JP2000282951A - 内燃機関用ピストン - Google Patents
内燃機関用ピストンInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/02—Bearing surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/02—Pistons having means for accommodating or controlling heat expansion
- F02F3/022—Pistons having means for accommodating or controlling heat expansion the pistons having an oval circumference or non-cylindrical shaped skirts, e.g. oval
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/04—Resilient guiding parts, e.g. skirts, particularly for trunk pistons
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 膨張行程および圧縮行程におけるピストン挙
動の差異を考慮して、両行程におけるピストンスラップ
音の低減を効果的に両立させる。 【解決手段】 ピストンピン軸線Ｌ2 をシリンダ軸線Ｌ
1 に対して偏倚させるとともに、スカート部１９を中膨
らみのバレル型に形成したピストンＰは、そのスカート
下部２０の半径減少量がスラスト側で大きく、反スラス
ト側で小さくなるように設定される。膨張行程ではスカ
ート部１２をスラスト側のシリンダボアに当接させなが
らピストンを積極的に揺動させてピストンスラップ音を
低減し、圧縮行程ではスカート部１２の下端が反スラス
ト側のシリンダボアに当接する際のピストンの揺動角を
小さく抑え、それに続くピストンの逆方向の揺動によっ
て発生するピストンスラップ音を低減する。
動の差異を考慮して、両行程におけるピストンスラップ
音の低減を効果的に両立させる。 【解決手段】 ピストンピン軸線Ｌ2 をシリンダ軸線Ｌ
1 に対して偏倚させるとともに、スカート部１９を中膨
らみのバレル型に形成したピストンＰは、そのスカート
下部２０の半径減少量がスラスト側で大きく、反スラス
ト側で小さくなるように設定される。膨張行程ではスカ
ート部１２をスラスト側のシリンダボアに当接させなが
らピストンを積極的に揺動させてピストンスラップ音を
低減し、圧縮行程ではスカート部１２の下端が反スラス
ト側のシリンダボアに当接する際のピストンの揺動角を
小さく抑え、それに続くピストンの逆方向の揺動によっ
て発生するピストンスラップ音を低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スカート部を有す
る内燃機関用ピストンに関し、特にそのピストンスラッ
プ音を低減するためのピストン形状に関する。
る内燃機関用ピストンに関し、特にそのピストンスラッ
プ音を低減するためのピストン形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】ピストンピン軸線をシリンダ軸線に対し
て偏倚させるとともに、スカート部を中膨らみのバレル
型に形成した内燃機関用ピストンにおいて、シリンダボ
アとの間にカジリや当たりが発生し易いピストンピンの
反偏倚側のスカート部の上部を部分的に切除して焼き付
きの発生を防止する技術が、実公昭５３−３０５６４号
公報により公知である。
て偏倚させるとともに、スカート部を中膨らみのバレル
型に形成した内燃機関用ピストンにおいて、シリンダボ
アとの間にカジリや当たりが発生し易いピストンピンの
反偏倚側のスカート部の上部を部分的に切除して焼き付
きの発生を防止する技術が、実公昭５３−３０５６４号
公報により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、バレル型の
スカート部はピストンがシリンダボアに衝突して発生す
るピストンスラップ音を低減するためのものであるが、
上記従来のものはピストンの潤滑の観点からスカート部
の上部のバレル形状に改良を加えたものであり、ピスト
ンスラップ音の低減には寄与していない。
スカート部はピストンがシリンダボアに衝突して発生す
るピストンスラップ音を低減するためのものであるが、
上記従来のものはピストンの潤滑の観点からスカート部
の上部のバレル形状に改良を加えたものであり、ピスト
ンスラップ音の低減には寄与していない。
【０００４】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、膨張行程および圧縮行程におけるピストン挙動およ
びスラスト力の差異を考慮して、両行程におけるピスト
ンスラップ音の低減を効果的に両立させることを目的と
する。
で、膨張行程および圧縮行程におけるピストン挙動およ
びスラスト力の差異を考慮して、両行程におけるピスト
ンスラップ音の低減を効果的に両立させることを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明によれば、最大径部の上
方のスカート上部および最大径部の下方のスカート下部
の半径を前記最大径部の半径よりも減少させたバレル型
のスカート部を有する内燃機関用ピストンにおいて、ス
カート下部の反スラスト側における半径減少量を、スカ
ート下部のスラスト側における半径減少量よりも小さく
設定したことを特徴とする内燃機関用ピストンが提案さ
れる。
に、請求項１に記載された発明によれば、最大径部の上
方のスカート上部および最大径部の下方のスカート下部
の半径を前記最大径部の半径よりも減少させたバレル型
のスカート部を有する内燃機関用ピストンにおいて、ス
カート下部の反スラスト側における半径減少量を、スカ
ート下部のスラスト側における半径減少量よりも小さく
設定したことを特徴とする内燃機関用ピストンが提案さ
れる。
【０００６】上記構成によれば、膨張行程においてピス
トンのスラスト側が、そのスカート下部、最大外径部お
よびスカート上部の順でシリンダボアに当接しながら揺
動する際には、スカート下部のスラスト側における半径
減少量を充分に確保したことにより、ピストンの前記揺
動を許容してスカート部がシリンダボアに衝突するのを
緩和し、ピストンスラップ音を低減することができる。
トンのスラスト側が、そのスカート下部、最大外径部お
よびスカート上部の順でシリンダボアに当接しながら揺
動する際には、スカート下部のスラスト側における半径
減少量を充分に確保したことにより、ピストンの前記揺
動を許容してスカート部がシリンダボアに衝突するのを
緩和し、ピストンスラップ音を低減することができる。
【０００７】また圧縮行程では先ず反スラスト側のスカ
ート下部がシリンダボアに当接し、続くピストンの揺動
によって反スラスト側のスカート上部がシリンダボアに
衝突してピストンスラップ音が発生するが、スカート下
部の反スラスト側における半径減少量を小さく設定した
ことにより、反スラスト側のスカート下部がシリンダボ
アに当接する際のピストンの傾斜角を小さく抑え、それ
に続くピストンの逆方向の揺動によって反スラスト側の
スカート上部がシリンダボアに衝突する際の衝撃を小さ
くし、ピストンスラップ音を低減することができる。
ート下部がシリンダボアに当接し、続くピストンの揺動
によって反スラスト側のスカート上部がシリンダボアに
衝突してピストンスラップ音が発生するが、スカート下
部の反スラスト側における半径減少量を小さく設定した
ことにより、反スラスト側のスカート下部がシリンダボ
アに当接する際のピストンの傾斜角を小さく抑え、それ
に続くピストンの逆方向の揺動によって反スラスト側の
スカート上部がシリンダボアに衝突する際の衝撃を小さ
くし、ピストンスラップ音を低減することができる。
【０００８】このように、スカート下部の半径減少量を
スラスト側と反スラスト側とで非対称にすることによ
り、膨張行程および圧縮行程におけるピストンスラップ
音の低減を効果的に両立させることができる。
スラスト側と反スラスト側とで非対称にすることによ
り、膨張行程および圧縮行程におけるピストンスラップ
音の低減を効果的に両立させることができる。
【０００９】また請求項２に記載された発明によれば、
スカート部を有する内燃機関用ピストンにおいて、スカ
ート部の横断面における反スラスト側の曲率を、スカー
ト部の横断面におけるスラスト側の曲率よりも小さく設
定し、かつスカート部の横断面における反スラスト側の
少なくとも一部を円弧で構成したことを特徴とする内燃
機関用ピストンが提案される。
スカート部を有する内燃機関用ピストンにおいて、スカ
ート部の横断面における反スラスト側の曲率を、スカー
ト部の横断面におけるスラスト側の曲率よりも小さく設
定し、かつスカート部の横断面における反スラスト側の
少なくとも一部を円弧で構成したことを特徴とする内燃
機関用ピストンが提案される。
【００１０】上記構成によれば、スカート部の横断面に
おける反スラスト側の曲率をスラスト側の曲率よりも小
さく設定し、かつ前記横断面における反スラスト側の少
なくとも一部を円弧で構成したので、圧縮工程において
ピストンおよびシリンダボアの接触面圧を減少させてピ
ストンスラップ音を低減するとともに耐焼き付き性能を
高めることができる。
おける反スラスト側の曲率をスラスト側の曲率よりも小
さく設定し、かつ前記横断面における反スラスト側の少
なくとも一部を円弧で構成したので、圧縮工程において
ピストンおよびシリンダボアの接触面圧を減少させてピ
ストンスラップ音を低減するとともに耐焼き付き性能を
高めることができる。
【００１１】また請求項３に記載された発明によれば、
請求項２の構成に加えて、前記円弧は、ピストン中心軸
を通ってスラスト側および反スラスト側に延びる軸線の
両側に、各々１０°以上の中心角を有して形成されるこ
とを特徴とする内燃機関用ピストンが提案される。
請求項２の構成に加えて、前記円弧は、ピストン中心軸
を通ってスラスト側および反スラスト側に延びる軸線の
両側に、各々１０°以上の中心角を有して形成されるこ
とを特徴とする内燃機関用ピストンが提案される。
【００１２】上記構成によれば、円弧が軸線の両側に各
々１０°以上の中心角を有して形成されるので、圧縮工
程においてピストンおよびシリンダボアの接触面圧を充
分に減少させることができる。
々１０°以上の中心角を有して形成されるので、圧縮工
程においてピストンおよびシリンダボアの接触面圧を充
分に減少させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１４】図１〜図１３は本発明の実施例を示すもの
で、図１は内燃機関用ピストンの側面図、図２は前記ピ
ストンの横断面図、図３は「スラスト側」および「反ス
ラスト側」の定義を説明する図、図４は膨張工程におけ
る作用説明図、図５は圧縮工程における作用説明図、図
６は圧縮工程および膨張工程におけるスカート下部の半
径減少量とシリンダ振動との関係を示すグラフ、図７は
スカート部横断面の楕円量とシリンダ振動との関係、並
びにスカート部横断面の円弧部の中心角とシリンダ振動
との関係を示すグラフ、図８は実施例および従来例のス
カート部の形状を比較する図、図９は実施例および従来
例の効果を比較するグラフ、図１０は非対称バレル型ピ
ストンにおける実施例および従来例のスカート部横断面
形状を比較する図、図１１は非対称バレル型ピストンに
おける実施例および従来例の効果を比較するグラフ、図
１２および図１３は非バレル型ピストンにおける実施例
および従来例の効果を比較するグラフである。
で、図１は内燃機関用ピストンの側面図、図２は前記ピ
ストンの横断面図、図３は「スラスト側」および「反ス
ラスト側」の定義を説明する図、図４は膨張工程におけ
る作用説明図、図５は圧縮工程における作用説明図、図
６は圧縮工程および膨張工程におけるスカート下部の半
径減少量とシリンダ振動との関係を示すグラフ、図７は
スカート部横断面の楕円量とシリンダ振動との関係、並
びにスカート部横断面の円弧部の中心角とシリンダ振動
との関係を示すグラフ、図８は実施例および従来例のス
カート部の形状を比較する図、図９は実施例および従来
例の効果を比較するグラフ、図１０は非対称バレル型ピ
ストンにおける実施例および従来例のスカート部横断面
形状を比較する図、図１１は非対称バレル型ピストンに
おける実施例および従来例の効果を比較するグラフ、図
１２および図１３は非バレル型ピストンにおける実施例
および従来例の効果を比較するグラフである。
【００１５】図１に示す４サイクル内燃機関のピストン
Ｐは、燃焼室に臨むピストン頂部１１と、クランク室に
臨むスカート部１２とを備える。ピストン頂部１１には
２本の圧縮リング装着溝１３，１４および１本のオイル
リング装着溝１５が形成され、またスカート部１２には
コネクティングロッド１６の小端部がピストンピン１７
を介して首振り可能に連結される。
Ｐは、燃焼室に臨むピストン頂部１１と、クランク室に
臨むスカート部１２とを備える。ピストン頂部１１には
２本の圧縮リング装着溝１３，１４および１本のオイル
リング装着溝１５が形成され、またスカート部１２には
コネクティングロッド１６の小端部がピストンピン１７
を介して首振り可能に連結される。
【００１６】ピストンＰのスカート部１２の横断面形状
は、シリンダ軸線Ｌ1 に沿う方向に連続的に変化してい
る。即ち、スカート部１２の上下方向（シリンダ軸線Ｌ
1 方向）中間に最大径部１８を持ち、この最大径部１８
によって上方のスカート上部１９と下方のスカート下部
２０とが区画されている。最大径部１８はスカート部１
２のうちで最大の外径を有する部分であり、図１に誇張
して示すように、スカート上部１９は最大径部１８から
上方に離れるに伴ってシリンダ軸線Ｌ1 を中心とする半
径が減少しており、かつスカート下部は最大径部１８か
ら下方に離れるに伴ってシリンダ軸線Ｌ1 を中心とする
半径が減少している。スカート上部１９における半径減
少量は、ピストンＰのスラスト側と反スラスト側とで同
じであるが、スカート下部２０における半径減少量は、
ピストンＰのスラスト側で大きく、反スラスト側で小さ
くなるように設定される。而して、ピストンＰのスカー
ト部１２の全体的な形状は、上下方向中間部（最大径
部）が最も太く、上下方向両端部（スカート上部１９お
よびスカート下部２０）が僅かに細くなったバレル型と
される。
は、シリンダ軸線Ｌ1 に沿う方向に連続的に変化してい
る。即ち、スカート部１２の上下方向（シリンダ軸線Ｌ
1 方向）中間に最大径部１８を持ち、この最大径部１８
によって上方のスカート上部１９と下方のスカート下部
２０とが区画されている。最大径部１８はスカート部１
２のうちで最大の外径を有する部分であり、図１に誇張
して示すように、スカート上部１９は最大径部１８から
上方に離れるに伴ってシリンダ軸線Ｌ1 を中心とする半
径が減少しており、かつスカート下部は最大径部１８か
ら下方に離れるに伴ってシリンダ軸線Ｌ1 を中心とする
半径が減少している。スカート上部１９における半径減
少量は、ピストンＰのスラスト側と反スラスト側とで同
じであるが、スカート下部２０における半径減少量は、
ピストンＰのスラスト側で大きく、反スラスト側で小さ
くなるように設定される。而して、ピストンＰのスカー
ト部１２の全体的な形状は、上下方向中間部（最大径
部）が最も太く、上下方向両端部（スカート上部１９お
よびスカート下部２０）が僅かに細くなったバレル型と
される。
【００１７】ここで、「スラスト側」および「反スラス
ト側」の定義について説明する。図３は４サイクル内燃
機関の膨張行程を示すもので、ピストンＰには混合気の
爆発に伴うシリンダ内圧力による下向きの荷重Ｆｇと、
往復質量による上向きの慣性力Ｆｍとが作用する。従っ
て、ピストンＰにはシリンダ軸線Ｌ1 方向の力Ｆ（＝Ｆ
ｇ＋Ｆｍ）が作用し、この力Ｆはコネクティングロッド
１６の方向の分力Ｆｒと、シリンダ軸線Ｌ1 に直交する
方向の分力Ｆｓとに分解される。
ト側」の定義について説明する。図３は４サイクル内燃
機関の膨張行程を示すもので、ピストンＰには混合気の
爆発に伴うシリンダ内圧力による下向きの荷重Ｆｇと、
往復質量による上向きの慣性力Ｆｍとが作用する。従っ
て、ピストンＰにはシリンダ軸線Ｌ1 方向の力Ｆ（＝Ｆ
ｇ＋Ｆｍ）が作用し、この力Ｆはコネクティングロッド
１６の方向の分力Ｆｒと、シリンダ軸線Ｌ1 に直交する
方向の分力Ｆｓとに分解される。
【００１８】前記分力Ｆｓは、ピストンＰの側面をシリ
ンダボア２２に押し付ける力であって、ピストンＰのス
ラスト力と呼ばれる。スラスト力Ｆｓの大きさは爆発荷
重を受ける膨張行程において最大になり、このとき前記
スラスト力Ｆｓが生じる方向（図３の右側）を「スラス
ト側」と呼び、その反対の方向（図３の左側）を「反ス
ラスト側」と呼ぶ。
ンダボア２２に押し付ける力であって、ピストンＰのス
ラスト力と呼ばれる。スラスト力Ｆｓの大きさは爆発荷
重を受ける膨張行程において最大になり、このとき前記
スラスト力Ｆｓが生じる方向（図３の右側）を「スラス
ト側」と呼び、その反対の方向（図３の左側）を「反ス
ラスト側」と呼ぶ。
【００１９】図１に示すように、ピストンピン軸線Ｌ2
は、シリンダ軸線Ｌ1 に対してスラスト側（図中右側）
に距離αだけ偏倚している。前記距離αは、例えば０．
５ｍｍ程度の微小量である。
は、シリンダ軸線Ｌ1 に対してスラスト側（図中右側）
に距離αだけ偏倚している。前記距離αは、例えば０．
５ｍｍ程度の微小量である。
【００２０】ところで、ピストンＰのスカート部１２の
横断面形状を、ピストンピン軸線Ｌ 2 方向に短軸を沿わ
せ、ピストンピン軸線Ｌ2 に直交する軸線Ｌ3 方向に長
軸を沿わせた楕円形状とすることにより、ピストンＰの
熱膨張時にスカート部１２の横断面形状を真円に近づけ
て摩擦抵抗を低減する技術は周知である。それに対して
本実施例では、スカート部１２の横断面形状を、スラス
ト側と反スラスト側とで非対称に設定している。
横断面形状を、ピストンピン軸線Ｌ 2 方向に短軸を沿わ
せ、ピストンピン軸線Ｌ2 に直交する軸線Ｌ3 方向に長
軸を沿わせた楕円形状とすることにより、ピストンＰの
熱膨張時にスカート部１２の横断面形状を真円に近づけ
て摩擦抵抗を低減する技術は周知である。それに対して
本実施例では、スカート部１２の横断面形状を、スラス
ト側と反スラスト側とで非対称に設定している。
【００２１】図２における実線は、ピストンＰのスカー
ト部１２を最大径部１８で切断した図１のａ−ａ断面形
状を示すものである。同図から明らかなように、最大径
部１８におけるスカート部１２のａ−ａ断面形状は、全
体としてピストンピン軸線Ｌ 2 方向に径が小さく、ピス
トンピン軸線Ｌ2 に直交する軸線Ｌ3 方向に径が大きい
非円形形状であって、しかもスラスト側と反スラスト側
とで非対称に形成されている。更に具体的に説明する
と、スラスト側ではスカート部１２のａ−ａ断面形状は
ピストンピン軸線Ｌ2 方向に短軸を一致させた楕円形状
であるのに対し、反スラスト側では、ピストンピン軸線
Ｌ2 に直交する軸線Ｌ3 の両側の所定範囲がシリンダ軸
線Ｌ1 を中心とする円弧部とされ、この円弧部の両端が
スラスト側の楕円形状の両端に滑らかな曲線で接続され
ている。
ト部１２を最大径部１８で切断した図１のａ−ａ断面形
状を示すものである。同図から明らかなように、最大径
部１８におけるスカート部１２のａ−ａ断面形状は、全
体としてピストンピン軸線Ｌ 2 方向に径が小さく、ピス
トンピン軸線Ｌ2 に直交する軸線Ｌ3 方向に径が大きい
非円形形状であって、しかもスラスト側と反スラスト側
とで非対称に形成されている。更に具体的に説明する
と、スラスト側ではスカート部１２のａ−ａ断面形状は
ピストンピン軸線Ｌ2 方向に短軸を一致させた楕円形状
であるのに対し、反スラスト側では、ピストンピン軸線
Ｌ2 に直交する軸線Ｌ3 の両側の所定範囲がシリンダ軸
線Ｌ1 を中心とする円弧部とされ、この円弧部の両端が
スラスト側の楕円形状の両端に滑らかな曲線で接続され
ている。
【００２２】尚、図２における一点鎖線は、ピストンＰ
のスカート上部１９のｂ−ｂ断面形状を示すものであ
る。同図から明らかなように、ピストンＰが全体として
バレル型に形成されていることから、前記ｂ−ｂ断面形
状は最大径部１８のａ−ａ断面形状に比べて全体的に小
さくなっている。また図２における破線は、ピストンＰ
のスカート下部２０のｃ−ｃ矢視形状を示すものであ
る。ピストンＰが全体としてバレル型に形成されている
ことから、前記ｃ−ｃ矢視形状は最大径部１８のａ−ａ
断面形状に比べて全体的に小さくなっているが、前述し
たように、その半径減少量はスラスト側で大きく、反ス
ラスト側で小さくなるように設定される。図２に示した
ピストンＰの断面形状および矢視形状は誇張して表現さ
れており、実際の半径減少量の大きさは数十μｍ程度で
ある。
のスカート上部１９のｂ−ｂ断面形状を示すものであ
る。同図から明らかなように、ピストンＰが全体として
バレル型に形成されていることから、前記ｂ−ｂ断面形
状は最大径部１８のａ−ａ断面形状に比べて全体的に小
さくなっている。また図２における破線は、ピストンＰ
のスカート下部２０のｃ−ｃ矢視形状を示すものであ
る。ピストンＰが全体としてバレル型に形成されている
ことから、前記ｃ−ｃ矢視形状は最大径部１８のａ−ａ
断面形状に比べて全体的に小さくなっているが、前述し
たように、その半径減少量はスラスト側で大きく、反ス
ラスト側で小さくなるように設定される。図２に示した
ピストンＰの断面形状および矢視形状は誇張して表現さ
れており、実際の半径減少量の大きさは数十μｍ程度で
ある。
【００２３】図８に示すように、本実施例のピストンＰ
のスカート部１２の高さは３５ｍｍであり、半径減少量
はスカート下部２０のスラスト側で６０μｍ、スカート
下部２０の反スラスト側で０μｍ、スカート上部１９の
スラスト側および反スラスト側で共に９０μｍである。
のスカート部１２の高さは３５ｍｍであり、半径減少量
はスカート下部２０のスラスト側で６０μｍ、スカート
下部２０の反スラスト側で０μｍ、スカート上部１９の
スラスト側および反スラスト側で共に９０μｍである。
【００２４】次に、図４に基づいて膨張行程での作用を
説明する。
説明する。
【００２５】図４（ａ）はピストンＰが上死点近傍にあ
って燃焼室内で混合気が爆発した直後の状態を示すもの
である。燃焼ガスの圧力がピストンＰの頂面を下方に押
圧したとき、ピストンピン軸線Ｌ2 がシリンダ軸線Ｌ1
に対してスラスト側に偏倚しているため、燃焼ガスの圧
力によってピストンピン軸線Ｌ2 回りにモーメントＭ 1
が作用し、ピストンＰは反時計方向に揺動してスカート
部１２のスラスト側の下端がシリンダボア２２にＡ点で
当接する。
って燃焼室内で混合気が爆発した直後の状態を示すもの
である。燃焼ガスの圧力がピストンＰの頂面を下方に押
圧したとき、ピストンピン軸線Ｌ2 がシリンダ軸線Ｌ1
に対してスラスト側に偏倚しているため、燃焼ガスの圧
力によってピストンピン軸線Ｌ2 回りにモーメントＭ 1
が作用し、ピストンＰは反時計方向に揺動してスカート
部１２のスラスト側の下端がシリンダボア２２にＡ点で
当接する。
【００２６】膨張行程ではコネクティングロッド１６の
上端がシリンダ軸線Ｌ1 に対してスラスト側に傾斜する
ため、ピストンＰをシリンダボア２２の右壁面に押し付
けるスラスト力Ｆｓが発生する。このとき、ピストンＰ
はスカート部１２のスラスト側の下端がシリンダボア２
２に当接しているため、前記スラスト力Ｆｓによって前
記Ａ点回りに時計方向のモーメントが発生し、この時計
方向のモーメントによって、ピストンＰはスカート部１
２の下端から上端までの間を順次シリンダボア２２に接
触させながら時計方向に揺動する（図４（ｂ），（ｃ）
参照）。
上端がシリンダ軸線Ｌ1 に対してスラスト側に傾斜する
ため、ピストンＰをシリンダボア２２の右壁面に押し付
けるスラスト力Ｆｓが発生する。このとき、ピストンＰ
はスカート部１２のスラスト側の下端がシリンダボア２
２に当接しているため、前記スラスト力Ｆｓによって前
記Ａ点回りに時計方向のモーメントが発生し、この時計
方向のモーメントによって、ピストンＰはスカート部１
２の下端から上端までの間を順次シリンダボア２２に接
触させながら時計方向に揺動する（図４（ｂ），（ｃ）
参照）。
【００２７】以上のように、膨張行程においてピストン
Ｐが時計方向に揺動しながら下降する際に、シリンダボ
ア２２に当接するスラスト側においてピストンＰのスカ
ート下部２０の半径減少量が大きく確保されていること
から（図１参照）、ピストンＰの前記時計方向の揺動角
度を充分に確保してピストンスラップ音を低減すること
ができる。仮に、ピストンＰの前記時計方向の揺動が規
制されている場合を考えると、ピストンＰは揺動するこ
となくスラスト力Ｆｓによってスラスト側のシリンダボ
ア２２に強く衝突するため、その際に大きなピストンス
ラップ音が発生することになる。
Ｐが時計方向に揺動しながら下降する際に、シリンダボ
ア２２に当接するスラスト側においてピストンＰのスカ
ート下部２０の半径減少量が大きく確保されていること
から（図１参照）、ピストンＰの前記時計方向の揺動角
度を充分に確保してピストンスラップ音を低減すること
ができる。仮に、ピストンＰの前記時計方向の揺動が規
制されている場合を考えると、ピストンＰは揺動するこ
となくスラスト力Ｆｓによってスラスト側のシリンダボ
ア２２に強く衝突するため、その際に大きなピストンス
ラップ音が発生することになる。
【００２８】上述した膨張行程では、スカート下部２０
のスラスト側の半径減少量を増加させることにより、ピ
ストンスラップ音（即ち、シリンダ振動）を低減するこ
とができる（図６（ｂ）参照）。それに対して圧縮行程
では、スカート下部２０の反スラスト側の半径減少量を
増加させると、それに伴ってピストンスラップ音（即
ち、シリンダ振動）が増加して逆効果となってしまう
（図６（ａ）参照）。これは、膨張行程と圧縮行程とで
ピストンＰの挙動が異なるためである。
のスラスト側の半径減少量を増加させることにより、ピ
ストンスラップ音（即ち、シリンダ振動）を低減するこ
とができる（図６（ｂ）参照）。それに対して圧縮行程
では、スカート下部２０の反スラスト側の半径減少量を
増加させると、それに伴ってピストンスラップ音（即
ち、シリンダ振動）が増加して逆効果となってしまう
（図６（ａ）参照）。これは、膨張行程と圧縮行程とで
ピストンＰの挙動が異なるためである。
【００２９】次に、図５に基づいて圧縮行程での作用を
説明する。
説明する。
【００３０】図３で既に説明したように、ピストンＰに
はシリンダ内圧力による荷重および往復質量による慣性
力が作用する。スロットル全開時のようにシリンダ内圧
力が大きい場合には、反スラスト方向のスラスト力が大
きく、これによりピストンＰは反スラスト側のシリンダ
ボア２２に沿って上昇する。しかしながら、シリンダ内
圧力が小さい軽負荷時や空転時には、図５（ａ）に示す
ように、圧縮行程初期（下死点から４０°付近）に生じ
ているシリンダ内負圧（上向きの力）と、スラスト側に
オフセットされたピストンピン１７により生じる時計方
向のモーメントＭ2 とによって、スカート部１２下部の
Ｂ点で反スラスト側のシリンダボア２２に当接する。
はシリンダ内圧力による荷重および往復質量による慣性
力が作用する。スロットル全開時のようにシリンダ内圧
力が大きい場合には、反スラスト方向のスラスト力が大
きく、これによりピストンＰは反スラスト側のシリンダ
ボア２２に沿って上昇する。しかしながら、シリンダ内
圧力が小さい軽負荷時や空転時には、図５（ａ）に示す
ように、圧縮行程初期（下死点から４０°付近）に生じ
ているシリンダ内負圧（上向きの力）と、スラスト側に
オフセットされたピストンピン１７により生じる時計方
向のモーメントＭ2 とによって、スカート部１２下部の
Ｂ点で反スラスト側のシリンダボア２２に当接する。
【００３１】続いて、慣性力の向きが変わる下死点およ
び上死点の中間付近から徐々に、スラスト方向に生じる
スラスト力によりピストンＰが反スラスト側のシリンダ
ボア２２から離れ（図５（ｂ）参照）、その後シリンダ
内圧力の増大とスラスト側にオフセットされたピストン
ピン１７により生じる反時計方向のモーメントＭ3 とに
よって、スカート部１２上部のＣ点から反スラスト側の
シリンダボア２２に衝突し、ピストンスラップ音が発生
する（図５（ｃ）参照）。
び上死点の中間付近から徐々に、スラスト方向に生じる
スラスト力によりピストンＰが反スラスト側のシリンダ
ボア２２から離れ（図５（ｂ）参照）、その後シリンダ
内圧力の増大とスラスト側にオフセットされたピストン
ピン１７により生じる反時計方向のモーメントＭ3 とに
よって、スカート部１２上部のＣ点から反スラスト側の
シリンダボア２２に衝突し、ピストンスラップ音が発生
する（図５（ｃ）参照）。
【００３２】前記ピストンスラップ音を低減するには、
図５（ａ）の状態におけるピストンＰの時計方向の揺動
角θを小さく抑えることが有効である。なぜならば、ピ
ストンＰの時計方向の揺動角θが小さければ、そこから
スカート部１２の反スラスト側の上端部がシリンダボア
２２に衝突するまでのピストンＰの反時計方向の揺動角
θ′（図５（ｃ）参照）が小さくなり、衝突速度の増加
を回避できるからである。
図５（ａ）の状態におけるピストンＰの時計方向の揺動
角θを小さく抑えることが有効である。なぜならば、ピ
ストンＰの時計方向の揺動角θが小さければ、そこから
スカート部１２の反スラスト側の上端部がシリンダボア
２２に衝突するまでのピストンＰの反時計方向の揺動角
θ′（図５（ｃ）参照）が小さくなり、衝突速度の増加
を回避できるからである。
【００３３】この点に鑑み、本実施例ではピストンＰの
スカート下部２０における反スラスト側の半径減少量を
小さく設定しているので（図１参照）、図５（ａ）の状
態でスカート部１２の反スラスト側の下端部がシリンダ
ボア２２に当接する際に、ピストンＰの時計方向の揺動
角θを小さく抑えることができ、その結果ピストンスラ
ップ音を低減することができる。
スカート下部２０における反スラスト側の半径減少量を
小さく設定しているので（図１参照）、図５（ａ）の状
態でスカート部１２の反スラスト側の下端部がシリンダ
ボア２２に当接する際に、ピストンＰの時計方向の揺動
角θを小さく抑えることができ、その結果ピストンスラ
ップ音を低減することができる。
【００３４】以上説明したように、膨張行程ではピスト
ンＰのスカート部１２のバレル形状によって該ピストン
Ｐを積極的に揺動させてピストンスラップ音を低減して
いるのに対し、圧縮行程では前記バレル形状によるピス
トンスラップ音の低減効果は期待できない。そこで、圧
縮行程ではスカート部１２の横断面形状をスラスト側お
よび反スラスト側で非対称にしたことにより、ピストン
スラップ音の低減が図られる。即ち、スカート部１２の
横断面の反スラスト側に円弧面を設けることにより、ス
カート部１２の横断面の反スラスト側におけるシリンダ
ボア２２に対する接触範囲をスラスト側における接触範
囲よりも大きくし、圧縮行程におけるピストンＰおよび
シリンダボア２２の接触面圧を減少させてピストンスラ
ップ音の低減を図ることができる。このとき、ピストン
Ｐおよびシリンダボア２２の接触面圧の減少により、耐
焼き付き性能の向上も併せて達成することができる。
ンＰのスカート部１２のバレル形状によって該ピストン
Ｐを積極的に揺動させてピストンスラップ音を低減して
いるのに対し、圧縮行程では前記バレル形状によるピス
トンスラップ音の低減効果は期待できない。そこで、圧
縮行程ではスカート部１２の横断面形状をスラスト側お
よび反スラスト側で非対称にしたことにより、ピストン
