JP4451151B2 - 延性金属製部品の破断面処理方法及び破断面処理装置並びに破断されかつ破断面の処理された延性金属製部品の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばコネクティングロッドなどの延性金属製部品を引張り破断して生じた破断面の処理方法及び破断面処理装置並びに破断されかつ破断面の処理された延性金属製部品の製造方法及び製造装置に関する。

延性金属製部品を引張り破断し、半割りされた部品を再び組み合せて一対の製品として使用する場合がある。このような部品の一例として自動車用部品として知られるコネクティングロッド（以下、単に「コンロッド」とする）があげられる。そして、コンロッドの大端部をロッド部とキャップ部とに２分割する工法として、いわゆるＦＳ（Fracture Splitting）工法がある。かかるＦＳ工法の一例は、楔をマンドレルに押し当てることでマンドレルに与圧を加え、その後に動荷重をかけてコンロッドを破断するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

さらに、このように破断されたコンロッドの破断面を処理する破断面処理方法も知られている。具体的には、例えば、コンロッド、軸受け、環状筐体等の部材が破断により分離された場合に、材料粒子（破断粉）を破断面から取り除く破断面の処理方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

これに加えて、破断したコンロッドを再組付けして機械加工を行った後のコンロッド本体と軸受キャップ部との分離を容易にし、エンジンに組み付ける際の組立性向上を図った破断面処理方法も知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００２−６６９９８号公報（第３−５頁、図１） 特表２００３−５１２５２２号公報（第６−７頁、図１） 特開２０００−７４０６７号公報（第２−３頁、図８）

特許文献２に記載の破断したコンロッドの破断面処理方法は、粘着性がないか又は僅かに粘着性のある粒子（以下、これを「破断粉」とする）を破断面から取り除こうとする処理方法であり、制御部を作動させ、これによりシリンダに往復運動を与えるようになっている。

具体的には、シリンダのピストンを往復運動させることでコンロッドのキャップを往復運動させる。そして、このキャップの往復運動に際してキャップが僅かにコンロッドの破断面と接触するようにこの往復運動の幅を調節することで、破断粉を破断面から取り除くようになっている。

しかしながら、このようなコンロッドの破断面処理方法では、キャップの振動方向がコンロッドの破断方向と合致しており、キャップが僅かにコンロッドの破断面と接触するような振動を与えているので、破断粉の一部は剥離するが、残りの一部はこのような接触動作で破断面によりしっかりと付着してしまい、その後の破断面の面合わせ時に悪影響を及ぼすことが考えられる。

一方、特許文献２に記載のコンロッドの破断面処理方法は、破断分割したコンロッド本体と軸受キャップ部とを再組付けして機械加工を行った後のコンロッド本体と軸受キャップ部との分離を容易にするものである。具体的には、軸受キャップ部をコンロッド本体から破断分割した後であってコンロッドの組付け状態での機械加工前に、分割した軸受キャップ部を本体に取付けた状態で荷重を掛けることと緩めることを３回以上繰り返すようにしている。しかし、このような破断面の押し付け動作のみを行うのでは、破断粉の一部がコンロッド破断面にしっかりと付着してしまい、その後の破断面の面合わせ時に悪影響を及ぼすことが考えられる。

本発明の目的は、破断した延性金属製部品の破断面を再び面合わせした場合に最適な面合わせを行うことができるように当該破断面を処理する延性金属製部品の破断面処理方法及び破断面処理装置並びに破断されかつ破断面の処理された延性金属製部品の製造方法及び製造装置を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明にかかる破断した延性金属製部品の破断面処理方法は、
延性金属製部品の破断面を処理する破断した延性金属製部品の破断面処理方法において、
前記破断面が、貫通孔を有する延性金属製部品の当該貫通孔に半割型のマンドレルを嵌合するとともに当該半割型のマンドレル間に楔を打ち込むことで破断された破断面であり、
前記破断した延性金属製部品を当該破断面が一定の間隔を保つように離した状態でそれぞれ保持するとともに、
前記破断した延性金属製部品の少なくとも何れか一方に対して、破断方向と交差する方向に所定の振動を加えることで、破断面に付着した破断粉を除去することを特徴としている。

また、本発明の請求項６に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理装置は、
延性金属製部品の破断面を処理する破断した延性金属製部品の破断面処理装置において、
前記破断面が、貫通孔を有する延性金属製部品の当該貫通孔に半割型のマンドレルを嵌合するとともに当該半割型のマンドレル間に楔を打ち込むことで破断された破断面であり、
前記破断した延性金属製部品を当該破断面が一定の間隔を保つように離した状態でそれぞれ保持する保持手段と、
前記破断した延性金属製部品の少なくとも何れか一方に対して、破断方向と交差する方向に所定の振動を加える振動印加手段とを備えることで、破断面に付着した破断粉を除去することを特徴としている。

破断した延性金属製部品を当該破断面が一定の間隔を保つように離した状態で、破断した延性金属製部品に対して破断方向と交差する方向に所定の振動を加えることで、破断面同士を再び接触させることなく破断面に付着した破断粉が剥離し易い方向に破断粉に振動を与えることができる。これによって、破断面同士を接触させたり離したりする場合に比べて破断面から破断粉をより確実に剥離する。

また、本発明の請求項２に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理方法は、請求項１に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理方法において、
破断した延性金属製部品に前記所定の振動を加える際に当該延性金属製部品の破断面に送風することを特徴としている。

また、本発明の請求項７に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理装置は、請求項６に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理装置において、
前記破断面処理装置が、前記振動印加手段によって前記所定の振動を加える際に破断した延性金属製部品の破断面に送風する送風手段を更に備えたことを特徴としている。

このような送風手段によって破断面に送風することで、破断面に付着した破断粉をより剥離し易くする。

また、本発明の請求項３に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理方法は、請求項１又は請求項２に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理方法において、
前記破断した延性金属製部品を互いに離間した状態で振動を与えることに加えて、前記破断した延性金属製部品の破断面同士を当該破断部に生じた歪に抗してなじませるのに十分な押し付け力で押し付けることを特徴としている。

また、本発明の請求項５に記載の破断されかつ破断面の処理された延性金属製部品の製造方法は、
貫通孔を有する延性金属製部品の当該貫通孔に半割型のマンドレルを嵌合し、
当該半割型のマンドレル間に楔を打ち込むことで延性金属製部品を破断し、
破断した延性金属製部品の破断面を請求項１乃至請求項４の何れかに記載の破断面処理方法によって処理することを特徴としている。

また、本発明の請求項８に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理装置は、請求項６又は請求項７に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理装置において、
前記破断面処理装置が、前記破断した延性金属製部品を互いに離間した状態で振動を与える振動印加手段に加えて、前記破断した延性金属製部品の破断面同士を当該破断部に生じた歪に抗してなじませるのに十分な押し付け力で押し付ける面合わせ手段を備えたことを特徴としている。

破断面同士が離れている間に破断面に付着した破断粉を破断面から剥離するだけでなく、破断面同士を一定の力で押し付けて破断部に生じた歪に抗してなじませるので、当該破断面の面合わさりを向上させ、破断した延性金属製部品の最終組付け工程において分割しやすい部品とすることができる。

また、本発明の請求項４に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理方法は、請求項３に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理方法において、
前記振動を加えることと前記破断した延性金属製部品の破断面同士を押し付けることを所定回数交互に行うことを特徴としている。

また、本発明の請求項９に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理装置は、請求項８に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理装置において、
前記破断面処理装置が、前記振動印加手段によって前記振動を加えることと、前記面合わせ手段によって前記破断した延性金属製部品の破断面同士を押し付けることを所定回数交互に行うことを特徴としている。

このような動作を所定回数交互に行うことで、延性金属製部品の破断面をより面合わせに適した破断面とする。

また、本発明の請求項５に記載の破断されかつ破断面の処理された延性金属製部品の製造方法は、
貫通孔を有する延性金属製部品の当該貫通孔に半割型のマンドレルを嵌合し、
当該半割型のマンドレル間に楔を打ち込むことで延性金属製部品を破断し、
破断した延性金属製部品の破断面を請求項１乃至請求項４の何れかに記載の破断面処理方法によって処理することを特徴としている。

また、本発明の請求項１０に記載の破断されかつ破断面の処理された延性金属製部品の製造装置は、請求項６乃至請求項９の何れかに記載の破断面処理装置を備え、貫通孔を有する延性金属製部品の当該貫通孔に半割型のマンドレルを嵌合し、当該半割型のマンドレル間に楔を打ち込むことで延性金属製部品を破断することを特徴としている。

かかる破断されかつ破断面の処理された延性金属製部品の製造方法及び製造装置を用いることによって、破断されかつ破断面が処理され、面合わせに適した延性金属製部品を得ることができる。

本発明の破断面を処理する延性金属製部品の破断面処理方法及び破断面処理装置によると、破断した延性金属製部品の破断面を再び面合わせした場合に最適な面合わせを行うことができるようになる。

また、本発明の破断され破断面の処理された延性金属製部品の製造方法及び製造装置によると、破断面を再び面合わせした場合に最適な面合わせが可能な破断された延性金属製部品を得ることができる。

以下、本発明の第１の実施形態にかかる延性金属製部品の破断面処理装置並びに破断面処理方法について説明する。

なお、本実施形態にかかる延性金属製部品の破断面処理装置１は、延性金属製部品の一つでありかつ自動車に使われるコネクティングロッドを破断するコネクティングロッド破断装置によって破断されたコネクティングロッドの破断面に付着した破断粉を除去する装置である。

本発明の第１の実施形態にかかる延性金属製部品の破断面処理装置１（以下、「破断面処理装置１」とする）は、図１に示すように、一定の間隔を隔てて配置されかつ図示しない支持ステーによって剛体として構成された下側ベース１００と上側ベース１１０との間に取付けられている。

下側ベース１００には破断面処理装置１によって除去された破断粉５９を受け入れるための破断粉受入部１０９が形成されている。そして、破断粉受入部１０９の開口部両側方には破断されたコネクティングロッド（延性金属製部品）５０を位置決めする位置決めスペーサ１０１，１０２が配置されている。また、これらの位置決めスペーサ１０１，１０２と離間した下側ベース上にはコネクティングロッド５０の小端部５５に嵌合されて当該小端部５５を拘束する小端ピン１０５が取付けられている。また、下側ベース１００に位置決めされたロッド側大端部５１とキャップ側大端部５２を拘束するための図示しない拘束部も下側ベース１００に取付けられている。

上側ベース１１０には、振動印加部１２０が備わっている。振動印加部１２０は、クランパ用シリンダ１２１、ダンパ１２２、クランパ１２３及び振動アクチュエータ１２４を備えている。そして、上側ベース１１０にクランパ用シリンダ１２１とダンパ１２２を介してクランパ１２３が吊下された状態で取付けられている。また、クランパ１２３の上部には振動アクチュエータ１２４が取付けられている。

クランパ用シリンダ１２１にはエアシリンダが用いられている。しかしながら、クランパ用シリンダ１２１はエアシリンダに限定されず油圧シリンダであっても構わない。

また、ダンパ１２２の内部には複数の皿ばね１２２ａが内蔵されている。クランパ１２３とクランパ用シリンダ１２１との間にダンパ１２２を介した理由は、このようなスプリング要素を介することによってクランパ１２３を作動するクランパ用シリンダ１２１などの他の構成要素への振動伝播を抑制し、振動印加によるトラブルを防止するためである。従って、このような問題が生じなければダンパ１２２は必ずしも必要としない。

これによって、クランパ用シリンダ１２１が一定の空気圧を供給されて作動すると、ダンパ１２２を介してクランパ１２３に下側に向かった一定の押圧力を作用させるようになっている。また、振動アクチュエータ１２４にはクランパ１２３に例えば一例として５０Ｈｚ乃至１００Ｈｚの振動を１秒乃至数秒程度与えることができる空気式のエアバイブレータが用いられている。

このように、クランパ１２３は、振動伝播性を考慮し、ばねやエアダンパ等のスプリング要素を介しクランプを行うためのものである。

クランパ１２３は、耐衝撃性に優れた金属でできており、側面視でＥ字型に形成された外形を有している。クランパ１２３は、コネクティングロッド５０への突き当て部を３ヶ所に有し、第１の突き合て部１２３ａは、キャップ側大端部５２の上面の一部に突き当てられ、第２の突き合て部１２３ｂは、ロッド側大端部５１の上面に突き当てられる。また、第３の突き当て部１２３ｃは小端部５５の上面に突き当てられる。

これによって、破断したコネクティングロッド５０を下側ベース１００の位置決めスペーサ１０２，１０３及び小端ピン１０５とクランパ１２３を介してクランプし、かつクランパ１２３に接続されたクランパ用シリンダ１２１の押圧力によって保持するようになっている。また、破断したコネクティングロッド５０を保持した状態で、振動アクチュエータ１２４が適時作動するようになっており、振動アクチュエータ１２４からの振動がクランパ１２３を介して、コネクティングロッド５０の破断面５１ａ，５２ａに対して当該コネクティングロッド５０の破断方向と垂直な方向に作用するようになっている。

なお、クランパ１２３によるコネクティングロッド５０への押圧力は適度に調整している。すなわち、振動付加時にコネクティングロッド５０との間にわずかな隙間ができてクランパ１２３が僅かに跳ね上がり、コネクティングロッド５０に振動が十分伝播する程度にクランプ力を緩く調整している。その結果、クランパ１２３がコネクティングロッド５０に接触することと離れることとを繰り返すことで生じる振動によって破断粉５９を効率的に取り除くことが可能となっている。

なお、図１には示さないが、破断面処理装置１にはコネクティングロッド５０の破断面近傍において当該破断面５１ａ，５２ａに空気流を吹き付けるエアノズルが配置されている。そして、振動処理中はエアブローにて破断面５１ａ，５２ａからの破断粉除去を助けるようになっている。

すなわち、破断面５１ａ，５２ａから一部が剥離し、残りの一部がこの面に付着している破断粉５９の拘束が、破断面５１ａ，５２ａに平行な方向への振動の付加によって緩くなり、振動アクチュエータ１２４の振動だけでは破断粉５９が除去できない場合でも当該破断粉５９をエアブローによって容易に取り除くことができる。

以下、本発明の第１の実施形態にかかる破断面処理装置１を用いたコネクティングロッド５０の破断面処理方法の一例及び作用について説明する。

まず、コネクティングロッドの破断装置（図示せず）で破断したコネクティングロッド５０をこの破断装置から搬送して破断面処理装置１の下側ベース１００に位置決めする。

この位置決めにあたっては、コネクティングロッド５０の小端部５５を破断面処理装置１の下側ベース１００の小端ピン１０５に嵌め込むとともに、破断されたコネクティングロッド５０のロッド側大端部５１を下側ベース１００のロッド側位置決めスペーサ１０１に位置決めする。また、破断されたコネクティングロッド５０のキャップ側大端部５２を下側ベース１００のキャップ側位置決めスペーサ１０２に位置決めする。

ロッド側大端部５１のロッド側位置決めスペーサ１０１への位置決めとキャップ側大端部５２のキャップ側位置決めスペーサ１０２への位置決めによって、ロッド側大端部５１とキャップ側大端部５２とが一定距離離れた状態で位置決めされる。また、図示しない拘束手段によってコネクティングロッド５０のロッド側大端部５１とキャップ側大端部５２が下側ベース上においてずれないように拘束する。

次いで、クランパ用シリンダ１２１を図１中下向きに動作させ、ダンパ１２２、クランパ１２３、及び振動アクチュエータ１２４を下方向へ移動させる。これによって、ダンパ１２２を介してクランパ１２３によって破断されたコネクティングロッド５０を予め調整されたクランプ力でクランプする。

次いで、例えば振動アクチュエータ１２４がエアバイブレータなどでできている場合、当該エアバイブレータに空気を供給することで振動アクチュエータ１２４を振動動作させる。この振動動作にあたって、振動数は例えば５０Ｈｚ乃至１００Ｈｚ程度、時間は例えば１秒程度の振動を加える。これによって、コネクティングロッド５０に振動を伝播させる。

この際、コネクティングロッド５０との間にわずかな隙間ができるようにクランプ力が緩く調整されているので、振動付加時にクランパ１２３が僅かに跳ね上がり、コネクティングロッド５０に振動が伝播する。そして、クランパ１２３がコネクティングロッド５０に接触することと離れることを繰り返すことで生じる振動によって、破断粉５９を破断面５１ａ，５２ａから効率的に取り除く。

より詳細には、振動方向はコネクティングロッド５０の破断面５１ａ，５２ａと平行な方向に作用するので、例えば破断粉５９の一端が破断面５１ａ，５２ａに付着した場合、このような方向に振動が作用することでこの振動が破断粉自体を重力の作用方向に上下に揺さぶり、これによって破断面５１ａ，５２ａと破断粉５９との付着部に破断粉５９の重量に基づくせん断力が作用して、破断粉５９を破断面５１ａ，５２ａから引き剥がす。

このとき、破断粉除去の効果を上げるために図示しないエアノズルから破断面にエアを直接吹き付ける。これによって、振動処理中はエアブローによって破だん面５１ａ，５２ａから破断粉５９をより確実に除去する。

すなわち、破断面５１ａ，５２ａから一部が剥離し、残りの一部がこの面に付着している破断粉５９の拘束は破断面５１ａ，５２ａに平行な方向への振動の付加によって緩くなり、振動アクチュエータ１２４の振動だけでは破断粉５９が取り除けない場合でも、当該破断粉５９をエアブローによって容易に取り除くことができる。

コネクティングロッド５０にこのように振動を加えることで、破断面全体に付着した破断粉５９は破断面５１ａ，５２ａから確実に引き離され、下側ベース１００に設けた破断粉受入部１０９に収容される。なお、この破断面処理は、破断面自体を互いに離間した状態で行うので、一方の破断面５１ａ（５２ａ）に付着した破断粉５９が他方の破断面５２ａ（５１ａ）に押し付けられることはなく、破断粉５９の除去をより確実に行うことができる。

続いて、本発明の第２の実施形態にかかる延性金属製部品の破断面処理装置について説明する。本発明の第２の実施形態にかかる延性金属製部品の破断面処理装置２（以下、「破断面処理装置２」とする）は、第１の実施形態にかかる破断面処理装置１と同様に延性金属製部品の一つでありかつ自動車の部品に用いられるコネクティングロッドの破断面を処理するための装置である。

本発明の第２の実施形態にかかる破断面処理装置２は、図２に示すように、図示しない支持ステーを介して互いに一定距離離間して配置された下側ベース２００及び上側ベース２０５を備え、下側ベース２００にはコネクティングロッド位置決め部２１０と、破断面引き離し部２３０が備わっている。一方、上側ベース２０５の下面にはメインシリンダ２０６と、メインシリンダ２０６に取付けられた支持フレーム２０７を備えている。そして、支持フレーム２０７には、コネクティングロッド５０の破断面押し付け部（面合わせ手段）２４０と、コネクティングロッド５０の内径センタリングチャック２５０と、振動付与部２２０とが備わっている。

下側ベース２００に取付けられたコネクティングロッド位置決め部２１０は、下側ベース２００の上面に取付けられ、コネクティングロッド５０の小端部５５に係合してこの部分の位置決めを行う小端ピン２１５と、破断されたコネクティングロッド５０のロッド側大端部５１に当接してこれを位置決めするロッド側位置決めスペーサ２１１とを備えている。また、破断されたコネクティングロッド５０のキャップ側大端部５２は、破断面引き離し部２３０に備わった引き離しパッド２３５の一部に載置した状態で位置決めされるようになっている。

破断面引き離し部２３０は、破断面引き離し用シリンダ２３１と、当該シリンダ２３１のピストンに取付けられ、当該シリンダによって下側ベース２００に対して装置取付け状態で水平方向に僅かに往復移動する引き離しパッド２３５とを備えている。なお、引き離しパッド２３５は複数の部材がネジ等の適当な締結具を介して連結されることで構成されている。また、引き離しパッド２３５の上部水平面２３５ａには、破断されたコネクティングロッド５０のキャップ側大端部５２が位置決め固定されている。また、引き離しパッド２３５の先端は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、破断されたコネクティングロッド５０のキャップ側大端部内周面に当接若しくは離間可能となっている。

