JPS62242177A - エンジンの構造 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエンジンの構造に係り、詳しくは、ピストンと
コネクティングロッドとが、軽合金で形成されたエンジ
ンの構造に関するものである。

〔従来技術〕

近年、自動車に搭載されるエンジンの性能向上が望まれ
、ピストンにアルミニウム合金などの軽合金材を採用し
て、エンジンの軽量化が進められている。さらに、その
軽量化を促進するために、鋳鉄製のコネクティングロッ
ドに代えて、上述と同様の軽合金製のコネクティングロ
ッドが採用されることが多くなってきている。その−例
として、実開昭５７−７１８１０号公報に記載された軽
合金製コンブロッドがある。一方、コネクティングロッ
ドを鋳鉄により形成したものにおいては、コネクティン
グロッドのスラスト方向への位置決めを、クランクビン
の両側の肩部と大端部のスラスト面によって行なってい
た（クランク軸とコネクティングロッドとは同材質であ
ったため、熱膨張は同じであるから）が、上述の軽合金
製のコネクティングロッドにおいては、クランクビンが
嵌入されるコネクティングロッドの大端部は、ある間隙
を隔ててクランクアームにおけるクランクビンの両側の
肩部と対面するように組付けなければならない。

すなわち、エンジンの運転に伴って温度が上昇すると、
大端部やクランクビンが膨張する。そして、軽合金で製
作されたコネクティングロッド大端部の熱膨張量が、鋳
鉄製のクランクビンの熱膨張量より大きくなるので、上
述した間隙は狭められる。

その場合に両者が接触したり密着したりすると、振動騒
音や焼付きを発生させることになる。それを解消するた
めに、大端部の熱膨張量とクランクビンの熱膨張量との
差を許容するような間隙が、上述したようにクランク軸
に設定されているのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のように軽合金型のピストンおよびコネクティング
ロッドが採用されているエンジンにあっては、クランク
ビンの肩部と大端部の間にある間隙を設け、大端部とク
ランクアームとの干渉が起こらないように配慮されてい
る。一方、ピストンとコネクティングロッドとを連結す
る小端部にあっては、ピストンの移動方向と直角なスラ
スト方向に面している小端部の側面と、ピストンにおけ
るピストンピンボス部の側面との間は、大端部での上述
の間隙より広くされている。

ところで、大端部や小端部のそれぞれに間隙を設けて、
コネクティングロッドがピストンやクランク軸に連結さ
れていると、作動中のコネクティングロッドにスラスト
方向の倒れや捩れが生じて動力伝達が阻害されたり、騒
音を発生ずるなどして、エンジンの運転に支障をきたす
問題がある。

本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、その目的
は、ピストンとコネクティングロッドが軽合金で形成さ
れたエンジンにあって、コネクティングロッドのスラス
ト方向の倒れや捩れを回避して動力伝達の円滑化を図る
と共に、振動騒音や焼付きの発生を軽減または防止する
ことができるエンジンの構造を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のエンジンの構造の特徴は、ピストンとコネクテ
ィングロッドとが軽合金により形成されたエンジンにあ
って、そのピストンのとスト、ンビンボス部のスラスト
面と、コネクティングロッドの小端部のスラスト面とに
より、ピストンとコネクティングロッドのスラスト方向
の位置決めがなされていることである。

〔作　　　用〕

コネクティングロッドは、ピストンピンボス部のスラス
ト面と小端部のスラスト面とにより、ピストンに対して
移動しないように位置決めされて、スラスト方向へのず
れが出ないようになっている。

コネクティングロッドに軽合金材が採用されていると、
軽合金のピストンとの熱膨張量差は極めて少な（、した
がって、ピストンとコネクティングロッドとのスラスト
方向の位置が変化することはほとんどなく、コネクティ
ングロッドのスラスト方向の倒れや捩れが回避され、コ
ネクティングロッドがピストンの往復動力向に安定して
追従し、エンジンの円滑な運転が持続される。

〔発明の効果〕

ピストンピンボス部のスラスト面と小端部のスラスト面
とにより、ピストンとコネクティングロッドのスラスト
方向の位置決めがなされるので、ピストンピンボス部と
小端部の両スラスト面が接触した状態でコネクティング
ロッドはピストンに連結される。その結果、コネクティ
ングロッドの大端部とクランク軸におけるクランクビン
肩部との間に隙間があっても、コネクティングロッドの
スラスト方向の位置決めが確実に行なわれ、小端部がピ
ストンピンに対してスラスト方向に移動することはない
、したがって、コネクティングロッドには倒れや捩れが
引き起こされず、一定の連結姿勢が維持され、振動騒音
や焼付きの発生が低減される。

