JP2004293731A

JP2004293731A - Manufacturing method for fracture-separation type connecting rod

Info

Publication number: JP2004293731A
Application number: JP2003089751A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Futsuki; 保夫津木; Keiji Iwata; 圭司岩田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a fracture-separation type connecting rod improved in separating property in each of fracturing surfaces, while restricting complication of processes. <P>SOLUTION: The connecting rod 10 is separated into a rod body 12 and a cap 13 by fracturing. Before fastening the rod body 12 and the cap 13 with a bolt, each of both fractured surfaces 41a and 41b formed by separation is coated with engine oil 50 as a separating agent. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、破断分離型コネクティングロッドの製造方法に係り、特にコネクティングロッドの大端径部を破断分離した後の各破断面の処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのピストンとクランクシャフトとを連結するコネクティングロッドは、ピストンピンが挿嵌される小端径部とクランクシャフトが組み付けられる大端径部とを備えている。そして、その大端径部は小端径部側の部分（ロッド本体）と残りの部分（キャップ）との２つの分離体に破断分離され、クランクシャフトへの組み付けに際してこれら分離体がボルト等により締結される。こうした手法により製造されるコネクティングロッドは一般に破断分離型コネクティングロッドと称されている。
【０００３】
この破断分離型コネクティングロッドでは、ロッド本体及びキャップの各破断面にそれぞれ形成された微小な凹凸が係合することにより、正確に位置決めがなされた状態でこれらを締結することができる。但し、大端径部に形成されるベアリング孔の真円度を調節する調整作業等及び、メタル組付等による分離作業等においてこれらを再び分離する必要がある場合に、上記凹凸同士の係合力が過度に大きいと、両者を容易に分離させることができなくなる。
【０００４】
そこで従来では、こうした各破断面に形成された凹凸同士による過度な係合を抑制するため、ロッド本体とキャップとを組み付けた状態でボルトの締結力を複数回にわたって変化させること又は、他の押圧機構等により喰み合せを繰り返すような工法等で各破断面を馴染ませるといった方法が提案されている。（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−７４０６７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
こうした従来の方法によれば、締結力を繰り返し変化させることにより、各破断面に形成された微小な凹凸が圧壊され、それらの係合力が低下するために、ロッド本体とキャップとを容易に分離することが可能になる。
【０００７】
しかしながら、その一方で、ボルトの締結力を複数回にわたって変化させる作業が必要になるため、工程の複雑化は避けきれないものとなっていた。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、工程の複雑化を抑制しつつ各破断面の分離性を向上させる破断分離型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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下、上述した目的を達成するための手段及びその作用効果を記載する。
請求項１記載の発明は、ピストンピンが挿嵌される小端径部とクランクシャフトが組み付けられる大端径部とを有するコネクティングロッドの前記大端径部を２つの分離体に破断分離する分離工程と、それら破断分離された２つの分離体を再び一体に締結する締結工程とを含む破断分離型コネクティングロッドの製造方法において、前記締結工程に先立ち前記破断分離された各分離体の破断面の間に分離剤を介在させる工程を含むようにしたものである。
【０００９】
上記のように、破断面の間に分離剤を介在させることによって、各破断面に形成されている凹凸同士の係合度合を容易に緩和させることができる。したがって、工程の複雑化を抑制しつつ各破断面の分離性を向上させることができるようになる。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の破断分離型コネクティングロッドの製造方法において、前記分離剤として液状のものを用いるようにしたものである。
【００１１】
上記のように、分離剤として液状のものを用いると、破断面に微小な凹凸が形成されていても、その破断面の凹凸に分離剤を好適に付着させることができ、分離性を一層向上させることができるようになる。
【００１２】
コネクティングロッドには、その潤滑用にエンジンオイルが供給される。したがって、請求項３記載の発明によるように、こうした破断面に介在させる分離剤としてエンジンオイルを用いることで、分離剤が破断面から外部に漏出し、エンジンの潤滑に供されるエンジンオイルに混入した場合であっても、潤滑性の低下等、その混入による悪影響を回避することができるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る破断分離型コネクティングロッドの製造方法を具体化した一実施の形態を図１乃至図６を参照して説明する。
【００１４】
図１はコネクティングロッド１０がクランクシャフトのクランクジャーナル１１に組み付けられた際の全体構造を示している。コネクティングロッド１０は、ロッド本体１２と半円形状をなすキャップ１３との２つの分離体を備えている。
【００１５】
ロッド本体１２の一端部には小端径部１４が形成されている。この小端径部１４には、ベアリングメタル１５を圧入させた後にピストンピン１６が挿嵌される。また、ロッド本体１２の他端部には半円径部１２ａが形成されている。この半円径部１２ａにはキャップ１３がボルト１８によって取り付けられる。これら半円径部１２ａとキャップ１３とにより形成されるベアリング孔２２の内周には、半割状のベアリングメタル１９が配設されている。また、ベアリングメタル１９の内周面には、周方向に延びるオイル溝（図示略）が形成されている。このオイル溝にはエンジンオイルが供給され、クランクジャーナル１１とベアリングメタル１９との間の潤滑に供せられる。
【００１６】
クランクジャーナル１１にコネクティングロッド１０を組み付ける際には、ロッド本体１２とキャップ１３との間（大端径部１７）にベアリングメタル１９を介してクランクジャーナル１１を配置させ、ロッド本体１２とキャップ１３とをボルト１８により締結させる。
【００１７】
こうしたコネクティングロッド１０の製造方法及びクランクジャーナル１１への組み付けを各工程に分け以下に説明する。
［粗形材工程］
図２に示すように、コネクティングロッド１０は、鋳造、鍛造、焼結鍛造等により小端径部１４と大端径部１７とを一体に備え形成される。その後、大端径部１７の両端部にはボルト穴２１がそれぞれ形成される。
［破断工程］
本工程では、まず、図３に示すように、大端径部１７の両側部において、それらの内周面に、ノッチ加工によって溝３０を形成する。
【００１８】
次に、図４に示すように、コネクティングロッド１０を溝３０の形成されている部分を起点として小端径部１４を有するロッド本体１２と残りのキャップ１３とに破断分離する。
【００１９】
また、この大端径部１７の破断に際して、ロッド本体１２及びキャップ１３の各破断面４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂには、微小な凹凸が形成される。
［締結及び分離工程］
次に、図５に示すように、先の破断工程で形成されたロッド本体１２とキャップ１３とをボルト１８によって一体に締結する。そして、締結後にベアリング孔２２の内周面をボーリング加工によって加工し、その真円度の調整を行う。その後、図６に示すように、ボルト１８を外し、コネクティングロッド１０をロッド本体１２とキャップ１３とに再び分離する。
【００２０】
ここで、本締結工程に先立ち、その直前において、先の図４に示されるように、キャップ１３側の両破断面４１ａ，４１ｂに分離剤としてエンジンオイル５０を塗布する。したがって、ロッド本体１２とキャップ１３とを締結する際には、それらの各破断面４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂの間には極めて薄いエンジンオイル５０の膜が介在されるようになる。そして、このエンジンオイル５０の膜の作用により、各破断面４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂに形成された凹凸同士の係合が緩和され、締結工程後に、コネクティングロッド１０をロッド本体１２とキャップ１３とに再び分離する際には、それらをより小さな力で分離することができるようになる。その結果、ボルトの締結力を複数回変化させるようにした従来の方法と比較して、工程の複雑化を極力抑制しつつ、ロッド本体１２側の破断面４０ａ，４０ｂとキャップ１３側の各破断面４１ａ，４１ｂとの分離性を向上させることができるようになる。
【００２１】
また、各破断面４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂの凹凸を圧壊させることもないため、その凹凸が有する位置決め機能についてもこれを好適に保持することができるようになる。
［組付け工程］
次に、ロッド本体１２及びキャップ１３に、それぞれベアリングメタル１９をそれぞれ組み付け、それらの間でクランクジャーナル１１を挟むようにして再びボルト１８により締結し、クランクジャーナル１１への組み付けが完了する。
【００２２】
以上説明したように本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができるようになる。
（１）キャップ１３側の各破断面４１ａ，４１ｂにエンジンオイル５０を塗布することにより、工程の複雑化を極力抑制しつつ、ロッド本体１２側の各破断面４０ａ，４０ｂとキャップ１３側の各破断面４１ａ，４１ｂとの分離性を好適に向上させることができるようになる。
【００２３】
（２）分離剤が液状であるため、各破断面４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂの凹凸にこれを好適に付着させることができるようになる。
（３）分離剤が液状であるため、各破断面４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂの間にこれを介在させた場合であっても、それに伴うベアリング孔２２の真円度の変化を最小限に抑えることができるようになる。
【００２４】
（４）分離剤としてエンジンオイル５０を用いるようにしたため、各破断面４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂから分離剤が漏出し、エンジンの潤滑に供されるエンジンオイルに混入した場合であっても、潤滑性の低下等、その混入による悪影響を回避することができるようになる。
【００２５】
なお、本実施の形態は下記のように変更してもよい。
・キャップ１３の各破断面４１ａ，４１ｂにエンジンオイル５０を塗布するようにしたが、ロッド本体１２の各破断面４０ａ，４０ｂ、或いはこれら全ての破断面４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂにエンジンオイル５０を塗布してもよい。
【００２６】
・また、エンジンオイル５０を塗布する対象は、破断分離される一対の破断面のうちいずれか一方であればよく、例えば、各破断面４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂのうち、キャップ１３の破断面４１ａとロッド本体１２の破断面４０ａにエンジンオイル５０を塗布するようにしてもよい。
【００２７】
・エンジンオイル５０に代えて他の液状の分離剤を用いても良い。
・ベアリング孔２２の真円度を確保する際の妨げにならない程度の薄さのものであれば、エンジンオイル５０に代えて固形状のもの（例えば樹脂膜等）を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態が適用されるコネクティングロッドの正面図。
【図２】鋳造工程を説明するための工程図。
【図３】破断工程を説明するための工程図。
【図４】破断面にエンジンオイルが塗布された状態を示すコネクティングロッドの正面図。
【図５】締結及び分離工程を説明するための工程図。
【図６】組付け工程を説明するための工程図。
【符号の説明】
１０…コネクティングロッド、１１…クランクジャーナル，１２…ロッド本体、１２ａ…半円径部、１３…キャップ、１４…小端径部、１５，１９…ベアリングメタル、１６…ピストンピン、１７…大端径部、１８…ボルト、２１…ボルト穴、２２…ベアリング孔、３０…溝、４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂ…破断面、５０…エンジンオイル。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a rupturable separating type connecting rod, and more particularly to processing of each fractured surface after fracturing and separating a large end portion of a connecting rod.
[0002]
[Prior art]
The connecting rod for connecting the piston and the crankshaft of the engine has a small end portion into which the piston pin is inserted and a large end portion into which the crankshaft is assembled. Then, the large end portion is broken and separated into two separate members, a portion (rod body) on the small end portion side and a remaining portion (cap), and these separated members are attached to the crankshaft by bolts or the like when assembled to the crankshaft. Be concluded. A connecting rod manufactured by such a method is generally referred to as a breakable connecting rod.
[0003]
In this rupture-separating connecting rod, the minute irregularities formed on the fracture surfaces of the rod body and the cap are engaged with each other, so that they can be fastened in a correctly positioned state. However, when it is necessary to separate them again in an adjustment work for adjusting the roundness of the bearing hole formed in the large end diameter portion and a separation work by metal assembling, etc. Is too large, the two cannot be easily separated.
[0004]
Therefore, conventionally, in order to suppress excessive engagement due to unevenness formed on each of the fractured surfaces, it is necessary to change the fastening force of the bolt a plurality of times in a state where the rod body and the cap are assembled, or to perform other pressing. There has been proposed a method of adapting each fractured surface by a construction method or the like in which the meshing is repeated by a mechanism or the like. (See Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-74067 A
[Problems to be solved by the invention]
According to such a conventional method, the minute irregularities formed on each fractured surface are crushed by repeatedly changing the fastening force, and the engagement force is reduced, so that the rod body and the cap can be easily separated. It becomes possible to do.
[0007]
However, on the other hand, it is necessary to change the fastening force of the bolt a plurality of times, thus complicating the process.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a fracture separation type connecting rod that improves the separability of each fracture surface while suppressing the complexity of the process. is there.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Hereinafter, means for achieving the above-described object and the effects thereof will be described.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a separation rod for breaking and separating the large end portion of a connecting rod having a small end portion into which a piston pin is inserted and a large end portion into which a crankshaft is assembled into two separate bodies. In the method for manufacturing a disconnection-separable type connecting rod, which includes a step and a fastening step of fastening together the two separated bodies separated by breaking, a fracture surface of each of the separated bodies separated by breaking prior to the fastening step. The method includes a step of interposing a separating agent therebetween.
[0009]
As described above, by interposing the separating agent between the fractured surfaces, the degree of engagement between the concavities and convexities formed on each fractured surface can be easily reduced. Therefore, it is possible to improve the separability of each fractured surface while suppressing the complexity of the process.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a rupturable separating type connecting rod according to the first aspect, a liquid material is used as the separating agent.
[0011]
As described above, when a liquid material is used as the separating agent, even if minute irregularities are formed on the fractured surface, the separating agent can be suitably attached to the irregularities on the fractured surface, further improving the separability. Will be able to do that.
[0012]
The connecting rod is supplied with engine oil for lubrication. Therefore, according to the third aspect of the present invention, by using the engine oil as the separating agent interposed in the fractured surface, the separating agent leaks from the fractured surface to the outside and mixes with the engine oil used for lubricating the engine. Even in this case, it is possible to avoid adverse effects due to the mixing, such as a decrease in lubricity.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a method of manufacturing a fracture-separable connecting rod according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0014]
FIG. 1 shows the entire structure when the connecting rod 10 is assembled to a crank journal 11 of a crankshaft. The connecting rod 10 is provided with two separate bodies: a rod body 12 and a semicircular cap 13.
[0015]
A small end portion 14 is formed at one end of the rod body 12. The piston pin 16 is inserted into the small end portion 14 after the bearing metal 15 is press-fitted. Further, a semicircular portion 12a is formed at the other end of the rod body 12. A cap 13 is attached to the semicircular portion 12a with a bolt 18. A half-split bearing metal 19 is disposed on the inner periphery of the bearing hole 22 formed by the semicircular portion 12 a and the cap 13. An oil groove (not shown) extending in the circumferential direction is formed on the inner peripheral surface of the bearing metal 19. Engine oil is supplied to the oil groove, and is used for lubrication between the crank journal 11 and the bearing metal 19.
[0016]
When assembling the connecting rod 10 to the crank journal 11, the crank journal 11 is arranged between the rod body 12 and the cap 13 (the large end portion 17) via the bearing metal 19, and the rod body 12 and the cap 13 are connected to each other. Are fastened by bolts 18.
[0017]
The manufacturing method of the connecting rod 10 and the assembling of the connecting rod 10 to the crank journal 11 will be described below in each step.
[Rough material process]
As shown in FIG. 2, the connecting rod 10 is formed integrally with a small end diameter portion 14 and a large end diameter portion 17 by casting, forging, sintering forging, or the like. Thereafter, bolt holes 21 are respectively formed at both ends of the large end diameter portion 17.
[Breaking process]
In this step, first, as shown in FIG. 3, grooves 30 are formed by notch processing on the inner peripheral surfaces of both sides of the large-end portion 17.
[0018]
Next, as shown in FIG. 4, the connecting rod 10 is broken and separated into a rod body 12 having a small end diameter portion 14 and the remaining cap 13 starting from the portion where the groove 30 is formed.
[0019]
When the large end portion 17 is broken, minute irregularities are formed on the broken surfaces 40a, 40b, 41a, 41b of the rod body 12 and the cap 13.
[Conclusion and separation process]
Next, as shown in FIG. 5, the rod body 12 and the cap 13 formed in the previous breaking step are integrally fastened by bolts 18. After the fastening, the inner peripheral surface of the bearing hole 22 is machined by boring, and the roundness is adjusted. Thereafter, as shown in FIG. 6, the bolt 18 is removed, and the connecting rod 10 is separated into the rod body 12 and the cap 13 again.
[0020]
Here, immediately before the main fastening step, immediately before that, as shown in FIG. 4, the engine oil 50 is applied as a separating agent to both of the fracture surfaces 41a and 41b on the cap 13 side. Therefore, when the rod body 12 and the cap 13 are fastened, an extremely thin film of the engine oil 50 is interposed between the fractured surfaces 40a, 40b, 41a, 41b. By the action of the film of the engine oil 50, the engagement between the irregularities formed on each of the fractured surfaces 40a, 40b, 41a, 41b is relaxed, and after the fastening step, the connecting rod 10 is connected to the rod body 12 and the cap 13 with the cap body 13. When they are separated again, they can be separated with less force. As a result, as compared with the conventional method in which the bolt fastening force is changed a plurality of times, the breaking surfaces 40a and 40b on the rod body 12 side and the breaking Separability from the cross sections 41a and 41b can be improved.
[0021]
In addition, since the unevenness of each of the fractured surfaces 40a, 40b, 41a, 41b is not crushed, the positioning function of the unevenness can be suitably maintained.
[Assembly process]
Next, the bearing metal 19 is attached to the rod body 12 and the cap 13, respectively, and the bolts 18 are again fastened so as to sandwich the crank journal 11 between them, and the assembly to the crank journal 11 is completed.
[0022]
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) By applying engine oil 50 to each of the fracture surfaces 41a and 41b on the cap 13 side, the complexity of the process is suppressed as much as possible, and each of the fracture surfaces 40a and 40b on the rod body 12 and each of the cap 13 side. Separability from the fractured surfaces 41a and 41b can be suitably improved.
[0023]
(2) Since the separating agent is in a liquid state, it can be suitably attached to the irregularities of each of the fractured surfaces 40a, 40b, 41a, 41b.
(3) Since the separating agent is in a liquid state, even if it is interposed between each of the fractured surfaces 40a, 40b, 41a, 41b, the change in the roundness of the bearing hole 22 is minimized. It can be suppressed.
[0024]
(4) Since the engine oil 50 is used as the separating agent, even if the separating agent leaks from each of the fractured surfaces 40a, 40b, 41a, 41b and mixes into the engine oil used for lubricating the engine, As a result, it is possible to avoid adverse effects due to the mixing, such as a decrease in lubricity.
[0025]
The present embodiment may be modified as follows.
The engine oil 50 is applied to each of the broken surfaces 41a and 41b of the cap 13, but the engine oil 50 is applied to each of the broken surfaces 40a and 40b of the rod body 12 or all of the broken surfaces 40a, 40b, 41a and 41b. May be applied.
[0026]
The target to which the engine oil 50 is applied may be any one of a pair of fractured surfaces that are fractured and separated. For example, among the fractured surfaces 40a, 40b, 41a, and 41b, the fractured surface of the cap 13 is used. The engine oil 50 may be applied to the broken surface 41a and the broken surface 40a of the rod body 12.
[0027]
-Instead of the engine oil 50, another liquid separating agent may be used.
A solid material (for example, a resin film or the like) may be used instead of the engine oil 50 as long as it is thin enough not to hinder the roundness of the bearing hole 22.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a connecting rod to which the present embodiment is applied.
FIG. 2 is a process chart for explaining a casting process.
FIG. 3 is a process chart for explaining a breaking process.
FIG. 4 is a front view of the connecting rod showing a state in which engine oil is applied to a fracture surface.
FIG. 5 is a process diagram for explaining a fastening and separating process.
FIG. 6 is a process chart for explaining an assembly process.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Connecting rod, 11 ... Crank journal, 12 ... Rod main body, 12a ... Semi-circle diameter part, 13 ... Cap, 14 ... Small end diameter part, 15, 19 ... Bearing metal, 16 ... Piston pin, 17 ... Large end diameter Part, 18 ... bolt, 21 ... bolt hole, 22 ... bearing hole, 30 ... groove, 40a, 40b, 41a, 41b ... fractured surface, 50 ... engine oil.

Claims

A separating step of breaking and separating the large end portion of the connecting rod having a small end portion into which the piston pin is inserted and a large end portion into which the crankshaft is assembled into two separate bodies; A method of manufacturing a disconnection-separable connecting rod, comprising a fastening step of fastening the two separated bodies together again,
A method for manufacturing a fracture-separating connecting rod, comprising the step of interposing a separating agent between the fracture surfaces of the respective fractured and separated bodies prior to the fastening step.

2. The method for producing a breakable connecting rod according to claim 1, wherein a liquid material is used as the separating agent.

3. The method according to claim 2, wherein the liquid separating agent is engine oil.