JP2000343428A - コンロッドの表面加工方法 - Google Patents
コンロッドの表面加工方法Info
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- B24—GRINDING; POLISHING
- B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
- B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
- B24C1/10—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for compacting surfaces, e.g. shot-peening
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 高圧ポンプ１１で加圧した流体３１とガ
ラスビーズ３２とを混在させ、この混在物３０を射出手
段１９を介してコンロッド４０の大端部内周面４３に投
射し、大端部内周面４３に残留圧縮応力を付与するよう
にした。 【効果】 面粗度を改善しつつ、圧縮残留応力を均一に
発生させることができる。
ラスビーズ３２とを混在させ、この混在物３０を射出手
段１９を介してコンロッド４０の大端部内周面４３に投
射し、大端部内周面４３に残留圧縮応力を付与するよう
にした。 【効果】 面粗度を改善しつつ、圧縮残留応力を均一に
発生させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコンロッドの表面加
工方法の改良に関する。
工方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は従来のコンロッドの表面加工方
法の一例を示す工程図である。なお、ＳＴ×××はステ
ップ番号を示す。 ＳＴ１０１：コンロッドＷを浸炭等の処理を施す。浸炭
とは、比較的低い炭素量の鋼を対象として、浸炭剤中で
加熱することで、表面層の炭素量を増加させる熱処理法
であり、焼入れの前処理として広く採用されている工法
である。ここでは、浸炭、焼入れ、焼戻しを一括して
「浸炭等」と言う（以下、同じ）。
法の一例を示す工程図である。なお、ＳＴ×××はステ
ップ番号を示す。 ＳＴ１０１：コンロッドＷを浸炭等の処理を施す。浸炭
とは、比較的低い炭素量の鋼を対象として、浸炭剤中で
加熱することで、表面層の炭素量を増加させる熱処理法
であり、焼入れの前処理として広く採用されている工法
である。ここでは、浸炭、焼入れ、焼戻しを一括して
「浸炭等」と言う（以下、同じ）。
【０００３】ＳＴ１０２：コンロッドＷの大端部内周面
Ｗ１を研磨をする。コンロッドＷの大端部内周面Ｗ１は
クランクシャフトとの受圧面にあたるために研磨を要す
る。
Ｗ１を研磨をする。コンロッドＷの大端部内周面Ｗ１は
クランクシャフトとの受圧面にあたるために研磨を要す
る。
【０００４】ＳＴ１０３：コンロッドＷの大端部内周面
Ｗ１の疲れ強さを、さらに向上させるためにショットピ
ーニングを行なう。ショットピーニングとは、平均直径
１ｍｍ前後の鋼球を圧縮空気又は遠心力などを用いて、
高速度で部材の表面に打ち付け、表層部に発生する圧縮
残留応力と加工硬化によって部材の疲れ強さを向上させ
る表面加工方法である。すなわち、浸炭等だけでは十分
な残留圧縮応力を発生させることはできず、疲れ強さを
改善することはできないので、ＳＴ１０３にてコンロッ
ドＷの大端部内周面Ｗ１にショットピーニングを行ない
疲れ強さの向上を図っている。
Ｗ１の疲れ強さを、さらに向上させるためにショットピ
ーニングを行なう。ショットピーニングとは、平均直径
１ｍｍ前後の鋼球を圧縮空気又は遠心力などを用いて、
高速度で部材の表面に打ち付け、表層部に発生する圧縮
残留応力と加工硬化によって部材の疲れ強さを向上させ
る表面加工方法である。すなわち、浸炭等だけでは十分
な残留圧縮応力を発生させることはできず、疲れ強さを
改善することはできないので、ＳＴ１０３にてコンロッ
ドＷの大端部内周面Ｗ１にショットピーニングを行ない
疲れ強さの向上を図っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ショットピー
ニングは、鋼球を高速度でコンロッドＷの大端部内周面
Ｗ１に打ち付けるので、大端部内周面Ｗ１の面粗度を悪
化させ、大端部内周面Ｗ１の摺動特性が低下させる虞れ
がある。また、ショットピーニングは、圧縮空気又は遠
心力などを用いて鋼球を部材の表面に打ち付けるもので
あるので、吹出した鋼球が円錐状に広がり、均一に大端
部内周面Ｗ１に当て難い。
ニングは、鋼球を高速度でコンロッドＷの大端部内周面
Ｗ１に打ち付けるので、大端部内周面Ｗ１の面粗度を悪
化させ、大端部内周面Ｗ１の摺動特性が低下させる虞れ
がある。また、ショットピーニングは、圧縮空気又は遠
心力などを用いて鋼球を部材の表面に打ち付けるもので
あるので、吹出した鋼球が円錐状に広がり、均一に大端
部内周面Ｗ１に当て難い。
【０００６】そこで、本発明の目的は、面粗度を改善し
つつ、圧縮残留応力を均一に発生させ、疲れ強さを向上
することができるコンロッドの表面加工方法を提供する
ことにある。
つつ、圧縮残留応力を均一に発生させ、疲れ強さを向上
することができるコンロッドの表面加工方法を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、高圧ポンプで加圧した流体とガラスビー
ズとを混在させ、この混在物を射出手段を介してコンロ
ッドの大端部内周面に投射し、この大端部内周面に残留
圧縮応力を付与させるコンロッドの表面加工方法であっ
て、流体の射出手段の出口圧力を５０〜２５０ＭＰａに
設定し、ガラスビーズの径を３０〜１５０μｍに設定し
たことを特徴とする。
に請求項１は、高圧ポンプで加圧した流体とガラスビー
ズとを混在させ、この混在物を射出手段を介してコンロ
ッドの大端部内周面に投射し、この大端部内周面に残留
圧縮応力を付与させるコンロッドの表面加工方法であっ
て、流体の射出手段の出口圧力を５０〜２５０ＭＰａに
設定し、ガラスビーズの径を３０〜１５０μｍに設定し
たことを特徴とする。
【０００８】流体とガラスビーズの混在物を大端部内周
面に投射するようにして、大端部内周面の面粗度の改善
を図る。例えば、ショットピーニングは鋼球を使用する
ので大端部内周面に当たったときに砕けることはなく、
面粗度の悪化を招く虞れがある。しかし、ガラスビーズ
は大端部内周面に当たったときに砕けるので大きな凹み
を付けることがなく面粗度を改善することができる。
面に投射するようにして、大端部内周面の面粗度の改善
を図る。例えば、ショットピーニングは鋼球を使用する
ので大端部内周面に当たったときに砕けることはなく、
面粗度の悪化を招く虞れがある。しかし、ガラスビーズ
は大端部内周面に当たったときに砕けるので大きな凹み
を付けることがなく面粗度を改善することができる。
【０００９】このときに、流体の圧力が５０ＭＰａ未満
では圧縮残留応力を効果的に与えることができず、流体
の圧力で圧縮残留応力にばらつきが出る。流体の圧力が
２５０ＭＰａを超えると圧縮残留応力の増加が望めず、
流体の圧力を増加する効果がない。すなわち、流体の圧
力を５０〜２５０ＭＰａに設定することで、所定の圧縮
残留応力を均一に付加することができる。
では圧縮残留応力を効果的に与えることができず、流体
の圧力で圧縮残留応力にばらつきが出る。流体の圧力が
２５０ＭＰａを超えると圧縮残留応力の増加が望めず、
流体の圧力を増加する効果がない。すなわち、流体の圧
力を５０〜２５０ＭＰａに設定することで、所定の圧縮
残留応力を均一に付加することができる。
【００１０】また、ガラスビーズ径が３０μｍ未満では
圧縮残留応力を効果的に与えることができない。ガラス
ビーズ径が１５０μｍを超えると圧縮残留応力が低下す
る。すなわち、ガラスビーズの径を３０〜１５０μｍに
設定することで、最大範囲の圧縮残留応力を発生させる
ことができる。
圧縮残留応力を効果的に与えることができない。ガラス
ビーズ径が１５０μｍを超えると圧縮残留応力が低下す
る。すなわち、ガラスビーズの径を３０〜１５０μｍに
設定することで、最大範囲の圧縮残留応力を発生させる
ことができる。
【００１１】請求項２は、単位面積当たりビーズの投射
量をビーズの投射密度としたときに、この投射密度を５
〜１００ｍｇ／ｍｍ2に設定し、射出手段をコンロッド
に対して相対的に移動させながらコンロッドの大端部内
周面にビーズを投射することを特徴とする。
量をビーズの投射密度としたときに、この投射密度を５
〜１００ｍｇ／ｍｍ2に設定し、射出手段をコンロッド
に対して相対的に移動させながらコンロッドの大端部内
周面にビーズを投射することを特徴とする。
【００１２】射出手段をコンロッドに対して相対的に移
動させ、大端部内周面にガラスビーズを均一に当てる。
このときに、ビーズの投射密度が５ｍｇ／ｍｍ2未満で
は、ビーズ量が少ないため処理面の不均一が発生する。
ビーズの投射密度が１００ｍｇ／ｍｍ2を超えるとビー
ズが効果的に使われず、経済効果が悪い。すなわち、ビ
ーズの投射密度は、５〜１００ｍｇ／ｍｍ2が最適範囲
である。
動させ、大端部内周面にガラスビーズを均一に当てる。
このときに、ビーズの投射密度が５ｍｇ／ｍｍ2未満で
は、ビーズ量が少ないため処理面の不均一が発生する。
ビーズの投射密度が１００ｍｇ／ｍｍ2を超えるとビー
ズが効果的に使われず、経済効果が悪い。すなわち、ビ
ーズの投射密度は、５〜１００ｍｇ／ｍｍ2が最適範囲
である。
【００１３】請求項３は、大端部内周面に対する射出手
段のなす角度を投射角としたときに、この投射角を２０
゜を下回らぬようにしたことを特徴とする。
段のなす角度を投射角としたときに、この投射角を２０
゜を下回らぬようにしたことを特徴とする。
【００１４】大端部内周面にガラスビーズを投射角を２
０゜を下回らぬ角度で投射する。このときに、投射角が
２０゜未満では、圧縮残留応力を効果的に与えることが
できず、圧縮残留応力にばらつきが出る。投射角が２０
゜以上になると、圧縮残留応力がほぼ一定の値になる。
０゜を下回らぬ角度で投射する。このときに、投射角が
２０゜未満では、圧縮残留応力を効果的に与えることが
できず、圧縮残留応力にばらつきが出る。投射角が２０
