CN100344885C - 拼合式连杆 - Google Patents

Abstract

一种拼合式连杆，它能够防止在断裂和分裂时出现剥落和脱落的问题，确保了在断裂之后的对准精度，降低了加工凹槽所需的加工时间并且改善了加工精度。该拼合式连杆100包括在大端部分101e的曲柄销孔101d的内圆周表面上形成的一个凹部106。在凹部106的底部处还形成有断裂起始点凹槽105。

Description

拼合式连杆

技术领域

本发明涉及一种拼合式连杆，其中使经过表面硬化处理的大端部分断裂并且分裂成杆部和帽部，而且在使各部分的断裂表面保持对准的同时采用连接螺栓将杆部和帽部重新连接。

背景技术

在将大端部分断裂并且分裂成杆部和帽部时，这种拼合式连杆可以设有用于开始断裂的断裂起始点凹槽。例如，如图1A和图1B中所示，曾经提出一种具有一对断裂起始点凹槽51的结构，这些凹槽沿着开有槽的大端部分50的曲柄销孔50a的轴中心方向延伸并且形成于曲柄销孔50a的内圆周表面上(例如，参见美国专利NO.4569109)。

另一方面，当使大端部分50断裂并分离时，断裂表面如图2A和图2B中所示从断裂起始点凹槽51沿着由箭头X和Y所示的路径围绕着螺栓孔前进，并且这些路径在外壁部分Z处彼此相交。

但是，如果断裂表面在沿着由箭头X和Y所示的路径前进的同时偏离，则断裂表面不能在相同平面上彼此相交在外壁部分Z处，从而造成高度差和裂纹。这会引起断裂表面剥落或脱落，这在发动机正在工作的同时会损坏发动机部件，从而引起发动机故障。

提高断裂起始点凹槽底部的应力强度系数可以有效防止出现剥落或脱落的问题。因此，如图3所示，可以增加断裂起始点凹槽51的凹槽深度L2并且提高凹槽深度L2与断裂起始点凹槽51和螺栓孔50b的边缘之间的最短距离L1的比值。

但是，增加断裂起始点凹槽51的凹槽深度L2会产生在下面段落中所述的许多问题。

首先，当对连杆实施表面硬化处理例如渗碳处理时，渗碳不会到达断裂起始点凹槽的底部，并且在底部处的表面硬化层会较浅。因此，断裂起始点不能被充分硬化，因此该表面会很容易转变成具有韧性断口的表面，并且在断裂之后杆部和帽部之间的对准精确度会降低。

第二，由于凹槽变得更深，机加工凹槽所需要的加工时间增加，并且更难以精确地控制凹槽深度。该问题在采用激光进行凹槽机加工时变得尤为突出。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的优选实施例提供了一种拼合式连杆，该连杆能够防止在断裂/分裂期间出现例如剥落或脱落的问题，并且确保了在断裂之后的对准精确度，因此进一步缩短了加工凹槽所需要的加工时间并且提高了加工精度。

根据本发明的一个优选实施例，拼合式连杆包括：曲柄销孔；在曲柄销孔的内圆周表面上形成的凹部和在凹部的底部处形成的断裂起始点凹槽；其中，所述断裂起始点凹槽的宽度小于所述凹部的宽度；所述断裂起始点凹槽包括：与预定断裂面的角度为0度至10度的基本上平行的壁，和将所述基本上平行的壁连接在一起并且形成半径为R的弧形的底面。

本发明的各优选实施例的拼合式连杆优选的是通过锻造、铸造或烧结形成的无螺母型连杆。

优选的是，断裂起始点凹槽的宽度小于凹部的宽度。

还优选的是，凹部如此形成，即，使底部处于这样一个位置处，在该位置处，断裂起始点凹槽的深度与从断裂起始点凹槽的开口到螺栓孔的最短距离的比值为70％或更大。

本发明的一个优选实施例还优选地包括一个设在曲柄销孔的内圆周表面上的轴承锁紧凹槽，其中凹部形成于一个与设在曲柄销孔的内圆周表面上的轴承锁紧凹槽相对的位置处。

该轴承锁紧凹槽最好包括一对位于沿着曲柄销孔的内圆周表面的圆周方向偏离的位置处的凹形部分。

还优选的是，凹部沿着内圆周表面的圆周方向的宽度小于轴承锁紧凹槽的这对凹形部分沿着内圆周表面的圆周方向的宽度。

还优选的是，在曲柄销孔的内圆周表面上形成有一对断裂起始点凹槽。

该凹部最好包括一对倾斜部分。

凹部的倾斜部分最好形成用于引导插入到曲柄销孔中的对分的轴承金属元件的斜面。

在各个优选实施例中，凹部的每个倾斜部分具有弯曲形状和隆起的圆形中的一种形状。

还优选的是，凹部在其一个上角部中具有凹形形状，或者在其上角部中具有直线形状。

还有，凹部的内角最好为90度至120度。

还优选的是，断裂起始点凹槽的上、下内表面如此形成，从而相对于从曲柄销孔的轴中心穿过在这对断裂起始点凹槽的底面上的底部的预定断裂面的角度为0度至10度。

还有，优选的是，凹部的横断面大于断裂起始点凹槽的横断面。

还优选的是，从曲柄销孔的内圆周表面到底面的底部的深度H和半径R如此设定，从而比值H/R为1.0至10.0。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种发动机，该发动机包括根据上述本发明优选实施例中的任一个的拼合式连杆。

根据本发明的再一个优选实施例，提供了一种汽车，该汽车包括根据上述本发明优选实施例中的任一个的拼合式连杆。

根据本发明的又一个优选实施例，提供了一种形成拼合式连杆的方法，该方法包括：提供一连杆；在连杆中形成一曲柄销孔；在曲柄销孔的内圆周表面上形成一凹部，该凹部包括一底部；以及在所述凹部的底部处形成一断裂起始点凹槽；对该拼合式连杆进行表面硬化处理；将该拼合式连杆断裂并且分裂成一个杆部和一个帽部，以在杆部和帽部上都形成断裂面；通过使两个断裂面相互接触而使被断裂并且分裂开的杆部和帽部相互对准；以及通过连接螺栓将杆部和帽部连接在一起；其中，通过借助线切割进行刻槽来形成一对断裂起始点凹槽。

