JPH09189358A - Piston pin support structure of piston for internal combustion engine - Google Patents

Piston pin support structure of piston for internal combustion engine

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JPH09189358A
JPH09189358A JP2320196A JP2320196A JPH09189358A JP H09189358 A JPH09189358 A JP H09189358A JP 2320196 A JP2320196 A JP 2320196A JP 2320196 A JP2320196 A JP 2320196A JP H09189358 A JPH09189358 A JP H09189358A
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Japan
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piston
pin
spherical bearing
bearing
internal combustion
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JP2320196A
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Japanese (ja)
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Tetsuto Onodera
哲人 小野寺
Kazuo Miyazawa
一夫 宮澤
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Yamaha Motor Co Ltd
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Yamaha Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2251/00Material properties
    • F05C2251/04Thermal properties
    • F05C2251/042Expansivity

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  • Support Of The Bearing (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make piston pin supporting structure of a piston for an internal combustion engine in a structure capable of corresponding to deformation due to thermal expansion of a piston main body at the time of driving the internal combustion engine. SOLUTION: A piston pin 20 is supported on pin boss parts 5a through spheric bearings 30 by drilling pin through holes 5b to insert both side parts of the piston pin 20 through on the respective pin boss parts 5a of a piston main body 5, installing the spheric bearings 30 outer surfaces of which are spheric and provided with pin holes 30a to insert the piston pin 20 roughly on a central part on bearing installation parts 5c formed in middle parts of pin insertion holes 5b free to slide, forming inside diameters of the pin insertion holes of the pin boss parts 5a larger than inside diameters of the pin holes 30a of the spheric bearings 30 and inserting the piston pin 20 through the pin holes 30a of the spheric bearings 30.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に使用さ
れているピストンにおけるピストン本体に対するピスト
ンピンの支持構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston pin support structure for a piston body of a piston used in an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】2サイクルや4サイクルのガソリンエン
ジンおよびディーゼルエンジンのような内燃機関では、
シリンダヘッドとシリンダブロックとピストンにより囲
まれた燃焼室内で発生する燃焼圧によりシリンダ内で往
復動するピストン本体の動きが、ピストン本体に支持さ
れたピストンピンから、該ピストンピンに小端部(スモ
ールエンド)を連結させたコンロッド(コネクティング
ロッド)を介して、該コンロッドの大端部(ビッグエン
ド)からクランク軸に回転力として伝達されている。
2. Description of the Prior Art In internal combustion engines such as two-stroke and four-stroke gasoline engines and diesel engines,
The movement of the piston body that reciprocates in the cylinder due to the combustion pressure generated in the combustion chamber surrounded by the cylinder head, the cylinder block, and the piston moves from the piston pin supported by the piston body to the small end portion (small The torque is transmitted as a rotational force from the large end portion (big end) of the connecting rod to the crankshaft via a connecting rod (connecting rod) to which the ends are connected.

【0003】そして、そのような内燃機関において、ピ
ストン本体とコンロッドの小端部を連結するためのピス
トンピンは、従来、ピストン本体のピンボス部に貫通さ
れたピン挿通孔に直接あるいはベアリング等を介して挿
通されることにより、ピストン本体の一対のピンボス部
に渡って支持されている。
In such an internal combustion engine, the piston pin for connecting the piston body and the small end portion of the connecting rod is conventionally directly or through a bearing or the like in a pin insertion hole penetrating the pin boss portion of the piston body. By being inserted as a result, it is supported across the pair of pin boss portions of the piston body.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の内燃機関用ピストンでは、内燃機関の運転時に
おけるピストン本体の熱膨張による変形に対処するため
に、ピストン本体の形状を、予め、上方から見て、体積
が大きく膨張量の大きいピンボス部の部分を短径とした
楕円形に形成すると共に、図9(A)に示すように、側
方から見て、高熱に曝されて膨張量の大きいピストンヘ
ッド(ピストン頂部)側を小径としたテーパー状(円錐
台状)に形成することによって、熱変形した状態でピス
トン本体が円筒状となるように配慮されている。
In the conventional piston for an internal combustion engine as described above, the shape of the piston main body is previously set in order to cope with the deformation due to the thermal expansion of the piston main body during the operation of the internal combustion engine. The pin boss portion, which has a large volume and a large expansion amount when viewed from above, is formed into an elliptical shape with a short diameter, and as shown in FIG. The piston body (piston top) side having a large amount is formed in a tapered shape (conical trapezoidal shape) having a small diameter, so that the piston body has a cylindrical shape in a thermally deformed state.

【0005】ところが、テーパー状(円錐台状)に形成
したピストン本体が熱変形して円筒状となるに従って、
図9(B)に示すように、ピンボス部5aのピン挿通孔
5bが外側下がりとなるように歪むため、そのように変
形しようとするピン挿通孔5bが挿通されているピスト
ンピンによって矯正される状態で、ピンボス部に塑性変
形を起こすと同時に、図10に示すように、ピストンピ
ン20の端部がピンボス部5aのピン挿通孔5bの内周
面にエッジ当たりして、当該部分Cに局部磨耗を発生さ
せることとなり、それらによってピストン本体自体が損
傷されることとなる。
However, as the taper-shaped (frustum-conical) piston body is thermally deformed into a cylindrical shape,
As shown in FIG. 9 (B), since the pin insertion hole 5b of the pin boss portion 5a is distorted so as to fall outward, the pin insertion hole 5b that is about to be deformed is corrected by the inserted piston pin. In this state, the pin boss portion is plastically deformed, and at the same time, as shown in FIG. 10, the end portion of the piston pin 20 comes into edge contact with the inner peripheral surface of the pin insertion hole 5b of the pin boss portion 5a, and the portion C is locally localized. This will cause wear, which will damage the piston body itself.

