JPH07158630A - コネクティングロッド - Google Patents
コネクティングロッドInfo
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- JPH07158630A JPH07158630A JP5304439A JP30443993A JPH07158630A JP H07158630 A JPH07158630 A JP H07158630A JP 5304439 A JP5304439 A JP 5304439A JP 30443993 A JP30443993 A JP 30443993A JP H07158630 A JPH07158630 A JP H07158630A
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- Japan
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- small end
- peripheral surface
- inner peripheral
- end hole
- piston pin
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- 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
- F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
- F16C9/04—Connecting-rod bearings; Attachments thereof
-
- 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
- F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
- F16C23/02—Sliding-contact bearings
- F16C23/04—Sliding-contact bearings self-adjusting
- F16C23/041—Sliding-contact bearings self-adjusting with edge relief
-
- 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
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
-
- 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
- F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
- F16C2240/50—Crowning, e.g. crowning height or crowning radius
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】 重量増加を招くことなく小端部を強化し、コ
ネクティングロッドの耐久性を高める。 【構成】 ピストンピン２２が挿通される小端孔２３の
内周面２４に、塑性加工によって両小端部スラスト面２
１ａにいくにしたがって拡径するテーパ部２５を設ける
ことにより、内周面２４を爆発荷重によるピストンピン
２２の曲げ変形時の形状に見合った形状とし、ピストン
ピン２２の曲げ変形時におけるピストンピン２２と小端
孔２３の内周面２４との偏当りを防止するとともに、塑
性加工により小端孔２３の内周面２４に引張り応力に対
して強度を高める残留圧縮応力を生じさせる。
ネクティングロッドの耐久性を高める。 【構成】 ピストンピン２２が挿通される小端孔２３の
内周面２４に、塑性加工によって両小端部スラスト面２
１ａにいくにしたがって拡径するテーパ部２５を設ける
ことにより、内周面２４を爆発荷重によるピストンピン
２２の曲げ変形時の形状に見合った形状とし、ピストン
ピン２２の曲げ変形時におけるピストンピン２２と小端
孔２３の内周面２４との偏当りを防止するとともに、塑
性加工により小端孔２３の内周面２４に引張り応力に対
して強度を高める残留圧縮応力を生じさせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のコネクティ
ングロッドにおける小端穴の構造に関する。
ングロッドにおける小端穴の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】ピストンとピストンピンを介して連結さ
れるコネクティングロッドは、機関の運転中には、常に
圧縮荷重や引張り荷重を繰返し受けるので、これらに十
分耐えうる強度が必要である。また、コネクティングロ
ッドは、省エネルギ等の観点から軽量化が要求される部
品でもある。
れるコネクティングロッドは、機関の運転中には、常に
圧縮荷重や引張り荷重を繰返し受けるので、これらに十
分耐えうる強度が必要である。また、コネクティングロ
ッドは、省エネルギ等の観点から軽量化が要求される部
品でもある。
【０００３】図８は、従来のコネクティングロッドの一
例を示している。図８に示すように、コネクティングロ
ッド１の小端部２には、小端孔３が形成されている。小
端孔３にはピストン（図示略）と連結されるピストンピ
ン４が挿通されている。小端孔３の内周面３ａは機械加
工によって加工されており、小端孔３の内径は全長にわ
たって同一となっている。
例を示している。図８に示すように、コネクティングロ
ッド１の小端部２には、小端孔３が形成されている。小
端孔３にはピストン（図示略）と連結されるピストンピ
ン４が挿通されている。小端孔３の内周面３ａは機械加
工によって加工されており、小端孔３の内径は全長にわ
たって同一となっている。
【０００４】図１１は、従来のコネクティングロッド１
をクランクシャフト１２に取付け、コネクティングロッ
ド１の小端部２にピストンピン４を介してピストン７を
取付けた状態を示している。図１１に示すように、コネ
クティングロッド１の小端部スラスト面８とピストン７
のピストンボススラスト面９との間の隙間δ2 が、大端
部１０の大端部スラスト面１１とクランクシャフト１２
のクランク部スラスト面１３との間の隙間δ1 よりも小
に設定されている。このように、各隙間δ1 、δ2 の関
係を設定することにより、ピストン７に対してコネクテ
ィングロッド１が位置決めされる。
をクランクシャフト１２に取付け、コネクティングロッ
ド１の小端部２にピストンピン４を介してピストン７を
取付けた状態を示している。図１１に示すように、コネ
クティングロッド１の小端部スラスト面８とピストン７
のピストンボススラスト面９との間の隙間δ2 が、大端
部１０の大端部スラスト面１１とクランクシャフト１２
のクランク部スラスト面１３との間の隙間δ1 よりも小
に設定されている。このように、各隙間δ1 、δ2 の関
係を設定することにより、ピストン７に対してコネクテ
ィングロッド１が位置決めされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図８に示すよ
うに、小端孔３の内径を全長にわたって同一とした場合
は、つぎの問題が生じる。ピストンに爆発荷重Ｗが作用
した際には、図９に示すように、ピストンピン４の両端
部に作用する荷重Ｗ1 によってピストンピン４が曲げ方
向に弾性変形する。ピストンピン４が曲げ変形すると、
ピストンピン４はコネクティングロッド１の小端孔３の
両端部近傍のみで局部的に支持されることになり、図１
０に示すように、小端孔３の危険部位Ａには最大引張り
応力が発生する。そのため、危険部位Ａには、引張り応
力によって割れＢが生じやすくなり、コネクティングロ
ッドの耐久性が低下するという問題がある。これは、爆
発荷重に限らず、慣性力負荷についても同様のことが言
える。
うに、小端孔３の内径を全長にわたって同一とした場合
は、つぎの問題が生じる。ピストンに爆発荷重Ｗが作用
した際には、図９に示すように、ピストンピン４の両端
部に作用する荷重Ｗ1 によってピストンピン４が曲げ方
向に弾性変形する。ピストンピン４が曲げ変形すると、
ピストンピン４はコネクティングロッド１の小端孔３の
両端部近傍のみで局部的に支持されることになり、図１
０に示すように、小端孔３の危険部位Ａには最大引張り
応力が発生する。そのため、危険部位Ａには、引張り応
力によって割れＢが生じやすくなり、コネクティングロ
ッドの耐久性が低下するという問題がある。これは、爆
発荷重に限らず、慣性力負荷についても同様のことが言
える。
【０００６】ピストンピンと小端部との回転摺動性を改
善し、コネクティングロッドの耐久性を向上させる技術
の一つとして、小端孔の内周面の油溜まりを形成した実
開昭５６−９７６１７号公報が知られているが、油溜め
の形状はピストンの曲げ変形を考慮したものでないの
で、爆発荷重によってピストンが弾性変形した際には、
上述と同様にピストンピンの変形による小端孔の内周面
に大きな引張り応力が作用し、コネクティングロッドの
耐久性が低下するという問題がある。
善し、コネクティングロッドの耐久性を向上させる技術
の一つとして、小端孔の内周面の油溜まりを形成した実
開昭５６−９７６１７号公報が知られているが、油溜め
の形状はピストンの曲げ変形を考慮したものでないの
で、爆発荷重によってピストンが弾性変形した際には、
上述と同様にピストンピンの変形による小端孔の内周面
に大きな引張り応力が作用し、コネクティングロッドの
耐久性が低下するという問題がある。
【０００７】また、コネクティングロッドの小端孔の内
周面は、通常機械加工（切削加工）によって加工され、
その後、何ら小端孔の内周面を強化する加工は施されて
いない。そのため、小端部の耐久性を高めるためには、
結局、小端部の肉厚を大きくする必要があり、コネクテ
ィングロッドの重量が増加するという問題がある。
周面は、通常機械加工（切削加工）によって加工され、
その後、何ら小端孔の内周面を強化する加工は施されて
いない。そのため、小端部の耐久性を高めるためには、
結局、小端部の肉厚を大きくする必要があり、コネクテ
ィングロッドの重量が増加するという問題がある。
