JPH0819951B2 - 内燃機関の摺動部材 - Google Patents
内燃機関の摺動部材Info
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- JPH0819951B2 JPH0819951B2 JP31537187A JP31537187A JPH0819951B2 JP H0819951 B2 JPH0819951 B2 JP H0819951B2 JP 31537187 A JP31537187 A JP 31537187A JP 31537187 A JP31537187 A JP 31537187A JP H0819951 B2 JPH0819951 B2 JP H0819951B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- connecting rod
- layer
- internal combustion
- sliding member
- combustion engine
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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
- F16C33/20—Sliding surface consisting mainly of plastics
- F16C33/201—Composition of the plastic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、内燃機関で使用される摺動部材に関する。
（従来の技術） 内燃機関で使用される部材で摺動面をもつものは、耐
熱性と耐摩耗性が要求されるため、従来、鉄系合金鋼の
表面に浸炭処理を施したものが使用されていた。
熱性と耐摩耗性が要求されるため、従来、鉄系合金鋼の
表面に浸炭処理を施したものが使用されていた。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記のような材料では、最近の高速回
転をする内燃機関で使用される連接杆すなわちコンロッ
ドなどの部材としては不充分になってきており、より軽
い上に優れた耐熱性及び耐摩耗性を有する摺動部材が要
求されている。
転をする内燃機関で使用される連接杆すなわちコンロッ
ドなどの部材としては不充分になってきており、より軽
い上に優れた耐熱性及び耐摩耗性を有する摺動部材が要
求されている。
このような用途に適する材料としては、チタン又はチ
タン合金があるが、これらのチタン材は、いわゆるかじ
り性が大きいため相手部材の摩耗を速める欠点があり、
これを改善するためにチタン材の表面にNiメッキなどを
施しても、Niメッキ層は比較的摩耗し易い剥げ易い欠点
がある。
タン合金があるが、これらのチタン材は、いわゆるかじ
り性が大きいため相手部材の摩耗を速める欠点があり、
これを改善するためにチタン材の表面にNiメッキなどを
施しても、Niメッキ層は比較的摩耗し易い剥げ易い欠点
がある。
したがって、チタン材の軽量、耐熱性等の利点を保有
しながら、良好な摺動性をもつ部材を得ることが望まれ
ていた。
しながら、良好な摺動性をもつ部材を得ることが望まれ
ていた。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の事情に鑑み、その問題点を解決すべ
くなされたもので、その手段は、チタン又はチタン合金
製の摺動部材の摺動面にNiメッキを施し、Niメッキ層の
表面にショットピーニングを施して凹凸面を形成した
後、フッ素系樹脂コーティングを施したことを特徴とす
る。
くなされたもので、その手段は、チタン又はチタン合金
製の摺動部材の摺動面にNiメッキを施し、Niメッキ層の
表面にショットピーニングを施して凹凸面を形成した
後、フッ素系樹脂コーティングを施したことを特徴とす
る。
（作 用） 上記の手段を用いたため、ショットピーニングによっ
て、Ni層表面に微細な凹凸が形成されて樹脂コーティン
グ層の接着性が向上し、樹脂層の剥がれが防止される。
またショットピーニングによりNi層の表面に圧縮残留応
力が発生し、Ni層の疲労強度が向上するため該層の耐剥
離性を向上することができる。フッ素樹系脂層は、耐摩
耗性をもつ摺動部材として作用するほかに、若干の緩衝
作用を呈し、摺動面に微小な段差があってもこれにより
かじり又は摩耗が発生するのを防止することができる。
て、Ni層表面に微細な凹凸が形成されて樹脂コーティン
グ層の接着性が向上し、樹脂層の剥がれが防止される。
またショットピーニングによりNi層の表面に圧縮残留応
力が発生し、Ni層の疲労強度が向上するため該層の耐剥
離性を向上することができる。フッ素樹系脂層は、耐摩
耗性をもつ摺動部材として作用するほかに、若干の緩衝
作用を呈し、摺動面に微小な段差があってもこれにより
かじり又は摩耗が発生するのを防止することができる。
（実施例） 以下本発明の実施例を図面によって説明する。第１図
はＶ型４気筒４サイクルエンジンの要部を切断したもの
で、本発明は該エンジンのコンロッドの大端部に実施さ
れており、隣接する二個の大端部同士及び大端部とクラ
ンクウエブ間の摺動性を向上させている。
はＶ型４気筒４サイクルエンジンの要部を切断したもの
で、本発明は該エンジンのコンロッドの大端部に実施さ
れており、隣接する二個の大端部同士及び大端部とクラ
ンクウエブ間の摺動性を向上させている。
同図において符号１はクランクケース、２はクランク
シャフト、３はシリンダで該シリンダ３は片側の２個の
みが示されている。４はシリンダ３内に摺動自在に嵌装
されたピストン、５はピストン４の往復動をクランクシ
ャフト２に伝えるコンロッド、６はクランクシャフト２
の回転をカムシャフト７に伝えるカムギヤ群である。そ
して、上記コンロッド５に本発明が実施されている。
シャフト、３はシリンダで該シリンダ３は片側の２個の
みが示されている。４はシリンダ３内に摺動自在に嵌装
されたピストン、５はピストン４の往復動をクランクシ
ャフト２に伝えるコンロッド、６はクランクシャフト２
の回転をカムシャフト７に伝えるカムギヤ群である。そ
して、上記コンロッド５に本発明が実施されている。
このコンロッド５は、クランクシャフト２の左右のク
ランクピン2a、2aに２個ずつ、互いの大端部10が接し、
かつクランクウエブの側面2b、2bに接するよう隣合わせ
て配備されており、これら隣り合うコンロッド５同士
は、所定の挟み角を以て配備される２つのシリンダのそ
れぞれのピストン４に連結される。
ランクピン2a、2aに２個ずつ、互いの大端部10が接し、
かつクランクウエブの側面2b、2bに接するよう隣合わせ
て配備されており、これら隣り合うコンロッド５同士
は、所定の挟み角を以て配備される２つのシリンダのそ
れぞれのピストン４に連結される。
コンロッド５は、第２図に示すように、クランクシャ
フト２に連結される大端部10と、ピストン４にピストン
ピンを介して連結される小端部11と、両端部10、11を連
結する幹部12によって構成されている。大端部10は、小
端部11および幹部12が一体化されたロッド13の開口側
に、キャップ14をボルト15で固定することによって構成
されていて、その内周面には、ホワイトメタル等の軟か
い材料からなる半円弧状の軸受メタル（図示せず）が嵌
め合わされている。
フト２に連結される大端部10と、ピストン４にピストン
ピンを介して連結される小端部11と、両端部10、11を連
結する幹部12によって構成されている。大端部10は、小
端部11および幹部12が一体化されたロッド13の開口側
に、キャップ14をボルト15で固定することによって構成
されていて、その内周面には、ホワイトメタル等の軟か
い材料からなる半円弧状の軸受メタル（図示せず）が嵌
め合わされている。
そして、上記コンロッド５は、チタンあるいはチタン
合金（Ti−6Al−4V）によって作られ、大端部を形成す
るロッド13とキャップ14の側部表面10aには第３図に示
すようにNiメッキが施されてNiメッキ層P1、P2が形成さ
れ、その表面にはショットピーニングが施されて微細な
凹凸面P11、P21が形成され、さらにその上にはフッ素系
樹脂系コーティング層C1、C2が形成されている。上記Ni
メッキ層P1、P2の厚さは20μｍ内外、フッ素系樹脂コー
ティング層C1、C2の厚さt1は60μｍ内外が好ましく、あ
まり厚くすると却って剥れ易い。
合金（Ti−6Al−4V）によって作られ、大端部を形成す
るロッド13とキャップ14の側部表面10aには第３図に示
すようにNiメッキが施されてNiメッキ層P1、P2が形成さ
れ、その表面にはショットピーニングが施されて微細な
凹凸面P11、P21が形成され、さらにその上にはフッ素系
樹脂系コーティング層C1、C2が形成されている。上記Ni
メッキ層P1、P2の厚さは20μｍ内外、フッ素系樹脂コー
ティング層C1、C2の厚さt1は60μｍ内外が好ましく、あ
まり厚くすると却って剥れ易い。
上記コンロッド５においては、樹脂コーティング層
C1、C2によって摺動性が向上してかじり、焼付等が生じ
ることは防止され、さらに樹脂コーティング層C1、C2の
剛性が低く適度の柔軟性を有するため、なじみ性がよ
く、また局部面圧（エッジロード）が加わる場合でも、
コーティング層C1、C2の変形により、チタンあるいはチ
タン合金母材へ加わる面圧を下げることができる。この
コーティング層に二硫化モリブデンなどの潤滑材を含浸
させることにより動摩擦係数を減少させ耐久性を更に向
上させることができる。
C1、C2によって摺動性が向上してかじり、焼付等が生じ
ることは防止され、さらに樹脂コーティング層C1、C2の
剛性が低く適度の柔軟性を有するため、なじみ性がよ
く、また局部面圧（エッジロード）が加わる場合でも、
コーティング層C1、C2の変形により、チタンあるいはチ
タン合金母材へ加わる面圧を下げることができる。この
コーティング層に二硫化モリブデンなどの潤滑材を含浸
させることにより動摩擦係数を減少させ耐久性を更に向
上させることができる。
例えば、第２図に示すような２つ割りコンロッド５の
場合、ロッド13とキャップ14の合わせ部には、面一とな
るよう高精度で突き合わせたとしても、第３図に示すよ
うに６μｍ程度のギャップt0が生じるのは避け難い。と
ころが本発明のコンロッド５の場合、側部コーティング
層C1、C2の厚さt1が60μｍ程度に設定されているため、
隣接するコンロッド部材又はクランクウエブＺから側圧
が加わる場合でも、ロッド13あるいはキャップ14のう
ち、側方へ突き出ている側のコーティング層C1が変形し
て該コーティング層C1の厚さが僅かに減少すれば、隣接
する部材Ｚが他側のコーティング層C2に接触することと
なる。したがって極度の片当りが防止できる。
場合、ロッド13とキャップ14の合わせ部には、面一とな
るよう高精度で突き合わせたとしても、第３図に示すよ
うに６μｍ程度のギャップt0が生じるのは避け難い。と
ころが本発明のコンロッド５の場合、側部コーティング
層C1、C2の厚さt1が60μｍ程度に設定されているため、
隣接するコンロッド部材又はクランクウエブＺから側圧
が加わる場合でも、ロッド13あるいはキャップ14のう
ち、側方へ突き出ている側のコーティング層C1が変形し
て該コーティング層C1の厚さが僅かに減少すれば、隣接
する部材Ｚが他側のコーティング層C2に接触することと
なる。したがって極度の片当りが防止できる。
上述のことから本発明のコンロッド５は耐摩耗性およ
び片当りに対する耐久性が高まる。このことは、第４
図、第５図に示すように、従来のものとの比較において
も明らかである。
び片当りに対する耐久性が高まる。このことは、第４
図、第５図に示すように、従来のものとの比較において
も明らかである。
第４図は焼付に至る摺動時間、第５図は焼付が生じる
荷重を、従来の浸炭鋼のコンロッドＡとフッ素系樹脂コ
ーティング層を有するコンロッドＢについて実験した結
果を示すもので、コンロッドＡは27kg程度の荷重で約10
分で焼付が始まるが、コンロッドＢは、50時間以上焼付
が生ぜず、かつ前記荷重以上の高荷重に耐えることがで
きる。
荷重を、従来の浸炭鋼のコンロッドＡとフッ素系樹脂コ
ーティング層を有するコンロッドＢについて実験した結
果を示すもので、コンロッドＡは27kg程度の荷重で約10
分で焼付が始まるが、コンロッドＢは、50時間以上焼付
が生ぜず、かつ前記荷重以上の高荷重に耐えることがで
きる。
また。オイル切れの状態で摺動させた実験でも、樹脂
コーティング層が破損してもNi層の存在により、チタン
材が直接摺動するものに比べ焼付時間が長く、浸炭鋼に
よるものと同程度の焼付時間であった。
コーティング層が破損してもNi層の存在により、チタン
材が直接摺動するものに比べ焼付時間が長く、浸炭鋼に
よるものと同程度の焼付時間であった。
（発明の効果） 本発明は、以上のようにフッ素系樹脂コーティングに
よりチタン材に欠けていた摺動性、なじみ性等を向上さ
せたから、軽量のチタン材を摺動部をもつ運動部材とし
て使用することができ、高速化のために軽量であること
を必要とする部品としてのチタン材の用途を拡大するこ
とができる。しかも、チタン材の摺動面にNiメッキを施
し、Niメッキを施し、Niメッキ層の表面にショットピー
ニングを施して凹凸面を形成した後、フッ素系樹脂コー
ティングを施したので、該凹凸面によってフッ素系樹脂
コーティング層の接着力を増大させ、該コーティング層
の該Ni層からの耐剥離性を向上させると共に、ショット
ピーニングによりNi層の表面に圧縮残留応力が発生し、
Ni層の疲労強度が向上するために、該Ni層のチタン材か
らの耐剥離性が向上し、コンロッドの耐久性を向上させ
る。
よりチタン材に欠けていた摺動性、なじみ性等を向上さ
せたから、軽量のチタン材を摺動部をもつ運動部材とし
て使用することができ、高速化のために軽量であること
を必要とする部品としてのチタン材の用途を拡大するこ
とができる。しかも、チタン材の摺動面にNiメッキを施
し、Niメッキを施し、Niメッキ層の表面にショットピー
ニングを施して凹凸面を形成した後、フッ素系樹脂コー
ティングを施したので、該凹凸面によってフッ素系樹脂
コーティング層の接着力を増大させ、該コーティング層
の該Ni層からの耐剥離性を向上させると共に、ショット
ピーニングによりNi層の表面に圧縮残留応力が発生し、
Ni層の疲労強度が向上するために、該Ni層のチタン材か
らの耐剥離性が向上し、コンロッドの耐久性を向上させ
る。
また、特にコンロッドの大端部のように摺動面に段差
の生じることが避けられない部材においては、樹脂コー
ティング層の緩衝性によって段差部の片当りを防止で
き、該段差部及びこれに摺接する部材の摩耗及び衝撃を
防止することができる。
の生じることが避けられない部材においては、樹脂コー
ティング層の緩衝性によって段差部の片当りを防止で
き、該段差部及びこれに摺接する部材の摩耗及び衝撃を
防止することができる。
第１図は本発明を実施したコンロッドをもつ内燃機関の
縦断面図、第２図は該コンロッドの分解斜面図、第３図
は摺動部の断面図、第４図、第５図は性能比較線図であ
る。 P1、P2……Niメッキ層 P11、P21……凹凸面 C1、C2……フッ素系樹脂コーティング層
縦断面図、第２図は該コンロッドの分解斜面図、第３図
は摺動部の断面図、第４図、第５図は性能比較線図であ
る。 P1、P2……Niメッキ層 P11、P21……凹凸面 C1、C2……フッ素系樹脂コーティング層
Claims (1)
- 【請求項１】チタン又はチタン合金製の摺動部材の摺動
面にNiメッキを施し、Niメッキ層の表面にショットピー
ニングを施して凹凸面を形成した後、フッ素系樹脂コー
ティングを施したことを特徴とする、内燃機関の摺動部
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31537187A JPH0819951B2 (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | 内燃機関の摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31537187A JPH0819951B2 (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | 内燃機関の摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01158217A JPH01158217A (ja) | 1989-06-21 |
| JPH0819951B2 true JPH0819951B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=18064604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31537187A Expired - Fee Related JPH0819951B2 (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | 内燃機関の摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0819951B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2268982B (en) * | 1992-07-21 | 1996-03-13 | Dowty Aerospace Gloucester | Bearings |
| AT1151U1 (de) * | 1994-08-01 | 1996-11-25 | Pankl Gerold Ing | Pleuelstange |
| AT1150U1 (de) * | 1995-07-20 | 1996-11-25 | Pankl Gerold Ing | Pleuelstange |
| DE10062876C1 (de) * | 2000-12-16 | 2002-04-18 | Ks Gleitlager Gmbh | Pleuellagerschale |
| EP3223923A1 (en) | 2014-11-26 | 2017-10-04 | Razor USA LLC | Powered wheeled board |
| WO2023112765A1 (ja) * | 2021-12-16 | 2023-06-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | リード端子およびその製造方法ならびに固体電解コンデンサ |
-
1987
- 1987-12-15 JP JP31537187A patent/JPH0819951B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01158217A (ja) | 1989-06-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |