JP2007192399A - Connecting rod, internal combustion engine, motor vehicle and method of manufacturing connecting rod - Google Patents

Connecting rod, internal combustion engine, motor vehicle and method of manufacturing connecting rod Download PDF

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Takeshi Kubota
剛 久保田
Hirotaka Kurita
洋敬 栗田
Yutaka Yamagata
裕 山縣
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  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a connecting rod having a superior mechanical characteristic with every part, and capable of sufficiently reducing its weight. <P>SOLUTION: This connecting rod has a rod body part 10, a small end part 20 arranged one one end of the rod body part 10 and a large end part 30 arranged on the other end of the rod body part 10, and includes a round part 30R curved so that the large end part 30 narrows toward the rod body part 10. The large end part 30 is formed of a metallic material of composition different from the rod body part 10, and is joined to the rod body part 10. A joining place W of the large end part 30 and the rod body part 10 is positioned on the small end part 20 side more than the end RE on the rod body part 10 side of the round part 30R. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、コンロッドおよびその製造方法に関する。また、本発明は、コンロッドを備えた内燃機関や自動車両にも関する。   The present invention relates to a connecting rod and a manufacturing method thereof. The present invention also relates to an internal combustion engine or a motor vehicle provided with a connecting rod.

自動車両の内燃機関には、クランクシャフトとピストンとを連結するためにコンロッド(あるいはコネクティングロッド)と呼ばれる部材が用いられている。図16に、一般的なコンロッド401を示す。コンロッド401は、棒状のロッド本体部410と、ロッド本体部410の一端に設けられた小端部420と、ロッド本体部410の他端に設けられた大端部430とを有している。   In an internal combustion engine of a motor vehicle, a member called a connecting rod (or connecting rod) is used to connect a crankshaft and a piston. FIG. 16 shows a general connecting rod 401. The connecting rod 401 has a rod-shaped rod body 410, a small end 420 provided at one end of the rod body 410, and a large end 430 provided at the other end of the rod body 410.

小端部420は、ピストンピンを通すためのピストンピン孔425を有し、ピストンピンを介してピストンに接続される。一方、大端部430は、クランクピンを通すためのクランクピン孔435を有し、クランクピンを介してクランクシャフトに接続される。   The small end portion 420 has a piston pin hole 425 for allowing the piston pin to pass therethrough, and is connected to the piston through the piston pin. On the other hand, the large end portion 430 has a crankpin hole 435 through which the crankpin is passed, and is connected to the crankshaft through the crankpin.

大端部430は、ロッド本体部410の一端に連続するロッド部433と、ロッド部433にボルト440によって結合されるキャップ部434とに分割されている。そのため、図16に示したコンロッド401は、分割型のコンロッドと呼ばれる。コンロッドとしては、他に、大端部が分割されないタイプのコンロッドも知られている。   The large end portion 430 is divided into a rod portion 433 that is continuous with one end of the rod body portion 410 and a cap portion 434 that is coupled to the rod portion 433 by a bolt 440. For this reason, the connecting rod 401 shown in FIG. 16 is called a split connecting rod. As another connecting rod, a connecting rod of a type in which the large end portion is not divided is also known.

従来、コンロッドの材料としては鋼が広く用いられてきたが、近年、チタン合金を用いることが提案されている(例えば特許文献1)。チタン合金を用いてコンロッドを軽量化することにより、クランクシャフトその他のエンジン部品を軽量化できるので、エンジン全体をより軽量化できる。そのため、出力の向上や燃料消費量の削減が可能になる。
特開昭60−247432号公報
Conventionally, steel has been widely used as a material for the connecting rod, but in recent years, it has been proposed to use a titanium alloy (for example, Patent Document 1). By reducing the weight of the connecting rod using a titanium alloy, the crankshaft and other engine parts can be reduced in weight, so that the entire engine can be reduced in weight. Therefore, output can be improved and fuel consumption can be reduced.
JP-A-60-247432

しかしながら、コンロッドの材料としてチタン合金を用いると、以下のような問題が発生することがわかった。   However, it has been found that the use of a titanium alloy as the connecting rod material causes the following problems.

コンロッドに要求される機械的特性は部位ごとに異なる。例えば、コンロッドの小端部やロッド本体部は、使用中に疲労破壊したり衝撃破壊したりしないように、高い強度、高い靭性を有することを要求される。一方、コンロッドの大端部は、クランクピンとの摩擦を小さくするために、クランクシャフトの回転運動によってもクランクピン孔の内周面が変形しないこと、つまり、高剛性、高弾性係数を有し、高速運転をしても変形しにくいことを要求される。   The mechanical properties required for the connecting rod vary from site to site. For example, the small end portion of the connecting rod and the rod main body portion are required to have high strength and high toughness so as not to undergo fatigue failure or impact failure during use. On the other hand, the large end portion of the connecting rod has a high rigidity and a high elastic modulus that the inner peripheral surface of the crankpin hole is not deformed even by the rotational movement of the crankshaft in order to reduce the friction with the crankpin. It is required to be difficult to deform even at high speeds.

そのため、鋼に比べて弾性係数の低いチタン合金をコンロッドの材料として用いると、軽量化は果たせるものの大端部の剛性が不足してしまう。また、十分な剛性が得られるような大きさにすると、軽量化の利点が失われてしまう。   For this reason, when a titanium alloy having a lower elastic coefficient than steel is used as the connecting rod material, the weight of the connecting rod can be reduced, but the rigidity of the large end portion is insufficient. In addition, if the size is such that sufficient rigidity is obtained, the advantage of weight reduction is lost.

そこで、本願発明者は、コンロッドの部位ごとに異なる金属材料を用いることを着想した。異なる組成の金属からなる複数の部材を接合してコンロッドを形成することにより、コンロッドの部位ごとに所望の機械的特性を与えることができる。例えば、小端部やロッド本体部には軽量で疲労強度に優れた金属材料を用いる一方で、大端部には高剛性、高弾性係数の金属材料を用いることにより、大端部の剛性を確保しつつ、軽量化を図ることができる。   Therefore, the inventor of the present application has conceived of using a different metal material for each part of the connecting rod. By joining a plurality of members made of metals having different compositions to form a connecting rod, desired mechanical properties can be given to each portion of the connecting rod. For example, a metal material that is lightweight and has excellent fatigue strength is used for the small end and the rod main body, while a metal material having high rigidity and a high elastic modulus is used for the large end, thereby increasing the rigidity of the large end. While ensuring, weight reduction can be achieved.

しかしながら、本願発明者が詳細な検討を行ったところ、このような手法を用いても、実際には十分な軽量化を行うのは難しいことがわかった。コンロッドは、ピストンから伝えられる爆発力をクランクシャフトに伝達するので、高い強度が要求される。そのため、複数の部材を接合することによってコンロッドを形成すると、接合箇所の強度が低下し、十分な強度が得られない。また、低下する強度を補うためにコンロッドを肉厚にして接合箇所の断面積を大きくすれば、その分重量の増加を招いてしまい、異なる金属材料を用いるメリットを得られない。   However, the inventor of the present application has made a detailed study and found that it is difficult to reduce the weight sufficiently even if such a method is used. Since the connecting rod transmits the explosive force transmitted from the piston to the crankshaft, high strength is required. For this reason, when connecting rods are formed by joining a plurality of members, the strength of the joints decreases, and sufficient strength cannot be obtained. Further, if the connecting rod is made thick to compensate for the reduced strength and the cross-sectional area of the joint portion is increased, the weight is increased correspondingly, and the advantage of using different metal materials cannot be obtained.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、優れた機械的特性を部位ごとに有し、且つ、十分な軽量化を行い得るコンロッドおよびその製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a connecting rod that has excellent mechanical characteristics for each part and can be sufficiently reduced in weight, and a method for manufacturing the connecting rod. is there.

本発明によるコンロッドは、ロッド本体部と、前記ロッド本体部の一端に設けられた小端部と、前記ロッド本体部の他端に設けられた大端部と、を有し、前記大端部は、前記ロッド本体部に向かってすぼむように湾曲したアール部を含むコンロッドであって、前記大端部は、前記ロッド本体部とは異なる組成の金属材料で形成されて前記ロッド本体部に接合されており、前記大端部と前記ロッド本体部との接合箇所は、前記アール部の前記ロッド本体部側の端よりも前記小端部側に位置しており、そのことによって上記目的が達成される。   The connecting rod according to the present invention has a rod main body, a small end provided at one end of the rod main body, and a large end provided at the other end of the rod main body. Is a connecting rod that includes a rounded portion that curves toward the rod body, and the large end is formed of a metal material having a composition different from that of the rod body and is joined to the rod body. The joint portion between the large end portion and the rod main body portion is located closer to the small end portion than the end of the round portion on the rod main body side, thereby achieving the above object. Is done.

ある好適な実施形態において、前記ロッド本体部は、前記大端部よりも比重の小さい材料から形成されている。   In a preferred embodiment, the rod main body portion is made of a material having a specific gravity smaller than that of the large end portion.

ある好適な実施形態において、前記大端部と前記ロッド本体部とは摩擦圧接により接合されている。   In a preferred embodiment, the large end and the rod body are joined by friction welding.

ある好適な実施形態において、前記小端部および前記ロッド本体部は、前記大端部よりも比強度の高い材料から形成されている。   In a preferred embodiment, the small end portion and the rod main body portion are made of a material having a specific strength higher than that of the large end portion.

ある好適な実施形態において、前記小端部および前記ロッド本体部は、チタン合金、アルミニウム合金またはマグネシウム合金から形成されている。   In a preferred embodiment, the small end portion and the rod body portion are made of a titanium alloy, an aluminum alloy, or a magnesium alloy.

