JPS63243570A - Piston pin for internal combustion engine - Google Patents
Piston pin for internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関のピストンピンに関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a piston pin for an internal combustion engine.
［従来の技術］
内燃機関では、ピストンに設けられる支持孔にピストン
ピンの両端部を支持し、ピストンピンに連接棒の小端部
を連結し、連接棒の大端部をクランク軸のクランクピン
に連結している。これにより、ピストンの頂面に作用す
る爆発力を、ピストンピン、連接棒を介してクランク軸
に伝えることを可能としている。[Prior Art] In an internal combustion engine, both ends of a piston pin are supported in support holes provided in the piston, a small end of a connecting rod is connected to the piston pin, and a large end of the connecting rod is connected to a crank pin of a crankshaft. is connected to. This makes it possible to transmit the explosive force acting on the top surface of the piston to the crankshaft via the piston pin and connecting rod.
この時、連接棒の小端部は、ピストンピンの軸まわりに
揺動し、ピストンピンは上記連接棒の揺動につれて支持
孔内で自軸まわりに回動し、これにより、連接棒の小端
部に設けられている軸受の周方向各部（例えばニードル
軸受の各ニードル）をピストンピンの全周に均等に接す
ることとし、小端部軸受の局部摩耗を防止し、連接棒の
円滑な作動を確保可スオとしている。At this time, the small end of the connecting rod swings around the axis of the piston pin, and the piston pin rotates around its own axis within the support hole as the connecting rod swings. Each circumferential part of the bearing provided at the end (for example, each needle of a needle bearing) is made to contact the entire circumference of the piston pin evenly to prevent local wear of the small end bearing and ensure smooth operation of the connecting rod. We are sure that it will be possible to secure the following.
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、上記内燃機関の運転時には、ピストン側
の爆発力と連接棒側の反力とがピストンピンに曲げモー
メントを及ぼし、この曲げモーメントがピストンピンを
曲げ変形させる。上記ピストンピンの曲げ変形に対応し
て、ピストンの支持孔周辺部にも変形を生ずるものの、
ピストンピンの曲げ変形と支持孔内面の変形とは一致し
ない。[Problems to be Solved by the Invention] However, when the internal combustion engine is operated, the explosive force on the piston side and the reaction force on the connecting rod side exert a bending moment on the piston pin, and this bending moment bends and deforms the piston pin. let Corresponding to the bending deformation of the piston pin, deformation also occurs around the support hole of the piston.
The bending deformation of the piston pin and the deformation of the inner surface of the support hole do not match.
特に、ピストンの支持孔外方端側部分は剛性が高いため
、ピストンピンの両端部は上記支持孔外方端側の内面に
極度に強いあたりを生ずる。In particular, since the portion of the piston at the outer end of the support hole has high rigidity, both ends of the piston pin make extremely strong contact with the inner surface of the outer end of the support hole.
これにより、ピストンピンは、両端部に熱変色を生じた
り、両端部が支持孔内面に固若する等によって支持孔内
での前記自軸まわりの回動に困難を生ずる。このことは
、結果として、連接棒の小端部軸受に局部的摩耗を生じ
、連接棒の作動不良、焼付発生に至るおそれがある。As a result, the piston pin becomes difficult to rotate around its own axis within the support hole due to thermal discoloration at both ends, or both ends becoming stuck to the inner surface of the support hole. This results in localized wear on the small end bearing of the connecting rod, which may lead to malfunction and seizure of the connecting rod.
また、上記のように曲げ変形したピストンピンがピスト
ンの支持孔に強いあたりを伴なって当接する場合には、
ピストンに大きな永久変形を生じ、シリンダスリーブに
摺接するピストンの外面に焼付を生ずるおそれもある。In addition, if the piston pin that has been bent and deformed as described above comes into contact with the piston support hole with a strong force,
There is also a risk that large permanent deformation will occur in the piston and seizure will occur on the outer surface of the piston that slides into contact with the cylinder sleeve.
本発明は、内燃機関の運転時に、ピストンピンを、ピス
トン側支持孔内で強いあたりを伴なう二となく安定的に
支持可能とすることを目的とする。An object of the present invention is to enable a piston pin to be stably supported within a piston-side support hole without strong contact during operation of an internal combustion engine.
［問題点を解決するための手段］
本発明は、ピストンに設けられる支持孔に両端部を支持
され、連接棒の小端部を中央部に結合されて使用される
内燃機関のピストンピンにおいて、」−記両端部それぞ
れの横断面積を、それらの端部が上記使用状態で前記支
持孔の内面に沿ってたわむように、軸方向外方に向けて
次第に縮小してなるようにしたものである。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a piston pin for an internal combustion engine that is used with both ends supported by support holes provided in the piston and the small end of a connecting rod connected to the central part. ”-The cross-sectional area of each of the two end portions is gradually reduced in the axial direction outward so that the end portions are bent along the inner surface of the support hole in the above-mentioned state of use. .
［作用］
内燃機関の運転時には、ピストンピンがピストン側の爆
発力と連接棒側の反力とに基づく曲げモーメントの作用
を受けてピストンの支持孔内で曲げ変形し、ピストンの
支持孔周辺部にも変形を生ずる。この時、本発明によれ
ば、ピストンピンの端部は、該支持孔の内面の変形状態
に沿ってたわむこととなる。したがって、ピストンピン
は、支持孔内で局部的に強いあたりを伴なうことなく支
持孔内面との接触面圧を均一化されて安定的に支持可能
とされる。[Function] During operation of an internal combustion engine, the piston pin is bent and deformed within the piston support hole due to the action of the bending moment based on the explosive force on the piston side and the reaction force on the connecting rod side, and the area around the piston support hole is bent. It also causes deformation. At this time, according to the present invention, the end of the piston pin bends in accordance with the deformed state of the inner surface of the support hole. Therefore, the piston pin can be stably supported within the support hole by equalizing the contact surface pressure with the inner surface of the support hole without causing strong local contact.
［実施例コ
第１図は本発明の第１実施例が適用されてなるエンジン
の要部を示す断面図、第２図は第１図のエンジンの運転
時における変形状態を模式的に示す模式図、第３図は第
１図のピストンピンな取出して示す模式図、第６図は本
発明が適用されるエンジンの一例を示す断面図である。[Embodiment] Fig. 1 is a sectional view showing the main parts of an engine to which the first embodiment of the present invention is applied, and Fig. 2 is a schematic diagram schematically showing the deformed state of the engine shown in Fig. 1 during operation. 3 is a schematic diagram showing the piston pin shown in FIG. 1 taken out, and FIG. 6 is a sectional view showing an example of an engine to which the present invention is applied.
内燃機関工０は、船外機用２サイクル内燃機関であり、
第６図に示すように、エンジン本体１１にはピストン１
２が収容され、ピストン１２は、連接棒１３を介してク
ランク軸１４に連結されている。Internal combustion engine engineer 0 is a two-stroke internal combustion engine for outboard motors,
As shown in FIG. 6, a piston 1 is provided in the engine body 11.
2 is housed therein, and the piston 12 is connected to a crankshaft 14 via a connecting rod 13.
第１図に示すように、ピストン１２のボス部１５には支
持孔１６が形成され、支持孔１６には中空状ピストンピ
ン１７の両端部が支持され、ピストンピン１７の中央部
には連接棒１３の小端部１８が結合されている。１９は
、小端部１８のニードル軸受、２０は、Ｃ字状のクリッ
プである。なお、連接棒１３の大端部２１は、クランク
軸１４のクランクピン２２に結合されている。As shown in FIG. 1, a support hole 16 is formed in the boss portion 15 of the piston 12, both ends of a hollow piston pin 17 are supported in the support hole 16, and a connecting rod is provided in the center of the piston pin 17. 13 small ends 18 are joined. 19 is a needle bearing of the small end portion 18, and 20 is a C-shaped clip. Note that the large end 21 of the connecting rod 13 is coupled to a crank pin 22 of the crankshaft 14.
これにより、内燃機関１０は、ピストン１２の頂面に作
用する爆発力を、ピストンピン１７、連接棒１３を介し
てクランク軸１４に伝えることを可能としている。この
時、連接棒１３の小端部１８は、ピストンピン１７の軸
まわりに揺動し、ピストンピン１７は上記連接棒１３の
揺動につれて支持孔１６の内部で自軸まわりに回動し、
これにより、小端部１８に設けられているニードル軸受
１９の各ニードルをピストンピン１７の全周に均等に接
することとし、ニードル軸受１９の局部摩耗を防止し、
連接棒１３の円滑な作動を確保可能としている。This allows the internal combustion engine 10 to transmit the explosive force acting on the top surface of the piston 12 to the crankshaft 14 via the piston pin 17 and the connecting rod 13. At this time, the small end 18 of the connecting rod 13 swings around the axis of the piston pin 17, and the piston pin 17 rotates around its own axis inside the support hole 16 as the connecting rod 13 swings.
As a result, each needle of the needle bearing 19 provided at the small end 18 is brought into even contact with the entire circumference of the piston pin 17, and local wear of the needle bearing 19 is prevented.
This makes it possible to ensure smooth operation of the connecting rod 13.
さらに、この第１実施例において、ピストンピン１７は
、第３図に示すように、その両端部が内燃機関１０の運
転状態で支持孔１６の内部に沿ってたわむように、両端
部それぞれにおける所定長さＬｌの範囲の内径を、軸方
向外方に向けて次第に拡径している。すなわち、ピスト
ンピン１７は、両端部それぞれの横断面積を、軸方向外
方に向けて次第に縮小し、これにより、両端部それぞれ
の剛性を軸方性外方に向けて次第に減少させるようにな
っている。Furthermore, in this first embodiment, the piston pin 17 has a predetermined position at each of its both ends so that the both ends are bent along the inside of the support hole 16 in the operating state of the internal combustion engine 10, as shown in FIG. The inner diameter within the range of length Ll is gradually expanded axially outward. That is, the piston pin 17 gradually reduces the cross-sectional area of both ends toward the outside in the axial direction, thereby gradually decreasing the rigidity of each of the ends in the axial direction. There is.
なお、この第１実施例において、ピストンピン１７の両
端部の長さＬｌを除く中央部は中空でなく中実であって
もよい。In this first embodiment, the central portion of the piston pin 17 excluding the length Ll of both ends may be solid instead of hollow.
次に、上記第１実施例の作用について説明する。Next, the operation of the first embodiment will be explained.
上記内燃機関１０の運転時には、第２図に示すように、
ピストンピン１７がピストン１２の側の爆発力と連接棒
１３の側の反力とに基づく曲げモーメントの作用を受け
てピストン１２の支持孔１６の内部で曲げ変形し、支持
孔１６の周辺部にも変形を生ずる。この時、上記第１実
施例によれば、ピストンピン１７の端部は、軸方向外方
に向けてその剛性を次第に減少されているから、支持孔
１６の内面が該支持孔周辺部の剛性によっていかように
変形しようとも、該支持孔１６の内面の変形状態に沿っ
てたわむこととなる。したかって、ピストンピン１７は
、支持孔１６の内部で局部的に強いあたりを伴なうこと
なく支持孔１６の内部との接触面圧を均一化されて安定
的に支持可能とされている。この結果、ピストンピン１
７は、支持孔１６に支持された状態で自軸まわりに自由
に回動し、連接棒１３の円滑な作動を確保可能とする。During operation of the internal combustion engine 10, as shown in FIG.
The piston pin 17 is bent and deformed inside the support hole 16 of the piston 12 under the action of the bending moment based on the explosive force on the piston 12 side and the reaction force on the connecting rod 13 side, and the piston pin 17 is bent and deformed inside the support hole 16 of the piston 12, and the periphery of the support hole 16 is bent. Also causes deformation. At this time, according to the first embodiment, the stiffness of the end of the piston pin 17 is gradually reduced toward the outside in the axial direction. No matter how the support hole 16 is deformed, it will bend along with the deformation state of the inner surface of the support hole 16. Therefore, the piston pin 17 can be stably supported without causing strong local contact inside the support hole 16, with uniform contact surface pressure with the inside of the support hole 16. As a result, piston pin 1
7 can freely rotate around its own axis while being supported in the support hole 16, thereby ensuring smooth operation of the connecting rod 13.
第７図は上記第１実施例において、ピストンピン１７の
横断面積が次第に縮小される部分の軸方向長さＬｌが、
ピストン１２の横断面の変形量Ｆ（ピストン１２の横断
面の変形後の長袖径と短軸径の差）に及ぼす影響を示す
線図である。なお、Ｌｌは、支持孔１６がピストンピン
１７を支持する部分の長さａの大きさを基準として表示
されている。この第７図によれば、Ｌｌが（２／３）
ａ未満であればピストン１２に過大な変形を生ずること
が認められる。また、Ｌｌがａを越えると、ピストンピ
ン１７自体の剛性が低下することとなり。FIG. 7 shows that in the first embodiment, the axial length Ll of the portion where the cross-sectional area of the piston pin 17 is gradually reduced is
FIG. 4 is a diagram showing the influence on the amount of deformation F of the cross section of the piston 12 (the difference between the long sleeve diameter and the short axis diameter after the cross section of the piston 12 is deformed). Note that Ll is expressed based on the length a of the portion where the support hole 16 supports the piston pin 17. According to this Figure 7, Ll is (2/3)
It is recognized that if it is less than a, excessive deformation will occur in the piston 12. Furthermore, if Ll exceeds a, the rigidity of the piston pin 17 itself will decrease.
妥当でない、すなわち、Ｌｌは、 （２／３）ａ≦Ｌｌ≦ａ に設定されるのが好適である。Not valid, i.e. Ll is (2/3)a≦Ll≦a It is preferable to set it to .
第４図は本発明の第２実施例に係るピストンピン３０を
一部破断して示す模式図である。このピストンピン３０
は、その両端部が内燃機関１０の正転状態で支持孔１６
の内面に沿ってたわむように、両端部それぞれにおける
所定長さＬｌの範囲の外径を、クラウニング加工によっ
て軸方向外方に向けて次第にわん曲状態で縮径している
。すなわち、ピストンピン３０は、両端部それぞれの横
断面積を、軸方向外方に向けて次第に縮小し、その両端
部の輪郭形状を、予め、内燃機関１０の運転時に生ずる
こととなる支持孔１６の内面の変形状態に一致させてい
る。なお、この輪郭形状は、弧状に形成される点やＬｌ
が比較的長い点で、面取りとは異っている。FIG. 4 is a partially cutaway schematic diagram showing a piston pin 30 according to a second embodiment of the present invention. This piston pin 30
, both ends of which are connected to the support hole 16 when the internal combustion engine 10 is in normal rotation.
The outer diameter within a predetermined length Ll at each of both ends is gradually reduced in a curved state outward in the axial direction by crowning so that the outer diameter is bent along the inner surface of the outer diameter. That is, the piston pin 30 has its respective cross-sectional areas gradually reduced in the axially outward direction, and the contour shape of the both ends is adjusted in advance to the shape of the support hole 16 that will occur when the internal combustion engine 10 is operated. This corresponds to the deformed state of the inner surface. Note that this contour shape includes points formed in an arc shape and Ll
It differs from chamfering in that it is relatively long.
このピストンピン３０は、中空状態で表わされているが
、中実状態であってもよい。また、ピストンピン３０の
両端部に加える一ヒ記縮径砥の半径４ｐ ｈは、ピスト
ンピン３０の全長ＬＯの１／１０００以丁程度に定める
のが良い。また、ピストンピン３０の両端部に加える上
記クラウニング加工は。Although this piston pin 30 is shown in a hollow state, it may be in a solid state. Further, the radius 4ph of the diameter reduction grinder applied to both ends of the piston pin 30 is preferably set to about 1/1000 or more of the total length LO of the piston pin 30. Moreover, the above-mentioned crowning process is applied to both ends of the piston pin 30.
旋削による倣い加工、バレル加工、研削加工等によって
施される。This is done by copying by turning, barrel machining, grinding, etc.
Ｌ記ピストンピン３０による場合にも、内燃機関１０の
運転時に、ピストンピン３０の端部は、その輪郭形状を
予め該内燃機関ｌＯの運転時に生ずる支持孔１６の内面
の変形状態に一致するように加工されているから、該支
持孔１６の内面の変形状態に沿ってたわむこととなる。Even in the case of the L piston pin 30, when the internal combustion engine 10 is operating, the end of the piston pin 30 is shaped so that its contour shape matches the deformed state of the inner surface of the support hole 16 that occurs during the operation of the internal combustion engine 10. Since the support hole 16 is processed in such a manner that it bends in accordance with the deformed state of the inner surface of the support hole 16.
したがって、ピストンピン３０は、支持孔１６の内部で
局部的に強いあたりを伴なうことなく支持孔１６の内面
との接触面圧を均一化されて安定的に支持可能とされる
。Therefore, the piston pin 30 can be stably supported within the support hole 16 by equalizing the contact surface pressure with the inner surface of the support hole 16 without causing strong local contact.
第５図は未発明の第３実施例に係るピストンピン４０を
一部破断して示す模式図である。このピストンピン４０
が前記第２実施例のピストンピン３０と鷲なる点は、そ
の全長ＬＯの範囲の外径を、クラウニング加工によって
中央部から両端部に向けて次第にわん曲状態で縮径して
いる。これにより、ピストンピン４０は、前記ピストン
ビン３０と同様に、両端部それぞれの横断面積を、軸方
向外方に向けて次第に縮小し、その両端部の輪郭形状を
、予め、内燃機関１０の運転時に生ずることとなる支持
孔１６の内面の変形状態に一致させることとなっている
。FIG. 5 is a partially cutaway schematic diagram showing a piston pin 40 according to a third embodiment of the present invention. This piston pin 40
This piston pin is different from the piston pin 30 of the second embodiment in that the outer diameter of the entire length LO is gradually reduced in a curved manner from the center toward both ends by crowning. As a result, the piston pin 40, like the piston pin 30, gradually reduces the cross-sectional area of each end in the axial direction outward, and the contour shape of the both ends is adjusted in advance to allow operation of the internal combustion engine 10. This is to match the deformed state of the inner surface of the support hole 16 that sometimes occurs.
なお、ピストンピン４０の両端部に加える上記１１ｉ！
径量の半径値りは、ピストンピン４０の全長ＬＯの１／
１０００以下程度に定めるのが良い。Note that the above 11i! is added to both ends of the piston pin 40!
The radius value is 1/ of the total length LO of the piston pin 40.
It is best to set it to about 1000 or less.
上記ピストンピン４０にあっても、前記ピストンピン３
０と同様な作用効果を有する。Even in the piston pin 40, the piston pin 3
It has the same effect as 0.
［発明の効果］
以上のように１本発明は、ピストンに設けられる支持孔
に両端部を支持され、連接棒の小端部を中央部に結合さ
れて使用される内燃機関のピストンピンにおいて、上記
両端部それぞれの横断面積を、それらの端部が上記使用
状態で前記支持孔の内面に沿ってたわむように、軸方向
外方に向けて次第に縮小してなるようにしたものである
。[Effects of the Invention] As described above, the present invention provides a piston pin for an internal combustion engine that is used with both ends supported by support holes provided in the piston and the small end of a connecting rod connected to the center part. The cross-sectional area of each of the two end portions is gradually reduced in the axially outward direction so that the end portions are bent along the inner surface of the support hole in the use state.
しかして、内燃機関の運転時には、ピストンピンがピス
トン側の爆発力と連接棒側の反力とに基づく曲げモーメ
ントの作用を受けてピストンの支持孔内で曲げ変形し、
ピストンの支持孔周辺部にも変形を生ずる。この時、本
発明によれば、ピストンピンの端部は、該支持孔の内面
の変形状態に沿ってたわむこととなる。したがって、ピ
ストンピンは、支持孔内で局部的に強いあたりを伴なう
ことなく支持孔内面との接触面圧を均一化されて安定的
に支持可能とされる。During operation of an internal combustion engine, the piston pin is bent and deformed within the support hole of the piston under the action of a bending moment based on the explosive force on the piston side and the reaction force on the connecting rod side.
Deformation also occurs around the support hole of the piston. At this time, according to the present invention, the end of the piston pin bends in accordance with the deformed state of the inner surface of the support hole. Therefore, the piston pin can be stably supported within the support hole by equalizing the contact surface pressure with the inner surface of the support hole without causing strong local contact.
第１図は本発明の第１実施例が適用されてなるエンジン
の要部を示す断面図、第２図は第１図のエンジンの運転
時における変形状態を模式的に示す模式図、第３図は第
１図のピストンピンを取出して示す模式図、第４図は本
発明の第２実施例に係るピストンピンを一部破断して示
す模式図、第５図は本発明の第３実施例に係るピストン
ピンを一部破断して示す模式図、第６図は本発明が適用
されるエンジンの一例を示す断面図、第７図はピストン
ピンの横断面績が縮小する部分の長さとピストンの変形
との関係を示す線図である。
１０・・・内燃機関、１２・・・・ピストン、１３・・
・連接棒、１６・・・支持孔、１７・・・ピストンピン
、１８・・・小端部、３０・・・ピストンピン、４０・
・・ピストンピン。
代理人 弁理士 塩 川 修 治
＊ １ 図
第２０
第６図
第７図FIG. 1 is a sectional view showing the main parts of an engine to which the first embodiment of the present invention is applied, FIG. 2 is a schematic view schematically showing the deformed state of the engine in FIG. 1 during operation, and FIG. The figure is a schematic diagram showing the piston pin shown in FIG. 1 taken out, FIG. 4 is a schematic diagram showing a partially broken piston pin according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic diagram showing the piston pin according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of an engine to which the present invention is applied, and FIG. 7 is a schematic diagram showing a partially broken piston pin according to an example, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing the relationship with deformation of a piston. 10... Internal combustion engine, 12... Piston, 13...
・Connecting rod, 16... Support hole, 17... Piston pin, 18... Small end, 30... Piston pin, 40...
...Piston pin. Agent Patent Attorney Osamu Shiokawa* 1 Figure 20 Figure 6 Figure 7
Claims (2)
、連接棒の小端部を中央部に結合されて使用される内燃
機関のピストンピンにおいて、上記両端部それぞれの横
断面積を、それらの端部が上記使用状態で前記支持孔の
内面に沿ってたわむように、軸方向外方に向けて次第に
縮小してなることを特徴とする内燃機関のピストンピン
。(1) For a piston pin for an internal combustion engine that is used with both ends supported by support holes provided in the piston and the small end of a connecting rod connected to the center, the cross-sectional area of each of the above-mentioned ends is calculated as follows: A piston pin for an internal combustion engine, characterized in that the end portion is gradually contracted axially outward so as to bend along the inner surface of the support hole in the above-mentioned state of use.
ンの横断面積が次第に縮小される部分の軸方向長さＬ１
は、ピストンに設けられる支持孔のピストンピンを支持
する部分の長さａに対し、（２／３）ａ≦Ｌ１≦ａ の範囲内に設定される内燃機関のピストンピン。(2) In claim 1, an axial length L1 of a portion of the piston pin whose cross-sectional area is gradually reduced.
is a piston pin for an internal combustion engine that is set within the range of (2/3)a≦L1≦a with respect to the length a of a portion of a support hole provided in the piston that supports the piston pin.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61-16 | 1986-01-06 | ||
| JP1686 | 1986-01-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63243570A true JPS63243570A (en) | 1988-10-11 |
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ID=11462627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17282186A Pending JPS63243570A (en) | 1986-01-06 | 1986-07-24 | Piston pin for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63243570A (en) |
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