JP6916082B2 - Piston support structure - Google Patents

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本発明は、ピストンの支持構造に関する。 The present invention relates to a piston support structure.

レシプロ式のエンジンにおいて、シリンダー内を上下動するピストンは、ピストンピンによってコンロッドの小端部に連結されている。ピストンピンは、ピストンに形成された一対のピン支持孔とコンロッドの小端部に形成されたピン挿通孔とに挿通されており、ピストンは、ピストンピンの外周面とピン挿通孔の内周面とを摺動させながら、シリンダー内を上下動する。そのため、例えば特許文献1のように、ピストンピンの外周面とピン挿通孔の内周面とが摺動する摺動部にオイルを供給することにより、コンロッドとピストンピンとの焼き付きを抑制している。 In a reciprocating engine, a piston that moves up and down in a cylinder is connected to a small end of a connecting rod by a piston pin. The piston pin is inserted into a pair of pin support holes formed in the piston and a pin insertion hole formed in the small end of the connecting rod, and the piston is formed on the outer peripheral surface of the piston pin and the inner peripheral surface of the pin insertion hole. It moves up and down in the cylinder while sliding and. Therefore, for example, as in Patent Document 1, seizure between the connecting rod and the piston pin is suppressed by supplying oil to the sliding portion where the outer peripheral surface of the piston pin and the inner peripheral surface of the pin insertion hole slide. ..

ところで、ピストンには、シリンダー内の圧力に基づく筒内圧荷重とピストンの上下動にともなう慣性力とが作用する。筒内圧荷重は、ピストンを下動方向側へ押し下げる押下力として作用する。一方、慣性力は、ピストンがストローク中央よりも下死点側に位置しているときは押下力として作用し、ピストンがストローク中央よりも上死点側に位置しているときはピストンを上動方向側へ押し上げる押上力として作用する。そして、排気上死点付近において筒内圧荷重に基づく押下力よりも慣性力に基づく押上力が大きくなり、ピストンピンがピン挿通孔内をピストンの上動方向側へ変位する。これにより、ピストンの下動方向側の摺動部である下側摺動部に新たなオイルが供給されることで下側摺動部における焼き付きが抑えられる。 By the way, an in-cylinder pressure load based on the pressure in the cylinder and an inertial force due to the vertical movement of the piston act on the piston. The in-cylinder pressure load acts as a pressing force that pushes the piston downward. On the other hand, the inertial force acts as a pressing force when the piston is located on the bottom dead center side of the center of the stroke, and moves the piston upward when the piston is located on the top dead center side of the center of the stroke. It acts as a pushing force that pushes up in the direction. Then, near the exhaust top dead center, the pushing force based on the inertial force becomes larger than the pushing force based on the in-cylinder pressure load, and the piston pin is displaced in the pin insertion hole toward the upward movement direction of the piston. As a result, new oil is supplied to the lower sliding portion, which is the sliding portion on the downward moving direction side of the piston, so that seizure in the lower sliding portion is suppressed.

特開2014−202216号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-202216

一方、近年では、エンジンのダウンサイジング等によってシリンダー内の圧力が全行程において高まる傾向にある。そのため、筒内圧荷重の増大にともなって下側摺動部に対してオイルが供給されにくくなってきており、下側摺動部においてピストンピンとコンロッドとが焼き付いてしまうおそれがあった。 On the other hand, in recent years, the pressure in the cylinder tends to increase in the entire process due to engine downsizing and the like. Therefore, as the in-cylinder pressure load increases, it becomes difficult to supply oil to the lower sliding portion, and there is a risk that the piston pin and the connecting rod may seize at the lower sliding portion.

本発明は、ピストンピンとコンロッドとの焼き付きを抑制するピストンの支持構造を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a piston support structure that suppresses seizure between a piston pin and a connecting rod.

上記課題を解決するピストンの支持構造は、互いに対向する一対のピン支持孔を有するピストンと、前記一対のピン支持孔の間に位置するピン挿通孔を有するコンロッドと、前記一対のピン支持孔および前記ピン挿通孔に挿通されて前記ピストンと前記コンロッドとを連結するとともに、前記ピン挿通孔の内周面との間の隙間にオイルが供給されるピストンピンと、前記コンロッドに対して前記ピストンピンを前記ピストンの上動方向へ付勢するばね部材を有する付勢部とを備え、前記ばね部材は、前記ピストンの外側に配設されており、前記コンロッドに対して連結されているとともに前記ピストンピンに対して回動可能に連結されている。 The piston support structure for solving the above problems includes a piston having a pair of pin support holes facing each other, a conrod having a pin insertion hole located between the pair of pin support holes, the pair of pin support holes, and the pair of pin support holes. A piston pin that is inserted through the pin insertion hole to connect the piston and the conrod, and oil is supplied to a gap between the inner peripheral surface of the pin insertion hole, and the piston pin with respect to the conrod. It is provided with an urging portion having a spring member for urging the piston in the upward movement direction, and the spring member is arranged on the outside of the piston and is connected to the conrod and the piston pin. It is rotatably connected to.

上記構成によれば、ばね部材によってピストンの上動方向へとピストンピンが付勢される分だけピストンの押上力を高めることができる。これにより、ピストンの下動方向側の摺動部である下側摺動部に対して新たなオイルが供給されやすくなる。その結果、ピストンピンとコンロッドとの焼き付きを抑制することができる。そのうえ、ばね部材がピストンの外側に配設されていることでピストンとコンロッドとを連結させたあとでばね部材の組み付け作業を行うことができる。 According to the above configuration, the pushing force of the piston can be increased by the amount that the piston pin is urged in the upward movement direction of the piston by the spring member. As a result, new oil can be easily supplied to the lower sliding portion, which is the sliding portion on the downward moving direction side of the piston. As a result, seizure between the piston pin and the connecting rod can be suppressed. Moreover, since the spring member is arranged on the outside of the piston, the spring member can be assembled after the piston and the connecting rod are connected.

上記構成のピストンの支持構造において、前記付勢部は、前記ばね部材を一対有し、前記一対のばね部材は、前記ピストンピンの延在方向における前記コンロッドの両側に配設されていることが好ましい。 In the piston support structure having the above configuration, the urging portion has a pair of the spring members, and the pair of spring members are arranged on both sides of the connecting rod in the extending direction of the piston pin. preferable.

上記構成によれば、所定の付勢力を得るうえで1つのばね部材に求められるばね定数を小さくすることができる。その結果、ばね部材の組み付け作業をより容易に行うことができる。また、ピストンピンは、上動方向への付勢力を両端部で受けることから、下側摺動部に対して新たなオイルがさらに供給されやすくなる。 According to the above configuration, the spring constant required for one spring member in order to obtain a predetermined urging force can be reduced. As a result, the assembly work of the spring member can be performed more easily. Further, since the piston pin receives the urging force in the upward moving direction at both ends, new oil can be more easily supplied to the lower sliding portion.

上記構成のピストンの支持構造において、前記ピストンピンは、前記ピストンピンの軸方向に延びる軸孔が形成された円筒状の形状を有し、前記軸孔は、前記ピストンピンの両端部に位置する一対の大径部と前記一対の大径部を連通する小径部とを有し、前記付勢部は、前記軸孔に挿通されて前記ピストンピンの両端部から突出するインナーシャフトと、前記大径部の各々に配設されて前記ピストンピンに対して回動可能に前記インナーシャフトを支持するボールベアリングとを有し、前記ばね部材は、前記インナーシャフトのうちで前記ピストンピンから突出する部分に連結されることにより前記ピストンピンに対して回動可能に連結されていることが好ましい。 In the piston support structure having the above configuration, the piston pin has a cylindrical shape in which a shaft hole extending in the axial direction of the piston pin is formed, and the shaft holes are located at both ends of the piston pin. It has a pair of large-diameter portions and a small-diameter portion that communicates the pair of large-diameter portions, and the urging portion includes an inner shaft that is inserted into the shaft hole and projects from both ends of the piston pin, and the large-diameter portion. Each of the diameter portions has a ball bearing that rotatably supports the inner shaft with respect to the piston pin, and the spring member is a portion of the inner shaft that protrudes from the piston pin. It is preferable that the piston pin is rotatably connected to the piston pin by being connected to the piston pin.

上記構成によれば、ばね部材とピストンピンとの間にボールベアリングが介在していることから、ピストンピンに対してばね部材が回動する際に生じる摩擦を低減することができる。 According to the above configuration, since the ball bearing is interposed between the spring member and the piston pin, it is possible to reduce the friction generated when the spring member rotates with respect to the piston pin.

上記構成のピストンの支持構造において、前記ばね部材が前記コンロッドに対して回動不能に連結されていることが好ましい。
上記構成によれば、付勢部において生じる回動動作を低減することができる。
In the piston support structure having the above configuration, it is preferable that the spring member is non-rotatably connected to the connecting rod.
According to the above configuration, it is possible to reduce the rotational movement that occurs in the urging portion.

上記構成のピストンの支持構造において、前記ばね部材と前記コンロッドとが複数の締結部材によって締結されていることが好ましい。
上記構成によれば、ばね部材とコンロッドとの連結作業を容易にしつつ、ばね部材とコンロッドとを回動不能に連結することができる。また、締結部材の緩みをより確実に抑えることができる。
In the piston support structure having the above configuration, it is preferable that the spring member and the connecting rod are fastened by a plurality of fastening members.
According to the above configuration, the spring member and the connecting rod can be non-rotatably connected while facilitating the connection work between the spring member and the connecting rod. In addition, loosening of the fastening member can be suppressed more reliably.

ピストンの支持構造の一実施形態の概略構成を示す概略構成図であって、ピストンが上死点に位置している状態を示す図。It is a schematic block diagram which shows the schematic structure of one Embodiment of the piston support structure, and is the figure which shows the state which the piston is located at the top dead center. (a)自由状態にあるばね部材の正面構造を示す正面図、(b)自由状態にあるばね部材の側面構造を示す側面図。(A) A front view showing the front structure of the spring member in the free state, and (b) a side view showing the side structure of the spring member in the free state. クランク角とピストンに作用する力との関係の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the relationship between a crank angle and a force acting on a piston. (a)所定の付勢力を発生させるばね部材の寸法条件の一例を示すグラフ、(b)ばね部材の寸法条件と圧力比との関係の一例を示したグラフ。(A) A graph showing an example of dimensional conditions of a spring member that generates a predetermined urging force, and (b) a graph showing an example of the relationship between the dimensional conditions of a spring member and a pressure ratio.

図1〜図4を参照して、ピストンの支持構造の一実施形態について説明する。
図1に示すように、シリンダーブロック11に形成されたシリンダー12には、シリンダー12の延在方向に沿って上死点と下死点との間で上下動可能なピストン13が収容されている。ピストン13は、例えば鋳鉄といった鉄を主成分とする鉄鋼製の基材に各種機械加工が施されることにより作製される。
An embodiment of the piston support structure will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
As shown in FIG. 1, the cylinder 12 formed in the cylinder block 11 accommodates a piston 13 that can move up and down between the top dead center and the bottom dead center along the extending direction of the cylinder 12. .. The piston 13 is manufactured by subjecting a steel base material containing iron as a main component, such as cast iron, to various machining processes.

ピストン13は、各種ピストンリング14が装着されるリングベルト部13Aと、リングベルト部13Aよりもピストン13の下動方向側にリングベルト部13Aよりも小さな外径を有するピン連結部13Bを有している。ピストン13は、リングベルト部13Aとピン連結部13Bとの径差に基づく段差によって形成される空間である段差空間15を有している。ピストン13は、ピストン13の上動方向へ窪んだ形状の裏面13Cを有し、また、この裏面13Cとピン連結部13Bの外側面とに開口して互いに対向する一対のピン支持孔17を有している。ピストン13は、裏面13Cが形成する凹部にコンロッド20の小端部21が配設された状態でピストンピン23が一対のピン支持孔17および小端部21のピン挿通孔24に挿通されることによりコンロッド20に連結される。 The piston 13 has a ring belt portion 13A on which various piston rings 14 are mounted, and a pin connecting portion 13B having an outer diameter smaller than that of the ring belt portion 13A on the downward moving direction side of the piston 13 with respect to the ring belt portion 13A. ing. The piston 13 has a step space 15 which is a space formed by a step based on the diameter difference between the ring belt portion 13A and the pin connecting portion 13B. The piston 13 has a back surface 13C having a shape recessed in the upward movement direction of the piston 13, and also has a pair of pin support holes 17 that are open to the back surface 13C and the outer surface of the pin connecting portion 13B and face each other. is doing. In the piston 13, the piston pin 23 is inserted into the pair of pin support holes 17 and the pin insertion hole 24 of the small end portion 21 in a state where the small end portion 21 of the connecting rod 20 is arranged in the recess formed by the back surface 13C. Is connected to the connecting rod 20.

ピストンピン23は、例えばクロム鋼(Cr鋼)といった鉄を主成分とする鉄鋼製の基材に対して各種機械加工が施されることにより作製され、軸方向に延びる軸孔25が形成された円筒形状を有している。ピストンピン23は、ピン支持孔17においてピン連結部13Bに装着される図示されないスナップリングにより軸方向における移動が規制されている。軸孔25は、ピストンピン23の両端部に位置する一対の大径部26と、一対の大径部26を連通する小径部27とを有している。ピストンピン23は、後述するコンロッド20に形成されたオイル導出口36に対向可能な位置に開口を有して、軸孔25内にオイルを導入可能に構成されたオイル導入路38が形成されている。 The piston pin 23 is manufactured by subjecting a steel base material containing iron as a main component, for example, chrome steel (Cr steel), to various machining processes, and a shaft hole 25 extending in the axial direction is formed. It has a cylindrical shape. The movement of the piston pin 23 in the axial direction is restricted by a snap ring (not shown) attached to the pin connecting portion 13B in the pin support hole 17. The shaft hole 25 has a pair of large diameter portions 26 located at both ends of the piston pin 23 and a small diameter portion 27 communicating with the pair of large diameter portions 26. The piston pin 23 has an opening at a position facing the oil outlet 36 formed in the connecting rod 20, which will be described later, and an oil introduction path 38 configured to allow oil to be introduced is formed in the shaft hole 25. There is.

