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JPS6339779B2 - - Google Patents
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JPS6339779B2 - - Google Patents

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JPS6339779B2
JPS6339779B2 JP54095971A JP9597179A JPS6339779B2 JP S6339779 B2 JPS6339779 B2 JP S6339779B2 JP 54095971 A JP54095971 A JP 54095971A JP 9597179 A JP9597179 A JP 9597179A JP S6339779 B2 JPS6339779 B2 JP S6339779B2
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ring
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joint surfaces
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ピストン下部材とピストン上部材と
が互いに結合され、このピストン上部材の下部に
ピストン下部材側の接合面と対向する支持リブ部
が設けられ、この支持リブ部が環状冷却用通路と
中央冷却室との間の仕切壁を構成するようにした
内燃機関用流体冷却形ピストンに関するものであ
る。
このような2部材から成るピストンは、負荷が
大きいか又は非常に大きい場合に必然的に使用さ
れるが、これらのピストンは、上述の2部材をい
ろいろに組み合わせて製造される。ピストンヘツ
ド、即ちピストン上部材の材料としては、鋳鋼や
鍛鋼の他、鋼と同様な強度を有する球状黒鉛鉄も
あげられる。ピストンカート部とピストンピン用
ボス部とから成るピストン下部材は鋳造又は鋳造
によるアルミニウム・ピストン合金で作られる。
両ピストン部材は通しボルト又はねじで結合され
る。このような2部材ピストンはすべて、特に冷
却油による冷却が必要である。
鋼製又は球状黒鉛鋳鉄製の上部材とアルミニウ
ム・ピストン合金製の下部材とからなる2部材ピ
ストンを使用し場合、ピストンの上部材と下部材
との間、特に支持リブ部側の接合面と対接する下
部材側の接合面に摩耗現象が観察され、それは特
に接合面の外周部分及び締付けねじの周りに現れ
る。この摩耗の原因は、両ピストン部材の結合面
において互いに対向する接合面が径方向及び軸方
向に相対的に移動することにある。この移動は、
ピストン上部材が温度やガス圧によつて変形して
歪むことから生じるもので、摩耗のみならず、亀
裂や材料の剪断を伴なうピストン下部材の塑性変
形をひき起こす危険をはらんでいる。また、この
塑性変形により、両ピストン部材の接合面が互い
により密接し、その為ねじ或いは通しボルトの緊
張が緩む。
本発明は、比較的長い使用時間に対してピスト
ン下部材側の接合面領域において著しい摩耗及
び/又は変形が生じないような内燃機関用流体冷
却形ピストンを提供しようとするものであつて、
冒頭に述べたピストンにおいて、支持リブ部側の
接合面と、これに対向する前記ピストン下部材側
の接合面との間にリング状部材が挟持され、前記
支持リブ部側の接合面と前記リング状部材接合面
との少なくとも一方を湾曲面に形成して、その外
周部で互いにロール即ちころがり移動し得るよう
に構成したことを特徴とする内燃機関用流体冷却
形ピストンに係るものである。このように構成す
ることによつて、支持リブ部側とリング状部材側
との接合面によつて形成される接合面で、温度及
びガス圧による両接合面の移動が惹起されること
になり、従つて、例えば、アルミニウム・ピスト
ン合金製のピストン下部材側の接合面には摩擦現
象も変形も起らない。
本発明による好ましい構成においては、凸面と
なした接合面と対向するリング状部材或いは支持
リブ部側の接合面を前者に対応する凹面に形成す
る。
また互いに対向する両接合面の湾曲度を互いに
異ならせてもよい。このようにすれば、負荷が増
大するにつれて、有効接合面としての面積が拡大
し、これにより単位面積当りの圧力上昇がコント
ロールされる。
本発明の好ましい構成においてはまた、摩耗抵
抗の増大の為に、支持リブ部及びリング状部材の
互いに対向する両接合面の一方又は両方に熱処
理、クロムめつき、窒化その他の表面処理を施す
ことによつて、その表面を硬化させることができ
る。
リング状部材を心合せするために、このリング
状部材を、ピストン下部材に設けた同心円状の凹
部に嵌め込むか、或はまたこのリング状部材の内
側若しくは外側の下縁に、ピストン下部材の同心
円状の凹部に係合する心合せ用突起部を具備せし
めるのが好ましい。リング状部材はほぼ長方形、
台形等の断面となるよう形成されて良く、更に、
その軸方向に延びる側面を凹面としても良い。
次に、本発明の詳細を実施例につき添付図面を
参照して説明する。
第1図は、鋼製の上部材1とアルミニウム・ピ
ストン合金製の下部材2とから成るピストンのヘ
ツド付近を図示した部分縦断面図である。互いに
平行にかつ平面状に延びた支持リブ部4の接合面
3とピストン下部材2の接合面5との間に台形状
断面のリング7が、その内側の下縁に形成された
心合せ用突起部6が凹部9に嵌合するようにして
挟持されている。接合面3に対向する鋼製リング
7の接合面8は凸面に構成されている。第2図に
示すように、本発明によるピストンとして、支持
リブ部4の接合面3をそれと対向する接合面8の
湾曲に合わせた凹面に形成することもできる。
第3図は、球状黒鉛鋳鉄製の上部材10とアル
ミニウム・ピストン合金製の下部材11とから成
るピストンのヘツド付近を示す部分縦断面図であ
る。支持リブ部13の円弧状断面を有する接合面
12と下部材11の接合面14との間に台形状断
面の鋼製のリング15が挟持され、そのリングの
外側下縁に形成された心合せ用突起部16がピス
トン下部材11の凹部17に嵌合されている。挟
持されたリング15における支持リブ部13の接
合面12に対向する接合面18は、接合面12の
円弧状断面に対応する凹部として形成されてい
る。
第4図は、第3図と違つて、リング19が支持
リブ部13と下部材11との間にその下部材11
の凹部20に納まるように挟持されている。
本発明による利点は、比較的長時間使用しても
ピストン下部材の接合面に摩耗現象が認められな
いことである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるピストンのヘ
ツド付近を示す部分縦断面図、第2図は別の実施
例によるピストンの第1図と同様の部分縦断面
図、第3図は更に別の実施例によるピストンの第
1図と同様の部分縦断面図、第4図は更に別の実
施例によるピストンの第1図と同様の部分縦断面
図である。 なお図面に用いた符号において、1……ピスト
ン上部材、2……ピストン下部材、3……接合
面、4……支持リブ部、7……リング状部材、8
……接合面、10……ピストン上部材、11……
ピストン下部材、12……接合面、13……支持
リブ部、15……リング状部材、18……接合
面、19……リング状部材である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アルミニウム−珪素共融合金製のピストン下
    部材2,11と鉄製のピストン上部材1,10と
    がねじ手段により互いに結合され、 前記ピストン上部材1,10の下部に前記ピス
    トン下部材2,11の接合面5,14と対向する
    同心円状の支持リブ部4,13が設けられ、 この支持リブ部4,13側の接合面3,12と
    前記ピストン下部材2,11側の前記接合面5,
    14との間に鉄製のリング状部材7,15,19
    が同心状に挟持され、 前記支持リブ部4,13と前記リング状部材
    7,15,19とが、前記ピストン上部材1,1
    0のトツプランド及びリング地帯の少なくとも一
    部の内側に前記ピストン上部材1,10と前記ピ
    ストン下部材2,11との間の境界面に向つて開
    いた環状冷却用通路を形成する為の径方向におけ
    る内側の境界を構成するとともに、前記ピストン
    上部材1,10の内側に設けられ且つ径方向の冷
    媒用孔によつて前記冷却用通路に連通するととも
    に前記境界面に向つて開いた中央冷却室を形成す
    るように構成された内燃機関用流体冷却形ピスト
    ンにおいて、 前記支持リブ部4,13の前記接合面3,12
    と前記リング状部材7,15,19の対向する接
    合面8,18との少なくとも一方が湾曲面に形成
    されていて、その外周部で互いにロールし得るよ
    うに構成したことを特徴とするピストン。 2 支持リブ部4,13側又はリング状部材7,
    15,19側の凸面となした接合面8,12に対
    向する接合面3,18をその凸面に対応する凹面
    に構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載のピストン。 3 互いに対向する両接合面3,12,8,18
    の湾曲度を互いに異ならせたことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載のピストン。 4 リング状部材19が、ピストン下部材11に
    設けられた同心円状の環状凹部20内に挿入され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項〜
    第3項のいずれか1項に記載のピストン。 5 リング状部材7,15がその内側若しくは外
    側の下縁に、ピストン下部材2,11に設けられ
    た同心円状凹部9,17と係合する心合せ用突起
    部6,16を具備することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項〜第3項のいずれか1項に記載のピ
    ストン。 6 支持リブ部4,13側及びリング状部材7,
    15,19側の互いに対向する両接合面3,1
    2,8,18の少なくとも一方が熱処理、クロム
    めつき、窒化等の表面処理によつて硬化されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第5
    項のいずれか1項に記載のピストン。
JP9597179A 1978-07-27 1979-07-27 Fluiddcooled piston for internal combustion engine Granted JPS5519999A (en)

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