JP4931579B2

JP4931579B2 - 摩擦圧接におけるバリ処理方法

Info

Publication number: JP4931579B2
Application number: JP2006355396A
Authority: JP
Inventors: 伸樹松尾; 孝之大沼; 康川人
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: JP2008161918A

Description

本発明は、中空部材を摩擦圧接により接合する際に、内側に発生するフラッシュ（バリ）の先端に形成される酸化バリの処理方法に関する。

従来の技術としては、摩擦溶接（摩擦圧接）により、中空の鍛造部品として形成された複数の単独エレメントが互いに結合されて、中空室やオイル通路を有するクランクジャーナルとクランクピンからなる中空のクランクシャフトが製造されることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０９−１２６２１９号公報

しかし、従来の技術のように、中空部をオイル通路として用いる場合には、摩擦圧接による内側の各接合部にフラッシュ（バリ）が発生するので、そのフラッシュの先端に形成される酸化バリが剥がれてオイルに紛れると、トラブルの原因となる。パイプのような単純な円筒形状であれば、加工工具を開口から挿入してフラッシュ毎に加工工具で除去することができるが、クランクシャフトのような複雑な内部形状の中空部材の場合には、加工工具が全てのフラッシュに届かないので、加工工具で除去することができないという問題がある。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、中空部材を摩擦圧接により接合する際に、内側に発生するフラッシュの先端に形成される酸化バリを確実に除去することができる摩擦圧接におけるバリ処理方法を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、中空部材を摩擦圧接により接合する際に、内側に発生するフラッシュの先端に形成される酸化バリを硬質の球体からなるメディアにより衝撃を付与することによって除去するバリ処理方法において、前記メディアは、大小２種類用い、前記中空部材の内壁面と接合面の交点と、フラッシュの先端を結ぶ直線が、内壁面となす角度をθとすると、４５°≧θ≧０°である場合で、前記中空部材の内壁面からフラッシュの先端までの距離Ｈ、大メディアの長径Ｄ１、小メディアの長径ｄとすると、Ｈ＝（１．５〜１．７）×ｄ、Ｄ１＝２ｄとなるように、大メディアの長径Ｄ１及び小メディアの長径ｄを設定し、大メディアはフラッシュの外側から、小メディアはフラッシュの内側に入り込んで前記酸化バリに衝撃を与えるようにした。

請求項１に係る発明によれば、加工工具などが届かない複雑な内部形状を有する中空部材でも、その内部に発生する酸化バリにメディアが的確な衝撃を与えるので、フラッシュの先端に形成された酸化バリを除去することができる。

請求項２に係る発明によれば、大小２種類のメディアがアンダーカット形状になったフラッシュの先端に引っ掛かることなく、酸化バリに的確な衝撃を与えるので、フラッシュの先端に形成された酸化バリを確実に除去することができる。

請求項３に係る発明によれば、酸化バリと比べて大きなメディアを用いることができるため、大きな運動エネルギーを持つメディアが酸化バリに的確な衝撃を与えるので、フラッシュの先端に形成された酸化バリを確実に除去することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は中空部材の摩擦圧接により形成した接合体の断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は本発明に係る摩擦圧接におけるバリ処理方法の第１実施の形態の説明図、図４は同じく第２実施の形態の説明図である。

図１及び図２に示すように、３個の中空部材１，２，３を摩擦圧接により接合して接合体４を形成すると、一方の接合部（接合面）５に接合部５を中心としてほぼ対称なフラッシュ（バリ）７，８が内側に向かって環状に発生し、他方の接合部（接合面）６にも接合部６を中心としてほぼ対称なフラッシュ９，１０が内側に向かって環状に発生する。フラッシュ７，８，９，１０の断面形状は、略三ケ月形状であり、フラッシュ７，８，９，１０の先端には、夫々酸化バリ７ａ，８ａ，９ａ，１０ａが形成されている。

