JPH08334118A - エンジンのコンロッドおよびその製造方法 - Google Patents

エンジンのコンロッドおよびその製造方法

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JPH08334118A
JPH08334118A JP16466195A JP16466195A JPH08334118A JP H08334118 A JPH08334118 A JP H08334118A JP 16466195 A JP16466195 A JP 16466195A JP 16466195 A JP16466195 A JP 16466195A JP H08334118 A JPH08334118 A JP H08334118A
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JP
Japan
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thrust surface
connecting rod
cap
hard coating
thrust
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JP16466195A
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English (en)
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Kenji Miyai
研二 宮井
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Suzuki Motor Corp
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Suzuki Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンのコンロッドにおいて、大端部のス
ラスト面およびクランクピンの肩部の損傷を防止する。 【構成】 それぞれ半割り状の軸受部6a,6bを有するコ
ンロッド本体8とキャップ9とを結合させて、クランク
ピン4を挿通させる大端部6を形成する。コンロッド本
体8側の両端面にスラスト面12を形成し、スラスト面12
の表面に硬質皮膜13を形成してクランクピン4の肩部4a
に摺接させる。スラスト面12の厚みTは、キャップ9の
両端面の厚みtよりも大きくする。スラスト面12のキャ
ップ結合面側の端部に面取り部15を設ける。ピストンの
往復動にともなってコンロッド14が揺動した場合でも、
面取り部15によって、スラスト面12とクランクピン4の
肩部4aとの当接部に局部的な荷重が作用しにくくなるの
で、これらの損傷を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのピストンと
クランクシャフトとを連結するコンロッドおよびその製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のエンジンのコンロッドの一例につ
いて図10および図11を用いて説明する。図10および図11
に示すように、コンロッド1は、ピストンピン(図示せ
ず)が挿通されてピストン2に連結される小端部3と、
クランクピン4が挿通されてクランクシャフト5(クラ
ンク部のみ図示する)に連結される大端部6と、小端部
3と大端部6とを連結するロッド部7とから構成されて
いる。
【0003】小端部3は、ロッド部7の一端部に一体に
形成されており、小端部3とロッド部7とでコンロッド
本体8が形成されている。小端部3は、ブッシュ(図示
せず)を介してピストンピン(図示せず)が回転可能に
挿通されるようになっている。ロッド部7の他端部に
は、キャップ9が一対のボルト10およびナット11によっ
て取付けられており、ロッド部7(コンロッド本体8)
側およびキャップ9側にそれぞれ設けられた半割状の軸
受部6a,6bを結合させることによって大端部6が形成さ
れている。大端部6は、コンロッドベアリング(図示せ
ず)を介してクランクピン4が回転可能に挿通されるよ
うになっている。
【0004】大端部6は、ロッド部7側の軸受部6aの軸
方向両端面に、クランクピン4の両端の肩部4aに摺接す
るスラスト面12が形成されている。スラスト面12の厚み
Tは、キャップ9側の軸受部6bの軸方向両端面の厚みt
よりも大きくなっており、クランクピン4の肩部4aに
は、スラスト面12のみが摺接し、キャップ9は摺接しな
いようになっている。また、スラスト面12の表面上に
は、硬質皮膜13が形成されており、摺動抵抗を低減さ
せ、また、耐摩耗性を向上させるようになっている。
【0005】上述のように、大端部6のロッド部7側の
みに肩部4aに摺接するスラスト面12を形成することによ
り、ピストン2の往復動にともなって大端部6のロッド
部7側に集中するスラスト方向の荷重をスラスト面12で
受けることができる。この場合、大端部6のスラスト面
12側のみに表面処理および精密研削加工を施せばよいの
で、製造コストを低減することができる。また、キャッ
プ9の肉圧を薄くすることができ、軽量化を図ることが
できる。
【0006】このように、分割式とした大端部のロッド
部側のみにスラスト面を形成するようにしたコンロッド
については、例えば特開平6−229414号公報に記
載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のコンロッド1では、次のような問題がある。スラス
ト面12(硬質皮膜13)のキャップ結合面側の端部の先端
は、図12に示すように、直角の角部13a となる。一方、
ピストン2の往復動にともなって、コンロッド1には、
図11中の矢印Aで示すように、これを揺動させようとす
る力が作用する。この揺動力によって、角部13a がクラ
ンクピン4の肩部4aの摺動面に押しつけられ、局部的な
荷重が作用することよって、摺動面にかじりが生じた
り、また、角部13a から硬質皮膜13が剥離したりする虞
があるという問題を生じる。
【0008】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、大端部のスラスト面およびクランクピンの肩部
の損傷を防止するようにしたエンジンのコンロッドを提
供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1の発明に係るエンジンのコンロッドは、
それぞれ半割り状の軸受部を有するコンロッド本体とキ
ャップとを結合させてクランクピンを挿通させる大端部
を形成し、前記コンロッド本体側の軸受部の両端面に、
前記クランクピンの肩部に摺接するスラスト面を形成
し、該スラスト面の厚みをキャップ側の軸受部の両端面
の厚みよりも大きくし、前記スラスト面の表面に硬質皮
膜を形成し、さらに、前記スラスト面のキャップ結合面
側の端部に面取り部を設けたことを特徴とする。
【0010】請求項2の発明に係るエンジンのコンロッ
ドは、請求項1の構成に加えて、スラスト面の母材に面
取り部を設け、前記スラスト面上に硬質皮膜を形成する
とともに、前記母材の面取り部上に硬質皮膜からなる面
取り部を形成したことを特徴とする。
【0011】請求項3の発明は、それぞれ半割り状の軸
受部を有するコンロッド本体とキャップとを結合させて
クランクピンを挿通させる大端部を形成し、前記コンロ
ッド本体側の軸受部の両端面に、前記クランクピンの肩
部に摺接するスラスト面を形成し、該スラスト面の厚み
をキャップ側の軸受部の両端面の厚みよりも大きくし、
前記スラスト面の表面に硬質皮膜を形成し、さらに、前
記スラスト面のキャップ結合面側の端部に面取り部を設
けたエンジンのコンロッドの製造方法であって、2つの
コンロッド本体の前記キャップ結合面を互いに突き合わ
せて固定し、前記コンロッド本体から離れた位置に前記
キャップ結合面に沿ってマスキング板を配置し、該マス
キング板の上から前記スラスト面に材料を溶射すること
により、前記スラスト面上に硬質皮膜を形成させるとと
もに前記スラスト面の端部に面取り部を形成させるよう
にしたことを特徴とする。
【0012】また、請求項4の発明は、それぞれ半割り
状の軸受部を有するコンロッド本体とキャップとを結合
させてクランクピンを挿通させる大端部を形成し、前記
コンロッド本体側の軸受部の両端面に、前記クランクピ
ンの肩部に摺接するスラスト面を形成し、該スラスト面
の厚みをキャップ側の軸受部の両端面の厚みよりも大き
くし、前記スラスト面の表面に硬質皮膜を形成し、さら
に、前記スラスト面のキャップ結合面側の端部に面取り
部を設けたエンジンのコンロッドの製造方法であって、
前記スラスト面の母材に面取り部を設け、前記スラスト
面に材料を溶射することにより、前記スラスト面上に硬
質皮膜を形成させるとともに、前記母材の面取り部上に
硬質皮膜からなる面取り部を形成するようにしたことを
特徴とする。
【0013】
【作用】このように構成したことにより、請求項1の発
明によれば、スラスト面の端部に面取り部を設けたの
で、ピストンの往復動にともなうコンロッドの揺動に対
して、スラスト面およびクランクピンの肩部に局部的な
荷重が作用しにくくなる。。
【0014】請求項2の発明によれば、上記請求項1の
作用に加えて、スラスト面の母材の端部から硬質皮膜が
剥離しにくくなる。
【0015】請求項3の発明によれば、スラスト面のキ
ャップ結合面付近は、マスキング板の影になるため、溶
射された材料が直接付着せず、マスキング板の背部へ回
り込んで付着するので、キャップ結合面に近づくにつれ
て硬質皮膜の膜厚が徐々に薄くなって面取り部が形成さ
れる。
【0016】また、請求項4の発明によれば、スラスト
面の母材の面取り部は、溶射ノズルに対して傾斜してい
るため、溶射材料の付着量が他の部分よりも少なくな
り、母材の面取り部上に他の部分より膜厚の薄い硬質皮
膜からなる面取り部が形成される。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。なお、本実施例のコンロッドは、図10およ
び図11に示す従来例に対してスラスト面の一部が異なる
以外は概同様の構造であるから、以下、上記従来例のも
のと同様の部分には同一の番号を付して異なる部分につ
いてのみ詳細に説明する。
【0018】第1実施例について図1ないし図3を用い
て説明する。図1および図2に示すように、本実施例の
コンロッド14では、スラスト面12の表面に形成された硬
質皮膜13のキャップ結合面側の端部の角部が面取りされ
て、面取り部15が形成されている。面取り部15は、図2
に示す平坦面のほか、図3に示すように曲面とすること
もできる。
【0019】なお、コンロッド14の材質は、例えば鉄系
合金、チタンまたはチタン合金とすることができる。ま
た、硬質皮膜13は、溶射法による耐摩耗性、潤滑性に優
れたモリブデン等の各種金属材料、セラミック類等の皮
膜、物理蒸着、化学蒸着法によるTiN 、TiC 、CrN 等の
皮膜、また、その他のメッキ法、酸化処理、窒化処理等
の各種表面処理法による皮膜とすることができ、これら
の皮膜を多層に形成することもできる。
【0020】上述のように、スラスト面12の端部に面取
り部15を形成することにより、図11中の矢印Aで示すよ
うに、コンロッド14が揺動した場合でも、スラスト面12
とクランクピン4の肩部4aとの当接部に局部的な荷重が
作用しにくくなるので、コンロッド14の揺動によるスラ
スト面12および肩部4aの損傷を防止することができる。
【0021】次に、溶射法を用いたコンロッド14の製造
方法について、図6および図7を用いて説明する。
【0022】図6および図7に示すように、2つのコン
ロッド本体8のキャップ結合面を互いに突き合わせて固
定し、これらのコンロッド本体8から離れた位置に、キ
ャップ結合面に沿ってマスキング板16を配置する。マス
キング板16は、幅2mm程度の薄板で、スラスト面12から
2mm程度離れた位置に配置する。そして、ノズル17から
溶射材料を噴射してスラスト面12上に硬質皮膜を形成さ
せる。
【0023】このとき、スラスト面12のキャップ結合面
付近は、マスキング板16の影になるため、ノズルから噴
射された溶射材料が直接付着せず、マスキング板16の背
部へ回り込んで付着するので、キャップ結合面に近づく
につれて硬質皮膜13の膜厚が徐々に薄くなって面取り部
15が形成される。このようにして、同時に2つのコンロ
ッド本体8のスラスト面12上に硬質皮膜を形成するとと
もに、スラスト面12の端部に面取り部15を形成すること
ができる。また、マスキングによって2つのコンロッド
本体8の突き合わせ部の硬質皮膜13の膜厚が薄くなるの
で、硬質皮膜13を形成した後、2つのコンロッド本体8
を分割する際に、硬質皮膜13が損傷しにくくなる。
【0024】次に、本発明の第2実施例について、図4
および図5を用いて説明する。なお、第2実施例は、上
記第1実施例に対して、スラスト面の面取り部の構造が
異なる以外は概同様の構造であるから、以下、上記第1
実施例のものと同様の部分には同一の番号を付して異な
る部分についてのみ詳細に説明する。
【0025】第2実施例のコンロッド18では、コンロッ
ド本体8のスラスト面12の母材12aのキャップ結合面側
の端部の角部を面取りして面取り部19を形成し、スラス
ト面12の母材12a 上に硬質皮膜13を形成するとともに、
母材12a の面取り部19上に硬質皮膜からなる面取り部20
を形成している。
【0026】このように、スラスト面12の端部に面取り
部20を形成することにより、上記第1実施例と同様、コ
ンロッド18の揺動に対して、スラスト面12とクランクピ
ン4の肩部4aとの当接部に局部的な荷重が作用しにくく
なるので、コンロッド18の揺動によるスラスト面12およ
び肩部4aの損傷を防止することができる。
【0027】次に、溶射法を用いたコンロッド18の製造
方法について、図8および図9を用いて説明する。
【0028】図8および図9に示すように、コンロッド
本体8のスラスト面12の母材12a のキャップ結合面側の
端部の角部を面取りして面取り部19を形成し、2つのコ
ンロッド本体8のキャップ結合面を互いに突き合わせて
固定する。そして、ノズル17から溶射材料を噴射してス
ラスト面12上に硬質皮膜13を形成させる。
【0029】このようにして、予めスラスト面12の母材
12a の端部に面取り部19を形成したものに、溶射材料を
吹き付けることにより、スラスト面12の母材12a 上に硬
質皮膜13を形成させるとともに、面取り部19上に硬質皮
膜からなる面取り部20を形成させることができる。この
とき、母材12a の面取り部19は、ノズル17に対して傾斜
されているため、溶射材料の付着量が他の部分よりも少
なくなるので、面取り部19上に形成される硬質皮膜の膜
厚は他の部分より薄くなる。このようにして、同時に2
つのコンロッド本体8のスラスト面12の母材12a 上に硬
質皮膜13を形成するとともに、スラスト面12の端部に面
取り部20を形成することができる。また、面取り部19の
傾斜により、2つのコンロッド本体8の突き合わせ面上
の硬質皮膜13の膜厚が薄くなるので、硬質皮膜13を形成
した後、2つのコンロッド本体8を分割する際に、硬質
皮膜13が損傷しにくくなる。さらに、万一、2つのコン
ロッド本体8を分割する際に皮膜が損傷したとしても、
面取り部19の部分で損傷するため、実際に必要となるス
ラスト面12の硬質皮膜13には影響がない。
【0030】なお、上記実施例では、面取り部15,20を
溶射時のマスキングまたは母材12aに面取り部19を設け
ることによって形成するようにしているが、このほか、
スラスト面に硬質皮膜を形成した後、機械加工等によっ
て面取り部を形成することもできる。
【0031】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1の発明に
係るのコンロッドは、スラスト面の端部に面取り部を設
けたことにより、ピストンの往復動にともなうコンロッ
ドの揺動に対して、スラスト面およびクランクピンの肩
部に局部的な荷重が作用しにくくなるので、コンロッド
の揺動によるスラスト面およびクランクピンの肩部の損
傷を防止することができる。
【0032】請求項2の発明に係るコンロッドによれ
ば、上記請求項1の効果に加えて、スラスト面の母材か
ら硬質皮膜が剥離しにくくなる。
【0033】請求項3の発明によれば、スラスト面のキ
ャップ結合面付近は、マスキング板の影になるため、溶
射された材料が直接付着せず、マスキング板の背部へ回
り込んで付着するので、キャップ結合面に近づくにつれ
て硬質皮膜の膜厚が徐々に小さくなり、溶射時にスラス
ト面のキャップ結合面側の端部に面取り部を形成するこ
とができる。
【0034】また、請求項4の発明によれば、スラスト
面の母材の面取り部は、溶射ノズルに対して傾斜してい
るため、溶射材料の付着量が他の部分よりも少なくな
り、母材の面取り部上に他の部分より膜厚の薄い硬質皮
膜からなる面取り部が形成され、スラスト面のキャップ
結合面側の端部に面取り部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るコンロッドの大端部
の縦断面図である。
【図2】図1のコンロッドの要部であるスラスト面の端
部を拡大して示す図である。
【図3】図1のコンロッドの変形例の要部であるスラス
ト面の端部を拡大して示す図である。
【図4】本発明の第2実施例に係るコンロッドの大端部
の縦断面図である。
【図5】図4のコンロッドの要部であるスラスト面の端
部を拡大して示す図である。
【図6】溶射法を用いて図1のコンロッド本体のスラス
ト面に硬質皮膜を形成する方法において、2つのコンロ
ッド本体のキャップ結合面を突き合わせて配置した状態
を示す正面図である。
【図7】図6の側面図である。
【図8】溶射法を用いて図4のコンロッド本体のスラス
ト面に硬質皮膜を形成する方法において、2つのコンロ
ッド本体のキャップ結合面を突き合わせて配置した状態
を示す正面図である。
【図9】図8の側面図である。
【図10】従来のコンロッドの正面図である。
【図11】図10のコンロッドのクランクシャフトに連
結した状態を示す側面図である。
【図12】図11のコンロッドのスラスト面の端部を拡大
して示す図である。
【符号の説明】
4 クランクピン 4a 肩部 6 大端部 6a 軸受部 6b 軸受部 8 コンロッド本体 9 キャップ 12 スラスト面 12a 母材 13 硬質皮膜 14 コンロッド 15 面取り部 16 マスキング板 18 コンロッド 19 面取り部 20 面取り部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ半割り状の軸受部を有するコン
    ロッド本体とキャップとを結合させてクランクピンを挿
    通させる大端部を形成し、前記コンロッド本体側の軸受
    部の両端面に、前記クランクピンの肩部に摺接するスラ
    スト面を形成し、該スラスト面の厚みをキャップ側の軸
    受部の両端面の厚みよりも大きくし、前記スラスト面の
    表面に硬質皮膜を形成し、さらに、前記スラスト面のキ
    ャップ結合面側の端部に面取り部を設けたことを特徴と
    するエンジンのコンロッド。
  2. 【請求項2】 スラスト面の母材に面取り部を設け、前
    記スラスト面上に硬質皮膜を形成するとともに、前記母
    材の面取り部上に硬質皮膜からなる面取り部を形成した
    ことを特徴とする請求項1に記載のエンジンのコンロッ
    ド。
  3. 【請求項3】 それぞれ半割り状の軸受部を有するコン
    ロッド本体とキャップとを結合させてクランクピンを挿
    通させる大端部を形成し、前記コンロッド本体側の軸受
    部の両端面に、前記クランクピンの肩部に摺接するスラ
    スト面を形成し、該スラスト面の厚みをキャップ側の軸
    受部の両端面の厚みよりも大きくし、前記スラスト面の
    表面に硬質皮膜を形成し、さらに、前記スラスト面のキ
    ャップ結合面側の端部に面取り部を設けたエンジンのコ
    ンロッドの製造方法であって、2つのコンロッド本体の
    前記キャップ結合面を互いに突き合わせて固定し、前記
    コンロッド本体から離れた位置に前記キャップ結合面に
    沿ってマスキング板を配置し、該マスキング板の上から
    前記スラスト面に材料を溶射することにより、前記スラ
    スト面上に硬質皮膜を形成させるとともに前記スラスト
    面の端部に面取り部を形成させるようにしたことを特徴
    とするコンロッドの製造方法。
  4. 【請求項4】 それぞれ半割り状の軸受部を有するコン
    ロッド本体とキャップとを結合させてクランクピンを挿
    通させる大端部を形成し、前記コンロッド本体側の軸受
    部の両端面に、前記クランクピンの肩部に摺接するスラ
    スト面を形成し、該スラスト面の厚みをキャップ側の軸
    受部の両端面の厚みよりも大きくし、前記スラスト面の
    表面に硬質皮膜を形成し、さらに、前記スラスト面のキ
    ャップ結合面側の端部に面取り部を設けたエンジンのコ
    ンロッドの製造方法であって、前記スラスト面の母材に
    面取り部を設け、前記スラスト面に材料を溶射すること
    により、前記スラスト面上に硬質皮膜を形成させるとと
    もに、前記母材の面取り部上に硬質皮膜からなる面取り
    部を形成するようにしたことを特徴とするコンロッドの
    製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010503802A (ja) * 2006-09-15 2010-02-04 ティッセンクルップ メタルルジカ カンポ リンポ リミターダ コネクティングロッドを製作するための方法
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