JP5764118B2 - 連接棒 - Google Patents

Description

本説明は、内燃機関に関し、特にピストンをクランクシャフトに連結する際に使用する連接棒に関する。

連接棒は、ピストンをクランクシャフトに連結するために往復式ピストン機関で使用されている。連接棒は、ピストンの往復動作をクランクシャフトの回転動作に変換することを可能にする。連接棒は、連接棒がピストンおよびクランクシャフトに連結する地点に作用する変更力から莫大な応力にさらされる恐れがある。内燃機関では、ピストンは、ピストン・シリンダ内に設けられ、その往復動作は、シリンダ壁によって横方向に誘導される。連接棒の一部分もまた、通常は機関シリンダ内にあり、シリンダ内のピストンと共に往復する。連接棒にかけられた力は、連接棒に対して摩耗および損傷を生じさせる可能性がある。

１つの態様では、本開示は、棒シャンクの第１の軸方向端部にある小さい端部、および棒シャンクの第２の軸方向端部にある大きい端部を備えた細長い棒シャンクを含む連接棒を包含する。大きい端部は、本体部と、本体部に解放可能に結合するように適合されたキャップ部とを含む。キャップ部が本体部に結合されるとき、キャップ部および本体部は、クランク・ピンを受け入れる孔を画定するように共働し、第１および第２の離間して置かれたインターフェース［ｓｐａｃｅｄ ａｐａｒｔ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ］において当接する。キャップ部は、第１のインターフェースの近位に、キャップ部を本体部に係合させクランプ留めするねじ式締結具［ｔｈｒｅａｄｅｄ ｆａｓｔｅｎｅｒ］を受け入れるように適合された開口を画定する。キャップ部は、クランク・ピンの孔中心から第１のインターフェースまで最大半径を超えて径方向に延びる側部分を含む。側部分は、第１のインターフェースに隣接してほぼ径方向に集中している。

１つの態様では、本開示は、ピストン・シリンダを画定する機関ブロック［ｅｎｇｉｎｅ ｂｌｏｃｋ］と、クランク・ピンを有し、機関ブロック内で回転するように支持されたクランクと、ピストン・シリンダ内に存在するピストンと、クランクをピストンに連結する細長い連接棒とを備えた機関を包含する。連接棒は、連接棒の大きい端部においてクランク・ピンに結合される。連接棒の大きい端部は、本体部と、複数のねじ式締結具によって本体部に解放可能に連結されたキャップ部とを含む。キャップ部は、第１および第２の離間して置かれたインターフェースにおいて本体部と当接する。第１のインターフェースに隣接する領域内のキャップ部は、第１のインターフェースを超えて横方向に延びる。キャップ部は、シリンダの内径より大きく、連接棒の最大の横方向寸法より小さい横方向寸法を有する。

１つの態様では、本開示は、機関を作動する方法を包含する。方法によれば、機関のシリンダ内で往復するピストンは、細長い連接棒を用いて機関のクランクに連結される。細長い連接棒は、本体部と、複数のねじ式締結具によって本体部に解放可能に結合され、第１および第２の離間して置かれたインターフェースにおいて本体部と当接するキャップ部とを含む。クランクによって連接棒に及ぼされた負荷は、第１のインターフェースを超えて横方向に延びる第１のインターフェースに隣接するキャップ部の領域によって支持される。第１のインターフェースに隣接する領域内の連接棒は、シリンダの内径より大きく、連接棒の最大の横方向寸法より小さい最大の横方向寸法を有する。

上記の特徴は、次の特徴の１つまたは複数を含むことができ、あるいは含まなくてもよい。キャップ部および本体部は、第１のインターフェースに、相互係止する頂点およびくぼみ［ｉｎｔｅｒｌｏｃｋｉｎｇ ｐｅａｋｓ ａｎｄ ｖａｌｌｅｙｓ］を含むことができる。側部分は、第１のインターフェースの周りで本体部を超えて径方向に延びることができる。側部分は、本体部が第１のインターフェースを超えて径方向に延びるのを上回る量を第１のインターフェースを超えて径方向に延びることができる。側部分は、キャップ部が第２のインターフェースを超えて径方向に延びるのを上回る量を第１のインターフェースを超えて径方向に延びることができる。第１のインターフェースの端部を通る平面を径方向に超え、第１のインターフェースに直交する側部分の総容積は、図心を有しており、この図心は、クランク・ピン孔の中心からキャップ部の周囲まで最小半径内に径方向に存在することができる。側部分は、クランク・ピンの中心からキャップ部の周囲まで最大半径内に径方向に存在することができる。第１および第２のインターフェースは、棒シャンクの長手方向軸に対して直交していなくてよい。第１および第２のインターフェースは、同一平面上でよい。

本発明の代替の態様が、本明細書において以下で開示される。

第１の態様では、ピストンをクランク・ピンに結合させるための連接棒は、対向する第１および第２の軸方向端部を備えた細長い棒シャンクと、棒シャンクの第１の軸方向端部にあり、ピストンに結合するように適合された小さい端部と、棒シャンクの第２の軸方向端部にある大きい端部とを備える。

第１の態様による第２の態様では、大きい端部は、棒シャンクの第２の軸方向端部において棒シャンクに直接続いて延びる本体部と、本体部に解放可能に結合するように適合されたキャップ部とを備え、キャップ部が本体部に結合されるとき、キャップ部および本体部は、クランク・ピンを受ける孔を画定するように共働し、キャップ部が、第１のインターフェースの近位に、キャップ部を本体部に係合させクランプ留めするねじ式締結具を受け入れるように適合された少なくとも１つの開口を画定するように、第１および第２の離間して置かれたインターフェースにおいて当接する。

前述の態様のいずれか１つによる第３の態様では、キャップ部は、クランク・ピンの孔中心から第１のインターフェースまで最大半径を超えて径方向に延びる側部分を含む。

前述の態様のいずれか１つによる第４の態様では、側部分は、第１のインターフェースに隣接してほぼ径方向に集中している。

前述の態様のいずれか１つによる第５の態様では、棒シャンクの長手方向軸に対して直角に測定された連接棒の最大寸法は、棒シャンクの長手方向軸に対して直角に測定された本体部の最大寸法より大きい。

前述の態様のいずれか１つによる第６の態様では、キャップ部の側部分は、第１のインターフェースの周りで本体部を超えて径方向に延びる。

前述の態様のいずれか１つによる第７の態様では、キャップ部の側部分は、本体部が第１のインターフェースを超えて径方向に延びるのを上回る量を第１のインターフェースを超えて径方向に延びる。

前述の態様のいずれか１つによる第８の態様では、キャップ部の側部分は、キャップ部が第２のインターフェースを超えて径方向に延びるのを上回る量を第１のインターフェースを超えて径方向に延びる。

前述の態様のいずれか１つによる第９の態様では、第１のインターフェースの端部を通る平面を径方向に超え、かつ第１のインターフェースに直交する側部分の総容積は、図心を有しており、この図心は、クランク・ピンの孔中心からキャップ部の周囲まで最小半径内に径方向に存在する。

前述の態様による第１０の態様では、図心は、第１のインターフェースと平行であり、第１のインターフェースから２５°の角度だけ変位されたセクション内に存在する。

前述の態様のいずれか１つによる第１１の態様では、側部分は、クランク・ピンの中心からキャップ部の周囲まで最大半径内に径方向に存在する。

前述の態様のいずれか１つによる第１２の態様では、第１および第２のインターフェースは、棒シャンクの長手方向軸に直交していない。

前述の態様のいずれか１つによる第１３の態様では、第１および第２のインターフェースは、同一平面上である。

前述の態様のいずれか１つによる第１４の態様では、キャップ部および本体部は、第１のインターフェースおよび／または第２のインターフェースに、相互係止する頂点およびくぼみを含む。

前述の態様のいずれか１つによる第１５の態様では、キャップ部および本体部は、一体型の大きな端片［ｕｎｉｔａｒｙ ｂｉｇ ｅｎｄ ｐｉｅｃｅ］からキャップ部を破断分割して［ｂｙ ｃｒａｃｋｉｎｇ］別個の本体部およびキャップ部要素を形成することによって製造される。

前述の態様のいずれか１つによる第１６の態様では、連接棒のキャップ部は、複数のねじ式締結具によって本体部に解放可能に結合される。

前述の態様のいずれか１つによる第１７の態様では、ねじ式締結具の少なくとも１つは、第１のインターフェースを貫通して延びる。任意選択で、第２のねじ式締結具は、第２のインターフェースを貫通して延びる。

