JP2018035868A - エンジンのコンロッド - Google Patents
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Abstract
【課題】広範囲の周波数で共振が抑制できるコンロッドを提供する。【解決手段】コンロッド20は、棒状のロッド部21と、小端部22と、大端部23と、を有している。ロッド部21に、ロッド部21の変形によって擦れ合う摩擦発生部60が設けられている。【選択図】図4
Description
本発明は、ピストンとクランクシャフトとを連結している、エンジンのコンロッドの構造に関する。
エンジンの運転時には、コンロッドに伸縮や曲げ、捩り等の様々な変形が周期的に発生し、その変形に起因した共振が、エンジンの騒音や振動の一因となっていることが知られている。その共振を生じる特定周波数での振動を抑制するために、その振動と略逆位相で振動する動吸振器を、コンロッド及びその連結部位に設置する技術が提案されている。
例えば、特許文献1には、2つの特定周波数の振動を抑制するために、コンロッド及びその連結部位の2箇所に動吸振器を設置したコンロッド構造が開示されている。具体的には、3.3kHzの周波数で生じるコンロッドの伸縮共振を抑制するために、コンロッドの小端部に連結されるピストンピンの内部に第1の動吸振器が設置されている。そして、更に、コンロッドの伸縮共振の抑制によって次に目立つ可能性がある1〜2kHzの周波数で生じる共振を抑制するために、クランクシャフトが連結されるコンロッドの大端部に、第2の動吸振器が設置されている。
特許文献1のコンロッド構造では、特定の周波数に対応した動吸振器を設置しているので、狙った個々の周波数での共振は精度高く抑制できるものの、周波数ごとに動吸振器を設置する必要がある。そのため、広範囲の周波数で共振を抑制するためには、第3、第4の動吸振器等、更に動吸振器を設置しなければならない。そのため、コンロッド及びその連結部位の構造が複雑化するし、重量増加も避けられない。しかも、設置できる動吸振器の数にも制限があるため、共振が抑制できる周波数の範囲にも限界がある。
そこで本発明の目的は、重量もほとんど増加することのない簡単な構造でありながら、広範囲の周波数で共振が抑制できるコンロッドを提供することにある。
ここで開示する技術は、エンジンの内部で往復動するピストンと回転するクランクシャフトとを連結しているコンロッドに関する。
前記コンロッドは、棒状のロッド部と、前記ロッド部の一端に設けられ、ピストンピンを介して前記ピストンと回転自在に連結される小端部と、前記ロッド部の他端に設けられ、クランクピンを介して前記クランクシャフトと回転自在に連結される大端部と、を有している。そして、前記ロッド部に、当該ロッド部の変形によって擦れ合う摩擦発生部が設けられている。
すなわち、このコンロッドによれば、ロッド部に、その変形によって擦れ合う摩擦発生部が設けられているので、ロッド部に変形が生じると、擦れ合うことによって摩擦発生部で摩擦熱が発生する。その結果、ロッド部に作用するエネルギーが減少するので、ロッド部の振動を抑制することができる。擦れ合えばよいので、伸縮や曲げ、捩れなどの様々な変形に対応でき、広範囲な周波数の振動を抑制できる。摩擦発生部を設けるだけでよいため、複雑な構造は不要であり、重量もほとんど増加することがない。さらに、ピストンの往復移動時の往復重量においても、従来技術のようにピストンピンの内部に動吸収器を設置する場合に比べ、ロッド部に摩擦発生部を構成する減衰部材などを設ける構造は、往復重量を低減できる効果を奏する。
具体的には、前記コンロッドは、更に、少なくともロッド部に取り付けられる減衰部材を有し、前記摩擦発生部が、前記減衰部材と前記ロッド部との少なくとも一部が圧着することによって設けられているようにするとよい。
コンロッド自体を加工して摩擦発生部を設けてもよいが、このように減衰部材をコンロッドに取り付けて摩擦発生部を設けられるようにすれば、より簡単に摩擦発生部を設けることができる。
より具体的には、前記減衰部材は、互いに離れて位置する第1固定部と第2固定部とによって前記コンロッドに取り付けられており、前記第1固定部と前記第2固定部とで取付強度が異なっており、当該第1固定部及び当該第2固定部の少なくとも一方が擦動可能となっているようにすることができる。
そうすれば、ロッド部の広い範囲にわたって異なる摩擦力で擦れ合わせることができるので、より広範囲な周波数の振動を抑制できる。
特にその場合、前記小端部の側に、取付強度の小さい擦動可能な前記第1固定部を配置し、前記大端部の側に、取付強度の大きい前記第2固定部を配置するのが好ましい。
そうすれば、比較的変形量の大きい小端部の側に摩擦発生部を設けることができるので、大きな摩擦熱の発生により、振動をより効果的に抑制できる。
また、前記減衰部材を、前記ロッド部に沿って湾曲して延びる板状の部材とし、その両端部を前記ロッド部に取り付けて、その中間部を前記ロッド部に圧着させるようにしてもよい。
この場合、減衰部材の中間部が、ロッド部の広い範囲に面接触した状態で圧着されるため、ロッド部の中間部位に、擦動可能な摩擦発生部を設けることができる。
また、前記減衰部材を、前記ロッド部に沿って湾曲して延びる板状の部材とし、その中間部を前記ロッド部に取り付けて、その両端部を前記ロッド部に圧着させてもよい。
この場合は、減衰部材の両端部がロッド部に圧着されて、ロッド部の両端部位に、擦動可能な摩擦発生部を設けることができる。
また、前記減衰部材を、前記ロッド部の内部に形成した長孔に圧入してもよい。
この場合でも、減衰部材が長孔の内周面に圧着するので、ロッド部に擦動可能な摩擦発生部を設けることができる。
本発明のコンロッドによれば、重量もほとんど変化しない簡単な構造でありながら、広範囲の周波数で共振が抑制できるようになる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。説明で用いる前後や左右、上下等の方向は、特に言及がない限り、クランクシャフトが延びる方向を前後方向とする、図1の矢印に従うものとする。
<コンロッドに起因した振動の発生について>
従来のエンジン100を例に、コンロッドに起因した振動の発生について説明する。
従来のエンジン100を例に、コンロッドに起因した振動の発生について説明する。
図1に、従来のエンジン100におけるピストン110、コンロッド120、及びクランクシャフト130の部分を示す。また、図2に、そのピストン110及びコンロッド120の部分を拡大して示し、図3にそのコンロッド120の部分の断面図を示す。
このエンジン100は、自動車に搭載される一般的なエンジンであり、クランクシャフト130が延びる前後方向に複数の気筒が直列に配置されている。各気筒には、上部に燃焼室を有する円筒状のシリンダ101が備えられていて、これらシリンダ101の内部に、頂面によって燃焼室の下面を構成しているピストン110がスライド可能な状態で収容されている。
コンロッド120は、スチールの鍛造品等からなる高剛性の金属部材である。コンロッド120は、棒状のロッド部121と、ロッド部121の一方の端部に設けられた小端部122と、ロッド部121の他方の端部に設けられた、小端部122よりも大きな大端部123とを有している。軽量化を図るため、ロッド部121の前後の各側面の中央には、中心線に沿って延びる凹部121aが形成されており、ロッド部121は、凹部121aの両側に細長いリブ121b,121bを有する略I形状の横断面を有している。
小端部122及び大端部123は、いずれも前後方向に中心線が延びる円筒状の形状を有している。小端部122には前後方向に貫通した小径ピン孔122aが形成されており、大端部123には、小径ピン孔122aよりも大径で前後方向に貫通した大径ピン孔123aが形成されている。大端部123は、上下方向の中央部で断面半円状の2部材に分割可能となっており、上側の大端部上部123Uに下側の大端部下部123Lを突き合わせ、これら両者をボルト止めすることで一体化されている。
ピストン110の下部には、ボス部111が設けられており、このボス部111に、円柱状のピストンピン112の両端部が回転自在に軸支されている。小径ピン孔122aに、そのピストンピン112の中間部が回転自在な状態で挿通されることにより、小端部122は、ピストンピン112を介して、ピストン110に回転自在に連結されている。
クランクシャフト130は、その回転中心から半径方向に離れた位置にクランクピン131を有しており、大径ピン孔123aに、そのクランクピン131が回転自在な状態で挿通されることにより、大端部123は、クランクピン131を介して、クランクシャフト130に回転自在に連結されている。
ボス部111とピストンピン112との間、小端部122とピストンピン112との間、及び大端部123とクランクピン131との間には、潤滑油の供給によって潤滑油膜が形成されるようになっている。この潤滑油膜により、コンロッド120の円滑な動作が確保されている。
エンジン100の運転時には、各気筒の燃焼室で燃焼サイクル(吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、及び排気行程)が繰り返し行われ、各ピストン110がシリンダ101の内部を往復動する。これらピストン110の往復動作が、コンロッド120を介してクランクシャフト130に伝達されることにより、クランクシャフト130が回転し、その動力が駆動輪に出力されるようになっている。
燃焼行程では、ピストン110が大きな力でクランクシャフト130のある下側に押されるため、コンロッド120に大きな負荷が加わる。それにより、ロッド部121には、図2や図3に矢印で示すように、上下方向に伸縮する変形や、前後方向や左右方向に曲がる変形、ロッド部121の中心線回りに捩れる変形など、様々なモードで変形が周期的に発生する。これら周期的な変形に伴って、様々な周波数の振動がロッド部121で発生し、その振動が共振することにより、エンジン100に問題となる振動や騒音が発生する。
それに対し、現状では、その共振を生じる特定周波数での振動を抑制するために、コンロッドやその連結部位に動吸振器を設置している。しかし、この方法では、上述したように、多数の動吸振器を設置する必要があり、共振が抑制できる周波数の範囲にも限界がある。
そこで、本発明者らは、コンロッドに加わる負荷を、摩擦熱で発散させる制振方法を着想した。具体的には、互いに当接して相対的に変位し、擦れ合うことで摩擦が発生する部位(摩擦発生部)を、ロッド部に設ける。そうすることで、ロッド部の変形により、摩擦発生部で摩擦が生じるので、コンロッドに加わる負荷を、摩擦熱に変換して発散させることが可能になる。
この制振方法について検証実験を行った結果、ロッド部で生じる様々な変形に起因して発生する広範囲な周波数の振動が、この制振方法で抑制可能なことも確認した。以下、その具体例について説明する。
<第1の実施形態>
図4、図5に、本実施形態のコンロッド20を示す。このコンロッド20は、上述した従来のエンジンのコンロッド120と代替可能であり、両者の基本的な構造は共通している。
図4、図5に、本実施形態のコンロッド20を示す。このコンロッド20は、上述した従来のエンジンのコンロッド120と代替可能であり、両者の基本的な構造は共通している。
すなわち、コンロッド20は、スチールの鍛造品等からなる高剛性の金属部材であり、棒状のロッド部21と、ロッド部21の一方の端部に設けられた小端部22と、ロッド部21の他方の端部に設けられ、小端部22よりも大きな大端部23とを有している。ロッド部21の前後の各側面の中央には、両側に細長いリブ21b,21bを有する凹部21aが形成されており、ロッド部21は略I形状の横断面を有している。
小端部22には小径ピン孔22aが形成されており、大端部23には、小径ピン孔22aよりも大径の大径ピン孔23aが形成されている。大端部23は、上側の大端部上部23Uに下側の大端部下部23Lを突き合わせ、これら両者をボルト止めすることで一体化されている。
このコンロッド20には、更に、ロッド部21と大端部23の上部とに取り付けられる板状の減衰プレート50(減衰部材の一例)が備えられている。このコンロッド20では、コンロッド20の前後の両面に減衰プレート50が1つずつ取り付けられている。
詳しくは、減衰プレート50は、略Y状ないし略T状の形状を有するスチール等の金属板であり、ロッド部21に沿って延びる細長い延出部51と、延出部51の下端から両側に張り出す一対の脚部52,52と、を有している。延出部51は、ロッド部21の前後の側面に一致して重なるように、ロッド部21の前後の各側面と略同一の形状及び寸法を有している。一対の脚部52,52は、大端部23の前後上部の側面に一致して重なるように、大端部23の前後上部の側面と略同一の形状及び寸法を有している。
延出部51の上端部及び中間部の二箇所の両縁部には、第1ボルト挿通孔53が形成されている。そして、各脚部52の突端部には、第2ボルト挿通孔54が形成されている。各第1ボルト挿通孔53に対応して、ロッド部21のリブ21bの複数カ所に第1ボルト締結孔24が形成されている。また、各第2ボルト挿通孔54に対応して、大端部23の前後上部の側面の2箇所に第2ボルト締結孔25が形成されている。
減衰プレート50は、大端部23の上部及びロッド部21の側面を覆うように配置され、第1ボルト挿通孔53及び第2ボルト挿通孔54の各々に挿通したボルトBを、第1ボルト締結孔24及び第2ボルト締結孔25の各々に締結して固定されている。それにより、減衰プレート50は、ロッド部21及び大端部23の上部に圧着されている。
第1ボルト締結孔24及び第2ボルト締結孔25は、ロッド部21の前後の側面を貫通する貫通孔であってもよい。その場合は、一方の減衰プレート50の第1ボルト挿通孔53及び第2ボルト挿通孔54の各々に挿通したボルトを、更に、第1ボルト締結孔24及び第2ボルト締結孔25の各々、並びに他方の減衰プレート50の第1ボルト挿通孔53及び第2ボルト挿通孔54の各々に挿通し、これら第1ボルト挿通孔53及び第2ボルト挿通孔54の各々から突出したボルトにナットを締結して固定する。
第1ボルト挿通孔53及び第1ボルト締結孔24の組み合わせによる各固定部(第1固定部)と、第2ボルト挿通孔54及び第2ボルト締結孔25の組み合わせによる各固定部(第2固定部)とでは、取付強度が異なっており、第1固定部よりも第2固定部の方が取付強度が大きくなっている。なお、取付強度は、減衰プレート50をコンロッド20に取り付ける強度であり、このコンロッド20の場合では、ボルトを締め付ける軸力が取付強度に相当する。
すなわち、第2固定部では、各脚部52が大端部23に擦動不能となる、大きな取付強度で取り付けられているのに対し、第1固定部では、延出部51がロッド部21に擦動可能となる、相対的に小さな取付強度で取り付けられている。それにより、減衰プレート50の小端部22の側に、ロッド部21の変形によって擦れ合う摩擦発生部60が設けられている(図4等に、摩擦発生部60の主な部位を示す)。
従って、コンロッド20に大きな負荷が加わってロッド部21で変形が生じる際には、擦動可能に固定されている減衰プレート50の小端部22の側で、当接部位が擦れ合うことによって摩擦熱が発生する。その結果、ロッド部21に作用するエネルギーが減少するので、ロッド部21の振動を抑制することができる。
当接部位の3次元的な変位によって擦れ合いが発生すればよいので、伸縮や曲げ、捩り等、多様な変形のモードに対応でき、広範囲な周波数での振動を抑制できる。ロッド部21の変形が生じる部位に摩擦発生部60を設けるだけでよいため、複雑な構造は不要であり、重量もほとんど増加することがない。さらに、エンジン運転時におけるピストン往復移動時には、コンロッド20の大端部23は回転重量が働き、小端部22は往復重量が働く。そのため、従来技術のように小端部側のピストンピンの内部に動吸収器を設置した場合に比べて、ロッド部21に減衰プレート50を設ける構造は、往復重量を低減できる効果も有する。
ロッド部21における、小端部22の側の取付強度を小さくし、大端部23の側の取付強度を大きくすることで、比較的変形量の大きい小端部22の側に摩擦発生部60を設けることができるので、大きな摩擦熱の発生により、振動をより効果的に抑制できる。ロッド部21の前後の各側面の広い範囲にわたって異なる摩擦力で擦れ合わせることができるので、より広範囲な周波数の振動を抑制できる。
(検証実験)
実験では、第1実施形態に示した形態のコンロッド20をエンジンに取り付け、所定の条件(例えば、エンジン排気量:約2000cc、エンジン回転数:2000rpm、エンジン負荷:Pe900kPa、第1固定部の締め付けトルク:0.8N、第2固定部の締め付けトルク:1N)の下で、エンジンを駆動し、ロッド部21に装着した加速度センサーにより、周波数別での振動の大きさを計測した。
実験では、第1実施形態に示した形態のコンロッド20をエンジンに取り付け、所定の条件(例えば、エンジン排気量:約2000cc、エンジン回転数:2000rpm、エンジン負荷:Pe900kPa、第1固定部の締め付けトルク:0.8N、第2固定部の締め付けトルク:1N)の下で、エンジンを駆動し、ロッド部21に装着した加速度センサーにより、周波数別での振動の大きさを計測した。
図6A〜図6Cに、その検証実験の結果を示す。図6Aは、前後方向の振動の計測結果であり、図6Bは、左右方向の振動の計測結果であり、図6Cは、上下方向の振動の計測結果である。破線は、制振対策が施されていない従来のコンロッドでの計測結果である(比較例)。
これら各図に認められるように、前後、左右、及び上下の各方向において、広い周波数の範囲で振動が低減されることが確認された。従って、この制振方法により、ロッド部で生じる様々な変形に起因して発生する、広範囲な周波数の振動を抑制できることが明らかになった。
この制振方法を具現化するコンロッドは、仕様に応じて様々な形態が考えられる。例えば、第1の実施形態のコンロッド20であれば、減衰プレート50は、ロッド部21にのみ設けてもよいし、前後いずれか一方の側面だけに取り付けてあってもよい。固定部の数や位置、取付強度も調整可能である。減衰部材の材質も、金属に限らずセラミックや樹脂等であってもよい。
そのようなコンロッドの主な変形例、及び他の実施形態を次に示す。
(第1変形例)
図7、図8に、第1の実施形態のコンロッド20の変形例(コンロッド20A)を示す。この変形例の減衰プレート50Aは、帯板形状をしており、ロッド部21の前後の各側面に形成されている凹部21aに取り付けられている。減衰プレート50Aは、小端部22の側に配置される端部に、小径の第1ボルト挿通孔53Aを有し、大端部23の側に配置される端部に、第1ボルト挿通孔53Aより大径の第2ボルト挿通孔54Aを有している。
図7、図8に、第1の実施形態のコンロッド20の変形例(コンロッド20A)を示す。この変形例の減衰プレート50Aは、帯板形状をしており、ロッド部21の前後の各側面に形成されている凹部21aに取り付けられている。減衰プレート50Aは、小端部22の側に配置される端部に、小径の第1ボルト挿通孔53Aを有し、大端部23の側に配置される端部に、第1ボルト挿通孔53Aより大径の第2ボルト挿通孔54Aを有している。
そして、凹部21aの底面には、減衰プレート50Aと広い範囲で当接する当接面27が設けられている。また、凹部21aの底面には、これら第1ボルト挿通孔53A及び第2ボルト挿通孔54Aに対応して、第1ボルト締結孔24A及び第2ボルト締結孔25Aが、前後方向に貫通して形成されている。
ロッド部21の両側に配置された減衰プレート50Aは、第1ボルト挿通孔53A、第1ボルト締結孔24A、及び第1ボルト挿通孔53A、並びに、第2ボルト挿通孔54A、第2ボルト締結孔25A、及び第2ボルト挿通孔54Aの各々に挿通して突出したボルトBの先端にナットNを締結して固定されている。後者は前者よりも大きなボルトB及びナットNが使用されており、前者よりも大きな締め付けトルクで締結されている。
それにより、各減衰プレート50Aは、凹部21aの底面に、広い範囲で面接触によって圧着されていて、小端部22の側に擦動可能な摩擦発生部60が設けられている。この変形例のコンロッド20Aであれば、より軽量化が可能になり、簡素な構造で広範囲な振動の抑制ができる。減衰プレート50Aが凹部21aに収容されていて邪魔にならないし、ボルトBの締結が安定して行える点でも有利である。
(第2変形例)
図9、図10に、コンロッド20の別の変形例を示す(コンロッド20B)。この変形例では、減衰プレート50Bは、ロッド部21の前後の側面ではなく、左右の側面に取り付けられている。減衰プレート50Bは、ロッド部21の左右の側面に一致して重なる帯板状に形成されており、その小端部22の側に配置される端部に、第1ボルト挿通孔53Bを有し、大端部23の側に配置される端部に、第2ボルト挿通孔54Bを有している。
図9、図10に、コンロッド20の別の変形例を示す(コンロッド20B)。この変形例では、減衰プレート50Bは、ロッド部21の前後の側面ではなく、左右の側面に取り付けられている。減衰プレート50Bは、ロッド部21の左右の側面に一致して重なる帯板状に形成されており、その小端部22の側に配置される端部に、第1ボルト挿通孔53Bを有し、大端部23の側に配置される端部に、第2ボルト挿通孔54Bを有している。
そして、ロッド部21の左右の各側面には、減衰プレート50Bと広い範囲で当接する当接面28が設けられている。また、ロッド部21の左右の各側面における幅方向の中央部には、第1ボルト挿通孔53B及び第2ボルト挿通孔54Bに対応して、第1ボルト締結孔24B及び第2ボルト締結孔25Bが貫通して形成されている。
ロッド部21の左右両側に配置された減衰プレート50Bは、第1ボルト挿通孔53B、第1ボルト締結孔24B、及び第1ボルト挿通孔53B、並びに、第2ボルト挿通孔54B、第2ボルト締結孔25B、及び第2ボルト挿通孔54Bの各々に挿通して突出したボルトBの先端にナットNを締結して固定されている。そして、後者は前者よりも大きな締め付けトルクで締結されている。
それにより、減衰プレート50Bは、ロッド部21の左右の各側面に、広い範囲で面接触によって圧着されていて、小端部22の側に擦動可能な摩擦発生部60が設けられている。この変形例のコンロッド20Bであれば、第1変形例のコンロッド20Aに比べて減衰プレート50Bの幅を大きくできるので、大きな摩擦発生部60を設けることができる。また、ボルトB及びナットNの頭部の周囲に十分なスペースが得られるので、作業性に優れる利点もある。
<第2の実施形態>
図11に、コンロッド20の第2の実施形態を示す(コンロッド20C)。上述した第1の実施形態では、減衰プレートをロッド部21に圧着させるために、ボルトの軸力を利用したが、この実施形態では、減衰プレートの弾性力を利用している。
図11に、コンロッド20の第2の実施形態を示す(コンロッド20C)。上述した第1の実施形態では、減衰プレートをロッド部21に圧着させるために、ボルトの軸力を利用したが、この実施形態では、減衰プレートの弾性力を利用している。
減衰プレートやコンロッドの基本的構造は、上述した第1変形例と同様である。例えば、減衰プレート50Cは、帯板形状をしており、ロッド部21の前後の各側面に形成されている凹部21aに取り付けられている。ただし、このコンロッド20Cの減衰プレート50Cは、板厚方向に円弧状に湾曲しており、弾性を有するバネ鋼材等で構成されている。
減衰プレート50Cは、小端部22の側に配置される端部に、第1ボルト挿通孔53Cを有し、大端部23の側に配置される端部に、第2ボルト挿通孔54Cを有している。第2ボルト挿通孔54Cは、第1ボルト挿通孔53Cより大径でも同径でもよい。
そして、これら第1ボルト挿通孔53C及び第2ボルト挿通孔54Cに対応して、凹部21aの底面に第1ボルト締結孔24C及び第2ボルト締結孔25Cが前後方向に貫通して形成されている。ロッド部21の両側に配置された減衰プレート50Cは、その湾曲して中央部が突出した側を、凹部21aの底面に向けた状態で、第1ボルト挿通孔53C、第1ボルト締結孔24C、及び第1ボルト挿通孔53C、並びに、第2ボルト挿通孔54C、第2ボルト締結孔25C、及び第2ボルト挿通孔54Cの各々に挿通して突出したボルトBの先端にナットNを締結して固定されている。ただし、両者は同じ締め付けトルクで強固に、つまりは擦動不能に締結されている。
それにより、減衰プレート50Cの中間部は、凹部21aの底面に、広い範囲で面接触した状態で圧着されていて、ロッド部21の中間部位に、擦動可能な摩擦発生部60が設けられている。このコンロッド20Cの場合、特にロッド部21の中間部位の変形量が大きい前後方向の曲げ変形に対して有効である。
(変形例)
図12に、コンロッド20の第2の実施形態の変形例を示す(コンロッド20D)。この変形例では、湾曲した減衰プレート50Dがロッド部21に逆向きに取り付けられている。すなわち、減衰プレート50Dは、その湾曲して中央部が窪んだ側を、凹部21aの底面に向けた状態でロッド部21に取り付けられている。
図12に、コンロッド20の第2の実施形態の変形例を示す(コンロッド20D)。この変形例では、湾曲した減衰プレート50Dがロッド部21に逆向きに取り付けられている。すなわち、減衰プレート50Dは、その湾曲して中央部が窪んだ側を、凹部21aの底面に向けた状態でロッド部21に取り付けられている。
具体的には、この減衰プレート50Dでは、長手方向の中間部に1つのボルト挿通孔55が形成されている。そして、そのボルト挿通孔55に対応して、凹部21aの底面に1つのボルト締結孔29が前後方向に貫通して形成されている。ロッド部21の両側に配置された減衰プレート50Dは、その湾曲して中央部が窪んだ側を、凹部21aの底面に向けた状態で、ボルト挿通孔55、ボルト締結孔29、及びボルト挿通孔55の各々に挿通して突出したボルトBの先端にナットNを締結して固定されている。
それにより、減衰プレート50Dの両端部は、凹部21aの底面に、線接触ないし面接触によって圧着されていて、ロッド部21の両端部位に、擦動可能な摩擦発生部60が設けられている。
<第3の実施形態>
図13に、コンロッド20の第3の実施形態を示す(コンロッド20E)。この実施形態では、減衰部材に、棒状の部材(減衰バー70)が用いられていて、摩擦発生部60が、減衰部材の圧入によって設けられている。
図13に、コンロッド20の第3の実施形態を示す(コンロッド20E)。この実施形態では、減衰部材に、棒状の部材(減衰バー70)が用いられていて、摩擦発生部60が、減衰部材の圧入によって設けられている。
具体的には、ロッド部21の内部に、小径ピン孔22aと大径ピン孔23aとの間を貫通して延びる長孔71が形成されている。減衰バー70は、長孔71に挿通可能な金属製の棒体70aと、棒体70aの両端部に離れて取り付けられた圧入片70bとを有している。圧入片70bは、長孔71の内径よりも大きな外径を有している。
減衰バー70は、長孔71に圧入されてロッド部21の内部に固定されている。それにより、減衰バー70の両端部の圧入片70bが、長孔71の内周面に圧着し、ロッド部21の両端部位に、擦動可能な摩擦発生部60が設けられている。
各実施形態や各変形例に示したコンロッドは、いずれも摩擦発生部60が備えられているので、ロッド部21の変形によって摩擦熱が発生し、コンロッドに加わる負荷を、摩擦熱に変換して発散させることができる。その結果、様々な変形モードに起因して発生するロッド部21の振動が低減され、広範囲の周波数で発生する共振を抑制することができる。
20 コンロッド
21 ロッド部
22 小端部
23 大端部
50 減衰プレート(減衰部材)
60 摩擦発生部
21 ロッド部
22 小端部
23 大端部
50 減衰プレート(減衰部材)
60 摩擦発生部
Claims (7)
- エンジンの内部で往復動するピストンと回転するクランクシャフトとを連結しているコンロッドであって、
前記コンロッドは、
棒状のロッド部と、
前記ロッド部の一端に設けられ、ピストンピンを介して前記ピストンと回転自在に連結される小端部と、
前記ロッド部の他端に設けられ、クランクピンを介して前記クランクシャフトと回転自在に連結される大端部と、
を有し、
前記ロッド部に、当該ロッド部の変形によって擦れ合う摩擦発生部が設けられているコンロッド。 - 請求項1に記載のコンロッドにおいて、
前記コンロッドは、更に、少なくともロッド部に取り付けられる減衰部材を有し、
前記摩擦発生部が、前記減衰部材と前記ロッド部との少なくとも一部が圧着することによって設けられているコンロッド。 - 請求項2に記載のコンロッドにおいて、
前記減衰部材は、互いに離れて位置する第1固定部と第2固定部とによって前記コンロッドに取り付けられており、
前記第1固定部と前記第2固定部とで取付強度が異なっており、当該第1固定部及び当該第2固定部の少なくとも一方が擦動可能となっているコンロッド。 - 請求項3に記載のコンロッドにおいて、
前記小端部の側に、取付強度の小さい擦動可能な前記第1固定部が配置され、前記大端部の側に、取付強度の大きい前記第2固定部が配置されているコンロッド。 - 請求項2に記載のコンロッドにおいて、
前記減衰部材が、前記ロッド部に沿って湾曲して延びる板状の部材からなり、その両端部が前記ロッド部に取り付けられていて、その中間部が前記ロッド部に圧着しているコンロッド。 - 請求項2に記載のコンロッドにおいて、
前記減衰部材が、前記ロッド部に沿って湾曲して延びる板状の部材からなり、その中間部が前記ロッド部に取り付けられていて、その両端部が前記ロッド部に圧着しているコンロッド。 - 請求項2に記載のコンロッドにおいて、
前記減衰部材が、前記ロッド部の内部に形成された長孔に圧入されているコンロッド。
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