JPH0659576B2

JPH0659576B2 - 割り軸受を製造する方法

Info

Publication number: JPH0659576B2
Application number: JP63202804A
Authority: JP
Inventors: アレンヘツクマンフレデリツク
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1987-08-17
Filing date: 1988-08-16
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: EP0304162A3; DE3863145D1; EP0304162A2; JPS6464729A; EP0304162B1; US4860419A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は本体および分離可能なキャップを包含し、これ
ら本体、キャップを相互に取り付けてたとえば回転軸の
ジャーナルを支持するためのジャーナル囲み用軸受また
は軸受受け用開口を構成する形式の割り軸受組立体を製
造する方法に関する。一層詳しく言えば、本発明は前記
形式の割り軸受組立体を製造する割断・分離方法に関す
る。

米国特許第４，５６９，１０９号（Ｆｅｔｏｕｈ）が種
々の用途に適した割り軸受組立体を製造する従来方法を
広範囲にわたって記載している。用途の例としては、エ
ンジンのクランク軸や連接棒の軸受組立体、カム軸軸受
組立体、コンプレッサ、プレス機等の機械のためのクラ
ンク支持用軸受組立体その他の回転軸支持用軸受組立体
があり、これらすべての用途において、取外可能なサド
ル状の軸受キヤップが対応するサドル状の本体に取り付
けてあって回転軸、それに取り付けた連接棒その他の装
置の組み込み、取り外しを行なえるようにしてある。

米国特許第４，５６９，１０９号は、さらに、一体部材
として本体、キャップを形成し、これらを分離する前に
ジャーナル囲み用孔を含むすべての必要な面を完全に機
械加工する従来方法にも言及している。これらの部材は
次に材料割断技術によって分離するが、このとき、所定
の割断平面に沿って構成部材を割断し、これら構成部材
を稼働組立体に組み立てるために再係合できる相互錠止
用粗面を残すようにしている。

この従来の割断技術は穿孔を行なったり、１つ以上の縁
に沿って強度弱化切り欠きを設けたりすることによって
分離平面を強度弱化する種々の方法を含むと言える。分
離平面における材料の脆性化も材質の選定や熱処理（種
々の形式の硬化作用も含む）によって、あるいは、材料
を凍結させて脆性点以下の温度まで温度低下させること
によって行ない得る。

さらに、米国特許第４，５６９，１０９号は、種々形式
の従来の割断技術が種々の問題、とりわけ、分離した部
品の係合表面積が減少して許容締付け荷重を低下させる
という問題、そして、或る場合には、分離する部品に過
剰な曲げを生じさせ、縁に沿って金属の変形を生じさ
せ、分離後に部品を正しく再組み立てすることを難しく
する問題を伴うことを示唆している。予め機械加工した
開口部の変形も或る種の方法では問題となる可能性があ
る。

米国特許第４，５６９，１０９号は軸受組立体の割断し
たばかりの脚部の縁における割断材料の変形を避ける２
段階式割断・分離方法を目的としている。この方法で
は、まず、複数対の一体形式の脚部のうち一方の対の脚
部を割断し、次に割断した脚部をそれらの合わせ位置か
らほぼ離れるように動かす。これは、たとえば、他方の
対の一体形式脚部を割断しながら締付けることによって
行なわれる。これら割断段階は、いずれにしても、たと
えば、キャップと本体の間の孔に分離力を加える等して
割断平面に張力を加えることによって達成される。

本発明は米国特許第４，５６９，１０９号に開示されて
いる割断・分離方法の基本的な原理を利用するが、米国
特許第４，５６９，１０９号には特に開示あるいは示唆
されていない要領を用いるかあるいはそれに或る種の修
正を施すかまたはこれら両方を行なって割断・分離技術
を実施する。米国特許第４，５６９，１０９号と同様
に、本発明の方法でも、一体の軸受組立体、たとえば、
完全に機械加工してあり、充分脆性的に作ってある連接
棒を予め形成し、２番目に割断しようとしている対の脚
部の分離中にキャップが本体に相対的にほぼ回転しない
ようにしながら割断・分離を実施する。また、この方法
では、米国特許第４，５６９，１０９号に教示された段
階をたどって、まず、割断平面を横切って張力を生じさ
せることによって複数の一体対の脚部のうちの一方の対
の脚部を割断し、次いで、部分的な分離したキャップ、
本体部分を締付けてキャップが本体に対してほぼ回転し
ないようにしながら第２対の脚部の割断・分離を割断平
面に張力を生じさせることによって実施する。

本発明は米国特許第４，５６９，１０９号の方法を実施
するために、そこには特に示唆あるいは指摘されておら
ず、改良と考えられる或る種の段階または手順を提供す
る。したがって、本方法では、一体のキャップ、本体を
別体の回転防止クランプ手段内でまず締付けてキャッ
プ、本体の相対運動と線形分離運動との間の関係に制限
を与え、次に、一体対の脚部を好ましくは急激に動かす
ことによって割断させ、相対的な回転を阻止しながらキ
ャップ、本体クランプ手段を直線状に分離し、割断平面
を横切って両対の一体脚部に張力を付与し、同じ動きで
両対の脚部を割断、分離させる。

本発明の方法は細かい点で米国特許第４，５６９，１０
９号に特に指摘されている手順とは異なっているが、本
発明方法がこの米国特許第４，５６９，１０９号に記載
されている基本的な段階をそのまま実施するということ
は言える。たとえ割断段階が一回の動作で行なわれ、そ
の際に両対の脚部に引張力が加えられるとしても、複数
対の脚部のうちの一方の対の脚部が最初に割られること
はそのままである。しかしながら、米国特許第４，５６
９，１０９号に開示されている方法と異なり、この後
に、キャップ、本体を締付けて相対回転を阻止すること
で割断した脚部をほぼ合わせたままとし、最終的に、第
２対の脚部を割断し、キャップを本体から物理的に分離
することになる。

エンジンの連接棒の製造するための本方法を開発するに
あたっては、鍛造によって一体の加工片を作り、割断平
面に設けた孔に出発切り欠きを設けてから米国特許第
４，５６９，１０９号に教示されている割断を開始する
ことが好ましいと考えられた。割断・分離に先立って低
温の液体窒素に加工片を漬けて脆性化することもこの方
法に含まれていた。

しかしながら、細かい粒度と均質な微細組織を有する材
料で加工片を作ると、フレーキング（材料が小薄片に破
砕すること）の可能性が減り、割断面でよりきれいな破
断を行なえるので、さらに好ましいことがわかった。こ
れは最初の材料の選定時に行なってもよいし、必要に応
じて熱処理によって効果を高めてもよい。

また、ねじ山を切ったキャップねじあるいはボルト孔と
一緒に予め機械加工した鋼鍛造物を使用する場合には、
ねじまたはボルト孔に孔の出発切り欠きと反対の外側で
割断平面のところにおいて小さな抜け孔を穿孔すること
も好ましい。これは出発切り欠きからねじまたはボルト
孔の両側まわりに抜け孔まで割断が進むときに割断の終
端線を与える。割断が進行してボルト穴の周りを通過す
る際に２つに分かれるが、この２つに別れた割断の一方
はやや上方に他方はやや下方にと異なるように進行し終
端するおそれがある。このような状態で割断が終了する
と、割断の終端には同一平面にない二重の分離線が形成
され、更にむしれてささくれた状態となる。したがっ
て、制御作用を有する抜け孔を設けることにより、若干
異なるレベルに割断が進行しても、割断の終端がささく
れ状態となることを防止できる。

本発明方法の種々の特徴、利点は添付図面と一緒に以下
の説明によって完全に理解できることとなる。

第１〜４図は全体的に符号２０で示す連接棒組立体のク
ランクピン囲み用の大端部を示しており、これはたとえ
ば内燃機関で用いられる形式のものである。連接棒２０
は、第１、第２の脚部２２、２４を形成するようにふた
またになったサドル状の本体２１と、同様に第１、第２
の脚部２６、２８を構成するようにふたまたになった取
外可能なサドル状の軸受キャップ２５とを包含する。本
体およびキャップの第１の脚部２２、２６は対応する端
部２９、３０を有し、本体、キャップの第２の脚部２
４、２８は対応する端部３２、３３を有する。

これら対応する端部２９、３０、３２、３３は端面付き
合わせ係合しており、サドル状部材２１、２５は図示し
ないクランクピン・ジャーナルを受け入れるようになっ
ているジャーナル受け用開口３４を構成している。普通
は、図示してない割りインサート式軸受シェルがジャー
ナル受け用開口３４内に締付けてあって連接棒内でクラ
ンクピン（図示せず）が相対回転できるようにした適当
な軸受面を与える。

図示したように、本体、キャップのふたまたの脚部２
２、２４、２６、２８は一体のボルト・ボスを備えてお
り、ここを貫いてボルト孔３６がキャップ脚部２６、２
８の末端面から対応した端部２９、３０、３２、３３を
通って本体の脚部２２、２４まで延びていて本体ボルト
３７を受け入れるようになっている。この本体ボルト３
７は本体の脚部２２、２４に螺合し、キャップの脚部２
６、２８を本体脚部と係合した状態に固着する。あるい
は、普通のボルト、ナットを受け入れるねじ山のない貫
通孔を用いてキャップ脚部を本体に固着してもよい。

キャップ、本体の脚部の対応した端部２９、３０、そし
て、３２、３３は、後述する割断・分離方法によって形
成され、開口３４の両側に位置する割断平面３８、３９
にほぼ沿って位置する粗面を備える。本実施例では割断
平面はジャーナル受け用開口３４の軸線４０を通り、連
接棒の長手方向軸線４１に対して直角に延びる共通の横
方向直径平面上に位置する。しかしながら、直径平面の
外側あるいはそれに対してある角度で割断平面３８、３
９を形成することもできる。

対応した端面の内縁のところで、割断平面３８、３９に
沿って、円筒形の開口３４の周縁に切り欠き４２、４４
が形成してあり、これらの切り欠きは開口３４の長さに
対して長手方向へ延びていて、ここが後の割断段階での
出発分離点となり、キャップ、本体の対応する脚部の内
縁となる。対応する脚部の外側で、割断平面にあるボル
トまたはキャップねじ開口３６に直角に交差して抜け孔
４５が穿孔あるいは形成してあり、これらの抜け孔の中
心は出発切り欠き４２、４４と反対の側にある。キャッ
プは任意の適当な材料、たとえば、鋳鉄、鋼あるいはア
ルミニウムで作ることができるが、後により詳しく説明
するように鍛鋼が現在のところ好ましい。

本発明の好ましい形態の方法における、第１〜４図の連
接棒組立体を製造する段階は次の通りである。

それぞれジャーナル受け用開口を構成する未分離本体、
キャップ部分２１、２５を含む一体の未仕上げ連接棒２
０を、まず、任意適当な要領で、たとえば、鋳造あるい
は鍛造で形成する。

この一体の連接棒を、次に、孔３４を機械加工し（好ま
しくは割断・分離後の最終的な機械加工のための材料を
少量残す）、ボルト孔３６を穿ち、ねじ山を切り、必要
に応じて抜け孔４５を形成し、所望に応じて孔３４の端
面のところで連接棒の両側部を仕上げることによってほ
ぼ最終寸法まで機械加工する。好ましくは、孔３４の両
側部に沿って長手方向に延びる切り欠き４２、４４も機
械加工（あるいは、鋳造または鍛造のような方法で形成
する）する。

