JPS58106215A - エンジンのコネクテイングロツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、エンジンのコネクティングロッド（以下コ
ンロッドと称する）の改良に関する。

一般に、往復ピストン工／ジンのコンロッドは、圧縮、
爆発行程などで作用する種々の応力に充分耐えられる強
度が要求されるため、そのほとんどが鋼材で一体的に鍛
造される。

例えば、纂１図に示すように、ピストンピンｌを介して
ピストン（図示せず）ｔ−支持する小端部２及び仁の小
端部２と図示しなｉ大端部とを連結する連桿ｓ３等が炭
素鋼などを用い型打ち鍛造で一体的に成形される。（養
賢堂発行、内燃機関講義下巻、Ｐ２Ｓ５など） そして、上記ピストンピンｌと小端部２との結合は、小
端１＄２の孔４にピストンピン１を圧入もしくは焼はめ
する固定式のものと、小端部２の孔４にぜストンぜンｌ
をすきまばめして、このピストンピンｌをピストンのビ
ン孔（゛図示せず）に嵌入し良後、その両端をスナツグ
リングで抜は方向に固定する浮動式のもＯとがある。

ところで、このようにピストンピン１を介してピストン
を支持する；ンロツドを軽量化すると、慣性力が減少す
るため燃費が向上しかつ騒音や振動が減少すると−う利
点がＴｏシ、更に大端部を介して連結するクランク軸（
図示せず）の軽量化もてきると−う大きな波及効果があ
る。

そこで、：ｔ’ｙレッドの軽量化を行なう場合、従来の
鍛造鋼で限界設計を行なってもその効果が少なりｈため
、軽量化代が大きくとれるアルミニウム合金化が一般的
である。

しかし、コンロッドをアルミニウム合金化し次場合、鉄
製のピストンピン１とでは熱膨張率が異なるため、エン
ジンの熱負荷が高くなると第２図に示すようにピストン
ピンｌの外周と小端ＩＳ２の内周（孔４）との間に過大
なりリア２ンスＣが生じる。

そこで、クリアランスＣが生じた場合の小端部２の内周
の応力を考えると、ピストン往復動によシ小ｆｌ＃Ａ部
２に上下方向の大きな慣性力（ピストン及び♂ストンビ
ンｌによる）が働くと、その慣性力方向にピストンピン
ｌに力が加わ〕小端ｓ２が慣性力方向に広がる一方、上
述したクリアランスＣＯ存在で慣性力と直角方向にピス
トンピ／ｌをしめつけるようにつぶれ、結局小端ｗ５２
の内局は上下方向に長い楕円状になる。

このため、小端１＄２１Ｚ）内周の応力は、慣性力相当
の引張シカとつぶれによる曲げ力の合力となシ。

非常に大きな値を示すことから小端ｗ６２の耐久強ｆＫ
問題がＴｏシ、これが；ンｐツドＯアルンニクム合金化
を阻沓する大きな原因となってｖｈ九。

尚、上述した圧入方式で、常温の時に鉄製ピストンピン
ｌと鉄製；ンロツドＯ組み合せにおける圧入代よ〕も大
きな圧入代をとって、１５０℃前後で紘上述したクリア
ランスＣが生じなｉようにすること％考えられるが、こ
れだと初期圧入時の小端部内周の応力が著しく高くなシ
、逆にエンジン低温時の耐久強度が確保できないという
問題がある。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たｔので、コン四ツド小端ｖｉｘｏ外周面と連桿部Ｏ付
根付近との間に、外側に張シ出した補強部を設け、小端
部内周のつぶれ変形を抑制し骸変形による曲げ応力を軽
減することによシ、その耐久性を損なうことなくコンロ
ッドのアルミニウム合金化を可能にすることを目的とす
る。

以下ζＯ発羽の実施例を図面に基づいて説明する。

ＩＩ３図（転）、（Ｂ）Ｋ示すように、コンロッド小端
部２の外周面２人と連桿部３の付根付近との間に、左右
対称に外側に大きく略円弧状に！ｌ！り出した補強ｇ５
が一体形成される。

