WO2021024891A1

WO2021024891A1 - コネクティングロッドの破断装置、破断方法並びにコネクティングロッドの製造方法

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Publication number: WO2021024891A1
Application number: PCT/JP2020/029173
Authority: WO
Inventors: 淳悟松井; 浩一長谷; 岳人村田
Original assignee: 株式会社安永
Priority date: 2019-08-05
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2021-02-11
Also published as: JP2021024030A; CN114080282B; CN114080282A; JP7340317B2

Abstract

コネクティングロッドの大径部を二分割に破断する際に規定の破断面を歩留まり良く形成させることができるコネクティングロッドの破断装置及び破断方法を提供するために、破断装置に装着されたコネクティングロッド９００の大径部９２０を破断する前に、大径部のボルト座面９２１，９２２を押さえると共に、破断の際に二分割に破断される大径部の中心軸線方向と直交する方向に移動するのを規制するためのクランパー５１０，５２０を備えることに加えて、コネクティングロッドをコネクティングロッドの破断装置に取り付けた状態で、大径部の破断前においてコネクティングロッドの加工公差のノミナル値に合致する位置でクランパーの大径部を押さえる位置が留まるようにクランパーの移動を規制するクランパー押さえ位置規定機構６００を備える。

Description

コネクティングロッドの破断装置、破断方法並びにコネクティングロッドの製造方法

　本発明は、例えば自動車のエンジン等の内燃機関に用いられるコネクティングロッドの大径部を破断するコネクティングロッドの破断装置及び破断方法並びにこれらの装置及び方法を用いたコネクティングロッドの製造方法に関する。

　大径部を破断して分割するのに用いるコネクティングロッドの破断装置は、従来から知られている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。

　上記特許文献１は、コネクティングロッドの破断分割装置に関する発明で、コネクティングロッドの大端部の保持に前進可能な支持部材を設け、前記支持部材は、一端はコネクティングロッドの大端部を保持し、他端は支持部材に対して垂直な方向に移動可能なくさび部材を備えている。

　また、上記特許文献２は、コネクティングロッドの破断分割方法及び装置に関する発明で、コネクティングロッドの大端部を破断分割する際に付与される内圧を抑制するためにコネクティングロッドの大端部に外圧を付与し、コネクティングロッドの大端部が破断分割し得る内圧になったときに外圧を瞬間的に開放させている。

　そして、上記特許文献１は、破断時の反力によりロッド側が大きく移動する機構であり、上記特許文献２は破断する直前までコネクティングロッドに対して圧力を加え、大端部の変形を抑制しながら破断分割している。

特表２００１－５１２０４９号公報特開平１０－２７７８４８号公報

　コネクティングロッドの大径部を破断するにあたって問題となる点として、油圧でクランプすることによってコネクティングロッドに余分な力を加えてしまうことが挙げられる。これによって、コネクティングロッドを歪ませたまま（変形した状態のまま）破断してしまうと、破断の際に好ましくない内部応力を残存させたまま大径部を二分割に破断してしまうことになり、破断分割時に悪影響を生じさせてしまう。

　具体的には、大径部の破断終了位置が正規の好ましい状態からずれてしまったり、破断面が設計値に合致した理想的な破断面とならなかったりしてしまい、歩留まりが低下することが問題として挙げられる。そのため、コネクティングロッドを保持する際に付与する外力を小さくし、なおかつ破断時の反力を十分に受けることができる構成を有するコネクティングロッドの破断装置が求められている。

　なお、上述した特許文献１及び２の内容は、上記課題を解決するための構成を有してはいない。より詳細には、特許文献１においては、コネクティングロッドの大径部を破断する前にこの大端部を２本のピンを介して液圧シリンダとくさび部材との組み合わせによりしっかりと押し付けていることが開示されている。また、特許文献２においても、コネクティングロッドの大径部を破断する前に流体圧シリンダによって外圧付与装置を介してしっかりと押し付けていることが開示されている。

　そのため、これらの特許文献に記載された発明によると、本発明の課題を解決することができないのは明らかである。

　本発明の目的は、コネクティングロッドの大径部を二分割に破断する際に規定の破断面を歩留まり良く形成させることができるコネクティングロッドの破断装置、破断方法及び製造方法を提供することにある。

