JP2006274860A

JP2006274860A - Piston for internal combustion engine

Info

Publication number: JP2006274860A
Application number: JP2005092777A
Authority: JP
Inventors: Kengo Ishimitsu; 健吾石光; Keisuke Takaoka; 恵輔高岡
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】内燃機関の運転中におけるピストンの各位置において、スカート部とシリンダ壁との間で安定して油膜形成を行う。
【解決手段】コンロッド１６に連結するとともに内燃機関のシリンダボア内に移動自在に挿入したピストン１３であって、このピストン１３の下部スカート部１３７の外周面１３７ｂの周方向に環状溝１３７ｃを設け、この環状溝１３７ｃを、底面１３７ｄと、この底面１３７ｄの両縁からそれぞれ広がるように立上げた上テーパ面１３７ｅ、下テーパ面１３７ｆとから構成し、底面１３７ｄにコンロッド１６側からコンロッド給油通路７５、ピストン給油通路１００を介して供給される潤滑油の吐出口１６２ａを開口させた。
【選択図】図４PROBLEM TO BE SOLVED: To stably form an oil film between a skirt portion and a cylinder wall at each position of a piston during operation of an internal combustion engine.
A piston 13 is connected to a connecting rod 16 and is movably inserted into a cylinder bore of an internal combustion engine. An annular groove 137c is provided in a circumferential direction of an outer peripheral surface 137b of a lower skirt portion 137 of the piston 13, The annular groove 137c is composed of a bottom surface 137d, an upper taper surface 137e and a lower taper surface 137f raised so as to spread from both edges of the bottom surface 137d. A discharge port 162a for lubricating oil supplied through the oil supply passage 100 was opened.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、内燃機関用ピストンの改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement of a piston for an internal combustion engine.

従来の内燃機関用ピストンとして、スカート部にくさび部を形成してシリンダ穴との間に油膜を形成するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、従来の内燃機関用ピストンとして、スカート部に油溝を形成し、この油溝にシリンダ側から高圧オイルを供給することで油膜を形成するものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１１−１５３０６１号公報実開昭５６−３８１０４号公報 Conventional pistons for internal combustion engines are known in which a wedge portion is formed in a skirt portion and an oil film is formed between the piston and the cylinder hole (for example, see Patent Document 1).
Further, as a conventional piston for an internal combustion engine, an oil groove is formed in a skirt portion, and an oil film is formed by supplying high-pressure oil to the oil groove from the cylinder side (see, for example, Patent Document 2). .)
Japanese Patent Laid-Open No. 11-153061 Japanese Utility Model Publication No. 56-38104

特許文献１の図１を以下の図９で説明する。なお、符号は振り直した。
図９は従来の内燃機関用ピストンの説明図であり、図中の右側にはピストン２００のスカート形状の拡大図を示す。 FIG. 1 of Patent Document 1 will be described with reference to FIG. 9 below. In addition, the code | symbol was reassigned.
FIG. 9 is an explanatory view of a conventional piston for an internal combustion engine, and an enlarged view of a skirt shape of the piston 200 is shown on the right side in the drawing.

図９では、ピストン２００のスカート部２０１の中間部に逃がし溝２０２を設け、この逃がし溝２０２の上方に第１曲面２０３を形成し、この第１曲面２０３の上部及び下部にそれぞれくさび部２０４，２０５を形成し、逃がし溝２０２の下方に第２曲面２０６を形成し、この第２曲面２０６の上部及び下部にくさび部２０７，２０８を形成したことを示す。 In FIG. 9, an escape groove 202 is provided in an intermediate portion of the skirt portion 201 of the piston 200, a first curved surface 203 is formed above the escape groove 202, and wedge portions 204, respectively above and below the first curved surface 203. 205, the second curved surface 206 is formed below the escape groove 202, and the wedge portions 207 and 208 are formed above and below the second curved surface 206.

特許文献２の第１図を以下の図１０で説明する。なお、符号は振り直した。
図１０は本発明に係る内燃機関の要部断面図であり、シリンダブロック２１１に設けたシリンダ穴にピストン２１３を移動自在に挿入し、このピストン２１３のスラスト側及び反スラスト側のスカート部にそれぞれ油溝２１４を形成し、シリンダブロック２１１のシリンダ穴の内面、即ちシリンダ面２１６にピストン２１３の油溝２１４，２１４にそれぞれ潤滑油を供給する給油孔２１７，２１７を開けたことを示す。 FIG. 1 of Patent Document 2 will be described with reference to FIG. In addition, the code | symbol was reassigned.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the main part of the internal combustion engine according to the present invention. A piston 213 is movably inserted into a cylinder hole provided in the cylinder block 211, and the skirt portions on the thrust side and the anti-thrust side of the piston 213 are respectively shown. An oil groove 214 is formed, and oil supply holes 217 and 217 for supplying lubricating oil to the oil grooves 214 and 214 of the piston 213 are formed in the inner surface of the cylinder hole of the cylinder block 211, that is, the cylinder surface 216, respectively.

図９において、ピストン２００がシリンダ壁（不図示）に対して相対移動したときに、くさび部２０４，２０５，２０７，２０８のくさび形作用によって、スカート部２０１とシリンダ壁との間に油膜を形成することが可能であるが、例えば、ピストン２００が上死点又は下死点、あるいはこれらの近傍に到達したときには、ピストン速度が０（ゼロ）又は非常に小さくなり、スカート部２０１とシリンダ壁との間にくさび形作用による油膜形成が期待できない。 In FIG. 9, when the piston 200 moves relative to a cylinder wall (not shown), an oil film is formed between the skirt portion 201 and the cylinder wall by the wedge-shaped action of the wedge portions 204, 205, 207, and 208. For example, when the piston 200 reaches the top dead center, the bottom dead center, or the vicinity thereof, the piston speed becomes 0 (zero) or very small, and the skirt portion 201 and the cylinder wall During this period, no oil film can be expected due to the wedge-shaped action.

図１０において、ピストン２１３が上死点、下死点あるいはこれらの近傍に到達したときでも、シリンダブロック２１１の給油孔２１７，２１７からピストン２１３の油溝２１４，２１４とシリンダ面２１６との間に潤滑油を供給して油膜を形成することが可能である。 In FIG. 10, even when the piston 213 reaches the top dead center, the bottom dead center, or the vicinity thereof, between the oil holes 214 and 214 of the cylinder block 211 and the oil grooves 214 and 214 of the piston 213 and the cylinder surface 216. Lubricating oil can be supplied to form an oil film.

しかし、例えば、ピストン２１３が上死点に到達したときに、ピストン２１３の油溝２１４の下部が給油孔２１７に臨むため、油溝２１４の下部への給油量が多くなって油膜は厚くなるが、給油孔２１７から遠い油溝２１４の上部への給油量が少なるため、油溝２１４の下部とシリンダ面２１６との間の油膜が薄くなる。 However, for example, when the piston 213 reaches top dead center, the lower part of the oil groove 214 of the piston 213 faces the oil supply hole 217, so that the amount of oil supplied to the lower part of the oil groove 214 increases and the oil film becomes thicker. Since the amount of oil supplied to the upper part of the oil groove 214 far from the oil supply hole 217 is small, the oil film between the lower part of the oil groove 214 and the cylinder surface 216 becomes thin.

また同様に、ピストン２１３が下死点に到達したときに、ピストン２１３の油溝２１４の上部が給油孔２１７に臨むため、油溝２１４の上部への給油量が多くなって油膜が厚くなるが、給油孔２１７から遠い油溝２１４の下部への給油量が少なくなるため、油溝２１４の上部とシリンダ面２１６との間の油膜が薄くなる。このように、ピストン２１３の位置によって、ピストン２１３とシリンダ面２１６との間の各部の油膜厚さが変化し、油膜形成が安定しない。 Similarly, when the piston 213 reaches bottom dead center, the upper part of the oil groove 214 of the piston 213 faces the oil supply hole 217, so that the amount of oil supplied to the upper part of the oil groove 214 increases and the oil film becomes thicker. Since the amount of oil supplied to the lower part of the oil groove 214 far from the oil supply hole 217 is reduced, the oil film between the upper part of the oil groove 214 and the cylinder surface 216 becomes thin. Thus, the oil film thickness of each part between piston 213 and cylinder surface 216 changes with the position of piston 213, and oil film formation is not stabilized.

更に、ピストン２１３の位置が上死点、下死点、あるいは、これらの近傍では、コンロッドに対するピストン２１３の揺動中心の高さ位置（シリンダの軸方向の位置）に対して、給油孔２１７，２１７の高さ位置（シリンダの軸方向の位置）が下死点側、あるいは、上死点側にずれる。 Further, when the position of the piston 213 is at the top dead center, the bottom dead center, or in the vicinity thereof, the oil supply hole 217, the height of the swing center of the piston 213 with respect to the connecting rod (the position in the axial direction of the cylinder) The height position of 217 (the axial position of the cylinder) is shifted to the bottom dead center side or the top dead center side.

ピストン２１３の揺動中心と給油孔２１７との位置がずれた状態で、スラスト側の給油孔２１７と反スラスト側の給油孔２１７との供給油量（あるいは油圧）に差が生じれば、供給油量の多い側の供給孔２１７に近い部分のスカート部とシリンダ面２１６との間に厚い油膜が形成され、供給油量の少ない側の供給孔２１７に近い部分のスカート部とシリンダ面２１６との間に薄い油膜が形成されて、ピストン２１３がシリンダ面２１６に対して傾く、即ち首を振ることになり、スラップ音が発生し易くなる。 If there is a difference in the amount of oil supplied (or hydraulic pressure) between the thrust-side oil supply hole 217 and the anti-thrust-side oil supply hole 217 in a state where the position of the oscillation center of the piston 213 and the oil supply hole 217 are displaced, supply A thick oil film is formed between the skirt portion near the supply hole 217 on the side with a large amount of oil and the cylinder surface 216, and the skirt portion near the supply hole 217 on the side with a small amount of oil supply and the cylinder surface 216. A thin oil film is formed between them, and the piston 213 is inclined with respect to the cylinder surface 216, that is, the head is shaken, and a slap sound is easily generated.

本発明の目的は、内燃機関用ピストンを改良することで、内燃機関の運転中におけるピストンの各位置において、スカート部とシリンダ壁との間で安定して油膜形成を行うことにある。 An object of the present invention is to improve the internal combustion engine piston so as to stably form an oil film between the skirt and the cylinder wall at each position of the piston during operation of the internal combustion engine.

請求項１に係る発明は、コンロッドに連結するとともに内燃機関のシリンダ内に移動自在に挿入したピストンであって、このピストンのスカート部外周面の周方向に環状の凹部を設け、この凹部を、底面と、この底面の両縁からそれぞれ広がるように立上げた２つの傾斜面とから構成し、底面にコンロッド側から給油通路を介して供給される潤滑油の吐出口を開口させたことを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a piston that is connected to the connecting rod and movably inserted into the cylinder of the internal combustion engine, and is provided with an annular recess in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the skirt portion of the piston. It is composed of a bottom surface and two inclined surfaces that rise from both edges of the bottom surface, and a discharge port for lubricating oil supplied from the connecting rod side through the oil supply passage is opened on the bottom surface. And

内燃機関の運転中に、ピストンが上死点又は下死点、あるいは、これらの近傍を除く位置でピストン速度が大きな状態で移動中は、２つの傾斜面のくさび形作用により、ピストンのスカート部とシリンダ壁との間の油膜形成を促進し、ピストンが上死点又は下死点、あるいは、これらの近傍でピストン速度が小さい状態で移動中は、凹部の底面に開けた吐出口から潤滑油を吐出してピストンのスカート部とシリンダ壁との間の油膜形成を促進する。 During operation of the internal combustion engine, when the piston is moving at a position other than the top dead center, bottom dead center, or the vicinity of the piston at a high piston speed, the wedge-shaped action of the two inclined surfaces causes the piston skirt. When the piston is moving at the top dead center, bottom dead center, or near the piston speed at a low piston speed, the lubricating oil is discharged from the discharge port opened on the bottom of the recess. To promote oil film formation between the piston skirt and the cylinder wall.

請求項２に係る発明は、凹部を、トップランド上端からの高さが、コンプレッションハイトと概ね一致するようにしたことを特徴とする。
ピストンのスカート部の凹部に吐出口を設けることで、ピストンが移動中のどの位置にあっても、吐出口からスカート部とシリンダ壁との間に吐出した潤滑油が、ピストン上部側とピストン下部側とにほぼ均等に供給される。 The invention according to claim 2 is characterized in that the height of the recess from the top land upper end substantially coincides with the compression height.
By providing a discharge port in the concave part of the piston skirt, the lubricant discharged from the discharge port between the skirt and the cylinder wall at any position during the movement of the piston is on the upper and lower piston sides. Is supplied almost evenly to the sides.

請求項１に係る発明では、スカート外周面の凹部に２つの傾斜面を備えるので、２つの傾斜面のくさび形作用によって、ピストンが大きな速度で上死点側、あるいは下死点側に移動中にスカート部とシリンダ壁との間の油膜形成を促進することができるとともに、凹部の底面に潤滑油の吐出口を備えることによって、潤滑油を吐出口から吐出させることで、ピストンが上死点又は下死点、あるいは、その近傍でピストン速度が小さいときにもスカート部とシリンダ壁との間の油膜形成を強制的に行うことができる。 In the invention according to claim 1, since the concave portion of the outer peripheral surface of the skirt is provided with two inclined surfaces, the piston is moving to the top dead center side or the bottom dead center side at a high speed due to the wedge-shaped action of the two inclined surfaces. It is possible to promote the formation of an oil film between the skirt and the cylinder wall, and by providing the lubricating oil discharge port on the bottom surface of the recess, the lubricating oil is discharged from the discharge port, so that the piston is at top dead center. Alternatively, oil film formation between the skirt portion and the cylinder wall can be forcibly performed even when the piston speed is low at or near the bottom dead center.

従って、ピストンの全行程のどの位置においても、スカート部とシリンダ壁との間に安定して油膜形成を行うことができ、摩擦係数を常に小さく維持することができて、内燃機関の出力向上、燃料消費低減を図ることができ、更には、十分な潤滑油によるスカート部及びシリンダ壁の焼き付きを防止することができる。 Therefore, oil film formation can be stably performed between the skirt portion and the cylinder wall at any position in the entire stroke of the piston, the friction coefficient can be constantly kept small, and the output of the internal combustion engine can be improved. Fuel consumption can be reduced, and furthermore, seizure of the skirt portion and the cylinder wall due to sufficient lubricating oil can be prevented.

請求項２に係る発明では、凹部を、トップランド上端からの高さが、コンプレッションハイトと概ね一致するようにしたので、ピストンが移動中のどの位置にあっても、凹部の吐出口からスカート部とシリンダ壁との隙間のピストン上部側とピストン下部側とにほぼ均等に潤滑油を供給することができ、ピストンの首振りを抑えることができて、スラップ音を低減することができる。 In the invention according to claim 2, since the height from the upper end of the top land substantially coincides with the compression height, the skirt portion extends from the discharge port of the recess regardless of the position where the piston is moving. Lubricating oil can be supplied almost evenly to the piston upper side and the piston lower side of the gap between the cylinder wall, the piston swing can be suppressed, and the slap noise can be reduced.

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るピストンを備える内燃機関の断面図であり、内燃機関１０は、シリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１に設けたシリンダボア１２に移動自在に挿入したピストン１３と、このピストン１３に球面継手１４を介して連結したコンロッド１６と、シリンダブロック１１の下部に回転自在に取付けるとともに中空のクランクピン１７でコンロッド１６をスイング自在に支持する組立式のクランクシャフト１８とを備える。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
FIG. 1 is a sectional view of an internal combustion engine having a piston according to the present invention. The internal combustion engine 10 includes a cylinder block 11, a piston 13 movably inserted into a cylinder bore 12 provided in the cylinder block 11, and the piston 13. Are connected to each other via a spherical joint 14, and an assembly-type crankshaft 18 that is rotatably attached to the lower portion of the cylinder block 11 and supports the connecting rod 16 with a hollow crankpin 17 so as to be swingable.

シリンダブロック１１は、上部に設けたシリンダ部２１と、このシリンダ部２１の内側に嵌合させるとともにシリンダボア１２を形成した筒状のスリーブ２２と、シリンダ部２１の下部に取付けたアッパークランクケース２３とからなる。 The cylinder block 11 includes a cylinder portion 21 provided at an upper portion, a cylindrical sleeve 22 that is fitted inside the cylinder portion 21 and formed with a cylinder bore 12, and an upper crankcase 23 that is attached to the lower portion of the cylinder portion 21. Consists of.

コンロッド１６は、ピストン１３に連結した球形状の小端部２４と、クランクピン１７に連結した大端部２５と、これらの小端部２４及び大端部２５のそれぞれを連結するロッド部２６とを一体成形した部材であり、大端部２５をクランクピン１７に滑り軸受３１を介して連結したものである。 The connecting rod 16 includes a spherical small end portion 24 connected to the piston 13, a large end portion 25 connected to the crankpin 17, and a rod portion 26 connecting each of the small end portion 24 and the large end portion 25. The large end 25 is connected to the crank pin 17 via a slide bearing 31.

ここで、３２はクランクシャフト１８に設けたカウンタウエイト、３３はシリンダブロック１１の上部にヘッドガスケット（不図示）を介して取付けたシリンダヘッド、３４は吸気バルブ、３６は排気バルブ、３７は燃焼室、３８はアッパークランクケース２３とでクランクケースを形成するためにアッパークランクケース２３の下部に複数のボルト４１で取付けたロワークランクケース、４２はロワークランクケース３８の下部に複数のボルト４４で取付けたオイルパンである。 Here, 32 is a counterweight provided on the crankshaft 18, 33 is a cylinder head attached to the upper portion of the cylinder block 11 via a head gasket (not shown), 34 is an intake valve, 36 is an exhaust valve, and 37 is a combustion chamber. , 38 is a low work rank case attached with a plurality of bolts 41 to the lower part of the upper crank case 23 to form a crank case with the upper crank case 23, and 42 is attached with a plurality of bolts 44 to the lower part of the low work rank case 38. It is an oil pan.

図２は本発明に係るピストン、コンロッド及びクランクシャフトとの連結構造を示す断面図であり、クランクシャフト１８は、端部に設けた第１シャフト５１と、この第１シャフト５１に複数のボルト５２で取付けた第２シャフト５３と、この第２シャフト５３に複数のボルト（不図示）で取付けた第３シャフト５４とを備える組立式のものである。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a connecting structure of a piston, a connecting rod, and a crankshaft according to the present invention. The crankshaft 18 includes a first shaft 51 provided at an end portion and a plurality of bolts 52 on the first shaft 51. And a third shaft 54 attached to the second shaft 53 with a plurality of bolts (not shown).

第１シャフト５１は、アッパークランクケース２３及びロワークランクケース３８で滑り軸受５６を介して支持したジャーナル部５７と、このジャーナル部５７の端部に設けたアーム部５８と、このアーム部５８から径方向に延ばしたカウンタウエイト３２とからなり、ジャーナル部５７の内部に中空部５９を設けたものである。なお５６ａ，５６ｂは滑り軸受５６に開けたオイル穴、環状のオイル溝である。 The first shaft 51 includes a journal portion 57 supported by the upper crankcase 23 and the lower work rank case 38 via a slide bearing 56, an arm portion 58 provided at an end portion of the journal portion 57, and a diameter from the arm portion 58. The counter weight 32 extends in the direction, and a hollow portion 59 is provided inside the journal portion 57. Reference numerals 56a and 56b denote oil holes and annular oil grooves formed in the sliding bearing 56.

第２シャフト５３は、アーム部６１と、このアーム部６１から側方に延ばした中空のクランクピン１７と、アーム部６１から径外方に延ばしたカウンタウエイト３２とからなり、クランクピン１７の内部に中空部６２を設け、クランクピン１７の端部を第１シャフト５１のアーム部５８に設けた凹部６３に嵌合させるとともにクランクピン１７の端部から内側に突出させたフランジ部５３ａを第１シャフト５１のアーム部５８に取付けたものである。なお、３１ａ，３１ａは滑り軸受３１に設けたオイル穴である。 The second shaft 53 includes an arm portion 61, a hollow crankpin 17 extending laterally from the arm portion 61, and a counterweight 32 extending radially outward from the arm portion 61. The hollow portion 62 is provided in the first shaft 51, and the end of the crank pin 17 is fitted in the recess 63 provided in the arm portion 58 of the first shaft 51, and the flange portion 53a protruding inward from the end of the crank pin 17 is provided in the first portion. It is attached to the arm portion 58 of the shaft 51. Reference numerals 31 a and 31 a are oil holes provided in the sliding bearing 31.

第３シャフト５４は、アッパークランクケース２３及びロワークランクケース３８で滑り軸受５６を介して支持したジャーナル部６５を備え、このジャーナル部６５の内部に中空部６６を設け、第２シャフト５３に設けた凹部６７にジャーナル部６５を嵌合させた部材である。 The third shaft 54 includes a journal portion 65 supported by the upper crankcase 23 and the low-rank rank case 38 via a slide bearing 56, a hollow portion 66 is provided inside the journal portion 65, and the second shaft 53 is provided. This is a member in which the journal portion 65 is fitted in the recess 67.

クランクシャフト１８は、潤滑油をシリンダブロック１１側からコンロッド１６側へ流すクランクシャフト給油通路７０を形成した部材であり、クランクシャフト給油通路７０は、第３シャフト５４のジャーナル部６５に開けた第１油路７１と、この第１油路７１に連通させるために第２シャフト５３のアーム部６１に開けた第２油路７２とからなる。 The crankshaft 18 is a member in which a crankshaft oil supply passage 70 for flowing lubricating oil from the cylinder block 11 side to the connecting rod 16 side is formed, and the crankshaft oil supply passage 70 is opened in the journal portion 65 of the third shaft 54. It comprises an oil passage 71 and a second oil passage 72 opened in the arm portion 61 of the second shaft 53 in order to communicate with the first oil passage 71.

第１油路７１の入口はジャーナル部６５に嵌めた滑り軸受５６のオイル穴５６ａ及びオイル溝５６ｂに連通し、第２油路７２の出口は滑り軸受３１のオイル穴３１ａに連通する。 The inlet of the first oil passage 71 communicates with the oil hole 56 a and the oil groove 56 b of the sliding bearing 56 fitted in the journal portion 65, and the outlet of the second oil passage 72 communicates with the oil hole 31 a of the sliding bearing 31.

コンロッド１６は、大端部２５から小端部２４に至るコンロッド給油通路７５を形成した部材であり、コンロッド給油通路７５は、コンロッド１６に設けた大端部穴１６ａに開けることでオイル穴３１ａを介してクランクシャフト給油通路７０の第２油路７２に連通する大端部側油路７６と、ロッド部２６内に設けた中空部７７と、ロッド部２６内及び小端部２４内に設けた先端側油路７８と、この先端部油路７８からそれぞれ分岐するとともに小端部２４の球面８１に開口する複数の分岐油路８２とからなる。 The connecting rod 16 is a member in which a connecting rod oil supply passage 75 extending from the large end portion 25 to the small end portion 24 is formed. The connecting rod oil supply passage 75 opens the oil hole 31a by opening the large end portion hole 16a provided in the connecting rod 16. A large end side oil passage 76 communicating with the second oil passage 72 of the crankshaft oil supply passage 70, a hollow portion 77 provided in the rod portion 26, and provided in the rod portion 26 and the small end portion 24. The front end side oil passage 78 and a plurality of branch oil passages 82 branched from the front end portion oil passage 78 and opened to the spherical surface 81 of the small end portion 24.

図３は本発明に係るピストン、コンロッド及びクランクシャフトの組立状態を示す斜視図であり、ピストン１３にコンロッド１６をスイング自在に取付け、クランクシャフト１８にコンロッド１６をスイング自在に取付けたことを示す。 FIG. 3 is a perspective view showing the assembled state of the piston, connecting rod and crankshaft according to the present invention, showing that the connecting rod 16 is swingably attached to the piston 13 and the connecting rod 16 is swingably attached to the crankshaft 18.

ピストン１６は、例えば、材質ＡＣ８Ａ［ＪＩＳＨ５２０２］の素材を鋳造にて製造し、熱処理としてＴ６処理を施した後に機械加工を施した部材である。
コンロッド１６としては、クロム鋼、クロムモリブデン鋼、又はチタン合金製が好適である。 The piston 16 is, for example, a member manufactured by casting a material AC8A [JIS H 5202] and performing machining after performing T6 treatment as heat treatment.
The connecting rod 16 is preferably made of chrome steel, chrome molybdenum steel, or titanium alloy.

図４は本発明に係るピストン及びコンロッドの断面図であり、ピストン１３は、燃焼室３７（図１参照）を形成する冠部９０を備える上部ピストン９１と、コンロッド１６の小端部２４の上半球部２４ａを滑り可能に保持するために上部ピストン９１の冠部９０の裏面９３から突出する突出部９４内に配置した上部保持部材９６と、コンロッド１６の小端部２４の下半球部２４ｂを滑り可能に保持する下部保持部材９７と、この下部保持部材９７を保持するために上部ピストン９１にねじ結合した下部ピストン９８とからなり、コンロッド１６側から下部ピストン９８とシリンダボア１２（図１参照）との間に潤滑油を供給するピストン給油通路１００を形成した組立体である。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the piston and connecting rod according to the present invention. The piston 13 includes an upper piston 91 having a crown 90 that forms a combustion chamber 37 (see FIG. 1) and a small end 24 of the connecting rod 16. In order to hold the hemispherical portion 24a in a slidable manner, an upper holding member 96 disposed in a protruding portion 94 protruding from the back surface 93 of the crown portion 90 of the upper piston 91, and a lower hemispherical portion 24b of the small end portion 24 of the connecting rod 16 are provided. The lower holding member 97 is slidably held, and the lower piston 98 is screwed to the upper piston 91 to hold the lower holding member 97. The lower piston 98 and the cylinder bore 12 (see FIG. 1) from the connecting rod 16 side. Is an assembly in which a piston oil supply passage 100 for supplying lubricating oil is formed.

上部ピストン９１は、円板状とした冠部９０と、この冠部９０の縁から下方に延ばした筒状で厚肉としたランド部１０１と、前述の突出部９４とを一体成形した部材である。
冠部９０は、燃焼室３７（図１参照）に臨む平坦な冠面１０４を備える。
ランド部１０１は、冠面１０４側から順に、トップランド１０６、トップリング溝１０７、セカンドランド１０８、セカンドリング溝１１１、サードランド１１２及びオイルリング溝１１３を設けた部分であり、トップリング溝１０７にトップリング（不図示）を嵌め、セカンドリング溝１１１にセカンドリング（不図示）を嵌め、オイルリング溝１１３にオイルリング（不図示）を嵌める。 The upper piston 91 is a member formed by integrally forming a disc-shaped crown portion 90, a cylindrical and thick land portion 101 extending downward from an edge of the crown portion 90, and the above-described protruding portion 94. is there.
The crown 90 includes a flat crown surface 104 facing the combustion chamber 37 (see FIG. 1).
The land portion 101 is a portion provided with a top land 106, a top ring groove 107, a second land 108, a second ring groove 111, a third land 112, and an oil ring groove 113 in order from the crown surface 104 side. A top ring (not shown) is fitted, a second ring (not shown) is fitted into the second ring groove 111, and an oil ring (not shown) is fitted into the oil ring groove 113.

突出部９４は、上部保持部材９６をピストン１３の半径方向に移動可能に収納する凹部１１５と、この凹部１１５の開口部１１６側に近い外周面１１７に形成したおねじ１１８とを備え、凹部１１５は、底部１２１に小凹部１２２を形成した部分である。 The protrusion 94 includes a recess 115 that houses the upper holding member 96 so as to be movable in the radial direction of the piston 13, and a male screw 118 formed on the outer peripheral surface 117 near the opening 116 of the recess 115. Is a portion in which a small recess 122 is formed in the bottom 121.

上部保持部材９６は、耐熱性、耐摩耗性に優れた窒化ケイ素系セラミックス製であり、コンロッド１６の小端部２４の上半球部２４ａに滑り可能に嵌合する凹状の球面としての第１球面１２５と、上部ピストン９１の小凹部１２２内に位置する小凸部１２６とを備え、凹部１１５の内周面１２７と上部保持部材９６の外周面１２８とは片側にそれぞれ隙間Ｃを有し、同様に、小凹部１２２と小凸部１２６との間にも片側にそれぞれ隙間Ｃ（不図示）を有する。この隙間Ｃは凹部１１５の内周面１２７とコンロッド１６の小端部２４との間にも片側にそれぞれ有する。
上記の窒化ケイ素系セラミックスとしては、Ｓｉ_３Ｎ_４（窒化ケイ素）、ＢＮ（窒化ホウ素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＴｉＮ（窒化チタン）が好適である。 The upper holding member 96 is made of silicon nitride ceramics having excellent heat resistance and wear resistance, and is a first spherical surface as a concave spherical surface that is slidably fitted into the upper hemisphere portion 24 a of the small end portion 24 of the connecting rod 16. 125 and a small convex portion 126 located in the small concave portion 122 of the upper piston 91, and the inner peripheral surface 127 of the concave portion 115 and the outer peripheral surface 128 of the upper holding member 96 have a gap C on one side, respectively. In addition, a gap C (not shown) is also provided on one side between the small concave portion 122 and the small convex portion 126. The gap C is also provided on one side between the inner peripheral surface 127 of the recess 115 and the small end 24 of the connecting rod 16.
As the above silicon nitride ceramics, Si ₃ N ₄ (silicon nitride), BN (boron nitride), AlN (aluminum nitride), and TiN (titanium nitride) are suitable.

下部保持部材９７は、コンロッド１６の小端部２４の下半球部２４ｂに滑り可能に嵌合する凹状の球面としての第２球面１３１と、下部ピストン９８に嵌合する外周面１３２及びおすテーパ部１３３と、上部ピストン９１の突出部９４の端面９４ａに当接する当接面１３４とを備える４分割とした窒化ケイ素系セラミックス（上に上げた材料が好適である。）製の部材であり、回り止め用ピン（不図示）で上部ピストン９１の突出部９４に対して回転しないようにするとともに、コンロッド１６のロッド部２６に当てる被案内面を設けることでピストン１３をコンロッド１６に対して回転しないようにする部材でもある。なお、９７ａ〜９７ｄ（９７ｃ，９７ｄは不図示）は、下部保持部材９７を構成する４つの分割体である。 The lower holding member 97 includes a second spherical surface 131 as a concave spherical surface that is slidably fitted to the lower hemispherical portion 24b of the small end portion 24 of the connecting rod 16, an outer peripheral surface 132 that is fitted to the lower piston 98, and a male tapered portion. 133 and a member made of silicon nitride ceramics divided into four parts (a material raised above is suitable) including a contact surface 134 that contacts the end surface 94a of the protrusion 94 of the upper piston 91. A stop pin (not shown) prevents rotation with respect to the protruding portion 94 of the upper piston 91 and provides a guided surface that contacts the rod portion 26 of the connecting rod 16 so that the piston 13 does not rotate with respect to the connecting rod 16. It is also a member to make it. Reference numerals 97a to 97d (97c and 97d are not shown) are four divided bodies constituting the lower holding member 97.

下部ピストン９８は、上部ピストン９１の突出部９４の下部及び下部保持部材９７を囲むように配置した筒部１３５と、この筒部１３５から放射状に延ばした複数のリブ１３６と、これらのリブ１３６の各先端に連結した円筒状の下部スカート部１３７とを一体成形した部材であり、全周に備える下部スカート部１３７の上端面１３７ａを上部ピストン９１のランド部１０１の下端面１０１ａに当てた部材である。 The lower piston 98 includes a cylindrical portion 135 disposed so as to surround the lower portion of the protruding portion 94 of the upper piston 91 and the lower holding member 97, a plurality of ribs 136 extending radially from the cylindrical portion 135, and the rib 136 A member formed by integrally forming a cylindrical lower skirt portion 137 connected to each tip, and a member in which the upper end surface 137a of the lower skirt portion 137 provided on the entire circumference is brought into contact with the lower end surface 101a of the land portion 101 of the upper piston 91. is there.

筒部１３５は、穴部１３８に、下部保持部材９７のおすテーパ部１３３に密着させためすテーパ部１４１と、下部保持部材９７の外周面１３２に所定の隙間を有して嵌合する内周面１４２と、上部ピストン９１のおねじ１１８にねじ結合するために内周面１４２の上部に形成しためねじ１４３とを備える。 The cylindrical portion 135 is fitted in the hole portion 138 with a predetermined gap between the tapered portion 141 that is brought into close contact with the tapered portion 133 of the lower holding member 97 and the outer peripheral surface 132 of the lower holding member 97. A surface 142 and a screw 143 for forming on the upper surface of the inner peripheral surface 142 for screw coupling to the male thread 118 of the upper piston 91 are provided.

下部スカート部１３７は、外周面１３７ｂに環状溝１３７ｃを形成した部分であり、環状溝１３７ｃは、底面１３７ｄと、この底面１３７ｄの両縁からそれぞれ外周面１３７ｂへ広がるように延ばした上テーパ面１３７ｅ及び下テーパ面１３７ｆとからなる。 The lower skirt portion 137 is a portion in which an annular groove 137c is formed on the outer peripheral surface 137b. The annular groove 137c is an upper tapered surface 137e extending from the bottom surface 137d and from both edges of the bottom surface 137d to the outer peripheral surface 137b. And a lower tapered surface 137f.

おすテーパ部１３３とめすテーパ部１４１とは、嵌合させることにより筒部１３５の軸線に対して下部保持部材９７の軸線を一致させることが可能な部分である。
上記した上部ピストン９１のおねじ１１８及び下部ピストン９８のめねじ１４３は、ねじ結合部１４４を構成する部分である。 The male taper portion 133 and the female taper portion 141 are portions where the axis of the lower holding member 97 can be made to coincide with the axis of the cylinder portion 135 by fitting.
The above-described male screw 118 of the upper piston 91 and the female screw 143 of the lower piston 98 are parts constituting the screw coupling portion 144.

上部ピストン９１と下部ピストン９８とは、それらの質量をほぼ同一とした部材であり、上部保持部材９６と下部保持部材９７との質量をほぼ同一としているから、上部ピストン９１及び上部保持部材９６からなる上部ピストン半体１４５Ａの質量と、下部ピストン９８及び下部保持部材９７からなる下部ピストン半体１４５Ｂの質量とはほぼ同一となる。 The upper piston 91 and the lower piston 98 are members having substantially the same mass, and the upper holding member 96 and the lower holding member 97 have substantially the same mass. The mass of the upper piston half 145A and the mass of the lower piston half 145B consisting of the lower piston 98 and the lower holding member 97 are substantially the same.

コンロッド１６は、ロッド部２６の内部に軽量化のための中空部１４６，７７，１４８を設けた部材であり、大端部２５（図１参照）側から球面継手１４の滑り面にオイルを供給するために先端側油路７８、複数の分岐油路７９を設けたものである。 The connecting rod 16 is a member provided with hollow portions 146, 77, and 148 for reducing the weight inside the rod portion 26, and supplies oil to the sliding surface of the spherical joint 14 from the large end portion 25 (see FIG. 1) side. For this purpose, a front end side oil passage 78 and a plurality of branch oil passages 79 are provided.

上記した突出部９４、上部保持部材９６、下部保持部材９７、筒部１３５及び小端部２４は、上記した球面継手１４を構成する部分である。
１５７は球状の小端部２４の中心を示す中心点であり、ピストン１３の重心でもあるが、中心点１５７をピストン１３の重心にほぼ一致させてもよい。
１５８はピストン１３の軸線である。１５９は中心点１５７を通り且つ軸線１５８に直交する平面に含まれる直線である。 The protruding portion 94, the upper holding member 96, the lower holding member 97, the cylindrical portion 135, and the small end portion 24 are portions that constitute the spherical joint 14 described above.
Reference numeral 157 denotes a center point indicating the center of the spherical small end portion 24, which is also the center of gravity of the piston 13. However, the center point 157 may be substantially coincident with the center of gravity of the piston 13.
Reference numeral 158 denotes an axis of the piston 13. Reference numeral 159 denotes a straight line included in a plane passing through the center point 157 and orthogonal to the axis 158.

ピストン給油通路１００は、上部ピストン９１の突出部９４に開けた複数の第１横油路１６１と、下部ピストン９８の筒部１３５、リブ１３６及び下部スカート部１３７を貫通させた複数の第２横油路１６２とからなり、一端を凹部１１５に開口し、他端を環状溝１３７ｃに開口させたものである。なお、１６２ａは第２横油路１６２の環状溝１３７ｃに開口する吐出口である。 The piston oil supply passage 100 includes a plurality of first horizontal oil passages 161 opened in the protruding portion 94 of the upper piston 91 and a plurality of second horizontal oil passages that penetrate the cylindrical portion 135, the rib 136, and the lower skirt portion 137 of the lower piston 98. It consists of an oil passage 162, with one end opened to the recess 115 and the other end opened to the annular groove 137c. Reference numeral 162a denotes a discharge port that opens into the annular groove 137c of the second lateral oil passage 162.

ピストン給油通路１００の位置、即ち、冠面１０４からの高さＧＨは、ピストン１３のコンプレッションハイトＣＨ（トップランド１０６の上端（即ち、冠面１０４に一致する。）から球状の小端部２４の中心点１５７までの距離である。）にほぼ等しく、環状溝１３７ｃは、上テーパ面１３７ｅの上端を、ピストン給油通路１００の中心線１６４から高さＨ１の位置に設け、下テーパ面１３７ｆの下端を中心線１６４から高さＨ２の位置に設け、上テーパ面１３７ｅの傾き角をθ１、下テーパ面１３７ｆの傾き角をθ２とした部分である。上記の高さＨ１，Ｈ２は、Ｈ１＝Ｈ２の関係にあり、傾き角θ１，θ２は、θ１＝θ２の関係にある。以上より、環状溝１３７ｃ（の高さ方向の中央）の冠面１０４からの高さは、コンプレッションハイトＣＨにほぼ等しい。 The position of the piston oil supply passage 100, that is, the height GH from the crown surface 104, is from the compression height CH of the piston 13 (the upper end of the top land 106 (ie, coincides with the crown surface 104)) to the spherical small end portion 24. The annular groove 137c is provided with the upper end of the upper tapered surface 137e at a height H1 from the center line 164 of the piston oil supply passage 100, and the lower end of the lower tapered surface 137f. Is a position at a height H2 from the center line 164, the inclination angle of the upper taper surface 137e is θ1, and the inclination angle of the lower taper surface 137f is θ2. The heights H1 and H2 have a relationship of H1 = H2, and the inclination angles θ1 and θ2 have a relationship of θ1 = θ2. From the above, the height of the annular groove 137c (the center in the height direction) from the crown surface 104 is substantially equal to the compression height CH.

図５は本発明に係るピストン及びコンロッドを示す底面図（一部断面図）であり、下部ピストン９８は、筒部１３５と下部スカート部１３７とを連結する複数のリブ１３６を備え、各リブ１３６に第２横油路１６２を形成したものである。 FIG. 5 is a bottom view (partial cross-sectional view) showing the piston and connecting rod according to the present invention. The lower piston 98 includes a plurality of ribs 136 that connect the cylindrical portion 135 and the lower skirt portion 137, and each rib 136. The second lateral oil passage 162 is formed in the above.

ここでは、隣り合うリブ１３６のなす角度θを皆等しくしたが、これに限らず、隣り合うリブ１３６のなす角度を、スラスト側と反スラスト側とで異ならせてもよいし、あるいは、スラスト−反スラスト方向に直交する方向、例えば、クランクシャフトを車両前後方向に延ばした内燃機関ではフロント−リヤ方向のフロント側とリヤ側とで異ならせてもよい。また、このようなリブ１３６に相当するものを上部ピストン９１（図３参照）に設けてもよく、これにより、上部ピストン９１の冠部９０（図３参照）に発生する応力を各リブ１３６へ均等に分散することができ、上部ピストン９１に発生する応力の最大値を低くすることができる。 Here, the angles θ formed by the adjacent ribs 136 are all equal. However, the present invention is not limited to this, and the angle formed by the adjacent ribs 136 may be different between the thrust side and the anti-thrust side. In an internal combustion engine in which the crankshaft is extended in the direction perpendicular to the anti-thrust direction, for example, the longitudinal direction of the vehicle, the front side and the rear side in the front-rear direction may be different. In addition, a portion corresponding to such a rib 136 may be provided in the upper piston 91 (see FIG. 3), whereby stress generated in the crown portion 90 (see FIG. 3) of the upper piston 91 is applied to each rib 136. Evenly distributed, the maximum value of the stress generated in the upper piston 91 can be lowered.

コンロッド１６は、小端部２４（図３参照）に近いロッド部２６の側面２６ａ，２６ａに、平坦で且つコンロッド１６がスイング（揺動）する方向（図の左右方向である。）に平行な案内面２６ｂ、２６ｂをそれぞれ形成したものであり、下部保持部材９７（形状の理解を容易にするために太線で示した部分である。）は、コンロッド１６を通すために設けた矩形状開口部９７ｅに各分割体９７ａ〜９７ｄ毎に、上記の案内面２６ｂ，２６ｂに当たりながら案内される被案内面９７ｆを設けたものである。 The connecting rod 16 is flat on the side surfaces 26a, 26a of the rod portion 26 close to the small end portion 24 (see FIG. 3), and is parallel to the direction in which the connecting rod 16 swings (swings). Each of the guide surfaces 26b and 26b is formed, and a lower holding member 97 (a portion indicated by a thick line for easy understanding of the shape) is a rectangular opening provided for passing the connecting rod 16 therethrough. 97e is provided with a guided surface 97f that is guided while hitting the guide surfaces 26b and 26b for each of the divided bodies 97a to 97d.

上記したように、コンロッド１６に案内面２６ｂ、２６ｂを設け、下部保持部材９７に案内面２６ｂ，２６ｂに案内される複数の被案内面９７ｆを設けたことで、コンロッド１６に対してピストン１３のシリンダ軸回りの回転を防ぐことができる。 As described above, the guide rods 26 b and 26 b are provided on the connecting rod 16, and a plurality of guided surfaces 97 f guided by the guide surfaces 26 b and 26 b are provided on the lower holding member 97. Rotation around the cylinder axis can be prevented.

以上に述べたピストン１３の作用を図６〜図８で説明する。
図６は本発明に係るピストンの作用を示す第１作用図である。
潤滑油は、内燃機関の運転中は常時、シリンダブロック内からクランクシャフト給油通路７０（図２参照）、コンロッド給油通路７５（図２参照）及びピストン給油通路１００を介して下部ピストン９８の環状溝１３７ｃに矢印のように強制的に供給される。 The operation of the piston 13 described above will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a first action diagram showing the action of the piston according to the present invention.
During the operation of the internal combustion engine, the lubricating oil is always provided in the annular groove of the lower piston 98 through the crankshaft oil supply passage 70 (see FIG. 2), the connecting rod oil supply passage 75 (see FIG. 2), and the piston oil supply passage 100 from the cylinder block. 137c is forcibly supplied as indicated by an arrow.

このように、環状溝１３７ｃに潤滑油が供給されると、環状溝１３７ｃ内の潤滑油は、上テーパ面１３７ｅ側の下部スカート部１３７とシリンダボア１２との上隙間１６５と、下テーパ面１３７ｆ側の下部スカート部１３７とシリンダボア１２との下隙間１６６との間に流れ、油膜を形成する。 As described above, when the lubricating oil is supplied to the annular groove 137c, the lubricating oil in the annular groove 137c is separated from the lower gap 137 on the upper tapered surface 137e side, the upper gap 165 between the cylinder bore 12, and the lower tapered surface 137f side. Between the lower skirt portion 137 and the lower gap 166 of the cylinder bore 12 to form an oil film.

従って、例えば、ピストン１３が上死点、下死点、あるいは、これらの近傍に位置する場合のようなピストン速度が小さい位置でも、下部スカート部１３７とシリンダボア１２との間の油膜形成を促進させることができ、十分な厚さの油膜を形成することができる。 Therefore, for example, oil film formation between the lower skirt portion 137 and the cylinder bore 12 is promoted even at a low piston speed such as when the piston 13 is located at or near the top dead center, the bottom dead center, or the like. And an oil film having a sufficient thickness can be formed.

図７（ａ），（ｂ）は本発明に係るピストンの作用を示す第２作用図である。
（ａ）において、白抜き矢印で示すように、ピストンが上死点側から下死点側へ移動中には、ピストン給油通路１００を介して下部ピストン９８の環状溝１３７ｃに供給された潤滑油は、上テーパ面１３７ｅのくさび形作用によって油路が次第に絞られ、ピストン速度が大きいほど上隙間１６５内の油圧が大きくなって十分な厚さの油膜が形成される。 7A and 7B are second operation diagrams showing the operation of the piston according to the present invention.
In (a), as indicated by the white arrow, while the piston is moving from the top dead center side to the bottom dead center side, the lubricating oil supplied to the annular groove 137c of the lower piston 98 via the piston oil supply passage 100. The oil path is gradually narrowed by the wedge-shaped action of the upper taper surface 137e, and the hydraulic pressure in the upper gap 165 increases as the piston speed increases, so that an oil film having a sufficient thickness is formed.

（ｂ）において、白抜き矢印で示すように、ピストンが下死点側から上死点側へ移動中には、ピストン給油通路１００を介して下部ピストン９８の環状溝１３７ｃに供給された潤滑油は、下テーパ面１３６ｆのくさび形作用によって油路が次第に絞られ、ピストン速度が大きいほど下隙間１６６内の油圧が大きくなって十分な厚さの油膜が形成される。 In (b), as indicated by the white arrow, while the piston is moving from the bottom dead center side to the top dead center side, the lubricating oil supplied to the annular groove 137c of the lower piston 98 via the piston oil supply passage 100. The oil path is gradually narrowed by the wedge-shaped action of the lower tapered surface 136f, and the oil pressure in the lower gap 166 increases as the piston speed increases, so that an oil film having a sufficient thickness is formed.

図８は本発明に係るピストンの作用を示す第３作用図である。
環状溝１３７ｃをピストン１３のコンプレッションハイトとほぼ同等の位置に設け、ピストン１３がシリンダボア１２内を移動中に、コンロッド給油通路７５、凹部１１５内、ピストン給油通路１００、環状溝１３７ｃを介してピストン１３とシリンダボア１２との間の隙間に潤滑油を供給することで、例えば、環状溝をコンロッド１６の小端部２４の中心点１５７よりも大きく下方又は大きく上方に設けた場合よりも、本発明では、ピストン１３とシリンダボア１２との隙間のピストン上部側とピストン下部側とに一層均等に潤滑油を流すことができ、更に、環状溝１３７ｃに潤滑油を供給する給油通路をピストン１３に設けているから、ピストン１３の全行程のどの位置においても、ピストン上部側とピストン下部側とのそれぞれの隙間にほぼ均等に潤滑油を供給することができる。
従って、ピストン１３の首振りを抑えることができ、ピストン１３とシリンダボア１２との衝突により発生するピストン打音（スラップ音を含む。）を防止することができる。 FIG. 8 is a third action diagram showing the action of the piston according to the present invention.
An annular groove 137c is provided at a position substantially equal to the compression height of the piston 13, and the piston 13 passes through the connecting rod oil supply passage 75, the recess 115, the piston oil supply passage 100, and the annular groove 137c while the piston 13 moves in the cylinder bore 12. By supplying lubricating oil to the gap between the cylinder bore 12 and the cylinder bore 12, for example, in the present invention, an annular groove is provided below or greatly above the center point 157 of the small end 24 of the connecting rod 16. Further, the lubricating oil can flow more evenly between the piston upper side and the piston lower side of the gap between the piston 13 and the cylinder bore 12, and an oil supply passage for supplying the lubricating oil to the annular groove 137c is provided in the piston 13. From any position in the entire stroke of the piston 13, the gap between the piston upper side and the piston lower side It is possible to supply the lubricating oil substantially uniformly.
Therefore, swinging of the piston 13 can be suppressed, and piston hitting sound (including slap noise) generated by the collision between the piston 13 and the cylinder bore 12 can be prevented.

以上の図１及び図４に示したように、本発明は第１に、コンロッド１６に連結するとともに内燃機関１０のシリンダボア１２内に移動自在に挿入したピストン１３であって、このピストン１３の下部スカート部１３７の外周面１３７ｂの周方向に環状の凹部としての環状溝１３７ｃを設け、この環状溝１３７ｃを、底面１３７ｄと、この底面１３７ｄの両縁からそれぞれ広がるように立上げた２つの傾斜面としての上テーパ面１３７ｅ、下テーパ面１３７ｆとから構成し、底面１３７ｄにコンロッド１６側からコンロッド給油通路７５、ピストン給油通路１００を介して供給される潤滑油の吐出口１６２ａを開口させたことを特徴とする。 As shown in FIGS. 1 and 4, the present invention firstly includes a piston 13 connected to the connecting rod 16 and movably inserted into the cylinder bore 12 of the internal combustion engine 10. An annular groove 137c as an annular recess is provided in the circumferential direction of the outer peripheral surface 137b of the skirt portion 137, and the two inclined surfaces are formed so that the annular groove 137c extends from the bottom surface 137d and both edges of the bottom surface 137d. The upper tapered surface 137e and the lower tapered surface 137f, and the bottom surface 137d is opened with a discharge port 162a for lubricating oil supplied from the connecting rod 16 side through the connecting rod oil supply passage 75 and the piston oil supply passage 100. Features.

