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公開番号2024115683
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-27
出願番号2023021460
出願日2023-02-15
発明の名称ピストン
出願人マツダ株式会社
代理人個人,個人
主分類F02F 3/00 20060101AFI20240820BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】粉粒体が充填される空間部を拡大して減衰効果を向上することが可能なピストンを提供する。
【解決手段】ピストン1は、閉じられた空間部30が形成されたピストン本体20と、空間部30の内部に移動可能に充填された粉粒体40とを備える。空間部30は、ピストン本体20の幅方向において、スカート部26とピンボス部28に挟まれた部位に形成され、具体的には、ピンボス部28とその両側の一対のスカート部26の各々との間に形成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
エンジンのシリンダ内を往復移動するピストンであって、
ピストンヘッドと、前記ピストンヘッドの外周から下方に延びる一対のスカート部と、前記一対のスカート部の間に配置され、コネクティングロッドを連結するためのピストンピンが挿入されるピン孔を有するピンボス部とを有するピストン本体であって、当該ピストン本体の内部に閉じられた空間部が形成されたピストン本体と、
前記空間部の内部に移動可能に充填された粉粒体と、を備え、
前記空間部は、前記ピストン本体の幅方向において、前記スカート部と前記ピンボス部に挟まれた部位に形成されている、
ことを特徴とするピストン。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
請求項１に記載のピストンにおいて、
前記空間部は、前記ピンボス部とその両側の前記一対のスカート部の各々との間に形成されている、
ことを特徴とするピストン。
【請求項３】
請求項２記載のピストンにおいて、
前記粉粒体は、前記ピンボス部の両側の前記空間部に異なる充填量で充填されている、
ことを特徴とするピストン。
【請求項４】
請求項３記載のピストンにおいて、
前記粉粒体は、前記ピンボス部の軸方向から見て、前記ピストン本体の幅方向において、前記エンジンの圧縮行程において前記コネクティングロッドとクランクシャフトとを連結するクランクピンが存在する側の前記空間部への充填量が、当該クランクピンが存在しない側の前記空間部への充填量よりも多くなるように、前記ピンボス部の両側の前記空間部に充填されている、
ことを特徴とするピストン。
【請求項５】
請求項１～４のいずれか１項に記載のピストンにおいて、
前記ピストン本体は、前記スカート部と前記ピンボス部との間に配置され、当該スカート部の内面につながった内壁をさらに有し、
前記空間部は、前記スカート部および前記内壁によって閉じられている、
ことを特徴とするピストン。
【請求項６】
請求項１～４のいずれか１項に記載のピストンにおいて、
前記空間部に対する前記粉粒体の充填率は、１５～４０％の範囲である、
ことを特徴とするピストン。
【請求項７】
請求項１～４のいずれか１項に記載のピストンにおいて、
前記ピストン本体は、前記空間部を形成する上面と下面とを有し、
前記ピストンのストローク量に対する前記上面と当該空間部の下面に堆積した状態の前記粉粒体の表面との間の上下方向隙間との割合は、２０～３０％である、
ことを特徴とするピストン。
【請求項８】
請求項１～４のいずれか１項に記載のピストンにおいて、
前記ピストン本体は、前記空間部を形成する上面と下面とを有し、
前記ピストンピンの軸方向から見て、前記上面は前記ピストン本体の幅方向に対して傾斜している、
ことを特徴とするピストン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのシリンダ内で往復移動するピストンに関するものである。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ピストンがシリンダ内を往復動するレシプロエンジンでは、燃費向上と出力確保の観点から、圧縮比を大きくすることに加えて、ピストン内部に空間部を設けてピストンの軽量化によりピストンの慣性重量の低減を図ることが従来から行われている。
【０００３】
また、特許文献１には、ピストンの振動を抑制可能な減衰構造として、ピストンヘッドの内部の空間部に粒子状充填材を充填することで、ピストンに生じる振動を減衰させる技術が開示されている。
【０００４】
この特許文献１記載の構造では、粒子状充填材は、ピストンの往復動に伴ってピストンヘッド内部の空間部で分散しながら移動することによりピストンに生じる振動のエネルギーを粒子状充填材の運動エネルギーや摩擦による熱エネルギーに変換して振動のエネルギーを減衰させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１８６７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のピストン構造では、粒状体が充填される空間部は、ピストンヘッドの内部に形成されており、コネクティングロッドをピストンに連結するためのピストンピンが挿入されるピンボス部の位置から見れば、当該ピンボス部の上方に位置している。したがって、空間部とピンボス部（具体的にはピン孔）との干渉を避けるために、空間部の上下寸法を十分に確保できない。このため、燃焼起振力のピーク発生タイミングと粒状体の空間部の上面（具体的にはピストンにおける空間部を形成する上面）への衝突タイミングとを近づける（一致させる）ことが難しい。その結果、上記のピストン構造では、燃焼起振力に起因する振動を十分に減衰することが難しい。
【０００７】
また、ピストンヘッド内部では、空間部の幅方向の寸法も十分に確保できないので、上死点近傍でのピストンの幅方向の運動によってピストンがシリンダと接触することによって発生するスラップ音を抑制することも難しい。
【０００８】
本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、減衰効果をより向上することが可能なピストンの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために本発明のピストンは、エンジンのシリンダ内を往復移動するピストンであって、ピストンヘッドと、前記ピストンヘッドの外周から下方に延びる一対のスカート部と、前記一対のスカート部の間に配置され、コネクティングロッドを連結するためのピストンピンが挿入されるピン孔を有するピンボス部とを有するピストン本体であって、当該ピストン本体の内部に閉じられた空間部が形成されたピストン本体と、前記空間部の内部に移動可能に充填された粉粒体と、を備え、前記空間部は、前記ピストン本体の幅方向において、前記スカート部と前記ピンボス部に挟まれた部位に形成されている、ことを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、ピストン本体では、粉粒体が充填される空間部がピストン本体の幅方向においてスカート部とピンボス部に挟まれた部位に形成されている。このため、ピンボス部のピン孔の位置に影響を受けずに空間部の上下方向の寸法を確保できる。これにより、膨張行程初期の燃焼起振力のピーク発生タイミングと粉粒体が空間部の上面、すなわち、空間部を形成するピストン本体の上面に衝突する衝突タイミングを近づけて（好ましくは一致させ）、燃焼起振力に起因する振動の減衰効果を向上させることができる。また、一対のスカート部の間では空間部の幅方向の寸法も確保できるので、上死点近傍でのピストンの幅方向の運動によって発生するスラップ音を抑制することが可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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