JP2015516888A - ワークピースの破断分割のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

ワークピースの破断分割のための方法及び装置並びに本発明に係る方法又は本発明に係る装置によって破断分割されたワークピースを開示する。本発明によれば、破断分割ノッチから距離を置いて、少なくとも１つの破断案内ノッチを形成し、破断案内ノッチは、破断分割面につながる経路を決定する役割を果たす。ワークピースの破断分割のための装置は、破断分割ノッチを形成するためのレーザー装置と、破断案内ノッチを形成するための機械加工装置と、を有する。

Description

本発明は、請求項１の前文に係る、ワークピースを破断分割するための方法、ワークピースを破断分割するための装置並びに当該方法又は装置によって破断分割されたワークピースに関する。

本願出願人による特許文献１は、破断分割する軸受穴（コネクティングロッド穴等）に、レーザーエネルギーによって破断分割面を定めるノッチを形成する一般的な破断分割方法を開示している。ノッチは複数のノッチ部分からなり、ノッチ部分の距離は、レーザーのパルスレート及びコネクティングロッド穴に対するレーザービームの移動速度（ｆｅｅｄ ｒａｔｅ）によって実質的に決まる。そのようなノッチ部分を形成することにより、連続的なノッチと比較してノッチ係数を非常に大きくすることができ、比較的低いレーザー出力でノッチを形成し、最適化された破断分割面を形成することができる。レーザー出力を低下させ、ワークピースに加わる熱量を減少させることにより、ノッチ領域における望ましくない微細構造の深い変化を回避し、ノッチの特定のエッジにおいて微細構造を形質変換させ、破断分割挙動を向上させることができる。

本願出願人による特許文献２は、ノッチを直線的に形成せず、直線的な端部を有するほぼ湾曲した形状を有するようにノッチを形成する改良された方法を開示している。予期せぬことに、そのようなノッチ形状により、破断分割方法をさらに改良することができることが判明している。

本願出願人による特許文献３は、上述したノッチ部分の距離がレーザーの移動速度、相対移動及びパルスレートから算出される距離よりも大きくなるように、レーザーの種類、パルスレート、ワークピース材料及びレーザー出力を合わせる方法を開示している。そのような挙動は、例えばファイバーレーザーを使用して設定することができる。ファイバーレーザーとしては、グラスファイバーのコアが活性媒体を構成するダイオード励起固体レーザーを基本的に使用することができる。固体レーザーの放射線はファイバーに導入され、実際のレーザー増幅が行われる。レーザービームの特性及び品質は、レーザーの大部分が外的影響を受けず、レーザーが非常に簡単な構造を有するようにファイバーの形状・配置を設計することによって調節することができる。

上述したアクティブファイバーから出射したレーザービームはグラスファイバーに導入され、グラスファイバー内を通過してレーザーヘッドに案内され、焦点光学系を介して加工されるワークピースに照射される。このようなファイバーレーザーは、非常にコンパクトな構造で高い電気光学効率と優れたビーム品質を達成することができ、従来のレーザーよりも小さな設置スペースで低コストの解決手段を提供することができる。

上述した方法及び装置は、鋼合金からなる様々なワークピースの破断分割に問題なく使用されている。

自動車産業では、軽量な構造部品を使用して車両の出力／重量比及び燃費を減少させる取り組みがなされている。また、エンジン構造には軽金属合金が使用されている。そのため、アルミニウム又はチタン製のコネクティングロッドが内燃機関に使用されている。

コネクティングロッド穴を軸受胴とコネクティングロッド側部分に破断分割する上述した方法は良好な制御性及び比較的低い投資コストのためにエンジン製造において受け入れられているため、上述した方法は軽金属製のコネクティングロッドにも使用されることになる。しかしながら、従来の方法は、例えばアルミニウム製のコネクティングロッドを所望の精度で破断分割するためには適していないことが判明した。すなわち、予備試験によれば、破断分割面は所定の領域に形成されず、破断分割面がコネクティングロッドのボルト又はネジ穴に向かって生じるカップアンドコーン型破断が発生し、ボルト又はネジ穴の領域において、一方の破断分割部分では円錐形の突出部が形成され、他方の破断分割部分では対応する円錐形の漏斗状部分又はカップが形成されることが判明した。カップアンドコーン型破断が生じると、破断分割部分の接合挙動が不十分となってしまう。そのような破断挙動は、特に、通常は非常に低いケイ素含有量を有する鍛造アルミニウム製コネクティングロッドの場合に観察されている。鋳造アルミニウム製コネクティングロッドの場合には、ケイ素含有量が高いために上述した望ましくない破断挙動はそれほど発生しない。チタン製コネクティングロッドでも同様な問題が生じる。

欧州特許第０ ８０８ ２２８ Ｂ２号 ドイツ特許出願公開第２００５ ０３１ ３３５ Ａ１号 ドイツ特許出願公開第１０ ２０１０ ０１４ ０８５ Ａ１号

本発明の目的は、従来の破断分割方法において、例えばアルミニウム合金又はチタン合金等の軽金属構造材料、破断靭性を有する材料又は破断挙動に影響を及ぼす表面処理を使用した場合でも改善された破断挙動を得ることを可能とする、ワークピースの破断分割のための方法及び装置並びにワークピースを提供することにある。

上記目的は、請求項１に記載された特徴の組み合わせによる方法、請求項１３に記載された特徴の組み合わせによる装置並びに独立請求項１０に係る特徴の組み合わせによるワークピースによって達成される。

本発明のさらなる有利な特徴は従属請求項に記載されている。

本発明に係る方法は、互いに対向し、破断分割面をほぼ定める破断分割ノッチが周面に形成された軸受穴に沿ってワークピースを破断分割するための方法である。破断分割は、軸受穴に挿入され、径方向に拡大して軸受穴に破断分割力を与える破断用心棒（ｃｒａｃｋ ｍａｎｄｒｅｌ）を使用して行う。本発明では、破断分割ノッチから距離を置いて、少なくとも１つの破断案内ノッチを形成し、破断案内ノッチは、破断分割面につながる経路を決定する役割を果たす。本発明では、破断分割面が所定の領域に生じるように破断案内ノッチを形成し、軽金属合金等の破断靭性を有する材料を使用する場合であってもカップアンドコーン型破断等の発生を防止する。

本発明に係る破断案内ノッチにより、誤まった方向に破断が生じることを良好に防止することができる。例えば、ワークピースがネジ穴を有する場合に誤まった方向に破断が生じる場合がある。ネジ穴が貫通穴として形成され、ネジ山が所望の破断分割面の比較的近くに存在する場合には、ネジ山の方向に破断が生じ、所定の経路を経ない場合がある。ネジ山が損傷すると、ワークピースは使用できなくなってしまう。ワークピースが閉じたネジ穴を有する場合には、ネジ山の切削時にリトラクションマーク（ｒｅｔｒａｃｔｉｏｎ ｍａｒｋ）が生じる場合がある。そのようなワークピースの破断分割を行うと、リトラクションマークのために破断分割面が誤まった方向に生じる場合がある。このような問題は、破断案内ノッチによって回避することができる。

特に、鍛造表層がショットピーニング等によって冷間硬化されている鍛造ワークピースでは、外周部に形成した破断分割ノッチによって上述した問題を回避することができる。冷間硬化された鍛造表層を有する鍛造コネクティングロッドは、例えば高性能エンジンに使用される。破断分割ノッチ／破断案内ノッチが存在しない場合には、ワークピースの加工硬化された鍛造表層の領域において破断分割面は所望の経路から逸脱する（誤まった方向に生じる）ことになる。

本発明に係るワークピースは、上述した方法によって製造される。上述した方法を実施するための装置は、破断分割ノッチを形成するためのレーザー装置と、少なくとも１つの破断案内ノッチを形成するための機械加工装置と、を有し、機械加工装置は、好ましくは機械的な機械加工装置である。

一実施形態では、破断案内ノッチは切削によって形成される。破断案内ノッチは、レーザーエネルギー、変形又は鍛造等の他の方法によって形成することもできる。鍛造を使用する場合には、ワークピースを所望の領域において圧縮して破断案内ノッチを形成する。破断案内ノッチは、電気化学的方法（電解加工）によって形成することもできる。電気化学的方法を使用する場合には、電極とワークピースを電解質に浸漬する。電圧を印可した後、ワークピースを部分的に取り出す。取り出す部分は、電極の形状に応じて異なる。電圧は、直流電圧として印可するか、精度を向上させるためにパルス電圧として印加することができる。

本発明に係る方法は、特に、破断分割面の領域において、破断案内ノッチが周囲に形成された開口部（ネジ穴等）を有するワークピースに使用される。

破断分割ノッチは、レーザーエネルギー、好ましくはファイバーレーザーによって、上述したように形成することが好ましい。

破断分割ノッチが軸受穴の周囲に形成されている場合には、破断分割挙動をさらに向上させることができる。

破断分割ノッチを軸受穴の周囲に形成する場合、レーザー及び／又はワークピースを回転軸を中心として回転させることができる。

一実施形態では、破断分割ノッチ及び／又は破断案内ノッチのそれぞれを、互いに補完して破断分割ノッチを形成する複数のノッチ部分で形成することが好ましい。

本発明の変形例では、ワークピースは、コネクティングロッド穴が軸受胴とコネクティングロッド側部分に破断分割されるコネクティングロッドである。この場合、破断分割ノッチを互いに対向するように軸受穴の周壁に形成し、破断案内ノッチをコネクティングロッドの各ボルト／ネジ穴に形成する。ただし、本発明はコネクティングロッドへの適用に限定されるものではなく、例えば、軸受キャップをブロック等から分割する、破断分割の対象となるその他のワークピースにも使用することができる。そのようなワークピースの例としては、クランクケース、カムシャフトケース等が挙げられる。

破断分割前に、破断分割ノッチ及び／又は破断案内ノッチの領域において、ワークピースを少なくとも部分的に熱処理することによって破断挙動をさらに向上させることができる。

破断を生じさせる破断分割力を拡げ心棒に与える衝撃破断による破断分割が従来から行われている。あるいは、破断分割力に加えて又は破断分割力を与える前に、交流動的力（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ｄｙｎａｍｉｃ ｆｏｒｃｅ）を拡げ心棒に与え、疲労破断を生じさせる疲労破断（亀裂伝播破断）を行う場合もある。そのような方法は、特に非常に微細な表面構造の場合に有利である。上記方法の詳細は、本願出願人によるドイツ特許出願公開第１０ １３７ ９７５ Ａ１号に記載されている。

また、破断分割ノッチ及び／又は破断案内ノッチをほぼ直線的に形成せず、長手方向に傾斜した部分（突出部）を有するように形成し、正弦波又はジグザグ形状の破断分割ノッチを形成することによって破断分割挙動を向上させることもできる。これにより、破断分割時に波形状の破断発生領域が形成され、例えば、その後に行われるボルト又はネジ挿入時にワークピースの破断分割された部分を予めセンタリングすることができる。

そのようなレーザーノッチ（ｆｏｒｍ ｌａｓｅｒ ｎｏｔｃｈ）は、例えば、本願出願人によるドイツ特許出願公開第１０ ２００５ ０３１ ３３５ Ａ１号に記載されている。

アルミニウム合金を使用する場合、ワークピースを加熱することによって熱処理が行われる。ワークピースの加熱は、レーザーエネルギー及び／又は他の適切な方法（誘導加熱等）によって行うことができる。

本発明に係る装置は、ワークピースのためのターンテーブルを備え、回転軸を有するレーザーを有することができる。

ワークピースを２つのレーザー装置で機械加工することにより、サイクル時間を減少させることができる。

上述したように、破断案内ノッチと破断分割ノッチの組み合わせは、特定の材料（軽金属合金（Ｔｉ又はＡｌ合金等）、破断靱性を有する材料又は冷間硬化表層を有する材料）及び／又は材料の選択、表面処理又は形状（例えば、破断分割面に交差するネジ穴）によって破断分割面が誤まった方向に生じる可能性があるワークピースを使用する場合に有利である。

鍛造アルミニウム製コネクティングロッドを三次元的に示す。 図１に示すコネクティングロッドの断面図である。 図１に示すワークピースの破断分割後の破断分割面の経路を示す。 図１に示すコネクティングロッドに２つの破断分割ノッチを形成する、本発明に係る装置のレーザー装置の概略図である。 図４に示す装置の変形例である。 レーザーノッチを有するコネクティングロッドの実施形態を示す。 レーザーノッチを有するコネクティングロッドの実施形態を示す。

