JPS6313044B2 - - Google Patents
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- JPS6313044B2 JPS6313044B2 JP3968882A JP3968882A JPS6313044B2 JP S6313044 B2 JPS6313044 B2 JP S6313044B2 JP 3968882 A JP3968882 A JP 3968882A JP 3968882 A JP3968882 A JP 3968882A JP S6313044 B2 JPS6313044 B2 JP S6313044B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C7/00—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
- F16C7/02—Constructions of connecting-rods with constant length
- F16C7/026—Constructions of connecting-rods with constant length made of fibre reinforced resin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、内燃機関の連接棒に関する。
近時、内燃機関は次第に高速運転されるように
なつており、この高速運転に伴ない、振動及び騒
音を低減することを目的として、連接棒等往復動
部分を軽量化することが要請されている。そし
て、最近、このような目的のために、従来の鉄鋼
に代わりアルミニウム合金やマグネシウム合金等
の軽量材料を用いて軽量化することが行なわれて
いる。しかしながら、この種の軽量材料は鋼に比
較して強度が落ち、しかも高温になるとより強度
が落ちるため、肉厚を大きくしなければならず、
必ずしも比重差程の軽量化は図れない欠点があつ
た。
なつており、この高速運転に伴ない、振動及び騒
音を低減することを目的として、連接棒等往復動
部分を軽量化することが要請されている。そし
て、最近、このような目的のために、従来の鉄鋼
に代わりアルミニウム合金やマグネシウム合金等
の軽量材料を用いて軽量化することが行なわれて
いる。しかしながら、この種の軽量材料は鋼に比
較して強度が落ち、しかも高温になるとより強度
が落ちるため、肉厚を大きくしなければならず、
必ずしも比重差程の軽量化は図れない欠点があつ
た。
本発明は上記の点に鑑み、このような連接棒材
料を強化繊維で強化することによつて、軽量化を
図ることを目的としてなされたもので、特に本発
明は、この強化繊維を、機関の爆発力と慣性力に
よる荷重を有効に支持するよう巧みに配すること
によつて連接棒の強度を更に増大させ、より軽量
化することを可能にしたものである。
料を強化繊維で強化することによつて、軽量化を
図ることを目的としてなされたもので、特に本発
明は、この強化繊維を、機関の爆発力と慣性力に
よる荷重を有効に支持するよう巧みに配すること
によつて連接棒の強度を更に増大させ、より軽量
化することを可能にしたものである。
以下、本発明の構成を一実施例を示す図面に基
づいて説明すると、第１図及び第２図は、本発明
によつて得られた連接棒の一例を示しており、図
において１は、小端部２と大端部３を結ぶステム
４部分において、該ステム４の内肉部を構成し、
かつ、繊維強化複合材料からなるステムコラム、
５は同じくステム４の左右両側外肉部と小端部２
を構成し、かつ、繊維強化複合材料からなる薄肉
のステムプレート、６ａ，６ｂ，６ｃは、小端部
２及び大端部３の残余部分に配される残余部材で
ある。また、７は、大端部３の本体より分割され
たキヤツプ８の残余部材、９は、該残余部材７の
下端面へ配置されたキヤツプ８の一部を構成し、
かつ、繊維強化複合材料からなるキヤツププレー
ト、１０は、キヤツプ８を大端部３本体へ取付け
るための締付けボルトである。
づいて説明すると、第１図及び第２図は、本発明
によつて得られた連接棒の一例を示しており、図
において１は、小端部２と大端部３を結ぶステム
４部分において、該ステム４の内肉部を構成し、
かつ、繊維強化複合材料からなるステムコラム、
５は同じくステム４の左右両側外肉部と小端部２
を構成し、かつ、繊維強化複合材料からなる薄肉
のステムプレート、６ａ，６ｂ，６ｃは、小端部
