JPS6349342A - コンロツドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はコンロッドの製造方法に係り、詳しくは、鋳
造で成形された鋳造粗型材の端部間の桿部を昇温させて
薄肉化のだめの塑性加工を施す製造方法に関する。

（従来の技術） エンジン部品であるコンロッドは、近年、端部間の桿部
を薄肉化しく小型内燃機関では、１〜３　［ｍｍｌ　）
　して軽量化が図られる。このようなコンロフトは、端
部に比較して桿部の寸法が小さく該桿部の成形を鍛造の
みで行うことが困難であるため、ロストワックス（イン
ベストメント）ｓ造法等の精密鋳造法を用いて製造され
ている。

（この発明が解決しようとする間ｍ点）しかしながら、
上述のロストワックス鋳造法では、溶湯の流動性を確保
するために大きな熱容量の鋳型を予熱して用いるため、
鋳型内に鋳込んだ溶湯の凝固速度が遅く、成形されたコ
ンロッドは表面部の炭素が脱炭され、また、１１大な組
織となり、満足すべ、ｇ機械的性質を得ることができな
いという間ｍ点があった。

さらに、このような鋳造法では、その鋳造された完成製
品としてのフンロッドがガス孔あるいは鋳巣等の鋳造欠
陥を有することがあり、信頼性において劣るという問題
点があった。

この発明は、上記各問題点を鑑みてなされたもので、機
械的性質が改善された高い信頼性のコンロッドを製造す
ることができる製造方法を提供することを目的としてい
る。

（１７！ｌｉ題点を解決するための手段）この発明にか
かるコンロッドの製造方法は、成形完成製品としてのコ
ンロッドと近似した形状の粗型材を鋳造する鋳造工程と
、前記粗型材の少なくとも桿部を昇温させるとともに、
該桿部に塑性加工を施して該桿部を薄肉化する成形工程
と、を含むことを要旨とする。

（作用） この発明にかかるコンロッドの製造方法によれば、粗型
材の形状が簡素であり、この粗型材をロストワックス鋳
造法等の精密鋳造法によること無くシェルモールド法等
の一般的な鋳造法で成形することができる。このため、
溶湯の凝固速度を比較的大きくでき、粗型材の機械的性
質も改善される。そして、この粗型材の桿部に鍛造等の
塑性加工を施して桿部を薄肉化するため、該桿部の鋳造
欠陥が除去され、その機械的性質がさらに改善される。

また、粗型材は完成製品としてのコンロッドに近似した
形状に鋳造されるため、茫性加工による変形比が小さく
塑性加工が容易であり、さらに、塑性加工を昇温させて
行うため、その塑性加工もより容易となる。なお、変形
比とは、加工前寸法から加工後寸法を減じて得られる加
工寸法を加工前寸法で除した値を言う。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図から第４図はこの発明の一実施例にかかるコンロ
ッドの製造方法を表し、第１図（ａ）が完成製品のコン
ロッドの平面図、第１図（ｂ）が第１図（ａ）のＩ−Ｉ
矢視断面図、第２図が粗型材の正面図、第２図（ｂ）が
■−■矢視断面図、第３図が鍛造型の断面図、第４図（
ａ）、（ｂ）がそれぞれ鍛造加工を異なる状態で模式的
に表す断面図である。

この製造方法では、まず、スチールスクラップ材および
リターン材を主原料として高周波溶解炉等で溶解し、炭
素（Ｃ）、鉄−クロム（Ｆｅ−Ｏｒ）、鉄−モリブデン
（Ｆｅ−Ｍｏ）および鉄−バナジウム（Ｆｅ−Ｖ）等の
添加剤を添加して下表１に示すような構造用合金鋼（Ｓ
Ｃに４４５）　（Ｊ　ＩＳ、Ｇ４０５２）に相当する成
分の溶湯を作る。

表１　溶湯成分　　４１！ｒ量割合［％］なお、上記ス
チールスクラップ材とリターン材との配合割合は、スチ
ールスクラップ材が５０〜７０［ｚｌ、リターン材が５
０〜３０　［Ｈに定めることが望ましい。

