JP5437826B2 - ピストン支持部の潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、ピストン支持部の潤滑構造に関するものである。

図４に示す如く、自動車等における一般的なエンジンでは、シリンダ１内に収容されたピストン２がピストンピン３を介しコンロッド４の小端部４ａにより揺動自在に支持されており、該コンロッド４の大端部４ｂがクランクピン５を介しクランクシャフト６と連結されている。

また、クランクピン５はクランクアーム６ａによりクランクシャフト６の中心からずらした位置に支持されており、クランクピン５がクランクシャフト６の中心回りに円軌道（図４中の一点鎖線を参照）を描いて移動するようになっているので、コンロッド４がピストンピン３を中心に揺動しつつピストン２がシリンダ１内を昇降することになる。

ここで、図５に示す如く、前記ピストンピン３は、ピストン２の裏面に形成されたピンボス部７により両端部を回動自在に軸支されており、前記コンロッド４の小端部４ａは、前記各ピンボス部７に挟まれたピストンピン３の中央部を回動自在に軸支するようになっている。

尚、図５に図示している例では、近年におけるエンジンの高出力化に伴う高負荷対応用の構造が採用されており、より具体的には、コンロッド４の小端部４ａの厚さ寸法（図５中の左右方向の寸法）が上側から下側に向かうに従い徐々に大きくなるように形成され、前記コンロッド４の小端部４ａを挟んで対峙する各ピンボス部７の対向端が、前記小端部４ａの厚さ方向両端面の傾斜に沿うように斜めに形成されている。

即ち、このようにすれば、爆発荷重により強い面圧を受けるピンボス部７上側の受圧面積が大きく採れると共に、爆発荷重により強い面圧を受けるコンロッド４の小端部４ａ下側の受圧面積が大きく採れることになる。

そして、このようなピストン２の支持部における潤滑は、コンロッド４内部の油通路８（図４参照）を通して潤滑油を強制給油したり、シリンダ１下部に装備された図示しないオイル噴射ノズルから潤滑油をピストン２の裏面に向け上向きに噴射したり、クランクシャフト６の潤滑油の跳ね上げを利用したりして行われるようになっている。

尚、この種のピストン支持部の潤滑構造に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。

特開２００７−１４６８０８号公報

しかしながら、斯かる従来構造において、ピンボス部７への給油は、オイル噴射ノズルからの直接的な潤滑油の噴射や、ピストン２のクーリングギャラリ（図示せず）に噴射導入された潤滑油の滴下や、クランクシャフト６の跳ね上げによる潤滑油の飛散や、コンロッド４内部の油通路８を通して小端部４ａの内周部に強制給油された潤滑油のピンボス部７側への漏出等により行われるようになっているが、ピストンピン３の付近に潤滑油を集めることができても、ピストンピン３とピンボス部７との間の摺動部に潤滑油を誘導することが難しく、ピストンピン３とピンボス部７との間の摺動部に潤滑油を行き渡らせることが難しいという問題があった。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、ピストンピンとピンボス部との間の摺動部に潤滑油を良好に行き渡らせて焼付きを確実に防止し得るようにしたピストン支持部の潤滑構造を提供することを目的としている。

本発明は、ピストンの裏面に形成されたピンボス部により両端部を回動自在に軸支されたピストンピンを介し前記ピストンをコンロッドの小端部で揺動自在に支持したピストン支持部の潤滑構造であって、前記ピンボス部の内周部における爆発荷重が作用する頂部付近の所要範囲を避けた非荷重範囲に、前記各ピンボス部の軸心方向に延びる油溜りポケットを形成すると共に、前記コンロッドの小端部を挟んで対峙する各ピンボス部の対向端における前記非荷重範囲に、前記各油溜りポケットの開口位置で前記ピンボス部の軸心方向外側に切れ込んでから該ピンボス部の円周方向下側に延びる切欠部を形成したことを特徴とするものである。

このようにすれば、コンロッド側の往復揺動に伴いピストンピンがピンボス部に対し往復回動した際に、ピストンピンがピンボス部に対し上向きに回動する側でピストンピン表面の潤滑油が切欠部の上縁部分で堰き止められるようにして留められ、更なるピストンピンの上向きの回動により潤滑油が油溜りポケットへ送り込まれることになる。

そして、各ピンボス部の軸心方向に延びる油溜りポケット内が潤滑油で満たされた後は、ピンボス部に対するピストンピンの往復回動により油溜りポケットから繰り返し上下に潤滑油が引き出され、該潤滑油がピストンピンとピンボス部との間の摺動部の全域に亘り行き渡ることになる。

また、ピンボス部における爆発荷重が作用する頂部付近の所要範囲を避けた非荷重範囲に油溜りポケット及び切欠部が形成されているので、爆発荷重が作用する頂部付近の所要範囲に油溜りポケットや切欠部が形成されることによる強度低下や受圧面積の縮小を未然に回避することが可能となり、各ピンボス部の負荷能力を損なわずにピストンピンとピンボス部との間の摺動部へ向けた潤滑油の供給量の増加を図ることが可能となる。

更に、本発明においては、コンロッドの小端部の厚さ寸法が上側から下側に向かうに従い徐々に大きくなるように形成されていると共に、各ピンボス部の対向端における切欠部を除いた部分が前記小端部の厚さ方向両端面の傾斜に沿うように形成されていることが好ましい。

即ち、このようなエンジンの高出力化に伴う高負荷対応用の構造を採用したピストンの支持部に対しても前述の油溜りポケット及び切欠部を適用することが可能であり、特に非荷重範囲に油溜りポケット及び切欠部を形成する構成を採用すれば、高負荷対応用の構造としたことによる負荷能力を損なわずに済む。

上記した本発明のピストン支持部の潤滑構造によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ）コンロッド側の往復揺動に伴うピストンピンのピンボス部に対する往復回動により、ピストンピン表面の潤滑油を油溜りポケットへ積極的に送り込み、該油溜りポケットから繰り返し上下に潤滑油を引き出してピストンピンとピンボス部との間の摺動部の全域に亘り効率良く行き渡らせることができるので、ピストンピンとピンボス部との間の摺動部への潤滑油の供給量を増加して該摺動部における焼付きを確実に防止することができる。

（ＩＩ）ピンボス部における爆発荷重が作用する頂部付近の所要範囲を避けた非荷重範囲に油溜りポケット及び切欠部を形成した構成を採用すれば、爆発荷重が作用する頂部付近の所要範囲に油溜りポケットや切欠部が形成されることによる強度低下や受圧面積の縮小を未然に回避することができ、各ピンボス部の負荷能力を損なわずにピストンピンとピンボス部との間の摺動部へ向けた潤滑油の供給量の増加を図ることができる。

本発明を実施する形態の一例を示す一部を切り欠いた正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ矢視から見た切欠部周辺の断面図である。 図１の要部の詳細を示す斜視図である。 従来のピストン支持部の潤滑構造を示す断面図である。 図４のピストンの向きを９０゜変えて一部を切り欠いた正面図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図４及び図５と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

図１〜図３に示す如く、本形態例においては、前述した図４及び図５と略同様に構成したピストン支持部の潤滑構造に関し、前記ピンボス部７の内周部における爆発荷重が作用する頂部付近の所要範囲を避けた非荷重範囲ｘ（図２中におけるｙは爆発荷重が作用する荷重範囲を示す）に、前記各ピンボス部７の軸心方向に延びる油溜りポケット９を形成すると共に、前記コンロッド４の小端部４ａを挟んで対峙する各ピンボス部７の対向端に、前記各油溜りポケット９の開口位置で前記ピンボス部７の軸心方向外側に切れ込んでから該ピンボス部７の円周方向下側に延びる切欠部１０を形成している。

ここで、図２に示している例では、ピンボス部７の最頂部を０゜とした３６０゜の円周方向範囲において、爆発荷重が作用する頂部付近の所要範囲（図２中の荷重範囲ｙ）を避けた非荷重範囲ｘが、約２５゜〜３３５゜の範囲であることが本発明者らによる解析結果から判明しているので、ピンボス部７の０゜〜１８０゜の範囲で９０゜付近を下限として上方へ所要の幅を有する油溜りポケット９を形成すると共に、ピンボス部７の１８０゜〜３６０゜の範囲で２７０゜付近を下限として上方へ所要の幅を有する油溜りポケット９を形成するようにしている。

尚、本形態例においても、コンロッド４の小端部４ａの厚さ寸法が上側から下側に向かうに従い徐々に大きくなるように形成されていると共に、各ピンボス部７の対向端における切欠部１０を除いた部分が前記小端部４ａの厚さ方向両端面の傾斜に沿うように形成されており、エンジンの高出力化に伴う高負荷対応用の構造が採用されている。

このようにすれば、コンロッド４側の往復揺動に伴いピストンピン３がピンボス部７に対し往復回動した際に、ピストンピン３がピンボス部７に対し上向きに回動する側でピストンピン３表面の潤滑油が切欠部１０の上縁部分で堰き止められるようにして留められ、更なるピストンピン３の上向きの回動により潤滑油が油溜りポケット９へ送り込まれることになる。

そして、各ピンボス部７の軸心方向に延びる油溜りポケット９内が潤滑油で満たされた後は、ピンボス部７に対するピストンピン３の往復回動により油溜りポケット９から繰り返し上下に潤滑油が引き出され、該潤滑油がピストンピン３とピンボス部７との間の摺動部の全域に亘り行き渡ることになる。

また、ピンボス部７における爆発荷重が作用する頂部付近の所要範囲（図２中の荷重範囲ｙ）を避けた非荷重範囲ｘに油溜りポケット９及び切欠部１０が形成されているので、爆発荷重が作用する頂部付近の所要範囲（図２中の荷重範囲ｙ）に油溜りポケット９や切欠部１０が形成されることによる強度低下や受圧面積の縮小を未然に回避することが可能となり、各ピンボス部７の負荷能力を損なわずにピストンピン３とピンボス部７との間の摺動部へ向けた潤滑油の供給量の増加を図ることが可能となる。

従って、上記形態例によれば、コンロッド４側の往復揺動に伴うピストンピン３のピンボス部７に対する往復回動により、ピストンピン３表面の潤滑油を油溜りポケット９へ積極的に送り込み、該油溜りポケット９から繰り返し上下に潤滑油を引き出してピストンピン３とピンボス部７との間の摺動部の全域に亘り効率良く行き渡らせることができるので、ピストンピン３とピンボス部７との間の摺動部への潤滑油の供給量を増加して該摺動部における焼付きを確実に防止することができる。

また、特に本形態例においては、ピンボス部７における爆発荷重が作用する頂部付近の所要範囲（図２中の荷重範囲ｙ）を避けた非荷重範囲ｘに油溜りポケット９及び切欠部１０を形成しているので、爆発荷重が作用する頂部付近の所要範囲（図２中の荷重範囲ｙ）に油溜りポケット９や切欠部１０が形成されることによる強度低下や受圧面積の縮小を未然に回避することができ、各ピンボス部７の負荷能力を損なわずにピストンピン３とピンボス部７との間の摺動部へ向けた潤滑油の供給量の増加を図ることができる。

特に本形態例のように、エンジンの高出力化に伴う高負荷対応用の構造を採用したピストン２の支持部に適用する場合には、高負荷対応用の構造としたことによる負荷能力を損なわずにピストンピン３とピンボス部７との間の摺動部へ向けた潤滑油の供給量の増加を図ることができ、ピストンピン３とピンボス部７との間の摺動部における焼付きを防止する対策として有効な手段となる。

尚、本発明のピストン支持部の潤滑構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

２ ピストン
３ ピストンピン
４ コンロッド
４ａ 小端部
７ ピンボス部
９ 油溜りポケット
１０ 切欠部
ｘ 非荷重範囲

Claims (2)

1. ピストンの裏面に形成されたピンボス部により両端部を回動自在に軸支されたピストンピンを介し前記ピストンをコンロッドの小端部で揺動自在に支持したピストン支持部の潤滑構造であって、前記ピンボス部の内周部における爆発荷重が作用する頂部付近の所要範囲を避けた非荷重範囲に、前記各ピンボス部の軸心方向に延びる油溜りポケットを形成すると共に、前記コンロッドの小端部を挟んで対峙する各ピンボス部の対向端における前記非荷重範囲に、前記各油溜りポケットの開口位置で前記ピンボス部の軸心方向外側に切れ込んでから該ピンボス部の円周方向下側に延びる切欠部を形成したことを特徴とするピストン支持部の潤滑構造。
2. コンロッドの小端部の厚さ寸法が上側から下側に向かうに従い徐々に大きくなるように形成されていると共に、各ピンボス部の対向端における切欠部を除いた部分が前記小端部の厚さ方向両端面の傾斜に沿うように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のピストン支持部の潤滑構造。

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