JPH0519560Y2

JPH0519560Y2 -

Info

Publication number: JPH0519560Y2
Application number: JP1987138933U
Authority: JP
Priority date: 1987-09-11
Filing date: 1987-09-11
Publication date: 1993-05-24
Anticipated expiration: 2002-09-11
Also published as: JPS6444348U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野この考案は、例えば自動車用内燃機関のピスト
ンとりわけ内外２重構造からなるピストンに関す
る。

従来の技術近時、自動車用内燃機関にあつては、機関の高
回転、高出力化の要請を満足するためにピストン
の材質を軽量で慣性力の小さいアルミ合金製のも
のが多様されるに至つている。

すなわち、従来のピストンは、例えば第２図に
示すようにピストン本体１がアルミ合金材で単一
一体に形成されており、該ピストン本体１は、上
部に燃焼圧力を受ける冠面２を有していると共
に、上側部のリングランド部３に３重のピストン
リング溝４，５，６が形成され、また、スカート
部７の対向両側にピンボス部８，８を有し、さら
に該ピンボス部８，８には、図外のコンロツドと
連結するピストンピン９が保持されるピン孔１
０，１０が穿設されている（例えば実開昭61−
25561号公報等参照）。

考案が解決しようとする問題点然し乍ら、上記従来のピストンにあつては、ア
ルミ合金材の使用による軽量化が図れるものの、
ピストン本体１の構造が依然として単一構造にな
つているため、構造上から軽量化を図るには自と
限界がある。すなわち、従来のピストンにあつて
は、ピストンの軽量化に最も影響すると考えられ
る冠面２からピストンピン９の軸心までの長さ
L₁を、各ピストンリング溝４，５，６の巾や形
成間隔の長さを確保する必要上ピン孔１０をリン
グランド部３の形成位置より下方位置に形成しな
ければならないなどの理由から所定以下に設定す
ることができない。

そこで、ピストンリングつまりピストンリング
溝を２本にして長さL₁を短くしてリングランド
部３を薄肉に形成することも考えられているが、
ピストンリング数の減少によつてオイル消費性能
やブローバイガス特性等の機関の諸機能に悪影響
を及ぼすため、適切な改善策とはいえない。

また、他の従来例として、実開昭61−149753号
公報に記載されている技術のように、ピストンを
インナピストンとアウタピストンとの２部材で形
成して、ピストンの高さを短縮化するものも提供
されてはいる。しかし、この技術は、アウタピス
トンをインナピストンの外周に圧入して、該イン
ナピストンん冠部を燃焼室に臨設させているた
め、両者の境界面によつて、直接燃焼熱を受けた
インナピストンからアウタピストンへの熱伝達性
が悪化し、冷却効率が低下してしまう。この結
果、インナピストンの過度な高熱化により所謂ノ
ツキングが発生し易くなると共に、熱負荷によつ
てインナピストンが疲労破壊や溶損してしまう惧
れがある。また、インナピストンとアウタピスト
ンとの間のシール性能が悪化して燃焼ガスの気密
性が低下し、燃焼ガスのリークによつて出力の低
下を招く惧れがある。

問題点を解決するための手段本考案は、前記各従来例の問題点に鑑みて案出
されたもので、アウタピストンと該アウタピスト
ンの内部に設けられたインナピストンとの２部材
で形成された内燃機関のピストンにおいて、前記
アウタピストンは、内部に前記インナピストンを
収納する凹部が形成されていると共に、上端部に
燃焼室内に臨む冠部が形成され、かつ上側部にピ
ストンリング溝が形成されたリングランド部が形
成されている一方、前記インナピストンは、上端
部が前記冠部に被嵌されていると共に、両側部の
前記リングランド部に対応する位置にピン孔が形
成されていることを特徴としている。

作用前記構成によれば、ピン孔の形成位置とリング
ランド部の形成位置をオーバラツプさせることが
可能となるため、ピストンの長さを可及的に短尺
化できることは勿論のこと、インナピストンの上
端部をアウタピストンの冠部に被嵌させたため、
燃焼熱はアウタピストンの冠部に直接伝達され、
該冠部からリングランド部へ速やかに伝達させる
ことができる。したがつて、アウタピストンの冠
部の冷却効率が向上し、該冠部の過度な温度上昇
が抑制される。

実施例以下、この考案の実施例を図面に基づいて詳述
する。

第１図はこの考案に係る内燃機関のピストンを
例えばガソリン機関に適用した一実施例を示して
おり、このピストンは、ピストンの外殻を形成す
るアウタピストン１１と、該アウタピストン１１
の内部に収納されたインナピストン１２との２重
構造になつている。

具体的に説明すれば、上記アウタピストン１１
は、アルミ合金製で一体に形成され、上部に燃焼
圧力を受ける真円形の冠面１３を有する冠部が設
けられていると共に、上側部のリングランド部１
４に図外のオイルリング及びシールリングが嵌着
する第１〜第３ピストンリング溝１５，１６，１
７が形成されている。また、スカート部１８の下
端から上記リングランド部１４の上端に亘つた内
部には、上記インナピストン２を収納する略円柱
状の凹部１９が形成されている。

