JPH03223517A - 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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- JPH03223517A JPH03223517A JP1818290A JP1818290A JPH03223517A JP H03223517 A JPH03223517 A JP H03223517A JP 1818290 A JP1818290 A JP 1818290A JP 1818290 A JP1818290 A JP 1818290A JP H03223517 A JPH03223517 A JP H03223517A
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- connecting rod
- rod body
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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。
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な嵌合させ、コンロッド本体
の大端部とコネクテイ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。
体の小端部にピストンピンな嵌合させ、コンロッド本体
の大端部とコネクテイ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、メツキによ
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メツキ層からなり、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。
ッド本体およびコンロッドキャップに直接、メツキによ
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メツキ層からなり、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。
これらの軸受層を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。
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、焼結材料にはメツキができな
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な塞ぎ、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。
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、焼結材料にはメツキができな
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な塞ぎ、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硬質層を介して軟質摺動層
を形成したことを特徴としている。
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硬質層を介して軟質摺動層
を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１
５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。
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１
５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晶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。
ともに、鉄焼結材料による焼結晶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
１２° 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１
２゜と１５’は、閉塞材料１６によって閉塞される。
ロッドキャップ１５は、内部に微細な連続気泡状の空孔
１２° 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１
２゜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。
張して描いている。
このようにして空孔１２゛ と１５°を漬したコンロッ
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、それぞれメツキによって
硬質層１７が形成され、この硬質層１７上に、さらにメ
ツキまたは溶射によって、軟質摺動層１８が形成されて
いる。
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、それぞれメツキによって
硬質層１７が形成され、この硬質層１７上に、さらにメ
ツ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合金をメツキにより厚さ１〜２０μ
ｍ形成する。この硬質層１７のメツキによる形成は、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
されたままメツキをするとメツキ液がその空孔内に入っ
てしまい、メツキネ良が発生するが、これらの空孔１２
゛と１５゜を塞ぐことにより、良好なメツキを施すこと
ができる。
合金、Ｃｒ、 Ｃｒ合金をメツキにより厚さ１〜２０μ
ｍ形成する。この硬質層１７のメツキによる形成は、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
されたままメツキをするとメツキ液がその空孔内に入っ
てしまい、メツキネ良が発生するが、これらの空孔１２
゛と１５゜を塞ぐことにより、良好なメツキを施すこと
ができる。
軟質摺動層１８は、メツキあるいは溶射により、ｐｂ系
合金やＳｎ系合金、例えば、ＰＢ−Ｃｕ−３ｎ。
合金やＳｎ系合金、例えば、ＰＢ−Ｃｕ−３ｎ。
Ｐｂ−５ｎ、 Ｐｂ−Ｃｕ−Ｉｎ、 Ｐｂ−５ｎ−Ｉｎ
を厚さ１〜２０μｍ形成する。
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、ポーリング加工（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２ｏ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。
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、ポーリング加工（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２ｏ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。
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。
このようにして軸受面（摺動面）に条痕２ｏ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（大凹部
２０°と大凸部２ｏ°゛が生じる。その結果、大凸部２
０”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。
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（大凹部
２０°と大凸部２ｏ°゛が生じる。その結果、大凸部２
０”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（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。
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（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１００〜８
００μｍ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１００μ
ｍ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。
００μｍ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１００μ
ｍ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一の実
施例と同様である。
施例と同様である。
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。
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ｌ （比較品） 軟質摺動層１８ ； Ｐｂ−７Ｓｎ−６Ｉｎ、厚さ５μ
ｍ（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、摺動力向に向けて形
成。
品 試料ｌ （比較品） 軟質摺動層１８ ； Ｐｂ−７Ｓｎ−６Ｉｎ、厚さ５μ
ｍ（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、摺動力向に向けて形
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５μ
ｍ（硬質層１７を形成せず） 条痕２０；深さ５μｍ、ピッチ２００μｍ１摺動方向に
向けて形成。
ｍ（硬質層１７を形成せず） 条痕２０；深さ５μｍ、ピッチ２００μｍ１摺動方向に
向けて形成。
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５μ
ｍ（硬質層１７を形成せず） 条痕２０；深さ５μｍ１ピツチ２００μｍ、摺動方向に
向けて形成。
ｍ（硬質層１７を形成せず） 条痕２０；深さ５μｍ１ピツチ２００μｍ、摺動方向に
向けて形成。
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メツキ、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メツキ、厚さｌＯμｍ軟質摺動層
１８ ； Ｐｂ−７Ｓｎ−６Ｉｎ、厚さ１５μｍ条痕２
０；深さｌＯμａ＋、ピッチ２００μｍ、摺動方向に向
けて形成。
； 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メツキ、厚さｌＯμｍ軟質摺動層
１８ ； Ｐｂ−７Ｓｎ−６Ｉｎ、厚さ１５μｍ条痕２
０；深さｌＯμａ＋、ピッチ２００μｍ、摺動方向に向
けて形成。
静荷重焼付試験機仕様；
軸回転数； １３０Ｏｒｐｍ
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。
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、その軸受面にメツ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。
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、その軸受面にメツ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ｎ−ｎ線、ＩＩＩ−Ｉ［１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ｎ−ｎ線、ＩＩＩ−Ｉ［１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。
Claims (1)
- （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
軸受面に硬質層を介して軟質摺動層を形成したことを特
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 |
|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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