JP2989846B2 - コネクティングロッド - Google Patents
コネクティングロッドInfo
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- JP2989846B2 JP2989846B2 JP2018182A JP1818290A JP2989846B2 JP 2989846 B2 JP2989846 B2 JP 2989846B2 JP 2018182 A JP2018182 A JP 2018182A JP 1818290 A JP1818290 A JP 1818290A JP 2989846 B2 JP2989846 B2 JP 2989846B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、内燃機関のピストンとクランクシャフトと
を接続するコネクティングロッドに関する。
を接続するコネクティングロッドに関する。
「従来技術およびその問題点」 コネクティングロッドは、周知のように、コンロッド
本体の小端部にピストンピンを嵌合させ、コンロッド本
体の大端部とコネクティングキャップの間に、クランク
シャフトを嵌合させる。その軸受部分には従来、コンロ
ッド本体およびコンロッドキャップとは別体からなる軸
受を装着していた。
本体の小端部にピストンピンを嵌合させ、コンロッド本
体の大端部とコネクティングキャップの間に、クランク
シャフトを嵌合させる。その軸受部分には従来、コンロ
ッド本体およびコンロッドキャップとは別体からなる軸
受を装着していた。
これに対し最近、別部材からなる軸受を省略し、コン
ロッド本体およびコンロッドキャップに直接、メッキに
より硬質層を形成し、この硬質層上に、軸受層となる軟
質摺動層を形成するコネクティングロッドが提案されて
いる（特開昭60−231010号）。この提案では、硬質層
は、Cuメッキ層からなり、軟質摺動層は、摺動特性に優
れたSn系合金から形成されている。
ロッド本体およびコンロッドキャップに直接、メッキに
より硬質層を形成し、この硬質層上に、軸受層となる軟
質摺動層を形成するコネクティングロッドが提案されて
いる（特開昭60−231010号）。この提案では、硬質層
は、Cuメッキ層からなり、軟質摺動層は、摺動特性に優
れたSn系合金から形成されている。
これらの軸受層一体に有するコンロッド本体およびコ
ンロッドキャップは従来、鍛造や切削加工によって形成
されている。しかし、コンロッド本体とコンロッドキャ
ップ、特にコンロッド本体は、断面形状が複雑で、鍛造
や切削加工による加工が困難であり、加工コストが高
い。
ンロッドキャップは従来、鍛造や切削加工によって形成
されている。しかし、コンロッド本体とコンロッドキャ
ップ、特にコンロッド本体は、断面形状が複雑で、鍛造
や切削加工による加工が困難であり、加工コストが高
い。
「発明の目的」 本発明は、複雑な形状のコンロッド本体およびコンロ
ッドキャップを比較的簡単に形成でき、かつその軸受面
に直接軸受層を形成できるコネクティングロッドを得る
ことを目的とする。
ッドキャップを比較的簡単に形成でき、かつその軸受面
に直接軸受層を形成できるコネクティングロッドを得る
ことを目的とする。
「発明の概要」 本発明は、コンロッド本体およびコンロッドキャップ
を焼結材料から構成すれば、複雑な形状も簡単に加工が
できることに着目し、一方、焼結材料にはメッキができ
ないという不都合を解消するために、これを溶融金属ま
たは合成樹脂材料に含浸させて空孔を塞ぎ、その後に軸
受層を形成するという着想の基に完成されたものであ
る。
を焼結材料から構成すれば、複雑な形状も簡単に加工が
できることに着目し、一方、焼結材料にはメッキができ
ないという不都合を解消するために、これを溶融金属ま
たは合成樹脂材料に含浸させて空孔を塞ぎ、その後に軸
受層を形成するという着想の基に完成されたものであ
る。
すなわち本発明は、両端部に大端部と小端部を有する
コンロッド本体と、このコンロッド本体の大端部に結合
されるコンロッドキャップとを有するコネクティングロ
ッドにおいて、コンロッド本体とコンロッドキャップを
焼結材料から形成し、この焼結コンロッド本体と焼結コ
ンロッドキャップの空孔を、含浸させた溶融金属または
合成樹脂材料で塞ぎ、さらにコンロッド本体の大端部と
コンロッドキャップの軸受面に、金属メッキにより硬質
層を形成し、この硬質層上に、該硬質層より軟質な軟質
摺動層を硬質層形成工程とは別工程で形成したことを特
徴としている。
コンロッド本体と、このコンロッド本体の大端部に結合
されるコンロッドキャップとを有するコネクティングロ
ッドにおいて、コンロッド本体とコンロッドキャップを
焼結材料から形成し、この焼結コンロッド本体と焼結コ
ンロッドキャップの空孔を、含浸させた溶融金属または
合成樹脂材料で塞ぎ、さらにコンロッド本体の大端部と
コンロッドキャップの軸受面に、金属メッキにより硬質
層を形成し、この硬質層上に、該硬質層より軟質な軟質
摺動層を硬質層形成工程とは別工程で形成したことを特
徴としている。
「発明の実施例」 以下図示実施例について本発明を説明する。第１図な
いし第４図は本発明によるコネクティングロッド11を示
すもので、コンロッド本体12には、その一端部に小端部
13が形成され、他端部に大端部14が形成されている。小
端部13は、ピストンピンを挿入すべく環状をしており、
大端部14は、半円状のコンロッドキャップ15との間に、
クランクシャフトを嵌合させるべく半円状をしている。
コンロッド本体12には、薄肉部12aが形成されている。
いし第４図は本発明によるコネクティングロッド11を示
すもので、コンロッド本体12には、その一端部に小端部
13が形成され、他端部に大端部14が形成されている。小
端部13は、ピストンピンを挿入すべく環状をしており、
大端部14は、半円状のコンロッドキャップ15との間に、
クランクシャフトを嵌合させるべく半円状をしている。
コンロッド本体12には、薄肉部12aが形成されている。
このコンロッド本体12とコンロッドキャップ15は、と
もに、鉄焼結材料による焼結品として形成されている。
焼結によると、複雑な形状のものを安価に簡単に製造す
ることができる。
もに、鉄焼結材料による焼結品として形成されている。
焼結によると、複雑な形状のものを安価に簡単に製造す
ることができる。
焼結によって形成されたこのコンロッド本体12とコン
ロッドキャップ15は、内部に微細な連続気泡状の空孔1
2′、15′を有する。この空孔12′、15′には、溶融金
属または合成樹脂材料による閉塞材料16が満たされてい
る。焼結材料に、Cu等の溶融金属、あるいはアクリル樹
脂、フェノール樹脂、フラノ樹脂等の合成樹脂材料を含
浸（溶浸）させると、これらの空孔12′と15′は、閉塞
材料16によって閉塞される。図ではこれらの空孔および
閉塞材料の大きさを極めて誇張して描いている。
ロッドキャップ15は、内部に微細な連続気泡状の空孔1
2′、15′を有する。この空孔12′、15′には、溶融金
属または合成樹脂材料による閉塞材料16が満たされてい
る。焼結材料に、Cu等の溶融金属、あるいはアクリル樹
脂、フェノール樹脂、フラノ樹脂等の合成樹脂材料を含
浸（溶浸）させると、これらの空孔12′と15′は、閉塞
材料16によって閉塞される。図ではこれらの空孔および
閉塞材料の大きさを極めて誇張して描いている。
このようにして空孔12′と15′を潰したコンロッド本
体12の小端部13と大端部14、およびコンロッドキャップ
15の軸受面には、それぞれメッキによって硬質層17が形
成され、この硬質層17上に、さらにメッキまたは溶射に
よって、軟質摺動層18が形成されている。
体12の小端部13と大端部14、およびコンロッドキャップ
15の軸受面には、それぞれメッキによって硬質層17が形
成され、この硬質層17上に、さらにメッキまたは溶射に
よって、軟質摺動層18が形成されている。
硬質層17は、例えばNi、Ni合金、Cu、Cu合金、Cr、Cr
合金をメッキにより厚さ１〜20μｍ形成する。この硬質
層17のメッキによる形成は、コンロッド本体12とコンロ
ッドキャップ15の空孔12′と15′を閉塞材料16によって
埋めたために、可能となったものである。すなわち空孔
12′と15′が残されたままメッキをするとメッキ液がそ
の空孔内に入ってしまい、メッキ不良が発生するが、こ
れらの空孔12′と15′を塞ぐことにより、良好なメッキ
を施すことができる。
合金をメッキにより厚さ１〜20μｍ形成する。この硬質
層17のメッキによる形成は、コンロッド本体12とコンロ
ッドキャップ15の空孔12′と15′を閉塞材料16によって
埋めたために、可能となったものである。すなわち空孔
12′と15′が残されたままメッキをするとメッキ液がそ
の空孔内に入ってしまい、メッキ不良が発生するが、こ
れらの空孔12′と15′を塞ぐことにより、良好なメッキ
を施すことができる。
軟質摺動層18は、メッキあるいは溶射により、Pb系合
金やSn系合金、例えば、PB−Cu−Sn,Pb−Sn,Pb−Cu−I
n,Pb−Sn−Inを厚さ１〜20μｍ形成する。
金やSn系合金、例えば、PB−Cu−Sn,Pb−Sn,Pb−Cu−I
n,Pb−Sn−Inを厚さ１〜20μｍ形成する。
第５図は本発明の別の実施例を示す。この実施例は、
コンロッド本体12の小端部13と大端部14、およびコンロ
ッドキャップ15の軸受面に摺動方向に向けて、断面略円
弧状の微細な条痕20を付したものである。すなわち小端
部13、大端部14およびコンロッドキャップ15の軸受面に
は、ボーリング加工（条痕仕上）によって、摺動方向に
向く微細な断面略円弧状の条痕20が付されている。この
条痕20の加工はコンロッド本体12とコンロッドキャップ
15の空孔12′と15′を閉塞材料16で塞ぐ処理の前または
後に行なう。
コンロッド本体12の小端部13と大端部14、およびコンロ
ッドキャップ15の軸受面に摺動方向に向けて、断面略円
弧状の微細な条痕20を付したものである。すなわち小端
部13、大端部14およびコンロッドキャップ15の軸受面に
は、ボーリング加工（条痕仕上）によって、摺動方向に
向く微細な断面略円弧状の条痕20が付されている。この
条痕20の加工はコンロッド本体12とコンロッドキャップ
15の空孔12′と15′を閉塞材料16で塞ぐ処理の前または
後に行なう。
この条痕20を付した小端部13、大端部14およびコンロ
ッドキャップ15には、第一の実施例と同様に、硬質層17
および軟質摺動層18が形成されている。
ッドキャップ15には、第一の実施例と同様に、硬質層17
および軟質摺動層18が形成されている。
このようにして軸受面（摺動面）に条痕20を付すと、
軸（ピストンピンまたはクランク軸）21と接触する軟質
摺動層18にも、互いに平行な摺動方向に向く大凹部20′
と大凸部20″が生じる。その結果、大凸部20″が軸21と
実質的に接触しているとき、大凹部20′は軸との非接触
状態を保持する。別言すると、軸21と、大凹部20′およ
び大凸部20″との距離はそれぞれ異なる。このため軟質
摺動層18の軸21との接触面積が、軟質摺動層18全体が平
滑面である場合に比較して、減少し、摩擦損失が低減す
る。また大凹部20′は軸21と軟質摺動層18の間の潤滑油
19の保持性を高める働きをし、その結果、ミニマムのオ
イルクリアランスCm（大凸部20″と軸21とのクリアラン
ス）を従来品より小さくしても、焼付が生じない。また
なじみ運転後は、軟質摺動層の一部が摩耗し、軟質摺動
層と硬質層が交互に摺動面に露出し、耐焼付性を向上さ
せる。
軸（ピストンピンまたはクランク軸）21と接触する軟質
摺動層18にも、互いに平行な摺動方向に向く大凹部20′
と大凸部20″が生じる。その結果、大凸部20″が軸21と
実質的に接触しているとき、大凹部20′は軸との非接触
状態を保持する。別言すると、軸21と、大凹部20′およ
び大凸部20″との距離はそれぞれ異なる。このため軟質
摺動層18の軸21との接触面積が、軟質摺動層18全体が平
滑面である場合に比較して、減少し、摩擦損失が低減す
る。また大凹部20′は軸21と軟質摺動層18の間の潤滑油
19の保持性を高める働きをし、その結果、ミニマムのオ
イルクリアランスCm（大凸部20″と軸21とのクリアラン
ス）を従来品より小さくしても、焼付が生じない。また
なじみ運転後は、軟質摺動層の一部が摩耗し、軟質摺動
層と硬質層が交互に摺動面に露出し、耐焼付性を向上さ
せる。
条痕20の深さは、３〜15μｍ、ピッチは100〜800μｍ
とすることが好ましい。深さが３μｍ未満では潤滑油の
保持が不十分で特に低温時の摩擦損失の低減効果が十分
でなく、15μｍを越えると軸受としての耐荷重性、耐久
性が劣る。また条痕20のピッチが100μｍ未満では、同
様に、潤滑油の保持が不十分であるとともに、接触面積
の減少による低温時の摩擦損失低減の効果が十分でな
く、800μｍを越えると、耐荷重性、耐久性が劣る。
とすることが好ましい。深さが３μｍ未満では潤滑油の
保持が不十分で特に低温時の摩擦損失の低減効果が十分
でなく、15μｍを越えると軸受としての耐荷重性、耐久
性が劣る。また条痕20のピッチが100μｍ未満では、同
様に、潤滑油の保持が不十分であるとともに、接触面積
の減少による低温時の摩擦損失低減の効果が十分でな
く、800μｍを越えると、耐荷重性、耐久性が劣る。
硬質層17と軟質摺動層18についての条件は第１の実施
例と同様である。
例と同様である。
次に試験例によって本発明を説明する。この試験は、
下記の５試料について、静荷重焼付試験機による焼付面
圧を測定した。結果を第６図に示す。
下記の５試料について、静荷重焼付試験機による焼付面
圧を測定した。結果を第６図に示す。
『試験例』 試料１〜５の共通データ コンロッド本体12とコンロッドキャップ15;鉄焼結品 試料１（比較品） 軟質摺動層18;Pb−7Sn−6In、厚さ５μｍ （閉塞材料16および硬質層17を用いず） 条痕20;深さ５μｍ、ピッチ200μｍ、摺動方向に向け
て形成。
て形成。
試料２（比較品） 閉塞材料16;アクリル樹脂を焼成温度180℃で含浸 軟質摺動層18;Pb−7Sn−6In、厚さ５μｍ （硬質層17を形成せず） 条痕20;深さ５μｍ、ピッチ200μｍ、摺動方向に向け
て形成。
て形成。
試料３（比較品） 閉塞材料16;Cu溶浸 軟質摺動層18;Pb−7Sn−6In、厚さ５μｍ （硬質層17を形成せず） 条痕20;深さ５μｍ、ピッチ200μｍ、摺動方向に向け
て形成。
て形成。
試料４（本発明品） 閉塞材料16;アクリル樹脂を焼成温度180℃で含浸 硬質層17;Cuメッキ、厚さ10μｍ 軟質摺動層18;Pb−7Sn−6In、厚さ５μｍ （条痕20を形成せず） 試料５（本発明品） 閉塞材料16;アクリル樹脂を焼成温度180℃で含浸 硬質層17;Cuメッキ、厚さ10μｍ 軟質摺動層18;Pb−7Sn−6In、厚さ15μｍ 条痕20;深さ10μｍ、ピッチ200μｍ、摺動方向に向け
て形成。
て形成。
静荷重焼付試験機仕様； 軸回転数;1300rpm 油 温;140℃ 荷 重；漸増法 軸材質 ；焼入鋼 第６図によれば、本発明品は、比較品に比して、明ら
かに優れた耐焼付性を示すことが確認された。
かに優れた耐焼付性を示すことが確認された。
「発明の効果」 以上のように本発明のコネクティングロッドは、コン
ロッド本体およびコンロッドキャップを焼結材料から構
成したので、形状が複雑なものでも簡単かつ安価に形成
できる。そして、この焼結材材料からなるコンロッド本
体およびコンロッドキャップに直接軸受層を形成するた
めに、焼結によって生じる空孔を溶融金属または合成樹
脂材料で塞ぎ、その軸受面にメッキにより硬質層を形成
して、さらに軟質摺動層を形成したので、別部材として
の軸受を用いる必要がない。よって全体として性能に優
れたコネクティングロッドを安価に提供できる。
ロッド本体およびコンロッドキャップを焼結材料から構
成したので、形状が複雑なものでも簡単かつ安価に形成
できる。そして、この焼結材材料からなるコンロッド本
体およびコンロッドキャップに直接軸受層を形成するた
めに、焼結によって生じる空孔を溶融金属または合成樹
脂材料で塞ぎ、その軸受面にメッキにより硬質層を形成
して、さらに軟質摺動層を形成したので、別部材として
の軸受を用いる必要がない。よって全体として性能に優
れたコネクティングロッドを安価に提供できる。
第１〜３図は本発明のコネクティングロッドの実施例を
示すもので、第１図は正面図、第２図、第３図、第４図
は第１図のII−II線、III−III線、IV−IV線に沿う断面
図である。 第５図は本発明の別の実施例を示す、第２図に対応する
断面図、 第６図は焼付試験の結果を示す図である。 11……コネクティングロッド、12……コンロッド本体、
12′、15′……空孔、13……小端部、14……大端部、15
……コンロッドキャップ、16……閉塞材料、17……硬質
層、18……軟質摺動層、20……条痕。
示すもので、第１図は正面図、第２図、第３図、第４図
は第１図のII−II線、III−III線、IV−IV線に沿う断面
図である。 第５図は本発明の別の実施例を示す、第２図に対応する
断面図、 第６図は焼付試験の結果を示す図である。 11……コネクティングロッド、12……コンロッド本体、
12′、15′……空孔、13……小端部、14……大端部、15
……コンロッドキャップ、16……閉塞材料、17……硬質
層、18……軟質摺動層、20……条痕。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｃ 33/04 Ｆ１６Ｃ 33/12 Ｂ 33/12 Ｂ２２Ｆ 3/24 １０２Ｚ (72)発明者 荻野 峰雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−79019（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−24613（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−101320（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16C 7/02 F16C 9/04 F16C 33/12 B22F 3/26
Claims (1)
- 【請求項１】両端部に大端部と小端部を有するコンロッ
ド本体と、このコンロッド本体の大端部に結合されるコ
ンロッドキャップとを有するコネクティングロッドにお
いて、 上記コンロッド本体とコンロッドキャップを焼結材料か
ら形成し、 この焼結コンロッド本体と焼結コンロッドキャップの空
孔を、含浸させた溶融金属または合成樹脂材料で塞ぎ、 さらにコンロッド本体の大端部とコンロッドキャップの
軸受面に、金属メッキにより硬質層を形成し、 この硬質層上に、該硬質層より軟質な軟質摺動層を上記
硬質層形成工程とは別工程で形成したことを特徴とする
コネクティングロッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018182A JP2989846B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | コネクティングロッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018182A JP2989846B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | コネクティングロッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03223517A JPH03223517A (ja) | 1991-10-02 |
| JP2989846B2 true JP2989846B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=11964471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018182A Expired - Fee Related JP2989846B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | コネクティングロッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2989846B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5340697B2 (ja) | 2008-11-12 | 2013-11-13 | 大同メタル工業株式会社 | 内燃機関用すべり軸受およびすべり軸受装置 |
| JP5290738B2 (ja) | 2008-12-26 | 2013-09-18 | 大同メタル工業株式会社 | 内燃機関のクランク軸用分割型すべり軸受および分割型すべり軸受装置 |
| EP2669399B1 (de) * | 2012-06-01 | 2016-10-12 | Oerlikon Metco AG, Wohlen | Lagerteil, sowie thermisches Spritzverfahren |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP2018182A patent/JP2989846B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03223517A (ja) | 1991-10-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |