JPS6237219B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、内燃機関用のピストンであつて、頭
部とガジオンピン孔と、頭部の周囲をめぐつて延
びかつ圧縮リング及びオイルリングを有するリン
グベルトと、ピストン軸線及びガジオンピン孔軸
線を含む平面を中心として両側に配置された２つ
のスカート区分とを有している形式のものに関す
る。 従来の技術 以下に公知のスタンダードピストンの部分的に
破断した側面図を示した第１図を用いて公知のス
タンダートピストンの詳細を説明する。 公知のピストン１１は、頭部１５と、スカート
１２と、ピストン軸線に対して直交して延びるガ
ジオンピン孔１３とを有している。スカート１２
は連続的に構成されていてその横断面形状は一般
にやや長円形である。ガス及びオイルに対するシ
ールはピストン頭部の周方向溝にピストンリング
をはめ込むことによつて得られる。 通常、連接棒（図示せず）は、ガジオンピン孔
１３に延びるガジオンピン（図示せず）によつて
ピストン１１に旋回可能に接続される。連接棒は
通常、ピストン軸線に沿つて運動しないので、ピ
ストン１１には様々な横方向のスラストが作用
し、この横方向のスラストは作業サイクル中にメ
ジヤースラスト区分とマイナースラスト区分と
を、対応するシリンダに向かつて押しつける。こ
のスラスト区分は、ガジオンピン孔の軸線とピス
トン軸線とを含む面の両側に配置されている。 この結果、ピストン往復運動中に、スカートは
その全外周がシリンダ又はライナと接触するので
はなく、ピストン軸線とガジオンピン孔軸線に対
する垂線とを含むスラスト面と、スカートとの交
錯線上に位置するスラスト区分のみがシリンダ又
はライナと接触する。ピストン往復運動中に横方
向のスラスト力は変化するので、シリンダ又はラ
イナと接触する、スラスト区分の１部はいずれの
場合でも時間によつて変化する。しかしながら通
常、シリンダ又はライナと即座に接触するピスト
ンの１部はベツデイング区域又は接触区域として
一般に知られているスカートスラスト区分１４内
にあり、したがつてこのスカートスラスト区分１
４は即座に接触するすべての区域を含んでいる。
このベツテイング区域はピストンのメジヤースラ
スト区分上で、反対側に配置されたマイナースラ
スト区分より大である。メジヤースラスト区分は
ピストンの伸張行程中により強い力でシリンダ又
はライナと接触するのに対して、反対側に配置さ
れたマイナースラスト区分はピストンの圧縮行程
中により強い力でシリンダ又はライナと接触す
る。 接触区域の正確な形状はピストンによつて異な
るが、一般的に、接触区域は、スラスト面とスカ
ートとの交錯線の両側に30゜より大きい角度では
延びていないことが解つている。呼び直径Ｄとス
カート長さπ2D／３とを有するピストンのため
の接触区域はほぼπD²／９である。以後、本明
細書ではこのようなピストンを「スタンダードピ
ストン」及びこのような接触区域を「スタンダー
ド接触区域」と呼ぶことにする。 発明が解決しようとする問題点 前述のように、ピストンが対応するシリンダは
ライナ内で往復運動すると、ピストンに対して接
続ロツドが角度変化するために接続ロツドによつ
てピストンに横方向のスラストが加えられ、この
横方向のスラストによつてピストンは対応するシ
リンダ又はライナの一方側又は他方側に向かつて
横方向に押しやられる。 スカートと、シリンダ又はライナとの間の滑動
接触は油膜によつて潤滑されるが、この油膜が前
記横方向のスラストをピストンからシリンダ又は
ライナに伝達する。ピストンスカートの潤滑はハ
イドロダイナミツクに行なわれるが、ピストンス
カートを周方向長さＬと軸方向長さＢを有する円
筒形の部材とみなせば、次の式が導き出される。 上記式中 η＝潤滑油の粘性 ｕ＝速度 Ｌ＝スカートの周方向長さ Ｗ＝負荷 Ｂ＝スカートの軸方向長さ h₀＝潤滑油膜の最小厚さ Ｆ＝摩擦力 Ａ＝接触区域 上記式により明らかなように、スカートの範囲
（寸法Ｂ及びＬ）を減少すれば摩擦力(F)が減少さ
れることが明らかである。つまり、スカートとシ
リンダ又はライナとの間の接触区域が減少される
と、与えられた負荷、潤滑油の粘性、速度に関連
して摩擦力が減少する。 スカートのスラスト区分と、シリンダ又はライ
ナとの接触によつて高い摩擦損失、例えばエンジ
ン摩擦損失全体の約20％（力学的出力の約８％に
相当する）に達する摩擦損失が生ぜしめられ、ひ
いては不経済な燃費の原因ともなる。スカート
と、シリンダ又はシリンダ壁との間の摩擦を25％
減少させると力学的出力は約２％上昇し、燃費は
２％以内減される。 そこで本発明の目的は、潤滑作用を得るために
十分な油膜を維持すると同時にピストンスカート
とシリンダ又はライナとの間の接触区域を減少
し、ひいては摩擦力を減少してエンジン出力を高
め燃費を減少することである。 問題点を解決するための手段 前記問題点を解決した本発明によれば、頭部と
ガジオンピン孔と、頭部の周囲をめぐつて延び圧
縮リング及びオイルリングを有するリングベルト
と、ピストン軸線及びガジオンピン孔軸線を含む
平面を中心として両側に配置された２つのスカー
ト区分とを有する形式の内燃機関用のピストンに
おいて、前記２つのスカート区分にそれぞれ、対
応するスカート区分の半径方向外側に配置されし
かも対応するスカート区分によつて取り囲まれた
少なくとも１つの支え面が形成されており、これ
によつて、スカートと対応するシリンダとの間の
滑動接触が前記少なくとも１つの支え面で限定し
て行なわれるようになつており、前記少なくとも
１つの支え面と対応するシリンダとの間で圧力の
加えられた油膜を維持するために、前記支え面に
達し及びこの支え面から延びるハイドロダイナミ
ツクな傾斜面が設けられている。 作 用 本発明の構成によれば、ピストンとシリンダと
の間の油膜は、前記支え面の範囲だけに限定さ
れ、これらの支え面を除いた残りのスカート区分
は支え面から半径方向内側に位置していて、この
残りのスカート区分の表面に潤滑油は保留されて
はいるが、この潤滑油は対応するシリンダ又はラ
イナと接触しない状態にある。従つて油膜の接触
範囲は従来のピストンにおけるようなスカート範
囲全体にわたるものと比較して著しく減少され、
ひいては、前記式(2)

【式】（Ｆ＝スカ ートにかかる摩擦力、Ｗ＝負荷、η＝潤滑油の粘
性、ｕ＝速度、Ｂ＝スカートの軸方向長さ）に基
づいて、ピストンとシリンダ又はライナとの間の
摩擦力は減少され、エンジン出力及び燃料消費の
改善が得られる。 また前記支え面に達し及びこの支え面から延び
るハイドロダイナミツクな傾斜面（この傾斜面が
潤滑油を支え面に積極的に押しやる）を設けたこ
とによつて、公知のストライベツク曲線
（Stribeck curve）に基づいた、ハイドロダイナ
ミツクな潤滑が保証され、混合又は限界潤滑が行
なわれて摩擦が増大することは避けられる。 実施例 次に図面に示した実施例について本発明の構成
を具体的に説明する。 第１図乃至第９図の概略図において同一の部材
は同一の符号で示した。 第２図において、ピストン１１は対応するシリ
ンダ又はライナと滑動接触するために、スカート
区分１５にそれぞれ独立して突起する６つの支え
面を有している。これら支え面はそれぞれ３つづ
つの同様な２つのグループに分けられてピストン
軸線とガジオンピン孔の軸線とを含む面を中心と
して両側に配置されている。第２図では支え面
２，３，４の一方のグループが示されている。他
方のグループはこの一方のグループと同様に配置
されている。支え面２，４は周方向で互いに並ん
で配置されていて、ピストンの頭部１５付近にあ
り、ピストン軸線とガジオンピン孔１３の軸線に
対する直交線とを含む面と、スカート１２との交
差線の両側に等間隔を置いて配置されている。こ
れに対して支え面３はピストンスカートの下端部
付近に配置されていて、前記交差線を中心にして
左右対称に配置されているので、この下方の支え
面３は前記支え面２と４との間でピストンの頭部
１５の反対側に配置されている。各支え面２，
３，４は周方向に延びる２つの縁部と軸方向に延
びる２つの縁部とを有する同一の長方形状を有し
ている。２つの支え面２，４の外側のそれぞれの
軸方向縁部はそれぞれ前記交差線から30゜の角度
を成して配置されているので、同一寸法のスタン
ダードピストンの接触面内に位置する。下方の支
え面３は前記交差線の両側に５゜の角度を成して
延びているので同様に前記接触面内に位置してい
る。 第２図で解るように、スカートの周方向に５゜
以上の角度でそれぞれ延びる傾斜面１６が配置さ
れていて、これらの傾斜面１６は各支え面２，
３，４の軸方向に延びる縁部に達している。これ
に対して傾斜面１７は各支え面２，３，４の周方
向縁部に達している。傾斜面１７の長さは、ピス
トン軸線と同軸的な仮想円筒形面に関連して0.2
゜乃至１゜の傾斜を与えるために８mmである。従
つて、傾斜面を含む各支え面はほぼ台形の横断面
形状を有している。各支え面の面は湾曲させられ
ていて、スカートスラスト区分１４から半径方向
外側に25ミクロンの間隔をおいて配置されている
が、この間隔はこれより小さくてもよいし、又は
例えば125ミクロンまで大きくしてもよい。 第２図の実施例においては、２つのスカートス
ラスト区分１４内に、ピストン１１の頭部側に配
置された全部で４つの支え面と、スカートの下端
部に向けられた２つの支え面とが配置されてい
る。スカートスラスト区分に形成された支え面
２，３，４の接触区域は同一寸法のスタンダード
ピストンの８％である。支え面はアーチ形である
が必ずしもこのようなアーチ形である必要はな
く、１部は長円形面であつてもよい。支え面がア
ーチ形であれば円筒形であるピストンと同一中心
線を有する必要はない。支え面と、ピストン軸線
を含む面との交差線は直線であるか又は湾曲させ
られている。 前述のようにピストンの両スラスト区分にそれ
ぞれ同数の支え面を形成してもよいし、一方のス
ラスト区分に他方のスラスト区分より多くの又は
大きな支え面を設けてもよい。例えば、スカート
のメジヤースラスト区分にスカートのマイナース
ラスト区分よりも多くの又は大きな支え面を設け
てもよい。 ピストン１１はエンジンのシリンダ又はライナ
の連接棒に取りつけられていて往復運動する。支
え面は、連接棒からエンジンブロツクにスラスト
を伝達してピストンをその往復動部分内でガイド
するためにシリンダ又はライナに接触する。支え
面２，３，４は標準寸法のスタンダードピストン
の接触区域内に存在していてピストンの横方向の
スラストに反発する。頭部側の２つの支え面２，
４は、スカートスラスト区分の中央から周方向で
やや間隔を保つて配置されているので、スカート
がスラスト力を受けて歪曲される傾向は減少され
る。下方の支え面３の範囲は、頭部付近の支え面
２と４とを合わせた範囲よりも小さい。それとい
うのは、スカート下部に作用する力はスカート頭
部に作用する力よりも小だからである。この結
果、スラスト力は十分に伝達される。 また、支え面２，３，４の十分な潤滑作用は第
３図で解るように支え面の周囲に設けられた傾斜
面及びスカート形成部によつて促進される。第３
図ではピストンの往復動方向は矢印Ａで示されて
いる。接触区域が縮小されたにも拘らず、支え面
の周方向縁部に延びる傾斜面は十分な油膜を支え
面２，３に維持し、油膜の厚さが作業範囲以下に
減少する傾向は最小である。傾斜面のゆるやかな
斜度は１゜以内であつて、シリンダ又はライナと
連絡して、支え面２，３，４にダイナミツクにガ
イドされるオイルのための次第に狭くなる通路を
形成する。オイルはシリンダ又はライナと、支え
面の周囲のスカート区分の残りの部分との間に空
間に戻される以前に支え面を流過する。 スカートスラスト区分からの支え面の半径方向
空間（有利には125ミクロン乃至25ミクロン）
は、ピストンの往復運動中にこの区域に保留され
るべきオイルを保つために及び支え面に強制潤滑
を行なうためのピストン斜面の影響下で瞬間的な
油圧を与えるために十分小さいものである。さら
に、頭部側の支え面２と４との間隙によつて圧縮
行程中オイルは下方の支え面３に移動させられる
ので下方の支え面３はこの圧縮行程中に十分なオ
イルを受ける。これと反対の作用は、オイルが支
え面２，４に達することが妨げられない伸張行程