゜以上になると、圧縮残留応力がほぼ一定の値になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るコンロッドの表面加工
に使用するガラスビーズ投射装置の原理図である。ガラ
スビーズ投射装置１０は、高圧ポンプ１１の出口側にジ
ョイントホース１２を介してＴ字管１３を取付け、この
Ｔ字管１３の残りの一方に流量制御弁１４を取付け、残
りの他方に合流ダクト１５を取付け、この合流ダクト１
５の分岐部１５ａにジョイントホース１６を介してガラ
スビーズホッパ１７を取付け、合流ダクト１５の出口側
に射出手段としてのノズル１９を取付けたものであり、
コンロッド４０を支持するためのコンロッド支持治具２
１を備える。２２は高圧ポンプ１１の圧力ゲージであ
る。
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るコンロッドの表面加工
に使用するガラスビーズ投射装置の原理図である。ガラ
スビーズ投射装置１０は、高圧ポンプ１１の出口側にジ
ョイントホース１２を介してＴ字管１３を取付け、この
Ｔ字管１３の残りの一方に流量制御弁１４を取付け、残
りの他方に合流ダクト１５を取付け、この合流ダクト１
５の分岐部１５ａにジョイントホース１６を介してガラ
スビーズホッパ１７を取付け、合流ダクト１５の出口側
に射出手段としてのノズル１９を取付けたものであり、
コンロッド４０を支持するためのコンロッド支持治具２
１を備える。２２は高圧ポンプ１１の圧力ゲージであ
る。
【００１６】コンロッド支持治具２１は、ベース２４に
支持フレーム２５を取付け、この支持フレーム２５にワ
ーク支持台２６を回転可能に取付け、このワーク支持台
２６にギヤ２７を取付け、このギヤ２７に駆動側のギヤ
２８を介して駆動源２９を接続したものである。すなわ
ち、ガラスビーズ投射装置１０は、高圧ポンプ１１で加
圧した流体としての水３１とガラスビーズ３２を混在さ
せ、この混在物３０をノズル１９を介してクランクシャ
フト側に嵌合させるコンロッド４０の大端部内周面４３
に投射し、この大端部内周面４３に圧縮残留応力を付与
する装置であって、水３１とガラスビーズ３２との混在
物３０をコンロッド４０の大端部内周面４３に投射する
ようにした。従って、ガラスビーズは大端部内周面に当
たったときに砕けるので大きな凹みを付けることがなく
面粗度を改善することができると共に、圧縮残留応力を
均一に発生させることができる。
支持フレーム２５を取付け、この支持フレーム２５にワ
ーク支持台２６を回転可能に取付け、このワーク支持台
２６にギヤ２７を取付け、このギヤ２７に駆動側のギヤ
２８を介して駆動源２９を接続したものである。すなわ
ち、ガラスビーズ投射装置１０は、高圧ポンプ１１で加
圧した流体としての水３１とガラスビーズ３２を混在さ
せ、この混在物３０をノズル１９を介してクランクシャ
フト側に嵌合させるコンロッド４０の大端部内周面４３
に投射し、この大端部内周面４３に圧縮残留応力を付与
する装置であって、水３１とガラスビーズ３２との混在
物３０をコンロッド４０の大端部内周面４３に投射する
ようにした。従って、ガラスビーズは大端部内周面に当
たったときに砕けるので大きな凹みを付けることがなく
面粗度を改善することができると共に、圧縮残留応力を
均一に発生させることができる。
【００１７】図２は本発明に係る表面加工方法に用いる
ワークであるコンロッドの斜視図である。コンロッド４
０は、図示せぬピストンとクランクシャフトとの間を繋
ぐ部品であり、一端にクランクシャフトに嵌合させる大
端部４１を形成し、他端にピストンに嵌合させる小端部
４２を形成したものであり、一般的に、低炭素鋼、低Ｎ
ｉ（ニッケル）鋼又はＮｉ−Ｃｒ（ニッケルクローム）
鋼などで形成するものである。なお、４３は大端部内周
面を示す。
ワークであるコンロッドの斜視図である。コンロッド４
０は、図示せぬピストンとクランクシャフトとの間を繋
ぐ部品であり、一端にクランクシャフトに嵌合させる大
端部４１を形成し、他端にピストンに嵌合させる小端部
４２を形成したものであり、一般的に、低炭素鋼、低Ｎ
ｉ（ニッケル）鋼又はＮｉ−Ｃｒ（ニッケルクローム）
鋼などで形成するものである。なお、４３は大端部内周
面を示す。
【００１８】以上に述べたガラスビーズ投射装置２０を
用いたコンロッド４０の表面加工方法を次に説明する。
図３は本発明に係るコンロッドの表面加工方法のフロー
チャートである。なお、ＳＴ××はステップ番号を示
す。 ＳＴ０１：コンロッド４０を浸炭等の処理を施す。
用いたコンロッド４０の表面加工方法を次に説明する。
図３は本発明に係るコンロッドの表面加工方法のフロー
チャートである。なお、ＳＴ××はステップ番号を示
す。 ＳＴ０１：コンロッド４０を浸炭等の処理を施す。
【００１９】ＳＴ０２：コンロッド４０の大端部内周面
４３を研磨をする。コンロッド４０の大端部内周面４３
がクランクシャフトとの受圧面にあたるために研磨を要
する。
４３を研磨をする。コンロッド４０の大端部内周面４３
がクランクシャフトとの受圧面にあたるために研磨を要
する。
【００２０】ＳＴ０３：さらに、ノズル１９をコンロッ
ド４０に対して相対的に移動させ、水３１とガラスビー
ズ３２の混在物３０をコンロッド４０の大端部内周面４
３に投射する。詳細には、ガラスビーズ投射装置１０の
ノズル１９を移動させつつコンロッド４０を回転させな
がら、水３１とガラスビーズ３２の混在物３０をコンロ
ッド４０の大端部内周面４３に投射し、この大端部内周
面４３の疲れ強さを向上させる。
ド４０に対して相対的に移動させ、水３１とガラスビー
ズ３２の混在物３０をコンロッド４０の大端部内周面４
３に投射する。詳細には、ガラスビーズ投射装置１０の
ノズル１９を移動させつつコンロッド４０を回転させな
がら、水３１とガラスビーズ３２の混在物３０をコンロ
ッド４０の大端部内周面４３に投射し、この大端部内周
面４３の疲れ強さを向上させる。
【００２１】すなわち、ＳＴ０３では、水３１とガラス
ビーズ３２の混在物３０を大端部内周面４３に投射する
ようにした。従って、ガラスビーズ３２は大端部内周面
４３に当たったときに砕けるので大きな凹みを付けるこ
とがなく面粗度を改善することができると共に、圧縮残
留応力を均一に発生させ大端部内周面４３の疲れ強さを
向上させる。
ビーズ３２の混在物３０を大端部内周面４３に投射する
ようにした。従って、ガラスビーズ３２は大端部内周面
４３に当たったときに砕けるので大きな凹みを付けるこ
とがなく面粗度を改善することができると共に、圧縮残
留応力を均一に発生させ大端部内周面４３の疲れ強さを
向上させる。
【００２２】このときに、水３１とガラスビーズ３２の
混在物３０を次に示す条件で投射した。第１に、ノズル
１９の出口圧力を５０〜２５０ＭＰａに設定した。第２
に、ガラスビーズ３２の径を３０〜１５０μｍに設定し
た。第３に、ビーズの投射密度を、５〜１００ｍｇ／ｍ
ｍ2に設定した。第４に、大端部内周面４３にガラスビ
ーズを投射角を２０゜を下回らぬ角度で投射した。第５
に、水３１とガラスビーズ３２を投射後、水のみを一定
の時間投射して、ビーズ３２の破片を流し去り、大端部
内周面４３を洗浄するようにした。以下、実施例におい
て、これらの根拠を述べる。
混在物３０を次に示す条件で投射した。第１に、ノズル
１９の出口圧力を５０〜２５０ＭＰａに設定した。第２
に、ガラスビーズ３２の径を３０〜１５０μｍに設定し
た。第３に、ビーズの投射密度を、５〜１００ｍｇ／ｍ
ｍ2に設定した。第４に、大端部内周面４３にガラスビ
ーズを投射角を２０゜を下回らぬ角度で投射した。第５
に、水３１とガラスビーズ３２を投射後、水のみを一定
の時間投射して、ビーズ３２の破片を流し去り、大端部
内周面４３を洗浄するようにした。以下、実施例におい
て、これらの根拠を述べる。
【００２３】
【実施例】本発明に係る実験例を次に説明する。なお、
本発明方法はこの実験例に限定するものではない。
本発明方法はこの実験例に限定するものではない。
【００２４】図４は本発明に係るコンロッドの表面加工
方法で表面処理したコンロッドの表面深さと圧縮残留応
力との関係を示すグラフであり、（ａ）は比較例を示
し、（ｂ）は実施例を示す。なお、横軸は表面深さ（μ
ｍ）を示し、縦軸は圧縮残留応力（ｋｇ／ｍｍ2）を示
す。（ａ）において、コンロッド４０の大端部内周面４
３を浸炭等の後、研磨した場合には、圧縮残留応力は、
表面深さが８μｍで最高値（１１０ｋｇ／ｍｍ2）とな
り、表面深さが深くなるにつれて急激に下降する。
方法で表面処理したコンロッドの表面深さと圧縮残留応
力との関係を示すグラフであり、（ａ）は比較例を示
し、（ｂ）は実施例を示す。なお、横軸は表面深さ（μ
ｍ）を示し、縦軸は圧縮残留応力（ｋｇ／ｍｍ2）を示
す。（ａ）において、コンロッド４０の大端部内周面４
３を浸炭等の後、研磨した場合には、圧縮残留応力は、
表面深さが８μｍで最高値（１１０ｋｇ／ｍｍ2）とな
り、表面深さが深くなるにつれて急激に下降する。
【００２５】（ｂ）において、コンロッド４０の大端部
内周面４３を浸炭等、研磨後、水３１とガラスビーズ３
２の混在物３０を所定の条件で投射した場合には、圧縮
残留応力は、表面深さが１５μｍで最高値（１３０ｋｇ
／ｍｍ2）となり、その曲線も表面深さが０〜３０μｍ
でなだらかな山型を示す。すなわち、浸炭等、研磨後、
水３１とガラスビーズ３２の混在物３０を投射すること
で、大端部内周面４３に高い圧縮残留応力を表面深くま
で発生させることができ、大端部内周面４３の疲れ強さ
を向上させることができることを示すものである。
内周面４３を浸炭等、研磨後、水３１とガラスビーズ３
２の混在物３０を所定の条件で投射した場合には、圧縮
残留応力は、表面深さが１５μｍで最高値（１３０ｋｇ
／ｍｍ2）となり、その曲線も表面深さが０〜３０μｍ
でなだらかな山型を示す。すなわち、浸炭等、研磨後、
水３１とガラスビーズ３２の混在物３０を投射すること
で、大端部内周面４３に高い圧縮残留応力を表面深くま
で発生させることができ、大端部内周面４３の疲れ強さ
を向上させることができることを示すものである。
【００２６】図５は本発明に係るコンロッドの表面加工
方法に用いるガラスビーズ投射装置の水の圧力とコンロ
ッドの圧縮残留応力との関係を示すグラフである。な
お、圧縮残留応力は、大端部内周面の表面のものであ
る。水３１の圧力が５０ＭＰａ未満では圧縮残留応力を
効果的に与えることができず、水３１の圧力の高さで圧
縮残留応力にばらつきが出る。水３１の圧力が５０〜２
５０ＭＰａでは圧縮残留応力がほぼ一定の値（１２０ｋ
ｇ／ｍｍ2）になる。水３１の圧力が２５０ＭＰａを超
えると圧縮残留応力の増加が望めず、水３１の圧力を増
加する効果がない。従って、ノズル１９の出口圧力を５
０〜２５０ＭＰａに設定することで、所定の圧縮残留応
力を均一に付加することができる。
方法に用いるガラスビーズ投射装置の水の圧力とコンロ
ッドの圧縮残留応力との関係を示すグラフである。な
お、圧縮残留応力は、大端部内周面の表面のものであ
る。水３１の圧力が５０ＭＰａ未満では圧縮残留応力を
効果的に与えることができず、水３１の圧力の高さで圧
縮残留応力にばらつきが出る。水３１の圧力が５０〜２
５０ＭＰａでは圧縮残留応力がほぼ一定の値（１２０ｋ
ｇ／ｍｍ2）になる。水３１の圧力が２５０ＭＰａを超
えると圧縮残留応力の増加が望めず、水３１の圧力を増
加する効果がない。従って、ノズル１９の出口圧力を５
０〜２５０ＭＰａに設定することで、所定の圧縮残留応
力を均一に付加することができる。
【００２７】図６は本発明に係るコンロッドの表面加工
方法に用いるガラスビーズ投射装置のガラスビーズ径と
の圧縮残留応力との関係を示すグラフである。なお、圧
縮残留応力は、大端部内周面４３の表面のものである。
ガラスビーズ３２径が３０μｍ未満では圧縮残留応力を
効果的に与えることができない。ガラスビーズ３２径が
３０〜１５０μｍでは圧縮残留応力がほぼ一定の範囲、
すなわち、１００〜１２０ｋｇ／ｍｍ2になる。ガラス
ビーズ３２径が１５０μｍを超えると圧縮残留応力が低
下する。すなわち、ガラスビーズ３２の径を３０〜１５
０μｍに設定することで、最大範囲の圧縮残留応力を付
加することができる。
方法に用いるガラスビーズ投射装置のガラスビーズ径と
の圧縮残留応力との関係を示すグラフである。なお、圧
縮残留応力は、大端部内周面４３の表面のものである。
ガラスビーズ３２径が３０μｍ未満では圧縮残留応力を
効果的に与えることができない。ガラスビーズ３２径が
３０〜１５０μｍでは圧縮残留応力がほぼ一定の範囲、
すなわち、１００〜１２０ｋｇ／ｍｍ2になる。ガラス
ビーズ３２径が１５０μｍを超えると圧縮残留応力が低
下する。すなわち、ガラスビーズ３２の径を３０〜１５
０μｍに設定することで、最大範囲の圧縮残留応力を付
加することができる。
【００２８】図７（ａ），（ｂ）は本発明に係るコンロ
ッドの表面加工方法で用いるガラスビーズ投射装置のビ
ーズの投射密度を示す説明図である。（ａ）において、
コンロッド４０をコンロッド支持治具２１に取付け、矢
印の如く回転させ、ノズル１９を矢印の如く水平移
動し、水３１とガラスビーズ３２の混在物３０を矢印
の如く投射する。すなわち、ノズル１９をコンロッド４
０に対して相対的に移動させ、水３１とガラスビーズ３
２の混在物３０をコンロッド４０の大端部内周面４３に
投射する。
ッドの表面加工方法で用いるガラスビーズ投射装置のビ
ーズの投射密度を示す説明図である。（ａ）において、
コンロッド４０をコンロッド支持治具２１に取付け、矢
印の如く回転させ、ノズル１９を矢印の如く水平移
動し、水３１とガラスビーズ３２の混在物３０を矢印
の如く投射する。すなわち、ノズル１９をコンロッド４
０に対して相対的に移動させ、水３１とガラスビーズ３
２の混在物３０をコンロッド４０の大端部内周面４３に
投射する。
【００２９】（ｂ）において、ビーズの投射密度が５ｍ
ｇ／ｍｍ2未満では、ビーズ量が少ないため処理面の不
均一が発生する。ビーズの投射密度が５〜１００ｍｇ／
ｍｍ2では、処理面が均一になる。ビーズの投射密度が
１００ｍｇ／ｍｍ2を超えるとビーズが効果的に使われ
ず、経済効果が悪い。従って、ビーズの投射密度が５ｍ
ｇ／ｍｍ2以上が、使用可能範囲であり、５〜１００ｍ
ｇ／ｍｍ2が最適範囲であると言える。すなわち、ビー
ズの投射密度を、５〜１００ｍｇ／ｍｍ2に設定するこ
とで、コンロッド４０の表面加工の経済性の向上を図る
ことができる。
ｇ／ｍｍ2未満では、ビーズ量が少ないため処理面の不
均一が発生する。ビーズの投射密度が５〜１００ｍｇ／
ｍｍ2では、処理面が均一になる。ビーズの投射密度が
１００ｍｇ／ｍｍ2を超えるとビーズが効果的に使われ
ず、経済効果が悪い。従って、ビーズの投射密度が５ｍ
ｇ／ｍｍ2以上が、使用可能範囲であり、５〜１００ｍ
ｇ／ｍｍ2が最適範囲であると言える。すなわち、ビー
ズの投射密度を、５〜１００ｍｇ／ｍｍ2に設定するこ
とで、コンロッド４０の表面加工の経済性の向上を図る
ことができる。
【００３０】図８（ａ），（ｂ）は本発明に係るコンロ
ッドの表面加工方法で用いるガラスビーズ投射装置の投
射角とコンロッドの圧縮残留応力との関係を示す説明図
である。（ａ）において、大端部内周面４３に対するノ
ズル１９の角度を投射角θとする。（ｂ）において、投
射角θが２０゜未満では、圧縮残留応力を効果的に与え
ることができず、圧縮残留応力にばらつきが出る。投射
角θが２０゜以上になると、圧縮残留応力がほぼ一定の
値（１２０ｋｇ／ｍｍ2）になる。すなわち、大端部内
周面４３に水３１とガラスビーズ３２の混合物３０を、
投射角θを２０゜を下回らぬ角度で投射することで、コ
ンロッド４０の表面加工の効率を向上させ、均一な圧縮
残留応力を得ることができる。
ッドの表面加工方法で用いるガラスビーズ投射装置の投
射角とコンロッドの圧縮残留応力との関係を示す説明図
である。（ａ）において、大端部内周面４３に対するノ
ズル１９の角度を投射角θとする。（ｂ）において、投
射角θが２０゜未満では、圧縮残留応力を効果的に与え
ることができず、圧縮残留応力にばらつきが出る。投射
角θが２０゜以上になると、圧縮残留応力がほぼ一定の
値（１２０ｋｇ／ｍｍ2）になる。すなわち、大端部内
周面４３に水３１とガラスビーズ３２の混合物３０を、
投射角θを２０゜を下回らぬ角度で投射することで、コ
ンロッド４０の表面加工の効率を向上させ、均一な圧縮
残留応力を得ることができる。
【００３１】図９は本発明に係るコンロッドの表面加工
方法で用いるガラスビーズ投射装置の水とガラスビーズ
との投射のタイミングを示す説明図であり、区間Ａでは
水３１とガラスビーズ３２の混在物３０を投射し、区間
Ｂでは水３１のみを投射するはことを示す。水３１とガ
ラスビーズ３２を投射後、水３１のみを一定の時間投射
して、ビーズ３２の破片を流し去り、図２に示すコンロ
ッド４０の大端部内周面４３を洗浄する。従って、コン
ロッド４０をクランクシャフトと嵌合させるときに、ビ
ーズ３２の破片が混入することはなく、品質の向上を図
ることができる。
方法で用いるガラスビーズ投射装置の水とガラスビーズ
との投射のタイミングを示す説明図であり、区間Ａでは
水３１とガラスビーズ３２の混在物３０を投射し、区間
Ｂでは水３１のみを投射するはことを示す。水３１とガ
ラスビーズ３２を投射後、水３１のみを一定の時間投射
して、ビーズ３２の破片を流し去り、図２に示すコンロ
ッド４０の大端部内周面４３を洗浄する。従って、コン
ロッド４０をクランクシャフトと嵌合させるときに、ビ
ーズ３２の破片が混入することはなく、品質の向上を図
ることができる。
【００３２】尚、実施例では図１に示すように、流体に
水を用いたが、これに限るものではなく、例えば、水に
コーティング剤などの添加物を混入したもの、蒸気、油
などでもよく、すなわち、流体とガラスビーズの混在物
を投射するものであればよい。
水を用いたが、これに限るものではなく、例えば、水に
コーティング剤などの添加物を混入したもの、蒸気、油
などでもよく、すなわち、流体とガラスビーズの混在物
を投射するものであればよい。
【００３３】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、流体とガラスビーズの混在物を大端
部内周面に投射するようにしたので、大端部内周面の面
粗度の改善を図ることができる。例えば、ショットピー
ニングは鋼球を使用するので大端部内周面に当たったと
きに砕けることはなく、面粗度の悪化を招く虞れがあ
る。しかし、ガラスビーズは大端部内周面に当たったと
きに砕けるので大きな凹みを付けることがなく面粗度を
改善することができる。
する。請求項１は、流体とガラスビーズの混在物を大端
部内周面に投射するようにしたので、大端部内周面の面
粗度の改善を図ることができる。例えば、ショットピー
ニングは鋼球を使用するので大端部内周面に当たったと
きに砕けることはなく、面粗度の悪化を招く虞れがあ
る。しかし、ガラスビーズは大端部内周面に当たったと
きに砕けるので大きな凹みを付けることがなく面粗度を
改善することができる。
【００３４】また、流体の圧力が５０ＭＰａ未満では圧
縮残留応力を効果的に与えることができず、流体の圧力
で圧縮残留応力にばらつきが出る。流体の圧力が２５０
ＭＰａを超えると圧縮残留応力の増加が望めず、流体の
圧力を増加する効果がない。従って、流体の圧力を５０
〜２５０ＭＰａに設定することで、所定の圧縮残留応力
を均一に付加することができる。
縮残留応力を効果的に与えることができず、流体の圧力
で圧縮残留応力にばらつきが出る。流体の圧力が２５０
ＭＰａを超えると圧縮残留応力の増加が望めず、流体の
圧力を増加する効果がない。従って、流体の圧力を５０
〜２５０ＭＰａに設定することで、所定の圧縮残留応力
を均一に付加することができる。
【００３５】さらに、ガラスビーズ径が３０μｍ未満で
は圧縮残留応力を効果的に与えることができない。ガラ
スビーズ径が１５０μｍを超えると圧縮残留応力が低下
する。従って、ガラスビーズの径を３０〜１５０μｍに
設定することで、最大範囲の圧縮残留応力を発生させる
ことができる。
は圧縮残留応力を効果的に与えることができない。ガラ
スビーズ径が１５０μｍを超えると圧縮残留応力が低下
する。従って、ガラスビーズの径を３０〜１５０μｍに
設定することで、最大範囲の圧縮残留応力を発生させる
ことができる。
【００３６】請求項２は、射出手段をコンロッドに対し
て相対的に移動させ、大端部内周面にガラスビーズを均
一に当てるようにした。このときに、ビーズの投射密度
が５ｍｇ／ｍｍ2未満では、ビーズ量が少ないため処理
面の不均一が発生する。ビーズの投射密度が１００ｍｇ
