(57)【要約】【課題】高い強度を保持しながら、大端部に必要となるボルト穴の機械的切削加工も容易に行えるようにした、高剛性材からなるコンロッドの製造方法を提供する。【解決手段】コンロッド１ａの製造方法は、粉末成形型に高剛性材を供給して圧粉成形体１とする工程と、圧粉成形体１における成形品であるコンロッドのボルト穴に対応する位置に穴あけ加工を施す工程と、穴あけ加工により形成された穴５に切削材６を挿入する工程と、切削材６が挿入された成形体に焼結処理を施す工程と、焼結処理後の焼結品における切削材６に対してボルト穴７を切削加工する工程と、を少なくとも備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高剛性材からなるコンロッドの製造方法であって、
粉末成形型に高剛性材を供給して成形体とする工程と、
前記成形体における成形品であるコンロッドのボルト穴に対応する位置に穴あけ加工を施す工程と、
穴あけ加工により形成された穴に切削材を挿入する工程と、
切削材が挿入された成形体に焼結処理を施す工程と、
焼結処理後の焼結品における前記切削材に対してボルト穴を切削加工する工程と、
を少なくとも備えることを特徴とする高剛性材からなるコンロッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高剛性材からなるコンロッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原料粉末として高剛性材を用い、粉末成形型内に高剛性材を供給した後、加圧して成形体を得、それを焼結処理して、高剛性材からなるコンロッドを製造することが行われている（例えば、特許文献１、２等参照）。高剛性材からなるコンロッドは、強い強度を持ち、同じ強度を持つコンロッドを他の材料で成形されるものと比較して小さくできる利点がある。
【０００３】
また、原料粉末である高剛性材を焼結処理した製品は、硬度が高いために焼結後に切削等の機械加工を行なうことは困難であり、そこで、焼結前の圧粉体（成形品）に穴あけ等の機械加工（グリーン加工）を行い、その成形品を焼結して焼結品を得ることも知られている（例えば、特許文献３等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１５６３０号公報
【特許文献２】特開２００２−０２０８４７号公報
【特許文献３】特開２０１３−０５３３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンロッドには、小端部とコラム部と大端部の一部とからなる本体部と、本体部の大端部側に取り付けるキャップ部とを当初から別々に製造するタイプと、全体を１つの部材として成形した後に大端部を２つに分割して本体部とキャップ部とする、いわゆるクラッキングロッドタイプの２種類がある。いずれにおいても、エンジンのクランクシャフトにコンロッドを組み付けるに際して、本体部側とキャップ部側とをボルトで一体に固定する必要があり、そのために、成形後に、大端部を構成する本体部側とキャップ部側の双方にボルト穴を形成する必要がある。
【０００６】
高剛性材で作られたコンロッドの場合、高い強度が得られる方において、硬さが高いために（例えば、高剛性材としてＦｅ＋ＴｉＢ２を採用する場合、硬さレベルは、平均で約Ｈｖ５００程度、ＴｉＢ２の凝集部では約Ｈｖ１４００程度である）、機械による切削加工が困難であり、ボルト穴の形成が困難となっている。一方、通常の炭素鋼成分粉末材のような材料で作られる非高剛性材製のコンロッドは、一般に硬さレベルはＨｖ２４０〜３２０程度であり、ボルト穴の機械加工は容易であるが、強度が高剛性材製のコンロッドよりも低い。すなわち、コンロッドにおける強度と機械加工性は背反事項であり、両者を満足するコンロッドが求められている。
【０００７】
焼結前の圧粉成形体にボルト穴部の機械加工（グリーン加工）を施した後、焼結して焼結品としてのコンロッドを得ることも考えられるが、焼結処理時に、機械加工したボルト穴部に変形が生じるのを避けることができず、グリーン加工のみでは、所望のボルト穴を有するコンロッドを得ることができない。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、高剛性材からなるコンロッドにおいて、高い強度を保持しながら、大端部におけるボルト穴の正確な機械的切削加工も容易に行えるようにした、高剛性材からなるコンロッドの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による高剛性材からなるコンロッドの製造方法は、粉末成形型に高剛性材を供給して成形体とする工程と、前記成形体における成形品であるコンロッドのボルト穴に対応する位置に穴あけ加工を施す工程と、穴あけ加工により形成された穴に切削材を挿入する工程と、切削材が挿入された成形体に焼結処理を施す工程と、焼結処理後の焼結品における前記切削材に対してボルト穴を切削加工する工程と、を少なくとも備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の製造方法により製造されるコンロッドは、ボルト穴の切削加工が必要となる部位に、焼結処理前に穴あけ加工（グリーン加工）により形成された穴に予め挿入した切削材（快削材）が位置しており、焼結処理後に、該切削材に対して切削加工を行うことで、容易に所期通りのボルト穴を形成することができる。一方、コンロッド全体は高剛性材の粉末成形によって作られており、高剛性材からなるコンロッドとしての高い強度はそのまま保持される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明によるコンロッドの製造方法を説明するための第１の図であり、焼結処理前の成形体の一例を示す平面図（図１（ａ））と、図１（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図（図１（ｂ））と、図１（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図（図１（ｃ））。
【図２】本発明によるコンロッドの製造方法を説明するための第２の図であり、穴あけ加工が施された成形体の平面図（図２（ａ））と、図２（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図（図２（ｂ））と、図２（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図（図２（ｃ））。
【図３】本発明によるコンロッドの製造方法を説明するための第３の図であり、加工された穴に切削材を挿入した状態の成形体の平面図（図３（ａ））と、図３（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図（図３（ｂ））と、図３（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図（図３（ｃ））。
【図４】本発明によるコンロッドの製造方法を説明するための第４の図であり、焼結処理後の焼結品における切削材に対してボルト穴を切削加工した状態を示す平面図（図４（ａ））と、図４（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図（図４（ｂ））と、図４（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図（図４（ｃ））。
【図５】本発明による製造方法で作られたコンロッドの他の態様を示す平面図（図５（ａ））と、図５（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図（図５（ｂ））。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明によるコンロッドの製造方法の実施の形態をその工程に沿って説明する。
【００１３】
［実施の形態１］
［第１の工程：圧粉成形体の成形］
図示しない粉末成形型に高剛性材を供給し、高剛性材に圧縮を加えて、製造しようとするコンロッドの形状を備えた圧粉成形体１を成形する。使用する高剛性材の例としては、限定されないが、Ｆｅ粉末あるいはＣｕ粉末とＴｉＢ２あるいはＺｒＢ２などの混合材料が挙げられる。この工程は、従来の製造方法におけると同じであってよい。
【００１４】
図１に示す例では、圧粉成形体１は、その平面図が図１（ａ）に示されるように、コンロッドにおける小端部２とコラム部３と大端部４とを備えている。この段階の圧粉成形体１は、図１（ｂ）、（ｃ）の断面図に示すように、ボルト穴が形成されるべき領域ｓも含めて、全体が中実体である。
【００１５】
［第２の工程：グリーン加工（穴あけ加工）］
粉末成形型から圧粉成形体１を取り出し、前記圧粉成形体１における、成形品であるコンロッド１ａのボルト穴に対応する領域ｓに、ドリルなどによる穴あけ加工を施し、図２に示すように、直径ａの穴５を形成する。この穴あけ加工は、一般に、グリーン加工と呼ばれている加工であり、焼結処理前の圧粉成形体１に対して行うことから、穴あけ加工は容易である。
【００１６】
［第３の工程：切削材の挿入］
グリーン加工によって形成された穴５の中に、図３に示すように、穴５を隙間なく埋めるようにして、円柱状の中実の切削材（快削材）６を挿入する。切削材６は、高剛性材よりは機械加工がしやすい材料からなるスチールを除く粉末成形品であり、切削材６の例としては、限定されないが、例えば炭素鋼成分粉末材などが挙げられる。
【００１７】
［第４の工程：焼結処理］
切削材６を穴５内に充填した圧粉成形体１に対して、従来知られた方法により、焼結処理を施す。必要な場合には、再加熱後に、鍛造処理も行う。
【００１８】
［第５の工程：ボトル穴の形成］
焼結処理後の焼結品における前記円柱状の切削材６に対して、図４に示すように、従来の切削機械を用いて、切削材６と同じ軸線方向に、直径ｂのボルト穴７を切削加工する。なお、ボルト穴７の直径ｂは、グリーン加工で形成した穴５の直径ａより小さい。
【００１９】
［第６の工程：クラッキング処理］
ボルト穴７を形成した後、図４に示すように、大端部４に対してクラッキング処理を行う。クラッキング処理は、大端部４を本体部側４ａとキャップ部４ｂとに分離する処理であり、クラッキング処理を行うことで、製品としてのコンロッド１ａが完成する。
【００２０】
［実施の形態２］
第４の工程までは実施の形態１と同じとし、第４の工程の後に、前記クラッキング処理を行い、分離したキャップ部４ｂ側に埋め込まれた切削材６、および、前記本体側部４ａ側に埋め込まれた切削材６のそれぞれに対して、従来の切削機械を用いてボルト穴７の切削加工を行う。
【００２１】
［実施の形態３］
第２の工程までは実施の形態１と同じとし、第３の工程において、穴５に挿入する円柱状の中実の切削材６として、図５に示すように、長さ方向で２分割された切削材６ａ、６ｂを用いる。２分割の場所は、前記キャップ部４ｂを分離するクラッキング処理を行うときの分割面に対応する場所とする。
【００２２】
この実施の形態で製造されるコンロッド１ｂは、予め２分割された切削材６ａ、６ｂを用いていることにより、前記したキャップ部４ｂを分離するクラッキング処理時に、切削材６を分断する必要がなく、クラッキング処理が容易となる。同時に、クラッキング性が向上する。
【００２３】
［実施の形態４］
図示しないが、上記した本発明の製造方法は、小端部２とコラム部３と大端部４の一部（本体側部４ａ）とからなる本体部と、本体部の大端部側に取り付けるキャップ部４ｂとを、当初から別々に製造するタイプのコンロッドの製造方法にも、当然に適用することができる。なお、その場合には、切削材として、前記した予め２分割された切削材６ａ、６ｂを用いることが好適となるが、これに限ることはない。
【００２４】
上記のように、本発明による製造方法で作られたコンロッド１では、ボルト穴７の切削加工が必要となる個所には、高剛性材と比較して切削加工が容易な切削材６が埋め込まれており、ボルト穴７の加工は容易である。また、コンロッド１は高剛性材製であり、切削加工後でも、本来の高い強度はそのまま維持される。
【符号の説明】
【００２５】
１…コンロッドの圧粉成形体、
１ａ、１ｂ…コンロッド、
２…小端部、
３…コラム部、
４…大端部、
４ａ…大端部の本体側部、
４ｂ…大端部の本体側部にボルト止めされるキャップ部、
５…グリーン加工で形成された穴、
６…円柱状の切削材、
６ａ、６ｂ…２分割された円柱状の切削材、
７…ボルト穴。
【図１】
2016133165.tif 000003
【図２】
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【図３】
2016133165.tif 000005
【図４】
2016133165.tif 000006
【図５】
2016133165.tif 000007