JP2010131622A - Device for assembling metal component and method used for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属部品の組立て装置および方法に関し、特に、前記金属部品が、エンジンのコネクティングロッドのように、延性を有する材料で環(リング)状に形成された状態から複数に分割後、相互に組合わせられて締結部材で締結されることで、前記環(リング)状部内に別部材を抱え込むような構成の場合に用いられ、たとえば仕上げ加工にあたって、仮組みするためのものに関する。 The present invention relates to an apparatus and method for assembling metal parts, and in particular, after the metal parts are divided into a plurality of rings from a ring-like material made of a ductile material, such as an engine connecting rod, It is used in the case of a configuration in which another member is held in the ring-shaped portion by being combined with each other and fastened by a fastening member. For example, the present invention relates to a temporary assembly for finishing.
前記エンジンのコネクティングロッドのように、複数の部材が締結部材で締結されることで1つの環(リング)状の部品となり、前記複数の部材がそれぞれ別途に準備されたものではなく、元は一体に成型されたものが、いわゆるクラッキングによって前記複数に分割されたものを用いることで、破断面の凹凸を利用して、位置決めピン等を用いることなく、簡単に接合面の面ずれを防止し、コストダウンや軽量化を実現するようにした金属部品が従来から提案されている。 Like the connecting rod of the engine, a plurality of members are fastened by a fastening member to form one ring (ring) -like part, and the plurality of members are not separately prepared, but are originally integrated. By using what was divided into a plurality of parts by so-called cracking, using the unevenness of the fractured surface, without using positioning pins etc., it is possible to easily prevent surface displacement of the joint surface, Conventionally, metal parts that realize cost reduction and weight reduction have been proposed.
そのような金属部品として、特許文献1には、スチールコンロッドの貫通孔に半割型マンドレルを嵌合し、この半割型マンドレルに楔を打ち込んで破断する方法において、上記マンドレルで拡張される貫通孔の拡張速度または拡張加速度を管理することで、経験によらず最適な破断状態を得られるようにしたものが示されている。
上述の特許文献1は、破断時に如何に正確に分割するかの管理方法を開示するものである。ところで、金属部品が、焼結材の場合は比較的綺麗に分割できるけれども、スチール等の延性を有する材料から成る場合、以下のような問題が生じる。先ず、図9で示すように前記破断面の変形で凹凸が完全に一致しないことである。図9は前記スチールコンロッドを示し、拡大して示す破断面では、面方向に対して、凹凸を10倍に拡大している。その拡大図で示すように、ロッド本体の凹部および凸部に対して、キャップの対応する凸部および凹部が、完全に嵌り込む形状となっていない。次に、バリや髭等の切粉様の余分な物が発生することである。さらに、図10で示すように、環(リング)状の真円度の低下で、ボルトなどの締結部材が挿通する孔の真直度にずれが生じることである。すなわち、破断時には、前記環(リング)の分割部分には、矢符A方向の引っ張りの力が生じ、前記環(リング)の径Dは収縮することになる。このためボルト孔はΔD、たとえば60μmも半径方向内方側に変位する。
The above-mentioned
したがって、前記ロッド本体にキャップをボルト締結したときに、その締結力(前記ボルトの軸力)は、前記凹凸面の変形の修正、切粉の圧縮(押し潰す)、前記真直度の修正などに使用され、締結すべき部材間の分離荷重が低下し、疲労限界が小さくなるという問題がある。 Therefore, when the cap is bolted to the rod body, the fastening force (the axial force of the bolt) is used to correct the deformation of the uneven surface, compress the chip (crush), correct the straightness, etc. There is a problem that the separation load between the members to be used and fastened is reduced, and the fatigue limit is reduced.
本発明の目的は、分割された環状の金属部品を組立てるにあたって、接合面(延性破断面)を一致させ、部材間の接触面積の低下による分離荷重の低下を抑えることができる金属部品の組立て装置および方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to assemble a metal part that can match a joint surface (ductile fracture surface) when assembling divided annular metal parts and suppress a decrease in separation load due to a decrease in contact area between members. And to provide a method.
本発明の金属部品の組立て装置は、延性を有する材料で環(リング)状に形成された状態から複数に分割後、相互に組合わせられて締結部材で締結されることで、前記環(リング)状部内に別部材を抱え込むようにした金属部品を、たとえば仕上げ加工にあたって、仮組みするための組立て装置において、前記締結の際に、前記金属部品に超音波振動を与える超音波振動手段を含むことを特徴とする。 The metal part assembling apparatus of the present invention is divided into a plurality of parts from a ring-shaped state made of a ductile material, and then combined with each other and fastened with a fastening member. ) In an assembling apparatus for temporarily assembling a metal part having a separate member held in the shape part, for example, in finishing, includes ultrasonic vibration means for applying ultrasonic vibration to the metal part at the time of fastening. It is characterized by that.
また、本発明の金属部品の組立て方法は、延性を有する材料で環(リング)状に形成された金属部品を複数に分割する破断工程と、前記分割された部材を相互に組合わせ、少なくとも1つの部材に超音波を与えつつ、接合面を押圧し、締結部材で締結する締結工程とを含むことを特徴とする。 The metal part assembling method of the present invention is a combination of a breaking step of dividing a metal part formed in a ring shape with a ductile material into a plurality of parts, and the divided members. And a fastening step of pressing the joining surface and fastening with a fastening member while applying ultrasonic waves to one member.
上記の構成によれば、エンジンのコネクティングロッドのように、複数の部材が締結部材で締結されることで1つの環(リング)状の部品となり、前記複数の部材がそれぞれ別途に準備されたものではなく、元は一体に成型されたものが、いわゆるクラッキングによって前記複数に分割されたものを用いることで、破断面の凹凸を利用して、位置決めピン等を用いることなく、簡単に接合面の面ずれを防止し、コストダウンや軽量化を実現するようにした金属部品において、該金属部品が、焼結材の場合は比較的綺麗に分割できるが、スチール等の延性を有する材料から成る場合、前記破断面の変形で凹凸が完全に一致せず、また切粉様の余分な物が発生し、さらに環(リング)状の真円度の低下で、ボルトなどの締結部材が挿通する孔の真直度にずれが生じる。このため、前記締結部材による締結時に、その締結力(前記ボルトの軸力等)が、前記凹凸面の変形の修正、切粉の圧縮、前記真直度の修正などに使用され、締結すべき部材間の分離荷重が低下し、疲労限界が小さくなる。そこで本発明では、分割された部材を、たとえば仕上げ加工にあたって仮組みする際に、超音波振動手段によって超音波振動を与える。前記仮組みから仕上げ加工の後は、前記部材は再度分割され、前記環(リング)状部内に別部材を抱え込むようにして、本組立てが行われる(前記コネクティングロッドの場合、エンジンの組立て工程でクランクシャフトに取付けられる)。 According to the above configuration, like a connecting rod of an engine, a plurality of members are fastened by a fastening member to form a ring-shaped part, and the plurality of members are separately prepared. Rather, by using what was originally molded in one piece but divided into a plurality of parts by so-called cracking, it is easy to use the unevenness of the fracture surface, without using positioning pins etc. In the case of metal parts that prevent surface slippage and realize cost reduction and weight reduction, when the metal parts are sintered materials, they can be divided relatively neatly, but they are made of a ductile material such as steel. Holes through which fastening members such as bolts can be inserted due to the deformation of the fracture surface where unevenness does not completely match, extra chips are generated, and the ring has a reduced roundness. True of Every time deviation occurs in. For this reason, at the time of fastening by the fastening member, the fastening force (axial force of the bolt, etc.) is used for correcting deformation of the uneven surface, compressing chips, correcting the straightness, etc., and a member to be fastened The separation load between them decreases, and the fatigue limit decreases. Therefore, in the present invention, when the divided members are temporarily assembled, for example, in finishing, ultrasonic vibration is applied by ultrasonic vibration means. After finishing from the temporary assembly, the member is divided again, and the main assembly is performed by holding another member in the ring-shaped portion (in the case of the connecting rod, in the engine assembly process). Mounted on the crankshaft).
したがって、前記超音波振動によるブラハ効果および部材間の摩擦の低減によって、僅かな押圧力で部材同士を押圧するだけで、接合面(延性破断面)は発熱して軟化し、良く馴染んで互いに密着することになる。これによって、前記接合面(延性破断面)を完全一致に近い状態で締結でき、部材間の接触面積の低下による前記分離荷重の低下を抑え、疲労限界を大きくすることができる。 Therefore, due to the Braha effect due to the ultrasonic vibration and the reduction of friction between the members, the joint surfaces (ductile fracture surfaces) generate heat and soften only by pressing the members with a slight pressing force, and they are well adapted and closely adhered to each other. Will do. As a result, the joint surface (ductile fracture surface) can be fastened in a state of nearly perfect coincidence, the reduction in the separation load due to the reduction in the contact area between the members can be suppressed, and the fatigue limit can be increased.
さらにまた、本発明の金属部品の組立て装置では、前記超音波振動手段は、前記環(リング)状の外径方向から超音波を伝播する第1の超音波振動手段と、前記環(リング)状の軸方向から超音波を伝播する第2の超音波振動手段とを備えて構成されることを特徴とする。 Furthermore, in the metal component assembling apparatus of the present invention, the ultrasonic vibration means includes first ultrasonic vibration means for propagating ultrasonic waves from the ring-shaped outer diameter direction, and the ring (ring). And a second ultrasonic vibration means for propagating ultrasonic waves from the axial direction.
上記の構成によれば、第1の超音波振動手段は前記接合面の押圧方向(締結方向)に超音波を伝播し、第2の超音波振動手段は前記接合面の側方から超音波を伝播する。 According to said structure, a 1st ultrasonic vibration means propagates an ultrasonic wave in the pressing direction (fastening direction) of the said joint surface, and a 2nd ultrasonic vibration means transmits an ultrasonic wave from the side of the said joint surface. Propagate.
したがって、前記接合面(延性破断面)はより良く馴染み、該接合面(延性破断面)をより完全一致に近い状態で締結でき、部材間の接触面積の低下による前記分離荷重の低下を一層抑えることができる。 Therefore, the joint surface (ductile fracture surface) is better adapted, and the joint surface (ductile fracture surface) can be fastened in a state of close to perfect coincidence, further suppressing the decrease in the separation load due to the decrease in the contact area between the members. be able to.
また、本発明の金属部品の組立て装置では、前記金属部品は、互いに半割れ状に2分割され、前記第1の超音波振動手段は、前記半割れ(180°)の中央位置(90°位置)からずれて配置されることを特徴とする。 Further, in the metal part assembling apparatus of the present invention, the metal parts are divided into two in half, and the first ultrasonic vibration means is arranged at a central position (90 ° position) of the half crack (180 °). ), And is arranged in a shifted manner.
上記の構成によれば、前記金属部品が互いに半割れ状に2分割される場合、前記環(リング)状の外径方向から超音波を伝播する第1の超音波振動手段を、前記半割れ(180°)の中央位置(90°位置)からオフセット配置すると、前記接合面(延性破断面)には捻れ振動が発生する。 According to the above configuration, when the metal parts are divided into two half-breaks, the first ultrasonic vibration means for propagating ultrasonic waves from the ring-shaped outer diameter direction includes the half-break. If it is offset from the center position (90 ° position) of (180 °), torsional vibration is generated on the joint surface (ductile fracture surface).
したがって、前記接合面(延性破断面)はより良く軟化し、該接合面(延性破断面)をより完全一致に近い状態で締結でき、部材間の接触面積の低下による前記分離荷重の低下をより一層抑えることができる。 Therefore, the joint surface (ductile fracture surface) is softened better, and the joint surface (ductile fracture surface) can be fastened in a state of close to perfect coincidence. It can be further suppressed.
さらにまた、本発明の金属部品の組立て装置は、前記超音波よりも低い振動を与える音波振動手段をさらに備え、前記締結の前に、前記音波振動手段によって、前記分割された少なくとも一方の部材に前記音波振動を与えることで、切粉除去を行うことを特徴とする。 Furthermore, the metal component assembling apparatus of the present invention further includes a sonic vibration means for applying a vibration lower than the ultrasonic wave, and before the fastening, the at least one member divided by the sonic vibration means. Chip removal is performed by applying the sonic vibration.
上記の構成によれば、前記金属部品が前記クラッキングによって分割される際に前記延性によって生じた切粉を、音波振動手段で除去することができる。 According to said structure, the chip produced by the said ductility when the said metal component is divided | segmented by the said cracking can be removed with a sound wave vibration means.
したがって、前記接合面(延性破断面)をより完全一致に近い状態で締結でき、部材間の接触面積の低下による前記分離荷重の低下を一層抑えることができる。 Therefore, the joint surface (ductile fracture surface) can be fastened in a state that is closer to perfect match, and the reduction in the separation load due to the reduction in the contact area between the members can be further suppressed.
また、本発明の金属部品の組立て装置では、前記音波振動手段は、前記超音波振動手段と共通の超音波伝播部材に取付けられることを特徴とする。 In the metal part assembling apparatus of the present invention, the sound wave vibrating means is attached to an ultrasonic wave propagation member common to the ultrasonic wave vibrating means.
上記の構成によれば、超音波伝播用の超音波伝播部材と、切粉除去用の振動板とを共用することができる。 According to said structure, the ultrasonic wave propagation member for ultrasonic wave propagation and the diaphragm for chip removal can be shared.
さらにまた、本発明の金属部品の組立て装置では、前記金属部品は、エンジンのコネクティングロッドであることを特徴とする。 Furthermore, in the metal component assembling apparatus of the present invention, the metal component is an engine connecting rod.
上記の構成によれば、エンジンのコネクティングロッドの場合、前記コストダウンや軽量化の要求が厳しく、スチールクラッキングが好適であるが、精度や分離荷重にも厳しい値が要求されるので、本発明を特に好適に実施することができる。 According to the above configuration, in the case of the connecting rod of the engine, the demand for cost reduction and weight reduction is severe, and steel cracking is preferable, but the precision and separation load are also demanded. It can implement especially suitably.
また、本発明の金属部品の組立て方法は、前記破断工程の後に、分割部分における前記環(リング)の収縮した径を計測する計測工程と、その計測結果に応答して、前記分割部分を拡径させて前記収縮分を矯正する矯正工程とをさらに備えることを特徴とする。 Further, the metal part assembling method of the present invention includes a measuring step of measuring the contracted diameter of the ring (ring) in the divided portion after the breaking step, and expanding the divided portion in response to the measurement result. And a correction step of correcting the contraction by diameter.
上記の構成によれば、破断工程で前記環(リング)の分割部分には引っ張りの力が生じ、前記環(リング)の径は収縮するので、その収縮した径を計測し、その計測結果に応じて拡径するように矯正しておくことで、接合面(延性破断面)の傾きを無くすことができるとともに、ボルトなどの締結部材が挿通する孔の真直度を高めることができる。これによって、前記接合面(延性破断面)をより完全一致に近い状態で締結することができる。 According to the above configuration, a tensile force is generated in the split part of the ring (ring) in the breaking step, and the diameter of the ring (shrink) is contracted. Therefore, the contracted diameter is measured, and the measurement result is By correcting so as to increase the diameter accordingly, the inclination of the joint surface (ductile fracture surface) can be eliminated, and the straightness of the hole through which a fastening member such as a bolt is inserted can be increased. As a result, the joint surface (ductile fracture surface) can be fastened in a state that is closer to perfect coincidence.
さらにまた、本発明の金属部品の組立て方法は、前記締結工程の前に、分割部分の破断面をブラッシングして切粉を除去するブラッシング工程をさらに備えることを特徴とする。 Furthermore, the metal part assembling method of the present invention is characterized by further comprising a brushing step of removing the chips by brushing the fracture surface of the divided portion before the fastening step.
上記の構成によれば、延性を有する材料で環(リング)状に形成された金属部品を互いに引き離しで分割すると前記延性によって分割部分には切粉が生じるので、ブラッシングによってそれを除去しておくことで、前記接合面(延性破断面)をより完全一致に近い状態で締結できる。 According to the above configuration, when metal parts formed in a ring shape with a material having ductility are separated by being separated from each other, chips are generated in the divided parts due to the ductility, and thus are removed by brushing. Thereby, the said joint surface (ductile fracture surface) can be fastened in the state near a perfect match.
本発明の金属部品の組立て装置および方法は、エンジンのコネクティングロッドのように、複数の部材が締結部材で締結されることで1つの環(リング)状の部品となり、前記複数の部材が元は一体に成型されたものが、いわゆるクラッキングによって前記複数に分割されたものを用いることで、破断面の凹凸を利用して、簡単に接合面の面ずれを防止し、コストダウンや軽量化を実現するようにした金属部品において、該金属部品がスチール等の延性を有する材料から成る場合、分割された部材を組立てる際に、超音波振動手段によって超音波振動を与える。 The metal part assembling apparatus and method according to the present invention is a ring-shaped part formed by fastening a plurality of members with a fastening member, such as a connecting rod of an engine. By using what is molded in one piece and divided into a plurality of parts by so-called cracking, the unevenness of the fracture surface can be used to easily prevent misalignment of the joint surface, realizing cost reduction and weight reduction. When the metal part is made of a material having ductility such as steel, ultrasonic vibration is given by ultrasonic vibration means when the divided members are assembled.
それゆえ、ブラハ効果および部材間の摩擦の低減によって、僅かな押圧力で部材同士を押圧するだけで、接合面(延性破断面)は発熱して軟化し、良く馴染んで互いに密着することになる。これによって、前記接合面(延性破断面)を完全一致に近い状態で締結でき、部材間の接触面積の低下による分離荷重の低下を抑え、疲労限界を大きくすることができる。 Therefore, due to the Braha effect and reduced friction between the members, the joint surfaces (ductile fracture surfaces) are heated and softened only by pressing the members together with a slight pressing force, and they are well adapted to adhere to each other. . As a result, the joint surface (ductile fracture surface) can be fastened in a nearly perfect state, a reduction in separation load due to a reduction in contact area between members can be suppressed, and a fatigue limit can be increased.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の第1の形態に係る組立て装置1の構造を示す断面図である。この組立て装置1は、延性を有する材料で環(リング)状に形成された金属部品であるエンジンのコネクティングロッド2を、仮組みするための組立て装置である。図2は前記コネクティングロッド2の正面図であり、図3は図2の切断面線III−IIIから見た、すなわち軸線方向断面図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of an
前記コネクティングロッド2は、スチールによって一体物として鍛造され、切欠3の部分で、いわゆるクラッキングによって、ロッド本体4とキャップ5とに一旦分割された後、ボルト6およびナット7で締結されることによって、破断面の凹凸を利用して、位置決めピン等を用いることなく、簡単に接合面の面ずれを防止し、コストダウンや軽量化を実現するようにしたものである。前記の破断工程には、前述の特許文献1の手法を用いることができ、貫通孔8に半割型マンドレルを嵌合し、その半割型マンドレルに楔を打ち込むことで破断を行うことができる。
The connecting
そして、このコネクティングロッド2は、前記環(リング)状部である貫通孔8内に別部材であるクランクシャフトを挿通した(抱え込ませた)状態で前記ロッド本体4とキャップ5とを締結し、さらにもう1つの貫通孔9に、ピストンピンが挿通されるエンジンの本組立ての前に、前記貫通孔8内の仕上げ加工にあたって、前記組立て装置1によって、前述のように仮組立てが行われるものである。その仮組立てによって後述するように調整が行われ、前記仕上げ加工が行われた後、再び分解されて、仮組立てに使用されたボルト6およびナット7と合わせて前記本組立ての工程に送られる。
And this connecting
図1を参照して、注目すべきは、本実施の形態の組立て装置1では、前記ロッド本体4とキャップ5とに分割されたコネクティングロッド2は、基台11上に搭載され、一対のナットランナー12によって、前記ナット7をボルト6に締結することで前記仮組立てを行うにあたって、前記貫通孔8の部分に超音波振動を与える超音波振動手段13が設けられていることである。この超音波振動手段13は、前記超音波振動を発生する超音波振動子14に、発生された超音波を前記貫通孔8の内周側から前記ロッド本体4およびキャップ5に伝播するプレート15とを備えて構成される。プレート15は、前記貫通孔8内に嵌り込み、また締結による内径変化に対応可能なように、円錐台状に形成される。
Referring to FIG. 1, it should be noted that in the assembling
前記コネクティングロッド2の交換時には、前記超音波振動手段13は、仮想線で示すように前記基台11上から退避しており、作業者によって、図示しない治具などに位置決めされて前記ロッド本体4が基台11上に搭載され、さらに接合面(延性破断面)が一致するようにキャップ5が基台11上に搭載され、ボルト6がボルト孔に挿通され、ナット7が仮締めされた状態で、前記超音波振動手段13は基台11上に移動され、該超音波振動手段13が連結されている押え部材16によって前記ロッド本体4が押さえ込まれた後、該超音波振動手段13が前記ロッド本体4およびキャップ5に接触する。その後、該超音波振動手段13によって前記超音波振動を与えながら、前記ナットランナー12によってナット7の締結が行われる。
When the connecting
このように構成することで、延性を有する材料から成るコネクティングロッド2において、破断工程で相互に分割されたロッド本体4とキャップ5とをボルト6とナット7とで一体に組立てる(締結する)にあたって、超音波振動を与えることで、ブラハ効果および部材間の摩擦の低減によって、僅かな押圧力でロッド本体4とキャップ5とを押圧するだけで、接合面(延性破断面)は発熱して軟化し、良く馴染んで互いに密着することになる。これによって、前記破断工程で生じた破断面(接合面)における凹凸面の変形の修正や切粉の圧縮、およびボルト孔の真直度の修正などを行い、前記接合面(延性破断面)を完全一致に近い状態で締結できるようになる。また、そのような破断面(接合面)の修正等にボルト6の軸力(締結力)は殆ど使用されない。こうして、ロッド本体4とキャップ5との間の接触面積の低下による分離荷重の低下を抑え、疲労限界を大きくすることができる。
With such a configuration, in the connecting
特に、エンジンのコネクティングロッド2の場合、前記コストダウンや軽量化の要求が厳しく、スチールクラッキングが好適であるが、精度や分離荷重にも厳しい値が要求されるので、本発明を特に好適に実施することができる。
In particular, in the case of the connecting
図4は、上述のように構成される組立て装置1を用いる本発明の実施の一形態の組立て工程を説明するための図である。ステップS1の破断工程では、一体物として鍛造されたコネクティングロッド2が、前述の特許文献1のスチールクラッキングの手法を用いて、前記ロッド本体4とキャップ5とに一旦分割される。続いてステップS2の計測工程では、前記破断工程によって、分割部分に生じた径Dの収縮ΔD(図10参照)が計測される。その計測には、ノギスや三次元測定装置などを用いることができる。
FIG. 4 is a diagram for explaining an assembly process according to an embodiment of the present invention using the
その計測結果を用いて、ステップS3の矯正工程では、図5で示すような矯正治具21を用いて、前記収縮ΔD分の矯正が行われる。この矯正治具21は、図示しない基台上に立設したガイドピン22によって前記ロッド本体4およびキャップ5を前記貫通孔8の外方側から保持固定し、前記貫通孔8内に挿入した固定ピース23によって分割部分の一方を固定し、他方を前記固定ピース23と離反変位することができる移動ピース24で拡径させて前記収縮ΔD分を矯正するものである。このように破断工程で生じた貫通孔8の径Dの収縮ΔD分を計測し、その計測結果に応じて拡径するように矯正しておくことで、接合面(延性破断面)25の傾きを無くすことができるとともに、ボルト孔26の真直度を高めることができる。これによって、前記接合面(延性破断面)25をより完全一致に近い状態で締結することができる。
Using the measurement result, in the correction step of step S3, correction for the shrinkage ΔD is performed using a
続いて、ステップS4のブラッシング工程では、前記破断面(接合面)25がブラッシングされて切粉が除去される。このブラッシング工程を行うことで、前記接合面(延性破断面)25を、より完全一致に近い状態で締結できる。 Subsequently, in the brushing step of step S4, the fracture surface (joint surface) 25 is brushed to remove chips. By performing this brushing process, the joint surface (ductile fracture surface) 25 can be fastened in a state closer to perfect match.
その後、ステップS5の仮組立てによる締結工程では、前述のように超音波振動を与えながらロッド本体4とキャップ5とが締結され、ステップS6の仕上げ工程において、前記貫通孔8内の仕上げ加工が行われる。その後、ステップS7の再分解工程において、前記ロッド本体4とキャップ5との締結が解除され、ボルト6とナット7とを合わせてステップS8の前記本組立ての工程に送られ、クランクシャフトに組付けられる。
Thereafter, in the fastening process by temporary assembly in step S5, the
[実施の形態2]
図6は、本発明の実施の第2の形態に係る組立て装置31の構造を示す側面図である。この組立て装置31は、前述の組立て装置1に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。組立てられるコネクティングロッド2についても、同様である。注目すべきは、この組立て装置31では、超音波振動手段として、コネクティングロッド2の前記環(リング)状部である貫通孔8の外径方向から超音波を伝播する第1の超音波振動手段32と、前記貫通孔8の軸方向(第1の超音波振動手段32とは直角方向)から超音波を伝播する第2の超音波振動手段33とを備えて構成されることである。
[Embodiment 2]
FIG. 6 is a side view showing the structure of the assembling
基台34上には、ピン35および案内軸36によって、ピン35の軸回りに若干の揺動変位可能なフローティング基板37が支持されており、そのフローティング基板37上に設けられた治具38,39上に、前記コネクティングロッド2が搭載される。その一方の治具38は、前記コネクティングロッド2におけるロッド本体4の頭部4aを支持する載置部38aに、前記頭部4aが当接する当り片38bを備え、コネクティングロッド2の軸線方向断面で、L字型に形成される。そして、前記当り片38bの外方側から、前記第1の超音波振動手段32が超音波振動を与えると、前記ロッド本体4側からキャップ5側へ、それらの接合面の押圧方向(締結方向)に超音波が伝播し、前記ナットランナー12によるナット7の締付けによって、前記ロッド本体4とキャップ5とが容易に密着する。
On the
一方、前記案内軸36によって昇降基板42が昇降変位自在に支持されており、この昇降基板42の下面には、プレート40がばね41によって弾発的に支持されている。したがって、治具38,39上に搭載された前記コネクティングロッド2に対して、前記昇降基板42が下降すると前記プレート40が前記ばね41による一定の押圧力で、かつ前記ピン35およびばね41によって、フローティング基板37とプレート40とが相互に平行となって、前記プレート40がコネクティングロッド2に密着する。その状態で前記第2の超音波振動手段33によって超音波振動が発生されると、プレート40を介してコネクティングロッド2に、前記ロッド本体4とキャップ5との接合面の側方から超音波が伝播され、該ロッド本体4とキャップ5との密着を促進する。
On the other hand, an elevating
このように構成することで、前記接合面(延性破断面)はより良く馴染み(一層の軟化を図れ)、該接合面(延性破断面)をより完全一致に近い状態で締結でき、ロッド本体4とキャップ5との間の接触面積の低下による分離荷重の低下を一層抑えることができる。好ましくは、前記超音波振動手段32,33を交互に動作させることで、前記接合面(延性破断面)の軟化をより効果的に行うことができる。
By configuring in this way, the joint surface (ductile fracture surface) is more familiar (can be further softened), and the joint surface (ductile fracture surface) can be fastened in a state close to perfect match. The decrease in the separation load due to the decrease in the contact area between the
[実施の形態3]
図7は、本発明の実施の第3の形態に係る組立て装置51の構造を示す平面図である。この組立て装置51は、前述の組立て装置31に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。この図7では、図面の簡略化のために、前記フローティング基板37よりも下方の構成やプレート40よりも上方の構成は省略している。注目すべきは、この組立て装置51では、前記コネクティングロッド2において、ロッド本体4とキャップ5とが、貫通孔8の周囲で互いに半割れ状に2分割されているのに対して、前記第1の超音波振動手段32が、前記半割れ(180°)の中央位置(90°位置:直径線Dで示す)から、参照符号ΔDだけずれて(オフセット)配置されることである。
[Embodiment 3]
FIG. 7 is a plan view showing the structure of an assembling
このようにオフセット配置すると、前記接合面(延性破断面)には捻れ振動が発生することになり、前記接合面(延性破断面)はより良く軟化し、該接合面(延性破断面)をより完全一致に近い状態で締結でき、ロッド本体4とキャップ5との間の接触面積の低下による前記分離荷重の低下をより一層抑えることができる。
With such an offset arrangement, torsional vibration is generated on the joint surface (ductile fracture surface), the joint surface (ductile fracture surface) is softened better, and the joint surface (ductile fracture surface) becomes more flexible. It can be fastened in a state close to perfect coincidence, and the reduction in the separation load due to the reduction in the contact area between the
[実施の形態4]
図8は、本発明の実施の第4の形態に係る組立て装置61の構造を示す側面図である。この組立て装置61も、前述の組立て装置31に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この組立て装置61では、前記第2の超音波振動手段33に代えて、超音波よりも低く、振幅の大きな振動を与える音波振動手段63が用いられることである。前記音波振動手段63は、重錘を回転させることで振動を発生するバイブレータなどで実現することができる。
[Embodiment 4]
FIG. 8 is a side view showing the structure of the assembling
このように構成することで、前記ロッド本体4とキャップ5との締結の前に、前記音波振動手段63によって、分割されている前記ロッド本体4とキャップ5との少なくとも一方に前記音波振動を与えることで、切粉除去を行うことができる。これによって、前記ステップS4でのブラッシング工程を省略することができる。また好ましくは、前記第2の超音波振動手段33と音波振動手段63とがプレート40に取付けられることで、前記貫通孔8の軸方向(第1の超音波振動手段32とは直角方向)からの超音波の伝播も行われ、前記第2の超音波振動手段33と音波振動手段63とにプレート40を共用することができる。
With this configuration, before the
ここで、特開2007−185731号公報には、圧電アクチュエータの作用部にネジ部材を接触させ、超音波振動によって締結することで、ネジの頭部にドライバー等に対応した刻印を設けなくてよいようにして、美観の向上や不所望な緩め操作を防止するようにしたネジ締結方法が示されており、前記圧電アクチュエータの作用部には複数のネジ部材を同時に接触させることも示されている。しかしながら、この先行技術では、ネジ自体に超音波を当てて、超音波のエネルギーはネジを回すために消費されるのに対して、本願発明では、超音波のエネルギーは、接合面(延性破断面)25を一致させるために使用され、全く異なるものである。 Here, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-185731, a screw member is brought into contact with an action portion of a piezoelectric actuator and is fastened by ultrasonic vibration, so that a mark corresponding to a driver or the like is not provided on a screw head. Thus, there is shown a screw fastening method that prevents aesthetic improvement and undesired loosening operation, and also shows that a plurality of screw members are simultaneously brought into contact with the action portion of the piezoelectric actuator. . However, in this prior art, ultrasonic waves are applied to the screw itself, and the ultrasonic energy is consumed for turning the screw, whereas in the present invention, the ultrasonic energy is applied to the joint surface (ductile fracture surface). ) Is used to match 25 and is quite different.
1,31,51,61 組立て装置
2 コネクティングロッド
4 ロッド本体
5 キャップ
6 ボルト
7 ナット
8,9 貫通孔
11 基台
12 ナットランナー
13 超音波振動手段
14 超音波振動子
15 プレート
16 押え部材
21 矯正治具
23 固定ピース
24 移動ピース
25 接合面(延性破断面)
26 ボルト孔
32 第1の超音波振動手段
33 第2の超音波振動手段
34 基台
37 フローティング基板
38,39 治具
40 プレート
41 ばね
42 昇降基板
63 音波振動手段
1, 31, 51, 61
26
Claims (9)
前記締結の際に、前記金属部品に超音波振動を与える超音波振動手段を含むことを特徴とする金属部品の組立て装置。 In an apparatus for assembling a metal part in which a separate member is held in the annular part by being combined with each other and fastening with a fastening member after being divided into a plurality from a state formed in an annular shape with a ductile material,
An apparatus for assembling a metal part, comprising ultrasonic vibration means for applying ultrasonic vibration to the metal part at the time of fastening.
前記締結の前に、前記音波振動手段によって、前記分割された少なくとも一方の部材に前記音波振動を与えることで、切粉除去を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の金属部品の組立て装置。 Further comprising a sound wave vibration means for applying vibration lower than the ultrasonic wave,
The chip removal is performed by applying the sonic vibration to the at least one of the divided members by the sonic vibration means before the fastening. Assembling apparatus for metal parts as described.
前記分割された部材を相互に組合わせ、少なくとも1つの部材に超音波を与えつつ、接合面を押圧し、締結部材で締結する締結工程とを含むことを特徴とする金属部品の組立て方法。 A breaking step of dividing a metal part formed in a ring shape from a ductile material into a plurality of parts;
A method of assembling a metal part, comprising: a step of combining the divided members with each other, pressing a joint surface while applying ultrasonic waves to at least one member, and fastening with a fastening member.
その計測結果に応答して、前記分割部分を拡径させて前記収縮分を矯正する矯正工程とをさらに備えることを特徴とする請求項7記載の金属部品の組立て方法。 After the breaking step, a measuring step for measuring the contracted diameter of the ring in the divided portion;
The metal part assembling method according to claim 7, further comprising a correcting step of correcting the contraction by expanding the diameter of the divided portion in response to the measurement result.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2974823A1 (en) * | 2014-07-16 | 2016-01-20 | Cooper-Standard Automotive (Deutschland) GmbH | Ultrasound welding device and method with a holding means and a pressing means |
WO2016120393A1 (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | Mauser-Werke Oberndorf Maschinenbau Gmbh | Device and method for cleaning fractured surfaces of fractured workpieces |
JP2017053264A (en) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 三菱重工業株式会社 | Rotary compressor, and manufacturing method thereof |
CN106944737A (en) * | 2017-03-28 | 2017-07-14 | 江苏大学 | Connecting rod ultrasonic wave added cracks processing method and its processing unit (plant) |
WO2019064971A1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | 株式会社 安永 | Method for processing fracture surface of ductile metal component, device for processing fracture surface, and method for manufacturing ductile metal component |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05305536A (en) * | 1991-10-23 | 1993-11-19 | Emerson Electric Co | Apparatus and method for measuring and controlling tensile load on fastener |
JP2003512522A (en) * | 1999-10-18 | 2003-04-02 | アルフィング ケスラー サンデルマスチネン ゲーエムベーハー | Method for handling a broken member and apparatus for performing the method |
JP2005121132A (en) * | 2003-10-16 | 2005-05-12 | Tohnichi Mfg Co Ltd | Fastening management system for fastening member |
JP2005144560A (en) * | 2003-11-11 | 2005-06-09 | Yasunaga Corp | Rupture method and rupture device of ductile metallic part and method of manufacturing ruptured ductile metallic part |
WO2006057362A1 (en) * | 2004-11-25 | 2006-06-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Method and device for removing chip of connecting rod |
-
2008
- 2008-12-03 JP JP2008308922A patent/JP5309935B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05305536A (en) * | 1991-10-23 | 1993-11-19 | Emerson Electric Co | Apparatus and method for measuring and controlling tensile load on fastener |
JP2003512522A (en) * | 1999-10-18 | 2003-04-02 | アルフィング ケスラー サンデルマスチネン ゲーエムベーハー | Method for handling a broken member and apparatus for performing the method |
JP2005121132A (en) * | 2003-10-16 | 2005-05-12 | Tohnichi Mfg Co Ltd | Fastening management system for fastening member |
JP2005144560A (en) * | 2003-11-11 | 2005-06-09 | Yasunaga Corp | Rupture method and rupture device of ductile metallic part and method of manufacturing ruptured ductile metallic part |
WO2006057362A1 (en) * | 2004-11-25 | 2006-06-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Method and device for removing chip of connecting rod |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2974823A1 (en) * | 2014-07-16 | 2016-01-20 | Cooper-Standard Automotive (Deutschland) GmbH | Ultrasound welding device and method with a holding means and a pressing means |
WO2016120393A1 (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | Mauser-Werke Oberndorf Maschinenbau Gmbh | Device and method for cleaning fractured surfaces of fractured workpieces |
JP2017053264A (en) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 三菱重工業株式会社 | Rotary compressor, and manufacturing method thereof |
CN106944737A (en) * | 2017-03-28 | 2017-07-14 | 江苏大学 | Connecting rod ultrasonic wave added cracks processing method and its processing unit (plant) |
WO2019064971A1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | 株式会社 安永 | Method for processing fracture surface of ductile metal component, device for processing fracture surface, and method for manufacturing ductile metal component |
CN111132797A (en) * | 2017-09-29 | 2020-05-08 | 株式会社安永 | Method and apparatus for treating fracture surface of ductile metal part, and method for manufacturing ductile metal part |
CN111132797B (en) * | 2017-09-29 | 2022-01-14 | 株式会社安永 | Method and apparatus for treating fracture surface of ductile metal part, and method for manufacturing ductile metal part |
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