JP2914262B2 - コンロッド製造方法 - Google Patents
コンロッド製造方法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21J1/02—Preliminary treatment of metal stock without particular shaping, e.g. salvaging segregated zones, forging or pressing in the rough
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- F16C9/045—Connecting-rod bearings; Attachments thereof the bearing cap of the connecting rod being split by fracturing
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Forging (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、破断分割型コンロ
ッドの製造方法、特に破断分割前のコンロッド一体成形
品を製造するコンロッド製造方法に関する。
ッドの製造方法、特に破断分割前のコンロッド一体成形
品を製造するコンロッド製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジンの主要部品の１つであ
るコンロッドは、クラクシャフトとの連結のために、大
端部でロッド側とキャップ側に２分された構造になって
おり、それぞれの部材は従来は別々の工程で製造されて
いた。しかしながら、最近の厳しい経済情勢を反映し
て、両者を一体成形し、その成形品の大端部をロッド側
とキャップ側に破断分割し、破断分割面を機械加工する
ことなく両者を組み合わせる破断分割型コンロッドの開
発が進められている。
るコンロッドは、クラクシャフトとの連結のために、大
端部でロッド側とキャップ側に２分された構造になって
おり、それぞれの部材は従来は別々の工程で製造されて
いた。しかしながら、最近の厳しい経済情勢を反映し
て、両者を一体成形し、その成形品の大端部をロッド側
とキャップ側に破断分割し、破断分割面を機械加工する
ことなく両者を組み合わせる破断分割型コンロッドの開
発が進められている。
【０００３】破断分割型コンロッドでは、コンロッド一
体成形品を構成する材料の破断性に優れることが必要で
ある。この観点から、コンロッド一体成形品には焼結品
や焼結後に鍛造を行う焼結鍛造品が一般に用いられてい
る。
体成形品を構成する材料の破断性に優れることが必要で
ある。この観点から、コンロッド一体成形品には焼結品
や焼結後に鍛造を行う焼結鍛造品が一般に用いられてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、焼結品
や焼結鍛造品は、溶製・圧延・鍛造を経て製造される圧
延鍛造品に比べると、機械的性質が本質的に劣る。それ
にもかかわらず焼結品や焼結鍛造品が使用されているの
は、圧延鍛造品の優れた機械的性質が大端部の破断分割
を困難にするからである。
や焼結鍛造品は、溶製・圧延・鍛造を経て製造される圧
延鍛造品に比べると、機械的性質が本質的に劣る。それ
にもかかわらず焼結品や焼結鍛造品が使用されているの
は、圧延鍛造品の優れた機械的性質が大端部の破断分割
を困難にするからである。
【０００５】このような状況に鑑みて本出願人は、最近
コンロッド一体成形品に用いて破断性の優れる高強度・
低延性非調質鋼を開発し特開平７−１５３０３０号およ
び同７−１８５５９８号等により特許出願した。しか
し、これ以外の鋼では未だ平坦な破断面の得られる破断
分割が困難であり、このことが、圧延鍛造品の機械的性
質が優れるもにもかかわらず、その破断分割型コンロッ
ドへの適用が遅れている最大の要因になっている。
コンロッド一体成形品に用いて破断性の優れる高強度・
低延性非調質鋼を開発し特開平７−１５３０３０号およ
び同７−１８５５９８号等により特許出願した。しか
し、これ以外の鋼では未だ平坦な破断面の得られる破断
分割が困難であり、このことが、圧延鍛造品の機械的性
質が優れるもにもかかわらず、その破断分割型コンロッ
ドへの適用が遅れている最大の要因になっている。
【０００６】本発明の目的は、機械的性質に優れた圧延
鍛造品でありながら大端部の破断性に優れたコンロッド
一体成形品を製造するコンロッド製造方法を提供するこ
とにある。
鍛造品でありながら大端部の破断性に優れたコンロッド
一体成形品を製造するコンロッド製造方法を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】圧延鍛造品では、その圧
延に伴ってメタルフローが生じる。圧延鍛造法によって
コンロッド一体成形品を製造する場合、従来は通常のコ
ンロッドの製造に準じて図１に示すようなプロセスが考
えられている。すなわち、圧延棒材８の長手方向をコン
ロッドの長手方向に一致させて圧延棒材８を直径方向に
鍛造成形することによりコンロッド一体成形品１０とな
す。１１はコンロッド一体成形品１０の周囲に生じたバ
リである。
延に伴ってメタルフローが生じる。圧延鍛造法によって
コンロッド一体成形品を製造する場合、従来は通常のコ
ンロッドの製造に準じて図１に示すようなプロセスが考
えられている。すなわち、圧延棒材８の長手方向をコン
ロッドの長手方向に一致させて圧延棒材８を直径方向に
鍛造成形することによりコンロッド一体成形品１０とな
す。１１はコンロッド一体成形品１０の周囲に生じたバ
リである。
【０００８】このとき、圧延棒材８ではメタルフローが
その長手方向を向いている。そのため、コンロッド一体
成形品１０はメタルフローがロッド長手方向を向いたも
のになる。その結果、コンロッド一体成形品１０の大端
部の分割予定部分では、メタルフローが分割予定面に直
交する。
その長手方向を向いている。そのため、コンロッド一体
成形品１０はメタルフローがロッド長手方向を向いたも
のになる。その結果、コンロッド一体成形品１０の大端
部の分割予定部分では、メタルフローが分割予定面に直
交する。
【０００９】本発明者らは圧延鍛造品の破断分割を困難
にしている一つの原因がこの分割予定面でのメタルフロ
ーの直角交差にあると考え、圧延材からの材料採取法を
種々変更して、メタルフローの向きが大端部の破断性に
及ぼす影響の大きさを調査した。その結果、大端部の分
割予定部におけるメタルフローの向きが分割予定面に沿
った状態であれば、周知のコンロッド用高強度・高延性
調質鋼を使用しても大端部が容易に破断分割され、平坦
な分割面の得られることが判明した。
にしている一つの原因がこの分割予定面でのメタルフロ
ーの直角交差にあると考え、圧延材からの材料採取法を
種々変更して、メタルフローの向きが大端部の破断性に
及ぼす影響の大きさを調査した。その結果、大端部の分
割予定部におけるメタルフローの向きが分割予定面に沿
った状態であれば、周知のコンロッド用高強度・高延性
調質鋼を使用しても大端部が容易に破断分割され、平坦
な分割面の得られることが判明した。
【００１０】本発明のコンロッド製造方法はかかる知見
を基礎として開発されたもので、大端部をロッド側とキ
ャップ側とに破断分割することを前提としたコンロッド
一体成形品を製造するにあたり、コンロッド一体成形品
の少なくとも分割部に対応する部分におけるメタルフロ
ーが分割面に沿った方向の圧延材をコンロッドに鍛造成
形することを特徴とする。
を基礎として開発されたもので、大端部をロッド側とキ
ャップ側とに破断分割することを前提としたコンロッド
一体成形品を製造するにあたり、コンロッド一体成形品
の少なくとも分割部に対応する部分におけるメタルフロ
ーが分割面に沿った方向の圧延材をコンロッドに鍛造成
形することを特徴とする。
【００１１】本発明のコンロッド製造方法では、圧延材
の材質を問わない。前述した本出願人開発の高強度・低
延性非調質鋼を用いた場合は、大端部の破断分割が一層
容易になる。0.４８Ｃ−0.３Ｓｉ−0.９Ｍｎ−0.２Ｃｒ
−0.１５Ｐｂの如き周知のコンロッド用高強度・高延性
調質鋼を用いた場合は、大端部の破断分割が可能にな
る。またアルミニウム合金、チタニウム合金等の非鉄金
属を用いることも可能である。
の材質を問わない。前述した本出願人開発の高強度・低
延性非調質鋼を用いた場合は、大端部の破断分割が一層
容易になる。0.４８Ｃ−0.３Ｓｉ−0.９Ｍｎ−0.２Ｃｒ
−0.１５Ｐｂの如き周知のコンロッド用高強度・高延性
調質鋼を用いた場合は、大端部の破断分割が可能にな
る。またアルミニウム合金、チタニウム合金等の非鉄金
属を用いることも可能である。
【００１２】分割部に対応する部分におけるメタルフロ
ーの向きは、破断分割を容易にする観点から分割面に平
行であるのが望ましいが、分割面に対して３０°以下の
角度で傾斜していても実用上は支障ない。本発明が対象
とする破断分割型コンロッドでは、分割面で再び接合が
行われるので、この傾斜は接合精度に影響を与えないの
である。
ーの向きは、破断分割を容易にする観点から分割面に平
行であるのが望ましいが、分割面に対して３０°以下の
角度で傾斜していても実用上は支障ない。本発明が対象
とする破断分割型コンロッドでは、分割面で再び接合が
行われるので、この傾斜は接合精度に影響を与えないの
である。
