(57)【要約】  【課題】凹部３へのエンジンオイルの供給を改善することができるエンジンのピストンを提供する。  【解決手段】スカート部１の表面に樹脂皮膜２と凹部３とを備えたエンジンのピストンにおいて、スカート部１の表面にスポット状に複数の樹脂皮膜２が配置され、樹脂皮膜２２同士の間に形成される凹部３で網目状溝４が形成されている。また、スカート部１の周方向に複数の樹脂皮膜２が所定間隔で配置された樹脂皮膜列５が形成され、この樹脂皮膜列５がピストン昇降方向６に複数列配置され、同じ樹脂皮膜列５の隣合う樹脂皮膜２２同士の間に形成される溝部分７の両端開口部７ａ・７ｂが、隣の樹脂皮膜列５の樹脂皮膜２に向けられている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スカート部(１)の表面に樹脂皮膜(２)と凹部(３)とを備えたエンジンのピストンにおいて、
スカート部(１)の表面にスポット状に複数の樹脂皮膜(２)が配置され、樹脂皮膜(２)(２)同士の間に形成される凹部(３)で網目状溝(４)が形成されている、ことを特徴とするエンジンのピストン。
【請求項２】
請求項１に記載されたエンジンのピストンにおいて、
スカート部(１)の周方向に複数の樹脂皮膜(２)が所定間隔を置いて配置された樹脂皮膜列(５)を備え、この樹脂皮膜列(５)がピストン昇降方向(６)に複数列配置され、
同じ樹脂皮膜列(５)の隣合う樹脂皮膜(２)(２)同士の間に形成される溝部分(７)のピストン昇降側両端開口部(７ａ)(７ｂ)が、ピストン昇降方向(６)で隣合う隣の樹脂皮膜列(５)の樹脂皮膜(２)に向けられている、ことを特徴とするエンジンのピストン。
【請求項３】
請求項１に記載されたエンジンのピストンにおいて、
スカート部(１)の周方向に複数の樹脂皮膜(２)が所定間隔を置いて配置された樹脂皮膜列(５)を備え、この樹脂皮膜列(５)がピストン昇降方向(６)に複数列配置され、
複数列の樹脂皮膜列(５)(５)の樹脂皮膜(２)(２)がピストン昇降方向(６)に揃えて配置されることにより、網目状溝(４)が、ピストン昇降方向(６)に沿って一連に伸びる縦溝部分(８)と、スカート部(１)の周方向に沿って一連に伸びる横溝部分(９)とで構成され、
縦溝部分(８)と横溝部分(９)との交差箇所に網目状溝(４)の他の箇所よりも広幅のオイル溜め溝部分(１０)が形成されている、ことを特徴とするエンジンのピストン。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載されたエンジンのピストンにおいて、
樹脂皮膜(２)内に補助オイル溜め溝(１１)が凹設されている、ことを特徴とするエンジンのピストン。
【請求項５】
スカート部(１)の表面に樹脂皮膜(２)と凹部(３)とを備えたエンジンのピストンにおいて、
スカート部(１)の表面にピストン昇降方向(６)に伸びる縦縞の樹脂皮膜(２)が配置され、隣合う樹脂皮膜(２)(２)の間に形成される凹部(３)でピストン昇降方向(６)に伸びる縦縞の縦縞溝(１３)が形成され、  縦縞溝(１３)のピストン昇降側両端部(１３ａ)(１３ａ)がスカート部(１)のピストン昇降側両端縁部(１ａ)(１ｂ)寄りの樹脂皮膜(２)で閉じられている、ことを特徴とするエンジンのピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのピストンに関し、詳しくは、凹部へのエンジンオイルの供給を改善することができるエンジンのピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図４に示すように、エンジンのピストンとして、スカート部(１０１)の表面に樹脂皮膜(１０２)と凹部(１０３)とを備えたものがある(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
この種のピストンによれば、樹脂皮膜(１０２)でスカート部(１０１)のプロフィールが最適化され、ピストンスラップ音が低減されるとともに、凹部(１０３)に溜まったエンジンオイルでスカート部(１０１)の摩擦が低減される利点がある。
【０００４】
しかし、この従来技術では、図４に示すように、一連の樹脂皮膜(１０２)にスポット状に複数の凹部(１０３)が配置されているため、問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４７４９３９９号公報(図１参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
《問題点》  エンジンオイルによるスカート部の摩擦低減機能が不十分であった。
図４に示すように、一連の樹脂皮膜(１０２)にスポット状に複数の凹部(１０３)が配置されているため、凹部(１０３)が樹脂皮膜(１０２)に囲まれ、凹部(１０３)へのエンジンオイルの供給が困難である。このため、凹部(１０３)に十分な量のエンジンオイルが保持されず、エンジンオイルによるスカート部(１０１)の摩擦低減機能が不十分であった。
【０００７】
本発明の発明者らは、研究の結果、図１(Ａ)〜(Ｅ)または図２(Ａ)(Ｂ)に例示するように、スカート部(１)の表面にスポット状に複数の樹脂皮膜(２)を配置し、樹脂皮膜(２)(２)同士の間に形成される凹部(３)で網目状溝(４)を形成すれば、網目状溝(４)すなわち凹部(３)へのエンジンオイルの供給が改善され、凹部(３)に十分な量のエンジンオイルが保持され、エンジンオイルによるスカート部(１)の摩擦低減機能が高まることを発見し、この発明に至った。
【０００８】
また、本発明の発明者らは、研究の結果、図３(Ａ)(Ｂ)に例示するように、スカート部(１)の表面にピストン昇降方向(６)に伸びる縦縞の樹脂皮膜(２)を配置し、隣合う樹脂皮膜(２)(２)の間に形成される凹部(３)でピストン昇降方向(６)に伸びる縦縞の縦縞溝(１３)を形成し、縦縞溝(１３)のピストン昇降側両端部(１３ａ)(１３ａ)をスカート部(１)のピストン昇降側両端縁部(１ａ)(１ｂ)寄りの樹脂皮膜(２)で閉じると、縦縞溝(１３)すなわち凹部(３)へのエンジンオイルの供給が改善され、凹部(３)に十分な量のエンジンオイルが保持され、エンジンオイルによるスカート部(１)の摩擦低減機能が高まることを発見し、この発明に至った。
【０００９】
本発明の課題は、凹部へのエンジンオイルの供給を改善することができる、エンジンのピストンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１(Ａ)〜(Ｅ)または図２(Ａ)(Ｂ)に例示するように、スカート部(１)の表面に樹脂皮膜(２)と凹部(３)とを備えたエンジンのピストンにおいて、
図１(Ａ)〜(Ｅ)または図２(Ａ)(Ｂ)に例示するように、スカート部(１)の表面にスポット状に複数の樹脂皮膜(２)が配置され、樹脂皮膜(２)(２)同士の間に形成される凹部(３)で網目状溝(４)が形成されている、ことを特徴とするエンジンのピストン。
【００１１】
(請求項５に係る発明)
請求項５に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図３(Ａ)(Ｂ)に例示するように、スカート部(１)の表面に樹脂皮膜(２)と凹部(３)とを備えたエンジンのピストンにおいて、
図３(Ａ)に例示するように、スカート部(１)の表面にピストン昇降方向(６)に伸びる縦縞の樹脂皮膜(２)が配置され、隣合う樹脂皮膜(２)(２)の間に形成される凹部(３)でピストン昇降方向(６)に伸びる縦縞の縦縞溝(１３)が形成され、縦縞溝(１３)のピストン昇降側両端部(１３ａ)(１３ａ)がスカート部(１)のピストン昇降側両端縁部(１ａ)(１ｂ)寄りの樹脂皮膜(２)で閉じられている、ことを特徴とするエンジンのピストン。
【発明の効果】
【００１２】
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》  凹部へのエンジンオイルの供給が改善される。
図１(Ａ)〜(Ｅ)または図２(Ａ)(Ｂ)に例示するように、スカート部(１)の表面にスポット状に複数の樹脂皮膜(２)が配置され、樹脂皮膜(２)(２)同士の間に形成される凹部(３)で網目状溝(４)が形成されているので、ピストン(１２)の昇降時に網目状溝(４)のピストン昇降側両端開口部(４ａ)(４ｂ)から網目状溝(４)内すなわち凹部(３)内にエンジンオイルが供給され、凹部(３)へのエンジンオイルの供給が改善される。このため、凹部(３)に十分な量のエンジンオイルが保持され、エンジンオイルによるスカート部(１)の摩擦低減機能が高まる。
【００１３】
《効果》  スカート部の広域に亘って、エンジンオイルの保持領域を形成することができる。
図１(Ａ)〜(Ｅ)または図２(Ａ)(Ｂ)に例示するように、スカート部(１)の表面にスポット状に複数の樹脂皮膜(２)が配置され、樹脂皮膜(２)(２)同士の間に形成される凹部(３)で網目状溝(４)が形成されているので、スカート部(１)の広域に亘って、エンジンオイルの保持領域を形成することができる。
【００１４】
(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  網目状溝のエンジンオイル保持機能を高めることができる。
図１(Ｃ)に例示するように、同じ樹脂皮膜列(５)の隣合う樹脂皮膜(２)(２)同士の間に形成される溝部分(７)のピストン昇降側両端開口部(７ａ)(７ｂ)が、ピストン昇降方向(６)で隣合う隣の樹脂皮膜列(５)の樹脂皮膜(２)に向けられているので、ピストン(１２)の昇降によって溝部分(７)の両端開口部(７ａ)(７ｂ)から流出するエンジンオイルが隣の樹脂皮膜列(５)の樹脂皮膜(２)に衝突し、溝部分(７)からのエンジンオイルの流出が抑制され、網目状溝(４)のエンジンオイル保持機能を高めることができる。
【００１５】
(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  網目状溝のエンジンオイル保持機能を高めることができる。
図２(Ａ)に例示するように、縦溝部分(８)と横溝部分(９)との交差箇所に網目状溝(４)の他の箇所よりも広幅のオイル溜め溝部分(１０)が形成されているので、オイル溜め溝部分(１０)に多くのエンジンオイルが保持され、網目状溝(４)のエンジンオイル保持機能を高めることができる。
【００１６】
(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  スカート部でのエンジンオイル保持機能を高めることきができる。
図１(Ｅ)または図２(Ａ)に例示するように、樹脂皮膜(２)内に補助オイル溜め溝(１１)が凹設されているので、補助オイル溜め溝(１１)にもエンジンオイルが溜まり、スカート部(１)でのエンジンオイル保持機能を高めることができる。
【００１７】
(請求項５に係る発明)
請求項５に係る発明は、次の効果を奏する。
図３(Ａ)に例示するように、縦縞溝(１３)のピストン昇降側両端部(１３ａ)(１３ａ)がスカート部(１)のピストン昇降側両端縁部(１ａ)(１ｂ)寄りの樹脂皮膜(２)で閉じられているので、ピストン(１２)の昇降時に縦縞溝(１３)のピストン昇降側両端部(１３ａ)(１３ａ)の樹脂皮膜(２)を乗り越えるだけで、縦縞溝(１３)内、すなわち凹部(３)内にエンジンオイルが供給され、凹部(３)へのエンジンオイルの供給が改善される。このため、凹部(３)に十分な量のエンジンオイルが保持され、エンジンオイルによるスカート部(１)の摩擦低減機能が高まる。
