(57)【要約】【課題】ボルト孔が破断面の中心から偏位するように設けられたコネクティングロッドであっても、その大端部を好適に破断分割することにある。【解決手段】ボルトを挿通するための一組のボルト孔４２ａ、４２ｂが大端部３８の左右側部にロッド部３４の軸線と略平行に、且つ、前記ボルト孔４２ａ、４２ｂの中心が破断面の中心から偏位した位置に設けられ、前記大端部３８の結合孔３６に第１マンドレル１１４及び第２マンドレル１２０がそれぞれ圧着して破断分割する際、可動ステージ側の第１マンドレル１１４が結合孔３６の内壁に接触する接触面積は、固定ステージ側の第２マンドレル１２０が結合孔３６の内壁に接触する接触面積よりも大きく設定される。【選択図】図１７
2008144925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記大端部の結合孔を一組の拡張具にセットし、前記拡張具を拡張させることで、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装置であって、
基台上に固定された固定ステージと、
前記固定ステージと対向配置され水平方向に沿って該固定ステージと接近又は離間自在に設けられた可動ステージと、
前記固定ステージに設けられた一方の拡張具、及び前記可動ステージに設けられ該可動ステージと一体的に変位する他方の拡張具と、
前記大端部を破断分割するために、前記一方の拡張具と前記他方の拡張具とが相互に離間するように破断荷重を付与する荷重機構と、
を備え、
破断分割されたキャップ部とロッド部とを一体的に連結するために連結部材を挿通するための一組の連結孔が大端部の左右側部に前記ロッド部の軸線と略平行となるように設けられ、前記連結孔の中心が破断面の中心から偏位した位置に設けられ、
前記大端部の結合孔に前記一組の拡張具が係合して前記大端部を破断分割する際、前記可動ステージ側の他方の拡張具が結合孔の内壁に接触する接触面積は、前記固定ステージ側の一方の拡張具が結合孔の内壁に接触する接触面積よりも大きく設定されることを特徴とするコネクティングロッドの製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記固定ステージ側の一方の拡張具は、破断分割されたロッド部側に配置され、前記可動ステージ側の他方の拡張具は、破断分割されたキャップ部側に配置されることを特徴とするコネクティングロッドの製造装置。
【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装置に関し、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装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、車両用のエンジンには、ピストンピンとクランクピンとを連結するコネクティングロッドが広く用いられている。このコネクティングロッドは、前記クランクピンに連結される大端部と、前記ピストンピンに連結される小端部とを有しており、その製造工程では、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一般的に行われている。
【０００３】
この種のコネクティングロッドを破断分割する装置として、例えば、特許文献１には、コネクティングロッドの軸受部の軸受孔に外方向への内圧を付与する内圧付与装置と前記軸受部に外圧を付与する一組の外圧付与装置とを設け、前記一組の外圧付与装置によって前記軸受部に外圧を付与すると共に前記内圧付与装置によって前記軸受部に内圧を付与し、内圧付与装置による内圧が軸受部を分割し得る内圧にあるときに前記外圧付与装置の外圧を瞬間的に開放し、前記内圧によって軸受部を瞬間的に分割する装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、コネクティングロッドを載置するパレットの基盤に互いに離反する方向に移動可能に配設され前記コネクティングロッドを水平に支持する第１及び第２の支持部材と、これらの第１及び第２の支持部材に垂設され各外周面がそれぞれ開口部内面に当接するマンドレル半部からなる半割形のマンドレルと、各マンドレル半部の対向する端面と当接する面がそれぞれテーパ面をなし各マンドレル半部を均等に離反拡張させる楔と、前記楔に荷重を付与するアクチュエータと、前記アクチュエータに初期荷重を付与して開口部内面に各マンドレル半部を当接させた後、破断荷重を加えて開口部を瞬間的に破断する制御回路とを備えたコネクティングロッドの破断装置が開示されている。
【０００５】
次に、この種のコネクティングロッドの破断分割に関し、例えば、特許文献３には、コネクティングロッドの大端孔に嵌合された一対の半円柱状突起の軸方向両側に前記一対の半円柱状突起を互いに隔離させる方向の破壊力を均等に付与することにより、分割後の大端孔の歪みを防止することができる、と記載されたコネクティングロッドの分割装置が開示されている。
【０００６】
前記特許文献１〜３にそれぞれ開示された破断分割装置では、半円柱状突起の同一形状からなる一対のマンドレル半部が組み合わされて構成されたマンドレルに対し、コネクティングロッドの大端部の孔部を挿通させて位置決めした後、前記一対のマンドレル半部に形成された断面矩形状孔部の間に楔部材を圧入して一対のマンドレル半部を相互に離間させることにより前記大端部をキャップ部とロッド部とに破断分割している。
【０００７】
換言すると、前記特許文献１〜３にそれぞれ開示された破断分割装置では、コネクティングロッドの大端部の孔部に対して同一接触面積からなる一対のマンドレル半部を設け、前記一対のマンドレル半部間に楔部材を圧入して該一対のマンドレル半部を相互に離間させることにより、前記一対のマンドレル半部にそれぞれ接触する大端部をキャップ部とロッド部とに破断分割している。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２７７８４８号公報
【特許文献２】特開２００２−６６９９８号公報
【特許文献３】特開平６−４２５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、コネクティングロッドには、破断分割されたキャップ部とロッド部とを一体的に結合するためにボルトを挿通するための一組のボルト孔が大端部の左右側部にロッド部の軸線と略平行となるように設けられ、しかも前記ボルト孔の中心が破断面の中心から結合孔の内径側に向かって偏位した位置（結合孔に近接した位置）に設けられた車種が異なるコネクティングロッドが使用されている。
【００１０】
そこで、特許文献１〜３に開示された破断分割装置を用い、コネクティングロッドの大端部の孔部に対して同一接触面積からなる一対のマンドレル半部を相互に離間させることによって、このような車種が異なる他のコネクティングロッドの大端部をキャップ部とロッド部とに破断分割した場合、図２３に示されるように、破断線１が大端部２の結合孔３の内周面からボルト孔４までは水平方向に沿って進むが、前記ボルト孔４を通過した後に前記破断線１がキャップ部５側の上方に向かって進行するため、上向きの破断線１を有しキャップ部５とロッド部６との間で破断面形状が不均一な不良品が発生するという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、連結孔が破断面の中心から偏位するように設けられたコネクティングロッドであっても、その大端部を好適に破断分割することが可能なコネクティングロッドの製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために、本発明は、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、前記大端部の結合孔を一組の拡張具にセットし、前記拡張具を拡張させることで、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装置であって、
基台上に固定された固定ステージと、
前記固定ステージと対向配置され水平方向に沿って該固定ステージと接近又は離間自在に設けられた可動ステージと、
前記固定ステージに設けられた一方の拡張具、及び前記可動ステージに設けられ該可動ステージと一体的に変位する他方の拡張具と、
前記大端部を破断分割するために、前記一方の拡張具と前記他方の拡張具とが相互に離間するように破断荷重を付与する荷重機構と、
を備え、
破断分割されたキャップ部とロッド部とを一体的に連結するために連結部材を挿通するための一組の連結孔が大端部の左右側部に前記ロッド部の軸線と略平行となるように設けられ、前記連結孔の中心が破断面の中心から偏位した位置に設けられ、
前記大端部の結合孔に前記一組の拡張具が係合して前記大端部を破断分割する際、前記可動ステージ側の他方の拡張具が結合孔の内壁に接触する接触面積は、前記固定ステージ側の一方の拡張具が結合孔の内壁に接触する接触面積よりも大きく設定されることを特徴とする。
【００１３】
この場合、前記固定ステージ側の一方の拡張具は、破断分割されたロッド部側に配置され、前記可動ステージ側の他方の拡張具は、破断分割されたキャップ部側に配置され、換言すると、可動側の拡張具が固定側の拡張具よりも結合孔の内壁に対する接触面積が大きく設定されるとよい。
【００１４】
本発明によれば、例えば、コネクティングロッドのロッド部を固定ステージ側にセットすると共に、前記コネクティングロッドのキャップ部を前記固定ステージに対して移動可能に設けられた可動ステージ側にセットする。
【００１５】
続いて、荷重機構を介して荷重を略同時に付与することにより固定ステージから可動ステージが離間し、前記固定ステージ側に固定された一方の拡張具と前記可動ステージ側に固定された他方の拡張具がそれぞれ離間して、大端部がキャップ部とロッド部とに破断分割される。
【００１６】
本発明では、一方の拡張具及び他方の拡張具における大端部の結合孔の内壁面との接触面積を異なるように設定することにより、前記大端部の左右両側部に穿孔された連結孔の中心が、例えば、車種との関係上、破断面の中心と一致することがなく、前記破断面の中心から、例えば、結合孔の内径側に向かって所定長だけ偏位した位置に設けられている場合であっても、破断分割時において大端部に発生する歪みを好適に制御し、キャップ部とロッド部との破断線を略水平方向に沿って延在させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、連結部材が挿入される連結孔が破断面の中心から偏位するように設けられたコネクティングロッドであっても、前記連結孔に影響されることがなく、大端部をキャップ部とロッド部とに好適に破断分割することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係るコネクティングロッドの製造装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１Ａは、本発明が適用される被加工物としてのコネクティングロッド３０の斜視図であり、図１Ｂは、コネクティングロッド３０がキャップ部３２とロッド部３４に破断分割された状態を示す斜視図である。
【００２０】
このコネクティングロッド３０は、略円形状の結合孔３６を介してキャップ部３２とロッド部３４とが一体的に形成された大端部３８と、大端部３８とは反対側に配置される小端部４０とを有する。このコネクティングロッド３０は、例えば、鋳造又は鍛造等によって一体成形される。
【００２１】
また、コネクティングロッド３０の大端部３８の左右両側部には、例えば、ドリル等の図示しない穿孔機構によってボルト孔（連結孔）４２ａ、４２ｂが前記ロッド部３４の軸線と略平行となるようにそれぞれ形成されている。
【００２２】
前記ボルト孔４２ａ（４２ｂ）の中心は、図１８Ａに示されるように、車種との関係上、後述する破断面の中心と一致することがなく、前記破断面の中心から結合孔３６の内径側に向かって所定長ｔだけ偏位した位置に設けられている。なお、前記とは反対にボルト孔（４２ｂ）の中心が破断面の中心から大端部３８の外面側に向かって所定長だけ偏位した位置に設けられた場合であってもよい。
【００２３】
この場合、ボルト孔４２ａ（４２ｂ）の中心と破断面の中心とが一致した図１８Ｂに示される比較例と対比すると諒解されるように、ボルト孔４２ａ（４２ｂ）の水平方向に沿った左側部分と右側部分とでは破断面積が異なるように設けられる。すなわち、図１８Ａにおいて、ボルト孔４２ａ（４２ｂ）と結合孔３６の内壁面との間に設けられた左側部分の破断面積が小さく、前記ボルト孔４２ａ（４２ｂ）と大端部３８の側部外面との間に設けられた右側部分の破断面積が大きくなっている。
【００２４】
これらのボルト孔４２ａ、４２ｂには、例えば、エンジン等の組立工程において、図示しないボルト（連結部材）がキャップ部３２側からそれぞれ螺入され、キャップ部３２がロッド部３４に締め付けられる。このようにして、破断分割されたキャップ部３２とロッド部３４とを一体的に締結することにより、コネクティングロッド３０の大端部３８が前記エンジンのクランクピンに連結される。
【００２５】
なお、図１Ａ中、参照符号４４は、大端部３８におけるキャップ部３２とロッド部３４との境界部位となる分割部を示す。この分割部４４は、大端部３８の両側において、結合孔３６を中心に対向した部位に設定される。
【００２６】
次に、本発明の実施形態に係る分割加工装置５０を図２〜４に示す。図２は、前記分割加工装置５０の一部分解斜視図、図３は、前記図２の平面図、図３は、図２の軸線方向に沿った縦断面図である。
【００２７】
この分割加工装置５０は、コネクティングロッド３０が所定位置に位置決めされた状態でセットされると共に、前記セットされたコネクティングロッド３０を保持するワーク位置決め保持機構５２と、コネクティングロッド３０の大端部３８を破断分割するための破断分割機構５４と、前記破断分割機構５４に予備荷重（プリロード）を付与する予備荷重付与機構５６（図７及び図８参照）と、おもり（重量物）５７を落下させることによって破断分割機構５４に衝撃荷重を付与する荷重機構５８（図７及び図８参照）とを有する。
【００２８】
ワーク位置決め保持機構５２は、上方から見て略長方形状に形成された基台６０と、前記基台６０上に固定された固定ステージ６２と、前記固定ステージ６２と対向配置され該固定ステージ６２に対して前記基台６０の軸線方向に沿った水平方向において接近又は離間自在に設けられた可動ステージ６４と、前記基台６０の軸線方向の外方に向かって突出するように該基台６０の両端部にそれぞれ固定された第１ブラケット６６及び第２ブラケット６８とを備える。
【００２９】
前記固定ステージ６２は、第１ブラケット６６を介して基台６０に固定された固定テーブル７０と、前記固定テーブル７０に固設される第１油圧シリンダ７２と、前記第１油圧シリンダ７２のピストンロッド７２ａの先端部に連結され、ガイドレール７４に沿ってコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って進退自在に設けられた可動ブロック７６と、前記可動ブロック７６の端部から所定長だけ突出するように前記可動ブロック７６の溝部に固定され、前記第１油圧シリンダ７２の駆動作用下にコネクティングロッド３０の小端部４０に係合して該小端部４０を軸線方向に沿った大端部３８側に向かって押圧する第１ワーク支持部材７８とを含む。
【００３０】
前記第１油圧シリンダ７２は、供給される圧油の圧力を図示しない切換弁の切換作用下に低圧と高圧とに切り換えることにより、コネクティングロッド３０の小端部４０を軸線方向に沿った大端部３８側に向かって押圧する力（推力）を切り換えることができる。
【００３１】
なお、前記第１ワーク支持部材７８の先端部には、図２及び図５に示されるように、コネクティングロッド３０の小端部４０に係合する断面ｖ字状に窪んだテーパ状の係合部８０が形成される。
【００３２】
さらに、前記固定ステージ６２は、前記可動ブロック７６を間にして固定テーブル７０上に略平行に固定された一組のガイド部材８２ａ、８２ｂと、前記ガイド部材８２ａ、８２ｂに沿って摺動する一組のガイドブロック８４を介してコネクティングロッド３０に対して進退自在に設けられたスライダ８６と、前記固定テーブル７０に固設され前記スライダ８６を進退動作させる第１エアシリンダ８８とを有する。
【００３３】
前記スライダ８６には、一組の軸受ブロック９０ａ、９０ｂに軸着された第１ピン９２を支点として所定角度だけ回動自在に設けられた第２エアシリンダ９４と、二股の分岐部を有し前記第２エアシリンダ９４のピストンロッド９４ａに連結されたジョイント部材９６と、一端部が第２ピン９８を介して前記ジョイント部材９６の分岐部の間に軸着され中央部が第３ピン１００を介して前記スライダ８６の連結プレート１０２に軸支された第２ワーク支持部材１０４とが設けられる。
【００３４】
前記第２ワーク支持部材１０４の先端部には略Ｙ字状を呈する押圧部１０４ａが設けられ、前記押圧部１０４ａは、前記第２エアシリンダ９４の駆動作用下に前記第３ピン１００を回動支点として所定角度揺動（回動）することにより、コネクティングロッド３０の大端部３８（ロッド部３４）の上面部を下方に向かって押圧して該コネクティングロッド３０を保持する機能を有する。
【００３５】
前記固定テーブル７０に近接する基台６０上には、図５に示されるように、断面矩形状の凹部１０６を間にして上方に向かって二股状に突出した固定ブロック１０８が固定され、前記固定ブロック１０８の凹部１０６には、小端部４０の孔部を貫通してコネクティングロッド３０の端部を位置決めすると共に保持する位置決め固定ピン１１０が設けられる。
【００３６】
この場合、前記固定ブロック１０８の断面矩形状の凹部１０６に沿って第１ワーク支持部材７８が水平方向から進入することにより、前記第１ワーク支持部材７８とコネクティングロッド３０との軸線が一致した状態で該第１ワーク支持部材７８の先端部に形成された係合部８０がコネクティングロッド３０の小端部４０に対して確実に係合するように案内される。
【００３７】
さらに、図４及び図６に示されるように、前記固定ブロック１０８と可動ステージ６４との間には、基台６０上に固定された保持ブロック１１２が設けられる。前記保持ブロック１１２上には、大端部３８の結合孔３６の内壁に接触し、半円状の凸部１１４ａを有する第１マンドレル１１４が固定される。この場合、前記第１マンドレル１１４は、固定側の一方の拡張具として機能するものである。
【００３８】
基台６０上には、図２及び図３に示されるように、コネクティングロッド３０の軸線方向に沿って可動ステージ６４を案内する一組の第１ガイド要素１１６ａ、１１６ｂが略平行に固定される。前記一組の第１ガイド要素１１６ａ、１１６ｂには基台６０の上面との間で軸線方向に沿って延在する長溝がそれぞれ形成され、前記長溝に対してスライドブロック１１８のフランジ部１１８ａが摺動するように設けられる。
【００３９】
図４及び図６に示されるように、前記スライドブロック１１８の上面には、大端部３８の結合孔３６の内壁面に接触し、略半円状の凸部１２０ａを有する第２マンドレル１２０が固定される。前記第２マンドレル１２０は、可動側の他方の拡張具として機能するものである。この場合、前記第２マンドレル１２０が可動ステージ６４と一体的に変位することにより、固定ステージ６２側の第１マンドレル１１４に対して所定距離だけ接近又は離間可能に設けられる。
【００４０】
図１７に示されるように、キャップ部３２側に位置する第１マンドレル１１４には、平面視して、最大直径がＤ１からなる直線状側面１１５と、コネクティングロッド３０の大端部３８がセットされたときに結合孔３６の内壁面と接触する第１円弧状側周面１１７とが設けられる。
【００４１】
一方、ロッド部３４側に位置する第２マンドレル１２０には、平面視して、最大直径Ｄ２が前記Ｄ１より小なる直線状側面１１９と、コネクティングロッド３０の大端部３８がセットされたときに結合孔３６の内壁面と接触する第２円弧状側周面１２１と、前記第２円弧状側周面１２１の両側に形成され結合孔３６の内壁面との間でクリアランスが形成される一組のサイドカット部１２３ａ、１２３ｂとが設けられる。
【００４２】
この場合、固定側の第２マンドレル１２０のサイドカット部１２３ａ、１２３ｂが結合孔３６の内壁面と非接触状態となるため、可動ステージ６４側の第１マンドレル１１４が結合孔３６の内壁面に接触する接触面積は、固定ステージ６２側の第２マンドレル１２０が結合孔３６の内壁面に接触する接触面積よりも大きく設定されている。このように第１マンドレル１１４と第２マンドレル１２０の形状を異なるように設けて大端部３８の結合孔３６の内壁面との接触面積を異なるように設定することにより、後述するように、破断分割時に大端部３８に発生する歪みを好適に制御することができる。
【００４３】
例えば、その一例として、第１マンドレル１１４の最大直径Ｄ１と第２マンドレル１２０の最大直径Ｄ２との差（Ｄ１−Ｄ２）は、約１ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定されるとよい（第１及び第２マンドレル１１４、１２０における片側の幅方向の寸法差が約０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下）。
【００４４】
前記第１及び第２マンドレル１１４、１２０の凸部１１４ａ、１２０ａの合わせ面には、それぞれ、断面矩形状の凹部１１４ｂ、１２０ｂが形成され、前記凹部１１４ｂ、１２０ｂを合わせることにより鉛直方向に沿って延在する貫通孔が形成される。前記貫通孔には、断面矩形状の楔部材１２２が係合するように設けられる。この場合、第１及び第２マンドレル１１４、１２０の各半円状の凸部がそれぞれ合体して略円形状凸部となり、前記略円形状凸部に対してコネクティングロッド３０の大端部３８の結合孔３６がセットされる。
【００４５】
さらに、前記スライドブロック１１８の端部には鉛直方向に沿って立設する連結プレート１２４が固定され、前記連結プレート１２４には一組の第３エアシリンダ１２６ａ、１２６ｂが水平方向に沿って所定間隔離間して連結される（図３参照）。前記第３エアシリンダ１２６ａ、１２６ｂのピストンロッドの先端部には、シャフト１２８を介して、一組の第３ワーク支持部材（第１支持機構）１３０ａ、１３０ｂが連結される。一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂは、それぞれ、一組の第３エアシリンダ１２６ａ、１２６ｂの駆動作用下にコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って第２マンドレル１２０の平面上を進退自在に設けられる。
【００４６】
前記一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの軸線方向に沿った一端部には、コネクティングロッド３０の大端部３８のキャップ部３２に当接し、該コネクティングロッド３０を大端部３８から小端部４０側に向かって軸線方向と平行に押圧する一組の突起部１３２が設けられる。前記突起部１３２と反対側の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの他端部には、後述する第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの押圧面１３６に係合する傾斜面１３８が設けられる。
【００４７】
この場合、前記一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂは、図２及び図３に示されるように、第２マンドレル１２０の平面部の上面に略平行に固定された二組の第２ガイド要素１４０ａ〜１４０ｄの案内作用によってコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って直線状に変位するように設けられる。
【００４８】
さらにまた、スライドブロック１１８の上面には固定板１４１が設けられ、前記固定板１４１の上方には支持部１４２によって支持された天板１４４を介して一組の第２油圧シリンダ（第２支持機構）１４６ａ、１４６ｂが固定される（図２参照）。前記一組の第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂのピストンロッドの先端部には、略立方体状のブロック体からなる一組の第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂが連結され、前記第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂは鉛直上下方向に沿って変位自在に設けられる。
【００４９】
前記一組の第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂは、それぞれ、供給される圧油の圧力を図示しない切換弁の切換作用下に低圧と高圧とに切り換えることにより、一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂをコネクティングロッド３０のキャップ部３２側に向かって押圧する力（推力）を切り換えることができる。
【００５０】
前記第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの一側面には、第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの傾斜面１３８に係合して該第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂをコネクティングロッド３０側に向かって押圧する押圧面１３６が形成される。
【００５１】
前記支持部１４２は、図３に示されるように、前記固定板１４１の上面に立設して固定され、所定間隔離間してコネクティングロッド３０の軸線と略平行に延在する一組の第１支持板１４２ａ、１４２ｂと、前記一組の第１支持板１４２ａ、１４２ｂの上部側壁に略水平方向に沿って横架されるように連結された第２支持板１４２ｃと、前記第２支持板１４２ｃの鉛直面に沿って略平行に連結された一組の第３支持板１４２ｄ、１４２ｅとによって構成される。
【００５２】
前記第３支持板１４２ｄ、１４２ｅには鉛直方向に沿って略平行に延在する一組の凸部１４８が形成され、前記第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂにそれぞれ形成された凹部１５０と前記凸部１４８とが係合することにより、該第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂが鉛直方向に沿って円滑に案内される。
【００５３】
また、第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの押圧面１３６が第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの傾斜面１３８に係合して該第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂを押圧したときの反力は、鉛直方向に沿って立設する第１支持板１４２ａ、１４２ｂを介して一組の第３支持板１４２ｄ、１４２ｅによって好適に支持される。
【００５４】
基台６０から外方に向かって突出する第２ブラケット６８の第１側壁部６８ａには、第１ピストンロッド１５２ａの先端部が連結プレート１２４に連結されて可動ステージ６４全体をコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って変位させる第４エアシリンダ１５２が固定される。
【００５５】
前記第４エアシリンダ１５２は、シリンダチューブの軸線方向に沿った両端部から第１ピストンロッド１５２ａ及び第２ピストンロッド１５２ｂのそれぞれが突出する両ロッドタイプによって構成される。この場合、第１ピストンロッド１５２ａは、スライドブロック１１８に連結された連結プレート１２４に固定され、第２ピストンロッド１５２ｂは自由端として設けられる。
【００５６】
また、前記第２ブラケット６８の第１側壁部６８ａには、前記第４エアシリンダ１５２を間にしてその両側に一組のバックアップシリンダ１５３、１５５が固定される。前記一組のバックアップシリンダ１５３、１５５のピストンロッド１５３ａ、１５５ａの先端部は、それぞれ、連結プレート１２４に連結されて可動ステージ６４全体をコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って変位させ、後述するように可動ステージ６４と一体的に変位するキャップ部３２の破断面を固定側のロッド部３４の破断面と当接させるように設けられている。
【００５７】
第２ブラケット６８の第２側壁部６８ｂには第５エアシリンダ１５４が固定され、前記第５エアシリンダ１５４のピストンロッド１５４ａの端部は、第４エアシリンダ１５２の第２ピストンロッド１５２ｂに臨んで当接可能に設けられる。この第５エアシリンダ１５４を駆動させてピストンロッド１５４ａを伸長させることにより前記第４エアシリンダ１５２の第２ピストンロッド１５２ｂに当接し、可動ステージ６４全体を押圧して水平方向に沿って変位させることができる。
【００５８】
破断分割機構５４は、大端部３８の結合孔３６がセットされる一組の半円状の凸部を有する第１及び第２マンドレル１１４、１２０と、この第１及び第２マンドレル１１４、１２０を相互に離間する方向に拡張させるために圧入される楔部材１２２を備えている。
【００５９】
第１及び第２マンドレル１１４、１２０の半円状の凸部１１４ａ、１２０ａには、楔部材１２２が嵌挿される凹部１１４ｂ、１２０ｂが形成され、固定ステージ６２側の第１マンドレル１１４の凹部１１４ｂの壁面は概ね鉛直方向に沿って形成され、可動ステージ６４側の第２マンドレル１２０の凹部１２０ｂの壁面は、上方側に指向して外方に傾斜するテーパ状に形成されている（図４及び図６参照）。
【００６０】
楔部材１２２は、その先端部に指向して拡幅するテーパ面１２２ａを有する。このテーパ面１２２ａが前記第２マンドレル１２０の壁面に摺接するようにして、楔部材１２２が凹部１１４ｂ、１２０ｂに嵌挿される。従って、楔部材１２２が図４中、下方側に略同時に付勢されると、そのテーパ面１２２ａと壁面との摺動作用によって、固定ステージ６２側の第１マンドレル１１４に対して可動ステージ６４側の第２マンドレル１２０がスライドしながら離間する方向に拡張されることになる。
【００６１】
図７に示されるように、予備荷重付与機構５６には、楔部材１２２に付与する予備荷重を発生させる第３油圧シリンダ１５６が備えられている。この第３油圧シリンダ１５６は、連結ピン１５８等から構成される連結機構１６０を介して楔部材１２２の端部に連結されるピストンロッド（荷重伝達具）１６２と、ピストンロッド１６２に形成された環状の段差面１６２ａに係合する段部１６４ａを有するピストン１６４を備えている。
【００６２】
ピストンロッド１６２は、ピストン１６４の中央部を貫通し、ピストン１６４に対して摺動自在に設けられている。従って、第３油圧シリンダ１５６のピストン１６４は、ピストンロッド１６２に対して楔部材１２２の圧入方向に向かって一体的に変位すると共に、楔部材１２２の圧入方向とは反対方向に離間可能に設けられている。換言すると、第３油圧シリンダ１５６は、ピストン１６４を介して、ピストンロッド１６２の一方向（鉛直下方向）にのみ前記予備荷重を付与することが可能である。
【００６３】
予備荷重付与機構５６と荷重機構５８には、ピストンロッド１６２を介して楔部材１２２に連結される共通の荷重伝達用のシャフト（荷重伝達具）１６６が備えられている。このシャフト１６６は、前記段差面１６２ａ側において、ピストンロッド１６２と一体的に形成されている。また、シャフト１６６の他端側には、フランジ部１６６ａが設けられており、このフランジ部１６６ａは、シャフト１６６の軸方向に位置調節可能である。
【００６４】
荷重機構５８には、おもり５７を載置すると共に、前記フランジ部１６６ａに上方側から当接することにより、シャフト１６６を介して楔部材１２２に付与する衝撃荷重を発生させる昇降テーブル１６８と、前記昇降テーブル１６８を鉛直上下方向に沿って摺動自在に支持する一組のガイド部材１７０ａ、１７０ｂと、前記落下する昇降テーブル１６８の衝撃を緩和する一組の緩衝部材１７２ａ、１７２ｂとが備えられている。
【００６５】
なお、荷重機構５８には、前記昇降テーブル１６８の落下ストロークの下限位置が調節可能な図示しないストッパ機構と、落下した昇降テーブル１６８を上方側の落下待機位置に復帰させる図示しない昇降テーブル復帰機構と、大端部３８の破断分割時に下方側に向かって変位した楔部材１２２を初期位置に復帰させる図示しない復帰用シリンダとが備えられている。
【００６６】
本発明の実施の形態に係るコネクティングロッドの分割加工装置５０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果を図１１に示されるフローチャートに基づいて以下詳細に説明する。
【００６７】
先ず、一体成形されたコネクティングロッド３０がワーク位置決め保持機構５２にセットされる（図４参照）。その際、コネクティングロッド３０は、位置決め固定ピン１１０によって小端部４０側が位置決めされると共に、大端部３８の結合孔３６が第１及び第２マンドレル１１４、１２０の合わされた略円形状の凸部に嵌め込むようにセットされる（ステップＳ１）。
【００６８】
このようにしてセットされたコネクティングロッド３０は、ワーク位置決め保持機構５２を介して所定位置に保持される。すなわち、第１油圧シリンダ７２を駆動させることにより、ピストンロッド７２ａの先端部に連結された可動ブロック７６がガイドレール７４の案内作用下にコネクティングロッド３０側に向かって変位する。前記可動ブロック７６の溝部に固定された第１ワーク支持部材７８がコネクティングロッド３０の小端部４０に係合して該小端部４０を軸線方向に沿った大端部３８側に向かって押圧する（ステップＳ２）。
【００６９】
この場合、図５に示されるように、固定ブロック１０８の二股状に分岐した断面矩形状の凹部１０６に沿って第１ワーク支持部材７８が水平方向に沿って前進することにより、前記第１ワーク支持部材７８の先端部に形成された断面ｖ字状の係合部８０がコネクティングロッド３０の小端部４０に対して軸線方向に沿った同軸の状態で係合するように案内される。
【００７０】
続いて、一組の第３エアシリンダ１２６ａ、１２６ｂをそれぞれ駆動させることにより、シャフト１２８を介してピストンロッドの先端部に連結された一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂが、第２ガイド要素１４０ａ〜１４０ｄの案内作用下にコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って摺動変位する。従って、前記一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの突起部１３２がコネクティングロッド３０のキャップ部３２の両肩部に当接し、該コネクティングロッド３０を大端部３８から小端部４０側に向かって軸線方向に沿って押圧することにより、キャップ部３２の両肩部が横方向（水平方向）から支持される（ステップＳ３）。
【００７１】
この場合、前記第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの突起部１３２がコネクティングロッド３０のキャップ部３２の両肩部に当接することにより、前記コネクティングロッド３０の傾き（軸線）を予め設定された位置決め方向と一致させる（コネクティングロッド３０の軸線方向に対する矯正）程度の軽度の押圧がなされる。
【００７２】
続いて、第２エアシリンダ９４を駆動させジョイント部材９６に連結されたピストンロッド９４ａを伸長させることにより、第２ワーク支持部材１０４が第３ピン１００を回動支点として下方側に向かって所定角度だけ回動する。前記第２ワーク支持部材１０４が所定角度だけ回動することにより、略Ｙ字状からなる押圧部１０４ａの先端部がコネクティングロッド３０の結合孔３６近傍の大端部３８上面と２点で接触し、前記大端部３８を下方側に向かって押圧する（ステップＳ４）。
【００７３】
この場合、コネクティングロッド３０の大端部３８側の結合孔３６に対して第１及び第２マンドレル１１４、１２０の凸部が係合すると共に、小端部４０側の孔部に位置決め固定ピン１１０が係合し、且つ第１マンドレル１１４の上面の平面部に対してコネクティングロッド３０が着座したことを図示しない着座確認機構によって確認する（ステップＳ５）。
【００７４】
具体的には、例えば、着座確認機構として第１マンドレル１１４の上面の平面部にエア吐出孔を設け、該コネクティングロッド３０が第１マンドレル１１４の平面部に着座して前記エア吐出孔が閉塞されてエアの吐出流量が減少したこと（エア吐出孔からのエアの吐出圧力が減少したこと）を図示しないセンサによって検知することにより、コネクティングロッド３０が確実に着座したことが確認される。
【００７５】
次に、予備荷重付与機構５６の第３油圧シリンダ１５６を駆動させることによりピストン１６４が下方側に向かって付勢され、このピストン１６４の下降動作に伴って、段部１６４ａに係合されている段差面１６２ａを介してピストンロッド１６２が同様に下方に作動される（図７参照）。これと同時に、ピストンロッド１６２に連結された楔部材１２２が下方に付勢され、前記楔部材１２２に予備荷重が付与される（ステップＳ６）。
【００７６】
これにより、前記楔部材１２２が第１及び第２マンドレル１１４、１２０の各凹部１１４ｂ、１２０ｂの間に挟まれて圧入され、前記第２マンドレル１２０のテーパ状の凹部１２０ｂの壁面と楔部材１２２のテーパ面１２２ａとの摺動作用下に、スライドしながら僅かに拡張される。そして、第１マンドレル１１４の凸部１１４ａと第２マンドレル１２０の凸部１２０ａとが相互に水平方向に沿って所定距離だけ離間して前記凸部１１４ａ、１２０ａが結合孔３６の内面に略圧着される。
【００７７】
なお、固定側である第２マンドレル１２０のサイドカット部１２３ａ、１２３ｂが結合孔３６の内壁面と非接触状態となるため、可動ステージ６４側である第１マンドレル１１４が結合孔３６の内壁面に接触する接触面積は、固定ステージ６２側の第２マンドレル１２０が結合孔３６の内壁面に接触する接触面積よりも大きくなっている。この結果、結合孔３６に対して付与される荷重は、第１マンドレル１１４と接触するキャップ部３２側が第２マンドレル１２０と接触するロッド部３４側よりも大きくなっている。
【００７８】
この場合、楔部材１２２に付与される予備荷重は、前記凸部１１４ａ、１２０ａが大端部３８の結合孔３６の内面に接触しても、大端部３８が破断されない程度、すなわち、大端部３８の弾性変形可能な範囲内に設定されている。これにより、大端部３８と第１及び第２マンドレル１１４、１２０の凸部１１４ａ、１２０ａとの間にがたつきを生じることがなく、被加工物であるコネクティングロッド３０が第１及び第２マンドレル１１４、１２０の凸部１１４ａ、１２０ａによって確実に保持される。
【００７９】
このようにしてコネクティングロッド３０の大端部３８の結合孔３６に対して予備荷重が付与された状態において、一組の第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂを駆動させてブロック体からなる第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂを鉛直下方向に向かって変位させる。この場合、支持部１４２の一組の第３支持板１４２ｄ、１４２ｅに形成された凸部１４８と、前記第３支持板１４２ｄ、１４２ｅに対向する第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの側面に形成された凹部１５０とが係合することにより鉛直下方向に対するガイド作用が営まれる（図３参照）。
【００８０】
前記第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂが下降することにより、該第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの押圧面１３６と第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの端部に形成された傾斜面１３８とが相互に係合して一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂをコネクティングロッド３０のキャップ部３２側に向かって押圧する（ステップＳ７）。
【００８１】
この結果、前記コネクティングロッド３０のキャップ部３２は、一組の第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの鉛直下方向に対する押圧作用下に、該キャップ部３２の両肩部を支持する一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂと、該キャップ部３２の両肩部間の第２マンドレル１２０の凸部１２０ａとの間に完全に固定されたロック状態となる。
【００８２】
このようにコネクティングロッド３０のキャップ部３２が強固にロックされた状態において、昇降テーブル１６８に対するストッパが解除された後、おもり５７と共に昇降テーブル１６８が、ガイド部材１７０ａ、１７０ｂの案内作用下に落下する。従って、落下した前記昇降テーブル１６８がシャフト１６６のフランジ部１６６ａに当接することによって、シャフト１６６が下方側に向かって付勢されて楔部材１２２に衝撃荷重が付与される（図８参照）（ステップＳ８）。その際、第３油圧シリンダ１５６のピストン１６４が、シャフト１６６に対して楔部材１２２の圧入方向、すなわち前記衝撃荷重の方向とは反対方向に離間可能であるため、この衝撃荷重が第３油圧シリンダ１５６によって減衰されることがなく、楔部材１２２に所定の衝撃荷重が確実に付与される。
【００８３】
そして、楔部材１２２が第１及び第２マンドレル１１４、１２０の各凹部１１４ｂ、１２０ｂ内にさらに圧入されて、前記第２マンドレル１２０のテーパ状の凹部１２０ｂの壁面と楔部材１２２のテーパ面１２２ａとの摺動作用下に、スライドしながらさらに拡張される。第１マンドレル１１４と第２マンドレル１２０とが略水平方向に沿ってさらに離間することにより、大端部３８は、その弾性変形可能な限界を超えて、応力が集中された分割部４４を境界にキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割される（図９及び図１０参照）（ステップＳ９）。その際、キャップ部３２は、第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂの付勢作用下に第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの突起部１３２によって保持されているため、破断分割されたキャップ部３２の飛散が確実に阻止される。
【００８４】
すなわち、固定ステージ６２側に設けられた第１マンドレル１１４が固定された状態において、楔部材１２２に対して所定の衝撃荷重が付与されることにより、可動ステージ６４側に設けられた第２マンドレル１２０が、第１ガイド要素１１６ａ、１１６ｂのガイド作用下にスライドブロック１１８と一体的に基台６０上を摺動変位する。
【００８５】
従って、コネクティングロッド３０のロッド部３４が第１マンドレル１１４、位置決め固定ピン１１０及び第１ワーク支持部材７８によって固定ステージ６２側に固定された状態において、キャップ部３２が一組の第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂ、第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂ及び第２マンドレル１２０によって強固にロックされた状態を保持しながら、可動ステージ６４側の第２マンドレル１２０及びスライドブロック１１８が前記固定ステージ６２から離間する方向に向かって基台６０上を摺動変位することにより、前記コネクティングロッド３０がキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割される。
【００８６】
コネクティングロッド３０の大端部３８がキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割された後、図示しない復帰用シリンダを駆動させて楔部材１２２を上昇させて初期位置に復帰させる。
【００８７】
このように楔部材１２２の上端部が破断分割されたキャップ部３２とロッド部３４との間の上面から所定長だけ露呈した状態において、第２ブラケット６８を介してピストンロッド１５２ａ、１５３ａ、１５５ａの各先端部が可動ステージ６４に固定された第４エアシリンダ１５２及び一組のバックアップシリンダ１５３、１５５をそれぞれ略同時に駆動し、各ピストンロッド１５２ａ、１５３ａ、１５５ａをそれぞれ伸長させて可動ステージ６４を固定ステージ６２側に向かって変位させることにより、大端部３８のキャップ部３２の破断面とロッド部３４の破断面とを当接させる。
【００８８】
このように破断分割されたキャップ部３２とロッド部３４とが当接した状態において、図示しない切換弁の切換作用下に第１油圧シリンダ７２に供給される圧油の油圧を低圧から高圧に切り換えることにより、コネクティングロッド３０の小端部４０を軸線方向に沿った大端部３８側に向かって押圧する力（推力）を増大させ、同時に、図示しない切換弁の切換作用下に一組の第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂに供給される圧油の圧力を低圧から高圧に切り換えることにより、一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂをコネクティングロッド３０のキャップ部３２側に向かって押圧する力（推力）を増大させる。この結果、図１２に示されるように、大端部３８のキャップ部３２の破断面とロッド部３４の破断面とを所定の推力が付与された状態で当接させることができる（ステップＳ１０）。換言すると、大端部３８のキャップ部３２の破断面とロッド部３４の破断面とを当接させた後、破断合わせ面に付与される推力（押圧力）を低圧から高圧に同時に切り換えることにより、前記破断合わせ面に発生した欠片の除去乃至離脱を好適に促進させることができる。
【００８９】
この場合、例えば、図１３Ａ〜図１３Ｃに示されるように、キャップ部３２とロッド部３４とに破断する際、主亀裂２００が伝播することによって脆性破壊が進行し、この主亀裂２００の伝播中に前記主亀裂２００が分岐することに起因して微細な副亀裂２０２が発生するおそれがある。コネクティングロッド３０を内燃機関に組み付ける際や内燃機関を駆動させる際に前記副亀裂２０２が成長し、あるいは前記副亀裂２０２同士が伝播し合って、キャップ部３２の破断面とロッド部３４の破断面との合わせ面における接点が略消失した箇所２０４が発生する（図１３Ｂ参照）。このような箇所２０４は脆弱であり、何らかの原因によって前記箇所２０４に荷重（応力）が付与されると、図１３Ｃに示されるように、当該箇所２０４が欠落して欠片となることが懸念される。
【００９０】
そこで、本実施の形態では、楔部材１２２の降下作用によってコネクティングロッド３０がキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割された直後に、第４エアシリンダ１５２、一組のバックアップシリンダ１５３、１５３をそれぞれ略同時に駆動させて可動ステージ６４を固定ステージ６２側に向かって変位させ、大端部３８のキャップ部３２の破断面とロッド部３４の破断面とを当接させた後、破断合わせ面に対して所定の推力を付与することにより、前記破断合わせ面に発生した欠片を離脱させ、あるいは前記欠片の離脱を好適に促進させることができる。
【００９１】
このように本実施の形態では、キャップ部３２とロッド部３４とに破断分割した直後に、前記キャップ部３２及びロッド部３４がそれぞれ可動ステージ６４及び固定ステージ６２に保持された状態において、前記可動ステージ６４を固定ステージ６２側に移動させてキャップ部３２の破断面をロッド部３４の破断面に当接させてさらに破断合わせ面を押圧することにより、仮に破断合わせ面に欠片が発生した場合であっても前記欠片を除去しあるいは前記欠片の離脱を好適に促進させることができる。
【００９２】
なお、前記欠片の離脱が促進されたコネクティングロッド３０は、次工程における、例えば、金属製のブラシ、粘着テープ、吸引機又は加振機等によって前記破断面から確実に欠片を除去することができる。すなわち、金属製のブラシを用いる場合には、破断面に対してブラッシングを行う。また、粘着テープを用いる場合には、破断面に粘着テープを押し当てて貼着した後、前記粘着テープを破断面から引きはがすことにより欠片を粘着テープに付着させることができる。そして、吸引機を用いる場合には、吸引機を吸引作用下に破断面から欠片を剥離させることができる。このようにいずれの場合であっても、破断面から確実に欠片を除去することができる。
【００９３】
破断分割されたキャップ部３２の破断面とロッド部３４の破断面とが当接した欠片の除去乃至離脱が促進された後、前記キャップ部３２とロッド部３４に対して所定の推力を付与していた第１油圧シリンダ７２及び一組の第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂをそれぞれ滅勢してコネクティングロッドの破断合わせ面に対する推力の付与を解除する。この結果、キャップ部３２とロッド部３４との破断合わせ面が僅かに離間して前記破断合わせ面に発生した欠片が円滑に離脱される。
【００９４】
続いて、第１油圧シリンダ７２、第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂ、第２エアシリンダ９４、第３エアシリンダ１２６ａ、１２６ｂ、第４エアシリンダ１５２及びバックアップシリンダ１５３、１５５を、それぞれ駆動させることにより、第１〜第４ワーク支持部材７８、１０４、１３０ａ、１３０ｂ、１３４ａ、１３４ｂが略同時に初期位置に復帰する（ステップＳ１１）。
【００９５】
このようにして破断分割されたコネクティングロッド３０のキャップ部３２とロッド部３４とをそれぞれ拘束する部材が初期位置に復帰してコネクティングロッド３０が開放された後、図示しない多軸ロボットのアームに装着された一組のチャック機構によってキャップ部３２とロッド部３４とをそれぞれ把持し、前記キャップ部３２とロッド部３４とが次工程に移送される。最後に、第５エアシリンダ１５４を駆動させて可動ステージ６４全体が変位し、該可動ステージ６４が初期位置に復帰する。
【００９６】
例えば、図１４に示されるように、従来技術に係る図示しない破断分割装置を用いて大端部をキャップ部とロッド部とに破断分割する際、先破断（部位）と後破断（部位）との間で僅かなタイムラグが発生すると、先破断の応力がロッド部に作用して該ロッド部を後破断部位側に向かって変形させる力が付与される。この結果、図１４中の二点鎖線で示すようにロッド部を変形させると共に、小端部の孔部を変形させるという悪影響が発生するおそれがある。なお、コネクティングロッド３０では、その製品として特性からロッド部及び小端部の孔部の形状に高い寸法精度が要求される。
【００９７】
換言すると、一体成形されたコネクティングロッド３０をキャップ部３２とロッド部３４との二つの部品に分割する際、その分割部分の一部に曲げ応力が作用する結果、分割面の一部に歪みが生じたり、部品精度に悪影響を及ぼす場合が生じる。すなわち、前記二つの部品は分割によってそれぞれ二股状の脚部を有することとなるが、分割時には、両脚部での分割が全く同時に進行するわけではなく、通常、何れか一方の脚部での分割が先行し、他方の脚部ではこれに対して多少の時間的遅れを伴って分割が進行することとなる。従って、先に破断する一方の脚部の分割が終了した時点では、後に破断する他方の脚部での分割がまだ進行中であり、この他方の脚部の分割の遅くとも終期には、先行して分割された前記一方の脚部側では両部品間の離間が始まるからである。
【００９８】
これに対して、本実施の形態では、コネクティングロッド３０の大端部３８のロッド部３４側を固定ステージ６２に固定する一方、キャップ部３２側を一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂ及び該第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂをロックする一組の第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂによって可動ステージ６４側に強固に固定している。
【００９９】
このような状態において、本実施の形態では、前記コネクティングロッド３０の大端部３８をキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割したとき、前記キャップ部３２のみが可動ステージ６４と共に一体的に変位するように構成しているため、前記キャップ部３２とロッド部３４との破断面における先破断と後破断とのタイムラグを極力抑制することができる。
【０１００】
この結果、本実施の形態では、従来技術のように外圧を開放するタイミングが不要となると共に、先破断と後破断とのタイムラグを極力縮小することができる。
【０１０１】
さらに、本実施の形態では、重量物の落下による衝撃荷重に基づいてコネクティングロッド３０を破断分割するように説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図１５の他の実施の形態に係る分割加工装置に示されるように、単一のアクチュエータとして機能する第３油圧シリンダ１５６の駆動力のみによって楔部材１２２を下方側に向かって引張し該楔部材１２２に対して破断荷重を付与するようにしてもよい。
【０１０２】
この場合、図１６に示されるように、楔部材１２２に対して予備荷重（プリロード）を付与することがなく、第３油圧シリンダ１５６の駆動力（引張力）を徐々に上昇させることにより、大端部３８をキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割することができる（ステップＳ７参照）。
【０１０３】
ここで、コネクティングロッド３０の大端部３８のクランプ力による内径歪み方向と破断分割時における破断線Ｌの進行方向との一般的な関係を図２１Ａ、図２１Ｂ及び図２２Ａ、図２２Ｂに示す。
【０１０４】
図２１Ａは、破断前において、大端部３８の上下方向に沿ってクランプ力が付与されることにより、上下方向（矢印方向参照）に沿ってワーク内径歪みが発生し、図２１Ｂは、破断分割する際に破断線Ｌ１がロッド部３４側である下向き方向に沿って進行する状態を示したものである。
【０１０５】
図２２Ａは、破断前において、大端部３８の左右水平方向に沿ってクランプ力が付与されることにより、左右方向（矢印方向参照）に沿ってワーク内径歪みが発生し、図２２Ｂは、破断分割する際に破断線Ｌ２がキャップ部３２側である上向き方向に沿って進行する状態を示したものである。
【０１０６】
このようにコネクティングロッド３０の大端部３８に付与されるクランプ力により、ワーク内径歪みを一般的に制御することできる。
【０１０７】
本実施の形態は、前記クランプ力とワーク内径歪みとの関係を参考として、破断分割する際のキャップ部３２側の接触面積及びロッド部３４側の接触面積と破断線との進行方向との関係について鋭意検討し且つ実験に基づいてなされたものである。
【０１０８】
すなわち、本実施の形態では、図２３に示されるようにボルト孔４を通過した後に破断線１がキャップ部５側の上方向に向かって進行することから、ワーク内径歪みが大端部３８の左右方向に沿って発生しているものと推定し、前記上向きの破断線１の進行を阻止するため、固定側の第２マンドレル１２０に設けられたサイドカット部１２３ａ、１２３ｂによって結合孔３６の内壁面に対して非接触状態とし、可動ステージ６４側の第１マンドレル１１４が結合孔３６の内壁面に接触する接触面積が、固定ステージ６２側の第２マンドレル１２０が結合孔３６の内壁面に接触する接触面積よりも大きく設定されている。
【０１０９】
従って、本実施の形態では、第１マンドレル１１４と第２マンドレル１２０の形状を異なるように設けて大端部３８の結合孔３６の内壁面との接触面積を異なるように設定することにより、コネクティングロッド３０の大端部３８の左右両側部に穿孔されたボルト孔４２ａ、４２ｂの中心が、車種との関係上、破断面の中心と一致することがなく、前記破断面の中心から結合孔３６の内径側に向かって所定長だけ偏位した位置に設けられている場合であっても、破断分割時において大端部３８に発生する内径歪みを好適に制御し、キャップ部３２とロッド部３４との破断線を略水平方向に沿って延在させることができる。
【０１１０】
換言すると、本実施の形態では、破断面に付与される破断荷重の大きさ及びクランプ力等を変更することがなく、結合孔３６の内壁面に接触する第１マンドレル１１４と第２マンドレル１２０との接触面積を異なるように設定することにより、破断後のワーク内径歪みによる割れ方向（破線線の進行方向）を好適に制御することができる。
【０１１１】
この結果、本実施の形態では、コネクティングロッド３０の大端部３８の左右両側部に穿孔されたボルト孔４２ａ、４２ｂの中心が、破断面の中心から結合孔３６の内径側に向かって所定長だけ偏位した位置に設けられている場合であっても、破断線の進行方向（破断面の割れ方向）が上向き方向（図２１Ｂ参照）又は下向き方向（図２２Ｂ参照）となることがなく、略水平方向に沿って進行させることによりキャップ部３２とロッド部３４とに好適に破断分割することができる（図１９及び図２０参照）。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】図１Ａは、本発明が適用されるコネクティングロッドの斜視図であり、図１Ｂは、前記コネクティングロッドがキャップ部とロッド部に破断分割された状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る分割加工装置の一部分解斜視図である。
【図３】図２に示す分割加工装置の一部断面平面図である。
【図４】図３に示す分割加工装置の軸線方向に沿った縦断面図である。
【図５】図２に示す分割加工装置の一部断面拡大斜視図である。
【図６】図４に示す分割加工装置の部分拡大縦断面図である。
【図７】前記分割加工装置における予備荷重付与機構により予備荷重が付与された状態を示す一部断面正面図である。
【図８】前記予備荷重付与機構により衝撃荷重が付与された状態を示す一部断面正面図である。
【図９】コネクティングロッドがキャップ部とロッド部とに破断された状態を示す部分拡大斜視図である。
【図１０】コネクティングロッドがキャップ部とロッド部とに破断された状態を示す部分拡大斜視図である。
【図１１】図２の分割加工装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】破断分割されたキャップ部の破断面とロッド部の破断面とが当接して押圧された状態を示す部分拡大斜視図である。
【図１３】図１３Ａ〜図１３Ｃは、破断面から亀裂が進展して副亀裂が生じ、さらに前記副亀裂同士が伝播し合った結果、欠片として欠落するまでの過程をそれぞれ示す要部拡大正面図である。
【図１４】キャップ部とロッド部との破断される際、先破断と後破断との間でタイムラグがある場合の悪影響の説明に供される図である。
【図１５】本発明の他の実施形態に係る分割加工装置の縦断面図である。
【図１６】図１５の分割加工装置の動作を示すフローチャートである。
【図１７】前記コネクティングロッドの大端部の結合孔の内壁面との接触面積が異なるように設定された第１マンドレル及び第２マンドレルを示す一部破断斜視図である。
【図１８】図１８Ａは、図２に示す分割加工装置によって破断分割されるコネクティングロッドであってボルト孔の中心が破断面の中心から結合孔側に偏位した状態を示した側面図であり、図１８Ｂは、比較例に係るコネクティングロッドであってボルト孔の中心が破断面の中心と一致した状態を示した側面図である。
【図１９】図２に示す分割加工装置の第１マンドレル及び第２マンドレルに対してコネクティングロッドの大端部がセットされた状態を示す一部破断平面図である。
【図２０】図２に示す分割加工装置の第１マンドレル及び第２マンドレルが相互に離間して、コネクティングロッドがキャップ部とロッド部とに破断分割された状態を示す一部破断平面図である。
【図２１】図２１Ａは、上下方向に沿って内径歪みが付与された状態を示し、図２１Ｂは、下向きに沿って破断線が進行する状態を示す一部破断平面図である。
【図２２】図２２Ａは、左右方向に沿って内径歪みが付与された状態を示し、図２２Ｂは、上向きに沿って破断線が進行する状態を示す一部破断平面図である。
【図２３】従来技術に開示された分割装置により、破断面の中心からボルト孔が偏位したコネクティングロッドを破断したときの破断線の進行状態を示す一部破断平面図である。
【符号の説明】
【０１１３】
３０…コネクティングロッド          ３２…キャップ部
３４…ロッド部                      ３６…結合孔
３８…大端部                        ４０…小端部
５０…分割加工装置                  ５２…保持機構
５４…破断分割機構                  ５８…荷重機構
６２…固定ステージ                  ６４…可動ステージ
６６、６８…ブラケット              １１４、１２０…マンドレル
１２２…楔部材                      １２３ａ、１２３ｂ…サイドカット部
１５３、１５５…バックアップシリンダ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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