JPH07243433A - コネクティングロッド - Google Patents

コネクティングロッド

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JPH07243433A
JPH07243433A JP6038637A JP3863794A JPH07243433A JP H07243433 A JPH07243433 A JP H07243433A JP 6038637 A JP6038637 A JP 6038637A JP 3863794 A JP3863794 A JP 3863794A JP H07243433 A JPH07243433 A JP H07243433A
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Japan
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connecting rod
large end
bolt
push bolt
end portion
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JP6038637A
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Masaki Okada
正貴 岡田
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Isuzu Motors Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、重量増加やコストアップを
招かずに、押しボルトにおける疲労強度の著しい減少を
抑制し、信頼耐久性の高いコネクティングロッドを提供
することにある。 【構成】 連接棒1の端側に設けられた大端部3に大端
部キャップ4を押しボルト5で固定するコネクティング
ロッドであって、押しボルト5を取付けた際に押しボル
ト5が内側に曲がるように、押しボルト5が挿入される
固定用孔を連接棒1の中心線OーOに対して若干傾斜さ
せて形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関や空気圧縮機
等においてピストンの往復運動をクランクシャフトの回
転運動に変換するコネクティングロッドに関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関や空気圧縮機等においてピスト
ンの往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換する
継手して用いられるコネクティングロッドは、連接棒の
一端側にピストンが取付けられる小端部を有し、他端側
に大端部が設けられ、この大端部にクランクピンが大端
部ベアリング等を介して大端部キャップとボルト・ナッ
トにより固定されるようになっている。
【0003】ところで、近年、内燃機関のより軽量化に
伴って、上記コネクティングロッドもそれ自体の軽量化
は言うに及ばす、全体を収納するクランクケースもコン
パクト化されており、コネクティングロッドの運動領域
も次第に狭くなってきている。当然、その干渉を避ける
上でも、コネクティングロッドはスリム化及び各部の干
渉逃げの必要上、ぎりぎりまで剛性を落とし、固定方式
もボルト・ナット型から押しボルト型になってきてい
る。
【0004】しかし、上記したコネクティングロッド
は、回転数が上昇して規定以上の高い数値になると、図
5に示すように、大端部10と大端部キャップ11とに
は、引張応力F1 に加えて、外側への曲げ応力F2 が作
用し、2点鎖線で示すように、大端部10と大端部キャ
ップ11とが外側への曲げ変形を受ける。そのため、押
しボルト12に作用する特に曲げ応力により、該押しボ
ルト12の疲労強度を著しく低減させ、コネクティング
ロッドの信頼耐久性に欠けるという問題があった。
【0005】そこで、上記解決策として、図6に示すよ
うに、大端部10の必要とされる部分13に肉盛り部を
設けて、その剛性をアップしたり、押しボルトのサイズ
やその材質の見直しを行うことが考えられる。押しボル
トの見直しにより、図7に示すように、押しボルトの曲
げ歪みを減少することができる(図5の押しボルト12
のA点における歪み)。しかし、上記改善方法は、コネ
クティングロッドの軽量化に反してその重量が重くなっ
たり、コストアップを招くという問題がある。また、実
開昭57ー24313号には、大端部と大端部キャップ
との合口部を中心から半径外方へ向かってテーパ状に切
り落とするように構成し、回転速度が高くなってもボル
トに負担力が急激に増加しないようにした提案がある。
しかし、ボルトの軸力面で見た時、デーパ面を密着させ
るために要する軸力分が、本来の慣性力に耐えうる力と
してマイナスする事となり、これならば太いボルトを用
いた方が有利であり、実際的ではない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、重量
増加やコストアップを招かずに、押しボルトにおける疲
労強度の著しい減少を抑制し、信頼耐久性の高いコネク
ティングロッドを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のコネクティングロッドは、連接棒の端側に設けられ
た大端部に大端部キャップを押しボルトで固定するコネ
クティングロッドであって、前記押しボルトを取付けた
際に該押しボルトが内側に曲がるように、押しボルトが
挿入される固定用孔部を前記連接棒の中心線に対して若
干傾斜させて形成したことを特徴とする。
【0008】また、前記固定用孔部の傾斜角度θを、前
記連接棒の中心線に直交する線に対して88.5〜8
9.8度にしたことを特徴とする。また、前記大端部と
大端部キャップとの取付面を密着させたことを特徴とす
る。また、前記取付面を前記連接棒の中心線に直交させ
たことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明は上記のように構成され、押しボルトを
取付けた際に該押しボルトが内側に曲がるように、大端
部或いは大端部キャップの固定用孔部の少なくとも一方
を連接棒の中心線に対して傾斜させているので、回転数
の上昇に伴い、大端部と大端部キャップとが外側に曲げ
変形を受け、押しボルトに曲げ応力が外側に向けて作用
しても、予め内側に向けて曲げて取付けられた押しボル
トにより応力が相殺されてバランスし、曲げ歪みを減少
することが可能となる。
【0010】その結果、押しボルトのサイズやその材質
の見直し、大端部或いは大端部キャップの必要とされる
部分に肉盛り部を設けること等が不要となり、コネクテ
ィングロッドの軽量化に反してその重量が重くなった
り、コストアップを生じずに、押しボルトの曲げ歪みを
減少できる。この曲げ歪みの低減により、押しボルトが
著しく疲労強度低下を来すのを防止して、コネクティン
グロッドの高い信頼耐久性を得ることができる。
【0011】
【実施例】以下、添付図に基づいて本発明の実施例を説
明する。図1は、本発明のコネクティングロッドの一例
を示す正面図で、1は連接棒であり、この連接棒1の一
端側には図示せぬピストンと連結される小端部2が設け
られ、連接棒1の他端側には図示せぬクランクピンに連
結固定される大端部3が配設されている。4は大端部キ
ャップ、5は大端部キャップ4を大端部3に取付けるた
めの押しボルトである。
【0012】大端部3は、その他端(先端)側にクラン
クピンを取付けるための半円弧状の取付部3aと、この
取付部3aの両側に大端部キャップ4を取付けるための
取付面3bをそれぞれ備えている。両取付面3bには、
図2に示すように、裏側の肩部3eまで貫通する円筒状
の固定用孔部3cが形成され、その内周壁には前記押し
ボルト5の螺子部5aと螺合する雌螺子部3dが設けら
れている。
【0013】大端部キャップ4は、一端側にクランクピ
ンを取付ける半円弧状の取付部4aと、この取付部4a
の両側に大端部3の取付面3bに対向して設けられた取
付面4bをそれぞれ有している。両取付面4bには、そ
の裏側の肩部4eまで貫通する円筒状の固定用孔部4c
が形成され、押しボルト5が挿入自在となっている。大
端部3及び大端部キャップ4の取付面3b,4bは、連
接棒1の中心線OーO(小端部2の取付用貫通円部2a
の中心C2 と大端部3の取付部3aの円弧中心C3 とを
通って結んだ線)に直交した平面状に形成され、クラン
クピンを介して大端部3に大端部キャップ4を押しボル
ト5で連結固定した際に、取付面3b,4bは密着した
合面となるようになっている。押しボルト5が、大端部
キャップ4側から大端部3に向けてワッシャ6を介して
挿入され、押しボルト5の螺子部5aが大端部3の雌螺
子部3dに螺嵌して、クランクピンが装着された際に、
大端部キャップ4が大端部3に取付固定されるようにな
っている。
【0014】本発明は、上述したような構成のコネクテ
ィングロッドにおいて、大端部キャップ4の固定用孔部
4cの穿設方向が連接棒1の中心線OーOに平行である
のに対して、図3に示すように、大端部3の固定用孔部
3cをその肩部3e側が連接棒1の中心線OーOに向け
て若干傾斜させた構成になっている。即ち、押しボルト
5を取付けた際に該押しボルト5が内側に曲がるよう
に、固定用孔部3cを連接棒1の中心線OーOに対して
若干傾斜させて形成してある。
【0015】固定用孔部3cの傾斜角度θを、連接棒1
の中心線OーOに直交する線PーPに対する角度として
定義すると、傾斜角度θとしては、コネクティングロッ
ドの剛性等のバランスによって決定されるものであり、
個々のコネクティングロッドにおいて適宜所定の値を採
用でき、特に限定されるものではないが、好ましくは8
8.5〜89.8度にするのがよい。
【0016】ボルト内側(例えば、図5のA点部)の歪
みを、コネクティングロッドに対してボルトが外側へ変
形する際の歪み量を(+)、内側へ変形する際の歪み量
を(−)として、θに対する歪み量をプロットすると図
4のようになる。図4から、θ>89.8°では(+)
方向の歪み量が大きすぎてボルトの疲労強度は著しく減
少する。また、θ<88.5°では、(−)方向の歪み
量が大きすぎ、ボルトの疲労強度はやはり著しく減少す
る。
【0017】そこで88.5°≦θ≦89.8°とする
のが良いが、更に好ましくは、88.8°≦θ≦89.
3°の範囲が良い。この範囲では、ボルトに予め与えた
内向きの変形と、回転による外向きの変形が略相殺さ
れ、ボルトには引張り歪みのみがあらわれる。このよう
に本発明は、連接棒1の端側に設けられた大端部3に大
端部キャップ4を押しボルト5で固定するコネクティン
グロッドにおいて、押しボルト5を取付けた際に押しボ
ルト5が内側に曲がるように、その押しボルト5が挿入
される固定用孔部3cを連接棒1の中心線OーOに対し
て若干傾斜させて形成したので、回転数が上昇して高く
なり、大端部3と大端部キャップ4とに外側への曲げ変
形が付与され、それに伴って押しボルト5に外側への曲
げ応力が作用しても、予め内側に向けて曲げて取付けら
れた押しボルト5により応力が相殺されてバランスさせ
ることが可能になり、押しボルト5の曲げ歪みを減少す
ることができる。そのため、押しボルト5のサイズやそ
の材質の見直し、大端部の必要とされる部分に肉盛り部
を設ける等が不要になるため、コネクティングロッドの
軽量化に反してその重量が重くなったり、コストアップ
を招くことなく、押しボルト5の曲げ歪みを減少するこ
とができ、押しボルト5の著しい疲労強度の低下を防止
して、コネクティングロッドの高い信頼耐久性を得るこ
とができる。
【0018】上記コネクティングロッドの材質として
は、従来公知のものが使用可能で、例えば、SSOCや
SGM440等を好ましく用いることができる。押しボ
ルト5としては、特に限定されるものではないが、好ま
しくは、噛み合いが1mm以上で、公差が小さい、例えば
1級ネジがよい。また、本発明では、上述した実施例に
おいて、大端部3の固定用孔部3cを連接棒1の中心線
OーOに平行にし、大端部キャップ4の固定用孔部4c
をその肩部4e側が連接棒1の中心線OーO側に向くよ
うに若干傾斜させるようにしてもよい。このようにして
も、上記と同様の効果を奏することができる。
【0019】また、大端部3及び大端部キャップ4の固
定用孔部3c,4cを共に、その肩部3e,4e側を連
接棒1の中心線OーO側に向けて若干傾斜させてもよ
く、本発明では、押しボルト5を取付けた際にそれが内
側に曲がるような構成であればよく、固定用孔部3c,
4cの少なくとも一方を上述のように傾斜させて形成す
るとよい。
【0020】また、上記実施例では、大端部3と大端部
キャップ4とはその取付面3b,4bを密着させるよう
にして取付けるが、取付面3b,4b間に隙間を介在さ
せる構成にすることも可能であり、更に、取付面3b,
4bは、連接棒1の中心線OーOに直交させない従来公
知の構成でもよく、本発明は、上述した実施例の態様に
限定されることなく、他の態様であっても本発明を実施
しうるものである。
【0021】
【発明の効果】上述したように本発明は、連接棒の端側
に設けられた大端部に大端部キャップを押しボルトで固
定するコネクティングロッドであって、前記押しボルト
を取付けた際に該押しボルトが内側に曲がるように、押
しボルトが挿入される固定用孔部を前記連接棒の中心線
に対して若干傾斜させて形成したので、重量増加やコス
トアップを招かくことなく、押しボルトにおける疲労強
度の著しい減少を防止し、信頼耐久性の高いコネクティ
ングロッドを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコネクティングロッドの一例を示す正
面図である。
【図2】図1の要部拡大断面図である。
【図3】図2の大端部の要部拡大断面図である。
【図4】傾斜角度θと押しボルトに生じる歪みとの関係
を示すグラフ図である。
【図5】コネクティングロッドの大端部と大端部キャッ
プとの変形状態を示す要部正面図である。
【図6】従来例におけるコネクティングロッドの大端部
に肉盛り部を設けた要部説明図である。
【図7】エンジンの回転数に対する、従来の押しボルト
と形状を見直した(剛性アップ)押しボルトとの歪みの
相違を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1 連接棒 2 小端部 3 大径部 3b 取付面 3c 固定用孔部 4 大径部キャッ
プ 4b 取付面 4c 固定用孔部 5 押しボルト

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連接棒の端側に設けられた大端部に大端
    部キャップを押しボルトで固定するコネクティングロッ
    ドであって、 前記押しボルトを取付けた際に該押しボルトが内側に曲
    がるように、押しボルトが挿入される固定用孔部を前記
    連接棒の中心線に対して若干傾斜させて形成したコネク
    ティングロッド。
  2. 【請求項2】 前記固定用孔部の傾斜角度θを、前記連
    接棒の中心線に直交する線に対して88.5〜89.8
    度にした請求項1に記載のコネクティングロッド。
  3. 【請求項3】 前記大端部と大端部キャップとの取付面
    を密着させた請求項1に記載のコネクティングロッド。
  4. 【請求項4】 前記取付面を前記連接棒の中心線に直交
    させた請求項3に記載のコネクティングロッド。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005337478A (ja) * 2004-05-31 2005-12-08 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関のコネクティングロッド設計方法
JP2007516391A (ja) * 2003-10-31 2007-06-21 ジーケーエヌ シンター メタルズ, インコーポレーテッド 継手にプレストレスを与えるファスナー

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007516391A (ja) * 2003-10-31 2007-06-21 ジーケーエヌ シンター メタルズ, インコーポレーテッド 継手にプレストレスを与えるファスナー
JP2005337478A (ja) * 2004-05-31 2005-12-08 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関のコネクティングロッド設計方法
JP4517731B2 (ja) * 2004-05-31 2010-08-04 日産自動車株式会社 内燃機関のコネクティングロッド設計方法

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