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JPS6131294B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6131294B2
JPS6131294B2 JP53045791A JP4579178A JPS6131294B2 JP S6131294 B2 JPS6131294 B2 JP S6131294B2 JP 53045791 A JP53045791 A JP 53045791A JP 4579178 A JP4579178 A JP 4579178A JP S6131294 B2 JPS6131294 B2 JP S6131294B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
crown
piston crown
space
lid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP53045791A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS549313A (en
Inventor
Erusubetsuto Rudoigu
Erusubetsuto Gyuntaa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JPS549313A publication Critical patent/JPS549313A/en
Publication of JPS6131294B2 publication Critical patent/JPS6131294B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00Pistons; Trunk pistons; Plungers
    • F16J1/10Connection to driving members
    • F16J1/14Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/0015Multi-part pistons
    • F02F3/0069Multi-part pistons the crown and skirt being interconnected by the gudgeon pin
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C5/00Crossheads; Constructions of connecting-rod heads or piston-rod connections rigid with crossheads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、エンジンの燃焼熱にさらされるピス
トン・クラウン部と、前記ピストン・クラウン部
をそれと別体のサイド・スラストのみを受持つガ
イド部にピストン・ピンを介して関節状に連結す
る支持体部と、更にピストン・クラウン部の頂部
に設けられた薄肉部を介してピストン・クラウン
部につながつておりかつシール・リングおよびス
クレーパ・リングを保持しているピストン・リン
グ保持部とを有し、前記支持体部が、そのピスト
ン・クラウン部と反対側の端部において、二また
に分れた形に作られている二つの支脚部から成る
脚部に移り変つてゆくとともに、前記支脚部がピ
ストンの中心線を含む一つの平面をはさんで対称
に設けられており、かつ前記脚部と前記ガイド部
とを関節状に連結するピストン・ピンを通すため
の穴を有している、往復動ピストン式内燃機関
用、特にデイーゼル・エンジン用のピストンに関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention provides a piston crown section that is exposed to the combustion heat of an engine, and a guide section that handles only side thrust, which is separate from the piston crown section. - A support part articulated via a pin and further connected to the piston crown part via a thin wall part provided at the top of the piston crown part, and holding the seal ring and the scraper ring. a piston ring holding part, the support part being bifurcated at the end opposite to the piston crown part; The supporting legs are provided symmetrically with respect to a plane including the center line of the piston, and a piston pin connects the legs and the guide part in an articulated manner. The present invention relates to a piston for a reciprocating piston internal combustion engine, in particular for a diesel engine, having a hole for passage therethrough.

従来技術およびその問題点 高速で回転する往復動ピストン式内燃機関、例
えばデイーゼル・エンジンならびにオツト・エン
ジンでは、エンジンの回転数を更に高めることに
よつて一層大出力を得るために、往復運動部分の
重量をできる限り軽減しようとする傾向がますま
す強くなりつつある。このような往復運動部分の
重量を軽減できる一つの可能性は、ピストンなら
びにそれに附帯する動力伝達部の設計にあり、こ
れらの部分の重量を軽減することにあらゆる努力
が傾注されている。
Prior art and its problems In reciprocating piston internal combustion engines that rotate at high speed, such as diesel engines and engine engines, the reciprocating part is There is a growing trend to reduce weight as much as possible. One possibility for reducing the weight of such reciprocating parts lies in the design of the piston and its associated power transmission, and every effort is directed to reducing the weight of these parts.

しかしこのような当該部分の重量の軽減に際し
ては、エンジンの高温の燃焼熱と高速回転とに基
ずくか酷な使用條件の下においてもなお充分な強
度と力学的安定性とを維持するとともに、摩耗に
対しても充分な耐久性を有するように配慮しなけ
ればならない。
However, when reducing the weight of such parts, it is necessary to maintain sufficient strength and mechanical stability even under harsh operating conditions based on the high temperature combustion heat and high speed rotation of the engine. Care must be taken to ensure sufficient durability against wear.

このような要請に応えるための一つの手段とし
て、ピストンの、高温の燃焼熱にさらされるピス
トン・クラウンの部分と、エンジンの連接棒の傾
斜に基因してピストンとシリンダ壁との間に生ず
るサイド・スラストを受け持つピストン・スカー
トの部分とを分割したピストンの設計がこれまで
にもすでにいくつか提案されている。例えば、西
ドイツ特許公開第2625191号には、ピストンのピ
ストン・リング保持部とピストン・スカート部と
を隔絶した設計が提案されているが、この設計で
は上記の両部分は単に位置的に隔離されているだ
けであつて、一体構造として構成されており、前
記の要請を満たすものとは言えない。また米国特
許第3516335号にはピストン・リング保持部を含
むピストン・クラウン部とピストン・スカート部
とを別個の部品で構成したピストンが提案されて
いるが、この場合にもこれら両部品は互いに固定
的に結合されて、ピストン全体として一体化され
ており、やはり前記の要請を満たすものとは言え
ない。更に西独特許公開第2016386号には、ピス
トン・リング保持部を含むピストン・クラウン部
とピストン・スカート部とが別個の部品として構
成されており、しかもこれら両部がピストン・ピ
ンを介して関節状に連結されるピストンの構造が
提案されている。しかしながらこの提案において
は、ピストン・クラウン部とピストン・ピンとが
ボルト締めによつて結合されており、このためエ
ンジンの連接棒の、ピストン・ピンによつてピス
トンと結合される端部を二また構造とせざるを得
ず、従つて燃料の燃焼によつてピストン・クラウ
ン部にかかる力を連接棒の中心に伝達することが
保証されず、力学的安定性を欠く恐れがある。ま
たピストン・クラウン部とピストン・ピンとをボ
ルトで締結することにも、両者の自由な関接状結
合を妨げ、かつピストン・ピンに欠陥を生じやす
くするという欠点があり、前述の要請を充分に満
足するものとは言えない。
One way to meet these demands is to reduce the piston crown area of the piston, which is exposed to high-temperature combustion heat, and the side surface that occurs between the piston and the cylinder wall due to the inclination of the engine's connecting rod.・Several piston designs have already been proposed in which the piston and skirt part are divided into thrust parts. For example, German Patent Application No. 2 625 191 proposes a design in which the piston ring holding part and the piston skirt part of the piston are separated; however, in this design, the two parts are simply separated in position. However, it is constructed as an integral structure, and cannot be said to meet the above requirements. In addition, U.S. Patent No. 3,516,335 proposes a piston in which the piston crown portion including the piston ring retaining portion and the piston skirt portion are constructed as separate parts, but in this case as well, these two parts are fixed to each other. The two pistons are joined together to form an integral whole piston, which cannot be said to satisfy the above requirements. Further, in West German Patent Publication No. 2016386, the piston crown part including the piston ring holding part and the piston skirt part are constructed as separate parts, and furthermore, these parts are articulated via a piston pin. A piston structure has been proposed that is connected to the piston. However, in this proposal, the piston crown and the piston pin are connected by bolting, so that the end of the engine connecting rod that is connected to the piston by the piston pin is bifurcated. Therefore, it is not guaranteed that the force exerted on the piston crown due to fuel combustion will be transmitted to the center of the connecting rod, and there is a risk of a lack of mechanical stability. Furthermore, the method of connecting the piston crown and the piston pin with bolts also has the disadvantage of preventing the free articulation of the two and making the piston pin prone to defects. I can't say I'm satisfied.

また西独特許公開第2543478号公報において
は、エンジンの燃焼熱にさらされるピストン・ク
ラウン部と、前記ピストン・クラウン部をそれと
別体の、サイド・スラストのみを受持つガイド部
にピストン・ピンを介して関節状に連結する支持
体部と、更にピストン・クラウン部の頂部に設け
られた薄肉部を介してピストン・クラウン部をつ
ながつておりかつシール・リングおよびスクレー
パ・リングを保持しているピストン・リング保持
部とを有し、前記支持体部が、そのピストン・ク
ラウン部と反対側の端部において、二またに分れ
た形に作られている二つの支脚部から成る脚部に
移り変つてゆくとともに、前記支脚部がピストン
の中心線を含む一つの平面をはさんで対称に設け
られており、かつ前記脚部と前記ガイド部とを関
節状に連結するピストン・ピンを通すための穴を
有している、往復動ピストン式内燃機関用、特に
デイーゼルエンジン用のピストンが提案されてい
る。この種のピストンは、その時々の燃焼過程に
よく適合した熱分布パターンに応じて燃焼室内の
温度を平準化させることを可能にし、その結果燃
料と燃焼用空気との間の燃焼過程を最適に完結さ
せ得る上に、他方ではピストン・リング保持部に
おけるシール・リングないしはスクレーパ・リン
グの負荷を軽減させ得るのである。この種のピス
トンは従来から、燃焼過程の面ならびにシール・
リングないしはスクレーパ・リングにかかる応力
の面からその特性が優れたものとして認められて
はいるが、内燃機関の出力の著しい増大を考える
と、その力学的安定性を向上させることが必要で
あることが判明した。
Further, in West German Patent Publication No. 2543478, the piston crown is exposed to the combustion heat of the engine, and the piston crown is connected to a separate guide part that handles only side thrust via a piston pin. the piston crown, which is connected to the piston crown via a thin-walled part on the top of the piston crown, and which retains the seal ring and the scraper ring; a ring holding part, and the support part, at its end opposite to the piston crown part, transitions into a leg part consisting of two supporting legs made in a bifurcated form. The support legs are provided symmetrically across a plane including the center line of the piston, and a hole for passing a piston pin that articulates the legs and the guide part is provided. A piston for reciprocating piston internal combustion engines, in particular for diesel engines, has been proposed, having the following characteristics: This type of piston makes it possible to equalize the temperature in the combustion chamber according to a heat distribution pattern that is well adapted to the current combustion process, thus optimizing the combustion process between the fuel and the combustion air. On the other hand, the load on the sealing ring or scraper ring on the piston ring holder can be reduced. This type of piston has traditionally been used for combustion process aspects as well as seals and
Although it is recognized that the ring or scraper ring has excellent characteristics in terms of stress applied to it, it is necessary to improve its mechanical stability in view of the significant increase in the output of internal combustion engines. There was found.

発明の目的 そこで、本発明の目的は、以上述べたような在
来技術における欠点を排除し、充分な機械的強
度、耐熱性、耐摩耗性、ならびに力学的安定性を
保持し、なおかつ燃焼過程を適正化するための必
要性に応じてその構成部品の構造を比較的容易に
変更し得て、しかもなお往復運動部分の重量を一
層低減することができるような、新しい構造をも
つたピストンを提供することにある。
Purpose of the Invention Therefore, the purpose of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional techniques as described above, maintain sufficient mechanical strength, heat resistance, wear resistance, and mechanical stability, and yet A piston with a new structure that allows the structure of its component parts to be changed relatively easily according to the need for optimizing the piston, and further reduces the weight of the reciprocating part. It is about providing.

発明の構成 本発明によれば、上述の目的は以下に述べるよ
うな構造によつて達成することができる。すなわ
ち、 ピストン・リング保持部を含みかつ高温の燃焼
熱にさらされるピストン・クラウン部をそれと別
体のピストンにかかるサイド・スラストのみを受
け持つガイド部にピストン・ピンを介して関節状
に連結する支持体部を、ピストンの縦方向中心線
を回転対称軸とする一つの円すい台形状に形成す
るとともに、その内部に一つの空間部を設け、更
にその空間部がピストンの縦方向中心軸(回転対
称軸)の方向において上記円すい台形の基底面も
しくは頂上面の中の少なくとも一方の面内におい
て閉塞されているような構造にするのである。
Structure of the Invention According to the present invention, the above-mentioned object can be achieved by the structure as described below. In other words, the piston crown part, which includes the piston ring holding part and is exposed to high-temperature combustion heat, is articulated via a piston pin to a separate guide part that is in charge of only the side thrust applied to the piston. The body is formed into a trapezoidal shape with the longitudinal centerline of the piston as the axis of rotational symmetry, and a space is provided inside the body, and the space is defined by the longitudinal centerline of the piston (rotationally symmetrical). The structure is such that at least one of the base surface and the top surface of the trapezoid is closed in the direction of the trapezoidal axis (axis).

発明の効果 このような構造とすることによつて、本発明に
課せられた使命が充分に達成されるのみならず、
その上また極めて簡単な製造方法によつて製作で
きるという優れた特徴をもつたピストンが提供さ
れるのである。この新しい設計によるピストンは
自動工作機械によつて製作し得るのみならず、こ
れを鋳造によつて製作し、そのシリンダ壁に相対
応する面ならびにピストン・ピンに相対応する面
のみを機械加工によつて仕上げることも可能であ
り、このような製造方法を採用することによつて
機械加工仕事量を最小限に縮減することができ、
その結果極めて製造コストが安い上に、充分な強
度と力学的安定性を備えた信頼性の高いピストン
が提供され得るのである。
Effects of the invention By adopting such a structure, not only the mission assigned to the present invention is fully accomplished, but also
Furthermore, a piston is provided which has the excellent feature that it can be produced by an extremely simple manufacturing method. The piston of this new design can not only be manufactured by automatic machine tools, but also by casting, with only the surfaces corresponding to the cylinder wall and the piston pin being machined. It is also possible to finish by twisting, and by adopting this manufacturing method, the amount of machining work can be reduced to a minimum,
As a result, a highly reliable piston with sufficient strength and mechanical stability can be provided at extremely low manufacturing costs.

図面による詳細な説明 以下、本発明による一つの実施例について、図
面を参照しつつ、本発明の特徴について更に詳し
く説明しよう。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, features of the present invention will be described in more detail regarding one embodiment of the present invention with reference to the drawings.

第1図は、本発明によるピストンを、その縦方
向中心線とピストン・ピンの中心線とを含む平面
(第2図に―で示す平面)に沿つて切断した
縦断面図であるが、その右半部はピストン・クラ
ウン部に設けられた空間部が、その縦方向中心軸
の一端で、またその左半部はその縦方向中心軸の
両端で、閉塞されていることを示している。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a piston according to the present invention taken along a plane including its longitudinal centerline and the centerline of the piston pin (the plane indicated by - in FIG. 2). The right half shows that the space provided in the piston crown is closed at one end of its longitudinal central axis, and the left half shows that it is closed at both ends of its longitudinal central axis.

第2図は、第1図のピストンを上から見た平面
図である。
2 is a top plan view of the piston of FIG. 1; FIG.

本発明によるピストン1は基本的には二つの別
体の構成部分から成り立つており、その一つは燃
焼熱に直接さらされる部分であり、他の一つはこ
の第一の部分の後にあつて第一の部分を案内する
役目を果たす部分である。この燃焼熱に直接さら
される第一の構成部分は更に、シール・リング4
ならびにスクレーパ・リング5をはめ込まれたピ
ストン・リング保持部3とつながつているピスト
ン・クラウン部2と、このピストン・クラウン部
2とピストン1の脚部6とを結んでいる支持体部
7とから成つており、かつこの第一の構成部分
は、その脚部6ならびに、これと上記のもう一つ
の構成部分とを連接するための、図には仮想線で
示されている一本のピストン・ピンを介して上記
第二の構成部分と、全体として関節状に結合され
ている。またこの第二の構成部分は、このケース
では一つの環状の形態をもつた、ガイド部9とし
て作られており、その外筒面がシリンダ10の内
壁面に相対応して、半径方向にその位置を保持さ
れるようになされている。このガイド部9は、そ
れがシリンダ10の内部を上下に連動するとき
に、連接棒が傾斜した位置をとるために生ずるサ
イド・スラストを受け持つ役目を有し、前記の第
一の構成部分とは振り子運動をなし得るように結
合されているので、その結果この第一の構成部分
はサイド・スラストを一切受けることがなくな
り、ピストン・リング保持部3と従つてまたピス
トン・クラウン部2とシリンダ10との間に気密
を保つ役目を果すだけでよいことになる。ピスト
ン・クラウン部2と脚部6とをつなぐ支持体部7
は本実施例では円すい形に作られており、その内
部に一つの空間部11を有しているが、この空間
部11は、第1図のピストン1の右半部の図で
は、脚部6の部分において開口部12を経て大気
に開放されている。ピストン1のピストン・クラ
ウン部2は、第1図の右半部の図では、ピスト
ン・クラウン部2の頂部全面を覆つて空間部11
を塞いでいる天井部13として構成されているの
に対して、第1図の左半部の図では、一枚のふた
14によつて塞がれる構造になされている。支持
体部7の内部に設けられている空間部11を塞ぐ
のにこのようなふた14をもつピストン1の構造
においては、ピストン1を一体のものとして仕上
げるためには、このふた14の周縁部15をピス
トン・クラウン部2に摩擦圧接もしくは電子ビー
ム溶接によつて再分解できないように取付けてし
まうのが適切である。第1図の左半部の図では、
判りやすくするために、ふた14の周縁部15と
ピストン・クラウン部2との間に一つのすき間1
6が描かれているが、これは溶着材によつて埋め
られるべき部分である。ふた14をはめ込むため
に、ピストン・クラウン部2にはふたの周縁部1
5の範囲内にわたつて座ぐり部17が機械加工さ
れている。またピストン・クラウン部2に燃焼ガ
ス圧に耐え得るだけの強度を持たせるためには、
ピストン・クラウン部2が天井部3として構成さ
れているか、ふた14として構成されているかに
かかわらず、第1図に示されているように、周辺
部から回転対称軸Yに向けて、すなわち外から内
に向けてその断面を次第に厚くしてゆくのが効果
的であるが、この場合当然回転対称軸のところで
厚みが最大になる。
The piston 1 according to the invention basically consists of two separate components, one of which is directly exposed to the heat of combustion and the other located after this first part. This is the part that serves to guide the first part. The first component directly exposed to this combustion heat is furthermore the sealing ring 4.
Also, from the piston crown part 2 which is connected to the piston ring holding part 3 in which the scraper ring 5 is fitted, and the support part 7 which connects this piston crown part 2 and the leg part 6 of the piston 1. and this first component has its leg 6 as well as a piston, shown in phantom in the figure, for connecting it with the other component described above. It is articulated as a whole with the second component via a pin. Further, this second component is made as a guide part 9, which in this case has an annular form, and whose outer cylindrical surface corresponds to the inner wall surface of the cylinder 10 and which extends in the radial direction. The position is maintained. This guide part 9 has the role of taking care of the side thrust that occurs because the connecting rod assumes an inclined position when it moves up and down inside the cylinder 10, and is different from the above-mentioned first component. Since it is connected in such a way that it can perform a pendulum movement, the result is that this first component is not subjected to any side thrusts and that the piston ring retaining part 3 and thus also the piston crown part 2 and the cylinder 10 All it has to do is to maintain an airtight seal between them. Support part 7 connecting piston crown part 2 and leg part 6
is made into a conical shape in this embodiment, and has one space 11 inside, but this space 11 is not the same as the leg part in the right half of the piston 1 in FIG. 6 is open to the atmosphere through an opening 12. In the right half of FIG.
In contrast, in the left half of FIG. 1, the lid 14 has a structure that is closed by a single lid 14. In the structure of the piston 1 having such a lid 14 for closing the space 11 provided inside the support body part 7, in order to finish the piston 1 as an integral piece, it is necessary to close the peripheral edge of the lid 14. 15 is suitably attached to the piston crown 2 by friction welding or electron beam welding in such a way that it cannot be disassembled again. In the left half of Figure 1,
For clarity, there is one gap 1 between the peripheral edge 15 of the lid 14 and the piston crown 2.
6 is drawn, which is the part to be filled with welding material. In order to fit the lid 14, the piston crown 2 has a peripheral edge 1 of the lid.
A counterbore 17 is machined within the range of 5. In addition, in order to give the piston crown part 2 enough strength to withstand the combustion gas pressure,
Regardless of whether the piston crown part 2 is constructed as a ceiling part 3 or as a lid 14, it is possible to extend it from the periphery towards the axis of rotational symmetry Y, i.e. from the outside, as shown in FIG. It is effective to gradually increase the thickness of the cross section from the center inward, but in this case, the thickness naturally reaches its maximum at the axis of rotational symmetry.

支持体部7が円すい形状に作られているのと同
様に、それの内側に設けられている空間部11も
また円すい形に作られている。ピストン・クラウ
ン部2に相対している空間部11の基底面は直径
18をもつているが、この直径18は、ピスト
ン・クラウン部2の上面の表面積を内外に等分に
分割する等分円19にほぼ等しい大きさにするこ
とができる。この等分円19はピストン・クラウ
ン部2の外径の約0.7倍と思えばよい。
Just as the support part 7 is made conical, the space 11 provided inside it is also made conical. The base surface of the space 11 facing the piston crown part 2 has a diameter 18, and this diameter 18 is an equal circle dividing the surface area of the upper surface of the piston crown part 2 into inner and outer parts. The size can be approximately equal to 19. This equally divided circle 19 can be considered to be approximately 0.7 times the outer diameter of the piston crown portion 2.

ピストン・クラウン部2と脚部6とをつなぐ支
持体部7は、図示されているように、全体として
は円すい形に作られているが、その両端部すなわ
ちその基底面20ならびに円すい台の切頭面21
のところで、それぞれの支持面を経て、ピスト
ン・クラウン部2ならびに脚部6に隣接する支脚
部22,23につながつている。この支持体部7
の回転対称軸Yに直角なすべての断面における断
面積はできるだけすべて等しくなければならない
が、このことは支持体部7を回転対称形に作ると
同時に空間部11自身もこの回転対称形に適応し
たものとすることによつて、実現できるのであ
る。
The support portion 7 that connects the piston crown portion 2 and the leg portion 6 is formed into a conical shape as a whole, as shown in the figure, but its both ends, that is, its base surface 20 and the cut of the truncated cone, are formed into a conical shape as a whole. head 21
The piston crown 2 and the support legs 22 and 23 adjacent to the legs 6 are connected via their respective support surfaces. This support body part 7
The cross-sectional areas of all cross-sections perpendicular to the axis of rotational symmetry Y must be as equal as possible. This can be achieved by making it a reality.

また何か特別な事情がある場合には、この空間
部11をピストン・クラウン部2の部分のみなら
ず脚部6のところでもう一枚のふた25によつて
塞いでしまつて、空間部11そのものを一つの完
全な空どうとすることも、考えられないことでは
ない。この場合この空間部11を閉塞するのは、
上述のふた25によつて行うこともできるし、あ
るいはピストン・クラウン部2に開口部があれば
脚部6のところに壁を残しておくことによつても
できる。脚部6のところにふた25を設ける場合
には、支持体部7の脚部6に接する端部すなわち
円すい台の切頭面21のところに同じく座ぐり部
26を設けておく必要がある。このふた25を支
持体部7に取付けるのは、ふた14をピストン・
クラウン部2に取付ける場合と同じく、電子ビー
ム溶接その他の方法で行うことができる。
In addition, if there are any special circumstances, this space 11 is closed not only at the piston crown section 2 but also at the leg section 6 with another lid 25, and the space 11 itself is closed. It is not inconceivable to try to form a complete sky. In this case, the space 11 is closed by
This can be done by the lid 25 mentioned above, or by leaving a wall at the leg 6 if the piston crown 2 has an opening. If the lid 25 is provided at the leg 6, it is also necessary to provide a counterbore 26 at the end of the support 7 that contacts the leg 6, that is, at the truncated surface 21 of the conical pedestal. Attaching the lid 25 to the support portion 7 involves attaching the lid 14 to the piston.
As with the case of attaching to the crown part 2, it can be done by electron beam welding or other methods.

ピストン1のこれまでの実用例が示すように、
ピストン1はピストン・クラウン部2の全面を天
井部13として一体型に作られるのが普通であ
り、空間部11は脚部6のところが開放されたま
まになつている。ピストン1がこのような構造を
もつている場合には、ピストンにかかる熱負荷に
対して冷却が必要とあらば、その空間部11の内
側に潤滑油の飛まつを送り込んでピストンを冷却
することも可能である。
As the previous practical examples of piston 1 show,
The piston 1 is usually made integrally with the entire surface of the piston crown part 2 as a ceiling part 13, and the space part 11 is left open at the leg part 6. When the piston 1 has such a structure, if cooling is necessary for the heat load applied to the piston, droplets of lubricating oil can be sent into the inside of the space 11 to cool the piston. is also possible.

このような場合には脚部6につづく支脚部2
2,23を、ピストンの縦方向中心平面Xの両側
にただ単に対称的に配置するだけでなく、ピスト
ン・ピン8を通すべくこれらに明けられている穴
26,27の高さの所でこれらの間に、潤滑油の
飛まつが空間部11の内部へ充分に届くように、
充分広いすき間を設けておくこともできる。空間
部11が脚部6のところで塞がれている構造のピ
ストンの場合には、潤滑油の飛まつによつて脚部
6の周辺の範囲を充分に冷却してやることも考え
られる。
In such a case, the support leg 2 following the leg 6
2, 23 are not merely arranged symmetrically on either side of the longitudinal central plane During this time, so that the lubricating oil splashes sufficiently reach the inside of the space 11,
It is also possible to provide a sufficiently wide gap. In the case of a piston having a structure in which the space 11 is closed at the leg portion 6, it is possible to sufficiently cool the area around the leg portion 6 by splashing lubricating oil.

このような熱負荷の高いピストンについて調査
した結果によれば、ピストン・クラウン部2とピ
ストン・リング保持部3との境の部分に薄肉部2
8を設けることによつて、ピストン・リング保持
部3にはめ込まれているシール・リング4ならび
にスクレーパ・リング5に加わる熱の作用を著し
く減らすことができ、従つてこれらのリングの寿
命を延ばすことができるのみならず、これらのリ
ングを比較的耐熱性の低い材料で従つてまた一層
安価に製作することができる。このピストン・ク
ラウン部2とピストン・リング保持部3との間の
薄肉部28はピストン・クラウン部2の頂部に設
けられている。
According to the results of research on pistons with such high thermal loads, a thin wall portion 2 is formed at the boundary between the piston crown portion 2 and the piston ring holding portion 3.
8 makes it possible to significantly reduce the effect of heat on the sealing ring 4 and the scraper ring 5 fitted in the piston ring holder 3, thus extending the service life of these rings. Not only can these rings be made of relatively less heat resistant materials, but also more inexpensively. A thin wall portion 28 between the piston crown portion 2 and the piston ring holding portion 3 is provided at the top of the piston crown portion 2.

このようにして、ピストン1にはその支持体部
7の内側に空間部11を設けることができるだけ
でなく、この空間部11は、ある場合には燃焼過
程の選び方に応じて、またある場合にはピストン
の重量を低減するために、長手軸すなわち回転対
称軸Yの方向において少なくとも上下いずれか一
方を塞いだ形にすることができるのである。この
ような方法をとることによつて、もし必要とあれ
ば、ピストン1を極めて簡単に模様替えすること
ができ、その結果また種々異なつた燃焼過程(例
えば燃焼室がピストンの中にもあるとか、外だけ
にしかないとか)に対しても、製造面ならびに部
品ストツクの面で、ただ一つの基本設計を準備し
さえすればよいのである。
In this way, the piston 1 can not only be provided with a space 11 inside its support part 7, but also this space 11 can be formed in some cases depending on the choice of the combustion process and in some cases. In order to reduce the weight of the piston, at least one of the upper and lower sides can be closed in the direction of the longitudinal axis, that is, the axis of rotational symmetry Y. By taking this approach, the piston 1 can be very easily modified, if necessary, so that it can also be used for different combustion processes (for example, the combustion chamber is also located inside the piston, etc.) Even if the product is available only externally), it is only necessary to prepare a single basic design in terms of manufacturing and parts stock.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、第2図の平面―に沿つたピスト
ンの縦断面図であり、第2図は第1図のピストン
を上から見た平面図である。 1…ピストン、2…ピストン・クラウン部、3
…ピストン・リング保持部、4…シール・リン
グ、5…スクレーパ・リング、6…脚部、7…支
持体部、9…ガイド部、10…シリンダ、11…
空間部、13…天井部、14…ふた、19…等分
円、22,23…支脚部、25…ふた、28…薄
肉部。
1 is a longitudinal sectional view of the piston along the plane - of FIG. 2, and FIG. 2 is a plan view of the piston of FIG. 1 viewed from above. 1... Piston, 2... Piston crown part, 3
...Piston ring holding part, 4...Seal ring, 5...Scraper ring, 6...Legs, 7...Support part, 9...Guide part, 10...Cylinder, 11...
Space part, 13... Ceiling part, 14... Lid, 19... Equally divided circles, 22, 23... Support leg part, 25... Lid, 28... Thin wall part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 エンジンの燃焼熱にさらされるピストン・ク
ラウン部と、前記ピストン・クラウン部をそれと
別体の、サイド・スラストのみを受持つガイド部
にピストン・ピンを介して関節状に連結する支持
体部と、更にピストン・クラウン部の頂部に設け
られた薄肉部を介してピストン・クラウン部につ
ながつておりかつシール・リングおよびスクレー
パ・リングを保持しているピストン・リング保持
部とを有し、前記支持体部が、そのピストン・ク
ラウン部と反対側の端部において、二またに分れ
た形に作られている二つの支脚部から成る脚部に
移り変つてゆくとともに、前記支脚部がピストン
の中心線を含む一つの平面をはさんで対称に設け
られており、かつ前記脚部と前記ガイド部とを関
節状に連結するピストン・ピンを通すための穴を
有している、往復動ピストン式内燃機関用ピスト
ンにおいて、前記支持体部7を一つの回転対称形
の円すい台の形に作るとともにその内部に一つの
空間部11を形成し、この空間部11を、ピスト
ン1の縦方向中心軸(回転中心軸Y)の方向にお
いて前記円すい台の基底面および切頭面の少なく
とも一方において閉塞するように構成したことを
特徴とするピストン。 2 特許請求の範囲第1項に記載のピストンにお
いて、前記空間部11がピストン1のほぼピスト
ン・クラウン部2の位置においてピストン・クラ
ウン部2自身によつて閉塞されているピストン。 3 特許請求の範囲第1項又は第2項に記載のピ
ストンにおいて、前記ピストン・クラウン部2の
肉厚が前記空間部11の回転中心軸Yを取巻く領
域において、前記空間部11の中心に向つて円す
い形状に増大してゆくピストン。 4 特許請求の範囲第3項に記載のピストンにお
いて、円すい形状に増してゆく肉厚の増大が、前
記空間部11の基底面18の縁から回転中心軸Y
までにわたつているピストン。 5 特許請求の範囲第1項に記載のピストンにお
いて、前記支持体部7を回転対称軸に直角な平面
で切断したすべての横断面における、前記支持体
部7を形成する壁面の断面積がすべて等しいピス
トン。 6 特許請求の範囲第1項、第3項、第4項のい
ずれは1項に記載のピストンにおいて、ピストン
1の支持体部7の内部に設けられている前記空間
部11がピストン・クラウン部2に取付けられて
いてしかも同時にピストン・クラウン部2の一部
をも成している一枚のふた14によつて閉塞され
ているピストン。 7 特許請求の範囲第6項に記載のピストンにお
いて、前記のふた14が、ピストン・クラウン部
2の上面の表面積を内外に等分に分割する等分円
19の領域内において、前記ピストン・クラウン
部2に固着されているピストン。 8 特許請求の範囲第1項に記載のピストンにお
いて、前記空間部11が前記の脚部6において、
一枚のふた25によつて閉塞されているピスト
ン。 9 特許請求の範囲第6項又は第8項に記載のピ
ストンにおいて、前記のピストン・クラウン部に
おけるふた14ないしは脚部におけるふた25
が、ピストン1の部分(ピストン・クラウン部2
ないしは支持体部7)と、取外すことができない
ように結合されているピストン。 10 特許請求の範囲第6項又は第8項に記載の
ピストンにおいて、前記のピストン・クラウン部
におけるふた14ないし脚部におけるふた25
が、ピストン1の部分(ピストン・クラウン部2
ないしは支持体部7)と、取外すことができるよ
うに結合されているピストン。
[Scope of Claims] 1. A piston crown exposed to the combustion heat of the engine, and a separate guide portion that is in charge of only side thrust, articulated through a piston pin. a supporting body part to be connected; and a piston ring holding part which is connected to the piston crown part through a thin wall part provided at the top of the piston crown part and which holds a seal ring and a scraper ring. , and the support part, at its end opposite to the piston crown part, transitions into a leg part consisting of two support legs made in a bifurcated form, and The support legs are provided symmetrically across a plane including the centerline of the piston, and have holes for passing piston pins that articulate the legs and the guide part. In the reciprocating piston type internal combustion engine piston, the support body part 7 is made in the shape of one rotationally symmetrical truncated cone, and one space part 11 is formed inside thereof, and this space part 11 is used for the piston. 1. A piston characterized in that at least one of a base surface and a truncated surface of the truncated cone is closed in the direction of a longitudinal center axis (rotation center axis Y) of the cone. 2. The piston according to claim 1, wherein the space 11 is closed by the piston crown 2 itself at approximately the position of the piston crown 2 of the piston 1. 3. In the piston according to claim 1 or 2, the wall thickness of the piston crown portion 2 is directed toward the center of the space portion 11 in a region surrounding the rotation center axis Y of the space portion 11. A piston that grows into a conical shape. 4. In the piston according to claim 3, the increasing wall thickness in a conical shape extends from the edge of the base surface 18 of the space 11 to the rotation center axis Y.
A piston that has been extended to. 5. In the piston according to claim 1, the cross-sectional area of the wall surface forming the support body part 7 in all cross sections taken by cutting the support body part 7 along a plane perpendicular to the axis of rotational symmetry is Equal pistons. 6. Claims 1, 3, and 4 all provide that in the piston according to claim 1, the space 11 provided inside the support portion 7 of the piston 1 is a piston crown portion. 2 and which is closed off by a single lid 14 which at the same time forms part of the piston crown 2. 7. In the piston according to claim 6, the lid 14 covers the piston crown within a region of an equal circle 19 that equally divides the surface area of the upper surface of the piston crown portion 2 into inner and outer parts. Piston fixed to part 2. 8. In the piston according to claim 1, the space portion 11 is located in the leg portion 6,
The piston is closed by a single lid 25. 9. In the piston according to claim 6 or 8, the lid 14 at the piston crown portion or the lid 25 at the leg portion
However, the piston 1 part (piston crown part 2
A piston which is permanently connected to the support part 7). 10 In the piston according to claim 6 or 8, the lid 14 at the piston crown portion or the lid 25 at the leg portion
However, the piston 1 part (piston crown part 2
A piston which is removably connected to the support part 7).
JP4579178A 1977-04-18 1978-04-18 Piston of reciprocating internal combustion engine Granted JPS549313A (en)

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JPS549313A JPS549313A (en) 1979-01-24
JPS6131294B2 true JPS6131294B2 (en) 1986-07-19

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DE2717084C2 (en) 1985-03-28
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