JP2021024030A - コネクティングロッドの破断装置、破断方法並びにコネクティングロッドの製造方法 - Google Patents

コネクティングロッドの破断装置、破断方法並びにコネクティングロッドの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】コネクティングロッドの大径部を二分割に破断するに際して規定の破断面を歩留まり良く形成させることができるコネクティングロッドの破断装置及び破断方法を提供する。【解決手段】破断装置に装着されたコネクティングロッド900の大径部920を破断する前に、大径部のボルト座面921,922を押さえると共に、破断の際に二分割に破断される大径部の中心軸線方向と直交する方向に移動するのを規制するためのクランパー510,520を備えることに加えて、コネクティングロッドをコネクティングロッドの破断装置に取り付けた状態で、大径部の破断前においてコネクティングロッドの加工公差のノミナル値に合致する位置でクランパーの大径部を押さえる位置が留まるようにクランパーの移動を規制するクランパー押さえ位置規定機構600を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、例えば自動車のエンジン等の内燃機関に用いられるコネクティングロッドの大径部を破断するコネクティングロッドの破断装置及び破断方法並びにこれらの装置及び方法を用いたコネクティングロッドの製造方法に関する。
大径部を破断して分割するのに用いるコネクティングロッドの破断装置は、従来から知られている(例えば特許文献1及び特許文献2参照)。
上記特許文献1は、コネクティングロッドの破断分割装置に関する発明で、コネクティングロッドの大端部の保持に前進可能な支持部材を設け、前記支持部材は、一端はコネクティングロッドの大端部を保持し、他端は支持部材に対して垂直な方向に移動可能なくさび部材を備えている。
また、上記特許文献2は、コネクティングロッドの破断分割方法及び装置に関する発明で、コネクティングロッドの大端部を破断分割する際に付与される内圧を抑制するためにコネクティングロッドの大端部に外圧を付与し、コネクティングロッドの大端部が破断分割し得る内圧になったときに外圧を瞬間的に開放させている。
そして、上記特許文献1は、破断時の反力によりロッド側が大きく移動する機構であり、上記特許文献2は破断する直前までコネクティングロッドに対して圧力を加え、大端部の変形を抑制しながら破断分割している。
特表2001−512049号公報 特開平10−277848号公報
コネクティングロッドの大径部を破断するにあたって問題となる点として、油圧でクランプすることによってコネクティングロッドに余分な力を加えてしまうことが挙げられる。これによって、コネクティングロッドを歪ませたまま(変形した状態のまま)破断してしまうと、破断の際に好ましくない内部応力を残存させたまま大径部を二分割に破断してしまうことになり、破断分割時に悪影響を生じさせてしまう。
具体的には、大径部の破断終了位置が正規の好ましい状態からずれてしまったり、破断面が設計値に合致した理想的な破断面とならなかったりしてしまい、歩留まりが低下することが問題として挙げられる。そのため、コネクティングロッドを保持する際に付与する外力を小さくし、なおかつ破断時の反力を十分に受けることができる構成を有するコネクティングロッドの破断装置が求められている。
なお、上述した特許文献1及び2の内容は、上記課題を解決するための構成を有してはいない。より詳細には、特許文献1においては、コネクティングロッドの大径部を破断する前にこの大端部を2本のピンを介して液圧シリンダとくさび部材との組み合わせによりしっかりと押し付けていることが開示されている。また、特許文献2においても、コネクティングロッドの大径部を破断する前に流体圧シリンダによって外圧付与装置を介してしっかりと押し付けていることが開示されている。
そのため、これらの特許文献に記載された発明によると、本発明の課題を解決することができないのは明らかである。
本発明の目的は、コネクティングロッドの大径部を二分割に破断するに際して規定の破断面を歩留まり良く形成させることができるコネクティングロッドの破断装置、破断方法及び製造方法を提供することにある。
上述の課題を解決するために、本発明の請求項1に係るコネクティングロッドの破断装置は、
コネクティングロッドの大径部にマンドレルを係合させて当該コネクティングロッドの大径部の中心軸線に沿って前記マンドレルにコネクティングロッド破断用楔を打ち込んで前記コネクティングロッドの大径部を二分割するコネクティングロッドの破断装置において、
前記破断装置に装着されたコネクティングロッドの大径部を破断する前に、当該大径部のボルト座面を押さえると共に、破断の際に前記二分割に破断される大径部が当該大径部の中心軸線方向と直交する方向に移動するのを規制するためのクランパーを備えることに加えて、
前記コネクティングロッドを前記コネクティングロッドの破断装置に取り付けた状態で、前記大径部の破断前において当該コネクティングロッドの加工公差のノミナル値に合致する位置で前記クランパーの前記大径部を押さえる位置が留まるように当該クランパーの移動を規制するクランパー押さえ位置規定機構を備えたことを特徴としている。
また、本発明の請求項2に係るコネクティングロッドの破断方法は、
コネクティングロッドの破断装置を用いて、コネクティングロッドの大径部に係合させたマンドレルに当該コネクティングロッドの大径部の中心軸線に沿ってコネクティングロッド破断用楔を打ち込むことで大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造するコネクティングロッドの破断方法において、
前記コネクティングロッドを前記コネクティングロッドの破断装置に装着すると共に、前記マンドレルを前記コネクティングロッドの大径部に係合させ、
前記コネクティングロッドの大径部を破断する前に、前記コネクティングロッドの破断装置に備わったクランパーを用いて、当該コネクティングロッドの大径部のボルト座面を予め決めた所定範囲の押し付け力で押さえるにあたって、前記コネクティングロッドを前記コネクティングロッドの破断装置に取り付けた状態で、前記コネクティングロッドの破断装置に備えたクランパー押さえ位置規定機構を用いて前記大径部の破断前において当該コネクティングロッドの加工公差のノミナル値に合致する位置で前記クランパーの前記大径部を押さえる位置が留まるように当該クランパーの移動を規制しながら前記マンドレルにコネクティングロッド破断用楔を打ち込むことで大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造することを特徴としている。
また、本発明の請求項3に係るコネクティングロッドの製造方法は、
破断前のコネクティングロッドを用意し、
前記コネクティングロッドを請求項1に記載のコネクティングロッドの破断装置に取り付け、
当該コネクティングロッドの破断装置を用いることで大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造することを特徴としている。
また、本発明の請求項4に係るコネクティングロッドの製造方法は、
破断前のコネクティングロッドを用意し、
請求項2に記載のコネクティングロッドの破断方法によって大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造することを特徴としている。
本発明によると、コネクティングロッドの大径部を二分割に破断するに際して規定の破断面を歩留まり良く形成させることができるコネクティングロッドの破断装置、破断方法及び製造方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置及び破断方法の原理を説明する概略図である。より詳細には、図3(a)は、コネクティングロッドの大径部の2箇所のボルト座面の設計上のノミナル値に対応する位置に本発明に係るクランパー押さえ位置規定ストッパーによってクランパーのボルト座面押さえ部の先端面を位置決めした状態を示す平面図である。また、図3(b)は、図3(a)に対応する平面図で、コネクティングロッドのボルト座面とクランパーとクランパー押さえ位置規定ストッパーの部分を拡大して示す平面図である。また、図3(c)は、クランパーのストッパー当接部をストッパーで押し付けるまでの過程を示す説明図である。 コネクティングロッドの加工公差の様々な形態に対応した本発明のコネクティングロッドの大径部のボルト座面とクランパーのボルト座面押さえ部とクランパー押さえ位置規定ストッパーの相対的位置関係を分かり易く示す説明図である。
以下、本発明の一実施形態(以下適宜「本実施形態」とする)に係るコネクティングロッドの破断装置及び破断方法について図面に基づいて説明する。最初に本発明によって破断されるコネクティングロッドについて説明する。
コネクティングロッドは、エンジンのクランクシャフトとピストンヘッドとを連結するための機械要素で、大径部の開口部としての軸受(以下「大径軸受」という)がクランクシャフトのジャーナルを軸支し、小径部の軸受(以下「小径軸受」という)がピストンピンを軸支する機械要素である。なお、ピストンピンは、小径軸受を挿通して軸支され、両端がピストンヘッドの軸受に軸支されるようになっている。
一方、大径軸受は、所定の直径位置でロッド部とキャップ部とに二分割され、クランクシャフトのジャーナルを囲繞した後、ロッド部とキャップ部とをボルトにより固定してジャーナルを軸支するようになっている。
続いて、このコネクティングロッドを破断する本実施形態に係る破断装置及び破断方法について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置を示す平面図である。また、図2は、本発明の一実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置を示す側面図である。
また、図3は、本発明の一実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置及び破断方法の原理を説明する概略図である。より詳細には、図3(a)は、コネクティングロッドの大径部の2箇所のボルト座面の設計上のノミナル値に対応する位置に本発明に係るクランパー押さえ位置規定ストッパーによってクランパーのボルト座面押さえ部の先端面を位置決めした状態を示す平面図である。また、図3(b)は、図3(a)に対応する平面図で、コネクティングロッドのボルト座面とクランパーとクランパー押さえ位置規定ストッパーの部分を拡大して示す平面図である。また、図3(c)は、クランパーのストッパー当接部をストッパーで押し付けるまでの過程を示す説明図である。
また、図4は、コネクティングロッドの加工公差の様々な形態に対応した本発明のコネクティングロッドの大径部のボルト座面とクランパーのボルト座面押さえ部とクランパー押さえ位置規定ストッパーとの相対的位置関係を分かり易く示す説明図である。
本実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置1は、ベースフレーム40と、ベースフレーム上に備わった基盤50と、基盤上に所定範囲で互いに近接又は離間するようにスライド可能に設置された支持プレート(支持部材)110,120(100)と、ベースフレーム40に取り付けられた破断機構部200とを備え、支持プレート100の上には支持プレート110,120(100)を介して破断すべきコネクティングロッド900が載置されるようになっている。
基盤50は、コネクティングロッド900を間接的に支持する役目を果たし、コネクティングロッド900を支持プレート100を介して水平に載置して支持するようになっている。2つの支持プレート100(第1の支持プレート110及び第2の支持プレート120)は、基盤上に僅かな間隙を隔てて対向配置されている。
また、破断機構部200は、ベースフレーム40にしっかりと取り付けられ、支持プレート110,120(100)に水平に支持されたコネクティングロッド900を破断する役目を果たしている。
2つの支持プレート110,120(100)にはそれぞれ図示しない油圧シリンダが備わり、基盤上において2つの支持プレート110,120(100)を互いに接近又は離間する方向に移動可能となっている。即ち、図示しない油圧シリンダの駆動によって、2つの支持プレート110,120(100)にそれぞれ固定されたマンドレル半部131,132が互いに離間するようになっており、コネクティングロッド900の大径部920の開口内周面にマンドレル半部131,132を押し付け可能となっている。
続いて、マンドレル130の構造について説明する。マンドレル130は、図1及び図2に示すように、支持プレート110,120(100)の上面にボルトを介して締結された状態でそれぞれ固定された一対の半割型のマンドレルからなる。
支持プレート110の後端側上面にはコネクティングロッド900の小径部910を水平に載置する台座150が設けられている。また、台座150からはロケートピン151が立設し、ロケートピン151はコネクティングロッド900の小径部910の開口部に嵌合してコネクティングロッド900の小径部910を拘束している。
続いて、コネクティングロッド900の破断機構部200について説明する。コネクティングロッド900の破断機構部200は、ベースフレーム40に取り付けられている。また、ベースフレーム40には、油圧シリンダ260が垂直に取り付けられている。そして、油圧シリンダ260にはロッド261を介して大径部破断用楔250が取り付けられている。
大径部破断用楔250は、コネクティングロッド破断時に2つのマンドレル半部131,132の間に垂直に打ち込まれるようになっている。なお、大径部破断用楔250は、上述の通りマンドレル半部131,132に形成されたテーパ面と合致するように軸線方向対称に2つのテーパ部が形成されている。大径部破断用楔250は、油圧シリンダ260により昇降し、下降時にマンドレル半部131,132を離反する方向に互いに均等に移動させる。
また、支持プレート110には、コネクティングロッド900の大径部920の小径部側両肩部923,924(図1参照)をそれぞれ押さえる油圧式のロッド型押さえ部171,172(170)がそれぞれ備えられ、破断の際に大径部920の小径部側両肩部923, 924をマンドレル130側に押し付けるようになっている。
クランパー510,520(500)は、コネクティングロッド900の大径部920を破断する前に、大径部920のボルト座面921,922を押さえると共に、破断の際に二分割に破断される大径部920がこの中心軸線方向と直交する方向に移動するのを規制する役目を果たしている。
クランパー510,520(500)は、コネクティングロッド900の大径部920の各ボルト座面921,922をそれぞれ押さえる一対の同一形状の構造を有する。そのため、以下においては、一方のクランパーを括弧無しの符号とし、他方のクランパーを括弧付きの符号として説明する。また、図2においては、括弧なしの符号のみを付し、図1、図3及び図4においては括弧なしと括弧付きの符号を併記する。
クランパー510(520)は、大径のシャフト形状を有するクランパー本体511(521)と、クランパー本体511(521)の先端部から延在し、これよりも小径のボルト座面押さえ部512(522)と、クランパー本体511(521)の基端側から延在する油圧シリンダ連結部514(524)と、油圧シリンダ連結部514(524)を介してクランパー本体511(521)及びボルト座面押さえ部512(522)をコネクティングロッド900の大径部920のボルト座面921(922)に対して移動させて、ボルト座面押さえ部512(522)をボルト座面921(922)に押し付けたり、これから引き離したりする油圧シリンダ550を有している。なお、油圧シリンダ550は、固定部材551を介して支持プレート120にしっかりと固定されている。また、クランパー本体511(521)とボルト座面押さえ部512(522)との接続部に形成された段差部分は、後述するストッパー当接部513(523)となっている。
また、図1に示すように、油圧シリンダ連結部514(524)が、連結プレート552を介して油圧シリンダ550に連結されており、これによって油圧シリンダ550の作動力がクランパー510(520)の双方に同時に伝達され、この双方のクランパー510(520)が同期して動くようになっている。
なお、油圧シリンダ550及びクランパー本体511(521)は一方の支持プレート120に取り付けられている。また、クランパー本体511(521)と油圧シリンダ550を連結する各連結部の小径部にはスプリングが介装されている。
各クランパーのストッパー当接部513(523)の近傍には、本発明において重要な構成要件をなすクランパー押さえ位置規定機構600がそれぞれ備わっている。クランパー押さえ位置規定機構600は、コネクティングロッド900をコネクティングロッドの破断装置1に取り付けた状態で、大径部920の破断前にコネクティングロッド900の加工公差のノミナル値(図3(b)及び図4における点線N参照)に合致する位置を越えてボルト座面押さえ部512(522)が移動しすぎ(押しすぎ)ないように、クランパー510(520)の移動を規制する役目を果たしている。なお、ここでいう加工公差のノミナル値とは、設計基準値(表示値)を意味し、加工公差域の中央値(平均値)を意味するものではない。
クランパー押さえ位置規定機構600は、ストッパー610(620)と、ストッパー610(620)をスライド移動可能な状態でしっかりと支持するストッパースライドガイド630(640)と、ストッパー610(620)をスライド移動させるストッパー作動用アクチュエータ650(660)を有している。
ストッパー610(620)は、強度と耐久性に優れ十分な厚みを有する例えば矩形状の金属の板材でできており、その先端にはストッパー当接部513(523)の段差部分にちょうど嵌まり込む切り欠き部611(621)が形成され(図3(c)参照)、この切り欠き部611(621)の周囲がストッパー当接部513(523)の段差部分に突き当たり、ストッパー作動時にコネクティングロッド900の大径部920に向かうクランパー510(520)の更なる移動を規制するようになっている。
即ち、図4(a)に示すように、コネクティングロッドが加工公差のノミナル値(図4(a)における点線N参照)と合致するように加工されている場合と、図4(c)に示すように、コネクティングロッドが加工公差のノミナル値Nよりも僅かにマイナス側に加工されていた場合(図4(c)における点線N−y参照)、クランパー520(510)の小径のボルト座面押さえ部522(512)は、切り欠き部621(611)を通り抜け、大径のクランパー本体521(511)の先端は、切り欠き部621(611)の形成されたストッパー620(610)のクランパー本体側の面に突き当たり、結果的にクランパー520(510)が大径部920のボルト座面922(921)に対してそれ以上移動しないようになっている。
ストッパースライドガイド640(630)は、ストッパー620(610)をしっかりと支持しながら各クランパー520(510)の移動方向と直交する方向にストッパー620(610)がスライド移動可能とする構造を有している。
なお、各クランパー520(510)の移動方向と直交する方向に対するストッパースライドガイド640(630)によるストッパー620(610)の保持力は、本発明に係るクランパー押さえ位置規定機構600を有さない既存のコネクティングロッドの破断装置において従来から使用しているクランパー作動用の油圧アクチュエータによるクランパーの押し切り力と同等の力に十分に耐えることができる保持力となっている。
これによって、本発明を適用したコネクティングロッドの破断装置1に従来から使用していたクランパー作動用の油圧アクチュエータをそのまま利用することができ、この油圧アクチュエータを特別に設計する無駄を省くことが可能となる。
また、クランパー押さえ位置規定機構600をユニット化することで、既存のコネクティングロッドの破断装置にもこのユニットの取り付けスペースを確保できれば後付けすることが可能となる。これによって、既存のコネクティングロッドの破断装置に対しても本発明の解決すべき課題の欄で説明した問題点を一気に解決することができる。
ストッパー作動用アクチュエータ660(650)は、本実施形態では具体的には説明しないが、ストッパースライドガイド640(630)に沿ってストッパー620(610)を所定のストロークでスライド移動させるためのものである。そして、その具体的構成は、油圧シリンダが一般的に考えられるが、これに限定せずに空気圧シリンダや、モーターと減速機械、ラックアンドピニオンの組み合わせ等様々な形態をとることができる。
ストッパー作動用アクチュエータ660(650)によってストッパースライドガイド640(630)に沿って移動するストッパー620(610)の移動ストロークの両端位置に関して、クランパー押さえ位置規定機構600が作動していない状態においては、ストッパー620(610)が油圧シリンダ550によるによるクランパー520(510)の移動を阻害しない非動作位置に待機しており(図3(c)の二点鎖線参照)、クランパー押さえ位置規定機構600が作動した場合においては、その後にクランパー520(510)のボルト座面押さえ部522(512)がコネクティングロッド900のボルト座面922(921)に向かってきたときに、ストッパー620(610)の先端及びその近傍がクランパー520(510)のストッパー当接部523(513)に接触する動作位置に達するようになっている(図3(c)の実線参照)。
なお、ストッパー620(610)の先端部及びその近傍がクランパー520(510)のストッパー当接部523(513)に接触する位置に留まった状態において、コネクティングロッド900の大径部920が破断した際に、大径部920のボルト座面922(921)を介して伝えられる破断時の衝撃力は、クランパー520(510)のみを介して油圧シリンダ550によって吸収されるようになっている。即ち、破断時の衝撃力は、ストッパー620(610)には伝達しないようになっている。
このような破断後の状態を保ちつつ、大径部920の破断前においては、ストッパー620(610)が、クランパー520(510)のストッパー当接部523(513)に接触しており、これによってクランパー520(510)が大径部920のボルト座面922(921)に向かう方向の移動を規制している。
続いて、本実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置1を用いたコネクティングロッド900の破断手順、即ち破断されたコネクティングロッド900の製造方法について説明する。
まず、破断前のコネクティングロッド900を用意する。そして、基盤上の支持プレート110,120(100)にコネクティングロッド900を装着する。これによって、コネクティングロッド900の大径部920にはマンドレル130が嵌挿されて大径部920が支持される。
このように、コネクティングロッド900をコネクティングロッドの破断装置1に取り付けると共に、マンドレル130をコネクティングロッド900の大径部920に係合させる。
そして、本発明の要部をなすクランパー押さえ位置規定機構600を作動させる。具体的には、ストッパー作動用アクチュエータ650(660)によってストッパー610(620)をストッパースライドガイド630(640)に沿ってクランパー510(520)に近づける方向に移動させる。そして、予め決められたストッパー610(620)の移動ストロークでストッパー610(620)をスライド移動させ、クランパー510(520)の移動を規制する位置に至ったらストッパー610(620)のスライド移動を停止させる(図3(a)、(b)、及び図3(c)の点線から実線への矢印参照)。
次いで、クランパー510(520)を油圧シリンダの駆動力でコネクティングロッドの大径部に向かって移動させる。クランパー510(520)が、大径部920のボルト座面921(922)に向かって移動する過程において、大径のクランパー本体511(521)とこれより小径のボルト座面押さえ部512(522)との結合部に形成されたストッパー当接部513(523)がストッパー610(620)の先端に当たってクランパー510(520)の更なる移動を阻止し、クランパー510(520)がそれ以上大径部920のボルト座面921(922)に向かって移動しないようにする。
このようにして、コネクティングロッド900の大径部920を破断する前に、コネクティングロッドの破断装置1に備わったクランパー510(520)を用いて、コネクティングロッドの大径部の破断時のコネクティングロッド900の大径部920のボルト座面921(922)のずれを抑制する。
この際、図4(b)に示すように、コネクティングロッド900が加工公差のノミナル値(図4(b)の点線N参照)よりも加工公差の範囲内でプラス側に加工されていた場合(図4(b)の点線N+x参照)、コネクティングロッド900の大径部920のボルト座面922(921)をボルト座面押さえ部522(512)の先端面522a(512a)を介してクランパー520(510)で押し付けるにあたって、油圧シリンダ550の油圧によって押し切ることなく(押し付け力を100%加えることなく)、押し付け力に関して加工公差の範囲においてプラスで規定されるコネクティングロッド900の大径部920の設計上のノミナル値からずれた(具体的には数十ミクロン程度の)僅かな量だけクランパー側にシフトしたコネクティングロッド900の大径部920を押さえ付ける。
これによって、加工公差のプラス側にて規定される許容された量だけのノミナル値からのずれ量をもって加工されたコネクティングロッド900の大径部920を、クランパー520(510)のボルト座面押さえ部522(512)で押さえるだけに留めることができる。その結果、この状態で必然的に規定される押し付け力の上限値を超えてボルト座面922(921)をクランパー520(510)で押し付けることがないようにする。
即ち、ストッパー620(610)がクランパー520(510)の移動をノミナル値に対応する位置で留めるように、クランパー520(510)の前進位置を規制しているので、従来のように油圧シリンダとクランパーによって大径部920のボルト座面922(921)を好ましくない大きな力で押し切ることがない。
また、図4(a)に示すように、取り付けるコネクティングロッド900が加工公差のノミナル値(図4(a)の点線N参照)と一致している場合、ストッパーの作用によってクランパー520(510)のボルト座面押さえ部522(512)は、その先端面522a(512a)が大径部920のボルト座面922(921)に当接するだけの状態となり、コネクティングロッド900の大径部920の破断前にボルト座面922(921)に好ましくない押し付け力をクランパー520(510)のボルト座面押さえ部522(512)を介して加えることがなくなる。
一方、図4(c)に示すように、コネクティングロッド900が加工公差のノミナル値(図4(c)の点線N参照)よりも加工公差の範囲内でマイナス側に加工されていた場合(図4(c)の点線N−y参照)、コネクティングロッド900の大径部920のボルト座面922(921)をクランパー520(510)で押し付けるにあたって、数十ミクロン程度の隙間が大径部920の各ボルト座面922(921)とクランパー520(510)のボルト座面押さえ部522(512)の先端面522a(512a)との間にそれぞれ生じる。この場合においても、取り付けるコネクティングロッド900が加工公差のノミナル値と一致している場合と同様に、コネクティングロッド900の大径部920の破断前にボルト座面922(921)に好ましくない押し付け力をクランパー520(510)のボルト座面押さえ部522(512)を介して加えることがなくなる。
なお、図4(c)に示す場合において、大径部920の破断の際にボルト座面側の破断後の大径部920に衝撃力が瞬間的に加わっても、ボルト座面922(921)とクランパー520(510)のボルト座面押さえ部522(512)の先端面522a(512a)との間には破断前から数十ミクロン程度の隙間しか生じさせていないため、破断後の大径部のボルト座面側についても僅かな動きも生じさせることなく、破断後の大径部920のボルト座面922(921)をクランパー520(510)によって保持することができる。
その結果、破断後の大径部920のボルト座面側において、例えばこれが接するマンドレル半部周りに沿って好ましくないずれが生じることはなく、このようなずれによって破断面同士がぶつかり合って互いに傷つけたりするような虞もない。
このような本発明特有の優位点を共有しながら、マンドレル130に大径部破断用楔250を打ち込んでコネクティングロッド900の大径部920を二分割する。この破断の際には、上述したように、クランパー押さえ位置規定機構600のストッパー620(610)は、コネクティングロッド900の大径部920の破断時の衝撃力を受けることはない。
