(57)【要約】      （修正有）【課題】大端部から小端部までを一体に成形したコネクティングロッド中間成形体に対する大端部と小端部のピアス加工を簡素化し製造コストを低減する。【解決手段】第３中間成形体１８からなるワークＷをピアス用下ダイ５４の凹部５２に載置し、ピアス用上ダイ６２に固定されたガイドロッド５６をピアス用下ダイ５４に形成されたガイド孔５８に挿通させ、前記ピアス用上ダイ６２とピアス用下ダイ５４とが位置決めされた状態で前記ピアス用上ダイ６２に固定された第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂによってワークＷの大端部２０ａ及び小端部２０ｂに対して大端孔６４ａ及び小端孔６４ｂが同時に穿孔される。【選択図】図３
2008100270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大端部と小端部とを一体的に有するコネクティングロッドの中間成形体からなるワークを下ダイの凹部に載置する工程と、
上ダイを下降させ、前記上ダイに固定されたガイドロッドを前記下ダイに形成されたガイド孔に挿通させることにより、前記上ダイと前記下ダイとが位置決めされる工程と、
前記上ダイをさらに下降させ、前記上ダイに固定された第１パンチ及び第２パンチによって前記ワークの大端部及び小端部に対して大端孔及び小端孔を同時に穿孔する工程と、
を有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。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記上ダイと前記下ダイとが位置決めされた後、上ダイに設けられた押圧プレートによってワークが下ダイ側に向かって押圧され、前記ワークが前記押圧プレートと前記下ダイとの間で挟圧された状態で穿孔されることを特徴とするコネクティングロッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両用のエンジン部品を構成するコネクティングロッドの製造方法に関し、一層詳細には、大端部と小端部とを有するコネクティングロッドを一体成形した後、前記大端部をキャップ部とロッド部に破断分割するコネクティングロッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関のピストンとクランクシャフトとを連結するコネクティングロッド（以下、略称してコンロッドともいう）が知られている。
【０００３】
この種のコンロッドには、前記コンロッドのロッド部（本体部）とキャップ部とをそれぞれ個別に製造した後、一対のボルトを用いて前記ロッド部と前記キャップ部とを一体的に連結して組み立てる組立型のコンロッドが用いられている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
この組立型のコンロッドは、一端部に設けられた大端部と他端部に設けられた小端部とを有し、前記大端部のロッド部とキャップ部とをそれぞれ個別に製造した後、一対のボルトによって一体的に組み付けられる。この組立型のコンロッドは、ロッド部のピン穴及びキャップ部のピン穴にそれぞれ位置決めピンを嵌合することにより、ロッド部に対してキャップ部を位置決めさせた状態で組み付けている。
【０００５】
しかしながら、前記組立型のコンロッドでは、ロッド部とキャップ部とをそれぞれ個別に鍛造成形した後、ロッド部及びキャップ部の２部品に対してそれぞれボルト孔を穿孔し、さらに、前記ロッド部及びキャップ部の合わせ面をそれぞれ平坦面に加工する必要があり、このため、加工工数が多くなって生産効率を上昇させるための障害となっている。
【０００６】
そこで、近年、コネクティングロッドの大端部から小端部までを、例えば、鍛造成形等によって一体成形した後、前記大端部をキャップ部とロッド部とに破断分割することが行われている。
【０００７】
すなわち、大端部を構成するロッド部とキャップ部とが同一部材として一体的に設けられた成形体を、例えば、鍛造成形等によって一体成形した後、大端部の孔部の内壁に形成されたクラッキング溝を破断線として、前記大端部をロッド部とキャップ部とに破断分割し、さらに、一対のボルトを介して、これらロッド部とキャップ部とを一体的に連結（結合）することによって製造される。
【０００８】
この破断分割型のコンロッドの一端部である大端部には、大径な貫通孔からなる大端孔が設けられ、軸線方向に沿った反対側の他端部である小端部には、前記大端孔に比して小径な貫通孔からなる小端孔が設けられる。
【０００９】
コンロッドの大端部は、クラッキング溝を破断線として、大端孔の略中央付近で該コンロッドの軸方向に対して略直交する方向に破断され、これによりコンロッドがロッド部とキャップ部とに分割される。この場合、ロッド部側の破断面及びキャップ部側の破断面がそれぞれ凹凸状及び凸凹状となるので、一対のボルトを装着した際、前記ロッド部側の凹凸破断面と前記キャップ部側の凸凹破断面とがそれぞれ密着して、両者をそれぞれ高精度に組み付けている。
【００１０】
【特許文献１】特開昭６３−５７１２５号公報
【特許文献２】特開２００４−１４４１７４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、鍛造成形によってコネクティングロッドの大端部から小端部までを一体成形した場合、例えば、鍛造成形された成形品に対し後加工によって大端部に貫通する大端孔を形成すると共に、小端部に貫通する小端孔を形成する必要がある。この場合、鍛造成形後の後加工を簡素化して製造コストを低減したいという要望がある。
【００１２】
なお、組立型のコンロッドでは、大端孔及び小端孔が予め形成されているため、後加工によって前記大端孔及び小端孔を穿孔することが不要である。
【００１３】
本発明の目的は、鍛造成形体の大端部と小端部に対して略同時にピアス加工を施すことにより、鍛造成形後の後加工を簡素化することが可能なコネクティングロッド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】
【００１４】
前記の目的を達成するために、本発明では、先ず、大端部と小端部とを一体的に有するコネクティングロッドの中間成形体をワークとして用い、前記ワークを下ダイの凹部に載置する。続いて、上ダイを下降させ、前記上ダイに固定されたガイドロッドを前記下ダイに形成されたガイド孔に挿通させることにより、前記上ダイと前記下ダイとが位置決めされる。前記上ダイをさらに下降させ、前記上ダイに固定された第１パンチ及び第２パンチによって前記ワークの大端部及び小端部に対して大端孔及び小端孔を同時に穿孔するピアス加工が施される。
【００１５】
前記ピアス加工が遂行される際、下ダイに載置されたワークに対して上ダイに固定された第１パンチ及び第２パンチが所定位置に位置決めされた状態で大端孔及び小端孔が同時に穿孔される。
【００１６】
なお、前記上ダイと前記下ダイとが位置決めされた後、上ダイに設けられた押圧プレートによってワークを下ダイ側に向かって押圧し、前記ワークが前記押圧プレートと前記下ダイとの間で挟圧された状態で穿孔されるとよい。
【００１７】
本発明によれば、上ダイに固定された第１パンチ及び第２パンチによってワークの大端部及び小端部に対して大端孔及び小端孔が同時に穿孔穿孔される際、下ダイのガイド孔に対し上ダイに固定されたガイドロッドが係合してガイド機能が発揮されることにより、ワークの大端部及び小端部に対して第１パンチ及び第２パンチが所定位置に位置決めされた状態で穿孔される。この結果、ワークの大端部及び小端部の所定位置に対して高精度に大端孔及び小端孔が形成される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、上ダイに固定された第１パンチ及び第２パンチによってワークの大端部及び小端部に対して大端孔及び小端孔が同時に穿孔されるため、鍛造成形後の後加工工程でピアス加工を施すことが不要となり後加工を簡略化して製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係るコネクティングロッドの製造方法について、これを実施する製造装置との関係において好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２０】
図１において、参照符号１０は、本発明のコネクティングロッドの製造方法を実施する鍛造成形装置を示す。この鍛造成形装置１０は、第１〜第５工程が順次連続して遂行される複数の第１〜第５金型１２ａ〜１２ｅを有する（但し、図１中では、第１〜第５金型１２ａ〜１２ｅを構成する上型を省略し下型のみを図示している）。
【００２１】
前記鍛造成形装置１０によって遂行される成形工程を概略説明すると、図示しない供給ステーションから所定温度（例えば、約１２５０度）に加熱された図示しない鍛造用素材を順次搬送し、供給された鍛造用素材を加圧して第１の荒加工を施すことにより、成形品のほぼ概略形状である第１中間成形体１４（図２Ａ参照）が成形される第１工程と、前記第１中間成形体１４をさらに加圧して第２の荒加工を施すことにより、成形品の概略形状である第２中間成形体１６（図２Ｂ参照）が成形される第２工程と、前記第２中間成形体１６をさらに加圧して仕上げ加工を施すことにより、前記第２中間成形体１６の形状を成形品に近似する第３中間成形体１８（図２Ｃ参照）が成形される第３工程と、前記第３工程により鍛造成形された第３中間成形体１８の大端部２０ａ及び小端部２０ｂに付着するピアスバリ２２ａ、２２ｂ（図２Ｃ参照）を同時に射抜くピアス加工を行う第４工程（図２Ｄ）と、前記第３中間成形体１８の外縁側に付着した外バリ２４（図２Ｄ参照）を射抜くトリム加工を行う第５工程（図２Ｅ）とがそれぞれ連続してなされることにより、所望の形状からなるコネクティングロッドの成形品２６ａ、２６ｂが得られる。
【００２２】
なお、前記成形品２６ａ、２６ｂは、図２Ｅに示されるように、一対のコネクティングロッドの大端部２０ａと小端部２０ｂとが相互に反対方向に並列に配置された、いわゆる並列２個取り成形によって製造される。
【００２３】
この場合、前記鍛造成形装置１０は、前記第１〜第５金型１２ａ〜１２ｅからなる複数の上型ダイス及び下型ダイスにより同時に多工程の型打ちを行うことができる多工程鍛造成形プレスであって、型打ち時における上下の金型の位置決め精度が保持されるように設けられている。また、鍛造成形装置１０は、前記第１〜第５金型１２ａ〜１２ｅが直線状に配列された単一の上型（図示せず）と単一の下型２８とによって構成される。
【００２４】
さらに、前記第１〜第５金型１２ａ〜１２ｅの配列方向の両側には、中空でレール状の一対のフィードバー３０ａ、３０ｂが前記下型２８を間にした水平方向に対向配置されている（図１参照）。前記一対のフィードバー３０ａ、３０ｂは、下型２８から所定距離離間し成形体を各成形工程に対して連続して自動送りする機能を営む。
【００２５】
前記一対のフィードバー３０ａ、３０ｂは、装置本体に固定された図示しないトランスファ機構によって、第１〜第４金型１２ａ〜１２ｄの配列方向に沿った矢印Ｘ方向と、前記第１〜第５金型１２ａ〜１２ｅに向かって接近又は離間する矢印Ｙ方向と、前記第１〜第５金型１２ａ〜１２ｄの上下方向（高さ方向）に沿った矢印Ｚ方向とからなる３軸方向に沿ってそれぞれ略同時に移動可能に設けられる。
【００２６】
前記一対のフィードバー３０ａ、３０ｂには、各工程において成形体を把持するための一対のクランプ爪３２ａ、３２ｂが対向配置されると共に、前記一対のクランプ爪３２ａ、３２ｂが第１〜第４金型１２ａ〜１２ｄに対応する位置にそれぞれ離間して複数個設けられる。なお、一方のクランプ爪３２ａ（３２ｂ）には、成形体が把持されて該成形体によってクランプ爪３２ａ（３２ｂ）の図示しないチャック部が押圧されることにより成形体のクランプ状態を検知する図示しない検出センサがそれぞれ付設されている。
【００２７】
次に、第３工程で鍛造成形された第３中間成形体１８の大端部２０ａ及び小端部２０ｂに付着するピアスバリ２２ａ、２２ｂを同時に射抜く第４工程に使用される第４金型１２ｄの概略構成を図３〜図６に示す。
【００２８】
この第４金型１２ｄは、下ダイカセット４０上に固定されたピアス用下型４２と、図示しないプレスラムの駆動作用下に前記ピアス用下型４２に対して接近又は離間自在に設けられたピアス用上型４４とから構成される。
【００２９】
前記ピアス用下型４２は、第１固定用ブロック４６ａ及び第２固定用ブロック４６ｂを介して下ダイカセット４０上に積層された状態で固定される下部側スペーサ４８及びダイプレート５０と、図示しないクランプ機構を介して前記ダイプレート５０上に固定され、上面にワークＷ（第３中間成形体１８）が載置される凹部５２が形成されたピアス用下ダイ５４とを有する。前記ピアス用下ダイ５４は、図示しないフローティング機構（例えば、ばね部材のばね力）によってフローティング可能に支持されている。なお、前記ピアス用下ダイ５４の一端部には、後述する複数本のガイドロッド５６が挿通するためのガイド孔５８が複数個貫通して形成される。
【００３０】
前記ピアス用上型４４は、図示しない昇降機構を介して昇降自在に設けられた図示しないプレスラムと、前記プレスラムに連結される上部側スペーサ６０と、図示しないクランプ機構を介して前記上部側スペーサ６０に固定されるピアス用上ダイ６２と、前記ピアス用上ダイ６２に固定され、ワークＷの大端部２０ａを穿孔して大端孔６４ａを形成する大径な第１パンチ６６ａ及びワークＷの小端部２０ｂを穿孔して小端孔６４ｂを小径な第２パンチ６６ｂとを有する。
【００３１】
なお、前記第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂは、コンロッドの並列２個取り成形に対応して合計２対配置されるが、便宜上、一対の第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂのみを図示し他の一対の第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂの図示を省略する。
【００３２】
さらに、前記ピアス用上型４４は、前記ピアス用上ダイ６２に固定され、ピアス用下ダイ５４に形成されたガイド孔５８内に挿通されることによりピアス用下ダイ５４の凹部５２内に載置されたワークＷに対して前記第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂを位置決めする複数本のガイドロッド５６と、図示しない支持機構を介して前記ピアス用上ダイ６２にフローティング自在に支持され、高荷重用スプリング７０のばね力によってワークＷをピアス用下ダイ５４側に向かって押圧する押圧プレート７２と、前記ピアス用上ダイ６２と前記押圧プレート７２との間に介装され該押圧プレート７２をピアス用下ダイ５４側に向かって押圧する方向に付勢する高荷重用スプリング７０と、例えば、シリンダ等の図示しないアクチュエータに連結され前記アクチュエータの付勢作用下にピアス用上ダイ６２の上面を下方側に向かって押圧することにより第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂをワークＷから離間させるノックアウトパンチ７４とを有する。
【００３３】
本発明の実施の形態に係る鍛造成形装置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、図７に示されるフローチャートに沿って第４金型１２ｄの動作並びに作用効果について以下詳細に説明する。
【００３４】
先ず、図３に示されるように、ピアス用上型４４がピアス用下型４２から離間し上方の所定位置に待機した状態を初期位置とする。
【００３５】
このような初期位置において、第３金型１２ｃで仕上げ加工が施された外バリ２４を含む第３中間成形体１８（ワークＷ）が一対のフィードバー３０ａ、３０ｂの一対のクランプ爪３２ａ、３２ｂによって把持され、前記一対のフィードバー３０ａ、３０ｂの変位作用下にワークＷがピアス用下ダイ５４まで搬送されて凹部５２内に載置される（ステップＳ１）。
【００３６】
続いて、図示しないプレスラムの駆動作用下にピアス用上型４４を一体的に下降させ（ステップＳ２）、押圧プレート７２がワークＷに当接する前、ピアス用上ダイ６２に固定された複数のガイドロッド５６がピアス用下ダイ５４に形成されたガイド孔５８内に挿通されることにより（ステップＳ３）、ピアス用上ダイ６２とピアス用下ダイ５４とが位置決めされる共に、前記ピアス用上ダイ６２に固定された第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂがワークＷに対して高精度に所定位置に位置決めされる（ステップＳ４）。
【００３７】
前記ピアス用上型４４がさらに下降動作を継続することにより、ワークＷの上面に対して押圧プレート７２が当接し高荷重用スプリング７０のばね力によってワークＷがピアス用下ダイ５４側に向かって押圧される（ステップＳ５）。換言すると、ワークＷは高荷重用スプリング７０のばね力の作用下に押圧プレート７２とピアス用下ダイ５４との間に挟圧された状態で所定位置に保持される。
【００３８】
このようにワークＷが所定位置に位置決めされて保持された状態において、ピアス用上ダイ６２が高荷重用スプリング７０のばね力に抗してさらに下降することにより、前記ピアス用上ダイ６２と一体的に第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂが下降し、一方の第１パンチ６６ａによってワークＷの大端部２０ａに対し大端孔６４ａが穿孔されると同時に、他方の第２パンチ６６ｂによってワークＷの小端部２０ｂに対し小端孔６４ｂが穿孔される（ステップＳ６）。
【００３９】
すなわち、ピアス用上ダイ６２に固定された第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂによって、ワークＷの大端部２０ａに付着したピアスバリ２２ａが除去されると同時に、該ワークＷの小端部２０ｂに付着したピアスバリ２２ｂが除去され、大端孔６４ａ及び小端孔６４ｂを同時に穿孔するピアス成形が遂行される。
【００４０】
この場合、ガイド孔５８及びガイドロッド５６による案内作用下に、ワークＷに対して第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂがそれぞれ所定位置に精度良く位置決めされているため、前記ワークＷの大端部２０ａに対して大端孔６４ａが位置決めされた所定位置に穿孔されると同時に、前記ワークＷの小端部２０ｂに対して小端孔６４ｂが位置決めされた所定位置に穿孔される。
【００４１】
前記第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂの穿孔作用下にワークＷに対して大端孔６４ａ及び小端孔６４ｂが形成された後、図示しないアクチュエータを付勢してノックアウトパンチ７４を下方側に向かって変位させ前記ノックアウトパンチ７４によって押圧プレート７２を下方側に向かって押圧する。従って、前記ノックアウトパンチ７４の押圧作用により、ワークＷの大端孔６４ａ及び小端孔６４ｂから第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂが円滑に抜脱し、前記第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂをワークＷから円滑に離脱させることができる（ステップＳ７）。
【００４２】
この場合、加熱されたワークＷの温度低下によってワークＷが収縮し、大端孔６４ａ及び小端孔６４ｂを射抜いた後に第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂの外周面に該ワークＷの肉がへばりつくことを防止することができる。
【００４３】
最後にピアス用上型４４全体がピアス用下型４２から離間して初期位置に復帰（ステップＳ８）した後、一対のフィードバー３０ａ、３０ｂの変位作用下に大端孔６４ａ及び小端孔６４ｂのピアス加工が施された成形体を前記フィードバー３０ａ、３０ｂのクランプ爪３２ａ、３２ｂで把持して第５金型１２ｅに搬送し、前記第５金型１２ｅにおいて外縁部に付着した外バリ２４を射抜くことにより、一対のコンロッドの成形品２６ａ、２６ｂが得られる。
【００４４】
本実施の形態では、鍛造成形装置１０を構成する第４金型１２ｄの第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂによってワークＷの大端部２０ａ及び小端部２０ｂに対して大端孔６４ａ及び小端孔６４ｂが同時に穿孔されるため、鍛造成形後の後加工工程でピアス加工を施すことが不要となり後加工を簡略化して製造コストを低減することができる。
【００４５】
また、本実施の形態では、第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂによって大端孔６４ａ及び小端孔６４ｂが同時に穿孔される際、ピアス用下ダイ５４のガイド孔５８に対しピアス用上ダイ６２に固定されたガイドロッド５６が係合してガイド機能が発揮されることにより、ワークＷの大端部２０ａ及び小端部２０ｂに対して第１パンチ６６ａ及び第２パンチ６６ｂが所定位置に位置決めされた状態で穿孔される。この結果、ワークＷの大端部２０ａ及び小端部２０ｂの所定位置に対して高精度に大端孔６４ａ及び小端孔６４ｂが形成される。
【００４６】
さらに、本実施の形態では、鍛造用素材を荒加工する第１工程から成形品が得られる第５工程までを順次連続して遂行する複数の第１〜第５金型１２ａ〜１２ｅが直線状に近接して配置された鍛造成形装置１０を用い、前記鍛造成形装置１０に配置された第４金型１２ｄによって大端孔６４ａ及び小端孔６４ｂを穿孔するピアス成形がなされることにより、生産効率を向上させて大量生産することが可能となる。
【００４７】
さらにまた、第１工程から第５工程までの各中間成形体を搬送する一対のフィードバー３０ａ、３０ｂを用いた場合であっても、前記一対のフィードバー３０ａ、３０ｂによってワークＷがピアス用下ダイ５４の凹部５２内に円滑に載置され、前記ワークＷを所定位置に位置決め保持した状態でピアス成形を遂行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明のコネクティングロッドの製造方法を実施する鍛造成形装置の概略構成斜視図である。
【図２】図１に示す鍛造成形装置によって連続成形される中間成形体の形状を示す工程図である。
【図３】図１に示す鍛造成形装置を構成する第４金型のピアス用上型とピアス用下型とが離間した初期位置の縦断面概略構成図である。
【図４】図３に示す状態からピアス用上型が下降し、ピアス用上型に固定されたガイドロッドがピアス用下型に形成されたガイド孔に係合した状態を示す縦断面概略構成図である。
【図５】図４に示す状態からピアス用上型がさらに下降し、押圧プレートとピアス用下ダイとによってワークが挟圧された状態において、第１パンチ及び第２パンチによって大端孔及び小端孔が同時に穿孔された状態を示す縦断面概略構成図である。
【図６】前記ピアス用上型が上昇し、第１パンチ及び第２パンチがワークＷから離間した状態を示す縦断面概略構成図である。
【図７】第４金型によってワークの大端部及び小端部に対し、第１パンチ及び第２パンチによって大端孔及び小端孔が同時に穿孔される工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１０…鍛造成形装置                        １２ａ〜１２ｅ…金型
１４、１６、１８…中間成形体              ２０ａ…大端部
２０ｂ…小端部                            ２２ａ、２２ｂ…ピアスバリ
２４…外バリ                              ２６ａ、２６ｂ…成形品
３０ａ、３０ｂ…フィードバー              ４０…下ダイカセット
４２…ピアス用下型                        ４４…ピアス用上型
４６ａ、４６ｂ…固定用ブロック            ４８…下部側スペーサ
５０…ダイプレート                        ５２…凹部
５４…ピアス用下ダイ                      ５６…ガイドロッド
５８…ガイド孔                            ６０…上部側スペーサ
６２…ピアス用上ダイ                      ６４ａ…大端孔
６４ｂ…小端孔                            ６６ａ、６６ｂ…パンチ
７０…高荷重用スプリング                  ７２…押圧プレート
７４…ノックアウトパンチ
【図１】
2008100270.tif 000003
【図２】
2008100270.tif 000004
【図３】
2008100270.tif 000005
【図４】
2008100270.tif 000006
【図５】
2008100270.tif 000007
【図６】
2008100270.tif 000008
【図７】
2008100270.tif 000009