JPS6338345Y2 - - Google Patents
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- JPS6338345Y2 JPS6338345Y2 JP1981175257U JP17525781U JPS6338345Y2 JP S6338345 Y2 JPS6338345 Y2 JP S6338345Y2 JP 1981175257 U JP1981175257 U JP 1981175257U JP 17525781 U JP17525781 U JP 17525781U JP S6338345 Y2 JPS6338345 Y2 JP S6338345Y2
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- piston
- ceramics
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- pin hole
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、内燃機関用ピストンに係り、特に往
復動式内燃機関に用いられるピストンに係る。Detailed Description of the Invention The present invention relates to a piston for an internal combustion engine, and more particularly to a piston used in a reciprocating internal combustion engine.
内燃機関に用いられるピストンは、一般に、小
型機関に於てはアルミニウム合金等の軽合金によ
り、大型機関に於ては鋳鉄により構成されてい
る。 Pistons used in internal combustion engines are generally made of light alloys such as aluminum alloys in small engines, and cast iron in large engines.
しかしこれら金属製のピストン、特に軽合金製
ピストンは耐熱性に劣り、出力、熱効率の向上の
ために燃焼圧力、温度が高められると、溶損、ピ
ストンリングの焼付きを生じる虞れがある。 However, these metal pistons, especially light alloy pistons, have poor heat resistance, and when combustion pressure and temperature are increased to improve output and thermal efficiency, there is a risk of melting and seizure of piston rings.
最近、内燃機関用ピストンの全て、或いは一部
をセラミツクスにより構成することが種々提案さ
れている。ピストンの全てがセラミツクスで構成
されていれば、耐熱性、断熱性に優れ、また耐久
性に於て問題を生じることがないが、その成形に
高度な技術を要し、非常に高価なものにならざる
を得ない。またピストンの一部、多くの場合ピス
トン頂面部がセラミツクスにより構成され、その
他の部分が金属合金によつて構成されたピストン
が考えられているが、この型のピストンにあつて
は、そのセラミツクス部と金属合金部との接合が
難しく、耐久性に於て問題がある。従来、セラミ
ツクスと金属合金との接合手法として、ボルト締
結、鋳ぐるみ、また金属合金部にセラミツクスを
溶射することが考えられているが、いずれも十分
な接合強度を得ることが難しく、耐久性が劣つて
いる。また、ピストン頂面部をセラミツクスによ
り構成する場合に於て、セラミツクスが十分な断
熱効果を得るためにはセラミツクス部が適当な厚
みを有していなければならないが、ピストン頂面
部のみをセラミツクスにより構成する場合、その
セラミツクス部の肉厚を十分大きく設定すること
ができないことが多く、十分な断熱効果が得られ
ない。従来のセラミツクス使用ピストンに於て
は、鋳ぐるみによるものが最も強度的に優れてい
るが、しかしこれにあつても高温時、金属合金と
セラミツクスとの熱膨張係数の差からその両者の
鋳ぐるみ嵌合部に弛みが生じ、セラミツクス部材
が合金部材より脱落する虞れがある。 Recently, various proposals have been made to construct all or part of a piston for an internal combustion engine from ceramics. If the piston were made entirely of ceramics, it would have excellent heat resistance and insulation, and there would be no problems with durability, but it would require advanced technology to form and be very expensive. I have no choice but to do so. In addition, a piston has been considered in which a part of the piston, in most cases the top surface of the piston, is made of ceramics, and the other parts are made of metal alloy. It is difficult to join the metal alloy part to the metal alloy part, and there are problems with durability. Conventionally, methods for joining ceramics and metal alloys have been considered, such as bolting, casting, or thermal spraying of ceramics on metal alloy parts, but with all of these methods, it is difficult to obtain sufficient joint strength and durability is poor. Inferior. Furthermore, when the top surface of the piston is made of ceramics, the ceramic portion must have an appropriate thickness in order for the ceramics to have a sufficient heat insulating effect. In this case, it is often impossible to set the thickness of the ceramic portion sufficiently large, and a sufficient heat insulation effect cannot be obtained. Among conventional pistons using ceramics, those made of cast iron have the best strength, but even in this case, due to the difference in thermal expansion coefficient between the metal alloy and ceramics at high temperatures, the cast iron of both metal alloys and ceramics There is a risk that the fitting portion may become loose and the ceramic member may fall off from the alloy member.
