JPH0495607A - コネクティングロッド - Google Patents
コネクティングロッドInfo
- Publication number
- JPH0495607A JPH0495607A JP21010790A JP21010790A JPH0495607A JP H0495607 A JPH0495607 A JP H0495607A JP 21010790 A JP21010790 A JP 21010790A JP 21010790 A JP21010790 A JP 21010790A JP H0495607 A JPH0495607 A JP H0495607A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- connecting rod
- cap
- column
- temperature
- forging
- Prior art date
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- Granted
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Forging (AREA)
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、レシプロエンジンに用いられるコネクティン
グロッドに係り、特に鍛造により形成される鋼製のコネ
クティングロッドに関する。
グロッドに係り、特に鍛造により形成される鋼製のコネ
クティングロッドに関する。
(従来の技術)
コネクティングロッド(以下、単にコンロッドという)
は、燃焼圧をクランクシャフトに伝えるものであるため
、十分なる強度と剛性を有することが要求、される。そ
して従来、このコンロッドとしては炭素鋼、合金鋼等の
熱間鍛造品が多く用いられ、前記した強度、剛性面では
一応の満足を得ていた。
は、燃焼圧をクランクシャフトに伝えるものであるため
、十分なる強度と剛性を有することが要求、される。そ
して従来、このコンロッドとしては炭素鋼、合金鋼等の
熱間鍛造品が多く用いられ、前記した強度、剛性面では
一応の満足を得ていた。
ところで近年、エンジンの高回転、高出力化が進む中で
、コンロッドの慣性質量を小さくすることの要求が高ま
り、コンロッドをいかに軽量化するかが重要な課題とな
ってきている。
、コンロッドの慣性質量を小さくすることの要求が高ま
り、コンロッドをいかに軽量化するかが重要な課題とな
ってきている。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、熱間鍛造により形成される上記従来の鋼
製コンロッドでは、その表層部に酸化スケールや脱炭層
などの異常層が形成されるため、その厚さや幅を削減す
ると疲労強度の面で新たな問題が生じ、思うように軽量
化を図れないという制約があった。
製コンロッドでは、その表層部に酸化スケールや脱炭層
などの異常層が形成されるため、その厚さや幅を削減す
ると疲労強度の面で新たな問題が生じ、思うように軽量
化を図れないという制約があった。
なお、例えば実開昭55−7415号公報には、コラム
部の両端に小端部、大端部をそれぞれ設け、前記大端部
を前記コラム部の延長部とキャップとの連結によって形
成した鋼製のコンロッドにおいて、前記キャップを鋼材
料から形成すると共に、その他の部分を軽量のチタンあ
るいはアルミニウム合金から形成する技術が示されてい
る。しかしながら、か覧るコンロッドによれば、ヤング
率の低下(チタン合金のヤング率は鉄の約半分)により
大端部の剛性低下を招いたり、あるいは線膨張係数の違
いにより一体加工後、コラム延長部とキャップとの合せ
面に段差(食い違い)が生じたりして、信頼性に欠ける
ものとなる。
部の両端に小端部、大端部をそれぞれ設け、前記大端部
を前記コラム部の延長部とキャップとの連結によって形
成した鋼製のコンロッドにおいて、前記キャップを鋼材
料から形成すると共に、その他の部分を軽量のチタンあ
るいはアルミニウム合金から形成する技術が示されてい
る。しかしながら、か覧るコンロッドによれば、ヤング
率の低下(チタン合金のヤング率は鉄の約半分)により
大端部の剛性低下を招いたり、あるいは線膨張係数の違
いにより一体加工後、コラム延長部とキャップとの合せ
面に段差(食い違い)が生じたりして、信頼性に欠ける
ものとなる。
本発明は、上記従来の問題を解決することを課題として
なされたもので、その目的とするところは、鋼材料の有
する強度、剛性面での優位性を生かしながら、可及的軽
量化を達成し、なおかつ精度的にも満足する鋼製コンロ
ッドを提供することにある。