〔実　施　例〕

以下に、本発明のエンジンの構造を、その実施例に基づ
いて詳細に説明する。

第１図に示すアルミニウム合金などの軽合金で製作され
たコネクティングロッド１は、上部に小端部２、下部に
大端部３が形成されていて、エンジンの軽量化が図られ
ている。そのコネクティングロッド１の小端部２にはピ
ストンピン４が嵌入され、ピストン５にコネクティング
ロッド１が連結されている。そして、大端部３にクラン
クビン６が摺動自在に嵌入され、ピストン５の作動に伴
って大端部３が下降上昇すると、クランクビン６と一体
のクランクアーム７は、クランク軸８を回転させる。

第２図に示すように、大端部３は上下に二分割され、軸
受メタル９が軽合金製の大端部３と鋳鉄製のクランクピ
ン６との間に介装されていて、取付ボルト１０で一体化
される。第１図に示すシリンダブロック１１におけるシ
リンダ１２内にあるピストン５は上死点に位置し、燃焼
室１３で供給燃料が燃焼するとピストン５は下降する。

ピストン５は軽合金で製作され、上部に複数のピストン
リング１４が取付けられ、ピストン５のやや下方に、ピ
ストンピンボス部１５が形成されている。

このピストンピンボス部１５を貫通するように貫通孔１
６が穿設され、その貫通孔１６にピストンピン４が挿着
される。そのピストンピン４は、焼嵌めや叩き込みなど
によってピストンピンボス部１５に圧入され、ピストン
５の往復動方向に対して直角なスラスト方向１７に動か
ないよう拘束されている。

小端部２には挿通孔１８が形成され、その挿通孔１８に
ピストンピン４が挿通されると、小端部２はピストン５
と連結される。ピストン５とコネクティングロッド１の
連結が行なわれると、挿通孔１８の内面とピストンピン
４の外面との摺動面２０で、コネクティングロッド１の
往復動に伴う揺動が可能となる。このコネクティングロ
ッド１のピストン５への組込みにおいて、ピストンピン
ボス部１５の側面であるスラスト面２１と小端部２の側
面であるスラスト面２２とが対向し、両面２１．２２間
に設定される間隙は、両面が接触状態となる極めて狭小
なものとされる。そして、両面２１．２２の接触で、ピ
ストン５に対する小端部２のスラスト方向１７の位置決
めが行なわれ、コネクティングロッド１は一定した傾き
のない姿勢に維持される。

なお、第４図に示す例では′ａ２３が形成され、その溝
２３がピストンピン４の両端に位置し、ピストンピン４
が貫通孔１６に組付けられた後、抜は止めを図るための
リテーナリング２４が取付けられるようになっている。

その結果、例えばノッキングなどの異常燃焼により焼嵌
めや叩き込みされたピストンピン４の拘束力が低減した
場合に、ピストンピン４がスラスト方向１７に移動しな
いよう規制されている。また、上述の摺動面２０を形成
するために、小端部２に軸受メタル２４を介装するよう
にしておいてもよい。ちなみに、スラスト面２１とスラ
スト面２２には、ニッケル・鉄系の表面コーティングが
施され、両者の接触や摺動に必要な馴染み性を確保させ
ると共に焼付きの発生を抑制できるようにしておくこと
が好ましい、。

コネクティングロッド１の大端部３は、第１図に示すよ
うに、ロンド部ＩＡと一体に形成され、その幅はクラン
クピン６の長さに応じて決められた寸法とされる。そし
て、大端部３の両側面３ａとクランクアーム７における
内側面７ａとの間は、両面３ａ、７ａが摺接しない程度
に隙間２５が設けられ、大端部３はクランクピン６のほ
ぼ中間に位置して左右の隙間２５はほぼ等しく採られて
いる。したがって、エンジンの運転で温度が上昇し、大
端部３やクランクピン６が熱膨張した際、熱膨張係数の
大きい軽合金製の大端部３の膨張量が、その隙間２５で
充分に吸収できるように配慮されている。そして、小端
部２においてコネクティングロッド１はスラスト方向１
７に移動しないようにまた姿勢が変わらないように保持
されているので、上述の熱膨張量は左右対称に振り分け
られ、大端部３の側面３ａとクランクアーム７の内側面
７ａとは摺動したり密着することがない。

