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JP4508136B2 - Piston of internal combustion engine - Google Patents

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JP4508136B2
JP4508136B2 JP2006063431A JP2006063431A JP4508136B2 JP 4508136 B2 JP4508136 B2 JP 4508136B2 JP 2006063431 A JP2006063431 A JP 2006063431A JP 2006063431 A JP2006063431 A JP 2006063431A JP 4508136 B2 JP4508136 B2 JP 4508136B2
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JP
Japan
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piston
internal combustion
combustion engine
cylinder bore
notch
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秀昭 水野
研史 牛嶋
克也 茂木
誠 小林
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Description

この発明は、内燃機関のピストン、特に、ピストン下死点位置においてシリンダボア下縁からピストンスカート部の一部が露出するピストンの改良に関する。   The present invention relates to an improvement of a piston of an internal combustion engine, particularly a piston in which a part of a piston skirt portion is exposed from a lower edge of a cylinder bore at a piston bottom dead center position.

レシプロ式内燃機関のピストンピンとクランクピンとの間を複リンク式のピストンクランク機構で連結した従来技術として、本出願人が先に提案した特許文献1等が公知となっている。これは、ピストンのピストンピンに連結されるアッパリンクと、このアッパリンクとクランクシャフトのクランクピンとを連結するロアリンクと、一端が機関本体側に揺動可能に支持され、かつ他端が上記ロアリンクに連結されるコントロールリンクと、を備えている。そして、上記アッパリンクと上記ロアリンクとは、アッパピンを介して互いに回転可能に連結され、上記コントロールリンクと上記ロアリンクとは、コントロールピンを介して互いに回転可能に連結されている。   As a prior art in which a piston pin and a crank pin of a reciprocating internal combustion engine are connected by a multi-link type piston crank mechanism, Patent Document 1 previously proposed by the present applicant is known. This includes an upper link connected to the piston pin of the piston, a lower link connecting the upper link and the crank pin of the crankshaft, one end supported to be swingable to the engine body side, and the other end to the lower link. A control link coupled to the link. The upper link and the lower link are rotatably connected to each other via an upper pin, and the control link and the lower link are rotatably connected to each other via a control pin.

このような複リンク式ピストンクランク機構においては、各リンクの長さ等のリンク構成を適切に設定することにより、ピストンストロークやピストン上死点位置の変化量を調節することが可能である。特に、ロアリンクが一種の”てこ”のような作用を有することから、本出願人が先に提案した特許文献2のように、ピストンの下死点位置を低くしつつピストンストロークを拡大することが可能である。この特許文献2に記載の構成では、ピストンが下死点付近にあるときに、該ピストンのピンボスの側方をクランクシャフトのカウンタウェイト外周部が通過する。
特開2004−116434号公報 特開2005−147068号公報
In such a multi-link type piston crank mechanism, it is possible to adjust the amount of change in piston stroke and piston top dead center position by appropriately setting the link configuration such as the length of each link. In particular, since the lower link has a kind of “lever” action, the piston stroke can be expanded while lowering the bottom dead center position of the piston as in Patent Document 2 previously proposed by the present applicant. Is possible. In the configuration described in Patent Document 2, when the piston is near the bottom dead center, the counterweight outer peripheral portion of the crankshaft passes through the side of the pin boss of the piston.
JP 2004-116434 A JP 2005-147068 A

例えば上記の特許文献2のようにピストンの下死点位置が相対的に下方つまりクランクシャフトの回転中心に近づいた構成とすると、シリンダボアも相対的に下方に位置することになるので、シリンダボア下縁に、カウンタウェイトやロアリンク等の運動体との干渉を回避するための切欠部が必要となる。つまり、筒状に延びたシリンダボア下縁の周方向の一部が、上下方向に沿ったスリット状に切り欠かれた形となり、この結果、ピストンが下死点付近にあるときに、この切欠部を通して、ピストンスカート部の一部が露出する。   For example, when the bottom dead center position of the piston is relatively downward, that is, close to the rotation center of the crankshaft as in the above-mentioned Patent Document 2, the cylinder bore is also positioned relatively downward. In addition, a notch for avoiding interference with a moving body such as a counterweight or a lower link is required. In other words, a part of the cylinder bore lower edge extending in a cylindrical shape is cut out in a slit shape along the vertical direction. As a result, when the piston is near the bottom dead center, this notch Through, a part of the piston skirt portion is exposed.

ピストンの運動方向が反転する下死点においては、ピストンの摺動速度が一時的に0となるため、一般にシリンダボアとピストンスカート部との間に潤滑油膜を確保することが困難となり、そもそも潤滑条件が厳しい。このような下死点位置において、ピストンスカート部がシリンダボアの切欠部から露出すると、この部分での潤滑確保がより厳しくなる。特に、上記の切欠部は、一般に、ピストン摺動方向に沿った上下方向のスリット状のものとなるので、その側縁に、上下方向に沿った直線状のエッジが生じ、このエッジに対する潤滑が非常に困難である。   At the bottom dead center where the direction of movement of the piston is reversed, the sliding speed of the piston temporarily becomes 0, so it is generally difficult to secure a lubricating oil film between the cylinder bore and the piston skirt, and in the first place lubrication conditions Is severe. When the piston skirt portion is exposed from the cutout portion of the cylinder bore at such a bottom dead center position, it is more difficult to ensure lubrication at this portion. In particular, since the above-mentioned notch is generally slit-shaped in the vertical direction along the piston sliding direction, a straight edge along the vertical direction is formed on the side edge, and lubrication for this edge is prevented. It is very difficult.

また、上記の複リンク式ピストンクランク機構では、下死点位置において、アッパリンクがシリンダボア中心線に対し大きく傾斜した姿勢となるので、ピストンがシリンダボア壁面に押し付けられるスラスト力が大となり、これによる摩耗の問題もある。   Further, in the above-mentioned multi-link type piston crank mechanism, the upper link is inclined with respect to the cylinder bore center line at the bottom dead center position, so that the thrust force that the piston is pressed against the cylinder bore wall surface becomes large, and this causes wear. There is also a problem.

そこで、この発明は、ピストン下死点位置においてシリンダボア下縁からピストンスカート部の一部が露出する内燃機関のピストンにおいて、ピストン下死点位置において上記シリンダボア下縁の少なくとも一部を含むようにピストンスカート部表面に凹部もしくはスカート部に切欠部を設けたものである。一つの態様では、この凹部もしくは切欠部は、その上端がピストンリング溝から離れているとともに、その下端が、ピストンスカート部下端の僅かに上方の位置で終端している。また他の一つの態様では、凹部は、ピストン上部で深く、ピストン下部で浅くなっており、ピストン上部の深い部分に潤滑油が溜まるようにその上端がピストンリング溝から離れている。この場合の凹部は、スカート部最下端まで連続していてもよい。 Accordingly, the present invention includes the piston bottom dead point position in the piston of an internal combustion engine in part from the cylinder bore lower edge of the piston skirt is exposed, at least a portion of Oite the cylinder bore lower edge to the piston bottom dead point position location As described above, a recess or a cutout is provided in the skirt portion on the surface of the piston skirt portion. In one embodiment, the recess or notch has an upper end away from the piston ring groove and a lower end terminating at a position slightly above the lower end of the piston skirt. In another embodiment, the recess is deep at the upper part of the piston and shallow at the lower part of the piston, and its upper end is separated from the piston ring groove so that the lubricating oil is accumulated in a deep part of the upper part of the piston. In this case, the concave portion may be continuous to the lowermost end of the skirt portion.

この凹部もしくは切欠部によって、下死点位置において、シリンダボア下縁とスカート部表面との直接的な接触が防止され、潤滑不良による摩耗等の問題を回避される。 This recess or notch, Oite the bottom dead center position location, direct contact with the cylinder bore lower edge and the skirt portion surface is prevented, thereby avoiding the problem of wear due to poor lubrication.

凹部であれば、ピストンの剛性低下代は小さく、一方、切欠部であれば、その加工が比較的容易である。   If it is a recessed part, the rigidity reduction of a piston is small, and if it is a notch part, the process will be comparatively easy.

より具体的な一つの態様では、上記シリンダボア下縁は、ピストンクランク機構の運動体との干渉を回避するための切欠部を周方向の一部に有しており、このシリンダボア側の切欠部に対応して上記凹部もしくは上記切欠部が設けられている。   In a more specific aspect, the lower edge of the cylinder bore has a notch for avoiding interference with the moving body of the piston crank mechanism in a part in the circumferential direction, and the notch on the cylinder bore side has a notch. Correspondingly, the recess or the notch is provided.

上記シリンダボア下縁の切欠部がシリンダ上下方向に直線状に延びた側縁を有している場合には、この側縁に対応して、上記凹部もしくは上記切欠部を設けることが望ましい。   When the cutout portion of the lower edge of the cylinder bore has a side edge extending linearly in the cylinder vertical direction, it is desirable to provide the recess or the cutout portion corresponding to the side edge.

この発明のピストンは、通常の単リンク式のピストンクランク機構を備えた内燃機関にも適用することができるが、特に、ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端にアッパピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、一端が機関本体側に揺動可能に支持され、かつ他端が上記ロアリンクにコントロールピンを介して連結されたコントロールリンクと、を備えてなる複リンク式ピストンクランク機構に好適である。   The piston of the present invention can also be applied to an internal combustion engine having a normal single link type piston crank mechanism, and in particular, an upper link having one end connected to the piston via a piston pin, and the upper link. The lower link is connected to the other end of the crankshaft via an upper pin and connected to the crankpin of the crankshaft, and one end is swingably supported on the engine body side, and the other end is connected to the lower link via a control pin. It is suitable for a multi-link type piston crank mechanism comprising a control link connected together.

また、この複リンク式ピストンクランク機構は、上記コントロールリンクの機関本体側の揺動支点位置を変化させることにより可変圧縮比機構として機能し得る。   Further, the multi-link type piston crank mechanism can function as a variable compression ratio mechanism by changing the swing fulcrum position of the control link on the engine body side.

この発明によれば、例えばシリンダボア下縁の切欠部を通してピストンスカート部の一部が露出する場合に、この切欠部のエッジなどとのピストンスカート部の直接的な接触が回避され、その耐久性が向上する。   According to the present invention, for example, when a part of the piston skirt portion is exposed through the notch portion at the lower edge of the cylinder bore, direct contact of the piston skirt portion with the edge of the notch portion is avoided, and the durability thereof is improved. improves.

以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。始めに、図1に基づいて、この発明のピストンが用いられる複リンク式ピストンクランク機構全体の構成を説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, based on FIG. 1, the structure of the whole multilink type piston crank mechanism in which the piston of this invention is used is demonstrated.

これは、特に、可変圧縮比機構として構成したものであって、図示するように、シリンダブロック5に形成されたシリンダボア6内に、ピストン1が摺動可能に配設されており、このピストン1に、アッパリンク11の一端がピストンピン2を介して揺動可能に連結されている。このアッパリンク11の他端は、第1連結ピン12を介してロアリンク13の一端部に回転可能に連結されている。ロアリンク13は、その中央部においてクランクシャフト3のクランクピン4に揺動可能に取り付けられている。このロアリンク13は、クランクピン4への組付のためにクランクピン4中心を通る分割面に沿って2分割して構成され、かつ一対のボルト14により一体化されている。なお、符号7で示す点が、クランクシャフト3の回転中心(図示せぬジャーナル部の中心)である。   This is particularly configured as a variable compression ratio mechanism. As shown in the figure, a piston 1 is slidably disposed in a cylinder bore 6 formed in the cylinder block 5. In addition, one end of the upper link 11 is connected through the piston pin 2 so as to be swingable. The other end of the upper link 11 is rotatably connected to one end portion of the lower link 13 via a first connecting pin 12. The lower link 13 is swingably attached to the crankpin 4 of the crankshaft 3 at the center thereof. The lower link 13 is divided into two along a split surface passing through the center of the crankpin 4 for assembly to the crankpin 4 and is integrated by a pair of bolts 14. In addition, the point shown with the code | symbol 7 is the rotation center (center of the journal part not shown) of the crankshaft 3. As shown in FIG.

上記ロアリンク13の他端部には、コントロールリンク15の一端が第2連結ピン16を介して回転可能に連結されている。このコントロールリンク15の他端は、内燃機関本体の一部に揺動可能に支持されており、かつ、圧縮比の変更のために、その揺動支点の位置が、内燃機関本体に対して変位可能となっている。具体的には、クランクシャフト3と平行に延びた制御軸18と、この制御軸18に偏心して設けられた円形の偏心カム19と、を有しており、この偏心カム19の外周面に上記コントロールリンク15の他端が回転可能に嵌合している。上記制御軸18は、図示せぬ軸受ブラケットを介してシリンダブロック5に回転可能に支持されている。   One end of a control link 15 is rotatably connected to the other end of the lower link 13 via a second connecting pin 16. The other end of the control link 15 is swingably supported by a part of the internal combustion engine body, and the position of the swing fulcrum is displaced with respect to the internal combustion engine body in order to change the compression ratio. It is possible. Specifically, a control shaft 18 extending in parallel with the crankshaft 3 and a circular eccentric cam 19 provided eccentric to the control shaft 18 are provided. The other end of the control link 15 is rotatably fitted. The control shaft 18 is rotatably supported by the cylinder block 5 via a bearing bracket (not shown).

従って、圧縮比の変更のために、図外のアクチュエータにより制御軸18を回転駆動すると、コントロールリンク15の揺動支点となる偏心カム19の中心位置が機関本体に対して移動する。これにより、コントロールリンク15によるロアリンク13の運動拘束条件が変化して、クランク角に対するピストン1の行程位置が変化し、ひいては機関圧縮比が変更されることになる。   Therefore, when the control shaft 18 is rotationally driven by an actuator (not shown) to change the compression ratio, the center position of the eccentric cam 19 serving as the swing fulcrum of the control link 15 moves relative to the engine body. As a result, the motion restraint condition of the lower link 13 by the control link 15 changes, the stroke position of the piston 1 with respect to the crank angle changes, and consequently the engine compression ratio changes.

ここで、上記シリンダボア6は、その下端6aが下方へ筒状に延びているとともに、カウンタウェイト8外周部やアッパリンク11等との干渉を回避するために、その下縁の周方向の一部に、適宜な形状の切欠部9が設けられている。従って、ピストン1が図示するような下死点位置にあるときに、ピストン1の一部が切欠部9を通して露出する。   Here, the lower end 6a of the cylinder bore 6 extends downward in a cylindrical shape, and in order to avoid interference with the outer periphery of the counterweight 8, the upper link 11, etc., a part of the lower edge in the circumferential direction. In addition, a notch 9 having an appropriate shape is provided. Therefore, when the piston 1 is at the bottom dead center position as illustrated, a part of the piston 1 is exposed through the notch 9.

図2は、この発明に係るピストン1の側面図であり、このピストン1は左右対称形状であるため、右半分を省略して示している。このピストン1は、例えばアルミニウム合金を用いて一体に鋳造されたものであって、比較的厚肉な円盤状をなすピストン頭部21の外周面に、複数本、例えば3本のピストンリング溝22が形成されているとともに、ピストン8のスラスト−反スラスト方向となる周方向の一部に、上記外周面から円筒面に沿って延びるように、スカート部23が形成されている。このスカート部23は、図示するように、ピストンピン2と直交する方向から見た投影形状が略矩形状をなし、そのピストンピン軸方向に沿った幅は、ピストン1の直径よりも小さく、ピストンピン2の全長と略等しいものとなっている。つまり、スカート部23は、周方向の比較的小さな範囲に設けられている。また、上記ピストン頭部21の裏面中心部に、ピストンピン2の両端部を支持する一対のピンボス部24が形成されている。クランクシャフト3のカウンタウェイト8は、ピストン1の下死点付近で、ピンボス部24側方の空間25を通過する。   FIG. 2 is a side view of the piston 1 according to the present invention. Since the piston 1 has a bilaterally symmetric shape, the right half is omitted. The piston 1 is integrally cast using, for example, an aluminum alloy, and a plurality of, for example, three piston ring grooves 22 are formed on the outer peripheral surface of a piston head 21 having a relatively thick disk shape. Is formed, and a skirt portion 23 is formed in a part of the circumferential direction of the piston 8 in the thrust-anti-thrust direction so as to extend from the outer peripheral surface along the cylindrical surface. As shown in the figure, the skirt portion 23 has a substantially rectangular projection when viewed from the direction orthogonal to the piston pin 2, and the width along the piston pin axial direction is smaller than the diameter of the piston 1. The total length of the pin 2 is substantially equal. That is, the skirt portion 23 is provided in a relatively small range in the circumferential direction. A pair of pin boss portions 24 that support both ends of the piston pin 2 are formed at the center of the back surface of the piston head 21. The counterweight 8 of the crankshaft 3 passes through the space 25 on the side of the pin boss portion 24 near the bottom dead center of the piston 1.

上記スカート部23の表面には、上下方向に沿って細長い帯状をなす一対の凹部31が形成されている。この凹部31は、例えば、シリンダボア6下縁にアッパリンク11に対応して設けられた切欠部9の両側の側縁位置に対応しており、ピストン1が下死点位置にあるときに、切欠部9の上下方向に沿った側縁が、この凹部31内に重なるような位置関係となっている。なお、凹部31は、下端がスカート部23下端に達している。   On the surface of the skirt portion 23, a pair of concave portions 31 are formed in a strip shape along the vertical direction. The recess 31 corresponds to, for example, the side edge positions on both sides of the notch 9 provided on the lower edge of the cylinder bore 6 so as to correspond to the upper link 11, and when the piston 1 is at the bottom dead center position, The side edges along the vertical direction of the portion 9 are in a positional relationship such that they overlap within the recess 31. Note that the lower end of the recess 31 reaches the lower end of the skirt portion 23.

このような実施例の構成によれば、ピストン1の摺動速度が0となる下死点、さらにはスラスト荷重が最大となる下死点付近の位置において、切欠部9の側縁とスカート部23表面との直接的な接触が確実に回避される。なお、凹部31に代えて、スカート部23に、図示した凹部31と同様の形状のスリット状の切欠部を形成するようにしてもよい。スカート部23下端に開放された切欠部とすれば、その加工が容易である。他方、図示例のように凹部31であれば、切欠部の形成に比較して、スカート部23の剛性低下を伴うことがない。   According to the configuration of such an embodiment, the side edge and the skirt portion of the notch 9 are located at the bottom dead center where the sliding speed of the piston 1 is 0, and further at the position near the bottom dead center where the thrust load is maximum. Direct contact with the 23 surface is reliably avoided. Instead of the recess 31, a slit-shaped notch having the same shape as the illustrated recess 31 may be formed in the skirt portion 23. If the cutout portion is opened at the lower end of the skirt portion 23, the processing is easy. On the other hand, if it is the recessed part 31 like the example of illustration, compared with formation of a notch part, the rigidity fall of the skirt part 23 will not be accompanied.

図3は、上下に細長い凹部32の下端を、スカート部23下端の僅かに上方の位置で終端させた第2実施例を示している。つまり、凹部32は、スカート部23下端まで達していない。このような構成によれば、凹部32の下方の符号33で示す部位がスカート部23の所定の外周面の一部として残存するので、上述した第1実施例に比較して、ピストン1がピストンピン2を中心として傾くことにより生じるシリンダボア6壁面との衝突すなわちスラップ現象の抑制の上で有利となる。なお、前述したように、凹部31に代えて、図3に示す凹部31と同様の形状のスリット状に切欠部を設けるようにしてもよい。このような場合でも、下端が開放されたスリットとならないので、スカート部23の剛性低下が非常に小さなものとなる。   FIG. 3 shows a second embodiment in which the lower end of the vertically elongated recess 32 is terminated at a position slightly above the lower end of the skirt portion 23. That is, the concave portion 32 does not reach the lower end of the skirt portion 23. According to such a configuration, the portion indicated by the reference numeral 33 below the recess 32 remains as a part of the predetermined outer peripheral surface of the skirt portion 23, so that the piston 1 is a piston compared to the first embodiment described above. This is advantageous in suppressing the collision with the wall surface of the cylinder bore 6 caused by tilting around the pin 2, that is, the slap phenomenon. In addition, as described above, instead of the recess 31, a notch may be provided in the shape of a slit having the same shape as the recess 31 shown in FIG. Even in such a case, since the slit is not open at the lower end, the rigidity reduction of the skirt portion 23 is very small.