第１８の態様では、機関は、ピストン・シリンダを画定する機関ブロックと、クランク・ピンを有し、機関ブロック内で回転するように支持されるクランクと、ピストン・シリンダ内に存在するピストンと、クランクをピストンに連結する細長い連接棒とを備えて提供され、この場合、連接棒は、前述の態様のいずれか１つによるタイプのものである。

前述の態様による第１９の態様では、連接棒は、連接棒の大きい端部、その大きい端部においてクランク・ピンに結合される。

第１８または第１９の態様のいずれか１つによる第２０の態様では、カップ部は、第１および第２の離間して置かれたインターフェースにおいて本体部と当接し、第１のインターフェースに隣接する領域内のキャップ部は、第１のインターフェースを超えて横方向に延び、シリンダの内径より大きく、連接棒の最大の横方向寸法より小さい横方向寸法を有する。

第１８から第２０の前述の態様のいずれか１つによる第２１の態様では、クランク・ピンの中心から第１のインターフェースに隣接するキャップ部まで最大半径は、クランク・ピンの中心からキャップ部の周囲まで最小半径とほぼ同じである。

第１８から第２１の前述の態様のいずれか１つによる第２２の態様では、キャップ部は、本体部が第１のインターフェースを超えて径方向に延びるのを上回る量を第１のインターフェースを超えて径方向に延びる。

第１８から第２２の前述の態様のいずれか１つによる第２３の態様では、機関ブロックは、締結具、キャップ部、または本体部の少なくとも１つの保守［ｓｅｒｖｉｃｉｎｇ］を可能にするように方向付けられた側部アクセス・ポータル［ｓｉｄｅ ａｃｃｅｓｓ ｐｏｒｔａｌ］を含む。

第２４の態様では、第１８から第２３までの前述の態様による機関を作動させる方法が、提供される。方法は、機関のシリンダ内で往復するピストンを、細長い連接棒を用いて機関のクランクに連結するステップと、第１のインターフェースを超えて横方向に延びる第１のインターフェースに隣接するキャップ部の領域を用いて、クランクによって連接棒に及ぼされた負荷に対する支持をもたらすステップとを含む。

前述の態様による第２５の態様では、支持をもたらすステップは、クランクによって連接棒に及ぼされた負荷に対する支持を、第１のインターフェースにある相互係止する頂点およびくぼみを用いてもたらすことを含む。

１つまたは複数の実施の詳細が、添付の図および以下の説明において記載される。他の特徴、目的、および利点は、説明および図、ならびに特許請求の範囲から明らかになるであろう。

本明細書で説明した概念によって構築された連接棒を組み込む機関の断面図である。 原寸に比例して描いた連接棒の１つの実施の正面図である。 断面図心の１つの実施の場所を示す図２Ａの大きい端部キャップの断面図である。 断面図心の別の実施の場所を示す図２Ａの大きい端部キャップの第２の断面図である。 いずれも原寸に比例して描いた、機関シリンダ・ライナの断面図上に重ね合わせた図２Ａの連接棒の断面図である。

さまざまな図における同じ参照記号は、同じ要素を示している。

クランクシャフトをピストンに連結してピストンの往復動作をクランクシャフトにおける回転動作に変換するための連接棒のさまざまな実施が、機関内に提供される。１つまたは複数の連接棒は、通常、機関のピストンごとに１本ずつ機関内に設けられてよい。連接棒は、ピストンに連結するように適合された小さい端部と、クランクシャフトに連結するように適合された大きい端部とを有する。大きい端部は、大きい端部がクランクシャフトのクランク・ピンを受け入れることを可能にするように適合された分離可能なキャップ部を組み込む。側部分がキャップ部に設けられ、この側部分は、キャップ部と大きい端部の残りの部分との間のインターフェースを超えて径方向に延びている。

図１に示すように、一部の例では、機関１００には、機関ブロック１０２、ピストン１０５、およびクランクシャフト１１２が設けられる。連接棒１１５は、ピストン１０５をクランクシャフト１１２のクランク・ピン１１０に連結する。連接棒１１５は、連接棒１１５の小さい端部１１７においてピストン１０５のリスト・ピン１０７に、および大きい端部１３５においてクランク・ピン１１０に連結する。小さい端部１１７は、リスト・ピン１０７を密に受け入れ、ベアリング１５２（たとえばジャーナルタイプのベアリングまたは他のベアリング）を画定するようにスリーブ付けされ、または別の形で形成され得るボア・ホール［ｂｏｒｅ ｈｏｌｅ］１１９を有する。同様に、大きい端部１３５は、クランク・ピン１１０を密に受け入れ、ベアリング１５０（たとえばジャーナルタイプのベアリングまたは他のベアリング）を画定するようにスリーブ付けされ、または別の形で形成され得るボア・ホール１４５を有する。ピストン１０５が、シリンダ１２０内に設けられ得る。シリンダ１２０の上端部１２５は、通常シリンダ・ヘッド１２６によって閉じられており、シリンダ１２０の反対側の端部は開いている。シリンダ１２０は、ピストン１０５がシリンダ１２０内で往復するときのピストン１０５の横方向移動を拘束するように形作られ得る。連接棒１１５の少なくとも一部の部分は、シリンダ１２０内に配設され、このときシリンダ１２０の外側に配設された少なくとも一部分は、クランク・ピン１１０の循環動作と共働して移動する連接棒１１５の大きい端部１３５の動作を吸収する。機関１００は、単一のシリンダ１２０、ピストン１０５、クランク・ピン１１０、および連接棒１１５を備える単一のシリンダ形状を有することができ、あるいは複数のシリンダ１２０、ピストン１０５、クランク・ピン１１０および連接棒１１５を備える複数シリンダ機関１００でよい。複数シリンダ機関１００では、ピストン１０５、クランク・ピン１１０および連接棒１１５の数は、シリンダ１２０の数と数量的に対応している。また、機関１００は、さまざまなシリンダ形状、たとえば「Ｖ」形状、直線形状、または別の往復式の機関形状のものでよい。

一部の例では、連接棒１１５は、大きい端部１３５にキャップ部１３７を有する。キャップ部１３７は、連接棒１１５の残りの部分に解放可能に結合されて、クランク・ピン１１０が大きい端部１３５の孔１４５内に受け入れられることを可能にしている。クランク・ピン１１０が孔１４５内に配置された後、キャップ部１３７を、元の位置に戻し、クランク・ピン１１０を孔１４５内に密に受け入れるように連接棒１１５の残りの部分に締め付けることができる。一部の実施においては、キャップ部１３７および残りの大きい端部１３５の開口内に受け入れられた締結具１４８は、キャップ部１３７および残りの大きい端部１３５と係合し、キャップ部１３７を連接棒１１５の残りの部分にクランプ留めするが、キャップ部を連接棒１１５に締め付けるために他の締結機構を使用することもできる。キャップ部の変位可能な特性は、連接棒１１５をクランク・ピン１１０に連結する際だけでなく、連接棒１１５をシリンダ１２０内に進入させる、ベアリング１５０を孔１４５内のクランク・ピン１１０の周りに配置する、摩耗したベアリング１５０を取り換える、または他の保守を提供する際の助けとなることができる。

機関１００の一部の実施は、保守アクセス・ポート１３２を提供し、この保守アクセス・ポート１３２は、シリンダ１２０、ピストン１０５、クランク１１２および連接棒１１５を含む機関１００の内部構成要素へのアクセスを可能にする。アクセス・ポートは、アクセス、したがって連接棒１１５などの機関１００の内部構成要素および関連するベアリングおよび締結機構の組立ておよび保守を円滑に進める。図１では、アクセス・ポートは、機関１００の側部の１つまたは複数のアクセス・パネル１１４を貫通して（たとえば機関ブロック１０２の側部を貫通して）設けられている。

機関１００の保守をさらに好都合にするために、連接棒１１５には、アクセス・ポート（たとえばアクセス・パネル１１４）からアクセス可能になるように配設された締結具１４８が設けられ得る。たとえば図１に示すように、キャップ部は、連接棒１１５の残りの部分に、棒の中央の長手方向軸１５５に対して角度αで取り付けることができる。一部の実施におけるそのような向きは、締結具１４８のヘッドをアクセス・ポート（たとえばアクセス・パネル１１４）方向に向ける役割を果たし、締結具１４８を締め付け／弛めてキャップ部を変位させ、クランク・ピン１１０および周りのベアリング１５０を保守することを可能にするアクセスを円滑に進める。他の締結具タイプを使用する他のキャップ１２０設計も同様に、機関１００のアクセス・ポートからの好都合なアクセスを可能にするように方向付けられる。

機関１００の一部の実施は、ピストン１０５に事前連結された連接棒１１５を、シリンダ１２０の上端部１２５からシリンダ１２０内に配置させることを可能にするように、シリンダ１２０を通過するように適合された連接棒１１５を提供している。シリンダ１２０を通過するように適合された連接棒の構造はまた、連接棒−ピストン組立体の保守を、連接棒１１５がピストン１０５に連結されながら、その組立体をシリンダ１２０の上端部１２５（シリンダ・ヘッドが取り外された状態で）を通ってシリンダ１２０から全体的にまたは部分的に取り外すことを可能にすることによって容易にすることができる。小さい端部のサイズは、シリンダ１２内に嵌合し、ピストン１０５と共働してシリンダ１２内で移動するようにすでに適合されていることから、連接棒１１５をシリンダ１２０を通過するように適合させることは、大きい端部１３５の最大の横方向寸法を、シリンダ１２０の直径よりわずかに小さく限定するという結果になり得る。

機関１００の一部の実施では、大きい端部１３５の寸法を限定することは、クランクシャフト１１０の回転中に遭遇する負荷作用を支持するために大きい端部１３５において使用される材料の量に対する制約に至り得る。連接棒１１５がシリンダ１２０を貫通して通ることを可能にする大きい端部１３５上の犠牲構造は、連接棒−ピストン組立体の構造および維持を容易にしながらも、クランクシャフト１１０との連接棒１１５の連結の支持能力を限定し得る。機関１００の一部の実施では、往復作用によって大きい端部１３５上に及ぼされた力、すなわちピストン１０５の駆動力負荷は、大きい端部１３５における支持構造が不十分であるために大きい端部の孔１４５に損傷を引き起こす恐れがある。たとえば、経時的に、大きい端部１３５内の撓みが、孔１４５の楕円化［ｏｖａｌｉｚａｔｉｏｎ］、フレッチング［ｆｒｅｔｔｉｎｇ］、および応力破壊をもたらす恐れがあり、これは、最終的には、連接棒１１５の故障および機関１００の突発的故障をもたらす場合がある。利益の中でもとりわけ、大きい端部１３５に適切な支持を与えることは、楕円化、フレッチング、および応力破壊を低減し、連接棒−クランク・ピンにおける潤滑剤ならびに大きい端部のベアリング１５０の潤滑剤の均一な分布を保証することを助けることができる。

図２Ａに示すように、連接棒２００の１つの例には、大きい端部２１０に解放可能に結合されたキャップ部２０５が設けられている。キャップ部２０５は、大きい端部２１０において半径Ｒ_Ｂのクランク・ピン孔２２０を形成するように大きい端部２１０の剛性に連結された本体部２１５と接合することができる。本体部２１５は、棒シャンク２２５に連結される。棒シャンク２２５は、連接棒２００上に作用する負荷を受け入れて連接棒２００を通じて小さい端部２３０にあるピストンのリスト・ピンおよび大きい端部２１０にあるクランクのクランクシャフト・ピンに送るように形作られる。

キャップ部２０５は、２つのインターフェース２３５および２４０において本体部２１５と当接する。大きい端部２１０の一部の実施は、分割線軸［ｓｐｌｉｔ ｌｉｎｅ ａｘｉｓ］２４５を画定するインターフェース２３５および２４０を提供することができ、そのために分割線軸［ｓｐｌｉｔ ｌｉｎｅ ａｘｉｓ］２４５は、インターフェース２３５および２４０と一致している。図２Ａは、同一平面に方向付けられたインターフェース２３５および２４０を示しているが、インターフェースは、非同一平面の形状をとることもできる。さらに、連接棒２００の一部の実施は、連接棒２００の棒シャンク２２５の長手方向軸から非直角の角度βで角度付けられた分割線軸２４５を画定するインターフェース２３５、２４０を提供することができる。分割線軸の角度オフセットβは、長手方向軸に対して正の角度でも負の角度でもよい。

