JPH05240110A - 内燃機関のピストン - Google Patents
内燃機関のピストンInfo
- Publication number
- JPH05240110A JPH05240110A JP7838692A JP7838692A JPH05240110A JP H05240110 A JPH05240110 A JP H05240110A JP 7838692 A JP7838692 A JP 7838692A JP 7838692 A JP7838692 A JP 7838692A JP H05240110 A JPH05240110 A JP H05240110A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- pin boss
- pin
- circular hole
- boss
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ピンボスの口元に発生する応力集中をなくす
ことにより、ピンボスの破壊を防止し、また面圧分布を
平均化して潤滑を完全にし摩耗を防止する。 【構成】 ピンボス３の入口面４を、その縦方向中央部
がその両側部より円孔５の軸線方向にへこむように形成
する。これにより、ピンボスがピストンピンの反力を受
けた場合、ピンボス３の縦方向両側部、例えば点Ｂ，Ｃ
の辺りが圧縮荷重を受け易くなり、ピンボス３の中央
部、例えば点Ａの辺りの面圧が小さくなる。こうして、
ピンボスの面圧分布を周方向に分散し、平均化すること
ができる。
ことにより、ピンボスの破壊を防止し、また面圧分布を
平均化して潤滑を完全にし摩耗を防止する。 【構成】 ピンボス３の入口面４を、その縦方向中央部
がその両側部より円孔５の軸線方向にへこむように形成
する。これにより、ピンボスがピストンピンの反力を受
けた場合、ピンボス３の縦方向両側部、例えば点Ｂ，Ｃ
の辺りが圧縮荷重を受け易くなり、ピンボス３の中央
部、例えば点Ａの辺りの面圧が小さくなる。こうして、
ピンボスの面圧分布を周方向に分散し、平均化すること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、４サイクルおよび２サ
イクルのガソリンエンジンに使用される、内燃機関のピ
ストンに関するものである。
イクルのガソリンエンジンに使用される、内燃機関のピ
ストンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガソリンエンジンに使用されるピ
ストンは、図９に示すように、ピストン本体１のヘッド
２の裏面に形成した互いに向き合う２個のピンボス３、
３を有している。ピンボス３、特に鍛造ピストンのピン
ボス３は、ピストンピンの入口面４が平らな面となって
おり、その中央部にピストンピンをヘッド２の表面に対
して略平行に嵌入する円孔５が形成されている。しかし
ながら、ピンボス３がこのような形状で、爆発圧力が作
用した時、ピストンピンの矢印方向の反力を受け、ピン
ボス３の円孔５の口元６、特に円孔５の最上部にあたる
点Ａに高い圧縮荷重が集中する。この圧縮荷重による応
力集中によりピンボスが破壊されたり、また、図にａで
示した面圧分布において明らかなように、点Ａにおける
面圧の増大により、潤滑が不完全になり摩耗が発生す
る。
ストンは、図９に示すように、ピストン本体１のヘッド
２の裏面に形成した互いに向き合う２個のピンボス３、
３を有している。ピンボス３、特に鍛造ピストンのピン
ボス３は、ピストンピンの入口面４が平らな面となって
おり、その中央部にピストンピンをヘッド２の表面に対
して略平行に嵌入する円孔５が形成されている。しかし
ながら、ピンボス３がこのような形状で、爆発圧力が作
用した時、ピストンピンの矢印方向の反力を受け、ピン
ボス３の円孔５の口元６、特に円孔５の最上部にあたる
点Ａに高い圧縮荷重が集中する。この圧縮荷重による応
力集中によりピンボスが破壊されたり、また、図にａで
示した面圧分布において明らかなように、点Ａにおける
面圧の増大により、潤滑が不完全になり摩耗が発生す
る。
【０００３】このような問題を解決するため、鍛造ピス
トンの場合において、図10に示すように、入口面４の円
孔５とピストンヘッド２の裏面との間に円孔５の深さ方
