JP2006525126A - 軸受けキャップの破断分離のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、列をなして配設された軸受け孔（８）が設けられたエンジンケース、特に交互ピストンエンジンのクランク軸ケースの軸受けアセンブリ（６）中で対応するスラストブロック（４）の少なくとも１個の軸受けキャップ（２）を破断分離する方法に関する。本発明の方法は、２個の半マンドレル（１２、１４）を含む延長マンドレル（１０）を少なくとも１個の軸受け孔（８）に導入し、前記半マンドレルを互いに離隔させてスラストブロック（４）と軸受けキャップ（２）との間に破断分離力を発生させることにある。前記発明は、軸受けキャップ（２）が、対応する半マンドレル（１２）と固定手段（２２）との間で、非回動可能であるが、破断分離の方向には限られた方法で動くことができるように締め付けられる。

Description

本発明は、列をなして配設された軸受け孔を設けられたエンジンケース、特に往復ピストンエンジンのクランク軸ケースの軸受けアセンブリ中で少なくとも１個の軸受けキャップを対応するスラストブロックから破断的又は破壊的に分離する方法及び装置に関する。

従来技術
公知のタイプの方法及び装置は、通常、２個の半マンドレルを含む延長マンドレルを１個以上の軸受け孔に導入することを含み、その２個の半マンドレルを力で広げて離すことにより、スラストブロックから軸受けキャップを分離するための破壊分離力を生じさせる。

この広げて離す工程は、普通、分離くさびを機械的又は油圧的に打ち込むことによって（たとえば米国特許第４，６８４，２６７号又はＤＥ４４１３２５５の図１を参照）又は油圧的に衝突させる展開装置を半マンドレル間に配置することによって実施される。加えて、ナックル継手アセンブリの形態の展開装置が使用される（たとえばＤＥ１９９１８０６７を参照）。

また、スラストブロックを固定支持体にしっかりと締め付け、引張り力を導入することによって制御された方法で軸受けキャップを「切断」することが公知である（ＤＥ４４１３２５５の図２を参照）。このためには、軸受け孔内で軸受けキャップの区域に半タイロッドを配置し、軸受けキャップの両側で、軸受けキャップを「切断」するために必要な引張り力を発生させる油圧けん引手段に接続されている引張りタブに、この半タイロッドを、取り付ける。

原則として、破断又は破壊分離は、いわゆる曲げひずみの問題を伴う。このような変形現象は、破断分離工程中、破断分離面全体で絶対的に同期的な破壊を起こさせることができないという事実による。それどころか、破壊は、破断分離面上のある点から始まり、時間遅延（ミリ秒範囲）をもって破断分離面全体に伝播してゆく。すでに切り離された部分がまだ分離していない部分に対して上に曲がり、そうして、破壊が起こった後、破断分離面どうしがもはや正確に嵌り合わないようになる。この効果は、二つの離隔した表面部分によって形成される破断分離面を有する軸受け孔又は軸受けスリーブが破壊分離を起こす場合、特に顕著に生じる。これらの変形現象を示す加工物は、軸受け又はエンジン構造で指定される品質関連要求に適合せず、したがって使い物にならない。

従来技術は、分離する部品どうしを特定のプレテンションでフレキシブルに押し合わせることでこの種の曲げひずみに対処している。しかし、このプレテンションは破壊分離の力に対抗するため、破断分離工程中、このプレテンションに打ち勝たなければならない。軸受けアセンブリが破壊分離を起こすときに曲げひずみを経済的に実行可能な程度に減らすためには、現実には、比較的高いプレテンションで、ひいては非常に高い破壊分離力を用いて作業することが必要である。

発明の詳細な説明
本発明の目的は、破壊面を向上させた性質を示すことを可能にする軸受けアセンブリの破断分離のための方法及び装置を提供することである。

この目的は、本発明にしたがって、独立請求項１及び２の特徴を含む、軸受けアセンブリの破断分離のための方法及び装置によって達成される。有利な拡張が従属項に記載されている。

本発明は、破壊分離の際に生じる曲げひずみを可能な限り減らすことで破断分離の際の破壊面の性質を改善するという概念に基づく。このために、離隔させることができる２個の半マンドレルを含む十分に試行された延長マンドレル系を保持する全く新規な手法を本発明は選択する。プレテンションによって対応する軸受けキャップを固定する代わりに、固定処置は特殊な締め付け系によって実施される。したがって、本発明によると、軸受けキャップは、回動に対しては固定されるが、対応する半マンドレルと固定手段との間では限られた範囲で自由な動き（破断分離の方向）を提供する方法で締め付けられる。

