JPH0455238Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、往復動型の内燃機関に用いられるピ
ストンに係る。

従来の技術 往復動型の内燃機関に用いられるピストンは、
燃焼圧、ピストンの慣性等によつてピストンに生
じる横方向の分力、即ちスラスト力をシリンダボ
アに分散して伝えるためにピストンピンボスの両
側にスカートを有しており、この種のピストンは
例えば実公昭54−23203号、実開昭58−180354号、
実開昭61−178051号の各公報に示されている。

ピストンに設けられるスカートは、その周方向
幅が大きくて表面積が大きいほどスラスト力を分
散してシリンダボアに伝達し、シリンダボアに局
部的に大きいスラスト力が及ぶことを回避する
が、しかしその表面積が大きいほどピストン運動
に於ける摩擦損失が大きくなり、内燃機関の動力
損失が大きくなる。このため、爆発工程時に大き
いスラスト力が作用するスラスト側のスカートを
それとは反対側の反スラスト側のスカートより大
きくし、摩擦損失の増大を抑えてスラスト力の分
散を図る非対称型のピストンが提案されており、
この非対称型ピストンは、例えば米国特許
4274372号、Mechanical Engineering
Publications Limited出版のAutomotive
Engineer（1986，２／３月）の36〜37頁に示され
ている。

考案が解決しようとする問題点 ピストンは、燃焼熱によりかなりの高温に曝さ
れて熱膨張し、この際にピストンとシリンダボア
との熱膨張差によりピストンスカートにてシリン
ダボアとの間に締め代が生じる虞れがあり、この
締め代が生じるとピストンスカートとシリンダボ
アとの間に高い接触面圧が生じてこの接触部分に
異常摩耗が生じる虞れがある。このためピストン
スカート部分に於ては、そのスラスト−反スラス
ト方向に沿う径方向の剛性が適度に弱く、しかも
スラスト側スカートは大きいスラスト力を与えら
れても永久変形を生じないように適度の剛性を備
えていることを要求される。

本考案は上述の如き要求を全て満した改良され
た非対称型ピストンを提供することを目的として
いる。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本考案によれば、スラスト
側スカートが反スラスト側スカートより大きい周
方向幅を有し、前記スラスト側スカートと前記反
スラスト側スカートの各々の両側縁部を互いに接
続する接続壁がピストン外方へ向けて膨らんだ円
弧状に形成され、前記接続壁の円弧半径がピスト
ン半径より大きく且その中心がスラスト側に偏心
していることを特徴とする内燃機関のピストンに
よつて達成される。

考案の作用及び効果 上述の如き構成によれば、スラスト側スカート
と反スラスト側スカートとの間の接続壁がピスト
ン外方へ向けて膨らんだ円弧状、即ち太鼓状に形
成されていることにより、これが直線或いはピス
トン内方へ向けて窪んだ円弧状である場合に比し
てピストンスカート部分に於けるスラスト側スカ
ート−反スラスト側スカート方向に沿う半径方向
の剛性が全体として弱くなり、これにより熱変形
によつてピストンスカートとシリンダボアとの間
に締め代が発生してもピストンが撓むことによつ
てピストンスカートのシリンダボアに対する接触
面圧が高くなることはなく、この接触部分にて異
常摩耗が生じることが回避される。また前記接続
壁はその円弧半径がピストン半径より大きくてし
かもその中心がピストン中心よりスラスト側に偏
心していることにより、スラスト側スカートと接
続壁との接続角度が反スラスト側スカートと接続
壁との接続角度に比して直角に近くなり、これに
よりスラスト側スカート−反スラスト側スカート
方向に沿う径方向の剛性が全体として適度に弱い
状態に保たれた上で大きいスラスト力が生じるス
ラスト側スカートのスラスト方向の剛性が反スラ
スト側スカートのそれに比して高くなり、スラス
ト側スカートのスラスト方向耐変形性が向上する
ようになり、スラスト側スカートに大きいスラス
ト力が生じてもスラスト側スカートが永久変形を
起すことが回避されるようになる。

実施例 以下に添付の図を参照して本考案を実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図及び第２図は本考案による内燃機関用ピ
ストンの一つの実施例を示している。図に於て、
１０はピストン全体を示しており、ピストン１０
は、カツプ状に形成され、一端に頂面１２を構成
するヘツド１４を有し、側部にピストンピン孔１
６を有するピストンピンボス１８を有している。
ピストンピンボス１８の両側にはスラスト側スカ
ート２０と反スラスト側スカート２２とが設けら
れている。

スラスト側スカート２０と反スラスト側スカー
ト２２は各々ヘツド１２の外周面と同一の曲率に
よる円弧状の周面として構成され、スラスト側ス
カート２０は反スラスト側スカート２２より大き
い軸方向寸法を有している。

スラスト側スカート２０と反スラスト側スカー
ト２０との間には該両者の両側縁部を互いに接続
し且ピストンピンボス１８を担持する接続壁２４
が設けられている。接続壁２４は各々ピストン外
方へ向けて膨らんだ円弧状に形成され、その円弧
半径Ｒはピストン半径より２〜３倍程度大きく且
その中心Ｃがスラスト側に偏心量Ｅをもつて偏心
している。この偏心量Ｅはピストン半径の1/3乃
至1/8程度に設定されている。

また接続壁２４の各々の内周面には該接続壁の
形状に沿つて鋼製ストラツド２６が鋳包まれてい
る。この鋼製ストラツド２６は接続壁２４の壁面
形状に沿つて延在して接続壁２４と同様にピスト
ン外方へ向けて膨んだ円弧状に形成されている。

接続壁２４がピストン外方へ向けて膨んだ円弧
状に形成されていることにより、これが直線或い
はピストン内方へ向けて窪んだ円弧状である場合
に比してピストンスカート部分に於けるスラスト
側スカート−反スラスト側スカート方向、即ち図
にて左右方向に沿うピストン半径方向の剛性が全
体として弱くなり、これによりスラスト側スカー
ト２０及び反スラスト側スカート２０と図示され
ていないシリンダボアとの間に締め代が発生して
も接続壁２４の変形によつてピストンが撓むこと
によりピストンスカートのシリンダボアに対する
接触面圧が高くなることが回避され、この接触部
分にて異常摩耗が生じることが防止されるように
なる。接続壁２４が各々その円弧の半径Ｒがピス
トン半径より大きくてその中心Ｃが上述の如くピ
ストン中心よりスラスト側に偏心していることに
より、スラスト側スカート２０と接続壁２４との
接続角度が反スラスト側スカートと接続壁２４と
の接続角度に比して直角に近くなり、これにより
スラスト側スカート−反スラスト側スカート方向
に沿う径方向の剛性はスラスト側スカート２０の
側に於て反スラスト側スカートに比して高くな
り、これによりスラスト側スカート２０のスラス
ト方向の耐変形性が向上し、スラスト側スカート
２０に大きいスラストが生じてもスラスト側スカ
ート２０が永久変形を起すことが回避されるよう
になる。

尚、反スラスト側スカート２０にもスラスト力
が生じるが、このスラスト力はスラスト側スカー
ト２０に作用するスラスト力に比して低く、例え
ば3000RPMの全負荷運転時に於て反スラスト側
スカート２２に作用するスラスト力はスラスト側
スカート２０に作用するスラスト力の1/3程度で
あり、反スラスト側スカート２２の側の剛性がさ
ほど高くなくとも反スラスト側スカート２２が永
久変形を起すことはない。この反スラスト側スカ
ート２２の側に於て剛性が低いことは上述の接触
面圧の異常上昇を回避するために必要なことであ
る。

以上に於ては、本考案を特定の実施例について
詳細に説明したが、本考案はこれに限定されるも
のではなく、本考案の範囲内にて種々の実施例が
可能であることは当業者にとつて明らかであろ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による内燃機関用ピストンの一
つの実施例を示す側面図、第２図は第１図に示さ
れた本考案による内燃機関用ピストンの底面図で
ある。 １０……ピストン、１２……頂面、１４……ヘ
ツド、１６……ピストンピン口、１８……ピスト
ンピンボス、２０……スラスト側スカート、２２
……反スラスト側スカート、２４……接続壁、２
６……鋼製ストラツド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スラスト側スカートが反スラスト側スカートよ
   り大きい周方向軸を有し、前記スラスト側スカー
   トと前記反スラスト側スカートの各々の両側縁部
   を互いに接続する接続壁がピストン外方へ向けて
   膨らんだ円弧状に形成され、前記接続壁の円弧半
   径がピストン半径より大きく且その中心がスラス
   ト側に偏心していることを特徴とする内燃機関の
   ピストン。