【００１３】コンロッド一体成形品の両表面に対するメ
タルフローの向きについては一切これを問わない。後述
する実施の形態では、その向きが成形品の両表面に平行
な場合および直角な場合を示すが、その両表面に対して
傾斜していても何ら支障がない。
タルフローの向きについては一切これを問わない。後述
する実施の形態では、その向きが成形品の両表面に平行
な場合および直角な場合を示すが、その両表面に対して
傾斜していても何ら支障がない。
【００１４】このようなメタルフローの方向管理は、材
料採取や予備鍛造等により行う。これらは後述する実施
の形態で詳しく説明する。製造されたコンロッド一体成
形品の大端部を分割する方法の種類を問わないことは言
うまでもない。
料採取や予備鍛造等により行う。これらは後述する実施
の形態で詳しく説明する。製造されたコンロッド一体成
形品の大端部を分割する方法の種類を問わないことは言
うまでもない。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に本発明の望ましい実施の形
態を図示例に基づいて説明する。図１は本発明の方法の
１例についてコンロッド一体成形品の製造プロセスを示
す模式図である。
態を図示例に基づいて説明する。図１は本発明の方法の
１例についてコンロッド一体成形品の製造プロセスを示
す模式図である。
【００１６】本方法では、ビレット１を長手方向に圧延
して長尺板状の圧延材２となす。圧延材２を長手方向と
直角な方向に細分する。細分により得られた短冊状の圧
延材３は、メタルフローが板幅方向を向いたものにな
る。短冊状の圧延材３をその長手方向をロッド長手方向
に一致させて板厚方向に熱間鍛造する。鍛造後バリ４を
取ってコンロッド一体成形品５を得る。
して長尺板状の圧延材２となす。圧延材２を長手方向と
直角な方向に細分する。細分により得られた短冊状の圧
延材３は、メタルフローが板幅方向を向いたものにな
る。短冊状の圧延材３をその長手方向をロッド長手方向
に一致させて板厚方向に熱間鍛造する。鍛造後バリ４を
取ってコンロッド一体成形品５を得る。
【００１７】得られたコンロッド一体成形品５は、メタ
ルフローがロッド全長にわたる範囲で横幅方向を向いた
ものになる。従って、その大端部の両側の分割予定部で
は、メタルフローが分割予定面に平行となり、破断分割
が容易に行われる。
ルフローがロッド全長にわたる範囲で横幅方向を向いた
ものになる。従って、その大端部の両側の分割予定部で
は、メタルフローが分割予定面に平行となり、破断分割
が容易に行われる。
【００１８】表１に示す２種類の鋼を用いて、本方法に
よりコンロッド一体成形品を製造した。鋼Ａは本出願人
が開発した高強度・低延性非調質鋼であり、鋼Ｂは通常
のコンロッド用鋼として知られる高強度・高延性調質鋼
である。
よりコンロッド一体成形品を製造した。鋼Ａは本出願人
が開発した高強度・低延性非調質鋼であり、鋼Ｂは通常
のコンロッド用鋼として知られる高強度・高延性調質鋼
である。
【００１９】
【表１】
【００２０】ビレットは幅１６０ｍｍ、厚さ１６０ｍｍ
である。これを幅２７０ｍｍ、厚さ２０ｍｍに圧延し、
更にその圧延材を長手方向に５０ｍｍずつ切断して、長
さ２７０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの短冊状圧延
材を得た。得られた圧延材をコンロッド一体成形品に熱
間鍛造した。
である。これを幅２７０ｍｍ、厚さ２０ｍｍに圧延し、
更にその圧延材を長手方向に５０ｍｍずつ切断して、長
さ２７０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの短冊状圧延
材を得た。得られた圧延材をコンロッド一体成形品に熱
間鍛造した。
【００２１】比較のために、外径３４ｍｍ、長さ２７０
ｍｍの圧延丸棒材から熱間鍛造によりコンロッド一体成
形品を製造した。
ｍｍの圧延丸棒材から熱間鍛造によりコンロッド一体成
形品を製造した。
【００２２】製造されたそれぞれのコンロッド一体成形
品の大端部を、図３に示す分割冶具６を用いてロッド側
とキャップ側に破断分割した。すなわち、分割冶具６の
断面半円形の割片６ａ，６ａをコンロッド一体成形品の
大端部内に挿入し、割片６ａ，６ａの間に挿入したくさ
び７の上に重錘を落下させて、大端部をロッド側とキッ
ャプ側に破断分割した。
品の大端部を、図３に示す分割冶具６を用いてロッド側
とキャップ側に破断分割した。すなわち、分割冶具６の
断面半円形の割片６ａ，６ａをコンロッド一体成形品の
大端部内に挿入し、割片６ａ，６ａの間に挿入したくさ
び７の上に重錘を落下させて、大端部をロッド側とキッ
ャプ側に破断分割した。
【００２３】それぞれの分割において破断に要した最小
エネルギーを調査した。また、分割後に両部材を締結し
たときの大端部の内径をロッド長手方向とロッド幅方向
とについて測定し、分割後の内径精度を（長手方向径−
幅方向径）により評価した。調査結果を表２に示す。
エネルギーを調査した。また、分割後に両部材を締結し
たときの大端部の内径をロッド長手方向とロッド幅方向
とについて測定し、分割後の内径精度を（長手方向径−
幅方向径）により評価した。調査結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】本出願人が開発した鋼Ａの場合、本方法の
実施により分割が一層容易になり、分割面の平坦度が向
上する。鋼Ｂの場合は、比較法では破断エネルギーが大
きく、実用に耐える分割面は得られないが、本方法の実
施により破断が容易になり、一応実用に耐える分割面が
得られる。
実施により分割が一層容易になり、分割面の平坦度が向
上する。鋼Ｂの場合は、比較法では破断エネルギーが大
きく、実用に耐える分割面は得られないが、本方法の実
施により破断が容易になり、一応実用に耐える分割面が
得られる。
【００２６】図４は本発明の方法の他の例についてコン
ロッド一体成形品の製造プロセスを示す模式図である。
ロッド一体成形品の製造プロセスを示す模式図である。
【００２７】本方法では、断面円形の圧延棒材８を直径
方向に熱間鍛造してコンロッド一体成形品１０となすに
あたり、圧延棒材８をコンロッド一体成形品５の大端部
の分割位置に対応する部分がＺ形に屈曲するように熱間
で予備鍛造する。
方向に熱間鍛造してコンロッド一体成形品１０となすに
あたり、圧延棒材８をコンロッド一体成形品５の大端部
の分割位置に対応する部分がＺ形に屈曲するように熱間
で予備鍛造する。
【００２８】得られた予備鍛造品９では、分割部に対応
する部分でメタルフローが鍛造方向を向く。そして、こ
の予備鍛造品９をコンロッド形状に本鍛造すれば、大端
部の分割予定部分におけるメタルフローがコンロッドの
厚さ方向を向いたコンロッド一体成形品１０が得られ
る。このようなコンロッド一体成形品も又、大端部の破
断分割が容易である。
する部分でメタルフローが鍛造方向を向く。そして、こ
の予備鍛造品９をコンロッド形状に本鍛造すれば、大端
部の分割予定部分におけるメタルフローがコンロッドの
厚さ方向を向いたコンロッド一体成形品１０が得られ
る。このようなコンロッド一体成形品も又、大端部の破
断分割が容易である。
【００２９】本方法は前述の方法と比べて成形工程が増
えるが、分割部以外の部分におけるメタルフローをロッ
ド長手方向に向けることができるので、ロッド長手方向
の強度を確保するのが容易である。
えるが、分割部以外の部分におけるメタルフローをロッ
ド長手方向に向けることができるので、ロッド長手方向
の強度を確保するのが容易である。
【００３０】本方法についても前述の方法の場合と同様
の比較試験を行った。圧延棒材は比較法と同じ外径３４
ｍｍ、長さ２７０ｍｍのものを用いた。試験結果を表３
に示すが、本方法も前述の方法と同様に圧延鍛造品の破
断分割を容易にする。
の比較試験を行った。圧延棒材は比較法と同じ外径３４
ｍｍ、長さ２７０ｍｍのものを用いた。試験結果を表３
に示すが、本方法も前述の方法と同様に圧延鍛造品の破
断分割を容易にする。
【００３１】
【表３】
【００３２】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明のコンロッ
ド製造方法は、分割予定部におけるメタルフローの方向
を操作することにより、機械的性質の優れる圧延鍛造法
を用いるにもかかわらず、大端部の破断分割が容易なコ
ンロッド一体成形品を製造することができる。従って、
焼結品や焼結鍛造品では得ることのできない高品質な破
断分割型コンロッドの製造が可能になる。
ド製造方法は、分割予定部におけるメタルフローの方向
を操作することにより、機械的性質の優れる圧延鍛造法
を用いるにもかかわらず、大端部の破断分割が容易なコ
ンロッド一体成形品を製造することができる。従って、
焼結品や焼結鍛造品では得ることのできない高品質な破
断分割型コンロッドの製造が可能になる。
【図１】従来法におけるコンロッド一体成形品の製造プ
ロセスを示す模式図である。
ロセスを示す模式図である。
【図２】本発明法の１例についてコンロッド一体成形品
の製造プロセスを示す模式図である。
の製造プロセスを示す模式図である。
【図３】比較試験に使用した分割冶具の斜視図である。
【図４】本発明法の他の例についてコンロッド一体成形
品の製造プロセスを示す模式図である。
品の製造プロセスを示す模式図である。
１ ビレット ２，３ 圧延材 ５，１０ コンロッド一体成形品 ８ 圧延棒材 ９ 予備鍛造品
Claims (1)
