JPS6144028Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はピストン装置に係り、特に、大きな負
荷に耐えられるピストンとコンロツドとの連結機
構を有するピストン装置に関するものである。

内燃機関に使用されるピストン１は第１図に示
すように、上端が閉塞された円筒形に構成され、
そのスカート部に形成された一対のボス部２の貫
通孔３によつてピストンピン４の両端を支持して
いる。そしてこのピストンピン４の中間部分にコ
ンロツド５の小端部の貫通孔６が嵌装され、これ
によつてピストン１とコンロツド５とが連結され
ている。このようなピストン装置において、シリ
ンダの燃焼室内において爆発が起こる毎に、ピス
トン１は急激に下方に押圧される。ところが、ピ
ストン１はコンロツド５を介してクランク軸に連
結されているために、下方に押圧されると、これ
に抗する抗力を生ずる。この結果、ピストンピン
４は第１図において鎖線で誇張して示すように撓
もうとして或る程度撓み変形を起こす。そしてこ
の変形により、ピストン１のボス部２の内側の上
エツジ７にピストンピン４の一部分が強く押し付
けられるので、この強く押し付けられる部分（以
下において当接部分と云う）において、上エツジ
７及びピストンピン４に集中応力が発生する。そ
の結果ピストンピン４の前記当接部分がピストン
１の運動方向に押し潰され、ピストンピン４がボ
ス部２の貫通孔３の周囲を部分的に押し広げよう
とするので、ボス部２の押し広げられた部分（即
ち、ボス部２の内側の上エツジ７の近傍）に引張
り応力が発生する。特に、クランク軸の負荷が高
い場合には、前記引張り応力の値が大きいので、
ピストン１のボス部２の内側の上エツジ７の近傍
にクラツクが生じ、あるいはボス部２が破壊され
ることになる。

従つて従来のピストン装置においては、ピスト
ンピン４の径を大きくするかあるいはピストンピ
ン４の肉厚を厚くしてピストンピン４の剛性を高
めるか、ピストン１のボス部２の貫通孔３に剛性
の高いブツシユを挿入するか、あるいはまたピス
トン１のボス部２間の距離を小さくするかして、
ピストン１のボス部２の内側の上エツジ７の近傍
にクラツクが発生したりあるいはボス部２の破壊
されるのを防止していた。しかしながら、このよ
うにピストン装置を構成すると、ピストン１の重
量が増加し、その上に製造工程が増加し、しかも
製造コストが高くなる。

本考案は、このような問題点を是正することを
目的としてなされたものであつて、ほぼ円筒形の
ピストンとコンロツドの一端部とをピストンピン
により連結するように構成したピストン装置にお
いて、前記ピストンピンの両端をそれぞれ支持す
るために、前記ピストンに設けられている一対の
ボス部と、全体としてほぼコ字状を構成するよう
に、前記コンロツドに設けられている一対のアー
ム部と、前記一対のボス部と共にほぼＥ字状を構
成するように、これらのボス部の間において前記
ピストンに突設されている突片とをそれぞれ具備
し、その突片に前記ピストンピンを受けるための
軸受面を形成し、前記アーム部の一方を前記ボス
部の一方と前記突片との間に配設すると共に前記
アーム部の他方を前記ボス部の他方と前記突片と
の間に配設し、前記ピストンにおいて前記一対の
ボス部と前記突片の前記軸受面とによつて前記ピ
ストンピンを支持するように構成すると共に、前
記コンロツドを前記一対のアーム部付近において
前記ピストンピンに結合するように構成したこと
を特徴とするピストン装置に係るものである。従
つて本考案によれば、ピストンピンの変形が効果
的に防止されるために、ボス部のエツジに応力が
集中することがなくり、またコンロツドのコ字状
の部分をピストンのＥ字状の部分にピストンピン
により結合しているために、ピストンのボス部の
ピストンピンとの結合部分のエツジに応力が集中
することがなくなり、結合部分の破壊を未然に防
止することができる。

以下本考案をデイーゼルエンジン用ピストンに
適用した実施例につき説明する。第２図および第
３図は本考案の第１の実施例に係るピストン装置
を示すものであつて、ピストン１１はアルミ合金
あるいは鉄を鋳造して作られており、上端が閉塞
された円筒状に構成されている。そしてそのラン
ド側の外周面には、ピストンリングを装着するた
めの円環状の溝１２が３本形成されている。また
ピストン１１の上端側の外表面には凹部１３が形
成されており、これによつて燃焼効率を高めるよ
うにしている。

ピストン１１のスカート部には一対のボス部１
４が互いに対向して一体に連接されている。そし
て一対のボス部１４にはそれぞれ貫通孔１５が形
成されており、これらの貫通孔１５がピストンピ
ン１６の軸受け部分を構成している。すなわちピ
ストンピン１６の両端がこの貫通孔１５によつて
支持され、さらに貫通孔１５の内周面に形成され
た環状溝１７に嵌着された止め輪１８によつてピ
ストンピン１６の脱落が防止されている。なおこ
の実施例においてピストンピン１６は中空軸から
成つている（第３図参照）。

このピストンピン１６を介してピストン１１と
連結されるコンロツド１９の小端部には一対のア
ーム部２０がコンロツド１９の長手方向に連接さ
れており、コンロツド１９の小端部は全体として
ほぼコ字状に構成されている。これらのアーム部
２０にはそれぞれ貫通孔２１が形成され、これら
の貫通孔２１によつて上記ピストンピン１６と連
結されている。そしてコンロツド１９のコ字状の
小端部に対応して、ピストン１１の上端の内側に
は下方に突出した突片２２が一体に連接されてお
り、この突片２２は一対のボス部１４と共にＥ字
状に構成されている。そしてこの突片２２は、ピ
ストン１１の一対のボス部１４の間に配設されて
いるコンロツド１９の一対のアーム部２０の間の
隙間に延びており、しかもこの突片２２に形成さ
れた貫通孔２３によつてピストンピン１６と嵌合
している。この貫通孔２３が軸受け面２４を形成
しており、爆発時のピストンピン１６の変形を防
止するようにしている。

すなわちピストンピン１６はその両端をボス部
１４の貫通孔１５によつて支持され、しかもその
長さ方向の中間部分を突片２２の貫通孔２３によ
つて支持されているために、爆発時にピストン１
１が下方に押す力は、一対のボス部１４と中間の
突片２２とによつてピストンピン１６に伝達され
ることになる。従つてピストンピン１６の軸受け
面積が大きくなるとともに特に突片２２の軸受け
面２４によつてピストンピン１６の中間部分が受
けられ、ピストンピン１６のたわみ変形が効果的
に防止され、ボス部１４の内側の上エツジ２５に
応力が集中することがなく、ボス部１４にクラツ
クが生じたりあるいはピストン１１が破壊された
りすることもない。従つて同じ大きさのピストン
でもより大きな出力を出すことが可能となり、あ
るいは内燃機関の小型化が可能となる。

次に本考案の第２の実施例を第４図および第５
図につき説明する。なお上記第１の実施例と同一
の構成の部分には同一の符号を付してその説明を
省略する。

この実施例においては、コンロツド１９の小端
部には、一対のアーム部２０に軸受け面が形成さ
れているだけでなくこれらのアーム部２０の間に
おいてもピストンピン１６の軸受け面が形成され
ている。そしてこのアーム部２０の間の軸受け面
は、第５図に示すように、ピストンピン１６の円
周方向の約３分の１（中心角にして約120゜）と
接触するように構成されている。従つてコンロツ
ド１９の軸受け面積が増すことになり、コンロツ
ド１９がその分だけ強度的に有利になつている。
そしてこれに対応して突片２２の長さが短くなつ
ており、ピストンピン１６の円周方向において部
分的に当接する程度の長さとなつている。そして
この突片２２の先端には軸受け面２４が形成され
ており、この軸受け面２４がピストンピン１６を
受けるようになつている。従つてこの実施例にお
いても、主として突片２２の軸受け面２４によつ
てピストンピン１６及びピストン１１の変形が防
止され、ピストン１１の破損が防止されることに
なる。

以上本考案を実施例につき説明したが、本考案
は上記実施例によつて限定されることなく、本考
案の技術的思想に基いて各種の変更が可能であ
る。例えば上記実施例はデイーゼルエンジン用の
ピストンに係るものであるが、本考案はその他の
各種のピストン装置に適用可能である。

本考案は、上述のように、全体としてほぼコ字
状を構成するようにコンロツドに一対のアーム部
を設け、一対のボス部と共にほぼＥ字状を構成す
るようにこれらのボス部の間においてピストンに
突片を突設すると共にこの突片に軸受面を形成
し、ピストンにおいて前記一対のボス部と前記突
片の前記軸受面とによつてピストンピンを支持す
ると共に、これら一対のボス部と突片との間に前
記一対のアーム部をそれぞれ配設し、これらのア
ーム部付近において前記コンロツドを前記ピスト
ンピンに結合するように構成した。従つて突片に
設けられた軸受部によつて軸受け面積が増大する
とともに前記突片の軸受け面によつてピストンピ
ンの中間部分が受けられ、またコンロツドのコ字
状の部分をピストンのＥ字状の部分にピストンピ
ンにより結合しているために、ピストンピン及び
ピストンの変形が効果的に防止され、これによつ
てピストンのボス部のエツジに応力が集中するこ
とがなくなり、ピストンのボス部のピストンピン
との結合部分のエツジ応力が集中することがな
く、結合部分の破壊を未然に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のピストン装置の一例を示す要部
の縦断面図、第２図は本考案の第１の実施例を示
すピストン装置の要部の縦断面図、第３図は第２
図における−線の断面図、第４図は本考案の
第２の実施例を示すピストン装置の要部の縦断面
図、第５図は第４図における−線断面図であ
る。 なお図面に用いた符号において、１１……ピス
トン、１４……ボス部、１５……貫通孔、１６…
…ピストンピン、１９……コンロツド、２０……
アーム部、２２……突片、２４……軸受け面、で
ある。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ほぼ円筒形のピストンとコンロツドの一端部と
   をピストンピンにより連結するように構成したピ
   ストン装置において、 前記ピストンピンの両端をそれぞれ支持するた
   めに、前記ピストンに設けられている一対のボス
   部と、 全体としてほぼコ字状を構成するように、前記
   コンロツドに設けられている一対のアーム部と、 前記一対のボス部と共にほぼＥ字状に構成する
   ように、これらのボス部の間において前記ピスト
   ンに突設されている突片とをそれぞれ具備し、 この突片に前記ピストンピンを受けるための軸
   受面を形成し、 前記アーム部の一方を前記ボス部の一方と前記
   突片との間に配設すると共に前記アーム部の他方
   を前記ボス部の他方と前記突片との間に配設し、 前記ピストンにおいて前記一対のボス部と前記
   突片の前記軸受面とによつて前記ピストンピンを
   支持するように構成すると共に、 前記コンロツドを前記一対のアーム部付近にお
   いて前記ピストンピンに結合するように構成した
   ことを特徴とするピストン装置。