JP2013241997A - コネクティングロッド - Google Patents

Abstract

【課題】強度向上を図ることができるコネクティングロッドを提供する。
【解決手段】内燃機関においてピストンのピストンピンとクランク軸とを連結する斜め割りのコネクティングロッド１であって、ピストンピンが挿通される第１挿通孔Ａが形成されたロッド本体２と、ロッド本体２に対してボルト止めされ、ロッド本体２と一体になることでクランク軸が挿通される第２挿通孔Ｂを形成するキャップと、を備え、第２挿通孔Ｂを形成する第２端部２ｂには、キャップをボルト止めするためのボルト穴７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂが第１端部２ａと第２端部２ｂとを繋ぐ幹部２Ｃの延長上から外れた位置に形成されている。ロッド本体２には、ボルト穴７Ａ、７Ｂと８Ａ，８Ｂの間を通ると共に、コネクティングロッド中心線Ｃに対して斜めに交差する直線状の給油穴１０が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関を構成する斜め割りのコネクティングロッドに関する。

一般に、いわゆるレシプロエンジンなどの内燃機関にあっては、ピストンの往復運動をクランク軸の回転運動へと変化するクランク機構の一部として、ピストン及びクランク軸を連結するコネクティングロッドが備えられている。

このようなコネクティングロッドに関する技術文献としては、例えば特許文献１，２が知られている。特許文献１には、内燃機関のピストンとクランク軸とを連結する斜め割りのコネクティングロッド（連接棒）であって、キャップ（大端部冠）と連接棒本体（ロッド本体）とを上下それぞれ２本ずつ計４本のボルトで結合させるものが記載されている。また、特許文献２には、コネクティングロッド内に形成された圧送油路（給油穴）に関する記載がある。

実開平１−１６６１２１号公報 特開平１０−１９６３６２号公報

ところで、前述したような斜め割りのコネクティングロッドのロッド本体にドリルで給油穴を形成する場合、キャップと斜めに結合する合わせ面やキャップ結合用のボルト穴との干渉を考慮すると、給油穴の開口（出入り口）がコネクティングロッド中心線側（主荷重側）に近くなる。この場合、給油穴の開口に生じる応力が高くなるため、高荷重に耐えうる設計（強度の高い設計）とすることが困難という問題があった。

そこで、本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、強度向上を図ることができるコネクティングロッドを提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関においてピストンのピストンピンとクランク軸とを連結する斜め割りのコネクティングロッドであって、ピストンピンが挿通される第１挿通孔が形成されたロッド本体と、ロッド本体に対してボルト止めされ、ロッド本体と一体になることでクランク軸が挿通される第２挿通孔を形成するキャップと、を備え、キャップのうち第１挿通孔に近い側は二本のボルトでロッド本体に結合されており、ロッド本体には、二本のボルトの間を通ると共に、コネクティングロッド中心線に対して斜めに交差する直線状の給油穴が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、斜め割りのコネクティングロッドにおいて、キャップの第１挿通孔に近い側を二本のボルトでロッド本体に結合する構成とした上で、これら二本のボルトの間を通るように（すなわち二本のボルトと螺合するボルト穴の間を通るように）給油穴を形成することで、コネクティングロッド中心線から離れた位置に給油穴を設けることができる。従って、本発明によれば、ボルト穴との干渉を避けつつ、コネクティングロッド中心線から離れた応力の低い位置に給油穴を形成するので、高荷重に耐えうる設計とすることができ、コネクティングロッドの強度向上を図ることができる。

本発明に係るコネクティングロッドにおいては、ロッド本体は、第１挿通孔が形成された第１端部と、キャップがボルト止めされた第２端部と、第１端部及び第２端部を繋ぐ幹部と、を有し、第２端部には、二本のボルトが螺合される二つのボルト穴が幹部の延長上から外れた位置に形成されていてもよい。

本発明によれば、二本のボルトを用いることで、一本の場合と比べて、ボルト径及びかみ合い長さ（すなわちボルト穴の深さ）を小さくすることができるので、ボルト穴を幹部の延長上（幹部の直下）から外れた位置に形成することで、ボルト穴の応力を低減することができる。このことは、コネクティングロッドの強度向上に寄与する。

