WO2006057259A1

WO2006057259A1 - コネクティングロッド用クラッキング溝の加工方法及び装置

Info

Publication number: WO2006057259A1
Application number: PCT/JP2005/021488
Authority: WO
Inventors: Hideki Okumura; 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: US20070256300A1

Abstract

　ボディ（１４）に設けられた回転駆動源（６８）の駆動作用下に駆動プーリ（７２）が回転し、前記駆動プーリ（７２）の回転駆動力が駆動力伝達ベルト（７６）を介して従動プーリ（７４）へと伝達され、前記従動プーリ（７４）に一体的に連結された溝加工部（２４）が回転する。前記溝加工部（２４）は、従動プーリ（７４）と一体的に連結されたスピンドル（３４）が支持部（３２）に回転自在に支持され、前記スピンドル（３４）の保持部（４８）には外周面に複数の刃部（５４）を有するメタルソー（３６）が設けられている。そして、前記メタルソー（３６）をコンロッド（１８）の大端孔（２０）の内部に挿入することにより、前記大端孔（２０）に断面略Ｖ字状の第１溝（８８）を形成すると共に、コンロッド（１８）の軸線に対して前記第１溝（８８）と対向する位置に、前記第１溝（８８）と対称形状となる断面略Ｖ字状の第２溝（９０）を形成する。

Description

明細書

コネクテイングロッド用クラッキング溝の加工方法及び装置

技術分野

[0001] 本発明は、例えば、車両用のエンジンを構成するコネクティングロッドが一体成形された後、前記コネクティングロッドの大端孔の内周面に該コネクティングロッドをキヤップ部とロッド部とに破断分離するためのクラッキング溝を形成するコネクティングロッド用クラッキング溝の加工方法及び装置に関する。

背景技術

[0002] 従来から、車両用のエンジンのクランクシャフトとピストンとをコネクティングロッド（以下、単にコンロッドという）を介して連結し、前記クランクシャフトの回転駆動力をピストンへと伝達している。

[0003] このコンロッドは、その一端部側の大端部に形成される大端孔の内周面に軸受が装着され、前記クランクシャフトのジャーナルを軸支すると共に、他端部側の小端部に形成される小端穴には別個の軸受を介してピストンに挿通されるピストンピンが挿入される。

[0004] そして、一般的に、前記コンロッドは鍛造成形によって形成され、予めコンロッド本体である軸部（ロッド部）とキャップ部とをそれぞれ別個に製造する方法と、前記コンロッドを一体的に製造した後に前記軸部 (ロッド部）と前記キャップ部とに分離するコンロッドのクラッキング製造方法が知られて、る。

[0005] 例えば、一体に製造されたコンロッドを前記軸部とキャップ部とに分離する場合には、先ず大端部に形成される大端孔の内周面における軸部とキャップ部との境界になる位置に、一対の破断促進用の溝を対向するように形成している。この溝は、コンロッドの成形段階または成形後に加工用切削工具によるブローチ加工やレーザ加工によって所定深さに形成される。

[0006] このような加工装置では、治具の外周面に軸線方向に沿ってブローチ刃が形成され、前記治具をコンロッドの大端孔に挿入して該大端孔の内周面にブローチ刃を当接させながら変位させる。これにより、大端孔の内周面に軸線方向に沿ってブローチ溝を形成している（例えば、特許第 3012510号公報参照)。

発明の開示

[0007] ところで、前記特許第 3012510号公報に開示されたコンロッドの加工装置によって該コンロッドの大端孔にブローチ加工を行う場合には、その軸部とキャップ部とを均等且つ円滑に破断分離させるために、前記大端孔の内周面に形成される破断促進用の溝の位置及び深さ等が略均等であること、換言すると、前記大端孔に形成される一対の溝が、互いに対称形状に形成されて、ることが要求されて、る。

[0008] 前記破断促進用の溝をブローチ加工によって形成する際、ブローチ加工に用いられる治具のブローチ刃は、その断面形状が略 V字状に形成されているため、前記治具によつて形成される溝形状が略 V字状となる。し力しながら、前記治具のブローチ刃では、破断促進用の溝 ¾|¾角な略 V字状に形成することが困難であるため、前記破断促進用の溝によってコンロッドを軸部とキャップ部とに分離する際の衝撃荷重を大きくする必要があると共に、前記コンロッドを確実且つ均等に破断分離することが困難である。

[0009] また、スローアウエィチップ等を用いたチップ加工方法では、複数のチップによってコンロッドの大端孔の内周面が断続的に切削されるため、前記複数のチップの切刃の頂部が摩耗し、溝入れでは溝角度を鋭角に加工することが困難でありクラッキング時の応力集中'性が低くなる。

[0010] さらに、レーザ加工によって破断促進用の溝を形成する場合には、その加工装置が大型化してしまうと共に、前記加工装置に要する設備コストが高騰する。

[0011] 本発明の一般的な目的は、コネクテイングロッドの大端孔の内周面に一対のクラッキング溝を確実且つ低コストで形成することが可能なコネクテイングロッド用クラツキング溝の加工装置を提供することにある。

[0012] 本発明の主たる目的は、コネクテイングロッドの大端孔の内周面に対し、破断促進用として最適化された溝形状力なる一対のクラッキング溝を形成することが可能なコネクテイングロッド用クラッキング溝の加工方法を提供することにある。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]本発明の実施の形態に係るコネクティングロッド用クラッキング溝の加工装置の要部斜視図である。

[図 2]図 1の加工装置の縦断面図である。

[図 3]図 2の溝カ卩ェ部におけるスピンドルからメタルソー、スぺーサ及び締付ナットを離脱させた状態を示す一部断面分解斜視図である。

[図 4]図 2の加工装置の縦断面図である。

[図 5]図 2の加工装置の溝加工部の横断面図である。

[図 6]前記溝加工部がコンロッドの大端孔の内部に挿入され、前記大端孔の内周面の一方側に第 1溝を加工している状態を示す一部省略縦断面図である。

圆 7]図 6に示す溝加工部が前記大端孔に第 1溝を形成した後、前記大端孔を揷通して下方に変位した状態を示す一部省略縦断面図である。

圆 8]図 7の溝加工部が大端孔の下方力も内部へと変位して、前記大端孔の内周面における第 1溝と対称となる位置に第 2溝を加工している状態を示す一部省略縦断面図である。

圆 9]図 5の加工装置の溝加工部によって形成される第 1溝又は第 2溝近傍の部分拡大平面図である。

[図 10]図 10Aは、第 1溝及び第 2溝が形成されたコンロッドの斜視図であり、図 10B は、前記コンロッドがキャップ部とロッド部に破断分離された状態を示す斜視図である

[図 11]図 11Aは、クラッキング溝における一組のテーパ面間の傾斜角度と、前記クラッキング溝によって破断分離されるコンロッドの破断分離性との関係を示した図であり、図 11Bは、クラッキング溝における円弧部の曲率半径と、前記クラッキング溝によつて破断分離されるコンロッドの破断分離性との関係を示した図である。

[図 12]クラッキング溝を切削加工するメタルソーの一部省略平面図である。

[図 13]図 12に示されるメタルソーの部分拡大平面図である。

圆 14]図 5の加工装置によって形成される第 1溝又は第 2溝の変形例を示す部分拡大平面図である。

発明を実施するための最良の形態

図 1〜図 4において、参照符号 10は、本発明の実施の形態に係るコネクティング口ッド用クラッキング溝の加工装置（以下、単に加工装置 10という）を示す。

[0015] この加工装置 10は、産業用の多関節型のロボット 12 (例えば、数値制御マシン)の端部に図示しないボルト等を介して連結されるボディ 14と、前記ボディ 14に連結され、図示しないドライバから出力される制御信号 (電気信号）によって駆動制御される回転駆動源 (後述する）が設けられた駆動部 16と、前記ボディ 14の下端部に連結され、コネクテイングロッド 18 (以下、単にコンロッド 18という）の大端孔 20の内周面にクラッキング溝 22 (図 5参照）を形成する溝加工部 24と、前記駆動部 16の回転駆動力を前記溝加工部 24へと伝達する駆動力伝達機構 26とからなる。

[0016] また、この加工装置 10の下方には、コンロッド 18が載置される載置台 28が配設されている。

[0017] そして、前記ロボット 12の動作によって、前記ロボット 12に一体的に連結された加ェ装置 10が XYZの 3軸を含む任意の位置に移動可能であって、且つ任意の向きに設定可能である。

[0018] ボディ 14の略中央部には、図 2〜図 4に示されるように、その内部に配設される駆動プーリ 72 (後述する）と対畤する位置に開口部 30が形成されている。この略円形状に形成される開口部 30は、前記駆動プーリ 72の直径より大きく形成されているため、前記駆動プーリ 72を開口部 30を介して外部に取り出すことができる。

[0019] そして、ボディ 14の下面には、前記溝加工部 24を回転自在に保持する支持部 32 ( 図 4参照）が突出するように設けられて、る。

[0020] 溝加工部 24は、図 3及び図 4に示されるように、前記支持部 32に回転自在に保持されるスピンドル（回転軸） 34と、前記スピンドル 34に揷通されて該スピンドル 34と一体的に回転駆動するメタルソー 36と、前記メタルソー 36をスピンドル 34に挟持するためのスぺーサ 38とからなる。

[0021] このスピンドル 34は、図 4に示されるように、支持部 32の内部に配設される第 1及び第 2軸受 40、 42によって回転自在に保持される軸部 44と、前記軸部 44より半径外方向に拡径したフランジ部 46と、前記フランジ部 46より縮径し、前記メタルソー 36が保持される保持部 48とからなる。

