JPH02277949A - 内燃機関用軽金属ピストン - Google Patents
内燃機関用軽金属ピストンInfo
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- JPH02277949A JPH02277949A JP1315113A JP31511389A JPH02277949A JP H02277949 A JPH02277949 A JP H02277949A JP 1315113 A JP1315113 A JP 1315113A JP 31511389 A JP31511389 A JP 31511389A JP H02277949 A JPH02277949 A JP H02277949A
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- piston
- piston pin
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Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/10—Connection to driving members
- F16J1/14—Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections
- F16J1/16—Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections with gudgeon-pin; Gudgeon-pins
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は内燃機関用軽金属ピストンに関するものである
。
。
より詳しくは、ピストンスカート内に組込まれていると
共に短い伸び長さの非弾性的な支承ブロックを有するピ
ストンピンボスを備えかつ高負荷設計されたピストンピ
ン支承部を具備し、連接棒ヘッドの幅がピストンの直径
の15〜50%、ビストンピンの直径がピストンの直径
の20〜45%及びピストンピンの長さがピストンの直
径の50〜85%に夫々構成されているピストンに関す
るものである。
共に短い伸び長さの非弾性的な支承ブロックを有するピ
ストンピンボスを備えかつ高負荷設計されたピストンピ
ン支承部を具備し、連接棒ヘッドの幅がピストンの直径
の15〜50%、ビストンピンの直径がピストンの直径
の20〜45%及びピストンピンの長さがピストンの直
径の50〜85%に夫々構成されているピストンに関す
るものである。
ピストンスカート内に組込まれていると共に非弾性的な
支承ブロックを有するピストンピンボスを備えかつ高負
荷設計されたピストンピン支承部を具備する内燃機関用
軽金属ピストンにおいて、連接棒ヘッドに面した側のピ
ストンピンボス端面ば、重量軽減を達成する目的で、上
位ボス円頂範囲の互いに180゜未満の角度を成すセグ
メントの下方で外向きにセットバックされている。
支承ブロックを有するピストンピンボスを備えかつ高負
荷設計されたピストンピン支承部を具備する内燃機関用
軽金属ピストンにおいて、連接棒ヘッドに面した側のピ
ストンピンボス端面ば、重量軽減を達成する目的で、上
位ボス円頂範囲の互いに180゜未満の角度を成すセグ
メントの下方で外向きにセットバックされている。
内燃機関用のピストンに作用するエネルギーは、ピスト
ンクラウンからピストンピンボスを経てピストンピン内
に導入され、ひいては連接棒を介してクランクシャフト
に伝えられる。このピストンピンボスはピストンにおい
て最大の負荷を受けるピストン区分の1つに属している
ので、ピストンピンボスの形状はピストンピンの設計寸
法と共にピストンの耐負荷性を決定する重要なファクタ
ーである。ピストンピンは、これが連接棒ヘッド内及び
ピストンピンボス内で回動可能である場合には、浮動支
承されている。浮動式のピストンピンは、ピストンピン
ボスの穿孔部外縁に沿って適宜形成された溝内に嵌合さ
れる安全リングによって軸方向に固定されている。
ンクラウンからピストンピンボスを経てピストンピン内
に導入され、ひいては連接棒を介してクランクシャフト
に伝えられる。このピストンピンボスはピストンにおい
て最大の負荷を受けるピストン区分の1つに属している
ので、ピストンピンボスの形状はピストンピンの設計寸
法と共にピストンの耐負荷性を決定する重要なファクタ
ーである。ピストンピンは、これが連接棒ヘッド内及び
ピストンピンボス内で回動可能である場合には、浮動支
承されている。浮動式のピストンピンは、ピストンピン
ボスの穿孔部外縁に沿って適宜形成された溝内に嵌合さ
れる安全リングによって軸方向に固定されている。
また別のピストンピン支承部構造では、ピストンピンが
焼ばめにより連接棒ヘンド内に位置固定されている。こ
の支承方式においては、連接棒ヘッド内の支承ブツシュ
とピストンピンボス内の安全リングとを省くことが出来
る。
焼ばめにより連接棒ヘンド内に位置固定されている。こ
の支承方式においては、連接棒ヘッド内の支承ブツシュ
とピストンピンボス内の安全リングとを省くことが出来
る。
軽金属ピストンにおいては一般にピストンピンボスがピ
ストンスカート内に組込まれている。ただし、ピストン
ピンボスがリブに懸架された状態でピストンクラウンを
独立支承しかつ側方で薄いリブを介してピストンスカー
トに結合されている場合は例外である。
ストンスカート内に組込まれている。ただし、ピストン
ピンボスがリブに懸架された状態でピストンクラウンを
