JPH0763216A - 内燃機関のコネクティングロッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】二分割された大端部を一対のボルトで締め付け
ると共に一対のノックピンで位置決めするコネクティン
グロッドにおいて、ボルトに加わる曲げモーメントを低
減させてボルトの耐久性を向上させる。 【構成】コネクティングロッド１の大端部４をロッド本
体７とキャップ８とに二分割して形成し、両者７，８を
それらの幅方向両側において大軸受孔６を挟んで一対の
ボルト９で締め付ける構造とする。又、ロッド本体７と
キャップ８とを各ボルト９に隣接して各々配置された一
対のノックピン１２で位置決めする構造とする。そし
て、各ノックピン１２の軸心を各ボルト９の軸心よりも
大軸受孔６に近づけて配置する。即ち、両ノックピン１
２のスパンＳ１を両ボルト９のスパンＳ２よりも小さく
設定する。従って、大端部６で発生する曲げモーメント
が両ノックピン１２にも負担されてボルト９に加わる曲
げモーメントが低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関においてピ
ストンとクランクシャフトとを連結するのに使用される
コネクティングロッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のコネクティングロッドに
関する技術として、例えば実開平４−４９２２１号公報
に開示されたものが挙げられる。このコネクティングロ
ッドは、コラムの大端部がロッド本体とキャップとに二
分割して形成されている。そして、これらロッド本体と
キャップとが、それらの幅方向両側において軸受孔を挟
んで一対のボルトにより締め付けられる構造となってい
る。ここでは、ナットを不要としたボルトが採用されて
いることから、コネクティングロッドの軽量化に寄与し
ている。又、ロッド本体及びキャップに形成された各ボ
ルト挿通孔には、ボルトとの間にピンリングがそれぞれ
介在されている。更に、ロッド本体とキャップとの結合
には一対のノックピンが採用されており、それらノック
ピンによりロッド本体とキャップとの位置決め精度の向
上が図られている。ここで、各ノックピンは各ボルトに
近接して配置されており、大端部の軸受孔から各ボルト
の軸心までの距離と、同じく軸受孔から各ノックピンの
軸心までの距離とが同じになっている。即ち、両ボルト
のスパンと両ノックピンのスパンとが同じになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来技
術では、コネクティングロッドが内燃機関で使用されて
いる場合に、その大端部における慣性力に起因して両ボ
ルトの周囲に曲げモーメントが作用することになる。し
かしながら、上記のコネクティングロッドでは、軸受孔
から各ボルトの軸心までの距離と、軸受孔から各ノック
ピンの軸心までの距離とが同じであることから、大端部
での曲げモーメントの殆どがボルトの側で負担されるこ
とになり、ノックピンで負担される分は極めて少ないも
のであった。従って、ボルト側に加わる曲げモーメント
が大きい分だけその耐久性を向上させる必要があり、そ
のためにボルト径やピンリング径を大きくする必要があ
った。しかし、ボルト径やピンリング径を大きくした場
合には、コネクティングロッドの重量を増すことにな
り、軽量化の意図に反することになり問題であった。

【０００４】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、ロッド本体とキャップとに
二分割した大端部を一対のボルトで締め付けると共に一
対のノックピンで位置決めするコネクティングロッドに
おいて、ボルトに加わる曲げモーメントを低減させてボ
ルトの耐久性を向上させることを可能にした内燃機関の
コネクティングロッドを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、内燃機関においてピストン
とクランクシャフトとを連結するコネクティングロッド
であって、クランクシャフトに連結される軸受孔を有す
る大端部をロッド本体とキャップとに二分割して形成
し、ロッド本体とキャップとを、それらの幅方向両側に
おいて軸受孔を挟んで一対のボルトにより締め付ける構
造とし、ロッド本体とキャップとを各ボルトに隣接して
各々配置された一対のノックピンにより位置決めする構
造とし、各ノックピンの軸心を各ボルトの軸心よりも軸
受孔に近づけて配置したことを趣旨としている。

【０００６】

【作用】上記の構成によれば、軸受孔を挟んで大端部の
幅方向両側に配置された両ノックピンの軸心が両ボルト
の軸心よりも軸受孔に近づいて配置されている。従っ
て、内燃機関の運転時に大端部で発生する曲げモーメン
トは両ノックピンにも負担されることになり、その分だ
けボルトに加わる曲げモーメントが低減される。

【０００７】

【実施例】以下、この発明における内燃機関のコネクテ
ィングロッドを具体化した一実施例を図１〜図５に基づ
いて詳細に説明する。

【０００８】図１はこの実施例のコネクティングロッド
１の構造を示す分解正面図である。このコネクティング
ロッド１は内燃機関のピストンとクランクシャフトとを
連結するものであって、棒状のコラム２とその両端に設
けられた小端部３及び大端部４とを備えている。小端部
３にはピストンピンに連結される小軸受孔５が設けられ
ている。又、大端部４にはクランクピンに連結される大
軸受孔６が設けられている。大端部４はコラム２に連続
するロッド本体７とキャップ８とに二分割して形成さ
れ、それらロッド本体７とキャップ８とが、それらの幅
方向両側において大軸受孔６を挟んで一対のボルト９に
より締め付けられる構造となっている。

【０００９】ここでは、ナットを不要としたボルト９が
採用されており、ボルト９はその先端部のみに雄ネジ９
ａが形成されている。又、大端部４においてロッド本体
７及びキャップ８には、各ボルト９に対応するボルト孔
１０，１１がそれぞれ形成されている。そして、ロッド
本体７の側のボルト孔１０について、その上半分のみに
雌ネジ１０ａが形成されている。これに対し、キャップ
８の側のボルト孔１１には、雌ネジが形成されていな
い。このように、ボルト９がナットレスタイプであるこ
とにより、コネクティングロッド１としての軽量化が図
られている。

【００１０】又、この実施例では、ロッド本体７とキャ
ップ８とが、各ボルト９に隣接して各々配置された一対
のノックピン１２により位置決めされる構造となってい
る。即ち、大端部４においてロッド本体７及びキャップ
８には、各ノックピン１２に対応するピン穴１３，１４
がそれぞれ形成されている。これらのピン穴１３，１４
は、前述した各ボルト孔１０，１１よりも大軸受孔６に
近づけて配置されている。即ち、図２，３にはロッド本
体７及びキャップ８の互いに突き合わされる端面７ａ，
８ａが示されている。これらの図に示すように、この実
施例において、各ピン穴１３，１４の位置は、従来の位
置よりも大軸受孔６に近づけて形成されている。又、こ
の実施例では、ボルト孔１０，１１の中心Ｐ１と各ピン
穴１３，１４の中心Ｐ２との距離を従来のそれと同じと
しながら、各ピン穴１３，１４が大軸受孔６に近づいて
配置されている。上記のような構成により、各ノックピ
ン１２の軸心を各ボルト９の軸心よりも大軸受孔６に近
づけて配置されている。つまり、図１に示すように、両
ノックピン１２のスパンＳ１が両ボルト９のスパンＳ２
よりも小さくなるように設定されている。

【００１１】上記のように構成されたコネクティングロ
ッド１を図示しないクランクシャフトのクランクピンに
連結するには、以下のような手順で行われる。即ち、大
端部４においてロッド本体７からキャップ８を取り外し
た状態で、ロッド本体７の各ピン穴１３又はキャップ８
の各ピン穴１４に、各ピン１２の半分を予め嵌め込んで
おく。そして、ロッド本体７の側の大軸受孔６をクラン
クピンに嵌め合わせ、その反対側からキャップ８の側の
大軸受孔６をクランクピンに嵌め合わせる。このとき、
両ノックピン１２の作用により、ロッド本体７とキャッ
プ８とが正確に位置決めされて結合されることになり、
両者７，８の組付け精度を向上させることができる。

【００１２】その後、各ボルト９をキャップ８の側から
各ボルト孔１１，１０に順次に挿通すると共に、各ボル
ト９の雄ネジ９ａをボルト孔１０の雌ネジ１１ａに締め
付ける。この締め付けにより、図４に示すように、ロッ
ド本体７とキャップ８とが一体に結合されて、コネクテ
ィングロッド１がクランクピン１５に連結される。

【００１３】一方、このコネクティングロッド１は、周
知のように、小端部３の小軸受孔５に挿通されたピスト
ンピンを介してピストンに連結される。従って、コネク
ティングロッド１が内燃機関に組み付けられて、その運
転時に回転運動するような場合には、図４に応力分布線
Ｌで示すように、大端部４にはその慣性力に起因した曲
げモーメントが発生する。そして、その曲げモーメント
が両ボルト９の周囲に作用することになる。しかし、こ
の実施例では、大端部４において、両ノックピン１２の
軸心が両ボルト９の軸心よりも大軸受孔６に近づいて配
置されていることから、大端部４で発生する曲げモーメ
ントが両ノックピン１２にも負担されることになり、そ
の分だけ両ボルト９に加わる曲げモーメントが低減され
る。

