JPH0313610Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、薄肉、軽量で高い剛性を有する内燃
機関用連接棒に関するものである。

従来技術およびその問題点 近年において、内燃機関の高出力化、軽量化が
鋭意進められており、その一環としてピストンと
クランク軸を連結する連接棒の高強度、高剛性化
および軽量化が計られている。

連接棒は、機械構造用炭素鋼、機械構造用合金
鋼（例、Ni−Cr鋼、Cr−Mo鋼）、パーライト可
鍛鋳鉄等で形成され、型打鍛造加工法、鋳造法、
粉末治金法等によつて製造される。また、連接棒
は圧縮力、引張り力、曲げ等の荷重を繰り返し受
けるため、この荷重に耐える十分な強度と剛性が
要求され、浸炭処理、窒化処理、熱処理、形状選
択等によつて強度、剛性の向上が計られるととも
に、その一部または全体を薄肉に形成することに
より軽量化が企図されている。

連接棒の薄肉、軽量化を徹底して推進するため
には、大きな曲げ剛性が得られる断面形状を大き
な自由度で選択できるロストワツクス法（鋳造
法）により連接棒を製造するのが好適である。と
ころが、ロストワツクス法で十分なる薄肉化を計
つた場合、鋳造の際、薄肉の壁が迅速に凝固する
のに対し、薄肉の壁が交差する厚肉なる連結部
（特にウエブとフランジの連結部）の凝固が遅れ、
迅速に凝固する薄肉壁を通して押湯を施し得ない
が故に、連結部に微細な引け巣等の欠陥が生じ、
連接棒の強度低下を招来する傾向がある。

問題点を解決するための手段おび作用 本考案は、斯かる技術的背景の下に創案された
ものであり、ウエブとフランジの連結部に鋳造欠
陥が生じ難く、桿部の十分なる薄肉化を計り得る
高剛性の内燃機関用連接棒を提供することをその
目的とする。

この目的は、クランク軸軸心線およびピストン
ピン軸心線を含む平面と平行な姿勢の一対のフラ
ンジがウエブによつて相互に連結された断面Ｉ型
形状の桿部を有する連接棒において、各フランジ
の外側表面に、ウエブとの連結部に沿う緩やかな
曲面形状の条溝を形成することによつて達成され
る。

連接棒の桿部を断面Ｈ型にするか、Ｉ型にする
かの選択は、その薄肉、軽量化を計る上で重要で
ある。断面Ｈ型の桿部とは、そのウエブがクラン
ク軸軸心線およびピストンピン軸心線を含む平面
と平行になされた形状体であり、断面Ｉ型の桿部
とは、そのウエブがクランク軸軸心線およびピス
トン軸心線を含む平面と直交する形状体である。
したがつて、機関を稼動させる間に連接棒に作用
する曲げ力の方向からして、Ｈ型桿部とＩ型桿部
の断面二次モーメントが等しければ、Ｈ型桿部の
肉厚がＩ型桿部のそれに比べて大きく、しかもＨ
型桿部のフランジ側辺に応力集中が生じ易い。こ
の事は、強度、剛性を確保しつつ薄肉、軽量化を
計る上で、Ｈ型桿部に比してＩ型桿部を採用する
のが有利であることを意味している。

実施例 以下、第１図ないし第５図に示した本考案の一
実施例について説明する。

連結棒１０は、小端部１２、桿部１４、大端半
部２４およびボルト・ナツト３２によつて大端半
部２４に固定された軸受キヤツプ３０にて形成さ
れ、その連接棒本体側は、ロストワツクス法によ
つて製造されたものである。桿部１４は相互に平
行なフランジ１８，１８がウエブ１６によつて連
結された断面Ｉ型形状体である。そして、ウエブ
１６とフランジ１８，１８がＴ字状に交差する連
結部２０に沿つてフランジ１８の外側表面に緩や
かな曲面形状の条溝２２が形成されている。

なお、ウエブ１６とフランジ１８に形成した連
結部２０の形状は、関係式R₂＝R₁＋ｔ（ただし、
R₁は角隅部ａの曲率半径、ｔはフランジ１８の
肉厚、R₂はフランジ１８の平坦部から条溝２２
部に移行する部分の彎曲部曲率半径である）を満
たす様にする。この形状設定によつて連結部２０
の肉厚をウエブ１６、フランジ１８の肉厚に近い
肉厚になし得るとともに、該連結部２０の肉厚が
過小になるのを避けることができる。

