(57)【要約】【課題】鋭角部位を有する交差部において、バリ除去性能を向上することが可能な流路構造及びその加工方法を提供することを課題とする。【解決手段】第一流路１０と、第一流路１０に対して交差して設けられる第二流路２０とを備えた交差形状の流路構造１であって、その交差部３０は、鋭角部位３１を有し、鋭角部位３１と対向する側の第一流路１０の径（交差部３０より上方の径ｄ１）を、鋭角部位３１側の第一流路の径（交差部３０より下方の径ｄ２）よりも大きくし、交差部３０の範囲内で第一流路１０に径差を設けるとともに、鋭角部位３１と対向する側から見て（上面視において）鋭角部位３１が露出するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一流路と、該第一流路に対して交差して設けられる第二流路とを備えた流路構造であって、
前記第一流路と第二流路との交差部は、前記第一流路の内周面と第二流路の内周面とが鋭角的に交差する鋭角部位を有し、
前記交差部を挟んで前記鋭角部位と対向する側の前記第一流路の径を、前記鋭角部位側の前記第一流路の径よりも大径に形成したことを特徴とする流路構造。
【請求項２】
前記第一流路は、前記交差部に、前記鋭角部位と対向する側から前記鋭角部位側に向かって漸次縮径する傾斜形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の流路構造。
【請求項３】
前記流路構造は、クランクシャフトの油穴通路に設けられるものであることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の流路構造。
【請求項４】
第一流路と、該第一流路に対して交差して設けられる第二流路とを備えた流路構造を加工する加工方法であって、
前記第一流路と第二流路との交差部が、前記第一流路の内周面と第二流路の内周面とが鋭角的に交差する鋭角部位を有するように、前記第二流路を前記第一流路に対して形成し、
前記交差部を挟んで前記鋭角部位と対向する側の前記第一流路の径を、前記鋭角部位側の前記第一流路の径よりも大径に形成することを特徴とする流路構造の加工方法。
【請求項５】
前記第二流路の加工後に、前記第一流路の前記鋭角部位と対向する側からバリ除去を行うことを特徴とする、請求項４に記載の流路構造の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路構造及びその加工方法に関し、より詳細には、加工時におけるバリ発生箇所に対するバリ除去性能を向上させた流路構造の構成技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、エンジンのクランクシャフトの油穴通路等において、その流路構造は交差形状に設けられている。このような流路構造を加工する際は、係る交差部にバリが発生し易いことが知られており、加工後に適宜のバリ取りツールを用いて流路内を洗浄及び／又は研磨することによって、バリの除去が行われている。
しかしながら、前記バリ取りツールによるバリの除去が不十分な場合は、流路内にバリが残留してしまう。このように残留したバリは、例えばエンジン稼動時に剥がれ落ちて、周囲に配置されるベアリング等の焼き付きの原因となることがある。そのため、確実にバリを除去する技術に対する要請が強い。
【０００３】
上記のような手段として、以下に示す特許文献１及び特許文献２のような技術が開示されている。
特許文献１に開示された技術は、大径管路と小径管路との交差部に発生するバリを除去するための技術であり、適宜の蓋等にて前記大径管路内部と外部との連通路を前記小径管路のみに制限し、前記大径管路内部に水を充填させた後、外部から冷却することによって内部の水を氷結させるとともに、その体積膨張を利用して早期氷結部分を前記小径管路に向けて流動することによって前記交差部に発生するバリを除去するものである。
これによれば、水を冷凍過程に付することのみによって、確実にバリを除去できる。