コンロッド20は、例えば炭素鋼といった鉄を主成分とする鉄鋼製の基材に対して各種機械加工が施されることにより作製され、ピストン13と図示されないクランクシャフトとを連結する。コンロッド20は、ピストン13の上下動にともなって、ピン挿通孔24の内周面をピストンピン23の外周面に摺動させながらピストンピン23を軸として揺動する。なお、ピン挿通孔24の内周面とピストンピン23の外周面とが摺動する摺動部のうち、ピストン13の下動方向側の部分を下側摺動部30、ピストン13の上動方向側の部分を上側摺動部31という。 The connecting rod 20 is manufactured by subjecting a steel base material containing iron as a main component, such as carbon steel, to various types of machining, and connects the piston 13 and a crankshaft (not shown). The connecting rod 20 swings around the piston pin 23 while sliding the inner peripheral surface of the pin insertion hole 24 with the outer peripheral surface of the piston pin 23 as the piston 13 moves up and down. Of the sliding portions where the inner peripheral surface of the pin insertion hole 24 and the outer peripheral surface of the piston pin 23 slide, the portion on the downward moving direction side of the piston 13 is the lower sliding portion 30 and the upward movement of the piston 13. The portion on the directional side is referred to as an upper sliding portion 31.

また、コンロッド20は、クランクシャフトの内部に形成されたオイル供給通路に連通するオイル通路35を有している。オイル通路35は、コンロッド20の延在方向に沿って延びており、ピン挿通孔24の内周面に対する開口であるオイル導出口36を有している。オイル通路35には、クランクシャフトに形成されたオイル供給通路を通じて、例えばエンジンを動力源とするオイルポンプが圧送する所定圧力のオイルが導入される。オイル通路35に導入されたオイルは、オイル導出口36から下側摺動部30へと導出され、ピストンピン23とコンロッド20との間を潤滑するとともにこれらピストンピン23とコンロッド20とを冷却する。下側摺動部30にオイルが供給されやすくなるように、ピストンピン23が付勢部40によりコンロッド20に対してピストン13の上動方向へ付勢されている。 Further, the connecting rod 20 has an oil passage 35 that communicates with an oil supply passage formed inside the crankshaft. The oil passage 35 extends along the extending direction of the connecting rod 20 and has an oil outlet 36 which is an opening to the inner peripheral surface of the pin insertion hole 24. An oil having a predetermined pressure, for example, pumped by an oil pump powered by an engine, is introduced into the oil passage 35 through an oil supply passage formed in a crankshaft. The oil introduced into the oil passage 35 is led out from the oil outlet 36 to the lower sliding portion 30, lubricates between the piston pin 23 and the connecting rod 20, and cools the piston pin 23 and the connecting rod 20. .. The piston pin 23 is urged by the urging portion 40 in the upward direction of the piston 13 with respect to the connecting rod 20 so that the oil can be easily supplied to the lower sliding portion 30.

付勢部40は、一対のボールベアリング41と、インナーシャフト44と、一対のばね部材45とを有している。
ボールベアリング41は、ピストンピン23の軸孔25の一部である大径部26に配設されており、大径部26においてピストンピン23に装着されるスナップリング42によって大径部26からの脱落が防止されている。各ボールベアリング41は、ピストンピン23の軸孔25の小径部27よりも小さい内径を有している。
The urging portion 40 has a pair of ball bearings 41, an inner shaft 44, and a pair of spring members 45.
The ball bearing 41 is arranged in the large diameter portion 26 which is a part of the shaft hole 25 of the piston pin 23, and is connected to the large diameter portion 26 by the snap ring 42 mounted on the piston pin 23 in the large diameter portion 26. It is prevented from falling off. Each ball bearing 41 has an inner diameter smaller than that of the small diameter portion 27 of the shaft hole 25 of the piston pin 23.

インナーシャフト44は、ボールベアリング41の内径よりもわずかに小さい径の円柱形状を有しており、たとえば炭素鋼やステンレス鋼といった鉄を主成分とする鉄鋼製の基材に対して各種機械加工が施されることにより作製される。インナーシャフト44は、各ボールベアリング41に挿通されており、一対のボールベアリング41を介してピストンピン23に対して回動可能に支持されている。インナーシャフト44は、インナーシャフト44の長さは、ピストン13のピン連結部13Bの幅よりも大きく、かつ、ピストン13のリングベルト部13Aの直径よりも小さい。インナーシャフト44は、シリンダー12の径方向におけるピストン13のリングベルト部13Aよりも内側の領域に配設されており、その両端部がピストン13のピン連結部13Bから突出している。また、ピストンピン23の軸孔25においてインナーシャフト44とピストンピン23との間には、隙間44Aが形成されている。 The inner shaft 44 has a cylindrical shape having a diameter slightly smaller than the inner diameter of the ball bearing 41, and various machining can be performed on a steel base material containing iron as a main component, for example, carbon steel or stainless steel. It is produced by being applied. The inner shaft 44 is inserted through each ball bearing 41 and is rotatably supported with respect to the piston pin 23 via a pair of ball bearings 41. In the inner shaft 44, the length of the inner shaft 44 is larger than the width of the pin connecting portion 13B of the piston 13 and smaller than the diameter of the ring belt portion 13A of the piston 13. The inner shaft 44 is arranged in a region inside the ring belt portion 13A of the piston 13 in the radial direction of the cylinder 12, and both ends thereof protrude from the pin connecting portion 13B of the piston 13. Further, a gap 44A is formed between the inner shaft 44 and the piston pin 23 in the shaft hole 25 of the piston pin 23.

ばね部材45は、コンロッド20に対してピストンピン23をピストン13の上動方向へ付勢する。ばね部材45は、ピストンピン23の延在方向におけるコンロッド20の両側にてピストン13の外側の空間を通るように配設されている。ピストン13の外側の空間とは、シリンダー12の径方向においてはシリンダー12とピストン13との間の空間であり、シリンダー12の軸方向においてはピストン13に対するピストン13の下動方向側の空間である。ばね部材45は、たとえばJISG4801に規定されるばね鋼鋼材に準拠する部材からなり、荷重に対する弾性変形領域が大きくなるように降伏応力が高い材料で作製されることが好ましい。ばね部材45は、クランク状に屈曲した屈曲形状を有しており、締結部材46によってコンロッド20に連結される第1連結部47と、インナーシャフト44およびボールベアリング41を介してピストンピン23に対して回動可能に連結される第2連結部48とを有している。また、ばね部材45は、第1連結部47に対して第2連結部48をピストンピン23の端部近傍へオフセットするオフセット部49を有している。第1連結部47は、コンロッド20の延在方向に沿うように配設され、第2連結部48は、ピストン13におけるリングベルト部13Aとピン連結部13Bとの径差に基づく段差空間15をピン連結部13Bに沿うように配設される。また、オフセット部49は、ピストン13に対する下動方向側の空間を通じて第2連結部48を第1連結部47に対してオフセットする。 The spring member 45 urges the piston pin 23 against the connecting rod 20 in the upward direction of the piston 13. The spring member 45 is arranged so as to pass through the space outside the piston 13 on both sides of the connecting rod 20 in the extending direction of the piston pin 23. The space outside the piston 13 is the space between the cylinder 12 and the piston 13 in the radial direction of the cylinder 12, and the space on the downward movement direction side of the piston 13 with respect to the piston 13 in the axial direction of the cylinder 12. .. The spring member 45 is preferably made of, for example, a member conforming to the spring steel material specified in JIS G4801, and is made of a material having a high yield stress so that the elastic deformation region with respect to the load becomes large. The spring member 45 has a bent shape that is bent like a crank, and is connected to the piston pin 23 via the first connecting portion 47 that is connected to the connecting rod 20 by the fastening member 46, the inner shaft 44, and the ball bearing 41. It has a second connecting portion 48 that is rotatably connected. Further, the spring member 45 has an offset portion 49 that offsets the second connecting portion 48 toward the vicinity of the end portion of the piston pin 23 with respect to the first connecting portion 47. The first connecting portion 47 is arranged along the extending direction of the connecting rod 20, and the second connecting portion 48 provides a step space 15 based on the diameter difference between the ring belt portion 13A and the pin connecting portion 13B of the piston 13. It is arranged along the pin connecting portion 13B. Further, the offset portion 49 offsets the second connecting portion 48 with respect to the first connecting portion 47 through the space on the downward movement direction side with respect to the piston 13.

図2(a)および図2(b)に示すように、ばね部材45は、幅b、厚さhを有する板状の基材をプレス加工等によって屈曲させることにより作製される。
第1連結部47は、コンロッド20の延在方向に沿って配置される複数の締結孔51を有している。第1連結部47は、これらの締結孔51を通じてコンロッド20に締結部材46が締結されることによりコンロッド20に固定され、ばね部材45とコンロッド20とを回動不能に連結する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the spring member 45 is manufactured by bending a plate-shaped base material having a width b and a thickness h by press working or the like.
The first connecting portion 47 has a plurality of fastening holes 51 arranged along the extending direction of the connecting rod 20. The first connecting portion 47 is fixed to the connecting rod 20 by fastening the fastening member 46 to the connecting rod 20 through these fastening holes 51, and connects the spring member 45 and the connecting rod 20 in a non-rotatable manner.

第2連結部48は、第1連結部47に対して略平行に延びる部位であり、その先端部にインナーシャフト44が挿通されるシャフト挿通孔52を有している。第2連結部48は、シャフト挿通孔52にインナーシャフト44の端部が挿通された状態でインナーシャフト44にスナップリング55(図1参照)が装着されることにより、ばね部材45をインナーシャフト44に連結する。これにより、ばね部材45は、インナーシャフト44およびボールベアリング41を介してピストンピン23に対して回動可能に連結される。なお、ばね部材45は、インナーシャフト44に対して回動可能に連結されてもよいし、インナーシャフト44に対して回動不能に連結されてもよい。 The second connecting portion 48 is a portion extending substantially parallel to the first connecting portion 47, and has a shaft insertion hole 52 into which the inner shaft 44 is inserted at the tip end portion thereof. The second connecting portion 48 attaches the spring member 45 to the inner shaft 44 by mounting the snap ring 55 (see FIG. 1) on the inner shaft 44 with the end portion of the inner shaft 44 inserted into the shaft insertion hole 52. Connect to. As a result, the spring member 45 is rotatably connected to the piston pin 23 via the inner shaft 44 and the ball bearing 41. The spring member 45 may be rotatably connected to the inner shaft 44, or may be non-rotatably connected to the inner shaft 44.

オフセット部49は、所定寸法のR部を介して第1連結部47および第2連結部48に一体的に連結されている。オフセット部49は、ばね部材45が自由状態にあるときに第1および第2連結部47,48に対して斜め方向に延在している。これにより、オフセット部49は、第1連結部47の延在方向に沿って第1連結部47と第2連結部48とをセットアップ量xだけずれた位置に配置する。ばね部材45は、図1に示すようにコンロッド20およびピストンピン23に組み付けられた状態では第1連結部47および第2連結部48に直交するように弾性変形した状態にある。なお、以下では、ばね部材45の幅b、厚さh、および、セットアップ量xをばね部材45の寸法条件という。 The offset portion 49 is integrally connected to the first connecting portion 47 and the second connecting portion 48 via an R portion having a predetermined dimension. The offset portion 49 extends obliquely with respect to the first and second connecting portions 47 and 48 when the spring member 45 is in the free state. As a result, the offset portion 49 arranges the first connecting portion 47 and the second connecting portion 48 at positions shifted by the setup amount x along the extending direction of the first connecting portion 47. As shown in FIG. 1, the spring member 45 is in a state of being elastically deformed so as to be orthogonal to the first connecting portion 47 and the second connecting portion 48 when assembled to the connecting rod 20 and the piston pin 23. In the following, the width b, the thickness h, and the setup amount x of the spring member 45 are referred to as dimensional conditions of the spring member 45.

上述したピストンの支持構造においては、コンロッド20とピストン13とがピストンピン23で連結されたのち、付勢部40が次のような順序で組み付けられる。
まず、ボールベアリング41がピストンピン23に装着される。ボールベアリング41は、ピストンピン23の大径部26に配設されたのち、当該大径部26にスナップリング42が装着されることによりピストンピン23に装着される。続いて、インナーシャフト44がボールベアリング41に挿通される。このとき、インナーシャフト44の両端部は、ピストン13のピン連結部13Bから突出する状態に保持される。次に、ばね部材45の第1連結部47がコンロッド20に連結されたのち、ばね部材45を弾性変形させた状態でインナーシャフト44を第2連結部48のシャフト挿通孔52に挿通させる。そして、インナーシャフト44のうちでシャフト挿通孔52から突出している部分にスナップリング55が装着される。こうしたばね部材45の装着がピストンピン23の一端部側とピストンピン23の他端部側で行われる。こうして組み付けられた付勢部40においては、コンロッド20を支点とするばね部材45の弾性力がインナーシャフト44、ボールベアリング41を介してピストンピン23の両端部に作用する。これにより、ピストンピン23は、コンロッド20に対してピストン13の上動方向へと付勢される。
In the piston support structure described above, the connecting rod 20 and the piston 13 are connected by the piston pin 23, and then the urging portion 40 is assembled in the following order.
First, the ball bearing 41 is attached to the piston pin 23. The ball bearing 41 is arranged on the large diameter portion 26 of the piston pin 23, and then is attached to the piston pin 23 by attaching the snap ring 42 to the large diameter portion 26. Subsequently, the inner shaft 44 is inserted through the ball bearing 41. At this time, both ends of the inner shaft 44 are held in a state of protruding from the pin connecting portion 13B of the piston 13. Next, after the first connecting portion 47 of the spring member 45 is connected to the connecting rod 20, the inner shaft 44 is inserted into the shaft insertion hole 52 of the second connecting portion 48 in a state where the spring member 45 is elastically deformed. Then, the snap ring 55 is attached to the portion of the inner shaft 44 that protrudes from the shaft insertion hole 52. The spring member 45 is mounted on one end side of the piston pin 23 and on the other end side of the piston pin 23. In the urging portion 40 assembled in this way, the elastic force of the spring member 45 having the connecting rod 20 as a fulcrum acts on both ends of the piston pin 23 via the inner shaft 44 and the ball bearing 41. As a result, the piston pin 23 is urged against the connecting rod 20 in the upward direction of the piston 13.

