JPS633388Y2 - - Google Patents

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JPS633388Y2
JPS633388Y2 JP18963881U JP18963881U JPS633388Y2 JP S633388 Y2 JPS633388 Y2 JP S633388Y2 JP 18963881 U JP18963881 U JP 18963881U JP 18963881 U JP18963881 U JP 18963881U JP S633388 Y2 JPS633388 Y2 JP S633388Y2
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piston
ball
ball housing
housing
bore surface
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は内燃機関用ピストンの摩擦低減装置
に関する。
[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a friction reduction device for a piston for an internal combustion engine.

内燃機関の運転中においては、ピストンがシリ
ンダ内において往復運動を行なう。シリンダのボ
アとピストンとの間には隙間が設けられているの
で、ピストンは往復運動中においてピストンピン
を軸として首振り運動を行ない、ピストンピンの
軸線に対して直角方向のピストンスカート部がシ
リンダボア面に対して押しつけられる。このた
め、ピストンとシリンダボア面との間に圧力が発
生する。一方、ピストンのスカート部はシリンダ
のボア面に対して面又は線接触のすべり運動をし
ているので、ピストンとシリンダのボア面とには
摩擦熱が発生する。このように、ピストンスカー
ト部がシリンダボア面とすべり接触をすることに
より発生する摩擦熱を低減させるために、従来は
ピストンスカート部に転動体(ローラあるいはボ
ール等)を設けて、スカート部をシリンダボア面
に対して転がり接触させたものがある。従来のピ
ストンではスカート部に設けた転動体がシリンダ
ボア面の同じ部位で接触するようになつているの
で、転動体の接触するシリンダのボア面だけが部
分的に摩耗してしまう。このようにシリンダボア
面の部分的摩耗が増大すると、シリンダボア面と
ピストンリングの外周面との間の隙間が部分的に
大きくなる。このため、ピストンリングが燃焼ガ
スをシールする機能及びオイルリングのオイル切
りの機能が著しく低下する。
During operation of an internal combustion engine, a piston reciprocates within a cylinder. Since there is a gap between the cylinder bore and the piston, the piston swings around the piston pin during reciprocating motion, and the piston skirt in the direction perpendicular to the axis of the piston pin moves into the cylinder bore. pressed against a surface. Therefore, pressure is generated between the piston and the cylinder bore surface. On the other hand, since the skirt portion of the piston is sliding in plane or line contact with the bore surface of the cylinder, frictional heat is generated between the piston and the bore surface of the cylinder. In this way, in order to reduce the frictional heat generated when the piston skirt comes into sliding contact with the cylinder bore surface, conventionally, rolling elements (rollers, balls, etc.) are provided on the piston skirt, and the skirt is brought into contact with the cylinder bore surface. There is one that is rolled into contact with the other. In conventional pistons, the rolling elements provided in the skirt portion come into contact with each other at the same location on the cylinder bore surface, so that only the bore surface of the cylinder that the rolling elements contact is partially worn out. When the local wear of the cylinder bore surface increases in this manner, the gap between the cylinder bore surface and the outer circumferential surface of the piston ring partially increases. Therefore, the function of the piston ring to seal combustion gas and the function of the oil ring to drain oil are significantly reduced.

この考案は上記にかんがみ、シリンダボア面に
対して部分的な摩耗を発生させることのない内燃
機関用ピストンの摩耗低減装置の提供を目的とす
るものである。
In view of the above, the object of this invention is to provide a wear reduction device for a piston for an internal combustion engine that does not cause local wear to the cylinder bore surface.

つぎに、この考案を図面に示す実施例にもとづ
いて説明する。
Next, this invention will be explained based on embodiments shown in the drawings.

第1図、第2図において、内燃機関のシリンダ
1の内部には、このシリンダ1内において往復運
動するピストン2がある。そして、シリンダ1の
ボア面1aとピストン2の外周面との間には隙間
Cがある。ピストン2はそのピストンヘツド2a
に2本のリング溝3,3があり、下部のリング溝
3の下部にオイルリング溝4がある。そして、各
リング溝3にはピストンリング5が又オイルリン
グ溝4にはオイルリング6がそれぞれ嵌挿されて
いる。そして、各ピストンリング5,5及びオイ
ルリング6はシリンダ1のボア面1aに摺接して
いる。ピストン2はそのオイルリング溝4より下
方のスカート部2bの外周面に、円周方向の保持
溝7が形成されている。ピストン2には、スカー
ト部2bの下端部に近接して、保持溝7と同じ形
をした保持溝8が形成されている。保持溝7に嵌
挿される金属製のボールハウジング9はリング状
をしており、その一箇所に合口10(第3図参
照)が形成されている。ボールハウジング9の外
周部には、その円周方向にボール11が所定のピ
ツチで回動可能に取りつけられている。ボールハ
ウジング9にはその内周側から各ボール11にオ
イルを供給するためのオイル孔12がそれぞれ設
けられている。
In FIGS. 1 and 2, inside a cylinder 1 of an internal combustion engine, there is a piston 2 that reciprocates within the cylinder 1. As shown in FIG. There is a gap C between the bore surface 1a of the cylinder 1 and the outer peripheral surface of the piston 2. Piston 2 has its piston head 2a
There are two ring grooves 3, 3 at the bottom, and an oil ring groove 4 is located below the lower ring groove 3. A piston ring 5 is fitted into each ring groove 3, and an oil ring 6 is fitted into each oil ring groove 4. The piston rings 5, 5 and the oil ring 6 are in sliding contact with the bore surface 1a of the cylinder 1. The piston 2 has a circumferential retaining groove 7 formed on the outer peripheral surface of the skirt portion 2b below the oil ring groove 4. A retaining groove 8 having the same shape as the retaining groove 7 is formed in the piston 2 adjacent to the lower end of the skirt portion 2b. A metal ball housing 9 fitted into the holding groove 7 has a ring shape, and an abutment 10 (see FIG. 3) is formed at one location. A ball 11 is attached to the outer periphery of the ball housing 9 so as to be rotatable at a predetermined pitch in the circumferential direction. The ball housing 9 is provided with oil holes 12 for supplying oil to each ball 11 from its inner circumferential side.

2個ボールハウジング9は、合口10を広げる
ことにより、ピストン2の保持溝7及び8にそれ
ぞれ嵌挿される。このように保持溝7及び8に嵌
挿された各ボールハウジング9はピストンリング
5と同様にその外径がシリンダ1の内径より僅か
に大きく形成されているため、各ボール11をス
カート部2bから突出させ、かつ適正な張力を保
持してボール11をシリンダボア面1aに押圧す
る。
The two ball housings 9 are fitted into the holding grooves 7 and 8 of the piston 2 by widening the abutments 10, respectively. Each of the ball housings 9 fitted into the holding grooves 7 and 8 in this way has an outer diameter slightly larger than the inner diameter of the cylinder 1, similar to the piston ring 5, so that each ball 11 can be removed from the skirt portion 2b. The ball 11 is pressed against the cylinder bore surface 1a by protruding and maintaining an appropriate tension.

上記のようにこのボールハウジング9により回
動可能に保持された各ボール11は、シリンダボ
ア面1aに押圧されているが、各ボールハウジン
グ9自体は保持溝7及び8内において固定されて
いない。従つて、ピストン2がシリンダ1内にお
いて往復運動すると、ボールハウジング9に保持
された各ボール11はシリンダボア面1aに対し
て転動するとともに、ボールハウジング9が各保
持溝7及び8内においてピストン2の円周方向に
自由に動くことができ、ボールハウジング9に保
持されたボール11のシリンダボア面1aとの当
接位置が変化する。このため、シリンダボア面1
aの特定の個所だけが摩耗することはない。
As described above, each ball 11 rotatably held by this ball housing 9 is pressed against the cylinder bore surface 1a, but each ball housing 9 itself is not fixed within the holding grooves 7 and 8. Therefore, when the piston 2 reciprocates within the cylinder 1, each ball 11 held in the ball housing 9 rolls against the cylinder bore surface 1a, and the ball housing 9 moves the piston 2 in each of the holding grooves 7 and 8. can freely move in the circumferential direction, and the contact position of the ball 11 held in the ball housing 9 with the cylinder bore surface 1a changes. For this reason, the cylinder bore surface 1
Only a specific part of a will wear out.

なお、ピストン2にはその内周面と保持溝7及
び8とを連通するオイル孔7a及び8aがそれぞ
れ適数設けられている。このため、ピストン2の
往復運動時にピストン2の内側において飛散する
オイルがオイル孔7aを通つて保持溝7内に入
り、又オイル孔8aを通つて保持溝8内に入る。
そして、保持溝7及び8内のオイルは各ボールハ
ウジング9のオイル孔12を通り、各ボール11
に達して、ボール11を潤滑する。従つて、保持
溝7及び8内の各ボールハウジング9と、それぞ
れのボールハウジング9に保持されたボール11
との焼付きが防止される。
The piston 2 is provided with a suitable number of oil holes 7a and 8a, respectively, which communicate the inner peripheral surface of the piston 2 with the holding grooves 7 and 8. Therefore, oil scattered inside the piston 2 during reciprocating motion of the piston 2 enters the holding groove 7 through the oil hole 7a, and into the holding groove 8 through the oil hole 8a.
The oil in the holding grooves 7 and 8 passes through the oil hole 12 of each ball housing 9, and the oil in each ball housing 9 passes through the oil hole 12 of each ball housing 9.
to lubricate the ball 11. Therefore, each ball housing 9 in the holding grooves 7 and 8 and the ball 11 held in each ball housing 9
This prevents burn-in.

第3図、第4図はボールハウジングの別実施例
を示す。このボールハウジング9Aはその内周面
にコイルスプリング13が嵌着されている。この
コイルスプリング13はボールハウジング9Aの
張力を補強し、ボール11がシリンダボア面1a
を押圧する力を強める作用をする。又、第4図に
は、ボールハウジング9Aの上面と保持溝8の上
面との間の隙間が多い場合、保持溝8内において
ボールハウジング9Aが上下に動くのを防ぐため
に、その隙間に波形リング14が挿入されている
ものを示す。波形リング14は第5図に示すよう
に、一つの合口14aを有しており、この合口1
4aを拡げて保持溝8に挿入される。
3 and 4 show another embodiment of the ball housing. A coil spring 13 is fitted onto the inner peripheral surface of this ball housing 9A. This coil spring 13 reinforces the tension of the ball housing 9A, and the ball 11 is attached to the cylinder bore surface 1a.
It acts to strengthen the pressing force. Furthermore, in FIG. 4, if there is a large gap between the upper surface of the ball housing 9A and the upper surface of the holding groove 8, a corrugated ring is installed in the gap in order to prevent the ball housing 9A from moving up and down within the holding groove 8. 14 is inserted. As shown in FIG. 5, the corrugated ring 14 has one abutment 14a.
4a is expanded and inserted into the holding groove 8.

第6図は第1実施例におけるボールハウジング
9のボール11に代えてローラ16を回動可能に
取りつけたローラハウジング15を示す。ここ
で、ローラ16は太鼓形をしており、シリンダ1
のボア面1aに対して転動可能になつている。こ
のローラハウジング15の作用は第1実施例のボ
ールハウジング9の作用と同じである。
FIG. 6 shows a roller housing 15 in which a roller 16 is rotatably attached in place of the ball 11 of the ball housing 9 in the first embodiment. Here, the roller 16 is drum-shaped, and the cylinder 1
It is designed to be able to roll against the bore surface 1a. The function of this roller housing 15 is the same as that of the ball housing 9 of the first embodiment.

第7図はボールハウジングの第3実施例を示
す。このボールハウジング17は第1実施例のボ
ールハウジング9と異なり、その外周部に外周溝
18が形成されている。そして、この外周溝18
内に、一つの合口(図示せず)を有するサブボー
ルハウジング19がその合口をボールハウジング
17の合口(図示せず)に一致させて嵌着されて
いる。サブボールハウジング19は板金製であ
り、上板19a、後板19b及び下板19cには
それぞれ湾曲面が所定のピツチで形成されてい
る。そして、サブボールハウジング19の各板1
9a,19b及び19cの湾曲面により、ボール
11が回動可能に支承されている。このサブボー
ルハウジング19の上板19a及び下板19cの
後部はボールハウジング17の上壁17aと下壁
17cとを押し開く形に形成されており、上、下
壁17a,17cをピストン2の保持溝7(又は
8)の上面及び下面に押圧する作用をする。
FIG. 7 shows a third embodiment of the ball housing. This ball housing 17 differs from the ball housing 9 of the first embodiment in that an outer circumferential groove 18 is formed in its outer circumference. And this outer circumferential groove 18
A sub-ball housing 19 having one abutment (not shown) is fitted within the ball housing 17 with the abutment matching the abutment (not shown) of the ball housing 17. The sub-ball housing 19 is made of sheet metal, and the upper plate 19a, the rear plate 19b, and the lower plate 19c are each formed with curved surfaces at a predetermined pitch. Then, each plate 1 of the sub-ball housing 19
The ball 11 is rotatably supported by the curved surfaces 9a, 19b and 19c. The rear portions of the upper plate 19a and lower plate 19c of this sub-ball housing 19 are formed to push open the upper wall 17a and lower wall 17c of the ball housing 17, and the upper and lower walls 17a, 17c are used to hold the piston 2. It acts to press against the upper and lower surfaces of the groove 7 (or 8).

この実施例のサブボールハウジング19はボー
ル11を保持し、又ボールハウジング17はボー
ル11をシリンダボア面1aに押圧する。そして
ボールハウジング17はピストン2の保持溝7
(又は8)に固定されていないので、ピストン2
の作動中においてボールハウジング17が保持溝
7(又は8)に沿つて移動する。従つて、サブボ
ールハウジング19を有するボールハウジング1
7は第1実施例のボールハウジング9と同じ作用
をする。なお、20はボールハウジング17の後
壁17bに設けられたオイル孔、又21はサブボ
ールハウジング19の後板19bに設けられたオ
イル孔である。
The sub-ball housing 19 of this embodiment holds the ball 11, and the ball housing 17 presses the ball 11 against the cylinder bore surface 1a. The ball housing 17 is connected to the retaining groove 7 of the piston 2.
(or 8), so piston 2
During operation, the ball housing 17 moves along the holding groove 7 (or 8). Therefore, the ball housing 1 having the sub-ball housing 19
7 has the same function as the ball housing 9 of the first embodiment. Note that 20 is an oil hole provided in the rear wall 17b of the ball housing 17, and 21 is an oil hole provided in the rear plate 19b of the sub-ball housing 19.

第8図はサブボールハウジングを有するボール
ハウジングの他の実施例を示す。ボールハウジン
グ22は、一つの合口(図示せず)を有する同形
のリング状の保持板23,23を上、下向に向い
合せにして、その内周部に板金製で、かつ一つの
合口(図示せず)を有するサブボールハウジング
24により結合して形成されたものである。ここ
で、各保持板23とサブボールハウジング24と
の合口は一致している。ここで、上、下の保持板
23,23はその間に、第1実施例のボールハウ
ジング9と同様に適数のボール11を保持してい
る。又、サブボールハウジング24はそのばね力
により両保持板23,23を円周方向に押し開い
てボール11をシリンダボア面1aに押圧する作
用と同時に、両保持板23,23を上、下に押し
広げてこれらの保持板23,23をピストン2の
保持溝7(又は8)の上、下面に押圧する。
FIG. 8 shows another embodiment of a ball housing having a sub-ball housing. The ball housing 22 has ring-shaped holding plates 23 and 23 of the same shape facing each other upwardly and downwardly, each having one abutment (not shown), and is made of sheet metal on the inner periphery thereof and has one abutment (not shown). (not shown) is connected to the sub-ball housing 24. Here, the abutments between each holding plate 23 and the sub-ball housing 24 are aligned. Here, the upper and lower holding plates 23, 23 hold an appropriate number of balls 11 between them, similar to the ball housing 9 of the first embodiment. Further, the sub-ball housing 24 pushes both the holding plates 23, 23 apart in the circumferential direction by its spring force, and at the same time pushes the ball 11 against the cylinder bore surface 1a, it also pushes both the holding plates 23, 23 upward and downward. The holding plates 23 and 23 are spread out and pressed onto the upper and lower surfaces of the holding groove 7 (or 8) of the piston 2.

なお上記実施例において、ピストン2のスカー
ト部2bには上、下2個所にボール(又はロー
ラ)ハウジングを設けることとしたが、スカート
部2bの下部、すなわち保持溝8だけを設けて、
この保持溝8にボール(又はローラ)ハウジング
を嵌挿してもよい。
In the above embodiment, the skirt portion 2b of the piston 2 is provided with ball (or roller) housings at two locations, the upper and lower portions, but only the lower portion of the skirt portion 2b, that is, the retaining groove 8, is provided.
A ball (or roller) housing may be inserted into this holding groove 8.

この考案は上記のように、内燃機関用ピストン
のスカート部の外周の円周方向に設けた環状の保
持溝に、転動部材を回動可能に支承するとともに
転動部材をシリンダボア面に押圧し、かつ環状溝
内において同溝の円周方向に移動可能な一つの合
口を有する環状のハウジングを嵌挿してピストン
の摩擦低減装置を構成したことにより、次のよう
な効果がある。
As mentioned above, this idea consists of rotatably supporting a rolling member in an annular retaining groove provided in the circumferential direction on the outer periphery of the skirt portion of a piston for an internal combustion engine, and pressing the rolling member against the cylinder bore surface. By configuring the piston friction reducing device by fitting an annular housing having one abutment movable in the circumferential direction of the annular groove into the annular groove, the following effects can be obtained.

(1) 転動部材を有するハウジングはピストンのス
カート部の環状の溝内においてその円周方向に
移動できるので、ピストンの作動時においてシ
リンダボア面に押圧される転動部材が移動する
ので、シリンダボア面の摩耗を均一にすること
ができる。
(1) The housing with the rolling member can move in the circumferential direction within the annular groove of the piston skirt, so when the piston is actuated, the rolling member that is pressed against the cylinder bore surface moves, so that the cylinder bore surface wear can be made uniform.

(2) 転動部材のハウジングを環状にし、かつ一つ
の合口を設けてハウジング自体に張力を持たせ
ることができるのでシリンダボア面に対して転
動部材を均一に接触させることができる。
(2) Since the housing of the rolling member is annular and has one abutment, the housing itself can be given tension, so the rolling member can be brought into uniform contact with the cylinder bore surface.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図はこの考案の実施例を示し、第1図はシリン
ダ内のピストンの縦断面図、第2図は第1図の下
部保持溝部の拡大図、第3図〜第5図は第2実施
例を示し、第3図は第1図の−線断面に対応
する図、第4図は第2図に対応する図、第5図は
第4図の波形リングの斜視図、第6図は転動部材
としてローラを有するハウジングの部分断面図、
第7図はサブボールハウジングを有するボールハ
ウジングの断面図、第8図は第7図と異なるサブ
ボールハウジングを有するボールハウジングの断
面図である。 1……シリンダ、1a……ボア面、2……ピス
トン、2b……スカート部、7,8……保持溝、
9,9A……ボールハウジング、10……合口、
11……ボール(転動部材)、15……ローラハ
ウジング、16……ローラ(転動部材)、17…
…ボールハウジング、18……外周溝、19……
サブボールハウジング、22……ボールハウジン
グ、23……保持板、24……サブボールハウジ
ング。
The figures show an embodiment of this invention; Fig. 1 is a longitudinal sectional view of the piston in the cylinder, Fig. 2 is an enlarged view of the lower holding groove in Fig. 1, and Figs. 3 to 5 are a second embodiment. , FIG. 3 is a view corresponding to the - line cross section in FIG. 1, FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 2, FIG. 5 is a perspective view of the corrugated ring in FIG. 4, and FIG. a partial sectional view of a housing with a roller as a moving member;
FIG. 7 is a sectional view of a ball housing having a sub-ball housing, and FIG. 8 is a sectional view of a ball housing having a sub-ball housing different from that in FIG. 1...Cylinder, 1a...Bore surface, 2...Piston, 2b...Skirt portion, 7, 8...Retaining groove,
9,9A...ball housing, 10...abutment,
11...Ball (rolling member), 15...Roller housing, 16...Roller (rolling member), 17...
... Ball housing, 18 ... Outer groove, 19 ...
Sub-ball housing, 22... Ball housing, 23... Holding plate, 24... Sub-ball housing.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] シリンダボア面と摺動するスカート部の面の円
周方向に形成した環状の保持溝内に、前記ボア面
に転動可能な適数の転動部材を配設した内燃機関
用のピストンにおいて、前記転動部材を回動可能
に支承するとともに転動部材をシリンダボア面に
押圧する、一つの合口を有し前記環状溝内におい
て同溝の円周方向に移動可能な環状のハウジング
を設けたことを特徴とする摩擦低減装置。
In the piston for an internal combustion engine, an appropriate number of rolling members capable of rolling on the bore surface are disposed in an annular retaining groove formed in the circumferential direction of the surface of the skirt portion that slides on the cylinder bore surface. An annular housing that rotatably supports the rolling member and presses the rolling member against the cylinder bore surface has an abutment and is movable in the circumferential direction of the annular groove. Features a friction reduction device.
JP18963881U 1981-12-17 1981-12-17 Friction reduction device for internal combustion engine pistons Granted JPS5892439U (en)

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