(57)【要約】【課題】コネクティングボルトの応力振幅を低減することが可能なコネクティングロッドを提供する。【解決手段】このコンロッド（コネクティングロッド）１は、クランクシャフト４に取り付けられるコンロッド本体１１及びコンロッドキャップ１２と、コンロッド本体１１とコンロッドキャップ１２とを締結するコネクティングボルト１３とを備える。また、コンロッドキャップ１２には、コネクティングボルト１３を挿入するボルト挿入孔１２ａが形成されている。コンロッドキャップ１２のボルト挿入孔１２ａに対してクランクシャフト４とは反対側の表面には、凹部１２ｃが形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトに取り付けられるコネクティングロッド本体及びコネクティングロッドキャップと、
前記コネクティングロッド本体と前記コネクティングロッドキャップとを締結するコネクティングボルトとを備えるコネクティングロッドにおいて、
前記コネクティングロッドキャップには、前記コネクティングボルトを挿入するボルト挿入部が形成されており、
前記コネクティングロッドキャップの前記ボルト挿入部に対して前記クランクシャフトとは反対側の表面には、凹部が形成されていることを特徴とするコネクティングロッド。
【請求項２】
請求項１に記載のコネクティングロッドにおいて、
前記コネクティングロッドキャップの凹部は、前記クランクシャフトの軸方向から見て、半円形状を有していることを特徴とするコネクティングロッド。
【請求項３】
請求項１または２に記載のコネクティングロッドにおいて、
前記コネクティングロッドキャップは、前記クランクシャフトの外形形状に沿って形成され、
前記コネクティングロッドキャップの前記ボルト挿入部は、前記コネクティングロッドキャップの一方端部に形成された第１ボルト挿入部と、他方端部に形成された第２ボルト挿入部とを含み、
前記コネクティングロッドキャップの前記第１ボルト挿入部に対して前記クランクシャフトとは反対側の表面には、第１凹部が形成され、
前記コネクティングロッドキャップの前記第２ボルト挿入部に対して前記クランクシャフトとは反対側の表面には、第２凹部が形成されていることを特徴とするコネクティングロッド。
【請求項４】
請求項３に記載のコネクティングロッドにおいて、
前記コネクティングロッドキャップの前記第１凹部及び前記第２凹部は、前記クランクシャフトの軸方向から見て、前記コネクティングロッド本体の延びる方向に対して線対称となる位置に形成されていることを特徴とするコネクティングロッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクティングロッドに関し、特に、コネクティングロッド本体とコネクティングロッドキャップとを締結するコネクティングボルトとを備えるコネクティングロッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関においては、ピストンの往復運動をクランクシャフトに伝達して回転運動に変換するためにコネクティングロッドが使用されている（例えば、特許文献１参照）。このコネクティングロッドは、アーム部（コネクティングロッド本体）と、アーム部と係合される大端部半体（コネクティングロッドキャップ）とから構成されている。
【０００３】
アーム部の一方端部には、ピストンに取り付けられる小端部が形成されており、他方端部には、クランクシャフトに取り付けられるアーム側大端部半体が形成されている。また、アーム側大端部半体と大端部半体とは、ボルト（コネクティングボルト）により締結されることによって、クランクシャフトに取り付けられている。
【０００４】
また、上記特許文献１に記載のコネクティングロッドは、軽量化のためにアルミニウム合金により形成されている。アルミニウム合金製のコネクティングロッドは、クランクシャフトにかかる慣性負荷（動荷重）を低減し、内燃機関の回転数の向上が期待される。また、アルミニウム合金材は、鋼材に比較して強度（剛性）が低いため、表面にニッケル−リンメッキを施すことにより、強度が確保されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−７１５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のようにコネクティングロッドの強度を確保することを考慮して、表面加工などにより剛性を増加させた場合には、アーム部（コネクティングロッド本体）のアーム側大端部半体と大端部半体（コネクティングロッドキャップ）との合わせ面周辺のボルトに対する外側の部分（クランクシャフトが配置される側とは反対側の部分）の剛性が増加する。このため、アーム側大端部半体と大端部半体との合わせ面周辺のボルトに対する外側の部分と内側の部分（クランクシャフトが配置される側の部分）との剛性差が大きくなる。その結果、ボルトの締結時に、アーム側大端部半体と大端部半体との合わせ面周辺がボルトとともに剛性の低い（軟らかい）側（クランクシャフト側）に向かって凹形状を有するように曲げ変形が生じるという不都合がある。