機械加工に続いて、軸受キャップ２５を本体２１から分
離するための準備を行なう。この目的のために、材料
（少なくとも割断平面３８、３９のところの材料）は充
分に脆性的でなければならない。連接棒の材料そのもの
が脆性的にある場合には、たとえば、鋳鉄あるいは或る
種のアルミニウム合金の場合には、余計な準備をする必
要はない。それほど脆性的でない材料、たとえば、鋼の
場合には、適当な処理によって選択的に硬化を行なって
割断平面に沿って充分に材料を脆性化し、割断時に余分
な作用を行なわなくても済むようにする必要がある。

第３の手段としては、延性のある、すなわち脆性の不充
分な材料を充分に低い温度まで冷却することによって目
的に合った脆性度まで一時的に変質させることもでき
る。これは、たとえば、液体窒素に浸漬し、最終的に、
割断段階の準備の際に−１９６℃（−３２０゜Ｆ）の液
体温度［あるいは、少なくとも−１０１℃（−１５０゜
Ｆ）の温度レベル］まで凍結ことによって行なわれ得
る。鍛造鋼材料の場合には、粒度および均質性を制御す
るのに熱処理も適していることもある。

割断平面に沿った材料が充分に脆性的かあるいは充分に
脆性化した場合には、力付与手段を利用して孔３４の両
側に分離力を加え、第５図に矢印で示すように連接棒の
長手軸線４１に対して平行な互いに反対の方向へ外向き
に作用させる。このように力を付与したとき、開口３４
の両側において切り欠きから外方に延びる割断平面を横
切って張力が生じる。この張力は割れ目４６を生じさ
せ、この割れ目は切り欠きのいずれか一方の縁（本例で
は４４）から通常の割断平面３９にほぼ沿って連接棒一
体脚部の外縁まで進み、割断開口４５があるならば、そ
の側部６４、６６で終り、対応する脚部のうち組み合っ
た対（この場合、２４、２８）の割断・分離を生じさ
せ、先に述べたように対応端面を形成する。

一対の脚部が割れた後、連接棒の長手軸線に沿って力を
加え続けて開口３４をさらに拡大すると、連接棒の両側
で割断平面３８に沿って第２の割れ目が生じ、キャップ
と本体が完全に分離する。しかしながら、経験によれ
ば、付加的な制御を行なうことなくこの要領で割断を完
了すると、キャップ、本体の相対回転を通じて第２の割
れ目によって構成された対応する脚部の外縁のところで
材料の過剰な曲げが生じることがあることがわかった。
この曲げは外縁に沿って材料の変形すなわち未制御の多
段階の割断を生じさせ、２つの部材の再組み立てを試み
た場合にキャップと本体の正しい係合を得られないこと
がある。したがって、割れ目４６に余分な開きが生じな
いようにして反対側の割断平面の外縁のところで材料に
曲げ応力を生じさせないようにする手段を設けると望ま
しい。

これは第６図、第７図に示すような適当な手段によって
本発明の方法を実施することによって達成し得る。すな
わち、一体の連接棒加工片２０を全体的に符号５０で示
す固定具内に固着する。この固定具５０は本体クランプ
組立体５１とキャップ・クランプ組立体５２とを包含
し、これらのクランプ組立体は直線状の相互に離れた
り、近付いたりするように長手方向の整合した経路５４
に沿って相対的に移動できる。割断ラム５５が配置して
あって２つのクランプ組立体の急激な分離を行なえるよ
うになっている。

本体クランプ組立体５１はジャーナル開口３４の本体側
半分と係合する半円形のパイロット５６と、作動時に本
体の脚部２２、２４と係合し、本体をパイロット５６に
対して回転しないように締付ける一対の本体クランプ要
素５８とを包含する。同様に、キャップ・クランプ組立
体５２はジャーナル開口３４のキャップ側半分と係合す
る半円形のパイロット５９と、作動時にキャップの脚部
２６、２８と係合し、キャップをパイロット５９に対し
て回転しないように締付けるキャップ・クランプ要素６
０とを包含する。

割断ラム５５はくさび６２を包含し、このくさびは図示
しない衝撃機構によって下方に引っ張られたときにパイ
ロット５６、５９にあるくぼみの傾斜側面６３に作用
し、パイロット、対応したクランプ組立体を強制的に分
離させる。これは対になっている一体の脚部２２、２
６、２４、２８の間で割断平面３８、３９のところで張
力を生じさせることによってキャップを本体から直線状
に急速に分離し、最終的には米国特許第４，５６９，１
０９号に記載されているように割断させる。

たとえ割断過程がこの割断装置の一回の動作で達成され
るとしても、最初に複数の対になっている脚部のうちの
一方の対の脚部を割断するという点ではそのままであ
る。その後、クランプ手段は、キャップ、本体の相対回
転を阻止し、分離をほぼ直線状に行なわせることによっ
て、第２対の脚部の割断を行なうまで最初に割断した脚
部をほぼその対応した位置に維持する。これはたったの
数分の１秒で行なわれ得る。完全に割断した部分の分離
は分離段階が完了するまで続く。

割断過程を実施するに際して、本明細書に記載したよう
に分離した脚部の端部に締付力を加えること以外の方法
でも締付段階を達成できることは了解されたい。したが
って、最初に分離した対の脚部をほぼ対応した位置に維
持するいかなる方法も「締付け」なる用語の概念に入る
と考えるべきである。

本発明によれば、現在のところ好ましい鍛造鋼加工片を
用いる場合、均質で細かい粒度の組織を持つように材料
を選定し、処理することが好ましいことがわかった。こ
れはフレーキング（材料が小薄片に破砕すること）の可
能性を減らし、割断平面によりきれいな割断部を与え
る。

また、ねじあるいはボルト孔を備えた鍛造鋼加工片を用
いる場合、ジャーナル孔３４の出発切り欠き４２、４４
と反対側の外側部において割断平面のところでねじある
いはボルト孔３６に小さな抜け開口すなわち孔４５を穿
孔することも好ましい。抜け開口４５は割断が出発切り
欠き４２、４４からねじ孔３６の両側まわりに抜け開口
４５まで進んだときに割断部についての終端線を与え
る。上述した如く、抜け開口は制御作用を有するため、
異なるレベルに割断が進行しても、割断の終端がささく
れ状態となることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って割り軸受組立体を形成する連接
棒のクランクピン囲み用端部の平面図である。第２図は第１図の連接棒部分の側面図である。第３図は
第２図の３−３線で示す平面から見た断片横断面図であ
り、キャップ取り付け手段と割れ開口を示す図である。第４図は第１図の４−４線で示す破断平面のところでの
組立体の横断面図である。第５図は割断・分離過程で瞬間的に生じる連接棒の部分
割断・分離を示す断片平面図である。第６図は本発明の方法によってキャップ、本体の割断・
分離を行なうための装置に締付けられた連接棒加工片の
平面図である。第７図は第６図の７−７線の平面から見た装置の縦断面
図である。図面において、２０……連接棒組立体、２１……本体、２２、２４……脚部、２５……キャップ、２６、２８……脚部、２９、３０、３２、３３……端部、３４……ジャーナル受け用開口、３８、３９……割断平面、４２、４４……切り欠き、４５……抜け孔、４６……割れ目、５０……固定具、５１……本体クランプ組立体、５２……キャップ・クランプ組立体、５５……破断ラム、５６……パイロット、５８……本体クランプ要素、５９……パイロット、６０……キャップ・クランプ要素、６２……くさび

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１、第２の脚部（２２、２４）を備えた
サドル状の本体（２１）と第１、第２の脚部（２６、２
８）を備えた取外自在のサドル状軸受キャップ（２５）
とを有する割り軸受組立体（２０）であって、前記軸受
キャップの第１、第２の脚部が前記本体（２１）の第
１、第２の脚部（２２、２４）の対応する端に係合した
状態で固着されてジャーナル受け用開口（３４）を構成
する端（２９、３２）を有する割り軸受組立体を製造す
る方法であって、まず軸受組立体の本体（２１）、キャ
ップ（２５）を対応する脚部端部（２９−３０、３２−
３３）と一体に形成してこれら脚部端部を相互に一体に
結合し、前記一体の本体、キャップを少なくとも前記開
口（３４）の両側で脚部端部を構成するほぼ所定の割断
平面（３８、３９）に沿って比較的脆性的な状態とし、
前記開口（３４）の中心を前記本体（２１）および前記
キャップ（２５）内に位置する軸線（４０）上に置き、
そして、前記開口（３４）の両側にある前記割断平面
（３８、３９）にほぼ沿って一体の脚部（２２−２６、
２４−２８）を割断することによってキャップ（２５）
を本体（２１）から分離してサドル状のキャップ（２
５）、本体（２１）の前記脚部（２６、２８、２２、２
４）を形成し、キャップ（２５）および本体（２１）の
前記第１、第２の脚部が前記割断平面（３８、３９）に
沿って合わせ得る第１、第２の対を有し、前記割断段階
がキャップ（２５）および本体（２１）を長手方向に離
れる方向へ引くことによって前記一体の脚部の割断平面
（３８、３９）を横切って張力を生じさせ、前記キャッ
プ（２５）および本体（２１）を不当な動きをしないよ
うに保持しながらそれぞれの割断平面のところで前記対
の脚部の端面（２９−３０、３２−３３）を割断、分離
することによって行なわれる方法において、割断段階に
先立って、一体の軸受組立体を固定具（５０）内にしっ
かりと留め、前記キャップ（２５）の前記本体（２１）
に対する動きが前記割断平面（３８、３９）に対して直
角に延びる軸線に沿った方向でのみ生じるようにし、割
断段階中、キャップ（２５）の本体（２１）からのほぼ
直線状の分離が生じて脚部の係合している縁上に対応し
た割断面（２９−３０、３２−３３）を生じさせ、キャ
ップ（２５）、本体（２１）間になんら実質的な相対回
転を生じさせることなく合わせ再組み立て可能とし、割
断平面のところでの脚部のいかなる曲げも、そして、実
質的な寸法変化も生じさせないことを特徴とする方法。
【請求項２】請求項１記載の、割り軸受組立体（２０）
を製造する方法において、一体の脚部の割断平面（３
８、３９）を横切って張力を生じさせる前記段階が、２
対の脚部の割断平面（３８、３９）をつなぐ平面に対し
て直角な方向において本体（２１）、キャップ（２５）
に分離力を加えることによって行なわれ、前記分離力が
本体（２１）、キャップ（２５）の脚部間で前記開口
（３４）の両側に加えられることを特徴とする方法。
【請求項３】請求項２記載の、割り軸受組立体（２０）
を製造する方法において、割断段階に先立って開口（３
４）の両側で割断平面（３８、３９）の内縁を横切って
長手方向の切り欠き（４２、４４）を設けてから割断を
開始し、分離した脚部端部（２９、３０、３２、３３）
の内縁を確実に位置決めすることを特徴とする方法。
【請求項４】請求項１〜３のうちいずれか１つの請求項
に記載の、割り軸受組立体（２０）を製造する方法にお
いて、一体の脚部が開口（３４）の両側でキャップ（２
５）から本体（２１）に延びるファスナ開口（３６）を
備えており、一体の脚部の外縁を貫いてファスナ開口
（３６）から割断平面に沿って外方へ延びる抜け孔（４
５）が設けてあり、後に形成する割断面（２９、３０、
３２、３３）のための所定の終端位置を与えることを特
徴とする方法。
【請求項５】請求項１記載の、割り軸受組立体（２０）
を製造する方法において、前記割り軸受組立体（２０）
が連接棒組立体から成ることを特徴とする方法。