JPS585128Y2 - 内燃機関のコネクテイングロツド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関のピストンとクランク軸とを連結する
コネクティングロッドに関し特にコネクティングロッド
大端部のスラスト荷重をキャップで受けるようにしたコ
ネクティングロッドに関する。

ピストンの往復運動をクランク軸の連続回転運動に変え
る部品としてのコネクティングロッドは吸気行程による
引張、その他の行程による圧縮力を受ける他、回転によ
る慣性力が原因の引張力や圧縮力を受けるので、これら
の力に充分耐えると同時に重量が少ないことが必要とさ
れる。

かかる軽量化は往復動機関の往復部品（ピストン、ピン
、コネクティングロッド）の重量が振動、騒音の一原因
になっていることからこれらの低減を可能とし、又、高
速回転域でのクランク軸、軸受への荷重軽減にもなり耐
久性を向上させ得る。

又、コネクティングロッドの大端部、及び小端部にかけ
るスラスト荷重の受は部は耐摩耗性にすぐれることが必
要でさもないとコネクティングロッドにスラスト方向の
ガタッキが生じ振動、騒音の発生ばかりか耐久性にも大
きな影響を与える。

かかる観点にたって従来のコネクティングロッドをみる
と、素材が炭素鋼、特殊鋼時からできておるものにあっ
ては硬度、耐摩耗性共にすぐれているが軽量化の面で難
点がある。

そこでこの軽量化を意図して近年ガラス繊維材の技術進
歩が著しくこれを用いてコネクテづングロッドの製作が
可能となっている。

ガラス繊維材の比重は２前後で引張強さも１５０〜３０
０Ｋｆ／−に達する位強いのでこれらの繊維を使用した
繊維強化複合材製コネクティングロッドは従来の鋼製品
に比べて軽く製作できるのである。

又、高速回転を常用する競走用機関にはやはり軽量化上
チタニウム合金製、高力アルミニウム合金製、ジュラル
ミン製のコネクティングロッドが使用されている。

しかしながらこれら軽量化を図つたいずれの材料を用い
てもクランク軸方向のスラスト荷重受部即ち従来では例
えばコネクティングロッドの大端部端面つ１リロッド部
の大端部構成部分及びこれに連結されるキャップ双方の
端面の耐摩耗性に問題があり何らかの処理をしないと長
時間の使用に耐えないという大きな技術的課題となって
いる。

そのため、スラスト受部に硬質クロームメッキ、スラス
ト受専用のメタル等を取付けて焼付は対策を行なってい
る。

ところでコネクティングロッドのクランク軸との連結部
である大端部とピストンピンとの連結部である小端部と
の運動をみてみると大端部が円運動に近く小端部はほぼ
往復運動である。

このため軽量化にあっては小端部の軽量化は効果的であ
るが大端部の軽量化は上記運動にさほど影響は及ぼさな
いといえる。

本考案は軽量化効果の比較的小さい大端部においてその
一部分のキャンプのみをスラスト荷重受に適した強度大
従って比重の大きい材料を使用して全スラスト荷重をキ
ャップ端面のみで受けるようにすることにより軽量化と
スラスト荷重による耐摩耗性とを同時に成立させようと
するものである。

以下に本考案の実施例を従来製品と比較しながら説明す
る。

第１図及び第２図に示すコネクティングロッドは従来製
品である（昭和４５４９月１０日株式会社山海堂発行内
燃機関９月号臨時増刊内燃機関設計、構造図集第１９頁
及び実、開閉５２−１５６０６号公報参照）。

コネクティングロッドＣは図示しないピストンピンに連
結される小端部１と、ロンド部２と、クランク軸３のク
シンクピン４にメタル５を介して軸支される大端部６と
からなり、大端部６は分解組立が容易な組立式構造、即
ちロンド部２の大端部構成部分ＡとキャップＢとが図示
しないボルト、ナツト締結手段で連結される構成となっ
ている。