各々のインターフェース２３５、２４０は、大きい端部２１５の剛性部分の結合表面２５０、２５５およびキャップ部２０５の結合表面２６０、２６５を当接させることによって画定される。結合表面２５０、２５５、２６０、２６５は、ほぼ平坦でよく、あるいは相互係止する頂点およびくぼみが設けられてよい。例となる表面２５０、２５５、２６０、２６５の相互係止する頂点およびくぼみが、図２Ａでは、クランク・ピン孔の中央軸に平行に方向付けられたほぼ線形のトラフおよびリッジとして示されているが、他の形状を使用することもできる。１つのそのような例は、破断分割型棒製造（ｃｒａｃｋｅｄ ｒｏｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）であり、この場合、キャップ部２０５および本体部２２５は、一体型の大きい端２１５の片からキャップ部２０５を破断分割して別個の本体部２２５およびキャップ部２０５の要素を形成することによって製造され得る。力の下で本体部２２５からキャップ部２０５を割ることにより、それらの片間に不規則な裂け目が生じ、これもまた相互係止する頂点およびくぼみを備えた結合表面２５０、２５５、２６０、２６５を提供する。表面２５０、２５５、２６０、２６５の相互係止する頂点およびくぼみは、インターフェース２３５、２４０においてさらなる係合、したがってキャップ部２０５と本体部２１５の連結に対して剛性をもたらす役割を果たすことができる。キャップ部２０５を本体部２１５に固着させるために、ねじ、ボルト、ナット付きスタッド、または他の締結具などのねじ式締結具２７０、２７５もまた、設けることができる。締結具２７０、２７５は、インターフェース２３５、２４の近位（その中または近く）にあるキャップ部２０５および本体部２１５を貫通して延びる開口２７１、２７６内に受け入れられる。締結具２７０、２７５は、キャップ部２０５および本体部２１５を係合させ、キャップ部２０５を本体部２１５にクランプ留めする。図２Ａの例で示されたように、中央の長手方向軸に対してある角度に結合インターフェース２３５、２４０を方向付けることは、たとえば締結具端部を中央の長手方向軸から角度γで傾けることによって締結具２７０、２７５の位置を方向付ける役割を果たすことができる。締結具２７０、２７５は、たとえば締結具端部（たとえばボルト・ヘッドまたはナットを有する端部）を機関の保守アクセスに向かって傾けることにより、保守のためのアクセスをより容易にするように傾けられまたは別の形で方向付けられ得る。

キャップ部２０５には、釣り合い突起部２９５が設けられる。釣り合い突起部［ｂａｌａｎｃｉｎｇ ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ］２９５は、連接棒２００の大きい端部２１０の釣り合いをとるようにキャップ部２０５の周囲上に配設された材料の塊でよい。

キャップ部２０５には、インターフェース２４０の一方に隣接する側部突起部［ｓｉｄｅ ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ］２８０が設けられる。側部突起部２８０は、大きい端部２１０に材料を追加するようにインターフェース２４０を超えて径方向に延び、それによって大きい端部（特にキャップ部２０５と本体部２１５の間の連結）および孔２２０に剛性が追加される。側部突起部２８０のジオメトリ、サイズ、および場所は、残りの連接棒要素のサイズおよびジオメトリにならびに連接棒２００の機能的要求事項に基づいて最適化され得る。特定の場合、側部突起部２８０のジオメトリ、サイズ、および配置は、最大限の大きい端部孔２２０の強度を実現するように最適化され得る。たとえば、側部突起部２８０のジオメトリ、サイズ、および配置は、多くの形態をとることができるが、追加の材料の最も効果的な配置は、インターフェース２４０の遠い外側ではなく、インターフェース２４０に隣接して径方向に集中している。孔２００の中心からキャップ部２０５の周囲まで最小半径を超えて径方向に置かれた材料は、効果性を低下させる。さらに、キャップ強化側部突起部２８０の一部の実施は、機関の作動中、大きい端部２１０の隙間を考慮するためにサイズおよびジオメトリにおいて限定され得る。たとえば、機関の内部ジオメトリならびに機関ブロック−シリンダのインターフェースのジオメトリは、限定されたサイズのキャップ部２０５だけを可能にしてよい。

図２Ａは、側部突起部２８０の１つの例を示している。図示する例では、インターフェース２４０は、（クランク・ピン孔２００の中心からの）半径Ｒ_Ｂから半径Ｒ_２まで延び、このときその中心は半径Ｒ_１にある。例となる側部突起部２８０の内側境界部２２１は、インターフェース２４０の端部（半径Ｒ_２）で始まり、インターフェース表面２４０に直交して延びる。インターフェース２４０の平面内では、例となる側部突起部２８０は、半径Ｒｏまで延び、インターフェース２４０に隣接する本体部分の縁を超える。半径Ｒｏは、キャップ部２０５の最大半径Ｒ_Ｌより小さく、キャップ部２０５の最小半径Ｒ_３とほぼ同じである（等しい、約１０％以内でわずかに大きいまたはわずかに小さい）（Ｒ_３よりわずかに大きく図示している）。例となる側部分２８０は、インターフェース２３５、２４０に隣接する連接棒２００のその他の部分（たとえば本体部２１５またはキャップ２０５の別の部分）が、隣接するインターフェース２３５、２４０を超えて延びるよりも遠くにインターフェース２４０を超えて延びている。例となる側部突起部２８０の周囲表面は、半径Ｒ_０からインターフェース２４０の平面にほぼ直交して、内向きに湾曲し始める前の一部分だけ延びているが、別の形状でもよい。図示する例では、側部突起部２８０全体は、半径Ｒ_Ｌ内に存在している。例となる側部突起部２８０は、インターフェース２４０の平面から垂直に測定して、その幅より長い。例となる側部突起部２８０は、インターフェース２４０に隣接してほぼ径方向に集中しており、図示する例では、例となる側部突起部２８０の図心は、キャップ部２０５の最小半径Ｒ_３内、半径Ｒ_ＣＥＮＴに径方向に存在する。

図２Ｂおよび２Ｃは、大きい端部キャップ２０５の図心の場所の例を示している。図２Ｂおよび２Ｃは、図２Ａに示す付記［ｃａｌｌ ｏｕｔｓ］２Ｂおよび２Ｃにそれぞれ対応する大きい端部キャップ２０５の断面図である。図２Ｂに示す断面２８２は、キャップのインターフェース２４０近くのまたはそこにある付記２Ｂによって参照されたセクションに対応する。図示するように、この例では、２Ｂに対応する断面図心２８３は、中心インターフェース半径Ｒ_１と最小の外側キャップ部の半径Ｒ_３の間に配置された図心半径Ｒ_{ＣＥＮＴＩ}に位置している。図２Ｃの例では、断面図心２８６は、付記参照２Ｃに対応する大きい端部キャップ２０５の断面２８４内に示されている。断面２８４は、断面２８２に平行に方向付けられるが、断面２８２およびキャップインターフェース２４０から角度Ａ_１だけ変位されている。角度Ａ_１＝２５度であるとき、セクション２８４の断面図心の図心半径Ｒ_{ＣＥＮＴ２}もまた、図２Ａおよび２Ｃに示すように、中心インターフェース半径Ｒ_１と最小の外側キャップ部半径Ｒ_３の間に位置している。図２Ｃの例では、断面２８４の図心２８６の図心半径Ｒ_{ＣＥＮＴ２}は、断面２８２の図心２８３の図心半径Ｒ_{ＣＥＮＴ１}より短い。セクション２８２と２８４の間の他のセクションでは、図心は、中心インターフェース半径Ｒ１と最小の外側キャップ部半径Ｒ３の間に位置しており、たとえばあるセクションは、角度Ａ_１＝１２．５度で図２Ａおよび２Ｂに示した断面（すなわち２８２および２８４）に平行に位置している。

図２Ａに戻ると、側部突起部２８０は、他のジオメトリをとることができ、分割線軸２４５に対して平行にインターフェース２４０から延びる必要がないことに留意されたい。たとえば側部突起部２８０の縁は、分割線軸２４５に対して、本体部２１５に向かってまたはそこから離れるように角度付けることができ、あるいは凸状に（すなわち本体部２１５に向かって）または凹状に（すなわち本体部２１５から離れるようにカーブして）カーブすることができる。側部分２８０は、図２Ａの例に示すように結合表面２６０の外縁に直接接触することができ、あるいは結合表面２６０から離間して置かれたキャップ部２０５の周囲縁上のどこかに配置させることができる。

図３は、ピストン・シリンダ３０５の断面参照図に重ね合わされた、図２Ａの連接棒２００を示している。参照図３に示すように、小さい端部２３０、連接棒シャンク２２５および本体部２１５の横方向寸法（すなわち棒シャンクの長手方向軸に対して直角に測定した）は、シリンダ線形壁３１０、３１５の内径より小さく、それにより、小さい端部２３０、棒シャンク２２５および本体部２１５は、シリンダ３０５を通過することができる。この配置により、連接棒組立体２００のこの部分を、組立体２００または連結されたピストンおよびクランクシャフトの製造および保全中に取り付けて、シリンダ３０５を通過させることが可能になる。それに対して、キャップ部２０５の横方向寸法は、連接棒セクション２１５、２２５、２３０およびシリンダ壁３０５の内径より大きい。したがって、キャップ部２０５は、本体部２１５に取り付けられたとき、シリンダを通過することができない。

