WO2006057257A1

WO2006057257A1 - コネクティングロッドの分割加工方法及び装置

Info

Publication number: WO2006057257A1
Application number: PCT/JP2005/021484
Authority: WO
Inventors: Hideki Okumura; Yuukou Hashimoto; Tsuguo Koguchi
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd.
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2006-06-01
Also published as: US20080011801A1; US8006878B2

Abstract

　基台（６０）上に固定された固定ステージ（６２）と、該固定ステージ（６２）と接近又は離間自在に設けられた可動ステージ（６４）と、楔部材（１２２）の圧入方向に破断荷重を付与する荷重機構（５８）と、第３ワーク支持部材（１３０ａ、１３０ｂ）の端部を上方から押圧することによりキャップ部（３２）をクランプする第２油圧シリンダ（１４６ａ、１４６ｂ）とを有し、前記第３ワーク支持部材（１３０ａ、１３０ｂ）及び第２油圧シリンダ（１４６ａ、１４６ｂ）は、それぞれ可動ステージ（６４）に固定されて該可動ステージ（６４）と一体的に変位可能に設けられる。

Description

コネクテイングロッドの分割加工方法及び装置

技術分野

[0001] 本発明は、例えば、車両用のエンジン部品を構成するコネクティングロッドの分割加工方法及び装置に関し、一層詳細には、大端部と小端部とを有するコネクテイングロッドを一体成形した後、大端部をキャップ部とロッド部に破断分割するコネクティングロッドの分割加ェ方法及び装置に関する。

背景技術

[0002] 従来から、例えば、車両用のエンジンには、ピストンピンとクランクピンとを連結するコネクテイングロッドが広く用いられている。このコネクティングロッドは、前記クランクピンに連結される大端部と、前記ピストンピンに連結される小端部とを有しており、その製造工程では、コネクテイングロッドの大端部力小端部までを、例えば、鍛造成形等によって一体成形した後、前記大端部をキャップ部とロッド部とに破断分割することが一般的に行われている。

[0003] この種のコネクテイングロッドを破断分割する方法として、例えば、特開平 10— 277 848号公報には、コネクテイングロッドの軸受部の軸受孔に外方向への内圧を付与する内圧付与装置と前記軸受部に外圧を付与する一組の外圧付与装置とを設け、前記一組の外圧付与装置によって前記軸受部に外圧を付与すると共に前記内圧付与装置によって前記軸受部に内圧を付与し、内圧付与装置による内圧が軸受部を分割し得る内圧にあるときに前記外圧付与装置の外圧を瞬間的に開放し、前記内圧によって軸受部を瞬間的に分割する方法が開示されている。

[0004] また、特開 2002— 66998号公報には、コネクテイングロッドを載置するパレットの基盤に互いに離反する方向に移動可能に配設され前記コネクティングロッドを水平に支持する第 1及び第 2の支持部材と、これらの第 1及び第 2の支持部材に垂設され各外周面がそれぞれ開口部内面に当接するマンドレル半部力なる半割形のマンドレルと、各マンドレル半部の対向する端面と当接する面がそれぞれテーパ面をなし各マンドレル半部を均等に離反拡張させる楔と、前記楔に荷重を付与するァクチユエ一タと、前記ァクチユエータに初期荷重を付与して開口部内面に各マンドレル半部を当接させた後、破断荷重を加えて開口部を瞬間的に破断する制御回路とを備えたコネクティングロッドの破断装置が開示されて、る。発明の開示

[0005] し力しながら、特開平 10— 277848号公報では、コネクテイングロッドの製造誤差によるバラツキに起因して、分割し得る内圧を検知し外圧付与装置の外圧を瞬間的に開放するタイミングを制御することが困難である。

[0006] また、特開 2002— 66998号公報では、大端部をキャップ部とロッド部に破断分割するときに発生する左右方向の振れを完全に抑制することができないおそれがあり、左右の何れか一側が先に破断する先破断と何れか他方が僅かに遅れて破断する後破断とのタイムラグを短縮することが困難である。

[0007] 本発明の一般的な目的は、外圧を開放するタイミングが不要であり、し力も、先破断と後破断とのタイムラグを極力縮小することが可能なコネクテイングロッドの分割加工装置を提供することを目的とする。

[0008] 本発明の主たる目的は、外圧を開放するタイミングが不要であり、し力も、先破断と後破断とのタイムラグを極力縮小することが可能なコネクテイングロッドの分割加工方法を提供することを目的とする。

図面の簡単な説明

[0009] [図 1]図 1Aは、本発明が適用されるコネクティングロッドの斜視図であり、図 1Bは、前記コネクティングロッドがキャップ部とロッド部に破断分割された状態を示す斜視図である。

[図 2]本発明の実施形態に係る分割加工装置の一部分解斜視図である。

[図 3]図 2に示す分割加工装置の一部断面平面図である。

[図 4]図 3に示す分割加工装置の軸線方向に沿った縦断面図である。

[図 5]図 2に示す分割加工装置の一部断面拡大斜視図である。

[図 6]図 4に示す分割加工装置の部分拡大縦断面図である。

[図 7]前記分割加工装置における予備荷重付与機構により予備荷重が付与された状態を示す一部断面正面図である。 [図 8]前記予備荷重付与機構により衝撃荷重が付与された状態を示す一部断面正面図である。

[図 9]コネクテイングロッドがキャップ部とロッド部とに破断された状態を示す部分拡大斜視図である。

[図 10]コネクテイングロッドがキャップ部とロッド部とに破断された状態を示す部分拡大斜視図である。

[図 11]図 2の分割加工装置の動作を示すフローチャートである。

[図 12]キャップ部とロッド部との破断される際、先破断と後破断との間でタイムラグがある場合の悪影響の説明に供される図である。

[図 13]本発明の他の実施形態に係る分割加工装置の縦断面図である。

[図 14]図 13の分割加工装置の動作を示すフローチャートである。

発明を実施するための最良の形態

[0010] 図 1Aは、本発明が適用される被カ卩ェ物としてのコネクテイングロッド 30の斜視図であり、図 1Bは、コネクテイングロッド 30がキャップ部 32とロッド部 34に破断分割された状態を示す斜視図である。

[0011] このコネクティングロッド 30は、略円形状の結合孔 36を介してキャップ部 32とロッド部 34とが一体的に形成された大端部 38と、大端部 38とは反対側に配置される小端部 40とを有する。このコネクティングロッド 30は、例えば、铸造又は鍛造等によって一体成形される。

[0012] また、コネクテイングロッド 30の大端部 38の両側には、例えば、ドリル等の図示しない穿孔機構によってボルト孔 42a、 42bがそれぞれ形成される。これらのボルト孔 42a 、 42bには、例えば、エンジン等の組立工程において、図示しないボルトがキャップ部 32側からそれぞれ螺入され、キャップ部 32がロッド部 34に締め付けられる。このようにして、破断分割されたキャップ部 32とロッド部 34とを一体的に締結することにより、コネクテイングロッド 30の大端部 38が前記エンジンのクランクピンに連結される。

[0013] なお、図 1A中、参照符号 44は、大端部 38におけるキャップ部 32とロッド部 34との境界部位となる分割部を示す。この分割部 44は、大端部 38の両側において、結合孔 36を中心に対向した部位に設定される。 [0014] 次に、本発明の実施形態に係るコネクティングロッドの分割加工装置 50を図 2〜4 に示す。図 2は、前記分割加工装置 50の一部分解斜視図、図 3は、前記図 2の平面図、図 3は、図 2の軸線方向に沿った縦断面図である。

[0015] この分割加工装置 50は、コネクテイングロッド 30が所定位置に位置決めされた状態でセットされると共に、前記セットされたコネクテイングロッド 30を保持するワーク位置決め保持機構 52と、コネクテイングロッド 30の大端部 38を破断分割するための破断分割機構 54と、前記破断分割機構 54に予備荷重 (プリロード)を付与する予備荷重付与機構 56 (図 7及び図 8参照）と、おもり（重量物） 57を落下させることによって破断分割機構 54に衝撃荷重を付与する荷重機構 58 (図 7及び図 8参照）とを有する。

[0016] ワーク位置決め保持機構 52は、上方力見て略長方形状に形成された基台 60と、前記基台 60上に固定された固定ステージ 62と、前記固定ステージ 62と対向配置され該固定ステージ 62に対して前記基台 60の軸線方向に沿った水平方向において接近又は離間自在に設けられた可動ステージ 64と、前記基台 60の軸線方向の外方に向力つて突出するように該基台 60の両端部にそれぞれ固定された第 1ブラケット 6 6及び第 2ブラケット 68とを備える。

[0017] 前記固定ステージ 62は、第 1ブラケット 66を介して基台 60に固定された固定テーブル 70と、前記固定テーブル 70に固設された第 1油圧シリンダ 72と、前記第 1油圧シリンダ 72のピストンロッド 72aの先端部に連結され、ガイドレール 74に沿ってコネクティングロッド 30の軸線方向に沿って進退自在に設けられた可動ブロック 76と、前記可動ブロック 76の端部力も所定長だけ突出するように前記可動ブロック 76の溝部に固定され、前記第 1油圧シリンダ 72の駆動作用下にコネクティングロッド 30の小端部 40に係合して該小端部 40を軸線方向に沿った大端部 38側に向力つて押圧する第 1ワーク支持部材 78とを含む。

[0018] なお、前記第 1ワーク支持部材 78の先端部には、図 2及び図 5に示されるように、コネクティングロッド 30の小端部 40に係合する断面 V字状に窪んだテーパ状の係合部 80が形成される。

[0019] さらに、前記固定ステージ 62は、前記可動ブロック 76を間にして固定テーブル 70 上に略平行に固定された一組のガイド部材 82a、 82bと、前記ガイド部材 82a、 82b に沿って摺動する一組のガイドブロック 84を介してコネクテイングロッド 30に対して進退自在に設けられたスライダ 86と、前記固定テーブル 70に固設され前記スライダ 86 を進退動作させる第 1エアシリンダ 88とを有する。

[0020] 前記スライダ 86には、一組の軸受ブロック 90a、 90bに軸着された第 1ピン 92を支点として所定角度だけ回動自在に設けられた第 2エアシリンダ 94と、二股の分岐部を有し前記第 2エアシリンダ 94のピストンロッド 94aに連結されたジョイント部材 96と、一端部が第 2ピン 98を介して前記ジョイント部材 96の分岐部の間に軸着され中央部が第 3ピン 100を介して前記スライダ 86の連結プレート 102に軸支された第 2ワーク支持部材 104とが設けられる。

[0021] 前記第 2ワーク支持部材 104の先端部には略 Y字状を呈する押圧部 104aが設けられ、前記押圧部 104aは、前記第 2エアシリンダ 94の駆動作用下に前記第 3ピン 10 0を回動支点として所定角度揺動（回動）することにより、コネクテイングロッド 30の大端部 38 (ロッド部 34)の上面部を下方に向力つて押圧して該コネクティングロッド 30を保持する機能を有する。

[0022] 前記固定テーブル 70に近接する基台 60上には、図 5に示されるように、断面矩形状の凹部 106を間にして上方に向力つて二股状に突出した固定ブロック 108が固定され、前記固定ブロック 108の凹部 106には、小端部 40の孔部を貫通してコネタティングロッド 30の端部を位置決めすると共に保持する位置決め固定ピン 110が設けられる。

[0023] この場合、前記固定ブロック 108の断面矩形状の凹部 106に沿って第 1ワーク支持部材 78が水平方向から進入することにより、前記第 1ワーク支持部材 78とコネタティングロッド 30との軸線が一致した状態で該第 1ワーク支持部材 78の先端部に形成された係合部 80がコネクティングロッド 30の小端部 40に対して確実に係合するように案内される。

[0024] さらに、図 4及び図 6に示されるように、前記固定ブロック 108と可動ステージ 64との間には、基台 60に固定された保持ブロック 112が設けられる。前記保持ブロック 112 上には、大端部 38の開口部に接触する半円状の凸部 114aを有する第 1マンドレル 114が固定される。 [0025] 基台 60上には、図 2及び図 3に示されるように、コネクテイングロッド 30の軸線方向に沿って可動ステージ 64を案内する一組の第 1ガイド要素 116a、 116bが略平行に固定される。前記一組の第 1ガイド要素 116a、 116bには基台 60の上面との間で軸線方向に沿って延在する長溝がそれぞれ形成され、前記長溝に対してスライドブロック 118のフランジ部 118aが摺動するように設けられる。

[0026] 図 4及び図 6に示されるように、前記スライドブロック 118の上面には、大端部 38の開口部に接触する半円状の凸部 120aを有する第 2マンドレル 120が固定され、前記第 2マンドレル 120が可動ステージ 64と一体的に変位することにより、固定ステージ 6 2側の第 1マンドレル 114に対して所定距離だけ接近又は離間可能に設けられる。なお、前記第 1及び第 2マンドレル 114、 120の半円状の凸部 114a、 120aは、それぞれ、一組の拡張具として機能するものである。

[0027] 前記第 1及び第 2マンドレル 114、 120の半円状の凸部 114a、 120aの合わせ面には、それぞれ、断面矩形状の凹部 114b、 120bが形成され、前記凹部 114b、 120b を合わせることにより鉛直方向に沿って貫通孔が形成される。前記貫通孔には、断面矩形状の楔部材 122が係合するように設けられる。この場合、第 1及び第 2マンドレル 114、 120の各半円状の凸部 114a、 120aがそれぞれ合体して円形状の凸部となり、前記円形状の凸部に対してコネクテイングロッド 30の大端部 38の結合孔 36がセットされる。

[0028] さらに、前記スライドブロック 118の端部には鉛直方向に沿って立設する連結プレート 124が固定され、前記連結プレート 124には一組の第 3エアシリンダ 126a、 126 bが水平方向に沿って所定間隔離間して連結される（図 3参照)。前記第 3エアシリンダ 126a、 126bのビス卜ンロッドの先端部には、シャフ卜 128を介して、一組の第 3ヮーク支持部材 (第 1支持機構） 130a、 130bが連結される。一組の第 3ワーク支持部材 1 30a, 130bは、それぞれ、一糸且の第 3エアシリンダ 126a、 126bの馬区動作用下にコネクティングロッド 30の軸線方向に沿って第 2マンドレル 120の平面上を進退自在に設けられる。

[0029] 前記一組の第 3ワーク支持部材 130a、 130bの軸線方向に沿った一端部には、コネクティングロッド 30の大端部 38のキャップ部 32に当接し、該コネクティングロッド 30 を大端部 38から小端部 40側に向かって軸線方向と平行に押圧する一組の突起部 1 32が設けられる。前記突起部 132と反対側の第 3ワーク支持部材 130a、 130bの他端部には、後述する第 4ワーク支持部材 134a、 134bの押圧面 136に係合する傾斜面 138が設けられる。

[0030] この場合、前記一組の第 3ワーク支持部材 130a、 130bは、図 2及び図 3に示されるように、第 2マンドレル 120の平面部の上面に略平行に固定された二組の第 2ガイド要素 140a〜140dの案内作用によってコネクテイングロッド 30の軸線方向に沿って直線状に変位するように設けられる。

[0031] さらにまた、スライドブロック 118の上面には固定板 141が設けられ、前記固定板 14 1の上方には支持部 142によって支持された天板 144を介して一組の第 2油圧シリンダ (第 2支持機構） 146a、 146bが固定される（図 2参照)。前記一組の第 2油圧シリンダ 146a、 146bのピストンロッドの先端部には、略立方体状のブロック体からなる一組の第 4ワーク支持部材 134a、 134bが連結され、前記第 4ワーク支持部材 134a、 13 4bは鉛直上下方向に沿って変位自在に設けられる。

[0032] 前記第 4ワーク支持部材 134a、 134bの一側面には、第 3ワーク支持部材 130a、 1 30bの傾斜面 138に係合して該第 3ワーク支持部材 130a、 130bをコネクティング口ッド 30側に向力つて押圧する押圧面 136が形成される。

[0033] 前記支持部 142は、図 3に示されるように、前記固定板 141の上面に立設して固定され、所定間隔離間してコネクテイングロッド 30の軸線と略平行に延在する一組の第 1支持板 142a、 142bと、前記一組の第 1支持板 142a、 142bの上部側壁に略水平方向に沿って横架されるように連結された第 2支持板 142cと、前記第 2支持板 142c の鉛直面に沿って略平行に連結された一組の第 3支持板 142d、 142eとによって構成される。

[0034] 前記第 3支持板 142d、 142eには鉛直方向に沿って略平行に延在する一組の凸部 148が形成され、前記第 4ワーク支持部材 134a、 134bにそれぞれ形成された凹部 150と前記凸部 148とが係合することにより、該第 4ワーク支持部材 134a、 134b が鉛直方向に沿って円滑に案内される。

[0035] また、第 4ワーク支持部材 134a、 134bの押圧面 136が第 3ワーク支持部材 130a、 130bの傾斜面 138に係合して該第 3ワーク支持部材 130a、 130bを押圧したときの反力は、鉛直方向に沿って立設する第 1支持板 142a、 142bを介して一組の第 3支持板 142d、 142eによって好適に支持される。

[0036] 基台 60から外方に向力つて突出する第 2ブラケット 68の第 1側壁部 68aには、第 1 ピストンロッド 152aの先端部が連結プレート 124に連結されて可動ステージ 64全体をコネクティングロッド 30の軸線方向に沿って変位させる第 4エアシリンダ 152が固定される。前記第 4エアシリンダ 152は、シリンダチューブの軸線方向に沿った両端部力第 1ピストンロッド 152a及び第 2ピストンロッド 152bのそれぞれが突出する両口ッドタイプによって構成される。この場合、第 1ピストンロッド 152aは、スライドブロック 11 8に連結された連結プレート 124に固定され、第 2ピストンロッド 152bは自由端として設けられる。

[0037] 第 2ブラケット 68の第 2側壁部 68bには第 5エアシリンダ 154が固定され、前記第 5 エアシリンダ 154のピストンロッド 154aの端部は、第 4エアシリンダ 152の第 2ピストンロッド 152bに臨んで当接可能に設けられる。この第 5エアシリンダ 154を駆動させてピストンロッド 154aを伸長させることにより前記第 4エアシリンダ 152の第 2ピストンロッド 152bに当接し、可動ステージ 64全体を押圧して水平方向に沿って変位させることができる。

[0038] 破断分割機構 54は、大端部 38の結合孔 36がセットされる一対の半円状の凸部 11 4a、 120aを有する第 1及び第 2マンドレル 114、 120と、この第 1及び第 2マンドレル 114、 120を相互に離間する方向に拡張させるために圧入される楔部材 122とを備えている。

[0039] 第 1及び第 2マンドレル 114、 120の半円状の凸部 114a、 120aには、楔部材 122 が嵌挿される凹部 114b、 120bが形成され、固定ステージ 62側の第 1マンドレル 11 4の凹部 114bの壁面は概ね鉛直方向に沿って形成され、可動ステージ 64側の第 2 マンドレル 120の凹部 120bの壁面は、上方側に指向して外方に傾斜するテーパ状に形成されてヽる（図 4及び図 6参照参照)。

[0040] 楔部材 122は、その先端部に指向して拡幅するテーパ面 122aを有する。このテーパ面 122aが前記第 2マンドレル 120の壁面に摺接するようにして、楔部材 122が凹部 114b、 120bに嵌挿される。従って、楔部材 122が図 4中、下方側に付勢されると、テーパ面 122aと壁面との摺動作用によって、第 1マンドレル 114と第 2マンドレル 1 20とがスライドしながら相互に離間する方向に拡張されることになる。

[0041] 図 7に示されるように、予備荷重付与機構 56には、楔部材 122に付与する予備荷重を発生させる第 3油圧シリンダ 156が備えられている。この第 3油圧シリンダ 156は、連結ピン 158等力も構成される連結機構 160を介して楔部材 122の端部に連結されるピストンロッド (荷重伝達具） 162と、ピストンロッド 162に形成された環状の段差面 162aに係合する段部 164aを有するピストン 164を備えている。

[0042] ピストンロッド 162は、ピストン 164の中央部を貫通し、ピストン 164に対して摺動自在に設けられている。従って、第 3油圧シリンダ 156のピストン 164は、ピストンロッド 1 62に対して楔部材 122の圧入方向に向力つて一体的に変位すると共に、楔部材 12 2の圧入方向とは反対方向に離間可能に設けられている。換言すると、第 3油圧シリンダ 156は、ピストン 164を介して、ピストンロッド 162の一方向（鉛直下方向）にのみ前記予備荷重を付与することが可能である。

[0043] 予備荷重付与機構 56と荷重機構 58には、ピストンロッド 162を介して楔部材 122 に連結される共通の荷重伝達用のシャフト (荷重伝達具） 166が備えられている。このシャフト 166は、前記段差面 162a側において、ピストンロッド 162と一体的に形成されている。また、シャフト 166の他端側には、フランジ部 166aが設けられており、このフランジ部 166aは、シャフト 166の軸方向に位置調節可能である。

[0044] 荷重機構 58には、おもり 57を載置すると共に、前記フランジ部 166aに上方側から当接することにより、シャフト 166を介して楔部材 122に付与する衝撃荷重を発生させる昇降テーブル 168と、前記昇降テーブル 168を鉛直上下方向に沿って摺動自在に支持する一組のガイド部材 170a、 170bと、前記落下する昇降テーブル 168の衝撃を緩和する一組の緩衝部材 172a、 172bとが備えられて、る。

[0045] なお、荷重機構 58には、前記昇降テーブル 168の落下ストロークの下限位置が調節可能な図示しないストツバ機構と、落下した昇降テーブル 168を上方側の落下待機位置に復帰させる図示しな、昇降テーブル復帰機構と、大端部の破断分割時に下方側に向力つて変位した楔部材を初期位置に復帰させる図示しない復帰用シリンダとが備えられている。

[0046] 本発明の実施の形態に係るコネクティングロッドの分割加工装置 50は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果を図 11に示されるフローチャートに基づいて以下詳細に説明する。

[0047] 先ず、一体成形されたコネクティングロッド 30がワーク位置決め保持機構 52にセットされる（図 4参照)。その際、コネクテイングロッド 30は、位置決め固定ピン 110によつて小端部 40側が位置決めされると共に、大端部 38の結合孔 36が第 1及び第 2マンドレル 114、 120の合わされた円形状の凸部 114a、 120aに嵌め込むようにセットされる (ステップ S l)。

[0048] このようにしてセットされたコネクテイングロッド 30は、ワーク位置決め保持機構 52を介して所定位置に保持される。すなわち、第 1油圧シリンダ 72を駆動させることにより、ピストンロッド 72aの先端部に連結された可動ブロック 76がガイドレール 74の案内作用下にコネクティングロッド 30側に向力つて変位する。前記可動ブロック 76の溝部に固定された第 1ワーク支持部材 78がコネクティングロッド 30の小端部 40に係合して該小端部 40を軸線方向に沿った大端部 38側に向力つて押圧する (ステップ S2)。

[0049] この場合、図 5に示されるように、固定ブロック 108の二股状に分岐した断面矩形状の凹部 106に沿って第 1ワーク支持部材 78が水平方向に沿って前進することにより、前記第 1ワーク支持部材 78の先端部に形成された断面 V字状の係合部 80がコネクティングロッド 30の小端部 40に対して軸線方向に沿った同軸の状態で係合するように案内される。

[0050] 続いて、一組の第 3エアシリンダ 126a、 126bをそれぞれ駆動させることにより、シャフト 128を介してピストンロッドの先端部に連結された一組の第 3ワーク支持部材 130 a、 130b力第 2ガイド要素 140a〜140dの案内作用下にコネクティングロッド 30の軸線方向に沿って摺動変位する。従って、前記一組の第 3ワーク支持部材 130a、 1 30bの突起部 132がコネクティングロッド 30のキャップ部 32の両肩部に当接し、該コネクティングロッド 30を大端部 38から小端部 40側に向力つて軸線方向に沿って押圧することにより、キャップ部 32の両肩部が横方向（水平方向）から支持される (ステップ S3)。 [0051] この場合、前記第 3ワーク支持部材 130a、 130bの突起部 132がコネクティング口ッド 30のキャップ部 32の両肩部に当接することにより、前記コネクテイングロッド 30の傾き（軸線)を予め設定された位置決め方向と一致させる（コネクティングロッド 30の軸線方向に対する矯正)程度の軽度の押圧がなされる。

[0052] 続いて、第 2エアシリンダ 94を駆動させジョイント部材 96に連結されたピストンロッド 94aを伸長させることにより、第 2ワーク支持部材 104が第 3ピン 100を回動支点として下方側に向力つて所定角度だけ回動する。前記第 2ワーク支持部材 104が所定角度だけ回動することにより、略 Y字状力もなる押圧部 104aの先端部がコネクティングロッド 30の結合孔 36近傍の大端部 38上面と 2点で接触し、前記大端部 38を下方側に向かって押圧する（ステップ S4)。

[0053] この場合、コネクテイングロッド 30の大端部 38側の結合孔 36に対して第 1及び第 2 マンドレル 114、 120の凸部 114a、 120aが係合すると共に、小端部 40側の孔部に位置決め固定ピン 110が係合し、且つ第 1マンドレル 114の上面の平面部に対してコネクテイングロッド 30が着座したことを図示しなヽ着座確認機構によって確認する（ステップ S 5)。

[0054] 具体的には、例えば、着座確認機構として第 1マンドレル 114の上面の平面部にェァ吐出孔を設け、該コネクティングロッド 30が第 1マンドレル 114の平面部に着座して前記エア吐出孔が閉塞されてエアの吐出流量が減少したこと (エア吐出孔カものェァの吐出圧力が減少したこと）を図示しないセンサによって検知することにより、コネクティングロッド 30が確実に着座したことが確認される。

[0055] 次に、予備荷重付与機構 56の第 3油圧シリンダ 156を駆動させることによりピストン 164が下方側に向かって付勢され、このピストン 164の下降動作に伴って、段部 164 aに係合されている段差面 162aを介してピストンロッド 162が同様に下方に作動される（図 7参照)。これと同時に、ピストンロッド 162に連結された楔部材 122が下方に付勢され、前記楔部材 122に予備荷重が付与される (ステップ S6)。

[0056] これにより、前記楔部材 122が第 1及び第 2マンドレル 114、 120の各凹部 114b、 1 20bの間に挟まれて圧入され、前記第 2マンドレル 120のテーパ状の凹部 120bの壁面と楔部材 122のテーパ面 122aとの摺動作用下に、スライドしながら僅かに拡張される。そして、第 1マンドレノレ 114の凸咅 I 14aと第 2マンドレノレ 120の凸咅 120aと力 S 相互に水平方向に沿って所定距離だけ離間して前記凸部 114a、 120aが結合孔 36 の内面に略圧着される。

