JPH0565254B2 - - Google Patents
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- JPH0565254B2 JPH0565254B2 JP61030187A JP3018786A JPH0565254B2 JP H0565254 B2 JPH0565254 B2 JP H0565254B2 JP 61030187 A JP61030187 A JP 61030187A JP 3018786 A JP3018786 A JP 3018786A JP H0565254 B2 JPH0565254 B2 JP H0565254B2
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
Ａ 発明の目的
(1) 産業上の利用分野
本発明は、内燃機関用コンロツドキヤツプ、特
にコンロツド本体の大端側の端面に接合される一
対の平坦な接合面と、その両接合面の中間に在つ
て前記端面との間にクランク軸用軸受孔を形成す
る横断面半円状の軸受面とを有するコンロツドキ
ヤツプの製造方法に関する。 (2) 従来の技術 従来、以上コンロツドキヤツプは鋳造または鍛
造により製造されていた。 (3) 発明が解決しようとする課題 しかしながら鋳造品は、その製造上鋳造欠陥を
避けることができないので、その欠陥を見込んで
安全率を多くとるため重量の増加を来たすと共に
小型化に限界があり、鋳造コンロツドキヤツプの
場合は小型且つ軽量な高出力内燃機関に適用する
ことができず、またコンロツドキヤツプの軸受面
や接合面を鋳造によつて精度よく成形することは
困難であつた。 一方、鍛造品は押出し加工により得られた棒状
素材に鍛造加工を施して製造されるので、その鍛
造加工時のばりの発生に起因して素材の歩留りが
悪く、また加工コストも高くなり、製品の製造コ
ストの増加を来たす。 本発明は上記に鑑み、軽量で、優れた疲労強度
および耐摩耗性を有するコンロツドキヤツプを安
価に提供することができる、内燃機関用コンロツ
ドキヤツプの方法を提供することを目的とする。 Ｂ 発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、コンロツ
ド本体の大端側の端面に接合させる一対の平坦な
接合面と、その両接合面の中間に在つて前記端面
との間にクランク軸用軸受孔を形成する横断面半
円状の軸受面とを有する内燃機関用コンロツドキ
ヤツプの製造方法において、アルミニウムまたは
アルミニウム合金粉末に圧粉成形、加熱処理およ
び熱間押出し加工を順次施して焼結体よりなるコ
ンロツドキヤツプ素材を得る工程と、前記コンロ
ツドキヤツプ素材をその押出し方向と直交する面
に沿つて切断して複数の前記コンロツドキヤツプ
を得る工程とを含み、前記押出し方向が前記軸受
面の軸線と平行になるように設定されたことを特
徴とする。 (2) 作用 コンロツドキヤツプの、軸受面を含む外周部の
組織の粒径は、押出し加工の際のダイス孔内壁と
の摩擦接触によつて内方の組織の粒径よりも微細
化される上、その外周部における組織の流れ方向
が前記軸受面軸線と平行に揃えられるから、コン
ロツドキヤツプにおいて負荷応力が最も高くな
る、軸受面を含む外周部を該軸受面軸線方向の全
域に亘り緻密で均一な層とすることができ、その
結果、軸受面を含む外周部全体の疲労強度が著し
く向上すると共に、該軸受面の耐摩耗性がその軸
線方向全域に亘り一様に向上する。 またコンロツドキヤツプ外周部において比較的
高い加工精度を要求される、コンロツド本体大端
側との一対の接合面を、前記押出し加工の際に前
記軸受面と同時に精度よく成形することができ、
その上、コンロツドキヤツプ素材を前記軸線と直
交する面に沿つて単に切断するだけで同一断面の
コンロツドキヤツプが複数個得られて量産が容易
である。 更にコンロツドキヤツプは、その押出し方向を
軸受面軸線方向と平行させたことで、その軸線方
向の重量バランスが良好であり、その上、押出し
加工により、コンロツド縦軸線に対して左右対称
形の比較的複雑な断面形状のものでも精度よく成
形することができる。 (3) 実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説
明すると、先ず第１図において内燃機関用コンロ
ツドClは、その縦軸線方向に延びるコンロツド本
体２と、その本体２の大端側の端面２ｌに接合さ
れるコンロツドキヤツプ１とより構成されてお
り、コンロツド本体２とコンロツドキヤツプ１間
はボルト３により着脱可能に結合される。 コンロツド本体２の小端部にはピストンピン用
の軸受孔４が穿設されており、また大端側の端面
２ｌには、クランク軸用軸受孔をコンロツドキヤ
ツプ１と協働して形成するための軸受凹部５が形
成されている。 第２図は本発明方法により得られた内燃機関用
コンロツドキヤツプ１を示しており、それの、コ
ンロツド本体２との対向面には、該本体２の大端
側の端面２ｌに接合させる一対の平坦な接合面１
ｂ，１ｂと、その両接合面１ｂ，１ｂの中間に在
つて前記軸受凹部５との間にクランク軸用軸受孔
を形成する横断面半円状の軸受面１ａとが形成さ
れており、これらの面１ｂ，１ａは、後述するよ
うにコンロツドキヤツプ素材Ｍの押出し方向Ｐと
平行、即ち前記軸線Ｏ−Ｏと平行に形成されてい
る。 次に前記コンロツドキヤツプ１の製造方法につ
いて説明すると、その方法は、アルミニウム又は
アルミニウム合金粉末よりビレツトを圧粉成形す
る工程と、その圧粉成形されたビレツトに加熱処
理を施す工程と、そのビレツトから熱間押出し加
工を以て焼結体よりなるコンロツドキヤツプ素材
Ｍ（第３図）を得る工程と、前記コンロツドキヤ
ツプ素材Ｍをその押出し方向と直交する平面に沿
つて切断して複数（図示例では２個）のコンロツ
ドキヤツプ１，１を得る工程とを有しており、前
記押出し工程でビレツトの押出し方向Ｐは前記軸
受面１ａの軸線Ｏ−Ｏと平行になるように設定さ
れる。 上記製造方法の具体例を説明すると、本発明方
法を実施するに当たり用いられるアルミニウム合
金としては、下記範囲の化学成分を含有するもの
が望ましい。 記 12.0重量％≦Si≦28.0重量％ 0.8重量％≦Cu≦5.0重量％ 0.3重量％≦Mg≦3.5重量％ 2.0重量％≦Fe≦10.0重量％ 0.5重量％≦Mn≦5.0重量％ Siは、耐摩耗性、ヤング率、強度および熱伝導
率を向上させ、また熱膨脹係数を低下する効果を
有する。但し、Siの含有量が12.0重量％を下回る
と耐磨耗性および強度が低下し、一方28.0重量％
上回ると熱間押出し加工における成形性が悪化
し、量産性の低下を招く。 Cuは、熱処理によりAlマトリツクスを強化す
る効果を有する。但し、Cuの含有量が0.8重量％
を下回ると前記効果が得られず、一方5.0重量％
を上回ると、熱間押出し加工における成形性およ
び耐応力腐食割れ特性が悪化する。 Mgは、Cuと同様に熱処理によりAlマトリツク
スを強化する効果を有する。但し、Mgの含有量
が0.3重量％を下回ると前記効果が得られず、一
方、3.5重量％を上回ると、熱間押出し加工にお
ける成形性および耐応力腐食割れ特性が悪化す
る。 Feは、高温強度およびヤング率を向上させる
効果を有する。但し、Feの含有量が2.0重量％を
下回ると高温強度の向上を期待できず、一方10.0
重量％を上回ると熱間押出し加工における成形が
不可能となる。 Mnは、重要化学成分であり、特にFe≧４重量
％の範囲において、高温強度および耐応力腐食割
れ特性を改善し、また熱間押出し加工における成
形性を向上させる効果を有する。但し、Mnの含
有量が0.5重量％を下回ると前記効果が得られず、
一方5.0重量％を上回ると前記成形性が悪化する。 前記アルミニウム合金粉末の製造には、例えば
エア噴霧法が適用される。また圧粉成形法として
は、冷間静水圧プレス成形法（CIP法）または金
型圧縮成形法が適用される。 また前記押出し加工は熱間で行われ、直接押出
し（前方押出し）および間接押出し（後方押出
し）の何れも適用可能である。 表は本発明において使用されるアルミニウ合
金、および比較例に使用されるアルミニウム
合金、の組成を示す。
にコンロツド本体の大端側の端面に接合される一
対の平坦な接合面と、その両接合面の中間に在つ
て前記端面との間にクランク軸用軸受孔を形成す
る横断面半円状の軸受面とを有するコンロツドキ
ヤツプの製造方法に関する。 (2) 従来の技術 従来、以上コンロツドキヤツプは鋳造または鍛
造により製造されていた。 (3) 発明が解決しようとする課題 しかしながら鋳造品は、その製造上鋳造欠陥を
避けることができないので、その欠陥を見込んで
安全率を多くとるため重量の増加を来たすと共に
小型化に限界があり、鋳造コンロツドキヤツプの
場合は小型且つ軽量な高出力内燃機関に適用する
ことができず、またコンロツドキヤツプの軸受面
や接合面を鋳造によつて精度よく成形することは
困難であつた。 一方、鍛造品は押出し加工により得られた棒状
素材に鍛造加工を施して製造されるので、その鍛
造加工時のばりの発生に起因して素材の歩留りが
悪く、また加工コストも高くなり、製品の製造コ
ストの増加を来たす。 本発明は上記に鑑み、軽量で、優れた疲労強度
および耐摩耗性を有するコンロツドキヤツプを安
価に提供することができる、内燃機関用コンロツ
ドキヤツプの方法を提供することを目的とする。 Ｂ 発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、コンロツ
ド本体の大端側の端面に接合させる一対の平坦な
接合面と、その両接合面の中間に在つて前記端面
との間にクランク軸用軸受孔を形成する横断面半
円状の軸受面とを有する内燃機関用コンロツドキ
ヤツプの製造方法において、アルミニウムまたは
アルミニウム合金粉末に圧粉成形、加熱処理およ
び熱間押出し加工を順次施して焼結体よりなるコ
ンロツドキヤツプ素材を得る工程と、前記コンロ
ツドキヤツプ素材をその押出し方向と直交する面
に沿つて切断して複数の前記コンロツドキヤツプ
を得る工程とを含み、前記押出し方向が前記軸受
面の軸線と平行になるように設定されたことを特
徴とする。 (2) 作用 コンロツドキヤツプの、軸受面を含む外周部の
組織の粒径は、押出し加工の際のダイス孔内壁と
の摩擦接触によつて内方の組織の粒径よりも微細
化される上、その外周部における組織の流れ方向
が前記軸受面軸線と平行に揃えられるから、コン
ロツドキヤツプにおいて負荷応力が最も高くな
る、軸受面を含む外周部を該軸受面軸線方向の全
域に亘り緻密で均一な層とすることができ、その
結果、軸受面を含む外周部全体の疲労強度が著し
く向上すると共に、該軸受面の耐摩耗性がその軸
線方向全域に亘り一様に向上する。 またコンロツドキヤツプ外周部において比較的
高い加工精度を要求される、コンロツド本体大端
側との一対の接合面を、前記押出し加工の際に前
記軸受面と同時に精度よく成形することができ、
その上、コンロツドキヤツプ素材を前記軸線と直
交する面に沿つて単に切断するだけで同一断面の
コンロツドキヤツプが複数個得られて量産が容易
である。 更にコンロツドキヤツプは、その押出し方向を
軸受面軸線方向と平行させたことで、その軸線方
向の重量バランスが良好であり、その上、押出し
加工により、コンロツド縦軸線に対して左右対称
形の比較的複雑な断面形状のものでも精度よく成
形することができる。 (3) 実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説
明すると、先ず第１図において内燃機関用コンロ
ツドClは、その縦軸線方向に延びるコンロツド本
体２と、その本体２の大端側の端面２ｌに接合さ
れるコンロツドキヤツプ１とより構成されてお
り、コンロツド本体２とコンロツドキヤツプ１間
はボルト３により着脱可能に結合される。 コンロツド本体２の小端部にはピストンピン用
の軸受孔４が穿設されており、また大端側の端面
２ｌには、クランク軸用軸受孔をコンロツドキヤ
ツプ１と協働して形成するための軸受凹部５が形
成されている。 第２図は本発明方法により得られた内燃機関用
コンロツドキヤツプ１を示しており、それの、コ
ンロツド本体２との対向面には、該本体２の大端
側の端面２ｌに接合させる一対の平坦な接合面１
ｂ，１ｂと、その両接合面１ｂ，１ｂの中間に在
つて前記軸受凹部５との間にクランク軸用軸受孔
を形成する横断面半円状の軸受面１ａとが形成さ
れており、これらの面１ｂ，１ａは、後述するよ
うにコンロツドキヤツプ素材Ｍの押出し方向Ｐと
平行、即ち前記軸線Ｏ−Ｏと平行に形成されてい
る。 次に前記コンロツドキヤツプ１の製造方法につ
いて説明すると、その方法は、アルミニウム又は
アルミニウム合金粉末よりビレツトを圧粉成形す
る工程と、その圧粉成形されたビレツトに加熱処
理を施す工程と、そのビレツトから熱間押出し加
工を以て焼結体よりなるコンロツドキヤツプ素材
Ｍ（第３図）を得る工程と、前記コンロツドキヤ
ツプ素材Ｍをその押出し方向と直交する平面に沿
つて切断して複数（図示例では２個）のコンロツ
ドキヤツプ１，１を得る工程とを有しており、前
記押出し工程でビレツトの押出し方向Ｐは前記軸
受面１ａの軸線Ｏ−Ｏと平行になるように設定さ
れる。 上記製造方法の具体例を説明すると、本発明方
法を実施するに当たり用いられるアルミニウム合
金としては、下記範囲の化学成分を含有するもの
が望ましい。 記 12.0重量％≦Si≦28.0重量％ 0.8重量％≦Cu≦5.0重量％ 0.3重量％≦Mg≦3.5重量％ 2.0重量％≦Fe≦10.0重量％ 0.5重量％≦Mn≦5.0重量％ Siは、耐摩耗性、ヤング率、強度および熱伝導
率を向上させ、また熱膨脹係数を低下する効果を
有する。但し、Siの含有量が12.0重量％を下回る
と耐磨耗性および強度が低下し、一方28.0重量％
上回ると熱間押出し加工における成形性が悪化
し、量産性の低下を招く。 Cuは、熱処理によりAlマトリツクスを強化す
る効果を有する。但し、Cuの含有量が0.8重量％
を下回ると前記効果が得られず、一方5.0重量％
を上回ると、熱間押出し加工における成形性およ
び耐応力腐食割れ特性が悪化する。 Mgは、Cuと同様に熱処理によりAlマトリツク
スを強化する効果を有する。但し、Mgの含有量
が0.3重量％を下回ると前記効果が得られず、一
方、3.5重量％を上回ると、熱間押出し加工にお
ける成形性および耐応力腐食割れ特性が悪化す
る。 Feは、高温強度およびヤング率を向上させる
効果を有する。但し、Feの含有量が2.0重量％を
下回ると高温強度の向上を期待できず、一方10.0
重量％を上回ると熱間押出し加工における成形が
不可能となる。 Mnは、重要化学成分であり、特にFe≧４重量
％の範囲において、高温強度および耐応力腐食割
れ特性を改善し、また熱間押出し加工における成
形性を向上させる効果を有する。但し、Mnの含
有量が0.5重量％を下回ると前記効果が得られず、
一方5.0重量％を上回ると前記成形性が悪化する。 前記アルミニウム合金粉末の製造には、例えば
エア噴霧法が適用される。また圧粉成形法として
は、冷間静水圧プレス成形法（CIP法）または金
型圧縮成形法が適用される。 また前記押出し加工は熱間で行われ、直接押出
し（前方押出し）および間接押出し（後方押出
し）の何れも適用可能である。 表は本発明において使用されるアルミニウ合
金、および比較例に使用されるアルミニウム
合金、の組成を示す。
【表】
(a) 表のアルミニウム合金、を用いてエア
噴霧法を適用し、冷却速度102〜104℃／secの
条件下で粉末を製造し、粒度100メツシユより
も小さい粒径に分級された合金粉末を得る。こ
の場合、冷却速度が102℃／secを下回ると、粗
大なAl−Si−Fe系金属間化合物が晶出して前
記不具合を生じるので、前記冷却速度を厳守す
る必要がある。 (b) 各合金粉末を用いて冷間静水圧プレス成形法
または金型圧縮成形法を適用し、密度比75％で
直径225mmの押出し加工用丸棒状ビレツトを圧
粉成形する。冷間静水圧プレス成形法において
は、ゴム製チユーブ内に合金粉末を入れ、1.5
〜3.0ton／cm2の静水圧下で成形を行い、また金
型圧縮成形法においては、金型内に合金粉末を
入れ、常温大気中で1.5〜3.0ton／cm2の圧力下
で成形を行う。 (c) 各ビレツトを炉内温度500℃の均熱炉内に設
置して４時間保持し、各ビレツトに加熱処理を
施す。 (d) ビレツト温度380℃および押出し比28で各ビ
レツトに押出し加工を施し、第３図に示すコン
ロツドキヤツプ素材Ｍを成形する。 この素材Ｍは、その押出し方向Ｐが軸受面１
ａの軸線Ｏ−Ｏと平行になるように押出され、
図示例ではその軸線Ｏ−Ｏ方向２等分位置、即
ち第３図鎖線示の位置で切断されて２個のコン
ロツドキヤツプ１，１を得るようになつてい
る。 (e) 各素材１に、490℃、２時間の加熱、水冷、
および175℃、８時間の加熱よりなるT6処理を
施す。 (f) 各素材１を前記のように機械的に２等分し、
それらに機械加工仕上げを施してコンロツドキ
ヤツプ１，１を得る。 比較のため、前記表のアルミニウム合金を
用いて鋳造用素材を溶製し、その素材に鋳造加工
を施してコンロツドキヤツプを得る。このコンロ
ツドキヤツプにおいては、その繊維状組織の流れ
方向は加圧方向に起因して軸受面の中心線に対し
直角方向となる。また前記表のアルミニウム合
金を用いて鋳造によりコンロツドキヤツプを得
る。このコンロツドキヤツプにおいては繊維状組
織は発生しない。 前記各コンロツドキヤツプにおける軸受面１ａ
の中心線Ｏ−Ｏと直角、したがつて本発明におい
ては押出し方向に対し直角な断面を研摩した後、
その断面の外周部および内部の組織を光学顕微鏡
により観察し、本発明に係るコンロツドキヤツプ
においては粉末に起因して生じる粒子の粒径を求
め、また比較例においては結晶粒径を求めた。ア
ルミニウム合金粉末は、その表面にAl2O3の膜を
有するので熱間押出し加工後に粒子間の粒界を光
学顕微鏡により判別して粒径の測定を行うことが
可能である。 また、第４図に示すように疲労試験のために前
記各コンロツドキヤツプをコンロツド本体型の治
具02に一対のボルト３により組付け、その小端側
の軸受孔04と、大端側の軸受設部05及び軸受面１
ａ間の軸受孔とに丸棒６1，６2をそれぞれ嵌合し
た。 疲労試験は、200℃の雰囲気下において両丸棒
６1，６2に、矢印ａで示すように互いに逆方向の
引張り荷重を107回繰り返して付与することによ
り行われ、疲労強度は前記繰返し回数においてコ
ンロツドキヤツプ１が破壊しない最大引張り荷重
とした。 表、は各コンロツドキヤツプ、したがつて
各合金〜における粒径および結晶粒径の測定
結果ならびに疲労強度試験結果をそれぞれ示す。
噴霧法を適用し、冷却速度102〜104℃／secの
条件下で粉末を製造し、粒度100メツシユより
も小さい粒径に分級された合金粉末を得る。こ
の場合、冷却速度が102℃／secを下回ると、粗
大なAl−Si−Fe系金属間化合物が晶出して前
記不具合を生じるので、前記冷却速度を厳守す
る必要がある。 (b) 各合金粉末を用いて冷間静水圧プレス成形法
または金型圧縮成形法を適用し、密度比75％で
直径225mmの押出し加工用丸棒状ビレツトを圧
粉成形する。冷間静水圧プレス成形法において
は、ゴム製チユーブ内に合金粉末を入れ、1.5
〜3.0ton／cm2の静水圧下で成形を行い、また金
型圧縮成形法においては、金型内に合金粉末を
入れ、常温大気中で1.5〜3.0ton／cm2の圧力下
で成形を行う。 (c) 各ビレツトを炉内温度500℃の均熱炉内に設
置して４時間保持し、各ビレツトに加熱処理を
施す。 (d) ビレツト温度380℃および押出し比28で各ビ
レツトに押出し加工を施し、第３図に示すコン
ロツドキヤツプ素材Ｍを成形する。 この素材Ｍは、その押出し方向Ｐが軸受面１
ａの軸線Ｏ−Ｏと平行になるように押出され、
図示例ではその軸線Ｏ−Ｏ方向２等分位置、即
ち第３図鎖線示の位置で切断されて２個のコン
ロツドキヤツプ１，１を得るようになつてい
る。 (e) 各素材１に、490℃、２時間の加熱、水冷、
および175℃、８時間の加熱よりなるT6処理を
施す。 (f) 各素材１を前記のように機械的に２等分し、
それらに機械加工仕上げを施してコンロツドキ
ヤツプ１，１を得る。 比較のため、前記表のアルミニウム合金を
用いて鋳造用素材を溶製し、その素材に鋳造加工
を施してコンロツドキヤツプを得る。このコンロ
ツドキヤツプにおいては、その繊維状組織の流れ
方向は加圧方向に起因して軸受面の中心線に対し
直角方向となる。また前記表のアルミニウム合
金を用いて鋳造によりコンロツドキヤツプを得
る。このコンロツドキヤツプにおいては繊維状組
織は発生しない。 前記各コンロツドキヤツプにおける軸受面１ａ
の中心線Ｏ−Ｏと直角、したがつて本発明におい
ては押出し方向に対し直角な断面を研摩した後、
その断面の外周部および内部の組織を光学顕微鏡
により観察し、本発明に係るコンロツドキヤツプ
においては粉末に起因して生じる粒子の粒径を求
め、また比較例においては結晶粒径を求めた。ア
ルミニウム合金粉末は、その表面にAl2O3の膜を
有するので熱間押出し加工後に粒子間の粒界を光
学顕微鏡により判別して粒径の測定を行うことが
可能である。 また、第４図に示すように疲労試験のために前
記各コンロツドキヤツプをコンロツド本体型の治
具02に一対のボルト３により組付け、その小端側
の軸受孔04と、大端側の軸受設部05及び軸受面１
ａ間の軸受孔とに丸棒６1，６2をそれぞれ嵌合し
た。 疲労試験は、200℃の雰囲気下において両丸棒
６1，６2に、矢印ａで示すように互いに逆方向の
引張り荷重を107回繰り返して付与することによ
り行われ、疲労強度は前記繰返し回数においてコ
ンロツドキヤツプ１が破壊しない最大引張り荷重
とした。 表、は各コンロツドキヤツプ、したがつて
各合金〜における粒径および結晶粒径の測定
結果ならびに疲労強度試験結果をそれぞれ示す。
【表】
【表】
本発明方法により得られたオンロツドキヤツプ
１では、それの、軸受面１ａを含む外周部の組織
の粒径が、上記押出し加工の際のダイス孔内壁と
の摩擦接触によつて内方の組織の粒径よりも大幅
に微細化され、その上、そのキヤツプ外周部にお
ける組織の流れ方向が前記軸線Ｏ−Ｏと平行に揃
えられるから、コンロツドキヤツプ１において負
荷応力が最も高くなる、前記軸受面１ａを含む外
周部をその軸線Ｏ−Ｏ方向全域に亘り緻密で均一
な層とすることができるから、その軸受面１ａを
含む外周部全体の疲労強度が著しく向上すると共
に、該軸受面１ａの耐摩耗性がその軸線方向全域
に亘り一様に向上する。これにより表に示すよ
うに、本発明に係るコンロツドキヤツプは表の
ものに比べて疲労強度が向上する。 上記のように本発明に係るコンロツドキヤツプ
外周部の粒径の微細化は、押出し用ダイスに対す
る外周部の摩擦接触により発生するが、その微細
化と同時に摩擦熱により共晶Siの球状化が進行す
るので、特にコンロツドキヤツプの切欠き疲労強
度を向上させることができる。 前記外周部の最大粒径は100μｍ以下、また内
部の最大粒径は150μｍ以下が最適範囲である。
外周部の最大粒径が100μｍを上回ると、押出し
加工による効果が少なく、また内部の最大粒径が
150μｍを上回ると疲労強度が低下する。 前記のように外周部および内部の粒径を設定す
るためには、粒度が100メツシユより小さい前記
アルミニウム合金粉末を用いればよい。 尚、本発明コンロツドキヤツプにおいてはアル
ミニウム粉末を用いることも可能である。 Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、アルミニウムま
たはアルミニウム合金粉末に圧粉成形、加熱処理
および熱間押出し加工を順次施して焼結体よりな
るコンロツドキヤツプ素材を得る工程と、前記コ
ンロツドキヤツプ素材をその押出し方向と直交す
る面に沿つて切断して複数のコンロツドキヤツプ
を得る工程とを含み、前記押出し方向が該キヤツ
プ軸受面の軸線と平行になるように設定されるの
で、コンロツドキヤツプの、前記軸受面を含む外
周部の組織の粒径が、上記押出し加工の際のダイ
ス孔内壁との摩擦接触によつて内方の組織の粒径
よりも微細化される上、その外周部における組織
の流れ方向が前記軸受面軸線と平行に揃えられる
こととなり、従つてコンロツドキヤツプにおいて
負荷応力が最も高くなる、前記軸受面を含む外周
部を軸受面軸線方向の全域に亘り緻密で均一な層
とすることができるから、その軸受面を含む外周
部全体の疲労強度が著しく向上すると共に、該軸
受面の耐摩耗性がその軸線方向全域に亘り一様に
向上し、全体として極めて高性能なコンロツドキ
ヤツプが得られる。 またコンロツドキヤツプ外周部において比較的
高い加工精度を要求される、コンロツド本体大端
側との一対の接合面を、前記押出し加工の際に前
記軸受面と同時に精度よく成形することができ、
その上、前記コンロツドキヤツプ素材を前記軸線
と直交する面に沿つて単に切断するだけで同一断
面のコンロツドキヤツプが複数個得られて量産が
容易であるから、ばりの発生が僅少で素材の歩留
りが良好であることと相俟つてコストダウンに大
いに寄与することができる。 更に上記コンロツドキヤツプ素材の切断に際し
その切断面の位置を適宜選択するだけで所望の厚
さのコンロツドキヤツプが容易に得られ、しかも
その個々のコンロツドキヤツプの軸受面は、該キ
ヤツプの厚さの大小に関係なく常にその軸線方向
全域に亘り一様に緻密な組織とすることができて
好都合である。 更にまたコンロツドキヤツプは、その押出し方
向を軸受面軸線方向と平行させたことで、その軸
線方向の重量バランスを良好なものとすることが
でき、その上、押出し加工により、コンロツド縦
軸線に対して左右対称形の比較的複雑な断面形状
のものでも精度よく成形することができるから、
全体として重量バランスが良好なコンロツドキヤ
ツプが容易に得られ、該キヤツプが組み込まれる
コンロツドの動特性の向上に寄与し得る。
１では、それの、軸受面１ａを含む外周部の組織
の粒径が、上記押出し加工の際のダイス孔内壁と
の摩擦接触によつて内方の組織の粒径よりも大幅
に微細化され、その上、そのキヤツプ外周部にお
ける組織の流れ方向が前記軸線Ｏ−Ｏと平行に揃
えられるから、コンロツドキヤツプ１において負
荷応力が最も高くなる、前記軸受面１ａを含む外
周部をその軸線Ｏ−Ｏ方向全域に亘り緻密で均一
な層とすることができるから、その軸受面１ａを
含む外周部全体の疲労強度が著しく向上すると共
に、該軸受面１ａの耐摩耗性がその軸線方向全域
に亘り一様に向上する。これにより表に示すよ
うに、本発明に係るコンロツドキヤツプは表の
ものに比べて疲労強度が向上する。 上記のように本発明に係るコンロツドキヤツプ
外周部の粒径の微細化は、押出し用ダイスに対す
る外周部の摩擦接触により発生するが、その微細
化と同時に摩擦熱により共晶Siの球状化が進行す
るので、特にコンロツドキヤツプの切欠き疲労強
度を向上させることができる。 前記外周部の最大粒径は100μｍ以下、また内
部の最大粒径は150μｍ以下が最適範囲である。
外周部の最大粒径が100μｍを上回ると、押出し
加工による効果が少なく、また内部の最大粒径が
150μｍを上回ると疲労強度が低下する。 前記のように外周部および内部の粒径を設定す
るためには、粒度が100メツシユより小さい前記
アルミニウム合金粉末を用いればよい。 尚、本発明コンロツドキヤツプにおいてはアル
ミニウム粉末を用いることも可能である。 Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、アルミニウムま
たはアルミニウム合金粉末に圧粉成形、加熱処理
および熱間押出し加工を順次施して焼結体よりな
るコンロツドキヤツプ素材を得る工程と、前記コ
ンロツドキヤツプ素材をその押出し方向と直交す
る面に沿つて切断して複数のコンロツドキヤツプ
を得る工程とを含み、前記押出し方向が該キヤツ
プ軸受面の軸線と平行になるように設定されるの
で、コンロツドキヤツプの、前記軸受面を含む外
周部の組織の粒径が、上記押出し加工の際のダイ
ス孔内壁との摩擦接触によつて内方の組織の粒径
よりも微細化される上、その外周部における組織
の流れ方向が前記軸受面軸線と平行に揃えられる
こととなり、従つてコンロツドキヤツプにおいて
負荷応力が最も高くなる、前記軸受面を含む外周
部を軸受面軸線方向の全域に亘り緻密で均一な層
とすることができるから、その軸受面を含む外周
部全体の疲労強度が著しく向上すると共に、該軸
受面の耐摩耗性がその軸線方向全域に亘り一様に
向上し、全体として極めて高性能なコンロツドキ
ヤツプが得られる。 またコンロツドキヤツプ外周部において比較的
高い加工精度を要求される、コンロツド本体大端
側との一対の接合面を、前記押出し加工の際に前
記軸受面と同時に精度よく成形することができ、
その上、前記コンロツドキヤツプ素材を前記軸線
と直交する面に沿つて単に切断するだけで同一断
面のコンロツドキヤツプが複数個得られて量産が
容易であるから、ばりの発生が僅少で素材の歩留
りが良好であることと相俟つてコストダウンに大
いに寄与することができる。 更に上記コンロツドキヤツプ素材の切断に際し
その切断面の位置を適宜選択するだけで所望の厚
さのコンロツドキヤツプが容易に得られ、しかも
その個々のコンロツドキヤツプの軸受面は、該キ
ヤツプの厚さの大小に関係なく常にその軸線方向
全域に亘り一様に緻密な組織とすることができて
好都合である。 更にまたコンロツドキヤツプは、その押出し方
向を軸受面軸線方向と平行させたことで、その軸
線方向の重量バランスを良好なものとすることが
でき、その上、押出し加工により、コンロツド縦
軸線に対して左右対称形の比較的複雑な断面形状
のものでも精度よく成形することができるから、
全体として重量バランスが良好なコンロツドキヤ
ツプが容易に得られ、該キヤツプが組み込まれる
コンロツドの動特性の向上に寄与し得る。
第１図は、本発明方法により得られたコンロツ
ドキヤツプを組み込んだコンロツドの側面図、第
２図は上記コンロツドキヤツプの斜視図、第３図
は、本発明方法に基づき押出し加工されたコンロ
ツドキヤツプ素材の斜視図、第４図ａ，ｂは、本
発明方法により得られたコンロツドキヤツプに対
する疲労試験法を示し、ａは正面図、ｂは側面図
である。 Ｍ……押出し加工により得られたコンロツドキ
ヤツプ素材、Ｏ−Ｏ……直線、１……コンロツド
キヤツプ、１ａ……軸受面、１ｂ……接合面、２
……コンロツド本体、２ｌ……大端側の端面。
ドキヤツプを組み込んだコンロツドの側面図、第
２図は上記コンロツドキヤツプの斜視図、第３図
は、本発明方法に基づき押出し加工されたコンロ
ツドキヤツプ素材の斜視図、第４図ａ，ｂは、本
発明方法により得られたコンロツドキヤツプに対
する疲労試験法を示し、ａは正面図、ｂは側面図
である。 Ｍ……押出し加工により得られたコンロツドキ
ヤツプ素材、Ｏ−Ｏ……直線、１……コンロツド
キヤツプ、１ａ……軸受面、１ｂ……接合面、２
……コンロツド本体、２ｌ……大端側の端面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ コンロツド本体２の大端側の端面２ｌに接合
させる一対の平坦な接合面１ｂ，１ｂと、その両
接合面１ｂ，１ｂの中間に在つて前記端面２ｌと
の間にクランク軸用軸受孔を形成する横断面半円
状の軸受面１ａとを有する内燃機関用コンロツド
キヤツプの製造方法において、アルミニウムまた
はアルミニウム合金粉末に圧粉成形、加熱処理お
よび熱間押出し加工を順次施して焼結体よりなる
コンロツドキヤツプ素材Ｍを得る工程と、前記コ
ンロツドキヤツプ素材Ｍをその押出し方向Ｐと直
交する面に沿つて切断して複数の前記コンロツド
キヤツプ１，１を得る工程とを含み、前記押出し
方向Ｐは前記軸受面１ａの軸線Ｏ−Ｏと平行にな
るように設定されたことを特徴とする、内燃機関
用コンロツドキヤツプの製造方法。 ２ 前記コンロツドキヤツプはその押出し方向に
対し直角な断面において外周部の最大粒径が
100μｍ以下に、また内部の最大粒径が150μｍ以
下にそれぞれ設定される、特許請求の範囲第１項
記載の内燃機関用コンロツドキヤツプの製造方
法。 ３ 前記コンロツドキヤツプが焼結アルミニウム
合金製である、特許請求の範囲第１項又は２項記
載の内燃機関用コンロツドキヤツプの製造方法。 ４ 前記押出し加工に際して使用されるビレツト
は、冷却速度102℃／sec以上の条件の下に製造さ
れたアルミニウムまたはアルミニウム合金粉末を
用いて圧粉成形され、その圧粉成形されたビレツ
トに430℃以上、520℃以下の加熱処理が施され
る、特許請求の範囲第１、２又は３項記載の内燃
機関用コンロツドキヤツプの製造方法。 ５ 前記押上し加工は、ビレツト温度300℃以上、
450℃以下および押出し比５以上、35以下の条件
の下で行われる、特許請求の範囲第１、２、３又
は４項記載の内燃機関用コンロツドキヤツプの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3018786A JPS62188705A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 焼結アルミニウム合金軸受部材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3018786A JPS62188705A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 焼結アルミニウム合金軸受部材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62188705A JPS62188705A (ja) | 1987-08-18 |
| JPH0565254B2 true JPH0565254B2 (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=12296749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3018786A Granted JPS62188705A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 焼結アルミニウム合金軸受部材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62188705A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040074335A1 (en) * | 2002-10-22 | 2004-04-22 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Powder metal connecting rod |
| KR100625840B1 (ko) | 2005-04-25 | 2006-09-20 | 한국생산기술연구원 | 전기 전자용 동 소재 제조를 위한 동 빌렛 압출방법 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5727161A (en) * | 1980-05-30 | 1982-02-13 | Oreal | Cap for dispenser |
| JPS57198237A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-04 | Riken Corp | Sliding member made of aluminum alloy and its manufacture |
| JPS596722A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-13 | 株式会社日立製作所 | 変圧器保護リレ− |
| JPS5913041A (ja) * | 1982-07-12 | 1984-01-23 | Showa Denko Kk | 耐熱耐摩耗性高力アルミニウム合金粉末成形体およびその製造方法 |
| JPS60121203A (ja) * | 1983-12-02 | 1985-06-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | アルミニウム合金材の製造方法 |
-
1986
- 1986-02-14 JP JP3018786A patent/JPS62188705A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5727161A (en) * | 1980-05-30 | 1982-02-13 | Oreal | Cap for dispenser |
| JPS57198237A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-04 | Riken Corp | Sliding member made of aluminum alloy and its manufacture |
| JPS596722A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-13 | 株式会社日立製作所 | 変圧器保護リレ− |
| JPS5913041A (ja) * | 1982-07-12 | 1984-01-23 | Showa Denko Kk | 耐熱耐摩耗性高力アルミニウム合金粉末成形体およびその製造方法 |
| JPS60121203A (ja) * | 1983-12-02 | 1985-06-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | アルミニウム合金材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62188705A (ja) | 1987-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |