JPH09291928A

JPH09291928A - 鋼板製連接棒

Info

Publication number: JPH09291928A
Application number: JP8248575A
Authority: JP
Inventors: Shingo Kono; 信吾河野
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 1997-11-11
Also published as: US5862719A

Abstract

(57)【要約】【課題】精度低下や板厚増を伴わずにバーリング部の
強度向上が図れる鋼板性連接棒を提供する。【解決手段】バーリング部８，９で形成される軸受孔
４，５を両端に有するプレス成形の連接棒構成板２を２
枚背合せに設ける。両連接棒構成板２，２の軸受孔４，
５にわたって軸受１０を圧入する。この基本構成の鋼板
製連接棒１において、バーリング部８，９の内径面の基
端に生じる断面円弧状部１１の高さａを板厚ｔよりも低
くする。連接棒構成板２の材質は、熱処理を施していな
い鋼板とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、小型の内燃機
関、例えば刈払い機等の内燃機関に使用される軸受内蔵
の鋼板製連接棒に関する。

【０００２】

【従来の技術】小型の内燃機関における連接棒では、軽
量化やコスト低減のために、２枚の鋼板製の連接棒構成
板を背合せに接合したものが一般に用いられる。図７お
よび図８は、各々その一例を示す。これらの鋼板製連接
棒５１は、バーリング部５２，で形成される軸受孔を両
端に有しており、両連接棒構成板５１の軸受孔にわたっ
てシェル型針状ころ軸受（図示せず）等の軸受を圧入す
る。また、連接棒構成板５１には、扞部５３の座屈強度
の向上のため、図７の例のように両側縁に補強フランジ
５５を設け、あるいは図８の例のように中央に膨らみ部
分からなる補強リブ５６を長手方向に沿って設けてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、負荷荷重が大
きい場合、バーリング部５２の強度不足となる場合があ
る。板厚を厚くすると強度は上がるが、限られたスペー
スでの成型および重量軽減の必要のため、板厚増加がで
きないことが多い。また、熱処理で強度向上させること
も考えられるが、熱処理に伴って加工精度が低下するた
め、精度を維持して熱処理による強化を図ることは容易
でない。

【０００４】この発明は、上記の課題を解消するもので
あり、精度低下や板厚増を伴わずにバーリング部の強度
向上が図れる鋼板性連接棒を提供することを目的とす
る。この発明の他の目的は、扞部の剛性および座屈強度
の向上を簡単な構成で図ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の鋼板性連接棒
は、バーリング部で形成される軸受孔を両端に有するプ
レス成形の連接棒構成板を２枚背合せに設け、両連接棒
構成板の軸受孔にわたって軸受を圧入した金属板製連接
棒において、バーリング部の内径面の基端に生じる断面
円弧状部の軸方向高さを、連接棒構成板の板厚よりも低
くしたものである。

【０００６】このように、バーリング部の基端に生じる
断面円弧状部の高さを連接棒構成板の板厚よりも低くす
ることにより、軸受からバーリング部に作用する負荷荷
重が、バーリング部だけでなく、扞部でも受けられるよ
うになる。そのため、バーリング部の基端に大きな応力
が生じず、バーリング部基端の強度、特に疲労寿命が向
上する。しかも、前記のように断面円弧状部の高さを低
くすることで、シェル型軸受を圧入した場合に、軸受外
輪の波打ち状態の変形が少なくなり、これによってころ
の端部と外輪とのエッジロードがなくなって軸受の寿命
も向上する。

【０００７】上記構成の鋼板製連接棒において、両連接
棒構成板の扞部を相互にスポット溶接しても良い。この
ようにスポット溶接することで、２枚の連接棒構成板が
一体化され、剛性および座屈強度が向上する。また、こ
れらの構成の鋼板製連接棒において、連接棒構成板が両
側縁に補強フランジを有し、両連接棒構成板が扞部背面
の略全面で相互に接するものとしても良い。また、前記
連接棒構成板が、扞部の全長に延びる横断面円弧状の補
強リブを有し、バーリング部の基端の一部が前記補強リ
ブから続くようにしても良い。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１と共
に説明する。この鋼板製連接棒１は、鋼板のプレス加工
品からなる連接棒構成板２を２枚背合せに設けたもので
あり、各連接棒構成板２は、扞部３の両端に軸受孔４，
５を設けたものとされる。両連接棒構成板２，２の扞部
３，３は互いに略全面が接しており、長手方向の中央付
近における幅方向中央の１箇所で、スポット溶接部２０
により相互に溶接してある。連接棒構成板２の軸受孔
４，５の周辺（小径端および大径端）は扞部３よりも幅
広の円形状とされ、連接棒構成板２の両側縁には扞部３
から軸受孔４，５の両側に連続して補強フランジ６が立
ち上がり状態に形成されている。各軸受孔４，５の周囲
にはバーリング部８，９が突設してある。軸受１０は、
２枚の連接棒構成板２，２に渡ってバーリング部８，９
内に圧入状態に嵌合させることで鋼板製連接棒１に取付
けている。なお、前記スポット溶接部２０に加え、バー
リング部８，９への軸受１０の圧入部分においても両連
接棒構成板２，２の相互の接合力が得られるようにして
も良い。軸受１０は、この例ではシェル型の針状ころ軸
受であり、その薄肉鋼板製の軸受外輪１０ａがバーリン
グ部８，９に嵌合している。これら軸受１０，１０のう
ち、鋼板製連接棒１の小径端の軸受１０が、図３（Ａ）
のように内燃機関のピストンピン２１に連結され、大径
端の軸受１０がクランクシャフト２２に連結される。

【０００９】上記基本構成の鋼板製連接棒１において、
この例では、図１（Ｄ）に示すように、バーリング部
８，９の内径面の基端に生じる断面円弧状部１１の軸方
向高さａを、連接棒構成板２の板厚ｔよりも低くしてあ
る。また、円弧状断面部１１は略１／４の円弧である
が、その軸方向高さａは円弧状断面部１１の曲率半径よ
りも小さくなっている。断面円弧状部１１の幅ｂは、軸
方向高さａに対して、大きくても、また小さくても良
い。

【００１０】鋼板製連接棒１の全長は、例えば数十ミリ
ないし百数十ミリ程度とされる。連接棒構成板２の材質
は、熱処理を施していない鋼板が好ましく、ＪＩＳ規格
の冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ，ＳＰＣＤ，ＳＰＣＥ）や、
自動車用加工性冷間圧延高張力鋼板（例えばＳＰＦＣ
等）が使用できる。

【００１１】上記構成の作用を説明する。この構成の鋼
板製連接棒１によると、バーリング部８，９の基端に生
じる円弧状断面部１１の高さａを板厚ｔよりも低くした
ため、軸受１０からバーリング部８，９に作用する負荷
荷重が、バーリング部８，９だけでなく、扞部３でも受
けられるようになる。そのため、バーリング部８，９の
基端に大きな応力が生じず、バーリング部８，９の基端
の強度、特に疲労寿命が向上する。すなわち、クラック
や破損に至る寿命が向上する。疲労寿命の向上効果につ
いては、後に試験結果を示す。

【００１２】また、バーリング部８，９の断面円弧状部
１１の高さａが低いと、この高さａが高い場合に比べて
軸受の寿命も長くなる。すなわち、断面円弧状部１１の
高さａが高い場合、図２（Ｂ）に示すように、両バーリ
ング部８，８間（または９，９間）の隙間が大きくなる
ため、軸受１０をバーリング部８に圧入したときに、軸
受外輪１０ａの母線が波打つ。また、前記高さａが低い
と、バーリング部８，９の基端の剛性が低くてバーリン
グ部８，９が広がり状態に撓み易くなり、このバーリン
グ部８，９の撓みに軸受外輪１０ａが倣うことによって
も軸受外輪１０ａの母線の波打ちが大きくなる。そのた
め、矢印Ｐで接触位置を示すように、ころ１０ｂの両端
付近と外輪１０ａとの間で局部的な接触が生じ、軸受１
０の寿命が低下する。これに対して、断面円弧状部１１
の高さａを低くしてあると、図２（Ａ）のように軸受外
輪１０ａは中央部が若干小径となるような滑らかな適度
の湾曲形状（クラウニング形状）となる。そのため、こ
ろ１０ｂの端部付近で外輪１０ａに局部的に接すること
が少なくなり、エッジロードが軽減される。このため、
軸受１０の寿命も向上する。

【００１３】また、この鋼板製連接棒１は、両連接棒構
成板２，２の中央を相互にスポット溶接したため、２枚
の連接棒構成板２，２が一体化され、剛性および座屈強
度が向上する。すなわち、図３（Ａ）に示すように、ピ
ストンピン２１とクランクシャフト２２との間で、鋼板
製連接棒１の扞部３には強い圧縮荷重Ｆが作用する。こ
のような圧縮荷重Ｆに対して、スポット溶接部２０で接
合していないときは、図３（Ｃ）のように両側の連接棒
構成板２，２が互いに外側へ単独で開くために座屈強度
が小さい。しかし、スポット溶接部２０で接合してある
と、図３（Ｄ）のように両側の連接棒構成板２，２が一
体となった重なり状態で湾曲することになり、座屈強度
が向上する。例えば、スポット溶接部２０がある場合
は、図３（Ｂ）に曲線ｃで示すように荷重に対して曲げ
方向の変位が少ないが、スポット溶接部２０がない場合
は、曲線ｄで示すように荷重に対して変位が大きくな
る。このように、１か所をスポット溶接するだけの簡単
な構成で、剛性および座屈強度が向上する。また、スポ
ット溶接とするので、ろう付け溶接等の場合と異なり、
溶接歪みの問題が少ない。

【００１４】なお、スポット溶接部２０は必ずしも設け
なくても良い。図４は、図１の実施形態においてスポッ
ト溶接部２０による接合を省略したものである。この実
施形態の場合、バーリング部８，９への軸受１０の圧入
により、両連接棒構成板２，２の相互の接合力が得られ
る。図４の実施形態におけるその他の構成，効果は、図
１の実施形態と同じである。

【００１５】図５はこの発明の他の実施形態を示す。こ
の例は、両側の連接棒構成板２，２が、扞部３の全長に
延びる横断面円弧状の補強リブ１５を有し、バーリング
部８，９の基端の周方向の一部が補強リブ１５から続く
ものとしてある。両側の連接棒構成板２，２の扞部３の
接合は、扞部３の長手方向中央において、補強リブ１５
の両側の平坦となった２か所のスポット溶接部２０で行
っている。その他の構成は図１の実施形態と同じであ
る。この構成の場合も、前記実施形態と同様に、バーリ
ング部８，９の断面円弧状部１１の高さａを板厚よりも
小さくしたことによるバーリング部８，９の疲労寿命の
向上、および軸受寿命の向上効果が得られる。また、こ
のように補強リブ１５を設ける場合も、スポット溶接部
２０による扞部３の接合を省略し、図６の実施形態に示
すようにバーリング部８，９への軸受１０の圧入だけで
両連接棒構成板２，２を相互に接合するようにしても良
い。

【００１６】

【実施例】表１は、図４の実施形態品を比較例と共に疲
労試験した結果を示す。この試験結果から、ａ＜ｔとす
ることで、鋼板製連接棒１の疲労寿命が４〜５倍となる
ことが確認された。疲労試験に用いた供試品は、図４の
例において、バーリング部基端の高さａ（図１）を板厚
ｔよりも高くしたもの（ａ＝１．３mm、ｔ＝１．２mm、
ａ／ｔ＝１０８％）と、低くしたもの（実施形態品：ａ
＝１．０mm、ｔ＝１．２mm、ａ／ｔ＝８３％）との２種
類である。材質は、いずれもＳＰＣＣとした。荷重条件
は、圧縮５３０kgf 、引張１００kgf で行った。

【００１７】

【００１８】

【発明の効果】この発明の鋼板製連接棒は、バーリング
部の内径面の基端に生じる円弧状断面部の高さを、連接
棒構成板の板厚よりも低くしたため、精度低下や板厚増
を伴わずにバーリング部の強度向上を図ることができ
る。両連接棒構成板の扞部を相互にスポット溶接した場
合は、２枚の連接棒構成板が一体化され、剛性および座
屈強度が向上する。前記連接棒構成板が両側縁に補強フ
ランジを有し、両連接棒構成板の扞部背面の略全面が相
互に接したものである場合は、補強フランジの補強効果
により扞部の強度も向上する。また、前記連接棒構成板
が、扞部の全長に延びる横断面円弧状の補強リブを有す
るものである場合も、補強リブの補強効果で扞部の強度
が向上する。この場合に、バーリング部の基端の一部が
前記補強リブから続くものである場合も、前記と同様に
バーリング部の負荷荷重を扞部で受けてバーリング部の
強度向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる鋼板製
連接棒の正面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）は同図
（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（Ｄ）は同図（Ｃ）の鎖線Ｄ
で示す部分の拡大図である。

【図２】（Ａ），（Ｂ）は、各々同実施形態および従来
例にかかる鋼板製連接棒を用いた場合の軸受外輪の変形
状態を示す説明図である。

【図３】（Ａ）は図１の実施形態にかかる鋼板製連接棒
の作用荷重を示す説明図、（Ｂ）は鋼板製連接棒に作用
する圧縮荷重と座屈変位との関係の説明図、（Ｃ）はス
ポット溶接無しの場合の座屈状態の説明図、（Ｄ）はス
ポット溶接有りの場合の座屈状態の説明図である。

【図４】（Ａ）はこの発明の他の実施形態にかかる鋼板
製連接棒の正面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）は同図
（Ａ）のIV−IV線断面図である。

【図５】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態にかか
る鋼板製連接棒の断面図、（Ｂ）は同正面図、（Ｃ）は
同図（Ａ）の鎖線Ｃで囲む部分の拡大図、（Ｄ）は同図
（Ｂ）のＤ−Ｄ線断面図である。

【図６】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態にかか
る鋼板製連接棒の断面図、（Ｂ）は同正面図である。

【図７】従来例の正面図および断面図である。

【図８】他の従来例の正面図および断面図である。

【符号の説明】

１…金属板製連接棒２…連接棒構成板３…扞部４，５…軸受孔６…補強フランジ８，９…バーリング部１０…軸受１０ａ…軸受外輪１０ｂ…ころ１１…断面円弧状部１５…補強リブ２０…スポット溶接部ａ…高さｔ…板厚

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バーリング部で形成される軸受孔を両端
に有するプレス成形の連接棒構成板を２枚背合せに設
け、両連接棒構成板の軸受孔にわたって軸受を圧入した
鋼板製連接棒において、前記バーリング部の内径面の基
端に生じる断面円弧状部の軸方向高さを、連接棒構成板
の板厚よりも低くした鋼板製連接棒。
【請求項２】前記両連接棒構成板の扞部を相互にスポ
ット溶接した請求項１記載の鋼板製連接棒。
【請求項３】前記連接棒構成板が両側縁に補強フラン
ジを有し、両連接棒構成板の扞部背面の略全面が相互に
接した請求項１または請求項２記載の鋼板製連接棒。
【請求項４】前記連接棒構成板が、扞部の全長に延び
る横断面円弧状の補強リブを有し、前記バーリング部の
基端の一部が前記補強リブから続く請求項１または請求
項２記載の鋼板製連接棒。