JP5703991B2 - コンロッドの破断分割方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用エンジン部品であるコンロッドの破断分割方法及びその装置に関する。

一般に、自動車用エンジン等の車両用エンジンでは、図３に示されているように、クランクピンとピストンピンの連結にコンロッド１が使用されている。このコンロッド１には、クランクピンに組付けられる大端部２が一端に形成されるとともに、ピストンピンに組み付けられる小端部３が他端に形成されている。コンロッド１は、クランクピンへの組み付けを可能とするために、コンロッド本体４とキャップ５とで構成されており、コンロッド本体４とキャップ５を締結するボルトを挿通させるためのボルト孔が大端部２の幅方向両端に穿設されている。

このような構成を備えたコンロッド１を、製造する方法としては、一体成型したコンロッドを破断によりコンロッド本体４とキャップ５に分割するいわゆる破断分割方法が提案されている（例えば、特許文献１又は２参照）。

従来のコンロッド１の破断分割方法は、先ず、大端部２に形成された大端穴６の内周部の幅方向左右両側にそれぞれノッチ溝７を形成した上で、小端部３に形成された小端穴８にシャフトを挿入してコンロッド１の位置決めを行い、片側、もしくは両側にテーパ形状を備えた半割り形状のマンドレル９を大端穴６のノッチ溝７に対応する位置に装着する。その後、半割り形状のマンドレル９の間に楔１０を打ち込み、大端部２に対して図３の白色矢印方向に拡張力を与え、ノッチ溝７を起点にコンロッド１をコンロッド本体４とキャップ５とに分割させるものである。

特開平２０００−７１１３０号公報 特開平２００２−６６９９８号公報

しかしながら、上記した従来のコンロッドの破断分割方法では、小端穴８と該小端穴８に挿入されるシャフトと間のクリアランスが大きくなったりすると、コンロッド１を大端部２の破断面を境に分割するタイミングに左右で時間差が生じ、片側が破断した後に反対側が破断する場合がある。この場合、後に破断した側の破面に延性破面が生じ易いことが経験的にわかっており、延性破面では破面同士の噛み合わせがうまくいかないため（特開平１１−１９９９２４号公報の段落０００７参照）、クランクシャフトの組み付け時にコンロッド１の大端部２の真円度（再組み真円度）が悪化し、最悪の場合には、焼き付きが発生し、エンジンが破損する虞があるという問題がある。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、コンロッドを大端部の破断面を境に分割する時に生じる左右の破断の時間差を少なくすることにより、破断面に延性破面のない良好な破面を得ることができ、再組み真円度を向上させることのできるコンロッドの破断分割方法及びその装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、一端に形成された大端部と、他端に形成された小端部と、前記大端部と前記小端部とを連結するロッド部と、を備えたコンロッドにおいて、前記大端部をコンロッド本体とキャップとに分割するコンロッドの破断分割方法であって、前記大端部に開口された大端穴に大端側シャフトを挿入する工程と、該大端側シャフトを大端側支持台に固定する工程と、前記小端部に開口された小端穴に小端側シャフトを挿入する工程と、該小端側シャフトを小端側支持台に固定する工程と、前記大端側支持台と前記小端側支持台の少なくともいずれか一方の支持台を他方の支持台から離間する方向に牽引する工程と、を備えていることを特徴とする。

また、本発明は、一端に形成された大端部と、他端に形成された小端部と、前記大端部と前記小端部とを連結するロッド部と、を備えたコンロッドにおいて、前記大端部の破断面を境にコンロッド本体とキャップとに分割する時に使用されるコンロッドの破断分割装置であって、前記大端部に開口された大端穴に挿入される大端側シャフトと、該大端側シャフトを支持する大端側支持台と、前記小端部に開口された小端穴に挿入される小端側シャフトと、該小端側シャフトを支持する小端側支持台と、前記大端側支持台と前記小端側支持台の少なくともいずれか一方の支持台を他方の支持台から離間する方向に牽引する牽引機と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、コンロッドを大端部の破断面を境に分割する時に生じる左右の破断の時間差を少なくすることにより、破断面に延性破面のない良好な破面を得ることができ、再組み真円度を向上させることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。

本発明の実施の形態に係るコンロッドの破断分割方法及びその装置を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るコンロッドの破断分割方法及びその装置を示す側面図である。 従来のコンロッドの破断分割方法を示す平面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るコンロッドの破断分割方法及びその装置について説明する。ここで、図１は本発明の実施の形態に係るコンロッドの破断分割方法及びその装置を示す平面図、図２は本発明の実施の形態に係るコンロッドの破断分割方法及びその装置を示す側面図である。なお、本発明の実施の形態では、自動車用エンジンに用いられるコンロッドの破断分割に本発明を適用した場合について説明する。

先ず、本発明の実施の形態に係る破断分割方法及びその装置により分割されるコンロッドの全体の構成について説明する。以下、図１における上下方向をコンロッドの長手方向、図１における左右方向をコンロッドの幅方向、図１における紙面垂直方向をコンロッドの厚み方向とする。

コンロッド２０は、一端においてクランクピン（図示せず）を貫挿可能な大端穴２１が厚み方向に穿設された大端部２２と、他端においてピストンピン（図示せず）を貫挿可能な小端穴２３が厚み方向に穿設された小端部２４と、大端部２２と小端部２４を長手方向に連結するロッド部２５と、を備えて構成されている。

大端部２２には大端穴２１の内周部の幅方向左右両側にノッチ溝２６が設けられると共に、ノッチ溝２６から幅方向外側に向かって破断面が形成され、大端部２２の破断面を境に、コンロッド本体２８とキャップ２９とに分割される。コンロッド本体２８は、長手方向に延出しており、大端部２２の半割り下側部分と小端部２４とロッド部２５とにより構成されている。大端部２２の外周面には、幅方向左右両端部分に平坦面３０が長手方向に沿って形成されており、この平坦面３０の幅方向内側には平坦面３０と平行にボルト孔（図示省略）が穿設され、該ボルト孔に挿通されたボルト（図示省略）により、コンロッド本体２８とキャップ２９とが締結されるようになっている。

次に、本発明の実施の形態に係るコンロッド２０の破断分割装置４０について説明する。

破断分割装置４０は、コンロッド２０を大端部２２の破断面を境にコンロッド本体２８とキャップ２９とに分割する時に使用されるものであって、大端部２２の大端穴２１に挿入される大端側シャフト４１と、大端側シャフト４１の両端部が貫挿する側面視Ｌ字形状の大端側固定部材４２と、大端側固定部材４２がボルト４３を介して固定される大端側支持台４４と、小端部２４の小端穴２３に挿入される小端側シャフト４５と、小端側シャフト４５の両端部が貫挿する側面視Ｌ字形状の小端側固定部材４６と、小端側固定部材４６がボルト４７を介して固定される小端側支持台４８と、大端側支持台４４を小端側支持台４８から離間する方向に牽引する牽引機（図示省略）と、を備えて構成されている。

次に、上記構成を備えた破断分割装置４０を使用してコンロッド２０を分割する方法について説明する。

先ず、鋼材（例えば、ＳＣ材ベースの非調質鋼）を鍛造してコンロッド本体２８とキャップ２９とを一体成型し、大端部２２の大端穴２１の内周部の幅方向左右両側にそれぞれノッチ溝２６を形成する。その後、大端側シャフト４１を大端部２２の大端穴２１に貫挿し、大端側シャフト４１の両端部をそれぞれ大端側固定部材４２に貫挿させて支持させた上で、各大端側固定部材４２をボルト４３によって大端側支持台４４に固定する。また、小端側シャフト４５を小端部２４の小端穴２３に貫挿し、小端側シャフト４５の両端部をそれぞれ小端側固定部材４６に貫挿させて支持させた上で、各小端側固定部材４６をボルト４６によって小端側支持台４８に固定し、コンロッド１の位置決めを行う。

次いで、大端側支持台４４を静止させた状態で、前記牽引機によって、小端側支持台４８を大端側支持台４４から離間する方向（図示矢印方向）に牽引する。そうすると、コンロッド２０は、ノッチ溝２６を起点として幅方向に破断され、大端部２２の破断面を境にコンロッド本体２８とキャップ２９とに分割される。

表１は、コンロッド２０の３本の試験体を、上記した本発明の実施に係る破断分割方法によってコンロッド本体２８とキャップ２９とに分割させた結果を、従来の破断分割方法により分割させた結果（小端穴と小端穴に挿入されるシャフトとの間のクリアランスが大きい場合（クリアランスが260μm程度の場合））と比較して示している。この表３から、本発明の実施の形態に係る破断分割方法によれば、破断分割面の面積に対する延性破面の割合を示す「延性破面率」が０％となり、延性破面のない良好な破面を得られることが分かる。また、破断分割前後の真円度変化量、仕上げ加工後真円度、及び再組み真円度のいずれについても、従来の破断分割方法による値より改善されていることが分かる。

このように本発明の実施の形態に係るコンロッド２０の破断分割方法及びコンロッド２０の破断分割装置４０によれば、コンロッド２０を大端部２２の破断面を境に分割させた時に生じる左右の破断の時間差を少なくすることにより、破断面に延性破面のない良好な破面を得ることができ、再組み真円度を向上させることができる。

なお、上記した本発明の実施の形態では、コンロッド２０をコンロッド本体２８とキャップ２９とに分割する際、牽引機によって小端側支持台４８を静止状態の大端側支持台４４から離間する方向に牽引しているが、本発明はこの形態に限定されるものではない。すなわち、例えば、上記した本発明の実施の形態とは反対に、小端側支持台４８を静止させて、大端側支持台４４を静止状態の小端側支持台４８から離間する方向に牽引したり、或いは、大端側支持台４４と小端側支持台４８の両方をそれぞれ相手側の支持台から離間する方向に牽引したりする等、大端側支持台４４と小端側支持台４８の少なくともいずれか一方の支持台を他方の支持台から離間する方向に牽引しても良い。

また、上記した本発明の実施の形態では、自動車用エンジンに用いられるコンロッドの破断分割に本発明を適用する場合について説明したが、これは単なる例示に過ぎず、他の異なる実施の形態として、自動二輪車その他のエンジンに用いられるコンロッドの破断分割に本発明を適用することも可能である。

さらに、上記した本発明の実施の形態では、鍛造によりコンロッド２０を形成する場合について説明したが、他の異なる実施の形態として、例えば、焼結、鋳造等によりコンロッド２０を形成しても良い。

２０ コンロッド
２１ 大端穴
２２ 大端部
２３ 小端穴
２４ 小端部
２５ ロッド部
２８ コンロッド本体
２９ キャップ
４０ 破断分割装置
４１ 大端側シャフト
４２ 大端側固定部材
４４ 大端側支持台
４５ 小端側シャフト
４６ 小端側固定部材
４８ 小端側支持台

Claims (2)

1. 一端に形成された大端部と、他端に形成された小端部と、前記大端部と前記小端部とを連結するロッド部と、を備えたコンロッドにおいて、前記大端部の破断面を境にコンロッド本体とキャップとに分割するコンロッドの破断分割方法であって、
   前記大端部に開口された大端穴に一本の大端側シャフトを挿入する工程と、
   該大端側シャフトを大端側支持台に固定する工程と、
   前記小端部に開口された小端穴に小端側シャフトを挿入する工程と、
   該小端側シャフトを小端側支持台に固定する工程と、
   前記大端側支持台と前記小端側支持台の少なくともいずれか一方の支持台を他方の支持台から離間する方向に牽引する工程と、
   を備えていることを特徴とするコンロッドの破断分割方法。
2. 一端に形成された大端部と、他端に形成された小端部と、前記大端部と前記小端部とを連結するロッド部と、を備えたコンロッドにおいて、前記大端部の破断面を境にコンロッド本体とキャップとに分割する時に使用されるコンロッドの破断分割装置であって、
   前記大端部に開口された大端穴に挿入される一本の大端側シャフトと、
   該大端側シャフトを支持する大端側支持台と、
   前記小端部に開口された小端穴に挿入される小端側シャフトと、
   該小端側シャフトを支持する小端側支持台と、
   前記大端側支持台と前記小端側支持台の少なくともいずれか一方の支持台を他方の支持台から離間する方向に牽引する牽引機と、
   を備えていることを特徴とするコンロッドの破断分割装置。
   

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