JP6039375B2 - Manufacturing method of connecting rod and semi-finished product of connecting rod - Google Patents

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Description

本発明は、破断分割される大端部を備えたコネクティングロッドの製造技術に関する。   The present invention relates to a manufacturing technique of a connecting rod having a large end portion that is divided by breaking.

エンジンには、クランク軸とピストンとを連結するコネクティングロッド(以下、コンロッドという)が組み込まれている。コンロッドの大端部にクランク軸のクランクピンを装着するため、コンロッドの大端部は本体部とキャップ部とに分割されている。一般的に、分割された本体部とキャップ部とを位置決めするため、本体部とキャップ部との間にはノックピン等が設けられている。しかしながら、ノックピンを用いて本体部とキャップ部とを位置決めすることは、コンロッドの高コスト化を招く要因となっていた。そこで、コンロッドの大端部を破断分割する所謂クラッキング製法が開発されている(特許文献1参照)。このクラッキング製法により、本体部とキャップ部との破断面に適度な凹凸を形成することができるため、ノックピンを用いることなく本体部とキャップ部とを高精度に位置決めすることが可能となる。   The engine incorporates a connecting rod (hereinafter referred to as a connecting rod) that connects the crankshaft and the piston. In order to mount the crank pin of the crankshaft on the large end portion of the connecting rod, the large end portion of the connecting rod is divided into a main body portion and a cap portion. Generally, a knock pin or the like is provided between the main body portion and the cap portion in order to position the divided main body portion and cap portion. However, positioning the main body portion and the cap portion using the knock pin has been a factor in increasing the cost of the connecting rod. Therefore, a so-called cracking method for breaking and dividing the large end of the connecting rod has been developed (see Patent Document 1). By this cracking manufacturing method, moderate irregularities can be formed on the fracture surface of the main body portion and the cap portion, so that the main body portion and the cap portion can be positioned with high accuracy without using a knock pin.

特開2005−188741号公報JP 2005-188741 A

ところで、大端部を破断分割するクラッキング製法においては、本体部やキャップ部の破断面における品質不良の発生、つまり破断面における欠けの発生を抑制することが重要である。しかしながら、劈開破面である破断面の品質を制御すること、つまり破断面における欠けの発生を抑制することは極めて困難となっていた。   By the way, in the cracking manufacturing method in which the large end portion is broken and divided, it is important to suppress the occurrence of poor quality on the fracture surface of the main body portion and the cap portion, that is, the occurrence of chipping on the fracture surface. However, it has been extremely difficult to control the quality of the fracture surface, which is the cleavage fracture surface, that is, to suppress the occurrence of chipping on the fracture surface.

本発明の目的は、破断面における欠けの発生を抑制することにある。   An object of the present invention is to suppress the occurrence of chipping on the fracture surface.

本発明のコネクティングロッドの製造方法は、本体部とキャップ部とに破断分割される大端部を備えたコネクティングロッドの製造方法であって、前記大端部の中央部に設けられる大端穴の内周面に、切り欠きを形成する切り欠き加工工程と、前記大端部の両端部に設けられるボルト穴の内周面に、応力集中部を形成する応力集中部加工工程と、前記大端穴を径方向に拡張させることにより、前記切り欠きからき裂を発生させて前記大端部を破断分割する破断分割工程とを有し、前記ボルト穴は、大径穴部と、前記大径穴部に連なる小径穴部と、前記小径穴部に連なる雌ねじ部と、によって構成され、前記応力集中部は、前記小径穴部と前記大径穴部との境界部分に形成される環状の段付部であり、前記破断分割工程において、き裂を前記切り欠きから前記応力集中部を経て進展させることを特徴とする。また、本発明のコネクティングロッドの製造方法は、本体部とキャップ部とに破断分割される大端部を備えたコネクティングロッドの製造方法であって、前記大端部の中央部に設けられる大端穴の内周面に第1切り欠きを形成し、前記大端部の外周部に第2切り欠きを形成する切り欠き加工工程と、前記大端部の両端部に設けられるボルト穴の内周面に、応力集中部を形成する応力集中部加工工程と、前記大端穴を径方向に拡張させることにより、前記第1切り欠きからき裂を発生させて前記大端部を破断分割する破断分割工程と、を有し、前記応力集中部は、前記ボルト穴の内周面に形成される環状の段付部であり、前記破断分割工程において、き裂を前記第1切り欠きから前記応力集中部を経て前記第2切り欠きに進展させる、ことを特徴とする。 A method for manufacturing a connecting rod according to the present invention is a method for manufacturing a connecting rod having a large end portion that is divided into a main body portion and a cap portion, and includes a large end hole provided in a central portion of the large end portion. A notch forming step for forming a notch on the inner peripheral surface, a stress concentrated portion processing step for forming a stress concentrated portion on the inner peripheral surface of the bolt hole provided at both ends of the large end, and the large end A split splitting step of splitting the large end by splitting the large end by generating a crack from the notch by expanding the hole in the radial direction, and the bolt hole has a large diameter hole and the large diameter A small-diameter hole portion connected to the hole portion and an internal thread portion connected to the small-diameter hole portion, and the stress concentration portion is an annular step formed at a boundary portion between the small-diameter hole portion and the large-diameter hole portion. a biasing unit in the fracture splitting process, a crack the Ri to advance through the stress concentration portion from outs, characterized in that. The connecting rod manufacturing method of the present invention is a connecting rod manufacturing method having a large end portion that is divided into a main body portion and a cap portion, and is provided at a central portion of the large end portion. A notch forming step of forming a first notch on the inner peripheral surface of the hole and forming a second notch on the outer peripheral portion of the large end, and an inner periphery of the bolt hole provided at both ends of the large end A stress concentration portion machining step for forming a stress concentration portion on the surface, and a fracture split that splits the large end portion by generating a crack from the first notch by expanding the large end hole in the radial direction. And the stress concentration portion is an annular stepped portion formed on the inner peripheral surface of the bolt hole, and in the fracture splitting step, the stress is concentrated from the first notch to the stress concentration portion. To the second notch through the part. To.

本発明のコネクティングロッドの半製品は、破断分割型の大端部を備えるコネクティングロッドの中間製品であるコネクティングロッドの半製品であって、前記大端部の中央部に設けられる大端穴の内周面に形成され、破断分割時にき裂の発生起点となる切り欠きと、前記大端部の両端部に設けられるボルト穴の内周面に形成され、破断分割時にき裂が進展して通過する応力集中部と、を有し、前記ボルト穴は、大径穴部と、前記大径穴部に連なる小径穴部と、前記小径穴部に連なる雌ねじ部と、によって構成され、前記応力集中部は、前記小径穴部と前記大径穴部との境界部分に形成される環状の段付部である、ことを特徴とする。また、本発明のコネクティングロッドの半製品は、破断分割型の大端部を備えるコネクティングロッドの中間製品であるコネクティングロッドの半製品であって、前記大端部の中央部に設けられる大端穴の内周面に形成され、破断分割時にき裂の発生起点となる第1切り欠きと、前記大端部の両端部に設けられるボルト穴の内周面に形成され、破断分割時にき裂が進展して通過する応力集中部と、前記大端部の外周部に形成され、破断分割時に前記応力集中部を通過したき裂が到達する第2切り欠きと、を有し、前記応力集中部は、前記ボルト穴の内周面に形成される環状の段付部である、ことを特徴とする。 A semi-finished product of a connecting rod according to the present invention is a semi-finished product of a connecting rod, which is an intermediate product of a connecting rod having a fractured split type large end, and has an inner end of a large end hole provided in the center of the large end. Formed on the peripheral surface, the notch that becomes the starting point of cracks at the time of fracture division, and the inner circumferential surface of the bolt holes provided at both ends of the large end, the crack propagates and passes at the time of fracture division a stress concentrator for the possess, the bolt hole includes a large-diameter hole portion, and a small-diameter hole portion continuous to the large-diameter hole portion, and a female threaded portion communicating with the small-diameter hole portion is constituted by the stress concentration The portion is an annular stepped portion formed at a boundary portion between the small diameter hole portion and the large diameter hole portion . The semi-finished product of the connecting rod according to the present invention is a semi-finished product of a connecting rod that is an intermediate product of a connecting rod having a large end portion of a split split type, and has a large end hole provided in a central portion of the large end portion. Formed on the inner circumferential surface of the first notch, which is a starting point of crack generation at the time of fracture division, and at the inner circumferential surface of the bolt holes provided at both ends of the large end portion. A stress concentration portion that propagates and passes, and a second notch that is formed on the outer peripheral portion of the large end portion and that reaches a crack that has passed through the stress concentration portion at the time of fracture division. Is an annular stepped portion formed on the inner peripheral surface of the bolt hole.

本発明によれば、大端穴の内周面に切り欠きを形成するとともに、ボルト穴の内周面に応力集中部を形成し、大端部の破断分割時には切り欠きから応力集中部を経てき裂を進展させるようにしている。これにより、き裂のすれ違いを抑制することができ、破断面における欠けの発生を抑制することが可能となる。   According to the present invention, a notch is formed on the inner peripheral surface of the large end hole, and a stress concentration portion is formed on the inner peripheral surface of the bolt hole. The cracks are developed. Thereby, it is possible to suppress the passing of cracks and to suppress the occurrence of chipping on the fracture surface.

(a)はコンロッドを示す正面図であり、(b)は分解されたコンロッドを示す正面図である。(a) is a front view which shows a connecting rod, (b) is a front view which shows the disassembled connecting rod. コンロッドの製造工程の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing process of a connecting rod. 破断分割工程において使用される破断装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the fracture | rupture apparatus used in a fracture | rupture division | segmentation process. (a)および(b)は破断分割工程におけるワークの加工状況を示す説明図である。(a) And (b) is explanatory drawing which shows the process condition of the workpiece | work in a fracture | rupture division | segmentation process. (a)はワークを示す正面図であり、(b)は図5(a)のA−A線に沿ってワークを示す断面図である。(a) is a front view which shows a workpiece | work, (b) is sectional drawing which shows a workpiece | work along the AA line of Fig.5 (a). (a)はワークを示す側面図であり、(b)は図6(a)のA−A線に沿ってワークを示す断面図である。(a) is a side view which shows a workpiece | work, (b) is sectional drawing which shows a workpiece | work along the AA line of Fig.6 (a). (a)〜(c)は破断分割工程における大端部の破断過程を示す説明図である。(a)-(c) is explanatory drawing which shows the fracture | rupture process of the big end part in a fracture | rupture division | segmentation process. 図5(a)のB−B線に沿ってワークを示す断面図である。It is sectional drawing which shows a workpiece | work along the BB line of Fig.5 (a). (a)は段付部を有していない場合の裂け目の進展状況を示すイメージ図であり、(b)は段付部を有する場合の裂け目の進展状況を示すイメージ図である。(a) is an image figure which shows the progress condition of the tear in case it does not have a stepped part, (b) is an image figure which shows the progress condition of the tear in the case of having a step part. 本発明の他の実施の形態であるコネクティングロッドの半製品の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of semi-finished product of the connecting rod which is other embodiment of this invention. 本発明の他の実施の形態であるコネクティングロッドの半製品の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of semi-finished product of the connecting rod which is other embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1(a)はコネクティングロッド10(以下、コンロッドという)を示す正面図である。図1(b)は分解されたコンロッド10を示す正面図である。図1(a)に示すように、コンロッド10は、ピストンピン穴11を備える小端部12と、クランクピン穴(大端穴)13を備える大端部14と、小端部12と大端部14とを連結するロッド部15とを有している。小端部12には図示しないピストンのピストンピンが組み付けられ、大端部14には図示しないクランク軸のクランクピンが組み付けられる。また、図1(a)および(b)に示すように、コンロッド10の大端部14は、本体部16とキャップ部17とに分割されている。クランクピンに対してコンロッド10を組み付ける際には、分割された本体部16とキャップ部17とによってクランクピンを挟み込んだ後に、ボルト穴18に挿入されるコンロッドボルト19を用いて本体部16にキャップ部17が締結される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1A is a front view showing a connecting rod 10 (hereinafter referred to as a connecting rod). FIG. 1B is a front view showing the disassembled connecting rod 10. As shown in FIG. 1A, the connecting rod 10 includes a small end portion 12 having a piston pin hole 11, a large end portion 14 having a crank pin hole (large end hole) 13, a small end portion 12 and a large end. It has a rod portion 15 that connects the portion 14. A piston pin of a piston (not shown) is assembled to the small end portion 12, and a crank pin of a crankshaft (not shown) is assembled to the large end portion 14. Further, as shown in FIGS. 1A and 1B, the large end portion 14 of the connecting rod 10 is divided into a main body portion 16 and a cap portion 17. When assembling the connecting rod 10 to the crank pin, the crank pin is sandwiched between the divided main body portion 16 and the cap portion 17, and then the main body portion 16 is capped using the connecting rod bolt 19 inserted into the bolt hole 18. Part 17 is fastened.

