專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的活塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的活塞。
背景技術(shù)：
近年的車(chē)輛用發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞中，通過(guò)采用所謂可變動(dòng)閥機(jī)構(gòu)，設(shè)置在活塞頭上的閥龕變大。此外，為謀求燃燒室的小型化，使汽缸側(cè)的燃燒室容積減少，增加采用在活塞頭上凹設(shè)構(gòu)成燃燒室一部分的凹部的活塞。
專利文件1公開(kāi)了在活塞頭上凹設(shè)構(gòu)成燃燒室一部分的凹部和閥龕的內(nèi)燃機(jī)的活塞。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2000-18041號(hào)公報(bào)但是，如專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的現(xiàn)有的活塞中，由于沒(méi)有考慮在活塞頭上凹設(shè)的凹部和閥龕之間的相關(guān)性，所以閥龕和凹部的底面之間產(chǎn)生臺(tái)階。為此，通過(guò)該臺(tái)階，存在筒內(nèi)氣體的流動(dòng)性可能會(huì)惡化，同時(shí)燃燒室的表面積增大的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的活塞，其特征在于，在閥龕和凹部重合的區(qū)域中，凹部的底面與閥龕的深度相符合地形成，閥龕和凹部的底面以平滑地連續(xù)的方式形成。由此，閥龕和凹部的底面之間不產(chǎn)生臺(tái)階。
根據(jù)本發(fā)明，閥龕和凹部的底面大致直線狀地平滑地連續(xù)，因而筒內(nèi)氣體的流動(dòng)性變圓滑，可以謀求筒內(nèi)的燃燒改善。
此外，可以使燃燒室的表面積相對(duì)地減小，因而，可以減少未燃燒的氣體，使排氣性能提高，同時(shí)，可以減少熱損失，使熱效率提高。


圖1是表示本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī)的活塞的第1實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)的立體圖；圖2是第1實(shí)施例中的活塞的平面圖；圖3是沿著圖2的A-A線的剖面圖；圖4是第1實(shí)施例中的活塞的立體圖；圖5是第1實(shí)施例中的活塞的立體圖；圖6是表示比較例的活塞的說(shuō)明圖；圖7是表示比較例的活塞的說(shuō)明圖；圖8是表示第1實(shí)施例的活塞1和比較例的活塞28中的燃燒期間的差異的說(shuō)明圖；圖9是第2實(shí)施例中的活塞的立體圖；圖10是第2實(shí)施例中的活塞的剖面圖；具體實(shí)施方式
基于附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī)的活塞。
圖1～圖5是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例涉及的內(nèi)燃機(jī)的活塞，圖1是表示整體結(jié)構(gòu)的立體圖，圖2是平面圖，圖3是沿著圖2的A-A線的剖面圖，圖4以及圖5是活塞頭的立體圖。
本實(shí)施例涉及的內(nèi)燃機(jī)中1個(gè)氣筒具有2個(gè)吸氣閥(圖未表示)。
活塞1在汽缸體(圖未表示)的汽缸內(nèi)可以滑動(dòng)地嵌合，在活塞頭2和以覆蓋汽缸上面的方式被固定在汽缸體上的汽缸頭的內(nèi)壁面之間形成燃燒室(圖未表示)。
活塞頭2由和活塞中心線P正交的平面(活塞頭基準(zhǔn)面3)構(gòu)成。該活塞頭2中，與吸氣閥(圖未表示)的閥頂(圖未表示)相對(duì)凹設(shè)閥龕4。以與該閥龕4重合的方式，構(gòu)成燃燒室一部分的凹部5在活塞頭2上凹設(shè)。圖1中的6是插入活塞銷(xiāo)的活塞銷(xiāo)孔。
閥龕4與鄰接的一對(duì)吸氣閥(圖未表示)的各個(gè)閥頂(圖未表示)對(duì)應(yīng)而凹設(shè)，如圖4以及圖5所示，由與閥頂相對(duì)的底面7和大致沿著閥傾斜角的引導(dǎo)面8構(gòu)成。
閥龕4的引導(dǎo)面8含有后述的吸氣閥側(cè)擠氣(スキツシュ)部15的內(nèi)周壁15b，是大致沿著活塞圓周方向延伸的帶狀壁面，其縱向方向的兩端部8a，8a對(duì)應(yīng)于吸氣閥的閥頂外形狀，或者活塞外形狀，從活塞平面上觀察是彎曲的(參照?qǐng)D2)。夾在這些兩端部8a，8a上的中央部8b，從活塞平面上觀察形成為直線狀(參照?qǐng)D2)，更詳細(xì)地說(shuō)，形成為大致沿著與通過(guò)活塞銷(xiāo)軸、相對(duì)于活塞中心線P傾斜的面平行的平面的形狀。閥龕4的底面7由于和凹部5重合，所以只有兩外側(cè)的一部分殘存。
凹部5與活塞1的外徑圓大致同心，并且比活塞1的外徑圓稍小地形成，其一部分靠近閥龕4。其底面9與閥龕4的深度大致相等，并且沿著對(duì)于活塞中心線P正交(圖1中水平方向)的面，同時(shí)，其內(nèi)周壁10形成向上方立起碗形。這里，“閥龕4的深度”是閥龕4的離開(kāi)活塞頭基準(zhǔn)面3最遠(yuǎn)部分的深度，在本實(shí)施例中是指從閥龕4的引導(dǎo)面8的中央部8b的最深的位置到活塞頭基準(zhǔn)面3的距離。
閥龕4中由于與吸氣閥和活塞1以不干涉的方式形成，所以凹部5的底面深度始終根據(jù)閥龕4而設(shè)定。通過(guò)凹部5的深度的變化，凹部5內(nèi)的容積發(fā)生變化，但是這樣通過(guò)適當(dāng)設(shè)定凹部5的大小，可以使凹部5內(nèi)的容積設(shè)定為所希望的大小。
此外，在活塞頭2中，在閥龕4的外周側(cè)上，凸設(shè)與構(gòu)成汽缸頭側(cè)的燃燒室的傾斜壁(圖未表示)相對(duì)的吸氣閥側(cè)擠氣部15。進(jìn)而，在夾住活塞中心線P并且與閥龕4相對(duì)的位置的凹部5外周側(cè)上凸設(shè)排氣閥側(cè)擠氣部16。該排氣閥側(cè)擠氣部16也對(duì)于構(gòu)成汽缸頭側(cè)的燃燒室的傾斜壁(圖未表示)而相對(duì)。
吸氣閥側(cè)擠氣部15以及排氣閥側(cè)擠氣部16的各個(gè)外周壁15a，16a形成為與和活塞1的外徑圓同心的圓錐面大致一致的曲面。換句話說(shuō)，吸氣閥側(cè)擠氣部15以及排氣閥側(cè)擠氣部16從活塞1半徑方向的外周側(cè)向內(nèi)周側(cè)凸起地傾斜。
此外，吸氣閥側(cè)擠氣部15以及排氣閥側(cè)擠氣部16的各個(gè)內(nèi)周壁15b，16b形成為與通過(guò)活塞銷(xiāo)軸、相對(duì)于中心線P而傾斜的面平行的平面，特別地，吸氣閥側(cè)擠氣部15的內(nèi)周壁15b形成為上述的閥龕4的引導(dǎo)面8。
該些吸氣閥側(cè)擠氣部15以及排氣閥側(cè)擠氣部16與汽缸頭側(cè)的傾斜壁之間有助于擠氣生成的擠氣區(qū)域。第1實(shí)施例中的擠氣區(qū)域大致沿著與活塞1的外徑圓同心的圓錐面傾斜地形成。
圖6以及圖7中表示的比較例的活塞28中，在活塞頭29上形成相當(dāng)于本實(shí)施例的閥龕4以及凹部5的凹陷部30以及碗部31。但是，凹陷部30和碗部31各自分別地形成。即凹陷部30和碗部31由于希望僅分別實(shí)現(xiàn)各自功能而形成，所以在凹陷部30和碗部31之間形成臺(tái)階。
對(duì)于這樣的比較例，第1實(shí)施例的活塞1，考慮到在活塞頭2上凹設(shè)的閥龕4和凹部5的相關(guān)性而不形成比較例中存在的臺(tái)階。
即，上述的第1實(shí)施例中，沿著包含活塞中心線P的平面的剖面上，閥龕4和凹部5不產(chǎn)生臺(tái)階、平滑地連續(xù)。即，在閥龕4和凹部5重合的區(qū)域中，兩者不產(chǎn)生臺(tái)階、平滑地連續(xù)。換句話說(shuō)，在閥龕4和凹部5重合的區(qū)域中，與吸氣閥的閥頂相對(duì)的閥龕4的底面7和凹部5的底面9位于對(duì)于活塞軸正交的同一平面上，閥龕4和凹部5的底面9平滑地連續(xù)形成。
為此，可以防止筒內(nèi)氣體的流動(dòng)性的失敗。此外，可以使燃燒室的表面積相對(duì)地減小，可以減少未燃燒的氣體，使排氣性能提高，同時(shí)，可以減少熱損失，使熱效率提高。由于在閥龕4和凹部5重合的區(qū)域中沒(méi)有臺(tái)階，可以防止由于在這樣的臺(tái)階上作用的熱以及應(yīng)力集中，活塞1的耐久性的損失。此外，吸氣閥的閥頂?shù)睦飩?cè)的間隙增加，因而可以使閥升程初期的通氣抵抗減少。
圖8是比較在暖機(jī)時(shí)，在2000rpm、全負(fù)荷狀態(tài)時(shí)的第1實(shí)施例的活塞1和上述的比較例的活塞28中的燃燒期間差異的圖。如該圖8所示，如本實(shí)施例，由于以平滑地連續(xù)的方式形成閥龕4和凹部5，燃燒期間變短，可以使熱效率提高。
其次，對(duì)于本發(fā)明的第2實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖9以及圖10表示的第2實(shí)施例的活塞40不具有相當(dāng)于上述的第1實(shí)施例中的吸氣閥側(cè)擠氣部15以及排氣閥側(cè)擠氣部16的結(jié)構(gòu)，除此以外的結(jié)構(gòu)和第1實(shí)施例相同。這樣的第2實(shí)施例中也可以得到和上述的第1實(shí)施例大致相同的作用效果。
此外，在上述的各個(gè)實(shí)施例中，僅僅形成與吸氣閥對(duì)應(yīng)的閥龕，但是也可能在活塞頭上凹設(shè)與排氣閥對(duì)應(yīng)的閥龕。
關(guān)于從上述實(shí)施例得到的本發(fā)明的技術(shù)上的思想，和其效果一起列舉。
(1)內(nèi)燃機(jī)的活塞中，構(gòu)成燃燒室一部分的凹部在活塞頭上凹設(shè)，同時(shí)以相對(duì)于該凹部重合的方式凹設(shè)閥龕，在閥龕和凹部重合的區(qū)域中，凹部的底面與閥龕的深度相符合地形成，閥龕和凹部的底面以平滑地連續(xù)的方式形成。由此，閥龕和凹部的底面之間不產(chǎn)生臺(tái)階。即，閥龕和凹部的底面平滑地連續(xù)，因而筒內(nèi)氣體的流動(dòng)性變圓滑，可以謀求希望的燃燒改善。此外，可以使燃燒室的表面積相對(duì)地減小，因而，可以減少未燃燒的氣體，使排氣性能提高，同時(shí)，可以減少熱損失，使熱效率提高。
(2)內(nèi)燃機(jī)的活塞中，構(gòu)成燃燒室一部分的凹部在活塞頭上凹設(shè)，同時(shí)以相對(duì)于該凹部重合的方式凹設(shè)閥龕，在閥龕和凹部重合的區(qū)域中，與閥的閥頂相對(duì)的閥龕的底面和凹部的底面，位于對(duì)于活塞軸正交的同一平面上，閥龕和凹部的底面以平滑地連續(xù)的方式形成。
(3)上述(1)或者(2)記載的內(nèi)燃機(jī)的活塞中，在凹部外周側(cè)的活塞頭外周緣上形成擠氣部，通過(guò)該擠氣部和活塞頭的內(nèi)面形成擠氣區(qū)域。即，也可以適用于附帶擠氣部的活塞。
(4)上述(3)記載的內(nèi)燃機(jī)的活塞中，更具體地，上述擠氣部從活塞半徑方向的外周側(cè)向內(nèi)周側(cè)凸起地傾斜。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的活塞，其中，構(gòu)成燃燒室一部分的凹部在活塞頭上凹設(shè)，同時(shí)以對(duì)于該凹部重合的方式凹設(shè)閥龕，其特征在于，在閥龕和凹部重合的區(qū)域中，凹部的底面與閥龕的深度相符合地形成，閥龕和凹部的底面以平滑地連續(xù)的方式形成。
2.一種內(nèi)燃機(jī)的活塞，其中，構(gòu)成燃燒室一部分的凹部在活塞頭上凹設(shè)，同時(shí)以對(duì)于該凹部重合的方式凹設(shè)閥龕，其特征在于，在閥龕和凹部重合的區(qū)域中，與閥的閥頂對(duì)置的閥龕的底面和凹部的底面，位于對(duì)于活塞軸正交的同一平面上，閥龕和凹部的底面以平滑地連續(xù)的方式形成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的活塞，其特征在于，在凹部外周側(cè)的活塞頭外周緣上形成擠氣部，通過(guò)該擠氣部和活塞頭的內(nèi)面形成擠氣區(qū)域。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)的活塞，其特征在于，上述擠氣部從活塞半徑方向的外周側(cè)向內(nèi)周側(cè)凸起地傾斜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種內(nèi)燃機(jī)的活塞，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是防止筒內(nèi)氣體流動(dòng)性的惡化。解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為，構(gòu)成燃燒室一部分的凹部(5)在活塞頭(2)上凹設(shè)，同時(shí)以相對(duì)于該凹部(5)重合的方式凹設(shè)閥龕(4)，在閥龕(4)和凹部(5)重合的區(qū)域中，凹部(5)的底面(9)與閥龕(4)的深度相符合地形成，閥龕(4)和凹部(5)的底面(9)以平滑地連續(xù)的方式形成。由此，閥龕(4)和凹部(5)的底面(9)之間不產(chǎn)生臺(tái)階。即，閥龕(4)和凹部(5)的底面(9)平滑地連續(xù)，因而筒內(nèi)氣體的流動(dòng)性變圓滑，可以謀求筒內(nèi)的燃燒改善。
文檔編號(hào)F02B23/00GK1605728SQ20041007713
公開(kāi)日2005年4月13日 申請(qǐng)日期2004年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月10日
發(fā)明者內(nèi)山茂樹(shù), 車(chē)峰 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社