JP2007211694A - 内燃機関用ピストン - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関用ピストンの生産性を向上させるとともに、より一層の軽量化を図る。
【解決手段】冠部５０と、この冠部５０の縁から筒状に延ばしたランド部６１と、このランド部６１に隣接させたスカート部９７と、冠部５０の裏面５３から突出させることでコネクティングロッド１６の小端部２４とで球面継手１４を形成する突出部５４とを備えた内燃機関用のピストン１３において、ランド部６１を備える上部ピストン５１と、スカート部９７を備える下部ピストン５８とに分割し、下部ピストン５８に、プレートをプレス成形した上部プレート成形部材１１１及び下部プレート成形部材１１２を含む。
【選択図】図２

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。

従来の内燃機関用ピストンとして、冠部の裏面に放射状のリブを設けることで、冠部の応力集中を緩和し、冠部の肉厚を小さくすることでピストンを軽量にしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−１３３６１３公報

特許文献１の図４を以下の図１０で説明する。なお、符号は振り直した
図１０は従来の内燃機関用ピストンを示す断面図である。
ピストン２００は、冠部２０１と、この冠部２０１の縁から下方に延ばした筒状のランド部２０２と、このランド部２０２から更に下方に延ばした筒状のスカート部２０３，２０３と、コンロッド２０４の小端部２０６に滑り自在に連結するために冠部２０１の裏面２０７に形成したカップ状支持部２０８と、冠部２０１の裏面２０７から下方に延ばした複数のリブ２１１とを一体成形した部材である。

上記したカップ状支持部２０８は、冠部２０１側の付け根部分が細く、この付け根部分から次第に大径となる形状であるため、ピストン２００を鋳造にて成形する場合、鋳造型として複数に分割した分割型を用い、この分割型からピストン素材を取出すときに、分割型を分解する必要があるため、生産性が低下する。

また、鋳造に比べてより生産性を向上可能な製造方法があればそれが望ましい。
更に、内燃機関の更なる高回転化を図るには、ピストン２００のより一層の軽量化が求められる。
本発明の目的は、内燃機関用ピストンの生産性を向上させるとともに、より一層の軽量化を図ることにある。

請求項１に係る発明は、冠部と、この冠部の縁から筒状に延ばしたランド部と、このランド部に隣接させたスカート部と、冠部の裏面から突出させることでコネクティングロッドの小端部とで球面継手を形成する連結ボスとを備えた内燃機関用ピストンにおいて、ランド部を備える上部ピストンと、スカート部を備える下部ピストンとに分割し、下部ピストンに、プレートをプレス成形した複数のプレート成形部材を含むことを特徴とする。

作用として、下部ピストンは、プレートをプレス成形した複数のプレート成形部材を含むから、プレス成形によってプレート成形部材の生産性が向上する。
また、内燃機関用ピストンを上部ピストン及び下部ピストンとに分割することで、上部ピストンが簡素になる。これにより、鋳造型が簡素な形状となり、鋳造型の分割数が減らすことが可能になって、鋳造型からピストン素材が取出しやすくなる。
更に、プレートは板厚の精度が高いから、板厚を小さくすることが可能になり、下部ピストンが軽量になる。
更に、

請求項２に係る発明は、プレート成形部材を一対備え、各プレート成形部材を、スカート部を形成する外筒部と、球面継手を構成する筒部材に取付けるために外筒部の内側に配置した内筒部と、これらの外筒部及び内筒部のそれぞれを一体に連結する連結円板とから構成し、一対のプレート成形部材を合わせて各連結円板同士を接合することで、下部ピストンをボックス構造としたことを特徴とする。
作用として、下部ピストンをボックス構造としたことで、下部ピストンの剛性が高まる。

請求項３に係る発明は、一対のプレート成形部材を同一形状としたことを特徴とする。
作用として、一対のプレート成形部材を同一のプレス型で成形することが可能になる。

請求項４に係る発明は、連結円板に肉抜き穴を備え、この肉抜き穴の周縁にバーリング加工を施したことを特徴とする。
作用として、連結円板に肉抜き穴を開けることで、連結円板が軽量になる。また、肉抜き穴の周縁にバーリング加工を施すことで、肉抜き穴の周縁の剛性が高まる。