[0057] この場合、楔部材 122に付与される予備荷重は、前記凸部 114a、 120aが大端部 38の結合孔 36の内面に接触しても、大端部 38が破断されない程度、すなわち、大端部 38の弾性変形可能な範囲内に設定されている。これにより、大端部 38と第 1及び第 2マンドレル 114、 120の凸部 114a、 120aとの間にがたつきを生じることがなく、被カ卩ェ物であるコネクティングロッド 30が第 1及び第 2マンドレル 114、 120の一組の凸部 114a、 120aによって確実に保持される。

[0058] このようにしてコネクティングロッド 30の大端部 38の結合孔 36に対して予備荷重が付与された状態において、一組の第 2油圧シリンダ 146a、 146bを駆動させてブロック体力もなる第 4ワーク支持部材 134a、 134bを鉛直下方向に向力つて変位させる。この場合、支持部 142の一組の第 3支持板 142d、 142eに形成された凸部 148と、前記第 3支持板 142d、 142eに対向する第 4ワーク支持部材 134a、 134bの側面に形成された凹部 150とが係合することにより鉛直下方向に対するガイド作用が営まれる（図 3参照)。

[0059] 前記第 4ワーク支持部材 134a、 134bが下降することにより、該第 4ワーク支持部材 134a, 134bの押圧面 136と第 3ワーク支持部材 130a、 130bの端部に形成された傾斜面 138とが相互に係合して一組の第 3ワーク支持部材 130a、 130bをコネタティングロッド 30のキャップ部 32側に向力つて押圧する（ステップ S7)。

[0060] この結果、前記コネクティングロッド 30のキャップ部 32は、一組の第 4ワーク支持部材 134a、 134bの鉛直下方向に対する押圧作用下に、該キャップ部 32の両肩部を支持する一組の第 3ワーク支持部材 130a、 130bと、該キャップ部 32の両肩部間の第 2マンドレル 120の凸部 120aとの間に完全に固定されたロック状態となる。

[0061] このようにコネクテイングロッド 30のキャップ部 32が強固にロックされた状態において、昇降テーブル 168に対するストツバが解除された後、おもり 57と共に昇降テープル 168が、ガイド部材 170a、 170bの案内作用下に落下する。従って、落下した前記昇降テーブル 168がシャフト 166のフランジ部 166aに当接することによって、シャフト 166が下方側に向力つて付勢されて楔部材 122に衝撃荷重が付与される（図 8参照 ) (ステップ S8)。その際、第 3油圧シリンダ 156のピストン 164力シャフト 166に対して楔部材 122の圧入方向、すなわち前記衝撃荷重の方向とは反対方向に離間可能であるため、この衝撃荷重が第 3油圧シリンダ 156によって減衰されることがなぐ楔部材 122に所定の衝撃荷重が確実に付与される。

[0062] そして、楔部材 122力第 1及び第 2マンドレル 114、 120の各凹部 114b、 120b内にさらに圧入されて、前記第 2マンドレル 120のテーパ状の凹部 120bの壁面と楔部材 122のテーパ面 122aとの摺動作用下に、スライドしながらさらに拡張される。第 1 マンドレル 114と第 2マンドレル 120とが略水平方向に沿ってさらに離間することにより、大端部 38は、その弾性変形可能な限界を超えて、応力が集中された分割部 44を境界にキャップ部 32とロッド部 34とに破断分割される（図 9及び図 10参照）（ステップ S9)。その際、キャップ部 32は、第 2油圧シリンダ 146a、 146bの付勢作用下に第 3ヮーク支持部材 130a、 130bの突起部 132によって保持されているため、破断分割されたキャップ部 32の飛散が確実に阻止される。

[0063] すなわち、固定ステージ 62側に設けられた第 1マンドレル 114が固定された状態において、楔部材 122に所定の衝撃荷重が付与されることにより、可動ステージ 64側に設けられた第 2マンドレル 120力第 1ガイド要素 116a、 116bのガイド作用下にスライドブロック 118と一体的に基台 60上を摺動変位する。

[0064] 従って、コネクテイングロッド 30のロッド部 34が第 1マンドレル 114、位置決め固定ピン 110及び第 1ワーク支持部材 78によって固定ステージ 62側に固定された状態において、キャップ部 32がー組の第 4ワーク支持部材 134a、 134b,第 3ワーク支持部材 130a、 130b及び第 2マンドレル 120によって強固にロックされた状態を保持しながら、可動ステージ 64側の第 2マンドレル 120及びスライドブロック 118が前記固定ステージ 62から離間する方向に向かって基台 60上を摺動変位することにより、前記コネクティングロッド 30がキャップ部 32とロッド部 34とに破断分割される。

[0065] コネクテイングロッド 30の大端部 38がキャップ部 32とロッド部 34とに破断分割された後、図示しない復帰用シリンダを駆動させて楔部材 122を上昇させて初期位置に復帰させる。また、第 2ブラケット 68を介して可動ステージ 64に固定された第 4エアシリンダ 152を駆動し、第 1ピストンロッド 152aを伸長させて可動ステージ 64を固定ステージ 62側に向力つて変位させることにより、大端部 38のキャップ部 32とロッド部 34との破断面間のクリアランスを約 2mmだけ開けた状態で停止させる。この場合、前記キヤップ部 32の破断面と前記ロッド部 34の破断面とを当接させると各破断面が損傷し、後工程でボルトを締めることによってキャップ部 32とロッド部 34とを一体的に結合した場合に各破断面同士が嚙み合わず、段差や位置ずれ等が発生するからである。