２及び大端部３の残余部分に配される残余部材で
ある。また、７は、大端部３の本体より分割され
たキヤツプ８の残余部材、９は、該残余部材７の
下端面へ配置されたキヤツプ８の一部を構成し、
かつ、繊維強化複合材料からなるキヤツププレー
ト、１０は、キヤツプ８を大端部３本体へ取付け
るための締付けボルトである。
上記において、繊維強化複合材料からなるステ
ムコラム１は、第３図に示すように断面方形の棒
状であつて、その一端は、小端部２における第１
図のピストンピン孔１１に適合するよう、該ピス
トンピン孔１１の半径RSと同じ曲率半径を有す
る半円形の凹状部１２に形成され、他端は、大端
部３のクランクピン孔１３に適合するよう、該ク
ランクピン孔１３の半径RBと同じ曲率半径を有
する同様の凹状部１４に形成されている。
ムコラム１は、第３図に示すように断面方形の棒
状であつて、その一端は、小端部２における第１
図のピストンピン孔１１に適合するよう、該ピス
トンピン孔１１の半径RSと同じ曲率半径を有す
る半円形の凹状部１２に形成され、他端は、大端
部３のクランクピン孔１３に適合するよう、該ク
ランクピン孔１３の半径RBと同じ曲率半径を有
する同様の凹状部１４に形成されている。
ところで、前述のように、このステムコラム１
は、小端部２から大端部３に至るステム４部分の
内肉部に配されるが、この部分には、主として機
関の爆発力が作用する。そこで、本発明において
は、ステムコラム１を強化する繊維は、該爆発力
による圧縮荷重を受けるよう即わちその方向に配
列するもので、これによつて該圧縮荷重に対する
強度を有効に確保する。このような強化繊維とし
ては、ガラス、カーボン、炭化硅素等が挙げら
れ、また、その母材としては、Al又はMg等の軽
合金材料やエポキシ樹脂等のプラスチツク材料が
挙げられるが、その他の材料でもよい。ここで、
爆発力による圧縮荷重をWp、コラム１材料の圧
縮許容応力をσcとすると、第３図に示すコラム
１の寸法ａ，ｂは次式によつて定められる。
は、小端部２から大端部３に至るステム４部分の
内肉部に配されるが、この部分には、主として機
関の爆発力が作用する。そこで、本発明において
は、ステムコラム１を強化する繊維は、該爆発力
による圧縮荷重を受けるよう即わちその方向に配
列するもので、これによつて該圧縮荷重に対する
強度を有効に確保する。このような強化繊維とし
ては、ガラス、カーボン、炭化硅素等が挙げら
れ、また、その母材としては、Al又はMg等の軽
合金材料やエポキシ樹脂等のプラスチツク材料が
挙げられるが、その他の材料でもよい。ここで、
爆発力による圧縮荷重をWp、コラム１材料の圧
縮許容応力をσcとすると、第３図に示すコラム
１の寸法ａ，ｂは次式によつて定められる。
Wp／ab ＜ σc 但し、ａ＝2RS
なお、上記一方向の繊維配列に加え、圧縮荷重
に対する横歪強度を保持させるため、該圧縮荷重
方向の繊維方向と直角な方向或いは斜め方向に配
列した繊維を含ませてもよい。
に対する横歪強度を保持させるため、該圧縮荷重
方向の繊維方向と直角な方向或いは斜め方向に配
列した繊維を含ませてもよい。
ステムプレート５は、第４図に示すように、薄
肉板状であり、小端部２を構成させるためその中
央部を、半円形に折曲１５して全体を略Ｕ字形に
形成している。この場合の中央折曲部１５の内周
半径はピストンピン孔１１の半径RSと同じであ
る。他方、ステム４の両外側面を形成しつつ大端
部３側に延長されたステムプレート５の両端部１
６，１６は、外方に折曲されている。そして、こ
の両端部１６，１６が大端部３の一部を構成する
が、本実施例において、この両端部１６，１６
は、第１図で示すように、大端部３の上面肩部を
構成する前記の残余部材６ｃ，６ｃの下側へ配置
されて、外端側まで延長されるとともに、同じく
キヤツプ８の接合部を構成するもう１つの残余部
材６ｂとで挾持された状態に保持されて、引張に
対する接合強度を増加させている。すなわち、こ
の両端部１６，１６を大端部３の肩部上面へ配置
することも考えられ、この場合、該両端部１６，
１６は、キヤツプ８の締付けボルト１０頭部によ
つて一応押えられているのであるが、それでも往
復慣性力によつて上方へ引張荷重が作用したと
き、この両端部１６，１６が剥離して上方へ抜け
出す虞れがあるのに対し、このように残余部材６
ｃの下側に配置することによつて、かかる離脱を
防止し強固に保持できるものである。それ故、こ
の両端部１６，１６は、第１図の２点鎖線の如
く、キヤツプ８との接合面に露出させて配置して
