JP2554430Y2 - Piston for internal combustion engine - Google Patents
Piston for internal combustion engineInfo
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- JP2554430Y2 JP2554430Y2 JP1991003193U JP319391U JP2554430Y2 JP 2554430 Y2 JP2554430 Y2 JP 2554430Y2 JP 1991003193 U JP1991003193 U JP 1991003193U JP 319391 U JP319391 U JP 319391U JP 2554430 Y2 JP2554430 Y2 JP 2554430Y2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本考案は内燃機関用ピストンに関
し、特にそのスカート部表面に条痕又は溝を形成したピ
ストンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston for an internal combustion engine, and more particularly to a piston having a skirt formed with streaks or grooves.
【０００２】[0002]
【従来の技術】通常、内燃機関のピストンには、機関運
転時シリンダ内壁方向へとスラスト力が作用する。そし
てこのスラスト力を受けることに伴って発生し得るピス
トンスカッフィングを防止するため、ピストンスカート
部には油膜が形成されることが好ましい。2. Description of the Related Art Normally, a thrust force acts on the piston of an internal combustion engine toward the inner wall of the cylinder during operation of the engine. An oil film is preferably formed on the piston skirt in order to prevent piston scuffing that may occur due to receiving the thrust force.
【０００３】この油膜形成に関しては、例えば実開昭56
−11346 号公報や同60−87354 号公報に、ピストンスカ
ート部に油膜保持のための条痕を形成し、ピストンスカ
ッフを防止すると共に、その保持効果によってオイル消
費量をできるだけ低減しようとしたピストンが開示され
ている。[0003] Regarding the formation of this oil film, for example,
In Japanese Patent Publication Nos. 11346 and 60-87354, a piston was formed to form a streak for holding an oil film on the piston skirt to prevent the piston scuff and to reduce oil consumption by the holding effect as much as possible. It has been disclosed.
【０００４】[0004]
【考案が解決しようとする課題】上述したピストンに形
成される条痕は主として、ピストンスカート部外周面に
沿って横方向或は縦方向に延びる、いわゆる単一方向の
条痕でありスカート部全体の油膜保持を目的としたもの
である。The striations formed on the piston are mainly so-called unidirectional striations extending in the horizontal or vertical direction along the outer peripheral surface of the piston skirt portion. The purpose is to maintain an oil film.
【０００５】しかしながら実際には、油膜保持が特に重
要なスカート部部位は、ピストンピン穴に対して約90度
位相をずらしたスラスト力を大きく受け易い所であっ
て、この部位においてはこのピストンスラスト力に対処
するために、ピストンの摺動に伴って油膜に発生する油
圧を高めなければならない。しかしながら上述した技術
はピストンの動きに伴うスカート部の油圧分布を考慮し
たものではなく、現実には油圧の高い所から低い所へと
油が移動し、潤滑性を悪化させたり、ともするとスカッ
フィングしてピストンが焼き付いたりする恐れがある。However, in practice, the skirt portion where oil film retention is particularly important is where the thrust force, which is out of phase by about 90 degrees with respect to the piston pin hole, is susceptible to large thrust forces. In order to cope with the force, the hydraulic pressure generated in the oil film as the piston slides must be increased. However, the above-mentioned technology does not take into account the oil pressure distribution of the skirt due to the movement of the piston, and in reality the oil moves from a high oil pressure to a low oil pressure, deteriorating the lubricity, and possibly causing scuffing. And the piston may be seized.
【０００６】本考案は以上の問題点に鑑み、ピストンス
カート部とシリンダボアとの間に形成される油膜に関
し、ピストンスカートとシリンダボアとの相対移動によ
って発生する油圧を以てこのピストンスラスト力を受け
るべく、油膜に発生する油圧を高い値に保持されるよう
な内燃機関用ピストンを提供することを目的とする。In view of the above problems, the present invention relates to an oil film formed between a piston skirt portion and a cylinder bore. The oil film is formed to receive the piston thrust force by a hydraulic pressure generated by a relative movement between the piston skirt and the cylinder bore. It is an object of the present invention to provide a piston for an internal combustion engine in which the hydraulic pressure generated in the engine is maintained at a high value.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本考案による内燃機関用
ピストンは、ピストンスカート部の表面に、油膜を保持
するための多数の条痕又は溝を形成してなる内燃機関用
ピストンであって、前記ピストンが下降する際にコンロ
ッドの傾きによりシリンダボアに対して押圧される前記
ピストンスカート部の一方の側には、前記ピストンスカ
ート部の下端から略上方向に延在し、前記ピストンスカ
ート部の一方の側と前記シリンダボアとの間に形成され
る油膜に発生する油圧が最も高くなる第１の高油圧発生
点近傍で閉じられている条痕又は溝が形成され、前記ピ
ストンが上昇する際に前記コンロッドの傾きにより前記
シリンダボアに対して押圧される前記ピストンスカート
部の他方の側には、前記ピストンスカート部の上端から
略下方向に延在し、前記ピストンスカート部の他方の側
と前記シリンダボアとの間に形成される油膜に発生する
油圧が最も高くなる第２の高油圧発生点近傍で閉じられ
ている条痕又は溝が形成され、前記ピストンスカート部
の一方の側に形成された条痕又は溝の最上部が、前記ピ
ストンスカート部の他方の側に形成された条痕又は溝の
最下部より上側に位置していることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION A piston for an internal combustion engine according to the present invention is a piston for an internal combustion engine having a number of grooves or grooves formed on a surface of a piston skirt for holding an oil film. One side of the piston skirt portion, which is pressed against the cylinder bore by the inclination of the connecting rod when the piston descends, extends substantially upward from the lower end of the piston skirt portion, and one of the piston skirt portions Is formed near the first high hydraulic pressure generating point where the hydraulic pressure generated in the oil film formed between the side of the cylinder bore and the cylinder bore is highest, and when the piston rises, On the other side of the piston skirt pressed against the cylinder bore by the inclination of the connecting rod, the piston skirt extends substantially downward from the upper end of the piston skirt. A streak or a groove is formed near a second high oil pressure generation point where the oil pressure generated in the oil film formed between the other side of the piston skirt portion and the cylinder bore is highest, and the piston The uppermost portion of the streak or groove formed on one side of the skirt portion is located above the lowermost portion of the streak or groove formed on the other side of the piston skirt portion. .
【０００８】[0008]
【作用】本考案による内燃機関用ピストンは、ピストン
が下降する際にコンロッドの傾きによりシリンダボアに
対して押圧されるピストンスカート部の一方の側には、
ピストンスカート部の下端から略上方向に延在し、ピス
トンスカート部の一方の側とシリンダボアとの間に形成
される油膜に発生する油圧が最も高くなる第１の高油圧
発生点近傍で閉じられている条痕又は溝が形成されてい
るために、ピストンの下降に際して相対的に上昇する条
痕又は溝内の潤滑油は、第１の高油圧発生点近傍に集ま
り第１の高油圧発生点近傍に潤滑油を多量に存在させる
ことができる。また、ピストンが上昇する際にコンロッ
ドの傾きによりシリンダボアに対して押圧されるピスト
ンスカート部の他方の側には、ピストンスカート部の上
端から略下方向に延在し、ピストンスカート部の他方の
側とシリンダボアとの間に形成される油膜に発生する油
圧が最も高くなる第２の高油圧発生点近傍で閉じられて
いる条痕又は溝が形成されているために、ピストンの上
昇に際して相対的に下降する条痕又は溝内の潤滑油は、
第２の高油圧発生点近傍に集まり第２の高油圧発生点近
傍に潤滑油を多量に存在させることができる。ピストン
スカート部において、第１の高油圧発生点は、第２の高
油圧発生点に比較して上側に位置するために、ピストン
スカート部の第１の高油圧発生点が存在する側の条痕又
は溝の閉じられた最上部は、ピストンスカート部の第２
の高油圧発生点が存在する側の条痕又は溝の閉じられた
最下部より上側に位置している。The piston for an internal combustion engine according to the present invention has one side of a piston skirt portion pressed against a cylinder bore by the inclination of a connecting rod when the piston descends.
It extends substantially upward from the lower end of the piston skirt and is closed near a first high oil pressure generation point where the oil pressure generated in an oil film formed between one side of the piston skirt and the cylinder bore is highest. Since the striation or groove is formed, the lubricating oil in the striation or groove which rises relatively when the piston descends gathers near the first high oil pressure generation point and the first high oil pressure generation point. A large amount of lubricating oil can be present in the vicinity. Also, the other side of the piston skirt portion, which is pressed against the cylinder bore by the inclination of the connecting rod when the piston is raised, extends substantially downward from the upper end of the piston skirt portion, and the other side of the piston skirt portion Is formed near the second high oil pressure generation point where the oil pressure generated in the oil film formed between the piston and the cylinder bore is highest, so that when the piston rises, Lubricating oil in descending striations or grooves,
A large amount of lubricating oil can be collected near the second high oil pressure generation point and near the second high oil pressure generation point. In the piston skirt portion, since the first high oil pressure generation point is located above the second high oil pressure generation point, a streak on the side of the piston skirt portion where the first high oil pressure generation point exists. Or the closed top of the groove is the second
Is located above the closed lowermost portion of the groove or groove on the side where the high hydraulic pressure generation point exists.
【０００９】[0009]
【実施例】本考案の各実施例を説明するに先立ち、機関
運転時においてシリンダボア（図示せず）とピストン１
との相対移動によって発生するピストンスカート部の油
圧分布に関し説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Prior to describing each embodiment of the present invention, a cylinder bore (not shown) and a piston 1 during engine operation are described.
The hydraulic pressure distribution in the piston skirt generated by the relative movement of the piston skirt will be described.
【００１０】図１はピストンピン（図示せず）の軸に対
して直角方向に位置し、かつピストンが下降する行程
（吸気、膨張）においてコンロッドが傾斜する方向（反
スラスト側）とは逆の方向、即ちスラスト側から見たピ
ストン１の側面を示しており、２はピストンランド部、
３はピストンリング溝、４はピストンピン穴、５はピス
トンスカート部である。FIG. 1 is located in a direction perpendicular to the axis of a piston pin (not shown), and is opposite to the direction in which the connecting rod inclines in the stroke (intake, expansion) in which the piston descends (anti-thrust side). The direction, that is, the side surface of the piston 1 viewed from the thrust side, 2 is a piston land portion,
3 is a piston ring groove, 4 is a piston pin hole, and 5 is a piston skirt.
