JP3094741B2 - 内燃機関の軸受メタル - Google Patents
内燃機関の軸受メタルInfo
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- bearing
- bearing metal
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の軸受メタル
に施される面処理に関するものである。
に施される面処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の自動車用エンジンは、高速化によ
り出力の向上がはかられているが、ピストンにつながる
コンロッドの大端部に介装される軸受メタルはクランク
シャフトに対して、高速、大荷重のもとで摺動するた
め、潤滑油のせん断発熱、各部から熱伝導により高温化
し、非常に厳しい潤滑条件となる(例えば、特開昭５２
−９２０３７号公報、参照)。
り出力の向上がはかられているが、ピストンにつながる
コンロッドの大端部に介装される軸受メタルはクランク
シャフトに対して、高速、大荷重のもとで摺動するた
め、潤滑油のせん断発熱、各部から熱伝導により高温化
し、非常に厳しい潤滑条件となる(例えば、特開昭５２
−９２０３７号公報、参照)。
【０００３】一般に、軸受メタルに施される面処理は、
裏金と称する鋼板上に銅−鉛系等のケルメット合金や、
アルミニウム−錫系、アルミニウム−錫系−鉛系等のア
ルミニウム合金等からなる層が形成され、さらに必要に
応じて鉛系や錫系の低融点合金が被服されるオーバーレ
イ処理が施されている。
裏金と称する鋼板上に銅−鉛系等のケルメット合金や、
アルミニウム−錫系、アルミニウム−錫系−鉛系等のア
ルミニウム合金等からなる層が形成され、さらに必要に
応じて鉛系や錫系の低融点合金が被服されるオーバーレ
イ処理が施されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の軸受メタルは、クランクシャフトを軸受する
内面が熱伝導率の小さい鉛系や錫系の合金が被服される
場合、クランクシャフトの軸受部に生じる摩擦熱がコン
ロッドに伝導することが抑えられ、冷却性の悪化を招く
という問題点がある。
うな従来の軸受メタルは、クランクシャフトを軸受する
内面が熱伝導率の小さい鉛系や錫系の合金が被服される
場合、クランクシャフトの軸受部に生じる摩擦熱がコン
ロッドに伝導することが抑えられ、冷却性の悪化を招く
という問題点がある。
【０００５】また、コンロッドの材質をアルミニウム合
金とする場合、アルミニウム合金に対して鋼製の裏金が
接触する構造となるため、コンロッドと軸受メタルの背
面との間で微小な相対運動により、コンロッド側にフレ
ッチング摩耗が発生する可能性がある。
金とする場合、アルミニウム合金に対して鋼製の裏金が
接触する構造となるため、コンロッドと軸受メタルの背
面との間で微小な相対運動により、コンロッド側にフレ
ッチング摩耗が発生する可能性がある。
【０００６】本発明は上記の問題点に着目し、軸受部の
冷却性を高めるとともに、コンロッド側のフレッチング
摩耗を防止する軸受メタルを提供することを目的とす
る。
冷却性を高めるとともに、コンロッド側のフレッチング
摩耗を防止する軸受メタルを提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
内燃機関のコンロッドの大端部とクランクシャフトの間
に介装される軸受メタルにおいて、クランクシャフトを
軸受する軸受メタルの内面と、コンロッドに接合する背
面の両方に銀メッキ層を形成する。
内燃機関のコンロッドの大端部とクランクシャフトの間
に介装される軸受メタルにおいて、クランクシャフトを
軸受する軸受メタルの内面と、コンロッドに接合する背
面の両方に銀メッキ層を形成する。
【０００８】請求項２記載の発明は、前記コンロッドの
材質をアルミニウムまたはアルミニウム合金を材質とし
て形成し、このコンロッドに前記銀メッキ層を接触させ
る。
材質をアルミニウムまたはアルミニウム合金を材質とし
て形成し、このコンロッドに前記銀メッキ層を接触させ
る。
【０００９】
【作用】請求項１記載の発明において、コンロッドの大
端部とクランクシャフトの間に介装される軸受メタル
は、高速、大荷重のもとで摺動するため、軸受部に発生
する摩擦熱が大きくなるが、銀の熱伝導率は３５０ｋｃ
ａｌ／ｍｈ°Ｃであり、鉛が３０ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃ、
錫が５５ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃであるのに比べて大幅に高
いため、軸受部に生じる摩擦熱が各銀メッキ層を介して
コンロッドに伝導することが促され、軸受部が高温とな
ることを防止できる。また、銀は鉛や錫に比べて融点が
高いため、銀メッキ層の耐熱性も十分に確保できる。
端部とクランクシャフトの間に介装される軸受メタル
は、高速、大荷重のもとで摺動するため、軸受部に発生
する摩擦熱が大きくなるが、銀の熱伝導率は３５０ｋｃ
ａｌ／ｍｈ°Ｃであり、鉛が３０ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃ、
錫が５５ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃであるのに比べて大幅に高
いため、軸受部に生じる摩擦熱が各銀メッキ層を介して
コンロッドに伝導することが促され、軸受部が高温とな
ることを防止できる。また、銀は鉛や錫に比べて融点が
高いため、銀メッキ層の耐熱性も十分に確保できる。
【００１０】請求項２記載の発明において、コンロッド
と接触する銀メッキ層は、フレッチング摩耗の原因とな
るアルミニウム合金製コンロッドと鋼製裏金の接触を防
ぐ働きをし、アルミニウム合金と接触してもアルミニウ
ム合金を摩耗させない点、固体潤滑剤として摩擦係数を
減少させる点が他のメッキ層と比較して優れている。
と接触する銀メッキ層は、フレッチング摩耗の原因とな
るアルミニウム合金製コンロッドと鋼製裏金の接触を防
ぐ働きをし、アルミニウム合金と接触してもアルミニウ
ム合金を摩耗させない点、固体潤滑剤として摩擦係数を
減少させる点が他のメッキ層と比較して優れている。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
説明する。
【００１２】図２に示すように、コンロッド１０はクラ
ンクシャフト９と連結する大端部１１と、図示しないピ
ストンのピストンピンと連結する小端部１２と、両者を
結ぶロッド部１３を有する。コンロッド１０はピストン
の往復動をクランクシャフト９の回転運動に変換する働
きをする。
ンクシャフト９と連結する大端部１１と、図示しないピ
ストンのピストンピンと連結する小端部１２と、両者を
結ぶロッド部１３を有する。コンロッド１０はピストン
の往復動をクランクシャフト９の回転運動に変換する働
きをする。
【００１３】コンロッド１０の大端部１１は、キャップ
部１４が分割して形成され、キャップ部１４は２本のボ
ルト１５によってコンロッド１０と締結される。
部１４が分割して形成され、キャップ部１４は２本のボ
ルト１５によってコンロッド１０と締結される。
【００１４】クランクシャフト９は鉄系材料で形成され
る一方、コンロッド１０とキャップ部１４はアルミニウ
ム合金で形成される。
る一方、コンロッド１０とキャップ部１４はアルミニウ
ム合金で形成される。
【００１５】クランクシャフト９との間に一対の半割り
型の軸受メタル１が介装される。
型の軸受メタル１が介装される。
【００１６】図１に示すように、軸受メタル１は、鋼材
により形成される裏金２を主体として、クランクシャフ
ト９を軸受する裏金２の内面にケルメット層３が形成さ
れ、ケルメット層３の上に銀または銀合金からなる銀メ
ッキ層６が形成される。
により形成される裏金２を主体として、クランクシャフ
ト９を軸受する裏金２の内面にケルメット層３が形成さ
れ、ケルメット層３の上に銀または銀合金からなる銀メ
ッキ層６が形成される。
【００１７】軸受メタル１のコンロッド１０またはキャ
ップ部１４に接合する背面にも、上記内面の銀メッキ層
６と同じく、銀または銀合金からなる銀メッキ層５が形
成される。なお、図示した各部の寸法差は、便宜上実際
よりも誇張して大きくしてあるが、実際に各銀メッキ層
６，５の厚さは１〜３０μｍの範囲に設定される。
ップ部１４に接合する背面にも、上記内面の銀メッキ層
６と同じく、銀または銀合金からなる銀メッキ層５が形
成される。なお、図示した各部の寸法差は、便宜上実際
よりも誇張して大きくしてあるが、実際に各銀メッキ層
６，５の厚さは１〜３０μｍの範囲に設定される。
【００１８】なお、裏金２と銀メッキ層６または５の間
に銅、ニッケル、金のうち１種または２種以上よりなる
中間層を設けても良い。
に銅、ニッケル、金のうち１種または２種以上よりなる
中間層を設けても良い。
【００１９】図３はこの軸受メタル１の製造工程を示し
ている。
ている。
【００２０】行程１において、平板状の鋼板１１が短冊
型に切断されることにより、複数のの裏金２に分割され
る。
型に切断されることにより、複数のの裏金２に分割され
る。
【００２１】行程２において、裏金２の内面にケルメッ
ト層３が形成される。
ト層３が形成される。
【００２２】行程３において、裏金２の内面と背面の両
方に銀メッキ層６と５がそれぞれ形成される。各銀メッ
キ層６，５は共通のメッキ槽を用いて同時に形成され
る。
方に銀メッキ層６と５がそれぞれ形成される。各銀メッ
キ層６，５は共通のメッキ槽を用いて同時に形成され
る。
【００２３】行程４において、裏金２が円弧状にロール
加工された後に、内面加工が施されて完成する。
加工された後に、内面加工が施されて完成する。
【００２４】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
説明する。
【００２５】コンロッド１０の大端部１１とクランクシ
ャフト９の間に介装される軸受メタルは、高速、大荷重
のもとで摺動するため、軸受部に発生する摩擦熱が大き
くなるが、銀の熱伝導率は図４に示すように３５０ｋｃ
ａｌ／ｍｈ°Ｃであり、鉛が３０ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃ、
錫が５５ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃであるのに比べて大幅に高
いため、軸受部に生じる摩擦熱が各銀メッキ層６，５を
介してコンロッド１０に伝導することが促され、軸受部
が高温となることを防止できる。また、銀は鉛や錫に比
べて融点が高いため、銀メッキ層５，６の耐熱性も十分
に確保できる。
ャフト９の間に介装される軸受メタルは、高速、大荷重
のもとで摺動するため、軸受部に発生する摩擦熱が大き
くなるが、銀の熱伝導率は図４に示すように３５０ｋｃ
ａｌ／ｍｈ°Ｃであり、鉛が３０ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃ、
錫が５５ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃであるのに比べて大幅に高
いため、軸受部に生じる摩擦熱が各銀メッキ層６，５を
介してコンロッド１０に伝導することが促され、軸受部
が高温となることを防止できる。また、銀は鉛や錫に比
べて融点が高いため、銀メッキ層５，６の耐熱性も十分
に確保できる。
【００２６】大気中での乾燥摩擦における鉄に対する摩
擦係数は、図４に示すように、鉛が０．５４、錫が０．
５６であるのに比べて、銀が０．４９と小さいため、軸
受メタル１は銀メッキ層６により固体潤滑剤としてクラ
ンクシャフト９に与えるフリクションを小さく抑える。
擦係数は、図４に示すように、鉛が０．５４、錫が０．
５６であるのに比べて、銀が０．４９と小さいため、軸
受メタル１は銀メッキ層６により固体潤滑剤としてクラ
ンクシャフト９に与えるフリクションを小さく抑える。
【００２７】コンロッド１０と接触する銀メッキ層５
は、フレッチング摩耗の原因となるアルミニウム合金製
コンロッド１０と鋼製裏金２の接触を防ぐ働きをし、ア
ルミニウム合金と接触してもアルミニウム合金を摩耗さ
せない点、固体潤滑剤として摩擦係数を減少させる点が
他のメッキ層と比較して優れている。
は、フレッチング摩耗の原因となるアルミニウム合金製
コンロッド１０と鋼製裏金２の接触を防ぐ働きをし、ア
ルミニウム合金と接触してもアルミニウム合金を摩耗さ
せない点、固体潤滑剤として摩擦係数を減少させる点が
他のメッキ層と比較して優れている。
【００２８】油圧式疲労試験器を用いて常温下で＋１．
５ｔｏｎ／−３．０ｔｏｎの繰り返し荷重を加える実験
を行った結果、背面に銀メッキを施さない軸受メタルの
場合は２×１０6サイクルを越えるとフレッチング摩耗
が発生したのに対して、背面に銀メッキ層５が施された
軸受メタル１の場合は１０7サイクルを越えてもフレッ
チング摩耗が発生しなかった。
５ｔｏｎ／−３．０ｔｏｎの繰り返し荷重を加える実験
を行った結果、背面に銀メッキを施さない軸受メタルの
場合は２×１０6サイクルを越えるとフレッチング摩耗
が発生したのに対して、背面に銀メッキ層５が施された
軸受メタル１の場合は１０7サイクルを越えてもフレッ
チング摩耗が発生しなかった。
【００２９】軸受メタル１の製造工程にあっては、軸受
メタル１の内面と背面に各銀メッキ層６，５が共通のメ
ッキ槽を用いて同時に形成される構成のため、このメッ
キ処理を施す際に軸受メタルの片面をカバーや塗布剤を
介してマスキングする必要がなく、工数を少なくして生
産コストの低減がはかれる。
メタル１の内面と背面に各銀メッキ層６，５が共通のメ
ッキ槽を用いて同時に形成される構成のため、このメッ
キ処理を施す際に軸受メタルの片面をカバーや塗布剤を
介してマスキングする必要がなく、工数を少なくして生
産コストの低減がはかれる。
【００３０】次に、図５に示した他の実施例は、裏金２
をアルミニウムまたはアルミニウム合金を材質として形
成するものである。なお、図１との対応部分には同一符
号を用いて説明する。
をアルミニウムまたはアルミニウム合金を材質として形
成するものである。なお、図１との対応部分には同一符
号を用いて説明する。
【００３１】クランクシャフト９を軸受する裏金２の内
面に直接に銀または銀合金からなる銀メッキ層６が形成
される。これにより、前記実施例におけるケルメット層
３が廃止される。
面に直接に銀または銀合金からなる銀メッキ層６が形成
される。これにより、前記実施例におけるケルメット層
３が廃止される。
【００３２】軸受メタル１のコンロッド１０またはキャ
ップ部１４に接合する背面にも、上記内面の銀メッキ層
６と同じく、銀または銀合金からなる銀メッキ層５が形
成される。
ップ部１４に接合する背面にも、上記内面の銀メッキ層
６と同じく、銀または銀合金からなる銀メッキ層５が形
成される。
【００３３】この場合も、軸受メタル１の内面と背面に
各銀メッキ層６，５が共通のメッキ槽を用いて同時に形
成される。
各銀メッキ層６，５が共通のメッキ槽を用いて同時に形
成される。
【００３４】これにより、このメッキ処理を施す際に軸
受メタルの片面をカバーや塗布剤を介してマスキングす
る必要がなく、さらにケルメット層が廃止されるため、
工数を少なくして生産コストの低減がはかれる。
受メタルの片面をカバーや塗布剤を介してマスキングす
る必要がなく、さらにケルメット層が廃止されるため、
工数を少なくして生産コストの低減がはかれる。
【００３５】軸受部に生じる摩擦熱は熱伝導率の高い各
銀メッキ層６，５およびアルミニウム製裏金２を介して
コンロッド１０に逃がされるため、軸受部の冷却性がさ
らに高められる。
銀メッキ層６，５およびアルミニウム製裏金２を介して
コンロッド１０に逃がされるため、軸受部の冷却性がさ
らに高められる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、内燃機関のコンロッドの大端部とクランクシャフト
の間に介装される軸受メタルにおいて、クランクシャフ
トを軸受する軸受メタルの内面と、コンロッドに接合す
る背面の両方に銀メッキ層を形成したため、軸受部に生
じる摩擦熱を各銀メッキ層を介してコンロッドに逃がす
冷却性が高められ、軸受部の耐熱性を十分に確保するこ
とができる。
は、内燃機関のコンロッドの大端部とクランクシャフト
の間に介装される軸受メタルにおいて、クランクシャフ
トを軸受する軸受メタルの内面と、コンロッドに接合す
る背面の両方に銀メッキ層を形成したため、軸受部に生
じる摩擦熱を各銀メッキ層を介してコンロッドに逃がす
冷却性が高められ、軸受部の耐熱性を十分に確保するこ
とができる。
【００３７】請求項２記載の発明は、コンロッドの材質
をアルミニウムまたはアルミニウム合金を材質として形
成し、このコンロッドに銀メッキ層を接触させるため、
銀メッキ層はフレッチング摩耗の原因となるアルミニウ
ム合金製コンロッドと裏金の接触を防ぐ働きをし、十分
な耐熱性を確保することができる。
をアルミニウムまたはアルミニウム合金を材質として形
成し、このコンロッドに銀メッキ層を接触させるため、
銀メッキ層はフレッチング摩耗の原因となるアルミニウ
ム合金製コンロッドと裏金の接触を防ぐ働きをし、十分
な耐熱性を確保することができる。
【図１】本発明の実施例を示す軸受メタルの断面図。
【図２】同じくコンロッド等の正面図。
【図３】同じく軸受メタルの製造工程を示す説明図。
【図４】同じく銀メッキ層とオーバーレイ層の特性比較
表。
表。
【図５】他の実施例を示す軸受メタルの断面図。
１ 軸受メタル ２ 裏金 ３ ケルメット層 ５ 銀メッキ層 ６ 銀メッキ層 ９ クランクシャフト １０ コンロッド
Claims (2)
- 【請求項１】 内燃機関のコンロッドとクランクシャフ
トの間に介装される軸受メタルにおいて、クランクシャ
フトを軸受する軸受メタルの内面と、コンロッドに接合
する背面の両方に、銀または銀合金からなる銀メッキ層
を形成したことを特徴とする内燃機関の軸受メタル。 - 【請求項２】 前記コンロッドの材質をアルミニウムま
たはアルミニウム合金を材質として形成し、このコンロ
ッドに前記銀メッキ層を接触させたことを特徴とする請
求項１記載の内燃機関の軸受メタル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05205333A JP3094741B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 内燃機関の軸受メタル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05205333A JP3094741B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 内燃機関の軸受メタル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0754834A JPH0754834A (ja) | 1995-02-28 |
| JP3094741B2 true JP3094741B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=16505188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05205333A Expired - Fee Related JP3094741B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 内燃機関の軸受メタル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3094741B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19814756A1 (de) * | 1998-04-02 | 1999-03-11 | Man B & W Diesel Gmbh | Lagereinrichtung |
| US6588934B2 (en) * | 2001-10-29 | 2003-07-08 | United Technologies Corporation | Silver-containing copper alloys for journal bearings |
| JP4708471B2 (ja) * | 2008-12-06 | 2011-06-22 | 大豊工業株式会社 | 耐焼付性に優れたすべり軸受 |
| AT517383B1 (de) * | 2015-07-06 | 2017-03-15 | Miba Gleitlager Austria Gmbh | Gleitlagerelement |
| CN115030958B (zh) * | 2022-06-06 | 2024-02-13 | 浙江江南石化机械有限公司 | 一种高密度熔融泵银轴瓦及其加工方法、设备 |
-
1993
- 1993-08-19 JP JP05205333A patent/JP3094741B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0754834A (ja) | 1995-02-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080804 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090804 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |