JP2018062972A - Piston pin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ピストンとコンロッドの小端部との間に介装され、ピストンに作用する力をコンロッドに伝達するピストンピンに関する。 The present invention relates to a piston pin that is interposed between a piston and a small end portion of a connecting rod and transmits a force acting on the piston to the connecting rod.
ピストン(例えば特許文献1参照)は、下側(ピストンのストローク方向の上死点から見た場合の下死点側)から、軸受およびピストンピンを介して、コンロッドの小端部に支持されている。また、ピストンの上側(ピストンのストローク方向の下始点から見た場合の上死点側)には、燃焼室が区画されている。 The piston (see, for example, Patent Document 1) is supported from the lower side (bottom dead center side when viewed from the top dead center in the stroke direction of the piston) to the small end portion of the connecting rod via the bearing and the piston pin. Yes. A combustion chamber is defined on the upper side of the piston (on the top dead center side when viewed from the lower starting point in the piston stroke direction).
最近のディーゼルエンジンにおいては、燃費向上の観点から、エンジン回転数を低く設定する傾向にある。しかしながら、エンジン回転数を低く設定すると、その分、ピストンに作用する遠心力(クランクシャフトの回転に伴う慣性力)が小さくなってしまう。 Recent diesel engines tend to set the engine speed low from the viewpoint of improving fuel efficiency. However, if the engine speed is set low, the centrifugal force (inertial force accompanying the rotation of the crankshaft) acting on the piston is reduced accordingly.
また、エンジン回転数を低く設定すると、その分、エンジンの出力が低下してしまう。当該出力低下を補うため、過給機が用いられる場合がある。しかしながら、過給機を用いると、その分、燃焼室から(つまり上側から)、ピストンに作用する排圧(筒内燃焼圧)が高くなってしまう。 Moreover, if the engine speed is set low, the output of the engine will be reduced accordingly. In some cases, a supercharger is used to compensate for the decrease in output. However, when a supercharger is used, the exhaust pressure (in-cylinder combustion pressure) acting on the piston becomes higher from the combustion chamber (that is, from the upper side).
このように、最近のディーゼルエンジンにおいては、下側からピストンに作用する遠心力は小さくなる一方、上側からピストンに作用する排圧は高くなる傾向にある。このため、ピストンピンが、摺動相手物(コンロッドの小端部の軸受、ピストンのボス部など)に、押し付けられやすい。したがって、ピストンピンと摺動相手物との間の摺動界面に、油膜を確保することが困難である。 Thus, in recent diesel engines, the centrifugal force acting on the piston from the lower side becomes smaller, while the exhaust pressure acting on the piston from the upper side tends to become higher. For this reason, the piston pin is easily pressed against a sliding counterpart (a bearing at the small end of the connecting rod, a boss of the piston, etc.). Therefore, it is difficult to secure an oil film at the sliding interface between the piston pin and the sliding counterpart.
そこで、本発明は、ピストンピンと摺動相手物との間の摺動界面に、油膜を確保しやすいピストンピンを提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the piston pin which is easy to ensure an oil film at the sliding interface between a piston pin and a sliding counterpart.
上記課題を解決するため、本発明のピストンピンは、ピストンとコンロッドの小端部の軸受とを連結し、前記軸受に支持され、軸方向に延在する錘配置孔を有するピン本体と、前記錘配置孔に配置される錘と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a piston pin of the present invention connects a piston and a bearing at a small end of a connecting rod, is supported by the bearing, and has a pin body having a weight arrangement hole extending in the axial direction, And a weight arranged in the weight arrangement hole.
エンジン軽量化のためには、ピストンやピストンピンは、本来、軽量である方が好ましい。この点、本発明のピストンピンは、重くなるというデメリットを是認して、敢えて錘を備えている。本発明のピストンピンによると、錘の分だけ、ピストンピンの重量を増加させることができる。このため、ピストンに作用する遠心力を大きくすることができる。したがって、ピストンピンと摺動相手物(コンロッドの小端部の軸受、ピストンのボス部など)との間の摺動界面に、潤滑油を導入しやすい。すなわち、摺動界面に油膜を確保しやすい。 In order to reduce the weight of the engine, it is preferable that the piston and the piston pin are inherently light. In this regard, the piston pin of the present invention admits the demerit of being heavy and dares to have a weight. According to the piston pin of the present invention, the weight of the piston pin can be increased by the weight. For this reason, the centrifugal force which acts on a piston can be enlarged. Therefore, it is easy to introduce the lubricating oil into the sliding interface between the piston pin and the sliding counterpart (the bearing at the small end of the connecting rod, the boss of the piston, etc.). That is, it is easy to ensure an oil film at the sliding interface.
以下、本発明のピストンピンの実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the piston pin of the present invention will be described.
<第一実施形態>
[ピストンピンの配置]
まず、本実施形態のピストンピンの配置について説明する。以降の図において、「上下方向」は、ピストンのストローク方向である。また、「上側」は、同ストローク方向の下死点から見た場合の上死点側である。また、「下側」は、同ストローク方向の上死点から見た場合の下死点側である。図1に、本実施形態のピストンピンを備えるエンジンの軸方向断面図を示す。図2に、図1のII−II方向断面図を示す。図1、図2に示すように、エンジン9は、気筒90と、ピストン91と、コンロッド(コネクティングロッド)92と、クランクシャフト93と、軸受94と、スナップリング95と、ピストンリング96と、ピストンピン1と、を備えている。エンジン9は、ディーゼルターボエンジンである。
<First embodiment>
[Piston pin arrangement]
First, the arrangement of the piston pins of this embodiment will be described. In the following figures, the “vertical direction” is the stroke direction of the piston. The “upper side” is the top dead center side when viewed from the bottom dead center in the same stroke direction. The “lower side” is the bottom dead center side when viewed from the top dead center in the same stroke direction. FIG. 1 shows an axial cross-sectional view of an engine provided with the piston pin of the present embodiment. FIG. 2 shows a cross-sectional view in the II-II direction of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the
ピストン91は、気筒90内に収容されている。ピストン91により、気筒90内には、燃焼室Cが区画されている。ピストン91は、ボス部910と、外周リング溝911と、内周リング溝912と、を備えている。外周リング溝911は、ピストン91の外周面に、上下方向に並んで、一対配置されている。ボス部910は、ピストン91の外周面から、径方向内側に突設されている。ボス部910は、ピストン91の直径方向(前後方向)に並んで、一対配置されている。前後一対のボス部910は、ピストン91の左右方向中央に配置されている。内周リング溝912は、ボス部910の内周面に配置されている。一対のピストンリング96は、一対の外周リング溝911に環装されている。一対のピストンリング96は、気筒90の内周面に摺接している。
The
クランクシャフト93は、気筒90の下側に配置されている。クランクシャフト93は、メインジャーナル930と、クランクピン931と、クランクアーム932と、を備えている。メインジャーナル930に対して、クランクピン931は、クランクアーム932を介して、偏心して接続されている。すなわち、メインジャーナル930の中心a1に対して、クランクピン931の中心a2は、偏心している。
The
図1、図2に示すように、コンロッド92は、小端部920と、大端部921と、ロッド部922と、を備えている。大端部921は、円環状を呈している。大端部921には、コンロッドベアリング921aを介して、クランクピン931が接続されている。小端部920は、大端部921より小径の円環状を呈している。小端部920は、油孔920aを備えている。油孔920aは、小端部920を径方向に貫通している。ロッド部922は、大端部921と小端部920とを連結している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the connecting
図1、図2に示すように、軸受94は、滑り軸受である。軸受94は、円筒状を呈している。軸受94は、小端部920の径方向内側に配置されている。軸受94は、油孔940を備えている。油孔940は、軸受94を径方向に貫通している。油孔940は、小端部920の油孔920aと、径方向に連なっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
一対のスナップリング95のうち、前側のスナップリング95は、前側のボス部910の内周リング溝912に環装されている。後側のスナップリング95は、後側のボス部910の内周リング溝912に環装されている。ピストンピン1は、前後一対のスナップリング95の間に配置されている。ピストンピン1は、前後一対のボス部910および軸受94の径方向内側に挿通されている。
Of the pair of snap rings 95, the
[ピストンピンの構成]
次に、本実施形態のピストンピンの構成について説明する。図3に、本実施形態のピストンピンの分解斜視図を示す。図3に示すように、ピストンピン1は、ピン本体2と、錘3と、を備えている。ピン本体2は、前後方向に延在する円筒状を呈している。すなわち、ピン本体2は、錘配置孔20を備えている。錘配置孔20は、ピン本体2を前後方向(軸方向)に貫通している。ピン本体2を前側または後側から見て、真円状の外周面の中心A1と、真円状の内周面の中心B1と、は一致している。錘3は、円筒状を呈している。錘3は、錘配置孔20の前後方向中央に、圧入、固定されている。錘3を前側または後側から見て、真円状の外周面の中心A2と、真円状の内周面の中心B2と、は異なっている。すなわち、錘3の外周面の中心A2は、ピン本体2の外周面の中心A1および内周面の中心B1と、一致している。しかしながら、錘3の内周面の中心B2は、錘3の外周面の中心A2の上側に配置されている。このように、錘3の内周面は、外周面に対して、上側(径方向)に偏心している。このため、ピン本体2の軸心(ピン本体2の外周面の中心=ボス部910の内周面の中心)A1に対して、ピストンピン1の重心Gは、下側(径方向)に偏心している。
[Configuration of piston pin]
Next, the structure of the piston pin of this embodiment is demonstrated. FIG. 3 shows an exploded perspective view of the piston pin of the present embodiment. As shown in FIG. 3, the
ピストンピン1の前後方向(軸方向)位置は、前後一対のスナップリング95により、規制されている。すなわち、スナップリング95は、ボス部910からのピストンピン1の脱落を防止している。ピン本体2の外周面と、一対のボス部910および軸受94の内周面と、の間にはオイルクリアランスOが区画されている。当該オイルクリアランスOには、油孔920a、940を介して、潤滑油が供給されている。潤滑油により、当該オイルクリアランスOには、油膜が形成されている。このように、ピストンピン1は、フルフローティング形式で、ピストン91とコンロッド92の小端部920の軸受94とを連結している。
The front / rear direction (axial direction) position of the
[ピストンピンの動き]
次に、本実施形態のピストンピンの動きについて説明する。図1に示すように、エンジン9の駆動時においては、クランクシャフト93の回転に伴い、ピストン91は、圧縮行程、膨張行程、排気行程、吸入行程からなるサイクルを、繰り返し実行する。
[Piston pin movement]
Next, the movement of the piston pin of this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, when the
クランク回転角度(中心a1に対する中心a2の角度)領域が−90°〜0°(上死点)の区間(圧縮行程後半)の場合、図2に示すように、ピストン91およびピストンピン1には、上向きに遠心力F1が作用する。また、ピストン91およびピストンピン1には、下向きに重量(ピストン91およびピストンピン1の自重)F2が作用する。ここで、ピストンピン1には、錘3が配置されている。このため、遠心力F1は、錘3の分だけ大きくなる。当該遠心力F1により、軸受94に対して、ピストンピン1およびピストン91が、上側に移動する。したがって、オイルクリアランスOの下側部分(詳しくは、ピストンピン1と軸受94との摺動界面の下側部分)O1が広くなる。よって、当該部分に、充分に油膜を形成することができる。
When the crank rotation angle (angle of the center a2 with respect to the center a1) region is in the range of -90 ° to 0 ° (top dead center) (the second half of the compression stroke), as shown in FIG. The centrifugal force F1 acts upward. Further, a weight F2 (the own weight of the
また、遠心力F1により、ピストンピン1が軸受94の内周面の上側部分に当接する場合は、ピストンピン1に対して、ピストン91が上側に移動する。このため、オイルクリアランスOの上側部分(詳しくは、ピストンピン1とボス部910との摺動界面の上側部分)O2が広くなる。よって、当該部分に、充分に油膜を形成することができる。
Further, when the
図1に示すように、クランク回転角度領域が0°〜90°の区間(膨張行程前半)の場合、圧縮行程後半と同様に、ピストン91およびピストンピン1には、上向きに遠心力F1が、下向きに重量F2が、作用する。加えて、ピストン91およびピストンピン1には、下向きに、排圧(燃焼室Cにおける混合気の燃焼圧)F3が作用する。ここで、ピストンピン1には、錘3が配置されている。このため、遠心力F1は、錘3の分だけ大きくなる。したがって、軸受94に対するピストンピン1の上側からの圧接を、抑制することができる。また、ピストンピン1に対するピストン91の上側からの圧接を、抑制することができる。
As shown in FIG. 1, when the crank rotation angle region is a section of 0 ° to 90 ° (first half of the expansion stroke), the centrifugal force F1 is applied upward to the
このように、クランク回転角度領域が0°±90°以内(圧縮行程後半、膨張行程前半、排気行程後半、吸入行程前半)の場合、ピストン91およびピストンピン1には、上向きに遠心力F1が作用する。また、遠心力F1は、錘3の分だけ大きくなっている。このため、ピストン91およびピストンピン1に排圧F3が作用する膨張行程前半を除いて、オイルクリアランスOの下側部分O1を広くすることができる。並びに、オイルクリアランスOの上側部分O2を広くすることができる。
Thus, when the crank rotation angle region is within 0 ° ± 90 ° (the second half of the compression stroke, the first half of the expansion stroke, the second half of the exhaust stroke, the first half of the suction stroke), the
[作用効果]
次に、本実施形態のピストンピンの作用効果について説明する。図2に示すように、本実施形態のピストンピン1は、錘3を備えている。このため、従来のピストンピン(図3に示すピン本体2単体に相当)と比較して、錘3の分だけ、ピストンピン1の重量を増加させることができる。したがって、遠心力F1を大きくすることができる。よって、オイルクリアランスO(ピストンピン1と、摺動相手物(軸受94およびボス部910)と、の間の摺動界面)に、潤滑油を導入しやすい。すなわち、オイルクリアランスOに、油膜を確保しやすい。また、ピストン91およびピストンピン1に排圧F3が作用する場合であっても、ピストンピン1と、摺動相手物(軸受94およびボス部910)と、の圧接を抑制することができる。
[Function and effect]
Next, the effect of the piston pin of this embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 2, the
ここで、ピストン91およびピストンピン1に作用する遠心力F1を大きくするためには、ピストンピン1に錘3を配置する形態以外に、ピストン91自体を重くする形態も考えられる。なお、この形態も本願の権利範囲から除外されるものではない。ピストン91を重くするためには、ピストン91の材質を変更すればよい。しかしながら、強度、耐摩耗性、耐熱性、伝熱性、加工性などの観点から、ピストン91に使用できる材料は限られている。このため、材料選択の自由度、すなわち調整可能な重量の自由度が低くなってしまう。ピン本体2自体を重くする形態についても、同様である。
Here, in order to increase the centrifugal force F <b> 1 acting on the
また、遠心力F1を大きくするためには、ピストン91の形状(例えば肉厚など)を変更する形態も考えられる。なお、この形態も本願の権利範囲から除外されるものではない。しかしながら、この場合、ピストン91の重量バランスが崩れるおそれがある。このため、ピストン91が気筒90の内周面に「片当たり」しやすくなる。また、燃焼室Cにおいて、所望の燃焼状態(燃焼時間、燃焼速度など)を確保できなくなるおそれがある。このため、ピストン91の形状の変更は困難である。ピン本体2の形状を変更する形態についても、同様である。このように、様々な制約があるため、ピストン91やピン本体2の材質や形状を変更することは困難である。
Moreover, in order to enlarge centrifugal force F1, the form which changes the shape (for example, thickness etc.) of
これに対して、本実施形態のピストンピン1は、ピン本体2とは別体の、錘3を備えている。このため、ピストン91やピン本体2の材質や形状を変更することなく、ピストン91およびピストンピン1に作用する遠心力F1を、簡単に大きくすることができる。また、錘3の形状、材質、配置数などを変更することにより、ピストンピン1の重量やピストン91の重量バランスを調整することができる。
