JPS61279325A - 中空コンロツドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋼板より形成された中空部を有するコンロッ
ドの製造方法に係わり、より詳しくは、鋼板の打抜き、
成形、溶接等によって形成されなコンロッドの製造方法
に関する。

（従来の技術） 従来、１両エンジン用コンロッドは、一般に鍛造品によ
り中実に形成されており、最近では東側用部品の軽量化
のため、軽合金、ＦＲＰ。

焼結合金よりなる中実のコンロッドも検討され始めてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） 従来ノコンロツドはいずれも中実体であり、このもので
軽量化を促進させるには、中実部の厚さを薄肉化する以
外になく、所要の強度、剛性を確保しなければならない
ことから、構造的に軽量化が困難になっている。

そこで、本出願人は先に鋼板製のコンロッドを提案した
。これは、中空構造による軽量効果を図ったもので、第
１１図に示すように、中空コンロッド本体３１と中空コ
ンロッドキャップ３２とをボルト３３、ナツト３４によ
り締結してなるものである。

このコンロッド本体３１は次のようにして製作されてい
る。すなわち、第１２図に示すように、まず、鋼板より
、ブツシュ受は用孔３５、メタル受は中孔３６、ボルト
用孔３７を有する所定の展開形状に打抜き、この打抜き
鋼板３８の外周にフランジ３９を形成する。つぎに、第
１３図に示すように、孔３５．３６の内周部にフランジ
３５　ａ　＊　３６　＆を形成すると共に、鋼板３８の
孔３５と３６との間の部分に、コンロッド長手方向に延
びる剛性補強用絞り出しリブ部４０を設ける。そして、
孔３７にＵ字状ボルト（第１１図の符号３３）を装着し
、第１３図の想像線１．１に沿って鋼板３８．３８をフ
ランジ突出方向に９０度に折曲げ、その突合せ部を溶接
することにより、第１１図のコンロッド本体３１を得て
いる。

しかし、このようにして得られ念中空コンロッド本体３
１は、鋼板３８の外周にフランジ３９全形成したのち、
該鋼板３８に剛性補強用絞り出しリブ部４０を設けてい
ることから、該リブ部４０？設ける前の鋼板３８の断面
積Ｔ０　と、設は食後の断面積Ｔ１　　とでは実質的に
同等である。つまり、コンロッド本体３１の展開形状を
打ち抜いた時点で、その横断面形状の大きさが一義的に
定まっているなめ、絞り出しリブ部４０は、その幅方向
両側の隣接部分を張出し成形にて絞ることにより、薄肉
構造を犠牲にして成形されているにすぎず、リブ部４０
を設けても鋼板３８の断面積は増加しない。その結果、
リブ部４０により中空コンロッド本体３１の長手方向の
引張強度の向上が期待できないという問題がある。

本発明は、この点に鑑みてなされ念もので、その目的と
するところは、コンロッド本体の補強効果が大きい中空
コンロッドの製造方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） コンロッド本体のリブ部の補強強度を高めるため、本発
明によるコンロッド製造方法は、中空コンロッドキャッ
プに締結される中空コンロッド本体を得るときの製作工
程に技術的な特徴がある・すなわち、先ず、鋼板からコ
ンロッド本体の展開形状を一対打ち抜く際、補強用リブ
部の幅方向両側における外周フランジ相当部分が所定の
展開形状よりも突出して幅広になるよう打ち抜く。次に
、前記突出部分に相当する寸法分だけ、打抜き鋼板に補
強用リブ部を絞り成形し、この後、鋼板の外周に沿って
フランジを形成し、一対の打抜き鋼板の外周フランジを
相互に突き合わせて固着することにより、中空コンロッ
ド本体ｔｉる方法である。

コンロッド本体には、その適宜箇所にクランクピン用孔
、ピストンピン用孔がその所定箇所に穿設されるもので
あり、コンロッド本体のクランクビン用孔とピストンピ
ン用孔との間の部分に、コンロッド長手方向に延びる凸
状または凹状の補強用リブ部を設ける。このリブ部は絞
り成形により形成し、その数は必要に応じて１個または
複数個とする。複数個設ける場゛合は、リブ部が互に平
行に延びるように設け、各リブ部の長さは必ずしも互に
等しい長さにする必要はなく相互に異ならせてもよい、
該リブ部の断面形状および外形形状は任意である。

一対のコンロッド本体の展開形状を鋼板から打ち抜くと
き、鋼板の外周に沿ってフランジを形成できるよう外形
寸法を設定して打ち抜き、この外周フランジの幅寸法は
、コンロッドの厚さ寸法の半分に等しい値に設定する。

特に、リブ部の幅方向両側の外周フランジ相当部分の打
抜き形状については、コンロッド本体の展開形状におけ
る所定寸法よりも、前記外周フランジ相当部分の寸法が
幅広となるよう設定する。

鋼板全灯ち抜いて得られる一対のコンロッド本体の展開
形状は、互いに一体または別体に形成する。この一対の
コンロッド本体の展開形状を有する鋼板は、その一対の
外周フランジの先端を互いに突き合せた状態で溶接また
はリベットにより固定し、これにより、中空ＷＩｌ造の
鋼板製コンロッド本体全得る。一対の鋼板の突合せ部分
の接合は、レーザビーム溶接等により無歪に行うことが
好ましいが、一般のアーク溶接法等でも後加工すれば十
分適用しうる。本発明に係る鋼板としては、高張力鋼板
など強度の大きい特殊鋼板も勿論採用しうる。

（作用） 本発明では、鋼板を打ち抜いて得られるコンロッド本体
の展開形状を、補強用リブ部の幅方向両側の外周フラン
ジ相当部分が、所定のフランジ形状よりも外方へ突出す
るように設定する。

そのうえで、該打ち抜き鋼板を絞り成形して補強用リブ
部を形成する。この場合、リブ部の両側の前記突出部分
に相当する外周形状が、絞り成形によりリブ部の構造部
分に吸収されるように加工する。つまり、絞り成形完了
時において、打ち抜き鋼板の外形が、コンロッド本体の
展開形状と一致した所定寸法となるよう、リブ部の絞り
成形を行い、その後、鋼板の外周にフランジ金形成する
。

したがって、本発明によれば、リブ部を絞り出す際、該
リブ部の幅方向両側の隣接部分が絞られるが、その分だ
け外周フランジ相当箇所の余分な突出部分が絞り箇所側
に、所謂シワ押え部の平行面に沿ってずれ込んで構造的
に吸収される。そのため、外周フランジを幅広にした分
だけ、つまり、鋼板外周に設けたフランジの突出部分だ
け、コンロッド本体のリブ部にかける横断面積が実質的
に大となり、リブ部による補強効果が増大する。

（実施例） 以下に本発明の鋼板製中空コンロッドの製造方法全実施
例について説明する。

第１図は、本実施例に係る中空コンロッドを示す断面図
で、重両エンジン用鋼板製中空コンロッド１は、クラン
クビン用孔２を有する中空コンロッド本体３と、読札２
に対応するクランクビン用孔４を有する中空コンロッド
キャップ５とを、２本のボルト６．６により強固に締結
して成るものでちる。

これを第２図ないし第１Ｏ図によりｌ！！造工程にした
がって説明すると、次のようになる。。

まず、第２図に示すように、ｌ板の鋼板８から、後述の
リブ部１２幅方向両側の外周７ランシ９′相当部分が、
所定のフランジ寸法幅Ｗよりも寸法ａだけ幅広となるよ
う、コンロッド本体３の展開形状を一対同時に打ち抜く
。その際、幅広部分９０のコンロッド長さ方向の両端部
を、アール部ｒとなるように形成する。この展開形状は
、コンロッドの厚み分も入れてコンロッド正面プロフィ
ルｌＯにコンロッド厚みの半分に等しいフランジ高さＷ
を加えた形状に、前記外周フランジ相当部分の幅広部分
９０を加えたものである。コンロッド本体３の半割体８
は、コンロッド厚みとほぼ等しい幅を有する中央部１１
０両側に互に対称に打ち抜かれている。

ついで、第３図に示すように、鋼板８の外周縁部９’ａ
’ｅシワ押え部間様に加圧保持したまま、鋼板８の所定
箇所に、コンロッド長手方向に延びる補強用の凸状リブ
部１２を互に平行に２本絞り出し成形する。リブ部１２
を絞り出し成形する際、図示しないシワ押え部に極微小
の寸法差を設けるなどして、その幅方向両側の外周フラ
ンジ相当部分の型圧を変化させることにより、前記幅広
の外周部分９０が、リブ部１２の絞り成形とともに該リ
ブ部１２側にずれ込み、シワを発生させない範囲におい
て最小の伸び号でリブ部１２を絞り込む。

したがって、幅広部分９０を設けずにリブ部１２を絞り
込んだ場合に比べて、リブ部１２における鋼板８の横断
面積は、ＳｏからＳ、に幅広部分９０だけ実質的に増加
する。そのため、鋼板８の横断面積が増加した分だけ、
コンロッドｌの長手方向の引張力に対して、リブ部１２
による補強強度が増大し剛性が向上する。なお、この時
点で、鋼板８の外周形状が不揃いになった場合は、再度
打抜き加工して所定形状に補正することができる。

この後、第４図に示すように、鋼板８の外周に沿ってフ
ランジ９をリブ部１２の凸出方向へ成形するとともに、
クランクビン用孔１３およびピストンピン用孔１４を同
時に穿設する。外見と、フランジ９０寸法形状は第１２
図のフランジ３９と同一であるが、本発明のフランジ９
は前記フランジ３９のように薄肉化していないなめ、構
造的に強度、剛性が実質的に一段とアップしている。

鋼板８にフランジ９および前記両孔１３．１４を形成し
穴ら、つぎに、第５図に示す回転カッタ１５により、切
断線Ｇに沿って切断し一対の鋼板８．８に左右分割して
２枚取りする。一対の鋼板８．８に分断する前に、クラ
ンクビン用孔１３、ピストンピン用孔１４にパーリング
加工を実施しておく。なお、第４図に示す余肉部１６１
’ｊ、加工代となるものであり、極く僅かあれば十分で
ある。

つぎに、ボルト６が螺合する雌ネジ１７ａ’ｉ有する四
角形ナツト１７と、ピストンピン用孔１４に内装できる
大きさのブツシュ１８とを、あらかじめ別途に製作して
おき、四角形ナツト１７は、一方の鋼板８の外周フラン
ジ９とバーリング加工部１３ａ間の所定位置に装着する
とともに、ブツシュ１８は一方の鋼板８のピストンピン
用孔１４に装着する。

そのうえで、一方の鋼板８に他方の鋼板８を載せて、一
対の鋼板８．８のフランジ９．９先端面同士を突き合わ
せた状態で、これらの部品８．８．１７．１８ｅ’に周
溶接により一体化させる。

その際、ナツト１７およびブツシュ１８は所定のプリロ
ード下に圧入固定して溶接する。溶接後において歪変形
が大きいときは、その部位全熱処理して後仕上げ加工を
行えばよく、好ましくけ、電子ビームまたはレーザビー
ムにより極力無歪に溶接するのがよい。

ここで、鋼板８とナツト１７との接合部分における溶接
による熱変形を吸収するなめには、第７図に示すように
、鋼板８のフランジ９の根元部に逃げ用の切欠き９ａを
形成して溶接すればよい。

かくして、−Ｗ６図に示すように、クランクピン中孔１
３ｔ−有する鋼板製中空コンロッド本体３が得られる。

上記の製造工程は一例を示したものであり、鋼板８に前
述の広幅部分９′金付設し、リブ部１２を絞り成形した
後にフランジ９を形成する限り、最終的に第６図の中空
コンロッド本体３が得られれば、上記の工程順序の先後
を互いに入れ替えてもさしつかえない０又、ナツ）１７
の代りにボルトヘッド部を固定し、コンロッドキャップ
５側にナツトを設ける構成としてもよい。

