JPH0515555Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〓産業上の利用分野〓 本考案は内燃機関用ピストンに係り、とくに第
１リング溝をリングトレーガによつて補強すると
ともに、凹部から成る燃焼室を偏心して設け、さ
らに頂部の内側に冷却用空洞を形成するようにし
た内燃機関用ピストンに関する。

〓考案の概要〓 本考案は、リングトレーガの内周部であつて燃
焼室の偏心している部分と対応する部分を予め切
除するようにしたものであつて、これによつてピ
ストン頂部の内部に形成される冷却用空洞をピス
トンの上方位置に設置するようにして冷却効果を
高めるようにしたものである。

〓従来の技術〓 内燃機関用ピストン、とくに長寿命を要求され
るデイーゼルエンジン用ピストンにおいては、第
５図に示すようなリング状をなすリングトレーガ
１を第６図に示すようにピストン２の第１リング
溝３の部分に複合するようにしている。さらにピ
ストン２の頂部には凹部から成る燃焼室４を形成
するようにしており、しかも燃焼室４の下側であ
つてピストン２の内部には冷却用空洞５を形成す
るようにしている。

とくにリング溝３を補強するリングトレーガ１
は、ニレジスト鋳鉄製のリングから構成されてお
り、このようなリングトレーガ１をアルフイン処
理する技術によつてピストン２を形成するアルミ
ニウム合金とニレジスト鋳鉄との合金層を形成さ
せ、これによつてリングトレーガ１をピストン２
に冶金学的に結合させるようにしている。すなわ
ちリングトレーガ１の周囲は十分にアルミニウム
合金によつて覆う必要があり、これによつて上記
の結合を確実に行なうことが可能になる。

〓考案が解決しようとする問題点〓 デイーゼルエンジンに用いられるピストン２の
熱負荷を軽減するための冷却用空洞５は、冷却効
果を最大限に発揮させるために、できるだけ高温
の領域、すなわちピストンの上部の燃焼室４ある
いは第１リング溝３の近傍に配置することを要す
る。ところがピストン２の構造および生産技術上
の問題から色々な制約を受けることになる。すな
わち上述の如く、リングトレーガ１を冶金学的に
ピストン２に結合するために、第６図における寸
法ＡおよびＢを一定の値以上にしなければならな
い。さらにデイーゼルエンジンに用いられるピス
トンにおいては、その頂部に形成されている燃焼
室４がｅだけ偏心しているものが多い。

このような冷却用空洞５は第６図に示すよう
に、リングトレーガ１と寸法Ａを隔てて配する必
要がある。さらに冷却用空洞５は、寸法Ｂを隔て
て燃焼室４の内側に配する必要がある。そしれこ
れらの寸法Ａ，Ｂは、上述の如くある値以下には
できないために、リングトレーガ１の内周下面や
燃焼室４の底面までしか冷却用空洞５を近接させ
ることができなかつた。従つてこのことから、ピ
ストン２を冷却用空洞５を循環するオイルによつ
て十分に冷却することが不十分になつていた。

本考案はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、冷却用空洞をピストンの最適な位置
に設け、冷却効果を十分に発揮させるようにする
とともに、リング溝の耐摩耗性を確保するリング
トレーガの使用を妨げないようにした内燃機関用
ピストンを提供することを目的とするものであ
る。

〓問題点を解決するための手段〓 本考案は、第１リング溝をリングトレーガによ
つて補強するとともに、 凹部から成る燃焼室を偏心して設けた頂部の内
側に冷却用空洞を形成するようにしたピストンに
おいて、 前記リングトレーガの内周部であつて前記燃焼
室の外周側に偏心している部分と対応する円周方
向の一部分を予め局部的に切除するようにしたこ
とを特徴とする内燃機関用ピストンに関するもの
である。

〓作用〓 リングトレーガはリング溝をカバーするもので
あるために、本来リング溝の形状に沿つて一様な
肉厚であることが好ましい。しかしピストンの燃
焼室がピストンの中心に対して偏心している場合
には、その偏心している方向の部分は、リングト
レーガの内周部と燃焼室の壁面との間の距離が小
さくなり、従来の設計技術では冷却用空洞を下方
に設置せざるを得なかつた。

本考案は、リングトレーガの燃焼室の偏心して
いる部分と対応する部分の内周部をリング溝の耐
摩耗性を損うことなく一部を切除し、燃焼室との
距離を確保することによつて、リングトレーガと
ピストン母材との間の冶金学的な結合を阻害する
ことなく、冷却用空洞を上方に設置するように
し、この空洞に送込まれる冷却用オイルによつて
ピストンの冷却効果を確保するようにしたもので
ある。

リングトレーガの全体の内周面を切除した場合
には、ピストンの製造過程あるいはエンジンに組
込んだ後に運転中にリングトレーガが脱落する可
能性がある。それ故脱落防止のためのトレーガの
一部除去の方法を講ずる必要がある。試験の結果
によれば、概略全周の50％以上を切除することな
く残すことによつて、従来のリングトレーガと同
様の信頼性を確保することが可能になり、リング
トレーガの脱落が防止されることになる。なお半
径方向の切除量は、トツプリング溝として残るト
レーガの溝側面の半径方向の長さが、リング溝の
深さの3/4以上となるようにするとよい。こうす
ることによりリング溝の耐摩耗性に対する影響を
排除できる。

〓実施例〓 第１図は本考案の一実施例に係るピストンに複
合されるリングトレーガ１０を示すものであつ
て、このトレーガ１０はニレジスト鋳鉄によつて
製造されるとともに、鎖線１１で示されるよう
に、内周部の一部は切除されるようになつてお
り、切除部１２が円周方向の一部に形成されるよ
うになつている。なお切除部１２は全周の半分以
下に押えられている。このようなトレーガ１０は
第２図に示すように、アルミニウム合金製のピス
トン１３の第１リング溝１４の部分に複合される
ようになつており、トレーガ１０の単体の状態で
予め切除部１２を切削加工しておき、鋳造に際し
て型ヘセツトするときに燃焼室１５の偏心方向と
この切除部１２とが一致するようにする。またこ
のピストン１３にはその頂部に凹部から成る燃焼
室１５を形成するようにしており、さらにその内
側には冷却用空洞１６が形成されている。なお冷
却用空洞１６はピストン１３を鋳造する際に可溶
性中子を用いて形成するようにしている。

従来燃焼室１５がｅだけ偏心している場合に
は、燃焼室１５の壁面とリングトレーガ１０との
距離が小さく、設計時に満たすべき最小寸法Ａ，
Ｂに制約され、冷却用空洞１６を下方に位置しな
ければならなくなる。この場合、第１リング溝１
４の温度は空洞１６がないものに比べて若干低下
するものの、温度はまだ高く、これによつてリン
グステイツクおよび燃焼室１５の縁部の温度も高
くなり、熱疲労による亀裂を発生する可能性があ
る。

このような不具合を防止するために、本実施例
に係るピストン１３においては、リングトレーガ
１０の燃焼室１５の偏心している部分と対応する
部分を切除して切除部１２を形成することによつ
て、トレーガ１０の半径方向の切除量の分だけ最
小寸法Ａに余裕ができるため、この分冷却空洞１
６を上方に配置することが可能になり、これによ
つてピストン１３の温度を大巾に降下できるよう
になる。また熱負荷が軽減されることから、ピス
トン１３が高温になることによつて生じていたリ
ングステイツクや燃焼室１５の開口縁部の熱亀裂
の発生を防止することが可能になる。すなわちリ
ングトレーガ１０の切除部１２によつて、冷却用
空洞１６をリングトレーガ１０および燃焼室１５
に対してそれぞれＡ，Ｂの寸法を保ちながら冷却
用空洞１６をピストン１３の上方位置に配するこ
とが可能になる。

第３図および第４図は変形例のリングトレーガ
１０を示しており、このトレーガ１０には非円形
の曲線から成る切除部１２が形成されている。こ
のような形状の切除部１２を形成することによつ
て、上記実施例に比してリング溝１４の底部と切
除部１２との交点と切除部１２の終端との間の円
周方向の長さＬを短くできる。一般にトレーガ１
０の厚さを薄くすると、リング溝１４の底部の背
面におけるトレーガ１０の厚みが薄くなり、トレ
ーガ１０とピストン母材との間の結合層が薄くな
つて、第４図における楔状部分１７が剥離し易く
なるが、長さＬの楔状部分１７の円周方向の長さ
を短くすることによつて、このような欠点を解消
できるようになる。

〓考案の効果〓 以上のように本考案は、リングトレーガの内周
部であつて燃焼室の外周側に偏心している部分と
対応する円周方向の一部分を予め局部的に切除す
ようにしたものである。従つてこのような構成に
よれば、リングトレーガおよび燃焼室と適当な寸
法を隔てた状態で、冷却用空洞を冷却に最適な上
部側に配することが可能になり、これによつてピ
ストンの冷却を十分に行なうとともに、その熱負
荷を軽減することが可能になる。

また本考案によれば、リングトレーガはその内
周部であつて燃焼室の外周側に偏心している部分
と対応する円周方向の一部分のみが局部的に切除
されるようになつているために、円周方向のそれ
以外の部分についてはリングトレーガとしての必
要な寸法を有しており、切除された部分において
リング溝を後から形成した場合に上下に分割され
たとしても、円周方向の他の部分によつてリング
トレーガが一体的な形状を保持することになる。
従つて局部的に切除された部分について、それぞ
れピストン本体に強固に結合するための特別な構
造を設ける必要がなくなる。これによつてリング
トレーガの構造を簡潔なものとすることが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るピストンに複
合されるリングトレーガの横断面図、第２図は同
リングトレーガを複合したピストンの縦断面図、
第３図は変形例のリングトレーガの外観斜視図、
第４図は同拡大横断面図、第５図は従来のピスト
ンに用いられるリングトレーガの外観斜視図、第
６図はこのリングトレーガを複合した従来のピス
トンの縦断面図である。 なお図面に用いた符号において、１０……リン
グトレーガ、１２……切除部、１３……ピスト
ン、１４……第１リング溝、１５……燃焼室（凹
部）、１６……冷却用空洞、である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 第１リング溝をリングトレーガによつて補強す
   るとともに、 凹部から成る燃焼室を偏心して設けた頂部の内
   側に冷却用空洞を形成するようにしたピストンに
   おいて、 前記リングトレーガの内周部であつて前記燃焼
   室の外周側に偏心している部分と対応する円周方
   向の一部分を予め局部的に切除するようにしたこ
   とを特徴とする内燃機関用ピストン。