JPH0434267A - ピストンピンの製造方法 - Google Patents

ピストンピンの製造方法

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JPH0434267A
JPH0434267A JP13912290A JP13912290A JPH0434267A JP H0434267 A JPH0434267 A JP H0434267A JP 13912290 A JP13912290 A JP 13912290A JP 13912290 A JP13912290 A JP 13912290A JP H0434267 A JPH0434267 A JP H0434267A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
metal
reinforced resin
piston pin
piston
Prior art date
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Pending
Application number
JP13912290A
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English (en)
Inventor
Takashi Kiyono
俊 清野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】
(産業上の利用分野) この発明は、エンジンのピストンとコネクティングロッ
ドとを連結するのに用いられるピストンピンを製造する
のに利用されるピストンピンの製造方法に関するもので
ある。 (従来の技術) 従来、エンジンのピストンとコネクティングロッドとを
連結するに際してはピストンピンが用いられており、ピ
ストンピンとコネクティングロッドの小端部とを摺動可
能に結合したものや摺動不可能に固定したものなどがあ
る(例えば、[新編 自動車工学便覧く第4 j9 >
 J昭和58年9月30日 社団法人自動車技術会発行
 第1−78頁)。 また、この種のピストンピンにおいて、これを軽量化す
るために、第5図に示すように、ピストンピン51とし
て、m#I強化樹脂製棒状体52の外側に金属製パイプ
53を被せた複合型のものも開発されていた。 このような複合型のピストンピン51において、繊維強
化樹脂製棒状体52は1例えば炭素繊維強化樹脂製のも
のであり、樹脂としては、ポリイミドやポリアミドイミ
ドなどの耐熱性樹脂を用いていた。そして、炭素mMは
一方向であってその長さ方向に引きそろえてあり、かつ
またフィラメントワインディングによってスパイラル状
に巻いであるものを用いていた。 一方、金属製パイプ53としては、従来の金属製ピスト
ンピンと同じ材質のものを用いており、その表面には浸
炭処理を施しであるが、厚さは従来のものよりも薄くし
である。 そして、前記繊維強化樹脂製棒状体52を金属製パイプ
53の中に圧入することによって、繊維強化樹脂と金属
との複合体からなるピストンピン51を得ていた。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来の繊維強化樹脂と金属と
の複合体からなるピストンピン51にあっては、金属製
パイプ53の厚さが一様であって、コネクティングロッ
ドとピストンとのクリアランス部によってピストンピン
51に対しせん断応力が部分的に大きく加えられるにも
かかわらず、その部分の厚さは他の部分と同一の厚さと
なっていたため、エンジンの爆発力により生ずるピスト
ンとコネクティングロッドとのクリアランス部でのせん
断応力によって、第6図に示すように、ピストンピン5
1の表面がすり変形を起こしてピストンピン51の表面
に圧縮変形の痕跡54を残してしまい、長期のエンジン
の回転を考慮した場合には実用に供しがたいという問題
があり。 このような問題を解決することが課題となっていた。 (発明の目的) この発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たもので、ピストンとコネクティングロッドとのクリア
ランス部によって大きなせん断力を受けたときでも変形
を生じがたく、長期の使用に耐えることが可能である軽
量なピストンピンを提供することを目的としている。
【発明の構成】
(課題を解決するための手段) この発明に係わるピストンピンの製造方法は。 l!維強化樹脂製棒状体の外側に金属製パイプを被せた
ピストンピンを製造するに際し、前記繊維強化樹脂製棒
状体のうちピストンとコネクティングロッドとのクリア
ランス部によってせん断力を受ける部分に金属製リング
を配設したのち前記繊維強化樹脂製棒状体の外側に金属
製パイプを被せる構成としたことを特徴としており、こ
のようなピストンピンの製造方法の構成を前述した従来
の課題を解決するための手段としている。 この発明に係わるピストンピンの製造方法の実施態様に
おいては、繊維強化樹脂製棒状体の外径が一様であって
金属製パイプの内径よりも小さいものとなっており、こ
の繊維強化樹脂製棒状体のうち、ピストンとコネクティ
ングロッドとのクリアランス部によってせん断力を受け
る部分に外径が前記金属製パイプの内径に対応させた金
属製リングを配設したのち、金属製リングを配設しない
J@維強化樹脂製棒状体の中央部分および両側部分の外
周に強化繊維樹脂を前記金属製リングの外径とほぼ同じ
外径となるまでフィラメントワインディング等により巻
回し、次いで、前記金属製リングおよびワインディング
した強化am樹脂をそなえた繊維強化樹脂製棒状体の外
側に金属製パイプを被せる構成とすることができ、また
、他の実施態様においては、繊維強化樹脂製棒状体の中
央部分の外径が金属製パイプの内径に対応した大径にな
っていると共に両側で前記金属製パイプの内径よりも小
さい細径のものとなっており、この繊維強化樹脂製棒状
体の両側から、この繊維強化樹脂製棒状体のうちピスト
ンとコネクティングロッドとのクリアランス部によって
せん断力を受ける部分に外径が前記金属製パイプに対応
した金属製リングを配設したのち、金属製リングを配設
しない1ain強化樹脂製棒状体の両側部分の外周に強
化繊維樹脂を前記金属製リングの外径とほぼ同じ外径と
なるまでフィラメントワインディング等により巻回し1
次いで前記金属製リングおよびワインディングした強化
繊維樹脂をそなえた繊維強化樹脂製棒状体の外側に金属
製パイプを被せる構成とすることが可能である。 そして、上記したiii、ii強化樹脂製棒状体の強化
繊維およびフィラメントワインディング等により巻回す
る強化#Ita樹脂の強化繊維としては、炭素m維やそ
の他の各種強化用に適する繊維が用いられ、金属製リン
グとしてはピストンとコネクティングロッドとのクリア
ランス部によって生ずるせん順応力に耐えうるものが用
いられ、金属製パイプとしては、例えば表面硬化処理に
よって耐摩耗性を向上させたものなどが用いられ、使用
状況等によって適宜選定しうる。 (発明の作用) この発明に係わるピストンピンの製造方法によれば、上
述した構成を有しているので、ここで製造されたピスト
ンピンはピストンとコネクティングロッドとのクリアラ
ンス部によって大きなせん順応力を受ける部分に金属製
リングが配設されたものとなっており、しかも金属製パ
イプの内部には繊維強化樹脂が設けられているものとな
っていることから、軽量でありながら全体として靭性に
すぐれたものになると共に、ピストンとコネクティング
ロッドとのクリアランス部によって受ける大きなせん順
応力にも耐えうるものになる。 (実施例) 以下、この発明に係わるピストンピンの製造方法の実施
例を図面に基づいて説明する。 支ム■ユ 第1図および第2図は、この発明の一実施例を示す図で
ある。 第1図(a)(b)に示すように、この発明の第一実施
例において製造されたピストンピン1は、その中心部分
に外径が一様の繊維強化樹脂製棒状体2を有し、この繊
維強化樹脂製棒状体2のうちピストンとコネクティング
ロッドとのクリアランス部によって大きなせん順応力を
受ける部分に金属製リング3a、3bを配設していると
共に、金属製リング3a、3bを配設しない中央部分お
よび両側部分にフィラメントワインディングによって設
けた強化ta維樹脂4a 、4b 、4cをそなえ、こ
れら金属製リング3a 、3bおよび強化繊維樹脂4a
、4b、4cを介して前記am強化樹脂製棒状体2の外
側に金属製パイプ5を被せた構造をなすものである。 このような第1図(a)(b)に示したピストンピン1
を製造するに際しては、第2図(a)に示すように、外
径が金属製パイプ5よりも小さい繊維強化樹脂製棒状体
2を引抜成形により作製する。 次いで、このman強化樹脂製棒状体2のうちピストン
とコネクティングロッドとのクリアランス部によってせ
ん順応力を受ける部分に、第2図(b)に示すように、
外径を前記金属製パイプ5の内径に対応させた金属製リ
ング3a、3bを配設して接着により固定する。 次に、第2図(C)に示すように、金属製リング3a、
3bを配設しない繊維強化樹脂製棒状体2の中央部分お
よび両側部分の外周に1強化繊維に耐熱性の熱硬化性樹
脂を含浸させたテープを前記金属製リング3a、3bの
外径とほぼ同じか若干大きめの外径となるまでフィラメ
ントワインディング等により巻回し、加熱硬化させて表
面を切削加工することにより金属製リング3a、3bと
同じ外径となるようにした強化繊維樹脂4a。 4b、4cを設ける。 次いで、前記金属製リング3a、3bおよびワインディ
ングした強化繊維樹脂4a、4b、4cをそなえたmI
m強化樹脂製棒状体2の外側に、第2図(d)に示す金
属製パイプ5を被せる。このとき、金属製パイプ5を加
熱(例えば、150’C!程度)してその径を大きくし
ておき、他方では内部に圧入するMi維強化樹脂製棒状
体2等の樹脂部分をドライアイス等により冷却して収縮
させておき、この状態で、金属製パイプ5と繊維強化樹
脂製棒状体2とを圧入したのち室温にもどせば、第1図
(a)(b)に示したピストン1が得られ、金属製パイ
プ5は内部に圧入した樹脂部分と密着していて外れるこ
とがないものとなっており、例えばエンジンの燃焼によ
ってピストンピン1が150℃程度になっても金属製パ
イプ5が離脱するようなことがない。 そして、ここで製作したピストンピン1を実機のエンジ
ンに適用して最大荷重が加わる条件(約600Orpm
)で繰返し荷重を加えたときでも、ピストンとコネクテ
ィングロッドとのクリアランス部分でピストンピン1に
変形を生ずるようなことはなかった。 衷】11旦 第3図および第4図は、この発明の他の実施例を示す図
である。 gs3図(a)、(b)に示すように、この発明の第二
実施例において製造されたピストンピン1は、その中心
部分が大径となっている繊維強化樹脂製棒状体2を有し
、この繊維強化樹脂製棒状体2のうちピストンとコネク
ティングロッドとのクリアランス部によって大きなせん
断心力を受ける部分において前記大径部分に密着させた
状態で金属製リング3a、3bを配設していると共に、
金属製リング3a、3bを配設しない両側部分にフィラ
メントワインディングによって強化繊維樹脂4a 、4
cをそなえ、これら金属製リング3a、3bおよび強化
繊維樹脂4a 、 4cを介して前記m維強化樹脂製棒
状体2の外側に金属製パイプ5を被せた構造をなすもの
である。 このような第3図(a)(b)に示したピストンピン1
を製造するに際しては、外径が金属製パイプ5とほぼ等
しいm維強化樹脂製棒状体2を弓抜成形により作製した
のち両側部分を加圧加工することによって両側部分を細
くしたのち加熱硬化させて、第4図(Jl)に示すよう
に中央部分の外径が金属製パイプ5の内径に対応させて
いると共に両側で前記金属製パイプ5の内径よりも小さ
いものとなっている繊維強化樹脂製棒状体2を得る。 次いで、第4図(b−1)(b−2)に示すように片側
内周なテーパ形状にした金属製リング3a、3bを前記
繊維強化樹脂製棒状体2の両側から挿入して前記繊維強
化樹脂製棒状体2のうちピストンとコネクティングロッ
ドとのクリアランス部によってせん断心力を受ける部分
に外径を前記金属製パイプ5の内径に対応させた金属製
リング3a、3bを配設する。 次に、金属製リング3a、3bを配設しない繊維強化樹
脂製棒状体2の両側部分の外周に、強化繊維に樹脂を含
浸させたプリプレグチーブを前記金属製リング3a、3
bの外径とほぼ同じ外径となるまでフィラメントワイン
ディング等により巻回したのち加熱硬化させ、その後外
表面に切削加工を施すことによって第4図(d)に示す
ように表面を平滑にする。 続いて、前記金属製リング3a、3bおよびワインディ
ングした強化繊維樹脂4a 、4cをそなえた第4図(
d)に示す繊維強化樹脂製棒状体2の外側に第4図(e
)に示す金属製パイプ5を圧入して被せることによって
、第3図(a)(b)に示したピストンピン1を得る。 この実施例によれば、金属製リング3a、3bはその片
側がテーパ状となっているので、実施例1の金属製リン
グ3a 、3bよりも軽いものになっていることから、
ピストンピン1のより一層の軽量化に寄与する。 また、この実施例では繊維強化樹脂製棒状体2はその中
央部分で大径となっていて、片側をテーパ形状にした金
属製リング3a、3bのテーパ部分を当てることにより
金属製リング3a、3bの位置が決まるので、テーパ付
き金属製リング3a、3bを両側から挿入するだけでよ
いため、金属製リング3a、3bの位置決めが不要とな
る。 そして、この実施例により製作したピストンピン1を実
機のエンジンに適用してせん断心力を加えたところ、ピ
ストンピン1に変形を生ずるようなことはなかった。
【発明の効果】
この発明に係わるピストンの製造方法は、繊維強化樹脂
製棒状体の外側に金属製パイプを被せたピストンピンを
製造するに際し、前記繊維強化樹脂製棒状体のうちピス
トンとコネクティングロッドとのクリアランス部によっ
てせん断力を受ける部分に金属製リングを配設したのち
前記繊維強化樹脂製棒状体の外側に金属製パイプを被せ
る構成としているので、全体が金属製のピストンピンで
あるものに比べて軽量なものになっていると共に強靭性
にも優れたものとなっており、さらにはビストンとコネ
クティングロッドとのクリアランス部分によって大きな
せん断力を受けたときでも変形を生じがたく、長期の使
用に耐えることができるものであるという著しく優れた
効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
181図(a)(b)はこの発明の一実施例によって製
造されたピストンピンの各々斜面説明図および断面説明
図、第2図(a)〜(d)は第1図のピストンピンな製
造する工程を順次示す説明図、第3図(a)(b)はこ
の発明の他の実施例によって製造されたピストンピンの
各々斜面説明図および断面説明図、第4図(a)〜(e
)は第3図のピストンピンを製造する工程を順次示す説
明図、第5図は従来のピストンピンの斜面説明図、第6
FMは従来のピストンピンが変形した状態を示す斜面説
明図である。 1・・・ピストンピン、2・・・繊維強化樹脂製棒状体
、3a、3b・・・金属製リング、5・・・金属製パイ
プ。 第2図 (F) 第2図 (b) 第2tl (C) b C 第1図 第1図(b) 2恨m弧化釘11率状停 脂 第4図 (b−1) 第4図 (b−2) 第4図 (C) 第4図 (dン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)繊維強化樹脂製棒状体の外側に金属製パイプを被
    せたピストンピンを製造するに際し、前記繊維強化樹脂
    製棒状体のうちピストンとコネクティングロッドとのク
    リアランス部によってせん断力を受ける部分に金属製リ
    ングを配設したのち前記繊維強化樹脂製棒状体の外側に
    金属製パイプを被せることを特徴とするピストンピンの
    製造方法。
JP13912290A 1990-05-29 1990-05-29 ピストンピンの製造方法 Pending JPH0434267A (ja)

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JP13912290A JPH0434267A (ja) 1990-05-29 1990-05-29 ピストンピンの製造方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013154807A (ja) * 2012-01-31 2013-08-15 Nsk Ltd ラックアンドピニオン式ステアリング装置用ラックの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013154807A (ja) * 2012-01-31 2013-08-15 Nsk Ltd ラックアンドピニオン式ステアリング装置用ラックの製造方法

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