ところで、ピストン13には、下動方向側への押下力と上動方向側への押上力とが作用する。ピストン13には、シリンダー12内の圧力である筒内圧とシリンダー12のボア面積との乗算値に基づく筒内圧荷重が押下力の1つとして作用する。この筒内圧荷重は、筒内圧が低くなるエンジンの低負荷状態において小さくなり、筒内圧が高くなるエンジンの高負荷状態において大きくなる。また、ピストン13には、ピストン13とピストンピン23との総重量、および、ピストン13の加速度に基づく慣性力が作用する。この慣性力は、ピストン13がストローク中央よりも上死点側に位置しているときに押上力の1つとして作用し、ピストン13がストローク中央よりも下死点側に位置しているときに押下力の1つとして作用する。慣性力は、エンジン回転数が高速であるほど大きくなり、エンジン回転数が低速であるほど小さくなる。また、ピストン13には、各ばね部材45のばね定数とばね部材45のセットアップ量xとに基づく付勢力の合計が押上力の1つとして作用する。 By the way, a pushing force in the downward moving direction side and a pushing force in the upward moving direction side act on the piston 13. The in-cylinder pressure load based on the product of the in-cylinder pressure, which is the pressure in the cylinder 12, and the bore area of the cylinder 12 acts on the piston 13 as one of the pressing forces. This in-cylinder pressure load becomes small in a low load state of an engine in which the in-cylinder pressure is low, and becomes large in a high load state of an engine in which the in-cylinder pressure is high. Further, an inertial force based on the total weight of the piston 13 and the piston pin 23 and the acceleration of the piston 13 acts on the piston 13. This inertial force acts as one of the pushing forces when the piston 13 is located closer to the top dead center than the center of the stroke, and when the piston 13 is located closer to the bottom dead center than the center of the stroke. It acts as one of the pressing forces. The inertial force increases as the engine speed increases, and decreases as the engine speed decreases. Further, the sum of the urging forces based on the spring constant of each spring member 45 and the set-up amount x of the spring member 45 acts on the piston 13 as one of the pushing forces.

図3は、ばね部材45の寸法条件や材質などの特性を設定するために行ったシミュレーションの結果の一例を示すグラフである。このシミュレーションでは、エンジンの運転状態を低速高負荷状態に設定し、クランク角とピストン13に作用する力との関係についてシミュレートした。 FIG. 3 is a graph showing an example of the result of a simulation performed for setting characteristics such as dimensional conditions and materials of the spring member 45. In this simulation, the operating state of the engine was set to a low speed and high load state, and the relationship between the crank angle and the force acting on the piston 13 was simulated.

図3においては、ピストン13が圧縮上死点にあるときのクランク角を0°CAとして表示しているとともに、ピストン13に作用する力として、筒内圧荷重PS、慣性力Wa、および、慣性力Waと付勢部40による付勢力Fとの合力F+Waを示している。また、筒内圧荷重PSは、縦軸のプラス領域において押下力として作用する。一方、慣性力Waおよび合力F+Waは、縦軸のプラス領域において押上力として作用し、縦軸のマイナス領域において押下力として作用する。 In FIG. 3, the crank angle when the piston 13 is at the compression top dead center is displayed as 0 ° CA, and the in-cylinder pressure load PS, the inertial force Wa, and the inertial force act as the forces acting on the piston 13. The resultant force F + Wa of Wa and the urging force F by the urging unit 40 is shown. Further, the in-cylinder pressure load PS acts as a pressing force in the positive region on the vertical axis. On the other hand, the inertial force Wa and the resultant force F + Wa act as a pushing force in the positive region on the vertical axis and as a pushing force in the negative region on the vertical axis.

図3に示すように、このシミュレーションにおいては、慣性力Waが筒内圧荷重PSを上回ることがない。そこで、筒内圧荷重PSに基づく押下力が最も小さく、かつ、慣性力Waに基づく押上力が最も大きくなるクランク角360°CA付近にて、合力F+Waが筒内圧荷重PSを上回るようにばね部材45の特性を設定する。すなわち、筒内圧荷重PSに基づく押下力と慣性力Waに基づく押上力との差の最小値よりも大きな付勢力Fが生じるようにばね部材45の特性を設定する。このようにしてばね部材45の特性が設定されることにより、押上力が押下力を上回る期間Aを形成することができる。また、ばね部材45の特性が低速高負荷状態を基準として設定されることによって、他の運転状態においても上記期間Aが形成されやすくなる。押上力が押下力よりも大きい期間Aでは、ピン挿通孔24におけるピストン13の上動方向側へとピストンピン23が変位する。このとき、下側摺動部30に対してオイル導出口36から新たなオイルが供給される。 As shown in FIG. 3, in this simulation, the inertial force Wa does not exceed the in-cylinder pressure load PS. Therefore, the spring member 45 so that the resultant force F + Wa exceeds the in-cylinder pressure load PS near the crank angle of 360 ° CA where the pushing force based on the in-cylinder pressure load PS is the smallest and the pushing force based on the inertial force Wa is the largest. Set the characteristics of. That is, the characteristics of the spring member 45 are set so that an urging force F larger than the minimum value of the difference between the pushing force based on the in-cylinder pressure load PS and the pushing force based on the inertial force Wa is generated. By setting the characteristics of the spring member 45 in this way, it is possible to form a period A in which the pushing force exceeds the pushing force. Further, by setting the characteristics of the spring member 45 with reference to the low speed and high load state, the period A is likely to be formed even in other operating states. During the period A in which the pushing force is larger than the pushing force, the piston pin 23 is displaced toward the upward movement direction side of the piston 13 in the pin insertion hole 24. At this time, new oil is supplied to the lower sliding portion 30 from the oil outlet 36.

図4を参照して、ばね部材45の寸法条件について行ったシミュレーションの結果について説明する。
このシミュレーションでは、付勢部40が所定の付勢力をピストン13に付与するという条件のもとでばね部材45の寸法条件(厚さh、幅b、および、セットアップ量x)を算出し、その寸法条件のもとでの推定焼付筒内圧力を算出した。推定焼付筒内圧力は、ピストン13とピストンピン23とが下側摺動部30において焼付いてしまう筒内圧力である。そして、付勢部40がある場合の推定焼付筒内圧力P1と付勢部40がない場合の推定焼付筒内圧力P2との比である圧力比R(=P1/P2)を算出した。すなわち、この圧力比Rが1より大きいほど焼き付きが生じにくくなるという結果が得られることとなる。なお、ばね部材45の材質は、SUP7(JISG4801)とした。
The result of the simulation performed on the dimensional condition of the spring member 45 will be described with reference to FIG.
In this simulation, the dimensional conditions (thickness h, width b, and setup amount x) of the spring member 45 are calculated under the condition that the urging portion 40 applies a predetermined urging force to the piston 13, and the dimensional conditions (thickness h, width b, and setup amount x) are calculated. The estimated seizure cylinder pressure under the dimensional conditions was calculated. The estimated seizure in-cylinder pressure is the in-cylinder pressure at which the piston 13 and the piston pin 23 are seized at the lower sliding portion 30. Then, the pressure ratio R (= P1 / P2), which is the ratio between the estimated seizure cylinder pressure P1 when the urging portion 40 is present and the estimated seizure cylinder pressure P2 when the urging portion 40 is not present, was calculated. That is, the result is that the seizure is less likely to occur as the pressure ratio R is larger than 1. The material of the spring member 45 was SUP7 (JISG4801).

