JPH08257685A - 軸受の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は鋳造により一体成形した軸受部を破
断分割して軸受本体と軸受キャップとを成形する軸受の
製造方法に関し、鋳造の段階で、破断分割を予定する部
分のみを脆性とすることを目的とする。 【構成】 鋳型１０の内部に溶湯を流し込み、一端にピ
ストンピンの軸受となる小端部を備え、他端にクランク
シャフトの軸受となる大端部を備えるコンロッド素材を
鋳造する。鋳型１０の湯口１４を、コンロッド素材の分
割が予定されている部位に沿って設ける。湯口１４の近
傍は、鋳鉄の凝固速度が遅いため、コンロッド素材が凝
固する過程で湯口１４の近傍は脆性化される。脆性化さ
れた部位に沿ってコンロッド素材を破断分割し、コンロ
ッド本体とコンロッド軸受キャップとからなるコンロッ
ドを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軸受の製造方法に係
り、特に、一体成形した軸受部を破断分割して軸受本体
と軸受キャップとを成形する軸受の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、軸受を製造する方法として、
一体成形した軸受部を破断分割して軸受本体と軸受キャ
ップとを成形する方法が知られている。例えば特開昭６
４−６４７２９号公報には、かかる製造方法を用いて、
内燃機関のピストンとクランクシャフトとを連結するコ
ンロッドを製造する方法が開示されている。

【０００３】この製造方法を用いてコンロッドを製造す
る場合、先ず、クランクシャフトの軸受となる大端部
と、ピストンピンの軸受となる小端部とを両端に備える
コンロッドを、鍛造、鋳造、焼結等により成形する。次
に、コンロッドの大端部の所定部位、すなわち破断分割
を予定する部位に、熱処理等による脆性化処理を施す。
次いで、脆性化処理を施した部位を破断分割して、コン
ロッド本体と、コンロッド軸受キャップとを成形する。
この結果、クランクシャフトへの組み付けが可能なコン
ロッドが完成する。

【０００４】上記の製造方法によれば、コンロッド本体
とコンロッド軸受キャップとを破断分割するに先立っ
て、破断分割を予定する部位に適当な脆性化処理が施さ
れるため、それらの部位に切欠き等を設けることなく、
容易に破断分割を行うことができる。このように、上記
公報記載の製造方法は、本体とキャップとの破断分割を
容易に行い得るという意味で、かかる脆性化処理を行わ
ない方法に比して有効である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、部材に対して
脆性化処理を施す場合、被処理部を精度良く特定するこ
とは一般に困難である。従って、上記従来のコンロッド
の製造方法の如く、破断分割に先立ってコンロッドに脆
性化処理を施すと、その脆性化処理の影響が、破断予定
部位以外の部位に及ぶ可能性がある。また、上記従来の
コンロッド製造方法は、破断予定部位に切欠き等を設け
る必要がない点で有効ではあるものの、脆性化処理の工
程を必要とするという不利益をも有している。

【０００６】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、破断分割に供する軸受部を鋳造成形する段階
で、破断分割予定部に脆性部分を形成することにより、
上記の課題を解決する軸受の製造方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、鋳造により成形した軸受部を、所定の
部位で破断分割して軸受本体と軸受キャップとを形成す
る軸受の製造方法において、前記軸受部の鋳造を、該軸
受部の破断分割予定部の近傍に湯口を備える鋳型を用い
て行う軸受の製造方法により達成される。

【０００８】また、上記の目的は、請求項２に記載する
如く、鋳造により成形した軸受部を、所定の部位で破断
分割して軸受本体と軸受キャップとを形成する軸受の製
造方法において、前記軸受部の鋳造を、該軸受部の破断
分割予定部の近傍にガス抜き穴を備える鋳型を用いて行
う軸受の製造方法によっても達成される。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明において、軸受本体と軸受
キャップとに破断分割される軸受部は、破断分割の予定
される部位の近傍に湯口を有する鋳型を用いて鋳造成形
される。鋳型の湯口近傍は、溶湯の凝固速度が最も遅い
ため針状黒鉛が形成され易い。針状黒鉛は、鋳鉄の強度
を低下させる特性を有しており、針状黒鉛の方向性を適
宜管理すれば、破断分割が予定される部位を正確に得る
ことができる。このため、上記の鋳型で成形された軸受
部には、鋳造成形の段階で、破断分割が予定される部位
の近傍に脆性部分が形成されることになる。

【００１０】請求項２記載の発明において、軸受本体と
軸受キャップとに破断分割される軸受部は、破断分割の
予定される部位の近傍にガス抜き穴を有する鋳型を用い
て鋳造成形される。鋳型のガス抜き穴近傍は、鋳鉄の凝
固過程で生ずるガスが比較的多量に流通する部位であ
り、ブローホールやガスポロシティが生じ易い。このた
め、上記の鋳型で成形された軸受部には、鋳造成形の段
階で、破断分割が予定される部位の近傍に脆性部分が形
成されることになる。

【００１１】

【実施例】以下、図１乃至図３を参照して、本発明の一
実施例であるコンロッドの製造方法について説明する。
図１（Ａ）は、本実施例のコンロッドの製造方法に用い
る鋳型１０の平面透視図を、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）
中にＢ−Ｂで示す断面を表示する部分断面図を示す。ま
た、図２は、鋳型１０によって鋳造されるコンロッドの
素材２０（以下、コンロッド素材２０と称す）を、図３
は、完成状態のコンロッド３０（以下、単にコンロッド
３０と称す）の平面図を示す。

【００１２】図３に示すコンロッド３０は、内燃機関に
おいてクランクシャフトとピストンとを連結する部材で
ある。このため、コンロッド３０は、その両端に、クラ
ンクシャフトの軸受として機能する大端部３２、及びピ
ストンピンの軸受として機能する小端部３４を備えてい
る。

【００１３】コンロッド３０の小端部３４が把持するピ
ストンピン（図示せず）は、単純な円筒状の部材であ
り、圧入により小端部３４に組み付けることができる。
従って、小端部３４については、組み付け性を確保する
ために分割構造を採る必要はない。一方、大端部３２が
把持するクランクシャフトは、形状の複雑な部材であ
り、圧入により大端部３２に組み付けることはできな
い。従って、大端部３２については、組み付け性を確保
するために分割構造を採ることが必要である。

【００１４】このため、コンロッド３０においては、大
端部３２の中央部から下方の部分と、大端部３２の中央
部から上方の部分とが分離可能な２ピース構造を採用し
ている。尚、以下の記載においては、大端部３２の下方
部分をコンロッド軸受キャップ３０ａと、大端部３２の
中央部から上方の部分をコンロッド本体３０ｂと、それ
ぞれ称し、また、コンロッド軸受キャップ３０ａとコン
ロッド本体３０ｂとの境界部を分割部３６と称する。

【００１５】上記構成によれば、コンロッド軸受キャッ
プ３０ａと、コンロッド本体３０ｂとでクランクシャフ
トを挟み込むことにより、クランクシャフトをコンロッ
ド３０の大端部３２で把持する状況を容易に実現するこ
とができる。また、かかる状況下で、図３に示す如く、
ボルト３６を用いてコンロッド軸受キャップ３０ａとコ
ンロッド本体３０ｂとを締結すれば、大端部３２に、ク
ランクシャフトを把持するために十分な強度を付与する
ことができる。

【００１６】上述したコンロッド３０は、図２に示す如
く、コンロッド軸受キャップ３０ａとコンロッド本体３
０ｂとを一体に備えるコンロッド素材２０を、図２中に
破線で示す分割部３６で分割することにより製造するこ
とができる。かかる分割は、機械加工による切断等によ
っても行い得るが、本実施例においては、破断分割によ
り上記の分割を行うこととしている。この場合、被分割
面に研磨処理等を施すことなく、コンロッド軸受キャッ
プ３０ａとコンロッド本体３０ｂとの合わせ面に良好な
密着性を付与することができ、高い生産性のもとにコン
ロッド３０を製造することができる。

【００１７】上記の如く、コンロッド素材２０を破断分
割してコンロッド軸受キャップ３０ａとコンロッド本体
３０ｂとを製造するためには、分割部３６近傍が、他の
部位に比して脆性であることが必要である。かかる要求
は、例えば分割部３６に切欠きをを設けることにより、
又は、分割部３６近傍に熱処理等による脆性化処理を施
すことにより満たすことができる。しかしながら、切欠
きを設ける、又は脆性化処理を施すこととすれば、コン
ロッド素材２０を鋳造した後に、それらの処理を行う専
用の工程が必要となる。更に、脆性化処理を施す場合に
は、分割部３６以外の部位に脆性化処理の影響が及び、
コンロッド３０に必要な強度を付与できないおそれが生
ずることは前記した通りである。

【００１８】本実施例のコンロッドの製造方法は、かか
る点に鑑みたものであり、脆性化処理等の特別な処理を
何ら施すことなく、分割部３６の近傍のみを脆性化させ
るべく、コンロッド素材２０を鋳造成形する段階で、分
割部３６の近傍にのみ脆性な部分を形成することとした
点に特徴を有している。

【００１９】上記の如く分割部３６の近傍にのみ脆性な
部分を有するコンロッド素材２０は、図１に示す鋳型１
０を用いて鋳造を行うことにより製造することができ
る。鋳型１０の内部には、図１（Ａ）中に一点鎖線で示
す如く、また、図１（Ｂ）中に実線で示す如く、コンロ
ッド素材２０の形状に模られた溶湯室１２が設けられて
いる。また、鋳型１０には、溶湯室１２にの内部に溶湯
を流し込むための湯口１４が２ヵ所に設けられている。
特に、本実施例の鋳型１０においては、それらの湯口１
４が、コンロッド素材２０の分割部３６となる部分に沿
って形成されている。

【００２０】このため、コンロッド素材２０を鋳造成形
すべく鋳型１０に流し込まれる溶湯は、コンロッド素材
２０において分割部３６となる部分の近傍から溶湯室１
２全域に流し込まれることとなり、コンロッド素材２０
を形成する鋳鉄は、分割部３６となる部分の近傍におい
て最もゆっくりと凝固することになる。

【００２１】ところで、凝固後における鋳鉄の組成は、
溶湯の冷却速度等に応じて変化し、凝固速度が緩やかで
ある場合は、鋳鉄に含まれるカーボンが針状に析出する
ことで形成される針状黒鉛が、その組成内に発生し易く
なる。従って、上述した鋳型１０を用いてコンロッド素
材２０を鋳造した場合、コンロッド素材２０の分割部３
６には針状黒鉛が形成され易くなる。

【００２２】ここで、鋳鉄中に発生する針状黒鉛は、鋳
鉄の強度を低下させる特性を有している。このため、鋳
型１０を用いてコンロッド素材２０を鋳造した場合、コ
ンロッド素材２０の分割部３６には、他の部位に比して
脆性な特性が付与されることになる。従って、コンロッ
ド素材２０を、鋳型１０を用いて鋳造した場合、何ら特
別な脆性処理等を施すことなく、分割部３６を脆性化す
ることができる。

【００２３】また、コンロッド素材２０を鋳造により成
形しようとした場合、鋳型には必ず湯口を設ける必要が
ある。従って、コンロッド素材２０中には、必ず針状黒
鉛が生じ易い部位、すなわち、脆性な部位が形成され
る。この点、本実施例の製造方法によれば、分割部３６
の近傍に湯口１４が設けられているため、分割部３６以
外の部位に針状黒鉛が生ずるおそれがない。このよう
に、本実施例のコンロッドの製造方法によれば、コンロ
ッド軸受キャップ３０ａ、及びコンロッド本体３０ｂが
十分な強度を有するコンロッド３０を、高い生産性の下
に製造することができる。

【００２４】次に、図４を参照して、本発明の他の実施
例であるコンロッドの製造方法について説明する。図４
（Ａ）は、本実施例のコンロッドの製造方法に用いる鋳
型４０の平面透視図を、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）中に
Ｂ−Ｂで示す断面を表示する部分断面図を示す。尚、図
４中、上記図１と同一の部分には同一の符号を付してそ
の説明を省略、又は簡略する。

【００２５】図４に示す鋳型４０は、上述した鋳型１０
（図１参照）と同様に、分割部３６の近傍に脆性部分を
有するコンロッド素材２０（図２参照）を鋳造成形する
ために用いる鋳型である。鋳型４０の内部には、コンロ
ッド素材２０の形状に模られた溶湯室１２が形成されて
いる。また、鋳型４０には、コンロッド素材２０の分割
部３６となる部分に沿って、溶湯室１２内に生じたガス
を外部に排出させるガス抜き穴４２が設けられている。

【００２６】すなわち、コンロッド素材２０を鋳造成形
する過程においては、鋳型４０に注ぎ込まれた溶湯が凝
固する過程で、次式に示す反応式に従って鉄中の酸素と
カーボンとが反応し、炭酸ガスを発生させる。 ＦｅＯ＋Ｃ→Ｆｅ＋ＣＯ ・・・（１） 発生した炭酸ガスは、鋳物砂等で構成される鋳型４０の
各所から流出するが、溶湯室１２はガス抜き穴４２を介
して外部に露出しているため、特にガス抜き穴４２から
は炭酸ガスが流出し易く、鋳造の過程で溶湯室１２内に
生じた炭酸ガスは、ガス抜き穴４２の近傍に集中する。
その結果、ガス抜き穴４２の近傍には、ガスの抜け跡で
あるガスポロシティや、ガスが残存したまま溶湯が凝固
して形成されるブローホールが数多く形成される。

【００２７】また、本実施例においては、特にガス抜き
穴４２の近傍に炭酸ガスを集中させるため、鋳型４０に
溶湯を流し込んだ後、溶湯室１２内の溶湯に圧力を加え
る処理、いわゆる押湯を行うこととしている。この場
合、溶湯室１２内に発生した炭酸ガスに圧力が加わり、
押湯がなされない場合に比して、炭酸ガスを外部に流出
させる力が大きく発生する。このため、本実施例の製造
方法でコンロッド素材２０を鋳造した場合、鋳鉄が凝固
する過程で生ずるブローホールやガスポロシティが、分
割部３６近傍に集中して発生することになり、分割部３
６の近傍が他の部位に比して脆性となる。

【００２８】このように、鋳型４０を用いてコンロッド
素材２０の鋳造を行う本実施例の製造方法においても、
上述した鋳型１０を用いて鋳造を行った場合と同様に、
特別な脆性処理等を施すことなく、分割部３６の近傍の
みを脆性化することができる。従って、鋳型４０を用い
て鋳造したコンロッド素材２０を破断分割してコンロッ
ド軸受キャップ３０ａ、及びコンロッド本体３０ｂを製
造する場合においても、高い生産性の下に、十分な強度
を有するコンロッド３０を製造することが可能である。

【００２９】ところで、上述した実施例は、破断分割に
より製造される軸受の一例としてコンロッド３０を例示
したものである。すなわち、本発明の適用は、コンロッ
ドの製造に限定されるものではなく、例えば、内燃機関
において、シリンダブロック側からクランクシャフトを
回転自在に把持するクランク軸受等、破断分割により軸
受本体と軸受キャップとを製造し得る軸受に対して広く
適用が可能である。

【００３０】尚、上記の実施例においては、コンロッド
素材２０が前記した軸受部に、コンロッド軸受キャップ
３０ａが前記した軸受キャップに、コンロッド本体３０
ｂが前記した軸受本体に、また、分割部３６が前記した
破断分割が予定される部位に、それぞれ相当している。

【００３１】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、破断分割に供される軸受部を、破断分割が予定され
る部位の近傍に湯口を備える鋳型を用いて鋳造する。こ
のため、軸受部の鋳造段階で、軸受部の破断分割が予定
される部位の近傍に針状黒鉛を集中させることができ、
破断分割を予定しない他の部分に高い強度を確保しつ
つ、破断分割が予定される部位の近傍を脆性化させるこ
とができる。従って、本発明に係る軸受の製造方法によ
れば、特別な脆性化処理等を施すことなく、容易に軸受
本体と軸受キャップとを破断分割することが可能であ
り、かつ、それら軸受本体、及び軸受キャップに、十分
な強度を付与することができる。

【００３２】また、請求項２記載の発明によれば、破断
分割に供される軸受部を、破断分割が予定される部位の
近傍にガス抜き穴を備える鋳型を用いて鋳造する。この
ため、軸受部の鋳造段階で、軸受部の破断分割が予定さ
れる部位の近傍にブローホールやガスポロシティを集中
させることができ、破断分割を予定しない他の部分に高
い強度を確保しつつ、破断分割が予定される部位の近傍
を脆性化させることができる。従って、本発明に係る軸
受の製造方法によれば、上記請求項１記載の発明と同様
に、特別な脆性化処理等を施すことなく、容易に軸受本
体と軸受キャップとを破断分割することが可能であり、
かつ、それら軸受本体、及び軸受キャップに、十分な強
度を付与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）は本発明の一実施例であるコンロッ
ドの製造方法に用いる鋳型の平面図である。図１（Ｂ）
は本発明の一実施例であるコンロッドの製造方法に用い
る鋳型の部分断面図である。

【図２】本実施例において鋳造成形されるコンロッド素
材の平面図である。

【図３】本実施例の製造方法により製造されるコンロッ
ドの平面図である。

【図４】図４（Ａ）は本発明の他の実施例であるコンロ
ッドの製造方法に用いる鋳型の平面図である。図４
（Ｂ）は本発明の他の実施例であるコンロッドの製造方
法に用いる鋳型の部分断面図である。

【符号の説明】

１０，４０ 鋳型 １２ 溶湯室 １４ 湯口 ２０ コンロッド素材 ３０ コンロッド ３０ａ コンロッド本体 ３０ｂ コンロッド軸受キャップ ３２ 大端部 ３４ 小端部 ３６ 分割部 ４２ ガス抜き穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳造により成形した軸受部を、所定の部
   位で破断分割して軸受本体と軸受キャップとを形成する
   軸受の製造方法において、 前記軸受部の鋳造を、該軸受部の破断分割が予定される
   部位の近傍に湯口を備える鋳型を用いて行うことを特徴
   とする軸受の製造方法。
2. 【請求項２】 鋳造により成形した軸受部を、所定の部
   位で破断分割して軸受本体と軸受キャップとを形成する
   軸受の製造方法において、 前記軸受部の鋳造を、該軸受部の破断分割が予定される
   部位の近傍にガス抜き穴を備える鋳型を用いて行うこと
   を特徴とする軸受の製造方法。