独立支承しかつ側方で薄いリブを介してピストンスカー
トに結合されている場合は例外である。
大きな負荷を受ける軽金属ピストンにおいては、このよ
うなピストンピンボスの配置形式から連接棒の狭い幅及
びそれに応じた短いピストンピン長さと相俟って、ピス
トン重量面での利点をもたらす。
うなピストンピンボスの配置形式から連接棒の狭い幅及
びそれに応じた短いピストンピン長さと相俟って、ピス
トン重量面での利点をもたらす。
ピストンクラウンを力の流れに適合するように支承する
ためのピストンピンボスとしては、所定の周辺条件下で
重量を最適ならしめる種々異なった形状のものがある。
ためのピストンピンボスとしては、所定の周辺条件下で
重量を最適ならしめる種々異なった形状のものがある。
ディーゼル機関及びオツトー機関用の軽金属ピストンに
おいて高い点火圧による負荷に対処するためには、ピス
トンスカート内に組込まれたピストンピンボスがピスト
ン直径の10〜15%程度の短い伸び長さを有する非弾
性的な支承でロックを介してピストンクラウンを支承す
るような措置がとられる。
おいて高い点火圧による負荷に対処するためには、ピス
トンスカート内に組込まれたピストンピンボスがピスト
ン直径の10〜15%程度の短い伸び長さを有する非弾
性的な支承でロックを介してピストンクラウンを支承す
るような措置がとられる。
極めて高い負荷を受けるディーゼル機関用ピストンは、
この支承ブロックのヴアリエーションとして所謂「台形
支承部」を有している。この場合、ブロック状の支承部
と連接棒ヘッドに面した側のピストンピンボス端面とは
8゜〜15″の角度を成して外方に傾斜するように構成
されており、連接棒ヘッドはこの構造に合わせて傾斜面
取りされている。
この支承ブロックのヴアリエーションとして所謂「台形
支承部」を有している。この場合、ブロック状の支承部
と連接棒ヘッドに面した側のピストンピンボス端面とは
8゜〜15″の角度を成して外方に傾斜するように構成
されており、連接棒ヘッドはこの構造に合わせて傾斜面
取りされている。
この種の構成に基いて各支承面を部分的に重畳させるこ
とにより、ピストン及びピストンピンにおける曲げ負荷
を軽減すると共にその負荷能力を15%はど高めること
が出来る。
とにより、ピストン及びピストンピンにおける曲げ負荷
を軽減すると共にその負荷能力を15%はど高めること
が出来る。
[発明が解決しようとする課題]
内燃機関における燃料消費面での有効化をはかるために
は、ピストンスカート内に組込まれていると共に短い伸
び長さの非弾性的な支承ブロックを有するピストンピン
ボスを備えかつ高負荷設計されたピストンピン支承部を
具備する軽金属ピストンの重量軽減を行う。これにより
場合によっては更に内燃機関の二次的な重量軽減を可能
ならしめ、ひいては乗物の軽量化による燃料消費節減を
達成することが課題とされる。ただし、この措置によっ
て他の機械的特性に不都合な影響が及ぼされるようなこ
とがあってはならない。
は、ピストンスカート内に組込まれていると共に短い伸
び長さの非弾性的な支承ブロックを有するピストンピン
ボスを備えかつ高負荷設計されたピストンピン支承部を
具備する軽金属ピストンの重量軽減を行う。これにより
場合によっては更に内燃機関の二次的な重量軽減を可能
ならしめ、ひいては乗物の軽量化による燃料消費節減を
達成することが課題とされる。ただし、この措置によっ
て他の機械的特性に不都合な影響が及ぼされるようなこ
とがあってはならない。
この課題を解決すべく提案された本発明の手段によれば
、冒頭に述べた形式による軽金属ピストンにおいて、前
記連接棒ヘッドに面した側の前記ピストンピンボスの端
面が、ピストンピン軸方向とピストン軸とを包摂する平
面において両サイドに位置すると共に180゜未満の角
度を成す上位ボス同項範囲のセグメントの下方で外向き
にセットバックされている。
、冒頭に述べた形式による軽金属ピストンにおいて、前
記連接棒ヘッドに面した側の前記ピストンピンボスの端
面が、ピストンピン軸方向とピストン軸とを包摂する平
面において両サイドに位置すると共に180゜未満の角
度を成す上位ボス同項範囲のセグメントの下方で外向き
にセットバックされている。
本発明の具体的な実施態様においては、上方に位置する
前記ボス同項範囲のセグメントの角度が70゜〜150
’ 、好ましくは76゜〜96°に設定されている。
前記ボス同項範囲のセグメントの角度が70゜〜150
’ 、好ましくは76゜〜96°に設定されている。
本発明の構成に基いた軽金属ピストンは、これを従来の
支承ブロックまたは台形支承部を備えた軽金属ピストン
と比較した場合、5〜15%の重量軽減が達成されると
いう利点がある。このほかに、例えばオイルポケットを
有するピストンピンボス、即ちボス穿孔部の側面範囲に
大きな面積の凹部を設けることにより潤滑面での改良が
はかられるのみならず、ピストンピンボスにおける周面
応力が軽減され、ひいてはピストンピンボスのへき閲読
性に対して高い安全性が保証されているようなピストン
ピンボスの場合と同じ耐負荷性を有している。
支承ブロックまたは台形支承部を備えた軽金属ピストン
と比較した場合、5〜15%の重量軽減が達成されると
いう利点がある。このほかに、例えばオイルポケットを
有するピストンピンボス、即ちボス穿孔部の側面範囲に
大きな面積の凹部を設けることにより潤滑面での改良が
はかられるのみならず、ピストンピンボスにおける周面
応力が軽減され、ひいてはピストンピンボスのへき閲読
性に対して高い安全性が保証されているようなピストン
ピンボスの場合と同じ耐負荷性を有している。
本発明の別の特徴によれば、ピストンピンボスが前記上
