JP2002364627A - コネクティングロッドの大端部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 斜め割り形コネクティングロッドにおいて、
コネクティングロッドをシリンダライナ内を通して容易
に組立、分解可能とするとともにコネクティングロッド
組立品の形状をコネクティングロッド中心に対して極力
対称な形状として、コネクティングロッド１の変形およ
び応力を低減することにより、コネクティングロッドの
強度を向上するとともにコネクティングロッド軸受の焼
付き等の不具合の発生を防止する。 【解決手段】 大端部と該大端部に対をなすボルトにて
締着されるキャップとの接合面部が、コネクティングロ
ッド中心に対して所定角度傾斜して形成されたコネクテ
ィングロッドにおいて、前記大端部は、前記接合面部の
大端部中心よりも上部側における前記ボルト挿通用ボル
ト穴の外側の前記接合面部を含む部位に該コネクティン
グロッドのシリンダライナ内挿通時における干渉を阻止
するための切欠部を形成してなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関、往復動
圧縮機等の往復動機関用コネクティングロッドにおい
て、大端部とこれにボルトにて締着されるキャップとの
接合面部がコネクティングロッド中心に対して所定角度
傾斜して形成されたコネクティングロッドの大端部構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関、往復動圧縮機等の往復動機関
用のコネクティングロッドは、大端部と該大端部にボル
トにて締着されるキャップとの接合面部を該コネクティ
ングロッド中心に対して所定角度傾斜して形成された斜
め割り形に形成して、組立時あるいは分解時におけるシ
リンダライナ上部からの挿入を可能とするとともに大端
外周面から内周面の厚さつまり剛性を確保している。か
かる斜め割り形大端部を備えた内燃機関用のコネクティ
ングロッド１００は図１のように構成されており、図に
おいて１は大端部、２は小端部、３は該大端部１と小端
部２とを結合するロッド部である。

【０００３】４は前記大端部１に固着されるキャップで
ある。該大端部１とキャップ４とはセレーション１２、
１３にて噛合わせてボルト（図示省略）により締付け固
定されており、両者の接合面部を構成するセレーション
ピッチ線１４はコネクティングロッド中心１８に対して
所定角度α傾斜して形成されている。５及び６は前記大
端部１とキャップ４とを締付け固定するボルト（図示省
略）が挿通されるボルト穴で、大端部１側のボルト穴５
はねじにて形成されキャップ４側のボルト穴６はいわゆ
るバカ穴にて形成されている。

【０００４】前記小端部２側は、これにピストンピンブ
ッシュを介して挿通されるピストンピンによりピストン
（何れも図示省略）に連結され、大端部１側は該大端部
１及び前記キャップの内周に挿通されるコネクティング
ロッド軸受を介してクランク軸（何れも図示省略）に連
結されている。１７は切欠部で、前記大端部１とキャッ
プ４との接合面部（セレーションピッチ線１４）の大端
部中心８よりも下部側（図１の左側）の側部外周の一を
切り欠いて形成され、コネクティングロッド１００の組
立及び分解時における大端部１側とシリンダライナ内面
１０１ａとの干渉を避けている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかるコネクティング
ロッド１００は、シリンダライナ１０１の内部を通して
組立及び分解を行うのが主流であることから、大端部１
側とシリンダライナ内面１０１ａとの干渉を避けるた
め、該大端部１側の幅Ｂをシリンダライナ内面１０１ａ
の内径Ｄよりも小さくなるように構成することを要す
る。また、かかるコネクティングロッド１００は、機関
に組付けての運転中におけるシリンダ内のガス圧及び慣
性力による応力及び変形を抑制するためコネクティング
ロッド中心１８に対して極力対称かつ円環形状とするこ
とを要する。

【０００６】しかるに、従来のコネクティングロッド１
００においては、前記のような該コネクティングロッド
１００の組立及び分解時における大端部１側とシリンダ
ライナ内面１０１ａとの干渉を避ける手段として、図１
に斜線で示すように、前記大端部１とキャップ４との接
合面部（セレーションピッチ線１４）の大端部中心８よ
りも下部側（図１の左側）の側部外周に切欠部１７を形
成して、前記該大端部１側の幅Ｂをシリンダライナ内面
１０１ａの内径Ｄよりも小さくせしめている。

