CN1624343A - 剖分型连杆、发动机以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种剖分型连杆、发动机以及车辆，该剖分型连杆中，在曲柄销孔内周面的彼此相对的位置的各自的中央部，形成有沿轴向X延伸的断裂起点槽。在曲柄销孔内周面的彼此相对的位置中的一侧或者两侧，形成有轴承用挡止槽。在曲柄销孔内周面的彼此相对的位置中，在轴向X的两端部分别形成有切槽部。断裂起点槽的应力集中系数大于切槽部和轴承用挡止槽的应力集中系数。优选作为连杆的材料而使用的钢中碳的含有量是0.05～0.45重量％，更好是0.10～0.35重量％。

Description

剖分型连杆、发动机以及车辆

技术领域

本发明涉及一种将活塞销和曲柄销结合在一起的剖分型连杆、具有该连杆的发动机以及具有该发动机的车辆。

背景技术

汽车、机动两轮车等的发动机中使用将活塞销和曲柄销结合在一起的连杆。连杆在杆主体的一端具有可旋转地保持活塞销的小端部，在杆主体的另一端具有可旋转地保持曲柄销的大端部。在小端部形成有***活塞销的活塞销孔，在大端部形成有***曲柄销的曲柄销孔。

剖分型连杆中，大端部以包含曲柄销孔的轴心的剖分面预先被剖分成杆部和盖部。杆部和盖部通过螺栓而结合在一起，从而构成具有曲柄销孔的大端部。

这样的剖分型连杆，在组装到曲轴时，为了保证大端部的曲柄销孔的圆度以及圆柱度，需要精度良好地进行盖部和杆部之间的定位。

作为使定位的精度提高的方法有断裂方法。该断裂方法是一体地形成大端部，然后将大端部断裂剖分为按杆部和盖部。杆部的断裂面以及盖部的断裂面具有微细的凹凸，所以通过将杆部的断裂面和盖部的断裂面配合在一起而能够对杆部和盖部进行正确的定位。

有这样的方案，即在将大端部断裂剖分为杆部和盖部之前，为诱发断裂，在曲柄销孔的内周面上形成有沿轴向延伸的直线状的断裂起点槽(参见美国专利第4569109号说明书)。

根据该断裂方法，断裂面的形状对杆部和盖部的定位精度产生影响。特别是断裂起点存在多个的情况下，有从各个断裂起点产生各个不同的断裂面的情况。在此，将产生不同的断裂面的情况称为双重裂缝。

当不同的断裂面的终端汇合时，在汇合部分产生阶梯差，在断裂面产生大的突起部。由于该突起部，组装杆部和盖部时曲柄销孔的圆度以及圆柱度降低。另外，也有不同的断裂面之间的金属成为碎片而脱落的情况。由此，存在碎片损伤发动机部件的情况。

近年来，为了提高发动机的耐久性，对连杆也要求耐久性。然而，当为了提高连杆的耐久性而使用韧性高的材料后，双重裂缝就频繁的产生。所以，作为连杆的材料，通常使用碳含有量多的碳素钢。

提出了为防止这样的双重裂缝和碎片的发生的龟裂剖分装置(参见特表2001-512050号公报)。该专利文献所示出的龟裂剖分装置，只在剖分前的大端部的曲柄销孔的内周面的局部集中施加负荷，以该负荷点为起点而断裂剖分大端部。

但是，该龟裂剖分装置不仅具有复杂的结构，同时也要求该装置所使用的工具的精度。因此，设备成本增加的同时也产生工具的经时老化的管理负担。其结果，剖分型连杆的制造成本变高了。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够以低的成本、容易且高精度的制造的剖分型连杆、具备该连杆的发动机以及具备该发动机的车辆。

本发明的一种情况的剖分型连杆，包括：杆主体；一体设置于杆主体的一端、并具有孔的大端部，在孔的内周面的彼此相对的位置上，在孔的沿轴向的线上的一部分上形成有断裂起点槽，该断裂起点槽具有比其他部分大的应力集中系数，沿断裂起点槽断裂剖分大端部。

该剖分型连杆制造时，在孔的内周面的彼此相对的位置上，在孔的沿轴向的线上的一部分上形成有断裂起点槽，该断裂起点槽具有比其他部分大的应力集中系数，沿该断裂起点槽断裂剖分大端部。

此时，由于断裂的起点为孔的内周面的各线上的1个部位，所以断裂从孔的内周面上的各1个部位开始进行。这样一来，大端部由一个断裂面被断裂剖分，双重裂缝不会发生。从而，可以防止在断裂面上产生大的突起部的同时，也能防止从断裂面上脱落碎片。其结果，在组装大端部的被剖分的部分时能得到高的圆度和圆柱度，而且制造不良品的发生率也能降低。

另外，不使用高价的设备，使用简单的工具就能将剖分型连杆的大端部断裂剖分。从而，降低剖分型连杆的制造成本。进而，由于可以使用高韧性的材料，所以可以使剖分型连杆的耐久性提高。

断裂起点槽在孔的内周面的沿轴向的线上的中央部形成也可以。

该情况下，从孔的内周面的中央部起断裂而形成断裂面。这样，由1个断裂面而断裂剖分大端部，不发生双重裂缝。

断裂起点槽在孔的内周面的沿轴向的线上的一端部形成也可以。

这种情况下，从孔的内周面的一端部起断裂而形成断裂面。因此，由1个断裂面而断裂剖分大端部，不发生双重裂缝。

也可以在孔的内周面的与沿轴向的线上的其他部分相交的区域中形成具有曲面状的底面的切槽部，切槽部的应力集中系数比断裂起点槽的应力集中系数小。

因为切槽部的应力集中系数比断裂起点槽的应力集中系数小，所以断裂起点槽上应力集中，而在切槽部应力集中被缓和。由此，在孔的内周面的一部分上应力集中。从而，断裂从孔的内周面的一个部位开始进行。

也可以在孔的内周面的彼此相对的位置中的至少一个位置上，在与沿轴向的线上的其他部分相交的一个或多个区域中分别形成具有曲面状底面的一个或多个轴承用挡止槽，一个或多个轴承用挡止槽的应力集中系数比断裂起点槽的应力集中系数小。

由于一个或多个轴承用挡止槽的应力集中系数比断裂起点槽的应力集中系数小，所以断裂起点槽应力集中，而在一个或多个轴承用挡止槽应力集中被缓和。因此，在孔的内周面的一部分应力集中。从而，断裂从孔的内周面的一个部位起进行。

一个或者多个轴承用挡止槽，包含第1轴承用挡止槽和第2轴承用挡止槽，断裂起点槽在第1轴承用挡止槽和第2轴承用挡止槽之间形成也可以。

该种情况下，在第1轴承用挡止槽和第2轴承用挡止槽之间的断裂起点槽上应力集中，在第1和第2轴承用挡止槽应力集中被缓和。由此，在孔的内周面的一部分上应力集中。从而，断裂是从孔的内周面上的一个部位起进行。

也可以是杆主体以及大端部的内部由含有碳0.05重量％或0.05重量％以上、0.45重量％或0.45重量％以下的钢构成，杆主体以及大端部的表层部含有重量％比内部高的碳。

这种情况下，杆主体部和大端部的内部韧性变高的同时，杆主体部和大端部的表层部的硬度也变高了。因此，剖分型连杆的耐久性提高了。

本发明的其他情况的剖分型连杆，包括：杆主体；一体设置于杆主体的一端、并具有孔的大端部，杆主体以及大端部的内部由含有碳0.05重量％或0.05重量％以上、0.45重量％或0.45重量％以下的钢构成，大端部由通过断裂剖分而形成的杆部和盖部构成，在杆部和盖部的各自的断裂面中，在与孔的轴向平行的中心线和孔之间的区域中，不存在由多个起点起的断裂的汇合部。

该剖分型连杆中，杆主体以及大端部是由含有碳0.05重量％或0.05重量％以上、0.45重量％或0.45重量％以下的钢构成。因此，由于杆主体和大端部的韧性变高，所以剖分型连杆的耐久性提高了。

另外，大端部由通过断裂剖分而形成的杆部和盖部构成，在杆部和盖部的各自的断裂面中，在与孔的轴向平行的中心线和孔之间的区域中，不存在由多个起点起的断裂的汇合部。

由此，与孔临近的区域不会发生双重裂缝。从而，可以防止断裂面上产生大的突起部，并且也能防止断裂面上碎片的脱落。其结果，在组装大端部的被剖分的部分时能得到高的圆度和圆柱度，而且制造不良品的发生率也能降低。

另外，不使用高价的设备，使用简单的工具就能将剖分型连杆的大端部断裂剖分。从而，降低剖分型连杆的制造成本。

本发明的另外的情况的剖分型连杆的制造方法，包括：形成连杆的工序，该连杆包括杆主体和一体设置于该杆主体的一端并具有孔的大端部；在孔的内周面的彼此相对的位置上，在孔的沿轴向的线上的一部分上形成断裂起点槽的工序，该断裂起点槽具有比其他部分大的应力集中系数；沿断裂起点槽断裂剖分大端部的工序。

根据该制造方法，首先形成具备杆主体和大端部的连杆。然后，在孔的内周面的彼此相对的位置上，在孔的沿轴向的线上的一部分上形成断裂起点槽，该断裂起点槽具有比其他部分大的应力集中系数。之后，沿断裂起点槽断裂剖分大端部。

此时，由于断裂的起点为孔的内表面的各个线上的1个部位，所以断裂从孔的内周面的各1个部位起进行。这样，大端部由一个断裂面而被断裂剖分，双重裂缝不会发生。从而，断裂面上能够防止生成大的突起部的同时，也能防止断裂面上碎片的脱落。其结果，组装大端部的被剖分的部分时能得到高的圆度和圆柱度，而且制造不良品的发生率也能降低。

另外，不使用高价的设备，使用简单的工具就能将剖分型连杆的大端部断裂剖分。从而，降低剖分型连杆的制造成本。进而，由于可以使用高韧性的材料，所以可以使剖分型连杆的耐久性提高。

形成断裂起点槽的工序也可以包括在孔的内周面的沿轴向的线上的中央部形成断裂起点槽的工序。

该情况下，通过从孔的内周面的中央部开始断裂而形成断裂面。由此，由1个断裂面而断裂剖分大端部，不发生双重裂缝。

形成断裂起点槽的工序也可以包括在孔的内周面的沿轴向的线上的一端部形成断裂起点槽的工序。

这种情况下，通过从孔的内周面的一端部开始断裂而形成断裂面。由此，由1个断裂面而断裂剖分大端部，不发生双重裂缝。

剖分型连杆的制作方法，也可以在断裂剖分大端部的工序之前，还包括在孔的内周面的与沿轴向的线上的前述其他部分相交的区域中形成具有曲面状的底面的切槽部的工序，切槽部的应力集中系数比断裂起点槽的应力集中系数小。

因为切槽部的应力集中系数比断裂起点槽的应力集中系数小，所以断裂起点槽应力集中，而切槽部的应力集中被缓和。由此，在孔的内周面的一部分上应力集中。从而，断裂是从孔的内周面上的一个部位开始进行的。

剖分型连杆的制作方法，在断裂剖分大端部的工序之前，也可以还包括在孔的内周面的彼此相对的位置中的至少一个位置上，在孔的内周面的与沿轴向的线上的其他部分相交的一个或多个区域中形成具有曲面状的底面的一个或多个轴承用挡止槽的工序，一个或多个轴承用挡止槽的应力集中系数比断裂起点槽的应力集中系数小。

因为一个或多个轴承用挡止槽的应力集中系数比断裂起点槽的应力集中系数小，所以断裂起点槽中应力集中，一个或者多个轴承用挡止槽应力集中被缓和。因此，在孔的内周面的一部分应力集中。从而，断裂从孔的内周面的一个部位开始进行。

形成一个或多个轴承用挡止槽的工序，包括在孔的内周面的彼此相对的位置中的至少一个位置上，在孔的内周面的与沿轴向的线上的其他部分相交的第1和第2区域中，分别形成第1和第2轴承用挡止槽的工序，形成断裂起点槽的工序包括在第1区域和第2区域之间形成断裂起点槽的工序。

该种情况下，在第1轴承用挡止槽和第2轴承用挡止槽之间的断裂起点槽上应力集中，第1和第2轴承用挡止槽应力集中被缓和。由此，在孔的内周面的一部分应力集中。从而，断裂从孔的内周面的一个部位开始进行。

形成杆主体以及大端部的工序，也可以包括由含有碳0.05重量％或0.05重量％以上、0.45重量％或0.45重量％以下的钢形成杆主体以及大端部的工序。

这种情况下，杆主体部和大端部的内部韧性变高，因此，剖分型连杆的耐久性提高了。

形成杆主体以及大端部的工序，也可以还包括进行表面硬化处理的工序，从而使杆主体以及大端部的表层部的碳含有量比内部的碳含有量大。

这种情况下，杆主体部和大端部的内部韧性变高的同时，杆主体部和大端部的表层部的硬度也变高了，所以剖分型连杆的耐久性就提高了。

形成断裂起点槽的工序也可以包括利用电火花线切割而形成断裂起点槽的工序。

该种情况下，在多个连杆的大端部上能够同时形成断裂起点槽。从而，生产性就提高了。

本发明的其他情况的发动机包括：气缸；可往复运动地设置于气缸内的活塞；设置于活塞的活塞销；以可旋转的方式设置的曲轴；设置于曲轴的曲柄销；将活塞销和曲柄销结合在一起的剖分型连杆，剖分型连杆包括：杆主体；一体设置于杆主体的一端、并具有***曲柄销的第1孔的大端部；一体设置于杆主体的另一端、并具有***活塞销的第2孔的小端部，在第1孔的内周面的彼此相对的位置上，在第1孔的沿轴向的线上的一部分上形成有断裂起点槽，该断裂起点槽具有比其他部分大的应力集中系数，沿断裂起点槽断裂剖分大端部。

该发动机中，气缸内设置有可往复运动的活塞。活塞上设置有活塞销，以可旋转的方式设置的曲轴上设置有曲柄销。活塞销和曲柄销通过剖分型连杆而结合在一起。剖分型连杆的大端部的第1孔中***有曲柄销，小端部的第2孔中***有活塞销。

该剖分型连杆制造时，大端部由一个断裂面而被断裂剖分，双重裂缝不会发生。从而，能够防止断裂面上生成大的突起部的同时，也能防止断裂面上碎片的脱落。其结果，组装大端部的被剖分的部分时能得到高的圆度和圆柱度，而且制造不良品的发生率也能降低。

另外，不使用高价的设备，使用简单的工具就能将剖分型连杆的大端部断裂剖分。从而，降低剖分型连杆的制造成本。进而，由于可以使用高韧性的材料，可以使剖分型连杆的耐久性提高。

如此，由于剖分型连杆的第1孔具有高的圆度和圆柱度，所以在降低发动机的摩擦损失的同时，也防止烧伤。另外，组装剖分型连杆时，可以防止碎片造成的发动机部件的损伤。因此，能够提供低成本、高性能的发动机。进而，因为剖分型连杆能够使用韧性高的材料，也能使发动机的耐久性提高。

根据本发明的其他的情况的车辆，包括：产生动力的发动机；驱动轮；将由发动机产生的动力传送到驱动轮的传动机构，发动机包括：气缸；可往复运动地设置于气缸内的活塞；设置于活塞的活塞销；以可旋转的方式设置的曲轴；设置于曲轴的曲柄销；将活塞销和曲柄销结合在一起的剖分型连杆，剖分型连杆包括：杆主体；一体设置于杆主体的一端、并具有***曲柄销的第1孔的大端部；一体设置于杆主体的另一端、并具有***活塞销的第2孔的小端部，在第1孔的内周面的彼此相对的位置上，在第1孔的沿轴向的线上的一部分上形成有断裂起点槽，该断裂起点槽具有比其他部分大的应力集中系数，沿断裂起点槽断裂剖分大端部。

该车辆中，由发动机产生的动力经传动机构传送到驱动轮。发动机中，气缸内设置有可往复运动的活塞。活塞上设置有活塞销，在以可旋转的方式设置的曲轴上配置有曲柄销。活塞销和曲柄销通过剖分型连杆而结合在一起。剖分型连杆的大端部的第1孔中***曲柄销，小端部的第2孔中***活塞销。

该剖分型连杆制造时，大端部由一个断裂面而被断裂剖分，双重裂缝不会发生。从而，能够防止断裂面上生成大的突起部的同时，也能防止断裂面上碎片的脱落。其结果，组装大端部的被剖分的部分时能得到高的圆度和圆柱度，而且制造不良品的发生率也能降低。

另外，不使用高价的设备，使用简单的工具就能将剖分型连杆的大端部断裂剖分。从而，降低剖分型连杆的制造成本。进而，由于可以使用高韧性的材料，可以使剖分型连杆的耐久性提高。

如此，由于剖分型连杆的第1孔具有高的圆度和圆柱度，所以在降低发动机的摩擦损失的同时，也防止烧伤。另外，组装剖分型连杆时，可以防止碎片造成的发动机部件的损伤。因此，能够提供低成本、高性能的发动机。进而，因为剖分型连杆能够使用韧性高的材料，也能使发动机的耐久性提高。其结果，可降低车辆的成本，使车辆高性能化，提高耐久性。

根据本发明，大端部由一个断裂面而被断裂剖分，双重裂缝不会发生。从而，能够防止断裂面上生成大的突起部，同时也能防止从断裂面上脱落碎片。其结果，组装大端部的被剖分的部分时能得到高的圆度和圆柱度，而且制造不良品的发生率也能降低。

另外，不使用高价的设备，使用简单的工具就能将剖分型连杆的大端部断裂剖分。从而，降低剖分型连杆的制造成本。进而，由于可以使用高韧性的材料，所以可以使剖分型连杆的耐久性提高。

附图说明

图1是本发明第1实施形式的断裂剖分前的剖分型连杆的立体图；

图2是图1的剖分型连杆的正面图；

图3A是图2的剖分型连杆的IV-IV剖视图；

图3B是图2的剖分型连杆的V-V剖视图；

图4是图1的剖分型连杆的局部的放大立体图；

图5是本发明第1实施形式的剖分型连杆的组装立体图；

图6是图5的剖分型连杆的局部的放大立体图；

图7是表示本实施形式的剖分型连杆的制作方法的流程图；

图8是表示渗碳前机械加工的详细的流程图；

图9是表示断裂剖分的方法的示意剖视图；

图10A是表示断裂起点槽的形状的剖视图；

图10B是表示切槽部的形状的剖视图；

图10C是表示轴承用挡止槽的形状的剖视图；

图11是用于说明比较例的大端部的断裂预定面的断裂的进行的视图；

图12是表示比较例的大端部的断裂面的状态的视图；

图13是图12的C部的放大图；

图14A～图14D是表示比较例的大端部的断裂开始到内周面的磨削为止的工序的剖视图；

图15是用于说明实施例的大端部的断裂预定面的断裂的进行的视图；

图16是表示实施例的大端部的断裂面的状态的视图；

图17A～图17D是表示实施例的大端部的断裂开始到内周面的磨削为止的工序的剖视图；

图18是本发明第2实施形式的剖分型连杆的断裂预定面的断裂的进行的示意图；

图19是本发明第3实施形式的剖分型连杆的断裂预定面的断裂的进行的示意图；

图20是本发明第4实施形式的剖分型连杆的断裂预定面的断裂的进行的示意图；

图21是具有上述实施形式的剖分型连杆的发动机的一个例子的剖视图；

图22是具有图21的发动机的机动两轮车的示意图。

具体实施方式

(1)第1实施形式

图1是本发明第1实施形式的断裂剖分前的剖分型连杆的立体图。图2是图1的剖分型连杆的正面图。图3A是图2的剖分型连杆的IV-IV剖视图，图3B是图2的剖分型连杆的V-V剖视图。图4是图1的剖分型连杆的局部的放大立体图。

如图1～图3所示，剖分型连杆1由杆主体10、小端部20和大端部30组成。在杆主体10的一端一体形成有小端部20，同时在杆主体10的另一端一体形成有大端部30。

在小端部20形成有圆筒形的活塞销孔25。在大端部30的中心部分形成有圆筒形的曲柄销孔35。大端部30具有从杆主体10向两侧扩大的肩部31a、31b。在大端部30的肩部31a、31b，在曲柄销孔35的两侧分别形成有从大端部30的下面一直延伸到上面附近的螺栓孔32。

在以下的说明中，将杆主体10的延伸方向称为纵向，将图4中点划线示出的曲柄销孔35的中心轴的方向单称为轴向，将与纵向和轴向垂直的方向称为宽度方向。以下的图1～图6以及图11～图20中，纵向用箭头Z表示，轴向用箭头X表示，宽度方向用箭头Y表示。

断裂剖分前的大端部30，由预先一体形成的杆部33和盖部34构成。如后所述，大端部30的杆部33以及盖部34，沿着与轴向X和宽度方向Y平行的断裂预定面A而被断裂剖分。设定断裂预定面A通过曲柄销孔35的中心轴。即，断裂预定面A与曲柄销孔35的内周面相交。

在曲柄销孔35的内周面的彼此相对的位置的各自的中央部，形成有沿轴向X延伸的断裂起点槽50。这些断裂起点槽50位于曲柄销孔35的内周面和断裂预定面A相交的线上的中央部。

另外，在曲柄销孔35的内周面的彼此相对的位置中的一侧或者两侧，形成有用于挡止具有轴承的作用的轴衬的轴承用挡止槽51。通过轴承用挡止槽51而阻止轴衬的旋转。

本实施形式中，如图3A所示，在曲柄销35的内周面的一侧的位置处，在断裂起点槽50的两端部分别形成有轴承用挡止槽51，如图3B所示，在内周面的另一侧的位置处没有形成轴承用挡止槽51。

各轴承用挡止槽51由具有曲面状的底面的凹部构成，沿曲柄销孔35的圆周方向延伸。轴承用挡止槽51的底面，在与轴向X垂直的断面弯曲成圆弧状。

进而，在曲柄销孔35的内周面的彼此相对的位置，在轴向X的两端部分别设置有切槽部52。在本实施形式中，如图3A所示，在曲柄销孔35的内周面的一侧的位置处，在轴承用挡止槽51的两侧分别形成有切槽部52，如图3B所示，在曲柄销35的内周面的另一侧的位置处，在断裂起点槽50的两侧分别形成有切槽部52。

各切槽部52具有曲面状的底面，在曲柄销孔35的圆周方向上延伸。各切槽部52的底面在与轴向X垂直的断面弯曲成圆弧状。

另外，通过将曲柄销孔35的缘部倒角，而分别设置在曲柄销孔35的圆周方向上延伸的倒角部53。

图5是本发明第1实施形式的剖分型连杆的组装立体图。图6是图5的剖分型连杆的局部的放大立体图。

剖分型连杆1的大端部30的杆部33和盖部34沿着断裂起点槽50而被断裂剖分的。由此，如图5和图6所示，在杆部33和盖部34上分别形成断裂面F。断裂面F具有微细的凹凸。

使杆部33的断裂面F和盖部34的断裂面F对位后接触。在这种状态下通过在螺栓孔32中螺纹旋入螺栓40而使杆部33和盖部34彼此结合在一起。此时，因为杆部33的断裂面F和盖部34的断裂面F具有彼此相辅的微细的凹凸，所以杆部33和盖部34被正确地定位。

在此，说明本实施形式的剖分型连杆的制造方法。

图7是表示本实施形式的剖分型连杆的制作方法的流程图。

首先，通过锻造形成由杆主体10、小端部20和大端部30构成的连杆1的毛胚(步骤S1)。这种情况下，大端部30的杆部33和盖部34是一体形成的。另外，替代锻造，也可以通过铸造或者烧结来形成连杆1。

作为连杆1的材料，使用含有碳(C)的钢。钢中碳的含有量是在不会因渗碳而造成碳浓度上升的区域，优选为0.05～0.45重量％，更好是0.10～0.35重量％。由此，钢的韧性变高，连杆1的耐久性提高了。

本实施形式中，作为连杆1的材料，例如使用作为铬钼钢的SCM420。SCM420含有：碳(C)0.18～0.23重量％，硅(Si)0.15～0.35重量％，锰(Mn)0.60～0.85重量％，磷(P)0.030重量％或其以下，硫(S)0.030重量％或其以下，铬(Cr)0.90～1.20重量％，钼(Mo)0.15～0.30重量％。

另外，作为连杆1的材料也可以使用钛(Ti)。另外，作为连杆1的材料，也可以使用碳含有量多的碳素钢(例如SAE1070)。

接着，对连杆1进行渗碳前机械加工(步骤S2)。图8是表示渗碳前机械加工的详细的流程图。渗碳前机械加工中，首先磨削连杆1的厚度面(与轴向X垂直的面)(步骤S21)，在小端部20和大端部30分别形成活塞销孔25和曲柄销孔35(步骤S22)。

接着，在大端部30的曲柄销孔35的内周面上形成轴承用挡止槽51(步骤S23)，在轴承用挡止槽51的两侧形成切槽部52(步骤S24)。另外，在曲柄销孔35的边缘部形成倒角部53(步骤S25)，在连杆1的肩部31a、31b分别形成螺栓孔32(步骤S26)。

活塞销孔25、曲柄销孔35、轴承用挡止槽51、切槽部52、倒角部53以及螺栓孔32的形成，是通过切削进行的。

进而，在曲柄销孔35的内周面上形成断裂起点槽50(步骤S27)。本实施形式中，断裂起点槽50是通过电火花线切割而形成的。

电火花线切割中，沿曲柄销孔35的内周面的轴向X配置导电性电线，在该导电性电线和曲柄销孔35的内周面之间施加脉冲状的高电压。由此，导电性电线和曲柄销孔35的内周面之间引起电晕放电，曲柄销孔35内周面的除了轴承用挡止槽51、切槽部52和倒角部53之外的区域被切削成线状。其结果，在曲柄销孔35内周面的中央部形成了沿轴向X呈直线状延伸的断裂起点槽50。

利用电火花线切割，可以在多个连杆1上同时形成断裂起点槽50。这样，生产效率就提高了。

另外也可以使用激光加工、切削等其他的机械加工来形成断裂起点槽50。

连杆1的厚度面的磨削、活塞销孔25以及曲柄销孔35的形成、轴承用挡止槽51的形成、切槽部52的形成、倒角部53的形成、螺栓孔32的形成以及断裂起点槽50的形成，不限定于图8的顺序，可以按照任意的顺序进行。

例如，也可以在形成断裂起点槽50之后，形成轴承用挡止槽51、切槽部52和倒角部53。

接着，对连杆1整体进行渗碳淬火和回火的表面硬化处理(图7的步骤S3)。这样，在连杆1上形成了表面硬化层。该情况下的渗碳深度是约1.0mm。

另外，作为表面硬化处理，也可以采用氮化、喷镀、蒸镀、或者高频淬火等。

之后，对连杆1进行喷丸硬化加工(步骤S4)，在大端部30的螺栓孔32内进行内螺纹加工(步骤S5)。

接下来，将连杆1的大端部30断裂剖分成杆部33和盖部34(步骤S6)。

图9是表示断裂剖分的方法的示意剖视图。预先用液态氮冷却连杆1。如图9所示，将相互在水平方向上可移动的滑块200、201的凸部***到连杆1的大端部30的曲柄销孔35内，滑块200、201的凸部之间用锤子203打入楔子202。由此，连杆1的大端部30沿断裂起点槽50断裂剖分成杆部33和盖部34。

接下来，如上所述，在使杆部33的断裂面F和盖部34的断裂面F对位并接触的状态下，在螺栓孔32内螺纹旋入螺栓40，从而组装杆部33和盖部34(图7的步骤S7)。

接着，磨削组装后的连杆1的小端部20的活塞销孔25和大端部30的曲柄销孔35的内周面(步骤S8)。这样，就制造出了无螺母型的剖分型连杆1。

之后，从组装后的连杆1的大端部30取出螺栓40，而将杆部33和盖部34拆卸开(步骤S9)。最后，将拆卸开的杆部33和盖部34组装于曲轴的曲柄销上(步骤S10)。

在此，针对断裂起点槽50、切槽部52和轴承用挡止槽51的形状以及应力集中系数进行说明。

图10A是表示断裂起点槽50的形状的剖视图，图10B是表示切槽部52的形状的剖视图，图10C是表示轴承用挡止槽51的形状的剖视图。

如图10A所示，断裂起点槽50是由大致平行的相对的面以及半圆形的底面构成。断裂起点槽50的深度H1例如为0.5mm，底面的曲率半径R1例如为0.1mm。

如图10B所示，切槽部52是由圆弧状的底面构成。切槽部52的深度H2例如为0.5mm，底面的曲率半径R2例如为6.5mm。

如图10C所示，轴承用挡止槽51是由圆弧状的底面构成。轴承用挡止槽51的深度H3例如为1.6mm，底面的曲率半径R3例如为6.5mm。

切槽部52的深度H2以及轴承用挡止槽51的深度H3是断裂起点槽50的深度H1或其之上。本实施形式中，切槽部52的深度H2与断裂起点槽50的深度H1大致相等，轴承用挡止槽51的深度H3大于断裂起点槽50的深度H1。另外，切槽部52的底面的曲率半径R2比断裂起点槽50的底面的曲率半径R1大，轴承用挡止槽51的底面的曲率半径R3比断裂起点槽50的底面的曲率半径R1大。

一般应力集中系数α按照下式求得。

$\mathrm{\α}=1+2\sqrt{(H/R)}\·\·\·\left(1\right)$

上式(1)中，H表示切槽的深度，R表示切槽的曲率半径。

在断裂起点槽50的深度H1为0.5mm，曲率半径R1为0.1的情况下，根据上式(1)，应力集中系数α为5.5。另外，在切槽部52的深度H2为0.5mm，曲率半径R2为6.5mm的情况下，根据上式(1)，应力集中系数α为1.6。

在轴承用挡止槽51的深度H3为1.6mm，曲率半径R3为6.5mm的情况下，根据上式(1)，应力集中系数α为2.0。

如此，断裂起点槽50的应力集中系数也比切槽部52以及轴承用挡止槽51的应力集中系数要大。

所以，在曲柄销孔35的内周面的断裂起点槽50应力集中，而在切槽部52以及轴承用挡止槽51应力集中被缓和。这样，在曲柄销孔35的内周面的中央部应力集中。

在此，关于大端部30的断裂剖分时的断裂起点槽50以及切槽部52的作用，在以下的实施例和比较例中得到检证。实施例中，进行了设置有切槽部52的大端部的断裂剖分，比较例中，进行了没有设置切槽部52的大端部的断裂剖分。实施例的大端部相当于图1～图4的大端部30。

作为连杆的材料，使用了作为铬钼钢的SCM420。渗碳淬火以及回火后的SCM420的表面硬化层的碳量为0.7～0.8重量％，夏氏冲击值是7～12[J/cm²]。渗碳淬火和回火后的SCM420的内部的碳量是0.18～0.23重量％，夏氏冲击值是60～70[J/cm²]。由此，连杆1的内部的韧性变高了。

另外，作为现有技术的剖分型连杆的材料而使用的SAE1070(相当于JISS70C)的碳量是0.65～0.75重量％，夏氏冲击值是20～26[J/cm²]。

首先，使用图11～图14，说明没有设置切槽部的比较例的大端部的断裂的进行，用图15～图17说明设置有切槽部的实施例的大端部的断裂的进行。

图11是用于说明比较例的大端部的断裂预定面的断裂的进行的视图。图12是表示比较例的大端部的断裂面的状态的视图。图13是图12的C部的放大图。图14A～图14D是表示比较例从大端部的断裂开始到内周面的磨削为止的工序的剖视图。

图11的比较例中，在大端部30的曲柄销孔35的内周面，在由1对轴承用挡止槽51划分的中央部以及两端部上分别形成有断裂起点槽50。

通常，应力在壁薄部以及端部容易集中。大端部30的中央部因为设置有螺栓孔32，所以曲柄销孔35的内周面的中央部就成为了壁薄部。所以曲柄销孔35的内周面的中央部和两端部上应力集中。

从而，在图11的比较例中，断裂的起点就成为曲柄销孔35的内周面的中央部的断裂起点槽50和两端部的断裂起点槽50的3个部位。其结果，如图11的箭头所示，断裂从曲柄销孔35的内周面的中央部以及两端部的3个部位开始进行。

这种情况下，如图12和图13所示，当由曲柄销孔35的内周面的中央部开始的断裂所形成的断裂面a和由曲柄销孔35的内周面的两端部开始的断裂所形成的断裂面b产生了不同的高度时，如图14A所示，断裂面a和断裂面b产生具有间隔的重合区域350，产生了双重裂缝。

另外，如图13所示，在后面的工序中磨削曲柄销孔35的内周面直到D-D线为止。另外，现有技术的剖分型连杆的制造方法中，在断裂剖分后的工序中，曲柄销孔35的边缘部被倒角直到E-E为止。

接着，如图14B所示，当杆部33和盖部34被分离时，在断裂面a和断裂面b的汇合部M产生阶梯差。如图12所示，汇合部M发生在与大端部30的宽度方向Y的中心线L1相比更靠近曲柄销孔35的位置。

之后，如图14C所示，将杆部33和盖部34组装之后，磨削曲柄销孔35的内周面直到D-D线为止。杆部33和盖部34被拆卸开后，如图14D所示，从断裂面a和断裂面b的重合区域350发生碎片341的脱落。

图15是用于说明实施例的大端部断裂预定面的断裂的进行的视图。图16是表示实施例的大端部的断裂面的状态的视图。图17A～图17D是表示实施例的从大端部的断裂开始到内周面的磨削为止的工序的剖视图。

图15的实施例中，在大端部30的曲柄销孔35的内周面，在由1对轴承用挡止槽51所划分的3部分中的中央部形成有断裂起点槽50，在两端部形成有切槽部52，进而在曲柄销孔35的边缘部形成有倒角部53。

由于切槽部52的应力集中系数小于断裂起点槽50的应力集中系数，所以在曲柄销孔35两端部的应力集中被缓和了。另外，由于在曲柄销孔35的边缘部形成有倒角部53，所以在曲柄销孔35的边缘部的应力集中被缓和了。所以，在曲柄销孔35的内周面的中央部应力集中。

所以，图15的例子中，断裂的起点就成为曲柄销孔35的内周面的中央部这一个部位。其结果，如图15中箭头所示，断裂从曲柄销孔35的内周面的中央部的1个部位起进行。

这种情况下，如图16所示，通过从曲柄销孔35的内周面的中央部开始的断裂而形成了断裂面F。如图17A所示，由1个断裂面F而断裂剖分成杆部33和盖部34，不会发生双重裂缝。

从而，如图17B所示，分离杆部33和盖部34时，在断裂面F不会产生阶梯差。

之后，如图17C所示，杆部33和盖部34被组装之后，磨削曲柄销孔35的内周面直到D-D线为止。如图17D所示，即使在将杆部33和盖部34拆卸开的情况下，碎片的脱落也不会出现。

这样，实施例中，如图16所示，在大端部30的宽度方向Y的中心线L1和曲柄销孔35的内周面之间的区域中不存在多个断裂面的重合区域。至少在与轴向X平行的螺栓孔32的切线L2和曲柄销孔35的内周面之间的区域中不存在多个断裂面的重合区域的情况下，可以防止磨削曲柄销孔35的内周面时碎片脱落的情况。

如上所述，本实施形式的剖分型连杆1中，即便在使用韧性高的材料的情况下，因为大端部30的断裂剖分时断裂的起点是曲柄销孔35的内周面的一个部位，所以断裂从曲柄销孔35的内周面的中央部的1个部位开始进行。从而，大端部30由1个断裂面F而断裂剖分成杆部33和盖部34，双重裂缝不会发生。因此，可以防止在断裂面F产生大的突起部，同时防止从断裂面F上脱落碎片。其结果，组装杆部33和盖部34时能得到高的圆度和圆柱度，同时制造废品的发生率也能降低。

另外，不使用高价的设备，使用如图9所示的简单的工具就能将剖分型连杆1的大端部30断裂剖分。从而，降低剖分型连杆1的制造成本。进而，由于可以使用高韧性的材料，所以可以使剖分型连杆1的耐久性提高。

另外，本实施形式中，曲柄销孔35相当于大端部的孔或者第1孔，活塞销孔25相当于第2孔。

(2)第2实施形式

图18是本发明第2实施形式的剖分型连杆的断裂预定面的断裂的进行的示意图。

第2实施形式中，在大端部30的曲柄孔35的内周面，在由1对轴承用挡止槽51所划分的3部分中的中央部上形成有断裂起点槽50，在曲柄销孔35的边缘部形成有倒角部53。轴承用挡止槽51的两侧的部分不形成断裂起点槽50和切槽部52，而成为平坦面。断裂起点槽50利用激光加工或者切削等而形成。

平坦面的应力集中系数因为比断裂起点槽50的应力集中系数要小，所以在曲柄销孔35的内周面的两端部的应力集中被缓和。另外，因为在曲柄销孔35的边缘部形成有倒角部53，所以在曲柄销孔35的边缘部的应力集中被缓和。因此，在曲柄销孔35的内周面的中央部应力集中。

从而，断裂的起点变成了曲柄销孔35的内周面的中央部的1个部位。其结果，如图18的箭头所示，断裂是从曲柄销孔35的内周面的中央部的1个部位开始进行。

这种情况下，通过从曲柄销孔35的内周面的中央部开始的断裂而形成了断裂面。这样，大端部30由1个断裂面而断裂剖分成杆部33和盖部34，不会发生双重裂缝。

(3)第3实施形式

图19是本发明第3实施形式的剖分型连杆的断裂预定面的断裂的进行的示意图。

第3实施形式中，在大端部30的曲柄孔35的内周面，在由1对轴承用挡止槽51划分的3部分中的一端部，形成有断裂起点槽50，在中央部和另一端部形成有切槽部52，进而，在曲柄销孔35的边缘部形成有倒角部53。断裂起点槽50利用激光加工或者切削等而形成。

这种情况下，曲柄销孔35的内周面的另一端部和中央部上的应力集中被缓和。另外，因为在曲柄销孔35的边缘部形成了倒角部53，所以曲柄销孔35的边缘部上的应力集中被缓和。因此，在曲柄销孔35的内周面的一端部应力集中。

从而，断裂的起点变成了曲柄销孔35的内周面的一端部的1个部位。其结果，如图19的箭头所示，断裂是从曲柄销孔35的内周面的一端部的1个部位开始进行。

这种情况下，通过曲柄销孔35的内周面的一端部开始的断裂而形成了断裂面。这样，大端部30由1个断裂面而断裂剖分成杆部33和盖部34，不会发生双重裂缝。

(4)第4实施形式

图20是本发明第4实施形式的剖分型连杆的断裂预定面的断裂的进行的示意图。

第4实施形式中，在大端部30的曲柄孔35的内周面，在由1对轴承用挡止槽51所划分的3部分中的中央部上，形成有断裂起点槽50，在曲柄销孔35的两端部形成有切槽部52。在曲柄销孔35的边缘部没有形成倒角部53。

因为切槽部52的应力集中系数比断裂起点槽50的应力集中系数要小，所以曲柄销孔35的内周面的两端部上的应力集中被缓和。因此，曲柄销孔35的内周面的中央部上应力集中。

从而，断裂的起点变成了曲柄销孔35的内周面的中央部的1个部位。其结果，如图20的箭头所示，断裂是从曲柄销孔35的内周面的中央部的1个部位开始进行。

这种情况下，通过曲柄销孔35的内周面的中央部开始的断裂而形成了断裂面。这样，大端部30由1个断裂面而断裂剖分成杆部33和盖部34，不会发生双重裂缝。

(5)其他的实施形式

图15、图18、图19以及图20的结构中，不形成轴承用挡止槽51也可以。另外，图15、图18、图19的结构中，不形成倒角部53也可以。

另外，曲柄销孔35内周面的彼此相对的位置中的一侧或者两侧，形成1个轴承用挡止槽51也可以，或者形成3个以上的轴承用挡止槽51也可以。

(6)发动机

图21是具有上述实施形式的剖分型连杆1的发动机的一例的剖视图。

图21的发动机100，具有曲轴箱110、气缸体120以及气缸盖130。

曲轴箱110中设置有曲轴111。曲轴111包括曲柄销112和曲柄臂113。

在曲轴箱110的上部配置有气缸体120。在气缸体120中，安装有圆筒状的气缸套筒121，在气缸套筒121内配置有沿轴向自由往复运动的活塞122。活塞122具有活塞销123。

在剖分型连杆1的小端部20的活塞销孔内***有活塞销123。在剖分型连杆1的大端部30的曲柄销孔内经由轴衬114而***有曲柄销112。由此，活塞销123和曲柄销112连接在一起。轴衬114挡止在图1～图4的轴承用挡止槽51中。

在气缸体120的上部配置有气缸盖130。由气缸体120和气缸盖130形成了燃烧室131。在气缸盖130中，形成有进气口132和排气口133。在进气口132的下端开口设置有开闭自如的进气门134，在排气口133的下端开口设置有开闭自如的排气门135。

在图21的发动机100中，因为上述实施形式的剖分型连杆1的曲柄销孔35具有高的圆度和圆柱度，在降低摩擦损失的同时，也可以防止烧结。另外，组装剖分型连杆1时，可以防止金属碎片造成发动机部件的损伤。因此，能够提供低成本、高性能的发动机100。进而，因为剖分型连杆1能够使用韧性高的材料，所以也能使发动机100的耐久性提高。

(7)机动二轮车

图22是具有图21的发动机100的机动两轮车的示意图。

图22的机动二轮车100中，在主体车架301的前端设置有前管302。在前管302设置有在左右方向可摇动的前叉303。在前叉303的下端支撑有可旋转的前轮304。在前管302的上端安装有车把305。

以从主体车架301的后端上部向后方延伸的方式安装有座位轨306。在主体车架301的上部设置有燃料箱307，在座位轨306上配置有主座位308a和副座位308b。

另外，在主体车架301的后端安装有向后方延伸的后臂309。在后臂309的后端支撑有可旋转的后轮310。

在主体车架301的中央部保持有图21所示的发动机100。发动机100中，使用上述实施形式的剖分型连杆1。在发动机100的前部安装有散热器311。在发动机100的排气口连接有排气管312，在排气管312的后端安装有消音器313。

发动机1连接有变速器315。在变速器315的输出轴316上安装有驱动链轮317。驱动链轮317通过链条318而连接于后轮310的后轮链轮319。

本实施形式中，变速器315以及链条318相当于传动机构。

图22的机动二轮车中，由于使用了图21的发动机100，可降低成本，高性能化以及提高耐久性。

另外，上述实施形式的剖分型连杆1以及具备该剖分型连杆的发动机100，并不限于机动二轮车，也可用于4轮的汽车等各种车辆中。

Claims (19)

1.一种剖分型连杆，包括：杆主体；一体设置于前述杆主体的一端、并具有孔的大端部，

在前述孔的内周面的彼此相对的位置上，在前述孔的沿轴向的线上的一部分上形成有断裂起点槽，该断裂起点槽具有比其他部分大的应力集中系数，沿前述断裂起点槽断裂剖分前述大端部。

2.根据权利要求1所述的剖分型连杆，其特征在于，前述断裂起点槽形成于前述孔的内周面的沿轴向的线上的中央部。

3.根据权利要求1所述的剖分型连杆，其特征在于，前述断裂起点槽形成于前述孔的内周面的沿轴向的线上的一端部。

4.根据权利要求1所述的剖分型连杆，其特征在于，在前述孔的内周面的与沿轴向的线上的前述其他部分相交的区域形成具有曲面状的底面的切槽部，

前述切槽部的应力集中系数比前述断裂起点槽的应力集中系数小。

5.根据权利要求1所述的剖分型连杆，其特征在于，在前述孔的内周面的彼此相对的位置中的至少一个位置上，在与沿轴向的线上的前述其他部分相交的一个或多个区域中，分别形成具有曲面状的底面的一个或多个轴承用挡止槽，

前述一个或多个轴承用挡止槽的应力集中系数比断裂起点槽的应力集中系数小。

6.根据权利要求5所述的剖分型连杆，其特征在于，前述一个或多个轴承用挡止槽包括第1轴承用挡止槽和第2轴承用挡止槽，

前述断裂起点槽形成于前述第1轴承用挡止槽和前述第2轴承用挡止槽之间。

7.根据权利要求1所述的剖分型连杆，其特征在于，前述杆主体以及前述大端部的内部由含有碳0.05重量％或0.05重量％以上、0.45重量％或0.45重量％以下的钢构成，前述杆主体以及前述大端部的表层部含有重量％比内部高的碳。

8.一种剖分型连杆，包括：杆主体；一体设置于前述杆主体的一端、并具有孔的大端部，

前述杆主体以及前述大端部的内部由含有碳0.05重量％或0.05重量％以上、0.45重量％或0.45重量％以下的钢构成，

前述大端部由通过断裂剖分而形成的杆部和盖部构成，

在前述杆部和前述盖部的各自的断裂面中，在与前述孔的轴向平行的中心线和前述孔之间的区域中，不存在由多个起点起的断裂的汇合部。

9.一种剖分型连杆的制造方法，包括：

形成连杆的工序，该连杆包括杆主体和一体设置于该杆主体的一端并具有孔的大端部；

在前述孔的内周面的彼此相对的位置上，在前述孔的沿轴向的线上的一部分上形成断裂起点槽的工序，该断裂起点槽具有比其他部分大的应力集中系数；

沿前述断裂起点槽断裂剖分前述大端部的工序。

10.根据权利要求9所述的剖分型连杆的制造方法，其特征在于，形成前述断裂起点槽的工序包括在前述孔的内周面的沿轴向的线上的中央部形成前述断裂起点槽的工序。

11.根据权利要求9所述的剖分型连杆的制造方法，其特征在于，形成前述断裂起点槽的工序包括在前述孔的内周面的沿轴向的线上的一端部形成前述断裂起点槽的工序。

12.根据权利要求9所述的剖分型连杆的制造方法，其特征在于，在断裂剖分前述大端部的工序之前，还包括在前述孔的内周面的与沿轴向的线上的前述其他部分相交的区域中形成具有曲面状的底面的切槽部的工序，

前述切槽部的应力集中系数比前述断裂起点槽的应力集中系数小。

13.根据权利要求9所述的剖分型连杆的制造方法，其特征在于，在断裂剖分前述大端部的工序之前，还包括在前述孔的内周面的彼此相对的位置中的至少一个位置上，在前述孔的内周面的与沿轴向的线上的前述其他部分相交的一个或多个区域中形成具有曲面状的底面的一个或多个轴承用挡止槽的工序，

前述一个或多个轴承用挡止槽的应力集中系数比前述断裂起点槽的应力集中系数小。

14.根据权利要求13所述的剖分型连杆的制造方法，其特征在于，形成前述一个或多个轴承用挡止槽的工序，包括在前述孔的内周面的彼此相对的位置中的至少一个位置上，在前述孔的内周面的与沿轴向的线上的前述其他部分相交的第1和第2区域中，分别形成第1和第2轴承用挡止槽的工序，

形成前述断裂起点槽的工序包括在前述第1区域和前述第2区域之间形成前述断裂起点槽的工序。

15.根据权利要求9所述的剖分型连杆的制造方法，其特征在于，形成前述杆主体以及前述大端部的工序，包括由含有碳0.05重量％或0.05重量％以上、0.45重量％或0.45重量％以下的钢形成前述杆主体以及前述大端部的工序。

16.根据权利要求15所述的剖分型连杆的制造方法，其特征在于，形成前述杆主体以及前述大端部的工序，还包括进行表面硬化处理的工序，从而使前述杆主体以及前述大端部的表层部的碳含有量比内部的碳含有量大。

17.根据权利要求9所述的剖分型连杆的制造方法，其特征在于，形成前述断裂起点槽的工序包括利用电火花线切割而形成前述断裂起点槽的工序。

18.一种发动机，包括：气缸；可往复运动地设置于前述气缸内的活塞；设置于前述活塞的活塞销；以可旋转的方式设置的曲轴；设置于前述曲轴的曲柄销；将前述活塞销和前述曲柄销结合在一起的剖分型连杆，

前述剖分型连杆包括：

杆主体；

一体设置于前述杆主体的一端、并具有***前述曲柄销的第1孔的大端部；

一体设置于前述杆主体的另一端、并具有***前述活塞销的第2孔的小端部，

在前述第1孔的内周面的彼此相对的位置上，在前述第1孔的沿轴向的线上的一部分上形成有断裂起点槽，该断裂起点槽具有比其他部分大的应力集中系数，沿前述断裂起点槽断裂剖分前述大端部。

19.一种车辆，包括：产生动力的发动机；驱动轮；将由前述发动机产生的动力传送到前述驱动轮的传动机构，

前述发动机包括：气缸；可往复运动地设置于前述气缸内的活塞；设置于前述活塞的活塞销；以可旋转的方式设置的曲轴；设置于前述曲轴的曲柄销；将前述活塞销和前述曲柄销结合在一起的剖分型连杆，

前述剖分型连杆包括：

杆主体；

一体设置于前述杆主体的一端、并具有***前述曲柄销的第1孔的大端部；

一体设置于前述杆主体的另一端、并具有***前述活塞销的第2孔的小端部，

在前述第1孔的内周面的彼此相对的位置上，在前述第1孔的沿轴向的线上的一部分上形成有断裂起点槽，该断裂起点槽具有比其他部分大的应力集中系数，沿前述断裂起点槽断裂剖分前述大端部。

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