(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
小端部（２S ）、半環状の大端部（２B ）及びこれら両端部を一体に連結するロッド部（２R ）を有するコンロッド本体（２）と、その大端部（２B ）に分離可能に接合される半環状のキャップ（３）とからなる分割型コンロッドの製造方法において、
個別に成形されたコンロッド本体素材（０２）及びキャップ素材（０３）を鍛造金型（２２）の一連のキャビティ（２３）内で加圧して、接合面（６，７）を互いに密着させたコンロッド本体（２）及びキャップ（３）を鍛造する鍛造工程と、前記コンロッド本体（２）及びキャップ（３）の接合面（６，７）を分離する分離工程とを含み、
前記鍛造工程では、前記コンロッド本体素材（０２）及びキャップ素材（０３）を鍛造金型（２２）の一連のキャビティ（２３）に収容すると共に、前記接合面（６，７）の形成予想領域（Ａ）に亘り配置された一対の軸方向突条（２９）を外周に一体に備えた大径コア（２８）を大端部（２B ）及びキャップ（３）の内周面に対応するように配置して、前記コンロッド本体素材（０２）及びキャップ素材（０３）を加圧したとき、前記軸方向突条（２９）が前記コンロッド本体素材（０２）及びキャップ素材（０３）の内周面を圧縮することにより、大端部（２B ）及びキャップ（３）の内周面に、前記接合面（６，７）の内端縁が大端部（２B ）及びキャップ（３）の内周面の直径線（Ｃ）からずれた場合に該内端縁のクランクピン（１２）との干渉を回避するための軸方向溝（８）を、前記軸方向突条（２９）に対応して成形すると共に、この軸方向溝（８）の成形に伴ない前記接合面（６，７）に互いに噛合う皺状の凹凸部を形成することを特徴とする、分割型コンロッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
頂面を平坦にした前記軸方向突条（２９）を用いることにより、前記軸方向溝（８）の底面を平坦に形成することを特徴とする、分割型コンロッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ピストンエンジンやピストンポンプ等に用いられるコンロッド、特に、小端部、半環状の大端部及びこれら両端部を一体に連結するロッド部を有するコンロッド本体と、その大端部に分離可能に接合される半環状のキャップとからなる分割型コンロッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、分割型コンロッドを製造するに当り、一体に鋳造したコンロッドの大端部内周面に破断用Ｖ形ノッチを形成し、これを境として、コンロッド本体とキャップとに破断、分割することが知られている（例えば米国特許明細書第4,569,109 号明細書参照）。
【０００３】
しかしながら、上記のような製造方法では、コンロッドの破断時、大なる衝撃力を与える必要がある上、破断面が一定せず、コンロッド本体及びキャップに部分的な強度低下を生じる虞れがある。
【０００４】
そこで、本出願人は、コンロッド本体素材及びキャップ素材を個別に成形し、これら素材から鍛造により接合面を互いに密着させたコンロッド本体及びキャップを成形し、最後にそれらの接合面を分離して分割型コンロッドを得る方法を先に提案した（特願平６−３３３２８２号参照）。
【０００５】
上記提案の方法によれば、鍛造時、コンロッド本体及びキャップに、両者の位置決め接合に役立つ皺状の接合面を形成することができ、また鍛造後、コンロッド本体及びキャップを比較的軽い衝撃力によりそれらの接合面を分離することができ、したがって高品質の分割コンロッドを能率よく製造することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記提案の方法において次のような問題点が究明された。即ち、コンロッド本体及びキャップのクランクピンへの装着性を考慮すると、これらの接合面は、大端部及びキャップの内周面の直径線上に位置することが望ましいところ、前記鍛造時、素材各部の移動量が不均一であることから、形成される接合面を前記直径線に整合させることが極めて困難であるという点である。
【０００７】
本発明は、かゝる問題点に鑑みてなされたもので、鍛造時、コンロッド本体及びキャップの接合面が大端部及びキャップの内周面の直径線からずれて形成されても、後に分割されたコンロッド本体及びキャップをクランクピンに支障無く装着し得る前記分割型コンロッドの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、小端部、半環状の大端部及びこれら両端部を一体に連結するロッド部を有するコンロッド本体と、その大端部に分離可能に接合される半環状のキャップとからなる分割型コンロッドの製造方法において、個別に成形されたコンロッド本体素材及びキャップ素材を鍛造金型の一連のキャビティ内で加圧して、接合面を互いに密着させたコンロッド本体及びキャップを鍛造する鍛造工程と、前記コンロッド本体及びキャップの接合面を分離する分離工程とを含み、前記鍛造工程では、前記コンロッド本体素材及びキャップ素材を鍛造金型の一連のキャビティに収容すると共に、前記接合面の形成予想領域に亘り配置された一対の軸方向突条を外周に一体に備えた大径コアを大端部及びキャップの内周面に対応するように配置して、前記コンロッド本体素材及びキャップ素材を加圧したとき、前記軸方向突条が前記コンロッド本体素材及びキャップ素材の内周面を圧縮することにより、大端部及びキャップの内周面に、前記接合面の内端縁が大端部及びキャップの内周面の直径線からずれた場合に該内端縁のクランクピンとの干渉を回避するための軸方向溝を、前記軸方向突条に対応して成形すると共に、この軸方向溝の成形に伴ない前記接合面に互いに噛合う皺状の凹凸部を形成することを第１の特徴とする。
【０００９】
また本発明は、第１の特徴に加えて、頂面を平坦にした前記軸方向突条を用いることにより、前記軸方向溝の底面を平坦に形成することを第２の特徴とする。
【００１０】
【作用】
本発明の第１の特徴によれば、鍛造により密着形成された大端部及びキャップの接合面は比較的小さい衝撃力をもって簡単に分離することができる。
【００１１】
また鍛造工程でコンロッド本体及びキャップの接合面が形成されるとき、その接合面の形成予想領域に亘り大端部及びキャップの内周面に、前記接合面の内端縁が大端部及びキャップの内周面の直径線からずれた場合に該内端縁のクランクピンとの干渉を回避するための軸方向溝が同時に形成されるので、前記接合面は前記内周面の直径線から多少ずれても、その内端縁は前記軸方向溝内に留まることになり、その後、コンロッド本体及びキャップを分離してクランクピンの外周に装着するとき、それらの接合面の内端縁がクランクピンの外周面に干渉することを回避できる。
【００１２】
さらにコンロッド本体及びキャップの接合面には、互いに噛合う皺状の凹凸部が形成されるので、コンロッド本体及びキャップのクランクピンへの装着時、前記皺状の凹凸部の噛合いにより両接合面の適正な接合位置を確保することができる。
【００１３】
また特に鍛造工程では、大径コア外周の、前記接合面の形成予想領域に亘り配置された一対の軸方向突条がコンロッド本体素材及びキャップ素材の内周面を圧縮することにより、コンロッド本体及びキャップの内周面に前記軸方向溝を簡単、確実に形成することができる。またコンロッド本体素材及びキャップ素材の圧縮変形に伴うコア外周面及びキャビティ内周面からの圧縮反力により、前記接合面に前記皺状の凹凸部が形成されるが、特に本発明では大径コアの前記軸方向突条が両素材の大端側内周面を強力に圧縮するので、該接合面における皺状凹凸部の生成に大きく寄与することができ、該皺状凹凸部を、前記軸方向突条に基づく前記軸方向溝の成形に伴ない簡単、確実に形成することができる。
【００１４】
さらに本発明の第２の特徴によれば、頂面を平坦にした前記軸方向突条を用いることにより、前記軸方向溝の底面を平坦に形成することができるので、前記接合面が前記内周面の直径線からずれた場合でも、該接合面と軸方向溝の底面との間に、強度上不利な鋭い鋭角部が形成されることを回避できる。
【００１５】
【実施例】
以下、図面により本発明の一実施例について説明する。
【００１６】
先ず、図１により本発明の方法により製造される分割型コンロッドの構造について説明する。このコンロッド１は、コンロッド本体２とキャップ３とからなっている。コンロッド本体２は目玉状の小端部２S 、半環状の大端部２B 及びそれらを一体に連結するロッド部２R を有し、小端部２S にピストン４がピストンピン５を介して連結されるようになっている。キャップ３は前記大端部２B と同様に半環状をなしており、これら大端部２B 及びキャップ３の相対向する接合面６，７は互いに噛合う皺状の凹凸部を有する。また大端部２B 及びキャップ３の内周面には、接合面６，７の内端縁を臨ませる軸方向溝８が形成される。さらにキャップ３の両端部にはボルト９を挿通する挿通孔１０，１０が、また大端部２B の両端部にはボルト９を螺合するねじ孔１１，１１がそれぞれ穿設される。
【００１７】
而して、これら大端部２B 及びキャップ３は、クランク軸のクランクピン１２外周面に相対回転可能に嵌合した状態で接合面６，７を合せ、ボルト９，９により結合される。
【００１８】
このような分割型コンロッド１の製造方法を図２ないし図７を参照しながら以下に説明する。
【００１９】
先ず図２及び図３に示すように、Ａｌ合金粉末によりコンロッド本体２及びキャップ３にそれぞれ近似した形状を持つコンロッド本体素材０２及びキャップ素材０３を個別に成形する。その際、次のような粉末成形金型１３が用いられる。
【００２０】
その金型１３は、コンロッド本体素材０２及びキャップ素材０３の形状にそれぞれ対応した第１及び第２キャビティ１５，１６をそれぞれ独立して設けたダイ１６と、上記キャビティ１５，１６にそれぞれ上下から嵌合される上部及び下部パンチ１７，１８；１９，２０と、下部パンチ１８に固設されて第１キャビティ１４を貫通する小径コア２１とからなっている。
【００２１】
而して、第１及び第２キャビティ１４，１５にＡｌ合金粉末を充填し、これらを上部及び下部パンチ１７，１８；１９，２０により加圧、圧縮することによりコンロッド本体素材０２及びキャップ素材０３を成形し、次いでこれらを図示しない焼結炉を用いて焼結する。その焼結は、焼結温度の比較的低い予備焼結であってもよい。
【００２２】
次に図４ないし図６に示すように、上記コンロッド本体素材０２及びキャップ素材０３から鍛造によりコンロッド本体２及びキャップ３を成形する。その成形に際し、次のような鍛造金型２２が用いられる。
【００２３】
その金型２２は、コンロッド１の形状に対応した一連のキャビティ２３を有するダイ２４と、上記キャビティ２３に上下から嵌合する上部及び下部パンチ２５，２６と、下部パンチ２６に固設されてキャビティ２３を貫通する小径コア２７及び大径コア２８とからなっており、小径コア２７は、前記小端部２S のピン孔に対応するように配置され、大径コア２８は前記大端部２B 及びキャップ３の内周面に対応するように配置される。また大径コア２８には、コンロッド本体２及びコア３の接合面６，７の形成予想領域Ａに亘り配置される一対の軸方向突条２９，２９が外周面に形成されており、この軸方向突条２９の頂面は平坦面となっている。
【００２４】
而して、鍛造に当っては、先ず図４に示すようにキャビティ２３に前記コンロッド本体素材０２及びキャップ素材０３を正規の対向状態で納め、次いでそれらを図５及び図６に示すように上、下パンチ２５，２６により加圧することにより、接合面６，７を互いに密着させたコンロッド本体２及びキャップ３を成形する。このとき、大端部２B 及びキャップ３の内周面には、大径コア２８の軸方向突条２９により接合面６，７の形成予想領域に亘り軸方向溝８が形成されるので、前記素材０２，０３各部の移動量の差により接合面６，７が大端部２B 及びキャップ３の内周面の直径線Ｃからずれて形成されても、これら接合面６，７の内端縁は軸方向溝８外に逸脱することはない。しかも軸方向溝８の底面は、前記軸方向突条２９の平坦な頂面により、平坦に形成されるので、上述のように接合面６，７が直径線Ｃからずれても、接合面６，７及び軸方向溝８の底面に挟まれる角部が鋭い鋭角部となることを回避できる。
【００２５】
また、各接合面６，７には、図７に示すように、素材０２，０３の圧縮変形に伴う大径コア２８外周面及びキャビティ２３内周面からの圧縮反力により、互いに噛合う皺状の凹凸部が形成され、特に大径コア２８の軸方向突条２９が素材０２，０３の大端側内周面を強力に圧縮するので、接合面６，7 における皺状凹凸部の生成に大きく寄与する。
【００２６】
コンロッド本体２及びキャップ３の鍛造後は、接合面６，７の接合状態を保持したまゝでキャップ３にボルト挿通孔１０を、大端部２B にねじ孔１１を加工し、また必要に応じて大端部２B 及びキャップ３の内周面に仕上げ加工を施す。
【００２７】
上記加工後、コンロッド本体２及びキャップ３に衝撃力を与えて両者の接合面６，７を図７に示すように分離させるのであるが、鍛造により密着形成された接合面６，７は比較的小さい衝撃力をもって簡単に分離することができる。
【００２８】
こうして分離されたコンロッド本体２及びキャップ３は、前述のように（図１参照）クランクピン１２の外周に装着するのであるが、それらの接合面６，７が大端部２B 及びキャップ３の内周面の直径線Ｃからずれていても、それらの内端縁は軸方向溝８によりクランクピン１２外周面との干渉が回避される。したがってクランクピン１２への装着を支障無く行うことができる。しかも、それらの接合面６，７は皺状の凹凸部を有するので、それら凹凸部の噛合いにより両接合面６，７の適正な接合位置を確保することができる。
【００２９】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱することなく種々の変更が可能である。例えば、コンロッド本体素材０２及びキャップ素材０３は、Ａｌ合金をダイカスト鋳造することにより成形することもできる。またコンロッド本体素材０２及びキャップ素材０３の成形時に軸方向溝８のための予備成形を行うこともできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１の特徴によれば、鍛造により密着形成された大端部及びキャップの接合面は比較的小さい衝撃力をもって簡単に分離することができる。
【００３１】
また鍛造工程でコンロッド本体及びキャップの接合面が形成されるとき、その接合面の形成予想領域に亘り大端部及びキャップの内周面に、前記接合面の内端縁が大端部及びキャップの内周面の直径線からずれた場合に該内端縁のクランクピンとの干渉を回避するための軸方向溝が同時に形成されるので、前記接合面は前記内周面の直径線から多少ずれても、その内端縁は前記軸方向溝内に留まることになり、その後、コンロッド本体及びキャップを分離してクランクピンの外周に装着するとき、それらの接合面の内端縁がクランクピンの外周面に干渉することを回避できる。
【００３２】
さらにコンロッド本体及びキャップの接合面には、互いに噛合う皺状の凹凸部が形成されるので、コンロッド本体及びキャップのクランクピンへの装着時、前記皺状の凹凸部の噛合いにより両接合面の適正な接合位置を確保することができる。
【００３３】
また特に鍛造工程では、大径コア外周の、前記接合面の形成予想領域に亘り配置された一対の軸方向突条がコンロッド本体素材及びキャップ素材の内周面を圧縮することにより、コンロッド本体及びキャップの内周面に前記軸方向溝を簡単、確実に形成することができる。またコンロッド本体素材及びキャップ素材の圧縮変形に伴うコア外周面及びキャビティ内周面からの圧縮反力により、前記接合面に前記皺状の凹凸部が形成されるが、特に本発明では大径コアの前記軸方向突条が両素材の大端側内周面を強力に圧縮するので、該接合面における皺状凹凸部の生成に大きく寄与することができ、該皺状凹凸部を、前記軸方向突条に基づく前記軸方向溝の成形に伴ない簡単、確実に形成することができる。
【００３４】
さらに本発明の第２の特徴によれば、頂面を平坦にした前記軸方向突条を用いることにより、前記軸方向溝の底面を平坦に形成することができるので、前記接合面が前記内周面の直径線からずれた場合でも、該接合面と軸方向溝の底面との間に、強度上不利な鋭い鋭角部が形成されることを回避でき，ボルト結合時、その角部の破損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の方法により製造されるコンロッドの正面図
【図２】  コンロッドの粉末成形工程を示す平面図
【図３】  図２の３−３線断面図
【図４】  コンロッドの鍛造工程開始前の状態を示す平面図
【図５】  コンロッドの鍛造工程終了の状態を示す平面図
【図６】  図５の６−６線断面図
【図７】  コンロッド本体及びキャップの分離状態を示す斜視図
【符号の説明】
Ａ      接合面形成予想領域
Ｃ      直径線
０２    コンロッド素材
０３    キャップ素材
１      コンロッド
２      コンロッド本体
２B     大端部
２S     小端部
２R     ロッド部
３      キャップ
８      軸方向溝
１２    クランクピン
２２    鍛造金型
２８    大径コア
【図１】
0003811200.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003811200.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003811200.tif 000008