【０００８】図１１に示すように、各隙間δ1 、δ2 の
関係をもって設けられるコネクティングロッド１の場合
は、隙間δ2 が小に設定され隙間δ1 が大に設定されて
いるので、ピストン７の挙動に合わせてコネクティング
ロッド１が図１２の矢印Ｆ方向に振られてしまい、大端
部１０のベアリング１４の焼付き、摩耗が発生するとい
う問題がある。これに関連する技術として、三栄書房発
行の「究極のエンジンを求めて」兼坂弘著（昭和６３年
１１月１日第１刷発行）の１１８頁図１９に示した構造
が知られている。
関係をもって設けられるコネクティングロッド１の場合
は、隙間δ2 が小に設定され隙間δ1 が大に設定されて
いるので、ピストン７の挙動に合わせてコネクティング
ロッド１が図１２の矢印Ｆ方向に振られてしまい、大端
部１０のベアリング１４の焼付き、摩耗が発生するとい
う問題がある。これに関連する技術として、三栄書房発
行の「究極のエンジンを求めて」兼坂弘著（昭和６３年
１１月１日第１刷発行）の１１８頁図１９に示した構造
が知られている。
【０００９】コネクティングロッドの振れに関する問題
に対しては、小端孔３の径を拡大したり、小端部２の肉
厚Ｔを薄くしてピストンピン４の動きの自由度を大きく
し、ピストン７の挙動をコネクティングロッド１に伝達
しにくくすることも考えられるが、小端孔３の径を拡大
することは小端部２での打音が大きくなるという問題が
あり、小端部２の肉厚Ｔを薄くすることは小端部２の強
度が著しく低下してしまうという問題がある。
に対しては、小端孔３の径を拡大したり、小端部２の肉
厚Ｔを薄くしてピストンピン４の動きの自由度を大きく
し、ピストン７の挙動をコネクティングロッド１に伝達
しにくくすることも考えられるが、小端孔３の径を拡大
することは小端部２での打音が大きくなるという問題が
あり、小端部２の肉厚Ｔを薄くすることは小端部２の強
度が著しく低下してしまうという問題がある。
【００１０】本発明は、重量増加を招くことなく小端部
を強化でき、またはピストンの挙動に起因するコネクテ
ィングロッドの振れを防止することが可能なコネクティ
ングロッドの構造を提供することを目的とする。
を強化でき、またはピストンの挙動に起因するコネクテ
ィングロッドの振れを防止することが可能なコネクティ
ングロッドの構造を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係るコネクティングロッドは、つぎのように
構成されている。 （１）ピストンピンが挿通される小端孔の内周面に、塑
性加工によって成形され両小端部スラスト面にいくにし
たがって拡径するテーパ部を設けたことを特徴とするコ
ネクティングロッド。 （２）小端部スラスト面とピストンボススラスト面との
間の隙間が、大端部スラスト面とクランク部スラスト面
との間の隙間よりも小に設定されるように設けられるコ
ネクティングロッドにおいて、ピストンが挿通される小
端孔の内周面に、両小端部スラスト面にいくにしたがっ
て拡径するテーパ部を設けたことを特徴とするコネクテ
ィングロッド。
の本発明に係るコネクティングロッドは、つぎのように
構成されている。 （１）ピストンピンが挿通される小端孔の内周面に、塑
性加工によって成形され両小端部スラスト面にいくにし
たがって拡径するテーパ部を設けたことを特徴とするコ
ネクティングロッド。 （２）小端部スラスト面とピストンボススラスト面との
間の隙間が、大端部スラスト面とクランク部スラスト面
との間の隙間よりも小に設定されるように設けられるコ
ネクティングロッドにおいて、ピストンが挿通される小
端孔の内周面に、両小端部スラスト面にいくにしたがっ
て拡径するテーパ部を設けたことを特徴とするコネクテ
ィングロッド。
【００１２】
【作用】請求項１のコネクティングロッドにおいては、
小端孔の内周面に、塑性加工によって成形され両小端部
スラスト面にいくにしたがって拡径するテーパ部が設け
られるので、小端孔の内周面が、爆発荷重によるピスト
ンピンの曲げ変形（曲げ弾性変形）時の形状に見合った
形状となり、ピストンピンは大きな面積を持って小端孔
の内周面に支持されることになる。そのため、ピストン
ピンの曲げ変形によって小端孔の内周面に生じる引張り
応力はほぼ均一化され、小端孔の内周面に作用する最大
引張り応力は小となる。また、小端孔のテーパ部は機械
加工でなく塑性加工によって形成されるので、小端孔の
内周面には残留圧縮応力を生じさせることができる。そ
のため、小端孔のテーパ部はピストンピンの曲げ変形に
伴う引張り応力に対して強度が高められる。つまり、疲
れ破壊の亀裂は小端孔の内周面付近の引張り応力によっ
て発生するが、この部分に圧縮残留応力が発生していれ
ば、亀裂の発生は難しくなる。このように、ピストンピ
ンの曲げ変形による小端孔の内周面に作用する最大引張
り応力が小とされ、かつ小端部のテーパ部は残留圧縮応
力の発生によって引張り応力に対する強度が高められる
ので、小端部の肉厚増加による重量増加を伴うことなく
小端部を強化することが可能となり、コネクティングロ
ッドの耐久性向上が図れる。
小端孔の内周面に、塑性加工によって成形され両小端部