具体的には、破断面引き離し用シリンダ２３１が作動した場合は、キャップ側大端部５２の破断面５２ａをロッド側大端部５１の破断面５１ａから引き離す方向に移動させて、破断面同士を一定の距離で離間した状態で保つようになっている。

一方、破断面押し付け部２４０は、破断面押し付け用シリンダ２４１と、当該シリンダ２４１のピストンに連結された押し付けパッド２４５とを有し、押し付けパッド２４５の先端が本実施形態では破断されたコネクティングロッド５０のキャップ側大端部５２の肩部５２ｂ（図３（ａ）参照）に対して当接したり離間するようになっている。そして、破断面押し付け用シリンダ２４１の駆動によって破断したコネクティングロッド５０のキャップ側大端部５２をロッド側大端部５１に押し付けて破断面同士を合致させ、更に破断面押し付け用シリンダ２４１によって所定の押圧力、具体的には大端部５１，５２の破断部に生じた歪に抗して当該破断面５１ａ，５２ａをなじませる程度の押圧力で押し付けるようになっている。

なお、このように破断面５１ａ，５２ａをなじませ、面合わさりを改善することによって、コネクティングロッドの最終組付け工程においてコネクティングロッドを分割し易くして作業性を向上させることができるようになる。

また、内径センタリングチャック２５０は、支持シャフト２５６を介して２つのチャックパット２５５（図３参照）を有し、当該２つのチャックパット２５５は、破断したコネクティングロッド５０の大端部内側に配置されている。

内径センタリングチャック２５０は、破断面押し付け部２４０によってコネクティングロッド５０のキャップ側大端部５２とロッド側大端部５１の破断面５１ａ，５２ａを互いに押し付ける際に、２つのチャックパット間が互いに広まってコネクティングロッド大端部内周面の破断部分を当該内周面側から押し付け、破断面同士を正しく合致させた状態（図３（ｂ）参照）にする役目を果している。すなわち、内径センタリングチャック２５０は、破断されたコネクティングロッド５０の破断面５１ａ，５２ａを破断面押し付け部２４０によって最適な状態で押し付けるのを助ける。

一方、振動印加部２２０は、本発明の第１の実施形態にかかる破断面処理装置１の振動印加部１２０と基本的に同等の構成を有している。すなわち、メインシリンダ２０６に接続された支持フレーム２０７の一端にクランパ用シリンダ２２１が備わり、当該クランパ用シリンダ２２１にはダンパ２２２が連結され、ダンパ２２２にはコネクティングロッド５０を下側ベース２００に対して上方から押さえ付けるクランパ２２３が取付けられている。また、クランパ２２３の上面（図中上面）には振動アクチュエータ２２４が取付けられている。振動アクチュエータ２２４は、第１の実施形態と同様に、コネクティングロッド５０の破断面５１ａ，５２ａに生じた破断粉５９を取り除く役目を果している。

クランパ２２３は、第１の実施形態と同様に、側面視でＥ字形状を有するが、本実施形態の場合、クランパ２２３の一部に内径センタリングチャック２５０の支持シャフト２５６を貫通するための貫通穴２２３ｄが設けられている。なお、クランパ２２３は、破断されたコネクティングロッド５０のキャップ側大端部５２とロッド側大端部５１が引き離された状態（破断面が離間した状態）においてのみ、コネクティングロッド５０に押し当てられるようになっている。

クランパ２２３は、第１の実施形態と同様に、第１の突き当て部２２３ａ、第２の突き当て部２２３ｂ、及び第３の突き当て部２２３ｃを有し、第１の突き当て部２２３ａはコネクティングロッド５０のキャップ引き離し部２３０によって支持されたキャップ側大端部５２の上面に突き当てられるようになっている。また、第２の突き当て部２２３ｂは下側ベース２００のロッド側位置決めスペーサ２１１を介して支持されたコネクティングロッド５０のロッド側大端部上面に突き当てられるようになっている。また、第３の突き当て部２２３ｃは同じく下側ベース２００の小端ピン２１５に位置決めされたコネクティングロッド５０の小端部上面に突き当てられるようになっている。

また、クランパ用シリンダ２２１はエアシリンダでできており、一定の空気圧によって発生した力を、ダンパ２２２を介してクランパ２２３に伝えるようになっている。

ダンパ２２２にはここでは詳細には図示ない皿ばね等の弾性体２２２ａが複数設けられている。クランパ２２３とクランパ用シリンダ２２１との間にダンパ２２２を介した理由は、このようなスプリング要素を介することによってクランパ２２３を作動するクランパ用シリンダ２２１などの他の構成要素への振動伝播を抑制し、振動印加によるトラブルを防止するためである。従って、このような問題が生じなければダンパ２２２は必ずしも必要としない。

また、振動アクチュエータ２２４には第１の実施形態の場合と同様の例えばエアバイブレータなどの公知の振動アクチュエータが用いられ、一例として、外部からエアを供給することで５０Ｈｚ乃至１００Ｈｚ程度の振動を１秒乃至数秒程度クランパ２２３に与えるようになっている。なお、この振動は、破断したコネクティングロッド５０の破断面５１ａ，５２ａと平行な方向に作用するようになっている。これによって、コネクティングロッド５０の破断面５１ａ，５２ａにクランパ２２３を介してこの振動を効率的に加えることができ、当該破断面５１ａ，５２ａに付着した破断粉５９を確実に取り除くようになっている。

また、コネクティングロッド５０の大端部５１，５２の両側方には、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、僅かな間隔を隔ててガイド２６０が配置され、当該ガイド２６０にはコネクティングロッド５０の破断面５１ａ，５２ａに相当する位置に吹き出し口２６１ａを有するエア噴き出し部２６１が形成されている。そして、コネクティングロッド５０の破断面同士が引き離されて振動アクチュエータ２２４によって振動が当該破断面５１ａ，５２ａに加えられたときに、図示しないコンプレッサからエア吹き出し部２６１ａを介して、一定のエアが吹き付けられ、破断面５１ａ，５２ａからの破断粉５９の除去を助けるようになっている（図３（ａ）のエア吹き出し状態参照）。

以下、本発明の第２の実施形態にかかる破断面処理装置２の使用方法及び作用を例示的に説明する。

まず、図示しない破断装置で破断したコネクティングロッド５０を破断装置から搬送して破断面処理装置２の下側ベース２００に位置決めする。

この位置決めにあたっては、コネクティングロッド５０の小端部５５を破断面処理装置２の下側ベース２００の小端ピン２１５に嵌め込むとともに、破断されたコネクティングロッド５０のロッド側大端部５１を下側ベース２００のロッド側位置決めスペーサ２１１に位置決めする。また、破断されたコネクティングロッド５０とのキャップ側大端部５２を破断面引き離し部２３０の引き離しパッド２３５の上面に位置決めする。

ここで、コネクティングロッド５０の破断面５１ａ，５２ａを互いに離間した状態で保ったまま、振動印加部２２０によってコネクティングロッド５０に振動を加える。この振動の加え方は、第１の実施形態にかかる破断面処理装置１と基本的に同じである。具体的には、破断面押し付け用シリンダ２４１を図２の左方向へ移動させて、押し付けパッド２４５をキャップ側大端部５２より離す。

次いで、クランパ用シリンダ２２１を図２中下方向へ動作させ、ダンパ２２２、クランパ２２３、及び振動アクチュエータ２２４を下方向へ移動させる。これによって、破断されたコネクティングロッド５０を、ダンパ２２２を介してクランパ２２３によって調整されたクランプ力でクランプする。

次いで、例えば振動アクチュエータ２２４がエアバイブレータなどでできている場合、当該エアバイブレータに空気を供給することで振動アクチュエータ２２４を動作させる。この動作にあたって、振動数は例えば５０Ｈｚ乃至１００Ｈｚ程度、振動時間は例えば１秒程度で振動を加える。これによって、コネクティングロッド５０に振動を伝播させ、破断面５１ａ，５２ａの破断粉５９を取り除く。このとき、破断粉除去の効果を上げるためにエア吹き付け部２６１から破断面５１ａ，５２ａにエアを直接吹き付ける。

このように、振動処理中はエアブローを行うことで破断面５１ａ，５２ａからの破断粉除去の効果をより向上させることができる。

このように、破断面５１ａ，５２ａから一部が剥離し残りの一部が付着している破断粉５９の拘束は、破断面５１ａ，５２ａに平行な方向への振動の付加によって緩くなり、振動により破断粉５９が取り除けない場合でもエアブローによって容易に取り除くことができる。

なお、振動方向はコネクティングロッド５０の破断面５１ａ（５２ａ）と平行な方向に作用するので、第１の実施形態の場合と同様に、例えば破断粉５９の一端が破断面５１ａ，５２ａに付着した場合、このような方向に振動が作用することで、この振動が破断粉自体を重力の作用方向に上下に揺さぶり、これによって破断面５１ａ，５２ａと破断粉５９との付着部に破断粉５９の重量に基づくせん断力を作用させて、破断粉５９を破断面５１ａ（５２ａ）から引き剥がす。

コネクティングロッド５０にこのように振動を加えることで、破断面全体に付着した破断粉５９は効果的に引き離され、下側ベース２００に設けた図示しない破断粉受入部に収容される。なお、この破断面処理にあたっては、破断面自体を互いに離間した状態で行うので、一方の破断面５１ａ，５２ａに付着した破断粉５９が他方の破断面５２ａ（５１ａ）に押し付けられることはなく、破断粉５９の除去をより確実に行うことができる。

