JP4725857B2

JP4725857B2 - ピストン

Info

Publication number: JP4725857B2
Application number: JP2007037768A
Authority: JP
Inventors: 厚法熊谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2027-02-19
Also published as: JP2008202454A

Description

本発明は、内燃機関におけるピストンに関する。

内燃機関のピストンに連結されるピストンピンには、常時、大きな荷重を伴った回転力が作用する。このため、ピストンピンとこれが挿入されるピストンピン孔との間の潤滑が必要である。潤滑油の供給は、例えば、オイルジェットから噴射された潤滑油をピストンピンとピストンピン孔の間に浸透させることにより行うが、特許文献１は、充分量の潤滑油を供給するために、ピストン本体の外周側からピストンピン孔に向かう油溝を形成する技術を開示している。また、特許文献２は、摺動部材をピストンスカート部に装着することにより潤滑油をピストンピン孔方向に導く通路を形成する技術を開示している。さらに、特許文献３は、ピストンピンの潤滑を良好に保つために、ピストンの外周面に形成されたサイドカット部に、ピストンの外周からピストンピン孔に向かって延びる突起を備え、潤滑油をピストンピン孔内に導く技術を開示している。
実開昭５８−６９４０号公報特開平５−３４０４７２号公報特開平１１−１８２２２０号公報

ところで、ピストンピンとピストンピン孔の間の潤滑を良好にたもつためには、オイルジェット等から潤滑油の安定した供給を行う必要がある。オイルジェット等からの潤滑油の供給が途切れる、あるいは、供給量が減少すると、ピストンピンとピストンピン孔の間の潤滑油が不足する可能性がある。このことは、ピストンピン孔に通じる油溝等を形成しても同様である。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、ピストンピンの潤滑のために充分量の潤滑油の安定的な供給が可能なピストンを提供することにある。

本発明に係るピストンは、ピストンピンが挿入されるピストンピン孔を画定するブッシュと、前記ブッシュが圧入される圧入孔の一部を画定するように設けられ、潤滑油を浸透保持する多孔質材と、を備え、前記ブッシュは、前記多孔質材に浸透保持された潤滑油を前記ピストンピン孔へ導く油孔を備えている、ことを特徴としている。
この構成によれば、多孔質材に浸透保持された潤滑油が油孔を通じてピストンピン孔へ常時供給されるので、外部からの潤滑油の供給が一時的に途切れたり、供給量が減少した場合にも、充分量の潤滑油が安定してピストンピン孔内へ供給される。

上記構成において、前記油孔は、前記ピストンピンに印加される荷重の主方向とは異なる向きに形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、ピストンピンに印加される荷重の主方向とは異なる向きに油孔を形成することにより、多孔質材から油孔を通じてピストンピンへ安定して潤滑油が供給される。

本発明によれば、ピストンピンの潤滑のために充分量の潤滑油の安定的な供給が可能となる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１及び図２は、本発明の一実施形態を示す図であって、図１はピストンの正面図、及び図２は図１のＡ−Ａ線方向の断面図である。
このピストンは、ピストン本体１０、多孔質材２０、円筒状のブッシュ３０等から構成される。
ピストン本体１０は、周知の方法により製造され、このピストン本体１０には、ブッシュ３０を圧入するための圧入孔１１が形成されている。圧入孔１１は、ブッシュ３０の両端部をそれぞれ支持するように、同心状に２箇所に形成されている。

多孔質材２０は、潤滑油を浸透可能に形成され、各圧入孔１１の一部を画定するように、圧入孔１１の中心軸線に関して対称な位置に水平方向において互いに対向するように、ピストン本体１０の４箇所に設けられている。また、多孔質材２０は、ピストン本体１０の内壁面及び外壁面からそれぞれ露出している。
多孔質材２０は、例えば、アルミニウム合金、銅合金、ニッケル合金等の金属粉末を発泡剤により発泡させたものを使用できる。

多孔質材２０をピストン本体１０に一体的に形成するには、例えば、多孔質材２０を形成する前のピストン本体１０を所定形状の金型に収容すると共に、金型内の多孔質材２０の形成箇所に相当する部分に発泡剤を含む粉末金属を充填する。この状態で、金型を加熱して発泡剤を発泡させると、発泡金属からなる多孔質材２０を形成できる。このような形成方法を用いると、多孔質材２０は、ピストン本体２０に密着結合する。尚、ピストン本体１０とは別に成形した多孔質材２０を接着剤等を用いて固定することも可能である。

ブッシュ３０は、図示しないピストンピンが挿入されるピストンピン孔３１ｈを画定しており、このブッシュ３０は、多孔質材２０をピストン本体１０に一体的に形成した後に、圧入孔１１に圧入される。ブッシュ３０には、各多孔質材２０に対応して油孔３０ｈが形成されており、この油孔３０ｈは書く多孔質材２０とピストンピン孔３１ｈとを連通する。

油孔３０ｈは、図１に示すように、図示しないピストンピンに印加される荷重の主方向Ｄ１及びＤ２とは異なる方向に形成されているとともに、多孔質材２０の上側部分と接続される位置に形成されている。油孔３０ｈを図示しないピストンピンに印加される荷重の主方向Ｄ１及びＤ２とは異なる方向に形成するのは、このような方向に油孔３０ｈを形成することにより、ピストン本体１０が上下動した際に、多孔質材２０に浸透保持された潤滑油が慣性力により油孔３０ｈへ集中し、ピストンピン孔３１ｈへ安定的に供給されるからである。尚、本実施形態では、油孔３０ｈを多孔質材２０の上側部分に接続されるように形成したが、多孔質材の中間部分よりも、上側部分又は下側部分に接続されるように形成するのが好ましい。多孔質材２０中の潤滑油が上側部分又は下側部分に偏った際に、油孔３０ｈが多孔質材２０の上側部分又は下側部分に位置すると、潤滑油が油孔３０ｈへ流れ込みやすいからである。

上記したピストンでは、図示しないオイルジェットから供給された潤滑油が多孔質材２０のピストン本体１０の内壁面から露出した部分に当たると、ここから潤滑油が多孔質材２０に浸透し、保持される。

多孔質材２０により集められた潤滑油は、油孔３０ｈを通じてピストンピン孔３１ｈ内へ供給される。多孔質材２０は、潤滑油を貯えつつ油孔３０ｈへ潤滑油を供給するので、図示しないオイルジェット等から供給される潤滑油が一時的に途絶える、あるいは、潤滑油の供給量が減少っするような場合であっても、充分量の潤滑油を安定的にピストンピン孔３１ｈ内へ供給する。

また、多孔質材２０は、振動、騒音を減衰させる機能を備えており、図示しないピストンピンの近傍に配置されるので、ピストンピンの受ける衝撃を吸収する効果も奏され、ピストンピンのいわゆる打音を低減できる。
さらに、多孔質材２０は、ある程度の量の潤滑油を保持しているので、ブッシュ３０及び図示しないピストンピンを冷却する効果も奏される。

尚、多孔質材２０から一層効率的にかつ充分量の潤滑油をピストンピン孔３１ｈ内へ供給するために、図示しないオイルジェットから多孔質材２０へ向けて直接潤滑油を噴射する構成とすることも可能である。

上記実施形態では、多孔質材２０を圧入孔１１の両側に設けた場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、多孔質材２０の個数や配置は適宜変更可能である。

本発明の一実施形態に係るピストンの正面図である。図１のＡ−Ａ線方向の断面図である。

符号の説明

１０…ピストン本体
１１…圧入孔
２０…多孔質材
３０…ブッシュ
３０ｈ…油孔
３１ｈ…ピストンピン孔
５０…多孔質材

Claims

ピストンピンが挿入されるピストンピン孔を画定するブッシュと、
前記ブッシュが圧入される圧入孔の一部を画定するように設けられ、潤滑油を浸透保持する多孔質材と、を備え、
前記ブッシュは、前記多孔質材に浸透保持された潤滑油を前記ピストンピン孔へ導く油孔を備えている、
ことを特徴とするピストン。
前記油孔は、前記ピストンピンに印加される荷重の主方向とは異なる向きに形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のピストン。