JPH06174090A - Position pin support structure - Google Patents

Position pin support structure

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JPH06174090A
JPH06174090A JP32801192A JP32801192A JPH06174090A JP H06174090 A JPH06174090 A JP H06174090A JP 32801192 A JP32801192 A JP 32801192A JP 32801192 A JP32801192 A JP 32801192A JP H06174090 A JPH06174090 A JP H06174090A
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JP
Japan
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piston
pin
wall surface
hole
pin hole
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JP32801192A
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Japanese (ja)
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Takeo Shirabe
威夫 調
Takao Suzuki
孝男 鈴木
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a position pin support structure for an internal combustion engine, which can lower bearing stress, reduce wear in the piston pin support section, and is advantageous for a reduction in compression height. CONSTITUTION:A piston pin 2 is of a two part type structure, and is made up of an outer pin for supporting a connecting rod, and of an inner pin 22 for supporting a piston 1. When explosion stroke takes place within a combustion chamber, the piston 1 is lowered down to the side of a lower dead center, that is, to the direction indicated by an arrow head Y2. A flat inner wall surface section 12c within the pin hole 12 of the piston 1, comes in contact with a flat outer wall surface section 22c of the inner pin 22 of the piston pine 1. In this case, since the contact of both of the aforesaid sections is kept at face contact, bearing stress acting on both the inner pin 22 and the pin hole 12 is thereby made low.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はピストンピンの支持構造
に関する。この構造は内燃機関のピストンに適用でき
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a support structure for a piston pin. This structure can be applied to a piston of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関では、ピストンとコネクチング
ロッドとをつなぐためにピストンピンが用いられてい
る。ピストンピンは、ピストンに形成したピン孔に嵌合
される。ここで、内燃機関の爆発工程時にピストンが受
けた圧力は、ピストンピンを介してコネクチングロッド
に伝わる。
2. Description of the Related Art In an internal combustion engine, a piston pin is used to connect a piston and a connecting rod. The piston pin is fitted in a pin hole formed in the piston. Here, the pressure received by the piston during the explosion process of the internal combustion engine is transmitted to the connecting rod via the piston pin.

【0003】ところで、従来においては、図10に示す
様に、ピン孔100の断面形状は円形状であり、ピスト
ンピン200の断面形状は円形状である。また、ピン孔
100の内周面とピストンピン200の外周面との間に
は微小なクリアランスF1が形成される。このクリアラ
ンスF1は、ピストンピン200等の材質にもよるが、
一般的に、内燃機関の駆動時に熱膨張差に起因して大き
くなる傾向がある。
By the way, conventionally, as shown in FIG. 10, the cross-sectional shape of the pin hole 100 is circular and the cross-sectional shape of the piston pin 200 is circular. Further, a minute clearance F1 is formed between the inner peripheral surface of the pin hole 100 and the outer peripheral surface of the piston pin 200. This clearance F1 depends on the material of the piston pin 200 and the like,
Generally, when the internal combustion engine is driven, it tends to increase due to the difference in thermal expansion.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来では、前述した様
に、ピン孔100の断面形状は円形状であり、ピストン
ピン200の断面形状は円形状である。そのため、爆発
工程時において、燃焼室の圧力を受けてピストン300
が矢印A1方向に降下すると、ピストン300のピン孔
100の内周面のうち上部100aがピストンピン20
0の外周面の上部に接触する。このとき、接触状況は、
図10の紙面垂直方向にのびる線接触状態、あるいは、
線接触状態に近い状態であるといえる。
Conventionally, as described above, the pin hole 100 has a circular cross-sectional shape, and the piston pin 200 has a circular cross-sectional shape. Therefore, during the explosion process, the piston 300 receives the pressure of the combustion chamber.
Is lowered in the direction of the arrow A1, the upper part 100a of the inner peripheral surface of the pin hole 100 of the piston 300 is moved to the piston pin 20.
It contacts the upper part of the outer peripheral surface of 0. At this time, the contact situation is
Line contact state extending in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 10, or
It can be said that the state is close to the line contact state.

【0005】そのため、ピン孔100を備えたピンボス
に作用する面圧が大きくなり、ピンボスの摩耗促進、こ
れらの必要剛性のアップも誘発し易い。更には、近年、
ピストン全体の重量に大きく影響するコンプレッション
ハイト、即ち、ピン孔の軸芯とピストンヘッド部の頂面
との距離を、軽量化、騒音低減等の目的で減少させる試
みが促進されているが、従来では、ピン孔100が円形
状であるため、コンプレッションハイトの減少には制約
がある。
Therefore, the surface pressure acting on the pin boss provided with the pin hole 100 becomes large, and it is easy to induce wear of the pin boss and increase the required rigidity thereof. Furthermore, in recent years
The compression height, which greatly affects the weight of the entire piston, that is, the distance between the pin hole shaft center and the top surface of the piston head, is being reduced for the purpose of weight reduction and noise reduction. Then, since the pin hole 100 has a circular shape, there is a limitation in reducing the compression height.

【0006】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、その目的は、ピン孔に作用する面圧低減を図り
得、摩耗低減の面で有利であり、更に、コンプレッショ
ンハイトの減少の面でも有利なピストンピンの支持構造
を提供するにある。
The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to reduce the surface pressure acting on the pin hole, which is advantageous in terms of wear reduction, and also to reduce the compression height. However, it is to provide an advantageous piston pin support structure.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のピストンピンの
支持構造は、ピストン駆動方向と直交する向きのピン孔
を備えたピストンと、ピン孔に嵌合されるピストンピン
とで構成されたピストンピンの支持構造において、ピス
トンのピン孔の内壁面は、少なくともピストンヘッド部
側に平坦状内壁面部分をもち、ピストンピンは、ピン孔
の平坦状内壁面部分に対面する平坦状外壁面部分をもつ
ことを特徴とするものである。
A piston pin support structure of the present invention comprises a piston having a pin hole extending in a direction orthogonal to the piston drive direction, and a piston pin fitted in the pin hole. In the support structure of No. 3, the inner wall surface of the pin hole of the piston has a flat inner wall surface portion at least on the piston head side, and the piston pin has a flat outer wall surface portion facing the flat inner wall surface portion of the pin hole. It is characterized by that.

【0008】[0008]

【作用】爆発行程では、燃焼室の圧力をピストンが受
け、ピストンが下死点側に降下する。この場合には、ピ
ストンのピン孔の平坦状内壁面部分が、ピストンピンの
平坦状外壁面部分に接触する。このとき両者の接触は面
接触状態に維持される。
In the explosion stroke, the piston receives the pressure of the combustion chamber and the piston descends to the bottom dead center side. In this case, the flat inner wall surface portion of the pin hole of the piston contacts the flat outer wall surface portion of the piston pin. At this time, the contact between the two is maintained in a surface contact state.

【0009】[0009]

【実施例】【Example】

(第1実施例)本発明の第1実施例を図1〜図4を参照
して説明する。ピストン1には、爆発行程時の圧力を受
けるピストンヘッド部10が形成されている。更に、ピ
ストン1のピンボス部1aにはピン孔12が形成されて
いる。ピン孔12は、ピストン駆動方向(矢印Y1、Y
2方向)と直交する向きに形成されている。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The piston 1 is formed with a piston head portion 10 that receives the pressure during the explosion stroke. Further, a pin hole 12 is formed in the pin boss portion 1a of the piston 1. The pin hole 12 is in the piston driving direction (arrows Y1, Y
(2 directions).

【0010】ピストンピン2は二分割構造であり、コネ
クチングロッド3支持用の外ピン20と、ピストン1支
持用の内ピン22とで形成されている。なお内ピン22
の両端はスナップリング2kで係止されている。図2
(A)に示す様に、外ピン20は、円弧状外壁面20a
及び異形状通孔20bを備えている。異形状通孔20b
は平坦状内壁面部分20cと円弧状内壁面部分20eと
で形成されている。図2(B)に示す様に、内ピン22
は異形状通孔20bと対応する断面形状をなしており、
平坦状外壁面部分22cと円弧状外壁面部分22eとを
備えている。なお、内ピン22には通孔22iが形成さ
れている。
The piston pin 2 has a two-part structure and is formed by an outer pin 20 for supporting the connecting rod 3 and an inner pin 22 for supporting the piston 1. Inner pin 22
Both ends of are locked by snap rings 2k. Figure 2
As shown in (A), the outer pin 20 has an arc-shaped outer wall surface 20a.
And an odd-shaped through hole 20b. Different shape through hole 20b
Is formed of a flat inner wall surface portion 20c and an arcuate inner wall surface portion 20e. As shown in FIG. 2B, the inner pin 22
Has a cross-sectional shape corresponding to the irregularly shaped through hole 20b,
It has a flat outer wall surface portion 22c and an arcuate outer wall surface portion 22e. A through hole 22i is formed in the inner pin 22.