コンロッド10の大端部14を分割する際には、生産性や位置決め精度を向上させるため、大端部14の内径を拡張させて破断分割させる所謂クラッキング製法が用いられる。このクラッキング製法を用いることにより、本体部16とキャップ部17との破断面20,21に対し、適度な粗さを持った凹凸を形成することが可能となる。これにより、本体部16に対してキャップ部17を組み付ける際には、破断面20,21の凹凸を互いに噛み合わせることができ、本体部16とキャップ部17との位置決め精度を向上させることが可能となる。また、コンロッド10から位置決め用のノックピン等を削減することができ、コンロッド10の生産性を向上させることが可能となる。   When the large end portion 14 of the connecting rod 10 is divided, in order to improve productivity and positioning accuracy, a so-called cracking manufacturing method is used in which the inner end of the large end portion 14 is expanded and broken and divided. By using this cracking manufacturing method, it is possible to form irregularities having an appropriate roughness on the fracture surfaces 20 and 21 of the main body portion 16 and the cap portion 17. Thereby, when assembling the cap part 17 with respect to the main body part 16, the unevenness | corrugation of the torn surfaces 20 and 21 can be meshed | engaged with each other, and the positioning accuracy of the main body part 16 and the cap part 17 can be improved. It becomes. Moreover, the knock pin for positioning etc. can be reduced from the connecting rod 10, and it becomes possible to improve the productivity of the connecting rod 10. FIG.

次いで、コンロッド10の製造方法について説明する。図2はコンロッド10の製造工程の一例を示す説明図である。図2に示すように、素材鍛造工程S1では、切り出された炭素鋼材やチタン合金材に熱間鍛造等を施すことにより、小端部12、ロッド部15および大端部14が一体となるワークが製造される。また、研削工程S2では、研削盤を用いて小端部12や大端部14の側面研削が施される。続いて、小端穴加工工程S3では、小端部12にドリル加工やリーマ加工等を施すことにより、小端部12にピストンピン穴11が加工される。続く大端穴加工工程S4では、大端部14にドリル加工やリーマ加工等を施すことにより、大端部14の中央部にクランクピン穴13が加工される。さらに、ボルト穴加工工程(応力集中部加工工程)S5では、大端部14にドリル加工やリーマ加工等を施すことにより、大端部14の両端部にボルト穴18が加工される。このボルト穴加工工程S5においては、後述するように、ボルト穴18の内周面22に対して環状の段付部(応力集中部)23が形成される。続いて、ノッチ加工工程(切り欠き加工工程)S6では、後述するように、クランクピン穴13の内周面24に対し、互いに対向する一対のノッチ(切り欠き)23,24が形成される。なお、ノッチ加工工程S6においては、切削加工や放電加工等を用いてノッチ25,26が形成されている。そして、破断分割工程S7では、後述する破断装置30を用いて大端部14の内径が拡張され、ノッチ25,26を起点に大端部14が本体部16とキャップ部17とに破断分割される。   Next, a method for manufacturing the connecting rod 10 will be described. FIG. 2 is an explanatory view showing an example of a manufacturing process of the connecting rod 10. As shown in FIG. 2, in the material forging step S <b> 1, a work in which the small end portion 12, the rod portion 15, and the large end portion 14 are integrated by subjecting the cut carbon steel material or titanium alloy material to hot forging or the like. Is manufactured. In the grinding step S2, side grinding of the small end portion 12 and the large end portion 14 is performed using a grinding machine. Subsequently, in the small end hole processing step S <b> 3, the piston pin hole 11 is processed in the small end portion 12 by performing drilling or reamer processing on the small end portion 12. In the subsequent large end hole processing step S4, the crank pin hole 13 is processed in the center of the large end portion 14 by drilling or reaming the large end portion 14. Further, in the bolt hole machining step (stress concentration portion machining step) S5, the bolt holes 18 are machined at both ends of the large end portion 14 by drilling or reaming the large end portion 14. In this bolt hole machining step S5, as will be described later, an annular stepped portion (stress concentration portion) 23 is formed on the inner peripheral surface 22 of the bolt hole 18. Subsequently, in a notch processing step (notch processing step) S6, a pair of notches (notches) 23 and 24 facing each other are formed on the inner peripheral surface 24 of the crankpin hole 13, as will be described later. In the notch machining step S6, the notches 25 and 26 are formed by using cutting or electric discharge machining. In the breaking and dividing step S7, the inner diameter of the large end portion 14 is expanded using a breaking device 30 described later, and the large end portion 14 is broken and divided into the main body portion 16 and the cap portion 17 starting from the notches 25 and 26. The

続くボルト締付工程S8では、コンロッドボルト19を締め付けることにより、分割されたキャップ部17が本体部16に対して組み付けられる。また、仕上げ研削工程S9では、破断分割後における大端部14の段差を除去したり、小端部12および大端部14の平面度や平行度を確保したりするため、研削盤を用いて小端部12や大端部14の側面研削が実施される。さらに、油穴加工工程S10では、小端部12や大端部14にドリル加工を施すことにより、小端部12や大端部14に潤滑用の油穴が加工される。続いて、メタル溝加工工程S11では、大端部14に切削加工を施すことにより、大端部14の内周面24に軸受メタルを固定するメタル溝が加工される。また、ホーニング工程S12では、ピストンピン穴11やクランクピン穴13の加工精度を確保するため、小端部12や大端部14にホーニング加工が施される。そして、洗浄工程S13でコンロッド10に付着する切粉等を除去した後に、検査工程S14でコンロッド10の完成検査が実施される。   In the subsequent bolt tightening step S <b> 8, the divided cap portion 17 is assembled to the main body portion 16 by tightening the connecting rod bolt 19. Also, in the finish grinding step S9, a grinder is used to remove the level difference of the large end portion 14 after the fracture division and to ensure the flatness and parallelism of the small end portion 12 and the large end portion 14. Side grinding of the small end portion 12 and the large end portion 14 is performed. Further, in the oil hole machining step S <b> 10, the oil holes for lubrication are machined in the small end portions 12 and the large end portions 14 by drilling the small end portions 12 and the large end portions 14. Subsequently, in the metal groove processing step S <b> 11, a metal groove for fixing the bearing metal to the inner peripheral surface 24 of the large end portion 14 is processed by cutting the large end portion 14. In the honing step S12, honing is performed on the small end portion 12 and the large end portion 14 in order to ensure the processing accuracy of the piston pin hole 11 and the crank pin hole 13. Then, after removing chips and the like adhering to the connecting rod 10 in the cleaning step S13, a completion inspection of the connecting rod 10 is performed in the inspection step S14.

図3は破断分割工程S7において使用される破断装置30の一例を示す概略図である。また、図4(a)および(b)は破断分割工程S7におけるワークXの加工状況を示す説明図である。なお、図4(a)に示されるワークXは、破断分割工程S7に投入されるワークXであり、本発明の一実施の形態であるコネクティングロッドの半製品つまり製造過程における中間製品となっている。   FIG. 3 is a schematic view showing an example of the breaking device 30 used in the breaking division step S7. 4 (a) and 4 (b) are explanatory diagrams showing the machining status of the workpiece X in the fracture division step S7. The workpiece X shown in FIG. 4 (a) is the workpiece X that is put into the fracture dividing step S7, and is a semi-finished product of the connecting rod according to one embodiment of the present invention, that is, an intermediate product in the manufacturing process. Yes.

図3に示すように、破断装置30は、ベース部材31と、これに移動自在に組み付けられる一対のスライダ32,33とを有している。一方のスライダ32には、小端部12のピストンピン穴11に挿入される位置決めピン34と、大端部14のクランクピン穴13に挿入される加圧治具35とが設けられる。また、他方のスライダ33には、大端部14のクランクピン穴13に挿入される加圧治具36が設けられる。さらに、破断装置30は、油圧シリンダ37によって上下に駆動される楔38を有している。この楔38は、上昇して加圧治具35,36から離れる退避位置と、下降して加圧治具35,36間に挿入される加圧位置とに移動自在となっている。破断分割時には、図4(a)に示すように、破断装置30のスライダ32,33を互いに近づけた状態のもとで、位置決めピン34にワークXの小端部12を取り付け、双方の加圧治具35,36にワークXの大端部14を取り付ける。そして、図3および図4(b)に黒塗りの矢印で示すように、楔38を加圧位置に向けて下降させ、一対の加圧治具35,36を互いに離れる方向に移動させる。このように、加圧治具35,36を用いてワークXの大端部14の内径を拡張することにより、ノッチ25,26を起点に大端部14は本体部16とキャップ部17とに破断分割される。すなわち、大端部14の吸気側連結部39はノッチ25を起点に破断され、大端部14の排気側連結部40はノッチ26を起点に破断されることになる。なお、吸気側連結部39とは、コンロッド10をエンジンに組み付けた際に吸気ポート側に位置する部位である。また、排気側連結部40とは、コンロッド10をエンジンに組み付けた際に排気ポート側に位置する部位である。   As shown in FIG. 3, the breaking device 30 includes a base member 31 and a pair of sliders 32 and 33 that are movably assembled to the base member 31. One slider 32 is provided with a positioning pin 34 inserted into the piston pin hole 11 of the small end portion 12 and a pressurizing jig 35 inserted into the crank pin hole 13 of the large end portion 14. The other slider 33 is provided with a pressure jig 36 inserted into the crank pin hole 13 of the large end portion 14. Further, the breaking device 30 has a wedge 38 that is driven up and down by a hydraulic cylinder 37. The wedge 38 is movable to a retracted position where it is lifted away from the pressurizing jigs 35, 36 and a pressurizing position where it is lowered and inserted between the pressurizing jigs 35, 36. At the time of breaking and dividing, as shown in FIG. 4A, the small end portion 12 of the work X is attached to the positioning pin 34 with the sliders 32 and 33 of the breaking device 30 close to each other, and both pressures are applied. The large end portion 14 of the work X is attached to the jigs 35 and 36. Then, as shown by black arrows in FIGS. 3 and 4B, the wedge 38 is lowered toward the pressing position, and the pair of pressing jigs 35 and 36 are moved away from each other. In this way, by expanding the inner diameter of the large end portion 14 of the workpiece X using the pressurizing jigs 35 and 36, the large end portion 14 is connected to the main body portion 16 and the cap portion 17 starting from the notches 25 and 26. Break and split. That is, the intake side connecting portion 39 of the large end portion 14 is broken starting from the notch 25, and the exhaust side connecting portion 40 of the large end portion 14 is broken starting from the notch 26. The intake side connecting portion 39 is a portion located on the intake port side when the connecting rod 10 is assembled to the engine. Further, the exhaust side connecting part 40 is a part located on the exhaust port side when the connecting rod 10 is assembled to the engine.

以下、破断面20,21における欠けの発生を抑制するためのワーク構造について説明する。図5(a)はワークXを示す正面図であり、図5(b)は図5(a)のA−A線に沿ってワークXを示す断面図である。また、図6(a)はワークXを示す側面図であり、図6(b)は図6(a)のA−A線に沿ってワークXを示す断面図である。   Hereinafter, a work structure for suppressing the occurrence of chipping in the fracture surfaces 20 and 21 will be described. FIG. 5A is a front view showing the workpiece X, and FIG. 5B is a cross-sectional view showing the workpiece X along the line AA in FIG. 5A. 6A is a side view showing the workpiece X, and FIG. 6B is a cross-sectional view showing the workpiece X along the line AA in FIG. 6A.

図5(a)および(b)に示すように、ワークXの大端部14に設けられるクランクピン穴13の内周面24には、第1切り欠きであるノッチ25,26が互いに対向する位置に形成されている。これらのノッチ25,26は、内周面24を幅方向に分断するように、つまり大端部14を厚み方向に横断するように、クランクピン穴13の内周面24に形成されている。また、ノッチ25とノッチ26とは、内周面上の180°ずれた位置に形成されるとともに、クランクピン穴13の中心線C1を含む平面Sと重なる位置に形成されている。このように、双方のノッチ25,26と重なる平面Sが、破断分割工程S7において破断される大まかな破断予定面となる。また、図示するワークXを用いて製造されるコンロッド10が、中心線C2に対して対称となる対称型コンロッドであることから、平面Sは中心線C2に対して垂直となっている。なお、図5に示す符号C3は、ピストンピン穴11の中心線である。続いて、図6(b)に示すように、ワークXの大端部14に設けられるボルト穴18の内周面22には、応力集中部として環状の段付部23が形成されている。ボルト穴18は、雌ねじ部50を備える小径穴部51と、これと同心上に配置される大径穴部52とによって構成されている。大径穴部52は小径穴部51よりも大きな径寸法を有しており、小径穴部51と大径穴部52との境界部分が環状の段付部23として表れている。このボルト穴18の段付部23は、平面Sの近傍に位置するように形成されている。なお、ボルト穴18に大径穴部52を設けることにより、コンロッドボルト19を小径穴部51に対して簡単に挿入することが可能となっている。つまり、ボルト穴18の大径穴部52は、コンロッドボルト19のガイド部として機能している。 As shown in FIGS. 5A and 5B , notches 25 and 26 that are first cutouts face each other on the inner peripheral surface 24 of the crankpin hole 13 provided in the large end portion 14 of the workpiece X. Formed in position. These notches 25 and 26 are formed in the inner peripheral surface 24 of the crankpin hole 13 so as to divide the inner peripheral surface 24 in the width direction, that is, so as to cross the large end portion 14 in the thickness direction. Further, the notch 25 and the notch 26 are formed at positions shifted by 180 ° on the inner peripheral surface, and are formed at positions overlapping the plane S including the center line C1 of the crankpin hole 13. Thus, the plane S that overlaps both the notches 25 and 26 is a rough planned fracture surface that is fractured in the fracture division step S7. Further, since the connecting rod 10 manufactured using the illustrated workpiece X is a symmetric connecting rod that is symmetric with respect to the center line C2, the plane S is perpendicular to the center line C2. In addition, the code | symbol C3 shown in FIG. Subsequently, as shown in FIG. 6B, an annular stepped portion 23 is formed as a stress concentration portion on the inner peripheral surface 22 of the bolt hole 18 provided in the large end portion 14 of the workpiece X. The bolt hole 18 includes a small-diameter hole portion 51 having a female screw portion 50 and a large-diameter hole portion 52 arranged concentrically therewith. The large diameter hole portion 52 has a larger diameter than the small diameter hole portion 51, and a boundary portion between the small diameter hole portion 51 and the large diameter hole portion 52 appears as an annular stepped portion 23. The stepped portion 23 of the bolt hole 18 is formed so as to be positioned in the vicinity of the plane S. The connecting rod bolt 19 can be easily inserted into the small diameter hole 51 by providing the large diameter hole 52 in the bolt hole 18. That is, the large diameter hole portion 52 of the bolt hole 18 functions as a guide portion of the connecting rod bolt 19.

続いて、破断分割工程S7における大端部14の破断過程について説明する。図7(a)〜(c)は破断分割工程S7における大端部14の破断過程を示す説明図である。図7(a)〜(c)には、図4(a)に符号αで示した部位が図示されている。なお、図7および図8を用いて吸気側連結部39の破断過程について説明するが、排気側連結部40についても吸気側連結部39と同様の破断過程で破断される。   Subsequently, the breaking process of the large end portion 14 in the breaking division step S7 will be described. FIGS. 7A to 7C are explanatory views showing a breaking process of the large end portion 14 in the breaking division step S7. 7 (a) to 7 (c) show the part indicated by the symbol α in FIG. 4 (a). 7 and 8, the rupture process of the intake side connecting portion 39 will be described. The exhaust side linking portion 40 is also broken in the same rupture process as the intake side connecting portion 39.

図7(a)に示すように、加圧治具35,36を用いてワークXの大端部14の内径を拡張させると、き裂C(以下、裂け目という)がノッチ25を起点に発生し、矢印A1で示すように、裂け目Cはクランクピン穴13の径方向外方に向けて進展する。続いて、図7(b)に矢印A2で示すように、裂け目Cは応力集中部である段付部23に向けて進展した後に、矢印A3で示すように、裂け目Cは段付部23に沿ってクランクピン穴13の径方向外方に向けて進展する。そして、図7(c)に示すように、大端部14の吸気側連結部39は、本体部16とキャップ部17とに破断分割される。このように、応力が集中する段付部23をボルト穴18に形成することにより、裂け目Cを段付部23に導くことが可能となる。これにより、裂け目Cを段付部23に沿って進展させることができるため、合流する裂け目Cの高さ位置を一致させることができ、破断面20,21の欠けを抑制することが可能となる。   As shown in FIG. 7A, when the inner diameter of the large end portion 14 of the workpiece X is expanded using the pressurizing jigs 35 and 36, a crack C (hereinafter referred to as a crack) is generated from the notch 25 as a starting point. However, as indicated by the arrow A <b> 1, the crevice C progresses outward in the radial direction of the crankpin hole 13. Subsequently, as shown by an arrow A2 in FIG. 7 (b), after the tear C has progressed toward the stepped portion 23 which is a stress concentration portion, the tear C is formed at the stepped portion 23 as shown by an arrow A3. It progresses toward the radial direction outward of the crankpin hole 13 along. As shown in FIG. 7C, the intake side connecting portion 39 of the large end portion 14 is divided into a main body portion 16 and a cap portion 17 by breaking. Thus, by forming the stepped portion 23 where the stress is concentrated in the bolt hole 18, it is possible to guide the tear C to the stepped portion 23. Thereby, since the crevice C can be advanced along the step part 23, the height position of the crevice C to merge can be made to correspond and it becomes possible to suppress the chipping of the torn surfaces 20 and 21. .

ここで、図8は図5(a)のB−B線に沿ってワークXを示す断面図であり、図8には矢印を用いて裂け目の進展状況が示されている。また、図9(a)は段付部23を有していない場合の裂け目の進展状況を示すイメージ図であり、図9(b)は段付部23を有する場合の裂け目の進展状況を示すイメージ図である。図8に複数の矢印で示すように、ノッチ25から進展する裂け目は、ボルト穴18を避けるように二手に分かれた後に、符号αで示す部位において合流している。ここで、図9(a)に示すように、矢印A1で進展する裂け目と、矢印A2で進展する裂け目との、高さ位置がずれていた場合には、符号αで示すように、すれ違う裂け目の間で材料が欠落することになる。これに対し、図9(b)に示すように、応力が集中する段付部23をボルト穴18に形成することにより、破断分割時に進展する裂け目は破断し易い段付部23を通過することになる。これにより、図9(b)に示すように、矢印A3で進展する裂け目と、矢印A4で進展する裂け目との、高さ位置を一致させることができるため、材料の欠落を防止することが可能となるのである。   Here, FIG. 8 is a cross-sectional view showing the workpiece X along the line BB in FIG. 5A, and FIG. 8 shows the progress of the tear using arrows. FIG. 9A is an image diagram showing the progress of the tear when the stepped portion 23 is not provided, and FIG. 9B is an image diagram showing the progress of the split when the stepped portion 23 is provided. It is. As shown by a plurality of arrows in FIG. 8, the split extending from the notch 25 is split into two hands so as to avoid the bolt hole 18, and then merges at a site indicated by the symbol α. Here, as shown in FIG. 9 (a), when the height position of the rift extending at the arrow A1 and the rift extending at the arrow A2 are misaligned, as shown by the symbol α, The material will be lost between. On the other hand, as shown in FIG. 9B, by forming the stepped portion 23 where the stress is concentrated in the bolt hole 18, the crack that develops at the time of fracture division passes through the stepped portion 23 that is easily broken. become. As a result, as shown in FIG. 9 (b), the height position of the tear that propagates in the arrow A3 and the tear that progresses in the arrow A4 can be matched. It becomes.

前述の説明では、ボルト穴18に形成する応力集中部として、環状の段付部23を挙げているが、これに限られることはなく、周辺部位に比べて応力が集中する形状であれば如何なる形状であっても良い。例えば、応力集中部として、環状の切り欠きを形成しても良く、ボルト穴18の内周面22の一部に段付部や切り欠きを形成しても良い。ここで、図10は本発明の他の実施の形態であるコネクティングロッドの半製品(ワークXa)の一部を示す断面図である。図10には図8と同様の部位が示されている。なお、図10において、図8に示す部位と同様の部位については、同一の符号を付してその説明を省略する。図10に示すように、ワークXaにおいては、ボルト穴18の内周面22の一部に対して切り欠き(応力集中部)53が形成されている。このように、ボルト穴18の内周面22の一部に切り欠き53を形成する場合には、ボルト穴18の内周面22におけるノッチ25側とは反対側の部位に切り欠き53が形成されることになる。すなわち、前述した裂け目の合流部位(図8の符号α)に対し、応力集中部である切り欠き53を形成することにより、切り欠き53に沿って裂け目を合流させることができるため、破断面20,21の欠けを抑制することが可能となる。   In the above description, the annular stepped portion 23 is cited as the stress concentration portion formed in the bolt hole 18, but the present invention is not limited to this, and any shape can be used as long as stress is concentrated compared to the peripheral portion. It may be a shape. For example, an annular notch may be formed as the stress concentration portion, or a stepped portion or a notch may be formed on a part of the inner peripheral surface 22 of the bolt hole 18. Here, FIG. 10 is a sectional view showing a part of a semi-finished product (workpiece Xa) of a connecting rod according to another embodiment of the present invention. FIG. 10 shows the same part as in FIG. 10, parts that are the same as the parts shown in FIG. 8 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. As shown in FIG. 10, in the workpiece Xa, a notch (stress concentration portion) 53 is formed in a part of the inner peripheral surface 22 of the bolt hole 18. As described above, when the notch 53 is formed in a part of the inner peripheral surface 22 of the bolt hole 18, the notch 53 is formed in a portion of the inner peripheral surface 22 of the bolt hole 18 opposite to the notch 25 side. Will be. That is, by forming the notch 53 which is a stress concentration portion at the joining part (symbol α in FIG. 8) of the above-described tear, the tear can be joined along the notch 53, and therefore the fracture surface 20 , 21 can be suppressed.

また、前述の説明では、破断面20,21の欠けを抑制するため、ボルト穴18の内周面22に対して段付部23や切り欠き53を形成しているが、更に大端部14の幅方向の端部に切り欠き等を形成しても良い。ここで、図11は本発明の他の実施の形態であるコネクティングロッドの半製品(ワークXb)の一部を示す断面図である。図11には図8と同様の部位が示されている。なお、図11において、図8に示す部位と同様の部位については、同一の符号を付してその説明を省略する。図11に示すように、ワークXbには、大端部14の幅方向の端部54に第2切り欠き55が形成されている。このように、切り欠き55を設けることにより、段付部23に沿って合流した裂け目を再び分離させることなく、大端部14の幅方向の端部54に導くことができるため、破断面20,21の欠けを更に抑制することが可能となる。 In the above description, the stepped portion 23 and the notch 53 are formed on the inner peripheral surface 22 of the bolt hole 18 in order to suppress the chipping of the fracture surfaces 20 and 21, but the large end portion 14 is further formed. A notch or the like may be formed at the end in the width direction. Here, FIG. 11 is a sectional view showing a part of a semi-finished product (workpiece Xb) of a connecting rod according to another embodiment of the present invention. FIG. 11 shows the same part as in FIG. In FIG. 11, the same parts as those shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. As shown in FIG. 11, the work Xb has a second notch 55 formed at the end 54 in the width direction of the large end 14. Thus, by providing the notch 55, it is possible to guide to the end portion 54 in the width direction of the large end portion 14 without re-separating the tear that has joined along the stepped portion 23. , 21 can be further suppressed.