以下、本発明の好適な実施形態を概略図面を参照して詳細に説明する。

図１に示す内燃機関のコネクティングロッド１は、比較的高いケイ素含有率（例えば０．３〜２重量％）を有するアルミニウム合金からなり、上述したようにカップアンドコーン型破断が生じる可能性があるため、従来の方法で破断分割する場合には問題が発生する場合がある。

アルミニウム製コネクティングロッド１は、鋼製コネクティングロッドと同様に、大径コネクティングロッド穴２と小径コネクティングロッド穴４を有し、それらの間にコネクティングロッド６が延在している。以下に説明する破断分割方法（破断）により、コネクティングロッドは、大径コネクティングロッド穴２の領域においてコネクティングロッド側部分８と軸受胴１０に破断分割される。破断分割後、２つの部分は再び接合され、２つのボルト／ネジ１２（図１では一方のみを示す）によって固定される。ボルト／ネジ１２としては、従来の鋼製ボルト／ネジを使用することができる。従来の方法と同様に、破断分割面は、大径コネクティングロッド穴２の周壁１４に互いに対向して形成された破断分割ノッチによって定められる。ただし、従来の方法（解決手段）とは異なり、破断分割ノッチ１６，１８は、周壁１４の領域だけではなく、周囲に向かっても形成されている。すなわち、破断分割ノッチ１６，１８は、周壁１４に沿って形成されると共に、周壁１４と隣接する前面２０、各側面２２及び図１には示していない裏面に沿って形成され、コネクティングロッド穴の各ウェブの外周面全体を取り囲んでいる。しかしながら、予備試験によれば、そのような周囲破断分割ノッチは、カップアンドコーン型破断の発生を防止するために必ずしも十分ではないことが判明した。そのため、本発明では、各周囲破断分割ノッチ１６，１８から距離を置いて破断案内ノッチ２４を形成している。図２（断面図）にそのような破断案内ノッチを示す。図２は、大径コネクティングロッド穴２の図１における左側部分の縦断面を示している。図２に示す部分断面では、ボルト／ネジ１２が挿入されたボルト／ネジ穴２６が示されている。図２では、ボルト／ネジ穴２６の断面の領域ではボルト／ネジを省略している。鎖線で示す破断分割面２８に形成された周囲破断分割ノッチ１８によって定められる平面には破断案内ノッチ２４が形成されている。破断案内ノッチは、ボルト／ネジ穴２６に周方向凹部を形成している。周方向凹部は、例えば、凹部形成工具（円形凹部形成／回転）によって機械的に形成することが好ましい。ボルト／ネジ穴２６の周壁に対する凹部形成工具の刃先の角度は約６０°〜９０°とすることができる。

そのような機械加工を行う場合には、例えば、複数のコネクティングロッド及び／又は両方のボルト／ネジ穴を同時に機械加工することができる、４つのスピンドルを有する機械加工装置を使用することができる。この場合、機械加工装置は、スピンドルが適所に固定され、ワークピースが機械加工に必要なスピンドルとの相対移動を行うように構成されていることが好ましい。

本発明では、破断分割ノッチ１６，１８から距離を置いて破断分割面２８の領域に破断案内ノッチ２４を形成し、カップアンドコーン型破断の発生を確実に防止している。本発明の一実施形態では、破断分割ノッチ１６，１８は、例えば、本願明細書の冒頭部分で説明した方法によってレーザーエネルギー、好ましくはファイバーレーザーによって形成し、破断分割ノッチの領域における熱歪み及び微細構造の変化を最小化する。

図３は、本発明に係る方法を適用した場合の典型的な破断面を示す。図３は、例えば、図２に示す軸受胴１０のコネクティングロッド穴のウェブの領域の破断面を示している。ボルト／ネジ穴２６と、ボルト／ネジ穴２６の周囲に形成された破断案内ノッチ２４の軸受胴側部分が示されており、破断案内ノッチは破断分割後に一種の面取面を形成する。また、ファイバーレーザーによって形成された周囲破断分割ノッチ１８も示されている。上述したように、破断分割ノッチ１８は、互いに距離を置いて形成された複数のノッチ部分３０からなる。図示する実施形態では、レーザービームは周面に対して３０°の角度で照射する。もちろん、その他の照射角度を採用することもできる。

実際の破断分割面３２は、周囲破断分割ノッチ１８から内側の破断案内ノッチ２４まで非常になめらかに延び、カップアンドコーン型破断の発生は見られない。

原則として、破断案内ノッチ２４は、レーザーエネルギーによって形成するか、その他の方法によって形成することができる。例えば、破断案内ノッチ２４の形成領域で材料を圧縮し、圧縮によって形成されたボルト／ネジ穴の領域において破断案内ノッチ２４が凹面によって実質的に形成されるようにすることができる。そのような圧縮プロセスは、例えばドイツ特許４３ ０３ ５９２号に記載されている。

破断分割プロセス並びに破断分割面の品質は、破断分割前に、破断分割面２８の領域においてコネクティングロッドを少なくとも部分的に加熱することによってさらに向上させることができる。その場合、温度の上昇に従って破断靭性が減少するアルミニウム合金の特徴を利用することができる。鋼合金は温度の上昇に従って破断靭性が増加するため、アルミニウム合金とは反対の挙動を示す。加熱は、例えば誘導加熱によって行うことができる。原則として、レーザーによる加熱を追加又は代替として行うこともできる。

他の合金を使用する場合には、各ワークピースを部分的に冷却することによって破断靭性を減少させることができる。

コネクティングロッドの破断分割は、本発明に係る装置によって行うことができ、装置は、互いに距離を置いて設けられるか、一体化された複数の機械加工装置を含むことができる。破断分割ノッチ１６，１８の挿入のためのレーザー装置と、破断分割のための破断装置と、破断分割時にコネクティングロッドに残存していてもよいボルト／ネジ１２を挿入又は締めることによって破断分割した部分を接合するための接合装置が基本的に必要となる。破断案内ノッチ２４を形成するための機械加工装置も必要であり、そのような機械加工装置は、破断分割装置に一体化されておらず、逆作動機械等として実現されることが好ましい。また、小径コネクティングロッド穴内に油穴３３（図１を参照）を形成することができる。

図４に示すように、レーザー装置は上述した構造のファイバーレーザーを含み、ファイバーレーザーのレーザーヘッド３４には焦点光学系が設けられ、レーザービーム３６を機械加工面に対して所定の角度で照射する。図示する実施形態では、照射角度は約３０°である。

レーザーヘッドは、縦軸ａ（図４の鎖線を参照）を中心として回転させることができる。また、レーザーヘッド３４はガイド上に配置され、ガイドを介してｘ方向及びｙ方向に移動させることができる。図示する実施形態では、大径コネクティングロッド穴２の断面のみを示すコネクティングロッドはターンテーブル上に配置され、紙面に垂直な回転軸ｂを中心として回転させることができる。図４は、周囲破断分割ノッチ１６，１８の形成の一例を示す。機械加工プロセスの最初に、レーザーヘッド３４を図４に示す位置「１」に配置し、ｙ軸に沿って移動させ、破断分割ノッチの一部を周面１４に形成する。次に、レーザーヘッド３４を初期位置に戻し、ｘ方向に位置「２」まで移動させ、他方の破断分割ノッチ１６の周囲部分を形成する（図４における右上部分）。次に、レーザーヘッド３４を破線で示す位置に移動させ、軸ａを中心として１８０°回転させ、破断分割ノッチ１６の一部を周面１４に形成する（「４」）。これは、牽引方式又は上部から下部に凹部を形成するように図４の矢印に従って行うことができる。次に、レーザーヘッド３４をｘ，ｙガイドに沿って左に移動させ（「５」）、破断分割ノッチ１８の上部周囲部分を形成する。

次のステップ「６」では、コネクティングロッドを軸ｂを中心として１８０°回転させ、図４における破断分割ノッチ１６の下部周囲部分（ターンテーブルの回転後における上部左周囲部分）を形成する。これにより、破断分割ノッチ１６が完成する。ステップ「７」の後に、レーザーヘッド３４を元の位置に回転させ（ステップ「８」）、破断分割ノッチ１８の残りの表面部分を機械加工する（図４のターンテーブルの回転位置における右上位置）。このステップは、図４において「９」で示している。すなわち、コネクティングロッドとレーザーを単純に回転させることにより、２つの周囲破断分割ノッチ１６，１８を比較的迅速に形成することができる。もちろん、その他の動作順序を採用することもできる。

図５は、周囲破断分割ノッチ１６，１８をかなり迅速に形成することができる代替例を示す。図５に示す例では、レーザーヘッド３４を有するレーザーに加えて、レーザーヘッド３８を有する別のレーザー装置が設けられている。上述した実施形態と同様に、レーザーは縦軸ａ_２を中心として回転させ、ｘ_２方向及びｙ_２方向に移動させることができる。この場合、各レーザーノッチ１６，１８の２つの周囲部分を同時に形成することができる。レーザーヘッド３４，３８が図５に示す相対位置にある場合には、破断分割ノッチ１８の左上部分をレーザーヘッド３４によって形成し、レーザーノッチ１８の周面１４上の領域をレーザーヘッド３８によって形成する。なお、レーザーヘッド３４が破断分割ノッチ１８を機械加工し、レーザーヘッド３８が破断分割ノッチ１６を機械加工するように構成を変更することも可能である。

上述したように、本発明に係る方法及び装置（レーザー装置及び破断案内ノッチ２４を形成するための機械加工装置）は、破断分割面の領域に、破断分割ノッチから距離を置いて破断案内ノッチを形成することを可能とする開口部等が形成された他のワークピースを機械加工するために使用することもできる。また、ワークピースはｘ，ｙガイドに沿って回転可能に固定することもできる。

さらに、部分的なレーザー照射によって破断面の設定挙動を向上させることができる。

破断が生じるまで拡げ心棒に与える破断分割力を増加させる衝撃破断による破断分割が従来から行われている。上述したように、特に非常に微細な構造の場合には、破断分割力に加えて又は破断分割力を与える前に、振動系を介して交流動的力を拡げ心棒に与え、ワークピースの破断分割領域を振動させ、疲労破断を生じさせる、ドイツ特許出願公開第１０ １３７ ９７５ Ａ１号に記載された疲労破断を使用することが有利である。

コネクティングロッド又は同様なワークピースの破断分割を行う場合、破断分割された部分は、破断分割後にネジ又はボルトによって互いに固定される。破断分割された部分の固定は、破断分割ノッチを波形状又はジグザグ形状に形成し、破断分割ノッチの長手軸に対して横方向に位置する部分が生じるようにすることによってかなり簡略化することができる。そのような正弦波又は波形状は、破断分割ノッチからほぼ直線状に遠ざかるように破断分割面から離れ、破断分割された部分を予めセンタリングすることができる。その後、微細構造によって形成された破断分割面の凹凸によって精密なセンタリングを行う。

図６は、コネクティングロッドの破断分割のために形成された「レーザーノッチ」を示す。図６では、図１に示す実施形態とは異なり、破断分割ノッチは直線状に周囲に形成されていないが、周囲に形成された波形状の構造を有する。図６に示す実施形態では、わずかに湾曲した形状を採用しており、各壁領域（内部周壁、前面領域及び外部周壁）には、上部又は下部にそれた「波」４０が形成されている。本発明では、そのような波４０は、直線的な破断分割ノッチ形状に形成される破断分割面に位置する直線部分４２において突出していることが好ましい。また、コーナー領域（周壁又は外部周壁から前面壁部領域への遷移領域）では、破断分割ノッチを直線状に形成することができる。内周面１４及び外部側面／外周面の領域では、直線部分４２は軸受中心軸にほぼ平行に延在している。原則として、周囲破断分割ノッチ１４，１６の各表面部分には、図６において上部又は下部に延びる１つの突出部（波４２）を形成すればよい。

図７は、上部及び／又は下部に延びる波形状部及び突出部を有するレーザーノッチが内周面１４の領域のみに形成された実施形態を示す。図１に示す実施形態と同様に、２つの前面２０及び外部側面２２上の破断分割ノッチの部分は直線状に形成されている。

上述したほぼ湾曲形状の突出部４０の代わりに、他のノッチ形状を採用することもできる。

ワークピースの破断分割のための方法及び装置並びに本発明に係る方法又は本発明に係る装置によって破断分割されたワークピースを開示する。本発明によれば、破断分割ノッチから距離を置いて、少なくとも１つの破断案内ノッチを形成し、破断案内ノッチは、破断分割面につながる経路を決定する役割を果たす。ワークピースの破断分割のための装置は、破断分割ノッチを形成するためのレーザー装置と、破断案内ノッチを形成するための機械加工装置と、を有する。

１ コネクティングロッド
２ 大径コネクティングロッド穴
４ 小径コネクティングロッド穴
６ コネクティングロッド
８ コネクティングロッド側部分
１０ 軸受胴
１２ ボルト／ネジ
１４ 周面
１６ 破断分割ノッチ
１８ 破断分割ノッチ
２０ 前面
２２ 側面
２４ 破断案内ノッチ
２６ ボルト／ネジ穴
２８ 破断分割面
３０ ノッチ部分
３２ 破断面
３３ 油穴
３４ レーザーヘッド
３６ レーザービーム
３８ レーザーヘッド
４０ 波
４２ 直線部分

Claims (13)

1. 軸受に破断分割力を与えるために破断用心棒を使用し、互いに対向し、破断分割面（２８）をほぼ定める破断分割ノッチ（１６，１８）がレーザーエネルギー、好ましくはファイバーレーザーによって周壁（１４）に形成された軸受穴に沿ってワークピースを破断分割するための方法であって、前記破断分割ノッチ（１６，１８）から距離を置いて、前記破断分割面（２８）に位置する少なくとも１つの破断案内ノッチ（２４）を形成し、前記破断分割ノッチ（１６，１８）を前記軸受の周囲にわたって形成し、前記破断分割ノッチ（１６，１８）及び／又は前記破断案内ノッチ（２４）を、好ましくはほぼ波形状又はジグザグ形状を有する部分を有するように形成することを特徴とする方法。
2. 請求項１において、前記破断案内ノッチ（２４）を、切削工具を使用した機械加工、電気化学的方法又は変形によって形成する方法。
3. 請求項１又は２において、前記ワークピースは、前記破断分割面（２８）の領域において、前記破断案内ノッチ（２４）が周壁に形成された少なくとも１つの開口部を有する方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、レーザー装置又は前記ワークピースを、他方に対して回転可能に配置する方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、破断分割前に、前記破断分割面（２８）の領域において前記ワークピースを部分的に加熱又は冷却する方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、疲労破断を生じさせることによって分割を行う方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法によって製造され、好ましくは、破断靱性を有する材料、好ましくはアルミニウム合金又はチタン合金からなり、及び／又は冷間硬化又はその他の方法で前処理された表面を含むワークピース。
8. 請求項７において、前記ワークピースはコネクティングロッド（１）であり、前記コネクティングロッド（１）の大径コネクティングロッド穴（２）は、軸受胴（１０）とコネクティングロッド側部分（８）に破断分割されており、互いに対向する破断分割ノッチ（１６，１８）が周壁（１４）に形成され、破断案内ノッチ（２４）がボルト／ネジ穴（２６）に形成されているワークピース。
9. 請求項８において、前記破断分割ノッチ（１６，１８）が周囲に形成されているワークピース。
10. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置であって、破断分割ノッチ（１６，１８）を形成するためのレーザー装置と、破断案内ノッチ（２４）を形成するための機械加工装置と、を含む装置。
11. 請求項１０において、前記ワークピースをターンテーブルに配置し、レーザーヘッド（３４，３８）が前記ワークピースに対して回転可能及び／又は移動可能であり、及び／又は前記ワークピースが前記レーザーヘッド（３４，３８）に対して回転可能及び／又は移動可能である装置。
12. 請求項１０又は１１において、破断分割時に、拡げ心棒に交流動的力を与えるための振動系を含む装置。
13. 請求項１０〜１２のいずれか１項において、前記破断分割面（２８）の領域を加熱又は冷却するための装置を含む装置。

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