JPH06257613A - コネクティングロッド用軸受構造 - Google Patents
コネクティングロッド用軸受構造Info
- Publication number
- JPH06257613A JPH06257613A JP4302393A JP4302393A JPH06257613A JP H06257613 A JPH06257613 A JP H06257613A JP 4302393 A JP4302393 A JP 4302393A JP 4302393 A JP4302393 A JP 4302393A JP H06257613 A JPH06257613 A JP H06257613A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- connecting rod
- coating layer
- bearing
- fretting
- polyamide imide
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
- F16C17/24—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミニュームを主体とする軽合金製のコネ
クティングロッドを使用した場合にも、フレッティング
磨耗を大幅に軽減することのできる軸受構造を提供す
る。 【構成】 コネクティングロッドのビッグエンドとクラ
ンクシャフトとの間に設置される半円弧状に形成された
アルミニューム系軸受合金の外周には、例えばＪＩＳ
ＳＰＣＣである裏金が重ね合わされる。さらに裏金の外
周には樹脂コーティング層を設ける。この樹脂コーティ
ング層は２５から４０％の四フッ化エチレンを含むポリ
アミドイミドあるいは変成ポリアミドイミドから成るこ
とが好ましい。
クティングロッドを使用した場合にも、フレッティング
磨耗を大幅に軽減することのできる軸受構造を提供す
る。 【構成】 コネクティングロッドのビッグエンドとクラ
ンクシャフトとの間に設置される半円弧状に形成された
アルミニューム系軸受合金の外周には、例えばＪＩＳ
ＳＰＣＣである裏金が重ね合わされる。さらに裏金の外
周には樹脂コーティング層を設ける。この樹脂コーティ
ング層は２５から４０％の四フッ化エチレンを含むポリ
アミドイミドあるいは変成ポリアミドイミドから成るこ
とが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレシプロエンジンのコネ
ックティングロッド用軸受構造に係わり、特にアルミニ
ューム製コネックティングロッドと軸受とのフレッティ
ング摩擦を減少することのできる軸受構造に関する。
ックティングロッド用軸受構造に係わり、特にアルミニ
ューム製コネックティングロッドと軸受とのフレッティ
ング摩擦を減少することのできる軸受構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、アメリカにおけるメーカ平均燃費
（Corporate Average Fuel Economy）規制をクリアする
ためにエンジンを構成する運動部品の軽量化が進められ
ているが、その一つとしてコネクティングロッドを例え
ばアルミニュームを主体とする軽合金で製作することが
検討されている。
（Corporate Average Fuel Economy）規制をクリアする
ためにエンジンを構成する運動部品の軽量化が進められ
ているが、その一つとしてコネクティングロッドを例え
ばアルミニュームを主体とする軽合金で製作することが
検討されている。
【０００３】コネクティングロッドは気筒内におけるピ
ストンの上下運動をクランクシャフトに伝達して回転運
動に変換するために使用されるものであるから、コネク
ティングロッドとクランクシャフトとは回転自在に嵌着
されねばならないため、コネクティングロッドとクラン
クシャフトとの間に軸受が設置される。この軸受は、半
円弧状のいわゆる軸受合金と、軸受合金に対して構造的
な強度を与えるために例えばＪＩＳ ＳＰＣＣである軟
鋼板製の裏金を軸受合金の外側に重ね合わせた構造を有
する。
ストンの上下運動をクランクシャフトに伝達して回転運
動に変換するために使用されるものであるから、コネク
ティングロッドとクランクシャフトとは回転自在に嵌着
されねばならないため、コネクティングロッドとクラン
クシャフトとの間に軸受が設置される。この軸受は、半
円弧状のいわゆる軸受合金と、軸受合金に対して構造的
な強度を与えるために例えばＪＩＳ ＳＰＣＣである軟
鋼板製の裏金を軸受合金の外側に重ね合わせた構造を有
する。
【０００４】しかしながらコネクティングロッドを軽合
金で製作した場合には、コネクティングロッドと軸受外
周の裏金との間でいわゆるフレッティング摩擦が発生す
る。このフレッティング摩擦を防止する方法としては、 （１）コネクティングロッドの剛性を高める。 （２）コネクティングロッドと軸受との間に油膜を形成
する。 （３）軸受の張り高さを高める。
金で製作した場合には、コネクティングロッドと軸受外
周の裏金との間でいわゆるフレッティング摩擦が発生す
る。このフレッティング摩擦を防止する方法としては、 （１）コネクティングロッドの剛性を高める。 （２）コネクティングロッドと軸受との間に油膜を形成
する。 （３）軸受の張り高さを高める。
【０００５】しかしながら、（１）は却ってコネクティ
ングロッドの重量を増加させることとなり、（２）は構
造が複雑となる等の技術的な困難が伴う。また（３）は
決定的な効果がえられるものではない。
ングロッドの重量を増加させることとなり、（２）は構
造が複雑となる等の技術的な困難が伴う。また（３）は
決定的な効果がえられるものではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、フレッティン
グ摩擦の発生を効果的にを防止するために、裏金の外側
に例えばエポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂あるいは
四フッ化エチレン樹脂である摺動樹脂材をコーティング
することが一般的であった。しかしながら、コネクティ
ングロッドがアルミニュームを主体とする軽合金で製作
された場合は、上記摺動樹脂のコーティングだけではフ
レッティング摩擦を十分に防止できなかった。
グ摩擦の発生を効果的にを防止するために、裏金の外側
に例えばエポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂あるいは
四フッ化エチレン樹脂である摺動樹脂材をコーティング
することが一般的であった。しかしながら、コネクティ
ングロッドがアルミニュームを主体とする軽合金で製作
された場合は、上記摺動樹脂のコーティングだけではフ
レッティング摩擦を十分に防止できなかった。
【０００７】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あって、アルミニュームを主体とする軽合金製のコネク
ティングロッドを使用した場合にも、フレッティング磨
耗を大幅に軽減することのできる軸受構造を提供するこ
とを目的とする。
あって、アルミニュームを主体とする軽合金製のコネク
ティングロッドを使用した場合にも、フレッティング磨
耗を大幅に軽減することのできる軸受構造を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるコネクテ
ィングロッド用軸受構造は、外側に軟鋼板である裏金を
有する円弧状の軸受合金製の軸受と、アルミニュームを
主体とする軽合金製のコネクティングロッドと、から構
成され、軸受の裏金の外周あるいはコネクティングロッ
ドのビッグエンド内面に四フッ化エチレンとポリアミド
イミドあるいは変成ポリアミドイミドから成るコーティ
ング層を設ける。
ィングロッド用軸受構造は、外側に軟鋼板である裏金を
有する円弧状の軸受合金製の軸受と、アルミニュームを
主体とする軽合金製のコネクティングロッドと、から構
成され、軸受の裏金の外周あるいはコネクティングロッ
ドのビッグエンド内面に四フッ化エチレンとポリアミド
イミドあるいは変成ポリアミドイミドから成るコーティ
ング層を設ける。
【０００９】
【作用】本発明にかかるコネクティングロッド用軸受構
造によれば、コネックティングロッドと軸受裏金との間
に、四フッ化エチレンとポリアミドイミドあるいは変成
ポリアミドイミドから成るコーティング層が設けられ
る。
造によれば、コネックティングロッドと軸受裏金との間
に、四フッ化エチレンとポリアミドイミドあるいは変成
ポリアミドイミドから成るコーティング層が設けられ
る。
【００１０】
【実施例】図１は、ピストンおよびコネクティングロッ
ドの斜視図であって、ピストン１１とアルミニューム系
軽合金製のコネクティングロッド１２のスモールエンド
１３とはピストンピン１４で接続されている。コネクテ
ィングロッド１２のビッグエンド１５は上下に２分割さ
れていて、クランクシャフト（図示せず）を挟んだ後、
ボルトおよびナットで固定される。
ドの斜視図であって、ピストン１１とアルミニューム系
軽合金製のコネクティングロッド１２のスモールエンド
１３とはピストンピン１４で接続されている。コネクテ
ィングロッド１２のビッグエンド１５は上下に２分割さ
れていて、クランクシャフト（図示せず）を挟んだ後、
ボルトおよびナットで固定される。
【００１１】コネクティングロッド１２のビッグエンド
１５とクランクシャフトとの間には半円弧状の軸受１６
が設置される。図２は軸受１６の正面図であって、半円
弧状に形成されたアルミニューム系軸受合金１６１の外
周には、例えばＪＩＳ ＳＰＣＣである裏金１６２が重
ね合わされる。
１５とクランクシャフトとの間には半円弧状の軸受１６
が設置される。図２は軸受１６の正面図であって、半円
弧状に形成されたアルミニューム系軸受合金１６１の外
周には、例えばＪＩＳ ＳＰＣＣである裏金１６２が重
ね合わされる。
【００１２】さらに裏金１６２の外周には樹脂コーティ
ング層１６３を設ける。なおこの樹脂コーティング層１
６３は四フッ化エチレン（ＰＴＦＥとも記す）とポリア
ミドイミドあるいは変成ポリアミドイミドから成ること
が好ましい。なおポリアミドイミドあるいは変成ポリア
ミドはポリアミド樹脂、Ｎメチルピロリドン（ＮＭＰ）
およびキシレン（溶剤）の混合物である。表１は本発明
にかかる軸受構造の効果を確認するための試験条件を示
す表である。
ング層１６３を設ける。なおこの樹脂コーティング層１
６３は四フッ化エチレン（ＰＴＦＥとも記す）とポリア
ミドイミドあるいは変成ポリアミドイミドから成ること
が好ましい。なおポリアミドイミドあるいは変成ポリア
ミドはポリアミド樹脂、Ｎメチルピロリドン（ＮＭＰ）
およびキシレン（溶剤）の混合物である。表１は本発明
にかかる軸受構造の効果を確認するための試験条件を示
す表である。
【００１３】
【表１】
【００１４】試料番号８から１１が本発明にかかる軸受
構造であって、裏金の外周のコーティング層が四フッ化
エチレンを主成分とする固体潤滑材を３０〜４０％含有
するポリアミドイミドあるいは変成ポリアミドイミドを
エアスプレにより吹きつけてコーティング層を形成した
ものである。なお吹きつけの後乾燥し、さらに１６０°
Ｃで３０分間焼成を行う。
構造であって、裏金の外周のコーティング層が四フッ化
エチレンを主成分とする固体潤滑材を３０〜４０％含有
するポリアミドイミドあるいは変成ポリアミドイミドを
エアスプレにより吹きつけてコーティング層を形成した
ものである。なお吹きつけの後乾燥し、さらに１６０°
Ｃで３０分間焼成を行う。
【００１５】試料番号４から７はコーティング層を変更
した場合であり、試料番号１から３はコーティング層を
設けない場合を示す。そして試料番号１は鋼鉄製コネク
ティングロッドを使用した場合、試料番号２はチタン合
金製コネクティングロッドを使用した場合および試料番
号３はアルミニューム系軽合金製コネクティングロッド
を使用した場合である。
した場合であり、試料番号１から３はコーティング層を
設けない場合を示す。そして試料番号１は鋼鉄製コネク
ティングロッドを使用した場合、試料番号２はチタン合
金製コネクティングロッドを使用した場合および試料番
号３はアルミニューム系軽合金製コネクティングロッド
を使用した場合である。
【００１６】図３は試料１から１１についての振動試験
実施後のフレッティング発生面積率を示すグラフであっ
て、横軸に試料番号を、縦軸にフレッティング発生面積
率をとる。なお振動試験の条件は以下の通りである。 引っ張り荷重 ２ ton 圧縮荷重 ４．５ton 振動周波数 １５Hz サイクル数 ５×１０6 サイクル 雰囲気温度 １５０゜Ｃ 図３のグラフから明らかなように、裏金の外周にコーテ
ィング層を設けていない試料１から３と比較して、コー
ティング層を設けた試料４から１１ではフレッティング
の発生が減少していることが判る。
実施後のフレッティング発生面積率を示すグラフであっ
て、横軸に試料番号を、縦軸にフレッティング発生面積
率をとる。なお振動試験の条件は以下の通りである。 引っ張り荷重 ２ ton 圧縮荷重 ４．５ton 振動周波数 １５Hz サイクル数 ５×１０6 サイクル 雰囲気温度 １５０゜Ｃ 図３のグラフから明らかなように、裏金の外周にコーテ
ィング層を設けていない試料１から３と比較して、コー
ティング層を設けた試料４から１１ではフレッティング
の発生が減少していることが判る。
【００１７】試料４から６は軸受裏金の外周にエポキシ
系樹脂をコーティングしたものであり、フレッティング
の発生は減少するものの、十分とは言えない。試料７か
ら１１はポリアミドイミド樹脂をコーティングしたもの
である。試料７は固体潤滑材としてＭｏＳ2 （２硫化モ
リブデン）を使用したものであるが、対向面にコーティ
ング層が移着しやすく、また潤滑面に潤滑油が侵入した
場合にコーティング層が流れ出すために十分なフレッテ
ィング性が得られないものと思われる。
系樹脂をコーティングしたものであり、フレッティング
の発生は減少するものの、十分とは言えない。試料７か
ら１１はポリアミドイミド樹脂をコーティングしたもの
である。試料７は固体潤滑材としてＭｏＳ2 （２硫化モ
リブデン）を使用したものであるが、対向面にコーティ
ング層が移着しやすく、また潤滑面に潤滑油が侵入した
場合にコーティング層が流れ出すために十分なフレッテ
ィング性が得られないものと思われる。
【００１８】試料８および９は四フッ化エチレンとポリ
アミドイミド樹脂から成るコーティング層を設けた場
合、試料１０および１１は四フッ化エチレンと変成ポリ
アミドイミド樹脂から成るコーティング層を設けた場合
であり、フレッティングの発生面積が減少する。図４は
試料１１について、コーティング層中の四フッ化エチレ
ンの割合を変更した場合のフレッティングの発生面積率
を示すグラフであって、横軸にコーティング層中の四フ
ッ化エチレンの割合を、縦軸にフレッティングの発生面
積率をとる。
アミドイミド樹脂から成るコーティング層を設けた場
合、試料１０および１１は四フッ化エチレンと変成ポリ
アミドイミド樹脂から成るコーティング層を設けた場合
であり、フレッティングの発生面積が減少する。図４は
試料１１について、コーティング層中の四フッ化エチレ
ンの割合を変更した場合のフレッティングの発生面積率
を示すグラフであって、横軸にコーティング層中の四フ
ッ化エチレンの割合を、縦軸にフレッティングの発生面
積率をとる。
【００１９】即ちコーティング層中の四フッ化エチレン
の割合が２５％から４０％の間で、良好な耐フレッティ
ング性が得られる。即ち２５％以下より少なければ摩擦
低減の効果が十分でないために、逆に４０％以上であれ
ばコーティング層の強度が低下するためにフレッティン
グが発生し易くなるものと考えられる。
の割合が２５％から４０％の間で、良好な耐フレッティ
ング性が得られる。即ち２５％以下より少なければ摩擦
低減の効果が十分でないために、逆に４０％以上であれ
ばコーティング層の強度が低下するためにフレッティン
グが発生し易くなるものと考えられる。
【００２０】図５はコーティング層と接触するコネクテ
ィングロッドのビッグエンドの内周面の仕上げ粗さとフ
レッティング発生面積率との関係を表すグラフであっ
て、横軸にコネクティングロッドのビッグエンドの内周
面の仕上げ粗さを、縦軸にフレッティング発生面積率を
示す。即ちコネクティングロッドのビッグエンドの内周
面の仕上げ粗さが２μｍ以上となると、コーティング層
の磨耗あるいは剥離が進む。
ィングロッドのビッグエンドの内周面の仕上げ粗さとフ
レッティング発生面積率との関係を表すグラフであっ
て、横軸にコネクティングロッドのビッグエンドの内周
面の仕上げ粗さを、縦軸にフレッティング発生面積率を
示す。即ちコネクティングロッドのビッグエンドの内周
面の仕上げ粗さが２μｍ以上となると、コーティング層
の磨耗あるいは剥離が進む。
【００２１】従って本発明にかかる軸受構造において
は、コネクティングロッドのビッグエンドの内周面の仕
上げを２μｍ以下とすることが望ましい。図６はコーテ
ィング層に含まれる四フッ化エチレンの粒子径とフレッ
ティング発生面積率との関係を示すグラフであって、横
軸に四フッ化エチレンの粒子径を、縦軸にフレッティン
グ発生面積率をとる。
は、コネクティングロッドのビッグエンドの内周面の仕
上げを２μｍ以下とすることが望ましい。図６はコーテ
ィング層に含まれる四フッ化エチレンの粒子径とフレッ
ティング発生面積率との関係を示すグラフであって、横
軸に四フッ化エチレンの粒子径を、縦軸にフレッティン
グ発生面積率をとる。
【００２２】このグラフから判るように、四フッ化エチ
レンの粒子径が５μｍ以上となるとコーティング層表面
が粗くなって、コーティング層が剥離し易くなるものと
考えられる。上記実施例では軸受の外周に重ね合わされ
た裏金の外周にコーティング層が設けられた場合を示し
たが、コネクティングロッドのビッグエンド内周にコー
ティング層を設けても同様の効果が得られることも確認
されている。
レンの粒子径が５μｍ以上となるとコーティング層表面
が粗くなって、コーティング層が剥離し易くなるものと
考えられる。上記実施例では軸受の外周に重ね合わされ
た裏金の外周にコーティング層が設けられた場合を示し
たが、コネクティングロッドのビッグエンド内周にコー
ティング層を設けても同様の効果が得られることも確認
されている。
【００２３】
【発明の効果】本発明にかかる軸受構造によれば、アル
ミニューム系軽合金でコネクティングロッドを製作した
場合であっても、軸受の外側に重ね合わされた裏金の外
周に四フッ化エチレンとポリアミドイミドあるいは変成
ポリアミドイミドから成るコーティング層を設けること
によりフレッティングの発生を大幅に抑制することが可
能となる。
ミニューム系軽合金でコネクティングロッドを製作した
場合であっても、軸受の外側に重ね合わされた裏金の外
周に四フッ化エチレンとポリアミドイミドあるいは変成
ポリアミドイミドから成るコーティング層を設けること
によりフレッティングの発生を大幅に抑制することが可
能となる。
【図１】ピストンおよびコネクティングロッドの斜視図
である。
である。
【図２】軸受の正面図である。
【図３】振動試験後のフレッティング発生面積率を示す
グラフである。
グラフである。
【図４】コーティング層中の四フッ化エチレンの割合を
変更した場合のフレッティング発生面積率を示すグラフ
である。
変更した場合のフレッティング発生面積率を示すグラフ
である。
【図５】内周面の仕上げ粗さとフレッティング発生面積
率を示すグラフである。
率を示すグラフである。
【図６】四フッ化エチレンの粒子径とフレッティング発
生面積率を示すグラフである。
生面積率を示すグラフである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｄ 127/18 ＰＦＪ 9166−4Ｊ (72)発明者 須藤 俊太郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 川村 長蔵 兵庫県神戸市中央区伊藤町119番地 日本 アチソン株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 外側に軟鋼板である裏金を有する円弧状
の軸受合金製の軸受と、 アルミニュームを主体とする軽合金製のコネクティング
ロッドと、から構成されるコネクティングロッド用軸受
構造であって、 軸受の裏金の外周あるいはコネクティングロッドのビッ
グエンドの内面に四フッ化エチレンとポリアミドイミド
あるいは変成ポリアミドイミドから成るコーティング層
を設けたことを特徴とするコネクティングロッド用軸受
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4302393A JPH06257613A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | コネクティングロッド用軸受構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4302393A JPH06257613A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | コネクティングロッド用軸受構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06257613A true JPH06257613A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12652365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4302393A Pending JPH06257613A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | コネクティングロッド用軸受構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06257613A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5700093A (en) * | 1996-02-29 | 1997-12-23 | Daido Metal Company Ltd. | Bearing structure |
| JP2000015720A (ja) * | 1998-07-07 | 2000-01-18 | Ndc Co Ltd | 樹脂被覆ブシュおよびその製造方法 |
| JP2000199544A (ja) * | 1998-12-01 | 2000-07-18 | Hasse & Wrede Gmbh | 重ねじり振動ダンパ |
| JP2001210507A (ja) * | 2000-01-24 | 2001-08-03 | Tdk Corp | 電気絶縁性に優れたＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石及びその製造方法 |
| DE10062876C1 (de) * | 2000-12-16 | 2002-04-18 | Ks Gleitlager Gmbh | Pleuellagerschale |
-
1993
- 1993-03-03 JP JP4302393A patent/JPH06257613A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5700093A (en) * | 1996-02-29 | 1997-12-23 | Daido Metal Company Ltd. | Bearing structure |
| JP2000015720A (ja) * | 1998-07-07 | 2000-01-18 | Ndc Co Ltd | 樹脂被覆ブシュおよびその製造方法 |
| JP2000199544A (ja) * | 1998-12-01 | 2000-07-18 | Hasse & Wrede Gmbh | 重ねじり振動ダンパ |
| JP2001210507A (ja) * | 2000-01-24 | 2001-08-03 | Tdk Corp | 電気絶縁性に優れたＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石及びその製造方法 |
| DE10062876C1 (de) * | 2000-12-16 | 2002-04-18 | Ks Gleitlager Gmbh | Pleuellagerschale |
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