(57)【要約】【課題】製造上必要な加工用座部を実動作時にも有効利用し、内燃機関用ピストンの性能向上を図ること。【解決手段】一対のピンボス１４の各々の下部に形成された一対の加工用座部３４に、当該一対の加工用座部３４を互いに接続する補強部材３８を取り付け、加工用座部３４を補強部材３８の取付座部として有効利用する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピン孔を有する一対のピンボスを具備した内燃機関用ピストンであって、
前記一対のピンボスの各々の下部に加工用座部を一体に有し、
前記一対の加工用座部のうちの一方の前記加工用座部に固定された第１の部分および他方の前記加工用座部に固定された第２の部分を含み、前記一対の加工用座部を互いに接続する補強部材を有する内燃機関用ピストン。
【請求項２】
前記加工用座部は平らな下底面を有し、当該下底面に前記補強部材が固定されている請求項１に記載の内燃機関用ピストン。
【請求項３】
前記一対のピンボスを互いに接続する一対のスカートを具備し、
前記補強部材は前記一対のスカートの各々の内側面に当接するスカート補強部を有する請求項１または２に記載の内燃機関用ピストン。
【請求項４】
前記スカートの内側面と前記スカート補強部との間に挟まれた弾性部材を有する請求項３に記載の内燃機関用ピストン。
【請求項５】
前記一対のピンボスを互いに接続する一対のスカートと、クーリングチャンネルを有するヘッドとを具備し、
前記ヘッドは、前記ヘッドの下底面に開口して前記クーリングチャンネルにオイルを供給するオイル入口および前記ヘッドの下底面に開口して前記クーリングチャンネルよりオイルを排出するオイル出口を有し、
前記補強部材は前記オイル出口の下方に延出して前記オイル出口からのオイルを一方の前記スカートの下方へ向けて案内するオイル案内部を有する請求項１から４の何れか一項に記載の内燃機関用ピストン。
【請求項６】
ピン孔を有する一対のピンボスと、前記一対のピンボスを互いに接続する一対のスカートと、クーリングチャンネルを有するヘッドとを具備し、前記ヘッドは、前記ヘッドの下底面に開口して前記クーリングチャンネルにオイルを供給するオイル入口および前記ヘッドの下底面に開口して前記クーリングチャンネルよりオイルを排出するオイル出口を有する内燃機関用ピストンであって、
前記一対のピンボスの各々の下部に加工用座部を一体に有し、
前記加工用座部に固定された一端および前記一端から前記オイル出口の下方に延出した他端を有し、前記オイル出口からのオイルを一方の前記スカートの下方へ向けて案内するオイル案内部材を有する内燃機関用ピストン。
【請求項７】
前記案内部材の前記他端の側は下方へ向けて傾斜している請求項６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、内燃機関用ピストンに関し、さらに詳細には、ピンボスに加工用座部を一体に有する内燃機関用ピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関用ピストンとして、ピン孔を有する一対のピンボスの各々の下部に、平らな下底面を備えた加工用座部を一体に有するものが知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３３２９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
加工用座部は、内燃機関用ピストンの製造過程で、当該ピストンを平面台上に載置する際の座部等として用いられ、ピストンの製造上（生産技術上）必要なものであるが、ピストンがシリンダブロックに組み込まれた使用時（実動作時）には不必要なもので、ピストンの重量を増加する要因になるだけである。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、製造上必要な加工用座部を実動作時にも有効利用し、内燃機関用ピストンの性能向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による内燃機関用ピストンは、ピン孔（３２）を有する一対のピンボス（１４）を具備した内燃機関用ピストン（１０）であって、前記一対のピンボス（１４）の各々の下部に加工用座部（３４）を一体に有し、前記一対の加工用座部（３４）のうちの一方の前記加工用座部（３４）に固定された第１の部分（３８Ａ、４０Ａ、４４Ａ）および他方の前記加工用座部（３４）に固定された第２の部分（３８Ｂ、４０Ｂ、４４Ｂ）を含み、前記一対の加工用座部（３４）を互いに接続する補強部材（３８、４０、４４）を有する。
【０００７】
この構成によれば、加工用座部（３４）は補強部材（３８、４０、４４）の取付座部として有効に利用され、補強部材（３８、４０、４４）は、ピンボス（１４）の剛性を高める作用をする。
【０００８】
本発明による内燃機関用ピストンは、好ましくは、前記加工用座部（３４）は平らな下底面（３４Ａ）を備えており、当該下底面（３４Ａ）に前記補強部材（３８、４０、４４）が固定されている。
【０００９】
この構成によれば、補強部材（３８、４０、４４）は平らな下底面（３４Ａ）に固定されるので、補強部材（３８、４０、４４）の取付状態が安定する。
【００１０】
本発明による内燃機関用ピストンは、好ましくは、前記一対のピンボス（１４）を互いに接続する一対のスカート（１６）を具備し、前記補強部材（４０）は前記一対のスカート（１６）の各々の内側面（１６Ａ）に当接するスカート補強部（４０Ｇ、４０Ｈ）を有する。
【００１１】
この構成によれば、スカート（１６）の変形が抑制される。
【００１２】
本発明による内燃機関用ピストンは、好ましくは、前記スカート（１６）の内側面（１６Ａ）と前記スカート補強部（４０Ｇ、４０Ｈ）との間に挟まれた弾性部材（４２）を有する。
【００１３】
この構成によれば、ピストン挙動により発生する音の大きさや周波数を調整することができる。
【００１４】
本発明による内燃機関用ピストンは、好ましくは、前記一対のピンボス（１４）を互いに接続する一対のスカート（１６）と、クーリングチャンネル（２４）を有するヘッド（１２）とを具備し、前記ヘッド（１２）は、前記ヘッド（１２）の下底面（１２Ａ）に開口して前記クーリングチャンネル（２４）にオイルを供給するオイル入口（２６）および前記ヘッド（１２）の下底面（１２Ａ）に開口して前記クーリングチャンネル（２４）よりオイルを排出するオイル出口（２８）を有し、前記補強部材（４４）は前記オイル出口（２８）の下方に延出して前記オイル出口（２８）からのオイルを一方の前記スカート（１６）の下方へ向けて案内する案内部（４４Ｃ）を有する。
【００１５】
この構成によれば、スカート（１６）とシリンダ壁面との摺動部にオイルが多く供給され、潤滑性能が向上する。
【００１６】
本発明による内燃機関用ピストンは、ピン孔（３２）を有する一対のピンボス（１４）と、前記一対のピンボス（１４）を互いに接続する一対のスカート（１６）と、クーリングチャンネル（２４）を有するヘッド（１２）とを具備し、前記ヘッド（１２）は、前記ヘッド（１２）の下底面（１２Ａ）に開口して前記クーリングチャンネル（２４）にオイルを供給するオイル入口（２６）および前記ヘッド（１２）の下底面（１２Ａ）に開口して前記クーリングチャンネル（２４）よりオイルを排出するオイル出口（２８）を有する内燃機関用ピストンであって、前記一対のピンボス（１４）の各々の下部に加工用座部（３４）を一体に有し、前記加工用座部（３４）に固定された一端（４６Ａ）および前記一端（４６Ａ）から前記オイル出口（２８）の下方に延出した他端（４６Ｂ）を有し、前記オイル出口（２８）からのオイルを一方の前記スカート（１６）の下方へ向けて案内するオイル案内部材（４６）を有する。
【００１７】
この構成によれば、スカート（１６）とシリンダ壁面との摺動部にオイルが多く供給され、潤滑性能が向上する。
【００１８】
本発明による内燃機関用ピストンは、好ましくは、前記案内部材の前記他端の側は下方へ向けて傾斜している。
【００１９】
この構成によれば、オイルがスカート（１６）とシリンダ壁面との摺動部へ向けて流れることが、より確実になり、潤滑性能が向上する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明による内燃機関用ピストンによれば、製造上必要な加工用座部が補強部材やオイル案内部材の取付座部として有効に利用され、加工用座部の有効利用によって内燃機関用ピストンの性能向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による内燃機関用ピストンの実施形態１の側面図
【図２】実施形態１による内燃機関用ピストンの底面図
【図３】本発明による内燃機関用ピストンの実施形態２の側面図
【図４】実施形態２による内燃機関用ピストンの底面図
【図５】本発明による内燃機関用ピストンの実施形態３の底面図
【図６】本発明による内燃機関用ピストンの実施形態４の半断面側面図
【図７】実施形態４による内燃機関用ピストンの底面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明による内燃機関用ピストンの実施形態１を、図１、図２を参照して説明する。なお、以下の説明では、便宜上、内燃機関用ピストンのヘッド側を上側とする。
【００２３】
内燃機関用ピストン１０（以下、ピストン１０と略称する）は、アルミニウム系合金や鉄系合金等を素材とする鋳造品または鍛造品であり、ヘッド（クラウン部）１２と、一対のピンボス１４と、一対のピンボス１４を互いに接続する一対のスカート１６とを具備している。
【００２４】
ヘッド１２は、外周に形成されて不図示のリング（ピストンリングおよびオイルリング）が装着される円環溝１８、２０、２２および内部に形成された円環状のクーリングチャンネル２４を有する。ヘッド１２は、各々下底面１２Ａに下向きに開口してクーリングチャンネル２４にオイルを供給するオイル入口２６およびクーリングチャンネル２４からオイルを排出するオイル出口２８を有する。
【００２５】
クーリングチャンネル２４に対するオイルの供給は、オイル入口２６の真下位置に配置された不図示のオイルジェットノズルからオイルがオイル入口２６に向けて上向きに噴射されることにより行われる。
【００２６】
ピンボス１４はピン孔３２を有する。ピン孔３２は一対のピンボス１４において同一軸線上に形成されている。ピン孔３２には一対のピンボス１４を橋渡しするようにピン５０の端部が挿入されている。ピン５０は、ピン孔３２への挿入によって両端を一対のピンボス１４に支持され、一対のピンボス１４間において、コネクティングロッド５２の上端に形成されているピン孔５４を回動可能に貫通している。換言すると、コネクティングロッド５２は、上端をピン孔５４に挿入されたピン５０によってピストン１０に連結されている。
【００２７】
一対のピンボス１４は、各々、ピン孔５４の真下位置において下縁１４Ａより下方に突出した加工用座部３４を一体に有する。加工用座部３４はヘッド１２の上面１２Ｂと平行な平らな下底面３４Ａを有する。
【００２８】
加工用座部３４の下底面３４Ａには補強部材３８が取り付けられている。補強部材３８は、コネクティングロッド５２との干渉を回避すべく、枠内をコネクティングロッド５２が通過する平面視で８角形枠状の板体によって形成され、互いに平行な一方の辺部（第１の部分）３８Ａをボルト３６によって一方の加工用座部３４に固定され、他方の辺部（第２の部分）３８Ｂをボルト３６によって他方の加工用座部３４に固定され、一対の加工用座部３４を互いに接続している。このようにして、補強部材３８は一対の加工用座部３４のうちの一方の加工用座部３４に固定された一方の辺部３８Ａおよび他方の加工用座部３４に固定された他方の辺部３８Ｂを含む。
【００２９】
製造上必要な加工用座部３４は補強部材３８の取付座部として有効に利用される。補強部材３８は、ピンボス１４の剛性を高める作用をする。これにより、ピンボス１４の変形が抑えられ、ピン５０のかじりや焼き付きが抑制される。また、補強部材３８の設置によってピンボス１４が剛性を得るために有効に寄与しない箇所の肉抜きやピンボス１４の肉厚の低減が可能になり、ピストン１０を軽量化することができる。このように、加工用座部３４の有効利用によってピストン１０の性能向上が図られる。
【００３０】
つぎに、本発明による内燃機関用ピストンの実施形態２を、図３、図４を参照して説明する。なお、図３、図４において、図１、図２に対応する部分は、図１、図２に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００３１】
加工用座部３４の下底面３４Ａには補強部材４０が取り付けられている。補強部材４０は、コネクティングロッド５２との干渉を回避すべく、枠内をコネクティングロッド５２が通過する平面視で８角形枠状の主部を含む板体によって形成され、互いに平行な一方の辺部（第１の部分）４０Ａをボルト３６によって一方の加工用座部３４に固定され、他方の辺部（第２の部分）４０Ｂをボルト３６によって他方の加工用座部３４に固定され、一対の加工用座部３４を互いに接続している。このようにして、補強部材４０は一対の加工用座部３４のうちの一方の加工用座部３４に固定された一方の辺部４０Ａおよび他方の加工用座部３４に固定された他方の辺部４０Ｂを含む。
【００３２】
補強部材４０は、平面視で辺部４０Ａおよび４０Ｂとは直交する方向に互いに平行に延在した辺部４０Ｃおよび４０Ｄから各々ピストン径方向外方に延出した複数のアーム４０Ｅ、４０Ｆの先端に設けられた円弧状のスカート補強部４０Ｇおよび４０Ｈを有する。スカート補強部４０Ｇおよび４０Ｈと、各々対応する側のスカート１６の内側面１６Ａの下端近傍との間には、耐熱性を有する樹脂製あるいはゴム製の弾性部材４２が挟まれている。これにより、スカート補強部４０Ｇおよび４０Ｈは、各々対応する側のスカート１６の内側面１６Ａの下端近傍に、弾性部材４２が挟を挟んで間接的に当接している。
【００３３】
ピンボス１４が剛性を得るために有効に寄与しない箇所には肉抜きのために開口１５が形成されている。
【００３４】
製造上必要な加工用座部３４は補強部材４０の取付座部として有効に利用される。補強部材４０は、ピンボス１４の剛性を高める作用をする。これにより、ピンボス１４の変形が抑えられ、ピン５０のかじりや焼き付きが抑制される。また、肉抜きのための開口１５が設けられても、補強部材４０の設置によってピンボス１４の剛性を確保できるので、ピストン１０が軽量化される。
【００３５】
スカート補強部４０Ｇおよび４０Ｈは、スカート１６の下端の変形を抑える作用をする。これにより、スカート１６の肉厚を低減でき、ピストン１０の軽量化が可能になる。弾性部材４２は、スカート１６の振動によって弾性変形することにより、ピストン挙動により発生する音の大きさや周波数を調整することができる。これにより、耳障りなスカート１６の動作音を低減することができる。このように、本実施形態でも、加工用座部３４の有効利用によってピストン１０の性能向上が図られる。
【００３６】
実施形態２では、スカート補強部４０Ｇおよび４０Ｈは、各々対応する側のスカート１６の内側面１６Ａの下端近傍に弾性部材４２を挟んで間接的に当接しているが、弾性部材４２が必要でない場合には、のスカート１６の内側面１６Ａに直接に当接していればよい。
【００３７】
つぎに、本発明による内燃機関用ピストンの実施形態３を、図５を参照して説明する。なお、図５において、図２に対応する部分は、図２に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００３８】
加工用座部３４の下底面３４Ａには補強部材４４が取り付けられている。補強部材４４は、コネクティングロッド５２との干渉を回避すべく、枠内をコネクティングロッド５２が通過する平面視で８角形枠状の主部を含む板体によって形成され、互いに平行な一方の辺部（第１の部分）４４Ａをボルト３６によって一方の加工用座部３４に固定され、他方の辺部（第２の部分）４４Ｂをボルト３６によって他方の加工用座部３４に固定され、一対の加工用座部３４を互いに接続している。このようにして、補強部材４４は一対の加工用座部３４のうちの一方の加工用座部３４に固定された一方の辺部４４Ａおよび他方の加工用座部３４に固定された他方の辺部４４Ｂを含む。
【００３９】
補強部材４４は、辺部４４Ｂからオイル出口２８の真下位置まで延出したオイル案内片部４４Ｃを有する。オイル案内片部４４Ｃはオイル出口２８から落下するオイルを受け止め、オイルが、一方のスカート１６、好ましくはスラスト側のスカート１６の下方へ向けて流れるようにオイルを案内する。
【００４０】
補強部材４４は、実施形態１と同様に、ピンボス１４の剛性を高める作用をしたうえで、オイル案内片部４４Ｃにより、シリンダボアを画定するスリーブ（不図示）と面圧が高くなるスラスト側のスカート１６との摺動部にオイルが多く流れるようになり、ピストン１０の潤滑性能が向上する。同時に、反スラスト側に流れるオイルの量が少なくなり、多量のオイルがスリーブ壁面（シリンダ壁面）に付着していることによるかき下げ抵抗の増加を防止することができる。このように、本実施形態でも、加工用座部３４の有効利用によってピストン１０の性能向上が図られる。
【００４１】
つぎに、本発明による内燃機関用ピストンの実施形態４を、図６、図７を参照して説明する。なお、図６、図７において、図１、図２に対応する部分は、図１、図２に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００４２】
本実施形態では、一方の加工用座部３４の下底面３４Ａにオイル案内片４６が取り付けられている。オイル案内片４６は、ボルト３６によって加工用座部３４の下底面３４Ａに固定された一端４６Ａおよび一端４６Ａからオイル出口２８の下方に向けて延出した他端４６Ｂを有する。他端４６Ｂはオイル出口２８の真下位置にあって下方に向けて傾斜している。
【００４３】
オイル案内片４６はオイル出口２８から落下するオイルを受け止め、オイルが、一方のスカート１６、好ましくはスラスト側のスカート１６の下方へ向けて流れるようにオイルを案内する。オイル案内片４６は、他端４６Ｂが下方に向けて傾斜していることにより、オイルがスカート１６の下方へ向けて流れることを、より確実にする。
【００４４】
これにより、シリンダボアを画定するスリーブ５６と面圧が高くなるスラスト側のスカート１６との摺動部にオイルが多く流れるようになり、ピストン１０の潤滑性能が向上する。同時に、反スラスト側に流れるオイルの量が少なくなり、多量のオイルがスリーブ壁面に付着していることによるかき下げ抵抗の増加を防止することができる。このように、本実施形態でも、加工用座部３４の有効利用によってピストン１０の性能向上が図られる。
【００４５】
上述した何れの実施形態においても、付加部材である補強部材３８、４０、４４、オイル案内片４６は、加工用座部３４の平らな下底面３４Ａに固定されるので、これら付加部材の取付状態が安定する。
【００４６】
以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。補強部材３８や補強部材４０の主部の平面形状は、８角形枠状に限られることなく、コネクティングロッド５２と干渉しない形状であれば、円形や楕円形等であってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０    内燃機関用ピストン
１２    ヘッド
１２Ａ  下底面
１２Ｂ  上面
１４    ピンボス
１６    スカート
１６Ａ  内側面
２４    クーリングチャンネル
２６    オイル入口
２８    オイル出口
３２    ピン孔
３４    加工用座部
３４Ａ  下底面
３８    補強部材
３８Ａ  辺部（第１の部分）
３８Ｂ  辺部（第２の部分）
４０    補強部材
４０Ａ  辺部（第１の部分）
４０Ｂ  辺部（第２の部分）
４０Ｃ  辺部
４０Ｅ  アーム
４０Ｇ  スカート補強部
４２    弾性部材
４４    補強部材
４４Ａ  辺部（第１の部分）
４４Ｂ  辺部（第２の部分）
４４Ｃ  オイル案内片部（オイル案内部）
４６    オイル案内片（オイル案内部材）
４６Ａ  一端
４６Ｂ  他端
５０    ピン
５２    コネクティングロッド
５４    ピン孔
５６    スリーブ
【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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