(57)【要約】【課題】コンロッドの品質を向上させる。【解決手段】コンロッドの破断面締結方法であって、破断によりロッド部１Ａとキャップ部１Ｂに分割されたコンロッド１の夫々の破断面１２ａ，１２ｂに対して、膜状のコーティング層１２ｃ，１２ｄを形成し、コーティング層１２ｃ，１２ｄを間に挟んだ状態で、ロッド部１Ａとキャップ部１Ｂの破断面１２ａ，１２ｂを締結する。これにより、破断面１２ａ，１２ｂからの破断粉の発生や破断面の欠落の発生を抑制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンロッドの破断面締結方法であって、
破断によりロッド部とキャップ部に分割されたコンロッドの夫々の破断面に対して、膜状のコーティング層を形成し、
前記コーティング層を間に挟んだ状態で、前記ロッド部と前記キャップ部の前記破断面を締結する、
コンロッドの破断面締結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンロッドの破断面締結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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コネクチングロッド（以下、「コンロッド」という）は、大端部の開口部としての軸受が前記クランクシャフトのジャーナルを軸支し、小端部の軸受がピストンピンを軸支する。大端部は、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るように形成される。その後、コンロッドのロッド部とキャップ部は、ボルトにより締結された状態で利用される。
【０００３】
従来、このような分野の技術として、特開２００５−２１９１６５号公報がある。コンロッドの製造において、破面から破断粉や破断面の欠落は、エンジン等に組み付けた場合にクランク−コンロッド間のエンジン摺動部に噛みこみ焼付きを招く要因となること、および仕上加工にて高精度に加工した大端穴の再組付時の再現性悪化を引き起こすことなど、品質不良を誘引する。そのため、破断面における異物の発生を防止することは重要な課題である。ここで、従来のコンロッドの製造では、コンロッドの破断後に破面について荷重付加や振動、ブラシかけといった機械的外力や、水圧、気圧を用いて洗浄、エアブロー、吸引等の処理を行うことにより、破面から脱落しやすい破断粉をあらかじめ除去することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１９１６５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、前述した従来のコンロッドの破面処理を行った場合であっても、仕上加工のための組付により破断面に締結荷重をかけた際に、外力より大きい力が破断面の一部に局所的に加わり、新たな破断粉の発生や新たな破断面の欠落が発生することがある。これにより、コンロッドの面合わせの不良が発生すると品質の低下に繋がる場合がある。
本発明は、コンロッドの品質の向上を図る破断面締結方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかるコンロッドの破断面締結方法は、破断によりロッド部とキャップ部に分割されたコンロッドの夫々の破断面に対して、膜状のコーティング層を形成し、前記コーティング層を間に挟んだ状態で、前記ロッド部と前記キャップ部の前記破断面を締結する。
これにより、破断面からの破断粉の発生や破断面の欠落の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、コンロッドの品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】破断工程前のコンロッドの図である。
【図２】破断工程後のコンロッドの図である。
【図３】コンロッド破面処理装置によるコーティングを行う状態を示した図である。
【図４】コーティング層が形成されたキャップ部の拡大図である。
【図５】コンロッド形成の工程を示す図である。
【図６】コンロッド形成の工程における破面処理の工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、コンロッド１は、ロッド本体１１と、ロッド本体１１の一端部に形成された大端部１２と、ロッド本体１１の他端部に形成された小端部１３と、を有する。
【００１０】
