JPH07204949A - 割り軸受の組付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 破断分離法で作られた割り軸受の軸受要素を
位置合わせして自動組付けする組付装置の提供。 【構成】 破断分離法により形成された割り軸受を自動
組付けする装置であって、一方の軸受要素１１を支持す
る支持手段２１と、他方の軸受要素１２を位置決め面１
５、１６とガイド４２、４３との係合によって位置決め
して保持する保持手段２２と、支持手段２１と保持手段
２２の一方を他方に対して移動させる移動手段２３を備
えた割り軸受の組付装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一体に形成した軸受体
を破断により２分割し、その破断面を合わせ面として組
付けることにより得られる割り軸受を、自動的に組付け
する割り軸受の組付装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６１−２７３０４号公報は、一体
形成の焼結軸受体を破断分離して２つの軸受要素とな
し、軸受要素をその破断面を合わせて組付けて軸受とす
る割り軸受を開示している。破断分離法による割り軸受
は、たとえば内燃機関のコネクティングロッド大端部軸
受に適用できる。破断分離法による割り軸受の軸受要素
の組付けは、従来、自動化困難により、熟練者による手
作業で行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】破断分離法による割り
軸受における軸受要素の合わせ、組付けが難しい理由は
次の通りである。合わせ面が機械加工された通常の割り
軸受における軸受要素（ロッド本体１、キャップ２）の
位置合わせは、図１８に示すように、ピン３とピン穴の
係合によって行われる。これに対し、破断分離法による
割り軸受では、図１７に示すように、破断面６、７の凹
凸を残したまま、軸受要素（ロッド本体４、キャップ
５）が合わせられる。この場合、軸受要素を組付けたと
きにメタル８に応力がかかるように、メタル８は破断面
６、７から若干突出されているので、メタル８同志を当
接した状態では破断面６、７はまだ噛み合っておらず、
キャップボルトを締めてクラッシュハイト９分メタル８
をクラッシュさせたときに始めて破断面６、７が接触し
噛み合う。凹凸が合致する合わせは１つしかなく、しか
も破断面同志がメタルクラッシュハイトの２倍分離れた
状態での狙い合わせとなるため、正確な合わせが至難で
あった。合わせがずれると軸の回転、軸受の寿命等に悪
影響を及ぼす。本発明は、破断分離法による割り軸受の
軸受要素の位置合わせを正確に行うことができ、組付け
を自動化した割り軸受の組付装置を提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の割り軸受の組付装置は、次の通りである。一
体に形成した軸受体を破断分離して得た２つの軸受要素
をその破断面を合わせ面として組付けした割り軸受を、
破断分離前かメタルが装着していない破断分離後組付状
態にて軸受体側面に両軸受要素部位にわたり予じめ形成
された位置決め面を基準として２つの軸受要素を位置合
わせし、組付けする割り軸受の組付装置であって、一方
の軸受要素を支持する支持手段と、軸受体の位置決め面
に摺接可能な形状のガイドを有し他方の軸受要素を前記
ガイドと該他方の軸受要素の位置決め面とを接触させて
保持する保持手段と、前記支持手段と前記保持手段との
一方を他方に対して移動させる移動手段と、を備えてい
る割り軸受の組付装置。

【０００５】

【作用】上記本発明の装置では、軸受要素の外側面に、
破断分離前または分離後のメタル非装着状態の一体組付
時に、位置決め面を形成しておく。他方の軸受要素を他
方の軸受要素の位置決め面とガイドを接触させた状態で
保持手段に保持する。保持手段と支持手段とを相対的に
接近させ、ガイドを支持手段に支持されている一方の軸
受要素の位置決め面に摺接させ係合させる。これによっ
て、ガイドが両軸受要素の位置決め面に係合し、両軸受
要素はガイドによって位置合わせされる。この状態で両
軸受要素をボルトで締結して組付けする。

【０００６】

【実施例】図１〜図１６は本発明の一実施例に係る割り
軸受の組付装置を示している。図１に示すように、割り
軸受の軸受体１０として内燃機関のコネクティングロッ
ドが例にとられており、その場合の軸受要素は、コネク
ティングロッド本体１１とキャップ１２である。破断分
離法による割り軸受１０では、粉末焼結体を破断分離に
より２分割して軸受要素であるコネクティングロッド本
体１１とキャップ１２が形成され、破断面１３、１４の
凹凸をそのままにして組合わされボルトで緊締される。
破断分離は、軸受穴に２分割したほぼ半円形のロッドを
一対挿入し、ロッドに引き離す方向の荷重をかけて一体
焼結体を破断することにより行う。破断分離時に軸受体
が若干変形するので、軸受穴は破断分離後に組み合せ締
結した状態で真円に機械加工する。その時に（あるいは
破断分離前でもよいが）、メタルが装着されていない状
態で、軸受体１０の破断面と直交方向の軸受中心線１７
を中心とした左右の外側面に、軸受要素であるコネクテ
ィングロッド本体１１とキャップ１２にわたって、破断
面と直交方向に延びる、位置決め面１５、１６を形成し
ておく。位置決め面１５、１６の形状は軸受中心線１７
と平行な方向に同一形状で、ガイド（後述）がコネクテ
ィングロッド本体１１とキャップ１２の両方の位置決め
面１５、１６に摺接できるようにしてある。

【０００７】割り軸受の組付装置２０は、図１に示すよ
うに、一方の軸受要素１１（コネクティングロッド本
体）を直接的または間接的に支持する支持手段２１と、
他方の軸受要素１２（キャップ）を保持する保持手段２
２と、支持手段２１と保持手段２２の一方（図示例では
保持手段）を他方（図示例では支持手段）に対して移動
させる移動手段２３とを有する。（ただし、支持手段を
保持手段に対して動かしてもよい。）図示例では、支持
手段２１がシリンダブロック固定治具２４を含み、保持
手段２２がキャップガイド２５を含み、移動手段２３が
スライドフレーム２６、送りシリンダ２７を含む。保持
手段２２は、軸受体の位置決め面１５、１６に摺接可能
な形状のガイド４２、４３を有する。

【０００８】割り軸受の組付装置２０は、図１に示すよ
うに、さらに、ベッド３０と、ベッド３０に固定された
ベース３１と、ベース３１に図１の紙面と直角方向にス
ライド可能に支持されたスライドベース３２と、スライ
ドベース３２に固定されたガイドシャフト３３を有す
る。ガイドシャフト３３には、図１の左右方向にスライ
ドフレーム２６がスライド可能に支持されており、スラ
イドフレーム２６には、スライドベース３２にとりつけ
られた送りシリンダ２７のロッド（図示せず）が連結さ
れていて、スライドフレーム２６は送りシリンダ２７に
よって図１の左右方向に移動される。割り軸受の組付装
置は、さらに、スライドフレーム２６にとりつけられた
ガイドシャフト３４と、スライドフレーム２６に固定さ
れたナットランナ３５を有している。キャップガイド２
５はガイドシャフト３４に支持され、キャップガイド２
５とスライドフレーム２６との間にはコイルばね３６が
介装されていて、適正な押付力で、キャップガイド２５
をスライドフレーム２６から離れる方向に付勢してい
る。

【０００９】キャップガイド２５はコネクティングロッ
ドボルト４１に螺合されるナットを締め付けるためのソ
ケットレンチ３７を有し、ソケットレンチ３７はナット
ランナ３５によって回転される。ナットランナ３５は、
油圧またはエアまたは電気が供給されることにより駆動
される。シリンダブロック固定治具２４は、シリンダブ
ロック３８を位置決め支持する。シリンダボア内にはピ
ストン３９が挿入され、ピストン３９にコネクティング
ロッド本体が連結され、クランクシャフト４０からなる
軸がシリンダブロック３８に装着されている。したがっ
て、一方の軸受要素であるコネクティングロッド本体１
１は、軸４０を装着状態で、支持手段２１であるシリン
ダブロック固定治具２４に間接的に支持される。他方の
軸受要素であるキャップ１２はキャップガイド２５に保
持され、図２の状態から一方の軸受要素であるコネクテ
ィングロッド本体１１に接近されて図１の状態にされ
て、コネクティングロッド本体１１にコネクティングロ
ッドボルト４１とナットにより緊締される。

【００１０】図３は図１の拡大断面図であり、図４は図
３を左方から見た図である。キャップガイド２５は、キ
ャップ１２の位置決め面１５、１６に対応する位置に、
位置決め面１５、１６に摺接可能な形状をもつガイド４
２、４３を有している。ガイド４２、４３は軸受破断面
と直交方向に同じ形状で延び、キャップ１２の位置決め
面１５、１６に摺接するとともに、図１のようにコネク
ティングロッド本体１１に接近されたときにはコネクテ
ィングロッド本体１１の位置決め面１５、１６にも摺接
する。これによって、コネクティングロッド本体１１と
キャップ１２とは、位置決め面１５、１６とガイド４
２、４３とを基準にして位置合わせされる。キャップガ
イド２５には、キャップ１２を押えるスチールボール４
４が組付けられ、ばね４５によってキャップガイド１２
に押しつけられている。４６はばね４５の一端に設けた
ばね押えを示す。スチールボール４４の押えによって、
キャップ１２がキャップガイド２５内で安定した位置を
保ち、落下防止、位置決めに役立つ。スチールボール４
４とばね４５とのアッセンブリは、他の弾性手段（少な
くとも一部に弾性部材をもつ手段）により置き換えられ
てもよい。スチールボールの場合は、その形状が球形で
あるため、方向性がなく、キャップ装入が簡単である。

【００１１】図４〜図８に示されるように、位置決め面
１５、１６とガイド４２、４３は、それぞれ、非対称に
形成されており、それによって両軸受要素１１、１２が
互いに同方向に合わされて方向性をもって組付けられる
ようにされている。すなわち、位置決め面１５、１６が
形成された後に、キャップ１２を反対方向（キャップ１
２の位置決め面１６がコネクティングロッド本体１１の
位置決め面１５に合わさる方向）にして組付けると、破
断面の凹凸が合わなくなるので、キャップ１２を同方向
（キャップ１２の位置決め面１５がコネクティングロッ
ド本体１１の位置決め面１５に合う方向）にしてコネク
ティングロッド本体１１に組付けるべきである。このた
めに、位置決め面１５、１６（およびガイド４２、４
３）は、図５〜図７に示すように図中左右非対称か、図
８に示すように図中上下非対称にされている。図５は位
置決め面１５、１６が角形で左右非対称であり、図６は
位置決め面１５、１６が円形で左右非対称であり、図７
は位置決め面１５、１６がチャンファで左右非対称であ
り、図８は上下に非対称である。図５〜図７では、ブロ
ーチ加工の際、左右の歯の長さ、角度等が異なる形状で
あるため、左右で抵抗が違ってしまい、加工装置に工夫
が必要であるが、図８の形状ではそのような問題がな
い。

【００１２】位置決め面１５、１６の加工は、軸受体の
破断分離前（穴荒加工後）、または分割組付後（穴仕上
げ加工前または仕上げ加工後で、メタル装着前）に行う
が、分割前に行う方が穴の変形（真円度の悪化）もなく
望ましい。位置決め面１５、１６の加工は、図９〜図１
１に示すブローチ加工によるが、または図１２、図１３
に示す旋削加工による。ブローチ加工は、ベース４７上
に基準ボス４８を設け、コネクティングロッド１０（破
断前、または破断後組付体）を位置決め、固定する。コ
ネクティングロッドの両側に加工ガイド４９、５０を設
置し、この加工ガイド４９、５０に沿って、ブローチカ
ッタ５１、５２をカッタ駆動シリンダ５３にて引張る。
このブローチカッタ５１、５２の断面形状を図５〜図８
の形状に対応した形にしておくことで、一度に複数のコ
ネクティングロッドの位置決め面１５、１６の加工を行
うことができる。旋削加工は、図１２、図１３に示すよ
うに、旋盤の回転中心からコネクティングロッド１０を
ｘ、ｙだけ偏心させて加工し、１つの面の加工を終えた
後、ｘ、ｙの偏心量を変化させて加工することにより、
左右、フロント／リア非対称の位置決め面１５、１６の
加工が可能となる。上記の加工法の他に、マシニングセ
ンタによるセンタリング加工等でもよいが、生産性を考
えると、ブローチ加工が望ましい。

