JPH09250537A - 内燃機関のコンロッドおよびコンロッド製造方法 - Google Patents

内燃機関のコンロッドおよびコンロッド製造方法

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JPH09250537A
JPH09250537A JP5740796A JP5740796A JPH09250537A JP H09250537 A JPH09250537 A JP H09250537A JP 5740796 A JP5740796 A JP 5740796A JP 5740796 A JP5740796 A JP 5740796A JP H09250537 A JPH09250537 A JP H09250537A
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JP
Japan
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connecting rod
crankpin
receiving hole
inner peripheral
peripheral surface
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Application number
JP5740796A
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English (en)
Inventor
Yuichi Sotozono
祐一 外薗
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工コストを増大させることなくコンロッド
と軸受間のフレッティングを低減する。 【解決手段】 コンロッドの大端部に形成されるクラン
クピン受容孔8をコンロッド本体の凹部11aとコンロ
ッドキャップの凹部11bとにより画定する。コンロッ
ド長手軸線L−Lに関しピストン上死点におけるコンロ
ッド移動方向Mの上流側に位置する凹部部分11au,
11buの内周面が、下流側に位置する凹部部分11a
d,11bdの内周面よりもクランクピン受容孔8の内
方に突出するように、凹部11a,11bを形成する。
凹部11a,11bの内周面に一対の軸受半体を当接さ
せた後にこれら間にクランクピンを挟持し、次いで軸力
がほぼ同一の一対のボルトによってコンロッド本体1a
とコンロッドキャップ1bとを互いに連結する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関のコンロッ
ドおよびコンロッド製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、大端部に形成されてクランク
ピンを受容するクランクピン受容孔を、コンロッド本体
に形成される凹部と、該凹部に対面してコンロッド本体
に連結されるコンロッドキャップに形成される凹部とに
より画定し、これら凹部はコンロッド本体とコンロッド
キャップ間の連結面に関し互いに対称的に形成されてお
り、クランクピン受容孔とクランクピン間に、各凹部の
内周面に沿って延びる一対の軸受半体を挿入した内燃機
関のコンロッドが知られている。
【0003】ところが、各軸受半体とそれぞれ対応する
凹部内周面間の密着性が低いと凹部内周面に対して軸受
半体が相対的に往復動するいわゆるフレッティングが生
ずるようになる。フレッティングが生ずると軸受半体の
外周面と凹部内周面間に金属磨耗粉が進入し、或いはこ
れら軸受半体の外周面と凹部内周面間の潤滑油が熱によ
り炭化してできたスラッジが成長して軸受半体を局所的
にクランクピン受容孔の内方に押し出し、その結果この
位置において荷重が集中して著しい焼付き、磨耗、また
は金属疲労が生ずる恐れがある。
【0004】そこで、コンロッドの長手軸線の一側に位
置する各軸受半体の内周面の曲率半径と、他側に位置す
る各軸受半体の内周面の曲率半径とを互いに異ならせる
ことによりこれら軸受半体の弾性係数がコンロッド長手
軸線の両側において互いに異なるようにしたコンロッド
が公知である(特開平7−27129号公報参照)。こ
のコンロッドではフレッティングが生じやすい軸受半体
部分の弾性係数を小さくすることにより弾性変形を小さ
くして軸受半体と凹部との密着性を向上させ、それによ
ってフレッティングが低減されるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、コンロッド
に用いられる軸受半体は通常ブローチ加工によって製造
される。しかしながら、上述のコンロッドにおけるよう
にコンロッドの長手軸線の両側において軸受半体の内周
面の曲率半径を異ならせるようにすると各軸受半体を製
造するために曲率半径が互いに異なる一対のブローチを
用いるか、或いは互いに異なる一対の曲率半径を備えた
特殊なブローチを用いなければならず、その結果加工コ
ストが高くなるというという問題点がある。また、曲率
半径が互いに異なる一対のブローチを用いて軸受半体の
内周面を加工するようにするとブローチ工程を2回行わ
なければならないのに加え、軸受半体の内周面にわずか
な段差が形成され、この段差回りにおいて焼付きが生じ
やすくなるという問題点がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に1番目の発明によれば、大端部に形成されてクランク
ピンを受容するクランクピン受容孔を、コンロッド本体
に形成される凹部と、該凹部に対面してコンロッド本体
に連結されるコンロッドキャップに形成される凹部とに
より画定し、これら凹部はコンロッド本体とコンロッド
キャップ間の連結面に関し互いに対称的に形成されてお
り、クランクピン受容孔とクランクピン間に、各凹部の
内周面に沿って延びる一対の軸受半体を挿入した内燃機
関のコンロッドにおいて、コンロッドの長手軸線に関し
ピストン上死点におけるコンロッド移動方向の上流側に
位置するクランクピン受容孔の内周面を、コンロッド移
動方向の下流側に位置するクランクピン受容孔の内周面
よりもクランクピン受容孔の内方に突出させている。す
なわち、コンロッドの長手軸線に関しピストン上死点に
おけるコンロッド移動方向の上流側においてフレッティ
ングが生じやすい。そこで1番目の発明では、コンロッ
ド移動方向の上流側に位置するクランクピン受容孔の内
周面を、コンロッド移動方向の下流側に位置するクラン
クピン受容孔の内周面よりもクランクピン受容孔の内方
に突出させることによってこの位置におけるクランクピ
ン受容孔と軸受半体の密着性が高められるようにしてい
る。この場合、軸受半体の曲率半径を一定とすることが
でき、したがって加工コストを増大させることなくフレ
ッティングが低減される。
【0007】2番目の発明によれば上記課題を解決する
ために、大端部に形成されてクランクピンを受容するク
ランクピン受容孔が、コンロッド本体に形成される凹部
と、該凹部に対面してコンロッド本体に連結されるコン
ロッドキャップに形成される凹部とにより画定されてお
り、これら凹部はコンロッド本体とコンロッドキャップ
間の連結面に関し互いに対称的に形成されており、クラ
ンクピン受容孔とクランクピン間に、各凹部の内周面に
沿って延びる一対の軸受半体が挿入されており、コンロ
ッドの長手軸線の両側においてコンロッド本体とコンロ
ッドキャップとをほぼ同一の軸力でもってボルト締めす
ることによりこれらコンロッド本体とコンロッドキャッ
プとが互いに連結される内燃機関のコンロッドの製造方
法において、コンロッドの長手軸線に関しピストン上死
点におけるコンロッド移動方向の上流側に位置するコン
ロッド本体およびコンロッドキャップの剛性を、コンロ
ッド移動方向の下流側に位置するコンロッド本体および
コンロッドキャップの剛性よりも小さくしつつクランク
ピン受容孔の内周面を真円加工している。すなわち、剛
性が小さい状態で真円加工が行われると剛性が高い状態
におけるよりも削り量が小さい。そこで2番目の発明で
は、コンロッドの長手軸線に関しピストン上死点におけ
るコンロッド移動方向の上流側に位置するコンロッド本
体およびコンロッドキャップの剛性を、コンロッド移動
方向の下流側に位置するコンロッド本体およびコンロッ
ドキャップの剛性よりも小さくしつつクランクピン受容
孔の内周面を真円加工することによりコンロッド移動方
向の上流側に位置するクランクピン受容孔の削り量が小
さくなるようにしている。その結果、コンロッド移動方
向の上流側に位置するクランクピン受容孔の内周面が、
コンロッド移動方向の下流側に位置するクランクピン受
容孔の内周面よりもクランクピン受容孔の内方に突出す
ることになる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1から図3を参照すると、内燃
