(57)【要約】【課題】コネクティングロッド本体にコネクティングロッドキャップを位置決めして組付けるに際し、組付工数の低減を図り、併せて、締め付け後のコネクティングボルトに安定した軸力が得られるようなコネクティングロッドを提供する。【解決手段】コネクティングロッド本体１１と、コネクティングロッド本体１１に締結されるコネクティングロッドキャップ１２と、コネクティングロッド本体１１およびコネクティングロッドキャップ１２に挿通されてこれらを締結する伸びボルトタイプのコネクティングボルト１３と、を備える。コネクティングロッド１において、コネクティングボルト１３のくびれ径部１３３には、円筒体１４が装着されており、円筒体１４は、コネクティングロッド本体１１およびコネクティングロッドキャップ１２の双方のボルト挿通孔１１ａ，１２ａに亘って嵌入される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コネクティングロッド本体と、コネクティングロッド本体に締結されるコネクティングロッドキャップと、コネクティングロッド本体およびコネクティングロッドキャップに挿通されてこれらを締結する伸びボルトタイプの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ボルトの頭部と雄ねじ部との間のくびれ径部には、円筒体が装着されており、
前記円筒体は、前記コネクティングロッド本体および前記コネクティングロッドキャップの双方のボルト挿通孔に亘って嵌入され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、
前記円筒体は、前記コネクティングロッド本体および前記コネクティングロッドキャップのボルト挿通孔のうち、挿通方向前側のボルト挿通孔に対して締まり嵌め状態で嵌入され、挿通方向後側のボルト挿通孔に対して隙間嵌め状態で嵌入され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に記載のコネクティングロッドにおいて、
前記円筒体は、前記コネクティングロッド本体および前記コネクティングロッドキャップの双方のボルト挿通孔に対して締まり嵌め状態で嵌入され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本体（以下「コンロッド本体」という。）、コネクティングロッドキャップ（以下「コンロッドキャップ」という。）およびコネクティングボルトを備えるコネクティングロッド（以下「コンロッド」という。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関では、ピストンがコンロッドを介して出力軸であるクランクシャフトに連結され、ピストンの往復運動をコンロッドを介してクランクシャフトの回転運動へと変換する。
【０００３】
このようなコンロッドは、一端部がピストンに連結される棒状のコンロッド本体、コンロッド本体の他端部に締結されるコンロッドキャップ、およびコンロッド本体とコンロッドキャップとを締結するコネクティングボルトを備えている。
【０００４】
コンロッド本体およびコンロッドキャップの両側部には、コネクティングボルトが挿通されるボルト挿通孔が２箇所設けられており、コンロッド本体側には、上記ボルト挿通孔に更に雌ねじが設けられていることが多い。この場合、コネクティングボルトが、コンロッドキャップのボルト挿通孔を貫通してコンロッド本体の上記雌ねじにねじ込まれ、これにより、コンロッド本体にコンロッドキャップが締結されるようになっている。
【０００５】
一般に、コンロッドキャップのボルト挿通孔の内径がコネクティングボルトの外径より大きく形成され、コンロッド本体とコンロッドキャップとの合わせ面が平坦に仕上げられている場合、コンロッド本体とコンロッドキャップとの位置決めは、これらコンロッド本体およびコンロッドキャップの双方に貫通するノックピンによって行われる（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００６】
上記のように、ノックピンによるコンロッド本体とコンロッドキャップの位置決め構造や、コンロッド本体とコンロッドキャップとの破断面による位置決め構造が一般的であるが、その他、特許文献２，３に開示されているような、コンロッド本体とコンロッドキャップの位置決め構造も提案されている。
【０００７】
特許文献２に開示されているコンロッドにおいては、コンロッド本体およびコンロッドキャップの双方のボルト挿通孔と同じ軸心を有し且つそれより大径に形成された連結ピン用孔（特許文献２では「配設凹部」と称している。）がコンロッド本体およびコンロッドキャップの接合面付近に形成されている。コンロッド本体およびコンロッドキャップの双方の連結ピン用孔には、円筒状の連結ピンが嵌入され、これにより、コンロッド本体とコンロッドキャップの位置決めがなされている。なお、コンロッド本体とコンロッドキャップとは上記連結ピンを貫通したコネクティングボルトによって締結される。
【０００８】
特許文献３に開示されているコンロッド（特に、特許文献３の図４、図５を参照。）においては、コンロッド本体およびコンロッドキャップの双方のボルト挿通孔にコネクティングボルトを挿通し、このコネクティングボルトおよびナットにてコンロッド本体およびコンロッドキャップを締結している。コネクティングボルトの軸部の中間部には、大径部が設けられており、この大径部がコンロッド本体およびコンロッドキャップの双方のボルト挿通孔に亘って締まり嵌め状態で嵌入され、これによりコンロッド本体とコンロッドキャップの位置決めがなされている。
【特許文献１】特開平７−６３２１６号公報
【特許文献２】特開平７−１１００２６号公報
【特許文献３】特開平１１−８２４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に開示されているコンロッド本体とコンロッドキャップの位置決め構造によれば、ノックピンをノックピン孔に圧入する工程と、コネクティングボルトを締め付ける工程の２つの工程とが必要となる。
【００１０】
また、特許文献２に開示されているコンロッド本体とコンロッドキャップの位置決め構造によっても、円筒部材を嵌入する工程と、コネクティングボルトを締め付ける工程の２つの工程が必要となる。
【００１１】
一方、特許文献３に開示されているコンロッド本体とコンロッドキャップの位置決め構造によれば、軸部（非ねじ部）の中間部（特に合わせ面近傍）に周囲より大径の異径部が設けられているため、ボルト締め付け時に、軸部全体を均等な応力で塑性変形させることができず、安定した軸力が得られないという問題があり、軸力が安定しないと、締め付け状態が不安定になり易い。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みて創案されたものであり、コンロッド本体にコンロッドキャップを位置決めして組付けるに際し、組付工数の低減を図り、併せて、締め付け後のコネクティングボルトに安定した軸力が得られるようなコネクティング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】
【００１３】
上述の課題を解決するための手段として、本発明のコネクティングロッドは、以下のように構成されている。すなわち、本発明のコネクティングロッドは、コネクティングロッド本体と、コネクティングロッド本体に締結されるコネクティングロッドキャップと、コネクティングロッド本体およびコネクティングロッドキャップに挿通されてこれらを締結する伸びボルトタイプの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ボルトの頭部と雄ねじ部との間のくびれ径部には、円筒体が装着されている。そして、前記円筒体は、前記コネクティングロッド本体および前記コネクティングロッドキャップの双方のボルト挿通孔に亘って嵌入されるものである。
【００１４】
かかる構成を備えるコネクティングロッドによれば、予めコネクティングボルトのくびれ径部に円筒体を装着しておくことで、コンロッド本体にコンロッドキャップを位置決めして組付けるに際し、コネクティングボルトの締め付け工程と位置決め部材である円筒体の挿入工程とが並行して行われるため、コンロッド本体へのコンロッドキャップの組付工数の低減が図られる。また、伸びボルトタイプのコネクティングボルトを使用し、くびれ径部内に異径部を設けることなく、上記位置決めを行うことができるので、ボルト締め付け時にくびれ径部に均一な軸応力を発生させることができ、その結果、安定した軸力を得ることができる。
【００１５】
また、本発明のコネクティングロッドは、以下のように構成されていてもよい。すなわち、本発明のコネクティングロッドは、上記構成において、前記円筒体は、前記コネクティングロッド本体および前記コネクティングロッドキャップのボルト挿通孔のうち、挿通方向前側のボルト挿通孔に対して締まり嵌め状態で嵌入され、挿通方向後側のボルト挿通孔に対して隙間嵌め状態で嵌入されるものである。
【００１６】
かかる構成を備えるコネクティングロッドによれば、挿通方向後側のボルト挿通孔への円筒体（コネクティングボルトに装着された円筒体）の嵌入作業は、比較的楽に行うことができ、作業性を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明のコネクティングロッドは、以下のように構成されていてもよい。すなわち、本発明のコネクティングロッドは、前記円筒体は、前記コネクティングロッド本体および前記コネクティングロッドキャップの双方のボルト挿通孔に対して締まり嵌め状態で嵌入されるものである。
【００１８】
かかる構成を備えるコネクティングロッドによれば、円筒体がコネクティングロッド本体およびコネクティングロッドキャップの双方のボルト挿通孔に対して締まり嵌め状態で嵌入されるので、更に位置決め精度が向上する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るコネクティングロッドによれば、コンロッド本体にコンロッドキャップを位置決めして組付けるに際し、組付工数の低減が図られる。併せて、締め付け後のコネクティングボルトに安定した軸力が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るコネクティングロッド１（以下「コンロッド１」という。）を備えたエンジン２を示している。このエンジン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、そのコンロッド１によってピストン３の往復運動がクランクシャフト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内で混合ガスが点火されて燃焼すると、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はコンロッド１、ピストン３等を示す図である。この図に示すように、コンロッド１は、コンロッド本体１１と、コンロッド本体１１の反ピストン３側に締結されるコンロッドキャップ１２と、コンロッド本体１１およびコンロッドキャップ１２のボルト挿通孔１１ａ，１２ａに挿通されてこれらを締結する伸びボルトタイプのコネクティングボルト１３と、を備えている。
【００２２】
コンロッド１の小端部１ａ（図２ではコンロッド１の上端部）には、ピストンピン１５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の大端部１ｂ（図２ではコンロッド１の下端部）には、クランク軸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とコンロッドキャップ１２との対向半円部によって形成される。
【００２３】
図３に示すように、コネクティングボルト１３には、伸びボルトタイプのボルトが使用されている。すなわち、このコネクティングボルト１３は、軸部１３１の途中位置より先端側に雄ねじ部１３２を有し、雄ねじ部１３２より基端側にくびれ径部１３３を有している。くびれ径部１３３と頭部１３５との間には、概ね雄ねじ部１３２の外径に等しい真直状の一般部１３４が形成されている。なお、くびれ径部１３３は、少なくとも、雄ねじ部１３２および一般部１３４の外径より小径である。
【００２４】
コネクティングボルト１３のくびれ径部１３３には、円筒体１４が装着されている。この円筒体１４のくびれ径部１３３への装着は、径方向に隙間が生じないように行われていることが望ましい。つまり、円筒体１４の内周面とくびれ径部１３３の外周面との間に隙間が生じないように装着されていることが望ましい。また、図示しないが、円筒体１４には、コネクティングボルト１３のくびれ径部１３３への装着を容易にするために、軸線方向に延びたスリットが形成されている。従って、円筒体１４の横断面形状は略Ｃ字状となっている。なお、ボルト挿通孔１１ａへの挿入を容易にするために、円筒体１４の外周面と先端側端面とが交差するエッジ部には、図示するような面取り部１４ａが形成されていることが望ましい。
【００２５】