On the other hand, the
また、本実施形態のピストンピン1によると、従来のピストンピン(図3に示すピン本体2単体に相当)に錘3を追加するだけで、ピストン91およびピストンピン1に作用する遠心力F1を、簡単に大きくすることができる。このため、汎用性が高い。
Further, according to the
また、本実施形態のピストンピン1によると、図2に示すように、錘3は、ピン本体2の前後方向中央に配置されている。このため、ピストン91およびピストンピン1の前後方向の重量バランスが良好である。したがって、ピストンリング96やピストン91が気筒90の内周面に「片当たり」しにくくなる。よって、ピストンリング96やピストン91や気筒90の偏摩耗を抑制することができる。
Moreover, according to the
また、本実施形態のピストンピン1によると、図3に示すように、錘3は、ピン本体2の左右方向中央に配置されている。このため、ピストン91およびピストンピン1の左右方向の重量バランスが良好である。したがって、ピストンリング96やピストン91が気筒90の内周面に「片当たり」しにくくなる。よって、ピストンリング96やピストン91や気筒90の偏摩耗を抑制することができる。
Moreover, according to the
また、本実施形態のピストンピン1によると、図2に示すように、錘3は、ピン本体2の外周面、つまり摺動面ではなく、内周面に配置されている。このため、ピン本体2の摺動特性を阻害することなく、ピストンピン1の重量を増加させることができる。
Further, according to the
また、ピン本体2に配置される前の状態において、錘3の外径は、錘配置孔20の内径以上である。このため、錘3を錘配置孔20に圧入するだけで、簡単に、ピン本体2に錘3を固定することができる。
In addition, the outer diameter of the
また、図2に示すように、ピストンピン1は、軸受94およびボス部910に対して、油膜を介して浮いている。すなわち、ピストンピン1は、フルフローティング形式で、ピストン91と、コンロッド92の小端部920の軸受94と、を連結している。ここで、図1に示すように、コンロッド92の小端部920つまり軸受94は、クランクシャフト93の回転に伴って、ピストンピン1の軸周り(図2、図3に示すピン本体2の外周面の中心A1周り)に揺動しながら、上下方向に往復動している。このため、軸受94からピストンピン1に、周方向の揺動力が作用する。したがって、当該揺動力により、ピストンピン1が回転してしまう。この点、本実施形態のピストンピン1によると、図2、図3に示すように、錘3の内周面は、外周面に対して、上側(径方向)に偏心している。このため、ピン本体2の軸心(ピン本体2の外周面の中心)A1に対して、ピストンピン1の重心Gは、下側(径方向)に偏心している。したがって、軸心A1の下側(真下)に重心Gが来るように、ピストンピン1の回転方向位置が安定する。よって、ピストンピン1の回転を、抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 2, the
また、本実施形態のピストンピン1によると、ピストンピン1の回転を抑制することができるため、ピン本体2の外周面のうち、摺動相手物(軸受94およびボス部910)の内周面と圧接しやすい部分だけに、重点的あるいは局所的に、表面処理を施すことができる。同様に、摺動相手物の内周面のうち、ピン本体2の外周面と圧接しやすい部分だけに、重点的あるいは局所的に、表面処理を施すことができる。したがって、ピン本体2の外周面の全面に亘って均質に表面処理を施す場合と比較して、表面処理に要する工数、コストを削減することができる。同様に、摺動相手物の内周面の全面に亘って均質に表面処理を施す場合と比較して、表面処理に要する工数、コストを削減することができる。
Further, according to the
また、本実施形態のピストンピン1によると、ピン本体2に対する錘配置孔20の位置、形状などを調整することにより、簡単に、ピン本体2の軸心A1に対して、ピストンピン1の重心Gを偏心させることができる。また、錘配置孔20に対する錘3の位置、形状などを調整することにより、簡単に、ピン本体2の軸心A1に対して、ピストンピン1の重心Gを偏心させることができる。
In addition, according to the
<第二実施形態>
本実施形態のピストンピンと、第一実施形態のピストンピンとの相違点は、錘が中空状ではなく、中実状を呈している点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図4に、本実施形態のピストンピンを備えるエンジンのピストン付近の軸方向断面図を示す。なお、図2と対応する部位については、同じ符号で示す。
<Second embodiment>
The difference between the piston pin of the present embodiment and the piston pin of the first embodiment is that the weight is not hollow but solid. Here, only differences will be described. FIG. 4 shows an axial sectional view of the vicinity of a piston of an engine provided with the piston pin of the present embodiment. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 2, it shows with the same code | symbol.
図4に示すように、錘3は円柱状を呈している。前側または後側から見て、ピン本体2の真円状の外周面の中心A1と、ピン本体2の真円状の内周面の中心B1と、錘3の真円状の外周面の中心(錘3の重心)A2と、は一致している。このため、ピン本体2の軸心(ピン本体2の外周面の中心)A1と、ピストンピン1の重心Gと、は一致している。
As shown in FIG. 4, the
本実施形態のピストンピンと、第一実施形態のピストンピンとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のピストンピン1のように、ピン本体2の軸心A1と、ピストンピン1の重心Gと、を一致させてもよい。また、錘3は、中実状であってもよい。
The piston pin of the present embodiment and the piston pin of the first embodiment have the same operational effects with respect to the parts having the same configuration. Like the
<その他>
以上、本発明のピストンピンの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
<Others>
The embodiment of the piston pin of the present invention has been described above. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.
ピン本体2、錘3の材質は特に限定しない。金属、樹脂、セラミックなどであってもよい。ピン本体2、錘3の形状は特に限定しない。筒状(円筒状、多角形筒状)、柱状(円柱状、多角形柱状)、塊状などであってもよい。
The material of the
単一のピン本体2に対して、各々重量の異なる複数の錘3を、交換可能に配置してもよい。こうすると、遠心力(慣性力)F1の大きさを調整することができる。また、重心Gの位置を調整することができる。このため、エンジン9の種類に応じて、遠心力F1や重心Gを調整することができる。
A plurality of
ピン本体2に対する錘配置孔20の位置、形状などは特に限定しない。また、錘配置孔20に対する錘3の位置、形状などは特に限定しない。例えば、断面真円状の錘配置孔20をピン本体2の軸心(ピン本体2の外周面の中心)A1に配置し、かつ断面真円状の錘3を当該軸心A1に対してずらして配置してもよい。こうすると、ピン本体2の軸心A1に対して、ピストンピン1の重心Gを、径方向に偏心させることができる。
The position and shape of the
また、断面真円状の錘配置孔20をピン本体2の軸心A1に配置し、断面楕円状やカム状の錘3を当該錘配置孔20に配置してもよい。こうすると、ピン本体2の軸心A1に対して、ピストンピン1の重心Gを、径方向に偏心させることができる。
Further, the
錘配置孔20に対する錘3の配置方法は特に限定しない。例えば、接着、溶接などにより、錘配置孔20に錘3を配置してもよい。また、錘配置孔20の内周面および錘3の外周面に各々ねじ部を形成し、双方のねじ部同士を螺合させることにより、錘配置孔20に錘3を配置してもよい。こうすると、錘3の着脱、前後方向位置の調整、錘3の配置数の増減などを簡単に行うことができる。すなわち、ピストンピン1の重量や重量バランスの調整を、簡単に行うことができる。錘配置孔20は、ピン本体2を前後方向に貫通していなくてもよい。すなわち、錘配置孔20の軸方向一端(前端または後端)は、閉塞していてもよい。
The arrangement method of the
ピストンピン1は、ボス部910に固定されていてもよい。すなわち、ピストンピン1は、固定式で、ピストン91と、コンロッド92の小端部920の軸受94と、を連結していてもよい。この場合であっても、図2に示すオイルクリアランスOの下側部分(詳しくは、ピストンピン1と軸受94との摺動界面の下側部分)O1に、充分に油膜を形成することができる。
The
上記実施形態においては、図1に示すように、0°±90°以内のクランク回転角度領域において、ピストン91およびピストンピン1に、上向きの遠心力F1が作用した。しかしながら、遠心力F1が作用するクランク回転角度領域は、特に限定しない。当該クランク回転角度領域は、例えば0°±80°以内など、0°±90°未満であってもよい。
In the above embodiment, as shown in FIG. 1, an upward centrifugal force F1 is applied to the
ピン本体2の外周面、摺動相手物(軸受94およびボス部910)の内周面に施す表面処理の種類は特に限定しない。表面処理としては、例えば、ショットピーニング、コーティング(DLC(Diamond Like Carbon)コーティング、セラミックコーティング、樹脂コーティングなど)、めっき、研磨、ライニング、塗装、溶射などが挙げられる。
The type of surface treatment applied to the outer peripheral surface of the
図5(a)に、ピストンのボス部および軸受の内周面の展開図を示す。図5(b)に、ピン本体の外周面の展開図を示す。なお、図2と対応する部位については、同じ符号で示す。図2に示す排圧F3がピストン91およびピストンピン1に作用すると、オイルクリアランスOの下側部分O1が狭くなる。このため、圧接や摩耗が発生しやすくなる。そこで、実線ハッチングで示すように、ピン本体2の外周面および軸受94の内周面のうち、下側部分O1を中心とする±90°領域(下半分の表面処理領域R1)には、表面処理により、表層L1が積層されている。このため、表面処理領域R1の強度、耐摩耗性を向上させることができる。
FIG. 5A shows a development view of the boss portion of the piston and the inner peripheral surface of the bearing. FIG. 5B is a development view of the outer peripheral surface of the pin body. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 2, it shows with the same code | symbol. When the exhaust pressure F3 shown in FIG. 2 acts on the
また、図2に示す排圧F3がピストン91およびピストンピン1に作用すると、オイルクリアランスOの上側部分O2が狭くなる。このため、圧接や摩耗が発生しやすくなる。そこで、点線ハッチングで示すように、ピン本体2の外周面およびボス部910の内周面のうち、上側部分O2を中心とする±90°領域(上半分の表面処理領域R2)には、表面処理により、表層L2が積層されている。このため、表面処理領域R2の強度、耐摩耗性を向上させることができる。
2 acts on the
なお、表面処理領域R1、R2以外の領域(以下、「任意領域」と称す)に対する表面処理の有無は特に限定しない。表面処理領域R1、R2と比較して、任意領域は、オイルクリアランスOが狭くなりにくい。このため、圧接や摩耗が発生しにくい。したがって、任意領域に、表面処理を施さなくてもよい。また、任意領域に、表面処理領域R1、R2とは異なる表面処理を施してもよい。表面処理領域R1、R2の位置、範囲、配置数は特に限定しない。表面処理領域R1および表面処理領域R2のうち、いずれか一方だけを配置してもよい。なお、表面処理の有無は、一例として、ピン本体2の外周面、摺動相手物の内周面における表層L1、L2の有無を基に、確認することができる。
In addition, the presence or absence of the surface treatment for the region other than the surface treatment regions R1 and R2 (hereinafter referred to as “arbitrary region”) is not particularly limited. Compared to the surface treatment regions R1 and R2, the oil clearance O is less likely to be narrow in any region. For this reason, pressure contact and wear are unlikely to occur. Therefore, it is not necessary to perform surface treatment on an arbitrary region. Further, a surface treatment different from the surface treatment regions R1 and R2 may be applied to an arbitrary region. The position, range, and number of arrangement of the surface treatment regions R1 and R2 are not particularly limited. Only one of the surface treatment region R1 and the surface treatment region R2 may be disposed. In addition, the presence or absence of surface treatment can be confirmed based on the presence or absence of the surface layers L1 and L2 in the outer peripheral surface of the pin
エンジン9の用途は特に限定しない。車両用の他、船舶用、航空機用のエンジンであってもよい。また、エンジン9の種類は特に限定しない。4サイクルエンジン、ミラーサイクルエンジン、2サイクルエンジンなどであってもよい。また、ピストン91のストローク方向は特に限定しない。上下方向に対して±30°、±45°、±60°、±90°傾斜した方向などであってもよい。すなわち、エンジン9の種類は、直列型、V型、水平対向型などであってもよい。ピストン91のストローク方向によらず、フルフローティング形式であって、かつピン本体2の軸心A1に対してピストンピン1の重心Gが偏心していれば、重心Gは軸心A1の下側に来る。また、エンジン9の気筒90数は特に限定しない。
The use of the
好ましくは、エンジン9は、ディーゼルターボエンジンである方がよい。ディーゼルターボエンジンの場合、エンジン回転数が低く設定されている場合が多いため、図2に示す遠心力F1が小さくなりやすい。その反面、ターボを採用しているため、排圧F3が大きくなりやすい。このため、オイルクリアランスOに油膜が形成されにくい。したがって、本発明のピストンピンを採用すると、ディーゼルターボエンジンであるにもかかわらず、オイルクリアランスOに油膜が形成されやすくなる。
Preferably, the
1:ピストンピン、2:ピン本体、3:錘、9:エンジン、20:錘配置孔、90:気筒、91:ピストン、92:コンロッド、93:クランクシャフト、94:軸受、95:スナップリング、96:ピストンリング、910:ボス部、911:外周リング溝、912:内周リング溝、920:小端部、920a:油孔、921:大端部、921a:コンロッドベアリング、922:ロッド部、930:メインジャーナル、931:クランクピン、932:クランクアーム、940:油孔、A1:中心(軸心)、A2:中心、B1:中心、B2:中心、C:燃焼室、F1:遠心力、F2:重量、F3:排圧、G:重心、L1:表層、L2:表層、O:オイルクリアランス、O1:下側部分、O2:上側部分、R1:表面処理領域、R2:表面処理領域、a1:中心、a2:中心 1: piston pin, 2: pin body, 3: weight, 9: engine, 20: weight arrangement hole, 90: cylinder, 91: piston, 92: connecting rod, 93: crankshaft, 94: bearing, 95: snap ring, 96: Piston ring, 910: Boss part, 911: Outer ring groove, 912: Inner ring ring groove, 920: Small end part, 920a: Oil hole, 921: Large end part, 921a: Connecting rod bearing, 922: Rod part, 930: main journal, 931: crank pin, 932: crank arm, 940: oil hole, A1: center (axial center), A2: center, B1: center, B2: center, C: combustion chamber, F1: centrifugal force, F2: Weight, F3: Exhaust pressure, G: Center of gravity, L1: Surface layer, L2: Surface layer, O: Oil clearance, O1: Lower portion, O2: Upper portion, R1: Surface treatment region, R2: Surface Management area, a1: center, a2: center
Claims (2)
前記軸受に支持され、軸方向に延在する錘配置孔を有するピン本体と、
前記錘配置孔に配置される錘と、
を備えるピストンピン。 Connect the piston and the bearing at the small end of the connecting rod,
A pin body supported by the bearing and having a weight arrangement hole extending in the axial direction;
A weight placed in the weight placement hole;
Piston pin with
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JP2016200997A Pending JP2018062972A (en) | 2016-10-12 | 2016-10-12 | Piston pin |
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- 2016-10-12 JP JP2016200997A patent/JP2018062972A/en active Pending
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