JPS6144028Y2 - - Google Patents

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JPS6144028Y2
JPS6144028Y2 JP9729480U JP9729480U JPS6144028Y2 JP S6144028 Y2 JPS6144028 Y2 JP S6144028Y2 JP 9729480 U JP9729480 U JP 9729480U JP 9729480 U JP9729480 U JP 9729480U JP S6144028 Y2 JPS6144028 Y2 JP S6144028Y2
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piston
piston pin
boss
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pin
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  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はピストン装置に係り、特に、大きな負
荷に耐えられるピストンとコンロツドとの連結機
構を有するピストン装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a piston device, and more particularly to a piston device having a piston-to-conrod connection mechanism that can withstand a large load.

内燃機関に使用されるピストン1は第1図に示
すように、上端が閉塞された円筒形に構成され、
そのスカート部に形成された一対のボス部2の貫
通孔3によつてピストンピン4の両端を支持して
いる。そしてこのピストンピン4の中間部分にコ
ンロツド5の小端部の貫通孔6が嵌装され、これ
によつてピストン1とコンロツド5とが連結され
ている。このようなピストン装置において、シリ
ンダの燃焼室内において爆発が起こる毎に、ピス
トン1は急激に下方に押圧される。ところが、ピ
ストン1はコンロツド5を介してクランク軸に連
結されているために、下方に押圧されると、これ
に抗する抗力を生ずる。この結果、ピストンピン
4は第1図において鎖線で誇張して示すように撓
もうとして或る程度撓み変形を起こす。そしてこ
の変形により、ピストン1のボス部2の内側の上
エツジ7にピストンピン4の一部分が強く押し付
けられるので、この強く押し付けられる部分(以
下において当接部分と云う)において、上エツジ
7及びピストンピン4に集中応力が発生する。そ
の結果ピストンピン4の前記当接部分がピストン
1の運動方向に押し潰され、ピストンピン4がボ
ス部2の貫通孔3の周囲を部分的に押し広げよう
とするので、ボス部2の押し広げられた部分(即
ち、ボス部2の内側の上エツジ7の近傍)に引張
り応力が発生する。特に、クランク軸の負荷が高
い場合には、前記引張り応力の値が大きいので、
ピストン1のボス部2の内側の上エツジ7の近傍
にクラツクが生じ、あるいはボス部2が破壊され
ることになる。
As shown in FIG. 1, a piston 1 used in an internal combustion engine has a cylindrical shape with a closed upper end.
Both ends of the piston pin 4 are supported by through holes 3 of a pair of boss parts 2 formed in the skirt part. A through hole 6 at the small end of the connecting rod 5 is fitted into the intermediate portion of the piston pin 4, thereby connecting the piston 1 and the connecting rod 5. In such a piston device, the piston 1 is suddenly pressed downward every time an explosion occurs in the combustion chamber of the cylinder. However, since the piston 1 is connected to the crankshaft via the connecting rod 5, when it is pressed downward, a resistance force is generated to resist this pressure. As a result, the piston pin 4 attempts to flex and undergoes some degree of flexural deformation, as shown exaggeratedly by the chain line in FIG. Due to this deformation, a portion of the piston pin 4 is strongly pressed against the upper edge 7 inside the boss portion 2 of the piston 1, so that at this strongly pressed portion (hereinafter referred to as the contact portion), the upper edge 7 and the piston Concentrated stress occurs on pin 4. As a result, the abutting portion of the piston pin 4 is crushed in the direction of movement of the piston 1, and the piston pin 4 attempts to partially expand the periphery of the through hole 3 of the boss portion 2, so that Tensile stress is generated in the widened portion (that is, near the upper edge 7 inside the boss portion 2). In particular, when the load on the crankshaft is high, the value of the tensile stress is large, so
A crack will occur near the upper edge 7 inside the boss portion 2 of the piston 1, or the boss portion 2 will be destroyed.

従つて従来のピストン装置においては、ピスト
ンピン4の径を大きくするかあるいはピストンピ
ン4の肉厚を厚くしてピストンピン4の剛性を高
めるか、ピストン1のボス部2の貫通孔3に剛性
の高いブツシユを挿入するか、あるいはまたピス
トン1のボス部2間の距離を小さくするかして、
ピストン1のボス部2の内側の上エツジ7の近傍
にクラツクが発生したりあるいはボス部2の破壊
されるのを防止していた。しかしながら、このよ
うにピストン装置を構成すると、ピストン1の重
量が増加し、その上に製造工程が増加し、しかも
製造コストが高くなる。
Therefore, in conventional piston devices, the diameter of the piston pin 4 is increased or the wall thickness of the piston pin 4 is increased to increase the rigidity of the piston pin 4, or the through hole 3 of the boss portion 2 of the piston 1 is made rigid. Either by inserting a higher bush, or by reducing the distance between the boss parts 2 of the piston 1,
This prevents cracks from occurring near the upper edge 7 inside the boss portion 2 of the piston 1 or from breaking the boss portion 2. However, if the piston device is configured in this way, the weight of the piston 1 increases, the number of manufacturing steps increases, and the manufacturing cost increases.

本考案は、このような問題点を是正することを
目的としてなされたものであつて、ほぼ円筒形の
ピストンとコンロツドの一端部とをピストンピン
により連結するように構成したピストン装置にお
いて、前記ピストンピンの両端をそれぞれ支持す
るために、前記ピストンに設けられている一対の
ボス部と、全体としてほぼコ字状を構成するよう
に、前記コンロツドに設けられている一対のアー
ム部と、前記一対のボス部と共にほぼE字状を構
成するように、これらのボス部の間において前記
ピストンに突設されている突片とをそれぞれ具備
し、その突片に前記ピストンピンを受けるための
軸受面を形成し、前記アーム部の一方を前記ボス
部の一方と前記突片との間に配設すると共に前記
アーム部の他方を前記ボス部の他方と前記突片と
の間に配設し、前記ピストンにおいて前記一対の
ボス部と前記突片の前記軸受面とによつて前記ピ
ストンピンを支持するように構成すると共に、前
記コンロツドを前記一対のアーム部付近において
前記ピストンピンに結合するように構成したこと
を特徴とするピストン装置に係るものである。従
つて本考案によれば、ピストンピンの変形が効果
的に防止されるために、ボス部のエツジに応力が
集中することがなくり、またコンロツドのコ字状
の部分をピストンのE字状の部分にピストンピン
により結合しているために、ピストンのボス部の
ピストンピンとの結合部分のエツジに応力が集中
することがなくなり、結合部分の破壊を未然に防
止することができる。
The present invention was made with the aim of correcting such problems, and includes a piston device configured to connect a substantially cylindrical piston and one end of a connecting rod with a piston pin. A pair of boss portions provided on the piston to support both ends of the pin, a pair of arm portions provided on the connecting rod so as to form a substantially U-shape as a whole, and and a protrusion protruding from the piston between these boss parts so as to form a substantially E-shape with the boss part, and the protrusion has a bearing surface for receiving the piston pin. one of the arm portions is disposed between one of the boss portions and the protruding piece, and the other arm portion is disposed between the other of the boss portions and the protruding piece; The piston is configured to support the piston pin by the pair of boss portions and the bearing surface of the projecting piece, and the connecting rod is coupled to the piston pin near the pair of arm portions. The present invention relates to a piston device characterized by the following configuration. Therefore, according to the present invention, since deformation of the piston pin is effectively prevented, stress is not concentrated on the edge of the boss, and the U-shaped part of the cooking rod is connected to the E-shaped part of the piston. Since the piston pin is connected to the piston pin, stress is not concentrated on the edge of the piston boss portion where the piston pin is connected, and breakage of the connected portion can be prevented.

以下本考案をデイーゼルエンジン用ピストンに
適用した実施例につき説明する。第2図および第
3図は本考案の第1の実施例に係るピストン装置
を示すものであつて、ピストン11はアルミ合金
あるいは鉄を鋳造して作られており、上端が閉塞
された円筒状に構成されている。そしてそのラン
ド側の外周面には、ピストンリングを装着するた
めの円環状の溝12が3本形成されている。また
ピストン11の上端側の外表面には凹部13が形
成されており、これによつて燃焼効率を高めるよ
うにしている。
An example in which the present invention is applied to a piston for a diesel engine will be described below. 2 and 3 show a piston device according to a first embodiment of the present invention, in which a piston 11 is made by casting aluminum alloy or iron, and has a cylindrical shape with a closed upper end. It is composed of Three annular grooves 12 for mounting piston rings are formed on the outer peripheral surface on the land side. Further, a recess 13 is formed on the outer surface of the upper end of the piston 11, thereby increasing combustion efficiency.

ピストン11のスカート部には一対のボス部1
4が互いに対向して一体に連接されている。そし
て一対のボス部14にはそれぞれ貫通孔15が形
成されており、これらの貫通孔15がピストンピ
ン16の軸受け部分を構成している。すなわちピ
ストンピン16の両端がこの貫通孔15によつて
支持され、さらに貫通孔15の内周面に形成され
た環状溝17に嵌着された止め輪18によつてピ
ストンピン16の脱落が防止されている。なおこ
の実施例においてピストンピン16は中空軸から
成つている(第3図参照)。
A pair of boss portions 1 are provided on the skirt portion of the piston 11.
4 are integrally connected facing each other. A through hole 15 is formed in each of the pair of boss portions 14, and these through holes 15 constitute a bearing portion of the piston pin 16. That is, both ends of the piston pin 16 are supported by the through hole 15, and a retaining ring 18 fitted in an annular groove 17 formed on the inner peripheral surface of the through hole 15 prevents the piston pin 16 from falling off. has been done. In this embodiment, the piston pin 16 consists of a hollow shaft (see FIG. 3).

このピストンピン16を介してピストン11と
連結されるコンロツド19の小端部には一対のア
ーム部20がコンロツド19の長手方向に連接さ
れており、コンロツド19の小端部は全体として
ほぼコ字状に構成されている。これらのアーム部
20にはそれぞれ貫通孔21が形成され、これら
の貫通孔21によつて上記ピストンピン16と連
結されている。そしてコンロツド19のコ字状の
小端部に対応して、ピストン11の上端の内側に
は下方に突出した突片22が一体に連接されてお
り、この突片22は一対のボス部14と共にE字
状に構成されている。そしてこの突片22は、ピ
ストン11の一対のボス部14の間に配設されて
いるコンロツド19の一対のアーム部20の間の
隙間に延びており、しかもこの突片22に形成さ
れた貫通孔23によつてピストンピン16と嵌合
している。この貫通孔23が軸受け面24を形成
しており、爆発時のピストンピン16の変形を防
止するようにしている。
A pair of arm portions 20 are connected to the small end of the connecting rod 19 in the longitudinal direction of the connecting rod 19, which is connected to the piston 11 via the piston pin 16, and the small end of the connecting rod 19 as a whole has a substantially U-shape. It is structured like this. Each of these arm portions 20 has a through hole 21 formed therein, and is connected to the piston pin 16 through these through holes 21. Corresponding to the U-shaped small end of the stove rod 19, a downwardly protruding protrusion 22 is integrally connected to the inside of the upper end of the piston 11, and this protrusion 22 and the pair of boss parts 14 It is configured in an E-shape. The projecting piece 22 extends into the gap between the pair of arm parts 20 of the connecting rod 19 disposed between the pair of boss parts 14 of the piston 11, and has a through hole formed in the projecting piece 22. The piston pin 16 is fitted through the hole 23 . This through hole 23 forms a bearing surface 24 to prevent deformation of the piston pin 16 during an explosion.

すなわちピストンピン16はその両端をボス部
14の貫通孔15によつて支持され、しかもその
長さ方向の中間部分を突片22の貫通孔23によ
つて支持されているために、爆発時にピストン1
1が下方に押す力は、一対のボス部14と中間の
突片22とによつてピストンピン16に伝達され
ることになる。従つてピストンピン16の軸受け
面積が大きくなるとともに特に突片22の軸受け
面24によつてピストンピン16の中間部分が受
けられ、ピストンピン16のたわみ変形が効果的
に防止され、ボス部14の内側の上エツジ25に
応力が集中することがなく、ボス部14にクラツ
クが生じたりあるいはピストン11が破壊された
りすることもない。従つて同じ大きさのピストン
でもより大きな出力を出すことが可能となり、あ
るいは内燃機関の小型化が可能となる。
That is, since the piston pin 16 has both ends supported by the through hole 15 of the boss portion 14 and its longitudinally intermediate portion supported by the through hole 23 of the projection piece 22, the piston pin 16 is 1
The downward force of the piston pin 1 is transmitted to the piston pin 16 by the pair of bosses 14 and the intermediate protrusion 22. Therefore, the bearing area of the piston pin 16 is increased, and the intermediate portion of the piston pin 16 is particularly supported by the bearing surface 24 of the protruding piece 22, so that the piston pin 16 is effectively prevented from being bent and deformed, and the boss portion 14 is Stress will not be concentrated on the inner upper edge 25, and the boss portion 14 will not be cracked or the piston 11 will be destroyed. Therefore, even with the same size piston, it becomes possible to output a larger output, or it becomes possible to downsize the internal combustion engine.

次に本考案の第2の実施例を第4図および第5
図につき説明する。なお上記第1の実施例と同一
の構成の部分には同一の符号を付してその説明を
省略する。
Next, the second embodiment of the present invention is shown in FIGS. 4 and 5.
This will be explained with reference to the diagram. Note that the same reference numerals are given to the same components as in the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted.

この実施例においては、コンロツド19の小端
部には、一対のアーム部20に軸受け面が形成さ
れているだけでなくこれらのアーム部20の間に
おいてもピストンピン16の軸受け面が形成され
ている。そしてこのアーム部20の間の軸受け面
は、第5図に示すように、ピストンピン16の円
周方向の約3分の1(中心角にして約120゜)と
接触するように構成されている。従つてコンロツ
ド19の軸受け面積が増すことになり、コンロツ
ド19がその分だけ強度的に有利になつている。
そしてこれに対応して突片22の長さが短くなつ
ており、ピストンピン16の円周方向において部
分的に当接する程度の長さとなつている。そして
この突片22の先端には軸受け面24が形成され
ており、この軸受け面24がピストンピン16を
受けるようになつている。従つてこの実施例にお
いても、主として突片22の軸受け面24によつ
てピストンピン16及びピストン11の変形が防
止され、ピストン11の破損が防止されることに
なる。
In this embodiment, at the small end of the connecting rod 19, not only a bearing surface is formed on the pair of arm portions 20, but also a bearing surface for the piston pin 16 is formed between these arm portions 20. There is. As shown in FIG. 5, the bearing surface between the arm portions 20 is configured to come into contact with approximately one-third of the circumference of the piston pin 16 (approximately 120° in terms of the center angle). There is. Therefore, the bearing area of the connecting rod 19 is increased, and the connecting rod 19 has an advantage in strength accordingly.
Correspondingly, the length of the projecting piece 22 is shortened to such a length that it partially contacts the piston pin 16 in the circumferential direction. A bearing surface 24 is formed at the tip of this projecting piece 22, and this bearing surface 24 receives the piston pin 16. Therefore, in this embodiment as well, deformation of the piston pin 16 and the piston 11 is mainly prevented by the bearing surface 24 of the projecting piece 22, and damage to the piston 11 is prevented.

以上本考案を実施例につき説明したが、本考案
は上記実施例によつて限定されることなく、本考
案の技術的思想に基いて各種の変更が可能であ
る。例えば上記実施例はデイーゼルエンジン用の
ピストンに係るものであるが、本考案はその他の
各種のピストン装置に適用可能である。
Although the present invention has been described above with reference to embodiments, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. For example, although the above embodiment relates to a piston for a diesel engine, the present invention is applicable to various other piston devices.

