JPH0628240U - 内燃機関用ピストン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クラウン部の冠面部及びピンボス部の強度を
損なうことなくピストン本体を軽量化できる内燃機関用
ピストンを提供する。 【構成】 ピンボス部３の内端部３ｂとクラウン部１の
冠面部１ａとの連設部に縦方向補強リブ５を形成し、該
縦方向補強リブ５とクラウン部１のランド部１ｂとの間
に空洞部７を形成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は自動車等の内燃機関用ピストンに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、内燃機関用ピストンには、実開昭６１−２００４４０号公報に記載され たものがある。このピストンでは、図７（１）、（２）に示すように、クラウン 部２０とスカート部２１とでピストン本体が構成され、クラウン部２０の冠面部 ２０ａには、ランド部２０ｂより前記ピストン本体の中心寄りにそれぞれ外端部 ２２ａを後退させた一対のピンボス部２２が連設されている。このピンボス部２ ２はパネル部２３を介してスカート部２１のスラスト側と反スラスト側に結合さ れると共に、スカート部２１の前記ピンボス部２２の外端部２２ａに対向した部 位は切り欠かれている。ピンボス部２２の内端部２２ｂとクラウン部２０の冠面 部２０ａとの連設部には、ピストン本体の内側に開口する肉抜き凹部２４が形成 されている。前記ランド部２０ｂとピンボス部２２の外端部２２ａとの連設部に は、ランド部２０ｂに形成されたオイルリング溝２５に連通する肉抜き凹部２６ がスカート部２１の前記切欠き部に開口させて形成されている。また、ピンボス 部２２にはピストンピン孔２７が形成され、該ピストンピン孔２７内には図示し ないピストンピンが挿入されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の内燃機関用ピストンでは、ピストン本体の軽量化の 点からすれば、肉抜き凹部２４、２６をできるだけ大きくすることが好ましいが 、肉抜き凹部２４をあまり大きくすると、クラウン部２０の冠面部２０ａの強度 が損なわれ、燃焼ガス圧力を受けた際に変形し易くなることから限界があり、肉 抜き凹部２４を大きくできないことから、クラウン部２０の冠面部２０ａとピン ボス部２２との連設部２８に駄肉が多くなって該連設部２８が蓄熱し易くなる。

【０００４】 また、一般に、エンジンの運転時に、ピンボス部２２に形成されたピストンピ ン孔２７と図示しないピストンピンとが変形する際、ピストンピンがピストンピ ン孔２７に及ぼす面圧はピンボス部２２の内端部２２ｂの付近で特に高くなる。 図７（３）、（４）はピンボス部２２の内端部２２ｂの付近における面圧分布を 、肉抜き凹部２４がない場合とある場合についてそれぞれ示すが、これから分か るように、肉抜き凹部２４がある場合は、ない場合に比べて面圧分布が不均一と なり、局部面圧の上昇によるピストンピンとピンボス部２２の変形及びこの変形 に起因するピストンピンの焼付きのおそれがある。

【０００５】 更に、肉抜き凹部２４をあまり大きくすると、クラウン部２０のランド部２０ ｂとピンボス部２２の外端部２２ａとの連設部の強度が損なわれ、ピンボス部２ ２の支持強度が低下する。

【０００６】 この考案は上記課題を解決するためになしたもので、クラウン部の冠面部及び ピンボス部の強度を損なうことなくピストン本体を軽量化できる内燃機関用ピス トンを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、この考案に係る請求項１記載の内燃機関用ピスト ンは、ピンボス部の内端部とクラウン部の冠面部との連設部に縦方向補強リブを 形成し、該縦方向補強リブと前記クラウン部のランド部との間に空洞部を形成し たものである。

【０００８】 また、請求項２の内燃機関用ピストンは、前記空洞部の形状が、ピストンピン 孔内周面から受ける面圧の大きさに応じてピストンピン孔と空洞部との間の肉厚 が厚くなるように設定されたものである。