- 【請求項１】 大端部をロッド側とキャップ側とに破断
分割することを前提としたコンロッド一体成形品を製造
するにあたり、コンロッド一体成形品の少なくとも分割
部に対応する部分におけるメタルフローが分割面に沿っ
た方向の圧延材をコンロッドに鍛造成形することを特徴
とするコンロッド製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7353168A JP2914262B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | コンロッド製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7353168A JP2914262B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | コンロッド製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09182932A JPH09182932A (ja) | 1997-07-15 |
| JP2914262B2 true JP2914262B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=18429025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7353168A Expired - Fee Related JP2914262B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | コンロッド製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2914262B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2508643A4 (en) * | 2009-12-02 | 2017-07-19 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Titanium alloy part and method of manufacturing same |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006308027A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Yamaha Motor Co Ltd | コンロッド、内燃機関、自動車両およびコンロッドの製造方法 |
| JP4799047B2 (ja) * | 2005-05-20 | 2011-10-19 | ヤマハ発動機株式会社 | コンロッドおよびそれを備えた内燃機関ならびに自動車両 |
| ATE531954T1 (de) | 2005-05-20 | 2011-11-15 | Yamaha Motor Co Ltd | Pleuel mit einem geteilten pleuelstangenkopf |
| JP2007003000A (ja) * | 2005-05-24 | 2007-01-11 | Yamaha Motor Co Ltd | コンロッドおよびそれを備えた内燃機関ならびに自動車両 |
| JP4999828B2 (ja) | 2007-12-25 | 2012-08-15 | ヤマハ発動機株式会社 | 破断分割型コンロッド、内燃機関、輸送機器および破断分割型コンロッドの製造方法 |
| KR101009843B1 (ko) * | 2008-06-26 | 2011-01-19 | 현대제철 주식회사 | 커넥팅 로드의 제조 방법 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP7353168A patent/JP2914262B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2508643A4 (en) * | 2009-12-02 | 2017-07-19 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Titanium alloy part and method of manufacturing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09182932A (ja) | 1997-07-15 |
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