JP6743131B2 - 内燃機関用ピストン - Google Patents
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Description
スカート部12に,二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤を含有する樹脂から成る固体潤滑剤樹脂層15(図1〜3中のグレー部分)を所定のパターンで形成することにより,前記固体潤滑剤樹脂層15の非形成部に潤滑油の案内溝20を形成した内燃機関用ピストン10において,
前記スカート部12の幅方向中央部分における所定範囲の前記固体潤滑剤樹脂層15に,前記案内溝20を形成しない案内溝非形成域15aを設け,
該案内溝非形成域15aの幅方向両端側から前記スカート部12の幅方向両端側に向かう前記案内溝20を設けると共に,前記案内溝20の端部を前記固体潤滑剤樹脂層15の端縁まで延設して開放端20eとし,
前記固体潤滑剤樹脂層15と前記案内溝20を,スラスト側スカート部12aと反スラスト側スカート部12bにそれぞれ形成すると共に,前記スラスト側スカート部12aの前記案内溝20を前記案内溝非形成域15a側から前記固体潤滑剤樹脂層15の端縁に向かって上向きに傾斜する形状とし,前記反スラスト側スカート部12bの前記案内溝20を前記案内溝非形成域15a側から前記固体潤滑剤樹脂層15の端縁に向かって下向きに傾斜する形状としたことを特徴とする〔請求項1:図1(A)(B),図2(A)(B),図3(A)(B)参照〕。
本発明で対象とする内燃機関用ピストン10は,内燃機関用のものであれば特に限定されず,ガソリンエンジン用,ディーゼルエンジン用のいずれのものであっても対象とすることができる。
前述した内燃機関用ピストン10のスカート部12には,固体潤滑剤樹脂層15を所定のパターンで形成し,固体潤滑剤樹脂層15の非形成部に,後述する潤滑油の案内溝20を形成する。
ピストンの摩擦抵抗を低減しようとした場合,シリンダの内壁に押圧される側のスカート部の摩擦抵抗を低減することが有効であることは既に述べた通りであり,一例として,燃焼行程における下降時では,スラスト側スカート部12aがシリンダ内壁に押圧された状態で摺接することとなるため,スラスト側スカート部12aの摩擦抵抗を低減することが有効となる。
(1)試験の目的
本発明のパターンで案内溝を形成したピストンの摩擦抵抗が低減していることを確認する。
自動車用のエンジン(直列4気筒 2.5リッター ガソリンエンジン)を使用し,スカート部に本発明のパターンで案内溝を形成したピストン(実施例)を装着した上記のエンジンと,スカート部に案内溝を設けていない固体潤滑剤樹脂層のみを形成したピストン(比較例)を装着した上記のエンジンを,それぞれ外部モータで稼働させた際の外部モータの出力トルクを測定し,測定されたトルク差を摩擦抵抗の差として評価するモータリングフリクション測定を行った。
(3-1) 実施例
図3に,モータリングフリクション測定に使用した,本発明のピストン(実施例)の案内溝の形成パターンを示す。図中,グレーの部分が固体潤滑剤樹脂層の形成部分であり,従って,白抜きとして表れている部分が溝(案内溝20,導入溝21)の形成部分となる。
比較例は,スラスト側,反スラスト側のいずれのスカート部共に,案内溝を設けていないピストンであり,スカート部の全面に固体潤滑剤樹脂層を形成したものである。
以上で説明した実施例及び比較例の各ピストンを使用して行ったモータリングフリクション試験の結果を図4に示す。
このトルク差は,平均で4%程度,最大では5%を超えていた。
11 クラウン部
12 スカート部
12a スラスト側スカート部
12b 反スラスト側スカート部
13 ピストンピン
13c 軸線(ピストンピンの)
15 固体潤滑剤樹脂層
15a 案内溝非形成域
20 案内溝
20e 開放端(案内溝の)
21 導入溝
50 シリンダ
51 コネクティングロッド
110 (内燃機関用)ピストン
112 スカート部
115 固体潤滑剤樹脂層
120 案内溝
Claims (3)
- スカート部に,固体潤滑剤を含有する樹脂から成る固体潤滑剤樹脂層を所定のパターンで形成することにより,前記固体潤滑剤樹脂層の非形成部に潤滑油の案内溝を形成した内燃機関用ピストンにおいて,
前記スカート部の幅方向中央部分における所定範囲の前記固体潤滑剤樹脂層に,前記案内溝を形成しない案内溝非形成域を設け,
該案内溝非形成域の幅方向両端側から前記スカート部の幅方向両端側に向かう前記案内溝を設けると共に,前記案内溝の端部を前記固体潤滑剤樹脂層の端縁まで延設して開放端とし,
前記固体潤滑剤樹脂層と前記案内溝を,スラスト側スカート部と反スラスト側スカート部にそれぞれ形成すると共に,前記スラスト側スカート部の前記案内溝を前記案内溝非形成域側から前記固体潤滑剤樹脂層の端縁に向かって上向きに傾斜する形状とし,前記反スラスト側スカート部の前記案内溝を前記案内溝非形成域側から前記固体潤滑剤樹脂層の端縁に向かって下向きに傾斜する形状としたことを特徴とする内燃機関用ピストン。 - 前記スカート部の幅方向両端における所定幅に固体潤滑剤樹脂層の非形成部を設け,該部分を潤滑油の導入溝と成すと共に,前記案内溝の前記開放端を,前記導入溝に連通させたことを特徴とする請求項1記載の内燃機関用ピストン。
- ピストンピンの軸線と直交する,前記ピストンの直径方向に延びる基準線を想定し,該基準線を0°として,前記ピストンピンの軸線と前記基準線との交点を中心に,該基準線に対し±5°〜±45°の範囲に前記案内溝非形成域を設けたことを特徴とする請求項2記載の内燃機関用ピストン。
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