スラスト面にいくにしたがって拡径するテーパ部が設け
られるので、小端孔の内周面が、爆発荷重によるピスト
ンピンの曲げ変形（曲げ弾性変形）時の形状に見合った
形状となり、ピストンピンは大きな面積を持って小端孔
の内周面に支持されることになる。そのため、ピストン
ピンの曲げ変形によって小端孔の内周面に生じる引張り
応力はほぼ均一化され、小端孔の内周面に作用する最大
引張り応力は小となる。また、小端孔のテーパ部は機械
加工でなく塑性加工によって形成されるので、小端孔の
内周面には残留圧縮応力を生じさせることができる。そ
のため、小端孔のテーパ部はピストンピンの曲げ変形に
伴う引張り応力に対して強度が高められる。つまり、疲
れ破壊の亀裂は小端孔の内周面付近の引張り応力によっ
て発生するが、この部分に圧縮残留応力が発生していれ
ば、亀裂の発生は難しくなる。このように、ピストンピ
ンの曲げ変形による小端孔の内周面に作用する最大引張
り応力が小とされ、かつ小端部のテーパ部は残留圧縮応
力の発生によって引張り応力に対する強度が高められる
ので、小端部の肉厚増加による重量増加を伴うことなく
小端部を強化することが可能となり、コネクティングロ
ッドの耐久性向上が図れる。
【００１３】請求項２のコネクティングロッドにおいて
は、小端孔の内周面に、両小端部スラスト面にいくにし
たがって拡径するテーパ部が設けられているので、テー
パ部によってピストンピンは軸方向と直角方向に揺動可
能となる。すなわち、ピストンピンはピストンの挙動に
伴い、小端孔の内周面における一方のテーパ部と他方の
テーパ部との間の部位を中心として揺動可能となる。そ
のため、ピストンの挙動による小端孔の内周面のピスト
ンピンとの接触部に作用する曲げモーメントが著しく小
さくなり、ピストンの挙動に起因するコネクティングロ
ッドの振れが防止される。
は、小端孔の内周面に、両小端部スラスト面にいくにし
たがって拡径するテーパ部が設けられているので、テー
パ部によってピストンピンは軸方向と直角方向に揺動可
能となる。すなわち、ピストンピンはピストンの挙動に
伴い、小端孔の内周面における一方のテーパ部と他方の
テーパ部との間の部位を中心として揺動可能となる。そ
のため、ピストンの挙動による小端孔の内周面のピスト
ンピンとの接触部に作用する曲げモーメントが著しく小
さくなり、ピストンの挙動に起因するコネクティングロ
ッドの振れが防止される。
【００１４】
【実施例】以下に、本発明に係るコネクティングロッド
の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。 第１実施例 図１ないし図４は、本発明の第１実施例を示している。
図２は、内燃機関用のコネクティングロッド２０の小端
部２１を示している。小端部２１には、ピストンピン２
２が挿通される小端孔２３が形成されている。図１に示
すように、小端孔２３の両端は面取り加工されている。
小端部２３の小端孔２３の軸方向の肉厚はＴ1 となって
いる。小端孔２３の内周面２４の両端部には、小端部ス
ラスト面２１ａにいくにしたがって拡径するテーパ部２
５が形成されている。
の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。 第１実施例 図１ないし図４は、本発明の第１実施例を示している。
図２は、内燃機関用のコネクティングロッド２０の小端
部２１を示している。小端部２１には、ピストンピン２
２が挿通される小端孔２３が形成されている。図１に示
すように、小端孔２３の両端は面取り加工されている。
小端部２３の小端孔２３の軸方向の肉厚はＴ1 となって
いる。小端孔２３の内周面２４の両端部には、小端部ス
ラスト面２１ａにいくにしたがって拡径するテーパ部２
５が形成されている。
【００１５】小端孔２３の内周面２４は、テーパ部２５
の形成により、爆発荷重によるピストンピン２２の曲げ
変形（曲げ弾性変形）時の形状に見合った形状に形成さ
れている。テーパ部２５は小端部スラスト面２１ａから
１／５〜１／３Ｔ1 の長さの範囲に形成され、そのテー
パ量α1 は片側で２〜２０μｍとなっている。内周面２
４の一方のテーパ部２５と他方のテーパ部２５との間
は、同一径のストレート孔２６となっている。すなわ
ち、爆発荷重Ｗによるピストンピン２２の曲げ変形時に
は、ピストンピン２２の外周面２２ａと接触する小端穴
２３の内周面２４には、ほぼ均一に圧縮荷重が作用する
ようにテーパ部２５の形状が決定されている。
の形成により、爆発荷重によるピストンピン２２の曲げ
変形（曲げ弾性変形）時の形状に見合った形状に形成さ
れている。テーパ部２５は小端部スラスト面２１ａから
１／５〜１／３Ｔ1 の長さの範囲に形成され、そのテー
パ量α1 は片側で２〜２０μｍとなっている。内周面２
４の一方のテーパ部２５と他方のテーパ部２５との間
は、同一径のストレート孔２６となっている。すなわ
ち、爆発荷重Ｗによるピストンピン２２の曲げ変形時に
は、ピストンピン２２の外周面２２ａと接触する小端穴
２３の内周面２４には、ほぼ均一に圧縮荷重が作用する
ようにテーパ部２５の形状が決定されている。
【００１６】図４は、小端穴２３の内周面２４を加工す
