(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッド本体とキャップとから成るエンジン用コンロッドであって、ロッド本体とキャップとが一体化した形状に成形したコンロッド素材にロッド本体側のねじ孔とねじ孔からキャップ側にのびるボルト挿通孔とから成るキャップ用の結合孔を形成し、コンロッド素材を分割して得られたロッド本体とキャップとをボルト挿通孔を通してねじ孔に螺合させるボルトにより締結するものにおいて、ボルト挿通孔を、キャップの外面寄りの大径部と、大径部に対しキャップ内の段差部を存してねじ孔側にのびる小径部とを有する段付孔に形成し、小径部をキャップとロッド本体とに亘って形成するとともに、小径部の径を、ボルトの外径より大きくねじ孔の谷径より小さくする、ことを特徴とするエンジン用コンロッド。
【請求項２】
ロッド本体とキャップとから成るエンジン用コンロッドの製造方法であって、
ロッド本体とキャップとが一体化した形状のコンロッド素材を成形する工程と、
ロッド本体側のねじ孔とねじ孔からキャップ側にのびるボルト挿通孔とから成るキャップ用の結合孔を形成する工程と、
コンロッド素材をロッド本体とキャップとに分割する工程と、
ロッド本体とキャップとの分割面の微小突起を除去する工程と、
ロッド本体とキャップとをボルト挿通孔を通してねじ孔に螺合させるボルトにより締結する工程とを備え、
ボルト挿通孔を、キャップの外面寄りの大径部と、大径部に対しキャップ内の段差部を存してねじ孔側にのびる小径部とを有する段付孔に形成し、小径部をキャップとロッド本体とに亘って形成するとともに、小径部の径を、ボルトの外径より大きくねじ孔の谷径より小さくすることを特徴とするエンジン用コンロッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロッド本体とキャップとから成るエンジン用コンロッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開昭６３−１９５４０８号公報により、ロッド本体とキャップとが一体化した形状のコンロッド素材を成形し、コンロッド素材を分割してロッド本体とキャップとを得るようにしたものが知られている。
【０００３】
この場合、コンロッド素材にロッド本体側のねじ孔とねじ孔からキャップ側にのびるボルト挿通孔とから成るキャップ用の結合孔を形成し、分割後にロッド本体とキャップとをボルト挿通孔を通してねじ孔に螺合させるボルトにより締結し得るようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如くコンロッド素材を分割してロッド本体とキャップとを得る場合、ロッド本体とキャップとの割面は凹凸のある脆性破断面となる。そのため、ボルト挿通孔に圧入される軸部を有する特殊なボルトを用いなくても、割面の凹凸の係合でロッド本体に対するキャップの位置ずれを防止でき、その結果、ボルトの締付け及び緩めが容易になり、コンロッドの組立・分解の作業性が向上する。
【０００５】
ところで、ボルト挿通孔は、ねじ孔のタッピング加工に用いるタップの外径、即ち、ねじ孔の谷径より大径に形成されており、ボルトに対し比較的大きな遊びがある。そのため、キャップの割面の凹凸がロッド本体の割面の対応する凹凸とは異なる凹凸に係合した状態でロッド本体にキャップが締結されてしまうことがあり、ロッド本体とキャップとの組付精度を確保する上で問題になっている。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、キャップの割面の凹凸をロッド本体の割面の対応する凹凸に係合させた状態でロッド本体にキャップを締結し得るようにした組付精度の高いコンロッドを提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、ロッド本体とキャップとから成るエンジン用コンロッドであって、ロッド本体とキャップとが一体化した形状に成形したコンロッド素材にロッド本体側のねじ孔とねじ孔からキャップ側にのびるボルト挿通孔とから成るキャップ用の結合孔を形成し、コンロッド素材を分割して得られたロッド本体とキャップとをボルト挿通孔を通してねじ孔に螺合させるボルトにより締結するものにおいて、ボルト挿通孔を、キャップの外面寄りの大径部と、大径部に対しキャップ内の段差部を存してねじ孔側にのびる小径部とを有する段付孔に形成し、小径部をキャップとロッド本体とに亘って形成するとともに、小径部の径を、ボルトの外径より大きくねじ孔の谷径より小さくしている。
【０００８】
このように、ボルト挿通孔にねじ孔の谷径より径の小さな小径部を形成するため、ボルトに対するボルト挿通孔の遊びが小さくなり、キャップの割面の凹凸がロッド本体の割面の対応する凹凸とは異なる凹凸に対向する位置までずれることが防止される。かくて、キャップの割面の凹凸をロッド本体の割面の対応する凹凸に係合させた状態でロッド本体にキャップを締結でき、ロッド本体とキャップとの組付精度が確保される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、ロッド本体１とキャップ２とから成るエンジン用コンロッドの製造工程を示している。コンロッドの製造に際しては、先ず、下記の組成の冷間鍛造用鋼で形成される図１（ａ）に示すプリフォーム素材３から図１（ｂ）に示す如きロッド本体１とキャップ２とが一体化した形状のコンロッド素材４を冷間鍛造で成形する。冷間鍛造用鋼は、重量％で、Ｃ：０．０５〜０．２５％，Ｓｉ：０．３５〜０．６０％，Ｍｎ：０．２０〜１．３０％，Ｃｒ：０．１５〜０．６０％を含有し、更に、Ｓ：０．０３０〜０．１００％，Ｔｅ：０．００５〜０．０４０％，Ｐｂ：０．０３〜０．３０％，Ｂｉ：０．０３〜０．２０％，Ｃａ：０．０００５〜０．００５０％のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、残部がＦｅから成る、下記（１）および（２）式
19≦85(%C)+9(%Si)+3(%Mn)+5(%Cr)≦25                …（１）
100(%C)+3(%Si)+3(%Mn)-9(%Cr)+100(%S)-20(%Te)≦23  …（２）
を満足する組成であり、冷間鍛造性及び疲労強度に優れている。
【００１０】
次に、コンロッド素材４の小端部５と大端部６の端面研削と、大端部６の内面研削とを行うと共に、図１（ｃ）に示す如く、大端部６の内面の分割用の切欠き７，７の加工と、大端部６の両脇のキャップ用の結合孔８，８の加工とを行う。
【００１１】
以上の機械加工が完了すると、次に図１（ｄ）に示す如く、コンロッド素材４をチェーンコンベア（図示せず）に吊下げた状態で大端部６を低温処理槽９内の液体窒素に浸漬して、大端部６に低温処理を施し、続いて大端部６を破断して、図１（ｅ）に示す如くコンロッド素材４をロッド本体１とキャップ２とに分割する。尚、低温処理では、分割時に大端部６の温度が脆性遷移温度たる−１３０℃以下に維持されるように、大端部６を冷却する。
【００１２】
コンロッド素材４の分割は図２及び図３に示す分割装置１０を用いて行う。この分割装置は、基台１０１と基台１０１上に設けた治具台１０２とを備えている。
治具台１０２には、小端部５をコンロッド素材４の長手方向に摺動自在に、且つ、長手方向と直交方向への振れを生じないように支持する溝形の支持部材１０３と、大端部６のキャップ側半部を支持する支持板１０４と、大端部６の本体側半部を支持する支持板１０５とが設けられている。支持板１０４は治具台１０２に固定されており、一方、支持板１０５は、治具台１０２に形成したガイド溝１０６に案内されてコンロッド素材４の長手方向に摺動自在であり、支持板１０４との間に張設した両脇のばね１０７，１０７で支持板１０４側に付勢されている。両支持板１０４，１０５には、大端部６の内周に挿入される半円形の駒１０８，１０９が立設されている。両駒１０８，１０９間には、基台１０１に取付けた油圧シリンダ１０１０で上下動される楔部材１０１１が設けられており、楔部材１０１１の駒１０９側の面をオーバーハングした傾斜面に形成し、楔部材１０１１を下動させたとき、駒１０９がばね１０７の付勢力に抗して駒１０８から離間する方向に押動されるようにしている。治具台１０２には、更に、大端部６のキャップ側半部を駒１０８との間にクランプする、シリンダ１０１２で開閉動作されるクランプ部材１０１３と、分割後のロッド本体の飛出しを防止する１対のストッパ１０１４，１０１４とが設けられている。
【００１３】
コンロッド素材４の分割に際しては、低温処理されたコンロッド素材４をロボット等の自動機（図示せず）により小端部５が支持部材１０３に係合し、大端部６の内周に駒１０８，１０９が挿入されるように治具台１０２上にセットする。次に、クランプ部材１０１３を閉じてから、楔部材１０１１を下動させる。これによれば、大端部６の本体側半部が駒１０９を介して小端部５側に押圧され、切欠き７，７を起点にして大端部６が脆性破断され、コンロッド素材４がロッド本体１とキャップ２とに分割される。
【００１４】
分割が完了すると、ロッド本体１とキャップ２とを、図１（ｆ）に示す如く、温水を入れた昇温処理槽１２内で循環するパレット１２ａに自動機（図示せず）により載置し、ロッド本体１とキャップ２とを常温に戻す昇温処理を行う。次に、ロッド本体１とキャップ２との割面を、図１（ｇ）に示す如く、砥粒入りナイロンブラシ１３でブラッシングする。
【００１５】
ここで、ロッド本体１とキャップ２との割面は、図４に示す如く、凹凸のある脆性破断面となっている。そして、割面に、図５（Ａ）に示す如く、凹凸に重畳して微小突起が形成されることがあり、このままでは、ロッド本体１にキャップ２を組付ける際に、微小突起が欠けてロッド本体１とキャップ２との割面間に噛み込み、ロッド本体１とキャップ２との組付精度が悪くなる。一方、上記の如くブラッシングを行うと、図５（Ｂ）に示す如く欠け易い微小突起が除去され、上記不具合が防止される。
【００１６】
ブラッシング後は割面の洗浄とエアブローとを行い、次に、ロッド本体１にキャップ２を、図１（ｈ）に示す如く、結合孔８においてボルト１４により締結する。そして、小端部５にブシュ（図示せず）を圧入し、ブシュの内面と大端部６の内面の仕上げ加工を行う。
【００１７】
結合孔８は、図４に示す如く、ロッド本体１側のねじ孔８１と、ねじ孔８１からキャップ２側にのびるボルト挿通孔８２とで構成されている。そして、ボルト挿通孔８２を、キャップ２の外面寄りの大径部８２ａと、大径部８２ａに対しキャップ２内の段差部８２ｂを存してねじ孔８１側にのびる小径部８２ｃとを有する段付孔に形成している。小径部８２ｃの径ａは、ボルト１４の外径ｂより大きく、ねじ孔８１の谷径ｃより小さな値に設定されている。尚、ねじ孔８１の谷径ｃとボルト１４の外径ｂとの径差は約０．１ｍｍである。
【００１８】
結合孔８の加工に際しては、ねじ孔８１の下孔と共に小径部８２ｃも同時に加工し、ねじ孔８１の下孔と小径部８２ｃとの同軸度を確保する。その後、ねじ孔８のタッピング加工を行うが、小径部８２ｃはねじ孔８１の谷径ｃ、即ち、タップ外径よりも小径であるため、小径部８２ｃの内面に浅い螺旋溝８２ｄが形成される。
【００１９】
ロッド本体１にキャップ２を締結する際は、ボルト１４をキャップ２側からボルト挿通孔８２を通してねじ孔８１に螺合させる。この場合、ボルト１４に対するボルト挿通孔８２の遊び、即ち、ロッド本体１に対するキャップ２のずれは小径部８２ｃにより０．１ｍｍ以下に規制される。ここで、割面の微小な凹凸を除く１次的な凹凸の平均ピッチは約０．１５ｍｍであり、キャップ２の割面の凹凸がロッド本体１の割面の対応する凹凸とは異る凹凸に対向する位置までずれることはない。かくて、キャップ２の割面の凹凸をロッド本体１の割面の対応する凹凸に係合させた状態でロッド本体１にキャップ２を正確に締結することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ボルトに対するボルト挿通孔の遊びを小さくして、キャップの割面の凹凸がロッド本体の割面の対応する凹凸とは異なる凹凸に対向する位置までずれることを防止でき、ロッド本体とキャップとの組付精度が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）〜（ｈ）コンロッドの製造工程を示す図
【図２】  分割装置の平面図
【図３】  図２のIII−III線截断面図
【図４】  ロッド本体とキャップとの結合部の拡大断面図
【図５】  （Ａ）割面の一部分のブラッシング前の凹凸の計測結果を示すグラフ、（Ｂ）割面の前記部分のブラッシング後の凹凸の計測結果を示すグラフ
【符号の説明】
１  ロッド本体        ２キャップ        ４  コンロッド素材
８  結合孔          ８１  ねじ孔      ８２  ボルト挿通孔
８２ａ  大径部        ８２ｂ  段差部    ８２ｃ  小径部
１４  ボルト
【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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