JPWO2006059595A1 - 軸受付きコネクティングロッドの製造方法及び軸受付きコネクティングロッド - Google Patents

軸受付きコネクティングロッドの製造方法及び軸受付きコネクティングロッド Download PDF

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Abstract

軸受をコネクティングロッドとは別体に製造する工程及びコネクティングロッドに組付ける工程を不要となし得て、軸受付きコネクティングロッドの製造の工程、手間、コストを削減できるコネクティングロッドの製造方法を提供する。
コネクティングロッド１０における大端部１２の円形の大端穴１８の内面の内側に、軸受メタル材料の円筒成形体３８を内側部材として内嵌状態に挿入セットしておき、回転加圧工具２６のテーパ面３０を回転及び加圧下に押し付けて、円筒成形体３８を摩擦発熱により加熱軟化させ、軸受メタル材料の円筒成形体３８を軸方向及び半径方向外側に塑性流動させ、該大端穴１８内面に軸受メタル層２２を直接に接合形成する。

Description

この発明は軸受付きコネクティングロッドの製造方法及び軸受付きコネクティングロッドに関する。
車両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ネクティングロッドは、クランクシャフト側の大端部と、ピストン側の小端部と、それらの間のロッド部とを有する構成をなしており、小端部の円形の嵌合穴（小端穴）においてピストンピンに回転可能に嵌合結合され、また大端部の嵌合穴（大端穴）においてクランクピンに回転可能に嵌合結合される。
かかるコネクティングロッドには、大端部及び小端部の各嵌合穴の内面に全体として円筒形状をなすコンロッドベアリング（軸受）が組み込まれ、かかるコンロッドベアリングを介して各嵌合穴の内面がクランクピン，ピストンピンに回転可能に嵌合され、結合される。
従来においては、上記コンロッドベアリングをコネクティングロッドとは別体に予め製造しておき、そしてこれを各嵌合穴内面に組み付けた上で、このコンロッドベアリングを介してコネクティングロッドの大端部及び小端部をクランクピン及びピストンピンに結合するようにしていた。
従来このコンロッドベアリングは、裏金と呼ばれる約１．５ｍｍ厚の磨き帯鋼の薄板の上に約０．３ｍｍ厚の軸受メタル（合金）を接合して構成してあり、その製造には(1)軸受メタル鋳造、(2)薄板化、(3)裏金と軸受メタルのクラッド化、(4)機械加工と複雑な工程を要しており、その製造に多大な手間と時間及びコストを要していたのに加えて、コンロッドベアリングのコネクティングロッドへの組付時には高い精度が要求され、その取扱いにも注意を必要としていた。
詳しくはその組付けの際に異物混入やクリアランス精度が問題となって、その組付けに困難と注意を要し、加えて焼付きや疲労、コンロッドベアリングの共回り、フレッチング（微振動が発生し、コンロッドベアリング外径やコネクティングロッド嵌合穴内面の磨耗に起因する磨耗粉による損傷）等によってベアリングが損傷を生じるといった問題があった。
これに対し、嵌合穴内面に軸受メタル材を溶射にてコーティングし、嵌合穴内面に軸受メタル層（軸受）を形成するといったことも提案されているが、この溶射の場合、コネクティングロッド側の下地に欠陥があると密着性が悪くなり、また溶射による軸受メタル層は下地と融合していないため剥離強度が低いといった問題がある。
加えてこの溶射にて軸受メタル層を形成する場合、コネクティングロッドにおける小端部の嵌合穴（小端穴）内に溶射ガンを挿入することができないため、斜めからの溶射となって密着力が低くなり、軸受メタル層の剥離や割れに繋がるといった問題がある。
尚、下記特許文献１にはすべり軸受構造についての発明が示されて、そこにおいてコンロッドベアリングを裏金と軸受メタルとで構成し、そしてコンロッドベアリングのフレッチング磨耗等を抑制するために、裏金外周面にショットピーニング等を施すことで硬度を高める点が開示されている。
しかしながらこのものは、コンロッドベアリングをコネクティングロッドとはあらかじめ別体に製造しておいて、これをコネクティングロッドに組み付けるように成している点で本発明とは異なっている。
特許文献２には、軸受付きコネクティングロッドの製造方法についての発明が示され、そこにおいてキャップ一体形状のコネクティングロット成形体の嵌合穴に、リング状の軸受メタルを嵌合させた状態で焼結させることにより、軸受メタルを嵌合穴に溶浸させ、その後にキャップ部を切り離す技術が開示されている。しかしこの発明は、リング状の軸受メタルをコネクティングロットとは予め別体に製造しておいて、その後にコネクティングロッドの嵌合穴に組付結合するものであり、本発明とは異なっている。
特開平９−２２２１１７号公報 特開平９−１３７２０２号公報
本発明はこのような事情を背景とし、軸受をコネクティングロッドとは別体に製造する工程及びコネクティングロッドに組み付ける工程を不要となし得て、軸受付きコネクティングロッドの製造の工程、手間、コストを削減できるとともに、軸受がコネクティングロッドと別体であることに起因して生ずる上記の各種問題を解消することのできる軸受付きコネクティングロッドの製造方法及び軸受付きコネクティングロッドを提供することを目的としてなされたものである。
而して請求項１は軸受付きコネクティングロッドの製造方法に関するもので、コネクティングロッドにおける大端部及び／又は小端部の円形の嵌合穴の内面の内側に、軸受メタル材料を予め該円形内面に対応した断面形状の円筒体に成形して成る円筒成形体を内側部材として内嵌状態に挿入セットしておき、該円筒成形体の軸方向端面に対して、外径が該嵌合穴の内径よりも小且つ該円筒成形体の内径よりも大であって、軸方向且つ進行方向端部の外周面を実質的にテーパ面となした円盤状の回転加圧部を有する回転加圧工具の該テーパ面を回転及び加圧下に押し付けて、該円筒成形体を摩擦発熱により加熱軟化させ、更に該回転加圧部を回転させつつ且つ該回転加圧工具の該回転加圧部以外の部分を該円筒成形体に接触させることなく軸方向に進行させて、該進行に伴い前記軸受メタル材料から成る前記円筒成形体を該進行方向と同じ軸方向及び半径方向外側に塑性流動させ、該嵌合穴内面に軸受メタル層を直接に接合形成することを特徴とする。
請求項２は、請求項１において、前記コネクティングロッドを前記嵌合穴の軸心が一致する状態に複数積み重ねておき、各々の嵌合穴を合わせた全体の軸方向長に対応した長さを有する前記軸受メタル材料の前記円筒成形体を、複数のコネクティングロッドの各嵌合穴にまたがるように内側に挿入セットしておき、前記回転加圧工具の回転及び軸方向の進行により、各コネクティングロッドの各々の嵌合穴内面に前記軸受メタル層を直接に接合形成した後、各コネクティングロッドに分割することを特徴とする。
請求項３は軸受付きコネクティングロッドに関するもので、コネクティングロッドにおける大端部及び／又は小端部の円形の嵌合穴の内面に、軸受メタル材料を摩擦発熱により且つ加圧下に塑性流動させて該内面に直接接合して成る円筒形状の軸受メタル層が形成してあることを特徴とする。
 発明の作用・効果
以上のように請求項１は、コネクティングロッドにおける円形の嵌合穴の内面の内側に、軸受メタル材料の円筒成形体を内側部材として内嵌状態に挿入セットしておく一方、回転加圧工具における円盤状の回転加圧部、詳しくはその軸方向且つ進行方向外周面のテーパ面を回転させつつ、加圧下に軸受メタル材料の円筒成形体の軸方向端面に押し付けて、その押し付けた部分を摩擦発熱により加熱軟化させ、更に回転加圧部を回転させつつ、また回転加圧工具の回転加圧部以外の部分を円筒成形体に接触させることなく軸方向に進行させて、円筒成形体を摩擦発熱により上記の進行方向と同じ軸方向及び半径方向外側に塑性流動させ、コネクティングロッドの嵌合穴内面に軸受メタル層を直接に接合し、軸受を構成するものである。
このように本発明の製造方法は回転加圧工具、詳しくは円盤状の回転加圧部におけるテーパ面からの加圧及び回転により、嵌合穴内面の内側にセットした軸受メタル材料を摩擦発熱により加熱軟化及び塑性流動させて、嵌合穴内面に直接に軸受メタル層を接合形成するものであることから、従来行っていた裏金と軸受メタルとから成るコンロッドベアリングを多数の工程を経て別途に製造する必要が無くなり、更にまたこれをコネクティングロッドに組み込む工程も不要となし得て、軸受付きコネクティングロッドの製造工程を削減し得、所要コストも低減することができる。
しかもこのようにして形成した軸受メタル層は、嵌合穴内面に強固に接合した状態となるため、従来のようにコンロッドベアリングをコネクティングロッドと別体に製造して組み付けた場合に生じる上記問題点を解消することが可能となる。
その他本発明の製造方法では、軸受メタル材料に対する回転加圧工具の外周面の接触面積を可及的に少なくし得ることから、その接触面で焼付きを生じるといった不具合を回避することができ、加えて嵌合穴内面の軸受メタル層を軸方向に均等な厚みで形成することができる。
また従来のコンロッドベアリングにおける板厚１〜１．５ｍｍ程度の裏金が不要となることによって、コネクティングロッド全体の小型化軽量化を計ることができ、その結果自動車用エンジンの高出力化或いは燃費向上効果が得られ、更に裏金が不要となったことにより熱伝導率が改善されて放熱性の向上が期待でき、エンジンの高出力化に更に寄与する効果も得られる。
次に請求項２の製造方法は、コネクティングロッドを嵌合穴の軸心が一致する状態に複数積み重ねておき、各々の嵌合穴を合わせた全体の軸方向長に対応した長さを有する軸受メタル材料の円筒成形体を、複数のコネクティングロッドの各嵌合穴に跨るように内部に挿入セットしておき、回転加圧工具の回転及び軸方向の進行により、各嵌合穴内面に軸受メタル層を直接に連続して接合形成した後、各コネクティングロッドに分割するようになしたもので、この製造方法によれば、多数のコネクティングロッドの嵌合穴内面に効率高く軸受メタル層を接合形成することができる。
従ってこの製造方法は特に大量生産の際の製造方法として好適なものである。
次に請求項３は、軸受付きコネクティングロッドに関するもので、この軸受付きコネクティングロッドは、大端部及び／又は小端部の円形の嵌合穴の内面に軸受メタル材料を摩擦発熱により且つ加圧下に塑性流動させてその内面に直接接合して成る円筒形状の軸受メタル層を形成して成るものであり、かかる軸受付きコネクティングロッドにあっては裏金を有しないものであることから、軸受付きコネクティングロッド全体が小型化，軽量化し、自動車用エンジンの高出力化或いは燃費向上に寄与することができる。更に裏金を有しないことから熱伝導率が改善されて放熱性を向上させることができる。
しかもその軸受メタル層は、摩擦発熱により加圧下で嵌合穴内面に強固に接合した状態にあるから、嵌合穴内面からの軸受メタル層の剥離の問題を生じない。
本発明の一例としての軸受（軸受メタル層）付きコネクティングロッドを示した図である。 本発明の一実施形態である図１の軸受メタル層の形成方法の要部工程の説明図である。 同実施形態の軸受メタル層の形成方法の説明図である。 同実施形態の軸受メタル層の形成方法における加工度の説明図である。 同実施形態の形成方法において用いる軸受メタル材料の円筒成形体の例を示した図である。 同実施形態の軸受メタル層の形成方法で採用する制御方式の説明図である。 軸受メタル層の形成が完了した後のコネクティングロッドの加工工程の説明図である。 本発明の他の実施形態の軸受メタル層の形成方法のの説明図である。 本発明の実施形態に対する比較例を説明する比較例図である。
符号の説明
１０ コネクティングロッド
１２ 大端部
１４ 小端部
１８ 大端穴（嵌合穴）
２０ 小端穴（嵌合穴）
２２，２４ 軸受メタル層（軸受）
２６ 回転加圧工具
２８ 回転加圧部
３０ テーパ面
３８ 円筒成形体
次に本発明の実施形態を図面に基づいて以下に詳しく説明する。
図１において、１０はコネクティングロッドで、大端部１２と小端部１４及びそれらの間のロッド部１６とを有している。
大端部１２にはクランクピンとの嵌合用の大端穴１８（嵌合穴）が、また小端部１４にはピストンピンとの嵌合用の小端穴２０（嵌合穴）が備えられており、それぞれにおいてクランクピン、ピストンピンに回転可能に嵌合状態に結合されるようになっている。
これら大端穴１８及び小端穴２０のそれぞれの内面には、対応する断面形状の薄肉且つ円筒形状の軸受メタル層２２，２４が直接に接合形成されており、大端部１２及び小端部１４はそれら軸受メタル層２２，２４を介してクランクピン，ピストンピンにそれぞれ回転可能且つ嵌合状態に結合される。
ここで大端部１２は半割とされており、それらがボルト及びナットにて締結されている。
図２及び図３に大端穴１８内面への軸受メタル層２２の形成方法が具体的に示してある。
尚小端部１４側の軸受メタル層２４の形成方法も基本的に同様であるので、以下大端部１２側の軸受メタル層２２の形成方法についてのみ具体的に説明する。
図２において２６は回転加圧工具で、２８はその主体をなす円盤状の回転加圧部である。
この回転加圧部２８は、軸方向且つ進行方向（図中下向き方向）端部の外周面がテーパ面３０とされている。
この回転加圧工具２６は、実質的にこの円盤状の回転加圧部２８におけるテーパ面３０で後述の軸受メタル材料から成る円筒成形体３８（肉厚は１〜５ｍｍ程度）を摩擦発熱させ、図中下向き及び半径方向外向きに加圧して軸受メタル材料を塑性流動させる。
この円盤状の回転加圧部２８には、下側のテーパ面３０に続いて図中上側に、（軸方向長の短い）軸方向と平行なストレート形状の内径規制面３２が軸方向に小寸法で僅かに形成されている。
内径規制面３２は、後述の軸受メタル層２２の内径を定める働きをなす部分である。このストレート形状の内径規制面３２は場合によって省略しても良い。
尚この円盤状の回転加圧部２８は、その直径Ｄに対して厚みＴをＴ／Ｄ＝０．３以下としておく。
３４は回転加圧工具２６における連結部であって、この連結部３４は、円盤状の回転加圧部２８と回転加圧装置とを連結するための部分であって、実質的に加工部を構成しておらず、加工に際して円筒成形体３８と非接触となるように外径が小径とされている。
尚、３６はバックアップ部材である。
本実施形態では、図３（Ｉ）に示しているように予め円筒状に成形した軸受メタル材料の円筒成形体３８を内側部材として大端穴１８内面に内嵌状態に挿入セットしておく。
そして図３（II）に示しているように、回転加圧装置に連結された回転加圧工具２６の円盤状の回転加圧部２８、詳しくはそのテーパ面３０を回転させながら円筒成形体３８の図中上端面に押し付け、その押付時の摩擦発熱で円筒成形体３８即ち軸受メタル材料を加熱軟化させる。
尚円盤状の回転加圧部２８は、その外径が大端穴１８の内径よりも小さく、また円筒成形体３８の内径よりも大きくされている。
この実施形態では、このようにして回転加圧工具２６、具体的には円盤状の回転加圧部２８を回転させながら図中軸方向の下向きに押込んで行き、バックアップ部材３６を同方向に移動させつつ軸受メタル材料をその進行方向と同方向の軸方向及び半径方向外側に塑性流動させる。
これにより大端穴１８の円形内面に軸受メタル層２２が円筒形状に直接に且つ強固に形成され且つ接合される。
このときの回転加圧部２８による円筒成形体３８の加工度は７％以上としておくことが望ましい。
ここで加工度は、図４に示しているように円筒成形体３８の当初の肉厚をｔ０，加工後の肉厚をｔ１としたとき、ｔ１／ｔ０×１００（％）で表される。
これは板材を圧延等したときの圧下率と類似の概念である。
このように７％以上の加工度で加工を行うことによって、軸受メタル層２２を良好に大端穴１８内面に圧着接合することができる。
本実施形態において、円筒成形体３８は図５（Ａ）に示しているように大端穴１８内面の内側への挿入前において周方向に継目無く連続した円筒形状を成しているものを好適に用いることができる。
またこのような周方向に継目の無い連続した円筒形状の円筒形成形体３８は例えば鋳造，引抜加工，押出加工等様々な加工方法にて成形したものを用いることができる。
本実施形態ではまた、図５（Ｂ）に示しているようにかかる円筒成形体３８として、板を丸めて円筒状にしたものを用いることもできる。
そのような場合であっても、回転加圧工具２６による加工によって成形中に継目無しの円筒形状の軸受メタル層２２が形成される。
ここで軸受メタル材料としては鋳造，粉末焼結，メカニカルアロイ，圧延或いは展伸材等を使用することが可能である。
特に粉末焼結，鋳造体等は特定の機能付与のための組成としたときに、その脆化が後の加工において割れ等に繋がる問題があるが、本実施形態の方法では摩擦発熱で塑性流動を生ぜしめるため、割れや剥離等は生じない。
更に結晶粒微細化効果も顕著である。
この軸受メタル材料としてはAlをベースとした合金或いはCuをベースとした合金を好適に用いることができる。
ここでAlをベースとした合金として例えばAl-Sn合金，Al-Bi合金等を例示することができる。
一方Cuをベースとした合金としてはCu-Sn合金等を例示することができる。
尚コネクティングロッド１０自体としては、鋳造にて構成したもの，鍛造にて構成したもの或いは焼結にて構成したもの等種々のものを用いることができる。
またその材質としてはＳ５５Ｃ等の炭素鋼やＳＣＭ４３５等のクロムモリブデン鋼（機械構造用鋼）、或いはチタン合金（Ti-６Al-４V等）やアルミ合金等を好適に用いることができる。
一方回転加圧工具２６、特に回転加圧部２８は軸受メタル材料よりも高融点の材料が使用され、回転加圧部２８の最外径は上記のように大端穴１８の内径よりも小さくされる。
そして大端穴１８の内面に接合形成される軸受メタル層２２の厚みは、その大端穴１８の内径と回転加圧部２８の外径との差によって決定され、回転加圧部２８の外径を変えることによって軸受メタル層２２の肉厚は任意に変更することができる。
尚その軸受メタル層２２の肉厚は０．５〜１．５ｍｍ程度で十分である。
その他軸受メタル層２２の形成に際して、コネクティングロッド１０を予熱することによって軸受メタル層２２の密着性を向上させ、或いは熱量過多の場合には水冷を行うなど、温度管理を行うと効果的である。
更に回転加圧工具２６、詳しくは回転加圧部２８の寿命を増加させるために工具鋼の焼入れ焼戻しの熱処理，プラズマ粉体肉盛溶接，溶射等の表面改質を行うのも効果的である。
またその内部に冷却水を通して冷却すると、回転加圧工具２６の寿命を延長することができ効果的である。
本実施形態において、回転加圧部２８と軸受メタル材料との界面温度は軸受メタル材料の溶融点以下１００℃程度の温度範囲が適当であるが、状態図から判断して固液相の温度差の大きいものは一部溶融しても特段の問題はない。
また回転数は内径５０ｍｍ程度の場合、概ね１５００ｒｐｍ以下で良い結果が得られているが、小型になれば回転数の高い方に適正範囲がある。
尚回転加圧部２８における上記テーパ面３０は、進行方向の前端から後方（図中上方）に進むにつれて漸次大径化する形状の面であれば厳密なテーパ形状の面でなくても良く、多少湾曲した面と成しておいても良い。
また回転加圧工具２６にて円筒成形体３８を摩擦発熱させて塑性流動させる際、図６に示しているように当初円盤状の回転加圧部２８のテーパ面３０を、円筒成形体３８の上端面に低い圧力で押し付けて摩擦発熱を生ぜしめ、その後に軸方向に大きな推力を加えて円筒成形体３８を塑性流動させるようになすことができる。
ここで図６中横軸は時間を表わし、縦軸は回転加圧部２８から円筒成形体３８に加える圧力を表わしている。
また同図中（イ）は圧力を一定に制御して加工を行う場合であり、また（ロ）は回転加圧部２８の変位を一定に制御して加工を行う場合であり、また（ハ）はそれらを混合して加工制御する場合のパターンを表わしている。
さて以上のようにして大端穴１８の内面に軸受メタル層２２を、また小端穴２０の内面に軸受メタル層２４を形成したら（図７(Ｉ)参照）、次に図７（II）に示しているように大端部１２を半割にし、クランクピンとの組付けの際にそれらをボルト及びナットにて締結し、一体化する。
このように本実施形態の製造方法は、回転加圧工具２６、詳しくは円盤状の回転加圧部２８におけるテーパ面３０からの加圧及び回転により、大端穴１８内面の内側にセットした円筒成形体３８を摩擦発熱により加熱軟化及び塑性流動させて、大端穴１８内面に直接に軸受メタル層２２を接合形成するものであることから、従来行っていた裏金と軸受メタルとから成るコンロッドベアリングを多数の工程を経て別途に製造する必要が無くなり、更にまたこれをコネクティングロッド１０に組み込む工程も不要となし得、軸受付きコネクティングロッドの製造工程を削減し得て、所要コストも低減することができる。
しかもこのようにして形成した軸受メタル層２２は、コンロッドベアリングをコネクティングロッドと別体に製造して組み付けた場合と比較して、大端穴１８内面に強固な接合状態とすることができる。
その他本実施形態の製造方法では、軸受メタル材料に対する回転加圧工具２６の外周面の接触面積を可及的に少なくし得ることから、その接触面で焼付きを生じるといった不具合を回避することができ、加えて大端穴１８内面の軸受メタル層２２を軸方向に均等な厚みで形成することができる。
また従来のコンロッドベアリングにおける板厚１〜１．５ｍｍ程度の裏金が不要となることによって、コネクティングロッド全体の小型化軽量化を計ることができ、その結果自動車用エンジンの高出力化或いは燃費向上効果が得られ、更に裏金が不要となったことにより熱伝導率が改善されて放熱性の向上が期待でき、エンジンの高出力化に更に寄与する効果も得られる。
図８は本発明の他の実施形態を示している。
この実施形態では、コネクティングロッド１０を大端穴１８の軸心が一致する状態に複数積み重ねておき、各々の大端穴１８を合わせた全体の軸方向長に対応した長さを有する軸受メタル材料の円筒成形体３８を、各大端穴１８に跨るようにして内部に挿入セットしておき、回転加圧工具２６の回転及び軸方向の進行により、各コネクティングロッド１０の大端穴１８の内面に軸受メタル層２２を連続的に且つ各大端穴１８の内面に直接に接合形成した後、各コネクティングロッド１０に分割する。
この製造方法によれば、多数のコネクティングロッド１０の大端穴１８内面に効率高く軸受メタル層２２を接合形成することができる。
従ってこの製造方法は、特に大量生産の際の製造方法として好適なものである。
図９は上記実施形態に対する比較例を示したものである。
図中（イ）はコネクティングロッド１０単体の大端穴１８内面に軸受メタル層２２を形成する場合を、また（ロ）はコネクティングロッド１０を複数積み重ねておいて、それらの大端穴１８の内面に軸受メタル層２２を連続して形成する場合を表わしている。
この比較例では、ブロック状の軸受メタル材料３８Ａを大端穴１８の内部且つ底部の位置にセットしておき、そして円柱状の加圧ロッド４０Ａを回転させながら大端穴１８内に挿入するとともに、図中下向きの前進移動によって軸受メタル材料３８Ａを加圧し、そして加圧ロッド４０Ａの回転に伴う摩擦発熱によって軸受メタル材料３８Ａを加熱軟化して塑性流動させ、そしてこれを加圧ロッド４０Ａの外周面と大端穴１８内面との間の隙間に沿って底部側から図中上向きに押し上げて（這い上がらせて）、大端穴１８内面に軸受メタル層２２を形成するものである。
しかしながらこの比較例の場合、加熱軟化し塑性流動化した軸受メタル材料３８Ａが、加圧ロッド４０Ａの外周面と大端穴１８内面との間の隙間に沿って上向きに塑性流動する過程で、加圧ロッド４０Ａの外周面或いは大端穴１８内面との摩擦等による抵抗が働いて加圧ロッド４０Ａの外周面と大端穴１８内面との間の微小な隙間に沿って円滑に上向きに塑性流動せず、またその間に温度も低下してますます抵抗は大きくなり、これがため十分な高さ（軸方向長）に亘って軸受メタル層２２を形成することが難しい場合がある外、下部において軸受メタル層２２の厚みが厚く、上部でその厚みが薄くなるなど軸受メタル層２２の厚みが不均等となり易いといった問題を有する。
加えてこの比較例の場合、加圧ロッド４０Ａの外周面全体が広い面積に亘って軸受メタル材料３８Ａないし軸受メタル層２２の内面と摩擦接触するため、その際の発熱で焼付きが生じてしまって、円滑に軸受メタル層２２を形成及び接合することが難しいといった問題を有する。
特にコネクティングロッド１０を複数積み重ねた状態で軸受メタル層２２を形成する図９（ロ）の方法の場合、こうした問題が顕著に生じ易い。
しかるに上記の本実施形態によればこうした問題を生じず、軸受メタル層２２を大端穴１８内面に円滑に形成及び接合することができる。
以上本発明の実施形態を詳述したがこれらはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様形態で実施及び構成可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
［００１２］
本発明はこのような事情を背景とし、軸受をコネクティングロッドとは別体に製造する工程及びコネクティングロッドに組み付ける工程を不要となし得て、軸受付きコネクティングロッドの製造の工程、手間、コストを削減できるとともに、軸受がコネクティングロッドと別体であることに起因して生ずる上記の各種問題を解消することのできる軸受付きコネクティングロッドの製造方法及び軸受付きコネクティングロッドを提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
［００１３］
而して請求項１は軸受付きコネクティングロッドの製造方法に関するもので、コネクティングロッドにおける大端部及び／又は小端部の円形の嵌合穴の内面の内側に、軸受メタル材料を予め該円形内面に対応した断面形状の円筒体に成形して成る円筒成形体を内側部材として内嵌状態に挿入セットしておき、該円筒成形体の軸方向端面に対して、外径が該嵌合穴の内径よりも小且つ該円筒成形体の内径よりも大であって、軸方向且つ進行方向端部の外周面を実質的にテーパ面となした、直径Ｄに対して厚みＴがＴ／Ｄ＝０．３以下の且つ該テーパ面の小径側の直径が該円筒成形体の内径よりも小径である円盤状の回転加圧部を有する回転加圧工具の該テーパ面を回転及び加圧下に押し付けて、該円筒成形体を摩擦発熱により加熱軟化させ、更に該回転加圧部を回転させつつ且つ該回転加圧工具の該回転加圧部以外の部分を該円筒成形体に接触させることなく軸方向に進行させて、該進行に伴い前記軸受メタル材料から成る前記円筒成形体を該進行方向と同じ軸方向及び半径方向外側に塑性流動させ、該嵌合穴内面に軸受メタル層を直接に接合形成することを特徴とする。
［００１４］
請求項２は、請求項１において、前記コネクティングロッドを前記嵌合穴の軸心が一致する状態に複数積み重ねておき、各々の嵌合穴を合わせた全体の軸方向長に対応した長さを有する前記軸受メタル材料の前記円筒成形体を、複数のコネクティングロッドの各嵌合穴にまたがるように内側に挿入セットしておき、前記回転加圧工具の回転及び軸方向の進行により、各コネクティングロッドの各々の嵌合穴内面に前記軸受メタル層を直接に接合形成した後、各コネクティングロッドに分割することを特徴とする。
［００１５］
請求項３は軸受付きコネクティングロッドに関するもので、コネクティングロッドにおけ

Claims (3)

  1. コネクティングロッドにおける大端部及び／又は小端部の円形の嵌合穴の内面の内側に、軸受メタル材料を予め該円形内面に対応した断面形状の円筒体に成形して成る円筒成形体を内側部材として内嵌状態に挿入セットしておき、該円筒成形体の軸方向端面に対して、外径が該嵌合穴の内径よりも小且つ該円筒成形体の内径よりも大であって、軸方向且つ進行方向端部の外周面を実質的にテーパ面となした円盤状の回転加圧部を有する回転加圧工具の該テーパ面を回転及び加圧下に押し付けて、該円筒成形体を摩擦発熱により加熱軟化させ、更に該回転加圧部を回転させつつ且つ該回転加圧工具の該回転加圧部以外の部分を該円筒成形体に接触させることなく軸方向に進行させて、該進行に伴い前記軸受メタル材料から成る前記円筒成形体を該進行方向と同じ軸方向及び半径方向外側に塑性流動させ、該嵌合穴内面に軸受メタル層を直接に接合形成することを特徴とする軸受付きコネクティングロッドの製造方法。
  2. 請求項１において、前記コネクティングロッドを前記嵌合穴の軸心が一致する状態に複数積み重ねておき、各々の嵌合穴を合わせた全体の軸方向長に対応した長さを有する前記軸受メタル材料の前記円筒成形体を、複数のコネクティングロッドの各嵌合穴にまたがるように内側に挿入セットしておき、前記回転加圧工具の回転及び軸方向の進行により、各コネクティングロッドの各々の嵌合穴内面に前記軸受メタル層を直接に接合形成した後、各コネクティングロッドに分割することを特徴とする軸受付きコネクティングロッドの製造方法。
  3. コネクティングロッドにおける大端部及び／又は小端部の円形の嵌合穴の内面に、軸受メタル材料を摩擦発熱により且つ加圧下に塑性流動させて該内面に直接接合して成る円筒形状の軸受メタル層が形成してあることを特徴とする軸受付きコネクティングロッド。
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