JP2007247705A - コネクティングロッドのボルト孔構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ボルト雌ネジ孔内から切粉を全て排出してボルトの破損を確実に防止しつつ、肩部の強度を十分に確保することができるコネクティングロッドのボルト孔構造を提供する。
【解決手段】キャップ２２の外側部にキャップ２２を上下方向に貫通するボルト通し孔２６を設けるとともに、ロッド本体２１の大端部２５の外側部にボルト通し孔２６と同一軸線上を延びるボルト雌ネジ孔２７を設け、ボルト通し孔２６を通してボルト雌ネジ孔２７に螺入されるボルトＢによってキャップ２２をロッド本体２１側に引き寄せてロッド本体２１に固定している。そして、ロッド本体２１のボルト雌ネジ孔２７の先端部を、そのボルト雌ネジ孔２７の径よりも小径な不完全ネジ部２８の円錐形部分２８ｂの先端部の一部のみをロッド本体２１の肩部２９に開口させることによって、円錐形部分２８ｂと円筒形部分２８ａとからなる連通孔３０を介して肩部に連通させている。
【選択図】図３

Description

本発明は、一端部に内燃機関のピストンが連結されたロッド本体の他端部に対しクランクシャフトを挟んでキャップがボルト締結されるコネクティングロッドのボルト孔構造に関し、特に、ロッド本体の他端部側の肩部での強度を確保する対策に係わる。

一般に、内燃機関は、そのピストンがコネクティングロッドを介して出力軸であるクランクシャフトに連結され、ピストンの往復移動をコネクティングロッドによってクランクシャフトの回転へと変換している。

このようなコネクティングロッドとしては、棒状に形成されたロッド本体と、そのロッド本体にボルト締結されるキャップとを備えている。このロッド本体の一端部には、ピストンピンによってピストンが連結されている。また、ロッド本体の他端部には、ボルトによって同他端部との間にクランクシャフトを挟む態様でキャップが取り付けられている。そして、キャップにはボルトが貫通するボルト通し孔が設けられているとともに、ロッド本体には前記ボルト通し孔と同一軸線上を延びるボルト雌ネジ孔が設けられ、前記ボルト通し孔を通して前記ボルト雌ネジ孔に螺入されるボルトによって前記キャップが前記ロッド本体に固定されるようになっている。

この場合、ロッド本体の他端部のボルト雌ネジ孔としては、そのロッド本体の他端部の端面より掘削されて袋とじ状に形成されたもの（例えば、特許文献１参照）や、ロッド本体の他端部の端面より掘削されてその軸線の延長線上の肩部にそのまま貫通するもの（例えば、特許文献２参照）など、種々多様な形態のものが従来より用いられている。
特開平１０−１８４６５６号公報 特開平６−１４７２１８号公報

ところが、上記従来の袋とじ状に形成されたものでは、予め下穴加工されている下穴に対しネジ加工工具によってボルト雌ネジ孔をネジ切り加工した際に、そのボルト雌ネジ孔内、特にボルト雌ネジ孔の先端部付近から切粉を排出することが難しく、ボルト雌ネジ孔内に残った切粉によってボルト締結時の軸力が不足し、ボルトが破損するおそれがある。

また、ロッド本体の他端部側においてボルト雌ネジ孔がその軸線の延長線上の肩部までそのまま貫通しているものでは、肩部において大きなボルト雌ネジ孔が開口しているため、肩部の強度が不十分なものとなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ボルト雌ネジ孔内から切粉を全て排出してボルトの破損を確実に防止しつつ、肩部の強度を十分に確保することができるコネクティングロッドのボルト孔構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、コネクティングロッドのボルト孔構造として、一端部に内燃機関のピストンが連結されるロッド本体と、前記ロッド本体の他端部との間に前記内燃機関のクランクシャフトを挟むキャップとを備え、前記キャップにボルト通し孔を設けるとともに、前記ロッド本体に前記ボルト通し孔と同一軸線上を延びるボルト雌ネジ孔を設け、前記ボルト通し孔を通して前記ボルト雌ネジ孔に螺入されるボルトによって前記キャップを前記ロッド本体に固定するようにしている。そして、前記ロッド本体のボルト雌ネジ孔の先端部を、そのボルト雌ネジ孔の径よりも小径な貫通孔を介して外方に開口させている。

この特定事項により、ロッド本体のボルト雌ネジ孔の先端部は、そのボルト雌ネジ孔の径よりも小径な貫通孔を介して外方に開口しているので、予め下穴加工されている下穴に対しネジ加工工具によってボルト雌ネジ孔をネジ切り加工した際のボルト雌ネジ孔の先端部付近に残る切粉が貫通孔を介して円滑に排出され、ボルト雌ネジ孔内に残った切粉によってボルト締結時の軸力が不足することはない。しかも、ロッド本体の他端部側においてボルト雌ネジ孔がその軸線の延長線上の肩部にそのまま開口しているもののように、肩部に大きな開口が形成されることがなく、ボルト雌ネジ孔内から切粉が排出可能な必要最小限の貫通孔のみが開口することになる。これにより、ボルト雌ネジ孔内から切粉を円滑に排出してボルトの破損を確実に防止しつつ、肩部の強度を十分に確保することが可能となる。

また、前記貫通孔を、前記ボルト雌ネジ孔の先端部に対しそのボルト雌ネジ孔と同一軸線上を延びて前記ロッド本体の他端部の肩部に開口させている場合には、ボルト雌ネジ孔をネジ加工工具によってネジ切り加工するのに先だって下穴加工する際、略円錐形状となる下穴加工工具の先端のみをロッド本体の他端部の肩部まで進めることによって、ボルト雌ネジ孔の径よりも小径な貫通孔を簡単に肩部に開口させることが可能となる。

これに対し、前記貫通孔を、前記ボルト雌ネジ孔の先端部に対しそのボルト雌ネジ孔の軸線と略直交する方向に延びて前記ロッド本体の他端部の縦面に開口させている場合には、ロッド本体の他端部側の肩部に貫通孔が開口することがなくなって、肩部の強度をより一層確保することが可能となる。

以上、要するに、ロッド本体のボルト雌ネジ孔の先端部をそのボルト雌ネジ孔の径よりも小径な貫通孔を介して外方に開口させることで、ボルト雌ネジ孔の先端部付近に残る切粉を貫通孔を介して円滑に排出してボルト締結時の軸力不足によるボルトの破損を確実に防止することができるとともに、切粉排出可能な必要最小限の開口によって肩部の強度を十分に確保することができる。

本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１はコネクティングロッドのボルト孔構造を備えたエンジンを示し、このエンジン１は、ピストン１１とクランクシャフト１２とがコネクティングロッド２によって連結され、そのコネクティングロッド２によってピストン１１の往復移動がクランクシャフト１２の回転へと変換される。また、ピストン１１の上側には燃焼室１３が設けられ、この燃焼室１３には空気と燃料とからなる混合ガスが充填される。そして、燃焼室１３内の混合ガスが点火されて燃焼すると、同ガスの燃焼エネルギーによりピストン１１が往復移動してクランクシャフト１２が回転する。

ここで、上記コネクティングロッド２の詳細構造を図２ないし図４に示す。この図２はコネクティングロッド２の全体を示す側面図、図３はコネクティングロッド２において後述する大端部２５を示す断面図、図４は大端部２５を上方から見た平面図である。

図２に示すように、コネクティングロッド２は、棒状に形成されたロッド本体２１と、そのロッド本体２１にボルトＢで固定されるキャップ２２とから構成されている。ロッド本体２１の一端部（図２では上端部）には、ピストンピン２３によってピストン１１が連結される小端部２４が形成されている。また、ロッド本体２１の他端部（図２では下端部）には、ボルトＢによって同他端部との間にクランクシャフト１２を挟む態様でキャップ２２を取り付ける大端部２５が形成されている。そして、大端部２５において、ロッド本体２１とキャップ２２との対向面２１ａ，２２ａはそれぞれ半円弧状に形成され、それら対向面２１ａ，２２ａ間にクランクシャフト１２が回転可能に支持されている。

図３に示すように、キャップ２２の外側部（対向面２２ａの外側方に位置する部分）には、キャップ２２を上下方向に貫通するボルト通し孔２６が設けられている。また、ロッド本体２１の大端部２５の外側部（対向面２１ａの外側方に位置する部分）には、上記ボルト通し孔２６と同一軸線上を延びるボルト雌ネジ孔２７が設けられている。そして、ボルトＢは、ボルト通し孔２６を通してボルト雌ネジ孔２７に螺入されることによって、キャップ２２がロッド本体２１側に引き寄せられてロッド本体２１に固定されるようになっている。この場合、ロッド本体２１の大端部２５は、キャップ２２とのボルトＢ締結を行う上で裾を拡げた肩部２９を備えている。この肩部２９は、ボルト雌ネジ孔２７の軸線ｍの延長線上に位置している。

そして、ボルト雌ネジ孔２７は、予めロッド本体２１の下面から下穴加工工具によって成形された不完全ネジ部２８の内周面に対しロッド本体２１の下面から挿通されるネジ切り加工工具によってネジ切り加工されるようになっている。このネジ切り加工工具によるネジ切り加工は、不完全ネジ部２８の内周面の先端部を除く部分に行われ、ボルト雌ネジ孔２７の先端部（図３では上端部）よりも先端側には、ネジ切り加工工具によりネジ切り加工されなかった不完全ネジ部２８の先端部が残っている。この不完全ネジ部２８の先端部は、ボルト雌ネジ孔２７に連続する略円筒形状の円筒形部分２８ａと、この円筒形部分２８ａに連続する円錐形部分２８ｂとからなる。そして、円錐形部分２８ｂの先端部は、下穴加工工具による不完全ネジ部２８の下穴加工時にその下穴加工工具の先端をロッド本体２１の大端部２５の肩部２９まで進めることによって肩部２９に開口しており、この円錐形部分２８ｂと円筒形部分２８ａとによって、ボルト雌ネジ孔２７の先端部を肩部２９に開口させる貫通孔３０を構成している。この場合、円錐形部分２８ｂの先端部は、その先端側の一部のみが肩部２９に開口しているために、この肩部２９に開口する開口は、ボルト雌ネジ孔２７の径よりも小径に成形されている。

したがって、上記実施例１では、ロッド本体２１のボルト雌ネジ孔２７の先端部は、そのボルト雌ネジ孔２７の径よりも小径な不完全ネジ部２８の円錐形部分２８ｂの先端部の一部のみをロッド本体２１の肩部２９に開口させることによって、円錐形部分２８ｂと円筒形部分２８ａとからなる連通孔３０を介して外方（肩部２９）に連通しているので、予め下穴加工工具により下穴加工されている下穴（不完全ネジ部）に対しボルト雌ネジ孔２７をネジ切り加工工具によってネジ切り加工した際のボルト雌ネジ孔２７の先端部付近に残る切粉が連通孔３０（不完全ネジ部２８の円筒形部分２８ａおよび円錐形部分２８ｂ）を介して円滑に排出され、ボルト雌ネジ孔２７内に残った切粉によってボルトＢ締結時の軸力が不足することはない。しかも、ロッド本体の大端部側の肩部においてボルト雌ネジ孔がそのまま開口しているもののように、ロッド本体２１の大端部２５側の肩部２９に大きな開口が形成されることがなく、ボルト雌ネジ孔２７内から切粉が排出可能な必要最小限の小径な不完全ネジ部２８の円錐形部分２８ｂの先端部の一部のみが開口することになる。これにより、ボルト雌ネジ孔２７内から切粉を円滑に排出してボルトＢの破損を確実に防止することができるとともに、肩部２９の強度を十分に確保することができる。

しかも、ボルト雌ネジ孔２７をネジ切り加工工具によってネジ切り加工するのに先立って行われる下穴加工工具による下穴（不完全ネジ部２８）の加工時に、その略円錐形状となる下穴加工工具の先端部の一部のみをロッド本体２１の大端部２５の肩部２９まで進めることによって、ボルト雌ネジ孔２７の径よりも小径な連通孔３０（不完全ネジ部２８）を介してボルト雌ネジ孔２７の先端部を簡単に肩部２９に開口させることができる。

次に、本発明の実施例２を図５および図６に基づいて説明する。

この実施例２では、貫通孔３０の構成を変更している。なお、貫通孔を除くその他の構成は上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

すなわち、本実施例では、図５に示すように、不完全ネジ部の内周面にネジ加工工具によりネジ加工されたボルト雌ネジ孔２７の先端部に残る不完全ネジ部４０は、ボルト雌ネジ孔２７の先端部に連続する略円筒形状の円筒形部分４０ａと、この円筒形部分４０ａに連続する円錐形部分４０ｂとからなり、その円錐形部分４０ｂの先端は、下穴加工工具による不完全ネジ部４０の加工時にその下穴加工工具の先端をロッド本体２１の大端部２５の肩部２９まで進めることなく途中で止められて肩部２９まで届かない、つまり肩部２９に開口しないようにしている。

そして、図６にも示すように、不完全ネジ部４０の円筒形部分４０ａには、この円筒形部分４０ａよりボルト雌ネジ孔２７の軸線ｍと略直交する左外側方（図５では左側方）に延びてロッド本体２１の大端部２５の縦面４２に開口する貫通孔４３が設けられている。この貫通孔４３は、ボルト雌ネジ孔２７の径よりも小径に成形され、ボルト雌ネジ孔２７の先端部をロッド本体２１の大端部２５の縦面３２に開口させている。この場合、貫通孔４３は、加工工具によって形成されている。

したがって、上記実施例２では、ボルト雌ネジ孔２７をネジ切り加工した際にボルト雌ネジ孔２７の先端部付近に残る切粉が不完全ネジ部４０の円筒形部分４０ａから貫通孔４３を介して円滑に排出され、ボルト雌ネジ孔２７内から切粉を円滑に排出してボルトＢの破損を確実に防止することができるのはもちろんのこと、ロッド本体２１の大端部２５側の肩部２９に貫通孔４３が開口することがなくなって、肩部２９の強度をより一層確保することができる。

なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記実施例１では、下穴加工工具による下穴（不完全ネジ部２８）の加工時にその下穴加工工具の先端をロッド本体２１の大端部２５の肩部２９まで進めることによって不完全ネジ部２８の円錐形部分２８ｂの先端部を貫通孔３０を介して肩部２９に開口させたが、下穴加工工具による下穴（不完全ネジ部）の加工時にその下穴加工工具の先端をロッド本体の大端部の肩部まで進めることなく途中で止めて円錐形部分の先端を肩部まで届かないようにしておき、肩部側から下穴加工工具を用いてボルト雌ネジ孔と同一軸線上を円錐形部分まで延びる貫通孔を成形し、ロッド本体の他端部の肩部にボルト雌ネジ孔２７の径よりも小径な貫通孔を開口させていてもよい。

また、上記実施例２では、円筒形部分４０ａよりボルト雌ネジ孔２７の軸線ｍと略直交する左外側方に延びてロッド本体２１の大端部２５の縦面４２に開口する貫通孔４３を設けたが、円筒形部分よりボルト雌ネジ孔の軸線と略直交する前方または後方（外方）に延びてロッド本体の大端部の縦面に開口する貫通孔が設けられていてもよい。

本発明の実施例１に係わるコネクティングロッドのボルト孔構造を適用したエンジン全体を示す斜視図である。 同じくコネクティングロッドを示す側面図である。 同じくコネクティングロッドの大端部を示す断面図である。 同じくコネクティングロッドの大端部を上方から見た平面図である。 本発明の実施例２に係わるコネクティングロッドの大端部を示す断面図である。 同じくコネクティングロッドの大端部を上方から見た平面図である。

符号の説明

１ エンジン
１１ ピストン
１２ クランクシャフト
２ コネクティングロッド
２１ ロッド本体
２２ キャップ
２４ 小端部（一端部）
２５ 大端部（他端部）
２７ ボルト雌ネジ孔
２６ ボルト通し孔
２８ 不完全ネジ部（貫通孔）
２９ 肩部
３０ 貫通孔
４３ 貫通孔
Ｂ ボルト
ｍ ボルト雌ネジ孔の軸線

Claims (3)

1. 一端部に内燃機関のピストンが連結されるロッド本体と、
   前記ロッド本体の他端部との間に前記内燃機関のクランクシャフトを挟むキャップと
   を備え、
   前記キャップにはボルト通し孔が設けられているとともに、前記ロッド本体には前記ボルト通し孔と同一軸線上を延びるボルト雌ネジ孔が設けられ、前記ボルト通し孔を通して前記ボルト雌ネジ孔に螺入されるボルトによって前記キャップが前記ロッド本体に固定されるようになっており、
   前記ロッド本体のボルト雌ネジ孔の先端部は、そのボルト雌ネジ孔の径よりも小径な貫通孔を介して外方に開口していることを特徴とするコネクティングロッドのボルト孔構造。
2. 請求項１に記載のコネクティングロッドのネジ孔構造において、
   前記貫通孔は、前記ボルト雌ネジ孔の先端部に対しそのボルト雌ネジ孔と同一軸線上を延びて前記ロッド本体の他端部の肩部に開口していることを特徴とするコネクティングロッドのボルト孔構造。
3. 請求項１に記載のコネクティングロッドのボルト孔構造において、
   前記貫通孔は、前記ボルト雌ネジ孔の先端部に対しそのボルト雌ネジ孔の軸線と略直交する方向に延びて前記ロッド本体の他端部の縦面に開口していることを特徴とするコネクティングロッドのボルト孔構造。

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