(57)【要約】【課題】大端部の結合を精度よく行うことができるとともに、低コスト化を図る。【解決手段】コンロッド１は、クランクシャフトに嵌合する第２嵌合孔３ａが形成された大端部３を備え、第２嵌合孔の径方向に大端部を破断して少なくともロッド部４およびキャップ部５に分割し、分割されたロッド部およびキャップ部の破断面（当接面）を対向させて接合することで、第２嵌合孔にクランクシャフトを嵌合させるコンロッドであって、大端部の外側面３ｂであって、大端部を破断する際に破断面が形成される部分に、破断によって分割形成されるロッド部およびキャップ部の両者に跨がる溝または突起からなる位置決め部７が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトに嵌合する嵌合孔が形成された大端部を備え、該嵌合孔の径方向に該大端部を破断して少なくとも第１部材および第２部材に分割し、分割された該第１部材および該第２部材の破断面を対向させて接合することで、該嵌合孔にクランクシャフトを嵌合させるコンロッドにおいて、
前記大端部の外側面であって、該大端部を破断する際に前記破断面が形成される部分に、破断によって分割形成される前記第１部材および前記第２部材の両者に跨がる溝または突起からなる位置決め部が形成されていることを特徴とするコンロッド。
【請求項２】
前記大端部の外側面であって、該大端部を破断する際に前記破断面が形成される部分である破断外側面は、前記嵌合孔を挟んで２つ形成され、
前記位置決め部は、２つの前記破断外側面それぞれに設けられることを特徴とする請求項１に記載のコンロッド。
【請求項３】
前記大端部には、前記第１部材および前記第２部材を接合するボルトが挿通される挿通部が形成された肉部が設けられ、該肉部に前記位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のコンロッド。
【請求項４】
前記位置決め部を構成する溝または突起は、前記挿通部の軸心と平行な向きに延在していることを特徴とする請求項３に記載のコンロッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンとクランクシャフトを連結するコンロッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンロッドは、エンジンのピストンに設けられたピストンピンと、クランクシャフトに設けられたクランクピンを連結する部材である。コンロッドの一端側に形成された小端部がピストンピンに連結され、コンロッドの他端側に形成された大端部がクランクピンに連結される。コンロッドの大端部には、クランクピンが嵌合する嵌合孔が設けられている。
【０００３】
このようなコンロッドの一種であって、この大端部に応力を加えてキャップとロッドに分割する、所謂かち割りコンロッドが普及している。キャップとロッドそれぞれには、嵌合孔に対応する窪みが半分ずつ形成されており、キャップとロッドの窪みでクランクピンを挟み、キャップとロッドをボルト締めすることで、コンロッドとクランクピンが連結される。特許文献１に記載のコンロッドは、鋳型において、破断面に対応する部分に鋳包み部材を設置した状態で溶湯を流しこんで鋳造される。鋳造後のコンロッドを２つの部材に分割すると、２つの部材の一方の破断面に鋳包み部材が残るとともに、他方の破断面に鋳包み部材に嵌合する窪みが形成されており、鋳包み部材と窪みによって破断面同士を当接したときの位置決めがされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１１０８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１のように、破断面に鋳包み部材を設ける場合、かち割りコンロッドの大端部を構成するキャップとロッドの位置決め精度が向上するものの、鋳包み部材の分だけ部品点数が多くなってしまう上、鋳造時に鋳包み部材を設置するために作業工数が増えてしまい、コストが高くなっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、大端部の結合を精度よく行うことができるとともに、低コスト化を図ることが可能なコンロッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、クランクシャフトに嵌合する嵌合孔が形成された大端部を備え、嵌合孔の径方向に大端部を破断して少なくとも第１部材および第２部材に分割し、分割された第１部材および第２部材の破断面を対向させて接合することで、嵌合孔にクランクシャフトを嵌合させる、本発明のコンロッドは、大端部の外側面であって、大端部を破断する際に破断面が形成される部分に、破断によって分割形成される第１部材および第２部材の両者に跨がる溝または突起からなる位置決め部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
大端部の外側面であって、大端部を破断する際に破断面が形成される部分である破断外側面は、嵌合孔を挟んで２つ形成され、位置決め部は、２つの破断外側面それぞれに設けられてもよい。
【０００９】
大端部には、第１部材および第２部材を接合するボルトが挿通される挿通部が形成された肉部が設けられ、肉部に位置決め部が設けられていてもよい。
【００１０】
位置決め部を構成する溝または突起は、挿通部の軸心と平行な向きに延在していてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、大端部の結合を精度よく行うことができるとともに、低コスト化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】コンロッドの正面図である。
【図２】コンロッドの斜視図である。
【図３】位置決め部を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
図１は、コンロッド１の正面図であり、図１（ａ）には、組立後のコンロッド１の正面図を示し、図１（ｂ）には、組立前のコンロッド１の正面図を示す。図１（ａ）に示すように、コンロッド１は、本体１ａの一端側に形成された小端部２と、本体１ａの他端側に形成された大端部３とを含んで構成される。
【００１５】
小端部２には、エンジンのピストンに形成されたピストンピン（不図示）が挿通される第１嵌合孔２ａが設けられている。また、大端部３には、クランクシャフトに形成されたクランクピン（不図示）が挿通される第２嵌合孔３ａ（嵌合孔）が設けられている。大端部３は、小端部２よりも大きく、また、第２嵌合孔３ａは、第１嵌合孔２ａよりも内径が大きく形成されている。
【００１６】
ピストンピンは、ピストン本体と分離可能に形成されている。コンロッド１をピストンに連結する場合、小端部２における第１嵌合孔２ａと、ピストン本体に設けられたピン孔とを対向させた状態で、第１嵌合孔２ａとピン孔にピストンピンを挿通する。
【００１７】
一方、クランクピンは、クランクシャフト本体に一体形成されており、クランクシャフト本体から分離できない。そのため、図１（ｂ）に示すように、コンロッド１の本体１ａは、大端部３を分割してロッド部４（第１部材）とキャップ部５（第２部材）に分離可能となっている。
【００１８】
ロッド部４は、２つに分割されたコンロッド１の本体１ａのうち、本体１ａの一端側の部材であって、小端部２を含んで構成される。キャップ部５は、本体１ａのうち、本体１ａの他端側の部材である。第２嵌合孔３ａは、ロッド部４側に形成された窪み４ａと、キャップ部５側に形成された窪み５ａに分離される。
【００１９】
すなわち、ロッド部４の窪み４ａとキャップ部５の窪み５ａを対向させて、ロッド部４とキャップ部５を組み合わせると、ロッド部４の窪み４ａとキャップ部５の窪み５ａによって第２嵌合孔３ａが形成されることとなる。
【００２０】
また、大端部３の外側面３ｂには、他の部位よりも肉厚に形成された肉部３ｃが設けられている。肉部３ｃは、第２嵌合孔３ａを挟んで２つ設けられている。肉部３ｃのうち、ロッド部４側には、ネジ溝が切られたボルト穴４ｂ（挿通部）が設けられている。
【００２１】
ボルト穴４ｂは、ロッド部４におけるキャップ部５との当接面４ｃにおいて、ロッド部４とキャップ部５の対向方向（図１中、左右方向）に延在している。
【００２２】
肉部３ｃのうち、キャップ部５側には、貫通孔５ｂ（挿通部）が設けられている。貫通孔５ｂは、キャップ部５におけるロッド部４との当接面５ｃにおいて、ボルト穴４ｂに対向する位置に、ボルト穴４ｂに平行に延在している。また、貫通孔５ｂは、キャップ部５の当接面５ｃから、当接面５ｃと反対側の端面５ｄまで貫通している。