次に、図4は、スカート部23の下部に、周方向の全体に亘って凹部34を設けた第3実施例を示している。この実施例では、ピストン1が下死点位置にあるときに、切欠部9を有するシリンダボア6下縁が広く凹部34内に包含される。従って、切欠部9の周方向に延びる上縁のエッジも凹部34に重なるようになり、その直接的な接触が回避される。   Next, FIG. 4 shows a third embodiment in which a concave portion 34 is provided in the lower portion of the skirt portion 23 over the entire circumferential direction. In this embodiment, when the piston 1 is at the bottom dead center position, the lower edge of the cylinder bore 6 having the notch 9 is widely included in the recess 34. Therefore, the edge of the upper edge extending in the circumferential direction of the notch 9 also overlaps the recess 34, and direct contact thereof is avoided.

さらに、図5は、図4と同様の周方向の全体に亘った凹部35をスカート部23下部に設けるとともに、その下端35aを、スカート部23下端よりも上方位置で終端させた第4実施例を示している。このような構成では、図4の第3実施例に比較してスカート部23の剛性が高くなり、また、スラップ現象の抑制の上で有利となる。   Further, FIG. 5 shows a fourth embodiment in which a recess 35 extending in the entire circumferential direction similar to that in FIG. 4 is provided at the lower portion of the skirt portion 23 and its lower end 35a is terminated at a position higher than the lower end of the skirt portion 23. Is shown. In such a configuration, the rigidity of the skirt portion 23 is higher than that of the third embodiment of FIG. 4 and is advantageous in suppressing the slap phenomenon.

次に、図6は、図2もしくは図4等に示したようにスカート部23下端に達している凹部41を設ける場合の凹部41の断面形状の一例を示している。この例では、凹部41のピストン半径方向の深さが、凹部41の上端41aで最も深く、ある中間点41bまで深さが徐々に減少し、この中間点41bから最下端41c(換言すればスカート部23下端)までは一定の深さとなっている。つまり、上端41aから中間点41bまでは、楔状断面の凹部となり、中間点41bから下部では、浅い凹部となっている。なお、仮想線42は、スカート部23の基準の外表面位置を示している。   Next, FIG. 6 shows an example of a cross-sectional shape of the recess 41 when the recess 41 reaching the lower end of the skirt 23 is provided as shown in FIG. In this example, the depth of the concave portion 41 in the piston radial direction is deepest at the upper end 41a of the concave portion 41, and the depth gradually decreases to a certain intermediate point 41b, and from this intermediate point 41b to the lowermost end 41c (in other words, the skirt The depth is constant up to the bottom of the portion 23). That is, from the upper end 41a to the intermediate point 41b, it becomes a recessed part of a wedge-shaped cross section, and from the intermediate point 41b, it is a shallow recessed part. The imaginary line 42 indicates the reference outer surface position of the skirt portion 23.

このような構成では、凹部41の上端41a寄りの大きな容積の部分に潤滑油が溜まり、ピストン1が下死点で反転して矢印のように上昇する際に、凹部41内を下方へ進もうとする。このとき、凹部41の深さが徐々に減少するので、圧力が上昇する。従って、潤滑油の荷重支持作用が増大し、シリンダボア6とスカート部23表面との接触が回避されて確実な潤滑が行われる。また、中間点41bから最下端41cまでの下部は、その深さが浅く、シリンダボア6壁面に相対に近接しているとともに、上端41a側から十分な潤滑油が供給されるので、ピストンスラップの際にスクイズ効果が大きく得られ、スカート部23に加わる衝撃荷重を低減できる。   In such a configuration, the lubricating oil accumulates in a large volume portion near the upper end 41a of the recess 41, and when the piston 1 reverses at the bottom dead center and rises as indicated by an arrow, let the interior of the recess 41 advance downward. And At this time, since the depth of the recess 41 gradually decreases, the pressure increases. Accordingly, the load supporting action of the lubricating oil is increased, and the contact between the cylinder bore 6 and the surface of the skirt portion 23 is avoided, and reliable lubrication is performed. Further, the lower part from the intermediate point 41b to the lowermost end 41c is shallow in depth, is relatively close to the wall surface of the cylinder bore 6, and sufficient lubricating oil is supplied from the upper end 41a side. A large squeeze effect can be obtained, and the impact load applied to the skirt portion 23 can be reduced.

