JP2000018235A - コンロッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価かつ簡易な構成にて軸受け部の耐久性を
向上させることができるコンロッドを提供。 【解決手段】 両端に軸受け部を有し、軸受け部にて、
往復運動するピストンと回転運動するクランクシャフト
とをそれぞれ連結し、ピストンクランク機構を構成する
コンロッドにおいて、軸受け部の両方又は一方に、軸受
け摺動面に開口するグリス貯溜室を設けたことを特徴と
するコンロッドとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、往復運動するピス
トンと回転運動するクランクシャフトとをそれぞれ連結
し、ピストンクランク機構を構成するコンロッドにおけ
る、軸受け摺動面の耐摺動性向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】ピストンクランク機構を構成するコンロ
ッドの軸受け部は、高負荷高速回転等の厳しい使用条件
によっては、軸受け摺動面にて潤滑切れによる焼き付き
が発生する。

【０００３】このため、従来のコンロッドの軸受け部に
は、例えば、特開平６―２７０８に記載されているよう
に、エンジンに使用されるコンロッドのクランク側軸受
け部において、ベアリングを介在させ、さらに、クラン
クピン内に、ベアリング転動面に開口するエンジンオイ
ル通路を設け、常時、ベアリング転動面にエンジンオイ
ルを圧送することにより潤滑性を向上させるものがあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成を採用すると、部品点数が増加し、さらに、オイル通
路の加工が複雑になることにより、コストアップにつな
がるという問題があった。また、この構成では、エンジ
ンオイルが不可欠であり、用途が限定され、例えば、タ
イヤパンク修理用コンプレッサ等のように、大気中にて
使用されオイルを潤滑させにくいものには、採用するこ
とができなかった。

【０００５】また、タイヤパンク修理用コンプレッサ等
のようにオイルを潤滑させにくいものにおいては、コン
ロッドの軸受け部に、含油されたブッシュを用いて潤滑
性を向上させることも考えられるが、これも、上記と同
様、構成部品の増加によるコストアップにつながり最適
なものではなかった。

【０００６】本発明は、上記不具合を解決し、安価かつ
簡易な構成にて軸受け部の耐久性を向上させることがで
きるコンロッドを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、両端に軸受け部を有し、前記軸受け部にて、往復運
動するピストンと回転運動するクランクシャフトとをそ
れぞれ連結し、ピストンクランク機構を構成するコンロ
ッドにおいて、前記軸受け部の両方又は一方に、軸受け
摺動面に開口するグリス貯溜室を設けたことを特徴とす
るコンロッドとした。

【０００８】このように、前記軸受け部の両方又は一方
に、軸受け摺動面に開口するグリス貯溜室を設けること
により、コンロッド使用時、連結軸（クランクピン又は
ピストンピン）の回転につられて、自然にグリス貯溜室
の開口部より軸受け摺動面に適量のグリスが流出し、軸
受け摺動面にグリス膜が形成される。このグリス膜の存
在により、耐摺動性が格段に向上し、高負荷高速回転等
の厳しい使用条件においても、エンジンオイル等のオイ
ルを潤滑させる機構を追加することなく、軸受け摺動面
にて潤滑切れによる焼き付きの発生を防止することがで
きる。

【０００９】このグリス貯溜室は、設計寿命に応じて、
そのボリュームを変更し、グリス注入量を調整すること
もでき、また、軸受け部の両側にそれぞれ設けてもよい
し、片側だけに設けてもよい。ただし、一般的には、ク
ランク側の方が、ピストン側より潤滑切れを起こしやす
いので、片側だけに設ける場合は、クランク側に設ける
ことになるであろう。クランク側の連結軸（クランクピ
ン）は、ピストンが一往復すると、コンロッドに対し一
回転の回転運動をするのに対し、ピストン側の連結軸
（ピストンピン）は所定の角度内にて一往復の揺動運動
をするのみなので、摺動距離がクランク側の方が長くな
るからである。

【００１０】また、このようなグリス貯溜室を設けるこ
とにより、軸受け摺動面に、ベアリングやブッシュ等の
軸受け部材を介在させる必要がなくなり、部品点数の削
減によるコスト低減を図ることができる。

【００１１】さらには、摺動性が向上することにより、
連結軸（クランクピン、ピストンピン）の軸径を細くし
て、所定の荷重に対する摺動面の面圧が増大しても、な
お、設計寿命を確保出来るように、グリス貯溜室のボリ
ュームをチューニングすることができるので、連結軸径
を従来のものより細く設計することができ、ひいては、
コンロッド自体の小型化・軽量化を実現することができ
る。

【００１２】なお、グリス貯溜室を軸受け部の両側にそ
れぞれ設ける場合には、それぞれの貯溜室を連通しては
ならない。連通することにより、一端の開口部から貯溜
室へ侵入した空気が、他端の開口部を通じてグリスを余
分に流出させる働きをすることがあるので、非連通時に
比して、グリスの保持時間が短くなり、耐久性低下の原
因となるからである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、タイヤパンク修
理用コンプレッサのコンロッドに使用した場合の実施の
形態を、図面を参照しながら説明する。

【００１４】タイヤパンク修理用コンプレッサとは、モ
ータにより駆動されたコンプレッサにより発生する圧縮
空気をタイヤに送り込み、タイヤの空気を補充するコン
プレッサをいう。

【００１５】図１において、１は、タイヤパンク修理用
コンプレッサの主要部の断面図である。１６は、モータ
であり、ハウジング２２に固設されている。モータの出
力軸１６ａには、ドライブギヤ１７が圧入固定されてお
り、ドライブギヤ１７は、出力軸１６ａと一体的に回転
する。

【００１６】ハウジング２２には、図１において左右方
向に貫通する貫通穴２２ａが設けられており、貫通穴２
２ａには、左右方向から、各々ブッシュ２１が圧入され
ている。この左右のブッシュ２１により、クランクシャ
フト２０が軸支されている。クランクシャフト２０の左
端部には、外スプライン２０ａが設けられており、この
外スプライン２０ａにて、内スプライン１８ａを有する
ドリブンギヤ１８がスプライン嵌合され、このドリブン
ギヤ１８は、上述のドライブギヤ１７と噛み合ってい
る。１９は、ドリブンギヤ１８がクランクシャフト２０
から図１において左方に抜けないように固定するための
リングであり、クランクシャフト２０に固定されてい
る。

【００１７】クランクシャフト２０の右端部には、バラ
ンスウェイト２３が図１のように圧入され、一体的に固
定されている。バランスウエイト２３には、クランクシ
ャフト２０に対し偏心した位置に貫通穴２３ａが設けら
れており、貫通穴２３ａには、クランクピン２４が圧入
固定されている。このクランクピン２４は、図１のよう
に、コンロッド９のクランク側軸受け摺動面９ｂに相対
回転可能に挿通されている。コンロッド９のピストン側
軸受け摺動面９ｃには、ピストンピン８が相対回転可能
に挿通されており、このピストンピン８は、ピストン１
０内にて図１のように圧入固定されている。

【００１８】コンロッド９の内部には、グリス貯溜室と
しての穴９ａが設けられており、この穴９ａ内には、適
量のグリスが注入されている。この穴９ａは、コンロッ
ド９のクランク側軸受け摺動面９ｂに開口しており、こ
の開口部９ａａから、注入されているグリスがクランク
側軸受け摺動面９ｂに向けて流出してくるようになって
いる。

【００１９】ピストン１０は、シリンダ１３の内面に
て、図１において上下方向に摺動可能になっている。ピ
ストン１０の外周部には、シリンダ１３との摺動性向上
のため、ブッシュ１１が２箇所付設されている。また、
１２はＯリングであり、ピストン室２５内の空気の気密
性を保持させるものである。ピストン室２５は、ピスト
ン１０の上面、シリンダ１３の内面、及びバルブボデー
６の下面にて構成されている。

【００２０】シリンダ１３は、ハウジング２２とバルブ
ボデー６とで、図１にように狭持され固定されている。
バルブボデー６は、３本のボルト１４（１本のみ図示）
の頭部１４ａと係合し、３本のボルト１４がハウジング
２２に螺合されることにより、ハウジング２２と一体的
に固定されている。

【００２１】バルブボデー６は、図１のように、インレ
ットポート６ａとアウトレットポート６ｂとを有してい
る。インレットポート６ａの下面には、片持ちばり状の
リーフバルブ２が設けられており、リーフバルブ２は、
外気とピストン室２５との圧力差により、インレットポ
ート６ａを開閉する。即ち、通常は、リーフバルブ２の
自由端の上面がバルブボデー６の下面と当接しており、
インレットポート６ａを閉じているが、ピストン室２５
の圧力が外気の圧力より低くなったときは、その圧力差
によりリーフバルブ２が弾性変形し、自由端が図１にお
いて下方に撓み、バルブボデー６の下面との接触を解除
され、インレットポート６ａを開くことにより、外気を
ピストン室２５へ流入させることになる。ピストン室２
５の圧力が外気の圧力より高くなったとき、又は同等の
ときは、上記撓みはなくなり、自由端の上面がバルブボ
デー６の下面と再び当接することになり、インレットポ
ート６ａを閉じることになり、ピストン室２５内の圧縮
空気が、インレットポート６ａから外気へ流出すること
を防止する。このような作動をすることにより、リーフ
バルブ２は、外気からピストン室２５への空気の流れの
みを許容し、逆流を防止する役割を果たすものである。