【0006】また、ピンボス部5aのピン挿通孔5bの
歪みにつれて、図11に示すように、ピストンピン20
もその中央部から両側が下方に湾曲するように変形する
ため、該ピストンピン20の変形により、コンロッドの
小端部に設けられる軸受部(ニードル軸受)29とピス
トンピン20との接触状態が不均一なものとなって、該
軸受部29の寿命が低下すると共に、ピストンピン20
の変形につれて、ピストン本体5のスカート部が、一点
鎖線Fのような下方が張り出すように変形するため、該
ピストンスカート部の変形により、ピストン本体とシリ
ンダボアの内周面の間で摩擦が大きくなって摺動ロスを
生じることとなる。
Further, as the pin insertion hole 5b of the pin boss portion 5a is distorted, as shown in FIG.
Since the piston pin 20 is also deformed so that both sides are curved downward from the central portion, the contact state between the piston pin 20 and the bearing portion (needle bearing) 29 provided at the small end portion of the connecting rod is not correct. It becomes uniform, the life of the bearing portion 29 is shortened, and the piston pin 20
The deformation of the skirt portion of the piston main body 5 such that the lower part of the piston body 5 projects like a dashed line F, and the deformation of the piston skirt portion causes a large friction between the piston main body and the inner peripheral surface of the cylinder bore. As a result, sliding loss occurs.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決するために、上記の請求項1に記載したよう
に、シリンダ内で往復動するピストン本体に形成された
一対のピンボス部に、ピストン本体とクランク軸を連動
させるためのコンロッドの小端部を連結したピストンピ
ンが支持されている内燃機関用ピストンにおいて、ピス
トン本体のそれぞれのピンボス部に、ピストンピンの両
側部を挿通するためのピン挿通孔が貫通され、該ピン挿
通孔の途中に形成された軸受装着部に、外面が球面状で
略中央部にピストンピンを挿通するためのピン孔を設け
た球面軸受が摺動自在に装着されており、該球面軸受の
ピン孔の内径よりもピンボス部のピン挿通孔の内径が大
きく形成されていて、該球面軸受のピン孔にピストンピ
ンが挿通されることにより、ピストンピンが球面軸受を
介してピンボス部に支持されていることを特徴とするも
のである。
In order to solve the above problems, the present invention provides a pair of pin bosses formed on a piston body that reciprocates in a cylinder as described in claim 1 above. In a piston for an internal combustion engine in which the piston pin that connects the small end of the connecting rod for interlocking the piston body and the crankshaft is supported in the section, insert both sides of the piston pin into each pin boss of the piston body. A spherical bearing having a spherical outer surface and a pin hole for inserting a piston pin in a substantially central portion is provided in a bearing mounting portion formed in the middle of the pin inserting hole for sliding. It is movably mounted, and the inner diameter of the pin insertion hole of the pin boss is larger than the inner diameter of the pin hole of the spherical bearing, and the piston pin is inserted into the pin hole of the spherical bearing. By, is characterized in that the piston pin is supported by the pin boss portion through a spherical bearing.

【0008】また、上記の請求項1に記載した内燃機関
用ピストンのピストンピン支持構造において、上記の請
求項2に記載したように、ピンボス部のピン挿通孔の内
径が、ピストン本体の熱膨張による変形時にピストンピ
ンをピンボス部に接触させない分だけ、球面軸受のピン
孔の内径よりも大きく形成されていることを特徴とする
ものである。
Further, in the piston pin support structure for a piston for an internal combustion engine described in claim 1, as described in claim 2, the inner diameter of the pin insertion hole of the pin boss portion is the thermal expansion of the piston body. The feature is that the piston pin is formed larger than the inner diameter of the pin hole of the spherical bearing by the amount that the piston pin is not brought into contact with the pin boss portion at the time of deformation.

【0009】また、上記の請求項1又は2に記載した内
燃機関用ピストンのピストンピン支持構造において、上
記の請求項3に記載したように、ピストン本体の外周面
からピンボス部の軸受装着部にまで貫通して形成された
球面軸受挿入用の溝孔が、ピストンの軸方向に対して傾
斜した状態で設けられていることを特徴とするものであ
る。
Further, in the piston pin support structure for a piston for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, as described in claim 3, from the outer peripheral surface of the piston body to the bearing mounting portion of the pin boss portion. A groove hole for inserting a spherical bearing, which is formed so as to penetrate therethrough, is provided so as to be inclined with respect to the axial direction of the piston.

【0010】また、上記の請求項1又は2に記載した内
燃機関用ピストンのピストンピン支持構造において、上
記の請求項4に記載したように、球面軸受が半割り構造
とされていることを特徴とするものである。
Further, in the piston pin support structure of the internal combustion engine piston according to claim 1 or 2, the spherical bearing has a half-split structure as described in claim 4. It is what

【0011】また、上記の請求項1乃至4に記載した内
燃機関用ピストンのピストンピン支持構造において、上
記の請求項5に記載したように、ピストンの冷間時にお
いて、球面軸受が軸受装着部に対してその軸方向中央部
で接触しその両側部で隙間を生じるように、球面軸受の
球面の軸方向でのアールが、軸受装着部の球面のアール
よりも小さくなるように形成されていることを特徴とす
るものである。
Further, in the piston pin support structure for the internal combustion engine piston according to any one of claims 1 to 4, as described in claim 5, when the piston is cold, the spherical bearing has the bearing mounting portion. Is formed so that the radius of the spherical surface of the spherical bearing in the axial direction is smaller than the radius of the spherical surface of the bearing mounting portion so that the central portion in the axial direction contacts and the gaps are formed on both sides thereof. It is characterized by that.

【0012】また、上記の請求項1又は2に記載した内
燃機関用ピストンのピストンピン支持構造において、上
記の請求項6に記載したように、球面軸受がピストン本
体に鋳込まれていることを特徴とするものである。
Further, in the piston pin support structure for a piston for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, the spherical bearing is cast in the piston body as described in claim 6. It is a feature.

【0013】さらに、上記の請求項1乃至6に記載した
内燃機関用ピストンのピストンピン支持構造において、
上記の請求項7に記載したように、少なくとも一方の球
面軸受に形成されたピン孔の内側開口縁の角部と、ピス
トンピンの少なくとも一方の端部の外周縁の角部に、そ
れぞれ面取り加工が施されていることを特徴とするもの
である。
Further, in the piston pin support structure of the internal combustion engine piston according to any one of claims 1 to 6,
As described in claim 7, chamfering is performed on the corner of the inner opening edge of the pin hole formed in at least one spherical bearing and the corner of the outer peripheral edge of at least one end of the piston pin. It is characterized by being applied.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の内燃機関用ピスト
ンのピストンピン支持構造の実施形態について図面に基
づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a piston pin support structure for a piston for an internal combustion engine of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1および図2は、本発明のピストンピン
支持構造が適用されている2サイクル3気筒ディーゼル
エンジンを示すもので、エンジン1は、その本体がクラ
ンクケース2の上方にシリンダブロック3とシリンダヘ
ッド4を順次重ねて一体的に連結したもので、シリンダ
ブロック3のシリンダボア3a内には、ピストンリング
22,23を装着したピストン本体5が摺動自在に設置
されていて、該ピストン本体5は、コンロッド6を介し
てクランク室2a内のクランク軸7に連結されている。
FIGS. 1 and 2 show a two-cycle three-cylinder diesel engine to which the piston pin support structure of the present invention is applied. The engine 1 has a cylinder block 3 above a crankcase 2 and a main body thereof. Cylinder heads 4 are sequentially stacked and integrally connected, and a piston body 5 having piston rings 22 and 23 mounted therein is slidably installed in a cylinder bore 3a of a cylinder block 3. Are connected to a crank shaft 7 in the crank chamber 2 a via a connecting rod 6.

【0016】シリンダヘッド4は、上方部材8と下方部
材9に分割されているもので、両部材8,9の境界部分
に副燃焼室10aが形成されており、該副燃焼室10a
は小径の通路8aによりシリンダボア3aの主燃焼室1
0bに連通されていて、副燃焼室10aに対して、始動
点火用のグロープラグ11と燃料噴射弁12が配設され
ている。
The cylinder head 4 is divided into an upper member 8 and a lower member 9, and a sub combustion chamber 10a is formed at a boundary portion between both members 8 and 9, and the sub combustion chamber 10a is formed.
Is the main combustion chamber 1 of the cylinder bore 3a due to the small diameter passage 8a.
0b, and a glow plug 11 for starting ignition and a fuel injection valve 12 are provided for the auxiliary combustion chamber 10a.

【0017】エンジン1の本体には、クランクケース2
とシリンダブロック3によりクランク室2aが画成さ
れ、シリンダブロック3には、クランク室2aに開口す
る吸気開口3bが形成されており、吸気開口3bには、
吸気管13が接続されていると共に、クランク室2aか
ら吸気管13に吸気が逆流するのを防止するためのリー
ド弁14が設けられていて、エンジン1はクランク室2
a内に吸入した新気の1次圧縮が可能な構造となってい
る。
The main body of the engine 1 includes a crankcase 2
And a cylinder block 3 define a crank chamber 2a, and the cylinder block 3 is formed with an intake opening 3b which opens to the crank chamber 2a.
The intake pipe 13 is connected, and a reed valve 14 for preventing backflow of intake air from the crank chamber 2a to the intake pipe 13 is provided.
It has a structure capable of primary compression of fresh air sucked into a.

【0018】シリンダブロック3のシリンダボア3aに
は、複数個の掃気口15a(一個だけ図示)が開口さ
れ、それぞれの掃気口15aは掃気通路(図示せず)を
介してクランク室2aと連通されていると共に、主排気
通路16bに連なる主排気口16aが開口され、主排気
口16aのやや上方に、一対の副排気口17aがシリン
ダボア3aの周方向に間隔を開けて開口されていて、各
副排気口17aに連なる各副排気通路17bは、その下
流側で主排気通路16bと合流して、排気管18に接続
されている。
A plurality of scavenging ports 15a (only one is shown) are opened in the cylinder bore 3a of the cylinder block 3, and each scavenging port 15a communicates with the crank chamber 2a through a scavenging passage (not shown). In addition, the main exhaust port 16a connected to the main exhaust passage 16b is opened, and a pair of auxiliary exhaust ports 17a are opened slightly above the main exhaust port 16a at intervals in the circumferential direction of the cylinder bore 3a. Each sub exhaust passage 17b connected to the exhaust port 17a joins with the main exhaust passage 16b on the downstream side and is connected to the exhaust pipe 18.

【0019】副排気通路17bには、駆動装置(図示せ
ず)によって駆動される排気制御弁19が、副排気通路
17bと交差して少なくとも副排気通路17bの一部を
貫通するように配置されており、この排気制御弁19に
より、副排気通路17bは、その断面積が可変および全
閉可能とされている。
In the sub exhaust passage 17b, an exhaust control valve 19 driven by a drive device (not shown) is arranged so as to intersect the sub exhaust passage 17b and penetrate at least a part of the sub exhaust passage 17b. The exhaust control valve 19 allows the sub-exhaust passage 17b to have a variable cross-sectional area and be fully closed.

【0020】ピストン本体5とクランク軸7を連結する
コンロッド6は、図2に示すように、その小端部6aが
軸受部29を介してピストンピン20に連結され、その
大端部6bが軸受部28を介してクランクピン21に連
結されている。
As shown in FIG. 2, the connecting rod 6 connecting the piston body 5 and the crankshaft 7 has a small end 6a connected to the piston pin 20 via a bearing 29, and a large end 6b connected to the bearing. It is connected to the crank pin 21 via the portion 28.

【0021】コンロッド6の小端部6aと大端部6bの
各軸受28,29に対する潤滑構造については、図示し
ていないが、ディーゼルエンジン1に対して、エンジン
回転数と負荷情報が入力されるECUからの出力信号に
よって駆動制御されるオイルポンプが設置されており、
該オイルポンプの駆動により、オイルタンクからオイル
フィルターを介してオイルポンプに導かれたオイルは、
オイル分配管を介して、各気筒のそれぞれのシリンダボ
ア3aに開口されたオイル吐出口部と、各気筒のクラン
クジャーナル部25とにそれぞれ分配されて供給され
る。
Although the lubricating structure for the bearings 28, 29 of the small end 6a and the large end 6b of the connecting rod 6 is not shown, engine speed and load information are input to the diesel engine 1. An oil pump that is driven and controlled by the output signal from the ECU is installed.
The oil guided from the oil tank to the oil pump through the oil filter by driving the oil pump is
The oil is distributed and supplied to the oil discharge port portion opened to each cylinder bore 3a of each cylinder and the crank journal portion 25 of each cylinder via the oil distribution pipe.

【0022】各気筒において、オイル吐出口部は、図1
に示すようなピストンが下死点の位置にあるときの、第
1ピストンリング22の下方に設けられた第2ピストン
リング23の近傍に位置して、シリンダボア3aの内周
面に開口されている。
The oil discharge port of each cylinder is shown in FIG.
When the piston as shown in FIG. 6 is at the bottom dead center position, it is located near the second piston ring 23 provided below the first piston ring 22 and is opened to the inner peripheral surface of the cylinder bore 3a. .

【0023】なお、各気筒のクランクジャーナル部25
に供給されたオイルについては、図3に示すように、ク
ランクジャーナル部25の側に形成されたオイル通路2
5aから、シール部材26により密閉されたジャーナル
軸受部27に供給され、該ジャーナル軸受部27のオイ
ル溜まり空間に溜まったオイルは、クランクウェブ端面
に形成されたオイル溝7aから、クランク軸側に形成さ
れたオイル通路7b,7cを通って、クランクピン21
の外周部に送られ、該クランクピン21の外周面とコン
ロッド大端部6bの内周面の間の軸受部28に導入され
る。
The crank journal portion 25 of each cylinder
The oil supplied to the oil passage 2 is formed on the crank journal 25 side as shown in FIG.
The oil supplied from 5a to the journal bearing portion 27 sealed by the seal member 26 and accumulated in the oil collecting space of the journal bearing portion 27 is formed on the crankshaft side from the oil groove 7a formed on the end face of the crank web. Through the oil passages 7b and 7c which are opened, the crank pin 21
And is introduced into the bearing portion 28 between the outer peripheral surface of the crank pin 21 and the inner peripheral surface of the connecting rod large end portion 6b.

【0024】また、コンロッド6の大端部6bには、そ
の内周面の小端部側にオイル溜り溝が形成されており、
このオイル溜り溝から大端部6bの表面に開口するオイ
ル孔6cが貫通されていて、オイル溜り溝に溜まったオ
イルは、クランク軸7の回転による遠心力でオイル孔6
cを通って、大端部6bの表面からコンロッド6の小端
部6aおよびピストン本体5の頂部裏側に向かって飛散
される。
In addition, the large end portion 6b of the connecting rod 6 is provided with an oil pool groove on the small end portion side of the inner peripheral surface thereof.
An oil hole 6c opened on the surface of the large end portion 6b is penetrated from this oil collecting groove, and the oil collected in the oil collecting groove is centrifugally generated by the rotation of the crankshaft 7 and the oil hole 6c.
Through c, it is scattered from the surface of the large end 6b toward the small end 6a of the connecting rod 6 and the back side of the top of the piston body 5.

【0025】ところで、上記のようなエンジン本体1に
おいて、シリンダボア3a内に摺動自在に挿入されたピ
ストン本体5とコンロッド6の小端部6aとを連結する
ためのピストンピン20は、以下の各実施形態に示すよ
うに、球面軸受を介してピストン本体5のピンボス部に
支持されている。
By the way, in the engine body 1 as described above, the piston pin 20 for connecting the piston body 5 slidably inserted in the cylinder bore 3a and the small end portion 6a of the connecting rod 6 has the following components. As shown in the embodiment, it is supported by the pin boss portion of the piston body 5 via a spherical bearing.

【0026】図4〜図7は、球面軸受30によるピスト
ンピン20の支持構造の第1実施形態について示すもの
で、図4に示すように、ピストン本体5に一体的に形成
された一対のピンボス部5aには、それぞれピストンピ
ン20の両側部を挿通するためのピン挿通孔5bが設け
られており、それぞれのピン挿通孔5bの途中に軸受装
着部5cが形成されていて、この軸受装着部5cに、外
面が球面状で略中央部にピストンピン20を挿入するピ
ン孔30aを設けた球面軸受30が、摺動自在に装着さ
れている。
FIGS. 4 to 7 show a first embodiment of the structure for supporting the piston pin 20 by means of the spherical bearing 30. As shown in FIG. 4, a pair of pin bosses formed integrally with the piston body 5 are provided. The portion 5a is provided with a pin insertion hole 5b for inserting each side of the piston pin 20, and a bearing mounting portion 5c is formed in the middle of each pin insertion hole 5b. A spherical bearing 30 having a spherical outer surface and a pin hole 30a into which the piston pin 20 is inserted is provided at a substantially central portion 5c so as to be slidable.

【0027】そして、図2に示すように、その中央部に
軸受29を介してコンロッドの小端部6aを嵌挿させた
ピストンピン20は、図4に示すように、その両側部を
それぞれ球面軸受30のピン孔30aに挿通させて、サ
ークリップ31によりピン挿通孔5bから抜け止めされ
た状態で、ピンボス部5aよってピストン本体5に支持
されている。
As shown in FIG. 2, the piston pin 20 in which the small end portion 6a of the connecting rod is fitted into the center portion of the piston rod 20 through the bearing 29 has spherical surfaces on both sides thereof as shown in FIG. It is inserted into the pin hole 30a of the bearing 30 and is supported by the piston body 5 by the pin boss portion 5a in a state in which it is prevented from coming off from the pin insertion hole 5b by the circlip 31.

【0028】ピストン本体5のピンボス部5aに形成さ
れたピン挿通孔5bは、その内径が球面軸受30のピン
孔30aの内径よりも大きくされており、図5に示すよ
うに、それによってピン挿通孔5bとピストンピン20
の間に隙間Dが形成されているが、この隙間Dは、本実
施形態では、ピストン本体5の熱変形時にピン挿通孔5
bの内周面とピストンピン20の端部が接触しないため
の必要最小の大きさとされている。
The inner diameter of the pin insertion hole 5b formed in the pin boss portion 5a of the piston body 5 is larger than the inner diameter of the pin hole 30a of the spherical bearing 30, and as shown in FIG. Hole 5b and piston pin 20
A gap D is formed between the pin insertion hole 5 and the pin insertion hole 5 when the piston body 5 is thermally deformed in this embodiment.
It has the minimum necessary size so that the inner peripheral surface of b and the end of the piston pin 20 do not come into contact with each other.

【0029】なお、本実施形態では、ピンボス部5aの
ピン挿通孔5bの途中に設けられた軸受装着部5cに球
面軸受30を挿着するために、ピストン本体5の外周面
から軸受装着部5cにまで、球面軸受挿入用の溝孔5d
が貫通して形成されており、この溝孔5dは、図7に示
すように、この球面軸受挿入用の溝孔5dが、ピストン
軸方向に対して傾斜した状態で設けられている。
In this embodiment, in order to insert the spherical bearing 30 into the bearing mounting portion 5c provided in the pin insertion hole 5b of the pin boss portion 5a, the bearing mounting portion 5c is inserted from the outer peripheral surface of the piston body 5. Up to 5 d groove hole for spherical bearing insertion
As shown in FIG. 7, the groove hole 5d is formed so that the groove hole 5d for inserting the spherical bearing is inclined with respect to the piston axial direction.

【0030】上記の球面軸受挿入用の溝孔5dには、ピ
ン挿通孔5bの軸方向と球面軸受30の軸方向を直交さ
せた横倒し状態で、球面軸受30を挿入することとなる
が、ピストン本体5の強度の点で溝孔5dをあまり大き
くしないためには、球面軸受30の軸方向の大きさを、
該球面軸受30の球中心と軸方向両端縁を結ぶ角度Eが
90°以内となるようなものにすることが望ましい。
The spherical bearing 30 is inserted into the groove 5d for inserting the spherical bearing in a laterally laid state in which the axial direction of the pin insertion hole 5b and the axial direction of the spherical bearing 30 are orthogonal to each other. In order to prevent the slot 5d from becoming too large in terms of the strength of the main body 5, the axial size of the spherical bearing 30 is set as follows.
It is desirable that the angle E connecting the spherical center of the spherical bearing 30 and both end edges in the axial direction be within 90 °.

【0031】また、本実施形態では、図6に示すよう
に、球面軸受30のピン孔30aの内側開口縁の角部3
0bには面取り加工が施されており、ピストンピン20
の端部の外周縁の角部20bにも面取り加工が施されて
いる。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the corner portion 3 of the inner opening edge of the pin hole 30a of the spherical bearing 30.
0b is chamfered, and the piston pin 20
A chamfering process is also applied to the corner portion 20b at the outer peripheral edge of the end portion of the.

【0032】上記のような第1実施形態のピストンピン
支持構造によれば、図8(A)に示すように、テーパー
状(円錐台状)に形成したピストン本体5が、図8
(B)に示すように、熱変形して円筒状となったとき
に、ピンボス部5aは、そのピン挿通孔5bが外側下り
に傾斜するように歪むものの、ピンボス部5aとピスト
ンピン20の間に介在されている球面軸受30の摺動に
よって、ピストンピン20がピンボス部5aと干渉する
ことなく、元の状態に維持されることとなる。
According to the piston pin support structure of the first embodiment as described above, as shown in FIG. 8 (A), the piston body 5 formed in a taper shape (frustroconical shape) is formed as shown in FIG.
As shown in (B), when it is thermally deformed into a cylindrical shape, the pin boss portion 5a is distorted so that the pin insertion hole 5b is inclined outward downward, but between the pin boss portion 5a and the piston pin 20. The sliding of the spherical bearing 30 interposed between the piston pin 20 and the pin boss 5a maintains the piston pin 20 in its original state.

【0033】そのため、図8(B)に示すように、ピン
ボス部5aが熱変形しても、ピストンピン20の端部が
ピンボス部5aのピン挿通孔5bの内周面にエッジ当た
りして当該部分に局部磨耗が発生するということはな
く、また、ピンボス部5aの熱変形による歪みの影響が
ピストンピン20に伝達されないため、ピストンピン2
0により矯正される状態でピンボス部5aに塑性変形が
起きるようなことはなく、ピンボス部5aの熱変形に影
響されてピストンピン20が変形するようなこともな
い。
Therefore, as shown in FIG. 8B, even if the pin boss portion 5a is thermally deformed, the end portion of the piston pin 20 comes into edge contact with the inner peripheral surface of the pin insertion hole 5b of the pin boss portion 5a. Partial wear does not occur in the portion, and the effect of strain due to thermal deformation of the pin boss portion 5a is not transmitted to the piston pin 20.
The pin boss 5a will not be plastically deformed in the state of being corrected by 0, and the piston pin 20 will not be deformed by the thermal deformation of the pin boss 5a.

【0034】また、ピン挿通孔5bとピストンピン20
の間の隙間Dを、ピストン本体5の熱変形時にピン挿通
孔5bの内周面とピストンピン20の端部が接触しない
ための必要最小限の大きさとしたことにより、ピン挿通
孔5bとピストンピン20の隙間Dがあまり大きくなら
ず、従来通りの大きさのサークリップ31を用いても、
ピン挿通孔5bのサークリップ係合溝に対するサークリ
ップ31の係合状態がそれ程浅くならないため、サーク
リップ31によりピストンピン20をピン挿通孔5b内
に確実に保持することができる。
The pin insertion hole 5b and the piston pin 20
The gap D between the pin insertion hole 5b and the piston is set to be the minimum necessary size so that the inner peripheral surface of the pin insertion hole 5b and the end of the piston pin 20 do not come into contact with each other when the piston body 5 is thermally deformed. Even if the circlip 31 of the conventional size is used, the clearance D of the pin 20 does not become so large,
Since the engagement state of the circlip 31 with the circlip engagement groove of the pin insertion hole 5b does not become so shallow, the piston pin 20 can be reliably held in the pin insertion hole 5b by the circlip 31.

【0035】また、球面軸受挿入用の溝孔5dが、従来
のピストンにおけるサークリップ係脱用の溝孔を兼ねる
と共に、該溝孔5dがピストン軸方向に対して傾斜した
状態で設けられているため、そのような溝孔をピストン
軸方向に対して直交方向に設けることによるピストン破
損の危険性を避けることができると共に、クランク軸7
の回転によりピストンピン20が最大荷重を受けたとき
に、その力をピストン本体5の溝孔5dから離れた部分
で受けることができて、ピストン本体5の溝孔5dから
の破損を防止することができる。
Further, the groove 5d for inserting the spherical bearing serves also as the groove for engaging and disengaging the circlip in the conventional piston, and the groove 5d is provided in a state of being inclined with respect to the piston axial direction. Therefore, the risk of piston damage due to the provision of such a slot in the direction orthogonal to the piston axial direction can be avoided, and the crankshaft 7
When the piston pin 20 receives the maximum load due to the rotation of, the force can be received at the portion apart from the groove hole 5d of the piston body 5, and the damage from the groove hole 5d of the piston body 5 can be prevented. You can

【0036】また、球面軸受30のピン孔30aの内側
開口縁の角部30bと、ピストンピン20の端部の外周
縁の角部20bに、それぞれ面取り加工が施されている
ため、図6に示すように、球面軸受30を装着した状態
のピストン本体5に対して、ピンボス部5aのピン挿通
孔5bの一方からピストンピン20を挿入して組み立て
る作業を行うときに、ピストンピン20を球面軸受30
に引っ掛かけることなく、その作業をスムーズに行うこ
とができる。
Further, since the corner portion 30b of the inner opening edge of the pin hole 30a of the spherical bearing 30 and the corner portion 20b of the outer peripheral edge of the end portion of the piston pin 20 are chamfered respectively, as shown in FIG. As shown in the drawings, when the piston pin 20 is inserted into one of the pin insertion holes 5b of the pin boss 5a and assembled with the piston body 5 with the spherical bearing 30 mounted, the piston pin 20 is mounted on the spherical bearing. Thirty
The work can be done smoothly without getting caught in.

【0037】図12〜図14は、球面軸受30によるピ
ストンピン20の支持構造の第2実施形態について示す
もので、本実施形態では、球面軸受30が半割り構造と
されており、ピストン本体5の外周面からピンボス部5
aの軸受装着部5cにまで、先の第1実施形態における
球面軸受挿入用の溝孔5dのような溝孔は形成されてい
ない。
12 to 14 show a second embodiment of the structure for supporting the piston pin 20 by means of the spherical bearing 30. In this embodiment, the spherical bearing 30 has a half-split structure, and the piston main body 5 is shown. From the outer peripheral surface of the pin boss 5
A groove hole like the groove hole 5d for spherical bearing insertion in the first embodiment described above is not formed up to the bearing mounting portion 5c of a.

【0038】すなわち、本実施形態における球面軸受3
0は、図13(A)(B)に示すように、軸方向からみ
てリング形状となっている球面軸受30が、そのリング
形状が2個の部分301,302に分断されるように、
所謂半割りの状態として形成されており、それぞれの部
分301,302の軸方向での大きさは、図13(C)
に示すように、片方の部分を横にした時に、その外形状
が球面軸受30の内径内に収まるようなものとされてい
る。
That is, the spherical bearing 3 according to the present embodiment.
As shown in FIGS. 13A and 13B, 0 indicates that the spherical bearing 30 having a ring shape when viewed from the axial direction is divided into two parts 301 and 302,
It is formed in a so-called half-divided state, and the size of each of the portions 301 and 302 in the axial direction is as shown in FIG.
As shown in, when one of the portions is laid down, the outer shape thereof is set to fit within the inner diameter of the spherical bearing 30.

【0039】そのため、図14に示すように、ピストン
本体5のピンボス部5aのピン挿通孔5bに、ピストン
本体5の外周面から軸受装着部5cにまで球面軸受挿入
用の溝孔が形成されていなくても、半割りにされた球面
軸受30の各部分301,302を、一片ずつピン挿通
孔5bを通して、軸受装着部5cに装着することが可能
となる。
Therefore, as shown in FIG. 14, a groove for inserting a spherical bearing is formed in the pin insertion hole 5b of the pin boss portion 5a of the piston body 5 from the outer peripheral surface of the piston body 5 to the bearing mounting portion 5c. Even if it is not necessary, each of the halved portions 301 and 302 of the spherical bearing 30 can be mounted on the bearing mounting portion 5c through the pin insertion holes 5b one by one.

【0040】上記のような半割りにされた球面軸受30
による第2実施形態のピストンピン支持構造によれば、
軸受挿入用の溝孔を特に設けることなく、球面軸受30
をピストン本体5に装着することができるため、従来の
ピストンと同様に、単なるサークリップ係脱用の溝孔を
設けるだけで、軸受挿入用の溝孔を特に形成する必要が
ない。
The spherical bearing 30 halved as described above
According to the piston pin support structure of the second embodiment according to
The spherical bearing 30 is not particularly provided with a slot for inserting the bearing.
Since it can be mounted on the piston main body 5, it is not necessary to form a groove for inserting the bearing by merely providing a groove for engaging and disengaging the circlip as in the conventional piston.

【0041】そのため、該溝孔を設けた場合と比べて、
球面軸受30の球面と軸受装着部5cの接触面積を(軸
受装着部5c内に入り込む溝孔の分だけ)増やすことが
できて、球面軸受30にかかる面圧を小さくすることが
できると共に、従来のサークリップ係脱用の小さな溝孔
があるだけで、球面軸受30を装着するための大きな溝
孔がないため、ピストン本体5のピンボス部5a周りの
強度を上げることができる。
Therefore, compared with the case where the slot is provided,
The contact area between the spherical surface of the spherical bearing 30 and the bearing mounting portion 5c can be increased (by the amount of the groove hole that enters into the bearing mounting portion 5c), and the surface pressure applied to the spherical bearing 30 can be reduced, Since there is only a small slot for engaging and disengaging the circlip, and no large slot for mounting the spherical bearing 30, the strength around the pin boss portion 5a of the piston body 5 can be increased.

