JPH0828543A - ピストンクランク連接棒 - Google Patents
ピストンクランク連接棒Info
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- JPH0828543A JPH0828543A JP6169593A JP16959394A JPH0828543A JP H0828543 A JPH0828543 A JP H0828543A JP 6169593 A JP6169593 A JP 6169593A JP 16959394 A JP16959394 A JP 16959394A JP H0828543 A JPH0828543 A JP H0828543A
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- connecting rod
- piston
- large end
- crank
- elastic portion
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C7/00—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
- F16C7/04—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads with elastic intermediate part of fluid cushion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/22—Internal combustion engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ピストンが上死点の位置であっても爆発行程
による連接棒軸方向圧縮力を有効にクランク回転に活用
でき、エンジンの振動や騒音を低減しうるピストンクラ
ンク連接棒を提供する。 【構成】 ガソリンエンジンのピストン12に連結するた
めのピストンピン13を挿入可能な小端部３と、ガソリン
エンジンのクランクアーム19等に連結するためのクラン
クピン14を挿入可能な大端部４と、小端部及び大端部を
連結する連接棒本体２とを有するコネクティングロッド
であって、連接棒本体の大端部側には連接棒本体と大端
部を弾性的に連結する第１弾性部５及び第２弾性部６を
備え、この第２弾性部の弾性係数を第１弾性部の弾性係
数よりも高く設定した。
による連接棒軸方向圧縮力を有効にクランク回転に活用
でき、エンジンの振動や騒音を低減しうるピストンクラ
ンク連接棒を提供する。 【構成】 ガソリンエンジンのピストン12に連結するた
めのピストンピン13を挿入可能な小端部３と、ガソリン
エンジンのクランクアーム19等に連結するためのクラン
クピン14を挿入可能な大端部４と、小端部及び大端部を
連結する連接棒本体２とを有するコネクティングロッド
であって、連接棒本体の大端部側には連接棒本体と大端
部を弾性的に連結する第１弾性部５及び第２弾性部６を
備え、この第２弾性部の弾性係数を第１弾性部の弾性係
数よりも高く設定した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガソリンエンジンやデ
ィーゼルエンジン等の内燃機関におけるピストンとクラ
ンクアームとを連結するピストンクランク連接棒に関す
る。
ィーゼルエンジン等の内燃機関におけるピストンとクラ
ンクアームとを連結するピストンクランク連接棒に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関のピストンクランク連接
棒（コネクティングロッド）として、連接棒本体と小端
部と大端部とからなり、小端部においてピストンピンを
介してピストンに連結するとともに大端部においてクラ
ンクピンを介してクランクアームに連結して、ピストン
とクランクにより「スライダクランク機構」を構成し、
燃焼室における燃料の爆発によるピストンの直線往復運
動をクランク軸の回転運動に変換するものが知られてい
る。
棒（コネクティングロッド）として、連接棒本体と小端
部と大端部とからなり、小端部においてピストンピンを
介してピストンに連結するとともに大端部においてクラ
ンクピンを介してクランクアームに連結して、ピストン
とクランクにより「スライダクランク機構」を構成し、
燃焼室における燃料の爆発によるピストンの直線往復運
動をクランク軸の回転運動に変換するものが知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のピ
ストンクランク連接棒によるスライダクランク機構にお
いては、ピストンピン中心とクランクピン中心とクラン
ク軸中心が一直線上に並ぶ場合のうち、ピストンが上死
点の位置（ピストンがシリンダ内で上がりきった位置）
にきた場合には、燃料と空気の混合ガスが圧縮されプラ
グの点火等により爆発し（爆発行程）、ピストンクラン
ク連接棒の長手方向からの軸方向力（圧縮力）が作用す
るが、ピストンピン中心とクランクピン中心とクランク
軸中心が一直線上に並んでおり、クランクアームに直角
な成分がないため、連接棒に働く圧縮力をクランク軸の
回転モーメントとして有効に活用することができず、連
接棒等の振動や騒音となって無駄に消費されてしまう、
という欠点があり、従来はゴム部材等の制振材により振
動等の遮断・絶縁を行っていた。本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、ピストンが上
死点の位置であっても爆発行程による連接棒軸方向圧縮
力を有効にクランク回転に活用でき、エンジンの振動や
騒音を低減しうるピストンクランク連接棒を提供するこ
とを目的とする。
ストンクランク連接棒によるスライダクランク機構にお
いては、ピストンピン中心とクランクピン中心とクラン
ク軸中心が一直線上に並ぶ場合のうち、ピストンが上死
点の位置（ピストンがシリンダ内で上がりきった位置）
にきた場合には、燃料と空気の混合ガスが圧縮されプラ
グの点火等により爆発し（爆発行程）、ピストンクラン
ク連接棒の長手方向からの軸方向力（圧縮力）が作用す
るが、ピストンピン中心とクランクピン中心とクランク
軸中心が一直線上に並んでおり、クランクアームに直角
な成分がないため、連接棒に働く圧縮力をクランク軸の
回転モーメントとして有効に活用することができず、連
接棒等の振動や騒音となって無駄に消費されてしまう、
という欠点があり、従来はゴム部材等の制振材により振
動等の遮断・絶縁を行っていた。本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、ピストンが上
死点の位置であっても爆発行程による連接棒軸方向圧縮
力を有効にクランク回転に活用でき、エンジンの振動や
騒音を低減しうるピストンクランク連接棒を提供するこ
とを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係るピストンクランク連接棒は、内燃機関
のピストン（１２）に連結するためのピストンピン（１
３）を挿入可能な小端部（例えば、３Ａ〜３Ｄ）と、前
記内燃機関のクランクアーム（１９）に連結するための
クランクピン（１４）を挿入可能な大端部（例えば、４
Ａ〜４Ｄ）と、前記小端部及び大端部を連結する連接棒
本体（例えば、２Ａ〜２Ｄ）とを有するピストンクラン
ク連接棒（例えば、１Ａ〜１Ｄ）であって、前記連接棒
本体の大端部側には前記連接棒本体と前記大端部を弾性
的に連結する第１弾性部（例えば、５Ａ〜５Ｄ）及び第
２弾性部（例えば、６Ａ〜６Ｄ）を備え、当該第２弾性
部の弾性係数を前記第１弾性部の弾性係数よりも高く設
定して構成される。上記において、前記第１弾性部は前
記連接棒本体の前記大端部側から延設され前記大端部の
側部に接続する板バネ状部材として構成され、前記第２
弾性部は前記連接棒本体の前記大端部側から延設され前
記大端部の側部に接続する板バネ状部材として構成さ
れ、かつ当該第２弾性部のバネ係数を前記第１弾性部の
バネ係数より高く設定してもよい。
め、本発明に係るピストンクランク連接棒は、内燃機関
のピストン（１２）に連結するためのピストンピン（１
３）を挿入可能な小端部（例えば、３Ａ〜３Ｄ）と、前
記内燃機関のクランクアーム（１９）に連結するための
クランクピン（１４）を挿入可能な大端部（例えば、４
Ａ〜４Ｄ）と、前記小端部及び大端部を連結する連接棒
本体（例えば、２Ａ〜２Ｄ）とを有するピストンクラン
ク連接棒（例えば、１Ａ〜１Ｄ）であって、前記連接棒
本体の大端部側には前記連接棒本体と前記大端部を弾性
的に連結する第１弾性部（例えば、５Ａ〜５Ｄ）及び第
２弾性部（例えば、６Ａ〜６Ｄ）を備え、当該第２弾性
部の弾性係数を前記第１弾性部の弾性係数よりも高く設
定して構成される。上記において、前記第１弾性部は前
記連接棒本体の前記大端部側から延設され前記大端部の
側部に接続する板バネ状部材として構成され、前記第２
弾性部は前記連接棒本体の前記大端部側から延設され前
記大端部の側部に接続する板バネ状部材として構成さ
れ、かつ当該第２弾性部のバネ係数を前記第１弾性部の
バネ係数より高く設定してもよい。
【０００５】
【作用】上記構成を有する本発明によれば、図４に示す
ように、内燃機関のピストン（１２）に連結するための
ピストンピン（１３）を挿入可能な小端部（例えば図４
に示す３Ｄ）と、前記内燃機関のクランクアーム（１
９）に連結するためのクランクピン（１４）を挿入可能
な大端部（例えば図４に示す４Ｄ）と、前記小端部及び
大端部を連結する連接棒本体（例えば図４に示す２Ｄ）
とを有するピストンクランク連接棒（例えば図４に示す
１Ｄ）であって、前記連接棒本体の大端部側には前記連
接棒本体と前記大端部を弾性的に連結する第１弾性部
（例えば図４に示す５Ｄ）及び第２弾性部（例えば図４
に示す６Ｄ）を備え、当該第２弾性部の弾性係数を前記
第１弾性部の弾性係数よりも高く設定して構成されるの
で、図４（Ａ）に示すようにピストンが上死点の位置
（ピストンがシリンダ内で上がりきった位置）にきた場
合には、燃料と空気の混合ガスが圧縮されプラグの点火
等により爆発し（爆発行程）、図上ピストンにかかる矢
線で示す爆発のエネルギーはピストンクランク連接棒の
長手方向からの軸方向力（圧縮力）となって連接棒本体
に急激に作用する。しかし、連接棒本体の大端部側には
第１弾性部と第２弾性部が設けられているので、連接棒
軸方向圧縮力を受けることにより各弾性部の上端が瞬間
的に下方に曲がり、これに伴い連接棒本体が瞬間的に下
方に動き、この各弾性部の曲がりにより爆発エネルギー
を吸収する。このため、連接棒等の振動や騒音は軽減さ
れる。また、第２弾性部の弾性係数は第１弾性部の弾性
係数よりも高く設定されているので、図４（Ｂ）に示す
ように、第２弾性部の曲がり量よりも第１弾性部の曲が