そこで、酸化バリ７ａ，８ａ，９ａ，１０ａがフラッシュ７，８，９，１０の先端から剥がれてオイルに紛れ、中空部１２からオイル通路１１に侵入するのを防止するため、予め酸化バリ７ａ，８ａ，９ａ，１０ａを除去するのが本発明の目的である。なお、中空部材１，２，３の外側に発生するフラッシュについては、機械加工で除去している。また、中空部材１，２，３の内側に生じる７，８，９，１０の形状と、中空部材１，２，３の外側に発生するフラッシュの形状は、ほぼ同一であることが知られているので、外側に発生するフラッシュの形状から内側に生じる７，８，９，１０の形状を予測することができる。

本発明に係る摩擦圧接におけるバリ処理方法の第１実施の形態は、図３（ａ）に示すように、大小２種類のメディア（研削砥石）２０，２１を用いる。メディア２０，２１は、硬質の球体である。中空部材１，２の内壁面１ａ，２ａと接合面５の交点をＡとし、この交点Ａとフラッシュ７，８の先端を結ぶ直線が、内壁面１ａ，２ａとなす角度をθとする。この角度θが、４５°≧θ≧０°である場合で、且つ中空部材１，２の内壁面１ａ，２ａからフラッシュ７，８の先端までの距離Ｈ、大メディア２０の長径Ｄ１、小メディア２１の長径ｄとすると、Ｈ＝（１．５〜１．７）×ｄ、Ｄ１＝２ｄとなる場合に、酸化バリ７ａ，８ａが円滑に除去される。角度θが、４５°≧θ≧０°である場合には、フラッシュ７，８がアンダーカット形状になることが、経験上予測することができる。

同様に、フラッシュ９，１０についても、角度θが、４５°≧θ≧０°である場合で、且つＨ＝（１．５〜１．７）×ｄ、Ｄ１＝２ｄとなることが条件とされる。全てのフラッシュ７，８，９，１０について満足するように、大メディア２０の長径Ｄ１と小メディア２１の長径ｄが設定される。例えば、距離Ｈが２．５ｍｍ以上の場合で、大メディア２０の長径Ｄ１が３．２ｍｍ、小メディア２１の長径ｄが１．６ｍｍである。

このような大きさ（長径Ｄ１，長径ｄ）に設定した大小２種類のメディア２０，２１を接合体４の開口１３から挿入してオイル通路１１及び中空部１２を移動させる。すると、大小２種類のメディア２０，２１がアンダーカット形状になったフラッシュ７，８，９，１０の先端に引っ掛かることなく、フラッシュ７，８，９，１０の先端に形成された酸化バリ７ａ，８ａ，９ａ，１０ａに的確な衝撃を与えて、酸化バリ７ａ，８ａ，９ａ，１０ａをフラッシュ７，８，９，１０の先端から除去する。

図３（ｂ）に示すように、大メディア２０はフラッシュ７，８の外側から、小メディア２１はフラッシュ７，８の内側に入り込んで酸化バリ７ａ，８ａに的確な衝撃を与えて、酸化バリ７ａ，８ａをフラッシュ７，８の先端から除去する。フラッシュ９，１０の先端に形成された酸化バリ９ａ，１０ａについても、同様に除去される。そして、酸化バリ７ａ，８ａ，９ａ，１０ａを除去した後に、メディア２０，２１が接合体４の内部（オイル通路１１と中空部１２）に詰まっていないかどうか調べるだけで、特別な検査をする必要がない。

次に、本発明に係る摩擦圧接におけるバリ処理方法の第２実施の形態は、図４（ａ）に示すように、１種類のメディア（研削砥石）２２を用いる。メディア２２は、硬質の球体である。図３（ａ）と同様に、中空部材１，２の内壁面１ａ，２ａと接合面５の交点をＡとし、この交点Ａとフラッシュ７，８の先端を結ぶ直線が、内壁面１ａ，２ａとなす角度をθとする。この角度θが、θ≧４５°である場合で、且つ中空部材１，２の内壁面１ａ，２ａからフラッシュ７，８の先端までの距離Ｈ、メディア２２の長径Ｄ２とすると、Ｈ≧１．５×Ｄ２となる場合に、酸化バリ７ａ，８ａが円滑に除去される。角度θが、θ≧４５°である場合には、フラッシュ７，８がアンダーカット形状にならないことが、経験上予測することができる。

同様に、フラッシュ９，１０についても、角度θが、θ≧４５°である場合で、且つ、Ｈ≧１．５×Ｄ２となることが条件とされる。全てのフラッシュ７，８，９，１０について満足するように、メディア２２の長径Ｄ２が設定される。

このような大きさ（長径Ｄ２）に設定したメディア２２を接合体４の開口１３から挿入して接合体３のオイル通路１１及び中空部１２を移動させる。すると、メディア２２がフラッシュ７，８，９，１０の先端に引っ掛かることなく、フラッシュ７，８，９，１０の先端に形成された酸化バリ７ａ，８ａ，９ａ，１０ａに的確な衝撃を与えて、酸化バリ７ａ，８ａ，９ａ，１０ａをフラッシュ７，８，９，１０の先端から除去する。

図４（ｂ）に示すように、メディア２２はフラッシュ７，８の外側から又はフラッシュ７，８の内側に入り込んで酸化バリ７ａ，８ａに的確な衝撃を与え、酸化バリ７ａ，８ａをフラッシュ７，８の先端から除去する。フラッシュ９，１０の先端に形成された酸化バリ９ａ，１０ａについても、同様に除去される。そして、酸化バリ７ａ，８ａ，９ａ，１０ａを除去した後に、メディア２２が接合体４の内部（オイル通路１１と中空部１２）に詰まっていないかどうか調べるだけで、特別な検査をする必要がない。

なお、本発明の実施の形態では、３個の中空部材１，２，３を摩擦圧接により接合した場合について述べたが、４個以上の中空部材を摩擦圧接により接合した場合にも本発明が適用できるのは言うまでもない。

本発明によれば、クランクシャフトのような複雑な内部形状で、加工工具が全てのフラッシュに届かない中空部材の場合でも、フラッシュの先端に形成された酸化バリを確実に除去することができるので、摩擦圧接におけるバリ処理の有効な手段となる。

中空部材の摩擦圧接により形成した接合体の断面図図１のＡ−Ａ線断面図本発明に係る摩擦圧接におけるバリ処理方法の第１実施の形態の説明図で、（ａ）はメディアとフラッシュの関係図、（ｂ）は作用説明図本発明に係る摩擦圧接におけるバリ処理方法の第２実施の形態の説明図で、（ａ）はメディアとフラッシュの関係図、（ｂ）は作用説明図

符号の説明

１，２，３…中空部材、１ａ，２ａ…内壁面、４…接合体、５，６…接合部（接合面）、７，８，９，１０…フラッシュ、７ａ，８ａ，９ａ，１０ａ…酸化バリ、２０…大メディア、２１…小メディア、２２…メディア、Ａ…交点、Ｄ１…大メディアの長径、ｄ…小メディアの長径、Ｄ２…メディアの長径、Ｈ…距離、θ…角度。

Claims

中空部材を摩擦圧接により接合する際に、内側に発生するフラッシュの先端に形成される酸化バリを硬質の球体からなるメディアにより衝撃を付与することによって除去するバリ処理方法において、
前記メディアは、大小２種類用い、前記中空部材の内壁面と接合面の交点と、フラッシュの先端を結ぶ直線が、内壁面となす角度をθとすると、４５°≧θ≧０°である場合で、前記中空部材の内壁面からフラッシュの先端までの距離Ｈ、大メディアの長径Ｄ１、小メディアの長径ｄとすると、Ｈ＝（１．５〜１．７）×ｄ、Ｄ１＝２ｄとなるように、大メディアの長径Ｄ１及び小メディアの長径ｄを設定し、大メディアはフラッシュの外側から、小メディアはフラッシュの内側に入り込んで前記酸化バリに衝撃を与えることを特徴とする摩擦圧接におけるバリ処理方法。