なされたもので、その目的とするところは、鋼材料の有
する強度、剛性面での優位性を生かしながら、可及的軽
量化を達成し、なおかつ精度的にも満足する鋼製コンロ
ッドを提供することにある。
(課題を解決するための手段)
本発明は、上記目的を達成するため、コラム部の両端に
小端部、大端部をそれぞれ設け、前記大端部を前記コラ
ム部の延長部とキャップとの連結によって形成した鋼製
のコンロッドにおいて、前記キャップを標準の熱間鍛造
温度で鍛造形成すると共に、該キャップを除く部分を脱
炭の生じない温度で鍛造形成したことを特徴とする。
小端部、大端部をそれぞれ設け、前記大端部を前記コラ
ム部の延長部とキャップとの連結によって形成した鋼製
のコンロッドにおいて、前記キャップを標準の熱間鍛造
温度で鍛造形成すると共に、該キャップを除く部分を脱
炭の生じない温度で鍛造形成したことを特徴とする。
本発明において、上記鋼の種類は特に問わないもので、
汎用の炭素鋼、合金鋼等を選択することができる他、イ
オウ (S)、テルル(Te)、カルシウム(Ca )
等の快削性元素を撚加した鋼を選択することができる。
汎用の炭素鋼、合金鋼等を選択することができる他、イ
オウ (S)、テルル(Te)、カルシウム(Ca )
等の快削性元素を撚加した鋼を選択することができる。
これら鋼の標準的な熱間鍛造温度(鍛造開始温度)は1
200℃程度であるが、本発明では、キャップについて
はこの標準熱間鍛造温度を採用し、その他の部分すなわ
ちコラム部、小端部等については脱炭の生じない鍛造温
度を採用する。この脱炭の発生しない温度は、標準熱間
鍛造温度よりかなり低い温度となるが、鍛造加工性も考
慮して1000°C程度とするのが望ましい。
200℃程度であるが、本発明では、キャップについて
はこの標準熱間鍛造温度を採用し、その他の部分すなわ
ちコラム部、小端部等については脱炭の生じない鍛造温
度を採用する。この脱炭の発生しない温度は、標準熱間
鍛造温度よりかなり低い温度となるが、鍛造加工性も考
慮して1000°C程度とするのが望ましい。
また本発明において、上記コラム部とこのコラム部から
小端部または大端部へのつなぎとなる8部分とは、疲労
強度をより高めるためにショットピーニング仕上げとす
ることができる。
小端部または大端部へのつなぎとなる8部分とは、疲労
強度をより高めるためにショットピーニング仕上げとす
ることができる。
(作用)
上記のように構成したコンロッドにおいては、キャップ
を除く部分を脱炭の生じない温度で鍛造形成したので、
該部分の表層部から脱炭層が無くなるばかりか、酸化ス
ケールも大幅に削減されて、強度特に疲労強度が増大す
る、この結果、その疲労強度の増大分、厚さまたは幅を
削減できることとなり軽量化に寄与する。またキャップ
とその他の部分とは同じ鋼材から形成したので、大端部
の剛性が低下したり、その合せ面に段差が生じることも
なくなる。
を除く部分を脱炭の生じない温度で鍛造形成したので、
該部分の表層部から脱炭層が無くなるばかりか、酸化ス
ケールも大幅に削減されて、強度特に疲労強度が増大す
る、この結果、その疲労強度の増大分、厚さまたは幅を
削減できることとなり軽量化に寄与する。またキャップ
とその他の部分とは同じ鋼材から形成したので、大端部
の剛性が低下したり、その合せ面に段差が生じることも
なくなる。
(実施例)
以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。
。
第1図は、本発明にか\るコンロッドを示したものであ
る。同図において、1はコラム部、2はコラム部 lの
一端に設けられた、ピストンピン(図示略)に連結され
る小端部、3はコラム部 lの他端に設けられた、クラ
ンクピン(図示略)に連結される大端部である。大端部
3は、コラム部lの延長部1aとキャップ4との二分割
構成とされており、キャップ4はポルト 5を用いてコ
ラム延長部1aに一体化されている。
る。同図において、1はコラム部、2はコラム部 lの
一端に設けられた、ピストンピン(図示略)に連結され
る小端部、3はコラム部 lの他端に設けられた、クラ
ンクピン(図示略)に連結される大端部である。大端部
3は、コラム部lの延長部1aとキャップ4との二分割
構成とされており、キャップ4はポルト 5を用いてコ
ラム延長部1aに一体化されている。
本実施例においてキャップ5とこのキャップ5を除く部
分すなわちコラム部1、コラム延長部1aおよび小端部
2を含む部分(以下、ロンド側部分6という)とは、炭
素鋼素材を鍛造することにより形成される。しかして、
この鍛造に際しては、キャップ 5については標準の熱
間鍛造温度(1200℃程度)でいわゆる熱間鍛造を行
い、一方o 7ド側部分Cについては脱炭を生じない温
度(1000℃程度)でいわゆる半熱間鍛造を行ように
する。
分すなわちコラム部1、コラム延長部1aおよび小端部
2を含む部分(以下、ロンド側部分6という)とは、炭
素鋼素材を鍛造することにより形成される。しかして、
この鍛造に際しては、キャップ 5については標準の熱
間鍛造温度(1200℃程度)でいわゆる熱間鍛造を行
い、一方o 7ド側部分Cについては脱炭を生じない温
度(1000℃程度)でいわゆる半熱間鍛造を行ように
する。
なお、小端部2のピストンピン用孔2aは、上記鍛造後
機械加工により仕上げられる。また大端部3のクランク
ピン用孔3aは、鍛造後ボルト5にてキャップ4を一体
化した状態で同様に機械加工により仕上げられる。また
所望により、コラム部1とこのコラム部lから小端部2
または大端部3へのつなぎとなる8部分7,8とを含む
部分はショットピーニングにより仕上げられる。
機械加工により仕上げられる。また大端部3のクランク
ピン用孔3aは、鍛造後ボルト5にてキャップ4を一体
化した状態で同様に機械加工により仕上げられる。また
所望により、コラム部1とこのコラム部lから小端部2
または大端部3へのつなぎとなる8部分7,8とを含む
部分はショットピーニングにより仕上げられる。
ご覧で、ショットピーニングを施さないコンロッドを実
施例量1、ショットピーニングを施したコンロッドを実
施例量2として、これらを後述する各種試験に供した。
施例量1、ショットピーニングを施したコンロッドを実
施例量2として、これらを後述する各種試験に供した。
なお、比較のため、全ての部分について熱間鍛造を行っ
た従来の鋼製コンロ−7F(従来品)についても同様の
試験に供した。
た従来の鋼製コンロ−7F(従来品)についても同様の
試験に供した。
第2図は、疲労試験の結果を示したものである。これよ
り、本発明にか〜る実施例量1.2は従来品に比してい
ずれも疲れ限度が増大し、疲労強度が増大していること
が明らかになった。実施例量1.2の疲労強度が増大し
たのは、そのロッド側部分6を半熱間鍛造したので、そ
の表層部から脱炭層が排除されたこと、並びに酸化スケ
ールの発生が抑えられたことによるもので、酸化スケー
ルの削減により表面粗さが細かくなったことがさらにこ
の疲労強度の増大に寄与したものである。なお、実施例
量の比較ではショットピーニングを施した実施例量2の
疲れ限度がショットピーニングを施さない実施例量lに
比して大きく、ショットピーニングが疲労強度の増大に
好影響を与えることが明らかである。
り、本発明にか〜る実施例量1.2は従来品に比してい
ずれも疲れ限度が増大し、疲労強度が増大していること
が明らかになった。実施例量1.2の疲労強度が増大し
たのは、そのロッド側部分6を半熱間鍛造したので、そ
の表層部から脱炭層が排除されたこと、並びに酸化スケ
ールの発生が抑えられたことによるもので、酸化スケー
ルの削減により表面粗さが細かくなったことがさらにこ
の疲労強度の増大に寄与したものである。なお、実施例
量の比較ではショットピーニングを施した実施例量2の
疲れ限度がショットピーニングを施さない実施例量lに
比して大きく、ショットピーニングが疲労強度の増大に
好影響を与えることが明らかである。
第3図は、コラム部の余裕率を見たものである。これよ
り実i@Aで表わす本実施例品1は、その疲労強度の増
大によりコラム部lを狭幅に形成しても、破線Bで表わ
す従来品と同等の余裕率を確保できることが明らかで、
コラム部1の軽量化を達成できる。
り実i@Aで表わす本実施例品1は、その疲労強度の増
大によりコラム部lを狭幅に形成しても、破線Bで表わ
す従来品と同等の余裕率を確保できることが明らかで、
コラム部1の軽量化を達成できる。
第4図は、コンロッドの重量とエンジンのシリンダポア
径との関係を示したものである。これより実線Aで表わ
す実施例量lの重量は各シリンダポア径に対して、破線
Bで表わす比較量の重量に比して小さくできる。なお、
その軽量化程度は従来品の約lO%となっている。
径との関係を示したものである。これより実線Aで表わ
す実施例量lの重量は各シリンダポア径に対して、破線
Bで表わす比較量の重量に比して小さくできる。なお、
その軽量化程度は従来品の約lO%となっている。
第5図はコンロッドの重量バラツキを示したものである
。これより実線Aで表わす本実施例品lの重量バラツキ
σ1は、破線Bで表わす比較量の重量バラツキσ2に比
して約半分になっている。これは、鍛造に際して酸化ス
ケールの巻き込みがなくなったためであると推定される
。
。これより実線Aで表わす本実施例品lの重量バラツキ
σ1は、破線Bで表わす比較量の重量バラツキσ2に比
して約半分になっている。これは、鍛造に際して酸化ス
ケールの巻き込みがなくなったためであると推定される
。
第6図は、コンロッドの大端部3の剛性と慣性力との関
係を示したものである。試験は、コンロッドをコラム部
lの軸方向に所定の速度で引張り、この時の大端部3の
クランクピン用孔3aの径δの変形量を測定する方法に
よった。これより白丸で表わす本実施例品lは、その軽
量化により慣性力が低下するので、黒丸で表わす比較量
に比して大端部3の変形量が抑えられる。
係を示したものである。試験は、コンロッドをコラム部
lの軸方向に所定の速度で引張り、この時の大端部3の
クランクピン用孔3aの径δの変形量を測定する方法に
よった。これより白丸で表わす本実施例品lは、その軽
量化により慣性力が低下するので、黒丸で表わす比較量
に比して大端部3の変形量が抑えられる。
第7図は、コンロッドのポルト 5の螺合部(ポルトネ
ジ部)に発生する応力と慣性力との関係を示したもので
ある。これより白丸で表わす本実施例品1は黒丸で表わ
す比較量に比し、ポルトネジ部の応力が小さくなる。こ
れは、その軽量化により大端部3の変形量が抑えられた
ためである。
ジ部)に発生する応力と慣性力との関係を示したもので
ある。これより白丸で表わす本実施例品1は黒丸で表わ
す比較量に比し、ポルトネジ部の応力が小さくなる。こ
れは、その軽量化により大端部3の変形量が抑えられた
ためである。
第8図は、上記コンロッドを組込んだエンジンのレスポ
ンスの状況を示したものである。これより実線Aで表わ
す本実施例品1は、破線Bで表わす比較量に比し、各エ
ンジン回転数に到達する時間が短く、エンジンレスポン
ス性に優れていることが明らかである。
ンスの状況を示したものである。これより実線Aで表わ
す本実施例品1は、破線Bで表わす比較量に比し、各エ
ンジン回転数に到達する時間が短く、エンジンレスポン
ス性に優れていることが明らかである。
第9図は、コンロッドを構成するコラム延長部1aとキ
ャップ4との食い違い量を示したものである。なお、こ
\では比較例として、全ての部分について熱間鍛造を行
った従来の鋼製コンロッド(比較量1)およびチタン類
の軸側部分6に対して鋼製のキャー2ブ4を組合わせた
コンロッド(比較量2)を用いた。これより比較量2で
は線膨張係数に差があるため、加工後の残留応力解放に
より大端部の合せ面に大きな食い違いが発生するが、本
実施例品1では既存の鋼製コンロッド(比較量1)と同
様に、この食い違いは非常に小さいものとなる。
ャップ4との食い違い量を示したものである。なお、こ
\では比較例として、全ての部分について熱間鍛造を行
った従来の鋼製コンロッド(比較量1)およびチタン類
の軸側部分6に対して鋼製のキャー2ブ4を組合わせた
コンロッド(比較量2)を用いた。これより比較量2で
は線膨張係数に差があるため、加工後の残留応力解放に
より大端部の合せ面に大きな食い違いが発生するが、本
実施例品1では既存の鋼製コンロッド(比較量1)と同
様に、この食い違いは非常に小さいものとなる。
(発明の効果)
以上、詳細に説明したように、本発明にか〜るコネクテ
ィングロッドによれば、その大部分から脱炭層を排除し
かつ酸化スケールを削減できるので、疲労強度を可及的
に増大せしめることが可能になり、その疲労強度の増大
分、全体の軽量化を達成できる効果がある。またキャッ
プとその他の部分とを同じ鋼材から形成したので、大端
部の剛性が低下したり、大端部の合せ面に食い違い段差
が生じることもなくなり、信頼性の向上に大きく寄与す
る効果がある。
ィングロッドによれば、その大部分から脱炭層を排除し
かつ酸化スケールを削減できるので、疲労強度を可及的
に増大せしめることが可能になり、その疲労強度の増大
分、全体の軽量化を達成できる効果がある。またキャッ
プとその他の部分とを同じ鋼材から形成したので、大端
部の剛性が低下したり、大端部の合せ面に食い違い段差
が生じることもなくなり、信頼性の向上に大きく寄与す
る効果がある。
第1図は、本発明にかkるコネクティングロッドの平面
図、第2図は、本発明にか振るコネクティングロッドの
疲労試験結果を従来のコネクティングロッドのそれと対
比して示すグラフ、第3図〜第9図は、本発明にか−る
コネクティングロッドの各種特性を従来のコネクティン
グロッドのそれと対比して示したものであり、第3図は
コラム部の余裕率、第4図は重量軽減効果、第5図は重
量バラツキ、第6図は大端部剛性、第7図はポルトネジ
部に発生する応力、第8図はエンジンレスポンス特性お
よび第9図は大端部の合せ面の食い違い量をそれぞれ示
すグラフである。 1 ・・・ コラム部 1a・・・ コラム延長部 2 ・・・ 小端部 3 ・・・ 大端部 4 ・・・ キャップ 第1図 第3図 牙4図 第2図 シワツタボア4+ 第5図 繰り広しぞξ 笹÷J−井゛・Nら員R
図、第2図は、本発明にか振るコネクティングロッドの
疲労試験結果を従来のコネクティングロッドのそれと対
比して示すグラフ、第3図〜第9図は、本発明にか−る
コネクティングロッドの各種特性を従来のコネクティン
グロッドのそれと対比して示したものであり、第3図は
コラム部の余裕率、第4図は重量軽減効果、第5図は重
量バラツキ、第6図は大端部剛性、第7図はポルトネジ
部に発生する応力、第8図はエンジンレスポンス特性お
よび第9図は大端部の合せ面の食い違い量をそれぞれ示
すグラフである。 1 ・・・ コラム部 1a・・・ コラム延長部 2 ・・・ 小端部 3 ・・・ 大端部 4 ・・・ キャップ 第1図 第3図 牙4図 第2図 シワツタボア4+ 第5図 繰り広しぞξ 笹÷J−井゛・Nら員R
Claims (1)
- (1)コラム部の両端に小端部、大端部をそれぞれ設け
、前記大端部を前記コラム部の延長部とキャップとの連
結によって形成した鋼製のコネクティングロッドにおい
て、前記キャップを標準の熱間鍛造温度で鍛造形成する
と共に、該キャップを除く部分を脱炭の生じない温度で
鍛造形成したことを特徴とするコネクティングロッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21010790A JP2780459B2 (ja) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | コネクティングロッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21010790A JP2780459B2 (ja) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | コネクティングロッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0495607A true JPH0495607A (ja) | 1992-03-27 |
| JP2780459B2 JP2780459B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=16583928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21010790A Expired - Fee Related JP2780459B2 (ja) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | コネクティングロッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2780459B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003055714A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-26 | Kobe Steel Ltd | 非調質鋼鍛造加工品及びその製法、並びにそれを用いた内燃機関用コンロッド部品 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2421266A1 (en) | 2010-08-19 | 2012-02-22 | Thomson Licensing | Method for reconstructing a current block of an image and corresponding encoding method, corresponding devices as well as storage medium carrying an images encoded in a bit stream |
-
1990
- 1990-08-08 JP JP21010790A patent/JP2780459B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003055714A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-26 | Kobe Steel Ltd | 非調質鋼鍛造加工品及びその製法、並びにそれを用いた内燃機関用コンロッド部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2780459B2 (ja) | 1998-07-30 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |