JP2730394B2 - コネクチングロッドの曲がり矯正方法 - Google Patents
コネクチングロッドの曲がり矯正方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコネクチングロッドの曲
がり矯正方法に関し、更に詳しくは、コネクチングロッ
ドを熱間鍛造して製造したときに発生することがある連
桿部における曲がりの矯正時に、そのコネクチングロッ
ドの強度低下を招くことなく前記曲がりを矯正する方法
に関する。
がり矯正方法に関し、更に詳しくは、コネクチングロッ
ドを熱間鍛造して製造したときに発生することがある連
桿部における曲がりの矯正時に、そのコネクチングロッ
ドの強度低下を招くことなく前記曲がりを矯正する方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車エンジンのピストンとクランクシ
ャフトに連結されるコンロッドは従来から次のようにし
て製造されている。すなわち、まず所定鋼種の鋼材に熱
間鍛造を施して、所定の寸法形状をしたコネクチングロ
ッドにする。このコネクチングロッドＡは、図１の平面
図および図２の側面図で示すように、ピストンピンを嵌
挿する孔１ａが形成されている小端部１と、クランクシ
ャフトの軸受けとして作用する大端部２と、小端部１と
大端部２をつなぐ連桿部３で構成されている。
ャフトに連結されるコンロッドは従来から次のようにし
て製造されている。すなわち、まず所定鋼種の鋼材に熱
間鍛造を施して、所定の寸法形状をしたコネクチングロ
ッドにする。このコネクチングロッドＡは、図１の平面
図および図２の側面図で示すように、ピストンピンを嵌
挿する孔１ａが形成されている小端部１と、クランクシ
ャフトの軸受けとして作用する大端部２と、小端部１と
大端部２をつなぐ連桿部３で構成されている。
【０００３】そして連桿部３において、その小端部１と
接続する部分４および大端部２と接続する部分５は、図
１の平面図で示したように、その側縁が曲線形状をなし
て形成され、これらの部分４と部分５とを結ぶ部分６の
側縁は直線形状になっており、また、上記した連桿部３
のストレート部分６の断面は、図１の III−III 線に沿
う断面図である図３で示したように、両側に位置するエ
ッジ６ａ，６ｂの厚みｔが中央部６ｃの厚みよりも厚い
Ｈ型形状をなしている。
接続する部分４および大端部２と接続する部分５は、図
１の平面図で示したように、その側縁が曲線形状をなし
て形成され、これらの部分４と部分５とを結ぶ部分６の
側縁は直線形状になっており、また、上記した連桿部３
のストレート部分６の断面は、図１の III−III 線に沿
う断面図である図３で示したように、両側に位置するエ
ッジ６ａ，６ｂの厚みｔが中央部６ｃの厚みよりも厚い
Ｈ型形状をなしている。
【０００４】鍛造が終了した上記形状のコネクチングロ
ッドＡには、次に、例えばショットピーニングを施して
表面の清浄化を図り、同時に表面硬度を高めたのち所定
の切削加工を行ない、所定の寸法精度に仕上げ、次の組
立工程に移送する。ところで、上記した熱間鍛造終了後
にコネクチングロッドＡを離型するとき、コネクチング
ロッドＡはいまだ高温であるため変形して、得られたコ
ネクチングロッドＡの連桿部３が、図１の平面図におい
てその長手方向で僅かに曲がった形状になることがあ
る。このような形状のコネクチングロッドでは、小端部
１の中心ｑ1 と大端部２の中心ｑ2 とが同一線上に乗っ
ていないので、次工程におけるエンジンの組立て時には
極めて不都合であり、不良品となる。
ッドＡには、次に、例えばショットピーニングを施して
表面の清浄化を図り、同時に表面硬度を高めたのち所定
の切削加工を行ない、所定の寸法精度に仕上げ、次の組
立工程に移送する。ところで、上記した熱間鍛造終了後
にコネクチングロッドＡを離型するとき、コネクチング
ロッドＡはいまだ高温であるため変形して、得られたコ
ネクチングロッドＡの連桿部３が、図１の平面図におい
てその長手方向で僅かに曲がった形状になることがあ
る。このような形状のコネクチングロッドでは、小端部
１の中心ｑ1 と大端部２の中心ｑ2 とが同一線上に乗っ
ていないので、次工程におけるエンジンの組立て時には
極めて不都合であり、不良品となる。
【０００５】このような不都合を解消するために、ショ
ットピーニングが終了したコネクチングロッドの連桿部
に対し、次のようにして鍛造曲がりを矯正することが一
般に行なわれている。すなわち、図２と図３で示したよ
うに、連桿部３のうち、ストレート部分６の上下方向か
ら一対のプレスダイ７ａ，７ｂを用いて冷間プレスを行
