JPH02305350A - 内燃機関のピストン - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、内燃機関のピストンに関する。

（従来の技術） 従来のピストン５１としては、例えば第７図に断面図で
示すように、そのスカート部５２によってシリンダに摺
動するときの側圧を受けると共に、往復摺動時のガイド
の役目を果す。

このスカート部５２とシリンダ壁面との間に形成される
潤滑油膜は、往復運動を滑らかにするものではあるが、
油を引きするせん断抵抗（即ち、シリンダ壁面との摩擦
力）を伴っている。

この摩擦力Ｆは 但し　Ｓ・・・スカート部面積 η・・・油粘度 ■・・・ピストン速度 ｈ・・・油膜厚さ と表わされる。これによれば、同一の機関では、スカー
ト部５２の面積の低減は、摩擦力の低減に大きく寄与す
ることになる。スカート部の面積を低減させたものとし
ては、スカート部表面に支え面を突設した技術が知られ
ている（特公昭６２−３７２１９号公報参照）。

一方、潤滑性を向上させる目的で、多孔質材を、ピスト
ンスカート部の略全面にわたって配設している技術が実
開昭５７−１２３９３５号公報として知られており、又
、スカート部に、その外周表面から突出するようにパッ
ドを設け、パッドの中央部に保油性のある材料を設けて
いる技術が、実開昭６２−８３４７号公報として知られ
ている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、前記特公昭６２−３７２１９号公報のように、
ピストンの特に高速領域における摩擦力低減のため、ス
カート部の接触面積を減らすと、低速で高負荷運転のよ
うに潤滑油膜が形成されにくい状況では、摺動面の面圧
が高くなって油膜切れなどか発生し、逆に潤滑状態が悪
化して焼付きなどが発生する。

次に、多孔質材をスカート部の略全面に配設している実
開昭５７−１２３９３５号公報の技術は、多孔質材に保
有している油のしみ出しにより、上記低速高負荷運転の
ように苛酷な潤滑状態に対しては有効であるが、通常運
転時には多孔質がシリンダの摺動壁面を凹凸にしてしま
って、油膜形勢を逆に妨げ、摩擦力が大きなものとなる
。

さらに、スカート部に設けたパッドの中央部に、保油性
のある材料（多孔質材）を設けている実開昭６２−８３
４７号公報の場合は、摺動面を、パッドの中央部に設け
である多孔質材という油膜形成能力が低い領域で分断し
ている。このため、摺動面における負荷能力は、著しく
低下するものであって、多孔質材の無い場合に比べて多
孔質材を有しているものは、この多孔質材の面積を計算
に入れた値以上に前記負荷能力は低下し、摩擦損失が増
大するという不利がある。

この発明は、上記従来技術のような問題点を解消し、ス
カート部が、苛酷な条件においても充分な潤滑性を発揮
できるピストンを提案することを上記問題点を解決する
ためのこの発明の構成は、スカート部表面のシリンダ壁
との摺動部の大略周辺部分を囲むように多孔質部を設け
、前記スカート部の少なくとも摺動部付近に補強部を設
けたものである。

（作用） 多孔質部内に充分に保有されている潤滑油は、多孔質部
で囲まれている摺動部にしみ出てきて、ここで充分な厚
さの油膜を保持できることになり、低速で高負荷運転の
ような苛酷な運転条件下であっても、充分な潤滑性能が
保持される。

スカート部に形成されている補強部は、高負荷における
摺動部の変形を小さくできて、必要な厚さの油膜形成に
役立つものであり、多孔質部で囲まれて充分に保油され
ている摺動部と相俟ってピストン焼付きなどの損傷防止
に有効である。

（実施例） 次に、この発明の構成を、図に基づいて説明する。

第１図に、ピストンの正面視を、第２図に第１図■−■
断面半分をそれぞれ示した。

ピストン１のスカート部２の摺動部３は、このピストン
１のテーパ量および、断面のオーバル量を考慮して高速
運転時に必要な油膜を形成できる最小限の面積に設定さ
れている。

摺動部３の裏部４の肉厚は、第２図の例示のようにスカ
ート部２の他の部分よりも厚く形成して−１”、　　　
　− ・ここを補強部５とし、この摺動部３の剛性を高めてい
る。

摺動部３の周辺部は、幅の狭い多孔質部としての多孔質
材６によって囲まれている。多孔質材６は、ピストン１
に一体に鋳込まれて環状に形成されている。

次に、前記構成をもつこの実施例の作用を説明する。

多孔質材６は、その孔の中に充分な量の潤滑油を貯め込
んでおり、スカート部２の温度上昇によって多孔質材６
の油は膨張して摺動部３側へしみ出てくる。これにより
摺動部３は、常に油が溜められていて、ピストン１の円
滑な摺動に必要な潤滑油膜が形成される。

潤滑条件の優れている高速運転時では、摺動部３で充分
な油膜を形成できるため、摺動部３の周囲を囲んでいる
多孔質材６は、特に有効な働きはしないが、摺動部３は
補強部５によって補強されているため、変形量は小さく
シリンダ壁に確実に接触し、かつその摺動面積が小さく
なっているの＝　６− で、摩擦抵抗は極めて小さい値となる。

これに対して、苛酷な潤滑条件となる低速高負荷運転時
は、摺動部３の周囲を囲んでいる多孔質材６から摺動部
３へ潤滑油が補充されるため、摺動部３には常に油膜が
形成される。

そして、多孔質材６自体はシリンダ内壁との摩擦を大き
くする欠点をもっているが、この多孔質材６によって囲
まれた充分な油膜が形成されている摺動部３によってス
カート部２はフローティング状態となっているので、こ
の摺動部３の周囲にある多孔質材６は、シリンダ内壁に
軽く接触するのみであって、多孔質材６が存在すること
による摩擦力の増加は僅かであって、又、シリンダの内
壁面が多孔質材６によって傷つくことも無い。

なお、摺動部３の剛性を高める手段として、図示は省略
したが、摺動部３の裏部４にリブを設けても良い。

第３図にこの発明の第２実施例のピストン１１を半断面
で示した。この第２の実施例は、前記第１実施例と同等
な形状の多孔質材１６の上端部１６ａを、ピストン１１
のオイルリング溝１７の下側面に露出させたものである
。

摺動部１３の周囲を囲むように設けられている多孔質材
１６による潤滑改善作用は、前記第１実施例のものと同
等である。

この第２実施例の多孔質材１６は、潤滑油を潤沢に保有
しているオイルリング溝１７に臨んでいるので、多孔質
材１６への油の補給が極めて良好となり、一層、苛酷な
運転条件においても良好な潤滑性能が得られる。

第４図に、第３実施例のピストン２１の正面図を、第５
図はその多孔質材の断面図を、それぞれ示した。この実
施例は、スカート部２２に形成している摺動部２３と２
４とが、互いに接近した位置にあるので、これらの摺動
部２３と２４をそれぞれ囲むように設けている多孔質材
２６ａと２６ｂを、これらと同等な多孔質の連結部２６
ｃで連結して一体化したものであり、このように、摺動
部の形状に応じて多孔質材の正面視における形状は、環
状であれば、種々のものとすることができる。

第６図に第４実施例のピストン３１の正面図を示した。

これは、摺動部３３を囲むように設けられている多孔質
部３６を、アルマイト処理による微小孔によって形成す
るものである。

アルマイト処理によって簡単な加工方法でピストン３１
に多孔質部３６を形成できるものである。

［発明の効果］ 以上によって明らかなように、この発明の構成によれば
、多孔質部内に充分に保有されている潤滑油は、この多
孔質部で囲まれている摺動部側にしみ出てきて充分な厚
さの油膜を保持できることになり、低速で高負荷運転の
ような苛酷な運転条件下であっても、充分な潤滑性能が
保持される。

スカート部に形成されている補強部は、高速運転時にお
ける摺動部の変形を小さくできて、必要な厚さの油膜形
成に役立つものであり、多孔質部で囲まれて充分に保油
されている摺動部の機能と相俟ってピストン焼付きなど
の損傷防止に有効である。

−〇　　　　−

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図まではこの発明の実施例を示し、第１
図は第１実施例の正面図、第２図は第１図の■−■線に
沿う半断面図、第３図は第２実施例における半断面図、
第４図は第３実施例における正面図、第５図は第４図の
多孔質材の断面図、第６図は第４実施例における正面図
、第７図は従来のピストンの断面図である。 １．１１，２１．３１・・・ピストン ２．２２・・・スカート部 ３．１３．２３，２４．３３・・・摺動部５・・・補強
部 ６　、　１６　、　２６　ａ　、　　２６　ｂ　・・・
多孔質材（多孔質部） ３６・・・多孔質部 代理人　弁理士　三　好　秀　和 １・・・ピストン ２・・・スカート部 ３・・・摺動部 ６・・・多孔質材（多孔質部） 第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 第５図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スカート部表面のシリンダ壁との摺動部の大略周辺部分
   を囲むように多孔質部を設け、前記スカート部の少なく
   とも摺動部付近に補強部を設けたことを特徴とする内燃
   機関のピストン。