り量の方が大きく、連接棒本体は図のように傾こうとす
る。このため、上死点においてピストンピン中心Ｐ1 と
クランクピン中心Ｐ2 とクランク軸Ｐ3 中心が一直線上
に並んでいても、上記の第１弾性部及び第２弾性部の一
瞬の曲がりによる連接棒の微小な傾斜によりクランクア
ームに直角な成分が発生し、図４（Ｂ）に示す円弧矢線
のような時計まわりの方向への回転力が発生し、連接棒
に働く圧縮力をクランク軸の回転モーメントとして有効
に活用することができるようになる。
ように、内燃機関のピストン（１２）に連結するための
ピストンピン（１３）を挿入可能な小端部（例えば図４
に示す３Ｄ）と、前記内燃機関のクランクアーム（１
９）に連結するためのクランクピン（１４）を挿入可能
な大端部（例えば図４に示す４Ｄ）と、前記小端部及び
大端部を連結する連接棒本体（例えば図４に示す２Ｄ）
とを有するピストンクランク連接棒（例えば図４に示す
１Ｄ）であって、前記連接棒本体の大端部側には前記連
接棒本体と前記大端部を弾性的に連結する第１弾性部
（例えば図４に示す５Ｄ）及び第２弾性部（例えば図４
に示す６Ｄ）を備え、当該第２弾性部の弾性係数を前記
第１弾性部の弾性係数よりも高く設定して構成されるの
で、図４（Ａ）に示すようにピストンが上死点の位置
（ピストンがシリンダ内で上がりきった位置）にきた場
合には、燃料と空気の混合ガスが圧縮されプラグの点火
等により爆発し（爆発行程）、図上ピストンにかかる矢
線で示す爆発のエネルギーはピストンクランク連接棒の
長手方向からの軸方向力（圧縮力）となって連接棒本体
に急激に作用する。しかし、連接棒本体の大端部側には
第１弾性部と第２弾性部が設けられているので、連接棒
軸方向圧縮力を受けることにより各弾性部の上端が瞬間
的に下方に曲がり、これに伴い連接棒本体が瞬間的に下
方に動き、この各弾性部の曲がりにより爆発エネルギー
を吸収する。このため、連接棒等の振動や騒音は軽減さ
れる。また、第２弾性部の弾性係数は第１弾性部の弾性
係数よりも高く設定されているので、図４（Ｂ）に示す
ように、第２弾性部の曲がり量よりも第１弾性部の曲が
り量の方が大きく、連接棒本体は図のように傾こうとす
る。このため、上死点においてピストンピン中心Ｐ1 と
クランクピン中心Ｐ2 とクランク軸Ｐ3 中心が一直線上
に並んでいても、上記の第１弾性部及び第２弾性部の一
瞬の曲がりによる連接棒の微小な傾斜によりクランクア
ームに直角な成分が発生し、図４（Ｂ）に示す円弧矢線
のような時計まわりの方向への回転力が発生し、連接棒
に働く圧縮力をクランク軸の回転モーメントとして有効
に活用することができるようになる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図１及び図２は、本発明に係るピストンクラン
ク連接棒の一実施例であるコネクティングロッドの構成
を示した図である。
明する。図１及び図２は、本発明に係るピストンクラン
ク連接棒の一実施例であるコネクティングロッドの構成
を示した図である。
【０００７】図に示すように、このコネクティングロッ
ド１Ａは、炭素鋼又は特殊鋼（ニッケル鋼、ニッケルク
ローム鋼など）を鍛造したり、鋳鋼、鋳鉄、チタン合
金、カーボン繊維強化プラスチック等の複合材料などに
よって形成され、内燃機関であるガソリンエンジンのピ
ストン１２に連結するためのピストンピン１３を挿入可
能な小端部３Ａと、このガソリンエンジンのクランクア
ーム１９，２０に連結するためのクランクピン１４を挿
入可能な大端部４Ａと、小端部３Ａ及び大端部４Ａを連
結する連接棒本体２Ａを備えて構成されている。
ド１Ａは、炭素鋼又は特殊鋼（ニッケル鋼、ニッケルク
ローム鋼など）を鍛造したり、鋳鋼、鋳鉄、チタン合
金、カーボン繊維強化プラスチック等の複合材料などに
よって形成され、内燃機関であるガソリンエンジンのピ
ストン１２に連結するためのピストンピン１３を挿入可
能な小端部３Ａと、このガソリンエンジンのクランクア
ーム１９，２０に連結するためのクランクピン１４を挿
入可能な大端部４Ａと、小端部３Ａ及び大端部４Ａを連
結する連接棒本体２Ａを備えて構成されている。
【０００８】上記のピストン１２はシリンダ１１内に嵌
挿され、シリンダ１１内を上下に往復運動可能な構成と
なっている。また、クランクアーム１９，２０の他端は
フライホイール（はずみ車）１６，１７となっており、
中心にクランク軸（クランクシャフト）１５が設けられ
ている。このような構成により、ピストン１２をスライ
ダとし、連接棒本体２Ａとクランクアーム１９，２０を
リンクとし、ピストンピン１３と小端部３Ａからなる回
転中心及びクランクピン１４と大端部４Ａからなる回転
中心及びクランク軸による回転中心を有する「スライダ
クランク機構」が形成されている。
挿され、シリンダ１１内を上下に往復運動可能な構成と
なっている。また、クランクアーム１９，２０の他端は
フライホイール（はずみ車）１６，１７となっており、
中心にクランク軸（クランクシャフト）１５が設けられ
ている。このような構成により、ピストン１２をスライ
ダとし、連接棒本体２Ａとクランクアーム１９，２０を
リンクとし、ピストンピン１３と小端部３Ａからなる回
転中心及びクランクピン１４と大端部４Ａからなる回転
中心及びクランク軸による回転中心を有する「スライダ
クランク機構」が形成されている。
【０００９】したがって、上記シリンダ１１とピストン
１２によって形成される燃焼室２１内に図示しない弁等
によって吸入された燃料と空気の混合ガスをピストン１
２により圧縮した後、プラグ１８によって爆発させ、こ
の爆発による圧力によりピストン１２を押し下げて直線
運動させ、この直線運動をクランクアーム１９，２０の
回転モーメントとして利用し、クランク軸１５の回転運
動に変換する。
１２によって形成される燃焼室２１内に図示しない弁等
によって吸入された燃料と空気の混合ガスをピストン１
２により圧縮した後、プラグ１８によって爆発させ、こ
の爆発による圧力によりピストン１２を押し下げて直線
運動させ、この直線運動をクランクアーム１９，２０の
回転モーメントとして利用し、クランク軸１５の回転運
動に変換する。
【００１０】上述したように、連接棒本体２Ａは、シリ
ンダ１１内の爆発ガスの強い力をクランク軸に伝え、毎
分３，０００回ないし５，０００回以上も往復運動を行
い、クランクアーム１９，２０をつかんで回転駆動する
ため、軽量でかつ高強度でなければならない。そのた
め、連接棒本体２Ａの横断面は、略「Ｉ」型、略「王」
型などの形状に形成されている。
ンダ１１内の爆発ガスの強い力をクランク軸に伝え、毎
分３，０００回ないし５，０００回以上も往復運動を行
い、クランクアーム１９，２０をつかんで回転駆動する
ため、軽量でかつ高強度でなければならない。そのた
め、連接棒本体２Ａの横断面は、略「Ｉ」型、略「王」
型などの形状に形成されている。
【００１１】また、上記の小端部３Ａは、挿入された円
柱状のピストンピン１３が自在に回転できるようにする
ため、ピストンピン１３を挿入可能な円孔が削成等によ
って形成され、円孔内壁には摩耗を防止するための燐青
銅製等のブッシュ（図示せず）が固く嵌装されている。
柱状のピストンピン１３が自在に回転できるようにする
ため、ピストンピン１３を挿入可能な円孔が削成等によ
って形成され、円孔内壁には摩耗を防止するための燐青
銅製等のブッシュ（図示せず）が固く嵌装されている。
【００１２】また、上記の大端部４Ａは、挿入された円
柱状のクランクピン１４が自在に回転できるようにする
ため、クランクピン１４を挿入可能な円孔が削成等によ
って形成され、回転を円滑にするため、円孔内壁にロー
ラーベアリング（図示せず）が設けられたり、大端部部
分が上下や斜めに２分割され摩耗を防止するための特殊
軸受合金（ホワイトメタル、ケルメット等）が円穴内壁
に貼設される。大端部が分割されない前者の形式のもの
は、クランクが部品から組み立てられる形式のものに用
いられ、大端部が上下や斜めに２分割等される後者の形
式のものは、クランクが一体形成される形式のものに用
いられる。大端部が上下や斜めに２分割等される後者の
形式のものは、２本のボルト等によって締結される。
柱状のクランクピン１４が自在に回転できるようにする
ため、クランクピン１４を挿入可能な円孔が削成等によ
って形成され、回転を円滑にするため、円孔内壁にロー
ラーベアリング（図示せず）が設けられたり、大端部部
分が上下や斜めに２分割され摩耗を防止するための特殊
軸受合金（ホワイトメタル、ケルメット等）が円穴内壁
に貼設される。大端部が分割されない前者の形式のもの
は、クランクが部品から組み立てられる形式のものに用
いられ、大端部が上下や斜めに２分割等される後者の形
式のものは、クランクが一体形成される形式のものに用
いられる。大端部が上下や斜めに２分割等される後者の
形式のものは、２本のボルト等によって締結される。
【００１３】本実施例のコネクティングロッド１Ａの特
徴部分は連接棒本体２Ａの大端部側にあり、この部分に
は、連接棒本体２Ａと大端部３Ａを弾性的に連結する第
１弾性部５Ａと第２弾性部６Ａとが設けられている。こ
れら第１弾性部５Ａ及び第２弾性部６Ａは、連接棒本体
２Ａの大端部側からそれぞれ曲線状に滑らかに延設され
た二股状部材として形成され、大端部４Ａの側部に滑ら
かに接続する略円弧状の板バネ状部材として構成されて
いる。
徴部分は連接棒本体２Ａの大端部側にあり、この部分に
は、連接棒本体２Ａと大端部３Ａを弾性的に連結する第
１弾性部５Ａと第２弾性部６Ａとが設けられている。こ
れら第１弾性部５Ａ及び第２弾性部６Ａは、連接棒本体
２Ａの大端部側からそれぞれ曲線状に滑らかに延設され
た二股状部材として形成され、大端部４Ａの側部に滑ら
かに接続する略円弧状の板バネ状部材として構成されて
いる。
【００１４】上記の各弾性部は、図２（Ｂ）に示すよう
に、部材の厚さが異なり、第２弾性部６Ａの部材厚が第
１弾性部５Ａの部材厚より厚くなるように形成されてい
る。このため、連接棒本体２Ａの長手方向からの圧縮力
により各弾性部の上端が下方に曲がる場合の弾性係数で
あるバネ係数を考えると、第２弾性部６Ａのバネ係数の
方を第１弾性部５Ａのバネ係数より高く設定されてい
る。
に、部材の厚さが異なり、第２弾性部６Ａの部材厚が第
１弾性部５Ａの部材厚より厚くなるように形成されてい
る。このため、連接棒本体２Ａの長手方向からの圧縮力
により各弾性部の上端が下方に曲がる場合の弾性係数で
あるバネ係数を考えると、第２弾性部６Ａのバネ係数の
方を第１弾性部５Ａのバネ係数より高く設定されてい
る。
【００１５】次に、上記のピストンクランク連接棒１Ａ
の動作と作用について説明する。図４は図１，図２に示
すコネクティングロッド１Ａをスケルトンで表現したも
のであり、図４における連接棒本体２Ｄは図１，図２に
おける連接棒本体２Ａに、図４における小端部３Ｄは図
１，図２における小端部３Ａに、図４における大端部４
Ｄは図１，図２における大端部４Ａに、図４における第
１弾性部５Ｄは図１，図２における第１弾性部５Ａに、
図４における第２弾性部６Ｄは図１，図２における第２
弾性部６Ａに、それぞれ相当している。また、第１弾性
部及び第２弾性部は、等価なバネとして表現されてい
る。
の動作と作用について説明する。図４は図１，図２に示
すコネクティングロッド１Ａをスケルトンで表現したも
のであり、図４における連接棒本体２Ｄは図１，図２に
おける連接棒本体２Ａに、図４における小端部３Ｄは図
１，図２における小端部３Ａに、図４における大端部４
Ｄは図１，図２における大端部４Ａに、図４における第
１弾性部５Ｄは図１，図２における第１弾性部５Ａに、
図４における第２弾性部６Ｄは図１，図２における第２
弾性部６Ａに、それぞれ相当している。また、第１弾性
部及び第２弾性部は、等価なバネとして表現されてい
る。
【００１６】図１のガソリンエンジンは、その吸気行
程、圧縮行程においては、従来のガソリンエンジンと同
様の動作を示す。そして、図４（Ａ）に示すようにピス
トン１２が上死点の位置（ピストン１２がシリンダ１１
内で上がりきり、最高の位置にきたときの位置）にきた
場合には、吸入された燃料と空気の混合ガスが圧縮され
プラグの点火等により爆発し（爆発行程）、図上ピスト
ンにかかる矢線で示す爆発のエネルギーはコネクティン
グロッド１Ｄの連接棒本体２Ｄの長手方向からの軸方向
力（圧縮力）となって連接棒本体２Ｄに急激に作用す
る。
程、圧縮行程においては、従来のガソリンエンジンと同
様の動作を示す。そして、図４（Ａ）に示すようにピス
トン１２が上死点の位置（ピストン１２がシリンダ１１
内で上がりきり、最高の位置にきたときの位置）にきた
場合には、吸入された燃料と空気の混合ガスが圧縮され
プラグの点火等により爆発し（爆発行程）、図上ピスト
ンにかかる矢線で示す爆発のエネルギーはコネクティン
グロッド１Ｄの連接棒本体２Ｄの長手方向からの軸方向
力（圧縮力）となって連接棒本体２Ｄに急激に作用す
る。
【００１７】しかし、連接棒本体２Ｄの大端部側には第
１弾性部５Ｄと第２弾性部６Ｄが設けられているので、
上記の連接棒軸方向圧縮力を受けることにより各弾性部
の上端が瞬間的に下方に曲がり、これに伴い連接棒本体
が瞬間的に下方に動き、この各弾性部の曲がりにより爆
発エネルギーを吸収する。このため、従来のような連接
棒等の振動や騒音は効果的に軽減される。
１弾性部５Ｄと第２弾性部６Ｄが設けられているので、
上記の連接棒軸方向圧縮力を受けることにより各弾性部
の上端が瞬間的に下方に曲がり、これに伴い連接棒本体
が瞬間的に下方に動き、この各弾性部の曲がりにより爆
発エネルギーを吸収する。このため、従来のような連接
棒等の振動や騒音は効果的に軽減される。
【００１８】また、第２弾性部６Ｄのバネ係数は第１弾
性部５Ｄのバネ係数よりも高く設定されている。したが
って、同一の圧縮力に対しては、第１弾性部５Ｄの方が
第２弾性部６Ｄよりも大きく曲がるので、図４（Ｂ）に
示すように、連接棒本体２Ｄは図のように傾こうとす
る。このため、上死点においてピストンピン中心Ｐ1 と
クランクピン中心Ｐ2 とクランク軸中心Ｐ3 が一直線上
に並んでいても、上記の第１弾性部５Ｄ及び第２弾性部
６Ｄの一瞬の曲がりによる連接棒本体２Ｄの微小な傾斜
によりクランクアーム１９，２０に直角な成分が発生
し、図４（Ｂ）に示す円弧矢線のような時計まわりの方
向への回転力が発生し、連接棒本体２Ｄに働く圧縮力を
クランク軸１５の回転モーメントとして有効に活用する
ことができるようになる。
性部５Ｄのバネ係数よりも高く設定されている。したが
って、同一の圧縮力に対しては、第１弾性部５Ｄの方が
第２弾性部６Ｄよりも大きく曲がるので、図４（Ｂ）に
示すように、連接棒本体２Ｄは図のように傾こうとす
る。このため、上死点においてピストンピン中心Ｐ1 と
クランクピン中心Ｐ2 とクランク軸中心Ｐ3 が一直線上
に並んでいても、上記の第１弾性部５Ｄ及び第２弾性部
６Ｄの一瞬の曲がりによる連接棒本体２Ｄの微小な傾斜
によりクランクアーム１９，２０に直角な成分が発生
し、図４（Ｂ）に示す円弧矢線のような時計まわりの方
向への回転力が発生し、連接棒本体２Ｄに働く圧縮力を
クランク軸１５の回転モーメントとして有効に活用する
ことができるようになる。
【００１９】ただし、上記第１弾性部及び第２弾性部の
弾性係数はかなり高いものであり、ガソリンエンジンの
爆発行程での急激かつ大きな圧縮力が作用した場合には
曲がるが、これはあくまでも瞬間的なものであり、ピス
トンが下死点の位置（ピストンがシリンダ内で下がりき
った位置）にきたときには上記の曲がりは復元する。ま
た、爆発行程以外の他の行程時には、従来のコネクティ
ングロッドと同様な高い剛性を示すので、不必要にふら
ふらと振動するようなことはない。また、本実施例にお
ける第１弾性部５Ａ及び第２弾性部６Ａは、曲線や曲面
を用いて滑らかな形状に仕上げてあるが、これは角ばっ
た形状部分に対する応力集中を防止し、かつ爆発行程の
たびごとに（例えば、３，０００〜５，０００回／分以
上）曲がることによる部材の疲労に対する強度を向上さ
せるためである。
弾性係数はかなり高いものであり、ガソリンエンジンの
爆発行程での急激かつ大きな圧縮力が作用した場合には
曲がるが、これはあくまでも瞬間的なものであり、ピス
トンが下死点の位置（ピストンがシリンダ内で下がりき
った位置）にきたときには上記の曲がりは復元する。ま
