JPH10128482A - コネクティングロッドの加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、例えば自動車用エンジン部品であ
るコネクティングロッドを一体成形した後、破断分割し
てキャップ部とロッド部を形成する加工方法において、
工数の削減を図り、作業段取りを容易化することを目的
とする。 【解決手段】 大端部Ｂと小端部Ｓを備えた鋳鉄製のコ
ネクティングロッドＷを一体に成形し、大端部Ｂの結合
孔ｈの所定部にレーザー加工にてノッチｄ、ｄを形成し
た後、大端部Ｂを締結ボルトＧ、Ｇで締め付けるか、ま
たはワーククランプ治具７で大端部Ｂに結合荷重と同等
の負荷を与えた状態にして、結合孔ｈの真円加工を行
う。そして真円加工が終えると、締結ボルトＧ、Ｇを外
す等によって負荷を解除し、大端部Ｂを破断分割してキ
ャップ部Ｗ1とロッド部Ｗ2を成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用エ
ンジン部品のコネクティングロッドを製造するにあた
り、作業の段取りの簡素化と工数の削減化を図るための
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば自動車用エンジンのピスト
ンピンとクランクピンを連結するコネクティングロッド
として、クランクピンに連結する大端部側の連結孔部分
がキャップ部とロッド部に分割されているのが一般的で
ある。そしてこのようなコネクティングロッドは、クラ
ンクピンをキャップ部とロッド部で挟んで締め付けてク
ランクシャフトに結合するようにしているが、この締付
結合時に、両者の合せ方向を間違えて結合したり、合せ
面が位置ずれしたりしないよう、当初は大端部と小端部
を備えたコネクティングロッドを一体成形し、その後、
大端部の結合孔部分を破断分割してキャップ部とロッド
部に二分することで、破断面をわざと凹凸の粗面にし、
誤組、位置ずれを防止するような技術が知られている。

【０００３】このような加工方法の代表例は、図８に示
すように、大端部Ｂと小端部Ｓを有するコネクティング
ロッドＷを一体成形し、（ａ）に示すように結合孔ｈの
真円粗加工を行った後、（ｂ）に示すように結合孔ｈの
真円仕上げ加工を行い、（ｃ）に示すように結合孔ｈの
内周面の左右に厚み方向に沿ってノッチｄ、ｄを加工し
た後、結合孔ｈの内周部に押し広げるような荷重を加え
て（ｄ）に示すようにキャップ部Ｗ1とロッド部Ｗ2に破
断分割するようにしている。ここで、破断分割する前に
結合孔ｈの真円仕上げ加工を行うのは、結合孔の内周部
に荷重を加える際、内周部に凹凸があると拡張押圧部に
均等荷重をかけることが出来ず、その後仮組が出来なく
なるような歪が発生するからであり、かかる歪を発生さ
せないためである。

【０００４】そして、このように分割されたキャップ部
Ｗ1とロッド部Ｗ2を、（ｅ）に示すように仮組して締結
ボルトＧ、Ｇで所定の結合荷重を負荷すると、結合孔ｈ
は下図に示すように締付けによって歪が生じ変形する。
そこで、（ｆ）に示すように荷重を与えた状態で再度真
円仕上げ加工を行い、それが終えると（ｇ）に示すよう
に締結ボルトＧ、Ｇを外して一連の加工系列の加工を終
了し、部品として送り出る。すると、エンジン組立現場
等において、（ｈ）に示すように、クランクピンに連結
して結合する際、下図に示すように結合孔ｈの真円が確
保されクランクピンとの間に偏摩耗等が生じない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な加工方法は、破断分割する前と後にそれぞれ結合孔ｈ
の真円仕上げ加工を行うようにしており、加工工数が増
えるばかりでなく、分割面の正確な面合せと締結ボルト
Ｇ、Ｇによるシビアな締め付けを何回も行う必要があ
り、段取りが複雑で手間がかかるという問題があった。

【０００６】そこでこのような一連の加工系列を簡素化
し、簡単に段取り出来る加工方法が望まれていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、請求項１において、大端部と小端部を備えた
コネクティングロッドを一体成形し、その後、大端部の
結合孔部分を破断分割してキャップ部とロッド部に二分
するようにしたコネクティングロッドの加工方法におい
て、大端部を破断分割する前に、キャップ部とロッド部
の結合荷重と同等の負荷を大端部に与えた状態で結合孔
の真円加工を行い、その後、大端部を破断分割するよう
にした。

【０００８】このように、大端部を分割する前に、大端
部に結合荷重と同等の負荷を与えれば、結合時とほぼ同
じ歪を与えることが出来、この状態で真円加工すれば、
破断分割した後に再度真円仕上げ加工を行わなくても公
差内の真円度が確保される。ここで、大端部に結合荷重
と同等の負荷を与えるには、締結ボルトを使用して所定
のトルクで締め付けるようにしても良く、または締結ボ
ルトを使用しないで、何等かの手段で大端部の締付け方
向に沿って所定の圧縮力を加えるようにしても良い。

【０００９】また請求項２では、大端部に負荷を与える
際、真円加工のためのワーククランプ治具を兼用して行
うようにした。そして、ワーククランプ治具でコネクテ
ィングロッドを位置決めすると同時に、大端部に対し
て、締付け方向に沿って所定の圧縮力を加え、結合荷重
と同等の負荷を与えて真円加工する。こうすることで、
作業の段取りが簡単になり、設備等の簡素化が図られ
る。

【００１０】また請求項３では、コネクティングロッド
を鋳鉄製とし、また破断分割は、結合孔の内周の所定部
にレーザーによるノッチ加工を施して行うようにした。

【００１１】ここで鋳鉄製のコネクティングロッドにレ
ーザー加工を施すと、ノッチ加工部の近傍の組織が硬く
て脆いセメンタイトに変質し、破断***加工時に結合孔
の内周部に荷重を加えると歪を伴わないでノッチ部に沿
って綺麗に割ることが出来る。また、レーザー加工によ
れば、結合孔の内周面に加工を行うのが容易であり、し
かも、例えば非直線状のノッチも容易に加工出来る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明する。ここで図１は本発明のコネ
クティングロッドの加工方法の第１構成例を説明する工
程図、図２は分割加工装置の一例を示す側面図、図３は
分割加工装置の平面図、図４は拡張具と楔の斜視図、図
５はノッチの一例を示す説明図である。

【００１３】本発明のコネクティングロッドの加工方法
は、キャップ部とロッド部に二分されたクランクシャフ
トを成形するにあたり、当初は大端部から小端部まで一
体に成形し、その後、大端部の結合孔部分を破断分割し
てキャップ部とロッド部に二分するような成形方法の改
良技術であり、従来の工程数を削減し、作業の段取りの
容易化を図るようにしている。

【００１４】すなわち、図１に示すように、鋳鉄製のコ
ネクティングロッドＷを大端部Ｂから小端部Ｓまで一体
に成形した後、（ａ）に示すように大端部Ｂの結合孔ｈ
の真円粗加工を行う。そして結合孔ｈの真円粗加工が終
えると、結合孔ｈは下図に示すようにほぼ真円が確保さ
れる。因みに、本実施形態におけるコネクティングロッ
ドＷの鋳造は、例えば鋳型内で外殻部分が半凝固状とな
り、内部が未凝固のうちに取り出すような鋳造法が採用
されている。

【００１５】次いで（ｂ）に示すように、結合孔ｈの内
周面のうち分割面に対応する対向２ヵ所にレーザーにて
ノッチ加工が行われ、ノッチｄ、ｄが形成される。この
ノッチ加工は、例えばワイヤカット加工、機械加工、レ
ーザー加工等によって行い、例えば図５に示すように、
深さ１．０mm程度の断面Ｖ字型溝を厚み方向に沿って形
成するようにしている。また、このノッチは、厚み方向
に沿って直線状でも良いが、千鳥状等の非直線にしても
良い。そしてこのようにノッチを非直線にすると、破断
面が波打ち状態にうねり、面合せ時の誤組、位置ずれ防
止等に有効であり、このような非直線のノッチはレーザ
ー加工を採用すれば容易に加工出来る。

【００１６】次に、（ｃ）に示すように、大端部Ｂの両
サイドに形成されているボルト孔に締付ボルトＧ、Ｇを
挿入して締め付ける。この場合、実施形態では、ボルト
孔の一端側にタッピング加工等によって雌ネジが形成さ
れており、この雌ネジに締結ボルトＧ、Ｇの雄ネジをネ
ジ込んで締め付ける。そしてこの締付トルクは、エンジ
ン組立時にキャップ部Ｗ1とロッド部Ｗ2を締結する結合
荷重と同一の負荷が得られるトルクとしている。する
と、それまでほぼ真円であった結合孔ｈは、歪によって
下図に示すように変形する。

【００１７】次いで（ｄ）に示すように、結合孔ｈの真
円仕上げ加工を行う。そして真円仕上げ加工が終える
と、（ｅ）に示すように締結ボルトＧ、Ｇを外し、その
後（ｆ）に示すように破断分割加工を行い、ノッチ部
ｄ、ｄを破断起点にしてキャップ部Ｗ1とロッド部Ｗ2に
分割する。

【００１８】ここで、破断分割加工の一例について図２
乃至図４に基づき説明する。図２、図３に示すように、
コネクティングロッドＷを分割加工装置の受台１にセッ
トする。この受台１は、小端部Ｓを支持する小端部支持
部材２と、大端部Ｂの一端側を支持する大端部支持部材
３、３と、分割されたキャップ部Ｗ1の飛散を防止する
飛散防止部材４を備えており、この受台１にコネクティ
ングロッドＷをセットした後、大端部Ｂの結合孔ｈ内に
図４に示すような半円盤状の一対の拡張具５、５を挿入
し、拡張具５、５の対面部に形成された楔挿入凹部５
ａ、５ａに楔６を差込み、この楔６を打込むことで、拡
張具５、５をロッド軸方向に拡張させて破断分割するよ
うにしている。

【００１９】そして楔６を打込むと、コネクティングロ
ッドＷの大端部Ｂはノッチ部ｄ、ｄの箇所から破断して
ロッド部Ｗ2とキャップ部Ｗ1に分割される。この際、ノ
ッチ部ｄ、ｄ附近の組織は、レーザー加工によってセメ
ンタイトが晶出して脆くなっており、ノッチ部ｄ、ｄが
破断起点となって綺麗に破断され歪等を少なく出来る。

【００２０】そして破断分割が終えると、一連の加工が
終了し、部品として送り出されるが、このような方法で
加工した後、エンジン組立工程等で（ｇ）に示すように
クランクピンに連結して締結ボルトＧ、Ｇを締め付ける
と、結合孔ｈは公差範囲内で真円が確保される。

【００２１】以上のような加工方法において、分割前に
結合ボルトＧ、Ｇを締め付けて結合荷重と同等の負荷を
与え、その状態で真円粗加工と真円仕上げ加工を行うと
ともに、その後破断分割するようにしたため、従来に較
べて分割前の真円仕上げ加工を廃止することが出来、工
数削減が図られる。

【００２２】次に上記方法のうち、結合荷重と同等の荷
重を与える方法として、真円加工のためのワーククラン
プ治具を兼用する第２構成例について図６及び図７に基
づき説明する。ここで図６はワーククランプ治具の要部
図、図７は本発明のコネクティングロッドの加工方法の
第２構成例を説明する工程図である。

【００２３】このワーククランプ治具７は、コネクティ
ングロッドＷを位置決めしつつ大端部Ｂに軸方向の負荷
を与えることが出来るようにされ、図６に示すように、
左右のボルト孔の一端側に部分的に挿入されてコネクテ
ィングロッドＷを位置決めし且つ大端部Ｂの軸方向の移
動を阻止する一対の位置決め部材８、８と、大端部Ｂを
位置決め部材８側に向けて押圧する押圧シリンダユニッ
ト９を備え、位置決め部材８、８と押圧シリンダユニッ
ト９によって大端部Ｂに圧縮荷重を加えることが出来る
ようにされている。

【００２４】そして、このワーククランプ治具７を活用
したコネクティングロッドの加工方法は、図７（ｂ）に
示すように、前記例と同様にノッチ加工を終えた後、
（ｃ）に示すように、コネクティングロッドＷをワーク
クランプ治具７にセットし、押圧シリンダユニット９に
よって、結合荷重と同等の負荷を与え、（ｄ）に示すよ
うに、その状態で真円仕上げ加工を行う。

【００２５】真円仕上げ加工が終えると、（ｅ）に示す
ように、押圧シリンダユニット９を後退させて荷重を解
除し、以降、前記例と同様の手順で分割する。そしてこ
のようなワーククランプ治具７を用いて負荷を与えるよ
うにすれば、締結ボルトＧ、Ｇを使用して締め付ける必
要がなくなり、作業の段取りがより簡単となって、設備
費用の削減も図られる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明のコネクティングロ
ッドの加工方法は、請求項１のように、大端部を破断分
割する前に、キャップ部とロッド部の結合荷重と同等の
負荷を大端部に与えた状態で結合孔の真円加工を行い、
その後、大端部を破断分割するようにしたため、真円仕
上げ加工を何度も行う必要がなくなり、工数の削減が図
られる。また請求項２のように、大端部に負荷を与える
際、真円加工のためのワーククランプ治具を兼用して行
えば、作業の段取りがより簡単になり、設備等の簡素化
も図られる。また請求項３のように、コネクティングロ
ッドを鋳鉄製とし、ノッチ加工をレーザー加工で行え
ば、破断分割時に歪が発生するような不具合がなくな
り、ノッチ部に沿って綺麗に割ることが出来る。また、
レーザー加工を採用することで、ノッチ加工の形状の選
択等の自由度が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコネクティングロッドの加工方法の第
１構成例を説明する工程図

【図２】分割加工装置の一例を示す側面図

【図３】同分割加工装置の平面図

【図４】拡張具と楔の斜視図

【図５】ノッチの一例の説明図

【図６】ワーククランプ治具の要部図

【図７】本発明のコネクティングロッドの加工方法の第
２構成例を説明する工程図

【図８】従来のコネクティングロッドの加工方法を説明
する工程図

【符号の説明】

７…ワーククランプ治具、Ｂ…大端部、Ｇ…締結ボル
ト、Ｓ…小端部、Ｗ…コネクティングロッド、Ｗ1…キ
ャップ部、Ｗ2…ロッド部、ｄ…ノッチ、ｈ…結合孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松栄 泰隆 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 池田 英明 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大端部と小端部を備えたコネクティング
   ロッドを一体成形し、その後、大端部の結合孔部分を破
   断分割してキャップ部とロッド部に二分するようにした
   コネクティングロッドの加工方法であって、前記大端部
   を破断分割する前に、キャップ部とロッド部の結合荷重
   と同等の負荷を大端部に与えた状態で結合孔の真円加工
   を行い、その後、大端部を破断分割することを特徴とす
   るコネクティングロッドの加工方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のコネクティングロッド
   の加工方法において、前記大端部に負荷を与える際、前
   記真円加工のためのワーククランプ治具を兼用して行う
   ことを特徴とするコネクティングロッドの加工方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のコネクテ
   ィングロッドの加工方法において、前記コネクティング
   ロッドは鋳鉄製であり、また前記破断分割は、結合孔の
   内周の所定部にレーザーによるノッチ加工が施されて行
   われることを特徴とするコネクティングロッドの加工方
   法。