本発明によれば、コネクティングロッドの強度向上を図ることができる。

本発明に係るコネクティングロッドの一実施形態を示す斜視図である。 （ａ）ロッド本体を示す側面図である。（ｂ）図２（ａ）と異なる方向のロッド本体を示す側面図である。 ロッド本体におけるボルト穴の位置を説明するための図である。

以下、本発明に係るコネクティングロッドの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１に示すコネクティングロッド１は、車両用のレシプロエンジンなどの内燃機関においてピストンとクランク軸とを連結する部材である。コネクティングロッド１は、いわゆるクランク機構を構成する部材であり、ピストンの往復運動はクランク機構を介してクランク軸の回転運動へ変換される。

コネクティングロッド１は、中心線Ｃに沿って延在する長尺の部材であり、両端に第１挿通孔Ａ及び第２挿通孔Ｂが形成されている。第１挿通孔Ａは、ピストンのピストンピンが挿通される穴であり、第２挿通孔Ｂは、クランク軸が挿通される穴である。

コネクティングロッド１は、ロッド本体２と、ロッド本体２に結合されるキャップ３と、を有している。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、ロッド本体２の側面図である。

図１及び図２に示されるように、コネクティングロッド１は、いわゆる斜め割りのコネクティングロッドであり、中心線Ｃに対して所定の角度θ（θは９０度以外の角度）で交差する仮想平面Ｒに沿ってロッド本体２及びキャップ３が結合している。なお、所定の角度θは例えば４５度である。このように斜め割りのコネクティングロッドを採用することで、クランクピン径が大きい場合においても、ボアを通してクランクピンに組み付ける際に（ロッドとボア穴の）間隙を確保することが可能となる。

ロッド本体２は、第１挿通孔Ａが形成された環状の小端部（第１端部）２ａと、キャップ３と共に第２挿通孔Ｂを形成する半円状の大端部（第２端部）２ｂと、小端部２ａ及び大端部２ｂを繋ぐ長尺の幹部２ｃと、から構成されている。

幹部２ｃは、小端部２ａ及び大端部２ｂと比べて細く（幅及び厚みが小さく）なるように形成されており、強度を確保しつつもロッドの軽量化が図られている。

ロッド本体２の半円状の大端部２ｂには、キャップ３が結合されている。半円状（アーチ状）のキャップ３は、半円状の大端部２ｂに結合されてロッド本体２と一体になることで第２挿通孔Ｂを形成している。

キャップ３は、ロッド本体２の大端部２ｂの端面に対して結合されている。これらの端面を合わせ面Ｆ１，Ｆ２として示す。合わせ面Ｆ１，Ｆ２は、中心線Ｃに対して所定の角度θで交差する仮想平面Ｒに含まれた面である。合わせ面Ｆ１，Ｆ２は、第２挿通孔Ｂを挟むように形成されている。

本実施形態に係るコネクティングロッド１は四本締めであり、キャップ３は、四本のボルト５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂによって大端部２ｂに結合されている。ボルト５Ａ，５Ｂは、キャップ３のうちロッド先端側（第１挿通孔Ａから遠い側）を固定するボルトである。ボルト５Ａ，５Ｂは、ロッド本体２の大端部２ｂの合わせ面Ｆ２に形成されたボルト穴７Ａ，７Ｂに螺合することで、キャップ３を固定する。

また、ボルト６Ａ，６Ｂは、キャップ３のうち第１挿通孔Ａに近い側を固定するボルトである。ボルト６Ａ，６Ｂは、ロッド本体２の大端部２ｂの合わせ面Ｆ１に形成された二つのボルト穴８Ａ，８Ｂに螺合することで、キャップ３を固定する。なお、ボルト穴７Ａ，７Ｂ及びボルト穴８Ａ，８Ｂはそれぞれコネクティングロッド１の厚さ方向（ピストンピンやクランク軸の延在方向に相当）に並んで形成されている。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、ロッド本体２には、エンジンオイルを流通させるための直線状の給油穴１０が形成されている。給油穴１０は、第１挿通孔Ａ内の開口１０ａと第２挿通孔Ｂ内の開口１０ｂとを有しており、第１挿通孔Ａ及び第２挿通孔Ｂの間でエンジンオイルを流通させる。

直線状の給油穴１０は、例えばドリル加工により形成され、図２（ａ）に示す方向（ピストンピンやクランク軸の延在方向）から見て、中心線Ｃに対して斜めに交差するように形成されている。

また、給油穴１０は、コネクティングロッド１の厚さ方向でボルト穴８Ａ，８Ｂ（すなわちボルト６Ａ，６Ｂ）の間を通るように形成されている。すなわち、図２（ａ）に示す方向から見ると、給油穴１０及び二つのボルト穴８Ａ，８Ｂは重なって位置するが、図２（ｂ）に示すように給油穴１０はボルト穴８Ａ，８Ｂの間を通っているので、給油穴１０及びボルト孔８Ａ，８Ｂは互いに干渉していない。

以上説明した斜め割りのコネクティングロッド１によれば、キャップ３の第１挿通孔Ａに近い側を二本のボルト６Ａ，６Ｂでロッド本体２に結合する構成とした上で、二本のボルト６Ａ，６Ｂの間を通るように（すなわちボルト穴８Ａ，８Ｂの間を通るように）直線状の給油穴１０を形成することで、コネクティングロッド中心線Ｃから離れた位置に給油穴１０（及び開口１０ａ，１０ｂ）を設けることができる。従って、このコネクティングロッド１によれば、ボルト穴８Ａ，８Ｂとの干渉を避けつつ、コネクティングロッド中心線Ｃから離れた応力の低い位置に給油穴１０を形成するので、高荷重に耐えうる設計とすることができ、コネクティングロッドの強度向上を図ることができる。

ここで、図３は、ロッド本体２におけるボルト穴８Ａ，８Ｂの位置を説明するための図である。図３に示されるように、大端部２ｂに形成されたボルト穴８Ａ，８Ｂは、ロッド本体２の幹部２ｃの延長上から外れた位置に形成されている。すなわち、ボルト穴８Ａ，８Ｂは、幹部２ｃの延長上の範囲Ｌに一切含まれていない。

このコネクティングロッド１によれば、二本のボルト６Ａ，６Ｂを用いることで、一本のボルトのみの場合と比べて、ボルト径及びかみ合い長さ（すなわちボルト穴の深さ）を小さくすることができるので、ボルト穴８Ａ，８Ｂを幹部の延長上（幹部の直下）から外れた位置に形成することで、ボルト穴８Ａ，８Ｂの応力を低減することができる。このことは、コネクティングロッド１の強度向上に寄与する。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、キャップ３のうち第１挿通穴Ａに近い側を結合するボルトのみ二本であればよく、反対側のボルトの数は一本であってもよい。

また、必ずしもボルト穴８Ａ，８Ｂを幹部２ｃの延長上から外れた位置に設ける必要はなく、設計条件によっては幹部２ｃの延長上にボルト穴８Ａ，８Ｂの一部が含まれてもよい。

１…コネクティングロッド ２…ロッド本体 ２ａ…小端部（第１端部） ２ｂ…大端部（第２端部） ２ｃ…幹部 ３…キャップ ５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂ…ボルト ７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂ…ボルト穴 １０…給油穴 １０ａ，１０ｂ…開口 Ａ…第１挿通孔 Ｂ…第２挿通孔 Ｃ…コネクティングロッド中心線 Ｆ１，Ｆ２…合わせ面 Ｌ…幹部の延長上の範囲 Ｒ…仮想平面 θ…角度

Claims (2)

1. 内燃機関においてピストンのピストンピンとクランク軸とを連結する斜め割りのコネクティングロッドであって、
   前記ピストンピンが挿通される第１挿通孔が形成されたロッド本体と、
   前記ロッド本体に対してボルト止めされ、前記ロッド本体と一体になることで前記クランク軸が挿通される第２挿通孔を形成するキャップと、を備え、
   前記キャップのうち前記第１挿通孔に近い側は前記ロッド本体に二本のボルトで結合されており、前記ロッド本体には、前記二本のボルトの間を通り、コネクティングロッド中心線に対して斜めに交差する直線状の給油穴が形成されていることを特徴とするコネクティングロッド。
2. 前記ロッド本体は、前記第１挿通孔が形成された第１端部と、前記キャップがボルト止めされた第２端部と、前記第１端部及び前記第２端部を繋ぐ幹部と、を有し、
   前記第２端部には、前記二本のボルトが螺合される二つのボルト穴が前記幹部の延長上から外れた位置に形成されている、請求項１に記載のコネクティングロッド。
   

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