【００２２】また、アウトレットポート６ｂの上面に
は、図１にようにアウトレットバルブ３が設けられてお
り、アウトレットバルブ３は、ユニオン５内とピストン
室２５内との圧力差により、アウトレットポート６ｂを
開閉する。即ち、ユニオン５は、バルブボデー６に図１
のように圧入固定されており、スプリング４がユニオン
５の下面と、アウトレットバルブ３の段付き部分に係合
している。このスプリング４の付勢力により、アウトレ
ットバルブ３は、通常は、図１において下方に押し付け
られており、アウトレットバルブ３の下面がバルブボデ
ー６の上面と当接しており、アウトレットポート６ｂを
閉じているが、ピストン室２５の圧力がユニオン５内の
圧力より所定値以上高くなったときは、その圧力差によ
りアウトレットバルブ３がスプリング４の付勢力に抗し
て上方に変位し、バルブボデー６の上面との接触を解除
され、アウトレットポート６ｂを開くことにより、ピス
トン室２５内の圧縮空気をユニオン５側へ吐出させるこ
とになる。ピストン室２５の圧力とユニオン５内の圧力
との上方向の差圧力がスプリング４の下方向の付勢力に
達しないときには、アウトレットバルブ３は、スプリン
グ４の付勢力により、その下面がバルブボデー６の上面
と再び当接することになり、アウトレットポート６ｂを
閉じることになり、ユニオン５内の圧縮空気が、アウト
レットポート６ｂからピストン室２５へ流入することを
防止する。このような作動をすることにより、アウトレ
ットバルブ３は、ピストン室２５からユニオン５内への
空気の流れのみを許容し、逆流を防止する役割を果たす
ものである。

【００２３】ユニオン５には、他端をタイヤ側に接続さ
れた図示しないホースが接続され、ピストン室２５から
ユニオン５内へ吐出された圧縮空気は、タイヤ側へ供給
されることになる。

【００２４】以上のような、構成を採ることにより、本
タイヤパンク修理用コンプレッサ１は、以下のような作
動を行う。即ち、外部からの電気信号により、モータ１
６が駆動されると、その回転駆動力は、ドライブギヤ１
７、ドリブンギヤ１８、クランクシャフト２０、バラン
スウエイト２３、クランクピン２４を介してコンロッド
９へ伝達される。クランクピン２４は、クランクシャフ
ト２０の軸心に対し、偏心した位置に設けられているの
で、コンロッド９は、ピストンクランク機構により、ピ
ストン１０を図１において上下に往復運動させる。ピス
トン１０が下降する行程では、ピストン室２５のボリュ
ームが増加することにより、ピストン室２５内の空気は
膨張し、ピストン室２５内の圧力は、外気の圧力より低
くなり、かつ、ユニオン５内の圧力より低くなるので、
リーフバルブ２及びアウトレットバルブ３の働きによ
り、インレットポート６ａが開き、アウトレットポート
６ｂが閉じるので、外気は、インレットポート６ａを通
ってピストン室２５内へ吸入される。そして、ピストン
１０が上昇する行程では、ピストン室２５のボリューム
が減少することにより、ピストン室２５内の空気は圧縮
され、ピストン室２５内の圧力は、外気の圧力より高く
なり、また、十分圧縮した後は、ユニオン５内の圧力よ
り所定値以上高くなるので、リーフバルブ２及びアウト
レットバルブ３の働きにより、インレットポート６ａが
閉じ、アウトレットポート６ｂが開くので、ピストン室
２５内の圧縮空気は、アウトレットポート６ｂを通って
ユニオン５内へ吐出され、タイヤへ供給されることにな
る。以上の動作を繰り返すことにより、外気から供給さ
れた空気は、ピストン室２５内で圧縮され、タイヤへ供
給されるので、タイヤの空気を補充することができる。

【００２５】本実施例におけるコンロッド９は、クラン
ク側軸受け摺動面９ｂ側のみグリス貯溜室９ａを設けて
いる例を示したが、使用条件等がさらに厳しくなると、
ピストン側軸受け摺動面９ｃ側にもグリス貯溜室９ａを
設ける必要があろう。その場合のコンロッド９の実施例
を図２に示す。図２は、両側の軸受け摺動面９ｂ及び９
ｃ部分にそれぞれグリス貯溜室９ａを設けた場合の正面
断面図である。尚、このそれぞれのグリス貯溜室９ａ間
を連通してはならないことは、前述した通りである。

【００２６】尚、本発明を上記実施の態様に即して説明
したが、本発明は上記態様に限定されるものではなく、
本発明の原理に準ずる各種態様を含むものである。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
安価かつ簡易な構成にて軸受け部の耐久性を向上させる
ことができるコンロッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンロッドをタイヤパンク修理用
コンプレッサに使用した場合の一実施形態における主要
部の断面図である。

【図２】両端部にそれぞれグリス貯溜室を設けた場合の
本発明に係るコンロッドの正面断面図である。

【符号の説明】

９ コンロッド ９ａ グリス貯溜室， ９ｂ クランク側軸受け摺動面 ９ｃ ピストン側軸受け摺動面 １０ ピストン ２０ クランクシャフト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に軸受け部を有し、前記軸受け部に
   て、往復運動するピストンと回転運動するクランクシャ
   フトとをそれぞれ連結し、ピストンクランク機構を構成
   するコンロッドにおいて、前記軸受け部の両方又は一方
   に、軸受け摺動面に開口するグリス貯溜室を設けたこと
   を特徴とするコンロッド。