JPH0463A - 内燃機関のピストンピン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、内燃機関のピストンとコネクティングロッ
ド小端部とを連結するピストンピンの改良に関する。

従来の技術 内燃機関のピストンは、円筒形をなすピストンピンを介
してコネクティングロッド小端部に揺動可能に連結され
ている。そして、上記ピストンピンは、全浮動式もしく
は半浮動式として通常ピストンに対し非固定状態に保た
れている。

第６図は、従来の全浮動式のピストン連結構造を示すも
ので、アルミニウム合金等からなるピストン２１内側に
、一対のピンボス部２２が形成され、該ピンボス部２２
の貫通孔２３にピストンピン２４両端部が揺動可能に嵌
合しているとともに、スナップリング２５によって抜は
止めされている。

またコネクティングロッド２６の小端部２６ａも同様に
ピストンピン２４に揺動可能に嵌合している。

ここで、上記ピストンピン２４は、図示するように、単
純な円筒形をなしている。尚、ピストンピン２４の曲げ
剛性を高めるために、中空部内に補強リブを形成するよ
うにした例もある（例えば実開昭６０−１１６４６１号
公報、実開昭５９１６８０６１号公報等）。

発明が解決しようとする課題 上記のような構成においては、ピストンピン２４の両端
部つまりピンボス部２２と嵌合している部分に、それぞ
れ燃焼圧力Ｆの１／２づつが作用することになるが、こ
の力を支承するために、各嵌合部の長さＬ６をある程度
大きく確保する必要がある。つまり、嵌合部の長さり、
を短くすると、面圧が過度に高くなり、焼付きやピンボ
ス部２２の破損を招く虞れがある。

従って、ピストンピン２４全長の短縮化やピンボス部２
２の小型化に限界があり、ピストン２１やピストンピン
２４等からなる往復運動部分全体の軽量化が十分に達成
できない、という不具合があった。

課題を解決するための手段 そこで、この発明は、ピストンピンとピンボス部との嵌
合部をテーパ状として燃焼圧力による面圧の低減を図っ
たものである。すなわち、この発明に係る内燃機関のピ
ストンピンは、コネクティングロッド小端部が嵌合する
中央部が円筒形をなすとともに、ピストンのピンボス部
に揺動可能に嵌合する両端部が、両端へ向かって大径と
なるテーパ状に形成され、かつ適宜箇所で、互いに嵌合
可能な部材に分割構成されていることを特徴としている
。

作用 上記構成では、コネクティングロッド小端部が嵌合する
中央部の径を従来のピストンピンと同様に設定した場合
に、ピンボス部との嵌合部の長さが従来のものと等しい
と仮定すれば、ピストンピン端部をテーパ状としたこと
で受圧面積が増加し、それだけ面圧が低減する。換言す
れば、許容面圧が従来と等しいものと仮定すれば、嵌合
部の長さの短縮化が可能となる。

実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は、この発明に係るピストンピンｌを用いてピス
トン２とコネクティングロッド３小端部３ａとを連結し
た構成を示している。

上記ピストンピンＩは、コネクティングロッド３小端部
３ａが嵌合する中央部４が円筒形をなしているとともに
、ピンボス部２ａに揺動可能に嵌合する両端部５．６が
、両端へ向かって大径となるテーパ状に形成されている
。尚、上記ピンボス部２ａに形成されたピストンピン装
着用の貫通孔７も、ピストンピン両端部５．６のテーパ
面に対応したテーパ状をなしている。また、この一対の
ピンボス部２ａの外形長さし、は、ピストン２冠部２ｂ
の径に比してかなり短く設定されており、ピストンピン
１の全長り、も短いものとなっている。

上記ピストンピン１は、ピストン２への組付を可能とす
るために、円筒形の中央部４および一方のテーパ状端部
５を含むピン本体ＩＡと、他方のテーパ状端部５を形成
する筒状のピンエンド部材ＩＢとに２分割されて構成さ
れており、ビン本体ＬＡ先端に形成した軸部８に、筒状
のピンエンド部材ＩＢが圧入されて一体化されている。

また、このピストンピン１の組立の際に各部材の脱落を
防止するために、貫通孔７の両端にスナップリング９が
取り付けられている。

尚、ピストンピンｌの軽量化を図るために、ピン本体Ｉ
Ａが中空部ｌＯを有する筒状に形成されているとともに
、ビンエンド部材ＩＢ側にも肉抜き部１１が形成されて
いる。