【0011】更に図2(C)に示す様に、コネクチング
ロッド3の小端部30の小端孔32は円形状をなしてお
り、外ピン20の円弧状外壁面20aと対応している。
図2(D)に示す様に、ピストン1のピン孔12は、内
ピン22の断面形状と対応する異形状をなしており、平
坦状内壁面部分12cと円弧状内壁面部分12eとで形
成されている。なお、図3は外ピン20の異形状通孔2
0bに内ピン22を圧入した状態を示す。圧入により、
両者は回り止め状態に一体的とされる。
Further, as shown in FIG. 2C, the small end hole 32 of the small end portion 30 of the connecting rod 3 has a circular shape and corresponds to the arc-shaped outer wall surface 20a of the outer pin 20.
As shown in FIG. 2D, the pin hole 12 of the piston 1 has a different shape corresponding to the cross-sectional shape of the inner pin 22, and is formed by a flat inner wall surface portion 12c and a circular arc inner wall surface portion 12e. Has been done. It should be noted that FIG.
The state where the inner pin 22 is press-fitted into 0b is shown. By press fitting,
Both of them are integrated in a detent state.

【0012】次に、ピストンピン2をピストン1に組付
ける場合について説明する。即ち、図1から理解できる
様に、コネクチングロッド3の小端部30の小端孔32
内に、外ピン20を『すきま嵌め』により嵌合する。そ
の状態で、小端部30をピストン1の空洞部1fに矢印
C1方向から挿入する。その後、内ピン22を矢印D1
方向からピン孔12に嵌合し、更に外ピン20の異形状
通孔20bに嵌合する。
Next, the case where the piston pin 2 is assembled to the piston 1 will be described. That is, as can be understood from FIG. 1, the small end hole 32 of the small end portion 30 of the connecting rod 3 is formed.
The outer pin 20 is fitted inside by "clearance fitting". In this state, the small end portion 30 is inserted into the hollow portion 1f of the piston 1 from the direction of arrow C1. Then, insert the inner pin 22 into the arrow D1.
It is fitted into the pin hole 12 from the direction, and further fitted into the odd-shaped through hole 20b of the outer pin 20.

【0013】なお、従来と同様に、ピストン1には図1
に示す様に、第1ランド1h、第2ランド1i、第3ラ
ンド1j、第1リング溝1m、第2リング溝1n、オイ
ルリング溝1sが形成されている。上記したピストン1
は内燃機関のシリンダのボアに装備される。そして、内
燃機関の燃焼室で爆発行程が行われた時には、燃焼室の
圧力をピストンヘッド部10が受けるので、ピストン1
が下死点側つまり矢印Y2方向に降下する。本実施例で
は、前記のごとく断面異形状の内ピン22が断面異形状
のピン孔12に嵌合されているので、ピストンピン2は
ピストン1に回り止め状態に固定されており、従って内
燃機関の駆動時にはピストンピン2はピストン1に対し
て揺動せず、コネクチングロッド3が外ピン20に対し
て揺動する方式である。
As in the conventional case, the piston 1 has a structure shown in FIG.
As shown in, the first land 1h, the second land 1i, the third land 1j, the first ring groove 1m, the second ring groove 1n, and the oil ring groove 1s are formed. Piston 1 mentioned above
Is installed in the bore of a cylinder of an internal combustion engine. When the explosion stroke is performed in the combustion chamber of the internal combustion engine, the piston head portion 10 receives the pressure of the combustion chamber, so that the piston 1
Descends toward the bottom dead center side, that is, in the direction of arrow Y2. In this embodiment, as described above, the inner pin 22 having a different cross-section is fitted in the pin hole 12 having a different cross-section, so that the piston pin 2 is fixed to the piston 1 in a non-rotating state, and therefore the internal combustion engine. The piston pin 2 does not swing with respect to the piston 1 during the driving of, and the connecting rod 3 swings with respect to the outer pin 20.

【0014】上記した様にピストン1が下死点側つまり
矢印Y2方向に降下するとき、図4から理解できる様
に、ピストン1のピン孔12の平坦状内壁面部分12c
が、ピストンピン2の内ピン22の平坦状外壁面部分2
2cに接触する。このとき両者の接触は面接触状態に維
持されるので、内ピン22及びピン孔12に作用する面
圧は小さくなる。従って、ピン孔12の周囲のピンボス
部1aの必要剛性、肉厚を小さくでき、ピストン1の軽
量化に有利である。
As described above, when the piston 1 descends toward the bottom dead center side, that is, in the direction of the arrow Y2, as can be understood from FIG. 4, the flat inner wall surface portion 12c of the pin hole 12 of the piston 1 is formed.
However, the flat outer wall surface portion 2 of the inner pin 22 of the piston pin 2
Contact 2c. At this time, the contact between the two is maintained in a surface contact state, so that the surface pressure acting on the inner pin 22 and the pin hole 12 becomes small. Therefore, the required rigidity and wall thickness of the pin boss portion 1a around the pin hole 12 can be reduced, which is advantageous for weight reduction of the piston 1.

