JP2005014094A - コンロッドの破断装置及び破断されたコンロッドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コンロッドの破断装置において、コンロッドを載置するパレットの基盤30に互いに離反する方向に移動可能に配設され、コンロッドの大端部及びロッド部を支持する第1、第2の支持部材31,32と、これら支持部材に垂設され、各外周面が夫々大端部の開口部内面に当接嵌合する2つのマンドレル半部41,42からなる半割型のマンドレル40と、各マンドレル半部を均等に離反拡張させる楔25と、楔に荷重を加えるアクチュエータ21とを備え、楔とアクチュエータとの間にユニバーサルジョイント70を介在し、当該ユニバーサルジョイントを介してアクチュエータから楔に駆動力を伝達するようになっている。
【選択図】 図2
Description
【発明が属する技術分野】
本発明は、コンロッドの破断装置及び破断されたコンロッドの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンのクランクシャフトとピストンヘッドとを連結するコネクティング・ロッド(以下、「コンロッド」という)は、大端部の開口部としての軸受(以下「大端軸受」という)が前記クランクシャフトのジャーナルを軸支し、小端部の軸受(以下「小端軸受」という)がピストンピンを軸支する。ピストンピンは、小端軸受を挿通して軸支され、両端がピストンヘッドの軸受に軸支されるようになっている。
【0003】
一方、大端軸受は、所定の直径位置でロッド部とキャップ部とに二分割され、クランクシャフトのジャーナルを囲繞した後、ロッド部とキャップ部とをボルトにより固定して当該ジャーナルを軸支する構成とされている。
【0004】
そして、コンロッドの大端部をロッド部とキャップ部とに2分割する工法として、いわゆるFS工法がある。かかるFS工法の一例として、楔をマンドレルに押し当てることでマンドレルに与圧を加え、その後に動荷重をかけてコンロッドを破断するものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
特許文献1に記載されたコンロッド破断装置の具体的構造についてより詳細に説明する。このコンロッド破断装置は、コンロッドを載置するパレットの基盤に互いに離反する方向に移動可能に配設され、前記コンロッドの大端部及びロッド部を水平に支持する第1の支持部材及び第2の支持部材と、これらの支持部材に垂設され、各外周面が夫々コンロッド大端部の開口部内面に当接嵌合する2つのマンドレル半部からなる半割型のマンドレルを備えている。
【0006】
そして、各マンドレル半部の対向する端面と当接する面が夫々テーパ面をなし、各マンドレル半部を均等に離反拡張させる楔と、楔に荷重を加えるアクチュエータと、アクチュエータに与圧荷重を加えて楔を介してコンロッド開口部内面に各マンドレル半部を当接させた後、破断荷重を加えて開口部を破断する制御手段を備えている。
【0007】
また、楔と油圧アクチュエータはロッドを介して一体に連結され、油圧アクチュエータの動きが楔に直接伝達されるようになっている。
【0008】
かかる構造を有するコンロッド破断装置を用いた従来のコンロッド破断方法は次のように行われる。まず、スプリングでマンドレルを互いに向かい合う方向に付勢し、マンドレルを縮めてコンロッドの大端部の開口に入れる。そして、楔先端のテーパ部がマンドレルに当接するまで楔を押し込んだ状態で一旦止め、上記の制御手段を介してアクチュエータが楔に動加重を加え、これによってコンロッドを破断する。
【0009】
【特許文献1】
特開2002−66998号公報(第3−5頁、図1)
【発明が解決しようとする課題】
上述のように楔先端のテーパ部がマンドレル半部のテーパ面を押し拡げてコンロッドの破断を行う構造を有していると、マンドレルの軸線と楔の軸線とが厳密に一致していることが必要とされると共に、両者の軸線廻りも厳密に一致していることが必要とされる。しかしながら、楔と油圧アクチュエータがロッドを介して一体に連結され、油圧アクチュエータの動きが楔に直接伝達される構造をとると、コンロッド破断装置を構成する各部品の部品公差や組付け公差の関係でマンドレル半部間に打ち込まれる楔とマンドレルとの間に軸線方向のずれや傾きが生じたり、軸線廻りの回転方向のずれが生じたりする。それに加えて、コンロッド破断装置の長期間の使用に基づく各構成部品の磨耗によりガタが生じ、これによって各構成部品の取り付け位置関係にずれが生じる。
【0010】
例えばこのような軸線廻りの回転方向のずれが生じた場合を図4に基づいて説明すると、楔125がマンドレル半部141,142間に図中に示すような状態で進入していき、楔125のテーパ部とマンドレル半部141,142のテーパ面とが面接触しなくなる(図中、点P〜点Sで局所的に接触)。すなわち、楔125とマンドレル半部141,142間に作用する衝撃力が破断すべきコンロッドの長手方向軸線に対して対称に作用しなくなる。これによって好ましくないモーメントがマンドレル半部に生じて楔125からマンドレル半部141,142に軸線方向に関して不均一な衝撃力を及ぼす。その結果、コンロッド破断面のそれぞれに均一な破断力(F×1/2)が作用しなくなり、本来ならばコンロッドがX方向とY方向に均等に割れるはずにも係わらず、破断部がきれいにクラッキングしなくなる。
【0011】
本発明の目的はきれいにクラッキングができるコンロッドの破断装置及び破断されたコンロッドの製造方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明にかかるコンロッドの破断装置は、コンロッド大端部の開口部に半割型マンドレルを嵌合し、対向するマンドレル半部を拡張して前記開口部を拡開し、予め開口部内面に設けた脆弱部から前記コンロッドのキャップ部とロッド部とを破断するコンロッドの破断装置であって、コンロッドを載置する基盤に互いに離反する方向に移動可能に配設され、コンロッドの大端部及びロッド部を支持する第1の支持部材及び第2の支持部材と、第1の支持部材及び第2の支持部材に垂設され、各外周面が夫々前記大端部の開口部内面に当接嵌合する2つのマンドレル半部からなる半割型のマンドレルと、各マンドレル半部の対向する端面と当接する面が夫々テーパ面をなし、各マンドレル半部を均等に離反拡張させる楔と、楔に荷重を加えるアクチュエータとを備え、楔とアクチュエータとの間にユニバーサルジョイントを介在し、当該ユニバーサルジョイントを介してアクチュエータから楔に駆動力を伝達することを特徴としている。
【0013】
また、本発明の請求項2に記載の破断されたコンロッドの製造方法は、コンロッド大端部の開口部に半割型マンドレルを嵌合し、対向するマンドレル半部を拡張して前記開口部を拡開し、予め開口部内面に設けた脆弱部から前記コンロッドのキャップ部とロッド部とを破断する破断されたコンロッドの製造方法において、破断されるコンロッドを基盤に互いに離反する方向に移動可能に配設し、コンロッドの大端部及びロッド部を第1の支持部材及び第2の支持部材によって支持し、第1の支持部材及び第2の支持部材に垂設され、各外周面が夫々大端部の開口部内面に当接嵌合する2つのマンドレル半部からなる半割型のマンドレルをコンロッドの大端部開口に挿入し、各マンドレル半部の対向する端面と当接する面が夫々テーパ面をなし、かつ各マンドレル半部を均等に離反拡張させる楔を用いて当該楔に荷重を加えることで、当該楔をマンドレル半部間に押し込み、これによってコンロッドを破断する破断されたコンロッドの製造方法であって、楔とアクチュエータとの間にユニバーサルジョイントを介在させ、当該ユニバーサルジョイントを介してアクチュエータから楔に駆動力を伝達することで破断したコンロッドを製造することを特徴としている。
【0014】
ユニバーサルジョイントを介してアクチュエータの駆動力を楔に伝達するようになっているので、アクチュエータのロッドと楔との間の動力伝達を互いの軸線が完全に一致する場合だけでなく若干角度をなしている場合でもエネルギーロスを生じることなく確実に行うことができる。
【0015】
また、アクチュエータのロッドと楔との間で軸線に対する回転方向のずれが生じてもこのずれをユニバーサルジョイントで吸収しながら、アクチュエータから楔に動力伝達を行うことが可能である。従って、コンロッドの破断装置を構成する部品の部品公差や組付け公差があっても、楔をマンドレルに打ち込んだ際、楔のテーパ部がマンドレルのテーパ面に合致し、クラッキングに有害なモーメントを発生することがない。これによって、コンロッドの破断部をきれいにクラッキングすることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかるコンロッドの破断装置及び破断されたコンロッドの製造方法について図面に基き説明する。
【0017】
本発明の一実施形態にかかるコンロッドの破断装置1は、図1に示すように、ベースフレーム10と、ベースフレーム10上に取り付けられたターンテーブル11と、ターンテーブル11上に連結され、後述する支持部材31,32を介して破断すべきコンロッド100を載置する基盤30と、ベースフレーム10に固定された支持フレーム15と、支持フレーム15に取り付けられた破断機構部20とを備えている。
【0018】
ターンテーブル11は、ベースフレーム10上にガイドレール13を介して水平に回転自在に配設されている。また、基盤30はターンテーブル11の外周部に水平に支持され、コンロッド100を水平に載置して支持するようになっている。また、破断機構部20は、支持フレーム15を介してベースフレーム10に間接的にしっかりと取り付けられ、支持部材31,32に水平に支持されたコンロッド100を破断する役目を果たしている。
【0019】
ターンテーブル11に接続された基盤30には2つの支持部材(第1の支持部材及び第2の支持部材)31,32が僅かな間隙を隔てて(図2参照)対向配置されている。
【0020】
2つの支持部材31,32にはそれぞれ油圧シリンダ33,34が備わり、2つの支持部材31,32を互いに離間する方向に移動可能となっている。油圧シリンダ33,34の駆動によって、後述する2つの支持部材31,32にそれぞれ固定されたマンドレル半部41,42が互いに離間するようになっており、コンロッド大端部101の開口内周面101aにマンドレル半部41,42を押し付け可能となっている(例えば図2における押し付け位置A〜D参照)。
【0021】
なお、一方の支持部材31はコンロッド100のキャップ部102を支持し、他方の支持部材32は、ロッド部103を支持するようになっている。
【0022】
続いて、マンドレル40の構造について説明する。マンドレル40は、図1及び図2に示すように支持部材31,32の対向する各前端面側上面にボルトを介して締結された状態でそれぞれ垂設された一対の半割型マンドレル41,42からなる。マンドレル40は、対向する端面が支持部材31,32の端面と面一とされ、基部がコンロッド大端部端面を水平に載置して支持するようになっている。
【0023】
支持部材31の後端側上面にはコンロッド小端部102を水平に載置する台座12が設けられている。また、台座12からはロケートピン19が立設し、ロケートピン19の上部はコンロッド小端部102の開口部102aに嵌合してコンロッド小端部102を拘束している。
【0024】
続いて、コンロッドの破断機構部20について説明する。コンロッドの破断機構部20は、図1に示すようにベースフレーム10に垂設された支持フレーム15に取り付けられている。具体的には、支持フレーム15において油圧シリンダ(アクチュエータ)21がフレームアクチュエータとして垂直に取り付けられている。そして、油圧シリンダ21にはロッド22を介して楔25が取り付けられている。尚、ロッド22と楔25との間はユニバーサルジョイント70を介して連結されており、楔25の軸線廻りの回転角度とロッド22の軸線廻りの回転角度とのずれを吸収すると共に、楔25の軸線方向とロッド22の軸線方向のずれや傾きも吸収するようになっている。これによって、各部品の製造上の公差や組付け上の公差を吸収して楔25をマンドレル半部41,42にしっかりと打ち込むことが可能である。
【0025】
以下、ユニバーサルジョイント70の構造について詳細に説明する。ユニバーサルジョイント70は、図1及び図3に示すように、楔25とロッド22の一端を接続するためのものであり、楔25の軸線回転方向とロッド22の軸線回転方向とのずれを吸収するとともに、楔25の軸線とロッド22の軸線とのずれや傾きも吸収する役目を果たしている。ユニバーサルジョイント70は、図3に示すように、一対の半割型のホルダ71,72と、半割型のホルダ71,72が取り付けられる継手部材73と、半割型のホルダ71,72とロッド22との間に介在されたコマ状の第1のジョイントエレメント75及び第2のジョイントエレメント76を備え、ロッド22の軸線方向駆動力が第1のジョイントエレメント75及び第2のジョイントエレメント76を介して楔25に伝達されるようになっている。
【0026】
楔25は例えばSK材などの鋼材でできており、焼き入れされて耐衝撃性を高めている。また、楔25の先端部には、マンドレル半部に形成された互いに対向するテーパ面と合致する2つのテーパ部25e,25fが楔25の軸線方向に対して対称に形成されている。また、楔25の基端部には凸状曲面25aが形成され、後述する第1のジョイントエレメント75の凹状曲面75bと摺動可能に係合するようになっている。また、楔25の凸状曲面近傍には全周にわたって段部25bが形成され、当該段部25bにO−リング81が嵌合されている。O−リング81はゴムなどの弾性材でできており、その弾性を利用して楔25が軸線方向に対して横方向にずれるのを防止する役目を果たしている。
【0027】
半割タイプのホルダ71,72は例えばS45Cなどの鋼材でできており、図示しないボルトを介して継手部材73の一端に形成されたフランジ部73aと係合したまま互いに締結するようになっている。そして、図3に示すように一方のホルダ71には楔廻り止め用のピン82が打ち込まれている。ピン82と楔25との係合部は楔25がピン82に対して軸線方向には互いにずれないが軸線廻りには若干回転する程度の遊びを有し、これによってコンロッド破断時に楔25とマンドレル40との軸線廻りのずれを吸収するようになっている。
【0028】
継手部材73は、ロッド22から受けた駆動力を第2のジョイントエレメント76及び第1のジョイントエレメント75を介して楔25に伝達する役目を果たしている。また、継手部材73は例えばS45Cなどの鋼材でできており、周面の両側にボルト取り付け用の凹部73b,73cを備えた異型円柱形状を有している。そして、継手部材73の一側端部は位置決めピン89を介してロッド22と同軸状態を維持しながら位置決めされ、上述した凹部73b,73cからロッド22に対してボルト83を締結することでロッド22に継手部材73をしっかりと結合するようになっている。一方、継手部材73の他側端部にはフランジ部73aが形成され、前述の通りホルダ71,72と結合可能となっている。また、継手部材73の他側端面には、第2のジョイントエレメント76を収容するための凹部73hが形成され、凹部73h内に第2のジョイントエレメント76が収容可能となっている。
【0029】
一方、継手部材73の側方には廻り止め79が形成されている。
【0030】
第1のジョイントエレメント75と第2のジョイントエレメント76は、継手部材73、ホルダ71,72、及び楔25で画成された空間に収容されている。第1のジョイントエレメント75は例えばSCM材などの鋼材でできており、両端部に凹状曲面(へこみ)75a,75bを有したコマ形状からなり、その周面溝部にO−リング84が介装されている。O−リング84はゴム等の弾性材からなり、第1のジョイントエレメント75の周面を囲ったスリーブ86と摺動係合し、それ自身の弾性力で第1のジョイントエレメント75と楔25との間の同心度を保っている。なお、スリーブ86はこの近傍の構成要素同士の摩耗防止を図るために備わっている。
【0031】