[0066] 続いて、第 1油圧シリンダ 72、第 2油圧シリンダ 146a、 146b,第 2エアシリンダ 94 及び第 3エアシリンダ 126a、 126bを、それぞれ駆動させることにより、第 1〜第 4ヮーク支持部材 78、 104、 130a, 130b, 134a, 134bが略同時に初期位置に復帰する (ステップ S 10)。

[0067] このようにして破断分割されたコネクティングロッド 30のキャップ部 32とロッド部 34とをそれぞれ拘束する部材が初期位置に復帰してコネクテイングロッド 30が開放された後、図示しない多軸ロボットのアームに装着された一組のチャック機構によってキヤップ部 32とロッド部 34とをそれぞれ把持し、前記キャップ部 32とロッド部 34とが次工程に移送される。最後に、第 5エアシリンダ 154を駆動させて可動ステージ 64全体が変位し、該可動ステージ 64が初期位置に復帰する。

[0068] 例えば、図 12に示されるように、従来技術に係る図示しない破断分割装置を用いて大端部をキャップ部とロッド部とに破断分割する際、先破断 (部位)と後破断 (部位）との間で僅かなタイムラグが発生すると、先破断の応力がロッド部に作用して該ロッド部を後破断部位側に向力つて変形させる力が付与される。この結果、図 12中の二点鎖線で示すようにロッド部を変形させると共に、小端部の孔部を変形させるという悪影響が発生するおそれがある。なお、コネクテイングロッド 30では、その製品として特性力ロッド部及び小端部の孔部の形状に高い寸法精度が要求される。

[0069] 換言すると、一体成形されたコネクティングロッド 30をキャップ部 32とロッド部 34との二つの部品に分割する際、その分割部分の一部に曲げ応力が作用する結果、分割面の一部に歪みが生じたり、部品精度に悪影響を及ぼす場合が生じる。すなわち、前記二つの部品は分割によってそれぞれ二股状の脚部を有することとなるが、分割時には、両脚部での分割が全く同時に進行するわけではなぐ通常、何れか一方の脚部での分割が先行し、他方の脚部ではこれに対して多少の時間的遅れを伴つて分割が進行することとなる。従って、先に破断する一方の脚部の分割が終了した時点では、後に破断する他方の脚部での分割がまだ進行中であり、この他方の脚部の分割の遅くとも終期には、先行して分割された前記一方の脚部側では両部品間の離間が始まるからである。

[0070] これに対して、本実施の形態では、コネクテイングロッド 30の大端部 38のロッド部 3 4側を固定ステージ 62に固定する一方、キャップ部 32側を一組の第 3ワーク支持部材 130a、 130b及び該第 3ワーク支持部材 130a、 130bをロックする一組の第 2油圧シリンダ 146a、 146bによって可動ステージ 64側に強固に固定している。

[0071] このような状態にぉ、て、本実施の形態では、前記コネクティングロッド 30の大端部 38をキャップ部 32とロッド部 34とに破断分割したとき、前記キャップ部 32のみが可動ステージ 64と共に一体的に変位するように構成しているため、前記キャップ部 32と口ッド部 34との破断面における先破断と後破断とのタイムラグを極力抑制することができる。

[0072] この結果、本実施の形態では、従来技術のように外圧を開放するタイミングが不要となると共に、先破断と後破断とのタイムラグを極力縮小することができる。

[0073] さらに、本実施の形態では、重量物の落下による衝撃荷重に基づいてコネクティングロッド 30を破断分割するように説明している力これに限定されるものではなぐ例えば、図 13の他の実施の形態に係る分割加工装置に示されるように、単一の油圧シリンダ 156の駆動力のみによって楔部材 122を下方側に向力つて引張し該楔部材 1 22に対して破断荷重を付与するようにしてもょヽ。

[0074] この場合、図 14に示されるように、楔部材 122に対して予備荷重 (プリロード)を付与することがなぐ油圧シリンダ 156の駆動力（引張力）を徐々に上昇させることにより、大端部 38をキャップ部 32とロッド部 34とに破断分割することができる (ステップ S7 参照)。

Claims

請求の範囲

[1] 大端部（38)と小端部 (40)とを有するコネクテイングロッド（30)を一体成形した後、前記大端部（38)の結合孔（36)を一組の拡張具（114a、 120a)にセットし、前記一組の拡張具（114a、 120a)間に楔部材（122)を圧入して前記拡張具（114a、 120a )を拡張させることで、前記大端部（38)をキャップ部（32)とロッド部 (34)に破断分割するコネクティングロッドの分割加工装置であって、

基台（60)上に固定された固定ステージ (62)と、前記固定ステージ (62)と対向配置され水平方向に沿って該固定ステージ (62)と接近又は離間自在に設けられた可動ステージ (64)とを有し、前記固定ステージ (62)に固定されたロッド部（34)側の一方の拡張具（114a)と前記可動ステージ (64)に固定されて一体的に変位するキヤップ部（32)側の他方の拡張具（120a)とによって前記コネクティングロッド（30)が所定位置に位置決めされた状態でセットされると共に、セットされた前記コネクティング口ッド (30)を保持するワーク位置決め保持機構 (52)と、

前記大端部（38)を破断分割するために、前記楔部材（122)の圧入方向に破断荷重を付与する荷重機構 (58)と、

を備え、

前記ワーク位置決め保持機構（52)は、前記コネクティングロッド（30)の大端部（3 8)のキャップ部（32)側の両肩部を小端部 (40)の方向に向力つて押圧する第 1支持機構と、前記コネクティングロッド (40)と係合する端部と反対側の前記第 1支持機構の端部を上方力押圧することにより該第 1支持機構をクランプする第 2支持機構とを含み、前記第 1支持機構及び第 2支持機構は、それぞれ、前記可動ステージ (64)に固定されて該可動ステージ (64)と一体的に変位可能に設けられることを特徴とするコネクテイングロッドの分割加工装置。

[2] 請求項 1記載の装置において、

前記第 2支持機構は、ピストン及びピストンロッドを有するシリンダ（146a、 146b)からなり、前記ピストンロッドの先端部には、前記第 1支持機構の傾斜面（138)〖こ係合する押圧面（136)が形成されたブロック体が連結されることを特徴とするコネクティングロッドの分割加工装置。

[3] 請求項 1記載の装置において、

前記大端部（38)の結合孔（36)の内面に一組の拡張具（114a、 120a)を略圧着させるために、前記楔部材（122)の圧入方向に予備荷重を付与する予備荷重付与機構 (56)が設けられ、前記予備荷重付与機構 (56)によって予備荷重が付与された後、前記第 2支持機構が付勢されて前記第 1支持機構をクランプすることを特徴とするコネクティングロッドの分割加工装置。

[4] 請求項 1記載の装置において、

前記荷重機構 (58)は、前記楔部材（122)を下方側に向力つて引張する単一のァクチユエータ（156)力なることを特徴とするコネクティングロッドの分割加工装置。

[5] 請求項 1記載の装置において、

前記ワーク位置決め保持機構 (52)は、前記固定ステージ (62)上に設けられ、前記コネクティングロッド（30)の小端部 (40)に係合して該小端部 (40)を軸線方向に沿った大端部（38)側に向力つて押圧する第 1ワーク支持部材 (78)と、前記第 1ヮーク支持部材 (78)を進退動作させるシリンダ (72)とを有することを特徴とするコネクテイングロッドの分割加工装置。

[6] 請求項 5記載の装置において、

前記第 1ワーク支持部材（78)の一端部には、前記コネクティングロッド（30)の小端部 (40)に係合する係合部（80)が設けられることを特徴とするコネクティングロッドの分割加工装置。

[7] 請求項 1記載の装置において、

前記ワーク位置決め保持機構 (52)は、前記固定ステージ (62)上に設けられ、前記コネクティングロッド（30)の大端部（38)の上面部を下方側に向力つて押圧する第 2ワーク支持部材（104)と、ピン（100)を回動支点として前記第 2ワーク支持部材（1 04)を所定角度揺動させるシリンダ (94)とを有することを特徴とするコネクティング口ッドの分割加工装置。

[8] 請求項 1記載の装置において、

前記基台（60)に連結されたブラケット（68)と、前記ブラケット（68)の側壁部（68a) に固定され前記可動ステージ (64)全体を前記コネクティングロッド（30)の軸線方向に沿って変位させるシリンダ（152)とが設けられることを特徴とするコネクティング口ッドの分割加工装置。

[9] 大端部（38)と小端部 (40)とを有するコネクテイングロッド（30)を一体成形した後、前記大端部（38)の結合孔（36)を一組の拡張具（114a、 120a)にセットし、前記一組の拡張具（114a、 120a)間に楔部材（122)を圧入して前記拡張具（114a、 120a )を拡張させることで、前記大端部（38)をキャップ部（32)とロッド部 (34)に破断分割するコネクティングロッドの分割加工方法であって、

前記コネクテイングロッド（30)のロッド部 (34)を固定ステージ（62)側にセットすると共に、前記コネクティングロッド（30)のキャップ部（32)を前記固定ステージ (62)に対して移動可能に設けられた可動ステージ (64)側にセットする工程と、

第 1支持機構を介して前記キャップ部（32)を小端部 (40)側に向力つて押圧することにより、前記キャップ部（32)の両肩部を横方向から支持する工程と、

第 2支持機構を付勢して前記第 1支持機構をキャップ部 (32)側に向力つて押圧することにより、前記第 1支持機構とキャップ部 (32)側の拡張具 (120a)との間で前記キャップ部（32)を固定する工程と、

前記楔部材（122)に荷重を付与することにより、前記第 1支持機構とキャップ部（3 2)側の拡張具（120a)との間で前記キャップ部（32)が固定された状態を保持したまま該キャップ部（32)が前記可動ステージ (64)と共に一体的に変位して、大端部（38 )がキャップ部（32)とロッド部 (34)とに破断分割される工程と、

を有することを特徴とするコネクティングロッドの分割加工方法。

[10] 請求項 9記載の方法において、

予備荷重付与機構 (56)によって前記楔部材 (122)に対して予備荷重が付与された後、第 2支持機構を付勢して前記キャップ部 (32)が第 1支持機構とキャップ部 (32 )側の拡張具（120a)との間で固定されることを特徴とするコネクティングロッドの分割加工方法。

[11] 請求項 9記載の方法において、

前記キャップ部（32)が第 1支持機構とキャップ部（32)側の拡張具（120a)との間で固定された後、楔部材（122)を引張するァクチユエータ（156)の駆動力によってのみ該楔部材（122)に破断荷重が付与されることを特徴とするコネクティングロッドの分割加工方法。