JP2005042907A - Pin connecting structure for link mechanism - Google Patents
Pin connecting structure for link mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005042907A JP2005042907A JP2003387478A JP2003387478A JP2005042907A JP 2005042907 A JP2005042907 A JP 2005042907A JP 2003387478 A JP2003387478 A JP 2003387478A JP 2003387478 A JP2003387478 A JP 2003387478A JP 2005042907 A JP2005042907 A JP 2005042907A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pin
- flange
- link
- hole
- diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
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。 The present invention relates to a pin connection structure used in a link mechanism such as a piston-crank mechanism of a reciprocating internal combustion engine.
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。
In a reciprocating internal combustion engine, a reciprocating compressor, or the like, a pin coupling structure that couples two link parts rotatably with a coupling pin is used in various parts. For example,
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。
In
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。
In the
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。
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。
In the pin connection structure using the snap ring as in
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。
In particular, in the multi-link type piston-crank mechanism shown in
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ても、同様に組立作業が繁雑となる。 Further, in the pin connection structure using the above-described snap ring, at the time of assembly, after inserting the piston pin into the pin boss, at least one of the snap rings must be attached to the pin boss. The snap ring is attached by, for example, elastically deforming and shrinking the snap ring while being held by a plier, moving the snap ring to a predetermined ring groove position while maintaining the contracted state, and maintaining the position of the snap ring. The work is to recover from the contracted state and to remove the pliers from the ring. If the snap ring is inadvertently dropped from the pliers during this work, the snap ring may be bounced off due to its own elasticity, causing problems such as loss. Even if the snap ring is fitted in the ring groove of the connecting pin, the assembly work is similarly complicated.
上記のようなスナップリングを用いる構造に代えて、ピンボスの軸受孔よりも大径なフランジ(ワッシャ)部材を連結ピンの軸方向両端面にねじを利用して固定することも考えられる。しかしながら、この場合、ねじが緩む不安があり、耐久性・信頼性の確保が難しい。 Instead of the structure using the snap ring as described above, it is also conceivable to fix a flange (washer) member having a diameter larger than the bearing hole of the pin boss to both end surfaces of the connecting pin in the axial direction using screws. However, in this case, there is a fear that the screw is loosened, and it is difficult to ensure durability and reliability.
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・信頼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。 The present invention has been made in view of such a problem, and ensures a high level of securing the contact area between the pin boss and the connecting pin and reducing the size and weight of the pin boss, and is easy to assemble and durable. The main purpose is to provide a pin connection structure of a novel link mechanism that is excellent in reliability and reliability.
第1リンク部材に形成された第1軸受孔と第2軸受孔との間に、第2リンク部材に形成された第3軸受孔を同軸上に配置した状態で、これら第1〜第3軸受孔に連結ピンを嵌合することにより、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リンク機構のピン連結構造である。上記連結ピンの軸方向端面に開口するピン孔に嵌合する第1軸部と、この第1軸部の軸方向一端に設けられ、上記第1ピン軸受孔よりも大径である第1フランジと、を有する第1フランジ部材と、上記連結ピンの軸方向端面に開口するピン孔に嵌合する第2軸部と、この第2軸部の軸方向一端に設けられ、上記第2ピン軸受孔よりも大径である第2フランジと、を有する第2フランジ部材と、を有する。上記第1軸部に設けられた第1係合部がピン孔内で第2軸部又は連結ピンに係合することにより、上記第1フランジが第1ピン軸受孔の開口周縁部に実質的に隙間なく対向する状態で、第1フランジ部材が連結ピンに対して軸方向に係止される。上記第2軸部に設けられた第2係合部がピン孔内で第1軸部又は連結ピンに係合することにより、上記第2フランジが第2ピン軸受孔の開口周縁部に実質的に隙間なく対向する状態で、第2フランジ部材が連結ピンに対して軸方向に係止される。 With the third bearing hole formed in the second link member coaxially disposed between the first bearing hole and the second bearing hole formed in the first link member, these first to third bearings This is a pin connection structure of a link mechanism that rotatably connects the first link member and the second link member by fitting the connection pin into the hole. A first shaft portion that fits into a pin hole that opens in the axial end surface of the connecting pin, and a first flange that is provided at one axial end of the first shaft portion and has a larger diameter than the first pin bearing hole And a second shaft portion that fits into a pin hole that opens in an axial end surface of the connecting pin, and the second pin bearing is provided at one axial end of the second shaft portion. A second flange member having a second flange that is larger in diameter than the hole. The first engaging portion provided in the first shaft portion engages with the second shaft portion or the connecting pin in the pin hole, so that the first flange is substantially at the opening peripheral portion of the first pin bearing hole. The first flange member is locked in the axial direction with respect to the connecting pin in a state where the first flange member is opposed to the connecting pin. The second engaging portion provided in the second shaft portion engages with the first shaft portion or the connecting pin in the pin hole, so that the second flange is substantially at the opening peripheral portion of the second pin bearing hole. The second flange member is locked in the axial direction with respect to the connecting pin in a state where the second flange member is opposed to the connecting pin.
第1フランジ部材の第1フランジ及び第2フランジ部材の第2フランジにより、連結ピンの軸方向の脱落が防止される。両フランジ部材のフランジ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。 The first flange of the first flange member and the second flange of the second flange member prevent the connecting pin from falling off in the axial direction. There is no need to secure an extra pin boss or connecting pin area outside the flange in the flange direction of both flange members, ensuring a high level of contact area between the pin boss and the connecting pin, and miniaturization and weight reduction of the pin boss. Can be compatible.
組立の際には、例えば、両フランジ部材の軸部を連結ピンの両側よりピン孔内に押し込み、両軸部の係合部をピン孔内で係合させれば良く、上述したスナップリングやねじを利用したピン連結構造に比して、その組付作業が極めて容易である。また、ねじを利用したピン連結構造のようにねじが緩むおそれがないので、耐久性・信頼性にも優れている。 When assembling, for example, the shaft portions of both flange members may be pushed into the pin holes from both sides of the connecting pin, and the engaging portions of both shaft portions may be engaged in the pin holes. Compared to the pin connection structure using screws, the assembly work is extremely easy. Moreover, since there is no possibility that the screw will loosen unlike the pin connection structure using the screw, it is excellent in durability and reliability.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
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。
FIG. 1 shows a variable compression ratio mechanism of an internal combustion engine using a multi-link type piston-crank mechanism as an example of a link mechanism to which a pin coupling structure according to the present invention is applied. A
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。
One end of a
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。
Therefore, when the
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は図1のA−A線に沿う断面対応図、図3は図2のIII−III線に沿う断面図である。また図4は第1フランジ部材を単体で示す断面図、図5は第2フランジ部材を単体で示す断面図である。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。
2 to 5 show a first embodiment in which the present invention is applied to a pin connecting structure of the
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。
A
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。
On the other hand, the end portion of the
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3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し、かつ、その軸心に沿ってピン貫通孔37が貫通形成された円筒状をなしている。この連結ピン12の外径は、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。
As shown in FIG. 3, the connecting