【０００９】

【作用】

上記構成によれば、クラウン部の冠面部は、エンジンの運転時、燃焼ガス圧力 を受けて縦方向補強リブを介してピンボス部の内端部に支持される。

【００１０】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図面により説明する。

【００１１】 図１（１）は内燃機関用ピストンを示す縦断面図、（２）は（１）のＡ−Ａ線 に沿う断面図、図２は図１（１）の底面図である。

【００１２】 ピストン本体はクラウン部１とスカート部２とで構成されている。クラウン部 １の冠面部１ａには、該クラウン部１のランド部１ｂより前記ピストン本体の中 心寄りにそれぞれ外端部３ａを後退させた一対のピンボス部３が連設され、該ピ ンボス部３の外端部３ａとクラウン部１のランド部１ｂとの連設部には横方向補 強リブ４が、ピンボス部３の内端部３ｂとクラウン部１の冠面部１ａとの連設部 には縦方向補強リブ５がそれぞれ形成されている。前記ピンボス部３はパネル部 ６を介してスカート部２のスラスト側と反スラスト側に結合されると共に、スカ ート部２の前記ピンボス部３の外端部３ａに対向した部位は切り欠かれている。

【００１３】 また、前記縦方向補強リブ５とクラウン部のランド部１ｂとの間には空洞部７ が形成され、該空洞部７はクラウン部１の冠面部１ａとピンボス部３との連設部 内で密閉された状態となっている。

【００１４】 更に、前記ピンボス部３にはピストンピン孔８が形成される一方、前記クラウ ン部１のランド部１ｂにはコンプレッションリング溝９とオイルリング溝１０が 形成されており、オイルリング溝１０の底部と空洞部７との間には２本の第１連 通孔１１が、ピストンピン孔８と空洞部７との間（ピンボス部３）には１本の第 ２連通孔１２がそれぞれ形成され、該第２連通孔１２はピストンピン孔８の長手 方向のほぼ中央部に開口している。また、ピンボス部３の冠面部１ａ側の反対側 とピストンピン孔８との間には、前記第２連通孔１２に対応する１本の第３連通 孔１３が形成されている。

【００１５】 以上の構成において、ピストン本体の製造は次のように行われる。つまり、空 洞部７と同じ形状及び大きさの塩等からなる可溶性中子１４を支持ピン１５の先 端に取り付けて図示しない金型内にセットした状態で、該金型内にアルミニウム 合金等の金属溶湯を注入して、ピストン粗成形体の鋳造を行った後、金型を開い て、成形されたピストン粗成形体を取り出し、次いで該ピストン粗成形体から支 持ピン１５を抜いた後、これにより形成された孔を通して水等の溶解液を注入し て、可溶性中子１４を溶解除去する。尚、支持ピン１５を抜いた後の孔は第２連 通孔１２及び第３連通孔１３として利用されることになる。しかる後、機械加工 によりピストンピン孔８、コンプレッションリング溝９、オイルリング溝１０及 び第１連通孔１１を形成する。

【００１６】 また、エンジンの運転時は、クラウン部１の冠面部１ａの冠面で燃焼ガス圧力 を受ける一方、ピストンピン孔８の内周面８ａとピストンピンの外周面との間で 燃焼ガス圧力による荷重を受ける結果、ピストン本体の各部は歪むが、クラウン 部１のランド部１ｂに横方向補強リブ４を介してピンボス部３が支持され、該ピ ンボス部３の内端部３ｂに縦方向補強リブ５を介してクラウン部１の冠面部１ａ が支持されることから、ピンボス部３及びクラウン部１の冠面部１ａは変形し難 いものとなり、エンジンの運転時に生じる上記の歪みは確実に小さくなる。

【００１７】 更に、ピストン本体がシリンダボア内を摺動する際、図示しないオイルリング でオイルリング溝１０内に掻き取られたオイルは第１連通孔１１を経て空洞部７ 内に入り、ここから更に第２連通孔１２を経てピストンピン孔８内に流れる。そ して、ピストンピン孔８の内周面８ａとピストンピンの外周面との間を潤滑した 潤滑オイルは第３連通孔１３から外部に排出される。このため、エンジンの運転 時、クラウン部１の冠面部１ａとピンボス部３との連設部での空洞部７による蓄 熱性の低下と相俟ってクラウン部１が効果的に冷却され（冷却効果の向上）、ま たピストンピン孔８の内周面８ａとピストンピンの外周面との間に潤滑オイルが 供給される（ピストンピンの焼付け防止）。