大端部１２は、輪状に形成されている。図２に示すように、大端部１２を破断処理することにより、コンロッド１は、ロッド部１Ａと、キャップ部１Ｂとに分割される。ここでロッド部１Ａ側の破断面を破断面１２ａ、キャップ部１Ｂ側の破断面を破断面１２ｂとする。なお大端部１２は、コンロッド１をロッド部１Ａとキャップ部１Ｂとに分割した後に、ボルトを挿入することでロッド部１Ａとキャップ部１Ｂとを締結するための複数のボルト穴を有する。
【００１１】
図３に示すように、破断面１２ａ，１２ｂの山高さは５０μｍ〜２０００μｍ程度である。なお、山高さはコンロッド１の材質等によって依存するため、これらの値に限られない。コンロッド１の破断面１２ａ、１２ｂには、膜状のコーティング層１２ｃ，１２ｄが形成される。なお図３では、キャップ部１Ｂの破断面１２ｂ及びコーティング層１２ｄについて示しているが、ロッド部１Ａの破断面１２ａ及びコーティング層１２ｃについても同様である。ここで、破断面１２ａの表面に設けられるコーティング層１２ｃ、および破断面１２ｂの表面に設けられるコーティング層１２ｄは、それぞれ破断面１２ａ，１２ｂの凹凸の山高さの１／１０００〜１／１０程度の薄膜であり、それぞれ破断面１２ａ，１２ｂの凹凸を損なわないように、均等な膜厚の層となるように形成される。
【００１２】
コーティング層１２ｃ，１２ｄに用いられるコーティング材は、コンロッド１が自動車等のエンジンに利用される際にさらされる環境において、熱的、化学的に安定しているものを利用する。また、コーティング材には、破断面にかかる荷重に対して剥離しない密着性と強度を有するものを利用する。例えば、コーティング層１２ｃ，１２ｄを形成するためのコーティング材には、フッ素系樹脂コーティング材を用いる。
【００１３】
小端部１３は、輪状の大端部１２の孔に比べて径が小さい孔を有する。典型的には、小端部１３に設けられた孔の軸方向は、大端部１２に設けられた孔の軸方向と平行である。
【００１４】
また、図４に示すように、コンロッド破面処理装置２は、チャンバー２１と、コーティング材タンクポンプ２２と、チャンバー２１内に配置された複数のスプレーノズル２３と、コーティング材タンクポンプ２２からチャンバー２１にコーティング材を送出するための配管２４と、各スプレーノズル２３に対応するように設けられたスプレーバルブ２５と、を備える。
【００１５】
チャンバー２１は、破断されたコンロッド１の破断面１２ａ，１２ｂにコーティング処理を行うための室である。なお、チャンバー２１には、破断されたコンロッド１が、ロッド部１Ａとキャップ部１Ｂとに分離した状態で投入される。
【００１６】
コーティング材タンクポンプ２２は、コーティング材を蓄積しておくとともに、コーティング材タンクポンプ２２に蓄積したコーティング材を、配管２４を介して配送し、スプレーノズル２３からチャンバー２１内に吐出させるための動力を発生させる。
【００１７】
複数のスプレーノズル２３は、チャンバー２１内において、ロッド部１Ａの破断面１２ａ、およびキャップ部１Ｂの破断面１２ｂに対して対向するように配置されている。より具体的には、２つのスプレーノズル２３ａはロッド部１Ａの２箇所の破断面１２ａに対向し、２つのスプレーノズル２３ｂはキャップ部１Ｂの２箇所の破断面１２ｂに対向するように配置されている。
【００１８】
配管２４は、一端がコーティング材タンクポンプ２２に接続され、他端側がチャンバー２１内に配置された複数のスプレーノズル２３に接続されている。これにより、配管２４を介して、コーティング材タンクポンプ２２から排出されたコーティング材を、複数のスプレーノズル２３の夫々からと出できる。
【００１９】
スプレーバルブ２５は、各スプレーノズル２３の近傍の位置において、配管２４に設けられている。例えば、スプレーバルブ２５の開閉状態を変更することにより、夫々のスプレーノズル２３から噴出するコーティング材の量や噴出速度を調整できる。なお例えば、スプレーバルブ２５の開閉状態は、コントローラー（図示せず）により任意に変更可能である。
【００２０】
次に、図５を参照して、コンロッド１を形成する際の各工程を説明するとともに、形成の工程において破断面処理を行い、破断面を締結する方法について説明する。なお、図５に示したコンロッド１の形成の工程は一例である。
【００２１】
最初にコンロッド１の荒加工を行う（ステップＳ１）。コンロッド１は、ロッド部１Ａとキャップ部１Ｂとに分割される前の状態であり、例えば、ロッド部１Ａとキャップ部１Ｂとに分割させる位置に、レーザー等によって溝の形成を行う。
【００２２】
コンロッド１を破断する（ステップＳ２）。コンロッド１に外力を与えることにより、大端部１２で破断が発生し、コンロッド１は、ロッド部１Ａとキャップ部１Ｂとに分割される。
【００２３】
破面処理を行う（ステップＳ３）。図６に示すように、破面処理の第１工程として、破断によりロッド部１Ａとキャップ部１Ｂとに分割されたコンロッド１を、チャンバー２１内に配置する（ステップＳ３１）。このとき、２つのスプレーバルブ２５ａがロッド部１Ａの２箇所の破断面１２ａにそれぞれ対向し、２つのスプレーバルブ２５ｂがキャップ部１Ｂの２箇所の破断面１２ｂにそれぞれ対向するように配置する。
【００２４】
破面処理の第２工程として、スプレーバルブ２５ａ，２５ｂから破断面１２ａ，１２ｂに向かってコーティング材をスプレー上に吐出させ、破断面１２ａ，１２ｂ上にコーティング層１２ｃ，１２ｄを形成する（ステップＳ３２）。例えば、破断面１２ａ，１２ｂにはそれぞれ均一に１〜２０μｍ程度の膜厚となるように、フッ素系樹脂性のコーティング材を塗布する。
【００２５】
破面処理の第３工程として、塗布したコーティング材を乾燥させる（ステップＳ３３）。これにより、ロッド部１Ａの破断面１２ａ上に膜状のコーティング層１２ｃ、及び、キャップ部１Ｂの破断面１２ｂ上に膜状のコーティング層１２ｄが形成された状態となる。コーティング材を乾燥させた後に、チャンバー２１からコンロッド１を取り出し、次工程に進む。
【００２６】
ボルト穴にボルト通し、ロッド部１Ａとキャップ部１Ｂの破断面１２ａ，１２ｂを合わせた状態で締結する（ステップＳ４）。すなわち、コーティング層１２ｃ，１２ｄを間に挟んだ状態で、ロッド部１Ａの破断面１２ａと、キャップ部１Ｂの破断面１２ｂと、を合わせて締結する。ここでコンロッド１には、ロッド部１Ａとキャップ部１Ｂが互いに密着するように締結荷重が加えられる。このとき、破断面１２ａ，１２ｂにはコーティング層１２ｃ，１２ｄによりコーティングされているため、締結荷重やその他の外力が与えられた場合であっても、破断面１２ａ，１２ｂから新たな破断粉の発生や、新たな破断面の欠落の発生が抑制される。
【００２７】
その後、仕上加工を行う（ステップＳ５）。仕上加工では、例えば大端部１２の高精度の加工を行う。
【００２８】
その後、コンロッド１をロッド部１Ａとキャップ部１Ｂに分離し、例えばエンジン等にコンロッド１を組み付ける（ステップＳ６）。
【００２９】
これにより、コンロッド１のロッド部１Ａ側とキャップ部１Ｂ側の両方について、破断面１２ａ，１２ｂにコーティング処理を行うことで、仕上処理のためにロッド部１Ａ側とキャップ部１Ｂを合わせた際に、新たな破断粉の発生や、新たな破断面の欠落の発生を抑制することができる。したがって、破断面１２ａと破断面１２ｂとの面合わせを良好な状態で実行でき、コンロッド１の品質の向上を図ることができる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、コーティング層１２ｃ，１２ｄの膜厚は、破断面１２ａ，１２ｂの山高さや、コーティング材の材質によって０．１〜１００μｍ程度でも可能である。
【００３１】
また、上記ではコーティング材としてフッ素系樹脂を用いるものとして説明したが、破断分割式コンロッドの位置決め性確保に必要な破断面の凹凸を損なわず、膜厚が均質かつ破断面の凹凸の山高さの１／１０００〜１／１０程度の薄膜であること、破断面に加わる荷重に対して剥離しない密着性・強度を持つこと、エンジン等の作動時にコンロッドがさらされる環境下において熱的・化学的に安定していること、の要件を全て満たすものであれば、フッ素系樹脂以外のコーティング材を利用しても良い。
【００３２】
コーティング材の塗布方法について、上記ではスプレーによる塗布を行うものとして説明したが、膜厚を均等にできるのであれば、浸漬等の処理によってコーティングを行っても良い。また、コーティングの種類によっては、必要に応じて焼成も可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１            コンロッド
１Ａ            ロッド部
１Ｂ            キャップ部
２            コンロッド破面処理装置
１１            ロッド本体
１２            大端部
１２ａ，１２ｂ        破断面
１２ｃ，１２ｄ        コーティング層
１３            小端部
２１            チャンバー
２２            コーティング材タンクポンプ
２３            スプレーノズル
２３ａ，２３ｂ        スプレーノズル
２４            配管
２５            スプレーバルブ
２５ａ，２５ｂ        スプレーバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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