中に生じる。 このように接触区域を減少することによつて油
膜の厚さを不都合に減少させることなしに摩擦力
の減少が得られた。 ピストンがエンジン又はモータに取りつけられ
る場合は、ガジオンピンによつて連接棒に取りつ
けられる。ピストンはシリンダ又はライナに正確
にフイツトしないので、ガジオンピンを中心にし
て回転させて、傾斜面と支え面とがシリンダ又は
ライナに関連して位置決めされる。その上、ピス
トン及びこれに関連するシリンダ又はライナは、
エンジン又はモータが始動して運転温度に達する
に従つて膨張する。これは傾斜面と支え面とをシ
リンダ又はライナに関連して位置決めすることに
よつて変えられる。 このような変更は、傾斜面とシリンダ又はライ
ナとの間に形成された通路の寸法を変化させ、こ
れと関連する支え面の潤滑に逆の影響を与える。
この問題を解決するために、支え面の横断面は第
４図又は第５図に示されたような形状に変えられ
る。 第４図では、各支え面の一方の周方向縁部に導
かれる傾斜面は斜度の異なる２つの傾斜面区分１
７ａ，１７ｂに分けられている。第１の傾斜面区
分１７ａは、傾斜面及びシリンダ又はライナの一
方の位置におけるハイドロダイナミツクな潤滑の
ための通路を形成するのに対して、第２の傾斜面
区分１７ｂは、傾斜面及びシリンダ又はライナの
他方の位置のための通路を形成する。 第５図の実施例によれば、傾斜面１７は凸面状
に形成されているのでチエンジポイントは無限で
ある。これは、あらゆる状態においてハイドロダ
イナミツクな潤滑形式を提供する。この実施例に
おいては支え面は湾曲させられている。第３図に
よる支え面は場合によつては第５図による支え面
形状に摩耗して行くので、第５図による形状はこ
の摩耗をあらかじめ考慮したものである。 第２図による支え面の配置によれば、各支え面
に関連して及びスカートスラスト区分の周囲に関
連してエンジン性能の改良が得られる。例えば、
1275cm³のエンジンに取りつけられた４つのピスト
ン１１は、同一寸法のスタンダードピストンに比
較して次のような改良が得られた。燃料消費―全
負荷運転時において3.5％減少された。 摩擦―道路走行負荷時の2.500r.p.m.において
約１％の減少が得られた。しかしながらパワーに
関しては著しい改良は見られない。 これは第６図のグラフで示されている。つまり
実線はスタンダードピストンを使用した場合の結
果を示しており、太い破線は第２図の実施例によ
るピストンを使用した場合の結果を示している。 第７図の実施例によれば、第２のピストン２０
は第１図に示されたピストン１１にほぼ類似して
いる。第７図によるピストンにおいては、各スカ
ート区分の頭部側にそれぞれ２つの支え面６，７
が設けられており、これは、ピストン軸線とガジ
オンピン孔１３の軸線に対する直交線とを含む面
と、スカートとの交差線の両側にそれぞれ等間隔
を保つて配置されている。また、各スカートスラ
スト区分にはそれぞれ３つの下方の支え面８，
９，１０が設けられていて、これら３つの支え面
８，９，１０は前記交差線を中心にして左右対称
に配置されていて外側の支え面８，１０は前記交
差線の両側に等間隔を保つて配置されている。支
え面はすべて、ピストンの周方向に延びる角縁の
寸法が長く構成された長方形の形状を有してい
る。頭部側の支え面６，７の外側の軸方向縁部は
前記交差線から40゜の角度を成しているので、支
え面６，７はその大部分が同一寸法のスタンダー
ドピストンの接触範囲内に位置している。２つの
傾斜面２１，２４はそれぞれスカート外周の５゜
以上にわたつて延びていて支え面６，７の、軸方
向外側に延びる縁部に導かれており、２つの傾斜
面２２，２３はそれぞれスカート外周の10゜以上
にわたつて延びていて、支え面６，７の軸方向内
側に延びる端部に導かれている。支え面６，７は
それぞれスカート外周の25゜にわたつて延びるア
ーチ形の長さを有している。 下方の支え面は左右対称の傾斜面２５を有して
いて、この傾斜面２５はスカート外周の５゜以上
にわたつて支え面の両側に延びている。中央の支
え面９はその他の２つの支え面８，１０よりも大
きなアーチ形の長さを有しているので、この中央
の支え面９はピストン頭部側の支え面６と７との
間のギヤツプのほとんどにわたつて周方向に延び
ている。支え面８，１０の外側の軸方向縁部は前
記交差線からそれぞれ40゜の角度で配置されてい
る。下方外側の支え面８，１０の下端部は図示の
実施例ではスカートの形状に従つて削除されてい
るが、その他の実施例では削除されない。 頭部側の支え面の大きさと下部側の支え面との
大きさとは同一寸法である必要はない。 第２図のピストンに比較して、スカートのメジ
ヤースラスト区分上の支え面の数、配置又は区域
は、スカートのマイナースラスト区分上の支え面
の数、配置又は区域とは異なつている。しかしな
がら、支え面の区域の大部分は、同一寸法のスタ
ンダードピストンの接触区域内に位置している。 第７図で解るように、傾斜面２６は支え面６，
７，８，９，１０のそれぞれの周方向縁部に導か
れている。傾斜面２６の軸方向長さは、0.3゜と
1.5゜の間のスカートの残りの部分に関連して傾
斜を与えるために約５mmである。 各スカート区分における支え面６，７，８，
９，１０の接触区域は同一寸法のスタンダードピ
ストンの接触区域の25％である。スカート区分１
４上の半径方向外側の間隔は25ミクロンである
が、これは例えば125ミクロンより小さいか又は
125ミクロンまでの寸法であつてもよい。 第７図によるピストンは第２図によるピストン
とほぼ同様に作業する。つまり、同様の負荷伝
達、及び支え面の周囲の構成によつて形成される
同様のハイドロダイナミツクな潤滑特性によつて
第２図のピストンとほぼ同様に作業する。 支え面６，７，８，９，１０が軸方向における
よりも周方向で長く構成されたことによつて潤滑
形式が改良された。それというのは傾斜面２６か
ら支え面の周方向縁部に押しやられるオイルのほ
とんどが支え面に拡がつてさらにこの支え面に続
く下側の周方向の縁部へ拡がるようになつている
からである。支え面の軸方向寸法が周方向寸法よ
りも大である場合ではオイルのほとんどは支え面
の下側の周方向縁部に達する以前に支え面から周
方向で離れてしまうので、表面の１部は十分に潤
滑されない。しかしながら第２図によるピストン
においては、軸方向長さが、比較的少量のオイル
だけが横方向に去る程度に十分短かくなつている
ので、十分なオイルが支え面の下側の周方向で縁
部に達する。また、第７図によるピストンにおい
ては下方中央の支え面がピストン頭部側の支え面
の間に配置されているので、スカートスラスト区
分１４の全外周にわたつてシリンダ又はライナと
の接触が形成される。 こうして、このピストンにおいては接触面が縮
小されてその結果、摩擦力の減少が得られ、しか
も、接触面の十分な潤滑が維持される。 支え面のこのような配置形式、つまり、互いに
関連し合つた及びスカートスラスト区分の周囲に
関連し合つた配置形式によつてエンジン性能を改
良することができる。例えば、第７図によるピス
トンを1275cm²のエンジンに４つ取りつけた場合、
同一寸法のスタンダードピストンを使用した場合
と比較して次のような改良が得られた。 パワー―3.6％アツプ 燃料消費―全負荷運転時において５％の減少が
得られた。 摩擦―道路走行負荷時の2500r.p.m.において３
％の減少が得られた。 この結果は第６図のグラフに示されている。つ
まり実線はスタンダードピストンを使用した場合
の結果を示しており、細い破線は第７図の実施例
によるピストンを使用した場合の結果を示してい
る。 第８図による第３のピストン３０は第１図によ
るピストンとほぼ同様である。３つの支え面３
１，３２，３３はピストンの両側に設けられてお
り、このうちの２つの支え面３１，３２はピスト
ン頭部側に配置されていて、残りの１つの支え面
３３はスカートの下部側付近に配置されている。
頭部側の２つの支え面３１，３２は長方形の形状
を有していて、周方向に延びる側がより長く構成
されている。この支え面はそれぞれ20゜の円周長
さを有していて、ピストン軸線とガジオンピン孔
１３の軸線に対する直交線とを含む面と、スカー
トとの交差線から45゜の角度で延びている。支え
