JP2022026225A - 延性金属製部品の破断面処理方法、及びその破断面処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】破断した延性金属製部品の破断面に付着する破断粉を、破断面への物理的な接触を低減しつつ、効率的に除去する。【解決手段】破断面処理方法は、延性金属製部品（コネクティングロッド１００）を破断方向に破断することにより分割した各破断部品（ロッド側大端部１０２ｂ，キャップ側大端部１０２ｃ）を、それぞれの破断面（ロッド側破断面１０２ｄ，キャップ側破断面１０２ｅ）の全体が開放された状態でそれぞれ保持する保持工程と、保持工程において保持された各破断部品の各破断面にそれぞれレーザー光を照射する照射工程とを含む。【選択図】図２

Description

ここに開示された技術は、延性金属製部品を破断方向に破断することにより分割した破断部品のそれぞれの破断面を処理する延性金属製部品の破断面処理方法、及び該延性金属製部品の破断面処理装置に関する。

従来より、延性金属製部品を破断方向に破断することにより分割して形成される半割の部品を再度組み合わせて１つの製品とする方法が知られている。延性金属製部品を破断方向に破断することにより分割したときには、破断面に破断粉が付着する。このため、このような製品においては、破断粉を取り除くための破断面処理が行われる。

例えば、特許文献１に記載の破断面処理方法では、破断方向に破断して分割した破断部品をそれぞれ保持する工程と、各破断部品の少なくとも１つに振動を付与する工程と、振動を付与した状態で各破断部品の破断面同士を接離させる工程とを含んでいる。

特開２０１９－６３９１０号公報

ところで、破断部品同士を、破断面同士を突き合わせるように再度組み合わせて１つの製品とすれば、破断面同士のズレが非常に少なくなるという利点がある。破断面同士のズレを少なくするには、破断粉を取り除く際に出来る限り破断面に傷などのダメージが入らないことが求められる。このため、破断面に対する物理的な接触を減らしつつ、破断粉を効率的に除去したいという要求がある。

ここに開示された技術は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこは、破断した延性金属製部品の破断面に付着する破断粉を、破断面への物理的な接触を低減しつつ、効率的に除去することにある。

前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、延性金属製部品を破断方向に破断することにより分割した各破断部品のそれぞれの破断面を処理する延性金属製部品の破断面処理方法を対象として、前記各破断部品を、それぞれの前記破断面の全体が開放された状態でそれぞれ保持する保持工程と、前記保持工程において保持された前記各破断部品の前記各破断面にそれぞれレーザー光を照射する照射工程と、を含む、という構成とした。

この構成によると、破断面にレーザー光を照射することで、破断面に付着した破断粉の温度が急上昇する。これにより、破断粉が昇華して除去される。また、母材は破断粉と比較して熱容量がかなり大きいため、ほとんど温度上昇せず熱変形し難い。したがって、破断面への物理的な接触を低減しつつ、破断粉を効率的に除去することができる。

前記延性金属製部品の破断面処理方法において、前記照射工程は、レーザー光の光軸が破断方向に対して斜めになるように、該レーザー光を前記各破断面に照射する工程である、という構成でもよい。

すなわち、レーザー光を斜めに照射すれば、破断方向と平行にレーザー光を照射する場合と比較して、レーザー光の照射面積を大きくすることができる。これにより、破断粉をより効率的に除去することができる。尚、本明細書でいう「破断方向」とは、実際に破断された際の方向に限らず、破断面が向いている方向のことをいう。例えば、破断面が上側を向いているときには、上下方向が前記破断方向に相当する。

前記延性金属製部品の破断面処理方法において、前記照射工程の前及び前記照射工程中の少なくとも一方の期間に、前記各破断部品を破断方向と交差する方向に振動させる振動工程を更に含む、という構成でもよい。

この構成によると、比較的大きな破断粉は、振動により破断面から転がって、自重により破断面から落下して除去される。そして、転がりにくい比較的小さな破断粉は、レーザー光により昇華して除去される。これにより、破断粉をより効率的に除去することができる。

また、比較的小さな破断粉がレーザー光により除去されればよいため、レーザー光の出力を出来る限り抑えることができる。これにより、破断面への影響を出来る限り小さくすることができる。

ここに開示された技術の他の態様は、延性金属製部品を破断方向に破断することにより分割した各破断部品のそれぞれの破断面を処理する延性金属製部品の破断面処理装置を対象とする。具体的には、延性金属製部品の破断面処理装置は、前記各破断部品を、それぞれの前記破断面の全体が開放された状態でそれぞれ保持する保持部と、前記保持部に保持された前記各破断部品の前記各破断面にそれぞれレーザー光を照射するレーザー光照射部と、を備える。

この構成であっても、破断面にレーザー光を照射することで、破断面に付着した破断粉が昇華して除去される一方で、破断面そのものはほとんど熱変形しない。したがって、破断面への物理的な接触を低減しつつ、破断粉を効率的に除去することができる。

前記延性金属製部品の破断面処理装置において、前記レーザー光照射部は、レーザー光の光軸が破断方向に対して斜めになった状態で、該レーザー光を前記各破断面に照射する、という構成でもよい。

この構成でも、レーザー光の光軸が破断方向に平行である場合と比較して、レーザー光の照射面積を大きくすることができる。これにより、破断粉をより効率的に除去することができる。また、装置全体をコンパクトな構成にすることができる。

前記延性金属製部品の破断面処理装置において、前記各破断部品を破断方向と交差する方向に振動させる振動装置を更に備え、前記振動装置は、前記レーザー光照射部がレーザー光を照射する前及びレーザー光を照射中の少なくとも一方の期間において、前記各破断部品を振動させる、という構成でもよい。

この構成でも、振動による破断粉の除去と組み合わせることで、破断粉をより効率的に除去することができる。

以上説明したように、ここに開示された技術によると、破断した延性金属製部品の破断面に付着する破断粉を、破断面への物理的な接触を低減しつつ、効率的に除去することができる。

例示的な実施形態１に係る破断面処理装置により処理される破断面を有するコネクティングロッドの概略図である。 破断面処理装置を概略的に示す側面図である。 破断面処理装置を上側から見た平面図である。 レーザー光の照射による破断粉の除去過程を示す図である。 制御装置による破断面処理制御のフローチャートである。 実施形態２に係る破断面処理装置を概略的に示す図である。 実施形態３に係る破断面処理装置を概略的に示す図である。 実施形態３に係る破断面処理装置において、制御装置による破断面処理制御のフローチャートである。

以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施形態１）
〈延性金属製部品〉
図１は、延性金属製部品としてのコネクティングロッド１００（以下、コンロッド１００という）と、該コンロッド１００に取り付けられたピストン１１０とを示す。コンロッド１００は、エンジンにおいて、ピストン１１０とクランク軸（図示省略）とを連結するものであって、ピストン１１０から前記クランク軸までの爆発荷重の伝達経路を構成する荷重伝達部材である。

コンロッド１００は、ピストン１１０が取り付けられる小端部１０１と、前記クランク軸に連結される大端部１０２と、小端部１０１と大端部１０２とを連結する棒状のロッド部１０３とを有する。小端部１０１には、小径ピン孔１０１ａが形成されており、この小径ピン孔１０１ａに挿入されるピストンピン（図示省略）を介して、ピストン１１０がコンロッド１００に取り付けられる。大端部１０２には、大径ピン孔１０２ａが形成されており、この大径ピン孔１０２ａに前記クランク軸のクランクピンが挿通されることで、コンロッド１００と前記クランク軸とが連結される。大端部１０２は、ロッド部１０３側のロッド側大端部１０２ｂとロッド部１０３とは反対側のキャップ側大端部１０２ｃとに分割されている。大端部１０２は、ロッド側大端部１０２ｂとキャップ側大端部１０２ｃを突き合わせて、これら両者を２つのボルト１０４により締結固定することで一体化される。

本実施形態１では、コンロッド１００は、所謂かち割りコンロッドである。具体的には、コンロッド１００の大端部１０２は、大径ピン孔１０２ａが形成されるように一体で形成した後、破断してロッド側大端部１０２ｂとキャップ側大端部１０２ｃとに分割されて、エンジンに配置する際に、破断面同士を突き合わせて再度一体化されるようになっている。ロッド側大端部１０２ｂ及びキャップ側大端部１０２ｃは破断部品の一例である。

〈破断面処理装置〉
図２及び図３は、ロッド側大端部１０２ｂ及びキャップ側大端部１０２ｃの破断面を処理する破断面処理装置１を概略的に示す。この破断面処理装置１は、破断装置（図示省略）により破断された大端部１０２の破断面に対して所定の処理（後述の破断粉除去処理）を実行する装置である。

破断面処理装置１は、基台２と、基台２に載置されかつロッド側大端部１０２ｂを保持するロッド側保持部１０と、基台２に載置されかつキャップ側大端部１０２ｃを保持するキャップ側保持部２０を有する。

ロッド側保持部１０は、基台２に載置されるロッド側支持プレート１１を有する。ロッド側支持プレート１１は、基台２上を水平面内で平行移動可能である。ロッド側支持プレート１１には、大径ピン孔１０２ａに挿入されるロッド側マンドレル１２と、小径ピン孔１０１ａに挿入される小端部ガイドピン１３とが設けられている。ロッド側マンドレル１２は、半円柱状をなしている。図２に示すように、ロッド側マンドレル１２の径方向の中心には、大端部１０２を破断させる際に楔が挿入される挿入孔１６の半割が形成されている。挿入孔１６は、後述するキャップ側マンドレル２２がロッド側マンドレル１２と突き合わされることで、１つの孔を構成する。小端部ガイドピン１３は、大端部１０２を破断させる際に小端部１０１の位置決めをする部分である。

ロッド側保持部１０は、ロッド側大端部１０２ｂを保持するための一対のロッド側クランパ１７を有する。各ロッド側クランパ１７は、ロッド側大端部１０２ｂを破断方向に押圧する押圧部１７ａと、各押圧部１７ａを作動させる油圧シリンダ１７ｂとそれぞれを有する。各油圧シリンダ１７ｂを作動させて、各押圧部１７ａをロッド側大端部１０２ｂに向かって移動させると、ロッド側大端部１０２ｂは、ロッド側マンドレル１２に押し付けられる。これにより、ロッド側大端部１０２ｂが保持されて、ロッド側大端部１０２ｂが支持プレートに対して相対移動しにくくなる。

キャップ側保持部２０は、基台２に載置されるキャップ側支持プレート２１を有する。キャップ側支持プレート２１は、基台２上を水平面内で平行移動可能である。キャップ側支持プレート２１には、大径ピン孔１０２ａに挿入されるキャップ側マンドレル２２が設けられている。キャップ側マンドレル２２は、半円柱状をなしている。図２に示すように、キャップ側マンドレル２２の径方向の中心には、大端部１０２を破断させる際に楔が挿入される挿入孔１６の半割が形成されている。

キャップ側保持部２０は、キャップ側大端部１０２ｃを保持するためのキャップ側クランパ２７を有する。キャップ側クランパ２７は、キャップ側大端部１０２ｃを破断方向に押圧する一対の押圧部２７ａと、各押圧部２７ａを作動させる油圧シリンダ２７ｂとを有する。一対の押圧部２７ａは、キャップ側大端部１０２ｃに接触する部分とは反対側の端部同士が、連結部２７ｃにより連結されている。油圧シリンダ２７ｂの連結部２７ｃと接続されている。油圧シリンダ２７ｂにより連結部２７ｃが押されると、各押圧部２７ａがキャップ側大端部１０２ｃをロッド側大端部１０２ｂに向かって押圧する。これにより、キャップ側大端部１０２ｃは、キャップ側マンドレル２２に押し付けられる。油圧シリンダ２７ｂの力は、連結部２７ｃを介して各押圧部２７ａに伝えられるため、一対の押圧部２７ａからキャップ側大端部１０２ｃに入力される力は均一化される。これにより、キャップ側大端部１０２ｃがキャップ側マンドレル２２に沿って回転するのを抑制することができる。この結果、キャップ側大端部１０２ｃが保持されて、キャップ側大端部１０２ｃが支持プレートに対して相対移動しにくくなる。

破断面処理装置１において、ロッド側及びキャップ側マンドレル１２，２２よりも上側には、ロッド側大端部１０２ｂの破断面１０２ｄ（以下、ロッド側破断面１０２ｄという）及びキャップ側大端部１０２ｃの破断面１０２ｅ（以下、キャップ側破断面１０２ｅという）に対して、レーザー光Ｌを照射するレーザー光照射部３が配置されている。レーザー光照射部３は、各破断面１０２ｄ，１０２ｅにレーザー光Ｌを照射して破断面に存在する破断粉Ｐを除去するためのものである。

レーザー光照射部３は、本体部３ａと、本体部３ａに支持されたヘッド部３ｂとを有する。本体部３ａは、移動しないようにレールに固定されている。ヘッド部３ｂは、水平面内を３６０°回転変位できるように（鉛直軸周りに３６０°回転変位できるように）本体部３ａに支持されている。これにより、各破断面１０２ｄ，１０２ｅに対するレーザー光Ｌの照射位置を移動させることができるようになっている。

レーザー光照射部３は、レーザー光Ｌの光軸が破断方向に対して斜めになった状態で、該レーザー光を各破断面１０２ｄ，１０２ｅに照射するように構成されている。本実施形態では、レーザー光照射部３は、各破断面１０２ｄ，１０２ｅに対して、スポットでレーザー光Ｌを照射するよう構成されている。尚、レーザー光照射部３は、ライン状にレーザー光を照射するように構成されていてもよいし、面状にレーザー光を照射するように構成されていてよい。また、レーザー光のレーザー源としては、例えば、固体レーザー、半導体レーザー、ガスレーザーなどの種々のレーザーを採用することができる。

レーザー光照射部３のヘッド部３ｂの向き及びレーザー光Ｌの出力は後述する制御装置５０により調整される。レーザー光Ｌの出力は、制御装置５０により、各破断面１０２ｄ，１０２ｅに付着している破断粉を除去することができかつ母材（ここでは、ロッド側大端部１０２ｂ及びキャップ側大端部１０２ｃ）に影響を与えない程度の出力に調整される。

図４は、レーザー光Ｌを照射することにより、破断粉Ｐを除去する過程を示す。図４において、（ａ）は、レーザー光Ｌを照射する前の破断面の状態を示し、（ｂ）は、レーザー光Ｌを照射している時の破断面の状態を示し、（ｃ）は、レーザー光Ｌを照射した後の破断面の状態を示す。また、図４において、破断面としてはロッド側破断面１０２ｄを例示している。図４（ａ）に示すように、破断直後のロッド側破断面１０２ｄには複数の破断粉Ｐが付着した状態となっている。ここに、図４（ｂ）に示すようにレーザー光Ｌを照射すると、破断粉Ｐとロッド側大端部１０２ｂとはレーザー光Ｌにより加熱される。破断粉Ｐは、母材であるロッド側大端部１０２ｂと比較して熱容量がかなり小さいため、レーザー光Ｌが照射されることで急激に温度が上昇して昇華する。一方で、ロッド側大端部１０２ｂは、ほとんど温度上昇することがないため、ロッド側破断面１０２ｄはほとんど熱変形しない。これにより、図４（ｃ）に示すように、ロッド側破断面１０２ｄの形状にはほとんど影響を与えることなく、破断粉Ｐがロッド側破断面１０２ｄから除去される。尚、熱容量は、母材の材質により異なるため、コンロッド１００の材質に応じて適宜レーザー光の出力を調整することが好ましい。

制御装置５０は、破断面処理装置１の総合的な制御を行う装置であり、ＣＰＵを有するプロセッサ、複数のモジュールが格納されたメモリ等を有する。メモリは、ＲＯＭやＲＡＭにより構成されている。制御装置５０は、ロッド側及びキャップ側支持プレート１１，２１、ロッド側及びキャップ側クランパ１７，２７、及びレーザー光照射部３と通信的に接続されている。制御装置５０は、前記の各デバイス（レーザー光照射部３等）のそれぞれに、制御信号を送るとともに、それぞれのデバイスからの電気信号を受信するように構成されている。また、図示は省略するが、制御装置５０は、破断装置の制御も実行可能な構成となっており、特に大端部１０２を破断する際の楔の動作を制御できるように構成されている。

次に、制御装置５０が実行する破断面処理制御について図５のフローチャートを参照しながら説明する。

ステップＳ１１において、制御装置５０は、破断装置により大端部１０２をロッド側大端部１０２ｂとキャップ側大端部１０２ｃとに破断させる。破断処理のプロセスとしては、まず、大端部１０２の大径ピン孔１０２ａの内周面における破断予定位置に切欠きを形成する。次に、ロッド側支持プレート１１とキャップ側支持プレート２１とを突き合わせて、楔の挿入孔１６が形成されるようにロッド側マンドレル１２とキャップ側マンドレル２２とを突き合わせる。次いで、大端部１０２を突き合わせられたロッド側及びキャップ側マンドレル１２，２２に配置するとともに、小端部１０１を小端部ガイドピン１３にセットする。続いて、ロッド側クランパ１７で大端部１０２のロッド側を保持し、キャップ側クランパ２７で大端部１０２のキャップ側を保持する。そして、挿入孔１６に楔を打ち込むことで、ロッド側マンドレル１２とキャップ側マンドレル２２とが互いに離れる方向に力が発生して、前記切欠きから亀裂が生じて、大端部１０２がロッド側大端部１０２ｂとキャップ側大端部１０２ｃとに破断される。このとき、ロッド側支持プレート１１及びキャップ側支持プレート２１は、大端部１０２の破断に合わせて破断方向に移動する。尚、破断方法は、前述の方法に限らず種々の方法を採用することができる。

次に、ステップＳ１２において、制御装置５０は、ロッド側大端部１０２ｂとキャップ側大端部１０２ｃとを破断面処理装置１におけるレーザー光照射位置まで搬送させる。このとき、ロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ，１０２ｃは、それぞれロッド側及びキャップ側支持プレート１１，２１が移動することで搬送される。ロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ，１０２ｃは、それぞれロッド側及びキャップ側破断面１０２ｄ，１０２ｅの全体が開放された状態でロッド側及びキャップ側クランパ１７，２７により保持されたまま搬送される。

ついで、ステップＳ１３において、制御装置５０は、レーザー光照射部３により、ロッド側及びキャップ側破断面１０２ｄ，１０２ｅにレーザー光Ｌをそれぞれ照射する。制御装置５０は、ロッド側破断面１０２ｄにレーザー光Ｌを照射しているときには、ロッド側支持プレート１１の移動を停止させた状態で、レーザー光照射部３のヘッド部３ｂを変位させることで、レーザー光Ｌが面全体に照射されるように該レーザー光Ｌを走査させる。制御装置５０は、キャップ側破断面１０２ｅにレーザー光Ｌを照射するときには、キャップ側支持プレート２１の移動を停止させた状態で、ヘッド部３ｂを変位させる。

次のステップＳ１４では、制御装置５０は、ロッド側破断面１０２ｄの面全体及びキャップ側破断面１０２ｅの面全体にレーザー光Ｌの照射が完了したか否かを判定する。この判定は、予め設定されたレーザー光Ｌの走査パターンが完了したか否かで判定してもよいし、操作状況を実際にカメラ等で撮影することで判定してもよい。ロッド側及びキャップ側破断面１０２ｄ，１０２ｅの各面の全体にレーザー光Ｌの照射が完了したＹＥＳのときには、制御装置５０は、破断面処理制御を終了する。ロッド側及びキャップ側破断面１０２ｄ，１０２ｅの少なくとも一方の面が、面全体へのレーザー光Ｌの照射が完了していないＮＯのときには、完了していない破断面の面全体へのレーザー光Ｌの照射が完了するまで、レーザー光Ｌの照射及び走査を継続する。

したがって、本実施形態１では、ロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ，１０２ｃを、それぞれの破断面１０２ｄ，１０２ｅの全体が開放された状態でそれぞれ保持し、保持したロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ，１０２ｃの各破断面１０２ｄ，１０２ｅにそれぞれレーザー光Ｌを照射する。これにより、ロッド側及びキャップ側破断面１０２ｄ，１０２ｅに付着した破断粉Ｐの温度が急上昇するため、該破断粉Ｐが昇華して除去される。また、ロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ，１０２ｃの母材は破断粉と比較して熱容量がかなり大きいため、ほとんど温度上昇せず熱変形し難い。したがって、破断面への物理的な接触を低減しつつ、破断粉を効率的に除去することができる。

また、本実施形態では、レーザー光照射部３は、レーザー光Ｌの光軸が破断方向に対して斜めになった状態で、該レーザー光Ｌを各破断面１０２ｄ，１０２ｅに照射する。これにより、レーザー光Ｌの光軸が破断方向に平行である場合と比較して、レーザー光Ｌの照射面積を大きくすることができる。この結果、破断粉Ｐをより効率的に除去することができる。また、レーザー光照射部３の走査機構をコンパクトにすることができるとともに、装置全体をコンパクトな構成にすることができる。

（実施形態２）
以下、実施形態２について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明において前記実施形態１と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

実施形態２に係る破断面処理装置２０１では、ロッド側保持部２１０、キャップ側保持部２２０、及びレーザー光照射部２０３の構成が、前記実施形態１とは異なる。具体的には、図６に示すように、ロッド側保持部２１０は、ロッド側大端部１０２ｂを、ロッド側破断面１０２ｄが上側を向く状態で保持するように構成されている。キャップ側保持部２２０は、キャップ側大端部１０２ｃを、キャップ側破断面１０２ｅが上側を向く状態で保持するように構成されている。レーザー光照射部２０３は、レーザー光Ｌの光軸が破断方向と平行になるように構成されている。

ロッド側保持部２１０は、ロッド側破断面１０２ｄの全体が上側に向かって解放された状態でロッド側大端部１０２ｂを支持するための複数の支持ピン２１１を有する。支持ピン２１１は、ロッド側大端部１０２ｂが横方向に移動しないように、ロッド側大端部１０２ｂの側方を支持する２つの側方支持ピン２１１ａと、ロッド側大端部１０２ｂの下側を支持する２つの下側支持ピン２１１ｂとを含む。また、ロッド側保持部２１０は、小端部１０１の位置決めをするためのガイドピン２１２を有する。

キャップ側保持部２２０は、キャップ側破断面１０２ｅの全体が上側に向かって解放された状態でロッド側大端部１０２ｂを支持するための複数の支持ピン２２１とガイドピン２２２とを有する。支持ピン２２１は、キャップ側大端部１０２ｃが横方向に移動しないように、キャップ側大端部１０２ｃの側方を支持する２つの側方支持ピン２２１ａと、キャップ側大端部１０２ｃの下側を支持する２つの下側支持ピン２２１ｂとを含む。

レーザー光照射部２０３は、ロッド側及びキャップ側破断面１０２ｄ，１０２ｅに上側からレーザー光Ｌを照射する。レーザー光Ｌの出力は、制御装置５０により、各破断面１０２ｄ，１０２ｅに付着している破断粉を除去することができかつ母材に影響を与えない程度の出力に調整されている。本実施形態２において、レーザー光照射部２０３は、揺動はしないように構成されていて、不図示のレールに沿って水平移動のみを行うようになっている。レーザー光照射部２０３は、制御装置５０により、レーザー光Ｌが面全体に照射されるように走査される。

本実施形態２では、ロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ，１０２ｃを、それぞれの破断面１０２ｄ，１０２ｅの全体が開放された状態でそれぞれ保持し、保持したロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ，１０２ｃの各破断面１０２ｄ，１０２ｅにそれぞれレーザー光Ｌを照射する。このため、破断面への物理的な接触を低減しつつ、破断粉を効率的に除去することができる。

また、本実施形態２では、レーザー光照射部２０３は、レーザー光Ｌの光軸が破断方向と平行になるように構成されている。すなわち、破断面には細かな凹凸あり、破断粉は凹部に溜まり易い。レーザー光Ｌの光軸が破断方向と平行であれば、凹部にまでレーザー光Ｌを照射しやすいため、破断粉をより効果的に除去することができる。

（実施形態３）
以下、実施形態３について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明において前記実施形態１及び２と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

実施形態３に係る破断面処理装置３０１は、基本的な構成は前記実施形態１と同じであるが、振動装置３３０が設けられている点で、前記実施形態１及び２とは異なる。

振動装置３３０は、図７に示すように、ロッド側及びキャップ側支持プレート１１，２１のそれぞれに設けられている。振動装置３３０は、ロッド側支持プレート１１において、ロッド側マンドレル１２を挟むように、一対配置されている。振動装置３３０は、キャップ側支持プレート２１において、キャップ側マンドレル２２を挟むように、一対配置されている。振動装置３３０は、ロッド側及びキャップ側マンドレル１２，２２に振動を入力することで、ロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ，１０２ｃを振動させるように構成されている。振動装置３３０は、破断方向と交差する方向にロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ，１０２ｃを振動させるように構成されている。振動装置３３０の振動（振幅、周波数など）は、制御装置５０により制御される。尚、振動装置３３０は、必ずしもロッド側及びキャップ側支持プレート１１，２１に設けられている必要はない。例えば、ロッド側及びキャップ側支持プレート１１，２１と協働して、ロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ，１０２ｃを上側から挟むように配置された振動装置であってもよい。