【００１３】コネクティングロッド本体１１、キャップ
１２を締付けるコネクティングロッドボルト４１、ナッ
トを、左右均等に、同時締付けるための装置を、図１４
〜図１６（図１に示された装置の同時締付部をより詳細
にした図である）を参照して説明する。本装置は、エア
または油圧または電気モータ５４とケース５５をもつナ
ットランナ３５、ソケットレンチ３７から成っている。
まずモータ５４にエアまたは油圧または電気の入力があ
ると、それに連結されたＡ歯車５６から左右のＢ歯車５
７、Ｃ歯車５８に動力が伝達される。Ａ、Ｂ、Ｃ歯車５
６、５７、５８の配列は図１６に示してある。Ｂ歯車５
７、Ｃ歯車５８に伝達された動力は、スプライン５９を
介して摺動軸６０に伝達される。このとき、ソケットレ
ンチ３７はばね６１によって図１４の左向き方向に押付
けられているため、低締付トルク噛合部６２の歯車が噛
合い（図１５の状態）、左右のボルト４１、ナットを小
トルクで締める。締付けトルクが上昇すると、低締付ト
ルク噛合部６２の歯がばね６３の押付力に負けて逃げる
ことにより、摺動軸６０が図１４の右方向に移動し、高
締付トルク噛合部６４の歯車が噛み合い、左右のボルト
４１、ナットを高トルクで締め付ける。低トルクと高ト
ルクの切換は、ばね６３のばね力を締付トルク調整ねじ
６５で調整金６６を介して調整することで任意に設定す
ることが可能である。

【００１４】つぎに、作用を説明する。軸受体１０に、
破断分離前または破断分離後一体組付時（ただし、メタ
ル装着前）に、位置決め面１５、１６を、両軸受要素１
１、１２（コネクティングロッド本体１１とキャップ１
２）にわたって、破断面１３、１４に直交方向に同一形
状に、形成しておく。ついで、一方の軸受要素１１（コ
ネクティングロッド本体１１）を、シリンダブロック固
定治具２４を含む支持手段２１に支持する。この状態で
は軸４０（クランクシャフト）は装着されており、図示
時の軸受メタル（図１７のメタル８に相当する部材）も
軸受要素１１（コネクティングロッド本体１１）に装着
されている。ついで、他方の軸受要素１２（キャップ１
２）をキャップガイド２５を含む保持手段２２に装着す
る。この状態では、図示略の軸受メタルも軸受要素１２
（キャップ１２）に装着されている。送りシリンダ２７
を有する移動手段２３により、保持手段２２と支持手段
２１の一方を他方に対して接近させ、キャップ１２とコ
ネクティングロッド本体１１とを互いに接近させる。

【００１５】保持手段２２のキャップガイド２５に一体
形成されているガイド４２、４３は、キャップ装着時に
キャップ１２の位置決め面１５、１６に接触してキャッ
プ１２をキャップガイド２５に対して位置決めしてい
る。キャップガイド２５がコネクティングロッド本体１
１に近づいてガイド４２、４３がコネクティングロッド
本体１１の位置決め面１５、１６に係合すると、ガイド
４２、４３はコネクティングロッド本体１１をキャップ
ガイド２５に対して位置決めする。したがって、コネク
ティングロッド本体１１とキャップ１２とは、ガイド４
２、４３と位置決め面１５、１６の係合によって、互い
に位置合わせされる。

【００１６】この状態ではソケットレンチ３７がコネク
ティングロッドボルト４１に螺合されたナットと係合し
ている。ついで、ナットランナ３５に油圧またはエア
（または電気）を送り、ナットランナ３５を駆動してコ
ネクティングロッドボルト４１、ナットを均等に同時に
締め付けていく。この締付けでは、高速の低トルク締付
けが行われ、ついで低速の高トルク締付けが行われる。
位置合わせしてあるので、コネクティングロッド本体１
１とキャップ１２が緊締され、メタルがクラッシュして
破断面１３、１４が互いに押しつけられても、正確に破
断面１３、１４の凹凸が自動的に合う。凹凸をもった噛
み合いは、コネクティングロッド本体１１とキャップ１
２がせん断すべりをするのを防止するのにも役立つ。上
記の説明では、破断分離法による軸受体として、焼結体
の破断分離によるコネクティングロッドを例にとった
が、この他にもエンジンヘッドのカムシャフトベアリン
グ部、ブロックシリンダのジャーナルベアリング部等に
も適用可能である。

【００１７】

【発明の効果】請求項１の装置によれば、位置決め面と
ガイドを利用して破断分離した両軸受要素を正確に位置
合わせでき、組付けを自動化できる。請求項２の装置に
よれば、軸受要素同志の誤方向組付けを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る割り軸受の組付装置の
側面図である。

【図２】図１で２つの軸受要素が離れている状態の部分
側面図である。

【図３】図１の装置のうちキャップガイドとその近傍部
分の拡大断面図である。

【図４】図３の部分の正面図である。

【図５】位置決め面の一例を示す軸受要素の部分正面図
である。

【図６】位置決め面のもう一つの例を示す軸受要素の部
分正面図である。

【図７】位置決め面のさらにもう一つの例を示す軸受要
素の部分正面図である。

【図８】上下非対称の位置決め面をもつ軸受要素の正面
図である。

【図９】位置決め面をブローチ加工するための加工装置
の平面図である。

【図１０】図９の加工装置の断面図である。

【図１１】図９の加工装置のうちブローチカッタの拡大
部分平面図である。

【図１２】位置決め面を旋盤にて加工するときの軸受要
素の平面図である。

【図１３】図１２で非対称加工時の軸受要素の拡大部分
平面図である。

【図１４】図１の装置のうちボルト／ナット締付けのた
めのナットランナとソケットレンチの部分の拡大断面図
である。

【図１５】図１４の装置のうち低締付トルク噛合部と高
締付トルク噛合部の拡大断面図である。

【図１６】図１４の装置の歯車配列図である。

【図１７】破断面とクラッシュハイトの関係を示す軸受
体（コネクティングロッド大端部）の正面図である。

【図１８】機械加工による軸受体のノックピンによる位
置決め法を示す、軸受体の正面図である。

【符号の説明】

１０ 割り軸受軸受体 １１、１２ 軸受要素 １３、１４ 破断面 １５、１６ 位置決め面 ２１ 支持手段 ２２ 保持手段 ２３ 移動手段 ２４ シリンダブロック固定治具 ２５ キャップガイド ２６ スライドフレーム ２７ 送りシリンダ ３５ ナットランナ ３７ ソケットレンチ ４１ コネクティングロッドボルト ４２、４３ ガイド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一体に形成した軸受体を破断分離して得
   た２つの軸受要素をその破断面を合わせ面として組付け
   した割り軸受を、破断分離前かメタルが装着していない
   破断分離後組付状態にて軸受体側面に両軸受要素部位に
   わたり予じめ形成された位置決め面を基準として２つの
   軸受要素を位置合わせし、組付けする割り軸受の組付装
   置であって、 一方の軸受要素を支持する支持手段と、 軸受体の位置決め面に摺接可能な形状のガイドを有し他
   方の軸受要素を前記ガイドと該他方の軸受要素の位置決
   め面とを接触させて保持する保持手段と、 前記支持手段と前記保持手段との一方を他方に対して移
   動させる移動手段と、を備えていることを特徴とする割
   り軸受の組付装置。
2. 【請求項２】 前記位置決め面と前記ガイドは、前記両
   軸受要素が方向性をもって合わされることが可能にそれ
   ぞれ非対称に形成されている請求項１記載の割り軸受の
   組付装置。