特許 7635643 コネクティングロッドの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-17

(45)【発行日】2025-02-26

(54)【発明の名称】コネクティングロッドの製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16C 9/02 20060101AFI20250218BHJP

   B23K 26/352 20140101ALI20250218BHJP

   F16C 7/00 20060101ALI20250218BHJP

【ＦＩ】

F16C9/02

B23K26/352

F16C7/00

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021097622

(22)【出願日】2021-06-10

(65)【公開番号】P2021196059

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2024-01-25

(31)【優先権主張番号】P 2020102638

(32)【優先日】2020-06-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】脇 康浩

(72)【発明者】

【氏名】小松崎 徹

【審査官】松江川 宗

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００４／００７９８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２００４０２６２９７（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１１３１４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ ３／００－９／０６

Ｂ２３Ｋ ２６／００－２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コネクティングロッドの製造方法であって、
クランクシャフトの貫通孔が形成された半製品を用意する工程と、
前記半製品の前記貫通孔の内面に、前記貫通孔の軸方向に沿って複数のレーザ痕を形成するレーザ加工工程と、
前記複数のレーザ痕を起点として、前記半製品を前記貫通孔の前記内面の一部を有するロッド部と、前記貫通孔の前記内面の他の一部を有するキャップ部とに分割する破断工程と、を備え、
前記レーザ加工工程では、前記軸方向における一部の範囲で、第１の加工条件を適用して前記レーザ痕を形成し、前記軸方向における他の一部の範囲では、前記第１の加工条件とは異なる第２の加工条件を適用して前記レーザ痕を形成するか、前記レーザ痕の形成を省略し、
前記複数のレーザ痕は、
前記軸方向と直交する第１の方向における一方側において、前記内面上を第１の軌跡に沿って配列されるレーザ痕群と、前記第１の方向における反対側において、前記内面上を第２の軌跡に沿って配列されるレーザ痕群と、備え、
前記第１の軌跡は、その両端から中央部に向かって前記キャップ部側に変位する凸形状を有しており、
前記第２の軌跡は、その両端から中央部に向かって前記ロッド部側に変位する凸形状を有している、製造方法。

【請求項2】

コネクティングロッドの製造方法であって、
クランクシャフトの貫通孔が形成された半製品を用意する工程と、
前記半製品の前記貫通孔の内面に、前記貫通孔の軸方向に沿って複数のレーザ痕を形成するレーザ加工工程と、
前記複数のレーザ痕を起点として、前記半製品を前記貫通孔の前記内面の一部を有するロッド部と、前記貫通孔の前記内面の他の一部を有するキャップ部とに分割する破断工程と、を備え、
前記複数のレーザ痕は、
前記軸方向と直交する第１の方向における一方側において、前記内面上を第１の軌跡に沿って配列されるレーザ痕群と、前記第１の方向における反対側において、前記内面上を第２の軌跡に沿って配列されるレーザ痕群と、備え、
前記第１の軌跡は、その両端から中央部に向かって前記キャップ部側に変位する凸形状を有しており、
前記第２の軌跡は、その両端から中央部に向かって前記ロッド部側に変位する凸形状を有している、製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書が開示する技術は、コネクティングロッドの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に下記の工程を備えているコネクティングロッドの製造方法が開示されている。
（１）クランクシャフトの貫通孔が形成された半製品（特許文献１では、母材と称している）を用意する工程。
（２）半製品の貫通孔に、貫通孔の軸方向に沿って複数のレーザ痕（特許文献１では、穴と称している）を形成するレーザ加工工程。
（３）複数のレーザ痕を起点として、半製品を貫通孔の内面の一部を有するロッド部と、貫通孔の内面の他の一部を有するキャップ部とに分割する破断工程。
（４）破断工程で分割したロッド部とキャップ部をネジで固定する工程。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１１３１４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

レーザ加工工程における加工条件が変更されると、形成されるレーザ痕は変化する。形成されるレーザ痕が変化すると、破断工程で破断された後の破断面の表面形状は変化する。例えばレーザ痕が形成されるピッチが細かい場合には、破断面の表面は滑らかになる。一方、レーザ痕が形成されるピッチが大きい場合には、破断面の表面は粗くなる。

【0005】

破断面の表面が滑らかな場合には、キャップ部とロッド部とをネジで固定する際に、小さな軸力で両者を固定することができる。その一方で、キャップ部とロッド部との合わせ面（すなわち、破断面）に生じる摩擦力は小さくなるので、ネジ固定する際に、キャップ部がロッド部に対して回転しやすくなる。その結果、キャップ部の位置がロッド部の位置に対してずれやすく、組み付け精度の低下を招く。

【0006】

一方、破断面の表面が粗い場合には、上述した合わせ面に生じる摩擦力が大きくなるので、キャップ部がロッド部に対して回転しにくく、両者の間の位置ずれが抑制される。しかしながら、破断面の表面が粗くなるほど、キャップ部とロッド部とをネジ固定するのに大きな軸力が必要となる。

【0007】

本明細書では、ネジ固定時のキャップ部とロッド部との位置ずれを抑制しつつ、ネジ固定時の軸力を低減することができるコネクティングロッドの製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本明細書が開示するコネクティングロッドの製造方法は、クランクシャフトの貫通孔が形成された半製品を用意する工程と、レーザ加工工程と、破断工程と、を備えている。レーザ加工工程では、半製品の貫通孔の内面に、貫通孔の軸方向に沿って複数のレーザ痕を形成する。破断工程では、複数のレーザ痕を起点として、半製品を貫通孔の内面の一部を有するロッド部と、貫通孔の内面の他の一部を有するキャップ部とに分割する。レーザ加工工程では、軸方向における一部の範囲で、第１の加工条件を適用してレーザ痕を形成し、軸方向における他の一部の範囲では、第１の加工条件とは異なる第２の加工条件を適用して前記レーザ痕を形成するか、前記レーザ痕の形成を省略する。

【0009】

上述した製造方法では、レーザ加工工程において、軸方向の一部の範囲には第１の加工条件が適用され、他の一部の範囲では第１の加工条件とは異なる第２の条件が適用される。あるいは、当該他の一部の範囲では、レーザ痕の形成自体を省略してもよい。これにより、破断工程後の半製品に形成される破断面の表面形状を、一様ではなく、貫通孔の軸方向に沿って変化させることができる。即ち、破断面の一部の範囲では、その表面を比較的に滑らかに（あるいは、平坦に）しつつ、破断面の他の一部の範囲では、破断面の表面を比較的に粗く（あるいは、非平坦に）することができる。これにより、キャップ部とロッド部とをネジで固定する際に、それらの間の位置ずれを抑制しつつ、ネジ締めに必要とされる軸力を低減することができる。

【0010】

上述した製造方法では、さらに、前記複数のレーザ痕は、前記軸方向と直交する第１の方向における一方側において前記内面上を第１の軌跡に沿って配列されるレーザ痕群と、前記第１の方向における反対側において前記内面上を第２の軌跡に沿って配列されるレーザ痕群と、備えてもよい。前記第１の軌跡は、その両端から中央部に向かって前記キャップ部側に変位する凸形状を有していてもよく、前記第２の軌跡は、その両端から中央部に向かって前記ロッド部側に変位する凸形状を有していてもよい。

【0011】

仮に、第１の軌跡と第２の軌跡とが、ともにキャップ部側に変位する凸形状であるとする。この場合、軸方向の両端部分では、破断工程後にキャップ部に形成される内面の周長が、ロッド部に形成される内面の周長よりも短く、半円の長さを下回る。前述したように、互いに分割されたキャップ部とロッド部とは、その後の工程でネジ等によって互いに固定される。このとき、キャップ部とロッド部との内面には、二つに分割されたすべり軸受がそれぞれ配置される。分割されたすべり軸受が、それぞれ半円筒形状を有するのに対して、キャップ部に形成された内面の周長が、半円の長さを下回っていると、すべり軸受の周方向における両端部分が、ロッド部に形成される内面に向かって同時に突出してしまう。このような状態では、キャップ部とロッド部とを互い固定するときに、キャップ部から突出するすべり軸受けの両端部分がロッド部と同時に接触することによって、すべり軸受けがダメージを受けるおそれがある。これに対して、上述した本技術に係る構成によれば、軸方向の位置にかかわらず、キャップ部とロッド部とのそれぞれでは、内面の周長が半円の長さとすることができる。これにより、キャップ部とロッド部とのいずれにおいても、分割されたすべり軸受の周方向における両端部分が、貫通孔の内面から同時に突出することがない。従って、例えばロッド部から突出するすべり軸受の一端がキャップ部に接触した場合でも、すべり軸受けが受動的に回転することによって、すべり軸受けに対するダメージが回避又は低減される。

【0012】

また、別の実施形態の製造方法は、クランクシャフトの貫通孔が形成された半製品を用意する工程と、前記半製品の前記貫通孔の内面に、前記貫通孔の軸方向に沿って複数のレーザ痕を形成するレーザ加工工程と、前記複数のレーザ痕を起点として、前記半製品を前記貫通孔の前記内面の一部を有するロッド部と、前記貫通孔の前記内面の他の一部を有するキャップ部とに分割する破断工程と、を備える。その場合に、前記複数のレーザ痕は、前記軸方向と直交する第１の方向における一方側において、前記内面上を第１の軌跡に沿って配列されるレーザ痕群と、前記第１の方向における反対側において、前記内面上を第２の軌跡に沿って配列されるレーザ痕群と、備え、前記第１の軌跡は、その両端から中央部に向かって前記キャップ部側に変位する凸形状を有しており、前記第２の軌跡は、その両端から中央部に向かって前記ロッド部側に変位する凸形状を有していてもよい。

【0013】

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施例の製造方法によって製造されるコネクティングロッドの正面図を示す。

【図2】実施例の製造方法のレーザ加工工程における半製品の正面図を示す。

【図3】実施例の製造方法の破断工程におけるキャップ部とロッド部の正面図を示す。

【図4】実施例の製造方法のレーザ加工工程によってレーザ痕群が形成された半製品の断面図と、破断後の平面図を示す。

【図5】第１変形例のレーザ痕群が形成された半製品の断面図を示す。

【図6】第２変形例のレーザ痕群が形成された半製品の断面図を示す。

【図7】第３変形例のレーザ痕群が形成された半製品の断面図を示す。

【図8】第４変形例のレーザ痕群が形成された半製品の断面図を示す。

【図9】第５変形例のレーザ痕群が形成された貫通孔の内面の側面図を示す。

【図10】第６変形例のレーザ痕群が形成された貫通孔の内面の側面図を示す。

【図11】第７変形例のレーザ痕群が形成された貫通孔の内面の側面図を示す。

【図12】第８変形例のレーザ痕群が形成された貫通孔の内面の側面図を示す。

【図13】第９変形例のレーザ痕群が形成された貫通孔の内面の側面図を示す。

【図14】第２実施例の製造方法のレーザ加工工程における半製品の正面図を示す。

【図15】第２実施例のレーザ痕群が形成された貫通孔の内面の側面図を示す。

【図16】図１５の線ＸＶＩ－ＸＶＩに沿ったコネクティングロッドの断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図面を参照して実施例のコネクティングロッドの製造方法（以下、単に製造方法と称することがある）について説明する。まず、図１を参照して、実施例の製造方法で製造されるコネクティングロッド１０について説明する。なお、以下では、理解を助けるために、図中に示す座標におけるＺ軸方向正側を単に「上」と表現することがあり、その反対方向のＺ軸方向負側を単に「下」と表現することがある。

【0016】

コネクティングロッド１０は、キャップ部１０ｃと、ロッド部１０ｒと、を備えている。キャップ部１０ｃは、２本のボルト２によって上方からロッド部１０ｒに固定されている。キャップ部１０ｃとロッド部１０ｒとは、合わせ面４で互いに当接している。コネクティングロッド１０の上側の端部には、シャフト貫通孔１０ｓが形成されている。コネクティングロッド１０の下側の端部には、ピストン貫通孔１０ｐが形成されている。コネクティングロッド１０は、車両に搭載されるエンジンを構成する部品である。エンジンに組み込まれる際、シャフト貫通孔１０ｓには、クランクシャフト（図示省略）が挿通する。同様に、ピストン貫通孔１０ｐには、ピストン（図示省略）が接続される。コネクティングロッド１０は、ピストン貫通孔１０ｐに接続されているピストンの往復運動を、シャフト貫通孔１０ｓを挿通するクランクシャフトの回転運動に変換する。

【0017】

以下、図２および図３を参照して、コネクティングロッド１０を製造するための製造方法について説明する。この製造方法は、準備工程と、レーザ加工工程と、破断工程と、組立工程と、を備えている。準備工程では、コネクティングロッド１０の母材となる半製品１０оを用意する。図２に示されるように、半製品１０оには、準備工程の段階で既にシャフト貫通孔１０ｓが形成されている。

【0018】

レーザ加工工程では、レーザ加工装置２０によってシャフト貫通孔１０ｓの内面にレーザ痕群８を形成する。レーザ痕群８は、複数のレーザ痕により構成されている。レーザ加工装置２０は、シャフト貫通孔１０ｓの軸方向（すなわち、図２の紙面奥手前方向）に沿って移動しながら複数のレーザ２２をシャフト貫通孔１０ｓの内面に照射する。レーザ加工装置２０は、シャフト貫通孔１０ｓの内面にシャフト貫通孔１０ｓの軸方向に沿ってレーザ痕群８を形成する。レーザ加工装置２０は、Ｘ軸方向の両側（すなわち、図２の紙面左右側）にレーザ２２を照射する。レーザ加工装置２０は、シャフト貫通孔１０ｓの内面の対向する２箇所に、レーザ痕群８を形成する。

【0019】

破断工程では、半製品１０оの下側（すなわち、ロッド部１０ｒに相当する部分）を固定した状態で、半製品１０оの上側（すなわち、キャップ部１０ｃに相当する部分）を上方に引っ張る。図２を参照して説明したように、シャフト貫通孔１０ｓの内面には、レーザ加工工程において形成されたレーザ痕群８が形成されている。レーザ痕群８は、複数のレーザ痕によって構成されている。シャフト貫通孔１０ｓの内面でレーザ痕群８が形成されている部位では、その強度が局所的に弱くなる。このため、半製品１０оの上側が上方に引っ張られると、レーザ痕群８を起点として半製品１０оが破断する。その結果、図３に示されるように、半製品１０оは、シャフト貫通孔１０ｓの内面の上側の一部を有するキャップ部１０ｃと、下側の一部を有するロッド部１０ｒに分割される。

【0020】

図２および図３に示されるように、半製品１０оには、上下方向に延びているボルト穴２ｈが形成されている。ボルト穴２ｈの上側の一部はキャップ部１０ｃによって形成されており、下側の一部はロッド部１０ｒによって形成されている。組立工程では、クランクシャフト（不図示）の一方側からロッド部１０ｒを配置して、他方側からキャップ部１０ｃを配置する。その結果、クランクシャフトがシャフト貫通孔１０ｓに挿通する。その後、図１を参照して説明したように、２本のボルト２によってキャップ部１０ｃとロッド部１０ｒとを固定する。このように、実施例の製造方法は、準備工程、レーザ加工工程、破断工程および組立工程によって、シャフト貫通孔１０ｓにクランクシャフトが挿通されたコネクティングロッド１０（図１参照）を製造する。

【0021】

組立工程でボルト２（図１参照）を締結する際、キャップ部１０ｃは、ボルト２とともにシャフト貫通孔１０ｓの軸方向に回転しようとする。先に述べたように、キャップ部１０ｃとロッド部１０ｒとは半製品１０оを破断することで形成される。このため、キャップ部１０ｃのキャップ破断面１１ｃおよびロッド部１０ｒのロッド破断面１１ｒには、キャップ部１０ｃの回転を規制する形状（例えば、位置決めボス）等を形成することができない。ボルト２によってキャップ部１０ｃとロッド部１０ｒとをボルト２で固定する際、キャップ部１０ｃがロッド部１０ｒに対して回転しやすい。すなわち、組立工程でキャップ部１０ｃの位置が、ロッド部１０ｒの位置に対してずれやすい。

