JPH0694127A - ピストンピンの軸受構造 - Google Patents
ピストンピンの軸受構造Info
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- JPH0694127A JPH0694127A JP4246528A JP24652892A JPH0694127A JP H0694127 A JPH0694127 A JP H0694127A JP 4246528 A JP4246528 A JP 4246528A JP 24652892 A JP24652892 A JP 24652892A JP H0694127 A JPH0694127 A JP H0694127A
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- pin
- piston pin
- pin hole
- hole
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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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】熱膨張差に起因する打音の低減に有利なピスト
ンピンの軸受構造を提供すること。 【構成】ピストン３のピン孔３５の内径、コネクチング
ロッド４のピン孔４５の内径、ピストンピン１の外径
は、ピストン軸方向（矢印Ｙ１方向）で短径に設定さ
れ、ピストン軸直角方向（矢印Ｘ１方向）で長径に設定
されている。ピストン３及びコネクチングロッド４はア
ルミ系合金製であり、ピストンピン１は窒化珪素製であ
る。材質の熱膨張差に起因してピン孔３５、４５におい
てクリアランスが生じるが、矢印Ｙ１方向におけるクリ
アランスは小さくなる。
ンピンの軸受構造を提供すること。 【構成】ピストン３のピン孔３５の内径、コネクチング
ロッド４のピン孔４５の内径、ピストンピン１の外径
は、ピストン軸方向（矢印Ｙ１方向）で短径に設定さ
れ、ピストン軸直角方向（矢印Ｘ１方向）で長径に設定
されている。ピストン３及びコネクチングロッド４はア
ルミ系合金製であり、ピストンピン１は窒化珪素製であ
る。材質の熱膨張差に起因してピン孔３５、４５におい
てクリアランスが生じるが、矢印Ｙ１方向におけるクリ
アランスは小さくなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はピストンピンの軸受構造
に関する。本発明は例えばピストンピンがセラミックス
製である場合に適用できる。
に関する。本発明は例えばピストンピンがセラミックス
製である場合に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関等の様なピストンを用いる装置
では駆動音の低減が、近年、特に要請されている。とこ
ろで、内燃機関では、図６に示す様に、ピストン１００
のピン孔１０１にピストンピン２００が嵌合されてい
る。ピストン１００の駆動に伴いピストン１００が昇温
すると、熱膨張差に起因して、ピン孔１０１の内周面と
ピストンピン２００の外周面との間にクリアランスが生
成され易い。
では駆動音の低減が、近年、特に要請されている。とこ
ろで、内燃機関では、図６に示す様に、ピストン１００
のピン孔１０１にピストンピン２００が嵌合されてい
る。ピストン１００の駆動に伴いピストン１００が昇温
すると、熱膨張差に起因して、ピン孔１０１の内周面と
ピストンピン２００の外周面との間にクリアランスが生
成され易い。
【０００３】特に、ピストン１００がアルミ系合金製
で、ピストンピン２００がセラミックス製である場合に
は、セラミックスにより軽量化が図られるものの、熱膨
張差によるクリアランスが生成され易い。アルミ系合金
の熱膨張係数は一般的に（１８〜２４）×１０-6／°Ｃ
と大きく、セラミックスの熱膨張係数は一般に（３〜
９）×１０-6／°Ｃと小さいからである。
で、ピストンピン２００がセラミックス製である場合に
は、セラミックスにより軽量化が図られるものの、熱膨
張差によるクリアランスが生成され易い。アルミ系合金
