(57)【要約】    【課題】      破断分割時の剥がれや欠けの問題を防止しつつ、破断後の位置合わせ精度を確保でき、さらには溝加工に要する加工時間を短縮できるとともに、加工精度を向上できる分割型コンロッドを提供すること。    【解決手段】  分割型コンロッド１００は、クランクピン孔１０１ｄを有する大端部１０１ｅを含む。また、大端部１０１ｅのクランクピン孔１０１ｄの内周面には、谷部１０６が形成される。さらに、破断起点溝１０５が、谷部１０６の底部に形成される。  【選択図】      図１
2005106271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクピン孔の内周面に形成された谷部と、
前記谷部の底部に形成された破断起点溝と、
を有することを特徴とする分割型コンロッド。
【請求項２】
前記破断起点溝は、その幅が前記谷部の幅よりも小さく形成され、且つ、前記内周面に前記谷部を形成した後に形成されることを特徴とする請求項１記載の分割型コンロッド。
【請求項３】
前記谷部は、前記底部が、前記破断起点溝の開口部からボルト孔までの最短距離に対する前記破断起点溝の深さの比率が約７０％以上になる位置に配置されるように形成されることを特徴とする請求項１記載の分割型コンロッド。
【請求項４】
前記谷部は、前記内周面に形成される軸受係止溝の対向位置に形成されることを特徴とする請求項１記載の分割型コンロッド。
【請求項５】
前記軸受係止溝は、前記内周面周方向に偏位した位置に形成される一対の凹部であることを特徴とする請求項４記載の分割型コンロッド。
【請求項６】
前記谷部の前記内周面周方向の幅は、前記軸受係止溝の一対の凹部の前記内周面周方向の形成幅よりも小であることを特徴とする請求項５記載の分割型コンロッド。
【請求項７】
請求項１記載の分割型コンロッドを有することを特徴とするエンジン。
【請求項８】
請求項１記載の分割型コンロッドを有することを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面硬化処理が施された大端部をロッド部とキャップ部とに破断分割し、該ロッド部とキャップ部とを破断分割面同士を位置合わせした状態で締結ボルトにより結合する、分割型コンロッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の分割型コンロッドでは、大端部をロッド部とキャップ部とに破断分割する際に、該破断を誘発させるための破断起点溝を設ける場合がある。例えば、図１６Ａおよび図１６Ｂに示すように、大端部５０のクランクピン孔５０ａの内周面に該クランクピン孔５０ａの軸心方向に延びる一対の破断起点溝５１、５１を切り欠き形成する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】米国特許第４，５６９，１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、大端部５０を破断分割すると、その破断面は、図１７Ａおよび図１７Ｂに示すように、破断起点溝５１から矢印Ｘ、Ｙで示すそれぞれの経路でボルト孔周辺を進行し、外側壁部分Ｚで合流することとなる。
【０００４】
しかしながら、矢印Ｘ、Ｙの経路で進行する間に破断面が偏向すると、同一平面上で合流することができず、外側壁部分Ｚで破断面にすれ違いが起こり、段差やクラックが生じる場合がある。その結果、破断面に剥がれや欠けが発生し、これがエンジン運転中に欠け落ちてエンジン部品を傷つける場合があり、エンジントラブルの原因となるおそれがある。
【０００５】
剥がれや欠けの問題を防止するには、破断起点溝の底部の応力拡大係数を大きくすることが有効である。そこで、図１８に示すように、破断起点溝５１の溝深さＬ２を大きくし、破断起点溝５１の基点とボルト孔５０ｂの端縁との最短距離Ｌ１に対する溝深さＬ２の比率を大きくすることが考えられる。
【０００６】
ところが、上記破断起点溝５１の溝深さＬ２を大きくすると、以下の問題が発生する。
【０００７】
第１に、コンロッドに例えば浸炭焼き入れ等の表面硬化処理を施す際に浸炭が破断起点溝の底部まで届かず、該底部での表面硬化層が浅くなるおそれがある。その結果、破断起点部を十分に硬化することができないため延性破面となり易く、破断後のロッド部とキャップ部との位置合わせ精度が低下する。
【０００８】
第２に、溝深さを深くするほど、溝加工に要する加工時間が長くなり、しかも溝深さを精度良く管理することが困難になる。特に、溝加工をレーザにより行う場合に顕著である。
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の実施の形態は、破断分割時の剥がれや欠けの問題を防止しつつ、破断後の位置合わせ精度を確保でき、さらには溝加工に要する加工時間を短縮できるとともに、加工精度を向上できる分割型コンロッドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の分割型コンロッドは、クランクピン孔の内周面に形成された谷部と、前記谷部の底部に形成された破断起点溝とを有する構成を採る。
【００１１】
この構成によれば、破断起点溝の基点からボルト孔の端縁までの最短距離に対する破断起点溝の溝深さの比率を大きくすることができるとともに、破断起点溝の底部まで表面硬化処理による硬化層を確実に形成することができる。これにより破断起点溝の底部における応力拡大係数を大きくすることができ、破断分割時の剥がれや欠けの発生を防止でき、エンジン運転中の欠けによる損傷や焼き付け等のトラブルを回避できる。さらに、この構成によれば、破断起点溝の底部において十分な厚さの表面硬化層を確保することができるので、破断起点部での脆性を高めることができる。したがって、破断分割面に剥がれや欠けが発生しにくいため、破断後のロッド部とキャップ部との破断分割面同士を精度良く再結合することができる。
【００１２】
本発明の分割型コンロッドは、上記構成において、前記破断起点溝が、その幅が前記谷部の幅よりも小さく形成され、且つ、前記内周面に前記谷部を形成した後に形成される構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、破断起点溝より幅広の谷部を先に加工しこの後に破断起点溝の溝加工を行うことにより、幅の狭い破断起点溝の深さを浅くすることができるため、加工時間を短縮できる。また、加工精度を向上でき、よって、谷部形状の加工が不可能であるレーザ加工によっても谷部を含む破断起点溝形状を形成することができる。また、クランクピン孔内周面からの溝深さを実質的に大きくすることができるとともに、破断起点溝の底部まで表面硬化処理による硬化層を確実に形成することができる。
【００１４】
本発明の分割型コンロッドは、上記構成において、前記谷部が、前記底部が前記破断起点溝の開口部からボルト孔までの最短距離に対する前記破断起点溝の深さの比率が約７０％以上になる位置に配置されるように形成される構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、破断起点溝の底部の応力拡大係数を大きくすることができ、剥がれや欠けの発生をより確実に防止することができる。
【００１６】
本発明の分割型コンロッドは、上記構成において、前記谷部が、前記内周面に形成される軸受係止溝の対向位置に形成される構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、破断起点溝を起点とした破断開始時期を略同時にすることができ、破断面に剥がれや欠けが発生するのを防止できる。すなわち、軸受メタル用係合溝を形成した場合には、この係合溝側が先に破断を開始し、係合溝の対向位置側の破断が遅れがちとなる。その結果、先に破断した係合溝側に剥がれや欠けが発生し易くなるという問題がある。そこで、上記対向位置側の破断起点溝に谷部を形成することによって、両側の破断開始時期を略同時にでき、上記の剥がれや欠けの問題を回避できる。
【００１８】
本発明の分割型コンロッドは、上記構成において、前記軸受係止溝が、前記内周面周方向に偏位した位置に形成される一対の凹部である構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、軸受係止溝がクランクピン孔の内周面周方向に偏位した位置に形成される一対の凹部であるため、軸受の周方向の回転を防止することができる。すなわち、クランクピン孔に挿入される軸受が例えば一対の突起部を有する場合、一方の凹部が一方の突起部を係止することで軸受の周方向順回転を防止するとともに他方の凹部が他方の突起部を係止することで軸受の周方向逆回転を防止することが可能となり、これによって軸受の周方向回転を防止することが可能となる。この結果、焼き付き等の問題を回避することが可能となる。
【００２０】
本発明の分割型コンロッドは、上記構成において、前記谷部の前記内周面周方向の幅は、前記軸受係止溝の一対の凹部の前記内周面周方向の形成幅よりも小である構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、例えば溝切りカッタを用いた機械加工により軸受係止溝を形成するのに対して例えばワイヤカット放電加工やレーザ加工により谷部を形成する場合、谷部の内表面を軸受係止溝の内表面よりも急傾斜とすることができ、谷部側への応力の集中を促すことができ、よって、軸受係止溝側と谷部側とで同時に破断開始させるために必要な加工量を低減することができる。
【００２２】
本発明のエンジンは、上記の分割型コンロッドを有する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、上記の分割型コンロッドと同様の作用効果を、エンジンにおいて実現することができる。
【００２４】
本発明の車両は、上記の分割型コンロッドを有する構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、上記の分割型コンロッドと同様の作用効果を、車両において実現することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明によれば、破断分割時の剥がれや欠けの問題を防止しつつ、破断後の位置合わせ精度を確保でき、さらには溝加工に要する加工時間を短縮できるとともに、加工精度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、以下全ての実施の形態で説明する本発明の分割型コンロッドは、例えば自動二輪車などの車両用のエンジンにて使用することができる。
【００２８】
（実施の形態１）
図１〜図４は、本発明の実施の形態１による分割型コンロッドの破断分割構造を説明するための図であり、図１は分割型コンロッドの正面図、図２は分割型コンロッドの大端部の断面図、図３Ａは大端部の破断起点溝の拡大図であり、谷部の傾斜部の角度を説明するための図、図３Ｂは大端部の破断起点溝の拡大図であり、谷部の開口部を説明するための図、図４は大端部の破断分割方法を示す図である。
【００２９】
これらの図において、参照番号１００は本実施の形態の分割型コンロッドを示しており、好ましくは、鍛造、鋳造、あるいは焼結により形成されたナットレスタイプのコンロッドである。分割型コンロッド１００は、ロッド本体１０１ａの一端側にピストンピン孔１０１ｂを有する小端部１０１ｃと、他端側にクランクピン孔１０１ｄを有する大端部１０１ｅとを有している。
【００３０】
大端部１０１ｅは、ロッド本体１０１ａとの接続部から左右外側に拡がる肩部１０１ｆを有し、両肩部１０１ｆの間の中心部分にクランクピン孔１０１ｄが形成されている。また上記大端部１０１ｅの各肩部１０１ｆには、大端部１０１ｅの下面から上面に近接して延びるボルト孔１０１ｇが形成されている。
【００３１】
分割型コンロッド１００はロッド部１０２とキャップ部１０３と含む。ロッド部１０２とキャップ部１０３とは一体であり、単一の統一された構成要素を規定するものである。分割型コンロッド１００は、全体に浸炭焼き入れや焼き戻しの表面硬化処理を施される。分割型コンロッド１００は、表面硬化処理後に、該大端部１０１ｅを破断予定面（図中の直線Ａ）に沿ってロッド部１０２とキャップ部１０３とに破断分割される。このロッド部１０２とキャップ部１０３との破断分割は、図４に示すように、基台１１０に分割型コンロッド１００を載置し、大端部１０１ｅのクランクピン孔１０１ｄ内に直径方向に移動可能なスライダ１１１を挿入し、両スライダ１１１の間にくさび１１２を打ち込むことにより行われる。