本実施例のピン連結構造では、連結ピン12のピン貫通孔37内で互いに係合するクリップ部材・ワッシャ部材・大径部材としての第1フランジ部材40と第2フランジ部材60とが設けられている。第1フランジ部材40は、第1ピンボス22の第1ピン軸受孔24よりも大径である円盤状の第1フランジ41と、この第1フランジ41の軸心部・中央部から連結ピン12のピン貫通孔37内へ延びる第1軸部42と、により構成され、金属材料(又は硬質な樹脂材料)により一体的に形成されている。つまり、第1フランジ部材40は、連結ピン12のピン貫通孔37に嵌合する第1軸部42と、この第1軸部42の軸方向一端に設けられた第1フランジ41と、により構成されている。第2フランジ部材60は、第2ピンボス23の第2ピン軸受孔25よりも大径である円盤状の第2フランジ61と、この第2フランジ61からピン貫通孔37内へ延びる第2軸部62と、を有し、金属材料(又は硬質樹脂材料)により一体的に形成されている。つまり第2フランジ部材60は、ピン貫通孔37に嵌合する第2軸部62と、この第2軸部62の軸方向一端に設けられた第2フランジ61と、により構成されている。各フランジ41,61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41,61の径に対応した円形の凹部35が設けられ、この凹部35にフランジ41,61が嵌合する。
In the pin connection structure of the present embodiment, a
これら第1フランジ部材40と第2フランジ部材60とが軸方向に互いに離間することを防止するように、ピン貫通孔37内で互いに係合する係合部として、第1軸部42の先端側に、根本側・第1フランジ41側へ面した段差面すなわち第1係合面43が形成されるとともに、第2軸部62に、根本側・第2フランジ61に面した段差面としての第2係合面63が形成されている。言い換えると、第1軸部42に形成された第1係合部としての第1係合面43がピン貫通孔37内で第2軸部62に係合することにより、第1フランジ41の外周部が第1ピン軸受孔24の開口周縁部に実質的に隙間なく対向する状態で、第1フランジ部材40が第1リンク部材13の第1ピンボス部22に対して軸方向に係止される。同様に、第2軸部62に形成された第2係合部としての第2係合面63がピン貫通孔37内で第1軸部42に係合することにより、第2フランジ61の外周部が第2ピン軸受孔25の開口周縁部に実質的に隙間なく対向する状態で、第2フランジ部材60が第1リンク部材40の第2ピンボス部23に対して軸方向に係止される。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、連結ピン12の両側より第1フランジ部材40の第1軸部42と第2フランジ部材60の第2軸部62とを連結ピン12のピン貫通孔37内に挿入・押し込んで、第1係合面43と第2係合面63とを互いに係合・面接触させれば良く、その組立作業が極めて容易である。
The distal end side of the
第1軸部42は、第1フランジ41の軸心部分に接続する根本部44と、先端部に形成された頭部45と、これら根本部と頭部45とを接続する首部46と、により構成されており、頭部45の外壁と首部46の外壁とが上記の第1係合面43により接続されている。第2軸部62は、その外周が単純な円筒面をなす円筒状をなしていて、かつ、第2フランジ61の中央部に接続する根本側の大径部64の内径が、先端側の小径部65の内径よりも大きく設定されており、これら大径部64の内壁と小径部65の内壁とが上記の第2係合面63により接続されている。
The
首部46の外径は小径部65の内径以下に設定されており、頭部45の外径は小径部65の外径よりも大きく設定されており、大径部64の外径は頭部45の外径よりも大きく設定されている。組立の際には、頭部45の縮径方向への変形を伴って、この頭部45が小径部65を通り抜ける必要がある。このような頭部45の縮径方向の変形を許容するように、第1軸部42には、断面十字状で頭部45から首部46にわたって軸方向に延びる変形用溝47が形成されている。この変形用溝47によって、第1係合面43と首部46とが4つの脚部47aにより分割構成されている。4つの脚部47aが根本部44を支点として互いに近接する方向に傾斜することにより、頭部45が縮径方向へ変形することとなる。
The outer diameter of the
第2軸部62に対する第1軸部42の挿入作業性を向上するように、第1軸部42の頭部45外周に、先端側へ向けて先細りする略円錐状の第1テーパ面48が形成されているとともに、第2フランジ部材60の小径部65内周に、開口先端側へ向けて末広がり状に拡径する略円錐状の第2テーパ面68を形成している。
In order to improve the insertion workability of the
従って、第1フランジ部材40の第1軸部42を第2フランジ部材60の第2軸部62の内部に押し込んで組み合わせる際、先ず第1軸部42先端の第1テーパ面48と第2軸部62先端の第2テーパ面68とが当接する。その状態から更に両者40,60を互いに接近する方向へ押し込むと、両テーパ面48,68の斜面同士が接触しているために、軸方向の押し込み力から第1軸部42の頭部45を縮径方向へ押圧・変形させようとする分力を生じる。この径方向の分力により第1軸部42の頭部45が容易に変形し、この頭部45の最大外径が第2軸部62の小径部65の内径以下になると、頭部45が小径部65の内部に押し込まれる。そして、頭部45が小径部65を通り抜けて大径部64にさしかかると、半径方向に縮められていた頭部45が自己の弾性力に元の状態に自立的に復帰・拡径して、第1係合面43と第2係合面63とが面接触する状態、すなわち幾何学的な結合状態が成立する。
