JP4269810B2

JP4269810B2 - リンク機構のピン連結構造

Info

Publication number: JP4269810B2
Application number: JP2003193304A
Authority: JP
Inventors: 直樹高橋; 俊一青山; 研史牛嶋; 克也茂木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2023-07-08
Also published as: JP2005030437A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レシプロ式内燃機関のピストン−クランク機構のようなリンク機構に用いられるピン連結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レシプロ式内燃機関やレシプロ式コンプレッサ等では、２つのリンク部品を連結ピンにより回転可能に連結するピン連結構造が様々な部位で用いられる。例えば特許文献１には、内燃機関のピストンとコンロッドとをピストンピンにより回転可能に連結するピン連結構造が開示されている。ピストンピンは、ピストンに形成された二股状のピンボスと、これら二股状ピンボス間に配置されたコンロッドのピンボスとを貫通して、ピストンとコンロッドとを回転可能に連結している。
【０００３】
この特許文献１では、ピストンピンがピストンに対してもコンロッドに対しても回転可能となっており、一般的にはフルフローティング構造と呼ばれている。類似の構造として、ピストンピンが一方のコンロッド側ピンボスに対して締まりばめ・圧入等により固定され、他方のピストン側ピンボスに対しては回転可能な状態で嵌合するプレスフィット構造が挙げられる。フルフローティング構造は、プレスフィット構造に比して、摩擦力が低く抑制され、潤滑性能を確保し易い点で有利であり、比較的多く採用される傾向にある。但し、フルフローティング構造では、ピストンピンが回転方向のみならず軸方向にも移動可能であるため、ピストンピンの軸方向への脱落を阻止する何らかの手段を設けなければならない。
【０００４】
上記の特許文献１では、ピストン側ピンボスのピン孔内周の両端付近にスナップリング溝が形成され、これらの溝に、ピストンピンの軸方向端面に対向・当接可能なスナップリングがはめ込まれており、これらのスナップリングによりピストンピンの脱落を防止する構造となっている。
【０００５】
ところで、特許文献２や特許文献３には、ピストンとクランクシャフトのクランクピンとをアッパリンクとロアリンクとにより連携し、かつ、ロアリンクにコントロールリンクを連結した複リンク式ピストン−クランク機構が開示されている。このような複リンク式ピストン−クランク機構では、ピストンとクランクピンとを一本のコンロッドで連携した単リンク式ピストン−クランク機構に比して、リンク部品が多く、ピン連結部位も多くなる。具体的には、ピストンとアッパリンクとがピストンピンを介して連結される他、アッパリンクとロアリンクとがアッパピンを介して連結され、かつ、コントロールリンクとロアリンクとがコントロールピンを介して連結される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１８３８３号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００１−２２７３６７号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開２００２−６１５０１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１のようにスナップリングを用いたピン連結構造では、スナップリング間にピストンピン等の連結ピンを挟み込むため、ピンボスの軸方向全長に比較して、連結ピンの長さを短くせざるを得ず、ピンボスの中で、スナップリングよりも軸方向外側の領域が軸受として機能しない。そのため、連結ピンとピンボスとの接触面積が少なくなって応力条件が厳しくなるか、あるいはピンボスの軸方向寸法が長くなって大型化や機関搭載性の低下を招く、という課題がある。
【００１０】
特に、特許文献２や特許文献３に示される複リンク式ピストン−クランク機構では、部品構成が複雑であるため、軸方向寸法を余分に必要とするスナップリングを利用したピン連結構造では、ピン連結部位の配置スペース、特にエンジン前後方向の配置スペースの確保が非常に困難となる。
【００１１】
また、上記のスナップリングを利用したピン連結構造では、組立の際、ピストンピンをピンボスに挿入した後に、少なくとも片側のスナップリングをピンボスに対して取り付けなければならない。このスナップリングの取り付けは、例えばスナップリングをプライヤで保持しつつ弾性変形させて縮ませ、この縮んだ状態を維持したまま所定のリング溝位置にスナップリングを移動させ、位置を保ちつつスナップリングを縮んだ状態から復帰させるとともにプライヤをリングから離すという作業になる。この作業中に不用意にスナップリングがプライヤから脱落した際にはスナップリングが自身の弾性によって弾かれて飛び、紛失などの作業上の不具合を生じるおそれがある。連結ピンのリング溝にスナップリングをはめ込む構造であったも、同様に組立作業が繁雑となる。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ピンボスと連結ピンとの接触面積の確保と、ピンボスの小型化・軽量化と、を高いレベルで両立し、かつ、組立性・耐久性に優れた新規なリンク機構のピン連結構造を提供することを主たる目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るリンク機構は、二股状に対向して配置された第１ピンボス及び第２ピンボスを有する第１リンク部材と、上記第１ピンボスと第２ピンボスの間に配置される第３ピンボスを有する第２リンク部材と、これら第１〜第３ピンボスにそれぞれ形成された第１〜第３ピン軸受孔を回転可能に貫通して、第１リンク部材と第２リンク部材とを回転可能に連結する連結ピンと、を有する。本発明のピン連結構造は、上記第１ピンボスの第１ピン軸受孔よりも大径である第１大径部材と、上記第２ピンボスの第２ピン軸受孔よりも大径である第２大径部材と、上記第１大径部材を連結ピンの軸方向一端に固定するとともに、上記第２大径部材を連結ピンの軸方向他端に固定するねじ部材と、各大径部材と連結ピンとが軸周りに相対回転することを防止するように、各大径部材と連結ピンとが互いに嵌合する嵌合部と、を有する。
【００１４】
【発明の効果】
連結ピンの軸方向両側に固定される大径部材により連結ピンの軸方向の脱落が防止される。大径部材よりも軸方向外側に余分なピンボスや連結ピンの領域を確保する必要がないので、ピンボスと連結ピンとの接触面積の確保と、ピンボスの小型化・軽量化と、を高いレベルで両立することができる。また、組立の際には、固定ボルト等のねじ部材により大径部材を連結ピンの軸方向両側に固定すれば良く、上述したスナップリングを用いたピン連結構造に比して、その組付作業が容易である。更に、大径部材とは別部材であるねじ部材により大径部材を連結ピンに固定しているため、例えば大径部材を直接的に連結ピンに固定する場合に比して、固定部位の耐久性・信頼性に優れている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係るピン連結構造が適用されるリンク機構の一例として、複リンク式ピストン−クランク機構を利用した内燃機関の可変圧縮比機構を示している。シリンダブロック５に形成されたシリンダ６内に、ピストン１が摺動可能に配設されており、このピストン１に、アッパリンク１１の一端がピストンピン２を介して揺動可能に連結されている。このアッパリンク１１の他端は、アッパピン１２を介してロアリンク１３の一端部に回転可能に連結されている。このロアリンク１３は、その中央部においてクランクシャフト３のクランクピン４に揺動可能に取り付けられている。なお、ピストン１は、その上方に画成される燃焼室から燃焼圧力を受ける。また、クランクシャフト３は、クランク軸受ブラケット７によってシリンダブロック５に回転可能に支持されている。
【００１７】
上記ロアリンク１３の他端部には、コントロールリンク１５の一端がコントロールピン１４を介して回転可能に連結されている。このコントロールリンク１５の他端は、内燃機関本体の一部に揺動可能に支持されており、かつ、圧縮比の変更のために、その揺動支点１６が、支持位置可変手段により内燃機関本体に対して変位可能となっている。具体的には、支持位置可変手段として、クランクシャフト３と平行に延びた制御軸１８と、この制御軸１８に偏心して設けられた円形の偏心カム１９と、を有しており、この偏心カム１９の外周面に上記コントロールリンク１５の他端が回転可能に嵌合している。上記制御軸１８は、上記のクランク軸受ブラケット７と制御軸受ブラケット８との間に回転可能に支持されている。
【００１８】
従って、圧縮比の変更のために、図外のアクチュエータにより制御軸１８を回転駆動すると、コントロールリンク１５の揺動支点１６となる偏心カム１９の中心位置が機関本体に対して移動する。これにより、コントロールリンク１５によるロアリンク１３の運動拘束条件が変化して、クランク角に対するピストン１の行程位置が変化し、ひいては機関圧縮比が変更されることになる。
【００１９】
図２〜５は本発明を上記のアッパピン１２によるロアリンク１３とアッパリンク１１とのピン連結構造に適用した第１実施例を示しており、図２はＡ−Ａ線に沿う断面対応図、図３は分解断面図である。また図４は大径部材を単体で示す正面図（ａ），断面図（ｂ）及び背面図（ｃ）であり、図５は連結ピンとしてのアッパピンを単体で示す正面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。この例では、ロアリンク１３が第１リンク部材に相当し、アッパリンク１１が第２リンク部材に相当し、アッパピン１２が連結ピンに相当する。ここで、第１リンク部材に相当するロアリンク１３は、クランクシャフト３のカウンタウエイト１７等との干渉を避けるために、そのクランク軸方向寸法が比較的小さく制限されている。
【００２０】
ロアリンク１３の一端部には、中央部にアッパリンク嵌合溝２１が生じるように、第１ピンボス２２と第２ピンボス２３とが二股状・クレビス状・略Ｕ字状に対向して形成されている。これらの第１，第２ピンボス２２，２３は、それぞれ略一定の肉厚を有し、かつ互いに平行に延びている。そして、円筒面をなす第１，第２ピン軸受孔２４，２５が、第１，第２ピンボス２２，２３にそれぞれ貫通形成されている。この２つのピン軸受孔２４，２５は、同軸上に位置し、特に本実施例では、互いに同じ径に形成されている。なお、ロアリンク１３の厚さ（クランク軸方向寸法）の範囲内で両ピンボス２２，２３の両端間の全長を最大限に確保するように、各ピンボス２２，２３は、それぞれロアリンク１３の外側面に沿って形成されている。
【００２１】
一方、アッパリンク１１の端部は、上記アッパリンク嵌合溝２１内にごく僅かな隙間をもって嵌合可能な軸方向寸法を有する第３ピンボス２６として構成されており、この第３ピンボス２６に、円筒面をなす第３ピン軸受孔２７が貫通形成されている。この第３ピン軸受孔２７の径は、ロアリンク１３側の第１，第２ピン軸受孔２４，２５の径と等しい。
【００２２】
上記ロアリンク１３と上記アッパリンク１１とを連結するアッパピンである連結ピン１２は、図５にも示すように、外周面が径変化のない単純な円筒面をなす円筒状に形成されている。この連結ピン１２の径は、第１，第２ピン軸受孔２４，２５および第３ピン軸受孔２７の径に実質的に等しく、連結ピン１２は、これらのピン軸受孔２４，２５，２７に対して回転可能に貫通・嵌合する。
【００２３】
連結ピン１２の軸方向一端には、第１大径部材としての第１大径部材３１Ａが第１固定ボルト３６Ａにより共締め固定され、連結ピン１２の軸方向他端には、第２大径部材としての第２大径部材３１Ｂが第２固定ボルト３６Ｂにより共締め固定されている。連結ピン１２にはピン貫通孔３７が軸心に沿って形成され、この貫通孔３７の両端部に、各固定ボルト３６（３６Ａ，３６Ｂ）の先端に形成された雄ねじが螺合する雌ねじ３８が形成されている。各大径部材３１（３１Ａ，３１Ｂ）には、各固定ボルト３６が貫通するフランジ貫通孔３９が軸心に沿って形成されている。
【００２４】
組立の際には、連結ピン１２を各ピン軸受孔２４，２５，２７に挿入した上で、固定ボルト３６を大径部材３１のフランジ貫通孔３９を通して連結ピン１２の雌ねじ３８にねじ込めば良い。あるいは、予め大径部材３１Ａ，３１Ｂの一方を連結ピン１２に固定しておき、ロアリンク１３とアッパリンク１１とを組み合わせた後、最後に大径部材３１Ａ，３１Ｂの他方を連結ピン１２に固定するような組立手順も可能である。このように、大径部材３１を連結ピン１２の両端に配置した上で固定ボルト３６を締め込むことにより組立が可能であり、上述したスナップリングを用いたピン連結構造に比して、その組立作業が極めて容易である。
【００２５】
各大径部材３１は、ピン軸受孔２４，２５，２７の径よりも大きな外径を有する円環状のワッシャ部すなわちフランジ３２と、このフランジ３２の軸心部から軸方向に突出して形成された嵌合突起３３と、を有している。連結ピン１２の両端には、嵌合突起３３が嵌合する嵌合穴３４が凹設されている。これら嵌合突起３３と嵌合穴３４とは、互いに嵌合することにより大径部材３１と連結ピン１２とが軸周りに回転することを防止・拘束する周り止め用の嵌合部として機能している。具体的には、互いに嵌合する嵌合突起３３の外周と嵌合穴３４との内周とは、非円形状・多角形状・矩形状となっており、この実施例では正六角形状に設定されている。つまり、嵌合突起３３は大径部材３１の軸心に沿う正六角柱状をなしている。
【００２６】
各大径部材３１がロアリンク１３の外側面から突出しないように、ロアリンク１３の外側面に、フランジ３２の径に対応した円形の凹部３５が設けられ、この凹部３５に大径部材３１が嵌合する。
【００２７】
連結ピン１２に固定された大径部材３１がロアリンク１３に対して円滑に回転できるように、一対の大径部材３１のフランジ３２の間の軸方向の間隔つまり連結ピン１２の軸方向長さは、一対の凹部３５の底面同士の間隔よりも僅かに大きく与えられている。換言すれば、取付状態において、凹部３５底面とフランジ３２との間に軸方向に僅かな隙間が生じるように構成されている。この隙間の大きさは、連結ピン１２の軸方向長さと一対の凹部３５の底面間の間隔との２つの部材の寸法のみに依存するので、精度管理が容易である。
【００２８】
各固定ボルト３６は、上面（頂面）が平坦で座面が円錐形をなす皿頭４０を備えた皿頭ボルトである。これに対応して、皿頭４０の座面が着座する大径部材３１のフランジ貫通孔３９の開口周縁には、逆円錐状の傾斜面をなす皿もみ５０が凹設されている。このような皿頭４０及び皿もみ５０によって、大径部材３１を強い軸圧縮力により強固に連結ピン１２へ固定できることに加え、ボルト３６のねじ込み加減を調整することによりボルト３６の端面を大径部材３１やピンボス２２，２３の側面に対して比較的容易に同一平面上に合わせる（面一とする）ことができる。なお、皿頭４０の頂面には例えば図示しないマイナス形状の溝が形成されており、この溝にスクリュードライバーを差し込んでねじ込み作業を行う。
【００２９】
このようなピン連結構造によれば、ロアリンク１３側の第１，第２ピン軸受孔２４，２５およびアッパリンク１１側の第３ピン軸受孔２７の双方に対し連結ピン１２が回転可能なフルフローティング形式となる。そして、図２から明らかなように、連結ピン１２が軸方向に移動しようとしても、フランジ３２が凹部３５底面に当接し、その移動が規制される。従って、連結ピン１２は、ロアリンク１３およびアッパリンク１１の双方に対し、微少量だけ軸方向に移動可能であるものの、軸方向に脱落することはない。なお、このようにフルフローティング形式として、ロアリンク１３とアッパリンク１１との双方に対し、周方向ならびに軸方向のいずれについても可動であることにより、局部的な摩耗や焼き付きが抑制される。
【００３０】
このようなフルフローティング形式でありながら、従来例のようなスナップリングを用いた構造とは異なり、大径部材３１の軸方向外側に余分なピンボスや連結ピンの領域を設ける必要がなく、ロアリンク１３の厚さ（クランク軸方向寸法）とほぼ等しい長さの連結ピン１２を用いることができ、ロアリンク１３の第１，第２ピン軸受孔２４，２５の全体を連結ピン１２との接触面（摺動面）として有効利用することができる。従って、ロアリンク１３の限られた厚さの中で、各部の面圧を低く抑制することが容易となる。また逆に、ロアリンク１３側の第１，第２ピンボス２２，２３に無駄な領域がなく、ロアリンク１３の重量や軸方向寸法を最小限とすることができる。
【００３１】
内燃機関の運転時には、連結ピン１２とアッパリンク１１及びロアリンク１３とは相対的に回転するため、フランジ３２と凹部３５底面との摺接部分に生じる摩擦力により、大径部材３１を連結ピン１２に対して回転させようとするトルクが作用することがある。従って、仮に大径部材に雄ねじを形成し、この大径部材を直接的に連結ピンにねじ込む構造とした場合、上記トルクの入力方向によってはねじが緩むおそれがある。これに対して本実施例では、互いに機械的に嵌合する嵌合突起３３と嵌合穴３４とにより大径部材３１が連結ピン１２に対して相対回転することが確実に防止・拘束されており、かつ、大径部材３１とは別部材である固定ボルト３６により大径部材３１を連結ピン１２に共締め固定する構造となっているため、仮にフランジ３２に回転方向のトルクが作用しても、ねじを緩めるおそれがなく、信頼性・耐久性に優れている。
【００３２】
以下に説明する第２〜４実施例では、既述した実施例と実質的に同じ部位には同じ参照符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００３３】
図６及び図７は本発明の第２実施例に係るピン連結構造を示し、図６は図１のＡ−Ａ線に沿う断面対応図、図７は分解断面図である。基本構成は第１実施例とほぼ同様であるが、ここでは特に、連結ピン１２の貫通孔３７の両端に雌ねじ（３８）が形成されておらず、かつ、第１実施例の固定ボルト３６に代えて、雄ねじ部材４１及び雌ねじ部材４２が用いられている点で、上記の第１実施例と異なっている。
【００３４】
雄ねじ部材４１は、頂面が平坦で座面が円錐面をなす上記の皿頭４０を有し、かつ、先端外周に雄ねじ４３が形成されている。雌ねじ部材４２は、頂面が平坦で座面が円錐面をなす上記の皿頭４０を有し、かつ、先端のねじ孔内周に雌ねじ４４が形成されている。組立の際には、雄ねじ部材４１を第１大径部材３１Ａのフランジ貫通孔３９を通して連結ピン１２のピン貫通孔３７内に挿入するとともに、雌ねじ部材４２を第２大径部材３１Ｂのフランジ貫通孔３９を通してピン貫通孔３７内に挿入し、このピン貫通孔３７の内部で雄ねじ部材４１の雄ねじ４３を雌ねじ部材４２の雌ねじ４４に螺合することにより、双方の大径部材３１Ａ，３１Ｂが連結ピン１２の両端に共締め固定される。
【００３５】
この第２実施例によれば、上記第１実施例とほぼ同様の効果が得られることに加え、連結ピン１２にねじが形成されておらず、連結ピン１２とは別部材である雄ねじ部材４１と雌ねじ部材４２とによるねじ結合となっているため、連結ピン１２に燃焼荷重等の撃力が作用した場合でも、意図しないねじの緩みを発生する可能性が更に低くなり、信頼性・耐久性が更に向上する。
【００３６】
図８及び図９は本発明の第３実施例のピン連結構造を示し、図８は組立断面図、図９は分解断面図である。基本構成は第２実施例の場合とほぼ同様であるが、第２大径部材３１Ｃ、特にその嵌合突起３３Ｃの軸方向長さが、第１大径部材３１Ａに比して長く設定され、この第２大径部材３１Ｃのフランジ貫通孔３９の内周に雌ねじ４５が形成されている点と、雄ねじ部材４１Ｃが第２実施例の雄ねじ部材（４１）よりも軸方向寸法が長く、具体的には連結ピン１２よりもわずかに短い長さに設定されている点と、第２実施例の雌ねじ部材（４２）が省略されている点とで、上記の第２実施例と異なっている。
【００３７】
組立の際には、雄ねじ部材４１Ｃを第１大径部材３１Ａのフランジ貫通孔３９を通して連結ピン１２のピン貫通孔３７内に挿入して、第２大径部材３１Ｃの雌ねじ４５に螺合することにより、双方の大径部材３１Ａ，３１Ｃが連結ピン１２の両端に固定される。
【００３８】
この第３実施例によれば、第２実施例と同様の効果が得られることに加え、雌ねじ部材（４２）が省略される分、部品点数が低減し、コスト的に有利である。
【００３９】
本発明の第４実施例に係るピン連結構造の組立断面図を図１０、分解断面図を図１１に示す。基本構成は第３実施例とほぼ同様であるが、第１大径部材３１Ｄが第３実施例の第２大径部材３１Ｃと同じ形状、つまり同じ部品とされている点と、第１大径部材３１Ｄを貫通し得るように、雄ねじ部材４１Ｄの軸部４６が細径化され、軸部４６の径が雌ねじ４５の最小内径よりも小さく設定されている点と、で第３実施例と異なっている。
【００４０】
組立の際には、先ず雄ねじ部材４１Ｄを第１大径部材３１Ｄの雌ねじ４５に螺合し、そのまま雄ねじ部材４１Ｄを回転させつづけることにより、雄ねじ部材４１Ｄの先端の雄ねじ４３が第１大径部材３１Ｄを通り抜け、この先端をピン貫通孔３７を通して他方の第２大径部材３１Ｃの雌ねじ４５に螺合することにより、双方の大径部材３１Ｄ，３１Ｃが連結ピン１２の両端に固定される。
【００４１】
この第４実施例によれば、第１大径部材３１Ｄと第２大径部材３１Ｃとが共通部品となるために、部品単価を低減することが可能になる。但し、雄ねじ部材４１Ｄの先端部が第１大径部材３１Ｄを通り抜けた状態とするために雄ねじ部材４１Ｄを余分に回転させなければならないものの、生産ラインにおいては一般的に動力工具を用いて雄ねじ部材を回転させるために、組立作業に対する影響は微小である。
【００４２】
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施例とは逆に、アッパリンクのピンボスを、ロアリンクのピンボスを挟み込む二股状としても良い。また、図１のピストンピンやコントロールピンのピン連結構造に本発明を適用しても良い。更にまた、単リンク式のピストン−クランク機構におけるピストンとコンロッドとのピストンピン連結構造に本発明を適用しても良い。
【００４３】
上記実施例から把握し得る本発明の技術思想について、その作用効果とともに列記する。
【００４４】
（１）二股状に対向して配置された第１ピンボス及び第２ピンボスを有する第１リンク部材と、上記第１ピンボスと第２ピンボスの間に配置される第３ピンボスを有する第２リンク部材と、これら第１〜第３ピンボスにそれぞれ形成された第１〜第３ピン軸受孔を回転可能に貫通して、第１リンク部材と第２リンク部材とを回転可能に連結する連結ピンと、を有するリンク機構のピン連結構造であって、上記第１ピンボスの第１ピン軸受孔よりも大径である第１大径部材と、上記第２ピンボスの第２ピン軸受孔よりも大径である第２大径部材と、上記第１大径部材を連結ピンの軸方向一端に固定するとともに、上記第２大径部材を連結ピンの軸方向他端に固定する固定部材と、を有し、かつ、各大径部材と連結ピンとに、軸周りの相対回転を防止するように、互いに嵌合する嵌合部を設ける。
【００４５】
第１リンク部材及び第２リンク部材と連結ピンとが互いに回転可能で、潤滑性・耐久性に優れたフルフローティング構造であるため、大径部材とピンボスとの摺接部分に摩擦力が作用することがあるが、嵌合部により大径部材と連結ピンとが回転方向に回り止め・拘束されているために、上記の摩擦力に起因する回転力が固定ボルト等の固定部材による固定部位に直接的に伝達することはない。したがって仮に上記の接触摩擦力が固定ボルトのねじの緩み回転方向に連続的に作用する、想定上の最悪の条件下においても、ねじの緩みによるボルトの脱落、大径部材の脱落、連結ピンの軸方向の位置決め不良や脱落を確実に防止・回避することができる。
【００４６】
組立の際には、例えば、第１，リンク部材のピンボスに連結ピンを挿入し、連結ピンの両端に大径部材をボルト等の固定部材により固定するだけで組立作業が完了する。従って、従来のスナップリングを用いたピン連結構造のように、弾性体であるスナップリングを保持しつつ縮める等の作業が不要となり、その組立作業が極めて容易である。
【００４７】
スナップリングを用いた連結構造とは異なり、大径部材の軸方向外側に余分なピンボスや連結ピンの領域が不要であり、ピンボスと連結ピンとの接触面積の確保と、ピンボスの小型化・軽量化とを高いレベルで両立することができる。
【００４８】
（２）上記嵌合部が、各大径部材に設けられ、その軸心に沿って軸方向に突出する嵌合突起と、上記連結ピンの軸方向端面に凹設され、上記嵌合突起が嵌合する嵌合穴と、を有する。この場合、嵌合突起を嵌合穴にはめ込むことにより、大径部材の連結ピンに対する回転を防止・拘束することができ、簡素な構造でありながら、大径部材と連結ピンの周り止めを確実に行うことができる。
【００４９】
（３）上記嵌合突起の外周と嵌合穴の内周とが非円形である。
【００５０】
（４）上記嵌合突起の外周と嵌合穴の内周とが多角形である。多角形の辺と角において大径部材の周り止め効果を得ることができる。また、円筒状の連結ピンの端面に嵌合穴を形成する際に、嵌合穴が正多角形であれば嵌合穴の径方向寸法を比較的小さく抑えることができ、限られた空間内で充分な周り止め効果を得ることが可能になる。
【００５１】
（５）上記固定部材が、第１大径部材を貫通して連結ピンの軸方向一端に螺合する第１固定ボルトと、第２大径部材を貫通して連結ピンの軸方向他端に螺合する第２固定ボルトと、を有する。固定ボルトは一般的・汎用的な機械要素部品としての安価なスクリュープラグなどをそのまま流用することが可能であり、特殊形状のねじを製作する場合に比べて製造コストが低減できる。
【００５２】
（６）上記固定部材が、第１大径部材を貫通して、連結ピンの軸心に沿って貫通形成されたピン貫通孔内へ延び、その先端外周に雄ねじが形成された雄ねじ部材と、第２大径部材を貫通して上記ピン貫通孔内へ延び、その先端内周に上記雄ねじ部材の雄ねじが螺合する雌ねじが形成された雌ねじ部材と、を有する。
【００５３】
この場合、連結ピン側に雌ねじを形成することなく大径部材と連結ピンとのねじ結合を成立させることができる。ねじ締結部が連結ピンから実質的な離れた・遮断された部位（連結ピンの貫通孔内）に位置することになるために、連結ピンの外周面に燃焼荷重等の撃力が作用した際にも、雌ねじと雄ねじの噛み合いを悪化させるおそれが無く、ねじが緩み難くなっており、信頼性・耐久性をさらに高めることができる。
【００５４】
（７）上記固定部材が、第１大径部材と連結ピンとを貫通して第２大径部材に螺合する雄ねじ部材を有する。ねじ部材を連結ピンの両端からねじ込む必要が無く、一本の雄ねじ部材により２つの大径部材を連結ピンの両端に固定できるため、部品点数の削減及び低コスト化を図ることができる。
【００５５】
（８）上記第１大径部材と第２大径部材とが同一形状である。このように部品を共通化することにより、部品単価を低減し、低コスト化を図ることができる。
【００５６】
（９）上記リンク機構が、クランクシャフトのクランクピンに回転可能に取り付けられるロアリンクと、このロアリンクとピストンとを連携するアッパリンクと、上記ロアリンクとアッパリンクとを回転可能に連結するアッパピンと、を有する内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構であり、上記アッパピンが上記連結ピンである。このような複リンク式ピストン−クランク機構では、ピン軸受構造に対する配置スペース、特にピン軸方向の寸法の制約が厳しいため、本発明のピン連結構造が極めて有効である。
【００５７】
（１０）上記リンク機構が、クランクシャフトのクランクピンに回転可能に取り付けられるロアリンクと、このロアリンクとピストンとを連携するアッパリンクと、上記ロアリンクとアッパリンクとを回転可能に連結するアッパピンと、ロアリンクと機関本体とを連携するコントロールリンクと、上記ロアリンクとコントロールリンクとを回転可能に連結するコントロールピンと、上記コントロールリンクの機関本体側の支持位置を変化させることにより機関圧縮比を変更する支持位置可変手段と、を有する内燃機関の可変圧縮比機構であり、上記アッパピンとコントロールピンの少なくとも一方が上記連結ピンである。このような可変圧縮比機構では、ピン軸受構造に対する配置スペース、特にピン軸方向の寸法の制約が厳しいため、本発明のピン連結構造が極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るピン連結構造が用いられた複リンク式ピストン−クランク機構としての可変圧縮比機構を示す内燃機関の要部断面図。
【図２】第１実施例のピン連結構造を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】第１実施例のピン連結構造を示す分解断面図。
【図４】大径部材を単体で示す正面図（ａ），断面図（ｂ）及び背面図（ｃ）。
【図５】連結ピンを単体で示す正面図（ａ）及び断面図（ｂ）。
【図６】第２実施例のピン連結構造を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図７】第２実施例のピン連結構造を示す分解断面図。
【図８】第３実施例のピン連結構造を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図９】第３実施例のピン連結構造を示す分解断面図。
【図１０】第４実施例のピン連結構造を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図１１】第４実施例のピン連結構造を示す分解断面図。
【符号の説明】
１１…アッパリンク（第２リンク部材）
１２…アッパピン（連結ピン）
１３…ロアリンク（第１リンク部材）
２２…第１ピンボス
２３…第２ピンボス
２４…第１軸受孔
２５…第２軸受孔
２６…第３ピンボス
２７…第３軸受孔
３１Ａ…第１大径部材
３１Ｂ…第２大径部材
３３…嵌合突起（嵌合部）
３４…嵌合穴（嵌合部）
３６Ａ…第１固定ボルト
３６Ｂ…第２固定ボルト

Claims

二股状に対向して配置された第１ピンボス及び第２ピンボスを有する第１リンク部材と、
上記第１ピンボスと第２ピンボスの間に配置される第３ピンボスを有する第２リンク部材と、
これら第１〜第３ピンボスにそれぞれ形成された第１〜第３ピン軸受孔を回転可能に貫通して、第１リンク部材と第２リンク部材とを回転可能に連結する連結ピンと、を有するリンク機構のピン連結構造であって、
上記第１ピンボスの第１ピン軸受孔よりも大径である第１大径部材と、
上記第２ピンボスの第２ピン軸受孔よりも大径である第２大径部材と、
上記大径部材とは異なる部材であって、上記第１大径部材を連結ピンの軸方向一端に固定するとともに、上記第２大径部材を連結ピンの軸方向他端に固定するねじ部材と、を有し、
かつ、各大径部材と連結ピンとに、軸周りの相対回転を防止するように、互いに嵌合する嵌合部を設けたリンク機構のピン連結構造。
上記嵌合部が、各大径部材に設けられ、その軸心に沿って軸方向に突出する嵌合突起と、上記連結ピンの軸方向端面に凹設され、上記嵌合突起が嵌合する嵌合穴と、を有する請求項１に記載のリンク機構のピン連結構造。
上記嵌合突起の外周と嵌合穴の内周とが非円形である請求項２に記載のリンク機構のピン連結構造。
上記嵌合突起の外周と嵌合穴の内周とが多角形である請求項２に記載のリンク機構のピン連結構造。
上記ねじ部材が、第１大径部材を貫通して連結ピンの軸方向一端に螺合する第１固定ボルトと、第２大径部材を貫通して連結ピンの軸方向他端に螺合する第２固定ボルトと、を有する請求項１〜４のいずれかに記載のリンク機構のピン連結構造。
上記ねじ部材が、第１大径部材を貫通して、連結ピンの軸心に沿って貫通形成されたピン貫通孔内へ延び、その先端外周に雄ねじが形成された雄ねじ部材と、第２大径部材を貫通して、上記ピン貫通孔内へ延び、その先端内周に上記雄ねじ部材の雄ねじが螺合する雌ねじが形成された雌ねじ部材と、を有する請求項１〜４のいずれかに記載のリンク機構のピン連結構造。
上記ねじ部材が、第１大径部材と連結ピンとを貫通して第２大径部材に螺合する雄ねじ部材を有する請求項１〜４のいずれかに記載のリンク機構のピン連結構造。
上記第１大径部材と第２大径部材とが同一形状である請求項７に記載のリンク機構のピン連結構造。
上記リンク機構が、クランクシャフトのクランクピンに回転可能に取り付けられるロアリンクと、このロアリンクとピストンとを連携するアッパリンクと、上記ロアリンクとアッパリンクとを回転可能に連結するアッパピンと、を有する内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構であり、
上記アッパピンが上記連結ピンである請求項１〜８のいずれかに記載のリンク機構のピン連結構造。
上記リンク機構が、クランクシャフトのクランクピンに回転可能に取り付けられるロアリンクと、このロアリンクとピストンとを連携するアッパリンクと、上記ロアリンクとアッパリンクとを回転可能に連結するアッパピンと、ロアリンクと機関本体とを連携するコントロールリンクと、上記ロアリンクとコントロールリンクとを回転可能に連結するコントロールピンと、上記コントロールリンクの機関本体側の支持位置を変化させることにより機関圧縮比を変更する支持位置可変手段と、を有する内燃機関の可変圧縮比機構であり、
上記アッパピンとコントロールピンの少なくとも一方が上記連結ピンである請求項１〜８のいずれかに記載のリンク機構のピン連結構造。
上記連結ピンの軸方向寸法が、上記第１リンク部材の第１，第２ピンボスの部分における軸方向寸法とほぼ等しい請求項１〜１０のいずれかに記載のリンク機構のピン連結構造。