JP2008069931A - Connecting rod manufacturing method and device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、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の製造方法及び装置に関し、一層詳細には、大端部と小端部とを有するコネクティングロッドを一体成形した後、前記大端部をキャップ部と本体部に破断分割し、該大端部に潤滑油供給孔を形成するコネクティングロッドの製造方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a connecting rod constituting, for example, a vehicle engine component, and more specifically, after integrally forming a connecting rod having a large end and a small end, the large end The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a connecting rod in which a cap portion and a main body portion are broken and divided, and a lubricating oil supply hole is formed at the large end portion.
従来から、例えば、車両用のエンジンには、ピストンピンとクランクピンとを連結するコネクティングロッド(コンロッド)が広く用いられている。このコネクティングロッドは、前記クランクピンに連結される大端部と、前記ピストンピンに連結される小端部とを有している。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a connecting rod (connecting rod) that connects a piston pin and a crank pin has been widely used in a vehicle engine. The connecting rod has a large end connected to the crank pin and a small end connected to the piston pin.
特許文献1には、前記小端部及び前記大端部の一部を含むロッド部と、前記大端部の残部からなる略U字状のキャップ部とを個別に製造した後、これらを一対のボルトによって一体的に組み付ける組立型のコネクティングロッドが開示されている。この組立型のコネクティングロッドは、前記ロッド部及びキャップ部にそれぞれ形成されたピン穴に位置決めピンを嵌合することにより、ロッド部に対してキャップ部を高精度に組み付けることができる。
In
しかしながら、この種の組立型のコネクティングロッドでは、ロッド部とキャップ部とを個別に鍛造成形した後、該ロッド部及びキャップ部の2部品に対してそれぞれボルト孔を穿孔し、さらに、ロッド部及びキャップ部の合わせ面を平坦面に加工する必要がある。このため、加工工数が多くなり生産効率の向上が難しかった。 However, in this type of assembly-type connecting rod, after the rod part and the cap part are individually forged, bolt holes are drilled in the two parts of the rod part and the cap part, respectively. It is necessary to process the mating surface of the cap part into a flat surface. For this reason, processing man-hours increased and it was difficult to improve production efficiency.
そこで、このような不都合を回避するため、コネクティングロッドの大端部から小端部までを、例えば、鍛造成形等によって一体成形した後、前記大端部をキャップ部とロッド部とに破断分割する破断分割型のコネクティングロッドが提案されている。 Therefore, in order to avoid such inconvenience, after integrally forming the connecting rod from the large end portion to the small end portion, for example, by forging, the large end portion is broken and divided into a cap portion and a rod portion. A fracture split type connecting rod has been proposed.
コネクティングロッドを破断分割する装置として、例えば、特許文献2には、コネクティングロッドの軸受部の軸受孔に外方向への内圧を付与する内圧付与装置と前記軸受部に外圧を付与する一組の外圧付与装置とを設け、前記一組の外圧付与装置によって前記軸受部に外圧を付与すると共に前記内圧付与装置によって前記軸受部に内圧を付与し、内圧付与装置による内圧が軸受部を分割し得る内圧にあるときに前記外圧付与装置の外圧を瞬間的に開放し、前記内圧によって軸受部を瞬間的に分割する装置が開示されている。
As an apparatus for breaking and dividing a connecting rod, for example,
また、特許文献3には、コネクティングロッドを載置するパレットの基盤に互いに離反する方向に移動可能に配設され前記コネクティングロッドを水平に支持する第1及び第2の支持部材と、これらの第1及び第2の支持部材に垂設され各外周面がそれぞれ開口部内面に当接するマンドレル半部からなる半割形のマンドレルと、各マンドレル半部の対向する端面と当接する面がそれぞれテーパ面をなし各マンドレル半部を均等に離反拡張させる楔と、前記楔に荷重を付与するアクチュエータと、前記アクチュエータに初期荷重を付与して開口部内面に各マンドレル半部を当接させた後、破断荷重を加えて開口部を瞬間的に破断する制御回路とを備えたコネクティングロッドの破断装置が開示されている。
Further,
次に、この種のコネクティングロッドの破断分割に関し、例えば、特許文献4には、コネクティングロッドの大端孔に嵌合された一対の半円柱状突起の軸方向両側に前記一対の半円柱状突起を互いに隔離させる方向の破壊力を均等に付与することにより、分割後の大端孔の歪みを防止することができる、と記載されたコネクティングロッドの分割装置が開示されている。 Next, regarding this type of fracture of the connecting rod, for example, Patent Document 4 discloses that the pair of semi-cylindrical protrusions on both sides in the axial direction of the pair of semi-cylindrical protrusions fitted in the large end holes of the connecting rod. Disclosed is a connecting rod splitting device in which it is possible to prevent distortion of a large end hole after splitting by uniformly applying a destructive force in a direction in which they are separated from each other.
このような破断分割型のコネクティングロッドの大端部は、ノッチ(溝)を破断線として、大端部の貫通孔(結合孔)の略中央部で該コネクティングロッドの長手方向に直交する方向に破断され、これによりコネクティングロッドがロッド部とキャップ部とに分割される。この場合、ロッド部側の破断面及びキャップ部側の破断面がそれぞれ凹凸形状及び凸凹形状となるので、一対のボルトを装着した際、これらが密着するため、ロッド部とキャップ部とを高精度に組み付けることができる。すなわち、破断分割型のコネクティングロッドでは、組立型のコネクティングロッドのような位置決めピンを用いていないため、ロッド部側及びキャップ部側の凹凸破断面及び凸凹破断面を密着させる際、それぞれを精度よく面合わせする必要がある。 The large end portion of such a fracture split type connecting rod has a notch (groove) as a break line, and is in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the connecting rod at a substantially central portion of the through hole (joining hole) of the large end portion. By breaking, the connecting rod is divided into a rod portion and a cap portion. In this case, the fracture surface on the rod part side and the fracture surface on the cap part side have an uneven shape and an uneven shape, respectively, so that when the pair of bolts are attached, they are in close contact, so the rod part and the cap part are highly accurate. Can be assembled. In other words, the fracture split type connecting rod does not use positioning pins like the assembly type connecting rod, so each of the concave and convex fracture surfaces on the rod side and cap side is brought into close contact with each other with high precision. It is necessary to meet.
ところが、ロッド部とキャップ部とを組み付ける際、凹凸破断面や凸凹破断面の形状を破壊してしまうと、合わせ面として位置決め作用を果たすことができないばかりか、ロッド部とキャップ部との間に不要な間隙が生じて異音の発生原因となったり、大端部の結合孔の真円度に悪影響を及ぼす可能性がある。 However, when the rod part and the cap part are assembled, if the shape of the rugged fracture surface or the rugged fracture surface is destroyed, not only can the positioning function be achieved as a mating surface, but also the Unnecessary gaps may be generated, causing abnormal noise, and may adversely affect the roundness of the coupling hole at the large end.
さらに、前記破断分割後に生じる残留応力によって、ロッド部とキャップ部とにそれぞれ収縮現象が起こり(一般的には、ロッド部側の収縮と比較してキャップ部側の収縮が大きくなる傾向にある)、該収縮現象によってロッド部側の破断面とキャップ部側の破断面との間で位置ずれが生じ、精度よい面合わせが困難となる場合がある。なお、コネクティングロッドをロッド部とキャップ部とに破断分割した際、その破断分割後に発生する残留応力によってロッド部やキャップ部に伸長(拡大)現象が起こる場合もある。 Furthermore, the residual stress generated after the fracture splitting causes a contraction phenomenon in the rod part and the cap part (in general, the contraction on the cap part side tends to be larger than the contraction on the rod part side). The contraction phenomenon may cause displacement between the fracture surface on the rod side and the fracture surface on the cap side, and it may be difficult to perform accurate surface matching. When the connecting rod is broken and divided into the rod portion and the cap portion, an elongation (expansion) phenomenon may occur in the rod portion and the cap portion due to residual stress generated after the breaking division.
ところで、コネクティングロッドでは、大端部にクランクシャフト側となる内径側からピストン側となる外径側に向かって貫通するオイル孔を形成し、クランクシャフト側からのオイルを大端部を介してピストン側に噴射することが行われている(特許文献5参照)。 By the way, in the connecting rod, an oil hole that penetrates from the inner diameter side on the crankshaft side to the outer diameter side on the piston side is formed in the large end portion, and the oil from the crankshaft side is passed through the large end portion to the piston. Injecting to the side is performed (refer patent document 5).
このようなオイル孔の加工は、的確にオイルを噴射すると共に、クランクシャフトとの空間による異音の発生を防止するため、高精度の加工が必要とされている。 Such oil hole machining requires high-precision machining in order to accurately inject oil and prevent the generation of noise due to the space with the crankshaft.
