JP2007516391A - Fasteners that prestress joints - Google Patents

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Abstract

ファスナー継手は加えられた負荷によりファスナーに誘発された曲げ応力に等しい大きさで及び反対方向に継手を締め付けるファスナーに静的プレストレスを生じさせる。このような継手は接続ロッドベアリングキャップのボルト座を内方向に傾け、接続ロッドの主穿孔の近傍のキャップとロッド間のボルト締めされた接触面にレリーフ(逃げ)を形成し、又はネジ穴がボルト締めされたジョイント面から伸びるようにロッド本体内のネジ穴を内方向に傾斜させることを含んでいる。  Fastener joints cause static prestress in fasteners that clamp the joints in a magnitude equal to the bending stress induced in the fasteners by the applied load and in the opposite direction. Such a joint tilts the bolt seat of the connecting rod bearing cap inward and forms a relief in the bolted contact surface between the cap and the rod in the vicinity of the main drilling of the connecting rod, or the screw hole Including inclining a threaded hole in the rod body inward to extend from the bolted joint surface.

Description

本発明はボルトジョイント(継手)のようなファスナー継手設計に関し、特に、最大適応負荷でファスナー(締結具)内をより均一な応力になるようにファスナーをプレストレスを与える(予め圧力を加える)継手に関する。 The present invention relates to a fastener joint design such as a bolt joint (joint), and in particular, a joint that prestresses the fastener (fastener) so that the fastener (fastener) has a more uniform stress at the maximum adaptive load. About.

曲げ応力は、継手が非対称であり、ファスナー負荷がファスナーの中心線上にない場合に湾曲平面でボルトのようなファスナーの軸部11に沿って誘発される。図1A および図1Bは同一軸上負荷加重(例えば、ボルトの軸部の軸での負荷)を有する2つのファスナーを概略的に示す。図1Aはファスナー10の軸部11を曲げ及び軸方向負荷を与えるように軸方向プレストレス上の(ファスナー軸部11を凸状に残すように湾曲平面の)紙面に加えられる曲げ応力を示す。図1Bは図1Aのボルトの中心軸の軸上負荷12に大きさの等しい軸方向負荷(非曲げ負荷)のみが加えられるファスナー10の軸部11を示し、両ファスナーの平均応力は同じである。   Bending stress is induced along fastener shaft 11 such as a bolt in a curved plane when the joint is asymmetric and the fastener load is not on the centerline of the fastener. 1A and 1B schematically show two fasteners having the same on-axis load loading (eg, load on the shaft of the bolt shaft). FIG. 1A shows the bending stress applied to the paper surface on the axial pre-stress (curved plane so as to leave the fastener shaft 11 convex) so as to bend the axial portion 11 of the fastener 10 and apply an axial load. FIG. 1B shows the shaft portion 11 of the fastener 10 in which only an axial load (non-bending load) of the same magnitude is applied to the axial load 12 of the central axis of the bolt of FIG. 1A, and the average stress of both fasteners is the same. .

図1Aのファスナーの曲げ応力はファスナー及び継手の負荷支持能力を減少させる。曲げ平面のファスナー軸部11の片側14は誘発された湾曲により他方16より高い応力を有する。これはファスナー軸部間の応力分布がファスナー軸部の側部14に高い応力を生じさせるので望ましい状態でない。最大負荷でより望ましい応力条件はファスナー12、14および16が実質的に等しい図1Bに示される最大負荷条件の湾曲平面でファスナー軸部11間で均一応力分布を有することである。ある場合において、締結された継手は加えられた負荷加重が動的で且つ変化する接続ロッド継手でのような全ての条件でファスナーの曲げ応力を除去するように設計できない。   The bending stress of the fastener of FIG. 1A reduces the load bearing capacity of the fastener and joint. One side 14 of the fastener shaft 11 in the bending plane has a higher stress than the other 16 due to the induced curvature. This is not desirable because the stress distribution between the fastener shafts produces high stress on the side 14 of the fastener shaft. A more desirable stress condition at maximum load is that the fasteners 12, 14, and 16 have a uniform stress distribution between the fastener shafts 11 in the curved plane of the maximum load condition shown in FIG. In some cases, a fastened joint cannot be designed to remove the bending stress of the fastener under all conditions, such as with a connecting rod joint where the applied load load is dynamic and varies.

ファスナーにより支持される負荷はファスナー内の平均応力に関連する。図1A及び図1Bにおいて、両ファスナー10は同一平均応力12を有するが、図1Aのファスナーは曲げ応力の結果としてより高い最大応力14を有する。もし障害が生じる場合、側部14に沿った最大応力点で生じる。軸方向応力に加えられる曲げ応力は同一平均応力が加えられるが均一応力分布を有するファスナーに比べてファスナーの負荷支持能力を減少させる。   The load supported by the fastener is related to the average stress in the fastener. 1A and 1B, both fasteners 10 have the same average stress 12, while the fastener of FIG. 1A has a higher maximum stress 14 as a result of bending stress. If a failure occurs, it occurs at the maximum stress point along the side 14. The bending stress applied to the axial stress reduces the load carrying capacity of the fastener as compared to a fastener having a uniform stress distribution although the same average stress is applied.

図2Aを参照すると、継手を締結すると、最初の軸方向プレストレスがファスナーを締付け又は伸張する結果として加えられる。これは均一なプレストレス(圧縮応力)成分18により示される。もし継手が非対称であると、継手が締結穴の他方より一方でより圧縮する。これによりファスナー軸部11を曲げ応力を受け且つ負荷がファスナー軸部11の全域で不均一な方法で加えられる。これは非均一成分20により示される。さらに、もし負荷加重がファスナーの中心線からずれて加えられると、追加の曲げがファスナーに生じる。図1Aの応力成分12、14および16は最大負荷加重で均一成分18と非均一成分20の合計である。ファスナージョイント設計は図1Bに示される均一応力プロフィールをより好ましい選択にする曲げ応力を含むファスナーの最大応力により制限される。   Referring to FIG. 2A, when fastening the joint, an initial axial prestress is applied as a result of tightening or stretching the fastener. This is indicated by a uniform prestress component 18. If the joint is asymmetric, the joint is more compressed than one of the other of the fastening holes. As a result, the fastener shaft 11 is subjected to bending stress and a load is applied in a non-uniform manner across the entire region of the fastener shaft 11. This is indicated by the non-uniform component 20. Furthermore, if load loading is applied off the fastener centerline, additional bending occurs in the fastener. The stress components 12, 14 and 16 in FIG. 1A are the sum of the uniform component 18 and the non-uniform component 20 at the maximum load load. Fastener joint designs are limited by the maximum stress of the fastener, including bending stresses that make the uniform stress profile shown in FIG. 1B a more preferred choice.

ここで使用される用語“ファスナー”はボルト、リベット、(ネジ切りされ、ピン止めされ、溶接された)ロッド、ネジ等のような継手に加えられるとき、張力が加えられる軸部を有する任意の型のファスナーである。用語“曲げ応力”はファスナー間の非均一応力と称される。本発明はボルトヘッドのように作用するジョイントシステムでナットを使用することを含み、したがって、ファスナーの“ヘッド”はナット、ボルトヘッド、又はネジヘッド、リベットヘッド又はリベットフランジ等を含んでいる。   The term “fastener” as used herein is any having a shaft that is tensioned when applied to a joint such as a bolt, rivet, rod (threaded, pinned, welded), screw, etc. It is a mold fastener. The term “bending stress” is referred to as non-uniform stress between fasteners. The present invention includes the use of a nut in a joint system that acts like a bolt head, and thus the fastener "head" includes a nut, bolt head, or screw head, rivet head or rivet flange, and the like.

本発明は、継手(ジョイント)の使用用途での最大負荷条件で、最大応力がボルト軸部間で減少するボルト継手を提供する。ファスナーが継手に組み込まれる場合に適用曲げ応力の湾曲平面でファスナー軸部の曲げ応力を含む継手によりこれを実施する。継手により誘発される曲げ応力は最大負荷加重が加えられると最大応力を減少させるように使用においてファスナー軸部が受ける最大負荷加重により湾曲平面で誘発される曲げ応力にほぼ反比例する。   The present invention provides a bolted joint in which the maximum stress is reduced between the bolt shaft portions under the maximum load condition in the use application of the joint (joint). This is done with a joint that includes the bending stress of the fastener shaft in the curved plane of the applied bending stress when the fastener is incorporated into the joint. The bending stress induced by the joint is approximately inversely proportional to the bending stress induced in the curved plane by the maximum load applied to the fastener shank in use so as to reduce the maximum stress when the maximum load is applied.

そうすることにより、本発明はファスナー軸部が受ける周期的平均応力を減少させる。これはファスナーの疲れ寿命を増加させるために特に有効である。   By doing so, the present invention reduces the periodic average stress experienced by the fastener shank. This is particularly effective for increasing the fatigue life of the fastener.

本発明の有用な態様において、継手により誘発される曲げ応力は、本発明の充分な利点を得るため、最大負荷加重が加えられると湾曲平面においてファスナー軸部間にほぼ均一な応力分布を発生するための大きさと方向から成る。   In a useful embodiment of the present invention, the bending stress induced by the joint produces a substantially uniform stress distribution between the fastener shafts in the curved plane when the maximum load load is applied to obtain the full advantage of the present invention. For size and direction.

本発明の一形態において、継手はファスナーが軸部で張力を誘発することに抗して支持するシート(座)を有し、座は軸部が伸びる部品内のファスナー穴の軸に対して90度以外の角度で傾斜している。座は最大負荷加重により誘発された曲げ応力の方向と反対方向にファスナーの曲げ応力誘発するような方向に角度付けされる。それにより、継手により誘発された曲げ応力は負荷加重により誘発された曲げ応力を相殺し、ファスナーの軸部上の最大負荷加重を減少させ且つファスナー軸部が受ける周期的平均応力を減少する。   In one form of the invention, the joint has a seat (seat) that the fastener supports against inducing tension at the shank, and the seat is 90 to the axis of the fastener hole in the part from which the shank extends. Inclined at an angle other than degrees. The seat is angled in a direction that induces a bending stress in the fastener opposite to the direction of the bending stress induced by the maximum load load. Thereby, the bending stress induced by the joint cancels the bending stress induced by the load load, reduces the maximum load load on the fastener shaft and reduces the cyclic average stress experienced by the fastener shaft.

本発明を実施する他の方法において、継手は互いに対向し且つファスナーにより共に保持されるジョイント面を有し、ジョイント面の一部はこのジョイント面間に最大負荷加重により誘発される曲げ応力の方向と反対の方向にファスナーの軸部に曲げ応力を誘発する非支持間隙を規定する。   In another method of practicing the present invention, the joint has joint surfaces facing each other and held together by a fastener, and a portion of the joint surface is in the direction of bending stress induced by the maximum load load between the joint surfaces. An unsupported gap that induces bending stress in the shaft portion of the fastener in the opposite direction is defined.

本発明を実施する他の方法において、部品内に伸び且つファスナー軸部を受ける穴は部品の一方の第1部分と他方の第2部分を有し、第1部分は最大負荷加重により誘発される曲げ応力の方向と反対の方向にファスナー内の曲げ応力を誘発するように第2部分に対して傾斜している。   In another method of practicing the invention, the hole extending into the part and receiving the fastener shank has one first part and the other second part of the part, the first part being induced by maximum load loading. It is inclined with respect to the second part so as to induce a bending stress in the fastener in a direction opposite to the direction of the bending stress.

本発明を実施するこれらの異なる方法は単独又は互いに任意の組合せで実施可能である。   These different ways of practicing the invention can be performed alone or in any combination with each other.

特別な有用な態様において、継手はベアリングキャップを接続ロッドのロッド部に接続する接続ロッド内の継手である。ベアリングキャップジョイントは、本発明を使用するファスナーにプレストレス(圧縮応力)を与えることがファスナー軸部の最大加応力と周期的平均応力を減少させるように、ファスナー軸部が接続ロッドの周期的動作により周期的曲げ応力を受けるので、本発明の特に有用な適用である。   In a particularly useful embodiment, the joint is a joint in the connecting rod that connects the bearing cap to the rod portion of the connecting rod. The bearing cap joint causes the fastener shaft to periodically move the connecting rod so that prestressing (compressive stress) on the fastener using the present invention reduces the maximum applied stress and the periodic average stress of the fastener shaft. Is a particularly useful application of the present invention because it is subject to periodic bending stresses.

本発明の前述及び他の目的及び利点は以下の詳細に説明される。説明において、本発明の好ましい実施例を示す添付図面が参照される。   The foregoing and other objects and advantages of the invention are described in detail below. In the description, reference is made to the accompanying drawings which show preferred embodiments of the invention.

図2Bを参照すると、本発明は最大負荷加重条件でファスナー軸部11にほぼ均一な応力分布を提供するファスナー締結ジョイント設計を提供する。図2Bにおいて、応力チャートは下部の組のベクトル矢印22、24及び26を有する圧縮応力と、上部の組のベクトル矢印28、30及び32による適用応力を示す。図2A及び図2Bにおいて、平均プレストレスと平均最大応力は同一であり、各事例は同一システム負荷を取り扱うが、本発明を使用すると負荷加重下でより低い最大応力になる。ジョイント負荷加重が接続ロッドベアリングキャップ継手(ジョイント)でのように循環的である場合において、平均周期応力もより低い。全周期応力スイングは同一のままである。   Referring to FIG. 2B, the present invention provides a fastener fastening joint design that provides a substantially uniform stress distribution on the fastener shank 11 at maximum load loading conditions. In FIG. 2B, the stress chart shows the compressive stress with the lower set of vector arrows 22, 24 and 26 and the applied stress with the upper set of vector arrows 28, 30 and 32. In FIGS. 2A and 2B, the average prestress and the average maximum stress are the same, and each case deals with the same system load, but using the present invention results in a lower maximum stress under load loading. In cases where the joint load weight is cyclic as in the connecting rod bearing cap joint (joint), the average cyclic stress is also lower. The full period stress swing remains the same.

図2A及び図2Bの概略応力チャートはいずれの偶発的又は予想外のジョイント曲げプレストレスも示さない点で簡略化されている。もしジョイント曲げプレストレスがあれば、図2Aの水平の組のプレストレスベクトルは(ある角度で)不均一であり、図2Bの対応するプレストレスベクトルは曲げプレストレスを補償するために調整する必要がある。   The schematic stress charts of FIGS. 2A and 2B are simplified in that they do not show any accidental or unexpected joint bending prestress. If there is joint bending prestress, the horizontal set of prestress vectors in FIG. 2A is non-uniform (at an angle) and the corresponding prestress vector in FIG. 2B needs to be adjusted to compensate for the bending prestress. There is.

最大負荷加重での均一応力分布は任意の数の方法で達成できる。現在、典型的な接続ロッドベアリングキャップ継手は図3に示されるように形成され、各ボルト継手座36は対応するボルト穴37とネジ穴39の中心線38に対して90度であり、非ネジ穴37はベアリングキャップ42内にあり、ネジ穴39接続ロッド本体44内にある。これは図2Aに示されるように実質的に応力分布を生じ、ベクトル18は静的プレストレスを示し、ベクトル20は動的負荷加重を示す。この場合留意すべきは最大応力が(両方の座36のクランク軸穴40に向かう)内部に生じる。   Uniform stress distribution at maximum load load can be achieved in any number of ways. Currently, a typical connecting rod bearing cap joint is formed as shown in FIG. 3, with each bolt joint seat 36 being 90 degrees to the centerline 38 of the corresponding bolt hole 37 and screw hole 39, and non-screw The hole 37 is in the bearing cap 42 and in the threaded hole 39 connecting rod body 44. This substantially results in a stress distribution as shown in FIG. 2A, with vector 18 indicating static prestress and vector 20 indicating dynamic load weighting. In this case, it should be noted that the maximum stress occurs inside (towards the crankshaft hole 40 of both seats 36).

本発明を実施する1つの方法は各ジョイントボルト座36をボルト37とネジ穴39の中心線38に対して相殺又はオフセットされるべき最大負荷加重に基いて選択されるある少量だけ傾斜させることである。典型的には、傾斜角は負荷加重の大きさに依存して、1度以下であり、例えば、0.125度である。この角度は正しい方向に向けるべきであり、それにより、継手及び負荷加重により誘発される最大(動的)負荷加重条件で曲げ応力を相殺する。これは図3に示される。図示されるように平坦である2つ座36は曲げ平面の方向で内方向に角度付けし又は傾斜させるように、且つ負荷加重により誘発された曲げ応力に逆である各ボルト10の曲げ応力を誘発するように機械加工又は形成される。換言すると、ボルト10は傾斜した座36の結果として紙面方向で(主穿孔40の軸に対して外方凸状である)外方向に撓ませ、それに対して、負荷加重は(主穿孔40の軸に対して内方凸状である)内方向に撓ませる傾向にある。座36の角度の大きさと方向と、ボルト10が締結されるトルクは、図2Bに示されるように、最大負荷加重でファスナー10の軸部でほぼ均一な応力分布を発生するように選択される。   One way of practicing the invention is to incline each joint bolt seat 36 by some small amount selected based on the maximum load load to be offset or offset with respect to the bolt 37 and the centerline 38 of the screw hole 39. is there. Typically, the inclination angle is 1 degree or less, for example, 0.125 degree, depending on the magnitude of the load weight. This angle should be oriented in the correct direction, thereby canceling the bending stress at the maximum (dynamic) load loading condition induced by the joint and load loading. This is shown in FIG. The flat two seats 36 as shown in the figure cause the bending stress of each bolt 10 to be angled or inclined inward in the direction of the bending plane and opposite to the bending stress induced by the load load. Machined or formed to trigger. In other words, the bolt 10 is deflected outwardly (which is outwardly convex with respect to the axis of the main bore 40) as a result of the inclined seat 36, whereas the load load is (of the main bore 40). It tends to bend inwardly (which is inwardly convex with respect to the axis). The angle magnitude and direction of the seat 36 and the torque at which the bolt 10 is fastened are selected to produce a substantially uniform stress distribution at the shaft portion of the fastener 10 at maximum load load, as shown in FIG. 2B. .

図4において、もしボルト穴37、39およびボルトジョイント座が同じスピンドル中心線38に沿って機械加工されると、座とボルトの中心線は、図3に示される典型的な継手のように、製造工程に基づいて互いに90度である。追加又は異なる工程が要求されたボルト座36の傾斜を形成させるために必要である。これは多くの異なる方法で実施できる。例えば、図4のボルト座36の傾斜はベアリングキャップ42に進む。他の方法は軸38に沿って1つのスピンドルでボルト穴を機械加工し、穴あけスピンドルに対して小角度で他のスピンドルでボルト座を機械加工することである。さらに他の方法はベアリングキャップ52内に各ボルト座36の傾斜を形成するため粉末冶金プロセスを使用して座36の角度を形成することである。   In FIG. 4, if the bolt holes 37, 39 and the bolt joint seat are machined along the same spindle centerline 38, the centerline of the seat and bolt will be like the typical joint shown in FIG. 90 degrees to each other based on the manufacturing process. Additional or different steps are necessary to create the required bolt seat 36 slope. This can be done in many different ways. For example, the inclination of the bolt seat 36 of FIG. Another method is to machine the bolt hole with one spindle along axis 38 and machine the bolt seat with the other spindle at a small angle to the drilling spindle. Yet another method is to form the angle of the seat 36 using a powder metallurgy process to form the slope of each bolt seat 36 within the bearing cap 52.

