(57)【要約】【課題】  ピストンの軽量化を極力損なうことなく、ピストンピンの圧入組み付け性を向上させる。【解決手段】  一対のピンボス３の内側面は、ピストン１の頂面から離間するほどピストン１の中心軸ＣＬ１から離間し、前記内側面上に突起６ｂを形成し、突起６ｂは、一対のピンボス３の間にコネクティングロッドの小端部を挿入し、ピン孔４と前記小端部孔とに前記ピストンピンを挿入する際、コネクティングロッドに当接して、ピン孔４の中心軸とコネクティングロッドの小端部穴の中心軸との方向が一致するように支持する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれにピン孔が形成された一対のピンボスを有し、前記各ピン孔とコネクティングロッドの小端部孔とにピストンピンを挿入することにより前記コネクティングロッドに連結される内燃機関のピストンであって、
前記ピンボスの内側面は、前記ピストンの頂面から離間するほど前記ピストンの中心軸から離間し、前記内側面上に突起が形成され、
前記突起は、
前記一対のピンボスの間に前記コネクティングロッドの小端部を挿入し、前記ピン孔と前記小端部孔とに前記ピストンピンを挿入する際、前記コネクティングロッドに当接して、前記ピン孔の中心軸と前記小端部穴の中心軸との方向が一致するように支持する
ことを特徴とする、内燃機関のピストン。
【請求項２】
前記ピンボスの内側面には、前記ピン孔の軸に対して直交する平面が形成され、
前記平面と、前記突起とでコネクティングロッドを支持する
ことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のピストン。
【請求項３】
前記ピンボスのうち一方のピンボスの内側面に、前記突起が形成されている
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の内燃機関のピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に自動車に用いられる内燃機関のピストンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１１は従来の内燃機関のピストンの一例を示す模式的な断面図である。図示するように、このピストン１０１は、ピストンリング溝１０２ａが形成されたピストンクラウン１０２と、コネクティングロッド（コンロッド）が接続される一対のピンボス１０３とを有しており、これらピストンクラウン１０２とピンボス１０３とが一体に形成されている。
また、一対のピンボス１０３にはそれぞれピン孔１０４が形成されており、図１２に示すように、これらのピン孔１０４とコネクティングロッド（コンロッド）１１０の小端部１１１に形成されたピン孔１１２とにピストンピン１１３を挿入することにより、ピストン１０１とコンロッド１１０とが連結される。なお、特許文献１には、このようなピストンとコンロッドとの接続手法に関する技術が開示されいる。
【０００３】
ところで、従来よりピストンを軽量化する目的で、図１１に示すように、ピストン１０１のピンボス１０３の内側面を傾斜して形成することが知られている。そして、このようにピンボス１０３の内側面を傾斜させることにより、傾斜分だけ肉抜きすることができ、軽量化を図ることができる。
【特許文献１】特開平８−１７８０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ピストン１０１とコンロッド１１０とを接続する場合、例えば図１２に示すように、一方のピンボス１０３の外側面の下方にピストン受け（治具）１１４を配置してピストン１０１を安定させるとともに、一対のピンボス１０３の間にコンロッド１１０の小端部１１１を配置し、ピンボス１０３のピン孔１０４の位置とコンロッド小端部１１１のピン孔１１２の位置とを一致させた後、上方からピストンピン１１３を挿入する。
【０００５】
しかしながら、ピンボス１０３に傾斜を設けて肉抜きした場合には、ピストンピン１１３をコンロッド１１０に圧入する際にコンロッド１１０が傾いて正しく圧入ができない場合がある。
例えば図１２に示すように、ピンボス１０３が傾斜しているとコンロッド１１０の小端部１１１が安定せず、ピストンピン１１３を圧入する際に、ピンボス１０３の軸心とコンロッド１１０の小端部１１１の軸心とが傾いてしまい（矢印Ａ参照）、圧入不具合が生じる場合がある。
【０００６】
なお、図１３に示すように、ピンボス１０３とコンロッド１１０との間にコンロッド受け１１５を設けてコンロッド１１０を安定させ、この状態でピストンピン１１３を圧入することも考えられるが、近年では小型化や、軽量化の要求からピストンとコンロッドとの隙間が小さくなっており、コンロッド受け１１５を挿入するスペースが確保できず、このような手法が成立しない場合が多くなっている。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ピストンの軽量化を極力損なうことなく、ピストンピンの圧入組み付け性が向上するようにした、内燃機関のピストン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】
【０００８】
本発明の内燃機関のピストンは、それぞれにピン孔が形成された一対のピンボスを有し、前記各ピン孔とコネクティングロッドの小端部孔とにピストンピンを挿入することにより前記コネクティングロッドに連結される内燃機関のピストンであって、前記ピンボスの内側面は、前記ピストンの頂面から離間するほど前記ピストンの中心軸から離間し、前記内側面上に突起が形成され、前記突起は、前記一対のピンボスの間に前記コネクティングロッドの小端部を挿入し、前記ピン孔と前記小端部孔とに前記ピストンピンを挿入する際、前記コネクティングロッドに当接して、前記ピン孔の中心軸と前記小端部穴の中心軸との方向が一致するように支持するように形成されていることを特徴としている（請求項１）。
【０００９】
なお、前記ピンボスの内側面には、前記ピン孔の軸に対して直交する平面が形成され、前記平面と、前記突起とでコネクティングロッドを支持するのが好ましい（請求項２）。
また、前記ピンボスのうち一方のピンボスの内側面に、前記突起が形成されているのが好ましい（請求項３）。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の内燃機関のピストンによれば、ピンボスの内側面は、ピストンの頂面から離間するほど前記ピストンの中心軸から離間し、前記内側面上に突起を形成し、前記突起は、
前記一対のピンボスの間に前記コネクティングロッドの小端部を挿入し、前記ピン孔と前記小端部孔とに前記ピストンピンを挿入する際、前記コネクティングロッドに当接して、
前記ピン孔の中心軸と前記小端部穴の中心軸との方向が一致するように支持することにより、ピストンピン圧入時におけるコンロッドの安定性が向上し、ピストンの軽量化を図りながらピストンピンの圧入組み付け性を向上させることができる（請求項１）。
【００１１】
また、前記ピンボスの内側面には、ピン孔の軸に対して直交する平面を形成され、前記平面と、前記突起とでコネクティングロッドを支持することにより、ピストンピン圧入時におけるコンロッドの安定性がさらに向上する（請求項２）。
また、一方のピンボスの内側面にのみ突起を形成することにより、さらなる軽量化を図ることができる（請求項３）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面により、本発明の第１実施形態にかかる内燃機関のピストンについて説明すると、図１〜図４はいずれもその形状を示す模式図である。
図１〜図４に示すピストン１は、上述した従来のピストンと同様に、ピストンリング溝２ａが形成されたピストンクラウン２と、図示しないコネクティングロッド（コンロッド）と接続される一対のピンボス３とを有しており、これらピストンクラウン２とピンボス３とが一体に形成されている。
【００１３】
また、一対のピンボス３にはそれぞれピン孔４が形成されており、これらのピン孔４とコンロッドの小端部に形成されたピン孔とにピストンピン（図示省略）を挿入することにより、ピストン１とコンロッドとが連結されるようになっている。なお、本実施形態では、ピストンピンはコンロッドのピン孔に対して圧入されるようになっており、一方ピストン１のピン孔４に対しては遊嵌されるようになっている。
【００１４】
また、一対のピンボス３のうち、図１中左側のピンボスであって、図３中上方のピンボス（他方のピンボス）３２の内側面は、軽量化を目的にいわゆる肉抜きが施されており、このためピンボス３２の内側面には傾斜面６が形成されている。
より具体的には、ピン孔４の軸ＣＬ２よりも上方（ピストン頂面側）にはピン孔４の軸ＣＬ２に略直交する平面６ａが形成され、この平面６ａよりも下方において上記傾斜面６が形成されている。また、この傾斜面６は、ピストン１の頂面から離間するほど、つまりピストン１の下方へ向かうほど、ピストン１の中心軸ＣＬ１から離間するような面として形成されている。なお、ピストン１の強度や耐久性が確保できるのであれば、ピンボス３２の内側面の全体を傾斜面として形成してもよい。
【００１５】
そして、このようにピンボス３２の内側を傾斜させた分だけ肉抜きすることができ、軽量化を図ることができるのである。なお、この傾斜面６は、図１１における傾斜面と同等のものである。
また、一対のピンボス３のうち、図１中右側のピンボスであって、図３中下方のピンボス（一方のピンボス）３１の内側面には、上述した他方のピンボス３２と同様に、軽量化を目的に肉抜きが施されており、やはりピストン１の頂面から離間するほどピストン１の中心軸ＣＬ１から離間する傾斜面６が形成されている。
【００１６】
また、図２に示すように、この内側面には、ピン孔４の軸ＣＬ２よりも上方（ピストン頂面側）においてピン孔４の軸ＣＬ２に略直交する平面６ａが形成されている。
また、一方のピンボス３１の傾斜面６には図示するような突起６ｂが形成されている。ここで、図１に示すように、この突起６ｂの先端位置がピン孔４の中心軸ＣＬ２に対して反対側に形成される平面６ａと一致するように、突起６ｂの高さが設定されている。
【００１７】
ここで、一方のピンボス３１の内側面にこのような突起６ｂを設けているのは、コンロッドにピストンピンを圧入する際の組み付け作業性を高めるためである。つまり、すでに図１２を用いて説明したように、ピストンピンを圧入する際にはピンボス３１の上にコンロッドの小端部を載置して、互いのピン孔位置を合わせてからピストンピンを挿入或いは圧入するが、上述のように一方のピンボス３１について平面６ａと同じ高さの突起６ｂを形成しておくことによりコンロッドを載置した際にコンロッドの小端部が安定し、ピストンピン圧入時にコンロッドが傾いて圧入不具合を生じるような事態を回避することができ、作業性が大きく向上するのである。また、図１３で示すようなコンロッド受けを一対のピンボス３１，３２の間に挿入する必要もなくなる。
【００１８】
このように、本実施形態に係るピストンでは、２つのピンボス３１，３２の両方に肉抜きを施すとともに、一方のピンボス３２についてはコンロッド小端部を平面で保持するための突起６ｂを形成することにより、軽量化と組み付け作業性の向上とを図っているのである。
ところで、図５に示すように、このピストン１の一方のピンボス３１の外側面には、上記ピン孔４の軸ＣＬ２に対して直交する（即ち、内側面の平面５と平行な）平面７が形成されている。
【００１９】
ここで、この平面７は、ピストンピン圧入時にピストン１を図示しないピストン受けに安定して載置するために形成されたものであり、本実施形態では図５に示すように、ピン孔４の周囲の所定範囲と外側面７の下方部分とが同一平面となるように加工されている。なお、ピンボス３１の外側面７のうち上記以外の範囲では軽量化を図るべく肉抜きが施されている。
【００２０】
また、図６に示すように、他方のピンボス３２の外側面は、ほぼ全面に亘って肉抜きが施されており、これにより、前記一方のピンボス３１の外側面と他方のピンボス３２の外側面とでは、他方のピンボス３２の外側面の方がよりピストン中心軸ＣＬ１に近くに形成される。
そして、ピストンピンの圧入組み付けの作業性に何ら関与しない他方のピンボス３２の外側面をほぼ前面に亘って肉抜きすることにより、組み付けの作業性を損なうことなくさらなる軽量化が図られている。
【００２１】
なお、図６に示すように、ピンボス３２の外側面の下端部は大きな荷重が入力されるので、本実施形態ではこの部分については強度確保のために肉抜きを施していないが、十分な強度及び耐久性が確保できるのであれば、この外側面下端部について肉抜きしてもよい。
本発明の第１実施形態に係る内燃機関のピストンは上述のように構成されているので、ピストン１と図示しないコンロッドとピストンピンを用いて接続する場合には以下のような作業を行う。
【００２２】
まず、平らな治具の上にピストン１を載置する。このとき、一方のピンボス３１の外側面が下方となるように、即ち、一方のピンボス３１の外側面に形成された平面７と治具とが当接するように、ピストン１を載置する。これにより、治具に対してピンボス３１が面で当接するので、ピストン１を安定し治具の上に載置することができ、ピストン１を安定させることができる。
【００２３】
そして、図示しないコンロッドの小端部を両ピンボス３１，３２の間に進入させ、小端部に形成されたピン孔と、両ピンボス３１，３２に形成されたピン孔４との位置合わせを行い、上方から図示しないピストンピンを挿入する。このとき、ピストン１は一方のピンボス３１の方が下方に位置しているので、ピストンピンは上方に位置している他方のピンボス３２のピン孔４から挿入され、その後、コンロッドの小端部のピン孔に圧入される。
【００２４】
ここで、一方のピンボス３１の内側面には、ピン孔４の軸ＣＬ２に対して直交する平面５及びこの平面と高さの一致する突起６ｂが形成されているので、コンロッド小端部を安定してピンボス３１上に載置することができ、ピストンピンの圧入作業時においてコンロッドが安定し、組み付け作業性を向上させることができる。したがって、ピンボスの軸心とコンロッドの小端部の軸心とが傾くことによる圧入不具合を回避することができる。
【００２５】
以上詳述したように、本発明の第１実施形態に係る内燃機関のピストンによれば、両方のピンボス３１，３２の内側面にピストン１の頂面から離間するほどピストン１の中心軸ＣＬ１から離間する傾斜面６を形成するとともに、一方のピンボス３１の内側面の一部にピン孔４の軸ＣＬ２に対して直交する平面５と、この平面５と高さが一致する突起６ｂを形成するという簡素な構成で、ピストンピン圧入時におけるコンロッドの安定性が向上し、ピストン１の軽量化を図りながらピストンピンの圧入組み付け性を向上させることができる。
【００２６】
また、一方のピンボス３１の外側面にもピン孔４の軸ＣＬ２に対して直交する平面７を形成することで、ピストンピン圧入時におけるピストン１が安定し、ピストンピンの圧入組み付け性をさらに向上させることができる。
前記他方のピンボスの外側面に肉抜きを施すことにより、さらなるピストン１の軽量化を図ることができる。
【００２７】
次に、本発明の第２実施形態について説明すると、図７〜図１０はいずれも本発明の第２実施形態に係る内燃機関のピストンについて示す図であって、それぞれ第１実施形態の図１〜図４に対応している。
さて、本第２実施形態では、図７〜図１０に示すように、上記第１実施形態に対して突起６ｂを複数設けた点のみ異なっており、これ以外は第１実施形態と同様に構成されている。
【００２８】
ここで、この２本の突起６ｂ，６ｂはいずれも平面６ａと同じ高さに設定されており、コンロッドをピンボス３１の内側面上に載置したときに平面６ａと２本の突起６ｂ，６ｂとにより、安定してコンロッドを保持することができるようになっている。
したがって、本第２実施形態によれば、上述した第１実施形態における利点に加えて、ピストンピン圧入時のコンロッドの安定性がさらに向上し、組み付け作業性をさらに高めることができる利点がある。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば第１実施形態及び第２実施形態における平面６ａを形成せずに、傾斜面６と一体の新たな傾斜面を形成するとともに、先端位置が第１実施形態の平面５と一致するような３つ以上の突起を設けてもよい。このように構成した場合にも、各実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、傾斜面６は平面に限らず曲面でもよく、ピストンの頂面から離間するほどピストンの中心軸からなだらかに離間していく曲面としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関のピストンを示す模式的な底面図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関のピストンを示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関のピストンを示す模式的な斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関のピストンを示す模式的な斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関のピストンを示す模式的な斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関のピストンを示す模式的な斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる内燃機関のピストンを示す模式的な底面図である。
【図８】本発明の第２実施形態にかかる内燃機関のピストンを示す模式的な断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態にかかる内燃機関のピストンを示す模式的な斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかる内燃機関のピストンを示す模式的な斜視図である。
【図１１】従来の技術を説明する図であって、従来のピストンを示す模式的な断面図である。
【図１２】ピストンピンの圧入作業について説明する図である。
【図１３】ピストンピンの圧入作業について説明する図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    ピストン
２    ピストンクラウン
３    ピンボス
３１  一方のピンボス
３２  他方のピンボス
４    ピン孔
５    平面
６    傾斜面
６ａ  平面
６ｂ  突起
７    平面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2007071159.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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