Accordingly, when the
図2に示す組立状態では、第1係合面43と第2係合面63とが面接触あるいは実質的に隙間無く対向するとともに、第1フランジ41及び第2フランジ61の内面が連結ピン12の軸方向両端面に面接触あるいは実質的に隙間無く対向するように、各部の軸方向寸法、詳しくは第1フランジ41から第1係合面43までの軸方向寸法と第2フランジ61から第2係合面63までの軸方向寸法との和が連結ピン12の軸方向寸法とほぼ等しくなるように設定されている。従って、第1,第2フランジ部材40,60が連結ピン12に対して軸方向に移動・ぐらつくことのないように位置決めされる。
In the assembled state shown in FIG. 2, the
第1係合面43と第2係合面63とは、第1フランジ41側へ向けて先細りする円錐状のテーパ面として構成されている。従って、上述したような軸方向寸法の誤差を有効に吸収することができる。但し、組立後の状態で頭部45が不用意に小径部65内へ入り込むことのないように、第1係合面43及び第2係合面63の軸直交面に対する傾斜角度は十分に小さく設定されており、例えば頭部45の第1テーパ面48の傾斜角度に比して十分に小さく設定されている。
The
分解時や整備時等に第1フランジ部材40と第2フランジ部材60とを互いに分離・分解できるように、大径部64は第2フランジ61側に貫通形成されており、この第2フランジ61に大径部64の一端が開口している。第1フランジ部材40と第2フランジ部材60とを分離する際には、第2フランジ61側に開口する大径部64に治具を挿入して、第1軸部42先端の第1テーパ面48を第1フランジ41側(図2の左方向)に押し込む。この治具は、外径が大径部64の内径よりも小さく、かつ内径が頭部45の直径よりも大きい円筒で構成されている。この治具で頭部45を第1フランジ41側へ軸方向に押し込むことにより、上述したように第1,第2係合面43,63が傾斜していることから、頭部45に対して半径方向に縮む分力が作用し、頭部45の外径が小径部65の内径以下まで変形すると、頭部45が小径部65内に入り込み、そのまま押し続けることにより、頭部45が小径部65を通り抜けて、第1フランジ部材40と第2フランジ部材60とが分離される。
The
組立状態で、互いに係合する第1係合面43と第2係合面63との軸方向位置が、連結ピン12の軸方向中央部よりも第2フランジ61寄り(図2の右寄り)に配置され、この第2フランジ61に近い位置に配置されている。また、第2軸部62(小径部65)の先端が、連結ピン12の軸方向中央部を越えて、第1フランジ41に近い位置に配置されている。
In the assembled state, the axial positions of the first engaging
従って、第1に、大径部64が開口する第2フランジ61に対して頭部45が近接し、分解用の治具の長さを短くできるため、その分解作業が容易となる。
Therefore, first, the
第2に、第1軸部42の変形用溝47及び脚部47aの軸方向長さを十分に長く確保することができるため、頭部45の縮径方向への変形が容易化されるとともに、変形による脚部47aの根本部分での応力集中が緩和され、信頼性・耐久性が向上する。
Second, since the axial lengths of the
第3に、両フランジ部材40,60と連結ピン12とを組み合わせた状態での重心を、連結ピン12の軸方向中央部に近づけて、荷重分布を軸方向で均一化することができ、特に機関高速運転時における潤滑性や耐久性等を向上することができる。仮に第1係合面43と第2係合面63との軸方向位置が連結ピンの軸方向中央部よりも第1フランジ41寄りに位置していると、大径部64が長くなる分、重心が第1フランジ41側(図2の左側)へ大幅にずれることとなる。
Third, the center of gravity in the state where both the
第1軸部42の挿入作業性を考慮して、小径部65の内径は首部46の外径よりも大きく設定されており、図3に示すように組立状態では、小径部65の内周と首部46の外周との間に若干の隙間70が確保されている。従って、係合面43,63での接触部分を支点として両軸部42,62が軸直交方向に揺動する、いわゆる首振り運動が許容されている。但し、本実施例では係合面43,63が第2フランジ61に近い位置に配置され、首部46や小径部65の軸方向寸法が十分に長く確保されているため、首部46が挿通する小径部65のスパンが長くなり、上記の首振り運動の可動範囲が十分に抑制され、振動等を生じるおそれのある上記の首振り運動を効果的に抑制することができる。
In consideration of the insertion workability of the
以上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41,61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。
According to the pin connection structure as described above, the
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、フランジ部材40,60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。
Unlike such a structure using a snap ring as in the conventional example, it is not necessary to provide an extra pin boss or connecting pin area on the outer side in the axial direction of the
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41,61と凹部35底面との摺接部分に生じる摩擦力により、フランジ部材40,60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、仮にフランジ部材を連結ピンにねじ込む構造やねじ部材を用いてフランジ部材を連結ピンに共締め固定する構造とした場合、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、フランジ部材40,60の係合面43,63同士が係合・面接触するとともに、フランジ部材40,60のフランジ41,61と連結ピン12の軸方向両端面とが対向・面接触することにより、連結ピン12に対するフランジ部材40,60の軸方向移動が規制されており、ねじを利用していないため、ねじの緩みが存在せず、信頼性・耐久性にも優れている。
During operation of the internal combustion engine, since the connecting
図6〜8を参照して本発明の第2実施例について説明する。なお、第1実施例と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、重複する説明を適宜省略する。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same constituent elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as appropriate.
この第2実施例では、フランジ部材40,60と連結ピン12とに、互いに嵌合することによりフランジ部材40,60と連結ピン12とが相対回転することを防止する周り止め手段としての嵌合部が形成されている。この嵌合部として、第1フランジ部材40には、第1フランジ41の内面より軸方向に張り出して、直径方向に延びる帯状の第1嵌合突起49が形成されており、連結ピン12には、その軸方向一端面に凹設され、直径方向に延びる帯状の第1嵌合溝38が形成されている。また、第2フランジ部材60には、第2フランジ61の内面より軸方向に張り出した直径方向に延びる帯状の第2嵌合突起69が形成されており、連結ピン12には、その軸方向他端面に凹設され、直径方向に延びる帯状の第2嵌合溝39が形成されている。第1嵌合突起49が第1嵌合溝38に実質的に隙間なく嵌合することにより第1フランジ部材40と連結ピン12との相対回転が禁止・拘束され、第2嵌合突起69が第2嵌合溝39に実質的に隙間なく嵌合することにより、第2フランジ部材60と連結ピン12との相対回転が禁止・拘束される。
In the second embodiment, the
この第2実施例によれば、フランジ部材40,60と連結ピン12との相対回転が防止されており、フランジ部材40,60と連結ピン12とが一体的に回転するため、フランジ部材40,60と連結ピン12との相対回転による磨耗が抑制されるとともに、第1フランジ部材40と第2フランジ部材60とが相対回転することも防止されることとなり、両者40,60の回転運動による磨耗をも防止できる。特に、第1フランジ部材40と第2フランジ部材60との相対回転が防止されることにより、互いに面接触する係合面43,63での摩耗が回避され、耐久性・信頼性が向上する。
According to the second embodiment, the relative rotation between the
以下に説明する第3〜第5実施例では、第1フランジ部材と第2フランジ部材とが同一構成である。従って、両者を区別する場合にのみ、第1フランジ部材側の構成には参照符号の後にAを付し、第2フランジ部材側の構成には参照符号の後にBを付し、重複する説明を適宜省略する。 In the third to fifth embodiments described below, the first flange member and the second flange member have the same configuration. Therefore, only when distinguishing between the two, the configuration on the first flange member side is denoted by A after the reference symbol, and the configuration on the second flange member side is denoted by B after the reference symbol, and redundant description is provided. Omitted where appropriate.
図9は本発明の第3実施例に係るピン連結構造を示す断面図である。また、図10は図9のフランジ部材80を単体で示す正面図(A)、側面図(B)及び背面図(C)で、図11は、図10のXI−XI線に沿う断面図である。連結ピン12には、軸方向両端面に開口するピン孔としてのピン貫通孔37が軸方向に貫通形成されている。各フランジ部材80は、ピン貫通孔37に嵌合する軸部82と、この軸部82の軸方向一端に設けられ、第1ピン軸受孔24や第2ピン軸受孔25よりも大径である略円盤状のフランジ81と、により構成されている。また、フランジ部材80には、軸部82及びフランジ81にわたってフランジ貫通孔85が形成されている。つまり、この孔85は、フランジ81側の開口部86において開口している。軸部82には、フランジ81と反対側の先端部に、径方向外方へ張り出した突起部(第1,第2係合部)83が形成されている。突起部83の外径は、この突起部83とフランジ81とを接続する軸部82の一般部(首部)の外径よりも大きくなっている。つまり、突起部83は軸部82に対して部分的に大径化されている。この突起部83が形成された軸部82の先端部は、内側に折り返されるように加工され、これによりフランジ貫通孔85内をフランジ81側へ延びる突片部87が形成されている。また、軸部82には、軸方向に延びる3本の溝部84が周方向に間欠的に形成されており、言い換えると、隣り合う溝部84間に軸方向に延びる三本の脚部が形成されている。したがって軸部82は、溝部84の分、フランジ81に近い側の根本部分を支点に中心軸に近づくように倒れこむ弾性変形、つまり、縮径方向への弾性変形が可能となっている。
FIG. 9 is a sectional view showing a pin connection structure according to a third embodiment of the present invention. 10 is a front view (A), a side view (B), and a rear view (C) showing the
各フランジ部材80は金属材料により一体的に形成されており、例えば以下のような工法で容易に加工・製造することができる。まず、円盤状の金属材料を深絞り形成し、中空の軸部82とフランジ81を形成する。次に材料を回転させつつ軸部82の先端側を内側に折り返すようにロール加工して突片部87を孔85内部に形成する。同時に軸部82先端付近の外形状の加工も行い、突起部83を形成する。最後に、切削加工にて溝部84を3箇所に形成する。
Each
図12は本実施例のフランジ部材80と組み合わされる連結ピン12を単体で示す断面図である。連結ピン12は、軸方向に延びるピン貫通孔37が形成された略中空円筒状をなしている。ピン軸受孔37の一般部73の内径はフランジ部材80の軸部82の外径より僅かに大きく、かつ軸部先端の突起部83よりも小さく形成されている。ピン貫通孔37には、その軸方向中央部に、径方向外方へ凹んだ溝部71が形成されている。この溝部71は、周方向全長にわたってリング状に形成されており、その内径がピン貫通孔37の一般部73の内径よりも大きい。従って、溝部71の軸方向両端に、ピン貫通孔37から径方向外方へ折曲する段差面72がそれぞれ形成されている。また、ピン貫通孔37の軸方向両端部には、軸方向中央部へ向けて徐々に縮径・先細りするテーパ部74がそれぞれ形成されている。
FIG. 12 is a sectional view showing the connecting