本考案は耐熱性及び断熱性に優れ、しかも生産
性及び耐久性が優れた新しい内燃機関用ピストン
を提供することを目的としている。 The object of the present invention is to provide a new piston for internal combustion engines that has excellent heat resistance and heat insulation properties, as well as excellent productivity and durability.
かかる目的は、本考案によれば、ピストン頂面
部及びピストンリング溝部を含みセラミツクスに
より構成されたピストン主要部材と、ピストンス
カート部を含み金属により構成されたピストンス
カート部材とを個別に有し、前記ピストン主要部
材と前記ピストンスカート部材とは該両者に設け
られ互いに整合するピン孔に挿入された一本のピ
ストンピンにより互いに接続されていることを特
徴とする内燃機関用ピストンによつて達成され
る。 According to the present invention, the main piston member includes a piston top surface portion and a piston ring groove portion and is made of ceramics, and the piston skirt member includes a piston skirt portion and is made of metal. This is achieved by a piston for an internal combustion engine, characterized in that the main piston member and the piston skirt member are connected to each other by a single piston pin inserted into a pin hole provided in both parts and aligned with each other. .
以下に添付の図を参照して本考案を実施例につ
いて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
第１図は本考案による内燃機関用ピストンの一
つの実施例を示す縦断面図、第２図は第１図の線
−に沿う断面図、第３図は第２図の線−
に沿う拡大断面図である。これらの図に於て、１
はピストン主要部材を、１０はピストンスカート
部材を各々示しており、この両部材は互に分割形
成されている。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a piston for an internal combustion engine according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line - of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line - of FIG.
FIG. In these figures, 1
Reference numeral 10 indicates a piston main member, and 10 indicates a piston skirt member, and these two members are formed separately from each other.
ピストン主要部材１はピストン頂面部２、二つ
のピストンリング溝部３，４、オイルリング溝５
を含み、また二つの接続アーム部６を有し、これ
ら全体が耐熱性と断熱性に優れた窒化珪素セラミ
ツクス、炭化珪素セラミツクス、二酸化ジリコニ
ウムセラミツクス等のセラミツクスによつて構成
されている。また接続アーム部６にはピン孔７が
形成されている。ピストン主要部材１の外周面
８、ピストンリング溝３，４、オイルリング溝５
の溝表面及びピン孔７の内周面は各々研削仕上げ
加工により平滑面に仕上げられる。 The main piston members 1 include a piston top surface 2, two piston ring grooves 3 and 4, and an oil ring groove 5.
It also has two connecting arm parts 6, and is entirely made of ceramics such as silicon nitride ceramics, silicon carbide ceramics, and zirconium dioxide ceramics, which have excellent heat resistance and heat insulation properties. Further, a pin hole 7 is formed in the connecting arm portion 6. Outer peripheral surface 8 of piston main member 1, piston ring grooves 3, 4, oil ring groove 5
The groove surface and the inner circumferential surface of the pin hole 7 are each finished by grinding to a smooth surface.
ピストンスカート部材１０にピン孔１１を備え
たボス部１２を含んでおり、全体がアルミニウム
合金等適当な金属合金により構成されている。 The piston skirt member 10 includes a boss portion 12 having a pin hole 11, and the entire piston skirt member 10 is made of a suitable metal alloy such as an aluminum alloy.
ピストン主要部材１のピン孔７とピストンスカ
ート部材１０のピン孔１１とは図示されている如
き組立状態時に於て互いに同軸上に整合し、ピス
トン主要部材１とピストンスカート部材１０とは
ピン孔７及び１１に挿入されてこれら同軸に嵌合
する一本のピストンピン２０によつて互いに接続
されている。ピストンピン２０は両端にてピスト
ンスカート部材１０のボス部１２に係止されたス
ナツプリング１３によつてその軸線方向の移動を
拘束され、抜止めされている。ピストンピン２０
には二つの接続アーム部６間に於てコネクテイン
グロツド３０の小径端部がブツシユ３１を介して
回転自在に接続されている。 The pin hole 7 of the piston main member 1 and the pin hole 11 of the piston skirt member 10 are coaxially aligned with each other in the assembled state as shown, and the piston main member 1 and the piston skirt member 10 are and 11 and are connected to each other by a single piston pin 20 which is inserted into and coaxially fitted with these. The piston pin 20 is restrained from moving in the axial direction by snap springs 13 that are engaged with the boss portions 12 of the piston skirt member 10 at both ends, and is prevented from coming off. piston pin 20
A small diameter end of a connecting rod 30 is rotatably connected between the two connecting arms 6 via a bush 31.
ピストンピン２０は中空になつており、その中
空部の両端はキヤツプ２２によつて閉じられ、こ
の中空部２１には図示されていないオイルパン内
の潤滑油がコネクテイングロツド３０に設けられ
た油路３２、ブツシユ３１に設けられた環状の油
溝３３、ピストンピン２０に設けられた油路２３
を経て供給されるようになつている。またピスト
ンピン２０にはピン孔１１と嵌合する部分に油路
２４が形成されており、該油路は中空部２１に供
給された潤滑油をピストンピン２０とボス部１１
との摺動部へ与えるようになつている。この摺動
部に与えられた潤滑油は孔１４より流出する。
尚、油溝３３に流入した潤滑油の一部はブツシユ
３１とピストンピン２０との摺動部へ流出し、そ
の摺動部の潤滑を行う。尚、ピストンピン２０が
ピン孔７にて接続アーム６に対し回転自在に取付
けられている場合は、その部分の潤滑のためにピ
ストンピン２０がピン孔７に嵌合する部分に図に
て仮想線で示されている如き油路２５が形成され
ていればよい。 The piston pin 20 is hollow, and both ends of the hollow part are closed by caps 22, and the connecting rod 30 is provided with lubricating oil in an oil pan (not shown) in the hollow part 21. Oil passage 32, annular oil groove 33 provided in the bush 31, oil passage 23 provided in the piston pin 20
It is now supplied through the Further, an oil passage 24 is formed in the piston pin 20 at a portion that fits into the pin hole 11, and the oil passage supplies lubricating oil supplied to the hollow portion 21 between the piston pin 20 and the boss portion 11.
It is designed to be applied to the sliding parts of the The lubricating oil applied to this sliding portion flows out from the hole 14.
A portion of the lubricating oil that has flowed into the oil groove 33 flows out to the sliding portion between the bush 31 and the piston pin 20, and lubricates the sliding portion. In addition, when the piston pin 20 is rotatably attached to the connecting arm 6 through the pin hole 7, in order to lubricate that portion, a hypothetical hole is attached to the portion where the piston pin 20 fits into the pin hole 7 in the figure. It is sufficient if the oil passage 25 as shown by the line is formed.
上述の如く、本考案によれば、ピストン頂面部
及びピストンリング溝部を含むピストン主要部材
とピストンピンを保持するためのボス部を含むピ
ストンスカート部材とが分割形成されているの
で、ピストン主要部材はオーバハングを含まない
型抜きしやすい形状となり、これによりピストン
主要部材の型成形性がよくなり、セラミツクスに
よる射出成型が容易に行われ得るようになる。ま
たピストン主要部材の全てがセラミツクスにより
構成されているので、ピストン頂面部に於て充分
な厚みが得られ、このことから耐熱性はもとより
断熱性に優れたピストンが得られるようになる。
またピストン主要部材とピストンスカート部材と
は該両者に設けられたピン孔に挿入された一本の
ピストンピンにより互いに接続されているので、
その両者の接続が特別な接続要素を要することな
く合理的に且確実に行われるようになり、ピスト
ン主要部材を構成するセラミツクスとピストンス
カート部材を構成する金属との熱膨張の差により
ピストン主要部材をスカート部材との接続が解か
れる如き不具合が生じることがない。 As described above, according to the present invention, the main piston member including the piston top surface and the piston ring groove and the piston skirt member including the boss for holding the piston pin are formed separately. The shape does not include an overhang and is easy to die out, which improves the moldability of the main piston member and facilitates injection molding of ceramics. Furthermore, since all of the main piston members are made of ceramics, a sufficient thickness can be obtained at the top surface of the piston, which makes it possible to obtain a piston that is not only heat resistant but also has excellent heat insulation properties.
Further, since the piston main member and the piston skirt member are connected to each other by a single piston pin inserted into a pin hole provided in both,
The connection between the two can now be made rationally and reliably without the need for special connecting elements, and due to the difference in thermal expansion between the ceramics that make up the main piston member and the metal that makes up the piston skirt member, the main piston member This prevents problems such as disconnection from the skirt member.
以上に於ては本考案を特定の実施例について詳
細に説明したが、本考案はこれに限られるもので
はなく、本考案の範囲内にて種々の実施例が可能
であることは当業者にとつて明らかであろう。 Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments above, it will be appreciated by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto, and that various embodiments are possible within the scope of the present invention. It should be obvious.
第１図は本考案による内燃機関用ピストンの一
つの実施例を示す縦断面図、第２図は第１図の線
−に沿う断面図、第３図は第２図の線−
に沿う拡大断面図である。
１……ピストン主要部材、２……ピストン頂面
部、３，４……ピストンリング溝、５……オイル
リング溝、６……接続アーム部、７……ピン孔、
８……外周面、１０……ピストンスカート部材、
１１……ピン孔、１２……ボス部、１３……スナ
ツプリング、１４……孔、２０……ピストンピ
ン、２１……中空部、２２……キヤツプ、２３〜
２５……油路、３０……コネクテイングロツド、
３１……ブツシユ、３２……油路、３３……油
溝。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a piston for an internal combustion engine according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line - of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line - of FIG.
FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Piston main parts, 2... Piston top surface part, 3, 4... Piston ring groove, 5... Oil ring groove, 6... Connection arm part, 7... Pin hole,
8... Outer peripheral surface, 10... Piston skirt member,
11... Pin hole, 12... Boss part, 13... Snap ring, 14... Hole, 20... Piston pin, 21... Hollow part, 22... Cap, 23~
25...Oil line, 30...Connecting rod,
31...butsuyu, 32...oil channel, 33...oil groove.
Claims (1)
セラミツクスにより構成されたピストン主要部材
と、ピストンスカート部を含み金属により構成さ
れたピストンスカート部材とを個別に有し、前記
ピストン主要部材と前記ピストンスカート部材と
は該両者に設けられ互いに整合するピン孔に挿入
された一本のピストンピンにより互いに接続され
ていることを特徴とする内燃機関用ピストン。 Separately, the piston main member includes a piston top surface portion and a piston ring groove portion and is made of ceramics, and the piston skirt member includes a piston skirt portion and is made of metal, and the piston main member and the piston skirt member are A piston for an internal combustion engine, characterized in that the pistons are connected to each other by a single piston pin inserted into a pin hole provided in both and aligned with each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17525781U JPS5879048U (en) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | Piston for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17525781U JPS5879048U (en) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | Piston for internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5879048U JPS5879048U (en) | 1983-05-28 |
| JPS6338345Y2 true JPS6338345Y2 (en) | 1988-10-11 |
Family
ID=29967554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17525781U Granted JPS5879048U (en) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | Piston for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5879048U (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS549312A (en) * | 1977-04-18 | 1979-01-24 | Elsbett L | Piston of reciprocating internal combustion engine |
| JPS5525582A (en) * | 1978-08-15 | 1980-02-23 | Toyota Motor Corp | Fabricated piston for engine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5734360Y2 (en) * | 1977-05-13 | 1982-07-29 |
-
1981
- 1981-11-24 JP JP17525781U patent/JPS5879048U/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS549312A (en) * | 1977-04-18 | 1979-01-24 | Elsbett L | Piston of reciprocating internal combustion engine |
| JPS5525582A (en) * | 1978-08-15 | 1980-02-23 | Toyota Motor Corp | Fabricated piston for engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5879048U (en) | 1983-05-28 |
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