JPH10128481A - コネクティングロッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コネクティングロッドの本体側の半環状部と
キャップとの合せ面に互いに嵌合する凹凸部を簡単に形
成する。 【解決手段】 鋳鉄製コネクティングロッド素材Ｗを傾
斜台１０の上にセットし、レーザ光照射装置１１の先端
を大端部３内に臨ませ、レーザ光照射装置１１から大端
部内側のセンター部にレーザ光（ＹＡＧレーザ）を照射
しつつレーザ光照射装置１１を移動せしめることで、大
端部内側の左右のセンター部に厚み方向に沿ってノッチ
１２，１２を形成する。この後、大端部に拡開方向の衝
撃力を加え、大端部３を半円環状部とキャップに破断す
る。破断面は半円環状部とキャップの合せ面になるが、
それぞれの合せ面には互いに嵌合する不規則な凹凸部が
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコネクティングロッ
ドの製造方法のうち、特に大端部を構成する本体側の半
環状部とキャップとの合せ面に特徴を持たせた製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンを構成するコネクティングロッ
ドはピストンに連結される小端部と、クランクシャフト
に連結される大端部とこれらをつなぐロッド部からな
り、大端部は更に本体側の半環状部とキャップとに分割
され、これら本体側の半環状部とキャップとを突き合せ
て形成される円環部でクランクシャフトを抱持するよう
にしている。

【０００３】そして、上記本体側の半環状部とキャップ
との合せ面が完全な平面であると、本体側の半環状部に
キャップを組み付けた後に、振動等によってズレが生
じ、一箇所に応力が集中しやすい。また、合せ面が完全
な平面であると、組み付け時に位置決めが難しく、更に
は左右を取り違えて組み付ける所謂誤組みが発生する虞
れがある。そこで従来にあっては本体側の半環状部とキ
ャップの一方にピンを他方にこのピンが嵌合する穴を形
成している。

【０００４】上記ピンを用いて位置決めする構造では、
部品点数が多くなると共に工程数も増えてしまう。そこ
で、コネクティングロッド本体側の半環状部とキャップ
との突き合せ面に互いに嵌合する凹凸部を形成する手段
が、特開平７−７１４３８号公報、特開平７−１００５
７６号公報及び米国特許第３，９９４，０５４号公報に
提案されている。

【０００５】特開平７−７１４３８号公報に開示される
内容は、コネクティングロッド本体のプリフォームとキ
ャップのプリフォームとを合せ面を対向させた状態で金
型内にセットし、これら２つのプリフォームを同時に鍛
造することで、鍛造中の材料流れにより合せ面に互いに
嵌合する凹凸部を形成するようにしている。

【０００６】特開平７−１００５７６号公報に開示され
る内容は、コネクティングロッド本体となる素材とキャ
ップとなる素材とを、互いに嵌合する凹凸部を合せ面に
有するように別々に異形押出しにより成形し、これら素
材をコネクティングロッドの厚さに切断し、次いでコネ
クティングロッド本体とキャップとを合せた状態で鍛造
するようにしている。

【０００７】米国特許第３，９９４，０５４号公報に開
示される内容は、鍛造によって、小端部、ロッド部及び
大端部が一体となったコネクティングロッドを成形し、
更に大端部左右のセンター部に厚さ方向に貫通するＶ型
ノッチを有するクラック穴を形成し、このクラック穴に
テーパーピンを差し込んで衝撃を与えることで大端部を
２つに破断するようにしている、

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】特開平７−７１４３８
号公報に開示される手段では、コネクティングロッド本
体のプリフォームとキャップのプリフォームとを別々に
製造しなければず、また、鍛造用の金型へのセットも手
間がかかる。特開平７−１００５７６号公報に開示され
る手段では、前記同様コネクティングロッド本体とキャ
ップとを別々に製造しなければならず、更に異形押出し
に所定厚さに切断する工程が余分に必要になる。また、
米国特許第３，９９４，０５４号公報に開示される手段
では、合せ面に互いに嵌合する凹凸が必ず形成されると
は限らず、位置ズレや誤組みが発生する虞れがあり、更
に鍛造品であるのでクラッキング穴周辺の靭性が高く、
キャップを破断する際の変形量が大きい。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係るコネクティングロッドの製造方法は、小端
部、ロッド部及び大端部が一体となった鋳鉄製コネクテ
ィングロッド素材を鋳造によって成形し、このコネクテ
ィングロッド素材の大端部内側の左右のセンター部にレ
ーザ光を照射してコネクティングロッド素材の厚さ方向
にノッチ（スリット等の凹部を含む）を形成し、次いで
大端部に拡開方向の力を加えることで、前記ノッチを起
点として径方向にクラックを発生させて大端部を２分割
するようにした。

【００１０】レーザ光を照射することで、照射された部
分の組織がパーライト組織からセメンタイト組織に変わ
る。このセメンタイト組織は硬く且つ脆いので、大端部
に拡開方向の力を加えると、表面がセメンタイト組織の
ノッチを起点として径方向にクラックが簡単に発生し、
大きな変形を伴うことなく大端部をコネクティングロッ
ド本体側の半環状部からキャップを破断することができ
る。

【００１１】そして、上記破断によって形成される合せ
面には、互いに嵌合する不規則な凹凸が形成されるの
で、組付け時の位置決めが容易になり、誤組みが防止さ
れ、更に組付け後のズレも防止できる。

【００１２】上記の位置決めを容易にし、誤組みを防止
し、更に組付け後のズレを防止する更なる有効な手段
は、大端部内側の左右のセンター部に形成される少なく
とも一方のノッチの形状を、大端部内側から見て千鳥状
をなすようにするか、大端部内側の左右のセンター部に
形成されるノッチの大端部内側から見た形状を異ならせ
るか、或いは、大端部内側の左右のセンター部に対する
レーザ光の照射角度を異ならせることが考えられる。

【００１３】尚、鋳鉄製コネクティングロッド素材に対
しては大端部内側面に真円加工を施す必要がある。この
真円加工を行った後に破断する場合には、ノッチの深さ
を真円加工の削代よりも大きくしておく。

【００１４】

【発明の実施の形態】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。図１は本発明方法によって製
造したコネクティングロッドの全体図であり、コネクテ
ィングロッドはピストンに連結する小端部１、ロッド部
２及びクランクシャフトを抱持する大端部３から構成さ
れ、大端部３はコネクティングロッド本体側の半円環状
部４とこの半円環状部４にボルトにより取り付けられる
キャップ５に分けられ、これら半円環状部４とキャップ
５の合せ面６，７は不規則な凹凸部で互いに嵌合してい
る。

【００１５】次に、上記のコネクティングロッドを製造
する工程を、図２〜図４に基づいて説明する。先ず、小
端部、ロッド部及び大端部が一体となった鋳鉄製コネク
ティングロッド素材を鋳造する。そして、図２に示すよ
うに、この鋳鉄製コネクティングロッド素材Ｗを傾斜台
１０の上にセットし、レーザ光照射装置１１の先端を大
端部３内に臨ませ、レーザ光照射装置１１から大端部内
側のセンター部にレーザ光（ＹＡＧレーザ）を照射しつ
つレーザ光照射装置１１を移動せしめることで、大端部
内側のセンター部に厚み方向に沿ってノッチ１２を形成
する。

【００１６】そして、同様にして左右のセンター部にノ
ッチ１２を形成したならば、図３に示すように、大端部
３内に一対の割駒１３，１３をセットし、これら割駒１
３，１３間に上方からテーパー部材１４を差し入れ、更
にテーパー部材１４に上方から衝撃を加える。

【００１７】その結果、大端部３には左右のノッチ１２
を起点として、径方向外側に向かってクラックが走り、
大端部３は半円環状部４とキャップ５に分割される。ま
た、この場合、破断面が半円環状部４とキャップ５の合
せ面６，７になるが、図４に示すようにそれぞれの合せ
面には互いに嵌合する不規則な凹凸部が形成されてい
る。そして、これら凹凸部はキャップ５の左右を入れ替
えた場合、半円環状部４との合せ面に形成されている凹
凸部と嵌合しなくなるので、組付け時に左右を間違える
ことがない。

【００１８】図５及び図６は大端部内側に形成するノッ
チ形状の別実施例を示す図であり、前記実施例にあって
は左右のノッチとも千鳥状（折れ線）状としたが、図５
に示すように一方のセンター部に形成するノッチ１２の
みを千鳥状（折れ線）状とし、他方を直線状にするか、
或いは図６に示すように左右のノッチ１２のいずれも直
線とするが、レーザ光の照射角度を左右において異なら
せ、ノッチの大端部内側面に対する形成角を左右におい
て異ならせるようにしてもよい。要は、大端部を破断し
た場合に、合せ面となる左右の破断面にそれぞれ異なる
凹凸部が形成されればよい。

【００１９】

【発明の効果】以上に説明したように本発明に係るコネ
クティングロッドの製造方法によれば、小端部、ロッド
部及び大端部が一体となった鋳鉄製コネクティングロッ
ド素材を鋳造によって成形し、このコネクティングロッ
ド素材の大端部内側の左右のセンター部にレーザ光を照
射してコネクティングロッド素材の厚さ方向に硬く脆い
セメンタイト組織のノッチを形成したので、大端部に拡
開方向の力を加えることで、該ノッチを起点として径方
向にクラックを進展させ、大端部を簡単に且つ変形を抑
制しつつ破断することができる。

【００２０】因みに、図７（ａ）はレーザ光によって形
成したノッチの金属組織を示す顕微鏡写真、（ｂ）は
（ａ）に基づいて作成した図、図８（ａ）はワイヤーカ
ットによって形成したノッチの金属組織を示す顕微鏡写
真、（ｂ）は（ａ）に基づいて作成した図であり、これ
らの写真及び図から明らかなように、従来のワイヤカッ
トによる場合には金属組織（パーライト組織）に変化は
見られないが、レーザ光による場合には、ノッチ表層部
とノッチの先端からかなり深い箇所までがセメンタイト
組織に変化してることが分る。

【００２１】セメンタイト組織は硬く且つ脆いため応力
が加わると破断しやすい。したがって、図７に示すよう
に、ノッチの先端からかなり深い箇所までセメンタイト
組織に変化してると、クラックの走る方向もある程度決
ってくる。したがって、ノッチの形成角度によって破断
面のおよその形状も定めるので、レーザ光の照射角度を
変化させることで、破断面形状をコントロールすること
もできる。

【００２２】また、上記破断によって形成される合せ面
には、互いに嵌合する凹凸が形成されるので、組付け時
の位置決めが容易になり、誤組みが防止され、組付け後
のズレも防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法によって製造したコネクティングロ
ッドの全体図

【図２】コネクティングロッドの大端部内側にレーザ光
を照射している状態を示す図

【図３】コネクティングロッドの大端部を破断している
状態を示す図

【図４】破断後の合せ面を示す斜視図

【図５】大端部内側に形成するノッチ形状の別実施例を
示す図

【図６】大端部内側に形成するノッチ形状の別実施例を
示す図

【図７】（ａ）はレーザ光によって形成したノッチの金
属組織を示す顕微鏡写真、（ｂ）は（ａ）に基づいて作
成した図

【図８】（ａ）はワイヤーカットによって形成したノッ
チの金属組織を示す顕微鏡写真、（ｂ）は（ａ）に基づ
いて作成した図

【符号の説明】

１…小端部、２…ロッド部、３…大端部、４…半円環状
部、５…キャップ、６，７…合せ面、１１…レーザ光照
射装置、１２…ノッチ、Ｗ…鋳鉄製コネクティングロッ
ド素材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松栄 泰隆 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 池田 英明 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳造によって、小端部、ロッド部及び大
   端部が一体となった鋳鉄製コネクティングロッド素材を
   成形し、このコネクティングロッド素材の大端部内側の
   左右のセンター部にレーザ光を照射してコネクティング
   ロッド素材の厚さ方向にノッチを形成し、次いで大端部
   に拡開方向の力を加えることで、前記ノッチを起点とし
   て径方向にクラックを発生させて大端部を２つに破断す
   るようにしたことを特徴とするコネクティングロッドの
   製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のコネクティングロッド
   の製造方法において、前記大端部内側の左右のセンター
   部に形成される少なくとも一方のノッチの形状を、大端
   部内側から見て千鳥状をなすようにしたことを特徴とす
   るコネクティングロッドの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のコネクティングロッド
   の製造方法において、前記大端部内側の左右のセンター
   部に形成されるノッチの大端部内側から見た形状を異な
   らせるようにしたことを特徴とするコネクティングロッ
   ドの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のコネクティングロッド
   の製造方法において、前記大端部内側の左右のセンター
   部に対するレーザ光の照射角度を異ならせるようにした
   ことを特徴とするコネクティングロッドの製造方法。