本考案は、上述のように、全体としてほぼコ字
状を構成するようにコンロツドに一対のアーム部
を設け、一対のボス部と共にほぼE字状を構成す
るようにこれらのボス部の間においてピストンに
突片を突設すると共にこの突片に軸受面を形成
し、ピストンにおいて前記一対のボス部と前記突
片の前記軸受面とによつてピストンピンを支持す
ると共に、これら一対のボス部と突片との間に前
記一対のアーム部をそれぞれ配設し、これらのア
ーム部付近において前記コンロツドを前記ピスト
ンピンに結合するように構成した。従つて突片に
設けられた軸受部によつて軸受け面積が増大する
とともに前記突片の軸受け面によつてピストンピ
ンの中間部分が受けられ、またコンロツドのコ字
状の部分をピストンのE字状の部分にピストンピ
ンにより結合しているために、ピストンピン及び
ピストンの変形が効果的に防止され、これによつ
てピストンのボス部のエツジに応力が集中するこ
とがなくなり、ピストンのボス部のピストンピン
との結合部分のエツジ応力が集中することがな
く、結合部分の破壊を未然に防止することができ
る。
As mentioned above, the present invention provides a pair of arm portions on the conrod so as to form a substantially U-shape as a whole, and a pair of arm portions are provided between these boss portions so as to form a substantially E-shape together with a pair of boss portions. A protruding piece is provided on the piston and a bearing surface is formed on the protruding piece, and a piston pin is supported on the piston by the pair of boss parts and the bearing surface of the protruding piece, and the pair of boss parts The pair of arm portions are disposed between the piston pin and the protruding piece, and the connecting rod is connected to the piston pin near these arm portions. Therefore, the bearing area provided on the protrusion increases the bearing area, and the intermediate portion of the piston pin is received by the bearing surface of the protrusion, and the U-shaped portion of the stove is connected to the E-shape of the piston. Since the piston pin is connected to the piston pin, deformation of the piston pin and the piston is effectively prevented.This prevents stress from being concentrated on the edge of the piston boss. The edge stress of the connecting portion with the piston pin is not concentrated, and breakage of the connecting portion can be prevented.

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

第1図は従来のピストン装置の一例を示す要部
の縦断面図、第2図は本考案の第1の実施例を示
すピストン装置の要部の縦断面図、第3図は第2
図における−線の断面図、第4図は本考案の
第2の実施例を示すピストン装置の要部の縦断面
図、第5図は第4図における−線断面図であ
る。 なお図面に用いた符号において、11……ピス
トン、14……ボス部、15……貫通孔、16…
…ピストンピン、19……コンロツド、20……
アーム部、22……突片、24……軸受け面、で
ある。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of the main parts of a conventional piston device, FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the main parts of the piston device showing a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part of a piston device showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view taken along the line - in FIG. 4. In addition, in the symbols used in the drawings, 11...piston, 14...boss portion, 15...through hole, 16...
...Piston pin, 19...Conn rod, 20...
Arm portion, 22... projecting piece, 24... bearing surface.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 ほぼ円筒形のピストンとコンロツドの一端部と
をピストンピンにより連結するように構成したピ
ストン装置において、 前記ピストンピンの両端をそれぞれ支持するた
めに、前記ピストンに設けられている一対のボス
部と、 全体としてほぼコ字状を構成するように、前記
コンロツドに設けられている一対のアーム部と、 前記一対のボス部と共にほぼE字状に構成する
ように、これらのボス部の間において前記ピスト
ンに突設されている突片とをそれぞれ具備し、 この突片に前記ピストンピンを受けるための軸
受面を形成し、 前記アーム部の一方を前記ボス部の一方と前記
突片との間に配設すると共に前記アーム部の他方
を前記ボス部の他方と前記突片との間に配設し、 前記ピストンにおいて前記一対のボス部と前記
突片の前記軸受面とによつて前記ピストンピンを
支持するように構成すると共に、 前記コンロツドを前記一対のアーム部付近にお
いて前記ピストンピンに結合するように構成した
ことを特徴とするピストン装置。
[Claims for Utility Model Registration] In a piston device configured to connect a substantially cylindrical piston and one end of a connecting rod by a piston pin, a piston is provided on the piston to support both ends of the piston pin, respectively. a pair of boss portions provided on the conrod so as to form a substantially U-shape as a whole; and projecting pieces protruding from the piston between the boss parts, each of the protruding pieces forming a bearing surface for receiving the piston pin, and one of the arm parts being connected to one of the boss parts. and the protruding piece, and the other of the arm parts is arranged between the other of the boss parts and the protruding piece, and the bearing of the pair of boss parts and the protruding piece in the piston The piston device is configured to support the piston pin by a surface, and the connecting rod is configured to be coupled to the piston pin near the pair of arm portions.
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