特許 7083770 コネクティングロッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-03

(45)【発行日】2022-06-13

(54)【発明の名称】コネクティングロッド

(51)【国際特許分類】

   F16C 7/02 20060101AFI20220606BHJP

【ＦＩ】

F16C7/02

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019062445

(22)【出願日】2019-03-28

(65)【公開番号】P2020159537

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2021-06-15

(73)【特許権者】

【識別番号】316015888

【氏名又は名称】三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】誠真ＩＰ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】西田 英朗

(72)【発明者】

【氏名】門脇 剛

【審査官】糟谷 瑛

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２１６６５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】英国特許出願公告第１０１９８０３（ＧＢ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ ７／００

Ｆ０２Ｂ ７５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端に設けられピストンピンが嵌合される小端部と、他端に設けられクランクシャフトが嵌合される大端部と、前記小端部と前記大端部とを接続するコラム部と、を備えるコネクティングロッドであって、
前記コラム部の前記大端部側に位置する一断面において、前記クランクシャフトの軸方向における前記コラム部の中央部の少なくとも一部の剛性が、前記コラム部の端部の剛性より小さく、
前記クランクシャフトの軸方向を前記コラム部の幅方向と定義し、
前記コラム部の幅方向の一方側の端縁を幅方向０％位置、前記コラム部の幅方向の他方側の端縁を幅方向１００％位置と定義した場合に、
前記コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置における剛性の平均値が、前記コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置を除いた他の位置における剛性の平均値よりも小さく、
前記コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置には、前記コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置を除いた他の位置よりも、単位体積当たりで占有率が高い中空部が形成され、
前記コラム部の前記一断面において、前記コラム部の幅方向と直交する方向である前記コラム部の高さ方向の両側に給油孔が形成されていることを特徴とするコネクティングロッド。

【請求項2】

一端に設けられピストンピンが嵌合される小端部と、他端に設けられクランクシャフトが嵌合される大端部と、前記小端部と前記大端部とを接続するコラム部と、を備えるコネクティングロッドであって、
前記コラム部の前記大端部側に位置する一断面において、前記クランクシャフトの軸方向における前記コラム部の中央部の少なくとも一部の剛性が、前記コラム部の端部の剛性より小さく、
前記クランクシャフトの軸方向を前記コラム部の幅方向と定義し、
前記コラム部の幅方向の一方側の端縁を幅方向０％位置、前記コラム部の幅方向の他方側の端縁を幅方向１００％位置と定義した場合に、
前記コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置における剛性の平均値が、前記コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置を除いた他の位置における剛性の平均値よりも小さく、
前記コラム部の前記大端部側には空洞が形成され、
前記コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置に形成されている前記空洞と、前記大端部の内側面との最短距離をＬ_１と定義し、
前記コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置を除いた他の位置に形成されている前記空洞と、前記大端部の内側面との最短距離をＬ_２と定義した場合に、
Ｌ_１＜Ｌ_２の関係を満たし、
前記コラム部の前記一断面において、前記コラム部の幅方向と直交する方向である前記コラム部の高さ方向の両側に給油孔が形成され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】

本開示は、コネクティングロッドに関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関などに用いられるコネクティングロッドは、クランクシャフトを支持する大端部の軸受では、冷却などを目的として供給される潤滑油の油膜を確保する必要がある。しかし、コラム部の剛性が大きいために、荷重が作用したとき軸受に局所的に高圧が負荷される領域が生じ、この領域では油膜厚が小さくなる。このため、クランクシャフトと軸受との接触による焼付きや軸受材料の疲労が問題となり、この問題は内燃機関の筒内圧の高圧化や高回転化を図る上で障害となる。

【0003】

特許文献１では、コネクティングロッドの軸線より大端部の移動方向（大端部の公転方向又は軸受の周方向）上流側の領域で軸受に供給された油膜が薄くなることを見出し、該領域に負荷される荷重を抑制するため、該領域に対応するコラム部に空隙や薄肉部を形成してコラム部の剛性を小さくすることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－８２５２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１では、軸受の周方向の油膜厚のみに着目しているが、軸受の周方向と直交する方向、即ち、クランクシャフトの軸方向における油膜厚も考慮する必要があることを本発明者らは見出した。クランクシャフトの軸方向の油膜厚を確保することで、初めてクランクシャフトと軸受との接触による焼付きや軸受材料の疲労の問題を解決できる。

【0006】

本開示に係る一実施形態は、クランクシャフトの軸方向における軸受の油膜厚を確保する措置を講じることで、クランクシャフトと軸受との接触による焼付きや軸受材料の疲労の問題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）一実施形態に係るコネクティングロッドは、
一端に設けられピストンピンが嵌合される小端部と、他端に設けられクランクシャフトが嵌合される大端部と、前記小端部と前記大端部とを接続するコラム部と、を備えるコネクティングロッドであって、
前記コラム部の前記大端部側に位置する一断面において、前記クランクシャフトの軸方向（コラム部の幅方向）における前記コラム部の中央部の少なくとも一部の剛性が、前記コラム部の端部の剛性より小さい。

【0008】

上記（１）の構成によれば、コラム部の大端部側に位置する一断面において、クランクシャフトの軸方向におけるコラム部の中央部の少なくとも一部の剛性が、コラム部の端部の剛性より小さいため、大端部の軸受に負荷される局所的な高圧力の発生を抑制できる。これによって、大端部の軸受の油膜厚を確保できるため、クランクシャフトと軸受との接触による焼付きや軸受材料の疲労の問題を解決できる。従って、内燃機関の筒内圧の高圧化や高回転化を図る上で一つの障害を除くことができる。

【0009】

（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記クランクシャフトの軸方向を前記コラム部の幅方向と定義し、
前記コラム部の幅方向の一方側の端縁を幅方向０％位置、前記コラム部の幅方向の他方側の端縁を幅方向１００％位置と定義した場合に、
前記コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置における剛性の平均値が、前記コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置を除いた他の位置における剛性の平均値よりも小さい。

【0010】

従来のコネクティングロッドは、コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置における剛性の平均値が、コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置を除いた他の位置における剛性の平均値より大きくなることが確認され、局所的高圧が発生しやすくなっている。上記（２）の構成によれば、コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置における剛性の平均値が、コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置を除いた他の位置における剛性の平均値よりも小さいため、大端部の軸受に負荷される局所的な高圧力の発生を抑制できる。これによって、大端部の軸受の油膜厚を確保できる。

【0011】

（３）一実施形態では、前記（２）の構成において、
前記コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置には、前記コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置を除いた他の位置によりも、単位体積当たりで占有率が高い中空部が形成されている。
上記（３）の構成によれば、コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置に他の位置より、単位体積当たりで占有率が高い中空部が形成されることで、コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置の剛性を他の位置の剛性より小さくできる。これによって、大端部の軸受に負荷される局所的な高圧力の発生を抑制できるため、大端部の軸受の油膜厚を確保できる。

【0012】

（４）一実施形態では、前記（２）の構成において、
前記コラム部の前記大端部側には空洞が形成され、
前記コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置に形成されている前記空洞と、前記大端部の内側面との最短距離をＬ_１と定義し、
前記コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置を除いた他の位置に形成されている前記空洞と、前記大端部の内側面との最短距離をＬ_２と定義した場合に、
Ｌ_１＜Ｌ_２の関係を満たす。
空洞が大端部の内側面に近いほど、コラム部の剛性は小さくなる。上記（４）の構成によれば、Ｌ_１＜Ｌ_２とすることで、コラム部の幅方向４０％以上６０％以下の位置の剛性を他の位置より小さくできる。これによって、大端部の軸受に負荷される局所的な高圧力の発生を抑制できるため、大端部の軸受の油膜厚を確保できる。

【0013】

（５）一実施形態では、前記（３）又は（４）の構成において、
前記コラム部の前記一断面において、前記コラム部の高さ方向の両側に給油孔が形成される。
上記（５）の構成によれば、コラム部の一断面において、中空部や空洞の両側であって中空部や空洞が形成されていないコラム部の高さ方向（幅方向と直交する方向）の両側に、中空部や空洞と干渉させることなく、給油孔を形成することができる。これにより、１本しか給油孔が形成されていない場合と比べて、クランクシャフトの軸受及びピストンピンの軸受に十分な量の潤滑油を供給することが可能になる。

【発明の効果】

【0014】

幾つかの実施形態によれば、コラム部の幅方向（クランクシャフトの軸方向）において、大端部の軸受に局所的に高圧が負荷されるのを抑制できるため、軸受の油膜厚を確保でき、クランクシャフトと軸受との焼付きや軸受材料の疲労を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】内燃機関のエンジンブロックの一部を概略的に示す断面図である。

【図2】一実施形態に係るコネクティングロッドの正面図である。

【図3】従来及び一実施形態に係るコネクティングロッドの大端部の軸受に負荷される圧力分布を示す線図である。

【図4】従来のコネクティングロッドの一例を示す横断面図である。

【図5】図２中のＡ―Ａ線に沿う横断面図である。

【図6】図２に示すコネクティングロッドのコラム部の剛性を示す線図である。

【図7】図２中のＢ―Ｂ線に沿う横断面図である。

【図8】一実施形態に係るコネクティングロッドのコラム部の横断面図である。

【図9】図８に示すコネクティングロッドのコラム部の剛性を示す線図である。

【図10】一実施形態に係るコネクティングロッドの横断面図である。

【図11】一実施形態に係るコネクティングロッドの正面図である。

【図12】図１１に示すコネクティングロッドの縦断面図である。

【図13】図１２中のＣ―Ｃ線に沿う横断面である。

【図14】一実施形態に係るコネクティングロッドの縦断面図である。

【図15】図１４に示すコネクティングロッドの縦断面図である。

【図16】図１５中のＤ―Ｄ線に沿う横断面である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照して、本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、これらの実施形態に記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状及びその相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【0017】

図１は、内燃機関のエンジンブロックの一例を部分的かつ概略的に示す図である。図１において、コネクティングロッド１の小端部にピストン３のピストンピン３ａ（図２参照）が嵌合し、コネクティングロッド１の大端部にクランクシャフト５を構成するクランクピン５ａが嵌合している。クランク主軸５ｃはクランクアーム５ｂを介してクランクピン５ａと一体に形成され、エンジンブロック７に設けられた主軸受９に回転自在に支持されている。

【0018】

図２は、一実施形態に係るコネクティングロッド１０（１０Ａ）を示す。コネクティングロッド１０（１０Ａ）は、両端に小端部１２と大端部１４とを備える。小端部１２にピストンピン３ａが嵌合し、大端部１４にクランク主軸５ｃが嵌合する。小端部１２と大端部１４とはコラム部１６を介して結合されるか又は一体に製造される。小端部１２の中心部に貫通孔が形成され、該貫通孔にピストンピン３ａを回転自在に支持する軸受１８が密嵌されている。大端部１４の中心部にも貫通孔が形成され、該貫通孔にクランク主軸５ｃを回転自在に支持する軸受２０が密嵌されている。コネクティングロッド１０（１０Ａ）は、コラム部１６の大端部側に位置する一横断面において、クランクシャフト５の軸方向におけるコラム部１６の中央部の少なくとも一部の剛性が、コラム部１６の端部の剛性より小さくなるように構成されている。コネクティングロッド１０（１０Ａ）において、上記「コラム部１６の大端部側に位置する一横断面」とは、例えば、Ａ―Ａ線上の横断面を示す。

【0019】

上記構成によれば、コラム部１６の大端部１４側に位置する一断面において、クランクシャフト５の軸方向におけるコラム部１６の中央部の少なくとも一部の剛性が、コラム部１６の端部の剛性より小さいため、大端部１４の軸受２０に負荷される局所的な高圧力の発生を抑制できる。これによって、軸受２０の油膜厚を確保できるため、クランクピン５ａと軸受２０との接触による焼付きや軸受材料の疲労の問題を解決できる。従って、内燃機関の筒内圧の高圧化や高回転化を図る上で一つの障害を除くことができる。
本明細書において、「クランクシャフト５の軸方向」とは、クランクピン５ａ及びクランク主軸５ｃの軸方向でもあり、本明細書では、コラム部１６の幅方向と定義する。即ち、図５、図８及び図１０中の矢印ｗ方向である。

【0020】

剛性は、軸剛性の場合、次の式で定義される。
ｋ_Ｎ＝Ｎ／δ_Ｎ＝Ｅ・Ａ／Ｌ
ここで、ｋ_Ｎ：軸剛性、Ｎ：軸に加わる軸方向力、δ_Ｎ：軸の軸方向変形、Ｅ：軸のヤング率、Ａ：軸の断面積、Ｌ：軸の長さ。

【0021】

一実施形態では、コラム部１６の大端部側に位置する一断面において、幅方向におけるコラム部１６の中央部の少なくとも一部の部位をヤング率が小さい第１材料で構成し、コラム部１６の端部側の部位を第１材料よりヤング率が大きい第２材料で構成する。こうした二重構造を採用することで、コラム部１６の中央側部位の剛性を端部側部位の剛性より小さくすることができる。

【0022】

図３は、コラム部１６の幅方向を横軸とし、コネクティングロッドに作用する荷重によって軸受２０に負荷される圧力を縦軸に取ったグラフである。図３において、コラム部１６の幅方向の一方側の端縁を幅方向０％位置と定義し、コラム部１６の幅方向の他方側の端縁を幅方向１００％位置と定義する。同図において、曲線Ａは一実施形態に係るコネクティングロッド１０の大端部１４の軸受２０に負荷される圧力であり、曲線Ｂは、図４に示すＨ形の横断面を有する従来のコネクティングロッド１００の大端部の軸受に負荷される圧力の一例を示す。

【0023】

曲線Ａで示される実施形態は、コラム部１６の幅方向４０～６０％位置における剛性の平均値が、コラム部１６の幅方向４０％以上６０％以下の位置を除いた他の位置における剛性の平均値よりも小さい。一方、コネクティングロッド１００は、コラム部１６の幅方向４０％以上６０％以下の位置における剛性の平均値が、コラム部１６の幅方向４０％以上６０％以下の位置を除いた他の位置における剛性の平均値より大きくなることが確認されている。
本実施形態によれば、コラム部１６の幅方向４０％以上６０％以下の位置における剛性の平均値が、コラム部１６の幅方向４０％以上６０％以下の位置を除いた他の位置における剛性の平均値よりも小さいため、大端部１４の軸受２０に負荷される局所的な高圧力の発生を抑制できる。これによって、軸受２０の油膜厚を確保できる。

【0024】

図５は、図２中のＡ―Ａ線に沿う横断面図であり、図８及び図１０は、夫々別な実施形態において、Ａ―Ａ線に沿う横断面図に相当する横断面図である。
幾つかの実施形態では、図５～図１０に示すように、コラム部１６の大端部１４側に位置する一横断面において、中空部２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）が形成されている。中空部２２（２２ａ～２２ｃ）は、コラム部１６の幅方向４０％以上６０％以下の位置に、コラム部１６の幅方向４０％以上６０％以下の位置を除いた他の位置よりも、単位体積当たりで中空部の占有率が高くなるように形成されている。この実施形態によれば、中空部２２が形成されているため、コラム部１６の幅方向４０％以上６０％以下の位置の剛性を他の位置の剛性より小さくできる。これによって、大端部１４の軸受２０に負荷される局所的な高圧力の発生を抑制できるため、軸受２０の油膜厚を確保できる。

【0025】

一実施形態では、図２に示すように、中空部２２はコラム部１６又は大端部１４において軸受２０の近傍に形成される。中空部２２が軸受２０に近いほど中空部２２が形成されるコラム部１６の剛性を低減でき、これによって、軸受２０に負荷される局所的な高圧力の発生を抑制できる。

【0026】

図５に示す実施形態では、コラム部１６の横断面の幅方向中央部において、１個の中空部２２（２２ａ）が形成される。中空部２２（２２ａ）は長方形の横断面を有する。図６は、中空部２２（２２ａ）が形成されたコラム部１６の幅方向の剛性の分布を示す。この実施形態では、コラム部１６の幅方向２５％以上７５％以下の位置に中空部２２（２２ａ）が形成されるため、コラム部１６の幅方向２０％以上８０％以下の位置で剛性を低減できる。これによって、大端部１４の軸受２０に負荷される局所的な高圧力の発生を抑制でき、これによって、軸受２０の油膜厚を確保できる。
図５に示す実施形態では、中空部２２（２２ａ）は長方形の横断面を有するが、中空部２２（２２ａ）の横断面は、コラム部１６の横断面に合わせて、あるいは合わせることなく適宜に変更でき、例えば、正方形、その他の角形、円形又は楕円形であってもよい。

【0027】

図５に示す実施形態では、中空部２２（２２ａ）は、コラム部１６の高さ方向（幅方向と直交する方向、即ち、図５中の矢印ｈ方向）において、１０％以上９０％以下の位置に形成される。従って、コラム部１６の高さ方向５％以上９５％以下の位置で剛性を低減できる。中空部２２（２２ａ）を形成することで、コラム部１６の幅方向及び高さ方向において、大端部１４の軸受２０に負荷される局所的な高圧力の発生を効果的に抑制でき、そのため、軸受２０の油膜厚を確保できる。

【0028】

一実施形態では、図７に示すように、中空部２２（２２ａ）はコラム部１６の軸方向に沿って小端部１２側まで延在している。このように、中空部２２（２２ａ）をコラム部１６の軸方向に沿って小端部１２側まで延在することで、大端部１４側のみに限定的に中空部が形成される場合と比べて、さらに、コラム部１６の剛性を低減できる。従って、大端部１４の軸受２０に負荷される局所的な高圧力の発生を効果的に抑制できる。

【0029】

一実施形態では、図８に示すように、Ａ―Ａ線に沿う横断面に相当する横断面において、複数の中空部群で構成される中空部２２（２２ｂ）が形成される。この実施形態では、コラム部１６の幅方向１５％以上８５％以下の位置に中空部２２（２２ｂ）が形成される。これによって、図９に示すように、コラム部１６の幅方向で１０％以上９０％以下の位置で剛性を低減できる。従って、中空部２２（２２ｂ）を形成することで、コラム部１６の幅方向において、大端部１４の軸受２０に負荷される局所的な高圧力の発生を抑制できるため、軸受２０の油膜厚を確保できる。
図８に示す実施形態では、中空部２２（２２ｂ）を構成する個々の中空部は円形の横断面を有する。但し、該横断面の形状は円形に限定されず、例えば、楕円形、角形、その他の形状であってもよい。

【0030】

一実施形態では、図１０に示すように、図２中のＡ―Ａ線に沿う横断面に相当する横断面において、複数の中空部群で構成される中空部２２（２２ｃ）が形成され、コラム部１６の幅方向において、中空部２２（２２ｃ）の分布が幅方向中央部で密に、端部側で疎に配置される。即ち、幅方向中央部で端部側より単位体積当たりで中空部の占有率が高くなるように形成されている。これによって、コラム部１６の幅方向中央部の剛性を幅方向端部側の位置の剛性より小さくできる。従って、大端部１４の軸受２０に負荷される局所的な高圧力の発生を抑制できるため、軸受２０の油膜厚を確保できる。

【0031】

一実施形態では、図１０に示すように、コラム部１６の幅方向において、中央部で大径の中空部群２４が密に形成され、端部側で小径の中空部群２６が疎に形成される。これによって、幅方向中央部で端部側より単位体積当たりで中空部の占有率がさらに高くなり、コラム部１６の幅方向中央部の剛性を幅方向端部側の位置の剛性より小さくできる。従って、大端部１４の軸受２０に負荷される局所的な高圧力の発生を抑制できるため、軸受２０の油膜厚を確保できる。
一実施形態では、複数の中空部群は、ハニカム構造又はラティス構造で構成される。

【0032】

図１０に示す実施形態では、図８及び図９に示す実施形態と同様に、コラム部１６の幅方向１５％以上８５％以下の位置に中空部２２（２２ｃ）が形成される。これによって、コラム部１６の幅方向で１０％以上９０％以下の位置で剛性を低減できる。従って、コラム部１６の幅方向において、大端部１４の軸受２０に負荷される局所的な高圧力の発生を抑制できるため、軸受２０の油膜厚を確保できる。
一実施形態では、中空部２２（２２ｃ）を構成する個々の中空部の横断面の形状は、中空部２２（２２ｂ）と同様に、円形に限定されず、例えば、楕円形、角形、その他の形状であってもよい。