図4(a)は、付勢部40が所定の付勢力をピストン13に付与する場合のばね部材45の寸法条件の一例を示すグラフである。図4(b)は、各寸法条件と圧力比Rとの関係の一例を示したグラフである。 FIG. 4A is a graph showing an example of dimensional conditions of the spring member 45 when the urging portion 40 applies a predetermined urging force to the piston 13. FIG. 4B is a graph showing an example of the relationship between each dimensional condition and the pressure ratio R.

図4(a)に示すように、たとえ同じ断面積であっても厚さhが大きい場合のほうが所定の付勢力をピストン13に付与するうえでセットアップ量xが小さいことが認められた。また、厚さhが大きいほうが、幅bの減少量に対するセットアップ量xの増大量が小さいことが認められた。すなわち、厚さhが大きいほうが幅bの変化に対するセットアップ量xの変化が小さいことが認められた。 As shown in FIG. 4A, it was found that the set-up amount x was smaller in applying a predetermined urging force to the piston 13 when the thickness h was larger even if the cross-sectional area was the same. Further, it was found that the larger the thickness h, the smaller the increase amount of the setup amount x with respect to the decrease amount of the width b. That is, it was confirmed that the larger the thickness h, the smaller the change in the setup amount x with respect to the change in the width b.

図4(b)に示すように、たとえ同じ断面積であっても厚さhが大きいほうが圧力比Rが大きくなることが認められた。また、厚さhが大きいほうが幅bの増大量に対する圧力比Rの増大量が大きいことが認められた。 As shown in FIG. 4B, it was found that the larger the thickness h, the larger the pressure ratio R, even if the cross-sectional areas were the same. Further, it was confirmed that the larger the thickness h, the larger the increase in the pressure ratio R with respect to the increase in the width b.

これらのことから、ばね部材45の寸法条件は、推定焼付筒内圧力を効果的に高めるうえで、所定の付勢力を付与する際の厚さhおよび幅bが大きいことが好ましい。また、ばね部材45の寸法条件は、断面積が同じであれば、厚さhが大きいほうが好ましい。 From these facts, it is preferable that the dimensional condition of the spring member 45 has a large thickness h and a large width b when a predetermined urging force is applied in order to effectively increase the estimated seizure cylinder pressure. Further, as for the dimensional condition of the spring member 45, if the cross-sectional area is the same, it is preferable that the thickness h is large.

上記実施形態のピストンの支持構造によれば、以下に列挙する作用効果が得られる。
(1)ばね部材45を有する付勢部40がピストン13に付与する付勢力の分だけ押上力を高めることができる。これにより、下側摺動部30に対して新たなオイルが供給されやすくなることから、ピストンピン23とコンロッド20との焼き付きを抑制することができる。
According to the piston support structure of the above embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) The pushing force can be increased by the amount of the urging force applied to the piston 13 by the urging portion 40 having the spring member 45. As a result, new oil is easily supplied to the lower sliding portion 30, so that seizure between the piston pin 23 and the connecting rod 20 can be suppressed.

(2)コンロッド20に対してピストン13の上動方向へ付勢する付勢部としては、たとえばコンロッド20の小端部21とピストン13の裏面13Cとの間にばね部材を配設する方法など、ピストン13の内側やコンロッド20の内部にばね部材を配設する方法が考えられる。しかしながら、こうした方法は、ピストン13とコンロッド20とをピストンピン23で組み付ける作業と、付勢部の組み付け作業とを同時進行で行う必要がある。しかも、所望の付勢力を得るうえでばね部材に要求されるばね定数が過度に大きくなること、組み付け作業の工程が過度に複雑になること、組み付け作業に必要となる治具などに多大なコストがかかることなどが想定される。 (2) As the urging portion for urging the connecting rod 20 in the upward movement direction of the piston 13, for example, a method of disposing a spring member between the small end portion 21 of the connecting rod 20 and the back surface 13C of the piston 13. , A method of disposing the spring member inside the piston 13 or inside the connecting rod 20 can be considered. However, in such a method, it is necessary to simultaneously perform the work of assembling the piston 13 and the connecting rod 20 with the piston pin 23 and the work of assembling the urging portion. Moreover, the spring constant required for the spring member to obtain the desired urging force becomes excessively large, the assembly work process becomes excessively complicated, and the jig required for the assembly work requires a great deal of cost. It is expected that it will take.

この点、ばね部材45は、ピストン13の外側の空間を通るように配設されている。こうした構成によれば、コンロッド20とピストン13とをピストンピン23で組み付けてから付勢部40の組み付けを行うこと、すなわち、コンロッド20とピストン13との組付け作業と付勢部40の組み付け作業とを別工程として行うことができる。その結果、付勢部40の組み付け作業を容易なものとすることができる。 In this respect, the spring member 45 is arranged so as to pass through the space outside the piston 13. According to such a configuration, the connecting rod 20 and the piston 13 are assembled by the piston pin 23, and then the urging portion 40 is assembled, that is, the assembling work of the connecting rod 20 and the piston 13 and the assembling work of the urging portion 40. Can be performed as a separate process. As a result, the assembling work of the urging unit 40 can be facilitated.

(3)付勢部40は、一対のばね部材45を有しており、これら一対のばね部材45がピストンピン23の延在方向におけるコンロッド20の両側に配設されている。具体的には、一対のばね部材45の一方がコンロッド20に対するピストンピン23の一端部側の領域に配設されてピストンピン23の一端部に対して回動可能に連結されている。また、一対のばね部材45の他方がコンロッド20に対するピストンピン23の他端部側の領域に配設されてピストンピン23の他端部に回動可能に連結されている。 (3) The urging portion 40 has a pair of spring members 45, and these pair of spring members 45 are arranged on both sides of the connecting rod 20 in the extending direction of the piston pin 23. Specifically, one of the pair of spring members 45 is arranged in a region on the one end side of the piston pin 23 with respect to the connecting rod 20 and is rotatably connected to one end of the piston pin 23. Further, the other end of the pair of spring members 45 is arranged in the region on the other end side of the piston pin 23 with respect to the connecting rod 20 and is rotatably connected to the other end portion of the piston pin 23.

こうした構成によれば、所定の付勢力を得るうえで、1つのばね部材45に要求されるばね定数を小さくすることができる。その結果、ばね部材45の組み付け作業をより容易に行うことができる。また、ピストンピン23は、その両端部において上動方向への付勢力を受けることでピストンピン23全体を上動方向へ変位させることができる。その結果、下側摺動部30において隙間が形成されやすくなり、下側摺動部30に新たなオイルがより供給されやすくなる。 According to such a configuration, the spring constant required for one spring member 45 can be reduced in order to obtain a predetermined urging force. As a result, the assembly work of the spring member 45 can be performed more easily. Further, the piston pin 23 can displace the entire piston pin 23 in the upward movement direction by receiving an urging force in the upward movement direction at both ends thereof. As a result, a gap is likely to be formed in the lower sliding portion 30, and new oil is more likely to be supplied to the lower sliding portion 30.

(4)ばね部材45は、インナーシャフト44およびボールベアリング41を介してピストンピン23に回動可能に連結されている。こうした構成によれば、ボールベアリング41に対してインナーシャフト44が回動することにより、ピストンピン23に対してばね部材45が回動する。これにより、ピストンピン23に対してばね部材45が回動する際に生じる摩擦を低減することができる。
(5)また、インナーシャフト44とピストンピン23との間に隙間44Aが形成されていることにより、上記(4)に記載した効果がより顕著なものとなる。
(4) The spring member 45 is rotatably connected to the piston pin 23 via the inner shaft 44 and the ball bearing 41. According to such a configuration, the inner shaft 44 rotates with respect to the ball bearing 41, so that the spring member 45 rotates with respect to the piston pin 23. This makes it possible to reduce the friction generated when the spring member 45 rotates with respect to the piston pin 23.
(5) Further, since the gap 44A is formed between the inner shaft 44 and the piston pin 23, the effect described in (4) above becomes more remarkable.

(6)ばね部材45がコンロッド20に対して回動不能に連結されていることで、コンロッド20に対してばね部材45が回動することがない。これにより、一連のピストン13の上下動動作において付勢部40に必要となる回動動作がピストンピン23に対するばね部材45の回動動作のみとなる。このように回動動作が必要とされる箇所が低減されることで回動動作に起因した機械的なトラブルが付勢部40に生じにくくなる。 (6) Since the spring member 45 is non-rotatably connected to the connecting rod 20, the spring member 45 does not rotate with respect to the connecting rod 20. As a result, the only rotational movement required for the urging portion 40 in the vertical movement of the piston 13 is the rotational movement of the spring member 45 with respect to the piston pin 23. By reducing the number of places where the rotation operation is required in this way, mechanical troubles caused by the rotation operation are less likely to occur in the urging portion 40.

また、ばね部材45がインナーシャフト44およびボールベアリング41を介してピストンピン23に回動可能に連結される構成では、ピストンピン23に対するばね部材45の回動がボールベアリング41において集中的に行われる。その結果、ピストンピン23に対するばね部材45の回動によって生じる摩擦を効果的に低減することができる。こうした効果は、インナーシャフト44に対してばね部材45が回動不能に連結されることで顕著なものとなる。 Further, in the configuration in which the spring member 45 is rotatably connected to the piston pin 23 via the inner shaft 44 and the ball bearing 41, the rotation of the spring member 45 with respect to the piston pin 23 is intensively performed in the ball bearing 41. .. As a result, the friction generated by the rotation of the spring member 45 with respect to the piston pin 23 can be effectively reduced. Such an effect becomes remarkable when the spring member 45 is non-rotatably connected to the inner shaft 44.

(7)ばね部材45とコンロッド20とが複数の締結部材46によって締結されている。このように締結部材46による締結によってばね部材45がコンロッド20に対して回動不能に連結されることにより、例えば溶接等の金属接合でこれらが連結される場合に比べて連結作業が容易になるとともに連結部分におけるコンロッド20およびばね部材45の機械的性質の変化を抑えることができる。また、締結部材46による締結位置が複数あることにより、コンロッド20に対するばね部材45の回動を防止しつつ、締結部材46の緩みを抑えることができる。また、締結部材46による締結位置がコンロッド20の延在方向に沿って並んでいることにより、コンロッド20の延在方向に沿った方向の荷重に対する締結部材46の耐久性を高めることができる。 (7) The spring member 45 and the connecting rod 20 are fastened by a plurality of fastening members 46. Since the spring member 45 is non-rotatably connected to the connecting rod 20 by fastening with the fastening member 46 in this way, the connecting work becomes easier as compared with the case where they are connected by metal joining such as welding. At the same time, changes in the mechanical properties of the connecting rod 20 and the spring member 45 at the connecting portion can be suppressed. Further, since there are a plurality of fastening positions by the fastening member 46, it is possible to prevent the spring member 45 from rotating with respect to the connecting rod 20 and to suppress loosening of the fastening member 46. Further, since the fastening positions of the fastening members 46 are aligned along the extending direction of the connecting rod 20, the durability of the fastening member 46 with respect to the load in the direction along the extending direction of the connecting rod 20 can be enhanced.

(8)ピストンピン23は、軸孔25内にオイルを導入可能に構成されたオイル導入路38が形成されている。これにより、ボールベアリング41によるインナーシャフト44の支持部分やボールベアリング41の転動部分などにオイルを供給することができる。その結果、ピストンピン23に対するばね部材45の回動を円滑に行うことができるとともにボールベアリング41およびインナーシャフト44の冷却を行うことができる。 (8) The piston pin 23 is formed with an oil introduction path 38 configured so that oil can be introduced into the shaft hole 25. As a result, oil can be supplied to the support portion of the inner shaft 44 by the ball bearing 41, the rolling portion of the ball bearing 41, and the like. As a result, the spring member 45 can be smoothly rotated with respect to the piston pin 23, and the ball bearing 41 and the inner shaft 44 can be cooled.

上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・ばね部材45とコンロッド20とは、1つの締結部材による締結によって連結されていてもよいし、たとえば溶接等の金属接合によって連結されていてもよい。
The above embodiment can be modified as appropriate and implemented as follows.
-The spring member 45 and the connecting rod 20 may be connected by fastening with one fastening member, or may be connected by metal joining such as welding.

・ばね部材45は、インナーシャフト44およびボールベアリング41を介してピストンピン23に対して回動可能に連結されている。これに限らず、ばね部材45は、ピストンピン23に対して回動可能に連結されていればよく、たとえば、ボールベアリング41を割愛し、インナーシャフト44のみを介してばね部材45がピストンピン23に回動可能に連結される構成であってもよい。またたとえば、ボールベアリング41とインナーシャフト44とを割愛し、ピストンピン23の端部をピン連結部13Bから突出させ、その突出部分がばね部材45のシャフト挿通孔52に挿通させる構成であってもよい。 The spring member 45 is rotatably connected to the piston pin 23 via the inner shaft 44 and the ball bearing 41. Not limited to this, the spring member 45 may be rotatably connected to the piston pin 23. For example, the ball bearing 41 is omitted, and the spring member 45 is connected to the piston pin 23 only via the inner shaft 44. It may be configured to be rotatably connected to the bearing. Further, for example, even if the ball bearing 41 and the inner shaft 44 are omitted, the end portion of the piston pin 23 is projected from the pin connecting portion 13B, and the protruding portion is inserted into the shaft insertion hole 52 of the spring member 45. good.

・付勢部40は、一対のばね部材45の一方のみを有する構成であってもよい。
・コンロッド20に対してばね部材45が回動可能に連結されてもよい。たとえば、ばね部材45とコンロッド20とは、コンロッド20に形成された断面円形の差し込み孔に対して、ばね部材45に形成された断面円形の差し込みピンが差し込まされることにより連結される構成であってもよい。
The urging portion 40 may have a configuration in which only one of the pair of spring members 45 is provided.
The spring member 45 may be rotatably connected to the connecting rod 20. For example, the spring member 45 and the connecting rod 20 are connected by inserting an insertion pin having a circular cross section formed in the spring member 45 into an insertion hole having a circular cross section formed in the connecting rod 20. You may.

・ばね部材45は、たとえば、コンロッド20あるいはピストンピン23に対する連結部にリブを有する構成であってもよい。こうした構成によれば、連結部における機械的な強度を高めることができる。 The spring member 45 may have a rib at the connecting portion to the connecting rod 20 or the piston pin 23, for example. According to such a configuration, the mechanical strength at the connecting portion can be increased.

・ばね部材45は、幅b、厚さhを有する板状の基材を加工することにより形成される構成に限られない。たとえば、ばね部材45は、第1連結部47および第2連結部48にて板状の形状を有し、オフセット部49にて線状の形状を有するものであってもよい。なお、こうした構成では、オフセット部49がクランク状の形状を有していてもよい。 The spring member 45 is not limited to a configuration formed by processing a plate-shaped base material having a width b and a thickness h. For example, the spring member 45 may have a plate-like shape at the first connecting portion 47 and the second connecting portion 48, and may have a linear shape at the offset portion 49. In such a configuration, the offset portion 49 may have a crank-like shape.

・ピン挿通孔24の内周面とピストンピン23の外周面との摺動部にオイルを供給する方法は、コンロッド20に形成されたオイル通路35を用いる方法に限らず、たとえば、ピストン13の裏面13Cに向けてオイルを噴射するオイルジェットであってもよい。 The method of supplying oil to the sliding portion between the inner peripheral surface of the pin insertion hole 24 and the outer peripheral surface of the piston pin 23 is not limited to the method using the oil passage 35 formed in the connecting rod 20, for example, the piston 13. It may be an oil jet that injects oil toward the back surface 13C.

11…シリンダーブロック、12…シリンダー、13…ピストン、13A…リングベルト部、13B…ピン連結部、13C…裏面、14…ピストンリング、15…段差部、17…ピン支持孔、20…コンロッド、21…小端部、23…ピストンピン、24…ピン挿通孔、25…軸孔、26…大径部、27…小径部、30…下側摺動部30…上側摺動部、35…オイル通路、36…オイル導出口、38…オイル導入路、40…付勢部、41…ボールベアリング、42…スナップリング、44…インナーシャフト、44A…隙間、45…ばね部材、46…締結部材、47…第1連結部、48…第2連結部、49…オフセット部、51…締結孔、52…シャフト挿通孔、55…スナップリング。 11 ... Cylinder block, 12 ... Cylinder, 13 ... Piston, 13A ... Ring belt part, 13B ... Pin connection part, 13C ... Back side, 14 ... Piston ring, 15 ... Step part, 17 ... Pin support hole, 20 ... Connecting rod, 21 ... Small end, 23 ... Piston pin, 24 ... Pin insertion hole, 25 ... Shaft hole, 26 ... Large diameter, 27 ... Small diameter, 30 ... Lower sliding part 30 ... Upper sliding part, 35 ... Oil passage , 36 ... oil outlet, 38 ... oil inlet, 40 ... urging part, 41 ... ball bearing, 42 ... snap ring, 44 ... inner shaft, 44A ... gap, 45 ... spring member, 46 ... fastening member, 47 ... 1st connecting part, 48 ... 2nd connecting part, 49 ... offset part, 51 ... fastening hole, 52 ... shaft insertion hole, 55 ... snap ring.

Claims (5)

互いに対向する一対のピン支持孔を有するピストンと、
前記一対のピン支持孔の間に位置するピン挿通孔を有するコンロッドと、
前記一対のピン支持孔および前記ピン挿通孔に挿通されて前記ピストンと前記コンロッドとを連結するとともに、前記ピン挿通孔の内周面との間の隙間にオイルが供給されるピストンピンと、
前記コンロッドに対して前記ピストンピンを前記ピストンの上動方向へ付勢するばね部材を有する付勢部とを備え、
前記ばね部材は、前記ピストンの外側に配設されており、前記コンロッドに対して連結されているとともに前記ピストンピンに対して回動可能に連結されている
ピストンの支持構造。
A piston with a pair of pin support holes facing each other,
A connecting rod having a pin insertion hole located between the pair of pin support holes,
A piston pin that is inserted through the pair of pin support holes and the pin insertion hole to connect the piston and the connecting rod, and oil is supplied to a gap between the inner peripheral surface of the pin insertion hole.
The connecting rod is provided with an urging portion having a spring member for urging the piston pin in the upward movement direction of the piston.
A piston support structure in which the spring member is arranged on the outside of the piston and is connected to the connecting rod and rotatably connected to the piston pin.
前記付勢部は、前記ばね部材を一対有し、
前記一対のばね部材は、前記ピストンピンの延在方向における前記コンロッドの両側に配設されている
請求項1に記載のピストンの支持構造。
The urging portion has a pair of the spring members.
The piston support structure according to claim 1, wherein the pair of spring members are arranged on both sides of the connecting rod in the extending direction of the piston pin.
前記ピストンピンは、前記ピストンピンの軸方向に延びる軸孔が形成された円筒状の形状を有し、
前記軸孔は、前記ピストンピンの両端部に位置する一対の大径部と前記一対の大径部を連通する小径部とを有し、
前記付勢部は、前記軸孔に挿通されて前記ピストンピンの両端部から突出するインナーシャフトと、前記大径部の各々に配設されて前記ピストンピンに対して回動可能に前記インナーシャフトを支持するボールベアリングとを有し、
前記ばね部材は、前記インナーシャフトのうちで前記ピストンピンから突出する部分に連結されることにより前記ピストンピンに対して回動可能に連結されている
請求項2に記載のピストンの支持構造。
The piston pin has a cylindrical shape in which a shaft hole extending in the axial direction of the piston pin is formed.
The shaft hole has a pair of large diameter portions located at both ends of the piston pin and a small diameter portion communicating with the pair of large diameter portions.
The urging portion includes an inner shaft that is inserted into the shaft hole and protrudes from both ends of the piston pin, and the inner shaft that is arranged in each of the large diameter portions and is rotatable with respect to the piston pin. With ball bearings to support
The piston support structure according to claim 2, wherein the spring member is rotatably connected to the piston pin by being connected to a portion of the inner shaft that protrudes from the piston pin.
前記ばね部材が前記コンロッドに対して回動不能に連結されている
請求項1〜3のいずれか一項に記載のピストンピンの支持構造。
The piston pin support structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the spring member is non-rotatably connected to the connecting rod.
前記ばね部材と前記コンロッドとが複数の締結部材によって締結されている
請求項4に記載のピストンの支持構造。
The piston support structure according to claim 4, wherein the spring member and the connecting rod are fastened by a plurality of fastening members.
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