JPS5842864A - ピストン組立体 - 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】 本発明はピストン組立体、詳細に＆末セラミック製補強
インサートを備えたピストンピンに関する、ピストンと
連接棒とを相互に接続するためにピストン組立体（（中
空のピストンピンな設けろことが知られている。しかし
ながら、ピストンピン＆まそれに加えられる機械的応力
により発生する曲げや撓みに対して抵抗性がなけれ１な
らな℃・。ピストンピンはシリンダのスコアＩＪンク′
（ｓｃｏｒｉｎｇ）をｖＪ屯するために、軸線方向移動
は阻止されねばならない。前記σ）曲げや撓みは、、鋼
製ピストンピンの外径を十分大きくし、かつ、内径を十
分小さくすることにより対処されてきた。そのように肉
厚を大きくしたピストンピンはピストン組立体の重量を
好ましくない程度にまで増加させる。また、米国特許第
２，７７０，５１１号に示されているように、中実の成
型された金属製インサートで中空のピストンピンを補強
し、かつ、固定することが提案されてきた。そのような
中実のインサートでもピストン組立体の重量を増加させ
る。ねじ接続されたボルトとナツトとを含む別の補強お
よび固定を行なう装置が米国特許第１，４０４，６５４
号で説明されている。そのような装置は高価であって、
著しい組立時間を要し、かつまた、ピストン組立体の重
量を著しく増加させる。米国特許第１．３８４，１Ｂ／
）号には、内側と外側との２つのスリーブ部からなるピ
ストンピンが示されて（・るカー、これも高価であって
、コツタピンの挿入や固定を含み付加的な組立過程を要
する、 別のピストンピン組立体では中空のピストンピンを固定
、かつ、補強するために一対のピストンピンインサート
を使用している。そのようなピストン組立体はインサー
トを適所へねじ込むのに著しい組立時間を必要とする。

そのようなピストン組立体の１つが米国特許第２．２６
０，２４０号に説明されており、該特許は、ピストンの
ねじ孔に受入れられたねじ付き体部から中空のピストン
ピンの両側へ延びた一対のプラグを示している。別のそ
のようなピストン組立体が米国特許８２７９７．１３５
号に説明されており、シリンダ内でピストンピンな固定
するためにピストンピンの膨張係数より大きい膨張係数
を有する膨張インサート部材を含んでいる。米国特許第
１．Ｆ！８７，９６４号には、ピストンピンにプレスば
めされた一対の中実のディスク状インサートが説明され
ている、しかしながら、対となったインサート、即ち、
プラグを含むこれらの組立体のいづれも、該インサート
の間でピストンピンの内側からの加熱され、かつ、加圧
されたガスを逃すことができず、そのためプレスばめさ
れたプラグは加圧されて移動させられ、即ち、吹き飛ば
される。したがって、中空のピストンピンの内部からガ
スを逃すことの可能な補強、かつ、固定装置を備えた、
簡単で、′安価で、軽量セ、かつ、組立てが容易なピス
トン組立体が要求されている。

本発明の目的は、中空ピストンピンの曲げや撓みに抵抗
するピストンピン補強部材を備えたピストン組立体を提
供することである。

本発明の別の目的は、軽菫で、安価で、かつ、組立て容
易なピストン組立体な提供することである。

本発明の別力目的は、中空のピストンピンの内側からの
加圧されたガスを解放することの可能なピストンピン補
強インサートを備えたピストン組立体を提供することで
ある。

本発明のこれら、およびその他の目的や利点は曲げを阻
止する寸法とされ、開口付きの連接棒に連結される中空
のピストンピンな受入れる横孔を備えたピストンにより
達成される。一対のセラミック製の補強インサートがピ
ストンピンヘプレスハメサれ、該ピストンピンの撓みを
防止する。前記”ｒ７”ｊ−１−はピストンピンのそれ
と概ね同じ膨張係数を有することによって、種々の温度
にわたり一定のしまりばめ状態を維持する。インサート
はピストンピン内部のガスが逃げることの可能な開口、
即ち、空間を含んでいる。

以下、本発明を添付図面に示した実施例に基づき詳細に
説明する。

ピストン組立体１０は、完全に貫通して延びる横孔１４
を備えたピストン１２を含む。空隙切欠き部１６が前記
横孔１４の中央部からピストン１２中へ延びている。空
隙開口１８がピストン１２の後端から横孔１４へと延び
、在位および右側の壁３Ｂと６４とを有する。前記切欠
き部１６の、前記横孔１４の軸線に対して平行の方向に
おける長さは、前記開口１８の長さより短い。

鋼製の中空の円筒状ピストンピン２０が、そのイスレか
の端部にあるスナップリング（図示せず）によって前記
横孔１４内で回転運動できるよう保持サレテいる。ピス
トンピン２０の外径と肉厚とは該ピストン１２の軸線に
対して平行の方向にカロえられる荷重によって曲げられ
るのを概ね防止する十分な大きさである。しかしながら
、重量“を軽減するため、ピストンピン２０の肉厚は、
以下説明するようにそれが補強されていないとするなら
ば歪んでしまう程度に薄くする。孔２２はピストンピン
２０を貫通して軸線の方向に延びる。

連接棒２４はピストンピン２０の中央部を受入れるため
の開口を備えた連結部分２６を含む。前記連結部分２６
の内端部２８は前記切欠き部１６に受入れられ、外端部
３０は前記開口部１８によって受入れられている。ピス
トン１２と連接棒２４との寸法関係については、連接棒
の連結部２６の内端部２８の外縁部３２の（ビストイ１
２と連接棒２４との間の自由遊びを許容する）最左側位
置からピストン開口１８の壁３４まで、ピストンピンの
軸線に対して平行の方向に延びるオーツ（ラップ区画６
１と、内端部２８の外縁部３６の（連接棒の自由遊びを
許容する）最古側位置からビストンの開口１８の別の側
の壁３８へ延びるオーバラップ区画３３を規定すること
により、更に説明できる。また、ピント係合する連結部
分２６の外端一部３０の面４０は、その軸線に対して平
行の方向において、切欠き部１６の長さより長い。前記
切欠き部１６と開口１８とは連接棒２４の端・部２８と
３０との幅よりも大きく、そのためその間に少量の遊び
を提供する。

シリコンカーバイトのようなセラミック材から形成され
た一対のインサート４２．４４はピストンピン２０の内
部へプレスばめされている。各インサートは軸線方向長
さがオーバラップ区画の幅な上廻り、かつ、ピストンピ
ン２０の孔２２に位置されて対応するオーバラップ区画
の両端を完全に越えて延びている。好適実施例において
は、双方のインサートは第１図と第２図とに最もよく示
されているインサート４２と類似であり、インサート４
２と４４との間でピストンピン２０の内部からガスを逃
しうるように中央開口４６を備えた中実のディスクであ
る。他の実施例においては、双方のインサートは第１図
と第６図とで最もよく示されているように、インサート
４４に類似であって、該インサートは中央ハブ、即ち、
芯４８を含み、該ハブから複数の隔置された、ピストン
ピンと係合する脚部５０が突出している。この実施例に
おいて、ガスが前記脚部５０の間の開口、即ち、空間か
ら逃げられるようにする。シリコンカーバイドがピスト
ンピン２０を構成する鋼のそれと極めて近似の膨張係数
を有するので、かなりの温度範囲にわたり、インサート
とピストンピン２０との間で概ね一定の緊密性を有する
しばりばめ状態が得られる。また、孔２２の中で２個の
インサートを軸線方向に隔置させ、それぞれ・のインサ
ートがオーバラップ区画３１と３６とをそれぞれまたぐ
ようにすることによって、該インサート４２゜４４によ
り提供される補強によりピストンピン２０の撓みが概ね
防止され、その結果得られたピストン組立体はインサー
トを使用せず、代りに内径がより小さくて重いピストン
ピンを使用して撓みを防止した場合より著しく重量が軽
減される。さらに、その結果得られたピストン組立体は
、シリコンカーバイドのようなセラミックの剛性が鋼の
それより太きいため剛性を向上させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により構成されたピストン組立体の断面
図； 第２図は第１図の線２−２に沿ってみた断面図；第３図
は第１図の線３−３に沿ってみた、本発明の他の実施例
の断面図である。 図において、 １０・・・ピストン組立体　１２・・・ピストン　１４
・・・横孔１６・・・切欠き部　１８・・・開口　２０
・・・ピストンピン２２・・・孔　２６・・・連結部分
　２８・・・内端　３０・・・外端３１、３３・・・オ
ーバラップ区画　４２．４４・・・インサート４６・・
・開口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）貫通して延びる横孔と、該横孔かもピストン中へ延
   びる切欠部と、前記横孔かもピストンの連接棒の側の端
   部へ延びる開口とを有し、前記切欠部の前記横孔の軸線
   に対して平行の方向における長さが前記開口の長さより
   短いピストンと；前記横孔に装着され、外径と肉厚とが
   その曲げ。 を概ね防止するに十分なものである中空の円筒形のピス
   トンピンと； 前記ピストンピンな受入れる開口を有する連結部分を有
   し；該連結部分は内端部が前記切欠部に受入れられ、外
   端部が前記開口に受入れられており、前記ピストンと協
   働して一対のオーバラップ区画を画成し、それぞれのオ
   ーバラップ区画が前記連結部分の前記内端部の外縁部の
   位置から前記開口の壁まで前記ピストンピンの軸線に対
   して平行に外方へ延びている連接棒と； 前記中空のピストンピンの内部へプレスば゛めされ、そ
   れぞれ、対応するオーバラップ区画を完全にまたがるよ
   うな軸線方向の−長さと、前記ピストンピン孔２２内の
   軸線方向位装置とを有する一対のセラミック製インサー
   トと；を含み、該インサートとピストンピンとは概ね等
   しい熱膨張係数を有し、前記インサートが前記ピストン
   ピンの内部からガスを排出させる手段を有することを特
   徴とするピストン組立体。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の組立体において、前
   記連接棒の外端部が、前記ピストンピンの軸線に対して
   平行の方向における寸法が前記切欠部の長さよら大きい
   、前記ピストンピンとの係合面を有することを特徴とす
   るピストン組立体。 ３）特許請求の範囲第１項に記載の組立体においで、各
   インサートが軸線方向に貫通し文延び、該インサートの
   間の前記ピストンピンの内部からガスが逃れるようにす
   る開口を備えた中実のディスクからなることを特徴とす
   るピストン組立体。 ４）特許請求の範囲第１項に記載の組立体において、各
   インサートが、隔置され、前記ピストンピンと係合する
   複数の突出脚を有する中央の芯を含み、前記脚の間の空
   間が前記インサートの間の前記ピストンピンの内部から
   ガスが逃げられるようにしていることを特徴とするピス
   トン組立体。 ５）特許請求の範囲第１項に記載の組立体において、前
   記インサートがシリコンカーフζイトであルセラミック
   材からつくられていることを特徴とするピストン組立体
   。 ６）貫通して延びる横孔と、前記横孔からピストンのヘ
   ッド端部に向ってピストン中へ延びる切欠部と、前記横
   孔からピストンの連接棒側端部に向って延びる開口とを
   有し、前記切欠部は前記横孔の軸線に対して平行の方向
   における長さが前記開口より短いピストンと； 前記横孔に装着され、曲げを概ね防止するに十分な外径
   と肉厚とを有する中空の円筒状のピストンピンと； 該ピストンピンを受は入れる開口を有する連結部を有し
   、該連結部は内端部が前記切欠部で受は入れられ、外端
   部が前記開口に受入れられており、前記ピストンと協働
   して一対のオーバラップ区画を画成し、それぞれのオー
   バラッグ区画は前記連結部”分の前記内端部の外縁部の
   位置から前記開口の壁まで前記ピストンの軸線に対して
   平行に外方へ延びており、前記連結部の外端部は前記ピ
   ストンビどの軸線に対して平行の方向における寸法が前
   記ピストンの前記切欠部の長さより大きい、前記ピスト
   ンピンと係合する面を有する連接棒と；前記中空のピス
   トンピンの内側へプレスばめされ、それぞれ隔置され、
   前記ピストンピンと係合する半径方向に突出した複数の
   脚を有する中央芯を含み、それぞれ対応するオーバラッ
   プ区画を完全に越えて延びるような軸線方向の長さと前
   記ピストンピンにおける軸線方向位置を肴する、一対の
   セラミック製インサートと；を含むことを特徴とするピ
   ストン組立体。 ７）貫通して延びる横孔を有するピストンと；前記横孔
   に装着され、曲げを概ね防止するに十分な外径と肉厚と
   を有する中空の円筒状ピストンピンと； 前記ピストンピンな受入れる開口を備えた連結部を有す
   る連接棒と； 前記中空のピストンピンの内側へプレス＋ｆめされ、そ
   れぞれ軸線方向に貫通して延びた開口を備えた中実のデ
   ィスクよりなり、前記開ロカｔ＠言己インサートの間の
   前記ピストンピンの内Ｉ１１力１もガスを逃せるように
   しており、かつ、前記ピストンピンを補強してその撓み
   を防止するようにした一対のセラミック製インサートと
   ；を含むことを特徴トスルビストン組立体。