JPS6298016A - コンロツド - Google Patents
コンロツドInfo
- Publication number
- JPS6298016A JPS6298016A JP23461285A JP23461285A JPS6298016A JP S6298016 A JPS6298016 A JP S6298016A JP 23461285 A JP23461285 A JP 23461285A JP 23461285 A JP23461285 A JP 23461285A JP S6298016 A JPS6298016 A JP S6298016A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fibers
- long
- end part
- connecting rod
- small end
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は、往復式のエンジン、圧縮機、ポンプなどの
ピストンまたはクロスヘッドとクランクとを連結するの
に利用されるコンロッド（コネクチングロッド）の改良
に関するものである。
ピストンまたはクロスヘッドとクランクとを連結するの
に利用されるコンロッド（コネクチングロッド）の改良
に関するものである。
（従来の技術）
従来、エンジンに使用されるコンロッドとしては、ピス
トン側と連結する小端部と、クランク側と連結する大端
部とを桿部で連接したものが使用されている。そして、
このようなコンロッドには、一般に肌焼鋼の鍛造品が使
用され、小端部および大端部の内面に浸炭処理を施して
いるのが普通である（例えば、昭和５８年９月 社団法
人自動車技術会発行「新編 自動車工学便覧 第４編
エンジン 第１−８１頁）。
トン側と連結する小端部と、クランク側と連結する大端
部とを桿部で連接したものが使用されている。そして、
このようなコンロッドには、一般に肌焼鋼の鍛造品が使
用され、小端部および大端部の内面に浸炭処理を施して
いるのが普通である（例えば、昭和５８年９月 社団法
人自動車技術会発行「新編 自動車工学便覧 第４編
エンジン 第１−８１頁）。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、このような従来のコンロッドでは、鉄系
の素材を使用しているため重量が大きく、かつまた強度
のより一層の向上を期待することができず、エンジンの
軽量化、高回転化および低振動化にとってあまり好まし
くないものであるという問題点を有していた。
の素材を使用しているため重量が大きく、かつまた強度
のより一層の向上を期待することができず、エンジンの
軽量化、高回転化および低振動化にとってあまり好まし
くないものであるという問題点を有していた。
そこで、コンロッド素材中に繊維を複合化して母材を強
化することによって、強度のより一層の向上ならびに軽
量化を達成することが考えられるようになってきている
。
化することによって、強度のより一層の向上ならびに軽
量化を達成することが考えられるようになってきている
。
この発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、
強度のより一層の向上および軽量化を実現することが可
能であるコンロッドを提供することを目的としている。
強度のより一層の向上および軽量化を実現することが可
能であるコンロッドを提供することを目的としている。
［発明の構成コ
（問題点を解決するための手段）
この発明は、小端部と大端部とを秤部で連接し、母材を
繊維で強化したコンロッドにおいて、小端部および秤部
により望ましくは連続した長繊維を複合化すると共に、
大端部に短繊維を複合化してなることを特徴とするもの
である。
繊維で強化したコンロッドにおいて、小端部および秤部
により望ましくは連続した長繊維を複合化すると共に、
大端部に短繊維を複合化してなることを特徴とするもの
である。
この発明によるコンロッドにおいて、小端部。
秤部および大端部の形状・寸法は、これが採用されるエ
ンジン等の仕様によって適宜設定されるものである。
ンジン等の仕様によって適宜設定されるものである。
また、母材についても特に限定されず、コンロッドの軽
量化の目的からは軽金属（軽合金を含む、）を使用する
のも必要に応じて望ましい。
量化の目的からは軽金属（軽合金を含む、）を使用する
のも必要に応じて望ましい。
さらに、小端部および秤部に使用される長繊維は、当然
のことながら短繊維よりも長いものであるが、例えば平
均のアスペクト比が２５０〜１０００程度のものがより
望ましく、小端部と秤部との間で連続している長い繊維
がとくに望ましい。これは、長ｍ維の長さが短いと、単
一の引張り圧縮荷重を受ける小端部および秤部の強度向
上に不十分となり、通常の形状・寸法のコンロッドでは
１５０〜２００ｍｍ位の長いものを使用するのが望まし
い。
のことながら短繊維よりも長いものであるが、例えば平
均のアスペクト比が２５０〜１０００程度のものがより
望ましく、小端部と秤部との間で連続している長い繊維
がとくに望ましい。これは、長ｍ維の長さが短いと、単
一の引張り圧縮荷重を受ける小端部および秤部の強度向
上に不十分となり、通常の形状・寸法のコンロッドでは
１５０〜２００ｍｍ位の長いものを使用するのが望まし
い。
また、大端部に使用される短繊維は、例えば平均の７ス
ペクト比が８〜２０程度のものがより望ましい、これは
、短ｍ維が短すぎると繊維強化の作用が得がたく、長ず
ざると仕上加工後に大端部表面に繊維が現われて相手材
である軸受等を損傷するおそれがでてくるので好ましく
ないことによる。そして、この場合の繊維体積率（Ｖｆ
）は強度の向上等を考慮して適宜に定めるのがよい。
ペクト比が８〜２０程度のものがより望ましい、これは
、短ｍ維が短すぎると繊維強化の作用が得がたく、長ず
ざると仕上加工後に大端部表面に繊維が現われて相手材
である軸受等を損傷するおそれがでてくるので好ましく
ないことによる。そして、この場合の繊維体積率（Ｖｆ
）は強度の向上等を考慮して適宜に定めるのがよい。
さらに、小端部および秤部に使用される長繊維と、大端
部に使用される短繊維とは、必ずしも同じものでなくと
も良いことは当然であり、単一の引張り圧縮を受ける小
端部および秤部に要求される特性と、穴や端末の多い大
端部に要求される特性を考慮して、使用する繊維の種類
、太さ、長さおよび繊維体積率等を選定することが望ま
しく、繊維としては、酸化物系、炭化物系、ステンレス
系、窒化物系等の無機＃ｌｌ維や有機繊維などが使用さ
れる。
部に使用される短繊維とは、必ずしも同じものでなくと
も良いことは当然であり、単一の引張り圧縮を受ける小
端部および秤部に要求される特性と、穴や端末の多い大
端部に要求される特性を考慮して、使用する繊維の種類
、太さ、長さおよび繊維体積率等を選定することが望ま
しく、繊維としては、酸化物系、炭化物系、ステンレス
系、窒化物系等の無機＃ｌｌ維や有機繊維などが使用さ
れる。
さらにまた、繊維成形体の成形にあたっては、従来より
試験ないしは実施されている手法の中から選んで採用す
ることが可能であり、上述の繊維をコンロッドの母材中
に複合化して強化させる。
試験ないしは実施されている手法の中から選んで採用す
ることが可能であり、上述の繊維をコンロッドの母材中
に複合化して強化させる。
（実施例）
次に、この発明の詳細な説明する。
第１図および第２図はこの発明の一実施例によるコンロ
ッドを示しており、このコンロッド１は、ピストンピン
の貫通穴２ａを有する小端部２とクランクビンの貫通穴
３ａを有する大端部３とを秤部４で連接した形状をなし
、単一の引張り圧縮荷重を受ける小端部２と秤部４には
前記荷重に強い連続した長［１１５を複合化して補強す
ると共に、ノツチ穴や端末の多い大端部３には粒子強化
に近い短繊維６を複合化して補強した構造をなすもので
ある。
ッドを示しており、このコンロッド１は、ピストンピン
の貫通穴２ａを有する小端部２とクランクビンの貫通穴
３ａを有する大端部３とを秤部４で連接した形状をなし
、単一の引張り圧縮荷重を受ける小端部２と秤部４には
前記荷重に強い連続した長［１１５を複合化して補強す
ると共に、ノツチ穴や端末の多い大端部３には粒子強化
に近い短繊維６を複合化して補強した構造をなすもので
ある。
以下、この構造をもつコンロッド１の製造例について第
３図ないし第８図をもとに説明する。
３図ないし第８図をもとに説明する。
まず、第３図に示すように、バインダとしてのコロイダ
ルシリカ（Ｓｉ０２）と長繊維５とを含んだ水溶液７を
収容した容器８を準備する。そして、容器８内に、コン
ロッド１の小端部２および秤部４の形状に合わせて作製
した金網２を横長にセットする。この場合、金網２の両
側には当板１０を配設しである。ただし、第３図では金
網２の向こう側の当板１０のみを表わし、手前側の当板
１０は示していない。
ルシリカ（Ｓｉ０２）と長繊維５とを含んだ水溶液７を
収容した容器８を準備する。そして、容器８内に、コン
ロッド１の小端部２および秤部４の形状に合わせて作製
した金網２を横長にセットする。この場合、金網２の両
側には当板１０を配設しである。ただし、第３図では金
網２の向こう側の当板１０のみを表わし、手前側の当板
１０は示していない。
次に、水溶液７を撹拌しながら容器８の側壁に設けた吸
引孔８ａより水溶液７を吸引する。この吸引によって、
長繊維５は金網２の表面に集まった状態となる。
引孔８ａより水溶液７を吸引する。この吸引によって、
長繊維５は金網２の表面に集まった状態となる。
次いで、吸引孔８ａよりの水溶液の吸引を停止し、金網
２を水溶液７より取り出して乾燥し、第４図に示すよう
に小端部２および秤部４を強化しうる形状の長繊維束１
０を得る０次いで、第５図に示すように、この長繊維束
１０と円環状の金網１１とを仮結合したのち、第６図に
示すように、バインダとしてのコロイダルシリカ（Ｓｉ
Ｏ□）と短繊維６とを含んだ水溶液１２を入れた容器１
３内に、前記第５図に示した円環状の金網１１の上下に
当て板１４．１５を配設しかつ上方の当板１４に吸引管
１４ａを取り付けた状態で装入する。
２を水溶液７より取り出して乾燥し、第４図に示すよう
に小端部２および秤部４を強化しうる形状の長繊維束１
０を得る０次いで、第５図に示すように、この長繊維束
１０と円環状の金網１１とを仮結合したのち、第６図に
示すように、バインダとしてのコロイダルシリカ（Ｓｉ
Ｏ□）と短繊維６とを含んだ水溶液１２を入れた容器１
３内に、前記第５図に示した円環状の金網１１の上下に
当て板１４．１５を配設しかつ上方の当板１４に吸引管
１４ａを取り付けた状態で装入する。
続いて、水溶液１２を撹拌しながら吸引管１４ａより水
溶液を吸引する。この吸引によって、短ｍ維６は金網１
１の表面に集まり、一部は長繊維束１０と金網１１との
係合部分で相互にからみ合う状態となる。
溶液を吸引する。この吸引によって、短ｍ維６は金網１
１の表面に集まり、一部は長繊維束１０と金網１１との
係合部分で相互にからみ合う状態となる。
このようにして、短繊維６を金網１１に付着させたのち
、水溶液１２より取り出して乾燥させ、第７図に示すよ
うな長繊維５と短ｍ維６とからなる繊維成形体１７を得
る。
、水溶液１２より取り出して乾燥させ、第７図に示すよ
うな長繊維５と短ｍ維６とからなる繊維成形体１７を得
る。
続いて、前記ｍ維成形体１７を第８図に示す上金型２１
と下金型２２とを有する金型鋳造装置内にセットし、プ
ランジャ２３で金属溶湯２４を加圧鋳造することによっ
て母材を含浸させ、凝固後に適宜加工を施すことによっ
て第１図および第２図に示したような小端部２および秤
部４に長繊維５を複合化しかつ大端部３に短繊維６を複
合化したコンロッド１を得る。
と下金型２２とを有する金型鋳造装置内にセットし、プ
ランジャ２３で金属溶湯２４を加圧鋳造することによっ
て母材を含浸させ、凝固後に適宜加工を施すことによっ
て第１図および第２図に示したような小端部２および秤
部４に長繊維５を複合化しかつ大端部３に短繊維６を複
合化したコンロッド１を得る。
実施の一例において、長繊維５として直径約０．２ｍｍ
、平均長さ約１５０ｍｍ（アスペクト比的７５０）のＳ
ｉＣを用い、短繊維６として直径約０．２ｍｍ、平均長
さ約２ｍｍ （アスペクト比的１０）のＳｉＣを用い、
上記した第３図ないし第６図に示した水溶液吸引法によ
り第７図に示した繊維成形体１７を製作したのち、アル
ミニウム溶勅（ＪＩＳ Ａ６０６１）を第８図に示し
た金型鋳造装置により加圧含浸鋳造して、繊維体積率（
Ｖｆ）が約２０のコンロッド１を作製したところ、軽量
でかつ強度の優れたコンロッド１を得ることができ、コ
ンロッドの軽量化と低価格化とを実現することができた
。そして、長繊維５と短繊維６とは水溶液吸引法を用い
たため著しく良好にかみ合っており、強度の急激な変化
は全く生じていないものであった。
、平均長さ約１５０ｍｍ（アスペクト比的７５０）のＳ
ｉＣを用い、短繊維６として直径約０．２ｍｍ、平均長
さ約２ｍｍ （アスペクト比的１０）のＳｉＣを用い、
上記した第３図ないし第６図に示した水溶液吸引法によ
り第７図に示した繊維成形体１７を製作したのち、アル
ミニウム溶勅（ＪＩＳ Ａ６０６１）を第８図に示し
た金型鋳造装置により加圧含浸鋳造して、繊維体積率（
Ｖｆ）が約２０のコンロッド１を作製したところ、軽量
でかつ強度の優れたコンロッド１を得ることができ、コ
ンロッドの軽量化と低価格化とを実現することができた
。そして、長繊維５と短繊維６とは水溶液吸引法を用い
たため著しく良好にかみ合っており、強度の急激な変化
は全く生じていないものであった。
［発明の効果コ
以上説明してきたようにこの発明によれば、小端部と大
端部とを秤部で連接し、母材を繊維で強化したコンロッ
ドにおいて、小端部および秤部に長繊維を複合化すると
共に、大端部に短繊維を複合させたものであるから、単
一の引張り圧縮を受ける小端部および秤部には、この荷
重に強い長繊維が複合化され、ノツチ穴や端末の多い大
端部には、粒子強化に近い短繊維が複合化されているの
で強度の著しい向上を実現することが可能であり、母材
金属としてアルミニウムなどの軽金属を使用したときで
も強度の高いコンロッドとなるため、コンロッドの軽量
化による慣性力および振動の低減、燃料経済性の向上な
らびに低コスト化を達成することが可能であるという非
常に優れた効果がもたらされる。
端部とを秤部で連接し、母材を繊維で強化したコンロッ
ドにおいて、小端部および秤部に長繊維を複合化すると
共に、大端部に短繊維を複合させたものであるから、単
一の引張り圧縮を受ける小端部および秤部には、この荷
重に強い長繊維が複合化され、ノツチ穴や端末の多い大
端部には、粒子強化に近い短繊維が複合化されているの
で強度の著しい向上を実現することが可能であり、母材
金属としてアルミニウムなどの軽金属を使用したときで
も強度の高いコンロッドとなるため、コンロッドの軽量
化による慣性力および振動の低減、燃料経済性の向上な
らびに低コスト化を達成することが可能であるという非
常に優れた効果がもたらされる。
第１図および第２図はこの発明の一実施例によるコンロ
ッドの各々正面図および縦断面図、第３図ないし第８図
はこの発明の一実施例によるコンロッドの製造工程例を
順次示し、第３図は長繊維束の成形を水溶液吸引法によ
り行う説明図、第４図は長繊維束の平面図、第５図は短
繊維成形体成形用の金網と長繊維束とを組み合わせた状
態を示す説明図、第６図は繊維成形体の成形を水溶液吸
引法により行う説明図、第７図は繊維成形体の斜視図、
第８図は繊維成形体に金属溶湯を含浸させてコンロッド
形状に成形する金型鋳造装置の説明図である。 １・・・コンロッド、２・・・小端部、３・・・大端部
、４・・・秤部、５・・・長繊維、６・・・短繊維。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 小 塩 豊 第１図 第２図 ６観埼維 第３図 第４図 第５図
ッドの各々正面図および縦断面図、第３図ないし第８図
はこの発明の一実施例によるコンロッドの製造工程例を
順次示し、第３図は長繊維束の成形を水溶液吸引法によ
り行う説明図、第４図は長繊維束の平面図、第５図は短
繊維成形体成形用の金網と長繊維束とを組み合わせた状
態を示す説明図、第６図は繊維成形体の成形を水溶液吸
引法により行う説明図、第７図は繊維成形体の斜視図、
第８図は繊維成形体に金属溶湯を含浸させてコンロッド
形状に成形する金型鋳造装置の説明図である。 １・・・コンロッド、２・・・小端部、３・・・大端部
、４・・・秤部、５・・・長繊維、６・・・短繊維。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 小 塩 豊 第１図 第２図 ６観埼維 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- （１）小端部と大端部とを桿部で連接し、母材を繊維で
強化したコンロッドにおいて、小端部および桿部に長繊
維を複合化すると共に、大端部に短繊維を複合化してな
ることを特徴とするコンロッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23461285A JPS6298016A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | コンロツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23461285A JPS6298016A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | コンロツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6298016A true JPS6298016A (ja) | 1987-05-07 |
Family
ID=16973770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23461285A Pending JPS6298016A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | コンロツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6298016A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63282223A (ja) * | 1987-05-12 | 1988-11-18 | Honda Motor Co Ltd | 繊維強化部材用接合型繊維成形体の製造方法 |
| FR2940378A1 (fr) * | 2008-12-24 | 2010-06-25 | Messier Dowty Sa | Procede de fabrication d'une bielle en metal, renforcee par des fibres longues. |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5797912A (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-17 | Toyota Motor Corp | Connecting rod of fiber-reinforced metal for internal combustion engine |
| JPS5891919A (ja) * | 1981-11-28 | 1983-06-01 | Toyota Motor Corp | 内燃機関用コネクテイングロツド及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-10-22 JP JP23461285A patent/JPS6298016A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5797912A (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-17 | Toyota Motor Corp | Connecting rod of fiber-reinforced metal for internal combustion engine |
| JPS5891919A (ja) * | 1981-11-28 | 1983-06-01 | Toyota Motor Corp | 内燃機関用コネクテイングロツド及びその製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63282223A (ja) * | 1987-05-12 | 1988-11-18 | Honda Motor Co Ltd | 繊維強化部材用接合型繊維成形体の製造方法 |
| FR2940378A1 (fr) * | 2008-12-24 | 2010-06-25 | Messier Dowty Sa | Procede de fabrication d'une bielle en metal, renforcee par des fibres longues. |
| WO2010072915A1 (fr) * | 2008-12-24 | 2010-07-01 | Messier-Dowty Sa | Procede de fabrication d'une bielle en metal, renforcee par des fibres longues |
| RU2494291C2 (ru) * | 2008-12-24 | 2013-09-27 | Мессье-Бюгатти-Довти | Способ изготовления соединительной штанги из металла, усиленной длинными волокнами |
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