【０００７】
その結果、ボルトの締結時における曲げ変形に起因して、エンジンが駆動して動荷重が付加される際に、ボルトの応力振幅の悪化（増加）を招くという問題点がある。なお、応力振幅とは、ボルトに加わる最大応力と最小応力との差の半分の値であり、この値が比較的大きくなる場合にはボルト自体が破断（破損）するおそれがある。また、アーム側大端部及び大端部半体の内側の部分は、クランクシャフトが配置されるなどの制約が多いため補強しにくいという不都合もある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、コネクティングボルトの応力振幅を低減することが可能なコネクティングロッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、本願発明者が鋭意検討した結果、クランクシャフトに取り付けられるコネクティングロッド本体及びコネクティングロッドキャップと、前記コネクティングロッド本体と前記コネクティングロッドキャップとを締結するコネクティングボルトとを備え、前記コネクティングロッドキャップに前記コネクティングボルトを挿入するボルト挿入部を形成し、前記コネクティングロッドキャップの前記ボルト挿入部に対して前記クランクシャフトとは反対側の表面に凹部を形成することによって、コネクティングボルトの応力振幅を低減することが可能であることを見い出した。なお、コネクティングボルトの応力振幅を低減することが可能であるという効果は、後述する発明者が行った解析結果により確認済みである。
【００１０】
すなわち、本発明によるコネクティングロッドは、クランクシャフトに取り付けられるコネクティングロッド本体及びコネクティングロッドキャップと、前記コネクティングロッド本体と前記コネクティングロッドキャップとを締結するコネクティングボルトとを備える構成を前提とするものである。また、本発明によるコネクティングロッドキャップには、前記コネクティングボルトを挿入するボルト挿入部が形成されており、前記コネクティングロッドキャップの前記ボルト挿入部に対して前記クランクシャフトとは反対側の表面には、凹部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
かかる構成を備えるコネクティングロッドによれば、コネクティングロッドキャップのボルト挿入部に対してクランクシャフトとは反対側の部分の剛性を低くすることができる。これにより、コネクティングロッドキャップのボルト挿入部に対するクランクシャフトとは反対側の部分と、クランクシャフト側の部分との剛性差を低減する（小さくする）ことができる。その結果、コネクティングボルトの締結時におけるコネクティングロッド本体、コネクティングロッドキャップ及びコネクティングボルトの曲げ変形が抑制されるので、動荷重が付加される際のコネクティングボルトの応力振幅を低減することができる。
【００１２】
本発明の具体的な構成として、以下の複数のものが挙げられる。
【００１３】
本発明によるコネクティングロッドにおいて、好ましくは、前記コネクティングロッドキャップの凹部は、前記クランクシャフトの軸方向から見て、半円形状を有していることを特徴とする。このように構成すれば、凹部に応力が集中するのを抑制することができるので、凹部が形成されたコネクティングロッドキャップが破損するのを抑制しながら、コネクティングボルトの応力振幅を低減することができる。
【００１４】
また、本発明によるコネクティングロッドにおいて、好ましくは、前記コネクティングロッドキャップは、前記クランクシャフトの外形形状に沿って形成され、前記コネクティングロッドキャップの前記ボルト挿入部は、前記コネクティングロッドキャップの一方端部に形成された第１ボルト挿入部と、他方端部に形成された第２ボルト挿入部とを含み、前記コネクティングロッドキャップの前記第１ボルト挿入部に対して前記クランクシャフトとは反対側の表面には、第１凹部が形成され、前記コネクティングロッドキャップの前記第２ボルト挿入部に対して前記クランクシャフトとは反対側の表面には、第２凹部が形成されていることを特徴とする。このように構成すれば、コネクティングロッドキャップの一方端部または他方端部のいずれか一方に凹部が形成されている場合と異なり、コネクティングロッドキャップの両端部において、コネクティングロッドキャップのボルト挿入部に対するクランクシャフトとは反対側の部分と、クランクシャフト側の部分との剛性差を低減する（小さくする）ことができる。その結果、効果的にコネクティングボルトの応力振幅を低減することができる。
