(57)【要約】【課題】バランスカット時におけるコンロッドの最適な切削量を算出することにより、コンロッドの歩留まりを向上させることができるコンロッドの切削量算出方法を提供する。【解決手段】コンロッド１０を構成する大端部１５と小端部１７とに、秤量計２１，２２を設置し、大端部１５の質量と、小端部１７の質量とを、測定し、測定したこれらの質量から、バランスカット時に、切削量に応じて変化するコンロッド１０の質量と、小端部１７の質量と、を変数とした第１の関係式を定式化し、任意の範囲におけるバランスカット後のコンロッド１０の目標質量と、小端部１７の目標質量と、を変数とした第２の関係式を設定し、第１および前記第２の関係式を共に満たす、コンロッド１０の質量の値と、小端部１７の質量の値と、に基づいて切削量を算出する。【選択図】図７
2018020405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に形成された大径孔を含む大端部と、他端側に形成された小径孔を含む小端部とを備えたコンロッドにおいて、バランスカット時に前記大端部に形成されたバランス修正部の切削量を算出する方法であって、
前記大端部と前記小端部とのそれぞれに秤量計を設置し、前記各秤量計から前記大端部の質量と、前記小端部の質量とを、測定する工程と、
測定した前記大端部および前記小端部の質量から、前記バランスカット時に、前記切削量に応じて変化する前記コンロッドの質量と、前記小端部の質量と、を変数とした第１の関係式を定式化する工程と、
任意の範囲における前記バランスカット後の前記コンロッドの目標質量と、前記バランスカット後の前記小端部の目標質量と、を変数とした第２の関係式を設定する工程と、
前記第１の関係式および前記第２の関係式を共に満たす、前記コンロッドの質量の値と、前記小端部の質量の値とに基づいて、前記切削量を算出する工程と、を含むことを特徴とするコンロッドの切削量算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンロッドのバランスカット時におけるコンロッドの切削量を算出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コンロッドには、一端側にはクランクピンが挿通される大径孔が形成されており、他端側にはピストンピンが挿通される小径孔が形成されている。コンロッドの大径孔側の端部には、バランス修正部が形成されており、コンロッドのバランス修正を行う際には、バランス修正部を切削する。このような切削作業は、一般的にバランスカットと呼ばれている。
【０００３】
たとえば、このようなバランスカットを行う技術として、例えば、特許文献１には、コンロッドの大径孔側の大端部の質量と、コンロッドの小端部の質量とを、測定した後、コンロッドが所定の質量（基準質量）となるように、バランス修正部（具体的には大端部のボス部）を切削する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２０７５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示す技術では、バランス修正部の切削量は、大端部および小端部を足し合わせたコンロッドの質量の目標値から算出している。このため、算出された切削量に基づいて、バランスカットされたコンロッドの質量は、規格範囲内に収まっていたとしても、小端部の質量が規格範囲内に収まっていないことがある。このようなコンロッドを用いた場合には、コンロッドの回転バランスが崩れることがあるため、不良品とされる場合がある。
【０００６】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、バランスカット時におけるコンロッドの最適な切削量を算出することにより、コンロッドの歩留まりを向上させることができるコンロッドの切削量算出方法の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を鑑みて、本発明に係るコンロッドの切削量算出方法は、一端側に形成された大径孔を含む大端部と、他端側に形成された小径孔を含む小端部とを備えたコンロッドにおいて、バランスカット時に前記大端部に形成されたバランス修正部の切削量を算出する方法であって、前記大端部と前記小端部とのそれぞれに秤量計を設置し、前記各秤量計から前記大端部の質量と、前記小端部の質量とを、測定する工程と、測定した前記大端部および前記小端部の質量から、前記バランスカット時に、前記切削量に応じて変化する前記コンロッドの質量と、前記小端部の質量と、を変数とした第１の関係式を定式化する工程と、任意の範囲における前記バランスカット後の前記コンロッドの目標質量と、前記バランスカット後の前記小端部の目標質量と、を変数とした第２の関係式を設定する工程と、前記第１の関係式および前記第２の関係式を共に満たす、前記コンロッドの質量の値と、前記小端部の質量の値とに基づいて、前記切削量を算出する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、まず、コンロッドの大端部の質量と小端部の質量とを測定し、測定したこれらの質量から、バランスカット時の切削量に応じたコンロッドの質量と、小端部の質量とを変数とした第１の関係式を定式化する。