なお、図示しないが、シリンダヘッド内を潤滑した油を
オイルパンに戻すためのオイル通路が、シリンダブロッ
ク１１の側壁内に形成されている。

そして、シリンダブロック１１を水平方向に貫通するク
ランク軸の外周に油溝が刻設され、その油溝が上記のオ
イル通路に連通されている。一方、クランクピン６の周
面に開口された開口部２６（第１図参照）を有するオイ
ル通路２７が、その外周の溝に連通される。その結果、
クランク軸８の回転に伴って発生する遠心力によって、
オイル通路２７中の潤滑油は矢印２８方向に送られ、潤
滑油が開口部２６から軸受メタル９に一定圧力で供給さ
れるようになっている。また、第２図および第３図に示
すように軸受メタル９には、図示の位置にオイル孔２９
とそのオイル孔２９に連通ずるオイル通路３０が軸受メ
タル９の外周に沿って設けられている。そのオイル通路
３０はロンド部ＩＡ内のオイル通路３１に連なり、小端
部２の挿通孔１８の外周に沿って設けられた通路３２に
連通している。その通路３２は小端部２の頂部で開口さ
れ、その開口部３３から出た油はオイルパンに戻される
ようになっている。

このよう、な構成の実施例によれば、次のようにして、
コネクティングロッド１のスラスト方向１７の倒れを回
避させながら、円滑な動力伝達を行なわせることができ
る。

第１図に示すピストン５は上死点位置にあり、燃料の燃
焼でピストン５が下降するに伴って、小端部２の摺動面
２０を介してコネクティングロッド１が揺動しながら下
降する。そして、その運動がクランクピン６を介して回
転運動に変換され、クランク軸８が回転される。このよ
うな作動中に、コネクティングロッド１の大端部３では
、オイル通路２７中の潤滑油が、クランク軸８の回転に
伴って発生する遠心力で矢印２８方向に送られ、開口部
２６から軸受メタル９に供給される。コネクティングロ
ッド１は、小端部２におけるスラスト面２１．２２でス
ラスト方向１７に移動しないように位置決めされている
ので、コネクティングロッド１の一定の姿勢が維持され
かつスラスト方向１７への倒れや捩れが回避される。こ
のように、小端部２がスラスト方向に移動することなく
位置決めされているので、大端部３の側面３ａと、それ
に向き合うクランクピンの肩部３４に位置するクランク
アーム７の内側面７ａに設けられた広い間隙２５が保持
される。したがって、エンジンの回転に伴う昇温によっ
て、大端部３がクランクピン６の熱膨張量より大きく膨
張しても、熱膨張量の差はその間隙２５で吸収される。

そして、ピストン５が円滑に往復動を繰り返すので、振
動騒音や焼付きを発生させることなくエンジンの安定し
た運転が維持される。

第２図および第３図に示すように、軸受メタル９を潤滑
した油は通路２９からオイル通路３０に導出され、ロン
ド部ＩＡ内の通路３１を上昇してオイル通路３２に導出
された後、開口部３３からオイルパンに戻される。その
間、潤滑油は、コネクティングロッド１の大端部３とロ
フト部ＩＡと小端部２とを冷却する。小端部２を流過す
る潤滑油は、コネクティングロッド１の揺動に伴う摺動
面２０における摺動やスラスト面２１．２２の接触・摺
動による昇温を抑制する。また、大端部３やロフト部Ｉ
Ａを流過する潤滑油はそれらの昇温を抑制し、熱膨張量
を抑えることができるので、エンジンの円滑な作動が維
持される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエンジンの構造の全体断面図、第２図
はコネクティングロッドの断面図、第３図は第２図の■
−■線断面図、第４図はピストンピンの異なる取付例の
断面図である。 １・−コネクティングロッド、２−小端部、５−ピスト
ン、１５−・−ピストンピンボス部、１７−　スラスト
方向、２１．２２−スラスト面。 第２図　　　　　　＠３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ピストンとコネクティングロッドとが、軽合金に
   より形成されたエンジンにおいて、 そのピストンのピストンピンボス部のスラスト面と、コ
   ネクティングロッドの小端部のスラスト面とにより、ピ
   ストンとコネクティングロッドのスラスト方向の位置決
   めがなされていることを特徴とするエンジンの構造。