(57)【要約】【課題】小端部における焼き付きの発生を抑制することのできるコネクティングロッドを提供する。【解決手段】このコネクティングロッド１３には、小端部１５におけるピン孔１９を形成している内周面３０の、前記ピン孔１９の中心軸Ｃの延伸方向における長さが、大端部側ほど長くなるように、小端部１５における中心軸Ｃの延伸方向両端部に、中心軸Ｃの延伸方向に突出している突出部２８がそれぞれ設けられている。そして、このコネクティングロッド１３では、内周面３０のうち突出部２８によって形成されている部分３０ａの表面粗さが、内周面３０のうち中心軸Ｃの延伸方向において突出部２８，２８同士の間に位置する中央部２９によって形成されている部分３０ｂの表面粗さよりも細かくなっている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンピンが挿通されるピン孔が設けられて前記ピストンピンを介して内燃機関のピストンと連結される小端部と、
前記内燃機関のクランクシャフトに連結される大端部と、
前記大端部と前記小端部とを連結する軸部と、を備えるとともに、
前記小端部における前記ピン孔を形成している内周面の、前記ピン孔の中心軸の延伸方向における長さが、前記大端部側ほど長くなるように、前記小端部における前記中心軸の延伸方向両端部に、同中心軸の延伸方向に突出している突出部がそれぞれ設けられているコネクティングロッドであって、
前記内周面のうち前記突出部によって形成されている部分の表面粗さが、前記内周面のうち前記中心軸の延伸方向において前記突出部同士の間に位置する中央部によって形成されている部分の表面粗さよりも細かくなっている
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】
この発明は内燃機関のクランクシャフトとピストンとを連結するコネクティングロッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のコネクティングロッドは、ピストンピンが挿通されるピン孔を有して同ピン孔に挿通されたピストンピンを介して内燃機関のピストンに連結される小端部と、クランクシャフトに連結される大端部と、大端部と小端部とを連結する軸部と、を有している。
【０００３】
なお、こうしたコネクティングロッドとしては、小端部のピン孔延伸方向における長さが大端部側ほど長くなっており、小端部におけるピン孔を形成している内周面の長さが大端部側ほど長くなっているコネクティングロッドが知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７‐５４９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、小端部のピン孔に挿通されているピストンピンは機関運転中にピストンから燃焼圧力を受けて円弧状に撓む。こうしてピストンピンが撓むと、小端部におけるピン孔を形成している内周面のうち大端部側に位置し且つピン孔延伸方向の両端に位置する部分に特に大きな荷重が作用するようになり、この部分で焼き付きが生じやすくなる。
【０００６】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小端部における焼き付きの発生を抑制することのできるコネクティングロッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するためのコネクティングロッドは、ピストンピンが挿通されるピン孔が設けられて前記ピストンピンを介して内燃機関のピストンと連結される小端部と、前記内燃機関のクランクシャフトに連結される大端部と、前記大端部と前記小端部とを連結する軸部と、を備えている。また、このコネクティングロッドでは、前記小端部における前記ピン孔を形成している内周面の、前記ピン孔の中心軸の延伸方向における長さが、前記大端部側ほど長くなるように、前記小端部における前記中心軸の延伸方向両端部に、同中心軸の延伸方向に突出している突出部がそれぞれ設けられている。さらに、このコネクティングロッドでは、前記内周面のうち前記突出部によって形成されている部分の表面粗さが、前記内周面のうち前記中心軸の延伸方向において前記突出部同士の間に位置する中央部によって形成されている部分の表面粗さよりも細かくなっている。
【０００８】
上記構成では、ピン孔を形成している内周面の長さを大端部側ほど長くするように、小端部の両端部に突出部がそれぞれ設けられている。そのため、機関運転中にピストンから燃焼圧力を受けてピストンピンが撓んだときに、ピン孔を形成している内周面のうち突出部によって形成されている部分に特に大きな荷重が作用する。
【０００９】
これに対して、上記構成では、ピン孔を形成している内周面のうち突出部によって形成されている部分の表面粗さを、突出部同士の間に位置する中央部によって形成されている部分の表面粗さよりも細かくしている。すなわち、ピン孔を形成している内周面のうち、特に大きな荷重が作用するようになる部分の表面粗さを細かくしてピストンピンに対する攻撃性を低下させている。そのため、この部分で摩耗が生じることを抑制することができる。
【００１０】
なお、内周面の表面粗さを細かくすると、オイルの保持性は低下してしまう。そのため、ピン孔を形成している内周面の表面粗さを均一に細かくした場合には、ピン孔内でのオイルの保持性が低下してしまい、油膜切れが発生しやすくなるおそれがある。
【００１１】
この点、上記構成では、ピン孔を形成している内周面のうち特に大きな荷重が作用するようになる部分の表面粗さを選択的に細かくしているため、ピン孔を形成している内周面の表面粗さを均一に細かくする場合と比較してピン孔内でのオイルの保持性の低下を抑制することができる。
【００１２】
すなわち、上記構成によれば、オイルの保持性の低下を抑制しつつ、ピストンピンに対する攻撃性を低下させることができ、小端部における焼き付きの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態のコネクティングロッドを備えた内燃機関の構成を示す模式図。
【図２】同実施形態にかかるコネクティングロッドの小端部の正面図。
【図３】同実施形態にかかるコネクティングロッドの小端部の側面図。
【図４】図２における４−４線に沿った小端部の断面図。
【図５】同実施形態のコネクティングロッドを備えた内燃機関のピストンの裏面から滴下したオイルの流れを示す模式図。
【図６】変形例のコネクティングロッドを備えた内燃機関のピストンの裏面から滴下したオイルの流れを示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、コネクティングロッドの一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
図１に示すように、一実施形態のコネクティングロッド１３が適用される内燃機関のシリンダブロック１０には、シリンダ１１が設けられている。シリンダ１１には、ピストン１２が往復動可能に収容されている。ピストン１２はコネクティングロッド１３を介してクランクシャフト１４に接続されている。
【００１５】
また、内燃機関には、シリンダブロック１０の下方にオイルを貯留するオイルパン２１が設けられている。オイルパン２１内のオイルは、オイルポンプ２２によって汲み上げられ、オイル供給通路２３に圧送される。オイル供給通路２３にはオイルジェット通路２４が接続され、オイルジェット通路２４にはピストン１２の裏面に向けてオイルを噴射するオイルジェット２５が接続されている。なお、オイルジェット通路２４の途中には、オイルジェット通路２４の連通状態を切り替える制御バルブ２６が設けられている。すなわち、制御バルブ２６が開弁しているときには、オイルジェット通路２４が連通状態となり、オイルジェット通路２４に供給されたオイルがオイルジェット２５からピストン１２の裏面に噴射される。一方、制御バルブ２６が閉弁しているときには、オイルジェット通路２４が遮断された状態となり、オイルジェット２５からのオイルの噴射が行われない。なお、制御バルブ２６は、内燃機関に設けられた電子制御装置２７によって開閉制御される。
【００１６】
コネクティングロッド１３には、ピストン１２に連結される小端部１５が設けられている。小端部１５には軸部１７の一端が接続されており、同軸部１７の他端には大端部１６が接続されている。大端部１６には、クランクシャフト１４が連結されている。
【００１７】
図２に示すように、小端部１５には、ピストンピン１８が挿通されるピン孔１９が設けられている。小端部１５は、同ピン孔１９に挿通されたピストンピン１８を介してピストン１２に連結される。なお、ピン孔１９は、ピストンピン１８と摺動しつつ同ピストンピン１８を回転可能に支持する。
【００１８】
次に、図２に加え、小端部１５の側面図である図３及び図２における４−４線に沿った断面図である図４を参照して、コネクティングロッド１３の小端部１５の構成について詳細に説明する。
【００１９】
図３に示すように、小端部１５における大端部１６側の部分には、軸部１７が連結されている中央部２９からピン孔１９の中心軸Ｃの延伸方向（図３における左右方向）に突出する突出部２８が設けられている。これにより、ピン孔１９の中心軸Ｃの延伸方向（図３における左右方向）における長さを軸方向長さとすると、小端部１５の大端部１６側の部分である下部の軸方向長さＬ１は、小端部１５の突出部２８が設けられていない部分である上部の軸方向長さＬ２よりも長くなっている（Ｌ１＞Ｌ２）。
【００２０】
なお、図３に示すように、突出部２８は、中心軸Ｃの延伸方向両端部にそれぞれ設けられており、各突出部２８は、上部側から大端部１６側に向かうほど軸方向長さが長くなるように傾斜した傾斜面３３をそれぞれ有している。
【００２１】
図４に示すように、小端部１５におけるピン孔１９を形成している内周面３０のうち突出部２８が設けられている下部における内周面３０は、中央部２９によって形成される部分３０ｂと、この部分３０ｂよりも中心軸Ｃの延伸方向外側に位置しており、突出部２８によって形成される部分３０ａとからなる。
【００２２】
このコネクティングロッド１３では、内周面３０のうち突出部２８によって形成されている部分３０ａにおける表面粗さが、内周面３０のうち中央部２９によって形成されている部分３０ｂにおける表面粗さよりも細かくされている。具体的には、部分３０ａにおける算術平均粗さＲａ１が部分３０ｂにおける算術平均粗さＲａ２よりも大きくなっている（Ｒａ１＞Ｒａ２）。
【００２３】
次に、図５を参照して、本実施形態のコネクティングロッド１３を備えた内燃機関における作用について説明する。
オイルジェット２５から噴射されたオイルは、ピストン１２の裏面に付着する。そして、ピストン１２を冷却した後、同ピストン１２の裏面から滴下する。
【００２４】
図５に矢印で示すように、こうしてピストン１２の裏面から滴下するオイルのうち、ピストンピン１８に付着したオイルは、ピストンピン１８を伝って鉛直下方に流れ落ちる。
本実施形態のコネクティングロッド１３では、小端部１５に突出部２８が設けられており、小端部１５の下部の軸方向長さＬ１が、小端部１５の上部の軸方向長さＬ２よりも長くなっている。このため、図５に破線矢印で示すように、ピストンピン１８を伝って流れ落ちるオイルは小端部１５の突出部２８によって受け止められ、ピン孔１９とピストンピン１８との摺動面に供給される。
【００２５】
なお、小端部１５のピン孔１９に挿通されているピストンピン１８は機関運転中にピストン１２から燃焼圧力を受けて円弧状に撓む。こうしてピストンピン１８が撓むと、小端部１５におけるピン孔１９を形成している内周面３０のうち大端部１６側に位置し且つピン孔１９の延伸方向の両端に位置する部分３０ａに特に大きな荷重が作用するようになる。
【００２６】
これに対して、コネクティングロッド１３では、上述したように、ピン孔１９を形成している内周面３０のうち突出部２８によって形成されている部分３０ａの表面粗さを、突出部２８，２８同士の間に位置する中央部２９によって形成されている部分３０ｂの表面粗さよりも細かくしている。すなわち、ピン孔１９を形成している内周面３０のうち、特に大きな荷重が作用するようになる部分３０ａの表面粗さを細かくしてピストンピン１８に対する攻撃性を低下させている。そのため、この部分３０ａで摩耗が生じにくくなる。
【００２７】
なお、内周面３０の表面粗さを細かくすると、オイルの保持性は低下してしまう。そのため、ピン孔１９を形成している内周面３０の表面粗さを均一に細かくした場合には、ピン孔１９内でのオイルの保持性が低下してしまい、油膜切れが発生しやすくなるおそれがある。
【００２８】
この点、コネクティングロッド１３では、ピン孔１９を形成している内周面３０のうち特に大きな荷重が作用するようになる部分３０ａの表面粗さを選択的に細かくし、中央部２９によって形成されている部分３０ｂにおける表面粗さを部分３０ａにおける表面粗さよりも粗くしている。そのため、内周面３０のうち中央部２９によって形成されている部分３０ｂにおいてはオイルの保持性を確保することができる。
【００２９】
なお、図５に破線矢印で示すように、ピストンピン１８を伝って流れ落ちるオイルは小端部１５の突出部２８によって受け止められる。そのため、突出部２８によって形成されている部分３０ｂには、こうして受け止められたオイルが供給される。すなわち、部分３０ａにはオイルが供給されやすくなっている。これにより、中央部２９によって形成されている部分３０ｂよりもオイルの保持性は低くなっているものの、部分３０ａでも油膜切れは生じにくくなっている。
【００３０】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）ピン孔１９を形成している内周面３０のうち、特に大きな荷重が作用するようになる部分３０ａの表面粗さを細かくしてピストンピン１８に対する攻撃性を低下させている。そのため、この部分３０ａで摩耗が生じることを抑制することができる。
【００３１】
（２）内周面３０の表面粗さを細かくすると、オイルの保持性は低下してしまう。そのため、ピン孔１９を形成している内周面３０の表面粗さを均一に細かくした場合には、ピン孔１９内でのオイルの保持性が低下してしまい、油膜切れが発生しやすくなるおそれがある。
【００３２】
この点、上記構成では、ピン孔１９を形成している内周面３０のうち特に大きな荷重が作用するようになる部分３０ａの表面粗さを選択的に細かくしているため、ピン孔１９を形成している内周面３０の表面粗さを均一に細かくする場合と比較してピン孔１９内でのオイルの保持性の低下を抑制することができる。
【００３３】
（３）上記の（１）及び（２）の効果により、オイルの保持性の低下を抑制しつつ、ピストンピン１８に対する攻撃性を低下させることができ、小端部１５における焼き付きの発生を抑制することができる。
【００３４】
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。
・図６に示すように、コネクティングロッド１３の小端部１５に、同小端部１５の外周面に開口し、ピン孔１９に連通している連通孔２０を設けるようにしてもよい。この連通孔２０は、ピストン１２の裏面に向かって開口している。
【００３５】
こうした構成を採用すれば、図６に矢印で示すように、ピストン１２の裏面から滴下するオイルのうち、直接連通孔２０に滴下したオイルや、小端部１５の外周面に付着して外周面を伝って連通孔２０に流れ込んだオイルが、同連通孔２０を通じてピン孔１９とピストンピン１８との摺動面に供給されるようになる。したがって、より多くのオイルを摺動面に供給し、小端部１５における焼き付きの発生を抑制することができる。
【００３６】
・シリンダ１１が直列に配列された直列式の内燃機関を例に示したが、シリンダがＶ字状に配列された内燃機関であっても同様の構成のコネクティングロッドを適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０…シリンダブロック、１１…シリンダ、１２…ピストン、１３…コネクティングロッド、１４…クランクシャフト、１５…小端部、１６…大端部、１７…軸部、１８…ピストンピン、１９…ピン孔、２０…連通孔、２１…オイルパン、２２…オイルポンプ、２３…オイル供給通路、２４…オイルジェット通路、２５…オイルジェット、２６…制御バルブ、２７…電子制御装置、２８…突出部、２９…中央部、３０…内周面、３０ａ…突出部によって形成されている部分、３０ｂ…中央部によって形成されている部分、３３…傾斜面。
【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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