ある好適な実施形態において、前記小端部および前記ロッド本体部は、マルエージング鋼、合金鋼または炭素鋼から形成されている。   In a preferred embodiment, the small end portion and the rod main body portion are formed of maraging steel, alloy steel, or carbon steel.

ある好適な実施形態において、前記大端部は、高炭素鋼、非調質鋼または焼結鍛造材から形成されている。   In a preferred embodiment, the large end is formed of high carbon steel, non-tempered steel or sintered forged material.

ある好適な実施形態において、前記大端部は鉄合金から形成されており、前記小端部および前記ロッド本体部はチタン合金から形成されている。   In a preferred embodiment, the large end portion is made of an iron alloy, and the small end portion and the rod body portion are made of a titanium alloy.

ある好適な実施形態において、前記大端部の表面から深さ0.2mmまでの平均炭素含有量は0.3質量%未満であり、前記アール部の前記ロッド本体部側の端から前記接合箇所までの距離は3mm以上である。   In a preferred embodiment, the average carbon content from the surface of the large end part to a depth of 0.2 mm is less than 0.3% by mass, and the joining portion is located from the end of the round part on the rod body part side. The distance to is 3 mm or more.

ある好適な実施形態において、前記大端部の表面から深さ0.2mmまでの平均炭素含有量は0.3質量%以上0.5質量%以下であり、前記アール部の前記ロッド本体部側の端から前記接合箇所までの距離は5mm以上である。   In a preferred embodiment, the average carbon content from the surface of the large end portion to a depth of 0.2 mm is 0.3% by mass or more and 0.5% by mass or less, and the rod body side of the rounded portion The distance from the end to the joint location is 5 mm or more.

ある好適な実施形態において、前記大端部の表面から深さ0.2mmまでの平均炭素含有量は0.5質量%を超え、前記アール部の前記ロッド本体部側の端から前記接合箇所までの距離は7mm以上である。   In a preferred embodiment, the average carbon content from the surface of the large end part to a depth of 0.2 mm exceeds 0.5% by mass, from the end of the round part on the rod main body side to the joining point. The distance is 7 mm or more.

本発明による内燃機関は、上記の構成を有するコンロッドを備えている。   The internal combustion engine by this invention is provided with the connecting rod which has said structure.

本発明による自動車両は、上記の構成を有する内燃機関を備えている。   A motor vehicle according to the present invention includes an internal combustion engine having the above-described configuration.

本発明によるコンロッドの製造方法は、ロッド本体部、前記ロッド本体部の一端に設けられた小端部、および前記ロッド本体部の他端に設けられた大端部を有するコンロッドの製造方法であって、第1の金属材料から形成された第1の部材を用意する工程と、前記第1の金属材料とは異なる組成の第2の金属材料から形成された第2の部材を用意する工程と、前記第1の部材と前記第2の部材とを直動摩擦圧接により接合する工程と、を包含し、そのことによって上記目的が達成される。   A connecting rod manufacturing method according to the present invention is a connecting rod manufacturing method having a rod main body, a small end provided at one end of the rod main body, and a large end provided at the other end of the rod main body. Preparing a first member formed of a first metal material; preparing a second member formed of a second metal material having a composition different from that of the first metal material; And the step of joining the first member and the second member by direct acting friction welding, whereby the above object is achieved.

ある好適な実施形態において、前記大端部は、前記ロッド本体部に向かってすぼむように湾曲したアール部を含み、前記接合工程は、前記第1の部材と前記第2の部材との接合箇所が、前記アール部の前記ロッド本体部側の端よりも前記小端部側に位置するように行われる。   In a preferred embodiment, the large end portion includes a rounded portion that is curved so as to dent toward the rod main body portion, and the joining step includes joining portions of the first member and the second member. However, it is performed so that it may be located in the said small end part side rather than the end by the side of the said rod main body part of the said round part.

ある好適な実施形態において、前記大端部は、クランクピンが挿通される貫通孔を有し、前記接合工程は、前記第1の部材と前記第2の部材とを、前記貫通孔の中心軸方向と前記ロッド本体部の延びる方向とに直交する方向に沿って擦り合わせるように行われる。   In a preferred embodiment, the large end portion has a through hole through which a crank pin is inserted, and the joining step includes connecting the first member and the second member to a central axis of the through hole. It is performed so as to rub along the direction orthogonal to the direction and the direction in which the rod main body extends.

ある好適な実施形態において、前記大端部は、クランクピンが挿通される貫通孔を有し、前記接合工程は、前記第1の部材と前記第2の部材とを前記貫通孔の中心軸方向に沿って擦り合わせるように行われる。   In a preferred embodiment, the large end portion has a through hole through which a crank pin is inserted, and the joining step connects the first member and the second member in the direction of the central axis of the through hole. It is done so as to rub along.

本発明によるコンロッドでは、小端部およびロッド本体部と、大端部とが異なる組成の金属で形成されている。そのため、小端部およびロッド本体部と大端部とで異なる機械的特性を実現でき、コンロッドの部位ごとに優れた機械的特性を付与することができる。   In the connecting rod according to the present invention, the small end portion, the rod main body portion, and the large end portion are formed of metals having different compositions. Therefore, different mechanical characteristics can be realized in the small end part and the rod main body part and the large end part, and excellent mechanical characteristics can be imparted to each part of the connecting rod.

本発明によるコンロッドでは、さらに、大端部とロッド本体部との接合箇所は、大端部のアール部のロッド本体部側の端よりも小端部側に位置している。このように、本発明によるコンロッドでは、最も応力の集中するアール部の端からずれた位置に接合箇所が設けられているので、接合による強度の低下を補うために接合箇所の断面積を増やす必要が少ない。そのため、優れた機械的特性を確保しつつ、十分な軽量化を図ることができる。   In the connecting rod according to the present invention, the joining portion between the large end and the rod main body is located closer to the small end than the end of the rounded portion of the large end on the rod main body side. As described above, in the connecting rod according to the present invention, since the joint portion is provided at a position shifted from the end of the rounded portion where stress is most concentrated, it is necessary to increase the cross-sectional area of the joint portion in order to compensate for a decrease in strength due to the joint. Less is. Therefore, it is possible to achieve a sufficient weight reduction while ensuring excellent mechanical characteristics.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

図1に、本実施形態におけるコンロッド1を示す。コンロッド1は、図1に示すように、棒状のロッド本体部10と、ロッド本体部10の一端に設けられた小端部20と、ロッド本体部10の他端に設けられた大端部30とを有している。   In FIG. 1, the connecting rod 1 in this embodiment is shown. As shown in FIG. 1, the connecting rod 1 includes a rod-shaped rod body portion 10, a small end portion 20 provided at one end of the rod body portion 10, and a large end portion 30 provided at the other end of the rod body portion 10. And have.

小端部20には、ピストンピンを通すための貫通孔(「ピストンピン孔」と呼ばれる。)25が形成されている。一方、大端部30には、クランクピンを通すための貫通孔(「クランクピン孔」と呼ばれる。)35が形成されている。クランクピン孔35は、典型的にはピストンピン孔25よりも大径である。   A through hole (referred to as a “piston pin hole”) 25 through which the piston pin passes is formed in the small end portion 20. On the other hand, a through-hole (referred to as “crank pin hole”) 35 through which the crank pin is passed is formed in the large end portion 30. The crank pin hole 35 is typically larger in diameter than the piston pin hole 25.

以下の説明においては、ロッド本体部10の延びる方向を「長手方向」と呼び、クランクピン孔35の中心軸の方向を「軸方向」と呼ぶ。また、長手方向および軸方向に直交する方向を「幅方向」と呼ぶ。また、図面において、長手方向を矢印Zで示し、軸方向を矢印Xで示し、幅方向を矢印Yで示す。   In the following description, the extending direction of the rod body 10 is referred to as “longitudinal direction”, and the direction of the central axis of the crankpin hole 35 is referred to as “axial direction”. A direction orthogonal to the longitudinal direction and the axial direction is referred to as a “width direction”. In the drawings, the longitudinal direction is indicated by an arrow Z, the axial direction is indicated by an arrow X, and the width direction is indicated by an arrow Y.

大端部30は、図2に示すように、ロッド本体部10の端に連続するロッド部33と、ロッド部33にボルト40によって結合されるキャップ部34とに分割されている。ロッド部33とキャップ部34とは、破断分割法によって分割されていることが好ましい。破断分割法とは、ロッド部33およびキャップ部34を一体に形成した後に脆性破断によって分割する工法である。この工法によれば、ロッド部33およびキャップ部34の破断面Fに、脆性破断によって微細な凹凸が相補的に形成される。ロッド部33およびキャップ部34の破断面Fが互いに相補的な凹凸を有することにより、ロッド部33とキャップ部34の位置決めが正確になされる。また、破断面Fの凹凸同士が嵌合することによって、ロッド部33とキャップ部34との結合がより強固となり、大端部30全体の剛性が向上する。   As shown in FIG. 2, the large end portion 30 is divided into a rod portion 33 that is continuous with the end of the rod body portion 10 and a cap portion 34 that is coupled to the rod portion 33 by a bolt 40. It is preferable that the rod part 33 and the cap part 34 are divided | segmented by the fracture | rupture division method. The fracture splitting method is a construction method in which the rod portion 33 and the cap portion 34 are integrally formed and then split by brittle fracture. According to this construction method, fine irregularities are complementarily formed on the fracture surface F of the rod portion 33 and the cap portion 34 by brittle fracture. Since the fracture surface F of the rod portion 33 and the cap portion 34 has complementary irregularities, the rod portion 33 and the cap portion 34 are accurately positioned. Moreover, when the unevenness | corrugation of the torn surface F fits, the coupling | bonding of the rod part 33 and the cap part 34 becomes firmer, and the rigidity of the big end part 30 whole improves.

本実施形態におけるコンロッド1は、大端部30が小端部20およびロッド本体部10とは異なる組成の金属で形成されてロッド本体部10に接合されている点において、従来のコンロッドと異なっている。図1および図2には、大端部30とロッド本体部10との接合箇所を参照符号Wで示している。   The connecting rod 1 in the present embodiment is different from the conventional connecting rod in that the large end 30 is formed of a metal having a composition different from that of the small end 20 and the rod body 10 and is joined to the rod body 10. Yes. In FIG. 1 and FIG. 2, a joint portion between the large end portion 30 and the rod main body portion 10 is indicated by a reference symbol W.

コンロッド1の大端部30には、疲労強度はさほど重要ではなく、高剛性、高弾性係数であることが必要とされる。また、上述した破断分割法を用いる場合には、脆性破断が容易であることも重要である。一方、小端部20およびロッド本体部10には、高剛性、高弾性係数であることよりも、疲労強度が高いことが必要とされる。従来のコンロッドでは、すべての部分が同じ材料を用いて一体に形成されるので、上述した好ましい条件をすべて満足させることは難しかった。   Fatigue strength is not so important for the large end portion 30 of the connecting rod 1, and it is required to have high rigidity and high elastic modulus. In addition, when the above-described fracture splitting method is used, it is also important that brittle fracture is easy. On the other hand, the small end 20 and the rod main body 10 are required to have higher fatigue strength than high rigidity and high elastic modulus. In the conventional connecting rod, since all the parts are integrally formed using the same material, it has been difficult to satisfy all the preferable conditions described above.

本実施形態では、大端部30が小端部20およびロッド本体部10とは異なる組成の金属で形成されているので、コンロッド1の部位ごとに優れた機械的特性を実現することができる。具体的には、大端部30を高剛性で高弾性係数を有する(さらには破断分割の容易な)金属材料で形成し、小端部20およびロッド本体部10を疲労強度の高い金属材料から形成することによって、コンロッド1の機械的特性に好ましい分布(従来のコンロッドでは得られなかった分布)を持たせることができる。さらに、小端部20およびロッド本体部10を大端部30よりも比重(密度)の小さい金属材料から形成することによって、大端部30の剛性を確保しつつコンロッド1全体の軽量化を図ることができる。例えば、大端部30を鉄合金から形成し、小端部20およびロッド本体部10をチタン合金から形成することによって、軽量で、且つ、機械的特性に優れたコンロッド1が得られる。   In the present embodiment, since the large end portion 30 is formed of a metal having a composition different from that of the small end portion 20 and the rod main body portion 10, excellent mechanical characteristics can be realized for each portion of the connecting rod 1. Specifically, the large end portion 30 is formed of a metal material having high rigidity and a high elastic modulus (and easy to break and divide), and the small end portion 20 and the rod main body portion 10 are made of a metal material having high fatigue strength. By forming it, it is possible to have a distribution preferable for the mechanical characteristics of the connecting rod 1 (a distribution not obtained with a conventional connecting rod). Further, by forming the small end portion 20 and the rod main body portion 10 from a metal material having a specific gravity (density) smaller than that of the large end portion 30, the entire connecting rod 1 can be reduced in weight while ensuring the rigidity of the large end portion 30. be able to. For example, by forming the large end portion 30 from an iron alloy and forming the small end portion 20 and the rod main body portion 10 from a titanium alloy, the connecting rod 1 having a light weight and excellent mechanical properties can be obtained.

本実施形態におけるコンロッド1は、さらに、大端部30とロッド本体部10との接合箇所Wの位置にも特徴を有している。大端部30は、図1に示すように、ロッド本体部10に向かってすぼむように湾曲した(つまり内側に向かって凹む)アール部30Rを含んでおり、接合箇所Wは、このアール部30Rの端(ロッド本体部10側の端)REよりも小端部20側に位置している。   The connecting rod 1 in the present embodiment is further characterized in the position of the joining point W between the large end 30 and the rod main body 10. As shown in FIG. 1, the large end portion 30 includes a rounded portion 30 </ b> R that is curved so as to dent toward the rod main body portion 10 (that is, indented inward). End (end on the rod body 10 side) RE is located closer to the small end 20 than RE.

小端部20およびロッド本体部10の材料として大端部30よりも比重(密度)の小さい金属材料を用いることによる軽量化効果を最大限に得るためには、アール部30Rの端REで接合を行う(つまりアール部30Rの端REと接合箇所Wとを一致させる)ことが好ましいと一見思える。しかしながら、複数の部材同士を接合した場合、接合箇所Wの強度が低下してしまうので、コンロッド1においてもっとも応力がかかるアール部30Rの端REで接合を行うと、強度不足を補うために接合箇所Wの断面積を大きくする必要がある。そのため、その分重量が増加し、十分な軽量化を行うことができない。   In order to obtain the maximum weight reduction effect by using a metal material having a specific gravity (density) smaller than that of the large end portion 30 as the material of the small end portion 20 and the rod main body portion 10, joining is performed at the end RE of the round portion 30R. It seems that it is preferable to perform (that is, the end RE of the rounded portion 30R and the joint portion W are matched). However, when a plurality of members are joined to each other, the strength of the joint location W is reduced. Therefore, when joining is performed at the end RE of the rounded portion 30R where the stress is applied most in the connecting rod 1, the joint location is compensated for the lack of strength. It is necessary to increase the cross-sectional area of W. Therefore, the weight increases correspondingly and sufficient weight reduction cannot be performed.

これに対し、本実施形態のように、最も応力の集中するアール部30Rの端REからずれた位置に接合箇所Wを設けると、接合による強度の低下を補うために接合箇所Wの断面積を増やす必要が少ない。そのため、優れた機械的特性を確保しつつ、十分な軽量化を図ることができる。   On the other hand, when the joint location W is provided at a position shifted from the end RE of the rounded portion 30R where stress is most concentrated as in the present embodiment, the cross-sectional area of the joint location W is reduced in order to compensate for a decrease in strength due to joining. There is little need to increase. Therefore, it is possible to achieve a sufficient weight reduction while ensuring excellent mechanical characteristics.

なお、小端部20から大端部30に向かう方向(図1中の長手方向Z)に沿ってコンロッド1の断面積の変化を考えると、ロッド本体部10では小端部20側から大端部30側に向かうにつれて断面積は一定の割合で増加する。そのため、典型的には、アール部30Rの端REは、この断面積の増加率が一定の値から変化する(より高くなる)部分と規定される。   Considering the change in the cross-sectional area of the connecting rod 1 along the direction from the small end portion 20 toward the large end portion 30 (longitudinal direction Z in FIG. 1), the rod main body portion 10 has a large end from the small end portion 20 side. The cross-sectional area increases at a constant rate toward the part 30 side. Therefore, typically, the end RE of the rounded portion 30R is defined as a portion where the increase rate of the cross-sectional area changes (becomes higher) from a certain value.

大端部30とロッド本体部10との接合は、種々の方法を用いて行うことができるが、摩擦圧接によって行うことが好ましい。摩擦圧接とは、接合する部材同士を高速で擦り合わせ、生じる摩擦熱によって部材を軟化させると同時に圧力を加えて接合する技術である。勿論、融接法を用いてもよいが、融接法を用いて異種材料の接合を行うと、もろい合金や金属間化合物が形成されてしまうことがある。摩擦圧接によれば、そのようなもろい合金や金属間化合物の形成を抑制できるので、種々の異種材料の組み合わせについて接合を好適に行うことができる。また、接合に中間材(第3部材)を用いる方法(溶接、ろう付け等)を用いてもよいが、摩擦圧接法によれば、そのような中間材を用いる方法に比べ、異種の金属材料同士を高強度で接合することが容易である。   The large end 30 and the rod main body 10 can be joined using various methods, but it is preferable to perform the friction welding. Friction welding is a technique in which members to be joined are rubbed together at a high speed and the members are softened by the generated frictional heat and simultaneously applied with pressure. Of course, a fusion welding method may be used, but if different materials are joined using the fusion welding method, a brittle alloy or an intermetallic compound may be formed. According to the friction welding, since formation of such a brittle alloy or an intermetallic compound can be suppressed, it is possible to suitably perform the bonding for various combinations of different materials. In addition, a method (welding, brazing, etc.) using an intermediate material (third member) may be used for joining, but according to the friction welding method, a different metal material is used compared to a method using such an intermediate material. It is easy to join each other with high strength.

