JP2000002230A - エンジンのコネクティングロッド構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度向上を簡易な構造で果たすことができる
エンジンのコネクティングロッド構造を提供する。 【解決手段】 立上り壁部１１及びボルト座面部９とが
なす隅部１２の曲率半径を大きい値に設定した。さら
に、立上り壁部１１の高さを小さい値に設定した。隅部
１２の曲率半径を大きい値に設定しているので、ボルト
５の軸力（締付力）や実働時の荷重により、当該隅部１
２に応力集中を招くようなことを抑制できる。さらに、
隅部１２の形状を変えて応力集中を抑制するので、強度
向上を簡易な構造で果たすことができる。さらに、立上
り壁部１１の高さを小さい値に設定しているので、この
分、コネクティングロッド１の軽量化を図ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン等に用い
られるエンジンのコネクティングロッド構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のエンジンのコネクティングロッド
構造の一例として図１８及び図１９に示すものがある。
図１８及び図１９において、コネクティングロッド１の
大端部２は、小端部３（図３参照）に連接するショルダ
部４と、このショルダ部４にボルト５とナット６により
取り付けられるキャップ７とから大略構成されている。

【０００３】ボルト５の頭部８は平面視、略楕円形をな
している。ショルダ部４は、ボルト５の頭部８が当接す
るボルト座面部９と、ボルト座面部９に連接して前記小
端部３側に延びる立上り部１０とから大略構成されてい
る。ボルト座面部９はボルト５の頭部８に略沿う形状を
なしている。立上り部１０におけるボルト座面部９の近
傍には、ボルト座面部９に対して略垂直に立ち上がるよ
うに壁（以下、立上り壁部という。）１１が形成されて
いる。立上り壁部１１は、ボルト５の頭部８の長手方向
の側面部８ａに略沿う形状をなしており、この側面部８
ａに当接してボルト５の回り止めを果たすようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したエ
ンジンのコネクティングロッド構造では、立上り壁部１
１（立上り部１０）及びボルト座面部９とがなす隅部１
２の曲率半径は小さく、ボルト５の軸力（締付力）Ａや
実働時の荷重（慣性力の引張荷重）Ｂにより、当該隅部
１２に応力が集中しやすかった。この応力集中に対して
例えば適切な材質を選択する等の方策で対処している
が、この方策は面倒であり、他の方策が望まれているの
が現状であった。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、コネクティングロッドの強度向上を簡易な構造で果
たすことができるエンジンのコネクティングロッド構造
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
コネクティングロッドの大端部を、小端部に連接するシ
ョルダ部と、該ショルダ部にボルトとナットにより取り
付けられるキャップとから構成したエンジンのコネクテ
ィングロッド構造において、前記ショルダ部の前記ボル
ト用の座面部に連接して前記小端部側に延びる立上り部
と前記ボルトの頭部の側壁部とを前記ボルトの回り止め
可能に当接させると共に、前記立上り部及び前記座面部
とがなす隅部の曲率半径を大きく設定することを特徴と
する。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の構
成において、ボルトは、その頭部が平面視略矩形で、か
つ頭部における前記側壁部を含む軸部側部分が正面視略
円弧状をなすことを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の発明は、コネクティングロ
ッドの大端部を、小端部に連接するショルダ部と、該シ
ョルダ部にボルトとナットにより取り付けられるキャッ
プとから構成したエンジンのコネクティングロッド構造
において、前記ボルトの頭部に凸部を形成し、前記ショ
ルダ部における前記ボルト用の座面部に前記凸部に係合
して前記ボルトの回り止めを行う凹部を形成したことを
特徴とする。

【０００９】請求項４記載の発明は、請求項３記載の構
成において、凸部は、前記ボルトの軸部に連接すること
を特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
のエンジンのコネクティングロッド構造を図１ないし図
３に基づいて説明する。なお、図１８及び図１９に示す
部材、部分と、同等の部材、部分については同一の符号
で示し、その説明は、適宜、省略する。図１ないし図３
に示すように立上り壁部１１（立上り部１０）及びボル
ト座面部９とがなす隅部１２の曲率半径を、上述した従
来技術（図２中、二点鎖線で示す。）に比して大きい値
に設定した。さらに、立上り壁部１１の高さを従来技術
に比して小さい値に設定した。

