KR19990010859A

KR19990010859A - 커넥팅로드 구조

Info

Publication number: KR19990010859A
Application number: KR1019970033735A
Authority: KR
Inventors: 고갑석
Original assignee: 김영귀; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 1999-02-18

Abstract

본 발명은 커넥팅로드에 관한 것으로, 커넥팅로드(1)의 소단부(2) 오일홀(5) 형성부의 단면형상을 소단부(2)의 내주면(6)은 원형으로 형성하고, 상기 소단부(2)의 외주면(7)은 오일홀(5)의 길이방향을 타원의 장축으로 하는 타원형으로 형성하여 커넥팅로드(1) 소단부(2)에 형성된 오일홀(5)의 영향으로 인한 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 강도 보상효과에 대한 커넥팅로드(1) 부피 및 중량 증가를 최소화하여 커넥팅로드(1) 소단부(2) 강도 보상에 대한 피스톤 압축고 상승을 줄임으로써, 피스톤 및 커넥팅로드(1)의 운동에 대한 관성력의 증가를 억제하여 커넥팅로드(1) 연결 부품에 작용되는 각종 하중력 및 피로하중을 감소시켜 엔진 구성품의 마모 감소와 안전 강도를 향상시키고, 엔진 구성품의 수명을 연장할 수 있도록 한 것이다.

Description

커넥팅로드 구조

본 발명은 커넥팅로드에 관한 것으로, 특히 커넥팅로드 소단부에 형성된 오일홀의 영향으로 인한 커넥팅로드 소단부의 강도 보상효과에 대한 커넥팅로드 부피 및 중량 증가를 최소화하여 커넥팅로드 소단부 강도 보상에 대한 피스톤 압축고 상승을 줄임으로써, 피스톤 및 커넥팅로드의 운동에 대한 관성력의 증가를 억제하여 커넥팅로드 연결 부품에 작용되는 각종 하중력 및 피로하중을 감소시켜 엔진 구성품의 마모 감소와 안전 강도를 향상시키고, 엔진 구성품의 수명을 연장할 수 있도록 한 커넥팅로드 소단부 구조에 관한 것이다.

커넥팅로드는 피스톤과 크랭크축을 연결하여 피스톤의 왕복운동을 크랭크축의 회전운동으로 변환하는 엔진의 구성품으로, 그 구조는 도 1 에 나타낸 바와 같이, 커넥팅로드(1)는 피스톤 핀에 연결되는 부분을 소단부(2)라 하고, 크랭크축에 연결되는 부분을 대단부(3)라 한다. 상기 커넥팅로드(1)의 소단부(2)와 대단부(3)를 연결하는 부재를 생크(4)라 하며, 생크(4)는 일반적으로 휨과 비틀림, 압축과 인장하중에 대한 강도를 크게 하고, 중량을 가볍게 하기 위하여 H 형상으로 형타단조하여 제작한다. 커넥팅로드(1)는 엔진의 폭발행정 작용으로 길이방향으로 큰 압축하중이 작용하며, 피스톤의 운동속도가 교번하기 때문에 가속력이 인장하중과 압축하중 형태로 작용한다. 또한 커넥팅로드(1)는 피스톤 핀을 원점으로 하는 진자운동을 하므로 생크(4)에 큰 축력이 작용되고, 폭발압력에 의해 휨이 발생되기도 한다. 커넥팅로드(1)는 이러한 여러 종류의 부하하중에 대응하기 위하여 기계적 강도가 커야 하며, 피스톤의 직선운동을 크랭크축의 회전운동으로 변환하는 피스톤과 크랭크샤프트의 동력전달 매개체로 관성력이 작고 가벼워야 한다.

풀 프로팅(Full Floating) 타입의 경우, 피스톤 핀과 커넥팅로드(1)의 소단부(2)에 윤활작용을 일어나도록 커넥팅로드(1)의 소단부(2)에 오일홀(5)을 형성한다.

종래에 있어서, 피스톤 핀과 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 윤활을 돕기 위하여 형성된 커넥팅로드(1) 소단부(2)와 오일홀(5)의 형상 구조는 도 2 내지 도 3에 나타낸 바와 같다. 도 2 는 오일홀(5)의 형상을 나타낸 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 단면도이다. 그리고, 도 3 은 도 2 의 A-A의 단면에 대한 커넥팅로드(1) 형상과 오일홀(5)의 형상 구조를 나타낸 단면도이다.

오일홀(5)이 형성된 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 형상 구조에서 소단부(2)는 중앙에 피스톤 핀과 핀 결합하기 위한 원형 홀이 형성되어 있으며, 소단부(2)의 외주면(7)은 소단부(2) 중앙에 형성된 원형의 내주면(6)과 동심원상의 원호로 형성되어 있다. 상기 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 측면 단면의 형상은 소단부(2)의 외측부 가장자리가 라운드 가공되어 있다. 오일홀(5)은 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 내주면(6)과 외주면(7)을 관통한다. 상기 오일홀(5)은 소단부(2)의 외주면(7)에 근접한 부분에서 홀 직경이 경사면을 확대되게 형성한다.

종래에 있어서, 오일홀(5)을 형성한 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 구조에서는 오일홀(5)의 형성으로 커넥팅로드(1) 소단부(2) 강도의 취약성을 보완하기 위하여 소단부(2)의 내주면(6)과 외주면(7)의 반경 차를 크게 하여 소단부(2)의 크기를 증가시킴으로써, 오일홀(5) 형성으로 인한 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 강도 취약성을 보상하였다.

이러한 종래의 소단부(2)에 오일홀(5)을 형성한 커넥팅로드(1)의 구조에서는 소단부(2)의 부피를 증가시켜 강도를 보강함으로써, 커넥팅로드(1)의 무게가 증가하게 되고, 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 외주면(7) 반경이 증가하게 되어, 피스톤 압축고가 상승된다.

커넥팅로드(1)의 무게 증가는 커넥팅로드(1)의 관성력을 증가시키고, 커넥팅로드(1)는 피스톤의 직선운동을 크랭크축에 회전운동으로 변환시키는 역할을 하는 것으로, 운동방향이 주기적으로 급변하므로, 관성력의 증가는 운동방향 변화에 대한 하중이 증가되어 커넥팅로드(1)의 강도의 증가를 요구하게 된다.

피스톤 압축고는 피스톤 크라운 보스와 피스톤 핀과 커넥팅로드(1) 결합부의 중심과의 직선 거리로 나타낸다. 피스톤 압축고가 증가하게 되면 피스톤의 중량이 증가하게 되고, 피스톤 운동의 관성력이 증가하게 되어 피스톤 운동 방향 변화에 대하여 큰 하중이 작용하게 된다.

이러한 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 강도 보상에 의한 피스톤 압축고의 상승과 커넥팅로드(1) 부피 및 중량의 증가는 피스톤의 행정작용과 커넥팅로드(1)의 운동에 대한 관성력의 증가로 커넥팅로드(1)와 피스톤, 커넥팅로드(1)와 크랭크축의 어셈블리에 대한 피로하중이 증가하게 되어 커넥팅로드(1)와 그 주변 부품의 마모가 크고, 커넥팅로드(1) 및 그 주변 부품의 수명을 감소시키는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 커넥팅로드의 소단부의 오일홀 형성에 대한 커넥팅로드 소단부 강도 보강을 위한 커넥팅로드 소단부의 크기와 중량 증가를 최소화함으로써, 커넥팅로드의 관성력 감소와 피스톤 압축고의 증가를 억제함으로써, 피스톤 및 커넥팅로드의 운동에 대한 관성력의 증가를 억제하여 커넥팅로드 연결 부품에 작용되는 각종 하중력 및 피로하중을 감소시켜 엔진 구성품의 마모 감소와 안전 강도를 향상시키고, 엔진 구성품의 수명을 연장할 수 있도록 한 커넥팅로드 소단부를 제공하는데 있다.

도 1 은 커넥팅로드의 구조를 나타낸 분해 사시도

도 2는 종래의 커넥팅로드 소단부의 구조를 나타낸 단면도

도 3 은 도 2의 A-A부의 단면도

도 4 는 본 발명의 커넥팅로드 소단부의 구조를 나타낸 단면도

도 5는 도 4 의 A-A부의 단면도

[도면의 주요부에 대한 부호의 설명]

1 : 커넥팅로드 2 : 소단부

3 : 대단부 4 : 생크

5 : 오일홀 6 : 내주면

7 : 외주면

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 커넥팅로드의 소단부 오일홀 형성부의 단면형상을 소단부의 내주면은 원형으로 형성하고, 상기 소단부의 외주면은 오일홀의 길이방향을 타원의 장축으로 하는 타원형으로 형성한 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

위와 같이 구성된 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 커넥팅로드 소단부의 구조를 나타낸, 단면도이고, 도 5 는 도 4의 단면 A-A의 단면 형상을 나타낸 단면도이다.

도 1과 상기 도 4내지 도 5에서 나타낸 바와 같이, 피스톤 핀과 연결되는 소단부(2)와 크랭크샤프트와 연결되는 대단부(3), 상기 대단부(3)와 소단부(2)를 연결하는 생크(4)를 일체로 하고, 상기 소단부(2)에 오일홀(5)을 형성한 커넥팅로드(1)에 있어서, 상기 커넥팅로드(1)의 소단부(2) 오일홀(5) 형성부의 단면형상을 소단부(2)의 내주면(6)은 원형으로 형성한다. 상기 소단부(2)의 외주면(7)은 오일홀(5)의 길이방향을 타원의 장축으로 하는 타원형으로 형성한다.

위와 같이 소단부(2) 오일홀(5) 형성부의 단면형상을 소단부(2)의 내주면(6)을 원형으로 하고, 외주면(7)은 오일홀(5)의 길이방향을 타원의 장축으로 하는 타원형으로 형성한 본 발명의 커넥팅로드(1)에 대한 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

커넥팅로드(1)가 피스톤의 직선운동을 크랭크축에 회전 운동시키기 위하여 커넥팅로드(1)는 피스톤 핀의 중심을 원점으로 진자운동을 하면서 커넥팅로드(1)의 소단부(2)와 피스톤 링의 연결부는 마찰을 일으킨다.

커넥팅로드(1)의 소단부(2)에 오일홀(5)을 형성할 경우, 커넥팅로드(1)의 소단부(2)와 피스톤 링 연결부의 마찰부위를 윤활시킴으로써, 피스톤 링과 커넥팅로드(1) 소단부(2)에 삽입된 부시의 마모를 줄이고, 커넥팅로드(1)의 운동이 원활하게 이루어지도록 하는 장점이 있는 반면, 커넥팅로드(1) 소단부(2)에 오일홀(5)을 형성할 경우 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 강도를 감소시킴으로써, 커넥팅로드(1) 소단부(2) 오일홀(5) 형성에 대한 강도 보강이 요구된다. 본 발명에서는 커넥팅로드(1) 소단부(2) 외주면(7)을 커넥팅로드(1) 소단부(2)에 형성된 오일홀(5)의 길이방향을 타원의 장축으로 하는 타원형으로 형성함으로써, 커넥팅로드(1) 소단부(2) 오일홀(5) 형성부의 취약성 및 강도를 보상함으로써, 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 강도 보상효과와 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 부피 및 중량증가 효과가 최소화되도록 하였다.

이와 같이 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 외주면(7)을 오일홀(5) 형성부분만을 타원형으로 형성하여 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 강도를 보상함으로써, 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 부피 증가를 최소화하고, 피스톤 크라운 보스와 커넥팅로드(1) 소단부(2)와 피스톤 핀의 연결부 중심간의 거리로 나타내는 압축고의 증가를 억제하고, 피스톤의 부피 및 중량 증가를 억제하여 피스톤의 행정작용에 대한 관성력의 작용을 감소시켜 피스톤 및 커넥팅로드(1) 연결부의 충격력 및 부하 하중을 감소시킬 수 있다. 커넥팅로드(1) 소단부(2)의 부피 및 중량 억제 효과 또한 커넥팅로드(1)의 운동에 대한 관성력을 작게 할 수 있으므로, 커넥팅로드(1)와 피스톤, 커넥팅로드(1)와 크랭크축의 어셈블리에 대한 피로하중의 감소로 커넥팅로드(1)와 그 주변 부품의 마모도를 줄이고, 안전 강도가 증가하며, 수명 연장 효과를 얻을 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명은 커넥팅로드 소단부의 외주면을 오일홀 형성부만을 타원형으로 형성한 커넥팅로드 소단부의 강도를 보상함으로써, 커넥팅로드 소단부의 부피 증가를 최소화하고, 커넥팅로드 소단부의 강도 보상의 영향에 대한 피스톤 압축고의 증가를 억제하여 피스톤의 부피 및 중량 증가를 억제하고, 커넥팅로드 소단부의 강도 보상의 영향에 대한 커넥팅로드 소단부의 부피 및 중량 증가를 억제하여 피스톤의 행정작용과 커넥팅로드의 운동에 대한 관성력의 작용을 감소시켜 커넥팅로드와 피스톤, 커넥팅로드와 크랭크축의 어셈블리에 대한 피로하중의 감소로 커넥팅로드와 그 주변 부품의 마모도를 줄이고, 수명 연장 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims

피스톤 핀과 연결되는 소단부와 크랭크샤프트와 연결되는 대단부, 상기 대단부와 소단부를 연결하는 생크를 일체로 하고, 상기 소단부에 오일홀을 형성한 커넥팅로드에 있어서, 상기 커넥팅로드의 소단부 오일홀 형성부의 단면형상을 소단부의 내주면은 원형으로 형성하고, 상기 소단부의 외주면은 오일홀의 길이방향을 타원형의 장축으로 하는 타원형으로 형성한 것을 특징으로 한 커넥팅로드 소단부 구조.