また、摩擦圧接によれば、位置精度よく(具体的には0.05mm程度の精度で)接合を行うことができるので、そのことによってさらなる軽量化を図ることも可能になる。従来のコンロッドでは、すべての部分が一体で鍛造されるので、ピストンピン孔とクランクピン孔とを三次元的な位置関係を精度良く保って形成することは難しかった。そのため、そのような位置ずれを見込んでコンロッドを肉厚に作る必要があった。例えば、図3(a)に示す小端部の最小肉厚Tminや、図3(b)に示す割り振りA1、A2を大きくする必要があった。これに対し、摩擦圧接によれば、そのような位置ずれを小さくすることができる。具体的には、従来、軸方向Xについて0.2mm程度、幅方向Yおよび長手方向Zについて0.3mm程度であった位置ずれを0.05mm程度に小さくすることができる。そのため、ずれを見込んでコンロッド1を肉厚に形成する必要がなく、さらなる軽量化を図ることができる。コンロッド1の軽量化により往復重量が小さくなると、クランクシャフトやバランサーの重量も小さくすることができるため、内燃機関や自動車両全体の軽量化も可能になる。   Further, according to the friction welding, since the joining can be performed with a high positional accuracy (specifically, with an accuracy of about 0.05 mm), it is possible to further reduce the weight. In the conventional connecting rod, since all the parts are integrally forged, it is difficult to form the piston pin hole and the crankpin hole while maintaining a three-dimensional positional relationship with high accuracy. For this reason, it is necessary to make the connecting rod thick in consideration of such misalignment. For example, it is necessary to increase the minimum thickness Tmin of the small end portion shown in FIG. 3A and the allocations A1 and A2 shown in FIG. On the other hand, according to the friction welding, such a positional shift can be reduced. Specifically, the positional deviation that has conventionally been about 0.2 mm in the axial direction X and about 0.3 mm in the width direction Y and the longitudinal direction Z can be reduced to about 0.05 mm. Therefore, it is not necessary to make the connecting rod 1 thick in view of the deviation, and further weight reduction can be achieved. If the reciprocating weight is reduced by reducing the weight of the connecting rod 1, the weight of the crankshaft and the balancer can also be reduced, so that the internal combustion engine and the entire vehicle can be reduced in weight.

また、摩擦圧接によれば、接合箇所Wの空隙が少なく、中間材を用いる必要もないため、小端部20から大端部30への熱伝導が良くなる。さらに、中間材が不要なので、接合工程を行うための設備を簡易化しやすく、接合工程の自動化を行いやすい。   In addition, according to the friction welding, since there are few voids at the joint W and there is no need to use an intermediate material, heat conduction from the small end 20 to the large end 30 is improved. Furthermore, since no intermediate material is required, it is easy to simplify the equipment for performing the joining process and to automate the joining process.

摩擦圧接は、接合する部材の一方(あるいは両方)を回転させる回転摩擦圧接と、図4に示すように接合する部材の一方を直線的に往復運動させる直動摩擦圧接(Linear Friction Welding)とに大別されるが、コンロッド1は一般に円形の断面を有していないので、直動摩擦圧接を用いることが好ましい。   Friction welding is largely divided into rotary friction welding, in which one (or both) of the members to be joined is rotated, and linear friction welding, in which one of the members to be joined is linearly reciprocated as shown in FIG. Although it is different, since the connecting rod 1 generally does not have a circular cross section, it is preferable to use a linear friction welding.

なお、摩擦圧接により接合を行っても、接合箇所Wの金属組織が変化するので接合箇所Wの強度はいくぶん低下する。しかし、本実施形態のように接合箇所Wの位置をアール部端RE(最も応力が集中する箇所)からずらすことにより、強度低下を補うために断面積を増加させる必要が少なくなる。また、アール部30Rの端REから接合箇所Wまでの距離D(図1参照)が長いほど、接合による金属組織の変化の影響をアール部端REが受けにくく、アール部端REにおける疲労強度の低減を抑制することができる。以下、大端部30を鉄合金から形成し、小端部20およびロッド本体部10をチタン合金から形成した場合について、アール部端REから接合箇所Wまでの距離Dの好ましい範囲を具体的に説明する。   In addition, even if it joins by friction welding, since the metal structure of the joining location W changes, the intensity | strength of the joining location W will fall somewhat. However, by shifting the position of the joint location W from the rounded portion end RE (location where stress is most concentrated) as in the present embodiment, it is less necessary to increase the cross-sectional area to compensate for the strength reduction. Further, the longer the distance D (see FIG. 1) from the end RE of the rounded portion 30R to the joint location W, the less the influence of the rounded portion end RE is affected by the change in the metal structure due to the joint, and the fatigue strength at the rounded portion end RE. Reduction can be suppressed. Hereinafter, in the case where the large end portion 30 is formed from an iron alloy and the small end portion 20 and the rod main body portion 10 are formed from a titanium alloy, a preferable range of the distance D from the round end RE to the joining point W is specifically described. explain.

表1に、距離D(mm)を変化させたときの、コンロッド全体の重量(g)、アール部端REの深さ0.1mmでのビッカース硬さ(HV)、アール部端REの疲労強度(MPa)を示す。なお、表1に示したデータは、大端部30の材料として、表面から深さ0.2mmまでの平均炭素含有量が0.3質量%未満の鉄合金(鋼)を用いるとともに、小端部20およびロッド本体部10の材料として、組成がTi−6Al−4Vの(つまり約6質量%のAlおよび約4質量%のVを含む)チタン合金を用いたときのものである。   Table 1 shows the weight (g) of the whole connecting rod, the Vickers hardness (HV) at the depth 0.1 mm of the radius portion end RE, and the fatigue strength of the radius portion end RE when the distance D (mm) is changed. (MPa). The data shown in Table 1 uses an iron alloy (steel) having an average carbon content of less than 0.3% by mass from the surface to a depth of 0.2 mm as the material of the large end portion 30, and the small end. As a material for the portion 20 and the rod body portion 10, a titanium alloy having a composition of Ti-6Al-4V (that is, containing about 6 mass% Al and about 4 mass% V) is used.

まず、コンロッド1の重量に着目すると、コンロッド1の重量は、距離Dが短いほど小さいことがわかる。これは、距離Dが短いほど、より多くの部分がチタン合金から形成されるからである。   First, paying attention to the weight of the connecting rod 1, it can be seen that the weight of the connecting rod 1 is smaller as the distance D is shorter. This is because the shorter the distance D, the more parts are formed from the titanium alloy.

ところが、アール部端REの硬さおよび疲労強度に着目すると、距離Dが短すぎると、アール部端REの硬さが低く、疲労強度が低いことがわかる。これは、距離Dが短すぎると、接合箇所Wにおける金属組織の変化の影響をアール部端REが受けてしまうからである。   However, paying attention to the hardness and fatigue strength of the rounded portion end RE, it can be seen that when the distance D is too short, the hardness of the rounded portion end RE is low and the fatigue strength is low. This is because if the distance D is too short, the rounded end RE is affected by the change in the metal structure at the joint W.

表1には、アール部端REにおいて好ましい疲労強度が得られるように接合箇所Wの断面積を調整した(具体的には増加させた)ときのコンロッド1の重量(「調整重量」と称する)も併せて示している。この調整重量に着目すると、距離Dが短すぎると、かえって重量が増加してしまうことがわかる。   Table 1 shows the weight of the connecting rod 1 (referred to as “adjusted weight”) when the cross-sectional area of the joint W is adjusted (specifically increased) so that a favorable fatigue strength is obtained at the rounded end RE. It also shows. Focusing on this adjusted weight, it can be seen that if the distance D is too short, the weight will increase.

図5に、アール部端REから接合箇所Wまでの距離Dと、アール部端REの疲労強度およびコンロッド1の調整重量との関係を示す。   FIG. 5 shows the relationship between the distance D from the rounded portion end RE to the joining point W, the fatigue strength of the rounded portion end RE, and the adjusted weight of the connecting rod 1.

図5から、距離Dが長くなるほど疲労強度が向上し、距離Dが3mm以上になると疲労強度がほぼ一定の値をとることがわかる。これは、距離Dを3mm以上にすることにより、アール部端REが接合箇所Wにおける金属組織の変化の影響をほとんど受けなくなることを意味している。また、このことと対応するように、距離Dが長くなるほど調整重量が小さくなり、距離Dを3mm以上とすることによって、軽量化効果が十分に得られることがわかる。コンロッド1の全体を鋼から形成したときの重量は表1に示すように338gであるので、ここで例示した場合について言えば、距離Dを3mm以上とすることによって、約20%程度の軽量化を図ることができる。なお、図5からもわかるように、距離Dは3mm未満であっても3mmに十分に近ければ(例えば2.5mm以上であれば)実用上十分な軽量化効果は得られる。   From FIG. 5, it can be seen that the fatigue strength improves as the distance D increases, and that the fatigue strength takes a substantially constant value when the distance D is 3 mm or more. This means that when the distance D is set to 3 mm or more, the rounded portion end RE is hardly affected by the change in the metal structure at the joint location W. Further, in correspondence with this, it can be seen that as the distance D becomes longer, the adjustment weight becomes smaller, and by making the distance D 3 mm or more, the effect of reducing the weight can be sufficiently obtained. Since the weight when the entire connecting rod 1 is made of steel is 338 g as shown in Table 1, in the case exemplified here, the distance D is set to 3 mm or more, so that the weight is reduced by about 20%. Can be achieved. As can be seen from FIG. 5, even if the distance D is less than 3 mm, if it is sufficiently close to 3 mm (for example, 2.5 mm or more), a practically sufficient lightening effect can be obtained.

続いて、表2および図6に、大端部30の材料として、表面から深さ0.2mmまでの平均炭素含有量が0.3質量%以上0.5質量%以下の鉄合金(鋼)を用いたときのデータを示す。小端部20およびロッド本体部10の材料については、表1および図5にデータを示したコンロッドと同じである。   Subsequently, in Table 2 and FIG. 6, as a material of the large end portion 30, an iron alloy (steel) having an average carbon content from the surface to a depth of 0.2 mm of 0.3% by mass to 0.5% by mass. The data when using is shown. About the material of the small end part 20 and the rod main-body part 10, it is the same as the connecting rod which showed the data in Table 1 and FIG.

表2および図6から、距離Dが長くなるほど疲労強度が向上し、距離Dが5mm以上になると疲労強度がほぼ一定の値をとることがわかる。また、距離Dが長くなるほど調整重量が小さくなり、距離Dを5mm以上とすることによって、軽量化効果が十分に得られることがわかる。従って、この場合には、アール部端REから接合箇所Wまでの距離Dを5mm以上とすることにより、アール部端REの疲労強度を十分に高く確保し、十分な軽量化を図ることができる。勿論、図6からもわかるように、距離Dは5mm未満であっても5mmに十分に近ければ(例えば4.5mm以上であれば)実用上十分な軽量化効果は得られる。   From Table 2 and FIG. 6, it can be seen that the fatigue strength improves as the distance D increases, and that the fatigue strength takes a substantially constant value when the distance D is 5 mm or more. Further, it can be seen that as the distance D becomes longer, the adjustment weight becomes smaller, and by making the distance D 5 mm or more, the effect of reducing the weight can be sufficiently obtained. Therefore, in this case, by setting the distance D from the rounded portion end RE to the joint location W to be 5 mm or more, the fatigue strength of the rounded portion end RE can be secured sufficiently high, and sufficient weight reduction can be achieved. . Of course, as can be seen from FIG. 6, even if the distance D is less than 5 mm, if it is sufficiently close to 5 mm (for example, 4.5 mm or more), a practically sufficient lightening effect can be obtained.

また、表3および図7に、大端部30の材料として、表面から深さ0.2mmまでの平均炭素含有量が0.5質量%を超える鉄合金(鋼)を用いたときのデータを示す。小端部20およびロッド本体部10の材料については、表1および図5にデータを示したコンロッドと同じである。   Moreover, in Table 3 and FIG. 7, the data when using the iron alloy (steel) whose average carbon content from the surface to the depth of 0.2 mm exceeds 0.5 mass% as a material of the large end part 30 are used. Show. About the material of the small end part 20 and the rod main-body part 10, it is the same as the connecting rod which showed the data in Table 1 and FIG.

表3および図7から、距離Dが長くなるほど疲労強度が向上し、距離Dが7mm以上になると疲労強度がほぼ一定の値をとることがわかる。また、距離Dが長くなるほど調整重量が小さくなり、距離Dを7mm以上とすることによって、軽量化効果が十分に得られることがわかる。従って、この場合には、アール部端REから接合箇所Wまでの距離Dを7mm以上とすることにより、アール部端REの疲労強度を十分に高く確保し、十分な軽量化を図ることができる。勿論、図7からもわかるように、距離Dは7mm未満であっても7mmに十分に近ければ(例えば6.5mm以上であれば)実用上十分な軽量化効果は得られる。   From Table 3 and FIG. 7, it can be seen that the fatigue strength improves as the distance D increases, and that the fatigue strength takes a substantially constant value when the distance D is 7 mm or more. Further, it can be seen that as the distance D becomes longer, the adjustment weight becomes smaller, and by making the distance D 7 mm or more, a light weight effect can be sufficiently obtained. Therefore, in this case, by setting the distance D from the rounded portion end RE to the joint location W to be 7 mm or more, the fatigue strength of the rounded portion end RE can be secured sufficiently high, and sufficient weight reduction can be achieved. . Of course, as can be seen from FIG. 7, even if the distance D is less than 7 mm, if it is sufficiently close to 7 mm (for example, 6.5 mm or more), a practically sufficient weight reduction effect can be obtained.

表1から表3および図5から図7に具体的に示したように、本発明によるコンロッド1では、接合箇所Wをあえて小端部20側にずらすことによって、逆にコンロッド1を軽量化し得るという予想外の効果が得られる。   As specifically shown in Tables 1 to 3 and FIGS. 5 to 7, in the connecting rod 1 according to the present invention, the connecting rod 1 can be reduced in weight by intentionally shifting the joining portion W toward the small end portion 20. An unexpected effect is obtained.

なお、いずれの場合についても、距離Dに特に上限はない。ただし、距離Dが長すぎると、チタン合金から形成される部分が少なくなり、余分な重量の増加を招いてしまうので、距離Dは、10mm以下であることが好ましい。   In any case, there is no particular upper limit to the distance D. However, if the distance D is too long, the number of portions formed from the titanium alloy is reduced and an extra weight is increased. Therefore, the distance D is preferably 10 mm or less.

次に、本実施形態におけるコンロッド1の製造方法を説明する。   Next, the manufacturing method of the connecting rod 1 in this embodiment is demonstrated.

まず、図8(a)に示すような、小端部20およびロッド本体部10を含みチタン合金から形成された第1の部材P1を用意する。また、これとは別に、図8(b)に示すような、大端部30を含み鉄合金から形成された第2の部材P2を用意する。第1の部材P1および第2の部材P2は、鍛造工程、機械加工工程、熱処理工程などを含む公知の種々の手法によって形成することができる。   First, as shown in FIG. 8A, a first member P1 including a small end portion 20 and a rod main body portion 10 and formed of a titanium alloy is prepared. Separately from this, a second member P2 including a large end portion 30 and made of an iron alloy as shown in FIG. 8B is prepared. The first member P1 and the second member P2 can be formed by various known methods including a forging process, a machining process, a heat treatment process, and the like.

次に、用意した第1の部材P1と第2の部材P2とを、直動摩擦圧接により接合する。図9に、直動摩擦圧接を行うための摩擦圧接装置50を示す。   Next, the prepared first member P1 and second member P2 are joined by direct acting friction welding. FIG. 9 shows a friction welding apparatus 50 for performing linear friction welding.

摩擦圧接装置50は、第1の部材P1を保持する第1のホルダ51、第2の部材P2を保持する第2のホルダ52、第1のホルダ51に連結されたアクチュエータ53および第2のホルダ52に連結された油圧シリンダ54を備えている。アクチュエータ53としては、例えば、油圧サーボ式や電気モータ式のものが用いられる。アクチュエータ53によって第1の部材P1を直線状に往復運動させながら、油圧シリンダ54によって第2の部材P2を第1の部材P1に圧接させることにより、摩擦圧接が行われ、第1の部材P1と第2の部材P2とが接合される。この接合工程は、第1の部材P1と第2の部材P2との接合箇所Wが、アール部30Rのロッド本体部10側の端REよりも小端部20側に位置するように行われる。接合を行った後に、接合箇所Wのバリを切削することによって、コンロッド1が完成する。   The friction welding apparatus 50 includes a first holder 51 that holds the first member P1, a second holder 52 that holds the second member P2, an actuator 53 connected to the first holder 51, and a second holder. The hydraulic cylinder 54 connected to 52 is provided. As the actuator 53, for example, a hydraulic servo type or an electric motor type is used. While the first member P1 is reciprocated linearly by the actuator 53, the second member P2 is brought into pressure contact with the first member P1 by the hydraulic cylinder 54, whereby friction welding is performed. The second member P2 is joined. This joining process is performed so that the joining location W between the first member P1 and the second member P2 is located closer to the small end portion 20 than the end RE on the rod body portion 10 side of the round portion 30R. After joining, the connecting rod 1 is completed by cutting the burr | flash of the joining location W. FIG.

図10に、第1のホルダ51および第2のホルダ52の一例を示す。図10に示す第1のホルダ51は、ピストンピン孔25に挿通されるピン55と、ロッド本体部10を両側方から押さえるクランプ56とによって第1の部材P1を強固に保持する。また、図10に示す第2のホルダ52は、クランクピン孔35に挿通されるピン57と、大端部30のボルト孔に挿入されるボルト58とによって第2の部材P2を強固に保持する。   FIG. 10 shows an example of the first holder 51 and the second holder 52. The first holder 51 shown in FIG. 10 firmly holds the first member P1 by the pin 55 inserted through the piston pin hole 25 and the clamp 56 that presses the rod main body 10 from both sides. Further, the second holder 52 shown in FIG. 10 firmly holds the second member P <b> 2 by the pin 57 inserted through the crank pin hole 35 and the bolt 58 inserted into the bolt hole of the large end 30. .

ここで、接合工程における第1の部材P1の好ましい振動方向を図11(a)および(b)を参照しながら説明する。図11(a)および(b)は、ロッド本体部10の断面と好ましい振動方向とを示す図である。   Here, a preferable vibration direction of the first member P1 in the joining step will be described with reference to FIGS. 11 (a) and 11 (b). FIGS. 11A and 11B are views showing a cross section of the rod main body 10 and a preferable vibration direction.

接合工程は、図11(a)に示すように、第1の部材P1と第2の部材P2とを、コンロッド1の幅方向D1(図1における方向Yに相当)に沿って擦り合わせるように行われることが好ましい。幅方向D1は、接合面に平行な面内でもっともモーメントの高い(つまり剛性の高い)方向であるので、幅方向D1に沿って第1の部材P1を振動させることにより、接合時の弾性変形や塑性変形を少なくすることができる。そのため、接合時に必要な振幅を小さくでき、また、接合精度を向上することができる。   In the joining process, as shown in FIG. 11A, the first member P1 and the second member P2 are rubbed together along the width direction D1 of the connecting rod 1 (corresponding to the direction Y in FIG. 1). Preferably, it is done. Since the width direction D1 is a direction having the highest moment (that is, high rigidity) in a plane parallel to the joining surface, the first member P1 is vibrated along the width direction D1, thereby elastic deformation at the time of joining. And plastic deformation can be reduced. Therefore, the amplitude required at the time of joining can be reduced, and the joining accuracy can be improved.

あるいは、接合工程は、図11(b)に示すように、第1の部材P1と第2の部材P2とを軸方向D2(図1における方向Xに相当)に沿って擦り合わせるように行われることが好ましい。軸方向D2は、接合面に平行な面内でもっともモーメントの低い(つまり剛性の低い)方向であるので、軸方向D2に沿って第1の部材P1を振動させることにより、接合時に部材が弾性変形しやすくなる。そのため、接合面同士をなじませやすく、接合箇所Wの空隙が少なくなる。それ故、接合強度を向上させることができる。   Alternatively, the joining step is performed so that the first member P1 and the second member P2 are rubbed along the axial direction D2 (corresponding to the direction X in FIG. 1), as shown in FIG. It is preferable. Since the axial direction D2 is the direction having the lowest moment (that is, the rigidity is low) in the plane parallel to the joining surface, the member is elastic at the time of joining by vibrating the first member P1 along the axial direction D2. It becomes easy to deform. For this reason, the joining surfaces can be easily blended, and the gap at the joining portion W is reduced. Therefore, the bonding strength can be improved.

幅方向D1および幅方向D2のいずれに第1の部材P1を振動させるかは、接合箇所W近傍の部材の形状や材質、要求性能(例えば接合精度と接合強度のいずれを重視するか)などに応じて適宜設定すればよい。   Whether the first member P1 is vibrated in the width direction D1 or the width direction D2 depends on the shape and material of the member in the vicinity of the joining point W, required performance (for example, which of the joining accuracy and joining strength is important), and the like. What is necessary is just to set suitably according to.

なお、ここでは第1の部材P1を振動させる場合を例として製造方法を説明したが、第1の部材P1ではなく第2の部材P2を振動させてもよいことは言うまでもない。   Although the manufacturing method has been described as an example in which the first member P1 is vibrated, it is needless to say that the second member P2 may be vibrated instead of the first member P1.

続いて、図12および図13を参照しながら接合箇所W近傍の好ましい断面形状を説明する。   Subsequently, a preferable cross-sectional shape in the vicinity of the joint portion W will be described with reference to FIGS. 12 and 13.

図12(a)および(b)に示すように、接合箇所Wにおける断面形状をH字状にすると、座屈強度(断面モーメント)を下げることなく軽量化を図ることができる。また、図13(a)および(b)に示すように、接合箇所Wにおける断面形状を略矩形とすると、座屈強度(断面モーメント)を下げることなく接合面の面積を大きくできるので、接合強度を向上させることができる。   As shown in FIGS. 12A and 12B, when the cross-sectional shape at the joint W is an H shape, the weight can be reduced without reducing the buckling strength (cross-sectional moment). Further, as shown in FIGS. 13A and 13B, if the cross-sectional shape at the joint location W is substantially rectangular, the area of the joint surface can be increased without reducing the buckling strength (cross-section moment). Can be improved.

本実施形態では、小端部20およびロッド本体部10をチタン合金から形成し、大端部30を鉄合金(鋼)から形成する場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。   In the present embodiment, the case where the small end portion 20 and the rod main body portion 10 are formed from a titanium alloy and the large end portion 30 is formed from an iron alloy (steel) is illustrated, but the present invention is not limited to this. Absent.

小端部20およびロッド本体部10は、例えば、チタン合金、アルミニウム合金またはマグネシウム合金から形成されていることが好ましい。これらの金属材料は、高い比強度を有しているので、これらの金属材料を用いることにより、コンロッド1を軽量化することができる。   The small end portion 20 and the rod main body portion 10 are preferably formed of, for example, a titanium alloy, an aluminum alloy, or a magnesium alloy. Since these metal materials have high specific strength, the connecting rod 1 can be reduced in weight by using these metal materials.

従来のコンロッドでは、小端部およびロッド本体部をこれらの金属材料から形成した場合には、必然的に大端部もこれらの金属材料から形成される。上記の金属材料は比較的高価なので、大端部には高い比強度が必要とされないにもかかわらずこのような高価な材料を用いると、製造コストの増加を招いてしまう。また、上記の金属材料を用いて同等の機械的強度を確保しようとすると大端部が大きくなってしまい、そのことによっても製造コストが上昇する。   In the conventional connecting rod, when the small end portion and the rod main body portion are formed from these metal materials, the large end portion is necessarily formed from these metal materials. Since the above metal material is relatively expensive, the use of such an expensive material in spite of the fact that a high specific strength is not required at the large end portion increases the manufacturing cost. Moreover, when it is going to ensure equivalent mechanical strength using said metal material, a large end part will become large and the manufacturing cost will also rise by this.

本発明によれば、大端部30を小端部20およびロッド本体部10と異なる組成の金属材料で形成するので、小端部20およびロッド本体部10のみをチタン合金、アルミニウム合金またはマグネシウム合金から形成することにより、これらの高価な金属材料の使用量を従来に比べて大端部30の分だけ削減できる。そのため、製造コストを低減できる。特に鍛造によりコンロッドを形成する場合、従来は、大端部の大きさに合わせるために小端部となる部分の材料の歩留まりが低かった。本発明は、歩留まりの向上にも効果がある。   According to the present invention, since the large end 30 is formed of a metal material having a composition different from that of the small end 20 and the rod main body 10, only the small end 20 and the rod main body 10 are made of a titanium alloy, an aluminum alloy or a magnesium alloy. Therefore, the amount of use of these expensive metal materials can be reduced by the amount of the large end portion 30 as compared with the prior art. Therefore, the manufacturing cost can be reduced. Particularly when connecting rods are formed by forging, conventionally, the yield of the material of the portion that becomes the small end portion is low in order to match the size of the large end portion. The present invention is also effective in improving the yield.

また、大端部がチタン合金やアルミニウム合金、マグネシウム合金から形成されている場合、クランク側面との摺動により焼付きが生じやすくなるため、表面処理またはスラストワッシャの使用が必要となる。本発明によれば、表面処理を施したりスラストワッシャを用いたりする必要性が低くなる。   Further, when the large end portion is formed of a titanium alloy, an aluminum alloy, or a magnesium alloy, seizure is likely to occur due to sliding with the crank side surface, so that surface treatment or use of a thrust washer is required. According to the present invention, it is less necessary to perform surface treatment or use a thrust washer.

あるいは、小端部20およびロッド本体部10は、マルエージング鋼、合金鋼または炭素鋼から形成されていることも好ましい。これらの金属材料は、高い疲労強度を有しているので、小端部20およびロッド本体部10の材料として好適に用いられる。   Or it is also preferable that the small end part 20 and the rod main-body part 10 are formed from maraging steel, alloy steel, or carbon steel. Since these metal materials have high fatigue strength, they are preferably used as materials for the small end portion 20 and the rod main body portion 10.

従来のコンロッドでは、小端部およびロッド本体部をこれらの金属材料から形成した場合には、必然的に大端部もこれらの金属材料から形成される。上記の金属材料は熱処理後には加工しにくいので、大端部には高い疲労強度が必要とされないにもかかわらずこのような材料を用いると、小端部に比べて加工量の多い大端部の加工が困難になる。   In the conventional connecting rod, when the small end portion and the rod main body portion are formed from these metal materials, the large end portion is necessarily formed from these metal materials. The above metal materials are difficult to process after heat treatment, so even if high fatigue strength is not required at the large end, using such a material will result in a large end that requires more work than a small end. It becomes difficult to process.

本発明によれば、小端部20およびロッド本体部10のみをマルエージング鋼、合金鋼または炭素鋼から形成することにより、大端部30の加工を容易に行うことができる。また、これらの金属材料は比較的高価でもあるため、これらの金属材料を大端部30に用いる必要がなくなることにより、製造コストを低減することもできる。   According to the present invention, the large end portion 30 can be easily processed by forming only the small end portion 20 and the rod main body portion 10 from maraging steel, alloy steel, or carbon steel. Further, since these metal materials are also relatively expensive, it is not necessary to use these metal materials for the large end portion 30, thereby reducing the manufacturing cost.

大端部30は、例えば、高炭素鋼、非調質鋼または焼結鍛造材から形成されていることが好ましい。これらの金属材料は、高弾性係数を有し、脆性が高いので、破断分割が容易である。   The large end portion 30 is preferably formed of, for example, high carbon steel, non-tempered steel, or sintered forged material. Since these metal materials have a high elastic modulus and high brittleness, they can be easily broken and divided.

従来のコンロッドでは、大端部をこれらの金属材料から形成した場合には、必然的に小端部やロッド本体部もこれらの金属材料から形成される。上記の金属材料は、比較的疲労強度が低いため、小端部やロッド本体部がこれらの金属材料から形成されていると、疲労破壊が問題となる。   In the conventional connecting rod, when the large end portion is formed from these metal materials, the small end portion and the rod main body portion are inevitably formed from these metal materials. Since the above metal materials have relatively low fatigue strength, fatigue breakage becomes a problem when the small end portion and the rod main body portion are formed of these metal materials.

本発明によれば、大端部30のみを高炭素鋼、非調質鋼または焼結鍛造材から形成することにより、小端部20およびロッド本体部10の疲労破壊は問題とならない。破断分割の容易な上記金属材料から大端部30が形成されていると、破断分割工程を簡略化できる。具体的には、冷却工程の省略、破断起点溝作成の簡易化、破断設備の出力の低減が可能となる。また、高弾性係数を有する上記金属材料から大端部30が形成されていると、大端部30の変形が抑制され、その結果、大端部30での焼付が起こりにくくなる。   According to the present invention, only the large end portion 30 is formed from high carbon steel, non-tempered steel, or sintered forged material, so that fatigue failure of the small end portion 20 and the rod main body portion 10 does not become a problem. If the large end portion 30 is formed from the metal material that can be easily broken and divided, the breaking and dividing step can be simplified. Specifically, it is possible to omit the cooling process, simplify the creation of the fracture start groove, and reduce the output of the fracture equipment. Moreover, when the large end part 30 is formed from the said metal material which has a high elasticity coefficient, a deformation | transformation of the large end part 30 will be suppressed, As a result, the seizure in the large end part 30 will become difficult to occur.