【０００９】
次に、定式化した第１の関係式と、コンロッドの回転バランスから最適な目標質量として設定された第２の関係式とから、バランスカット後のコンロッドの質量の値と、小端部の質量の値を算出するので、一義的にこれらの最適な質量を得ることができる。
【００１０】
この結果から、大端部に形成されたバランス修正部の最適な切削量を算出することができるので、コンロッドの質量ばかりでなく、小端部の質量を規格範囲内に収めることができる。このようにして、バランスカット時におけるコンロッドの最適な切削量を算出することができ、コンロッドの歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るコンロッドの切削量算出方法を含むコンロッドの製造方法を説明するためのフロー図である。
【図２】（ａ）は、バランスカット前のコンロッドの平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】コンロッドの大端部および小端部の質量を測定する工程を説明するための模式図である。
【図４】従来のバランスカット前後におけるコンロッドの基準質量と、小端部の質量の関係を示したグラフである。
【図５】バランスカット時におけるコンロッドの状態を説明するための図である。
【図６】図１に示す切削量の算出のステップを説明するためのグラフである。
【図７】本実施形態に係るバランスカット前後におけるコンロッドの基準質量と、小端部の質量の関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面に基づき、本発明に係るコンロッドの切削量算出方法の実施形態を説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るコンロッド１０の切削量算出方法を含むコンロッドの製造方法を説明するためのフロー図である。図２（ａ）は、バランスカット前のコンロッド１０の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【００１４】
図１に示すように、コンロッド１０の製造方法では、まず、ステップＳ１において、鋳造されたコンロッド１０を所定の寸法となるように荒削りを行う。荒削りを行ったコンロッド１０を図２（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明する。
【００１５】
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、コンロッド１０は、ロッド１１とキャップ１２とをボルト１３で結合した構成であり、一端側に形成された大径孔１４を含む大端部１５と、他端側に形成された小径孔１６を含む小端部１７とを備えている。大径孔１４は、ピストンピン（図示せず）を挿通する貫通孔であり、小径孔１６は、クランクピン（図示せず）を挿通する貫通孔である。
【００１６】
大端部１５の端部には、バランス修正部（重量調整部）１９が形成されており、後述するバランスカット時には、大端部１５のバランス修正部１９が切削される。なお、本実施形態では、バランス修正部１９を、大端部１５の端部から突出させたが、例えば、大径孔１４の周りに、１つまたは複数のバランスカット用のバランス修正部を設けてもよい。
【００１７】
次に、図１に示すように、ステップＳ２に進み、バランス修正部１９の切削量を算出する。このステップが、本発明に係る「コンロッドの切削量算出方法」の実施形態に相当するステップである。図３は、コンロッド１０の大端部１５および小端部１７の質量を測定する工程を説明するための模式図である。
【００１８】
このステップでは、まず、図３に示すように、大端部１５と、小端部１７とのそれぞれに秤量計２１，２２を設置し、各秤量計２１，２２を用いて、大端部１５の質量と、小端部１７の質量とを、測定する。
【００１９】
具体的には、各秤量計２１，２２は、大径孔１４と小径孔１６の周縁に接する形状の円錐台状の冶具２３，２４と備えている。質量を測定の際には、これらの冶具２３，２４を大径孔１４と小径孔１６に挿入した状態で、コンロッド１０を水平姿勢に保持し、秤量計２１，２２に作用する重量（質量）を測定する。
【００２０】
なお、測定された大端部１５の質量と小端部１７の質量とを合計した値は、コンロッド１０の質量に相当する。本実施形態では、後述する一連の切削量の算出の過程において、このコンロッド１０の実質的な質量をコンロッド１０の質量（基準質量）とする。なお、大端部１５の質量と小端部１７の質量の一方に所定の比率を乗じた値と、他方の質量とを合計した値を、コンロッド１０の質量（基準質量）としてもよい。
【００２１】
図４は、従来のバランスカット前後におけるコンロッド１０の基準質量と、小端部１７の質量の関係を示したグラフである。これまでは、図４に示すように、コンロッド１０の質量が一定の目標質量となるように、測定したコンロッド１０の質量から、バランスカット時におけるバランス修正部１９の切削量を算出していた。大半の場合、図４におけるバランスカット前のコンロッド１０（図中◇印参照）は、バランスカット後には、コンロッド１０の質量および小端部１７の質量が最適範囲（良品と判定される範囲）内に収まる（図中□印参照）。
【００２２】
しかしながら、例えば、図４におけるバランスカット前の小端部１７の質量が大きいコンロッド１０（図中▲印参照）は、バランスカット後には、小端部１７の質量が最適範囲に収まらず、その最適範囲よりも大きくなることがあった（図中△印参照）。
【００２３】
一方、図４におけるバランスカット前の小端部１７の質量が小さいコンロッド（図中●印参照）は、バランスカット後には、小端部１７の質量が最適範囲よりも小さくなることがあった（図中○印参照）。
【００２４】
ここで、発明者が検討を重ねた結果、以下の知見を得た。具体的には、図５に示すように、バランス修正部１９を切削した場合、バランスカットによるコンロッド１０の質量の減少に伴い、コンロッド１０の重心が移動する。そのため、図３に示すように、バランスカット後の大端部１５および小端部１７の質量を測定すると、これらの質量は単調に変化するとの知見を得た。従来の実施形態では、具体的には、バランスカット後の大端部１５の質量は単調減少し、バランスカット後の小端部１７の質量は、単調増加する。
【００２５】
したがって、発明者は、バランスカット時に、切削量に応じて変化するコンロッド１０の質量と、小端部１７の質量との関係を把握すれば、コンロッド１０の質量と、小端部１７の質量を、最適範囲内に収める切削量を算出することができると考えた。
【００２６】
このような知見から、実施形態では、測定した大端部１５および小端部１７の質量から、バランスカット時に、切削量に応じて変化するコンロッド１０の質量と、小端部１７の質量と、を変数とした第１の関係式を定式化する。第１の関係式（等式）は、コンロッド１０の質量と小端部１７の質量との関数である。
【００２７】
ここで、第１の関係式は、例えば、コンロッド１０の質量と小端部１７の質量を変数とし、バランスカット後のコンロッド１０の重心まわりモーメントのつり合い式、および、大径孔１４および小径孔１６の中心まわりのモーメントのつり合いの式から、近似的に第１の関係式を演算により求めることができる。
【００２８】
また、別の方法としては、たとえば、バランスカット時の切削量よりも少ない切削量でバランス修正部１９を仮切削し、そのときの大端部１５および小端部１７の質量を測定する。仮切削前後のコンロッド１０の基準質量と、小端部１７の質量と、から、一次式となる第１の関係式を求めてもよい。
【００２９】
さらに、別の方法としては、バランス修正部１９を一定量で複数回切削し、各回の大端部１５および小端部１７の質量を測定し、コンロッド１０の質量と、小端部１７の質量を算出する。これらの算出した質量から、切削量に応じて変化するコンロッド１０の質量と、小端部１７の質量と、を変数とした第１の関係式を近似式として算出してもよい。
【００３０】
さらに、バランス修正部の切削量に応じた、コンロッド１０の質量と、小端部１７の質量と、の変化量を推定し、この推定した変化量と、バランスカット前のコンロッド１０の質量と、小端部１７の質量とから、第１の関係式を求めてもよい。
【００３１】
なお、第１の関係式は、コンロッド１０ごとに推定する。図６は、図１に示す切削量の算出のステップを説明するためのグラフである。図６には、その一例として、３つのコンロッド１０ごとに推定した第１の関係式から描いた質量変化線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を示す。
【００３２】
次に、任意の範囲におけるバランスカット後のコンロッド１０の目標質量と、バランスカット後の小端部１７の目標質量と、を変数とし、コンロッド１０の回転バランスを加味した（すなわち、これらの目標質量の関係を表した）第２の関係式を設定する。
【００３３】
第２の関係式は、コンロッド１０を使用した際の回転バランスが良好な範囲（良品の範囲）を満たす、バランスカット後のコンロッド１０の目標質量と、小端部１７の目標質量の関係式である。具体的には、図６に示すように、バランスカット後のコンロッド１０の質量と、小端部１７の質量との最適な範囲を通過する目標線Ｇ１から算出した関係式（一次式）である。
【００３４】
次に、第１および前記第２の関係式を共に満たす、コンロッド１０の質量の値と、小端部１７の質量の値とを算出する。算出した値は、図６に示す、質量変化線Ｆ１（Ｆ２，Ｆ３）と、目標線Ｇ１との交点の座標である。バランスカット前のコンロッド１０の質量と、算出したコンロッド１０の質量と、の差から、バランス修正部１９の切削量を算出することができる。
【００３５】
ここで、図６におけるバランスカット前の小端部１７の質量が大きいコンロッド（図中△印参照）は、これまでは、バランスカット後には、小端部１７の質量が最適な上限値よりも大きくなり、最適範囲から外れることがあった（図中白抜き×印参照）。
【００３６】
しかしながら、この場合には、第１の関係式に相当する質量変化線Ｆ１と、目標線Ｇ１との交点の座標を求めることにより、最適なコンロッド１０の質量の値と、小端部１７の質量の値（図中▲印参照）を得ることができる。その結果、これまでの切削量よりも少ない最適な切削量で、コンロッド１０の質量と小端部１７の質量を最適範囲に収めることができる。
【００３７】
一方、図５におけるバランスカット前の小端部１７の質量が小さいコンロッド（図中○印参照）は、バランスカット後には、小端部１７の質量が最適な下限値よりも小さくなり、最適範囲から外れることがあった（図中×印参照）。
【００３８】
しかしながら、この場合にも、第１の関係式に相当する質量変化線Ｆ３と、目標線Ｇ１との交点の座標を求めることにより、最適なコンロッド１０の質量の値と、小端部１７の質量の値（図中●印参照）を得ることができる。その結果、これまでの切削量よりも多い最適な切削量で、コンロッド１０の質量と小端部１７の質量を最適範囲に収めることができる。
【００３９】
次に、図１に示すように、ステップＳ３に進み、算出された切削量で、バランス修正部１９を例えばフライス盤などを用いて切削し、その後、ステップＳ４に進み、コンロッド１０の仕上げ削りを行う。
【００４０】
最後に、ステップＳ５に進み、図３に示すように、再度、秤量計２１，２２で、大端部１５の質量と、小端部１７の質量とを、測定し、コンロッド１０の質量と、小端部１７の質量が、最適な範囲に収まっているか最終検査を行う。図７は、本実施形態に係るバランスカット前後におけるコンロッド１０の基準質量と、小端部１７の質量の関係を示したグラフである。
【００４１】
このようにして、図４に示すように、バランスカット後に、小端部１７の質量が最適範囲に収まらず、不良品とされるコンロッド（図中△、○印参照）を、図７に示すように、小端部１７の質量を最適範囲に収めることができる（図中△、○印参照）。この結果、コンロッド１０の歩留まりを向上させることができる。
【００４２】
なお、量産時に切削効率を上げることで、バランス修正部１９の切削時に発生する応力が、大径孔１４に与える影響を懸念し、バランスカット後に、仕上げ削りを行っているが、バランス修正部１９等の削り方によっては、仕上げ削り後に、バランスカットを行ってもよい。バランスカット後に仕上げ削りを行わない方が、質量精度が安定するので、最終検査を省略してもよい。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００４４】
１０：コンロッド、１１：ロッド、１２：キャップ、１３：ボルト、１４：大径孔、１５：大端部、１６：小径孔、１７：小端部、１９：バランス修正部、２１，２２：秤量計
【図１】
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【図２】
2018020405.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018020405.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年9月1日(2016.9.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、バランスカット時におけるコンロッドの最適な切削量を算出することにより、コンロッドの歩留まりを向上させることができるコンロッドの切削量算出方法を提供することにある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係るコンロッドの切削量算出方法は、一端側に形成された大径孔を含む大端部と、他端側に形成された小径孔を含む小端部とを備えたコンロッドにおいて、バランスカット時に前記大端部に形成されたバランス修正部の切削量を算出する方法であって、前記大端部と前記小端部とのそれぞれに秤量計を設置し、前記各秤量計から前記大端部の質量と、前記小端部の質量とを、測定する工程と、測定した前記大端部および前記小端部の質量から、前記バランスカット時に、前記切削量に応じて変化する前記コンロッドの質量と、前記小端部の質量と、を変数とした第１の関係式を定式化する工程と、任意の範囲における前記バランスカット後の前記コンロッドの目標質量と、前記バランスカット後の前記小端部の目標質量と、を変数とした第２の関係式を設定する工程と、前記第１の関係式および前記第２の関係式を共に満たす、前記コンロッドの質量の値と、前記小端部の質量の値とに基づいて、前記切削量を算出する工程と、を含むことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、コンロッド１０は、ロッド１１とキャップ１２とをボルト１３で結合した構成であり、一端側に形成された大径孔１４を含む大端部１５と、他端側に形成された小径孔１６を含む小端部１７とを備えている。大径孔１４は、クランクピン（図示せず）を挿通する貫通孔であり、小径孔１６は、ピストンピン（図示せず）を挿通する貫通孔である。