JP2001018056A - コネクティングロッドおよびその製造方法 - Google Patents

コネクティングロッドおよびその製造方法

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JP2001018056A
JP2001018056A JP19071599A JP19071599A JP2001018056A JP 2001018056 A JP2001018056 A JP 2001018056A JP 19071599 A JP19071599 A JP 19071599A JP 19071599 A JP19071599 A JP 19071599A JP 2001018056 A JP2001018056 A JP 2001018056A
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JP
Japan
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connecting rod
cavity
mold
molten metal
column
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JP19071599A
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English (en)
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Haruki Kodama
春喜 小玉
Yasutaka Matsue
泰隆 松栄
Takao Shinohara
隆夫 篠原
Ryoji Nibe
▲りょう▼史 仁部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C7/00Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
    • F16C7/02Constructions of connecting-rods with constant length
    • F16C7/023Constructions of connecting-rods with constant length for piston engines, pumps or the like

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】鋳造成形工程において、引け巣の発生を抑制す
るとともに、所定の強度を得ることにある。 【解決手段】金型のキャビティ16内に充填された溶湯
が凝固する際、キャビティ16の略中央部分から相互に
反対方向(矢印A方向および矢印B方向)に向かって凝
固するように指向性を持たせた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用のエンジン
部品を構成するコネクティングロッドおよびその製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、車両用エンジンのピスト
ンピンとクランクピンとを連結するためにコネクティン
グロッドが用いられており、このコネクティングロッド
は、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、前記クランクピンをキ
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。
【0003】このような従来技術に係るコネクティング
ロッドの製造方法では、図5に示されるように、長尺な
コラム1を間にして大端部2と小端部3とが一体的に形
成されたコネクティングロッド4を図示しない鋳造金型
によって鋳造成形している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術に係るコネクティングロッドの製造方法では、大端部
2、小端部3およびコラム1を鋳造金型によって一体的
に鋳造成形する際、前記コラム1の略中央部等に引け巣
が発生しやすいという不都合がある。これは、長尺な前
記コラム1の肉厚が長手方向に沿って略一定に形成され
ているため、溶湯が凝固する際に指向性がなく、ランダ
ムな方向に沿って凝固するからである。
【0005】このため、鋳造成形の工程によって得られ
た成形体のコラム1が、予め設定された強度に到達しな
い場合があり、あるいは製品の検査工程において不良品
が発生するという問題がある。
【0006】本発明は、前記の問題を考慮してなされた
ものであり、鋳造成形工程において、引け巣の発生を抑
制するとともに、所定の強度を得ることが可能なコネク
ティングロッドおよびその製造方法を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、コラムを間にしてコネクティングロッ
ドの大端部と小端部とを一体的に鋳造成形する方法であ
って、金型のキャビティ内に充填された溶湯が凝固する
際、キャビティの略中央部分から相互に反対方向に向か
って凝固するように指向性を持たせることを特徴とす
る。
【0008】本発明によれば、コネクティングロッドの
コラムの略中央部に対応するキャビティの略中央部分か
ら相互に反対方向に向かって凝固するように指向性を持
たせることにより、前記コラムに引け巣が発生すること
が抑制される。
【0009】この場合、前記溶湯中に黒鉛球状化処理を
行うための添加剤を混入し、前記添加剤中におけるMg
の含有量(重量%)、すなわち残留Mg量を減少させる
ことにより、より一層引け巣の発生が抑制される。
【0010】また、本発明は、長尺状からなり、略中央
部の肉厚が最も薄肉に形成されたコラムと、前記コラム
の軸線方向に沿った両端部にそれぞれ一体的に形成され
た大端部および小端部と、を備え、前記コラムは、略中
央部から大端部側および小端部側に向かって徐々に肉厚
が増大するように形成されることを特徴とする。
【0011】本発明によれば、予め設定された所定の強
度を有するコネクティングロッドを得ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明に係るコネクティングロッ
ドの製造方法について、これを実施する装置との関連に
おいて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しな
がら以下詳細に説明する。
【0013】図1において、参照数字10は、本発明の
実施の形態に係るコネクティングロッドの製造方法を実
施する金型装置を示す。
【0014】この金型装置10は、図示しない変位手段
を介して相対的に変位自在に設けられ、分割型から構成
される上型12および下型14とを含む。前記上型12
および下型14の分割面には、コネクティングロッドに
近似する形状からなるキャビティ16が形成され、前記
キャビティ16は、ランナ18を介して湯口20に連通
するように設けられている。
【0015】前記キャビティ16を形成する上型12の
底面部および下型14の上面部には、それぞれ相互に突
出して当接することにより柱状を形成し、鋳造成形後に
おいて鋳造成形体の大端部を形成する一組の第1突起部
22a、22bと、鋳造成形体の小端部を形成する小径
な一組の第2突起部24a、24bとが形成されてい
る。 また、前記キャビティ16を形成する上型12の
底面部には、略中央部から第1突起部22aおよび第2
突起部24aに向かって緩やかに上昇する第1傾斜面2
6がそれぞれ形成され、下型14の上面部には、略中央
部から第1突起部22bおよび第2突起部24bに向か
って緩やかに下降する第2傾斜面28がそれぞれ形成さ
れている。
【0016】さらに、上型12の上端部および下型14
の底面部には、第1突起部22a、22bおよび第2突
起部24a、24bに近接し且つ第1傾斜面26および
第2傾斜面28の終端部に連続する断面曲線状の湾曲面
30が形成されている。
【0017】なお、前記金型装置10には、図示しない
加熱回路、冷却回路およびノックアウト手段等が設けら
れる。前記加熱回路は、上型12および下型14にそれ
ぞれ設けられた挿入孔(図示せず)に保持される図示し
ない棒状ヒータを有し、前記冷却回路は、上型12に略
水平に穿設された図示しない導入路と、下型14に略水
平に穿設された図示しない排出路と、前記導入路および
排出路間を接続するように互いに交差して水平および垂
直に延在するとともに、その一部が前記キャビティ16
に近接するように設けられた図示しない連通路とから構
成される。その詳細については、本出願人の提案に係る
特公平5−45347号公報を参照するとよい。
【0018】本発明の実施の形態に係るコネクティング
ロッドの製造方法を実施する金型装置10は、基本的に
は以上のように構成されるものであり、次にその動作並
びに作用効果について説明する。
【0019】溶湯の注入前において、図示しない加熱回
路によって上型12および下型14から構成される金型
を所定温度に加熱しておく。注入時における溶湯の流れ
性を良好に保持するためである。このように金型が加熱
された状態において湯口20から溶湯を注入する。前記
注入された溶湯は、ランナ18を介してキャビティ16
に充填される。
【0020】注入開始後、図示しない加熱回路によって
金型の加熱を停止すると同時に、図示しない冷却回路に
よる金型の冷却を開始する。前記金型が冷却されること
により、キャビティ16内に充填された溶湯の表層が急
速に冷却され、その表層温度が所定温度まで低下すると
凝固状態となり、その表層が殻状の凝固層に変化する。
【0021】この場合、前記キャビティ16を形成する
上型12の底面部と下型14の上面部との離間間隔が最
も狭小に形成された該キャビティ16の略中央部から凝
固を開始し、キャビティ16の略中央部から両端部の方
向(キャビティ16の軸線に沿って相互に反対方向)に
向かってそれぞれ凝固が進行する。すなわち、コネクテ
ィングロッドのコラムに対応する部分の略中央部から凝
固を開始して、最終凝固部が大端部および小端部の両方
向(矢印A方向および矢印B方向)に向かって移動す
る。換言すると、凝固方向に指向性を持たせることによ
り、前記コラムに引け巣が発生することを抑制すること
ができる。
【0022】さらに、本実施の形態に係る製造方法で
は、鋳鉄溶湯に黒鉛球状化剤を添加する球状化処理を行
うことにより、高い強度を有するコネクティングロッド
を得ることができる。例えば、下記の表1に示されるよ
うな比較例に対して、下記の表2に示されるようにMg
の含有量が低い添加剤を用いた実施例では、製品中に含
有されるMgの量(残留Mg量)を減少させることによ
り、引け巣の発生を抑制して高強度からなるコネクティ
ングロッドを得ることができた。すなわち、比較例で
は、製品中のMgの含有量(残留Mg量)が約0.02
重量%であるのに対し、実施例では、製品中のMgの含
有量(残留Mg量)を約0.009重量%に減少させる
ことができた。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】本実施の形態に係るコネクティングロッド
の製造方法では、高い強度を有するコネクティングロッ
ドが得られるように急速凝固させることにより、製品中
においてMgの含有量(残留Mg量)を低く抑制しても
黒鉛の球状化を促進することができる。
【0026】この場合、本実施の形態に係るコネクティ
ングロッドの製造方法では、製品中のMgの含有量(残
留Mg量)が減少することによりチル(chill )の発生
量が減少し、この結果、コラムに引け巣が発生すること
が抑制されるものと思料される。
【0027】以上のようにして鋳造成形された成形体か
らなるコネクティングロッド32は、図2および図3に
示されるように、長尺なコラム34と前記コラム34を
間にして大端部36と小端部38とが一体的に構成され
る。前記コラム34の略中央部40は、図3に示される
ように他の肉厚と比較して最も薄肉に形成され、該コラ
ム34の略中央部40から大端部36側および小端部3
8側に向かって徐々に肉厚が増大するように形成されて
いる。なお、前記コラム34の略中央部40の肉厚は、
図4に示される従来技術に係るコネクティングロッドの
肉厚と同一に形成してもよい。
【0028】前記コラム34の上面部には、略中央部4
0から大端部36および小端部38に向かって緩やかに
上昇する第3傾斜面42がそれぞれ形成され、また下面
部には、略中央部40から大端部36および小端部38
に向かって緩やかに下降する第4傾斜面44がそれぞれ
形成される。前記第3傾斜面42および第4傾斜面44
は、それぞれコネクティングロッド32の軸線に対して
対称に形成される。換言すると、コネクティングロッド
32のコラム34の肉厚は、薄肉に形成された略中央部
40を境界として大端部36側および小端部38側に徐
々に肉厚が増大するテーパ状に形成されている。
【0029】前記第3傾斜面42および第4傾斜面44
の終端部は、それぞれ大端部36および小端部38に形
成され、所定の曲率を有する湾曲面46に連続してい
る。この湾曲面46は、単一の曲線または複合曲線のい
ずれをも含む断面によって形成される。
【0030】前記成形体であるコネクティングロッド3
2に対して加工処理を施すことにより、製品化されたコ
ネクティングロッドを得ることができる。
【0031】すなわち、図4Aに示されるように、大端
部36の結合孔48の真円粗加工を行った後、図4Bに
示されるように、結合孔48の真円仕上げ加工を行い、
図4Cに示されるように、結合孔48の内周面の左右に
厚み方向に沿ってノッチ50a、50bを加工した後、
結合孔48の内周部に対して押し広げるような荷重を付
与し、図4Dに示されるように、キャップ部52とロッ
ド部54に破断分割するようにしている。
【0032】このように分割されたキャップ部52とロ
ッド部54を、図4Eに示されるように、仮組み付けし
て締結ボルト56a、56bで所定の結合荷重を付与す
ると、結合孔48は締め付けによって発生した歪みによ
り変形する。そこで、図4Fに示されるように、所定の
結合加重を付与した状態で再度真円仕上げ加工を行い、
加工終了後に図4Gに示されるように、クランクピン
(図示せず)に結合する際、結合孔の真円が確保された
状態で、図4Hに示されるようにクランクピンに結合さ
れる。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。
【0034】すなわち、鋳造成形工程において、溶湯が
凝固する際に指向性を持たせることにより、引け巣の発
生を抑制するとともに、所定の強度を得ることができ
る。
【0035】従って、最終の検査工程において、不良品
の発生率が減少して品質を増大させるとともに、生産効
率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るコネクティングロッ
ドの製造方法を実施する金型装置の縦断面図である。
【図2】前記金型装置によって鋳造成形されたコネクテ
ィングロッドの正面図である。
【図3】図2のIII−III線に沿った縦断面図であ
る。
【図4】図4A〜図4Hは、図2のコネクティングロッ
ドの大端部を破断分割した後、前記分割されたキャップ
部とロッド部とを結合する工程を示す説明図である。
【図5】従来技術に係るコネクティングロッドの軸線方
向に沿った縦断面図である。
【符号の説明】
10…金型装置 12…上型 14…下型 16…キャビティ 26、28、42、44…傾斜面 30、46…湾曲
面 32…コネクティングロッド 34…コラム 36…大端部 38…小端部 40…略中央部
───────────────────────────────────────────────────── 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1−10−1 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1−10−1 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 DA02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コラムを間にしてコネクティングロッドの
    大端部と小端部とを一体的に鋳造成形する方法であっ
    て、 金型のキャビティ内に充填された溶湯が凝固する際、キ
    ャビティの略中央部分から相互に反対方向に向かって凝
    固するように指向性を持たせることを特徴とするコネク
    ティングロッドの製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の方法において、 前記溶湯中に黒鉛球状化処理を行うための添加剤を混入
    し、前記添加剤中におけるMgの含有量(重量%)を減
    少させることを特徴とするコネクティングロッドの製造
    方法。
  3. 【請求項3】長尺状からなり、略中央部の肉厚が最も薄
    肉に形成されたコラムと、 前記コラムの軸線方向に沿った両端部にそれぞれ一体的
    に形成された大端部および小端部と、 を備え、前記コラムは、略中央部から大端部側および小
    端部側に向かって徐々に肉厚が増大するように形成され
    ることを特徴とするコネクティングロッド。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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