JPH0743539Y2 - ピストンピン構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はピストンとコンロッドとを接続するピストンピ
ンの構造に係り、特に、ピストンのボス部に回転自在に
嵌合されるピストンピンの潤滑を改善できると共に、ピ
ストンピンの変形によって発生する上記ボス部の亀裂を
防止できるピストンピン構造に関する。

［従来の技術］ ガソリンエンジン及びディーゼルエンジン等の内燃機関
において、ピストンとコンロッドとを連結するピストン
ピンには、第５図に示すものが知られている。

図示するように、このピストンピンａは、その中央部ｂ
がコンロッドｃのボス部ｄに圧入固定され、両端部ｅが
ピストンｆのボス部ｇに回転自在に嵌合されている。こ
の圧入タイプのピストンピンａは部品数が少なく組付が
容易なので、近年採用が増加してきている。

ところで、このピストンピンａはその中央部ｂがコンロ
ッドｃに圧入固定されているため、ピストンピンａとコ
ンロッドｃとは相対的に全く動かないことになる。

従って、ピストンｆの往復運動にともなって、ピストン
上面ｈに図中下向きに加わる燃焼ガス圧ｉは、常に、ピ
ストンピン両端部ｅの上半分ｊに図中上向きの反力ｋを
生じさせる。

よって、上記燃焼ガス圧ｉとその反力ｋとにより、ピス
トンピン両端部ｅの上半分ｊは、ピストンボス部ｇ上半
分と強く接触して偏摩耗することになる。

この対策として第６図に示すように、ピストンｆのボス
部ｇをピストンピンａの軸方向に沿って一部切削し、油
溜りｌを設けたものや、第７図に示すように上記ボス部
ｇの周方向全周に亘ってオイル溝ｍを設けたものがあ
る。

これらの対策は、上記油溜りｌもしくはオイル溝ｍに潤
滑油を導入し、摩耗しやすいピストンピン上半分ｊを潤
滑するものである。

しかしながら、上記油溜りｌ及び上記オイル溝ｍは精密
部品であるピストンｆのボス部ｇ穴面への加工でありコ
ストアップを招いていた。

また、第８図に示すように、ピストン上面ｈに図中下向
きに燃焼ガス圧ｉが加わると、ピストンｆのボス部ｇに
嵌合されたピストンピン両端部ｅに下向きの荷重ｎが加
わり、その反力としてコンロッドｃに圧入されたピスト
ンピン中央部ｂに上向きの荷重ｏが加わる。

上記ピストンピンａの両端部ｅと中央部ｂとに逆向きに
加わるそれぞれの荷重n,oは、燃焼ガス圧ｉが高くなる
全負荷時等において、大きな曲げモーメントを発生して
ピストンピンａを第８図に破線で示すように軸方向に曲
げ、さらに、第９図に破線で示すようにピストンピンａ
を荷重方向側方に楕円に変形させる。

このピストンピンａの楕円変形にともなって、ピストン
ピンの両端部ｅを嵌合しているピストンｆのボス部ｇも
楕円に変形して、上記ボス部ｇを荷重方向側方に左右に
引き裂く力が生じ、ボス部ｇの上部に亀裂ｐが発生する
場合があった。

この対策として、第10図に示すように、ピストンｆのボ
ス部ｇに嵌合されるピストンピン両端部ｅをその全周に
亘って一部細く形成し、逃げ部ｑを設けたものがある。

この対策によれば、ボス部ｇとピストンピンａとの間に
曲げの逃げ部ｑを設けてあるので、第11図に示すよう
に、ピストンピンａに曲げモーメントが発生しても、そ
の曲げによるピストンピンａの楕円変形は抑制され、ボ
ス部ｇに生じる亀裂ｐが未然に防止できる。

しかしながら、エンジンの低負荷運動時等、燃焼ガス圧
がそれ程高くないときには、第10図に示すように上記ピ
ストンピンａに曲げが生じることはなく、この時、上記
形状のピストンピンａはピストンピンａとボス部ｇとの
接触部ｒが狭く、ここが偏摩耗することになり、耐久性
に問題があった。

以上の問題点を解決すべく創案された本考案の目的は、
ピストンのボス部とピストンピンとの間の潤滑を良好に
保ち、ピストンピンの楕円変形によって生じる上記ボス
部の亀裂を防止し、加工が容易で低コストのピストンピ
ン構造を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本考案は、ピストンピンの中
央部がコンロッドに圧入固定され、両端部がピストンの
ボス穴に回転自在に嵌合されるピストンピン構造におい
て、上記ピストンピン両端部のボス穴嵌合面に、ピスト
ンの荷重方向側部に位置させて、潤滑油を収容すると共
にピストンピンの楕円変形を収容する油溜溝を、ピスト
ンピンの軸方向に沿って形成して構成されている。

［作用］ エンジンの運転時に生じるピストン上面への燃焼圧によ
る荷重は、ピストンピンを介してボス穴嵌合面に一定方
向の荷重を加える。この際、上記ピストンピンはその中
央部がコンロッドに圧入固定されているので、上記一定
方向の荷重によりボス穴嵌合面において、ピストンピン
とボス穴とは常に一定の箇所で強く接触することにな
る。

上記ピストンピンには、ピストンの荷重方向側部に位置
させて、すなわち、最高荷重を受ける箇所ではなく、そ
の近傍に位置させて潤滑油の油溜溝が形成されているの
で、この油溜溝はピストンピンのピストンボス穴との間
の潤滑を良好にすると共に、上記最高荷重を受ける箇所
において、ピストンピンとボス穴嵌合面とが面圧を減ら
すべく広範囲で接触することを妨げない。

従って、ピストンピンとボス穴嵌合面とは、ピストンの
荷重方向である最高荷重が加わる箇所において広範囲で
接触してその面圧を減ずると共に潤滑が高められること
になる。よって、上記のピストンピンとボス穴との強い
接触による摩耗は抑制されることになる。

また、エンジンの高負荷運転時等に、ピストンに加わる
荷重によりピストンピンが荷重方向側方に楕円変形する
と、上記油溜溝は上記楕円変形の逃げ部を形成して嵌合
ボス部を左右に拡げることがなく、ピストンのボス穴に
発生する亀裂を未然に防止する。

［実施例］ 本案の一実施例を添付図面に従って説明する。

第１図に示すように、コンロッド１のスモールエンド部
に設けられたボス穴２に円筒形状のピストンピン３の中
央部４が圧入固定され、このピストンピン３の両端部５
が第２図に示すように、ピストン６のボス穴７に回転自
在に嵌合されている。

すなわち、ピストン６は上記ピストンピン３を介してコ
ンロッド１と連結されている。

上記ピストンピン３のボス穴嵌合面８に上記ピストン６
の荷重方向側部９に位置させて、潤滑油の油溜溝10が形
成されている。この油溜溝10は、上記荷重によるピスト
ンピン３の最高荷重部11をさけて、その近傍に２箇所平
面形状に形成されている。

なお、ピストン６の荷重方向とは、第２図に示すピスト
ン上面12と図示されないシリンダとで区画形成される燃
焼室内の燃焼ガス圧がピストン上面12から下面13へ作用
する方向である。

以上の構成からなる本実施例の作用について述べる。

ピストンピン３のボス穴嵌合面８に油溜溝10が設けられ
ているので、ピストン６の往復運動にともなって、ここ
に潤滑油が溜り、ピストンピン３とボス部嵌合面８との
潤滑を高める。

上記油溜溝10は、ピストン６の荷重によるピストンピン
３の最高荷重部11を避け、その近傍に設けられているの
で、上記最高荷重部11において、ピストンピン３とボス
穴嵌合面８とは、広い接触面積を形成して、ここでの面
圧を減らす。

従って、ピストンピン３のボス穴嵌合面８は、最高荷重
部11の面圧が減らされると共に、潤滑が高められた結
果、摩耗が抑制されて耐久性を高めることになる。

また、ピストン６の荷重により、ピストンピン３が荷重
方向側方へ第９図に示すように楕円に変形すると、第２
図に示すピストンピン３の荷重方向側部９に設けられた
上記油溜溝10は上記楕円変形の逃げ部となる。

従って、ピストンピン３の楕円変形によって生じるピス
トン６のボス穴７の亀裂は未然に防止される。すなわ
ち、油溜溝10は、単に潤滑油を収容するのみならず、ピ
ストンピン３の楕円変形を収容する逃げ部をも兼用す
る。

また、上記油溜溝10はピストンピン３の外周面の一部を
平面形状に切削して形成したものなので、容易にかつ低
コストで加工できる。

本考案の変形実施例を第３図及び第４図に示す。

図示するように、このピストンピン３は、上記平面形状
の油溜溝10が円筒形状のピストンピン３の軸方向に沿っ
て、その全長に亘って外周面の一部が切削成形されてい
る。

また、ピストン６のボス穴７と嵌合する油溜溝10の両端
部14には、油溜溝10とピストンピン内筒面とを連通させ
る油孔15が穿孔されている。

上記ピストンピン３にあっては、油溜溝10の加工面が軸
方向に沿って連続しているので、一層容易にかつ低コス
トで加工できる。

また、油溜溝10には上記油孔15を設けたことにより、ピ
ストン６の往復運動によって油溜溝10に溜まる潤滑油
は、上記油孔15を通過してピストンピン３内筒面ヘ流れ
る。

従って、上記油溜溝10には常に新しい潤滑油が溜められ
ることになり、その潤滑性を高めることになる。

なお、ピストンピン３に設けられる上記油溜溝10は複数
溝設けてもよく、溝形状は平面でなく曲面でもよいこと
は勿論である。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、次のごとき優れた
効果が発揮できる。

（１）ピストンピンのボス穴嵌合面に油溜溝を設けたの
で、ピストンピンとボス穴嵌合面との間の潤滑を高め摩
耗を抑制できる。

（２）上記油溜溝はピストンピンのボス穴嵌合面にピス
トンの荷重方向側部に位置させて設けられているので、
上記嵌合面の荷重方向においては、ピストンピンとボス
穴嵌合面とは広い接触面を形成して面圧を減らし、摩耗
を抑制することができる。

（３）上記油溜溝はピストンピンの荷重方向側方への楕
円変形の逃げ部を形成し、ピストンピンの楕円変形によ
って生じる上記ボス穴の亀裂を未然に防止できる。

（４）上記油溜溝はピストンピン外周面の必要部分のみ
の加工で成形されるので、容易にかつ低コストで加工で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す斜視図、第２図は第１
図の正面図、第３図は変形実施例を示す正面図、第４図
は第３図の側面図、第５図はピストン，ピストンピン及
びコンロッドの接続関係を示す側断面図、第６図は及び
第７図は従来例を示す斜視図、第８図はピストンピンの
変形を示す側断面図、第９図は第８図の正面図、第10図
は及び第11図は従来例を示す部分側断面図である。 図中、１はコンロッド、３はピストンピン、４はピスト
ンピンの中央部、５はピストンピンの両端部、６はピス
トン、７はピストンのボス穴、８はボス穴嵌合面、９は
荷重方向側部、10は油溜溝である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンピンの中央部がコンロッドに圧入
   固定され、両端部がピストンのボス穴に回転自在に嵌合
   されるピストンピン構造において、上記ピストンピン両
   端部のボス穴嵌合面に、ピストンの荷重方向側部に位置
   させて、潤滑油を収容すると共にピストンピンの楕円変
   形を収容する油溜溝を、ピストンピンの軸方向に沿って
   形成したことを特徴とするピストンピン構造。