最大負荷加重で湾曲平面にボルト軸部11間の均一応力を発生させる他の方法はジョイント面を形成することであり、ジョイント面は穿孔40の近傍の領域内の各組のジョイント面間の小さい非支持間隙48を形成するように外方向に先細になる互いに小角度で主穿孔40の中心近くで互いに対向している。これは図5に示される。1つ又は両対向表面が間隙48を形成するように角度付けされる。(図5では大きく誇張されており、相殺されるべき負荷加重の大きさに依存する1度以下である)この小角度は表面で機械加工され、鍛造又は冶金により形成され、または継手は後者の方法が接続ロッドのロッドとキャップの他の典型的な割れ目分割製造工程に組み込まれる間隙を形成するために可塑的に変形される。これによりキャップ42が、ファスナー10の軸部11に軸部を外方向に撓める様に曲げ応力を与える効果を有する、角度だけ形成された間隙の領域のロッド部材44に向けて屈曲するのを可能にする。ボルト10が締結されると、間隙48は閉じられ又は実質的に閉じられ又は閉じられない。間隙48のサイズとボルト10が締結されるトルクは、図2Bに示されるように、最大負荷加重で曲がる平面でファスナー10の軸部11の実質的に均一な応力分布を発生するように選択される。   Another way to generate a uniform stress between the bolt shafts 11 on the curved plane with maximum load loading is to form a joint surface, which is small between each set of joint surfaces in the region near the bore 40. Opposite to each other near the center of the main bore 40 at a small angle to each other that tapers outward to form an unsupported gap 48. This is shown in FIG. One or both opposing surfaces are angled to form a gap 48. This small angle is machined on the surface, formed by forging or metallurgy, or the joint is the latter (highly exaggerated in FIG. 5 and depending on the magnitude of the load load to be offset) The method is plastically deformed to form a gap that is incorporated into other typical split split manufacturing processes of the connecting rod and cap. As a result, the cap 42 is bent toward the rod member 44 in the region of the gap formed at an angle, which has an effect of applying a bending stress to the shaft portion 11 of the fastener 10 so as to bend the shaft portion outward. Enable. When the bolt 10 is tightened, the gap 48 is closed or substantially closed or not closed. The size of the gap 48 and the torque at which the bolt 10 is fastened is selected to produce a substantially uniform stress distribution in the shaft 11 of the fastener 10 in a plane that bends at maximum load load, as shown in FIG. 2B. The

最大負荷加重でボルト軸部11間の湾曲平面で均一応力を形成するためのさらに他の方法は、図6に示されるように、ボルト穴37と(非屈曲)ボルト10の中心線38Bに対する小角度でネジ穴39の中心線38Aを形成することである。さらに、軸38Aの角度は大きく誇張されており、軸38Aに対して1度以下である。これらは、前述の実施例でのように、最大負荷加重で湾曲平面のボルト軸部間に均一応力分布を生じるようにボルト10の軸部11を外方向に撓め、ボルト軸部11の周期的平均応力と最大応力が減少する。軸38Aの角度とボルト10が締結されるトルクは、図2Bに示されるように、最大負荷加重でファスナー10の軸部11内の湾曲平面でほぼ均一な応力分布を発生するように選択される。   Yet another method for creating a uniform stress in the curved plane between the bolt shank 11 at maximum load load is a small hole relative to the bolt hole 37 and the center line 38B of the (non-bent) bolt 10 as shown in FIG. The center line 38A of the screw hole 39 is formed at an angle. Further, the angle of the shaft 38A is greatly exaggerated and is 1 degree or less with respect to the shaft 38A. As in the above-described embodiments, the shaft portion 11 of the bolt 10 is bent outward so that a uniform stress distribution is generated between the bolt shaft portions of the curved plane at the maximum load load, and the period of the bolt shaft portion 11 is increased. Average stress and maximum stress decrease. The angle of the shaft 38A and the torque at which the bolt 10 is fastened are selected so as to generate a substantially uniform stress distribution in the curved plane in the shaft portion 11 of the fastener 10 at the maximum load load, as shown in FIG. 2B. .

本発明の好ましい実施例が相当詳細に述べられた。説明された好ましい実施例に対する多くの変形及び改造は当業者にとって明らかである。したがって、本発明は記載された実施例に限定すべきでない。   The preferred embodiment of the present invention has been described in considerable detail. Many variations and modifications to the described preferred embodiment will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the invention should not be limited to the described embodiments.

図1Aは曲げ及び軸負荷を受けるボルト内の応力分布を示す典型的従来技術ボルト応力分布図である。FIG. 1A is a typical prior art bolt stress distribution diagram showing the stress distribution in a bolt subjected to bending and axial loading. 図1Bは軸方向負荷のみを受けるボルト内の応力分布を示し、且つ軸負荷の大きさは図1Aのボルトの軸の負荷に等しい状態を示す典型的従来技術ボルト応力分布図である。FIG. 1B is a typical prior art bolt stress distribution diagram showing the stress distribution in a bolt that receives only an axial load and the magnitude of the axial load being equal to the axial load of the bolt of FIG. 1A. 図2Aは、図1と同様の図であり、プレストレス(応力)と最大応力のような合計応力の成分を示す応力図である。FIG. 2A is a diagram similar to FIG. 1 and is a stress diagram showing components of total stress such as pre-stress (stress) and maximum stress. 図2Bは、図2Aと対応するファスナーの図であるが、本発明を含む継手により発生する圧縮応力及び最大応力分布を示す。FIG. 2B is an illustration of a fastener corresponding to FIG. 2A, but showing the compressive stress and maximum stress distribution generated by a joint comprising the present invention. 図3は本発明による傾斜ボルト座を有する接続ロッドベアリングキャプの図であり、角度は図示のため誇張している。FIG. 3 is a view of a connecting rod bearing cap with an inclined bolt seat according to the present invention, the angles being exaggerated for illustration. 図4は、図3と類似であり、典型的な従来技術接続ロッドベアリングキャップ継手の図である。FIG. 4 is a view of a typical prior art connecting rod bearing cap joint similar to FIG. 図5は本発明による傾斜ジョイント面を有する接続ロッドベアリングキャップ継手を示し、角度は図示のため誇張している図である。FIG. 5 shows a connecting rod bearing cap joint with a tilted joint surface according to the present invention, the angle being exaggerated for illustration. 図6は本発明に従った内方向に傾斜したロッド内のネジ切りされたファスナー穴を有する接続ロッドベアリングキャップを示し、角度は図示のため誇張している図である。FIG. 6 shows a connecting rod bearing cap with threaded fastener holes in an inwardly inclined rod according to the present invention, the angle being exaggerated for illustration.

符号の説明Explanation of symbols

10 ファスナー(締結具)
11 軸部
12 軸負荷
18 圧縮応力成分
36 シート(座)
37 ボルト穴
39 ネジ穴
40 主穴
48 間隙
10 Fastener (fastener)
11 Shaft 12 Shaft load 18 Compressive stress component 36 Seat (seat)
37 Bolt hole 39 Screw hole 40 Main hole 48 Clearance

Claims (8)

部品を共に保持する緊張状態の軸部を有するファスナーにより締付けられた少なくとも2つの部品間の継手において、
前記継手は前記ファスナーが前記継手に組み込まれる場合に湾曲平面の前記ファスナー軸部の曲げ応力を誘発し、
前記継手により誘発された前記曲げ応力は最大負荷加重が加えられる場合に最大応力を減じるように前記ファスナー軸部が作用する最大負荷加重による湾曲平面内に誘発される曲げ応力にほぼ反比例する、
ことを特徴とする継手。
In a joint between at least two parts clamped by a fastener having a tensioned shaft that holds the parts together,
The joint induces a bending stress of the fastener shaft in a curved plane when the fastener is incorporated into the joint;
The bending stress induced by the joint is approximately inversely proportional to the bending stress induced in the curved plane due to the maximum load load that the fastener shank acts to reduce the maximum stress when a maximum load load is applied,
A joint characterized by that.
前記継手に誘発される前記曲げ応力は前記最大加重が加えられる湾曲平面の前記ファスナー軸部の全域でほぼ均一な応力分布を発生する大きさと方向を有することを特徴とする請求項1記載の継手。   The joint according to claim 1, wherein the bending stress induced in the joint has a magnitude and a direction that generate a substantially uniform stress distribution in the entire area of the fastener shaft portion of the curved plane to which the maximum load is applied. . 前記継手は前記ファスナーが前記軸部の張力を誘発することに抗して耐える座面を有し、前記座面は前記軸部が前記最大加重により誘発される曲げ応力の方向と反対に前記ファスナーの前記軸部の曲げ応力を減ずるように部品内の締結穴の軸に対して90度以外の角度に傾斜していることを特徴とする請求項1記載の継手。   The joint has a seating surface that resists the fastener against inducing tension in the shaft, and the seating surface is opposite to the direction of bending stress in which the shaft is induced by the maximum load. The joint according to claim 1, wherein the joint is inclined at an angle other than 90 degrees with respect to the axis of the fastening hole in the part so as to reduce the bending stress of the shaft portion. 前記継手が互いに対向し前記ファスナーにより共に保持されるジョイント面を有し、前記ジョイント面の一部は前記ジョイント面間に前記最大負荷加重により誘発された曲げ応力の方向と反対方向の前記ファスナーの前記軸部内の曲げ応力を誘発する非支持間隙を規定することを特徴とする請求項1記載の継手。   The joint has joint surfaces facing each other and held together by the fastener, a portion of the joint surface between the joint surfaces of the fastener in a direction opposite to the direction of bending stress induced by the maximum load load. The joint according to claim 1, wherein an unsupported gap for inducing a bending stress in the shaft portion is defined. 前記部品内に伸び且つ前記ファスナー軸部を受け入れる穴が前記部品の一方に第1部分及び他方の部品に第2部分を有し、前記第1部分は前記最大負荷加重により誘発される曲げ応力の方向と反対方向の前記ファスナー内に曲げ応力を誘発するように第2部分に対して傾斜していることを特徴とする請求項1記載の継手。   A hole extending into the part and receiving the fastener shank has a first part on one side of the part and a second part on the other part, the first part having a bending stress induced by the maximum load load. The joint according to claim 1, wherein the joint is inclined with respect to the second portion so as to induce a bending stress in the fastener in a direction opposite to the direction. 前記第2部分がネジ切りされていることを特徴とする請求項5記載の継手。   The joint according to claim 5, wherein the second portion is threaded. 前記第1部分が前記第1部分の軸とほぼ直交する締結座面の近傍であることを特徴とする請求項5記載の継手。   The joint according to claim 5, wherein the first portion is in the vicinity of a fastening seat surface substantially orthogonal to the axis of the first portion. 前記継手がベアリングキャップを前記接続ロッドのロッド部に接続する接続ロッド内の継手であることを特徴とする請求項1記載の継手。   The joint according to claim 1, wherein the joint is a joint in a connecting rod that connects a bearing cap to a rod portion of the connecting rod.
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