機関のコンロッド1は小端部2と大端部3とを備えてい
る。小端部2にはピストンピン4を受容するピストンピ
ン受容孔5が形成される。このピストンピン受容孔4内
には環状の軸受6を介してピストンピン4が挿入され、
斯くしてコンロッド1とピストン(図示しない)とが互
いに連結される。一方、大端部3にはクランクシャフト
(図示しない)のクランクピン7を受容するクランクピ
ン受容孔8が形成されている。このクランクピン受容孔
8内には、同一形状の一対の軸受半体9a,9bを介し
てクランクピン7が挿入され、斯くしてコンロッド1と
クランクシャフトとが互いに連結される。
【0009】また、コンロッド1はコンロッド本体1a
とコンロッドキャップ1bとを備えている。これらコン
ロッド本体1aおよびコンロッドキャップ1bはコンロ
ッド1の長手軸線L−Lに対し垂直な連結面K−Kにお
いて互いに連結される。この場合、コンロッド本体1a
とコンロッドキャップ1bとはクランクピン受容孔8の
両側において一対のボルト10u,10dによってボル
ト締めされることにより組付けられる。組付時における
これらボルト10u,10dの軸力は互いにほぼ同一と
されている。なお、図3に示されるようにコンロッド1
の長手軸線L−Lと連結面K−Kとの交点にクランクピ
ン7の中心Oが位置せしめられる。
【0010】クランクピン受容孔8は、コンロッド本体
1aに形成される凹部11aと、コンロッドキャップ1
bに形成される凹部11bとにより画定される。したが
って、凹部11a,11bの内周面はクランクピン受容
孔8の内周面を画定する。これら凹部11a,11bは
コンロッド本体1aとコンロッドキャップ1b間の連結
面K−Kに対し互いに対称的に形成されている。また、
これら凹部11a,11bの内周面に沿って軸受半体9
a,9bが延びており、これら軸受半体9a,9bは組
付時において環状をなしている。なお、コンロッド本体
1a、コンロッドキャップ1b、軸受6、および一対の
軸受半体9a、9bはそれぞれ例えば鋼鉄などの金属か
ら形成されている。
【0011】ところで、図3において矢印Mはピストン
上死点におけるコンロッド1の移動方向を示している。
この場合、クランクピン7は矢印Rの方向に、コンロッ
ド1に対し相対的に回転する。このようにクランクピン
7が矢印Rの方向に相対回転する場合、コンロッド長手
軸線L−Lに関しコンロッド移動方向Mの上流側に位置
する凹部部分11au,11buの内周面と、これらに
対面する軸受半体9a,9bの外周面間において、特に
凹部部分11auの内周面と、これに対面する軸受半体
9aの外周面間においてフレッティングが生じやすくな
る(図3のA)。そこで本実施態様では、コンロッド長
手軸線L−Lに関しコンロッド移動方向Mの上流側に位
置する凹部部分11au,11buの内周面を、下流側
に位置する凹部部分11ad,11bdよりもクランク
ピン受容孔8の内方に突出させている。
【0012】すなわち、組付前、言い換えるとボルト1
0u,10dの荷重が除去された状態での凹部11a、
11bの内周面を示す図4に示されるように、凹部部分
11au,11buの内周面が凹部部分11ad,11
bdよりもクランクピン受容孔8の内方に突出するよう
に、これら凹部11a,11bが形成されている。次い
で、凹部11a,11bの内周面にそれぞれ対応する軸
受半体9a,9bを当接させつつクランクピン7をコン
ロッド本体1aとコンロッドキャップ1bとにより挟持
し、ボルト10uの軸力FUとボルト10dの軸力FD
とをほぼ同一としてこれらコンロッド本体1aおよびコ
ンロッドキャップ1bをボルト締めする。その結果、組
付後において、コンロッド移動方向Mの上流側において
凹部部分11au,11buとこれらに対面する軸受半
体9a,9b間の密着性を高めることができ、したがっ
てフレッティングを低減することができる。斯くしてコ
ンロッド1、軸受半体9a,9b、およびクランクピン
7の耐久性および信頼性を高めることができる。
【0013】次に、クランクピン受容孔8の内周面の成
形方法について説明する。まず、凹部11a,11bが
形成されていないか、或いは半加工されているコンロッ
ド本体1aとコンロッドキャップ1bとをボルト10
u,10dにより互いに連結する。次いで、コンロッド
移動方向Mの上流側に位置するコンロッド本体部分1a
uおよびコンロッドキャップ部分1buの剛性を下流側
に位置するコンロッド本体部分1adおよびコンロッド
キャップ部分1bdの剛性よりも小さくしつつ、例えば
ドリルにより凹部11a,11bを真円加工により形成
する。
【0014】剛性が比較的小さくされたコンロッド本体
部分1auおよびコンロッドキャップ部分1buの自由
度が剛性が比較的高くされたコンロッド本体部分1ad
およびコンロッドキャップ部分1bdの自由度よりも大
きく、このためコンロッド本体部分1auおよびコンロ
ッドキャップ部分1buにおける、ドリル加工時の削り
量がコンロッド本体部分1adおよびコンロッドキャッ
プ部分1bdにおける削り量よりも少なくなる。その結
果、次いでボルト10u,10dを除去して荷重を除去
すると図4において実線でもって示されるように凹部部
分11au,11buが、凹部部分11ad,11bd
よりも内方に突出した凹部11a,11bを形成するこ
とができる。
【0015】コンロッド移動方向Mの上流側に位置する
コンロッド本体部分1auおよびコンロッドキャップ部
分1buの剛性を下流側に位置するコンロッド本体部分
1adおよびコンロッドキャップ部分1bdの剛性より
も小さくするために、本実施態様では凹部加工時におけ
るボルト10u,10dの軸力を互いに異ならせてい
る。すなわち、コンロッド移動方向Mの上流側に位置す
るボルト10uの軸力FUを下流側に位置するボルト1
0dの軸力FDよりも小さくしている。このようにする
と特別な加工工程や装置を用いることなくコンロッド本
体1aおよびコンロッドキャップ1bと軸受半体9a,
9bとの密着性を高めることができる。また、軸受半体
9a,9bの外周面および内周面の曲率半径を一定とし
てよいので軸受半体9a,9bに段差ができるのを阻止
しつつ容易に製造することができる。したがって、加工
コストを増大させることなくフレッティングを低減する
ことができる。
【0016】ところで、従来ではドリル加工時における
ボルトの軸力が互いにほぼ同一とされていた。この場
合、図4において破線でもって示されるようにコンロッ
ド移動方向Mの上流側に位置する凹部部分11au’,
11bu’と、下流側に位置する凹部部分11ad’,
11bd’とがコンロッド長手軸線L−Lに関し互いに
対称的に形成されることとなる。その結果、コンロッド
移動方向Mの上流側において凹部部分と軸受半体との良
好な密着性を確保することができず、したがってフレッ
ティングが生じやすくなっていた。
【0017】これに対して本実施態様では、ボルト10
uの軸力FUをボルト10dの軸力FDよりも小さくし
て凹部11a,11bを形成することにより凹部部分1
1au,11buを、凹部部分11ad,11bdより
もクランク受容孔8の内方に突出させているので凹部部
分11au,11buと軸受半体9a,9bの密着性を
高めることができる。したがって、好ましくないフレッ
ティングを低減することができる。なお、図4において
実線で示される、本実施態様のクランクピン受容孔8の
内周面の周長は、図4において破線で示される従来のク
ランクピン受容孔の内周面の周長とほぼ等しくなってい
る。
【0018】なお、図4からわかるように、本実施態様
による、コンロッド移動方向Mの下流側に位置する凹部
部分11ad,11bdが、従来の凹部部分11a
d’,11bd’よりもクランクピン受容孔の外方に位
置しており、このためコンロッド移動方向Mの下流側で
は凹部部分11ad,11bdと軸受半体9a,9b間
の密着性が従来の場合に比べて低減している。しかしな
がら、好ましくないフレッティングはコンロッド移動方
向Mの上流側で生じ、下流側ではほとんど生じない。し
たがって、凹部部分11ad,11bdと軸受半体9
a,9b間の密着性が低下したといっても問題とならな
い。
【0019】図5は別の実施態様を示している。図5を
参照すると、コンロッド移動方向Mの下流側に位置する
ボルト10d周りのコンロッド部分1adおよびコンロ
ッドキャップ部分1bdに肉厚部1af,1bfがそれ
ぞれ設けられている。これら肉厚部1af,1bfは、
凹部11a,11bの加工時においてコンロッド部分1
adおよびコンロッドキャップ部分1bdの剛性を、コ
ンロッド部分1auおよびコンロッドキャップ部分1b
uの剛性よりも高めるている。この場合、ボルト10
u,10dの軸力FU,FDは互いにほぼ等しくされて
いる。なお、凹部11a,11bの加工後、これら肉厚
部1af,1bfを破線20に沿って切断、除去するよ
うにしてもよい。
【0020】
【発明の効果】コンロッドの加工コストを増大させるこ
となくコンロッドと軸受間のフレッティングを低減する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】コンロッドの正面全体図である。
【図2】コンロッドの分解斜視図である。
【図3】コンロッドの大端部の拡大図である。
【図4】組付前におけるクランクピン受容孔の形状を示
す図である。
【図5】別の実施態様におけるコンロッドの大端部の拡
大図である。
【符号の説明】
1…コンロッド 1a…コンロッド本体 1au…コンロッド移動方向の上流側のコンロッド本体
部分 1ad…コンロッド移動方向の下流側のコンロッド本体
部分 1b…コンロッドキャップ 1bu…コンロッド移動方向の上流側のコンロッドキャ
ップ部分 1bd…コンロッド移動方向の下流側のコンロッドキャ
ップ部分 2…小端部 3…大端部 7…クランクピン 8…クランクピン受容孔 9a,9b…軸受半体 11a,11b…凹部 11au,11bu…コンロッド移動方向の上流側の凹
部部分 11ad,11bd…コンロッド移動方向の下流側の凹
部部分 K−K…連結面 L−L…コンロッド長手軸線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大端部に形成されてクランクピンを受容
    するクランクピン受容孔を、コンロッド本体に形成され
    る凹部と、該凹部に対面してコンロッド本体に連結され
    るコンロッドキャップに形成される凹部とにより画定
    し、これら凹部はコンロッド本体とコンロッドキャップ
    間の連結面に関し互いに対称的に形成されており、クラ
    ンクピン受容孔とクランクピン間に、各凹部の内周面に
    沿って延びる一対の軸受半体を挿入した内燃機関のコン
    ロッドにおいて、コンロッドの長手軸線に関しピストン
    上死点におけるコンロッド移動方向の上流側に位置する
    クランクピン受容孔の内周面を、コンロッド移動方向の
    下流側に位置するクランクピン受容孔の内周面よりもク
    ランクピン受容孔の内方に突出させたコンロッド。
  2. 【請求項2】 大端部に形成されてクランクピンを受容
    するクランクピン受容孔が、コンロッド本体に形成され
    る凹部と、該凹部に対面してコンロッド本体に連結され
    るコンロッドキャップに形成される凹部とにより画定さ
    れており、これら凹部はコンロッド本体とコンロッドキ
    ャップ間の連結面に関し互いに対称的に形成されてお
    り、クランクピン受容孔とクランクピン間に、各凹部の
    内周面に沿って延びる一対の軸受半体が挿入されてお
    り、コンロッドの長手軸線の両側においてコンロッド本
    体とコンロッドキャップとをほぼ同一の軸力でもってボ
    ルト締めすることによりこれらコンロッド本体とコンロ
    ッドキャップとが互いに連結される内燃機関のコンロッ
    ドの製造方法において、コンロッドの長手軸線に関しピ
    ストン上死点におけるコンロッド移動方向の上流側に位
    置するコンロッド本体およびコンロッドキャップの剛性
    を、コンロッド移動方向の下流側に位置するコンロッド
    本体およびコンロッドキャップの剛性よりも小さくしつ
    つクランクピン受容孔の内周面を真円加工する製造方
    法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008520927A (ja) * 2004-11-16 2008-06-19 マーレ テクノロジー インコーポレイテッド 内燃機関のためのコネクティングロッドアセンブリを製造する方法

Cited By (2)

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JP2008520927A (ja) * 2004-11-16 2008-06-19 マーレ テクノロジー インコーポレイテッド 内燃機関のためのコネクティングロッドアセンブリを製造する方法
JP4838808B2 (ja) * 2004-11-16 2011-12-14 マーレ テクノロジー インコーポレイテッド 内燃機関のためのコネクティングロッドアセンブリを製造する方法

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