JP2020006464A - 機械部品の破断分割方法 - Google Patents

Abstract

【課題】破断面の進行方向そのものを積極的にコントロールできるようにした破断分割方法を提供する。【解決手段】クランクピン軸受部１３が形成されている熱間鍛造部品であるところのロアリンク素材２７を、拡径力Ｆのもとでのクラッキングによる破断にて二分割する工法である。クランクピン軸受部１３の内周面のうち、クランクピン軸受部１３の中心を通る仮想平面上には破断開始部となるＶ溝状のノッチ部２２を予め形成しておく。また、上記仮想平面からオフセットした位置であって且つ破断面１６ａ，１７ａとなる位置に、亀裂の進行方向を誘導するために、中心線方向がロアリンク素材２７の厚み方向を指向する複数のリード穴２３を予め形成しておく。【選択図】図６

Description

本発明は、機械部品の破断分割方法に関し、例えば内燃機関におけるコネクティングロッドの大端部をロッド部とキャップ部とに破断して分割する場合等のような機械部品の破断分割方法に関する。

コネクティングロッドの大端部をロッド部とキャップ部とに破断して分割する方法は、コンロッドクラッキング技術とも称されていて、コネクティングロッドの加工に多用されている。この方法は、大端部に形成された軸穴の内周面あるいは軸穴に隣接するボルト穴の内周面に、破断開始部として機能するＶ溝状のノッチ部をレーザ加工あるいは機械加工等により予め形成しておき、そのノッチ部の先端に応力を集中させるような拡径外力を負荷することで亀裂（クラック）を発生させて破断させる工法である。

そして、上記軸穴の内周面を含む大端部の外周面にノッチ部を予め形成する方法が特許文献１に、上記ボルト穴の内周面にノッチ部を予め形成する方法が特許文献２に、それぞれ開示されている。

特許第４１７１６５８号公報 国際公開第２０１２／１０１７４８号

しかしながら、特許文献１，２に代表されるような従来の破断分割方法では、予め形成されているノッチ部を起点として亀裂が発生して、ある程度はノッチ部の深さ方向に破断が進行することにはなるものの、一旦破断が開始されてしまうとその後の破断進行方向は積極的にはコントロールすることができない。

そのため、例えばボルト穴の一部がねじ穴（めねじ部）となっているような場合には、ねじ穴にまで破断面が及んでしまい、ねじ山あるいは谷部の一部が破損してしまうことがあり、事後的なボルト締結に際して支障をきたすなど、なおも改善の余地が残されている。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、破断面の進行方向そのものを積極的にコントロールできるようにした機械部品の破断分割方法を提供するものである。

本発明は、厚み方向に貫通する軸穴が形成されている機械部品を上記軸穴の両側の破断面から破断して二つの半割り部品に分割する際に、上記機械部品の上記破断面に相当する位置に、当該破断面に沿って微細直径の複数のリード穴を予め形成しておく方法とした。

本発明によれば、破断面に相当する位置に複数のリード穴が予め形成されていて、亀裂の進行に基づく破断面は、複数のリード穴に沿ってそれらに誘導されるかたちで進行することになるので、リード穴の位置の選定によって破断面進行方向を積極的にコントロールすることができるようになる。そのため、予め予定していた位置に破断面を発生させることができ、破断面のずれや一部の欠けによる二次的不具合を未然に防止することができる。

本発明に係る機械部品の破断分割方法を実施するためのより具体的な第１の実施の形態を示し、一例として本発明方法によって製造された部品がリンク部材として採用されている複リンク式ピストンクランク機構を備えた内燃機関の概略説明図。 図１に示したロアリンク単独での斜視図。 図２に示したロアリンクの垂直断面図。 図３に示したロアリンクが二分割される前のロアリンク素材の拡大断面図。 図４のＡ部の拡大図。 図４に示したロアリンク素材を破断により二分割するための工法を示し、（ａ）は図４に示したロアリンク素材の概略的な斜視図、（ｂ）はロアリンク素材の正面図、（ｃ）は図４の一方の破断面を上方から見た平面図。 本発明に係る機械部品の破断分割方法を実施するための第２の実施の形態として、図４に示したロアリンク素材を破断により二分割するための工法を示し、（ａ）は図４に示したロアリンク素材の概略的な斜視図、（ｂ）はロアリンク素材の正面図、（ｃ）は図４の一方の破断面を上方から見た平面図。 本発明に係る機械部品の破断分割方法を実施するための第３の実施の形態を示し、図４に示したロアリンク素材を破断により二分割するための工法を示す説明図。

