(57)【要約】【課題】ピストンピンとコンロッドとの焼き付きを抑制するピストンの支持構造を提供する。【解決手段】ピストンの支持構造は、互いに対向する一対のピン支持孔を有するピストン１３と、一対のピン支持孔の間に位置するピン挿通孔２４を有するコンロッド２０と、一対のピン支持孔およびピン挿通孔２４に挿通されることでピストン１３とコンロッド２０とを連結するとともに、ピン挿通孔２４の内周面との間の隙間にオイルが供給されるピストンピン２３と、コンロッド２０に対してピストンピン２３をピストン１３の上動方向へ付勢するばね部材４５を有する付勢部４０とを備える。ばね部材４５は、ピストン１３の外側の空間に配設されており、コンロッド２０に対して連結されているとともにピストンピン２３に対して回動可能に連結されている。【選択図】図１
2019065816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対のピン支持孔を有するピストンと、
前記一対のピン支持孔の間に位置するピン挿通孔を有するコンロッドと、
前記一対のピン支持孔および前記ピン挿通孔に挿通されて前記ピストンと前記コンロッドとを連結するとともに、前記ピン挿通孔の内周面との間の隙間にオイルが供給されるピストンピンと、
前記コンロッドに対して前記ピストンピンを前記ピストンの上動方向へ付勢するばね部材を有する付勢部とを備え、
前記ばね部材は、前記ピストンの外側に配設されており、前記コンロッドに対して連結されているとともに前記ピストンピンに対して回動可能に連結されている
ピストンの支持構造。
【請求項２】
前記付勢部は、前記ばね部材を一対有し、
前記一対のばね部材は、前記ピストンピンの延在方向における前記コンロッドの両側に配設されている
請求項１に記載のピストンの支持構造。
【請求項３】
前記ピストンピンは、前記ピストンピンの軸方向に延びる軸孔が形成された円筒状の形状を有し、
前記軸孔は、前記ピストンピンの両端部に位置する一対の大径部と前記一対の大径部を連通する小径部とを有し、
前記付勢部は、前記軸孔に挿通されて前記ピストンピンの両端部から突出するインナーシャフトと、前記大径部の各々に配設されて前記ピストンピンに対して回動可能に前記インナーシャフトを支持するボールベアリングとを有し、
前記ばね部材は、前記インナーシャフトのうちで前記ピストンピンから突出する部分に連結されることにより前記ピストンピンに対して回動可能に連結されている
請求項２に記載のピストンの支持構造。
【請求項４】
前記ばね部材が前記コンロッドに対して回動不能に連結されている
請求項１〜３のいずれか一項に記載のピストンピンの支持構造。
【請求項５】
前記ばね部材と前記コンロッドとが複数の締結部材によって締結されている
請求項４に記載のピストンの支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
レシプロ式のエンジンにおいて、シリンダー内を上下動するピストンは、ピストンピンによってコンロッドの小端部に連結されている。ピストンピンは、ピストンに形成された一対のピン支持孔とコンロッドの小端部に形成されたピン挿通孔とに挿通されており、ピストンは、ピストンピンの外周面とピン挿通孔の内周面とを摺動させながら、シリンダー内を上下動する。そのため、例えば特許文献１のように、ピストンピンの外周面とピン挿通孔の内周面とが摺動する摺動部にオイルを供給することにより、コンロッドとピストンピンとの焼き付きを抑制している。
【０００３】
ところで、ピストンには、シリンダー内の圧力に基づく筒内圧荷重とピストンの上下動にともなう慣性力とが作用する。筒内圧荷重は、ピストンを下動方向側へ押し下げる押下力として作用する。一方、慣性力は、ピストンがストローク中央よりも下死点側に位置しているときは押下力として作用し、ピストンがストローク中央よりも上死点側に位置しているときはピストンを上動方向側へ押し上げる押上力として作用する。そして、排気上死点付近において筒内圧荷重に基づく押下力よりも慣性力に基づく押上力が大きくなり、ピストンピンがピン挿通孔内をピストンの上動方向側へ変位する。これにより、ピストンの下動方向側の摺動部である下側摺動部に新たなオイルが供給されることで下側摺動部における焼き付きが抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２０２２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、近年では、エンジンのダウンサイジング等によってシリンダー内の圧力が全行程において高まる傾向にある。そのため、筒内圧荷重の増大にともなって下側摺動部に対してオイルが供給されにくくなってきており、下側摺動部においてピストンピンとコンロッドとが焼き付いてしまうおそれがあった。
【０００６】
本発明は、ピストンピンとコンロッドとの焼き付きを抑制するピストンの支持構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するピストンの支持構造は、互いに対向する一対のピン支持孔を有するピストンと、前記一対のピン支持孔の間に位置するピン挿通孔を有するコンロッドと、前記一対のピン支持孔および前記ピン挿通孔に挿通されて前記ピストンと前記コンロッドとを連結するとともに、前記ピン挿通孔の内周面との間の隙間にオイルが供給されるピストンピンと、前記コンロッドに対して前記ピストンピンを前記ピストンの上動方向へ付勢するばね部材を有する付勢部とを備え、前記ばね部材は、前記ピストンの外側に配設されており、前記コンロッドに対して連結されているとともに前記ピストンピンに対して回動可能に連結されている。
【０００８】
上記構成によれば、ばね部材によってピストンの上動方向へとピストンピンが付勢される分だけピストンの押上力を高めることができる。これにより、ピストンの下動方向側の摺動部である下側摺動部に対して新たなオイルが供給されやすくなる。その結果、ピストンピンとコンロッドとの焼き付きを抑制することができる。そのうえ、ばね部材がピストンの外側に配設されていることでピストンとコンロッドとを連結させたあとでばね部材の組み付け作業を行うことができる。
【０００９】
上記構成のピストンの支持構造において、前記付勢部は、前記ばね部材を一対有し、前記一対のばね部材は、前記ピストンピンの延在方向における前記コンロッドの両側に配設されていることが好ましい。
【００１０】
上記構成によれば、所定の付勢力を得るうえで１つのばね部材に求められるばね定数を小さくすることができる。その結果、ばね部材の組み付け作業をより容易に行うことができる。また、ピストンピンは、上動方向への付勢力を両端部で受けることから、下側摺動部に対して新たなオイルがさらに供給されやすくなる。
【００１１】
上記構成のピストンの支持構造において、前記ピストンピンは、前記ピストンピンの軸方向に延びる軸孔が形成された円筒状の形状を有し、前記軸孔は、前記ピストンピンの両端部に位置する一対の大径部と前記一対の大径部を連通する小径部とを有し、前記付勢部は、前記軸孔に挿通されて前記ピストンピンの両端部から突出するインナーシャフトと、前記大径部の各々に配設されて前記ピストンピンに対して回動可能に前記インナーシャフトを支持するボールベアリングとを有し、前記ばね部材は、前記インナーシャフトのうちで前記ピストンピンから突出する部分に連結されることにより前記ピストンピンに対して回動可能に連結されていることが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、ばね部材とピストンピンとの間にボールベアリングが介在していることから、ピストンピンに対してばね部材が回動する際に生じる摩擦を低減することができる。
【００１３】
上記構成のピストンの支持構造において、前記ばね部材が前記コンロッドに対して回動不能に連結されていることが好ましい。
上記構成によれば、付勢部において生じる回動動作を低減することができる。
【００１４】
上記構成のピストンの支持構造において、前記ばね部材と前記コンロッドとが複数の締結部材によって締結されていることが好ましい。
上記構成によれば、ばね部材とコンロッドとの連結作業を容易にしつつ、ばね部材とコンロッドとを回動不能に連結することができる。また、締結部材の緩みをより確実に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ピストンの支持構造の一実施形態の概略構成を示す概略構成図であって、ピストンが上死点に位置している状態を示す図。
【図２】（ａ）自由状態にあるばね部材の正面構造を示す正面図、（ｂ）自由状態にあるばね部材の側面構造を示す側面図。
【図３】クランク角とピストンに作用する力との関係の一例を示すグラフ。
【図４】（ａ）所定の付勢力を発生させるばね部材の寸法条件の一例を示すグラフ、（ｂ）ばね部材の寸法条件と圧力比との関係の一例を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１〜図４を参照して、ピストンの支持構造の一実施形態について説明する。
図１に示すように、シリンダーブロック１１に形成されたシリンダー１２には、シリンダー１２の延在方向に沿って上死点と下死点との間で上下動可能なピストン１３が収容されている。ピストン１３は、例えば鋳鉄といった鉄を主成分とする鉄鋼製の基材に各種機械加工が施されることにより作製される。
【００１７】
ピストン１３は、各種ピストンリング１４が装着されるリングベルト部１３Ａと、リングベルト部１３Ａよりもピストン１３の下動方向側にリングベルト部１３Ａよりも小さな外径を有するピン連結部１３Ｂを有している。ピストン１３は、リングベルト部１３Ａとピン連結部１３Ｂとの径差に基づく段差によって形成される空間である段差空間１５を有している。ピストン１３は、ピストン１３の上動方向へ窪んだ形状の裏面１３Ｃを有し、また、この裏面１３Ｃとピン連結部１３Ｂの外側面とに開口して互いに対向する一対のピン支持孔１７を有している。ピストン１３は、裏面１３Ｃが形成する凹部にコンロッド２０の小端部２１が配設された状態でピストンピン２３が一対のピン支持孔１７および小端部２１のピン挿通孔２４に挿通されることによりコンロッド２０に連結される。
【００１８】
ピストンピン２３は、例えばクロム鋼（Ｃｒ鋼）といった鉄を主成分とする鉄鋼製の基材に対して各種機械加工が施されることにより作製され、軸方向に延びる軸孔２５が形成された円筒形状を有している。ピストンピン２３は、ピン支持孔１７においてピン連結部１３Ｂに装着される図示されないスナップリングにより軸方向における移動が規制されている。軸孔２５は、ピストンピン２３の両端部に位置する一対の大径部２６と、一対の大径部２６を連通する小径部２７とを有している。ピストンピン２３は、後述するコンロッド２０に形成されたオイル導出口３６に対向可能な位置に開口を有して、軸孔２５内にオイルを導入可能に構成されたオイル導入路３８が形成されている。
【００１９】
コンロッド２０は、例えば炭素鋼といった鉄を主成分とする鉄鋼製の基材に対して各種機械加工が施されることにより作製され、ピストン１３と図示されないクランクシャフトとを連結する。コンロッド２０は、ピストン１３の上下動にともなって、ピン挿通孔２４の内周面をピストンピン２３の外周面に摺動させながらピストンピン２３を軸として揺動する。なお、ピン挿通孔２４の内周面とピストンピン２３の外周面とが摺動する摺動部のうち、ピストン１３の下動方向側の部分を下側摺動部３０、ピストン１３の上動方向側の部分を上側摺動部３１という。
【００２０】
また、コンロッド２０は、クランクシャフトの内部に形成されたオイル供給通路に連通するオイル通路３５を有している。オイル通路３５は、コンロッド２０の延在方向に沿って延びており、ピン挿通孔２４の内周面に対する開口であるオイル導出口３６を有している。オイル通路３５には、クランクシャフトに形成されたオイル供給通路を通じて、例えばエンジンを動力源とするオイルポンプが圧送する所定圧力のオイルが導入される。オイル通路３５に導入されたオイルは、オイル導出口３６から下側摺動部３０へと導出され、ピストンピン２３とコンロッド２０との間を潤滑するとともにこれらピストンピン２３とコンロッド２０とを冷却する。下側摺動部３０にオイルが供給されやすくなるように、ピストンピン２３が付勢部４０によりコンロッド２０に対してピストン１３の上動方向へ付勢されている。
【００２１】
付勢部４０は、一対のボールベアリング４１と、インナーシャフト４４と、一対のばね部材４５とを有している。
ボールベアリング４１は、ピストンピン２３の軸孔２５の一部である大径部２６に配設されており、大径部２６においてピストンピン２３に装着されるスナップリング４２によって大径部２６からの脱落が防止されている。各ボールベアリング４１は、ピストンピン２３の軸孔２５の小径部２７よりも小さい内径を有している。
【００２２】
インナーシャフト４４は、ボールベアリング４１の内径よりもわずかに小さい径の円柱形状を有しており、たとえば炭素鋼やステンレス鋼といった鉄を主成分とする鉄鋼製の基材に対して各種機械加工が施されることにより作製される。インナーシャフト４４は、各ボールベアリング４１に挿通されており、一対のボールベアリング４１を介してピストンピン２３に対して回動可能に支持されている。インナーシャフト４４は、インナーシャフト４４の長さは、ピストン１３のピン連結部１３Ｂの幅よりも大きく、かつ、ピストン１３のリングベルト部１３Ａの直径よりも小さい。インナーシャフト４４は、シリンダー１２の径方向におけるピストン１３のリングベルト部１３Ａよりも内側の領域に配設されており、その両端部がピストン１３のピン連結部１３Ｂから突出している。また、ピストンピン２３の軸孔２５においてインナーシャフト４４とピストンピン２３との間には、隙間４４Ａが形成されている。
【００２３】
ばね部材４５は、コンロッド２０に対してピストンピン２３をピストン１３の上動方向へ付勢する。ばね部材４５は、ピストンピン２３の延在方向におけるコンロッド２０の両側にてピストン１３の外側の空間を通るように配設されている。ピストン１３の外側の空間とは、シリンダー１２の径方向においてはシリンダー１２とピストン１３との間の空間であり、シリンダー１２の軸方向においてはピストン１３に対するピストン１３の下動方向側の空間である。ばね部材４５は、たとえばＪＩＳＧ４８０１に規定されるばね鋼鋼材に準拠する部材からなり、荷重に対する弾性変形領域が大きくなるように降伏応力が高い材料で作製されることが好ましい。ばね部材４５は、クランク状に屈曲した屈曲形状を有しており、締結部材４６によってコンロッド２０に連結される第１連結部４７と、インナーシャフト４４およびボールベアリング４１を介してピストンピン２３に対して回動可能に連結される第２連結部４８とを有している。また、ばね部材４５は、第１連結部４７に対して第２連結部４８をピストンピン２３の端部近傍へオフセットするオフセット部４９を有している。第１連結部４７は、コンロッド２０の延在方向に沿うように配設され、第２連結部４８は、ピストン１３におけるリングベルト部１３Ａとピン連結部１３Ｂとの径差に基づく段差空間１５をピン連結部１３Ｂに沿うように配設される。また、オフセット部４９は、ピストン１３に対する下動方向側の空間を通じて第２連結部４８を第１連結部４７に対してオフセットする。
【００２４】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ばね部材４５は、幅ｂ、厚さｈを有する板状の基材をプレス加工等によって屈曲させることにより作製される。
第１連結部４７は、コンロッド２０の延在方向に沿って配置される複数の締結孔５１を有している。第１連結部４７は、これらの締結孔５１を通じてコンロッド２０に締結部材４６が締結されることによりコンロッド２０に固定され、ばね部材４５とコンロッド２０とを回動不能に連結する。
【００２５】
第２連結部４８は、第１連結部４７に対して略平行に延びる部位であり、その先端部にインナーシャフト４４が挿通されるシャフト挿通孔５２を有している。第２連結部４８は、シャフト挿通孔５２にインナーシャフト４４の端部が挿通された状態でインナーシャフト４４にスナップリング５５（図１参照）が装着されることにより、ばね部材４５をインナーシャフト４４に連結する。これにより、ばね部材４５は、インナーシャフト４４およびボールベアリング４１を介してピストンピン２３に対して回動可能に連結される。なお、ばね部材４５は、インナーシャフト４４に対して回動可能に連結されてもよいし、インナーシャフト４４に対して回動不能に連結されてもよい。
【００２６】
オフセット部４９は、所定寸法のＲ部を介して第１連結部４７および第２連結部４８に一体的に連結されている。オフセット部４９は、ばね部材４５が自由状態にあるときに第１および第２連結部４７，４８に対して斜め方向に延在している。これにより、オフセット部４９は、第１連結部４７の延在方向に沿って第１連結部４７と第２連結部４８とをセットアップ量ｘだけずれた位置に配置する。ばね部材４５は、図１に示すようにコンロッド２０およびピストンピン２３に組み付けられた状態では第１連結部４７および第２連結部４８に直交するように弾性変形した状態にある。なお、以下では、ばね部材４５の幅ｂ、厚さｈ、および、セットアップ量ｘをばね部材４５の寸法条件という。
【００２７】
上述したピストンの支持構造においては、コンロッド２０とピストン１３とがピストンピン２３で連結されたのち、付勢部４０が次のような順序で組み付けられる。
まず、ボールベアリング４１がピストンピン２３に装着される。ボールベアリング４１は、ピストンピン２３の大径部２６に配設されたのち、当該大径部２６にスナップリング４２が装着されることによりピストンピン２３に装着される。続いて、インナーシャフト４４がボールベアリング４１に挿通される。このとき、インナーシャフト４４の両端部は、ピストン１３のピン連結部１３Ｂから突出する状態に保持される。次に、ばね部材４５の第１連結部４７がコンロッド２０に連結されたのち、ばね部材４５を弾性変形させた状態でインナーシャフト４４を第２連結部４８のシャフト挿通孔５２に挿通させる。そして、インナーシャフト４４のうちでシャフト挿通孔５２から突出している部分にスナップリング５５が装着される。こうしたばね部材４５の装着がピストンピン２３の一端部側とピストンピン２３の他端部側で行われる。こうして組み付けられた付勢部４０においては、コンロッド２０を支点とするばね部材４５の弾性力がインナーシャフト４４、ボールベアリング４１を介してピストンピン２３の両端部に作用する。これにより、ピストンピン２３は、コンロッド２０に対してピストン１３の上動方向へと付勢される。
【００２８】
ところで、ピストン１３には、下動方向側への押下力と上動方向側への押上力とが作用する。ピストン１３には、シリンダー１２内の圧力である筒内圧とシリンダー１２のボア面積との乗算値に基づく筒内圧荷重が押下力の１つとして作用する。この筒内圧荷重は、筒内圧が低くなるエンジンの低負荷状態において小さくなり、筒内圧が高くなるエンジンの高負荷状態において大きくなる。また、ピストン１３には、ピストン１３とピストンピン２３との総重量、および、ピストン１３の加速度に基づく慣性力が作用する。この慣性力は、ピストン１３がストローク中央よりも上死点側に位置しているときに押上力の１つとして作用し、ピストン１３がストローク中央よりも下死点側に位置しているときに押下力の１つとして作用する。慣性力は、エンジン回転数が高速であるほど大きくなり、エンジン回転数が低速であるほど小さくなる。また、ピストン１３には、各ばね部材４５のばね定数とばね部材４５のセットアップ量ｘとに基づく付勢力の合計が押上力の１つとして作用する。
【００２９】
図３は、ばね部材４５の寸法条件や材質などの特性を設定するために行ったシミュレーションの結果の一例を示すグラフである。このシミュレーションでは、エンジンの運転状態を低速高負荷状態に設定し、クランク角とピストン１３に作用する力との関係についてシミュレートした。
【００３０】