【００２３】
図２は、コンロッド１の斜視図である。コンロッド１をクランクシャフトに連結する場合、ロッド部４の窪み４ａとキャップ部５の窪み５ａの間にクランクピンを挟んだ状態で、当接面４ｃ、５ｃ同士を当接させて、ロッド部４とキャップ部５を組み合わせる。そして、キャップ部５の端面５ｄ側から、貫通孔５ｂにボルト６を挿通し、ロッド部４のボルト穴４ｂにボルト６をねじ込む（螺合させる）ことで、ロッド部４とキャップ部５が締結される。こうして、第２嵌合孔３ａにクランクシャフトのクランクピンが嵌合することとなる。
【００２４】
本実施形態のコンロッド１は、所謂かち割りコンロッドであって、本体１ａは、ロッド部４とキャップ部５とが一体形成された後、破断分断される。具体的には、第２嵌合孔３ａの内壁に切り欠きを形成する。そして、例えば、第２嵌合孔３ａに楔などの破断用治具を打ち込むと、大端部３に、第２嵌合孔３ａを押し広げる方向に応力が作用する。そして、切り欠きが大端部３の外側面３ｂまで進展し、大端部３が第２嵌合孔３ａの径方向に破断する。こうして、本体１ａがロッド部４とキャップ部５に分割される。すなわち、ロッド部４とキャップ部５は分割形成され、ロッド部４とキャップ部５の当接面４ｃ、５ｃは破断面となっている。
【００２５】
ここでは、大端部３の外側面３ｂのうち、破断面が形成されて分断される部位を破断外側面３ｄと称する。破断外側面３ｄは２つの肉部３ｃそれぞれの側面となっており、第２嵌合孔３ａを挟んで２つ形成されている。
【００２６】
このようにして形成された破断面には細かな凹凸が形成されることから、この凹凸が嵌合するように、ロッド部４とキャップ部５の当接面４ｃ、５ｃを対向させて接合させることで、ロッド部４とキャップ部５との相対的な位置決めがなされる。
【００２７】
ロッド部とキャップ部を個別に形成する場合、双方の当接面に位置決めのためのノックピンなどを設けなければならない。コンロッド１においては、当接面４ｃ、５ｃに形成された凹凸によって位置決めが可能となるため、ノックピンが不要となり、大端部３の小型軽量化や、製造コスト低減が可能となっている。
【００２８】
しかし、当接面４ｃ、５ｃは破断面であるため、コンロッド１毎に、当接面４ｃ、５ｃの凹凸の形状にバラつきがある。そのため、凹凸が細かすぎる場合など、当接面４ｃ、５ｃがずれないように接合するのは困難な場合があった。
【００２９】
そこで、本実施形態の大端部３の２つの破断外側面３ｄ（肉部３ｃ）それぞれには、位置決め部７が設けられている。位置決め部７は、大端部３の外側面３ｂの肉部３ｃに形成された溝である。位置決め部７は、ロッド部４とキャップ部５の両者に跨がって、ボルト穴４ｂおよび貫通孔５ｂの軸心と平行な向きに延在している。
【００３０】
位置決め部７は、本体１ａをロッド部４とキャップ部５に破断する前の段階（例えば、鋳造段階）において、肉部３ｃに形成されている。ロッド部４とキャップ部５に破断するとき、位置決め部７は、ロッド部４に形成された部位とキャップ部５に形成された部位に分断されることとなる。
【００３１】
図３は、位置決め部７、１７を説明するための説明図であり、図３（ａ）、には、ロッド部４の当接面４ｃとキャップ部５の当接面５ｃを対向させた状態において、コンロッド１の大端部３における端面５ｄを正面に捉えた図を示す。
【００３２】
ロッド部４とキャップ部５を組み付ける工程においては、図３（ａ）に示す４つの治具８が用いられる。治具８の本体８ａは、図３（ａ）に示す向きに配置したとき、位置決め部７と平行に延在している。また、治具８の本体８ａには、位置決め部７と平行に延在し、位置決め部７に嵌合する突出部８ｂが設けられている。
【００３３】
ロッド部４とキャップ部５を組み付けるときは、ロッド部４の当接面４ｃとキャップ部５の当接面５ｃを対向させた状態で、図３（ｂ）に示すように、ロッド部４とキャップ部５それぞれに形成された位置決め部７に、治具８の突出部８ｂを嵌め合わせる。
【００３４】
その後、ロッド部４の当接面４ｃとキャップ部５の当接面５ｃを当接させると、治具８と位置決め部７によって、ロッド部４とキャップ部５が位置ズレすることなく、ロッド部４の当接面４ｃとキャップ部５の当接面５ｃの凹凸が噛み合う。そして、ボルト６を貫通孔５ｂおよびボルト穴４ｂに挿通して、ボルト穴４ｂにねじ込む。
【００３５】
図３（ｃ）には、変形例における図３（ａ）に対応する図を示す。図３（ｃ）に示すように、変形例においては、位置決め部１７は、２つの肉部３ｃが互いに離隔する方向に平行に窪んだ溝で構成される。
【００３６】
ロッド部４とキャップ部５を組み付ける工程においては、２つの治具９が用いられ、治具９の本体９ａそれぞれには、位置決め部１７と平行に延在し、位置決め部１７に嵌合する突出部９ｂが設けられている。突出部９ｂは、破断外側面３ｄに設けられた２つの位置決め部１７に合わせて、治具９の本体９ａに２つ形成されている。
【００３７】
ロッド部４とキャップ部５を組み付けるときは、ロッド部４の当接面４ｃとキャップ部５の当接面５ｃを対向させた状態で、図３（ｄ）に示すように、２つの治具９の突出部９ｂを位置決め部１７に嵌め合わせる。１つの治具９ごとに、２つの位置決め部１７に突出部９ｂを嵌め合わせることができるため、作業工数を削減できる。
【００３８】
上述した実施形態および変形例のコンロッド１は、位置決め部７、１７が設けられていることから、ロッド部４とキャップ部５を組み付ける工程において、ロッド部４の当接面４ｃとキャップ部５の当接面５ｃの位置決めを、治具８、９を用いて容易かつ高精度に遂行することが可能となる。
【００３９】
また、コンロッド１には位置決めのための部品を設ける必要がなく、部品点数を削減して、部品調達コストや部品組み立てコストを低減することが可能となる。そのうえ、位置決めに用いられる治具８、９は、コンロッド１に組み込まれずに取り外されることから、コンロッド１に位置決めのための部品を設ける場合に比べ、コンロッド１の小型軽量化を図ることが可能となる。
【００４０】
上述した実施形態および変形例においては、位置決め部７、１７が、ロッド部４とキャップ部５の両者に跨がる溝で構成される場合について説明したが、位置決め部は、ロッド部４とキャップ部５の両者に跨がる突起であってもよい。
【００４１】
また、上述した実施形態および変形例においては、位置決め部７、１７が、４つ設けられる場合について説明したが、位置決め部は、１つ以上設けられていればよい。
【００４２】
また、上述した実施形態および変形例においては、位置決め部７、１７が、２つの破断外側面３ｄそれぞれに設けられる場合について説明したが、位置決め部は、２つの破断外側面３ｄのいずれか一方にのみ設けられていてもよい。しかし、位置決め部７、１７が、２つの破断外側面３ｄそれぞれに設けられる場合、治具８、９で大端部３を挟み込むことで、位置ズレの抑制が容易となる。
【００４３】
また、上述した実施形態および変形例においては、位置決め部７、１７が、肉部３ｃに設けられる場合について説明したが、位置決め部は、肉部３ｃ以外の部位に設けられてもよい。しかし、位置決め部７、１７を肉部３ｃに設けることで、コンロッド１をクランクピンに組み付けたとき、位置決め部７、１７自体や位置決め部７、１７が形成される部位が、クランクシャフトなどの他の部材と干渉し難い。
【００４４】
また、上述した実施形態および変形例においては、位置決め部７、１７が、ボルト穴４ｂや貫通孔５ｂと平行に延在する場合について説明したが、位置決め部は、ボルト穴４ｂや貫通孔５ｂに対して傾斜する向きに延在してもよい。しかし、肉部３ｃは、ボルト穴４ｂや貫通孔５ｂの延在方向に長く形成されているため、位置決め部７、１７を、ボルト穴４ｂや貫通孔５ｂと平行に延在する向きに形成することで、位置決め部７、１７を長く形成することができ、治具８、９による位置決めを容易に安定させることが可能となる。
【００４５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、ピストンとクランクシャフトを連結するコンロッドに利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  コンロッド
２  小端部
３  大端部
３ａ  第２嵌合孔（嵌合孔）
３ｃ  肉部
３ｄ  破断外側面
４  ロッド部（第１部材）
４ｂ  ボルト穴（挿通部）
４ｃ  当接面（破断面）
５  キャップ部（第２部材）
５ｂ  貫通孔（挿通部）
５ｃ  当接面（破断面）
６  ボルト
７、１７  位置決め部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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