JP2003056400A - ピストン - Google Patents
ピストンInfo
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- JP2003056400A JP2003056400A JP2001250404A JP2001250404A JP2003056400A JP 2003056400 A JP2003056400 A JP 2003056400A JP 2001250404 A JP2001250404 A JP 2001250404A JP 2001250404 A JP2001250404 A JP 2001250404A JP 2003056400 A JP2003056400 A JP 2003056400A
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Abstract
ピストン摺動部の偏摩耗をなくし、耐久性と剛性に優れ
たピストンを安価に提供する。 【解決手段】 ディーゼル機関のピストンは、頂部1
と、この下方に連なる円筒状のスカート部2と、このスカ
ート2部内に上部リブ4を介して頂部1の裏面に連なる
ように設けられたピンボス3,3とで構成される。各ピ
ンボス3の両側を側部リブ5a,5bを介してスカート部
2の内周面に連結し、側部リブ5a,5bおよびピンボス
3の外側にあたるスカート部2を切除して開口部6を設
け、上記側部リブ5a,5bの上部かつ上部リブ4の側方
に貫通穴7を設ける。
Description
ダ内に摺動自在に嵌装され、爆発圧力を連接棒を介して
クランク軸に伝えるピストンに関する。 【0002】 【従来の技術】従来、内燃機関のピストンとして、例え
ば図2に示すようなものが知られている。このピストン
は、概略、図示しないシリンダ内の燃焼室の下端を区画
する円板状の頂部21と、この頂部21の下方に連なる
円筒状のスカート部22と、図示しない連接棒の小端部
を連結するピストンピンを支承すべく、上記スカート部
22内に設けられたピンボス23とで構成される。ピン
ボス23は、ピストンピンの両端を支承するために1対
設けられ、各ピンボス23は、上部リブ24を介して頂
部21の裏面に、左右の側部リブ25a,25bを介して
スカート部22の内周面に夫々連なる一方、各ピンボス
23の外側にあたるスカート部22には、ピストンピン
を挿通するための貫通円孔26が設けられている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の中・
大型ディーゼル機関では、高出力化および高効率化を図
るべく、最高爆発圧力が上昇する傾向にあり、この爆発
圧力を連接棒を介してクランク軸に伝えるピストンに
は、一層高い耐久性と剛性が要求される一方、高効率化
のためには上記要求と相反する軽量化を図る必要もあ
る。なぜなら、ピストンの剛性を肉厚の増加で確保しよ
うとすると、ピストン重量が増えて、製造コストの上昇
をもたらすとともに、機関出力に大きなロスを生じるか
らである。 【0004】ところが、上記従来のピストンについて高
剛性化と軽量化を考えた場合、次のような問題がある。
即ち、図2に示すピストンは、側部リブ25a,25bの
上下方向の長さが短く、爆発荷重を上部リブ24のみで
受けているため、高剛性化が難しいという問題がある。
また、ピストンのスカート部22が、貫通円孔26を除
いてピストンボス23の全外周を覆うものであるため、
軽量化が難しいうえ、ピストン鋳造の際の鋳型が複雑に
なって、製造コストが高くなるという問題がある。 【0005】一方、側部リブ25a,25bおよびピンボ
ス23の外側にあたるスカート部22を広く切除して軽
量化を図る一方、側部リブ25a,25bの上下方向長さ
を長くして剛性を確保するピストン構造が考えられる。
しかし、このピストン構造では、頂部21から上記側部
リブ25a,25bを介してスカート部22に大きな爆発
荷重が伝わるため、1対のピンボス23,23の両側の
側部リブ25a,25bに連なるスカート部22の4箇所
が局部的に半径方向外方へ膨れ出す。そのため、膨れ出
すスカート部22とこれに摺接するシリンダライナとの
間に偏摩耗が生じ、潤滑油消費量の増加、燃焼ガスの吹
き抜けによる出力低下、大事故につながるピストンの焼
き付きなどの諸問題が生じかねない。従来、このような
スカート部の膨出をなくすため、このピストンの膨出箇
所を膨出量だけ切削して、ピストンを横断面で楕円形状
に加工する方法が採られている。しかし、この方法は、
高い加工精度が要求され、手間と費用がかかるという問
題がある。 【0006】そこで、本発明の目的は、スカート部の切
