JP3877365B2 - コンロッド及びその製法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンのコンロッド及びその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのピストンとクランク軸の連結に用いられるコンロッドは、ロッド部の両端に連続して一体に形成された小端部と大端部を備えるとともに、大端部を本体側とキャップ部に分割してから表面硬化処理を施し、その後、本体側とキャップ部を結合するようになっている。
【０００３】
この結合は、ボルト・ナットで結合する（以下、ボルト・ナット結合タイプという、一例として実開昭６０−１２７１８号参照）か、本体側に雌ネジ穴を設けてキャップ部をボルトにより結合する（以下、ナットレスタイプという）ようになっている。
【０００４】
図６は従来採用されているボルト・ナット結合タイプの大端部を拡大した図であり、大端部を本体側１とキャップ部２に分割後、それぞれに予め形成されている座部３、４に貫通穴５、６を形成してから表面硬化処理を施し、その後、ボルト７及びナット８で結合している。
【０００５】
図７は、同じく従来から採用されているナットレスタイプの大端部を拡大した図であり、本体側１側に雌ネジ穴９を設けることにより、ボルト７のみで結合している。
【０００６】
なお、図６のボルト・ナット結合タイプでは、本体側１の座部３が側方へ張り出す肩部をなしているが、図７のナットレスタイプでは、本体側１にこのような座部が形成されないため、全体として略なで肩状になっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ボルト・ナット結合タイプでは、図６に示すように、座部３の近傍の肉厚Ａをかなり大きく確保することにより、この部分が強度の最弱部にならないよう配慮しなければならない。
【０００８】
このため、座部３の部分が側方へ張り出す肩部となるように、座部３近傍の肉厚Ａが増すことになり、コンロッド全体の軽量化を実現しにくくなっている。
【０００９】
一方、ナットレスタイプでは、表面硬化処理前に雌ネジ穴９を形成し、これを防炭処理してから表面硬化処理するか、先に表面硬化処理してから雌ネジ穴９を形成する必要がある。
【００１０】
しかし、前者の場合は、防炭処理に要する工数が増加するとともに、確実な防炭処理が困難である。また、後者の場合は、高い硬度の表面硬化処理層に対してネジ穴加工を施すことになるので、このような加工が極めて困難なものとなる。
【００１１】
このため、いずれの場合も、工数が増加し、かつ困難な加工を強いられることになる。したがって、軽量化でき、かつ雌ネジ穴の形成が容易なナットレスタイプのコンロッド並びにその製法が望まれている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願発明に係るコンロッドは、本体側とキャップ部に分割された大端部を備え、それぞれに表面硬化処理を施すとともに、キャップ部に設けた通し穴に挿入したボルトを本体側に設けた雌ネジ穴へ締結することにより本体側とキャップ部を結合したコンロッドにおいて、
前記本体側は、前記雌ネジ穴が袋状であって、この雌ネジ穴と前記本体側の分割面を表面硬化処理されない非硬化部分とするとともに、
前記キャップ部は、前記雌ネジ穴の延長方向に通し穴を貫通形成し、この通し穴の内表面及び前記キャップ部の分割面を含む外表面を表面硬化処理された硬化部分としたことを特徴とする。
【００１４】
このコンロッドの製法として、本体側を表面硬化処理してから、分割面の表面硬化処理層を除去し、その後この分割面から肉厚内へ向かって雌ネジ穴を袋状に形成し、この雌ネジ穴と分割面を非硬化部分とすることができる。
【００１５】
また、これに代えて、本体側の分割面を防炭処理して表面硬化処理することにより、表面硬化処理後の分割面を非硬化部のままに残し、その後この分割面から肉厚内へ向かて雌ネジ穴を形成し、この雌ネジ穴と分割面を非硬化部分とすることもできる。
【００１６】
さらに、上記いずれの製法も、前記キャップ部については、前記雌ネジ穴の延長方向に通し穴を貫通形成し、その後キャップ部全体を表面硬化処理することにより、前記通し穴の内表面及び前記キャップ部の分割面を含む外表面を硬化部分とする。
【００１７】
【発明の効果】
本願発明に係るコンロッドは、分割面を非硬化部としたので、大端部の本体側を表面硬化処理しても雌ネジ穴を容易に加工でき、製造効率の良いナットレスタイプのコンロッドを実現できる。
【００１８】
また、雌ネジ穴を袋状とすることにより、本体側の肉厚内において表面硬化処理層に達しない深さで任意に形成でき、雌ネジ穴の形成が容易になる。
【００１９】
しかも、本体側の雌ネジ穴近傍における肉厚を必要以上に大きくしないで済むので、コンロッド全体の軽量化を実現できる。
【００２０】
また、本願発明に係るコンロッドの製法は、まず分割後の本体側を表面硬化処理し、その後分割面の表面硬化処理層を除去することにより、非硬化部の分割面を容易に形成できる。
【００２１】
一方、上記製法とは異なり、表面硬化処理に際して予め分割面を防炭処理すれば、同様に分割面を非硬化部にできるとともに、このような防炭処理は比較的容易にできるので、分割面を非硬化部にすることが容易になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図面に基づいて発明の一実施形態を説明する。図１は大端部の部分拡大図、図２はコンロッドの全体図、図３乃至図５は製造工程を示す図である。
【００２３】
まず、図２に示すように、本実施形態に係るコンロッドは、ロッド部１０の一端にピストン（図示省略）側へ連結される小端部１１、他方にクランク軸（図示省略）側へ連結される大端部１２を連続一体に備えている。
【００２４】
このコンロッドは、鉄系等の金属材料を用いて鋳造又は鍛造により全体が一体に成形され、その後、大端部１２が本体側１３とキャップ部１４に分割される。
【００２５】
図１に明らかなように、キャップ部１４には座部１５から分割面１６に向かって貫通穴１７が形成され、これと対応する本体側１３の分割面１８からはロッド部１０の長さ方向に下穴１９が形成され、さらにその内部に雌ネジ穴２０が形成されている。
【００２６】
本体側１３とキャップ部１４は、キャップ部１４側から貫通穴１７へ入れたボルト２１の雄ネジ部２２を雌ネジ穴２０へ締結することにより結合され、ナットレスタイプのコンロッドになっている。
【００２７】
図１中の符号２３、２４はクランク軸と連結するための穴部内周であり、２５、２６は表面硬化処理層である。
【００２８】
次に、このコンロッドの製法を図３乃至図５に基づいて説明する。図３は大端部における分割工程、図４は表面硬化処理工程、図５は雌ネジ穴加工工程をそれぞれ示す図である。
【００２９】
まず、図３の分割工程では、鋳造又は鍛造により一体に形成された大端部１２を本体側１３とキャップ部１４に分割する。このとき、本体側１３の分割直後における分割面２７は、最終的な分割面１８よりダミー部２８相当の肉厚分だけキャップ部１４方向へ延びて形成されている。
【００３０】
ダミー部２８は、表面硬化処理後の除去分に相当する肉厚部分であり、予め分割前から本体側１３と連続一体に設けられている。
【００３１】
図４の表面硬化処理工程では、本体側１３及びキャップ部１４を従来法で浸炭焼き入れ処理し、表面に表面硬化処理層２５、２６を形成する。この場合、各分割面１６、２７及び貫通穴１７内にも当然表面硬化処理層２５、２６が形成される。
【００３２】
図５の雌ネジ穴加工工程では、まず表面硬化処理後の本体側１３から、ダミー部２８を除去する。これにより、分割面１８は非浸炭層の非硬化部となる。
【００３３】
そこで、この分割面１８から肉厚内をロッド部１０の長さ方向に沿っ下穴１９及びこれに続く雌ネジ穴２０を加工すれば、ナットレスタイプのコンロッドに適合する本体側１３が得られる。
【００３４】
このとき、下穴１９及び雌ネジ穴２０を加工する深さは、表面硬化処理層２４へ達しない範囲で任意に調節され、これにより、雌ネジ穴２０が袋状に形成される。
【００３５】
次に、本実施形態の作用を説明する。まず、図１及び図２に示す本実施形態に係るコンロッドは、本体側１３の分割面１８に表面硬化処理層２５を設けず、非硬化部としたので、この部分に雌ネジ穴２０を容易に形成でき、ナットレスタイプのコンロッドに適合する本体側１３を量産効率よく実現できる。
【００３６】
また、袋状の雌ネジ穴２０とすることにより、その深さを表面硬化処理層２４へ達しない範囲で自在に調節でき、しかも、本体側１３の穴内周面２２近傍の肉厚を必要以上に大きくしないで済み、コンロッド全体の軽量化を実現できる。
【００３７】
さらに、上記コンロッドの製法によれば、ダミー部２８を表面硬化処理後に除去するので、特別な防炭処理を不要とし、そのための工数を削減できるから、量産効率に優れた製法となる。
【００３８】
なお、上記のダミー部２８を表面硬化処理後に除去する方法に代えて、予め分割面１８に防炭処理を施してから表面硬化処理すれば、その後のダミー部除去作業を省略できる。
【００３９】
しかも、この防炭処理は分割面１８全体を対象とし、従来のように雌ネジ穴内部を対象とする場合に比べてはるかに容易であるから、この方法でも、量産効率を向上させることができる。
【００４０】
さらに、このコンロッド並びにその製法において、雌ネジ穴２０を袋状でなく貫通させてもよい。このようにしても、雌ネジ穴のために加工しなければならない表面硬化層２５は、雌ネジ穴先端側のみであり、分割面１８には表面硬化層が形成されていないので、従来と比べてはるかに量産効率が高くなる。
【００４１】
また、本願発明に係る大端部は、上記のように本体側とキャップ部を予め一体に形成してから分割したものでも、逆に、最初から別体で鋳造又は鍛造したものを後から締結一体化するものでもよい。後者の場合は締結時における本体側とキャップ部の接合面が本願発明の分割面となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明係る大端部の一部を切り欠いて示す図
【図２】本願発明に係るコンロッド全体示す図
【図３】分割工程における大端部の一部を切り欠いて示す図
【図４】表面硬化処理工程における大端部の一部を切り欠いて示す図
【図５】雌ネジ穴加工工程における大端部の一かつ容易に図
【図６】従来例の大端部の一部を切り欠いて示す図
【図７】同上図
【符号の説明】
１２：大端部、１３：本体側、１４：キャップ部、１６：分割面、１８：分割面、２０：雌ネジ穴、２１：ボルト、２５：表面硬化処理層、２６：表面硬化処理層
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンのコンロッド及びその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのピストンとクランク軸の連結に用いられるコンロッドは、ロッド部の両端に連続して一体に形成された小端部と大端部を備えるとともに、大端部を本体側とキャップ部に分割してから表面硬化処理を施し、その後、本体側とキャップ部を結合するようになっている。
【０００３】
この結合は、ボルト・ナットで結合する（以下、ボルト・ナット結合タイプという、一例として実開昭６０−１２７１８号参照）か、本体側に雌ネジ穴を設けてキャップ部をボルトにより結合する（以下、ナットレスタイプという）ようになっている。
【０００４】
図６は従来採用されているボルト・ナット結合タイプの大端部を拡大した図であり、大端部を本体側１とキャップ部２に分割後、それぞれに予め形成されている座部３、４に貫通穴５、６を形成してから表面硬化処理を施し、その後、ボルト７及びナット８で結合している。
【０００５】
図７は、同じく従来から採用されているナットレスタイプの大端部を拡大した図であり、本体側１側に雌ネジ穴９を設けることにより、ボルト７のみで結合している。
【０００６】
なお、図６のボルト・ナット結合タイプでは、本体側１の座部３が側方へ張り出す肩部をなしているが、図７のナットレスタイプでは、本体側１にこのような座部が形成されないため、全体として略なで肩状になっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ボルト・ナット結合タイプでは、図６に示すように、座部３の近傍の肉厚Ａをかなり大きく確保することにより、この部分が強度の最弱部にならないよう配慮しなければならない。
【０００８】
このため、座部３の部分が側方へ張り出す肩部となるように、座部３近傍の肉厚Ａが増すことになり、コンロッド全体の軽量化を実現しにくくなっている。
【０００９】
一方、ナットレスタイプでは、表面硬化処理前に雌ネジ穴９を形成し、これを防炭処理してから表面硬化処理するか、先に表面硬化処理してから雌ネジ穴９を形成する必要がある。
【００１０】
しかし、前者の場合は、防炭処理に要する工数が増加するとともに、確実な防炭処理が困難である。また、後者の場合は、高い硬度の表面硬化処理層に対してネジ穴加工を施すことになるので、このような加工が極めて困難なものとなる。
【００１１】
このため、いずれの場合も、工数が増加し、かつ困難な加工を強いられることになる。したがって、軽量化でき、かつ雌ネジ穴の形成が容易なナットレスタイプのコンロッド並びにその製法が望まれている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願発明に係るコンロッドは、本体側とキャップ部に分割された大端部を備え、それぞれに表面硬化処理を施すとともに、キャップ部に設けた通し穴に挿入したボルトを本体側に設けた雌ネジ穴へ締結することにより本体側とキャップ部を結合したコンロッドにおいて、
前記本体側は、前記雌ネジ穴が袋状であって、この雌ネジ穴と前記本体側の分割面を表面硬化処理されない非硬化部分とするとともに、
前記キャップ部は、前記雌ネジ穴の延長方向に通し穴を貫通形成し、この通し穴の内表面及び前記キャップ部の分割面を含む外表面を表面硬化処理された硬化部分としたことを特徴とする。
【００１４】
このコンロッドの製法として、本体側を表面硬化処理してから、分割面の表面硬化処理層を除去し、その後この分割面から肉厚内へ向かって雌ネジ穴を袋状に形成し、この雌ネジ穴と分割面を非硬化部分とすることができる。
【００１５】
また、これに代えて、本体側の分割面を防炭処理して表面硬化処理することにより、表面硬化処理後の分割面を非硬化部のままに残し、その後この分割面から肉厚内へ向かて雌ネジ穴を形成し、この雌ネジ穴と分割面を非硬化部分とすることもできる。
【００１６】
さらに、上記いずれの製法も、前記キャップ部については、前記雌ネジ穴の延長方向に通し穴を貫通形成し、その後キャップ部全体を表面硬化処理することにより、前記通し穴の内表面及び前記キャップ部の分割面を含む外表面を硬化部分とする。
【００１７】
【発明の効果】
本願発明に係るコンロッドは、分割面を非硬化部としたので、大端部の本体側を表面硬化処理しても雌ネジ穴を容易に加工でき、製造効率の良いナットレスタイプのコンロッドを実現できる。
【００１８】
また、雌ネジ穴を袋状とすることにより、本体側の肉厚内において表面硬化処理層に達しない深さで任意に形成でき、雌ネジ穴の形成が容易になる。
【００１９】
しかも、本体側の雌ネジ穴近傍における肉厚を必要以上に大きくしないで済むので、コンロッド全体の軽量化を実現できる。
【００２０】
また、本願発明に係るコンロッドの製法は、まず分割後の本体側を表面硬化処理し、その後分割面の表面硬化処理層を除去することにより、非硬化部の分割面を容易に形成できる。
【００２１】
一方、上記製法とは異なり、表面硬化処理に際して予め分割面を防炭処理すれば、同様に分割面を非硬化部にできるとともに、このような防炭処理は比較的容易にできるので、分割面を非硬化部にすることが容易になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図面に基づいて発明の一実施形態を説明する。図１は大端部の部分拡大図、図２はコンロッドの全体図、図３乃至図５は製造工程を示す図である。
【００２３】
まず、図２に示すように、本実施形態に係るコンロッドは、ロッド部１０の一端にピストン（図示省略）側へ連結される小端部１１、他方にクランク軸（図示省略）側へ連結される大端部１２を連続一体に備えている。
【００２４】
このコンロッドは、鉄系等の金属材料を用いて鋳造又は鍛造により全体が一体に成形され、その後、大端部１２が本体側１３とキャップ部１４に分割される。
【００２５】
図１に明らかなように、キャップ部１４には座部１５から分割面１６に向かって貫通穴１７が形成され、これと対応する本体側１３の分割面１８からはロッド部１０の長さ方向に下穴１９が形成され、さらにその内部に雌ネジ穴２０が形成されている。
【００２６】
本体側１３とキャップ部１４は、キャップ部１４側から貫通穴１７へ入れたボルト２１の雄ネジ部２２を雌ネジ穴２０へ締結することにより結合され、ナットレスタイプのコンロッドになっている。
【００２７】
図１中の符号２３、２４はクランク軸と連結するための穴部内周であり、２５、２６は表面硬化処理層である。
【００２８】
次に、このコンロッドの製法を図３乃至図５に基づいて説明する。図３は大端部における分割工程、図４は表面硬化処理工程、図５は雌ネジ穴加工工程をそれぞれ示す図である。
【００２９】
まず、図３の分割工程では、鋳造又は鍛造により一体に形成された大端部１２を本体側１３とキャップ部１４に分割する。このとき、本体側１３の分割直後における分割面２７は、最終的な分割面１８よりダミー部２８相当の肉厚分だけキャップ部１４方向へ延びて形成されている。
【００３０】
ダミー部２８は、表面硬化処理後の除去分に相当する肉厚部分であり、予め分割前から本体側１３と連続一体に設けられている。
【００３１】
図４の表面硬化処理工程では、本体側１３及びキャップ部１４を従来法で浸炭焼き入れ処理し、表面に表面硬化処理層２５、２６を形成する。この場合、各分割面１６、２７及び貫通穴１７内にも当然表面硬化処理層２５、２６が形成される。
【００３２】
図５の雌ネジ穴加工工程では、まず表面硬化処理後の本体側１３から、ダミー部２８を除去する。これにより、分割面１８は非浸炭層の非硬化部となる。
【００３３】
そこで、この分割面１８から肉厚内をロッド部１０の長さ方向に沿っ下穴１９及びこれに続く雌ネジ穴２０を加工すれば、ナットレスタイプのコンロッドに適合する本体側１３が得られる。
【００３４】
このとき、下穴１９及び雌ネジ穴２０を加工する深さは、表面硬化処理層２４へ達しない範囲で任意に調節され、これにより、雌ネジ穴２０が袋状に形成される。
【００３５】
次に、本実施形態の作用を説明する。まず、図１及び図２に示す本実施形態に係るコンロッドは、本体側１３の分割面１８に表面硬化処理層２５を設けず、非硬化部としたので、この部分に雌ネジ穴２０を容易に形成でき、ナットレスタイプのコンロッドに適合する本体側１３を量産効率よく実現できる。
【００３６】
また、袋状の雌ネジ穴２０とすることにより、その深さを表面硬化処理層２４へ達しない範囲で自在に調節でき、しかも、本体側１３の穴内周面２２近傍の肉厚を必要以上に大きくしないで済み、コンロッド全体の軽量化を実現できる。
【００３７】
さらに、上記コンロッドの製法によれば、ダミー部２８を表面硬化処理後に除去するので、特別な防炭処理を不要とし、そのための工数を削減できるから、量産効率に優れた製法となる。
【００３８】
なお、上記のダミー部２８を表面硬化処理後に除去する方法に代えて、予め分割面１８に防炭処理を施してから表面硬化処理すれば、その後のダミー部除去作業を省略できる。
【００３９】
しかも、この防炭処理は分割面１８全体を対象とし、従来のように雌ネジ穴内部を対象とする場合に比べてはるかに容易であるから、この方法でも、量産効率を向上させることができる。
【００４０】
さらに、このコンロッド並びにその製法において、雌ネジ穴２０を袋状でなく貫通させてもよい。このようにしても、雌ネジ穴のために加工しなければならない表面硬化層２５は、雌ネジ穴先端側のみであり、分割面１８には表面硬化層が形成されていないので、従来と比べてはるかに量産効率が高くなる。
【００４１】
また、本願発明に係る大端部は、上記のように本体側とキャップ部を予め一体に形成してから分割したものでも、逆に、最初から別体で鋳造又は鍛造したものを後から締結一体化するものでもよい。後者の場合は締結時における本体側とキャップ部の接合面が本願発明の分割面となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明係る大端部の一部を切り欠いて示す図
【図２】本願発明に係るコンロッド全体示す図
【図３】分割工程における大端部の一部を切り欠いて示す図
【図４】表面硬化処理工程における大端部の一部を切り欠いて示す図
【図５】雌ネジ穴加工工程における大端部の一かつ容易に図
【図６】従来例の大端部の一部を切り欠いて示す図
【図７】同上図
【符号の説明】