もよいが、この場合、ステムプレート５の内側面
がクランクピン孔１３側に露出しないようにする
ことが望ましい。なお、その他の残余部材６ａ，
６ａは、ピストンピン孔１１下半部におけるステ
ムコラム１表裏の角部と、クランクピン孔１３上
部のステムコラム１表裏の角部を構成する。但
し、クランクピン孔１３側の残余部材６ａ，６ａ
は、大端部３におけるキヤツプ８との接合部残余
部材６ｂと連続する。更に、残余部材６ｂ，６ｃ
は、前記両端部１６，１６の保持力を強化するた
め互いに連続させる場合もある。
肉板状であり、小端部２を構成させるためその中
央部を、半円形に折曲１５して全体を略Ｕ字形に
形成している。この場合の中央折曲部１５の内周
半径はピストンピン孔１１の半径RSと同じであ
る。他方、ステム４の両外側面を形成しつつ大端
部３側に延長されたステムプレート５の両端部１
６，１６は、外方に折曲されている。そして、こ
の両端部１６，１６が大端部３の一部を構成する
が、本実施例において、この両端部１６，１６
は、第１図で示すように、大端部３の上面肩部を
構成する前記の残余部材６ｃ，６ｃの下側へ配置
されて、外端側まで延長されるとともに、同じく
キヤツプ８の接合部を構成するもう１つの残余部
材６ｂとで挾持された状態に保持されて、引張に
対する接合強度を増加させている。すなわち、こ
の両端部１６，１６を大端部３の肩部上面へ配置
することも考えられ、この場合、該両端部１６，
１６は、キヤツプ８の締付けボルト１０頭部によ
つて一応押えられているのであるが、それでも往
復慣性力によつて上方へ引張荷重が作用したと
き、この両端部１６，１６が剥離して上方へ抜け
出す虞れがあるのに対し、このように残余部材６
ｃの下側に配置することによつて、かかる離脱を
防止し強固に保持できるものである。それ故、こ
の両端部１６，１６は、第１図の２点鎖線の如
く、キヤツプ８との接合面に露出させて配置して
もよいが、この場合、ステムプレート５の内側面
がクランクピン孔１３側に露出しないようにする
ことが望ましい。なお、その他の残余部材６ａ，
６ａは、ピストンピン孔１１下半部におけるステ
ムコラム１表裏の角部と、クランクピン孔１３上
部のステムコラム１表裏の角部を構成する。但
し、クランクピン孔１３側の残余部材６ａ，６ａ
は、大端部３におけるキヤツプ８との接合部残余
部材６ｂと連続する。更に、残余部材６ｂ，６ｃ
は、前記両端部１６，１６の保持力を強化するた
め互いに連続させる場合もある。
なお、第１図及び第４図の２点鎖線の如く、ス
テムプレート５の両端部１６，１６を、上方へ彎
曲させて上向きの角度θを持たせるようにすれ
ば、該ステムプレート５両端部１６，１６の保持
力がより増大される。
テムプレート５の両端部１６，１６を、上方へ彎
曲させて上向きの角度θを持たせるようにすれ
ば、該ステムプレート５両端部１６，１６の保持
力がより増大される。
以上の如く、このステムプレート５は、小端部
２、ステム４外肉部、大端部３を構成するが、こ
の部分には、主としてピストン等の慣性力による
引張荷重が作用し、本発明では、このステムプレ
ート５の強化繊維をそのような引張荷重を受ける
方向に配列し、これによつて該引張荷重に対する
有効な強度を確保する。この場合の強化繊維及び
母材材料はステムコラム１の場合と同様である。
ここで、慣性力による引張荷重をWI、複合強化
されたステムプレート５の引張許容応力をσtとす
ると、第４図におけるステムプレート５の幅及び
厚さＢ，Ｔは、次式によつて定められる。
２、ステム４外肉部、大端部３を構成するが、こ
の部分には、主としてピストン等の慣性力による
引張荷重が作用し、本発明では、このステムプレ
ート５の強化繊維をそのような引張荷重を受ける
方向に配列し、これによつて該引張荷重に対する
有効な強度を確保する。この場合の強化繊維及び
母材材料はステムコラム１の場合と同様である。
ここで、慣性力による引張荷重をWI、複合強化
されたステムプレート５の引張許容応力をσtとす
ると、第４図におけるステムプレート５の幅及び
厚さＢ，Ｔは、次式によつて定められる。
WI／2B・Ｔ＜σt
なお、ステムコラム１の場合と同様に、強化繊
維は引張荷重を受けるよう即わちその方向に一方
向配列するのを基本とするが、横歪に対する強度
を保持させる必要がある部分については、更に直
角方向或いは斜め方向の繊維を追加して含ませて
もよい。
維は引張荷重を受けるよう即わちその方向に一方
向配列するのを基本とするが、横歪に対する強度
を保持させる必要がある部分については、更に直
角方向或いは斜め方向の繊維を追加して含ませて
もよい。
図で示すように、ステムプレート５とステムコ
ラム１は、大端部３側を拡開もしくは広幅状とし
ているが、これは上下同一幅としてもよい。
ラム１は、大端部３側を拡開もしくは広幅状とし
ているが、これは上下同一幅としてもよい。
次に、キヤツププレート９は、第５図で示すよ
うに、薄肉板状であつて、その中央部にキヤツプ
８の残余部材７下面形状に適合すべく凹状とし、
その両端を締付けボルト１０の座面１７とすべく
偏平としたものであつて、強化繊維は、慣性力に
よるキヤツプ８の曲げ応力の方向に一方向配列
し、これによつて慣性力荷重に対する強度と剛性
を持たせ、かつ、締付けボルト１０座面１７を強
化するものである。この場合の繊維及び母材は、
ステムコラム１の場合と同様である。但し、この
キヤツププレート９は、場合によつては省略して
もよい。
うに、薄肉板状であつて、その中央部にキヤツプ
８の残余部材７下面形状に適合すべく凹状とし、
その両端を締付けボルト１０の座面１７とすべく
偏平としたものであつて、強化繊維は、慣性力に
よるキヤツプ８の曲げ応力の方向に一方向配列
し、これによつて慣性力荷重に対する強度と剛性
を持たせ、かつ、締付けボルト１０座面１７を強
化するものである。この場合の繊維及び母材は、
ステムコラム１の場合と同様である。但し、この
キヤツププレート９は、場合によつては省略して
もよい。
製造に際しては、上記繊維複合強化材料からな
るステムコラム１、ステムプレート５及びキヤツ
ププレート９は、所定の形状に予め成形され、こ
れを連接棒成形用の金型内にセツトし、その上に
残余の部材６ａ，６ｂ，６ｃ，７を構成するマト
リクス材を前記１，５および９の接着も兼ねて加
圧、注入することによつて成品を得ることができ
る。なお、本実施例において、残余部材６，７
は、ピストンピン孔１１下部におけるステムコラ
ム１上下面、大端部３におけるクランクピン孔１
３左右両側及びステムコラム１上下両面、連接棒
キヤツプ８におけるクランクピン孔１３周りの大
部分に配されているが、この残余部材６，７部分
にも、短く切つたランダム配列の強化繊維を含ま
せて同様の複合体とすることも可能である。
るステムコラム１、ステムプレート５及びキヤツ
ププレート９は、所定の形状に予め成形され、こ
れを連接棒成形用の金型内にセツトし、その上に
残余の部材６ａ，６ｂ，６ｃ，７を構成するマト
リクス材を前記１，５および９の接着も兼ねて加
圧、注入することによつて成品を得ることができ
る。なお、本実施例において、残余部材６，７
は、ピストンピン孔１１下部におけるステムコラ
ム１上下面、大端部３におけるクランクピン孔１
３左右両側及びステムコラム１上下両面、連接棒
キヤツプ８におけるクランクピン孔１３周りの大
部分に配されているが、この残余部材６，７部分
にも、短く切つたランダム配列の強化繊維を含ま
せて同様の複合体とすることも可能である。
なお、第３図及び第４図におけるステムプレー
ト５及びステムコラム１の小端部２側の幅は他と
同一であるが、第２図実施例においては、この小
端部２の表裏両面を先端に向つて狭幅となるテー
パ形とし、ピストンの慣性力を受ける先端側を該
慣性力を受けるのに充分なだけの厚さとし、これ
によつてより軽量化した構造となつている。ま
た、ピストンピン孔１１にはピンを受けるための
メタルを嵌合させてもよい。
ト５及びステムコラム１の小端部２側の幅は他と
同一であるが、第２図実施例においては、この小
端部２の表裏両面を先端に向つて狭幅となるテー
パ形とし、ピストンの慣性力を受ける先端側を該
慣性力を受けるのに充分なだけの厚さとし、これ
によつてより軽量化した構造となつている。ま
た、ピストンピン孔１１にはピンを受けるための
メタルを嵌合させてもよい。
本発明は上記の通りであり、このように本発明
においては、少なくとも連接棒ステム部分を繊維
によつて強化されたステムコラムとステムプレー
トとによつて形成し、これらの繊維配列を、夫々
爆発力による圧縮荷重と慣性力による引張荷重を
有効に受けるように構成しているから、それらの
荷重に対する強度が高く、したがつて従来のもの
に比較してステム部分の寸法を小としてより軽量
化することが出来たものである。特に、本発明に
よれば、引張荷重を受けるステムプレートの端部
を、他の部材である大端部上面部材の下側に配置
して押圧支持しているから、前記引張荷重によつ
てこのステムプレートが抜けるのを防止できる効
果がある。
においては、少なくとも連接棒ステム部分を繊維
によつて強化されたステムコラムとステムプレー
トとによつて形成し、これらの繊維配列を、夫々
爆発力による圧縮荷重と慣性力による引張荷重を
有効に受けるように構成しているから、それらの
荷重に対する強度が高く、したがつて従来のもの
に比較してステム部分の寸法を小としてより軽量
化することが出来たものである。特に、本発明に
よれば、引張荷重を受けるステムプレートの端部
を、他の部材である大端部上面部材の下側に配置
して押圧支持しているから、前記引張荷重によつ
てこのステムプレートが抜けるのを防止できる効
果がある。
第１図は、本発明連接棒の中央縦断正面図、第
２図は同じく中央縦断側面図、第３図はステムコ
ラムの斜視図、第４図はステムプレートの斜視
図、第５図はキヤツププレートの斜視図である。 １…ステムコラム、２…小端部、３…大端部、
４…ステム、５…ステムプレート、１６…ステム
プレート端部、６ｃ…残余部材（大端部上面部
材）。
２図は同じく中央縦断側面図、第３図はステムコ
ラムの斜視図、第４図はステムプレートの斜視
図、第５図はキヤツププレートの斜視図である。 １…ステムコラム、２…小端部、３…大端部、
４…ステム、５…ステムプレート、１６…ステム
プレート端部、６ｃ…残余部材（大端部上面部
材）。
Claims (1)
- １ 連接棒大端部と小端部を結ぶステム部分に、
少なくとも繊維強化複合材料よりなる内側のステ
ムコラムと外側のステムプレートとを有し、前記
ステムコラムは、主として爆発時の圧縮荷重を支
持するように繊維が配列され、ステムプレート
は、主として引張の慣性力を支持するように繊維
が配列されるとともに、連接棒大端部側に延長さ
れた前記ステムプレートの端部が、その他の部材
によつて構成される大端部上面部材の下側に配置
されていることを特徴とする内燃機関の連接棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3968882A JPS58156714A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | 内燃機関の連接棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3968882A JPS58156714A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | 内燃機関の連接棒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58156714A JPS58156714A (ja) | 1983-09-17 |
| JPS6313044B2 true JPS6313044B2 (ja) | 1988-03-23 |
Family
ID=12559994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3968882A Granted JPS58156714A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | 内燃機関の連接棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58156714A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2887601B1 (fr) | 2005-06-24 | 2007-10-05 | Snecma Moteurs Sa | Piece mecanique et procede de fabrication d'une telle piece |
| FR3097282B1 (fr) * | 2019-06-13 | 2022-09-30 | Skf Aerospace France | Pièce de liaison en matériau composite, en particulier pour rotule |
-
1982
- 1982-03-12 JP JP3968882A patent/JPS58156714A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58156714A (ja) | 1983-09-17 |
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