位ボス同項範囲の下方でピストンピンボス内におけるピ
ストン載設長さの5〜80%だけセットバックされてい
る。
位ボス同項範囲の下方でピストンピンボス内におけるピ
ストン載設長さの5〜80%だけセットバックされてい
る。
本発明の構成によるピストンピンボス支承部のガス圧下
における圧縮応力経過を出来るだけ有利なものにするた
め、外方にセットバックしようとするピストンピンボス
区分から上位のボス同項範囲でのピストンピンボス区分
に移行する範囲は1.5〜12mmの曲率半径で丸面取
りされている。
における圧縮応力経過を出来るだけ有利なものにするた
め、外方にセットバックしようとするピストンピンボス
区分から上位のボス同項範囲でのピストンピンボス区分
に移行する範囲は1.5〜12mmの曲率半径で丸面取
りされている。
[実施例]
次に添附の第1図〜第3図に示す実施例につき本発明に
よる軽金属ピストンの構成を詳細に説明する。
よる軽金属ピストンの構成を詳細に説明する。
ピストンヘッド1とピストンスカート2とにより一体の
軽金属ピストン3が箱形ピストン形式で構成されている
。
軽金属ピストン3が箱形ピストン形式で構成されている
。
ピストン軸とピストンピン軸の方向とを包摂する平面に
おいて両サイドに位置する範囲でピストンスカートの外
壁4は凹んでいる。そして、ピストンスカートの外壁4
がピストンピン軸の方向において内向きにずらされてい
る。
おいて両サイドに位置する範囲でピストンスカートの外
壁4は凹んでいる。そして、ピストンスカートの外壁4
がピストンピン軸の方向において内向きにずらされてい
る。
ピストンスカート2内に一体に組込まれているピストン
ピンボス5は、ピストン直径の14%の伸び長さを有す
る非弾性的な支承ブロック6を介してピストンクラウン
7に結合されている。
ピンボス5は、ピストン直径の14%の伸び長さを有す
る非弾性的な支承ブロック6を介してピストンクラウン
7に結合されている。
ピストンピン軸方向とピストン軸とを包摂する平面にお
いて両サイドに位置すると共に互いに75°の角度を成
す上位ボス円頂範囲8の各セグメントの下方では、ピス
トンピンボス5が、ピストンピンボス支承ブロックを有
する従来の軽金属ピストンの場合よりもピストンピン載
設長さの40%だけ外方にセットバック(後退)されて
いる。
いて両サイドに位置すると共に互いに75°の角度を成
す上位ボス円頂範囲8の各セグメントの下方では、ピス
トンピンボス5が、ピストンピンボス支承ブロックを有
する従来の軽金属ピストンの場合よりもピストンピン載
設長さの40%だけ外方にセットバック(後退)されて
いる。
外方にセットハックされたピストンピンボス5のセグメ
ントと上位ボス円頂範囲8におけるピストンピンボス5
のセグメントとの間の移行範囲9は、12mmの曲率半
径で丸面取り加工されている。
ントと上位ボス円頂範囲8におけるピストンピンボス5
のセグメントとの間の移行範囲9は、12mmの曲率半
径で丸面取り加工されている。
第1図〜第3図は本発明の一実施例を示すものであって
、第1図はピストン軸とピストンピン軸の方向とを含む
平面における軽金属ピストンの断面図、第2図はオイル
リング溝の平面における第1図に示す軽金属ピストンの
断面図、第3図はピストン軸とピストンピン軸の方向に
垂直な軸とを含む平面おける第1図に示す軽金属ピスト
ンの断面図である。 なお図面に用いた符号において、 5−−−−−−−−−−−−−−−・・−ピストンピン
ボス8−−m−−−・−・−・−・−上位ボス同項範囲
である。
、第1図はピストン軸とピストンピン軸の方向とを含む
平面における軽金属ピストンの断面図、第2図はオイル
リング溝の平面における第1図に示す軽金属ピストンの
断面図、第3図はピストン軸とピストンピン軸の方向に
垂直な軸とを含む平面おける第1図に示す軽金属ピスト
ンの断面図である。 なお図面に用いた符号において、 5−−−−−−−−−−−−−−−・・−ピストンピン
ボス8−−m−−−・−・−・−・−上位ボス同項範囲
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、内燃機関用軽金属ピストンであって、ピストンスカ
ート内に組込まれていると共に短い伸び長さの非弾性的
な支承ブロックを有するピストンピンボスを備えかつ高
負荷設計されたピストピン支承部を具備し、連接棒ヘッ
ドの幅が前記ピストンの直径の15〜50%、ピストン
ピンの直径が前記ピストンの直径の20〜45%及びピ
ストンピンの長さが前記ピストンの直径の50〜85%
に夫々構成されているピストンにおいて、 前記連接棒ヘッドに面した側の前記ピストンピンボス5
の端面が、ピストンピン軸方向とピストン軸とを包摂す
る平面において両サイドに位置すると共に180゜未満
の角度を成す上位ボス円頂範囲8のセグメントの下方で
外向きにセットバックされていることを特徴とする軽金
属ピストン。 2、前記上位ボス円頂範囲8のセグメントが70゜〜1
50゜、好ましくは76゜〜97゜の角度を有している
ことを特徴とする請求項1記載の軽金属ピストン。 3、前記ピストンピンボス5が、前記上位ボス円頂範囲
8の下方で前記ピストンピンボス内におけるピストンピ
ン載設長さの5〜80%だけセットバックされているこ
とを特徴とする請求項1または2記載の軽金属ピストン
。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3840841.4 | 1988-12-03 | ||
DE3840841A DE3840841A1 (de) | 1988-12-03 | 1988-12-03 | Leichtmetallkolben fuer brennkraftmaschinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02277949A true JPH02277949A (ja) | 1990-11-14 |
Family
ID=6368438
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1315113A Pending JPH02277949A (ja) | 1988-12-03 | 1989-12-04 | 内燃機関用軽金属ピストン |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5074264A (ja) |
JP (1) | JPH02277949A (ja) |
DE (1) | DE3840841A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5537970A (en) * | 1994-04-19 | 1996-07-23 | General Motors Corporation | Apparatus and method for determining piston dimension |
DE4414678A1 (de) * | 1994-04-27 | 1995-11-02 | Mahle Gmbh | Leichtmetallkolben für Verbrennungsmotoren |
US6125808A (en) * | 1999-04-07 | 2000-10-03 | Timewell; Richard R. | Apparatus and method for starting an internal combustion engine |
AT413233B (de) * | 2000-07-03 | 2005-12-15 | Verdichter Oe Ges M B H | Kolbenfreistellung |
JP2002332912A (ja) * | 2001-04-30 | 2002-11-22 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関用ピストン |
US6862976B2 (en) | 2001-10-23 | 2005-03-08 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Monobloc piston |
US20060096557A1 (en) * | 2004-09-30 | 2006-05-11 | Ken Christain | Monosteel piston having oil drainage groove with enhanced drainage features |
EP2053228A3 (de) | 2007-10-23 | 2014-12-10 | KS Kolbenschmidt GmbH | Bolzennabe eines Kolbens |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2462550A (en) * | 1946-06-13 | 1949-02-22 | George C Ramspeck | Piston |
US2863707A (en) * | 1953-03-16 | 1958-12-09 | Daimler Benz Ag | Piston, particularly for internal combustion engines |
US2963329A (en) * | 1957-07-26 | 1960-12-06 | Daimler Benz Ag | Piston for an internal combustion engine |
US3179021A (en) * | 1963-07-26 | 1965-04-20 | Thompson Ramo Wooldridge Inc | Piston |
GB1292807A (en) * | 1969-01-16 | 1972-10-11 | Ass Eng Ltd | Pistons |
DE3430258A1 (de) * | 1984-08-17 | 1986-02-27 | Mahle Gmbh, 7000 Stuttgart | Tauchkolben fuer verbrennungsmotoren |
GB8431725D0 (en) * | 1984-12-15 | 1985-01-30 | Ae Plc | Pistons for i c engines/compressors |
-
1988
- 1988-12-03 DE DE3840841A patent/DE3840841A1/de not_active Withdrawn
-
1989
- 1989-12-04 JP JP1315113A patent/JPH02277949A/ja active Pending
-
1991
- 1991-02-07 US US07/652,456 patent/US5074264A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3840841A1 (de) | 1990-06-07 |
US5074264A (en) | 1991-12-24 |
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