コネクティングロッドの分割加工装置
【課題】先破断と後破断とのタイムラグを極力縮小することが可能なコネクティングロッドの分割加工装置を提供することにある。
【解決手段】基台６０上に固定された固定ステージ６２と、該固定ステージ６２と接近又は離間自在に設けられた可動ステージ６４と、楔部材１２２の圧入方向に破断荷重を付与する荷重機構５８と、第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの端部を上方から押圧することによりキャップ部をクランプする第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂとを有し、前記第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂ及び第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂは、それぞれ可動ステージ６４に固定されて該可動ステージ６４と一体的に変位可能に設けられる。
【解決手段】基台６０上に固定された固定ステージ６２と、該固定ステージ６２と接近又は離間自在に設けられた可動ステージ６４と、楔部材１２２の圧入方向に破断荷重を付与する荷重機構５８と、第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの端部を上方から押圧することによりキャップ部をクランプする第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂとを有し、前記第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂ及び第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂは、それぞれ可動ステージ６４に固定されて該可動ステージ６４と一体的に変位可能に設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両用のエンジン部品を構成するコネクティングロッドの分割加工装置に関し、一層詳細には、大端部と小端部とを有するコネクティングロッドを一体成形した後、大端部をキャップ部とロッド部に破断分割するコネクティングロッドの分割加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、車両用のエンジンには、ピストンピンとクランクピンとを連結するコネクティングロッドが広く用いられている。このコネクティングロッドは、前記クランクピンに連結される大端部と、前記ピストンピンに連結される小端部とを有しており、その製造工程では、コネクティングロッドの大端部から小端部までを、例えば、鍛造成形等によって一体成形した後、前記大端部をキャップ部とロッド部とに破断分割することが一般的に行われている。
【０００３】
この種のコネクティングロッドを破断分割する方法として、例えば、特許文献１には、コネクティングロッドの軸受部の軸受孔に外方向への内圧を付与する内圧付与装置と前記軸受部に外圧を付与する一組の外圧付与装置とを設け、前記一組の外圧付与装置によって前記軸受部に外圧を付与すると共に前記内圧付与装置によって前記軸受部に内圧を付与し、内圧付与装置による内圧が軸受部を分割し得る内圧にあるときに前記外圧付与装置の外圧を瞬間的に開放し、前記内圧によって軸受部を瞬間的に分割する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、コネクティングロッドを載置するパレットの基盤に互いに離反する方向に移動可能に配設され前記コネクティングロッドを水平に支持する第１及び第２の支持部材と、これらの第１及び第２の支持部材に垂設され各外周面がそれぞれ開口部内面に当接するマンドレル半部からなる半割形のマンドレルと、各マンドレル半部の対向する端面と当接する面がそれぞれテーパ面をなし各マンドレル半部を均等に離反拡張させる楔と、前記楔に荷重を付与するアクチュエータと、前記アクチュエータに初期荷重を付与して開口部内面に各マンドレル半部を当接させた後、破断荷重を加えて開口部を瞬間的に破断する制御回路とを備えたコネクティングロッドの破断装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２７７８４８号公報
【特許文献２】特開２００２−６６９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、コネクティングロッドの製造誤差によるバラツキに起因して、分割し得る内圧を検知し外圧付与装置の外圧を瞬間的に開放するタイミングを制御することが困難であるという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２では、大端部をキャップ部とロッド部に破断分割するときに発生する左右方向の振れを完全に抑制することができないおそれがあり、左右の何れか一側が先に破断する先破断と何れか他方が僅かに遅れて破断する後破断とのタイムラグを短縮することが困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、外圧を開放するタイミングが不要であり、しかも、先破断と後破断とのタイムラグを極力縮小することが可能なコネクティングロッドの分割加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、大端部と小端部とを有するコネクティングロッドを一体成形した後、前記大端部の結合孔を一組の拡張具にセットし、前記一組の拡張具間に楔部材を圧入して前記拡張具を拡張させることで、前記大端部をキャップ部とロッド部に破断分割するコネクティングロッドの分割加工装置であって、
基台上に固定された固定ステージと、前記固定ステージと対向配置され水平方向に沿って該固定ステージと接近又は離間自在に設けられた可動ステージとを有し、前記固定ステージに固定されたロッド部側の一方の拡張具と前記可動ステージに固定されて一体的に変位するキャップ部側の他方の拡張具とによって前記コネクティングロッドが所定位置に位置決めされた状態でセットされると共に、前記セットされたコネクティングロッドを保持するワーク位置決め保持機構と、
前記大端部を破断分割するために、前記楔部材の圧入方向に破断荷重を付与する荷重機構と、
を備え、
前記ワーク位置決め保持機構は、コネクティングロッドの大端部のキャップ部側の両肩部を小端部の方向に向かって押圧する第１支持手段と、前記コネクティングロッドと係合する端部と反対側の前記第１支持手段の端部を上方から押圧することにより該第１支持手段をクランプする第２支持手段とを含み、前記第１支持手段及び第２支持手段は、それぞれ可動ステージに固定されて該可動ステージと一体的に変位可能に設けられることを特徴とする。
【００１０】
この場合、前記第２支持手段は、ピストン及びピストンロッドを有する油圧シリンダからなり、前記ピストンロッドの先端部には、前記第１支持手段の傾斜面に係合する押圧面が形成されたブロック体が連結されるとよい。
【００１１】
また、前記大端部の結合孔の内面に一組の拡張具を略圧着させるために、楔部材の圧入方向に予備荷重を付与する予備荷重付与機構が設けられ、前記予備荷重付与機構によって予備荷重が付与された後、前記第２支持手段が付勢されて第１支持手段をクランプするとよい。
【００１２】
本発明によれば、先ず、固定ステージに固定されたロッド部側の一方の拡張具と可動ステージに固定されて一体的に変位するキャップ部側の他方の拡張具との間にコネクティングロッドがセットされた後、第１支持手段が付勢されてコネクティングロッドの大端部のキャップ部側の両肩部が小端部の方向に向かって押圧される。すなわち、第１支持手段によってキャップ部の両肩部が押圧されて、その押圧力は可動ステージに固定されたキャップ部側の他方の拡張具で受容する。
【００１３】
続いて、第２支持手段が付勢されて、前記コネクティングロッドと係合する端部と反対側の前記第１支持手段の端部が上方から押圧されることにより該第１支持手段がクランプされる。従って、第２支持手段によって第１支持手段が押圧方向に向かってさらに押圧されることにより、破断分割前のコネクティングロッドのキャップ部は、第１支持手段と可動ステージ側の他方の拡張具との間で強固に固定される。
【００１４】
このようにコネクティングロッドが位置決め保持された状態において、荷重機構が付勢されて楔部材に対して破断荷重が付与されることにより一方の拡張具と他方の拡張具との間に前記楔部材が圧入される。この結果、前記大端部のロッド部が固定ステージ側で固定され、大端部のキャップ部が第１支持手段及び第２支持手段によって強固に固定された状態で可動ステージと一体的に変位することにより、大端部がロッド部とキャップ部とに破断分割される。
【００１５】
本発明では、コネクティングロッドの大端部のロッド部側を固定ステージに固定する一方、キャップ部側を第１支持手段及び第２支持手段によって可動ステージ側に強固に固定している。このような状態において、前記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分割したとき、前記キャップ部のみが可動ステージと共に変位させるように構成しているため、ロッド部とキャップ部との破断面における先破断と後破断とのタイムラグを極力抑制することができる。
【００１６】
この結果、本発明では、先破断と後破断のタイムラグによってロッド部側に対して変形等の悪影響を及ぼすことを好適に阻止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、外圧を開放するタイミングが不要であり、しかも、先破断と後破断とのタイムラグを極力縮小することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係るコネクティングロッドの分割加工装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１９】
図１Ａは、本発明が適用される被加工物としてのコネクティングロッド３０の斜視図であり、図１Ｂは、コネクティングロッド３０がキャップ部３２とロッド部３４に破断分割された状態を示す斜視図である。
【００２０】
コネクティングロッド３０は、略円形状の結合孔３６を介してキャップ部３２とロッド部３４とが一体的に形成された大端部３８と、大端部３８とは反対側に配置される小端部４０とを有する。このコネクティングロッド３０は、例えば、鋳造又は鍛造等によって一体成形される。
【００２１】
また、コネクティングロッド３０の大端部３８の両側には、ドリル等の図示しない穿孔手段によってボルト孔４２ａ、４２ｂがそれぞれ形成される。これらのボルト孔４２ａ、４２ｂには、例えば、エンジン等の組立工程において、図示しないボルトがキャップ部３２側からそれぞれ螺入され、キャップ部３２がロッド部３４に締め付けられる。このようにして、破断分割されたキャップ部３２をロッド部３４に締結することにより、コネクティングロッド３０の大端部３８が前記エンジンのクランクピンに連結される。
【００２２】
なお、図１Ａ中、参照符号４４は、大端部３８におけるキャップ部３２とロッド部３４との境界部位となる分割部を示す。この分割部４４は、大端部３８の両側において、結合孔３６を中心に対向した部位に設定される。
【００２３】
次に、本発明の実施形態に係るコネクティングロッドの分割加工装置５０を図２〜４に示す。図２は、前記分割加工装置５０の一部分解斜視図、図３は、前記図２の平面図、図３は、図２の軸線方向に沿った縦断面図である。
【００２４】
この分割加工装置５０は、コネクティングロッド３０が所定位置に位置決めされた状態でセットされると共に、前記セットされたコネクティングロッド３０を保持するワーク位置決め保持機構５２と、コネクティングロッド３０の大端部３８を破断分割するための破断分割機構５４と、前記破断分割機構５４に予備荷重（プリロード）を付与する予備荷重付与機構５６と、おもり（重量物）５７を落下させることによって破断分割機構５４に衝撃荷重を付与する荷重機構５８とを有する。
【００２５】
ワーク位置決め保持機構５２は、上方から見て略長方形状に形成された基台６０と、前記基台６０上に固定された固定ステージ６２と、前記固定ステージ６２と対向配置され該固定ステージ６２に対して前記基台の軸線方向に沿った水平方向において接近又は離間自在に設けられた可動ステージ６４と、前記基台６０の軸線方向の外方に向かって突出するように該基台６０の両端部にそれぞれ固定された第１ブラケット６６及び第２ブラケット６８とを備える。
【００２６】
前記固定ステージ６２は、第１ブラケット６６を介して基台６０に固定された固定テーブル７０と、前記固定テーブル７０に固設された第１油圧シリンダ７２と、前記第１油圧シリンダ７２のピストンロッド７２ａの先端部に連結され、ガイドレール７４に沿ってコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って進退自在に設けられた可動ブロック７６と、前記可動ブロック７６の端部から所定長だけ突出するように前記可動ブロック７６の溝部に固定され、前記第１油圧シリンダ７２の駆動作用下にコネクティングロッド３０の小端部４０に係合して該小端部４０を軸線方向に沿った大端部３８側に向かって押圧する第１ワーク支持部材７８とを含む。
【００２７】
なお、前記第１ワーク支持部材７８の先端部には、図２に示されるように、コネクティングロッド３０の小端部４０に係合する断面ｖ字状に窪んだテーパ状の係合部８０が形成される。
【００２８】
さらに、前記固定ステージ６２は、前記可動ブロック７６を間にして固定テーブル７０上に略平行に固定された一組のガイド部材８２ａ、８２ｂと、前記ガイド部材８２ａ、８２ｂに沿って摺動する一組のガイドブロック８４を介してコネクティングロッド３０に対して進退自在に設けられたスライダ８６と、前記固定テーブル７０に固設され前記スライダ８６を進退動作させる第１エアシリンダ８８とを有する。
【００２９】
前記スライダ８６には、一組の軸受ブロック９０ａ、９０ｂに軸着された第１ピン９２を支点として所定角度だけ回動自在に設けられた第２エアシリンダ９４と、二股の分岐部を有し前記第２エアシリンダ９４のピストンロッド９４ａに連結されたジョイント部材９６と、一端部が第２ピン９８を介して前記ジョイント部材９６の分岐部の間に軸着され中央部が第３ピン１００を介して前記スライダ８６の連結プレート１０２に軸支された第２ワーク支持部材１０４とが設けられる。
【００３０】
前記第２ワーク支持部材１０４の先端部には略Ｙ字状を呈する押圧部１０４ａが設けられ、前記押圧部１０４ａは、前記第２エアシリンダ９４の駆動作用下に前記第３ピン１００を回動支点として所定角度揺動（回動）することにより、コネクティングロッド３０の大端部３８（ロッド部３４）の上面部を下方に向かって押圧して該コネクティングロッド３０を保持する機能を有する。
【００３１】
前記固定テーブル７０に近接する基台６０上には、断面矩形状の凹部１０６を間にして上方に向かって二股状に突出した固定ブロック１０８が固定され、前記固定ブロック１０８の凹部１０６には、小端部４０の孔部を貫通してコネクティングロッド３０の端部を位置決めすると共に保持する位置決め固定ピン１１０が設けられる。
【００３２】
この場合、前記固定ブロック１０８の断面矩形状の凹部１０６に沿って第１ワーク支持部材７８が水平方向から進入することにより、前記第１ワーク支持部材７８とコネクティングロッド３０との軸線が一致した状態で該第１ワーク支持部材７８の先端部に形成された係合部８０がコネクティングロッド３０の小端部４０に対して確実に係合するように案内される。
【００３３】
さらに、前記固定ブロック１０８と可動ステージ６４との間には、基台６０に固定された保持ブロック１１２が設けられる。前記保持ブロック１１２上には、大端部３８の開口部に接触する半円状の凸部１１４ａを有する第１マンドレル１１４が固定される。
【００３４】
基台６０上には、コネクティングロッド３０の軸線方向に沿って可動ステージ６４を案内する一組の第１ガイド要素１１６ａ、１１６ｂが略平行に固定される。前記一組の第１ガイド要素１１６ａ、１１６ｂには基台６０の上面との間で軸線方向に沿って延在する長溝がそれぞれ形成され、前記長溝に対してスライドブロック１１８のフランジ部１１８ａが摺動するように設けられる。
【００３５】
前記スライドブロック１１８の上面には、大端部３８の開口部に接触する半円状の凸部１２０ａを有する第２マンドレル１２０が固定され、前記第２マンドレル１２０が可動ステージ６４と一体的に変位することにより、固定ステージ６２側の第１マンドレル１１４に対して所定距離だけ接近又は離間可能に設けられる。なお、前記第１及び第２マンドレル１１４、１２０は、一組の拡張具として機能するものである。
【００３６】
前記第１及び第２マンドレル１１４、１２０の半円状の凸部１１４ａ、１２０ａの合わせ面には、それぞれ、断面矩形状の凹部１１４ｂ、１２０ｂが形成され、前記凹部１１４ｂ、１２０ｂを合わせることにより鉛直方向に沿って貫通孔が形成される。前記貫通孔には、断面矩形状の楔部材１２２が係合するように設けられる。この場合、第１及び第２マンドレル１１４、１２０の各半円状の凸部１１４ａ、１２０ａがそれぞれ合体して円形状の凸部となり、前記円形状の凸部に対してコネクティングロッド３０の大端部３８の結合孔３６がセットされる。
【００３７】
さらに、前記スライドブロック１１８の端部には鉛直方向に沿って立設する連結プレート１２４が固定され、前記連結プレート１２４には一組の第３エアシリンダ１２６ａ、１２６ｂが水平方向に沿って所定間隔離間して連結される。前記第３エアシリンダ１２６ａ、１２６ｂのピストンロッドの先端部には、シャフト１２８を介して、一組の第３ワーク支持部材（第１支持手段）１３０ａ、１３０ｂが連結される。一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂは、それぞれ、一組の第３エアシリンダ１２６ａ、１２６ｂの駆動作用下にコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って第２マンドレル１２０の平面上を進退自在に設けられる。
【００３８】
前記一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの軸線方向に沿った一端部には、コネクティングロッド３０の大端部３８のキャップ部３２に当接し、該コネクティングロッド３０を大端部３８から小端部４０側に向かって軸線方向と平行に押圧する一組の突起部１３２が設けられる。前記突起部１３２と反対側の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの他端部には、後述する第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの押圧面１３６に係合する傾斜面１３８が設けられる。
【００３９】
この場合、前記一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂは、第２マンドレル１２０の平面部の上面に略平行に固定された二組の第２ガイド要素１４０ａ〜１４０ｄの案内作用によってコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って直線状に変位するように設けられる。
【００４０】
さらにまた、スライドブロック１１８の上面には固定板１４１が設けられ、前記固定板１４１の上方には支持部１４２によって支持された天板１４４を介して一組の第２油圧シリンダ（第２支持手段）１４６ａ、１４６ｂが固定される。前記一組の第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂのピストンロッドの先端部には、略立方体状のブロック体からなる一組の第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂが連結され、前記第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂは鉛直上下方向に沿って変位自在に設けられる。
【００４１】
前記第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの一側面には、第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの傾斜面１３８に係合して該第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂをコネクティングロッド３０側に向かって押圧する押圧面１３６が形成される。
【００４２】
前記支持部１４２は、前記固定板１４１の上面に立設して固定され、所定間隔離間してコネクティングロッド３０の軸線と略平行に延在する一組の第１支持板１４２ａ、１４２ｂと、前記一組の第１支持板１４２ａ、１４２ｂの上部側壁に略水平方向に沿って横架されるように連結された第２支持板１４２ｃと、前記第２支持板１４２ｃの鉛直面に沿って略平行に連結された一組の第３支持板１４２ｄ、１４２ｅとによって構成される。
【００４３】
前記第３支持板１４２ｄ、１４２ｅには鉛直方向に沿って略平行に延在する一組の凸部１４８が形成され、前記第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂにそれぞれ形成された凹部１５０と前記凸部１４８とが係合することにより、該第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂが鉛直方向に沿って円滑に案内される。また、第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの押圧面１３６が第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの傾斜面１３８に係合して該第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂを押圧したときの反力は、鉛直方向に沿って立設する第１支持板１４２ａ、１４２ｂを介して一組の第３支持板１４２ｄ、１４２ｅによって好適に支持される。
【００４４】
基台６０から外方に向かって突出する第２ブラケット６８の第１側壁部６８ａには、第１ピストンロッド１５２ａの先端部が連結プレート１２４に連結されて可動ステージ６４全体をコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って変位させる第４エアシリンダ１５２が固定される。前記第４エアシリンダ１５２は、シリンダチューブの軸線方向に沿った両端部から第１ピストンロッド１５２ａ及び第２ピストンロッド１５２ｂのそれぞれが突出する両ロッドタイプによって構成される。この場合、第１ピストンロッド１５２ａは、スライドブロック１１８に連結された連結プレート１２４に固定され、第２ピストンロッド１５２ｂは自由端として設けられる。
【００４５】
第２ブラケット６８の第２側壁部６８ｂには第５エアシリンダ１５４が固定され、前記第５エアシリンダ１５４のピストンロッド１５４ａの端部は、第４エアシリンダ１５２の第２ピストンロッド１５２ｂに臨んで当接可能に設けられる。この第５エアシリンダ１５４を駆動させてピストンロッド１５４ａを伸長させることにより前記第４エアシリンダ１５２の第２ピストンロッド１５２ｂに当接し、可動ステージ６４全体を押圧して変位させることができる。
【００４６】
破断分割機構５４は、大端部３８の結合孔３６がセットされる一対の半円状の凸部１１４ａ、１２０ａを有する第１及び第２マンドレル１１４、１２０と、この第１及び第２マンドレル１１４、１２０を相互に離間する方向に拡張させるために圧入される楔部材１２２とを備えている。
【００４７】
第１及び第２マンドレル１１４、１２０の半円状の凸部１１４ａ、１２０ａには、楔部材１２２が嵌挿される凹部１１４ｂ、１２０ｂが形成され、固定ステージ６２側の第１マンドレル１１４の凹部１１４ｂの壁面は概ね鉛直方向に沿って形成され、可動ステージ６４側の第２マンドレル１２０の凹部１２０ｂの壁面は、上方側に指向して外方に傾斜するテーパ状に形成されている（図４及び図６参照参照）。
【００４８】
楔部材１２２は、その先端部に指向して拡幅するテーパ面１２２ａを有する。このテーパ面１２２ａが前記第２マンドレル１２０の壁面に摺接するようにして、楔部材１２２が凹部１１４ｂ、１２０ｂに嵌挿される。従って、楔部材１２２が図４中、下方側に付勢されると、テーパ面１２２ａと壁面との摺動作用によって、第１マンドレル１１４と第２マンドレル１２０とがスライドしながら相互に離間する方向に拡張されることになる。
【００４９】
図７に示されるように、予備荷重付与機構５６には、楔部材１２２に付与する予備荷重を発生させる第３油圧シリンダ１５６が備えられている。この第３油圧シリンダ１５６は、連結ピン１５８等から構成される連結手段１６０を介して楔部材１２２の端部に連結されるピストンロッド（荷重伝達具）１６２と、ピストンロッド１６２に形成された環状の段差面１６２ａに係合する段部１６４ａを有するピストン１６４を備えている。
【００５０】
ピストンロッド１６２は、ピストン１６４の中央部を貫通し、ピストン１６４に対して摺動自在に設けられている。従って、第３油圧シリンダ１５６のピストン１６４は、ピストンロッド１６２に対して楔部材１２２の圧入方向に向かって一体的に変位すると共に、楔部材１２２の圧入方向とは反対方向に離間可能に設けられている。換言すると、第３油圧シリンダ１５６は、ピストン１６４を介して、ピストンロッド１６２の一方向（鉛直下方向）にのみ前記予備荷重を付与することが可能である。
【００５１】
予備荷重付与機構５６と荷重機構５８には、ピストンロッド１６２を介して楔部材１２２に連結される共通の荷重伝達用のシャフト（荷重伝達具）１６６が備えられている。このシャフト１６６は、前記段差面１６２ａ側において、ピストンロッド１６２と一体的に形成されている。また、シャフト１６６の他端側には、フランジ部１６６ａが設けられており、このフランジ部１６６ａは、シャフト１６６の軸方向に位置調節可能である。
【００５２】
荷重機構５８には、おもり５７を載置すると共に、前記フランジ部１６６ａに上方側から当接することにより、シャフト１６６を介して楔部材１２２に付与する衝撃荷重を発生させる昇降テーブル１６８と、前記昇降テーブル１６８を鉛直上下方向に沿って摺動自在に支持する一組のガイド部材１７０ａ、１７０ｂと、前記落下する昇降テーブル１６８の衝撃を緩和する一組の緩衝部材１７２ａ、１７２ｂとが備えられている。
【００５３】
なお、荷重機構５８には、前記昇降テーブル１６８の落下ストロークの下限位置が調節可能な図示しないストッパ機構と、落下した昇降テーブル１６８を上方側の落下待機位置に復帰させる図示しない昇降テーブル復帰機構と、大端部の破断分割時に下方側に向かって変位した楔部材を初期位置に復帰させる図示しない復帰用シリンダとが備えられている。
【００５４】
本発明の実施の形態に係るコネクティングロッドの分割加工装置５０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果を図１１に示されるフローチャートに基づいて以下詳細に説明する。
【００５５】
先ず、一体成形されたコネクティングロッド３０がワーク位置決め保持機構５２にセットされる（図４参照）。その際、コネクティングロッド３０は、位置決め固定ピン１１０によって小端部４０側が位置決めされると共に、大端部３８の結合孔３６が第１及び第２マンドレル１１４、１２０の合わされた円形状の凸部１１４ａ、１２０ａに嵌め込むようにセットされる（ステップＳ１）。
【００５６】
このようにしてセットされたコネクティングロッド３０は、ワーク位置決め保持機構５２を介して所定位置に保持される。すなわち、第１油圧シリンダ７２を駆動させることにより、ピストンロッド７２ａの先端部に連結された可動ブロック７６がガイドレール７４の案内作用下にコネクティングロッド３０側に向かって変位する。前記可動ブロック７６の溝部に固定された第１ワーク支持部材７８がコネクティングロッド３０の小端部４０に係合して該小端部４０を軸線方向に沿った大端部３８側に向かって押圧する（ステップＳ２）。
【００５７】
この場合、図５に示されるように、固定ブロック１０８の二股状に分岐した断面矩形状の凹部１０６に沿って第１ワーク支持部材７８が水平方向に沿って前進することにより、前記第１ワーク支持部材７８の先端部に形成された断面ｖ字状の係合部８０がコネクティングロッド３０の小端部４０に対して軸線方向に沿った同軸の状態で係合するように案内される。
【００５８】
続いて、一組の第３エアシリンダ１２６ａ、１２６ｂをそれぞれ駆動させることにより、シャフト１２８を介してピストンロッドの先端部に連結された一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂが、第２ガイド要素１４０ａ〜１４０ｄの案内作用下にコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って摺動変位する。従って、前記一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの突起部１３２がコネクティングロッド３０のキャップ部３２の両肩部に当接し、該コネクティングロッド３０を大端部３８から小端部４０側に向かって軸線方向に沿って押圧することにより、キャップ部３２の両肩部が横方向（水平方向）から支持される（ステップＳ３）。
【００５９】
この場合、前記第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの突起部１３２がコネクティングロッド３０のキャップ部３２の両肩部に当接することにより、前記コネクティングロッド３０の傾き（軸線）を予め設定された位置決め方向と一致させる（コネクティングロッド３０の軸線方向に対する矯正）程度の軽度の押圧がなされる。
【００６０】
続いて、第２エアシリンダ９４を駆動させジョイント部材９６に連結されたピストンロッド９４ａを伸長させることにより、第２ワーク支持部材１０４が第３ピン１００を回動支点として下方側に向かって所定角度だけ回動する。前記第２ワーク支持部材１０４が所定角度だけ回動することにより、略Ｙ字状からなる押圧部１０４ａの先端部がコネクティングロッド３０の結合孔３６近傍の大端部３８上面と２点で接触し、前記大端部３８を下方側に向かって押圧する（ステップＳ４）。
【００６１】
この場合、コネクティングロッド３０の大端部３８側の結合孔３６に対して第１及び第２マンドレル１１４、１２０の凸部１１４ａ、１２０ａが係合すると共に、小端部４０側の孔部に位置決め固定ピン１１０が係合し、且つ第１マンドレル１１４の上面の平面部に対してコネクティングロッド３０が着座したことを図示しない着座確認手段によって確認する（ステップＳ５）。
【００６２】
具体的には、例えば、着座確認手段として第１マンドレル１１４の上面の平面部にエア吐出孔を設け、該コネクティングロッド３０が第１マンドレル１１４の平面部に着座して前記エア吐出孔が閉塞されてエアの吐出流量が減少したこと（エア吐出孔からのエアの吐出圧力が減少したこと）を図示しないセンサによって検知することにより、コネクティングロッド３０が確実に着座したことが確認される。
【００６３】
次に、予備荷重付与機構５６の第３油圧シリンダ１５６を駆動させることによりピストン１６４が下方側に向かって付勢され、このピストン１６４の下降動作に伴って、段部１６４ａに係合されている段差面１６２ａを介してピストンロッド１６２が同様に下方に作動される（図７参照）。これと同時に、ピストンロッド１６２に連結された楔部材１２２が下方に付勢され、前記楔部材１２２に予備荷重が付与される（ステップＳ６）。
【００６４】
これにより、前記楔部材１２２が第１及び第２マンドレル１１４、１２０の各凹部１１４ｂ、１２０ｂの間に挟まれて圧入され、前記第２マンドレル１２０のテーパ状の凹部１２０ｂの壁面と楔部材１２２のテーパ面１２２ａとの摺動作用下に、スライドしながら僅かに拡張される。そして、第１マンドレル１１４の凸部１１４ａと第２マンドレル１２０の凸部１２０ａとが相互に水平方向に沿って所定距離だけ離間して前記凸部１１４ａ、１２０ａが結合孔３６の内面に略圧着される。
【００６５】
この場合、楔部材１２２に付与される予備荷重は、前記凸部１１４ａ、１２０ａが大端部３８の結合孔３６の内面に接触しても、大端部３８が破断されない程度、すなわち、大端部３８の弾性変形可能な範囲内に設定されている。これにより、大端部３８と第１及び第２マンドレル１１４、１２０の凸部１１４ａ、１２０ａとの間にがたつきを生じることがなく、被加工物であるコネクティングロッド３０が第１及び第２マンドレル１１４、１２０の一組の凸部１１４ａ、１２０ａによって確実に保持される。
【００６６】
このようにしてコネクティングロッド３０の大端部３８の結合孔３６に対して予備荷重が付与された状態において、一組の第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂを駆動させてブロック体からなる第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂを鉛直下方向に向かって変位させる。この場合、支持部１４２の一組の第３支持板１４２ｄ、１４２ｅに形成された凸部１４８と、前記第３支持板１４２ｄ、１４２ｅに対向する第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの側面に形成された凹部１５０とが係合することにより鉛直下方向に対するガイド作用が営まれる（図３参照）。
【００６７】
前記第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂが下降することにより、該第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの押圧面１３６と第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの端部に形成された傾斜面１３８とが相互に係合して一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂをコネクティングロッド３０のキャップ部３２側に向かって押圧する（ステップＳ７）。
【００６８】
この結果、前記コネクティングロッド３０のキャップ部３２は、一組の第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの鉛直下方向に対する押圧作用下に、該キャップ部３２の両肩部を支持する一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂと、該キャップ部３２の両肩部間の第２マンドレル１２０の凸部１２０ａとの間に完全に固定されたロック状態となる。
【００６９】
このようにコネクティングロッド３０のキャップ部３２が強固にロックされた状態において、昇降テーブル１６８に対するストッパが解除された後、おもり５７と共に昇降テーブル１６８が、ガイド部材１７０ａ、１７０ｂの案内作用下に落下する。従って、落下した前記昇降テーブル１６８がシャフト１６６のフランジ部１６６ａに当接することによって、シャフト１６６が下方側に向かって付勢されて楔部材１２２に衝撃荷重が付与される（図８参照）（ステップＳ８）。その際、第３油圧シリンダ１５６のピストン１６４が、シャフト１６６に対して楔部材１２２の圧入方向、すなわち前記衝撃荷重の方向とは反対方向に離間可能であるため、この衝撃荷重が第３油圧シリンダ１５６によって減衰されることがなく、楔部材１２２に所定の衝撃荷重が確実に付与される。
【００７０】
そして、楔部材１２２が第１及び第２マンドレル１１４、１２０の各凹部１１４ｂ、１２０ｂ内にさらに圧入されて、前記第２マンドレル１２０のテーパ状の凹部１２０ｂの壁面と楔部材１２２のテーパ面１２２ａとの摺動作用下に、スライドしながらさらに拡張される。第１マンドレル１１４と第２マンドレル１２０とが略水平方向に沿ってさらに離間することにより、大端部３８は、その弾性変形可能な限界を超えて、応力が集中された分割部４４を境界にキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割される（図９及び図１０参照）（ステップＳ９）。その際、キャップ部３２は、第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂの付勢作用下に第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの突起部１３２によって保持されているため、破断分割されたキャップ部３２の飛散が確実に阻止される。
【００７１】
すなわち、固定ステージ６２側に設けられた第１マンドレル１１４が固定された状態において、楔部材１２２に所定の衝撃荷重が付与されることにより、可動ステージ６４側に設けられた第２マンドレル１２０が、第１ガイド要素１１６ａ、１１６ｂのガイド作用下にスライドブロック１１８と一体的に基台６０上を摺動変位する。
【００７２】
従って、コネクティングロッド３０のロッド部３４が第１マンドレル１１４、位置決め固定ピン１１０及び第１ワーク支持部材７８によって固定ステージ６２側に固定された状態において、キャップ部３２が一組の第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂ、第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂ及び第２マンドレル１２０によって強固にロックされた状態を保持しながら、可動ステージ６４側の第２マンドレル１２０及びスライドブロック１１８が前記固定ステージ６２から離間する方向に向かって基台６０上を摺動変位することにより、前記コネクティングロッド３０がキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割される。
【００７３】
コネクティングロッド３０の大端部３８がキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割された後、図示しない復帰用シリンダを駆動させて楔部材１２２を上昇させて初期位置に復帰させる。また、第２ブラケット６８を介して可動ステージ６４に固定された第４エアシリンダ１５２を駆動し、第１ピストンロッド１５２ａを伸長させて可動ステージ６４を固定ステージ６２側に向かって変位させることにより、大端部３８のキャップ部３２とロッド部３４との破断面間のクリアランスを約２ｍｍあけた状態で停止させる。
【００７４】
続いて、第１油圧シリンダ７２、第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂ、第２エアシリンダ９４及び第３エアシリンダ１２６ａ、１２６ｂを、それぞれ駆動させることにより、第１〜第４ワーク支持部材７８、１０４、１３０ａ、１３０ｂ、１３４ａ、１３４ｂが略同時に初期位置に復帰する（ステップＳ１０）。
【００７５】
このようにして破断分割されたコネクティングロッド３０のキャップ部３２とロッド部３４とをそれぞれ拘束する部材が初期位置に復帰してコネクティングロッド３０が開放された後、図示しない多軸ロボットのアームに装着された一組のチャック機構によってキャップ部３２とロッド部３４とをそれぞれ把持し、前記キャップ部３２とロッド部３４とが次工程に移送される。最後に、第５エアシリンダ１５４を駆動させて可動ステージ６４全体が変位し、該可動ステージ６４が初期位置に復帰する。
【００７６】
例えば、図１２に示されるように、従来技術に係る図示しない破断分割装置を用いて大端部をキャップ部とロッド部とに破断分割する際、先破断（部位）と後破断（部位）との間で僅かなタイムラグが発生すると、先破断の応力がロッド部に作用して該ロッド部を後破断部位側に向かって変形させる力が付与される。この結果、図１２中の二点鎖線で示すようにロッド部を変形させると共に、小端部の孔部を変形させるという悪影響が発生するおそれがある。なお、コネクティングロッド３０では、その製品として特性からロッド部及び小端部の孔部の形状に高い寸法精度が要求される。
【００７７】
換言すると、一体成形されたコネクティングロッド３０をキャップ部３２とロッド部３４との二つの部品に分割する際、その分割部分の一部に曲げ応力が作用する結果、分割面の一部に歪みが生じたり、部品精度に悪影響を及ぼす場合が生じる。すなわち、前記二つの部品は分割によってそれぞれ二股状の脚部を有することとなるが、分割時には、両脚部での分割が全く同時に進行するわけではなく、通常、何れか一方の脚部での分割が先行し、他方の脚部ではこれに対して多少の時間遅れを伴って分割が進行することとなる。従って、先に破断する一方の脚部の分割が終了した時点では、後に破断する他方の脚部での分割がまだ進行中であり、この他方の脚部の分割の遅くとも終期には、先行して分割された前記一方の脚部側では両部品間の離間が始まるからである。
【００７８】
これに対して、本実施の形態では、コネクティングロッド３０の大端部３８のロッド部３４側を固定ステージ６２に固定する一方、キャップ部３２側を一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂ及び該第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂをロックする一組の第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂによって可動ステージ６４側に強固に固定している。このような状態において、本実施の形態では、前記コネクティングロッド３０の大端部３８をキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割したとき、前記キャップ部３２のみが可動ステージ６４と共に一体的に変位するように構成しているため、前記キャップ部３２とロッド部３４との破断面における先破断と後破断とのタイムラグを極力抑制することができる。
【００７９】
この結果、本実施の形態では、従来技術のように外圧を開放するタイミングが不要となると共に、先破断と後破断とのタイムラグを極力縮小することができる。
【００８０】
さらに、本実施の形態では、重量物の落下による衝撃荷重に基づいてコネクティングロッド３０を破断分割するように説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図１３の他の実施の形態に係る分割加工装置に示されるように、単一の油圧シリンダ１５６の駆動力のみによって楔部材１２２を下方側に向かって引張し該楔部材１２２に対して破断荷重を付与するようにしてもよい。
【００８１】
この場合、図１４に示されるように、楔部材１２２に対して予備荷重（プリロード）を付与することがなく、油圧シリンダ１５６の駆動力（引張力）を徐々に上昇させることにより、大端部３８をキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割することができる（ステップＳ７参照）。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１Ａは、本発明が適用されるコネクティングロッドの斜視図であり、図１Ｂは、前記コネクティングロッドがキャップ部とロッド部に破断分割された状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る分割加工装置の一部分解斜視図である。
【図３】図２に示す分割加工装置の平面図である。
【図４】図３に示す分割加工装置の軸線方向に沿った縦断面図である。
【図５】図２に示す分割加工装置の一部断面拡大斜視図である。
【図６】図４に示す分割加工装置の部分拡大縦断面図である。
【図７】前記分割加工装置における予備荷重付与機構により予備荷重が付与された状態を示す一部断面正面図である。
【図８】前記予備荷重付与機構により衝撃荷重が付与された状態を示す一部断面正面図である。
【図９】コネクティングロッドがキャップ部とロッド部とに破断された状態を示す部分拡大斜視図である。
【図１０】コネクティングロッドがキャップ部とロッド部とに破断された状態を示す部分拡大斜視図である。
【図１１】図２の分割加工装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】キャップ部とロッド部との破断される際、先破断と後破断との間でタイムラグがある場合の悪影響の説明に供される図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る分割加工装置の縦断面図である。
【図１４】図１３の分割加工装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８３】
３０…コネクティングロッド ３２…キャップ部
３４…ロッド部 ３６…結合孔
３８…大端部 ４０…小端部
５０…分割加工装置 ５２…ワーク位置決め保持機構
５４…破断分割機構 ５６…予備荷重付与機構
５７…おもり ５８…荷重機構
６０…基台 ６２…固定ステージ
６４…可動ステージ ７０…固定テーブル
７２…第１油圧シリンダ ７４…ガイドレール
７６…可動ブロック ７８…第１ワーク支持部材
８０…係合部 ８８…第１エアシリンダ
９４…第２エアシリンダ １０４…第２ワーク支持部材
１０８…固定ブロック １１０…位置決め固定ピン
１１４…第１マンドレル １２０…第２マンドレル
１２２…楔部材 １２６ａ、１２６ｂ…第３エアシリンダ
１３０ａ、１３０ｂ…第３ワーク支持部材
１３４ａ、１３４ｂ…第４ワーク支持部材
１４６ａ、１４６ｂ…第２油圧シリンダ
１５２…第４エアシリンダ １５４…第５エアシリンダ
１５６…第３油圧シリンダ １６６…シャフト
１６８…昇降テーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両用のエンジン部品を構成するコネクティングロッドの分割加工装置に関し、一層詳細には、大端部と小端部とを有するコネクティングロッドを一体成形した後、大端部をキャップ部とロッド部に破断分割するコネクティングロッドの分割加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、車両用のエンジンには、ピストンピンとクランクピンとを連結するコネクティングロッドが広く用いられている。このコネクティングロッドは、前記クランクピンに連結される大端部と、前記ピストンピンに連結される小端部とを有しており、その製造工程では、コネクティングロッドの大端部から小端部までを、例えば、鍛造成形等によって一体成形した後、前記大端部をキャップ部とロッド部とに破断分割することが一般的に行われている。
【０００３】
この種のコネクティングロッドを破断分割する方法として、例えば、特許文献１には、コネクティングロッドの軸受部の軸受孔に外方向への内圧を付与する内圧付与装置と前記軸受部に外圧を付与する一組の外圧付与装置とを設け、前記一組の外圧付与装置によって前記軸受部に外圧を付与すると共に前記内圧付与装置によって前記軸受部に内圧を付与し、内圧付与装置による内圧が軸受部を分割し得る内圧にあるときに前記外圧付与装置の外圧を瞬間的に開放し、前記内圧によって軸受部を瞬間的に分割する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、コネクティングロッドを載置するパレットの基盤に互いに離反する方向に移動可能に配設され前記コネクティングロッドを水平に支持する第１及び第２の支持部材と、これらの第１及び第２の支持部材に垂設され各外周面がそれぞれ開口部内面に当接するマンドレル半部からなる半割形のマンドレルと、各マンドレル半部の対向する端面と当接する面がそれぞれテーパ面をなし各マンドレル半部を均等に離反拡張させる楔と、前記楔に荷重を付与するアクチュエータと、前記アクチュエータに初期荷重を付与して開口部内面に各マンドレル半部を当接させた後、破断荷重を加えて開口部を瞬間的に破断する制御回路とを備えたコネクティングロッドの破断装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２７７８４８号公報
【特許文献２】特開２００２−６６９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、コネクティングロッドの製造誤差によるバラツキに起因して、分割し得る内圧を検知し外圧付与装置の外圧を瞬間的に開放するタイミングを制御することが困難であるという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２では、大端部をキャップ部とロッド部に破断分割するときに発生する左右方向の振れを完全に抑制することができないおそれがあり、左右の何れか一側が先に破断する先破断と何れか他方が僅かに遅れて破断する後破断とのタイムラグを短縮することが困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、外圧を開放するタイミングが不要であり、しかも、先破断と後破断とのタイムラグを極力縮小することが可能なコネクティングロッドの分割加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、大端部と小端部とを有するコネクティングロッドを一体成形した後、前記大端部の結合孔を一組の拡張具にセットし、前記一組の拡張具間に楔部材を圧入して前記拡張具を拡張させることで、前記大端部をキャップ部とロッド部に破断分割するコネクティングロッドの分割加工装置であって、
基台上に固定された固定ステージと、前記固定ステージと対向配置され水平方向に沿って該固定ステージと接近又は離間自在に設けられた可動ステージとを有し、前記固定ステージに固定されたロッド部側の一方の拡張具と前記可動ステージに固定されて一体的に変位するキャップ部側の他方の拡張具とによって前記コネクティングロッドが所定位置に位置決めされた状態でセットされると共に、前記セットされたコネクティングロッドを保持するワーク位置決め保持機構と、
前記大端部を破断分割するために、前記楔部材の圧入方向に破断荷重を付与する荷重機構と、
を備え、
前記ワーク位置決め保持機構は、コネクティングロッドの大端部のキャップ部側の両肩部を小端部の方向に向かって押圧する第１支持手段と、前記コネクティングロッドと係合する端部と反対側の前記第１支持手段の端部を上方から押圧することにより該第１支持手段をクランプする第２支持手段とを含み、前記第１支持手段及び第２支持手段は、それぞれ可動ステージに固定されて該可動ステージと一体的に変位可能に設けられることを特徴とする。
【００１０】
この場合、前記第２支持手段は、ピストン及びピストンロッドを有する油圧シリンダからなり、前記ピストンロッドの先端部には、前記第１支持手段の傾斜面に係合する押圧面が形成されたブロック体が連結されるとよい。
【００１１】
また、前記大端部の結合孔の内面に一組の拡張具を略圧着させるために、楔部材の圧入方向に予備荷重を付与する予備荷重付与機構が設けられ、前記予備荷重付与機構によって予備荷重が付与された後、前記第２支持手段が付勢されて第１支持手段をクランプするとよい。
【００１２】
本発明によれば、先ず、固定ステージに固定されたロッド部側の一方の拡張具と可動ステージに固定されて一体的に変位するキャップ部側の他方の拡張具との間にコネクティングロッドがセットされた後、第１支持手段が付勢されてコネクティングロッドの大端部のキャップ部側の両肩部が小端部の方向に向かって押圧される。すなわち、第１支持手段によってキャップ部の両肩部が押圧されて、その押圧力は可動ステージに固定されたキャップ部側の他方の拡張具で受容する。
【００１３】
続いて、第２支持手段が付勢されて、前記コネクティングロッドと係合する端部と反対側の前記第１支持手段の端部が上方から押圧されることにより該第１支持手段がクランプされる。従って、第２支持手段によって第１支持手段が押圧方向に向かってさらに押圧されることにより、破断分割前のコネクティングロッドのキャップ部は、第１支持手段と可動ステージ側の他方の拡張具との間で強固に固定される。
【００１４】
このようにコネクティングロッドが位置決め保持された状態において、荷重機構が付勢されて楔部材に対して破断荷重が付与されることにより一方の拡張具と他方の拡張具との間に前記楔部材が圧入される。この結果、前記大端部のロッド部が固定ステージ側で固定され、大端部のキャップ部が第１支持手段及び第２支持手段によって強固に固定された状態で可動ステージと一体的に変位することにより、大端部がロッド部とキャップ部とに破断分割される。
【００１５】
本発明では、コネクティングロッドの大端部のロッド部側を固定ステージに固定する一方、キャップ部側を第１支持手段及び第２支持手段によって可動ステージ側に強固に固定している。このような状態において、前記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分割したとき、前記キャップ部のみが可動ステージと共に変位させるように構成しているため、ロッド部とキャップ部との破断面における先破断と後破断とのタイムラグを極力抑制することができる。
【００１６】
この結果、本発明では、先破断と後破断のタイムラグによってロッド部側に対して変形等の悪影響を及ぼすことを好適に阻止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、外圧を開放するタイミングが不要であり、しかも、先破断と後破断とのタイムラグを極力縮小することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係るコネクティングロッドの分割加工装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１９】
図１Ａは、本発明が適用される被加工物としてのコネクティングロッド３０の斜視図であり、図１Ｂは、コネクティングロッド３０がキャップ部３２とロッド部３４に破断分割された状態を示す斜視図である。
【００２０】
コネクティングロッド３０は、略円形状の結合孔３６を介してキャップ部３２とロッド部３４とが一体的に形成された大端部３８と、大端部３８とは反対側に配置される小端部４０とを有する。このコネクティングロッド３０は、例えば、鋳造又は鍛造等によって一体成形される。
【００２１】
また、コネクティングロッド３０の大端部３８の両側には、ドリル等の図示しない穿孔手段によってボルト孔４２ａ、４２ｂがそれぞれ形成される。これらのボルト孔４２ａ、４２ｂには、例えば、エンジン等の組立工程において、図示しないボルトがキャップ部３２側からそれぞれ螺入され、キャップ部３２がロッド部３４に締め付けられる。このようにして、破断分割されたキャップ部３２をロッド部３４に締結することにより、コネクティングロッド３０の大端部３８が前記エンジンのクランクピンに連結される。
【００２２】
なお、図１Ａ中、参照符号４４は、大端部３８におけるキャップ部３２とロッド部３４との境界部位となる分割部を示す。この分割部４４は、大端部３８の両側において、結合孔３６を中心に対向した部位に設定される。
【００２３】
次に、本発明の実施形態に係るコネクティングロッドの分割加工装置５０を図２〜４に示す。図２は、前記分割加工装置５０の一部分解斜視図、図３は、前記図２の平面図、図３は、図２の軸線方向に沿った縦断面図である。
【００２４】
この分割加工装置５０は、コネクティングロッド３０が所定位置に位置決めされた状態でセットされると共に、前記セットされたコネクティングロッド３０を保持するワーク位置決め保持機構５２と、コネクティングロッド３０の大端部３８を破断分割するための破断分割機構５４と、前記破断分割機構５４に予備荷重（プリロード）を付与する予備荷重付与機構５６と、おもり（重量物）５７を落下させることによって破断分割機構５４に衝撃荷重を付与する荷重機構５８とを有する。
【００２５】
ワーク位置決め保持機構５２は、上方から見て略長方形状に形成された基台６０と、前記基台６０上に固定された固定ステージ６２と、前記固定ステージ６２と対向配置され該固定ステージ６２に対して前記基台の軸線方向に沿った水平方向において接近又は離間自在に設けられた可動ステージ６４と、前記基台６０の軸線方向の外方に向かって突出するように該基台６０の両端部にそれぞれ固定された第１ブラケット６６及び第２ブラケット６８とを備える。
【００２６】
前記固定ステージ６２は、第１ブラケット６６を介して基台６０に固定された固定テーブル７０と、前記固定テーブル７０に固設された第１油圧シリンダ７２と、前記第１油圧シリンダ７２のピストンロッド７２ａの先端部に連結され、ガイドレール７４に沿ってコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って進退自在に設けられた可動ブロック７６と、前記可動ブロック７６の端部から所定長だけ突出するように前記可動ブロック７６の溝部に固定され、前記第１油圧シリンダ７２の駆動作用下にコネクティングロッド３０の小端部４０に係合して該小端部４０を軸線方向に沿った大端部３８側に向かって押圧する第１ワーク支持部材７８とを含む。
【００２７】
なお、前記第１ワーク支持部材７８の先端部には、図２に示されるように、コネクティングロッド３０の小端部４０に係合する断面ｖ字状に窪んだテーパ状の係合部８０が形成される。
【００２８】
さらに、前記固定ステージ６２は、前記可動ブロック７６を間にして固定テーブル７０上に略平行に固定された一組のガイド部材８２ａ、８２ｂと、前記ガイド部材８２ａ、８２ｂに沿って摺動する一組のガイドブロック８４を介してコネクティングロッド３０に対して進退自在に設けられたスライダ８６と、前記固定テーブル７０に固設され前記スライダ８６を進退動作させる第１エアシリンダ８８とを有する。
【００２９】
前記スライダ８６には、一組の軸受ブロック９０ａ、９０ｂに軸着された第１ピン９２を支点として所定角度だけ回動自在に設けられた第２エアシリンダ９４と、二股の分岐部を有し前記第２エアシリンダ９４のピストンロッド９４ａに連結されたジョイント部材９６と、一端部が第２ピン９８を介して前記ジョイント部材９６の分岐部の間に軸着され中央部が第３ピン１００を介して前記スライダ８６の連結プレート１０２に軸支された第２ワーク支持部材１０４とが設けられる。
【００３０】
前記第２ワーク支持部材１０４の先端部には略Ｙ字状を呈する押圧部１０４ａが設けられ、前記押圧部１０４ａは、前記第２エアシリンダ９４の駆動作用下に前記第３ピン１００を回動支点として所定角度揺動（回動）することにより、コネクティングロッド３０の大端部３８（ロッド部３４）の上面部を下方に向かって押圧して該コネクティングロッド３０を保持する機能を有する。
【００３１】
前記固定テーブル７０に近接する基台６０上には、断面矩形状の凹部１０６を間にして上方に向かって二股状に突出した固定ブロック１０８が固定され、前記固定ブロック１０８の凹部１０６には、小端部４０の孔部を貫通してコネクティングロッド３０の端部を位置決めすると共に保持する位置決め固定ピン１１０が設けられる。
【００３２】
この場合、前記固定ブロック１０８の断面矩形状の凹部１０６に沿って第１ワーク支持部材７８が水平方向から進入することにより、前記第１ワーク支持部材７８とコネクティングロッド３０との軸線が一致した状態で該第１ワーク支持部材７８の先端部に形成された係合部８０がコネクティングロッド３０の小端部４０に対して確実に係合するように案内される。
【００３３】
さらに、前記固定ブロック１０８と可動ステージ６４との間には、基台６０に固定された保持ブロック１１２が設けられる。前記保持ブロック１１２上には、大端部３８の開口部に接触する半円状の凸部１１４ａを有する第１マンドレル１１４が固定される。
【００３４】
基台６０上には、コネクティングロッド３０の軸線方向に沿って可動ステージ６４を案内する一組の第１ガイド要素１１６ａ、１１６ｂが略平行に固定される。前記一組の第１ガイド要素１１６ａ、１１６ｂには基台６０の上面との間で軸線方向に沿って延在する長溝がそれぞれ形成され、前記長溝に対してスライドブロック１１８のフランジ部１１８ａが摺動するように設けられる。
【００３５】
前記スライドブロック１１８の上面には、大端部３８の開口部に接触する半円状の凸部１２０ａを有する第２マンドレル１２０が固定され、前記第２マンドレル１２０が可動ステージ６４と一体的に変位することにより、固定ステージ６２側の第１マンドレル１１４に対して所定距離だけ接近又は離間可能に設けられる。なお、前記第１及び第２マンドレル１１４、１２０は、一組の拡張具として機能するものである。
【００３６】
前記第１及び第２マンドレル１１４、１２０の半円状の凸部１１４ａ、１２０ａの合わせ面には、それぞれ、断面矩形状の凹部１１４ｂ、１２０ｂが形成され、前記凹部１１４ｂ、１２０ｂを合わせることにより鉛直方向に沿って貫通孔が形成される。前記貫通孔には、断面矩形状の楔部材１２２が係合するように設けられる。この場合、第１及び第２マンドレル１１４、１２０の各半円状の凸部１１４ａ、１２０ａがそれぞれ合体して円形状の凸部となり、前記円形状の凸部に対してコネクティングロッド３０の大端部３８の結合孔３６がセットされる。
【００３７】
さらに、前記スライドブロック１１８の端部には鉛直方向に沿って立設する連結プレート１２４が固定され、前記連結プレート１２４には一組の第３エアシリンダ１２６ａ、１２６ｂが水平方向に沿って所定間隔離間して連結される。前記第３エアシリンダ１２６ａ、１２６ｂのピストンロッドの先端部には、シャフト１２８を介して、一組の第３ワーク支持部材（第１支持手段）１３０ａ、１３０ｂが連結される。一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂは、それぞれ、一組の第３エアシリンダ１２６ａ、１２６ｂの駆動作用下にコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って第２マンドレル１２０の平面上を進退自在に設けられる。
【００３８】
前記一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの軸線方向に沿った一端部には、コネクティングロッド３０の大端部３８のキャップ部３２に当接し、該コネクティングロッド３０を大端部３８から小端部４０側に向かって軸線方向と平行に押圧する一組の突起部１３２が設けられる。前記突起部１３２と反対側の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの他端部には、後述する第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの押圧面１３６に係合する傾斜面１３８が設けられる。
【００３９】
この場合、前記一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂは、第２マンドレル１２０の平面部の上面に略平行に固定された二組の第２ガイド要素１４０ａ〜１４０ｄの案内作用によってコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って直線状に変位するように設けられる。
【００４０】
さらにまた、スライドブロック１１８の上面には固定板１４１が設けられ、前記固定板１４１の上方には支持部１４２によって支持された天板１４４を介して一組の第２油圧シリンダ（第２支持手段）１４６ａ、１４６ｂが固定される。前記一組の第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂのピストンロッドの先端部には、略立方体状のブロック体からなる一組の第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂが連結され、前記第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂは鉛直上下方向に沿って変位自在に設けられる。
【００４１】
前記第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの一側面には、第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの傾斜面１３８に係合して該第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂをコネクティングロッド３０側に向かって押圧する押圧面１３６が形成される。
【００４２】
前記支持部１４２は、前記固定板１４１の上面に立設して固定され、所定間隔離間してコネクティングロッド３０の軸線と略平行に延在する一組の第１支持板１４２ａ、１４２ｂと、前記一組の第１支持板１４２ａ、１４２ｂの上部側壁に略水平方向に沿って横架されるように連結された第２支持板１４２ｃと、前記第２支持板１４２ｃの鉛直面に沿って略平行に連結された一組の第３支持板１４２ｄ、１４２ｅとによって構成される。
【００４３】
前記第３支持板１４２ｄ、１４２ｅには鉛直方向に沿って略平行に延在する一組の凸部１４８が形成され、前記第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂにそれぞれ形成された凹部１５０と前記凸部１４８とが係合することにより、該第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂが鉛直方向に沿って円滑に案内される。また、第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの押圧面１３６が第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの傾斜面１３８に係合して該第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂを押圧したときの反力は、鉛直方向に沿って立設する第１支持板１４２ａ、１４２ｂを介して一組の第３支持板１４２ｄ、１４２ｅによって好適に支持される。
【００４４】
基台６０から外方に向かって突出する第２ブラケット６８の第１側壁部６８ａには、第１ピストンロッド１５２ａの先端部が連結プレート１２４に連結されて可動ステージ６４全体をコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って変位させる第４エアシリンダ１５２が固定される。前記第４エアシリンダ１５２は、シリンダチューブの軸線方向に沿った両端部から第１ピストンロッド１５２ａ及び第２ピストンロッド１５２ｂのそれぞれが突出する両ロッドタイプによって構成される。この場合、第１ピストンロッド１５２ａは、スライドブロック１１８に連結された連結プレート１２４に固定され、第２ピストンロッド１５２ｂは自由端として設けられる。
【００４５】
第２ブラケット６８の第２側壁部６８ｂには第５エアシリンダ１５４が固定され、前記第５エアシリンダ１５４のピストンロッド１５４ａの端部は、第４エアシリンダ１５２の第２ピストンロッド１５２ｂに臨んで当接可能に設けられる。この第５エアシリンダ１５４を駆動させてピストンロッド１５４ａを伸長させることにより前記第４エアシリンダ１５２の第２ピストンロッド１５２ｂに当接し、可動ステージ６４全体を押圧して変位させることができる。
【００４６】
破断分割機構５４は、大端部３８の結合孔３６がセットされる一対の半円状の凸部１１４ａ、１２０ａを有する第１及び第２マンドレル１１４、１２０と、この第１及び第２マンドレル１１４、１２０を相互に離間する方向に拡張させるために圧入される楔部材１２２とを備えている。
【００４７】
第１及び第２マンドレル１１４、１２０の半円状の凸部１１４ａ、１２０ａには、楔部材１２２が嵌挿される凹部１１４ｂ、１２０ｂが形成され、固定ステージ６２側の第１マンドレル１１４の凹部１１４ｂの壁面は概ね鉛直方向に沿って形成され、可動ステージ６４側の第２マンドレル１２０の凹部１２０ｂの壁面は、上方側に指向して外方に傾斜するテーパ状に形成されている（図４及び図６参照参照）。
【００４８】
楔部材１２２は、その先端部に指向して拡幅するテーパ面１２２ａを有する。このテーパ面１２２ａが前記第２マンドレル１２０の壁面に摺接するようにして、楔部材１２２が凹部１１４ｂ、１２０ｂに嵌挿される。従って、楔部材１２２が図４中、下方側に付勢されると、テーパ面１２２ａと壁面との摺動作用によって、第１マンドレル１１４と第２マンドレル１２０とがスライドしながら相互に離間する方向に拡張されることになる。
【００４９】
図７に示されるように、予備荷重付与機構５６には、楔部材１２２に付与する予備荷重を発生させる第３油圧シリンダ１５６が備えられている。この第３油圧シリンダ１５６は、連結ピン１５８等から構成される連結手段１６０を介して楔部材１２２の端部に連結されるピストンロッド（荷重伝達具）１６２と、ピストンロッド１６２に形成された環状の段差面１６２ａに係合する段部１６４ａを有するピストン１６４を備えている。
【００５０】
ピストンロッド１６２は、ピストン１６４の中央部を貫通し、ピストン１６４に対して摺動自在に設けられている。従って、第３油圧シリンダ１５６のピストン１６４は、ピストンロッド１６２に対して楔部材１２２の圧入方向に向かって一体的に変位すると共に、楔部材１２２の圧入方向とは反対方向に離間可能に設けられている。換言すると、第３油圧シリンダ１５６は、ピストン１６４を介して、ピストンロッド１６２の一方向（鉛直下方向）にのみ前記予備荷重を付与することが可能である。
【００５１】
予備荷重付与機構５６と荷重機構５８には、ピストンロッド１６２を介して楔部材１２２に連結される共通の荷重伝達用のシャフト（荷重伝達具）１６６が備えられている。このシャフト１６６は、前記段差面１６２ａ側において、ピストンロッド１６２と一体的に形成されている。また、シャフト１６６の他端側には、フランジ部１６６ａが設けられており、このフランジ部１６６ａは、シャフト１６６の軸方向に位置調節可能である。
【００５２】
荷重機構５８には、おもり５７を載置すると共に、前記フランジ部１６６ａに上方側から当接することにより、シャフト１６６を介して楔部材１２２に付与する衝撃荷重を発生させる昇降テーブル１６８と、前記昇降テーブル１６８を鉛直上下方向に沿って摺動自在に支持する一組のガイド部材１７０ａ、１７０ｂと、前記落下する昇降テーブル１６８の衝撃を緩和する一組の緩衝部材１７２ａ、１７２ｂとが備えられている。
【００５３】
なお、荷重機構５８には、前記昇降テーブル１６８の落下ストロークの下限位置が調節可能な図示しないストッパ機構と、落下した昇降テーブル１６８を上方側の落下待機位置に復帰させる図示しない昇降テーブル復帰機構と、大端部の破断分割時に下方側に向かって変位した楔部材を初期位置に復帰させる図示しない復帰用シリンダとが備えられている。
【００５４】
本発明の実施の形態に係るコネクティングロッドの分割加工装置５０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果を図１１に示されるフローチャートに基づいて以下詳細に説明する。
【００５５】
先ず、一体成形されたコネクティングロッド３０がワーク位置決め保持機構５２にセットされる（図４参照）。その際、コネクティングロッド３０は、位置決め固定ピン１１０によって小端部４０側が位置決めされると共に、大端部３８の結合孔３６が第１及び第２マンドレル１１４、１２０の合わされた円形状の凸部１１４ａ、１２０ａに嵌め込むようにセットされる（ステップＳ１）。
【００５６】
このようにしてセットされたコネクティングロッド３０は、ワーク位置決め保持機構５２を介して所定位置に保持される。すなわち、第１油圧シリンダ７２を駆動させることにより、ピストンロッド７２ａの先端部に連結された可動ブロック７６がガイドレール７４の案内作用下にコネクティングロッド３０側に向かって変位する。前記可動ブロック７６の溝部に固定された第１ワーク支持部材７８がコネクティングロッド３０の小端部４０に係合して該小端部４０を軸線方向に沿った大端部３８側に向かって押圧する（ステップＳ２）。
【００５７】
この場合、図５に示されるように、固定ブロック１０８の二股状に分岐した断面矩形状の凹部１０６に沿って第１ワーク支持部材７８が水平方向に沿って前進することにより、前記第１ワーク支持部材７８の先端部に形成された断面ｖ字状の係合部８０がコネクティングロッド３０の小端部４０に対して軸線方向に沿った同軸の状態で係合するように案内される。
【００５８】
続いて、一組の第３エアシリンダ１２６ａ、１２６ｂをそれぞれ駆動させることにより、シャフト１２８を介してピストンロッドの先端部に連結された一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂが、第２ガイド要素１４０ａ〜１４０ｄの案内作用下にコネクティングロッド３０の軸線方向に沿って摺動変位する。従って、前記一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの突起部１３２がコネクティングロッド３０のキャップ部３２の両肩部に当接し、該コネクティングロッド３０を大端部３８から小端部４０側に向かって軸線方向に沿って押圧することにより、キャップ部３２の両肩部が横方向（水平方向）から支持される（ステップＳ３）。
【００５９】
この場合、前記第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの突起部１３２がコネクティングロッド３０のキャップ部３２の両肩部に当接することにより、前記コネクティングロッド３０の傾き（軸線）を予め設定された位置決め方向と一致させる（コネクティングロッド３０の軸線方向に対する矯正）程度の軽度の押圧がなされる。
【００６０】
続いて、第２エアシリンダ９４を駆動させジョイント部材９６に連結されたピストンロッド９４ａを伸長させることにより、第２ワーク支持部材１０４が第３ピン１００を回動支点として下方側に向かって所定角度だけ回動する。前記第２ワーク支持部材１０４が所定角度だけ回動することにより、略Ｙ字状からなる押圧部１０４ａの先端部がコネクティングロッド３０の結合孔３６近傍の大端部３８上面と２点で接触し、前記大端部３８を下方側に向かって押圧する（ステップＳ４）。
【００６１】
この場合、コネクティングロッド３０の大端部３８側の結合孔３６に対して第１及び第２マンドレル１１４、１２０の凸部１１４ａ、１２０ａが係合すると共に、小端部４０側の孔部に位置決め固定ピン１１０が係合し、且つ第１マンドレル１１４の上面の平面部に対してコネクティングロッド３０が着座したことを図示しない着座確認手段によって確認する（ステップＳ５）。
【００６２】
具体的には、例えば、着座確認手段として第１マンドレル１１４の上面の平面部にエア吐出孔を設け、該コネクティングロッド３０が第１マンドレル１１４の平面部に着座して前記エア吐出孔が閉塞されてエアの吐出流量が減少したこと（エア吐出孔からのエアの吐出圧力が減少したこと）を図示しないセンサによって検知することにより、コネクティングロッド３０が確実に着座したことが確認される。
【００６３】
次に、予備荷重付与機構５６の第３油圧シリンダ１５６を駆動させることによりピストン１６４が下方側に向かって付勢され、このピストン１６４の下降動作に伴って、段部１６４ａに係合されている段差面１６２ａを介してピストンロッド１６２が同様に下方に作動される（図７参照）。これと同時に、ピストンロッド１６２に連結された楔部材１２２が下方に付勢され、前記楔部材１２２に予備荷重が付与される（ステップＳ６）。
【００６４】
これにより、前記楔部材１２２が第１及び第２マンドレル１１４、１２０の各凹部１１４ｂ、１２０ｂの間に挟まれて圧入され、前記第２マンドレル１２０のテーパ状の凹部１２０ｂの壁面と楔部材１２２のテーパ面１２２ａとの摺動作用下に、スライドしながら僅かに拡張される。そして、第１マンドレル１１４の凸部１１４ａと第２マンドレル１２０の凸部１２０ａとが相互に水平方向に沿って所定距離だけ離間して前記凸部１１４ａ、１２０ａが結合孔３６の内面に略圧着される。
【００６５】
この場合、楔部材１２２に付与される予備荷重は、前記凸部１１４ａ、１２０ａが大端部３８の結合孔３６の内面に接触しても、大端部３８が破断されない程度、すなわち、大端部３８の弾性変形可能な範囲内に設定されている。これにより、大端部３８と第１及び第２マンドレル１１４、１２０の凸部１１４ａ、１２０ａとの間にがたつきを生じることがなく、被加工物であるコネクティングロッド３０が第１及び第２マンドレル１１４、１２０の一組の凸部１１４ａ、１２０ａによって確実に保持される。
【００６６】
このようにしてコネクティングロッド３０の大端部３８の結合孔３６に対して予備荷重が付与された状態において、一組の第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂを駆動させてブロック体からなる第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂを鉛直下方向に向かって変位させる。この場合、支持部１４２の一組の第３支持板１４２ｄ、１４２ｅに形成された凸部１４８と、前記第３支持板１４２ｄ、１４２ｅに対向する第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの側面に形成された凹部１５０とが係合することにより鉛直下方向に対するガイド作用が営まれる（図３参照）。
【００６７】
前記第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂが下降することにより、該第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの押圧面１３６と第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの端部に形成された傾斜面１３８とが相互に係合して一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂをコネクティングロッド３０のキャップ部３２側に向かって押圧する（ステップＳ７）。
【００６８】
この結果、前記コネクティングロッド３０のキャップ部３２は、一組の第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂの鉛直下方向に対する押圧作用下に、該キャップ部３２の両肩部を支持する一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂと、該キャップ部３２の両肩部間の第２マンドレル１２０の凸部１２０ａとの間に完全に固定されたロック状態となる。
【００６９】
このようにコネクティングロッド３０のキャップ部３２が強固にロックされた状態において、昇降テーブル１６８に対するストッパが解除された後、おもり５７と共に昇降テーブル１６８が、ガイド部材１７０ａ、１７０ｂの案内作用下に落下する。従って、落下した前記昇降テーブル１６８がシャフト１６６のフランジ部１６６ａに当接することによって、シャフト１６６が下方側に向かって付勢されて楔部材１２２に衝撃荷重が付与される（図８参照）（ステップＳ８）。その際、第３油圧シリンダ１５６のピストン１６４が、シャフト１６６に対して楔部材１２２の圧入方向、すなわち前記衝撃荷重の方向とは反対方向に離間可能であるため、この衝撃荷重が第３油圧シリンダ１５６によって減衰されることがなく、楔部材１２２に所定の衝撃荷重が確実に付与される。
【００７０】
そして、楔部材１２２が第１及び第２マンドレル１１４、１２０の各凹部１１４ｂ、１２０ｂ内にさらに圧入されて、前記第２マンドレル１２０のテーパ状の凹部１２０ｂの壁面と楔部材１２２のテーパ面１２２ａとの摺動作用下に、スライドしながらさらに拡張される。第１マンドレル１１４と第２マンドレル１２０とが略水平方向に沿ってさらに離間することにより、大端部３８は、その弾性変形可能な限界を超えて、応力が集中された分割部４４を境界にキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割される（図９及び図１０参照）（ステップＳ９）。その際、キャップ部３２は、第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂの付勢作用下に第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂの突起部１３２によって保持されているため、破断分割されたキャップ部３２の飛散が確実に阻止される。
【００７１】
すなわち、固定ステージ６２側に設けられた第１マンドレル１１４が固定された状態において、楔部材１２２に所定の衝撃荷重が付与されることにより、可動ステージ６４側に設けられた第２マンドレル１２０が、第１ガイド要素１１６ａ、１１６ｂのガイド作用下にスライドブロック１１８と一体的に基台６０上を摺動変位する。
【００７２】
従って、コネクティングロッド３０のロッド部３４が第１マンドレル１１４、位置決め固定ピン１１０及び第１ワーク支持部材７８によって固定ステージ６２側に固定された状態において、キャップ部３２が一組の第４ワーク支持部材１３４ａ、１３４ｂ、第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂ及び第２マンドレル１２０によって強固にロックされた状態を保持しながら、可動ステージ６４側の第２マンドレル１２０及びスライドブロック１１８が前記固定ステージ６２から離間する方向に向かって基台６０上を摺動変位することにより、前記コネクティングロッド３０がキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割される。
【００７３】
コネクティングロッド３０の大端部３８がキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割された後、図示しない復帰用シリンダを駆動させて楔部材１２２を上昇させて初期位置に復帰させる。また、第２ブラケット６８を介して可動ステージ６４に固定された第４エアシリンダ１５２を駆動し、第１ピストンロッド１５２ａを伸長させて可動ステージ６４を固定ステージ６２側に向かって変位させることにより、大端部３８のキャップ部３２とロッド部３４との破断面間のクリアランスを約２ｍｍあけた状態で停止させる。
【００７４】
続いて、第１油圧シリンダ７２、第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂ、第２エアシリンダ９４及び第３エアシリンダ１２６ａ、１２６ｂを、それぞれ駆動させることにより、第１〜第４ワーク支持部材７８、１０４、１３０ａ、１３０ｂ、１３４ａ、１３４ｂが略同時に初期位置に復帰する（ステップＳ１０）。
【００７５】
このようにして破断分割されたコネクティングロッド３０のキャップ部３２とロッド部３４とをそれぞれ拘束する部材が初期位置に復帰してコネクティングロッド３０が開放された後、図示しない多軸ロボットのアームに装着された一組のチャック機構によってキャップ部３２とロッド部３４とをそれぞれ把持し、前記キャップ部３２とロッド部３４とが次工程に移送される。最後に、第５エアシリンダ１５４を駆動させて可動ステージ６４全体が変位し、該可動ステージ６４が初期位置に復帰する。
【００７６】
例えば、図１２に示されるように、従来技術に係る図示しない破断分割装置を用いて大端部をキャップ部とロッド部とに破断分割する際、先破断（部位）と後破断（部位）との間で僅かなタイムラグが発生すると、先破断の応力がロッド部に作用して該ロッド部を後破断部位側に向かって変形させる力が付与される。この結果、図１２中の二点鎖線で示すようにロッド部を変形させると共に、小端部の孔部を変形させるという悪影響が発生するおそれがある。なお、コネクティングロッド３０では、その製品として特性からロッド部及び小端部の孔部の形状に高い寸法精度が要求される。
【００７７】
換言すると、一体成形されたコネクティングロッド３０をキャップ部３２とロッド部３４との二つの部品に分割する際、その分割部分の一部に曲げ応力が作用する結果、分割面の一部に歪みが生じたり、部品精度に悪影響を及ぼす場合が生じる。すなわち、前記二つの部品は分割によってそれぞれ二股状の脚部を有することとなるが、分割時には、両脚部での分割が全く同時に進行するわけではなく、通常、何れか一方の脚部での分割が先行し、他方の脚部ではこれに対して多少の時間遅れを伴って分割が進行することとなる。従って、先に破断する一方の脚部の分割が終了した時点では、後に破断する他方の脚部での分割がまだ進行中であり、この他方の脚部の分割の遅くとも終期には、先行して分割された前記一方の脚部側では両部品間の離間が始まるからである。
【００７８】
これに対して、本実施の形態では、コネクティングロッド３０の大端部３８のロッド部３４側を固定ステージ６２に固定する一方、キャップ部３２側を一組の第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂ及び該第３ワーク支持部材１３０ａ、１３０ｂをロックする一組の第２油圧シリンダ１４６ａ、１４６ｂによって可動ステージ６４側に強固に固定している。このような状態において、本実施の形態では、前記コネクティングロッド３０の大端部３８をキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割したとき、前記キャップ部３２のみが可動ステージ６４と共に一体的に変位するように構成しているため、前記キャップ部３２とロッド部３４との破断面における先破断と後破断とのタイムラグを極力抑制することができる。
【００７９】
この結果、本実施の形態では、従来技術のように外圧を開放するタイミングが不要となると共に、先破断と後破断とのタイムラグを極力縮小することができる。
【００８０】
さらに、本実施の形態では、重量物の落下による衝撃荷重に基づいてコネクティングロッド３０を破断分割するように説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図１３の他の実施の形態に係る分割加工装置に示されるように、単一の油圧シリンダ１５６の駆動力のみによって楔部材１２２を下方側に向かって引張し該楔部材１２２に対して破断荷重を付与するようにしてもよい。
【００８１】
この場合、図１４に示されるように、楔部材１２２に対して予備荷重（プリロード）を付与することがなく、油圧シリンダ１５６の駆動力（引張力）を徐々に上昇させることにより、大端部３８をキャップ部３２とロッド部３４とに破断分割することができる（ステップＳ７参照）。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１Ａは、本発明が適用されるコネクティングロッドの斜視図であり、図１Ｂは、前記コネクティングロッドがキャップ部とロッド部に破断分割された状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る分割加工装置の一部分解斜視図である。
【図３】図２に示す分割加工装置の平面図である。
【図４】図３に示す分割加工装置の軸線方向に沿った縦断面図である。
【図５】図２に示す分割加工装置の一部断面拡大斜視図である。
【図６】図４に示す分割加工装置の部分拡大縦断面図である。
【図７】前記分割加工装置における予備荷重付与機構により予備荷重が付与された状態を示す一部断面正面図である。
【図８】前記予備荷重付与機構により衝撃荷重が付与された状態を示す一部断面正面図である。
【図９】コネクティングロッドがキャップ部とロッド部とに破断された状態を示す部分拡大斜視図である。
【図１０】コネクティングロッドがキャップ部とロッド部とに破断された状態を示す部分拡大斜視図である。
【図１１】図２の分割加工装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】キャップ部とロッド部との破断される際、先破断と後破断との間でタイムラグがある場合の悪影響の説明に供される図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る分割加工装置の縦断面図である。
【図１４】図１３の分割加工装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８３】
３０…コネクティングロッド ３２…キャップ部
３４…ロッド部 ３６…結合孔
３８…大端部 ４０…小端部
５０…分割加工装置 ５２…ワーク位置決め保持機構
５４…破断分割機構 ５６…予備荷重付与機構
５７…おもり ５８…荷重機構
６０…基台 ６２…固定ステージ
６４…可動ステージ ７０…固定テーブル
７２…第１油圧シリンダ ７４…ガイドレール
７６…可動ブロック ７８…第１ワーク支持部材
８０…係合部 ８８…第１エアシリンダ
９４…第２エアシリンダ １０４…第２ワーク支持部材
１０８…固定ブロック １１０…位置決め固定ピン
１１４…第１マンドレル １２０…第２マンドレル
１２２…楔部材 １２６ａ、１２６ｂ…第３エアシリンダ
１３０ａ、１３０ｂ…第３ワーク支持部材
１３４ａ、１３４ｂ…第４ワーク支持部材
１４６ａ、１４６ｂ…第２油圧シリンダ
１５２…第４エアシリンダ １５４…第５エアシリンダ
１５６…第３油圧シリンダ １６６…シャフト
１６８…昇降テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大端部と小端部とを有するコネクティングロッドを一体成形した後、前記大端部の結合孔を一組の拡張具にセットし、前記一組の拡張具間に楔部材を圧入して前記拡張具を拡張させることで、前記大端部をキャップ部とロッド部に破断分割するコネクティングロッドの分割加工装置であって、
基台上に固定された固定ステージと、前記固定ステージと対向配置され水平方向に沿って該固定ステージと接近又は離間自在に設けられた可動ステージとを有し、前記固定ステージに固定されたロッド部側の一方の拡張具と前記可動ステージに固定されて一体的に変位するキャップ部側の他方の拡張具とによって前記コネクティングロッドが所定位置に位置決めされた状態でセットされると共に、前記セットされたコネクティングロッドを保持するワーク位置決め保持機構と、
前記大端部を破断分割するために、前記楔部材の圧入方向に破断荷重を付与する荷重機構と、
を備え、
前記ワーク位置決め保持機構は、コネクティングロッドの大端部のキャップ部側の両肩部を小端部の方向に向かって押圧する第１支持手段と、前記コネクティングロッドと係合する端部と反対側の前記第１支持手段の端部を上方から押圧することにより該第１支持手段をクランプする第２支持手段とを含み、前記第１支持手段及び第２支持手段は、それぞれ可動ステージに固定されて該可動ステージと一体的に変位可能に設けられることを特徴とするコネクティングロッドの分割加工装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記第２支持手段は、ピストン及びピストンロッドを有する油圧シリンダからなり、前記ピストンロッドの先端部には、前記第１支持手段の傾斜面に係合する押圧面が形成されたブロック体が連結されることを特徴とするコネクティングロッドの分割加工装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、
前記大端部の結合孔の内面に一組の拡張具を略圧着させるために、楔部材の圧入方向に予備荷重を付与する予備荷重付与機構が設けられ、前記予備荷重付与機構によって予備荷重が付与された後、前記第２支持手段が付勢されて前記第１支持手段をクランプすることを特徴とするコネクティングロッドの分割加工装置。
【請求項１】
大端部と小端部とを有するコネクティングロッドを一体成形した後、前記大端部の結合孔を一組の拡張具にセットし、前記一組の拡張具間に楔部材を圧入して前記拡張具を拡張させることで、前記大端部をキャップ部とロッド部に破断分割するコネクティングロッドの分割加工装置であって、
基台上に固定された固定ステージと、前記固定ステージと対向配置され水平方向に沿って該固定ステージと接近又は離間自在に設けられた可動ステージとを有し、前記固定ステージに固定されたロッド部側の一方の拡張具と前記可動ステージに固定されて一体的に変位するキャップ部側の他方の拡張具とによって前記コネクティングロッドが所定位置に位置決めされた状態でセットされると共に、前記セットされたコネクティングロッドを保持するワーク位置決め保持機構と、
前記大端部を破断分割するために、前記楔部材の圧入方向に破断荷重を付与する荷重機構と、
を備え、
前記ワーク位置決め保持機構は、コネクティングロッドの大端部のキャップ部側の両肩部を小端部の方向に向かって押圧する第１支持手段と、前記コネクティングロッドと係合する端部と反対側の前記第１支持手段の端部を上方から押圧することにより該第１支持手段をクランプする第２支持手段とを含み、前記第１支持手段及び第２支持手段は、それぞれ可動ステージに固定されて該可動ステージと一体的に変位可能に設けられることを特徴とするコネクティングロッドの分割加工装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記第２支持手段は、ピストン及びピストンロッドを有する油圧シリンダからなり、前記ピストンロッドの先端部には、前記第１支持手段の傾斜面に係合する押圧面が形成されたブロック体が連結されることを特徴とするコネクティングロッドの分割加工装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、
前記大端部の結合孔の内面に一組の拡張具を略圧着させるために、楔部材の圧入方向に予備荷重を付与する予備荷重付与機構が設けられ、前記予備荷重付与機構によって予備荷重が付与された後、前記第２支持手段が付勢されて前記第１支持手段をクランプすることを特徴とするコネクティングロッドの分割加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−１４２４６７（Ｐ２００６−１４２４６７Ａ）
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３３９８１１（Ｐ２００４−３３９８１１）
【出願日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
[ Back to top ]