【0033】

図８に示す実施形態では、コラム部１６の高さ方向（矢印ｈ方向）において、１５％以上８５％以下の位置に中空部２２（２２ｂ）が形成される。従って、コラム部１６の高さ方向１０％以上９０％以下の位置で剛性を低減できる。また、図１０に示す実施形態では、コラム部１６の高さ方向において、１０％以上９０％以下の位置に中空部２２（２２ｃ）が形成される。従って、コラム部１６の高さ方向５％以上９５％以下の位置で剛性を低減できる。従って、中空部２２（２２ｂ、２２ｃ）を形成することで、コラム部１６の幅方向及び高さ方向において、大端部１４の軸受２０に負荷される局所的な高圧力の発生を効果的に抑制できるため、軸受２０の油膜厚を確保できる。

【0034】

図１１～図１３は別な実施形態に係るコネクティングロッド１０（１０Ｂ）を示し、図１４～図１６はさらに別な実施形態に係るコネクティングロッド１０（１０Ｃ）を示す。図１１はコラム部１６の幅方向から視た正面図であり、図１２はコラム部１６の幅方向（矢印ｗ方向）の縦断面図であり、図１３は図１２中のＣ―Ｃ線に沿う横断面図である。図１４はコラム部１６の幅方向から視た正面図であり、図１５はコラム部１６の幅方向（矢印ｗ方向）の縦断面図であり、図１６は図１５中のＤ―Ｄ線に沿う横断面図である。

【0035】

コネクティングロッド１０（１０Ｂ、１０Ｃ）は、コラム部１６の大端部１４側に空洞２３（２３ａ、２３ｂ）が形成されている。これらの空洞２３は、高さ方向（矢印ｈ方向）に沿うコラム部１６の表裏面に開口する開口が形成されている。そして、空洞２３は、コラム部１６の大端部１４側の一横断面（例えば、Ｃ－Ｃ線上の横断面又はＤ－Ｄ線上の横断面）において、少なくともコラム部１６の幅方向で４０％以上６０％以下の位置に形成されている。空洞２３（正確には重心Ｇの位置）と、大端部１４の内側面（軸受２０の内周面２０ａ）との最短距離をＬ_１とし、コラム部１６の幅方向４０％以上６０％以下の位置を除いた他の位置に形成されている空洞２３と、大端部１４の内周面（軸受２０の内周面２０ａ）との最短距離をＬ_２とすると、空洞２３の形状は、Ｌ_１＜Ｌ_２を満たす。

【0036】

これらの実施形態によれば、空洞２３の形状がＬ_１＜Ｌ_２を満たすことで、コラム部１６の幅方向４０％以上６０％以下の位置の剛性を他の位置より小さくできる。これによって、大端部１４の軸受２０に負荷される局所的な高圧力の発生を抑制できるため、軸受２０の油膜厚を確保できる。

【0037】

図１１～図１６に示す実施形態では、空洞２３（２３ａ、２３ｂ）はコラム部１６の幅方向表裏面に開口しているため、コラム部１６の幅方向全域で剛性を小さくできる。これによって、大端部１４の軸受２０に負荷される局所的な高圧力の発生を抑制できるため、軸受２０の油膜厚を確保できる。

【0038】

図１１～図１３に示すコネクティングロッド１０（１０Ｂ）は、幅方向縦断面において、空洞２３（２３ａ）はコラム部１６の軸方向に沿う中心線Ｏを中心に左右対称の形状を有する四角形縦断面２９ａ及び２９ｂを形成している。空洞２３（２３ａ）の縦断面を形成する上辺３０ａ、３０ｂ及び下辺３４ａ及び３４ｂは、互いに略平行で、かつ幅方向中心に向かって下方へ傾斜する直線で構成されている。上辺３０ａ、開口３２ａ及び下辺３４ａで囲まれる四角形縦断面２９ａ、及び上辺３０ｂ、開口３２ｂ及び下辺３４ｂで囲まれる四角形縦断面２９ｂは、夫々平行四辺形を形成している。

【0039】

図１４～図１６に示すコネクティングロッド１０（１０Ｃ）は、幅方向縦断面において、空洞２３（２３ｂ）がコラム部１６の軸方向に沿う中心線Ｏを中心に左右対称の形状を有している。空洞２３（２３ｂ）の横断面は、３つの四角形縦断面３６，３８及び４０が中心線Ｏの方向に沿って重なり合った形状を有している。上段四角形と下段四角形は幅方向でほぼ同じ長さを有し、中段四角形の幅方向長さは上段四角形及び下段四角形の幅方向長さより長い。

【0040】

コネクティングロッド１０（１０Ｂ、１０Ｃ）は、図１３及び図１６に示すように、空洞２３（２３ａ、２３ｂ）が形成されることで、コラム部１６の高さ方向において、コラム部１６の中央部の剛性が他の部位の剛性より小さく構成され、２０％以上８０％以下の位置に空洞２３が形成される。従って、コラム部１６の高さ方向１５％以上８５％以下の位置で剛性を低減できる。従って、空洞２３を形成することで、コラム部１６の幅方向及び高さ方向において、大端部１４の軸受２０に負荷される局所的な高圧力の発生を効果的に抑制できるため、軸受２０の油膜厚を確保できる。

【0041】

一実施形態では、上記各実施形態を示す各図に示すように、中空部２２（２２ａ～２２ｃ）又は空洞２３（２３ａ、２３ｂ）が形成されたコラム部１６の少なくとも一断面（例えば、上記Ａ―Ａ線上、Ｃ―Ｃ線上又はＤ―Ｄ線上の横断面）において、中空部２２又は空洞２３が形成されていない領域であって、コラム部１６の高さ方向の両側領域に給油孔２８ａ及び２８ｂが形成されている。
この実施形態によれば、中空部２２又は空洞２３と干渉せずに少なくとも２本の給油孔２８ａ及び２８ｂを形成できるため、１本の給油孔しか形成されない場合と比べて、軸受１８及び２０に十分な量の潤滑油を供給できる。

【0042】

また、上記各実施形態に係る中空部２２又は空洞２３が形成されたコラム部１６の横断面は矩形を有するので、コラム部１６がＨ形横断面を有する従来のコネクティングロッド１００と比べて、給油孔を形成するためのスペースを確保しやすい。

【0043】

一実施形態では、中空部２２又は空洞２３が形成されたコラム部１６の横断面は矩形断面（正方形断面又は長方形断面）を有し、中空部２２又は空洞２３が形成されていないコラム部１６の横断面はＨ形断面を有する。この実施形態によれば、中空部２２又は空洞２３が形成されていないコラム部１６の横断面をＨ形横断面とすることで、コラム部１６の強度を保持しつつ、コラム部１６の構成を簡素化できる。また、この実施形態では、Ｈ形横断面部分では横断面の面積が狭いので、１本のみの給油孔を形成し、中空部２２又は空洞２３が形成された矩形の横断面部分では、該１本の給油孔を２本の給油孔に分岐させるようにしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0044】

幾つかの実施形態によれば、クランクシャフトの軸方向（コラム部の幅方向）において軸受に負荷される荷重分布を考慮して、軸受の油膜厚を確保する措置を講じることで、クランクシャフトと軸受との接触による焼付きや軸受材料の疲労の問題を解決できる。

【符号の説明】

【0045】

１、１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）、１００ コネクティングロッド
３ ピストン
３ａ ピストンピン
５ クランクシャフト
５ａ クランクピン
５ｂ クランクアーム
５ｃ クランク主軸
７ エンジンブロック
９ 主軸受
１２ 小端部
１４ 大端部
１６ コラム部
１８、２０ 軸受
２０ａ 内周面
２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ） 中空部
２３（２３ａ、２３ｂ） 空洞
２４、２６ 中空部群
２８ 給油孔
２９ａ、２９ｂ、３６、３８、４０ 四角形縦断面
Ｏ 中心線
ｈ 高さ方向
ｗ 幅方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】