JP2005106270A - Split type connecting rod - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分割型コンロッドに関し、特にクランクピン孔内に軸受が配置される分割型コンロッドに関する。 The present invention relates to a split-type connecting rod, and more particularly to a split-type connecting rod in which a bearing is disposed in a crankpin hole.
分割型コンロッドは、大端部をクランクピン孔の軸心を含む分割面でもってロッド部とキャップ部とに分割し、かつ該ロッド部とキャップ部とを結合ボルトで結合するように構成されており、上記クランクピン孔の内周面に軸受メタルを配置するのが一般的である。 The split connecting rod is configured to split the large end into a rod part and a cap part with a split surface including the axis of the crankpin hole, and to connect the rod part and the cap part with a connecting bolt. In general, a bearing metal is disposed on the inner peripheral surface of the crank pin hole.
そしてこの軸受メタルは上記分割面にてロッド側部分とキャップ側部分とに分割されており、このような分割型軸受メタルをクランクピン孔の内周面内に配置する場合、内周面に軸受係止溝を周方向に延びるように形成し、軸受メタルの背面(外周面)に突設された係止爪が軸受メタルを位置決めするために軸受係止溝に係止されるのが一般的である(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の分割型コンロッドの場合、軸受メタルが外力により周方向に回転し易いといった問題があり、これによる焼き付きを防止するために確実な潤滑構造が必要となる。特に、高速回転で使用される傾向のある例えば自動二輪車用エンジンの場合、大端部の変形量が大きく、それだけ軸受メタルの回転量も大きくなり易いといった問題がある。 However, in the case of the conventional split type connecting rod, there is a problem that the bearing metal easily rotates in the circumferential direction due to an external force, and a reliable lubricating structure is required to prevent seizure due to this. In particular, in the case of a motorcycle engine that tends to be used at high speed rotation, for example, there is a problem that the amount of deformation at the large end is large and the amount of rotation of the bearing metal is likely to increase accordingly.
上記の問題を解決するために、本発明の実施の形態は、簡単な構造により軸受メタルの回動を抑えることができ、焼き付き等の問題を確実に回避できる分割型コンロッドを提供する。 In order to solve the above problems, the embodiment of the present invention provides a split connecting rod that can suppress the rotation of the bearing metal with a simple structure and can reliably avoid problems such as seizure.
本発明の分割型コンロッドは、突起部を有する軸受を介してクランクピンを把持する分割型コンロッドにおいて、前記軸受がクランクピン孔の周方向に順回転するときに前記軸受の第1の突起部を係止する第1係止溝と、前記軸受が逆回転するときに前記軸受の第2の突起部を係止する第2係止溝と、を有し、前記第1係止溝および前記第2係止溝は、相互に前記周方向に偏位配置される構成を採る。 The split type connecting rod of the present invention is a split type connecting rod that grips a crank pin via a bearing having a protrusion. When the bearing rotates forward in the circumferential direction of the crank pin hole, the first protrusion of the bearing is provided. A first locking groove for locking, and a second locking groove for locking the second protrusion of the bearing when the bearing rotates in the reverse direction, the first locking groove and the first The two locking grooves adopt a configuration in which they are offset from each other in the circumferential direction.
この構成によれば、軸受(例えば、軸受メタル)の第1の突起部を係止する第1係止溝と軸受の第2の突起部を係止する第2係止溝とが相互に周方向に偏位配置されるため、例えば第1の突起部と第2の突起部とがクランクピン孔軸方向に略並列に配置された軸受がクランクピン孔に挿入される場合に、周方向における各突起部の移動可能範囲を最小化することができ、よって、簡単な構造により軸受の回動を抑えることができ、焼き付き等の問題を確実に回避することができる。 According to this configuration, the first locking groove for locking the first protrusion of the bearing (for example, bearing metal) and the second locking groove for locking the second protrusion of the bearing are mutually circumferential. For example, when a bearing in which the first protrusion and the second protrusion are arranged substantially in parallel in the crankpin hole axial direction is inserted into the crankpin hole, The movable range of each protrusion can be minimized, and therefore the rotation of the bearing can be suppressed with a simple structure, and problems such as seizure can be reliably avoided.
本発明の分割型コンロッドは、上記構成において、前記第1係止溝および前記第2係止溝は、大端部がロッド部とキャップ部とに破断分割されるときに前記ロッド部および前記キャップ部の双方に跨るよう配置されるとともに、前記第1係止溝は、前記ロッド部側に偏位配置され、前記第2係止溝は、前記キャップ部側に偏位配置される構成を採る。 In the split connecting rod of the present invention, in the above configuration, the first locking groove and the second locking groove have the rod portion and the cap when the large end portion is broken and divided into the rod portion and the cap portion. The first locking groove is displaced on the rod part side, and the second locking groove is displaced on the cap part side. .
この構成によれば、第1係止溝および第2係止溝はロッド部およびキャップ部の双方に跨り、第1係止溝はロッド部側に偏位し、第2係止溝はキャップ部側に偏位するため、例えば、軸受が分割型軸受メタルであり、軸受がその背面の周方向一端部に第1および第2の突起部を有する場合、第1係止溝はそのキャップ部側端部で第1の突起部を係止し第2係止溝はそのロッド部側端部で第2の突起部を係止することができ、各突起部のロッド部側への移動およびキャップ部側への移動の両方を防止することができる。 According to this configuration, the first locking groove and the second locking groove straddle both the rod portion and the cap portion, the first locking groove is displaced to the rod portion side, and the second locking groove is the cap portion. For example, when the bearing is a split-type bearing metal and the bearing has first and second protrusions at one circumferential end on the back surface, the first locking groove is on the cap portion side. The first protrusion can be locked at the end, and the second locking groove can lock the second protrusion at the rod side end, and the movement of each protrusion toward the rod and the cap Both movement to the side can be prevented.
本発明のエンジンは、上記の分割型コンロッドを有する構成を採る。 The engine of this invention takes the structure which has said division | segmentation type | mold connecting rod.
この構成によれば、上記の分割型コンロッドと同様の作用効果を、エンジンにおいて実現することができる。 According to this structure, the effect similar to said split type connecting rod is realizable in an engine.
本発明の車両は、上記の分割型コンロッドを有する構成を採る。 The vehicle of this invention takes the structure which has said division | segmentation type | mold connecting rod.
この構成によれば、上記の分割型コンロッドと同様の作用効果を、車両において実現することができる。 According to this structure, the effect similar to said split type connecting rod is realizable in a vehicle.
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構造により軸受メタルの回動を抑えることができ、焼き付き等の問題を確実に回避できる。 As described above, according to the present invention, the rotation of the bearing metal can be suppressed with a simple structure, and problems such as seizure can be reliably avoided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下全ての実施の形態で説明する本発明の分割型コンロッドは、例えば自動二輪車などの車両用のエンジンにて使用することができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The split connecting rods of the present invention described in all the embodiments below can be used in an engine for a vehicle such as a motorcycle.
(実施の形態1)
図1〜図4は、本発明の実施の形態1に係る分割型コンロッドを説明するための図である。図1は分割型コンロッドの正面図、図2は分割型コンロッドの大端部の断面図、図3Aおよび図3Bは大端部の破断起点溝の拡大図、図4は大端部の破断分割方法を示す図である。
(Embodiment 1)
1-4 is a figure for demonstrating the split type connecting rod which concerns on Embodiment 1 of this invention. 1 is a front view of a split-type connecting rod, FIG. 2 is a cross-sectional view of the large-end portion of the split-type connecting rod, FIGS. 3A and 3B are enlarged views of a fracture starting groove at the large end, and FIG. It is a figure which shows a method.
これらの図において、参照番号100は本実施の形態の分割型コンロッドを示しており、好ましくは、鍛造、鋳造または焼結もしくは他の適切な処理により形成されたナットレスタイプのコンロッドである。この分割型コンロッド100は、ロッド本体101aの一端側にピストンピン孔101bを有する小端部101cを有するとともに、他端側にクランクピン孔101dを有する大端部101eを有している。
In these figures,
大端部101eは、ロッド本体101aとの接続部から左右外側に拡がる肩部101fを有し、両肩部101fの間の中心部分にクランクピン孔101dが形成されている。また大端部101eの各肩部101fには、大端部101eの下面から上面に近接して延びるボルト孔101gが形成されている。
The
大端部101eにおいて、ロッド部102とキャップ部103とは、好ましくは一体であり、予め形成される単一の統一された構造を規定する。大端部101eを含む分割型コンロッド100には、全体に浸炭焼き入れ、焼き戻しの表面硬化処理が施される。該大端部101eは、破断予定面(図中の直線A)に沿ってロッド部102とキャップ部103とに破断分割されている。このロッド部102とキャップ部103との破断分割は、図4に示すように、基台110に分割型コンロッド100を載置し、大端部101eのクランクピン孔101d内に直径方向に移動可能なスライダ111を挿入し、両スライダ111の間にくさび112を打ち込むことにより行われる。
In the
そしてこの破断分割されたロッド部102とキャップ部103とは両者の破断分割面同士を当接させて位置合わせした状態で各ボルト孔101gに螺着された締結ボルト104で結合されている。
The broken and divided
表面硬化処理により分割型コンロッド100の外周面部分には所定の浸炭深さを有する表面硬化層が形成されている。表面硬化処理には、浸炭焼き入れおよび焼き戻しのほかに、窒化、溶射、蒸着または高周波焼き入れもしくは他の適切な処理が採用可能である。
A surface hardened layer having a predetermined carburization depth is formed on the outer peripheral surface portion of the split connecting
クランクピン孔101dの内周面には、該クランクピン孔101dの軸心方向に延びる一対の破断起点溝105が形成されている。この各破断起点溝105は、切削、ワイヤカット(ワイヤカット放電加工)またはレーザを用いた機械加工もしくは他の適切な処理により切り欠いて形成されたものであり、大端部101eのロッド部102とキャップ部103との破断予定面(図中では直線Aとして表記)と内周面とが交わる交線に沿って形成されている。すなわち、例えばワイヤカットによる破断起点溝105形成の場合、クランクピン孔101d内周面の所定位置近傍に導電性ワイヤを配置し、この導電性ワイヤとクランクピン孔101d内周面との間にパルス状の高電圧を印加する。それによって導電性ワイヤとクランクピン孔101d内周面との間にコロナ放電が引き起こされ、この放電によってクランクピン孔101d内周面の一部が削り取られ破断起点溝105が形成される。
A pair of
上記クランクピン孔101dの内周面と破断起点溝105との間には谷部106が形成される。谷部106は、破断起点溝105とクランクピン孔101dの内周面とによって形成される上下のコーナ部を面取りすることにより形成される。また、好ましくは、谷部106は、破断起点溝105よりも開口幅が広くなっている。この谷部106は、好ましくは、破断起点溝105と同様にワイヤカット等の機械加工により、もしくは、分割型コンロッド100を鍛造、鋳造、焼結または他の適切な処理により成形する際に同時に形成されたものである。
A
図2、図3Aおよび図3Bに示すように、谷部106を構成する傾斜部106aは、好ましくは、クランクピン孔101dの軸心aから破断起点溝105の底面105cにおける底部105aを通る直線A(破断予定面)となす角度βが好ましくは約45度となるように直線状に切り欠くことにより形成されている。これにより谷部106の内角は約90度となっている。また破断起点溝105の上下の内面105b、105bは直線Aとなす角度αが約0度、つまり直線Aと略平行となるように形成されている。
As shown in FIGS. 2, 3A and 3B, the
さらに谷部106は、好ましくは、破断起点溝105の開口幅L3より大きい開口幅L4を有している。これにより谷部106を構成する傾斜部106aがクランクピン孔101d内に2分割された軸受メタル(不図示)をボルト孔101g方向に挿入する際の面取り部として機能する。
Furthermore, the
ここで、傾斜部106aの面取り部としての機能について言及する。コーナ部に面取り加工を施さない場合、軸受メタルをクランクピン孔に装着するとき軸受メタルがコーナ部に当接する。軸受メタルの表面には耐食層としてSn(すず)めっき等の金属めっきが施されている。このめっき層が破断分割によって形成された鋭いコーナ部に接するとき、めっき層の一部が削り取られてパーティクルとなり、このパーティクルが破断分割面に付着する。付着したパーティクルは分割型コンロッドの高精度な再結合を阻害する。これに対して、コーナ部に面取り加工を施す場合、つまり谷部106を形成する場合は、めっき層の一部が削り取られにくくなるため、分割型コンロッドの高精度な再結合の阻害要因であるパーティクルの発生を抑制することができる。
Here, the function of the
上記破断起点溝105の基点(すなわち、内面105bと傾斜部106aとの境界点107)からボルト孔101gの端縁までの最短距離L1に対する上記破断起点溝105の溝深さL2の比率は好ましくは約70%以上に設定されている。
The ratio of the groove depth L2 of the breaking
このように、本実施の形態によれば、クランクピン孔101dの内周面に軸心方向に延びる一対の破断起点溝105を形成し、各破断起点溝105とクランクピン孔101dの内周面との上下のコーナ部に傾斜部106aを形成する。谷部106は、好ましくは、破断起点溝105の開口幅L3より広い開口幅L4を有する。換言すれば、谷部106の直線Aとなす角度βを破断起点溝105のなす角度αより好ましくは大きくした。その結果、クランクピン孔101dの内周面を基点とした破断起点溝105の基点からボルト孔101gの端縁までの最短距離L1に対する破断起点溝105の溝深さL2の比率を大きくすることができるとともに、該破断起点溝105の底部105aまで表面硬化処理による硬化層を確実に形成することができる。これにより破断起点溝105の底部105aにおける応力拡大係数を大きくすることができ、破断分割時の剥がれや欠けの発生を防止でき、エンジン運転中の欠けによる損傷や焼き付け等の問題を防止できる。
As described above, according to the present embodiment, the pair of
(実施の形態2)
図5A、図5B、図6および図7は、本発明の実施の形態2に係る分割型コンロッドを説明するための図である。図5Aは本実施の形態の分割型コンロッドの正面図、図5Bは図5Aに示す分割型コンロッドのV−V断面図、図6は図5Bに示す分割型コンロッドのVI−VI断面図、図7は図5Bに示す分割型コンロッドのVII−VII断面図である。なお、本実施の形態で説明する分割型コンロッドは、実施の形態1で説明した分割型コンロッド100と好ましくは同様の基本的構成を有しており、双方の実施の形態で相互に同一または対応する構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 5A, FIG. 5B, FIG. 6 and FIG. 7 are diagrams for explaining a split connecting rod according to Embodiment 2 of the present invention. 5A is a front view of the split type connecting rod of the present embodiment, FIG. 5B is a VV sectional view of the split type connecting rod shown in FIG. 5A, and FIG. 6 is a VI-VI cross sectional view of the split type connecting rod shown in FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII of the split connecting rod shown in FIG. 5B. The split connecting rod described in the present embodiment preferably has the same basic configuration as that of the
本実施の形態の分割型コンロッド200には、クランクピン孔101dの内周面に略リング状の軸受メタル213が配設される。この軸受メタル213は、破断面(直線A)が上記クランクピン孔101dと交差する分割線、すなわち破断起点溝105に沿ってロッド側軸受メタル部213aとキャップ側軸受メタル部213bとに2分割されている。つまり、ロッド側軸受メタル部213aおよびキャップ側軸受メタル部213bは好ましくは略半円状をなしている。
In the
また、クランクピン孔101dの内周面の一方の分割線側には軸受係止溝201h、201iが、他方の分割線側には軸受係止溝201h’201i’が凹設されている。図6に示すように、軸受係止溝201h、201h’、201i、201i’は、好ましくは、クランクピン孔101d内に内接するように配置された溝切りカッタTを回転させつつ所定深さまで切り込むことにより形成されたものである。軸受係止溝201h、201h’、201i、201i’は、好ましくは、クランクピン孔101dの軸心方向に見ると円弧状をなしている(図6および図7参照)。
Further, bearing locking
また、軸受係止溝201h、201h’、201i、201i’は、クランクピン孔101dの軸心と略直角の方向に見ると、分割線を跨いで周方向に延びかつ分割線を挟んで周方向に偏位するように形成されている(図5B参照)。より詳細には、軸受係止溝201h、201h’はロッド部102側に偏位し、軸受係止溝201i、201i’はキャップ部103側に偏位している。換言すれば、クランクピン孔101dの軸心方向に略並列配置された軸受係止溝201h、201iのうち、軸受係止溝201hは、ロッド部102側に偏位配置されるよう形成され、軸受係止溝201iは、キャップ部103側に偏位配置されるよう形成される。一方、クランクピン孔101dの軸心方向に並列配置された軸受係止溝201h’、201i’のうち、軸受係止溝201h’は、ロッド部102側に偏位配置されるよう形成され、軸受係止溝201i’は、キャップ部103側に偏位配置されるよう形成される。
The
また、図6に示すように、略半円状のロッド側軸受メタル部213aの両端部213a’の背面には係止爪213c、213c’が好ましくは2個ずつ突設されており、略半円状のキャップ側軸受メタル部213bの両端部213b’の背面には係止爪213d、213d’が好ましくは2個ずつ突設されている。係止爪213cは分割型コンロッド200側に形成された軸受係止溝201h、201iによって、係止爪213c’は分割型コンロッド200側に形成された軸受係止溝201h’、201i’によって、それぞれ係止されている。また、係止爪213dは分割型コンロッド200側に形成された軸受係止溝201h、201iによって、係止爪213d’は分割型コンロッド200側に形成された軸受係止溝201h’、201i’によって、それぞれ係止されている。
Further, as shown in FIG. 6, two locking
より詳細には、軸受係止溝201h、201h’、201i、201i’が、分割線を挟んで周方向に偏位しているので、ロッド側軸受メタル部213aの係止爪213c、213c’はキャップ部103側に偏位した軸受係止溝201i、201i’のロッド部102側端部で係止される。キャップ側軸受メタル部213bの係止爪213d、213d’はロッド部102側に偏位した軸受係止溝201h、201h’のキャップ部103側端部で係止される。
More specifically, since the
次いで、本発明の実施の形態の作用効果について説明する。 Next, functions and effects of the embodiment of the present invention will be described.
本実施の形態の軸受構造によれば、ロッド側軸受メタル部213aの係止爪213c、213c’を軸受係止溝201i、201i’の端部で係止し、キャップ側軸受メタル部213bの係止爪213d、213d’を軸受係止溝201h、201h’の端部で係止したので、ロッド側軸受メタル部213aおよびキャップ側軸受メタル部213bが周方向に移動するのを防止できる。
According to the bearing structure of the present embodiment, the locking
ここで軸受係止溝201h、201h’、201i、201i’を周方向に偏位させたので、溝切りカッタTの直径、つまり軸受係止溝201h、201h’、201i、201i’の直径を小さくすることなく係止爪213c、213c’、213d、213d’を軸受係止溝201h、201h’、201i、201i’の端部で係止することができる。また、軸受係止溝201h、201h’、201i、201i’の直径を小さくすることによる応力集中の問題を回避できる。すなわち、溝切りカッタTつまり軸受係止溝201h、201h’、201i、201i’の直径を小さくしながら必要な深さを確保した場合、クランクピン孔101dの内表面の軸受係止溝部分における形状変化が急となり、応力集中の問題が生じ易い。一方、単に軸受係止溝201h、201h’、201i、201i’の直径を大きくすると該軸受係止溝201h、201h’、201i、201i’内で上記係止爪213c、213c’、213d、213d’が周方向に移動し易くなり、ひいては軸受メタル213が周方向に移動し易くなるが、本実施の形態では、係止爪213c、213c’、213d、213d’を軸受係止溝201h、201h’、201i、201i’の端部で係止しているのでこの問題を防止できる。
Here, since the
なお、本実施の形態では、軸受係止溝を好ましくは両方の分割線部分に形成したが、本発明の様々な実施の形態の軸受係止溝はいずれか一方の分割線部分に形成すれば良い。つまり、本実施の形態では、図6および図7に示されるように、ロッド側軸受メタル部213aの両端部213a’に係止爪213c、213c’が突設され、且つ、キャップ側軸受メタル部213bの両端部213b’に係止爪213d、213d’が突設されていることを前提としている。ただし、両端部213a’の一方にのみ係止爪(例えば係止爪213c)が突設されたロッド側軸受メタル部213aと、両端部213b’の一方にのみ係止爪(ロッド側軸受メタル部213aにおいて係止爪213cのみが突設される場合、係止爪213d)が突設されたキャップ側軸受メタル部213bとを用いても良い。図8は、両端部213b’の一方に1個の係止爪213dが突設されたキャップ側軸受メタル部213bの一例の斜視図である。また、図9は、このようなキャップ側軸受メタル部213bを取り付けた状態の分割型コンロッド200の斜視図である。図9に示すように、キャップ側軸受メタル部213bの係止爪213dはクランクピン孔101d内周面に凹設されている軸受係止溝201hによって係止される。実際にこのようなキャップ側軸受メタル部213bを使用するときは、1個の係止爪213cが軸受係止溝201iによって係止されるよう二つの端部213a’の一方に突設されているロッド側軸受メタル部213aも一緒に取り付けられる。したがって、ロッド側軸受メタル部213aおよびキャップ側軸受メタル部213bの周方向の回り止めが可能となる。このように、軸受係止溝201h’、201i’を凹設せずとも、本実施の形態で説明した分割型コンロッド200と同様の作用効果を実現することができる。
In the present embodiment, the bearing locking grooves are preferably formed in both dividing line portions. However, if the bearing locking grooves in various embodiments of the present invention are formed in any one of the dividing line portions. good. That is, in this embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the locking
また、上記の場合、本実施の形態の分割側コンロッド200に、実施の形態1で説明した分割型コンロッド100の特徴を導入しても良い。より詳細には、軸受係止溝201h’、201i’を凹設しなかった位置、すなわち、クランクピン孔101dの内周面において軸受係止溝201h、201iと対向する破断予定面上の位置に、実施の形態1で説明した谷部106を形成しても良い。
In the above case, the features of the
本発明の分割型コンロッドは、本発明によれば、簡単な構造により軸受メタルの回動を抑えることができ、焼き付き等の問題を確実に回避できる効果を有し、クランクピン孔内に軸受が配置される分割型コンロッドとして有用である。 According to the present invention, the split type connecting rod of the present invention has an effect that the rotation of the bearing metal can be suppressed with a simple structure, and problems such as seizure can be surely avoided. It is useful as a split type connecting rod.
100、200 分割型コンロッド
101a ロッド本体
101b ピストンピン孔
101c 小端部
101d クランクピン孔
101e 大端部
101f 肩部
101g ボルト孔
102 ロッド部
103 キャップ部
104 締結ボルト
105 破断起点溝
105a 底部
105b 内面
105c 底面
106 谷部
106a 傾斜部
107 境界点
201h、201h’、201i、201i’ 軸受係止溝
213 軸受メタル
213a ロッド側軸受メタル部
213a’、213b’ 端部
213b キャップ側軸受メタル部
213c、213c’、213d、213d’ 係止爪
100, 200 Split
Claims (4)
前記軸受がクランクピン孔の周方向に順回転するときに前記軸受の第1の突起部を係止する第1係止溝と、
前記軸受が逆回転するときに前記軸受の第2の突起部を係止する第2係止溝と、を有し、
前記第1係止溝および前記第2係止溝は、相互に前記周方向に偏位配置されることを特徴とする分割型コンロッド。 In the split type connecting rod that grips the crankpin via the bearing having the protrusion,
A first locking groove for locking the first protrusion of the bearing when the bearing rotates forward in the circumferential direction of the crankpin hole;
A second locking groove for locking the second protrusion of the bearing when the bearing rotates in reverse.
The split connecting rod, wherein the first locking groove and the second locking groove are offset from each other in the circumferential direction.
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