除による軽量化を図りつつ、側部リブの構造を工夫する
ことによって、高価な楕円加工なしで爆発荷重によるス
カート部の局部膨出をなくして、ピストン摺動部の偏摩
耗による諸問題を解消し、しかも耐久性および剛性に優
れたピストンを提供することにある。 【0007】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明は、内燃機関の燃焼室の下端を区画
する頂部と、この頂部の下方に連なる円筒状のスカート
部と、このスカート部内に上部リブを介して上記頂部に
連なるように設けられ、ピストンピンの両端を支承する
ピンボスからなる一体鋳造ピストンにおいて、上記各ピ
ンボスの両側を上記スカート部に連結する側部リブと、
この側部リブおよびピンボスの外側にあたる上記スカー
ト部を切除してなる開口部と、上記側部リブの上部かつ
上記上部リブの側方に設けられた貫通穴とを備えたこと
を特徴とする。 【0008】請求項1のピストンでは、スカート部に設
けられた開口部によって、軽量化が図られる一方、ピン
ボスの両側をスカート部に連結する側部リブが、上部リ
ブの側方まで達するピストン軸方向に長いものなので、
頂部に加わる爆発荷重をスカート部に伝えて分散させる
から、耐久性と剛性の向上が図られる。加えて、各側部
リブの上部リブの側方にあたる上部には、貫通穴が設け
られているので、爆発荷重は、長い側部リブの全長に亘
って均一に小さい荷重でスカート部に伝えられ、スカー
ト部の局部応力集中が緩和される。従って、従来のよう
に側部リブに連なるスカート部の爆発荷重による局部膨
出で、ピストン摺動部の偏摩耗が生じることがなく、偏
摩耗による諸問題も生じない。さらに、スカート部を楕
円加工せずとも偏摩耗を防げるうえ、上記貫通穴を機械
加工によらずにピストンの鋳造時に鋳抜いて作ることが
でき、上記開口部のお陰で鋳型を簡素化できるので、ピ
ストンの品質が安定し、製造コストが大幅に低減する。 【0009】 【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
により詳細に説明する。図1は、本発明によるピストン
の一実施形態を示す斜視図であり、このピストンは、図
示しないディーゼル機関のシリンダに嵌装されて、燃焼
室内の爆発圧力を図示しないピストンピンと連接棒の小
端部および大端部を介してクランク軸に伝える。上記ピ
ストンは、大略、燃焼室の下端を区画する頂部1と、こ
の頂部1に連なる円筒状のスカート部2と、このスカー
ト部2内に上部リブ4を介して上記頂部1の裏面に連な
るように設けられ、図示しないピストンピンの両端を支
承する1対のピンボス3,3とで構成される。 【0010】各ピンボス3の両側は、上部リブ4の側方
まで達するピストン軸方向に長い側部リブ5a,5bによ
って、スカート部2の内周面に連結される一方、側部リ
ブ5a,5bおよびピンボス3,3の外側にあたるスカート
部2には、スカート部の略全長に亘って矩形状に下方へ
開いた開口部6が形成され、各側部リブ5a,5bの上部
かつ上部リブ4の側方には、楕円状の貫通穴7,7が設
けられている。従って、開口部6は、1対のピンボス
3,3に対向する位置に合計2箇所、側部リブ5a,5bお
よび貫通穴7は、各ピンボスの両側に位置して夫々合計
4箇所存在する。上記ピストンは、両ピンボス3,3で
挟まれる空間に対応する中子と、両ピンボスの外側の形
状を形作る外型からなる鋳型にダクタイル鋳鉄を鋳込ん
で作られ、その際、上記貫通穴7も同時に鋳抜いて形成
される。 【0011】上記構成のピストンは、ディーゼル機関の
シリンダ内に嵌装されて、次のように作用する。頂部1
に加わる燃焼室の爆発荷重は、上部リブ4を経てピンボ
ス3,3に伝わり、このピンボス3,3に両端を支承され
るピストンピンから、図示しない連接棒の小端部および
大端部を経てクランク軸に伝わり、クランク軸を回転さ
せる。また、上記爆発荷重の一部は、上部リブ4および
ピンボス3の両側に連なる4つの側部リブ5a,5bから
スカート部2に伝わって、スカート部2で受けられるの
で、図2の従来例に比してピストンの剛性が向上し、耐
久性が向上する。しかも、各側部リブ5a,5bは、大き
い爆発荷重を受ける上部に貫通穴7があるので、上記爆
発荷重は、長い側部リブ5a,5bの全長に亘って均一に
小さい荷重となってスカート部2に伝えられるから、ス
カート部2の局部応力集中が緩和される。従って、側部
リブ5a,5bに連なるスカート部2が、従来例で述べた
ように爆発荷重によって半径方向外方へ局部膨出するこ
とがなく、この局部膨出でピストン摺動部に偏摩耗が生
じて、潤滑油の消費量増加や、燃焼ガスの吹き抜けによ
る出力の低下や、ピストンの焼き付きが生じることもな
い。 【0012】また、ピストンの製造においては、スカー
ト部2に広い2つの開口部6を設けているので、軽量化
とこれによる機関の高効率化を図ることができ、従来の
ようにスカート部2を費用と手間をかけて楕円加工せず
とも、偏摩耗を防げるうえ、側部リブ5a,5bの貫通穴
7を機械加工によらずに鋳造時に鋳抜いて作ることがで
き、さらに下方に開いた広い開口部6のお陰で鋳型を簡
素化できるので、製造コストを大幅に低減でき、ピスト
ンの品質を安定化させることができる。 【0013】 【発明の効果】以上の説明で明らかなように、頂部と、
この下方に連なる円筒状のスカート部と、このスカート
部内に設けられたピンボスとからなる請求項1のピスト
ンは、各ピンボスの両側を側部リブを介してスカート部
に連結し、この側部リブおよびピンボスの外側にあたる
スカート部を切除して開口部とし、上記側部リブの上部
かつ上部リブの側方に貫通穴を設けているので、頂部に
加わる爆発荷重が、側部リブの貫通穴のお陰で側部リブ
の全長に亘って均一に小さい荷重でスカート部にも分散
して伝えられ、スカート部の局部応力集中が緩和される
から、爆発荷重によるスカート部の局部膨出がなくなっ
て、スカート部を楕円加工せずとも偏摩耗によるピスト
ンの焼き付きなどの問題が生じないうえ、貫通穴の鋳抜
きや鋳型の簡素化により、ピストンの軽量化を図りつ
つ、製造コストの低減と品質の安定化を図ることができ
る。
視図である。 【図2】 従来のピストンの斜視図である。 【符号の説明】 1 頂部 2 スカート部 3 ピンボス 4 上部リブ 5a,5b 側部リブ 6 開口部 7 貫通穴
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 内燃機関の燃焼室の下端を区画する頂部
と、この頂部の下方に連なる円筒状のスカート部と、こ
のスカート部内に上部リブを介して上記頂部に連なるよ
うに設けられ、ピストンピンの両端を支承するピンボス
からなる一体鋳造ピストンにおいて、 上記各ピンボスの両側を上記スカート部に連結する側部
リブと、この側部リブおよびピンボスの外側にあたる上
記スカート部を切除してなる開口部と、上記側部リブの
上部かつ上記上部リブの側方に設けられた貫通穴とを備
えたことを特徴とするピストン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001250404A JP2003056400A (ja) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001250404A JP2003056400A (ja) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | ピストン |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003056400A true JP2003056400A (ja) | 2003-02-26 |
Family
ID=19079226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001250404A Pending JP2003056400A (ja) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | ピストン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003056400A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008507657A (ja) * | 2004-07-21 | 2008-03-13 | フェデラル−モーグル コーポレイション | 一体鋳鋼による一体鋳造ピストン |
-
2001
- 2001-08-21 JP JP2001250404A patent/JP2003056400A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008507657A (ja) * | 2004-07-21 | 2008-03-13 | フェデラル−モーグル コーポレイション | 一体鋳鋼による一体鋳造ピストン |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071127 |
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
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