この補強＠５杜、第３図Ｃ）に示すように、小端Ｗ６２
の外局面２人等にリプ状に突設して設けられると共に、
その左右の補強部５間を結ぶリプ幅ノが小端部外周直径
ｄよ）も幅広く形成される。

このように構成されたコンロッドの作用を第４図（Ａ）
　、　＠）を用ｉて説明する。

今纂４図（４）に示したように補強ＩＳ５を設けていな
い従来のアルミ製コンｐツドにおいて杜、エンジンの高
負荷、高回転時には熱負荷が高−ことから、ピストンビ
ア１と小端部２０内局（孔４）とのクリアランスＣが大
となシ更にピストンの慣性力が大き−ために、排気上死
点で上方向の慣性力Ｆが最大となって小端部２の内周は
略楕円状につぶれ変形をし、小端部２には慣性力による
引張シ応力と上記変形による曲げ応力を同時に受け、そ
Ｏ合成応力は慣性力Ｆの方向に対して直角方向１１７４
中中下方にかかる。その位置での曲げ応力分布のみを示
したのが力ｆであ夛、慣性力Ｆによって生じた曲げモー
メントＭによシ小端部内周４で最大引張シ応力を示し小
端部外周２人で最大圧縮応力を示すが、小端部２Ｃ）、
ｉ一体が慣性力Ｆによって引張）応力を受けてｉるＯで
１４合成応力では小端部内周４０方が高い応力を示し、
これが小端部２の疲労破断Ｏ起点となってｖｈた。

これに対して本実施例では第４図［１）に示すように、
上述した合成応力がかかる部位に外側に大きく張シ出し
た補強ＳＳを設けたので、慣性力Ｆによって生じる曲げ
モーメントＭは同等であるが、Ｔ形断面形状（リプ状）
の補強Ｗ６５によって小端部内周４の曲げ応力ｆは大幅
に低下させられ、慣性力Ｆによる引張〕応力との合成応
力においても充分疲労限界以下の応力値とすることがで
きる。

この結果、耐久性を損なうことなく：１ｙロッドＯアル
々ニクム化が可能とな）、コンロッドが軽量となって燃
費等が向上されるのである。

次に、第５図囚、　＠）　、　Ｃ）はこの発ＩｊｌＩＯ
他の実施例を示すもので、纂３図（４）、０３）、（：
’）Ｋおける補強１＄５（Ｄ断面形状をリプ状（Ｔ゛形
断面）からＨ形断面形状に変更し、更に小端部２０補強
効果を増大させた例である。

以上説明したよ“うにこの発明によれば、ランロッド小
端部の外周面と連棒部の付根付近との間に、外側に張夛
出した補強部を設けて、小端部内周のつぶれ変形を抑制
し該変形による曲げ応力を軽減するようにしたので、耐
久性を損なうことなくコンロッドをアルミ合金化でき、
その重量を低減、できるとｉう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の要部正面図、第２固状その作用状態を
示す要部正面図、第３図（４）、　ＣＢ）はこの発明の
ｌＩ部正正面び側面図、同図Ｃ）は纂３図（４）のＸ−
Ｘ＠断面図、第４図囚、（Ｂ）はその作用状態を示す従
来例との比較説明図、［５図（４）、β）紘この発明の
他の実施例の要部正面及び側面図、同図Ｃ）は第５図（
４）のＹ−Ｙｉｉ断面図である。 ｌ・・・ピストンピン、２・・・小端部、２人・・・外
周面、３・・・連棒部、６・・・補強部、４・・・小端
部内周（孔）。 □ ０ 惺

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コネクティングロッドをピストンピンよシモ熱膨張率の
   大きｉ材料で一体形成すると共に、その小端部の外周面
   と諷桿部の付根付近との間に外側に張ル出し九補強部も
   設けた仁とを特徴とするエンジンのコネクティングロッ
   ド。