JPH0730980Y2 - 内燃機関のコネクティングロッド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、内燃機関のピストンピンとクランクピンと
を連結するコネクティングロッドの改良に関する。

従来の技術 内燃機関のコネクティングロッドは、第３図に示すよう
に、ピストンピンに連結する小端部３と、クランクピン
に連結する大端部４とを有し、ピストンの往復運動をク
ランク軸の回転運動として伝達する機能を果たしてい
る。そして、このコネクティングロッドは、詳しくは、
大端部４の中心を通る面に沿って、小端部３を含むコネ
クティングロッド本体１と、半円形をなすキャップ２と
に２分割されて形成されており、コネクティングロッド
本体１側の合わせ面５に一対のスタッドボルト６が植設
されていて、このスタッドボルト６に螺合するナット７
によって、上記キャップ２がコネクティングロッド本体
１に締結されている。なお、キャップ２側は、上記スタ
ッドボルト６が挿通可能な単純な貫通孔となっており、
該貫通孔から突出したスタッドボルト６端部にナット７
が螺合している。また、スタッドボルト６の基部側はコ
ネクティングロッド本体１側のボルト孔９に螺合してい
るが、スタッドボルト６中間のねじ山を具備しない軸部
が嵌入し得るようにボルト孔９開口部に、ねじ山を具備
しない孔部が設けられている。そして、一般に、上記ス
タッドボルト６は、コネクティングロッド本体１の肩部
８を貫通しておらず、その先端6aがボルト孔９内に埋ま
った状態となっている（例えば実開昭59−85414号公報
等参照）。

考案が解決しようとする問題点 上記のように構成されたコネクティングロッドにおいて
は、ピストンの往復運動に伴う慣性力によって、第４図
の矢印Ｆに示すように、クランクピン10とピストンピン
11との間に引張力が作用した際に、キャップ２が撓み変
形し、これに伴ってスタッドボルト６が拡開方向にモー
メントＭを受ける。

ここで、上記のようにスタッドボルト６先端6aがボルト
孔９内に埋まった状態にあると、第５図に詳示するよう
に、その先端6a部分がボルト孔９中間部の内壁面を内側
に強く押圧する結果、コネクティングロッド本体１にス
タッドボルト６先端6aの位置で矢印で示すようなせん断
力が作用することになる。そして、このせん断力が作用
する位置には、ボルト孔９の雌ねじが鋭利な断面形状に
形成されているので、その雌ねじの谷に応力が集中し、
ここから破損を生じ易い。

従って、従来はボルト孔９部分の強度確保のために、大
端部４全体を大型化する必要があり、コネクティングロ
ッドの軽量化を阻害するといった問題があるとともに、
コネクティングロッドをアルミニュウム等の応力集中に
弱い軽合金を用いて製造することが困難であった。

問題点を解決するための手段 この考案は、上記の問題点を解決するために、コネクテ
ィングロッド本体の２分割された大端部の合わせ面に、
スタッドボルトを植設し、ここにキャップを締結してな
る内燃機関のコネクティングロッドにおいて、コネクテ
ィングロッド本体の肩部に凹部を形成するとともに、こ
の凹部の底面と側壁面との隅部をＲ面に形成し、かつボ
ルト孔をこの凹部の底面に貫通させて形成して、上記ス
タッドボルトの先端を上記底面から突出させたことを特
徴としている。

作用 上記構成においては、スタッドボルトにモーメントが作
用しても、該スタッドボルトの先端がボルト孔から突出
した状態となっているので、ボルト孔の中間部つまり雌
ねじが形成されている部分にせん断力が作用することは
ない。そして、この場合には、モーメントに伴うせん断
力は、凹部の隅部付近に作用するが、上記隅部はＲ面と
なっているので、応力集中は緩和される。

実施例 第１図は、この考案に係る内燃機関のコネクティングロ
ッドの一実施例を示す要部のみの断面図である。なお、
図示せぬ部分は上記従来のものと特に変わらない。

すなわち、このコネクティングロッドは、前述したよう
に、大端部４の中心を通る面に沿って、小端部３を含む
コネクティングロッド本体１と、半円形をなすキャップ
２とに２分割されて形成されており、コネクティングロ
ッド本体１側に形成したボルト孔９にスタッドボルト６
が螺合して植設されているとともに、キャップ２側に形
成した単純な貫通孔に該スタッドボルト６が挿通され、
その先端にナット７が螺合してキャップ２が締付固定さ
れるようになっている。なお、スタッドボルト６は、上
下の各部分が同一方向のネジ、詳しくは右ネジとなって
いるが、その組み立て手順としては、先ず、スタッドボ
ルト６上半部をコネクティングロッド本体１のボルト孔
９にねじ込んで固定した後に、キャップ２の貫通孔を該
スタッドボルト６の下半部に挿通させ、かつキャップ２
から突出した端部にナット７を締め付けてキャップ２を
コネクティングロッド本体１に締結することになる。そ
して、この実施例のコネクティングロッドにおいては、
ボルト孔９と同心状に、コネクティングロッド本体１の
肩部８に凹部12が形成されている。この凹部12は、例え
ばコネクティングロッド本体１の鍛造後に二次的な機械
加工によってボルト孔９より一回り大径に形成されたも
ので、コネクティングロッド本体１の合わせ面５と平行
な底面12aを有している。また、その底面12aと円筒状を
なす側壁面12bとが接する隅部12cは、応力集中を回避す
るために適宜なＲ面、例えば半径1mm以上のＲ面に形成
されている。そして、ボルト孔９は、上記凹部12の底面
12a中央部に貫通した状態に形成されており、ここに螺
合したスタッドボルト６の先端6aが上記底面12aから突
出した状態となっている。なお、スタッドボルト６は、
中間部にねじ山の無い軸部を有し、これがボルト孔９開
口部のねじ山を具備しない孔部に嵌入するようになって
いるので、該スタッドボルト６をコネクティングロッド
本体１側にねじ込んだ際に、第１図のように所定位置ま
で螺合した状態でスタッドボルト６が堅固に固定され
る。

従って、上記構成においては、ピストンの往復運動に伴
う慣性力によって、スタッドボルト６が拡開方向にモー
メントを受けた際に、第２図に示すように、スタッドボ
ルト６がボルト孔９の凹部12側開口付近を強く押圧する
形となり、ボルト孔９の中間部にせん断力が作用するこ
とはない。つまり、雌ねじが鋭利な断面形状に形成され
ているボルト孔９中間部分での応力集中が回避される。
また、上記のようにボルト孔９の凹部12側開口付近が押
圧される結果、凹部12の隅部12c付近に第２図に矢印で
示すようなせん断力が作用するが、この隅部12cは、上
記のように比較的大きなＲ面に形成されているので、応
力集中が緩和され、クラックの発生が防止させる。

従って、従来のように大端部４全体を大型化して補強し
たりする必要がなくなり、コネクティングロッド全体の
軽量化が図れるとともに、アルミニュウム等の応力集中
に弱い軽合金を用いてコネクティングロッド本体１を製
造することが可能となる。

なお、上記凹部12を、ボルト孔９の機械加工前に形成し
ておくようにすれば、ボルト孔９の下孔をドリルにて形
成する際に、ドリルの軸心に対し凹部12底面12aが垂直
となるので、従来、傾斜した肩部８をドリルが突き抜け
る際に生じ易かった下孔の曲がりを防止することができ
る。

考案の効果 以上の説明で明らかなように、この考案に係る内燃機関
のコネクティングロッドにおいては、コネクティングロ
ッド本体の肩部に凹部を形成するとともに、この凹部の
底面と側壁面との隅部をＲ面に形成し、かつボルト孔を
この凹部の底面に貫通させて形成して、スタッドボルト
の先端を上記底面から突出させたので、従来のように鋭
利な雌ねじが形成されたボルト孔の中間部に応力集中を
生じることがない。従って、大端部の小型化のひいては
コネクティングロッド全体の軽量化が図れるとともに、
その成形材料としてアルミニュウム等の軽合金の使用が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係るコネクティングロッドの一実施
例を示す要部のみの断面図、第２図はその変形時の状態
を示す説明図、第３図は従来におけるコネクティングロ
ッドを示す平面図、第４図はこのコネクティングロッド
に引張力が作用した際の変形状態を示す説明図、第５図
はその要部の変形時の状態を示す説明図である。 １…コネクティングロッド本体、２…キャップ、４…大
端部、６…スタッドボルト、８…肩部、９…ボルト孔、
12…凹部、12a…底面、12c…隅部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】コネクティングロッド本体の２分割された
   大端部の合わせ面に、スタッドボルトを植設し、ここに
   キャップ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、コネクティングロッド本体の肩部に凹部を
   形成するとともに、この凹部の底面と側壁面との隅部を
   Ｒ面に形成し、かつボルト孔をこの凹部の底面に貫通さ
   せて形成して、上記スタッドボルトの先端を上記底面か
   ら突出させたことを特徴とする内燃機関のコネクティン
   グロッド。