ピストンにコネクティングロッドを装着し回転可能に軸支する方法
本発明は、ピストン１にコネクティングロッド２を装着し回転可能に軸支する方法に関する。ピストン１は、同様のベアリング表面を備えるコネクティングロッド２の端部２ａに回転可能に係合する湾曲したベアリング表面を有するベアリング部材３を備える。ベアリング部材３は、コネクティングロッド２の側に切欠き３ａを備えるリング状の形状を有する。コネクティングロッドの端部２ａは、ピストン１内へ切欠き３ａを通して所定位置に配置され、所定位置では、コネクティングロッド２の端部２ａ及びベアリング部材３が、互いに略垂直にある。次いで、コネクティングロッド２の端部２ａがベアリング部材３に接触するように、コネクティングロッド２若しくはピストン１が更に移動される。その後、相互のベアリング表面が合わされ、互いに略対応するようにするように、コネクティングロッド２及びピストン１の間の相対回転移動によってコネクティングロッド２の端部２ａ及びベアリング部材３が最終位置に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルによるピストンにコネクティングロッドを装着し回転可能に軸支する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンにおけるピストンとクランクシャフトの間の力の伝達路には、典型的には、コネクティングロッドが配置され、コネクティングロッドの一端は、エンジンのクランクシャフトに回転可能に取り付けられ、他端は、ピストンピンによりピストンに回転可能にそれぞれ取り付けられる。この構造は、ピストンピントピストンの間のベアリング表面と共に、コネクティングロッドの上端とピストンピンのベアリング表面を含む。ピストンピン上の曲げ荷重の大部分は、シリンダ内のガス力に由来し、クランク機構からのイナーシャや横力からは少ない。より高いシリンダ出力及びより高いシリンダ最大圧力により、燃焼からの増加した曲げガス力への増加したベアリング表面積に対する必要性がある。増加したシリンダ圧は、ベアリング表面上に上半分に最も影響する。しかし、下半分のベアリング上のベアリング荷重は、シリンダ圧と共に増加しないが、ピストン重力及びエンジン上のより高い速度と共に増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ベアリング面積を増加する既知の解決策は、コネクティングロッドの上端で球形のベアリング表面を利用することである。これにより、コネクティングロッドの上端は、ピストン内部に配置されるベアリング表面に直接、回転可能に軸支され、別のピストンピンは不要となる。湾曲したベアリング表面の領域は、円筒形のものよりも幅が広く、増加したシリンダ圧の利用を可能とする。この種の従来の解決策の欠点は、コネクティングロッドの上端の増加した重量であり、これにより、コネクティングロッドは、補強されなければならず、エンジンの平衡度は、増加されなければならない。先行の解決策は、また、複雑であり、実装が面倒で時間がかかる。
【０００４】
本発明の目的は、エンジン及びその実装において適用可能であり、ピストンにコネクティングロッドを回転可能に軸支するために湾曲したベアリング表面を利用する新規の解決策を提供し、先行の解決策の欠点を最小化することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、請求項１又は他の請求項に開示されるように実質的に満たすことができる。
【０００６】
本発明の基本的な考えは、湾曲したベアリング表面を新しい態様で利用することであり、利用される設計及び寸法は、コネクティングロッドの端部及びピストン並びにその内部のベアリング部材と共に簡易で迅速な実装を可能とする。
【０００７】
本発明によれば、ピストンは、同様のベアリング表面を備える前記コネクティングロッドの端部に回転可能に係合する湾曲したベアリング表面を有するベアリング部材を備える。ベアリング部材は、前記コネクティングロッドの側に切欠きを備えるリング状の形状を有する。コネクティングロッドの端部は、ピストン内へ切欠きを通して所定位置に配置され、所定位置では、コネクティングロッドの端部及びベアリング部材が、互いに略垂直にある。次いで、コネクティングロッドの端部がベアリング部材に接触するように、コネクティングロッド２若しくはピストン１が更に移動される。その後、相互のベアリング表面が合わされ、互いに略対応するようにするように、コネクティングロッド及びピストンの間の相対回転移動によってコネクティングロッドの端部及びベアリング部材が最終位置に配置される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１ａ】本発明によるピストンに回転可能に軸支されるコネクティングロッドの装着の第１段階を示す図。
【図１ｂ】図１ａのＡ−Ａ断面図。
【図２ａ】本発明によるピストンに回転可能に軸支されるコネクティングロッドの装着の第２段階を示す図。
【図２ｂ】図２ａのＢ−Ｂ断面図。
【図３ａ】図１ａ及び図１ｂによる実装の第１段階の原理を３次元バージョンとして示す図。
【図３ｂ】図２ａ及び図２ｂによる実装の第２段階の原理を３次元バージョンとして示す図。
【図４】図２ｂのビューに対応し、実装の最終段階を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
各図では、参照符合１は、エンジンのピストンを指し、ピストンは、コネクティングロッド２の端部２ａを回転可能に軸支するためにピストン１の内部に配置されたベアリング部材３を備える。ベアリング部材３は、リング状の部品であり、コネクティングロッド２の側に位置する切欠き３ａを有する。図面を参照して、ピストン１に軸支されるコネクティングロッド２の実装は次の通り行われる。
【００１０】
コネクティングロッド２の端部２ａ及びベアリング部材３を備えるピストン１の相互の回転位置は、端部２ａがベアリング部材に対して凡そ直角なるように配置される（即ち、図１ａ，１ｂ，３ａ）即ち、コネクティングロッド２の端部２ａの回転軸５は、ベアリング部材３の曲率の軸６に関して直角である。本発明の観点から、原理上、コネクティングロッド２とピストン１のどちらの部品が回転されるかは重要でない。実際、コネクティングロッドが既にエンジンのクランクシャフト上に実装されている場合、ピストン１をコネクティングロッド２に対して回転する方が逆よりも容易である。この部品の相互位置では、コネクティングロッド２の端部２は、ベアリング部材３の切欠き３ａを通って取り込まれる。同様に、実際には、ピストン１は、好ましくは、コネクティングロッド２の端部２ａが、図１ａ及び３ａに示すように、ベアリング部材３と接触するように、コネクティングロッド２に対して移動される。
【００１１】
第２段階では、ベアリング部材３のベアリング表面及び端部２ａは、図１ａ，２ａ、３ｂに示すように、ピストン１とコネクティングロッド２の間の相互の相対回転移動により、位置合わせ（アライン）される。実際、ピストン１は、ベアリング部材３と共に、好ましくは、図２ａ、２ｂ、３ｂ、４に示すような相互位置に到達するように、コネクティングロッド２に対して回転される。この位置では、軸５，６も一致する。次いで、実装を完了するために、ロック部材４は、図４に示すように、ピストン１内に挿入される。ロック部材４は、エンジンの動作中、コネクティングロッド２の対してその長手軸まわりのピストンの回転を防止する。
【００１２】
図４は、また、別の部品及び要素の寸法を示す。従って、ベアリング部材３の幅は、その全体の外周が、実装後にコネクティングロッド２の端部２ａの回転軸５の位置で、ピストン１の長手軸の断面内で多くて１８０度をカバーするように、寸法決定される。従って、コネクティングロッド２の端部２ａは、その湾曲したベアリング表面の両側で平らな側面２ｂが存在するように（図参照）、形成される。これにより、湾曲した表面は、ピストンピンとの接続で利用される円筒形のものよりも非常に幅広くなることができる。しかし、ベアリング部材３は、球形のベアリング表面よりも製造が容易であり、ピストン１の下部で切欠き３ａを通るコネクティングロッド２の端部２ａの挿入を可能とする（図１ａ，３ａ参照）。この目的のため、切欠き３ａは、当該挿入を可能とするように、同様に寸法決定されるべきである。実際、切欠き３ａは、好ましくは、その回転軸５の方向でコネクティングロッド２の端部２ａの幅に凡そ対応するように寸法決定されてもよい（図１ａ，３ａ参照）。この場合、切欠き３ａに隣接する構造の下側部分の相互のベアリング表面は、エンジンの動作から生まれる慣性力及びクランク力を受けるのに依然として十分である。これらの力は、好ましくは、コネクティングロッド２の重量を減少するために、コネクティングロッドの端部に、いくらかの材料を機械加工で除去することにより、除去部２ｃを設けることによって、低減されることができる。
【００１３】
図は、本発明の原理を示すだけである。従って、本発明は、示された実施例に限定されず、変更は、本発明の考え方の範囲内で実現可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルによるピストンにコネクティングロッドを装着し回転可能に軸支する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンにおけるピストンとクランクシャフトの間の力の伝達路には、典型的には、コネクティングロッドが配置され、コネクティングロッドの一端は、エンジンのクランクシャフトに回転可能に取り付けられ、他端は、ピストンピンによりピストンに回転可能にそれぞれ取り付けられる。この構造は、ピストンピントピストンの間のベアリング表面と共に、コネクティングロッドの上端とピストンピンのベアリング表面を含む。ピストンピン上の曲げ荷重の大部分は、シリンダ内のガス力に由来し、クランク機構からのイナーシャや横力からは少ない。より高いシリンダ出力及びより高いシリンダ最大圧力により、燃焼からの増加した曲げガス力への増加したベアリング表面積に対する必要性がある。増加したシリンダ圧は、ベアリング表面上に上半分に最も影響する。しかし、下半分のベアリング上のベアリング荷重は、シリンダ圧と共に増加しないが、ピストン重力及びエンジン上のより高い速度と共に増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ベアリング面積を増加する既知の解決策は、コネクティングロッドの上端で球形のベアリング表面を利用することである。これにより、コネクティングロッドの上端は、ピストン内部に配置されるベアリング表面に直接、回転可能に軸支され、別のピストンピンは不要となる。湾曲したベアリング表面の領域は、円筒形のものよりも幅が広く、増加したシリンダ圧の利用を可能とする。この種の従来の解決策の欠点は、コネクティングロッドの上端の増加した重量であり、これにより、コネクティングロッドは、補強されなければならず、エンジンの平衡度は、増加されなければならない。先行の解決策は、また、複雑であり、実装が面倒で時間がかかる。
【０００４】
本発明の目的は、エンジン及びその実装において適用可能であり、ピストンにコネクティングロッドを回転可能に軸支するために湾曲したベアリング表面を利用する新規の解決策を提供し、先行の解決策の欠点を最小化することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、請求項１又は他の請求項に開示されるように実質的に満たすことができる。
【０００６】
本発明の基本的な考えは、湾曲したベアリング表面を新しい態様で利用することであり、利用される設計及び寸法は、コネクティングロッドの端部及びピストン並びにその内部のベアリング部材と共に簡易で迅速な実装を可能とする。
【０００７】
本発明によれば、ピストンは、同様のベアリング表面を備える前記コネクティングロッドの端部に回転可能に係合する湾曲したベアリング表面を有するベアリング部材を備える。ベアリング部材は、前記コネクティングロッドの側に切欠きを備えるリング状の形状を有する。コネクティングロッドの端部は、ピストン内へ切欠きを通して所定位置に配置され、所定位置では、コネクティングロッドの端部及びベアリング部材が、互いに略垂直にある。次いで、コネクティングロッドの端部がベアリング部材に接触するように、コネクティングロッド２若しくはピストン１が更に移動される。その後、相互のベアリング表面が合わされ、互いに略対応するようにするように、コネクティングロッド及びピストンの間の相対回転移動によってコネクティングロッドの端部及びベアリング部材が最終位置に配置される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１ａ】本発明によるピストンに回転可能に軸支されるコネクティングロッドの装着の第１段階を示す図。
【図１ｂ】図１ａのＡ−Ａ断面図。
【図２ａ】本発明によるピストンに回転可能に軸支されるコネクティングロッドの装着の第２段階を示す図。
【図２ｂ】図２ａのＢ−Ｂ断面図。
【図３ａ】図１ａ及び図１ｂによる実装の第１段階の原理を３次元バージョンとして示す図。
【図３ｂ】図２ａ及び図２ｂによる実装の第２段階の原理を３次元バージョンとして示す図。
【図４】図２ｂのビューに対応し、実装の最終段階を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
各図では、参照符合１は、エンジンのピストンを指し、ピストンは、コネクティングロッド２の端部２ａを回転可能に軸支するためにピストン１の内部に配置されたベアリング部材３を備える。ベアリング部材３は、リング状の部品であり、コネクティングロッド２の側に位置する切欠き３ａを有する。図面を参照して、ピストン１に軸支されるコネクティングロッド２の実装は次の通り行われる。
【００１０】
コネクティングロッド２の端部２ａ及びベアリング部材３を備えるピストン１の相互の回転位置は、端部２ａがベアリング部材に対して凡そ直角なるように配置される（即ち、図１ａ，１ｂ，３ａ）即ち、コネクティングロッド２の端部２ａの回転軸５は、ベアリング部材３の曲率の軸６に関して直角である。本発明の観点から、原理上、コネクティングロッド２とピストン１のどちらの部品が回転されるかは重要でない。実際、コネクティングロッドが既にエンジンのクランクシャフト上に実装されている場合、ピストン１をコネクティングロッド２に対して回転する方が逆よりも容易である。この部品の相互位置では、コネクティングロッド２の端部２は、ベアリング部材３の切欠き３ａを通って取り込まれる。同様に、実際には、ピストン１は、好ましくは、コネクティングロッド２の端部２ａが、図１ａ及び３ａに示すように、ベアリング部材３と接触するように、コネクティングロッド２に対して移動される。
【００１１】
第２段階では、ベアリング部材３のベアリング表面及び端部２ａは、図１ａ，２ａ、３ｂに示すように、ピストン１とコネクティングロッド２の間の相互の相対回転移動により、位置合わせ（アライン）される。実際、ピストン１は、ベアリング部材３と共に、好ましくは、図２ａ、２ｂ、３ｂ、４に示すような相互位置に到達するように、コネクティングロッド２に対して回転される。この位置では、軸５，６も一致する。次いで、実装を完了するために、ロック部材４は、図４に示すように、ピストン１内に挿入される。ロック部材４は、エンジンの動作中、コネクティングロッド２の対してその長手軸まわりのピストンの回転を防止する。
【００１２】
図４は、また、別の部品及び要素の寸法を示す。従って、ベアリング部材３の幅は、その全体の外周が、実装後にコネクティングロッド２の端部２ａの回転軸５の位置で、ピストン１の長手軸の断面内で多くて１８０度をカバーするように、寸法決定される。従って、コネクティングロッド２の端部２ａは、その湾曲したベアリング表面の両側で平らな側面２ｂが存在するように（図参照）、形成される。これにより、湾曲した表面は、ピストンピンとの接続で利用される円筒形のものよりも非常に幅広くなることができる。しかし、ベアリング部材３は、球形のベアリング表面よりも製造が容易であり、ピストン１の下部で切欠き３ａを通るコネクティングロッド２の端部２ａの挿入を可能とする（図１ａ，３ａ参照）。この目的のため、切欠き３ａは、当該挿入を可能とするように、同様に寸法決定されるべきである。実際、切欠き３ａは、好ましくは、その回転軸５の方向でコネクティングロッド２の端部２ａの幅に凡そ対応するように寸法決定されてもよい（図１ａ，３ａ参照）。この場合、切欠き３ａに隣接する構造の下側部分の相互のベアリング表面は、エンジンの動作から生まれる慣性力及びクランク力を受けるのに依然として十分である。これらの力は、好ましくは、コネクティングロッド２の重量を減少するために、コネクティングロッドの端部に、いくらかの材料を機械加工で除去することにより、除去部２ｃを設けることによって、低減されることができる。
【００１３】
図は、本発明の原理を示すだけである。従って、本発明は、示された実施例に限定されず、変更は、本発明の考え方の範囲内で実現可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンにコネクティングロッドを装着し回転可能に軸支する方法であって、
前記ピストンは、同様のベアリング表面を備える前記コネクティングロッドの端部に回転可能に係合する湾曲したベアリング表面を有するベアリング部材を備え、前記ベアリング部材は、前記コネクティングロッドの側に切欠きを備えるリング状の形状を有し、
当該方法は、
前記コネクティングロッドの端部を前記ピストン内へ前記切欠きを通して所定位置に配置する段階であって、前記所定位置では、前記コネクティングロッドの端部及び前記ベアリング部材が、互いに略垂直にある、段階と
前記コネクティングロッドの端部が前記ベアリング部材に接触するように、前記コネクティングロッド若しくは前記ピストンを更に移動する段階と、
相互のベアリング表面が合わされ、互いに略対応するようにするように、前記コネクティングロッド及び前記ピストンの間の相対回転移動によって前記コネクティングロッドの端部及び前記ベアリング部材を最終位置に配置する段階とを含む、方法。
【請求項２】
前記最終位置に配置する段階では、前記ピストンは、前記ベアリング部材と共に、前記コネクティングロッドの端部に関して軸まわりに約９０度回転される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ベアリング部材の幅は、その全体の外周が、実装後に前記コネクティングロッドの端部の回転軸の位置で、前記ピストンの長手軸の断面内で多くて１８０度をカバーするように、寸法決定される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記切欠きの幅は、回転軸方向で前記コネクティングロッドの端部の幅と略対応するように、寸法決定される、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記コネクティングロッドの端部に対して前記ベアリング部材を適切に位置付けた後、ロック手段は、前記コネクティングロッドの端部と前記ピストンとの間の相互の回転運動を防止するために、前記コネクティングロッドの端部の側面に係合する前記ピストン内に挿入される、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記コネクティングロッドの端部は、前記湾曲したベアリング表面の双方で装着後に前記ピストンの長手軸に平行に延在する平らな側面が存在するように、形成される、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
装着前に、材料が、前記コネクティングロッドの端部の一方側から機械加工で削られて、軽量化される、請求項６に記載の方法。
【請求項１】
ピストンにコネクティングロッドを装着し回転可能に軸支する方法であって、
前記ピストンは、同様のベアリング表面を備える前記コネクティングロッドの端部に回転可能に係合する湾曲したベアリング表面を有するベアリング部材を備え、前記ベアリング部材は、前記コネクティングロッドの側に切欠きを備えるリング状の形状を有し、
当該方法は、
前記コネクティングロッドの端部を前記ピストン内へ前記切欠きを通して所定位置に配置する段階であって、前記所定位置では、前記コネクティングロッドの端部及び前記ベアリング部材が、互いに略垂直にある、段階と
前記コネクティングロッドの端部が前記ベアリング部材に接触するように、前記コネクティングロッド若しくは前記ピストンを更に移動する段階と、
相互のベアリング表面が合わされ、互いに略対応するようにするように、前記コネクティングロッド及び前記ピストンの間の相対回転移動によって前記コネクティングロッドの端部及び前記ベアリング部材を最終位置に配置する段階とを含む、方法。
【請求項２】
前記最終位置に配置する段階では、前記ピストンは、前記ベアリング部材と共に、前記コネクティングロッドの端部に関して軸まわりに約９０度回転される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ベアリング部材の幅は、その全体の外周が、実装後に前記コネクティングロッドの端部の回転軸の位置で、前記ピストンの長手軸の断面内で多くて１８０度をカバーするように、寸法決定される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記切欠きの幅は、回転軸方向で前記コネクティングロッドの端部の幅と略対応するように、寸法決定される、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記コネクティングロッドの端部に対して前記ベアリング部材を適切に位置付けた後、ロック手段は、前記コネクティングロッドの端部と前記ピストンとの間の相互の回転運動を防止するために、前記コネクティングロッドの端部の側面に係合する前記ピストン内に挿入される、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記コネクティングロッドの端部は、前記湾曲したベアリング表面の双方で装着後に前記ピストンの長手軸に平行に延在する平らな側面が存在するように、形成される、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
装着前に、材料が、前記コネクティングロッドの端部の一方側から機械加工で削られて、軽量化される、請求項６に記載の方法。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【図１ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【公表番号】特表２０１２−５３１５６３（Ｐ２０１２−５３１５６３Ａ）
【公表日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１６８０８（Ｐ２０１２−５１６８０８）
【出願日】平成２２年６月４日（２０１０．６．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＩ２０１０／０５０４６０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／００１０１７
【国際公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（５０３１２９９０３）ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア (73)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月４日（２０１０．６．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＩ２０１０／０５０４６０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／００１０１７
【国際公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（５０３１２９９０３）ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア (73)
【Ｆターム（参考）】
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