JPS6258049A - 軽金属製ピストン - Google Patents
軽金属製ピストンInfo
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- JPS6258049A JPS6258049A JP61210510A JP21051086A JPS6258049A JP S6258049 A JPS6258049 A JP S6258049A JP 61210510 A JP61210510 A JP 61210510A JP 21051086 A JP21051086 A JP 21051086A JP S6258049 A JPS6258049 A JP S6258049A
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- Japan
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- piston
- light metal
- recess
- load
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- 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
- F02F3/02—Pistons having means for accommodating or controlling heat expansion
- F02F3/027—Pistons having means for accommodating or controlling heat expansion the skirt wall having cavities
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- 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
- F02F3/02—Pistons having means for accommodating or controlling heat expansion
- F02F3/022—Pistons having means for accommodating or controlling heat expansion the pistons having an oval circumference or non-cylindrical shaped skirts, e.g. oval
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/02—Bearing surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/08—Constructional features providing for lubrication
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
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。
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、内燃機関用軽金属製ピストンであって、５楕
円状の外形を有し、複数の負荷スカート面のそれぞれが
複数の負荷スカート面部分に分割されている軽金属製ピ
ストンに関する。
円状の外形を有し、複数の負荷スカート面のそれぞれが
複数の負荷スカート面部分に分割されている軽金属製ピ
ストンに関する。
〔発明の概要］
本発明は、内燃機関用軽金属製ピストンにおいて、
引込んだすきま画定彎曲面を有するピストンスカートの
上端部と下端部との間に前記ピストンスカートの円周方
向に延びる複数の凹部が設けられているようにすること
により、 内燃機関の保温運転時においても、ピストンスカート上
部に可能な限り広い負荷部分が形成できるようにしたも
のである。
上端部と下端部との間に前記ピストンスカートの円周方
向に延びる複数の凹部が設けられているようにすること
により、 内燃機関の保温運転時においても、ピストンスカート上
部に可能な限り広い負荷部分が形成できるようにしたも
のである。
未公開のドイツ連邦共和国特許出願Ｐ３４３７１１１．
７号に開示されたような軽金属製ピストンにおいては、
複数の負荷スカート面が、ピストンの円周方向に延びる
１個の凹部によりそれぞれ上部及び下部の２つの負荷ス
カート面部分に分割されている。
７号に開示されたような軽金属製ピストンにおいては、
複数の負荷スカート面が、ピストンの円周方向に延びる
１個の凹部によりそれぞれ上部及び下部の２つの負荷ス
カート面部分に分割されている。
スカートの上端部及び下端部のすきま画定彎曲面の各す
きま画定部分の間に形成された凹部の深さはスカート外
周面の表面荒さの約２倍に相当する。
きま画定部分の間に形成された凹部の深さはスカート外
周面の表面荒さの約２倍に相当する。
下方及び上方への凹部の軸方向長さは、下死点でシリン
ダの外に出ず、内燃機関の冷態において凹部の上部境界
とスカート上端部のすきま画定彎曲面のすきま画定部分
の下部境界との間に１．５〜４．５鰭、好ましくは１．
５〜２．５Ｈの軸方向長さを有する負荷スカート面部分
の領域が軸に平行に延び、負荷スカート面部分の幅及び
凹部の幅が圧力マークの現れる領域の幅に少なくとも相
当するように構成される。
ダの外に出ず、内燃機関の冷態において凹部の上部境界
とスカート上端部のすきま画定彎曲面のすきま画定部分
の下部境界との間に１．５〜４．５鰭、好ましくは１．
５〜２．５Ｈの軸方向長さを有する負荷スカート面部分
の領域が軸に平行に延び、負荷スカート面部分の幅及び
凹部の幅が圧力マークの現れる領域の幅に少なくとも相
当するように構成される。
ピストンスカートをこのように構成すると潤滑剤膜上で
の良好な浮遊が達成されるため、摩擦損失が明らかに減
少し、好ましい滑動が得られる。
の良好な浮遊が達成されるため、摩擦損失が明らかに減
少し、好ましい滑動が得られる。
特に、凹部の深さを比較的浅くすると、この凹部が優れ
た潤滑剤膜は器となり、負荷スカート面部分での液体動
力学的潤滑の維持に寄与する。この構成の格別の利点は
、部分負荷を受ける負荷スカート面部分の比較的狭い領
域の幅が負荷が増大するにつれ拡大されるため、すなわ
ち、ピストンスカートの半分について９０°までの円周
にわた上記領域の幅が拡大されるため、負荷が増大して
も血圧が増大しないことにある。シリンダ内で必要とさ
れるピストンの直線状案内は、あらゆる稼働条件のもと
でも保証される。
た潤滑剤膜は器となり、負荷スカート面部分での液体動
力学的潤滑の維持に寄与する。この構成の格別の利点は
、部分負荷を受ける負荷スカート面部分の比較的狭い領
域の幅が負荷が増大するにつれ拡大されるため、すなわ
ち、ピストンスカートの半分について９０°までの円周
にわた上記領域の幅が拡大されるため、負荷が増大して
も血圧が増大しないことにある。シリンダ内で必要とさ
れるピストンの直線状案内は、あらゆる稼働条件のもと
でも保証される。
しかし、ピストンの構造のために及び／又はピストンの
高温のために、あるいは良好な潤滑状態を得るために、
冷態のピストンのすきま画定彎曲面がピストンスカート
の上端部で著しく引込められてピストンが内燃機関の保
温運転時において実質的にピストンの下部スカート面部
分によってのみ案内されるようになると、この軽金属製
ピストンの案内に必要な精度の確実な保証が得られない
ことが判明した。
高温のために、あるいは良好な潤滑状態を得るために、
冷態のピストンのすきま画定彎曲面がピストンスカート
の上端部で著しく引込められてピストンが内燃機関の保
温運転時において実質的にピストンの下部スカート面部
分によってのみ案内されるようになると、この軽金属製
ピストンの案内に必要な精度の確実な保証が得られない
ことが判明した。
従って本発明の課題は、冒頭に述べた構造のピストンを
更に改良して、内燃機関の保温運転時においても、走行
面上でピストンスカートの上部に可能な限り広い負荷部
分を、摩擦損失の増大及び潤滑剤使用量の増大を伴わず
に形成することである。
更に改良して、内燃機関の保温運転時においても、走行
面上でピストンスカートの上部に可能な限り広い負荷部
分を、摩擦損失の増大及び潤滑剤使用量の増大を伴わず
に形成することである。
上記課題は、本発明によれば、引込んだすきま画定彎曲
面を有するピストンスカートの上端部と下端部との間に
、ピストンスカートの円周方向に延びる複数の、好まし
くは３〜５個の凹部を設けることにより解決される。
面を有するピストンスカートの上端部と下端部との間に
、ピストンスカートの円周方向に延びる複数の、好まし
くは３〜５個の凹部を設けることにより解決される。
これら凹部の相互の間隔は規則的でも不規則的であって
もよい。
もよい。
本発明のピストンスカートの構成によって、ピストンス
カートの上部の負荷スカート面部分の比較的大きな部分
が、内燃機関の保温運転時においても、良好な潤滑状態
に悪影響を及ぼすことなく走行面上で案内される。
カートの上部の負荷スカート面部分の比較的大きな部分
が、内燃機関の保温運転時においても、良好な潤滑状態
に悪影響を及ぼすことなく走行面上で案内される。
本発明の好ましい実施態様によれば、各凹部の半径方向
の深さはピストンスカートの外周面が有する表面荒さの
１，５〜２倍の値に相当する。
の深さはピストンスカートの外周面が有する表面荒さの
１，５〜２倍の値に相当する。
もしこの外周面の荒さが好ましくは５〜１５μｍである
と、凹部の半径方向の深さは７．５〜３０μｍとなる。
と、凹部の半径方向の深さは７．５〜３０μｍとなる。
凹部のこの深さは上記の上限をこえてはならない、とい
うのは、上限をこえると過剰量の潤滑剤が凹部に蓄積し
、このため潤滑剤の制御が悪影響を受けるからである。
うのは、上限をこえると過剰量の潤滑剤が凹部に蓄積し
、このため潤滑剤の制御が悪影響を受けるからである。
凹部の深さの下限は、外周面がある程度摩耗しても、負
荷スカート面部分の間に潤滑剤の連続膜が形成されるの
を防ぐ機能を維持することを保証する。
荷スカート面部分の間に潤滑剤の連続膜が形成されるの
を防ぐ機能を維持することを保証する。
それぞれ５〜８ｍｍ１ｍであることが好ましい各凹部の
高さの合計が、ピストンスカートの長さの２０〜５０％
、好ましくはピストンスカートの長さの１／３である。
高さの合計が、ピストンスカートの長さの２０〜５０％
、好ましくはピストンスカートの長さの１／３である。
ピストンの長時間稼働により外周面が摩耗しても、潤滑
剤消費量に悪影響を及ぼす恐れがある上向きの角が形成
されないことを保証するために、各凹部からこの各凹部
がそれぞれ両側で接続する負荷スカート面部分への凹部
の遷移領域が好ましくは丸みを帯びて形成される。
剤消費量に悪影響を及ぼす恐れがある上向きの角が形成
されないことを保証するために、各凹部からこの各凹部
がそれぞれ両側で接続する負荷スカート面部分への凹部
の遷移領域が好ましくは丸みを帯びて形成される。
負荷面の幅より実質的に大きくない負荷スカート面部分
の幅及び凹部の幅は、鋳造、研磨又は研削により、スカ
ート上部の面に対し段状に引込むと共にピストンピンボ
ス領域でピストンピンを通る水平面の両側に延びるよう
に形成された凹部により定められる。
の幅及び凹部の幅は、鋳造、研磨又は研削により、スカ
ート上部の面に対し段状に引込むと共にピストンピンボ
ス領域でピストンピンを通る水平面の両側に延びるよう
に形成された凹部により定められる。
本発明の構成はスカート外包面から引込んだピストンピ
ンボスの外側端部間の距離がピストン直径の６０〜８０
％、好ましくはピストン直径の６５〜７５％であると共
に負荷スカート面部分の幅及び凹部の幅がピストン直径
の７０〜９０％である軽金属製ピストンに適用するのが
特に好ましいことが判明した。
ンボスの外側端部間の距離がピストン直径の６０〜８０
％、好ましくはピストン直径の６５〜７５％であると共
に負荷スカート面部分の幅及び凹部の幅がピストン直径
の７０〜９０％である軽金属製ピストンに適用するのが
特に好ましいことが判明した。
本発明は、リングベルトピストン及びセグメントベルト
ピストンといった、ピストンヘッドとスカートとの分離
が不明確な調節型軽金属製ピストン、更には、調節部材
を欠く軽金属製全スカートピストンに特に適している。
ピストンといった、ピストンヘッドとスカートとの分離
が不明確な調節型軽金属製ピストン、更には、調節部材
を欠く軽金属製全スカートピストンに特に適している。
本発明の構成は、また、内燃機関の稼動時にピストンス
カートの上端部が大きなすきまを有するピストンにも適
している。
カートの上端部が大きなすきまを有するピストンにも適
している。
以下、本発明の実施例を図面につき更に詳細に説明する
。
。
ピストンにおいて、スカート１は、ピストンピン水平面
２の両側でスカート外包に対し、凹部３．４が形成され
ると共にピストンピンボス５．６が深く押し込まれて位
置するように楔状に引込んでいる。
２の両側でスカート外包に対し、凹部３．４が形成され
ると共にピストンピンボス５．６が深く押し込まれて位
置するように楔状に引込んでいる。
ピストンピンボス５．６の外側端部間の距離はピストン
径の７０％にすぎず、嵌装されたピストンピンの長さは
ピストン径の６５％である。スカート１の下端部は円形
のスカート形状を有する。
径の７０％にすぎず、嵌装されたピストンピンの長さは
ピストン径の６５％である。スカート１の下端部は円形
のスカート形状を有する。
６楕円状のピストン外形は、スカート１の下端部に比べ
てスカート１の上端部で大きなすきまを有するすきま画
定彎曲面７を有すると共に円周方向に延びる凹部８．９
．１９を有し、これらの凹部８．９．１０の深さは１８
μｍである。また、これらの凹部８．９．１０はこれら
が接続する負荷スカート面部分１１．１２．１３．１４
モ４４への遷移領域が丸みを帯びて形成されている。
てスカート１の上端部で大きなすきまを有するすきま画
定彎曲面７を有すると共に円周方向に延びる凹部８．９
．１９を有し、これらの凹部８．９．１０の深さは１８
μｍである。また、これらの凹部８．９．１０はこれら
が接続する負荷スカート面部分１１．１２．１３．１４
モ４４への遷移領域が丸みを帯びて形成されている。
本発明は次の通り要約することができる。
軽金属製ピストンにおいて、複数の負荷スカート面のそ
れぞれが複数の負荷スカート面部分に分割されている。
れぞれが複数の負荷スカート面部分に分割されている。
内燃機関の保温運転時においてもすでに、ピストンスカ
ートの上部に可能な限り大きな負荷部分が走行面上に形
成されるようにするために、ピストンスカートの上端部
と下端部の各すきま画定部分の間に円周方向に延びる複
数の凹部が設けられる。
ートの上部に可能な限り大きな負荷部分が走行面上に形
成されるようにするために、ピストンスカートの上端部
と下端部の各すきま画定部分の間に円周方向に延びる複
数の凹部が設けられる。
本発明は上述のような構成を有しているため、内燃機関
の保温運転時においても、摩擦損失の増大及び潤滑剤使
用量の増大を伴わずにピストンスカートの上部に広い負
荷部分を形成することができる。
の保温運転時においても、摩擦損失の増大及び潤滑剤使
用量の増大を伴わずにピストンスカートの上部に広い負
荷部分を形成することができる。
第１Ａ図はピストンピンの軸方向から見た横方向に誇張
されたピストンの側面図、第１Ｂ図はピストンのすきま
画定彎曲面を示す横方向に誇張された概略図、第２図は
圧力を受ける面から見たピストンの側面図である。 なお図面に用いた符号において、 １−−−−−−〜−−−−−−−一−−−−一−スカー
ト７−・・・−・−・・−・−・−すきま画定彎曲面８
、９ 、１０−一一一一〜・−・−・・凹部１１．１
２．１３．１４よ ・・−−一〜〜−−・−−ｍ−−−・−負荷スカート面
部分である。
されたピストンの側面図、第１Ｂ図はピストンのすきま
画定彎曲面を示す横方向に誇張された概略図、第２図は
圧力を受ける面から見たピストンの側面図である。 なお図面に用いた符号において、 １−−−−−−〜−−−−−−−一−−−−一−スカー
ト７−・・・−・−・・−・−・−すきま画定彎曲面８
、９ 、１０−一一一一〜・−・−・・凹部１１．１
２．１３．１４よ ・・−−一〜〜−−・−−ｍ−−−・−負荷スカート面
部分である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、凸楕円状の外形を有し、複数の負荷スカート面のそ
れぞれが複数の負荷スカート面部分に分割されている内
燃機関用軽金属製ピストンにおいて、 引込んだすきま画定彎曲面を有するピストンスカートの
上端部と下端部との間に、前記ピストンスカートの円周
方向に延びる複数の凹部が設けられていることを特徴と
する軽金属製ピストン。 ２、凹部が規則的及び不規則的のいずれかの間隔で設け
られている特許請求の範囲第１項記載の軽金属製ピスト
ン。 ３、ピストンスカートの円周方向に延びる凹部が３〜５
個設けられている特許請求の範囲第１項記載の軽金属製
ピストン。 ４、各凹部の半径方向の深さがそれぞれピストンスカー
トの外周面の表面荒さの１．５〜２倍の値に相当する特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の軽金属製ピストン
。 ５、外周面の表面荒さが５〜１５μｍである特許請求の
範囲第４項記載の軽金属製ピストン。 ６、凹部の高さが５〜８ｍｍである特許請求の範囲第１
項〜第５項のいずれか一項に記載の軽金属製ピストン。 ７、凹部の高さの合計がピストンスカートの長さの２０
〜５０％である特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれ
か一項に記載の軽金属製ピストン。 ８、凹部の高さの合計がピストンスカートの長さの１／
３である特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれか一項
に記載の軽金属製ピストン。 ９、各凹部からこの各凹部がそれぞれ両側で接続する負
荷スカート面部分への遷移領域が丸みを帯びて形成され
ている特許請求の範囲第１項〜第８項のいずれか一項に
記載の軽金属製ピストン。 １０、負荷スカート面部分の幅及び凹部の幅が圧力マー
クが現れる領域の幅より実質的に大きくない特許請求の
範囲第１項〜第９項のいずれか一項に記載の軽金属製ピ
ストン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853531801 DE3531801A1 (de) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | Leichtmetallkolben |
| DE3531801.5 | 1985-09-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6258049A true JPS6258049A (ja) | 1987-03-13 |
Family
ID=6280255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61210510A Pending JPS6258049A (ja) | 1985-09-06 | 1986-09-06 | 軽金属製ピストン |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4809652A (ja) |
| EP (1) | EP0214685B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6258049A (ja) |
| DE (2) | DE3531801A1 (ja) |
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| KR100489134B1 (ko) * | 2002-06-29 | 2005-05-17 | 현대자동차주식회사 | 오프셋 크랭크샤프트 장착 엔진의 피스톤 구조 |
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1986
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- 1986-08-22 DE DE8686201460T patent/DE3662305D1/de not_active Expired
- 1986-09-03 US US06/903,317 patent/US4809652A/en not_active Expired - Fee Related
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