优选的是，所述断裂起始点凹槽是在于所述曲柄销孔的内圆周表面上形成凹部之后形成的。

另外，该凹部优选地通过对在曲柄销孔的内圆周表面和断裂起始点凹槽之间的上、下角部进行斜切而形成。

该凹部优选地通过机加工、锻造、铸造和烧结中的一种方法形成。

从参照附图对优选实施例进行的以下详细说明中将更加了解本发明的其它特征、要素、特点、步骤和优点。

附图说明

图1A为传统的常见拼合式连杆的主视图；

图1B为图1A中所示拼合式连杆沿着I-I线的剖视图；

图2A是显示出在传统断裂面上的断裂前进路径的视图；

图2B为一侧视图，显示出在传统的断裂/分裂中的断裂前进路径的相交部分；

图3为传统的常见拼合式连杆的断裂起始点凹槽的放大图；

图4为根据本发明第一优选实施例的拼合式连杆的主视图；

图5为图4所示拼合式连杆的大端部分的剖视图；

图6A为大端部分的断裂起始点凹槽的放大图，用来说明凹部的倾斜角度；

图6B为大端部分的断裂起始点凹槽的放大图，用于说明凹部的开口宽度；

图7是显示出断裂并分裂大端部分的方法的视图；

图8是显示出断裂起始点凹槽的深度和剥落发生率之间的关系的视图；

图9是显示出本发明第一优选实施例的断裂起始点凹槽的角度的一个改进实施例的视图；

图10是显示出本发明第一优选实施例的凹部的开口宽度的一个改进实施例的视图；

图11A是显示出第一优选实施例的一个改进实施例并且显示出其中凹部的斜面是弯曲的实施例的视图；

图11B是显示出第一优选实施例的一个改进实施例并且显示出其中凹部的斜面具有隆起的圆形形状的实施例的视图；

图12是显示出第一优选实施例的一个改进实施例并且显示出其中凹部的倾斜角度大约为90度的实施例的视图；

图13A是显示出第一优选实施例的一个改进实施例并且显示出其中凹部的上角部的斜面是弯曲的实施例的视图；

图13B是显示出第一优选实施例的一个改进实施例并且显示出其中凹部的上角部的斜面为直线的实施例的视图；

图13C是显示出第一优选实施例的一个改进实施例并且显示出其中凹部的上角部的倾斜角度大约为90度的实施例的视图；

图13D是显示出第一优选实施例的一个改进实施例并且显示出其中凹部的上角部的倾斜角具有隆起的圆形形状的实施例的视图；

图14A是显示出根据本发明第二优选实施例的拼合式连杆的视图；

图14B为图14A中所示拼合式连杆沿着XI-XI线的剖视图；

图15为显示出图14A和14B中所示拼合式连杆的大端部分的视图；

图16A为大端部分的左断裂起始点凹槽的放大图；

图16B为大端部分的右断裂起始点凹槽的放大图；

图17为根据本发明第三优选实施例的拼合式连杆的大端部分的断裂起始点凹槽的放大图；以及

图18显示出第三优选实施例的一个改进实施例。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的实施例进行说明。

第一优选实施例

图4至7显示出根据本发明第一实施例的拼合式连杆的断裂/分裂结构，图4为拼合式连杆的主视图，图5为该拼合式连杆的大端部分的剖视图，图6A为大端部分的断裂起始点凹槽的放大图，用于说明凹部的倾斜角度，图6B为大端部分的断裂起始点凹槽的放大图，用于说明凹部的开口部分，并且图7说明了断裂并且分开大端部分的方法。

在这些附图中，参考标号100表示当前实施例的拼合式连杆，该连杆优选的是一种通过锻造、铸造或烧结形成的无螺母型连杆。该拼合式连杆100设有一个位于杆体101a的一个端部处并具有活塞销孔101b的小端部分101c和位于另一个端部处的具有曲柄销孔101d的大端部分101e。

大端部分101e设有台肩101f，这些台肩从与杆体101a相连的连接部分向右并且向左延伸，而且曲柄销孔101d在位于两个台肩101f之间的中心上形成。另外，从上侧延伸至大端部分101e的顶侧附近的螺栓孔101g形成在台肩101f中。

对包括成一体的并且形成一个单个的整体结构元件的杆部102和帽部103的整个拼合式连杆100进行表面硬化处理，例如渗碳和回火处理。在表面硬化处理之后，沿着预定的断裂面(图中的直线A)使拼合式连杆100的大端部分101e断裂并且分裂成杆部102和帽部103。如图7中所示，通过将拼合式连杆100安置在基座110上、将可以沿着直径方向运动的滑动件111插入到大端部分101e的曲柄销孔101d中并且在楔形件112中驱动，从而将连杆断裂并且分裂成杆部102和帽部103。

然后，通过使这两个断裂面相互接触来使这些断裂并且分裂开的杆部102和帽部103相互对准，然后通过装配在相应的螺栓孔101g中的连接螺栓104使之连接。

通过表面硬化处理，在拼合式连杆100的外圆周表面上形成具有预定的渗碳深度的表面硬化层。不仅可以采用渗碳和回火的方式，来进行表面硬化处理而且还可以采用渗氮、热喷涂、气相淀积或高频淬火等手段进行。

在曲柄销孔101d的内圆周表面上，形成有一对沿着曲柄销孔101d的轴中心方向延伸的断裂起始点凹槽105。这些断裂起始点凹槽105是通过利用切割、线切割(线切割放电机加工)或采用激光的机加工来进行刻槽的方式或其它适当的方法而形成的，并且沿着一条在位于大端部分101e的杆部102和帽部103之间的预定断裂面(由该图中的直线A表示)和内部圆周表面之间的相交线形成。也就是说，当通过例如线切割形成断裂起始点凹槽105时，将导线放置在曲柄销孔101d的内圆周表面的预定位置附近，并且在该导线和曲柄销孔101d的内圆周表面之间施加脉冲高压。这在导线和曲柄销孔101d的内圆周表面之间产生电晕放电，该放电使得曲柄销孔101d的一部分内圆周表面被刨掉，从而形成断裂起始点凹槽105。

然后，通过斜切在曲柄销孔101d的内圆周表面和断裂起始点凹槽105之间的上、下角部，形成一凹部106，该凹部沿着断裂起始点凹槽105延伸并且具有比断裂起始点凹槽更宽的开口。凹部106优选地与断裂起始点凹槽105一样通过机加工例如线切割形成，或者通过锻造、铸造或烧结或者其它适当的工艺与该拼合式连杆100的模制同时形成。

如图5、图6A和6B中所示，通过按照下述方式进行线性刻槽而形成构成凹部106的倾斜部分106a，即，与从曲柄销孔101d的轴中心a穿过在断裂起始点凹槽105的底面105c上的底部105a的直线A(预定的断裂面)形成的夹角β优选地大约为45度。这使得凹部106的内角为90度。另外，断裂起始点凹槽105的上、下内表面105b按照这样一种方式形成，即，与直线A形成的夹角α为0度，也就是平行于直线A。也就是说，夹角β大于夹角α。另外，当将凹部106的横断面与断裂起始点凹槽105的横断面相比较时，凹部106最好具有更大的横断面。

另外，凹部106优选地具有比断裂起始点凹槽105的开口宽度L3更大的开口宽度L4。这使得构成凹部106的倾斜部分106a可用作在沿着螺栓孔101g的方向将对分的轴承金属(未示出)插入曲柄销孔101d中时的斜面。

这里，将对倾斜部分106a的斜面功能进行说明。在没有向这些角部施加任何斜面时，轴承金属在被装配到曲柄销孔中时接触这些角部。向轴承金属施加金属镀覆例如Sn(锡)镀覆作为防腐层。当该电镀层与通过断裂和分裂开而形成的尖锐角部接触时，一部分镀覆层被削成颗粒并且这些颗粒粘附在断裂面上。粘附的颗粒妨碍了使该拼合式连杆高精度地重新连接。相反，当向这些角部施加斜面时，即当形成凹部106时，一部分镀覆层很难被刨掉，从而使得可以抑制颗粒的产生，而这些颗粒是妨碍高精度地重新连接拼合式连杆的一个因素。

断裂起始点凹槽105的深度L2与从断裂起始点凹槽105的基点(即，在内表面105b和倾斜部分106a之间的边界107)到上述螺栓孔101g的边缘的最短距离L1的比值最好大约为70％或更高。

然后，将对这个优选实施例的操作和效果进行说明。

根据该优选实施例的断裂和分裂结构，形成一对沿着轴中心方向在曲柄销孔101d的内圆周表面上延伸的断裂起始点凹槽105，在断裂起始点凹槽105和曲柄销孔101d的内圆周表面之间，在上、下角部中形成倾斜部分106a，并且形成具有比断裂起始点凹槽105的开口宽度L3更大的开口宽度L4的凹部106。换句话说，由凹部106和直线A形成的角度β优选地大于由断裂起始点凹槽106形成的角度α。因此，可以相对于作为起始点的曲柄销孔101d的内圆周表面将断裂起始点凹槽105的深度L2与从断裂起始点凹槽105的基点到螺栓孔101g的边缘的最短距离L1的比值设置得更大，并且通过表面硬化处理可靠地形成直到断裂起始点凹槽105的底部105a的硬化层。这使得能够增大在断裂起始点凹槽105的底部105a处的应力强度系数，以便避免在断裂和分裂时出现剥落或脱落，并且避免由于在发动机运行时的掉落而出现故障例如损坏或燃烧。

另外，由于可以将具有足够大的厚度的表面硬化层固定在断裂起始点凹槽105的底部105a处，所以可以增强在断裂起始点处的脆性。这降低了在断裂面上产生剥落或脱落的可能性，因此在断裂之后可以精确地重新连接杆部102和帽部103的断裂面。

如上所述，通过在位于上述断裂起始点凹槽105的曲柄销孔101d的内圆周表面上的上、下角部中形成倾斜部分106a来形成宽的凹部106。通过采用除起始点凹槽加工方法(例如锻造、铸造、烧结或者机加工，或者其它适合的加工方法)之外的其它方法例如激光或者线切割来首先加工具有大角度β的凹部106，然后加工断裂起始点凹槽105，可以降低断裂起始点凹槽105的深度，并由此减少加工时间。还可以提高加工精度，并且甚至可以通过原先不能用来加工凹部形状的激光加工方法也可以形成包括凹部的断裂起始点凹槽的形状。

该优选实施例优选地将断裂起始点凹槽105相对于直线A的角度α设定为大约0度，并将凹部106相对于直线A的角度β设定为大约45度。结果，可以实施可靠的表面硬化处理直至断裂起始点凹槽105的底部105a，而且不会牺牲断裂性能。角度β可以被优选地设定为大约45度至大约90度，以实现上述优点和效果。

在该优选实施例中，凹部106的开口宽度L4优选地大于断裂起始点凹槽105的开口宽度L3，由此可以极大地增加断裂起始点凹槽105的深度，并可靠地形成直至断裂起始点凹槽105的底部105a的表面硬化层。

断裂起始点凹槽105的深度L2与从断裂起始点凹槽105的起始点至螺栓孔101g的边缘的最小距离L1之间的比值优选地大约是70％或更大。因此，可以提高断裂起始点凹槽105的底部105a的应力强度系数，并可靠地防止剥落和脱落。

图8表示试验的结果，以确定当凹槽深度L2与上述最短距离L1之间的比率变化时剥落的发生率。从图中可以明显看出，当比值L2/L1大约是65％或以下时，剥落的发生率超过大约30％。相反，当比值L2/L1大约是70％或以上时，或者优选地是75％或以上时，剥落的发生率低于约17％。另外，可以理解，当比值L2/L1大约是100％时，也就是将断裂起始点凹槽105的深度设定为到达螺栓孔101g的深度时，剥落的发生率将进一步降低至大约15％。

另外，由于在上述断裂起始点凹槽105的开口处形成宽度更大的凹部106，因此可以首先加工相对于直线A具有大角度β的凹部106，然后加工断裂起始点凹槽105，并减少了窄凹槽的深度，由此缩短了加工时间并提高了加工精度。

该优选实施例优选地将断裂起始点凹槽105相对于直线A的角度α设定为大约0度，但是如图9所示，也可以将断裂起始点凹槽105的角度α设定为例如大约10度，将凹部106的角度β设定为例如大约45度。在这种情况下，也可以与上述优选实施例一样增大断裂起始点凹槽105的深度L2，并可靠地形成直至断裂起始点凹槽105的底部105a的表面硬化层。

此处，角度α超过10度容易使其难以实现脆性断裂，如果角度α超过10度并且进一步加大，则断裂的表面通常转变为具有韧性断口的平面。因此，为了实现上述优点和效果，角度α优选地为大约0度至大约10度。

另外，如图10所示，也可以将断裂起始点凹槽105的角度α设定为大约10度，并且使凹部106的开口宽度L4大于在断裂起始点凹槽105和曲柄销孔101d的内圆周表面的延伸平面之间的相交处的开口宽度L3。同样在这种情况下，可以实现与上述优选实施例同样的优点和效果。