面の軸方向縁部は傾斜面３４を有しており、この
傾斜面３４の周方向長さは10゜である。また支え
面の周方向縁部は傾斜面３５を有しており、その
軸方向長さは、スカート部分に関連して斜度0.4
゜乃至1.5゜を与えるために４mmである。 下方の支え面３３もやはり長方形の形状を有し
ており、周方向縁部がより大きい寸法を有してい
る。この支え面３３はピストン頭部側の２つの支
え面３１と３２との間に配置されていて、支え面
３３の周方向長さは頭部側の２つの支え面３１と
３２との間の周方向ギヤツプの寸法と同一寸法で
ある。支え面３３の面は、頭部側の２つの支え面
３１，３２のどちらよりも大きいが、この支え面
３１と３２とを合計した面よりも小さい。例え
ば、支え面３３の面は、頭部側の２つの支え面３
１，３２の合計面の0.75である。この下方の支え
面３３は傾斜面３６と傾斜面３７とを備えてお
り、傾斜面３６は軸方向縁部から周方向に10゜で
延びている。傾斜面３７は周方向縁部から延びて
いる。上部の傾斜面３７の軸方向長さは、スカー
ト部分に関連して0.4゜乃至1.5゜の斜度を与える
ために４mmである。下方の傾斜面３７はスカート
の下方端部に延びていて、その斜度は上方の傾斜
面３７の斜度よりも小である。 ３つの支え面の接触面はD²／11.5であつて、こ
の場合、Ｄはピストンの呼び直径寸法である。従
つて、接触面は同一寸法のスタンダードピストン
の接触面の25％である。また、支え面はスカート
スラスト区分の半径方向外側に25ミクロンより大
きいが125ミクロンより大きくない寸法で突出し
て配置されている。スカートは、ピストンが傾斜
したりした際にシリンダ又はライナとピストンと
が側方で接触するのを避けるために、ピストン頭
部側の支え面３１，３２の軸方向縁部の外側部分
の直径が削られている。 第８図によるピストンは、第２図及び第４図に
よるピストンと同様の支持特性及びハイドロダイ
ナミツクな潤滑油特性を有していてほぼ同様の形
式で操作される。支え面の周方向に長い形状と、
傾斜面の形状とは、十分な潤滑を保証し、下方の
支え面３３と頭部側の支え面との間のオーバーラ
ツプは、シリンダ又はライナがスカートスラスト
区分１４の全周方向長さにわたつて接触すること
を保証する。 この結果、このピストンにおいては摩擦力の減
少を伴なう接触面の削減が得られた一方、接触面
の十分な潤滑が保証される。 支え面のこのような配置形式、つまり、互いに
関連し合つた及びスカートスラスト区分の周囲に
関連し合つた配置形式によつて、第７図によるピ
ストンと同様にエンジン性能を改良することがで
きる。 第９図においては、第４のピストン４１はその
両側にそれぞれ２つづつ支え面４２，４３だけを
有している。これら２つの支え面４２，４３は軸
方向で互いに間隔を保つて配置されていて、ピス
トン軸線とガジオンピン孔１３の軸線に対する直
交線とを含む面と、スカートとの交差線の両側に
左右対称に配置されている。２つの支え面４２，
４３は長方形の形状を有していて、周方向縁部が
より長く構成されている。頭部側の支え面４２の
面は底部側の支え面４３の面よりも小であつて、
頭部側の支え面４２の周方向長さが20゜であるの
に対して、底部側の支え面４３の周方向長さは40
゜である。このように形成された支え面は同一寸
法のスタンダードピストンの接触区域内に位置し
ている。 ２つの支え面４２，４３は角度10゜で軸方向縁
部から延びる傾斜面４４と、周方向縁部から延び
る傾斜面４５とを備えており、この周方向縁部か
ら延びる傾斜面４５のうちの、ピストン頭部側の
支え面４２の２つの周方向縁部から延びる傾斜面
４５と、下方の支え面４３の上側の周方向縁部か
ら延びる傾斜面４５との斜度はスカート部分に関
連して0.4゜乃至1.5゜の間の角度である。下方の
支え面４３の下側の周方向縁部から延びる傾斜面
４５はその他の３つの傾斜面４５よりも小さい斜
度を有している。 支え面４２，４３はスカート１２の外周で半径
方向外側へ25ミクロンより大であるが125ミクロ
ンより小である寸法で突出している。支え面４
２，４３の接触範囲は同一寸法のスタンダードピ
ストンの接触範囲の約18％である。 第９図によるピストンは、第２図、第４図、第
５図によるピストンと同様の支持特性及びハイド
ロダイナミツクな潤滑特性を伴つてほぼ同様の形
式で作業する。スカート１２の外周からの、支え
面４２，４３の距離及び支え面の周方向で長い長
方形の形状及び傾斜面の低い斜度は、支え面が十
分に潤滑されることを保証する。削減された支え
面４２，４３の区域はピストン摩擦力を減少しそ
の結果パワーアウトプツトの増大と燃料消費量の
減少が得られる。 前記実施例においては、支え面はスカートスラ
スト区分に任意の形式で配置できることが明らか
である。大きな支え面を少数配置するかわりに小
さな支え面を多数配置してもよい。支え面の数及
び（又は）配置形式及び（又は）面積はスカート
のメジヤースラスト区分とマイナースラスト区分
とによつて異なる。また、各支え面の面は湾曲さ
れるか又はその他の形式で都合のよい形状にする
ことができる。支え面の面積は0.05乃至0.95D²／
９の間であつて、この場合Ｄはピストンの吸び直
径寸法である。 例えば、ピストン頭部側により少ない支え面を
配置して、底部側により多くの支え面を配置して
もよい。また、リングベルト４０の範囲に単数又
は複数の支え面を配置してもよい。 低い斜度を有する傾斜面と、スカート外周から
の、125ミクロンより小である支え面の間隔と
は、どの支え面にも適応させることができること
は明らかである。この支え面はハイドロダイナミ
ツクな潤滑を促すためにスカート外周の半径方向
外側に間隔を保つて配置されている。支え面から
離れているスカート区分をピストンの重量を軽減
するために取り除くことができることは明らかで
ある。 効 果 以上のように本発明のピストンによれば、ピス
トンスカートとシリンダ又はライナとの間の接触
区域が減少され、ひいては摩擦力の減少が得ら
れ、それにも拘らず潤滑作用を得るために十分な
油膜を維持することができ、これによつてエンジ
ン出力が高められ、燃費の減少が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知のスタンダードピストンの部分的
に破断した側面図、第２図は本発明の第１実施例
によるピストンの側面図、第３図は第２図による
ピストンの支え面形状の第１実施例の、ピストン
軸線を含む面に沿つた概略的断面図、第４図はピ
ストンの支え面形状の第２実施例の概略的断面
図、第５図はピストンの支え面形状の第３実施例
の概略的断面図、第６図は第２図によるピストン
及び第７図によるピストンとスタンダードピスト
ンとのパワー及び燃料消費の違いを示したグラ
フ、第７図は本発明の第２実施例によるピストン
の側面図、第８図は本発明の第３実施例によるピ
ストンの側面図、第９図は本発明の第４実施例に
よるピストンの側面図である。 ２，３，４，６，７，８，９，１０……支え
面、１１……ピストン、１２……スカート区分、
１３……ガジオンピン孔、１４……スカートスラ
スト区分、１５……頭部、１６，１７……傾斜
面、１７ａ，ｂ……傾斜面区分、２０……ピスト
ン、２１，２２，２３，２４，２５，２６……傾
斜面、３０……ピストン、３１，３２，３３……
支え面、３４，３５，３６，３７……傾斜面、４
０……リングベルト、４１……ピストン、４２，
４３……支え面、４４，４５……傾斜面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関用のピストンであつて、頭部１５と
   ガジオンピン孔１３と、頭部１５の周囲をめぐつ
   て延びかつ圧縮リング及びオイルリングを有する
   リングベルト４０と、ピストン軸線及びガジオン
   ピン孔軸線を含む平面を中心として両側に配置さ
   れた２つのスカート区分１２とを有している形式
   のものにおいて、前記２つのスカート区分１２に
   それぞれ、対応するスカート区分１２の半径方向
   外側に配置されしかも対応するスカート区分１２
   によつて取り囲まれた少なくとも１つの支え面
   ２，３，４；６，７，８，９，１０；３１，３
   ２，３３；４２，４３が形成されており、これに
   よつて、スカートと対応するシリンダとの間の滑
   動接触が前記少なくとも１つの支え面で限定して
   行なわれるようになつており、前記少なくとも１
   つの支え面と対応するシリンダとの間で圧力の加
   えられた油膜を維持するために、前記支え面に達
   し及びこの支え面から延びるハイドロダイナミツ
   クな傾斜面１７；２６；３５，３７；４５が設け
   られていることを特徴とする、ピストン。 ２ 前記各傾斜面の角度が1.5゜よりも小であ
   る、特許請求の範囲第１項記載のピストン。 ３ ピストン１１の運動方向で、各傾斜面が、互
   いに傾斜角の異なる２つの傾斜面区分１７ａ，１
   ７ｂを有している、特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載のピストン。 ４ 各傾斜面がピストン１１の運動方向で湾曲さ
   れている、特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   のピストン。 ５ 対応する支え面２，３，４；６，７，８，
   ９，１０；３１，３２，３３；４２，４３から離
   れた方の、各傾斜面１７；３５；４５の端部が、
   対応する支え面から半径方向で125ミクロンより
   も小さい間隔を保つて配置されている、特許請求
   の範囲第１項から第４項までのいずれか１項記載
   のピストン。 ６ 対応する支え面２，３，４；６，７，８，
   ９，１０；３１，３２，３３；４２，４３から離
   れた方の、各傾斜面１７；３５；４５の端部が、
   対応する支え面から半径方向で25ミクロンよりも
   大きい間隔を保つて配置されている、特許請求の
   範囲第１項から第４項までのいずれか１項記載の
   ピストン。 ７ 前記少なくとも１つの支え面２，３，４；
   ６，７，８，９，１０；３１，３２，３３，３
   ４；４２，４３が長方形の形状を有している、特
   許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１
   項記載のピストン。 ８ 前記少なくとも１つの支え面６，７，９；３
   ３，４２，４３の、ピストン軸方向における長さ
   が、ピストン周方向における幅よりも小さい、特
   許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１
   項記載のピストン。 ９ 少なくとも３つの支え面２，３，４；６，
   ７，８，９，１０；３１，３２，３３が各スカー
   ト区分１２に設けられており、これら少なくとも
   ３つの支え面のうちの２つが頭部１５側に設けら
   れていて、残りの１つ又はそれ以上の支え面３；
   ８，９，１０；３３がスカート１２の下端部側に
   設けられている、特許請求の範囲第１項から第８
   項までのいずれか１項記載のピストン。 １０ 頭部１５側に設けられた２つの支え面の面
   積が、残りの支え面の面積よりも大きい、特許請
   求の範囲第９項記載のピストン。 １１ 頭部１５側に設けられた２つの支え面間の
   周方向間隔が、残りの支え面の周方向寸法よりも
   大きい、特許請求の範囲第９項又は第１０項記載
   のピストン。 １２ 少なくとも１つの支え面の形状が長方形で
   あつて、傾斜面１６；２１，２２，２３，２４，
   ２５；３４，３６；４４が、前記少なくとも１つ
   の支え面の軸方向の両縁部から対応するスカート
   区分に延びている、特許請求の範囲第１項から第
   １０項までのいずれか１項記載のピストン。 １３ １つ又はそれ以上の傾斜面が、支え面の軸
   方向両縁部から10゜の角度で延びている、特許請
   求の範囲第１２項記載のピストン。 １４ 少なくとも１つの支え面が、ピストン軸線
   と、ガジオンピン孔軸線に対する直交線とを含む
   平面を中心とした両側で30゜を越えない角度範囲
   内に配置されている、特許請求の範囲第１項から
   第１３項までのいずれか１項記載のピストン。