JP2000110825A - コネクティングロッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 鋳造型のコネクティングロッド１の破断
部に対応する部分に鋳包み部材３０を設置し、この鋳造
型に溶湯を注湯し、次に、鋳造型から取り出して鋳包み
部材３０の近傍から大端部４の結合孔５部分を破断分割
してキャップ部１１とロッド部３に二分する。 【効果】 溶湯の凝固と同時に、大端部の破断部に鋳包
み部材が埋め込まれ、母材内に界面を形成する。次に、
結合孔部分に引張り力を掛けると、母材内の界面に応力
集中が起き、界面から破断が始まるので、小さい力で簡
単に破断分割することができる。また、鋳包み部材の凸
部と抜けた凹部が位置決めを行うので、キャップ部の破
断面とロッド部の破断面の合せが容易で、且つ高精度で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関のコネクテ
ィングロッド（以下「コンロッド」と略記する。）の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開昭５８−３７３１０号公報
「内燃機関の連接棒」は、「コンロッドの製造方法」に
関する発明である。この内燃機関の連接棒は、同公報の
第１図によれば、大端部１２の左右の分割部１５，１５
に、それぞれ３ケの分割補助孔１６，１７，１８を略Ｖ
字状に配列するように穿設し、分割カラー１９Ａ，１９
Ｂにくさび（第３図参照）を打ち込み、大端部１２を本
体部１２Ａとキャップ部１２Ｂに分割する。分割で形成
した破断面２１は、分割補助孔１６，１７，１８に誘導
されて、本体部１２Ａ側が凹状、キャップ部１２Ｂ側が
凸状の略Ｖ字状となる。クランク軸に組み付ける際、Ｖ
字状の凹凸によって自動的に調芯が行われるので、再組
付けが容易に高い精度でできる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｖ字状に破断
しない（第４図（Ｃ）など）場合は、即ち、第４図
（Ｃ）で孔１６が直に孔１８につながったときには、破
断面２１が平坦な面となるため、組み付ける際、キャッ
プ部１２Ｂがずれやすい。このため、破断面２１に形成
した小さな凹凸を正確に合せるには手間と時間がかか
る。また、分割補助孔１６，１７，１８間の母材を破断
するのに大きな引張り力を必要とする。さらに、分割補
助孔１６，１７，１８を略Ｖ字状に配列して開ける孔開
け工程が必要で、生産コストが増加する。

【０００４】そこで、本発明の目的は、大端部の破断が
簡単で、コンロッドの破断面の合せが容易なコネクティ
ングロッドの製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、大端部と小端部とを備えたコンロッドを
鋳造にて一体成形し、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
コンロッドの製造方法において、鋳造型のコンロッドの
破断部に対応する部分に鋳包み部材を設置し、この鋳造
型に溶湯を注湯し、次に、鋳造型から取り出して鋳包み
部材の近傍から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を特徴とする。

【０００６】鋳造型のコンロッドの破断部に対応する部
分に鋳包み部材を設置し、この鋳造型に溶湯を注湯する
ので、溶湯の凝固と同時に、大端部の破断部に鋳包み部
材が埋め込まれる。次に、大端部の結合孔部分を破断分
割するために、引張り力を掛けると、母材と鋳包み部材
の界面に応力集中が起きるので、その界面から破断が始
まる。また、鋳包み部材を埋め込んだ部分は、埋め込ま
ない部分に比べ母材の断面積が小さいので、応力が大き
くなり、小さい力で破断する。

【０００７】請求項２は、鋳包み部材が大端部のボルト
孔を囲うリング状の部材であることを特徴とする。鋳包
み部材が大端部のボルト孔を囲うリング状の部材なの
で、ボルト孔を通るボルトと鋳包み部材が干渉しない。
また、キャップ部とロッド部に分割すると、リング状の
部材なので、一方の破断面に環状の溝を形成し、他方に
鋳包み部材が残って破断面にリング状の凸部を形成す
る。溝の凹部とリングの凸部が、再組付の際、位置決め
を行う。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るコンロッドの斜視図
（第１実施例）であり、コンロッド１は、一方に形成し
た小端部２と、中央に形成したロッド部３と、他方に形
成した大端部４と、この大端部４に形成した結合孔５
と、大端部４に形成した破断部６，６と、この破断部
６，６に埋め込んだ鋳包み部材３０，３０とからなる。
４Ｌは左側面、４Ｒは右側面を示す。１１はキャップ部
であり、キャップ部１１は破断部６で破断分割し、独立
させたものである。ロッド部３は、破断分割後におい
て、大端部４の残りを含み、破断面１２，１２を有し、
一方、キャップ部１１は、破断面１３，１３を有す。１
４…（…は複数を示す。以下同様。）はキャップ部１１
を組付けるためのボルト孔であり、１５，１５は固定ボ
ルトである。

【０００９】図２（ａ），（ｂ）は本発明に係るコンロ
ッドの製造方法の一例を説明する説明図（第１実施例）
である。（ａ）は鋳造型の斜視図であり、（ｂ）は鋳包
み部材の斜視図である。（ａ）において、鋳造型２０
は、下型２１と、上型２２とからなる金属製の鋳型であ
る。２３は湯口、２４，２４は位置決めピンである。下
型２１は、中央に形成した２個のキャビティ２７，２７
と、これらのキャビティ２７，２７間に形成した湯道２
８と、キャビティ２７に設けた支持部２９，２９とから
なる。支持部２９はコンロッド１の破断部６に対応する
部分で鋳包み部材３０を支持するものである。上型２２
のキャビティは、キャビティ２７と同様なので、説明を
省略する。

【００１０】（ｂ）において、鋳包み部材３０は、リン
グ３１と、このリング３１の半径方向で、且つ対称位置
に設けたケレン３２，３２とからなる。リング３１は、
線材３３をボルト孔の直径より所定寸法だけ大きい内径
で曲げた輪である。なお、鋳造型２０の構造はこれに限
定するものではなく、キャビティの数（多数個取り）、
分割面の形状（ばり対策）や押湯の有無（ひけ対策）な
ど形態は任意である。

【００１１】次に、コンロッドの鋳造の一例を説明す
る。まず、キャビティ２７…に保護剤を塗布し、下型２
１のキャビティ２７，２７の支持部２９，２９に鋳包み
部材３０，３０のケレン３２…を嵌め込み、下型２１に
上型２２を密着させる。続いて、アーク炉で溶解した鋳
鋼の溶湯を湯口２３へ注湯（圧力は加えない）する。溶
湯（溶鋼）が鋳包み部材３０を鋳包み、凝固完了後、型
開きを行う。下型２１からコンロッド１，１を矢印，
の如く取り出し、湯道等を切断し、跡の手入れを行
う。

【００１２】なお、鋳造後、所定の条件でコンロッド１
を熱処理するのが望ましい。結合孔５及びボルト孔（め
ねじ含む）を切削加工後、コンロッド１を破断工程へ送
る。

【００１３】図３（ａ），（ｂ）は本発明に係るコンロ
ッドの破断工程の一例を説明する説明図であり、（ａ）
は破断前の斜視図であり、（ｂ）は破断後の斜視図であ
る。 （ａ）：小端部２を位置決めピン４１に挿入し、ガイド
部材４２，４２間に大端部４の左・右側面４Ｌ，４Ｒを
嵌め込むとともに、拡張板４３のハーフキャップ４４に
結合孔５を嵌め込む。ハーフキャップ４４の溝４５に図
示せぬ破断装置のくさび４６を矢印の如く挿入し、錘
による垂直下方の衝撃荷重によってくさび４６を打ち込
む。

【００１４】（ｂ）：くさび４６を打ち込み、大端部４
に埋め込んだ鋳包み部材の近傍から破断分割し、キャッ
プ部１１とロッド部３に二分する。なお、位置決めピン
４１は固定なので、キャップ部１１側の拡張板４３が矢
印の方向に移動し、キャップ部１１がロッド部３から独
立する。

【００１５】以上に述べたコネクティングロッドの製造
方法の作用を次に説明する。図４（ａ），（ｂ）は本発
明に係るコンロッドの製造方法（第１実施例）の第１作
用説明図である。（ａ）は破断開始を示す図であり、
（ｂ）は破断進行の状態を示す図である。なお、説明を
容易にするためケレンは省略する。（ａ）において、く
さびの打ち込みによって結合孔５に引張り力が矢印，
の如く作用すると、鋳鋼の母材に埋め込まれたリング
３１が、母材の割れの起点Ｓとなる。詳細には、リング
３１の線材３３により母材の内部に界面３３ａを形成す
ると、界面３３ａに応力集中が起きるので、応力が最も
大きくなり、界面３３ａから破断が始まる。また、鋳包
み部材３０を埋め込んだ部分は、リング３１があるの
で、埋め込まない部分に比べ母材の断面積が小さく、応
力が大きくなる。このように、応力集中と小さな断面積
の相乗作用により、鋳包み部材３０の部分から小さな力
で簡単に破断が始まる。

【００１６】（ｂ）において、母材の内部に形成した界
面３３ａから始まった破断は、次第に表層部に伝播し、
最後には、結合孔５を引き裂き、二分する。ロッド部３
側に破断面１２を形成し、同時に母材に鋳包み部材３０
が密着して残るから、線材３３で環状の凸部を形成す
る。一方、キャップ部１１側に破断面１３を形成し、同
時に線材３３が抜けるから、環状の凹部３３ｂを形成す
る。

【００１７】図５（ａ），（ｂ）は本発明に係るコンロ
ッドの製造方法（第１実施例）の第２作用説明図であ
る。（ａ）は再組付けの開始を示す図であり、（ｂ）は
位置決め作用を示す図である。なお、説明を容易にする
ためケレンは省略する。（ａ）において、キャップ部１
１がロッド部３に対し、距離ｙ１だけ偏心した場合で、
キャップ部１１はロッド部３に矢印の如く接近する。

【００１８】（ｂ）において、キャップ部１１が距離ｙ
１だけ偏心すると、ロッド部３側のリング３１にキャッ
プ部１１の凹部３３ｂが当たる。続けて、矢印の如く
押すと、リング３１の表面を滑り、案内されるので、キ
ャップ部１１は矢印の如く左側面４Ｌ側に戻り、リン
グ３１の凸部と凹部３３ｂが嵌り合う。同時に、破断面
１２，１３に形成した小さい凹と凸もずれることなく、
自動的に合う。なお、キャップ部１１側に鋳包み部材３
０が残った場合も、同様の作用をなす。

【００１９】このように、本発明は、鋳包み部材３０を
破断の起点として利用し、大端部４を分割する。また、
鋳包み部材３０を位置決め部材として利用し、破断面１
２，１３に形成した小さい凹と凸を正確、且つ容易に合
せることを特徴とする。

【００２０】図６（ａ），（ｂ）は本発明に係るコンロ
ッドの別実施例図（第２実施例）であり、（ａ）はコン
ロッドの斜視図であり、（ｂ）は鋳包み部材の斜視図で
ある。上記図１に示す実施の形態と同様の構成について
は、同一符号を付し説明を省略する。（ａ）において、
コンロッド１Ｂは、ロッド部３と、大端部４と、この大
端部４に形成した結合孔５と、破断部６に埋め込んだ鋳
包み部材６０，６０とからなる。破断分割後、ロッド部
３は破断面５１，５１を有し、一方、キャップ部１１は
破断面５２，５２を有す。

【００２１】（ｂ）において、鋳包み部材６０は、メッ
シュ６１と、このメッシュ６１の中央に形成した孔６２
とからなる。孔６２は、固定ボルト１５（図１参照）を
通すための孔である。

【００２２】図６のコンロッド１Ｂの製造方法は、図２
のコンロッド１と同様であり、キャビティに鋳包み部材
６０を嵌め込み、溶湯が鋳包み部材６０を鋳包み、大端
部４に鋳包み部材６０が埋め込まれる。コンロッド１Ｂ
の破断工程はコンロッド１と同様であり、説明を省略す
る。

【００２３】次に、作用を説明する。結合孔５に引張り
力が作用すると、鋳鋼の母材に埋め込まれた鋳包み部材
６０が、母材の割れの起点となる。鋳包み部材６０で母
材の内部に界面を形成したので、界面に応力集中が起
き、界面から破断が始まる。また、鋳包み部材６０を埋
め込んだ部分は、メッシュ６１があるので、埋め込まな
い部分に比べ母材の断面積がより小さく、応力が大きく
なる。断面積が小さくなるので、より小さい力で簡単に
分割することができる。再組み付けの際の位置決め作用
は、コンロッド１と同様であり、説明を省略する。

【００２４】尚、本発明の実施の形態に示した図２の鋳
包み部材３０にアンカ部材を取付けてもよい。例えば、
リング３１にアンカ部材をコネクティングロッドの軸方
向に延ばして取付ける。アンカ部材で母材に固定するの
で、鋳包み部材３０を所定側に残すことができる。ま
た、アンカ部材があるので、鋳包み部材が脱落する心配
がない。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１では、鋳造型のコンロッドの破断部に対
応する部分に鋳包み部材を設置し、この鋳造型に溶湯を
注湯するので、溶湯の凝固と同時に、大端部の破断部に
鋳包み部材が埋め込まれ、母材内に界面を形成する。次
に、大端部の結合孔部分を破断分割するために、引張り
力を掛けると、母材内の界面に応力集中が起きるので、
界面から破断が始まり、小さい力で簡単に破断分割する
ことができる。また、鋳包み部材を埋め込んだ部分は、
埋め込まない部分に比べ母材の断面積が小さいので、応
力が大きくなり、小さい力で破断することができる。さ
らに、従来の分割補助孔やノッチなど割れを誘発させる
加工が必要なく、加工工程のコストを低減できる。

【００２６】請求項２では、鋳包み部材が大端部のボル
ト孔を囲うリング状の部材なので、ボルト孔を通るボル
トと鋳包み部材が干渉せず、キャップ部とロッド部をボ
ルトで結合できる。また、キャップ部とロッド部に分割
すると、リング状の部材なので、一方の破断面に環状の
溝を形成し、他方に鋳包み部材が残って破断面にリング
状の凸部を形成する。再組付の際、溝の凹部とリングの
凸部によって、位置決めを行うので、キャップ部の破断
面とロッド部の破断面との小さな凹凸の合せが容易で、
且つ高精度である。従って、破断面の合せに手間がかか
らず、再組付けの生産効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンロッドの斜視図（第１実施
例）

【図２】本発明に係るコンロッドの製造方法の一例を説
明する説明図（第１実施例）

【図３】本発明に係るコンロッドの破断工程の一例を説
明する説明図

【図４】本発明に係るコンロッドの製造方法（第１実施
例）の第１作用説明図

【図５】本発明に係るコンロッドの製造方法（第１実施
例）の第２作用説明図

【図６】本発明に係るコンロッドの別実施例図（第２実
施例）

【符号の説明】

１，１Ｂ…コネクティングロッド、２…小端部、３…ロ
ッド部、４…大端部、５…結合孔、６…破断部、１１…
キャップ部、１２，１３，５１，５２…破断面、１４…
ボルト孔、２０…鋳造型、３０，６０…鋳包み部材、３
１…リング、３２…ケレン。

フロントページの続き (72)発明者 篠原 隆夫 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 仁部 ▲りょう▼史 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 Ｆターム(参考） 3J033 AA04 AC01 EA02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大端部と小端部とを備えたコネクティン
   グロッドを鋳造にて一体成形し、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製造方法において、 鋳造型の前記コネクティングロッドの破断部に対応する
   部分に鋳包み部材を設置し、この鋳造型に溶湯を注湯
   し、次に、前記鋳造型から取り出して前記鋳包み部材の
   近傍から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を特徴としたコネクティング
   ロッドの製造方法。
2. 【請求項２】 前記鋳包み部材が大端部のボルト孔を囲
   うリング状の部材であることを特徴とした請求項１記載
   のコネクティングロッドの製造方法。