图11A和11B、图12和图13A、13B、13C和13D显示了凹部的改进实施例。在图中，与图6相同的参考标号表示相同的或者等效的元件。

图11A表示形成凹部106的弯曲的倾斜部分106a′的一个实施例，图11B表示其中具有隆起的圆形的倾斜部分106a′、同时凹部106的开口宽度大于断裂起始点凹槽105的开口宽度的一个实施例。另外，图12表示凹部106相对于直线A的角度β优选地为大约90度的一个实施例。

图13A、13B、13C和13D表示由上角部的倾斜部分106a′形成的凹部106的实施例。图13A表示凹部106优选地在上角部中为凹形的实施例，图13B表示凹部106优选地在上角部为直线形的实施例，图13C表示凹部106的角度β优选地为大约90的实施例。另外，图13D表示凹部106为隆起的圆形的实施例。在这些改进实施例中，可以增大断裂起始点凹槽105的深度，并能形成直至断裂起始点凹槽105的底部的表面硬化层。

第二优选实施例

图14A、图14B、图15、图16A和图16B表示根据本发明第二优选实施例的拼合式连杆。在这些图中，与图4和图6相同的参考标号表示相同的或者等效的元件。

该优选实施例中的拼合式连杆200在大端部分101e的曲柄销孔101d的内圆周表面上设有一对断裂起始点凹槽105，并优选地具有与第一优选实施例基本相同的基本结构，因此以下将仅说明不同的部分。

用于定位轴承金属(未显示)和锁定旋转的接合(锁定)凹槽101h优选地设置在曲柄销孔101d的内圆周表面上。设置该接合凹槽101h，以便沿着圆周方向延伸并横跨右断裂起始点凹槽105。也就是，如图14B所示，接合凹槽101h沿圆周方向的宽度大于凹部106的开口宽度L4，将其中一个接合凹槽101h设置为横过断裂表面，并也偏至杆部102一侧，而将另一个接合凹槽101h设置为横过断裂表面并也偏至帽部103一侧，使其可以沿周向锁定轴承金属的旋转。

然后，仅在位于左断裂起始点凹槽105和曲柄销孔101d之间的角部中形成凹部106，而且凹部106的内角优选地大约为120度。也就是，在位于曲柄销孔101d的内圆周表面上的相对位置处形成的断裂起始点凹槽105中，一个断裂起始点凹槽105设置为靠近接合凹槽101h，另一个断裂起始点凹槽105设置在位于接合凹槽101h，101h的相对位置处的凹部106中。

在该优选实施例中，接合凹槽101h优选地在上述曲柄销孔101d的内圆周表面上形成，以便横过右断裂起始点凹槽105，并且仅在左断裂起始点凹槽105中形成凹部106。结果，可以使断裂基本同时地从右和侧断裂起始点凹槽105开始，并防止在断裂表面上发生剥落和脱落。也就是，当形成用于轴承金属的接合凹槽101h时，该接合凹槽侧容易提前开始断裂，在左侧上的断裂容易随后开始断裂。这样导致产生一个问题，即剥落或脱落更容易在提前发生断裂的接合凹槽侧上发生。因此，在左断裂起始点凹槽105中形成凹部106可以使得基本上同时地在右侧和左侧上开始断裂，并由此防止剥落和脱落的问题。

另外，由形成了大约为120度的内角的倾斜部分106a形成的凹部106在左断裂起始点凹槽105中形成。因此，倾斜部分106a起斜面作用，并由此可以在将轴承金属插入曲柄销孔101d中时防止损坏或者插入错误。也就是，当将轴承金属用作曲柄销的轴承时，必须形成接合凹槽101h以定位轴承金属并停止旋转，在这种情况下，必须在位于大端部分的杆部102和帽部103之间的对准面上形成斜面。没有施加这种斜切可能会在插入的时候损坏轴承金属并妨碍准确插入。

另一方面，在拼合式连杆的情况下，杆部102和帽部103之间的对准平面构成断裂表面，因此在断裂和分裂之后难以实施斜切。为此，在断裂和分裂之前实施斜切，但是这样作在斜切中要花费时间并且从成本角度而言是不利的。相反，本发明的该优选实施例允许上述凹部106用作断裂和分裂之后的斜面，由此可以避免斜切的需要。

第三优选实施例

图17表示根据拼合式连杆的第三优选实施例的拼合式连杆的断裂/分裂结构。图4至图6表示相同或者等效的元件。

该优选实施例的拼合式连杆300在大端部分101e的曲柄销孔101d的内圆周表面上设有一对断裂起始点凹槽150。该断裂起始点凹槽105由相对于直线A(预定的断裂平面)形成大约为0度角的壁、也就是基本上平行的壁形成，并包括一个宽度优选地被设定为B1的基本上平行的凹槽150a和一个连接基本平行的壁并且形成半径为R的弧形的底面150b。

此处，从断裂起始点凹槽150的曲柄销孔101d的内圆周表面至底面150b的底部150c的深度H以及半径R按照比率(H/R)优选地为大约1.0至大约10.0的方式来设定。更具体地说，该优选实施例中H/R优选地大约为0.2mm/0.1mm＝2.0或者大约为0.5mm/0.1mm＝5.0。

如上所示，在断裂起始点凹槽150的底面150b上的端部处的应力σmax是：

σmax＝α·σn

并应力集中系数α是：

$\mathrm{\α}=1+2\sqrt{(H/R)}$

其中σn是在距离底面有足够距离的点处的应力。也就是，随着断裂起始点凹槽150的深度H的增加以及底面的半径R的降低，在底面150b的底部150c处的应力集中系数α以及因此在端部的应力σmax增大，这样导致断裂更容易发生。

为了将比值H/R设定为大约1.0至约10.0，该优选实施例优选地对断裂起始点凹槽150采用更大的深度H和更小的半径R。因此，应力集中系数α以及因此在端部的应力增大，使得可以容易和可靠地在大端部分中产生断裂。

当上述比值小于大约1.0时，不可能获得足够的应力集中系数。另一方面，当深度H过大时，渗碳气体等会难以进入凹槽。另外，当采用线切割方法形成断裂起始点凹槽时，也根据可以采用的线直径等而限制了半径R。考虑到这些方面，比值H/R的上限可以考虑为大约10.0。也就是，比值H/R最好为大约1.0至大约10.0。

另外，该优选实施例设定断裂起始点凹槽150由相对于直线A(预定的断裂平面)形成大约为0度的角的壁也就是基本上平行的壁构成，并由宽度优选地被设定为较窄的宽度B1的基本平行的凹槽150a形成。结果，可以减少用于形成断裂起始点凹槽150所需的加工量，容易和快速地采用线切割方法形成凹槽，减少了因为设置断裂起始点凹槽150而在曲柄销孔101d的内圆周表面上减少的面积量，并避免了平面压力因此而增加。

另外，由于断裂起始点凹槽150由基本平行的凹槽150a构成，因此容易检查断裂起始点凹槽150是否按计划形成。

如图18所示，断裂起始点凹槽150也可以按照如下所述的方式形成，即，由构成断裂起始点凹槽150的壁相对于直线A(预定的断裂平面)形成的角度大致是10度或更小。

在这种情况下，深度H相对于半径R的比值(H/R)优选地大约是1.0至大约10.0。这样作使得可以提高应力集中系数α以及由此加大端部处的应力σmax，并容易和可靠地在大端部分中形成断裂。

本发明不限于上述的优选实施例，可以在不脱离本发明的范围的情况下作出各种改变和改动。

本申请以2002年12月26日提交的日本专利申请No.2002-378020和2003年9月8日提交的日本专利申请No.2003-315614为基础，这些专利申请的全部内容在此引入作为参考。

Claims (21)

1.一种拼合式连杆，它包括：

一个曲柄销孔；

在曲柄销孔的内圆周表面上形成的凹部；以及

在所述凹部的底部处形成的断裂起始点凹槽；

其中，所述断裂起始点凹槽的宽度小于所述凹部的宽度；

所述断裂起始点凹槽包括：与预定断裂面的角度为0度至10度的基本上平行的壁，和将所述基本上平行的壁连接在一起并且形成半径为R的弧形的底面。

2.如权利要求1所述的拼合式连杆，其特征为，从曲柄销孔的内圆周表面到底面的底部的深度H和半径R如此设定，即，比值H/R为1.0至10.0。

3.如权利要求1所述的拼合式连杆，其特征为，所述凹部如此形成，从而所述底部处于这样一个位置处，即，所述断裂起始点凹槽的深度与从所述断裂起始点凹槽的开口到螺栓孔的最短距离的比值为70％或更大。

4.如权利要求1所述的拼合式连杆，还包括一个设在曲柄销孔的所述内圆周表面上的轴承锁紧凹槽，其中在一个与设在曲柄销孔的所述内圆周表面上的轴承锁紧凹槽相对的位置处形成所述凹部。

5.如权利要求4所述的拼合式连杆，其特征为，所述轴承锁紧凹槽包括一对位于沿着曲柄销孔的所述内圆周表面的圆周方向偏离的位置处的凹形部分。

6.如权利要求5所述的拼合式连杆，其特征为，所述凹部的沿着所述内圆周表面的圆周方向的宽度小于所述轴承锁紧凹槽的这对凹形部分沿着所述内圆周表面的圆周方向的宽度。

7.如权利要求1所述的拼合式连杆，其特征为，所述拼合式连杆为一种无螺母型连杆，它由锻造材料、铸造材料和烧结材料中的一种制成。

8.如权利要求1所述的拼合式连杆，其特征为，在曲柄销孔的内圆周表面上形成一对断裂起始点凹槽。

9.如权利要求1所述的拼合式连杆，其特征为，所述凹部的内角为90度至120度。

10.如权利要求1所述的拼合式连杆，其特征为，所述断裂起始点凹槽的上、下内表面如此形成，即，相对于从曲柄销孔的轴中心穿过在该对断裂起始点凹槽的底面上的底部的预定断裂面的角度为0度至10度。

11.如权利要求1所述的拼合式连杆，其特征为，所述凹部的横断面大于所述断裂起始点凹槽的横断面。

12.如权利要求1所述的拼合式连杆，其特征为，所述凹部包括一对倾斜部分。

13.如权利要求12所述的拼合式连杆，其特征为，所述倾斜部分形成用于引导插入到曲柄销孔中的对分轴承金属元件的斜面。

14.如权利要求1所述的拼合式连杆，其特征为，所述凹部在其上角部中具有凹形形状。

15.如权利要求1所述的拼合式连杆，其特征为，所述凹部在其上角部中具有直线形状。

16.一种包括如权利要求1所述的拼合式连杆的发动机。

17.一种包括如权利要求1所述的拼合式连杆的汽车。

18.制造如权利要求1所述的拼合式连杆的方法，该方法包括以下步骤：

提供一个连杆；

在连杆中形成一个曲柄销孔；

在曲柄销孔的内圆周表面上形成一凹部，该凹部包括一个底部；以及

在所述凹部的底部形成断裂起始点凹槽；

对该拼合式连杆进行表面硬化处理；

将该拼合式连杆断裂并且分裂成一个杆部和一个帽部，以在杆部和帽部上都形成断裂面；

通过使两个断裂面相互接触而使被断裂并且分裂开的杆部和帽部相互对准；以及

通过连接螺栓将杆部和帽部连接在一起；

其中，通过借助线切割进行刻槽来形成一对断裂起始点凹槽。

19.如权利要求18所述的方法，其特征为，所述断裂起始点凹槽是在于所述曲柄销孔的内圆周表面上形成所述凹部之后形成的。

20.如权利要求18所述的方法，其特征为，通过斜切位于曲柄销孔的内圆周表面和断裂起始点凹槽之间的上、下角部而形成所述凹部。

21.如权利要求18所述的方法，其特征为，所述凹部通过机加工、锻造、铸造和烧结中的一种方法来形成。

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