JPS616421A - コネクテイングロツド - Google Patents
コネクテイングロツドInfo
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- JPS616421A JPS616421A JP59128225A JP12822584A JPS616421A JP S616421 A JPS616421 A JP S616421A JP 59128225 A JP59128225 A JP 59128225A JP 12822584 A JP12822584 A JP 12822584A JP S616421 A JPS616421 A JP S616421A
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- JP
- Japan
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- connecting rod
- bearing
- small end
- thick
- base
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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
- F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
- F16C9/04—Connecting-rod bearings; Attachments thereof
-
- 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
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
-
- 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
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- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/14—Special methods of manufacture; Running-in
-
- 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
- F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
- F16C2204/20—Alloys based on aluminium
-
- 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
- F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
- F16C2204/20—Alloys based on aluminium
- F16C2204/22—Alloys based on aluminium with tin as the next major constituent
-
- 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
- F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
- F16C2204/20—Alloys based on aluminium
- F16C2204/24—Alloys based on aluminium with lead as the next major constituent
-
- 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
- F16C2220/00—Shaping
- F16C2220/60—Shaping by removing material, e.g. machining
-
- 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
- F16C2223/00—Surface treatments; Hardening; Coating
- F16C2223/30—Coating surfaces
- F16C2223/42—Coating surfaces by spraying the coating material, e.g. plasma spraying
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はレシプロエンジンのコネクテイ7”ロッドの軽
量化に関するものである。
量化に関するものである。
レシプロエンジンのコネクティングロッド(以後、コン
ロッドと呼ぶ)は強度を保証するために中央部に凹みを
つけた鍛造品として製作されているが、エンジンの高速
化が進むと\もにクランクシャフトに及ばず慣性力の増
加をなるべく抑えるため、上記コンロッドの軽量化が緊
要課題となっている。
ロッドと呼ぶ)は強度を保証するために中央部に凹みを
つけた鍛造品として製作されているが、エンジンの高速
化が進むと\もにクランクシャフトに及ばず慣性力の増
加をなるべく抑えるため、上記コンロッドの軽量化が緊
要課題となっている。
コンロッドは第5図に示す如くコンロッド本体1、大端
部2、小端部3よすなシ、大端部2は2分割されてコン
ロッド本体1とキャップ4によシ軸受孔5を形成してい
る。そして大端部2においては従来は厚さ約2Trnn
のスブリットタ・イブのベアリング6を介してクランク
シャフトに組付けられており、ベアリングとしては鋼板
の上にケルメツトを焼結し、オーバレイメッキしたもの
あるいはアルミ軸受合金を圧接し、またピストンピンと
小端部3を摺動可能にしたフローティングタイプのコン
ロッドでは小端部3に圧入した銅系バイメタルのブツシ
ュ7を介してピストンピンに組付けていた。従ってピス
トンが往復運動するとピストンピンと小端部3に固定さ
れているブツシュ7との間、及びクランクシャフトと大
端部2のベアリング6との間で摺動運動する構造と力っ
ている。
部2、小端部3よすなシ、大端部2は2分割されてコン
ロッド本体1とキャップ4によシ軸受孔5を形成してい
る。そして大端部2においては従来は厚さ約2Trnn
のスブリットタ・イブのベアリング6を介してクランク
シャフトに組付けられており、ベアリングとしては鋼板
の上にケルメツトを焼結し、オーバレイメッキしたもの
あるいはアルミ軸受合金を圧接し、またピストンピンと
小端部3を摺動可能にしたフローティングタイプのコン
ロッドでは小端部3に圧入した銅系バイメタルのブツシ
ュ7を介してピストンピンに組付けていた。従ってピス
トンが往復運動するとピストンピンと小端部3に固定さ
れているブツシュ7との間、及びクランクシャフトと大
端部2のベアリング6との間で摺動運動する構造と力っ
ている。
このようにコンロッドは大端部2にベアリング6が組付
けられ、小端部3に銅系のブツシュ7が圧入され、特に
小端部3では強度確保のために外径寸法が太きくなシ全
体としてコンロッドを重くしている。またコンロッドを
軽くするために単にベアリング6やブツシュ7を廃止し
たのでは軸受孔5が焼付くので問題の解決にならない。
けられ、小端部3に銅系のブツシュ7が圧入され、特に
小端部3では強度確保のために外径寸法が太きくなシ全
体としてコンロッドを重くしている。またコンロッドを
軽くするために単にベアリング6やブツシュ7を廃止し
たのでは軸受孔5が焼付くので問題の解決にならない。
本発明は上記の問題点に鑑2み、従来のベアリング及び
ブツシュに代る軸受機能を具えた軽量化されたコンロッ
ドの提供を目的とするものである。
ブツシュに代る軸受機能を具えた軽量化されたコンロッ
ドの提供を目的とするものである。
本発明者等はコンロッドの大端部におけるクランクシャ
フトとの摺動面及び小端部におけるピストンピンとの摺
動面にAL−Sn系またtiAノーPb系合金の溶射層
を形成せしめることによシ、従来のベアリング及びブツ
シュと同等の軸受性能が得られることを見出した。
フトとの摺動面及び小端部におけるピストンピンとの摺
動面にAL−Sn系またtiAノーPb系合金の溶射層
を形成せしめることによシ、従来のベアリング及びブツ
シュと同等の軸受性能が得られることを見出した。
すなわち本発明のコネクティングロッドは大端面及び小
端面のそれぞれの軸受面に厚さ20μm以上のAl−S
n系またViAl−Pb系またu Al−Sn−Pb系
合金の溶射層を形成せしめたことを特徴とするものであ
る。
端面のそれぞれの軸受面に厚さ20μm以上のAl−S
n系またViAl−Pb系またu Al−Sn−Pb系
合金の溶射層を形成せしめたことを特徴とするものであ
る。
通當、金属溶射法にはZL M、Sn、 Pb等が用い
られるが特にアルミニウムを鉄鋼表面に溶射するとFe
A43層が生成し耐高温酸化性が極めて良好となる。但
しMのみでは耐焼付性、耐摩耗性等に不足するので本発
明においてはAIKSn及び/またはpbを添加した。
られるが特にアルミニウムを鉄鋼表面に溶射するとFe
A43層が生成し耐高温酸化性が極めて良好となる。但
しMのみでは耐焼付性、耐摩耗性等に不足するので本発
明においてはAIKSn及び/またはpbを添加した。
Sn及びPbII′:L共通して摺動面の焼+Jき防止
及び相手部材になじませるのに効果がある。
及び相手部材になじませるのに効果がある。
次にAlK対するSn及びPbの添加比率について述べ
ると、Sn量が増加すると耐荷重性は良くなるが20重
量%以上になると靭性が低下し、かつ高価になる。一方
、5%以下では強度が低く、耐焼付性が向上しない。P
bについてFi16重量%以上添加すると耐摩耗性なら
びに強度が低下する。但し5重量%以下では耐焼付性が
向上しない。Sn及びPbの双方を添加する場合には同
様の理由でSn+Pb合計5ない(720重量%が好ま
−しい。
ると、Sn量が増加すると耐荷重性は良くなるが20重
量%以上になると靭性が低下し、かつ高価になる。一方
、5%以下では強度が低く、耐焼付性が向上しない。P
bについてFi16重量%以上添加すると耐摩耗性なら
びに強度が低下する。但し5重量%以下では耐焼付性が
向上しない。Sn及びPbの双方を添加する場合には同
様の理由でSn+Pb合計5ない(720重量%が好ま
−しい。
本発明においては、上記の合金にさらにCu、 Si、
Ni、 Cr等の々かの一種以上を最高5重量チまで′
添加してもよい。これらの金属は耐摩耗性を高めるうえ
に効果がある。
Ni、 Cr等の々かの一種以上を最高5重量チまで′
添加してもよい。これらの金属は耐摩耗性を高めるうえ
に効果がある。
加工後の溶射層の厚さを20μm以上としたのは2 C
1μm以下であると摩耗寿命が不足するからである。た
ソしあまり゛厚くするとコンロッド軽量化効果の減少、
溶射コスト上昇等の問題があるため150ないし200
μmが好ましい。このようにして本発明のコンロッドは
ベアリング及びブツシュを廃止して、その分だけ大端部
及び小端部の形状を縮少することができ、従来にくらべ
て20ないし90gの重量減となる。
1μm以下であると摩耗寿命が不足するからである。た
ソしあまり゛厚くするとコンロッド軽量化効果の減少、
溶射コスト上昇等の問題があるため150ないし200
μmが好ましい。このようにして本発明のコンロッドは
ベアリング及びブツシュを廃止して、その分だけ大端部
及び小端部の形状を縮少することができ、従来にくらべ
て20ないし90gの重量減となる。
以下、図面を参照して実施例を説明する。
実施例1
基材として855を用いて製作した第1図に示すコンロ
ッドのコンロッド本体部1及びキャップ4の軸受面8,
8匁らびに小端部6の円筒部の表面にAl−5%pbま
たFiAl−10% Sn合金の粉末をメテコ社のプラ
ズマ溶射装置を用いて溶射]7、厚さ2001zmの溶
射層9,10を形成させた後、機械加工を施して厚さ1
50μmとした。第2図は第1図中A ’−A方向の拡
大断面図を表わし、第3図は同じ(B−B方向の拡大断
面図を表わす。
ッドのコンロッド本体部1及びキャップ4の軸受面8,
8匁らびに小端部6の円筒部の表面にAl−5%pbま
たFiAl−10% Sn合金の粉末をメテコ社のプラ
ズマ溶射装置を用いて溶射]7、厚さ2001zmの溶
射層9,10を形成させた後、機械加工を施して厚さ1
50μmとした。第2図は第1図中A ’−A方向の拡
大断面図を表わし、第3図は同じ(B−B方向の拡大断
面図を表わす。
上記のコンロッドを4気筒4サイクルのガノリ/エンジ
ン(シリンダボア径8物、ストローク85欄、排気量1
839cc)にセットし、回転数!5.60 Or、p
/n、全負荷で600時間の連続試験を行なった結果、
摺動面における焼付きまたは摩耗を認めず従来のコノロ
ッドに比較して摩擦性能に変りがなかった。
ン(シリンダボア径8物、ストローク85欄、排気量1
839cc)にセットし、回転数!5.60 Or、p
/n、全負荷で600時間の連続試験を行なった結果、
摺動面における焼付きまたは摩耗を認めず従来のコノロ
ッドに比較して摩擦性能に変りがなかった。
実施例2
JIS規格S55の平板試験片(60陥×30論×5恒
)に(5)実施例1と同様Al〜5チpb粉末を溶射、
(B)Al−、−104Sn粉末を溶射または(Q B
%Pb−4%Sn−14Zn−残部Cuの合金を焼結
層ニレ、さらに研削加工を施した。溶射層及び焼結層の
厚さはa、15鰭でちる。上記の試験片及び比較材とし
て無処理の試験片(至)ならびに相手部材として、クロ
ム鋼(JIS相当規格5Cr22H)を用いて製作した
外径25.6y@内径200ス厚で16簡の円筒部材に
浸炭焼入れしたものてよシ焼付き試験を行なった。
)に(5)実施例1と同様Al〜5チpb粉末を溶射、
(B)Al−、−104Sn粉末を溶射または(Q B
%Pb−4%Sn−14Zn−残部Cuの合金を焼結
層ニレ、さらに研削加工を施した。溶射層及び焼結層の
厚さはa、15鰭でちる。上記の試験片及び比較材とし
て無処理の試験片(至)ならびに相手部材として、クロ
ム鋼(JIS相当規格5Cr22H)を用いて製作した
外径25.6y@内径200ス厚で16簡の円筒部材に
浸炭焼入れしたものてよシ焼付き試験を行なった。
すなわちこれらの試験片に滑滑油としてキャッスルモー
ターオイル5W−30を供給し、水平面で回転させなが
ら上から円筒部材を押しつけ荷重を10に9fから50
0に9fまで増加させながら摩擦係数を測定し、摩擦係
数が急上昇したところで焼付き限度荷重とした。第4図
はその試験結果を示し各柱状グラフの頂部が焼付き限度
荷重を示す。すなわちブツシュあるいはベアリングを単
純に廃止すると試験片(ト)の如く焼付き限度荷重は約
200にりfとなり、従来の軸受材に相当する試験片(
qより非常に低くなるが、本発明に相当する試験片(A
、(Bの場合は500に9fでも焼付きは発生せず従来
の軸受材にまさる耐焼付き性を示している。
ターオイル5W−30を供給し、水平面で回転させなが
ら上から円筒部材を押しつけ荷重を10に9fから50
0に9fまで増加させながら摩擦係数を測定し、摩擦係
数が急上昇したところで焼付き限度荷重とした。第4図
はその試験結果を示し各柱状グラフの頂部が焼付き限度
荷重を示す。すなわちブツシュあるいはベアリングを単
純に廃止すると試験片(ト)の如く焼付き限度荷重は約
200にりfとなり、従来の軸受材に相当する試験片(
qより非常に低くなるが、本発明に相当する試験片(A
、(Bの場合は500に9fでも焼付きは発生せず従来
の軸受材にまさる耐焼付き性を示している。
上記の記載より明らかな如く、本発明のコンロッドはベ
アリング及び小端部のブツシュの廃止+rcよシコンロ
ッドの重量を軽減し、その結果、クランクシャフトにか
\る慣性力が減少する。
アリング及び小端部のブツシュの廃止+rcよシコンロ
ッドの重量を軽減し、その結果、クランクシャフトにか
\る慣性力が減少する。
そのため、クランクシャフトの細径化ひいては車体の軽
量化が可能となる。
量化が可能となる。
すた本発明のコンロッドは直接、軸受層が形成されてい
るので熱伝導性がよく、軸受部の温度上昇がない。セし
て溶射層は本来、多孔質であるため潤滑油の保持性が良
好であることもあって高速エンジンでの焼付き防止に効
果がある。
るので熱伝導性がよく、軸受部の温度上昇がない。セし
て溶射層は本来、多孔質であるため潤滑油の保持性が良
好であることもあって高速エンジンでの焼付き防止に効
果がある。
さらにベアリング及びブツシュの廃止に伴なa軸受部分
の組立て作業が簡略化し生産性が向上する。
の組立て作業が簡略化し生産性が向上する。
第1図に本発明によるコンロッドの平面図を表わし、
第2図は第1図中AA方向の断面図を表わし、第々−図
は第1図中BB方向の断面図を表わし、第4図は実施例
2の試験結果のグラフを表わし、 第5図は従来のコンロッドの平面図を表わす。 図中、 1・−・コノロッド本体 2・・・大略部3・・・/
ト5り1シ1述 4・・キャンプ5・・軸受
孔 6・−・ベアリング7・・・ブツシュ
8・・・軸受面9.10・・・溶射層 特許出願人 トヨタ自動車株式会社牙1図
は第1図中BB方向の断面図を表わし、第4図は実施例
2の試験結果のグラフを表わし、 第5図は従来のコンロッドの平面図を表わす。 図中、 1・−・コノロッド本体 2・・・大略部3・・・/
ト5り1シ1述 4・・キャンプ5・・軸受
孔 6・−・ベアリング7・・・ブツシュ
8・・・軸受面9.10・・・溶射層 特許出願人 トヨタ自動車株式会社牙1図
Claims (1)
- 大端面及び小端面のそれぞれの軸受面に厚さ20μm
以上のAl−Sn系またはAl−Pb系またはAl−S
n−Pb系の合金の溶射層を形成せしめたことを特徴と
するコネクテイングロツド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59128225A JPS616421A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | コネクテイングロツド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59128225A JPS616421A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | コネクテイングロツド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS616421A true JPS616421A (ja) | 1986-01-13 |
Family
ID=14979585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59128225A Pending JPS616421A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | コネクテイングロツド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS616421A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996004485A1 (de) * | 1994-08-01 | 1996-02-15 | Gerold Pankl | Pleuelstange |
FR2772847A1 (fr) * | 1997-12-24 | 1999-06-25 | Renault | Bielle a coussinet integre, son procede de fabrication et alliage pour la fabrication d'un tel coussinet integre |
WO2000070234A1 (en) * | 1999-05-13 | 2000-11-23 | United Engineering Forgings Ltd. | A connecting rod for an internal combustion engine |
JP2001511484A (ja) * | 1997-07-28 | 2001-08-14 | フオルクスワーゲン・アクチエンゲゼルシヤフト | 特に滑り軸受用のサーマルコーティング方法 |
US6329022B1 (en) * | 1997-07-28 | 2001-12-11 | Volkswagen Ag | Connecting rod with a high strength bearing layer |
US6367151B1 (en) * | 1997-07-28 | 2002-04-09 | Volkswagen Ag | Connecting rod with thermally sprayed bearing layer |
US6513238B1 (en) * | 1997-03-04 | 2003-02-04 | Volkswagen Ag | Connecting rod with thermally sprayed bearing layer |
US7951463B2 (en) * | 2004-03-10 | 2011-05-31 | Ulvac, Inc. | Water collapsible aluminum film |
-
1984
- 1984-06-21 JP JP59128225A patent/JPS616421A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996004485A1 (de) * | 1994-08-01 | 1996-02-15 | Gerold Pankl | Pleuelstange |
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JP2001511484A (ja) * | 1997-07-28 | 2001-08-14 | フオルクスワーゲン・アクチエンゲゼルシヤフト | 特に滑り軸受用のサーマルコーティング方法 |
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EP0926364A1 (fr) * | 1997-12-24 | 1999-06-30 | Renault | Bielle à coussinet intégré, son procédé de fabrication et alliage pour la fabrication d'un tel coussinet intégré |
WO2000070234A1 (en) * | 1999-05-13 | 2000-11-23 | United Engineering Forgings Ltd. | A connecting rod for an internal combustion engine |
US7951463B2 (en) * | 2004-03-10 | 2011-05-31 | Ulvac, Inc. | Water collapsible aluminum film |
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