(57)【要約】【課題】本発明は、従来の内燃機関ピストンにおいて、このピストン中心部に上下移動可動な副ピストンを設け、クランクコンロッドの角度変化と連動させピストンピンを介して、この副ピストンを上下させることにより吸気吸入量の増加および排気効率の向上が得られ、同排気量に於いて性能の向上が得ることが出来る内燃機関ピストンを提供する。【解決手段】内燃機関ピストン１０は、このピストンの中心部に副ピストン５０を設け、このピストンは下部にガイドプレート４０が固定されている、このガイドプレートはピストンピン６０及び、コンロッド３０の穴部３０ｃに挿入されるピン３０ａと連結している。これによりコンロッドの角度変化により副ピストンが上下させるよう形成している。この時に副ピストンは吸気行程で降下し、排気行程で上昇する、又上下死点では副ピストンの上面と従来のピストンの上面は同じになる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド部と、このヘッド部の下部に連なる筒状のスカート部の両対向側壁に形成した一対のピンボス部とからなる従来の内燃機関ピストンにおいて、中心付近部に円筒状の副ピストンを設け、コンロッドの角度変化をピストンピンを介して連動させ、この副ピストンを上下運動させる、この一連の構造を形成したことを特徴とする内燃機関用ピストン。
【請求項２】
前期副ピストンの形状を楕円形とし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。
【請求項３】
前期副ピストンの形状を角形とし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。
【請求項４】
コンロット小端上部のカムと副ピストン裏に設けられたピンにより圧縮行程爆発圧力を吸収させるよう形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関用ピストン。
【請求項５】
ピストン本体と副ピストンにおいて副ピストンの外壁部にリングを形成するとを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関用ピストン。
【請求項６】
ピストン本体と副ピストンにおいてピストン本体の内壁部にリングを形成するとを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関用ピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、ヘッド部の下部に連なる筒状のスカート部の両対向側壁に形成した一対のピンボス部とからなる従来の内燃機関ピストンにおいて、中心付近部に円筒状の副ピストンを設け、コンロッドの角度変化に連動させ、この副ピストンを上下運動させ吸入空気量の増加、または排気効率を向上させる内燃機関用ピストンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来の内燃機関のピストン上面及び上部は一体形状となっている。出力を向上させる場合には一つの手段として吸入空気量を増加することにより向上が得られる。極端な例としては、ターボチャージャーやスーパーチャージャー等がある、その他吸排気バルブの拡大等その他手法など多々ある。【０００３】図９は従来の内燃機関用ピストンの断面図である。内燃機関用ピストン１００は、ヘッド部上部１０５は一体形状となっている。下部に筒状のスカート部１０６を備え、スカート部１０６の両対向側壁に一対のピンボス部１１０を形成している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】本発明は、従来の内燃機関用ピストンにおいて、このピストン中心部に上下移動可動な副ピストンを設け、クランクコンロッドの角度変化と連動させピストンピンを介して、この副ピストンを上下させることにより吸気吸入量の増加および排気効率の向上が得られ、同排気量に於いて性能の向上が得ることが出来る内燃機関用ピストンを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】上記課題を達成するために請求項１は、ヘッド部と、このヘッド部の下部に連なる筒状のスカート部と、このスカート部の両対向側壁に形成した一対のピンボス部とからなる内燃機関用ピストンにおいて、前記ヘッド部中央付近に副ピストンを設けコンロッドの角度変化に連動させ、この副ピストンを上下運動させることを形成したことを特徴とする。【０００６】ヘッド部の中央付近に上下作動可能な副ピストンを形成した。これにより吸入行程で吸入空気量の増加、排気行程で排気効率の向上により燃費、出力向上が得られる。【０００７】請求項２は、副ピストンの形状を楕円形としたことを特徴とする。副ピストンを楕円にすることにより、加工精度が要求されるが副ピストン自体の回転が制御され作動がスムーズになる。【０００８】請求項３は、副ピストンの形状を円弧と直線とを複合したことを特徴とする。副ピストンを円弧と直線とで複合させた形状にすることにより請求項２と同じ効果とともにピンボス上部のピストン本体上面の面積を増加することで強度アップになる。【０００９】請求項４は、コンロッド小端上部にカム、副ピストン上部裏側にカムに沿って移動できるピンを配置したことを特徴とする。爆発行程において爆発圧力をこのカムとピンで受けることでガイドプレートに直接圧力が掛からないようにした。【００１０】請求項５は、副ピストンの外壁にシールリングを設けたことを特徴とする。燃焼室とクランクケースとを遮断させ、圧縮圧力の洩れ、オイル上がりを防止する。【００１１】請求項６は、本体ピストンの内壁にシールリングを設けたことを特徴とする。燃焼室とクランクケースとを遮断させ、圧縮圧力の洩れ、オイル上がりを防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】上述の如く発明したことにより、コンロッドの角度変化に連動させ副ピストンを上下に作動させ、吸入行程にて副ピストンが下降することによって吸入空気量の増加が得られる、また、排気行程時に副ピストンが上昇することで排気効率の向上によって出力増加につながる。
【発明の実施例】
【００１３】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１４】図１〜図８は本発明の実施例を示すものである。図１及び図２において、１０は内燃機関用の本体ピストン、図１〜図３において、５０は副ピストンである。
【００１５】この内燃機関用ピストン１０は、ピストン冠部１０Ｂから外壁下方に連なる筒状のスカート部と、このスカート部の両対向側壁に形成した一対のピンボス部とからなるという条件は従来の内燃機関用ピストンに同じである。
【００１６】この内燃機関用ピストン１０は、ピストン冠部１０Ｂの中央部に副ピストンを設置できる筒状の穴を設けてある。この筒状の穴部はピストン冠部１０Ｂから内壁下方に連なる筒状のスカート１０Ｃを設けている。
【００１７】そして、この筒状の穴部の側壁には、図示しない副ピストンとの間隙からガス漏れやオイル上がりを防ぐために、プレッシャーリング等のリング（図示せず）を係合させるリング溝１０ｃが形成されている。
【００１８】また、上記リング溝がある条件の下では設定が不可能な場合には、副ピストンの外側壁部１０ｄに設けることで上記条件を満たすことが出来る。
【００１９】図５でこの副ピストンは副ピストン冠部５０Ａから外壁下方に連なる筒状のスカート部と、このピストンを作動させるガイドプレート４０を固定するため、冠部裏面部にボス部５０Ｂを形成している。さらにこの冠部裏面部の中央部に爆発圧力を受けるピン２０を固定する溝を形成している。
【００２０】このピン２０を固定するのにガイドプレート４０取り付け中央部に溝４０Ｃを設けており、ピンを差し込む形でピンを固定する、ただし、ピンは自由に回転することが出来る。
【００２１】図５でガイドプレート４０は副ピストンに固定するボルト穴部５０ｃ、ピストンピン挿入移動用長穴部４０Ｂ、コンロッド小端連結ピン穴部４０Ａ等から形成している。
【００２２】このガイドプレート４０により、コンロッドの角度変化から副ピストンを上下運動へ変換することが出来る。このプレートは２枚でコンロッド小端両側面３０Ｆを挟む形で形成している。
【００２３】コンロッド３０は、大端部は従来と同じ形状とし小端部について説明する。図４で小端部３０Ｅは、カム部３０Ｂ、ガイドプレート４０連結ピン３０ａ、連結ピン挿入穴部３０Ｃ、図６で連結ピン３０ａ固定用ガイドピン３０ｇ、スプリング３０ｈ、固定ネジ３０ｉ  ピストンピン穴部３０Ｄなどで形成している。
【００２４】図６でガイドピン３０ｇ、スプリング３０ｈは連結ピン３０ａを常に下方に圧力をかけることにより各部のガタを吸収させる。また、カム部３０Ｂとピン２０は常にラップさせながら作動させるので副ピストンの作動をスムーズに出来、このラップ量をスプリング３０ｈで吸収させる。
【００２５】図４で３０Ｃの穴部の形状はガイドプレート４０で角度変化を上下運動へ変換時にピストンピン６０の中心とガイドピン３０ａの中心の距離が変動するので、その変動量を修正した穴部の形状としている。
【００２６】図７，８でこの副ピストンは、上下死点で副ピストンの上面と本体ピストンの上面とは同位置になる、吸入行程で上死点から９０°回転時に最大降下位置になる。
排気行程で下死点から９０°回転時に最大上昇位置になる。
【発明の効果】
【００２７】本発明は上記構成により次ぎの効果を発揮する。請求項１は、ピストン本体の中心付近に円形の副ピストンを設け、コンロッドの角度変化をピストンピンを介して連動させ副ピストンを上下運動させる。この副ピストンは吸入、爆発行程で降下し圧縮、排気行程で上昇する、本発明でもっとも効果が発揮されるのが吸入行程時で副ピストンの降下分が吸入量空気量を増加させることが出来る、また排気行程で副ピストンは上昇することにより従来ピストンに対してスムーズに排気を排出出来る。従って、内燃機関の燃費や出力を向上させることが出来る。
【００２８】請求項２は副ピストン形状を楕円形とした、これにより加工精度が要するが副ピストン自体の回転を防止できスムーズな作動が可能になる。
【００２９】請求項３は副ピストン形状を図１０の様に円と直線とを組み合わせた形状とし副ピストン自体の回転を防止するとともにピストンボス部の強度を確保し副ピストンがスムーズな作動が可能になる。
【００３０】請求項４はコンロッド小端上部にカムを設けている。および副ピストン上部裏側にカムに沿って移動できるピンを設置している、これにより爆発行程時において爆発圧力をカムとピンで受けガイドプレート４０に掛かる圧力を最小に抑えることが出来る。
【００３１】請求項５は副ピストンの外周部にシール用のリングを設けることで、燃焼室とクランクケースとを遮断することによりオイル上がり、圧力漏れを防ぐことができる。
【００３２】請求項６は副ピストンの外周部にシール用のリングを設けることができない場合、ピストン本体内側にシール用のリングを設けることで、燃焼室とクランクケースとを遮断することによりオイル上がり、圧力漏れを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関用ピストンの断面図
【図２】図１の４−４線断面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】本発明のコンロット小端部の斜視図である。
【図５】本発明の内ピストンを中央縦断面線で切断した状態の斜視図である。
【図６】図１の２−２線断面図
【図７】本発明の副ピストンが最下位置の状態を示すピストンの断面図である。
【図８】本発明の副ピストンが最上位置の状態を示すピストンの断面図である。
【図９】従来例を示すピストンの断面図である。
【図１０】副ピストン楕円形状上視図
【図１１】副ピストンす円弧、直線複合形状上視図
【図１２】副ピストンの作動グラフ
【符号の説明】
１０      内燃機関の本体ピストン
１０ａ    シールリング
１０Ｂ    ヘッド上部
１０ｃ    リング溝
１０ｄ    リング溝
２０      ピンダウエル
３０      コネクテングロッド
３０ａ    ガイドピン
３０Ｂ    小端上部カム部
３０Ｃ    ガイドピン穴部
３０Ｄ    ピストンピン穴部
３０Ｅ    小端部
３０Ｆ    小端部側面
３０ｅ    スプリングワッシャー
３０ｆ    割ピン
３０ｇ    ガイドピン
３０ｈ    スプリング
３０ｉ    スプリング固定ネジ
３０ｋ    ワッシャー
４０      内ピストンガイドプレート
４０Ａ    ガイドピン挿入穴部
４０Ｂ    ピストンピン挿入穴部
５０      副ピストン
５０Ａ    ヘッド部
５０Ｂ    ボス部
５０ｃ    ボルト
６０      ピストンピン
７０      クランクウエブ
８０      クランクピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006029307.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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