JPH04502501A - 内燃機関用の軽量筒形ピストン - 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】 内燃機関用の軽量筒形ピストン ［技術分野］ 本発明は、請求の範囲の請求項１に記載した上位概念に基づく形式の内燃機関用 の軽鳳筒形ピストンに関するものである。

［発明の開示］ 本発明の課題は、重量をできるだけ軽量にかつサイズをできるだけ小さくして、 しかも機関運転中のノイズを最低限に抑えうるように前記形式のピストンを改良 すると同時に機関運転中に発生する摩擦による出力損失をできるだけ僅かにする ことである。

二〇Ｓ題は、請求の範囲の請求項１に記載した特徴的な構成手段によって解決さ れる。

本発明の有利な構成手段は請求項２以降に記載したとおりである。

本発明の構成手段によって、ピストン胴部が逆側圧側では、全体として層側圧側 よりも半径方向で幾分フレキシブルに構成されている。これによってシリンダ摺 動面に対する逆側圧側での摺動遊びは層側圧側よりも小さく選ぶことができる。

逆側圧側よりも層側圧側の方が長くなっているピストン胴部は、機関運転中に次 のように作用する。

順側圧側寄りにピストンピン軸線を偏位させたことによって上死点ではピストン の耐火ウェブを逆側圧側でシリンダと接触させる傾動モーメントが生じる。長い 方のピストン胴部は傾動角の減少によって耐火ウェブの、このような当接を避け 、これによってピストンノイズの増大を阻止する。

［図面の簡単な説明コ 第１図は本発明によるピストンの縦断面図、第２ａ図は第１図のｎａ−ｎａ線に 沿った断面図、第２ｂ図は第１図のｍｂ−ｍｂ線に沿）た断面図、第３図は異な った実施態様によるピストンの側面図、第４図は夫々ピストンの層側圧側で見た 第３図に示したピストンの層側圧−逆側圧方向並びにピストンピン方向での母線 経過線図、第５図は夫々層側圧側で見た第３図に示したピストンの層側圧−逆側 圧方向並びにピストンピン方向での母線経過線図、第６図は第３図のＩＶ−ＩＶ 線に沿ったピストンの断面図、第７図は第３図に示したピストンを誇張して第３ 図のＸ、Ｙのライン高さで互いに上下に重なりあった曲線Ｘ、Ｙとして示したピ ストン胴部の側方向経過線図である。

［発明を実施するための最良の形！！ｌ］第１図に示したピストンは層側圧側Ｄ Ｓでは、逆側圧側ＧＤＳよりも長い胴部を有している。更に層側圧側ＤＳでの胴 部の肉厚は、逆側圧側の肉厚よりも大であり、該逆側圧側では最下位のリング溝 の内部で水平方向のスリットがピストン胴部をピストンヘッドから区切っている 。前記スリットと、より薄い胴部肉厚とは逆側圧側ＧＤＳで成る程度の弾性的な 可縮性を与えるためのものであり、これに対して層側圧側では該可縮性は存在し てはならない。

第１図に示したピストンのピストン胴部の内部に挿入された調整用ストリップは ピストンの冷間状態におけるピストン胴部のより緊密なガイドを可能にする。

ピストン１４部の上ｔ４部に調整用ストリップを逆側圧側ＧＤＳでは層側圧側Ｄ Ｓよりも近く配置することによって、冷間状態におけるピストン胴部の上部区域 とシリンダ上部区域との間の遊びを、層側圧側における当該ピストン胴部区域よ りも微小に設定することが可能になる。

＄４図及び第５図には、第３図に示したピストンにおける層側圧−逆側圧方向に おける母線経過線、つまり順偏圧側の曲線ＤＲ及びＤＢ並びに逆側圧側の曲線Ｇ Ｒ及びＧＢが夫々示されている。

第４図及び第５図における直線Ｏはピストンのためのシリンダ摺動面を示唆する ものである０曲線ＤＲ。

ＧＲが各直線０に接触する区域では、ピストン胴部とシリンダ摺動面との間の遊 びはＯに等しい、一般的には曲線ＧＲ，ＧＢ、ＤＲ及びＤＢと直線Ｏとの距離は 、シリンダ摺動面に対するピストン摺動面の遊びを意味している。

曲線ＤＲ，ＤＢ及び曲線ＧＲ，ＧＢの曲率は夫々ピストンの外側形状に相当する １曲線ＧＲと曲線ＤＲとの比較から判るように、逆側圧側でのピストン胴部は胴 部上部範囲では、順側圧側の比較可能な範囲よりも小さなりラウニング曲率を有 している。ピストン胴部の該逆側圧側を全体的によりフレキシブルに構成するこ とによって、逆側圧側でのより緊密なガイドが可能になる。より高いフレキシビ リティは第１にはピストンヘッドとピストン胴部との間の水平方向のスリットに よって、また第２にはピストン胴部の周方向での楕円曲率を比較的大きくするこ とによって得られる。逆側圧側でのピストン胴部のフレキシビリティは、ピスト ン胴部の肉厚を順側圧側の対向区域よりも薄くすることによって更に高められる 。

第３図に示したピストンを、ピストンヘッド区域においてもピストン胴部区域に おいてもセンタリングできるようにするために、該ピストンの外表面が軸方向で 見て高さＡとＢにおいて少なくとも部分的に対向した区分において対称的に構成 されている。

第３図に鎖線で略示した歪み調整用の押入ストリップは逆側圧側では、ピストン 胴部上縁に対して軸方向で順側圧側よりも高位に位置している。

ピストン底部を起点としてピストン内部へ突出している、ピストンピンを収容す るためのボスが、半径方向に延びるリブによってピストン胴部に支持されている 場合は、ピストンの層側圧側範囲に位置しているリブを、逆側圧側に位置する方 の当該リブよりも頑丈に、従ってより安定性をもって構成しておくことが可能で ある。因みにボスがピストン底部に自由に一体成形されている場合には、このよ うなリブを順側圧側にだけ装備し、逆側圧側にはまったく設けないようにするこ とも可能である。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．内燃機関用の軽量筒形ピストンであって、Ｌ＝ピストンの最大長 Ｄ＝ピストンの量大直径 Ｈ＝圧縮高さ Ａ＝ピストンの順側圧側でピストン胴部高さのほぼ等しい少なくとも４５°の周 方向範囲を、ピストン縦軸線を通ってピストンピン軸線に対して垂直に延びる平 面の両側にほぼ対称的に分割した場合に、前記周方向範囲における最下位リング 溝より下の、ピストン胴部最大高さ Ｔ＝半径方向外寄りのポス孔両端の直径方向相互間隔とすれば、ピストン寸法が Ｌ／Ｄ＝０．４５〜０．８ Ｈ／Ｄ＝０．２５〜０．５ Ａ／Ｄ＝０．３０〜０．５ Ｔ／Ｄ＝０．４５〜０．８であり、かつピストン胴部がピストン軸線方向ではク ラウニング状に、また周方向では楕円形状に形成されており、かつ該楕円形の長 軸がピストンの順側圧一逆側圧方向に延びており、かつピストン胴部に設けられ ているピストンピン用のボス孔軸線がピストンの順側圧側寄リに僅かにずらされ ている（ピストンピン軸線の偏位）形式の筒形ピストンにおいて、ピストン胴部 の上部区域が、ピストンピン軸線とピストン縦軸線とを通る平面の、逆側圧側に 位置する方の範囲（ＧＤＳ側範囲）においてだけ、１つの水平方向のスリットに よってピストンヘッドから区切られていることを特徴とする、内燃機関用の軽量 筒形ピストン。
2. ２．ピストン胴部が極平面内において逆側圧側（ＧＤＳ）範囲では、順側圧側（ ＤＳ）範囲よりも大きな楕円曲率を有している、請求項１記載の筒形ピストン。
3. ３．ピストン胴部の逆側圧側（ＧＤＳ）範囲寄りの、最下位リング溝に接する上 部区域のクラウニング曲率が、順側圧側（ＤＳ）範囲よりも小さい、請求項１又 は２記載の筒形ピストン。
4. ４．順側圧側範囲におけるピストン胴部の長さが逆側圧側範囲よりも長い、請求 項１から３までのいずれか１項記載の筒形ピストン。
5. ５．順側圧側のピストン胴部肉厚が逆側圧側のピストン胴部肉厚よりも大である 、請求項１から４までのいずれか１項記載の筒形ピストン。
6. ６．ピストン胴部の逆側圧側範囲には、ピストン胴部周方向にストリップ状に延 びる歪み調整用の挿入体が設けられており、該挿入体が、ピストン胴部の熱膨張 係数よりも低い熱膨張係数の材料から成っている、請求項１から５までのいずれ か１項記載の筒形ピストン。
7. ７．順側圧側にも歪み調整用のストリップ状挿入体が設けられており、該挿入体 が、逆側圧側の挿入体よりもピストン胴部上端から大きな距離を有している、請 求項３記載の筒形ピストン。