た、爆発行程以外の他の行程時には、従来のコネクティ
ングロッドと同様な高い剛性を示すので、不必要にふら
ふらと振動するようなことはない。また、本実施例にお
ける第１弾性部５Ａ及び第２弾性部６Ａは、曲線や曲面
を用いて滑らかな形状に仕上げてあるが、これは角ばっ
た形状部分に対する応力集中を防止し、かつ爆発行程の
たびごとに（例えば、３，０００〜５，０００回／分以
上）曲がることによる部材の疲労に対する強度を向上さ
せるためである。
【００２０】図３は、本発明に係るピストンクランク連
接棒の他の実施例であるコネクティングロッドの構成を
示した拡大図である。図３（Ａ）に示した実施例は、図
１，図２の実施例に比べ、連接棒本体２Ｂの最下端部７
Ｂの下方（大端部側）へのふくらみを少なくしたもので
あり、爆発行程における急激な圧縮力により連接棒本体
２Ｂの最下端部７Ｂが大端部頂部８Ｂに衝突するおそれ
をなくしたものである。この図３（Ａ）に示した実施例
における第１弾性部、第２弾性部以外の部分の構造は、
図１，図２に示した実施例と同様である。
接棒の他の実施例であるコネクティングロッドの構成を
示した拡大図である。図３（Ａ）に示した実施例は、図
１，図２の実施例に比べ、連接棒本体２Ｂの最下端部７
Ｂの下方（大端部側）へのふくらみを少なくしたもので
あり、爆発行程における急激な圧縮力により連接棒本体
２Ｂの最下端部７Ｂが大端部頂部８Ｂに衝突するおそれ
をなくしたものである。この図３（Ａ）に示した実施例
における第１弾性部、第２弾性部以外の部分の構造は、
図１，図２に示した実施例と同様である。
【００２１】また、図３（Ｂ）に示した実施例は、図３
（Ａ）に示した実施例と同様の理由から、図１，図２の
実施例に比べ、連接棒本体２Ｃの最下端部７Ｃの下方
（大端部側）へのふくらみを少なくしたものであるが、
最下端部７Ｃの下面を平面としたものである。このよう
な形状にすれば、図１，２や図３（Ａ）に示した実施例
に比べ、曲面加工が減り製造が容易になる、という利点
がある。この図３（Ｂ）に示した実施例における第１弾
性部、第２弾性部以外の部分の構造は、図１，図２に示
した実施例と同様である。
（Ａ）に示した実施例と同様の理由から、図１，図２の
実施例に比べ、連接棒本体２Ｃの最下端部７Ｃの下方
（大端部側）へのふくらみを少なくしたものであるが、
最下端部７Ｃの下面を平面としたものである。このよう
な形状にすれば、図１，２や図３（Ａ）に示した実施例
に比べ、曲面加工が減り製造が容易になる、という利点
がある。この図３（Ｂ）に示した実施例における第１弾
性部、第２弾性部以外の部分の構造は、図１，図２に示
した実施例と同様である。
【００２２】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではない。上記実施例は、例示であり、本発明の特
許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な
構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる
ものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
ものではない。上記実施例は、例示であり、本発明の特
許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な
構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる
ものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００２３】例えば、上記の実施例においては、ピスト
ンクランク連接棒を用いる内燃機関としてガソリンエン
ジンを例に挙げて説明したが、これには限定されず、ピ
ストンクランク連接棒を使用する内燃機関であればディ
ーゼルエンジン等の他の内燃機関でもかまわない。
ンクランク連接棒を用いる内燃機関としてガソリンエン
ジンを例に挙げて説明したが、これには限定されず、ピ
ストンクランク連接棒を使用する内燃機関であればディ
ーゼルエンジン等の他の内燃機関でもかまわない。
【００２４】また、上記の実施例においては、第１弾性
部、第２弾性部として、図２（Ｂ）、図３（Ａ）、図３
（Ｂ）に示す板バネ状部材を例に挙げて説明したが、こ
れには限定されず、弾性的に連結する構造であれば他の
形式のバネ（弦巻バネなど）等いかなる構造であっても
よく、また第２弾性部の弾性係数が第１弾性部の弾性係
数よりも高く設定されていればどのような構成であって
もよい。
部、第２弾性部として、図２（Ｂ）、図３（Ａ）、図３
（Ｂ）に示す板バネ状部材を例に挙げて説明したが、こ
れには限定されず、弾性的に連結する構造であれば他の
形式のバネ（弦巻バネなど）等いかなる構造であっても
よく、また第２弾性部の弾性係数が第１弾性部の弾性係
数よりも高く設定されていればどのような構成であって
もよい。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、上記構成を有する
本発明によれば、図４に示すように、内燃機関のピスト
ン（１２）に連結するためのピストンピン（１３）を挿
入可能な小端部（例えば図４に示す３Ｄ）と、前記内燃
機関のクランクアーム（１９）に連結するためのクラン
クピン（１４）を挿入可能な大端部（例えば図４に示す
４Ｄ）と、前記小端部及び大端部を連結する連接棒本体
（例えば図４に示す２Ｄ）とを有するピストンクランク
連接棒（例えば図４に示す１Ｄ）であって、前記連接棒
本体の大端部側には前記連接棒本体と前記大端部を弾性
的に連結する第１弾性部（例えば図４に示す５Ｄ）及び
第２弾性部（例えば図４に示す６Ｄ）を備え、当該第２
弾性部の弾性係数を前記第１弾性部の弾性係数よりも高
く設定して構成されるので、図４（Ａ）に示すようにピ
ストンが上死点の位置（ピストンがシリンダ内で上がり
きった位置）にきた場合には、燃料と空気の混合ガスが
圧縮されプラグの点火等により爆発し（爆発行程）、図
上ピストンにかかる矢線で示す爆発のエネルギーはピス
トンクランク連接棒の長手方向からの軸方向力（圧縮
力）となって連接棒本体に急激に作用する。しかし、連
接棒本体の大端部側には第１弾性部と第２弾性部が設け
られているので、連接棒軸方向圧縮力を受けることによ
り各弾性部の上端が瞬間的に下方に曲がり、これに伴い
連接棒本体が瞬間的に下方に動き、この各弾性部の曲が
りにより爆発エネルギーを吸収する。このため、連接棒
等の振動や騒音は軽減される。また、第２弾性部の弾性
係数は第１弾性部の弾性係数よりも高く設定されている
ので、図４（Ｂ）に示すように、第２弾性部の曲がり量
よりも第１弾性部の曲がり量の方が大きく、連接棒本体
は図のように傾こうとする。このため、上死点において
ピストンピン中心Ｐ1 とクランクピン中心Ｐ2 とクラン
ク軸中心Ｐ3 が一直線上に並んでいても、上記の第１弾
性部及び第２弾性部の一瞬の曲がりによる連接棒の微小
な傾斜によりクランクアームに直角な成分が発生し、図
４（Ｂ）に示す円弧矢線のような時計まわりの方向への
回転力が発生し、連接棒に働く圧縮力をクランク軸の回
転モーメントとして有効に活用することができるように
なる。したがって、振動や騒音が少なく、エネルギー効
率の高い内燃機関を提供できる、という利点がある。
本発明によれば、図４に示すように、内燃機関のピスト
ン（１２）に連結するためのピストンピン（１３）を挿
入可能な小端部（例えば図４に示す３Ｄ）と、前記内燃
機関のクランクアーム（１９）に連結するためのクラン
クピン（１４）を挿入可能な大端部（例えば図４に示す
４Ｄ）と、前記小端部及び大端部を連結する連接棒本体
（例えば図４に示す２Ｄ）とを有するピストンクランク
連接棒（例えば図４に示す１Ｄ）であって、前記連接棒
本体の大端部側には前記連接棒本体と前記大端部を弾性
的に連結する第１弾性部（例えば図４に示す５Ｄ）及び
第２弾性部（例えば図４に示す６Ｄ）を備え、当該第２
弾性部の弾性係数を前記第１弾性部の弾性係数よりも高
く設定して構成されるので、図４（Ａ）に示すようにピ
ストンが上死点の位置（ピストンがシリンダ内で上がり
きった位置）にきた場合には、燃料と空気の混合ガスが
圧縮されプラグの点火等により爆発し（爆発行程）、図
上ピストンにかかる矢線で示す爆発のエネルギーはピス
トンクランク連接棒の長手方向からの軸方向力（圧縮
力）となって連接棒本体に急激に作用する。しかし、連
接棒本体の大端部側には第１弾性部と第２弾性部が設け
られているので、連接棒軸方向圧縮力を受けることによ
り各弾性部の上端が瞬間的に下方に曲がり、これに伴い
連接棒本体が瞬間的に下方に動き、この各弾性部の曲が
りにより爆発エネルギーを吸収する。このため、連接棒
等の振動や騒音は軽減される。また、第２弾性部の弾性
係数は第１弾性部の弾性係数よりも高く設定されている
ので、図４（Ｂ）に示すように、第２弾性部の曲がり量
よりも第１弾性部の曲がり量の方が大きく、連接棒本体
は図のように傾こうとする。このため、上死点において
ピストンピン中心Ｐ1 とクランクピン中心Ｐ2 とクラン
ク軸中心Ｐ3 が一直線上に並んでいても、上記の第１弾
性部及び第２弾性部の一瞬の曲がりによる連接棒の微小
な傾斜によりクランクアームに直角な成分が発生し、図
４（Ｂ）に示す円弧矢線のような時計まわりの方向への
回転力が発生し、連接棒に働く圧縮力をクランク軸の回
転モーメントとして有効に活用することができるように
なる。したがって、振動や騒音が少なく、エネルギー効
率の高い内燃機関を提供できる、という利点がある。
【図１】本発明の一実施例であるコネクティングロッド
の構成を示す斜視図である。
の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すコネクティングロッドの構成を示す
正面図である。
正面図である。
【図３】本発明に係るピストンクランク連接棒の他の実
施例の構成を示す拡大正面図である。
施例の構成を示す拡大正面図である。
【図４】本発明に係るピストンクランク連接棒の動作を
説明する概念図である。
説明する概念図である。
１Ａ〜１Ｄ コネクティングロッド ２Ａ〜２Ｄ 連接棒本体 ３Ａ，３Ｄ 小端部 ４Ａ〜４Ｄ 大端部 ５Ａ〜５Ｄ 第１弾性部 ６Ａ〜６Ｄ 第２弾性部 ７Ａ〜７Ｃ 連接棒本体最下端部 ８Ａ〜８Ｃ 大端部頂部 １１ シリンダ １２ ピストン １３ ピストンピン １４ クランクピン １５ クランク軸 １６，１７ フライホイール １８ プラグ １９，２０ クランクアーム ２１ 燃焼室
Claims (2)
- 【請求項１】 内燃機関のピストンに連結するためのピ
ストンピンを挿入可能な小端部と、前記内燃機関のクラ
ンクアームに連結するためのクランクピンを挿入可能な
大端部と、前記小端部及び大端部を連結する連接棒本体
