JP4225178B2 - コンロッドの製造方法及び製造装置 - Google Patents
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請求項1に記載の発明は、ピストンに連結される小端部とクランクシャフトに連結される大端部と前記小端部と前記大端部との間を連結するコラム部とを一体に鍛造する工程と、前記コラム部に冷却水を吹き付けることで焼入を行う工程とを備えたコンロッドの製造方法において、前記コラム部に冷却水を吹き付けることで焼入を行う工程に先立ち、前記コラム部を露出させた状態で小端治具及び大端治具により前記小端部及び大端部をそれらの厚さ方向両側からそれぞれ挟着保持するようにしてそれぞれ被覆する工程を備えることを要旨としている。
請求項3に記載の発明は、ピストンに連結される小端部とクランクシャフトに連結される大端部と前記小端部と前記大端部との間を連結するコラム部とを一体に鍛造する工程と、前記コラム部に冷却水を吹き付けることで焼入を行う工程とを備えたコンロッドの製造方法において、前記コラム部に冷却水を吹き付けることで焼入を行う工程に先立ち、前記コラム部を露出させた状態で小端治具及び大端治具により前記小端部及び大端部をそれぞれ被覆する工程と、前記小端治具及び前記大端治具を加熱することにより前記小端部及び大端部の近傍に浸入しようとする前記冷却水を蒸発させる工程とを備えたことをその要旨としている。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の発明において、前記小端部及び大端部を前記小端治具及び大端治具にて被覆することにより、該小端部及び大端部は互いに相対移動不能とされていることをその要旨としている。
請求項4に記載の発明によれば、コラム部の焼入の際に該コラム部の変態に伴う膨張が発生するが、小端部及び大端部が相対移動不能とされているため、該変態膨張の力が残留応力に変換され、コラム部が高強度化される。
請求項6に記載の発明は、ピストンに連結される小端部と、クランクシャフトに連結される大端部と、前記小端部と大端部との間を連結するコラム部とを一体に鍛造し、前記コラム部に冷却水を吹き付けることで焼入を行うコンロッドの製造装置において、前記小端部を被覆する小端治具と、前記大端部を被覆する大端治具とを備え、前記小端治具及び前記大端治具は、コラム部を露出させた状態で前記小端部及び前記大端部をそれらの厚さ方向両側からそれぞれ挟着保持することを要旨としている。
請求項8に記載の発明は、ピストンに連結される小端部とクランクシャフトに連結される大端部と前記小端部と前記大端部との間を連結するコラム部とを一体に鍛造し、前記コラム部に冷却水を吹き付けることで焼入を行うコンロッドの製造装置において、前記小端部を被覆する小端治具と、前記大端部を被覆する大端治具と、前記小端治具及び前記大端治具を加熱することにより前記小端部及び大端部の近傍に浸入しようとする前記冷却水を蒸発させる加熱手段とを備えていることをその要旨としている。
請求項9に記載の発明は、請求項6〜8の何れか一項に記載の発明において、前記小端治具及び前記大端治具により前記小端部及び前記大端部を被覆することによりそれら小端部及び前記大端部は互いに相対移動不能とされることをその要旨としている。
請求項9に記載の発明によれば、コラム部の焼入の際に該コラム部の変態に伴う膨張が発生するが、小端部及び大端部が相対移動不能とされているため、該変態膨張の力が残留応力に変換され、コラム部が高強度化される。
前記小端治具は、該小端治具と前記小端部との間隙からコラム部に向かって空気を送出する第一の空気送出手段を備え、前記大端治具は、該大端治具と前記大端部との間隙からコラム部に向かって空気を送出する第二の空気送出手段を備えていることを要旨としている。
レシプロエンジンなどにおいて、ピストンとクランクシャフトとの間を連結するコネクティングロッド1(以下、コンロッド1とする)は、図1に示すように、平面視略Y字状に形成されており、コラム部2、小端部3及び大端部4を備えている。コンロッド1は炭素鋼、合金鋼などの機械構造用鋼にて構成されている。
コンロッド製造装置は、先ず、機械構造用鋼を鍛造することでコンロッド1の外形を成形する。コンロッド1の外形を成形すると、コンロッド製造装置は、コンロッド1を約750℃以上の温度まで熱し、図2(a)及び図2(b)に示すように、範囲Xを除く箇所、即ち小端部3近傍及び大端部4近傍をそれぞれ小端部被覆手段としての小端治具8及び大端部被覆手段としての大端治具9にて厚さ方向に挟着保持する。
(1)コンロッド製造装置は小端部3及び大端部4をそれぞれ小端治具8或いは大端治具9にて被覆した状態でコラム部2に冷却水を散布し、該コラム部2の焼入を行う。従って、コラム部2に焼入を行う際に予期せず小端部3及び大端部4に冷却水がかかることが無く、コンロッド製造装置はコラム部2のみに確実に硬化処理を施すことができる。その結果、小端部3及び大端部4に比べて高いビッカース硬度を持つコラム部2を備えたコンロッドを得ることができ、コラム部2の硬度を高く設定しながら、被削性のよい小端部3及び大端部4を持つコンロッドを得ることができる。
・上記実施形態において、コラム部は断面I字状に形成されていたが、断面H字状に形成されたコラム部であってもよい。
Claims (10)
- ピストンに連結される小端部とクランクシャフトに連結される大端部と前記小端部と前記大端部との間を連結するコラム部とを一体に鍛造する工程と、前記コラム部に冷却水を吹き付けることで焼入を行う工程とを備えたコンロッドの製造方法において、
前記コラム部に冷却水を吹き付けることで焼入を行う工程に先立ち、前記コラム部を露出させた状態で小端治具及び大端治具により前記小端部及び大端部をそれらの厚さ方向両側からそれぞれ挟着保持するようにしてそれぞれ被覆する工程を備えることを特徴とするコンロッドの製造方法。 - 前記小端治具及び前記大端治具を加熱することにより前記小端部及び大端部の近傍に浸入しようとする前記冷却水を蒸発させる工程を備えたことを特徴とする請求項1に記載のコンロッドの製造方法。
- ピストンに連結される小端部とクランクシャフトに連結される大端部と前記小端部と前記大端部との間を連結するコラム部とを一体に鍛造する工程と、前記コラム部に冷却水を吹き付けることで焼入を行う工程とを備えたコンロッドの製造方法において、
前記コラム部に冷却水を吹き付けることで焼入を行う工程に先立ち、前記コラム部を露出させた状態で小端治具及び大端治具により前記小端部及び大端部をそれぞれ被覆する工程と、
前記小端治具及び前記大端治具を加熱することにより前記小端部及び大端部の近傍に浸入しようとする前記冷却水を蒸発させる工程とを備えたことを特徴とするコンロッドの製造方法。 - 前記小端部及び大端部を前記小端治具及び大端治具にて被覆することにより、該小端部及び大端部は互いに相対移動不能とされていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のコンロッドの製造方法。
- 前記コラム部に冷却水を吹き付ける際、前記小端部及び前記大端部から前記コラム部に向かって空気を送出する工程を備えたことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載のコンロッドの製造方法。
- ピストンに連結される小端部とクランクシャフトに連結される大端部と前記小端部と大端部との間を連結するコラム部とを一体に鍛造し、前記コラム部に冷却水を吹き付けることで焼入を行うコンロッドの製造装置において、
前記小端部を被覆する小端治具と、前記大端部を被覆する大端治具とを備え、
前記小端治具及び前記大端治具は、コラム部を露出させた状態で前記小端部及び前記大端部をそれらの厚さ方向両側からそれぞれ挟着保持することを特徴とするコンロッドの製造装置。 - 前記小端治具及び前記大端治具を加熱することにより前記小端部及び大端部の近傍に浸入しようとする前記冷却水を蒸発させる加熱手段を更に備えていることを特徴とする請求項6に記載のコンロッドの製造装置。
- ピストンに連結される小端部と、クランクシャフトに連結される大端部と、前記小端部と前記大端部との間を連結するコラム部とを一体に鍛造し、前記コラム部に冷却水を吹き付けることで焼入を行うコンロッドの製造装置において、
前記小端部を被覆する小端治具と、前記大端部を被覆する大端治具と、
前記小端治具及び前記大端治具を加熱することにより前記小端部及び大端部の近傍に浸入しようとする前記冷却水を蒸発させる加熱手段とを備えていることを特徴とするコンロッドの製造装置。 - 前記小端治具及び前記大端治具により前記小端部及び前記大端部を被覆することによりそれら小端部及び前記大端部は互いに相対移動不能とされることを特徴とする請求項6〜8の何れか一項に記載のコンロッドの製造装置。
- 前記小端治具は、該小端治具と前記小端部との間隙からコラム部に向かって空気を送出する第一の空気送出手段を備え、前記大端治具は、該大端治具と前記大端部との間隙からコラム部に向かって空気を送出する第二の空気送出手段を備えていることを特徴とする請求項6〜9の何れか一項に記載のコンロッドの製造装置。
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