破断面処理装置３０１は、レーザー光照射位置、すなわちレーザー光照射部３の下側の位置に、破断粉回収部３０４を有する。破断粉回収部３０４は、ロッド側支持プレート１１とキャップ側支持プレート２１との間に位置する。破断粉回収部３０４は、上側が開放された箱状をなしており、基台２に対して取り外し可能に設けられている。破断粉回収部３０４は、振動装置３３０によりロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ，１０２ｃが振動された際に、ロッド側及びキャップ側破断面１０２ｄ，１０２ｅから剥離されて落下した破断粉を回収する。

次に、本実施形態３において、制御装置５０が実行する破断面処理制御について図８のフローチャートを参照しながら説明する。

ステップＳ２１において、制御装置５０は、破断装置により大端部１０２をロッド側大端部１０２ｂとキャップ側大端部１０２ｃとに破断させる。破断方法は、前記実施形態１で述べたような方法を採用することができる。

次に、ステップＳ２２において、制御装置５０は、ロッド側大端部１０２ｂとキャップ側大端部１０２ｃとを破断面処理装置１におけるレーザー光照射位置まで搬送させる。

次いで、ステップＳ２３において、制御装置５０は、振動装置３３０により、ロッド側及びキャップ側マンドレル１２，２２に振動を入力して、ロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ，１０２ｃを振動させる。これにより、比較的粒径の大きい破断粉が、破断面から剥離されて自重により破断粉回収部３０４に落下する。

次のステップＳ２４では、制御装置５０は、振動装置３３０による振動を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する。制御装置５０は、所定時間が経過したＹＥＳのときには、振動装置３３０による振動を停止させてからステップＳ２５に進む一方で、所定時間が経過していないＮＯのときには、所定時間が経過するまで振動を入力させ続ける。

前記ステップＳ２５では、制御装置５０は、レーザー光照射部３により、ロッド側及びキャップ側破断面１０２ｄ，１０２ｅにレーザー光Ｌをそれぞれ照射する。制御装置５０は、レーザー光Ｌが面全体に照射されるように該レーザー光Ｌを走査させる。

次のステップＳ２６では、制御装置５０は、ロッド側破断面１０２ｄの面全体及びキャップ側破断面１０２ｅの面全体にレーザー光Ｌの照射が完了したか否かを判定する。ロッド側及びキャップ側破断面１０２ｄ，１０２ｅの各面の全体にレーザー光Ｌの照射が完了したＹＥＳのときには、制御装置５０は、破断面処理制御を終了する。ロッド側及びキャップ側破断面１０２ｄ，１０２ｅの少なくとも一方の面が、面全体へのレーザー光Ｌの照射が完了していないＮＯのときには、完了していない破断面の面全体へのレーザー光Ｌの照射が完了するまで、レーザー光Ｌの照射及び走査を継続する。

したがって、本実施形態３では、ロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ，１０２ｃを、それぞれの破断面１０２ｄ，１０２ｅの全体が開放された状態でそれぞれ保持し、保持したロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ，１０２ｃの各破断面１０２ｄ，１０２ｅにそれぞれレーザー光Ｌを照射する。このため、破断面への物理的な接触を低減しつつ、破断粉を効率的に除去することができる。

また、本実施形態３では、振動装置３３０を用いることで、破断粉をより効率的に除去することができる。特に、振動装置３３０では、比較的大きな粒径の破断粉が除去されるため、振動装置３３０による振動が完了した後の破断面１０２ｄ，１０２ｅには、比較的小さな粒径の破断粉が残留している。このため、振動装置３３０よる振動が完了した後であれば、レーザー光Ｌの出力は、比較的小さな粒径の破断粉を昇華させることができる程度にすればよい。この結果、レーザー光Ｌの出力を出来る限り低くすることができ、母材（ここでは、ロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ，１０２ｃ）への影響をより効果的に抑制することができる。

（その他の実施形態）
ここに開示された技術は、前述の実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、前述の実施形態１～３のそれぞれに、各破断面１０２ｄ，１０２ｅに送風する送風装置を設けてもよい。このとき、送風装置による送風は、レーザー光照射部３，２０３によりレーザー光Ｌを照射する前であることが好ましい。また、実施形態３においては、送風装置による送風は、振動装置３３０により振動を入力している最中若しくは振動が完了した後で、かつレーザー光照射部３，２０３によりレーザー光Ｌを照射する前であることが好ましい。これにより、レーザー光Ｌを照射する段階において、破断面に残留する破断粉を出来る限り少なくできるため、レーザー光の出力を出来る限り小さくすることができ、母材への影響をより効果的に抑制することができる。

また、前述の実施形態２において、レーザー光照射部２０３は、各破断面１０２ｄ、１０２ｅに上側からレーザー光を照射するように構成されていた。これに限らず、ロッド側及びキャップ側大端部１０２ｂ、１０２ｃをそれぞれの破断面１０２ｄ、１０２ｅが側方を向くように保持させて、レーザー光照射部２０３を各破断面１０２ｄ、１０２ｅに側方からレーザー光を照射するように構成してもよい。

また、前述の実施形態３において、振動装置３３０による振動が完了して、振動を停止させた後にレーザー光Ｌを照射していた。これに限らず、振動装置３３０による振動中にレーザー光Ｌを照射してもよい。また、レーザー光Ｌの照射前及び照射中の両方の期間で、振動装置３３０による振動を行うようにしてもよい。

また、前述の実施形態１～３では、延性金属製部品としてコンロッド１００を例示したが、破断して用いられる延性金属製部品であれば、コンロッド１００以外のものを対象とすることができる。

前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。

ここに開示された技術は、延性金属製部品を破断方向に破断することにより分割した破断部品のそれぞれの破断面を処理する方法及び装置として有用である。

１ 破断面処理装置
３ レーザー光照射部
１０ ロッド側保持部
２０ キャップ側保持部
１００ コネクティングロッド（延性金属製部品）
１０２ｂ ロッド側大端部（破断部品）
１０２ｃ キャップ側大端部（破断部品）
１０２ｄ ロッド側破断面
１０２ｅ キャップ側破断面
２０３ レーザー光照射部
２１０ ロッド側保持部
２２０ キャップ側保持部
３３０ 振動装置

Claims (6)

1. 延性金属製部品を破断方向に破断することにより分割した各破断部品のそれぞれの破断面を処理する延性金属製部品の破断面処理方法であって、
   前記各破断部品を、それぞれの前記破断面の全体が開放された状態でそれぞれ保持する保持工程と、
   前記保持工程において保持された前記各破断部品の前記各破断面にそれぞれレーザー光を照射する照射工程と、を含むことを特徴とする延性金属製部品の破断面処理方法。
2. 請求項１に記載の延性金属製部品の破断面処理方法において、
   前記照射工程は、レーザー光の光軸が破断方向に対して斜めになるように、該レーザー光を前記各破断面に照射する工程であることを特徴とする延性金属製部品の破断面処理方法。
3. 請求項１又は２に記載の延性金属製部品の破断面処理方法において、
   前記照射工程の前及び前記照射工程中の少なくとも一方の期間に、前記各破断部品を破断方向と交差する方向に振動させる振動工程を更に含むことを特徴とする延性金属製部品の破断面処理方法。
4. 延性金属製部品を破断方向に破断することにより分割した各破断部品のそれぞれの破断面を処理する延性金属製部品の破断面処理装置であって、
   前記各破断部品を、それぞれの前記破断面の全体が開放された状態でそれぞれ保持する保持部と、
   前記保持部に保持された前記各破断部品の前記各破断面にそれぞれレーザー光を照射するレーザー光照射部と、を備えることを特徴とする延性金属製部品の破断面処理装置。
5. 請求項４に記載の延性金属製部品の破断面処理装置において、
   前記レーザー光照射部は、レーザー光の光軸が破断方向に対して斜めになった状態で、該レーザー光を前記各破断面に照射することを特徴とする延性金属製部品の破断面処理装置。
6. 請求項４又は５に記載の延性金属製部品の破断面処理装置において、
   前記各破断部品を破断方向と交差する方向に振動させる振動装置を更に備え、
   前記振動装置は、前記レーザー光照射部がレーザー光を照射する前及びレーザー光を照射中の少なくとも一方の期間において、前記各破断部品を振動させることを特徴とする延性金属製部品の破断面処理装置。

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