【００１８】
《効果》  スカート部の広域に亘って、エンジンオイルの保持領域を形成することができる。
図３(Ａ)に例示するように、縦縞溝(１３)のピストン昇降側両端部(１３ａ)(１３ａ)がスカート部(１)のピストン昇降側両端縁部(１ａ)(１ｂ)寄りの樹脂皮膜(２)で閉じられているので、スカート部(１)の広域に亘って、エンジンオイルの保持領域を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジンのピストンを説明する図で、図１(Ａ)はピストンを内嵌したシリンダとシリンダヘッドの縦断正面図、図１(Ｂ)はピストンの側面図、図１(Ｃ)はスカート部の表面の樹脂皮膜と網目状溝の拡大図、図１(Ｄ)は図１(Ｃ)のＣ−Ｃ線断面図、図１(Ｅ)は樹脂皮膜の変形例である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るエンジンのピストンで用いるスカート部の表面の樹脂皮膜と網目状溝の拡大図、図２(Ｂ)は図２(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るエンジンのピストンで用いるスカート部の表面の樹脂皮膜と縦縞溝の拡大図、図３(Ｂ)は図３(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】従来技術に係るエンジンのピストンの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は本発明の第１実施形態、図２は第２実施形態、図３は第３実施形態に係るエンジンのピストンを説明する図であり、各実施形態では、立形ディーゼルエンジンのピストンについて説明する。
【００２１】
第１実施形態に係るエンジンのピストンについて説明する。
このピストン(１２)を取り付けるエンジンは、図１(Ａ)に示すように、シリンダ(１４)の上部にシリンダヘッド(１５)が組み付けられている。ピストン(１２)は、シリンダ(１４)に内嵌され、ピストン(１２)にコンロッド(１６)を介してクランク軸(１７)が連動連結されている。
シリンダヘッド(１５)には、吸気弁(１８)と排気弁(１９)と燃料インジェクタ(２０)が取り付けられている。
【００２２】
図１(Ａ)〜(Ｅ)に示すように、スカート部(１)の表面に樹脂皮膜(２)と凹部(３)とを備えたエンジンのピストン(１２)において、図１(Ａ)〜(Ｅ)に示すように、スカート部(１)の表面にスポット状に複数の樹脂皮膜(２)が配置され、樹脂皮膜(２)(２)同士の間に形成される凹部(３)で網目状溝(４)が形成されている。
【００２３】
図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、樹脂皮膜(２)と凹部(３)とは、ピストン(１２)のスラスト側(１２ａ)と反スラスト側(１２ｂ)に形成されている。スラスト側(１２ａ)とは、爆発行程でピストン(１２)が下降する時に、爆発圧力でピストン(１２)がシリンダ(１４)に押し付けられる側をいい、反スラスト側(１２ｂ)はその反対側をいう。ピストン(１２)本体の素材には、鋳鉄またはアルミ合金等の金属が用いられている。樹脂皮膜(２)には、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂が用いられている。樹脂皮膜(２)には、遷移金属酸化物、グラファイト等の無機固体潤滑剤が含まれている。
樹脂皮膜(２)は、六角形に形成され、網目状溝(４)は六角網目状に形成されている。網目状溝(４)は、樹脂皮膜(２)(２)の間に形成され、内底面は、樹脂皮膜(２)で覆われていないスカート部(１)の金属表面で形成されている。
【００２４】
図１(Ｃ)に示すように、スカート部(１)の周方向に複数の樹脂皮膜(２)が所定間隔を置いて配置された樹脂皮膜列(５)を備え、この樹脂皮膜列(５)がピストン昇降方向(６)に複数列配置されている。
同じ樹脂皮膜列(５)の隣合う樹脂皮膜(２)(２)同士の間に形成される溝部分(７)のピストン昇降側両端開口部(７ａ)(７ｂ)が、ピストン昇降方向(６)で隣合う隣の樹脂皮膜列(５)の樹脂皮膜(２)に向けられている。
図１(Ｅ)に示す樹脂皮膜(２)の変形例では、樹脂皮膜(２)内に補助オイル溜め溝(１１)が凹設されている。補助オイル溜め溝(１１)は、スポット状に配置された各樹脂皮膜(２)のエリア内に形成され、内底面は、樹脂皮膜(２)で覆われていないスカート部(１)の金属表面で形成されている。
【００２５】
次に、第２実施形態について説明する。
図２(Ａ)に示すように、スカート部(１)の周方向に複数の樹脂皮膜(２)が所定間隔を置いて配置された樹脂皮膜列(５)を備え、この樹脂皮膜列(５)がピストン昇降方向(６)に複数列配置されている。
複数列の樹脂皮膜列(５)(５)の樹脂皮膜(２)(２)がピストン昇降方向(６)に揃えて配置されることにより、網目状溝(４)が、ピストン昇降方向(６)に沿って一連に伸びる縦溝部分(８)と、スカート部(１)の周方向に沿って一連に伸びる横溝部分(９)とで構成されている。
縦溝部分(８)と横溝部分(９)との交差箇所に網目状溝(４)の他の箇所よりも広幅のオイル溜め溝部分(１０)が形成されている。
オイル溜め溝部分(１０)は、所定の樹脂皮膜列(５)の樹脂皮膜(２)の下部が下窄まり形状とされ、この樹脂皮膜列(５)とピストン下死点側で隣合う樹脂皮膜列(５)の樹脂皮膜(２)の上部が上窄まり形状とされ、形成されている。
図１(Ｅ)に示す樹脂皮膜(２)の変形例と同様、樹脂皮膜(２)内に補助オイル溜め溝(１１)が凹設されている。
他の構成は、第１実施形態と同じであり、図２(Ａ)(Ｂ)中、第１実施形態と同一の要素には、図１(Ａ)〜(Ｅ)と同一の符号を付しておく。
【００２６】
次に第３実施形態について説明する。
図３(Ａ)(Ｂ)に示すように、スカート部(１)の表面に樹脂皮膜(２)と凹部(３)とを備えたエンジンのピストン(１２)において、図３(Ａ)に示すように、スカート部(１)の表面にピストン昇降方向(６)に伸びる縦縞の樹脂皮膜(２)が配置され、隣合う樹脂皮膜(２)(２)の間に形成される凹部(３)でピストン昇降方向(６)に伸びる縦縞の縦縞溝(１３)が形成され、縦縞溝(１３)のピストン昇降側両端部(１３ａ)(１３ａ)がスカート部(１)のピストン昇降側両端縁部(１ａ)(１ｂ)寄りの樹脂皮膜(２)で閉じられている。
樹脂皮膜(２)は、方形枠内を複数の縦桟で区画した形状で、縦縞溝(１３)は、樹脂皮膜(２)の縦桟の間に形成され、内底面は、樹脂皮膜(２)で覆われていないスカート部(１)の金属表面で形成されている。
他の構成は、第１実施形態と同じであり、図３(Ａ)(Ｂ)中、第１実施形態と同一の要素には、図１(Ａ)〜(Ｅ)と同一の符号を付しておく。
【符号の説明】
【００２７】
(１) スカート部
(１ａ)(１ｂ) ピストン昇降側両端縁部
(２) 樹脂皮膜
(３) 凹部
(４) 網目状溝
(４ａ)(４ｂ) ピストン昇降側両端開口部
(５) 樹脂皮膜列
(６) ピストン昇降方向
(７) 溝部分
(７ａ)(７ｂ) ピストン昇降側両端開口部
(８) 縦溝部分
(９) 横溝部分
(１０) オイル溜め溝部分
(１１) 補助オイル溜め溝
(１３) 縦縞溝
(１３ａ)(１３ｂ) ピストン昇降側両端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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