図３においては、ピストン１３が圧縮上死点にあるときのクランク角を０°ＣＡとして表示しているとともに、ピストン１３に作用する力として、筒内圧荷重ＰＳ、慣性力Ｗａ、および、慣性力Ｗａと付勢部４０による付勢力Ｆとの合力Ｆ＋Ｗａを示している。また、筒内圧荷重ＰＳは、縦軸のプラス領域において押下力として作用する。一方、慣性力Ｗａおよび合力Ｆ＋Ｗａは、縦軸のプラス領域において押上力として作用し、縦軸のマイナス領域において押下力として作用する。
【００３１】
図３に示すように、このシミュレーションにおいては、慣性力Ｗａが筒内圧荷重ＰＳを上回ることがない。そこで、筒内圧荷重ＰＳに基づく押下力が最も小さく、かつ、慣性力Ｗａに基づく押上力が最も大きくなるクランク角３６０°ＣＡ付近にて、合力Ｆ＋Ｗａが筒内圧荷重ＰＳを上回るようにばね部材４５の特性を設定する。すなわち、筒内圧荷重ＰＳに基づく押下力と慣性力Ｗａに基づく押上力との差の最小値よりも大きな付勢力Ｆが生じるようにばね部材４５の特性を設定する。このようにしてばね部材４５の特性が設定されることにより、押上力が押下力を上回る期間Ａを形成することができる。また、ばね部材４５の特性が低速高負荷状態を基準として設定されることによって、他の運転状態においても上記期間Ａが形成されやすくなる。押上力が押下力よりも大きい期間Ａでは、ピン挿通孔２４におけるピストン１３の上動方向側へとピストンピン２３が変位する。このとき、下側摺動部３０に対してオイル導出口３６から新たなオイルが供給される。
【００３２】
図４を参照して、ばね部材４５の寸法条件について行ったシミュレーションの結果について説明する。
このシミュレーションでは、付勢部４０が所定の付勢力をピストン１３に付与するという条件のもとでばね部材４５の寸法条件（厚さｈ、幅ｂ、および、セットアップ量ｘ）を算出し、その寸法条件のもとでの推定焼付筒内圧力を算出した。推定焼付筒内圧力は、ピストン１３とピストンピン２３とが下側摺動部３０において焼付いてしまう筒内圧力である。そして、付勢部４０がある場合の推定焼付筒内圧力Ｐ１と付勢部４０がない場合の推定焼付筒内圧力Ｐ２との比である圧力比Ｒ（＝Ｐ１／Ｐ２）を算出した。すなわち、この圧力比Ｒが１より大きいほど焼き付きが生じにくくなるという結果が得られることとなる。なお、ばね部材４５の材質は、ＳＵＰ７（ＪＩＳＧ４８０１）とした。
【００３３】
図４（ａ）は、付勢部４０が所定の付勢力をピストン１３に付与する場合のばね部材４５の寸法条件の一例を示すグラフである。図４（ｂ）は、各寸法条件と圧力比Ｒとの関係の一例を示したグラフである。
【００３４】
図４（ａ）に示すように、たとえ同じ断面積であっても厚さｈが大きい場合のほうが所定の付勢力をピストン１３に付与するうえでセットアップ量ｘが小さいことが認められた。また、厚さｈが大きいほうが、幅ｂの減少量に対するセットアップ量ｘの増大量が小さいことが認められた。すなわち、厚さｈが大きいほうが幅ｂの変化に対するセットアップ量ｘの変化が小さいことが認められた。
【００３５】
図４（ｂ）に示すように、たとえ同じ断面積であっても厚さｈが大きいほうが圧力比Ｒが大きくなることが認められた。また、厚さｈが大きいほうが幅ｂの増大量に対する圧力比Ｒの増大量が大きいことが認められた。
【００３６】
これらのことから、ばね部材４５の寸法条件は、推定焼付筒内圧力を効果的に高めるうえで、所定の付勢力を付与する際の厚さｈおよび幅ｂが大きいことが好ましい。また、ばね部材４５の寸法条件は、断面積が同じであれば、厚さｈが大きいほうが好ましい。
【００３７】
上記実施形態のピストンの支持構造によれば、以下に列挙する作用効果が得られる。
（１）ばね部材４５を有する付勢部４０がピストン１３に付与する付勢力の分だけ押上力を高めることができる。これにより、下側摺動部３０に対して新たなオイルが供給されやすくなることから、ピストンピン２３とコンロッド２０との焼き付きを抑制することができる。
【００３８】
（２）コンロッド２０に対してピストン１３の上動方向へ付勢する付勢部としては、たとえばコンロッド２０の小端部２１とピストン１３の裏面１３Ｃとの間にばね部材を配設する方法など、ピストン１３の内側やコンロッド２０の内部にばね部材を配設する方法が考えられる。しかしながら、こうした方法は、ピストン１３とコンロッド２０とをピストンピン２３で組み付ける作業と、付勢部の組み付け作業とを同時進行で行う必要がある。しかも、所望の付勢力を得るうえでばね部材に要求されるばね定数が過度に大きくなること、組み付け作業の工程が過度に複雑になること、組み付け作業に必要となる治具などに多大なコストがかかることなどが想定される。
【００３９】
この点、ばね部材４５は、ピストン１３の外側の空間を通るように配設されている。こうした構成によれば、コンロッド２０とピストン１３とをピストンピン２３で組み付けてから付勢部４０の組み付けを行うこと、すなわち、コンロッド２０とピストン１３との組付け作業と付勢部４０の組み付け作業とを別工程として行うことができる。その結果、付勢部４０の組み付け作業を容易なものとすることができる。
【００４０】
（３）付勢部４０は、一対のばね部材４５を有しており、これら一対のばね部材４５がピストンピン２３の延在方向におけるコンロッド２０の両側に配設されている。具体的には、一対のばね部材４５の一方がコンロッド２０に対するピストンピン２３の一端部側の領域に配設されてピストンピン２３の一端部に対して回動可能に連結されている。また、一対のばね部材４５の他方がコンロッド２０に対するピストンピン２３の他端部側の領域に配設されてピストンピン２３の他端部に回動可能に連結されている。
【００４１】
こうした構成によれば、所定の付勢力を得るうえで、１つのばね部材４５に要求されるばね定数を小さくすることができる。その結果、ばね部材４５の組み付け作業をより容易に行うことができる。また、ピストンピン２３は、その両端部において上動方向への付勢力を受けることでピストンピン２３全体を上動方向へ変位させることができる。その結果、下側摺動部３０において隙間が形成されやすくなり、下側摺動部３０に新たなオイルがより供給されやすくなる。
【００４２】
（４）ばね部材４５は、インナーシャフト４４およびボールベアリング４１を介してピストンピン２３に回動可能に連結されている。こうした構成によれば、ボールベアリング４１に対してインナーシャフト４４が回動することにより、ピストンピン２３に対してばね部材４５が回動する。これにより、ピストンピン２３に対してばね部材４５が回動する際に生じる摩擦を低減することができる。
（５）また、インナーシャフト４４とピストンピン２３との間に隙間４４Ａが形成されていることにより、上記（４）に記載した効果がより顕著なものとなる。
【００４３】
（６）ばね部材４５がコンロッド２０に対して回動不能に連結されていることで、コンロッド２０に対してばね部材４５が回動することがない。これにより、一連のピストン１３の上下動動作において付勢部４０に必要となる回動動作がピストンピン２３に対するばね部材４５の回動動作のみとなる。このように回動動作が必要とされる箇所が低減されることで回動動作に起因した機械的なトラブルが付勢部４０に生じにくくなる。
【００４４】
また、ばね部材４５がインナーシャフト４４およびボールベアリング４１を介してピストンピン２３に回動可能に連結される構成では、ピストンピン２３に対するばね部材４５の回動がボールベアリング４１において集中的に行われる。その結果、ピストンピン２３に対するばね部材４５の回動によって生じる摩擦を効果的に低減することができる。こうした効果は、インナーシャフト４４に対してばね部材４５が回動不能に連結されることで顕著なものとなる。
【００４５】
（７）ばね部材４５とコンロッド２０とが複数の締結部材４６によって締結されている。このように締結部材４６による締結によってばね部材４５がコンロッド２０に対して回動不能に連結されることにより、例えば溶接等の金属接合でこれらが連結される場合に比べて連結作業が容易になるとともに連結部分におけるコンロッド２０およびばね部材４５の機械的性質の変化を抑えることができる。また、締結部材４６による締結位置が複数あることにより、コンロッド２０に対するばね部材４５の回動を防止しつつ、締結部材４６の緩みを抑えることができる。また、締結部材４６による締結位置がコンロッド２０の延在方向に沿って並んでいることにより、コンロッド２０の延在方向に沿った方向の荷重に対する締結部材４６の耐久性を高めることができる。
【００４６】
（８）ピストンピン２３は、軸孔２５内にオイルを導入可能に構成されたオイル導入路３８が形成されている。これにより、ボールベアリング４１によるインナーシャフト４４の支持部分やボールベアリング４１の転動部分などにオイルを供給することができる。その結果、ピストンピン２３に対するばね部材４５の回動を円滑に行うことができるとともにボールベアリング４１およびインナーシャフト４４の冷却を行うことができる。
【００４７】
上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・ばね部材４５とコンロッド２０とは、１つの締結部材による締結によって連結されていてもよいし、たとえば溶接等の金属接合によって連結されていてもよい。
【００４８】
・ばね部材４５は、インナーシャフト４４およびボールベアリング４１を介してピストンピン２３に対して回動可能に連結されている。これに限らず、ばね部材４５は、ピストンピン２３に対して回動可能に連結されていればよく、たとえば、ボールベアリング４１を割愛し、インナーシャフト４４のみを介してばね部材４５がピストンピン２３に回動可能に連結される構成であってもよい。またたとえば、ボールベアリング４１とインナーシャフト４４とを割愛し、ピストンピン２３の端部をピン連結部１３Ｂから突出させ、その突出部分がばね部材４５のシャフト挿通孔５２に挿通させる構成であってもよい。
【００４９】
・付勢部４０は、一対のばね部材４５の一方のみを有する構成であってもよい。
・コンロッド２０に対してばね部材４５が回動可能に連結されてもよい。たとえば、ばね部材４５とコンロッド２０とは、コンロッド２０に形成された断面円形の差し込み孔に対して、ばね部材４５に形成された断面円形の差し込みピンが差し込まされることにより連結される構成であってもよい。
【００５０】
・ばね部材４５は、たとえば、コンロッド２０あるいはピストンピン２３に対する連結部にリブを有する構成であってもよい。こうした構成によれば、連結部における機械的な強度を高めることができる。
【００５１】
・ばね部材４５は、幅ｂ、厚さｈを有する板状の基材を加工することにより形成される構成に限られない。たとえば、ばね部材４５は、第１連結部４７および第２連結部４８にて板状の形状を有し、オフセット部４９にて線状の形状を有するものであってもよい。なお、こうした構成では、オフセット部４９がクランク状の形状を有していてもよい。
【００５２】
・ピン挿通孔２４の内周面とピストンピン２３の外周面との摺動部にオイルを供給する方法は、コンロッド２０に形成されたオイル通路３５を用いる方法に限らず、たとえば、ピストン１３の裏面１３Ｃに向けてオイルを噴射するオイルジェットであってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１１…シリンダーブロック、１２…シリンダー、１３…ピストン、１３Ａ…リングベルト部、１３Ｂ…ピン連結部、１３Ｃ…裏面、１４…ピストンリング、１５…段差部、１７…ピン支持孔、２０…コンロッド、２１…小端部、２３…ピストンピン、２４…ピン挿通孔、２５…軸孔、２６…大径部、２７…小径部、３０…下側摺動部３０…上側摺動部、３５…オイル通路、３６…オイル導出口、３８…オイル導入路、４０…付勢部、４１…ボールベアリング、４２…スナップリング、４４…インナーシャフト、４４Ａ…隙間、４５…ばね部材、４６…締結部材、４７…第１連結部、４８…第２連結部、４９…オフセット部、５１…締結孔、５２…シャフト挿通孔、５５…スナップリング。
【図１】
2019065816.tif 000003
【図２】
2019065816.tif 000004
【図３】
2019065816.tif 000005
【図４】
2019065816.tif 000006