JPH06249231A - 内燃機関のコネクティングロッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボルト座面付近の応力を低減し、ロッド本体
の大端部の耐久性を向上させる内燃機関のコネクティン
グロッドの構造を提供する。 【構成】 コネクティングロッド１は、ロッド本体２と
キャップ３から構成されている。ロッド本体２側から挿
入されたボルト１０にキャップ３側からナット１６を螺
合することで、ロッド本体２とキャップ３とを締結して
いる。ボルト１０には、ロッド本体２のボルト孔６とキ
ャップ３のボルト孔７の双方と嵌合する嵌合部１２が設
けられている。嵌合部１２の一部である係止部１３は、
キャップ３への圧入時にキャップ３を塑性変形させる。
ボルト１０の係止部１３と塑性変形によって形成された
キャップ３の凹部１５とがボルト回転止めとなる。ボル
ト回転止めは、ロッド本体２とキャップ３との合わせ面
近傍に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関のコネクテ
ィングロッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のコネクティングロッドとしては、
例えば図４に示すようなものがある。コネクティングロ
ッド１０１は、ロッド本体１０２とキャップ１０３から
構成されている。ロッド本体１０２は、図示しないピス
トンに連結する小端部１０５と大端部１０４を有してい
る。ロッド本体１０２側から挿入されたボルト１１０に
キャップ１０３側からナット１１６を螺合することによ
り、ロッド本体１０２の大端部１０４にキャップ１０３
を取り付け、両者の間に形成される大端穴１１７に図示
しないクランクシャフトを挟持する。

【０００３】ボルト１１０には、ボルト孔１０６、１０
７内径よりも若干外径の大きな嵌合部１１２が形成され
ている。ボルト１１０は、ボルト孔１０６、１０７に圧
入され、ボルト１１０の嵌合部１１２とボルト孔１０
６、１０７が嵌合してロッド本体１０２とキャップ１０
３との位置決めを行っている。

【０００４】ロッド本体１０２の大端部１０４には、ボ
ルト１１０の座面１０８が確保されている。座ぐり部の
壁１０９は、ボルト１１０の軸心より外側に偏心させた
円筒の外周面の一部をなすように形成されている。

【０００５】ボルト１１０の頭部１１１は楕円形で、ボ
ルト１１０にナット１１６を螺合する際に、ボルト頭部
１１１側面が座ぐり部の壁１０９に当接し、ボルト１１
０の回転が抑止されるので、ボルト１１０とナット１１
６の共回りを防止することができる。

【０００６】また、実開昭６０−４９３２５号公報に開
示されたものは、図５に示すように、ボルト頭部１１１
下面に凹凸１２０を形成すると共に、ロッド本体１０２
のボルト座面１０８に前記凹凸１２０に係合する凸凹１
２１を形成し、ボルト１１０の回転を抑止するものであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ボルト・ナ
ットによりロッド本体１０２とキャップ１０３とを締結
する図４、図５に示すような構造のコネクティングロッ
ド１０１では、機関運転時のピストン慣性力による応力
が、ボルト座面１０８付近で大きく、かつ、Ａ部が応力
集中を引き起こす切欠き状となっている。このため、ボ
ルト座面１０８付近は応力的に最も厳しい状態となる。

【０００８】図４のような構造では、ボルト頭部１１１
側面が座ぐり部の壁１０９に当接しており、機関運転時
に両者が干渉するため、ボルト１１０との当接部分が疲
労および摩耗する。極部的な摩耗が生じると、その摩耗
箇所には切欠きと同様に応力が集中する。このように、
もともと応力的に厳しい状態にあるボルト座面８付近に
さらに応力集中が起こるようになる。

【０００９】図５のような構造では、ボルト頭部１１１
と座ぐり部の壁１０９との干渉は生じないが、ボルト座
面１０８に設けられた凸凹１２１の部分でボルト１１０
の凹凸部１２０との干渉が起きるので、上記のようなボ
ルト座面１０８付近の強度上の問題が生じる可能性があ
る。

【００１０】本発明は、ボルト座面付近の応力を低減
し、ロッド本体の大端部の耐久性を向上させる内燃機関
の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】上記課題を解決するた
め、この発明は、ロッド本体の大端部とキャップとでク
ランクシャフトを挟持するように、前記ロッド本体側か
ら挿入したボルトに前記キャップ側からナットを螺合す
ることにより、前記ロッド本体と前記キャップとを締結
してなる内燃機関のコネクティングロッドにおいて、前
記ボルトに、前記ロッド本体のボルト孔と前記キャップ
のボルト孔の双方と嵌合する嵌合部を設けると共に、該
嵌合部と前記ボルト孔内面との間で前記ボルトの回転を
係止するボルト回転止めを、前記ロッド本体と前記キャ
ップとの合わせ面近傍に設けた、ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記構成に基づき、作用を説明する。