しかしながら、特許文献１に記載の技術を用いてバリを除去する際には、（１）大径管路と小径管路とからなる流路構造の端部等に蓋をすることによって閉じた空間を作る工程と、（２）内部に水を注入・充填する工程と、（３）その水を冷凍過程に付する工程と、（４）氷結した水を解凍する工程と、（５）前記蓋を外して水抜きをするとともに、内部のバリを洗い流す工程とが必要となる。このように工程数が多く、手間と時間がかかってしまう点で不利である。
【０００４】
また、特許文献２に開示された技術は、貫通流路を有し、当該貫通流路に直交穿孔又は斜交穿孔にて形成される交差部のバリを除去する技術であり、前記貫通流路の一端に栓をし、当該貫通流路内に高圧水と研磨剤を噴射することによって、バリを除去するものである。
これによれば、前記交差部に発生したバリを除去するとともに、係る交差部の稜線をＲ形状に面取りすることができ、交差部、ひいてはワークの加工品質を向上できる。
しかしながら、前記貫通流路内における高圧水の流れの速度は、一般的に中心部分が強く側部が弱くなる傾向がある（いわゆる、ハーゲン―ポアズイユ流れ）。このため、貫通流路の側壁部分に形成されるバリ全体に前記研磨剤が十分に当たらない可能性があり、係る場合には上記のような不具合に発展するおそれがある点で不利である。
【０００５】
例えば、図１０に示す従来のクランクシャフトの油穴通路１００のように、貫通流路１１０に対して斜交穿孔１２０にて交差部１３０が形成される場合は、特に鋭角（ピン角）部分１３１の周囲にバリ１４０が発生し易い。このような油穴通路１００に対して特許文献２に記載の技術を適用してバリを除去するときも、上述のように交差部１３０側部においてバリ１４０が残留し易くなってしまう。
【特許文献１】特開２００２−１５４０１７号公報
【特許文献２】特開２００３−２８５２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、鋭角部位を有する交差部において、バリ除去性能を向上することが可能な流路構造及びその加工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】
【０００７】
請求項１に記載のように、本発明に係る流路構造は、第一流路と、該第一流路に対して交差して設けられる第二流路とを備えた流路構造であって、前記第一流路と第二流路との交差部は、前記第一流路の内周面と第二流路の内周面とが鋭角的に交差する鋭角部位を有し、前記交差部を挟んで前記鋭角部位と対向する側の前記第一流路の径を、前記鋭角部位側の前記第一流路の径よりも大径に形成したものである。
これによれば、加工時にバリが発生し易い交差部の鋭角部位に対して、研磨剤、又は研磨ブラシ等のバリ取りツールを十分に当てることができるので、交差部におけるバリを確実に除去することができる。また、前記鋭角部位に前記バリ取りツールを十分に当てることができるため、当該鋭角部位をＲ形状に面取りすることができる。
【０００８】
請求項２に記載のように、本発明に係る流路構造において、前記第一流路は、前記交差部に、前記鋭角部位と対向する側から前記鋭角部位側に向かって漸次縮径する傾斜形状を有することが好ましい。
これによれば、交差部の鋭角部位の角度が緩和されるので、第二流路加工時に当該交差部に発生するバリを抑制できる。また、ワークに簡単な加工を施すことのみによって、本発明に係る流路構造を実現できる。
【０００９】
請求項３に記載のように、本発明に係る流路構造において、クランクシャフトの油穴通路に設けられるものであることが好ましい。
これによれば、コンロッド等に近接したクランクシャフト部分のバリを確実に除去することができるので、バリに起因するエンジン部品の焼き付き等の不具合を防止して、当該クランクシャフトを具備するエンジン等の信頼性を向上できる。
【００１０】