【００３２】
そしてこの破断分割されたロッド部１０２とキャップ部１０３とは両者の破断分割面同士を当接させて位置合わせした状態で各ボルト孔１０１ｇに螺着された締結ボルト１０４で結合される。
【００３３】
表面硬化処理により分割型コンロッド１００の外周面部分には所定の浸炭深さを有する表面硬化層が形成されている。表面硬化処理は、浸炭焼き入れおよび焼き戻しのほかに、窒化、溶射、蒸着、あるいは高周波焼き入れ等により実行することができる。
【００３４】
クランクピン孔１０１ｄの内周面には、該クランクピン孔１０１ｄの軸心方向に延びる一対の破断起点溝１０５が形成されている。この各破断起点溝１０５は、切削、ワイヤカット（ワイヤカット放電加工）またはレーザもしくは他の適切な処理による機械加工により切り欠いて形成されたものであり、大端部１０１ｅのロッド部１０２とキャップ部１０３との破断予定面（図中では直線Ａとして表記）と内周面とが交わる交線に沿って形成されている。すなわち、例えばワイヤカットによる破断起点溝１０５形成の場合、クランクピン孔１０１ｄ内周面の所定位置近傍に導電性ワイヤを配置し、この導電性ワイヤとクランクピン孔１０１ｄ内周面との間にパルス状の高電圧を印加する。それによって導電性ワイヤとクランクピン孔１０１ｄ内周面との間にコロナ放電が引き起こされ、この放電によってクランクピン孔１０１ｄ内周面の一部が削り取られ破断起点溝１０５が形成される。
【００３５】
そして、クランクピン孔１０１ｄの内周面と破断起点溝１０５との上下のコーナ部を面取りすることにより該破断起点溝１０５に沿って延び、かつ、これよりも開口幅の広い谷部１０６が形成されている。好ましくは、この谷部１０６は、破断起点溝１０５と同様にワイヤカット等の機械加工により、もしくは、分割型コンロッド１００を鍛造、鋳造、焼結または他の適切な処理により成形する際に同時に形成されたものである。
【００３６】
谷部１０６を構成する傾斜部１０６ａは、図２並びに図３Ａおよび図３Ｂに示すように、クランクピン孔１０１ｄの軸心ａから破断起点溝１０５の底面１０５ｃにおける底部１０５ａを通る直線Ａ（破断予定面）となす角度βが好ましくは約４５度となるように直線状に切り欠くことにより形成されている。これにより谷部１０６の内角は約９０度となっている。また上記破断起点溝１０５の上下の内面１０５ｂは直線Ａとなす角度αが０度、つまり直線Ａと平行となるように形成されている。すなわち、角度βは角度αより大である。また、谷部１０６および破断起点溝１０５の各断面積を比較するとき、好ましくは谷部１０６の方が大きい断面積を有している。
【００３７】
さらに好ましくは、谷部１０６は、破断起点溝１０５の開口幅Ｌ３より大きい開口幅Ｌ４を有している。これにより谷部１０６を構成する傾斜部１０６ａがクランクピン孔１０１ｄ内に２分割された軸受メタル（不図示）をボルト孔１０１ｇ方向に挿入する際の面取りとして機能する。
【００３８】
ここで、傾斜部１０６ａの面取りとしての機能について言及する。コーナ部に面取り加工を施さない場合、軸受メタルをクランクピン孔に装着するとき軸受メタルがコーナ部に当接する。軸受メタルの表面には耐食層としてＳｎ（すず）めっき等の金属めっきが施されている。このめっき層が破断分割によって形成された鋭いコーナ部に接するとき、めっき層の一部が削り取られてパーティクルとなり、このパーティクルが破断分割面に付着する。付着したパーティクルは分割型コンロッドの高精度な再結合を阻害する。これに対して、コーナ部に面取り加工を施す場合、つまり谷部１０６を形成する場合は、めっき層の一部が削り取られにくくなるため、分割型コンロッドの高精度な再結合の阻害要因であるパーティクルの発生を抑制することができる。
【００３９】
上記破断起点溝１０５の基点（すなわち、内面１０５ｂと傾斜部１０６ａとの境界点１０７）から上記ボルト孔１０１ｇの端縁までの最短距離Ｌ１に対する上記破断起点溝１０５の溝深さＬ２の比率は好ましくは約７０％以上である。
【００４０】
次に本実施の形態の作用効果について説明する。
【００４１】
本実施の形態の破断分割構造によれば、クランクピン孔１０１ｄの内周面に軸心方向に延びる一対の破断起点溝１０５を形成し、各破断起点溝１０５とクランクピン孔１０１ｄの内周面との上下のコーナ部に傾斜部１０６ａを形成し、破断起点溝１０５の開口幅Ｌ３より広い開口幅Ｌ４の谷部１０６を形成する。換言すれば、谷部１０６の直線Ａとなす角度βは、好ましくは、破断起点溝１０５のなす角度αより大きい。その結果、クランクピン孔１０１ｄの内周面を基点とした破断起点溝１０５の基点からボルト孔１０１ｇの端縁までの最短距離Ｌ１に対する破断起点溝１０５の溝深さＬ２の比率を大きくすることができるとともに、該破断起点溝１０５の底部１０５ａまで表面硬化処理による硬化層を確実に形成することができる。これにより破断起点溝１０５の底部１０５ａにおける応力拡大係数を大きくすることができ、破断分割時の剥がれや欠けの発生を防止でき、エンジン運転中の欠けによる損傷や焼き付け等のトラブルを回避できる。
【００４２】
また破断起点溝１０５の底部１０５ａにおいて十分な厚さの表面硬化層を確保することができるので、破断起点部での脆性を高めることができる。したがって、破断分割面に剥がれや欠けが発生しにくいため、破断後のロッド部１０２とキャップ部１０３との破断分割面同士を精度良く再結合することができる。
【００４３】
上述のように、上記破断起点溝１０５のクランクピン孔１０１ｄの内周面との上下のコーナ部に傾斜部１０６ａを形成することにより幅広の谷部１０６を形成した。角度βの大きい谷部１０６を先にレーザまたはワイヤカット等の起点溝加工方法以外の方法（例えば鍛造、鋳造、焼結または機械加工もしくは他の適切な処理）で加工し、この後に破断起点溝１０５の溝加工を行うことにより、破断起点溝１０５を浅くすることができるため、加工時間を短縮できる。また、加工精度を向上でき、谷部形状の加工が不可能であるレーザ加工によっても谷部を含む破断起点溝形状を形成することができる。
【００４４】
本実施の形態では、好ましくは、破断起点溝１０５の直線Ａに対する角度αを約０度とし、谷部１０６の直線Ａに対する角度βを約４５度とした。その結果、破断性能を損なうことなく、破断起点溝１０５の底部１０５ａにいたるまで確実に表面硬化処理を行うことができる。好ましくは角度βを約４５度〜約９０度とすることにより上記の利点および効果を実現することができる。
【００４５】
本実施の形態では、好ましくは、谷部１０６の開口幅Ｌ４は、破断起点溝１０５の開口幅Ｌ３より大きい。よって、破断起点溝１０５の溝深さを実質的に大きくすることができるとともに、破断起点溝１０５の底部１０５ａまで表面硬化処理による硬化層を確実に形成することができる。
【００４６】
破断起点溝１０５の基点からボルト孔１０１ｇの端縁までの最短距離Ｌ１に対する破断起点溝１０５の溝深さＬ２の比率は、好ましくは約７０％以上である。したがって、破断起点溝１０５の底部１０５ａの応力拡大係数を大きくすることができ、剥がれや欠けの発生をより確実に防止できる。
【００４７】
図５は、上記最短距離Ｌ１に対する溝深さＬ２の比率を変化させた場合の剥がれ発生率を調べた実験結果を示す図である。図からも明らかなように、Ｌ２／Ｌ１比が約６５％以下の場合には、剥がれの発生率が約３０％を超えている。これに対してＬ２／Ｌ１比が約７０％以上、好ましくは約７５％以上の場合には、剥がれ率は約１７％以下となっている。またＬ２／Ｌ１比を約１００％、つまり破断起点溝１０５をボルト孔１０１ｇに達する深さとした場合には、剥がれ率は約１５％とさらに低減していることがわかる。
【００４８】
また上記破断起点溝１０５の開口部にこれより幅広の谷部１０６を形成したので、直線Ａに対する角度βの大きい谷部１０６を先に加工し、この後に破断基点溝１０５の溝加工を行うことができ、幅の狭い溝の深さを浅くできることから、加工時間を短縮できるとともに、加工精度を向上できる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、破断起点溝１０５の直線Ａとのなす角度αを好ましくは約０度としたが、図６に示すように、破断起点溝１０５の角度αを例えば約１０度とし、谷部１０６の角度βを例えば約４５度としてもよい。この場合にも上記の実施の形態と同様に破断起点溝１０５の溝深さＬ２を大きくできるとともに、表面硬化処理による硬化層を破断起点溝１０５の底部１０５ａまで確実に形成することができる。
【００５０】
ここで、角度αが１０度を超えると脆性破断を行いにくくなる傾向がある。また、角度αが１０度を超えさらに大きくなると、破断面が延性破面になる場合が多い。したがって、上記の利点や効果を実現するためには、角度αを約０度〜約１０度とすることが好ましい。
【００５１】
また、図７に示すように、破断起点溝１０５の角度αを約１０度とし、谷部１０６の開口幅Ｌ４を、破断起点溝１０５のクランクピン孔１０１ｄの内周面の延長面と交わる開口幅Ｌ３より大きくしてもよい。この場合にも上記の実施の形態と同様の利点や効果を実現することができる。
【００５２】
図８Ａおよび図８Ｂ、図９並びに図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃおよび図１０Ｄは、それぞれ谷部の変形例を説明するための図である。各図中、図３Ａおよび図３Ｂと同一参照符号は同一または相当部分を示す。
【００５３】
図８Ａは、谷部１０６を構成する傾斜部１０６ａ’を湾曲状とした例であり、図８Ｂは、膨出したＲ状の傾斜部１０６ａ’の例であり且つ破断起点溝１０５の開口幅より大きい開口幅を有する谷部１０６の例である。また図９は、谷部１０６の直線Ａとなす角度βが約９０度の例である。
【００５４】
図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃおよび図１０Ｄは、それぞれ谷部１０６を上コーナ部の傾斜部１０６ａ’で構成した例である。図１０Ａは、好ましくは谷部１０６が上コーナ部にて湾曲形状を有する例であり、図１０Ｂは、好ましくは谷部１０６が上コーナ部にて直線形状を有する例であり、図１０Ｃは、谷部１０６の角度βが好ましくは約９０度とした例である。また図１０Ｄは、谷部１０６が膨出したＲ状の例である。これらの各変形例においても、破断起点溝１０５の溝深さを大きくできるとともに、表面硬化処理による硬化層を破断起点溝１０５の底部まで形成することができる。
【００５５】
（実施の形態２）
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２、図１３Ａおよび図１３Ｂは、本発明の実施の形態２による分割型コンロッドを説明するための図である。図中、図１、図２、図３Ａおよび図３Ｂと同一参照符号は同一または相当部分を示す。
【００５６】
本実施の形態の分割型コンロッド２００は、大端部１０１ｅのクランクピン孔１０１ｄの内周面に一対の破断起点溝１０５を形成してなり、基本的な構成は実施の形態１と好ましくは実質的に同様であるので、以下異なる部分についてのみ説明する。
【００５７】
クランクピン孔１０１ｄの内周面には軸受メタル（不図示）の位置決めを行うとともに、回り止めを行うための係合（係止）溝１０１ｈが形成されている。この係合溝１０１ｈは周方向に沿って、かつ右側の破断起点溝１０５と交差するように配置されている。すなわち、図１１Ｂに示すように、係合溝１０１ｈの周方向の幅は谷部１０６の開口幅Ｌ４より大きく、また、係合溝１０１ｈの一方は、破断分割面と交差するように配置されており且つロッド部１０２側に偏位しており、係合溝１０１ｈの他方は、破断分割面と交差するように配置されており且つキャップ部１０３側に偏位しており、軸受メタルの周方向の回り止めを可能にしている。
【００５８】
そして左側の破断起点溝１０５とクランクピン孔１０１ｄとのコーナ部にのみ谷部１０６が形成されており、谷部１０６の内角は好ましくは約１２０度である。すなわち、クランクピン孔１０１ｄの内周面の対向位置に形成される破断起点溝１０５のうち、一方の破断起点溝１０５は、係合溝１０１ｈ近傍に設けられ、他方の破断起点溝１０５は、係合溝１０１ｈの対向位置に形成されている谷部１０６に設けられる。
【００５９】
本実施の形態では、好ましくは、上記クランクピン孔１０１ｄの内周面に右側の破断起点溝１０５と交差するよう係合溝１０１ｈを形成し、左側の破断起点溝１０５にのみ谷部１０６を形成した。その結果、左右の破断起点溝１０５を起点とした破断開始時期を略同時にすることができ、破断面に剥がれや欠けが発生するのを防止できる。すなわち、軸受メタル用係合溝１０１ｈを形成した場合には、この係合溝側が先に破断を開始し、左側の破断が遅れがちとなる。その結果、先に破断した係合溝側に剥がれや欠けが発生し易くなるという問題がある。そこで、上記左側の破断起点溝１０５に谷部１０６を形成することによって、左右の破断開始時期を略同時にでき、上記の剥がれや欠けの問題を回避できる。
【００６０】
また、左側の破断起点溝１０５に約１２０度の内角を規定する傾斜部１０６ａからなる谷部１０６を形成した。したがって、傾斜部１０６ａが面取り部として機能することとなり、クランクピン孔１０１ｄ内に軸受メタルを挿入する際の傷付きや挿入ミスを防止できる。すなわち、クランクピンの軸受に軸受メタルを用いる場合には、係合溝１０１ｈを形成して軸受メタルの位置決め、回り止めを行う必要がある。この場合、大端部のロッド部１０２とキャップ部１０３との合わせ面に面取りを形成する必要がある。この面取りを行わないと挿入時に軸受メタルに傷が付き、正確な挿入ができなくなるおそれがある。
【００６１】
ところで分割型コンロッドの場合には、ロッド部１０２とキャップ部１０３との合わせ面が破断分割面となっていることから、破断分割後に面取り加工することは困難である。このため破断分割を行う前に面取り加工を行うこととなるが、このようにすると面取り加工に時間がかかり、コスト的に不利である。これに対して本発明の本実施の形態では、上記谷部１０６を破断分割後に面取り部として用いることができるので、面取り加工を不要にできる。
【００６２】
（実施の形態３）
図１４は、本発明の実施の形態３に係る分割型コンロッドの破断分割構造を説明するための図である。図中、図１、図２、図３Ａおよび図３Ｂと同一参照符号は同一または相当部分を示す。
【００６３】
本実施の形態の分割型コンロッドでは、大端部１０１ｅのクランクピン孔１０１ｄの内周面に一対の破断起点溝１５０が形成されている。この破断起点溝１５０は、直線Ａ（破断予定面）に対する角度が約０度、つまり略平行の壁面からなり、好ましくはＢ１に設定された幅を有する略平行溝部１５０ａと、略平行な壁面同士を連結する半径Ｒの円弧状をなす底面１５０ｂとを有する。
【００６４】
ここで、破断起点溝１５０のクランクピン孔１０１ｄの内周面から底面１５０ｂの底部１５０ｃまでの深さＨと半径Ｒとは、その比（Ｈ／Ｒ）が好ましくは約１．０〜約１０．０となるように設定されている。具体的には本実施の形態の場合、好ましくは、Ｈ／Ｒはおおよそで０．２ｍｍ／０．１ｍｍ＝２．０またはおおよそで０．５ｍｍ／０．１ｍｍ＝５．０となっている。
【００６５】
ここで上述のように、破断起点溝１５０の底面１５０ｂにおける先端応力σmax は、
σmax ＝α・σｎ
であり、応力集中係数αは、底面から十分に離れた点での応力をσｎとすれば、
【数１】
2005106271.tif 000003
である。すなわち、破断起点溝１５０の深さＨが深く、底面の半径Ｒが小さいほど底面１５０ｂの底部１５０ｃでの応力集中係数α、ひいては先端応力σmax が大きくなり、破断し易い。
【００６６】
本実施の形態では、好ましくは比Ｈ／Ｒを約１．０〜約１０．０と大きく設定すべく破断起点溝１５０の深さＨを深くし、半径Ｒを小さくしたので、応力集中係数αひいては先端応力が大きくなり、大端部の破断を容易確実に行なうことができる。
【００６７】
上記比が約１．０より小さいと十分な応力集中係数が得られない。一方、深さＨがあまり深くなると浸炭ガス等が溝内に進入しにくくなる。また、ワイヤカット法により破断起点溝を形成する場合は採用可能のワイヤ径等から半径Ｒにも制約が生じる。これらの点から、上記比Ｈ／Ｒの上限は１０．０程度と考えられる。すなわち、より好ましくは、Ｈ／Ｒは約１．０〜約１０．０となる。
【００６８】
また本実施の形態では、破断起点溝１５０を、直線Ａ（破断予定面）に対する角度が約０度、つまり略平行の壁面からなり、好ましくはその幅がＢ１と狭く設定された略平行溝部１５０ａからなるものとした。この結果、破断起点溝１５０の形成時に必要な加工量が少なくて済み、ワイヤカット法で容易迅速に形成でき、また破断起点溝１５０を設けたことによるクランクピン孔１０１ｄの内周面の面積減少量が少なくて済み、それだけ面圧が大きくなるのを回避できる。
【００６９】
また破断起点溝１５０を略平行溝部１５０ａからなるものとしたので、該破断起点溝１５０が目標通りに形成されているか否かの検査が容易である。
【００７０】
なお、破断起点溝１５０については、図１５に示すように、該破断起点溝１５０を構成する壁面の直線Ａ（破断予定面）に対する角度が１０度以下程度となるように形成することもできる。
【００７１】
この場合にも溝深さＨと半径Ｒとの比（Ｈ／Ｒ）は約１．０〜約１０．０とすることが望ましい。このようにすれば応力集中係数αひいては先端応力σmax を大きくでき、大端部の破断を容易確実に行なうことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の分割型コンロッドは、破断分割時の剥がれや欠けの問題を防止しつつ、破断後の位置合わせ精度を確保でき、さらには溝加工に要する加工時間を短縮できるとともに、加工精度を向上できる効果を有し、表面硬化処理が施された大端部をロッド部とキャップ部とに破断分割し該ロッド部とキャップ部とを破断分割面同士を位置合わせした状態で締結ボルトにより結合する分割型コンロッドとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る分割型コンロッドの正面図
【図２】図４に示す分割型コンロッドの大端部の断面図
【図３Ａ】上記大端部の破断起点溝における谷部の傾斜部の角度を説明するための図
【図３Ｂ】上記大端部の破断起点溝における谷部の開口幅を説明するための図
【図４】上記大端部の破断分割方法を示す図
【図５】上記破断起点溝の溝深さと剥がれ発生率との関係を示す図
【図６】本発明の実施の形態１の破断起点溝の角度の変形例を示す図
【図７】本発明の実施の形態１の谷部の開口幅の変形例を示す図
【図８Ａ】実施の形態１の変形例を示す図であり、谷部の傾斜部が湾曲状の例を示す図
【図８Ｂ】実施の形態１の変形例を示す図であり、谷部の傾斜部が膨出しＲ状の例を示す図
【図９】実施の形態１の変形例を示す図であり、谷部の傾斜部の角度が約９０度の例を示す図
【図１０Ａ】実施の形態１の変形例を示す図であり、谷部の上コーナ部の傾斜部が湾曲状の例を示す図
【図１０Ｂ】実施の形態１の変形例を示す図であり、谷部の上コーナ部の傾斜部を直線状とした例を示す図
【図１０Ｃ】実施の形態１の変形例を示す図であり、谷部の上コーナ部の傾斜部の角度が約９０度の例を示す図
【図１０Ｄ】実施の形態１の変形例を示す図であり、谷部の上コーナ部の傾斜部が膨出しＲ状の例を示す図
【図１１Ａ】本発明の実施の形態２に係る分割型コンロッドを示す図
【図１１Ｂ】図１１Ａに示す分割型コンロッドのＸＩ−ＸＩ線断面図
【図１２】図１１Ａおよび図１１Ｂに示す分割型コンロッドの大端部の図
【図１３Ａ】大端部の左側の破断起点溝の拡大図
【図１３Ｂ】大端部の右側の破断起点溝の拡大図
【図１４】本発明の実施の形態３に係る分割型コンロッドの大端部の破断起点溝の拡大図
【図１５】実施の形態３の変形例を示す図
【図１６Ａ】従来の一般的な分割型コンロッドの正面図
【図１６Ｂ】図１６Ａに示す分割型コンロッドのＩ−Ｉ線断面図
【図１７Ａ】従来の破断分割面上の破断進行経路を示す図
【図１７Ｂ】従来の破断分割における破断進行経路の合流部分を示す側面視図
【図１８】従来の一般的な分割型コンロッドにおける破断起点溝の拡大図
【符号の説明】
【００７４】
１００、２００  分割型コンロッド
１０１ａ  ロッド本体
１０１ｂ  ピストンピン孔
１０１ｃ  小端部
１０１ｄ  クランクピン孔
１０１ｅ  大端部
１０１ｆ  肩部
１０１ｇ  ボルト孔
１０１ｈ  係合溝
１０２  ロッド部
１０３  キャップ部
１０４  締結ボルト
１０５、１５０  破断起点溝
１０５ａ、１５０ｃ  底部
１０５ｂ  内面
１０５ｃ、１５０ｂ  底面
１０６  谷部
１０６ａ、１０６ａ’  傾斜部
１０７  境界点
１５０ａ  略平行溝部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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