１２：大端部、１３：本体側、１４：キャップ部、１６：分割面、１８：分割面、２０：雌ネジ穴、２１：ボルト、２５：表面硬化処理層、２６：表面硬化処理層
Claims (3)
- 本体側とキャップ部に分割された大端部を備え、それぞれに表面硬化処理を施すとともに、キャップ部に設けた通し穴に挿入したボルトを本体側に設けた雌ネジ穴へ締結することにより本体側とキャップ部を結合したコンロッドにおいて、
前記本体側は、前記雌ネジ穴が袋状であって、この雌ネジ穴と前記本体側の分割面を表面硬化処理されない非硬化部分とするとともに、
前記キャップ部は、前記雌ネジ穴の延長方向に通し穴を貫通形成し、この通し穴の内表面及び前記キャップ部の分割面を含む外表面を表面硬化処理された硬化部分としたことを特徴とするコンロッド。 - 本体側とキャップ部に分割された大端部を備え、それぞれを表面硬化処理してから本体側に雌ネジ穴を形成するコンロッドの製法において、本体側を表面硬化処理してから、分割面の表面硬化処理層を除去し、その後この分割面から肉厚内へ向かって雌ネジ穴を袋状に形成し、この雌ネジ穴と分割面を非硬化部分とし、
さらに前記キャップ部は、前記雌ネジ穴の延長方向に通し穴を貫通形成し、その後キャップ部全体を表面硬化処理することにより、前記通し穴の内表面及び前記キャップ部の分割面を含む全外表面を硬化部分とすることを特徴とするコンロッドの製法。 - 本体側とキャップ部に分割された大端部を備え、それぞれを表面硬化処理してから本体側に雌ネジ穴を形成するコンロッドの製法において、
本体側の分割面を防炭処理して表面硬化処理することにより、表面硬化処理後の分割面を非硬化部のままに残し、その後この分割面から肉厚内へ向かって雌ネジ穴を形成し、この雌ネジ穴と分割面を非硬化部分とし、
さらに前記キャップ部は、前記雌ネジ穴の延長方向に通し穴を貫通形成し、その後キャップ部全体を表面硬化処理することにより、前記通し穴の内表面及び前記キャップ部の分割面を含む全外表面を硬化部分とすることを特徴とするコンロッドの製法。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP34185796A JP3877365B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | コンロッド及びその製法 |
| DE19749117A DE19749117B4 (de) | 1996-12-20 | 1997-11-06 | Pleuelstange und Herstellungsverfahren dafür |
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| US08/995,147 US5915762A (en) | 1996-12-20 | 1997-12-19 | Method of producing a connecting rod |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34185796A JP3877365B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | コンロッド及びその製法 |
Publications (2)
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| JPH10184656A JPH10184656A (ja) | 1998-07-14 |
| JP3877365B2 true JP3877365B2 (ja) | 2007-02-07 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP34185796A Expired - Fee Related JP3877365B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | コンロッド及びその製法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5915762A (ja) |
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