次に上記構成における作用を説明する。

第２図は、上記のようなテーパ状嵌合部に燃焼圧力が作
用した場合の力の方向と大きさとを示したもので、各嵌
合部には、シリンダ軸線に沿って燃焼圧力Ｆの１／２づ
つが作用する。ここで嵌合部のテーパの傾きをθとすれ
ば、両者の接触面へ垂直に作用する力は（Ｆ／２）・ｃ
ｏｓθとなり、Ｆ／２より小さくなる。

一方、力の作用方向から見た嵌合部の投影面積Ｓ、は、
第３図のように最大径をＤい最小径をり、、嵌合部長さ
をＬ５とすれば、 Ｓ　Ｉ　＝（Ｄ　Ｉ　＋　Ｄ　２　）　Ｘ　Ｌ　ｂ　／
　２となり、面圧Ｐ１は、 となる。

一方、上記の最小径り、はコネクティングロッド小端部
３ａの面圧から定まるもので、従来の円筒形のピストン
ピンの直径と略等しく設定されるから、従来のピストン
ピン（第６図参照）における嵌合部の投影面積Ｓ、は、 Ｓ　ｔ　＝　Ｄ　ｔ　Ｘ　Ｌ　ａ となり、面圧Ｐ、は、 となる。

そして、許容面圧が従来と等しいものと仮定すれば、ｐ
＋＝ｐｔであるから、 となる。従って、 の関係がある。ここで、ｃｏｓθ＜１．２Ｄｔ＜Ｄ＋＋
Ｄ、であるから、常にＬ　ｂ　＜　Ｌ　ａの関係が成立
する。

すなわち、ピストンピンｌとピンボス部２ａとの間の面
圧を従来のものと同様に保ったまま両者の嵌合部の長さ
を短縮化でき、ひいてはピストンピン１の全長の短縮化
、ビンボス部２ａ部分の小径化が図れ、全体を軽量化す
ることができる。

尚、ピストンピン１軸方向には、第２図のように（Ｆ／
２）・ＣＯＳθ・ｓｉｎθの力が作用するが、これは比
較的小さなものであり、ピストンピンｌの引張強さによ
って十分に抗することかできる。

次に第４図および第５図はこの発明の異なる実施例を示
している。

この実施例では、ピン本体ＩＡ先端の軸部８がピンエン
ド部材ＩＢを貫通して嵌合しているとともに、その先端
部にＣ字状のスナップリング１２が装着されてピンエン
ド部材ＩＢの抜は止めを行っている。

この構成では、ピンエンド部材ＩＢの正大作業が不要と
なるため、その組立の作業性が向上する。

また貫通孔７両端のスナップリング９も不要となる。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る内燃機関
のピストンピンによれば、ピンボス部と嵌合する両端部
をテーパ状としたので、燃焼圧力に対する面圧を所定の
許容面圧に保ったままピストンピン全長の短縮化が図れ
、ビンボス部部分の小型化が可能となる。そのため、ピ
ストン、ピストンピンを含む往復運動部分の軽量化を達
成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るピストンピンを用いたピストン
全体の断面図、第２図はこのピストンピンに作用する力
のベクトルを示す説明図、第３図はテーパ状をなす端部
の説明図、第４図はこの発明の異なる実施例を示すピス
トン全体の断面図、第５図はその要部の側面図、第６図
は従来のピストンピンを用いたピストン全体の断面図で
ある。 １・・・ピストンピン、ＩＡ・・・ピン全体、ＩＢ・・
・ピンエンド部材、２ａ・・・ピンボス部、４・・・中
央部、５．６・・・端部。 第１図 ピストンピン ビ゛ノＡ＼４収 ビソエソド静訂 し°ソホス仲 中央部 旬伯音ｐ 第４図 Ｆ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）コネクティングロッド小端部が嵌合する中央部が
   円筒形をなすとともに、ピストンのピンボス部に揺動可
   能に嵌合する両端部が、両端へ向かって大径となるテー
   パ状に形成され、かつ適宜箇所で、互いに嵌合可能な部
   材に分割構成されていることを特徴とする内燃機関のピ
   ストンピン。