【００１１】この側方図に関し、図示するように、ピス
トンスカート下端５ａの水平線をピストン径方向に延び
るｘ軸とし、これに対し直交しピストンを左右に二分す
る線をｙ軸とした時、これに対応して機関運転時、ピス
トンスカート部５に生じるスカート部油圧分布を図２に
示す。この図から明らかなように、油圧Ｐはピストンピ
ン穴４の軸線４Ａ（図１）に対し、90度位相をずらした
ｘ＝０となるｙ軸の線上のある地点（例えばｙ＝ａ）を
最高油圧点とし、その上下左右に次第に低くなる傾向を
示している。即ちこのような油圧分布を２次元的に示す
と図１点線ｂのような等油圧線になり、従って実際の運
転時においては、少なくともこの最も油圧の高い地点に
油が保持され、高いピストンスラスト力に対処する必要
がある。図３から図10に示す各ピストンは、上述した機
関運転時の油圧分布を考慮し、出来るだけ上記最高油圧
点ａに多くの油が供給保持されるようにしたものであっ
て、これらのピストンには、共通して、そのピストンス
カート部５の上記最高油圧点ａ周りに特異模様の条痕
（又は、溝）６が形成され、ピストンスカート部５周り
に広がる潤滑油の流れ方向や分布に規則性を持たせてい
る。Referring to this side view, as shown, when the horizontal line of the lower end 5a of the piston skirt is the x-axis extending in the radial direction of the piston, and the line orthogonal to this and bisecting the piston to the left and right is the y-axis, FIG. 2 shows the distribution of the skirt hydraulic pressure generated in the piston skirt portion 5 during the operation of the engine. As is clear from this figure, the hydraulic pressure P is at a certain point (for example, y = a) on the y-axis line where x = 0, which is 90 degrees out of phase with respect to the axis 4A of the piston pin hole 4 (FIG. 1). It is the highest oil pressure point, and shows a tendency to gradually decrease above, below, left and right. That is, if such a hydraulic pressure distribution is shown two-dimensionally, it becomes an iso-hydraulic line as shown by a dotted line b in FIG. 1. Therefore, at the time of actual operation, the oil is held at least at the point where the hydraulic pressure is highest, and the high piston thrust. Need to deal with the power. Each of the pistons shown in FIGS. 3 to 10 is designed so that as much oil as possible is supplied and held at the maximum hydraulic pressure point a in consideration of the above-mentioned oil pressure distribution during engine operation. In common, a streak (or groove) 6 having a peculiar pattern is formed around the highest hydraulic pressure point a of the piston skirt portion 5, and the flow direction and distribution of the lubricating oil spreading around the piston skirt portion 5 are changed. Has regularity.
【００１２】まず図３及び図４に示すピストンには、そ
のピストンスカート部５上に、上述した最高油圧点ａ
（以下、点ａと呼ぶ）に向かってスカート部上端５ｂ及
び下端５ａより収れんする２つのグループの条痕６ａ，
６ｂが形成される。しかるにその作用は機関運転に伴う
ピストンの上下動によって、ピストンスカート部５壁面
を上下動する潤滑油に対し条痕６ａ，６ｂに沿う方向性
を持たせ、その結果多くの潤滑油が点ａ近傍に集中する
こととなる。また一旦、点ａ近傍に至った潤滑油は、こ
の点ａ周りの条痕部分がピストン摺動方向に対しては閉
じた形態をしているため、スカート部上端５ｂより点ａ
に向けて下降した油がそのまま点ａを通過して下降して
しまうようなことはなく、従ってこの点ａ近傍に停滞す
る傾向となる。従ってこの点ａ近傍には常に多量の潤滑
油が存在することとなり、この部位での高油圧保持性が
確保される。First, the piston shown in FIG. 3 and FIG.
(Hereinafter referred to as a point a) Two groups of streaks 6a, which converge from the upper end 5b and the lower end 5a of the skirt portion,
6b is formed. However, the effect of this is that the vertical movement of the piston accompanying the operation of the engine causes the lubricating oil moving up and down on the wall surface of the piston skirt portion 5 to have directionality along the streaks 6a and 6b. Will concentrate on Once the lubricating oil reaches the vicinity of the point a, since the streak portion around the point a is closed in the piston sliding direction, the point a
There is no possibility that the oil descending toward the point passes through the point a as it is and descends, and therefore tends to stagnate near the point a. Therefore, a large amount of lubricating oil is always present in the vicinity of this point a, and high hydraulic pressure retention at this portion is ensured.
【００１３】また図５に示すピストンは、その圧力差に
よって高油圧部位から低油圧部位に潤滑油が流れてしま
うのを防止するため、等油圧線ｂに類似した条痕パター
ンを有するものであって、各条痕６はほぼ同じ油圧領域
においてのみ連続しており、さらに高油圧部位（即ち、
点ａ近傍領域）においてはピストン摺動方向に対し閉じ
ることで油圧保持性を確保したものである。The piston shown in FIG. 5 has a striation pattern similar to the iso-hydraulic line b in order to prevent the lubricating oil from flowing from the high hydraulic area to the low hydraulic area due to the pressure difference. Therefore, each streak 6 is continuous only in substantially the same hydraulic region, and furthermore, in a high hydraulic region (ie,
In the area near the point a), the oil pressure is maintained by closing the piston in the sliding direction.
【００１４】図６及び図７に示す条痕パターンは、図１
のｙ軸に相当するスラスト（又は反スラスト）側の中心
線Ａに沿ってこれにほぼ平行にピストンスカート部５の
上端５ｂから下端５ａに延びるものであるが、各条痕６
は、点ａ近傍においてのみピストン摺動方向に不連続に
なっている。これは潤滑油が、ピストンの摺動に伴って
ピストンスカート部表面を下降及び上昇するにあたり、
この油圧最高点ａ近傍において条痕を途絶えさせること
でこの部位近傍に潤滑油が停滞する傾向を高めたもので
ある。The streak patterns shown in FIGS. 6 and 7 correspond to FIG.
Along the center line A on the thrust (or anti-thrust) side corresponding to the y-axis of FIG.
Is discontinuous only in the vicinity of the point a in the piston sliding direction. This is because the lubricating oil descends and rises on the surface of the piston skirt as the piston slides.
By cutting off the streaks in the vicinity of the highest hydraulic pressure point a, the tendency of lubricating oil to stagnate in the vicinity of this portion is enhanced.
【００１５】又、図８に示すピストンは、図３のパター
ンと図６のパターンを組み合わせたような条痕パターン
を備えており、ピストンの摺復動によって最高油圧点ａ
の上下２ヶ所に潤滑油が集中し、この集中箇所に囲まれ
る領域では条痕を無くすことでこの潤滑油の保持を意図
したものである。The piston shown in FIG. 8 has a streak pattern obtained by combining the pattern shown in FIG. 3 and the pattern shown in FIG.