　上述の課題を解決するために、本発明の請求項１に係るコネクティングロッドの破断装置は、
　コネクティングロッドの大径部にマンドレルを係合させて当該コネクティングロッドの大径部の中心軸線に沿って前記マンドレルにコネクティングロッド破断用楔を打ち込んで前記コネクティングロッドの大径部を二分割するコネクティングロッドの破断装置において、
　前記破断装置に装着されたコネクティングロッドの大径部を破断する前に、当該大径部のボルト座面を押さえると共に、破断の際に前記二分割に破断される大径部が当該大径部の中心軸線方向と直交する方向に移動するのを規制するためのクランパーを備えることに加えて、
　前記コネクティングロッドを前記コネクティングロッドの破断装置に取り付けた状態で、前記大径部の破断前において当該コネクティングロッドの加工公差のノミナル値に合致する位置で前記クランパーの前記大径部を押さえる位置が留まるように当該クランパーの移動を規制するクランパー押さえ位置規定機構を備えたことを特徴としている。

　また、本発明の請求項２に係るコネクティングロッドの破断方法は、
　コネクティングロッドの破断装置を用いて、コネクティングロッドの大径部に係合させたマンドレルに当該コネクティングロッドの大径部の中心軸線に沿ってコネクティングロッド破断用楔を打ち込むことで大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造するコネクティングロッドの破断方法において、
　前記コネクティングロッドを前記コネクティングロッドの破断装置に装着すると共に、前記マンドレルを前記コネクティングロッドの大径部に係合させ、
　前記コネクティングロッドの大径部を破断する前に、前記コネクティングロッドの破断装置に備わったクランパーを用いて、当該コネクティングロッドの大径部のボルト座面を予め決めた所定範囲の押し付け力で押さえるにあたって、前記コネクティングロッドを前記コネクティングロッドの破断装置に取り付けた状態で、前記コネクティングロッドの破断装置に備えたクランパー押さえ位置規定機構を用いて前記大径部の破断前において当該コネクティングロッドの加工公差のノミナル値に合致する位置で前記クランパーの前記大径部を押さえる位置が留まるように当該クランパーの移動を規制しながら前記マンドレルにコネクティングロッド破断用楔を打ち込むことで大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造することを特徴としている。

　また、本発明の請求項３に係るコネクティングロッドの製造方法は、
　破断前のコネクティングロッドを用意し、
　前記コネクティングロッドを請求項１に記載のコネクティングロッドの破断装置に取り付け、
　当該コネクティングロッドの破断装置を用いることで大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造することを特徴としている。

　また、本発明の請求項４に係るコネクティングロッドの製造方法は、
　破断前のコネクティングロッドを用意し、
　請求項２に記載のコネクティングロッドの破断方法によって大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造することを特徴としている。

　本発明によると、コネクティングロッドの大径部を二分割に破断する際に規定の破断面を歩留まり良く形成させることができるコネクティングロッドの破断装置、破断方法及び製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置を示す平面図である。本発明の一実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置を示す側面図である。本発明の一実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置及び破断方法の原理を説明する概略図である。より詳細には、図３（ａ）は、コネクティングロッドの大径部の２箇所のボルト座面の設計上のノミナル値に対応する位置に本発明に係るクランパー押さえ位置規定ストッパーによってクランパーのボルト座面押さえ部の先端面を位置決めした状態を示す平面図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に対応する平面図で、コネクティングロッドのボルト座面とクランパーとクランパー押さえ位置規定ストッパーの部分を拡大して示す平面図である。また、図３（ｃ）は、クランパーのストッパー当接部をストッパーで押し付けるまでの過程を示す説明図である。コネクティングロッドの加工公差の様々な形態に対応した本発明のコネクティングロッドの大径部のボルト座面とクランパーのボルト座面押さえ部とクランパー押さえ位置規定ストッパーの相対的位置関係を分かり易く示す説明図である。

　以下、本発明の一実施形態（以下適宜「本実施形態」とする）に係るコネクティングロッドの破断装置及び破断方法について図面に基づいて説明する。最初に本発明によって破断されるコネクティングロッドについて説明する。

　コネクティングロッドは、エンジンのクランクシャフトとピストンヘッドとを連結するための機械要素で、大径部の開口部としての軸受（以下「大径軸受」という）がクランクシャフトのジャーナルを軸支し、小径部の軸受（以下「小径軸受」という）がピストンピンを軸支する機械要素である。なお、ピストンピンは、小径軸受を挿通して軸支され、両端がピストンヘッドの軸受に軸支されるようになっている。

　一方、大径軸受は、所定の直径位置でロッド部とキャップ部とに二分割され、クランクシャフトのジャーナルを囲繞した後、ロッド部とキャップ部とをボルトにより固定してジャーナルを軸支するようになっている。

　続いて、このコネクティングロッドを破断する本実施形態に係る破断装置及び破断方法について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置を示す平面図である。また、図２は、本発明の一実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置を示す側面図である。

　また、図３は、本発明の一実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置及び破断方法の原理を説明する概略図である。より詳細には、図３（ａ）は、コネクティングロッドの大径部の２箇所のボルト座面の設計上のノミナル値に対応する位置に本発明に係るクランパー押さえ位置規定ストッパーによってクランパーのボルト座面押さえ部の先端面を位置決めした状態を示す平面図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に対応する平面図で、コネクティングロッドのボルト座面とクランパーとクランパー押さえ位置規定ストッパーの部分を拡大して示す平面図である。また、図３（ｃ）は、クランパーのストッパー当接部をストッパーで押し付けるまでの過程を示す説明図である。

　また、図４は、コネクティングロッドの加工公差の様々な形態に対応した本発明のコネクティングロッドの大径部のボルト座面とクランパーのボルト座面押さえ部とクランパー押さえ位置規定ストッパーとの相対的位置関係を分かり易く示す説明図である。

　本実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置１は、ベースフレーム４０と、ベースフレーム上に備わった基盤５０と、基盤上に所定範囲で互いに近接又は離間するようにスライド可能に設置された支持プレート（支持部材）１１０，１２０（１００）と、ベースフレーム４０に取り付けられた破断機構部２００とを備え、支持プレート１００の上には支持プレート１１０，１２０（１００）を介して破断すべきコネクティングロッド９００が載置されるようになっている。

　基盤５０は、コネクティングロッド９００を間接的に支持する役目を果たし、支持プレート１００を介してコネクティングロッド９００を水平に載置して支持するようになっている。２つの支持プレート１００（第１の支持プレート１１０及び第２の支持プレート１２０）は、基盤上に僅かな間隙を隔てて対向配置されている。

　また、破断機構部２００は、ベースフレーム４０にしっかりと取り付けられ、支持プレート１１０，１２０（１００）に水平に支持されたコネクティングロッド９００を破断する役目を果たしている。

　２つの支持プレート１１０，１２０（１００）にはそれぞれ図示しない油圧シリンダが備わり、基盤上において２つの支持プレート１１０，１２０（１００）を互いに接近又は離間する方向に移動可能となっている。即ち、図示しない油圧シリンダの駆動によって、２つの支持プレート１１０，１２０（１００）にそれぞれ固定されたマンドレル半部１３１，１３２が互いに離間するようになっており、マンドレル半部１３１，１３２をコネクティングロッド９００の大径部９２０の開口内周面に押し付け可能となっている。

　続いて、マンドレル１３０の構造について説明する。マンドレル１３０は、図１及び図２に示すように、支持プレート１１０，１２０（１００）の上面にボルトを介して締結された状態でそれぞれ固定された一対の半割型のマンドレルからなる。

　支持プレート１１０の後端側上面にはコネクティングロッド９００の小径部９１０を水平に載置する台座１５０が設けられている。また、台座１５０からはロケートピン１５１が立設し、ロケートピン１５１はコネクティングロッド９００の小径部９１０の開口部に嵌合してコネクティングロッド９００の小径部９１０を拘束している。

　続いて、コネクティングロッド９００の破断機構部２００について説明する。コネクティングロッド９００の破断機構部２００は、ベースフレーム４０に取り付けられている。また、ベースフレーム４０には、油圧シリンダ２６０が垂直に取り付けられている。そして、油圧シリンダ２６０にはロッド２６１を介して大径部破断用楔２５０が取り付けられている。

　大径部破断用楔２５０は、コネクティングロッド破断時に２つのマンドレル半部１３１，１３２の間に垂直に打ち込まれるようになっている。なお、大径部破断用楔２５０は、上述の通りマンドレル半部１３１，１３２に形成されたテーパ面と合致するように軸線方向対称に２つのテーパ部が形成されている。大径部破断用楔２５０は、油圧シリンダ２６０により昇降し、下降時にマンドレル半部１３１，１３２を離反する方向に互いに均等に移動させる。

　また、支持プレート１１０には、コネクティングロッド９００の大径部９２０の小径部側両肩部９２３，９２４（図１参照）をそれぞれ押さえる油圧式のロッド型押さえ部１７１，１７２（１７０）がそれぞれ備えられ、破断の際に大径部９２０の小径部側両肩部９２３，９２４をマンドレル１３０側に押し付けるようになっている。

　クランパー５１０，５２０（５００）は、コネクティングロッド９００の大径部９２０を破断する前に、大径部９２０のボルト座面９２１，９２２を押さえると共に、破断の際に二分割に破断される大径部９２０がこの中心軸線方向と直交する方向に移動するのを規制する役目を果たしている。

　クランパー５１０，５２０（５００）は、コネクティングロッド９００の大径部９２０の各ボルト座面９２１，９２２をそれぞれ押さえる一対の同一形状の構造を有する。そのため、以下においては、一方のクランパーを括弧無しの符号とし、他方のクランパーを括弧付きの符号として説明する。また、図２においては、括弧なしの符号のみを付し、図１、図３及び図４においては括弧なしと括弧付きの符号を併記する。

　クランパー５１０（５２０）は、大径のシャフト形状を有するクランパー本体５１１（５２１）と、クランパー本体５１１（５２１）の先端部から延在し、これよりも小径のボルト座面押さえ部５１２（５２２）と、クランパー本体５１１（５２１）の基端側から延在する油圧シリンダ連結部５１４（５２４）と、油圧シリンダ連結部５１４（５２４）を介してクランパー本体５１１（５２１）及びボルト座面押さえ部５１２（５２２）をコネクティングロッド９００の大径部９２０のボルト座面９２１（９２２）に対して移動させて、ボルト座面押さえ部５１２（５２２）をボルト座面９２１（９２２）に押し付けたり、これから引き離したりする油圧シリンダ５５０を有している。なお、油圧シリンダ５５０は、固定部材５５１を介して支持プレート１２０にしっかりと固定されている。また、クランパー本体５１１（５２１）とボルト座面押さえ部５１２（５２２）との接続部に形成された段差部分は、後述するストッパー当接部５１３（５２３）となっている。

　また、図１に示すように、油圧シリンダ連結部５１４（５２４）が、連結プレート５５２を介して油圧シリンダ５５０に連結されており、これによって油圧シリンダ５５０の作動力がクランパー５１０（５２０）の双方に同時に伝達され、この双方のクランパー５１０（５２０）が同期して動くようになっている。

　なお、油圧シリンダ５５０及びクランパー本体５１１（５２１）は一方の支持プレート１２０に取り付けられている。また、クランパー本体５１１（５２１）と油圧シリンダ５５０を連結する各連結部の小径部にはスプリングが介装されている。

　各クランパーのストッパー当接部５１３（５２３）の近傍には、本発明において重要な構成要件をなすクランパー押さえ位置規定機構６００がそれぞれ備わっている。クランパー押さえ位置規定機構６００は、コネクティングロッド９００をコネクティングロッドの破断装置１に取り付けた状態で、大径部９２０の破断前にコネクティングロッド９００の加工公差のノミナル値（図３（ｂ）及び図４における点線Ｎ参照）に合致する位置を越えてボルト座面押さえ部５１２（５２２）が移動しすぎ（押しすぎ）ないように、クランパー５１０（５２０）の移動を規制する役目を果たしている。なお、ここでいう加工公差のノミナル値とは、設計基準値（表示値）を意味し、加工公差域の中央値（平均値）を意味するものではない。

　クランパー押さえ位置規定機構６００は、ストッパー６１０（６２０）と、ストッパー６１０（６２０）をスライド移動可能な状態でしっかりと支持するストッパースライドガイド６３０（６４０）と、ストッパー６１０（６２０）をスライド移動させるストッパー作動用アクチュエータ６５０（６６０）を有している。

　ストッパー６１０（６２０）は、強度と耐久性に優れ十分な厚みを有する例えば矩形状の金属の板材でできており、その先端にはストッパー当接部５１３（５２３）の段差部分にちょうど嵌まり込む切り欠き部６１１（６２１）が形成され（図３（ｃ）参照）、この切り欠き部６１１（６２１）の周囲がストッパー当接部５１３（５２３）の段差部分に突き当たり、ストッパー作動時にコネクティングロッド９００の大径部９２０に向かうクランパー５１０（５２０）の更なる移動を規制するようになっている。

　即ち、図４（ａ）に示すように、コネクティングロッドが加工公差のノミナル値（図４（ａ）における点線Ｎ参照）と合致するように加工されている場合と、図４（ｃ）に示すように、コネクティングロッドが加工公差のノミナル値Ｎよりも僅かにマイナス側に加工されていた場合（図４（ｃ）における点線Ｎ－ｙ参照）、クランパー５２０（５１０）の小径のボルト座面押さえ部５２２（５１２）は、切り欠き部６２１（６１１）を通り抜け、大径のクランパー本体５２１（５１１）の先端は、切り欠き部６２１（６１１）の形成されたストッパー６２０（６１０）のクランパー本体側の面に突き当たり、結果的にクランパー５２０（５１０）が大径部９２０のボルト座面９２２（９２１）に対してそれ以上移動しないようになっている。

　ストッパースライドガイド６４０（６３０）は、ストッパー６２０（６１０）をしっかりと支持しながら各クランパー５２０（５１０）の移動方向と直交する方向にストッパー６２０（６１０）がスライド移動可能とする構造を有している。

　なお、各クランパー５２０（５１０）の移動方向と直交する方向に対するストッパースライドガイド６４０（６３０）によるストッパー６２０（６１０）の保持力は、本発明に係るクランパー押さえ位置規定機構６００を有さない既存のコネクティングロッドの破断装置において従来から使用しているクランパー作動用の油圧アクチュエータによるクランパーの押し切り力と同等の力に十分に耐えることができる保持力となっている。

　これによって、本発明を適用したコネクティングロッドの破断装置１に従来から使用していたクランパー作動用の油圧アクチュエータをそのまま利用することができ、この油圧アクチュエータを特別に設計する無駄を省くことが可能となる。

　また、クランパー押さえ位置規定機構６００をユニット化することで、既存のコネクティングロッドの破断装置にもこのユニットの取り付けスペースを確保できれば後付けすることが可能となる。これによって、既存のコネクティングロッドの破断装置に対しても本発明の解決すべき課題の欄で説明した問題点を一気に解決することができる。

　ストッパー作動用アクチュエータ６６０（６５０）は、本実施形態では具体的には説明しないが、ストッパースライドガイド６４０（６３０）に沿ってストッパー６２０（６１０）を所定のストロークでスライド移動させるためのものである。そして、その具体的構成は、油圧シリンダが一般的に考えられるが、これに限定せずに空気圧シリンダや、モーターと減速機械、ラックアンドピニオンの組み合わせ等様々な形態をとることができる。

　ストッパー作動用アクチュエータ６６０（６５０）によってストッパースライドガイド６４０（６３０）に沿って移動するストッパー６２０（６１０）の移動ストロークの両端位置に関して、クランパー押さえ位置規定機構６００が作動していない状態においては、ストッパー６２０（６１０）が油圧シリンダ５５０によるによるクランパー５２０（５１０）の移動を阻害しない非動作位置に待機しており（図３（ｃ）の二点鎖線参照）、クランパー押さえ位置規定機構６００が作動した場合においては、その後にクランパー５２０（５１０）のボルト座面押さえ部５２２（５１２）がコネクティングロッド９００のボルト座面９２２（９２１）に向かってきたときに、ストッパー６２０（６１０）の先端及びその近傍がクランパー５２０（５１０）のストッパー当接部５２３（５１３）に接触する動作位置に達するようになっている（図３（ｃ）の実線参照）。

　なお、ストッパー６２０（６１０）の先端部及びその近傍がクランパー５２０（５１０）のストッパー当接部５２３（５１３）に接触する位置に留まった状態において、コネクティングロッド９００の大径部９２０が破断した際に、大径部９２０のボルト座面９２２（９２１）を介して伝えられる破断時の衝撃力は、クランパー５２０（５１０）のみを介して油圧シリンダ５５０によって吸収されるようになっている。即ち、破断時の衝撃力は、ストッパー６２０（６１０）には伝達しないようになっている。

　このような破断後の状態を保ちつつ、大径部９２０の破断前においては、ストッパー６２０（６１０）が、クランパー５２０（５１０）のストッパー当接部５２３（５１３）に接触しており、これによってクランパー５２０（５１０）が大径部９２０のボルト座面９２２（９２１）に向かう方向の移動を規制している。

　続いて、本実施形態に係るコネクティングロッドの破断装置１を用いたコネクティングロッド９００の破断手順、即ち破断されたコネクティングロッド９００の製造方法について説明する。

　まず、破断前のコネクティングロッド９００を用意する。そして、基盤上の支持プレート１１０，１２０（１００）にコネクティングロッド９００を装着する。これによって、コネクティングロッド９００の大径部９２０にはマンドレル１３０が嵌挿されて大径部９２０が支持される。

　このように、コネクティングロッド９００をコネクティングロッドの破断装置１に取り付けると共に、マンドレル１３０をコネクティングロッド９００の大径部９２０に係合させる。

　そして、本発明の要部をなすクランパー押さえ位置規定機構６００を作動させる。具体的には、ストッパー作動用アクチュエータ６５０（６６０）によってストッパー６１０（６２０）をストッパースライドガイド６３０（６４０）に沿ってクランパー５１０（５２０）に近づける方向に移動させる。そして、予め決められたストッパー６１０（６２０）の移動ストロークでストッパー６１０（６２０）をスライド移動させ、クランパー５１０（５２０）の移動を規制する位置に至ったらストッパー６１０（６２０）のスライド移動を停止させる（図３（ａ）、（ｂ）、及び図３（ｃ）の点線から実線への矢印参照）。

　次いで、クランパー５１０（５２０）を油圧シリンダの駆動力でコネクティングロッドの大径部に向かって移動させる。クランパー５１０（５２０）が、大径部９２０のボルト座面９２１（９２２）に向かって移動する過程において、大径のクランパー本体５１１（５２１）とこれより小径のボルト座面押さえ部５１２（５２２）との結合部に形成されたストッパー当接部５１３（５２３）がストッパー６１０（６２０）の先端に当たってクランパー５１０（５２０）の更なる移動を阻止し、クランパー５１０（５２０）がそれ以上大径部９２０のボルト座面９２１（９２２）に向かって移動しないようにする。

　このようにして、コネクティングロッド９００の大径部９２０を破断する前に、コネクティングロッドの破断装置１に備わったクランパー５１０（５２０）を用いて、コネクティングロッドの大径部の破断時のコネクティングロッド９００の大径部９２０のボルト座面９２１（９２２）のずれを抑制する。

　この際、図４（ｂ）に示すように、コネクティングロッド９００が加工公差のノミナル値（図４（ｂ）の点線Ｎ参照）よりも加工公差の範囲内でプラス側に加工されていた場合（図４（ｂ）の点線Ｎ+ｘ参照）、コネクティングロッド９００の大径部９２０のボルト座面９２２（９２１）をボルト座面押さえ部５２２（５１２）の先端面５２２ａ（５１２ａ）を介してクランパー５２０（５１０）で押し付けるにあたって、油圧シリンダ５５０の油圧によって押し切ることなく（押し付け力を１００％加えることなく）、押し付け力に関して加工公差の範囲においてプラスで規定されるコネクティングロッド９００の大径部９２０の設計上のノミナル値からずれた（具体的には数十ミクロン程度の）僅かな量だけクランパー側にシフトしたコネクティングロッド９００の大径部９２０を押さえ付ける。

　これによって、加工公差のプラス側にて規定される許容された量だけのノミナル値からのずれ量をもって加工されたコネクティングロッド９００の大径部９２０を、クランパー５２０（５１０）のボルト座面押さえ部５２２（５１２）で押さえるだけに留めることができる。その結果、この状態で必然的に規定される押し付け力の上限値を超えてボルト座面９２２（９２１）をクランパー５２０（５１０）で押し付けることがないようにする。

　即ち、ストッパー６２０（６１０）がクランパー５２０（５１０）の移動をノミナル値に対応する位置で留めるように、クランパー５２０（５１０）の前進位置を規制しているので、従来のように油圧シリンダとクランパーによって大径部９２０のボルト座面９２２（９２１）を好ましくない大きな力で押し切ることがない。

　また、図４（ａ）に示すように、取り付けるコネクティングロッド９００が加工公差のノミナル値（図４（ａ）の点線Ｎ参照）と一致している場合、ストッパーの作用によってクランパー５２０（５１０）のボルト座面押さえ部５２２（５１２）は、その先端面５２２ａ（５１２ａ）が大径部９２０のボルト座面９２２（９２１）に当接するだけの状態となり、コネクティングロッド９００の大径部９２０の破断前にボルト座面９２２（９２１）に好ましくない押し付け力をクランパー５２０（５１０）のボルト座面押さえ部５２２（５１２）を介して加えることがなくなる。

　一方、図４（ｃ）に示すように、コネクティングロッド９００が加工公差のノミナル値（図４（ｃ）の点線Ｎ参照）よりも加工公差の範囲内でマイナス側に加工されていた場合（図４（ｃ）の点線Ｎ－ｙ参照）、コネクティングロッド９００の大径部９２０のボルト座面９２２（９２１）をクランパー５２０（５１０）で押し付けるにあたって、数十ミクロン程度の隙間が大径部９２０の各ボルト座面９２２（９２１）とクランパー５２０（５１０）のボルト座面押さえ部５２２（５１２）の先端面５２２ａ（５１２ａ）との間にそれぞれ生じる。この場合においても、取り付けるコネクティングロッド９００が加工公差のノミナル値と一致している場合と同様に、コネクティングロッド９００の大径部９２０の破断前にボルト座面９２２（９２１）に好ましくない押し付け力をクランパー５２０（５１０）のボルト座面押さえ部５２２（５１２）を介して加えることがなくなる。

　なお、図４（ｃ）に示す場合において、大径部９２０の破断の際にボルト座面側の破断後の大径部９２０に衝撃力が瞬間的に加わっても、ボルト座面９２２（９２１）とクランパー５２０（５１０）のボルト座面押さえ部５２２（５１２）の先端面５２２ａ（５１２ａ）との間には破断前から数十ミクロン程度の隙間しか生じさせていないため、破断後の大径部のボルト座面側についても僅かな動きも生じさせることなく、破断後の大径部９２０のボルト座面９２２（９２１）をクランパー５２０（５１０）によって保持することができる。

　その結果、破断後の大径部９２０のボルト座面側において、例えばこれが接するマンドレル半部周りに沿って好ましくないずれが生じることはなく、このようなずれによって破断面同士がぶつかり合って互いに傷つけたりするような虞もない。

　このような本発明特有の優位点を共有しながら、マンドレル１３０に大径部破断用楔２５０を打ち込んでコネクティングロッド９００の大径部９２０を二分割する。この破断の際には、上述したように、クランパー押さえ位置規定機構６００のストッパー６２０（６１０）は、コネクティングロッド９００の大径部９２０の破断時の衝撃力を受けることはない。

　即ち、この衝撃力はクランパー５２０（５１０）を介してこれを動作させる油圧シリンダ５５０のみに伝わり、この油圧シリンダ５５０で衝撃力は全て吸収される。従って、破断の際の衝撃力によってクランパー押さえ位置規定機構６００が悪影響を受けることはない。

　このように油圧シリンダ５５０で衝撃力を吸収した後、ストッパー６１０（６２０）をストッパースライドガイド６３０（６４０）に沿って後退させて（図３（ｃ）における矢印と逆方向に移動させて）クランパー押さえ位置規定機構６００を非作動状態とする。そして、その後通常の手順に従って破断されたコネクティングロッドを取り出して搬出する。

　このように破断前のコネクティングロッド９００を用意し、本発明に係るコネクティングロッドの破断方法によって大径部９２０が二分割されたコネクティングロッド９００を製造することで、以下の作用効果を発揮することができる。

　具体的には、本発明によると、コネクティングロッドの破断装置に備わったクランパーを用いて、コネクティングロッドの大径部のボルト座面を予め決めた所定範囲の押し付け力を超えて押さえ付けることがなくなる。

　これによって、本発明の解決すべき課題の欄で記載した問題点を全て解決することができる。具体的には、クランパーを油圧シリンダの圧力でいわゆる押し切り状態でクランプすることによってコネクティングロッドに余分な力を加えてしまうことで、コネクティングロッドを歪ませたまま（変形した状態のまま）破断してしまうようなことを回避することができる。その結果、破断の際に好ましくない内部応力を残存させたまま大径部を二分割に破断してしまうことがなくなり、破断前のクランパーの大径部のボルト座面の押し付けによって破断分割時に悪影響が生じるのを防止する。

　これによって、大径部の破断終了位置が正規の好ましい状態からずれてしまったり、破断面が設計値に合致した理想的な破断面とならなかったりするようなことを生じさせないようにする。より詳しくは、例えば大径部の破断終了位置が大径部の破断断開始位置に対応するように設計上の規定に合致して形成されなくなるような不具合が発生するのを防止したり、破断面が設計値に合致した理想的な破断面とならず３次元的に波打ったような破断面となってしまったりするのを防止する。これによって、歩留まりが低下する問題の発生を回避し、コネクティングロッドの大径部を二分割に破断する際に規定の破断面を歩留まり良く形成させることができる。

　また、クランパー押さえ位置規定機構をユニット化することで、既存のコネクティングロッドの破断装置にもこのユニットの取り付けスペースを確保できれば後付けすることが可能となる。これによって、既存のコネクティングロッドの破断装置に対しても本発明の解決すべき課題の欄で説明した問題点を一気に解決することができる。

　なお、本発明の範囲は、上述した実施形態の内容に限定されないことは言うまでもない。即ち、上述した実施形態とは異なる形態を有していても、本発明で特定する技術的思想の創作に当てはまる構成を有しかつその効果を発揮するものであれば、本発明の範囲内に当然に含まれるものである。

　具体的には、上述の実施形態において、例えば、油圧シリンダはコネクティングロッドの上側に位置するような形態を有するコネクティングロッドの破断装置であっても良い。また、コネクティングロッド上面抑え支持板でコネクティングロッドの上側を押さえるような形態を有するコネクティングロッドの破断装置であっても良い。また、ベース板をターンテーブルの外周部に設けるようなコネクティングロッドの破断装置であっても良い。

　なお、本発明は、クランクシャフトやベアリングなど外形が軸状、シャフト状、若しくは円筒状のものを挟み込んで保持若しくは固定するケーシングであって、このケーシングの適所に破断スリットを入れて上記ベアリングやクランクシャフト用の端面視円形収容部にマンドレルを挿入し、当該マンドレルに楔を打ち込んでケーシングを２つに破断するような全ての技術分野に当然に適用可能である。

　以上説明したように、本発明は、コネクティングロッドの大径部の破断後にこのボルト座面をしっかりと押さえるために破断前にクランパーを介して油圧機構によるいわゆる押し切りによって押し付けていたことが、破断前の大径部の過度の内部応力の発生を招き、これが破断の際に設計規定通りの綺麗な破断面の形成や規定通りの破断終了位置の形成の阻害要因となっていたことに気付いて、その知見に基づいてクランパーに特別な押さえ位置機構を用いたことでこの問題を解決したことに大きな技術的意義がある。

　より詳細には、コネクティングロッドの大径部の楔とマンドレルの組み合わせによる破断という動的に極めて瞬間的に行われる特殊な加工形態に伴って生じる可能性のある現象、例えば破断されるコネクティングロッドの大径部のうち小径部と分離される半部が瞬間的な破断力によってこの内周面が当接するマンドレル半部に沿ってずれてしまい、対向する相手方の破断後の半部との破断面同士が接触して破断面を傷つけてしまうような不具合の発生を防止するために、大径部の２箇所のボルト座面を、それぞれクランパーを介して油圧シリンダの押し切り力によってしっかりと押さえ付けていたが、この破断後の不具合を防止するための対策がかえって破断前のコネクティングロッドの大径部に見えざる悪影響を及ぼしていたことを本発明者が発見し、この知見に基づいて本発明のような対策をとったことに非常に大きな技術的意義があると言える。

１　コネクティングロッドの破断装置、４０　ベースフレーム、５０　基盤、１１０，１２０（１００）　支持プレート（支持部材）、１３０　マンドレル、１３１，１３２　マンドレル半部、１５０　台座、１５１　ロケートピン、１７１，１７２（１７０）　ロッド型押さえ部、２００　破断機構部、２５０　大径部破断用楔、２６０　油圧シリンダ、２６１　ロッド、５１０，５２０（５００）　クランパー、５１１，５２１　クランパー本体、５１２，５２２　ボルト座面押さえ部、５１２ａ，５２２ａ　先端面、５１３，５２３　ストッパー当接部、５１４，５２４　油圧シリンダ連結部、５５０　油圧シリンダ、５５１　固定部材、５５２　連結プレート、６００　クランパー押さえ位置規定機構、６１０（６２０）　ストッパー、６１１（６２１）　切り欠き部、６３０（６４０）　ストッパースライドガイド、６５０（６６０）　ストッパー作動用アクチュエータ、９００　コネクティングロッド、９１０　小径部、９２０　大径部、９２１，９２２　ボルト座面、９２３，９２４　小径部側両肩部

Claims

　コネクティングロッドの大径部にマンドレルを係合させて当該コネクティングロッドの大径部の中心軸線に沿って前記マンドレルにコネクティングロッド破断用楔を打ち込んで前記コネクティングロッドの大径部を二分割するコネクティングロッドの破断装置において、
　前記破断装置に装着されたコネクティングロッドの大径部を破断する前に、当該大径部のボルト座面を押さえると共に、破断の際に前記二分割に破断される大径部が当該大径部の中心軸線方向と直交する方向に移動するのを規制するためのクランパーを備えることに加えて、
　前記コネクティングロッドを前記コネクティングロッドの破断装置に取り付けた状態で、前記大径部の破断前において当該コネクティングロッドの加工公差のノミナル値に合致する位置で前記クランパーの前記大径部を押さえる位置が留まるように当該クランパーの移動を規制するクランパー押さえ位置規定機構を備えたことを特徴とするコネクティングロッドの破断装置。
　コネクティングロッドの破断装置を用いて、コネクティングロッドの大径部に係合させたマンドレルに当該コネクティングロッドの大径部の中心軸線に沿ってコネクティングロッド破断用楔を打ち込むことで大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造するコネクティングロッドの破断方法において、
　前記コネクティングロッドを前記コネクティングロッドの破断装置に装着すると共に、前記マンドレルを前記コネクティングロッドの大径部に係合させ、
　前記コネクティングロッドの大径部を破断する前に、前記コネクティングロッドの破断装置に備わったクランパーを用いて、当該コネクティングロッドの大径部のボルト座面を予め決めた所定範囲の押し付け力で押さえるにあたって、前記コネクティングロッドを前記コネクティングロッドの破断装置に取り付けた状態で、前記コネクティングロッドの破断装置に備えたクランパー押さえ位置規定機構を用いて前記大径部の破断前において当該コネクティングロッドの加工公差のノミナル値に合致する位置で前記クランパーの前記大径部を押さえる位置が留まるように当該クランパーの移動を規制しながら前記マンドレルにコネクティングロッド破断用楔を打ち込むことで大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造することを特徴とするコネクティングロッドの破断方法。
　破断前のコネクティングロッドを用意し、
　前記コネクティングロッドを請求項１に記載のコネクティングロッドの破断装置に取り付け、
　当該コネクティングロッドの破断装置を用いることで大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造することを特徴とするコネクティングロッドの製造方法。
　破断前のコネクティングロッドを用意し、
　請求項２に記載のコネクティングロッドの破断方法によって大径部が二分割されたコネクティングロッドを製造することを特徴とするコネクティングロッドの製造方法。