下部スカート部１３７の外周面１３７ｂの環状溝１３７ｃに２つの上テーパ面１３７ｅ、下テーパ面１３７ｆを備えるので、２つの上テーパ面１３７ｅ、下テーパ面１３７ｆのくさび形作用によって、ピストン１３が大きな速度で上死点側、あるいは下死点側に移動中に下部スカート部１３７とシリンダボア１２との間の油膜形成を促進することができるとともに、環状溝１３７ｃの底面１３７ｄに潤滑油の吐出口１６２ａを備えることによって、潤滑油を吐出口１６２ａから吐出させることで、ピストン１３が上死点又は下死点、あるいは、その近傍でピストン速度が小さいときにも下部スカート部１３７とシリンダボア１２との間の油膜形成を強制的に行うことができる。 Since the annular groove 137c of the outer peripheral surface 137b of the lower skirt portion 137 is provided with two upper tapered surfaces 137e and a lower tapered surface 137f, the piston 13 has a large speed due to the wedge-shaped action of the two upper tapered surfaces 137e and the lower tapered surface 137f. The oil film formation between the lower skirt portion 137 and the cylinder bore 12 can be promoted while moving to the top dead center side or the bottom dead center side, and a lubricating oil discharge port 162a is provided on the bottom surface 137d of the annular groove 137c. By providing the lubricant oil from the discharge port 162a, the piston 13 is located at the top dead center or the bottom dead center or between the lower skirt portion 137 and the cylinder bore 12 even when the piston speed is low in the vicinity. Oil film formation can be forced.

従って、ピストン１３の全行程のどの位置においても、下部スカート部１３７とシリンダボア１２との間に安定して十分な厚さの油膜形成を行うことができ、摩擦係数を常に小さく維持することができて、内燃機関１０の出力向上、燃料消費低減を図ることができ、更には、十分な潤滑油による下部スカート部１３７及びシリンダボア１２の焼き付きを防止することができる。 Accordingly, an oil film having a sufficient thickness can be stably formed between the lower skirt portion 137 and the cylinder bore 12 at any position in the entire stroke of the piston 13, and the friction coefficient can always be kept small. Thus, the output of the internal combustion engine 10 can be improved and the fuel consumption can be reduced. Further, seizure of the lower skirt portion 137 and the cylinder bore 12 due to sufficient lubricating oil can be prevented.

本発明は第２に、環状溝１３７ｃを、トップランド１０６の上端からの高さＧＨが、コンプレッションハイトＣＨと概ね一致するようにしたことを特徴とする。
環状溝１３７ｃの高さＧＨをコンプレッションハイトＣＨと概ね一致するようにしたので、ピストン１３が移動中のどの位置にあっても、環状溝１３７ｃの吐出口１６２ａから下部スカート部１３７とシリンダボア１２との隙間のピストン上部側とピストン下部側とにほぼ均等に潤滑油を供給することができ、ピストン１３の首振りを抑えることができて、スラップ音を低減することができる。 Secondly, the present invention is characterized in that the height GH of the annular groove 137c from the upper end of the top land 106 substantially coincides with the compression height CH.
Since the height GH of the annular groove 137c substantially coincides with the compression height CH, no matter where the piston 13 is moving, the lower skirt portion 137 and the cylinder bore 12 are connected from the discharge port 162a of the annular groove 137c. Lubricating oil can be supplied almost evenly to the piston upper side and piston lower side of the gap, and the oscillation of the piston 13 can be suppressed, and the slap noise can be reduced.

尚、本実施形態では、図４に示したように、環状溝１３７ｃの高さＨ１と高さＨ２とを同一としたが、これに限らず、高さＨ１と高さＨ２とを異ならせてもよい。また、傾き角θ１と傾き角θ２とを同一としたが、これに限らず、傾き角θ１と傾き角θ２とを異ならせてもよい。 In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the height H1 and the height H2 of the annular groove 137c are the same, but not limited to this, the height H1 and the height H2 are different. Also good. In addition, although the inclination angle θ1 and the inclination angle θ2 are the same, the present invention is not limited to this, and the inclination angle θ1 and the inclination angle θ2 may be different.

また、本実施形態では、図４に示したように、環状溝１３７ｃを下部ピストン９８に設けたが、これに限らず、上部ピストン９１にスカート部を設け、このスカート部に環状溝を設けてもよい。 In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the annular groove 137c is provided in the lower piston 98. However, the present invention is not limited thereto, and a skirt portion is provided in the upper piston 91, and an annular groove is provided in the skirt portion. Also good.

本発明のピストンは、二輪車、四輪車の内燃機関に好適である。 The piston of the present invention is suitable for an internal combustion engine of a two-wheeled vehicle or a four-wheeled vehicle.

本発明に係るピストンを備える内燃機関の断面図である。It is sectional drawing of an internal combustion engine provided with the piston which concerns on this invention. 本発明に係るピストン、コンロッド及びクランクシャフトとの連結構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the connection structure with the piston which concerns on this invention, a connecting rod, and a crankshaft. 本発明に係るピストン、コンロッド及びクランクシャフトの組立状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the assembly state of the piston which concerns on this invention, a connecting rod, and a crankshaft. 本発明に係るピストン及びコンロッドの断面図である。It is sectional drawing of the piston and connecting rod which concern on this invention. 本発明に係るピストン及びコンロッドを示す底面図である。It is a bottom view which shows the piston and connecting rod which concern on this invention. 本発明に係るピストンの作用を示す第１作用図である。It is the 1st operation view showing the operation of the piston concerning the present invention. 本発明に係るピストンの作用を示す第２作用図である。It is a 2nd operation | movement figure which shows the effect | action of the piston which concerns on this invention. 本発明に係るピストンの作用を示す第３作用図である。It is a 3rd operation | movement figure which shows the effect | action of the piston which concerns on this invention. 従来の内燃機関用ピストンの説明図である。It is explanatory drawing of the conventional piston for internal combustion engines. 本発明に係る内燃機関の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the internal combustion engine which concerns on this invention.

Explanation of symbols

１０…内燃機関、１３…ピストン、１６…コンロッド、２１…シリンダ部、７０，７５，１００…給油通路（クランクシャフト給油通路、コンロッド給油通路、ピストン給油通路）、１３７…スカート部（下部スカート部）、１３７ｂ…外周面、１３７ｃ…凹部（環状溝）、１３７ｄ…底面、１３７ｅ，１３７ｆ…傾斜面（上テーパ面、下テーパ面）、１５７…ピストンとコンロッドとの連結部の中心（小端部の中心点）、１５８…ピストンの軸線、１５９…直線、１６２ａ…吐出口、ＣＨ…ピストンのコンプレッションハイト、ＧＨ…凹部の位置（環状溝の高さ）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 13 ... Piston, 16 ... Connecting rod, 21 ... Cylinder part, 70, 75, 100 ... Oil supply passage (crankshaft oil supply passage, connecting rod oil supply passage, piston oil supply passage), 137 ... Skirt part (lower skirt part) 137b, outer peripheral surface, 137c, recess (annular groove), 137d, bottom surface, 137e, 137f, inclined surfaces (upper taper surface, lower taper surface), 157 ... center of the connecting portion between the piston and connecting rod (small end portion) Center point), 158... Piston axis, 159. Straight line, 162a... Discharge port, CH .. compression height of piston, GH... Position of recess (height of annular groove).

Claims

A piston connected to the connecting rod and movably inserted into the cylinder of the internal combustion engine,
This piston is provided with an annular recess in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the skirt,
The concave portion is composed of a bottom surface and two inclined surfaces raised so as to spread from both edges of the bottom surface,
A piston for an internal combustion engine, wherein a discharge port for lubricating oil supplied from the connecting rod side through an oil supply passage is opened on the bottom surface.

2. The piston for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the height of the recess from the top land upper end substantially coincides with the compression height.