【００１３】ボルトに設けられる嵌合部は、ロッド本体
のボルト孔とキャップのボルト孔の双方と嵌合し、ロッ
ド本体とキャップとの位置決めを行う。

【００１４】嵌合部とボルト孔との間で形成されるボル
ト回転止めは、ロッド本体とキャップとの合わせ面近傍
に位置してボルトとナットの共回りを防止する。このた
めロッド本体とボルトとがロッド本体の大端部に確保さ
れるボルト座面付近で極部的に当接することがなく、ボ
ルト座面付近に極部的な疲労および摩耗が生じない。

【００１５】

【実施例】本発明に係る第１実施例を、図１を参照して
説明する。

【００１６】本実施例のコネクティングロッド１は、ア
ルミニウム合金等の軽合金製である。コネクティングロ
ッド１は、ロッド本体２とキャップ３から構成されてい
る。ロッド本体２は、ピストンに連結する小端部（図
略）と大端部４を有している。ロッド本体２側から挿入
されたボルト１０にキャップ３側からナット１６を螺合
することにより、ロッド本体２の大端部４にキャップ３
を取り付け、両者の間に形成される大端穴１７に図示し
ないクランクシャフトを挟持する。

【００１７】ボルト１０には、ボルト孔６と嵌合するよ
うな嵌合部１２が形成されている。嵌合部１２の外径は
ボルト孔６の内径よりも若干大きい。ボルト孔６に対す
る嵌合部１２の圧入代は、両者の間に遊びがなく、位置
決めが行える大きさであれば良い。嵌合部１２の一部分
は、ボルト孔７とも嵌合するようにボルト１０の軸方向
に延長され、係止部１３となっている。係止部１３は嵌
合部１２の一部分である。係止部１３を互いに対向する
２箇所に設けることで嵌合部１２を対称形とし、ボルト
孔７の中心にボルト１０が位置するようにしてある。ボ
ルト孔７に対する係止部１３の圧入代は、ロッド本体２
とキャップ３とを締結する際に、ナット１６を締め込む
に従って係止部１３がボルト孔７に圧入され、ボルト１
０に比べ軟性のキャップ３が塑性変形を起こす大きさと
する。それぞれの圧入代を確保するため、キャップ３の
ボルト孔７は、ロッド本体２のボルト孔６よりも小径と
なっている。ボルト１０の嵌合部１２とボルト孔６、７
が嵌合してロッド本体２とキャップ３との位置決めを行
っている。

【００１８】ボルト１０の圧入の際には、係止部１３が
大端穴１７側の薄肉の部分に圧入されるのを避け、断面
Ｂの図に示すように、２箇所の係止部１３を結ぶ線が大
端穴１７の軸線方向を向くようにすると強度確保上有利
になる。係止部１３がキャップ３に圧入される際、前述
のようにキャップ３が塑性変型し、凹部１５が形成され
る。係止部１３は、嵌合部１２と同じ外径の円周面と、
円周方向に垂直な面１４を持っており、凹部１５の形状
も同様なものとなる。係止部１３と凹部１５とがボルト
回転止めを構成する。

【００１９】上記構成に基づき、作用を説明する。

【００２０】嵌合部１２は、ロッド本体２とキャップ３
との位置決めを行うと共に、嵌合部１２の一部である係
止部１３が凹部１５と嵌合し、ボルト１０の回転が係止
され、ボルトとナットの共回りが防止される。係止部１
３は、ボルト１０の円周方向に垂直な面１４を持ってお
り、確実にボルト１０の回転を係止することができる。

【００２１】ボルト回転止めをロッド本体２とキャップ
３との合わせ面近傍に設けるため、ロッド本体２とボル
ト１０とがロッド本体２の大端部４に確保されるボルト
座面８付近では干渉せず、ボルト座面８付近に極部的な
疲労および摩耗を生じさせることがない。このため、も
ともと応力的に厳しい状態にあるボルト座面８付近にさ
らに応力が集中するのを避けることができるので、ロッ
ド本体２の大端部４の耐久性が向上する。特に本実施例
のように切欠き感度の大きい軽合金をコネクティングロ
ッド１に用いる場合、ボルト座面８付近の強度を確保す
るための有効な方法である。

【００２２】ロッド本体２とキャップ３との合わせ面近
傍は、常に応力が低く、この部分にボルト１０との干渉
による新たな応力集中が発生しても、コネクティングロ
ッド１全体の強度に問題が生じることはない。

【００２３】本実施例のように、ボルト１０の回転止め
としてボルト１０に形成される係止部１３と、キャップ
３の塑性変形により形成される凹部１５を利用する方法
では、キャップ３のボルト孔７にボルト１０の係止部１
３と係合する凹部を予め加工しておく必要がない。ま
た、本実施例のボルト１０は、ボルト頭部でボルトの回
転止めを行う従来のボルトに比べ、ボルト頭部１１の形
状が単純になる。

【００２４】本発明に係る第２実施例を、図２を参照し
て説明する。

【００２５】本実施例は、第１実施例における係止部
を、ボルト軸方向に設けられた多数のスリットに変更し
たものである。

【００２６】スリット部１３ｂは、ロッド本体２とキャ
ップ３とを締結する際に、ナット１６を締め込むに従っ
てボルト孔７に圧入される。キャップ３には、塑性変形
によって凹部１５ｂが形成され、スリット部１３ｂと凹
部１５ｂとがボルト１０ｂの回転を係止するボルト回転
止めとなる。

【００２７】本実施例の場合、ボルト１０ｂのスリット
部分１３ｂに、ボルト１０ｂの円周方向に垂直な面１４
ｂが多く形成されることになり、確実なボルト回転止め
とすることができる。

【００２８】本発明に係る第３実施例を、図３を参照し
て説明する。

【００２９】ボルト１０ｃは、キャップ３と嵌合する部
分がテーパー状に加工されており、そのテーパー面１３
ｃは機械加工により粗い面となっている。キャップ３の
ボルト孔７は、ロッド本体２とキャップ３との合わせ面
側の端部がボルト１０ｃのテーパー面１３ｃに適合する
ようなテーパー面１５ｃとなっている。

【００３０】ロッド本体２側から挿入されたボルト１０
ｃは、まずボルト１０ｃのテーパー面１３ｃがキャップ
３のテーパー面１５ｃに当接する。キャップ３側からナ
ット１６を締め込むに従ってキャップ３が塑性変形し、
ボルト１０ｃのテーパー面１３ｃの粗い面に合致する凸
凹がキャップ３のテーパー面１５ｃに形成される。ボル
ト１０ｃのテーパー面１３ｃとキャップ３のテーパー面
１５ｃの凸凹が、ボルト１０ｃの回転を係止するボルト
回転止めとして機能する。

【００３１】本実施例の場合、ボルト１０ｃのテーパー
面１３ｃとキャップ３のテーパー面１５ｃとの摩擦抵抗
の大きさによっては、キャップ３側を塑性変形させずに
ボルト１０ｃの回転を抑止できる可能性もある。

【００３２】なお、説明した３つの実施例は、嵌合部と
キャップのボルト孔との間にボルト回転止めを形成して
いるが、ボルト回転止めは、ロッド本体のボルト孔と嵌
合部との間に形成しても、両方のボルト孔と嵌合部との
間に形成しても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明で
は、嵌合部とボルト孔との間で形成されるボルト回転止
めをロッド本体とキャップとの合わせ面近傍に設けるた
め、ロッド本体とボルトとがロッド本体の大端部に確保
されるボルト座面付近では干渉せず、ボルト座面付近に
極部的な疲労および摩耗を生じさせることがない。この
ため、もともと応力的に厳しい状態にあるボルト座面付
近にさらに応力が集中するのを避けることができるの
で、ロッド本体の大端部の耐久性が向上する。

【００３４】ロッド本体のボルト孔とキャップのボルト
孔の双方と嵌合するボルトの嵌合部にボルト回転止めの
機能をもたせたことで、上記のような利点を持つボルト
の回転止めと、ロッド本体とキャップとの位置決めを同
時に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる第１実施例を示す図

【図２】本発明にかかる第２実施例を示す図

【図３】本発明にかかる第３実施例を示す図

【図４】従来例を示す図

【図５】従来例を示す図

【符号の説明】

１ コネクティングロッド ２ ロッド本体 ３ キャップ ４ ロッド本体の大端部 ６、７ ボルト孔 １０ ボルト １６ ナット １２ 嵌合部 １３ 係止部（ボルト回転止め） １５ 凹部（ボルト回転止め）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロッド本体の大端部とキャップとでクラン
   クシャフトを挟持するように、前記ロッド本体側から挿
   入したボルトに前記キャップ側からナットを螺合するこ
   とにより、前記ロッド本体と前記キャップとを締結して
   なる内燃機関のコネクティングロッドにおいて、 前記ボルトに、前記ロッド本体のボルト孔と前記キャッ
   プのボルト孔の双方と嵌合する嵌合部を設けると共に、 該嵌合部と前記ボルト孔内面に前記ボルトの回転を係止
   するボルト回転止めを、前記ロッド本体と前記キャップ
   との合わせ面近傍に形成した、 ことを特徴とする内燃機関のコネクティングロッド。