請求項１に係る発明では、ランド部を備える上部ピストンと、スカート部を備える下部ピストンとに分割し、下部ピストンに、プレートをプレス成形した複数のプレート成形部材を含むので、プレス成形による下部ピストンの生産性を向上させることができる。更に、上部ピストンの形状の簡素化を図ることができ、鋳造型を簡素にすることができて、鋳造型からピストン素材を取出しやすくすることができる。これによってもピストンの生産性を向上させることができ、ピストンのコストを低減することができる。また、プレート成形部材を用いた下部ピストンの軽量化をも図ることができる。

請求項２に係る発明では、プレート成形部材を一対備え、各プレート成形部材を、スカート部を形成する外筒部と、球面継手を構成する筒部材に取付けるために外筒部の内側に配置した内筒部と、これらの外筒部及び内筒部のそれぞれを一体に連結する連結円板とから構成し、一対のプレート成形部材を合わせて各連結円板同士を接合することで、下部ピストンをボックス構造としたので、下部ピストンの剛性を高めることができるとともに軽量化を図ることができる。

請求項３に係る発明では、一対のプレート成形部材を同一形状としたので、プレス型が一種類となり、型費を低減することができ、ひいては、ピストンのコスト低減を図ることができる。

請求項４に係る発明では、連結円板に肉抜き穴を備え、この肉抜き穴の周縁にバーリング加工を施したので、肉抜き穴によりピストンを軽量にすることができるとともに、バーリング加工により肉抜き穴を設けたことによる連結円板の剛性の低下を防ぐことができる。

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（第１実施形態）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ネクティングロッド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でコネクティングロッド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。

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。

コネクティングロッド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。

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３９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。

図２は本発明に係るピストン及びコネクティングロッドの断面図（第１実施形態）であり、ピストン１３は、燃焼室３７（図１参照）を形成する冠部５０を備える上部ピストン５１と、上部ピストン５１の冠部５０の裏面５３から突出させた突出部５４内に配置することでコネクティングロッド１６の小端部２４の上半球部２４ａを滑り可能に保持する上部保持部材５６と、コネクティングロッド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５７と、この下部保持部材５７を保持するために上部ピストン５１にねじ結合した下部ピストン５８とからなる。

上部ピストン５１は、円板状とした冠部５０と、この冠部５０の縁から下方に延ばした筒状で厚肉としたランド部６１と、前述の突出部５４とを一体成形した部材である。

冠部５０は、燃焼室３７（図１参照）に臨む冠面６４を備える。
ランド部６１は、冠面６４側から順に、トップランド６６、トップリング溝６７、セカンドランド６８、セカンドリング溝７１、サードランド７２及びオイルリング溝７３を設けた部分であり、トップリング溝６７にトップリング（不図示）を嵌め、セカンドリング溝７１にセカンドリング（不図示）を嵌め、オイルリング溝７３にオイルリング（不図示）を嵌める。

突出部５４は、上部保持部材５６をピストン１３の半径方向に移動可能に収納する凹部７５と、この凹部７５の開口部７６側の外周面７７に形成したおねじ７８とを備え、凹部７５は、底部８１に小凹部８２を形成した部分である。

上部保持部材５６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、コネクティングロッド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８５と、上部ピストン５１の小凹部８２内に位置する小凸部８６とを備え、凹部７５の内周面８７と上部保持部材５６の外周面８８とは片側にそれぞれ隙間Ｃを有し、同様に、小凹部８２と小凸部８６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７５の内周面８７とコネクティングロッド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。

下部保持部材５７は、コネクティングロッド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９１と、下部ピストン５８に嵌合する外周面９２及びおすテーパ部９３と、上部ピストン５１の突出部５４の端面５４ａに当接する当接面９４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５１の突出部５４に対して回転しないようにするとともに、コネクティングロッド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をコネクティングロッド１６に対して回転しないようにする部材でもある。なお、５７ａ〜５７ｄ（５７ｃ，５７ｄは不図示）は、下部保持部材５７を構成する４つの分割体である。

下部ピストン５８は、上部ピストン５１の突出部５４の下部及び下部保持部材５７を囲むように配置した筒部９５と、この筒部９５に取付けたプレート組立体９６とからなり、全周に備えるスカート部９７の上端面９７ａを上部ピストン５１のランド部６１の下端面６１ａに当てた部材である。