即ち、この衝撃力はクランパー520(510)を介してこれを動作させる油圧シリンダ550のみに伝わり、この油圧シリンダ550で衝撃力は全て吸収される。従って、破断の際の衝撃力によってクランパー押さえ位置規定機構600が悪影響を受けることはない。
このように油圧シリンダ550で衝撃力を吸収した後、ストッパー610(620)をストッパースライドガイド630(640)に沿って後退させて(図3(c)における矢印と逆方向に移動させて)クランパー押さえ位置規定機構600を非作動状態とする。そして、その後通常の手順に従って破断されたコネクティングロッドを取り出して搬出する。
このように破断前のコネクティングロッド900を用意し、本発明に係るコネクティングロッドの破断方法によって大径部920が二分割されたコネクティングロッド900を製造することで、以下の作用効果を発揮することができる。
具体的には、本発明によると、コネクティングロッドの破断装置に備わったクランパーを用いて、コネクティングロッドの大径部のボルト座面を予め決めた所定範囲の押し付け力を超えて押さえ付けることがなくなる。
これによって、本発明の解決すべき課題の欄で記載した問題点を全て解決することができる。具体的には、クランパーを油圧シリンダの圧力でいわゆる押し切り状態でクランプすることによってコネクティングロッドに余分な力を加えてしまうことで、コネクティングロッドを歪ませたまま(変形した状態のまま)破断してしまうようなことを回避することができる。その結果、破断の際に好ましくない内部応力を残存させたまま大径部を二分割に破断してしまうことがなくなり、破断前のクランパーの大径部のボルト座面の押し付けによって破断分割時に悪影響が生じるのを防止する。
これによって、大径部の破断終了位置が正規の好ましい状態からずれてしまったり、破断面が設計値に合致した理想的な破断面とならなかったりするようなことを生じさせないようにする。より詳しくは、例えば大径部の破断終了位置が大径部の破断断開始位置に対応するように設計上の規定に合致して形成されなくなるような不具合が発生するのを防止したり、破断面が設計値に合致した理想的な破断面とならず3次元的に波打ったような破断面となってしまったりするのを防止する。これによって、歩留まりが低下する問題の発生を回避し、コネクティングロッドの大径部を二分割に破断するに際して規定の破断面を歩留まり良く形成させることができる。
また、クランパー押さえ位置規定機構をユニット化することで、既存のコネクティングロッドの破断装置にもこのユニットの取り付けスペースを確保できれば後付けすることが可能となる。これによって、既存のコネクティングロッドの破断装置に対しても本発明の解決すべき課題の欄で説明した問題点を一気に解決することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態にその範囲を限定されることはないことは言うまでもない。即ち、上述した実施形態とは異なる形態を有していても、本発明で特定する技術的思想の創作に当てはまる構成を有しかつその効果を発揮するものであれば、本発明の範囲内に当然に含まれるものである。
具体的には、上述の実施形態において、例えば、油圧シリンダはコネクティングロッドの上側に位置するような形態を有するコネクティングロッドの破断装置であっても良い。また、コネクティングロッド上面抑え支持板でコネクティングロッドの上側を押さえるような形態を有するコネクティングロッドの破断装置であっても良い。また、ベース板をターンテーブルの外周部に設けるようなコネクティングロッドの破断装置であっても良い。
なお、本発明は、クランクシャフトやベアリングなど外形が軸状、シャフト状、若しくは円筒状のものを挟み込んで保持若しくは固定するケーシングであって、このケーシングの適所に破断スリットを入れて上記ベアリングやクランクシャフト用の端面視円形収容部にマンドレルを挿入し、当該マンドレルに楔を打ち込んでケーシングを2つに破断するような全ての技術分野に当然に適用可能である。
以上説明したように、本発明は、コネクティングロッドの大径部の破断後にこのボルト座面をしっかりと押さえるために破断前にクランパーを介して油圧機構によるいわゆる押し切りによって押し付けていたことが、破断前の大径部の過度の内部応力の発生を招き、これが破断の際に設計規定通りの綺麗な破断面の形成や規定通りの破断終了位置の形成の阻害要因となっていたことに気付いて、その知見に基づいてクランパーに特別な押さえ位置機構を用いたことでこの問題を解決したことに大きな技術的意義がある。
より詳細には、コネクティングロッドの大径部の楔とマンドレルの組み合わせによる破断という動的に極めて瞬間的に行われる特殊な加工形態に伴って生じる可能性のある現象、例えば破断されるコネクティングロッドの大径部のうち小径部と分離される半部が瞬間的な破断力によってこの内周面が当接するマンドレル半部に沿ってずれてしまい、対向する相手方の破断後の半部との破断面同士が接触して破断面を傷つけてしまうような不具合の発生を防止するために、大径部の2箇所のボルト座面を、それぞれクランパーを介して油圧シリンダの押し切り力によってしっかりと押さえ付けていたが、この破断後の不具合を防止するための対策がかえって破断前のコネクティングロッドの大径部に見えざる悪影響を及ぼしていたことを本発明者が発見し、この知見に基づいて本発明のような対策をとったことに非常に大きな技術的意義があると言える。
1 コネクティングロッドの破断装置
40 ベースフレーム
50 基盤
110,120(100) 支持プレート(支持部材)
130 マンドレル
131,132 マンドレル半部
150 台座
151 ロケートピン
171,172(170) ロッド型押さえ部
200 破断機構部
250 大径部破断用楔
260 油圧シリンダ
261 ロッド
510,520(500) クランパー
511,521 クランパー本体
512,522 ボルト座面押さえ部
512a,522a 先端面
513,523 ストッパー当接部
514,524 油圧シリンダ連結部
550 油圧シリンダ
551 固定部材
552 連結プレート
600 クランパー押さえ位置規定機構
610(620) ストッパー
611(621) 切り欠き部
630(640) ストッパースライドガイド
650(660) ストッパー作動用アクチュエータ
900 コネクティングロッド
910 小径部
920 大径部
921,922 ボルト座面
923,924 小径部側両肩部

Claims (4)

  1. コネクティングロッドの大径部にマンドレルを係合させて当該コネクティングロッドの大径部の中心軸線に沿って前記マンドレルにコネクティングロッド破断用楔を打ち込んで前記コネクティングロッドの大径部を二分割するコネクティングロッドの破断装置において、
    前記破断装置に装着されたコネクティングロッドの大径部を破断する前に、当該大径部のボルト座面を押さえると共に、破断の際に前記二分割に破断される大径部が当該大径部の中心軸線方向と直交する方向に移動するのを規制するためのクランパーを備えることに加えて、
    前記コネクティングロッドを前記コネクティングロッドの破断装置に取り付けた状態で、前記大径部の破断前において当該コネクティングロッドの加工公差のノミナル値に合致する位置で前記クランパーの前記大径部を押さえる位置が留まるように当該クランパーの移動を規制するクランパー押さえ位置規定機構を備えたことを特徴とするコネクティングロッドの破断装置。
  2. コネクティングロッドの破断装置を用いて、コネクティングロッドの大径部に係合させたマンドレルに当該コネクティングロッドの大径部の中心軸線に沿ってコネクティングロッド破断用楔を打ち込むことで大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造するコネクティングロッドの破断方法において、
    前記コネクティングロッドを前記コネクティングロッドの破断装置に装着すると共に、前記マンドレルを前記コネクティングロッドの大径部に係合させ、
    前記コネクティングロッドの大径部を破断する前に、前記コネクティングロッドの破断装置に備わったクランパーを用いて、当該コネクティングロッドの大径部のボルト座面を予め決めた所定範囲の押し付け力で押さえるにあたって、前記コネクティングロッドを前記コネクティングロッドの破断装置に取り付けた状態で、前記コネクティングロッドの破断装置に備えたクランパー押さえ位置規定機構を用いて前記大径部の破断前において当該コネクティングロッドの加工公差のノミナル値に合致する位置で前記クランパーの前記大径部を押さえる位置が留まるように当該クランパーの移動を規制しながら前記マンドレルにコネクティングロッド破断用楔を打ち込むことで大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造することを特徴とするコネクティングロッドの破断方法。
  3. 破断前のコネクティングロッドを用意し、
    前記コネクティングロッドを請求項1に記載のコネクティングロッドの破断装置に取り付け、
    当該コネクティングロッドの破断装置を用いることで大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造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。
  4. 破断前のコネクティングロッドを用意し、
    請求項2に記載のコネクティングロッドの破断方法によって大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造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。


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