内燃机的活塞的制作方法

文档序号:20620321发布日期:2020-05-06 20:44阅读:212来源:国知局
内燃机的活塞的制作方法

本发明涉及一种内燃机的活塞。



背景技术:

内燃机具备活塞。活塞具有活塞顶部、一对活塞裙部以及一对侧壁部。各侧壁部具有销座部,且处于一对活塞裙部之间,销座部具有活塞销孔。例如,就专利文献1所公开的活塞而言,在以活塞的中心长度轴线为第一轴线,以活塞销孔的轴为第二轴线,且以通过第一轴线并与第二轴线正交的平面为基准面时,在与第一轴线和第二轴线双方平行的侧壁部的剖面上,基准面与侧壁部的外周面之间的第二轴线方向上的距离在第一轴线方向上从与活塞顶部靠近的一侧朝向远离的一侧逐渐减少。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特表2010-509529号公报



技术实现要素:

发明将要解决的技术问题

在专利文献1所示那样的活塞中,有提高活塞强度的余地。

用于解决技术问题的手段

本发明一实施方式的内燃机的活塞优选的是在侧壁部的上述剖面上,基准面与侧壁部的外周面之间的第二轴线方向上的距离在第一轴线的方向上从活塞顶部的一侧朝向侧壁部的中间部而逐渐增大,且从上述中间部朝向活塞顶部的相反侧而逐渐减少。

由此,根据本发明一实施方式的内燃机的活塞,能够提高活塞的强度。

附图说明

图1是从活塞销的长度方向对第一实施方式的经由活塞销连结于连杆的小端部的活塞进行观察的图。

图2是从活塞冠面的一侧观察第一实施方式的活塞的立体图。

图3是从与活塞的第一轴线正交的方向观察第一实施方式的活塞的外周处的销座部与裙部之间的图。

图4是在活塞的第一轴线的方向上从与活塞冠面相反的一侧观察第一实施方式的活塞的图。

图5是从与活塞的第一轴线正交的方向观察第一实施方式的活塞的外周处的裙部的图。

图6示出以与活塞的第一轴线平行且与活塞销的长度方向平行的平面剖切第一实施方式的活塞的剖面。

图7是从活塞冠面的一侧观察第二实施方式的活塞的立体图。

图8是在活塞的第一轴线的方向上从与活塞冠面相反的一侧观察第二实施方式的活塞的图。

图9是从与活塞的第一轴线正交的方向观察第二实施方式的活塞的外周处的裙部的图。

图10示出以与活塞的第一轴线平行且与活塞销的长度方向平行的平面剖切第二实施方式的活塞的剖面。

图11是从活塞冠面的一侧对第三实施方式的活塞进行观察的立体图。

图12是在活塞的第一轴线的方向上从与活塞冠面相反的一侧观察第三实施方式的活塞的图。

图13是从与活塞的第一轴线正交的方向观察第三实施方式的活塞的外周处的裙部的图。

图14示出以与活塞的第一轴线平行且与活塞销的长度方向平行的平面剖切第三实施方式的活塞的剖面。

图15示出以与活塞的第一轴线平行且与活塞销的长度方向平行的平面剖切第四实施方式的活塞的剖面。

图16是在活塞的第一轴线的方向上从与活塞冠面相反的一侧观察另一实施方式的活塞的一部分的图。

图17是在活塞的第一轴线的方向上从与活塞冠面相反的一侧观察另一实施方式的活塞的一部分的图。

具体实施方式

以下,基于附图对用于实施本发明的方式进行说明。

[第一实施方式]

首先,对结构进行说明。本实施方式的内燃机(发动机)是四冲程汽油发动机,被用作汽车等车辆的驱动力源。发动机的活塞1能够往复移动地收容于圆筒状的气缸的内部。如图1所示,活塞1经由活塞销90连结于连杆91的小端部。连杆91的大端部连结于曲柄轴。活塞1以铝合金为材料铸造。另外,活塞1的主要材料也可以是铁等。活塞1为有底筒状,一体地具有活塞顶部2、裙部31、32以及侧壁部41、42。

如图2所示,活塞顶部2一体地具有冠部20与环岸部21。在环岸部21的外周面具有三个环状的活塞环槽211、212、213。在这些活塞环槽211、212、213中分别设置活塞环。活塞顶部2的通过活塞环槽211、212、213(中的任一个)的整周的剖面、换言之即以与活塞1在气缸的内部的移动方向正交的平面进行剖切而得的活塞顶部2的剖面为大致圆形。将通过该圆的中心并且与上述剖面正交的(沿着上述移动方向的)轴线称作活塞1的第一轴线71。以下,适当定义包含第一轴线71在内的多个轴线,将各个轴线延伸的方向称作轴线方向。冠部20是位于活塞顶部2中的第一轴线方向的一侧并且在与第一轴线71正交的方向上扩展的板状的部分(板状部)。在冠部20的第一轴线方向的一侧具有活塞冠面(顶面)200。活塞冠面200与燃烧室对置。环岸部21是从冠部20的外周侧向第一轴线方向的另一侧延伸的筒状的部分(筒状部)。如图6所示,环岸部21的内周面210的半径(距第一轴线71的距离)随着从第一轴线方向的一侧朝向另一侧而逐渐变大。在以与第一轴线71平行的平面进行剖切而得的剖面上,内周面210为直线状。

如图4所示,裙部31、32以及侧壁部41、42连接于活塞顶部2中的在第一轴线方向上与活塞冠面200相反的一侧,并从活塞顶部2向第一轴线方向的另一侧延伸。裙部31、32以及侧壁部41、42的内周侧为中空。裙部31、32在活塞1的相对于第一轴线71的径向(以下,简称作径向)上位于两侧。如图4所示,在第一裙部31的径向外侧具有外周面310,在径向内侧具有内周面311。外周面310为沿着气缸的内周面的曲面状。两面310、311相互大致平行,并沿第一轴线方向延伸。第二裙部32也相同。侧壁部41、42在活塞1的径向两侧有一对。第一侧壁部41在围绕第一轴线71的方向(以下,简称作周向)上位于第一裙部31与第二裙部32之间,且连接(连结)于两裙部31、32。第二侧壁部42也相同。第一侧壁部41具有销座部51以及护板部61、63。第二侧壁部42具有销座部52以及护板部62、64。

如图2以及图3所示,在第一销座部51具有第一活塞销孔510。第一活塞销孔510为圆筒状,贯通销座部51而沿活塞1的径向延伸。在第一活塞销孔510中插入而嵌入有活塞销90的一端部。以与第一活塞销孔510的长度方向正交的平面进行剖切而得的第一活塞销孔510的剖面为大致圆形。将通过该圆的中心并且与第一活塞销孔510的长度方向平行的轴线(第一活塞销孔510的轴)称作活塞1的第二轴线72。另外,将从第二轴线72的方向观察与第一轴线71正交并且从第一轴线71的方向观察与第二轴线72正交的轴线称作第三轴线73(参照图4)。第一销座部51为包围第一活塞销孔510的筒状。如图2以及图6所示,相对于第二轴线72,在第一轴线方向的一侧,销座部51沿第一轴线方向延伸而连接于活塞顶部2。相对于第二轴线72,在第一轴线方向的另一侧,销座部51为沿着第一活塞销孔510的半圆筒状。销座部51的第二轴线方向的两端面为与第二轴线72正交地扩展的平面状。第二销座部52也为与第一销座部51相同的结构。第二销座部52在第二轴线方向上与第一销座部51对置。第二活塞销孔520的轴线与第二轴线72一致。在第二活塞销孔520中插入并嵌入有活塞销90的另一端部。

如图4所示,各护板部61~64在周向上(在第三轴线方向上)将销座部51、52与裙部31、32连接(连结)。第一护板部61将第一销座部51与第一裙部31连接。第二护板部62将第一销座部51与第二裙部32连接。第三护板部63将第二销座部52与第一裙部31连接。第四护板部64将第二销座部52与第二裙部32连接。如图6所示,在第一护板部61的径向外侧具有外周面610,在径向内侧具有内周面611。两面610、611相互大致平行,并沿第三轴线73延伸。第二~第四护板部62~64也相同。如图4~图6所示,第一裙部31的一部分(延长部312)以比护板部61、62更向第一轴线方向的另一侧突出的方式延伸,第二裙部32的一部分(延长部322)以比护板部63、64更向第一轴线方向的另一侧突出的方式延伸。如图4所示,在第二轴线方向上,在护板部61~64的外周面610~640与环岸部21的内周面210之间分别具有空间部(空洞)81~84。如图6所示,空间部81~84在第一轴线方向上位于与环岸部21重叠且不与冠部20重叠的区域。

以下,详细地说明护板部以及裙部的形状。如图5所示,裙部31的周向上的宽度从第一轴线方向一侧(活塞顶部2的一侧)朝向中间部313逐渐增大,并从中间部313朝向第一轴线方向另一侧(与活塞顶部2相反的一侧)逐渐减少。裙部31的上述宽度在中间部313最大。在本说明书中,“中间部”并中央部(在第一轴线方向上位于二等分的位置的部位)的意思,而是第一轴线方向上的两端之间的任意部位的意思。如图3所示,中间部313在第一轴线方向上位于与第一、第二活塞销孔510、520的轴(第二轴线72)大致相同的位置,并与第一、第二活塞销孔510、520重叠。裙部31的周向两端隔着中间部313在第一轴线方向两侧为直线状。裙部32也为裙部31相同的形状。

将通过第一轴线71并与第二轴线72正交的平面设为第一基准面74(参照图4以及图6)。如图6所示,将护板部61、62的与第一轴线71和第二轴线72双方平行的剖面(侧壁剖面)分别称作剖面601、602。在剖面601中,基准面74与护板部61的外周面610之间的第二轴线方向上的距离从第一轴线方向一侧(活塞顶部2的一侧)朝向中间部613逐渐增大,并从中间部613朝向第一轴线方向另一侧(活塞顶部2的相反侧)逐渐减少。同样,基准面74与护板部61的内周面611之间的第二轴线方向上的距离从第一轴线方向一侧朝向中间部613逐渐增大,并从中间部613朝向第一轴线方向另一侧逐渐减少。中间部613在第一轴线方向上位于比护板部61的中央部(位于在第一轴线方向上将护板部61二等分的位置的部位)靠第一轴线方向另一侧的位置。另外,决定护板部61的中央部时,护板部61的第一轴线方向一侧的端部例如能够使用外周面610的第一轴线方向一侧的端部(与冠部20连接的连接部)。如图3所示,中间部613在第一轴线方向上(从第三轴线方向观察)与第一活塞销孔510重叠。具体而言,中间部613在第一轴线方向上位于与第一活塞销孔510的轴大致相同的位置。

如图6所示,在剖面601中,基准面74与外周面610(以及内周面611)之间的第二轴线方向上的距离沿第一轴线方向逐渐增大或者减少,其意思等同于外周面610(以及内周面611)相对于基准面74倾斜。在本实施方式中,在剖面601中,护板部61的外周面610以及内周面611隔着中间部613在第一轴线方向两侧为直线状。因此,作为上述倾斜的角度,能够直接使用剖面601中的基准面74(与其平行的直线)与外周面610(以及内周面611)之间的角度。比中间部613靠第一轴线方向一侧的上述倾斜的角度θ1大于比中间部613靠第一轴线方向另一侧的上述倾斜的角度θ2。

如图6所示,在任意的第三轴线方向位置,环岸部21的内周面210与护板部61的外周面610之间的第二轴线方向上的距离781(空间部81的第二轴线方向宽度)随着从第一轴线方向的一侧朝向另一侧而逐渐增大。

护板部62~64也为与护板部61相同的形状。

接下来,对作用效果进行说明。在发动机工作时,活塞1以活塞冠面200承受在燃烧室中产生的燃烧压力,从而在气缸的内部往复移动。冠部20被作用燃烧压力。在活塞1在气缸内移动时,由于连杆91的倾斜,使得裙部31、32被按压于气缸的内壁,承受朝向第二基准面75的方向的反作用力(横向力)。第二基准面75为通过第二轴线72并与第一轴线71平行的面。由此,在裙部31、32中产生内部应力。活塞1可以以活塞销90(第二轴线72)为中心进行摆动(摆头运动)。另外,裙部31、32的延长部312、322具有抑制该摆动的功能。越远离摆动中心,活塞1的摆动(倾斜)所引起的裙部31、32距第二基准面75的(朝向气缸的内壁)位移量越大。因此,在裙部31、32中,随着在第一轴线方向上从相当于第二轴线72的位置朝向第一轴线方向两端部而远离上述摆动中心,上述横向力(应力)变大。

与此相对,在护板部61的剖面601中,第一基准面74与护板部61的外周面610之间的第二轴线方向上的距离761从第一轴线方向上的一侧(活塞顶部2的一侧)朝向中间部613逐渐增大,并从中间部613朝向第一轴线方向上的另一侧(活塞顶部2的相反侧)逐渐减少。同样,在护板部62的剖面602中,第一基准面74与护板部62的外周面620之间的第二轴线方向上的距离762从第一轴线方向上的上述一侧朝向中间部623逐渐增大,并从中间部623朝向第一轴线方向上的上述另一侧逐渐减少。

因此,能够实现冠部20的强度的提高。即,在第三轴线方向上的任意位置,护板部61的外周面610与护板部62的外周面620之间的第二轴线方向上的距离76(=761+762)在第一轴线方向上从中间部613、623朝向活塞顶部2的一侧逐渐减少。因此,冠部20中,护板部61的外周面610所连接的部位与护板部62的外周面620所连接的部位之间的第二轴线方向上的距离变小。由于护板部61、62对冠部20的支承位置靠近第一基准面74(第一轴线71),因此能够抑制冠部20的变形,实现冠部20的强度的提高。

另外,能够实现裙部31的强度的提高。即,裙部31利用护板部61、62支承其周向两侧。该支承间距越宽(裙部31的周向上的宽度越大)则裙部31的刚性越倾向于降低,该支承间距越窄(裙部31的周向宽度越小)则裙部31的刚性越倾向于增加。由于护板部61、62沿第三轴线方向延伸,因此裙部31的周向宽度大致相当于护板部61的外周面610与护板部62的外周面620之间的第二轴线方向上的距离76。裙部31的周向宽度(距离76)在第一轴线方向上从中间部313(中间部613、623)朝向一侧(活塞顶部2的一侧)逐渐减少。即,随着朝向由活塞1的摆动带来的位移量变大的裙部31的上述一侧,裙部31的支承间距变短。因此,针对从气缸的内壁承受的上述横向力,能够通过抑制裙部31的上述一侧的变形而缓和伴随着变形的应力集中来实现强度的提高。另一方面,裙部31的周向宽度(距离76)在第一轴线方向上从中间部313(中间部613、623)朝向另一侧(活塞顶部2的相反侧)逐渐减少。即,随着朝向由活塞1的摆动带来的位移量变大的裙部31的上述另一侧,裙部31的支承间距变短。因此,针对上述横向力,能够提高裙部31的上述另一侧的强度,抑制上述另一侧的端部的过大变形。由此,无需对上述另一侧的端部实施用于确保刚性的追加堆焊(肋部等),因此还能够实现活塞1的轻量化。

另外,裙部31的周向宽度(距离76)在第一轴线方向上从一侧(活塞顶部2的一侧)朝向中间部313逐渐增大,并从中间部313朝向另一侧(活塞顶部2的相反侧)逐渐减少,从而能够实现活塞1的撞击声的减少。即,活塞1可能因为裙部31与气缸的内壁碰撞而发出撞击声。如果裙部31的刚性小,在碰撞时裙部31容易变形则,撞击声就会变小。裙部31的周向宽度(裙部31的支承间距)在第一轴线方向上朝向中间部313逐渐增加,从而在中间部313及其附近,裙部31容易变形,因此能够实现活塞1的撞击声的减少。

中间部313(中间部613、623)在第一轴线方向上与第一、第二活塞销孔510、520重叠。在中间部313中,裙部31的支承间距最大,刚性小。另一方面,第一、第二活塞销孔510、520包含活塞1的摆动中心(第二轴线72)。在裙部31中,就在第一轴线方向相当于上述摆动中心的位置及其附近的区域而言,相比于其他区域,活塞1的摆动所引起的(距第二基准面75的)位移量更小。如此,在位移量小、因而提高刚性的要求与其他区域相比更小的区域,裙部31的支承间距大、因而刚性小的中间部313重叠。因此,能够适度减少活塞1的撞击声并且提高裙部31、32的刚性,即能够获得刚性的平衡较好的活塞1。出于上述观点,优选的是如本实施方式那样,中间部313(中间部613、623)在第一轴线方向上尽可能接近第二轴线72(进而是处于大致相同的位置)。

对于护板部61、62的内周面611、621,也可以作出与外周面610、620的上述说明相同的描述。即,在护板部61的剖面601中,第一基准面74与护板部61的内周面611之间的第二轴线方向上的距离771从第一轴线方向上的一侧(活塞顶部2的一侧)朝向中间部613逐渐增大,并从中间部613朝向第一轴线方向上的另一侧(活塞顶部2的相反侧)逐渐减少。同样,在护板部62的剖面602中,第一基准面74与护板部62的内周面621之间的第二轴线方向上的距离772从第一轴线方向上的上述一侧朝向中间部623逐渐增大,并从中间部623朝向第一轴线方向上的上述另一侧逐渐减少。换言之,在第三轴线方向上的任意位置,护板部61的内周面611与护板部62的内周面621之间的第二轴线方向上的距离77(=771+772)在第一轴线方向上从中间部613、623朝向一侧(活塞顶部2的一侧)以及另一侧(活塞顶部2的相反侧)逐渐减少。因此,在冠部20中,护板部61的内周面611所连接的部位与护板部62的内周面621所连接的部位之间的第二轴线方向上的距离变小。由此,能够实现冠部20的强度的进一步提高。另外,距离77(裙部31的支承间距)随着朝向(活塞1的摆动所引起的位移量变大的)第一轴线方向一侧以及另一侧而变短,从而能够实现裙部31的强度的进一步提高。距离77(裙部31的支承间距)随着朝向(活塞1的摆动所引起的位移量变小)中间部313而变长,从而能够实现活塞1的撞击声的进一步减少。

以上,以护板部61、62以及裙部31为例进行了说明,但关于护板部63、64以及裙部32,也可通过相同的结构获得相同的作用效果。

在第二轴线方向上,在护板部61的外周面610与环岸部21的内周面210之间具有空间部81。由于空间部81的部分被掏空,因此能够实现活塞1的轻量化。在护板部61的剖面601中,第一基准面74与外周面610之间的第二轴线方向上的距离761在第一轴线方向上从活塞顶部2的一侧朝向中间部613逐渐增大。换言之,护板部61的外周面610在第一轴线方向上随着从中间部613朝向活塞顶部2的一侧而偏向第一基准面74的一侧。因此,能够较大地获取第二轴线方向上的护板部61的外周面610与环岸部21的内周面210之间的距离781。通过较大地获取距离781,使得空间部81的容积(掏空量)增大,能够实现活塞1的进一步的轻量化。另外,距离781(空间部81的第二轴线方向宽度)随着从第一轴线方向的一侧朝向另一侧而逐渐增大。因此,在通过铸模成形出空间部81的情况下,容易向第一轴线方向的另一侧拔出模具,因此能够使空间部81的脱铸工序顺畅。