請求項４に記載のように、本発明に係る流路構造の加工方法は、第一流路と、該第一流路に対して交差して設けられる第二流路とを備えた流路構造の加工方法であって、前記第一流路と第二流路との交差部が、前記第一流路の内周面と第二流路の内周面とが鋭角的に交差する鋭角部位を有するように、前記第二流路を前記第一流路に対して形成し、前記交差部を挟んで前記鋭角部位と対向する側の前記第一流路の径を、前記鋭角部位側の前記第一流路の径よりも大径に形成するものである。
これによれば、加工時にバリが発生し易い交差部の鋭角部位に対して、研磨剤、研磨ブラシ等のバリ取りツールを十分に当てることができるので、交差部におけるバリを確実に除去することができる。また、前記鋭角部位に前記バリ取りツールを十分に当てることができるため、当該鋭角部位をＲ形状に面取りすることができる。
【００１１】
請求項５に記載のように、本発明に係る流路構造の加工方法は、前記第二流路の加工後に、前記第一流路の前記鋭角部位と対向する側からバリ除去を行うことが好ましい。
これによれば、交差部の鋭角部位に確実にバリ取りツールを当てることができるので、バリ除去を行う際の信頼性を向上できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、鋭角部位を有する交差部において、バリ除去性能を向上する流路構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下では、図１を参照して、本発明に係る流路構造の実施の一形態である流路構造１について説明する。この流路構造１は、ワーク２に設けられている。ワーク２は、エンジンのクランクシャフトであり、流路構造１は、クランクシャフト内部に設けられる油穴通路である。また、クランクシャフトであるワーク２をエンジンに組み付ける際には、その近傍にコンロッド等の部品が配置される。
なお、以下において、図１における矢印Ａの指す方向を上とし上下方向を規定する。
【００１４】
図１に示すように、流路構造１は、第一流路１０、第二流路２０、交差部３０等により構成されている。
【００１５】
第一流路１０は、ワーク２を一方向に貫通して設けられる。図１に示すように、本実施形態では、第一流路１０はワーク２を上下方向に一直線に貫通して穿設される。
【００１６】
第二流路２０は、ワーク２内において第一流路１０と交差するように設けられる。図１に示すように、本実施形態では、第二流路２０は第一流路１０に対して斜め下側から直線状に穿設される斜交穿孔であり、第一流路１０と鋭角に交差するように設けられる。
【００１７】
交差部３０は、第一流路１０と第二流路２０とが交差する部位である。図１に示すように、交差部３０は第一流路１０の内周面と第二流路２０の内周面とが鋭角的に交差する鋭角部位３１を有する。より厳密には、この鋭角部位３１は、円形断面を有する第一流路１０と第二流路２０とが交差する交差部３０の略楕円形状を有する端面における下半分に形成される。
なお、この交差部３０の位置は、流路構造１の用途又はワーク２の形状等に応じて予め規定されているものであり、第一流路１０に対して第二流路２０を交差して設けるに際して、所定の精度をもって交差部３０を形成するように設けられている。
【００１８】
以下では、図２及び図３を参照して、本実施形態に係る流路構造１を加工する際にワーク２の加工端面に発生するバリ４０について説明する。
図２に示すように、本実施形態では、バリ４０は、主として第二流路２０の穴開け加工を施すドリル５２の軸線方向に発生し易い。より厳密には、第二流路２０を加工する際に第一流路１０との交差部３０の端面、特に、鋭角部位３１に発生し易い。
【００１９】
実体的には、図３（ａ）に示すように、交差部３０の端面に形成される鋭角部位３１を加工する際、その端面にて塑性変形域（図３（ａ）において斜線で示す部分）が鋭角部位３１全体を覆い、切粉にならず鋭角部位３１に残ってバリ４０が発生し易い。また、この鋭角部位３１の角度が小さいほどワーク２が塑性変形し易くなるため、バリ４０がより発生し易くなる。
反対に、図３（ｂ）に示すように、交差部３０の端面に形成される鈍角部位３２を加工する際、その端面にて塑性変形域（図３（ｂ）において斜線で示す部分）が及ばない範囲が存在し、せん断変形されて切粉になりやすくバリ４０が発生し難い。
このように、穴開け加工を施すに際して、端面が鋭角形状を有する場合はバリが発生し易く、端面が鈍角形状を有する場合にはバリが発生し難いため、本実施形態においては、第一流路１０を穿設した後に第二流路２０を穿設することによって、バリ４０の発生箇所を鋭角部位３１に集中させている。
【００２０】
また、交差部３０の鋭角部位３１に発生するバリ４０（図２参照）を除去するために、第一流路１０及び第二流路２０を加工した後に、バリ取りツール４１によってバリ４０を除去する工程が行われる。
本実施形態では、バリ取りツール４１は研磨剤４２であり、図４（ａ）に示すように、微小な研磨粒４２ａ・４２ａ・・・を流体とともに流路構造１内に高圧噴射することにより、鋭角部位３１に発生するバリ４０を研ぎ落として除去するとともに、係る鋭角部位３１を面取りすることによって、交差部３０の端面にＲ形状が形成される。このとき、図４（ａ）に示すように、研磨剤４２の当たりの強さは中心部が最も強く、側部に近づくにつれて弱くなり、側壁面で最も弱くなっている（ハーゲン―ポアズイユ流れ）。
なお、バリ取りツール４１は、本実施形態の研磨剤４２に限定されず、例えばバリ取りツール４１として、金属製の研磨ブラシ４５を用いる場合は、図４（ｂ）に示すように、研磨ブラシ４５を流路構造１内に挿入して研磨することによって、鋭角部位３１に発生するバリ４０を研ぎ落として除去するとともに、係る鋭角部位３１を面取りすることによって、交差部３０の端面にＲ形状を形成することが可能である。このとき、図４（ｂ）に示すように、研磨ブラシ４５の当たりの強さは中心部に近いほど強く、側部に近づくにつれて弱くなり、側壁面で最も弱くなっている。
【００２１】
以下では、図１及び図５を参照して、本実施形態に係る第一流路１０の径について詳細に説明する。
図１に示すように、第一流路１０の径は、鋭角部位３１と対向する側の径が鋭角部位３１側の径よりも大径となるように形成されている。つまり交差部３０より上方の径ｄ１が、交差部３０より下方の径ｄ２より大きくなるように形成される。
【００２２】
具体的には、図５に示すように外径ｄ１を有する刃部を具備する大径ドリル５０と、この大径ドリル５０の刃部より小さい外径ｄ２を有する刃部を具備する小径ドリル５１とを用いて第一流路１０の穴開け加工を施す。
まず、図５（ａ）に示すように、大径ドリル５０によって交差部３０の上下中途部まで穴開け加工を施し、次に、図５（ｂ）に示すように、小径ドリル５１によって、交差部３０の上下中途部から下方の穴開け加工を施す。このようにして、交差部３０の上下中途部より上方の径を、交差部３０の上下中途部より下方の径より大きくでき、交差部３０より上方の径ｄ１が、交差部３０より下方の径ｄ２より大きくする構成を実現できる。言い換えれば、第一流路１０の加工後に、第二流路２０を加工したときに、交差部３０の範囲内で径差が設けられ、交差部３０の上下中途部より上方の径ｄ１が鋭角部位３１の径より大きい径となり、図６に示すように、上面視において鋭角部位３１が露出することとなる。
【００２３】
以下に示すように、本発明に係る第一流路の他の実施形態である第一流路１５・１６において、交差部３０より上方の径ｄ１が、交差部３０より下方の径ｄ２より大きくなるように形成するとともに、漸次縮径する傾斜形状を設けても良い。
具体的には、図７（ａ）に示すように、ステップドリル５５と上述の小径ドリル５１とを用いてステップ形状を有する第一流路１５の穴開け加工を施す。ステップドリル５５は、小径の刃部５５ａ、大径の刃部５５ｂ等を具備する穴開け加工用のドリルであり、小径の刃部５５ａの外径は、小径ドリル５１の外径ｄ２と同じ径であり、大径の刃部５５ｂの外径は大径ドリル５０の外径ｄ１と同じ径である。そして、まず、このステップドリル５５によって交差部３０の下端部を超えて穴開け加工を施し、次に、小径ドリル５１によってワーク２を貫通するまで穴開け加工を施す。このようにして、図７（ａ）に示す第一流路１５を加工できる。
また、図７（ｂ）に示すように、テーパドリル５６を用いてテーパ形状を有する第一流路１６の穴開け加工を施す。テーパドリル５６は、先端部から徐々に拡径するテーパ形状の刃部５６ａを具備する穴開け加工用のドリルであり、適宜の外径を有する。そして、このテーパドリル５６によってワーク２を貫通するまで穴開け加工を施す。このようにして、図７（ｂ）に示す第一流路１６を加工できる。
また、このようにして得られる第一流路１５・１６と第二流路２０との交差部３０の鋭角部位３１の角度は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第一流路１０と第二流路２０との交差部３０の鋭角部位３１の角度より大きくなっている。従って、バリ４０の発生を抑制できる。
【００２４】
以上のように、本発明に係る流路構造の実施の一形態である流路構造１は、第一流路１０を設け、第一流路１０に対して第二流路２０を交差して設けた交差形状の流路構造であって、その交差部３０は、鋭角部位３１を有し、鋭角部位３１と対向する側の第一流路１０の径（交差部３０より上方の径ｄ１）を、鋭角部位３１側の第一流路の径（交差部３０より下方の径ｄ２）よりも大きくし、交差部３０の範囲内で第一流路１０に径差を設けるとともに、鋭角部位３１と対向する側から見て（上面視において）鋭角部位３１が露出するようにしたものである。
これによれば、加工時にバリ４０が発生し易い交差部３０の鋭角部位３１に対して、バリ取りツール４１を十分に当てることができるので、鋭角部位３１におけるバリ４０を確実に除去することができる。従って、流路構造１のバリ除去性能を向上できる。
また、鋭角部位３１にバリ取りツール４１（研磨剤４２又は研磨ブラシ４５）を十分に当てることができるため、鋭角部位３１のバリ４０を確実に除去するとともに鋭角部位３１をＲ形状に面取りすることができる。従って、流路構造１の品質、ひいては流路構造１を具備する製品の品質を向上できる。
また、バリ取りツール４１として研磨剤４２を用いる場合は、バリ４０への当たりを十分に確保できるので、その噴射圧を低減できる。従って、バリ除去にかかるコストを低減でき、バリ取りツール４１の設備寿命を向上できる。また、バリ取りツール４１として研磨ブラシ４５を用いる場合においても同様にバリ４０への当たりを十分に確保できるので、研磨ブラシ４５にかかる力を低減できるので、その部品寿命を向上できる。
【００２５】
また、第一流路１５・１６は、第二流路２０との交差部３０の範囲内に、漸次縮径する傾斜形状を有するものである。
これによれば、第一流路１５・１６に対して交差して設けられる第二流路２０との交差部３０の鋭角部位３１の角度が緩和され、第二流路２０の加工時にバリ４０の発生を抑制でき、流路構造１におけるバリ４０の残留を未然に防止できる。
【００２６】
また、本実施形態の流路構造１は、エンジンのクランクシャフトであるワーク２に設けられる油穴通路である。
これによれば、流路構造１の加工時に発生するバリ４０は、確実に除去されるので、クランクシャフト近傍に配置されるコンロッド等のエンジン部品内にバリ４０を流出することがない。従って、バリ４０に起因するエンジン部品の焼き付き等の不具合を防止して、当該クランクシャフトを具備するエンジン等の信頼性を向上できる。
【００２７】
以下では、図８〜図９を参照して、本発明に係る流路構造の加工方法の実施の一形態である加工工程２００について説明する。
加工工程２００は、ワーク２に対して第一流路１０と第二流路２０とを穴開け加工し、これらの交差部３０の加工端面をバリ除去加工等によって仕上げる工程であり、図８に示すように、加工工程２００は、第一流路加工工程２１０、第二流路加工工程２２０、バリ除去工程２３０等を具備する。
【００２８】
第一流路加工工程２１０は、ワーク２に対して第一流路１０の穴開け加工を施す工程である。図９（ａ）に示すように、第一流路加工工程２１０において、ワーク２の所定箇所に大径ドリル５０によって、所定深さまで（厳密には、上述のように、交差部３０の上下中途部付近まで）穴開け加工し、その後、図９（ｂ）に示すように、小径ドリル５１によって、ワーク２を貫通するまで穴開け加工する。
このようにして、ワーク２に、内径差を設けた第一流路１０が穿設される。
【００２９】
第二流路加工工程２２０は、ワーク２に対して第二流路２０の穴開け加工を施す工程である。図９（ｃ）に示すように、ワーク２の所定箇所に適宜の外径を有するドリル５２によって、第一流路１０に対して所定の角度をもって交差するように穴開け加工する。
このようにして、ワーク２に第二流路２０が穿設される。そして、第二流路２０と第一流路１０との交差部分に交差部３０が形成され、この交差部３０には、鋭角部位３１が設けられる。このとき、図９（ｄ）に示すように、鋭角部位３１にはバリ４０がドリル５２の軸線方向に発生している。
【００３０】
バリ除去工程２３０は、第一流路１０及び第二流路２０を穴開け加工する際に発生するバリ４０を除去する工程である。図９（ｄ）に示すように、鋭角部位３１と対向する側（上方）からバリ取りツール４１（本実施形態では、研磨剤４２）をバリ４０に当て、バリ４０を研ぎ落として除去する。
このようにして、交差部３０の鋭角部位３１からバリ４０が良好に除去される。このとき、バリ４０が発生していた鋭角部位３１は、この鋭角部位３１と対向する側（上方）から見て露出されているので、バリ取りツール４１が十分に当たる。これにより、バリ４０は確実に除去できるとともに、鋭角部位３１をＲ形状に面取りすることができる。
【００３１】
なお、第一流路加工工程２１０において、第一流路１０の穴開け加工に使用する加工工具は、本実施形態の大径ドリル５０及び小径ドリル５１に限定されず、第一流路１０に径差を設け、かつ、第二流路２０の穴開け加工後に第一流路１０の鋭角部位３１と対向する側の径が鋭角部位３１側の径よりも大きくなるものであれば良く、上述のように、ステップドリル５５又はテーパドリル５６等を併用又は使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る流路構造の実施の一形態を示す図である。
【図２】本発明に係る流路構造の実施の一形態を示す拡大図である。
【図３】本発明に係る流路構造の加工に際するバリの発生原理を示す模式図であり、（ａ）は鋭角部位におけるバリの発生を示す図（ｂ）は鈍角部位におけるバリの発生を示す図である。
【図４】本発明に係る流路構造に対するバリ除去を示す模式図であり、（ａ）はバリ取りツールとして研磨剤を用いた場合を示す図（ｂ）はバリ取りツールとして金属製の研磨ブラシを用いた場合を示す図である。
【図５】本実施形態に係る第一流路の加工方法を示す図である。
【図６】本発明に係る流路構造の実施の一形態を示す上面図である。
【図７】本発明に係る第一流路の加工方法の他の実施形態を示す図である。
【図８】本発明に係る流路構造の加工方法の実施の一形態を示すフロー図である。
【図９】本発明に係る流路構造の加工方法の実施の一形態を示す模式図。
【図１０】従来の流路構造の実施の一形態を示す模式図。
【符号の説明】
【００３３】
１      流路構造
２      ワーク
１０、１５、１６    第一流路
２０    第二流路
３０    交差部
３１    鋭角部位
ｄ１    鋭角部位と対向する側の第一流路の径
ｄ２    鋭角部位側の第一流路の径
【図１】
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【図２】
2009257193.tif 000004
【図３】
2009257193.tif 000005
【図４】
2009257193.tif 000006
【図５】
2009257193.tif 000007
【図６】
2009257193.tif 000008
【図７】
2009257193.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009257193.tif 000011
【図１０】
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