また、図7は、異なる断面形状の凹部43の例を示している。この例では、上部43aが深く、下部43bが浅い階段状の凹部となっているが、凹部43の上端における段差部43cは、凹部43(上部43a)の深さを曲率半径とし、かつ基準の外表面を示す仮想線42の上に半径の中心を有するR面をなしている。また、上部43aの下端つまり該上部43aと下部43bとの境界となる段差部43dは、下部43bに対する上部43aの相対的な深さ(つまり上部43aと下部43bとの深さの差)を曲率半径とし、かつ上部43aの底面に沿った位置に半径の中心を有するR面をなしている。つまり、上方の段差部43cと下方の段差部43dとでは、R面の凹凸の向きが逆となっている。この構成においても、図6の実施例と同様の作用効果が得られる。また、この構成では、所定の径の切削工具を用いて容易に加工することができる。   FIG. 7 shows an example of the recesses 43 having different cross-sectional shapes. In this example, the upper portion 43a is deep and the lower portion 43b is a shallow step-like concave portion. However, the step portion 43c at the upper end of the concave portion 43 has the curvature radius as the depth of the concave portion 43 (upper portion 43a) and a reference radius. An R surface having a radius center is formed on an imaginary line 42 indicating the outer surface. In addition, the lower end of the upper portion 43a, that is, the step portion 43d serving as a boundary between the upper portion 43a and the lower portion 43b, is expressed by the relative depth of the upper portion 43a with respect to the lower portion 43b (that is, the difference in depth between the upper portion 43a and the lower portion 43b). An R surface having a radius and having a radius center at a position along the bottom surface of the upper portion 43a is formed. That is, the direction of the unevenness on the R surface is reversed between the upper step portion 43c and the lower step portion 43d. Even in this configuration, the same effect as the embodiment of FIG. 6 can be obtained. Further, in this configuration, it is possible to easily process using a cutting tool having a predetermined diameter.

この発明のピストンが用いられる複リンク式ピストンクランク機構を示す構成説明図。Structure explanatory drawing which shows the multilink type piston crank mechanism in which the piston of this invention is used. 第1実施例を示すピストンの側面図。The side view of the piston which shows 1st Example. 第2実施例を示すピストンの側面図。The side view of the piston which shows 2nd Example. 第3実施例を示すピストンの側面図。The side view of the piston which shows 3rd Example. 第4実施例を示すピストンの側面図。The side view of the piston which shows 4th Example. 凹部の断面形状の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the cross-sectional shape of a recessed part. 凹部の断面形状の異なる例を示す断面図。Sectional drawing which shows the example from which the cross-sectional shape of a recessed part differs.

符号の説明Explanation of symbols

1…ピストン
23…スカート部
31、32、34、35、41、43…凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piston 23 ... Skirt part 31, 32, 34, 35, 41, 43 ... Recessed part

Claims (10)

ピストン下死点位置においてシリンダボア下縁からピストンスカート部の一部が露出する内燃機関のピストンにおいて、
ピストン下死点位置において上記シリンダボア下縁の少なくとも一部を含むようにピストンスカート部表面に凹部が設けられており、
この凹部は、その上端がピストンリング溝から離れているとともに、その下端が、ピストンスカート部下端の僅かに上方の位置で終端していることを特徴とする内燃機関のピストン。
In the piston of the internal combustion engine in which a part of the piston skirt portion is exposed from the lower edge of the cylinder bore at the piston bottom dead center position,
A recess is provided on the surface of the piston skirt so as to include at least a part of the lower edge of the cylinder bore at the piston bottom dead center position .
The piston of the internal combustion engine , wherein the upper end of the recess is separated from the piston ring groove, and the lower end thereof is terminated at a position slightly above the lower end of the piston skirt portion .
ピストン下死点位置においてシリンダボア下縁からピストンスカート部の一部が露出する内燃機関のピストンにおいて、
ピストン下死点位置において上記シリンダボア下縁の少なくとも一部を含むようにピストンスカート部に切欠部が設けられており、
この切欠部は、その上端がピストンリング溝から離れているとともに、その下端が、ピストンスカート部下端の僅かに上方の位置で終端していることを特徴とする内燃機関のピストン。
In the piston of the internal combustion engine in which a part of the piston skirt portion is exposed from the lower edge of the cylinder bore at the piston bottom dead center position,
A notch is provided in the piston skirt so as to include at least a part of the lower edge of the cylinder bore at the piston bottom dead center position,
The notch portion has an upper end separated from the piston ring groove, and a lower end thereof is terminated at a position slightly above the lower end of the piston skirt portion .
ピストン下死点位置においてシリンダボア下縁からピストンスカート部の一部が露出する内燃機関のピストンにおいて、In the piston of the internal combustion engine in which a part of the piston skirt portion is exposed from the lower edge of the cylinder bore at the piston bottom dead center position,
ピストン下死点位置において上記シリンダボア下縁の少なくとも一部を含むようにピストンスカート部表面に凹部が設けられており、  A recess is provided on the surface of the piston skirt so as to include at least a part of the lower edge of the cylinder bore at the piston bottom dead center position.
この凹部は、ピストン上部で深く、ピストン下部で浅くなっており、ピストン上部の深い部分に潤滑油が溜まるようにその上端がピストンリング溝から離れていることを特徴とする内燃機関のピストン。  The piston of the internal combustion engine, wherein the recess is deep at the upper part of the piston and shallow at the lower part of the piston, and the upper end thereof is separated from the piston ring groove so that the lubricating oil accumulates in a deep part of the upper part of the piston.
上記シリンダボア下縁は、ピストンクランク機構の運動体との干渉を回避するための切欠部を周方向の一部に有し、このシリンダボア側の切欠部に対応して上記凹部もしくは上記切欠部が設けられていることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の内燃機関のピストン。 The lower edge of the cylinder bore has a notch for avoiding interference with the moving body of the piston crank mechanism in a part in the circumferential direction, and the recess or the notch is provided corresponding to the notch on the cylinder bore side. The piston of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3 , wherein the piston is provided. 上記シリンダボア下縁の切欠部は、シリンダ上下方向に直線状に延びた側縁を有し、この側縁に対応して、上記凹部もしくは上記切欠部が設けられていることを特徴とする請求項に記載の内燃機関のピストン。 The notch portion of the lower edge of the cylinder bore has a side edge extending linearly in the cylinder vertical direction, and the recess or the notch portion is provided corresponding to the side edge. The piston of the internal combustion engine according to 4 . 上記凹部は、スカート部最下端まで連続していることを特徴とする請求項に記載の内燃機関のピストン。 The piston of the internal combustion engine according to claim 3 , wherein the concave portion is continuous to the lowermost end of the skirt portion. 凹部上方のスカート部表面と凹部上端との境界となる段差部が、凹部深さを曲率半径とし、スカート部表面に沿った位置に半径の中心を有するR面をなしていることを特徴とする請求項1、3〜6のいずれかに記載の内燃機関のピストン。 The stepped portion that becomes the boundary between the surface of the skirt portion above the concave portion and the upper end of the concave portion has an R surface having a radius of curvature as the radius of curvature and a center of the radius at a position along the surface of the skirt portion. A piston for an internal combustion engine according to any one of claims 1 and 3-6 . 凹部下方のスカート部表面と凹部下端との境界となる段差部が、凹部深さを曲率半径とし、凹部底面に沿った位置に半径の中心を有するR面をなしていることを特徴とする請求項1、3〜7のいずれかに記載の内燃機関のピストン。 The step part which becomes a boundary between the surface of the skirt part below the concave part and the lower end of the concave part has an R surface having a concave part depth as a radius of curvature and a center of the radius at a position along the bottom face of the concave part. Item 8. A piston for an internal combustion engine according to any one of Items 1 to 3-7 . 上記ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端にアッパピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、一端が機関本体側に揺動可能に支持され、かつ他端が上記ロアリンクにコントロールピンを介して連結されたコントロールリンクと、を備えてなる複リンク式ピストンクランク機構に用いられることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の内燃機関のピストン。 An upper link having one end connected to the piston via a piston pin, a lower link connected to the other end of the upper link via an upper pin and connected to the crank pin of the crankshaft, and one end on the engine body side And a control link having the other end connected to the lower link via a control pin, and used in a multi-link type piston crank mechanism. The piston of the internal combustion engine according to any one of 8 . 上記コントロールリンクの機関本体側の揺動支点位置を変化させることにより上記ピストンクランク機構が可変圧縮比機構を構成することを特徴とする請求項に記載の内燃機関のピストン。 The piston of an internal combustion engine according to claim 9 , wherein the piston crank mechanism constitutes a variable compression ratio mechanism by changing a swing fulcrum position of the control link on the engine body side.
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