数多くの実施が説明されてきた。それにもかかわらず、さまざまな改変を加えてよいことが理解されよう。たとえばさらなる支持可能な材料が、キャップ部の両側に設けられてよい。したがって、他の実施が、特許請求の範囲内に含まれる。

Claims (10)

1. ピストンをクランク・ピンに結合させるための連接棒であって、
   対向する第１および第２の軸方向端部を備えた細長い棒シャンク（２２５）と、
   前記棒シャンクの前記第１の軸方向端部にあり、前記ピストン（１０５）に結合するように適合された小さい端部（１１７；２３０）と、
   大きい端部（１３５；２１０）であって、
   前記棒シャンク（２２５）の前記第２の軸方向端部にある本体部（２１５）と、
   前記本体部に解放可能に結合するように適合されたキャップ部（１３７；２０５）であって、前記キャップ部が前記本体部に結合されるとき、前記キャップ部および本体部が、クランク・ピンを受け入れる孔（１４５；２２０）を画定するように共働し、前記棒シャンクの長手方向軸に直交していない第１および第２の離間して置かれたインターフェース（２４０、２３５）において当接するキャップ部（１３７；２０５）と、
   を備える大きい端部（１３５；２１０）と、
   を備え、
   前記キャップ部（１３７；２０５）は、前記第１のインターフェース（２４０）の近位に、前記キャップ部（１３７；２０５）を前記本体部（２１５）に係合させクランプ留めするねじ式締結具（２７０）を受け入れるように適合された開口（２７１）を画定し、
   前記キャップ部（１３７；２０５）は、クランク・ピン孔の中心から前記第１のインターフェース（２４０）までの最大半径を超えて径方向に延び、前記第１のインターフェース（２４０）に近接する、単一の側部突起部（２８０）を含み、
   前記単一の側部突起部は、前記第１のインターフェースに隣接して径方向に延び、
   前記棒シャンク（２２５）の長手方向軸に対して直角に測定された前記連接棒の最大寸法が、前記棒シャンク（２２５）の前記長手方向軸に対して直角に測定された前記本体部（２１５）の最大寸法より大きい、
   連接棒。
2. 前記キャップ部（１３７；２０５）および前記本体部（２１５）が、前記第１のインターフェース（２４０）に相互係止する頂点およびくぼみを含む、請求項１に記載の連接棒。
3. 前記キャップ部（１３７；２０５）および前記本体部（２１５）が、一体型の大きな端片から前記キャップ部を破断分割して別個の本体部およびキャップ部の要素を形成することによって製造される、請求項２に記載の連接棒。
4. 前記単一の側部突起部（２８０）が、前記第１のインターフェース（２４０）の周りで前記本体部（２１５）を超えて径方向に延びる、請求項１から３のいずれかに記載の連接棒。
5. 前記キャップ部（１３７；２０５）の前記単一の側部突起部（２８０）が、前記本体部（２１５）が前記第１のインターフェース（２４０）を超えて径方向に延びるのを上回る量を前記第１のインターフェース（２４０）を超えて径方向に延びる、請求項１から４のいずれかに記載の連接棒。
6. 前記単一の側部突起部（２８０）が、前記キャップ部（１３７；２０５）が前記第２のインターフェース（２３５）を超えて径方向に延びるのを上回る量を前記第１のインターフェース（２４０）を超えて径方向に延びる、請求項１から５のいずれかに記載の連接棒。
7. 前記第１のインターフェース（２４０）の端部を通る平面を径方向に超えかつ前記第１のインターフェースに直交する前記単一の側部突起部（２８０）の総容積部分が、図心（２８３；２８６）を有し、
   前記図心は、前記クランク・ピン孔の中心から前記キャップ部（１３７；２０５）の周囲までの最小半径内に存在する、
   請求項１から６のいずれかに記載の連接棒。
8. 前記図心が、前記第１のインターフェース（２４０）と平行でかつ前記第１のインターフェースから２５°の角度だけずれた位置に存在する、請求項７に記載の連接棒。
9. 前記単一の側部突起部（２８０）が、前記クランク・ピンの中心から前記キャップ部（１３７；２０５）の周囲まで最大半径内に径方向に存在する、請求項１から８のいずれかに記載の連接棒。
10. 前記第１および第２のインターフェースが、同一平面上である、請求項９に記載の連接棒。
    

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