The lubricating oil is concentrated on the upper and lower two places, and is intended to hold the lubricating oil by eliminating streaks in the area surrounded by the concentrated places.
【００１６】更に図９及び図10に示すピストンは、図５
の条痕パターンに類似したものであって、やはり点ａ周
囲の高油圧領域からピストンピン穴４近傍の低油圧領域
に潤滑油が流れてしまうのを防止するため、図示する中
心線Ａを境界として左右のピストンピン穴４に向かう潤
滑油流れに対しては、中心線Ａに対して平行に延びる条
痕部分が抵抗となり、点ａを含む高油圧領域における油
圧保持性を確保したものである。上述したこれらの実施
例は、共通して、条痕の形成方向が図１に示した等油圧
線ｂ（特に、油圧最高点ａを含む高い油圧領域を示す面
圧線）に対し直角に交わる方向には不連続となってお
り、又図８に示す例では点ａ近傍の領域では全く条痕が
形成されていない。即ち、これは、条痕が等油圧線に対
し直角方向に連続して延びることが、油圧の異なる領域
に亙って潤滑油の通路が延びることに相当し、従ってこ
のような条痕又は溝を形成すると、圧力差によって高い
油圧領域から低い油圧領域にかけて潤滑油が移動してし
まい、高い圧力の油膜の最も必要な高油圧領域において
潤滑油が足りなくなるので、これを防ぐために対処した
ものである。Further, the piston shown in FIG. 9 and FIG.
In order to prevent the lubricating oil from flowing from the high oil pressure area around the point a to the low oil pressure area near the piston pin hole 4, the center line A shown in FIG. As for the lubricating oil flowing toward the left and right piston pin holes 4, the striations extending parallel to the center line A provide resistance, thereby securing the oil pressure retention in the high oil pressure region including the point a. . In these embodiments described above, the direction in which the streaks are formed intersects at right angles to the iso-hydraulic line b shown in FIG. 1 (particularly, the surface pressure line indicating a high hydraulic pressure region including the highest hydraulic pressure point a). In the example shown in FIG. 8, no streak is formed in the area near the point a. That is, the fact that the striations extend continuously in a direction perpendicular to the iso-hydraulic line corresponds to an extension of the passage of the lubricating oil over different areas of the hydraulic pressure, and thus such striations or grooves. When lubricating oil is formed, the lubricating oil moves from the high oil pressure area to the low oil pressure area due to the pressure difference, and the lubricating oil runs short in the most necessary high oil pressure area of the high pressure oil film, so measures were taken to prevent this. is there.
【００１７】図11は、図３及び図６に示す条痕パターン
のピストンの潤滑油保持性を従来ピストンのそれと比較
した実験結果を示したものである。この実験によれば、
本実施例のピストンは従来ピストンよりも殆どの機関回
転領域において摩擦平均有効圧力が小さくなっており、
この条痕パターンによって、従来ピストンのスカート部
よりも多くの潤滑油がスカート部に保持されており、ピ
ストンの耐スカッフィングや耐焼き付け性に効果がある
ことが裏付けられている。FIG. 11 shows an experimental result of comparing the lubricating oil retention of the piston having the striation pattern shown in FIGS. 3 and 6 with that of the conventional piston. According to this experiment,
The piston of the present embodiment has a smaller friction average effective pressure in most engine rotation regions than the conventional piston,
By this streak pattern, more lubricating oil is retained in the skirt than in the conventional skirt of the piston, and this proves that the piston is effective in scuffing and seizure resistance.
【００１８】ところで上述したような本実施例の条痕又
は溝は、通常ピストンのスラスト側、反スラスト側の区
別なくピストンピン穴の軸線４Ａ及びピストン中心軸を
含む平面に対し対称な同一形状（パターン）を有するも
のである。By the way, the striations or grooves of the present embodiment as described above usually have the same shape symmetrical with respect to a plane including the axis 4A of the piston pin hole and the center axis of the piston irrespective of the thrust side and the non-thrust side of the piston. Pattern).
【００１９】しかしながら厳密には、ピストンのスラス
ト側と反スラスト側とでは、ピストンの動きに応じて油
圧分布が若干異なるため、スラスト側、反スラスト側、
夫々別個にこの環境に応じて条痕又は溝を形成すれば、
より効果的にピストンスラスト力に対抗できるピストン
が提供できる。Strictly speaking, however, the hydraulic pressure distribution slightly differs between the thrust side and the non-thrust side of the piston in accordance with the movement of the piston.
If streaks or grooves are formed separately according to this environment,
It is possible to provide a piston that can more effectively counter the piston thrust force.
【００２０】図12は４サイクル内燃機関における 1000r
pmでの各行程のピストン姿勢を示し、図13はピストンス
ラスト側における側圧力をクランク角度変化に応じて示
したものである。FIG. 12 shows 1000r in a 4-cycle internal combustion engine.
FIG. 13 shows the piston posture in each stroke at pm, and FIG. 13 shows the side pressure on the piston thrust side according to the change in the crank angle.
【００２１】これらの図から明らかなように、ピストン
が上昇する行程（圧縮・排気）においてはピストンは反
スラスト側に押し付けられ、又ピストンが下降する行程
（特に膨張時）においてはピストンはスラスト側に押し
付けられる傾向性がある。従って、条痕又は溝の形成に
あたっては、反スラスト側は特にピストンが上昇する際
の潤滑油の保持性を、又スラスト側はピストンが下降す
る際の潤滑油の保持性を重点に置き形成させることが好
ましい。As is apparent from these figures, the piston is pressed against the thrust during the stroke of the upward movement of the piston (compression and exhaust), and the piston is moved toward the thrust during the downward movement of the piston (particularly during expansion). Tend to be imposed. Therefore, in forming the streaks or grooves, the anti-thrust side is formed with emphasis on the retention of lubricating oil particularly when the piston rises, and the thrust side is formed with emphasis on the lubrication oil retention when the piston descends. Is preferred.
【００２２】図14（Ａ), (Ｂ）〜図19（Ａ), (Ｂ）は上
述したようなピストンのスラスト側、反スラスト側の潤
滑油の保持性を更に高めるべく提供される条痕又は溝の
実施例を示している。尚、これらの図に関し、（Ａ）の
図はピストンのスラスト側を示し、（Ｂ）の図は反スラ
スト側を示している。FIGS. 14 (A) and (B) to FIGS. 19 (A) and (B) show striations provided to further enhance the retention of lubricating oil on the thrust side and the non-thrust side of the piston as described above. Or, an embodiment of a groove is shown. In these figures, (A) shows the thrust side of the piston, and (B) shows the anti-thrust side.
【００２３】これらの各実施例によれば、各ピストンの
条痕又は溝は、スカート上端（肩部）５ｂから下方にか
けて延設されたり、或はスカート下端５ａから上方にか
けて延設されたり、又はその双方から延びる形態となっ
ている。また前述したように、ピストンスラスト側はピ
ストン下降時にシリンダ内壁に強く押し付けられるた
め、この部分ではスカート下端５ａから高油圧地点に向
かって上方に延びる条痕又は溝に重点を置いて形成さ
れ、以てピストン下降運動に伴って潤滑油がスカート部
面上を相対的に上昇し、最終的には高油圧地点で多くの
潤滑油が保持されるようになっている。According to each of these embodiments, the streak or groove of each piston extends downward from the upper end (shoulder) 5b of the skirt, or extends upward from the lower end 5a of the skirt, or It is a form extending from both. As described above, since the piston thrust side is strongly pressed against the cylinder inner wall when the piston descends, this portion is formed with emphasis on the streak or groove extending upward from the skirt lower end 5a toward the high hydraulic pressure point. As the piston descends, the lubricating oil relatively rises on the skirt surface, and finally a large amount of lubricating oil is held at the high hydraulic pressure point.
【００２４】他方、ピストン反スラスト側においてはピ
ストン上昇時にシリンダ内壁に強く押し付けられるた
め、この部分ではスカート上端５ｂから高油圧地点（通
常、スラスト側の高油圧地点よりも下方に位置する）に
向かって下方に延びる条痕又は溝に重点を置いて形成さ
れ、ピストン上昇運動に伴って潤滑油がスカート部面上
を相対的に下降し最終的には高油圧地点で多くの潤滑油
が保持されるようになっている。尚、これらの実施例に
共通してスラスト側に形成される各条痕又は溝の不連続
部分の位置は、上述したようにピストンスラスト側の高
油圧地点ａがピストン反スラスト側の高油圧地点ａ′よ
りも上方に位置するとの理由により、反スラスト側の不
連続部分位置よりも上方に位置するように形成されてい
る。このように各実施例によれば、ピストンのスカート
部をスラスト側と、反スラスト側とに分け、その環境に
合わせ夫々別個に条痕又は溝を形成するようにしたた
め、図３〜図10に示す実施例よりも更に高油圧領域での
潤滑油保持性が高められ、耐ピストンスカッフィング性
や耐久性もより向上する。On the other hand, on the side opposite to the thrust of the piston, the piston is strongly pressed against the inner wall of the cylinder when the piston is raised. Therefore, in this portion, the upper end 5b of the skirt is directed to a high oil pressure point (usually located below the high oil pressure point on the thrust side). Is formed with emphasis on the streaks or grooves extending downward, and the lubricating oil relatively descends on the skirt surface with the piston ascending movement, and eventually a lot of lubricating oil is held at the high hydraulic pressure point It has become so. The position of the discontinuous portion of each streak or groove formed on the thrust side in common with these embodiments is, as described above, the high hydraulic pressure point a on the piston thrust side and the high hydraulic pressure point on the piston anti-thrust side. For the reason that it is located above a ', it is formed so as to be located above the position of the discontinuous portion on the anti-thrust side. As described above, according to each embodiment, the skirt portion of the piston is divided into the thrust side and the anti-thrust side, and the striation or the groove is formed separately according to the environment. The lubricating oil holding property in the high oil pressure region is further improved as compared with the embodiment shown, and the piston scuffing resistance and durability are further improved.
【００２５】図20に上述した実施例よりも更に潤滑油保
持効果を高めた実施例を示す。この実施例によれば、ピ
ストンスカート部５上には複数の溝16が形成される。こ
の溝16は、スラスト (又は反スラスト) 側の中心線Ａを
境として左右対称に位置し、スカート部上端５ｂ及び下
端５ａより前述した最高油圧点ａ近傍に向かって延びる
８個（スラスト・反スラスト側各４個）のくさび形状の
溝である。FIG. 20 shows an embodiment in which the lubricating oil holding effect is further enhanced as compared with the embodiment described above. According to this embodiment, a plurality of grooves 16 are formed on the piston skirt portion 5. The grooves 16 are located symmetrically with respect to the center line A on the thrust (or anti-thrust) side, and extend from the upper end 5b and the lower end 5a of the skirt portion toward the vicinity of the above-mentioned highest hydraulic pressure point a (thrust / anti-thrust). (Three each on the thrust side).
【００２６】図21 (Ａ), (Ｂ）及び（Ｃ）に、図20中の
（イ）−（イ）線、（ロ）−（ロ）線及び（ハ）−
（ハ）線に沿った各溝断面を示す。これらの図から明ら
かなように、本実施例による１個の溝６の深さは中心線
Ａに近づくに従って徐々に浅く、又溝先端部に向かって
（換言すれば、最高油圧点ａに近づく程）、徐々に浅く
形成される。しかるにその作用は、スカート部５上の各
溝16をこのような特異形状とすることによって、ピスト
ン往復動に伴う潤滑油の流れは図22の矢印に示すよう
に、上記溝16の形状に沿う方向となり、中心線Ａ近傍へ
の潤滑油供給作用が高められることになる。又、溝16内
を流れる潤滑油の圧力は、その断面積が小さくなる溝先
端部や中心線Ａ側エッジ部に近づくにつれて増加するた
め（エッジ効果）、その出口付近では高油圧を発生する
こととなり、従ってこの領域でのピストンスラスト力を
十分受けることが可能となる。FIGS. 21 (A), 21 (B) and 21 (C) show (A)-(A), (B)-(B) and (C) -lines in FIG.
(C) shows the cross section of each groove along the line. As is clear from these figures, the depth of one groove 6 according to the present embodiment gradually decreases as it approaches the center line A, and further toward the groove tip (in other words, approaches the highest hydraulic point a). And gradually formed shallower. However, the operation is such that each groove 16 on the skirt portion 5 has such a peculiar shape, so that the flow of the lubricating oil accompanying the reciprocation of the piston follows the shape of the groove 16 as shown by the arrow in FIG. Direction, and the lubricating oil supply action near the center line A is enhanced. Also, since the pressure of the lubricating oil flowing in the groove 16 increases as the cross-sectional area approaches the groove tip and the center line A side edge (edge effect), a high oil pressure is generated near the outlet. Therefore, it is possible to sufficiently receive the piston thrust force in this region.
【００２７】図23〜26は上述した溝形状に類似した形状
（パターン）の溝の実施例である。尚、ピストンスカー
ト部５上に比較的シンプルな形の溝を形成するこれらの
実施例は、先に説明した多数条痕タイプのピストン（例
えば図３実施例）よりも加工製造が容易であるという長
所を有する。又、これらの実施例に共通して、例えば図
27（Ａ), (Ｂ）に示したようにピストンスラスト側と反
スラスト側とでは異なる形状とし、図14〜19の実施例の
ように、より現実に則して潤滑油の保持性を更に高める
ようにしても良い。FIGS. 23 to 26 show an embodiment of a groove having a shape (pattern) similar to the above-described groove shape. It should be noted that these embodiments in which a relatively simple groove is formed on the piston skirt portion 5 are easier to process and manufacture than the multi-streak type piston described above (for example, the embodiment of FIG. 3). Has advantages. Also, in common with these embodiments, for example, FIG.
As shown in FIGS. 27 (A) and 27 (B), the piston thrust side and the counter thrust side have different shapes, and as shown in the embodiment of FIGS. You may make it raise.
【００２８】以上低油圧領域への潤滑油流れを妨げ、高
油圧領域での潤滑油保持、及びこの領域での油圧確保を
意図した各種条痕及び溝パターンを有するピストンを説
明したきたが、当然、本考案のピストンは上述したパタ
ーンに限定されることなく、ピストン摺動方向において
閉じるように形成しさえすれば、いかなるパターンの条
痕又は溝でも良い。The piston having various striations and groove patterns intended to prevent the flow of the lubricating oil to the low oil pressure region, retain the lubricating oil in the high oil pressure region, and secure the oil pressure in this region has been described. The piston of the present invention is not limited to the above-described pattern, but may be any pattern of grooves or grooves as long as it is formed to close in the piston sliding direction.
【００２９】[0029]
【考案の効果】このように、ピストンが下降する際にコ
ンロッドの傾きによりシリンダボアに対して押圧される
ピストンスカート部の一方の側において、そこに形成さ
れた条痕又は溝内の潤滑油は、ピストンに対して相対的
に上方向に移動し、この条痕又は溝が、ピストンスカー
ト部の下端から略上方向に延在し、この押圧力により油
膜に発生する油圧が最も高くなる第１の高油圧発生点近
傍で閉じられているために、多量の潤滑油を第１の高油
圧発生点近傍に存在させることができ、ピストン下降に
際してスラスト力により潤滑性が悪化してピストンが焼
き付くことは防止される。また、ピストンが上昇する際
には、コンロッドの逆方向への傾きによりシリンダボア
に対してピストンスカート部の他方の側が押圧され、そ
こに形成された条痕又は溝内の潤滑油は、ピストンに対
して相対的に下方向に移動し、この条痕又は溝が、ピス
トンスカート部の上端から略下方向に延在し、この時の
スラスト力により油膜に発生する油圧が最も高くなる第
２の高油圧発生点近傍で閉じられているために、多量の
潤滑油を第２の高油圧発生点近傍に存在させることがで
き、ピストン上昇に際してスラスト力により潤滑性が悪
化してピストンが焼き付くことは防止される。また、ピ
ストンスカート部において、第１の高油圧発生点は、第
２の高油圧発生点に比較して上側に位置し、これに合わ
せて、ピストンスカート部の第１の高油圧発生点が存在
する側の条痕又は溝の閉じられた最上部は、ピストンス
カート部の第２の高油圧発生点が存在する側の条痕又は
溝の閉じられた最下部より上側に位置しているために、
ピストンスカート部の二つの側において発生するスラス
ト力に対して効果的にピストンの焼き付きを防止するこ
とができる。As described above, on one side of the piston skirt portion which is pressed against the cylinder bore by the inclination of the connecting rod when the piston descends, the lubricating oil in the striations or grooves formed thereon is It moves relatively upward with respect to the piston, and this streak or groove extends substantially upward from the lower end of the piston skirt portion, and the first hydraulic pressure generated in the oil film by this pressing force is the highest. Since it is closed in the vicinity of the high hydraulic pressure generation point, a large amount of lubricating oil can be present in the vicinity of the first high hydraulic pressure generation point. Is prevented. Also, when the piston rises, the other side of the piston skirt portion is pressed against the cylinder bore by the inclination of the connecting rod in the opposite direction, and the lubricating oil in the striations or grooves formed there is applied to the piston. The striation or groove extends substantially downward from the upper end of the piston skirt portion, and the second hydraulic pressure at which the oil pressure generated in the oil film by the thrust force at this time becomes highest. Closed near the hydraulic pressure generating point, a large amount of lubricating oil can be present near the second high hydraulic pressure generating point, preventing the thrust force from deteriorating the lubricity when the piston goes up and seizing the piston. Is done. Further, in the piston skirt portion, the first high oil pressure generation point is located above the second high oil pressure generation point, and accordingly, the first high oil pressure generation point of the piston skirt portion exists. The closed uppermost portion of the groove or groove on the side where the second high hydraulic pressure generation point of the piston skirt portion is located is located above the closed lowermost portion of the groove or groove on the side where the second high hydraulic pressure generation point is present. ,
The seizure of the piston can be effectively prevented against the thrust force generated on the two sides of the piston skirt portion.
【図１】ピストンスカート部に等油圧線を書き入れたピ
ストン側面図である。FIG. 1 is a side view of a piston in which iso-hydraulic lines are drawn in a piston skirt.
【図２】図１に示す座標軸に対応して測定された油圧分
布を３次元的に示す図である。FIG. 2 is a diagram three-dimensionally showing a hydraulic pressure distribution measured corresponding to the coordinate axes shown in FIG. 1;
【図３】本考案の一実施例としての条痕パターンを備え
たピストンを示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing a piston having a streak pattern according to an embodiment of the present invention;
【図４】別実施例としての条痕パターンを備えたピスト
ンを示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing a piston having a streak pattern as another embodiment.
【図５】更なる実施例としての条痕パターンを備えたピ
ストンを示す側面図である。FIG. 5 is a side view showing a piston with a streak pattern as a further embodiment.
【図６】更なる実施例としての条痕パターンを備えたピ
ストンを示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing a piston with a streak pattern as a further embodiment.
【図７】更なる実施例としての条痕パターンを備えたピ
ストンを示す側面図である。FIG. 7 is a side view showing a piston with a streak pattern as a further embodiment.
【図８】更なる実施例としての条痕パターンを備えたピ
ストンを示す側面図である。FIG. 8 is a side view showing a piston with a streak pattern as a further embodiment.
【図９】更なる実施例としての条痕パターンを備えたピ
ストンを示す側面図である。FIG. 9 is a side view showing a piston with a streak pattern as a further embodiment.
【図10】更なる実施例としての条痕パターンを備えたピ
ストンを示す側面図である。FIG. 10 is a side view showing a piston having a streak pattern as a further embodiment.
【図11】図３及び図６の条痕パターンを備えたピストン
の摩擦平均有効圧力を従来ピストンと比較した実験結果
を示す図である。FIG. 11 is a view showing an experimental result in which a friction average effective pressure of the piston having the streak patterns of FIGS. 3 and 6 is compared with a conventional piston.
【図12】４サイクル内燃機関の 1000rpmでの各行程のピ
ストン姿勢を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a piston posture of each stroke at 1000 rpm of the four-cycle internal combustion engine.
【図13】ピストンスラスト側における側圧力をクランク
角度変化に応じて示した図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a side pressure on a piston thrust side according to a change in crank angle.
【図14】図３〜図10に示す実施例を発展させた本考案の
別実施例として、条痕（又は溝）パターンをピストンス
ラスト側と反スラスト側で変えた実施例を示し、（Ａ）
はスラスト側、（Ｂ）は反スラスト側を示すピストン側
面図である。FIG. 14 shows another embodiment of the present invention, which is an extension of the embodiment shown in FIGS. 3 to 10, in which the streak (or groove) pattern is changed between the piston thrust side and the anti-thrust side. )
FIG. 3 is a side view of a piston showing a thrust side, and FIG.
【図15】図14の実施例に関連し、同様に条痕（又は溝）
パターンをピストンスラスト側と反スラスト側で変えた
更なる別実施例を示し、（Ａ）はスラスト側、（Ｂ）は
反スラスト側を示すピストン側面図である。15 relates to the embodiment of FIG. 14 and likewise has striations (or grooves)
FIG. 13 shows another embodiment in which the pattern is changed between the piston thrust side and the anti-thrust side, where (A) is a piston side view showing the thrust side and (B) is a piston side view showing the anti-thrust side.
【図16】更なる別実施例を示し、（Ａ）はスラスト側、
（Ｂ）は反スラスト側を示すピストン側面図である。FIG. 16 shows still another embodiment, in which (A) shows the thrust side,
(B) is a piston side view which shows the anti-thrust side.
【図17】更なる別実施例を示し、（Ａ）はスラスト側、
（Ｂ）は反スラスト側を示すピストン側面図である。17A and 17B show still another embodiment, in which FIG.
(B) is a piston side view which shows the anti-thrust side.
【図18】更なる別実施例を示し、（Ａ）はスラスト側、
（Ｂ）は反スラスト側を示すピストン側面図である。FIG. 18 shows still another embodiment, in which (A) is a thrust side,
(B) is a piston side view which shows the anti-thrust side.
【図19】更なる別実施例を示し、（Ａ）はスラスト側、
（Ｂ）は反スラスト側を示すピストン側面図である。FIG. 19 shows still another embodiment, in which (A) is the thrust side,
(B) is a piston side view which shows the anti-thrust side.
