(57)【要約】【課題】ピストンピンを剛性を維持しつつ軽量化すると共に、ピストンピンとピストンとの間の潤滑性能を向上させる。【解決手段】ピストンピン２０の内部に発泡金属３０が充填されていると共に、発泡金属３０は、オイルジェットからのオイルを捕集可能にピストンピン２０の端部から突出している。これにより、ピストンピンを剛性を維持しつつ軽量化できるとともに、発泡金属３０のオイル捕集機能により、ピストンピン２０とピストン本体１０との間の潤滑性能を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンピンの内部に発泡金属が充填されている、ことを特徴とするピストン構造。
【請求項２】
前記発泡金属は、オイルジェットからのオイルを捕集可能に、前記ピストンピンの端部から突出している、ことを特徴とする請求項１に記載のピストン構造。
【請求項３】
発泡金属が内部に充填されると共にその端部から突出して設けられたピストンピンを備えるピストンと、
前記ピストンが下死点付近に位置する際に、前記ピストンピンの端部から突出して設けられた前記発泡金属に向けてオイルを噴射するオイルジェットと、
を有するエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストン構造及びこれが適用されたエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ピストンとコネクティングロッドのスモールエンドを連結するピストンピンは、剛性が要求されるため、通常、鉄材で製造されており、重量が重く、燃費改善、振動騒音改善の観点から軽量化が求められている。特許文献１、２等には、ピストンピンを軽量化する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１６６７６１号公報
【特許文献２】実開平５−８３５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ピストンピンを軽量化するためには、例えば、円筒状のピストンピンの薄肉化が挙げられるが、薄肉化すると強度が低下するため、必要な剛性を確保できないという問題がある。
また、ピストンとピストンピンとの間には、積極的に潤滑油を供給することがなく、高温になると、油膜厚さを確保できず、耐焼き付き性能が低下しやすいという問題もある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、ピストンピンを剛性を維持しつつ軽量化すると共に、ピストンピンとピストンとの間の潤滑性能を向上させることができるエンジンのピストン構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るピストン構造は、ピストンピンの内部に発泡金属が充填されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、発泡金属は比強度が高いので、ピストンピンを剛性を維持しつつ軽量化することができる。
【０００７】
上記構成において、前記発泡金属は、オイルジェットからのオイルを捕集可能に、前記ピストンピンの端部から突出している、構成を採用できる。
この構成によれば、オイルジェットからの潤滑油が発泡金属に捕集されて保持され、ピストンピンの温度上昇が抑制される。これにより、ピストンピンとピストンとの間の潤滑油の温度上昇が抑制されて、潤滑性能が発揮される。
【０００８】
本発明に係るエンジンは、発泡金属が内部に充填されると共にその端部から突出して設けられたピストンピンを備えるピストンと、前記ピストンが下死点付近に位置する際に、前記ピストンピンの端部から突出して設けられた前記発泡金属に向けてオイルを噴射するオイルジェットと、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ピストンピンを剛性を維持しつつ軽量化すると共に、ピストンピンとピストンとの間の潤滑性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るピストン構造を示す断面図である。
このピストン構造は、エンジンに適用され、図１に示すように、ピストン本体１０、円筒状のピストンピン２０、発泡金属３０等から構成される。
【００１１】
ピストン本体１０は、アルミニウム合金等の金属から形成され、ピストンピン２０が挿入されるピストンピン孔１１を備えている。
ピストンピン２０は、鉄材等の金属で円筒状に形成され、ピストンピン孔１１に挿入されると共に、コネクティングロッド４０の小端部４１の貫通孔４１ａに挿入されている。これにより、ピストンピン２０は、ピストン本体１０とコネクティングロッド４０とを連結する役割を果たす。尚、コネクティングロッド４０は、図示しない大端部がエンジンのクランクシャフトに連結される。
【００１２】
発泡金属３０は、ピストンピン２０の内部に充填された充填部３１と、ピストンピン２０の両端部から突出している突出部３２とから構成され、発泡金属３０は、後述するオイルジェットからのオイルを捕集し、これを保持可能となっている。
発泡金属３０の充填部３１により、ピストンピン２０の剛性を確保しつつ、軽量化することが可能となる。また、突出部３２を設けることにより、後述するオイルジェットからのオイルを効率良く捕集することができる。
【００１３】
また、発泡金属３０は、ピストンピン２０に一体的に形成されており、例えば、アルミニウム合金、銅合金、ニッケル合金等の金属粉末を発泡剤により発泡させたものを使用できる。
発泡金属３０をピストンピン２０に一体的に形成するには、例えば、発泡金属３０を形成する前のピストンピン２０を所定形状の金型に収容すると共に、金型内の発泡金属３０の形成箇所に相当する部分に発泡剤を含む粉末金属を充填する。この状態で、金型を加熱して発泡剤を発泡させると、発泡金属３０を形成できる。このような形成方法を用いると、発泡金属３０は、ピストンピン２０に密着結合する。
【００１４】
ここで、図２は上死点付近にあるときのピストン構造の断面図であり、図３は下死点付近にあるときのピストン構造の断面図である。
図２及び図３に示すように、シリンダボア５０内のピストン本体１０の下方には、オイルＯＬを噴射するオイルジェット６０が設けられている。
【００１５】
このオイルジェット６０は、図２に示すように、ピストン本体１０が上死点付近にある場合に、ピストン本体１０の裏面に向けてオイルＯＬを噴射するようになっている。これにより、ピストン本体１０に十分なオイルＯＬが供給され、ピストン本体１０を冷却できると共に、コネクティングロッド４０の貫通孔４１ａとピストンピン２０との間を十分に潤滑する。
【００１６】
また、オイルジェット６０は、図３に示すように、ピストン本体１０が下死点付近にある場合に、発泡金属３０の一の突出部３２に向けてオイルＯＬを噴射するようになっている。これにより、発泡金属３０はオイル３０を確実に捕集できる。発泡金属３０により捕集、保持されたオイル３０は、ピストンピン２０を冷却すると共に、ピストンピン２０とピストン本体１０との間に安定的に供給され、この結果、ピストンピン２０の焼き付きの発生を防ぐことができる。
【００１７】
上記実施形態では、ピストンピン２０の両端部から発泡金属３０の一部を突出させた場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、いずれか一方のみを突出させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るピストン構造を示す断面図である。
【図２】上死点付近にあるときのピストン構造の断面図である。
【図３】下死点付近にあるときのピストン構造の断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０…ピストン本体
１１…ピストンピン孔
２０…ピストンピン
３０…発泡金属
３１…充填部
３２…突出部
４０…コネクティングロッド
４１…小端部
５０…シリンダボア
６０…オイルジェット
ＯＬ…オイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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