スラップ音の低減が図られる。即ち、スカート部１２の
横断面の反スラスト側に円弧面を設けることにより、ス
カート部１２の横断面の反スラスト側におけるシリンダ
ボア２２に対する接触範囲をスラスト側における接触範
囲よりも大きくし、圧縮行程におけるピストンＰおよび
シリンダボア２２の接触面圧を減少させてピストンスラ
ップ音の低減を図ることができる。このとき、ピストン
Ｐおよびシリンダボア２２の接触面圧の減少により、耐
焼き付き性能の向上も併せて達成することができる。
【００３５】これを更に詳述する。ピストンスラップ音
を低減するには、ピストンＰのスカート部１２をシリン
ダボア２２に広く接触させて接触面圧を減少させること
が有効である。しかしながら、スラスト側と反スラスト
側とでは、スカート部１２の横断面の曲率の適正値が大
きく異なっている。これはシリンダ内圧力の影響を大き
く受けるスラスト側と、そうでない反スラスト側とでス
ラスト力が大きく異なるからである。
を低減するには、ピストンＰのスカート部１２をシリン
ダボア２２に広く接触させて接触面圧を減少させること
が有効である。しかしながら、スラスト側と反スラスト
側とでは、スカート部１２の横断面の曲率の適正値が大
きく異なっている。これはシリンダ内圧力の影響を大き
く受けるスラスト側と、そうでない反スラスト側とでス
ラスト力が大きく異なるからである。
【００３６】図７（ａ）は、スラスト側におけるスカー
ト部１２の横断面の楕円量とシリンダ振動との関係を示
すものである。楕円量は楕円の長軸Ｄおよび短軸ｄの偏
差Ｄ−ｄで定義され、楕円量が大きいと横断面の曲率が
大きくなり、楕円量が小さいと横断面の曲率が小さくな
る。同図から明らかなように、スカート部１２の横断面
のスラスト側の楕円量を減少させて円弧に近づけると、
当初はシリンダ振動が次第に減少するが、更に楕円量を
減少させりと閾値Ｙを境にしてシリンダ振動が増加に転
じてしまう。これは、スカート部１２の横断面を円弧に
近づけると、スカート面を支える剛性の高いサイドウォ
ール方向の面圧が局所的に高まり、その結果としてシリ
ンダ振動が増加するためである。
ト部１２の横断面の楕円量とシリンダ振動との関係を示
すものである。楕円量は楕円の長軸Ｄおよび短軸ｄの偏
差Ｄ−ｄで定義され、楕円量が大きいと横断面の曲率が
大きくなり、楕円量が小さいと横断面の曲率が小さくな
る。同図から明らかなように、スカート部１２の横断面
のスラスト側の楕円量を減少させて円弧に近づけると、
当初はシリンダ振動が次第に減少するが、更に楕円量を
減少させりと閾値Ｙを境にしてシリンダ振動が増加に転
じてしまう。これは、スカート部１２の横断面を円弧に
近づけると、スカート面を支える剛性の高いサイドウォ
ール方向の面圧が局所的に高まり、その結果としてシリ
ンダ振動が増加するためである。
【００３７】図７（ｂ）は、反スラスト側におけるスカ
ート部１２の横断面の楕円量とシリンダ振動との関係を
示すものである。同図から明らかなように、反スラスト
側の楕円量を減少させて円弧に近づけても、当初はシリ
ンダ振動が殆ど減少しないが、閾値Ｙを越えて更に楕円
量を減少させて円弧に近づけるとシリンダ振動が急激に
減少する。このことから、圧縮行程でピストンスラップ
音を低減するには、反スラスト側におけるスカート部１
２の横断面の楕円量を充分に減少させて円弧に近づける
のが有効であることが分かる。
ート部１２の横断面の楕円量とシリンダ振動との関係を
示すものである。同図から明らかなように、反スラスト
側の楕円量を減少させて円弧に近づけても、当初はシリ
ンダ振動が殆ど減少しないが、閾値Ｙを越えて更に楕円
量を減少させて円弧に近づけるとシリンダ振動が急激に
減少する。このことから、圧縮行程でピストンスラップ
音を低減するには、反スラスト側におけるスカート部１
２の横断面の楕円量を充分に減少させて円弧に近づける
のが有効であることが分かる。
【００３８】図７（ｃ）は、反スラスト側におけるスカ
ート部１２の横断面の円弧部の中心角とシリンダ振動と
の関係を示すものである。同図から明らかなように、反
スラスト側の円弧部の中心角を増加させると、シリンダ
振動は次第に減少する。そして円弧部の中心角が±１０
°を越える領域で、シリンダ振動の減少率が増加して顕
著な効果が期待できる。このことから、請求項３の発明
では円弧部の中心角を±１０°以上に設定している。
ート部１２の横断面の円弧部の中心角とシリンダ振動と
の関係を示すものである。同図から明らかなように、反
スラスト側の円弧部の中心角を増加させると、シリンダ
振動は次第に減少する。そして円弧部の中心角が±１０
°を越える領域で、シリンダ振動の減少率が増加して顕
著な効果が期待できる。このことから、請求項３の発明
では円弧部の中心角を±１０°以上に設定している。
【００３９】図８は、本実施例のピストンＰのスカート
部１２の形状と従来のピストンのスカート部の形状とを
比較するものである。ここで従来のピストンとして、非
バレル型（スカート下部の半径減少量を０に設定したも
の）と、対称バレル型（スカート下部の半径減少量をス
ラスト側および反スラスト側で何れも４０μｍとしたも
の）とを挙げている。
部１２の形状と従来のピストンのスカート部の形状とを
比較するものである。ここで従来のピストンとして、非
バレル型（スカート下部の半径減少量を０に設定したも
の）と、対称バレル型（スカート下部の半径減少量をス
ラスト側および反スラスト側で何れも４０μｍとしたも
の）とを挙げている。
【００４０】図９は、本実施例のピストンＰのシリンダ
振動（ピストンスラップ音）と従来のピストンのシリン
ダ振動とを比較するものである。図９（ａ）から明らか
なように、膨張行程では、非バレル型、対称バレル型、
非対称例バレル型（本実施例）の順でシリンダ振動が低
減しており、本実施例でスカート下部２０のスラスト側
の半径減少を６０μｍに増加させた効果が確認される。
また図９（ｂ）から明らかなように、圧縮行程では、対
称バレル型のシリンダ振動が最も大きく、かつ非対称例
バレル型（本実施例）のシリンダ振動は非バレル型のそ
れと同等であり、反スラスト側の半径減少量を非バレル
型と同形状とした（０μｍに減少させた）効果が確認さ
れる。
振動（ピストンスラップ音）と従来のピストンのシリン
ダ振動とを比較するものである。図９（ａ）から明らか
なように、膨張行程では、非バレル型、対称バレル型、
非対称例バレル型（本実施例）の順でシリンダ振動が低
減しており、本実施例でスカート下部２０のスラスト側
の半径減少を６０μｍに増加させた効果が確認される。
また図９（ｂ）から明らかなように、圧縮行程では、対
称バレル型のシリンダ振動が最も大きく、かつ非対称例
バレル型（本実施例）のシリンダ振動は非バレル型のそ
れと同等であり、反スラスト側の半径減少量を非バレル
型と同形状とした（０μｍに減少させた）効果が確認さ
れる。
【００４１】図１０は、本実施例のピストンＰ（非対称
バレル型）のスカート部１２の横断面形状（最大径部１
８の横断面形状）と、従来のピストンのスカート部１２
の横断面形状とを比較するものである。ここで従来のピ
ストン（非対称バレル型）として２種類の楕円形状のも
のを挙げている。その一つは楕円量（Ｄ−ｄ1 ）が０．
３ｍｍのものであり、もう一つは楕円量（Ｄ−ｄ2 ）が
０．１ｍｍのものである。そして本実施例にものは、ス
ラスト側の楕円量が０．３ｍｍの従来品と同形状である
が、反スラスト側で軸線Ｌ3 に対して±２５°の範囲で
円弧部を有する非円形形状である。
バレル型）のスカート部１２の横断面形状（最大径部１
８の横断面形状）と、従来のピストンのスカート部１２
の横断面形状とを比較するものである。ここで従来のピ
ストン（非対称バレル型）として２種類の楕円形状のも
のを挙げている。その一つは楕円量（Ｄ−ｄ1 ）が０．
３ｍｍのものであり、もう一つは楕円量（Ｄ−ｄ2 ）が
０．１ｍｍのものである。そして本実施例にものは、ス
ラスト側の楕円量が０．３ｍｍの従来品と同形状である
が、反スラスト側で軸線Ｌ3 に対して±２５°の範囲で
円弧部を有する非円形形状である。
【００４２】図１１は、図１０に示した本実施例のピス
トンＰおよび従来のピストンのシリンダ振動（ピストン
スラップ音）を比較するものである。図１１（ｂ）から
明らかなように、圧縮行程では従来の楕円量０．３ｍｍ
のピストン、従来の楕円量０．１ｍｍのピストン、本実
施例のピストンＰの順でシリンダ振動が減少しており、
本実施例において±２５°の範囲で円弧部を設定した効
果が確認される。また膨張行程では従来の楕円量０．１
ｍｍのピストンのシリンダ振動が最も大きく、本実施例
のピストンＰのシリンダ振動は従来の楕円量０．３ｍｍ
のピストンと同等に抑えられており、スラスト側の横断
面形状を従来の楕円量０．３ｍｍのピストンと同形状と
した効果が確認される。
トンＰおよび従来のピストンのシリンダ振動（ピストン
スラップ音）を比較するものである。図１１（ｂ）から
明らかなように、圧縮行程では従来の楕円量０．３ｍｍ
のピストン、従来の楕円量０．１ｍｍのピストン、本実
施例のピストンＰの順でシリンダ振動が減少しており、
本実施例において±２５°の範囲で円弧部を設定した効
果が確認される。また膨張行程では従来の楕円量０．１
ｍｍのピストンのシリンダ振動が最も大きく、本実施例
のピストンＰのシリンダ振動は従来の楕円量０．３ｍｍ
のピストンと同等に抑えられており、スラスト側の横断
面形状を従来の楕円量０．３ｍｍのピストンと同形状と
した効果が確認される。
【００４３】図１２は、ピストンピンオフセット量α＝
０．５ｍｍの非バレル型（ストレート型）ピストンにお
いて、図１０に示す３種類の横断面形状のシリンダ振動
（ピストンスラップ音）を比較するものである。同図か
ら、非バレル型ピストンにおいても、図１１の非対称バ
レル型のピストンと同様に圧縮行程でのシリンダ振動が
低減可能であることが確認される。
０．５ｍｍの非バレル型（ストレート型）ピストンにお
いて、図１０に示す３種類の横断面形状のシリンダ振動
（ピストンスラップ音）を比較するものである。同図か
ら、非バレル型ピストンにおいても、図１１の非対称バ
レル型のピストンと同様に圧縮行程でのシリンダ振動が
低減可能であることが確認される。
【００４４】図１３は、ピストンのピストンピンオフセ
ット量αを図１２の０．５ｍｍから１．０ｍｍに増加さ
せた場合のシリンダ振動を示している。図１２および図
１３を比較すると明らかなように、ピストンピンオフセ
ット量αの増加に伴って膨張行程でのシリンダ振動が大
幅に減少しているのに対し、圧縮行程でのシリンダ振動
は若干増加している。その理由は、膨張行程では図４
（ａ）に示す反時計方向のモーメントＭ1 の増加により
剛性の低いスカート部１２の下端からの当接が促進され
てシリンダ振動が低減するのに対し、圧縮行程では図５
（ｂ）に示す反時計方向のモーメントＭ3 の増加により
剛性の高いスカート部１２の上端からの当接が促進され
てシリンダ振動が増加するからである。
ット量αを図１２の０．５ｍｍから１．０ｍｍに増加さ
せた場合のシリンダ振動を示している。図１２および図
１３を比較すると明らかなように、ピストンピンオフセ
ット量αの増加に伴って膨張行程でのシリンダ振動が大
幅に減少しているのに対し、圧縮行程でのシリンダ振動
は若干増加している。その理由は、膨張行程では図４
（ａ）に示す反時計方向のモーメントＭ1 の増加により
剛性の低いスカート部１２の下端からの当接が促進され
てシリンダ振動が低減するのに対し、圧縮行程では図５
（ｂ）に示す反時計方向のモーメントＭ3 の増加により
剛性の高いスカート部１２の上端からの当接が促進され
てシリンダ振動が増加するからである。
【００４５】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
【００４６】例えば、実施例では４サイクル内燃機関の
ピストンＰを例示したが、本発明は４サイクル内燃機関
以外のピストンに対しても適用することができる。また
ピストンＰの横断面形状をスラスト側と反スラスト側と
で非対称にした効果は、非バレル型のピストンＰでも得
られるが、図８に示す非対称バレル型のピストンＰと組
み合わせることによりピストンスラップ音の低減効果を
一層効果的に高めることができる。
ピストンＰを例示したが、本発明は４サイクル内燃機関
以外のピストンに対しても適用することができる。また
ピストンＰの横断面形状をスラスト側と反スラスト側と
で非対称にした効果は、非バレル型のピストンＰでも得
られるが、図８に示す非対称バレル型のピストンＰと組
み合わせることによりピストンスラップ音の低減効果を
一層効果的に高めることができる。
【００４７】
【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、膨張行程においてピストンのスラスト側が、
そのスカート下部、最大外径部およびスカート上部の順
でシリンダボアに当接しながら揺動する際には、スカー
ト下部のスラスト側における半径減少量を充分に確保し
たことにより、ピストンの前記揺動を許容してスカート
部がシリンダボアに衝突するのを緩和し、ピストンスラ
ップ音を低減することができる。
によれば、膨張行程においてピストンのスラスト側が、
そのスカート下部、最大外径部およびスカート上部の順
でシリンダボアに当接しながら揺動する際には、スカー
ト下部のスラスト側における半径減少量を充分に確保し
たことにより、ピストンの前記揺動を許容してスカート
部がシリンダボアに衝突するのを緩和し、ピストンスラ
ップ音を低減することができる。
【００４８】また圧縮行程では先ず反スラスト側のスカ
ート下部がシリンダボアに当接し、続くピストンの揺動
によって反スラスト側のスカート上部がシリンダボアに
衝突してピストンスラップ音が発生するが、スカート下
部の反スラスト側における半径減少量を小さく設定した
ことにより、反スラスト側のスカート下部がシリンダボ
アに当接する際のピストンの傾斜角を小さく抑え、それ
に続くピストンの逆方向の揺動によって反スラスト側の
スカート上部がシリンダボアに衝突する際の衝撃を小さ
くし、ピストンスラップ音を低減することができる。
ート下部がシリンダボアに当接し、続くピストンの揺動
によって反スラスト側のスカート上部がシリンダボアに
衝突してピストンスラップ音が発生するが、スカート下
部の反スラスト側における半径減少量を小さく設定した
ことにより、反スラスト側のスカート下部がシリンダボ
アに当接する際のピストンの傾斜角を小さく抑え、それ
に続くピストンの逆方向の揺動によって反スラスト側の
スカート上部がシリンダボアに衝突する際の衝撃を小さ
くし、ピストンスラップ音を低減することができる。
【００４９】このように、スカート下部の半径減少量を
スラスト側と反スラスト側とで非対称にすることによ
り、膨張行程および圧縮行程におけるピストンスラップ
音の低減を効果的に両立させることができる。
スラスト側と反スラスト側とで非対称にすることによ
り、膨張行程および圧縮行程におけるピストンスラップ
音の低減を効果的に両立させることができる。
【００５０】また請求項２に記載された発明によれば、
スカート部の横断面における反スラスト側の曲率をスラ
スト側の曲率よりも小さく設定し、かつ前記横断面にお
ける反スラスト側の少なくとも一部を円弧で構成したの
で、圧縮工程においてピストンおよびシリンダボアの接
触面圧を減少させてピストンスラップ音を低減するとと
もに耐焼き付き性能を高めることができる。
スカート部の横断面における反スラスト側の曲率をスラ
スト側の曲率よりも小さく設定し、かつ前記横断面にお
ける反スラスト側の少なくとも一部を円弧で構成したの
で、圧縮工程においてピストンおよびシリンダボアの接
触面圧を減少させてピストンスラップ音を低減するとと
もに耐焼き付き性能を高めることができる。
【００５１】また請求項３に記載された発明によれば、
円弧が軸線の両側に各々１０°以上の中心角を有して形
成されるので、圧縮工程においてピストンおよびシリン
ダボアの接触面圧を充分に減少させることができる。
円弧が軸線の両側に各々１０°以上の中心角を有して形
成されるので、圧縮工程においてピストンおよびシリン
ダボアの接触面圧を充分に減少させることができる。
【図１】内燃機関用ピストンの側面図
【図２】前記ピストンの横断面図
【図３】「スラスト側」および「反スラスト側」の定義
を説明する図
を説明する図
【図４】膨張工程における作用説明図
【図５】圧縮工程における作用説明図
【図６】圧縮工程および膨張工程におけるスカート下部
の半径減少量とシリンダ振動との関係を示すグラフ
の半径減少量とシリンダ振動との関係を示すグラフ
【図７】スカート部横断面の楕円量とシリンダ振動との
関係、並びにスカート部横断面の円弧部の中心角とシリ
ンダ振動との関係を示すグラフ
関係、並びにスカート部横断面の円弧部の中心角とシリ
ンダ振動との関係を示すグラフ
【図８】実施例および従来例のスカート部の形状を比較
する図
する図
【図９】実施例および従来例の効果を比較するグラフ
【図１０】非対称バレル型ピストンにおける実施例およ
び従来例のスカート部横断面形状を比較する図
び従来例のスカート部横断面形状を比較する図
【図１１】非対称バレル型ピストンにおける実施例およ
び従来例の効果を比較するグラフ
び従来例の効果を比較するグラフ
【図１２】非バレル型ピストンにおける実施例および従
来例の効果を比較するグラフ
来例の効果を比較するグラフ
【図１３】非バレル型ピストンにおける実施例および従
来例の効果を比較するグラフ
来例の効果を比較するグラフ
１２ スカート部 １８ 最大径部 １９ スカート上部 ２０ スカート下部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河合 範明 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3J044 AA05 BC04 CA13 DA09
Claims (3)
- 【請求項１】 最大径部（１８）の上方のスカート上部
（１９）および最大径部（１８）の下方のスカート下部
（２０）の半径を前記最大径部（１８）の半径よりも減
少させたバレル型のスカート部（１２）を有する内燃機
関用ピストンにおいて、 スカート下部（２０）の反スラスト側における半径減少
量を、スカート下部（２０）のスラスト側における半径
減少量よりも小さく設定したことを特徴とする内燃機関
用ピストン。 - 【請求項２】 スカート部（１２）を有する内燃機関用
ピストンにおいて、 スカート部（１２）の横断面における反スラスト側の曲
率を、スカート部（１２）の横断面におけるスラスト側
の曲率よりも小さく設定し、かつスカート部（１２）の
横断面における反スラスト側の少なくとも一部を円弧で
構成したことを特徴とする内燃機関用ピストン。 - 【請求項３】 前記円弧は、ピストン中心軸を通ってス
ラスト側および反スラスト側に延びる軸線の両側に、各
々１０°以上の中心角を有して形成されることを特徴と
する、請求項２に記載の内燃機関用ピストン。
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