【0015】また本実施例ではピストン1とピストンピ
ン2とのクリアランスF2が多少大きくても、上記した
様にピストン1はピストンピン2に面接触状態で当たる
ので、異音の抑制に有利である。例えば、ピストンピン
2をセラミックスで形成し、ピストン1を鉄系やアルミ
系の金属で形成している場合には、セラミックスの熱膨
張率が金属に比較して小さいため、内燃機関の駆動時に
おいて、内燃機関の温度上昇の影響を受けてクリアラン
スF2が増す傾向にあり、異音が大きくなるおそれがあ
る。この点本実施例では、前述した様に面接触状態でピ
ストン1は内ピン22に当たるので、クリアランスF2
が多少大きくても、異音の抑制に有利である。
Further, in the present embodiment, even if the clearance F2 between the piston 1 and the piston pin 2 is somewhat large, the piston 1 hits the piston pin 2 in a surface contact state as described above, which is advantageous for suppressing abnormal noise. . For example, when the piston pin 2 is made of ceramics and the piston 1 is made of iron-based or aluminum-based metal, the coefficient of thermal expansion of ceramics is smaller than that of metal, so that when the internal combustion engine is driven. The clearance F2 tends to increase under the influence of the temperature rise of the internal combustion engine, which may cause abnormal noise. In this respect, in the present embodiment, as described above, the piston 1 contacts the inner pin 22 in the surface contact state, so the clearance F2
Even if is slightly large, it is advantageous for suppressing abnormal noise.

【0016】ところで、内ピン22の外径寸法を従来の
ピストンピンの外径寸法程度に設定した場合には、次の
様な効果が期待できる。 (a)内ピン22が圧入される外ピン20を設けている
ぶん、ピストンピン2の全体剛性がアップし、曲げせん
断強度の向上に有利である。 (b)外ピン20は大径のため、外ピン20が嵌まる小
端孔32の内径は増す。そのため、コネクチングロッド
3の小端部30の小端孔32に作用する面圧を従来と同
様とすると、コネクチングロッド3の小端部30の幅寸
法(図1において示すL1)を小さくできる。かかる構
造では、図1に示す様に、ピンボス部1aが中央寄りに
位置でき、コネクチングロッド3の小端部30をピンボ
ス部1aでスラスト支持することが容易となる。そのた
め、内ピン22の軸長の短縮化、内ピン22の耐曲げ性
向上にも有利となる。
By the way, when the outer diameter of the inner pin 22 is set to about the outer diameter of the conventional piston pin, the following effects can be expected. (A) Since the outer pin 20 into which the inner pin 22 is press-fitted is provided, the overall rigidity of the piston pin 2 is increased, which is advantageous in improving bending shear strength. (B) Since the outer pin 20 has a large diameter, the inner diameter of the small end hole 32 into which the outer pin 20 fits increases. Therefore, if the surface pressure acting on the small end hole 32 of the small end portion 30 of the connecting rod 3 is the same as in the conventional case, the width dimension (L1 shown in FIG. 1) of the small end portion 30 of the connecting rod 3 can be reduced. With such a structure, as shown in FIG. 1, the pin boss portion 1a can be located closer to the center, and it becomes easy to thrust-support the small end portion 30 of the connecting rod 3 with the pin boss portion 1a. Therefore, it is also advantageous for shortening the axial length of the inner pin 22 and improving the bending resistance of the inner pin 22.

【0017】なお、図1から理解できる様に内ピン22
の両端はスナップリング2kで係止されているが、外ピ
ン20への内ピン22の圧入度を大きくしたり、あるい
は、外ピン20よりも内ピン22の熱膨張係数が大きく
なる様に、外ピン20及び内ピン22の材質を選択すれ
ば、内燃機関の昇温に伴い圧入度が大きくなり、内ピン
22の外れ阻止に有利であり、スナップリング2kの廃
止を期待できる。
As can be understood from FIG. 1, the inner pin 22
Both ends of are locked by snap rings 2k, so that the degree of press-fitting of the inner pin 22 into the outer pin 20 is increased, or the coefficient of thermal expansion of the inner pin 22 is larger than that of the outer pin 20, If the materials of the outer pin 20 and the inner pin 22 are selected, the degree of press-fitting increases as the temperature of the internal combustion engine rises, which is advantageous for preventing the inner pin 22 from coming off, and the snap ring 2k can be expected to be abolished.

【0018】なお、内ピン22の外径寸法は従来のピス
トンピンの外径寸法よりも小さくすることもできる。 (第2実施例)上記した第1実施例に係るピストンピン
2はピストン1に対して非揺動構造であるが、これに限
らず、以下述べる第2実施例の様にピストンピン6をピ
ストン5に対して揺動させ、ピストンピン6とコネクチ
ングロッド8とを回り止めする方式としても良い。
The outer diameter of the inner pin 22 may be smaller than that of a conventional piston pin. (Second Embodiment) The piston pin 2 according to the first embodiment described above has a non-oscillating structure with respect to the piston 1. However, the present invention is not limited to this, and the piston pin 6 may be replaced by a piston pin 6 as in the second embodiment described below. Alternatively, the piston pin 6 and the connecting rod 8 may be swung with respect to No. 5 to prevent them from rotating.

【0019】第2実施例を図5〜図8を参照して説明す
る。第2実施例に係る図5に示すピストン5は第1実施
例のピストン1と基本的に同様の構成であり、原則とし
て同一部分には同一の符号を付する。図5に示す様にピ
ストン5のピンボス部5aにはピン孔52が形成されて
いる。ピン孔52は、断面異形状であり、平坦状内壁面
部分52cと円弧状内壁面部分52eとで形成されてい
る。また、ピストンピン6も同様に断面異形状をなして
おり、平坦状外壁面部分6cと円弧状外壁面部分6eと
を備えている。なおピストンピン6に通孔6iが形成さ
れている。
A second embodiment will be described with reference to FIGS. The piston 5 according to the second embodiment shown in FIG. 5 has basically the same structure as the piston 1 of the first embodiment, and in principle, the same parts are designated by the same reference numerals. As shown in FIG. 5, a pin hole 52 is formed in the pin boss portion 5a of the piston 5. The pin hole 52 has a cross-sectionally different shape, and is formed by a flat inner wall surface portion 52c and a circular arc inner wall surface portion 52e. Similarly, the piston pin 6 also has a different cross-sectional shape and includes a flat outer wall surface portion 6c and a circular arc outer wall surface portion 6e. A through hole 6i is formed in the piston pin 6.

【0020】また図7に示す様にコネクチングロッド8
の小端部80には、小端孔82が形成されている。小端
孔82は、ピストンピン6の横断面形状と対応する異形
状とされている。即ち、小端孔82は、平坦状内壁面部
分82cと円弧状内壁面部分82eとを備えている。従
って、コネクチングロッド8の小端部80の突出量はΔ
Kぶん(図7参照)短縮化されている。故に、コンプレ
ッションハイトの減少化に有利であると共に、小端部8
0が嵌まるピストン5の空洞部1fの空間容積はそれだ
け大きく確保され、空洞部1fによる冷却性の向上に有
利である。
Further, as shown in FIG. 7, the connecting rod 8
The small end portion 80 has a small end hole 82 formed therein. The small end hole 82 has a different shape corresponding to the cross-sectional shape of the piston pin 6. That is, the small end hole 82 includes a flat inner wall surface portion 82c and a circular arc inner wall surface portion 82e. Therefore, the protrusion amount of the small end portion 80 of the connecting rod 8 is Δ
K (see FIG. 7) is shortened. Therefore, it is advantageous in reducing the compression height, and the small end 8
The space volume of the hollow portion 1f of the piston 5 in which 0 is fitted is secured to that extent, which is advantageous for improving the cooling performance by the hollow portion 1f.

【0021】なお、この例では、コネクチングロッド8
の小端孔82にピストンピン6は圧入(圧入代は例えば
−10μm〜−30μm)され、両者は回り止め状態で
固定されている。従って、コネクチングロッド8とピス
トンピン6とは、ピストン5に対して一体的に揺動する
ものである。第2実施例において、内燃機関の燃焼室で
爆発行程が行われた時には、燃焼室の圧力をピストンヘ
ッド部50が受けるので、ピストン5が矢印Y2方向に
降下する。このとき、第1実施例と同様に、図5から理
解できる様に、ピストン5のピン孔52の平坦状内壁面
部分52cが、ピストンピン6の平坦状外壁面部分6c
に面接触状態で接触する。故に第1実施例と同様に、ピ
ン孔52に作用する面圧を小さくするのに有利である。
In this example, the connecting rod 8
The piston pin 6 is press-fitted (the press-fitting margin is, for example, −10 μm to −30 μm) into the small end hole 82, and both are fixed in a non-rotating state. Therefore, the connecting rod 8 and the piston pin 6 swing integrally with the piston 5. In the second embodiment, when the explosion stroke is performed in the combustion chamber of the internal combustion engine, the piston head portion 50 receives the pressure of the combustion chamber, so the piston 5 descends in the direction of arrow Y2. At this time, as in the first embodiment, as can be understood from FIG. 5, the flat inner wall surface portion 52c of the pin hole 52 of the piston 5 is replaced by the flat outer wall surface portion 6c of the piston pin 6.
Contact with the surface contact state. Therefore, like the first embodiment, it is advantageous to reduce the surface pressure acting on the pin hole 52.

【0022】さて、図5においてコンプレッションハイ
トHは各ランドの高さ、各リング溝の溝幅、リング支持
部1pの高さ、ピン孔52の半径とで基本的には定ま
る。しかし、各ランドの高さ、各リング溝の溝幅の狭小
化には限界がある。そこで、コンプレッションハイトH
の減少化を図るには、リング支持部1pの高さhα(図
5参照)と、ピン孔52の軸芯P1からピン孔52の上
部までの距離hβ(図5参照)を小さくすることが有効
である。この点本実施例では、ピン孔52の上部に平坦
状内壁面部分52cを形成しているので、図6から理解
できる様に上下方向におけるピン孔52の半径をΔAぶ
ん短縮でき、コンプレッションハイトHの減少化、ピス
トン5の軽量化にも有利である。更に、ピストン5の重
心位置をピストンピン6の軸芯P1に近づけ得る利点も
得られる。
Now, in FIG. 5, the compression height H is basically determined by the height of each land, the groove width of each ring groove, the height of the ring supporting portion 1p, and the radius of the pin hole 52. However, there is a limit in narrowing the height of each land and the groove width of each ring groove. Therefore, compression height H
The height hα of the ring support portion 1p (see FIG. 5) and the distance hβ (see FIG. 5) from the axis P1 of the pin hole 52 to the upper portion of the pin hole 52 are reduced in order to reduce It is valid. In this regard, in this embodiment, since the flat inner wall surface portion 52c is formed on the upper portion of the pin hole 52, the radius of the pin hole 52 in the vertical direction can be shortened by ΔA as can be understood from FIG. 6, and the compression height H Is also advantageous in reducing the weight of the piston 5 and reducing the weight of the piston 5. Furthermore, there is an advantage that the center of gravity of the piston 5 can be brought close to the axis P1 of the piston pin 6.

【0023】この例では、コネクチングロッド8に固定
されたピストンピン6がピン孔52に対して揺動するも
のである。そこで、図6に示す様に、ピン孔52の平坦
状内壁面部分52cの両端のアール部の曲率半径をR1
とし、ピストンピン6の平坦状外壁面部分6cの両端の
アール部の曲率半径をR2 としたとき、ピストンピン6
の揺動角度を考慮して、R2 、R1 、クリアランスF2
を設定する。具体的にはR2 >R1 にする。
In this example, the piston pin 6 fixed to the connecting rod 8 swings with respect to the pin hole 52. Therefore, as shown in FIG. 6, the radius of curvature of the rounded portions at both ends of the flat inner wall surface portion 52c of the pin hole 52 is set to R 1
When the radius of curvature of the rounded portions at both ends of the flat outer wall surface portion 6c of the piston pin 6 is R 2 , the piston pin 6
Considering the swing angle of R 2 , R 1 , clearance F 2
To set. Specifically, R 2 > R 1 .

【0024】なお、ピストンピン6の揺動について、図
8に示す模式図を参照して説明する。図8は揺動形態を
模式化(R2 、R1 を省略している)したものである。
図8において、ピストンピン6がピン孔52内で矢印V
1方向に揺動する場合には、ピストンピン6の部位6u
がピン孔52の部位52uに当たるまでは、即ち揺動角
度θ1ぶんピストンピン6の揺動が許容される。また、
ピストンピン6が矢印V2方向に揺動する場合には、ピ
ストンピン6の部位6u’がピン孔52の部位52u’
に当たるまでは、即ち揺動角度θ1’ぶんピストンピン
6の揺動が許容される。従って、上記模式図においては
ピストンピン6は(θ1+θ1’)ぶん揺動が許容され
る。
The swing of the piston pin 6 will be described with reference to the schematic diagram shown in FIG. FIG. 8 is a schematic view of the swinging form (R 2 and R 1 are omitted).
In FIG. 8, the piston pin 6 is indicated by the arrow V in the pin hole 52.
When swinging in one direction, the portion 6u of the piston pin 6
The piston pin 6 is allowed to swing by a swinging angle θ1 until the point hits the portion 52u of the pin hole 52. Also,
When the piston pin 6 swings in the direction of the arrow V2, the portion 6u 'of the piston pin 6 is the portion 52u' of the pin hole 52.
Until it hits, that is, the swing angle θ1 ′ is allowed to swing the piston pin 6. Therefore, in the above schematic diagram, the piston pin 6 is allowed to swing by (θ1 + θ1 ′).

【0025】(コンプレッションハイトHの減少化等に
伴う波及効果)コンプレッションハイトHの減少化を図
り得ると、以下述べる様な波及効果が得られる。即ち、
コンプレッションハイトHの減少化により、ピストンの
軽量化が図られる。よって、ピストンの往復重量が減少
し、加振力が減少し、振動、騒音の低減に貢献でき、特
に高回転域におけるこもり音の低減に貢献できる。その
ため、こもり音低減のためバランスシャフトを装備した
内燃機関においては、バランスシャフトの簡略化、廃止
も可能となり易く、コスト削減に貢献できる。
(Ripple effect associated with reduction of compression height H) If the compression height H can be reduced, the following ripple effect can be obtained. That is,
By reducing the compression height H, the weight of the piston can be reduced. Therefore, the reciprocating weight of the piston is reduced, the exciting force is reduced, and it is possible to contribute to the reduction of vibration and noise, and particularly to the reduction of muffled noise in a high rotation range. Therefore, in an internal combustion engine equipped with a balance shaft for reducing muffled noise, it is easy to simplify and eliminate the balance shaft, which contributes to cost reduction.

【0026】なお、振動、騒音の低減効果を確認すべ
く、回転数1000〜6000rpmにおいて、エンジ
ンマウントの上下振動、前席中央、前席窓側で車内音の
実測をしたところ、かなりの低減効果が確認された。更
に、ピストンの軽量化に伴い、内燃機関の吹き上がりが
良くなり、加速性の向上に貢献できる。また、コンプレ
ッションハイトHの減少化に伴い、シリンダブロックの
高さを低くできるので、内燃機関の全高も小さくでき、
エンジンルーム内における搭載性が向上する。故に、内
燃機関の直立搭載にも有利となる。更に、コンプレッシ
ョンハイトHの減少化に伴い、ピン孔の軸芯回りのモー
メントが小さくなり、ピストン姿勢が改善され、よっ
て、ランド部の軽量化に貢献できる。また、ピストン姿
勢の改善に伴い、ピストンリング姿勢も改善され、ピス
トンリングの張力の低減に貢献でき、フリクションの低
減、更にピストンリングとボア内周面との間のシール性
の向上、ブローバイオイル消費の低減に貢献できる。ま
た、ピストンに作用するモーメントが小さくなることか
ら、スラスト力の低減、ピストン打音の低減に貢献でき
る。更にスラスト力の低減に伴い、ピストンスカート面
圧が減少するので、スカート摺動面の摩耗やボア摺動面
の摩耗の低減に貢献できるといった数々の波及効果を期
待できる。
In order to confirm the effect of reducing the vibration and noise, the vertical vibration of the engine mount and the sound inside the vehicle at the center of the front seat and the window of the front seat were measured at a rotation speed of 1000 to 6000 rpm. confirmed. Furthermore, as the weight of the piston becomes lighter, the internal combustion engine blows up better, which contributes to improvement in acceleration. Further, as the compression height H is reduced, the height of the cylinder block can be reduced, so that the overall height of the internal combustion engine can be reduced.
The mountability in the engine room is improved. Therefore, it is also advantageous to mount the internal combustion engine upright. Further, as the compression height H is reduced, the moment about the axis of the pin hole is reduced, the piston posture is improved, and thus the weight of the land portion can be reduced. Also, with the improvement of piston posture, the piston ring posture is also improved, which can contribute to the reduction of the tension of the piston ring, the reduction of friction, the improvement of the sealing property between the piston ring and the bore inner peripheral surface, and the consumption of blow bio-oil. Can contribute to the reduction of In addition, since the moment acting on the piston is reduced, it is possible to contribute to the reduction of thrust force and the impact sound of the piston. Further, as the thrust force is reduced, the piston skirt surface pressure is reduced, so that various ripple effects can be expected, which can contribute to the reduction of wear of the skirt sliding surface and the bore sliding surface.

