JP4146578B2 - Connecting rod for engine and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロッド本体とキャップとから成るエンジン用コンロッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、特開昭63−195408号公報により、ロッド本体とキャップとが一体化した形状のコンロッド素材を成形し、コンロッド素材を分割してロッド本体とキャップとを得るようにしたものが知られている。
【0003】
この場合、コンロッド素材にロッド本体側のねじ孔とねじ孔からキャップ側にのびるボルト挿通孔とから成るキャップ用の結合孔を形成し、分割後にロッド本体とキャップとをボルト挿通孔を通してねじ孔に螺合させるボルトにより締結し得るようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如くコンロッド素材を分割してロッド本体とキャップとを得る場合、ロッド本体とキャップとの割面は凹凸のある脆性破断面となる。そのため、ボルト挿通孔に圧入される軸部を有する特殊なボルトを用いなくても、割面の凹凸の係合でロッド本体に対するキャップの位置ずれを防止でき、その結果、ボルトの締付け及び緩めが容易になり、コンロッドの組立・分解の作業性が向上する。
【0005】
ところで、ボルト挿通孔は、ねじ孔のタッピング加工に用いるタップの外径、即ち、ねじ孔の谷径より大径に形成されており、ボルトに対し比較的大きな遊びがある。そのため、キャップの割面の凹凸がロッド本体の割面の対応する凹凸とは異なる凹凸に係合した状態でロッド本体にキャップが締結されてしまうことがあり、ロッド本体とキャップとの組付精度を確保する上で問題になっている。
【0006】
本発明は、以上の点に鑑み、キャップの割面の凹凸をロッド本体の割面の対応する凹凸に係合させた状態でロッド本体にキャップを締結し得るようにした組付精度の高いコンロッドを提供することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、ロッド本体とキャップとから成るエンジン用コンロッドであって、ロッド本体とキャップとが一体化した形状に成形したコンロッド素材にロッド本体側のねじ孔とねじ孔からキャップ側にのびるボルト挿通孔とから成るキャップ用の結合孔を形成し、コンロッド素材を分割して得られたロッド本体とキャップとをボルト挿通孔を通してねじ孔に螺合させるボルトにより締結するものにおいて、ボルト挿通孔を、キャップの外面寄りの大径部と、大径部に対しキャップ内の段差部を存してねじ孔側にのびる小径部とを有する段付孔に形成し、小径部をキャップとロッド本体とに亘って形成するとともに、小径部の径を、ボルトの外径より大きくねじ孔の谷径より小さくしている。
【0008】
このように、ボルト挿通孔にねじ孔の谷径より径の小さな小径部を形成するため、ボルトに対するボルト挿通孔の遊びが小さくなり、キャップの割面の凹凸がロッド本体の割面の対応する凹凸とは異なる凹凸に対向する位置までずれることが防止される。かくて、キャップの割面の凹凸をロッド本体の割面の対応する凹凸に係合させた状態でロッド本体にキャップを締結でき、ロッド本体とキャップとの組付精度が確保される。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は、ロッド本体1とキャップ2とから成るエンジン用コンロッドの製造工程を示している。コンロッドの製造に際しては、先ず、下記の組成の冷間鍛造用鋼で形成される図1(a)に示すプリフォーム素材3から図1(b)に示す如きロッド本体1とキャップ2とが一体化した形状のコンロッド素材4を冷間鍛造で成形する。冷間鍛造用鋼は、重量%で、C:0.05〜0.25%,Si:0.35〜0.60%,Mn:0.20〜1.30%,Cr:0.15〜0.60%を含有し、更に、S:0.030〜0.100%,Te:0.005〜0.040%,Pb:0.03〜0.30%,Bi:0.03〜0.20%,Ca:0.0005〜0.0050%のうちから選ばれる1種または2種以上を含有する、残部がFeから成る、下記(1)および(2)式
19≦85(%C)+9(%Si)+3(%Mn)+5(%Cr)≦25 …(1)
100(%C)+3(%Si)+3(%Mn)-9(%Cr)+100(%S)-20(%Te)≦23 …(2)
を満足する組成であり、冷間鍛造性及び疲労強度に優れている。
【0010】
次に、コンロッド素材4の小端部5と大端部6の端面研削と、大端部6の内面研削とを行うと共に、図1(c)に示す如く、大端部6の内面の分割用の切欠き7,7の加工と、大端部6の両脇のキャップ用の結合孔8,8の加工とを行う。
【0011】
以上の機械加工が完了すると、次に図1(d)に示す如く、コンロッド素材4をチェーンコンベア(図示せず)に吊下げた状態で大端部6を低温処理槽9内の液体窒素に浸漬して、大端部6に低温処理を施し、続いて大端部6を破断して、図1(e)に示す如くコンロッド素材4をロッド本体1とキャップ2とに分割する。尚、低温処理では、分割時に大端部6の温度が脆性遷移温度たる−130℃以下に維持されるように、大端部6を冷却する。
【0012】
コンロッド素材4の分割は図2及び図3に示す分割装置10を用いて行う。この分割装置は、基台101と基台101上に設けた治具台102とを備えている。
治具台102には、小端部5をコンロッド素材4の長手方向に摺動自在に、且つ、長手方向と直交方向への振れを生じないように支持する溝形の支持部材103と、大端部6のキャップ側半部を支持する支持板104と、大端部6の本体側半部を支持する支持板105とが設けられている。支持板104は治具台102に固定されており、一方、支持板105は、治具台102に形成したガイド溝106に案内されてコンロッド素材4の長手方向に摺動自在であり、支持板104との間に張設した両脇のばね107,107で支持板104側に付勢されている。両支持板104,105には、大端部6の内周に挿入される半円形の駒108,109が立設されている。両駒108,109間には、基台101に取付けた油圧シリンダ1010で上下動される楔部材1011が設けられており、楔部材1011の駒109側の面をオーバーハングした傾斜面に形成し、楔部材1011を下動させたとき、駒109がばね107の付勢力に抗して駒108から離間する方向に押動されるようにしている。治具台102には、更に、大端部6のキャップ側半部を駒108との間にクランプする、シリンダ1012で開閉動作されるクランプ部材1013と、分割後のロッド本体の飛出しを防止する1対のストッパ1014,1014とが設けられている。
【0013】
コンロッド素材4の分割に際しては、低温処理されたコンロッド素材4をロボット等の自動機(図示せず)により小端部5が支持部材103に係合し、大端部6の内周に駒108,109が挿入されるように治具台102上にセットする。次に、クランプ部材1013を閉じてから、楔部材1011を下動させる。これによれば、大端部6の本体側半部が駒109を介して小端部5側に押圧され、切欠き7,7を起点にして大端部6が脆性破断され、コンロッド素材4がロッド本体1とキャップ2とに分割される。
【0014】
分割が完了すると、ロッド本体1とキャップ2とを、図1(f)に示す如く、温水を入れた昇温処理槽12内で循環するパレット12aに自動機(図示せず)により載置し、ロッド本体1とキャップ2とを常温に戻す昇温処理を行う。次に、ロッド本体1とキャップ2との割面を、図1(g)に示す如く、砥粒入りナイロンブラシ13でブラッシングする。
【0015】
ここで、ロッド本体1とキャップ2との割面は、図4に示す如く、凹凸のある脆性破断面となっている。そして、割面に、図5(A)に示す如く、凹凸に重畳して微小突起が形成されることがあり、このままでは、ロッド本体1にキャップ2を組付ける際に、微小突起が欠けてロッド本体1とキャップ2との割面間に噛み込み、ロッド本体1とキャップ2との組付精度が悪くなる。一方、上記の如くブラッシングを行うと、図5(B)に示す如く欠け易い微小突起が除去され、上記不具合が防止される。
【0016】
ブラッシング後は割面の洗浄とエアブローとを行い、次に、ロッド本体1にキャップ2を、図1(h)に示す如く、結合孔8においてボルト14により締結する。そして、小端部5にブシュ(図示せず)を圧入し、ブシュの内面と大端部6の内面の仕上げ加工を行う。
【0017】
結合孔8は、図4に示す如く、ロッド本体1側のねじ孔81と、ねじ孔81からキャップ2側にのびるボルト挿通孔82とで構成されている。そして、ボルト挿通孔82を、キャップ2の外面寄りの大径部82aと、大径部82aに対しキャップ2内の段差部82bを存してねじ孔81側にのびる小径部82cとを有する段付孔に形成している。小径部82cの径aは、ボルト14の外径bより大きく、ねじ孔81の谷径cより小さな値に設定されている。尚、ねじ孔81の谷径cとボルト14の外径bとの径差は約0.1mmである。
【0018】
結合孔8の加工に際しては、ねじ孔81の下孔と共に小径部82cも同時に加工し、ねじ孔81の下孔と小径部82cとの同軸度を確保する。その後、ねじ孔8のタッピング加工を行うが、小径部82cはねじ孔81の谷径c、即ち、タップ外径よりも小径であるため、小径部82cの内面に浅い螺旋溝82dが形成される。
【0019】
ロッド本体1にキャップ2を締結する際は、ボルト14をキャップ2側からボルト挿通孔82を通してねじ孔81に螺合させる。この場合、ボルト14に対するボルト挿通孔82の遊び、即ち、ロッド本体1に対するキャップ2のずれは小径部82cにより0.1mm以下に規制される。ここで、割面の微小な凹凸を除く1次的な凹凸の平均ピッチは約0.15mmであり、キャップ2の割面の凹凸がロッド本体1の割面の対応する凹凸とは異る凹凸に対向する位置までずれることはない。かくて、キャップ2の割面の凹凸をロッド本体1の割面の対応する凹凸に係合させた状態でロッド本体1にキャップ2を正確に締結することができる。
【0020】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ボルトに対するボルト挿通孔の遊びを小さくして、キャップの割面の凹凸がロッド本体の割面の対応する凹凸とは異なる凹凸に対向する位置までずれることを防止でき、ロッド本体とキャップとの組付精度が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)〜(h)コンロッドの製造工程を示す図
【図2】 分割装置の平面図
【図3】 図2のIII−III線截断面図
【図4】 ロッド本体とキャップとの結合部の拡大断面図
【図5】 (A)割面の一部分のブラッシング前の凹凸の計測結果を示すグラフ、(B)割面の前記部分のブラッシング後の凹凸の計測結果を示すグラフ
【符号の説明】
1 ロッド本体 2キャップ 4 コンロッド素材
8 結合孔 81 ねじ孔 82 ボルト挿通孔
82a 大径部 82b 段差部 82c 小径部
14 ボルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a connecting rod for an engine comprising a rod body and a cap.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, according to Japanese Patent Laid-Open No. Sho 63-195408, a connecting rod material in which a rod body and a cap are integrated is formed, and the connecting rod material is divided to obtain a rod body and a cap. Yes.
[0003]
In this case, a connecting hole for the cap consisting of a screw hole on the rod body side and a bolt insertion hole extending from the screw hole to the cap side is formed in the connecting rod material, and after splitting, the rod body and the cap are screwed into the screw hole through the bolt insertion hole. It can be fastened with bolts to be screwed together.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When the connecting rod material is divided as described above to obtain the rod main body and the cap, the split surface between the rod main body and the cap has a fragile brittle fracture surface. For this reason, even if a special bolt having a shaft portion press-fitted into the bolt insertion hole is not used, the cap can be prevented from being displaced with respect to the rod body by engaging the unevenness of the split surface, so that the bolt can be tightened and loosened. It becomes easy and the workability of assembling / disassembling the connecting rod is improved.
[0005]
By the way, the bolt insertion hole is formed to have a larger diameter than the outer diameter of the tap used for tapping the screw hole, that is, the valley diameter of the screw hole, and has a relatively large play with respect to the bolt. For this reason, the cap may be fastened to the rod body with the unevenness of the split surface of the cap engaged with the unevenness different from the corresponding unevenness of the split surface of the rod body. It has become a problem in securing.
[0006]
In view of the above, the present invention is a connecting rod with high assembling accuracy that allows the cap to be fastened to the rod body in a state where the unevenness of the split surface of the cap is engaged with the corresponding unevenness of the split surface of the rod body. It is an issue to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is an engine connecting rod comprising a rod body and a cap, wherein the rod body side screw hole and screw hole are formed in a connecting rod material formed into a shape in which the rod body and the cap are integrated. A coupling hole for the cap consisting of a bolt insertion hole extending from the cap to the cap side is formed, and the rod body obtained by dividing the connecting rod material and the cap are fastened by a bolt that is screwed into the screw hole through the bolt insertion hole The bolt insertion hole is formed in a stepped hole having a large diameter portion near the outer surface of the cap and a small diameter portion extending to the screw hole side with a step portion in the cap with respect to the large diameter portion. the thereby formed over the cap and the rod body, the diameter of the small diameter portion is smaller than the root diameter of the larger screw holes than the outer diameter of the bolt.
[0008]
Thus, since the small diameter portion smaller in diameter than the valley diameter of the screw hole is formed in the bolt insertion hole, the play of the bolt insertion hole with respect to the bolt is reduced, and the unevenness of the split surface of the cap corresponds to the split surface of the rod body. It is prevented that a position opposite to the unevenness different from the unevenness is deviated. Thus, the cap can be fastened to the rod body with the unevenness of the split surface of the cap engaged with the corresponding unevenness of the split surface of the rod body, and the assembly accuracy between the rod body and the cap is ensured.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a manufacturing process of a connecting rod for an engine composed of a
19 ≦ 85 (% C) +9 (% Si) +3 (% Mn) +5 (% Cr) ≦ 25 (1)
100 (% C) +3 (% Si) +3 (% Mn) -9 (% Cr) +100 (% S) -20 (% Te) ≦ 23 (2)
And is excellent in cold forgeability and fatigue strength.
[0010]
Next, the end surface grinding of the
[0011]
When the above machining is completed, next, as shown in FIG. 1 (d), the
[0012]
The connecting
The jig base 102 has a groove-
[0013]
When the connecting
[0014]
When the division is completed, the
[0015]
Here, the split surface of the
[0016]
After brushing, the split surface is cleaned and air blown, and then the
[0017]
As shown in FIG. 4, the
[0018]
When the
[0019]
When the
[0020]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, the play of the bolt insertion hole with respect to the bolt is reduced, and the unevenness of the split surface of the cap faces the unevenness different from the corresponding unevenness of the split surface of the rod body. The position can be prevented from being displaced, and the assembly accuracy between the rod body and the cap is ensured.
[Brief description of the drawings]
[Fig. 1] (a) to (h) Diagram showing manufacturing process of connecting rod [Fig. 2] Plan view of splitting device [Fig. 3] Sectional view taken along line III-III in Fig. 2 [Fig. [FIG. 5] (A) A graph showing the measurement result of the unevenness of the part of the split surface before brushing, (B) A graph showing the measurement result of the unevenness of the part of the split surface after brushing [ Explanation of symbols]
1
Claims (2)
ロッド本体とキャップとが一体化した形状のコンロッド素材を成形する工程と、
ロッド本体側のねじ孔とねじ孔からキャップ側にのびるボルト挿通孔とから成るキャップ用の結合孔を形成する工程と、
コンロッド素材をロッド本体とキャップとに分割する工程と、
ロッド本体とキャップとの分割面の微小突起を除去する工程と、
ロッド本体とキャップとをボルト挿通孔を通してねじ孔に螺合させるボルトにより締結する工程とを備え、
ボルト挿通孔を、キャップの外面寄りの大径部と、大径部に対しキャップ内の段差部を存してねじ孔側にのびる小径部とを有する段付孔に形成し、小径部をキャップとロッド本体とに亘って形成するとともに、小径部の径を、ボルトの外径より大きくねじ孔の谷径より小さくすることを特徴とするエンジン用コンロッドの製造方法。A method for manufacturing a connecting rod for an engine comprising a rod body and a cap,
Forming a connecting rod material having a shape in which the rod body and the cap are integrated;
Forming a cap coupling hole comprising a screw hole on the rod body side and a bolt insertion hole extending from the screw hole to the cap side;
Dividing the connecting rod material into a rod body and a cap;
Removing the minute protrusions on the split surface between the rod body and the cap;
Fastening the rod body and the cap with a bolt screwed into the screw hole through the bolt insertion hole,
The bolt insertion hole is formed in a stepped hole having a large diameter portion near the outer surface of the cap and a small diameter portion extending to the screw hole side with a step portion in the cap with respect to the large diameter portion. And a rod main body, and the diameter of the small diameter portion is larger than the outer diameter of the bolt and smaller than the valley diameter of the screw hole.
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