JPH07243348A

JPH07243348A - 内燃機関用ピストン

Info

Publication number: JPH07243348A
Application number: JP5469694A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Shirane; 一彦白根
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1995-09-19
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JP2816808B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ピン孔とピストンピンのピン孔嵌合部とを、
ピストンピンの変形に対して最適な形状にして、ピスト
ンピンのピン孔に対する局部当たりを防止すると共に、
常にピン孔の軸受長さ全体で荷重を受けるようにした内
燃機関用ピストンを提供する。【構成】ピストン本体１に設けられたピン孔２，２の
一部にメタルブッシュキャップ４，４を嵌め、メタルブ
ッシュキャップ４，４及びピン孔２，２の内径を、互い
に連続する円弧状に形成すると共に、メタルブッシュキ
ャップ４，４及びピン孔２，２に嵌合するピストンピン
３のピン孔嵌合部３ａ，３ａにメタルブッシュ５，５を
嵌め、メタルブッシュ５，５の外径をメタルブッシュキ
ャップ４，４及びピン孔２，２の内径に適合する円弧状
に形成して構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に使用する内
燃機関用ピストンの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関用ピストンは、例えば実
開昭６１−８２０５３号に記載されているように、ピス
トン本体に設けられたピン孔の内径を、このピン孔の中
央部分からピストン本体の内側及び外側の両方に向かっ
て漸次大きくなるテーパー形状にして構成し、ピン孔に
嵌合するピストンピンの曲げ変形に対して、ピン孔の内
側端及び外側端の局部当たりを回避するように意図して
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
の内燃機関用ピストンにおいては、ピン孔が中央部分か
らピストン本体の内側及び外側の両方に向かって漸次大
きくなるテーパー形状となっているために、該ピン孔は
中央部分で内方に膨らむ形状となってしまい、ピストン
ピンをこのピン孔全長で支承することは不可能となる。
このため、ピン孔は、ピストンピンに対する受圧面積を
小さくしてしまい、実質的なピストンピン面圧を結果的
に全体として上昇させる虞がある。また、ピン孔内径の
内側と外側のテーパー角度とピストンピンが変形した場
合の形状とが最適化されていないと、反ってこの面から
もピストンピンのピン孔に対する局部当たりの原因とも
なりかねない。

【０００４】本発明は、かかる点に鑑み、ピン孔とピス
トンピンのピン孔嵌合部とを、ピストンピンの変形に対
して最適な形状にして、ピストンピンのピン孔に対する
局部当たりを防止すると共に、常にピン孔の軸受長さ全
体で荷重を受けるようにした内燃機関用ピストンを提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関用ピス
トンは、第１に、ピストン本体に設けられたピン孔の内
径を、円弧状に形成すると共に、該ピン孔に嵌合するピ
ストンピンのピン孔嵌合部に、メタルブッシュを嵌め、
該メタルブッシュの外径を前記ピン孔の内径に適合する
円弧状に形成して構成した。

【０００６】第２に、ピストン本体に設けられたピン孔
にメタルブッシュキャップを嵌めて、このメタルブッシ
ュキャップの内径を円弧状に形成すると共に、ピストン
ピンのピン孔嵌合部に嵌めたメタルブッシュを、前記ブ
ッシュキャップの円弧状の内径に適合する円弧状に形成
して構成した。

【０００７】第３に、ピストン本体に設けられたピン孔
の一部にメタルブッシュキャップを嵌め、該メタルブッ
シュキャップ及びピン孔の内径を、互いに連続する円弧
状に形成すると共に、該メタルブッシュキャップ及びピ
ン孔に嵌合するピストンピンのピン孔嵌合部にメタルブ
ッシュを嵌め、該メタルブッシュの外径を前記メタルブ
ッシュキャップ及びピン孔の内径に適合する円弧状に形
成して構成した。

【０００８】

【作用】ピストンピンが内燃機関の作動によって曲げモ
ーメントを受けて変形した場合、ピストンピンがピン孔
またはメタルブッシュキャップの内径内で滑動し、メタ
ルブッシュの円弧状外径とピン孔またはメタルブッシュ
キャップの円弧状内径全体でピストンピンのピン孔嵌合
部を受けることとなり、これによってピストンピンの局
部当たりを防止する。

【０００９】また、メタルブッシュの外径とピン孔また
はメタルブッシュキャップの内径とを互いに適合する円
弧状に形成して、ピストンピンの変形に対してピン孔の
最適形状を得ることができる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の実施例につき、図を用いて説
明する。

【００１１】図１は、本発明の一の実施例に係るピスト
ンの縦断面図であり、１はピストン本体を示し、このピ
ストン本体１には、その両側に一対のピン孔２，２が設
けられている。両ピン孔２，２は、その外側にそれぞれ
メタルブッシュキャップ６，６が嵌められている。そし
て、このメタルブッシュキャップ６，６の内径６ａ，６
ａとピン孔２，２の内側の内径２ａ，２ａとは、互いに
連続して中央部でピストン本体１側に膨らむ凹円弧状に
形成されている。

【００１２】また、３は、その両外側部が前記両ピン孔
２，２に嵌合して図示しないコネクチングロッドを支承
するピストンピンを示し、このピストンピン３は、中空
体で構成されており、その両外側部のピン孔嵌合部３
ａ，３ａには、メタルブッシュ５，５が嵌められてい
る。このメタルブッシュ５，５の外径５ａ，５ａは、前
記メタルブッシュキャップ６，６の内径６ａ，６ａ及び
ピン孔２の内側の内径２ａ，２ａに形成された凹円弧状
に適合する凸円弧状に形成されている。そして、メタル
ブッシュ５，５の両外端は、ピストンピン３の両端部に
加締め５ｂ，５ｂされている。

【００１３】４，４は、メタルブッシュ５，５及びメタ
ルブッシュキャップ６，６をピン孔２，２より抜け止め
するスナップリングで、このスナップリング４，４は、
ピン孔２，２の外側端に設けたリング溝に挿着されてい
る。

【００１４】また、組立て、分解が容易にできるよう
に、スナップリング及びメタルブッシュキャップでピス
トンピン及びメタルブッシュがピストン本体に組付けら
れている。

【００１５】以上のように構成された本発明の実施例に
よると、内燃機関の作動時、例えば圧縮・爆発行程にお
いては、図２に示す如く、ピストンピン３は、ピストン
本体１の中心線Ｐを中心として上部に凸状に変形する
が、その両外側に嵌められたメタルブッシュ５，５の凸
円弧状の内径が、ピン孔２，２及びメタルブッシュキャ
ップ６，６の凹円弧状の内径上を回転滑動して、ピスト
ンピンの局部当たりを防ぎ、常にピン孔２，２及びメタ
ルブッシュキャップ６，６との軸受け長さ全体で荷重を
受けることとなる。

【００１６】また、図３に示す排気・吸入行程において
は、ピストンピン３は、ピストン本体１の中心線Ｐを中
心として下部に凸状に変形するが、図２と同様に、メタ
ルブッシュ５，５の凸円弧状の内径が、ピン孔２，２及
びメタルブッシュキャップ６，６の凹円弧状の内径上を
回転滑動して、ピストンピンの局部当たりを防ぎ、常に
ピン孔２，２及びメタルブッシュキャップ６，６との軸
受け長さ全体で荷重を受けることとなる。

【００１７】図４は、本発明の他の実施例を示すもの
で、ピン孔２の全長に渡ってメタルブッシュキャップ６
を嵌め、このメタルブッシュキャップ６の内径６ｃを凹
円弧状に形成し、メタルブッシュ５の凸円弧状の外径に
適合させたものである。

【００１８】なお、図４の実施例における、メタルブッ
シュ５またはメタルブッシュキャップ６はピン孔２に嵌
めやすくするために、中央から左右に分割型となってい
る。

【００１９】

【発明の効果】以上の構成にかかる内燃機関用ピストン
は、第１に、ピストン本体に設けられたピン孔の内径
を、円弧状に形成すると共に、該ピン孔に嵌合するピス
トンピンのピン孔嵌合部に、メタルブッシュを嵌め、該
メタルブッシュの外径を前記ピン孔の内径に適合する円
弧状に形成して構成し、また第２に、ピストン本体に設
けられたピン孔にメタルブッシュキャップを嵌めて、こ
のメタルブッシュキャップの内径を円弧状に形成すると
共に、ピストンピンのピン孔嵌合部に嵌めたメタルブッ
シュを、前記ブッシュキャップの円弧状の内径に適合す
る円弧状に形成して構成し、さらには第３に、ピストン
本体に設けられたピン孔の一部にメタルブッシュキャッ
プを嵌め、該メタルブッシュキャップ及びピン孔の内径
を、互いに連続する円弧状に形成すると共に、該メタル
ブッシュキャップ及びピン孔に嵌合するピストンピンの
ピン孔嵌合部にメタルブッシュを嵌め、該メタルブッシ
ュの外径を前記メタルブッシュキャップ及びピン孔の内
径に適合する円弧状に形成して構成したために、ピスト
ンピンが内燃機関の作動によって曲げモーメントを受け
て変形した場合、ピストンピンに嵌めたメタルブッシュ
の外径がピン孔またはメタルブッシュキャップの内径内
で滑動し、メタルブッシュの円弧状外径とピン孔または
メタルブッシュキャップの円弧状内径全体でピストンピ
ンのピン孔嵌合部を受けることとなり、これによってピ
ストンピンの局部当たりを防止して、ピストンピンとピ
ン孔との間の油膜切れによるピンスカッフ及び応力集中
を有効に防止することができる。

【００２０】また、メタルブッシュの外径とピン孔また
はメタルブッシュキャップの内径とを互いに適合する円
弧状に形成したために、ピストンピンの変形に対してピ
ン孔の最適形状を得ることが簡単にでき、このことによ
って、ピストンピンとピン孔との面圧限界を更にアップ
して、ピストン及びピストンピンのさらなる軽量化を果
たし得る。

【００２１】また、スナップリング及びメタルブッシュ
キャップで、ピストンピン及びメタルブッシュがピスト
ン本体に組付けられており、スナップリング及びメタル
ブッシュキャップを取り外せば、ピストン本体に対し
て、ピストンピン及びメタルブッシュが分解可能となる
ことから、ピストン本体に対するピストンピン及びメタ
ルブッシュの分解、組立てが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一の実施例に係るピストンの縦断面図
である。

【図２】内燃機関の圧縮・爆発行程におけるピストンピ
ンの変形を説明するための図１と同じピストンの縦断面
図である。

【図３】内燃機関の吸入・排気行程におけるピストンピ
ンの変形を説明するための図１と同じピストンの縦断面
図である。

【図４】本発明の他の実施例に係るピストンの縦断面図
である。

【図５】本発明の更に他の実施例に係るピストンの縦断
面図である。

【符号の説明】

１ピストン本体２ピン孔２ａ，２ｃピン孔の内径３ピストンピン５メタルブッシュ５ａメタルブッシュの外径６メタルブッシュキャップ６ａ，６ｃメタルブッシュキャップ６の内径

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【手続補正書】

【提出日】平成６年７月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図５

【補正方法】削除

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピストン本体に設けられたピン孔の内径
を、円弧状に形成すると共に、該ピン孔に嵌合するピス
トンピンのピン孔嵌合部に、メタルブッシュを嵌め、該
メタルブッシュの外径を前記ピン孔の内径に適合する円
弧状に形成したことを特徴とする内燃機関用ピストン。
【請求項２】ピストン本体に設けられたピン孔にメタ
ルブッシュキャップを嵌め、該メタルブッシュキャップ
の内径を、円弧状に形成すると共に、該メタルブッシュ
キャップに嵌合するピストンピンのピン孔嵌合部にメタ
ルブッシュを嵌め、該メタルブッシュの外径を前記メタ
ルブッシュキャップの内径に適合する円弧状に形成した
ことを特徴とする内燃機関用ピストン。
【請求項３】ピストン本体に設けられたピン孔の一部
にメタルブッシュキャップを嵌め、該メタルブッシュキ
ャップ及びピン孔の内径を、互いに連続する円弧状に形
成すると共に、該メタルブッシュキャップ及びピン孔に
嵌合するピストンピンのピン孔嵌合部にメタルブッシュ
を嵌め、該メタルブッシュの外径を前記メタルブッシュ
キャップ及びピン孔の内径に適合する円弧状に形成した
ことを特徴とする内燃機関用ピストン。
【請求項４】スナップリング及びメタルブッシュキャ
ップでピストンピン及びメタルブッシュがピストン本体
に組付けられていることを特徴とする請求項２ないし請
求項３の内燃機関用ピストン。