JPH06346787A - 内燃機関のピストン - Google Patents
内燃機関のピストンInfo
- Publication number
- JPH06346787A JPH06346787A JP5138244A JP13824493A JPH06346787A JP H06346787 A JPH06346787 A JP H06346787A JP 5138244 A JP5138244 A JP 5138244A JP 13824493 A JP13824493 A JP 13824493A JP H06346787 A JPH06346787 A JP H06346787A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- skirt
- sliding
- length
- diameter
- 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
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ピストンの摺動抵抗を減少させること。
【構成】 ピストン２のスカート部８の長さＬと、シリ
ンダボア径Ｄと、スカート部摺動投影面積Ｓとを、０．
４≦Ｓ／（Ｄ・Ｌ）≦０．５５の関係としたピストン。
この領域に入るように形状を設定したスカート部８をも
つピストン２は、摺動抵抗が小さくなる。
ンダボア径Ｄと、スカート部摺動投影面積Ｓとを、０．
４≦Ｓ／（Ｄ・Ｌ）≦０．５５の関係としたピストン。
この領域に入るように形状を設定したスカート部８をも
つピストン２は、摺動抵抗が小さくなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のピストンに関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の燃費の向上、出力の向上のため
に、内燃機関のピストンの軽量化、摺動抵抗の減少を狙
った構成が種々提案されている。たとえば、特開昭６１
−５８９５４号公報は、ピストンスカート部長さのボア
径に対する比を０．１５〜０．２５の範囲に設定してス
カートの長さを極端に短くし、軽量化と摩擦低減をはか
ったピストンを提案している。
に、内燃機関のピストンの軽量化、摺動抵抗の減少を狙
った構成が種々提案されている。たとえば、特開昭６１
−５８９５４号公報は、ピストンスカート部長さのボア
径に対する比を０．１５〜０．２５の範囲に設定してス
カートの長さを極端に短くし、軽量化と摩擦低減をはか
ったピストンを提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術には
次の問題があった。摺動抵抗は、スラスト／反スラスト
力と摺動面積、面圧から定まるが、スカートの長さのみ
を規定してもスカートの幅も考慮に入れなければ、スカ
ートの摺動面積、面圧を考慮したことにならない。ま
た、ピストンスカート部長さのボア径に対する比を０．
１５〜０．２５に設定すると、通常のピストンではスカ
ート部下端がピストンピン径下端より上にきてピストン
ピン中心位置に近づき、スラスト／反スラスト方向のピ
ストン姿勢を保つことが難しくなって局所的に面圧が大
になる。したがって、摺動抵抗減少上、従来提案は最適
構造になっていない。本発明の目的は、ピストンのシリ
ンダボアとの摺動抵抗を最小にし、しかもピストンの軽
量化もはかれる内燃機関のピストンを提供することにあ
る。
次の問題があった。摺動抵抗は、スラスト／反スラスト
力と摺動面積、面圧から定まるが、スカートの長さのみ
を規定してもスカートの幅も考慮に入れなければ、スカ
ートの摺動面積、面圧を考慮したことにならない。ま
た、ピストンスカート部長さのボア径に対する比を０．
１５〜０．２５に設定すると、通常のピストンではスカ
ート部下端がピストンピン径下端より上にきてピストン
ピン中心位置に近づき、スラスト／反スラスト方向のピ
ストン姿勢を保つことが難しくなって局所的に面圧が大
になる。したがって、摺動抵抗減少上、従来提案は最適
構造になっていない。本発明の目的は、ピストンのシリ
ンダボアとの摺動抵抗を最小にし、しかもピストンの軽
量化もはかれる内燃機関のピストンを提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係わる内燃機関のピストンは、次のピストン
から成る。すなわち、ピストンのスカート部の長さＬと
シリンダボア径Ｄとスカート部摺動投影面積Ｓとを、
０．４≦Ｓ／（Ｄ・Ｌ）≦０．５５の関係とした内燃機
関のピストン。
の本発明に係わる内燃機関のピストンは、次のピストン
から成る。すなわち、ピストンのスカート部の長さＬと
シリンダボア径Ｄとスカート部摺動投影面積Ｓとを、
０．４≦Ｓ／（Ｄ・Ｌ）≦０．５５の関係とした内燃機
関のピストン。
【０００５】
【作用】ピストンはスカート部でシリンダボアに摺接す
る。摺動抵抗を決める要因は、スカートの高さではなく
スカートの摺動投影面積であると推察した。スカートの
摺動投影面積のピストン摺動抵抗に及ぼす影響を、ピス
トンサイズの影響を大きく受けることなくみるために、
スカート摺動投影面積Ｓをフルスカート（スカートが全
周にわたってあるピストン）のスカート摺動投影面積
（Ｄ・Ｌ）で割って無次元化し、Ｓ／（Ｄ・Ｌ）の値を
種々に変化させてその時の摺動摩擦抵抗を測定したとこ
ろ、Ｓ／（Ｄ・Ｌ）が０．４〜０．５５の範囲にある場
合に摺動摩擦が低減することがみられたので、本発明で
はＳ、Ｄ、Ｌの関係を上記の通りに設定した。したがっ
て、ピストン形状を、スカート長さからではなく、スカ
ート幅も考慮したスカート摺動投影面積から特定したの
で、最適な摺動抵抗低減がはかられる。また、通常の従
来ピストンはＳ／（Ｄ・Ｌ）が約０．６近傍にあるの
で、本発明のピストンのスカートは通常の従来ピストン
のスカートより小型であり、ピストンの軽量化、それに
伴なうコネクティングロッド等の軽量化もはかられ、燃
費の改善にとって有利である。
る。摺動抵抗を決める要因は、スカートの高さではなく
スカートの摺動投影面積であると推察した。スカートの
摺動投影面積のピストン摺動抵抗に及ぼす影響を、ピス
トンサイズの影響を大きく受けることなくみるために、
スカート摺動投影面積Ｓをフルスカート（スカートが全
周にわたってあるピストン）のスカート摺動投影面積
（Ｄ・Ｌ）で割って無次元化し、Ｓ／（Ｄ・Ｌ）の値を
種々に変化させてその時の摺動摩擦抵抗を測定したとこ
ろ、Ｓ／（Ｄ・Ｌ）が０．４〜０．５５の範囲にある場
合に摺動摩擦が低減することがみられたので、本発明で
はＳ、Ｄ、Ｌの関係を上記の通りに設定した。したがっ
て、ピストン形状を、スカート長さからではなく、スカ
ート幅も考慮したスカート摺動投影面積から特定したの
で、最適な摺動抵抗低減がはかられる。また、通常の従
来ピストンはＳ／（Ｄ・Ｌ）が約０．６近傍にあるの
で、本発明のピストンのスカートは通常の従来ピストン
のスカートより小型であり、ピストンの軽量化、それに
伴なうコネクティングロッド等の軽量化もはかられ、燃
費の改善にとって有利である。
【０００６】
【実施例】以下に、本発明の望ましい実施例を、図１〜
図５を参照して説明する。ここで、図１、図２、３、４
は、それぞれ、本発明の第１、２、３、４実施例を示
し、図５はそれらの摺動抵抗試験結果を示している。は
じめに、各実施例に共通な構成を、例えば図１を参照し
て説明する。なお、全実施例にわたって同一又は類似の
構成部分には同一符号を付してある。図１において、ピ
ストン２は、頂部４、その下側に一体に連なる一対のボ
ス部６、６、頂部４の下側に一体に連なり一対のボス部
６、６を結ぶ方向と直交する方向に一対設けられたスカ
ート部８から成る。頂部４にはピストンリング溝１０、
１２、オイルリング溝１４が形成され、ボス部６には同
芯状にピン穴１６が形成される。ピストンリング溝１
０、１２には、ピストンリング（図示略）が嵌着され、
オイルリング溝１４にはオイルリング（図示略）が嵌着
される。ピン穴１６にはピストンピン（図示略）がピス
トンピンのボス部の間の部分に連結される。ピストン２
はピストンピン、したがってピン穴軸芯まわりに回動す
る。スカート部８はシリンダボアに摺接して、ピストン
２の姿勢を保ち、かつスラスト／反スラスト力を受け
る。スカート部８の円弧の直径は頂部４の直径より若干
大きくしてあるので、スラスト／反スラスト力はスカー
ト部８のみによって受けられる。ここ迄は従来ピストン
構造と同じである。
図５を参照して説明する。ここで、図１、図２、３、４
は、それぞれ、本発明の第１、２、３、４実施例を示
し、図５はそれらの摺動抵抗試験結果を示している。は
じめに、各実施例に共通な構成を、例えば図１を参照し
て説明する。なお、全実施例にわたって同一又は類似の
構成部分には同一符号を付してある。図１において、ピ
ストン２は、頂部４、その下側に一体に連なる一対のボ
ス部６、６、頂部４の下側に一体に連なり一対のボス部
６、６を結ぶ方向と直交する方向に一対設けられたスカ
ート部８から成る。頂部４にはピストンリング溝１０、
１２、オイルリング溝１４が形成され、ボス部６には同
芯状にピン穴１６が形成される。ピストンリング溝１
０、１２には、ピストンリング（図示略）が嵌着され、
オイルリング溝１４にはオイルリング（図示略）が嵌着
される。ピン穴１６にはピストンピン（図示略）がピス
トンピンのボス部の間の部分に連結される。ピストン２
はピストンピン、したがってピン穴軸芯まわりに回動す
る。スカート部８はシリンダボアに摺接して、ピストン
２の姿勢を保ち、かつスラスト／反スラスト力を受け
る。スカート部８の円弧の直径は頂部４の直径より若干
大きくしてあるので、スラスト／反スラスト力はスカー
ト部８のみによって受けられる。ここ迄は従来ピストン
構造と同じである。
【０００７】スカート部８の長さをＬ、シリンダボア径
をＤ（ピストン径にほぼ等しい）、スカート部摺動投影
面積（ピストン軸芯とピストンピン軸芯とを含む平面に
投影した面積、図１〜図３で斜線を施した部分の面積）
をＳ、スカート部の投影幅（前記平面への投影）をＷと
した場合に、次の条件を有するようにスカート部８の形
状が決定されている。 ０．４≦Ｓ／（Ｄ・Ｌ）≦０．５５ Ｌ／Ｄ≦０．４５ スカート部下端がピストンピン穴下端より下方にあ
る。 上記、に関しては、とくに次の条件を有する場合が
とくに望ましい。 ´ ０．４５≦Ｓ／（Ｄ・Ｌ）≦０．５ ´ Ｌ／Ｄ≦０．４
をＤ（ピストン径にほぼ等しい）、スカート部摺動投影
面積（ピストン軸芯とピストンピン軸芯とを含む平面に
投影した面積、図１〜図３で斜線を施した部分の面積）
をＳ、スカート部の投影幅（前記平面への投影）をＷと
した場合に、次の条件を有するようにスカート部８の形
状が決定されている。 ０．４≦Ｓ／（Ｄ・Ｌ）≦０．５５ Ｌ／Ｄ≦０．４５ スカート部下端がピストンピン穴下端より下方にあ
る。 上記、に関しては、とくに次の条件を有する場合が
とくに望ましい。 ´ ０．４５≦Ｓ／（Ｄ・Ｌ）≦０．５ ´ Ｌ／Ｄ≦０．４
【０００８】ピストン摺動抵抗は、スカート部８の摺動
投影面積とスラスト／反スラスト方向のスカート部とシ
リンダボア間の荷重との積によってほぼ決定されると考
え、このうちスカート部摺動投影面積Ｓと摺動抵抗（摩
擦損失）との関係を試験によって求めてみた。ピストン
のサイズと無関係な規則性を確立するために、スカート
部８の摺動投影面積を、フルスカート（スカートが全周
にわたって存在するピストンのスカート）の摺動投影面
積Ｄ・Ｌで割った値Ｓ／（Ｄ・Ｌ）によって、試験結果
を整理したものを図５の破線（ピストンＡ）に示す。た
だし、試験は、１０００〜３０００ｒｐｍ、スロットル
全開（ＷＯＴ）で行い、摩擦損失として、摩擦平均有効
圧（ｋＰａ）を用いた。摩擦平均有効圧が小な程、摺動
抵抗小、摩擦損失小を意味する。図５の破線の特性から
明らかなように、特性曲線は上方に向かって凹となり、
摺動抵抗小の領域は、０．４〜０．５５であり、とくに
最小値は０．４５〜０．５の範囲にある。ピストンサイ
ズが変わっても、これと同じ傾向を示す。
投影面積とスラスト／反スラスト方向のスカート部とシ
リンダボア間の荷重との積によってほぼ決定されると考
え、このうちスカート部摺動投影面積Ｓと摺動抵抗（摩
擦損失）との関係を試験によって求めてみた。ピストン
のサイズと無関係な規則性を確立するために、スカート
部８の摺動投影面積を、フルスカート（スカートが全周
にわたって存在するピストンのスカート）の摺動投影面
積Ｄ・Ｌで割った値Ｓ／（Ｄ・Ｌ）によって、試験結果
を整理したものを図５の破線（ピストンＡ）に示す。た
だし、試験は、１０００〜３０００ｒｐｍ、スロットル
全開（ＷＯＴ）で行い、摩擦損失として、摩擦平均有効
圧（ｋＰａ）を用いた。摩擦平均有効圧が小な程、摺動
抵抗小、摩擦損失小を意味する。図５の破線の特性から
明らかなように、特性曲線は上方に向かって凹となり、
摺動抵抗小の領域は、０．４〜０．５５であり、とくに
最小値は０．４５〜０．５の範囲にある。ピストンサイ
ズが変わっても、これと同じ傾向を示す。
【０００９】Ｓ／（Ｄ・Ｌ）＞０．５５では、摩擦力が
増大する理由は、スカート面積が大になって油膜のせん
断力が増加するからであると推察される。逆に、Ｓ／
（Ｄ・Ｌ）＜０．４ではスカート面積が小さくなるにも
かかわらず摩擦力が増加するが、これはスカート部とシ
リンダボア間で油膜切れが発生し、境界潤滑の領域が増
えるためと推察される。以上の結果から、本発明ではＳ
／（Ｄ・Ｌ）の領域を０．４〜０．５５、とくに望まし
くは０．４５〜０．５と設定した。なお、従来の通常ピ
ストンのＳ／（Ｄ・Ｌ）値は約０．６である。これは、
本発明の形状寸法のスカート部８がＬまたはＷまたはＬ
とＷの両方において従来スカートより小になっているこ
とを意味する。
増大する理由は、スカート面積が大になって油膜のせん
断力が増加するからであると推察される。逆に、Ｓ／
（Ｄ・Ｌ）＜０．４ではスカート面積が小さくなるにも
かかわらず摩擦力が増加するが、これはスカート部とシ
リンダボア間で油膜切れが発生し、境界潤滑の領域が増
えるためと推察される。以上の結果から、本発明ではＳ
／（Ｄ・Ｌ）の領域を０．４〜０．５５、とくに望まし
くは０．４５〜０．５と設定した。なお、従来の通常ピ
ストンのＳ／（Ｄ・Ｌ）値は約０．６である。これは、
本発明の形状寸法のスカート部８がＬまたはＷまたはＬ
とＷの両方において従来スカートより小になっているこ
とを意味する。
【００１０】Ｓの、フルスカートの投影面積Ｄ・Ｌに対
する比をの条件を満たす範囲で一定にしたままスカー
トの長さを自在に変えることができるが、その場合には
スラスト／反スラスト荷重の観点から不具合を生じるこ
ともあるので、前記の、の条件が必要になる。たと
えば、図１のようなピストンスカートでＷ＝０．５Ｄと
設定したとするとＳ／（Ｄ・Ｌ）＝（Ｌ・０．５Ｄ）／
ＤＬ＝０．５となり、スカート投影幅Ｗを０．５Ｄにし
たままＬを自由に大または小にしてもの条件は満足さ
れる。しかし、Ｌを大にし過ぎると、ピストン姿勢は安
定するものの、ピストン重量が大になって慣性力も大に
なり、折角の条件を設けた利点が少なくなるし、Ｌを
小にし過ぎるとピストンのピストンピン軸芯まわりの首
振りが激しくなって、ピストンが傾き、局所的に面圧が
それだけ大になり、摺動抵抗に悪影響を与える。これら
を防止する意味で、Ｌの上限と下限を決定したのが、
、´、の条件である。さらに詳しくは、Ｌ／Ｄ≦
０．４５はスカート部下端がピンボス部下端より下方、
Ｌ／Ｄ≦０．４はスカート部下端がほぼピンボス部下端
と同じ高さにある場合に対応し、ピストン姿勢を保ちな
がら、スカート部長さを従来より小として、ピストン重
量の減少、局所的な面圧増加の防止を狙う条件である。
また、スカート部下端がピン穴下端より下方は、スカー
ト投影面積のうちピン穴軸芯より上方にある部分より下
方にある部分が大のための条件で（ピストンピン穴上端
とスカート部上端とはほぼ同じ高さ）、ピストン姿勢を
保ってピストン傾き、スラスト／反スラスト力の増加を
抑える条件である。
する比をの条件を満たす範囲で一定にしたままスカー
トの長さを自在に変えることができるが、その場合には
スラスト／反スラスト荷重の観点から不具合を生じるこ
ともあるので、前記の、の条件が必要になる。たと
えば、図１のようなピストンスカートでＷ＝０．５Ｄと
設定したとするとＳ／（Ｄ・Ｌ）＝（Ｌ・０．５Ｄ）／
ＤＬ＝０．５となり、スカート投影幅Ｗを０．５Ｄにし
たままＬを自由に大または小にしてもの条件は満足さ
れる。しかし、Ｌを大にし過ぎると、ピストン姿勢は安
定するものの、ピストン重量が大になって慣性力も大に
なり、折角の条件を設けた利点が少なくなるし、Ｌを
小にし過ぎるとピストンのピストンピン軸芯まわりの首
振りが激しくなって、ピストンが傾き、局所的に面圧が
それだけ大になり、摺動抵抗に悪影響を与える。これら
を防止する意味で、Ｌの上限と下限を決定したのが、
、´、の条件である。さらに詳しくは、Ｌ／Ｄ≦
０．４５はスカート部下端がピンボス部下端より下方、
Ｌ／Ｄ≦０．４はスカート部下端がほぼピンボス部下端
と同じ高さにある場合に対応し、ピストン姿勢を保ちな
がら、スカート部長さを従来より小として、ピストン重
量の減少、局所的な面圧増加の防止を狙う条件である。
また、スカート部下端がピン穴下端より下方は、スカー
ト投影面積のうちピン穴軸芯より上方にある部分より下
方にある部分が大のための条件で（ピストンピン穴上端
とスカート部上端とはほぼ同じ高さ）、ピストン姿勢を
保ってピストン傾き、スラスト／反スラスト力の増加を
抑える条件である。
【００１１】つぎに、各実施例に特有の構成を説明す
る。第１実施例においては、図１に示すように、スカー
ト部８の幅Ｗが全長にわたって一定とされているので、
製作が他の実施例に比べて容易である。なお、図１では
Ｄ＝８６ｍｍ、ピン径＝２０ｍｍとしＳ／（Ｄ・Ｌ）＝
０．４８の場合を示す。第２実施例においては、図２に
示すように、スカート部の上部８ａに巾方向のくびれを
設け、下部８ｂをピストン周方向に張り出させた構造と
なっている。下部８ｂに大きな摺動投影面積を設けるこ
とによって、スラスト／反スラスト力を受けるのに有利
となり、ピストン姿勢を保つ上に有利である。なお、図
２ではＤ＝８６ｍｍ、ピン径＝２０ｍｍとし、Ｓ／（Ｄ
・Ｌ）＝０．４８の場合を示す。第３実施例において
は、図３に示すように、スカート部上部８ａ´のくびれ
を大きくし、スカート部下部８ｂ´と上部８ａ´の間の
Ｒを、第２実施例よりも小さくしたものを示す。図３で
は、Ｄ＝８６ｍｍ、ピン径＝２０ｍｍとしＳ／（Ｄ・
Ｌ）＝０．５３の場合を示す。
る。第１実施例においては、図１に示すように、スカー
ト部８の幅Ｗが全長にわたって一定とされているので、
製作が他の実施例に比べて容易である。なお、図１では
Ｄ＝８６ｍｍ、ピン径＝２０ｍｍとしＳ／（Ｄ・Ｌ）＝
０．４８の場合を示す。第２実施例においては、図２に
示すように、スカート部の上部８ａに巾方向のくびれを
設け、下部８ｂをピストン周方向に張り出させた構造と
なっている。下部８ｂに大きな摺動投影面積を設けるこ
とによって、スラスト／反スラスト力を受けるのに有利
となり、ピストン姿勢を保つ上に有利である。なお、図
２ではＤ＝８６ｍｍ、ピン径＝２０ｍｍとし、Ｓ／（Ｄ
・Ｌ）＝０．４８の場合を示す。第３実施例において
は、図３に示すように、スカート部上部８ａ´のくびれ
を大きくし、スカート部下部８ｂ´と上部８ａ´の間の
Ｒを、第２実施例よりも小さくしたものを示す。図３で
は、Ｄ＝８６ｍｍ、ピン径＝２０ｍｍとしＳ／（Ｄ・
Ｌ）＝０．５３の場合を示す。
【００１２】第４実施例においては、図４に示すよう
に、Ｄ＝８６ｍｍ、ピン径＝２０ｍｍ、Ｓ／（Ｄ・Ｌ）
＝０．４２の場合を示す。この場合は、Ｓ／（Ｄ・Ｌ）
＜０．４５で、かつスカート部８の外表面（図４で斜線
を施した部分）に固体潤滑剤１８（たとえば、二硫化モ
リブデン）をコーティングしてある。Ｓ／（Ｄ・Ｌ）が
０．４５より小かつ０．４以上の場合は、本発明の範囲
に含まれるが、接触面積が小でＳ／（Ｄ・Ｌ）≧０．４
５の場合に比べて面圧がかなり高いため、たとえ油膜切
れが生じてもピストンのシリンダボアとのスカッフィン
グや焼き付きが生じないようにしておくことが望まし
い。この意味で、スカート部８の外側表面の全面に固体
潤滑剤をコーティングしたものである。なお、Ｓ／（Ｄ
・Ｌ）≧０．４５の場合であっても固体潤滑剤をコーテ
ィングしてもよい。固体潤滑剤のコーティングによっ
て、摩擦平均有効圧／摺動面積（スカート長さ×ボア
径）特性は下がり、図５の実線（ピストンＢ）のように
なる。
に、Ｄ＝８６ｍｍ、ピン径＝２０ｍｍ、Ｓ／（Ｄ・Ｌ）
＝０．４２の場合を示す。この場合は、Ｓ／（Ｄ・Ｌ）
＜０．４５で、かつスカート部８の外表面（図４で斜線
を施した部分）に固体潤滑剤１８（たとえば、二硫化モ
リブデン）をコーティングしてある。Ｓ／（Ｄ・Ｌ）が
０．４５より小かつ０．４以上の場合は、本発明の範囲
に含まれるが、接触面積が小でＳ／（Ｄ・Ｌ）≧０．４
５の場合に比べて面圧がかなり高いため、たとえ油膜切
れが生じてもピストンのシリンダボアとのスカッフィン
グや焼き付きが生じないようにしておくことが望まし
い。この意味で、スカート部８の外側表面の全面に固体
潤滑剤をコーティングしたものである。なお、Ｓ／（Ｄ
・Ｌ）≧０．４５の場合であっても固体潤滑剤をコーテ
ィングしてもよい。固体潤滑剤のコーティングによっ
て、摩擦平均有効圧／摺動面積（スカート長さ×ボア
径）特性は下がり、図５の実線（ピストンＢ）のように
なる。
【００１３】つぎに作用を説明する。本発明実施例のピ
ストンでは、摺動抵抗減少のためのピストン形状の条件
を、スカート部摺動投影面積基準で０．４≦Ｓ／（Ｄ・
Ｌ）≦０．５５となるように設定したので、スカート部
の高さだけでなく幅も考慮され、摺動摩擦損失が最小か
ほぼ最小となるようにピストン形状が設定され得る。た
とえば、従来の通常ピストンではＳ／（Ｄ・Ｌ）＝０．
６程度であり、また実開昭６１−５８９５４号公報のよ
うなスカートの長さが短いものはＳ／（Ｄ・Ｌ）は０．
４よりはるかに小さくなり、これらは何れも図４から摩
擦損失が本発明に比べて大になることがわかる。
ストンでは、摺動抵抗減少のためのピストン形状の条件
を、スカート部摺動投影面積基準で０．４≦Ｓ／（Ｄ・
Ｌ）≦０．５５となるように設定したので、スカート部
の高さだけでなく幅も考慮され、摺動摩擦損失が最小か
ほぼ最小となるようにピストン形状が設定され得る。た
とえば、従来の通常ピストンではＳ／（Ｄ・Ｌ）＝０．
６程度であり、また実開昭６１−５８９５４号公報のよ
うなスカートの長さが短いものはＳ／（Ｄ・Ｌ）は０．
４よりはるかに小さくなり、これらは何れも図４から摩
擦損失が本発明に比べて大になることがわかる。
【００１４】また、本発明実施例のピストンでは、スカ
ートの長さＬに対しても、Ｌ／Ｄ≦０．４５、スカート
下端がピン穴下端より下方にあるという条件を設けたの
で、ピストン姿勢の保持、局所的な面圧増加の防止等を
はかることができ、スカート面圧を条件設定のない場合
に比べて小さくできる。さらに、従来のピストンは、通
常Ｌ／Ｄ＞０．４５であり、また特開昭６１−５８９５
４号のような特別な形状のピストンはピストン下端がピ
ン穴下端より上方にあるため、これらの条件によって従
来ピストンは上記本発明ピストンの範囲外にあることが
明らかになる。
ートの長さＬに対しても、Ｌ／Ｄ≦０．４５、スカート
下端がピン穴下端より下方にあるという条件を設けたの
で、ピストン姿勢の保持、局所的な面圧増加の防止等を
はかることができ、スカート面圧を条件設定のない場合
に比べて小さくできる。さらに、従来のピストンは、通
常Ｌ／Ｄ＞０．４５であり、また特開昭６１−５８９５
４号のような特別な形状のピストンはピストン下端がピ
ン穴下端より上方にあるため、これらの条件によって従
来ピストンは上記本発明ピストンの範囲外にあることが
明らかになる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、スカート部長さＬとボ
ア径Ｄとスカート部摺動投影面積Ｓとの間に、０．４≦
Ｓ／（Ｄ・Ｌ）≦０．５５の関係を設定したので、ピス
トン摺動抵抗を減少させることができる。また、スカー
ト部が小型化され、それにつれてピストンの軽量化もは
かれる。
ア径Ｄとスカート部摺動投影面積Ｓとの間に、０．４≦
Ｓ／（Ｄ・Ｌ）≦０．５５の関係を設定したので、ピス
トン摺動抵抗を減少させることができる。また、スカー
ト部が小型化され、それにつれてピストンの軽量化もは
かれる。
【図１】本発明の第１実施例に係わる内燃機関のピスト
ンの正面図である。
ンの正面図である。
【図２】本発明の第２実施例に係わる内燃機関のピスト
ンの正面図である。
ンの正面図である。
【図３】本発明の第３実施例に係わる内燃機関のピスト
ンの正面図である。
ンの正面図である。
【図４】本発明の第４実施例に係わる内燃機関のピスト
ンの正面図である。
ンの正面図である。
【図５】種々のピストンの摩擦平均有効圧対摺動面積
（スカート長さ×ボア径）特性図である。
（スカート長さ×ボア径）特性図である。
２ ピストン ８ スカート部 １６ ピン穴 １８ 固体潤滑剤 Ｓ スカート部摺動投影面積 Ｄ シリンダボア径 Ｌ スカート部長さ
Claims (1)
- 【請求項１】 ピストンのスカート部の長さＬとシリン
ダボア径Ｄとスカート部摺動投影面積Ｓとを、０．４≦
Ｓ／（Ｄ・Ｌ）≦０．５５の関係としたことを特徴とす
る内燃機関のピストン。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5138244A JPH06346787A (ja) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | 内燃機関のピストン |
| US08/216,981 US5487364A (en) | 1993-06-10 | 1994-03-23 | Piston for an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5138244A JPH06346787A (ja) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | 内燃機関のピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06346787A true JPH06346787A (ja) | 1994-12-20 |
Family
ID=15217446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5138244A Pending JPH06346787A (ja) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | 内燃機関のピストン |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5487364A (ja) |
| JP (1) | JPH06346787A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016525655A (ja) * | 2013-07-29 | 2016-08-25 | フェデラル−モーグル ニュルンベルグ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 軽量構造のディーゼルピストン |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08144842A (ja) * | 1994-11-24 | 1996-06-04 | Yamaha Motor Co Ltd | ディーゼルエンジン |
| BR9601835A (pt) * | 1996-06-14 | 1998-09-29 | Metal Leve Sa | Embolo para motor de combustão interna |
| DE19643778C2 (de) * | 1996-10-23 | 2000-04-13 | Alcan Gmbh | Leichtbaukolben |
| US6684844B1 (en) | 2002-09-10 | 2004-02-03 | General Motors Corporation | Piston and cylinder bore having improved scuffing resistance |
| US7104183B2 (en) * | 2004-07-07 | 2006-09-12 | Karl Schmidt Unisia, Inc. | One-piece steel piston |
| US7293497B2 (en) | 2005-11-03 | 2007-11-13 | Dresser, Inc. | Piston |
| US7302884B2 (en) * | 2005-11-03 | 2007-12-04 | Dresser, Inc. | Piston |
| DE102007031581A1 (de) * | 2007-07-06 | 2009-01-08 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Kolben einer Brennkraftmaschine mit einer erhöhten Schrägstellung der Kastenwände des Kolbens |
| DE102010051319A1 (de) * | 2010-11-13 | 2012-05-16 | Mahle International Gmbh | Kolben für einen Verbrennungsmotor |
| DE102011115639A1 (de) * | 2011-09-28 | 2013-03-28 | Mahle International Gmbh | Kolben für einen Verbrennungsmotor |
| KR102068372B1 (ko) | 2012-03-12 | 2020-01-20 | 테네코 인코퍼레이티드 | 엔진 피스톤 |
| CN105143732A (zh) * | 2013-01-29 | 2015-12-09 | 马勒国际有限公司 | 具有第四环导槽和改良摩擦特性的钢制活塞 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2802707A (en) * | 1954-08-10 | 1957-08-13 | Ray E Day | Piston |
| US3319535A (en) * | 1965-08-19 | 1967-05-16 | Trw Inc | Piston with undulated skirt |
| JPS58180353U (ja) * | 1982-05-27 | 1983-12-02 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関のピストン |
| DE3418454A1 (de) * | 1984-05-18 | 1985-12-19 | Kolbenschmidt AG, 7107 Neckarsulm | Leichtmetallkolben |
| DE3430258A1 (de) * | 1984-08-17 | 1986-02-27 | Mahle Gmbh, 7000 Stuttgart | Tauchkolben fuer verbrennungsmotoren |
| JP2598326B2 (ja) * | 1989-09-28 | 1997-04-09 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関用ピストン |
| JPH03164556A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-16 | Isuzu Motors Ltd | ピストン |
| JP2550190B2 (ja) * | 1989-12-20 | 1996-11-06 | シャープ株式会社 | クロスフローファン |
| US5076225A (en) * | 1989-12-28 | 1991-12-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Piston for an internal combustion engine |
| DE4133546C2 (de) * | 1991-10-10 | 2000-12-07 | Mahle Gmbh | Kolben-Zylinderanordnung eines Verbrennungsmotors |
-
1993
- 1993-06-10 JP JP5138244A patent/JPH06346787A/ja active Pending
-
1994
- 1994-03-23 US US08/216,981 patent/US5487364A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016525655A (ja) * | 2013-07-29 | 2016-08-25 | フェデラル−モーグル ニュルンベルグ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 軽量構造のディーゼルピストン |
| US10082101B2 (en) | 2013-07-29 | 2018-09-25 | Federal-Mogul Nurnberg Gmbh | Lightweight construciton of a diesel piston |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5487364A (en) | 1996-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH06346787A (ja) | 内燃機関のピストン | |
| US5058489A (en) | Piston structure for internal combustion engine | |
| US6345569B1 (en) | Piston for internal combustion engine | |
| US5076225A (en) | Piston for an internal combustion engine | |
| JPH11303674A (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JPH1136978A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| JPH0323351A (ja) | ピストン | |
| US5158008A (en) | Light plunger piston for internal combustion engines | |
| JPH06257507A (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JP2002317691A (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JPH10288083A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| JP2598326B2 (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| JP3078414B2 (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JPS621401Y2 (ja) | ||
| JPH10103510A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| JPH04244672A (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JP4423791B2 (ja) | 内燃機関のピストン構造 | |
| JPH06281004A (ja) | 圧力リング | |
| JPS5943478Y2 (ja) | エンジンのピストン | |
| JPH04244675A (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JP2018197539A (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JPH03179154A (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JPH0989106A (ja) | 内燃機関のピストン構造 | |
| JP2001214805A (ja) | ピストン | |
| JPH03199659A (ja) | コネクティングロッド一体型ピストン |