JPH0216046Y2 - - Google Patents

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JPH0216046Y2
JPH0216046Y2 JP1989005501U JP550189U JPH0216046Y2 JP H0216046 Y2 JPH0216046 Y2 JP H0216046Y2 JP 1989005501 U JP1989005501 U JP 1989005501U JP 550189 U JP550189 U JP 550189U JP H0216046 Y2 JPH0216046 Y2 JP H0216046Y2
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    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/18—Making machine elements pistons or plungers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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    • F16J1/02—Bearing surfaces
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    • Y10T29/49996—Successive distinct removal operations

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、ピストンのスカートにピストンから
所属のシリンダ又はライナに横方向押圧力を伝達
するための多数の支承面が形成されており、それ
ぞれの支承面がスカートの所定の軸方向位置に設
けられていて、かつ所望の半径方向寸法までスカ
ートの外方に間隔をおいて位置していて、かつ所
望の周方向寸法を以つてスカートの周りをのびて
いる形式のピストンの製法並びに内燃機関用のピ
ストンに関する。
従来の技術 近年、ピストンと所属のシリンダ又はライナと
の間の潤滑を改良しかつ摩擦を減少させることは
従来のほぼ円筒状のスカートが個々のこのような
支承面に取替えられることによつて得られること
が明らかとなつた。支承面はピストンの押圧側お
よび対向押圧側の両方に設けられ、前記支承面は
ピストン軸線およびピストンのガイドピン用の孔
の軸線を含む平面の向かい合う側に位置してい
る。２つ以上の支承面がそれぞれの側に設けられ
ていてかつ最良の動作を与えるために種々の形状
で配置されている。支承面は取り囲むスカート部
分から伴径方向で外方にほぼわずかに25ミクロン
だけのびていてかつ傾斜面によつて取り囲むスカ
ートに連結されている。更にそれぞれの支承面の
周方向の延びはほぼ15゜又は20゜である。
考案が解決しようとする問題点 支承面を取り囲むスカートから外方に間隔をお
いて位置させる最小距離および支承面の制限され
た周方向の延びがこのようなピストンの製作を従
来の工作機械を使用して従来の施削作業によつて
製作できる従来のピストンの製作よりも著しく困
難にすることが明らかとなつた。通常このような
工作機械は用いられないがしかし、種々のピスト
ンを申し分のない融通性を以つて加工するには不
経済である。
問題点を解決するための手段 本考案の第１の方法構成によれば、スカートを
多数の突起によつて形成し、それぞれの突起を単
数又は複数の支承面に配置すべき軸方向位置に位
置させかつそれぞれの突起に単数又は複数の支承
面の単数又は複数の所望の相応の寸法を越える半
径方向および（または）軸方向寸法を与え、かつ
次いで所望の寸法の支承面を形成するために前記
突起を加工する。
本考案の方法の有利な実施態様によれば、半径
方向でずらされたほぼ円筒状の部分の連続体を形
成するために交互に、ピストン軸線に対して平行
でしかもピストン軸線の向かい合う側で間隔をお
いて位置する２つの軸線の一方又は他方を中心と
してピストン素材を加工し、前記円筒状の部分の
それぞれを隣接する部分に対して相対的にピスト
ンの一方の側で突出させかつピストンの他方の側
で引込み、更に、前記突出部が支承面をかつ引込
み部がスカートを形成するようにする。
更に本考案による内燃機関用のピストンによれ
ば、リングバの下で２組のほぼ円筒状の部分を備
えていて、第１の組の円筒状の部分がピストン軸
線に対して平行でしかもピストン軸線から間隔を
おいて位置する共通の軸線を有しており、かつ、
第２の組の円筒状の部分が第１の組の円筒状の部
分と互い違いに設けられていてかつ第１の組の円
筒状の部分の軸線とは反対のピストン軸線側でピ
ストン軸線に対して平行でしかもピストン軸線か
ら間隔をおいて位置する共通の軸線を有してお
り、更に２つの組が半径方向でずらされたほぼ円
筒状の部分の連続体を成していて、前記円筒状の
部分のそれぞれが隣接する部分に対して相対的に
ピストンの一方の側で突出していてかつピストン
の他方の側で引込まれており、更に前記突出部が
ピストンから所属のシリンダ又はライナに横方向
押圧力を伝達するための支承面をかつ引込み部が
スカートを形成している。
実施例 第１図ではスカート１１を有するピストン１０
の１実施例が示されており、該スカート１１には
２つの上側の支承面１２および下側の支承面１３
としての多数の支承面が成形されている。それぞ
れの支承面１２，１３は、取り囲むスカートに支
承面を連結する軸方向および周方向にのびる傾斜
面１４，１５を以つて、取り囲むスカート１１か
ら外方に例えば２５ミクロンの間隔をおいて配置
されている。傾斜角は2゜以下であつてよい。上側
の支承面１２は軸方向で整合していて、かつピス
トン軸線１６を含みしかもピストンのガイドピン
用の孔１８の軸線１７に対して直角な平面の向か
い合う対称的に配置されている。それぞれの上側
の支承面の周方向の延びはほぼ15゜である。
下側の支承面１３は前記平面の近くに配置され
ていてかつほぼ30゜の周方向の延びを有している。
更に類似の支承面をピストン軸線１６およびガ
イドピン用の孔１８の軸線１７を含む平面の向か
い合う側でピストン１０のスカート１１の部分に
設けられる。これら支承面の配置形式は第１図で
図示された側と同じであつても又は異つていても
よい。しかし、ピストンの圧縮行程および膨張行
程中にピストンに異なる横方向力が生ぜしめられ
るので反対側で異なる配置形式がとられると有利
である。このためにピストンの押圧側（即ち、膨
張行程中に所属のシリンダ又はライナに対して負
荷される側）における支承面の範囲又は数はピス
トンの対向押圧側（即ち、圧縮行程中にシリンダ
又はライナに対して負荷されるピストン側）にお
ける支承面の数又は範囲よりも多くてよい。
所属のシリンダ又はライナ内でのピストン１０
の往復運動中には、ピストンシリング（図示せ
ず）によつて所属のシリンダ又はライナに残され
る油膜はシリンダ又はライナと傾斜面１５との間
のハイドロダイナミツクなくさび作用に基づき支
承面上に押し上げられる。これによつて、従来の
スカートと比較して支承面によつて与えられた押
圧力伝達範囲が減少されているため混合潤滑又は
境界潤滑が生じて不都合な作用が生ずるという状
況にもかかわらず、支承面に亘つてコンスタント
なハイドロダイナミツクな潤滑が生ぜしめられ
る。支承面の減少した範囲に亘るハイドロダイナ
ミツクな潤滑によつて、ハイドロダイナミツクな
摩擦が最小にされ、このようしてピストン摩擦が
減少される。
以下の前述は、記述しようとする方法がこのよ
うな支承面の要求された形状を生ぜしめるために
使用できるのは明らかであるとはいえ、第１図に
関連して上述した一般的な支承面の製法に関す
る。
第２図によればピストン素材１９は表面に多数
の突起２０を有している。これらの突起は圧搾鋳
造プロセスのような鋳造プロセスによつて又は円
筒状の鋳造体を加工することによつて製作でき
る。それぞれの突起は外面２１を有しており、該
外面の半径方向の寸法R1は形成すべき支承面の
所望の半径方向の寸法よりも大きい。それぞれの
突起の周方向の寸法は、角度Q1によつて示され
ているように、所属の支承面の所望の周方向寸法
に等しい。
次いで、このように成形されたピストンは工作
機械に取付けられ、このばあい突起２０の半径方
向の寸法は支承面の所望の半径方向の寸法R2ま
で第２図の鎖線２２に沿つたカツテイングによつ
て減少させられ、このようにして支承面が形成さ
れる。
加工は工作機械を使用することによつて又はフ
ライス削り機械又は研削機械を使用することによ
つて行なわれる。工具はピストンの軸線１６に対
して同軸的な軸線を中心として回転する。選択的
に工具３０は、第３図で図示されているように、
ピストン軸線１６に対して角度を成して傾けられ
た軸線を中心として回転させることができる。こ
れによつて、第３図の横断面図で図示されている
ように、面が部分だ円形である支承面１２，１３
が形成されている。軸線の相対的な傾きを変える
ことによつてだ円形度を変えることができる。
第４図に図示されているように、ピストンの一
方の側の突起２０がピストンの他方の側の突起
２０に対して相対的に軸方向にずらされている
ばあいには、加工ステツプを簡単にすることがで
きる。これによつてピストンの一方の側の突起２
０を軸線２３を中心とした円形軌道内での工具
の運動によつて加工でき、前記軸線２３はピスト
ン軸線１６からずらされていてかつ所望の半径
R2を有している。他方の突起２０は軸線２
４を中心とした円形軌道内での工具運動によつて
加工され、前記軸線２４は軸線２３と同じ程度だ
けピストン軸線１６からずらされていて、かつピ
ストン軸線１６に対して相対的に軸線２３に対し
て直径方向で向かい合つていて、かつ所望の半径
R2を有している。第４図で図示されているよ
うに、工具３０は選択的にそれぞれの側を加工す
るために加工中前記軸線の間を進められる。この
ようにしてピストンの両側は簡単な円形の加工操
作によつて単一過程で加工される。
簡単な製作のために最終的な支承面において必
要とされる半径方向寸法に対して相対的に突起の
半径方向の寸法を変える必要はない。附加的に又
は選択的に突起の周方向の寸法を第５図で図示さ
れているように変えることができる。
第５図によればピストンは軸方向の間隔をおい
て周方向にのびる３つの突起２５を備えている。
突起の面は支承面を形成すべき帯域において、前
記支承面の所望の半径方向寸法と同じ半径方向寸
法を有している。
この出発形状は多数の方法の１つの製作するこ
とができる。例えばピストン素材を所望の面横断
面を得るために加工しかつ次いで突起２５を規定
するために２つの周方向の溝２６をピストン素材
に成形できる。この溝はカツテイング、フライス
削り又は研削によつて成形される。選択的に突起
２５をピストン上に鋳造しかつ次いで突起の面を
所望の半径方向寸法にまで加工することができ
る。鋳造プロセスは圧搾鋳造プロセスであつてよ
い。
方法の次の段階は所望の周方向寸法を有する７
つの支承面を製作するために突起２７を加工する
ことになる。この加工はフライス削りカツタを使
用することによつて又は研削によつて行うことが
できる。
上述のすべての実施例では２段ピストン成形法
の使用によつてノン・コンプレツクス加工法およ
び数値制御された工作機械又は回転するねこチヤ
ツクのようなノン・コンプレツクス機械を使用し
て支承面の複雑な形状を製作できる。少なくとも
２つの操作が必要であるけれども、これらの操作
を通常速度で実施できかつ従つて通常の製作率で
のこのようなピストンの製作に使用できる。
更に上述の実施例のピストンが所望の形状を有
することができるのは当然である。このばあい横
断面形状が長円形又はだ円形であつてもおよび
（または）軸線方向でみて、横断面形状が異なつ
ていてもまたたる形形状でのびていてもよい。付
加的に支承面自体は所望の形状を有することがで
き、この形状は部分円筒状である必要はなく、か
つこの形状は部分的にだ円形又は長円形およびピ
ストン軸線を含む平面において湾曲していてもよ
い。前記所望の形状のすべては図面に基づいて上
述したピストン成形法の適当な配列によつて製作
できる。
第６図によれば、クラウンと取り囲むリングバ
ンド（図示せず）とを有するピストンの選択的な
形状を示している。リングバンドの下ではピスト
ンに２組のほぼ円筒状の部分３５ａ，３５ｂを備
えている。第１の組の部分３５ａはピストン軸線
１６に対して平行でしかもピストン軸線１６から
間隔をおいて位置する共通の軸線３６ａを有して
いる。第２の組のこのような部分３５ｂも第１の
軸線３６ａとは反対のピストン軸線１６の側でピ
ストン軸線１６に対して平行にしかもピストン軸
線１６から間隔をおいて位置する共通の軸線３６
ｂを有している。
このようにしてピストンに半径方向でずらされ
た円筒状の部分３５ａ，３５ｂの連続体が形成さ
れ、これら部分３５ａ，３５ｂのそれぞれは隣接
する部分に対して相対的にピストンの一方の側で
突出していてかつピストンの他方の側で引込まれ
ている。突出部は支承面３７を成しかつ引込み部
はスカート３８を成す。
このずれは明瞭にするために第６図で拡大され
て示されている。実際にはこのずれは数ミクロン
のみの大きさ、例えば25ミクロン又は125ミクロ
ンまでであるに過ぎない。
第６図のピストンは次のように製作される。
ほぼ円筒状のピストン素材は選択的に２つの軸
線３６ａ，３６ｂの一方又は他方を中心として加
工され、前記両軸線３６ａ，３６ｂは互いにピス
トン軸線１６に対して平行ではあるが、ピストン
軸線１６の向かい合う側で間隔をおいて位置して
いる。工具３０は円形軌道で進められかつ所定量
軸線方向で移動させた後で互いに一方の軸線から
離反させられる。
【図面の簡単な説明】
図面は本考案の実施例を示すものであつて、第
１図は３つの支承面を示した内燃機関用のピスト
ンの側面図、第２図は製作中の、第１図で示され
たピストンの一部の概略的な横断面図、第３図は
部分だ円形状の支承面を設けるために加工され
た、第１図および第２図で示されたピストンの概
略的な横断面図および側面図、第４図はピストン
の向かい合つた側に設けられた軸方向でずらされ
た突起の加工を示した加工中の第１図で示した一
般的な形式のピストンの概略的な横断面図および
側面図、第５図はピストンの周りをのびる３つの
突起を示した製作中の、第１図で示した一般的な
形式の別のピストンの側面図、第６図はピストン
の変化実施例の横断面図および側面図である。 １０……ピストン、１１，３８……スカート、
１２，１３，２８，３７……支承面、１４，１５
……傾斜面、１６……ピストン軸線、１７，２
３，２４，３６ａ，３６ｂ……軸線、１８……
孔、１９……ピストン素材、２０，２０，２０
，２５……突起、２１……外面、２６……溝、
３５ａ，３５ｂ，２７……部分、３０……工具。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 内燃機関用のピストンにおいて、リングバンド
    の下で２組のほぼ円筒状の部分３５ａ，３５ｂを
    備えていて、第１の組の円筒状の部分３５ａがピ
    ストン軸線１６に対して平行でしかもピストン軸
    線１６から間隔をおいて位置する共通の軸線３６
    ａを有しており、かつ、第２の組の円筒状の部分
    ３５ｂが第１の組の円筒状の部分と互い違いに設
    けられていてかつ第１の組の円筒状の部分の軸線
    とは反対のピストン軸線側でピストン軸線１６に
    対して平行でしかもピストン軸線１６から間隔を
    おいて位置する共通の軸線３６ｂを有しており、
    更に２つの組が半径方向でずらされたほぼ円筒状
    の部分の連続体を成していて、前記円筒状の部分
    のそれぞれが隣接する部分に対して相対的にピス
    トンの一方の側で突出していてかつピストンの他
    方の側で引込まれており、更に前記突出部がピス
    トンから所属のシリンダ又はライナに横方向押圧
    力を伝達するための支承面をかつ引込み部がスカ
    ートを形成していることを特徴とする内燃機関用
    のピストン。
JP1989005501U 1983-09-06 1989-01-23 Expired JPH0216046Y2 (ja)

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