KR100589422B1 - Mounting apparatus of piston - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피스톤 핀의 양측 끝단에 캠 형상의 안정화부재를 고정장착하여 피스톤이 상하이동되는 과정에서 발생되는 실린더 벽과의 마찰충격이 감소되도록 하기 위한 모션 안정화를 위한 피스톤의 장착구조에 관한 것으로,The present invention relates to a mounting structure of a piston for motion stabilization to reduce the frictional impact with the cylinder wall generated in the process of moving the piston by fixed mounting the cam-shaped stabilizing member on both ends of the piston pin,

엔진의 실린더 내부에 수용된 피스톤이 피스톤 핀으로써 커넥팅 로드의 상단부와 결합되는 피스톤 장착구조에 있어서,In the piston mounting structure in which the piston accommodated in the cylinder of the engine is coupled to the upper end of the connecting rod by a piston pin,

상기한 피스톤 핀과 커넥팅 로드의 상단부는 일체로 구동될 수 있도록 고정장착되고,The upper end of the piston pin and the connecting rod is fixedly mounted to be integrally driven,

상기한 피스톤 핀의 양측단에는 피스톤의 BTDC(상사점 전) 또는 ATDC(상사점 후) 구간에서 피스톤의 몸체에 피스톤 핀의 중심점 하측으로 피스톤이 오버 랩되는 힘과는 반대방향의 힘이 가해질 수 있도록 하기 위한 안정화부재가 장착되어지되,The opposite ends of the piston pin may be applied to the piston body in the BTDC (before top dead center) or ATDC (after top dead center) section of the piston in a direction opposite to the force at which the piston overlaps below the center point of the piston pin. It is equipped with a stabilizing member to ensure that

상기 안정화부재는 피스톤 핀의 직경보다 크게 형성되며 그 중심을 기준으로 하부 일측으로 향하는 각도방향으로는 캠부가 돌출형성된 것을 특징으로 한다.The stabilizing member is formed larger than the diameter of the piston pin, characterized in that the cam portion protrudes in the angular direction toward the lower side relative to the center thereof.

피스톤, 모션 안정화부재, 캠Piston, Motion Stabilizer, Cam

Description

모션 안정화를 위한 피스톤의 장착구조{Mounting apparatus of piston}Mounting apparatus of piston for motion stabilization

도 1은 본 발명에 의해 장착된 피스톤의 단면도.1 is a cross-sectional view of a piston mounted by the present invention.

도 2는 본 발명에 의해 장착된 피스톤의 측면장착도.Figure 2 is a side mounted view of the piston mounted by the present invention.

도 3은 본 발명에 장착된 피스톤의 작동상태도.Figure 3 is an operating state of the piston mounted to the present invention.

도 4 내지 도 5는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.4 to 5 are views for explaining the conventional technology.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

20 : 실린더 30 : 피스톤20: cylinder 30: piston

32 : 핀공 33 : 피스톤 핀32: pin ball 33: piston pin

34 : 커넥팅 로드 40 : 모션 안정화부재34: connecting rod 40: motion stabilizing member

42 : 캠부 44 : 키이42: cam portion 44: key

본 발명은 모션 안정화를 위한 피스톤의 장착구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피스톤 핀의 양측 끝단에 캠 형상의 안정화부재를 고정장착하여 피스톤이 상하이동되는 과정에서 발생되는 실린더 벽과의 마찰충격이 감소되도록 하기 위한 모션 안정화를 위한 피스톤의 장착구조에 관한 것이다.The present invention relates to a mounting structure of a piston for motion stabilization, and more specifically, by fixing a cam-shaped stabilizing member at both ends of the piston pin, the frictional shock with the cylinder wall generated in the process of the piston swinging. A mounting structure of a piston for motion stabilization to be reduced.

