JPH05118319A - 内燃機関用コンロツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸部の少なくともコンロッド引張方向に繊維
強化樹脂を用いたときでも、繊維強化樹脂に層間剥離を
生じがたい耐久性の優れた軽量な内燃機関用コンロッド
とする。 【構成】 コンロッド本体部１０の半割大端部６と半割
大端部形状のコンロッドキャップ１１とを軸部５の方向
に向く締結ボルト１２により締結した内燃機関用コンロ
ッド１において、繊維強化樹脂４よりなるコンロッド引
張方向の軸部５とコンロッド本体部１０の半割大端部６
とを前記締結ボルト１２の締結方向と直交する方向の連
結ピン９により連結した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のピストンと
クランクシャフトとを連結するのに利用される内燃機関
用コンロッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関のピストンとクランクシャフト
とを連結するに際しては、前記ピストンに設けたピスト
ンピンに枢着される小端部を軸部の一端側に有すると共
に、前記クランクシャフトに枢着される円形大端部を前
記軸部の他端側に有するコンロッド（コネクティングロ
ッド）が用いられる。

【０００３】このようなコンロッドにおいては、小端部
と軸部と半割大端部を有するコンロッド本体部と、半割
大端部形状のコンロッドキャップとを前記軸部の方向に
向く締結ボルトにより締結してクランクシャフトに枢着
した円形大端部に形成する構造を有するものが一般的に
用いられる。

【０００４】図４は、従来の内燃機関用コンロッドの一
例を示すものであって、図４に示す内燃機関用コンロッ
ド５１は、小端部５２を形成するピストンピン挿通孔形
成リング５３を有し、このピストンピン挿通孔形成リン
グ５３の外側で繊維強化樹脂５４を半円周方向に沿って
設けると共にさらに軸部方向（コンロッド５１の引張方
向）にも延長して設けて、コンロッド５１の軸部５５を
繊維強化樹脂５４により形成し、この繊維強化樹脂５４
の下端側は湾曲部５４ａで湾曲させて、軸部５５の軸方
向に対して略直交する方向に向く繊維強化樹脂先端部５
４ｂとし、これらピストンピン挿通孔形成リング５３と
繊維強化樹脂５４よりなる軸部５５と半割大端部５６と
でコンロッド本体部５７を形成し、前記繊維強化樹脂先
端部５４ｂと半割大端部５６と半割大端部形状のコンロ
ッドキャップ５８とを前記軸部５５の方向に向く締結ボ
ルト５９により締結して円形大端部６０に形成する構造
をなすものである（この図４に示したように、コンロッ
ドの引張方向に繊維強化樹脂を用いたものとしては、例
えば、実開昭５７−１２６６２０号公報に開示されたコ
ンロッドがある）。

【０００５】このような構造の内燃機関用コンロッド５
１では、小端部５２の一部および軸部５５が繊維強化樹
脂５４によって形成されているため、従来の金属製のも
のに比べてより一層の軽量化が可能となり、また、単に
重量の軽減だけでなく、慣性力の減少による高速性能の
向上が実現されるものとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内燃機関用コンロッド５１にあっては、繊維
強化樹脂５４の先端部５４ｂと半割大端部５６と半割大
端部形状のコンロッドキャップ５８とを締結ボルト５９
によって締結した場合に、締結ボルト５９による締結部
分での先端部５４ｂの繊維方向が、コンロッド５１の引
張方向に対しほぼ直交する方向となっているため、コン
ロッド５１に負荷された引張応力によって、繊維強化樹
脂５４の湾曲部５４ａの部分で層間剥離を生ずる可能性
があるという問題点を有していることから、このような
層間剥離の問題点をなくしてコンロッドの耐久性をより
一層向上させたものとすることが課題となっていた。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたもので、コンロッド本体部を構成する軸
部の少なくともコンロッド引張方向に繊維強化樹脂を用
いたコンロッドにおいて、前記繊維強化樹脂に層間剥離
が発生しないようにした内燃機関用コンロッドを提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、小端部と軸部
と半割大端部をそなえたコンロッド本体部の前記半割大
端部と、半割大端部形状のコンロッドキャップとを前記
軸部の方向に向く締結ボルトにより締結して円形大端部
に形成する内燃機関用コンロッドにおいて、前記軸部の
少なくともコンロッド引張方向に繊維強化樹脂を用い、
前記繊維強化樹脂よりなるコンロッド引張方向の軸部と
前記コンロッド本体部の半割大端部とを前記締結ボルト
の締結方向に対し直交する方向の連結ピンにより連結し
た構成としたことを特徴としており、このような内燃機
関用コンロッドに係わる発明の構成をもって前述した従
来の課題を解決するための手段としている。

【０００９】

【発明の作用】本発明に係わる内燃機関用コンロッドに
おいては、コンロッドの軸部の少なくともコンロッド引
張方向に繊維強化樹脂を用い、繊維強化樹脂よりなるコ
ンロッド引張方向の軸部とコンロッド本体部の半割大端
部とを連結するに際し、前記コンロッド本体部の半割大
端部と半割大端部形状のコンロッドキャップとを連結す
る締結ボルトの締結方向に対して直交する方向の連結ピ
ンによって、前記繊維強化樹脂よりなるコンロッド引張
方向の軸部とコンロッド本体部の半割大端部とを連結す
る構成としているので、繊維強化樹脂に湾曲部分を形成
しなくとも済むものとなり、繊維強化樹脂に湾曲部分を
形成した場合のような繊維強化樹脂の湾曲部分で層間剥
離が生ずるという従来の不具合が解消されることとなっ
て、強度がさらに向上した耐久性の良い内燃機関用コン
ロッドとなることから、コンロッドの軽量化のみならず
耐久性の向上が実現されるものとなる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明による内燃機関用コンロッドの
一実施例を示すものであって、図に示す内燃機関用コン
ロッド１は、小端部２を形成するピストンピン挿通孔形
成リング３を有し、このピストンピン挿通孔形成リング
３の外側で繊維強化樹脂４を半円周方向に沿って設ける
と共にさらに軸部方向（コンロッド１の引張方向）にも
延長して設けて、コンロッド１の引張方向の軸部５を繊
維強化樹脂４により形成し、この繊維強化樹脂４の下端
側には半割大端部６を配設し、繊維強化樹脂４の内側で
且つピストンピン挿通孔形成リング３と半割大端部６と
の間に繊維強化樹脂７よりなるコンロッド圧縮方向の軸
部８を設けた状態で、繊維強化樹脂４よりなるコンロッ
ド引張方向の軸部５の下端部と半割大端部６の上端部と
を連結ピン９で連結してコンロッド本体部１０を形成す
ると共に、コンロッド本体部１０の半割大端部６と半割
大端部形状のコンロッドキャップ１１とを締結ボルト１
２により締結した構造をなしている。

【００１１】この場合、コンロッド１の引張方向におけ
る強度を保持するコンロッド引張方向の繊維強化樹脂４
は、コンロッド引張方向における強度を向上させるため
にその繊維方向が引張方向に向くものとなっていると共
に、コンロッド１の圧縮方向における強度を保持するコ
ンロッド圧縮方向の繊維強化樹脂７は、圧縮性を向上さ
せるためにその繊維方向が圧縮方向およびこれに直交す
る水平方向の二次元方向をなす織布を用いたものとなっ
ている。

【００１２】また、一方向の繊維強化樹脂４よりなるコ
ンロッド引張方向の軸部５とコンロッド本体部１０の半
割大端部６とを連結する連結ピン９は、半割大端部６と
半割大端部形状のコンロッドキャップ１１とを連結する
締結ボルト１２に対して直交する方向に向くものとなっ
ている。

【００１３】このような構造をなす内燃機関用コンロッ
ド１を組み立てるに際しては、図２に示すように、一軸
方向の繊維強化樹脂４よりなる逆Ｕ字形状のコンロッド
引張方向の軸部５に、ピストンピン挿通孔形成リング３
と二軸方向の繊維強化樹脂７よりなるピストン圧縮方向
の軸部８を嵌合し、次いで、繊維強化樹脂４の下端部に
設けた連結ピン挿通孔４ａと半割大端部６に設けた連結
ピン連通孔６ａとを合わせて連結ピン９を差し込むこと
によって冷し嵌めにより固定することによってコンロッ
ド本体１０とする。

【００１４】次いで、クランクシャフトに枢着する場合
に、コンロッド本体部１０の半割大端部６と半割大端部
形状のコンロッドキャップ１１との間にクランクシャフ
トをはさんだ状態にして締結ボルト１２で固定すること
により、円形大端部１３に図示を省略したクランクシャ
フトを挿通した内燃機関用コンロッド１とする。

【００１５】このような構造をなす内燃機関用コンロッ
ド１では、コンロッド引張方向の繊維強化樹脂４と半割
大端部６とを連結する連結ピン９と、半割大端部６と半
割大端部形状のコンロッドキャップ１１とを連結する締
結ボルト１２とが相互に直交する関係となっており、従
来のように繊維強化樹脂５４をわん曲状態に曲げて締結
ボルト５９で固定する構造としていないので、わん曲状
部分を設けなくても済むものとなり、わん曲状部分での
層間剥離の問題がなくなるものとなる。

【００１６】なお、この実施例において、ピストンピン
挿通孔形成リング３としては、耐摩耗性に優れた金属を
用いることができ、引張方向の強度を保持するコンロッ
ド引張方向の繊維強化樹脂４としてはポリイミド，ポリ
アミドイミド等の耐熱性樹脂を一方向の炭素繊維で強化
したものを用いることができ、圧縮方向の強度を保持す
るコンロッド圧縮方向の繊維強化樹脂７としてはポリイ
ミド，ポリアミドイミド等の耐熱性樹脂を二方向の織布
状炭素繊維で強化したものを用いることができ、コンロ
ッド本体部１０の半割大端部６および半割大端部形状の
コンロッドキャップ１１としては鉄鋼材料を用いること
ができる。

【００１７】図３は本発明の他の実施例を示すものであ
って、内燃機関用コンロッド１の引張方向の軸部５を形
成する繊維強化樹脂４が、コンロッド１の圧縮方向の軸
部８を形成する繊維強化樹脂７と同様に繊維が二軸方向
に配向されたものを使用している。

【００１８】この場合、二軸方向の繊維強化樹脂４，７
は、耐熱性樹脂を含浸した炭素繊維織布を積層成形した
のちに連結ピン挿通孔４ａを形成する工程となるので、
図２に示した一方向の繊維強化樹脂４を用いた場合のよ
うに、一方向繊維を巻き付けた後に引張方向の軸部５を
成形する場合に比べて加工方法が容易なものとなる。

【００１９】

【発明の効果】本発明に係わる内燃機関用コンロッドに
よれば、小端部と軸部と半割大端部をそなえたコンロッ
ド本体部の前記半割大端部と、半割大端部形状のコンロ
ッドキャップとを前記軸部の方向に向く締結ボルトによ
り締結して円形大端部に形成する内燃機関用コンロッド
において、前記軸部の少なくともコンロッド引張方向に
繊維強化樹脂を用い、前記繊維強化樹脂よりなるコンロ
ッド引張方向の軸部と前記コンロッド本体部の半割大端
部とを前記締結ボルトの締結方向に対し直交する方向の
連結ピンにより連結した構成としたから、コンロッド本
体部を構成する軸部の少なくともコンロッド引張方向に
繊維強化樹脂を用いたときでも、繊維強化樹脂よりなる
軸部とコンロッド本体部の半割大端部との連結部分に湾
曲形状を形成することなく連結ピンを用いた連結が可能
になることから、湾曲形状を形成した場合のような湾曲
形状部分での繊維強化樹脂の層間剥離が生じないものと
なり、耐久性に優れたコンロッドにできると共に、コン
ロッドの軽量化ならびに慣性力の減少による高速性能の
向上を実現することが可能になるという著しく優れた効
果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる内燃機関用コンロッドの一実施
例を示す斜面説明図である。

【図２】図１に示した内燃機関用コンロッドの分解斜面
説明図である。

【図３】本発明に係わる内燃機関用コンロッドの他の実
施例を示す斜面説明図である。

【図４】従来の内燃機関用コンロッドの斜面説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 内燃機関用コンロッド ２ 小端部 ３ ピストンピン挿通孔形成リング ４ コンロッド引張方向の繊維強化樹脂 ５ コンロッド引張方向の軸部 ６ コンロッド本体部の半割大端部 ７ コンロッド圧縮方向の繊維強化樹脂 ８ コンロッド圧縮方向の軸部 ９ 連結ピン １０ コンロッド本体部 １１ 半割大端部形状のコンロッドキャップ １２ 締結ボルト １３ 円形大端部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 小端部と軸部と半割大端部をそなえたコ
   ンロッド本体部の前記半割大端部と、半割大端部形状の
   コンロッドキャップとを前記軸部の方向に向く締結ボル
   トにより締結して円形大端部に形成する内燃機関用コン
   ロッドにおいて、前記軸部の少なくともコンロッド引張
   方向に繊維強化樹脂を用い、前記繊維強化樹脂よりなる
   コンロッド引張方向の軸部と前記コンロッド本体部の半
   割大端部とを前記締結ボルトの締結方向に対し直交する
   方向の連結ピンにより連結したことを特徴とする内燃機
   関用コンロッド。