JP2000337346A - コンロッドの製造方法 - Google Patents

コンロッドの製造方法

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JP2000337346A
JP2000337346A JP14393999A JP14393999A JP2000337346A JP 2000337346 A JP2000337346 A JP 2000337346A JP 14393999 A JP14393999 A JP 14393999A JP 14393999 A JP14393999 A JP 14393999A JP 2000337346 A JP2000337346 A JP 2000337346A
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cast
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Haruki Kodama
春喜 小玉
Yasutaka Matsue
泰隆 松栄
Takao Shinohara
隆夫 篠原
Ryoji Nibe
▲りょう▼史 仁部
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Honda Motor Co Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C7/00Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
    • F16C7/02Constructions of connecting-rods with constant length
    • F16C7/023Constructions of connecting-rods with constant length for piston engines, pumps or the like

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンロッド素材の作製後に行われていた補助用
穴の加工を省略できるようにして、コンロッドの製造コ
ストの低廉化を有効に図る。 【解決手段】ピストンピン孔12が形成された小端部1
4とクランクシャフト孔16が形成された大端部18と
これら小端部14及び大端部18を一体に連結する桿部
20とを有するコンロッド素材10の製造方法におい
て、コンロッド素材10を鋳型で鋳造する場合に、大端
部18を破断するための補助用穴22を同時に形成す
る。例えば、コンロッド素材10が鋳造されるキャビテ
ィの内壁のうち、大端部18が鋳造される部分に、補助
用穴22を形成するための突起が設けられた鋳型を使用
してコンロッド素材10を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピストンピン孔が
形成された小端部とクランクシャフト孔が形成された大
端部とこれら小端部及び大端部を一体に連結する桿部と
を有するコンロッドの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、コンロッドとしては、桿部の断
面形状がI形となっているものと、H形となっているも
のがある。
【0003】従来、コンロッドは、鍛造で製造する場合
が多く、従って、鍛造で成形しやすいように桿部の断面
がI形となっている。一般に、桿部の断面がH形である
コンロッドの鍛造品は、圧縮強度の引張強度に対する割
合が小さいため、その分、桿部の断面積を増やす必要が
あり、重量が重くなるという問題があるからである。
【0004】そこで、桿部の断面がH形であるコンロッ
ドを鍛造で製造する場合において、その軽量化を図るよ
うにした製造方法が提案されている(例えば特開平2−
129305号公報参照)。
【0005】また、従来では、桿部の断面がI形となっ
ているコンロッドを鋳造で製造する例が提案されている
(例えば実開平2−107816号公報参照)。
【0006】そして、通常、コンロッドは、コンロッド
素材を鍛造や鋳造にて製造した後、該コンロッド素材に
所定の機械加工が施されて完成することになる。
【0007】特に、大端部を破断分割して使用するコン
ロッドでは、製造されたコンロッド素材における大端部
の側面に、破断分割の補助用穴を機械加工等によって形
成するようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、大端部に形
成される補助用穴は、大端部の破断分割の際に、該破断
に必要な力を小さくし、精度の高い破断を行うために必
要である。
【0009】しかし、従来では、コンロッド素材を作製
した後に、その大端部の所要箇所に前記補助用穴を機械
加工等によって形成するようにしているため、工程が増
えてしまうという問題がある。
【0010】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、コンロッド素材の作製後に行われていた
補助用穴の加工を省略することができ、コンロッドの製
造コストの低廉化を有効に図ることができるコンロッド
の製造方法を提供することを目的とする。
【0011】また、本発明の目的は、前記条件に加え
て、コンロッド素材の多数個取りに有利なコンロッドの
製造方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、ピストンピン
孔が形成された小端部とクランクシャフト孔が形成され
た大端部とこれら小端部及び大端部を一体に連結する桿
部とを有するコンロッドの製造方法において、前記コン
ロッド素材を鋳型で鋳造する場合に、前記大端部を破断
するための補助用穴を同時に形成することを特徴とす
る。
【0013】これにより、前記コンロッド素材を鋳型で
鋳造する場合に、前記大端部を破断するための補助用穴
が同時に形成されるため、コンロッド素材の作製後に行
われていた補助用穴の加工を省略することができ、コン
ロッドの製造コストの低廉化を有効に図ることができ
る。
【0014】製造される前記コンロッド素材としては、
前記桿部が2つの板部とこれら板部間に一体に張設され
た柱部にて構成され、前記柱部が前記大端部の軸線に対
してほぼ平行に板部間に張設されて、前記桿部が断面ほ
ぼH形を呈するものとしてもよい。
【0015】コンロッド素材を鋳型で鋳造する場合、桿
部の窪み部分が鋳型の割面に対向するように配置させる
必要がある。従って、桿部の断面形状がI形になってい
ると、大端部の軸線及び小端部の軸線を鋳型の割面に対
して垂直となるように配置させる必要がある。この場
合、割面に対してコンロッド素材の正面(又は背面)が
対向することとなり、割面に対する1つのコンロッド素
材の投影面積が大きくなるため、コンロッド素材の多数
個取りにおいて不利になる。
【0016】一方、桿部の断面形状がH形になっている
と、大端部の軸線及び小端部の軸線を鋳型の割面に対し
て平行となるように配置させることができる。この場
合、割面に対してコンロッド素材の側面が対向すること
となり、割面に対する1つのコンロッド素材の投影面積
が小さくなるため、コンロッド素材の多数個取りにおい
て有利になる。
【0017】そして、前記製造方法において、前記コン
ロッド素材が鋳造されるキャビティの内壁のうち、前記
大端部が鋳造される部分に、前記補助用穴を形成するた
めの突起が設けられた鋳型を使用してコンロッドを製造
するようにしてもよい。これにより、前記コンロッド素
材を鋳型で鋳造する際に、前記大端部を破断するための
補助用穴が同時に形成されることになる。
【0018】また、前記製造方法において、複数個のコ
ンロッドを一度に鋳造するためのキャビティを有する鋳
型を使用してコンロッドを製造するようにしてもよい。
これにより、1つの鋳型で複数のコンロッド素材を鋳造
することができる。
【0019】また、前記製造方法において、前記コンロ
ッド素材が鋳造されるキャビティの内壁の形状が、鋳造
された後の前記コンロッド素材における前記桿部の中央
部分から前記大端部及び小端部に沿って緩やかなテーパ
が形成されるように規定された鋳型を使用してコンロッ
ドを製造するようにしてもよい。この場合、引け巣によ
る品質不良率を低下させることができ、コンロッドの歩
留まりを向上させることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るコンロッドの
製造方法の実施の形態例を図1〜図13を参照しながら
説明する。
【0021】本実施の形態に係る製造方法で作製される
コンロッド素材10は、図1に示すように、ピストンピ
ン孔12が形成された小端部14と、クランクシャフト
孔16が形成された大端部18と、これら小端部14及
び大端部18を一体に連結する桿部20とを有し、特
に、大端部18の側面に破断分割のための補助用穴22
が形成されている。
【0022】そして、通常は、図2に示すように、ステ
ップS1において、コンロッド素材10を鋳型で鋳造し
た後、ステップS2において、前記作製されたコンロッ
ド素材10の大端部18の側面に破断分割のための補助
用穴22を機械加工等にて形成する。その後、ステップ
S3において、大端部18を破断分割した後、図3に示
すように、小端部14のピストンピン孔12内にピスト
ンピン30を挿通し、分割された大端部18にてクラン
クシャフト(図示せず)を図示しない軸受(ホワイトメ
タルやローラーベアリング等)を介して挟み込み(図2
のステップS4)、その後、ステップS5において、分
割された大端部18をボルト32にて互いに締結するこ
とによってコンロッド34として機能することになる。
【0023】一方、本実施の形態は、図4に示すよう
に、まず、ステップS101において、コンロッド素材
10を鋳型で鋳造する場合に、前記大端部18を破断す
るための補助用穴22を同時に形成する。特に、本実施
の形態では、図5に示すように、鋳型40として、コン
ロッド素材10が鋳造されるキャビティ42の内壁のう
ち、大端部18が鋳造される部分に、補助用穴22を形
成するための突起44が設けられた鋳型40を使用す
る。前記突起44は、例えば細い円柱状のピン46を鋳
型40の側面からキャビティ42に向かって挿通させ
て、該キャビティ42内にピン46の先端を突出させる
ことで実現できる。この図5においては、湯道を省略し
て示してある。
【0024】この鋳型40を使用することによって、コ
ンロッド素材10を鋳造したとき、前記突起44に対応
した部分に穴22が形成され、該穴22が大端部18を
破断分割するための補助用穴22として機能することに
なる。
【0025】従って、図2のステップS2に示すような
補助用穴22の機械加工等の工程を省略することができ
る。
【0026】その後、ステップS102において、大端
部18を破断分割した後、図3に示すように、小端部1
4のピストンピン孔12内にピストンピン30を挿通
し、分割された大端部18にてクランクシャフト(図示
せず)を図示しない軸受(ホワイトメタルやローラーベ
アリング等)を介して挟み込み(図4のステップS10
3)、その後、ステップS104において、分割された
大端部18をボルト32にて互いに締結することによっ
てコンロッド34として機能することになる。
【0027】このように、本実施の形態に係る製造方法
においては、前記コンロッド素材10を鋳型40で鋳造
する場合に、前記大端部18を破断するための補助用穴
22が同時に形成されることになるため、コンロッド素
材10の作製後に行われていた補助用穴22の加工を省
略することができ、コンロッド34の製造コストの低廉
化を有効に図ることができる。
【0028】そして、本実施の形態に係る製造方法にて
製造されるコンロッド素材10は、図1に示すように、
桿部20が2つの板部50及び52とこれら板部50及
び52間に一体に張設された柱部54にて構成され、柱
部54が大端部18の軸線Aに対してほぼ平行に板部5
0及び52間に張設されている。即ち、前記桿部20は
断面ほぼH形を呈している。
【0029】一般に、コンロッド素材10を鋳型40で
鋳造する場合、桿部20の窪み部分が鋳型40の割面B
(図5参照)に対向するように配置させる必要がある。
従って、桿部20の断面形状がI形になっていると、図
7に示すように、鋳造を終えた際に、桿部20の窪み部
分56が鋳型40の割面Bに対向するように、即ち、大
端部18の軸線A及び小端部14の軸線Cが鋳型40の
割面Bに対して垂直となるように配置させる必要があ
る。
【0030】この場合、割面Bに対してコンロッド素材
10の正面(又は背面)が対向することとなり、割面B
に対する1つのコンロッド素材10の投影面積が大きく
なるため、コンロッド素材10の多数個取りにおいて不
利になる。
【0031】一方、本実施の形態に係る製造方法にて製
造されるコンロッド素材10のように、桿部20の断面
形状がH形になっていると、大端部18の軸線A及び小
端部14の軸線Cが鋳型40の割面Bに対して平行とな
るように配置させることができる。この場合、割面Bに
対してコンロッド素材10の側面が対向することとな
り、割面Bに対する1つのコンロッド素材10の投影面
積が小さくなるため、コンロッド素材10の多数個取り
において有利になる。
【0032】断面形状がI形の桿部20を有するコンロ
ッド素材10では、図8に示すように、所定の大きさの
鋳型40から2つのコンロッド素材10しか鋳造できな
いが、断面形状がH形の桿部20を有するコンロッド素
材10では、図10に示すように、所定の大きさの鋳型
40から4つのコンロッド素材10を鋳造することがで
き、多数個取りにおいて有利であることがわかる。
【0033】ところで、コンロッド素材10は、一般に
鍛造にて製造する場合が多い。鍛造の場合、コンロッド
素材10の断面、特に桿部20の断面は、通常、I形で
ある。その理由は、桿部20の断面形状がH形であるコ
ンロッド素材10は、I形の場合と比べて断面剛性が低
く、座屈強度が低くなるからである。従って、桿部20
の断面形状がH形であるコンロッド素材10を鍛造で製
造する場合は、断面剛性が低く、座屈強度が低くなる
分、桿部20の断面積を増やす必要があり、重量が重く
なるという問題がある。
【0034】しかし、本実施の形態では、鋳造でコンロ
ッド素材10を製造するようにしているため、引張強度
に対する圧縮強度の割合が、鍛造の場合と比較して高い
ため、桿部20の断面形状をH形にしても、桿部20の
断面積を増やす必要がなくなり、コンロッド素材10の
軽量化を図ることができる。
【0035】更に、本実施の形態に係る製造方法におい
ては、鋳型40として、図5及び図11に示すように、
コンロッド素材10が鋳造されるキャビティ42の内壁
の形状が、鋳造された後のコンロッド素材10における
前記桿部20の中央部分から前記大端部18及び小端部
14に沿って緩やかなテーパ60が形成されるように規
定された鋳型40を使用している。
【0036】この鋳型40を使用してコンロッド素材1
0を鋳造することで、特に、桿部20の柱部54は、そ
の中央部分における断面積よりも、大端部18近傍及び
小端部14近傍の断面積が大きくなるようなテーパ形状
となる。
【0037】一般に、鋳鋼の凝固温度範囲は非常に狭
く、速く凝固する。また、鋳鉄と違って黒鉛が微量であ
るため、体積収縮量も大きい。そのため、キャビティ4
2のうち、桿部20の柱部54の中央部分が形成される
部分まで溶湯が充填される前に周辺の溶湯が凝固してし
まい、鋳造された後の柱部54の中央部分においていわ
ゆる引け巣が発生する場合がある。
【0038】しかし、本実施の形態に係る製造方法に使
用される鋳型40においては、鋳造される柱部54の中
央部分の断面積が柱部54の周辺部分の断面積よりも小
さくなるように、キャビティ42のうち、前記柱部54
が形成される部分にテーパ60を形成するようにしてい
るため、柱部54が形成される部分への溶湯の充填を量
的に中央部分に向かって徐々に少なくすることができる
ため、桿部20の柱部54の中央部分が形成される部分
まで溶湯が充填される前に周辺の溶湯が凝固するという
ことがなくなり、鋳造された柱部54の中央部分におい
て引け巣は発生しなくなる。
【0039】なお、図12及び図13に示すように、キ
ャビティ42の内壁のうち、鋳造された柱部54と大端
部18との連結部分並びに柱部54と小端部14との連
結部分に所定の曲率が形成されるように、丸み62及び
64を帯びさせることにより、溶湯の流通が円滑にな
り、短時間で、柱部54の中央部分が形成される部分ま
で溶湯を充填させることが可能となる。これは、前記引
け巣の対策において更に有効となる。
【0040】なお、この発明に係るコンロッドの製造方
法は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸
脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろん
である。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るコン
ロッドの製造方法によれば、コンロッド素材の作製後に
行われていた補助用穴の加工を省略することができ、コ
ンロッドの製造コストの低廉化を有効に図ることができ
る。また、コンロッド素材の多数個取りに有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る製造方法にて製造されるコ
ンロッド素材を一部破断して示す斜視図である。
【図2】通常のコンロッドの製造方法を示す工程ブロッ
ク図である。
【図3】コンロッドの組み付け工程を示す説明図であ
る。
【図4】本実施の形態に係る製造方法を示す工程ブロッ
ク図である。
【図5】本実施の形態に係る製造方法で使用される鋳型
を示す断面図である。
【図6】図5におけるVI−VI線上の図である。
【図7】断面形状がI形の桿部を有するコンロッド素材
を鋳型で鋳造した段階の断面図である。
【図8】図7におけるVIII−VIII線上の図であ
る。
【図9】断面形状がH形の桿部を有するコンロッド素材
を鋳型で鋳造した段階の断面図である。
【図10】図9におけるX−X線上の図である。
【図11】図5に示す鋳型において、柱部の中央部分が
鋳造される部分のキャビティの形状を示す拡大断面図で
ある。
【図12】図5に示す鋳型において、柱部と大端部との
連結部分が鋳造される部分のキャビティの形状を示す拡
大断面図である。
【図13】図5に示す鋳型において、柱部と小端部との
連結部分が鋳造される部分のキャビティの形状を示す拡
大断面図である。
【符号の説明】
10…コンロッド素材 14…小端部 18…大端部 20…桿部 22…補助用穴 34…コンロッド 40…鋳型 42…キャビティ 44…突起 46…ピン 54…柱部 60…テーパ
フロントページの続き (72)発明者 篠原 隆夫 埼玉県狭山市新狭山1−10−1 ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 仁部 ▲りょう▼史 埼玉県狭山市新狭山1−10−1 ホンダエ ンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 3J033 AA04 AC01 EA02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ピストンピン孔が形成された小端部とクラ
    ンクシャフト孔が形成された大端部とこれら小端部及び
    大端部を一体に連結する桿部とを有するコンロッドの製
    造方法において、 前記コンロッド素材を鋳型で鋳造する場合に、前記大端
    部を破断するための補助用穴を同時に形成することを特
    徴とするコンロッドの製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載のコンロッドの製造方法にお
    いて、 製造される前記コンロッド素材は、前記桿部が2つの板
    部とこれら板部間に一体に張設された柱部にて構成さ
    れ、前記柱部が前記大端部の軸線に対してほぼ平行に板
    部間に張設されて、前記桿部が断面ほぼH形を呈するこ
    とを特徴とするコンロッドの製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載のコンロッドの製造方
    法において、 前記コンロッド素材が鋳造されるキャビティの内壁のう
    ち、前記大端部が鋳造される部分に、前記補助用穴を形
    成するための突起が設けられた鋳型を使用してコンロッ
    ドを製造することを特徴とするコンロッドの製造方法。
  4. 【請求項4】請求項3記載のコンロッドの製造方法にお
    いて、 複数個のコンロッド素材を一度に鋳造するためのキャビ
    ティを有する鋳型を使用してコンロッドを製造すること
    を特徴とするコンロッドの製造方法。
  5. 【請求項5】請求項3又は4記載のコンロッドの製造方
    法において、 前記コンロッド素材が鋳造されるキャビティの内壁の形
    状が、鋳造された後の前記コンロッド素材における前記
    桿部の中央部分から前記大端部及び小端部に沿って緩や
    かなテーパが形成されるように規定された鋳型を使用し
    てコンロッドを製造することを特徴とするコンロッドの
    製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008520928A (ja) * 2004-11-16 2008-06-19 マーレ テクノロジー インコーポレイテッド 内燃機関用のコネクティングロッドアセンブリ及びその製造方法
EP2072843A1 (de) * 2007-12-19 2009-06-24 Georg Fischer Automotive AG Pleuel
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