JPH068863U - 内燃機関用ピストン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体潤滑域、境界潤滑域の何れでもスカート
部とシリンダボア内面とのフリクションを低減維持でき
る内燃機関用ピストンを提供する。 【構成】 ピストン本体のスカート部２の外周面に多数
の条痕２ａ、２ｂをピストン本体の周方向に沿って形成
して、各条痕２ａ間に突条５ａ、各条痕２ｂ間に突条５
ｂをそれぞれ設けた内燃機関用ピストンにおいて、スカ
ート部２の剛性が小さい部位Ｂの突条５ａを低い高さで
設け、スカート部２の剛性が大きい部位Ｃの突条５ｂを
前記剛性が小さい部位Ｂの突条５ａよりも高く設ける一
方、突条５ａ、５ｂが設けられた前記スカート部外周面
に固体潤滑剤被膜層６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】

内燃機関用ピストンでは、爆発行程においてスラスト力をスカート部に受けた 時、まずスカート部の剛性が小さい部分が変形してシリンダボア内面と摺接した 後、スカート部の剛性が大きい部分へとスカート当りが広がって行く。その際、 通常、局部面圧の上昇はスカート部のプロファイルにより防止するが、エンジン 出力が高くてスラスト力が大きい場合、或いは流体潤滑域における油剪断力の低 減によるフリクションの低減化のためにスカート部のボア摺動面積を小さくして いる場合は、スカート部のプロファイルでは対応しきれない。

【０００３】 従来、スカート部のボア摺動面積を小さくした内燃機関用ピストンには、例え ば実開昭５５−１６５９３６号公報に記載されたものがある。このピストンでは 、図３に示すように、スカート部１０の外周面に円周方向へ多数の条痕１１を形 成して、各条痕１１間に突条１２を形成する一方、該突条１２が設けられた前記 スカート部外周面に、例えば硬質アルマイト処理による陽極酸化被膜等からなる 硬質金属層１３を形成している。

【０００４】

【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、スカート部１０の外周面 に形成された突条１２の高さ、形状がスカート部１０の剛性の大小にかかわらず 一定となっている。このため、スラスト力を受けてスカート部１０が変形し、特 にスカート部１０の剛性が大きい部位にまでスカート当りが及んだ時、突条１２ の先端部により局部面圧が上昇して、油膜切れによる金属接触が発生し、その結 果、突条１２が設けられた前記スカート部表面の硬質金属層１３に偏摩擦が発生 して、ピストンの耐久性が低下するという不都合があった。

【０００５】 この考案は上記課題を解決するためになしたもので、流体潤滑域、境界潤滑域 の何れの場合でもスカート部とシリンダボア内面とのフリクションを低減維持で きる内燃機関用ピストンを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、この考案は、ピストン本体のスカート部外周面に 多数の条痕をピストン本体の周方向に沿って形成して、各条痕間に突条を設けた 内燃機関用ピストンにおいて、スカート部の剛性が小さい部位の前記突条を低い 高さで設け、スカート部の剛性が大きい部位の前記突条を、前記剛性が小さい部 位の突条よりも高く設ける一方、前記突条が設けられた前記スカート部外周面に 固体潤滑剤被膜層を形成したものである。

【０００７】

【作用】

上記構成により、流体潤滑域におけるスカート部のボア摺動部位（剛性が小さ い部位）については、スカート部とシリンダボア内面との間に油膜が保持される 。また、爆発行程で前記剛性が小さい部位に続いてシリンダボア内面と摺接して 境界潤滑域となり得るスカート部の剛性が大きい部位については、突条先端部が シリンダボア内面となじみ易く、その摩耗と同時に固体潤滑剤被膜層が少しずつ 摩耗する。

【０００８】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図面により説明する。

【０００９】 図１（１）は内燃機関用ピストンを示す正面図、図１（２）は（１）における スカート部の剛性が小さい部位を示す拡大断面図、図１（３）は（１）における スカート部の剛性が大きい部位を示す拡大断面図、図２は図１（１）のＡ−Ａ線 に沿う横断面図である。これらの図において１はクラウン部、２はスカート部で ある。

【００１０】 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、スカート部２のス ラスト側と反スラスト側を連結する一対のパネル部３がクラウン部１からスカー ト部２側に延設され、該パネル部３にはピンボス部４が対設されている。

【００１１】 図１（１）に網線で範囲が示されるスカート部２の剛性が小さい部位Ｂの外周 面には、図１（２）に示すように、多数の条痕２ａがピストン本体の周方向に沿 って形成され、各条痕２ａ間に突条５ａが設けられている。この突条５ａは、図 示しないシリンダボア内面との間に油膜を保持する低い高さで、先端部が例えば ほぼ台形形状に形成されている。

【００１２】 また、図１（１）に斜線で範囲が示されるスカート部２の剛性が大きい部位Ｃ （実施例ではクラウン部１及びパネル部３との連設部）の外周面には、図１（３ ）に示すように、多数の条痕２ｂがピストン本体の周方向に沿って形成され、各 条痕２ｂ間に突条５ｂが設けられている。この突条５ｂは、前記剛性が小さい部 位Ｂの突条５ａよりも高く、先端部が尖端形状に形成されている。

【００１３】 前記突条５ａ、５ｂが設けられた前記スカート部２の外周面には一定厚さの固 体潤滑剤被膜層６が形成されている。

【００１４】 以上の構成において、ピストンの製造時、２度のプロフィル加工により、まず スカート部２の外周面に多数の条痕２ｂをピストン本体の周方向に沿って形成し 、次いで図１（１）に網線で示す範囲に設けられた高さが高い突条５ｂの先端部 を平らにした後、スカート部２の外周面に固体潤滑剤被膜コーティングを施す。

【００１５】 ピストンの使用時、爆発行程においてスラスト力をスカート部２に受けると、 まずスカート部２の剛性が小さい部位Ｂが変形して、図示しないシリンダボア内 面と摺接した後、スカート部２の剛性が大きい部位Ｃへとスカート当りが広がっ て行く。その際、流体潤滑域におけるスカート部２のボア摺動部位（剛性が小さ い部位Ｂ）については、突条５ａの先端部が例えばほぼ台形形状に形成されて突 条高さが低くなっているため、スカート部２とシリンダボア内面との間に油膜が 保持されるから、スカート部２とシリンダボア内面との間のフリクションが低減 維持される。また、前記剛性が小さい部位Ｂに続いてシリンダボア内面と摺接し 、高い局部面圧が発生して境界潤滑域となり得るスカート部２の剛性が大きい部 位Ｃについては、突条５ｂの先端部がシリンダボア内面となじみ易く、その摩耗 と同時に固体潤滑剤被膜層６が少しずつ摩耗するから、スカート部２とシリンダ ボア内面とのフリクションが低減維持される。

【００１６】

【考案の効果】

以上の通りこの考案は、ピストン本体のスカート部外周面に多数の条痕をピス トン本体の周方向に沿って形成して、各条痕間に突条を設けた内燃機関用ピスト ンにおいて、スカート部の剛性が小さい部位の前記突条を低い高さで設け、スカ ート部の剛性が大きい部位の前記突条を、前記剛性が小さい部位の突条よりも高 く設ける一方、前記突条が設けられた前記スカート部外周面に固体潤滑剤被膜層 を形成したため、流体潤滑域におけるスカート部のボア摺動部位（剛性が小さい 部位）については、スカート部とシリンダボア内面との間に油膜を保持し、また 爆発行程で前記剛性が小さい部位に続いてシリンダボア内面と摺接して境界潤滑 域となり得るスカート部の剛性が大きい部位については、突条先端部をシリンダ ボア内面となじませ、その摩耗と同時に固体潤滑剤被膜層を少しずつ摩耗させる ことができるから、エンジンの運転時、全行程においてスカート部とシリンダボ ア内面とのフリクションを低減維持することが可能となり、エンジン性能の向上 と燃費の改善が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（１） この考案の一実施例になる内燃機関用
ピストンを示す正面図である。 （２） （１）のピストンにおけるスカート部の剛性が
小さい部位を示す拡大断面図である。 （３） （１）のピストンにおけるスカート部の剛性が
大きい部位を示す拡大断面図である。

【図２】図１（１）のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。

【図３】従来の内燃機関用ピストンを示す部分的縦断面
図である。

【符号の説明】

２ スカート部 ２ａ、２ｂ 条痕 ５ａ、５ｂ 突条 ６ 固体潤滑剤被膜層 Ｂ スカート部の剛性が小さい部位 Ｃ スカート部の剛性が大きい部位

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン本体のスカート部外周面に多数
   の条痕をピストン本体の周方向に沿って形成して、各条
   痕間に突条を設けた内燃機関用ピストンにおいて、スカ
   ート部の剛性が小さい部位の前記突条を低い高さで設
   け、スカート部の剛性が大きい部位の前記突条を、前記
   剛性が小さい部位の突条よりも高く設ける一方、前記突
   条が設けられた前記スカート部外周面に固体潤滑剤被膜
   層を形成したことを特徴とする内燃機関用ピストン。