【０００７】このため、かかる従来の手段にあっては、
前記大端部１とキャップ４との組立状態（以下大端部構
造という）においてコネクティングロッド中心１８に対
してほぼ両側同一半径の対称な形状から片側（図１の左
側）のみ前記切欠部１７を形成しているため、非対称な
形状となるとともに、前記大端部１の側部外周に切欠部
１７を形成しているため該切欠部１７形成部の厚さＳが
小さくなって大端部１の剛性が低下する。これによっ
て、かかる従来の手段にあっては前記大端部構造の変形
が不均一でかつ変形量も大きくなるとともに、セレーシ
ョン１２、１３噛合部の応力が増大し、該コネクティン
グロッド１の強度低下やコネクティングロッド軸受の油
膜切れによる焼付きを誘発し易い。等の問題点を有して
いる。

【０００８】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、斜
め割り形コネクティングロッドにおいて、コネクティン
グロッドをシリンダライナ内を通して容易に組立、分解
可能とするとともにコネクティングロッド組立品の形状
をコネクティングロッド中心に対して極力対称な形状と
して、コネクティングロッド１の変形および応力を低減
することにより、コネクティングロッドの強度を向上す
るとともにコネクティングロッド軸受の焼付き等の不具
合の発生を防止することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、請求項１記載の発明として、大端部と該大
端部に対をなすボルトにて締着されるキャップとの接合
面部が、コネクティングロッド中心に対して所定角度傾
斜して形成されたコネクティングロッドにおいて、前記
大端部は、前記接合面部の大端部中心よりも上部側にお
ける前記ボルト挿通用ボルト穴の外側の前記接合面部を
含む部位に該コネクティングロッドのシリンダライナ内
挿通時における干渉を阻止するための切欠部を形成して
なることを特徴とするコネクティングロッドの大端部構
造を提案する。

【００１０】請求項１において好ましくは請求項２のよ
うに、前記大端部とキャップとの接合面部をセレーショ
ン歯にて構成し、前記切欠部は該セレーション歯の前記
ボルト穴よりも外側の歯を除去して形成されてなるのが
よい。

【００１１】また、請求項３記載の発明は前記切欠部
を、前記大端部及びキャップの何れか一方又は双方の、
前記対をなすボルト穴の両外側に設けたことを特徴とす
る。

【００１２】かかる発明によれば、コネクティングロッ
ドのシリンダライナ内挿通時において両者の干渉を阻止
しつつ、大端部とキャップとの組立状態である大端部構
造においてコネクティングロッド中心に対して円環・対
称形状を崩さず前期切り欠き部を形成しているため、前
記大端部構造におけるコネクティングロッドの形状がコ
ネクティングロッド中心に対して対称な形状に近づく。
これによってコネクティングロッドの不均一な変形が回
避されかつ変形量自体も低減されるとともにセレーショ
ン噛合部の応力が低減される。かかるコネクティングロ
ッドの変形及び応力の低減により、コネクティングロッ
ド軸受の油膜切れによる焼付きの発生を防止できるとと
もにコネクティングロッドの強度も向上する。

【００１３】また、前記切欠部は、ボルト穴よりも外側
に位置するセレーション歯の一部を削り落とす形態にて
構成されているので、該ボルト穴よりも外側のセレーシ
ョンの相手側セレーションとの噛み合い長さが小さくな
って該噛み合い部の面圧が上昇する。かかる面圧の上昇
によりセレーション噛合部の変動応力が低減され、該セ
レーション部の強度が向上する。尚、前記ボルトを介し
てセレーションを含む大端部構造に作用する応力に対し
ては、前記セレーションの前記ボルト穴よりも外側に位
置する部分は強度メンバーとしての機能は小さいので、
前記切欠部を設けることによる強度が低下することはな
い。また、請求項３のように構成すれば、ボルト穴の両
外側に切欠部を設けることにより、大端部の重量を増大
することなく接合面を外側に開く「口開き」の発生を防
止できる。

【００１４】請求項４記載の発明は、大端部と該大端部
に対をなすボルトにて締着されるキャップとの接合面部
が、コネクティングロッド中心に対して所定角度傾斜し
て形成されたコネクティングロッドにおいて、前記キャ
ップは下部側ボルト取付面の前記コネクティングロッド
中心の延長線近傍に補強部を設けたことを特徴とする。
かかる発明によれば、大端部荷重の作用線であるコネク
ティングロッド中心の延長線上（鉛直方向）に位置する
ように補強部を設けているので、大端部構造をコネクテ
ィングロッド中心に対して対称に保持し不均一な変形を
防止しつつコネクティングロッドの大端部構造の剛性を
増大することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
ている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置など
は特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。

【００１６】図１は本発明の実施例に係るコネクティン
グロッドの正面図、図２はセレーション部及び切欠部の
拡大図（図１のＺ部詳細図）である。

【００１７】図１において、１００はコネクティングロ
ッドで、１はその大端部、２は小端部、３は該大端部１
と小端部２とを結合するロッド部、８は前記大端部中
心、１９は前記小端部中心、１８はコネクティングロッ
ド中心である。４は前記大端部１に固着されるキャップ
である。該大端部１とキャップ４とはセレーション１
２、１３にて噛合わせて上部、下部のボルト（図示省
略）により締付け固定されており、両者の接合面部を構
成するセレーションピッチ線１４は前記コネクティング
ロッド中心１８に対して所定角度α傾斜して形成されて
いる。５及び６は前記大端部１とキャップ４とを締付け
固定するボルト（図示省略）が挿通されるボルト穴で、
前記大端部１側のボルト穴５はねじにて形成されまた前
記キャップ４側のボルト穴６はいわゆるバカ穴にて形成
されている。

【００１８】前記小端部２側は、これにピストンピンブ
ッシュを介して挿通されるピストンピンによりピストン
（何れも図示省略）に連結され、前記大端部１側は該大
端部１及び前記キャップ４内周に挿通されるコネクティ
ングロッド軸受を介してクランク軸（何れも図示省略）
に連結されている。また、１０１はシリンダライナを示
している。以上の構成は従来技術と同様である。本発明
においては、前記コネクティングロッドの大端部及びキ
ャップの構造を改良している。

【００１９】即ち図１及び２において、１０は前記大端
部１に形成された切欠部で、前記大端部１とキャップ４
との接合面部を構成するセレーションピッチ線１４の、
前記大端部中心８よりも上部側（図１におけるコネクテ
ィングロッド中心線１８よりも右側）にコネクティング
ロッド中心線１８からの距離Ｂ_１の部位を切り欠いて形
成されている。そして該切欠部１０は、図２に示すよう
に、前記ボルト穴５よりも距離ａを存した外側（コネク
ティングロッド中心線１８から離れる側）の、前記セレ
ーション１２のピッチ線１４である接合面部を含む部位
に形成され、前記セレーション１２の前記ボルト穴５よ
りも外側の歯の一部を削り落とす形態にて構成されてい
る。これにより、前記大端部１の最大幅Ｂはシリンダラ
イナ内面１０１ａの内径Ｄよりも小さくなり、コネクテ
ィングロッド１００の組立及び分解をシリンダライナ内
面１０１ａとの干渉なくして容易に行うことが可能とな
る。

【００２０】かかる構成からなる大端部構造を備えたコ
ネクティングロッド１００において、前記大端部１とキ
ャップ４との組立状態（以下、大端部１とキャップ４と
の組立状態を大端部構造という）において従来のような
円環・対称形状を崩して切り欠きを実施し、組立可能と
するのではなく、前記大端部中心８よりも上部側（図１
の右側）にのみ前記切欠部１０を形成しているため、大
端部１とキャップ４との組立状態におけるコネクティン
グロッド１００の形状がコネクティングロッドの大端部
１側への荷重作用線であるコネクティングロッド中心１
８に対して対称な形状に近づく。これによってコネクテ
ィングロッド１００の不均一な変形が回避されかつ変形
量自体も低減されるとともにセレーション１２、１３噛
合部の応力が低減される。かかる応力及びコネクティン
グロッドの変形及び応力の低減により、コネクティング
ロッド軸受の油膜切れによる焼付きの発生を防止できる
とともにコネクティングロッド１の強度も向上する。

【００２１】また、前記切欠部１０は、前記ボルト穴５
よりも外側に位置するセレーション１２の歯の一部を削
り落とす形態にて構成されているので、該ボルト穴５よ
りも外側のセレーション１２の相手側セレーション１３
との噛み合い長さが小さくなって、該噛み合い部の面圧
が上昇する。かかる面圧の上昇によりセレーション１
２、１３噛合部の変動応力が低減され、該セレーション
１２、１３部の強度が向上する。尚、前記ボルトを介し
てセレーション１２、１３を含む大端部１に作用する応
力に対しては、前記セレーション１２、１３の前記ボル
ト穴５よりも外側に位置する部分は強度メンバーとして
の機能は小さいので、前記切欠部１０を設けることによ
る強度が低下することはない。

【００２２】また、前記大端部１とキャップ４との接合
面の前期ボルト穴６の両外側に切欠部１０及び１０ａを
形成する。このように構成することによりコネクティン
グロッド１００の重量を増大することなく、接合面の
「口開き」の発生を防止できる。

【００２３】本発明の第２実施例においては、図１に示
されるように、前記キャップ４の、前記大端部中心８よ
りも下部側のボルト取付面１６に、前記コネクティング
ロッド中心１８の延長線上（鉛直方向）に位置するよう
に補強部１５を設けている。かかる実施例によれば、コ
ネクティングロッドの大端部１側への荷重作用線である
コネクティングロッド中心１８の延長線上（鉛直方向）
に位置するように補強部１５を設けることにより、大端
部構造をコネクティングロッド中心１８に対して対称に
保持して不均一な変形を防止しつつコネクティングロッ
ド１００の大端部構造の剛性を増大することができる。
尚、本発明は、前記実施例における内燃機関用コネクテ
ィングロッドに限らず、往復動圧縮機等、全ての往復動
機関用コネクティングロッドに適用できる。

【００２４】

【発明の効果】以上記載の如く請求項１、２の発明によ
れば、コネクティングロッドのシリンダライナ内挿通時
において両者の干渉を阻止しつつ、大端部構造において
コネクティングロッド中心に対してほとんど円環形状を
崩すことのない位置のみ切欠部を形成しているため、前
記大端部構造におけるコネクティングロッドの形状がコ
ネクティングロッド中心に対して対称な形状に近づける
ことができ、これによってコネクティングロッドの不均
一な変形が回避されかつ変形量自体も低減されるととも
にセレーション噛合部の応力が低減される。かかるコネ
クティングロッドの変形及び応力の低減により、コネク
ティングロッド軸受の油膜切れによる焼付きの発生を防
止できるとともにコネクティングロッドの強度も向上す
る。

【００２５】また、前記切欠部の形成により、該ボルト
穴よりも外側のセレーションの相手側セレーションとの
噛み合い長さが小さくなって該噛み合い部の面圧が上昇
する。かかる面圧の上昇によりセレーション噛合部の変
動応力が低減され、該セレーション部の強度が向上す
る。尚、前記ボルトを介してセレーションを含む大端部
構造に作用する応力に対しては、前記セレーションの前
記ボルト穴よりも外側に位置する部分は強度メンバーと
しての機能は小さいので、前記切欠部を設けることによ
る強度の低下はない。また、請求項３のように構成すれ
ば、大端部の重量を増大することなく前記接合面の「口
開き」の発生を抑制できる。

【００２６】また請求項４のように構成すれば、コネク
ティングロッド中心の延長線上（鉛直方向）に位置する
ように補強部を設けているので、大端部構造をコネクテ
ィングロッド中心に対して対称に保持し不均一な変形を
防止しつつコネクティングロッドの大端部構造の剛性を
増大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係るコネクティングロッド
の正面図である。

【図２】 セレーション部及び切欠部の拡大図（図１の
Ｚ部詳細図）である。

【符号の説明】

１ 大端部 ２ 小端部 ３ ロッド部 ４ キャップ ５ ボルト穴 ６ ボルト穴 ８ 大端部中心 １０、１０ａ 切欠部 １２、１３ セレーション １４ セレーションピッチ線 １８ コネクティングロッド中心 １００ コネクティングロッド １０１ シリンダライナ １０１ａ シリンダライナ内面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大端部と該大端部に対をなすボルトにて
   締着されるキャップとの接合面部が、コネクティングロ
   ッド中心に対して所定角度傾斜して形成されたコネクテ
   ィングロッドにおいて、前記大端部は、前記接合面部の
   大端部中心よりも上部側における前記ボルト挿通用ボル
   ト穴の外側の前記接合面部を含む部位に該コネクティン
   グロッドのシリンダライナ内挿通時における干渉を阻止
   するための切欠部を形成してなることを特徴とするコネ
   クティングロッドの大端部構造。
2. 【請求項２】 前記大端部とキャップとの接合面部をセ
   レーション歯にて構成し、前記切欠部は該セレーション
   歯の前記ボルト穴よりも外側の歯を除去して形成されて
   なることを特徴とする請求項１記載のコネクティングロ
   ッドの大端部構造。
3. 【請求項３】 前記切欠部を、前記大端部及びキャップ
   の何れか一方又は双方の、前記対をなすボルト穴の両外
   側に設けたことを特徴とする請求項１記載のコネクティ
   ングロッドの大端部構造。
4. 【請求項４】 大端部と該大端部に対をなすボルトにて
   締着されるキャップとの接合面部が、コネクティングロ
   ッド中心に対して所定角度傾斜して形成されたコネクテ
   ィングロッドにおいて、前記キャップは下部側ボルト取
   付面の前記コネクティングロッド中心の延長線近傍に補
   強部を設けたことを特徴とするコネクティングロッドの
   大端部構造。