护板部61的中间部613在第一轴线方向上位于比护板部61的中央部靠活塞顶部2的相反侧的位置。因此,相比于中间部613在第一轴线方向上位于比护板部61的中央部靠活塞顶部2的一侧的位置的情况,易于使活塞顶部2的一侧的护板部61的外周面610更大程度地偏向第一基准面74的一侧,能够较大地获取距离781(空间部81的容积)。

在护板部61的剖面601中,外周面610相对于第一基准面74倾斜。比中间部613靠活塞顶部2的一侧的上述倾斜的角度θ1大于比中间部613靠活塞顶部2的相反侧的上述倾斜的角度θ2。因此,与θ1小于θ2的情况相比,能够使活塞顶部2的一侧的外周面610更大程度偏向第一基准面74的一侧,能够较大地获取距离781(空间部81的容积)。

在护板部61的剖面601中,内周面611相对于基准面74向与外周面610相同的方向倾斜。由于两面610、611的倾斜方向相同,因此可抑制护板部61的第二轴线方向的厚度(壁厚)的急剧变化。因此,能够抑制在护板部61中产生应力集中。具体而言,护板部61的外周面610与内周面611相互大致平行。由此,护板部61的壁厚的变化变得更少。

以上,以护板部61为例进行了说明,但是,对于护板部62~64,也可通过相同的结构获得相同的作用效果。

[第二实施方式]

仅对与第一实施方式的不同点进行说明。如图9所示,裙部31的周向两端为隔着中间部313在第一轴线方向两侧向远离基准面74的方向凸起的曲线状。裙部32也为相同的形状。

如图10所示,在护板部61的剖面601中,外周面610以及内周面611隔着中间部613在第一轴线方向两侧为曲线状。外周面610具有上侧圆弧形状部614以及下侧圆弧形状部615。上侧圆弧形状部614位于比中间部613靠第一轴线方向一侧(活塞顶部2的一侧)的位置。下侧圆弧形状部615位于比中间部613靠第一轴线方向另一侧(活塞顶部2的相反侧)的位置。两圆弧形状部614、615在远离基准面74的方向上凸起。两圆弧形状部614、615的曲率半径不同。上侧圆弧形状部614的曲率半径比下侧圆弧形状部615的曲率半径大。内周面611的形状也相同。

在剖面601中,作为外周面610相对于基准面74的倾斜角度,例如在上侧圆弧形状部614中,能够使用通过第一轴线方向一侧的端部与中间部613的点的直线相对于基准面74(与其平行的直线)所成的角度。在下侧圆弧形状部615中,能够使用通过第一轴线方向另一侧的端部与中间部613的点的直线相对于基准面74(与其平行的直线)所成的角度。与第一实施方式相同,比中间部613靠第一轴线方向一侧的上述倾斜的角度θ1大于比中间部613靠第一轴线方向另一侧的上述倾斜的角度θ2。关于内周面611也相同。护板部62~64也为相同的形状。其他结构与第一实施方式相同。

接下来,对作用效果进行说明。在护板部61的剖面601中,外周面610具有上侧圆弧形状部614以及下侧圆弧形状部615。通过如此使剖面601中的外周面610的形状为曲线状,能够缓和护板部61中的应力的集中。同样,通过使剖面601中的内周面611的形状为曲线状,能够缓和护板部61中的应力的集中。

两圆弧形状部614、615的曲率半径不同。通过如此组合不同的曲率半径的外周面610,能够实现护板部61的刚性的合理化。关于内周面611也相同。

具体而言,两圆弧形状部614、615向远离基准面74的方向凸起。因此,相比于护板部61的中间部613、第一轴线方向两端的位置与本实施方式相同并且剖面601中的外周面610的形状为直线状的情况,裙部31的周向宽度(距离76)增大,因此能够实现活塞1的撞击声的进一步减少。

上侧圆弧形状部614位于比中间部613靠活塞顶部2的一侧的位置。下侧圆弧形状部615位于比中间部613靠活塞顶部2的相反侧的位置。上侧圆弧形状部614的曲率半径比下侧圆弧形状部615的曲率半径大。即,划分空间部81的外周面610即上侧圆弧形状部614的曲率相对较小。因此,在通过铸模成形出空间部81的情况下,能够容易地拔出模具,能够使空间部81的脱铸工序顺畅。

关于护板部62~64,也可通过相同的结构获得相同的作用效果。除此以外,通过与第一实施方式相同的结构,可获得与第一实施方式相同的作用效果。

[第三实施方式]

仅对与第二实施方式的不同点进行说明。如图13所示,裙部31的周向两端在比中间部313靠第一轴线方向一侧(活塞顶部2的一侧)的位置为向接近基准面74的方向凸起的曲线状。裙部32也为相同的形状。

如图14所示,在剖面601中,护板部61的外周面610的上侧圆弧形状部614向接近基准面74的方向凸起。内周面611也相同。护板部62~64也为相同的形状。其他结构与第二实施方式相同。

接下来,对作用效果进行说明。在护板部61的剖面601中,外周面610的上侧圆弧形状部614向接近基准面74的方向凸起。因此,能够更大地获取第二轴线方向上的护板部61的外周面610(上侧圆弧形状部614)与环岸部21的内周面210之间的距离781(空间部81的容积)。关于护板部62~64,也可通过相同的结构获得相同的作用效果。除此之外,通过与第二实施方式相同的结构,可获得与第二实施方式相同的作用效果。

[第四实施方式]

仅对与第一实施方式的不同点进行说明。如图15所示,护板部61具有肋部616。在剖面601中,肋部616是第二轴线方向的厚度大于护板部61中的其他部位的部分。肋部616相对于护板部61的内周面611向基准面74的一侧突出。肋部616沿第三轴线方向延伸,肋部616的一端连接于销座部51,另一端连接于裙部31。肋部616位于比中间部613靠第一轴线方向另一侧(活塞顶部2的相反侧)的位置,在第一轴线方向上不位于中间部613及其附近。肋部616的内周面611相对于基准面74向与肋部616的外周面610相同的方向倾斜。具体而言,除了肋部616与上述其他部位的连接部(过渡部)617之外,肋部616的内周面611与外周面610相互大致平行。护板部62~64也为相同的形状。其他结构与第一实施方式相同。

接下来,对作用效果进行说明。护板部61具有第二轴线方向的厚度比其他部分大的部分即肋部616。因此,能够利用肋部616更可靠第抑制裙部31的过大的变形。这里,肋部616在第一轴线方向上不位于中间部613及其附近。因此,中间部313及其附近的裙部31的挠曲不会被肋部616阻碍。因此,能够维持活塞1的撞击声的抑制效果。

具体而言,肋部616在裙部31中位于比中间部613靠活塞顶部2的相反侧的位置。比中间部313靠活塞顶部2的相反侧的位置是不与活塞顶部2连接的自由端,因此容易变形。能够利用肋部616更有效地抑制该部位的变形。另外,可抑制裙部31中与活塞顶部2连接的一侧的刚性因肋部616而过大的情况,因此能够维持抑制活塞1的撞击声的效果。

在护板部61的剖面601中,肋部616的内周面611相对于基准面74向与肋部616的外周面610相同的方向倾斜。由于肋部616的两面610、611的倾斜方向相同,因此肋部616的第二轴线方向的厚度(壁厚)的急剧变化得以抑制。因此,能够抑制肋部616中产生应力集中的情况。具体而言,肋部616的外周面610与内周面611相互大致平行。由此,肋部616的壁厚的变化变得更少。

对于护板部62~64,也可通过相同的结构获得相同的作用效果。

护板部61的肋部616以及护板部62的肋部626分别相对于护板部61、62的内周面611、621向基准面74的一侧突出。因此,相比于肋部616、626分别相对于护板部61、62的外周面610、620向远离基准面74的一侧突出的情况,肋部616的内周面611与肋部626的内周面621之间的第二轴线方向上的距离77(裙部31的支承间距)变短。因此,能够实现裙部31的强度的进一步提高。对于护板部63、64,也可通过相同的结构获得相同的作用效果。除此以外,可通过与第一实施方式相同的结构获得与第一实施方式相同的作用效果。

[其他实施方式]

以上,基于附图说明了用于实施本发明的方式,但本发明的具体构成并不限定于实施方式,在不脱离发明的主旨的范围内的设计变更等也包含在本发明中。例如,发动机的形式是任意的。发动机并不局限于四冲程发动机,也可以是二冲程发动机。并不局限于汽油发动机,也可以是柴油发动机。燃料的供给方式可以是向气缸(燃烧室)内直接喷射的缸内直喷式,也可以是向进气口喷射的端口喷射式。并不局限于车辆,也可以是搭载于船舶等的发动机。活塞的形状是任意的。例如,也可以为了抑制所谓的敲击噪声等,在第三轴线方向上使第二轴线相对于第一轴线稍靠近推力侧。另外,活塞冠面上也可以具有用于抑制与阀之间的干涉的凹部等。

护板部也可以不沿第三轴线以直线状延伸。例如,也可以如图16所示,在护板部向径向外侧鼓起的活塞中,应用本发明的护板部(以及裙部)的形状。在图16所示的例子中,从第一轴线方向另一侧观察,第一基准面74与护板部的外周面以及内周面之间的第二轴线方向上的距离从第三轴线方向上的裙部的一侧朝向销座部的一侧逐渐增大。如图17所示,也可以在护板部向径向内侧凹陷的活塞中,应用本发明的护板部(以及裙部)的形状。在图17所示的例子中,从第一轴线方向另一侧观察,第一基准面74与护板部的外周面以及内周面之间的第二轴线方向上的距离从第三轴线方向上的裙部的一侧朝向销座部的一侧逐渐减少。在这些例子中,从第一轴线方向另一侧观察,护板部的外周面以及内周面可以是直线状,也可以是曲线状。在图17的例子中应用了本发明的护板部(以及裙部)的形状的情况下,能够较大地获取第二轴线方向上的护板部(的外周面)与环岸部(的内周面)之间的距离,因此能够进一步增大掏空量。另外,能够在活塞顶的冠部的中央附近,充分地减小隔着第三轴线73在第二轴线方向上对置的销座部之间的距离。因此,能够实现冠部的强度的进一步提高。

[可从实施方式中掌握的技术思想]

以下,记载可从以上说明的实施方式中掌握的技术思想(或者技术解决方案。以下相同)。

(1)本技术思想的内燃机的活塞在其一个方式中具备:

活塞顶部,其具有环状的活塞环槽;

第一裙部以及第二裙部,其为连接于所述活塞顶部的一对活塞裙部;以及

第一侧壁部;

所述第一侧壁部具有第一销座部,在所述第一销座部具有供活塞销插入的第一活塞销孔,

在将与通过所述活塞环槽的整周的所述活塞顶部的剖面正交、且通过所述剖面的中心的轴线设为第一轴线,将与所述活塞销的长度方向平行、且通过与所述活塞销的长度方向正交的所述活塞销的剖面的中心的轴线设为第二轴线时,

所述第一侧壁部在围绕所述第一轴线的方向上位于所述第一裙部与所述第二裙部之间,

第一侧壁剖面是与所述第一轴线和所述第二轴线双方平行的所述第一侧壁部的剖面,基准面是通过所述第一轴线并与所述第二轴线正交的平面,第一中间部是所述第一侧壁部的中间部,在所述第一侧壁剖面上,所述基准面与所述第一侧壁部的外周面之间的所述第二轴线的方向上的距离在所述第一轴线的方向上从所述活塞顶部的一侧朝向所述第一中间部逐渐增大,并从所述第一中间部朝向所述活塞顶部的相反侧逐渐减少,

所述活塞还具备第二侧壁部,

所述第二侧壁部具有在所述第二轴线的方向上与所述第一销座部对置的第二销座部,在所述第二销座部具有供所述活塞销插入的第二活塞销孔,

所述第二侧壁部在围绕所述第一轴线的方向上位于所述第一裙部与所述第二裙部之间,

第二侧壁剖面是与所述第一轴线和所述第二轴线双方平行的所述第二侧壁部的剖面,第二中间部是所述第二侧壁部的中间部,在所述第二侧壁剖面上,所述基准面与所述第二侧壁部的外周面之间的所述第二轴线的方向上的距离在所述第一轴线的方向上从所述活塞顶部的一侧朝向所述第二中间部逐渐增大,并从所述第二中间部朝向所述活塞顶部的相反侧逐渐减少。

(2)在更优选的方式中,在所述方式的基础上,

所述第一中间部以及所述第二中间部在所述第一轴线的方向上与所述第一活塞销孔以及所述第二活塞销孔重叠。

(3)另一优选的方式中,在所述方式中的任一方式的基础上,

所述第一裙部中,围绕所述第一轴线的方向上的宽度在所述第一轴线的方向上从所述活塞顶部的一侧朝向所述第一中间部逐渐增大,并从所述第一中间部朝向所述活塞顶部的相反侧逐渐减少,

所述第二裙部中,围绕所述第一轴线的方向上的宽度在所述第一轴线的方向上从所述活塞顶部的一侧朝向所述第二中间部逐渐增大,并从所述第二中间部朝向所述活塞顶部的相反侧逐渐减少。

(4)在又一优选的方式中,在所述方式中的任一方式的基础上,

所述活塞顶部具有板状部和筒状部,该板状部在与所述第一轴线正交的方向上扩展,该筒状部沿所述第一轴线的方向延伸,且在所述筒状部的外周面具有所述活塞环槽,

在所述第一轴线的方向上与所述筒状部重叠且不与所述板状部重叠的区域中具有第一空间部以及第二空间部,

所述第一空间部在所述第二轴线的方向上位于所述筒状部与所述第一侧壁部之间,

所述第二空间部在所述第二轴线的方向上位于所述筒状部与所述第二侧壁部之间。

(5)在又一优选的方式中,在所述方式中的任一方式的基础上,

所述第一中间部位于所述第一轴线的方向上的比所述第一侧壁部的中央的点更靠所述活塞顶部的相反侧的位置,

所述第二中间部位于所述第一轴线的方向上的比所述第二侧壁部的中央的点更靠所述活塞顶部的相反侧的位置。

(6)在又一优选的方式中,在所述方式中的任一方式的基础上,

在所述第一侧壁剖面上,所述第一侧壁部的所述外周面具有向远离所述基准面的方向凸起的圆弧形状,比所述第一中间部更靠所述活塞顶部的一侧的曲率半径大于比所述第一中间部更靠所述活塞顶部的相反侧的曲率半径,