【0042】ところで、上記の各実施形態では、何れ
も、図15(A)に示すように、ピストン本体5の冷間
時において、球面軸受30の球面が、軸受装着部5cの
球面と略同じアールの球面となるように形成されてお
り、エンジンの運転時に、球面軸受30とピストン本体
5の熱膨張率の差により、球面軸受30と軸受装着部5
cの間に適当なクリアランスが生じるものとなってい
る。
In each of the above embodiments, as shown in FIG. 15A, the spherical surface of the spherical bearing 30 is substantially the same as the spherical surface of the bearing mounting portion 5c when the piston body 5 is cold. The spherical bearing 30 and the bearing mounting portion 5 are formed to have a rounded spherical surface, and due to a difference in thermal expansion coefficient between the spherical bearing 30 and the piston body 5 during operation of the engine.
An appropriate clearance is generated between c.

【0043】しかしながら、球面軸受30の球面形状に
ついては、図15(B)に示すように、ピストンの冷間
時において、球面軸受30と軸受装着部5cが、軸方向
中央部で接触しその両側部でクリアランスを生じるよう
に、球面軸受30の軸方向での球面のアールR1を、軸
受装着部5cの球面のアールR2よりも小さくなるよう
に形成してもよい。
However, regarding the spherical shape of the spherical bearing 30, as shown in FIG. 15B, when the piston is cold, the spherical bearing 30 and the bearing mounting portion 5c are in contact with each other in the central portion in the axial direction, and both sides thereof are in contact with each other. The radius R1 of the spherical surface in the axial direction of the spherical bearing 30 may be formed to be smaller than the radius R2 of the spherical surface of the bearing mounting portion 5c so that a clearance is generated at the portion.

【0044】すなわち、球面軸受30の球面において、
該軸受の軸方向での円弧のアールが、該軸受の円周方向
での円弧のアールよりも小さくなるようにし、球面軸受
30の球面を、完全な球面ではなく、該軸受の外周面の
円周方向中央部がより外方に突出するような曲面にし
て、球面軸受30を、軸受装着部5cに対して、その外
周面の円周方向中央部で部分的に接触させることによ
り、ピストンの冷間時に、ピストン本体5に対して球面
軸受30が軸方向で回動するような動きを効果的に抑え
ることができる。
That is, on the spherical surface of the spherical bearing 30,
The radius of the circular arc of the bearing in the axial direction is made smaller than the radius of the circular arc of the bearing in the circumferential direction, so that the spherical surface of the spherical bearing 30 is not a perfect spherical surface but a circle of the outer peripheral surface of the bearing. The spherical bearing 30 is formed into a curved surface such that the central portion in the circumferential direction projects further outward, and the spherical bearing 30 is partially brought into contact with the bearing mounting portion 5c at the central portion in the circumferential direction of the outer peripheral surface thereof, so that the piston It is possible to effectively suppress the movement of the spherical bearing 30 rotating in the axial direction with respect to the piston body 5 when cold.

【0045】なお、球面軸受30の球面をそのような形
状としても、エンジンの運転時には、球面軸受30とピ
ストン本体5の熱膨張率の差により、球面軸受30と軸
受装着部5cの間に全面的にクリアランスが生じるた
め、球面軸受30は、軸受装着部5cに対して充分に摺
動することができる。
Even if the spherical surface of the spherical bearing 30 has such a shape, the entire surface between the spherical bearing 30 and the bearing mounting portion 5c is generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the spherical bearing 30 and the piston body 5 during engine operation. Since a clearance is generated, the spherical bearing 30 can slide sufficiently with respect to the bearing mounting portion 5c.

【0046】図16〜図18は、球面軸受30によるピ
ストンピン20の支持構造の第3実施形態について示す
もので、本実施形態では、球面軸受30は、ピストン本
体5に対して一体的に鋳込まれた状態で形成されてお
り、図16に示すように、ピストン本体5の外周面から
ピンボス部5aの軸受装着部5cにまで、先の第2実施
形態と同様に、球面軸受挿入用の溝孔5dは形成されて
いない。
16 to 18 show a third embodiment of the structure for supporting the piston pin 20 by the spherical bearing 30. In this embodiment, the spherical bearing 30 is cast integrally with the piston body 5. As shown in FIG. 16, from the outer peripheral surface of the piston body 5 to the bearing mounting portion 5c of the pin boss portion 5a, as in the second embodiment, the spherical bearing insertion portion is formed. The slot 5d is not formed.

【0047】すなわち、本実施形態における球面軸受3
0は、鋳型に球面軸受30をセットした状態でピストン
本体5を鋳造することにより、図17に示すように、鋳
型により成形されたピストン本体5の中間製品5Aに対
して、そのピンボス部5aに球面軸受30が一体的に鋳
込まれ、図18に示すように、中間製品5Aをピストン
本体5に加工する際に同時に球面軸受30も切削加工さ
れて、図16に示すように、ピストンピン20を挿着す
るのに適した内径に加工される。
That is, the spherical bearing 3 according to the present embodiment.
0 is obtained by casting the piston body 5 in a state where the spherical bearing 30 is set in the mold, and as shown in FIG. 17, the pin boss portion 5a of the intermediate product 5A of the piston body 5 molded by the mold The spherical bearing 30 is integrally cast, and as shown in FIG. 18, when the intermediate product 5A is processed into the piston body 5, the spherical bearing 30 is also cut at the same time, and as shown in FIG. Is processed into an inner diameter suitable for inserting.

【0048】ピストン本体5に鋳込まれる球面軸受30
は、耐磨耗性や耐焼付性が優れ、ピストン本体5の素材
(アルミ合金)よりも熱膨張率の小さい、鋳鉄や鉄系焼
結材などが材質のものが使用され、球面部の表面には窒
化処理が施されている。
Spherical bearing 30 cast into piston body 5
Is made of cast iron, iron-based sintered material, etc., which has excellent wear resistance and seizure resistance, and has a smaller coefficient of thermal expansion than the material of the piston body 5 (aluminum alloy). Is subjected to a nitriding treatment.

【0049】この球面軸受30を鋳型内にセットしてピ
ストン本体5を鋳造する際には、セットされた球面軸受
30は、冷却されるか或いは温めない状態とされてお
り、セットされた球面軸受30の外周面には、油などの
離型剤が塗布されている。
When the spherical bearing 30 is set in the mold and the piston body 5 is cast, the set spherical bearing 30 is in a state of being cooled or not heated, and the set spherical bearing 30. A release agent such as oil is applied to the outer peripheral surface of 30.

【0050】ピストン本体5の中間製品5Aを加工する
と共に球面軸受30を加工する際には、図18に示すよ
うに、ピストン本体5のピンボス部5aと球面軸受30
とに渡ってピン33を挿通しておくことにより、球面軸
受30の内径加工時における周方向の回り止めを行い、
切削加工には、球面軸受30が摺動しやすいように、球
面軸受30の両端側部を落としておく。
When the intermediate product 5A of the piston body 5 is machined and the spherical bearing 30 is machined, the pin boss portion 5a of the piston body 5 and the spherical bearing 30 are processed as shown in FIG.
By inserting the pin 33 over and, the rotation of the spherical bearing 30 in the circumferential direction is prevented when the inner diameter is machined.
In the cutting process, both end portions of the spherical bearing 30 are dropped so that the spherical bearing 30 can slide easily.

【0051】本実施形態のように鋳込みによりピストン
本体5に一体化された球面軸受30では、エンジンの運
転時に、熱膨張率の違いから、球面軸受30とピストン
本体5の間でクリアランスが生じて、球面軸受30の摺
動が可能となる。
In the spherical bearing 30 integrated with the piston body 5 by casting as in this embodiment, a clearance is generated between the spherical bearing 30 and the piston body 5 due to the difference in coefficient of thermal expansion during engine operation. The spherical bearing 30 can be slid.

【0052】上記のように球面軸受30を鋳込んだ第3
実施形態のピストンピン支持構造によれば、ピストン本
体5に対して軸受装着部5cの球面加工を不要とするこ
とができ、ピストン本体5と球面軸受30をピン33で
回り止めした状態でピストンピン20を組み付けること
により、その組み付け作業が容易となり、また、球面軸
受30と軸受装着部5cとのクリアランスを、エンジン
運転時の熱膨張によって最小且つ適正なものとなるよう
にすることができる。
The third type in which the spherical bearing 30 is cast as described above.
According to the piston pin support structure of the embodiment, it is possible to eliminate the need for spherical processing of the bearing mounting portion 5c with respect to the piston body 5, and the piston pin 5 with the piston body 5 and the spherical bearing 30 being prevented from rotating by the pin 33. By assembling 20, the assembling work can be facilitated, and the clearance between the spherical bearing 30 and the bearing mounting portion 5c can be made minimum and appropriate by thermal expansion during engine operation.

【0053】以上、本発明の内燃機関用ピストンのピス
トンピン支持構造を、2サイクル3気筒ディーゼルエン
ジンについての各実施形態により説明したが、本発明
は、そのようなディーゼルエンジンのみでなく、強制潤
滑タイプで筒内噴射タイプのエンジンであれば、ディー
ゼルエンジンでなくガソリンエンジンであっても、ま
た、2サイクルエンジンでなく4サイクルエンジンであ
っても、有効に適用できるものである。
The piston pin support structure of the piston for an internal combustion engine according to the present invention has been described above with reference to the respective embodiments of the two-cycle three-cylinder diesel engine. However, the present invention is not limited to such a diesel engine, but is forced lubrication. Any type of cylinder injection type engine can be effectively applied to a gasoline engine instead of a diesel engine and a four-cycle engine instead of a two-cycle engine.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したような本発明の内燃機関用
ピストンのピストンピン支持構造によれば、内燃機関の
運転時においてピストン本体が熱膨張により変形すると
きに、ピストン本体のピンボス部に塑性変形や局部磨耗
を起こすことなく、ピストン本体の損傷を防止できると
共に、ピストンピンに変形が起きるのを防止することが
できて、ピストンピンとコンロッド小端部の間に設けら
れた軸受の寿命を向上させたり、シリンダ内でのピスト
ンの摺動ロスを低減したりすることができる。
According to the piston pin support structure of the piston for an internal combustion engine of the present invention as described above, when the piston body is deformed by thermal expansion during operation of the internal combustion engine, the pin boss portion of the piston body is plastic. This prevents damage to the piston body without causing deformation or local wear, and also prevents deformation of the piston pin, improving the service life of the bearing provided between the piston pin and the small end of the connecting rod. It is possible to reduce the sliding loss of the piston in the cylinder.

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

【図1】本発明のピストンピン支持構造が適用される3
気筒2サイクルディーゼルエンジンを示す図2のA−A
線に沿った縦断面図。
FIG. 1 is a diagram to which the piston pin support structure of the present invention is applied 3
AA of FIG. 2 showing a cylinder two-cycle diesel engine
A vertical cross-sectional view taken along a line.

【図2】図1に示した3気筒2サイクルディーゼルエン
ジンの気筒配列方向に沿った部分縦断面図。
FIG. 2 is a partial vertical cross-sectional view taken along the cylinder arrangement direction of the 3-cylinder 2-cycle diesel engine shown in FIG.

【図3】図2に示したディーゼルエンジンのコンロッド
大端部付近を示す一部拡大縦断面図。
FIG. 3 is a partially enlarged vertical sectional view showing the vicinity of a connecting rod large end portion of the diesel engine shown in FIG.

【図4】本発明のピストンピン支持構造の第1実施形態
を示すピストンの縦断面図。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a piston showing a first embodiment of a piston pin support structure of the present invention.

【図5】図4に示した実施形態の一部分についての拡大
縦断面図。
5 is an enlarged vertical sectional view of a part of the embodiment shown in FIG.

【図6】図5に示した部分の組み立て説明断面図。FIG. 6 is an assembly explanatory sectional view of a portion shown in FIG.

【図7】図4に示したピストンの側面図。7 is a side view of the piston shown in FIG.

【図8】本発明のピストンピン支持構造を適用したピス
トンの(A)熱変形する前の状態と(B)熱変形した状
態とを比較して示す説明図。
FIG. 8 is an explanatory view showing a state of (A) before thermal deformation of a piston to which the piston pin support structure of the present invention is applied and a state of (B) thermally deformed in comparison.

【図9】従来のピストン本体の(A)熱変形する前の状
態と(B)熱変形した状態とを比較して示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory view showing a state of the conventional piston body before (A) heat deformation and (B) heat deformation state in comparison.

【図10】従来のピストンの熱変形時におけるピストン
本体のピンボス部とピストンピンの状態を示す部分拡大
説明図。
FIG. 10 is a partially enlarged explanatory view showing a state of a pin boss portion of a piston body and a piston pin when a conventional piston is thermally deformed.

【図11】従来のピストンの熱変形時におけるピストン
本体のピストンピンとコンロッド小端部の軸受の状態を
示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory view showing a state of a conventional piston pin of a piston body and a bearing of a connecting rod small end portion when a conventional piston is thermally deformed.

【図12】本発明のピストンピン支持構造の第2実施形
態を示すピストンのピストン本体のみ断面で示した一部
断面側面図。
FIG. 12 is a partial cross-sectional side view showing only the piston main body of the piston showing the second embodiment of the piston pin support structure of the present invention.

【図13】図12に示した実施形態における球面軸受の
(A)ピストンピン軸方向から見た正面図,(B)A図
のB−B線に沿った断面図,および、(C)半割りにさ
れた球面軸受の一片の大きさを示す説明図。
13 (A) is a front view of the spherical bearing according to the embodiment shown in FIG. 12 as seen from the axial direction of the piston pin, FIG. 13 (B) is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. Explanatory drawing which shows the size of one piece of the spherical bearing split.

【図14】図12に示した実施形態における球面軸受の
ピストン本体に対する組み付け順序を示す説明図。
FIG. 14 is an explanatory view showing an assembling order of the spherical bearing in the embodiment shown in FIG. 12 to the piston body.

【図15】本発明のピストンピン支持構造における冷間
時の軸受装着部に対する球面軸受の球面形状の一例
(A)と他の例(B)のそれぞれを示す説明図。
FIG. 15 is an explanatory view showing an example (A) and another example (B) of the spherical shape of the spherical bearing with respect to the bearing mounting portion in the cold state in the piston pin support structure of the present invention.

【図16】本発明のピストンピン支持構造の第3実施形
態を示すピストンの縦断面図。
FIG. 16 is a vertical cross-sectional view of a piston showing a third embodiment of the piston pin support structure of the present invention.

【図17】図16に示した実施形態についての中間製品
の状態を示す縦断面図。
FIG. 17 is a vertical cross-sectional view showing a state of an intermediate product in the embodiment shown in FIG.

【図18】図16に示した実施形態についての中間製品
の加工状態を示す縦断面図。
18 is a vertical cross-sectional view showing a processed state of the intermediate product according to the embodiment shown in FIG.

【符号の説明】 1 ディーゼルエンジン(内燃機関) 3a シリンダボア(シリンダ) 5 ピストン本体 5a ピンボス部(ピストン本体の) 5b ピン挿通孔(ピストン本体の) 5c 軸受装着部(ピストン本体の) 5d 球面軸受挿入用溝孔(ピストン本体の) 6 コンロッド 6a 小端部(コンロッドの) 7 クランク軸 20 ピストンピン 30 球面軸受 30a ピン孔(球面軸受の)[Explanation of Codes] 1 Diesel engine (internal combustion engine) 3a Cylinder bore (cylinder) 5 Piston body 5a Pin boss (on piston body) 5b Pin insertion hole (on piston body) 5c Bearing mounting portion (on piston body) 5d Spherical bearing insertion Slot (for piston body) 6 connecting rod 6a small end (for connecting rod) 7 crankshaft 20 piston pin 30 spherical bearing 30a pin hole (for spherical bearing)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F16C 23/08 F16C 23/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location F16C 23/08 F16C 23/08

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダ内で往復動するピストン本体に
形成された一対のピンボス部に、ピストン本体とクラン
ク軸を連動させるためのコンロッドの小端部を連結した
ピストンピンが支持されている内燃機関用ピストンにお
いて、ピストン本体のそれぞれのピンボス部に、ピスト
ンピンの両側部を挿通するためのピン挿通孔が貫通さ
れ、該ピン挿通孔の途中に形成された軸受装着部に、外
面が球面状で略中央部にピストンピンを挿通するための
ピン孔を設けた球面軸受が摺動自在に装着されており、
該球面軸受のピン孔の内径よりもピンボス部のピン挿通
孔の内径が大きく形成されていて、該球面軸受のピン孔
にピストンピンが挿通されることにより、ピストンピン
が球面軸受を介してピンボス部に支持されていることを
特徴とする内燃機関用ピストンのピストンピン支持構
造。
1. An internal combustion engine in which a pair of pin boss portions formed on a piston body reciprocating in a cylinder support a piston pin connecting a small end portion of a connecting rod for interlocking the piston body and a crankshaft. In the piston for use, each pin boss portion of the piston body is penetrated with a pin insertion hole for inserting both sides of the piston pin, and the bearing mounting portion formed in the middle of the pin insertion hole has a spherical outer surface. A spherical bearing with a pin hole for inserting the piston pin in the approximate center is slidably mounted,
The inner diameter of the pin insertion hole of the pin boss portion is formed larger than the inner diameter of the pin hole of the spherical bearing, and the piston pin is inserted into the pin hole of the spherical bearing, so that the piston pin is inserted through the spherical bearing. A piston pin support structure for a piston for an internal combustion engine, characterized in that it is supported by a portion.
【請求項2】 ピンボス部のピン挿通孔の内径が、ピス
トン本体の熱膨張による変形時にピストンピンをピンボ
ス部に接触させない分だけ、球面軸受のピン孔の内径よ
りも大きく形成されていることを特徴とする請求項1に
記載の内燃機関用ピストンのピストンピン支持構造。
2. The inner diameter of the pin insertion hole of the pin boss is formed larger than the inner diameter of the pin hole of the spherical bearing by the amount that the piston pin does not come into contact with the pin boss when the piston body is deformed by thermal expansion. The piston pin support structure for the internal combustion engine piston according to claim 1.
【請求項3】 ピストン本体の外周面からピンボス部の
軸受装着部にまで貫通して形成された球面軸受挿入用の
溝孔が、ピストンの軸方向に対して傾斜した状態で設け
られていることを特徴とする請求項1又は2に記載の内
燃機関用ピストンのピストンピン支持構造。
3. A groove for inserting a spherical bearing, which is formed so as to penetrate from the outer peripheral surface of the piston body to the bearing mounting portion of the pin boss portion, is provided in a state of being inclined with respect to the axial direction of the piston. A piston pin support structure for a piston for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
【請求項4】 球面軸受が半割り構造とされていること
を特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関用ピスト
ンのピストンピン支持構造。
4. The piston pin support structure for an internal combustion engine piston according to claim 1, wherein the spherical bearing has a half-split structure.
【請求項5】 ピストンの冷間時において、球面軸受が
軸受装着部に対してその軸方向中央部で接触しその両側
部で隙間を生じるように、球面軸受の球面の軸方向での
アールが、軸受装着部の球面のアールよりも小さくなる
ように形成されていることを特徴とする請求項1乃至4
に記載の内燃機関用ピストンのピストンピン支持構造。
5. The radius of the spherical surface of the spherical bearing in the axial direction is such that the spherical bearing comes into contact with the bearing mounting portion at its axial center portion and a gap is formed at both sides thereof when the piston is cold. 5. The bearing mounting portion is formed so as to be smaller than the radius of the spherical surface of the bearing mounting portion.
2. A piston pin support structure for a piston for an internal combustion engine as set forth in.
【請求項6】 球面軸受がピストン本体に鋳込まれてい
ることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関用
ピストンのピストンピン支持構造。
6. The piston pin support structure for an internal combustion engine piston according to claim 1, wherein the spherical bearing is cast in the piston body.
【請求項7】 少なくとも一方の球面軸受に形成された
ピン孔の内側開口縁の角部と、ピストンピンの少なくと
も一方の端部の外周縁の角部に、それぞれ面取り加工が
施されていることを特徴とする請求項1乃至6に記載の
内燃機関用ピストンのピストンピン支持構造。
7. A chamfering process is applied to a corner portion of an inner opening edge of a pin hole formed in at least one spherical bearing and a corner portion of an outer peripheral edge of at least one end portion of a piston pin. 7. A piston pin support structure for a piston for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6.
JP2320196A 1995-04-25 1996-01-17 Piston pin support structure of piston for internal combustion engine Pending JPH09189358A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2320196A JPH09189358A (en) 1995-11-07 1996-01-17 Piston pin support structure of piston for internal combustion engine
US08/637,218 US5694829A (en) 1995-04-25 1996-04-24 Piston and piston pin arrangement for reciprocating machine
DE69613625T DE69613625T2 (en) 1995-04-25 1996-04-25 Internal combustion engine
EP96106571A EP0740062B1 (en) 1995-04-25 1996-04-25 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7-313496 1995-11-07
JP31349695 1995-11-07
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