しかしながら、破断分割型のコネクティングロッドにおいて、オイル孔が形成されるロッド部側に前記のような残留応力によって収縮や伸長が生じる場合、その収縮量や伸長量は一定ではなく、個体毎に大きなバラツキを持つことになる。従って、オイル孔を形成するのに使用する治具の共通化が難しく、また、前記収縮や伸長を矯正するようにした場合、個体毎の調整が必要となり、製造工程が煩雑になるばかりでなく、前記凹凸(凸凹)破断面を損傷する懸念も増大し、ロッド部とキャップ部との組み付け性に悪影響を及ぼす懸念がある。 However, in a fracture split type connecting rod, when shrinkage or elongation occurs due to the residual stress as described above on the rod part side where the oil hole is formed, the amount of shrinkage or elongation is not constant, and it varies greatly from individual to individual. Will have. Therefore, it is difficult to make the jig used for forming the oil hole common, and when correcting the shrinkage and elongation, adjustment for each individual is required, and the manufacturing process is not only complicated. There is also a concern that the uneven (uneven) fracture surface is damaged, and there is a concern that the assembling property between the rod part and the cap part may be adversely affected.
本発明は上記従来の課題を考慮してなされたものであり、凹凸破断面を有し、さらにロッド部(本体部)の拡張や収縮が生じる可能性がある破断分割型のコネクティングロッドに対し、高精度にオイル孔(潤滑油供給孔)の形成を可能とするコネクティングロッドの製造方法及び装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described conventional problems, and has a concavo-convex fracture surface, and further, for a fracture split type connecting rod that may cause expansion and contraction of the rod part (main body part), It is an object of the present invention to provide a connecting rod manufacturing method and apparatus capable of forming an oil hole (lubricating oil supply hole) with high accuracy.
前記の目的を達成するために、本発明のコネクティングロッドの製造方法は、大端部と小端部とを有するコネクティングロッドを一体成形した後、前記大端部の結合孔を一組の拡張具にセットし、前記拡張具を拡張させることで、前記大端部をキャップ部と本体部とに破断分割し、その後、前記本体部に前記大端部を貫通する潤滑油供給孔を形成するコネクティングロッドの製造方法であって、前記本体部側を一方の前記拡張具及び第1のステージにより固定し、前記キャップ部側を他方の前記拡張具及び第2のステージにより固定した状態で、キャップ部と本体部とに破断分割した後、少なくとも前記本体部側が前記固定された状態で本体部とキャップ部との間を所定間隔離間させて、前記潤滑油供給孔を形成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the manufacturing method of a connecting rod according to the present invention comprises: integrally forming a connecting rod having a large end and a small end; Connecting the expansion end to break the large end portion into a cap portion and a main body portion, and then to form a lubricating oil supply hole penetrating the large end portion in the main body portion A rod manufacturing method, wherein the main body portion side is fixed by one of the extension tool and the first stage, and the cap portion side is fixed by the other extension tool and the second stage, and the cap portion And the main body portion, the lubricating oil supply hole is formed by separating the main body portion and the cap portion by a predetermined distance in a state where at least the main body portion side is fixed.
このような製造方法によれば、前記一組の拡張具により破断分割されたコネクティングロッドの本体部を一方の拡張具により固定した状態で潤滑油供給孔の加工を行うことにより、破断分割後の前記本体部を、例えば、別途用意された潤滑油供給孔加工用の治具に移送する必要がないため、破断分割により生じる残留応力によって本体部の収縮や拡張が生じた場合であっても、高精度に潤滑油供給孔の形成が可能となると共に、作業効率の向上も可能となる。また、前記破断分割によって形成された破断面が前記移送時に破損されるような不都合を回避することも可能となる。 According to such a manufacturing method, by processing the lubricating oil supply hole in a state in which the main body portion of the connecting rod fractured and divided by the one set of extension tools is fixed by one of the extension tools, For example, since it is not necessary to transfer the main body part to a separately prepared jig for processing a lubricating oil supply hole, even if the main body part contracts or expands due to residual stress caused by fracture splitting, Lubricating oil supply holes can be formed with high accuracy, and work efficiency can be improved. In addition, it is possible to avoid the inconvenience that the fractured surface formed by the fracture division is damaged during the transfer.
また、本発明のコネクティングロッド製造方法では、前記本体部を固定する前記一方の拡張具に設けられたガイド部を介して工具を案内し、前記潤滑油供給孔を形成するように構成すると、例えば、ドリル等の工具が前記ガイド部によって、本体部の潤滑油供給孔が形成されるべき位置へと正確に案内されると共に、加工時における工具の穿孔方向も正確に案内される。従って、一層高精度に潤滑油供給孔の形成が可能となる。 Further, in the connecting rod manufacturing method of the present invention, when the tool is guided through the guide portion provided in the one extension tool for fixing the main body portion and the lubricating oil supply hole is formed, for example, A tool such as a drill is accurately guided by the guide portion to a position where the lubricating oil supply hole of the main body portion is to be formed, and the drilling direction of the tool during processing is also accurately guided. Therefore, it is possible to form the lubricating oil supply hole with higher accuracy.
本発明のコネクティングロッドの製造装置は、大端部と小端部とを有するコネクティングロッドを一体成形した後、前記大端部の結合孔を一組の拡張具にセットし、前記拡張具を拡張させることで、前記大端部をキャップ部と本体部に破断分割するコネクティングロッドの製造装置であって、基台上に固定された固定ステージと、前記固定ステージと対向配置され水平方向に沿って該固定ステージと接近又は離間自在に設けられた可動ステージと、前記固定ステージに着脱自在に設けられた本体部側の一方の拡張具、及び前記可動ステージに着脱自在に設けられ該可動ステージと一体的に変位するキャップ部側の他方の拡張具と、前記固定ステージと前記可動ステージの間に設けられ、圧入されることにより前記固定ステージから前記可動ステージを離間させる楔部材と、前記大端部を破断分割するために、前記楔部材の圧入方向に破断荷重を付与する荷重機構と、少なくとも前記固定ステージ又は前記可動ステージのいずれか一方を他方から離間する方向に移動させると共に、少なくとも前記固定ステージ又は前記可動ステージのいずれか一方を前記離間する方向と交差する方向に変位又は回動させる潤滑油供給孔加工機構と、を備えることを特徴とする。 In the connecting rod manufacturing apparatus of the present invention, after integrally forming a connecting rod having a large end and a small end, the coupling hole of the large end is set in a set of expansion tools, and the expansion tool is expanded. A connecting rod manufacturing apparatus for breaking and dividing the large end portion into a cap portion and a main body portion, and a fixed stage fixed on a base, and disposed opposite to the fixed stage along a horizontal direction. A movable stage that is provided so as to be close to or away from the fixed stage, a main body-side expansion tool that is detachably provided on the fixed stage, and a detachable provided on the movable stage. Provided between the fixed stage and the movable stage, and is inserted between the fixed stage and the movable stage. A wedge member for separating the wedge, a load mechanism for applying a breaking load in the press-fitting direction of the wedge member in order to break and divide the large end portion, and at least one of the fixed stage or the movable stage as the other And a lubricating oil supply hole machining mechanism that displaces or rotates at least one of the fixed stage or the movable stage in a direction intersecting the separation direction. To do.
この場合、前記潤滑油供給孔加工機構を備えることにより、前記一組の拡張具や荷重機構等によりコネクティングロッドを破断分割した後、続いて、前記本体部を一方の拡張具により固定した状態のままで潤滑油供給孔の加工を行うことができる。従って、破断分割後の前記本体部を、例えば、別途用意された潤滑油供給孔加工用の治具に移送する必要がないため、破断分割により生じる残留応力によって本体部の収縮や拡張が生じた場合であっても、高精度に潤滑油供給孔の形成が可能となると共に、作業効率の向上も可能となる。また、前記破断分割によって形成された破断面が前記移送時に破損されるような不都合を回避することも可能となる。 In this case, by providing the lubricating oil supply hole machining mechanism, after the connecting rod is broken and divided by the set of expansion tool, load mechanism, etc., the main body portion is subsequently fixed by one expansion tool. The lubricating oil supply hole can be processed as it is. Therefore, since it is not necessary to transfer the main body portion after the fracture splitting to, for example, a separately prepared jig for processing a lubricating oil supply hole, the main body portion contracts or expands due to residual stress generated by the fracture splitting. Even in this case, the lubricating oil supply hole can be formed with high accuracy and the work efficiency can be improved. In addition, it is possible to avoid the inconvenience that the fractured surface formed by the fracture division is damaged during the transfer.
また、本発明のコネクティングロッドの製造装置において、前記本体部側の一方の拡張具には、該本体部に前記大端部を貫通する潤滑油供給孔を形成する工具が案内されるガイド部が設けられていると、例えば、ドリル等の工具が前記ガイド部によって、本体部の潤滑油供給孔が形成されるべき位置へと正確に案内されると共に、加工時における工具の穿孔方向にも正確に案内される。従って、一層高精度に潤滑油供給孔の形成が可能となる。 Further, in the connecting rod manufacturing apparatus of the present invention, the one extension tool on the main body portion side has a guide portion for guiding a tool for forming a lubricating oil supply hole penetrating the large end portion in the main body portion. When provided, for example, a tool such as a drill is accurately guided by the guide portion to a position where the lubricating oil supply hole of the main body portion is to be formed, and also accurately in the drilling direction of the tool during processing. Be guided to. Therefore, it is possible to form the lubricating oil supply hole with higher accuracy.
本発明によれば、破断分割されたコネクティングロッドの本体部を拡張具により固定した状態で連続して潤滑油供給孔の加工を行うことができる。すなわち、破断分割後の前記本体部を、例えば、別途用意された潤滑油供給孔加工用の治具に移送する必要がないため、前記破断分割により生じる残留応力によって本体部の収縮や拡張が生じた場合であっても、高精度に潤滑油供給孔の形成が可能となると共に、作業効率の向上も可能となる。また、前記破断分割によって形成された破断面が前記移送時に破損されることを回避することができる。 According to the present invention, it is possible to continuously process the lubricating oil supply hole in a state where the main body portion of the connecting rod that has been divided by fracture is fixed by the expansion tool. That is, since it is not necessary to transfer the main body after the fracture splitting to, for example, a separately prepared jig for processing a lubricating oil supply hole, the main body contracts or expands due to the residual stress generated by the fracture splitting. Even in this case, the lubricating oil supply hole can be formed with high accuracy and the work efficiency can be improved. Moreover, it can avoid that the torn surface formed by the said fracture | rupture division | segmentation is damaged at the time of the said transfer.
以下、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、これを実施する製造装置との関係において好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for manufacturing a connecting rod according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings by giving preferred embodiments in relation to a manufacturing apparatus for carrying out the method.
図1Aは、本発明が適用される被加工物としてのコネクティングロッド30の斜視図であり、図1Bは、コネクティングロッド30がキャップ部32とロッド部(本体部)34に破断分割された状態を示す斜視図であり、図1Cは、図1Bに示すコネクティングロッド30の天地を反転させた斜視図である。
FIG. 1A is a perspective view of a connecting
このコネクティングロッド30は、略円形状の結合孔36を介してキャップ部32とロッド部34とが一体的に形成された大端部38と、大端部38とは反対側に配置される小端部40とを有する。このコネクティングロッド30は、例えば、鋳造又は鍛造等によって一体成形される。
The connecting
前記コネクティングロッド30の大端部38の両側には、例えば、ドリル等の図示しない穿孔機構によってボルト孔42a、42bがそれぞれ形成される。これらのボルト孔42a、42bには、例えば、エンジン等の組立工程において、図示しないボルトがキャップ部32側からそれぞれ螺入され、キャップ部32がロッド部34に締め付けられる。このようにして、破断分割されたキャップ部32とロッド部34とを一体的に締結することにより、コネクティングロッド30の大端部38が前記エンジンのクランクピンに連結される。
前記ロッド部34には、結合孔36の内径側(内壁側)及び外径側(外壁側)を連通させるように、大端部38を貫通したオイル孔(潤滑油供給孔)41が形成される。該オイル孔41は、結合孔36の略中心から半径方向を指向した小径の貫通孔であり、前記クランクピン側からのオイル(潤滑油)を小端部40に連結される図示しないピストン側へと噴射(供給)する機能を果たす。
The
なお、図1A中、参照符号44は、大端部38におけるキャップ部32とロッド部34との境界部位となる分割部を示す。この分割部44は、大端部38の両側において、結合孔36を中心に対向した部位に設定される。
In FIG. 1A,
次に、本発明の実施形態に係る分割加工装置50を図2〜4に示す。図2は、前記分割加工装置50の一部分解斜視図、図3は、図2に示される分割加工装置50の一部断面平面図、図4は、図3の軸線方向に沿った一部縦断面図である。
Next, the division |
この分割加工装置50は、コネクティングロッド30が所定位置に位置決めされた状態でセットされると共に、該セットされたコネクティングロッド30を保持するワーク位置決め保持機構52と、コネクティングロッド30の大端部38を破断分割するための破断分割機構54と、油圧シリンダの駆動力によりアクチュエータとして機能することで、破断分割機構54に予備荷重及び破断荷重を付与する荷重機構58とを有する。さらに、分割加工装置50は、破断分割されたコネクティングロッド30にオイル孔41を形成するためのオイル孔加工機構(潤滑油供給孔加工機構)59を有する。
The
ワーク位置決め保持機構52は、上方から見て略長方形状に形成され、軸線方向の略中央部で該軸線方向と直交する方向に回動部60a及び移動部60bに分離自在に構成された基台60と、前記基台60の回動部60a上に固定された固定ステージ(第1のステージ)62と、前記固定ステージ62と対向配置され該固定ステージ62に対して前記基台60の軸線方向に沿った水平方向において接近又は離間自在に前記基台60の移動部60b上に設けられた可動ステージ(第2のステージ)64とを有する。また、前記基台60の軸線方向の外方に向かって突出するように該基台60の両端部には、それぞれ第1ブラケット66及び第2ブラケット68が固定される。なお、基台60は、前記オイル孔加工機構59を構成する基台支持体69上で支持される。
The work positioning and holding
前記固定ステージ62は、第1ブラケット66を介して基台60の回動部60aに固定された固定テーブル70と、前記固定テーブル70に固設される第1油圧シリンダ72と、前記第1油圧シリンダ72のピストンロッド72aの先端部に連結され、ガイドレール74に沿ってコネクティングロッド30の軸線方向に沿って進退自在に設けられた可動ブロック76と、前記可動ブロック76の端部から所定長だけ突出するように前記可動ブロック76の溝部に固定され、前記第1油圧シリンダ72の駆動作用下にコネクティングロッド30の小端部40に係合して該小端部40を軸線方向に沿った大端部38側に向かって押圧する第1ワーク支持部材78とを含む。
The fixed
前記第1油圧シリンダ72は、供給される圧油の圧力を図示しない切換弁の切換作用下に低圧と高圧とに切り換えることにより、コネクティングロッド30の小端部40を軸線方向に沿った大端部38側に向かって押圧する力(推力)を切り換えることができる。
The first
前記第1ワーク支持部材78の先端部には、図2及び図5に示されるように、コネクティングロッド30の小端部40に係合する断面v字状に窪んだテーパ状の係合部80が形成される。
As shown in FIGS. 2 and 5, a tapered
さらに、前記固定ステージ62は、前記可動ブロック76を間にして固定テーブル70上に略平行に固定された一組のガイドバー82a、82bと、前記ガイドバー82a、82bに沿って摺動する一組のガイドブロック84を介してコネクティングロッド30に対して進退自在に設けられたスライダ86と、前記固定テーブル70に固設され前記スライダ86を進退動作させる第1エアシリンダ88とを有する。
Further, the fixed
前記スライダ86には、一組の軸受ブロック90a、90bに軸着された第1ピン92を支点として所定角度だけ回動自在に設けられた第2エアシリンダ94と、二股の分岐部を有し前記第2エアシリンダ94のピストンロッド94aに連結されたジョイント部材96と、一端部が第2ピン98を介して前記ジョイント部材96の分岐部の間に軸着され中央部が第3ピン100を介して前記スライダ86の連結プレート102に軸支された第2ワーク支持部材104とが設けられる。
The
前記第2ワーク支持部材104の先端部には略Y字状を呈する押圧部104aが設けられている。図6に示されるように、前記押圧部104aは、前記第2エアシリンダ94の駆動作用下に前記第3ピン100を回動支点として所定角度揺動(回動)することにより、コネクティングロッド30の大端部38(ロッド部34)の上面部を下方に向かって押圧し、該コネクティングロッド30を保持する機能を有する。
A
前記固定テーブル70に近接する基台60の回動部60a上には、図5に示されるように、断面矩形状の凹部106を間にして上方に向かって二股状に突出した固定ブロック108が固定される。前記固定ブロック108の凹部106には、小端部40の孔部を貫通してコネクティングロッド30の端部を位置決めすると共に保持する位置決め固定ピン110が設けられる。
On the
この場合、前記固定ブロック108の断面矩形状の凹部106に沿って第1ワーク支持部材78が水平方向から進入することにより、前記第1ワーク支持部材78とコネクティングロッド30との軸線が一致した状態で該第1ワーク支持部材78の先端部に形成された係合部80がコネクティングロッド30の小端部40に対して確実に係合するように案内される。
In this case, when the first
さらに、図4及び図6に示されるように、前記固定ブロック108と可動ステージ64との間には、基台60の回動部60a上に固定された保持ブロック112が設けられ、前記保持ブロック112上には第1連結ブロック107aが固定される。前記第1連結ブロック107aには、大端部38の開口部に接触する半円状の凸部を有する第1マンドレル114が取付ねじ111を介して着脱自在に設けられる。すなわち、図7に示されるように、固定ステージ62側に固定された第1連結ブロック107aには、可動ステージ64と近接する部位に略半円状の凹部109aが形成され、第1マンドレル114に形成されたフランジ114aに挿通する取付ねじ111によって着脱自在で他のマンドレルと交換可能に設けられる。
Further, as shown in FIGS. 4 and 6, a holding
このような第1マンドレル114の前記凸部には、大端部38に前記オイル孔41を形成する際に工具103を案内する機能を有するガイド孔(ガイド部)105が設けられる(図7及び図8参照)。該ガイド孔105は、第1マンドレル114の前記凸部の略中心から半径方向且つ水平方向に沿って指向した貫通孔である。ガイド孔105は、前記第1マンドレル114にコネクティングロッド30のロッド部34が固定された状態において、前記工具103をロッド部34のオイル孔41が形成されるべき位置へと正確に案内すると共に、工具103による加工の方向を正確に案内する機能を果たす。なお、第1マンドレル114と交換される他のマンドレルにも同様なガイド孔105が設けられることは言うまでもない。
The convex portion of the
また、前記可動ステージ64と対向する前記保持ブロック112及び第1連結ブロック107aの一側面には、一対の楔部材122a、122bがそれぞれ摺動する断面矩形状の一対の長溝113a、113bが、前記第1マンドレル114を間にした両側に所定距離離間し且つ上下方向に沿って延在するように形成される。前記一対の長溝113a、113bの内には該楔部材122a、122bを案内するガイドプレート115がそれぞれ装着される。
In addition, a pair of
前記基台60の移動部60b上には、図2及び図3に示されるように、コネクティングロッド30の軸線方向に沿って可動ステージ64を案内する一組の第1ガイド要素116a、116bが略平行に固定される。前記一組の第1ガイド要素116a、116bには基台60の上面との間で軸線方向に沿って延在する長溝がそれぞれ形成され、前記長溝に対してスライドブロック118のフランジ部118aが摺動するように設けられる。
As shown in FIGS. 2 and 3, a pair of
図4及び図6に示されるように、前記スライドブロック118の上面には第2連結ブロック107bが固定され、該第2連結ブロック107bには、大端部38の開口部に接触する半円状の凸部を有する第2マンドレル120が取付ねじ111を介して着脱自在に設けられる。すなわち、図7に示されるように、可動ステージ64側に固定された第2連結ブロック107bには、可動ステージ64と近接する部位に略半円状の凹部109bが形成され、第2マンドレル120に形成されたフランジ120aに挿通する取付ねじ111によって着脱自在で他のマンドレルと交換可能に設けられる。
4 and 6, a
そして、前記第2マンドレル120は、可動ステージ64と一体的に変位することにより、固定ステージ62側の第1マンドレル114に対して所定距離だけ接近又は離間可能に設けられる。なお、半円状の凸部を有する前記第1及び第2マンドレル114、120は、それぞれ、一組の拡張具として機能するものである。
The
この場合、第1及び第2マンドレル114、120の各半円状の凸部がそれぞれ合体して円形状の凸部となり、前記円形状の凸部に対してコネクティングロッド30の大端部38の結合孔36がセットされる(図3参照)。なお、前記第1及び第2マンドレル114、120が合体して形成される円形状の凸部の外径は、予めコネクティングロッド30の結合孔36の内径に対応して設定されたものであり、例えば、異なる種類のコネクティングロッドの場合にはその結合孔の内径が異なるため、図示しない他の第1及び第2マンドレルが取付ねじを介して装着される。
In this case, the semicircular convex portions of the first and
さらに、前記スライドブロック118の端部には鉛直方向に沿って立設する連結プレート124が固定され、前記連結プレート124には一組の第3エアシリンダ126a、126bが水平方向に沿って所定間隔離間して連結される(図3参照)。前記第3エアシリンダ126a、126bのピストンロッドの先端部には、シャフト128を介して、一組の第3ワーク支持部材130a、130bが連結される。一組の第3ワーク支持部材130a、130bは、それぞれ、一組の第3エアシリンダ126a、126bの駆動作用下にコネクティングロッド30の軸線方向に沿って第2マンドレル120の平面上を進退自在に設けられる。
Further, a connecting
図3及び図4に示されるように、前記一組の第3ワーク支持部材130a、130bの軸線方向に沿った一端部には、コネクティングロッド30の大端部38のキャップ部32に当接し、該コネクティングロッド30を大端部38から小端部40側に向かって軸線方向と平行に押圧する一組の突起部132が設けられる。前記突起部132と反対側の第3ワーク支持部材130a、130bの他端部には、後述する第4ワーク支持部材134a、134bの押圧面136に係合する傾斜面138が設けられる。
As shown in FIGS. 3 and 4, one end portion of the pair of third
この場合、前記一組の第3ワーク支持部材130a、130bは、図2及び図3に示されるように、第2マンドレル120の平面部の上面に略平行に固定された二組の第2ガイド要素140a〜140dの案内作用によってコネクティングロッド30の軸線方向に沿って直線状に変位するように設けられる。
In this case, the set of third
さらにまた、スライドブロック118の上面には固定板141が設けられ、前記固定板141の上方には支持部142によって支持された天板144を介して一組の第2油圧シリンダ146a、146bが固定される(図2参照)。前記一組の第2油圧シリンダ146a、146bのピストンロッドの先端部には、略立方体状のブロック体からなる一組の第4ワーク支持部材134a、134bが連結され、前記第4ワーク支持部材134a、134bは鉛直上下方向に沿って変位自在に設けられる。
Furthermore, a
前記一組の第2油圧シリンダ146a、146bは、それぞれ、供給される圧油の圧力を図示しない切換弁の切換作用下に低圧と高圧とに切り換えることにより、一組の第3ワーク支持部材130a、130bをコネクティングロッド30のキャップ部32側に向かって押圧する力(推力)を切り換えることができる。
The set of second
前記第4ワーク支持部材134a、134bの一側面には、第3ワーク支持部材130a、130bの傾斜面138に係合して該第3ワーク支持部材130a、130bをコネクティングロッド30側に向かって押圧する押圧面136が形成される。
One side surface of the fourth
前記支持部142は、図3に示されるように、前記固定板141の上面に立設して固定され、所定間隔離間してコネクティングロッド30の軸線と略平行に延在する一組の第1支持板142a、142bと、前記一組の第1支持板142a、142bの上部側壁に略水平方向に沿って横架されるように連結された第2支持板142cと、前記第2支持板142cの鉛直面に沿って略平行に連結された一組の第3支持板142d、142eとによって構成される。
As shown in FIG. 3, the
前記第3支持板142d、142eには鉛直方向に沿って略平行に延在する一組の凸部148が形成され、前記第4ワーク支持部材134a、134bにそれぞれ形成された凹部150と前記凸部148とが係合することにより、該第4ワーク支持部材134a、134bが鉛直方向に沿って円滑に案内される。
The
また、第4ワーク支持部材134a、134bの押圧面136が第3ワーク支持部材130a、130bの傾斜面138に係合して該第3ワーク支持部材130a、130bを押圧したときの反力は、鉛直方向に沿って立設する第1支持板142a、142bを介して一組の第3支持板142d、142eによって好適に支持される。
Further, the reaction force when the
基台60の移動部60bから外方に向かって突出する第2ブラケット68の第1側壁部68aには、第1ピストンロッド152aの先端部が連結プレート124に連結されて可動ステージ64全体をコネクティングロッド30の軸線方向に沿って変位させる第4エアシリンダ152が固定される。
The first
前記第4エアシリンダ152は、シリンダチューブの軸線方向に沿った両端部から第1ピストンロッド152a及び第2ピストンロッド152bのそれぞれが突出する両ロッドタイプによって構成される。この場合、第1ピストンロッド152aは、スライドブロック118に連結された連結プレート124に固定され、第2ピストンロッド152bは自由端として設けられる。
The
また、前記第2ブラケット68の第1側壁部68aには、前記第4エアシリンダ152を間にしてその両側に一組のバックアップシリンダ153、155が固定される。前記一組のバックアップシリンダ153、155のピストンロッド153a、155aの先端部は、それぞれ、連結プレート124に連結されて可動ステージ64全体をコネクティングロッド30の軸線方向に沿って変位させ、後述するように可動ステージ64と一体的に変位するキャップ部32の破断面を固定側のロッド部34の破断面と当接させるように設けられている。
A pair of
第2ブラケット68の第2側壁部68bには第5エアシリンダ154が固定される。前記第5エアシリンダ154のピストンロッド154aの端部は、第4エアシリンダ152の第2ピストンロッド152bに臨んで当接可能に設けられる。この第5エアシリンダ154を駆動させてピストンロッド154aを伸長させることにより前記第4エアシリンダ152の第2ピストンロッド152bに当接し、可動ステージ64全体を押圧して水平方向に沿って変位させることができる。
A
図2に示されるように、破断分割機構54は、大端部38の結合孔36がセットされる一対の半円状の凸部を有する第1及び第2マンドレル114、120に対して相互に離間させる力が伝達され、固定ステージ62と可動ステージ64とを相互に離間する方向に拡張させるために圧入される一対の楔部材122a、122bを備える。
As shown in FIG. 2, the breaking and
前記一対の楔部材122a、122bは、固定ステージ62と可動ステージ64との境界部位に介装されると共に、第1及び第2マンドレル114、120の半円状の凸部を間にした両側にそれぞれ配置される。前記可動ステージ64には、固定ステージ62の長溝113a、113bに対応して前記楔部材122a、122bが摺動する一組の長溝117a、117bが形成される(図3参照)。
The pair of
楔部材122a、122bは、その先端部に指向して拡幅するテーパ面を有する。このテーパ面が前記可動ステージ64の長溝117a、117bの壁面に摺接するようにして、楔部材122a、122bが固定ステージ62及び可動ステージ64の相互に対向する長溝113a、113b、117a、117b内に嵌挿される。従って、前記荷重機構58により一対の楔部材122a、122bが図4中、下方側に略同時に付勢されると、そのテーパ面と可動ステージ64側の長溝117a、117bとの摺動作用によって、固定ステージ62に対して可動ステージ64がスライドしながら離間する方向に拡張されることになる。
The
荷重機構58は、油圧シリンダ55a、55bを有し、該油圧シリンダ55a、55bのピストンロッド53a、53bが、それぞれ前記一対の楔部材122a、122bに連結されている(図4及び図6参照)。これにより、油圧シリンダ55a、55bの駆動力によってピストンロッド53a、53bを介して一対の楔部材122a、122bを下方側に向かって変位させる(引っ張る)ことで、該楔部材122a、122bに対してコネクティングロッド30を破断するための破断荷重を付与することができる。
The
さらに、荷重機構58は、前記油圧シリンダ55a、55bをそれぞれ収納する収納ボックス57a、57bと、該収納ボックス57a、57bをそれぞれ基台60の回動部60aの下面に固定する第3ブラケット61a、61bとを有する。従って、荷重機構58は前記回動部60aに対して一体に固定されている。
Further, the
なお、このような荷重機構は、前記楔部材122a、122bを下方に付勢可能な構成であればよい。
In addition, such a load mechanism should just be the structure which can urge | bias the said
オイル孔加工機構59は、側面から見て略U字状に構成されて前記基台60を支持する基台支持体69を有する(図4参照)。さらに、オイル孔加工機構59は、基台60の移動部60bを該基台60の軸線方向に沿った水平方向において進退移動させる移動機構部83と、基台60の回動部60aを該基台60の軸線方向に沿った水平方向において該回動部60aの下面に突設された回転軸81を回動支点として所定角度揺動(回動)させる回動機構部85とを有する。
The oil
前記基台支持体69には、上面に基台60の回動部60aを摺動自在且つ回動自在に支持する第1支持部69aと、上面に基台60の移動部60bを摺動自在に支持する第2支持部69bと、前記第1支持部69a及び第2支持部69bの間に形成された凹部69cと、前記第1支持部69aの中央やや上方で上面及び側面に向かって開口した回動機構部85が設置された空間部69dとが設けられる。
The
さらに、図9に示されるように、基台支持体69の第1支持部69a上面には、前記回転軸81を中心とする円弧状のガイド溝69eが形成されている。該ガイド溝69eは、基台60の回動部60aの下面に突設されたガイドピン87が摺動自在に挿入されることで、前記回動部60aの回転軸81を中心とする回動動作を案内する機能を果たす。
Furthermore, as shown in FIG. 9, an
前記移動機構部83は、図2に示されるように、前記基台支持体69の第2支持部69bの上面において、上方から見て基台60の移動部60bの角部から該基台60の軸線方向に離間して設置されたモータ89と、該モータ89の駆動軸に連結され、前記基台60の軸線方向に沿った水平方向に延在したボールねじ91と、前記基台60の移動部60b上面に固着され、前記ボールねじ91と螺合するナット部材93とを有する。前記モータ89は、例えば、サーボモータにより構成される。
As shown in FIG. 2, the moving
また、前記移動機構部83は、前記移動部60bの両側面に当接し、該基台60の軸線方向に延在した一組のガイドバー95a、95bを有する(図3参照)。
The moving
従って、前記モータ89が回転駆動され前記ボールねじ91が回転駆動されると、前記ガイドバー95a、95bの案内作用下に、前記基台60の移動部60bが該基台60の軸線方向に沿った水平方向において、該基台60の回動部60aに対して接近又は離間するように進退移動する(図3及び図12参照)。
Accordingly, when the
前記回動機構部85は、図4及び図6に示されるように、前記空間部69d内に配置される。該回動機構部85は、モータ97と、該モータ97の駆動軸97aの先端に連結された歯車体99とを備える。前記モータ97は、例えば、サーボモータにより構成される。前記歯車体99は、前記回転軸81の先端に連結された歯車体101と噛合い可能に設けられる。これら歯車体99、101は、例えば、平歯車により構成される。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
従って、前記移動機構部83により基台60の移動部60bが回動部60aから所定距離だけ離間させられた状態において、前記モータ97の回転駆動力が歯車体99から歯車体101を介して回転軸81に伝達されると、前記ガイド溝69e及びガイドピン87の案内作用下に、前記基台60の回動部60aが回転軸81を中心として、所定角度回動(揺動)することになる(図12参照)。
Accordingly, the rotational driving force of the
本発明の実施の形態に係るコネクティングロッドの分割加工装置50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を図13及び図14に示されるフローチャートに基づいて以下詳細に説明する。
The connecting
先ず、一体成形されたコネクティングロッド30がワーク位置決め保持機構52にセットされる(図4参照)。その際、コネクティングロッド30は、位置決め固定ピン110によって小端部40側が位置決めされると共に、大端部38の結合孔36が第1及び第2マンドレル114、120の合わされた円形状の凸部に嵌め込むようにセットされる(ステップS1)。
First, the integrally formed connecting
このようにしてセットされたコネクティングロッド30は、ワーク位置決め保持機構52を介して所定位置に保持される。すなわち、第1油圧シリンダ72を駆動させることにより、ピストンロッド72aの先端部に連結された可動ブロック76がガイドレール74の案内作用下にコネクティングロッド30側に向かって変位する。前記可動ブロック76の溝部に固定された第1ワーク支持部材78がコネクティングロッド30の小端部40に係合して該小端部40を軸線方向に沿った大端部38側に向かって押圧する(ステップS2)。
The connecting
この場合、図5に示されるように、固定ブロック108の二股状に分岐した断面矩形状の凹部106に沿って第1ワーク支持部材78が水平方向に沿って前進することにより、前記第1ワーク支持部材78の先端部に形成された断面v字状の係合部80がコネクティングロッド30の小端部40に対して軸線方向に沿った同軸の状態で係合するように案内される。
In this case, as shown in FIG. 5, the first
続いて、一組の第3エアシリンダ126a、126bをそれぞれ駆動させることにより、シャフト128を介してピストンロッドの先端部に連結された一組の第3ワーク支持部材130a、130bが、第2ガイド要素140a〜140dの案内作用下にコネクティングロッド30の軸線方向に沿って摺動変位する。従って、前記一組の第3ワーク支持部材130a、130bの突起部132がコネクティングロッド30のキャップ部32の両肩部に当接し、該コネクティングロッド30を大端部38から小端部40側に向かって軸線方向に沿って押圧することにより、キャップ部32の両肩部が横方向(水平方向)から支持される(ステップS3)。
Subsequently, by driving the pair of
この場合、前記第3ワーク支持部材130a、130bの突起部132がコネクティングロッド30のキャップ部32の両肩部に当接することにより、前記コネクティングロッド30の傾き(軸線)を予め設定された位置決め方向と一致させる(コネクティングロッド30の軸線方向に対する矯正)程度の軽度の押圧がなされる。
In this case, the
続いて、第2エアシリンダ94を駆動させジョイント部材96に連結されたピストンロッド94aを伸長させることにより、第2ワーク支持部材104が第3ピン100を回動支点として下方側に向かって所定角度だけ回動する(図6参照)。前記第2ワーク支持部材104が所定角度だけ回動することにより、略Y字状からなる押圧部104aの先端部がコネクティングロッド30の結合孔36近傍の大端部38上面と2点で接触し、前記大端部38を下方側に向かって押圧する(ステップS4)。
Subsequently, by driving the
この結果、前記コネクティングロッド30のロッド部34は、第1ワーク支持部材78の水平方向への押圧作用、及び、第2ワーク支持部材104による下方向への押圧作用下に、固定ピン110及び第1マンドレル114との間に完全に固定されたロック状態となる。
As a result, the
この場合、コネクティングロッド30の大端部38側の結合孔36に対して第1及び第2マンドレル114、120の凸部が係合すると共に、小端部40側の孔部に位置決め固定ピン110が係合し、且つ第1マンドレル114の上面の平面部に対してコネクティングロッド30が着座したことを図示しない着座確認機構によって確認する(ステップS5)。
In this case, the convex portions of the first and
具体的には、例えば、着座確認機構として第1マンドレル114の上面の平面部にエア吐出孔を設け、該コネクティングロッド30が第1マンドレル114の平面部に着座して前記エア吐出孔が閉塞されてエアの吐出流量が減少したこと(エア吐出孔からのエアの吐出圧力が減少したこと)を図示しないセンサによって検知することにより、コネクティングロッド30が確実に着座したことが確認される。
Specifically, for example, as a seating confirmation mechanism, an air discharge hole is provided in the flat portion on the upper surface of the
次に、荷重機構58の油圧シリンダ55a、55bを駆動させることによりピストンロッド53a、53bを下方に動作させ、該ピストンロッド53a、53bを介して楔部材122a、122bに予備荷重を付与する(ステップS6)。
Next, the
これにより、前記楔部材122a、122bが固定ステージ62と可動ステージ64との間に形成された長溝113a、113b、117a、117bに挟まれて圧入され、前記可動ステージ64の長溝117a、117bの壁面と楔部材122a、122bのテーパ面との摺動作用下に、固定ステージ62に対して可動ステージ64がスライドしながら僅かに拡張される。そして、固定ステージ62側に固着された第1マンドレル114の凸部と可動ステージ64側に固着された第2マンドレル120の凸部とが相互に水平方向に沿って所定距離だけ離間して前記凸部が結合孔36の内面に略圧着される。
Accordingly, the
この場合、一対の楔部材122a、122bにそれぞれ付与される前記予備荷重は、前記凸部が大端部38の結合孔36の内面に接触しても、大端部38が破断されない程度、すなわち、大端部38の弾性変形可能な範囲内に設定されている。これにより、大端部38と第1及び第2マンドレル114、120の凸部との間にがたつきを生じることがなく、被加工物であるコネクティングロッド30が第1及び第2マンドレル114、120の凸部によって確実に保持される。
In this case, the preliminary load applied to each of the pair of
このようにしてコネクティングロッド30の大端部38の結合孔36に対して予備荷重が付与された状態において、一組の第2油圧シリンダ146a、146bを駆動させてブロック体からなる第4ワーク支持部材134a、134bを鉛直下方向に向かって変位させる。この場合、支持部142の一組の第3支持板142d、142eに形成された凸部148と、前記第3支持板142d、142eに対向する第4ワーク支持部材134a、134bの側面に形成された凹部150とが係合することにより鉛直下方向に対するガイド作用が営まれる(図3参照)。
In this manner, in the state in which the preload is applied to the
前記第4ワーク支持部材134a、134bが下降することにより、該第4ワーク支持部材134a、134bの押圧面136と第3ワーク支持部材130a、130bの端部に形成された傾斜面138とが相互に係合して一組の第3ワーク支持部材130a、130bをコネクティングロッド30のキャップ部32側に向かって押圧する(ステップS7)。
As the fourth
この結果、前記コネクティングロッド30のキャップ部32は、一組の第4ワーク支持部材134a、134bの鉛直下方向に対する押圧作用下に、該キャップ部32の両肩部を支持する一組の第3ワーク支持部材130a、130bと、該キャップ部32の両肩部間の第2マンドレル120のフランジ120aとの間に完全に固定されたロック状態となる。
As a result, the
このようにコネクティングロッド30のキャップ部32が強固にロックされた状態において、荷重機構58の油圧シリンダ55a、55bの駆動力を次第に上昇させることによりピストンロッド53a、53bをさらに下方へと動作させ、該ピストンロッド53a、53bを介して楔部材122a、122bに破断荷重を付与する(ステップS8)。
In this state where the
そして、一対の楔部材122a、122bが固定ステージ62と可動ステージ64との間に圧入されて、前記固定ステージ62の長溝117a、117bのテーパ状の壁面と楔部材122a、122bのテーパ面との摺動作用下に、スライドしながらさらに拡張される。前記固定ステージ62に対して可動ステージ64の離間する力が前記固定ステージ62側の第1マンドレル114と前記可動ステージ64側の第2マンドレル120にそれぞれ伝達される。
Then, a pair of
従って、固定ステージ62側の第1マンドレル114と可動ステージ64側の第2マンドレル120とが略水平方向に沿って離間することにより、大端部38は、その弾性変形可能な限界を超えて、応力が集中された分割部44を境界にキャップ部32とロッド部34とに破断分割される(図10及び図11参照)(ステップS9)。その際、キャップ部32は、第2油圧シリンダ146a、146bの付勢作用下に第3ワーク支持部材130a、130bの突起部132によって保持されているため、破断分割されたキャップ部32の飛散が確実に阻止される。
Therefore, when the
すなわち、固定ステージ62側に設けられた第1マンドレル114が固定された状態において、固定ステージ62と可動ステージ64の間に介装された一対の楔部材122a、122bに対して所定の破断荷重が付与されることにより、可動ステージ64側に設けられた第2マンドレル120が、第1ガイド要素116a、116bのガイド作用下にスライドブロック118と一体的に基台60の移動部60b上を摺動変位する。
That is, in a state where the
従って、コネクティングロッド30のロッド部34が第1マンドレル114、位置決め固定ピン110及び第1ワーク支持部材78によって固定ステージ62側に固定された状態において、キャップ部32が一組の第4ワーク支持部材134a、134b、第3ワーク支持部材130a、130b及び第2マンドレル120によって強固にロックされた状態を保持しながら、可動ステージ64側の第2マンドレル120及びスライドブロック118が前記固定ステージ62から離間する方向に向かって基台60の移動部60b上を摺動変位することにより、前記コネクティングロッド30がキャップ部32とロッド部34とに破断分割される。
Therefore, in the state where the
コネクティングロッド30の大端部38がキャップ部32とロッド部34とに破断分割された後、荷重機構58の油圧シリンダ55a、55bを駆動させて楔部材122a、122bを上昇させて初期位置に復帰させる。
After the
このように楔部材122a、122bの上端部が破断分割されたキャップ部32とロッド部34との間の上面から所定長だけ露呈した状態において、連結プレート124を介してピストンロッド152a、153a、155aの各先端部が可動ステージ64に固定された第4エアシリンダ152及び一組のバックアップシリンダ153、155をそれぞれ略同時に駆動し、各ピストンロッド152a、153a、155aをそれぞれ伸長させて可動ステージ64を固定ステージ62側に向かって変位させることにより、大端部38のキャップ部32の破断面とロッド部34の破断面とを当接させる。
In this state, the upper ends of the
そして、破断分割されたキャップ部32とロッド部34とが当接した状態において、図示しない切換弁の切換作用下に第1油圧シリンダ72に供給される圧油の油圧を低圧から高圧に切り換えることにより、コネクティングロッド30の小端部40を軸線方向に沿った大端部38側に向かって押圧する力(推力)を増大させ、同時に、図示しない切換弁の切換作用下に一組の第2油圧シリンダ146a、146bに供給される圧油の圧力を低圧から高圧に切り換えることにより、一組の第3ワーク支持部材130a、130bをコネクティングロッド30のキャップ部32側に向かって押圧する力(推力)を増大させる。この結果、図15に示されるように、大端部38のキャップ部32の破断面とロッド部34の破断面とを所定の推力が付与された状態で当接させることができる(ステップS10)。換言すると、大端部38のキャップ部32の破断面とロッド部34の破断面とを当接させた後、破断合わせ面に付与される推力(押圧力)を低圧から高圧に同時に切り換えることにより、前記破断合わせ面に発生した欠片の除去乃至離脱を好適に促進させることができる。
Then, in a state where the
この場合、例えば、図16A〜図16Cに示されるように、キャップ部32とロッド部34とに破断する際、主亀裂200が伝播することによって脆性破壊が進行し、この主亀裂200の伝播中に前記主亀裂200が分岐することに起因して微細な副亀裂202が発生するおそれがある。コネクティングロッド30を内燃機関に組み付ける際や内燃機関を駆動させる際に前記副亀裂202が成長し、あるいは前記副亀裂202同士が伝播し合って、キャップ部32の破断面とロッド部34の破断面との合わせ面における接点が略消失した箇所204が発生する(図16B参照)。このような箇所204は脆弱であり、何らかの原因によって前記箇所204に荷重(応力)が付与されると、図16Cに示されるように、当該箇所204が欠落して欠片となることが懸念される。
In this case, for example, as shown in FIGS. 16A to 16C, when the
そこで、本実施の形態では、楔部材122a、122bの降下作用によってコネクティングロッド30がキャップ部32とロッド部34とに破断分割された直後に、第4エアシリンダ152、一組のバックアップシリンダ153、153をそれぞれ略同時に駆動させて可動ステージ64を固定ステージ62側に向かって変位させ、大端部38のキャップ部32の破断面とロッド部34の破断面とを当接させた後、破断合わせ面に対して所定の推力を付与することにより、前記破断合わせ面に発生した欠片を離脱させ、あるいは前記欠片の離脱を好適に促進させることができる。
Therefore, in the present embodiment, immediately after the connecting
このように本実施の形態では、キャップ部32とロッド部34とに破断分割した直後に、前記キャップ部32及びロッド部34がそれぞれ可動ステージ64及び固定ステージ62に保持された状態において、前記可動ステージ64を固定ステージ62側に移動させてキャップ部32の破断面をロッド部34の破断面に当接させてさらに破断合わせ面を押圧することにより、仮に破断合わせ面に欠片が発生した場合であっても前記欠片を除去しあるいは前記欠片の離脱を好適に促進させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
すなわち、破断分割されたキャップ部32の破断面とロッド部34の破断面とが当接した欠片の除去乃至離脱が促進された後、前記キャップ部32とロッド部34に対して所定の推力を付与していた第1油圧シリンダ72及び一組の第2油圧シリンダ146a、146bをそれぞれ滅勢してコネクティングロッドの破断合わせ面に対する推力の付与を解除する。この結果、キャップ部32とロッド部34との破断合わせ面が僅かに離間して前記破断合わせ面に発生した欠片が円滑に離脱される。
That is, after the removal or detachment of the piece in which the fracture surface of the
次に、コネクティングロッド30のキャップ部32及びロッド部34がそれぞれ強固にロックされた状態において、オイル孔加工機構59を作動させてロッド部34に対してオイル孔41を形成するオイル孔形成工程を実行する(ステップS11)。ここで、オイル孔形成工程の動作並びに作用効果を図14に示されるフローチャートに基づいて詳細に説明する。なお、この場合、少なくとも前記ロッド部34が強固にロックされていればよく、キャップ部32側は必ずしも強固にロックされている必要はない。
Next, an oil hole forming step of forming the
先ず、前記のようにロッド部34が強固にロックされた状態において、オイル孔加工機構59の移動機構部83が作動される。すなわち、モータ89が回転駆動されることによりボールねじ91が回転駆動される。そうすると、図12に示されるように、前記キャップ部32が固定されている基台60の移動部60bが、ガイドバー95a、95bの案内作用下に、ナット部材93を介して該基台60の軸線方向に基台支持体69の第2支持部69b上を摺動し、回動部60aから所定距離離間(摺動)された状態で停止される(ステップS101)。
First, in the state where the
この場合、前記移動部60bの移動距離は、少なくとも回動部60aが回動する際に両者が干渉しない距離よりも大きくする必要があり、後述する工具103によるオイル孔41の加工作業の妨害とならない十分な距離だけ離間されるとよい。
In this case, the moving distance of the moving
続いて、回動機構部85により基台60の回動部60aが基台支持体69の第1支持部69a上を摺動するように回動される。すなわち、図4及び図12に示されるように、モータ97が回転駆動され、その回転駆動力が歯車体99から歯車体101を介して回転軸81に伝達されると、ガイド溝69eとガイドピン87との案内作用下に(図9参照)、基台60の回動部60aが前記第1支持部69a上で回転軸81を中心として水平方向に所定角度回動された状態で停止される(ステップS102)。ここで、前記のように、荷重機構58は収納ボックス57a、57bを介して第3ブラケット61a、61bにより回動部60aに固着されているため、該荷重機構58も回動部60aと一体に回動されることになる。
Subsequently, the
この場合、前記回動部60aの回動角度は、次の工具103によるオイル孔41の加工作業を容易に行うことができる程度に、例えば、10°〜90°の間で適宜設定される。また、前記回動部60aの回動方向は、工具103による加工作業に適した方向とされる。
In this case, the rotation angle of the
以上のように、前記破断分割されたロッド部34が、位置決め固定ピン110、第1ワーク支持部材78及び第2ワーク支持部材104により第1マンドレル114に対して強固にロックされた状態で回動部60aによって所定角度回動されることにより、第1マンドレル114に設けられたガイド孔105が分割加工装置50の外側を指向した状態にセットされることになる(図12及び図17参照)。つまり、前記ガイド孔105に対して工具103を容易に挿通可能な角度へと、ロッド部34が回動されたことになる。
As described above, the broken and divided
続いて、図17に示されるように、工具103の先端のドリル部103aを第1マンドレル114に設けられたガイド孔105内を挿通させ、ロッド部34の結合孔36の内径側から外径側へと貫通させ、オイル孔41を形成する(ステップS103)。
Subsequently, as shown in FIG. 17, the
従って、本実施の形態では、ロッド部34を前記破断分割された状態のまま第1マンドレル114に対して確実に固定した状態で前記オイル孔41の加工を行うことができる。また、この際、工具103は前記ガイド孔105により案内されつつロッド部34へのオイル孔41の穿孔加工を行うことができる。
Therefore, in the present embodiment, the
以上から、本実施の形態では、第1マンドレル114を含むワーク位置決め保持機構52を、ロッド部34へのオイル孔41の加工のための位置決め用治具として用いることができる。すなわち、前記のように、コネクティングロッド30の破断分割後に生じる残留応力によって、ロッド部34に収縮や拡張が生じた場合であっても、該ロッド部34が第1マンドレル114に確実に固定されたまま、オイル孔形成工程へと移行できる。このため、オイル孔41の加工に際して、コネクティングロッド30の個体毎に治具を用意する必要がなく、さらに、該個体毎に前記収縮等に応じた調整を行う必要もなく、つまり、第1マンドレル114を分割加工装置50で製造される各コネクティングロッドのオイル孔加工に使用する共通の治具として利用することができる。
From the above, in the present embodiment, the workpiece positioning and holding
この場合、第1マンドレル114を治具としてロッド部34の結合孔36の内径側から外径側へとオイル孔41の加工を行うため、該加工後に図示しないクランクピンが摺動する結合孔36の内壁部にバリが生じることもない。
In this case, since the
また、前記結合孔36の外径側の外壁部はやや湾曲した鍛造肌であるため、該外壁部から内壁部に向かってオイル孔41を加工する場合には、前記鍛造肌によりドリル部103aの刃先がぶれてしまう懸念がある。ところが、本実施の形態では、前記のように内径側から外径側へと加工を行い且つ前記ガイド孔105でドリル部103aを案内しているため、前記のようなドリル部103aの穿孔方向のぶれを防止して高精度に加工を行うことができる。
Further, since the outer wall portion on the outer diameter side of the
このように、本実施の形態によれば、前記のようなオイル孔加工機構59を備え、第1マンドレル114を治具として用いることにより、コネクティングロッド30のように破断分割後に生じる残留応力による収縮や拡張が生じる可能性がある、いわゆる破断分割型のコネクティングロッドであっても、ロッド部34に対してオイル孔41を高精度に形成することが可能となる。さらに、前記破断分割後に、ロッド部34を固定したままオイル孔41の加工を連続して遂行することができる。このため、該オイル孔41の加工に伴ってロッド部34の固定を解除し、別装置の治具へと移送して再度固定してからオイル孔の加工を行う必要がなくなり、製造工程の簡素化による生産効率の向上が可能となる。さらにまた、前記別装置への移送や再固定が不要となるため、該移動時等にロッド部34の破断面を誤って破壊してしまうような不都合も回避することができる。
As described above, according to this embodiment, the oil
このようにしてオイル孔41の加工が終了すると、次に、回動機構部85のモータ97と、移動機構部83のモータ89とをそれぞれ駆動させ、基台60の回動部60a及び移動部60bを初期位置へと復帰させる(ステップS104)。これにより、ロッド部34へのオイル孔形成工程が終了することになる。
When the processing of the
なお、欠片の離脱が促進されたコネクティングロッド30は、次工程における、例えば、金属製のブラシ、粘着テープ、吸引機又は加振機等によって前記破断面から確実に欠片を除去することができる。すなわち、金属製のブラシを用いる場合には、破断面に対してブラッシングを行う。また、粘着テープを用いる場合には、破断面に粘着テープを押し当てて貼着した後、前記粘着テープを破断面から引きはがすことにより欠片を粘着テープに付着させることができる。そして、吸引機を用いる場合には、吸引機を吸引作用下に破断面から欠片を剥離させることができる。このようにいずれの場合であっても、破断面から確実に欠片を除去することができる。
In addition, the connecting
そして、第1油圧シリンダ72、第2油圧シリンダ146a、146b、第2エアシリンダ94、第3エアシリンダ126a、126b、第4エアシリンダ152及びバックアップシリンダ153、155を、それぞれ駆動させることにより、第1〜第4ワーク支持部材78、104、130a、130b、134a、134bが略同時に初期位置に復帰する(ステップS12)。
Then, the first
このようにして破断分割され、オイル孔41が形成されたコネクティングロッド30のキャップ部32とロッド部34とをそれぞれ拘束する部材が初期位置に復帰してコネクティングロッド30が開放された後、図示しない多軸ロボットのアームに装着された一組のチャック機構によってキャップ部32とロッド部34とをそれぞれ把持し、前記キャップ部32とロッド部34とが次工程に移送される。最後に、第5エアシリンダ154を駆動させて可動ステージ64全体が変位し、該可動ステージ64が初期位置に復帰する。
After the members that constrain the
ところで、本実施の形態では、前記オイル孔加工機構59において、移動部60bを進退移動させ、回動部60aを回動させるように説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図18の他の実施の形態に係る分割加工装置51に示されるように構成してもよい。
By the way, in the present embodiment, in the oil
すなわち、分割加工装置51では、回動部60aを変位部60cとして、移動機構部83と同様な図示しない移動機構部を設置し、前記変位部60cを移動部60bの進退方向(図18の矢印X方向)と水平に直交する方向(図18の矢印Y方向)に変位可能である。これにより、第1マンドレル114のガイド孔105へと工具103を挿通させることが可能となり、オイル孔41の高精度な形成が可能となる。
That is, in the
このようにオイル孔加工機構(潤滑油供給孔加工機構)としては、第1マンドレル114に固定されたロッド部34へと工具103を有効に当接させることができるように構成されていればよい。従って、前記回動部60a(変位部60c)を固定として、前記移動部60bを進退移動且つ回動(変位)可能に構成したり、前記移動部60bを固定として、前記回動部60a(変位部60c)を進退移動且つ回動(変位)可能に構成してもよい。
As described above, the oil hole machining mechanism (lubricant supply hole machining mechanism) may be configured so that the
次に、異なる内径を有する種々のコネクティングロッドの大端部を破断分割し、オイル孔(潤滑油供給孔)を形成する場合について説明する。 Next, a description will be given of the case where the large end portions of various connecting rods having different inner diameters are broken and divided to form oil holes (lubricating oil supply holes).
この場合、図7に示されるように、取付ねじ111を緩めることにより固定ステージ62側の第1連結ブロック107aに連結された第1マンドレル114を凹部109aから取り外すと共に、可動ステージ64側の第2連結ブロック107bに連結された第2マンドレル120を凹部109bから取り外す。そして、図示しない他のコネクティングロッドの大端部の結合孔の内径に対応する外径を有する凸部を備えた他の図示しない第1マンドレル114及び第2マンドレル120をそれぞれ取付ねじ111を介して第1連結ブロック107a及び第2連結ブロック107bに固定する。
In this case, as shown in FIG. 7, the
このように、本実施の形態では、一対の楔部材122a、122bを交換することがなく、所望の外径を有する他の図示しない第1マンドレル114及び第2マンドレル120と交換することにより、破断分割及びオイル孔形成における作業効率及び汎用性を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the pair of
30…コネクティングロッド 32…キャップ部
34…ロッド部 38…大端部
40…小端部 41…オイル孔
50、51…分割加工装置 52…ワーク位置決め保持機構
54…破断分割機構 58…荷重機構
59…オイル孔加工機構 60…基台
60a…回動部 60b…移動部
60c…変位部 62…固定ステージ
64…可動ステージ 69…基台支持体
69e…ガイド溝 81…回転軸
82a、82b、95a、95b…ガイドバー
83…移動機構部 85…回動機構部
87…ガイドピン 89、97…モータ
91…ボールねじ 93…ナット部材
99、101…歯車体 103…工具
103a…ドリル部 105…ガイド孔
114、120…マンドレル 122a、122b…楔部材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記本体部側を一方の前記拡張具及び第1のステージにより固定し、前記キャップ部側を他方の前記拡張具及び第2のステージにより固定した状態で、キャップ部と本体部とに破断分割した後、
少なくとも前記本体部側が前記固定された状態で本体部とキャップ部との間を所定間隔離間させて、前記潤滑油供給孔を形成することを特徴とするコネクティングロッドの製造方法。 After integrally forming a connecting rod having a large end and a small end, the coupling hole of the large end is set in a set of expansion tools, and the expansion tool is expanded to cap the large ends. A connecting rod for breaking and dividing into a main part and a lubricating oil supply hole penetrating the large end part in the main part,
The main body portion side is fixed by the one extension tool and the first stage, and the cap portion side is fixed by the other extension tool and the second stage, and is split into a cap portion and a main body portion. rear,
The manufacturing method of a connecting rod, wherein the lubricating oil supply hole is formed by separating the main body portion and the cap portion by a predetermined distance while at least the main body portion side is fixed.
前記本体部を固定する前記一方の拡張具に設けられたガイド部を介して工具を案内し、前記潤滑油供給孔を形成することを特徴とするコネクティングロッドの製造方法。 In the manufacturing method of the connecting rod of Claim 1,
A method of manufacturing a connecting rod, wherein a tool is guided through a guide portion provided on the one extension tool for fixing the main body portion to form the lubricating oil supply hole.
基台上に固定された固定ステージと、
前記固定ステージと対向配置され水平方向に沿って該固定ステージと接近又は離間自在に設けられた可動ステージと、
前記固定ステージに着脱自在に設けられた本体部側の一方の拡張具、及び前記可動ステージに着脱自在に設けられ該可動ステージと一体的に変位するキャップ部側の他方の拡張具と、
前記固定ステージと前記可動ステージの間に設けられ、圧入されることにより前記固定ステージから前記可動ステージを離間させる楔部材と、
前記大端部を破断分割するために、前記楔部材の圧入方向に破断荷重を付与する荷重機構と、
少なくとも前記固定ステージ又は前記可動ステージのいずれか一方を他方から離間する方向に移動させると共に、少なくとも前記固定ステージ又は前記可動ステージのいずれか一方を前記離間する方向と交差する方向に変位又は回動させる潤滑油供給孔加工機構と、
を備えることを特徴とするコネクティングロッドの製造装置。 After integrally forming a connecting rod having a large end and a small end, the coupling hole of the large end is set in a set of expansion tools, and the expansion tool is expanded to cap the large ends. A connecting rod manufacturing apparatus for breaking and dividing into a body part and a body part,
A fixed stage fixed on the base;
A movable stage disposed opposite to the fixed stage and provided so as to approach or separate from the fixed stage along a horizontal direction;
One extension tool on the main body part side detachably provided on the fixed stage, and the other extension tool on the cap part side detachably provided on the movable stage;
A wedge member provided between the fixed stage and the movable stage and press-fitted to separate the movable stage from the fixed stage;
A load mechanism for applying a rupture load in the press-fitting direction of the wedge member in order to break and divide the large end portion;
At least one of the fixed stage or the movable stage is moved in a direction away from the other, and at least one of the fixed stage or the movable stage is displaced or rotated in a direction crossing the direction of separation. A lubricating oil supply hole machining mechanism;
An apparatus for manufacturing a connecting rod, comprising:
前記本体部側の一方の拡張具には、該本体部に前記大端部を貫通する潤滑油供給孔を形成する工具が案内されるガイド部が設けられていることを特徴とするコネクティングロッドの製造装置。 The connecting rod manufacturing apparatus according to claim 3,
One connecting tool on the main body side is provided with a guide portion for guiding a tool for forming a lubricating oil supply hole penetrating the large end portion in the main body portion. Manufacturing equipment.
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