【図20】ピストンスカート部に特異形状の溝を形成し、
先の実施例よりも更に潤滑油保持効果を高めた別実施例
としてのピストン側面図である。[FIG. 20] Forming a specially shaped groove in the piston skirt,
It is a piston side view as another Example which further improved the lubricating oil holding effect compared with the previous Example.
【図21】図20の一溝の各断面を示し、（Ａ）は図20の
（イ）−（イ）線、（Ｂ）は図20の（ロ）−（ロ）線、
（Ｃ）は図20の（ハ）−（ハ）線に沿った断面図であ
る。21 shows each cross section of one groove in FIG. 20, (A) is a line (A)-(A) in FIG. 20, (B) is a line (B)-(B) in FIG. 20,
FIG. 21C is a sectional view taken along lines (C)-(C) of FIG.
【図22】図20の溝内の潤滑油流動方向を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a lubricating oil flow direction in a groove in FIG. 20.
【図23】図20の実施例に類似し、異なる溝パターンを有
する別実施例を示すピストン側面図である。23 is a piston side view showing another embodiment similar to the embodiment of FIG. 20 and having a different groove pattern.
【図24】更に別パターンの溝を有する別実施例としての
ピストン側面図である。FIG. 24 is a side view of a piston as another embodiment having still another pattern of grooves.
【図25】更に異なる溝パターンを有する別実施例を示す
ピストン側面図である。FIG. 25 is a piston side view showing another embodiment having a further different groove pattern.
【図26】更に別の溝パターンを有する別実施例としての
ピストン側面図である。FIG. 26 is a side view of a piston as another embodiment having still another groove pattern.
【図27】図20の実施例を更に発展し、溝パターンをスラ
スト側と反スラスト側とで異ならしめた実施例を示し、
（Ａ）はスラスト側のピストン側面図、（Ｂ）は反スラ
スト側のピストン側面図である。FIG. 27 shows an embodiment in which the embodiment of FIG. 20 is further developed, and the groove pattern is different between the thrust side and the anti-thrust side;
(A) is a side view of the piston on the thrust side, and (B) is a side view of the piston on the opposite thrust side.
１…ピストン ２…ピストンランド部 ３…ピストンリング溝 ４…ピストンピン穴 ５…ピストンスカート部 ６…条痕（又は溝） 16…溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piston 2 ... Piston land part 3 ... Piston ring groove 4 ... Piston pin hole 5 ... Piston skirt part 6 ... Streak (or groove) 16 ... Groove
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−249360（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−111047（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−21541（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−112553（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−130049（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−102962（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−18003（ＪＰ，Ｂ２) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-249360 (JP, A) JP-A-60-111047 (JP, A) JP-A-60-21541 (JP, U) JP-A-3-215360 112553 (JP, U) Japanese Utility Model 1-130049 (JP, U) Japanese Utility Model Application No. Sho 59-102962 (JP, U) Japanese Patent Publication No. 51-18003 (JP, B2)
Claims (2)
持するための多数の条痕又は溝を形成してなる内燃機関
用ピストンであって、 前記ピストンが下降する際にコンロッドの傾きによりシ
リンダボアに対して押圧される前記ピストンスカート部
の一方の側には、前記ピストンスカート部の下端から略
上方向に延在し、前記ピストンスカート部の一方の側と
前記シリンダボアとの間に形成される油膜に発生する油
圧が最も高くなる第１の高油圧発生点近傍で閉じられて
いる条痕又は溝が形成され、前記ピストンが上昇する際
に前記コンロッドの傾きにより前記シリンダボアに対し
て押圧される前記ピストンスカート部の他方の側には、
前記ピストンスカート部の上端から略下方向に延在し、
前記ピストンスカート部の他方の側と前記シリンダボア
との間に形成される油膜に発生する油圧が最も高くなる
第２の高油圧発生点近傍で閉じられている条痕又は溝が
形成され、前記ピストンスカート部の一方の側に形成さ
れた条痕又は溝の最上部が、前記ピストンスカート部の
他方の側に形成された条痕又は溝の最下部より上側に位
置していることを特徴とする内燃機関用ピストン。1. A piston for an internal combustion engine having a plurality of striations or grooves formed on a surface of a piston skirt portion for holding an oil film, wherein the piston is lowered into a cylinder bore by a tilt of a connecting rod. On one side of the piston skirt portion pressed against, an oil film extending substantially upward from a lower end of the piston skirt portion and formed between one side of the piston skirt portion and the cylinder bore A closed streak or groove is formed near the first high oil pressure generation point where the oil pressure generated is highest, and the cylinder is pressed against the cylinder bore by the inclination of the connecting rod when the piston rises. On the other side of the piston skirt,
Extending substantially downward from the upper end of the piston skirt portion,
A streak or a groove is formed near a second high oil pressure generation point where oil pressure generated in an oil film formed between the other side of the piston skirt portion and the cylinder bore is highest, and the piston The uppermost portion of the streak or groove formed on one side of the skirt portion is located above the lowermost portion of the streak or groove formed on the other side of the piston skirt portion. Piston for internal combustion engine.
成された条痕又は溝と前記ピストンスカート部の他方の
側に形成された条痕又は溝の少なくとも一方は、前記第
１又は第２の高油圧発生点に近づくほど浅くなっている
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用ピスト
ン。2. The method according to claim 1, wherein at least one of the streak or groove formed on one side of the piston skirt and the streak or groove formed on the other side of the piston skirt is the first or second. 2. The piston for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the depth is reduced as approaching the high hydraulic pressure generation point.
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Applications Claiming Priority (5)
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| JP7332290 | 1990-07-12 | ||
| JP2-120229 | 1990-11-19 | ||
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Publications (2)
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| JPH0488766U JPH0488766U (en) | 1992-07-31 |
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