JP2009002205A - エンジン用ピストンの支持構造およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型、軽量化に有利なエンジン用ピストンの支持構造を提供する。
【解決手段】ピストン頂部１を含み、シール溝３が形成されたクラウン部２と、ピストン頂部１より下方に形成され、軸方向に離れた一対のピン孔９が形成された一対のピンボス部８とを備えたピストン１０と、ピン孔９に挿通される略円筒形のピストンピン２０と、クランク軸とピストン１０とを連接し、その小端部４１においてピストンピン２０を介してピストン１０を支持するコネクティングロッド４０とを備え、小端部４１が両ピンボス部８の間に位置した状態で、小端部４１のコネクティングロッド孔４２にピストンピン２０が挿通されるエンジン用ピストンの支持構造であって、ピストンピン２０は、その軸方向視で、その一部がクラウン部２とオーバーラップするように配置されており、且つ軸方向に少なくとも２以上の分割ピン２１，２５に分割されているように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明はエンジンに用いられるピストンの支持構造に関し、特にピストンとコネクティングロッドの小端部とを接続するピストンピンの位置と構造に関する。

従来、クランク軸とピストンとをコネクティングロッド（以下コンロッドとも言う）で連接したエンジン用ピストンの支持構造が知られている。

図７は、従来の一般的なエンジン用ピストンの支持構造を示す正面図である。概略構造としては、ピストン１１０とコンロッド４０の小端部４１がピストンピン１２０で接続されている。

ピストン１１０は、上部にクラウン部１０２が形成され、下部にスカート部１０５が形成されている（説明の都合上、ピストン頂部側を上、コンロッド側を下とする）。略円筒状のクラウン部１０２は、その天面に頂部１０１が形成されており、側面の外周部にシール溝１０３が形成されている。シール溝１０３は図略のピストンリングやオイルリングを嵌入する溝であって、通常は３本設けられている。

スカート部１０５は、クラウン部１０２の、径方向に対向する一対の部分が下方に延設されたような形状となっている。両スカート部１０５を繋ぐ一対のサイド壁部１０７が形成されている。各サイド壁部１０７は、両スカート部１０５の対向する方向に交差（直交）する方向（紙面に垂直な方向）に離間している。各サイド壁部１０７の中央部には、周囲より厚肉とされた一対のピンボス部８が形成されており、各ピンボス部８にはそれぞれ同径、同軸のピン孔１０９が形成されている。

両ピンボス部１０８は、コンロッド４０の小端部４１の厚みよりもやや広い間隔で設けられており、その間隙に小端部４１が挿嵌される。小端部４１には、ピン孔１０９と略同径の孔（コンロッド孔）が形成されている。そして、円筒状のピストンピン１２０が、両ピン孔１０９とその間のコンロッド孔に同軸で挿通されることにより、ピストン１１０とコンロッド４０との連結がなされている。

ここで、クラウン部１０２の高さをクラウン部高さＨｃ、ピストンピン１２０の中心から頂部１０１までの高さをピストン支持高さＨｐと呼ぶものとし、ピストンピン１２０の半径をピン半径Ｒｐと呼ぶものとする。これらの値には、次の（式１）の関係がある。

（ピストン支持高さＨｐ）＞（クラウン部高さＨｃ）＋（ピン半径Ｒｐ）・・（式１）
（式１）の関係は、ピストンピン１２０をピン孔１０９に通す工程において、ピストンピン１２０とクラウン部１０２とが干渉することを回避するために必要な制約である。

ところで近年、エンジンの小型、軽量化に対する要求が高くなっている。そこでピストンやその支持構造の小型、軽量化が研究されている。しかし、必要なシール性能を確保するためには一定以上のクラウン部高さＨｃは必要である。また上記（式１）の制約によってピストン支持高さＨｐを短縮することも困難である。そしてピストンの作動バランスを考慮するとピストン支持高さＨｐに応じた長さのスカート部１０５も必要である。結局、ピストン１１０の小型、軽量化は、構造的には既にかなり困難なレベルとなっている。

これに対して特許文献１には、ピストンピンを上下に（径方向に）２分割した構造、すなわち半円柱状の２本のピンを組合せて１本の円柱状ピストンピンにした構造が示されている。この構造によれば、ピストンピンは、その軸方向視で、その上半分を超えない範囲でクラウン部とオーバーラップするように配置される。すなわち次の（式２）の関係がある。

（クラウン部高さＨｃ）＋（ピン半径Ｒｐ）≧（ピストン支持高さＨｐ）＞（クラウン部高さＨｃ） ・・・（式２）
（式２）を満たす構造によれば、（式１）の制約を受ける従来の一般的な構造に比べ、ピストン支持高さＨｐを最大でピン半径Ｒｐ分短縮することができる。従ってより小型、軽量化を推進することができる。
実開昭６１−１７２２５４号公報

しかしながら、特許文献１に示されるようにピストンピンを径方向に分割する構造では、大きなラジアル荷重を受ける径方向にピストンピンを分割することになり、強度面で不利が生じている。特許文献１ではピストンピンが中実ピンとされている。上記強度面の不利を補うには、少なくともこのように中実ピンであることが求められると考えられる。しかし通常のピストンピンが円筒状であることを考えれば、ピストンピン自体の重量が増大するので、その分軽量化効果が目減りするという問題点がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、より小型、軽量化に有利なエンジン用ピストンの支持構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、ピストン頂部を含み、略円筒状の外周部にシール溝が形成されたクラウン部と、上記ピストン頂部より下方に形成され、所定の間隔で軸方向に離れた一対のピン孔が形成された一対のピンボス部とを備えたピストンと、上記ピン孔に挿通される略円筒形のピストンピンと、クランク軸と上記ピストンとを連接し、そのピストン側端である小端部において上記ピストンピンを介して上記ピストンを支持するコネクティングロッドとを備え、上記小端部が上記両ピンボス部の間に位置した状態で、該小端部に形成されたコネクティングロッド孔に上記ピストンピンが挿通されるエンジン用ピストンの支持構造であって、上記ピストンピンは、その軸方向視で、少なくともその一部が上記クラウン部とオーバーラップするように配置されており、且つ軸方向に少なくとも２以上の分割ピンに分割されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のエンジン用ピストンの支持構造において、上記各分割ピンは、軸方向長さが何れも上記両ピンボス部の間隔よりも短くなるように形成されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２記載のエンジン用ピストンの支持構造において、上記各分割ピンは、ピン結合手段によって互いに結合されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３記載のエンジン用ピストンの支持構造において、上記ピン結合手段は、上記ピストンピンの内周側で、互いに隣接する上記分割ピンの双方に跨って螺合する雄ネジ部を有するピン結合ボルトであることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４記載のエンジン用ピストンの支持構造において、上記分割ピンのうち少なくとも１つには、上記ピン結合ボルトの雄ネジ部に螺合する雌ネジ部が、隣接する分割ピンとの合わせ面から軸方向途中まで形成されており、その終端部が上記ピン結合ボルトの進行を止める係止部となっていることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載のエンジン用ピストンの支持構造において、上記ピストンは、上記ピン孔の軸線と交差する方向に、上記クラウン部が部分的に下方に延設された１対のスカート部が形成されるとともに、上記各スカート部と上記各ピンボス部とを繋ぐ一対のサイド壁部が形成され、上記各サイド壁部の外面側かつ上記クラウン部の下部に、上記ピストン頂部側に窪む一対の凹欠部が形成されていることを特徴とする。

請求項７の発明は、ピストン頂部を含み、略円筒状の外周部にシール溝が形成されたクラウン部と、上記ピストン頂部より下方に形成され、所定の間隔で軸方向に離れた一対のピン孔が形成された一対のピンボス部とを備えたピストンと、上記ピン孔に挿通される略円筒形のピストンピンと、クランク軸と上記ピストンとを連接し、そのピストン側端である小端部において上記ピストンピンを介して上記ピストンを支持するコネクティングロッドとを備えたエンジン用ピストン支持構造の製造方法であって、予め、上記ピストンピンを軸方向に少なくとも２以上の分割ピンに分割し、または同分割状態の分割ピンを製造し、その各分割ピンが、軸方向長さが何れも上記両ピンボス部の間隔よりも短くなるようにしておく分割ピン製造工程と、上記分割ピンのうちの１つである第１ピンを、上記両ピンボス部の間隙に挿入する第１セッティング工程と、上記第１ピンをピストンの内側から外側に向けて一方の上記ピン孔に挿入する第１挿入工程と、挿入した上記第１ピンを、上記コネクティングロッドの組付けに支障のない退避位置にまで軸方向外側に退避させる第１退避工程と、上記分割ピンのうちの他の１つである第２ピンを、上記両ピンボス部の間隙に挿入する第２セッティング工程と、上記第２ピンをピストンの内側から外側に向けて他方の上記ピン孔に挿入する第２挿入工程と、挿入した上記第２ピンを、上記コネクティングロッドの組付けに支障のない退避位置にまで軸方向外側に退避させる第２退避工程と、上記コネクティングロッドの上記小端部を上記両ピンボス部の間に挿入するコネクティングロッドセッティング工程と、軸方向両外側から内側に向けて、上記各分割ピンを押圧し、上記ピストンピンを一体化させるとともに、そのピストンピンが上記コネクティングロッドに形成されたコネクティングロッド孔に挿通された状態となすピン一体化挿通工程とを含むことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、以下説明するように、ピストンの支持構造をより小型、軽量化することができる。

本発明の構成によれば、ピストンピンが、その軸方向視で、少なくともその一部がクラウン部とオーバーラップするように配置されているので、上記（式１）の制約によってこのようなオーバーラップ配置を許容しない従来の一般的な構造に比べ、ピストン支持高さＨｐを短縮することができる。

従って、ピストンないしピストン支持構造の小型、軽量化、ひいてはエンジンの小型、軽量化を促進することができる。またピストンピン位置を高くする（頂部に近づける）ことによりスカート部も短くすることができ、ピストンの挙動の安定化が図られてスラップ音の低減も期待できる。

製造上の問題は、ピストンピンを軸方向に分割することによって解決される。分割ピンはピストンピン全体に比べて軸長が短くなっているので、個々の分割ピンをピンボス部周辺の比較的狭い隙間を利用してピン孔に挿通することができる。全ての分割ピンをピン孔に挿通した後に、それらを一体化させてピストンピンを完成されれば良い。

各分割ピンは略円筒状であって、大きなラジアル荷重を受ける径方向には継ぎ目ない閉断面が確保されている。従って、径方向に分割された特許文献１の構造に対し、強度面で有利となっている。

なおピストンピンは３以上に分割しても良いが、徒に分割数を増やしても強度面、製造面で不利が拡大する。従って分割数は製造上可能な範囲で少ない方が好ましく、２分割が最適である。

請求項２の発明によれば、以下説明するように、確実かつ円滑にピストンピンを組付けることができる。本発明の構成によれば、各分割ピンの軸方向長さが何れも両ピンボス部の間隔よりも短くなるように形成されていることを利用して、次のような製造方法を採ることができる。それは、ピストンピンを従来のようにピストンの外周側から挿通するのではなく、ピストンの内側から組付けるというものである。

すなわち、コンロッドの組付け前に、両ピンボス部の間隙（コンロッドの小端部が入るスペース）から予め各分割ピンを各ピン孔に分割状態で挿通しておき、コンロッドの組付け時に、全分割ピンを一体化させつつピストンピンをコンロッドに形成されたコンロッド孔に挿通させるという方法である。

このように、ピストンピンをピストンの内側から組付ける場合、上記（式１）は勿論、（式２）の制約さえ受けない。従って、特許文献１に示される構造よりも、さらにピストン支持高さＨｐを低くできる可能性がある。例えば、他の性能上、製造上の問題をクリヤすることを条件として、次の（式３）を満たす構造とすることも可能である。

（ピストン支持高さＨｐ）≦（クラウン部高さＨｃ） ・・・（式３）
但し本発明の構造は、上記製造方法によるものに限定する趣旨ではない。上記製造方法は、本発明の構造の製造方法の一例を示したものであって、上記以外の方法で当該構造を製造しても良い。

請求項３の発明によれば、各分割ピンを互いに結合することにより、ピストンピンの剛性を高めることができる。

請求項４の発明によれば、簡単な構造で確実に分割ピンの結合を図ることができる。また少なくとも分割ピンの結合部においてはピストンピンがピン結合ボルトによって中実となるので、効果的な剛性補強が図られる。

なおこの場合、ピン結合ボルトの分は重量増となる。しかしその長さを結合部分に限定する等の対処により、ピストンピン全体を中実にする特許文献１の分割ピストンピン構造よりは、その重量増分を抑制することができる。或いは部分的に中実化することによって剛性が向上した分、例えば円筒部の薄肉化を図る等して軽量化し、その重量増分の幾らかを相殺することも可能である。

請求項５の発明によれば、係止部でピン結合ボルトを停止させることにより、ボルトの締め付けが可能となり、分割ピン同士の軸方向結合力を高めることができる。

請求項６の発明によれば、凹欠部による肉抜き効果でピストンの軽量化を図ることができる。また凹欠部を設けることによって生じた空間を、製造時に効果的に利用することができる。例えばその空間を、分割ピンの上記退避位置として利用することができる。或いは、製造時に必要な工具の挿入空間として利用することができる。

請求項７の発明によれば、ピストン頂部を含み、略円筒状の外周部にシール溝が形成されたクラウン部と、上記ピストン頂部より下方に形成され、所定の間隔で軸方向に離れた一対のピン孔が形成された一対のピンボス部とを備えたピストンと、上記ピン孔に挿通される略円筒形のピストンピンと、クランク軸と上記ピストンとを連接し、そのピストン側端である小端部において上記ピストンピンを介して上記ピストンを支持するコネクティングロッドとを備えたエンジン用ピストン支持構造を、確実かつ円滑に製造することができる。

なおこの製造方法は、ピストンピンが３つ以上に分割されている場合にも適用することができる。その場合には第ｉピン（ｉ＝３，４，・・・）に対して、第ｉセッティング工程、第ｉ挿入工程及び第ｉ退避工程を適宜追加すれば良い。

またこの製造方法は、ピストンピンが、その軸方向視で、少なくともその一部がクラウン部とオーバーラップするように配置されているもの、すなわちピストンピンを円筒状態のままピストンの外側からピン孔に挿通することが困難な構造に好適であるが、必ずしもそのような構造への適用に限定する趣旨ではなく、上記オーバーラップのない構造にも適用可能である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るエンジン用ピストンの支持構造を示す正面図である。図２は、図１の分解斜視図である。図３は、図１のIII−III線断面図である。

このピストンピン支持構造の概略構造としては、図略のクランク軸とピストン１０とを連接するコネクティングロッド（以下コンロッド４０という）が設けられ、そのピストン側端である小端部４１（図２参照）においてピストンピン２０を介してピストン１０が支持されている。

ピストン１０は、上部にクラウン部２が形成され、下部にスカート部５が形成されている。略円筒状のクラウン部２は、その天面に頂部１が形成されており、側面の外周部にシール溝３が形成されている。シール溝３は図略のピストンリングやオイルリングを嵌入する溝であって、通常は３本設けられている。

スカート部５は、クラウン部２の、径方向に対向する一対の部分が下方に延設されたような形状となっている。両スカート部５を繋ぐ一対のサイド壁部７が形成されている。両サイド壁部７は、両スカート部５の対向する方向に交差（直交）する方向に離間している。各サイド壁部７の中央部には、周囲より厚肉とされた一対のピンボス部８が形成されており、各ピンボス部８にはそれぞれ同径、同軸のピン孔９が形成されている（図３参照）。

両ピンボス部８は、コンロッド４０の小端部４１の厚みよりもやや広い間隔で設けられており、その間隙８ａ（図３参照）に小端部４１が挿嵌される。小端部４１には、ピン孔９と略同径のコンロッド孔４２が形成されている。そして、円筒状のピストンピン２０が、両ピン孔９とその間のコンロッド孔４２に同軸で挿通されることにより、ピストン１０とコンロッド４０との連結がなされている。

図１に示すように、ピストンピン２０は、その上縁が上記クラウン部の下縁よりも高くなる位置に配設されている。つまりピストンピン２０の軸方向視で、ピストンピン２０の少なくとも一部（上部）がクラウン部２とオーバーラップするように配置されている（以下このような配置をオーバーラップ配置と称する）。

ここで、クラウン部２の高さをクラウン部高さＨｃ、ピストンピン２０の中心から頂部１までの高さをピストン支持高さＨｐとし、ピストンピン２０の半径をピン半径Ｒｐとすると、一般的には、これらの値には、次の（式１）〜（式３）の何れかの関係がある。

（ピストン支持高さＨｐ）＞（クラウン部高さＨｃ）＋（ピン半径Ｒｐ）・・（式１）
（クラウン部高さＨｃ）＋（ピン半径Ｒｐ）≧（ピストン支持高さＨｐ）＞（クラウン部高さＨｃ） ・・・（式２）
（ピストン支持高さＨｐ）≦（クラウン部高さＨｃ） ・・・（式３）
（式１）は、オーバーラップ配置ではない関係であって、従来の一般的な構造における制約条件でもある。（式２）は、オーバーラップ配置としつつ、そのオーバーラップ領域を、ピストンピンの上半分未満に限定するものである。特許文献１に示される構造は（式２）の関係を有する。（式３）は、オーバーラップ配置としつつ、そのオーバーラップ領域を、ピストンピンの上半分以上とするものである。ピストンピン全体をオーバーラップするものを含む。

ピストン１０及びピストン１０の支持構造において、小型、軽量化のためには（式１）よりも（式２）、（式２）よりも（式３）の関係がある構造の方が有利である。本実施形態では、図１から明らかなように、（式２）の関係がある。その中でも（ピストン支持高さＨｐ）≒（クラウン部高さＨｃ）であって、（式３）の関係に近い。他の性能上、製造上の問題をクリヤすることを条件として、もう少しピストンピン２０の位置を頂部１に近づけ、（式３）を満たす関係とすることも可能である。

本実施形態の特徴として、ピストンピン２０が軸方向に分割された分割ピストンピン構造がある。以下特に図２及び図３を参照してこの分割ピストンピン構造について説明する。

ピストンピン２０は軸方向に２分割されており、略円筒状の第１，第２ピン２１，２５からなる。第１，第２ピン２１，２５の各軸長は、両ピンボス部８の間隔８ａよりも短い。

またピストンピン２０の内部には、第１，第２ピン２１，２５を互いに結合させるピン結合ボルト３０（ピン結合手段）が設けられている。ピン結合ボルト３０は、ピストンピン２０の内周側で、第１，第２ピン２１，２５の双方に跨って螺合する雄ネジ部３１を有する。その少なくとも一端側（第１ピン２１側）には、このピン結合ボルト３０を回転させる工具（六角レンチ相当）を受け入れる六角孔３２が形成されている。ピン結合ボルト３０の軸長は、第１ピン２１の軸長と同程度以下である。

第１ピン２１の一端側（組付け時に軸方向外側となる側）には、この第１ピン２１を回転させる工具（六角レンチ相当）を受け入れる六角孔２２が形成されている。第１ピン２１の内周部には、六角孔２２を除く略全長に亘り、ピン結合ボルト３０の雄ネジ部３１に螺合する雌ネジ部２３が形成されている。

第２ピン２５にも、その内周部に、ピン結合ボルト３０の雄ネジ部３１に螺合する雌ネジ部２６が形成されている。但しその雌ネジ部２６は、第１ピン２１との合わせ面から軸方向途中まで形成されており、その終端部がピン結合ボルト３０の進行を止める係止部２７となっている。図３に示すように、ピン結合ボルト３０は、第１ピン２１側から、その先端が第２ピン２５の係止部２７に係止する位置まで締め込まれる。

次にピストン１０の特徴について説明する。ピストン１０は、ピン孔９がクラウン部２に対してオーバーラップ配置とされている他に、凹欠部１５（図３参照）が設けられているという特徴を有する。凹欠部１５は、サイド壁部７の外面側かつクラウン部２の下部に、頂部１側に窪む形状として一対形成されている。

以上説明したように、本実施形態のピストン支持構造は、（式１）の制約によってオーバーラップ配置を許容しない従来の一般的な構造に対し、（式２）または（式３）を満たすオーバーラップ配置を採るので、ピストン圧縮交差Ｈｐを短縮することができる。従って、ピストン１０ないしピストン支持構造の小型、軽量化、ひいてはエンジンの小型、軽量化を促進することができる。またピストンピン位置を高くする（頂部１に近づける）ことによりスカート部５も短くすることができ、ピストン１０の挙動の安定化が図られてスラップ音の低減も期待できる。

しかも円筒状のピストンピン２０は軸方向に分割されており、大きなラジアル荷重を受ける径方向には継ぎ目ない閉断面が確保されている。従って、径方向に分割された特許文献１の構造に対し、強度面で有利となっている。

また螺合によって容易に組付け可能なピン結合ボルト３０（ピン結合手段）が、第１ピン２１と第２ピン２５とを互いに結合することにより、ピストンピン２０の剛性を高めることができる。しかもピン結合ボルト３０が設けられた結合部においては、ピストンピン２０が中実となるので、効果的な剛性補強が図られる。

またピストン１０の凹欠部１５は、肉抜きとしてピストン１０の軽量化に貢献する。また後述するように、凹欠部１５を設けることによって生じた空間１６を、製造時に効果的に利用することができる。

次に当該ピストン支持構造の製造方法について図４〜６を参照しつつ説明する。図４はこの製造方法の主要工程図である。図５及び図６は、図３と同位置での断面図であって、図４の工程図における工程途中図である。

当該製造工程は、ピストンピン２０をピン孔９に組付けるに際し、従来のようにピストンの外周側から挿通するのではなく、ピストン１０の内側から組付ける点に最大の特徴がある。

まず部品の製造段階において、ピストンピン２０の分割ピンとして、第１ピン２１及び第２ピン２５を製造する（分割ピン製造工程Ｓ１）。これらは最初から分割状態の部品として製造しても良いし、完成済みのピストンピン２０を軸方向に２分割して製造しても良い。なお本実施形態のピストンピンは２分割タイプなので、Ｎ＝２である。

続く図外の工程において、ピン結合ボルト３０も製造する。

次に組立工程について説明する。まず準備段階として、図５の二点鎖線で示すように、第１ピン２１の内周側にピン結合ボルト３０が完全に収納されるように、第１ピン２１とピン結合ボルト３０とを螺合させる。この際、第１ピン２１の六角孔２２とピン結合ボルト３０の六角孔３２とが同方向を向くようにしておく。

次にｉ＝１と設定して（処理Ｓ２）、第ｉピン（第１ピン２１）の仮組みを行う。それには図５の矢印Ａ１に示すように、第１ピン２１を、両ピンボス部８の間隙８ａ（コンロッド４０の小端部４１が入るスペース）に挿入する（第１セッティング工程Ｓ３）。第１ピン２１の軸長が間隙８ａよりも短いのでそれが可能である。

次に第１ピン２１とピン孔９との同軸をとって、ピストン１０の内側から外側に向けて第１ピン２１を一方（図５では右側）のピン孔９に挿入する（第１挿入工程Ｓ４）。この第１挿入工程Ｓ４では、例えば第１ピン２１の後端面（図５では左端面）に板状の治具を当て、その治具ごと軸方向外側に移動させることによって行うことができる。

次に第１ピン２１を、コンロッド４０の組付けに支障のない退避位置（図５に実線で示す位置）にまで、軸方向外側に退避させる（第１退避工程Ｓ５）。この第１退避工程Ｓ５において、ピストン１０の凹欠部１５によって形成された空間１６が、第１ピン２１を退避させるためのスペースとして有効に利用される。

こうして第１ピン２１の仮組みが完了する。この時点でｉ≠Ｎなので、判定Ｓ６でＮＯとなり、ｉに１を足してｉ＝２とする（処理Ｓ７）。続いて第２セッティング工程Ｓ３〜第２退避工程Ｓ５を繰り返す。

第２セッティング工程Ｓ３では、第２ピン２５の雌ネジ部２６が形成された側が第１ピン２１に対向するように配置する。

また第２挿入工程Ｓ４では、第１ピン２１とは反対側のピン孔９に挿入する。

図５に示す状態が、第２退避工程Ｓ５が完了するとともに、ｉ＝Ｎとなって（判定Ｓ６でＹＥＳ）、仮組みが完了した状態である。

仮組みの完了した図５に示す状態で、コンロッド４０の小端部４１を挿入するための間隙８ａが確保されているので、次に間隙８ａに小端部４１を挿入する（コンロッドセッティング工程Ｓ８）。

次にコンロッド孔４２とピン孔９との同軸をとり、図６に矢印Ａ２，Ａ３で示すように、軸方向両外側から内側に向けて、第１ピン２１及び第２ピン２５を押圧し、それぞれの内側部分をコンロッド孔４２に挿入させる。そして第１ピン２１と第２ピン２５とを突き合わせて１本のピストンピン２０に一体化させる（ピン一体化挿通工程Ｓ９）。図６に示す状態がピン一体化挿通工程Ｓ９の完了した状態である。

続いて、ピン結合ボルト３０の六角孔３２に六角レンチ相当の工具を当て、回転させてピン結合ボルト３０を第２ピン２５側に移動させる。ピン結合ボルト３０の先端が係止部２７に当たり、その進行が停止したら、所定の締付トルクで締付ける。これによってピン結合ボルト３０と第２ピン２５とが強固に結合される。

最後に、第１ピン２１の六角孔２２に六角レンチ相当の工具を当て、回転させて第１ピン２１を所定のトルクで締付ける。これにより、ボルトをダブルナットで締結したような締結効果が得られ、第１ピン２１、第２ピン２５及びピン結合ボルト３０が、互いに強固に結合される（ピン結合工程Ｓ１０）。これにより、図３に示す状態となる。

このピン結合工程Ｓ１０において、凹欠部１５によって形成される空間１６が、六角レンチ相当の工具を挿し入れ、作動させるためのスペースとして有効に利用される。

以上の製造方法により、オーバーラップ配置とされたピストンピン２０を、確実かつ円滑に組付けることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、ピストンピン２０の分割数は３以上であっても良い。その場合は図４に示す工程図において、その分割数＝Ｎとすれば良い。

また必ずしも図４に示すようなピストン１０の内側から分割ピンを組付ける工程としなくても良い。例えばピストン１０に凹欠部１５が設けられたものについて、凹欠部１５が形成する空間１６を利用して分割ピンをピンボス部８の外側から挿入するようにしても良い。その場合、必ずしも各分割ピンの軸長が両ピンボス部８の間隔よりも短くなくても良い。

ピン結合手段として、必ずしもピン結合ボルト３０を用いなくても良い。例えば、スナップリング等の他の結合部材を用いても良い。或いは、隣接する分割ピン同士が直接互いに結合し得る係合部を有するようにしても良い。

本発明の一実施形態に係るエンジン用ピストンの支持構造を示す正面図である。 図１の分解斜視図である。 図１のIII−III線断面図である。 図１に示す構造の製造方法に係る主要工程図である。 図３と同位置での断面図であって、図４の工程図における工程途中図である。 図５に続く工程途中図である。 従来の一般的なエンジン用ピストンの支持構造を示す正面図である。

符号の説明

１ 頂部
２ クラウン部
３ シール溝
５ スカート部
７ サイド壁部
８ ピンボス部
８ａ 一対のピンボス部の間隔、間隙
９ ピン孔
１０ ピストン
１５ 凹欠部
２０ ピストンピン
２１ 第１ピン（分割ピン）
２５ 第２ピン（分割ピン）
２６ 雌ネジ部
２７ 係止部
３０ ピン結合ボルト（ピン結合手段）
３１ 雄ネジ部
４０ コンロッド（コネクティングロッド）
４１ 小端部
Ｓ１ 分割ピン製造工程
Ｓ３ 第ｉセッティング工程（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ：Ｎは分割数）
Ｓ４ 第ｉ挿入工程（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ：Ｎは分割数）
Ｓ５ 第ｉ退避工程（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ：Ｎは分割数）
Ｓ８ コネクティングロッドセッティング工程
Ｓ９ ピン一体化挿通工程

Claims (7)

1. ピストン頂部を含み、略円筒状の外周部にシール溝が形成されたクラウン部と、上記ピストン頂部より下方に形成され、所定の間隔で軸方向に離れた一対のピン孔が形成された一対のピンボス部とを備えたピストンと、
   上記ピン孔に挿通される略円筒形のピストンピンと、
   クランク軸と上記ピストンとを連接し、そのピストン側端である小端部において上記ピストンピンを介して上記ピストンを支持するコネクティングロッドとを備え、
   上記小端部が上記両ピンボス部の間に位置した状態で、該小端部に形成されたコネクティングロッド孔に上記ピストンピンが挿通されるエンジン用ピストンの支持構造であって、
   上記ピストンピンは、その軸方向視で、少なくともその一部が上記クラウン部とオーバーラップするように配置されており、且つ軸方向に少なくとも２以上の分割ピンに分割されていることを特徴とするエンジン用ピストンの支持構造。
2. 上記各分割ピンは、軸方向長さが何れも上記両ピンボス部の間隔よりも短くなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載のエンジン用ピストンの支持構造。
3. 上記各分割ピンは、ピン結合手段によって互いに結合されていることを特徴とする請求項１または２記載のエンジン用ピストンの支持構造。
4. 上記ピン結合手段は、上記ピストンピンの内周側で、互いに隣接する上記分割ピンの双方に跨って螺合する雄ネジ部を有するピン結合ボルトであることを特徴とする請求項３記載のエンジン用ピストンの支持構造。
5. 上記分割ピンのうち少なくとも１つには、上記ピン結合ボルトの雄ネジ部に螺合する雌ネジ部が、隣接する分割ピンとの合わせ面から軸方向途中まで形成されており、その終端部が上記ピン結合ボルトの進行を止める係止部となっていることを特徴とする請求項４記載のエンジン用ピストンの支持構造。
6. 上記ピストンは、上記ピン孔の軸線と交差する方向に、上記クラウン部が部分的に下方に延設された１対のスカート部が形成されるとともに、上記各スカート部と上記各ピンボス部とを繋ぐ一対のサイド壁部が形成され、
   上記各サイド壁部の外面側かつ上記クラウン部の下部に、上記ピストン頂部側に窪む一対の凹欠部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のエンジン用ピストンの支持構造。
7. ピストン頂部を含み、略円筒状の外周部にシール溝が形成されたクラウン部と、上記ピストン頂部より下方に形成され、所定の間隔で軸方向に離れた一対のピン孔が形成された一対のピンボス部とを備えたピストンと、
   上記ピン孔に挿通される略円筒形のピストンピンと、
   クランク軸と上記ピストンとを連接し、そのピストン側端である小端部において上記ピストンピンを介して上記ピストンを支持するコネクティングロッドとを備えたエンジン用ピストン支持構造の製造方法であって、
   予め、上記ピストンピンを軸方向に少なくとも２以上の分割ピンに分割し、または同分割状態の分割ピンを製造し、その各分割ピンが、軸方向長さが何れも上記両ピンボス部の間隔よりも短くなるようにしておく分割ピン製造工程と、
   上記分割ピンのうちの１つである第１ピンを、上記両ピンボス部の間隙に挿入する第１セッティング工程と、
   上記第１ピンをピストンの内側から外側に向けて一方の上記ピン孔に挿入する第１挿入工程と、
   挿入した上記第１ピンを、上記コネクティングロッドの組付けに支障のない退避位置にまで軸方向外側に退避させる第１退避工程と、
   上記分割ピンのうちの他の１つである第２ピンを、上記両ピンボス部の間隙に挿入する第２セッティング工程と、
   上記第２ピンをピストンの内側から外側に向けて他方の上記ピン孔に挿入する第２挿入工程と、
   挿入した上記第２ピンを、上記コネクティングロッドの組付けに支障のない退避位置にまで軸方向外側に退避させる第２退避工程と、
   上記コネクティングロッドの上記小端部を上記両ピンボス部の間に挿入するコネクティングロッドセッティング工程と、
   軸方向両外側から内側に向けて、上記各分割ピンを押圧し、上記ピストンピンを一体化させるとともに、そのピストンピンが上記コネクティングロッドに形成されたコネクティングロッド孔に挿通された状態となすピン一体化挿通工程とを含むことを特徴とするエンジン用ピストン支持構造の製造方法。

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