[0022] なお、軸部 44の端部には、駆動力伝達機構 26の後述する従動プーリ 74が支持ボルト 50を介して一体的に連結されている。

[0023] 前記フランジ部 46には、図 3に示されるように、断面略矩形状のキー部 52が装着溝を介して装着されている。このキー部 52は、前記フランジ部 46の端面より保持部 4 8側に所定長だけ突出すると共に、保持部 48の外周面より半径外方向に突出するように設けられている。

[0024] 一方、メタルソー 36は、例えば、金属製材料により薄肉の円盤状に形成され、前記メタルソー 36の外周には、波状力もなる複数の刃部 54が等間隔離間して連続的に設けられている。また、このメタルソー 36には、刃部 54が周縁部に沿って略等角度毎に形成された等角フライスを採用すると最適である。なお、前記メタルソー 36に代替して、図示しないフライスカツタを用いてもよい。

[0025] また、メタルソー 36における刃部 54の断面形状は、図 9に示されるように、半径外方向に向力つて先細りとなる鋭角状に形成されると共に、その先端には所定半径からなる円弧状の R部 56が形成されている。このように、クラッキング溝 22を加工するための溝力卩ェ部 24にメタルソー 36を採用することにより、前記 R部 56の曲率半径を小さくすることが可會となる。

[0026] さらに、メタルソー 36の外周径は、スピンドル 34のフランジ部 46及びスぺーサ 38の外周径より大きく形成されると共に、図 2に示されるように、前記メタルソー 36の外周径 Aは、コンロッド 18の大端孔 20の直径 Bより小さくなるように形成されている (Aく B

) o

[0027] メタルソー 36の略中央部には、図 3に示されるように、スピンドル 34の保持部 48の外周面に沿って挿通される揷通孔 58が形成され、前記揷通孔 58は、円柱状に形成された保持部 48に挿通される円形状の孔部 60と、前記孔部 60より半径外方向に断面略矩形状で窪んだキー溝部 62とから構成されている。すなわち、スピンドル 34の保持部 48にメタルソー 36を挿通させた際に、孔部 60が保持部 48の外周面に沿って挿通されると共に、前記保持部 48の外周面より突出したキー部 52にキー溝部 62が挿通される。

[0028] これにより、スピンドル 34が回転駆動した際において、該スピンドル 34のキー部 52 とメタルソー 36のキー溝部 62とが係合されて!/、るため、前記スピンドル 34とメタルソ一 36との相対的な回転変位が規制される。換言すると、スピンドル 34のキー部 52にメタルソー 36のキー溝部 62が係合することにより、前記キー部 52がスピンドル 34に対するメタルソー 36の回り止めとして機能し、前記スピンドル 34が回転駆動した際にメタルソー 36がー体的に回転駆動する。

[0029] そして、このようにスピンドル 34の保持部 48にメタルソー 36が揷通された後、前記保持部 48にリング状のスぺーサ 38が挿通される。このスぺーサ 38は、略中央部に形成される孔部 38aを介してスピンドル 34の保持部 48に揷通されている。

[0030] また、保持部 48の端面には、前記フランジ部 46より離間する方向に突出した締結部 64が設けられ、外周面にねじが刻設された締結部 64には、ヮッシャ 65を介して締付ナット 66が螺合されている。すなわち、締付ナット 66を螺合させて該締付ナット 66 をスぺーサ 38側に向かって螺進させることにより、前記締付ナット 66の端面によってヮッシャ 65を介してスぺーサ 38力メタルソー 36側に押圧され、該メタルソー 36がスぺーサ 38とスピンドル 34のフランジ部 46との間に挟持された状態で固定される。これにより、メタルソー 36及びスぺーサ 38がスピンドル 34に対して一体的に固定された状態となり、前記スピンドル 34の回転駆動作用下に一体的に回転する。

[0031] 駆動部 16は、ボディ 14の略中央部に連結される回転駆動源 68 (例えば、モータ）からなり、図示しない電源及びドライバから供給される電気信号によって駆動軸 70が反時計回り（図 2の矢印 C1方向）に回転駆動する。

[0032] 前記回転駆動源 68は、図 4に示されるように、ボディ 14の開口部 30に臨む側面に連結され、前記駆動軸 70が、ボディ 14の内部へと挿入されている。

[0033] 駆動力伝達機構 26は、前記回転駆動源 68の駆動軸 70に装着される駆動プーリ 7 2と、溝加工部 24と一体的に連結される従動プーリ 74と、前記駆動プーリ 72と従動プーリ 74との間に懸架され、例えば、タイミングベルト等力もなる駆動力伝達ベルト 7 6とからなる。

[0034] 駆動プーリ 72は、ボディ 14の内部において連結ナット 78を介して駆動軸 70に一体的に装着され、前記回転駆動源 68の駆動作用下に一体的に回転する。一方、従動プーリ 74は、支持部 32の側方に設けられ、該支持部 32に保持されているスピンドル 34の軸部 44に連結されて!、る。 [0035] 駆動力伝達ベルト 76は、図 2に示されるように、駆動プーリ 72と従動プーリ 74との間に懸架され、ボディ 14の内部を挿通するように配設されている。

[0036] また、駆動力伝達ベルト 76の内周面には、所定間隔離間する複数の平行歯 80が形成され、この平行歯 80が駆動プーリ 72及び従動プーリ 74に嚙み合うことにより、駆動力伝達ベルト 76が周回する。そして、回転駆動源 68における駆動軸 70の回転駆動作用下に駆動プーリ 72の駆動力が駆動力伝達ベルト 76を介して従動プーリ 74へと伝達され、前記従動プーリ 74と一体的に溝加工部 24が回転する。

[0037] 加工装置 10の下方に配設される載置台 28は、図示しない床面等に設置され、その上面が略水平に形成されている。この上面には、コンロッド 18がその軸線 D (図 2 参照）と前記上面とが略平行となるように載置され、略中央部が固定部材 82 (図 1参照）を介して一体的に固定されて、る。

[0038] コンロッド 18は、図 10Aに示されるように、一端部側に幅広に形成される大端部 84 と、他端部側に幅狭に形成される小端部 86とからなり、前記大端部 84には図示しな V、クランクシャフトのジャーナルが揷通される大端孔 20が形成されて、る。

[0039] なお、上述した駆動力伝達機構 26は、駆動力伝達ベルト 76と、駆動プーリ 72及び従動プーリ 74から構成される場合に限定されるものではなぐ回転駆動源 68の駆動軸 70に複数のギア歯を有する第 1ギア（図示せず)を設け、反対に、スピンドル 34の端部に複数のギア歯を有する第 2ギア（図示せず)を設けて、前記第 1ギアと第 2ギアとの間にチェーンを懸架して前記スピンドル 34を回転駆動させるようにしてもよい。

[0040] 本発明の実施の形態に係るコネクティングロッド用クラッキング溝の加工装置 10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について説明する。なお、図 1に示されるように、クラッキング溝 22が形成されるコンロッド 18が、載置台 28の上面に固定部材 82を介して固定され、前記コンロッド 18の上方に加工装置 10が待機した状態を初期位置として説明する。

[0041] 図 5に示されるように、コンロッド 18の大端孔 20の内周面においてコンロッド 18の軸線 Dと略直交し、且つ、大端孔 20の中心を通る基線 Eと交差する位置にそれぞれ形成される一対のクラッキング溝 22である第 1溝 88及び第 2溝 90を形成する。

[0042] 先ず、コンロッド 18の小端部 86を載置台 28の上面において下方側、大端部 84を上方側とし、前記コンロッド 18の軸線 Dに対して左側となる大端孔 20の内周面に第 1 溝 88を形成する際には、前記コンロッド 18の上方に待機した加工装置 10を、ロボット 12の制御作用下に溝力卩ェ部 24がコンロッド 18の大端孔 20の上方に位置するように移動させる。そして、溝力卩ェ部 24の中心がコンロッド 18の軸線 Dより左側にオフセットし、且つ溝力卩ェ部 24のメタルソー 36の外周面力大端孔 20の内周径より半径外方向に所定のオーバーラップ量 F1だけオーバーラップするように移動させる（図 5参照)。

[0043] 換言すると、前記コンロッド 18の大端孔 20に対して半径外方向にオーバーラップさせたオーバーラップ量 F1が、溝力卩ェ部 24のメタルソー 36によって形成される第 1溝 88の深さ HI (図 7参照）となる（Fl =H1)。

[0044] 次に、図 2に示されるように、加工装置 10がコンロッド 18の大端孔 20の上方に位置決めされた状態で、図示しない電源より回転駆動源 68へ電気信号を供給し、前記回転駆動源 68の駆動軸 70が反時計回り（矢印 C1方向）に回転することにより、駆動プーリ 72が反時計回りに一体的に回転する。そして、前記駆動プーリ 72の回転作用下に駆動力伝達ベルト 76を介して従動プーリ 74が反時計回り（矢印 C2方向）に回転し、前記駆動プーリ 72と従動プーリ 74とが、同一方向且つ同一回転数で回転している状態となる。

[0045] そのため、前記従動プーリ 74と一体的に連結された溝力卩ェ部 24が支持ボルト 50を中心として反時計回り（矢印 C2方向）に回転する。

[0046] 次に、この溝力卩ェ部 24が回転した状態で、ロボット 12を介してカ卩ェ装置 10を鉛直下方向（矢印 XI方向）へと変位させる。

[0047] そして、加工装置 10を徐々に鉛直下方向（矢印 XI方向）へと変位させることにより溝加工部 24が大端孔 20の内部へと徐々に挿入される（図 6参照)。その際、溝加工部 24のメタルソー 36の外周径カコンロッド 18の大端孔 20の内周面に対して半径外方向に所定量 F1だけオーバーラップしているため、前記溝加工部 24の回転作用下にメタルソー 36が大端孔 20の内周面に接触して切削しながら下方へと変位する。詳細には、前記メタルソー 36の外周部位が前記大端部 84の内周面を削りながら下方に向かって徐々に変位する（図 7参照)。 [0048] そのため、前記メタルソー 36が回転しながら前記載置台 28の上面に対して略鉛直下方向（矢印 XI方向）に変位し、コンロッド 18の大端孔 20の内周面に略均一の深さを有する第 1溝 88が形成される。この第 1溝 88は、一対のクラッキング溝 22の一方として機能し、コンロッド 18の軸線 Dと略直交する方向に一直線状に形成され、その溝形状は鋭角状の断面形状力もなるメタルソー 36の刃部 54によって断面略 V字状に形成されている（図 9参照)。

[0049] 次に、コンロッド 18の大端孔 20の内周面に第 1溝 88を形成した後、前記溝加工部 24が大端孔 20及び載置台 28の略中央部に形成される逃げ孔 92の内部を挿通してコンロッド 18の下方に位置した状態となる（図 7参照)。なお、前記逃げ孔 92は、その直径が大端孔 20の直径より大きく形成されているため、前記溝加工部 24が逃げ孔 9 2の内部に挿通された際にメタルソー 36が接触することがない。

[0050] また、この場合においても前記溝加工部 24は、回転駆動源 68の駆動作用下に反時計回り（矢印 C2方向）に回転している状態にある。

[0051] 次に、第 1溝 88が形成されたコンロッド 18の大端孔 20に、該コンロッド 18の軸線 D

(図 5参照）に対して第 1溝 88と対称となる位置に第 2溝 90を形成する。

[0052] その場合、先ず、図 7に示されるように、コンロッド 18の下方に変位したカ卩ェ装置 10 を、ロボット 12の制御作用下に溝加工部 24のメタルソー 36が前記大端孔 20における第 1溝 88と対向する右側面側に向力つて略水平方向（矢印 Y方向）に移動させる。そして、前記メタルソー 36の外周面力前記大端孔 20の内周面における第 1溝 88と対向する右側面と所定のオーバーラップ量 F2 (図 8参照)だけ半径外方向にオーバ一ラップする位置まで移動させる。

[0053] 換言すると、前記コンロッド 18の大端孔 20に対して半径外方向にオーバーラップさせた前記オーバーラップ量 F2が、メタルソー 36によって形成される第 2溝 90の深さ H2 (図 8及び図 9参照）となる。すなわち、前記オーバーラップ量 F2を、第 1溝 88を形成する際における大端孔 20の左側面とメタルソー 36とのオーバーラップ量 F1と略均一の値 (F1 F2)とする。その結果、大端孔 20における第 1溝 88と第 2溝 90の深さを略均一（HI とすることができる。

[0054] また、前記加工装置 10では、図 7に示されるように、第 1溝 88を形成してコンロッド 1 8の下方へと変位した後、前記加工装置 10を略水平方向（矢印 Y方向）にのみ移動させている。換言すると、前記溝加工部 24が大端孔 20における基線 E (図 5参照）に沿って変位しているため、コンロッド 18の軸線 Dに対して前記第 1溝 88と対向する位置に加ェ装置 10が移動した状態にある。

[0055] 次に、上記のようにカ卩ェ装置 10がコンロッド 18の大端孔 20の下方に位置決めされた状態で、ロボット 12の制御作用下に加工装置 10を徐々に鉛直上方向（矢印 X2方向）へと変位させることにより、溝加工部 24が大端孔 20の下方より内部へと徐々に挿入される。そして、前記溝加工部 24の回転作用下にメタルソー 36が大端孔 20の内周面に接触して切削しながら上方へと変位する。詳細には、前記メタルソー 36の外周部位が、前記大端部 84の内周面を削りながら上方に向力つて徐々に変位する（図 8参照)。

[0056] そのため、前記メタルソー 36が回転しながら略鉛直上方向（矢印 X2方向）に変位し、コンロッド 18の大端孔 20の内周面に第 1溝 88と略均一の深さを有する第 2溝 90が形成される。

[0057] この第 2溝 90は、図 5に示されるように、大端孔 20の内周面において前記第 1溝 88 とコンロッド 18の軸線 Dに対して対称となる位置に形成されると共に、前記第 1溝 88 と略均一の深さ (HI に形成される（図 8参照)。また、第 2溝 90は、一対のクラッキング溝 22の他方として機能し、コンロッド 18の軸線 Dと略直交する方向に一直線状に形成され、その溝形状は鋭角状の断面形状力もなるメタルソー 36の刃部 54によつて断面略 V字状に形成されてヽる（図 9参照)。

[0058] 詳細には、図 9に示されるように、クラッキング溝 22の溝形状は、大端孔 20の内周面に沿って開口した部位から大端孔 20の半径外方向に向力つて略平行に所定長だけ延在する一組の直線部 93と、前記直線部 93に連続し互いに接近する方向に所定角度傾斜する一組のテーパ面 94a、 94bと、前記テーパ面 94a、 94bが交差した部位を接続するように形成される円弧部 96とからなる。

[0059] 前記一組のテーパ面 94a、 94bは、クラッキング溝 22の中心線に対してそれぞれ略同一角度だけ傾斜して形成されている。なお、図 14に示されるように、前記直線部 9 3を有することなぐ大端孔 20の内周面に沿って開口した部位から大端孔 20の半径外方向に向力つて互いに接近する方向に所定角度傾斜する一組のテーパ面 94a、 94bを直接形成するようにしてもょ、。

[0060] 換言すると、上述したクラッキング溝 22の溝形状は、該クラッキング溝 22の開口した部位の幅寸法 W (図 9参照）がメタルソー 36における刃部 54の厚さ寸法に基づいた形状に形成される共に、前記円弧部 96の曲率半径 R (図 9参照）が刃部 54の R部 56 の曲率半径に基づ、て形成されて、る。

[0061] 前記クラッキング溝 22の溝形状として直線部 93を形成することにより、溝の深さを大きく設定することができると共に、切削抵抗を抑制することができ、さらに、クラツキング時に応力を集中させることができる。

[0062] 最後に、溝加工部 24が大端孔 20の内部を下方から上方へと挿通した後、再びコンロッド 18の上方に位置した初期位置状態となる（図 2参照)。その結果、載置台 28の上面に固定されたコンロッド 18の大端孔 20の内周面に、第 1溝 88及び第 2溝 90からなるクラッキング溝 22が、コンロッド 18の軸線 Dに対してその位置及び深さ等が略均一の対称形状に形成される。

[0063] このように形成された最適な破断促進用のクラッキング溝 22では、図 9に示されるように、大端孔 20の内周面に沿って開口した部位の幅寸法 Wを 0. 05〜： Lmmの範囲内（0. 05≤W≤1)となるように形成し、前記開口した部位から円弧部 96までとなる溝深さ H1、H2が、 0. l〜2mmの範囲内（0. 1≤H1、 H2≤2)となるように形成するとよい。

[0064] なお、前記幅寸法 Wを、 lmm超過 (W> 1)とした場合には、前記クラッキング溝 22 に対してコンロッド 18を分離する際に必要とされる十分な応力を集中させることができず、前記クラッキング溝 22を起点としたコンロッド 18の破断分離性が劣化する。また、反対に、前記幅寸法 Wを 0. 05mm未満 (W< 0. 05)とした場合には、前記クラッキング溝 22の内部に大端孔 20の内周面を仕上げ加工したときに発生したバリ等が進入し、前記バリを除去することが困難となるからである。

[0065] 一方、前記溝深さ Hl、 H2を 0. lmm未満（Hl、 H2< 0. 1)とした場合には、コンロッド 18を破断分離した際の破断面の面粗度が大きく（粗く）なってしまうため、破断分離されたロッド部 20aとキャップ部 20bとを再び一体的に結合することが困難となる。また、コンロッド 18の製造上の制約より前記溝深さ Hl、 H2を 2mm超過（Hl、 H2 > 2)とすることはできない。

[0066] さらに、一方のテーパ面 94aと他方のテーパ面 94bとの間の離間角度によって設定される傾斜角度 S (図 9参照）を 20〜45° の範囲内（20° ≤S≤45° )となるように形成し、前記円弧部 96の曲率半径 Rを 0. 4mm以下 (R≤0. 4)となるように形成するとよ、。

[0067] すなわち、図 11Aに示される一組のテーパ面 94a、 94b間の傾斜角度 Sを変化させることに伴って、コンロッド 18をクラッキング溝 22を起点として分離させる際の破断分離性が変化する。詳細には、前記傾斜角度 Sが 60° 超過（S > 60)である場合には、断面略 V字状となるクラッキング溝 22を起点としたコンロッド 18の破断分離性が劣化して不適となり（図 11A中、 X印参照）、前記傾斜角度 Sを 60° 以下 (S≤60)とすることにより、クラッキング溝 22の先端部を鋭角状としてコンロッド 18を破断分離させる際に応力 ^^中させることができるため、前記コンロッド 18の破断分離性が良好となる（図 11A中、〇印参照)。そして、さらに、前記傾斜角度 Sを 45° 以下 (S≤45)とすることにより、コンロッド 18の破断分離性が最適（図 11A中、◎印参照）となる。なお、前記傾斜角度 Sが 20° 未満（S< 20)、例えば、傾斜角度 Sが 10° では切削ェ具の製造上の問題があって、破断分離性を不適としている。

[0068] また、図 11Bに示されるクラッキング溝 22における円弧部 96の曲率半径 Rを変化させることに伴って、クラッキング溝 22を起点としてコンロッド 18を分離させる際の破断分離性が変化する。

[0069] 詳細には、前記曲率半径 Rを 0. 4mm超過 (R>0. 4)とした場合には、クラッキング溝 22の先端部に形成される円弧部 96が大きくなるためコンロッド 18を分離する際に該円弧部 96に十分な応力を集中させることができず、前記クラッキング溝 22を起点としたコンロッド 18の破断分離性が劣化して不適となる（図 11B中、 X印参照)。一方、前記円弧部 96の曲率半径 Rを 0. 4mm以下 (R≤0. 4)とすることにより、前記クラッキング溝 22の先端部に鋭角状にすることができるため、前記コンロッド 18の破断分離性が良好となる（図 11B中、〇印参照)。さらに、前記曲率半径 Rを 0. 4mm未満（ Rく 0. 4)とすることにより、コンロッド 18の破断分離性を最適（図 11A中、◎印参照）とすることができる。

[0070] このように、大端孔 20の開口した部位より半径外方向に向力つて略平行に延在する溝の幅寸法 Wが 0. 05〜 lmmの範囲内に設定され、略平行に延在する部位から半径外方向に向力つて互いに接近するように傾斜した一組のテーパ面間の傾斜角度 Sが 20〜45° の範囲内となるように設定されると共に、前記大端孔 20からの溝深さ Hl、 H2が 0. l〜2mmの範囲内に設定され、且つ、前記一組のテーパ面 94a、 9 4bに跨るように形成される円弧部 96の曲率半径 Rが 0. 4mm以下に設定されることにより、最適な破断促進用のクラッキング溝 22を得ることができる。

[0071] 以上のように、本実施の形態では、コンロッド 18の大端孔 20の内周面に第 1溝 88 及び第 2溝 90を形成する溝加工部 24を、回転駆動源 68の回転作用下に駆動力伝達ベルト 76を介して回転させる。そして、前記溝力卩ェ部 24のメタルソー 36をコンロッド 18の大端孔 20の内周面に挿入し、前記メタルソー 36の刃部 54によって前記内周面に最適な破断促進用の断面略 V字状のクラッキング溝 22となる一対の第 1溝 88及び第 2溝 90を形成することができる。

[0072] そのため、例えば、第 1溝 88及び第 2溝 90が形成されたコンロッド 18の大端孔 20 に図示しない破断分離用の治具等を挿入し、前記大端孔 20の内周面に半径外方向に向力つて加圧することにより、前記コンロッド 18を第 1溝 88及び第 2溝 90を破断起点として確実にコントロールすることができると共に、ロッド部 20aとキャップ部 20bとに確実且つ高精度に破断して分離することができる（図 10B参照)。その際、従来より小さな加圧力で前記破断分離用の治具によってコンロッド 18をクラッキング溝 22から確実且つ高精度に分離させることが可能となる。

[0073] また、加工装置 10を移動させるロボット 12に、例えば、数値制御マシンを採用することにより、前記カ卩ェ装置 10の移動位置をプログラミングして高精度に制御することができるため、前記大端孔 20における第 1溝 88及び第 2溝 90の位置及び深さ等を簡便且つ高精度に設定して形成することができる。その結果、大端孔 20においてコンロッド 18の軸線 Dに対して第 1溝 88と第 2溝 90とを対称位置及び略均一の深さに形成することができる。

[0074] さらに、大端孔 20にクラッキング溝 22を形成するために溝力卩ェ部 24にメタルソー 3 6を設けている。このように溝力卩ェ部 24にメタルソー 36を採用することにより、該メタルソー 36の刃部 54の先端部に形成される R部 56を小さく形成することが可能となる。これにより、前記刃部 54の R部 56によって切削されるクラッキング溝 22の円弧部 96 を小さく形成することが可能となり、それに伴って、クラッキング溝 22を起点として分離されるコンロッド 18の破断分離性を向上させることができる。

[0075] さらにまた、前記メタルソー 36は、図 12及び図 13に示されるように、切屑排出用隙間 53を間として複数の刃部 54 (例えば、刃数が 78)が外周縁部に等間隔離間して形成された等角フライスを用いると最適であり、前記刃部 54が大端孔 20の内周面に接触して切削する際に、該刃部 54を内周面に対して連続的に接触させることができる。

[0076] そのため、切刃部が断続的に形成された従来技術に係るチップ加工と比較して、スピンドル 34に付与される衝撃、振動等を軽減することができ、それに伴って、前記スピンドル 34を支持している前記第 1及び第 2軸受 40、 42の耐久性を向上することができる。また、前記等角フライスを用いることにより、クラッキング溝 22の円弧部 96の曲率半径 Rを小さく設定することができる。この場合、前記等角フライスの刃数は、刃先を含む等角フライスの外周径 (最大外径)を Aとすると、 AZ10≤刃数≤2Aの関係を充足するように設定されるとよい。前記関係式において、 AZ10は、刃部（刃先）が連続的に当接する限界を示し、一方、 2Aは等角フライスとしての一般的な製造上の限界を示している。

[0077] またさらに、従来のブローチ加工やレーザ加工によって大端孔 20に溝を形成する場合と比較して、設備コストを削減することができる。

[0078] 本実施の形態によれば、最適な破断促進用のクラッキング溝 22を形成することにより、キャップ部 20bとロッド部 20aとに破断分割する際の破断荷重を小さくすることができ、し力も最適な部位力も最適な破断面を有する破断を行うことができる。従って、後工程において破断分割されたキャップ部 20bとロッド部 20aとの仮再結合を確実に遂行することができる。

[0079] また、メタルソー 36を使用してクラッキング溝 22を形成することにより、安価な加工設備によって対応することができ、加工溝形状もレーザ加工と同レベルに加工することができる。この結果、本実施の形態では、クラッキング溝 22の溝形状の制御を精度良く遂行することができ、容易に最適な破断促進用の溝形状を得ることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 大端部（84)と小端部（86)を有し、一体成形されたコネクティングロッド（18)を、口ッド部（20a)とキャップ部（20b)とに破断分離するために前記大端部（84)の大端孔 (20)における内周面の対向する位置に一対のクラッキング溝（22)を形成するコネクティングロッド用クラッキング溝の加工装置において、

ボディ（14)と、

前記ボディ（14)に連結される回転駆動源（68)と、

周縁部に半径外方向に向力つて鋭角状な複数の刃部（54)が周方向に沿って波状に連続的に形成されるメタルソー（36)を有し、前記メタルソー (36)を回転自在に軸支する回転切削機構が設けられた溝加工部（24)と、

前記回転駆動源 (68)の回転駆動力を前記回転切削機構へと伝達する駆動力伝達機構 (26)と、

を備え、

前記回転駆動源 (68)の駆動作用下に前記駆動力伝達機構 (26)を介して前記回転切削機構が回転駆動し、前記回転切削機構を前記大端孔（20)に向かって変位させることにより、前記回転切削機構の前記メタルソー（36)によって前記コネクティングロッド（18)の大端孔（20)の内周面に断面略 V字状に窪んだ一対のクラッキング溝 ( 22)が形成されることを特徴とするコネクティングロッド用クラッキング溝の加工装置。

[2] 請求項 1記載の装置において、

前記回転駆動源（68)の駆動軸（70)と、前記メタルソー (36)を回転自在に軸支する回転軸は、それぞれ、前記コネクティングロッド（18)の軸線と略平行に設けられることを特徴とするコネクティングロッド用クラッキング溝の加工装置。

[3] 請求項 1記載の装置において、

前記駆動力伝達機構 (26)は、前記回転駆動源 (68)の駆動軸 (70)に連結される駆動プーリ (72)と、前記駆動プーリ (72)から所定距離離間し前記溝加工部 (24)に連結される従動プーリ (74)と、前記駆動プーリ (72)と前記従動プーリ (74)との間に懸架されるベルト (76)とを有することを特徴とするコネクティングロッド用クラッキング溝の加工装置。

[4] 請求項 1記載の装置において、

前記溝加工部（24)は、前記ボディ（14)に連結された支持部（32)と、前記支持部 (32)に回転自在に保持されるスピンドル（34)と、前記スピンドル（34)に揷通されて該スピンドル (34)と一体的に回転する前記メタルソー（36)と、前記メタルソー（36) を前記スピンドル (34)に挟持するスぺーサ（38)及びナット (66)とを含むことを特徴とするコネクテイングロッド用クラッキング溝の加工装置。

[5] 請求項 1記載の装置において、

前記メタルソー (36)は、切屑排出用隙間（53)を間として複数の刃部（54)が外周縁部に等間隔離間して形成された等角フライスカゝらなることを特徴とするコネクティングロッド用クラッキング溝の加工装置。

[6] 請求項 5記載の装置において、

前記等角フライスの刃数は、刃先を含む最大外径を Aとすると、

AZ10≤刃数≤2Aの関係式を充足するように設定されることを特徴とするコネクテイングロッド用クラッキング溝の加工装置。

[7] 大端部（84)と小端部（86)を有し、一体成形されたコネクティングロッド（18)を、口ッド部（20a)とキャップ部（20b)とに破断分離するために前記大端部（84)の大端孔 (20)における内周面の対向する位置に一対のクラッキング溝（22)を形成するコネクティングロッド用クラッキング溝の加工方法において、

前記クラッキング溝 (22)は、前記大端孔（20)の開口した部位より半径外方向に向力つて略平行に延在する溝（88、 90)の幅寸法 (W)が 0. 05〜： Lmmの範囲内に設定され、略平行に延在する部位から半径外方向に向力つて互いに接近するように傾斜した一組のテーパ面（94a、 94b)間の傾斜角度（S)が 20〜45° の範囲内となるように設定されると共に、前記大端孔（20)力もの溝深さ (Hl、 H2) )が 0. l〜2mm の範囲内に設定されることを特徴とするコネクティングロッド用クラッキング溝の加工方法。

[8] 請求項 7記載の方法において、

前記クラッキング溝（22)は、前記一組のテーパ面（94a、 94b)間に跨るように形成される円弧部（96)の曲率半径 (R)が 0. 4mm以下に設定されることを特徴とするコネクティングロッド用クラッキング溝の加工方法。