／ｍｍ2を超えるとビーズが効果的に使われず、経済効
果が悪い。従って、ビーズの投射密度を、５〜１００ｍ
ｇ／ｍｍ2に設定し、射出手段をコンロッドに対して相
対的に移動させるようにしたので、コンロッドの表面加
工の経済性の向上を図ることができる。
て相対的に移動させ、大端部内周面にガラスビーズを均
一に当てるようにした。このときに、ビーズの投射密度
が５ｍｇ／ｍｍ2未満では、ビーズ量が少ないため処理
面の不均一が発生する。ビーズの投射密度が１００ｍｇ
／ｍｍ2を超えるとビーズが効果的に使われず、経済効
果が悪い。従って、ビーズの投射密度を、５〜１００ｍ
ｇ／ｍｍ2に設定し、射出手段をコンロッドに対して相
対的に移動させるようにしたので、コンロッドの表面加
工の経済性の向上を図ることができる。
【００３７】請求項３は、大端部内周面にガラスビーズ
を投射角を２０゜を下回らぬ角度で投射するようにし
た。このときに、投射角が２０゜未満では、圧縮残留応
力を効果的に与えることができず、圧縮残留応力にばら
つきが出る。従って、大端部内周面にガラスビーズを投
射角を２０゜を下回らぬ角度で投射したので、コンロッ
ドの表面加工の効率を向上させ、均一な圧縮残留応力を
発生させることができる。
を投射角を２０゜を下回らぬ角度で投射するようにし
た。このときに、投射角が２０゜未満では、圧縮残留応
力を効果的に与えることができず、圧縮残留応力にばら
つきが出る。従って、大端部内周面にガラスビーズを投
射角を２０゜を下回らぬ角度で投射したので、コンロッ
ドの表面加工の効率を向上させ、均一な圧縮残留応力を
発生させることができる。
【図１】本発明に係るコンロッドの表面加工に使用する
ガラスビーズ投射装置の原理図
ガラスビーズ投射装置の原理図
【図２】本発明に係る表面加工方法に用いるワークであ
るコンロッドの斜視図
るコンロッドの斜視図
【図３】本発明に係るコンロッドの表面加工方法のフロ
ーチャート
ーチャート
【図４】本発明に係るコンロッドの表面加工方法で表面
処理したコンロッドの表面深さと圧縮残留応力との関係
を示すグラフ
処理したコンロッドの表面深さと圧縮残留応力との関係
を示すグラフ
【図５】本発明に係るコンロッドの表面加工方法に用い
るガラスビーズ投射装置の水の圧力とコンロッドの圧縮
残留応力との関係を示すグラフ
るガラスビーズ投射装置の水の圧力とコンロッドの圧縮
残留応力との関係を示すグラフ
【図６】本発明に係るコンロッドの表面加工方法に用い
るガラスビーズ投射装置のガラスビーズ径との圧縮残留
応力との関係を示すグラフ
るガラスビーズ投射装置のガラスビーズ径との圧縮残留
応力との関係を示すグラフ
【図７】本発明に係るコンロッドの表面加工方法で用い
るガラスビーズ投射装置のビーズの投射密度を示す説明
図
るガラスビーズ投射装置のビーズの投射密度を示す説明
図
【図８】本発明に係るコンロッドの表面加工方法で用い
るガラスビーズ投射装置の投射角とコンロッドの圧縮残
留応力との関係を示す説明図
るガラスビーズ投射装置の投射角とコンロッドの圧縮残
留応力との関係を示す説明図
【図９】本発明に係るコンロッドの表面加工方法で用い
るガラスビーズ投射装置の水とガラスビーズとの投射の
タイミングを示す説明図
るガラスビーズ投射装置の水とガラスビーズとの投射の
タイミングを示す説明図
【図１０】従来のコンロッドの表面加工方法の一例を示
す工程図
す工程図
１１…高圧ポンプ、１９…投射手段（ノズル）、３０…
混在物、３１…流体（水）、３２…ガラスビーズ、４０
…コンロッド、４３…大端部内周面。
混在物、３１…流体（水）、３２…ガラスビーズ、４０
…コンロッド、４３…大端部内周面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井手 晴夫 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 吉本 信彦 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 吉岡 勇三 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 高圧ポンプで加圧した流体とガラスビー
ズとを混在させ、この混在物を射出手段を介してコンロ
ッドの大端部内周面に投射し、この大端部内周面に残留
圧縮応力を付与させるコンロッドの表面加工方法であっ
て、前記流体の射出手段の出口圧力を５０〜２５０ＭＰ
ａに設定し、前記ガラスビーズの径を３０〜１５０μｍ
に設定したことを特徴とするコンロッドの表面加工方
法。 - 【請求項２】 単位面積当たりビーズの投射量をビーズ
の投射密度としたときに、この投射密度を５〜１００ｍ
ｇ／ｍｍ2に設定し、射出手段をコンロッドに対して相
対的に移動させながらコンロッドの大端部内周面にビー
ズを投射することを特徴とする請求項１記載のコンロッ
ドの表面加工方法。 - 【請求項３】 大端部内周面に対する射出手段のなす角
度を投射角としたときに、この投射角を２０゜を下回ら
ぬようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記
載のコンロッドの表面加工方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15941599A JP2000343428A (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | コンロッドの表面加工方法 |
| GB0013916A GB2351463A (en) | 1999-06-07 | 2000-06-07 | Process for the surface treatment of a connecting rod |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15941599A JP2000343428A (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | コンロッドの表面加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000343428A true JP2000343428A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=15693259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15941599A Pending JP2000343428A (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | コンロッドの表面加工方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000343428A (ja) |
| GB (1) | GB2351463A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2003265271A1 (en) * | 2002-07-12 | 2004-02-02 | David C. Swenson | Connecting rod assembly |
| DE102010043285A1 (de) * | 2010-11-03 | 2012-05-03 | Aktiebolaget Skf | Verfahren, Strahlmittel und Vorrichtung zum Behandeln eines Bauelements |
| US20130104615A1 (en) * | 2011-04-20 | 2013-05-02 | Thomas J. Butler | Method and apparatus for peening with liquid propelled shot |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3638464A (en) * | 1968-07-22 | 1972-02-01 | Minnesota Mining & Mfg | Shot peening |
| DE3137815A1 (de) * | 1981-09-23 | 1982-09-02 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | "verfahren zur steigerung der dauerfestigkeit von warmgeschmiedeten bauteilen" |
| US5704239A (en) * | 1996-01-11 | 1998-01-06 | Smith & Nephew, Inc. | Method for ceramic peening of orthopaedic titanium alloy implants |
| JPH09222117A (ja) * | 1996-02-19 | 1997-08-26 | Mitsubishi Motors Corp | すべり軸受構造 |
| US6058584A (en) * | 1996-10-11 | 2000-05-09 | Honda Giken Kabushiki Kaisha | Apparatus for increasing the surface strength of metal components |
| JPH10312030A (ja) * | 1997-05-12 | 1998-11-24 | Ricoh Co Ltd | 変倍複写走査装置 |
-
1999
- 1999-06-07 JP JP15941599A patent/JP2000343428A/ja active Pending
-
2000
- 2000-06-07 GB GB0013916A patent/GB2351463A/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2351463A (en) | 2001-01-03 |
| GB0013916D0 (en) | 2000-08-02 |
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