KR0167532B1 - 경량화 구조의 커넥팅 로드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커넥팅 로드에 관한 것으로, 피스톤 핀과 연결되는 소단부와 본체 및 크랭크 핀에 연결되는 대단부 전체를 알루미늄 합금으로 주조하되 대단부의 상부캡과 하부캡에서 크랭크 핀 베어링과 접하는 부분에 강성 보강용의 심재를 인써트하여 구성된다.

이로써, 대단부의 필요한 강성을 유지하면서 커넥팅 로드의 경량화로 연비 향상 및 내구성 개선의 효과가 있다.

Description

경량화 구조의 커넥팅 로드

제1도는 종래 차량 커넥팅 로드의 구조을 보여주는 개략적인 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 커넥팅 로드의 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 커넥팅 로드 11 : 소단부

12 : 본체 13 : 대단부

15 : 하부캡 14 : 상부캡

16 :볼트 17,18 : 베어링

19 : 심재

본 발명은 경량화 구조의 커넥팅 로드에 관한 것으로, 특히 대단부의 강성을 보강함과 함께 경량화한 커넥팅 로드에 관한 것이다.

제1도에 도시된 바와 같이 자동차의 커넥팅 로드(1)는 피스톤(2)과 크랭크 샤프트(3)를 연결하여 엔진 실린더에서의 폭발행정시 폭발력에 의한 피스톤(2)의 직선운동을 크랭크 샤프트(3)에 회전운동으로 전달하는 부분으로서, 피스톤 핀에 핀 연결되는 소단부(5)와, 본체(5) 및 크랭크 핀에 연결되는 대단부(6)로 이루어져 있다.

이러한 커넥팅 로드(1)에는 크랭크 샤프트(3)의 회전에 따라 흡입행정시에는 피스톤 상사점에서 하사점까지 잡아당기므로 인장하중이 작용하고 폭발행정시에는 압축하중과 굽힘 하중이 계속하여 교대로 작용하게 되고 특히 크랭크 각 80°∼ 90°의 위치에서는 관성력등에 의해 벤딩작용이 발생하므로 커넥팅 로드(1)는 이러한 환경에 충분히 견딜 수 있는 강도와 강성이 요구된다.

그러나, 주철 또는 특수강재의 종래 커넥팅 구조는 그 중량이 매우 크고, 그 중량에 따라 커넥팅 로드(1)의 동작시 관성력 및 마찰력등이 증대된다.

커넥팅 로드(1)의 중량이 크면 실린더에서 피스톤에 작용하는 폭발에너지의 손실을 초래하여 결국 커넥팅 로드(1)를 통해 크랭크 샤프트(3)를 회전시키는 실효에너지가 감소되므로, 연비와 같은 차량 성능 개선을 위해 커넥팅 로드(1)의 경량화가 요구되었다. 또한, 크랭크 핀과 연결되는 커넥팅 로드(1)의 대단부(6)에서 관성력에 의한 벤딩응력에 대한 강성 보강이 커넥팅 로드의 경량화를 위해 필요하였다.

본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 큰 중량을 지닌 커넥팅 로드에 따른 문제점을 해소하여 차량 성능을 위해 로드 대단부의 상부캡과 하부캡의 강성을 보강함과 함께 커넥팅 로드 전체를 알루미늄 합금으로 주조하여 경량한 구조의 커넥팅 로드를 제공하는 것이다.

본 고안에 따른 커넥팅 로드는 피스톤 핀과 연결되는 소단부와 본체 및 크랭크 핀에 연결되는 대단부 전체를 알루미늄 합금으로 주조하되 대단부의 상부캡과 하부캡에서 크랭크 핀 베어링과 접하는 부분에 강성 보강용의 심재를 인써트하여 구성된다.

이하, 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

제2도에 있어서, 커넥팅 로드(10)는 피스톤 핀에 연결되는 소단부(11)와 본체(12) 및 크랭크 핀과 연결되는 대단부(13)로 구성된다. 상기 대단부(13)는 본체(12) 하단에 일체로 형성된 상부캡(14)과 하부캡(15)이 볼트(16)로 결합되며, 상기 상부캡(14)과 하부캡(15)의 내측면에는 화이트 메탈 또는 캘매트와 같은 베어링 합금의 상부와 하부 베어링(17,18)이 배치된다.

본 발명에 따라, 커넥팅 로드(10) 전체를 알루미늄 합금으로 주조, 바람직하기로는 중력 다이캐스팅법에 의해 구조하며 커넥팅 로드를 경량화한다. 그러나, 커넥팅 로드(10)의 대단부(13)에는 피스톤의 상사점과 하사점에서 피스톤과 커넥팅 로드 전체의 왕복운동 질량을 합한 전체 질량의 관성력에 의한 벤딩응력이 작용하므로, 커넥팅 로드(10)를 알루미늄 합금으로 주조하여 경량화함과 함께 대단부의 강성을 보강해야 한다.

본 발명에 따라 이러한 커넥팅 로드(10) 대단부(13)의 강성보강은 상하부 베어링(17,18)을 보지하는 상기 대단부(13)의 상부캡(14)과 하부캡(15)의 내측표면부에 주철 또는 특수 주철재의 강성 보강용 심재(19)를 인써트 함으로써 달성된다. 상기 심재(19)를 상하부캡(14,15)에 인써트하는 것은 금형에 심재(19)를 미리 고정시켜 주조하며 이때 주철재의 심재(19)와 상하부캡(14,15)의 접촉부가 융착되어 그 결합강도가 증대된다. 이러한 접촉부 융착을 돕도록 심재(19)를 예열할 수도 있다.

본 발명에 따라, 커넥팅 로드(10)전체를 알루미늄 합금으로 주조하되 벤딩응력이 작용하는 대단부에 보강용 심재를 인써트 함으로써 필요한 강성을 가지면서도 커넥팅 로드의 중량을 25%까지 감소시켜 결국 연비향상의 효과를 얻음과 함께 알루미늄 합금의 큰 열팽창으로 인하여 베어링(17,18)과의 간격 증대로 노이즈가 발생되는 것도 베어링과 접촉하는 표면부에 주철재의 심재(19)를 사용하여 방지된다.

Claims (2)

1. 피스톤의 직선운동을 크랭크 샤프트에 회전운동으로 전달하는 커넥팅 로드에 있어서, 소단부와 대단부 및 본체를 모두 알루미늄 합금으로 주조하되, 상하부 베어링을 각기 보지하는 상하부캡의 내측면에 보강용 심재가 인써트된 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드.
2. 제1항에 있어서, 상기 보강용 심재는 주철재로서 상하부캡과 융착되어 결합된 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드.