JP2000240507A - エンジンのピストン・コンロッド連結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼行程での膨張圧力によるピストンの劣化
を低減する。 【解決手段】 エンジンのピストン（１）に設けた左右
一対のピストンピンボス（２）（２）間にコンロッド
（４）の小端部（５）を配置し、それらのピストンピン
ボス（２）（２）に設けた両ピストンピン穴（３）
（３）と、コンロッド（４）の小端部（５）に設けた軸
受部（６）とに亘ってピストンピン（７）を嵌合する。
上記ピストンピン穴（３）（３）でのピストンピン
（７）と嵌合するピン穴内周部のうち、ピストンヘッド
（１ａ）側となるピストンヘッド側ピン穴内周部（１
３）のピストンヘッド側ピン穴嵌合長さを、クランク軸
（１０）側となる反ピストンヘッド側ピン穴内周部（１
４）の反ピストンヘッド側ピン穴嵌合長さよりも長くす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンに用いる
ピストンとコンロッドとをピストンピンによって連接す
る装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上述のピストンとコンロッドとは、従
来、例えば図５に示すように、次の構成によって連接さ
れる。即ち、上記ピストン(１)は、左右一対のピストン
ピンボス(２)(２)間にコンロッド(４)の小端部(５)を配
置してあり、それらのピストンピンボス(２)(２)に設け
た両ピストンピン穴(３)(３)と、上記コンロッド(４)の
小端部(５)に設けた軸受部(６)とに亘ってピストンピン
(７)を嵌合してある。

【０００３】ところで、燃焼行程の際には、燃焼室での
燃焼ガスの高い膨張圧力がピストン(１)のピストンヘッ
ド(1a)に加わって、そのピストン(１)が急激に下降しよ
うとする。このため、上記ピストンピン(７)が、上記ピ
ストン(１)の各ピストンピンボス(２)(２)でのピストン
ピン穴(３)(３)のピストンヘッド側内周部や、上記コン
ロッド(４)の小端部(５)での軸受部(６)のクランク軸側
内周部[図５中では下側]に強く押し付けられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、上述の燃焼
行程の際には、上記ピストン(１)の各ピストンピンボス
(２)(２)でのピストンヘッド側肉壁部や、上記コンロッ
ド(４)の小端部(５)でのクランク軸側肉壁部が圧縮変形
し、その圧縮変形の繰り返しによって上記ピストン(１)
や上記コンロッド(４)が劣化して、それらのピストン
(１)やコンロッド(４)の寿命を短くしていた。本発明
は、燃焼行程での膨張圧力によるピストンやコンロッド
の劣化を低減することを目的とする。また、本発明は、
上記燃焼行程でのピストンやコンロッドの劣化をより低
減するすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、エンジンのピストン(１)に設けた左右
一対のピストンピンボス(２)(２)間にコンロッド(４)の
小端部(５)を配置し、それらのピストンピンボス(２)
(２)に設けた両ピストンピン穴(３)(３)と、コンロッド
(４)の小端部(５)に設けた軸受部(６)とに亘ってピスト
ンピン(７)を嵌合して構成したエンジンのピストン・コ
ンロッド連結装置において、次のように構成してある。

【０００６】[請求項１の発明]即ち、請求項１の発明
は、例えば図１と図２とに示すように、次のように構成
してある。ピストン(１)のピストンピン穴(３)(３)での
ピストンピン(７)と嵌合するピン穴内周部のうち、ピス
トンヘッド側ピン穴内周部(13)のピストンヘッド側ピン
穴嵌合長さ(L1)を、反ピストンヘッド側ピン穴内周部(1
4)の反ピストンヘッド側ピン穴嵌合長さ(L2)よりも長く
なるように設定したものである。

【０００７】[請求項２の発明]請求項２の発明は、例え
ば図１と図３とに示すように、次のように構成してあ
る。ピストンピン(７)と嵌合するコンロッド(４)の軸受
部(６)の軸受内周部のうち、反ピストンヘッド側軸受内
周部(15)の反ピストンヘッド側軸受嵌合長さ(L3)を、ピ
ストンヘッド側軸受内周部(16)のピストンヘッド側軸受
嵌合長さ(L4)よりも長くなるように設定したものであ
る。

【０００８】[請求項３の発明]請求項３の発明は、例え
ば図１から図３に示すように、次のように構成してあ
る。ピストン(１)のピストンピン穴(３)(３)でのピスト
ンピン(７)と嵌合するピン穴内周部のうち、ピストンヘ
ッド側ピン穴内周部(13)のピストンヘッド側ピン穴嵌合
長さ(L1)を、反ピストンヘッド側ピン穴内周部(14)の反
ピストンヘッド側ピン穴嵌合長さ(L2)よりも長くなるよ
うに設定し、ピストンピン(７)と嵌合するコンロッド
(４)の軸受部(６)の軸受内周部のうち、反ピストンヘッ
ド側軸受内周部(15)の反ピストンヘッド側軸受嵌合長さ
(L3)を、ピストンヘッド側軸受内周部(16)のピストンヘ
ッド側軸受嵌合長さ(L4)よりも長くなるように設定した
ものである。

【０００９】[請求項４の発明]また、請求項４の発明
は、上記請求項３の発明の構成において、さらに次のよ
うに構成したものである。ピストン(１)のピストンピン
ボス(２)でのピストンヘッド側肉壁部及び反ピストンヘ
ッド側肉壁部の各内端面(17)(18)と、コンロッド(４)の
小端部(５)でのピストンヘッド側肉壁部及び反ピストン
ヘッド側肉壁部の各端面(21)(22)とをピストンピンボス
(２)の軸心(Ｃ)に対して垂直面になるように構成したも
のである。

【００１０】

【発明の作用及び効果】［請求項１］上記請求項１の発
明は、例えば図１と図２とに示すように、次の作用・効
果を奏する。燃焼行程の際には、ピストン(１)のピスト
ンヘッド(1a)の上側の燃焼室(９)での燃焼ガスの高い膨
張圧力がピストン(１)に加わって、そのピストン(１)が
急激に下降しようとするが、コンロッド(４)は、そのピ
ストン(１)の急激な下降に追従できない。このため、ピ
ストンピン(７)が、ピストン(１)のピストンピン穴(３)
(３)でのピストンヘッド側ピン穴内周部(13)[図２中で
は上側]に強く押し付けられ、ピストン(１)のピストン
ヘッド側肉壁部が圧縮変形しようとする。

【００１１】これに対し、上記ピストンピン穴(３)(３)
のピストンヘッド側ピン穴内周部(13)のピストンヘッド
側ピン穴嵌合長さ(L1)を、ピストンピン穴(３)(３)の反
ピストンヘッド側ピン穴内周部(14)[図２中では下側]の
反ピストンヘッド側ピン穴嵌合長さ(L2)よりも長くして
あるので、ピストンピン穴(３)(３)のピストンヘッド側
ピン穴内周部(13)にピストンピン(７)が強く押し付けら
れても、そのピストンヘッド側ピン穴内周部(13)へ加わ
る面圧を低下させることができる。これにより、燃焼行
程毎のピストンピン(７)によるピストン(１)の圧縮変形
量を低減でき、その圧縮変形の繰り返しによってピスト
ン(１)が劣化することを低減できて、その分だけ、ピス
トン(１)の寿命を長くすることができる。

【００１２】［請求項２］上記請求項２の発明は、例え
ば図１と図３とに示すように、次の作用・効果を奏す
る。上述の燃焼行程でのピストン(１)の急激な下降によ
って、ピストンピン(７)が、コンロッド(４)の軸受部
(６)での反ピストンヘッド側軸受内周部(15)[図３中で
は下側]に強く押し付けられ、コンロッド(４)の小端部
(５)の反ピストンヘッド側肉壁部が圧縮変形しようとす
る。

【００１３】これに対し、上記コンロッド(４)の軸受部
(６)の反ピストンヘッド側軸受内周部(15)の反ピストン
ヘッド側軸受嵌合長さ(L3)を、上記軸受部(６)のピスト
ンヘッド側軸受内周部(16)[図３中では上側]のピストン
ヘッド側軸受嵌合長さ(L4)よりも長くしてあるので、上
記軸受部(６)の反ピストンヘッド側軸受内周部(15)にピ
ストンピン(７)が強く押し付けられても、その反ピスト
ンヘッド側軸受内周部(15)へ加わる面圧を低下させるこ
とができる。これにより、燃焼行程毎のピストンピン
(７)によるコンロッド(４)の小端部(５)の圧縮変形量を
低減でき、その圧縮変形の繰り返しによってコンロッド
(４)の小端部(５)が劣化することを低減でき、その分だ
け、コンロッド(４)の寿命を長くすることができる。

【００１４】［請求項３］上記請求項３の発明は次の作
用・効果を奏する。上述の請求項１と請求項２との発明
の効果を兼ね備えることができるうえ、さらに次の効果
を奏する。即ち、燃焼行程の際にピストンピン(７)が強
く押し当たらない、ピストン(１)の反ピストンヘッド側
ピン穴内周部(14)の反ピストンヘッド側ピン穴嵌合長さ
(L2)と、コンロッド(４)のピストンヘッド側軸受内周部
(16)のピストンヘッド側軸受嵌合長さ(L4)とをそれぞれ
短くしてある分だけ、既存のピストン(１)の直径などを
変更しなくても、上記コンロッド(４)の反ピストンヘッ
ド側軸受内周部(15)の反ピストンヘッド側軸受嵌合長さ
(L3)と、上記ピストン(１)のピストンヘッド側ピン穴内
周部(13)のピストンヘッド側ピン穴嵌合長さ(L1)とを長
くでき、上述の請求項１と請求項２との発明の効果を確
実に得ることができる。

【００１５】［請求項４］上記請求項４の発明は、上記
請求項３の発明の作用・効果に加え、さらに次の作用・
効果を奏する。燃焼行程の際にピストンピン(７)が強く
押し当たるピストン(１)のピストンピンボス(２)でのピ
ストンヘッド側肉壁部[図２中では上側]と、コンロッド
(４)の小端部(５)での反ピストンヘッド側肉壁部[図３
中では下側]との全体に亘って上下方向の厚みを確保で
き、ピストン(１)のピストンピンボス(２)とコンロッド
(４)の小端部(５)との強度の低下を防止できる。

【００１６】つまり、図４に示すように、ピストン(１)
のピストンピンボス(２)での反ピストンヘッド側肉壁部
の内端面(18)や、コンロッド(４)の小端部(５)でのピス
トンヘッド側肉壁部の端面(21)が、ピストンピンボス
(２)の軸心(Ｃ)に対して傾斜している場合には、そのピ
ストン(１)のピストンピンボス(２)の反ピストンヘッド
側肉壁部やコンロッド(４)の小端部(５)のピストンヘッ
ド側肉壁部は、端面(18)(21)に近づく程、上下方向の厚
みが薄くなって強度が低下する。これに対し、請求項４
の発明は、上述のようにピストン(１)のピストンピンボ
ス(２)の各内端面(17)(18)と、コンロッド(４)の小端部
(５)の各端面(21)(22)とをピストンピンボス(２)の軸心
(Ｃ)に対して垂直面にしたことで、ピストン(１)とコン
ロッド(４)との強度低下を低減できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるエンジンの
ピストン・コンロッド連結装置の実施の一形態について
図１から図３を用いて説明する。図１は上記ピストン・
コンロッド連結装置の要部を示す縦断面図、図２は上記
ピストンの縦断面図、図３は上記コンロッドの要部を示
す縦断面図である。

【００１８】上記ピストン(１)は、シリンダ(19)内で上
下移動自在に配置してあり、そのピストン(１)のピスト
ンヘッド(1a)の上側には燃焼室(９)を形成してある。ま
た、上記ピストン(１)には、左右一対のピストンピンボ
ス(２)(２)を設けてあり、それらのピストンピンボス
(２)(２)には、ピストンピン穴(３)(３)をそれぞれ設け
てある。

【００１９】上記ピストンピンボス(２)(２)の間には、
コンロッド(４)の小端部(５)を配置してあり、上記ピス
トンピンボス(２)(２)のピストンピン穴(３)(３)と、コ
ンロッド(４)の小端部(５)に穿設した軸受部(６)とに亘
ってピストンピン(７)を嵌合してある。なお、上記ピス
トンピン(７)の両端は、上記各ピストンピンボス(２)に
固定した止め輪(８)によって抜け止めされる。また、上
記小端部(５)は、コンロッド(４)の上端側に位置してお
り、そのコンロッド(４)の下端側に位置する大端部(20)
にクランク軸(10)を連接してある。

【００２０】上記ピストン(１)と上記コンロッド(４)の
小端部(５)とは、図２と図３とに示すように、それぞれ
次のように構成してある。即ち、ピストン(１)は、ピス
トンピン(７)と嵌合するピストンピン穴(３)(３)のピン
穴内周部のうち、ピストンヘッド(1a)側[図２中では上
側]となるピストンヘッド側ピン穴内周部(13)のピスト
ンヘッド側ピン穴嵌合長さ(L1)を、クランク軸(10)側
[図２中では下側]となる反ピストンヘッド側ピン穴内周
部(14)の反ピストンヘッド側ピン穴嵌合長さ(L2)よりも
長くなるように設定してある。

【００２１】また、コンロッド(４)の小端部(５)は、ピ
ストンピン(７)と嵌合する軸受部(６)の軸受内周部のう
ち、クランク軸(10)側[図３中では下側]となる反ピスト
ンヘッド側軸受内周部(15)の反ピストンヘッド側軸受嵌
合長さ(L3)を、ピストンヘッド(1a)側[図３中では上側]
となるピストンヘッド側軸受内周部(16)のピストンヘッ
ド側軸受嵌合長さ(L4)よりも長くなるように設定してあ
る。

【００２２】また、ピストン(１)は、各ピストンピンボ
ス(２)でのピストンヘッド(1a)側となるピストンヘッド
側肉壁部の内端面(17)と、クランク軸(10)となる反ピス
トンヘッド側肉壁部の内端面(18)とをピストンピンボス
(２)の軸心(Ｃ)に対して垂直面になるように構成してあ
る。さらに、コンロッド(４)の小端部(５)は、ピストン
ヘッド(1a)側となるピストンヘッド側肉壁部の端面(21)
と、クランク軸(10)となる反ピストンヘッド側肉壁部の
端面(22)とを上記ピストンピンボス(２)の軸心(Ｃ)に対
して垂直面になるように構成してある。

【００２３】なお、上記ピストン(１)の各ピストンピン
ボス(２)は、上述の内端面(17)(18)同士を傾斜状の面で
連続的に接続するとともに、上記コンロッド(４)の小端
部(５)は、上述の端面(21)(22)同士を傾斜状の面で連続
的に接続してあるが、これに限られるものではない。即
ち、例えば、上記各ピストンピンボス(２)の内端面をそ
れぞれ段差状にして上記ピストンヘッド側肉壁部及び反
ピストンヘッド側肉壁部の内端面(17)(18)を形成すると
ともに、上記コンロッド(４)の小端部(５)の左右の端面
をそれぞれ段差状にして上記ピストンヘッド側肉壁部及
び反ピストンヘッド側肉壁部の端面(21)(22)を形成して
もよい。

【００２４】上記ピストン(１)と上記コンロッド(４)と
は、例えば図４に示すように、変更可能である。即ち、
この形態では、ピストン(１)の各ピストンピンボス(２)
の内端面(17)(18)と、上記コンロッド(４)の小端部(５)
の端面(21)(22)とをピストンピンボス(２)の軸心(Ｃ)に
対して傾斜させてある。この場合、ピストン(１)の各ピ
ストンピンボス(２)(２)の内端面と、コンロッド(４)の
小端部(５)の左右の端面とがそれぞれ同一面状に形成さ
れるので、その分だけ、ピストン(１)やコンロッド(４)
の金型製作が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるエンジンのピストン・コンロッ
ド連結装置の実施の一形態を示しており、上記ピストン
・コンロッド連結装置の要部を示す縦断面図である。

【図２】上記ピストンの要部を示す縦断面図である。

【図３】上記コンロッドの要部を示す縦断面図である。

【図４】本発明にかかるエンジンのピストン・コンロッ
ド連結装置の実施の他の形態の要部を示す縦断面図であ
る。

【図５】従来のエンジンのピストン・コンロッド連結装
置を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…ピストン、２…１のピストンピンボス、３…２のピ
ストンピン穴、４…コンロッド、５…４の小端部、６…
５の軸受部、７…ピストンピン、13…３のピストンヘッ
ド側ピン穴内周部、14…３の反ピストンヘッド側ピン穴
内周部、15…６の反ピストンヘッド側軸受内周部、16…
６のピストンヘッド側軸受内周部、17…２のピストンヘ
ッド側肉壁部の内端面、18…２の反ピストンヘッド側肉
壁部の内端面、21…５のピストンヘッド側肉壁部の端
面、22…５の反ピストンヘッド側肉壁部の端面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 節男 大阪府堺市築港新町３丁８番 株式会社ク ボタ堺臨海工場内 (72)発明者 萬羽 俊一 大阪府堺市築港新町３丁８番 株式会社ク ボタ堺臨海工場内 (72)発明者 内藤 慶太 大阪府堺市築港新町３丁８番 株式会社ク ボタ堺臨海工場内 (72)発明者 藤原 祐彦 大阪府堺市築港新町３丁８番 株式会社ク ボタ堺臨海工場内 Ｆターム(参考） 3J044 AA01 CA27 DA09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンのピストン(１)に設けた左右一
   対のピストンピンボス(２)(２)間にコンロッド(４)の小
   端部(５)を配置し、それらのピストンピンボス(２)(２)
   に設けた両ピストンピン穴(３)(３)と、上記コンロッド
   (４)の小端部(５)に設けた軸受部(６)とに亘ってピスト
   ンピン(７)を嵌合して構成したエンジンのピストン・コ
   ンロッド連結装置において、 上記ピストン(１)のピストンピン穴(３)(３)での上記ピ
   ストンピン(７)と嵌合するピン穴内周部のうち、ピスト
   ンヘッド側ピン穴内周部(13)のピストンヘッド側ピン穴
   嵌合長さ(L1)を、クランク軸(10)側となる反ピストンヘ
   ッド側ピン穴内周部(14)の反ピストンヘッド側ピン穴嵌
   合長さ(L2)よりも長くなるように設定した、 ことを特徴とするエンジンのピストン・コンロッド連結
   装置。
2. 【請求項２】 エンジンのピストン(１)に設けた左右一
   対のピストンピンボス(２)(２)間にコンロッド(４)の小
   端部(５)を配置し、それらのピストンピンボス(２)(２)
   に設けた両ピストンピン穴(３)(３)と、上記コンロッド
   (４)の小端部(５)に設けた軸受部(６)とに亘ってピスト
   ンピン(７)を嵌合して構成したエンジンのピストン・コ
   ンロッド連結装置において、 上記ピストンピン(７)と嵌合する上記コンロッド(４)の
   軸受部(６)の軸受内周部のうち、クランク軸(10)側とな
   る反ピストンヘッド側軸受内周部(15)の反ピストンヘッ
   ド側軸受嵌合長さ(L3)を、ピストンヘッド側軸受内周部
   (16)のピストンヘッド側軸受嵌合長さ(L4)よりも長くな
   るように設定した、 ことを特徴とするエンジンのピストン・コンロッド連結
   装置。
3. 【請求項３】 エンジンのピストン(１)に設けた左右一
   対のピストンピンボス(２)(２)間にコンロッド(４)の小
   端部(５)を配置し、それらのピストンピンボス(２)(２)
   に設けた両ピストンピン穴(３)(３)と、上記コンロッド
   (４)の小端部(５)に設けた軸受部(６)とに亘ってピスト
   ンピン(７)を嵌合して構成したエンジンのピストン・コ
   ンロッド連結装置において、 上記ピストン(１)のピストンピン穴(３)(３)での上記ピ
   ストンピン(７)と嵌合するピン穴内周部のうち、ピスト
   ンヘッド側ピン穴内周部(13)のピストンヘッド側ピン穴
   嵌合長さ(L1)を、クランク軸(10)側となる反ピストンヘ
   ッド側ピン穴内周部(14)の反ピストンヘッド側ピン穴嵌
   合長さ(L2)よりも長くなるように設定し、 上記ピストンピン(７)と嵌合する上記コンロッド(４)の
   軸受部(６)の軸受内周部のうち、上記クランク軸(10)側
   となる反ピストンヘッド側軸受内周部(15)の反ピストン
   ヘッド側軸受嵌合長さ(L3)を、ピストンヘッド側軸受内
   周部(16)のピストンヘッド側軸受嵌合長さ(L4)よりも長
   くなるように設定した、 ことを特徴とするエンジンのピストン・コンロッド連結
   装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のエンジンのピストン・
   コンロッド連結装置において、 前記ピストン(１)のピストンピンボス(２)でのピストン
   ヘッド側肉壁部及び反ピストンヘッド側肉壁部の各内端
   面(17)(18)と、前記コンロッド(４)の小端部(５)でのピ
   ストンヘッド側肉壁部及び反ピストンヘッド側肉壁部の
   各端面(21)(22)とを上記ピストンピンボス(２)の軸心
   (Ｃ)に対して垂直面になるように構成した、 ことを特徴とするエンジンのピストン・コンロッド連結
   装置。