JPH09189321A

JPH09189321A - 焼結コネクチングロッドの製造方法および粉末成形金型

Info

Publication number: JPH09189321A
Application number: JP8001503A
Authority: JP
Inventors: Jun Sakai; 純酒井; Hideo Yomo; 英雄四方
Original assignee: Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1996-01-09
Filing date: 1996-01-09
Publication date: 1997-07-22
Also published as: US5722036A

Abstract

(57)【要約】【課題】焼結により製造するコネクチングロッドの大
端部の分割部をサイジングや切削加工を施すことなく組
合わせ精度を確保する。【解決手段】コネクチングロッドの大端部１の分割面
４を階段状とし、嵌め合わせ面を０〜０．０４ｍｍのし
まりばめ状態に設定して圧粉体を製作し、この圧粉体を
一体に組み合わせて焼結した後に分割する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンなどのコ
ネクチングロッドを粉末冶金法によって製造する方法、
およびそのための粉末成形金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンなどのコネクチングロッドは、
小さい軸受孔のある小端部と大きい軸受孔のある大端部
とこれを連結する棒状部材とからなり、大端部の軸受孔
は、通常、クランク軸に取付けるために、大端部の軸孔
のほぼ中央部で、主体部と半円形のキャップ部とに分割
されている。

【０００３】コネクチングロッドを粉末冶金法によって
製造する場合、（ａ）主体部とキャップ部とを別々に製造する方法（ｂ）主体部とキャップ部とを一体に圧粉成形し、圧粉
体を分割面から破断し、この破断した圧粉体をそれぞれ
焼結する方法（ｃ）一体形状の破断予定部に切欠や小孔を設けてお
き、焼結した後、その焼結体を破断する方法などがある。

【０００４】また、コネクチングロッドの主体部とキャ
ップ部とは、位置ずれがないように整合する必要がある
ため、分割面に段差やセレーションを設けるとか、圧粉
体または焼結体の破断面の凹凸を利用する方法等が知ら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のコネク
チングロッドの粉末冶金法による製造方法はそれぞれ次
の問題があった。（ａ）主体部とキャップ部とを別々に製造する方法で
は、主体部とキャップ部との組み合わせ精度を確保する
ために、サイジングや切削加工が必要である。

【０００６】（ｂ）主体部とキャップ部とを一体に圧粉
成形し、圧粉体を破断する方法では、一定の破断面状態
になり難く、組み合わせ精度を確保できない場合があ
り、修正追加作業を要することがある。（ｃ）一体形状のコネクチングロッドの破断予定部にあ
らかじめ切欠や小孔を設けておき、焼結した後に、この
切欠や小孔を利用して破断する方法は、破壊荷重に大き
な力が必要で、破断装置が大掛かりになるほか、延性の
高い材質では破断部が塑性変形するため、この方法を適
用することができる材料には、制約がある。

【０００７】本発明は、このような状況に鑑みなされた
もので、主体部とキャップ部の両方の部材に、破断する
ことが容易で、組合わせ整合の精度がよく、組合わせも
容易なように改善を加えた焼結コネクチングロッドの製
造方法を提供することを目的とする。また、その製造方
法に用いられる粉末成形金型構造を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次の技術手段を構成したものである。すな
わち本発明は、コネクチングロッドの大端部を複数のつ
き合わせ面及びこのつき合わせ面に直交し大端部軸受軸
に平行な１又は複数の差込み嵌合面からなる分割面を設
けて主体部とキャップ部とに分割し、差し込み嵌合面相
互間に０〜０．０４ｍｍの締め代を付した寸法の主体部
およびキャップ部の圧粉体を別個に製造し、これらの圧
粉体を前記分割面を合わせて一体に組み立てて焼結し、
焼結後、前記分割面から破断分割することを特徴とする
焼結コネクチングロッドの製造方法を提供するものであ
る。