とを有するピストンクランク連接棒であって、前記連接
棒本体の大端部側には前記連接棒本体と前記大端部を弾
性的に連結する第１弾性部及び第２弾性部を備え、当該
第２弾性部の弾性係数を前記第１弾性部の弾性係数より
も高く設定したことを特徴とするピストンクランク連接
棒。 - 【請求項２】 前記第１弾性部は前記連接棒本体の前記
大端部側から延設され前記大端部の側部に接続する板バ
ネ状部材として構成され、前記第２弾性部は前記連接棒
本体の前記大端部側から延設され前記大端部の側部に接
続する板バネ状部材として構成され、かつ当該第２弾性
部のバネ係数を前記第１弾性部のバネ係数より高く設定
したことを特徴とする請求項１に記載したピストンクラ
ンク連接棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6169593A JPH0828543A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | ピストンクランク連接棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6169593A JPH0828543A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | ピストンクランク連接棒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0828543A true JPH0828543A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15889369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6169593A Pending JPH0828543A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | ピストンクランク連接棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828543A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980074112A (ko) * | 1997-03-21 | 1998-11-05 | 김영귀 | 진동 저감형 커넥팅 로드 |
| US7128423B2 (en) | 2002-05-24 | 2006-10-31 | Olympus Corporation | Illumination apparatus, and image capturing apparatus and projector apparatus using this illumination apparatus |
| JP2015161322A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | マツダ株式会社 | エンジンのコンロッド構造 |
| KR101665606B1 (ko) * | 2015-04-24 | 2016-10-12 | 현대오트론 주식회사 | 길이 가변형 연결부를 가지는 가변 압축비 엔진 |
-
1994
- 1994-07-21 JP JP6169593A patent/JPH0828543A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980074112A (ko) * | 1997-03-21 | 1998-11-05 | 김영귀 | 진동 저감형 커넥팅 로드 |
| US7128423B2 (en) | 2002-05-24 | 2006-10-31 | Olympus Corporation | Illumination apparatus, and image capturing apparatus and projector apparatus using this illumination apparatus |
| US7322705B2 (en) | 2002-05-24 | 2008-01-29 | Olympus Corporation | Illumination apparatus, and image capturing apparatus and projector apparatus using this illumination apparatus |
| JP2015161322A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | マツダ株式会社 | エンジンのコンロッド構造 |
| KR101665606B1 (ko) * | 2015-04-24 | 2016-10-12 | 현대오트론 주식회사 | 길이 가변형 연결부를 가지는 가변 압축비 엔진 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20031218 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040106 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040302 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040720 |