WO2021024892A1 - 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 - Google Patents

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、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ためのクランパー５１０，５２０を備えることに加え、コネクティングロッドの破断前に大径部のボルト座面に対するクランパーの押し付け力が予め決めた所定の範囲内に留まるようにすると共に、破断の際に大径部が受ける破断力によってクランパーがコネクティングロッドの大径部の中心軸線方向と直交する方向に移動しないようにするクランパー位置固定移動規制部６１０，６２０を有している。

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の破断前に前記大径部のボルト座面に対する前記クランパーの押し付け力を予め決めた所定の範囲内に留まるようにすると共に、前記破断の際に大径部が受ける破断力によって前記クランパーが前記コネクティングロッドの大径部の中心軸線方向と直交する方向に移動しないようにするクランパー位置固定移動規制部を有し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装置は、請求項１に記載のコネクティングロッドの破断装置において、
　前記クランパー位置固定移動規制部は、前記クランパーの移動方向と交差する方向に所定の範囲で往復移動可能な楔部と、前記クランパーに形成され、当該楔部と係合可能となって当該クランパーの移動を規制する楔係合部との組み合わせからな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取り付けると共に、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、
　前記クランパーに備えた楔係合部にクランパー押さえ位置維持用楔を係合させ、
　前記マンドレルに前記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と共に、前記クランパーの楔係合部に前記クランパー押さえ位置維持用楔を係合したままとすることで、前記二分割に破断される大径部が受ける破断力に伴って前記クランパーが前記コネクティングロッドの大径部の中心軸線方向と直交する方向に移動するのを阻止しながら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、
　前記コネクティングロッドを請求項１又は請求項２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５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３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箇所のボルト座面をそれぞれクランパーで押さえた状態を示した正面図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に対応する側面図である。また、図３（ｃ）は、図３（ｂ）におけるA-A断面図である。

　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側面図である。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平面図である。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箇所のボルト座面をそれぞれクランパーで押さえた状態を示した正面図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に対応する側面図である。また、図３（ｃ）は、図３（ｂ）におけるA-A断面図である。なお、各図面において、図示と発明の理解の容易化を図るために、断面ハッチングは適宜省略して示している。

　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、コネクティングロッド９００を支持プレート１００を介して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、コネクティングロッド９００の大径部９２０の開口内周面にマンドレル半部１３１，１３２を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２参照）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。

　続いて、本発明において重要な構成要件をなすクランパー５１０，５２０（５００）の構造及び動作についてより詳細に説明する。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。

　そして、クランパー５１０，５２０（５００）には、楔型クランパー位置固定部６１０，６２０（６００）が備わっている。楔型クランパー位置固定部６１０，６２０（６００）は、コネクティングロッド９００の破断前に大径部９２０のボルト座面９２１，９２２に対するクランパー５１０，５２０（５００）の押し付け力を予め決めた所定の範囲内に留まるようにすると共に、破断の際に大径部９２０が受ける破断力によって、クランパー５１０，５２０（５００）が支持プレート１２０上においてコネクティングロッド９００の大径部９２０の中心軸線方向と直交する方向に移動しないようにする役目を果たしている。

　以下、これらの具体的構成に関して、幾つかの構成を例示的に挙げて説明する。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１においては、括弧なしの符号のみを付し、図２及び図３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、これよりも若干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５１３（５２３）と、油圧シリンダ連結部５１３（５２３）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、図２に示すように、油圧シリンダ連結部５１３（５２３）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。

　また、クランパー本体５１１（５２１）の基端側には、その幅方向両側に側面視で略大径をなす凹み状の楔係合部５１５（５２５）がそれぞれ形成されている。

　なお、本実施形態では、楔係合部５１５（５２５）のクランパー本体先端側がそれぞれテーパ形状となって、以下に説明するクランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）を係合させた際に、図３（ｂ）に示すように、クランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）のテーパ面６１１ｔ（６２１ｔ）と楔係合部のテーパ面５１５ｔ（５２５ｔ）がしっかりと当接し合うことで、クランパー自体が移動しないようにしている。なお、本実施形態においては、テーパθの角度は、好ましい角度として、７°となっている。しかしながら、本発明は、この角度に限定されるものでないことは言うまでもない。

　楔型クランパー位置固定部６１０（６２０）は、クランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）と、クランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）からクランパー５１０（５２０）の移動方向と直交する方向に延在する楔本体連結シャフト６１２（６２２）と、楔本体連結シャフト６１２（６２２）に連結されかつ支持プレート１２０に固定部材を介してしっかりと固定された油圧シリンダ６５１（６５２）からなる。なお、図面においては、楔本体連結シャフト６１２及び油圧シリンダ６５１のみを図示するが、楔本体連結シャフト６２２と油圧シリンダ６５２についても等価的な構成となっている。

　クランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）は、クランパー５１０（５２０）の軸線方向から見て、図３（ｃ）に示すように、破断装置の上側に向かって二股に分かれて互いに対向するように延在形成しており、それぞれの延在形成部分のロット押さえ部側がテーパ形状を有する二股の楔形態をなしている。即ち、クランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）をクランパー本体５１１（５２１）の楔係合部５１５（５２５）に侵入させて係合した状態で、クランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）の２箇所のテーパ面６１１ｔ（６２１ｔ）がクランパー本体５１１（５２１）の楔係合部５１５（５２５）の各テーパ面５１５ｔ（５２５ｔ）にそれぞれ当接して係合するようになっている（図３（ｂ）参照）。

　これによって、コネクティングロッド９００のそれぞれのボルト座面９２１（９２２）を押さえるクランパー５１０（５２０）は、２つのクランパー５１０（５２０）のそれぞれ２箇所、合計４箇所において楔型クランパー位置固定部６１０（６２０）のクランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）が係合し、破断前のコネクティングロッド９００のボルト座面９２１（９２２）にクランパー５１０（５２０）を所定の押圧力で押し付けた後に、各楔型クランパー位置固定部６００がその油圧シリンダ６５１（６５２）によって動作することで、大径部９２０の破断前から破断後に亘って、特に破断時における衝撃力に対してクランパー５１０（５２０）の動きが完全に抑制されるようになっている。

　なお、油圧シリンダ６５１（６５２）は、固定部材６５３（６５４）によって支持プレート１２０の下面に固定されている。また、図面では詳細には示さないが、クランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）は上下動のみを行い、破断時に伴うこれと直交する方向に働く衝撃力には充分耐え得るガイド部材によってスライド移動可能となっている。

　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、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９００の大径部９２０のボルト座面９２１（９２２）を予め決めた所定範囲の押し付け力で押さえ付ける。

　即ち、コネクティングロッド９００の大径部９２０のボルト座面９２１（９２２）をクランパー５１０（５２０）で押し付けるにあたって、油圧シリンダの油圧によって押し切ることなく、押し付け力に関して所定の上限値を規定してボルト座面９２１（９２２）をクランパー５１０（５２０）で押し付けるようにする。

　そして、クランパー５１０（５２０）に備えた楔係合部５１５（５２５）にクランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）を係合させる。この係合動作にあたっては、具体的には、油圧シリンダ６５１（６５２）を用いることで、クランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）を前進させてクランパー５１０（５２０）に備えた楔係合部５１５（５２５）に係合させているが、以下のような形態をとっていても良い。

　例えば、図３（ｂ）に示すように、クランパー５１０（５２０）の楔係合部５１５（５２５）に対して離間した位置に待機したクランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）に作用する拘束力を解除し、クランパー５１０（５２０）の一部に備えたスプリング６１８の弾性力に基づく付勢力を利用し、楔支持スライダー６１９によってクランパー押さえ位置係合用楔をクランパー５１０（５２０）の移動方向と直交する方向に移動させながらクランパー５１０（５２０）の楔係合部５１５（５２５）に形成されたテーパ面５１５ｔ（５２５ｔ）にクランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）を押し当てるようにしても良い。

　若しくは、エアシリンダ等の簡易なアクチュエータを用いてクランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）を前進させてクランパー５１０（５２０）に備えた楔係合部５１５（５２５）に係合させても良い。

　更には、例えばラックアンドピニオン機構と電磁モーターとの組み合わせによってクランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）を前進させてクランパー５１０（５２０）に備えた楔係合部５１５（５２５）に係合させても良い。

　次いで、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、クランパー５１０（５２０）の楔係合部５１５（５２５）にクランパー押さえ位置維持用楔６１１（６２１）を係合したままとすることで、二分割に破断される大径部９２０が瞬間的に受ける破断力（衝撃力）に伴ってクランパー５１０（５２０）がコネクティングロッド９００の大径部９２０の中心軸線方向と直交する方向に移動するのを阻止しながら、コネクティングロッド９００の大径部９２０を二分割に破断することができる。

　即ち、破断前にクランパー５１０（５２０）がコネクティングロッド９００の大径部９２０のボルト座面９２１（９２２）を押さえるために移動した方向と逆方向に移動するのを阻止しながら、コネクティングロッド９００の大径部９２０を二分割に破断することができる。

　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で押さえ付ける。そして、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コネクティングロッドの大径部を二分割する際に、クランパーの楔係合部にクランパー押さえ位置維持用楔を係合したままとすることで、二分割に破断される大径部が瞬間的に受ける破断力（衝撃力）に伴ってクランパーがコネクティングロッドの大径部の中心軸線方向と直交する方向に移動するのを阻止する、即ち破断前にクランパーがコネクティングロッドの大径部のボルト座面を押さえるために移動した方向と逆方向に移動するのを防止することができる。

　その結果、従来のように破断後の衝撃力によってクランパーが移動するのを防止するために、クランパー作動用の油圧シリンダを従来使用していた耐衝撃性の高い油圧シリンダとする必要がなくなる。即ち、廉価で小型化した油圧シリンダで代用可能となる。これによって、コネクティングロッドの破断装置全体の小型化とコストダウンに貢献する。

　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る破断分割時の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開始位置に対応するように規定通りきれいに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。

　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は、クランパー位置固定移動規制部として楔型のクランパー位置固定移動規制部の構造を紹介したが、本発明はこの構造に限定されるものではなく、例えばクランパーをコネクティングロッドの破断工程のタイミングに合わせてクランピングスリーブでクランパーを把持したり解放したりするような構造を有していても良い。しかしながら、破断時における耐衝撃性や構造の簡便性、耐久性、メンテナンス性等を考慮すると、本実施形態における楔型クランパー位置固定移動規制部の形態が非常に優れているといえる。

　また、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楔係合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、５１３（５２３）　油圧シリンダ連結部、５１５（５２５）　楔係合部、５１５ｔ（５２５ｔ）　テーパ面、５５０　油圧シリンダ、５５１　固定部材、５５２　連結プレート、６１０，６２０（６００）　楔型クランパー位置固定部、６１１（６２１）　クランパー押さえ位置維持用楔、６１１ｔ（６２１ｔ）　テーパ面、６１２（６２２）　楔本体連結シャフト、６１８　スプリング、６１９　楔支持スライダー、６５１（６５２）　油圧シリンダ、６５３（６５４）　固定部材、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 (5)

1. 　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の破断前に前記大径部のボルト座面に対する前記クランパーの押し付け力が予め決めた所定の範囲内に留まるようにすると共に、前記破断の際に大径部が受ける破断力によって前記クランパーが前記コネクティングロッドの大径部の中心軸線方向と直交する方向に移動しないようにするクランパー位置固定移動規制部を有したことを特徴とするコネクティングロッドの破断装置。
2. 　前記クランパー位置固定移動規制部は、前記クランパーの移動方向と交差する方向に所定の範囲で往復移動可能な楔部と、前記クランパーに形成され、当該楔部と係合可能となって当該クランパーの移動を規制する楔係合部との組み合わせからなることを特徴とする請求項１に記載のコネクティングロッドの破断装置。
3. 　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取り付けると共に、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、
   　前記クランパーに備えた楔係合部にクランパー押さえ位置維持用楔を係合させ、
   　前記マンドレルに前記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と共に、前記クランパーの楔係合部に前記クランパー押さえ位置維持用楔を係合したままとすることで、前記二分割に破断される大径部が受ける破断力に伴って前記クランパーが前記コネクティングロッドの大径部の中心軸線方向と直交する方向に移動するのを阻止しながら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。
4. 　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又は請求項２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。
5. 　破断前のコネクティングロッドを用意し、
   　請求項３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。
    

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