【００１８】 尚、前記実施例では、可溶性中子１４の支持を、ピンボス部３を径方向に貫通 する１本の支持ピン１５で行ったが、図３、図４に示すように、ピンボス部３の 両側部に配置された２本の支持ピン１５で行っても良い。この支持ピン１５によ る第２連通孔１２の形成がない場合を図３に、ある場合を図４にそれぞれ示す。 後者の場合、第２連通孔１２はピストンピン孔８の形成時に内周面８ａの対向部 位に開口して該ピストンピン孔８内に連通する。また、可溶性中子１４の支持を １本の支持ピン１５で行う場合でも、図５に示すように、ピンボス部３の外端部 ３ａの端面部位つまりエプロンの上部から行っても良い。

【００１９】 また、エンジンの運転時にピストンピン孔８とピストンピンとが変形する際、 図６（２）に示すように、ピストンピンがピストンピン孔８に及ぼす面圧はピン ボス部３の内端部３ｂの側で特に高く、外端部３ａに向かって低くなる。そこで 、同図（２）に示すように、空洞部７の形状は、ピストンピン孔８の内周面８ａ が受ける面圧の大きさに応じて、ピストンピン孔８と空洞部７との間の肉厚が厚 くなるように設定されている。従って、補強部１６は前記面圧に比例した肉厚を 有し、局部面圧を上昇させることなく軽量化を目的とする空洞部７を形成するこ とができる。

【００２０】

【考案の効果】

以上の通りこの考案は、ピンボス部の内端部とクラウン部の冠面部との連設部 に縦方向補強リブを形成し、該縦方向補強リブと前記クラウン部のランド部との 間に空洞部を形成したため、該空洞部を、ピンボス部とクラウン部の冠面部との 連設部内で十分に大きくすることが可能となるから、ピストン本体の製作性を損 うことなくピンボス部とクラウン部の冠面部との連設部での蓄熱性の低下とピス トン本体の軽量化が図れる。

【００２１】 更に、クラウン部の冠面部を縦方向補強リブを介してピンボス部に支持して該 ピンボス部と同様に変形し難いものとし、ピンボス部の支持強度の低下を有利に 防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（１） この考案の第１実施例になる内燃機関
用ピストンを示す縦断面図である。 （２） （１）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図２】図１（１）の底面図である。

【図３】（１） この考案の第２実施例になる内燃機関
用ピストンを示す縦断面図である。 （２） （１）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】（１） この考案の第３実施例になる内燃機関
用ピストンを示す縦断面図である。 （２） （１）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図５】（１） この考案の第４実施例になる内燃機関
用ピストンを示す縦断面図である。 （２） （１）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図６】（１） 図３（１）、図４（１）、図５（１）
の底面図である。 （２） （１）のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面における面圧
分布図である。

【図７】（１） 従来例の内燃機関用ピストンを示す縦
断面図である。 （２） （１）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 （３） 肉抜き凹部２４を設けない場合の面圧分布を示
す（１）のＤ−Ｄ矢視拡大図である。 （４） 肉抜き凹部２４を設けた場合の面圧分布を示す
（１）のＤ−Ｄ矢視拡大図である。

【符号の説明】

１ クラウン部 １ａ 冠面部 ３ ピンボス部 ３ｂ 内端部 ５ 縦方向補強リブ ７ 空洞部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピンボス部の内端部とクラウン部の冠面
   部との連設部に縦方向補強リブを形成し、該縦方向補強
   リブと前記クラウン部のランド部との間に空洞部を形成
   したことを特徴とする内燃機関用ピストン。
2. 【請求項２】 前記空洞部の形成は、ピストンピン孔の
   内周面が受ける面圧の大きさに応じてピストンピン孔と
   空洞部との間の肉厚が厚くなるように設定されたことを
   特徴とする請求項１の内燃機関用ピストン。