JP2006125595A - コンロッド - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンの運転中に加わる引っ張り荷重によるコンロッド本体の変形を抑制するとともに、重量の増加及び破断分割性の低下を回避する。
【解決手段】 コンロッド１は、クランクピン６を回転可能に支持する軸受孔２ａを有する大端部２と、ピストンピン８を回転可能に支持する軸受孔３ａを有する小端部３と、大端部２と小端部３とを連結するロッド部４とを備える。大端部２の両側面にわたる破断分割面１０に沿ってコンロッド本体１１とキャップ１２とに破断分割される。コンロッド本体１１とキャップ１２とが、破断分割面１０で合わせた状態でボルト１８により締結される。コンロッド本体１１の側面部には、キャップ１２の側面１３に比べて外側方へ張り出す張り出し部２０が形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主として内燃機関いわゆるエンジンに用いられるコンロッドに関する。

このコンロッドは、一般的に、クランクシャフトのクランクピンを回転可能に支持する軸受孔を有する大端部と、ピストンピンを回転可能に支持する軸受孔を有する小端部と、大端部と小端部とを連結するロッド部とを備えている。そして、大端部の両側面にわたる所定の破断分割面に沿ってコンロッド本体とキャップとに破断分割され、そのコンロッド本体とキャップとが破断分割面で合わせた状態でボルトにより締結されるようになっている。なお、一般的には、大端部の軸受孔とクランクピンとの間には、メタルベアリング（「コンロッドベアリング」とも呼ばれている。）が介在されている。

前記コンロッドにおいて、図２０に示すように、キャップ１１２の側面部に、コンロッド本体１１１の側面１１１ａより外側方へ張り出す保証質量１２０が形成されたものがある（特許文献１参照。）。
また、図２１に示すように、コンロッド本体１１１及びキャップ１１２の側面部にわたって外側方へ張り出す凸部が形成されたものがある（特許文献２参照。）。
なお、図２０及び図２１において、符号１１０は破断分割面を示している。

特開昭５４−１１２４３７号公報 特開２００２−１８８６１８号公報

近年、エンジンの高出力化にともない、ピストン、ピストンピン、ロッド部の重量の増加、並びに、クランクシャフトのクランクピン径の増大を余儀なくされている。また、コンロッドは、エンジンの運転中、ピストンの往復運動にともなう慣性力を受け、その慣性力により、小端部と大端部とが相反方向へ引っ張られる力を受ける。この引っ張り荷重により、その引っ張り側であるコンロッド本体１１１の軸受孔１０２ａ（図２０及び図２１参照）の周辺部分が弾性変形（以下、「コンロッド本体の変形」という。）する。すると、コンロッド本体１１１の変形により、コンロッドベアリングとクランクピンとの間隙が小さくなり、甚だしいときには、コンロッドベアリングとクランクピンとの間に焼き付きをきたすことが予測される。

ところで、前記特許文献１のコンロッド（図２０参照）では、キャップ１１２の側面部に保証質量１２０が形成されているため、エンジンの運転中に加わる引っ張り荷重によるコンロッド本体１１１の変形を抑制する効果をほとんど得ることができない。
また、前記特許文献２のコンロッド（図２１参照）では、コンロッド本体１１１及びキャップ１１２の側面部にわたって凸部が形成されているため、コンロッドとしての重量アップを招くとともに、破断分割面１１０の面積の増大による破断分割性の低下を招くことになる。

本発明が解決しようとする課題は、エンジンの運転中に加わる引っ張り荷重によるコンロッド本体の変形を抑制するとともに、重量の増加及び破断分割性の低下を回避することのできるコンロッドを提供することにある。

前記した課題は、特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とするコンロッドにより解決することができる。
すなわち、特許請求の範囲の請求項１にかかるコンロッドによると、大端部の両側面のうちで少なくとも一方の側面におけるコンロッド本体の側面部に、キャップの側面に比べて外側方へ張り出す張り出し部が形成されている。このため、エンジンの運転中に加わる引っ張り荷重の一部を張り出し部が担うことにより、コンロッド本体の変形を抑制することができる。
また、コンロッド本体のみに張り出し部を形成したことにより、コンロッド本体とキャップにわたって張り出し部を形成する場合（前記特許文献２参照。図２１参照。）に比べて、重量の増加、及び、破断分割面の面積の増大による破断分割性の低下を回避することができる。

また、特許請求の範囲の請求項２にかかるコンロッドによると、大端部の破断分割面が、大端部の軸受孔の中心及び小端部の軸受孔の中心を通る中心線に直交する交線に対して傾斜している。これにより、大端部の破断分割面が、大端部の軸受孔の中心及び小端部の軸受孔の中心を通る中心線に直交する場合に比べて、張り出し部を中心線寄りに近付けることができる。このため、コンロッド本体の張り出し部を含む全幅（中心線に直交する方向に関する全幅）を減少させたり、張り出し部を大型化したりすることができる。

また、特許請求の範囲の請求項３にかかるコンロッドによると、コンロッド本体の張り出し部が、大端部の軸受孔の中心を通りかつ破断分割面に直交する基準面を中心として線対称状に形成されたコンロッドを提供することができる。

また、特許請求の範囲の請求項４にかかるコンロッドによると、コンロッド本体の張り出し部が、大端部の軸受孔の中心を通りかつ破断分割面に直交する基準面を中心として非対称状に形成されたコンロッドを提供することができる。

また、特許請求の範囲の請求項５にかかるコンロッドによると、コンロッド本体の張り出し部を含む全幅が、エンジンのシリンダブロックのボア径よりも小さい。これにより、コンロッド本体を、エンジンのシリンダブロックのヘッド側からボア内に挿通させることができる。このことは、エンジンの組立及び分解等におけるコンロッド本体の取扱いに有利となる。

また、特許請求の範囲の請求項６にかかるコンロッドによると、コンロッド本体の張り出し部が、キャップの側面との協働により破断分割面の破断起点部を形成する破断起点形成用壁面を有している。このため、大端部の分割破断に際して、張り出し部の破断起点形成用壁面とキャップの側面との協働により形成されかつ断面積が急激に変化する破断起点部に応力が集中することになり、その破断起点部を破断起点として破断が進行する。これにより、大端部を破断分割面に沿って安定的に破断分割することができる。また、破断起点部を特別に設定する必要がなくて済む。

また、特許請求の範囲の請求項７にかかるコンロッドによると、コンロッド本体の張り出し部が有する破断起点形成用壁面とキャップの側面とにより、鈍角をなすＶ字溝状の破断起点部が形成されている。このため、鈍角をなすＶ字溝状の破断起点部を安定的な破断起点とすることができる。
また、鈍角をなすＶ字溝状の破断起点部は、鋭角をなすＶ字溝状の破断起点部に比べて、容易に形成することができる。

また、特許請求の範囲の請求項８にかかるコンロッドによると、コンロッド本体の張り出し部が、破断起点形成用壁面とロッド部側に形成される側壁面とによる角頂部により形成されている。このため、重量の増加を抑制しながらも、張り出し部の最外端の突出量を大きく設定することができる。このことは、エンジンの運転中に加わる引っ張り荷重によるコンロッド本体の変形の抑制に有効である。

また、特許請求の範囲の請求項９にかかるコンロッドによると、コンロッド本体の張り出し部の側壁面が、大端部のロッド部側の外周面及びロッド部の側面の少なくとも１つの面と連続状をなしている。このため、コンロッド本体の軸受孔の周辺部分の強度を向上することができる。

また、特許請求の範囲の請求項１０にかかるコンロッドによると、コンロッド本体の張り出し部の張り出し幅ｂと大端部の軸受孔の半径ａとの比（ｂ／ａ）が、１．４３〜１．８０の範囲内に設定されている。このため、キャップに張り出し部を形成する場合に比べて、エンジンの運転中に加わる引っ張り荷重によるコンロッド本体の変形を抑制することができるとともに、張り出し部の過剰な張り出しを回避することができる範囲内において、張り出し部の張り出し幅ｂを設定することができる。なお、比（ｂ／ａ）は、本明細書で「出代比」という。

また、特許請求の範囲の請求項１１にかかるコンロッドによると、コンロッド本体の張り出し部が、該コンロッド本体の全肉厚にわたって形成されている。このため、コンロッド本体の全肉厚にわたって、コンロッド本体の変形を抑制することができる。

また、特許請求の範囲の請求項１２にかかるコンロッドによると、コンロッド本体の張り出し部の張り出し量が、該コンロッド本体の肉厚方向に関して一定である。このため、コンロッド本体の肉厚方向に関して一定の張り出し量の張り出し部によって、コンロッド本体の変形を均等に抑制することができる。

また、特許請求の範囲の請求項１３にかかるコンロッドによると、コンロッド本体の張り出し部の張り出し量が、該コンロッド本体の肉厚方向に関して中央部を大きくかつ両端部で小さくする張り出し量をもって形成されている。このため、例えば、エンジンのシリンダブロックのヘッド側からコンロッド本体をボア内に挿通させる際のボアのボア壁面に対する張り出し部の干渉を防止あるいは低減することができる。

また、特許請求の範囲の請求項１４にかかるコンロッドによると、コンロッド本体の張り出し部の張り出し量が、該コンロッド本体の肉厚方向の中央部から両端に向って漸減している。このため、張り出し部の外形形状が単純化されるので、該張り出し部を容易に形成することができる。

すなわち、本発明のコンロッドによれば、エンジンの運転中に加わる引っ張り荷重によるコンロッド本体の変形を抑制するとともに、重量の増加及び破断分割性の低下を回避することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について実施例を参照して説明する。

［実施例１］
本発明の実施例１を図面にしたがって説明する。
図１に示すように、コンロッド１は、例えば、焼結材により形成されており、大端部２と小端部３とロッド部４とを備えている。
大端部２は、ほぼ円環状に形成されており、二分割タイプのコンロッドベアリング５を介してクランクシャフトのクランクピン６を回転可能に支持する軸受孔２ａを有している。
また、小端部３は、大端部２に比べて小径をなすほぼ円環状に形成されており、二分割タイプのコンロッドベアリング７を介してピストンピン８を回転可能に支持する軸受孔３ａを有している。
また、ロッド部４は、大端部２と小端部３とを連結しており、左右平行をなす両側面４ａを有している。なお、ロッド部４は、小端部３の外径よりも所定量小さい横幅４Ｗをもって形成されている。

前記大端部２は、その軸受孔２ａの中心２ｃ及び前記小端部３の軸受孔３ａの中心３ｃを通る中心線Ｌに対して直交する破断分割面１０に沿ってコンロッド本体１１とキャップ１２とに破断分割されている。なお、破断分割面１０は、破断分割された面であり、また、破断分割前においては破断分割予定面である。
また、キャップ１２には、破断分割面１０に直交しかつボルト孔１６（後述する）の軸線１６Ｌに平行する平面をなす左右の両側面１３が形成されている。
また、キャップ１２の反ロッド部４側の端面すなわち図１において下端面の左右両端部には、破断分割面１０に平行をなす左右の両ボルト座面１４が形成されている。各側面１３とボルト座面１４とにより、角張った左右の両隅角部１５が形成されている。

前記大端部２の左右両端部には、破断分割面１０に直交する軸線１６Ｌ上に位置する左右の両ボルト孔１６が前記コンロッド本体１１及び前記キャップ１２に跨るようにして形成されている。各ボルト孔１６は、キャップ１２の各ボルト座面１４の中央部に位置するようにして形成されており、そのボルト座面１４からキャップ１２を貫通してコンロッド本体１１に向けて形成されている。各ボルト孔１６は、キャップ１２においてはボルト１８の軸部１８ｂを挿通可能なボルト挿通孔（符号省略）として形成され、またコンロッド本体１１においてはボルト１８の軸部１８ｂのおねじ部を螺合可能なめねじ孔を主体として形成されている。なお、ボルト孔１６は、コンロッド本体１１を貫通するものでもよいし、貫通しない有底孔状に形成されるものでもよい。

前記コンロッド本体１１と前記キャップ１２とは、前記破断分割面１０において合わせた状態で、左右一対のボルト１８により締結されている。すなわち、各ボルト１８は、キャップ１２のボルト孔１６を通して、コンロッド本体１１のボルト孔１６に螺合されている。このとき、ボルト１８の頭部１８ａは、キャップ１２のボルト座面１４に面接触状に当接する。なお、ボルト１８の頭部１８ａとキャップ１２のボルト座面１４との間には、必要に応じてワッシャを介在することができる。また、ボルト１８の軸線（符号省略）は、ボルト孔１６の軸線１６Ｌと同一軸線上に位置する。

前記大端部２におけるコンロッド本体１１の両側面部には、前記キャップ１２の両側面１３に比べて外側方へ張り出す張り出し部２０が左右対称状に形成されている。すなわち、図２及び図３に示すように、コンロッド本体１１の左右の両張り出し部２０は、キャップ１２の側面１３を含む面１３Ｆより外側方へ張り出すいわゆる突出する部分であり、大端部２の軸受孔２ａの中心２ｃを通りかつ前記破断分割面１０に直交する基準面Ｆ１を中心として線対称をなしている。なお、本実施例の場合、基準面Ｆ１が、大端部２の軸受孔２ａの中心２ｃ及び小端部３の軸受孔３ａの中心３ｃを通る中心線Ｌを含む面となっている。
また、図２及び図３に示すように、コンロッド１すなわちコンロッド本体１１の両張り出し部２０を含む全幅１１Ｗは、エンジンのシリンダブロック５０におけるボア５１のボア壁面５２の内径すなわちボア径５２ｄより所定量小さい寸法に設定されている。
なお、張り出し部２０は左右対称状に形成されたものであるから、左側の張り出し部２０について説明し、右側の張り出し部２０についてはその説明を省略する。

図４に示すように、前記張り出し部２０は、前記キャップ１２の側面１３との協働により前記破断分割面１０の破断起点部１０ａを形成する破断起点形成用壁面２１を有している。破断起点部１０ａは、断面積を急激に変化するように形成されており、張り出し部２０の破断起点形成用壁面２１とキャップ１２の側面１３とにより鈍角をなすＶ字溝状に形成されている。このため、張り出し部２０の破断起点形成用壁面２１とキャップ１２の側面１３とは、直角より大きく二直角より小さい角度の範囲内の所定角度θ１をなしている。本実施例の場合、角度θ１は、約１３０°に設定されている。

前記張り出し部２０は、前記破断起点形成用壁面２１とロッド部４側に形成される側壁面２２とによる角度θ２をなす角頂部により形成されている。本実施例の場合、角度θ２は、約９５°に設定されている。この角度θ２は、約４５°〜１８０°の間に設定されるものである。
また、張り出し部２０の側壁面２２は、前記大端部２のロッド部４側の外周面（符号、２ｂを付す。）に接線状をなす平面からなる傾斜面２４をもって連続状をなしている。その傾斜面２４は、前記ロッド部４の側面４ａに向かって延びており、該側面４ａに凹型曲面２５を介して連続状をなしている。

前記張り出し部２０は、次に述べる出代比をもって形成されている。すなわち、図２及び図３に示すように、前記大端部２の軸受孔２ａの半径をａとする。また、大端部２の軸受孔２ａの中心２ｃを通りかつ前記破断分割面１０に直交する基準面Ｆ１と、その基準面Ｆ１に平行しかつコンロッド本体１１の張り出し部２０の最外端２０ａを通る直線Ｌ１との間の張り出し幅をｂとする。この張り出し部２０の張り出し幅ｂと大端部２の軸受孔２ａの半径ａとの出代比（ｂ／ａ）が、１．４３〜１．８０となる範囲内に設定されている。

前記張り出し部２０は、図３に示すように、前記コンロッド本体１１の全肉厚１１ｔにわたって形成されている。
また、張り出し部２０は、コンロッド本体１１の肉厚方向に関して一定の張り出し量Ｘをもって形成されている（図２及び図３参照）。

しかして、コンロッド１は、例えば次のようにして製造される。
（１）金属粉末を成形して焼結することにより、一体成形品としての大端部２を有するコンロッド１（図２参照）が形成される。なお、焼結後でかつ破断分割前のコンロッド１を「コンロッド粗材」という。また、コンロッド粗材１（コンロッドと同一符号を付す。）は、焼結の他、鍛造、鋳造等により形成することができる。
（２）次に、コンロッド粗材１にボルト孔１６が孔開け加工される。

（３）次に、コンロッド粗材１の大端部２にクラッキング加工が施されることにより、大端部２が破断分割面１０に沿ってコンロッド本体１１とキャップ１２とに破断分割される。この大端部２の破断分割は、破断分割装置４０（図５参照）によって行なわれる。なお、破断分割装置４０は、周知のものであるから、簡単に説明するにとどめる。
すなわち、図５において、破断分割装置４０の基台４１上にコンロッド粗材１を載置する。このとき、基台４１上に大端部２の分割方向（図５において左右方向）に移動可能に配置された一対のスライダ４２の嵌合片４２ａに、大端部２の軸受孔２ａを嵌合する。この状態で、両スライダ４２の嵌合片４２ａの間にくさび状のパンチ４３を打ち込むことにより、そのくさび効果によって両スライダ４２が相反方向へ押し拡げられる。これにより、大端部２が、破断分割面１０（図２参照）に沿ってコンロッド本体１１とキャップ１２部とに分割される。
（４）次に、コンロッド本体１１とキャップ１２とが、図１に示すように、破断分割面１０を合わせることにより位置合わせした状態で、ボルト１８により締着すなわちボルト１８の締付けにより一体化される。

また、コンロッド１の組付時においては、キャップ１２と分離されたコンロッド本体１１を、エンジンのシリンダブロック５０（図２参照）のヘッド側（図２において上側）からボア５１内に挿通されたのち、コンロッド本体１１にキャップ１２を軸受孔２ａ内にクランクピン６を挟み込みようにしてボルト１８により締着される（図１参照）。なお、クランクピン６の組み付けにあたっては、コンロッド本体１１及びキャップ１２の半割状のそれぞれの軸受孔２ａ内に半割状のコンロッドベアリング５が予め固定される。

上記したコンロッド１によると、大端部２におけるコンロッド本体１１の両側面部に、キャップ１２の側面１３に比べて外側方へ張り出す張り出し部２０が形成されている（図１参照）。このため、エンジンの運転中に加わる引っ張り荷重の一部を張り出し部２０が担うことにより、コンロッド本体１１の変形を抑制することができる。ひいては、コンロッドベアリング５とクランクピン６との間における焼き付きを効果的に防止あるいは低減することができる。
また、コンロッド本体１１のみに張り出し部２０を形成したことにより、コンロッド本体１１とキャップ１２にわたって張り出し部を形成する場合（前記特許文献２参照。図１参照。）に比べて、重量の増加、及び、破断分割面１０の面積の増大による破断分割性の低下を回避することができる。

また、コンロッド本体１１の張り出し部２０が、大端部２の軸受孔２ａの中心２ｃを通りかつ破断分割面１０に直交する基準面Ｆ１を中心として線対称状（左右対称状）に形成されたコンロッド１（図２参照）を提供することができる。

また、コンロッド本体１１の張り出し部２０を含む全幅１１Ｗが、エンジンのシリンダブロック５０のボア径５２ｄよりも小さい（図２及び図３参照）。これにより、コンロッド本体１１を、エンジンのシリンダブロック５０のヘッド側からボア５１内に挿通させることができる。このことは、エンジンの組立及び分解等におけるコンロッド本体１１の取扱いに有利となる。

また、コンロッド本体１１の張り出し部２０が、キャップ１２の側面１３との協働により破断分割面１０の破断起点部１０ａを形成する破断起点形成用壁面２１を有している（図４参照）。このため、大端部２の分割破断いわゆるクラッキング加工に際して、張り出し部２０の破断起点形成用壁面２１とキャップ１２の側面１３との協働により形成されかつ断面積が急激に変化する破断起点部１０ａに応力が集中することになり、その破断起点部１０ａを破断起点として破断が進行する。これにより、大端部２を破断分割面１０に沿って安定的に破断分割することができる。また、破断起点部１０ａを特別に設定する必要がなくて済む。

また、コンロッド本体１１の張り出し部２０が有する破断起点形成用壁面２１とキャップ１２の側面１３とにより、鈍角をなすＶ字溝状の破断起点部１０ａが形成されている（図４参照）。このため、鈍角をなすＶ字溝状の破断起点部１０ａを安定的な破断起点とすることができる。
また、鈍角をなすＶ字溝状の破断起点部１０ａは、鋭角をなすＶ字溝状の破断起点部に比べて、容易に形成することができる。

また、コンロッド本体１１の張り出し部２０が、破断起点形成用壁面２１とロッド部４側に形成される側壁面２２とによる角頂部により形成されている（図４参照）。このため、重量の増加を抑制しながらも、張り出し部２０の最外端の突出量を大きく設定することができる。このことは、エンジンの運転中に加わる引っ張り荷重によるコンロッド本体１１の変形の抑制に有効である。

また、コンロッド本体１１の張り出し部２０の側壁面２２が、大端部２のロッド部４側の外周面２ｂに接線状をなす傾斜面２４をもってロッド部４の側面４ａと連続状をなしている（図４参照）。このため、コンロッド本体１１の軸受孔２ａの周辺部分の強度を向上することができる。

また、コンロッド本体１１の張り出し部２０の張り出し幅ｂと大端部２の軸受孔２ａの半径ａとの出代比（ｂ／ａ）が、１．４３〜１．８０の範囲内に設定されている（図２及び図３参照）。このため、キャップ１２に張り出し部を形成する場合（前記特許文献１参照。図２０参照。）に比べて、エンジンの運転中に加わる引っ張り荷重によるコンロッド本体１１の変形を抑制することができるとともに、張り出し部２０の過剰な張り出しを回避することができる範囲内において、張り出し部２０の張り出し幅ｂを設定することができる。

この点について詳述する。コンロッド本体１１の張り出し部２０の出代比（ｂ／ａ）を段階的に変更した実施例１のものと、キャップ１１２の張り出し部１２０（前記特許文献１参照。図２０参照。）の出代比（ｂ／ａ）を段階的に変更した従来例のものとをそれぞれ用意して、引っ張り側であるコンロッド本体の変形量を測定した。その測定結果をまとめたところ、図６に示す測定結果が得られた。
図６において、横軸は出代比（ｂ／ａ）であり、縦軸がコンロッド本体の変形量である。また、点■を含む特性線Ａは実施例１の測定結果を示し、点●を含む特性線Ｂは従来例の測定結果を示している。

図６から明らかなように、実施例１の測定結果（特性線Ａ参照。）は、従来例の測定結果（特性線Ｂ参照。）に比べて、出代比（ｂ／ａ）が大きくなるにつれてコンロッド本体１１の変形量が大幅に減少しており、コンロッド本体１１の変形量が大幅に低減されることがわかる。
そして、実施例１の出代比（ｂ／ａ）が１．４３以上において、従来例のコンロッド本体１１の変形量の最小値を超える。また、実施例１の出代比（ｂ／ａ）が１．８でコンロッド本体１１の変形量が最小値となり、１．８以上ではコンロッド本体１１の変形量に減少する効果が見られないことがわかる。
したがって、出代比（ｂ／ａ）を１．４３〜１．８０の範囲内に設定することにより、従来例（前記特許文献１参照。図２０参照。）に比べて、エンジンの運転中に加わる引っ張り荷重によるコンロッド本体１１の変形を抑制することができるとともに、張り出し部２０の過剰な張り出しを回避することができる。

また、コンロッド本体１１の張り出し部２０が、該コンロッド本体１１の全肉厚１１ｔにわたって形成されている（図３参照）。このため、コンロッド本体１１の全肉厚１１ｔにわたって、コンロッド本体１１の変形を抑制することができる。

また、コンロッド本体１１の張り出し部２０の張り出し量Ｘが、該コンロッド本体１１の肉厚方向に関して一定である（図３参照）。このため、コンロッド本体１１の肉厚方向に関して一定の張り出し量Ｘの張り出し部２０によって、コンロッド本体１１の変形を均等に抑制することができる。

［実施例２］
本発明の実施例２について説明する。なお、本実施例及び以降の実施例は、前記実施例１の一部に変更を加えたものであるので、同一部位に同一符号を付して重複する説明は省略し、変更部分について説明する。
本実施例は、図７に示すように、大端部２の破断分割面１０が、該大端部２の軸受孔２ａの中心２ｃ及び小端部３の軸受孔３ａの中心３ｃを通る中心線Ｌに直交する交線Ｌ２に対して、所定の傾斜角度θ３をもって傾斜されたコンロッド１である。本実施例の場合、傾斜角度θ３は、約３０°に設定されている。この傾斜角度θ３は、約２０°〜約６０°の間に設定されるものである。
これにともない、左側の張り出し部２０の破断起点形成用壁面２１は、キャップ１２の側面１３に対して約１２０°の角度θ１ａで形成されている。この角度θ１ａは、９０°〜１８０°の間に設定されるものである。
また、右側の張り出し部２０の破断起点形成用壁面２１は、キャップ１２の側面１３に対して約１３５°の角度θ１ｂで形成されている。この角度θ１ｂは、９０°〜１８０°の間に設定されるものである。
そして、左側の張り出し部２０の角頂部の角度θ２ａは約９０°に設定され、また、右側の張り出し部２０の角度θ２ｂは約１０５°に設定されている。また、角度θ１ｂは、９０°〜１８０°の間に設定される。この角度θ２ａ及び角度θ２ｂは、それぞれ約４５°〜１８０°の間に設定されるものである。

また、コンロッド本体１１の左側の張り出し部２０の側壁面２２は、大端部２の外周面２ｂに接線状をなす平面２６をもって連続状をなしている。なお、平面２６に連続する大端部２の外周面２ｂとロッド部４の側面４ａとは、凹型曲面２ｄをもって連続状をなしている。
また、コンロッド本体１１の右側の張り出し部２０の側壁面２２は、ロッド部４の側面４ａと凹型曲面２７をもって連続状をなしている。しかして、凹型曲面２７は、キャップ１２の側面１３を含む面１３Ｆに接線状をなしている。この場合も、右側の張り出し部２０は、キャップ１２の側面１３を含む面１３Ｆより外側方へ張り出すいわゆる突出する部分である。

また、コンロッド本体１１の左右の両張り出し部２０は、大端部２の軸受孔２ａの中心２ｃを通りかつ前記破断分割面１０に直交する基準面（符号、Ｆ２を付す。）を中心として非対称状に形成されている。
また、図８に示すように、コンロッド本体１１の両張り出し部２０を含む全幅１１Ｗは、エンジンのシリンダブロック５０のボア壁面５２の内径すなわちボア径５２ｄより所定量小さい寸法に設定されている。

本実施例のコンロッド１によっても、前記実施例１と同様の作用・効果を得ることができる。
さらに、大端部２の破断分割面１０が、大端部２の軸受孔２ａの中心２ｃ及び小端部３の軸受孔３ａの中心３ｃを通る中心線Ｌに直交する交線Ｌ２に対して傾斜している（図７参照）。これにより、大端部２の破断分割面１０が大端部２の軸受孔２ａの中心２ｃ及び小端部３の軸受孔３ａの中心３ｃを通る中心線Ｌに直交する場合（前記実施例１参照。）に比べて、左右の両張り出し部２０を中心線Ｌ寄りに近付けることができる。このため、コンロッド本体１１の両張り出し部２０を含む全幅（中心線Ｌに直交する方向に関する全幅が相当する。）１１Ｗを減少させたり、張り出し部２０を大型化したりすることができる。

すなわち、基準面Ｆ２を基準とするコンロッド本体１１の両張り出し部２０を含む全幅を、前記実施例１における全幅１１Ｗと同じとした場合、左右の両張り出し部２０を中心線Ｌに近付けることができるので、その分、コンロッド本体１１の全幅１１Ｗを減少させることができる。このため、コンロッド本体１１を、エンジンのシリンダブロック５０のヘッド側からボア５１内に容易に挿通させることができる（図８参照）。

また、前記中心線Ｌを基準とするコンロッド本体１１の両張り出し部２０を含む全幅１１Ｗを、前記実施例１における全幅１１Ｗと同じとした場合、中心線Ｌに対して基準面Ｆ２を傾斜させたことによる全幅１１Ｗを減少分に対応する分だけ張り出し部２０を大型化することができる。このため、エンジンの運転中に加わる引っ張り荷重によるコンロッド本体１１の変形を良好に抑制することができる。このときも、コンロッド本体１１の張り出し部２０を含む全幅１１Ｗが、エンジンのシリンダブロック５０のボア径５２ｄよりも小さくすることにより、コンロッド本体１１をエンジンのシリンダブロック５０のヘッド側からボア５１内に挿通させることができる（図８参照）。

また、コンロッド本体１１の両張り出し部２０が、大端部２の軸受孔２ａの中心２ｃを通りかつ破断分割面１０に直交する基準面Ｆ２を中心として非対称状に形成されたコンロッド１を提供することができる（図７参照）。

また、コンロッド本体１１の左側の張り出し部２０の側壁面２２が、大端部２の外周面２ｂに接線状をなす平面２６をもって連続状をなしている。このため、コンロッド本体１１の軸受孔２ａの周辺部分の強度を向上することができる。
また、コンロッド本体１１の右側の張り出し部２０の側壁面２２が、ロッド部４の側面４ａと凹型曲面２７をもって連続状をなしている。このため、コンロッド本体１１の軸受孔２ａの周辺部分の強度を向上することができる。

また、前記実施例１，２における張り出し部２０の形状は、次の述べるように種々の変更例が考えられる。
［変更例１］
変更例１は、図９に示すように、前記実施例における張り出し部２０の突出端部に、凸型曲面状の丸型頂部２８を形成したものである。
［変更例２］
変更例２は、図１０に示すように、前記実施例における張り出し部２０の突出端部に、キャップ１２の側面１３を含む面１３Ｆに平行をなす端面２９を形成したものである。
［変更例３］
変更例３は、図１１に示すように、前記変更例２の張り出し部２０の上側隅角部に、角張部３０を形成したものである。
［変更例４］
変更例４は、図１２に示すように、前記変更例２の張り出し部２０の下側隅角部に、角張部３１を形成したものである。この場合、角張部３１の下壁面３１ａとキャップ１２の側面１３とにより、Ｖ字溝状の破断起点部１０ａが形成されている。
［変更例５］
変更例５は、図１３に示すように、前記変更例１の張り出し部２０の破断起点形成用壁面２１を凸型曲面の破断起点形成用壁面２１Ａに形成したものである。
［変更例６］
変更例６は、図１４に示すように、前記変更例１のコンロッド本体１１に、張り出し部２０とキャップ１２の側面１３との間においてキャップ１２の側面１３と同一面をなす側壁面３２を形成したものである。この場合、コンロッド本体１１の側壁面３２とキャップ１２の側面１３との間において、Ｖ字溝、Ｕ字溝等の破断起点溝３８を付加するとよい。

［変更例７］
変更例７は、図１５に示すように、前記変更例１のコンロッド本体１１の張り出し部２０の最外端２０ａを含む先端縁３３を凸型曲面状に形成したものである。これにより、張り出し部２０が、コンロッド本体１１の肉厚方向（図１５において上下方向）に関して中央部を大きくかつ両端部で小さくする張り出し量Ｘをもって形成されている。これとともに、張り出し部２０の張り出し量Ｘが、該コンロッド本体１１の肉厚方向の中央部から両端に向って漸減されている。

変更例７のコンロッド１によると、コンロッド本体１１の張り出し部２０の張り出し量Ｘが、該コンロッド本体１１の肉厚方向に関して中央部を大きくかつ両端部で小さくする張り出し量Ｘをもって形成されているため、例えば、エンジンのシリンダブロック５０のヘッド側からコンロッド本体１１をボア５１内に挿通させる際のボアのボア壁面５２に対する張り出し部２０の干渉を防止あるいは低減することができる。
また、コンロッド本体１１の張り出し部２０の張り出し量Ｘが、該コンロッド本体１１の肉厚方向の中央部から両端に向って漸減している。このため、張り出し部２０の外形形状が単純化されるので、該張り出し部２０を容易に形成することができる。

［変更例８］
変更例８は、図１６に示すように、前記変更例１のコンロッド本体１１の張り出し部２０の最外端２０ａを含む先端縁３４を、斜面３４ａ，３４ｂを有する三角状に形成したものである。本変更例によっても、前記変更例７と同様の作用・効果を得ることができる。
［変更例９］
変更例９は、図１７に示すように、前記変更例１のコンロッド本体１１の張り出し部２０の先端側の両隅角部に、面取り状に切除した斜面３５を形成したものである。本変更例によっても、前記変更例７と同様の作用・効果を得ることができる。
［変更例１０］
変更例１０は、図１８に示すように、前記実施例１のコンロッド本体１１の張り出し部２０の先端側の両隅角部に、四角形状に切除した凹型段部３６を形成したものである。本変更例によっても、コンロッド本体１１の張り出し部２０の張り出し量Ｘが、該コンロッド本体１１の肉厚方向に関して中央部を大きくかつ両端部で小さくする張り出し量Ｘをもって形成されているため、例えば、エンジンのシリンダブロック５０のヘッド側からコンロッド本体１１をボア５１内に挿通させる際のボアのボア壁面５２に対する張り出し部２０の干渉を防止あるいは低減することができる。
［変更例１１］
変更例１１は、図１９に示すように、前記実施例１のコンロッド本体１１の張り出し部２０を、該コンロッド本体１１の側面部における中央部分にのみ形成したものである。
なお、図示は省略するが、張り出し部２０は、コンロッド本体１１の側面部における両端部のみに形成したり、いずれか一端部に形成したりすることができる。また、張り出し部２０の形状も適宜変更することができる。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本発明の張り出し部２０は、コンロッド本体１１の両側面部のうちで少なくとも一方の側面部に設けられていればよい。
また、図７に示すように、破断分割面が斜めになっているコンロッドの場合、傾いている側すなわちロッド部に近い側にのみ張り出し部を設けても良い。このように、ロッド部に近い側に設ける方が張り出し部による変形抑制の効果が大きい。

本発明の実施例１にかかるコンロッドを示す正面図である。 破断分割前のコンロッド（コンロッド粗材）を示す正面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。 コンロッドの要部を示す説明図である。 コンロッドの破断分割にかかる説明図である。 張り出し部の出代比とコンロッド本体の引っ張り側の変形量との関係を示す特性線図である。 本発明の実施例２にかかるコンロッドを示す正面図である。 エンジンのシリンダブロックのボア壁面とコンロッド本体との関係を示す説明図である。 張り出し部の変更例１を示す部分正面図である。 張り出し部の変更例２を示す部分正面図である。 張り出し部の変更例３を示す部分正面図である。 張り出し部の変更例４を示す部分正面図である。 張り出し部の変更例５を示す部分正面図である。 張り出し部の変更例６を示す部分正面図である。 張り出し部の変更例７を示す部分断面図である。 張り出し部の変更例８を示す部分断面図である。 張り出し部の変更例９を示す部分断面図である。 張り出し部の変更例１０を示す部分断面図である。 張り出し部の変更例１１を示す部分断面図である。 従来の技術にかかるコンロッドを示す正断面図である。 従来の技術にかかる別例のコンロッドを示す正面図である。

符号の説明

１ コンロッド
２ 大端部
２ａ 軸受孔
２ｂ 外周面
３ 小端部
３ａ 軸受孔
４ ロッド部
４ａ 側面
６ クランクピン
８ ピストンピン
１０ 破断分割面
１０ａ 破断起点部
１１ コンロッド本体
１２ キャップ
１３ 側面
１８ ボルト
２０ 張り出し部
２１ 破断起点形成用壁面
２２ 側壁面
Ｆ１ 基準面
Ｆ２ 基準面
Ｌ 中心線

Claims (14)

1. クランクシャフトのクランクピンを回転可能に支持する軸受孔を有する大端部と、
   ピストンピンを回転可能に支持する軸受孔を有する小端部と、
   前記大端部と前記小端部とを連結するロッド部と
   を備え、
   前記大端部の両側面にわたる所定の破断分割面に沿ってコンロッド本体とキャップとに破断分割され、
   前記コンロッド本体と前記キャップとが、前記破断分割面で合わせた状態でボルトにより締結される
   コンロッドであって、
   前記大端部の両側面のうちで少なくとも一方の側面における前記コンロッド本体の側面部には、前記キャップの側面に比べて外側方へ張り出す張り出し部が形成されていることを特徴とするコンロッド。
2. 請求項１に記載のコンロッドであって、
   前記大端部の破断分割面が、該大端部の軸受孔の中心及び前記小端部の軸受孔の中心を通る中心線に直交する交線に対して傾斜していることを特徴とするコンロッド。
3. 請求項１又は２に記載のコンロッドであって、
   前記コンロッド本体の張り出し部が、前記大端部の軸受孔の中心を通りかつ前記破断分割面に直交する基準面を中心として線対称状に形成されていることを特徴とするコンロッド。
4. 請求項１又は２に記載のコンロッドであって、
   前記コンロッド本体の張り出し部が、前記大端部の軸受孔の中心を通りかつ前記破断分割面に直交する基準面を中心として非対称状に形成されていることを特徴とするコンロッド。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のコンロッドであって、
   前記コンロッド本体の張り出し部を含む全幅が、エンジンのシリンダブロックのボア径より小さいことを特徴とするコンロッド。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載のコンロッドであって、
   前記キャップの側面が、前記破断分割面に直交しかつ前記ボルトの軸線に平行する平面により形成され、
   前記コンロッド本体の張り出し部が、前記キャップの側面との協働により前記破断分割面の破断起点部を形成する破断起点形成用壁面を有していることを特徴とするコンロッド。
7. 請求項６に記載のコンロッドであって、
   前記コンロッド本体の張り出し部が有する破断起点形成用壁面と前記キャップの側面とにより、鈍角をなすＶ字溝状の破断起点部が形成されていることを特徴とするコンロッド。
8. 請求項６又は７に記載のコンロッドであって、
   前記コンロッド本体の張り出し部が、前記破断起点形成用壁面とロッド部側に形成される側壁面とによる角頂部により形成されていることを特徴とするコンロッド。
9. 請求項８に記載のコンロッドであって、
   前記コンロッド本体の張り出し部の側壁面が、前記大端部のロッド部側の外周面及び前記ロッド部の側面の少なくとも１つの面と連続状をなしていることを特徴とするコンロッド。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載のコンロッドであって、
    前記大端部の軸受孔の半径をａとし、
    前記大端部の軸受孔の中心を通りかつ前記破断分割面に直交する基準面と、その基準面に平行しかつ前記コンロッド本体の張り出し部の最外端を通る直線との間の張り出し幅をｂとしたとき、
    前記張り出し部の張り出し幅ｂと前記大端部の軸受孔の半径ａとの比（ｂ／ａ）が、１．４３〜１．８０の範囲内に設定されていることを特徴とするコンロッド。
11. 請求項１〜１０のいずれか１つに記載のコンロッドであって、
    前記コンロッド本体の張り出し部が、該コンロッド本体の全肉厚にわたって形成されていることを特徴とするコンロッド。
12. 請求項１〜１１のいずれか１つに記載のコンロッドであって、
    前記コンロッド本体の張り出し部が、該コンロッド本体の肉厚方向に関して一定の張り出し量をもって形成されていることを特徴とするコンロッド。
13. 請求項１〜１１のいずれか１つに記載のコンロッドであって、
    前記コンロッド本体の張り出し部が、該コンロッド本体の肉厚方向に関して中央部を大きくかつ両端部で小さくする張り出し量をもって形成されていることを特徴とするコンロッド。
14. 請求項１３に記載のコンロッドであって、
    前記コンロッド本体の張り出し部の張り出し量が、該コンロッド本体の肉厚方向の中央部から両端に向って漸減していることを特徴とするコンロッド。
    
    

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