JPH0121166Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ 本考案は、新規な内燃機関のピストンに係り、
特に、ピストンのトツプランドに拡径された大径
部と縮径された小径部とを設けて、燃焼室回りの
デツドボリユームを増大させることなくトツプラ
ンドのカツトバツク量を増大させることにより、
燃費性能並びに出力性能とを低下させることなく
LOC（Lubrication Oil Consumption；潤滑油の
消費）の経時劣化を改善させた内燃機関のピスト
ンに関する。

［考案の技術的背景とその問題点］ 内燃機関のLOCは長時間の運転使用に伴なつ
て経時劣化していくが、その一因に、第１図に示
す如く、ピストン１のトツプリング２より上側の
トツプランド３に付着するカーボン４が挙げられ
る。このトツプランド３に付着するカーボン４は
堆積して成長すると共に焼結されて硬質化されて
くる。この成長して硬質化したカーボン４が、シ
リンダ５の内壁面６に付着するオイルをピストン
１の上部に掻き上げるようになり、また、内壁面
６を摩耗させてLOCを経時劣化させている。

ところで、このトツプランド３にカーボン４が
付着することは、トツプランド３の逃げ即ちシリ
ンダ５の内壁面６とのクリアランスS₀を大きくし
てそのカツトバツク量を増大させることによつて
防止できる。しかしながら、このカツトバツク量
を増大させると上記クリアランスS₀が生み出す燃
焼室回りのデツドボリユームが増加して、内燃機
関の燃費性能並びに出力性能とを低下させてしま
うことになる。

このため、従来にあつては、上記トツプランド
３のカツトバツク量は、このトツプランド３に付
着するカーボン４の量と、燃費性能並びに出力性
能とを勘案してそれら双方の妥協点に求めてい
た。

また、実開昭56−173740号公報にピストンのト
ツプランド構造に関する提案がなされているが、
この提案は、トツプランド部にオイル溜り用の溝
部を形成することによつて、主にトツプリングが
掻き上げるオイルをその溝部に保持させようとす
るものであり、トツプランド部に付着成長するカ
ーボンに起因したLOCの経時劣化を改善するも
のではない。

［考案の目的］ 本考案は、上述のごとき問題点に鑑みてそれら
を可及的に改善すべく創案されたものである。

本考案の目的は、ピストンのトツプランドとシ
リンダ内壁面とのクリアランスによつて生み出さ
れる燃焼室回りのデツドボリユームの総容積を所
定値以下に保ちつつ、トツプランド上側部のカツ
トバツク量を増大させることにより、LOCの経
時劣化と燃費性能並びに出力性能とを可及的に改
善することができる内燃機関のピストンを提供す
ることにある。

［考案の実施例］ 以下に本考案の好適一実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。

第２図において、１１はシリンダライナ、１２
はピストン、１３はトツプリングである。本考案
の特長とするところは、このピストン１２のトツ
プリング１３より上側のトツプランド１４部分
に、図中に二点鎖線で示した従来の通常のピスト
ンのトツプランド１５形状よりも、そのピストン
径D₁が拡径されてシリンダライナ（シリンダ）
１１の内壁面１６とのクリアランスS₁が縮小され
た大径部１７と、そのピストン径D₂が縮径され
てシリンダライナ（シリンダ）１１の内壁面１６
とのクリアランスS₂が拡大された小径部１８とを
設けたことにある。

図示する如く、上記小径部１８はピストンヘツ
ド面１９に近接するトツプランド１４の上側部２
０に形成され、大径部１７はトツプリング１３に
近接する下側部２１に形成される。そして、本実
施例にあつては、トツプランド１４はこれら小径
部１８と大径部１７とから２段に構成されること
になる。

また、大径部１７と小径部１８との各外径D₁，
D₂及び高さh₁，h₂とは、これら大径部１７と小
径部１８とが構成するトツプランド１４部分の全
体の体積V₁が従来のトツプランド１５部分の体
積V₀に対して略等しいか若しくは増大するよう
に設定される。

つまり、従来のトツプランド１５部分の体積
V₀は、その外径をD₀、高さをhoとすれば、 V₀＝π／４D₀ ²h として示され、また本実施例のトツプランド１４
部分の体積V₁は、 V₁＝π／４（D₁ ²h₁＋D₂ ²h₂） として示されるが、V₁がV₀以上（V₀≧V₁）であ
ることを満たすためには、 D₀ ²h₀≦D₁ ²h₁＋D₂ ²h₂ となるように、上記各外径D₁，D₂及び高さh₁，
h₂とが設定されることになる。

従つて、小径部１８と、大径部１７とで構成さ
れるトツプランド１４の周側に、シリンダ内壁面
１６との間のクリアランスS₁，S₂として区画形成
される燃焼室回りのデツドボリユームは、従来の
トツプランド１５が区画形成するデツドボリユー
ムに比して、略等しく乃至は減少されて形成され
ることになる。そして更に、ピストンヘツド面１
９に近接するトツプランド１４の上側部２０が小
径部１８として形成されることにより、そのカツ
トバツク量は大きくされ、シリンダ内壁面１６と
のクリアランスS₂が増大されて形成されることに
なる。

以上の説明から明らかなように、本考案に係る
内燃機関のピストン１２は、そのピストンヘツド
面１９に近接したトツプランド１４の上側部２０
のカツトバツク量が大きくとられて小径部１８と
して形成されており、シリンダ内壁面１６とのク
リアランスS₂が増大されている。このため、トツ
プランド１４の上側部２０にはカーボンが付着し
難くなる。これは、上記クリアランスS₂を所定値
以上にすることによつて、トツプランド１４の上
側部２０に付着するカーボンが燃焼されるように
なり、カーボンの堆積が生じなくなるからであ
る。

従つて、堆積するカーボンによつてシリンダ内
壁面１６に付着しているオイルがピストン１２の
上部に掻き上げられることがなくなり、オイルが
燃焼されて消耗されることが防止されるようにな
る。

また、シリンダ内壁面に付着するオイルは大径
部１７によつて若干掻き上げられるが、このオイ
ルは小径部１８のクリアランスS₂部に保持される
ことになり、LOCの経時劣化は可及的に大巾に
延長されることになる。

一方、トツプランド１４の上側部２０を小径部
１８として形成したことにより、この小径部１８
のクリアランスS₂が生み出す燃焼室回りのデツド
ボリユームは増加されることになるが、前述した
如く、小径部１８と大径部１７とのクリアランス
S₂，S₁が生み出すデツドボリユームの総量は、従
来のトツプランド１５部が区画形成するデツドボ
リユームに比して略等しく乃至は減少されてい
る。

従つて、内燃機関の出力性能及び燃費性能とに
は性能低下を来たすことがないばかりか、それら
を可及的に向上させることも可能となる。

尚、本実施例にあつては小径部１８と大径部１
７とは段付き形状をなして形成されているが、第
３図に示す如く、大径部１７と小径部１８との接
続部分２２を連続したテーパ状乃至は円弧状に形
成しても良いことは勿論である。

［考案の効果］ 以上要するに本考案によれば次のごとき優れた
効果を発揮する。

トツプランドに小径部と大径部とを上下に設
け、これらによる体積変化量が０以上の増加とな
るように形成したので、カーボンの付着によるオ
イルの掻き上げを防止してLOCの経時劣化を改
善することができると共に、デツドボリユームの
増大による燃費・出力性能の低下を防止する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のピストンを示す側面図、第２図
は本考案に係るピストンの好適一実施例を示す側
面図、第３図は変形実施例を示す側面図である。 図中、１，１２はピストン、２，１３はトツプ
リング、３，１４はトツプランド、１７は大径
部、１８は小径部、１９はピストンヘツド面、２
０はトツプランドの上側部、２１はトツプランド
の下側部、２２は大径部と小径部との接続部分で
ある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関のピストンのトツプランドに、ピスト
   ン本体よりも縮径された小径部と、拡径された大
   径部とを、それぞれ上下に設け、これらによるト
   ツプランドの体積変化量が、合計して０以上の増
   加となるように形成したことを特徴とする内燃機
   関のピストン。