図１〜６は本発明に係る機械部品の破断分割方法を実施するためのより具体的な第１の実施の形態を示し、特に図１は、一例として本発明方法によって製造された部品がリンク部材として採用されている複リンク式ピストンクランク機構を備えた内燃機関の概略を示している。

図１に示すように、複リンク式ピストンクランク機構自体は公知のものであり、ピストン１にピストンピン２を介して一端が連結されたアッパリンク３と、このアッパリンク３の他端にアッパピン４を介して連結され、且つクランクシャフト５のクランクピン６に連結されたロアリンク７と、このロアリンク７の自由度を規制するコントロールリンク８と、を備えている。

コントロールリンク８は、一端がコントロールシャフト９の偏心軸部９ａに揺動可能に支持され、他端がロアリンク７にコントロールピン１０を介して連結されている。なお、図１の１１はシリンダブロック、１２はシリンダである。

図２は図１に示したロアリンク７単独での斜視図を示し、図３は図２に示したロアリンク７の垂直断面図を示している。図２，３に示すように、ロアリンク７は、クランクピン６に嵌合する円筒状のクランクピン軸受部１３を中央に有し、且つこのクランクピン軸受部１３を挟んで互いにほぼ１８０°反対側となる位置に、アッパピン用ピンボス部１４およびコントロールピン用ピンボス部１５がそれぞれに設けられている。

このロアリンク７は、全体として、菱形に近い平行四辺形の厚板状をなしており、クランクピン軸受部１３の直径の延長線方向に延びる分割面１６，１７において、アッパピン用ピンボス部１４を含むロアリンクアッパ７Ａと、コントロールピン用ピンボス部１５を含むロアリンクロア７Ｂと、の二部品に分割して形成されている。これらのロアリンクアッパ７Ａとロアリンクロア７Ｂは、クランクピン軸受部１３をクランクピン６に嵌め込んだ上で、互いに逆向きに挿入される一対のボルト１８，１９によって互いに締結されている。

なお、ロアリンクアッパ７Ａはアッパピン４で軸支持されたアッパリンク３を受容し、ロアリンクロア７Ｂはコントロールピン１０で軸支持されたコントロールリンク８を受容することになる。そのため、ロアリンクアッパ７Ａは上面が開放された断面コ字状（二股状またはクレビス状）のものとして形成されていると共に、ロアリンクロア７Ｂは下面が開放された断面コ字状（二股状またはクレビス状）のものとして形成されている。また、図１に示したコントロールリンク８も、ロアリンク７あるいは既存のコネクティングロッドと同様に、大端部においてリンク本体８ａとキャップ部８ｂとの二分割されていて、ボルト８ｃにより締結されている。

このような構造のロアリンク７は、例えば調質鋼等を用いて、ロアリンクアッパ７Ａとロアリンクロア７Ｂとが一体となった一部品として熱間鍛造により製造され、穴明け等の必要な機械加工が施された後に、後述する手法により分割面１６，１７から破断分割されて、互いに対をなすロアリンクアッパ７Ａとロアリンクロア７Ｂとに仕上げられることになる。

以上の説明から明らかなように、上記ロアリンク７が本願発明での厚板状の機械部品に相当し、ロアリンク７が二分割されたことによって形成されたロアリンクアッパ７Ａとロアリンクロア７Ｂとが、本願発明での半割り部品にそれぞれ相当している。同様に、上記クランクピン軸受部１３が本願発明での軸穴に相当している。

ここで、図３に示すように、ロアリンクアッパ７Ａとロアリンクロア７Ｂは、クランクピン軸受部１３の両側において、互いに逆向きの二本のボルト１８，１９、すなわちロアリンクアッパ７Ａ側から挿入されるボルト１８と、ロアリンクロア７Ｂ側から挿入されるボルト１９とで、互いに締結固定されることになる。

各ボルト１８，１９が挿入される部分には、ロアリンクアッパ７Ａとロアリンクロア７Ｂとに跨るかたちで、それぞれにボルト穴２０，２１が貫通形成されている。そして、これらのボルト穴２０，２１のうち、分割面１６，１７よりもボルト１８，１９の頭部１８ａ，１９ａ側の部分が貫通穴２０ａ，２１ａとされているのに対して、分割面１６，１７をはさんでボルト１８，１９の頭部１８ａ，１９ａとは反対側の部分がねじ穴（めねじ部）２０ｂ，２１ｂとされている。これらの貫通穴２０ａ，２１ａとねじ穴２０ｂ，２１ｂとからなる各ボルト穴２０，２１は、分割面１６，１７からロアリンクアッパ７Ａとロアリンクロア７Ｂとに破断分割される前に、上記機械加工の一環として加工が施される。

ここでは、図２から明らかなように、クランクピン軸受部１３の両側の分割面１６，１７は、クランクピン軸受部１３の中心を通る仮想平面Ｑ１上にはなく、その仮想平面Ｑ１からそれぞれオフセット量αだけ互いに逆方向にオフセットしている。そのため、双方の分割面１６，１７同士の関係だけに着目するならば、両者はオフセット量α×２に相当する段差を有する段付き形状となっている。この段差は、各ボルト穴２０，２１のうち各ねじ穴（めねじ部）２０ｂ，２１ｂの始端部を分割面１６，１７から意図的にオフセットさせるために設定される。この点については後述する。

図４は、図３に示したロアリンク７がロアリンクアッパ７Ａとロアリンクロア７Ｂとに二分割される前の状態を拡大して示していて、図３に示したボルト１８，１９は装着されていない。ただし、ロアリンク７として最低限必要な機械加工は完了しているものとする。

ここでは、ロアリンクアッパ７Ａとロアリンクロア７Ｂとに分割するいわゆるクラッキング工法に特徴があるので、ロアリンクアッパ７Ａとロアリンクロア７Ｂとに分割される前の両者が一体となった部材をロアリンク素材２７と称するものとする。同様に、図２，３の分割面１６，１７に相当する部分は、後述するように亀裂の進行による破断によって形成されるものであるので、図４および以下の説明では、図２，３の分割面１６，１７となるべき部分を破断面１６ａ，１７ａと称するものとする。

図４に示すロアリンク素材２７は、図２に基づいて先に説明したように、クランクピン軸受部１３の中心を通る仮想平面Ｑ１を想定した場合に、クランクピン軸受部１３の両側の破断面１６ａ，１７ａは上記仮想平面Ｑ１上にはなく、当該仮想平面Ｑ１からそれぞれオフセット量αだけオフセットした位置に当該仮想平面Ｑ１と平行に設定される。すなわち、仮想平面Ｑ１を基準とした場合に、一方の破断面１６ａと他方の破断面１７ａとは、オフセット量αだけ互いに逆向きにオフセットした位置に設定されていて、それぞれのオフセット量αの総和（オフセット量α×２）が、双方の破断面１６ａ，１７ａ同士の段差となっている。

図６は図４に示したロアリンク素材２７を破断により二分割するための工法を示していて、同図（ａ）は図４に示したロアリンク素材２７の概略的な斜視図を示し、同図（ｂ）はロアリンク素材２７の正面図を示している。さらに、同図（ｃ）は図４の一方の破断面１６ａを上方から見た平面図を示している。

図４に示したロアリンク素材２７では、同図のＡ部を拡大した図５に示すように、クランクピン軸受部１３の内周面のうち仮想平面Ｑ１上において互いに対向する位置、すなわちクランクピン軸受部１３の内周面の直径方向で対向する位置に、微細なノッチ部２２が予め形成されている。このノッチ部２２は、破断時において、亀裂発生による破断開始部となるもので、例えばレーザ加工あるいは機械加工によりＶ溝状のものとして形成され、ロアリンク素材２７の板厚方向に沿って形成される。このノッチ部２２は必ずしもＶ溝状のものである必要はなく、例えば長Ｕ字溝状のものであっても良い。

さらに、図６の（ａ），（ｂ）に示すように、ロアリンク素材２７のうち、クランクピン軸受部１３の両側の破断面１６ａ，１７ａに相当する位置に、その破断面１６ａ，１７ａに沿って、直径が微細な複数（図６では四つ）のリード穴２３が所定のピッチ、こでは等ピッチで予め形成されている。これらの複数のリード穴２３は、後述するように、破断時の亀裂または破断の進行方向を積極的にコントロールするべく、上記進行方向を特定の方向に誘導するために形成される。

