JPH0545765Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はピストン冠部の熱が潤滑油に奪われな
いようにした、内燃機関用ピストンに関するもの
である。

［従来の技術］ 断熱内燃機関用ピストンとして、燃焼室を有す
るセラミツクス製ピストン冠部を通常の鋳鉄など
の金属製スカート部の上に重ね合せ、ボルトによ
り結合した構造のものが例えば実願昭59−96958
号により提案されている。

第３，４図に示すように、上述の内燃機関用ピ
ストンは鋳鉄製またはアルミニウム合金製スカー
ト部６の中央に、上方へ張り出した内空部２６を
備えた柱１６が一体に形成され、柱１６の上壁１
３にガスケツト２２を介してセラミツクス製ピス
トン冠部１が重ね合され、ボルト２をボルト挿通
穴１２，１４に挿通し、かつ内空部２６の内奥部
の環状溝２４に衝合したラツパ状のデイスタント
チユーブ３を柱１６から離してボルト２の下端部
へ外挿し、さらに皿ばね４と座金３５を当て、ナ
ツト５を締結して結合される。ピストン冠部１の
上面はくぼみからなる燃焼室９を形成される。ピ
ストン冠部１の下面は円筒部１５を形成され、下
端周壁部はスカート部６の上端周壁部に形成した
環状突起６ａへ嵌合され、かつ両者の重合せ面に
装着したシール部材８により、ピストン冠部１か
ら周壁部を経てスカート部６へ伝達される伝熱量
を抑止するようになつている。

複数条のリング溝１９を有するスカート部６
は、リング溝１９の内側に上面１３から削設した
深い環状溝２１により断熱空気層１８を区画され
る。スカート部６のボス部３７はピストンピンを
取り付けるピン穴２９を設けられ、かつボス部３
７の上側壁部からピン穴２９へ油穴３６を貫通さ
れる。スカート部６は第３リング溝からスカート
部６の内部へ油穴を貫通される。

上述した従来の内燃機関用ピストンでは、ピス
トン冠部１から周壁部を経てリング溝１９の方へ
伝わる熱を抑えるとともに、ピストン冠部１から
熱を受ける柱１６を、クランク室から噴出される
オイルジエツトにより冷却し、オイルジエツトの
潤滑油の一部を油穴３６を経てピン穴２９へ供給
するようになつている。

このような内燃機関用ピストンにおいて問題と
なるのは、スカート部のボス部とピストンピンと
の嵌合部の潤滑である。中・大型車両用機関の場
合、アルミニウム合金製スカート部では、アルミ
ニウム合金の熱膨脹率が大きいので、冷却時約５
〜17μｍの径方向の隙間を設けている。鋳鉄製ス
カート部の場合は熱膨脹率を勘案して約30〜45μ
ｍの隙間を設けている。ところが、断熱機関では
スカート部のボス部が普通の機関よりも高温にな
り、焼付きを起す恐れがある。ピストンピンとス
カート部とはほぼ等しい熱膨脹率を有するので、
隙間をさらに大きくしても焼付き防止効果はあま
り期待できない。

ピストンピンの焼付き対策としては、スカート
部の温度が高くならないようにするか、潤滑を十
分にして放熱を図る以外にない。しかし、前者の
場合は、スカート部の温度が高くなるのは断熱機
関の宿命であり、効果的な対策は見当らない。後
者の場合は、例えばSEApaper no.850361にも開
示されるように、オイルジエツトによりピストン
表面から受けた熱の約35％を除去できることが知
られているが、セラミツクス製ピストン冠部に接
する鋳鉄製スカート部の中央内空部を潤滑油によ
り冷却することは、燃焼室の断熱効果を減殺する
こととなり、大きな熱損失になる。

したがつて、例えば実願昭59−96958号公報に
開示されるように、ピストン冠部と直接接するス
カート部の柱の内空部へ潤滑油が入らないよう
に、カバーを取り付けることは燃焼室の断熱効果
に寄与するが、この構成ではスカート部のボス部
とピストンピンとの摺動部に焼付きが生じる恐れ
がある。

一方、例えば実開昭58−149546号公報に開示さ
れるように、オイルリング溝とボス部との間に油
穴を設けて、オイルリングにより掻き落された潤
滑油を、ボス部のピン穴とピストンピンとの嵌合
部へ導くものも提案されているが、この構成では
ボス部へ導かれる潤滑油の油量が少なく、完全な
ものとは言えない。

［考案が解決しようとする問題点］ そこで、本考案の目的は、ピストン冠部からス
カート部のボス部への伝熱を抑え、かつオイルジ
エツトによる潤滑油がピストン冠部に接するスカ
ート部の内空部へ供給されるのを防止して、燃焼
室の断熱効果を図り、同時にオイルジエツトによ
る潤滑油がボス部とピストンピンの嵌合部へ効果
的に供給される、内燃機関用ピストンを提供する
ものである。

［問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案の構成は金
属製のスカート部の周壁部にピストンリングを装
着し、スカート部の上面中央から突出する柱と周
壁部との間に環状溝を設け、セラミツクス製のピ
ストン冠部の下面をスカート部の柱の上壁にガス
ケツトを介して重ね合せ、両者を貫通するボルト
により結合し、ボルトの下端部に柱の内空部を閉
鎖しかつボス部を覆う傘形のカバー板を結合し、
ピストンピンを支持するボス部の上側にピン穴へ
連通する油穴を設けたものである。

［作用］ オイルジエツトから噴射される潤滑油はカバー
板に当り、スカート部の柱の内空部へ侵入するの
を阻止される。同時に、潤滑油はボス部の上面に
跳ね返り、油穴を経てピン穴とピストンピン（図
示せず）との嵌合部へ効率的に供給される。

カバー板はスカート部の柱の内空部をほぼ閉鎖
するので、オイルジエツトによる潤滑油が柱の内
空部へ直接噴射され、柱が潤滑油により冷却され
ることはないので、熱損失が避けられ、燃焼室の
断熱効果が高められる。

［考案の実施例］ 第１図に示すように、鋳鉄製またはアルミニウ
ム合金製のスカート部６の外周面に備えられるリ
ング溝１９の内側に上面から深い環状溝２１を設
けて断熱空気層１８が構成され、スカート部６の
上面中央に柱１６が一体に形成される。柱１６の
上壁１３にガスケツト２２を介してセラミツクス
製のピストン冠部１が重ね合され、ボルト２をボ
ルト挿通穴１２，１４へ挿通し、内空部２６の内
奥部に形成した環状溝２４に衝合するラツパ状の
デイスタントチユーブ３をボルト２に外挿し、さ
らに皿ばね４と座金３５を当ててナツト５を締結
してピストン冠部１がスカート部６に結合され
る。

ピストン冠部１は上面に燃焼室９を、下面に円
筒部１５をそれぞれ形成され、円筒部１５へスカ
ート部６の柱１６が突出される。ピストン冠部１
の周壁部は薄肉とされ、かつスカート部６の上端
周壁部に形成した環状突起６ａへ嵌合され、かつ
両者の重合せ面にシール部材８が嵌合されるのは
従来例と同様である。

本考案によれば、連接棒３８を連結するための
ピストンピンを嵌合するピン穴２９へ、オイルジ
エツト３３による潤滑油が効果的に供給されるよ
うにするために、傘形のカバー板３１がボルト２
の下端部にビス３２により固定される。ピストン
ピンを支持するボス部３７の上側に、ピン穴２９
へ連通する油穴３６が設けられる。

本考案は上述の構成により、オイルジエツト３
３から噴出される潤滑油がカバー板３１に当り、
内空部２６へ侵入するのを阻止される。同時に、
潤滑油はボス部３７の上面へ跳ね返り、油穴３６
を経てピン穴２９とピストンピン（図示せず）と
の嵌合部へ効果的に供給される。

カバー板３１は内空部２６をほぼ閉鎖するの
で、オイルジエツト３３からの潤滑油が内空部２
６へ直接噴出され、柱１６が潤滑油により冷却さ
れることはないので、熱損失が少なく、燃焼室９
の断熱性が向上する。

なお、ピストン冠部１の周壁部は薄肉とされ、
かつスカート部６へ重ね合され、重合せ部に断熱
性に優れたシール部材８が介装されるので、ピス
トン冠部１から周壁部を経てスカート部６へ伝達
される伝熱量が抑えられる。

ピストン冠部１の周壁部とスカート部６の柱１
６との間に、環状の断熱空気層１８が備えられ、
柱１６の上壁１３の面積が広いので、ピストン冠
部１の熱はリング溝１９を備えるスカート部６の
周壁部へよりも柱１６へ集中し、ピストンリング
の熱負荷を軽減し、焼付きを防止できる。

第２図に示す実施例では、カバー板３１に代る
カバー板３１Ａを座金３５に予め溶接し、ナツト
５によりボルト２に支持したものである。

［考案の効果］ 本考案によれば、燃焼室から受けるピストン冠
部の熱は、ピストン冠部とスカート部の柱との間
のガスケツトにより抑えられ、かつ柱の内空部は
カバー板によりオイルジエツトによる潤滑油の侵
入を阻止されるので、ピストン冠部からスカート
部と潤滑油へ奪われる伝熱量が抑えられ、断熱性
が向上される。つまり、ピストン冠部から直接熱
を受けるスカート部の柱が内空部をカバー板によ
り閉鎖されるので、柱が内空部から潤滑油により
冷却され、燃焼室の熱が柱を経て潤滑油へ奪われ
ることがない。

オイルジエツトからの潤滑油はほぼ全量が、カ
バー板１１に当つてボス部の上側へ跳ね返るの
で、ボス部とピストンピンの嵌合部が効果的に潤
滑される。

ピストンリングはスカート部の周壁部に装着さ
れ、かつスカート部の周壁部と柱との間に環状溝
が備えられているので、ピストンリングの熱負荷
が軽減される。

柱の内空部からの熱放射がカバー板により遮蔽
され、またピストンピンの潤滑が向上されるの
で、連接棒の連結部やリング溝の熱負荷が軽減さ
れ、適正な潤滑が保たれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る内燃機関用
ピストンの正面断面図、第２図は本考案の第２の
実施例に係る内燃機関用ピストンの要部を示す正
面断面図、第３図は従来の内燃機関用ピストンの
正面断面図、第４図は同内燃機関用ピストンの左
半部を省略して示す側面断面図である。 １……ピストン冠部、２……ボルト、６……ス
カート部、１６……柱、１８……断熱空気層、１
９……リング溝、２１……環状溝、２２……ガス
ケツト、２６……内空部、２９……ピン穴、３
１，３１Ａ……カバー板、３３……オイルジエツ
ト、３６……油穴、３７……ボス部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 金属製のスカート部の周壁部にピストンリング
   を装着し、スカート部の上面中央から突出する柱
   と周壁部との間に環状溝を設け、セラミツクス製
   のピストン冠部の下面をスカート部の柱の上壁に
   ガスケツトを介して重ね合せ、両者を貫通するボ
   ルトにより結合し、ボルトの下端部に柱の内空部
   を閉鎖しかつボス部を覆う傘形のカバー板を結合
   し、ピストンピンを支持するボス部の上側にピン
   穴へ連通する油穴を設けたことを特徴とする、内
   燃機関用ピストン。