도 4 내지 도 5는 일반적인 피스톤의 구조를 설명하기 위하여 도시된 도면으로서, 피스톤(10)의 중간부 도중에는 피스톤 핀(12)이 끼워지기 위한 핀 공(11)이 형성된다. 상기한 핀 공(12)의 안쪽으로는 커넥팅 로드(13)의 상단부가 위치되고, 피스톤 핀(12)이 상기한 커넥팅 로드(13)의 상단부 연결공과 핀 공(11) 간에 축결합된다.4 to 5 are diagrams for explaining the structure of a general piston, a pin ball 11 for the piston pin 12 is fitted in the middle of the piston 10 is formed. The upper end of the connecting rod 13 is positioned inside the pin ball 12, and the piston pin 12 is axially coupled between the upper end connecting hole of the connecting rod 13 and the pin ball 11.

커넥팅 로드(13)는 피스톤(10)과 크랭크 축 간을 연결하여 피스톤(10)의 상하왕복운동을 크랭크 축의 회전운동으로 바꾸는 역할을 한다. 즉, 엔진의 행정에 따라서 피스톤(10)이 실린더(20) 내에서 상하방향으로 왕복운동되면 커넥팅 로드(13)의 동작에 의해서 크랭크 축에는 회전동력이 전달되어진다.The connecting rod 13 serves to connect the piston 10 and the crank shaft to change the up and down reciprocation of the piston 10 to the rotational movement of the crank shaft. That is, when the piston 10 is reciprocated in the up and down direction in the cylinder 20 according to the stroke of the engine, rotational power is transmitted to the crankshaft by the operation of the connecting rod 13.

한편, 엔진의 연소 로드의 전달을 위해서 실린더 라이너 내에서 상하운동되는 피스톤과 상기 실린더 라이너의 내부 벽면 사이에는 소정 간격의 클리어런스가 존재하게 된다. 이 때, 상기한 피스톤과 실린더 벽과의 클리어런스 때문에 피스톤이 교축운동(Transverse Motion)을 하게 된다.On the other hand, a clearance of a predetermined interval exists between the piston which is vertically moved in the cylinder liner and the inner wall surface of the cylinder liner to transfer the combustion rod of the engine. At this time, the piston is in transverse motion due to the clearance between the piston and the cylinder wall.

그래서 피스톤이 흡입, 압축, 폭발, 배기가 반복되는 행정 중에서 특히 폭발 행정시에 피스톤의 상면부의 균일한 힘을 받을 수 없게 되므로서 순간적으로 피스톤이 실린더 라이너의 내측벽에 충격을 가하게 된다. 따라서 실린더 라이너의 내주면 및 피스톤의 외주면에 스크래치(Scratch) 등의 손상이 발생될 수 있으며, 이로 인한 압축비의 저하로 피스톤 링의 내구력이 저하되어 오일의 소모가 증대되는 등의 문제점이 있었다.Thus, the piston is not able to receive a uniform force on the upper surface of the piston during the stroke, in which the piston is repeatedly inhaled, compressed, exploded, and exhausted, so that the piston momentarily impacts the inner wall of the cylinder liner. Therefore, damage such as scratches may occur on the inner circumferential surface of the cylinder liner and the outer circumferential surface of the piston. As a result, the durability of the piston ring is lowered due to the lowering of the compression ratio, thereby increasing the consumption of oil.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 피스톤 핀의 양측 끝단에 캠 형상의 안정화부재를 고정장착하여 피스톤이 상하이동되는 과정에서 발생되는 실린더 벽과의 마찰충격이 감소되도록 하기 위한 모션 안정화를 위한 피스톤의 장착구조를 제공하는 데 목적이 있다. Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, by fixing the cam-shaped stabilizing member on both ends of the piston pin to reduce the frictional impact with the cylinder wall generated in the process of the piston swinging An object of the present invention is to provide a mounting structure of a piston for stabilizing motion.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,

엔진의 실린더 내부에 수용된 피스톤이 피스톤 핀으로써 커넥팅 로드의 상단부와 결합되는 피스톤 장착구조에 있어서,In the piston mounting structure in which the piston accommodated in the cylinder of the engine is coupled to the upper end of the connecting rod by a piston pin,

상기한 피스톤 핀과 커넥팅 로드의 상단부는 일체로 구동될 수 있도록 고정장착되고,The upper end of the piston pin and the connecting rod is fixedly mounted to be integrally driven,

상기한 피스톤 핀의 양측단에는 피스톤의 BTDC(상사점 전) 또는 ATDC(상사점 후) 구간에서 피스톤의 몸체에 피스톤 핀의 중심점 하측으로 피스톤이 오버 랩되는 힘과는 반대방향의 힘이 가해질 수 있도록 하기 위한 안정화부재가 장착되어지되,The opposite ends of the piston pin may be applied to the piston body in the BTDC (before top dead center) or ATDC (after top dead center) section of the piston in a direction opposite to the force at which the piston overlaps below the center point of the piston pin. It is equipped with a stabilizing member to ensure that

상기 안정화부재는 피스톤 핀의 직경보다 크게 형성되며 그 중심을 기준으로 하부 일측으로 향하는 각도방향으로는 캠부가 돌출형성된 것을 특징으로 한다.The stabilizing member is formed larger than the diameter of the piston pin, characterized in that the cam portion protrudes in the angular direction toward the lower side relative to the center thereof.

또한, 본 발명에 의한 상기한 모션 안정화부재의 캠부는 피스톤 핀의 중심을 지나는 수평선과는 5~10°범위 내에서 기울어진 각도방향으로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the cam portion of the motion stabilizing member according to the present invention is characterized in that formed in the angular direction inclined in the range of 5 ~ 10 ° with the horizontal line passing through the center of the piston pin.

이하, 본 발명에 의한 피스톤의 장착구조 및 작동상태를 첨부된 도면과 함께 상세하게 설명한다.Hereinafter, the mounting structure and the operating state of the piston according to the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의해 장착된 피스톤의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의해 장착된 피스톤의 측면장착도이며, 도 3은 본 발명에 장착된 피스톤의 작동상태도이다.1 is a cross-sectional view of a piston mounted by the present invention, Figure 2 is a side mounted view of the piston mounted by the present invention, Figure 3 is an operating state diagram of the piston mounted in the present invention.

도면 중에 표시되는 도면부호 30은 본 발명이 적용되는 피스톤을 지시하는 것이고, 도면부호 40은 본 발명에 의한 모션 안정화부재를 지시하는 것이다.Reference numeral 30 indicated in the drawing indicates a piston to which the present invention is applied, and reference numeral 40 indicates a motion stabilizing member according to the present invention.

상기한 모션 안정화부재(40)는 피스톤(30)이 실린더 내부에서 상하방향으로 이동되는 과정에서 피스톤(30)과 실린더 내부벽과의 충돌이 저감될 수 있도록 하기 위한 것으로, 상기 모션 안정화부재(40)의 몸체는 피스톤 핀(33)의 일측 끝단에 키이(44) 등에 의해서 고정장착될 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 모션 안정화부재(40)의 몸체 일측으로는 캠부(42)가 돌출형성되어 상기 모션 안정화부재(40)의 몸체는 전체적으로 캠 형상(Cam profile)을 이루게 된다.The motion stabilizing member 40 is to reduce the collision between the piston 30 and the cylinder inner wall in the process of moving the piston 30 in the vertical direction in the cylinder, the motion stabilizing member 40 The body of the piston pin 33 is configured to be fixedly mounted by a key 44 or the like at one end of the end. In addition, the cam portion 42 protrudes from one side of the body of the motion stabilizing member 40 such that the body of the motion stabilizing member 40 has a cam shape as a whole.

캠부(42)의 돌출크기는 상기 모션 안정화부재(40)가 피스톤 핀(33)에 장착되었을 경우에 캠부(42)의 끝이 상기 피스톤(30)의 핀 공(32)의 내주연에 접하게 되는 크기로 형성된다.The protrusion size of the cam portion 42 is the end of the cam portion 42 is in contact with the inner circumference of the pin hole 32 of the piston 30 when the motion stabilizing member 40 is mounted to the piston pin 33 It is formed in size.

상기와 같이 형성된 모션 안정화부재(40)는 피스톤(30)의 핀 공(32) 양측에 위치될 수 있도록 피스톤 핀(33)의 양측단에 각각 고정장착된다. 한편, 상기한 피스톤 핀(33)은 커넥팅 로드(34)와 일체로 동작될 수 있도록 커넥팅 로드(34)의 상단부에 고정장착된다.The motion stabilization member 40 formed as described above is fixedly mounted at both ends of the piston pin 33 so as to be located at both sides of the pin ball 32 of the piston 30. On the other hand, the piston pin 33 is fixedly mounted on the upper end of the connecting rod 34 to be operated integrally with the connecting rod 34.

특히, 상기한 모션 안정화부재(40)가 장착되었을 경우에 그 캠부(42)가 이루는 각도(α) 는 피스톤 핀(33)의 중심을 지나는 수평선과는 5~10°의 범위 내에서 장착된다. 캠부(42)가 이루는 각도는 일반적인 엔진에서의 피스톤이 BTDC(Before Top Dead Center, 상사점 전) 또는 ATDC(After Top Dead Center, 상사점 후)에서 동작될 때에 측정되는 각도인 7°또는 8°로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.In particular, when the motion stabilization member 40 is mounted, the angle α formed by the cam portion 42 is mounted within a range of 5 to 10 ° from a horizontal line passing through the center of the piston pin 33. The angle formed by the cam part 42 is 7 ° or 8 °, which is an angle measured when a piston in a general engine is operated at a BTDC (Before Top Dead Center) or ATDC (After Top Dead Center). It is preferable to make it.

상기와 같이 모션 안정화부재(40)의 캠부(42)가 피스톤 핀(33)의 중심으로부터 하측으로 향해 경사진 방향을 향하도록 위치시키는 이유는, 엔진이 운전될 때에 피스톤의 BTDC 또는 ATDC 시점에서 피스톤이 실린더(20)의 내부벽면으로부터 어느 일측으로 기울어지게 되는 현상을 줄이기 위하여 피스톤(30)이 오버랩되는 반대방향으로 힘이 가해질 수 있도록 하기 위한 것이다.The reason why the cam part 42 of the motion stabilizing member 40 is positioned in the direction inclined downward from the center of the piston pin 33 as described above is that the piston is at the BTDC or ATDC time point of the piston when the engine is operated. In order to reduce the phenomenon that the cylinder 20 is inclined toward any one side from the inner wall surface to the force to be applied in the opposite direction that the piston 30 overlaps.

즉, 상기한 모션 안정화부재(40)는 커넥팅 로드(34)와 일체로 동작되고 피스톤(30)과는 각각 동작되는 관계로 장착되므로서, 피스톤 핀(33)의 중심점보다 하측에 경사방향을 향하여 형성되는 모션 안정화부재(40)의 캠부(42)에 의해서 상기한 피스톤(30)이 회전되려고 하는 힘의 방향과는 반대 방향으로 힘이 피스톤(30)의 몸체(31) 하부에 가해지게 되어, 엔진 구동시의 각 행정에 따른 피스톤(30)의 모션(Motion)이 보정되어 안정화될 수 있는 것이다.That is, the motion stabilizing member 40 is mounted integrally with the connecting rod 34 and operated with the piston 30, so that the motion stabilizing member 40 is inclined downward from the center point of the piston pin 33. The cam portion 42 of the formed motion stabilizing member 40 is applied to the lower portion of the body 31 of the piston 30 in the direction opposite to the direction of the force that the piston 30 is to rotate, The motion of the piston 30 according to each stroke during engine driving can be corrected and stabilized.

도 3을 참조하여 부과설명하면, 도면중에 쇄선으로 표시된 피스톤의 형상은 상기한 모션 안정화부재(40)가 장착되지 않을 경우의 피스톤 거동중의 모습으로 일측으로 기울어져 실린더벽과 충돌을 일으키게 되지만, 본 발명에 의한 모션 안정화부재(40)가 장착된 상태에서는 피스톤 기울어짐이 방지되므로서 도면에서와 같이 피스톤의 거동이 안정화되는 것이다. 즉, 상기한 모션 안정화부재(40)의 캠부(42)는 커넥팅 로드(34)와 일체로 동작되므로서 커넥팅 로드(34)가 동작되면서 회전되 면서 소정의 각도(β)만큼 더 회전되지만, 피스톤(30)의 상태는 원래의 장착상태에 가까운 상태로 동작되어지는 것이다.Referring to FIG. 3, the shape of the piston indicated by the dashed line in the drawing is inclined to one side while the piston is in motion when the motion stabilizing member 40 is not mounted, thereby causing a collision with the cylinder wall. In the state in which the motion stabilizing member 40 according to the present invention is mounted, the piston tilt is prevented and the behavior of the piston is stabilized as shown in the drawing. That is, the cam portion 42 of the motion stabilization member 40 is operated integrally with the connecting rod 34 and is rotated while the connecting rod 34 is operated to be rotated further by a predetermined angle β, but the piston The state of 30 is operated in a state close to the original mounting state.

따라서 피스톤(30) 및 실린더(20) 간의 충돌에 따른 피스톤 및 실린더 벽에 스크래치와 같은 파손현상이 줄게 되고 오일의 소모가 줄게 되어 엔진의 내구성이 향상될 뿐만 아니라, 엔진의 출력 및 연비가 개선되는 등의 엔진의 성능이 향상될 수 있게 된다.Therefore, damages such as scratches on the piston and the cylinder wall due to the collision between the piston 30 and the cylinder 20 are reduced and the consumption of oil is reduced, thereby improving the durability of the engine and improving the output and fuel efficiency of the engine. It is possible to improve the performance of the engine.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 피스톤의 BTDC 또는 ATDC 시점을 포함한 엔진의 각 행정에 따른 피스톤의 모션이 보다 안정화되므로서, 피스톤 및 실린더 간의 충돌에 따른 피스톤 및 실린더 벽에 스크래치와 같은 파손현상이 줄게 되고 오일의 소모가 줄게 되어 엔진의 내구성이 향상될 뿐만 아니라, 엔진의 출력 및 연비가 개선되는 등의 엔진의 성능이 향상되는 등의 커다란 장점이 있는 것이다.According to the present invention configured as described above, since the motion of the piston according to each stroke of the engine including the BTDC or ATDC time point of the piston is more stabilized, damage such as scratches on the piston and the cylinder wall due to the collision between the piston and the cylinder This reduces and consumes less oil, which not only improves the durability of the engine, but also increases the engine's performance such as improving the engine's power and fuel efficiency.

Claims (2)

엔진의 실린더 내부에 피스톤 핀으로써 커넥팅 로드의 상단부와 결합되는 피스톤이 수용되고, 상기한 피스톤 핀(33)과 커넥텅 로드(34)의 상단부는 일체로 구동될 수 있도록 고정장착되고, 상기한 피스톤(30)의 BTDC(상사점 전) 또는 ATDC(상사점 후) 구간에서 피스톤(30)의 몸체(31)에 피스톤 핀(33)의 중심점 하측으로 피스톤(30)이 오버 랩되는 힘과는 반대방향의 힘이 가해질 수 있도록 하기 위한 모션 안정화부재(40)가 장착되는 모션 안정화를 위한 피스톤의 장착구조에 있어서,A piston coupled to the upper end of the connecting rod as a piston pin is accommodated inside the cylinder of the engine, and the upper end of the piston pin 33 and the connecting tongue rod 34 is fixedly mounted so as to be integrally driven. Contrary to the force that the piston 30 overlaps below the center point of the piston pin 33 on the body 31 of the piston 30 in the BTDC (before top dead center) or ATDC (after top dead center) section of (30). In the mounting structure of the piston for motion stabilization is equipped with a motion stabilizing member 40 for allowing a force in the direction, 상기한 모션 안정화부재(40)는 피스톤 핀(33)의 양측단에 형성되어지되, 피스톤 핀(33)의 직경보다 크게 형성되며 그 중심을 기준으로 하부 일측으로 향하는 각도방향으로는 캠부(42)가 돌출형성되고, 상기한 캠부(42)는 피스톤 핀(33)의 중심을 지나는 수평선과는 5~10°범위 내에서 기울어진 각도방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 모션 안정화를 위한 피스톤의 장착구조.The motion stabilization member 40 is formed at both ends of the piston pin 33, it is formed larger than the diameter of the piston pin 33 and the cam portion 42 in the angular direction toward the lower side relative to the center thereof Is formed to protrude, the cam portion 42 is a piston mounting structure of the piston for motion stabilization, characterized in that formed in the angular direction inclined within a range of 5 ~ 10 ° passing through the center of the pin (33). 삭제delete
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