JP6241367B2 - 複リンク式ピストンクランク機構におけるリンク連結構造およびリンク連結方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の複リンク式ピストンクランク機構に関し、特に複リンク式ピストンクランク機構におけるリンク部材の連結構造および連結方法に関する。

この種の内燃機関の複リンク式ピストンクランク機構として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載されたものでは、ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、このアッパリンクとクランクシャフトのクランクピンとを連結するロアリンクと、一端が機関本体に揺動可能に支持され、且つ他端が上記ロアリンクに連結されるコントロールリンクとを備えていて、上記アッパリンクとロアリンクとはアッパピンを介して互いに回転可能に連結され、上記コントロールリンクとロアリンクとはコントロールピンを介して互いに回転可能に連結されている。

そして、上記ロアリンクに対するアッパリンクまたはコントロールリンクの連結部に着目した場合、特許文献１には具体的明示はされていないものの、例えば特許文献２に記載されているように、ロアリンクの該当部位に二股状の軸受支持部を形成するとともに、この軸受支持部の二股状空間に相手側となるアッパリンクまたはコントロールリンクの端部を挿入した上で、当該軸受支持部にピンを圧入することで両者を互いに回転可能に連結している。この場合において、ロアリンク側の軸受支持部に対してピンを圧入構造とすることでピンそのものは回転不能とし、このピンに対してアッパリンクまたはコントロールリンクが回転可能な軸受支持構造としている。

特許第５３３２７４６号公報 特開２０１０−１８５３２９号公報

特許文献１，２に代表されるような複リンク式ピストンクランク機構のリンク連結構造においては、その構造上ロアリンクに大きな負荷が繰り返し加わるため、ロアリンクのうちでもアッパリンクまたはコントロールリンクとの連結部、上記の例では二股状空間を含む二股状の軸受支持部の疲労強度を高めて、その耐久性の向上を図ることが望まれている。その対策として、上記二股状空間を含む二股状の軸受支持部にフィレットロール加工やバニッシュ加工、あるいはショットピーニング処理を施すことが考えられるが、疲労強度の向上が要求される部位が狭隘な部位故に、工法的に適用できなかったり、あるいは工法的には適用できたとしても工数増加やコストアップを招くこととなり、なおも改善の余地を残している。

また、上記のような疲労強度向上のための機械的な加工や処理に代えて焼き入れ処理を採用することも可能であるが、その場合には焼き入れ深さを大きくしようとすると処理時間が長くなるほか、焼き入れ深さの増大に伴って熱処理歪みも大きくなるので、加工精度の悪化や後加工での切削代を大きくする必要があり、上記と同様に工数増加やコストアップを招くこととなって好ましくない。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、工数増加やコストアップを招くことなしにロアリンクの軸受支持部の疲労強度を高めて、その耐久性の向上を図ることができるリンク連結構造およびリンク連結方法を提供するものである。

本発明は、ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端にピンを介して連結され、且つクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、一端が機関本体に揺動可能に支持され、且つ他端が上記ロアリンクにピンを介して連結されたコントロールリンクとを備え、リンク部材であるアッパリンクまたはコントロールリンクと上記ロアリンクとの連結部の構造として、上記ロアリンクの一部に対向配置された一対の軸受フランジ部をもって二股状の軸受支持部を設けてあるとともに、上記軸受支持部の軸受フランジ部同士の間の受容溝に相手側となるリンク部材を挿入し、上記一対の軸受フランジ部とリンク部材とに跨ってピンを圧入することによりロアリンクに対してリンク部材を回動可能に連結してある内燃機関における複リンク式ピストンクランク機構のリンク連結構造を前提としている。

その上で、上記一対の軸受フランジ部にピンが圧入される前は、上記受容溝の開放端側の溝幅を底部側の溝幅よりも予め大きく形成してある一方、上記一対の軸受フランジ部にピンが圧入された状態では、上記受容溝の開放端側の溝幅と底部側の溝幅とがほぼ同じになるように設定してあることを特徴とする。

この場合において、例えば上記一対の軸受フランジ部にピンを圧入するに際して、上記受容溝の開放端側の溝幅と底部側の溝幅とがほぼ同じになるように双方の軸受フランジ部を弾性変形させた状態でピン穴にピンを圧入し、上記一対の軸受フランジ部にピンが圧入された状態では、上記受容溝の開放端側の溝幅と底部側の溝幅とがほぼ同じになる当該ピンの圧入状態を双方の軸受フランジ部の弾性復元力によって自己保持させるものとする。

本発明によれば、ロアリンクの軸受支持部である一対の軸受フランジ部に圧縮残留応力を付与することができるので、その一対の軸受フランジ部が有する疲労強度を高めて耐久性向上を図ることができる。また、ロアリンクに焼き入れ処理を施す場合にも、同じ疲労強度を持たせるための焼き入れ深さを小さくすることができ、熱処理時間の短縮とともに後加工での切削代も小さくして、加工工数の低減とともにコストダウンに寄与することができる。

また、一対の軸受フランジ部は圧入されたピンをその弾性復元力により保持しているので、相対的にピンの圧入代を小さくすることができ、ピンの圧入によるロアリンクの歪みを抑制できる利点がある。

本発明に係るリンク連結構造の第１の実施の形態を示す図で、複リンク式ピストンクランク機構を可変圧縮比機構として構成した内燃機関の断面説明図。 図１に示したロアリンクの縦断面説明図。 図２のリンク連結部の詳細を示す図で、（Ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）におけるロアリンクアッパ単独での断面図。 図３の（Ｂ）に示したロアリンクアッパの作製過程を示す工程説明図。 本発明に係るリンク連結構造の第２の実施の形態を示す図で、ロアリンクアッパの作製過程の別の例を示す工程説明図。 本発明に係るリンク連結構造の第３の実施の形態を示す図で、ロアリンクアッパの作製過程および連結過程の別の例を示す工程説明図。 本発明に係るリンク連結構造の第４の実施の形態を示す図で、ロアリンクアッパの作製過程のさらに別の例を示す工程説明図。

図１〜４は本発明を実施するためのより具体的な第１の形態を示し、特に図１は複リンク式ピストンクランク機構を可変圧縮比機構として構成した内燃機関の断面説明図を示している。

図１では、クランクシャフト１のほか、ロアリンク２と、アッパリンク３と、コントロールリンク４と、を主体とした複リンク式ピストンクランク機構を備えている。

図１のクランクシャフト１は、複数のジャーナル部５とクランクピン６とを備えており、シリンダブロック７の主軸受にジャーナル部５が回転可能に支持されている。クランクピン６は周知のようにジャーナル部５から所定量偏心しており、このクランクピン５に対してロアリンク２が回転可能に連結されている。なお、図１の符号８はカウンタウエイトで、このカウンタウエイト８はジャーナル部５とクランクピン６とを接続するクランクウェブからクランクピン６とは反対側に延びている。

ロアリンク２は、後述するように上下方向で二部材に分割されたいわゆる半割構造のものとして形成されていて、そのほぼ中央部のクランクピン軸受部９が上記クランクシャフト１のクランクピン６に嵌合している。

アッパリンク３は、下端側がアッパピン１０によりロアリンク２の一端に回動可能に連結され、上端側がピストンピン１１によりピストン１２に回動可能に連結されている。ピストン１２は燃焼室での燃焼圧力を受けてシリンダブロック７のシリンダ１３内を上下方向に往復動する。

ロアリンク２の運動を拘束するコントロールリンク４は、上端側がコントロールピン１４によりロアリンク２の他端に回動可能に連結され、下端側が制御軸１５を介して機関本体の一部となるシリンダブロック７の下部に回動可能に連結されている。詳しくは、制御軸１５は機関本体に回転可能に支持されているとともに、その回転中心から偏心している偏心カム部１６を有し、この偏心カム部１６にコントロールリンク４の下端部が回転可能に嵌合している。

制御軸１５は、図示しないエンジンコントロールユニットからの制御信号に基づいて作動する同じく図示しない圧縮比制御アクチュエータによって回動位置が制御される。

このような複リンク式ピストンクランク機構を用いた可変圧縮比機構においては、制御軸１５が圧縮比制御アクチュエータによって回動されると、偏心カム部１６の中心位置、特に機関本体に対する相対位置が変化する。これにより、コントロールリンク４の下端の揺動支持位置が変化する。そして、コントロールリンク４の揺動支持位置が変化すると、ロアリンク２およびアッパリンク３を介してピストン１２の行程が変化し、ピストン上死点（ＴＤＣ）におけるピストン１２の位置が高くなったり低くなったりする。これにより機関圧縮比を変えることが可能となる。

図２にロアリンク２の縦断面説明図を示す。図２に示すように、ロアリンク２は、クランクピン６が嵌合するほぼ中央部のクランクピン軸受部９と、アッパピン１０を保持するために一端部の軸受支持部２４に形成されたアッパピン用ピン穴１７と、コントロールピン１４を保持するために他端部の軸受支持部２５に形成されたコントロールピン用ピン穴１８と、を備えている。そして、クランクピン６への組立性を確保するために、ロアリンク２はクランクピン軸受部９の中心を通る分割面１９に沿って、アッパピン用ピン穴１７を含むロアリンクアッパ２０と、コントロールピン用ピン穴１８を含むロアリンクロア２１と、に二分割されたいわゆる半割構造のものとなっている。

その上で、ロアリンクアッパ２０とロアリンクロア２１とは、クランクピン軸受部９の両側にそれぞれ配置された２本のボルト２２，２３がロアリンクアッパ２０またはロアリンクロア２１側にそれぞれ設けられためねじ部と螺合することによって一体的に締結結合されている。つまり、ロアリンク２はロアリンクアッパ２０とロアリンクロア２１との二分割構造とされながら、それらのロアリンクアッパ２０とロアリンクロア２１は２本のボルト２２，２３によって締結結合されている。

なお、ロアリンク２の構成要素であるロアリンクアッパ２０とロアリンクロア２１は、平坦面をもって形成された分割面１９にて突き合わされて密着している。

図１に示したシリンダ１３が上下方向を指向するように配置されているものとすると、クランクケース内でロアリンクアッパ２０が上側に、ロアリンクロア２１が下側にそれぞれ位置している。そして、２本のボルト２２，２３のうち一方のボルト２２はロアリンクアッパ２０の上面側から下方へ向けて挿入されているとともに、他方のボルト２３はロアリンクロア２１の下面側から上方へ向けて挿入されている。

図３の（Ａ）はロアリンク２とアッパリンク３との連結部、すなわちロアリンクアッパ２０とアッパリンク３との連結部の詳細を示し、図２のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図を示している。なお、図２では、アッパリンク３は図示省略している。

図２，３に示すように、ロアリンクアッパ２０のうち図２のアッパピン用ピン穴１７の周囲の軸受支持部２４は、互いに対向するように形成された一対の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂをもって二股状に形成されていて、それらの一対の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士の対向間隙である受容溝２６内にアッパリンク３のボス部３ａを受容するようになっている。そして、一対の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂにはそれぞれにピン穴１７ａ，１７ｂが形成されているとともに、アッパリンク３のボス部にはアッパピン用ピン穴２７が形成されている。

さらに、それらのピン穴１７ａ，１７ｂ，２７に対し当該ピン穴１７ａ，１７ｂ，２７が共有するアッパピン１０を挿入することで、アッパピン１０を回転中心としてロアリンクアッパ２０に対しアッパリンク３を相対回転可能に連結してある。なお、図２では、図３の（Ａ）に示した一対の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂからなる軸受支持部２４のアッパピン用ピン穴１７ａ，１７ｂを集約するかたちで当該ピン穴を符号１７で示している。

ここで、アッパピン１０と各ピン穴１７ａ，１７ｂ，２７とのはめ合いの関係に着目した場合に、アッパピン１０は単純円筒状のものであり、アッパピン１０と各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ側のアッパピン用ピン穴１７ａ，１７ｂとは所定の締め代のもとで締まりばめとなるような強圧入の嵌合構造となっている一方、アッパピン１０とアッパリンク３側のピン穴２７とは両者の間に常に所定の隙間が確保される隙間ばめとなるような遊嵌的な嵌合構造となっている。

図３の（Ｂ）は同図（Ａ）における軸受支持部２４の受容溝２６に相手側のアッパリンク３が挿入されておらず、しかもアッパピン用ピン穴１７ａ，１７ｂにアッパピン１０が圧入されていないロアリンクアッパ２０単独での状態を示している。

図３（Ｂ）から明らかなように、ロアリンクアッパ２０単独の状態では、対向配置された一対の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの厚み寸法ｔ１が共に均一であって、且つそれぞれの軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの外側面と内側面とが平行である場合に、それら双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士の間の受容溝２６のうちその底部である内底面側の溝幅Ｗ１よりも開放端側の溝幅Ｗ２が大きくなるように、それぞれの軸受フランジ部２４ａ，２４ｂが根元部から外側に向かって開き気味に形成されている。つまり、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの外側面同士が非平行となるように形成されている。なお、各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂのうち受容溝２６の内底面に近い部分を根元部と定義し、根元部と反対側で受容溝２６の開放端に近い部分を先端部と定義するものとする。

そして、外開き気味のそれぞれの軸受フランジ部２４ａ，２４ｂに形成されたアッパピン用ピン穴１７ａ，１７ｂは、各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの外側面または内側面に対して面直角の関係となっていて、ロアリンクアッパ２０単独の状態では、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂに個別に形成されたアッパピン用ピン穴１７ａ，１７ｂ同士の関係として、双方のピン穴１７ａ，１７ｂ同士が同一軸線上に位置していない関係となっている。なお、図３の（Ｂ）における一対の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの外開き度合いは説明の都合上誇張して描いているものであり、実際の外開き度合いを示しているものではない。

このように構成されたロアリンクアッパ２０に対してアッパリンク３を連結するには、図３の（Ａ）に示すように、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士が平行となるように、ひいては双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士の間の受容溝２６について、同図（Ｂ）に示す内底面側の溝幅Ｗ１と開放端側の溝幅Ｗ２とが同じ大きさとなるように（両者がほぼ同じ大きさとなる場合を含む）、それぞれの軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの弾性域を利用して加圧拘束するものとする。このような一対の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの加圧拘束状態下では、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂのアッパピン用ピン穴１７ａ，１７ｂ同士は互いに同一軸線上に位置することになる。

そして、上記のような一対の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの加圧拘束状態下で、一対の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士の間の受容溝２６に対してアッパリンク３の端部のボス部３ａを挿入するとともに、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂとアッパリンク３の三者に跨るように、いずれか一方の軸受フランジ部２４ａまたは２４ｂ側からアッパピン用ピン穴１７ａ，１７ｂ，２７にアッパピン１０を圧入するように打ち込むものとする。これにより、図３の（Ａ）に示すように、アッパピン１０は一対の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂに両持ち支持されるとともに、そのアッパピン１０に対してアッパリンク３が回転可能に支持され、結果としてロアリンクアッパ２０とアッパリンク３はアッパピン１０を介して相対回転可能に連結されたことになる。

なお、アッパピン１０と各ピン穴１７ａ，１７ｂ，２７とのはめ合いの関係は先に述べたとおりであって、アッパピン１０と各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ側のアッパピン用ピン穴１７ａ，１７ｂとは所定の締め代のもとで締まりばめとなるような強圧入の嵌合構造となっている一方、アッパピン１０とアッパリンク３側のピン穴２７とは両者の間に常に所定の隙間が確保される隙間ばめとなるような遊嵌的な嵌合構造となっている。また、各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの内側面とアッパリンク３のボス部３ａとの間には相対回転のための所定の隙間が確保される。

こうして、アッパピン１０の圧入をもってロアリンクアッパ２０とアッパリンク３が連結されたならば、それまで一対の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂに付与されていた加圧拘束力を解除する。そして、加圧拘束力が解除されることで、一対の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂは図３の（Ｂ）のような外開き状態に自己復元力により復元しようとするが、各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂのアッパピン用ピン穴１７ａ，１７ｂに既にアッパピン１０が圧入されていることで図３の（Ｂ）の状態には復元することはできず、結果として、同図（Ａ）のようなアッパピン１０の圧入に基づくロアリンクアッパ２０とアッパリンク３との連結状態を自己保持することになる。

なお、これまでに述べたロアリンクアッパ２０（ロアリンク２）とアッパリンク３との連結構造は、ロアリンクロア２１（ロアリンク２）と図１のコントロールリンク４との連結部についても基本的に同様であり、ロアリンクロア２１の軸受支持部を図２に符号２５で示している。

したがって、図３に示したようなリンク連結構造によれば、一対の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂが有する自己弾性域の範囲において、軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ自体が同図（Ｂ）のような外開き状態への自己復元を拘束されて、その自己弾性力により同図（Ａ）の連結状態を自己保持しているので、それぞれの軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの根元部には曲げによる圧縮応力が付与されたままとなっている。これにより、各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの根元部での疲労強度ひいては機械的強度が向上し、ロアリンクアッパ２０の耐久性向上に寄与することができる。

また、図３（Ａ）の状態では、同図（Ｂ）の外開き状態に復元しようとする各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの復元力がアッパピン１０の固定保持力としても作用することになるので、アッパピン１０の固定保持力が向上することになる。このことは、アッパピン１０とアッパピン用ピン穴１７ａ，１７ｂとのはめ合いのための締め代を小さくすることができることを意味し、アッパピン１０の圧入によるロアリンクアッパ２０の変形や歪みの発生を抑制することができる。

さらに、ロアリンクアッパ２０に焼き入れ処理を施す場合にも、同じ疲労強度を持たせるための焼き入れ深さを小さくすることができ、熱処理時間の短縮とともに後加工での切削代も小さくして、加工工数の低減とともにコストダウンに寄与することができる。

ここで、図３に示したロアリンクアッパ２０を作製するには、例えば図４に示す手順とする。図４の（Ａ）に示すように、軸受支持部２４となる双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂを外開き気味の粗形状に形成してあって且つアッパピン用ピン穴１７ａ，１７ｂを仕上げ加工してないロアリンクアッパ２０を、相手側となるロアリンクロア２１と図２の２本のボルト２２，２３を用いて正規組付状態で締結する。このロアリンクロア２１とのボルト締結力を受けてロアリンクアッパ２０の双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士が互いに接近するようにして内側に撓み、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士が互いに平行になる方向に矯正される。

さらに、上記のような矯正力に加えてさらなる外力を図示外の治具等を用いて付加し、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士が互いに平行になるように加圧拘束する。そして、この加圧拘束状態において、図４の（Ｂ）に示すように双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士の間の受容溝２６の仕上げ加工を施すとともに、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂに対しアッパピン用ピン穴１７ａ，１７ｂの仕上げ加工を施す。アッパピン用ピン穴１７ａ，１７ｂは共に同心状に加工する。このアッパピン用ピン穴１７ａ，１７ｂの加工後に、それまで付加していた外力を解除するとともにロアリンクロア２１とのボルト締結を解除するべく分解することで、図４の（Ｃ）に示すように双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂが自己弾性力より外開き気味に復元して、図３の（Ｂ）に示すロアリンクアッパ２０が作製されることになる。

ここで、図４の（Ａ），（Ｂ）に示すように、ロアリンクアッパ２０における外開き気味の双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂが互いに平行になるように加圧拘束するにあたり、先に述べたロアリンクロア２１とのボルト締結に代えて、治具等による加圧拘束力のみで行うようにしても良い。また、ロアリンクアッパ２０とボルト締結するロアリンクロア２１に代えて、そのロアリンクロア２１を模した治具等を用いても良い。

さらに、軸受支持部２４を形成している軸受フランジ部２４ａ，２４ｂに対するアッパピン１０の圧入方法として焼きばめや冷やしばめを採用しても良く、さらにはアッパピン１０のより確実な固定のために溶接を併用しても良い。

図５は本発明の第２の実施の形態としてロアリンクアッパ２０の別の例を示す図である。

この第２の実施の形態では、同図（Ｂ）に示すように、単品状態では外側に開き気味の双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂに形成されるアッパピン用ピン穴３７ａ，３７ｂを互いに同心状のものとして形成したものである。この第２の実施の形態のロアリングアッパ２０を作製するには、図５の（Ａ）に示すように、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士の間の受容溝２６の仕上げ加工を図４の（Ａ）と同様にロアリンクロア２１とのボルト締結状態で行う一方、このロアリンクロア２１とのボルト締結状態を解除して双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂをそれぞれ外開き気味に自己復元させた後に、図５の（Ｂ）に示すようにロアリンクアッパ２０単独の状態で双方のアッパピン用ピン穴３７ａ，３７ｂの仕上げ加工を施すものとする。なお、図５の（Ａ）における双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの加圧拘束は、ロアリンクロア２１とのボルト締結に代えて図示外の治具等によって行うようにしても良い。

この第２の実施の形態のロアリンクアッパ２０を用いた場合でも、先の第１の実施の形態と同様の効果が得られることになる。

図６は本発明の第３の実施の形態としてロアリンクアッパの別の例を示す図である。

この第３の実施の形態では、図６の（Ａ）に示すように、ロアリンクアッパ１２０単独の状態で、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士の間の粗形状の受容溝２６についてその仕上げ加工を施す。この場合において、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの外側面同士が互い平行になるように予め仕上げられているので、各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの根元部の厚み寸法ｔ２よりも先端部側での厚み寸法ｔ３が小さくなるように加工する（ｔ２＞ｔ３）。これにより、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４Ｂの外側面同士が互い平行でありながら、受容溝２６についてはその根元部側の溝幅Ｗ１よりも開放端側の溝幅Ｗ２の方が大きいものとなる。

そして、受容溝２６の加工に続いて、同図（Ｂ）に示すようにそれぞれの軸受フランジ部２４ａ，２４ｂにアッパピン用ピン穴４７ａ，４７ｂの加工を施す。双方のアッパピン用ピン穴４７ａ，４７ｂは互いに同心状のものとする。

この後、同図（Ｃ）に示すように、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士の間の受容溝２６にアッパリンク３のボス部３ａを挿入した上で、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂのアッパピン用ピン穴４７ａ，４７ｂおよびアッパリンク３側のピン穴２７を貫通するようにアッパピン１０を圧入して、ロアリンクアッパ１２０とアッパリンク３とを連結する。この場合において、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士を内側に撓ませて、各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの内側面同士が平行になるように、つまり同図（Ａ）に示した内底面側の溝幅Ｗ１と開放端側の溝幅Ｗ２とがほぼ等しくなるように拘束した状態（ほぼ平行になる状態を含む。）でアッパピン１０を圧入するものとする。

このような連結状態では、各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの根元部に撓み変形による圧縮応力が付与されていることから、先に述べた第１の実施の形態のもと同様に、それらの各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの疲労強度を向上させることができる。また、各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの根元部側の厚み寸法ｔ２よりも先端部側の厚み寸法ｔ３が小さくなっていることから、その先端部側での断面係数を小さくすることができる。そして、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの先端部がアッパピン１０を介して図３の（Ｃ）で上向きの荷重を受けた場合に、相対的に厚み寸法ｔ３が小さな先端部の弾性変形量が大きくなるため、先端部が受ける最大接触面圧Ｐｍａｘが小さくなる。それ故に、最大接触面圧Ｐｍａｘを小さくすることで各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの先端部の疲労強度を向上させることができるので、結果として各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの根元部および先端部の双方の疲労強度を大きくすることができる。

図７は本発明の第４の実施の形態としてロアリンクアッパのさらに別の例を示す図である。

この第４の実施の形態では、図７の（Ａ）に示すように、ロアリンクアッパ２２０単独の状態で、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士の間の粗形状の受容溝２６についてその仕上げ加工を施す。この場合において、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの外側面同士が互い平行になるように予め仕上げられているので、図６の（Ａ）と同様に、各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの根元部の厚み寸法ｔ２よりも先端部側での厚み寸法ｔ３が小さくなるように加工する。これにより、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの外側面同士が互い平行でありながら、図６の（Ａ）と同様に、受容溝２６についてはその根元部側の溝幅Ｗ１よりも開放端側の溝幅Ｗ２の方が大きいものとなる。

続いて、各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂでのアッパピン用ピン穴が未加工の状態のままで、図７の（Ｂ）に示すように、ロアリンクアッパ２２０を相手側となるロアリンクロア２１と２本のボルトにてボルト締結する。このボルト締結状態は図４の（Ａ），（Ｂ）と同じ状態である。

その際に、上記ボルト締結力を受けて双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士が互いに接近するようにそれぞれに内側に撓むことになるももの、上記ボルト締結力に加えて双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士を内側に撓ませる外力を治具等により付加し、同図のように双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂ同士の間の受容溝２６の根元部側の溝幅Ｗ１と開放端側の溝幅Ｗ２とが同じになるように（ほぼ同じになる状態を含む。）双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂを加圧拘束する。なお、溝幅Ｗ１，Ｗ２は図６の（Ａ）と同じである。つまり、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの内側面同士が平行となるように加圧拘束することで、双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂの外側面同士は非平行となり、ロアリンクロア２２０の総厚みの関係としてはＤ１＞Ｄ２となる。

なお、加工対象となるロアリンクアッパ２２０を２本のボルトにてロアリンクロア２１とボルト締結するのに代えて、ロアリンクアッパ２２０の加圧拘束のための治具等を用い、この治具等のみでロアリンクアッパ２２０を加圧拘束しても良いことは先の実施の形態と同様である。

そして、図７の（Ｂ）の加圧拘束状態のままで、それぞれの軸受フランジ部２４ａ，２４ｂに同心状にアッパピン用ピン穴５７ａ，５７ｂの仕上げ加工を施す。アッパピン用ピン穴５７ａ，５７ｂの加工が終了したならば、ロアリンクアッパ２２０とロアリンクロア２１とのボルト締結を解除するとともに、それまで付加していた加圧拘束力を解除する。これにより、図７の（Ｃ）に示すように、ロアリンクアッパ２２０における双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂはその自己弾性力により元の状態に復元することになる。この復元状態では、同図（Ａ）と同様に受容溝２６の根元部側の溝幅よりも開放端側の溝幅の方が大きくなるので、双方の軸受ランジ部２４ａ，２４ｂに形成されているアッパピン用ピン穴５７ａ，５７同士は互いに同心状のものでなくなる。

このように作製されたロアリンクアッパ２２０とアッパリンク３とのアッパピン１０による連結は、基本的には図６の（Ｃ）と同様である。ただし、図７の（Ｃ）のロアリンクアッパ２２０は図６の（Ｃ）のものと異なり、各軸受フランジ部２４ａ，２４ｂのアッパピン用ピン穴５７ａ，５７ｂ同士が当初は同心状のものではないので、アッパピン１０は双方の軸受フランジ部２４ａ，２４ｂが復元しようとする力を受けることから、そのアッパピン１０の固定保持力を向上させることができる。その結果としてアッパピン１０とアッパピン用ピン穴５７ａ，５７ｂとの間の締め代を小さくすることができ、アッパピン１０の圧入による変形や歪みの発生を未然に回避することができる。

１…クランクシャフト
２…ロアリンク
３…アッパリンク（リンク部材）
４…コントロールリンク（リンク部材）
６…クランクピン
１０…アッパピン
１１…ピストンピン
１２…ピストン
１４…コントロールピン
１７ａ，１７ｂ…アッパピン用ピン穴
２０…ロアリンクアッパ
２１…ロアリンクロア
２４…軸受支持部
２４ａ，２４ｂ…軸受フランジ部
２６…受容溝
２７…ピン穴
３７ａ，３７ｂ…アッパピン用ピン穴
４７ａ，４７ｂ…アッパピン用ピン穴
５７ａ，５７ｂ…アッパピン用ピン穴
１２０…ロアリンクアッパ
２２０…ロアリンクアッパ

Claims (8)

1. ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、
   このアッパリンクの他端にピンを介して連結され、且つクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、
   一端が機関本体に揺動可能に支持され、且つ他端が上記ロアリンクにピンを介して連結されたコントロールリンクと、
   を備え、
   リンク部材であるアッパリンクまたはコントロールリンクと上記ロアリンクとの連結部の構造として、
   上記ロアリンクの一部に対向配置された一対の軸受フランジ部をもって二股状の軸受支持部を設けてあるとともに、
   上記軸受支持部の軸受フランジ部同士の間の受容溝に相手側となるリンク部材を挿入し、
   上記一対の軸受フランジ部とリンク部材とに跨ってピンを圧入することによりロアリンクに対してリンク部材を回動可能に連結してある内燃機関における複リンク式ピストンクランク機構のリンク連結構造において、
   上記一対の軸受フランジ部にピンが圧入される前は、上記受容溝の開放端側の溝幅を底部側の溝幅よりも予め大きく形成してある一方、
   上記一対の軸受フランジ部にピンが圧入された状態では、上記受容溝の開放端側の溝幅と底部側の溝幅とがほぼ同じになるように設定してあることを特徴とする複リンク式ピストンクランク機構におけるリンク連結構造。
2. 上記ピンが圧入されるピン穴を一対の軸受フランジ部にそれぞれに形成してあることを特徴とする請求項１に記載の複リンク式ピストンクランク機構におけるリンク連結構造。
3. 上記一対の軸受フランジ部にピンが圧入される前は、上記受容溝の開放端側の溝幅が底部側の溝幅よりも大きくなるように一対の軸受フランジ部の開放端側が互いに外側に開いていて、
   上記開放端側が外側に開いているそれぞれの軸受フランジ部に面直角のかたちでピン穴を形成してあることを特徴とする請求項２に記載の複リンク式ピストンクランク機構におけるリンク連結構造。
4. 上記一対の軸受フランジ部にピンが圧入される前は、上記受容溝の開放端側の溝幅が底部側の溝幅よりも大きくなるように一対の軸受フランジ部の開放端側が互いに外側に開いていて、
   上記開放端側が外側に開いているそれぞれの軸受フランジ部に当該軸受フランジ部に圧入されるピンの軸心と平行にピン穴を形成してあることを特徴とする請求項２に記載の複リンク式ピストンクランク機構におけるリンク連結構造。
5. 上記一対の軸受フランジ部にピンが圧入される前は、上記一対の軸受フランジ部の外側面同士が互いに平行であって、且つそれら一対の軸受フランジ部の先端部側の厚み寸法を根元部側の厚み寸法よりも小さく形成してあるとともに、それぞれの軸受フランジ部の外側面に面直角のかたちでピン穴を形成してあることを特徴とする請求項２に記載の複リンク式ピストンクランク機構におけるリンク連結構造。
6. 上記一対の軸受フランジ部にピンが圧入される前は、上記一対の軸受フランジ部の外側面同士が互いに平行であって、且つそれら一対の軸受フランジ部の先端部側の厚み寸法を根元部側の厚み寸法よりも小さく形成してあるとともに、それぞれの軸受フランジ部の内側面に面直角のかたちでピン穴を形成してあることを特徴とする請求項２に記載の複リンク式ピストンクランク機構におけるリンク連結構造。
7. 上記一対の軸受フランジ部のピン穴とそれに圧入されるピンとのはめ合いの関係が締まりばめであることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の複リンク式ピストンクランク機構におけるリンク連結構造。
8. 請求項２〜７のいずれか一つに記載のリンク連結構造のためのリンク連結方法であって、
   上記一対の軸受フランジ部にピンを圧入するに際して、上記受容溝の開放端側の溝幅と底部側の溝幅とがほぼ同じになるように双方の軸受フランジ部を弾性変形させた状態でピン穴にピンを圧入し、
   上記一対の軸受フランジ部にピンが圧入された状態では、上記受容溝の開放端側の溝幅と底部側の溝幅とがほぼ同じになる当該ピンの圧入状態を双方の軸受フランジ部の弾性復元力によって自己保持させることを特徴とする複リンク式ピストンクランク機構におけるリンク連結構方法。

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