【0027】その他、本発明は上記しかつ図面に示した
各実施例のみに限定されるものではなく、例えば、図9
に示す例の様に、肉厚均一化等を考慮して、ピストンピ
ン6の通孔6iの形状をその外壁と相似形状にすること
も可能である等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更し
て実施し得るものである。
Besides, the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings. For example, FIG.
As shown in the example shown in Fig. 6, the shape of the through hole 6i of the piston pin 6 can be made similar to the outer wall of the piston pin 6 in consideration of the uniform thickness and the like. Can be carried out.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明のピストンピンの支持構造によれ
ば、ピストンが下死点側に移行するとき、ピストンのピ
ン孔の平坦状内壁面部分が、ピストンピンの平坦状外壁
面部分に接触するので、両者の接触は面接触状態に維持
される。そのためピン孔に作用する面圧を低減させ得
る。そのため、ピン孔付近の必要剛性や肉厚の低減化に
有利であり、ピストンの軽量化に有利である。
According to the piston pin support structure of the present invention, when the piston moves to the bottom dead center side, the flat inner wall surface portion of the pin hole of the piston contacts the flat outer wall surface portion of the piston pin. Therefore, the contact between the two is maintained in a surface contact state. Therefore, the surface pressure acting on the pin hole can be reduced. Therefore, it is advantageous in reducing the required rigidity and wall thickness in the vicinity of the pin hole, and is advantageous in reducing the weight of the piston.

【0029】また、本発明のピストンピンの支持構造に
よれば、ピン孔の内壁面のうち少なくともピストンヘッ
ド部側に平坦状内壁面部分が形成されているので、ピス
トン駆動方向におけるピン孔の径の短縮化を図り得、コ
ンプレッションハイトの減少化に有利である。更にピス
トンの軽量化にも有利である。これにより数々の波及効
果を期待できる。
Further, according to the support structure of the piston pin of the present invention, since the flat inner wall surface portion is formed at least on the piston head side of the inner wall surface of the pin hole, the diameter of the pin hole in the piston driving direction. Can be shortened, which is advantageous in reducing the compression height. Further, it is also advantageous in reducing the weight of the piston. This can be expected to have numerous ripple effects.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】コネクチングロッド及びピストンピンが装備さ
れたピストンの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a piston equipped with a connecting rod and a piston pin.

【図2】(A)は外ピンの断面図であり、(B)は内ピ
ンの断面図であり、(C)はコネクチングロッドの小端
部の小端孔の断面図であり、(D)はピストンのピン孔
の断面図である。
2A is a sectional view of an outer pin, FIG. 2B is a sectional view of an inner pin, FIG. 2C is a sectional view of a small end hole of a small end portion of a connecting rod, and FIG. 4) is a sectional view of a pin hole of a piston.

【図3】外ピンと内ピンとを組付けた状態の斜視図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which an outer pin and an inner pin are assembled.

【図4】作用状態を説明する要部の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a main part for explaining an operating state.

【図5】第2実施例に係るピストンの正面図である。FIG. 5 is a front view of a piston according to a second embodiment.

【図6】ピン孔にピストンピンが嵌合された状態の構成
図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a state in which a piston pin is fitted in a pin hole.

【図7】コネクチングロッドの正面図である。FIG. 7 is a front view of a connecting rod.

【図8】ピストンピンのピン孔に対する揺動を説明する
模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating swing of a piston pin with respect to a pin hole.

【図9】第2実施例の変形例に係るピストンピンの正面
図である。
FIG. 9 is a front view of a piston pin according to a modification of the second embodiment.

【図10】従来例に係る作用状態を説明する要部の構成
図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a main part for explaining an operation state according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

図中、1はピストン、12はピン孔、12cは平坦状内
壁面部分、2はピストンピン、20は外ピン、22は内
ピン、22cは平坦状外壁面部分、3はコネクチングロ
ッドを示す。
In the figure, 1 is a piston, 12 is a pin hole, 12c is a flat inner wall surface portion, 2 is a piston pin, 20 is an outer pin, 22 is an inner pin, 22c is a flat outer wall surface portion, and 3 is a connecting rod.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ピストン駆動方向と直交する向きのピン孔
を備えたピストンと、該ピン孔に嵌合されるピストンピ
ンとで構成されたピストンピンの支持構造において、 該ピストンの該ピン孔の内壁面は、少なくとも該ピスト
ンヘッド部側に平坦状内壁面部分をもち、 該ピストンピンは、該ピン孔の平坦状内壁面部分に対面
する平坦状外壁面部分をもつことを特徴とするピストン
ピンの支持構造。
1. A piston pin support structure comprising a piston having a pin hole extending in a direction orthogonal to the piston driving direction, and a piston pin fitted into the pin hole. A wall surface has a flat inner wall surface portion at least on the piston head side, and the piston pin has a flat outer wall surface portion facing the flat inner wall surface portion of the pin hole. Support structure.
JP32801192A 1992-12-08 1992-12-08 Position pin support structure Pending JPH06174090A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010066428A (en) * 1999-12-31 2001-07-11 이계안 Piston pin for engine
JP2015222014A (en) * 2014-05-22 2015-12-10 日産自動車株式会社 Link connecting structure in double-link type piston crank mechanism

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