また、大端半部２４の両肩部分およびフランジ
１８，１８の両側辺に連なつてウエブ１６と平行
に一対二組の補強フランジ２６，２６，２６，２
６が形成されている。これ等補強フランジ２６の
側辺は、フランジ１８の側辺部肉厚を維持するか
の如き形態でクランク軸軸心線方向に突出する厚
肉部２８になされている。

本実施例の連結棒１０は前記の様に形成されて
おり、桿部１４が断面Ｉ型形状であつて、フラン
ジ１８がクランク軸軸心線およびピストンピン軸
心線を含む平面と平行な姿勢でウエブ１６の両側
に付されているため、その断面二次モーメントが
大きく、クランク軸の回転に伴つて、桿部１４に
作用する曲げモーメントに対抗する高い剛性を有
しており、フランジ１８に条溝２２を形成したこ
とともあいまつて、ウエブ１６およびフランジ１
８の十分なる薄肉化を計ることができる。

また、大端半部２４側には一対二組の補強フラ
ンジ２６を設けてあり、しかも補強フランジ２６
の側辺に厚肉部２８を設けてあるため、クランク
軸の回転に伴つて、桿部１４から大端半部２４に
亘る部分に作用する曲げモーメントに対抗する高
い剛性が与えられ、その部分の撓みを十分に抑制
し得るとともに、薄肉、軽量化を計ることができ
る。

さらに、連結部２０に沿う条溝２２をフランジ
１８の外側表面に形成することにより連結部２０
の肉厚が小さくなされ、鋳造の間、連結部２０の
凝固速度がウエブ１６、フランジ１８部のそれと
ほぼ同等になるため、該連結部２０に引け巣等の
鋳造欠陥が発生し難く、桿部１４の強度、剛性の
低下を防ぐ上で有利である。

なお、フランジ１８の両側辺部を補強フランジ
２６の厚肉部２８と同様に厚肉に形成するのは桿
部１４の剛性をより向上させる上で効果的であ
る。

第６図は変形例に係る連接棒の断面Ｉ型形状の
桿部１４Ａを示しており、フランジ１８Ａの両側
辺がウエブ１６とは逆側の表面で突出する厚肉部
１８ａとして形成されている。厚肉部１８ａはフ
ランジ１８Ａを補剛し、桿部１４Ａの曲げ剛性を
向上させる機能を有し、該厚肉部１８ａを設ける
ことにより、フランジ１８Ａの十分なる薄肉化を
計ることができる。

考案の効果 以上の説明から明らかな様に、各フランジの外
側表面に、ウエブとの連結部に沿う緩やかな曲面
形状の条溝を形成して成る桿部Ｉ型断面の連接棒
が提案された。

該連接棒の桿部は、断面Ｉ型形状体であるから
曲げ剛性が大きく、フランジ表面に条溝を形成し
たことともあいまつて、その十分なる薄肉、軽量
化を計ることができ、鋳造によつて連接棒を得る
際、フランジとウエブの薄肉化された連結部に引
け巣などの鋳造欠陥が発生し難く、強度、剛性の
低下を防止し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る連接棒の一部
欠截正面図、第２図はその側面図、第３図は第１
図における−線矢視図、第４図は本発明にお
ける−線断面図、第５図は第１図における
−線断面図、第６図は変形例に係る連接棒の桿
部断面図である。 １０……連接棒、１２……小端部、１４……桿
部、１６……ウエブ、１８……フランジ、２０…
…連結部、２２……条溝、２４……大端半部、２
４ａ……ボルト穴、２６……補強フランジ、２８
……厚肉部、３０……軸受キヤツプ、３２……ボ
ルト・ナツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) クランク軸軸心線およびピストンピン軸心線
   を含む平面と平行な姿勢の一対のフランジがウ
   エブによつて相互に連結された断面Ｉ型形状の
   桿部を有する連接棒において、 各フランジの外側表面に、ウエブとの連結部
   に沿う緩やかな曲面形状の条溝を形成したこと
   を特徴とする内燃機関用連接棒。 (2) 大端部側に位置して、前記各フランジの両側
   辺および大端半部に連なる一対二組の補強フラ
   ンジを設けたことを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項に記載された内燃機関用連接
   棒。 (3) 前記補強フランジの側辺に厚肉部を形成した
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第２
   項に記載された内燃機関用連接棒。