の熱膨張係数は一般的に（１８〜２４）×１０-6／°Ｃ
と大きく、セラミックスの熱膨張係数は一般に（３〜
９）×１０-6／°Ｃと小さいからである。
【０００４】クリアランスが生成された状況を図７、図
８に誇張して示す。図７に示す様に、ピン孔１０１にお
いてクリアランス３００が生成されたとする。この場合
に、ピストン１００の上下死点付近では、ピストンピン
２００に対する負荷方向が変わるため、図７、図８に示
す様に、ピン孔１０１の内周面にピストンピン２００３
衝撃的に当たり、打音が発生することがある。
８に誇張して示す。図７に示す様に、ピン孔１０１にお
いてクリアランス３００が生成されたとする。この場合
に、ピストン１００の上下死点付近では、ピストンピン
２００に対する負荷方向が変わるため、図７、図８に示
す様に、ピン孔１０１の内周面にピストンピン２００３
衝撃的に当たり、打音が発生することがある。
【０００５】また、実開昭６１−１４１８６０号公報に
は、断面楕円形状のピン孔に、断面真円状のピストンピ
ンを嵌合する構造が開示されている。このものでは、ピ
ン孔が断面楕円形状であり、ピストンピンが断面真円形
状であるため、クリアランスが積極的に形成され、この
クリアランスによりピストンピンのある程度の塑性変形
が許容され、これによりピン孔をもつボス部の亀裂防止
効果が期待されている。しかしクリアランスが積極的に
形成されるため、打音の要因となり易い。
は、断面楕円形状のピン孔に、断面真円状のピストンピ
ンを嵌合する構造が開示されている。このものでは、ピ
ン孔が断面楕円形状であり、ピストンピンが断面真円形
状であるため、クリアランスが積極的に形成され、この
クリアランスによりピストンピンのある程度の塑性変形
が許容され、これによりピン孔をもつボス部の亀裂防止
効果が期待されている。しかしクリアランスが積極的に
形成されるため、打音の要因となり易い。
【０００６】また、実開昭６０−１０３７６１号公報に
は、セラミックス製のピストンピンと、アルミ系合金製
のピストンと、その中間の熱膨張係数をもつブッシュと
を用い、ピストンのピン孔の内周面とピストンピンとの
境界域にブッシュを介在させた構造が開示されている。
このものでは、ピストンが熱膨張した場合であっても、
ブッシュによりクリアランスが少なく、打音低減効果が
期待されている。しかしブッシュを必要とする不具合が
ある。
は、セラミックス製のピストンピンと、アルミ系合金製
のピストンと、その中間の熱膨張係数をもつブッシュと
を用い、ピストンのピン孔の内周面とピストンピンとの
境界域にブッシュを介在させた構造が開示されている。
このものでは、ピストンが熱膨張した場合であっても、
ブッシュによりクリアランスが少なく、打音低減効果が
期待されている。しかしブッシュを必要とする不具合が
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した実情
に鑑みなされたものであり、その目的は、熱膨張差に起
因する打音の低減、回避に有利なピストンピンの軸受構
造を提供することにある。
に鑑みなされたものであり、その目的は、熱膨張差に起
因する打音の低減、回避に有利なピストンピンの軸受構
造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するため手段】本発明者は上記した目的の
もとに鋭意開発を進めた。そして、熱膨張の絶対量は基
本的にはその径に比例するため、クリアランスを小さく
するには、ピストンピン及びピン孔の径を短かくすれば
よい。しかし、ピストンピンの強度や面圧の関係で不利
となる。そこで本発明者は、ピストンの駆動方向が打音
形成方向であり、この方向におけるクリアランスの大小
が、打音の発生に大きく影響することに着目した。そし
て、ピストンピン及びピン孔の径を、打音形成方向にお
いて短径に、それと直交するピストン軸直角方向におい
て長径に設定することにより、本発明を開発した。
もとに鋭意開発を進めた。そして、熱膨張の絶対量は基
本的にはその径に比例するため、クリアランスを小さく
するには、ピストンピン及びピン孔の径を短かくすれば
よい。しかし、ピストンピンの強度や面圧の関係で不利
となる。そこで本発明者は、ピストンの駆動方向が打音
形成方向であり、この方向におけるクリアランスの大小
が、打音の発生に大きく影響することに着目した。そし
て、ピストンピン及びピン孔の径を、打音形成方向にお
いて短径に、それと直交するピストン軸直角方向におい
て長径に設定することにより、本発明を開発した。
【０００９】即ち、本発明に係るピストンピンの軸受構
造は、ピストンピンと、ピストンピンの外周面と対面す
る内周面で形成されたピン孔を備え、ピストンピンより
も大きな熱膨張係数をもつ嵌合相手部とで構成され、嵌
合相手部のピン孔の内径、及び、ピストンピンのうち少
なくともピン孔の内周面に対向する外周面の外径は、ピ
ストン軸方向で短径にピストン軸直角方向で長径に設定
されていることを特徴とするものである。
造は、ピストンピンと、ピストンピンの外周面と対面す
る内周面で形成されたピン孔を備え、ピストンピンより
も大きな熱膨張係数をもつ嵌合相手部とで構成され、嵌
合相手部のピン孔の内径、及び、ピストンピンのうち少
なくともピン孔の内周面に対向する外周面の外径は、ピ
ストン軸方向で短径にピストン軸直角方向で長径に設定
されていることを特徴とするものである。
【００１０】本発明では、ピストンピンは例えばセラミ
ックスで形成できる。セラミックスは酸化物系、非酸化
物系のいずれでも良く、具体的には窒化珪素、ジルコニ
ア、アルミナ、炭化珪素等を採用できる。嵌合相手部
は、ピストンピンの外周面と対面する内周面で形成され
たピン孔をもつものである。嵌合相手部は、ピストンピ
ンよりも大きな熱膨張係数をもつ。従ってピストンピン
がセラミックス製である場合には、一般的には、嵌合相
手部はアルミ系合金、チタン系等の金属製である。嵌合
相手部は、ピストン、コネクチングロッド、あるいは、
ブッシュとすることができる。
ックスで形成できる。セラミックスは酸化物系、非酸化
物系のいずれでも良く、具体的には窒化珪素、ジルコニ
ア、アルミナ、炭化珪素等を採用できる。嵌合相手部
は、ピストンピンの外周面と対面する内周面で形成され
たピン孔をもつものである。嵌合相手部は、ピストンピ
ンよりも大きな熱膨張係数をもつ。従ってピストンピン
がセラミックス製である場合には、一般的には、嵌合相
手部はアルミ系合金、チタン系等の金属製である。嵌合
相手部は、ピストン、コネクチングロッド、あるいは、
ブッシュとすることができる。
【００１１】本発明では、ピストン軸方向とは、ピスト
ンが駆動する方向を意味する。ピストン軸直角方向と
は、ピストンの駆動方向と直交する方向を意味する。嵌
合相手部のピン孔の内径は、ピストン軸方向で短径にピ
ストン軸直角方向で長径に設定されている。従ってピン
孔の横断面形状は、一般的には楕円形状、長円形状であ
る。同様に、ピストンピンの外周面の外径も、ピン孔に
適応する様に、ピストン軸方向で短径にピストン軸直角
方向で長径に設定されている。
ンが駆動する方向を意味する。ピストン軸直角方向と
は、ピストンの駆動方向と直交する方向を意味する。嵌
合相手部のピン孔の内径は、ピストン軸方向で短径にピ
ストン軸直角方向で長径に設定されている。従ってピン
孔の横断面形状は、一般的には楕円形状、長円形状であ
る。同様に、ピストンピンの外周面の外径も、ピン孔に
適応する様に、ピストン軸方向で短径にピストン軸直角
方向で長径に設定されている。
【００１２】短径及び長径の比率は適宜設定できるが、
短径を１とした場合、長径を例えば２〜５にできるが、
必ずしもこの比率に限られるものではない。
短径を１とした場合、長径を例えば２〜５にできるが、
必ずしもこの比率に限られるものではない。
【００１３】
【作用】打音形成方向であるピストン軸方向において、
ピン孔のクリアランスは小さくなる。
ピン孔のクリアランスは小さくなる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図３を参照し
て説明する。ピストンピン１はセラミックス（窒化珪
素）で形成されており、金属製のものに比べて軽量化が
図られている。ピストンピン１は、その全長にわたり、
横断面形状が楕円形状とされている。従ってピストンピ
ン１の短径Ａ１は長径Ｂ１よりも短く設定されている。
具体的には、短径Ａ１は７ｍｍ、長径Ｂ１は３０ｍｍと
されている。なお、ピストンピン１は、セラミックス焼
結体の外表面をダイヤモンド等の研磨具で研磨して形成
されている。
て説明する。ピストンピン１はセラミックス（窒化珪
素）で形成されており、金属製のものに比べて軽量化が
図られている。ピストンピン１は、その全長にわたり、
横断面形状が楕円形状とされている。従ってピストンピ
ン１の短径Ａ１は長径Ｂ１よりも短く設定されている。
具体的には、短径Ａ１は７ｍｍ、長径Ｂ１は３０ｍｍと
されている。なお、ピストンピン１は、セラミックス焼
結体の外表面をダイヤモンド等の研磨具で研磨して形成
されている。
【００１５】嵌合相手部としてのピストン３は、ピスト
ンピン１よりも熱膨張係数が大きなアルミ系合金（材質
ＡＣ８Ａ）で形成されている。ピストン３の上部には、
リングが装着されるリング状の溝３０、３１、３２が形
成されている。ピストン３の側部のボス部３４には、ピ
ン孔３５が形成されている。ピン孔３５は楕円形状とさ
れており、ピストンピン１の横断面形状と適応する様に
されている。
ンピン１よりも熱膨張係数が大きなアルミ系合金（材質
ＡＣ８Ａ）で形成されている。ピストン３の上部には、
リングが装着されるリング状の溝３０、３１、３２が形
成されている。ピストン３の側部のボス部３４には、ピ
ン孔３５が形成されている。ピン孔３５は楕円形状とさ
れており、ピストンピン１の横断面形状と適応する様に
されている。
【００１６】図２に示す様に、嵌合相手部としてのコネ
クチングロッド４は、クランクシャフトに嵌合する軸受
部４０をもつ大端部４１と、先端側の小端部４２と、大
端部４１と小端部４２とをつなぐロッド部４３とで形成
されている。小端部４２にはピン孔４５が形成されてい
る。ピン孔４５は横断面で楕円形状とされており、同じ
く、ピストンピン１の横断面形状と適応する様にされて
いる。なお、コネクチングロッド４はアルミ系合金製で
ある。
クチングロッド４は、クランクシャフトに嵌合する軸受
部４０をもつ大端部４１と、先端側の小端部４２と、大
端部４１と小端部４２とをつなぐロッド部４３とで形成
されている。小端部４２にはピン孔４５が形成されてい
る。ピン孔４５は横断面で楕円形状とされており、同じ
く、ピストンピン１の横断面形状と適応する様にされて
いる。なお、コネクチングロッド４はアルミ系合金製で
ある。
【００１７】そして図３に示す様に、ピストン３のボス
部３４間の空間部にコネクチングロッド４の小端部４２
が嵌められ、ピン孔３５及びピン孔４５が対面した状態
で、ピン孔３５及びピン孔４５にピストンピン１が嵌合
され、ピストンピン１はスナップリング１ｃで係止され
ている。この状態では、ピストンピン１の短径Ａ１はピ
ストン軸方向、つまり打音形成方向と合致する。ピスト
ン３のピン孔３５の短径、コネクチングロッド４のピン
孔４５の短径も同様である。
部３４間の空間部にコネクチングロッド４の小端部４２
が嵌められ、ピン孔３５及びピン孔４５が対面した状態
で、ピン孔３５及びピン孔４５にピストンピン１が嵌合
され、ピストンピン１はスナップリング１ｃで係止され
ている。この状態では、ピストンピン１の短径Ａ１はピ
ストン軸方向、つまり打音形成方向と合致する。ピスト
ン３のピン孔３５の短径、コネクチングロッド４のピン
孔４５の短径も同様である。
【００１８】この様に本実施例では、ピストンピン１及
びピン孔３５の径は、打音形成方向であるピストン軸方
向（矢印Ｙ１方向）において短径化されている。そのた
め、熱膨張差が生じたとしても、打音形成方向において
ピン孔３５のクリアランスは小さく済む。よって、ピス
トン３とピストンピン１とで生じる打音の低減に有利で
ある。
びピン孔３５の径は、打音形成方向であるピストン軸方
向（矢印Ｙ１方向）において短径化されている。そのた
め、熱膨張差が生じたとしても、打音形成方向において
ピン孔３５のクリアランスは小さく済む。よって、ピス
トン３とピストンピン１とで生じる打音の低減に有利で
ある。
【００１９】同様にコネクチングロッド４のピン孔４５
についても、熱膨張差が生じたとしても、打音形成方向
であるピストン軸方向（矢印Ｙ１方向）においてピン孔
４５のクリアランスは小さく済む。よって、コネクチン
グロッド４とピストンピン１とで生じる打音の低減に有
利である。しかもピストンピン１、ピン孔３５、４５が
共に楕円形状のため、ピストンピン１の外周面とピン孔
３５、４５の内周面とが当たる際における、衝突面積が
増加するので、かかる意味でも打音低減に有利であり、
ピストンピン１の保護にも有利である。
についても、熱膨張差が生じたとしても、打音形成方向
であるピストン軸方向（矢印Ｙ１方向）においてピン孔
４５のクリアランスは小さく済む。よって、コネクチン
グロッド４とピストンピン１とで生じる打音の低減に有
利である。しかもピストンピン１、ピン孔３５、４５が
共に楕円形状のため、ピストンピン１の外周面とピン孔
３５、４５の内周面とが当たる際における、衝突面積が
増加するので、かかる意味でも打音低減に有利であり、
ピストンピン１の保護にも有利である。
【００２０】更に上記した様に打音形成方向におけるピ
ン孔３５、４５のクリアランスが小さくなるので、その
方向における油膜の形成も容易となり、焼付き、摩擦の
低減にも有利である。更に、油膜によるダンパー効果も
期待でき、この意味でも打音の低減に有利である。更
に、ピン孔３５、４５における面圧は基本的にはその周
方向長さに比例するが、この点本実施例では、ピストン
ピン１の外径及びピン孔３５、４５の内径は、ピストン
軸直角方向（矢印Ｘ１方向）において長径に設定されて
いるため、ピストンピン１の外周面の周方向長さ、ピン
孔３５、４５の内周面の周方向長さが確保される。その
ため、面圧は、断面が真円形状の従来構造と同程度得ら
れる。
ン孔３５、４５のクリアランスが小さくなるので、その
方向における油膜の形成も容易となり、焼付き、摩擦の
低減にも有利である。更に、油膜によるダンパー効果も
期待でき、この意味でも打音の低減に有利である。更
に、ピン孔３５、４５における面圧は基本的にはその周
方向長さに比例するが、この点本実施例では、ピストン
ピン１の外径及びピン孔３５、４５の内径は、ピストン
軸直角方向（矢印Ｘ１方向）において長径に設定されて
いるため、ピストンピン１の外周面の周方向長さ、ピン
孔３５、４５の内周面の周方向長さが確保される。その
ため、面圧は、断面が真円形状の従来構造と同程度得ら
れる。
【００２１】更にまた、ピストンピン１の強度はその図
心を通る断面２次メーメントに比例するが、この点本実
施例では、ピストンピン１の外径は矢印Ｘ１方向で長径
に設定されているため、断面２次モーメントも確保され
るので、強度も確保される。 （試験例）比較例と実施例とを比較した。比較例１のピ
ストンピンは、直径が２０ｍｍの断面真円形状をなし、
合金鋼（ＳＣｒ１５）製である。比較例２のピストンピ
ンは、直径が２０ｍｍの断面真円形状をなし、窒化珪素
（Ｓｉ3 Ｎ4 ）製である。実施例のピストンピンは、短
径が７ｍｍ、長径が３０ｍｍの断面楕円形状をなし、窒
化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）製である。表１に示す様に、ピス
トンのピン孔におけるクリアランスは、２０°Ｃで、実
施例及び比較例１、２共に−２μｍに設定した。２００
°Ｃに昇温されると、このクリアランスは、比較例１で
は２７μｍであったが、比較例２では６３μｍと大きく
なった。この点実施例では２６μｍと小さくて済む。
心を通る断面２次メーメントに比例するが、この点本実
施例では、ピストンピン１の外径は矢印Ｘ１方向で長径
に設定されているため、断面２次モーメントも確保され
るので、強度も確保される。 （試験例）比較例と実施例とを比較した。比較例１のピ
ストンピンは、直径が２０ｍｍの断面真円形状をなし、
合金鋼（ＳＣｒ１５）製である。比較例２のピストンピ
ンは、直径が２０ｍｍの断面真円形状をなし、窒化珪素
（Ｓｉ3 Ｎ4 ）製である。実施例のピストンピンは、短
径が７ｍｍ、長径が３０ｍｍの断面楕円形状をなし、窒
化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）製である。表１に示す様に、ピス
トンのピン孔におけるクリアランスは、２０°Ｃで、実
施例及び比較例１、２共に−２μｍに設定した。２００
°Ｃに昇温されると、このクリアランスは、比較例１で
は２７μｍであったが、比較例２では６３μｍと大きく
なった。この点実施例では２６μｍと小さくて済む。
【００２２】また、コネクチングロッドの小端部のピン
孔におけるクリアランスは、２０°Ｃで、実施例及び比
較例１、２共に１５μｍに設定した。１５０°Ｃに昇温
されると、このクリアランスは、比較例１では２８μｍ
であったが、比較例２では５４μｍと大きくなった。こ
の点実施例では２９μｍと小さくて済む。更に、表１に
示す様に、ピストンピンの周方向長さは、比較例１、２
では６３ｍｍ、実施例では６４ｍｍであり、三者は同程
度である。また、ピストンピンの図心を通る断面２次モ
ーメントは、比較例１、２では７８５４、試験例では８
０８２である。
孔におけるクリアランスは、２０°Ｃで、実施例及び比
較例１、２共に１５μｍに設定した。１５０°Ｃに昇温
されると、このクリアランスは、比較例１では２８μｍ
であったが、比較例２では５４μｍと大きくなった。こ
の点実施例では２９μｍと小さくて済む。更に、表１に
示す様に、ピストンピンの周方向長さは、比較例１、２
では６３ｍｍ、実施例では６４ｍｍであり、三者は同程
度である。また、ピストンピンの図心を通る断面２次モ
ーメントは、比較例１、２では７８５４、試験例では８
０８２である。
【００２３】この比較結果から理解できる様に、実施例
のピストンピン１では、打音形成方向におけるピン孔３
５、４５のクリアランスを小さくしつつ、比較例１、２
と同程度の強度、面圧が得られる。
のピストンピン１では、打音形成方向におけるピン孔３
５、４５のクリアランスを小さくしつつ、比較例１、２
と同程度の強度、面圧が得られる。
【００２４】
【表１】
【００２５】（他の実施例）図４、図５は他の実施例を
示す。図４はピストンピン６の横断面形状を示す。図５
はピストン３のピン孔３９の横断面形状を示す。この例
では、図４に示す様にピストンピン６の外周面６０は、
第１中心点６０ａを中心として同径で描いた第１円弧６
０ｂと、第２中心点６０ｃを中心として同径で描いた第
２円弧６０ｄと、これらをつなぐ接線状の外面６０ｅ、
６０ｆとで形成されている。また図５に示す様にピン孔
３９の内周面３９０は、第１中心点３９０ａを中心とし
て同径で描いた第１円弧３９０ｂと、第２中心点３９０
ｃを中心として同径で描いた第２円弧３９０ｄと、これ
らをつなぐ接線状の内面３９０ｅと、接線状の内面３９
０ｆとで形成されている。コネクチングロッド４の小端
部４２に設けるピン孔も、図５に示すピン孔３９と同様
な形状にできる。この例においても前記実施例と同様な
作用効果が得られる。
示す。図４はピストンピン６の横断面形状を示す。図５
はピストン３のピン孔３９の横断面形状を示す。この例
では、図４に示す様にピストンピン６の外周面６０は、
第１中心点６０ａを中心として同径で描いた第１円弧６
０ｂと、第２中心点６０ｃを中心として同径で描いた第
２円弧６０ｄと、これらをつなぐ接線状の外面６０ｅ、
６０ｆとで形成されている。また図５に示す様にピン孔
３９の内周面３９０は、第１中心点３９０ａを中心とし
て同径で描いた第１円弧３９０ｂと、第２中心点３９０
ｃを中心として同径で描いた第２円弧３９０ｄと、これ
らをつなぐ接線状の内面３９０ｅと、接線状の内面３９
０ｆとで形成されている。コネクチングロッド４の小端
部４２に設けるピン孔も、図５に示すピン孔３９と同様
な形状にできる。この例においても前記実施例と同様な
作用効果が得られる。
【００２６】また図１〜図３に示す実施例では、ピスト
ンピン１がセラミックス製であり、ピストン３がアルミ
系合金製である。しかしこれに限らず、ピストンピン及
びピストンは互いに熱膨張係数の異なるセラミックス製
であってもよい。また、ピストンピン及びピストンは互
いに熱膨張係数が異なる金属製であってもよい。或い
は、ピストンピンは、セラミックス体の表面に、アルミ
系等の金属やナイロン系等の樹脂等の表面層を被覆した
ものでもよい。
ンピン１がセラミックス製であり、ピストン３がアルミ
系合金製である。しかしこれに限らず、ピストンピン及
びピストンは互いに熱膨張係数の異なるセラミックス製
であってもよい。また、ピストンピン及びピストンは互
いに熱膨張係数が異なる金属製であってもよい。或い
は、ピストンピンは、セラミックス体の表面に、アルミ
系等の金属やナイロン系等の樹脂等の表面層を被覆した
ものでもよい。
【００２７】要するに、ピストンの熱膨張係数がピスト
ンピンの熱膨張係数よりも大きく、熱膨張差に起因して
両者の間にクリアランスが発生し易い場合に適用できる
ものである。なお、ピストンピンとコネクチングロッド
との関係についても同様である。ちなみに、セラミック
スであっても、ジルコニアは窒化珪素よりも熱膨張係数
が大きい。また金属であっても、アルミ系合金は鉄、鋼
よりも熱膨張係数が大きい。更に同じ材質であっても、
繊維等の補強材が含まれている場合には、その配向方向
等によっても熱膨張係数が異なる。
ンピンの熱膨張係数よりも大きく、熱膨張差に起因して
両者の間にクリアランスが発生し易い場合に適用できる
ものである。なお、ピストンピンとコネクチングロッド
との関係についても同様である。ちなみに、セラミック
スであっても、ジルコニアは窒化珪素よりも熱膨張係数
が大きい。また金属であっても、アルミ系合金は鉄、鋼
よりも熱膨張係数が大きい。更に同じ材質であっても、
繊維等の補強材が含まれている場合には、その配向方向
等によっても熱膨張係数が異なる。
【００２８】また図１〜図３に示す実施例では、ピスト
ンピン１はピン孔３５、４５に直接挿入されているが、
ピストンピン１の外周面とピン孔３５、４５の内周面と
の間に筒状ブッシュを介在させることもできる。なお本
発明はディーゼル機関、ガソリン燃料機関等を問わず、
ピストン装置であれば適用できる。
ンピン１はピン孔３５、４５に直接挿入されているが、
ピストンピン１の外周面とピン孔３５、４５の内周面と
の間に筒状ブッシュを介在させることもできる。なお本
発明はディーゼル機関、ガソリン燃料機関等を問わず、
ピストン装置であれば適用できる。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、ピストンピン及びピン
孔は、打音形成方向であるピストン軸方向において短径
化されているので、この方向における、ピストンピンの
外周面とピン孔の内周面との間のクリアランスは小さく
なり、ピストンの駆動に伴う打音の低減や回避に有利で
ある。
孔は、打音形成方向であるピストン軸方向において短径
化されているので、この方向における、ピストンピンの
外周面とピン孔の内周面との間のクリアランスは小さく
なり、ピストンの駆動に伴う打音の低減や回避に有利で
ある。
【００３０】更に打音形成方向においてクリアランスが
小さいので、その方向における、ピストンピンの外周面
とピン孔の内周面との間の油膜の形成が容易となる。よ
って焼付き、摩擦の低減や回避に有利である。更に油膜
によるダンパー効果も期待できる。この意味でも打音防
止に一層有利である。更に本発明によれば、ピストンピ
ンの外径及びピン孔の内径は、ピストン軸直角方向で長
径に設定されているため、面圧、強度も確保される。
小さいので、その方向における、ピストンピンの外周面
とピン孔の内周面との間の油膜の形成が容易となる。よ
って焼付き、摩擦の低減や回避に有利である。更に油膜
によるダンパー効果も期待できる。この意味でも打音防
止に一層有利である。更に本発明によれば、ピストンピ
ンの外径及びピン孔の内径は、ピストン軸直角方向で長
径に設定されているため、面圧、強度も確保される。
【図１】ピストンピンの横断面形状と共に、ピストンを
示す正面図である。
示す正面図である。
【図２】ピストンピンの横断面形状と共に、コネクチン
グロッドを示す正面図である。
グロッドを示す正面図である。
【図３】ピストンにピストンピンを介してコネクチング
ロッドを取付けた状態を示す断面図である。
ロッドを取付けた状態を示す断面図である。
【図４】他の実施例に係るピストンピンの断面図であ
る。
る。
【図５】他の実施例に係るピン孔の断面図である。
【図６】従来例に係るピストン付近の正面図である。
【図７】ピストンピンがピン孔の内周面に当たる状況を
誇張して模式的に示す断面図である。
誇張して模式的に示す断面図である。
【図８】ピストンピンがピン孔の内周面に当たる状況を
誇張して模式的に示す断面図である。
誇張して模式的に示す断面図である。
図中、１はピストンピン、３はピストン（嵌合相手
部）、３５はピン孔、４はコネクチングロッド（嵌合相
手部）、４２は小端部、４５はピン孔を示す。
部）、３５はピン孔、４はコネクチングロッド（嵌合相
手部）、４２は小端部、４５はピン孔を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】ピストンピンと、 該ピストンピンの外周面と対面する内周面で形成された
ピン孔を備え、該ピストンピンよりも大きな熱膨張係数
をもつ嵌合相手部とで構成され、 該嵌合相手部のピン孔の内径、及び、該ピストンピンの
うち少なくとも該ピン孔の内周面に対向する外周面の外
径は、ピストン軸方向で短径にピストン軸直角方向で長
径に設定されていることを特徴とするピストンピンの軸
受構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4246528A JPH0694127A (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | ピストンピンの軸受構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4246528A JPH0694127A (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | ピストンピンの軸受構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0694127A true JPH0694127A (ja) | 1994-04-05 |
Family
ID=17149752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4246528A Pending JPH0694127A (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | ピストンピンの軸受構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694127A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100589422B1 (ko) * | 2004-02-26 | 2006-06-14 | 현대자동차주식회사 | 모션 안정화를 위한 피스톤의 장착 구조 |
| CN104053931A (zh) * | 2012-01-19 | 2014-09-17 | 马勒国际有限公司 | 活塞 |
| JP2020511617A (ja) * | 2017-03-02 | 2020-04-16 | フェデラル−モグル ニュルンベルク ゲーエムベーハー | 内燃エンジン用のガジョンピン、システム、エンジン、およびこのタイプのガジョンピンの使用 |
| JP2020104207A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 株式会社安永 | コネクティングロッドの加工装置、及びコネクティングロッドの製造方法 |
-
1992
- 1992-09-16 JP JP4246528A patent/JPH0694127A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100589422B1 (ko) * | 2004-02-26 | 2006-06-14 | 현대자동차주식회사 | 모션 안정화를 위한 피스톤의 장착 구조 |
| CN104053931A (zh) * | 2012-01-19 | 2014-09-17 | 马勒国际有限公司 | 活塞 |
| JP2020511617A (ja) * | 2017-03-02 | 2020-04-16 | フェデラル−モグル ニュルンベルク ゲーエムベーハー | 内燃エンジン用のガジョンピン、システム、エンジン、およびこのタイプのガジョンピンの使用 |
| JP2020104207A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 株式会社安永 | コネクティングロッドの加工装置、及びコネクティングロッドの製造方法 |
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