向にくぼみ７を形成することが行われていた。これによ
って、ピストンピンの反力による圧縮荷重を矢印方向に
分散し、上記問題の解決を図っていた。また、鋳造ピス
トンの場合においては、図12に示すように、円孔５から
半径方向に間隔をおいてヘッド２の裏面に至る部分にく
ぼみ８を形成していた。これにより、鍛造ピストンの場
合と同様に、ピストンピンの反力による圧縮荷重を矢印
方向に分散し、上記問題の解決を図っていた。
トンの場合において、図10に示すように、入口面４の円
孔５とピストンヘッド２の裏面との間に円孔５の深さ方
向にくぼみ７を形成することが行われていた。これによ
って、ピストンピンの反力による圧縮荷重を矢印方向に
分散し、上記問題の解決を図っていた。また、鋳造ピス
トンの場合においては、図12に示すように、円孔５から
半径方向に間隔をおいてヘッド２の裏面に至る部分にく
ぼみ８を形成していた。これにより、鍛造ピストンの場
合と同様に、ピストンピンの反力による圧縮荷重を矢印
方向に分散し、上記問題の解決を図っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、年々、
ピストンの材料の高品質化に伴う軽量化が可能になり、
コンプレッション・ハイト、即ち、図９に示すピストン
ヘッド２の表面とピンボス３の円孔５の中心との距離Ｌ
が小さくなった。このため、図10又は図11に示すくぼみ
７、８の縦方向の幅が狭く、細くなり、逆に新たな応力
集中が発生するという問題が生じた。
ピストンの材料の高品質化に伴う軽量化が可能になり、
コンプレッション・ハイト、即ち、図９に示すピストン
ヘッド２の表面とピンボス３の円孔５の中心との距離Ｌ
が小さくなった。このため、図10又は図11に示すくぼみ
７、８の縦方向の幅が狭く、細くなり、逆に新たな応力
集中が発生するという問題が生じた。
【０００５】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、ピンボスの円孔の口元に発生する応力集中をなくす
ことにより、ピンボスの破壊を防止することおよび面圧
分布を平均化して潤滑を完全にし摩耗を防止することを
目的としたものである。
で、ピンボスの円孔の口元に発生する応力集中をなくす
ことにより、ピンボスの破壊を防止することおよび面圧
分布を平均化して潤滑を完全にし摩耗を防止することを
目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、ピストンヘッドの裏面に、ピ
ストンピンの両端をそれぞれ嵌入する円孔を有する一対
のピンボスを設けた内燃機関のピストンにおいて、前記
ピンボスの互いに向き合う入口面を、その縦方向中央部
がその両側部より前記円孔の軸線方向にへこむように形
成したことを特徴とする構成とした。
決するための手段として、ピストンヘッドの裏面に、ピ
ストンピンの両端をそれぞれ嵌入する円孔を有する一対
のピンボスを設けた内燃機関のピストンにおいて、前記
ピンボスの互いに向き合う入口面を、その縦方向中央部
がその両側部より前記円孔の軸線方向にへこむように形
成したことを特徴とする構成とした。
【０００７】
【作用】以上のように構成することにより、ピストンに
爆発圧力が作用し、ピンボスがピストンピンの反力を受
けた場合、ピストンピン回りの、ピンボスの縦方向両側
部が圧縮荷重を受け易くなり、ピンボスの中央部の面圧
は小さくなる。これにより、ピンボスの面圧分布を周方
向に分散することができる。
爆発圧力が作用し、ピンボスがピストンピンの反力を受
けた場合、ピストンピン回りの、ピンボスの縦方向両側
部が圧縮荷重を受け易くなり、ピンボスの中央部の面圧
は小さくなる。これにより、ピンボスの面圧分布を周方
向に分散することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を鍛造ピストンの場
合について図１ないし図４にもとづき説明する。なお、
前出の図と同一の部材については同一の符号を付すもの
とする。
合について図１ないし図４にもとづき説明する。なお、
前出の図と同一の部材については同一の符号を付すもの
とする。
【０００９】図１は、ピストンヘッド２の裏面に相互に
対向して設けられる一対のピンボス３の一方のみを示す
