JPH0392270A - スプリングピンの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はスプリングピンの製造方法に関する。

（従来の技術） スプリングピンは，例えばロータリピストンエンジン用
のロータにおいてロータボス部とインタナルギャとを固
定する固定ビンとして用いられるが、このスプリングピ
ンの製造方法としては、特開昭６４−３４６６８号公報
に示すように、スプリングピン素材表面に表面梨地加工
を施し、次に，熱処理を施し、その後、所定のショット
ピーニングを施すものが知られている．この製造方法に
おいては、所定の表面梨地を損なうことなく、外周面に
十分な疲労強度を得ることができることになる。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記製造方法においては、スプリングピンの外
周面に十分な疲労強度が得ることができる反面、スプリ
ングピンの内周面における疲労強度は、該スプリングピ
ンの外周面の疲労強度に比べて小さく、特に、レース用
等の高出力エンジンにおいては、スプリングピンの外周
面だけでなく内周面においても十分な疲労強度を得るこ
とが望まれている。

この対策としては，スプリングピンの内周面にショット
ピーニングを施して、該内周面に圧縮残留応力を付与す
ることが考えられる。

しかし、ショットピーニングを行うとしても、スプリン
グピンの成形加工後のショットピーニングとなるため、
ショット粒子を投射できる箇所は、スプリングピンの両
端側、あるいはスプリングピン外周のすき間からとなり
、ショットピーニングを行うことは非常に困難となる。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的は
，所定の表面梨地を損なうことなく，スプリングピンの
内・外周面の両面において十分な疲労強度を簡単に得る
ようにすることにある。

（問題を解決するための手段、作用） かかる目的を達成するために本発明にあっては、スプリ
ングピン素材表面に表面梨地加工を流し、次に、熱処理
を施し，その後、所定のショットピーニングを施すスプ
リングピンの製造方法において，前記表面梨地加工は、
完成成形状態よりも拡径した未完成成形状態のスプリン
グピン素材に対して行い、前記ショットピーニングは前
記未完成成形状態のスプリングピン素材を完成成形状態
に成形した後、該スプリングピン素材外周面に対して行
う，構成としてある。

上述の構成により、梨地加工を、完成成形状態よりも拡
径した未完成成形状態のスプリングピン素材に対して行
い、その後のショットピーニングを未完成成形状態のス
プリングピン素材を完成成形状態に成形した後に，該ス
プリングピン素材の外周面に対して行うようにしたこと
から、スプリングピン素材を未完成成形状態から完成成
形状態に成形することによってスプリングピン素材の内
周面に圧縮残留応力が生成されることになり、その一方
、スプリングピン素材外周面には、従来の所定のショッ
トピーニングによってスプリングピン素材を許容上限以
上に拡径することなく該スプリングピン素材の外周面に
圧縮残留応力を形成することができると共に、梨地加工
によって形成された梨地表面を許容下限以下にまで平滑
化することを防ぐことができることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図〜第７図において、ｌはスプリングピンで、該ス
プリングピンｌは，第ｌ図、第２図に示すように、薄板
によって略円柱状に形成されており、その断面形状は略
Ｃ字状となっている。

このスプリングピンｌは、第３図、第４図に示すように
，ロータリピストンエンジン用のロータ２において、ロ
ータボス部３とインタナルギャ４とを固定する固定ビン
として用いられる。

すなわち、ロータ２は、偏心軸５によって支承され，図
示しないサイドハウジングに設けられたステーショナリ
ギャ６と該ロータ２に設けられたインタナルギャ４とが
噛合うことにより遊星回転運動をするようになっている
。このロータ２には，第３図の断面部分で示されるよう
に，ロータボス部３，ロータフランク７及び該ロータボ
ス部３とロータフランク７とを連結するリブ８により多
数の空間９が形成されており、この各空間９はロータ冷
却用のオイル通路として用いらている。前記インタナル
ギャ４は、ロータ２とは別に加工されており、このイン
タナルギャ４と前記ロータボス部３のリブ８の連結部材
とには圧入孔１０がそれぞれ形成され，この両圧入孔ｌ
Ｏ、ＩＯに第４図に示すようにスプリングピンｌを圧入
することによりインクナルギャ４はロータ２に固定され
ている。

このスプリングピンｌの製造は、第５図に示す製造プロ
セスに従ってなされるようになっている。

■すなわち、先ず、材料としての鋼材を切断し、それを
、第６図に示すように、第７図（又は第ｌ図）に示す完
成成形状態の外径寸法よりも大きくされた未完成成形状
態のスプリングピン素材１１に成形加工する。

上記鋼材にはＳＫ５、ＳＵＰＩＯ，Ｓ６５ＣＭ等が用い
られる。

上記スプリングピン素材１１を完成成形状態の外径寸法
よりも大きい未完成成形状態とするのは、後の工程で，
スプリングピン素材１１を完成成形状態とすることによ
って、スプリングピン素材１１の内周面に圧縮残留応力
を形成するためである。この未完成成形状態においては
、外径寸法は、完成成形状態の外径寸法よりも５〜３０
％の範囲で大きく成形することが好ましい。５％未満で
あると、スプリングピン素材１１内周面への圧縮残留応
力の形成が不十分であり、３０％を超えると、スプリン
グピン素材１ｌ外周面にクラックの発生が懸念されるた
めである。

■次に，上記未完成成形状態のスプリングピン素材１１
表面に表面梨地加工を施す。

上記のようにスプリングピン素材表面に表面梨地加工を
施すのは、スプリングピン素材１１表面を梨地表面とし
て，前記圧入孔１０に対する摩擦抵抗を大きくし、抜け
を防止するためである。

上記表面梨地加工としては、ショットビーニンングが代
用され、そのショット粒子としては、例えば粒子径が０
．６〜１，Ｏｍｍのものが用いられる。

■次に、上記表面梨地加工が施されたスプリングピン素
材１１に熱処理を施す。

上記熱処理には、調質処理又はオーステンパ処理の種類
があり、この熱処理は適宜選択される。

具体的には、例えば、鋼材がＳＫ５でＨＲＣ４８のもの
については，調質処理が選択され、８２０℃で１、５時
間の焼入れ、２５０℃で１時間の焼戻しが行われる。ま
た、鋼材がＳＵＰ　ｌ　ＯでＨＲＣ４７のものについて
は、オーステンパ処理が選択され、その中で．８２０℃
で１、５時間保持し、その後、４００℃にまで温度を下
げ、その温度で２時間保持する処理が行われる。

■次に、未完成成形状態のスプリングピン素材１ｌを完
成成形状態に成形した後、該スプリングピン素材ｌ１の
外周面に所定のショットピーニングを施す． ここでショットピーニングを行うのは、前述したように
，前工程においてスプリングピン素材１ｌを未完成成形
状態から完成成形状態に成形することによってスプリン
グピン素材１１内周面に圧縮残留応力を形成するためで
あり、また、未完成成形状態でスプリングピン素材１ｌ
の外周面にショットピーニングを行ったのでは、スプリ
ングピン素材１ｌを完成成形状態に成形すると，スブノ
ングビン素材１ｌ外周面に引張応力が働くことになって
疲労強度が低下することになるからである。

上記ショットピーニングとしては、ショット粒子径がＯ
、２ｍｍ以下のショット粒子を用いることが好ましい。

これは、スプリングピン素材１ｌを許容上限以上に拡径
することなく、該スプリングピン素材１１の外周面に圧
縮残留応力を形成すると共に、表面梨地加工によって形
成された梨地表面を、表面粗さが１５〜３０ＬＬｍの範
囲になるようにして許容下限以下にまで平滑化すること
を防ぐためである。

より好ましくは、 ショット粒子径：Ｏ、２ｍｍ以下 ショット硬さ：ＨＲＣ４６〜５８ ショット粒子投射速度＝４０〜８０ｍ／ｓｅｅショット
ピーニング時間＝１０〜３００秒がよい。

ショット粒子径については、前述した通りであるが、シ
ョット硬さについてはＨＲＣ４６未満では加工が不足し
て圧縮残留応力が小さく、ＨＲＣ５８を越えると、ショ
ットが割れ易く経済性が損われるからである。

ショット粒子投射速度については、４０ｃｍ／ｓｅｃ未
満では加工カが不足し、８０ｃｍ／ｓｅＣを越えると，
表面梨地が損われ、また、ショットが割れ易くなるから
である。

ショットピーニング時間については．１０秒未満ではシ
ョットピーニングの効果が不十分であり、３００秒を越
えると、その効果が飽和し、経済的ではなくなるからで
ある。

このような工程の結果、所定の表面梨地を損うことなく
、製品としてのスプリングピン１の内・外周面の両面に
おいて、十分な疲労強度を簡単に得ることができること
になる。

上記製造方法に基づく効果は、表１に示す実験例につい
ての高出力エンジンでの耐久テスト結果により裏付ける
ことができる。表１には各実験例の特有の実験条件とそ
の結果とが記載されているが、共通の実験条件は下記の
ようになっている。

共通の実験条件 ■鋼材の種類： ＳＫ５　（ＨＲＣ４８）・・・調質処理ＳＵＰ　１　０
　（ＨＲＣ４７） ・・・オーステンバ処理 ■スプリングピンｌの形状、寸法（第１図、第２図参照
）： 軸心方向長さＱｚ　＝３０ｍｍ 外径１２ｔ　＝６．５ｍｍ 板厚氾２＝１．２ｍｍ ■梨地加工条件（ショットピーニングにて代用）ショッ
ト粒子径：０．６ｍｍ ショット硬さ：ＨＲＣ４６ ショット粒子投射速度：５０ｍ／ｓｅｃショットピーニ
ング時間：　３０ｓｅｃ．■熱処理条件 前述の具体的な調質処理、或はオーステンパ処理 ■ショットピーニング条件 ショット粒子径：０．２ｍｍ ショット硬さ：　ＨＲＣ５２ ショット粒子投射速度：６０ｍ／ｓｅｃショットピーニ
ング時間：　３０ｓｅｃ．■高出力エンジンの耐久テス
ト条件 エンジン＝３ロータ・ロータリエンジン出力：４５０Ｐ
Ｓ 回転数：８０００ｒ．ｐ．ｍ． テスト時間：１００時間 （以下余白） 表１に表す結果によれば、本案１〜４については，前述
の厳しい高出力エンジンでの耐久テストをも満足するも
のとなった。これは、未完成成形状態から完成形成状態
にスプリングピン素材を成形することにより該スプリン
グピン素材内周面に圧縮残留応力が形成され、該スプリ
ングピン素材外周面には所定のショットピーニングによ
り圧縮残留応力が形成されるためであると考えられる。

なお、本案１〜４については、スプリングピンに要求さ
れる表面梨地等の基本的条件をも満足するものとなった
。

比較ｆ４＋　１については、疲労強度不足となった。

これは、スプリングピン内周面への圧縮残留応力形成が
少ないためであると考えられる。

比較例２については、スプリングピンｌの未完成成形状
態の外径寸法のアップ率が大きく、スプリングピン１の
組付後の内周測が降伏点に近いため、くり返し応力が加
わった場合にすぐ折損することになった。

比較例３、４については、スプリングピンｌ内周面にク
ラックが発生した。スプリングピンＩ内固面への圧縮残
留応力の形成が不十分なためと考えられる。

比較例５については、スプリングピンｌは早期に折ｔＯ
シた。スプリングピン１の内・外周面への圧縮残留応力
の形成がないためであると考えられる。

（発明の効果） 本発明は以上述べたように、所定の表向梨地を損なうこ
となく，スプリングピンの内・外周面の両面において十
分な疲労強度を簡単に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスプリングピンを示す正面図，第２図は第１図
の右側面図， 第３図はロータの部分断面正面図、 第４図はスプリングピンの組付状態を示す拡大縦断面図
、 第５図はスプリングピンの製造プロセスを示す図、 第６図は未完成成形状態のスプリングピン素材の外径寸
法を示す図， 第７図は完成形成状態のスプリングピン素材の外径寸法
を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スプリングピン素材表面に表面梨地加工を施し、
   次に熱処理を施し、その後、所定のショットピーニング
   を施すスプリングピンの製造方法において、 前記表面梨地加工は、完成成形状態よりも拡径した未完
   成成形状態のスプリングピン素材に対して行い、 前記ショットピーニングは前記未完成成形状態のスプリ
   ングピン素材を完成成形状態に成形した後、該スプリン
   グピン素材外周面に対して行う、 ことを特徴とするスプリングピンの製造方法。