在所述第二侧壁剖面上,所述第二侧壁部的所述外周面具有向远离所述基准面的方向凸起的圆弧形状,比所述第二中间部更靠所述活塞顶部的一侧的曲率半径大于比所述第二中间部更靠所述活塞顶部的相反侧的曲率半径。

(7)在又一优选的方式中,在所述方式中的任一方式的基础上,

在所述第一侧壁剖面上,所述第一侧壁部的所述外周面相对于所述基准面倾斜,比所述第一中间部更靠所述活塞顶部的一侧的所述倾斜的角度大于比所述第一中间部更靠所述活塞顶部的相反侧的所述倾斜的角度大,

在所述第二侧壁剖面上,所述第二侧壁部的所述外周面相对于所述基准面倾斜,比所述第二中间部更靠所述活塞顶部的一侧的所述倾斜的角度大于比所述第二中间部更靠所述活塞顶部的相反侧的所述倾斜的角度。

(8)在又一优选的方式中,在所述方式中的任一方式的基础上,

在所述第一侧壁剖面上,所述第一侧壁部的所述外周面具备具有第一曲率半径的第一圆弧形状部,

在所述第二侧壁剖面上,所述第二侧壁部的所述外周面具备具有第二曲率半径的第二圆弧形状部。

(9)在又一优选的方式中,在所述方式中的任一方式的基础上,

在所述第一侧壁剖面上,所述第一侧壁部的所述外周面具备具有第三曲率半径的第三圆弧形状部,所述第三曲率半径是与所述第一曲率半径不同的曲率半径,

在所述第二侧壁剖面上,所述第二侧壁部的所述外周面具备具有第四曲率半径的第四圆弧形状部,所述第四曲率半径是与所述第二曲率半径不同的曲率半径。

(10)在又一优选的方式中,在所述方式中的任一方式的基础上,

所述第一侧壁部具有第一肋部,所述第一肋部在所述第一侧壁剖面上是所述第二轴线的方向的厚度比其他部分大的部分,并位于比所述第一中间部更靠所述活塞顶部的相反侧的位置,

所述第二侧壁部具有第二肋部,所述第二肋部在所述第二侧壁剖面上是所述第二轴线的方向的厚度比其他部分大的部分,并位于比所述第二中间部更靠所述活塞顶部的相反侧的位置。

(11)在又一优选的方式中,在所述方式中的任一方式的基础上,

在所述第一侧壁剖面上,所述第一肋部的内周面相对于所述基准面向与所述第一肋部的外周面相同的方向倾斜,

在所述第二侧壁剖面上,所述第二肋部的内周面相对于所述基准面向与所述第二肋部的外周面相同的方向倾斜。

(12)在又一优选的方式中,在所述方式中的任一方式的基础上,

在所述第一侧壁剖面上,所述基准面与所述第一侧壁部的内周面之间的所述第二轴线的方向上的距离在所述第一轴线的方向上从所述活塞顶部的一侧朝向所述第一中间部逐渐增大,且从所述第一中间部朝向所述活塞顶部的相反侧逐渐减少,

在所述第二侧壁剖面上,所述基准面与所述第二侧壁部的内周面之间的所述第二轴线的方向上的距离在所述第一轴线的方向上从所述活塞顶部的一侧朝向所述第二中间部逐渐增大,且从所述第二中间部朝向所述活塞顶部的相反侧逐渐减少。

另外,本发明并不限定于上述实施方式,而是包含各种变形例。例如,上述实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细说明的,并不一定限定于具备所说明的所有结构。另外,可以将某一实施方式的结构的一部分替换为其他实施方式的结构,另外,也可以在某一实施方式的结构中加入其他实施方式的结构。另外,能够对各实施方式的结构的一部分追加、删除、替换其他结构。

本申请基于2017年9月21日提出申请的日本专利申请第2017-181781号主张优先权。2017年9月21日提出申请的日本专利申请第2017-181781号的包含说明书、权利要求书、说明书附图以及说明书摘要在内的全部公开内容整体被通过参照的方式引入到本申请中。

附图标记说明

1活塞

2活塞顶部

20冠部(板状部)

21环岸部(筒状部)

211~213活塞环槽

31第一裙部

32第二裙部

51第一销座部(第一侧壁部)

510第一活塞销孔

52第二销座部(第二侧壁部)

601剖面(第一侧壁剖面)

61第一护板部(第一侧壁部)

610外周面

611内周面

613中间部(第一中间部)

614上侧圆弧形状部(第一圆弧形状部)

615下侧圆弧形状部(第三圆弧形状部)

616肋部(第一肋部)

62第二护板部(第二侧壁部)

63第三护板部(第一侧壁部)

64第四护板部(第二侧壁部)

90活塞销

71第一轴线

72第二轴线

74第一基准面

81空间部(第一空间部)

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