【００１１】この実施の形態では、隅部１２の曲率半径
を大きい値に設定しているので、ボルト５の軸力（締付
力）や実働時の荷重により、当該隅部１２に応力集中を
招くようなことを抑制できる。この場合、隅部１２の形
状を代えて応力集中を抑制するので、簡易な構造で強度
向上が図れることになる。さらに、立上り壁部１１の高
さを小さい値に設定しているので、この分、コネクティ
ングロッド１の軽量化を図ることができる。

【００１２】なお、立上り壁部１１の高さと立上り壁部
１１に作用する応力との関係を調べるために、この第１
の実施の形態のコネクティングロッド１と図２中、二点
鎖線で示す従来技術のコネクティングロッド１とを対象
にして、実働時相当の荷重により、立上り壁部１１に作
用する応力の大きさを解析等により調べたところ、第１
の実施の形態の方が従来技術のものに比して小さい値に
なるという結果が得られた。

【００１３】次に、本発明の第２の実施の形態を図４な
いし図６に基づいて説明する。図４ないし図６におい
て、ボルト５の頭部８及びボルト５の軸部に連接して軸
状のキー２０（凸部）が形成されている。ボルト座面部
９には凹部２１が形成されている。凹部２１はキー２０
を挿入する大きさであり、凹部２１を形成する壁面２１
ａがキー２０に当接してボルト５の回動力を受けるよう
になっている。

【００１４】凹部２１の壁面２１ａがボルト５の回動力
を受け、これによりボルト５の回り止め機能を果たす。
さらに、凹部２１の壁面２１ａがボルト５の回り止め機
能を果たすので、従来技術で必要とされた立上り壁部１
１が不要となり、応力集中の抑制が図れる。また、ボル
ト座面部９に対し立上り部１０をなだらかな角度で連接
させる（すなわち、隅部１２の曲率半径を大きくする）
ことが可能であり、これにより従来技術（図５中二点鎖
線で示す。）に比して、立上り壁部１１を小さくし（立
上り部１０の高さを低くし）、軽量化を図ることができ
る。

【００１５】なお、上記第２の実施の形態では、図６に
示すように、ボルト５の頭部８が平面視、略楕円形状で
ある場合を例にしたが、凹部２１の壁面２１ａがボルト
５の回り止め機能を果たすので、ボルト５の頭部８を、
例えば図７に示すように平面視、円形状にしてもよい。

【００１６】次に、本発明の第３の実施の形態を図８な
いし図１０に基づいて説明する。図８ないし図１０にお
いて、ボルト５の頭部８及びボルト５の軸部２２に連接
して平面視略円弧状（この場合、１８０°の円弧）の凸
部２３が形成されている。ボルト座面部９には凹部２１
が形成されている。凹部２１は凸部２３を挿入する大き
さであり、凹部２１を形成する壁面２１ａが凸部２３に
当接してボルト５の回動力を受けるようになっている。

【００１７】凹部２１の壁面２１ａがボルト５の回動力
を受け、これによりボルト５の回り止め機能を果たす。
さらに、凹部２１の壁面２１ａがボルト５の回り止め機
能を果たすので、従来技術で必要とされた立上り壁部１
１が不要となり、また、ボルト座面部９に対し立上り部
１０をなだらかな角度で連接させる（すなわち、隅部１
２の曲率半径を大きくする）ことが可能であり、これに
より従来技術（図９中二点鎖線で示す。）に比して、立
上り壁部１１を小さくし（立上り部１０の高さを低く
し）、軽量化を図ることができる。

【００１８】なお、上記第３の実施の形態では、図１０
に示すように、ボルト５の頭部８が平面視、略楕円形状
である場合を例にしたが、凹部２１の壁面２１ａがボル
ト５の回り止め機能を果たすので、ボルト５の頭部８
を、例えば図１１に示すように平面視、円形状に形成し
てもよい。

【００１９】また、上記第３の実施の形態では凸部２３
が平面視、１８０°の円弧形状をなす場合を例にした
が、これに代えて、例えば図１２に示すように、凸部２
３が平面視、１８０°以下の所定角度θの円弧形状をな
すように構成してもよい。

【００２０】凸部２３を仮にボルト５の軸部２２の中間
部分に形成すると、この凸部２３に対応する凹部を形成
することは容易には行えない。これに比して上記第２、
第３の実施の形態では、ボルト５の頭部８にキー２０ま
たは凸部２３を設けており、これに対応する凹部２１を
ボルト座面部９の表側に形成すればよいので、凹部２１
を形成しやすく、その分、生産性の向上を図ることがで
きる。

【００２１】次に、本発明の第４の実施の形態を図１３
ないし図１５に基づいて説明する。図１３ないし図１５
において、ボルト５の頭部８は、平面視略矩形であり、
かつ頭部８における軸部２２側部分が正面視略円弧状
（半円形状、図１３参照）をしており、いわゆるかまぼ
こ型をなしている。立上り部１０及びボルト座面部９と
の連接部分（隅部１２）は、ボルト５の頭部８の側面部
８ａ（円弧状部分）に沿う形状になっており、このボル
ト５の頭部８の側面部８ａに当接するようになってお
り、隅部１２の曲率半径が大きい値に設定されている。

【００２２】この実施の形態では、立上り部１０及びボ
ルト座面部９との連接部分（隅部１２）の曲率半径が大
きい値に設定されるので、ボルト５の軸力（締付力）や
実働時の荷重により、当該連接部分（隅部１２）に応力
集中を招くようなことを抑制できる。この場合、連接部
分（隅部１２）の曲率半径を大きい値に設定し、この連
接部分（隅部１２）に沿う形状の頭部８を有するボルト
５を用意することにより、応力集中の抑制が図れるの
で、比較的簡易な構造で強度向上が図れることになる。
図１４中、従来技術の隅部及び立上り壁部を点線で示
す。

【００２３】第４の実施の形態では、ボルト５の頭部８
が、平面視略矩形で、かつ頭部８における軸部２２側部
分が正面視略半円形状（図１３参照）をなしている場合
を例にしたが、これに代えて、平面視略矩形（図１７）
で、図１６に示すように、頭部８における軸部２２側部
分が正面視略円弧状で、かつボルト座面部９に当接する
部分８ｂが平坦状をなすように構成してもよい。頭部８
の軸部２２側部分におけるボルト座面部９に当接する部
分８ｂが平坦状をなすことにより、ボルト座面部９とボ
ルト５の頭部８との結合力を大きくすることができる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、隅部の曲率半径
を大きい値に設定しているので、ボルトの軸力（締付
力）や実働時の荷重により、当該隅部に応力集中を招く
ようなことを抑制できる。さらに、隅部の形状を変えて
応力集中を抑制するので、強度向上を簡易な構造で果た
すことができる。また、立上り壁部の高さを小さい値に
設定することが可能であり、この分、コネクティングロ
ッドの軽量化を図ることができる。

【００２５】請求項２記載の発明は、ボルトの頭部が平
面視略矩形で、かつ頭部における側壁部を含む軸部側部
分が正面視略円弧状をなしており、ボルトの頭部の側面
部（円弧状部分）に沿わせてショルダ部の立上り部及び
ボルト座面部との連接部分（隅部）を形成して、当該隅
部の曲率半径を大きい値に設定することが可能となり、
これにより、応力集中の抑制が図れる。

【００２６】請求項３記載の発明は、ボルトの頭部に凸
部を形成し、ショルダ部におけるボルト用の座面部に凸
部に係合して前記ボルトの回り止めを行う凹部を形成す
ので、凹部がボルトの回り止め機能を果たすことにな
る。さらに、凹部の壁面がボルトの回り止め機能を果た
すので、従来技術で必要とされた立上り壁部が不要とな
り、応力集中の抑制が図れると共に、形状の簡素化を図
ることができる。

【００２７】請求項４記載の発明は、凸部をボルトの軸
部に連接させており、凸部に対応する凹部をボルト座面
部の表側に形成すればよいので、凹部を形成しやすく、
その分、生産性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のエンジンのコネク
ティングロッド構造を模式的に示す正面図である。

【図２】図１のコネクティングロッドの大端部を模式的
に示す断面図である。

【図３】図１のコネクティングロッドを示す一部切断の
斜視図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態のエンジンのコネク
ティングロッド構造を模式的に示す断面図である。

【図５】図４のコネクティングロッドの大端部と従来技
術とを比較して模式図である。

【図６】図４のコネクティングロッドの大端部を示す平
断面図である。

【図７】図４のボルトに代える他のタイプのボルトを模
式的に示す平面図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態のエンジンのコネク
ティングロッド構造を模式的に示す正面図である。

【図９】図８のコネクティングロッドの大端部と従来技
術とを比較して模式的に示す断面図である。

【図１０】図８のコネクティングロッドの大端部を示す
平断面図である。

【図１１】図８のものに代える他のタイプのコネクティ
ングロッド構造を模式的に示す平面図である。

【図１２】図８のものに代える更に他のタイプのコネク
ティングロッド構造を模式的に示す平面図である。

【図１３】本発明の第４の実施の形態のエンジンのコネ
クティングロッド構造を模式的に示す正面断面図であ
る。

【図１４】図１３のコネクティングロッドの大端部と従
来技術とを比較して模式図である。

【図１５】図１３のコネクティングロッドの大端部を示
す平断面図である。

【図１６】図１３のものに代える他のタイプのコネクテ
ィングロッド構造を模式的に示す正面断面図である。

【図１７】図１６のボルトを示す平面図である。

【図１８】従来のコネクティングロッド構造の一例を模
式的に示す正面図である。

【図１９】図１８のコネクティングロッド構造を模式的
に示す斜視図である。

【符号の説明】

１ コネクティングロッド ２ 大端部 ４ ショルダ部 ５ ボルト ８ ボルトの頭部 ８ａ 側面部 ９ ボルト座面部 １０ 立上り部 １２ 隅部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コネクティングロッドの大端部を、小端
   部に連接するショルダ部と、該ショルダ部にボルトとナ
   ットにより取り付けられるキャップとから構成したエン
   ジンのコネクティングロッド構造において、前記ショル
   ダ部の前記ボルト用の座面部に連接して前記小端部側に
   延びる立上り部と前記ボルトの頭部の側壁部とを前記ボ
   ルトの回り止め可能に当接させると共に、前記立上り部
   及び前記座面部とがなす隅部の曲率半径を大きく設定す
   ることを特徴とするエンジンのコネクティングロッド構
   造。
2. 【請求項２】 ボルトは、その頭部が平面視略矩形で、
   かつ頭部における前記側壁部を含む軸部側部分が正面視
   略円弧状をなすことを特徴とする請求項１記載のエンジ
   ンのコネクティングロッド構造。
3. 【請求項３】 コネクティングロッドの大端部を、小端
   部に連接するショルダ部と、該ショルダ部にボルトとナ
   ットにより取り付けられるキャップとから構成したエン
   ジンのコネクティングロッド構造において、前記ボルト
   の頭部に凸部を形成し、前記ショルダ部における前記ボ
   ルト用の座面部に前記凸部に係合して前記ボルトの回り
   止めを行う凹部を形成したことを特徴とするエンジンの
   コネクティングロッド構造。
4. 【請求項４】 凸部は、前記ボルトの軸部に連接するこ
   とを特徴とする請求項３記載のエンジンのコネクティン
   グロッド構造。