【００１５】
この場合、好ましくは、前記コネクティングロッドキャップの前記第１凹部及び前記第２凹部は、前記クランクシャフトの軸方向から見て、前記コネクティングロッド本体の延びる方向に対して線対称となる位置に形成されていることを特徴とする。このように構成すれば、コネクティングロッドキャップの重量バランスを保ちながら、コネクティングボルトの応力振幅を低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように、本発明によるコネクティングロッドによれば、コネクティングボルトの応力振幅を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態によるコンロッドを備えるエンジンを示す概略斜視図である。
【図２】本実施形態によるコンロッド、ピストン及びクランクシャフト等を示す正面図である。
【図３】本実施形態によるコンロッド及びコンロッドキャップの組み付け状態を示す拡大図である。
【図４】本実施形態によるコンロッド及びコンロッドキャップの組み付け状態を示す拡大断面図である。
【図５】本実施形態によるコネクティングボルトの雄ネジ部における応力振幅を示す図である。
【図６】第１比較例によるコンロッド及びコンロッドキャップの組み付け状態を示す拡大図である。
【図７】第１比較例によるコネクティングボルトの雄ネジ部における応力振幅を示す図である。
【図８】第２比較例によるコネクティングボルトの雄ネジ部における応力振幅を示す図である。
【図９】本実施形態、第１比較例、第２比較例、第３比較例及び第４比較例によるコネクティングボルトの応力安全率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
まず、図１〜図４を参照して、本実施形態によるコネクティングロッド１（以下、コンロッド１という）及びこれを備えるエンジン２の構成について説明する。
【００２０】
図１に示すように、コンロッド１を備えるエンジン２は、ピストン３とクランクシャフト４とがコンロッド１によって連結されており、ピストン３の往復運動がコンロッド１によってクランクシャフト４の回転運動へと変換される。ピストン３の上側の燃焼室５内において混合ガスが点火されて燃焼することにより、同ガスの燃焼エネルギーによってピストン３が往復運動してクランクシャフト４が回転する。
【００２１】
図２及び図３に示すように、コンロッド１は、直線状に延びるコネクティングロッド本体１１（以下、コンロッド本体１１という）と、コンロッド本体１１の下方に配置されたコネクティングロッドキャップ１２（以下、コンロッドキャップ１２という）と、２本のコネクティングボルト１３とを備えている。
【００２２】
また、コンロッド１の上端に形成された小端部１ａには、ピストンピン１４によってピストン３が連結されている。また、コンロッド１の下端に形成された大端部１ｂには、クランクシャフト４のクランクピン４ａに結合される軸孔１ｃが形成されている。この軸孔１ｃは、コンロッド本体１１の下端に形成された半円部１１１と、コンロッドキャップ１２の半円部１２１とによって形成される。
【００２３】
コンロッドキャップ１２は、コンロッド本体１１の半円部１１１側（ピストン３とは反対側）の部分に締結されている。コンロッドキャップ１２は、クランクシャフト４の軸方向から見て、略Ｃ字形状を有している。
【００２４】
また、図４に示すように、コンロッドキャップ１２の大端部１ｂの両端部には、それぞれコネクティングボルト１３を下方から挿入するボルト挿入孔１２ａが形成されている。このコンロッドキャップ１２のボルト挿入孔１２ａは、コンロッドキャップ１２を貫通して形成されている。また、コンロッド本体１１の大端部１ｂの両端部には、それぞれコネクティングボルト１３を下方から挿入するボルト挿入孔１１ａが形成されている。
【００２５】
すなわち、コネクティングボルト１３がコンロッドキャップ１２のボルト挿入孔１２ａ及びコンロッド本体１１のボルト挿入孔１１ａに挿通されることにより、コンロッドキャップ１２とコンロッド本体１１とが２箇所で締結される。なお、ボルト挿入孔１２ａは、本発明の「第１ボルト挿入部」及び「第２ボルト挿入部」の一例である。