図４に示すように、コンロッド本体１１側のボルト挿通孔１１ａには、雌ねじ部１１ｂが形成されている。また、ボルト挿通孔１１ａには、前記雌ねじ部１１ｂから合わせ面１１ｃに亘って雌ねじ部１１ｂの外径より少し大径の真直孔であるストレート部１１ｄが形成されている。このストレート部１１ｄの内径は、コネクティングボルト１３に装着された円筒体１４と締まり嵌め状態となるように設定されている。一方、コンロッドキャップ１２のボルト挿通孔１２ａは、コンロッドキャップ１２を貫通して形成されており、その内径は、コネクティングボルト１３に装着された円筒体１４と隙間嵌め状態となるように設定されている。
【００２６】
コンロッド本体１１とコンロッドキャップ１２とがそれぞれの合わせ面１１ｃ，１２ｂを互いに密着させた状態で、コネクティングボルト１３によって締結されているとき、円筒体１４は、コンロッド本体１１およびコンロッドキャップ１２の双方のボルト挿通孔１１ａ（ストレート部１１ｄ），１２ａに亘って嵌入されている。詳しくは、円筒体１４の挿通方向前端部１４Ａは、挿通方向前側となるコンロッド本体１１のボルト挿通孔１１ａ（ストレート部１１ｄ）に対して締まり嵌め状態で長さＸだけ嵌入される。ここで、長さＸは、位置決めに必要な最小限の長さ（例えばＸ＝１ｍｍ〜３ｍｍ）である。
【００２７】
なお、コネクティングボルト１３が完全に締め込まれた状態では、図示するように、雄ねじ部１３２とくびれ径部１３３との境界部は、合わせ面１１ｃ，１２ｂよりもコンロッド本体１１内に一定量入り込むように設定されている。これは、大端部１ｂの曲げ変形時にコネクティングボルト１３に作用する最大曲げ応力を抑制するためである。
【００２８】
ところで、上記コンロッド１においては、コネクティングボルト１３のくびれ径部１３３と円筒体１４とが別体で構成されており、且つ、くびれ径部１３３はその形成範囲において直径が概ね一定となっている。このことから、コネクティングボルト１３がコンロッド本体１１とコンロッドキャップ１２とを締結した状態では、そのくびれ径部１３３の軸応力は、何れの軸方向位置においても均一となる。これにより、コネクティングボルト１３をくびれ径部１３３が塑性域に達するように締結すれば、軸力が安定し、安定した締め付け状態が得られる。
【００２９】
以上のように構成されたコンロッド１をクランクシャフト４に連結するには、以下のような手順で行われる。
【００３０】
まず、予め円筒体１４がくびれ径部１３３に装着された２本のコネクティングボルト１３，１３がコンロッドキャップ１２のボルト挿通孔１２ａ，１２ａにそれぞれ挿通される。この挿通時においては、円筒体１４の挿通方向後端部１４Ｂがコネクティングボルト１３の一般部１３４に軸方向に係合押圧され、ボルト挿通孔１２ａへ嵌入されるが、円筒体１４は、隙間嵌め状態でボルト挿通孔１２ａへ嵌入されるので比較的容易に嵌入作業を行うことができる。
【００３１】
続いて、図５に示すように、大端部１ｂのコンロッド本体１１側をクランクシャフト４のクランクピン４ａに嵌め合わせ、その反対側に大端部１ｂのコンロッドキャップ１２側を配置する。そして、コネクティングボルト１３の雄ねじ部１３２をコンロッド本体１１のボルト挿通孔１１ａの雌ねじ１１ｂに締め付ける。
【００３２】
そうすると、図４に示したように、コネクティングボルト１３のくびれ径部１３３に装着された円筒体１４の挿通方向後端部１４Ｂがコネクティングボルト１３の一般部１３４によって先端側に係合押圧され、円筒体１４の挿通方向前端部１４Ａがボルト挿通孔１１ａのストレート部１１ｄ内に長さＸだけ締まり嵌め状態で嵌入されるとともに、コンロッド本体１１とコンロッドキャップ１２とが一体に結合されて、コンロッド１はクランクシャフト４に連結される。この結果、円筒体１４は、コンロッド本体１１およびコンロッドキャップ１２の双方のボルト挿通孔１１ａ，１２ａに亘って嵌入されることとなり、コンロッド本体１１とコンロッドキャップ１２との位置決めがなされる。
【００３３】
なお、円筒体１４のボルト挿通孔１１ａへの嵌入長さＸは位置決めに必要な最低限の長さであり、しかも、嵌入はコネクティングボルト１３の締め付けによって行われるので、ボルト挿通孔１１ａへの円筒体１４の嵌入が締まり嵌め状態であっても容易にコネクティングボルト１３をボルト挿通孔１１ａへ嵌入させることができる。
【００３４】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施の形態に係るコンロッド１によれば、コネクティングボルト１３を締め付ける工程と、コンロッド本体１１とコンロッドキャップ１２との位置決め部材である円筒体１４を嵌入する工程とが並行して行われるため、従来より組付け工数の低減が図られる。
【００３５】
また、予めコネクティングボルト１３に円筒体１４を装着しておくことで、従来より部品点数が半減することから、組付作業における部品管理が簡易になる。
【００３６】
また、コンロッド１では、ノックピンを使用しないため、コンロッド本体１１とコンロッドキャップ１２との合わせ面１１ｃ，１２ｂの面積がノックピン用孔によって小さくなることはない。このため、コネクティングボルト１３による締結状態の安定性が向上する。
【００３７】
［他の実施形態］
本発明は、コンロッドの大端部を一体で製作後、衝撃によりコンロッド本体とコンロッドキャップとに破断分割したクラッキング分割タイプのコンロッドにも適用することができる。従来より、このクラッキング分割タイプの大端部を有するコンロッドのコネクティングボルトには、コンロッド本体とコンロッドキャップとの合わせ面の噛み合わせがずれないようにするため、ボルト挿通孔内径に近い外径を有し、且つ、くびれ径部を有しないボルトが使用されていた。そのため、塑性域で締結する際にコネクティングボルトのねじ底に大きな応力が掛かるという問題があったが、本発明によれば、くびれ径部を有する延びボルトを使用するため、そのような問題は解消される。併せて、コンロッド本体とコンロッドキャップとの合わせ面の噛み合わせにずれが発生することをも防止することができる。
【００３８】
また、既述した実施の形態では、コンロッド本体１１側のボルト挿通孔１１ａに雌ねじ部１１ｂを設け、コンロッドキャップ１２側から円筒体１４を装着したコネクティングボルト１３を挿通して、同ボルト１３の雄ねじ部１３２を上記雌ねじ部１１ｂに締め込んでいるが、逆に、コンロッドキャップ１２側のボルト挿通孔１２ａに雌ねじ部を設け、コンロッド本体１１側から円筒体１４を装着したコネクティングボルト１３を挿通して、同ボルト１３の雄ねじ部１３２をコンロッドキャップ１２側の雌ねじ部に締め込むことによって、コンロッド本体１１とコンロッドキャップ１２とを締結するようにしてもよい。
【００３９】
また、コンロッド本体１１およびコンロッドキャップ１２の双方のボルト挿通孔１１ａ，１２ａに雌ねじ部を設けず、コネクティングボルト１３とナットにてコンロッド本体１１とコンロッドキャップ１２を締結するようにしてもよい。
【００４０】
また、既述した実施の形態では、円筒体１４は、コンロッドキャップ１２のボルト挿通孔１２ａに隙間嵌め状態で嵌入されているが、これを締まり嵌め状態で嵌入されるようにしてもよい。この場合、作業性は若干低下するものの、位置決め精度は向上する。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、内燃機関におけるクランクシャフトとピストンとを連結して動力を伝達するコネクティングロッドに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態に係るコネクティングロッドを備えたエンジンを示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るコンロッド、ピストン、クランクシャフト等を示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る円筒体を装着したコネクティングボルトを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るコネクティングロッドの大端部の片側を示した部分断面図であり、締結完了状態を示している。
【図５】本発明の実施の形態に係るコネクティングロッドの大端部の片側を示した部分断面図であり、締結途中状態を示している。
【符号の説明】
【００４３】
１  コンロッド（コネクティングロッド）
１１  コンロッド本体（コネクティングロッド本体）
１１ａ  ボルト挿通孔
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  ボルト挿通孔
１３  コネクティングボルト
１４  円筒体
１３３  くびれ径部
【図１】
2009275898.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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