斜視図である。ピンボス３の入口面４、即ち、互いに対
向する面は、図２に示すようにピストンヘッド２の裏面
に固定される直線部分９とＵ字状の曲線部分10とからな
る輪郭を有する面として形成されている。この入口面４
の略中央部にピストンピンを嵌入する円孔５がピンボス
３を貫通するように設けられている。
対向して設けられる一対のピンボス３の一方のみを示す
斜視図である。ピンボス３の入口面４、即ち、互いに対
向する面は、図２に示すようにピストンヘッド２の裏面
に固定される直線部分９とＵ字状の曲線部分10とからな
る輪郭を有する面として形成されている。この入口面４
の略中央部にピストンピンを嵌入する円孔５がピンボス
３を貫通するように設けられている。
【００１０】また、図３に示すように、ピストンヘッド
２の裏面に固定される、ピンボス３の上部11の軸方向長
さが底部12の軸方向長さより大きいため、側面からみた
入口面４は、底部12との交点を支点として対向するピン
ボス側に少し傾斜している。さらに、入口面４は、図４
の平面図に示すように、円孔５の中心を通る縦方向中心
線について対称的に、この中心線部分13が円孔５の軸線
方向に最も深くなるようになめらかに湾曲している。換
言すると、入口面４は、中心線部分13がその両側部分1
4、15より円孔５の軸線に沿ってへこむように形成され
ている。
２の裏面に固定される、ピンボス３の上部11の軸方向長
さが底部12の軸方向長さより大きいため、側面からみた
入口面４は、底部12との交点を支点として対向するピン
ボス側に少し傾斜している。さらに、入口面４は、図４
の平面図に示すように、円孔５の中心を通る縦方向中心
線について対称的に、この中心線部分13が円孔５の軸線
方向に最も深くなるようになめらかに湾曲している。換
言すると、入口面４は、中心線部分13がその両側部分1
4、15より円孔５の軸線に沿ってへこむように形成され
ている。
【００１１】なお、入口面４の上部11における中心線部
分13と両側部分14、15との間隔をαとするとき、入口面
４の底部12における中心線部分13と両側部分14、15と
の、円孔５の軸線方向の間隔βは間隔αより小さくても
よい。これは、爆発圧力がピストンに作用した時、ピン
ボスに作用するピストンピンの反力は、ピンボスの下半
分にかかる力の方が小さいからである。
分13と両側部分14、15との間隔をαとするとき、入口面
４の底部12における中心線部分13と両側部分14、15と
の、円孔５の軸線方向の間隔βは間隔αより小さくても
よい。これは、爆発圧力がピストンに作用した時、ピン
ボスに作用するピストンピンの反力は、ピンボスの下半
分にかかる力の方が小さいからである。
【００１２】次に、上記のように構成した本実施例の作
用について説明する。図１、図２および図４に示すよう
に、円孔５の口元６における中心線部分13のある点をＡ
とし、両側部分14，15のある点をそれぞれＢ，Ｃとす
る。爆発圧力がピストンに作用し、その反力がピンボス
４の円孔５に嵌入されたピストンピンを介してピンボス
３に作用する。このとき、点Ｂ，Ｃは、点Ａより円孔５
の軸線方向に沿ってピストンの中心側に位置しているた
め、この反力による圧縮荷重を受け易くなり、したがっ
て、点Ａの受ける圧縮荷重は相対的に小さくなる。この
結果、ピンボス３のａで示した面圧分布は、図１に示す
ようにピンボス３の周方向に分散した状態となる。この
ようにして、従来、ピストンヘッドの裏面と円孔との間
に機械加工により形成していたくぼみを不要とすること
ができる。
用について説明する。図１、図２および図４に示すよう
に、円孔５の口元６における中心線部分13のある点をＡ
とし、両側部分14，15のある点をそれぞれＢ，Ｃとす
る。爆発圧力がピストンに作用し、その反力がピンボス
４の円孔５に嵌入されたピストンピンを介してピンボス
３に作用する。このとき、点Ｂ，Ｃは、点Ａより円孔５
の軸線方向に沿ってピストンの中心側に位置しているた
め、この反力による圧縮荷重を受け易くなり、したがっ
て、点Ａの受ける圧縮荷重は相対的に小さくなる。この
結果、ピンボス３のａで示した面圧分布は、図１に示す
ようにピンボス３の周方向に分散した状態となる。この
ようにして、従来、ピストンヘッドの裏面と円孔との間
に機械加工により形成していたくぼみを不要とすること
ができる。
【００１３】つぎに、本発明を鋳造ピストンに適用した
場合の他の実施例について、図５ないし図８により説明
する。本実施例の場合、図５および図６において明らか
なように、入口面４は、ピストンピンを嵌入する円孔５
に対して同心状の環状支持面16と、この支持面16をピス
トンヘッドに懸架する左右のリブ17，18と、これら両リ
ブ17，18間に形成されたくぼみ８とからなる。
場合の他の実施例について、図５ないし図８により説明
する。本実施例の場合、図５および図６において明らか
なように、入口面４は、ピストンピンを嵌入する円孔５
に対して同心状の環状支持面16と、この支持面16をピス
トンヘッドに懸架する左右のリブ17，18と、これら両リ
ブ17，18間に形成されたくぼみ８とからなる。
【００１４】環状支持部16は、図７および図８に示すよ
うに、円孔５の縦方向中心線部分が最も深くなるように
半径Ｒ1 で湾曲されており、中心線部分19はその両側部
分20，21から円孔５の軸線方向においてαだけへこんで
いる。また、くぼみ８は、環状支持部16の半径Ｒ1 と同
心状に半径Ｒ2 で湾曲され、さらに、図７に示すように
半径Ｒ3 で水平方向に湾曲されている。そして、円孔５
の口元６のＡ，Ｂ，Ｃの各点を前述の実施例と同様に設
定し、くぼみ８の、円孔５の軸線に沿った最深点をＤと
したとき、Ａ点とＤ点との、円孔５の軸線に沿った間隔
はγとなる。
うに、円孔５の縦方向中心線部分が最も深くなるように
半径Ｒ1 で湾曲されており、中心線部分19はその両側部
分20，21から円孔５の軸線方向においてαだけへこんで
いる。また、くぼみ８は、環状支持部16の半径Ｒ1 と同
心状に半径Ｒ2 で湾曲され、さらに、図７に示すように
半径Ｒ3 で水平方向に湾曲されている。そして、円孔５
の口元６のＡ，Ｂ，Ｃの各点を前述の実施例と同様に設
定し、くぼみ８の、円孔５の軸線に沿った最深点をＤと
したとき、Ａ点とＤ点との、円孔５の軸線に沿った間隔
はγとなる。
【００１５】したがって、従来、環状支持面16とくぼみ
８の最深点Ｄとの投影長さがα＋γであったため、口元
６のたわみが大きく、点Ｄにおいて応力が集中していた
が、本実施例において、入口面４の形状を前述のように
したことにより、くぼみ８の深さはγのみと小さくなる
と共に、周方向においてもγの大きさは均一となり、こ
れにより、口元６ののたわみによる応力集中は周方向に
緩和される。同時に環状支持面16を湾曲させたことによ
り、ピンボス３の口元６に作用するピストンピンの反力
によるａで示した面圧分布は図５に示すようにピンボス
３の周方向に分散され、かつ平均化される。
８の最深点Ｄとの投影長さがα＋γであったため、口元
６のたわみが大きく、点Ｄにおいて応力が集中していた
が、本実施例において、入口面４の形状を前述のように
したことにより、くぼみ８の深さはγのみと小さくなる
と共に、周方向においてもγの大きさは均一となり、こ
れにより、口元６ののたわみによる応力集中は周方向に
緩和される。同時に環状支持面16を湾曲させたことによ
り、ピンボス３の口元６に作用するピストンピンの反力
によるａで示した面圧分布は図５に示すようにピンボス
３の周方向に分散され、かつ平均化される。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、ピスト
ンヘッドの裏面に設けられた、ピストンピンの両端をそ
れぞれ嵌入する円孔を有する一対のピンボスを、その互
いに向き合う入口面の縦方向中央部がその両側部より円
孔の軸線方向にへこむように形成したので、ピストンに
爆発圧力が作用した時、ピストンピンの反力により、ピ
ンボスの円孔の口元に発生する応力集中をなくすことが
でき、ピンボスの破壊を防止することができる。また、
面圧分布をピンボスの周方向に平均化できるのでピンボ
ス、ピストンピン間の潤滑を完全にし両者の摩耗を防止
することができる。したがって、軽量化されたピストン
においてもその寿命を延ばすことができる。
ンヘッドの裏面に設けられた、ピストンピンの両端をそ
れぞれ嵌入する円孔を有する一対のピンボスを、その互
いに向き合う入口面の縦方向中央部がその両側部より円
孔の軸線方向にへこむように形成したので、ピストンに
爆発圧力が作用した時、ピストンピンの反力により、ピ
ンボスの円孔の口元に発生する応力集中をなくすことが
でき、ピンボスの破壊を防止することができる。また、
面圧分布をピンボスの周方向に平均化できるのでピンボ
ス、ピストンピン間の潤滑を完全にし両者の摩耗を防止
することができる。したがって、軽量化されたピストン
においてもその寿命を延ばすことができる。
【図１】本発明による鍛造ピストンのピンボスの一実施
例を示す斜視図である。
例を示す斜視図である。
【図２】図１のピンボスの正面図である。
【図３】図１のピンボスの側面図である。
【図４】図１のピンボスの平面図である。
【図５】本発明による鋳造ピストンのピンボスの一実施
例を示す斜視図である。
例を示す斜視図である。
【図６】図５のピンボスの正面図である。
【図７】図５のピンボスの側面図である。
【図８】図５のピンボスの平面図である。
【図９】従来のピンボスを備えたピストンを示す斜視図
である。
である。
【図１０】従来の、鍛造ピストンのピンボスを示す斜視
図である。
図である。
【図１１】従来の、鋳造ピストンを備えたピストンを示
す斜視図である。
す斜視図である。
３ ピンボス ４ 入口面 ５ 円孔 ６ 口元 ８ くぼみ ａ 面圧分布
Claims (1)
- 【請求項１】 ピストンヘッドの裏面に、ピストンピン
の両端をそれぞれ嵌入する円孔を有する一対のピンボス
を設けた内燃機関のピストンにおいて、前記ピンボスの
互いに向き合う入口面を、その縦方向中央部がその両側
部より前記円孔の軸線方向にへこむように形成したこと
を特徴とする内燃機関のピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7838692A JPH05240110A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 内燃機関のピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7838692A JPH05240110A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 内燃機関のピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05240110A true JPH05240110A (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=13660580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7838692A Pending JPH05240110A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 内燃機関のピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05240110A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018235394A1 (ja) | 2017-06-21 | 2018-12-27 | 三菱重工航空エンジン株式会社 | 応力低減構造、ガスタービンケーシングおよびガスタービン |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP7838692A patent/JPH05240110A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018235394A1 (ja) | 2017-06-21 | 2018-12-27 | 三菱重工航空エンジン株式会社 | 応力低減構造、ガスタービンケーシングおよびガスタービン |
| US11168586B2 (en) | 2017-06-21 | 2021-11-09 | Mitsubishi Heavy Industries Aero Engines, Ltd. | Stress reduction structure, gas turbine casing, and gas turbine |
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