【０００９】本発明方法に係るコネクチングロッドの大
端部の分割面は、主体部側とキャップ部側とに各々互い
に平行な差込み嵌合面を備えている。この差込み嵌合面
は、主体部とキャップ部との分離面に直角で、大端部軸
受軸に平行な平面である。つまり、大端部の円形の切線
方向に設け、キャップ部を主体部に押し込んで嵌合する
方向に設けられている。図２に示すように、主体部側の
差込み嵌合面間寸法ｂと、これに対応するキャップ部側
の差込み嵌合面間寸法ａとの寸法差が０〜０．０４ｍｍ
の締め代を有する（挿入する側の寸法が挿入される側の
内法寸法より大きく、しまりばめとなる）ように、主体
部およびキャップ部の圧粉体を製造する。この両者の圧
粉体を分割面を一致させて一体に差込み嵌合して組立て
る。この時、差込み嵌合面に締め代を付してあるので、
両者は一体に強固に結合し、運搬、焼結工程において主
体部とキャップ部とが離れたり変形したりすることがな
い。この状態で焼結すると、分割面は他の部分より強度
が小さいので、容易に、寸法精度よく破断分割すること
ができる。

【００１０】締め代は、当然０より大きいことが必要で
あり、一方、余り大きいと、一体に組み合わせる時、嵌
合が困難になったり、破損を生じるなどの問題があるの
で、上限を０．０４ｍｍに限定した。この上下限の範囲
内の値は、焼結コネクチングロッドの通常の寸法におけ
る主体部とキャップ部の圧粉体が弾性変形し、適切に組
み立てられる値である。

【００１１】上記本発明方法の圧粉体を好適に製造する
ことができる本発明の粉末成形金型は、コネクチングロ
ッドの外形を形成するダイと、小端部コアと、大端部コ
アとを備え、この大端部コアは、主体部成形体の内径面
および分割面を造形する外形とキャップ部成形体の内径
面および分割面を造形する外形とをそれぞれ有し、主体
部キャビティとキャップ部キャビティとが前記大端部コ
アを介して分断隔離して配置されていることを特徴とす
る焼結コネクチングロッドの粉末成形金型である。

【００１２】この金型の大端部コアの分割面を造形する
外形は、任意の種々の形状にすることができる。例え
ば、コネクチングロッドの大端部の分離面と、この分離
面に直交し大端部軸受軸に平行な１又は２以上の差込み
嵌合面とからなる分割面とし、その差込み分割面の差込
み嵌合面に０〜０．０４ｍｍの締め代を付した寸法の主
体部およびキャップ部としておけば、上記本発明方法の
圧粉体を容易に製作することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。図１は、コネクチングロッドの
実施例の上視図である。小さい軸受孔のある小端部２２
と大きい軸受孔のある大端部１とこれを連結する棒材と
からなり、大きい軸受孔は分割面４で二分割されて主体
部２とキャップ部３で構成されている。分割面４は、差
込み嵌合面４２及びこの差込み嵌合面４２とほぼ直角な
突合わせ面４１とからなり、階段状をなして嵌合してい
る。

【００１４】図２は、大端部１を分割面４から二分割し
た状態を示しており、このように分割された主体部２と
キャップ部３の圧粉体を製作する。図２においては、主
体部２の平行な嵌合面間ｂにキャップ部３の平行な嵌合
面間ａが嵌合する形であるが、その反対でも良い。両圧
粉体の嵌合面間ａおよびｂの寸法は、締め代を設け、ａ
＝ｂ＋（０〜０．０４）ｍｍのしまりばめ状態に設定さ
れる。また、突き当て面４１は、少なくとも１か所が当
接するようにしておき、この面が当接した時、大端部１
の軸受孔が正しい円形に形成されるようにする。分割面
４の隅角部には、面取りまたは逃げ溝を設け、嵌合作業
を容易にすると共に、嵌合面や接触面が正確に密着する
ようにする。

【００１５】両方の圧粉体は図１のように組み合わされ
るが、主体部２とキャップ部３とは差込み嵌合面４２が
しまりばめ状態なので、主体部２とキャップ部３の圧粉
体が僅かに変形して嵌合され、運搬中や焼結中に離れる
ことが起らない。組み合わされた圧粉体を焼結すると、
焼結接合され、液相焼結する材料の場合では、軸受孔加
工が行える程度の接合強さを得ることができる。この焼
結体は、一方の部材を固定し、他方の部材を引き離すよ
うに力を加えると、比較的容易に分割することができ
る。例えば、主体部２とキャップ部３を折り曲げるよう
に荷重を加えるか、軸受孔にテーパ状ロッドを圧入する
か、またはコレットチャック等により軸受孔を拡張する
などの手段によることができる。分割された嵌合面４２
は、焼結接合された分割予定面が剪断および滑りによっ
て、摺り合わせした状態の組合わせ寸法精度のよい面が
安定して形成される。このため、組立て精度は良好であ
る。

【００１６】実施例のコネクチングロッドは、嵌合する
面を切削加工する場合のように、加工精度およびばらつ
きに注意を払う必要がない。また、サイジングによる場
合のように金型精度に支配されることが少ない。従っ
て、粉末成形金型の吟味だけでよいという特長が得られ
る。なお、必要に応じて焼結体に冷間のサイジングを施
した場合でも同様の効果が得られる。

【００１７】図３は、差込み嵌合面４２を４か所設けた
例である。コネクチングロッドの大きさや組合わせ性か
ら差込み嵌合面４２の面の大きさすなわち凸部と凹部と
の凹凸溝の深さが設計される。成形金型構造が複雑にな
ることからすれば、図２の分割面形状が好ましい。次
に、図４の上視図により粉末成形金型の実施例について
説明する。ダイ５にコネクチングロッドの外形を造形す
る孔があり、小端部コア７を備えていることは従来と同
様であるが、大端部コア６が主体部成形体およびキャッ
プ部成型体の内径面及び分割面４とを造形する外形をし
ており、主体部キャビティ８とキャップ部キャビティ９
とを分断して配置されていることがこの金型の特徴であ
る。図示した例では、大端部コア６はダイ５に設けた切
り溝と係合させた構成であるが、係合させない構成と
し、主体部キャビティ８およびキャップ部キャビティ９
に押入される上下パンチで大端部コア６を位置決めする
ことも可能である。

【００１８】また、大端部コア６は図示のように一体に
製作することができるが、製作の都合上、円弧面を形成
する部分と分割面を形成する部分とに分けて製作し、合
体して構成することも可能である。このような主体部２
とキャップ部３の成形を同時に行うことができる金型の
構造にすると、ダイ５自身に二つのキャビティを設ける
場合に比べて、金型製作が簡単で、ダイ５の破損が少な
く耐久性もよくなり、金型の製作および補修コストを低
減することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明の製造
方法によれば、製造が簡単で分割破断も容易であり、ア
ルミ製のような軟質材料でも変形が少なく、分割面の嵌
合精度が良好であるから、組合わせ精度の高いものを安
定して製造することができる。また、主体部とキャップ
部を同時に成形することができる前記金型装置は低コス
トで製作でき、補修も容易であり、経済的なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】コネクチングロッドの上視図である。

【図２】嵌合を説明する分割されたコネクチングロッド
の上視図である。

【図３】分割面の異なるコネクチングロッドの上視図で
ある。

【図４】粉末成形金型のキャビティ部上視図である。

【符号の説明】

１大端部２主体部３キャップ部４分割面５ダイ６コア７コア８キャビティ９キャビティ１０コネクチングロッド４１突き当て面４２差込み嵌合面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コネクチングロッドの大端部（１）を複
数のつき合わせ面（４１）及び該つき合わせ面に直交し
大端部軸受軸に平行な１又は複数の差込み嵌合面（４
２）からなる分割面（４）を設けて主体部（２）とキャ
ップ部（３）とに分割し、該差し込み嵌合面（４２）相
互間に０〜０．０４ｍｍの締め代を付した寸法の主体部
（２）およびキャップ部（３）の圧粉体を別個に製造
し、これらの圧粉体を前記分割面（４）を合わせて一体
に組み立てて焼結し、焼結後、前記分割面（４）から破
断分割することを特徴とする焼結コネクチングロッドの
製造方法。
【請求項２】コネクチングロッドの外形を形成するダ
イ（５）と、小端部コア（７）と、大端部コア（６）と
を備え、該大端部コア（６）は主体部成形体の内径面お
よび分割面（４）を造形する外形とキャップ部成形体の
内径面および分割面（４）を造形する外形とをそれぞれ
有し、主体部キャビティ（８）とキャップ部キャビティ
（９）とが前記大端部コア（６）を介して分断隔離して
配置されていることを特徴とする焼結コネクチングロッ
ドの粉末成形金型。