複数のリード穴２３は、互いに平行であって且つ中心線方向がロアリンク素材２７の板厚方向を指向しつつ貫通するように、例えばドリリング等によって形成される。言い換えるならば、ノッチ部２２が仮想平面Ｑ１上にあるのに対して、複数のリード穴２３は仮想平面Ｑ１からオフセット量αだけオフセットした破断面１６ａ，１７ａ内に形成され、それぞれのリード穴２３も仮想平面Ｑ１には及ばないように設定されている。すなわち、クランクピン軸受部１３の両側の破断面１６ａ，１７ａのうち、一方の破断面１６ａに相当する位置に形成された複数のリード穴２３の中心線を通る平面と、他方の破断面１７ａに相当する位置に形成された複数のリード穴２３の中心線を通る平面とが、クランクピン軸受部１３の内周面で対向するノッチ部２２同士を結んだ仮想平面Ｑ１に対して、互いに逆方向にオフセットしている。

このようなノッチ部２２と複数のリード穴２３が形成されたロアリンク素材２７について、仮想平面Ｑ１とは直交する方向に、クランクピン軸受部１３の内周側から当該クランクピン軸受部１３を拡径させるような拡径力Ｆを負荷するものとする。その結果、ロアリンク素材２７は、ノッチ部２２での亀裂発生を契機として、予め複数のリード穴２３が形成されている破断面１６ａ，１７ａに沿って破断して、図２，３に示したロアリンクアッパ７Ａとロアリンクロア７Ｂに二分割される。拡径力Ｆを負荷する手段としては、拡縮径可能な図示外のマンドレルをクランクピン軸受部１３に挿入するものとし、例えば特開２００６−３１５０９８号公報や特開２０１０−１９６８８２号公報に開示されているものと同等のものを使用することができる。

図６の（ｃ）は、一方の破断面１６ａでの破断の進行状態を示している。同図の（ｂ），（ｃ）に示すように、拡径力Ｆを負荷されたロアリンク素材２７では、仮想平面Ｑ１上のノッチ部２２を破断開始部として亀裂が発生し、その亀裂はノッチ部２２が形成されたクランクピン軸受部１３の内周面から遠ざかる方向に破断面１６ａに沿って進行する。

この場合、ノッチ部２２が設定されている仮想平面Ｑ１と、複数のリード穴２３が形成されている破断面１６ａとは、図４に示したオフセット量αだけオフセットしている。そのため、図６の（ｂ）に示すように、ノッチ部２２を破断開始部とする亀裂は、最初にノッチ部２２から複数のリード穴２３のうちでもクランクピン軸受部１３の内周面に最も近いリード穴２３に向かって斜めに進行する。以降は、クランクピン軸受部１３の内周面に最も近いリード穴２３に達した亀裂は、破断面１６ａに沿って順次隣のリード穴２３に向かって進行する。

ここでは、理解を容易にするために、図６の（ｃ）に関するかぎりにおいて、複数のリード穴２３のうちクランクピン軸受部１３に近いものから順に２３ａ〜２３ｄの符号を付している。そのため、ノッチ部２２を破断開始部として発生した亀裂による破断は、同図に矢印Ｐ１で示す方向に、リード穴２３ａ〜２３ｄの順に進行することになる。このような挙動は、もう一方の破断面１７ａにおいてもほぼ同時に進行する。

この破断面１６ａでの破断の進行を微視的に見た場合、ノッチ部２２で発生した亀裂は、最初にクランクピン軸受部１３の内周面に最も近いリード穴２３ａの手前の穴以外に部位に及び、それに続いて、亀裂はクランクピン軸受部１３の内周面に最も近いリード穴２３ａに及ぶようになる。亀裂がクランクピン軸受部１３の内周面に最も近いリード穴２３ａに及ぶと、そのリード穴２３ａで亀裂の連続性は一旦断たれることになる。

この状態でも、ロアリンク素材２７にはなおも拡径力Ｆが負荷されているので、クランクピン軸受部１３の内周面に最も近いリード穴２３ａの内周面を破断開始部として亀裂が発生して、そのリード穴２３ａの後方側に隣接している穴以外の部位に亀裂が発生するようになり、その亀裂は次のリード穴２３ｂに及ぶようになる。このような挙動は、最終のリード穴２３ｄを通過するまで繰り返される。

つまり、図６の（ｃ）の例では、穴領域以外の領域で発生した亀裂がリード穴２３ａに及ぶことで亀裂の連続性が一旦は断たれるものの、再びそのリード穴２３ａを破断開始部として穴領域以外の隣接する領域で亀裂が発生するようになり、このような断続的な破断がリード穴２３ｂ〜２３ｄの順に破断面１６ａの全域で繰り返されることになる。そして、最終的には、破断面１６ａのほか、もう一方の破断面１７ａから、図２，３に示したロアリンクアッパ７Ａとロアリンクロア７Ｂとに分割される。

このように、ノッチ部２２が設定されている仮想平面Ｑ１からオフセット量αだけオフセットしている位置に破断面１６ａ，１７ａを設定し、その破断面１６ａ，１７ａに複数のリード穴２３（２３ａ〜２３ｄ）を予め形成してあるので、仮想平面Ｑ１上のノッチ部２２での亀裂発生を破断開始部としつつも、その仮想平面Ｑ１からオフセットしている破断面１６ａ，１７ａに沿って破断を進行させることができる。

そのため、図４に示すように、破断面１６ａ，１７ａにボルト穴２０，２１が開口してはいても、破断面１６ａ，１７ａが及んでいるのは貫通穴２０ａ，２１ａであって、ねじ穴（めねじ部）２０ｂ，２１ｂには破断面１６ａ，１７ａが及んでいない。その結果、破断面１６ａ，１７ａでの破断によってねじ穴（めねじ部）２０ｂ，２１ｂのねじ山や谷部に欠損等が発生することがなく、以降のボルト穴２０，２１へのボルト締結に際して、締め込み不良等の二次的不都合の発生を未然に防止することができる。

図７は本発明に係る機械部品の破断分割方法の第２の実施の形態を示していて、同図の（ａ）〜（ｃ）は図６の（ａ）〜（ｃ）と同じ状態を示している。そして、図６と共通する部分には同一符合を付してある。

この第２の実施の形態では、ロアリンク素材２７の破断面１６ａ，１７ａに相当する位置に予め形成される複数のリード穴２４のそれぞれの中心線方向が、図６のものとは９０°異なっている点で相違している。

図４のほか図７の（ａ），（ｂ）に示すように、クランクピン軸受部１３の両側の破断面１６ａ，１７ａに相当する位置に、その破断面１６ａ，１７ａに沿って、直径が微細な複数（図７では三つ）のリード穴２４が所定のピッチで、ここでは等ピッチで予め形成されている。これらの複数のリード穴２４は、後述するように、破断時の亀裂の進行方向または破断進行方向を積極的にコントロールするべく、上記進行方向を特定の方向に誘導するために形成される。これらの複数のリード穴２４は、互いに平行であって且つ中心線方向が破断面１６ａ，１７ａに沿った破断進行方向を指向するように、例えばドリリング等によって形成される。

すなわち、先の第１の実施の形態と同様に、クランクピン軸受部１３の内周面のノッチ部２２を破断開始部として当該内周面から遠ざかる方向に破断面１６ａ，１７ａに沿って破断が進行する場合に、ロアリンク素材２７の破断面１６ａ，１７ａでの破断進行方向と平行に、複数のリード穴２４が形成される。なお、図４に示すように、ノッチ部２２が仮想平面Ｑ１上にあるのに対して、複数のリード穴２４は仮想平面Ｑ１からオフセット量量αだけオフセットした破断面１６ａ，１７ａ内に形成される点は図６の第１の実施の形態と同様である。

図７の（ｃ）は、一方の破断面１６ａでの破断の進行状態を示している。同図の（ｂ），（ｃ）に示すように、この例では、ロアリンク素材２７の厚みを二分する仮想中心線Ｑ２上にボルト穴２０が設定されていると共に、上記仮想中心線Ｑ２を対称中心として三つのリード穴２４が左右対称に形成されている。

ここでは、図７の（ｃ）に関するかぎりにおいて、三つのリード穴２４の配列のうち、配列の両側のものを２４ａとし、真ん中のものを２４ｂとしている。それ故に、真ん中に位置するリード穴２４ｂは上記仮想中心線Ｑ２上に位置している。そして、配列の両側に位置するリード穴２４ａは、クランクピン軸受部１３に対して非貫通となっている。同時に、真ん中に位置するリード穴２４ｂは、ボルト穴２０のうち貫通穴２０ａに対して貫通してはいても、そのボルト穴２０よりも破断進行方向後方側にのみ形成されている。また、いずれのリード穴２４ａ，２４ｂも図４の仮想平面Ｑ１には及んでいない点は、先の第１の実施の形態と同様である。

クランクピン軸受部１３の両側の破断面１６ａ，１７ａでの破断に際しての拡径力Ｆの負荷方法は、先の第１の実施の形態と同様である。図７の（ｂ），（ｃ）に示すように、拡径力Ｆを負荷されたロアリンク素材２７では、仮想平面Ｑ１上のノッチ部２２を破断開始部として亀裂が発生し、その亀裂はクランクピン軸受部１３の内周面から遠ざかる方向に破断面１６ａに沿って進行する。

この場合、ノッチ部２２が設定されている仮想平面Ｑ１と、複数のリード穴２４ａ，２４ｂが形成されている破断面１６ａ，１７ａとは、図４に示したオフセット量αだけオフセットしている。そのため、ノッチ部２２を破断開始部とする亀裂は、最初にノッチ部２２から複数のリード穴２４ａ，２４ｂのうちでも深さの大きな両側のリード穴２４ａの最深部に向かって斜めに進行する。

以降は、その亀裂は、破断面１６ａ上にある両側の二つのリード穴２４ａに沿ってノッチ部２２から遠ざかる方向に進行し、ボルト穴２０のうち貫通穴２０ａの部分に及ぶようになると共に、やがてはその貫通穴２０ａにまで貫通している真ん中のリード穴２４ｂの最深部にも及ぶようになる。結果として、図７の（ｃ）に矢印Ｐ２，Ｐ３で示す方向に亀裂進行に伴う破断が進行することになる。このような挙動は、もう一方の破断面１７ａにおいてもほぼ同時に進行する。そして、最終的には、三つのリード穴２４ａ，２４ｂの末端まで亀裂進行に伴う破断が進行し、破断面１６ａのほか、もう一方の破断面１７ａから、図２，３に示したロアリンクアッパ７Ａとロアリンクロア７Ｂとに分割されることになる。

このように、ノッチ部２２が設定されている仮想平面Ｑ１からオフセット量αだけオフセットしている位置に破断面１６ａ，１７ａを設定し、その破断面１６ａ，１７ａに、中心線方向が破断進行方向を指向する複数のリード穴２４（２４ａ，２４ｂ）を予め形成してあるので、仮想平面Ｑ１上のノッチ部２２での亀裂発生を破断開始部としつつも、その仮想平面Ｑ１からオフセットしている破断面１６ａ，１７ａに沿って破断を進行させることができる。

そのため、破断面１６ａ，１７ａにボルト穴２０，２１が開口してはいても、破断面１６ａ，１７ａが及んでいるのは貫通穴２０ａ，２１ａであって、ねじ穴（めねじ部）２０ｂ，２１ｂには破断面１６ａ，１７ａが及んでいない。その結果、先の第１の実施と同様に、破断面１６ａ，１７ａでの破断によってねじ穴（めねじ部）２０ｂ，２１ｂのねじ山や谷部に欠損等が発生することがなく、以降のボルト穴２０，２１へのボルト締結に際して、締め込み不良等の二次的不都合の発生を未然に防止することができる。

また、複数のリード穴２４（２４ａ，２４ｂ）は、仮想中心線Ｑ２を対称中心として左右対称に形成されているので、破断面１６ａ，１７ａでの破断進行方向に沿って安定して破断が進行することになる。

しかも、真ん中のリード穴２４ｂは仮想中心線Ｑ２上に位置していると共に、ボルト穴２０，２１よりも破断進行方向後方側にのみ形成されている。そのため、図７の（ｃ）に示すように、ボルト穴２０，２１を挟んでロアリンク素材２７の厚み方向両側から矢印Ｐ３の方向をもって進行してきた亀裂が、破断進行過程の末期において中央のリード穴２４ｂにて合流するかたちとなる。このように、中央のリード穴２４ｂが矢印Ｐ３で示す左右からの亀裂の合流部として機能することで、破断末期の亀裂合流部での段差の発生や、局部的な欠損の発生を未然に防止することができる。

さらに、先にも述べたように、複数のリード穴２４はクランクピン軸受部１３に対しては貫通していないので、例えば破断完了後にクランクピン軸受部１３の仕上げ切削加工を行う場合に、複数のリード穴２４がクランクピン軸受部１３に貫通している場合のようないわゆる断続切削となることがない。そのため、クランクピン軸受部１３の内周面での「ばり」の発生や、仕上げ面の「むら」の発生を未然に防止することができる。

加えて、図６に示した第１の実施の形態では、複数のリード穴２３の中心線方向が破断面１６ａ，１７ａでの破断進行方向と直交しているので、ノッチ部２２を破断開始部とする亀裂の進行が断続的なものとなることは先に述べた通りである。これに対して、図７に示した第２の実施の形態では、複数のリード穴２４の中心線方向が破断進行方向に一致しているので、亀裂の進行が断続的なものとなることはなく、亀裂の進行は複数のリード穴２４の中心線方向に沿った連続したものとなる。そのため、第１の実施の形態に比べて、第２の実施の形態の方が亀裂発生に必要な応力は低くなり、結果として、破断面１６ａ，１７ａでの破断に必要な拡径力Ｆも小さくて済むことになる。

その一方、先に述べた第１の実施の形態では、図６に示すように、複数のリード穴２３が破断面１６ａ，１７ａの全幅に及んでいるので、第２の実施の形態に比べて、亀裂発生に基づく破断面１６ａ，１７ａでの破断進行方向のコントロール性が良く、破断進行方向の誘導性に着目した場合には、第１の実施の形態の方が有利となる。

図８は本発明に係る機械部品の破断分割方法の第３の実施の形態を示す図で、図６，７の（ａ）と共通する部分には同一符合を付してある。

図８に示す第３の実施の形態では、ロアリンク素材２７に予め形成される複数のリード穴２３，２４の配置形態として、第２の実施の形態における三つのリード穴２４に加えて、第１の実施の形態における単一のリード穴２３を付加したものである。より具体的には、中心線方向が図４の破断面１６ａ，１７ａでの破断進行方向を指向する三つのリード穴２４の配置形態は図７の（ａ）に示したものと全く同一である。その一方、中心線方向がロアリンク素材２７の厚み方向を指向するものについては、図６の（ａ）に示した三つのリード穴２３のうち、クランクピン軸受部１３の最も近いもののみを単独で付加している。

中心線方向が破断進行方向を指向する三つのリード穴２４も、中心線方向がロアリンク素材２７の厚み方向を指向する単一のリード穴２３も、仮想平面Ｑ１からオフセット量αだけオフセットした同じ破断面１６ａ，１７ａ上に形成されるので、結果として、単一のリード穴２３は他の三つのリード穴２４と交差することになる。

したがって、この第３の実施の形態では、第１の実施の形態における破断進行方向の誘導性の良さと、第２の実施の形態における破断進行時の発生応力低減化とを両立できるようになる。特に、中心線方向が破断進行方向を指向する三つのリード穴２４に加えて、中心線方向がロアリンク素材２７の厚み方向を指向する単一のリード穴２３がクランクピン軸受部１３の近くに付加されていることで、ノッチ部２２を契機とした亀裂発生直後の破断面１６ａ，１７ａの進行方向の誘導性に優れたものとなる。

ここで、上記第１〜第３の実施の形態におけるリード穴２３，２４の数は一例にすぎず、例えばロアリンク素材２７の大きさ等を考慮して、任意に設定することが可能である。

また、上記各実施の形態では、図１に示した複リンク式ピストンクランク機構のロアリンク７を例にとって説明したが、同図のコントロールリンク８の大端部において、リンク本体８ａとキャップ部８ｂとに破断する場合においても本発明を適用することができる。さらに、本発明は、図１に示した複リンク式ピストンクランク機構のロアリンク７やコントロールリンク８に限らず、一般的なコネクティングロッドのほか、同種の機械部品の破断にも当然に適用することができる。加えて、対称となる機械部品は必ずしも鍛造品である必要はなく、例えば鋳造品や焼結部品、さらにはチタン合金等の部品であっても良い。

７…ロアリンク（機械部品）
７Ａ…ロアリンクアッパ（半割り部品）
７Ｂ…ロアリンクロア（半割り部品）
１３…クランクピン軸受部（軸穴）
１６ａ…破断面
１７ａ…破断面
２０…ボルト穴（穴部）
２１…ボルト穴（穴部）
２２…ノッチ部
２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ…リード穴
２４，２４ａ，２４ｂ…リード穴
２７…ロアリンク素材
Ｑ１…仮想平面
Ｑ２…仮想中心線

Claims (11)

1. 厚板状の機械部品に厚み方向に貫通する軸穴が形成されていて、上記機械部品を上記軸穴の両側の破断面から破断して二つの半割り部品に分割する方法であって、
   上記機械部品のうち上記破断面に相当する位置に、当該破断面に沿って微細直径の複数のリード穴を予め形成しておくことを特徴とする機械部品の破断分割方法。
2. 請求項１に記載の機械部品の破断分割方法において、
   少なくとも上記軸穴の内周面のうち直径方向で互いに対向する位置に、破断開始部となるノッチ部を予め形成しておくことを特徴とする機械部品の破断分割方法。
3. 請求項２に記載の機械部品の破断分割方法において、
   上記軸穴の両側の破断面のうち、一方の破断面に相当する位置に形成された上記複数のリード穴の中心線を通る平面と、他方の破断面に相当する位置に形成された上記複数のリード穴の中心線を通る平面とが、上記軸穴の内周面で対向する上記ノッチ部同士を結んだ平面に対して互いに逆方向にオフセットしていることを特徴とする機械部品の破断分割方法。
4. 請求項２または３に記載の機械部品の破断分割方法において、
   上記破断のための加工は、上記軸穴の内周側から上記二つの半割り部品同士が離間する方向に拡径力を負荷するものであり、
   上記複数のリード穴の中心線方向が、上記軸穴の内周面側を上記破断開始部として当該内周面から遠ざかる方向に向かう破断進行方向を指向するように設定されていることを特徴とする機械部品の破断分割方法。
5. 請求項２または３に記載の機械部品の破断分割方法において、
   上記破断のための加工は、上記軸穴の内周側から上記二つの半割り部品同士が離間する方向に拡径力を負荷するものであり、
   上記複数のリード穴の中心線方向が、上記軸穴の中心線方向と平行となるように設定されていることを特徴とする機械部品の破断分割方法。
6. 請求項４に記載の機械部品の破断分割方法において、
   上記中心線方向が上記破断進行方向を指向している上記複数のリード穴に加えて、
   上記中心線方向が上記軸穴の中心線方向と平行な少なくとも一つのリード穴を形成しておくことを特徴とする機械部品の破断分割方法。
7. 請求項４または６に記載の機械部品の破断分割方法において、
   上記中心線方向が上記破断進行方向を指向している上記複数のリード穴は、上記軸穴に貫通していないものであることを特徴とする機械部品の破断分割方法。
8. 請求項７に記載の機械部品の破断分割方法において、
   上記中心線方向が上記破断進行方向を指向している上記複数のリード穴は、上記破断進行方向に合致していて且つ上記機械部品の厚みを二分する仮想中心線を対称中心として左右対称に配列されていることを特徴とする機械部品の破断分割方法。
9. 請求項８に記載の機械部品の破断分割方法において、
   中心線方向が上記破断進行方向を指向している上記複数のリード穴は奇数個であることを特徴とする機械部品の破断分割方法。
10. 請求項９に記載の機械部品の破断分割方法において、
    上記機械部品のうち上記軸穴の両側であって且つ上記仮想中心線上には、中心線方向が上記破断面と略直交する穴部が予め形成さていて、
    上記奇数個のリード穴のうち配列方向の真ん中に位置するリード穴は、上記仮想中心線上であって且つ上記穴部よりも破断進行方向後方側に形成されていることを特徴とする機械部品の破断分割方法。
11. 請求項１〜１０のいずれか一つに記載の機械部品の破断分割方法において、
    上記機械部品は、アッパリンクとロアリンクとコントロールリンクとを含む複リンク式ピストンクランク機構を備えた内燃機関のうち上記いずれか一つのリンク部材であることを特徴とする機械部品の破断分割方法。

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