【００１４】図５のグラフは、大端部４における慣性力
とそれに起因して発生するボルト９の曲げモーメントの
関係を示している。このグラフより、本実施例における
曲げモーメントが従来例のそれよりも小さくなることが
分かる。ここでは、「２〜１０％」の範囲で曲げモーメ
ントが低減される。

【００１５】その結果、両ボルト９に加わる曲げモーメ
ントを低減させて両ボルト９の耐久性を向上させること
ができる。つまり、ボルト９の耐久性に余裕ができるこ
とになり、ボルト９それ自体の強度をある程度下げても
不都合がない。具体的には、図４に示す応力分布線Ｌか
らも分かるように、ボルト９で発生する曲げモーメント
は雄ネジ９ａの部位で最大となるが、この実施例の構成
によれば、その雄ネジ９ａの強度をある程度下げても不
都合がなくなる。よって、ボルト９を雄ネジ９ａの部位
を含み今よりも細径化することが可能となり、もってコ
ネクティングロッド１の軽量化を図ることができる。
又、ボルト９を細径化した場合に、図２，３に示すよう
に、大端部４の肉厚ｄ、即ちロッド本体７及びキャップ
８の肉厚ｄを縮めることが可能となり、コネクティング
ロッド１の小型化及び軽量化を図ることもできる。

【００１６】又、この実施例では、ボルト孔１０，１１
の中心Ｐ１とピン穴１３，１４の中心Ｐ２との距離を従
来のそれと同じにしながらピン穴１３，１４が大軸受孔
６に近づけられる。このため、各ピン穴１３，１４の位
置が大端部６の肉厚方向の中心に近づけられることにな
り、その分だけ大端部４の肉厚ｄを縮めることが可能と
なる。従って、この意味からも、コネクティングロッド
１の小型化及び軽量化を図ることができる。

【００１７】更に、この実施例では、ボルトとボルト挿
通孔との間にピンリングを介在させた従来のコネクティ
ングロッドとは異なり、ピンリングが省略されているこ
とから、その分だけコネクティングロッド１としての軽
量化及び小型化を図ることもできる。

【００１８】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記実施例では、ナットレスタイプのボルト９を
使用したコネクティングロッド１に具体化したが、ボル
トに対してナットを使用するタイプのコネクティングロ
ッドに具体化することもできる。

【００１９】（２）前記実施例では、ボルト孔１０，１
１の中心Ｐ１とピン穴１３，１４の中心Ｐ２との距離を
従来のそれと同じにしながら、ピン穴１３，１４を大軸
受孔４に近づけて配置した。これに対し、ボルト孔の中
心とピン穴の中心との距離を従来のそれに対して変化さ
せながら、ピン穴を大軸受孔に近づけて配置するように
してもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、大端部をロッド本体とキャップとに二分割して形成
し、それらの幅方向両側において軸受孔を挟んで一対の
ボルトにより締め付け、ロッド本体とキャップとを各ボ
ルトに隣接して配置された一対のノックピンにより位置
決めし、各ノックピンの軸心を各ボルトの軸心よりも軸
受孔に近づけて配置するようにしている。従って、大端
部で発生する曲げモーメントが両ノックピンにも負担さ
れることになり、その分だけボルトに加わる曲げモーメ
ントが低減される。その結果、ボルトに加わる曲げモー
メントを低減させてボルトの耐久性を向上させることが
できるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した一実施例におけるコネク
ティングロッドを一部破断して示す分解正面図である。

【図２】一実施例において、ロッド本体の端面を示す図
である。

【図３】一実施例において、キャップの端面を示す図で
ある。

【図４】一実施例において、コネクティングロッドの大
端部の組み付け状態を示す正面図である。

【図５】一実施例において、コネクティングロッドの大
端部における慣性力と曲げモーメントの関係を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１…コネクティングロッド、４…大端部、６…大軸受
孔、７…ロッド本体、８…キャップ、９…ボルト、１２
はノックピン、１５…クランクピン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関においてピストンとクランクシ
   ャフトとを連結するコネクティングロッドであって、前
   記クランクシャフトに連結される軸受孔を有する大端部
   をロッド本体とキャップとに二分割して形成し、前記ロ
   ッド本体と前記キャップとを、それらの幅方向両側にお
   いて前記軸受孔を挟んで一対のボルトにより締め付ける
   構造とし、前記ロッド本体と前記キャップとを前記各ボ
   ルトに隣接して各々配置された一対のノックピンにより
   位置決めする構造とし、前記各ノックピンの軸心を前記
   各ボルトの軸心よりも前記軸受孔に近づけて配置したこ
   とを特徴とする内燃機関のコネクティングロッド。