JPH01178756A - エンジンのピストン構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンのピストン構造に関し、より詳しくは
ピストン０月口面にキャビティが設けられて、このキャ
ビティにより燃焼室を形成するようにしたものに関する
。

（従東技術） エンジンのなかには、ピストンの頂面にキャビティを設
けて、小さな燃焼室を実現するようにしたものがある。

このようなエンジンにおいては、ピストンか実質的ｊ１
こ燃焼室を形成するため、ピストンの熱負前が大きく、
このためピストンの冷却を１−分に考慮する必要がある
。

このような要請に応じるべく、実開昭６０・−１３１６
４９＋７公報に見られるＪ：うに、キー＼ノビデイ回り
にオイル通路を設けることが提案されてし入る。

しかしながら、ピストンの躯体内に通路を設＆−するこ
とは、その製造において鋳抜き成形が必要となり、必ず
しもオイル通路の形成が容易とは３昏えない。

そこで、本発明の目的は、キャビティ回りにオイル通路
を設けるとしたときに、該オイル通路の形成が容易とな
るようにしたエンジンのピストン構造を提供することに
ある。

（問題点を解決するための手段、作用）上記技術的課題
を達成すべく本発明にあっては、 ピストンの頂１ｍにギャピテ７ｆが設けられて、該キャ
ビティにより燃焼室を形成するようにされたエンジンの
ピストン構造を前提として。

前記ピストンは、」−丁に分割構造とされて、前記キャ
ビティを有するヘッド部材と、ピンボス部を有するスカ
ート部材とで形成され、 前記ヘッド部材には下方に向けて開口し、前記スカート
部材と協働して前記キャビティ回りにオイル通路を形成
する空間が設けられ、 Ｍｉｉ記ヘッド部材と前記スカート部材とは、前記スカ
ート部材の一対のピノボス部の間に上方に向けて突設さ
れた突出部と、１ｊ↑ｊ記ヘッド部材のキャビティの底
部を形成する底壁部に設けられた孔と、を嵌合させて、
該孔と前記突出部との合せ面を？８接することにより一
体化され、 前記ｌ＼ワット材の底壁部は、その一部が前記スカート
部材のビシボス部の」一方に位置するようにされた構成
としである。。

すなわち、本発明にあっては、基本的には、ピストンを
にＦに分割構造とし、キャビティ回りのオイル通路を、
ヘッド部材とスカート部材とで協働して形成するように
しである。このためキャビブイ［す１りのオイル通路の
形成が容易となる。更に、ヘッド部材とスカート部材と
の一体化は、−対のビシボス部の間に位置する小径の合
わせ面を溶接することによりなされているため、溶接に
必要とする時間を比較的短くすることが可能となる。加
えて、キャビティの底部を形成する底壁部の一部が、ス
カート部材のピンボス部の１一方に位置し、この結果キ
ャビティ底壁部がビンホス部によって支承されるため、
ピストンに［ト方向に作用する爆発荷重をピンボス部で
しっかりと受け１）−めることが可能となり、ピストン
の強度を十分に保持することが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面に基づい
て説明する。

第１図において、１はエンジン本体で、エンジン本体Ｉ
はシリンダブロック２、シリンダヘッド３等から構成さ
れ、シリンダブロック２にはそのポア２ａ内にピストン
４が嵌挿されて、ピストン４はピストンピン５を介して
連接棒６の一端に連結され、該連接棒６の他端はクラン
クシャフト７に連結されている。ピストン４は、後に詳
しく説明するように、頂面にキャビティ４ａを有し、他
方シリンダヘッド３は、そのピストン４と対向する面が
平坦面とされて、Ｌ記ギャビティ４　ａｉごよって燃焼
室８が形成されている。また、シリンダヘッド３には燃
焼室８に開「ｌする吸気ボルト９と＋′Ｊ［気ボート１
０とが設けられ、吸気ボート９には吸気弁１１が配設さ
れ、また排気ポートＴＯには排気弁１２が配設されて、
これら弁１１．１２は図示を略した動弁機構によって所
定のタイミングで開閉されるようになっている。シリン
ダヘッド３には、また、燃焼室８に臨ませて燃料噴射弁
（図示省略）が配設され、燃料噴射弁から噴射された燃
料は直接燃焼室９・に供給されて、この燃焼室８内の燃
料は点火プラグ（図示省略）によって点火されるように
なっている。。

ピストン４は、第、３図、第４図に示すように、−ＩＦ
に２分割とされて、ヘッド部材１５とスカート部材１６
とから構成され、ヘッド部材１５にはその頂面に１．記
キャビティ４ａが形成され、側面にはピストンリング溝
１５ａが形成されている。

他方スカート部材１６には左右に延びる一対のピンボス
部＋　６　ａ、１６ｂが形成されて、該ピンボス部ＩＦ
３ａ、Ｉ６ｂに１１１記ピストンピン５が挿通されるよ
うになっている１、ずなわぢ、スカート部材１６は、そ
の側面、つまりシリンダボア２ａの内向と摺接するスカ
ート部１６ｃと、・＼ット部材１５の座面を形成する天
板部ｌ６（１とから構成され、ｊ−記ピンボス部１６　
ａ、Ｉ　６ｂは、スカート部１６０と天板部＋６ｄとの
角隅部から径方向内方に延びる構成とされている。天板
部＋６ｃｌには、その中心部に」一方に突出する円形の
突出部１６ｃが設けられ、この突出部１６ｅの径βは左
ピンボス部＋６８と右ピンボス部１６℃との離間距離Ｌ
　ｏよりも若干小さなものとされている。また、天板部
１６（１には、突出部１６ｅよりも径方向外力に２つの
貫通孔１７ａ、１７ｂが設けられている。

一方、Ｅ記ヘッド部材１５は、ピストンリング溝１５；
〕が形成された側壁部１５ｂと、キ、Ｖビティ４ａを形
成する土壁部１５ｃとから構成さね、該り壁部＋５ｃと
側壁部１５ｂとの間にはＦ方に向けて開［］する空間１
８がキャビティ４ａの周回りに形成され、また土壁部Ｉ
５０には、キャビティ４ａの底部を形成する底壁部１５
ｄの中央部に孔１５ｅが設けられて、この孔１５ｅに−
１，記スカート部材１６の突出部１６ｃが嵌合されるよ
うにな−）ている。そして、上記底壁部１５ｄは、」記
ピンボス部１６の離間距離Ｌｏよりも大きな径Ｉ５を有
し、この底壁部１５　ｄはスカート部材１６に着座して
、底壁部１５（１の−ｍ（第１図、符じＣの部位）がピ
ンボス部１６で支承されるようにな一部ている。

このようなヘッド部材１５とスカート部材１６との一体
化は、スカート部材Ｉ６の突出部１６ｅとヘッド部材Ｉ
５の孔１５ｅとの合わせ面Ａと、ヘッド部材１５の側壁
部１５ｂとスカー　上部材１６の天板部１６ｄとの当接
部Ｂと、を電子ビーム溶接法により接合することにより
行なわれ、このようにして形成されたピストン４は、空
間Ｉ８でオイル通路が構成され、ヒ記１ｊ通に１Ｉ７ａ
、１７ｂによってオイルの出入口が構成されている１、
すなわち、エンジン本体１には、第２図に示すように、
−の貫通１１１７　ａに向けてオイルを晴朗する噴射ノ
ズル２０が設けらね、この噴射ノズル２０から吐出され
たオイルは−の貫通孔１７ａを通ってキャビティ４０回
りの空間１８に強制的に導入され、空間１８内のオイル
は他のｄ通日＋７ｂを通ってクランク室に還流されるよ
うにな−）ている、、尚、電子ビームによる溶接部は図
中符号Ｉ）て示しである。

以］−５の構成において、ピストン４のキャビティ４ａ
によって燃焼室８を形成する関係上、熱負荷の大きいピ
ストン４は、キャビティ４８回りのオイル空間１８に送
り込まれるオイルによって強制的に冷却されることとな
る。また、キャビティ４２）回りのオイル空間１８は、
基本的には、ヘッド部材１５において下方に開［］する
空間１８によって形成されるため、その製造が容易とな
る。更に、キャビティ４ａの底部を形成する底壁部１５
（１は、その一部が左右のピンボス部１６ａ、１６ｂに
よって支承されているため、爆発荷重の一部はピンボス
部１６ａ、＋６ｂによって受は持たれることとなる。ま
た、電子ビーム溶接が施される突出部＋６ｅと孔１５ｅ
との合わせ面Δは、ピン“ボス部Ｉ６の離間距離Ｌｏ、
ｌ：りも小径な径氾てあり るため、合わせ面Ａの全周を比較的迅速に溶接を完丁す
ることがロエ能となる。すなわち、溶接時間のかかる電
子ビーム溶接法によるとしても、溶接長さが比較的短い
ため、溶接に要する時間の短縮化か可能となる。

更に、ヘッド部材１５はその側壁部１５ｂにおいても、
そのＩぐ端がスカート部材１６と電子ビーム溶接によ−
λてしっかりと接合さねでいるため、ピストン４の剛性
を部分なものとすることかり催となる９、加えて、ピス
トン４はハツト部材１５とスカート部材１６との分割構
造としであるため、ヘッド部材１５の、例えばキャビテ
ィ４の容積のソシなるものを複数種用意しておくことで
、多（幾秤の１ンジンへの対応か可能となる。これによ
って圧縮比の変更、スキ・ソシュエリャのも無等の変更
がヘッド部材１５を変えるだけで自在となる。

第５図は本発明の第２実施例を示すもので、本実施例の
説明において、に記第１実施例と同一・の要素には同一
の符号を付すことにより、その説明を省略し、以］に本
実施例の特徴部分についてのみ説明を加える３ 本実施例では、各ビンホス部１６に上下に延びる第２の
１１通［二１２０がトリルにて穿設されて、１記オイル
空間１８のオイルはこの第２の貫通孔２０を通ってピス
トンピン５のシャーブール部に流入する構成とされてい
る。このピストンピン５のジャーナル部に流入するオイ
ルは１゛記オイル空間１８にて高温化されているため、
粘度による抵抗も小さく、したかってピストンビシ５と
そのジャーナル部のクリアランスに十分に浸透し易い。

・二のため、ピストンピン５の潤滑を向トすることかり
能となり、この結果ピストンピン５とジャーナル部との
クリアランスを小さ（設定することができる１、勿論、
クリアランスを小さくできるということはピストンピン
５の衝撃音を低減し得ることを意味するものである。

（考案の効果） 以上の説明から明らなかように、本発明によれば、キャ
ビティ回りのオイル通路の形成が容易となることに加え
て、ノ＼ット部材とスカート部材との溶接時間をさほど
要することなく、またピストンの爆発荷重に対する強度
を１−分に維持することがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係るピストンのｓｋｉ面図、第２図は
実施例に係るピストンが適用されたエンジン本体の縦断
面図、 第３図は第１図のｌｌｌ−Ｉｎ断面図、第４図は第１図
のＩＶ　−ＩＶ断面図、第５図は本発明の第２実施例を
示すもので、Ｌ記第３図に対応する断面図である。 １：エンジン本体 ４：ピストン ４ａ°キヤビテイ ８：燃焼室 １５：ヘッド部材 １５ｄ：キャビティの座部を形成する座壁部１６：スカ
ート部材 １６ａ、１６ｂ：ビンポス部 １６ｅニス力−ト部材の突出部 １８：キャビディ回りのオイル空間 （オイル通路） △、スカート部材の突出部とヘッド部材孔との合わせ而

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ピストンの頂面にキャビティが設けられて、該キ
   ャビティにより燃焼室を形成するようにされたエンジン
   のピストン構造において、 前記ピストンは、上下に分割構造とされて、前記キャビ
   ティを有するヘッド部材と、ピンボス部を有するスカー
   ト部材とで形成され、 前記ヘッド部材には下方に向けて開口し、前記スカート
   部材と協働して前記キャビティ回りにオイル通路を形成
   する空間が設けられ、 前記ヘッド部材と前記スカート部材とは、前記スカート
   部材の一対のピンボス部の間に上方に向けて突設された
   突出部と、前記ヘッド部材のキャビティの底部を形成す
   る底壁部に設けられた孔と、を嵌合させて、該孔と前記
   突出部との合せ面を溶接することにより一体化され、 前記ヘッド部材の底壁部は、その一部が前記スカート部
   材のピンボス部の上方に位置するようにされている、 ことを特徴とするエンジンのピストン構造。