JPH0219347B2 - - Google Patents
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- JPH0219347B2 JPH0219347B2 JP56197406A JP19740681A JPH0219347B2 JP H0219347 B2 JPH0219347 B2 JP H0219347B2 JP 56197406 A JP56197406 A JP 56197406A JP 19740681 A JP19740681 A JP 19740681A JP H0219347 B2 JPH0219347 B2 JP H0219347B2
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- pin
- piston
- bosses
- connecting rod
- piston pin
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/10—Connection to driving members
- F16J1/14—Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections
- F16J1/16—Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections with gudgeon-pin; Gudgeon-pins
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、主としてエンジンに用いられるピス
トン・コンロツド組立体、詳しくはピストンに形
成された少なくとも一対のピンボスにピストンピ
ンを嵌合して架橋し、前記両ピンボス間で前記ピ
ストンにコンロツドを連接したものに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a piston connecting rod assembly mainly used in an engine, and more specifically, a piston pin is fitted into at least a pair of pin bosses formed on the piston to bridge the piston, and the piston connecting rod assembly is provided between the two pin bosses. This relates to a piston connected to a connecting rod.
かかるピストン・コンロツド組立体を備えるエ
ンジン等においては、ピストンがガス圧や慣性力
による大きな荷重を受けると、ピストンピンの撓
みに伴いピンボスの両端部には極めて不均衡な応
力が発生し、このような応力はピンボスの耐久性
の面から好ましくない。そこで、ピンボスの耐久
性を確保するために、従来では、ピストンピンを
大径に形成してその撓み剛性を強くしたり、ピン
ボスを厚肉に形成してその強度を増したりするこ
とが行われているが、そのようにすることは前記
組立体の重量増加を招くので、高速性能の面から
好ましくない。 In engines equipped with such piston/conrod assemblies, when the piston receives a large load due to gas pressure or inertia, extremely unbalanced stress is generated at both ends of the pin boss due to the deflection of the piston pin. Such stress is unfavorable from the viewpoint of durability of the pin boss. Therefore, in order to ensure the durability of the pin boss, conventional methods have been to form the piston pin with a large diameter to increase its bending rigidity, or to form the pin boss with a thick wall to increase its strength. However, doing so increases the weight of the assembly, which is undesirable from the viewpoint of high-speed performance.
本発明は上記に鑑み提案されたもので、ピンボ
ス及びピストンピンに発生する最大応力を低減さ
せてその両端部における応力の平均化を図り、同
時にピンボス及びピストンピン間の面圧の過度の
上昇を抑制し、重量増加を招くことなくピストン
の耐久性の向上をもたらすことができる、構造簡
単且つ軽量で加工容易な前記組立体を提供するこ
とを目的とする。 The present invention was proposed in view of the above, and aims to reduce the maximum stress generated in the pin boss and piston pin, average the stress at both ends thereof, and at the same time prevent an excessive increase in the surface pressure between the pin boss and the piston pin. It is an object of the present invention to provide an assembly that is simple in structure, lightweight, and easy to process, which can improve the durability of the piston without increasing the weight of the piston.
そしてこの目的を達成するために本発明は、ピ
ストンに形成された少なくとも一対のピンボスに
中空円筒状のピストンピンを嵌合して架橋し、前
記両ピンボス間で前記ピストンピンにコンロツド
を連接してなるピストン・コンロツド組立体にお
いて、前記各ピンボスの内周面に、該ピンボスの
前記コンロツド側端面で最大直径となる第1テー
パ面を形成し、さらに最外側の両ピンボスに外周
面がそれぞれ嵌合するピストンピン両端部の内周
面には、該最外側の両ピンボスの前記第1テーパ
面に囲繞されピストンピンの両端面で最大直径と
なる第2テーパ面を形成したことを特徴とする。 In order to achieve this object, the present invention includes at least one pair of pin bosses formed on a piston, which are fitted with a hollow cylindrical piston pin to form a bridge, and a connecting rod is connected to the piston pin between the two pin bosses. In the piston and connecting rod assembly, a first tapered surface is formed on the inner peripheral surface of each of the pin bosses, the first tapered surface having a maximum diameter at the end surface of the pin boss on the connecting rod side, and further, the outer peripheral surface is fitted to both outermost pin bosses, respectively. A second tapered surface is formed on the inner circumferential surface of both ends of the piston pin, the second tapered surface being surrounded by the first tapered surface of the outermost pin bosses and having a maximum diameter at both end surfaces of the piston pin.
以下、図面により本発明の一実施例について説
明すると、Eは内燃機関の機関本体で、シリンダ
ブロツク1と、その上面に接合したシリンダヘツ
ド2とよりなり、このシリンダヘツド2内に燃焼
室3を画成するピストン4がシリンダブロツク1
のシリンダ孔5に摺合される。これらシリンダ孔
5及びピストン4はそれぞれ横断面長円形に形成
されている。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. E denotes an engine body of an internal combustion engine, which is composed of a cylinder block 1 and a cylinder head 2 joined to the upper surface of the cylinder block 1. A combustion chamber 3 is formed in the cylinder head 2. The piston 4 that defines the cylinder block 1
It is slid into the cylinder hole 5 of. The cylinder hole 5 and the piston 4 are each formed to have an oval cross section.
ピストン4には、上記横断面形状の長軸方向に
配置される単一の中空円筒状ピストンピン6を介
して左右一対のコンロツド7,7の小端部が連接
される。この連接構造を次に詳細に説明する。 The small ends of a pair of left and right connecting rods 7 are connected to the piston 4 via a single hollow cylindrical piston pin 6 arranged in the longitudinal direction of the cross-sectional shape. This connection structure will be explained in detail below.
ピストンピン6をその軸方向に適当間隔を存し
て4ケ所で支持するために、二対のピンボス8,
9;8,9がピストン4の側壁内面及び天井壁内
面に一体に形成され、これらピンボス8,9内に
ピストンピン6が回転自在に嵌合され、このピス
トンピン6の両端面を押える一対の抜止め環10
が両外側位置のピンボス8の内面に係止される。
かくして、ピストンピン6は各対のピンボス8,
9間に架橋され、その架橋部にコンロツド7の小
端部が回動自在に嵌合され、それらの大端部は従
来一般のようにクランク軸(図示せず)のクラン
クピンに連接される。 In order to support the piston pin 6 at four locations at appropriate intervals in the axial direction, two pairs of pin bosses 8,
9; 8, 9 are integrally formed on the inner surface of the side wall and the inner surface of the ceiling wall of the piston 4, the piston pin 6 is rotatably fitted into these pin bosses 8, 9, and a pair of pin bosses 8, 9 are formed to press both end surfaces of the piston pin 6. Retaining ring 10
are locked to the inner surfaces of the pin bosses 8 at both outer positions.
Thus, the piston pin 6 is connected to each pair of pin bosses 8,
9, and the small end of connecting rod 7 is rotatably fitted into the bridge, and the large end thereof is connected to a crank pin of a crankshaft (not shown) as in the conventional art. .
各ピンボス8,9の内周面のコンロツド7側半
部は第1テーパ面8a,9aにそれぞれ形成さ
れ、各第1テーパ面はコンロツド7側に拡張し
て、各ピンボスのコンロツド7側端面で直径が最
大となるような形状を有する。かくして、ピスト
ン4の撓みの無い状態では、ピストンピン6とピ
ンボス8,9との嵌合面にコンロツド7に向つて
開口する断面楔状の間〓11が形成される。 The connecting rod 7 side half of the inner peripheral surface of each pin boss 8, 9 is formed into a first tapered surface 8a, 9a, respectively, and each first tapered surface expands toward the connecting rod 7 side, and the end surface of each pin boss on the connecting rod 7 side It has a shape with a maximum diameter. Thus, when the piston 4 is not bent, a gap 11 having a wedge-shaped cross section and opening toward the connecting rod 7 is formed on the fitting surface between the piston pin 6 and the pin bosses 8 and 9.
上記第1テーパ面8a,9aのテーパ量は略等
しいので、一方の第1テーパ面8aのみを第2図
に誇張して示したが、実際には、第1テーパ面8
aの軸方向長さを対応するピンボス8の有効長さ
の2分の1にした場合、第1テーパ面8aの最大
直径Dと最小直径dとの差は、
D−d≒5/1000D
とすることが望ましい。 Since the taper amounts of the first tapered surfaces 8a and 9a are approximately equal, only one of the first tapered surfaces 8a is shown in an exaggerated manner in FIG.
When the axial length of a is set to half the effective length of the corresponding pin boss 8, the difference between the maximum diameter D and the minimum diameter d of the first tapered surface 8a is D-d≒5/1000D. It is desirable to do so.
さらに最外側の両ピンボス8,8に外周面がそ
れぞれ嵌合するピストンピン6両端部の内周面に
は、該最外側の両ピンボス8,8の前記第1テー
パ面8a,8aに囲繞されピストンピン6の両端
面で最大直径となる第2テーパ面6a,6aが形
成されており、この各第2テーパ面6aの特設に
よつてピストンピン6自身の軽量化が図られると
共に、ピストンピン6両端部を化較的撓ませ易く
することができる。 Furthermore, the inner circumferential surfaces of both ends of the piston pin 6 whose outer circumferential surfaces fit into the outermost pin bosses 8, 8, respectively, are surrounded by the first tapered surfaces 8a, 8a of the outermost pin bosses 8, 8. Second tapered surfaces 6a, 6a having the maximum diameter are formed on both end surfaces of the piston pin 6, and the special provision of each second tapered surface 6a reduces the weight of the piston pin 6 itself, and also reduces the weight of the piston pin 6. 6. Both ends can be made relatively easy to bend.
尚、図中、12,12はシリンダヘツド2に螺
着して電極を燃焼室3に臨ませた一対の点火栓で
ある。 In the figure, reference numerals 12 and 12 indicate a pair of spark plugs screwed onto the cylinder head 2 so that the electrodes thereof face the combustion chamber 3.
次に、この実施例の作用を説明すると、機関の
運転中に、例えば燃焼室3での混合気の燃焼圧力
によりピストン4に下降力が加わると、その力は
ピンボス8,9からピストンピン6を介してコン
ロツド7に伝達され、その反力としてコンロツド
7は対をなすピンボス8,9間でピストンピン6
に上向きの曲げ荷重を及ぼすので、ピストンピン
6はピンボス8,9間で上方に湾曲するように撓
みを生じる。そして、その撓み量が増加するに従
いピストンピン6の上面は、ピンボス8,9の第
1テーパ面8a,9a上部に接近し、当接してい
くため、各ピンボス8,9のピストンピン6に対
する支承面積はピストンピン6の撓み量、したが
つてピストン4の下降力の増大に応じて増加す
る。その結果各ピンボス8,9に発生する応力は
各部に分散されるから、最大応力が低減すると共
に各ピンボス8,9の両端部における応力は平均
化し、また各ピンボス8,9とピストンピン6間
の面圧も低減する。 Next, to explain the operation of this embodiment, when a downward force is applied to the piston 4 due to the combustion pressure of the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 during engine operation, the force is transferred from the pin bosses 8 and 9 to the piston pin 4. As a reaction force, the piston pin 6 is transmitted to the connecting rod 7 between the pair of pin bosses 8 and 9.
Since an upward bending load is applied to the piston pin 6, the piston pin 6 is bent upward between the pin bosses 8 and 9. As the amount of deflection increases, the upper surface of the piston pin 6 approaches and comes into contact with the upper part of the first tapered surfaces 8a, 9a of the pin bosses 8, 9, so that each pin boss 8, 9 supports the piston pin 6. The area increases as the amount of deflection of the piston pin 6 and, therefore, the downward force of the piston 4 increases. As a result, the stress generated in each pin boss 8, 9 is distributed to each part, so the maximum stress is reduced, and the stress at both ends of each pin boss 8, 9 is averaged, and between each pin boss 8, 9 and piston pin 6. It also reduces the surface pressure.
第3図は、ピストン4の最大荷重時における上
記二対のピンボス8,9;8,9各部の応力分布
状態を従来のもの(点線A)と本発明のもの(実
線B)について測定して対比したもので、横軸の
a〜fは第1図の各ピンボスの測定箇所を示して
いる。この結果によつても本発明の前記効果を確
認することができた。 FIG. 3 shows the stress distribution state of each part of the two pairs of pin bosses 8, 9; 8, 9 measured at the maximum load of the piston 4 for the conventional one (dotted line A) and the one of the present invention (solid line B). For comparison, a to f on the horizontal axis indicate the measurement locations of each pin boss in FIG. This result also confirmed the effects of the present invention.
尚、本発明は両側壁にのみピンボスを備えた通
常の円形ピストンにも適用し得ることは勿論であ
る。 It goes without saying that the present invention can also be applied to a normal circular piston having pin bosses only on both side walls.
以上のように本発明によれば、各ピンボスの内
周面に、該ピンボスのコンロツド側端面で最大直
径となる第1テーパ面を形成して、ピンボスの中
空円筒状ピストンピンに対する支承面積をピスト
ンピンの撓み量の増加に応じて増加させるように
したので、ピンボスに発生する最大応力を低減さ
せてその両端部における応力の平均化を図ること
ができ、同時にピンボス及びピストンピン間の面
圧を下げることができ、これによりピストンの耐
久性を大幅に向上させることができ、また上記構
成はピストン及びピストンピンの重量増加を伴わ
ないから、エンジンの高速性能の向上にも寄与す
ることができる。さらに前記第1テーパ面はピン
ボスのピン孔開口部を単に拡張するだけで得られ
るので、ピストンを鋳造成形する際に該第1テー
パ面を同時に一体成形することができ、またその
鋳造後に該第1テーパ面を切削加工により成形す
るにしてもその加工が容易であり、一方、ピスト
ンピンとしては形状単純な中空円筒状パイプを使
用できるから、全体として量産性に優れコストダ
ウンに寄与し得る。さらにまた前記第1テーパ面
の特設によつても、ピンボス及びピストンピン双
方の外表面に応力集中の原因となる切欠き溝や不
連続部は形成されないから、ピンボス及びピスト
ンピンに局部的に脆弱部分が生じる惧れがなく、
従つて特にピストンピンを軽量化の為に中空にす
るも強度上問題となることはない。 As described above, according to the present invention, a first tapered surface is formed on the inner circumferential surface of each pin boss, and the first tapered surface has a maximum diameter at the connecting rod side end surface of the pin boss. Since the amount of deflection increases as the amount of deflection of the pin increases, the maximum stress generated in the pin boss can be reduced and the stress at both ends can be averaged, and at the same time, the surface pressure between the pin boss and piston pin can be reduced. This can significantly improve the durability of the piston, and since the above configuration does not involve an increase in the weight of the piston or piston pin, it can also contribute to improving the high-speed performance of the engine. Furthermore, since the first tapered surface can be obtained by simply expanding the pin hole opening of the pin boss, the first tapered surface can be integrally molded at the same time when the piston is cast, and the first tapered surface can be integrally molded at the same time when the piston is cast. Even if the 1-tapered surface is formed by cutting, the processing is easy, and on the other hand, a hollow cylindrical pipe with a simple shape can be used as the piston pin, so overall it is excellent in mass production and can contribute to cost reduction. Furthermore, even with the special provision of the first tapered surface, no notch grooves or discontinuities that cause stress concentration are formed on the outer surfaces of both the pin boss and the piston pin, so the pin boss and the piston pin are locally vulnerable. There is no risk of parts forming,
Therefore, even if the piston pin is made hollow to reduce weight, it does not pose a problem in terms of strength.
さらに最外側の両ピンボスに外周面がそれぞれ
嵌合するピストンピン両端部の内周面には、該最
外側の両ピンボスの前記第1テーパ面に囲繞され
ピストンピンの両端面で最大直径となる第2テー
パ面を形成したので、その第2テーパ面の形成に
より撓み易くなるピストンピン両端部を、該最外
側の両ピンボスの第1テーパ面に対応して無理な
く撓み変形させることができ、従つてピストンピ
ン両端部の略全域において応力の平均化を図るこ
とができてその両端部の強度を高めることができ
る。しかも上記第2テーパ面の特設によつてそれ
だけピストンピン両端部の駄肉が削減されるか
ら、ピストンピン自身の中空化と相俟つて、ピス
トンピンの慣性質量軽減に大いに寄与し得る。し
かもまた上記第2テーパ面はピストンピンの両端
面に向つて拡開しているから、その外方からの機
械加工が容易であり、また該第2テーパ面の特設
によつてもピストンピン内周面には、応力集中の
原因となる切欠き溝等は形成されない。 Further, the inner circumferential surfaces of both ends of the piston pin whose outer circumferential surfaces fit into the outermost pin bosses are surrounded by the first tapered surfaces of the outermost pin bosses and have a maximum diameter at both end surfaces of the piston pin. Since the second tapered surface is formed, both ends of the piston pin, which are easily bent due to the formation of the second tapered surface, can be easily bent and deformed in correspondence with the first tapered surfaces of the outermost pin bosses, Therefore, stress can be averaged over substantially the entire area of both ends of the piston pin, and the strength of both ends can be increased. In addition, the special provision of the second tapered surface reduces the waste material at both ends of the piston pin, which, together with making the piston pin itself hollow, can greatly contribute to reducing the inertial mass of the piston pin. Moreover, since the second tapered surface widens toward both end surfaces of the piston pin, machining from the outside is easy. Notches or the like that cause stress concentration are not formed on the circumferential surface.
第1図は本発明の一実施例に基づく内燃機関の
要部縦断正面図、第2図は第1図の部拡大図、
第3図はピンボスの応力分布状態図で点線Aが従
来のもの、実線Bが本発明によるものを示す。
4……ピストン、6……ピストンピン、6a…
…第2テーパ面、7……コンロツド、8,9……
ピンボス、8a,9a……第1テーパ面。
FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of a main part of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a portion of FIG. 1,
FIG. 3 is a stress distribution state diagram of a pin boss, where the dotted line A shows the conventional one and the solid line B shows the one according to the present invention. 4... Piston, 6... Piston pin, 6a...
...Second tapered surface, 7...Conrod, 8,9...
Pin boss, 8a, 9a...first tapered surface.
Claims (1)
ンボス8,9に中空円筒状のピストンピン6を嵌
合して架橋し、前記両ピンボス8,9間で前記ピ
ストンピン6にコンロツド7を連接してなるピス
トン・コンロツド組立体において、前記各ピンボ
ス8,9の内周面に、該ピンボス8,9の前記コ
ンロツド7側端面で最大直径となる第1テーパ面
8a,9aを形成し、さらに最外側の両ピンボス
8,8に外周面がそれぞれ嵌合するピストンピン
6両端部の内周面には、該最外側の両ピンボス
8,8の前記第1テーパ面8a,8aに囲繞され
ピストンピン6の両端面で最大直径となる第2テ
ーパ面6a,6aを形成したことを特徴とする、
ピストン・コンロツド組立体。1 A hollow cylindrical piston pin 6 is fitted into at least a pair of pin bosses 8 and 9 formed on the piston 4 to form a bridge, and a connecting rod 7 is connected to the piston pin 6 between the two pin bosses 8 and 9. In the piston connecting rod assembly, first tapered surfaces 8a and 9a are formed on the inner circumferential surface of each of the pin bosses 8 and 9, and the first tapered surfaces 8a and 9a have a maximum diameter at the end surface of the pin bosses 8 and 9 on the connecting rod 7 side, and The inner circumferential surfaces of both ends of the piston pin 6 whose outer circumferential surfaces fit into both pin bosses 8, 8, respectively, are surrounded by the first tapered surfaces 8a, 8a of the outermost pin bosses 8, 8. It is characterized by forming second tapered surfaces 6a, 6a having the maximum diameter at both end surfaces,
Piston conrod assembly.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19740681A JPS5899556A (en) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | Assembly of piston and connecting rod |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19740681A JPS5899556A (en) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | Assembly of piston and connecting rod |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5899556A JPS5899556A (en) | 1983-06-13 |
| JPH0219347B2 true JPH0219347B2 (en) | 1990-05-01 |
Family
ID=16373977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19740681A Granted JPS5899556A (en) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | Assembly of piston and connecting rod |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5899556A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2724571B2 (en) * | 1989-02-17 | 1998-03-09 | スズキ株式会社 | Piston for internal combustion engine and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5440352U (en) * | 1977-08-26 | 1979-03-17 |
-
1981
- 1981-12-08 JP JP19740681A patent/JPS5899556A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5899556A (en) | 1983-06-13 |
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