一方、インナピストン１２は、アルミ合金製で
一体に形成され、上記凹部１９と略同形状を呈
し、外径及び高さ寸法が凹部１９の内径及び高さ
寸法と略同一に設定されている。また、このイン
ナピストン１２は、中央内部に図外のコンロツド
の小端部が配置される窪み２０が形成されている
と共に、対向する両側部にピンボス部２１，２１
が形成されている。また、このピンボス部２１，
２１には、鋼製の円筒状ピストンピン２２が挿通
されているピン孔２３，２３が水平方向に貫通形
成されており、このピン孔２３，２３は、インナ
ピストン１２が凹部１９に完全に収納された際に
上端部２３ａ，２３ａが最下位の上記第３ピスト
ンリング溝１７と水平方向位置でオーバラツプす
る位置に形成されている。

また、アウタピストン１１のスカート部１８の
下端内側に、上記インナピストン１２を凹部１９
内に収納固定するストツパリング２４が螺着され
ている。

そして、上記アウタピストン１１とインナピス
トン１２とを組み立てるには、まず、インナピス
トン１２の窪み２０内にコンロツドの小端部を配
置しつつピストンピン２２を小端部に形成された
通孔に圧入すると共に、ピン孔２３，２３に挿通
して、インナピストン１２とコンロツドをピスト
ンピン２２を介して連結する。このとき、ピスト
ンピン２２の支持方法は、上述したプレスフイツ
ト方式（半浮動）によらずフルフロート方式（全
浮動）でもよい。次に、インナピストン１２をア
ウタピストン１１の凹部１９内に下方から押し込
んでインナピストン１２の外周面と凹部１９内周
面とを密着状態に嵌合し、続いて下方からストツ
パリング２４をアウタピストン１１の下端に螺着
して締め付ければインナピストン１２を凹部１９
内に強固に固定できる。

以下、この実施例の作用を説明すれば、ピスト
ンをアウタピストン１１とインナピストン１２の
２重構造としたため、リングランド部１４に対す
るピン孔２３，２３の形成位置の自由度が向上
し、ピン孔２３，２３を第３ピストンリング溝１
７の形成位置とオーバラツプして形成できる。し
たがつて、アウタピストン１１の冠面１３とピス
トンピン２２の軸心の長さL₂を十分に小さく設
定でき、したがつて、ピストンの高さ寸法を大幅
に短縮することが可能となる。この結果、ピスト
ン全体の材質上の軽量化は勿論のこと構造上から
の軽量化が図れる。しかも、ピストンリング溝１
５，１６，１７の形成個数を減らす必要がないた
め、機関諸性能の悪化が防止される。

また、上記実施例ではアウタピストン１１とイ
ンナピストン１２をアルミ合金製で形成している
が、これに限定されるものではなく、両者１１，
１２の環境や加工性等を考慮して別々の材質で形
成することが可能である。すなわち、アウタピス
トン１１は、冠面１３が高熱に晒され、またピス
トンリング溝１５，１６，１７周面がピストンリ
ングにより激しく摩擦されるため、耐熱、耐摩耗
性の高い例えばセラミツクス材等で形成する一
方、インナピストン１２は、ピン孔２３，２３の
孔開加工の容易性などからアルミ合金材で形成す
ることができる。

考案の効果以上の説明で明らかなように、この考案に係る
内燃機関のピストンによれば、アウタピストンと
インナピストンの２重構造とすることにより、ピ
ストンの外形に変更を加えることなく冠部とピン
孔軸心との長さ寸法を可及的に小さく設定でき、
したがつて、ピストンの高さ寸法を十分に短縮す
ることが可能となる。このため、オイル消費性能
やブローバイガス特性等の機関諸性能を維持しつ
つ材質上ばかりか構造上からの軽量化が図れる。
この結果、ピストンの慣性力の低下が図れ、機関
高回転、高出力化の要請を一層満足させることが
できる。また、軽量化の向上によりピストンのシ
リンダボアに対するピストンスラツプなどの衝撃
力が低減し、音振性能が向上する。しかも、燃焼
室には、インナピストンではなくアウタピストン
の冠部のみが臨んでいるため、燃焼による高熱が
アウタピストンの冠部全体に直接伝達されて、そ
のままリングランド部からピストンリングを介し
てシリンダ壁に伝達される。したがつて、従来の
インナピストンの冠部を燃焼室に臨設させるもの
に比較して熱伝達性が良好となり、冷却効率が向
上する。この結果、所謂ノツキングの発生が防止
されていると共に、冠部の単一化による燃焼ガス
の気密性が向上する。

また、アウタピストンとインナピストンを夫々
の環境条件等に応じて材料の選択が可能となるた
め、ピストンの耐久性などが向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る内燃機関のピストンの
一実施例を示す縦断面図、第２図は従来のピスト
ンを示す縦断面図である。１１……アウタピストン、１２……インナピス
トン、１３……冠面、１４……リングランド部、
１５〜１７……ピストンリング溝、１９……凹
部、２１……ピンボス部、２２……ピストンピ
ン、２３……ピン孔。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

アウタピストンと該アウタピストンの内部に設
けられたインナピストンとの２部材で形成された
内燃機関のピストンにおいて、前記アウタピスト
ンは、内部に前記インナピストンを収納する凹部
が形成されていると共に、上端部に燃焼室内に臨
む冠部が形成され、かつ上側部にピストンリング
溝が形成されたリングランド部が形成されている
一方、前記インナピストンは、上端部が前記冠部
に被嵌されていると共に、両側部の前記リングラ
ンド部に対応する位置にピン孔が形成されている
ことを特徴とする内燃機関のピストン。