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。図6(b)に示す場合には、平面Sの下方側に段付部23を形成しているが、これに限られることはなく、裂け目の進展経路上に段付部23等の応力集中部が形成されていれば良い。例えば、平面Sの上方側に段付部23等の応力集中部を形成しても良く、平面S上に段付部23等の応力集中部を形成しても良い。裂け目が上方に進展する傾向のワークに対しては、平面Sの上方側に段付部23等の応力集中部を形成することが望ましく、裂け目が水平方向に進展する傾向のワークに対しては、平面S上に段付部23等の応力集中部を形成することが望ましい。   It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. In the case shown in FIG. 6B, the stepped portion 23 is formed on the lower side of the plane S. However, the present invention is not limited to this, and the stress concentration of the stepped portion 23 or the like is on the crack propagation path. The part should just be formed. For example, a stress concentration portion such as the stepped portion 23 may be formed on the upper side of the plane S, or a stress concentration portion such as the stepped portion 23 may be formed on the plane S. It is desirable to form a stress concentration portion such as a stepped portion 23 on the upper side of the plane S for a workpiece whose tear tends to progress upward, and for a workpiece whose tear tends to progress in the horizontal direction. It is desirable to form a stress concentration portion such as the stepped portion 23 on the plane S.

また、前述の説明では、ボルト穴加工工程S5において、ボルト穴18の穴あけ加工に併せて段付部23を形成しているが、これに限られることはなく、他の工程においてボルト穴18に段付部23を形成しても良い。さらに、前述の説明では、ボルト穴加工工程S5の後にノッチ加工工程S6を設けているが、これに限られることはなく、ノッチ加工工程S6の後にボルト穴加工工程S5を設けても良い。すなわち、クランクピン穴13の内周面24にノッチ23,24を形成した後に、ボルト穴18の内周面22に段付部23を形成しても良い。なお、図示するコンロッド10は、中心線C2に対して対称形状となる対称型コンロッドであるが、これに限られることはない。例えば、中心線C2に対して非対称形状となる非対称型コンロッドであっても、本発明の製造技術を有効に適用することが可能である。   In the above description, in the bolt hole machining step S5, the stepped portion 23 is formed in conjunction with the drilling of the bolt hole 18, but the present invention is not limited to this, and the bolt hole 18 is formed in other steps. A stepped portion 23 may be formed. Further, in the above description, the notch machining step S6 is provided after the bolt hole machining step S5. However, the present invention is not limited to this, and the bolt hole machining step S5 may be provided after the notch machining step S6. That is, the notches 23 and 24 may be formed on the inner peripheral surface 24 of the crankpin hole 13 and then the stepped portion 23 may be formed on the inner peripheral surface 22 of the bolt hole 18. The connecting rod 10 shown in the figure is a symmetric connecting rod having a symmetric shape with respect to the center line C2, but is not limited thereto. For example, the manufacturing technique of the present invention can be effectively applied even to an asymmetric connecting rod having an asymmetric shape with respect to the center line C2.

10 コンロッド(コネクティングロッド)
13 クランクピン穴(大端穴)
14 大端部
16 本体部
17 キャップ部
18 ボルト穴
22 内周面
23 段付部(応力集中部)
24 内周面
25,26 ノッチ(切り欠き)
53 切り欠き(応力集中部)
S5 ボルト穴加工工程(応力集中部加工工程)
S6 ノッチ加工工程(切り欠き加工工程)
S7 破断分割工程
C 裂け目(き裂)
X ワーク(コネクティングロッドの半製品)
Xa ワーク(コネクティングロッドの半製品)
Xb ワーク(コネクティングロッドの半製品)
10 Connecting rod (Connecting rod)
13 Crank pin hole (large end hole)
14 Large end portion 16 Body portion 17 Cap portion 18 Bolt hole 22 Inner peripheral surface 23 Stepped portion (stress concentration portion)
24 inner peripheral surface 25, 26 notch (notch)
53 Notch (stress concentration part)
S5 Bolt hole machining process (stress concentrated part machining process)
S6 Notching process (notch process)
S7 Break splitting process C Crack (crack)
X Workpiece (Connecting rod semi-finished product)
Xa work (connecting rod semi-finished product)
Xb Workpiece (Semi-finished product of connecting rod)

Claims (6)

本体部とキャップ部とに破断分割される大端部を備えたコネクティングロッドの製造方法であって、
前記大端部の中央部に設けられる大端穴の内周面に、切り欠きを形成する切り欠き加工工程と、
前記大端部の両端部に設けられるボルト穴の内周面に、応力集中部を形成する応力集中部加工工程と、
前記大端穴を径方向に拡張させることにより、前記切り欠きからき裂を発生させて前記大端部を破断分割する破断分割工程とを有し、
前記ボルト穴は、大径穴部と、前記大径穴部に連なる小径穴部と、前記小径穴部に連なる雌ねじ部と、によって構成され、
前記応力集中部は、前記小径穴部と前記大径穴部との境界部分に形成される環状の段付部であり、
前記破断分割工程において、き裂を前記切り欠きから前記応力集中部を経て進展させることを特徴とするコネクティングロッドの製造方法。
A method for manufacturing a connecting rod having a large end portion that is split into a main body portion and a cap portion,
A notch processing step of forming a notch on the inner peripheral surface of the large end hole provided in the center of the large end; and
A stress concentration portion machining step for forming a stress concentration portion on the inner peripheral surface of the bolt hole provided at both ends of the large end portion;
Wherein by expanding the large end hole in the radial direction, has a fracture splitting step of fracturing the large end to generate the cutout Karaki cleft,
The bolt hole includes a large-diameter hole, a small-diameter hole continuous with the large-diameter hole, and an internal thread connected with the small-diameter hole,
The stress concentration part is an annular stepped part formed at a boundary part between the small diameter hole part and the large diameter hole part,
The fracture in the dividing step, to advance through the stress concentration portion from lack crack the cutting method of a connecting rod, characterized in that.
本体部とキャップ部とに破断分割される大端部を備えたコネクティングロッドの製造方法であって、
前記大端部の中央部に設けられる大端穴の内周面に第1切り欠きを形成し、前記大端部の外周部に第2切り欠きを形成する切り欠き加工工程と、
前記大端部の両端部に設けられるボルト穴の内周面に、応力集中部を形成する応力集中部加工工程と、
前記大端穴を径方向に拡張させることにより、前記第1切り欠きからき裂を発生させて前記大端部を破断分割する破断分割工程とを有し、
前記応力集中部は、前記ボルト穴の内周面に形成される環状の段付部であり、
前記破断分割工程において、き裂を前記第1切り欠きから前記応力集中部を経て前記第2切り欠きに進展させることを特徴とするコネクティングロッドの製造方法。
A method for manufacturing a connecting rod having a large end portion that is split into a main body portion and a cap portion,
A notch processing step of forming a first notch on an inner peripheral surface of a large end hole provided in a central portion of the large end portion, and forming a second notch on an outer peripheral portion of the large end portion ;
A stress concentration portion machining step for forming a stress concentration portion on the inner peripheral surface of the bolt hole provided at both ends of the large end portion;
Wherein by expanding the large end hole in the radial direction, has a fracture splitting step of fracturing the large end to generate the first notch Karaki cleft,
The stress concentration portion is an annular stepped portion formed on the inner peripheral surface of the bolt hole,
Wherein the fracture splitting process, to advance to the lack crack the second cut through the stress concentration portion because lacks the first cut, a manufacturing method of a connecting rod, characterized in that.
請求項1記載のコネクティングロッドの製造方法において、
前記切り欠き加工工程において、前記大端穴の内周面に前記切り欠きとしての第1切り欠きを形成し、前記大端部の外周部に第2切り欠きを形成し、
前記破断分割工程において、き裂を前記第1切り欠きから前記応力集中部を経て前記第2切り欠きに進展させる、ことを特徴とするコネクティングロッドの製造方法。
In the manufacturing method of the connecting rod of Claim 1,
In the notch processing step, a first notch is formed as the notch on the inner peripheral surface of the large end hole, and a second notch is formed on the outer peripheral portion of the large end portion,
The method of manufacturing a connecting rod according to claim 1, wherein, in the fracture splitting step, a crack is propagated from the first notch to the second notch through the stress concentration portion .
破断分割型の大端部を備えるコネクティングロッドの中間製品であるコネクティングロッドの半製品であって、
前記大端部の中央部に設けられる大端穴の内周面に形成され、破断分割時にき裂の発生起点となる切り欠きと、
前記大端部の両端部に設けられるボルト穴の内周面に形成され、破断分割時にき裂が進展して通過する応力集中部と、を有し、
前記ボルト穴は、大径穴部と、前記大径穴部に連なる小径穴部と、前記小径穴部に連なる雌ねじ部と、によって構成され、
前記応力集中部は、前記小径穴部と前記大径穴部との境界部分に形成される環状の段付部である、ことを特徴とするコネクティングロッドの半製品。
A semi-finished product of a connecting rod, which is an intermediate product of a connecting rod having a fractured split type large end ,
Formed on the inner peripheral surface of the large end hole provided in the central portion of the large end portion, and a notch serving as a starting point of cracks during fracture division;
Wherein formed on the inner peripheral surface of the bolt holes provided at both ends of the large end portion, it possesses cracks during fracture splitting and the stress concentration portion passing progress, and
The bolt hole includes a large-diameter hole, a small-diameter hole continuous with the large-diameter hole, and an internal thread connected with the small-diameter hole,
The connecting rod semi-finished product , wherein the stress concentration portion is an annular stepped portion formed at a boundary portion between the small diameter hole portion and the large diameter hole portion .
破断分割型の大端部を備えるコネクティングロッドの中間製品であるコネクティングロッドの半製品であって、
前記大端部の中央部に設けられる大端穴の内周面に形成され、破断分割時にき裂の発生起点となる第1切り欠きと、
前記大端部の両端部に設けられるボルト穴の内周面に形成され、破断分割時にき裂が進展して通過する応力集中部と
前記大端部の外周部に形成され、破断分割時に前記応力集中部を通過したき裂が到達する第2切り欠きと、を有し、
前記応力集中部は、前記ボルト穴の内周面に形成される環状の段付部である、ことを特徴とするコネクティングロッドの半製品。
A semi-finished product of a connecting rod, which is an intermediate product of a connecting rod having a fractured split type large end ,
A first notch formed on an inner peripheral surface of a large end hole provided at a central portion of the large end portion, and serving as a starting point of a crack during fracture division;
Formed on the inner peripheral surface of the bolt hole provided at both ends of the large end portion, and a stress concentration portion through which a crack propagates and passes at the time of fracture division ;
Wherein formed on the outer peripheral portion of the large end portion, the crack passes through the stress concentration portion is closed and a lack second cut reaching the time fracture splitting,
The connecting rod semi-finished product , wherein the stress concentration portion is an annular stepped portion formed on an inner peripheral surface of the bolt hole .
請求項4記載のコネクティングロッドの半製品において、
前記大端部の中央部に設けられる大端穴の内周面に形成され、破断分割時にき裂の発生起点となる前記切り欠きとしての第1切り欠きと、
前記大端部の外周部に形成され、破断分割時に前記応力集中部を通過したき裂が到達する第2切り欠きと、を有する、ことを特徴とするコネクティングロッドの半製品。
The connecting rod semi-finished product according to claim 4,
A first notch as the notch formed on the inner peripheral surface of the large end hole provided in the central portion of the large end, and serving as a starting point of cracks during fracture division;
A semi-finished product of a connecting rod , comprising: a second notch formed on an outer peripheral portion of the large end portion and reaching a crack that has passed through the stress concentrating portion at the time of fracture division .
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