JPS62261650A - 内燃機関用のピストン - Google Patents

内燃機関用のピストン

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JPS62261650A
JPS62261650A JP62106490A JP10649087A JPS62261650A JP S62261650 A JPS62261650 A JP S62261650A JP 62106490 A JP62106490 A JP 62106490A JP 10649087 A JP10649087 A JP 10649087A JP S62261650 A JPS62261650 A JP S62261650A
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JP
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piston
ring
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held
ring support
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JP62106490A
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オトソ・ハーテラ
ベルン・エーベル
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Volkswagen AG
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    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/12—Details
    • F16J9/22—Rings for preventing wear of grooves or like seatings
    • 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
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    • F02F3/0015—Multi-part pistons
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    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2251/00—Material properties
    • F05C2251/04—Thermal properties
    • F05C2251/042—Expansivity

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特に乗用車の内燃機関用のピストンであって
、ピストンに配属されたピストンリングを受容するため
の、ピストン本体内で保持されたピストンリング支持部
材を備えている形式のものに関する。
従来の技術 内燃機関のピストン駆動装置で坐じる摩擦損失及び駆動
機構負荷を常に減少させるために、ピストンの質量をで
きるだけ少なくし、ピストンに生じる横方向力をピスト
ン周囲のシリンダ内周壁に伝達させるための面をできる
だけ小さくする努力がなされている。しかしながら従来
では、運転安全性に関して不都合に作用するので、ピス
トンスカート面を任意に小さくすることはできない。ピ
ストンリングの設けられている、ピストンのピストンリ
ング範囲における高い熱膨張のために、並びに、このピ
ストンリング範囲における潤滑油不足のために、ピスト
ンのピストンリング範囲を、ピストンの横方向の支持力
をシリンダ内周壁に伝達させるために使用することはで
きない。それどころか、ピストンリング範囲とピストン
スカートとの間に、ピストンスカート全長及びピストン
質量を大きくする、十分大きいピストンりング下側範囲
面を設けなければならない。ぜストンリングが、ピスト
ン本体によって保持された特別なピストンリング支持部
材に配置されている場合でも、基本的に改善は得られな
い。何故ならば、従来のピストンリング支持部材は特別
に耐摩耗性の鋼材料より成っているのに対して、ピスト
ン本体は例えば軽合金より成っているからである。
発明の課題 そこで本発明の課題は、初めに述べた形式の内燃機関用
のピストンで、シリンダ内周壁への力の伝達及び摩擦比
が改良され、しかも、ピストンスカートの長さを小さく
することができるようなものを提供することである。
課題を解決するための手段 前記課題を解決した本発明によれば、ピストンリング支
持部材が、セラミック材料より成っていて、しかも、少
なくとも部分的に、ピストンに作用する横方向力をシリ
ンダ内周壁に伝達するよう忙構成されている。
作用及び効果 ピストンリング支持体のためにセラミック材料を使用し
たことによって、このセラミック材料個有の熱絶縁作用
及び、金属材料よりも低い熱膨張作用に基づいて、ピス
トンリング支持体自体を少なくとも部分的に、ぜストン
の横方向力をシリンダ内周壁で支持するために使用する
ことができる。従来の構造とは異なシ、ピストンリング
支持体の外周面は、少なくとも、ピストンに作用する横
方向力が伝達される範囲で、このぎスト／リング支持体
の外周面がシリンダ内周壁に重接ぶつかるように設計さ
れている。
従来のピストン構造においては、ぜストンリングの下側
範囲面がまずピストンの横方向力を伝達するために使用
され、この時に同時に、このピストンリングの下側範囲
面から、ピストンビン平面までの間隔によって、時おシ
著しく大きいトルクが生じていたが、これに対して、本
発明のものでは力の伝達比の著しい改善が得られた。ま
た、セラミック材料の良好な摩擦及び摩耗特性によって
、ピストンリング範囲の摩耗全減少し、摩擦損失を少な
くすることができる。
実施例 次に図面に示した実施例について本発明の構成を具体的
に説明する。
図面では、同一の又は比較可能な部材は、それぞれ同じ
符号、場合によっては、ａを付けた符号によって示され
ている。符号１はピストンの全体を示しており、このピ
ストンは、例えば、乗用車の内燃機関に使用されるもの
である。このピストン１は、例えば軽合金より成るピス
トン本体２を有しており、このピストン本体２は、図面
では、ピストンリングの下側範囲３ａとピストンヘッド
３ｂとを備えている。ピストン本体２の、外周の少なく
とも１部にわたって延びるリング状の切欠き５内でピス
トンリング支持部材４が固定されている。このピストン
リング支持部材４は、従来公知のピストンリング（図示
せず）を受容するためのピストンリング溝６を有してい
る。このピストンリング支持体は、セラミック材料より
成っており、このセラミック材料は、軽金属より成るピ
ストン本体２と比較して、シリンダ壁の金属材料よりも
良好な摩擦特性及び摩耗特性を有している。ピストンリ
ング支持体４の外径若しくは外側輪郭は、少なくともピ
ストンピン１０の軸線に対してほぼ直角に位置する外周
範囲が、周囲のシリンダ内周壁１３に当接していて、こ
れによって、ピストンピン１０からピストン１に作用す
る横方向力が、内燃機関の運転中にシリンダ内周壁１に
伝達される。この、セラミックより成るピストンリング
支持体４は、鋳込みによって、又は、図面で概略的に示
されているように、ピストンリング支持体を固く緊締す
る緊締リング７によって、金属より成るピストン本体２
内で保持されている。この、金属材料より成る緊締リン
グ７の外周面１１は、周囲のシリンダ内周壁１３に対し
てトップランドを形成している。緊締リング７自体は、
ピストン本体２の周囲に種々異なる形式で固定される。
図示の実施例では、緊締リング７とピストン本体２との
間のねじ込み部８が示されているが、このねじ込み部８
の代わりに、焼きばめ、接着あるいは溶接又はこれと類
似のものであってもよい。いづれの場合でも、緊締リン
グ（この緊締リングは場合によっては、別のピストンリ
ングを受容するためのピストンリング溝９を有していて
もよい）は、ピストンリング支持部材４を軸方向で及び
、これがピストン本体２によってあらかじめ行なわれな
い場合は、周方向で固定する。
ピストンリング支持部材４は、第２図に示されているよ
うに、閉じたリング状に形成されているか、又は、第３
図に示されているように、バック力・ット１２によって
ピストン本体２ａ内で保持されたリングセグメント４ａ
の形状に形成されている。リングセグメント４ａは、有
利には、ピストンぎン１０の軸線に対してほぼ直角に位
置する、ピストン１の周方向範囲に設けられている。こ
の範囲は例えば、ピストン外周のそれぞれほぼ％にわた
っている。この範囲は、従来構造のピストンにおいては
、ピストンの横方向力をシリンダ内周壁に伝達する範囲
である。少なくともこの範囲内で、第２図にも水上れて
い／−、−閏１−÷リン／７’Ｊ−１イ浄店七り各シス
トンリング支持部材４も、横方向力を伝達するだめの、
シリンダ内周壁に当接する外周面を有している。従って
、ピストンリング支持部材４は、従来構造のピストンの
ピストンスカートが今日有しているのと同様のだ円形の
外周面形状を有している。
第３図に示されたセグメント状のピストンリング支持部
材４ａを軸方向で固定することは、閉じたリングにおけ
るのと同様の形式で、つまり、特別な緊締リング７を鋳
込むことによって又は取り付けることによって（例えば
第１図参照）行なわれる。
前記のようにピストンリング支持部材４の材料を適当に
選択することによって、ピストン範囲の熱膨張を少なく
押えるように配慮することができる。、また、潤滑油が
不足している場合でも、摩耗がわずかである良好な滑動
特性ｉ＝得られる。これによって、ピストンリング支持
体自体を、ピストン横方向力をシリンダ内周壁に伝達す
るために利用することが可能であり、これによって、２
ストンスカートの全長を短かくすることができるだけで
はなく、それと同時に、ピストンピン平面よシも著しく
高い平面で少なくとも部分的に横方向力を伝達させるこ
とが可能であることによって力の伝達比を改良すること
ができるので、前もって生じる傾倒モーメントを少なく
とも減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の１実施例によるざストンの部分的な
縦断面図、第２図は、第１図のピストンのピストンリン
グ支持体部分の部分的な水平断面図、第３図は、別の実
施例によるピストンリング支持体部分の部分的な水平断
面図である。 １．１ａ・・・ピストン、２，２５１・・・ピストン本
体、３ａ・・・ピストンリングの下側範囲、３ｂ・・・
ピストンヘッド、４・・・ピストンリング支持部材、４
ａ・・・リングセグメント、５・・・切欠き、６・・・
ピストンリング溝、７・・・緊締リング、８・・・ねじ
、９・・・ピストンリング溝、１０・・・ピストンピン
１１・・・外周面、１２・・・バックカット、１３・・
・シリンダ内周壁

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関用のピストンであつて、ピストンに配属さ
    れたピストンリングを受容するための、ピストン本体（
    ２、２ａ）内で保持されたピストンリング支持部材（４
    ）を備えている形式のものにおいて、ピストンリング支
    持部材（４）が、セラミック材料より成つていて、しか
    も、少なくとも部分的に、ピストン（１）に作用する横
    方向力をシリンダ内周壁（１３）に伝達するように構成
    されていることを特徴とする、内燃機関用のピストン。 ２、ピストンリング支持部材（４）が、ピストン本体（
    ２）内で鋳込みによつて保持されている、特許請求の範
    囲第１項記載のピストン。 ３、ピストンリング支持部材（４）が、ピストン本体（
    ２）に設けられた切欠き（５）内に挿入されていて、ピ
    ストン本体に固定可能な緊締リング（７）によつて保持
    されている、特許請求の範囲第１項記載のピストン。 ４、緊締リング（７）が、周囲のシリンダ内周壁（１３
    ）に対してトップランドを形成する外周面（１１）を有
    している、特許請求の範囲第３項記載のピストン。 ５、緊締リング（７）がねじ（８）によつてピストン本
    体（２）に固定されている、特許請求の範囲第３項又は
    第４項記載のピストン。 ６、緊締リング（７）が、焼きばめによつてピストン本
    体（２）で保持されている、特許請求の範囲第３項又は
    第４項記載のピストン。 ７、緊締リング（７）が、接着又は溶接によつてピスト
    ン本体（２）で保持されている、特許請求の範囲第３項
    又は第４項記載のピストン。 ８、ピストンリング支持部材（４）が、閉じたリングと
    して構成されている、特許請求の範囲第１項から第７項
    までのいずれか１項記載のピストン。 ９、ピストンリング支持部材が、ピストン本体（２ａ）
    内で形状接続式に保持され、かつ、ピストン外周の１部
    でのみ保持されたリングセグメント（４ａ）によつて形
    成されている、特許請求の範囲第１項から第７項までの
    いずれか１項記載のピストン。 １０、リングセグメント（４ａ）が、ピストンピン（１
    ０）の軸線に対してほぼ直角に位置する、ピストン（１
    ａ）のほぼ周方向範囲に設けられている、特許請求の範
    囲第９項記載のピストン。
JP62106490A 1986-05-07 1987-05-01 内燃機関用のピストン Pending JPS62261650A (ja)

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