【００２６】
コネクティングボルト１３は、軸部１３１の途中位置より（合わせ面１１ｃ及び１２ｂに対して）先端側に雄ネジ部１３２と、ヘッド部１３４側に雄ネジ部１３３とを有している。また、コンロッド本体１１のボルト挿入孔１１ａには、雌ネジ部１１ｂが形成されている。また、ボルト挿入孔１１ａには、雌ネジ部１１ｂから合わせ面１１ｃに亘って直線部１１ｄが形成されている。
【００２７】
ここで、本実施形態では、図２〜図４に示すように、コンロッドキャップ１２の外周面のうちのボルト挿入孔１２ａの外側の表面（クランクシャフト４とは反対側の表面）には、凹部１２ｃが形成されている。なお、凹部１２ｃは、本発明の「第１凹部」及び「第２凹部」の一例である。図２に示すように、２つの凹部１２ｃは、クランクシャフト４（クランクピン４ａ）の中心部に対して下方（ピストン３とは反対側）に位置するように形成されている。また、２つの凹部１２ｃは、クランクシャフト４（クランクピン４ａ）の軸方向から見て、コンロッド本体１１の延びる方向に対して線対称となる位置に形成されている。
【００２８】
また、図３及び図４に示すように、凹部１２ｃは、クランクシャフト４（クランクピン４ａ）の軸方向から見て、クランクシャフト４（クランクピン４ａ）側に向かって窪むように半円形状に形成されている。また、図４に示すように、凹部１２ｃは、コネクティングボルト１３の軸方向に対して略直交する方向に窪んで形成されている。すなわち、凹部１２ｃのコネクティングボルト１３側の部分は、凹部１２ｃの周辺の部分と比べてコネクティングボルト１３側に近づいた形状とされている。
【００２９】
ここで、一般的なコンロッドでは、コンロッド本体及びコンロッドキャップのコネクティングボルトに対する外側（クランクシャフトとは反対側）の部分は、その形状（構造）からコンロッド本体及びコンロッドキャップのコネクティングボルトに対する内側（クランクシャフト側）の部分と比べて剛性が大きくなる傾向がある。このため、コンロッド本体とコンロッドキャップとがコネクティングボルトによって締結される際には、これらの締結部分が内側に凹形状となるように変形（湾曲）する。すなわち、コンロッド本体、コンロッドキャップ及びコネクティングボルトは、剛性の小さい側（軟らかい側）へ撓むように変形する。
【００３０】
その一方で、本実施形態では、上記のように、コンロッドキャップ１２のコネクティングボルト１３（ボルト挿入孔１２ａ）に対する外側の部分に凹部１２ｃを形成することによって、コンロッドキャップ１２のコネクティングボルト１３（ボルト挿入孔１２ａ）に対する外側の部分の剛性を低下させて、コンロッドキャップ１２のコネクティングボルト１３に対する外側の部分と内側の部分との剛性差を小さくして（近づけて）いる。
【００３１】
これにより、本実施形態では、一般的なコンロッドに比べて、コンロッド本体１１とコンロッドキャップ１２とをコネクティングボルト１３によって締結する際におけるこれらの締結部分の変形量が抑制される。その結果、エンジン２が駆動される際のコネクティングボルト１３における応力振幅（最大応力と最小応力との差の半分の値）を低減することが可能となる。以下に、コネクティングボルト１３の応力振幅を低減することが可能であるという効果について、発明者が行った解析結果に基づいて説明する。
【００３２】
まず、図５を参照して、本実施形態によるコンロッド１に取り付けられるコネクティングボルト１３の応力振幅について説明する。
【００３３】
図５は、コネクティングボルト１３の雄ネジ部１３２と、コンロッド本体１１の雌ネジ部１１ｂとの係合部分における応力振幅の分布を示す図である。なお、図５では、コネクティングボルト１３の雄ネジ部１３２についての応力振幅を示しており、コンロッド本体１１の雌ネジ部１１ｂについては図示を省略している。
【００３４】
本実施形態では、コネクティングボルト１３の応力振幅の解析方法として、コネクティングボルト１３の雄ネジ部１３２のコンロッド本体１１の雌ネジ部１１ｂとの係合部分を複数の要素に分割して応力振幅を算出する有限要素法（ＦＥＭ：Ｆｉｎｉｔｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ）を用いて解析を行った。また、図５に示す領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６及びＡ７は、それぞれ、応力振幅の大きさを示しており、領域Ａ１は応力振幅が最も大きいことを示しており、領域Ａ２から領域Ａ６の順に応力振幅が低下していき、領域Ａ７は応力振幅が最も小さいことを示している。
【００３５】
図５に示す解析結果から、雄ネジ部１３２の山と雄ネジ部１３２の山との間（領域Ｘ）において、応力振幅が最も大きいことが判明した。また、雄ネジ部１３２の山と雄ネジ部１３２の山との間（領域Ｘ）から雄ネジ部１３２のネジ山に亘って応力振幅が低下していることが判明した。
【００３６】
そして、領域Ｘ（雄ネジ部１３２のネジ山とネジ山との間の領域）において、応力振幅の大きい領域（領域Ａ１〜Ａ３）が集中していることが判明した。
【００３７】
次に、図６を参照して、第１比較例によるコンロッド１０１に取り付けられるコネクティングボルト１３の応力振幅について説明する。
【００３８】
図６に示すように、第１比較例によるコンロッド１０１では、本実施形態とは異なり、コンロッドキャップ１２０には、凹部が形成されていない。すなわち、第１比較例によるコンロッド１０１では、コンロッドキャップ１２０のコネクティングボルト１３（ボルト挿入孔１２ａ）に対する外側の部分は、コンロッドキャップ１２０のコネクティングボルト１３（ボルト挿入孔１２ａ）に対する内側の部分よりも大きいものとする。すなわち、コンロッドキャップ１２０の外側の部分と、コンロッドキャップ１２０の内側の部分との剛性差が本実施形態と比べて大きくなっている。
【００３９】
このため、コンロッドキャップ１２０とコンロッド本体１１とをコネクティングボルト１３によって締結する際のコンロッドキャップ１２０、コンロッド本体１１及びコネクティングボルト１３の変形量は本実施形態と比べて大きくなるため、エンジン２が駆動される際のコネクティングボルト１３に対する応力振幅が増加する。
【００４０】
次に、図７を参照して、第１比較例によるコンロッド１０１のコネクティングボルト１３の応力振幅が増加するという点について、発明者が行った解析結果に基づいて説明する。
【００４１】
図７は、第１比較例によるコンロッド１０１のコネクティングボルト１３の雄ネジ部１３２のコンロッド本体１１の雌ネジ部１１ｂとの係合部分の応力振幅の分布を示す図である。
【００４２】
また、図７に示す領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７及びＢ８は、それぞれ、応力振幅の大きさを示しており、領域Ｂ１は応力振幅が最も大きいことを示しており、領域Ｂ２から領域Ｂ７の順に応力振幅が低下していき、領域Ｂ８は応力振幅が最も小さいことを示している。
【００４３】
そして、図７に示す解析結果から、雄ネジ部１３２の山と雄ネジ部１３２の山との間（領域Ｙ）において、応力振幅が最も大きいことが判明した。また、雄ネジ部１３２の山と雄ネジ部１３２の山との間（領域Ｙ）から雄ネジ部１３２のネジ山に亘って応力振幅が低下していることが判明した。
【００４４】
そして、領域Ｙ（雄ネジ部１３２のネジ山とネジ山との間の領域）において、応力振幅の大きい領域（領域Ｂ１〜Ｂ４）が集中していることが判明した。すなわち、第１比較例によるコンロッド１０１のコネクティングボルト１３における応力振幅は、本実施形態によるコンロッド１のコネクティングボルト１３における応力振幅に比べて大きいことが判明した。
【００４５】
次に、図８を参照して、第２比較例によるコンロッド１０２のコネクティングボルト１３の応力振幅について説明する。
【００４６】
第２比較例によるコンロッド１０２では、第１比較例によるコンロッド１０１の構成に加えてコンロッドキャップ１２０のコネクティングボルト１３に対して外側（クランクシャフト４とは反対側）の部分をパッチ等により補強して剛性を増加させた場合を想定して解析した場合について説明する。
【００４７】
この場合、上記第１比較例によるコンロッド１０１に比べて、コンロッドキャップ１２０の外側の部分の剛性は、コンロッドキャップ１２０の内側（クランクシャフト４側）の部分の剛性よりもより大きいものとなる。すなわち、コンロッドキャップ１２０の外側の部分と、コンロッドキャップ１２０の内側の部分との剛性差が上記第１比較例と比べてより大きくなる。
【００４８】
このため、コンロッドキャップ１２０とコンロッド本体１１とをコネクティングボルト１３によって締結する際のコンロッドキャップ１２０、コンロッド本体１１及びコネクティングボルト１３の変形量は、上記第１比較例と比べてより大きくなるため、エンジン２が駆動される際のコネクティングボルト１３における応力振幅がより増加する。
【００４９】
図８を参照して、第２比較例によるコンロッド１０２のコネクティングボルト１３の応力振幅が増加するという点について、発明者が行った解析結果に基づいて説明する。
【００５０】
図８は、第２比較例によるコンロッド１０２における、コネクティングボルト１３の雄ネジ部１３２のコンロッド本体１１の雌ネジ部１１ｂとの係合部分の応力振幅の分布を示す図である。
【００５１】
また、図８に示す領域Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７及びＣ８は、それぞれ、応力振幅の大きさを示しており、領域Ｃ１は応力振幅が最も大きいことを示しており、領域Ｃ２から領域Ｃ７の順に応力振幅が低下していき、領域Ｃ８は応力振幅が最も小さいことを示している。
【００５２】
図８に示す解析結果から、雄ネジ部１３２の山と雄ネジ部１３２の山との間（領域Ｚ）において、応力振幅が最も大きいことが判明した。また、雄ネジ部１３２の山と雄ネジ部１３２の山との間（領域Ｚ）から雄ネジ部１３２のネジ山に亘って応力振幅が低下していることが判明した。
【００５３】
そして、領域Ｚ（雄ネジ部１３２のネジ山とネジ山との間の領域）において、応力振幅の大きい領域（領域Ｃ１〜Ｃ４）が集中していることが判明した。また、解析結果より、第２比較例によるコンロッド１０２のコネクティングボルト１３における応力振幅は、上記本実施形態によるコンロッド１及び上記第１比較例によるコンロッド１０１のコネクティングボルト１３における応力振幅と比べて最も大きいことが判明した。
【００５４】
次に、図９を参照して、本実施形態、第１比較例、第２比較例、第３比較例及び第４比較例によるコネクティングボルトの応力安全率について説明する。
【００５５】
図９に示すグラフは、横軸にコネクティングボルト１３における平均応力［ＭＰａ］を示しており、図中左方向側が比較的平均応力が小さいことを示し、図中右方向側が比較的平均応力が大きいことを示している。また、縦軸にコネクティングボルト１３における応力振幅［ＭＰａ］を示しており、図中下方向側が比較的応力振幅が小さいことを示し、図中上方向側が比較的応力振幅が大きいことを示している。グラフ中の縦軸及び横軸に対する傾斜した直線は、コネクティングボルトの材質によって決定される応力振幅の限界点である疲労限度線を示している。
【００５６】
なお、図９では、本実施形態及び各比較例によるコンロッドのコネクティングボルトの応力安全率を算出して比較検討を行った。また、応力安全率は、解析結果から得られた応力振幅［ＭＰａ］及び平均応力［ＭＰａ］の値から、その平均応力［ＭＰａ］における疲労限度（応力振幅）を算出し、これらの結果から、応力安全率（＝疲労限度（応力振幅）／解析結果から得られた応力振幅）として算出される。
【００５７】
まず、本実施形態によるコンロッド１のコネクティングボルト１３では、解析結果から得られた応力振幅［ＭＰａ］及び平均応力［ＭＰａ］から、応力安全率は、約１．１０であることが判明した。
【００５８】
第１比較例によるコンロッド１０１のコネクティングボルト１３では、解析結果から得られた応力振幅［ＭＰａ］及び平均応力［ＭＰａ］から、応力安全率は、約１．０３であることが判明した。
【００５９】
第２比較例によるコンロッド１０２のコネクティングボルト１３では、解析結果から得られた応力振幅［ＭＰａ］及び平均応力［ＭＰａ］から、応力安全率は、約０．９９であることが判明した。
【００６０】
以上の結果から、本実施形態によるコンロッド１のコネクティングボルト１３の安全率は、第１比較例及び第２比較例と比べて高いということが判明した。
【００６１】
次に、上記第１比較例及び第２比較例に加えて、第３比較例及び第４比較例によるコンロッドのコネクティングボルトの応力安全率について説明する。なお、第３比較例及び第４比較例については、上記した図５及び図７に示すような解析結果を示していないが、上記第１比較例及び第２比較例と同様に、コンロッドキャップの外側の部分を内側の部分よりも剛性を増加させた構造を用いて解析を行った。
【００６２】
第３比較例によるコンロッドのコネクティングボルトでは、解析結果から得られた応力振幅［ＭＰａ］及び平均応力［ＭＰａ］から、応力安全率は、約１．０５であることが判明した。
【００６３】
第４比較例によるコンロッドのコネクティングボルトでは、解析結果から得られた応力振幅［ＭＰａ］及び平均応力［ＭＰａ］から、応力安全率は、約１．０３であることが判明した。
【００６４】
以上の結果から、本実施形態によるコンロッド１のコネクティングボルト１３の安全率は、第１比較例及び第２比較例と比べて高いことが判明したのに加えて、第３比較例及び第４比較例と比べて高いことも判明した。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態によるコンロッド１によれば、以下に列記するような効果が得られる。
【００６６】
本実施形態では、上記のように、コンロッドキャップ１２のボルト挿入孔１２ａに対してクランクシャフト４とは反対側の表面に、凹部１２ｃを形成する。これにより、コンロッドキャップ１２のボルト挿入孔１２ａに対してクランクシャフト４とは反対側の部分の剛性を低くすることができる。その結果、コンロッドキャップ１２のボルト挿入孔１２ａに対するクランクシャフト４とは反対側の部分と、クランクシャフト４側の部分との剛性差を低減する（小さくする）ことができる。これにより、コネクティングボルト１３の締結時におけるコンロッド本体１１、コンロッドキャップ１２及びコネクティングボルト１３の曲げ変形が抑制されるので、動荷重が付加される際のコネクティングボルト１３の応力振幅を低減することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、上記のように、コンロッドキャップ１２の凹部１２ｃを、クランクシャフト４の軸方向から見て、半円形状に形成する。これにより、凹部１２ｃに応力が集中するのを抑制することができるので、凹部１２ｃが形成されたコンロッドキャップ１２が破損するのを抑制しながら、コネクティングボルト１３の応力振幅を低減することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、上記のように、コンロッドキャップ１２の両端部におけるボルト挿入孔１２ａに対してクランクシャフト４とは反対側の表面に、凹部１２ｃをそれぞれ形成する。これにより、コンロッドキャップ１２の一方端部または他方端部のいずれか一方に凹部１２ｃが形成されている場合と異なり、コンロッドキャップ１２の両端部において、コンロッドキャップ１２のボルト挿入孔１２ａに対するクランクシャフト４とは反対側の部分と、クランクシャフト４側の部分との剛性差を低減する（小さくする）ことができる。その結果、効果的にコネクティングボルト１３の応力振幅を低減することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、上記のように、コンロッドキャップ１２の２つの凹部１２ｃを、クランクシャフト４の軸方向から見て、コネクティングロッド本体１１の延びる方向に対して線対称となる位置に形成する。これにより、コンロッドキャップ１２の重量バランスを保ちながら、コネクティングボルト１３の応力振幅を低減することができる。
【００７０】
−他の実施形態−
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７１】
たとえば、上記実施形態では、コンロッドキャップに半円形状の凹部を形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、矩形形状やＶ字形状などの半円形状以外の凹部でもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、コンロッドキャップの両端部に凹部を１つずつ形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、コンロッドキャップの一方端部又は他方端部に凹部を１つのみ形成してもよいし、コンロッドキャップの一方端部又は他方端部に２つ以上の凹部を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、コネクティングロッドに利用することができ、特に、コネクティングロッド本体とコネクティングロッドキャップとを締結するコネクティングボルトとを備えるコネクティングロッドに利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  コンロッド（コネクティングロッド）
４  クランクシャフト
４ａ  クランクピン
１１  コンロッド本体（コネクティングロッド本体）
１２  コンロッドキャップ（コネクティングロッドキャップ）
１２ａ  ボルト挿入孔（第１ボルト挿入部）（第２ボルト挿入部）
１２ｃ  凹部（第１凹部）（第２凹部）
１３  コネクティングボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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