JPS62167916A - 連接棒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関、コンプレッサ等の往復動ピストン機
械に於て、往復動部分と回転部分とを互いに連結するた
めの連接棒に関し、特にその小端部或いは大端部に軸受
またはライナとしてのスリーブを圧入するのに適する連
接棒に関する。

本発明に基づく連接棒によれば、このようなスリーブを
大端部或いは小端部に圧入する過程に於て、内孔の外周
部をなす環状部が半径方向に概ね均一に変形することか
ら、スリーブの内孔を実質的に円形な形状に保持するこ
とができる。これは、ライナ、軸受等に対して半径方向
に均一な圧力が作用することによる。

〈従来の技術〉 連接棒は、環状をなす小端部と、同じく環状をなす大端
部と、これら両環状部分を互いに結合する連結部とから
なる。小端部は、ピストンピンを回転自在に受容するた
めの軸受を受容するための内孔を有し、大端部はクラン
ク軸を回転自在に受容するライナを受容するための内孔
を有する。従って、各環状部は、連結部により局部的に
補強されることとなる。

従来、ライナや軸受を小端部或いは大端部の内孔に圧入
する際、緊密な嵌合により発生する力が、対応する環状
部を半径方向について不均一に変形させるという問題が
あった。これは、環状部が連結部により局部的に補強さ
れることによるものである。言い換えると、大端部と小
端部とを結合する連結部が、環状部を局部的に補強する
ことにより、スリーブを圧入したときに環状部が均一に
変形することができないためである。一般に、このよう
な変形が最も抵抗の小さい部分に於て発生することから
、ライナ或いは軸受からなるスリーブを内孔に圧入する
ことにより環状部が一般に非円形となる。これは、環状
部が連結部以外の部分に於て半径方向により一層大きく
変形するためである。このような非均−な変形により、
クランク軸またはピストンピンと対応する軸受との間の
空隙を十分に小さくすることができない。従って、軸受
の寿命、即ち内燃機関またはコンプレッサの耐久性が著
しく損われることとなる。しかも、連接棒、ピストン及
びクランク軸間の力の伝達が接触面に於て均一に伝達さ
れないことにより、ライナ、軸受、連接棒、ピストンピ
ン或いはクランク軸等の耐久性が著しく損われる。

圧入した後のスリーブの内周面を機械加工し、その真円
度を高めることができる。しかしながら、環状部に不均
一な半径方向応力が存在することから、環状部の温度が
高まるにつれて環状部が非円形となる。しかも、各ライ
ナまたは軸受の内周を機械加工することは製造工程が煩
雑化することを意味し、製造に要する時間を増大させる
と共に、製造コストを高騰させる。従って、圧入した後
のライナ等の内周を機械加工することは上記したような
問題を十分に解決することができない。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような従来技術の間′照点に鑑み、本発明の主な目
的は従来の連接棒に阻隔する上記したような問題を解消
することにおる。

本発明の第２の目的は、ピストンピン或いはクランク軸
等を受容するためのライナまたは軸受を圧入した後も良
好な円形内孔を郭成するような経済的な連接棒の構造を
提供することにある。

圧入後のスリーブ等の内周面の真円度を従来技術に基づ
く場合よりも高めることにより、クランク軸またはピス
トンピンとライナまたは軸受との間により均一な嵌合を
可能にすることができる。

従って、このような緊密な嵌合により摩耗を減少させる
ことができるため、往復動部分或いは回転部分の寿命を
延長することができる。また、嵌合を緊密化することに
より、両部分間の接触面に於て一様な面圧をもって力が
伝達されるようになる。

更に、緊密な゛嵌合により、機械騒音を低減させる作用
も得られる。

〈問題点を解決するための手段及び作用〉上記したよう
な本発明の目的は、連接棒の小端部或いは大端部の環状
部の外周に隣接する領域に空乏部を形成することにより
達成される。これらの空乏部により、ライナまたは軸受
が圧入された後も、環状部が半径方向に概ね均一に変形
することから、ライナまたは軸受が実質的に円形な形状
を保持することができる。要するに、空乏部が、連接棒
の強度を犠牲にすることなく、連結部により環状部が局
部的に補強されるのを防止する。空乏部により、環状部
が、他の部分と同様に連結部に向けても膨張することが
できることにより、対応するクランク軸まはたピストン
ピンを受容するためのより一層真円度の高い内孔を郭成
することができる。このように、環状部の内孔の真円度
を高めることにより、緊密な嵌合が可能になると共に、
接触面の面圧が均一化することにより、製造コストを何
等高めることなくすべての作動部分の耐久性を改善する
ことができる。

本発明の成る側面によれば、内燃機関に用いるのに適す
る連接棒が提供される。この連接棒は、負荷支持能力を
有する連結部により互いに結合された環状部をなす大端
部と小端部とを有する。各環状部には、内孔が郭成され
ている。複数の空乏部が、大端部の外周部に隣接する連
結部に形成されている。

本発明の別の側面によれば、内孔を有することにより環
状をなす大端部及び小端部を備える内燃機関に用いるの
に適する連接棒が提供される。両環状部は、小端部の外
周に隣接する部分に複数の空乏部を有し、かつ負荷支持
能力を有する連結部により互いに結合されている。

本発明の更に別の側面によれば、内孔を郭成するべく環
状をなす大端部及び小端部を有する連接棒が提供される
。両環状部は、３本のリブと、これらのりブ間に延在す
るウェブとにより互いに結合されている。両環状部に隣
接するりブ部分間のウェブに複数の空乏部が形成されて
いる。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図に示されている本発明に基づく連接棒１０は、ピ
ストン１２とクランク軸１４との間に連結される。ニー
ドル軸受１８が、連接棒１０とピストン１２との間の結
合部に用いられている。ニードル軸受１８は、ヨーク式
スラストワッシャ１９及びピストン肩部２０内に取着さ
れたピストンピン１７（第４図）を回転自在に受容する
。この構造は、米国特許第４，５４９，４４５号明細書
に詳しく説明さ、れている。連接棒１０とクランク軸１
４との結合部にはライナ１６が用いられている。ライナ
１６は、クランク軸の円筒形部分２２を受容しかつその
外周を自由に回転し得る。第３図及び第７図に示された
ように、ニードル２３を、ライナ１６と円筒形部分２２
との間に挟設し、これら両部分間の摩擦を低減すること
もできる。連接棒１０をニードル２３を介してクランク
軸１４に組付ける要領は、米国特許第４，４９４，２８
６号明Ｉ書に詳しく説明されている。

第２図〜第４図、第７図及び第８図に示されているよう
に、ニードル軸受１８はその内部に複数のニードル２６
を有する。ニードル軸営１８は任意の温度に於て、同一
温度にある連接棒１０の内孔２４の内径よりもやや大き
い外径を有する。第６図に示されたように、ニードル軸
受１８は、その外周面が内孔２４内に緊密に嵌合するよ
うに、内孔２４内に圧入される。ニードル軸受１８は、
ピストンピン１７を回転自在に受容する。

円筒形をなすライナ１６はその一端部にライナリップ３
０を有する（第４図）。また、ライナ１６は、円筒形の
外周面３２及び内周面３６を有する。第８図に示されて
いるように、ライナ１６は連接棒１０の大端部の内孔３
４内に圧入されるべく適合されている。ライナ１６の外
周面３２の外径は、任意の温度に於て、同一温度にある
クランク軸の大端部の内孔３４よりもやや大きいため、
ライナ１６が内孔３４内に圧入されたとき、ライナ１６
が内孔３４内にて半径方向内向きの圧力を受ける。上記
したように、ニードル２３を、ライナ１６の内周面３６
とクランク軸の円筒形部分２２の外周面との間に挟設す
ることができる。このようにして、円筒形のライナ１６
は、クランク軸の円筒形部分２２を回転自在に受容する
。

小端部の内孔２４は、符号３８により示される環状部内
に郭成されており、大端部の内孔３４は、符号４０によ
り示される環状部内に郭成されている。小端部側の環状
部３８は外周面４°２を有し、大端部側の環状部４０は
外周面４４を有する。これら両性周面４２．４４は２本
の外側リブ４６と中央リブ４８とにより互いに連結され
ている。中央リブ４８は外周面４２．４４に対して概ね
直角に結合されており、中央リブ４８が主たる負荷支持
部材として機能する。一方、２本の外側リブ４６は、曲
げ力、捩り力等に対する補強部材として機能し、負荷の
一部を支持する。図示されているように、外側リブ４６
と中央リブ４８とは互いに平行をなす。更に、リブ４６
．４８の端面は、両層状部３８．４０の軸線方向端面と
ほぼ同一面上にある。

特に第５図、第６図及び第１０図°に良く示されている
ように、外側のりブ４６は、内面５０及び外面５２を有
し、中央リブ４Ｂは、ウェブ５６に接続する側面５４を
有する。ウェブ５６は、外側リブ４６と中央リブ４８と
を連結するべくこれらリブ間に延在する。詳しく云うと
、ウェブ５６は外側リブ４６の内面５０と中央リブ４８
の側面５４とを接続する。ウェブ５６はリブ４６．４８
に対して概ね直交する。

リブ４８．４６間に延在するウェブ５６の環状部３８．
４０の外周部に隣接する部分には空乏部５８が設けられ
ている。ウェブ５６のこれら空乏部５８に隣接する゛部
分には、両リブ４８．４６間に延在する厚肉部５９が形
成されている。厚肉部５９は、曲げ力、捩り力に対して
付加的な剛性を付与するように外側リブ４６と中央リブ
４８とを結合するウェブの一部をなしている。

第９図は環状部４０を拡大して示す。Ｒ１は、環状部４
０の外周の半径であって、Ｒ１よりも小ざいＲ２は、゛
環状部４０の部分Ｂの外周の半径を表す。従って、環状
部４０の部分Ｂは、環状部４０の他の部分よりも半径方
向に薄肉化されている。

即ち、空乏部５８に隣接する部分Ｂが、環状部４０の他
の部分よりも半径方向について薄肉化されている。即ち
、部分Ｂは、環状部４０の他の部分よりもＲ１−Ｒ２だ
け薄肉化されている。同様にして、環状部３８の部分Ｂ
も、第３図に示されているように、環状部３８の他の部
分よりも薄肉化されている。

連接棒１０はアルミニウム等の軽量金属からなり、ライ
ナ１６或いは軸受１８は、焼入れされた鋼等の材料から
なる。連接棒１０は一般に鋳造または＠造により形成さ
れ、予めリブ４６．４８により両層状部３８．４０を互
いに連結し、かつリブ４６をウェブ５６により互いに連
係してなる構造として形成される。空乏部５８も連接棒
１０の鋳造または鍛造過程の間に形成される。大端部及
び小端部の内孔２４．３４は、実質的に円滑な円形孔を
有するように鋳造または鍛造後に機械加工により形成さ
れる。第３図に示されているように、空乏部５８は、ウ
ェブ５６が環状部の外周部４２．４４に接続されないこ
とにより形成される。空乏部５８が存在するために、外
周面４２．４４が外側リブ４６及び中央リブ４８により
３箇所にて連結されることとなる。

ライナ１６及び軸受１８を、対応する内孔２４．３４内
に圧入すると、両層状部３８．４０に対して半径方向外
向きの力が作用するようになる。これらの半径方向力は
、環状部３８．４０の内の最も抵抗力の小さい部分を変
形させる。従って、大端部及び小端部の外周面４２．４
４に隣接して空乏部５８が設けられ、かつ空乏部５８に
隣接する環状部に薄肉部分Ｂ＠設けることにより、環状
部３８．４０の外周に作用する片持ち梁成の抵抗力を均
等化することにより、環状部３８．４ｏの変形を均等化
する。要するに、両層状部３８．４０の部分Ｂは、空乏
部５８が存在するため、また部分Ｂが環状部３８．４０
の他の部分よりも薄肉化されているため、環状部３８．
４０の他の部分と同様に変形及び膨張することができる
。部分Ｂが変形し伸長するに伴い、外側リブ４６の両性
周面４４．４２との結合部が、矢印Ａにより示される向
きに変形する。更に、外側リブ４６は、矢印Ａにより示
される向きに変形することにより、矢印爪方向に対して
片持ち梁成の抵抗力を発生する。

しかしながら、片持ち梁成の抵抗力は、圧入過程により
形成された半径方向外向きの力と相殺されることにより
、両層状部４０．４２の形状が実質的に円形に保持され
る。即ち、内孔２４及び３４の半径方向の変形が均等化
される。従って、軸受１８及びライナ１６がそれぞれ圧
入された内孔２４．３４は実質的に円形に保持される。