筒部９５は、穴部９８に、下部保持部材５７のおすテーパ部９３に密着させためすテーパ部１０１と、下部保持部材５７の外周面９２に所定の隙間を有して嵌合する内周面１０２と、上部ピストン５１のおねじ７８にねじ結合させるために内周面１０２の上部に形成しためねじ１０３とを備える。なお、１０５はプレート組立体９６の内側下部を位置決めする段部である。

プレート組立体９６は、プレートをプレス成形により形成した上部プレート成形部材１１１と、この上部プレート成形部材１１１の下部に取付けた下部プレート成形部材１１２とを合わせて接合したものである。

上部プレート成形部材１１１は、下部プレート成形部材１１２と同一形状であり、スカート部９７の一部を構成する外筒部１１４と、筒部９５に嵌合させるとともに溶接にて取付けた内筒部１１５と、これらの外筒部１１４及び内筒部１１５のそれぞれを連結するテーパ状とした連結円板１１６とを一体成形した部材である。なお、１１１ａ，１１１ａは上部プレート成形部材１１１及び下部プレート成形部材１１２を互いに合わせるために上部プレート成形部材１１１及び下部プレート成形部材１１２のそれぞれに形成した合わせ部である。

１２１は連結円板１１６に開けた肉抜き穴、１２２は肉抜き穴１２１の周縁にバーリング加工で成形したフランジ部である。
上部プレート成形部材１１１の外筒部１１４と下部プレート成形部材１１２の外筒部１１４とは、スカート部９７を構成する部分である。

このように下部ピストン５８は、筒部９５、上部プレート成形部材１１１及び下部プレート成形部材１１２から三角形断面の環状のほぼ閉空間を形成することでボックス構造とした構造物であり、上部プレート成形部材１１１及び下部プレート成形部材１１２の板厚を小さくすることで軽量化を図りつつ、慣性力やスラスト力等に耐えうるように高剛性としたものである。

下部保持部材５７のおすテーパ部９３と筒部９５のめすテーパ部１０１とは、嵌合させることにより筒部９５の軸線に対して下部保持部材５７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５１のおねじ７８及び下部ピストン５８のめねじ１０３とは、ねじ結合部１２４を構成する部分である。

コネクティングロッド１６は、ロッド部２６の内部に軽量化のための中空部１２６，１２７，１２８を設け、小端部２４の内部に軽量のための中空部１３０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オイル穴１３４，１３５を設けたものである。

上記した突出部５４、上部保持部材５６、下部保持部材５７、筒部９５及び小端部２４は、上部ピストン５１と下部ピストン５８とを連結する上記した球面継手１４を構成する部分である。

１３７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の重心に一致するが、中心点１３７をピストン１３の重心にほぼ一致させてもよい。
１３８はピストン１３の軸線である。１３９は中心点１３７を通り且つ軸線１３８に直交する平面に含まれる直線である。

図３は本発明に係る下部ピストン（第１実施形態）の斜視図であり、プレス成形した上部プレート成形部材１１１と、同じくプレス成形した下部プレート成形部材１１２とを接合し、これらの上部プレート成形部材１１１及び下部プレート成形部材１１２のそれぞれの内周部１１５に筒部９５を取付けて下部ピストン５８をボックス状に形成したことを示す。

このように、下部ピストン５８にプレートをプレス成形した上部プレート成形部材１１１及び下部プレート成形部材１１２を含み、下部ピストン５８をボックス状に形成することで、上部プレート成形部材１１１及び下部プレート成形部材１１２が製造しやすくなり、下部ピストン５８の生産性を向上させることができるとともに下部ピストン５８を軽量にすることができ、しかも、下部ピストン５８の剛性を高めることができる。

図４は本発明に係る下部ピストン（第１実施形態）の平面図であり、下部ピストン５８の連結円板１１６，１１６（手前側の符号１１６のみ示す。）の外筒部１１４に近い位置に、且つ各肉抜き穴１２１，１２１間に、２枚の連結円板１１６同士を溶接する溶接部１４２（裏面側）を設けたことを示す。

図５（ａ）〜（ｊ）は本発明に係る下部ピストン（第１実施形態）の製造方法を示す作用図である。なお、（ａ），（ｂ）は平面図、（ｃ）は断面図、（ｄ）は断面図及び断面図に対応した平面図、（ｅ）〜（ｊ）は断面図である。
（ａ）において、アルミニウム合金（材質は、例えば、Ａ７Ｎ０１−Ｏである。Ｏは質別記号で軟質を表す。）製の矩形のブランク材１５１を準備する。
（ｂ）において、（ａ）に示したブランク材１５１をプレスで打ち抜き、円板１５２を造る。

（ｃ）において、（ｂ）に示した円板１５２の深絞り加工を行い、周縁にフランジ１５３の付いた深絞り成形材１５４を造る。
（ｄ）において、（ｃ）に示した深絞り成形材１５４の底１５６にプレス成形にて皿状の皿形部１５７を形成するとともに、ポンチにより中央穴１５８を開け、また、ポンチにより複数の肉抜き穴１２１を開けるとともに各肉抜き穴１２１の周縁にバーリング加工にてフランジ部１２２を形成することで、中間成形材１６１を造る。

（ｅ）において、プレス成形にて中央穴１５６の周縁を立ち上げて中央穴起立縁部１６３を形成した予備プレート成形部材１６４を造る。
（ｆ）において、（ｅ）に示した予備プレート成形部材１６４のフランジ１５３と中央穴起立縁部１６３の一部とをトリミングして上部プレート成形部材１１１を造る。下部プレート成形部材１１２（図２参照）についても同様に造る。

（ｇ）において、上部プレート成形部材１１１の上に下部プレート成形部材１１２を載せるとともに位置決めし、合わせ部１１１ａ，１１１ａ同士を溶接、例えば、電子ビーム溶接で接合する。これで、プレート組立体９６が出来る。

（ｈ）は（ｇ）における各合わせ部１１１ａの溶接前の拡大図であり、下部プレート成形部材１１２にのみ、溶接を容易にするための穴１１２ｂを複数開ける。そして、電子ビーム溶接にて穴１１２ｂの内面と上部プレート成形部材１１１とを溶融させて接合する。

溶接を下部プレート成形部材１１２側から行うのは、溶接部を、運転中のピストン１３（図２参照）の最も温度が高くなる冠部５０（図２参照）からより遠ざけることで熱影響を少なくするためである。

電子ビーム溶接は、真空中で電子を高電圧で加速させ、集束させることにより、電子の運動エネルギーを熱エネルギーに変換し、被溶接材を加熱・溶融して接合するもので、照射部の材料が局部的に且つ急激に溶融するため、母材への熱拡散が少なく、熱変形等の熱影響が少ない。

（ｉ）において、プレート組立体９６の内周部１１５，１１５に筒部９５を挿入し、内周部１１５，１１５と筒部９５とを溶接にて接合する。これで、下部ピストン５８が完成する。

（ｊ）は正立させた下部ピストン５８を示す。
以上の（ａ）〜（ｊ）で示したように、一連のプレス加工工程で同一形状の上部プレート成形部材１１１及び下部プレート成形部材１１２を迅速に製造することができ、従来のように下部ピストンを鋳造により製造するのに比べて、生産性を飛躍的に向上させることができる。

以上の図２〜図５に示したように、本発明は第１に、冠部５０と、この冠部５０の縁から筒状に延ばしたランド部６１と、このランド部６１に隣接させたスカート部９７と、冠部５０の裏面５３から突出させることでコネクティングロッド１６の小端部２４とで球面継手１４を形成する連結ボスとしての突出部５４とを備えた内燃機関１０のピストン１３において、ランド部６１を備える上部ピストン５１と、スカート部９７を備える下部ピストン５８とに分割し、下部ピストン５８に、プレートをプレス成形した上部プレート成形部材１１１及び下部プレート成形部材１１２を含むことを特徴とする。

これにより、プレス成形による下部ピストン５８の生産性を向上させることができる。更に、上部ピストン５１の形状の簡素化を図ることができ、鋳造型を簡素にすることができて、鋳造型からピストン素材を取出しやすくすることができる。これによってもピストン１３の生産性を向上させることができ、ピストン１３のコストを低減することができる。また、上部プレート成形部材１１１及び下部プレート成形部材１１２を用いた下部ピストン５８の軽量化をも図ることができる。

本発明は第２に、ピストン１３は、一対の上部プレート成形部材１１１及び下部プレート成形部材１１２を備え、各プレート成形部材１１１，１１２を、スカート部９７を形成する外筒部１１４と、球面継手１４を構成する筒部材としての筒部９５に取付けるために外筒部１１４の内側に配置した内筒部１１５と、これらの外筒部１１４及び内筒部１１５のそれぞれを一体に連結する連結円板１１６とから構成し、一対の上部プレート成形部材１１１及び下部プレート成形部材１１２を合わせて各連結円板１６同士を接合することで、下部ピストン５８をボックス構造としたことを特徴とする。
これにより、下部ピストン５８の剛性を高めることができるとともに軽量化を図ることができる。

本発明は第３に、一対の上部プレート成形部材１１１及び下部プレート成形部材１１２を同一形状としたことを特徴とする。
これにより、プレス型が一種類となり、型費を低減することができ、ひいては、ピストン１３のコスト低減を図ることができる。

本発明は第４に、連結円板１１６に肉抜き穴１２１を備え、この肉抜き穴１２１の周縁にバーリング加工を施したことを特徴とする。
これにより、肉抜き穴１２１によってピストン１３を軽量にすることができるとともに、バーリング加工により肉抜き穴１２１を設けたことによる連結円板１１６の剛性の低下を防ぐことができる。

図６は本発明に係る下部ピストン（第２実施形態）を示す断面図である。
下部ピストン１７０は、筒部９５と、この筒部９５に取付けたプレート組立体１７１とからなり、全周に備えるスカート部（後述する外筒部１７８）を上部ピストン５１のランド部６１から離して設けた部材である。

プレート組立体１７１は、プレートをプレス成形により形成した上部プレート成形部材１７５と、プレートをプレス成形により形成した下部プレート成形部材１７６とを接合したものである。

上部プレート成形部材１７５は、スカート部となる外筒部１７８と、筒部９５に嵌合させるとともに筒部９５に溶接にて取付けた内筒部１８１と、これらの外筒部１７８及び内筒部１８１のそれぞれを連結するテーパ状とした連結円板１８２とを一体成形した部材である。

下部プレート成形部材１７６は、上部プレート成形部材１７５に設けた合わせ部１７５ａに合わせた合わせ部１７６ａと、筒部９５に嵌合させるとともに筒部９５に溶接にて取付けた内筒部１８４と、これらの合わせ部１７６ａ及び内筒部１８４のそれぞれを連結するテーパ状とした連結円板１８５とを一体成形した部材である。

図７は本発明に係る下部ピストン（第３実施形態）を示す断面図である。
下部ピストン１９０は、筒部９５と、この筒部９５に取付けたプレート組立体１９１とからなる。

プレート組立体１９１は、プレートをプレス成形により形成した上部プレート成形部材１９５と、プレートをプレス成形により形成した下部プレート成形部材１９６とを接合したものである。

上部プレート成形部材１９５は、スカート部１９８の一部を構成する外筒部２０１と、筒部９５に嵌合させるとともに筒部９５に溶接にて取付けた内筒部２０２と、これらの外筒部２０１及び内筒部２０２のそれぞれを連結する連結円板２０３とを一体成形した部材である。
外筒部２０１は、筒状の外筒基部２０５と、この外筒基部２０５よりも小径で外筒基部２０５と同心状に配置した外筒小径部２０６とからなる。

下部プレート成形部材１９６は、スカート部１９８の一部を構成するとともに、上部プレート成形部材１９５の外筒小径部２０６の外側に溶接にて接合した外筒部２１１と、筒部９５に嵌合させるとともに筒部９５に溶接にて取付けた内筒部２１２と、これらの外筒部２１１及び内筒部２１２のそれぞれを連結する連結円板２１３とを一体成形した部材である。

図８は本発明に係る下部ピストン（第４実施形態）を示す断面図である。
下部ピストン２２０は、筒部９５と、この筒部９５に取付けたプレート組立体２２１とからなる。

プレート組立体２２１は、プレートをプレス成形により形成した上部プレート成形部材２２３と、プレートをプレス成形により形成した下部プレート成形部材２２４とを合わせて接合したものである。

上部プレート成形部材２２３は、スカート部２２６の一部を構成する外筒部２２７と、筒部９５に嵌合させるとともに筒部９５に溶接にて取付けた内筒部２２８と、これらの外筒部２２７及び内筒部２２８のそれぞれを連結するテーパ状とした連結円板２３１とを一体成形した部材である。

下部プレート成形部材２２４は、スカート部２２６の一部を構成する外筒部２３３と、筒部９５に嵌合させるとともに溶接にて取付けた内筒部２３４と、これらの外筒部２３３及び内筒部２３４のそれぞれを連結する連結円板２３６とを一体成形した部材である。

図中の２２３ａ，２２４ａは上部プレート成形部材２２３及び下部プレート成形部材２２４を互いに合わせるために上部プレート成形部材２２３及び下部プレート成形部材２２４のそれぞれに形成した合わせ部である。
上部プレート成形部材２２３の外筒部２２７と下部プレート成形部材２２４の外筒部２３３とは、スカート部２２６を構成する部分である。

図９は本発明に係る下部ピストン（第５実施形態）を示す平面図であり、図４に示した実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
下部ピストン２４０は、上部プレート成形部材２４１と下部プレート成形部材２４２（不図示）のそれぞれの連結円板２４３に肉抜き穴２４４，２４４を開け、これらの肉抜き穴２４４のそれぞれの縁部にフランジ部２４５を形成したものである。
肉抜き穴２４４，２４４は、下部ピストン２４０のスラストー反スラスト側と直交する側に開けた部分である。

このように、肉抜き穴２４４，２４４をスラストー反スラスト側と直交する側に開けたことで、スラスト力が作用するスラストー反スラスト側の連結円板２４３の剛性の低下を抑えつつ下部ピストン２４０の軽量化を図ることができる。

尚、本実施形態では、図２に示したように、上部ピストン５１にランド部６１を設けたが、このランド部６１の下部にスカート部を設け、このスカート部と下部ピストン５８のスカート部９７との剛性の大きさをほぼ連続させるようにしてもよい。

本発明のピストンは、二輪車、四輪車用内燃機関に好適である。

本発明に係るピストンを備える内燃機関の断面図（第１実施形態）である。 本発明に係るピストン及びコネクティングロッドの断面図（第１実施形態）である。 本発明に係る下部ピストン（第１実施形態）の斜視図である。 本発明に係る下部ピストン（第１実施形態）の平面図である。 本発明に係る下部ピストン（第１実施形態）の製造方法を示す作用図である。 本発明に係る下部ピストン（第２実施形態）を示す断面図である。 本発明に係る下部ピストン（第３実施形態）を示す断面図である。 本発明に係る下部ピストン（第４実施形態）を示す断面図である。 本発明に係る下部ピストン（第５実施形態）を示す平面図である。 従来の内燃機関用ピストンを示す断面図である。

符号の説明

１０…内燃機関、１３…ピストン、１４…球面継手、１６…コネクティングロッド、２４…小端部、５０…冠部、５１…上部ピストン、５３…裏面、５４…連結ボス（突出部）、５８，１７０，１９０，２２０，２４０…下部ピストン、６１…ランド部、９５…筒状連結部材（筒部）、９７，１９８，２２６…スカート部、１１１，１７５，１９５，２２３，２４１…上部プレート成形部材、１１２，１７６，１９６，２２４，２４２…下部プレート成形部材、１１４，１７８，２０１，２１１，２２７，２３３…外筒部、１１５，１８１，１８４，２０２，２１２，２２８，２３４…内筒部、１１６，１８２，１８５，２０３，２１３，２３１，２３６，２４３…連結円板、１２１，２４４…肉抜き穴。

Claims (4)

1. 冠部と、この冠部の縁から筒状に延ばしたランド部と、このランド部に隣接させたスカート部と、前記冠部の裏面から突出させることでコネクティングロッドの小端部とで球面継手を形成する連結ボスとを備えた内燃機関用ピストンにおいて、
   前記ランド部を備える上部ピストンと、前記スカート部を備える下部ピストンとに分割し、前記下部ピストンは、プレートをプレス成形した複数のプレート成形部材を含むことを特徴とする内燃機関用ピストン。
2. 前記プレート成形部材を一対備え、各プレート成形部材は、前記スカート部を形成する外筒部と、前記球面継手を構成する筒部材に取付けるために前記外筒部の内側に配置した内筒部と、これらの外筒部及び内筒部のそれぞれを一体に連結する連結円板とからなり、前記一対のプレート成形部材を合わせて各連結円板同士を接合することで、前記下部ピストンをボックス構造としたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用ピストン。
3. 前記一対のプレート成形部材を同一形状としたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関用ピストン。
4. 前記連結円板は、肉抜き穴を備え、この肉抜き穴の周縁にバーリング加工を施したことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の内燃機関用ピストン。

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