原則的に、この締め付け系は、軸受けキャップに対応する半マンドレルと、軸受けキャップが間に非可動的に固定される固定手段とからなる。本発明の要点は、半マンドレル、軸受けキャップ及び固定手段からなるこのユニットが、軸受けキャップが回動することはできないが、破断分離の方向には限られた範囲で自由に動くことができるような方法で支持されるという事実にある。これが、破断分離力の各々によって打ち勝たなければならないプレテンションの使用を不要にする。その結果、比較的低い破断分離力を使用して作業することが可能になり、それが、本発明の装置が簡単かつ比較的軽量の構造設計を有することを可能にする。

上記原理に基づいて作動する装置は、原則として、非常に多様な方法で設計することができる。それでもなお、対応する軸受けキャップの両側で軸受けキャップに対応する半マンドレルに連結することができる少なくとも２個の把持手段が設けられる結果として、技術的に特に簡単な構造を有し、それでいて確実かつ効果的な締め付けを可能にする装置が得られ、対応する軸受けキャップを、把持手段にしっかりと接続された固定手段により、対応する半マンドレルと固定手段との間で、対応する半マンドレルと、把持手段と、固定手段と締め付けられる軸受けキャップとからなるユニットが破壊分離の方向には限られた範囲で自由に動くことができるが回動に対しては固定されるように支持される方法で、締め付けることができる。その結果、破壊分離の際に、対応する軸受けキャップがスラストブロックに対して回動することを防ぎ、それによって曲げひずみがおおむね排除される。

このようにして、従来技術で遭遇する上記欠点を解消し、破壊面の性質をかなり向上させることができる。本発明の装置にとって、分離される部品に対し、破断分離工程に対抗する外力を加えないことが特に有利である。これは、加えられる破壊力がわずかであり、ひいては破断工程を容易にし、それによって装置構造の設計をさらに簡単にすることを意味する。

原則として、把持手段は、任意の方法で形成し、対応する半マンドレルに連結することができる。しかし、延長マンドレル、特に対応する半マンドレルが、把持手段とで適合する少なくとも１個の凹部を含む、又は把持手段が係合する少なくとも１個の突起を含むことが有利である。これは、軸受けに望まれる回動に対して固定された構造を確保するのに役立つ確実な形状嵌め合いを生じさせる簡単な方法である。

特に、剛性把持手段の場合、本発明の拡張として、対応する半マンドレルに対し、接線方向に延びる挿入溝をその周面の相対する側に設けることが好ましい。これらの挿入溝は、対応する把持手段を半マンドレル上で滑らせるために使用することができる。特に好ましくは、挿入溝を少なくとも１個の凹部と連通する状態に配置して、把持手段が挿入溝を介して少なくとも１個の凹部と速やかにかつ確実に係合できるようにすることである。

このような構造設計の場合、少なくとも１個の凹部が挿入溝に対して軸方向に隣接して配設され、この凹部がこれらの挿入溝に直接合流することが有利である。このような構造設計では、把持手段は、挿入溝を介して対応する半マンドレル上を滑ることができ、半マンドレルを軸方向に滑らせるだけで連結動作を達成することができる。軸方向の動きは、実際、把持手段が、挿入溝に隣接して軸方向に配置された凹部と係合することを可能にして、それにより、把持手段を対応する半マンドレルと確実に連動させる。

好ましくはそれぞれ固定つかみ部、すなわち互いに対して動かないつかみ部を含み、互いに対面し、対応する半マンドレル中の少なくとも１個の凹部と係合する係合部材を端部領域に有するペンチ状物によって把持手段が形成される場合、技術的に特に簡単であり、静的剛性を示す構造が得られる。

固定手段もまた、多様な方法で設計することができる。固定手段が少なくとも１個の力を作用させる戻り止めを有する場合、特に簡単かつ効果的なレイアウトが得られる。この手法は、分離される軸受けキャップ及び対応する半マンドレルによって固定手段に確実に力を加えることを可能にする。好ましくは、対応する半マンドレルとは反対の側で軸受けキャップに対して特に好ましい方法で作用する少なくとも２個の離隔した戻り止め（３２、３４）を設ける。この手法は、それ自体に力が加えられ、固定手段、分離される軸受けキャップ及び対応する半マンドレルからなるユニットであって、力を加えた結果として後続の破壊分離を妨げる力が軸受けアセンブリに導入されることのないユニットを生む。同時に、簡単かつ経済的に実行可能な方法で、たとえば油圧シリンダなどによって戻り止めを実現することができる。

好ましい実施態様の詳細な説明
図１〜６に関連して、本発明の好ましい実施態様を詳細に説明する。図中、同一の参照番号はそれぞれ同一の部品を指す。

図１は、本発明の破断分離のための装置１の好ましい実施態様の概略的な斜視図を示す。図１で確認できるように、本実施態様の装置１は、たとえば燃焼機関で使用されるクランク軸ケース６を破断分離的に加工するために使用される。クランク軸ケース６は、破断分離によって互いに分離することを意図するスラストブロック４及び軸受けキャップ２によってそれぞれが取り囲まれ、かつ、列をなして配設された一連の軸受け孔８を有する。破断分離工程の際、クランク軸ケース６を、適当な方法で支持することができる。しかし、本発明は、例示する用途に限定されず、他の軸受けアセンブリなどにも適用することができることを銘記しなければならない。

まず、図１に示す破断分離装置は、２個の半マンドレル１２、１４を有し、かつ、列をなした軸受け孔８の少なくとも１個に挿入することができる延長マンドレル１０を含む。半マンドレル１２、１４を離隔させるための展開装置１６が半マンドレル１２、１４の間に介在している。たとえば、十分な展開力を半マンドレル１２、１４に加えることができるくさび又は油圧手段によって、展開装置１６を形成することができる。

破断分離装置１は、また、対応する軸受けキャップ２の両側で、軸受けキャップ２に対応する半マンドレル１２に連結されることができる、ペンチ１８、２０の形状である２個の把持手段を含む。ペンチ１８は、破断分離の方向、すなわち軸受け孔８の軸に対して本質的に垂直な方向には限られた範囲で自由に動くことができるが、回動に対しては固定される方法で支持されている固定手段２２にしっかりと接続されている。このような支持方法は、たとえば、ある種の滑りスリーブなどとして実現することができる。

本発明では、対応する軸受けキャップ２に面しない側の半マンドレル１４が２個の凹部２４を有して、対応する軸受けキャップ２に面する側の半マンドレル１２が他方の半マンドレル１４の上に突起状に突出するようになっている。これにより、ペンチ１８、２０が、対応する軸受けキャップ２と嵌り合う半マンドレル１２と確実に係合することを可能にする。

さらには、対応する軸受けキャップ２と嵌り合う半マンドレル１２は、その周面の相対する側に、ペンチ１８、２０のための、それぞれが凹部２４と連通する、接線方向に延びる挿入溝２６を有する。より正確に言うと、凹部２４は、延長マンドレル１０の軸方向から見ると、それぞれが、挿入溝２６に対して軸方向に隣接して位置し、挿入溝に合流している。

本実施態様では、ペンチ１８、２０は、固定された又は曲がらない構造を有するように形成されている。ペンチ１８、２０のそれぞれは、本質的にＵ字形に配設された２個の固定つかみ部２８を含み、それぞれ、その内周に、ペンチ１８、２０について互いに対面する歯状係合部材３０を有する。

図１で確認できるように、ペンチ１８、２０の厚さは挿入溝２６の幅と本質的に一致し、それにより、ペンチ１８、２０を延長マンドレル１０上に案内することを可能にして、係合部材３０が凹部２４の領域に形状ロックされることになり、半マンドレル１２の対応する突起の後側で係合できるようにする。

本実施態様では、固定手段２２は、２個の力を作用させる戻り止め３２、３４を含む。図１では、戻り止め３４はペンチ１８で隠れて見えない。戻り止め３２、３４は、互いに離隔し、ペンチ１８、２０の間に、対応する軸受けキャップ２に面するように設けられている。負荷を均等に加えることに関して、戻り止め３２、３４がペンチ１８、２０のほぼ中間に位置し、ペンチに対して本質的に平行に延びることが好ましい。力を作用させる戻り止め３２、３４は、たとえば、油圧又は空気圧シリンダの突き出し可能なピストンであってもよい。しかし、言うまでもなく、本発明の枠組みの中で他の適当な限界停止部材を使用してもよい。加えて、戻り止めを動かすのではなく、ペンチが力を作用させることも考えられる。

次に、図１に示す装置を使用する本発明の破断分離法の好ましい実施態様の個々の工程を概略的にそれぞれ示す図２〜６に基づいて、図１に示す破断分離装置１の動作を一例として説明する。

図１に示す状態から出発して、まず、延長マンドレル１０は、その弛緩状態で、すなわち、展開装置１６によって半マンドレル１２、１４にかなりの展開力が加えられていない状態で、少なくとも第一の挿入溝２６が第一及び第二の軸受けキャップ２の間に来るような方法で第一の軸受け孔８に導入される（図２中、右側に位置するほうの軸受けキャップを第一の軸受けキャップと指定する）。挿入溝２６は、好ましくは、固定手段２２のペンチ１８、２０とで本質的に整列するような位置に動かされる。

図３で見てとれるように、ここで、ペンチ１８、２０及び固定手段２２からなるしっかりと接続されたユニットが延長マンドレル１０及びクランク軸ケース６の方向に動かされて、ペンチ１８、２０が、そのつかみ部２８、特にその歯状係合部材３０で、挿入溝２６に押し込まれている。ペンチ１８、２０は、歯状係合部材３０が凹部２４と軸方向に隣接するような程度まで延長マンドレル１０の方向に動かされる。

図４に示す次の工程で、延長マンドレル１０は軸受け孔８のさらに中へと導入される。ペンチ１８、２０の歯状係合部材３０は、延長マンドレル１０の凹部２４と形状ロックされた係合状態になり、したがって、分離される軸受けブロック２に面する延長スリーブ１２の後側で係合する。換言するならば、今や、分離される軸受けキャップ２に面する延長スリーブ１２とペンチ１８、２０との間で確実な力の伝達が可能である。

そして、力を作用させる戻り止め３２、３４が突き出て、分離される軸受けキャップ２の対向面２′と接し、それに力を加える（図５）。これが、固定手段２２と、ペンチ１８、２０と、分離される軸受けキャップ２に面する延長スリーブ１２と分離される軸受けキャップそのもの２とにしっかりと力を加えてユニットを形成するプレテンションを発生させる。この手法により、回転に対しては固定されているが、限られた範囲で自由に動く固定手段２２の軸受け構造と一緒に、破壊分離工程の際、分離される軸受けキャップ２に影響するねじれ又は曲げ応力を軽減するか、大きく除去する。このようにして、大きく改善された品質及び表面構造を有する破壊面を得ることができる。

最後に、図６で確認できるように、実際の破断分離工程が実施される。このためには、半マンドレル１２、１４を、展開装置１６により、軸受けキャップ２と対応するスラストブロック４との間の分離破壊が得られるまで離隔させる。本発明の範囲内で、分離される軸受けキャップ２に対して固定手段２２を介して引張り力を加えることは不要である。理由は、本実施態様では、ペンチ１８、２０及び戻り止め３２、３４を有する固定手段２２は、分離される軸受けキャップ２のねじれを防ぐように作用するだけであり、破断分離の方向への軸受けキャップの動きを妨害又は支援するようには作用しないからである。

破断分離工程が完了したのち、戻り止め３２、３４を引っ込めることにより、分離した軸受けキャップ２の締め付けを解くことができ、その結果、分離した軸受けキャップ２を取り除き、延長マンドレルを引っ込め、ペンチ１８、２０を引っ込めることによってペンチ１８、２０を延長マンドレル１０から外すことができる。上述した工程は、その後、隣りの軸受けキャップ２に対して同様に行うことができる。

本発明の上記実施例は単一の軸受けキャップ２の破断分離に関するが、本発明は、当然、破断分離工程の際、複数の軸受けキャップ２を対応するスラストブロック４から分離することをも可能にする。これに関して、例えば、対応するペンチを有する複数の固定手段２２を設けたり、又は複数のペンチ及び対応する戻り止めを単一の固定手段２２に具備させたりすることが有用である場合もある。

本発明の破断分離装置の好ましい実施態様の概略的な斜視図である。 図１に示す装置を利用する本発明の破断分離法の好ましい実施態様の個々の工程を示す図である。 図１に示す装置を利用する本発明の破断分離法の好ましい実施態様の個々の工程を示す図である。 図１に示す装置を利用する本発明の破断分離法の好ましい実施態様の個々の工程を示す図である。 図１に示す装置を利用する本発明の破断分離法の好ましい実施態様の個々の工程を示す図である。 図１に示す装置を利用する本発明の破断分離法の好ましい実施態様の個々の工程を示す図である。

Claims (9)

1. 列をなして配設された軸受け孔（８）が設けられたエンジンケース、特に往復ピストンエンジンのクランク軸ケースの軸受けアセンブリ（６）中で少なくとも１個の軸受けキャップ（２）を対応するスラストブロック（４）から破断分離するための方法であって、
   ２個の半マンドレル（１２、１４）を含む延長マンドレル（１０）を少なくとも１個の軸受け孔（８）に導入し、かつ、前記半マンドレル（１２、１４）を離隔させて前記スラストブロック（４）と軸受けキャップ（２）との間に破断分離力を発生させることを含み、
   前記軸受けキャップ（２）を、対応する半マンドレル（１２）と固定手段（２２）との間で、回動に対しては固定されるが、破断分離の方向には限られた範囲で自由に動くことができるように締め付けることを特徴とする方法。
2. 列をなして配設された軸受け孔（８）が設けられたエンジンケース、特に往復ピストンエンジンのクランク軸ケースの軸受けアセンブリ（６）中で少なくとも１個の軸受けキャップ（２）を前記対応するスラストブロック（４）から破断分離するための装置（１）であって、
   前記軸受け孔（８）の少なくとも１個に挿入することができ、かつ、２個の半マンドレル（１２、１４）を有する延長マンドレル（１０）と、
   前記半マンドレル（１２、１４）を離隔させるための、前記半マンドレル（１２、１４）の間で効果を発揮する展開装置（１６）と
   を含み、
   少なくとも２個の把持手段（１８、２０）が設けられ、前記把持手段が、前記少なくとも１個の軸受けキャップに対応する前記半マンドレル（１２）に連結可能であり、
   固定手段（２２）が設けられ、前記固定手段が前記少なくとも２個の把持手段（１８、２０）にしっかりと接続されており、
   前記少なくとも１個の軸受けキャップ（２）を、前記対応する半マンドレル（１２）と前記固定手段（２２）との間で、前記対応する半マンドレル（１２）と、前記把持手段（１８、２０）と、前記固定手段（２２）と、前記締め付けられる軸受けキャップ（２）とからなるユニットが、破断分離の方向には限られた範囲で自由に動くことができるが、回動に対しては支持されるような方法で、締め付けることができることを特徴とする装置。
3. 前記延長マンドレル（１０）、特に前記軸受けキャップ（２）に対応する前記半マンドレル（１２）が、前記把持手段（１８、２０）が係合する少なくとも１個の凹部（２４）及び／又は少なくとも１個の突起を含むことを特徴とする請求項２記載の装置。
4. 前記軸受けキャップ（２）に対応する前記半マンドレル（１２）が、前記把持手段（１８、２０）のための接線方向に延びる挿入溝（２６）をその周面の相対する側に含み、前記溝が好ましくは前記少なくとも１個の凹部（２４）と連通していることを特徴とする請求項２又は３記載の装置。
5. 前記少なくとも１個の凹部（２４）が、前記延長マンドレル（１０）の軸方向から見ると、それぞれ前記挿入溝（２６）に対して軸方向に隣接して配置され、前記挿入溝（２６）に合流していることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載の装置。
6. 前記把持手段（１８、２０）が、好ましくはそれぞれが固定つかみ部（２８）を含むペンチ状物によって形成され、前記つかみ部が、それらの端部に、互いに対面する係合部材（３０）を有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項記載の装置。
7. 前記係合部材（３０）が、前記軸受けキャップ（２）に対応する前記半マンドレル（１２）中の前記少なくとも１個の凹部（２４）と係合するか、又は、前記少なくとも１個の突起の後側で係合することを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 前記把持手段（１８、２０）に接続された前記固定手段（２２）が少なくとも１個の力を作用させる戻り止め（３２）を含むことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項記載の装置。
9. 互いに離隔している少なくとも２個の戻り止め（３２、３４）が設けられ、前記戻り止めが、前記軸受けキャップ（２）に対し、好ましくは前記対応する半マンドレル（１２）とは反対の側で作用することを特徴とする請求項８記載の装置。

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