(57)【要約】【課題】破断分割時の最終破断部において段差が生じないコネクティングロッドの破断分割加工方法を提供する。【解決手段】大端部と小端部とを備えるコネクティングロッドを一体成形し、一体成形時または一体成形後にボルト孔を設けるとともに、大端部の破断分割部に破断分割の起点となる起点溝と、上記起点溝と連通して破断分割の進行を誘導する誘導溝とを設け、その後大端部を破断分割する。【選択図】    図２
2004245237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大端部と小端部とを備えるコネクティングロッドを一体成形し、一体成形時または一体成形後にボルト孔を設けるとともに、大端部の破断分割部に破断分割の起点となる起点溝と、前記起点溝と連通して破断分割の進行を誘導する誘導溝とを設け、その後大端部を破断分割することを特徴とするコネクティングロッドの破断分割加工方法。
【請求項２】
前記起点溝と前記誘導溝とにより破断分割面を取り囲む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分割加工方法。
【請求項３】
前記ボルト孔の内壁面に補助溝を設けることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクティングロッドの破断分割加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用エンジン部品のコネクティングロッドの破断分割加工方法に係り、特に、破断分割面において段差発生を防止するための加工技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジン部品であるコネクティングロッドは、クランクピンに連結される大端部側と、ピストンピンに連結される小端部側とからなり、破断分割を行う場合には、通常、鍛造成形、鋳造成形又は焼結成形した後に、所定部分に機械加工が施されるとともに、大端部側の連結孔部分がキャップ部とロッド部とに分割される。
【０００３】
このようなコネクティングロッドの破断分割加工方法については、鍛造段階で大端部の破断分割予定部位の端面及び／又は側面にＶ形またはＵ形の溝を形成し、バリ取り鍛造段階でこの溝を両側から肉寄せ鍛造して鍛造欠陥をノッチとして残こし、その後破断分割予定部位に対して破断分割を施す技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−４４３１６号公報（第３頁左欄、第３−６図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載された技術にしたがい、図１に示す大端部１１と小端部１２とを備えるコネクティングロッドにノッチ１３，１４を形成して破断分割を行った場合には、同図に示すように、大端部１１の上下両面に形成されたノッチ１２，１３からそれぞれ破断分割が開始される。この破断は、コネクティングロッド材料のミクロ的な強度差に基づき、相対的に強度が低い部位に進行し易い。このため、各ノッチ１２，１３から発生して徐々に内部に進行する破断面が最終的に合体する最終破断部においては、各ノッチ１２，１３から生じた二つの破断面が不連続部分を形成して、段差を生ずるおそれがある。このように破断分割時に段差が生じた場合には、使用時にキャップ部１５とロッド部１６とをボルトにより締結した際、キャップ部１５とロッド部１６との間に相当の応力が負荷されると、上記段差部分で欠けが生じ易く、ときには応力集中によって段差部分を起点とした割れが発生することもある。したがって、ボルト締結時に上記欠けや割れの発生を防止すべく、破断分割時の最終破断部において段差が生じないコネクティングロッドの加工技術の開発が要請されていた。
【０００６】
本発明は、このような要請に鑑みてなされたものであり、破断分割時の最終破断部において段差が生じないコネクティングロッドの破断分割加工方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のコネクティングロッドの破断分割加工方法は、大端部と小端部とを備えるコネクティングロッドを一体成形し、一体成形時または一体成形後にボルト孔を設けるとともに、大端部の破断分割部に破断分割の起点となる起点溝と、上記起点溝と連通して破断分割の進行を誘導する誘導溝とを設け、その後大端部を破断分割することを特徴としている。
【０００８】
本発明のコネクティングロッドの破断分割加工方法では、破断分割時に、分割の起点となる起点溝から破断分割が開始されるとともに、起点溝と連通する誘導溝が破断分割を誘導するように、破断分割が進行する。このため、破断が完了する最終破断部においては、複数の破断面が不連続部分となって段差が形成されることはない。これは、起点溝と誘導溝とが離間せずに連通しているため、起点溝を起点として一方向にしかも連続的に破断分割が進行するためである。したがって、本発明によれば、ボルト締結時に段差による欠けや割れの発生を防止することができる。なお、起点溝および誘導溝の形状はＵ字溝またはＶ字溝のいずれとすることもできる。例えば、これらの溝を全てＵ字溝とする場合には、分割時に破断分割が起点溝から速やかに行われるように、誘導溝に比して起点溝の曲率半径を小さく、またその深さを大きく設定することが必要である。これに対し、上記溝を全てＶ字溝とする場合には、上記の理由により、誘導溝に比して起点溝の切込み角度を鋭角に、またその深さを大きく設定することが必要である。
【０００９】
このようなコネクティングロッドの破断分割加工方法においては、上記起点溝と上記誘導溝とにより破断分割面を取り囲むことが望ましい。このような構成を採用した場合には、上述したように、起点溝から破断分割が開始され、この起点溝と連通する誘導溝が破断分割を誘導するように破断分割が進行する。そして、全体で環状をなす起点溝と誘導溝とからなる溝全体を起点溝の両側から一周するように、誘導溝の起点溝から最も離間した部位まで破断分割が進行し、この部位を最終破断部として破断分割が完了する。この場合には、最終破断部にも起点溝から連通した誘導溝が設けられていることから、複数の破断面が不連続的に合体する箇所が出現し得ないだけでなく、最終破断面に誘導溝が設けられているために最終破断面近傍が平滑となり、このため破断分割面を全体としてより平滑にすることができる。このため、ボルト締結時に、たとえボルト孔付近の破断面付近に応力集中が生じた場合であっても、割れ等の欠陥の発生を十分に防止することができる。
【００１０】
また、このようなコネクティングロッドの破断分割加工方法においては、上記ボルト孔の内壁面に補助溝を設けることが望ましい。ボルト孔の内壁面には破断分割する前に機械加工が予め施されるのが一般的である。このため、ボルト孔の内壁面近傍では、鍛造後破断分割前に機械加工がなされない大端部外周面近傍に比して、材料のミクロ的な強度差による破断分割の低強度部位への進行が生じ易く、結果的に破断分割を所定の方向に進行させることが困難である。ボルト孔の内壁面近傍で所定の破断分割が実現されない場合には、ボルト孔の内壁面における破断部において段差が生ずる。そして、破断分割がさらに進行すると、この段差に応じて、大端部の外表面に現れる最終破断部にも段差が生ずる。この最終破断部に生じた段差は、上述したようにボルト締結時に生ずる欠けや割れの発生原因となるものである。本発明では、ボルト孔の内壁面に補助溝を設けていることから、破断分割が進行して破断面が補助溝の起点溝から最も近い部位に到達すると、補助溝に沿って破断分割が進行するため、ボルト孔の内壁面における破断部において複数の破断面が不連続部分となって段差が形成されることはない。よって、破断分割がさらに進行すると、誘導溝の作用の下、上記破断部の好適な破断面に応じて、大端部の外表面においても段差のない好適な破断面が現れる。したがって、本発明によれば、ボルト締結時に欠けや割れの発生を十分に防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図２は、本発明の好適な一の実施形態におけるコネクティングロッドを示し、同図中（ａ）は破断分割前の大端部の破断部付近の斜視図を、（ｂ）は破断分割後のキャップ部の破断部付近の斜視図をそれぞれ示す。大端部１と小端部（図示せず）とが一体成形されたコネクティングロッドには、図２（ａ）に示すように、破断分割前にボルト孔２が形成されるとともに、大端部１の破断分割部において、大端部１の内周面側には破断分割の起点となる起点溝３が形成され、スラスト部には起点溝３の両端からそれぞれ連通して破断分割の進行を誘導する誘導溝４ａ，４ｂが形成される。起点溝３および誘導溝４ａ，４ｂの形状はＵ字溝またはＶ字溝のいずれとすることもできる。例えば、これらの溝３，４ａ，４ｂをＵ字溝とする場合には、分割時に破断分割が起点溝３から速やかに行われるように、誘導溝４ａ，４ｂに比して起点溝３の曲率半径を小さく、またその深さを大きく設定することが必要である。これに対し、上記溝３，４ａ，４ｂをＶ字溝とする場合には、上記の理由により、誘導溝４ａ，４ｂに比して起点溝３の切込み角度を鋭角に、またその深さを大きく設定することが必要である。なお、破断分割の形態は、従来から公知のものであれば、いかなる形態のものを使用することもでき、例えば、落球式による形態でも、油圧シリンダ式による形態であってもよい。
【００１２】
このような連通する起点溝３および誘導溝４ａ，４ｂを形成したことにより、破断分割は、図２（ｂ）に示すように、起点溝３から矢印の方向に連続的に進行し、誘導溝４ａ，４ｂによる誘導の下、最終的には大端部の外周面５にて完了する。このため、破断が完了する最終破断部（外周面５）においては、複数の破断面が不連続部分となって段差が形成されることはない。したがって、図２による実施形態によれば、ボルト締結時に段差による欠けや割れの発生を防止することができる。
【００１３】
図３は、本発明の好適な他の実施形態におけるコネクティングロッドを示し、同図中（ａ）は破断分割前の大端部の破断部付近の斜視図を、（ｂ）は破断分割後のキャップ部の破断部付近の斜視図をそれぞれ示す。図３に示す例においても、破断分割前には、図２に示す例と同様に、ボルト孔２と起点溝３および誘導溝４ａ，４ｂとが形成される。さらに、本例では、誘導溝４ａ，４ｂの各端部と連通する誘導溝４ｃが大端部の外周面に形成され、起点溝３，誘導溝４ａ，４ｂ，４ｃにより破断分割面が包囲される。なお、各溝３，４ａ，４ｂ，４ｃの溝形状、曲率半径、切り込み角度および深さ、ならびに破断分割の形態は、図２に示す例におけるものと同様とすることができる。
【００１４】
このような連通する起点溝３および誘導溝４を形成されたことにより、破断分割は、図３（ｂ）に示すように、起点溝３から矢印の方向に連続的に進行する。すなわち、破断分割は、誘導溝４ａ，４ｂ，４ｃによる誘導の下、全体で環状をなす起点溝３と誘導溝４とからなる溝全体を起点溝３の両側から取り囲むように、誘導溝４の起点溝から最も離間した部位まで破断分割が進行し、この部位を最終破断部として破断分割が完了する。このため、破断が完了する最終破断部（外周面５）においては、複数の破断面が不連続部分となって段差が形成されることはない。また、誘導溝４ｃが最終破断部を平滑とするため、破断分割面を全体としてより平滑にすることができる。したがって、図３による実施形態によれば、ボルト締結時に、たとえボルト孔付近の破断面付近に応力集中が生じた場合であっても、割れ等の欠陥の発生を十分に防止することができる。
【００１５】
図４は、本発明の好適な他の実施形態におけるコネクティングロッドを示し、同図中（ａ）は破断分割前の大端部の破断部付近の斜視図を、（ｂ）は破断分割後のキャップ部の破断部付近の斜視図をそれぞれ示す。破断分割前には、図２に示す例と同様に、ボルト孔２と起点溝３および誘導溝４ａ，４ｂとが形成される。さらに、本例では、破断分割前にボルト孔中の分割破断仮想部にシャンクにより補助溝６が形成される。なお、各溝３，４ａ，４ｂの溝形状、曲率半径、切り込み角度および深さ、ならびに破断分割の形態は図２に示す例におけるものと同様とすることができる。
【００１６】
このような連通する起点溝３および誘導溝４を形成されたことにより、破断分割は、図４（ｂ）に示すように、起点溝３から矢印の方向に連続的に進行する。すなわち、破断分割は、誘導溝４ａ，４ｂによる誘導の下、破断面が補助溝６の起点溝３から最も近い部位に到達すると、補助溝６に沿って破断分割が進行するため、ボルト孔２の内壁面における破断部において段差は生じない。よって、破断分割がさらに進行すると、誘導溝４ａ，４ｂの誘導作用の下、ボルト孔２の内壁面における破断部の好適な破断面に応じて、大端部の外周面５においても段差のない好適な破断面が現れる。したがって、本発明によれば、ボルト締結時に欠けや割れの発生を十分に防止することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コネクティングロッドの大端部の破断分割部に破断分割の起点となる起点溝と、起点溝と連通して破断分割の進行を誘導する誘導溝とを設けて大端部を破断分割することで、ボルト締結時に段差による欠けや割れの発生を防止することができる。よって本発明は、自動車用エンジン部品のコネクティングロッドに対する好適な破断分割加工方法を提供することができる点で好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のコネクティングロッドの破断分割加工方法を示す側面図である。
【図２】本発明の好適な一の実施形態におけるコネクティングロッドを示し、同図中（ａ）は破断分割前の大端部の破断部付近の斜視図であり、（ｂ）は破断分割後のキャップ部の破断部付近の斜視図である。
【図３】本発明の好適な他の実施形態におけるコネクティングロッドを示し、同図中（ａ）は破断分割前の大端部の破断部付近の斜視図であり、（ｂ）は破断分割後のキャップ部の破断部付近の斜視図である。
【図４】本発明の好適な他の実施形態におけるコネクティングロッドを示し、同図中（ａ）は破断分割前の大端部の破断部付近の斜視図であり、（ｂ）は破断分割後のキャップ部の破断部の斜視図である。
【符号の説明】
１…大端部、２…ボルト孔、３…起点溝、４，４ａ，４ｂ…誘導溝、５…外周面。
【図１】
2004245237.tif 000003
【図２】
2004245237.tif 000004
【図３】
2004245237.tif 000005
【図４】
2004245237.tif 000006