一方、第2のジョイントエレメント76は例えばSK材などの鋼材からなり、一側端面には継手部材73の凹部底面に着座する平面部76bが形成され、他側端面には第1のジョイントエレメント75のへこみ部と互いに摺動可能な状態で当接する凸状曲面76aが形成されている。
【0032】
ユニバーサルジョイント70がこのように構成されることで、楔25とロッド22との間で軸線廻りや軸線同士のずれが生じたり、軸線同士が傾いても、第1のジョイントエレメント75の凹状曲面75aと第2のジョイントエレメント76の凸状曲面76aとの間、及び第1のジョイントエレメント75の凹状曲面75bと楔25の凸状曲面25aとの間が互いに若干摺動して上述のずれや傾きを吸収する。すなわち、楔25とロッド22との間は第1のジョイントエレメント75と第2のジョイントエレメント76を介して連結されており、楔25とロッド22との軸線廻りや軸線同士のずれや軸線同士の傾きを吸収して結合可能となっており、かつこの状態で油圧シリンダ21からからの駆動力をロッド22から楔25に伝達可能となっている。
【0033】
続いて、楔25とマンドレル40との関係について説明する。楔25は、図1に示すように、その下端がマンドレル40の中心上方位置に配設されており、コンロッド破断時に2つのマンドレル半部41,42の間に垂直に打ち込まれるようになっている。なお、楔25は、上述の通りマンドレル半部41,42に形成されたテーパ面と合致するように軸線方向対称に2つのテーパ部25e,25fが形成されている。また、楔25は、油圧シリンダ21により昇降し、下降時にマンドレル半部41,42を離反する方向に互いに均等に移動させる。
【0034】
ロッド22にはサブロッド52が平行に固定されており、上部に位置検出用の3つのドグ53a〜53cが設けられている。また、支持フレーム15には3つの近接スイッチ54a〜54cがドグ53a〜53cと対向可能に設けられている。そして、これらの近接スイッチ54a〜54cが対応するドグ53a〜53cを検出することで楔25の昇降位置を検出可能としている。
【0035】
支持フレーム15には、アクチュエータとしての油圧シリンダ61が上述した油圧シリンダ21と並んで垂直に配設されている。そして、油圧シリンダ61のロッド先端には支持板62の基端が水平に固定されている。また、支持板先端には押圧機構63を介して押圧板64が水平に取り付けられている。そして、押圧板64には半円形状の切欠きが形成され、コンロッド大端軸受の周縁部を押圧可能としている。即ち、油圧シリンダ61の伸長により押圧板64が下降して支持部材上のコンロッド大端部101上面及びコンロッド小端部102上面を押圧するようになっている(図1に示す状態参照)。これによってコンロッド破断時のコンロッド100の上下方向におけるぶれを防止する。尚、押圧板64でコンロッド100を抑えた状態であっても、破断時においてコンロッドの離反方向には摺動可能となっている。
【0036】
楔25に関して支持板62と反対側の基端にはアクチュエータとしての油圧シリンダ65が左右に所定の間隔を隔てて備わっている。油圧シリンダ65は垂直に取り付けられ、且つ基盤30の支持部材32の摺動方向に移動可能となっている。また、油圧シリンダ65のロッド先端には係止部材66が設けられている。
【0037】
一方、支持板62の基端側係止部とコンロッド100のガイド部材との間には、コイルバネからなる押圧機構が介在されており、油圧シリンダ、即ち、係止部材66が支持部材32の摺動方向に変位可能とされている。即ち、左右の係止部材66は、シリンダの伸長により下降してマンドレル40に支持されたコンロッド100のキャップ部102における左右両肩部に弾性的に圧接するようになっている。そして、これによって、コンロッド100の破断時にキャップ部102をマンドレル半部41,42と協働してクランプする役目を果たしている。
【0038】
続いて、本実施形態にかかるコンロッドの破断装置を用いたコンロッドの破断手順、即ち破断されたコンロッドの製造方法について説明する。まず、図1及び図2に示すように、ターンテーブル11のワークローディング位置において基盤30上の支持部材31,32にコンロッド100が装着される。即ち、コンロッド100の大端部101にはマンドレル40が嵌挿されて当該大端部101が支持される。一方、コンロッド100の小端部102は小端開口部102aがロケートピン19に嵌合した状態で台座12に載置される。そして、コンロッド100は支持部材31,32上で水平に支持されるようになる。
【0039】
次いで、支持部材31と支持部材32にそれぞれ備わった油圧シリンダ33,34が支持部材31と支持部材32を互いに離間する方向に移動させる。これによって、楔25がマンドレル40に未だ接触していない状態において、マンドレル半部41,42同士を互いに離間させ、2つのマンドレル半部41,42をそれぞれコンロッド大端部101の開口内周面101aに押し付け、マンドレル半部41,42の外周部をコンロッド大端部101の開口内周面101aになじませる(図2参照)。
【0040】
これによって、マンドレル40とコンロッド大端部101との位置関係をコンロッド破断前に理想的な位置関係に保っておくことができる。その結果、大端軸受の割れ面形状を安定化することが可能となると共に、コンロッド大端軸受の穴径の歪み量を少なく抑えることが可能となる。
【0041】
次いで、ターンテーブル11がワーククラッキング(破断)位置まで回転して、基盤30が破断機構部20の下方に位置決めされる。その後、油圧シリンダ61が伸長して押圧板64をコンロッド上面に圧接させると共に、左右のシリンダを介して係止部材66をキャップ部の左右両肩部に圧接させ、コンロッド100を係止する。
【0042】
次いで、図示しない油圧制御回路を用いて最初に楔25をマンドレル40に低速で接近させ、次いで当該油圧制御回路の高圧側切換弁を付勢して、油圧シリンダ21を駆動し、この駆動力をロッド22及びユニバーサルジョイント70を介して楔25を下方に高速度で移動させる。このように油圧シリンダ21のピストンを最初低速で動かし、コンロッド破断時に高速に切り換える理由は、油圧シリンダ21内での摺動抵抗によるエネルギーロスを防ぐためである。そして、マンドレル40と非接触状態であった楔25を高速でマンドレル40に打ち込み、コンロッド100の大端軸受の破断(クラッキング)を一気に行う。
【0043】
即ち、楔25はマンドレル半部41,42間に強力に打ち込まれて、楔25とマンドレル半部41,42との間に動摩擦のみが作用したまま相対移動する。その結果、マンドレル半部41,42を互いに離反する方向に拡張する。楔25は、マンドレル半部41,42のテーパ面と当接する部分がこれに対応するテーパ部として形成されていることで、これらのマンドレル半部41,42を均等に離反させることができる。
【0044】
これによって、コンロッド大端軸受の内面に予め設けられているノッチ溝に沿って当該大端軸受2を瞬時に拡開破断する。楔25がコンロッド大端軸受を破断した後、油圧シリンダ21のロッド22が所定位置(ストローク端)まで伸長すると、高圧弁が消勢されて楔25が当該位置に停止する。
【0045】
なお、本実施形態にかかる破断されたコンロッドの製造方法において使用されるコンロッドの破断装置1は、上述した通りユニバーサルジョイント70を介して油圧シリンダ21の駆動力を楔25に伝達するようになっている。即ち、楔25と油圧シリンダ21がロッド22を介して一体に連結されておらず、油圧シリンダ21と一体となったロッド22の動きが楔25に一体となって伝達される構造をとっていない。従って、油圧シリンダ21のロッド22と楔25との間の動力伝達を軸線方向において一致する方向だけでなく交差する方向にも伝達することができる。また、ロッド22と楔25との軸線同士が若干ずれていても動力伝達が可能となる。また、油圧シリンダ21のロッド22と楔25との間で軸線廻りの回転方向のずれが生じてもこのずれをユニバーサルジョイント70で吸収しながら、油圧シリンダ21から楔25に動力伝達を行うことも可能である。
【0046】
これによってコンロッド破断装置1を構成する各部品の部品公差や組付け公差の関係でマンドレル半部間に打ち込まれる楔25とマンドレル40との間に図4に示したような軸線方向のずれや傾きが生じることがなく、軸線に対する回転方向のずれが生じることもない。即ち、コンロッドの破断装置1を構成する部品の部品公差や組付け公差があっても、楔25をマンドレル40に打ち込んだ際、楔25のテーパ部がマンドレル40のテーパ面に合致し、コンロッド破断時にマンドレル40に好ましくないモーメントを発生することがなくなる。
【0047】
従って、コンロッド破断面のそれぞれに図4に示す均一な破断力(F×1/2)を作用させることができる。これによって、コンロッド100を図4中、X方向とY方向に均等に割ることができ、コンロッド破断部をきれいにクラッキングすることができる。
【0048】
なお、上述の第1のジョイントエレメント75と第2のジョイントエレメント76との間の当接面は、第1のジョイントエレメント75側が凹状曲面75aで第2のジョイントエレメント76側が凸状曲面76aとなっている必要は必ずしもなく、この逆であっても良い。すなわち、第1のジョイントエレメント75側に凸状曲面が形成され、第2のジョイントエレメント76側に凹状曲面が形成されていても良い。また、第1のジョイントエレメント75と楔25との間の当接面は、第1のジョイントエレメント75側が凹状曲面75bで楔25の基端側端部が凸状曲面25aに形成されている必要は必ずしもない。すなわち、第1のジョイントエレメント75側に凸状曲面が形成され、楔25側に凹状曲面が形成されていても良い。
【0049】
また、上述の実施形態では基盤に第1の支持部材31及び第2に支持部材32を載置した状態で設置し、この支持部材31,32上に破断すべきコンロッド100を取り付け、楔25をマンドレル40に打ち込むことで両者の協働によりコンロッド100を破断していたが、コンロッドの破断装置は厳密な意味でこの構成に限定される必要は全くなく、例えば基盤の下面に互いに離反可能な2つの支持部材を設けるとともに、この支持部材を離反させる油圧アクチュエータを備え、破断すべきコンロッドをこの支持部材に下方から取り付けるような構成をとっても良い。
【0050】
この場合、基盤下面に取り付けられた2つの支持部材からマンドレルが下方に向かって垂設されるようになるが、基板の所定位置に楔貫通用開口部を設け、コンロッド破断時に楔がこの開口部を貫通してマンドレルを拡開し、コンロッドを一気に破断するようにすれば良い。このような構成であっても上述の実施形態で説明した本発明にかかる作用効果を十分に発揮することは言うまでもない。また、コンロッド自体を移動させてその大端開口部を静止したマンドレルに係合させても良く、これとは逆にコンロッド自体を静止させてこの大端開口部にマンドレルを移動させて係合させても良い。
【0051】
なお、本発明は、クランクシャフトやベアリングなど外形が軸状、シャフト状、若しくは円筒状のものを挟み込んで保持若しくは固定するケーシングであって、このケーシングの適所に破断スリットを入れて上記ベアリングやクランクシャフト用の端面視円形収容部にマンドレルを挿入し、当該マンドレルに楔を打ち込んでケーシングを2つに破断するような全ての技術分野に当然に適用可能である。
【0052】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の請求項1にかかるコンロッドの破断装置及び請求項2にかかる破断されたコンロッドの製造方法は、ユニバーサルジョイントを介してアクチュエータの駆動力を楔に伝達するようになっている。従って、アクチュエータのロッドと楔との間の動力伝達を互いの軸線が完全に一致する場合だけでなく若干角度をなしている場合でもエネルギーロスを生じることなく確実に行うことができる。
【0053】
また、アクチュエータのロッドと楔との軸線同士がずれていても、動力伝達を可能とする。また、アクチュエータのロッドと楔との間で軸線に対する回転方向のずれが生じてもこのずれをユニバーサルジョイントで吸収しながら、アクチュエータから楔に動力伝達を行うことが可能である。従って、コンロッドの破断装置を構成する部品の部品公差や組付け公差があっても、楔をマンドレルに打ち込んだ際、楔のテーパ部がマンドレルのテーパ面に合致し、クラッキングに有害なモーメントを発生することがない。これによって、コンロッドの破断部をきれいにクラッキングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかるコンロッドの破断装置を一部断面で示した側面図。
【図2】図1におけるコンロッドの破断装置のコンロッド載置状態を示した平面図である。
【図3】図1のコンロッドの破断装置におけるユニバーサルジョイントの部分を拡大して示した断面図である。
【図4】コンロッドの破断装置のマンドレルに楔が打ち込まれる状態を示した説明図である。
【符号の説明】
1 コンロッドの破断装置
10 ベースフレーム
11 ターンテーブル
12 台座
13 ガイドレール
15 支持フレーム
19 ピン
20 破断機構部
21 油圧シリンダ
22 ロッド
25 楔
30 基盤
31 第1の支持部材
32 第2の支持部材
33,34 油圧シリンダ
40 マンドレル
41,42 マンドレル半部
52 サブロッド
53a〜53c ドグ
54a〜54c 近接スイッチ
61 油圧シリンダ
62 支持板
63 押圧機構
64 押圧板
65 油圧シリンダ
66 係止部材
70 ユニバーサルジョイント
71 ホルダ
71,72 半割型のホルダ
73 継手部材
73a フランジ部
73b,73c 凹部
75 第1のジョイントエレメント
75a 凹状曲面
75b 凹状曲面
76 第2のジョイントエレメント
76a 凸状曲面
81 O−リング
81 ピン
82 ピン
83 連結用ボルト
84 O−リング
86 スリーブ
100 コンロッド
101 大端部
101a 開口内周面
102 小端部
Claims (2)
- コンロッド大端部の開口部に半割型マンドレルを嵌合し、対向するマンドレル半部を拡張して前記開口部を拡開し、予め開口部内面に設けた脆弱部から前記コンロッドのキャップ部とロッド部とを破断するコンロッドの破断装置において、
前記コンロッドを載置する基盤に互いに離反する方向に移動可能に配設され、前記コンロッドの大端部及びロッド部を支持する第1の支持部材及び第2の支持部材と、
前記第1の支持部材及び第2の支持部材に垂設され、各外周面が夫々前記大端部の開口部内面に当接嵌合する2つのマンドレル半部からなる半割型のマンドレルと、
前記各マンドレル半部の対向する端面と当接する面が夫々テーパ面をなし、前記各マンドレル半部を均等に離反拡張させる楔と、
前記楔に荷重を加えるアクチュエータとを備え、
前記楔と前記アクチュエータとの間にユニバーサルジョイントを介在し、当該ユニバーサルジョイントを介して前記アクチュエータから楔に駆動力を伝達することを特徴とするコンロッドの破断装置。 - コンロッド大端部の開口部に半割型マンドレルを嵌合し、対向するマンドレル半部を拡張して前記開口部を拡開し、予め開口部内面に設けた脆弱部から前記コンロッドのキャップ部とロッド部とを破断する破断されたコンロッドの製造方法において、
前記破断されるコンロッドを基盤に互いに離反する方向に移動可能に配設し、前記コンロッドの大端部及びロッド部を第1の支持部材及び第2の支持部材によって支持し、
前記第1の支持部材及び第2の支持部材に垂設され、各外周面が夫々前記大端部の開口部内面に当接嵌合する2つのマンドレル半部からなる半割型のマンドレルをコンロッドの大端部開口に挿入し、
前記各マンドレル半部の対向する端面と当接する面が夫々テーパ面をなしかつ前記各マンドレル半部を均等に離反拡張させる楔を用いて当該楔に荷重を加えることで、当該楔をマンドレル半部間に押し込み、これによってコンロッドを瞬時に破断する破断されたコンロッドの製造方法であって、
前記楔と前記アクチュエータとの間にユニバーサルジョイントを介在させ、当該ユニバーサルジョイントを介して前記アクチュエータから楔に駆動力を伝達することで破断したコンロッドを製造することを特徴とする破断されたコンロッドの製造方法。
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