他面、中空コンロッド本体３に締結される中空コンロッ
ドキャップ５の製作も、中空コンロッド本体３とほぼ同
様にして製作する。すなわち、コンロッドキャップ５の
展開形状を鋼板より打抜き、該鋼板２１の外周にフラン
ジ２２を絞り出し加工して、トラック形のクランクビン
用孔２３を穿設する。この孔２３には、その内周に沿っ
てフランジ２４を形成し、そのうちトラック形状の矩形
状部分に対応する箇所は切除する３、鋼板２１にはボル
ト孔２５ｔ−穿設し、鋼板２１をその中央部からフラン
ジ突出方向に折曲げ、フランジ２４の突合せ部を必要に
応じて溶接して、第８図ないし第１０図に示すコンロッ
ドキャップ５を得る。図中、２６は溶接部、２７はブラ
ケットを示す。

このようにして得られた中空コンロッドキャップ５ｔ−
前記コンロッド本体３に衝合させ、中空コンロッドキャ
ップ５のボルト孔２５と中空コンロッド本体３の雄ネジ
孔１７ａとが同志になるよう位置決めした状態で、ボル
ト６．６をボルト孔２５に通して雄ネジ孔１７ａＫ螺合
させることにより、核両者３．５全一体に組付けて＠１
図の中空コンロッドｌを得る。組付けの際、クランクビ
ン用孔２，４にメタル２８を装着し、その内面仕上げを
行う。

本発明に係る中空コンロッド１け、鋼板の打抜き、成形
、接合を用いて製作された軽量効果の大きいコンロッド
であり、大量生産に適し、。

粗材を節約でき加工コストの低減化を可能にする。

本発明は上記実施例に限らず、四角形ナツト１７に予め
、両端にネジ部全有するネジ棒を固着して、ナツ）１７
にコンロッド本体３に溶接し、ネジ棒と該ネジ棒に螺合
するナツトとにより、コンロッド本体３にコンロッドキ
ャップ５を組付けてもよい。

（発明の効果） 以丘のように本発明方法によれば、コンロッド本体の長
手方向と直角方向の横断面積が、鋼板に予め形成した外
周フランジの舅出部分だけ増大スるので、コンロッド本
体の中央部においのにも拘らず実質的に増大し、剛性が
アップし、表面平滑性、軽量効果および１産安価性に優
れ念鋼板製中空コンロッドが、実用化レベルで容易に得
られるという特有の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る中空コンロッドを示す断
面図、第２図ないし第６図はそれぞれ第１図の中空コン
ロッド本体の製造工程を示す斜視図、第７図は第６図の
Ａ部詳細図、第８図は本発明の実施例に係るコンロッド
キャップ全示す正面図、第９図は同コンロッドキャップ
の側面図、第１０図は同コンロッドキャップの底面図、
第ｔｉ図は本出願人が先に提案した中空コンロクドを断
面図、第１２図、第１３図はそれぞれ中空コンロッド本
体の製造工程を示す斜視図である。 」・・・・・・中空コンロッド ２・・・・・・中空コンロッド本体 ５・・・・・・中空コンロッドキャップ８・・・・・・
鋼板 ９・・・・・・　フランジ ９０・・・・・・幅広部分 １２・・・・・・　リブ部 −ｃＮ１ｎ０００’）　ｏＣ’Ｊ の− 第４図 第６図 第１１図 第１２図 ！

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンロツド長手方向に延びる補強用リブ部の幅方
   向両側の外周フランジ相当部分がコンロツド本体の所定
   の展開寸法よりも突出するように、鋼板からコンロツド
   本体の展開形状を一対打ち抜く工程と、前記突出部分に
   見合つた分だけ前記リブ部を絞り成形する工程と、前記
   鋼板に外周フランジを形成する工程と、前記一対の鋼板
   の外周フランジ同士を互に突き合せて固着し中空のコン
   ロツド本体を得る工程とを備えることを特徴とする中空
   コンロツドの製造方法。