このような押し付けと振動印加を終えた後、クランパ用シリンダ２３１を上方向に作動させてクランパ２２３をコネクティングロッド５０から若干離間させる。そして、続く破断面処理である破断面押し付け動作を行う。この押し付け動作を行うにあたって、破断面押し付け時に破断面５１ａ，５２ａがずれないようにキャップ側大端部５２をロッド側大端部５１に案内する必要があるので、内径センタリングチャック２５０を開いてセンタリングパッド２５５をコネクティングロッド大端部内周面へ押し当ててガイドする。

次いで、破断面押し付け用シリンダ２４１を動作させ、押し付けパッド２４５を図２中右方向へ移動させ、キャップ側大端部５２をロッド側大端部５１へ押し付ける。この際、押し付け荷重として破断面５１ａ，５２ａが密着して破断部の歪に抗して破断面同士をなじませるのに十分な大きさの荷重をかける。

続いて、キャップ側大端部５２をロッド側大端部５１へ押し付けた状態（荷重をかけた状態）で一定時間保持する。このように互いにつがい合う破断面５１ａ，５２ａを一定時間押し付けることで、破断面５１ａ，５２ａを十分なじませ、破断面５１ａ，５２ａの面合わせを改善する。

続いて、破断面押し付け用シリンダ２４１を動作させて押し付けパッド２４５を図２の左方向へ移動させて、押し付けパッド２４５をキャップ側大端部５２より引き離す。

続いて、内径センタリングチャック２５０を閉じ、センタリングパッド２５５を大端部内径面より引き離す。

続いて、破断面引き離し用シリンダ２３１を動作させ、引き離しパッド２３５を図２の左方向へ移動させて、キャップ側大端部５２をロッド側大端部５１より引き離す。これによって、引き離しパッド２３５は図３の図中左方向に位置した状態、すなわちキャップ側大端部５２から離れた状態になる。

次いで、破断面引き離し用シリンダ２３１を動作させ、引き離しパッド２３５を図２の右方向へ移動させて、引き離しパッド２３５をキャップ側大端部５２より引き離して破断面同士が再び離間した状態とする。

この後はサイクルタイム（時間）の許す限り、上述した破断面同士を離間した状態でコネクティングロッド５０に振動を加える動作と破断面同士の押し付け動作を繰り返して行う。一般的にはこの繰り返し回数は２〜５回程度が適当であるとされるが、この回数に限定されるものではない。

これによって、振動を印加することで分割した破断面５１ａ，５２ａの破断粉５９を確実に除去する効果に加えて、互いにつがい合う破断面を押し付けることで破断面をなじませ、破断面５１ａ，５２ａの面合わさりを総合的に改善する。そして、コネクティングロッドの最終組付け工程において、コネクティングロッドの破断面同士の引き離し力を低減させることで、コネクティングロッドを例えば作業者が手で容易に分割できる程度まで分割し易くし、作業性を向上させる。

なお、上述の実施形態においては、クランパ２２３の振動伝播性向上のために皿ばねを備えたダンパ２２２を用いたが、この代わりにコイルバネ等の弾性体を備えたダンパやエアダンパを用いても良い。このように、スプリング要素を介することによってクランパ２２３の作動を行うシリンダなど他の構成要素への振動伝播を抑制し、振動付加によるトラブルを防止する。

なお、上述の２つの実施形態においては、スプリング要素であるダンパはクランパ側のみに設けたが、下側ベースの位置決めスペーサをスプリング要素でできた支持体としても良い。

また、上述の各シリンダにはエアシリンダが用いられているが、これに限定されず、油圧シリンダを用いても構わない。また、破断面に吹き付ける気体は空気に限らず窒素などの不活性気体であっても良い。

また、上述の実施形態における振動印加に関する振動周波数及び振動印加時間は単に一例を示したに過ぎず、上述の実施形態に記載された振動周波数や振動印加時間に限定されるものではない。

また、振動印加は、破断した延性金属製部品の双方の破断面に行うことが好ましいが、少なくともいずれか一方の破断面に行うだけでもそれなりの効果を得ることができる。

また、振動印加は、本実施形態の場合のように必ずしも破断方向に対して垂直な方向である必要はなく、破断方向に対して交差する方向であればそれなりの破断粉除去効果を上げることが可能である。

本発明による延性金属製部品の破断面処理装置並びに破断面処理方法は、一部に貫通孔を有し、引張り応力をかけて特定の破断部から２分割して半割り部を形成し、当該半割り部の破断面を再び当接させて使用するような、例えばベアリングや半割りスペーサなどの部品の破断面処理に広く適用可能である。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかる延性金属製部品の破断面処理装置を取付け状態で側方から示した概略図であり、断面ハッチングを一部省略して示している。 図２は、本発明の第２の実施形態にかかる延性金属製部品の破断面処理装置を取付け状態で側方から示した図であり、断面ハッチングを一部省略して示している。 図３は、本発明の第２の実施形態にかかる延性金属製部品の破断面処理装置を、コネクティングロッドの破断面を引き離した状態を示した平面図（図３（ａ））、及びコネクティングロッドの破断面を互いに押し付け合った状態を示した平面図（図３（ｂ））である。

符号の説明

１，２ 破断面処理装置
５０ コネクティングロッド
５１ ロッド側大端部
５１ａ 破断面
５２ キャップ側大端部
５２ａ 破断面
５２ｂ 肩部
５５ 小端部
５９ 破断粉
１００ 下側ベース
１０１ ロッド側位置決めスペーサ
１０２ キャップ側位置決めスペーサ
１０５ 小端ピン
１０９ 破断粉受入部
１１０ 上側ベース
１２０ 振動印加部
１２１ クランパ用シリンダ
１２２ ダンパ
１２３ クランパ
１２３ａ 第１の突き合て部
１２３ｂ 第２の突き合て部
１２３ｃ 第３の突き当て部
１２４ 振動アクチュエータ
２００ 下側ベース
２０５ 上側ベース
２０６ メインシリンダ
２０７ 支持フレーム
２１０ コネクティングロッド位置決め部
２１１ ロッド側位置決めスペーサ
２１５ 小端ピン
２２０ 振動付与部
２２１ クランパ用シリンダ
２２２ ダンパ
２２３ クランパ
２２３ａ 第１の突き当て部
２２３ｂ 第２の突き当て部
２２３ｃ 第３の突き当て部
２２３ｄ 貫通穴
２２４ 振動アクチュエータ
２３０ 破断面引き離し部
２３１ 破断面引き離し用シリンダ
２３５ 引き離しパッド
２３５ａ 上部水平面
２４０ 破断面押し付け部
２４１ 破断面押し付け用シリンダ
２４５ 押し付けパッド
２５０ 内径センタリングチャック
２５５ センタリングパッド
２５６ 支持シャフト
２６０ ガイド
２６１ エア吹き付け部
２６１ａ 吹き出し口

Claims (10)

1. 延性金属製部品の破断面を処理する破断した延性金属製部品の破断面処理方法において、
   前記破断面が、貫通孔を有する延性金属製部品の当該貫通孔に半割型のマンドレルを嵌合するとともに当該半割型のマンドレル間に楔を打ち込むことで破断された破断面であり、
   前記破断した延性金属製部品を当該破断面が一定の間隔を保つように離した状態でそれぞれ保持するとともに、
   前記破断した延性金属製部品の少なくとも何れか一方に対して、破断方向と交差する方向に所定の振動を加えることで、前記破断面に付着した破断粉を除去することを特徴とする破断した延性金属製部品の破断面処理方法。
2. 前記破断した延性金属製部品に前記所定の振動を加える際に当該延性金属製部品の破断面に送風することを特徴とする、請求項１に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理方法。
3. 前記破断した延性金属製部品を互いに離間した状態で振動を与えることに加えて、前記破断した延性金属製部品の破断面同士を当該破断部に生じた歪に抗してなじませるのに十分な押し付け力で押し付けることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理方法。
4. 前記振動を加えることと前記破断した延性金属製部品の破断面同士を押し付けることを所定回数交互に行うことを特徴とする、請求項３に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理方法。
5. 貫通孔を有する延性金属製部品の当該貫通孔に半割型のマンドレルを嵌合し、
   当該半割型のマンドレル間に楔を打ち込むことで延性金属製部品を破断し、
   破断した延性金属製部品の破断面を請求項１乃至請求項４の何れかに記載の破断面処理方法によって処理することを特徴とする、破断されかつ破断面の処理された延性金属製部品の製造方法。
6. 延性金属製部品の破断面を処理する破断した延性金属製部品の破断面処理装置において、
   前記破断面が、貫通孔を有する延性金属製部品の当該貫通孔に半割型のマンドレルを嵌合するとともに当該半割型のマンドレル間に楔を打ち込むことで破断された破断面であり、
   前記破断した延性金属製部品を当該破断面が一定の間隔を保つように離した状態でそれぞれ保持する保持手段と、
   前記破断した延性金属製部品の少なくとも何れか一方に対して、破断方向と交差する方向に所定の振動を加える振動印加手段とを備えることで、破断面に付着した破断粉を除去することを特徴とする破断した延性金属製部品の破断面処理装置。
7. 前記破断面処理装置が、前記振動印加手段によって前記所定の振動を加える際に破断した延性金属製部品の破断面に送風する送風手段を更に備えたことを特徴とする、請求項６に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理装置。
8. 前記破断面処理装置が、前記破断した延性金属製部品を互いに離間した状態で振動を与える振動印加手段に加えて、前記破断した延性金属製部品の破断面同士を当該破断部に生じた歪に抗してなじませるのに十分な押し付け力で押し付ける面合わせ手段を備えたことを特徴とする、請求項６又は請求項７に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理装置。
9. 前記破断面処理装置が、前記振動印加手段によって前記振動を加えることと、前記面合わせ手段によって前記破断した延性金属製部品の破断面同士を押し付けることを所定回数交互に行うことを特徴とする、請求項８に記載の破断した延性金属製部品の破断面処理装置。
10. 請求項６乃至請求項９の何れかに記載の破断面処理装置を備え、貫通孔を有する延性金属製部品の当該貫通孔に半割型のマンドレルを嵌合し、当該半割型のマンドレル間に楔を打ち込むことで延性金属製部品を破断することを特徴とする、破断されかつ破断面の処理された延性金属製部品の製造装置。
    

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