る作業工程の一例を示している。図４の（イ）に示すよ
うに、コネクティングロッド２０の小端孔２３の内周面
２４は、この状態では機械加工（切削加工）されたまま
であり、小端孔２３は全長が同一径のストレート孔とな
っている。図４の（ロ）においては、テーパ加工具４０
により、小端孔２３の内周面２４の塑性加工が行われ
る。テーパ加工具４０は、回転自在な多数のローラ４０
ａを有しており、ローラ４０ａの形状は図１の小端孔２
３の内周面２４の形状に合致したものとなっている。
る作業工程の一例を示している。図４の（イ）に示すよ
うに、コネクティングロッド２０の小端孔２３の内周面
２４は、この状態では機械加工（切削加工）されたまま
であり、小端孔２３は全長が同一径のストレート孔とな
っている。図４の（ロ）においては、テーパ加工具４０
により、小端孔２３の内周面２４の塑性加工が行われ
る。テーパ加工具４０は、回転自在な多数のローラ４０
ａを有しており、ローラ４０ａの形状は図１の小端孔２
３の内周面２４の形状に合致したものとなっている。
【００１７】図４の（ロ）においては、テーパ加工具４
０を軸心まわりに回転させた状態でローラ４０ａを小端
孔２３の内周面２４に押圧し、内周面２４をローラ４０
ａによって押しつぶすことにより内周面２４を所定の形
状に塑性加工するようになっている。テーパ加工具４０
が所定の距離だけ小端孔２３に進入した後は、テーパ加
工具４０は小端孔２３から引き抜かれる。この状態で
は、小端孔２３の内周面２４は、テーパ部２５を有する
図１の形状に形成される。小端孔２３の一方の塑性加工
が終了すると、コネクティングロッド２０は裏返しにさ
れ、小端孔２３の内周面２４の反対側の塑性加工が上述
と同様にテーパ加工具４０によって行われる。
０を軸心まわりに回転させた状態でローラ４０ａを小端
孔２３の内周面２４に押圧し、内周面２４をローラ４０
ａによって押しつぶすことにより内周面２４を所定の形
状に塑性加工するようになっている。テーパ加工具４０
が所定の距離だけ小端孔２３に進入した後は、テーパ加
工具４０は小端孔２３から引き抜かれる。この状態で
は、小端孔２３の内周面２４は、テーパ部２５を有する
図１の形状に形成される。小端孔２３の一方の塑性加工
が終了すると、コネクティングロッド２０は裏返しにさ
れ、小端孔２３の内周面２４の反対側の塑性加工が上述
と同様にテーパ加工具４０によって行われる。
【００１８】つぎに、第１実施例のコネクティングロッ
ドにおける作用について説明する。図３に示すように、
シリンダ内の混合気の燃焼による爆発荷重Ｗがピストン
ピン２２に作用すると、ピストンピン２２は曲げ方向に
弾性変形する。ここで、小端孔２３の内周面２４は、テ
ーパ部２５によりピストンピン２２の曲げ変形時の形状
に見合った形状となっているので、ピストンピン２２と
小端孔２３の内周面２４との偏当りがなくなり、ピスト
ンピン２２の外周面２２ａと小端孔２３の内周面２４と
の接触面積が大に確保される。そのため、小端孔２３の
内周面２４における特定部分への爆発荷重の集中が緩和
され、ピストンピン２２の曲げ変形による小端孔２３の
内周面２４に作用する最大引張り応力は小に抑えられ
る。
ドにおける作用について説明する。図３に示すように、
シリンダ内の混合気の燃焼による爆発荷重Ｗがピストン
ピン２２に作用すると、ピストンピン２２は曲げ方向に
弾性変形する。ここで、小端孔２３の内周面２４は、テ
ーパ部２５によりピストンピン２２の曲げ変形時の形状
に見合った形状となっているので、ピストンピン２２と
小端孔２３の内周面２４との偏当りがなくなり、ピスト
ンピン２２の外周面２２ａと小端孔２３の内周面２４と
の接触面積が大に確保される。そのため、小端孔２３の
内周面２４における特定部分への爆発荷重の集中が緩和
され、ピストンピン２２の曲げ変形による小端孔２３の
内周面２４に作用する最大引張り応力は小に抑えられ
る。
【００１９】図４に示したように、小端孔２３の内周面
２４はテーパ加工具４０のローラ４０ａの押圧による押
しつぶしによって塑性加工されるので、小端孔２３のテ
ーパ部２５に塑性加工による残留圧縮応力を発生させる
ことができる。そのため、小端孔２３のテーパ部２５
は、ピストンピン２２の曲げ変形に伴う引張り応力に対
して強度が高められる。このように、小端孔２３の内周
面２４の形状をピストンピン２２の曲げ変形時の形状に
見合った形状とし、かつ小端孔２３の内周面２４に塑性
加工による残留圧縮応力を発生させることにより、小端
部２１の強度余裕を上昇させることがで、小端部２１の
肉厚を増加させることなく、小端部２１を強化すること
が可能となる。
２４はテーパ加工具４０のローラ４０ａの押圧による押
しつぶしによって塑性加工されるので、小端孔２３のテ
ーパ部２５に塑性加工による残留圧縮応力を発生させる
ことができる。そのため、小端孔２３のテーパ部２５
は、ピストンピン２２の曲げ変形に伴う引張り応力に対
して強度が高められる。このように、小端孔２３の内周
面２４の形状をピストンピン２２の曲げ変形時の形状に
見合った形状とし、かつ小端孔２３の内周面２４に塑性
加工による残留圧縮応力を発生させることにより、小端
部２１の強度余裕を上昇させることがで、小端部２１の
肉厚を増加させることなく、小端部２１を強化すること
が可能となる。
【００２０】第２実施例 図５ないし図７は、本発明の第２実施例を示している。
本実施例における第１実施例と共通する部分は、第１実
施例と同一の符号の付すことによりその説明を省略す
る。
本実施例における第１実施例と共通する部分は、第１実
施例と同一の符号の付すことによりその説明を省略す
る。
【００２１】図５において、５１はピストンを示してい
る。ピストン５１には、ピストンピン２２を介してコネ
クティングロッド２０が連結されている。ピストンピン
２２は、コネクティングロッド２０の小端孔２３に挿通
されている。コネクティングロッド２０の大端部５２
は、ベアリング５３を介してクランクシャフト５４のク
ランクピン５５と連結されている。
る。ピストン５１には、ピストンピン２２を介してコネ
クティングロッド２０が連結されている。ピストンピン
２２は、コネクティングロッド２０の小端孔２３に挿通
されている。コネクティングロッド２０の大端部５２
は、ベアリング５３を介してクランクシャフト５４のク
ランクピン５５と連結されている。
【００２２】図５に示すように、小端部スラスト面５６
とピストンボススラスト面５７との間には、隙間δ2 が
設けられている。大端部スラスト面５８とクランク部ス
ラスト面５９との間には、隙間δ1 が設けられている。
小端部側の隙間δ2 は、大端部側の隙間δ1 よりも小に
設定されている。大端部２６に取付けられているベアリ
ング５３の軸方向の端面は、大端部スラスト面５８より
も内側に位置している。
とピストンボススラスト面５７との間には、隙間δ2 が
設けられている。大端部スラスト面５８とクランク部ス
ラスト面５９との間には、隙間δ1 が設けられている。
小端部側の隙間δ2 は、大端部側の隙間δ1 よりも小に
設定されている。大端部２６に取付けられているベアリ
ング５３の軸方向の端面は、大端部スラスト面５８より
も内側に位置している。
【００２３】なお、逆に大端部側の隙間δ1 を小端部側
の隙間δ2 よりも小とし、コネクティングロッド２０の
姿勢をクランクシャフト５３によって安定させる構成の
場合は、図１２に示すように、ベアリング５３とクラン
クフィレット部５５ａとの干渉を避けるために、大端部
５２に面取り部７０が必要となる。本実施例のように、
小端部２１側の隙間δ2 を大端部５２側の隙間δ1 より
も小とする構成の場合は、図１２に示す面取り部７０が
不要となり、この面取り部７０の幅（２〜４ｍｍ）だけ
大端部５２の厚さＴ2 を小とすることができる。
の隙間δ2 よりも小とし、コネクティングロッド２０の
姿勢をクランクシャフト５３によって安定させる構成の
場合は、図１２に示すように、ベアリング５３とクラン
クフィレット部５５ａとの干渉を避けるために、大端部
５２に面取り部７０が必要となる。本実施例のように、
小端部２１側の隙間δ2 を大端部５２側の隙間δ1 より
も小とする構成の場合は、図１２に示す面取り部７０が
不要となり、この面取り部７０の幅（２〜４ｍｍ）だけ
大端部５２の厚さＴ2 を小とすることができる。
【００２４】小端孔２３の内周面２４には、小端部スラ
スト面２１ａにいくにしたがって拡径するテーパ部６０
が設けられている。テーパ部６０は、コネクティングロ
ッド２０の中心線Ｘから小端部スラスト面２１ａまでの
長さで形成されている。そのテーパ量α2 は片側で１０
〜５０μｍとなっている。小端孔２３に挿通されたピス
トンピン２２は、コネクティングロッド２０の中心線Ｘ
を通る内周面２４の部位を中心として、上下左右方向に
揺動可能となっている。
スト面２１ａにいくにしたがって拡径するテーパ部６０
が設けられている。テーパ部６０は、コネクティングロ
ッド２０の中心線Ｘから小端部スラスト面２１ａまでの
長さで形成されている。そのテーパ量α2 は片側で１０
〜５０μｍとなっている。小端孔２３に挿通されたピス
トンピン２２は、コネクティングロッド２０の中心線Ｘ
を通る内周面２４の部位を中心として、上下左右方向に
揺動可能となっている。
【００２５】つぎに、第２実施例における作用について
説明する。コネクティングロッドの小端部２１側の隙間
δ2 を大端部５２側の隙間δ1 よりも小に設定した場合
は、ピストン５１の挙動に合わせてコネクティングロッ
ド２０が振られやすくなるが、本実施例では小端孔２３
の内周面２４に、小端部スラスト面２１ａにいくにした
がって拡径するテーパ部６０が設けられているので、ピ
ストン５１の挙動はピストンピン２２の揺動によって吸
収され、コネクティングロッド２０の振れが防止され
る。つまり、小端孔２３とピストンピン２２との接触部
Ｅがピストン５１の振れの中心から近くなるので、接触
部Ｅに作用する力の曲げモーメントが小さくなり、ピス
トンピン２２の振動によるコネクティングロッド２０の
振れが防止される。
説明する。コネクティングロッドの小端部２１側の隙間
δ2 を大端部５２側の隙間δ1 よりも小に設定した場合
は、ピストン５１の挙動に合わせてコネクティングロッ
ド２０が振られやすくなるが、本実施例では小端孔２３
の内周面２４に、小端部スラスト面２１ａにいくにした
がって拡径するテーパ部６０が設けられているので、ピ
ストン５１の挙動はピストンピン２２の揺動によって吸
収され、コネクティングロッド２０の振れが防止され
る。つまり、小端孔２３とピストンピン２２との接触部
Ｅがピストン５１の振れの中心から近くなるので、接触
部Ｅに作用する力の曲げモーメントが小さくなり、ピス
トンピン２２の振動によるコネクティングロッド２０の
振れが防止される。
【００２６】
（１）請求項１に係るコネクティングロッドにおいて
は、ピストンピンが挿通される小端孔の内周面に、塑性
加工によって成形され両小端部スラスト面にいくにした
がって拡径するテーパ部を設けるようにしたので、小端
孔の内周面が爆発荷重によるピストンピンの曲げ変形時
の形状に見合った形状となり、ピストンピンの曲げ変形
時におけるピストンピンと小端孔の内周面との偏当りを
防止することができ、かつ小端孔の内周面に塑性加工に
よる残留圧縮応力を発生させることができる。したがっ
て、ピストンピンの曲げ変形時における小端孔の内周面
に作用する最大引張り応力を小にすることができ、残留
圧縮応力により引張り応力に対する内周面の強度を高め
ることができる。その結果、重量増加を招くことなく小
端部を強化することができ、コネクティングロッドの耐
久性を高めることができる。 （２）請求項２に係るコネクティングロッドにおいて
は、小端孔の内周面に、両小端部スラスト面にいくにし
たがって拡径するテーパ部を設けるようにしたので、小
端部スラスト面とピストンボススラスト面との間の隙間
が、大端部スラスト面とクランク部スラスト面との間の
隙間よりも小に設定される場合でも、ピストンの挙動に
起因するコネクティングロッドの振れを防止することが
できる。
は、ピストンピンが挿通される小端孔の内周面に、塑性
加工によって成形され両小端部スラスト面にいくにした
がって拡径するテーパ部を設けるようにしたので、小端
孔の内周面が爆発荷重によるピストンピンの曲げ変形時
の形状に見合った形状となり、ピストンピンの曲げ変形
時におけるピストンピンと小端孔の内周面との偏当りを
防止することができ、かつ小端孔の内周面に塑性加工に
よる残留圧縮応力を発生させることができる。したがっ
て、ピストンピンの曲げ変形時における小端孔の内周面
に作用する最大引張り応力を小にすることができ、残留
圧縮応力により引張り応力に対する内周面の強度を高め
ることができる。その結果、重量増加を招くことなく小
端部を強化することができ、コネクティングロッドの耐
久性を高めることができる。 （２）請求項２に係るコネクティングロッドにおいて
は、小端孔の内周面に、両小端部スラスト面にいくにし
たがって拡径するテーパ部を設けるようにしたので、小
端部スラスト面とピストンボススラスト面との間の隙間
が、大端部スラスト面とクランク部スラスト面との間の
隙間よりも小に設定される場合でも、ピストンの挙動に
起因するコネクティングロッドの振れを防止することが
できる。
【図１】本発明の第１実施例に係るコネクティングロッ
ドの小端部の拡大断面図である。
ドの小端部の拡大断面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１のコネクティングロッドの小端孔に挿通さ
れたピストンピンが爆発荷重によって曲げ変形した状態
を示す断面図である。
れたピストンピンが爆発荷重によって曲げ変形した状態
を示す断面図である。
【図４】図１の小端孔の内周面を塑性加工する際の作業
工程図である。
工程図である。
【図５】本発明の第２実施例に係るコネクティングロッ
ドを用いたエンジンの要部断面図である。
ドを用いたエンジンの要部断面図である。
【図６】図５のコネクティングロッドの小端部の断面図
である。
である。
【図７】図５のピストンの挙動に伴うピストンピンを動
きを示す断面図である。
きを示す断面図である。
【図８】従来のコネクティングロッドの小端部の拡大断
面図である。
面図である。
【図９】図８のコネクティングロッドの小端孔に挿通さ
れたピストンピンが爆発荷重によって曲げ変形した状態
を示す断面図である。
れたピストンピンが爆発荷重によって曲げ変形した状態
を示す断面図である。
【図１０】図９の部分拡大断面図である。
【図１１】コネクティングロッドの位置をピストンピン
ボス側で規制するエンジンの要部断面図である。
ボス側で規制するエンジンの要部断面図である。
【図１２】コネクティングロッドの位置をクランクシャ
フト側で規制するエンジンにおけるコネクティングロッ
ド大端部の部分拡大断面図である。
フト側で規制するエンジンにおけるコネクティングロッ
ド大端部の部分拡大断面図である。
２０ コネクティングロッド ２２ ピストンピン ２３ 小端孔 ２４ 内周面 ２５ テーパ部 ４０ テーパ加工具 ５１ ピストン ５２ 大端部 ５６ 小端部スラスト面 ５７ ピストンボススラスト面 ５８ 大端部スラスト面 ５９ クランク部スラスト面 ６０ テーパ部 δ1 隙間 δ2 隙間
Claims (2)
- 【請求項１】 ピストンピンが挿通される小端孔の内周
面に、塑性加工によって成形され両小端部スラスト面に
いくにしたがって拡径するテーパ部を設けたことを特徴
とするコネクティングロッド。 - 【請求項２】 小端部スラスト面とピストンボススラス
ト面との間の隙間が、大端部スラスト面とクランク部ス
ラスト面との間の隙間よりも小に設定されるように設け
られるコネクティングロッドにおいて、ピストンが挿通
される小端孔の内周面に、両小端部スラスト面にいくに
したがって拡径するテーパ部を設けたことを特徴とする
コネクティングロッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5304439A JPH07158630A (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | コネクティングロッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5304439A JPH07158630A (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | コネクティングロッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07158630A true JPH07158630A (ja) | 1995-06-20 |
Family
ID=17933026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5304439A Pending JPH07158630A (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | コネクティングロッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07158630A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1157228A1 (en) | 1998-12-11 | 2001-11-28 | Cummins Engine Company, Inc. | Connecting rod with profiled bore for increased load capability |
| WO2014012293A1 (zh) * | 2012-07-16 | 2014-01-23 | 东风汽车有限公司 | 硬基软结构内燃机连杆 |
| CN105465159A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-06 | 本田技研工业株式会社 | 内燃机的连杆 |
| JP2016053395A (ja) * | 2014-09-03 | 2016-04-14 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
-
1993
- 1993-12-03 JP JP5304439A patent/JPH07158630A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1157228A1 (en) | 1998-12-11 | 2001-11-28 | Cummins Engine Company, Inc. | Connecting rod with profiled bore for increased load capability |
| WO2014012293A1 (zh) * | 2012-07-16 | 2014-01-23 | 东风汽车有限公司 | 硬基软结构内燃机连杆 |
| RU2624135C2 (ru) * | 2012-07-16 | 2017-06-30 | Донгфенг Коммершиал Вехайкл Ко., Лтд. | Шатун двигателя внутреннего сгорания из жесткого материала с гибкой конструкцией |
| JP2016053395A (ja) * | 2014-09-03 | 2016-04-14 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
| CN105465159A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-06 | 本田技研工业株式会社 | 内燃机的连杆 |
| JP2016070297A (ja) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関のコネクティングロッド |
| US9862021B2 (en) | 2014-09-26 | 2018-01-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Connecting rod for internal combustion engine |
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