なう。
ットピーニングが終了したコネクチングロッドの連桿部
に対し、次のようにして鍛造曲がりを矯正することが一
般に行なわれている。すなわち、図２と図３で示したよ
うに、連桿部３のうち、ストレート部分６の上下方向か
ら一対のプレスダイ７ａ，７ｂを用いて冷間プレスを行
なう。
【０００６】このことによって、ストレート部分６のう
ち、上記プレスダイ７ａ，７ｂでプレスされた個所８，
８のエッジ６ａ，６ｂは、図３で示したように、厚みｔ
から厚みｔ’へと厚みを減ずると同時に前記した連桿部
３の鍛造曲がりは矯正される。
ち、上記プレスダイ７ａ，７ｂでプレスされた個所８，
８のエッジ６ａ，６ｂは、図３で示したように、厚みｔ
から厚みｔ’へと厚みを減ずると同時に前記した連桿部
３の鍛造曲がりは矯正される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この様に、鍛造時にコ
ネクチングロッドＡに発生した鍛造曲がりは、その連桿
部３のストレート部分６に冷間プレスを行なうことによ
って矯正することができる。しかしながら、この矯正方
法には次のような問題がある。すなわち、連桿部３のス
トレート部分６に上記した冷間プレスを行なうと、その
部分の鋼材の疲労強度が低下するという傾向が発現し、
高温強度が要求されるコンロッドにとっては非常に不都
合な問題が発生することである。
ネクチングロッドＡに発生した鍛造曲がりは、その連桿
部３のストレート部分６に冷間プレスを行なうことによ
って矯正することができる。しかしながら、この矯正方
法には次のような問題がある。すなわち、連桿部３のス
トレート部分６に上記した冷間プレスを行なうと、その
部分の鋼材の疲労強度が低下するという傾向が発現し、
高温強度が要求されるコンロッドにとっては非常に不都
合な問題が発生することである。
【０００８】とくに、ストレート部分６のうち、冷間プ
レスを行なわない部分の境界部近辺８ａ，８ｂで上記し
た疲労強度の低下が起こりやすくなる。これらの傾向
は、コネクチングロッドに用いる鋼種が高硬度になれば
なるほど顕著になってくる。一方、最近では、コンロッ
ドを軽量化するために、コンロッド用の材料として、Ｓ
４８ＣやＳＣＭ４４０のような鋼種で、その焼入れ温
度，焼戻し温度を適宜に選定することにより、ブリネル
硬さ（ＨＢ）が３００〜３５０である高硬度の材料が使
用されている。
レスを行なわない部分の境界部近辺８ａ，８ｂで上記し
た疲労強度の低下が起こりやすくなる。これらの傾向
は、コネクチングロッドに用いる鋼種が高硬度になれば
なるほど顕著になってくる。一方、最近では、コンロッ
ドを軽量化するために、コンロッド用の材料として、Ｓ
４８ＣやＳＣＭ４４０のような鋼種で、その焼入れ温
度，焼戻し温度を適宜に選定することにより、ブリネル
硬さ（ＨＢ）が３００〜３５０である高硬度の材料が使
用されている。
【０００９】上記材料は、たしかに高硬度，高強度であ
るため、所定強度のコンロッドを製造する場合の使用量
を減ずることができ、エンジンの軽量化にとって有用で
あるが、しかし、ＨＢ３００〜３５０と高硬度であるた
め、上記した鍛造曲がりの矯正時に、その疲労強度が大
幅に低下してしまうという問題が避けられない。本発明
は、Ｓ４８ＣやＳＣＭ４４０のような高硬度の鋼種でコ
ネクチングロッドを製造する場合における上記した問題
を解決し、冷間プレス時の疲労強度の大幅な低下を招く
ことなく、鍛造曲がりを矯正することができるコネクチ
ングロッドの曲がり矯正方法の提供を目的とする。
るため、所定強度のコンロッドを製造する場合の使用量
を減ずることができ、エンジンの軽量化にとって有用で
あるが、しかし、ＨＢ３００〜３５０と高硬度であるた
め、上記した鍛造曲がりの矯正時に、その疲労強度が大
幅に低下してしまうという問題が避けられない。本発明
は、Ｓ４８ＣやＳＣＭ４４０のような高硬度の鋼種でコ
ネクチングロッドを製造する場合における上記した問題
を解決し、冷間プレス時の疲労強度の大幅な低下を招く
ことなく、鍛造曲がりを矯正することができるコネクチ
ングロッドの曲がり矯正方法の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記した目
的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、冷間プレス
されたストレート部分の疲労強度はエッジの厚みの減少
量（ｔ−ｔ’）が増加するにつれて直線的に減少してい
くこと、また、熱間鍛造後のショットピーニングにより
コネクチングロッドの表面では、冷間プレス時に圧縮残
留応力から引張残留応力が発生し、しかもその引張残留
応力は前記厚み減少量（ｔ−ｔ’）が増加するほど増大
する。とくに、プレス境界部近辺では顕著に増大すると
いう事実を見出した。
的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、冷間プレス
されたストレート部分の疲労強度はエッジの厚みの減少
量（ｔ−ｔ’）が増加するにつれて直線的に減少してい
くこと、また、熱間鍛造後のショットピーニングにより
コネクチングロッドの表面では、冷間プレス時に圧縮残
留応力から引張残留応力が発生し、しかもその引張残留
応力は前記厚み減少量（ｔ−ｔ’）が増加するほど増大
する。とくに、プレス境界部近辺では顕著に増大すると
いう事実を見出した。
【００１１】そして、冷間プレスしたストレート部分、
とくにそのプレス境界部近辺を冷間プレスされていない
部分、例えば図１，図２における部分４，５の個所の疲
労強度とほぼ同等の疲労強度にしてコネクチングロッド
の強度を確保した状態で鍛造曲がりを矯正するために
は、上記厚み減少量（ｔ−ｔ’）を、鋼種やコネクチン
グロッドの形状に応じてある所定値以下にすることが必
要であるとの知見を得、本発明方法を開発するに到っ
た。
とくにそのプレス境界部近辺を冷間プレスされていない
部分、例えば図１，図２における部分４，５の個所の疲
労強度とほぼ同等の疲労強度にしてコネクチングロッド
の強度を確保した状態で鍛造曲がりを矯正するために
は、上記厚み減少量（ｔ−ｔ’）を、鋼種やコネクチン
グロッドの形状に応じてある所定値以下にすることが必
要であるとの知見を得、本発明方法を開発するに到っ
た。
【００１２】すなわち、本発明のコネクチングロッドの
曲がり矯正方法は、ＨＢ３００〜３５０の鋼種から成る
コネクチングロッドの連桿部に発生している鍛造時の曲
がりを矯正するために行なう前記連桿部への冷間プレス
において、前記冷間プレスによる前記連桿部の厚み減少
量を監視し、その厚み減少量を所定値以下に制限するこ
とを特徴とするコネクチングロッドの曲がり矯正方法が
提供される。
曲がり矯正方法は、ＨＢ３００〜３５０の鋼種から成る
コネクチングロッドの連桿部に発生している鍛造時の曲
がりを矯正するために行なう前記連桿部への冷間プレス
において、前記冷間プレスによる前記連桿部の厚み減少
量を監視し、その厚み減少量を所定値以下に制限するこ
とを特徴とするコネクチングロッドの曲がり矯正方法が
提供される。
【００１３】本発明方法は、ＨＢが３００〜３５０の高
硬度の鋼種、例えばＳ４８ＣやＳＣＭ４４０のような鋼
種で製造されるコネクチングロッドの鍛造曲がり矯正に
適用して有効である。しかし、従来からのコンロッド材
として使用されているＨＢ２２３〜２７５の鋼種に対し
ても適用することができる。冷間プレスは、連桿部にお
ける厚み減少量を監視しながら行なわれる。その厚み減
少量が所定値より大きくなるような冷間プレスを連桿部
のストレート部分に行なうと、プレス個所、とりわけ、
プレス境界部近辺の疲労強度が冷間プレスを行なってい
ない部分の疲労強度よりも低下することになり、不都合
である。
硬度の鋼種、例えばＳ４８ＣやＳＣＭ４４０のような鋼
種で製造されるコネクチングロッドの鍛造曲がり矯正に
適用して有効である。しかし、従来からのコンロッド材
として使用されているＨＢ２２３〜２７５の鋼種に対し
ても適用することができる。冷間プレスは、連桿部にお
ける厚み減少量を監視しながら行なわれる。その厚み減
少量が所定値より大きくなるような冷間プレスを連桿部
のストレート部分に行なうと、プレス個所、とりわけ、
プレス境界部近辺の疲労強度が冷間プレスを行なってい
ない部分の疲労強度よりも低下することになり、不都合
である。
【００１４】
【実施例】鉛0.１５重量％を含有するＳ４８Ｃから成
り、ＨＢ３００の鋼材を熱間鍛造して、小端部と大端部
の中心間距離が１２5.５mm、連桿部の厚みが１２mmで、
僅かに曲がりのあるコネクチングロッドを得た。このコ
ネクチングロッドにショットピーニングを行なったの
ち、その連桿部のストレート部分に冷間プレスを施して
上記曲がりを矯正した。そのとき、そのプレス個所の厚
み減少量を変化させ、それぞれの個所における疲労限荷
重を測定した。また、冷間プレスを行なわず、プレス境
界部近辺に位置するオイルジェット穴を形成すべき２個
所の疲労限荷重も測定した。
り、ＨＢ３００の鋼材を熱間鍛造して、小端部と大端部
の中心間距離が１２5.５mm、連桿部の厚みが１２mmで、
僅かに曲がりのあるコネクチングロッドを得た。このコ
ネクチングロッドにショットピーニングを行なったの
ち、その連桿部のストレート部分に冷間プレスを施して
上記曲がりを矯正した。そのとき、そのプレス個所の厚
み減少量を変化させ、それぞれの個所における疲労限荷
重を測定した。また、冷間プレスを行なわず、プレス境
界部近辺に位置するオイルジェット穴を形成すべき２個
所の疲労限荷重も測定した。
【００１５】その結果を図４に示した。図中、○印はプ
レス個所の疲労限荷重、●印は冷間プレスを行なわなか
った個所であるオイルジェット穴付近の疲労限荷重であ
る。図４から明らかなように、プレス個所では厚み減少
量が増加するにつれて、すなわちプレス荷重が増大する
につれて、その個所の疲労強度が直線的に低下してい
る。そして、コネクチングロッドの疲労強度を規定する
オイルジェット穴付近の疲労強度を確保するためには、
プレス時の厚み減少量を0.２mm以下に、すなわち、厚み
減少率がストレート部分の厚み（１２μｍ）に対し約1.
６７％以下となるように設定すべきことが判る。
レス個所の疲労限荷重、●印は冷間プレスを行なわなか
った個所であるオイルジェット穴付近の疲労限荷重であ
る。図４から明らかなように、プレス個所では厚み減少
量が増加するにつれて、すなわちプレス荷重が増大する
につれて、その個所の疲労強度が直線的に低下してい
る。そして、コネクチングロッドの疲労強度を規定する
オイルジェット穴付近の疲労強度を確保するためには、
プレス時の厚み減少量を0.２mm以下に、すなわち、厚み
減少率がストレート部分の厚み（１２μｍ）に対し約1.
６７％以下となるように設定すべきことが判る。
【００１６】次に、冷間プレスした上記ストレート部分
において、その長手方向の中央部（ａ個所）、プレス境
界部近辺（ｂ個所）、およびそのプレス境界部近辺に近
接しているが冷間プレスが施されていない個所（ｃ個
所）の３個所の残留応力を、両エッジに関して測定し
た。その結果を厚み減少量との関係で図５に示した。図
中、破線はａ個所を表し、一点鎖線はｂ個所を表し、そ
して実線はｃ個所を表す。
において、その長手方向の中央部（ａ個所）、プレス境
界部近辺（ｂ個所）、およびそのプレス境界部近辺に近
接しているが冷間プレスが施されていない個所（ｃ個
所）の３個所の残留応力を、両エッジに関して測定し
た。その結果を厚み減少量との関係で図５に示した。図
中、破線はａ個所を表し、一点鎖線はｂ個所を表し、そ
して実線はｃ個所を表す。
【００１７】図５から明らかなように、プレス境界部近
辺においては、プレスされた個所（ｂ個所）では厚み減
少量が増加しても引張残留応力は発生せずに圧縮残留応
力が維持されているが、しかしプレスされていない個所
（ｃ個所）では、厚み減少量が0.２mm超える（厚み減少
率が1.６７％を超える）と応力は圧縮残留応力から引張
残留応力に転換する。したがって、厚み減少量が0.２mm
を超えるとプレス境界部近辺におけるプレスと非プレス
の境界部それ事態の位置では応力は劇的に変化してい
く。
辺においては、プレスされた個所（ｂ個所）では厚み減
少量が増加しても引張残留応力は発生せずに圧縮残留応
力が維持されているが、しかしプレスされていない個所
（ｃ個所）では、厚み減少量が0.２mm超える（厚み減少
率が1.６７％を超える）と応力は圧縮残留応力から引張
残留応力に転換する。したがって、厚み減少量が0.２mm
を超えるとプレス境界部近辺におけるプレスと非プレス
の境界部それ事態の位置では応力は劇的に変化してい
く。
【００１８】そして、前記したオイルジェット穴近辺に
おける疲労限界応力を測定したところ、一方のエッジに
おいては、約２０kgf/mm2,他のエッジにおいては約１８
kgf/mm2 であった。したがって、このオイルジェット穴
近辺の疲労強度に対応させると、図５からも、図４の場
合と同じように、冷間プレスによるストレート部分の厚
み減少量は0.２mm以下（厚み減少率として0.１５％以
下）にすることが必要になる。
おける疲労限界応力を測定したところ、一方のエッジに
おいては、約２０kgf/mm2,他のエッジにおいては約１８
kgf/mm2 であった。したがって、このオイルジェット穴
近辺の疲労強度に対応させると、図５からも、図４の場
合と同じように、冷間プレスによるストレート部分の厚
み減少量は0.２mm以下（厚み減少率として0.１５％以
下）にすることが必要になる。
【００１９】なお、ＨＢ３００のＳＣＭ４４０の鋼種で
同様の試験を行なったところ、上記したＳ４８Ｃの場合
と同様の結果が得られた。
同様の試験を行なったところ、上記したＳ４８Ｃの場合
と同様の結果が得られた。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明方
法によれば、高硬度の鋼種を用いて鍛造されたコネクチ
ングロッドの疲労強度を低下させることなく、鍛造時に
発生した曲がりを矯正することができる。したがって、
高硬度，高強度の鋼種を用いて曲がりのないコネクチン
グロッドを製造することがてきるので、所定強度が確保
され、かつ軽量なコンロッドを製造することができる。
法によれば、高硬度の鋼種を用いて鍛造されたコネクチ
ングロッドの疲労強度を低下させることなく、鍛造時に
発生した曲がりを矯正することができる。したがって、
高硬度，高強度の鋼種を用いて曲がりのないコネクチン
グロッドを製造することがてきるので、所定強度が確保
され、かつ軽量なコンロッドを製造することができる。
【図１】熱間鍛造したコネクチングロッドの平面図であ
る。
る。
【図２】熱間鍛造したコネクチングロッドとその連桿部
に冷間プレスを行なう状態を示す側面図である。
に冷間プレスを行なう状態を示す側面図である。
【図３】図１の III−III 線に沿う連桿部の断面とその
エッジに冷間プレスを行なう状態を示す断面図である。
エッジに冷間プレスを行なう状態を示す断面図である。
【図４】冷間プレスによる厚み減少量と疲労限荷重との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図５】冷間プレスによる厚み減少量と残留応力との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
Ａ コネクチングロッド １ 小端部 １ａ ピストンピンを嵌挿する孔 ２ 大端部 ３ 連桿部 ４，５ 曲線の接続部 ６ ストレート部 ６ａ，６ｂ ストレート部のエッジ ７ａ，７ｂ プレスダイ ８ 冷間プレスした個所 ８ａ，８ｂ プレス境界部近辺 ｔ 冷間プレス前のエッジ６ａ，６ｂの厚み ｔ’ 冷間プレス後のエッジ６ａ，６ｂの厚み
Claims (1)
- 【請求項１】 ブリネル硬さ３００〜３５０の鋼種から
成るコネクチングロッドの連桿部に発生している鍛造時
の曲がりを矯正するために行なう前記連桿部への冷間プ
レスにおいて、前記冷間プレスによる前記連桿部の厚み
減少量を監視し、その厚み減少量を所定値以下に制限す
ることを特徴とするコネクチングロッドの曲がり矯正方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10973692A JP2730394B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | コネクチングロッドの曲がり矯正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10973692A JP2730394B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | コネクチングロッドの曲がり矯正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05305340A JPH05305340A (ja) | 1993-11-19 |
| JP2730394B2 true JP2730394B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=14517950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10973692A Expired - Fee Related JP2730394B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | コネクチングロッドの曲がり矯正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2730394B2 (ja) |
-
1992
- 1992-04-28 JP JP10973692A patent/JP2730394B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05305340A (ja) | 1993-11-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| S531 | Written request for registration of change of domicile |
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