【0022】

キャップ部１０ｃとロッド部１０ｒの位置ずれを抑制するための一つの方法として、キャップ部１０ｃのキャップ破断面１１ｃと、ロッド部１０ｒのロッド破断面１１ｒとの表面を粗くすることが考えられる。例えばキャップ破断面１１ｃの表面が粗く、その表面に細かな突条が形成されている場合、破断したロッド破断面１１ｒの表面には、キャップ破断面１１ｃの突条と嵌合する凹部が形成される。すなわち、キャップ破断面１１ｃとロッド破断面１１ｒの表面が粗い場合は、キャップ部１０ｃの位置が、ロッド部１０ｒの位置に対してずれにくい。

【0023】

しかしながら、キャップ破断面１１ｃとロッド破断面１１ｒとの表面が粗くなると、組立工程でボルト２を締結する際、大きな軸力が必要となる。

【0024】

図４を参照して、実施例の製造方法のレーザ加工工程において形成されるレーザ痕群と、そのレーザ痕群を起点として破断することで形成される破断面の表面の形状との関係について説明する。図４（Ａ）は、レーザ加工工程でレーザ痕群８が形成された、ロッド破断面１１ｒの位置における断面図である。図４（Ａ）のハッチングは、半製品１０оの実断面を示している。

【0025】

図４（Ａ）に示されるように、レーザ痕群８は、第１レーザ痕群８ａと、第２レーザ痕群８ｂと、を備えている。シャフト貫通孔１０ｓの軸１０ａ方向で半製品１０оの中央部に設けられている第１レーザ痕群８ａは、微小ピッチで各レーザ痕が形成されている。軸１０ａ方向で半製品１０оの両端部に設けられている第２レーザ痕群８ｂは、第１レーザ痕群８ａよりも大きなピッチで各レーザ痕が形成されている。すなわち、レーザ痕群８は、軸１０ａ方向における一部の範囲では、微小ピッチで形成され、他の一部の範囲では、微小ピッチよりも大きいピッチで形成されている。

【0026】

図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のレーザ痕群８が形成された半製品１０оを上述した破断工程で分割したロッド部１０ｒを、図３のＬ１方向から観測したロッド破断面１１ｒの表面の形状を示している。図４（Ｂ）に示されるように、ロッド破断面１１ｒのうち第１レーザ痕群８ａを起点に形成された第１破断面１１ａは、表面が滑らかとなっている。一方、ロッド破断面１１ｒのうち第２レーザ痕群８ｂを起点に形成された第２破断面１１ｂは、表面が粗くなっている。先に述べたように、表面が粗い第２破断面１１ｂは、組立工程でキャップ部１０ｃとロッド部１０ｒの位置を規制するが、ボルト２の締結時の軸力を増加させる。一方、表面が滑らかな第１破断面１１ａは、ボルト２の締結時の軸力を低下させる。このように、実施例の製造方法は、ロッド破断面１１ｒの軸１０ａ方向における一部の範囲でキャップ部１０ｃ（図１参照）とロッド部１０ｒとの位置を規制するとともに、軸１０ａ方向における他の一部の範囲を滑らかにすることで、軸力の増加を抑制することができる。実施例の製造方法は、図４（Ｂ）に示されるように、ロッド破断面１１ｒのうち、ボルト２（図１参照）の締結時に軸力がかかるボルト穴２ｈの周辺部を滑らかにすることで、ボルト２の締結時の軸力の増加を効果的に抑制することができる。また、実施例の製造方法は、軸力への寄与が少ない半製品１０оの軸１０ａ方向の端部の表面を粗くして、キャップ部１０ｃ（図１参照）とロッド部１０ｒの位置ずれを抑制することができる。

【0027】

破断工程で起点となるレーザ痕群を形成するレーザ加工工程の加工条件は、図４（Ａ）に示したものに限定されない。図５～図１３を参照して、レーザ加工工程の加工条件の変形例を説明する。

【0028】

第１変形例のレーザ加工工程では、図５に示されるように、レーザ痕群８０の端部に微小ピッチの第１レーザ痕群８ａが形成されており、レーザ痕群８０の中央部に第１レーザ痕群８ａよりも大きなピッチで第２レーザ痕群８ｂが形成されている。これにより、第１変形例の製造方法は、例えばボルト２（図１参照）の例えば、締結時の軸力が大きい場合に、ロッド破断面１１ｒのうち、ボルト２の締結時に軸力がかかるボルト穴２ｈの周辺部でキャップ部１０ｃ（図１参照）とロッド部１０ｒの位置ずれを抑制することができる。また、第１変形例の製造方法は、半製品１０оの軸１０ａ方向の端部の表面を滑らかにして、ボルト２の締結時の軸力が必要以上に増加することを抑制することができる。

【0029】

第２変形例のレーザ加工工程では、図６に示されるように、レーザ痕群８１の軸１０ａ方向に２分割した一方側に微小ピッチの第１レーザ痕群８ａが形成されており、他方側に第１レーザ痕群８ａよりも大きなピッチで第２レーザ痕群８ｂが形成されている。図２を参照して説明したように、レーザ加工工程では、レーザ加工装置２０が、軸１０ａ方向に沿って移動しながら複数のレーザ２２を照射する。このため、第２変形例のレーザ加工工程では、レーザ加工装置２０は、レーザ２２を照射するピッチを一度変更する。一方、上述した実施例と第１変形例のレーザ加工工程では、レーザ加工装置２０は、レーザ２２を照射するピッチを２度変更する。第２変形例の製造方法では、半製品１０оを軸１０ａ方向に３つに分割してレーザ痕のピッチを変更するレーザ痕群８、８０を形成するレーザ加工工程に比して、レーザ加工工程を簡略化することができる。なお、第２変形例のレーザ加工工程では、図６に示されるように、Ｙ軸方向負側（すなわち、図６の紙面上側）に第１レーザ痕群８ａが形成されており、Ｙ軸方向正側（すなわち、図６の紙面下側）に第２レーザ痕群８ｂが形成されている。しかしながら、別の変形例では、Ｙ軸方向負側に第２レーザ痕群８ｂが形成されており、Ｙ軸方向正側に第１レーザ痕群８ａが形成されていてもよい。

【0030】

第３変形例のレーザ加工工程では、図７に示されるように、軸１０ａ方向におけるボルト穴２周辺にのみ微小ピッチの第１レーザ痕群８ａが形成されており、軸１０ａ方向における両端にはレーザ痕が形成されていない。すなわち、第３実施例の製造方法は、レーザ加工工程で、半製品１０оの軸１０ａ方向における一部の範囲では第１レーザ痕群８ａが形成され、軸１０ａ方向における他の一部の範囲ではレーザ痕群が形成されない。このように軸１０ａ方向の一部にレーザ痕群８２が形成されている半製品１０оであっても、部分的に形成された第１レーザ痕群８ａを起点として、半製品１０оをロッド部１０ｒとキャップ部１０ｃ（図３参照）に分割される。このため、軸１０ａ方向における他の一部の範囲では、レーザ痕群の形成を省略してもよい。

【0031】

レーザ痕群の形成が省略された範囲の破断面は、微小ピッチの第１レーザ痕群８ａを起点に破断した破断面に比して表面が粗くなる。このため、レーザ痕群の形成が省略された範囲の破断面は、ボルト２（図１参照）締結時にキャップ部１０ｃとロッド部１０ｒの位置がずれることを抑制することができる。第３変形例のレーザ加工工程では、形成するレーザ痕群の軸１０ａ方向の長さを短くすることで、レーザ痕群を形成する時間を短くすることができる。

【0032】

また、第４変形例のレーザ加工工程では、図８に示されるように、半製品１０оの軸１０ａ方向の端部にのみ微小ピッチの第１レーザ痕群８ａを形成し、ボルト穴２周辺のレーザ痕群の形成を省略してもよい。これにより、図５を参照して説明した第２変形例のレーザ痕群８０と同様に、締結時の軸力が大きい場合に、ロッド破断面１１ｒのうち、ボルト２の締結時に軸力がかかるボルト穴２ｈの周辺部でキャップ部１０ｃ（図１参照）とロッド部１０ｒの位置ずれを抑制することができる。

【0033】

図９～図１３を参照して、さらなる変形例の製造方法について説明する。図９～図１３は、図２のＬ２方向から観測したシャフト貫通孔１０ｓの内面に形成されたレーザ痕群の上下方向の位置を示している。図４～図８を参照して説明した実施例および変形例では、レーザ加工工程において、レーザ痕群はシャフト貫通孔１０ｓの軸１０ａ方向に沿って平坦に（すなわち、軸１０ａ方向に平行に）形成されている。発明者らは、様々な加工条件で形成したレーザ痕群で破断実験を繰り返す中で、レーザ痕群を非平坦に（すなわち、軸１０ａ方向に対して傾斜させて）形成した場合であっても、傾斜したレーザ痕群を起点に半製品１０оを破断することができることを発見した。すなわち、本明細書では、「貫通孔の軸方向に沿って複数のレーザ痕を形成するレーザ加工工程」は、シャフト貫通孔１０ｓの軸１０ａ方向に沿って平行なレーザ痕群を形成するレーザ加工工程と、シャフト貫通孔１０ｓの軸１０ａ方向に沿って変化しているレーザ痕群を形成するレーザ加工工程と、を含む。

【0034】

第５変形例のレーザ加工工程では、図９に示されるように、レーザ痕群８４が、第１レーザ痕群８ａと、第３レーザ痕群８ｃと、を備えている。第１レーザ痕群８ａと第３レーザ痕群８ｃとは、ともに微小ピッチで形成されている。第３レーザ痕群８ｃは、Ｙ軸方向正側（すなわち、図９の紙面右側）ほど上側に傾斜するように形成されている。第１レーザ痕群８ａは、軸１０ａ方向（すなわち、Ｙ軸方向）に平行に形成されている。すなわち、第５変形例のレーザ加工工程は、軸１０ａ方向における一部の範囲で、軸１０ａ方向に平行に微小ピッチの第１レーザ痕群８ａを形成する。第５変形例のレーザ加工工程は、軸１０ａ方向における他の一部の範囲では、軸１０ａ方向に対して傾斜した微小ピッチの第３レーザ痕群８ｃを形成する。先に述べたように、第１レーザ痕群８ａを起点として破断した破断面の表面は滑らかとなり、ボルト２（図１参照）の締結時の軸力増加を抑制する。一方、軸１０ａ方向に対して傾斜した第３レーザ痕群８ｃを起点に破断した破断面は、軸１０ａ方向に対して傾斜する。軸１０ａ方向に対して傾斜している破断面は、ボルト２の締結時のキャップ部１０ｃ（図１参照）の回転を規制する。軸１０ａ方向に対して傾斜している破断面は、キャップ部１０ｃとロッド部１０ｒの位置ずれを抑制することができる。なお、図９～図１１では、理解を助けるため、第１レーザ痕群８ａと軸１０ａとを、上下方向でずらして記載している。しかしながら、実際の第１レーザ痕群８ａは、軸１０ａと上下方向で同じ位置に形成される。

【0035】

また、図１０に示されるように、第６変形例のレーザ加工工程で形成されるレーザ痕群８５は、第１レーザ痕群８ａと、第３レーザ痕群８ｃに加えて、さらに第４レーザ痕群８ｄを備えてもよい。その場合、第４レーザ痕群８ｄは、微小ピッチで形成され、Ｙ軸方向負側（すなわち、図１０の紙面左側）ほど上側に傾斜して形成されてもよい。レーザ痕群８５の中央部に軸１０ａ方向と平行に形成されている第１レーザ痕群８ａを起点に破断した破断面によりボルト２（図１参照）の締結時の軸力増加を抑制する。レーザ痕群８５の軸１０ａ方向の端部に形成されている第３レーザ痕群８ｃと第４レーザ痕群８ｄとを起点に破断した破断面は、軸１０ａ方向に対して傾斜する。レーザ加工工程でレーザ痕群８５を形成して、半製品１０о（図２参照）の軸１０ａ方向の両端に傾斜している破断面を設けることで、キャップ部１０ｃとロッド部１０ｒの位置ずれを抑制することができる。

【0036】

さらに、図１１に示されるように、第７変形例のレーザ加工工程で形成されるレーザ痕群８６は、レーザ痕群８５の第４レーザ痕群８ｄに代えて、軸１０ａ方向におけるＹ軸方向負側（すなわち、図１１の紙面左側）ほど下側に傾斜している第５レーザ痕群８ｅを備えてもよい。第５レーザ痕群８ｅも、第４レーザ痕群８ｄと同様に微小ピッチで形成されている。第５レーザ痕群８ｅを起点に破断した破断面は、軸１０ａ方向に対して傾斜する。レーザ加工工程でレーザ痕群８６を形成して、半製品１０оの軸１０ａ方向の両端に傾斜している破断面を設けることで、キャップ部１０ｃとロッド部１０ｒの位置ずれを抑制することができる。

【0037】

また、図１２に示されるように、第８変形例のレーザ加工工程で形成されるレーザ痕群８７は、軸１０ａ方向に対して傾斜している第６レーザ痕群８ｆと、第７レーザ痕群８ｇとを備えてもよい。第６レーザ痕群８ｆは、軸１０ａ方向のＹ軸方向正側（すなわち、図１２の紙面右側）ほど下側に傾斜している。第７レーザ痕群８ｇは、軸１０ａ方向のＹ軸方向正側（すなわち、図１２の紙面右側）ほど上側に傾斜している。第６レーザ痕群８ｆと、第７レーザ痕群８ｇとは、半製品１０оの軸１０ａ方向の中央部で交わっている。レーザ痕群８７は、軸１０ａ方向に平行なレーザ痕群を備えていない。第６レーザ痕群８ｆと、第７レーザ痕群８ｇとは、ともに微小ピッチで形成されている。第６レーザ痕群８ｆと第７レーザ痕群８ｇとを起点に破断した破断面は、軸１０ａ方向に対して傾斜する。レーザ加工工程でレーザ痕群８７を形成して、半製品１０оの軸１０ａ方向の両端に、傾斜している破断面を設けることで、キャップ部１０ｃとロッド部１０ｒの位置ずれを抑制することができる。

【0038】

さらに、図１３に示されるように、第９変形例のレーザ加工工程で形成されるレーザ痕群８８は、軸１０ａ方向に対して傾斜している３個の第７レーザ痕群８ｈと、３個の第８レーザ痕群８ｉとを備えてもよい。第７レーザ痕群８ｈは、軸１０ａ方向のＹ軸方向正側（すなわち、図１３の紙面右側）ほど下側に傾斜している。第８レーザ痕群８ｉは、軸１０ａ方向のＹ軸方向正側（すなわち、図１２の紙面右側）ほど上側に傾斜している。レーザ痕群８８には、第７レーザ痕群８ｈと第８レーザ痕群８ｉとが軸１０ａ方向で交互に配置されている。軸１０ａ方向に対して傾斜している複数のレーザ痕群を起点に破断した破断面は、軸１０ａ方向に対して傾斜する。レーザ加工工程でレーザ痕群８８を形成して軸１０ａ方向に傾斜している破断面の数を増やすことで、キャップ部１０ｃとロッド部１０ｒの位置ずれをさらに抑制することができる。

【0039】

（第２実施例）
以下、図１４～図１６を参照して、第２実施例の製造方法について説明する。図１４は、レーザ加工工程における半製品１０оの正面図を示す。第２実施例におけるレーザ加工工程は、基本的には図２で説明したレーザ加工工程と同様である。第２実施例の製造方法では、レーザ加工装置２０は、複数のレーザ２２の双方を、一直線上に照射する。すなわち、複数のレーザ２２の双方は、レーザ加工装置２０によって、軸１０ａに直交する方向に沿って照射される。レーザ加工装置２０は、軸１０ａを中心に矢印Ｒに沿って回転しながら軸１０ａの方向（すなわち、図１４の紙面奥手前方向）に沿ってシャフト貫通孔１０ｓの内側を移動する。

【0040】

図１５（Ａ）は、シャフト貫通孔１０ｓの内面のＸ軸方向正側（すなわち、図１４の矢印Ｌ３の方向側）にレーザ２２によって配列されるレーザ痕群を示す。図１５（Ｂ）は、シャフト貫通孔１０ｓの内面のＸ軸方向負側（すなわち、図１４の矢印Ｌ４の方向側）にレーザ２２によって配列されるレーザ痕群を示す。すなわち、図１５（Ａ）は、コネクティングロッド１０の左右方向の右側において内面上にレーザ２２が描く第１軌跡９０ａを示し、図１５（Ｂ）は、左側において内面上にレーザ２２が描く第２軌跡９０ｂを示す。

【0041】

図１５（Ａ）に示されるように、第１軌跡９０ａは、第１傾斜部９１と第２傾斜部９２とを備える。第１傾斜部９１は、軸１０ａのキャップ部１０ｃ側に位置する端Ｐ１から第１軌跡９０ａの中央部に向かって軸１０ａに近づくように傾斜する。第１傾斜部９１は、第１軌跡９０ａの中央部側の端において、第２傾斜部９２と接続される。第２傾斜部９２は、軸１０ａのキャップ部１０ｃ側に位置する端Ｐ２から第１軌跡９０ａの中央部に向かって軸１０ａに近づくように傾斜する。その結果、第１軌跡９０ａは、軸方向の両端Ｐ１，Ｐ２から中央部に向かって下向きに変位するＶ字形状を有する。別言すれば、第１軌跡９０ａは、ロッド部１０ｒ側に変位する凸形状を有する。

【0042】

第１傾斜部９１と軸１０ａとの間には、第１傾斜角θ１が形成される。第２傾斜部９２と軸１０ａとの間には、第２傾斜角θ２が形成される。なお、本実施例では、第１軌跡９０ａは、半製品１０оの軸方向の中線Ｃ１を基準として軸１０ａの方向に対称形状を有している。その結果、第１傾斜角θ１は、第２傾斜角θ２と等しくなる。

【0043】

同様に、図１５（Ｂ）に示されるように、第２軌跡９０ｂは、第３傾斜部９３と第４傾斜部９４とを備える。第３傾斜部９３は、軸１０ａのロッド部１０ｒ側に位置する端Ｐ３から第２軌跡９０ｂの中央部に向かって軸１０ａに近づくように傾斜する。第３傾斜部９３は、第２軌跡９０ｂの中央部側の端において、第４傾斜部９４と接続される。第４傾斜部９４は、軸１０ａのロッド部１０ｒ側に位置する端Ｐ４から第２軌跡９０ｂの中央部に向かって軸１０ａに近づくように傾斜する。その結果、第２軌跡９０ｂは、軸方向の両端Ｐ１，Ｐ２から中央部に向かってキャップ部１０ｃ側に変位するＶ字形状を有する。別言すれば、第２軌跡９０ｂは、上向きに突出する凸形状を有する。

【0044】

第３傾斜部９３と軸１０ａとの間には、第３傾斜角θ３が形成される。第４傾斜部９４と軸１０ａとの間には、第４傾斜角θ４が形成される。なお、本実施例では、第２軌跡９０ｂは、半製品１０оの軸方向の中線Ｃ１を基準として軸１０ａの方向に対称形状を有している。その結果、第３傾斜角θ３は、第４傾斜角θ４と等しくなる。

【0045】

図１４を参照して説明したように、レーザ加工装置２０は、その左右方向に一直線上に延びる複数のレーザ２２を照射しながら矢印Ｒの方向に回転する。その結果、図１４の矢印Ｌ３の方向（すなわち、右方向）に照射されるレーザ２２と矢印Ｌ４の方向（すなわち、左方向）に照射されるレーザ２２とは、軸１０ａを基準として点対称に変位する。このため、図１５に示されるように、第１軌跡９０ａは、第２軌跡９０ｂに対して、軸１０ａを基準とする対称形状を有する。別言すれば、第１軌跡９０ａが描くＶ字形状と、第２軌跡９０ｂが描くＶ字形状と、は変位する向きは互いに反対側であるものの、同様の形状を有している。そのため、第１傾斜角θ１は、第３傾斜角θ３と等しくなり、第２傾斜角θ２は、第４傾斜角θ４と等しくなる。

【0046】

図１６を参照して、本実施例の製造方法によって製造されたコネクティングロッド１０について説明する。コネクティングロッド１０のシャフト貫通孔１０ｓの内側には、すべり軸受け３１が配置される。すべり軸受け３１は、シャフト貫通孔１０ｓの軸１０ａに沿って延びる円筒形状を有している。すべり軸受け３１の内側には、クランクシャフト４０が配置される。すべり軸受け３１は、クランクシャフト４０を、コネクティングロッド１０に対して回転可能に固定する部材である。すべり軸受け３１とシャフト貫通孔１０ｓの内面との間には、隙間５０が設けられている。この隙間５０には、オイルが充填され、シャフト貫通孔１０ｓの内面と、すべり軸受け３１の外面３１ｓとの間の摩擦を低減する。

【0047】

すべり軸受け３１は、円筒形状を半分に分割した、キャップ側部材３１ｃとロッド側部材３１ｒとで構成される。このため、各部材３１ｃ，３１ｒは、半円筒形状を有する。クランクシャフト４０に対してすべり軸受け３１とコネクティングロッド１０とを固定する際、クランクシャフト４０の下方にロッド部１０ｒ及びロッド側部材３１ｒが配置される。次いで、クランクシャフト４０の上方にキャップ部１０ｃ及びキャップ側部材３１ｃが配置される。その後、組立工程でボルト２（図１参照）が上方から締結される。これにより、円筒形状を有するクランクシャフト４０の全周を覆うように、すべり軸受け３１、コネクティングロッド１０を固定することができる。

【0048】

先に述べたように、キャップ部１０ｃとロッド部１０ｒとは半製品１０оを破断することで形成される。図１６に示されるように、シャフト貫通孔１０ｓの内面には、各部１０ｃ、１０ｒの合わせ面４の境界部Ｅ１，Ｅ２が露出する。境界部Ｅ１，Ｅ２には、破断工程で形成されるバリ、また、組立工程で生じる各部１０ｃ、１０ｒのずれにより、段差が生じやすい。当該段差は、すべり軸受け３１の外面３１ｓを損傷させるおそれがある。外面３１ｓが損傷すると外面３１ｓが粗くなる。その結果、隙間５０を充填するオイルが流れにくくなり、クランクシャフト４０の回転効率が低下するおそれがある。

【0049】

仮に各軌跡９０ａ、９０ｂが上方に突出するＶ字形状を有する場合、各境界部Ｅ１，Ｅ２は、ともに中線Ｃ２に対して上方に距離Ｄ１だけ変位することになる。その場合、各境界部Ｅ１，Ｅ２同士のキャップ部１０ｃ側の周方向の距離は、シャフト貫通孔１０ｓの内周の半分よりも短くなる。先に述べたように、シャフト貫通孔１０ｓの内側には、すべり軸受け３１が配置される。各境界部Ｅ１，Ｅ２同士の周方向のキャップ部１０ｃ側の距離が短くなると、すべり軸受け３１の周方における両端は、シャフト貫通孔１０ｓの内面のロッド部１０ｒ側に対して同時に突出することになる。この場合、すべり軸受け３１の上部（特に、キャップ側部材３１ｃ）の外面３１ｓが、ロッド部１０ｒと干渉しやすい。特に、ロッド部１０ｒが各境界部Ｅ１，Ｅ２と干渉すると、外面３１ｓが傷つきやすい。すなわち、各軌跡９０ａ、９０ｂが上方に突出するＶ字形状を有する場合、すべり軸受け３１の外面３１ｓが損傷しやすい。

【0050】

本実施例の製造方法では、第１軌跡９０ａは、上方に突出するＶ字形状を有し、第２軌跡９０ｂは、下方に突出するＶ字形状を有する。その結果、図１６に示されるように、Ｘ軸方向正側（すなわち、図１６の紙面右側）に位置する境界部Ｅ１は、軸１０ａを通過する中線Ｃ２に対して上方に距離Ｄ１だけ変位する。一方、反対側（すなわち、図１６の紙面左側）に位置する境界部Ｅ２は、軸１０ａを通過する中線Ｃ２に対して下方に距離Ｄ２だけ変位する。すなわち、本実施例の製造方法によれば、各境界部Ｅ１，Ｅ２同士のキャップ部１０ｃ側の周方向の距離は、シャフト貫通孔１０ｓの内周の半分に保持されやすい。

【0051】

さらに、先に述べたように、第１軌跡９０ａ、第２軌跡９０ｂに対して、互いに軸１０ａを基準とした点対称形状を有する。そのため、距離Ｄ１は距離Ｄ２と等しくなる。すなわち、各境界部Ｅ１，Ｅ２同士のキャップ部１０ｃ側の周方向の距離は、シャフト貫通孔１０ｓの内周の半分に保持される。これにより、すべり軸受け３１の一方の部材３１ｃ、３１ｒが、各部１０ｃ、１０ｒの一方の内面側から、他方の内面側に突出しにくい。すなわち、すべり軸受け３１の外面３１ｓと、各境界部Ｅ１，Ｅ２とが干渉しにくい。すなわち、本実施例の製造方法によれば、上述した各軌跡９０ａ、９０ｂがともにキャップ部１０ｃ側に変位するＶ字形状を有する構成に比して、すべり軸受け３１の外面３１ｓへの損傷を低減することができる。また、先に述べたように、各軌跡９０ａ、９０ｂが傾斜部を有することで、キャップ部１０ｃとロッド部１０ｒの位置ずれを抑制することができる。

【0052】

実施例および各変形例の留意点について以下に述べる。破断工程で形成されるキャップ破断面１１ｃ、ロッド破断面１１ｒの表面形状は、半製品１０оを構成する材質、形状、環境温度等、破断工程における引っ張り荷重、速度等によって異なる。そのため、レーザ加工工程の加工条件は、上述した各変形例の加工条件を互いに組み合わせて適用してもよい。また、各レーザ痕群のシャフト貫通孔１０ｓの軸１０ａ方向の長さおよび軸１０ａに対して傾斜させる角度についても、変更可能である。

【0053】

第２実施例では、各軌跡９０ａ、９０ｂは、中線Ｃ１を基準として軸１０ａ方向に対称な形状を有していたが、変形例では、各軌跡９０ａ、９０ｂは、非対称な形状を有してもよい。

【0054】

また、各軌跡９０ａ、９０ｂの形状は、Ｖ字形状に限定されず、例えばＷ字形状のように、中央部に向かってキャップ部１０ｃ側に変位する複数の傾斜部と、中央部に向かってロッド部１０ｒ側に変位する複数の傾斜部と、を備えてもよい。

【0055】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0056】

２ ：ボルト
２ｈ ：ボルト穴
４ ：合わせ面
８ ：レーザ痕群
１０ ：コネクティングロッド
１０ｃ ：キャップ部
１０ｐ ：ピストン貫通孔
１０ｒ ：ロッド部
１０ｓ ：シャフト貫通孔
１０о ：半製品
１１ａ ：第１破断面
１１ｂ ：第２破断面
１１ｃ ：キャップ破断面
１１ｒ ：ロッド破断面
２０ ：レーザ加工装置
２２ ：レーザ
３１ ：すべり軸受け
３１ｃ ：キャップ側部材
３１ｒ ：ロッド側部材
３１ｓ ：外面
４０ ：クランクシャフト
５０ ：隙間
９０ａ ：第１軌跡
９０ｂ ：第２軌跡
９１ ：第１傾斜部
９２ ：第２傾斜部
９３ ：第３傾斜部
９４ ：第４傾斜部
Ｅ１、Ｅ２ ：境界部
Ｐ１～Ｐ４ ：端

【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15】

【図16】