そして、この溶湯をアルゴン等の不活性ガスで空気から
遮断して１６００〜１８５０　［℃］に昇温させた後に
、アルミニウム（Ａ！；Ｌ）あるいはカルシウム−ケイ
素（Ｃａ　−９ｉ　）等の脱酸剤を添加して脱酸処理を
行い、これを１５５０〜１［（００［’（！］の温度で
砂型に注入して第２図（ａ）、（ｂ）に示すような粗型
材（１１）を鋳造する。

同図と完成製品を表す第１図との比較からも明らかなよ
うに、この粗型材（１１）、は、完成製品としてのコン
ロッドと近似した形状を有し、ピストンと連結される小
端部（１２）にピストンピンの貫通する孔（１２ａ）が
形成され、クランク軸と係合する大端部（１３）に半円
弧状の軸受面（１３ａ）が形成され、これらの端部（＋
２）　、（１３）間が第２図（ｂ）に示すような比較的
小断面積の桿部（１４）によって連続している。

続いて、高周波加熱装置等を用いて粗型材（１１）の桿
部（１４）のみを第５図に示すように所定温度（Ｔ）（
例えば、　９５０〜１２５０　［℃］）に昇温させ、こ
の温度（Ｔ）に一定時間（ｔｏ）　（例えば、３分程度
）保持する。なお、この粗型材（１１）は均熱炉等で全
体を加熱してもよく、また、第６図に示すように鋳造残
熱を有する鋳型からの離型直後の粗型月（１１）を加熱
してエネルギ節約を図ることも可能である。

次に、粗型材（１１）の桿部（１４）を上記所定温度（
Ｔ）に概略保持した状態（第５図、第６図の波状部分）
で桿部を鍛造加工（塑性加工）して薄肉化する。この鍛
造加工は、第３図に示すように、上下の固定型（１５ｕ
）、　（１５文）間に粗型材（１１）を左右の摺動可能
に保持し、固定型（１５ｕ）、　（１５文）の間で粗型
材（１１）の両側に配置された一対の可動型（ｌｌｊ　
）、（１６ｒ）の双方を駆動して行う、この粗型材（１
１）は、大端部（１３）が上下の固定型（１５ｕ）。

（１５４１）に内蔵された２対のスプリング（１７ａ）
。

（１７ｂ）　、　（１８ａ）　、　（１８ｂ）によッテ
所定位賃（中立位置）に付勢され、また、小端部（１２
）が１２ｉｆｆ定型（１５ｕ）、　（１５Ｌ；Ｌ）間に
配置された１対のスプリング（１９ａ）、（１９ｂ）に
よって上記中立位置に付勢され、可動型　（１８Ｊｌ　
）、（１８ｒ）の衝突タイミングのずれによる衝撃を緩
和するよう構成されている。粗型材（１１）は、この鍛
造加工によって桿部（１４）が塑性変形されて第１図（
ａ）、（ｂ）に示すように完成製品であるコンロッド（
２０）としての形状に成形され、また鋳造欠陥が除去さ
れて組織的にも改善される。

すなわち、鍛造加工によって得られた完成製品としての
コンロッド（２０）と同一形状の粗型材（１１）は、桿
部（１４）が断面路Ｈ字状に薄肉化され、また、その機
械的性質が改善される。

この後、鍛造後の粗型材（１１）に所定の熱処理を施し
、製品としてのコンロッド（２０）を完成させる。この
熱処理は、第７図に示すように所定温度（Ｔ＋）　（Ｔ
＋　−８６０〜８８０　［”Ｃ！　］）に所定時間（１
＋）（１＋　＝３０〜４０　［ｍ１ｎｌ）保持した後に
油焼入を行い、次に、所定時間（Ｔ２）　（Ｔ２−５８
０〜ｓｅｏ［’ｃｌ）に所定時間（ｔ２）（ｔ２＝　４
０〜８０　［ｍｉｎ］）保持した後に油冷する焼戻しを
行う、そして、この熱処理後のフンロッド（２０）に通
常の仕上げ加工を施し、その製造が完了する。このコン
ロッド（２０）は、第１図（ａ）、（ｂ）に示すように
、小端部（２１）にピストンピンが挿通する孔（２１ａ
）が形成され、大端部（２２）に半円状の円弧面（２２
ａ）が形成され、端部間（２１）　、（２２）間の桿部
（２３）が薄肉化されて断面路Ｈ字状を成している。

なお、周知のように、このコンロッド（２０）は、大端
部（２２）に円弧面（２４ａ）を有するキャップ部材（
２４）が組付けられるとエンジンの中間組立部品として
のコンロッド組立体（２５）が完了する。ただし、キャ
ップ部材（２４）とコンロッド組立体（２５）は第１図
のみに表す。

このように、このコンロッド（２０）の製造方法によれ
ば、大端部（１３）および小端部（１２）を有する完成
製品とした近似した形状の粗型材（１１）を一般的な鋳
造法によって成形し、この粗型材（１１）の端部間の秤
部（１４）を塑性加工で薄肉化する。このため、鋳造さ
れた粗型材（１１）は凝固速度を大きくできて表面部が
脱炭された粗大な組織となることは無く、粗型材（１１
）を基礎とするコンロッド（２０）の機械的性質が改善
される。そして、この粗型材（１１）の秤部（ｚ４）は
＃９造加工を施されて薄肉化されるため、鋳造欠陥等が
除去されてその機械的性質はさらに改善され、また、鍛
造加工を昇温させた状態下で行うため鍛造加工が容易で
ある。

なお、上記実施例では、桿部（２３）が断面路Ｈ字状の
コンロッド（２０）を例示するが、第８図に示す形状の
コンロッド（２０’）あるいは第９図（ａ）　、　（ｂ
）に示す形状のコンロッド（２０゛）にも本発明が適用
できることは言うまでも無い、第８図および第９図（ａ
）、（ｂ）では、便宜上第１図（ａ）　、　（ｂ）と同
一符号を付している。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明にかかるコンロッド
の製造方法によれば、完成製品と近似した形状の粗型材
を鋳造して該粗型材の端部間の桿部に塑性加工を施して
薄肉化するため、組織的に改善されて機械的に秀れ軽量
化されたコンロッドを比較的容易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図はこの発明の一実施例にかかるコンロ
ッドの製造方法を表し、第１図（ａ）が完成製品である
コンロッドの平面図、第１図（ｂ）が第１図（ａ）のＩ
−Ｉ矢視断面図、第２図（ａ）が粗型材の平面図、第２
図（ｂ）が第２図（ａ）　ｃ７）　ＩＴ　−ＩＩ矢視断
面図、第３図が粗型材の鍛造加工状態を表す断面図、第
４図（ａ）、（ｂ）がそれぞれ粗型材の鍛造加工状態を
異なる状態で模式的に表す断面図である。第５図は粗型
材の昇温特性を示す図、第６図は他の態様の昇温特性を
示す図、第７図は熱処理条件を示す図、第８図がこの発
明が適用可能な完成製品としてのコンロッドの他の態様
を示す図、第９図（ａ）、（ｂ）がこの発明が適用可能
な完成製品としてのコンロッドのまた他の態様を表し、
第９図（ａ）が平面図、第９図（ｂ）が側面図である。 １１・・・粗型材　　１２・・・小端部　　１３・・・
大端部１４・・・秤部　　　　　１５ｕ、＋５４１・・
・固定型１６又、１６ｒ・・・可動型　２０．２０’　
、２０“・・・コンロッド２１・・・小端部　　２２・
・・大端部　　２３・・・秤部２４・・・キャップ部材
　２５・・・コンロッド組立体第５図 ′Ｃ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）成形完成製品としてのコンロッドと近似した形状
   の粗型材を鋳造する鋳造工程と、前記粗型材の少なくと
   も桿部を昇温させるとともに、該桿部に塑性加工を施し
   て該桿部を薄肉化する成形工程と、を含むことを特徴と
   するコンロッドの製造方法。
2. （２）前記成形工程における塑性加工は、前記粗型材を
   一方向に付勢して該方向への変位可能に所定位置に保持
   するとともに、前記粗型材の前記方向の両側に一対の鍛
   造型を配置し、該鍛造型で前記方向から行う鍛造加工で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   コンロッドの製造方法。