Ｉはクランクピンアームである。第１図に示すコネクテ
ィングロッドＣは炭素鋼を使用し第２図に示すものはア
ルミニウム合金を使用している。

炭素鋼は適切な熱処理により充分な硬度を得ることがで
きるので大端部のクランクピン４方向両端面鋼１１．１
２をクランクピンアームＩのスラスト受は面１３．１４
に当接させスラスト荷重を受ける構造としている。

しかしこのものは軽量化に問題があることは既述した。

第２図に示したものは軽量化を図っているがスラスト荷
重受部の摩耗が著しいのでクランクピンアームＴと大端
部６との間に鋼製のスラストリング１５．１６を介在さ
せている。

該リング１５．１６は半割にしてロンド部の大端部構成
部分Ａ及びキャップＢのスラスト受面に夫々鋳込んであ
るものもある。

しかしこれらの構成は部品点数が多くて作業性に劣り或
いは加工が複雑である。

チタニウム合金製、アルミニウム合金製のコネクティン
グロッドのスラスト荷重は硬質クロムメッキ等の表面処
理にても受けることが可能であって、充分な耐久性を有
するものと考えられる。

しかし、加工が煩雑である。

第３図は本考案に係るコネクティングロッドの実施例を
示す。

このものはキャップＢ′のクランクピン方向巾寸法Ｌｆ
をロンド部の大端部構成部分Ａ′の同方向寸法Ｌ２より
大きくとり、キャップＢ′のクランクピン方向端面を大
端部構成部分Ａ′の面よりも突出した突出部を構成して
該突出部の端面のみクランクピンアーム７の端面に当接
するスラスト受面２０．２１としたものでコネクティン
グロッドＣに作用するスラスト荷重は全てキャップＢ′
のこのスラスト受面で受ける。

従ってスラスト荷重を受ける必要の左いキャップＢ′以
外のコネクティングロッド部分（ロンド部、大端部構成
部分Ａ′、小端部１）を比強度は高いが耐摩耗性の低い
材料例えばチタン合金、アルミニウム合金、ガラス繊維
材を用いて全体の軽量化を図り、キャップＢ′だけを耐
摩耗性のある炭素鋼特殊鋼等で製作すればよい。

又スラスト受面の面積が充分取れない場合はこの端面を
焼入れ等により補強する。

なおキャップとロンドの孔加工は夫々材料、が異なるの
でキャップはキャップ同志で加工しグレードを定めてロ
ンドと対にするようにするとセットが容易となる。

なお第５図に示すようにキャップＢ′のスラスト受面２
０．２１のロッド部側縁部を小Ｒの曲面で面取りし、ク
ランクピンアームＩのスラスト受面に傷がついた９焼付
を生じないようにしておく。

以上述べたように本考案によるとキャップ端面でコネク
ティングロッド大端部にかかる全スラスト荷重を受ける
ようにしたのでキャップには耐摩耗性の高い材料を、そ
の他のコネクティングロッドには耐摩耗性に劣っても比
強度が高く軽量な材料を使用でき、全体として軽量化、
耐久性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々従来のコネクティングロッドの
縦断面図、第３図は本考案に係るコネクティングロッド
の縦断面図、第４図は同上要部の端面からみた側面図、
第５図は同上要部の拡大図である。 Ａ′・・・・・・ロンド部大端部構成部分 Ｂ／・・・
・・・キャップ、２０，２１・・・・・・スラスト荷重
受面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ クランクピンに軸支される大端部がキャップとロン
   ド部との相互連結によって構成される内燃機関のコネク
   ティングロッドにおいて、クランクピン方向のキャップ
   端４竺をロンド部の大端部構成部分の端面よシも突出多
   せてスラスト荷重受面を形成しスラスト荷重をキャップ
   で受けるようにしたことを特徴とする内燃機関のコネク
   ティングロッド。 ２ キャップのスラスト荷重受面のロンド部側縁部を曲
   面で面取してなる実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   内燃機関のコネクティングロッド。 ３ キャップが炭素鋼、特殊鋼等の耐摩耗性材料からな
   り、その他の部分がチタニウム或いはアルミニ、ラム合
   金又は繊維補強複合材等の高比強度かつ軽量な材料から
   なる実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項記載の内
   燃機関のコネクティングロッド。