なお、本実施形態では、異なる組成の金属材料の組み合わせの例として、ベースとなる金属が異なる合金同士の組み合わせを示したが、金属材料の組み合わせはこれに限定されるものではない。ベースとなる金属が同じである合金材料の組み合わせであってもよく、例えば、SCM435とマルエージング鋼というような鉄合金同士の組み合わせであってもよい。   In this embodiment, as an example of a combination of metal materials having different compositions, a combination of alloys having different base metals is shown, but the combination of metal materials is not limited to this. A combination of alloy materials having the same base metal may be used. For example, a combination of iron alloys such as SCM435 and maraging steel may be used.

また、本実施形態では、大端部30とロッド本体部10とを接合する好ましい方法として摩擦圧接を例示したが、電子ビーム溶接法やレーザー溶接法を用いることも好ましい。これらの方法では、溶融量が少ないために強度を低下させるもろい合金や金属間化合物が発生しにくく、また、中間材(第3部材)を用いる必要がないので、これらの方法を用いても、異なる組成の金属材料から形成された大端部30とロッド本体部10とを好適に接合することができる。また、電子ビーム溶接法やレーザー溶接法を用いると、ワークを移動させないので、さらに位置精度を向上させ得る(具体的には0.01mm程度まで)という利点が得られる。また、接合工程の自動化が容易であるという利点も得られる。   Moreover, in this embodiment, although friction welding was illustrated as a preferable method of joining the big end part 30 and the rod main-body part 10, it is also preferable to use an electron beam welding method or a laser welding method. In these methods, since the amount of melting is small, it is difficult to generate brittle alloys and intermetallic compounds that reduce the strength, and it is not necessary to use an intermediate material (third member), so even if these methods are used, The large end portion 30 and the rod main body portion 10 formed of metal materials having different compositions can be suitably joined. Further, when the electron beam welding method or the laser welding method is used, since the workpiece is not moved, an advantage that the positional accuracy can be further improved (specifically, up to about 0.01 mm) can be obtained. Further, there is an advantage that the joining process can be easily automated.

また、本実施形態では分割型のコンロッドを例示したが、本発明は、大端部が分割されないタイプのコンロッドにも好適に用いられる。   Moreover, although the split type connecting rod is exemplified in the present embodiment, the present invention is also suitably used for a connecting rod of a type in which the large end portion is not split.

本実施形態におけるコンロッド1は、自動車両用や機械用の各種の内燃機関(エンジン)に広く用いられる。図14に、本実施形態におけるコンロッド1を備えたエンジン100の一例を示す。   The connecting rod 1 in this embodiment is widely used in various internal combustion engines (engines) for motor vehicles and machines. In FIG. 14, an example of the engine 100 provided with the connecting rod 1 in this embodiment is shown.

エンジン100は、クランクケース110、シリンダブロック120およびシリンダヘッド130を有している。   The engine 100 includes a crankcase 110, a cylinder block 120, and a cylinder head 130.

クランクケース110内にはクランクシャフト111が収容されている。クランクシャフト111は、クランクピン112およびクランクウェブ113を有している。   A crankshaft 111 is accommodated in the crankcase 110. The crankshaft 111 has a crankpin 112 and a crank web 113.

クランクケース110の上に、シリンダブロック120が設けられている。シリンダブロック120には、円筒状のシリンダスリーブ121がはめ込まれており、ピストン122は、シリンダスリーブ121内を往復し得るように設けられている。   A cylinder block 120 is provided on the crankcase 110. The cylinder block 120 is fitted with a cylindrical cylinder sleeve 121, and the piston 122 is provided so as to reciprocate within the cylinder sleeve 121.

シリンダブロック120の上に、シリンダヘッド130が設けられている。シリンダヘッド130は、シリンダブロック120のピストン122やシリンダスリーブ121とともに燃焼室131を形成する。シリンダヘッド130は、吸気ポート132および排気ポート133を有している。吸気ポート132内には燃焼室131内に混合気を供給するための吸気弁134が設けられており、排気ポート内には燃焼室131内の排気を行うための排気弁135が設けられている。   A cylinder head 130 is provided on the cylinder block 120. The cylinder head 130 forms a combustion chamber 131 together with the piston 122 and the cylinder sleeve 121 of the cylinder block 120. The cylinder head 130 has an intake port 132 and an exhaust port 133. An intake valve 134 for supplying air-fuel mixture into the combustion chamber 131 is provided in the intake port 132, and an exhaust valve 135 for exhausting the combustion chamber 131 is provided in the exhaust port. .

ピストン122とクランクシャフト111とは、コンロッド1によって連結されている。具体的には、コンロッド1の小端部20の貫通孔(ピストンピン孔)にピストン122のピストンピン123が挿入されているとともに、大端部30の貫通孔(クランクピン孔)にクランクシャフト111のクランクピン112が挿入されており、そのことによってピストン122とクランクシャフト111とが連結されている。大端部30の貫通孔の内周面とクランクピン112との間には、軸受けメタル114が設けられている。軸受けメタル114は、軸受け係止溝によって係止されている。   Piston 122 and crankshaft 111 are connected by connecting rod 1. Specifically, the piston pin 123 of the piston 122 is inserted into the through hole (piston pin hole) of the small end portion 20 of the connecting rod 1, and the crankshaft 111 is inserted into the through hole (crank pin hole) of the large end portion 30. The crank pin 112 is inserted, whereby the piston 122 and the crankshaft 111 are connected. A bearing metal 114 is provided between the inner peripheral surface of the through hole of the large end portion 30 and the crank pin 112. The bearing metal 114 is locked by a bearing locking groove.

本実施形態におけるコンロッド1は、既に述べたように十分な軽量化を図り得るので、エンジン100の吹き上がりを良くし、燃料消費量を少なくすることができる。   Since the connecting rod 1 in the present embodiment can achieve a sufficient weight reduction as described above, the blow-up of the engine 100 can be improved and the fuel consumption can be reduced.

図15に、図14に示したエンジン100を備えた自動二輪車を示す。   FIG. 15 shows a motorcycle including the engine 100 shown in FIG.

図15に示す自動二輪車では、本体フレーム301の前端にヘッドパイプ302が設けられている。ヘッドパイプ302には、フロントフォーク303が車両の左右方向に揺動し得るように取り付けられている。フロントフォーク303の下端には、前輪304が回転可能なように支持されている。   In the motorcycle shown in FIG. 15, a head pipe 302 is provided at the front end of the main body frame 301. A front fork 303 is attached to the head pipe 302 so as to be able to swing in the left-right direction of the vehicle. A front wheel 304 is rotatably supported at the lower end of the front fork 303.

本体フレーム301の後端上部から後方に延びるようにシートレール306が取り付けられている。本体フレーム301上に燃料タンク307が設けられており、シートレール306上にメインシート308aおよびタンデムシート308bが設けられている。   A seat rail 306 is attached so as to extend rearward from the upper rear end of the main body frame 301. A fuel tank 307 is provided on the main body frame 301, and a main seat 308 a and a tandem seat 308 b are provided on the seat rail 306.

また、本体フレーム301の後端に、後方へ延びるリアアーム309が取り付けられている。リアアーム309の後端に後輪310が回転可能なように支持されている。   A rear arm 309 extending rearward is attached to the rear end of the main body frame 301. A rear wheel 310 is rotatably supported at the rear end of the rear arm 309.

本体フレーム301の中央部には、図14に示したエンジン100が保持されている。エンジン100には、本実施形態におけるコンロッド1が用いられている。エンジン100の前方には、ラジエータ311が設けられている。エンジン100の排気ポートには排気管312が接続されており、排気管312の後端にマフラー313が取り付けられている。   The engine 100 shown in FIG. 14 is held at the center of the main body frame 301. For the engine 100, the connecting rod 1 in the present embodiment is used. A radiator 311 is provided in front of the engine 100. An exhaust pipe 312 is connected to the exhaust port of the engine 100, and a muffler 313 is attached to the rear end of the exhaust pipe 312.

エンジン100には変速機315が連結されている。変速機315の出力軸316に駆動スプロケット317が取り付けられている。駆動スプロケット317は、チェーン318を介して後輪310の後輪スプロケット319に連結されている。変速機315およびチェーン318は、エンジン100により発生した動力を駆動輪に伝える伝達機構として機能する。   A transmission 315 is connected to the engine 100. A drive sprocket 317 is attached to the output shaft 316 of the transmission 315. The drive sprocket 317 is connected to the rear wheel sprocket 319 of the rear wheel 310 via a chain 318. Transmission 315 and chain 318 function as a transmission mechanism that transmits the power generated by engine 100 to the drive wheels.

図15に示した自動二輪車は、本実施形態におけるコンロッド1が用いられたエンジン100を備えているので、好適な性能が得られる。   Since the motorcycle shown in FIG. 15 includes the engine 100 using the connecting rod 1 in the present embodiment, suitable performance can be obtained.

本発明によると、優れた機械的特性を部位ごとに有し、且つ、十分な軽量化を行い得るコンロッドが提供される。   According to the present invention, there is provided a connecting rod that has excellent mechanical properties for each part and can be sufficiently reduced in weight.

本発明によるコンロッドは、各種の内燃機関(例えば自動車両用のエンジン)に広く用いられる。   The connecting rod according to the present invention is widely used in various internal combustion engines (for example, engines for motor vehicles).

本発明の好適な実施形態におけるコンロッドを模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the connecting rod in suitable embodiment of this invention. 本発明の好適な実施形態におけるコンロッドを模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the connecting rod in suitable embodiment of this invention. (a)は小端部の最小肉厚を示す図であり、(b)は割り振りを示す図である。(A) is a figure which shows the minimum thickness of a small edge part, (b) is a figure which shows allocation. 直動摩擦圧接を説明するための図である。It is a figure for demonstrating direct-acting friction welding. アール部端から接合箇所までの距離と、アール部端の疲労強度およびコンロッドの調整重量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance from a round part end to a joining location, the fatigue strength of a round part end, and the adjustment weight of a connecting rod. アール部端から接合箇所までの距離と、アール部端の疲労強度およびコンロッドの調整重量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance from a round part end to a joining location, the fatigue strength of a round part end, and the adjustment weight of a connecting rod. アール部端から接合箇所までの距離と、アール部端の疲労強度およびコンロッドの調整重量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance from a round part end to a joining location, the fatigue strength of a round part end, and the adjustment weight of a connecting rod. (a)および(b)は、本実施形態におけるコンロッドの製造方法において用意される第1の部材および第2の部材を模式的に示す平面図である。(A) And (b) is a top view which shows typically the 1st member and 2nd member which are prepared in the manufacturing method of the connecting rod in this embodiment. 直動摩擦圧接を行うための摩擦圧接装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the friction welding apparatus for performing direct acting friction welding. 摩擦圧接装置が有する第1のホルダおよび第2のホルダの一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the 1st holder and 2nd holder which a friction welding apparatus has. (a)および(b)は、接合工程における好ましい振動方向を説明するための図である。(A) And (b) is a figure for demonstrating the preferable vibration direction in a joining process. (a)はコンロッドの接合箇所近傍を示す平面図であり、(b)は(a)中の12B−12B’線に沿った断面図である。(A) is a top view which shows the joining location vicinity of a connecting rod, (b) is sectional drawing along the 12B-12B 'line in (a). (a)はコンロッドの接合箇所近傍を示す平面図であり、(b)は(a)中の13B−13B’線に沿った断面図である。(A) is a top view which shows the joining location vicinity of a connecting rod, (b) is sectional drawing along the 13B-13B 'line | wire in (a). 本発明の好適な実施形態におけるコンロッドを備えたエンジンの一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically an example of the engine provided with the connecting rod in suitable embodiment of this invention. 図14に示すエンジンを備えた自動二輪車を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the motorcycle provided with the engine shown in FIG. 従来の分割型コンロッドを模式的に示す平面図である。It is a top view which shows the conventional split type connecting rod typically.

符号の説明Explanation of symbols

1 コンロッド
10 ロッド本体部
20 小端部
25 ピストンピン孔
30 大端部
30R アール部
RE アール部端
33 ロッド部
34 キャップ部
35 クランクピン孔
40 ボルト
W 接合箇所
100 エンジン
1 connecting rod 10 rod body portion 20 small end portion 25 piston pin hole 30 large end portion 30R round portion RE round portion end 33 rod portion 34 cap portion 35 crankpin hole 40 bolt W joint location 100 engine

Claims (17)

ロッド本体部と、前記ロッド本体部の一端に設けられた小端部と、前記ロッド本体部の他端に設けられた大端部と、を有し、前記大端部は、前記ロッド本体部に向かってすぼむように湾曲したアール部を含むコンロッドであって、
前記大端部は、前記ロッド本体部とは異なる組成の金属材料で形成されて前記ロッド本体部に接合されており、
前記大端部と前記ロッド本体部との接合箇所は、前記アール部の前記ロッド本体部側の端よりも前記小端部側に位置しているコンロッド。
A rod main body, a small end provided at one end of the rod main body, and a large end provided at the other end of the rod main body, wherein the large end is the rod main body A connecting rod including a rounded portion curved so as to sag,
The large end is formed of a metal material having a composition different from that of the rod main body and joined to the rod main body.
A connecting rod where the large end portion and the rod main body portion are joined is located closer to the small end portion than the end of the round portion on the rod main body side.
前記ロッド本体部は、前記大端部よりも比重の小さい材料から形成されている請求項1に記載のコンロッド。   The connecting rod according to claim 1, wherein the rod main body portion is formed of a material having a specific gravity smaller than that of the large end portion. 前記大端部と前記ロッド本体部とは摩擦圧接により接合されている請求項1または2に記載のコンロッド。   The connecting rod according to claim 1 or 2, wherein the large end portion and the rod main body portion are joined by friction welding. 前記小端部および前記ロッド本体部は、前記大端部よりも比強度の高い材料から形成されている請求項1から3のいずれかに記載のコンロッド。   The connecting rod according to any one of claims 1 to 3, wherein the small end portion and the rod main body portion are formed of a material having higher specific strength than the large end portion. 前記小端部および前記ロッド本体部は、チタン合金、アルミニウム合金またはマグネシウム合金から形成されている請求項1から4のいずれかに記載のコンロッド。   The connecting rod according to claim 1, wherein the small end portion and the rod main body portion are formed of a titanium alloy, an aluminum alloy, or a magnesium alloy. 前記小端部および前記ロッド本体部は、マルエージング鋼、合金鋼または炭素鋼から形成されている請求項1から3のいずれかに記載のコンロッド。   The connecting rod according to any one of claims 1 to 3, wherein the small end portion and the rod main body portion are formed of maraging steel, alloy steel, or carbon steel. 前記大端部は、高炭素鋼、非調質鋼または焼結鍛造材から形成されている請求項1から6のいずれかに記載のコンロッド。   The connecting rod according to any one of claims 1 to 6, wherein the large end portion is formed of high carbon steel, non-tempered steel, or sintered forged material. 前記大端部は鉄合金から形成されており、前記小端部および前記ロッド本体部はチタン合金から形成されている請求項1から3のいずれかに記載のコンロッド。   The connecting rod according to any one of claims 1 to 3, wherein the large end portion is formed of an iron alloy, and the small end portion and the rod main body portion are formed of a titanium alloy. 前記大端部の表面から深さ0.2mmまでの平均炭素含有量は0.3質量%未満であり、
前記アール部の前記ロッド本体部側の端から前記接合箇所までの距離は3mm以上である請求項8に記載のコンロッド。
The average carbon content from the surface of the large end to a depth of 0.2 mm is less than 0.3% by mass,
The connecting rod according to claim 8, wherein a distance from an end of the round portion on the rod main body side to the joining portion is 3 mm or more.
前記大端部の表面から深さ0.2mmまでの平均炭素含有量は0.3質量%以上0.5質量%以下であり、
前記アール部の前記ロッド本体部側の端から前記接合箇所までの距離は5mm以上である請求項8に記載のコンロッド。
The average carbon content from the surface of the large end to a depth of 0.2 mm is 0.3% by mass or more and 0.5% by mass or less,
The connecting rod according to claim 8, wherein a distance from an end of the round portion on the rod main body side to the joining portion is 5 mm or more.
前記大端部の表面から深さ0.2mmまでの平均炭素含有量は0.5質量%を超え、
前記アール部の前記ロッド本体部側の端から前記接合箇所までの距離は7mm以上である請求項8に記載のコンロッド。
The average carbon content from the surface of the large end to a depth of 0.2 mm exceeds 0.5% by mass,
The connecting rod according to claim 8, wherein a distance from an end of the rounded portion on the rod main body side to the joining portion is 7 mm or more.
請求項1から11のいずれかに記載のコンロッドを備えた内燃機関。   An internal combustion engine comprising the connecting rod according to any one of claims 1 to 11. 請求項12に記載の内燃機関を備えた自動車両。   A motor vehicle comprising the internal combustion engine according to claim 12. ロッド本体部、前記ロッド本体部の一端に設けられた小端部、および前記ロッド本体部の他端に設けられた大端部を有するコンロッドの製造方法であって、
第1の金属材料から形成された第1の部材を用意する工程と、
前記第1の金属材料とは異なる組成の第2の金属材料から形成された第2の部材を用意する工程と、
前記第1の部材と前記第2の部材とを直動摩擦圧接により接合する工程と、
を包含するコンロッドの製造方法。
A method for manufacturing a connecting rod having a rod main body, a small end provided at one end of the rod main body, and a large end provided at the other end of the rod main body,
Providing a first member formed of a first metal material;
Providing a second member formed of a second metal material having a composition different from that of the first metal material;
Joining the first member and the second member by linear friction welding;
The manufacturing method of the connecting rod including this.
前記大端部は、前記ロッド本体部に向かってすぼむように湾曲したアール部を含み、
前記接合工程は、前記第1の部材と前記第2の部材との接合箇所が、前記アール部の前記ロッド本体部側の端よりも前記小端部側に位置するように行われる請求項14に記載のコンロッドの製造方法。
The large end portion includes a rounded portion curved so as to dent toward the rod main body portion,
15. The joining step is performed such that a joining portion between the first member and the second member is located on the small end side with respect to the end of the round portion on the rod main body side. The manufacturing method of the connecting rod as described in any one of.
前記大端部は、クランクピンが挿通される貫通孔を有し、
前記接合工程は、前記第1の部材と前記第2の部材とを、前記貫通孔の中心軸方向と前記ロッド本体部の延びる方向とに直交する方向に沿って擦り合わせるように行われる請求項14または15に記載のコンロッドの製造方法。
The large end has a through hole through which the crank pin is inserted,
The joining step is performed so that the first member and the second member are rubbed together along a direction perpendicular to a central axis direction of the through hole and a direction in which the rod main body extends. The manufacturing method of the connecting rod of 14 or 15.
前記大端部は、クランクピンが挿通される貫通孔を有し、
前記接合工程は、前記第1の部材と前記第2の部材とを前記貫通孔の中心軸方向に沿って擦り合わせるように行われる請求項14または15に記載のコンロッドの製造方法。
The large end has a through hole through which the crank pin is inserted,
The connecting rod manufacturing method according to claim 14 or 15, wherein the joining step is performed so that the first member and the second member are rubbed together along a central axis direction of the through hole.
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