JP3163810B2 - 内燃機関のピストン - Google Patents

内燃機関のピストン

Info

Publication number
JP3163810B2
JP3163810B2 JP34625192A JP34625192A JP3163810B2 JP 3163810 B2 JP3163810 B2 JP 3163810B2 JP 34625192 A JP34625192 A JP 34625192A JP 34625192 A JP34625192 A JP 34625192A JP 3163810 B2 JP3163810 B2 JP 3163810B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crown
piston
skirt
center
piston pin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP34625192A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06193503A (ja
Inventor
輝男 中田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP34625192A priority Critical patent/JP3163810B2/ja
Publication of JPH06193503A publication Critical patent/JPH06193503A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3163810B2 publication Critical patent/JP3163810B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、別体として形成された
ピストンのクラウン部とスカート部に、それぞれピスト
ンピン穴を形成し、これらにピストンピンを嵌入するこ
とによって一体化する二体型のピストンの改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年の高出力エンジン、特に大型のディ
ーゼルエンジン等においては、熱負荷に対する耐久性を
向上させるために、ピストンのクラウン部とスカート部
をそれぞれ別体に形成し、クラウン部とスカート部に形
成されたピストンピン穴にピストンピンを嵌入して、こ
れらを一体化する二体型のピストンが使用されている。
【0003】上記の如くピストンをクラウン部とスカー
ト部に分離して、クラウン部の下面とスカート部の上面
との間に若干のクリアランスを設けることによって、燃
焼室からの燃焼熱を受けて高温となるクラウン部の熱
が、スカート部に伝導し難いようにして、ピストンのス
カート部の温度をある程度低く保ち、ピストンの焼き付
き等の熱害を防止するようにしている。
【0004】ところで、このような二体型のピストンに
おいて、ピストンピンを回動中心として揺動するクラウ
ン部は、ピストンピン穴から最も離れた部分、即ちトッ
プランド部においてシリンダライナーに衝突するため、
この衝突によるスラップ音が問題となっていた。そこ
で、クラウン部において発生するスラップ音を低減し、
エンジンの低騒音化を図ることを目的として、ピストン
ピンが嵌入するクラウン部のピンボス部をスカート部の
内側に延伸し、このピンボス部をスカート部の内周面に
当接させて、クラウン部の揺動を抑えるようにした特開
昭61−1855号公報の発明や、圧力オイルをクラウン部と
スカート部の間に導入することによって、クラウン部の
揺動を抑えるようにした実開昭61−120061号公報の考案
が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の公報に記載されている二体型ピストンは、共に図8に
示すように、何れもクラウン部1とスカート部2をピス
トンピン3によって同軸に支持する構造となっている。
この支持構造によると、クラウン部1の重心位置は、通
常ピストンランド4の高さにあり(特にトップランド付
近の高さにあるものが多い)、回動中心であるピストン
ピン3の中心からの距離Lが大きいため、ピストンピン
3まわりの慣性モーメントはかなり大きな値となる。
【0006】その結果、ピストンピン3まわりにクラウ
ン部1が揺動する際の運動エネルギーも大きくなり、そ
の姿勢制御(クラウン部1の揺動を抑制すること)にも
大きな力が必要となる。このようなことから、特開昭61
−1855号公報の発明のようにクラウン部の姿勢制御の反
力をスカート部の内周面で受け止める場合には、クラウ
ン部の大きな運動エネルギーを受けても変形せず、耐久
性の低下を来さないように、スカート部に充分な強度を
確保する必要があり、更に、スカート部とクラウン部と
の間などのクリアランスを精度良く確保しなければなら
ないという困難が伴う一方、スカート部の内周面で受け
止めた運動エネルギーが、このスカート部を介してシリ
ンダ壁に伝達され、実際には狙いとするスラップ音の低
減効果が充分に得られないという問題があった。
【0007】また、実開昭61−120061号公報の考案のよ
うに、圧力オイルによる姿勢制御では、大きな運動エネ
ルギーを持ったクラウン部の姿勢制御をするために、充
分に高い圧力のオイルを供給することが困難であること
と、逆にオイルの圧力がある程度以上に高い場合には、
油圧減衰によるダンピング効果が減少し、前記同様に、
スカート部を介してシリンダ壁に伝達される衝突のエネ
ルギーが増加してしまうなどの問題があった。
【0008】何れにしても、根本的な問題は、クラウン
部1の重心位置と、このクラウン部1が揺動する際の回
動中心(ピストンピン3の中心)の位置とが比較的に大
きく離間していることにより、クラウン部1が大きな運
動エネルギーを持った状態で揺動し、シリンダ壁に衝突
することにある。本発明は以上の問題点に鑑みて、クラ
ウン部とスカート部とを別体として形成した二体型ピス
トンにおいて、スカート部はピストンピンまわりに回動
支持する一方、クラウン部はピストンピンの中心よりも
クラウン部の重心位置に近い位置に設けた仮想軸まわり
に回動させることによって、クラウン部の慣性モーメン
トを減少させ、クラウン部の運動エネルギーを減少させ
て、スラップ音の低減を図ることができる内燃機関のピ
ストンを提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の内燃機関のピストンは、クラウン部と、これ
の下方に配置した別体のスカート部とからなり、前記ク
ラウン部とスカート部にそれぞれ形成したピストンピン
穴にピストンピンを嵌入してなるピストンにおいて、前
記クラウン部とスカート部とが対峙するこのピストンの
往復方向におけるそれぞれの面の内、何れか一方に軸受
部を形成すると共に、他方にこの軸受部に摺接して回動
する支軸部を形成したことを特徴とする構成である。
【0010】クラウン部の回動中心の位置をその重心位
置に近づけて、このクラウン部の運動エネルギーを小さ
くするためには、例えば、前記軸受部をスカート部側
に、支軸部をクラウン部側に設ける手段や、或いは逆
に、軸受部をクラウン部側に、支軸部をスカート部側に
設ける手段を用いることができる。なお、特に前者の場
合には、クラウン部の回動中心の位置をクラウン部の重
心位置に一致させることによって、クラウン部の慣性モ
ーメントを最小にすることができ、一方、後者の場合に
は前者の場合に比して、クラウン部の重量を軽減するこ
とができる。
【0011】
【作 用】本発明の内燃機関のピストンは以上の構成を
有しており、前記クラウン部とスカート部とが対峙する
ピストンの往復方向におけるそれぞれの面、即ちクラウ
ン部のピストンランド下面とスカート部の上面の内、一
方に軸受部を、他方にこの軸受部に摺接して回動する支
軸部を形成したことにより、クラウン部の回動中心をピ
ストンピンの中心から、クラウン部の重心に向かって近
づけることができるため、クラウン部の慣性モーメント
は減少する。従って、クラウン部が揺動する際の運動エ
ネルギーは減少し、クラウン部がシリンダ壁に衝突する
ことによって発生するスラップ音は大幅に低減する。
【0012】
【実 施 例】次に図面を参照して本発明の実施例を説
明する。図1〜図3に示すように、本発明の実施例1の
ピストン5は、図2に示すクラウン部1と、図3に示す
スカート部2とを図示していないピストンピンにより連
結して、図1に示すように一体化して成るものである。
【0013】まず、クラウン部1のピストンランド4に
はピストンリング溝6が形成されており、このピストン
ランド4の下方には、スカート部2の内周面7に当接し
て、クラウン部1の姿勢制御をする一対の当接部8と、
これらをブリッジ状に連結する連結部9が形成されてい
る。また、組み立て時にピストンピン穴10の真上に位置
する部分には、スカート部2の上面に形成された軸受部
11によって回動支持される一対の摺動面を成す支軸部12
が凸状に形成されており、これらの軸受部11と支軸部12
とによって一種の仮想軸が構成されている。
【0014】更に、クラウン部1のピストンピン穴10に
臨む連結部9のガイド面13は、支軸部12を成す円弧と同
心円状の円弧に形成されており、これらの円弧の共通の
中心は、概ねクラウン部1の重心位置近傍に位置するよ
うになっている。そして、このガイド面13をピストンピ
ンに摺接させることによりクラウン部1とスカート部2
とが揺動自在に連結され、また、スカート部2とクラウ
ン部1は、前記仮想軸以外の部分で、若干のクリアラン
スCをもって離間している。
【0015】一方、スカート部2には、図示しないコン
ロッドの小端部と同軸でピストンピンを支持すべく、ピ
ストンピン穴14を形成した厚肉のピンボス部15が形成さ
れており、このピストンピン穴14の上方には、クラウン
部1の支軸部12を回動支持する一対の摺動面を成す軸受
部11が凹状に形成されている。次に、図4に示すように
別体として形成されたクラウン部1とスカート部2とを
組み立てる際には、スカート部2の軸受部11によってク
ラウン部1の支軸部12が回動自在に支持されるように位
置合わせをして、スカート部2の中にクラウン部1の当
接部8を挿入し、この当接部8をスカート部2の内周面
7に当接させるようにする。
【0016】その後、図示しないコンロッドの小端部と
スカート部2のピンボス部15が、図示しないピストンピ
ンにて同軸支持されるように、ピストンピンを挿入して
クラウン部1とスカート部2とを連結する。この時、ク
ラウン部1の連結部9に形成されたガイド面13が、挿入
されたピストンピンに摺接し、クラウン部1が上下にが
たつく事を防止する。
【0017】クラウン部1とスカート部2とを組み立て
て一体化された本実施例のピストン5では、図5に示す
ように、スカート部2はピストンピン3まわりに回動す
るのに対して、クラウン部1は、このクラウン部1の重
心位置に対して僅かな距離aまで接近した仮想軸まわり
に回動することができ、更に、クラウン部1の当接部8
は、微小間隙をもってスカート部2の内周面7に当接し
ているので、この内周面7にてクラウン部1の揺動は止
められる。
【0018】クラウン部1が揺動する際の運動エネルギ
ーは、回転角速度と慣性モーメントで決定される。即
ち、クラウン部1の回動中心(軸受部11と支軸部12とに
よって構成される仮想軸の中心)まわりの慣性モーメン
トをJ、クラウン部1の重心まわりの慣性モーメントを
G 、クラウン部1の質量をM、クラウン部1の回動中
心とクラウン部1の重心位置の距離をaとすると、〔J
=JG +M・a2 〕の式で表される。
【0019】本実施例によると、クラウン部1の重心位
置に対して、クラウン部1の回動中心を大幅に接近させ
ることができ、クラウン部1の重心位置とその回動中心
との距離aを大幅に短縮できるので、この結果、従来例
に比べて回動中心まわりの慣性モーメントJを小さくで
き、以て、クラウン部1が揺動する際の運動エネルギー
を小さくすることができる。これによって、スラップ音
の発生を低減することができ、低騒音ピストンが実現で
きる。
【0020】尚、本実施例では、クラウン部1の回動中
心を、クラウン部1の重心位置に近接させただけである
が、本発明に基づいて、軸受部11と支軸部12から成る仮
想軸の径をもう少し大きくするか、或いは、仮想軸の中
心を上方にずらすように変更することによって、両者を
一致させると、上記の式における距離aを実質的にゼロ
にすることができるので更に好ましいものである。
【0021】次に図6及び図7に示す実施例2のピスト
ン5では、前記実施例1とは逆に、クラウン部1側に軸
受部11を形成すると共に、スカート部2側に支軸部12を
形成している。この実施例の場合は、この軸受部11と支
軸部12によって構成される仮想軸の半径を小さくするこ
とにより、このクラウン部1の回動中心を、クラウン部
1の重心に近づけることができる。
【0022】なお、この実施例によると、前記実施例1
のように、クラウン部1の回動中心をクラウン部1の重
心に一致させることは殆どの場合できないが、一方でク
ラウン部1の質量Mを軽減することができるため、クラ
ウン部1の仮想軸を中心として揺動する際の運動エネル
ギーを低減することができ、スラップ音をかなり減衰さ
せることができる。
【0023】本発明は、上記各実施例に限定されるもの
ではなく、各種の設計変更を加えることができるが、軸
受部11と支軸部12とによって構成される仮想軸の径をな
るべく小さくして、相互の接触面積を可及的に小さくす
ることにより、燃焼室において発生する熱の伝達を最小
限に抑制すると共に、クラウン部1の揺動に伴う摺動抵
抗を減少させるようにすると好ましい。
【0024】
【発明の効果】本発明の内燃機関のピストンは、クラウ
ン部と、これの下方に配置した別体のスカート部とから
なり、前記クラウン部とスカート部にそれぞれ形成した
ピストンピン穴にピストンピンを嵌入してなるピストン
において、前記クラウン部とスカート部とが対峙するこ
のピストンの往復方向におけるそれぞれの面の内、何れ
か一方に軸受部を形成すると共に、他方にこの軸受部に
摺接して回動する支軸部を形成したことを特徴とするの
で、以下の効果を奏することができる。
【0025】前記クラウン部とスカート部とが対峙する
ピストンの往復方向におけるそれぞれの面、即ちクラウ
ン部のピストンランド下面とスカート部の上面の内、一
方に軸受部を、他方にこの軸受部に摺接して回動する支
軸部を形成したことにより、クラウン部の回動中心をピ
ストンピンの中心から、クラウン部の重心に向かって近
づけることができるため、クラウン部の慣性モーメント
を減少させることができる。
【0026】従って、クラウン部が揺動する際の運動エ
ネルギーは減少し、クラウン部がシリンダ壁に衝突する
ことによって発生するスラップ音を大幅に低減すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の内燃機関のピストンの断面
図であり、(a)はピストンピンの周方向断面図、
(b)はピストンピンの軸方向断面図である。
【図2】図1のピストンのクラウン部の断面図であり、
(a)はピストンピンの周方向断面図、(b)はピスト
ンピンの軸方向断面図である。
【図3】図1のピストンのスカート部の断面図であり、
(a)はピストンピンの周方向断面図、(b)はピスト
ンピンの軸方向断面図である。
【図4】図1のピストンの組み立て前の状態を示す斜視
図である。
【図5】図1のピストンの組み立て後の状態を示す正面
図である。
【図6】本発明の実施例2の内燃機関のピストンの組み
立て前の状態を示す斜視図である。
【図7】図6のピストンの組み立て後の状態を示す正面
図である。
【図8】従来の内燃機関のピストンをピストンピンの軸
方向から見た正面図である。
【符号の説明】
1 クラウン部 2 スカート部 3 ピストンピン 5 ピストン 10 ピストンピン穴 11 軸受部 12 支軸部 14 ピストンピ
ン穴

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クラウン部と、これの下方に配置した別
    体のスカート部とからなり、前記クラウン部とスカート
    部にそれぞれ形成したピストンピン穴にピストンピンを
    嵌入してなるピストンにおいて、前記クラウン部とスカ
    ート部とが対峙するこのピストンの往復方向におけるそ
    れぞれの面の内、何れか一方に軸受部を形成すると共
    に、他方にこの軸受部に摺接して回動する支軸部を形成
    したことを特徴とする内燃機関のピストン。
JP34625192A 1992-12-25 1992-12-25 内燃機関のピストン Expired - Fee Related JP3163810B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34625192A JP3163810B2 (ja) 1992-12-25 1992-12-25 内燃機関のピストン

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34625192A JP3163810B2 (ja) 1992-12-25 1992-12-25 内燃機関のピストン

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06193503A JPH06193503A (ja) 1994-07-12
JP3163810B2 true JP3163810B2 (ja) 2001-05-08

Family

ID=18382142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34625192A Expired - Fee Related JP3163810B2 (ja) 1992-12-25 1992-12-25 内燃機関のピストン

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3163810B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06193503A (ja) 1994-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0323351A (ja) ピストン
US5158008A (en) Light plunger piston for internal combustion engines
JP2002061501A (ja) 内燃機関の複リンク機構
JP3163810B2 (ja) 内燃機関のピストン
US5076219A (en) Internal-combustion engine with rotary distribution
JP4586747B2 (ja) レシプロ式エンジン
JPH0299729A (ja) 往復型ピストンエンジンのピストン連結構造
US4745817A (en) Piston/crank connection mechanism for an internal combustion engine
JP4760453B2 (ja) レシプロ式エンジン
JP4710122B2 (ja) 内燃機関のリンクロッド
JP2789390B2 (ja) 内燃機関用中空弁
JPH10288083A (ja) 内燃機関用ピストン
JP2963473B2 (ja) 内燃機関用ピストン
JP3783444B2 (ja) 内燃機関の2分割ピストン
JPH0736108Y2 (ja) 内燃機関用スケルトン型ピストン
JP2601006Y2 (ja) ピストン
JP2004225610A (ja) 動弁系バルブリフタ及び動弁系バルブリフタ構造
JPH09119523A (ja) 内燃機関のピストン
JP2000320398A (ja) 内燃機関のピストン
JPH1078129A (ja) エンジン用ピストン
JPH0989106A (ja) 内燃機関のピストン構造
JPH10220578A (ja) ピストン
JPH07127522A (ja) 燃焼機関のピストン
JPH0130600Y2 (ja)
JP3531533B2 (ja) 内燃機関のピストン

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees