JPH03288065A - ピストンと連接棒の連結構造 - 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］ 本発明は内燃機関や空気圧縮機の限られた高さのシリン
ダ本体くシリンダブロック）で、従来のものよりもピス
トンのストロークを長くできる、ピストンと連接棒の連
結構造に関するものである。

［従来の技術］ 第３図に示すように、従来の内燃機関のシリンダ本体２
１の高さは、シリンダ２１ａに嵌合されるピストン２の
ピストン冠面２ａとピストンピン３３の軸心との間の寸
法ｐと、ピストン２とクランク軸１６（軸心で代表する
〉の腕とに連結される連接棒１３の艮ざ（ピストンピン
３３の軸心ａとクランク軸１６の腕の軸部の軸心すとの
間隔〉Ｑと、クランク軸１６の腕の長さ「により決まる
。

したがって、従来（既製〉の多気筒内燃機関の排気量を
増大するには、シリンダ２１ａの内径を拡大するか、ピ
ストン２のストローク２ｒを増大するのであるが、前者
の手段は相隣接するシリンダ２１ａの間の壁部の肉厚が
薄くなるので限界がある。

後者の手段ではピストン２に対するピストンピン３３の
位置を上方へ移動して寸法ｐを短くし、その分だｔブク
ランク軸１６の戸を良くする。しかし、一般にピストン
冠面２ａとピストンピン３３との間の寸法ｐには殆ど余
裕がなく〈例えば実開昭６４−４７９５８＠公報参照〉
、寸法ｐを短くすると、燃焼室３が浅くなり、燃焼室３
の形状についての自由度が制限され、良好な燃焼状態を
得るのが難しくなり、またピストンリングの温度が高く
なり、冷却不良を招き、耐久性に問題が生じる。

クランク軸１６の腕の長さｒだけを長くすると、その分
だけクランク軸１６を下方へ配設しなければならず、シ
リンダ本体２１の高ざｈが高くなる。

シリンダ本体２１の高さｈを変えることは、加工ライン
の大改造を伴い、設備費が嵩む。

そこで、現実にはシリンダ本体２１の高ざｈヤピストン
２の寸法ｐを変えないで、連接棒１３を短くし、その分
だけクランク軸１６の腕を長くしている。しかし、連接
棒１３の長さ党を短くし、クランク軸１６の腕の艮ざ「
を長くする（Ｉｌ／ｒを小さくする）と、ピストンスラ
ップが顕著になり、ピストンリングの摩耗、スラップ音
の増大、燃費の低下を来たす。

特に、今後の厳しい排気ガス規制を満すためには、従来
の機関の各シリンダの排気量を増大することが要求され
るが、上述の事情からシリンダ本体の高さを変えないで
如何に排気量を増大するかが課題となる。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は上述の課題を解決するために、シリンダ
本体の高さを変えないで、ピストンのストロークを効果
的に増大し得る、ピストンと連接棒の連結構造を提供す
ることにある。

［問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の構成はピストン冠
部の裏面に形成した断面半円形の凸部に、連接棒の端部
に形成した断面半円形の受板の凹部を摺動可能に係合し
、スカート部に支持した押えを受板の背面に当接したも
のである。

［作用コ 本発明によると、ピストン冠部の裏面に設けた断面半円
形の凸部に、連接棒の凹部が揺動し得るように結合され
るので、従来のビン結合ｖ４造に比べて、連接棒の揺動
中心が大幅にピストン冠面へ接近する。すなわち、連接
棒の揺動中心がピストン冠面へ接近した分だけ、クラン
ク軸の腕を長くでき、シリンダ本体の高さは従来のまま
で、ピストンのストロークが長くなり、排気量が増大さ
れる。

［発明の実施例コ 第１図は本発明によるピストンと連接棒の連結構造の正
面断面図、第２図は同側面断面図である。

ディーゼル機関の例として示されるピストン２は、ピス
トン冠面２ａにくぼみを設けて燃焼室３が形成される一
方、外周型に公知のピストンリングが装着され、スカー
ト部７の内部が中空とされのは従来のものとほぼ同様で
ある。

本発明によれば、ピストン冠部の裏面に、下方へ突出す
る球面５を備えた凸部４が形成される。

凸部４の周囲は環状空部６により区画され、環状空部６
に冷却のためのｆＩｌｌＷ４油が充填されるか、外部か
ら供給される。凸部４の球面５に、冷却と潤滑のための
油を保持するくぼみ５ａｌｆｉ設けられる。

連接棒１３の先端部に椀状の受板１２が一体に形成され
る。受板１２の球面をなす凹部１２ａが球面５へ摺動可
能に係合される。

凸部４と受板１２との係合を保持するために、受板１２
の裏面に、球面をなす凹部８ａを有する環状の押え８が
当接される。押え８はスカート部７に螺合した筒形のナ
ツト９に支持される。ナツト９はスカート部７に係合し
た止め輪１０により弛みを抑えられる。

連接棒１３の基端部１４の半円形のくぼみ１４ａと、軸
受キャップ１５の半円形のくぼみ１５ａとの間に、クラ
ンク軸１６の腕の先端部の軸部が連結される。連接棒１
３の基端部の構成は従来のもの同様である。

本発明によると、連接棒１３の先端部は、ピストン冠部
の裏面の凸部４を支持し、クランク軸１６の回転に際し
揺動可能である。従来の連接棒の先端部がピストンピン
によりピストンに連結される構造のものに比べて、連接
棒１３の揺動中心ａがピストン冠面２ａに大幅に接近し
て配設される。

すなわち、揺動中心ａとピストン冠面２ａとの間の寸法
ｐが縮小されるので、この縮小分だけクランク軸１６の
腕〈長ざｒ〉を長くすると、ピストン２のストロークが
増大され、シリンダ本体２１の高さｈを変更しないでも
排気量が大幅に増大される。

なお、必要によりピストン冠面２ａと揺動中心ａとの間
の寸法ｐの縮小分を、クランク軸１６の腕の長さ「と、
連接棒１３の長さＱの延長に振り分けると、Ｑ／ｒの値
を従来通りに維持でき、クランク輪１６がピストン上死
点から１／４回転した状態における連接棒１３の傾き（
最大傾角）を従来通りにでき、ピストンスラップが抑え
られる。

上述の実施例で、押え８とナツト９を一体に形成しても
よい。

上述の実施例では、連設棒の先端部の受板の球面凹部で
ピストンの球面凸部を支持するが、本発明はこれに限定
されるものではなく、連設棒の先端部の受板の断面半円
形の凹部（クランク軸と平行な断面半円形の溝〉でピス
トンの輪部（断面半円形の凸部）を支持してもよい。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、ピストン冠部の裏面に形成した
断面半円形の凸部に、連接棒の端部に形成した断面半円
形の受板の凹部を摺動可能に係合し、スカート部に支持
した押えを受板の背面に当接したから、従来のビン連結
構造よりも、連接棒の揺動中心がピストン冠面へ偏倚さ
れ、そのＩ倚分だけクランク軸の腕と連接棒を長くする
と、連接棒の最大傾角を増加させないで、ピストンのス
トロークが増大される。

シリンダ本体の高さは従来通りでよいから、シリンダ本
体の加工に対する負担増がない。

ピストンのストローク増大により排気量が増大され、ピ
ストンの上死点での無駄容積の占める割合が小ざくなり
、排気ガス対策がし易くなる。

ピストンのストロークが増大しても、連接棒の最大傾角
が大きくならないので、ピストンスラップ、それに伴う
摩擦損失、ピストンリングの摩耗、スラップ騒音などの
問題を回避できる。

ピストンの慣性質量が小さいので、スラップ音の低減、
ピストンリングやシリンダライナの耐久寿命の増大、摩
ｗＡＷ４失の低減、燃費の向上に貢献する。

連接棒の先端部の爆発荷重に対する面圧が低いので、高
過給に対して有利である。

ピストンの揺動中心が爆発荷重を受けるピストン冠面に
近いので、ピストンの揺動による衝撃が緩和され、運転
騒音が低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るピストンと連接棒の連結構造の正
面断面図、第２図は同側面断面図、第３図は従来のピス
トンと連接棒のビン連結構造の正面断面図である。 ４：凸部　８：押え　１２：受板　１２ａ：凹部１３：
連接棒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ピストン冠部の裏面に形成した断面半円形の凸部に、連
   接棒の端部に形成した断面半円形の受板の凹部を摺動可
   能に係合し、スカート部に支持した押えを受板の背面に
   当接したことを特徴とする、ピストンと連接棒の連結構
   造。