内孔２４．３４を実質的に円形に保持することにより、
ライナ１６及び軸受１８が実質的に円形に保持される。

従って、対応するライナ１６または軸受１８とクランク
軸の円筒部２２またはピストンピン１７との間の嵌合を
緊密化することができる。しかも、嵌合を緊密化するこ
とにより、ピストン１２、連接棒１０及びクランク軸１
４間に伝達される力が、軸受１８及びライナ１６を介し
て均一な面圧をもって伝達されるため、対応する接触部
の寿命が大幅に延長される。要するに、接触面を拡大す
ることにより、ピストン１２、連接棒１０及びクランク
軸１４間に於いて、大きな接触面積を介して力が伝達さ
れることとなる。伝達される力が大きな面積に分布する
ため、動的な状態に於て各部材の変形が減少する。嵌合
を緊密化することにより動的状態下にある各部材の変形
が小ざくなることから、これらの部材の耐久性が改善さ
れる。しかも、伝達される力が広い面積に亘って分布す
ることから、摩擦による不均一な摩耗が防止される。従
って、本発明に基づく連接棒によれば、ライナ１６、軸
受１８、連接棒１０、ピストンピン１７及びクランク軸
１４の耐久性が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく連接棒をピストン及びクランク
軸と組合わせて示す斜視図でおる。 第２図は本発明に基づく連接棒にライナ及び軸受を圧入
した状態で示す斜視図である。 第３図はウェブ、空乏部、リブ、環状部、ライナ、軸受
部等と共に示す第２図の連接棒の正面図である。 第４図はウェブ、ライナ、軸受等を破線により示す第２
図の連接棒の側面図である。 第５図はウェブ、リブ等を示すように第３図の５−５線
について見た断面図である。 第６図は環状部に隣接するリブ、空乏部等を表すように
第３図の６−６線について見た断面図でおる。 第７図は両層状部の内孔にライナ及び軸受が嵌合した状
態を表すように第３図の７−７線について見た断面図で
ある。 第８図はライナ及び軸受が組付けられる要領を示す第２
図の連接棒の分解斜視図でおる。 第９図は空乏部及びリブに隣接する環状部を拡大して示
す正面図である。 第１０図は厚肉化されたウェブを表すように第３図の１
０−１０線についてみた断面図で必る。 １０・・・連接棒　　　　１２・・・ピストン１４・・
・クランク軸　　１６・・・ライナ１７・・・ピストン
ピン　１８・・・軸受１９・・・スラストワッシＶ ２０・・・肩部　　　　　２２・・・円筒部２３・・・
ニードル　　　２４・・・内孔２６・・・ニードル　　
　２Ｂ・・・外周面３０・・・ライナリップ　３２・・
・外周面３４・・・内孔　　　　　３６・・・内周面３
８．４０・・・環状部　４２．４４・・・外周面４６．
４８・・・リブ　　５０・・・内側面５２・・・外側面
　　　　５４・・・側面５６・・・ウェブ　　　　５８
・・・空乏部５９・・・厚肉部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）往復動する部材に結合されるべく内孔を郭成する
   環状部をなす小端部と、回転運動する部材に結合される
   べく内孔を郭成する環状部をなす大端部とを有し、前記
   往復動部材と前記回転部材とを互いに連結するための連
   接棒であって、 前記大端部と前記小端部とが、これら両部分の前記内孔
   についての軸線方向端面と同一面をなす端面を有しかつ
   互いに平行をなす３本のリブにより互いに結合され、こ
   れらリブが、前記小端部及び前記大端部の前記内孔を囲
   繞する前記環状部分に結合されており、前記リブの中央
   に位置するものが前記大端部及び前記小端部の環状部に
   対して概ね直交し、前記リブがウェブにより互いに結合
   されており、しかも前記ウェブの前記環状部に隣接する
   部分に複数の空乏部が設けられていることを特徴とする
   連接棒。
2. （２）前記大端部及び小端部の少なくともいずれか一方
   の内孔が、前記環状部に圧入されたスリーブにより郭成
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   連接棒。
3. （３）前記連接棒がアルミニウムからなり、前記スリー
   ブが鋼からなることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載の連接棒。
4. （４）前記空乏部が、前記環状部の外周に沿う一辺を有
   する略三角形をなすことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項乃至第３項のいずれかに記載の連接棒。
5. （５）前記ウェブが、前記空乏部に隣接する部分にて厚
   肉化されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第４項のいずれかに記載の連接棒。
6. （６）前記環状部が、前記空乏部に隣接する部分にて薄
   肉化されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第５項に記載の連接棒。