(57)【要約】【課題】コネクティングロッドの小端部とピストンピンとの間に設けたすべり軸受に生じる磨耗の発生箇所を分散し、磨耗による寿命低下を軽減することが可能なコネクティングロッドとピストンとの連結構造を提供する。【解決手段】コネクティングロッド３の小端部３０内に挿入されたすべり軸受４に、ピストン１に支持されるピストンピン２を挿入することによって、コネクティングロッド３とピストン１とが連結されている。小端部３０は、潤滑油が供給される第１の油孔４３ａ、４３ｂを有し、すべり軸受４は、第１の油孔３０ａと連通可能な第２の油孔４３ａ（または４３ｂ）を有する。第１の油孔３０ａと第２の油孔４３ａ（または４３ｂ）の少なくとも一方は、小端部３０とすべり軸受４とが対向する面の周方向に沿って複数設けられている。すべり軸受４は、小端部３０に対して周方向に相対移動可能に挿入されると共に、小端部３０に対してすべり軸受４の軸線方向への移動を規制する規制部４ａを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コネクティングロッドの小端部内に挿入されたすべり軸受に、ピストンに支持されるピストンピンを挿入することによって、前記コネクティングロッドと前記ピストンとを連結するピストンとコネクティングロッドの連結構造であって、
前記小端部は、潤滑油が供給される第１の油孔を有し、
前記すべり軸受は、前記第１の油孔と連通可能な第２の油孔を有し、
前記第１の油孔と前記第２の油孔の少なくとも一方は、前記小端部と前記すべり軸受とが対向する面の周方向に沿って複数設けられ、
前記すべり軸受は、前記小端部に対して前記周方向に相対移動可能に挿入されると共に、前記小端部に対して前記すべり軸受の軸線方向への移動を規制する規制部を備えることを特徴とするピストンとコネクティングロッドの連結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のピストンとコネクティングロッドの連結構造に関し、詳しくは、ピストンに支持されるピストンピンに、すべり軸受を介してコネクティングロッドの小端部を連結する連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
レシプロ型内燃機関において、シリンダブロック内を往復移動するピストンには、コネクティングロッドの小端部が揺動回転可能に連結されている。このピストンとコネクティングロッドとの連結は、コネクティングロッドの小端部に形成されているピン挿入孔にピストンに支持されるピストンピンを挿通させることによって行う。このようなコネクティングロッドとピストンとの連結構造では、ピストンピンとコネクティングロッドとの摺動摩擦を低減することが望ましいため、コネクティングロッドの小径部とピストンピンとの間に軸受を介在させることが行われている。
【０００３】
特許文献１には、ピストンピンとコネクティングロッドの小端部との間にころ軸受を設けた例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０１６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、内燃機関ではピストンピンに掛かる荷重が大きいため、特許文献１のように、耐荷重性の低いころ軸受を用いた場合には、劣化や破損が生じ易く、十分な寿命を得ることが困難になるという課題がある。そこで、図４に示すようにピストンピンＰとコネクティングロッドＣＲの小端部ＳＥとの間にすべり軸受Ｂを用いことも行われている。すべり軸受Ｂは、荷重を受ける面積が広いため、ころ軸受に比べて高い耐荷重性が得られ、寿命向上も期待できる。
【０００６】
但し、現在の高性能化された内燃機関では、図４に示すように、ピストンピンＰに係る荷重ＦによってピストンピンＰが湾曲し、すべり軸受Ｂの特定の部分に大きな荷重が掛かり、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、すべり軸受Ｂの中の特定の部分（ａ１、ａ２）のみが大きく磨耗する（例えば、１２μm程度以上）という問題が生じる。このような特定の部分の摩耗（偏摩耗）が生じた場合、すべり軸受とピストンピンとのクリアランスが拡大し、内燃機関の駆動中に打音が発生したり、すべり軸受が焼きついたりするという不都合が生じる。
【０００７】
本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、コネクティングロッドの小端部とピストンピンとの間に設けたすべり軸受に生じる磨耗の発生箇所を分散し、すべり軸受の磨耗による寿命低下を軽減することが可能なコネクティングロッドとピストンとの連結構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、コネクティングロッドの小端部内に挿入されたすべり軸受に、ピストンに支持されるピストンピンを挿入することによって、前記コネクティングロッドと前記ピストンとを連結するピストンとコネクティングロッドの連結構造であって、前記小端部は、潤滑油が供給される第１の油孔を有し、前記すべり軸受は、前記第１の油孔と連通可能な第２の油孔を有し、前記第１の油孔と前記第２の油孔の少なくとも一方は、前記小端部と前記すべり軸受とが対向する面の周方向に沿って複数設けられ、前記すべり軸受は、前記小端部に対して前記周方向に相対移動可能に挿入されると共に、前記小端部に対して前記すべり軸受の軸線方向への移動を規制する規制部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コネクティングロッドの小端部に対してすべり軸受が周方向に相対移動可能に挿入されるので、すべり軸受の中で、ピストンピンから大きな力が加えられる部分が周方向に移動する。従って、コネクティングロッドとピストンの連結構造において、コネクティングロッドの小端部とピストンピンとの間に設けたすべり軸受に生じる磨耗の発生箇所を分散することができる。また、コネクティングロッドの小端部は潤滑油が供給される第１の油孔を有する一方、すべり軸受は前記第１の油孔と連通可能な第２の油孔を有し、第１の油孔と第２の油孔の少なくとも一方は、小端部とすべり軸受とが対向する面の周方向に沿って複数設けられているので、すべり軸受が１回転する間に第１の油孔と第２の油孔とが複数回連通し、ピストンピンとコネクティングロッドの小端部とピストンピンとの間に良好な潤滑状態を維持することができ、すべり軸受の磨耗による寿命低下を軽減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態におけるコネクティングロッドとピストンとの連結構造を示す縦断正面図である。
【図２】図１に示すコネクティングロッドの小端部とすべり軸受とを示す斜視図である。
【図３】図２に示すすべり軸受およびその規制部を示す図であり、（ａ）は規制部の初期状態を、（ｂ）は規制部を折り曲げた状態をそれぞれ示している。
【図４】ピストンピンに荷重がかかった状態を示す模式図である。
【図５】すべり軸受の端部における摩耗の発生状態を示す図であり、（ａ）はすべり軸受の正面図、（ｂ）はすべり軸受の拡大縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係るピストンロッドとコネクティングロッドとの連結構造の実施形態を、図１ないし図３を参照しつつ説明する。  
周知のように、内燃機関のピストンは、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに連結されており、ピストンの往復運動は、コネクティングロッドを介してクランクシャフトの回転運動に変換される。図１は、このピストン１と、コネクティングロッド３との連結構造を示す縦断正面図、図２はコネクティングロッド３の一端部（小端部）を示す斜視図である。
【００１２】
図１に示すように、ピストン１には、コネクティングロッド３の小端部３０がピストンピン２によって揺動回転可能に連結されている。また、コネクティングロッド３がピストンピン２に対して揺動回転する際に、ピストンピン２の外周面と小端部３０の内周面との間に生じる摩擦抵抗を低減するため、小端部３０とピストンピン２との間には、すべり軸受４が設けられている。
【００１３】
すべり軸受４は、図２に示すように両端が開口した円筒形状をなし、小端部３０の内周面に圧入される。すべり軸受４の小端部３０への圧入力は、ピストンピン２に対するコネクティングロッド３の揺動回転時に、ピストンピン２から受ける力によってすべり軸受４が小端部３０内で周方向に移動する（回転する）程度の力となっている。
【００１４】
さらに、本実施形態におけるすべり軸受４の左右の開口部４１、４２の端縁には、すべり軸受の軸線方向に沿って外方に突出する規制部４ａが形成されている。この規制部４ａは、すべり軸受４をコネクティングロッド３に圧入した状態ですべり軸受４の左右の開口部４１、４２の端縁より外方に突出するように形成されている。
【００１５】
本実施形態では、すべり軸受４の左右の開口部４１、４２それぞれの端縁に２個ずつ、合計４個の規制部４ａが設けられている。これらの規制部４ａは、すべり軸受４をコネクティングロッド３の小端部３０内に圧入（挿入）した後、図３（ｂ）に示すように、すべり軸受４の径方向へ向けて突出するように屈曲させる。これによって、すべり軸受４の左右の開口部４１、４２の端縁に設けられた規制部４ａが、小端部３０の左右の開口部３１、３２の端縁に当接し、軸線方向への移動を規制する。以上のように、本実施形態におけるすべり軸受４は、コネクティングロッド３の内面において周方向への移動（回転）が可能であり、かつ軸線方向への移動が規制されたものとなっている。
【００１６】
また、コネクティングロッド３の小端部３０には、その周壁を貫通し、かつ周方向に沿った所定の範囲に長孔形状をなす油孔（第１の油孔）３０ａが形成されている。さらに、すべり軸受４の周壁部４０には、その周壁部４０を貫通する複数の油孔（第２の油孔）が形成されている。本実施形態では、一例として、２つの油孔４３ａ、４３ｂ（第２の油孔）が周壁部４０の同一円周上に均等な間隔を介して形成されており、油孔４３ａと４３ｂとは互いに対向するように配置されている。すなわち、油孔４３ａと周壁部４０の中心軸線とを結ぶ線分と、油孔４３ｂと周壁部４０の中心軸線とを結ぶ線分とのなす角度（中心角）がほぼ１８０度となる位置に、油孔４３ａと４３ｂは形成されている。
【００１７】
また、油孔４３ａ、４３ｂは、コネクティングロッド３の小端部３１に形成された第１の油孔３０ａと連通し得る位置に形成されている。すなわち、各油孔４１ａ，４１ｂは、コネクティングロッド３の第１の油孔３０ａと対向する位置、あるいは第１の油孔を周方向に延長した領域と対向し得る位置に形成されている。
【００１８】
上記構成を有するコネクティングロッド３とピストン１との連結構造を備えた内燃機関では、燃焼室内での爆発（燃焼）によってピストン１がシリンダ内を往復移動し、それに伴ってコネクティングロッド３がピストンピン２を中心とした揺動運動を行う。ピストンの往復移動は、コネクティングロッド３の大端部（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）に伝達され、クランシャフトを回転させる。このとき、コネクティングロッド３は、ピストン１に保持されたピストンピン２に対して揺動回転するため、小端部３０内に圧入されたすべり軸受４の内面は、ピストンピン２の外周面に対して摺動し、摩耗する。
【００１９】
特に、近年の高性能化した内燃機関では、筒内圧の増大に伴い、ピストンピン２からすべり軸受４に加わる力は増大する傾向にあり、爆発時には、ピストンピン２からすべり軸受４に対して大きな力が加わる。このため、ピストンピンとすべり軸受との間の相対位置が常に一定に保たれている従来のすべり軸受では、大きな摩擦抵抗が生じる一定の位置のみが著しく摩耗していた。
【００２０】
これに対し、本実施形態におけるピストンとコネクティングロッドの連結構造では、コネクティングロッド３の揺動回転に伴い、すべり軸受４が、コネクティングロッド３の小端部３０の中で周方向に移動できるような圧力で圧入されている。すなわち、コネクティングロッド３の小端部３０が揺動回転する際にピストンピン２からすべり軸受４に加えられる回転方向成分の力に比べ、すべり軸受４と小端部３０との間に生じている摩擦力が小さくなるように、すべり軸受を小端部に圧入している。このため、コネクティングロッド３が揺動回転するに従って、すべり軸受４はコネクティングロッド３の小端部３０内を徐々に回転していく。その結果、すべり軸受４の中で、ピストンピン２から大きな力が加えられる部分、つまり摩耗する部分が周方向へと移動し、すべり軸受における磨耗状態は周方向において分散される。このため、従来のような偏摩耗が抑制される。
【００２１】
また、内燃機関の駆動中、ピストン１には図外のオイルジェットから潤滑油が噴射され、その潤滑油がピストンの内部空間Ｓからコネクティングロッド３の第１の油孔３０ａに侵入する。ここで、第１の油孔３０ａとすべり軸受４に形成された第２の油孔４３ａ（または４３ｂ）が連通状態にある場合には、第１の油孔３０ａに侵入した潤滑油が第２の油孔４３ａ（または４３ｂ）を通過してピストンピン２の外周面に供給される。これにより、ピストンピン２とすべり軸受４との間の潤滑が行われ、コネクティングロッド３の揺動運動が円滑に行われると共に、すべり軸受４の摩耗もさらに低減される。
【００２２】
また、コネクティングロッド３の揺動回転によって、すべり軸受４が小端部３０の中で周方向に相対移動（相対回転）するため、第２の油孔４３ａ（または４３ｂ）が第１の油孔３０ａと連通しない位置へと移動する状態も発生する。しかし、本実施形態では、すべり軸受４に２つの第２の油孔４３ａと４３ｂを相対向する位置に形成すると共に、第１の油孔３０ａを長孔形状に形成している。このため、一方の第２の油孔４３ａ（または４３ｂ）が第１の油孔３０ａとの連通位置から離間したとしても、その後、すべり軸受４が回転することで、他方の第２の油孔４３ｂ（または４３ａ）が第１の油孔３０ａに連通し、ピストンピン２に潤滑油を供給することができる。つまり、すべり軸受３が｛（１８０度）−（第１の油孔の形成角度）｝の角度だけ回転することにより、第１の油孔３０ａと第２の油孔４３ｂ（または４３ａ）とを連通させることができ、すべり軸受が１回転する間に第１の油孔と第２の油孔とが複数回連通することとなる。このように、本実施形態では、小端部３０に対するすべり軸受４の周方向への相対移動によって、第１の油孔３０ａと第２の油孔４３ａ（または４３ｂ）とを異なる組み合わせで連通させることができる。このため、ピストンピン２へのオイルの供給が長期に亘って遮断されることはなく、ピストンピン２とコネクティングロッド３との間に良好な潤滑状態を維持することができる。
【００２３】
さらに、すべり軸受４は、コネクティングロッド３の小端部３０の開口部３１、３２の端縁に係合しており、軸線方向への移動が規制されているため、第１の油孔３０ａと第２の油孔との相対位置が軸線方向にずれることはない。すなわち、すべり軸受４が回転しても、第２の油孔４３ａ、４３ｂが第１の油孔３０ａに連通不能な状態に陥ることはなく、良好な潤滑状態を維持することができる。
【００２４】
（他の実施形態）
上記実施形態では、コネクティングロッドに長孔形状の油孔（第１の油孔）を設け、すべり軸受の複数個所に油孔（第２の油孔）を設けた例を示した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、コネクティングロッドに第１の油孔を複数設け、すべり軸受に単一の油孔を設けてもよいし、コネクティングロッドとすべり軸受の双方に単一または複数の油孔を形成してもよい。また、各油孔の形状は特に限定されない。さらに、すべり軸受に形成する規制部は、すべり軸受の軸線方向への移動を規制するものであればよく、規制部の数、位置などは特に限定されない。
【符号の説明】
【００２５】
１  ピストン
２  ピストンピン
３  コネクティングロッド
４  すべり軸受
４ａ  規制部
３０小端部
３０ａ  第１の油孔
４３ａ、４３ｂ  第２の油孔
【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】
2017180600.tif 000007