造品もあるが、通常は鋳造により一体的に成形さ
れている。
な内燃機関用ピストンにおいて、ピストン本体の重量バ
ランスが悪いと、エンジンの運転時にピストンが首振り
を起こしてシリンダとの当たり不良を生じることがあ
り、その対策としてピストンカーブを見直さなければな
らないという問題がある。
げ加工時の加工基準となるように、ピストン本体のスカ
ート部の下部内面に段部を形成しているが、ピストン本
体の軽量化を図るためにスカート部を幅の狭いものにす
ると、その下部内面に形成される段部の幅も狭くなっ
て、加工基準とするには不安定なものとなってしまうと
いう問題が生じる。(なお、本明細書の記載における上
下関係については、ピストンの燃焼室側を上とし、クラ
ンク室側を下として記載しており、実際に内燃機関が設
置された場合の上下関係とは直接関係はない。)
課題を解決するために、上記の請求項1に記載したよう
に、ヘッド部の裏側から下方に一対のピンボス部が一体
的に形成され、ヘッド部の周縁から、リング装着部を介
して、部分円筒状の外面を有する一対のスカート部が垂
下形成され、各スカート部の両側端と各ピンボス部が、
ヘッド部の裏側から垂下形成されるリブによりそれぞれ
連結されるように、上下の型による鍛造によって一体的
に成形されている内燃機関用のピストン本体において、
各ピンボス部の下面に、鍛造時にピストン本体を型から
押し出す際の押し出しピンの当接部となる突出部が、下
方に突出するようにピンボス部と一体的に形成され、ま
た、各スカート部と各ピンボス部を連結する各リブの下
面に、鍛造時に型のガス抜き孔によって成形される突出
部が、下方に突出するようにリブと一体的に形成されて
いると共に、両方のピンボス部の下面に形成される各突
出部の下端が、同じ高さに揃えて平坦面に加工されてい
ることを特徴とするものである。
用ピストンのピストン本体構造において、上記の請求項
2に記載したように、ピンボス部とリブの連結部分の付
近で、ピンボス部の突出部とリブの下面が、同じ高さで
全体が平坦面となるように加工されていることを特徴と
するものである。
ンのピストン本体構造の実施形態について図面に基づい
て説明する。
の一実施形態を示すもので、図1は、ピストン本体を側
方から見た状態を示し、図2は、ピストン本体を下方か
ら見た状態を示し、図3は、図1のA−A線に沿ったピ
ストン本体の横断面を示し、図4は、図2のB−B線に
沿ったピストン本体の縦断面を示すものである。
て、上下割りの型によって鍛造で一体的に成形されてか
ら、仕上げ加工が施されたものであって、4サイクルエ
ンジン用のもので、そのヘッド部2には、図4に示すよ
うに、その上面にバルブリセス2a〜2eが凹設されて
おり、ヘッド部2の周縁から下方には、略円筒状の外周
面に対して円周方向に溝を設けたリング装着部3が形成
されている。
着用のリング溝3aと、セカンドリング装着用のリング
溝3bと、オイルリング装着用のリング溝3cが上から
順に形成されており、オイルリング装着用のリング溝3
cには、図3および図4に示すように、ピストン本体1
の内側空間部に貫通するように適当数のオイル戻し孔8
が形成されている。
外面を有する一対のスカート部4が、左右対称的に対向
して配置された状態で垂下形成されており、各スカート
部4の下端近傍内面には、図4に示すように、仕上げ加
工時に基準面として利用するための段部4aが形成され
ている。
ン(図示せず)を回動自在に支承するために、一対のピ
ンボス部5が、各スカート部4の対向方向と直交する方
向で左右対称的に対向するように、ヘッド部2の裏側か
ら下方に突出するように一体的に形成されている。
ストンピン(図示せず)を挿通するためのピン挿通孔5
aが、対向方向に貫通して形成されており、それぞれの
ピン挿通孔5aの外側近傍には、ピストンピンをピン挿
通孔5a内に保持するためのサークリップ(図示せず)
を装着するために、図3に示すように、その内面に環状
のサークリップ装着溝5bが形成されている。
ぞれのサークリップ装着溝5bに至るまで、図1および
図2に示すように、サークリップ(図示せず)をサーク
リップ装着溝5bに取り付けるためのサークリップ取付
口5cが、ピストンピン挿通孔5aの軸心に対して一方
側に偏った位置で、ピストンピン挿通孔5aからピンボ
ス部5の一部を切り欠くように、上下に開く型による鍛
造によって成形されている。
が一体的に垂下形成されていて、図2および図3に示す
ように、各ピンボス部5と各スカート部4と各リブ6と
によりピストン本体1の内側空間部を囲むように、近い
位置にあるピンボス部5の側壁部とスカート部4の側端
部同士が、それぞれリブ6により一体的に連結されてい
る。
ンボス部5の両側近傍で、スカート部4とピンボス部5
を連結するリブ6の外側に位置して、ヘッド部2の裏側
にそれぞれ肉抜き用の凹部7が形成されており、各凹部
7は、リング装着部3のオイルリング溝3cの位置より
も上方にまで深く形成されていて、各凹部7とオイルリ
ング溝3cとに渡って、オイル戻し孔9がそれぞれ貫通
されている。
て、図2に示すように、それぞれのピンボス部5の下面
には、ピンボス部5の下面からピン挿通孔5aにまで貫
通するように、オイル供給孔5eがそれぞれ形成されて
いると共に、ピンボス部5の下面よりも更に下方に突出
するように、鍛造時にピストン本体1を型から押し出す
押出しピンの当接部となる突出部5dが、それぞれピン
ボス部5と一体的に形成されており、また、それぞれの
リブ6の下面には、鍛造時に型のガス抜き孔により成形
される突出部6aが、下方に突出するようにリブ6と一
体的に形成されている。
リング装着部3に形成される各リング溝3a,3b,3
cや、ピンボス部5に形成されるピン挿通孔5aなどに
ついては鍛造後の仕上げ加工時に切削加工により成形さ
れるが、上記の各突出部5d,6aを含むその他の殆ど
の部分については、上下に開く型による鍛造によって成
形されている。
〜2eを凹設したヘッド部2の上面についても、鍛造後
に上面に対してバルブリセス2a〜2eを凹設するため
の切削加工を施すことなく、上下の型による鍛造のみに
よって当初から製品としての形状に仕上げられている。
り狭い範囲に材料が押し下げられて成形されることによ
り、当該部分で材料の流れの量が大きくなって、強力に
ファイバーフローが作りだされ、それによって高強度な
ものとなっている。
は、型は動かないので、ファイバーフローが作りだされ
ず、鍛造ピストンにおいても、従来は、上面のバルブリ
セスを切削加工により仕上げているため、ファイバーフ
ローは切断されてしまうこととなり、何れにしても、上
記のようなファイバーフローによる強度向上は図られて
いない。
ストン本体構造によれば、上下の型により鍛造でピスト
ン本体1を成形する時に、ピンボス部5の下面の突出部
5dやリブ6の下面に突出部6aを、余計な工程を要す
ることなく容易に形成することができる。
出しピン当接部となる突出部5dや、ガス抜きにより成
形された突出部6aを、その後で部分的に除去するよう
に加工することにより、ピストン本体1の重量バランス
を容易に変えることができるため、必要に応じて突出部
5d,6aの適当な加工除去を行うことにより、ピスト
ン全体のバランスをとって、エンジンの運転時における
ピストンの首振りを防止することができる。
形されたそれぞれの突出部5dの下端を、同じ高さに揃
えて平坦面に加工することにより、該突出部5dの下端
面を、ピストン本体1の仕上げ加工時の加工基準とする
ことができるため、それによって、ピストン本体1のス
カート部4の下部内面に加工基準となる段部4aを形成
しなくてもよくなり、スカート部4を幅を自由に狭くす
ることができて、ピストン本体1の軽量化を図ることが
できる。
とにより、該平坦面をロット判別のためなどの刻印場所
として利用することも可能となる。
口5cをピストンピン挿通孔5aの軸心に対して一方側
に偏った位置に設けているため、突出部5dの横断面積
を大きくすることができ、そのため、突出部5dを押出
しピン当接部とする時には、型からの押し出しの際の面
圧を低下させることができ、また、突出部5dを加工基
準とする時には、安定した加工基準を得ることができ
る。
いては、上記のような突出部5dの下端面のみを加工基
準とするだけでなく、スカート部4の段部4aのスカー
ト下端からの深さを深くして、突出部5d或いは突出部
6aと段部4aとの共働によって加工基準としてもよ
く、それによって、スカート部4の肉厚が薄く、段部4
aのみでは加工基準として不安定な場合に対応すること
が可能となる。
幅の細いリブ6が連結されているようなピストン本体1
では、これを成形するための型においてピンボス部5と
リブ6の連結部分にクラックが入りやすく、それにより
鍛造成形品の当該部分にバリの発生することが多いが、
そのような場合に対応するために、ピンボス部5とリブ
6の連結部分の付近で、リブ6の下面の高さを突出部5
dと同じ高さにして、その全体を平坦面に加工して加工
基準とすることも可能であって、それにより、加工基準
を形成するときに同時にバリを取ることができる。
ピストンのピストン本体構造によれば、ピストン本体の
鍛造成形時に、ピンボス部の下面やリブの下面に、余計
な工程を要することなく容易に突出部を形成しておくこ
とができる。そのため、該突出部を部分的に除去するよ
うに加工すれば、簡単にピストン本体の重量バランスを
変えることができ、それによってピストン全体のバラン
スをとってエンジンの運転時におけるピストンの首振り
を防止することができる。また、両方のピンボス部の下
面に形成される各突出部の下端を、同じ高さに揃えて平
坦面に加工していることにより、仕上げ加工時の加工基
準を確保することができ、刻印するための平面を確保す
ることができる。
側面図。
図。
図。
Claims (2)
- 【請求項1】 ヘッド部の裏側から下方に一対のピンボ
ス部が一体的に形成され、ヘッド部の周縁から、リング
装着部を介して、部分円筒状の外面を有する一対のスカ
ート部が垂下形成され、各スカート部の両側端と各ピン
ボス部が、ヘッド部の裏側から垂下形成されるリブによ
りそれぞれ連結されるように、上下の型による鍛造によ
って一体的に成形されている内燃機関用のピストン本体
において、各ピンボス部の下面に、鍛造時にピストン本
体を型から押し出す際の押し出しピンの当接部となる突
出部が、下方に突出するようにピンボス部と一体的に形
成され、また、各スカート部と各ピンボス部を連結する
各リブの下面に、鍛造時に型のガス抜き孔によって成形
される突出部が、下方に突出するようにリブと一体的に
形成されていると共に、両方のピンボス部の下面に形成
される各突出部の下端が、同じ高さに揃えて平坦面に加
工されていることを特徴とする内燃機関用ピストンのピ
ストン本体構造。 - 【請求項2】 ピンボス部とリブの連結部分の付近で、
ピンボス部の突出部とリブの下面が、同じ高さで全体が
平坦面となるように加工されていることを特徴とする請
求項1に記載の内燃機関用ピストンのピストン本体構
造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06924796A JP3465863B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 内燃機関用ピストンのピストン本体構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06924796A JP3465863B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 内燃機関用ピストンのピストン本体構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09236045A JPH09236045A (ja) | 1997-09-09 |
JP3465863B2 true JP3465863B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=13397236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06924796A Expired - Lifetime JP3465863B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 内燃機関用ピストンのピストン本体構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3465863B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9291120B2 (en) * | 2012-09-18 | 2016-03-22 | Federal-Mogul Corporation | Steel piston with counter-bore design |
-
1996
- 1996-02-29 JP JP06924796A patent/JP3465863B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09236045A (ja) | 1997-09-09 |
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