フランジ部材80を連結ピン12のピン貫通孔37へ押し込むと、テーパ部74によってフランジ部材80の先端の突起部83が縮径方向に押されることにより、この突起部83を含めた軸部82が縮径方向に弾性変形して、突起部83がピン貫通孔37の中に押し込まれる。この状態で、フランジ81が連結ピン12の端面に実質的に隙間無く対向する位置までフランジ部材80を押し込むと、内径が広くなった溝部71の位置において、先端の突起部83が縮径方向に弾性変形された状態から元の形状に復帰するように拡径方向へ変形する。これにより、フランジ部材80の突起部83と連結ピン12の溝部71の段差面72とが実質的に隙間無く対向して、突起部83と溝部71とが幾何学的な係合状態をなす。これにより、フランジ部材80が連結ピン12に対して軸方向に係止された状態となる。
When the
このように各フランジ部材80A,80Bをピン貫通孔37の両側よりそれぞれ挿入・押し込むことにより、フランジ部材を連結ピン12へ組み付けることができるので、組立が極めて容易であり、製造コストの低減化に大きく貢献できる。フランジ部材を組み付けた状態では、そのフランジ81が連結ピン12及びピンボス22,23の軸方向端面に実質的に隙間なく対向し、かつ、突起部83が溝部71の段差面72に実質的に隙間なく対向した状態となるため、フランジ部材80が連結ピン12に対して軸方向に係止され、かつ、ピンボス22,23に対する連結ピン12の軸方向移動が阻止される。従って、仮にフランジ部材に対してスラスト方向(軸方向)の力が作用しても、フランジ81が連結ピン12の端面に当接することにより、連結ピン12がピンボス22,23から脱落することを確実に防止することができる。
In this way, by inserting and pushing the
突起部83と溝部71との幾何学的な係合状態によりフランジ部材80が連結ピン12に組み付けられているために、連結ピン12とフランジ部材80とが相対回転可能である。従って、ピストン往復動を伴う内燃機関の運転時には、フランジ部材80に対し、上述したようなスラスト方向の力に加え、軸周りの回転方向の力も加わり得るため、仮にねじを用いてフランジ部材を連結ピンに組み付けている場合には上記の回転方向の力によって緩むおそれがあるものの、本実施例では連結ピンとフランジ部材とが相対回転可能であるため、このような問題がなく、信頼性・耐久性に優れている。
Since the
整備・交換等の理由により、このピン連結構造を分解する際には、開口部86から丸棒状の特殊工具を挿入してこれを行う。この特殊工具の先端は、内すぼみ型のテーパ形状となっている。従って、特殊工具を孔85に押し込むと、工具のテーパ面と突片部87とが接触して、このテーパ面によって突片部87が径方向内側に押し込まれ、フランジ部材80の軸部82が縮径方向に弾性変形し、先端の突起部83とピン側の段差面72との係合状態が解消される。この状態で特殊工具によりフランジ部材80を連結ピン12から抜き取れば良い。
When disassembling the pin connection structure for maintenance or replacement reasons, a round bar-shaped special tool is inserted from the
図13は本発明の第4実施例に係るフランジ部材90を示す正面図(A),断面図(B)及び背面図(C)である。各フランジ部材90は、比較的短い中空円筒状をなすカラー状の軸部92と、この軸部92の軸方向一端に設けられ、外径が軸受孔の内径よりも大きく抜け止め機能を成す略円盤状のフランジ91と、から構成されている。軸部92のフランジ91と反対側の端面付近には突起部93が形成されている。フランジ部材90は、円周方向の一部である切欠部98が除去されており、軸方向視で略C字状をなしている。フランジ91の切欠部98近傍の両側に小孔99が形成されている。これら小孔99にフランジ部材抜き取り工具としてのスナップリングプライアの先端部を挿入して縮めることで、フランジ部材90の全体を縮径方向に縮めるように弾性変形させることが可能である。この弾性変形によってフランジ部材90を全体的に縮径することにより、突起部93における外径が変形前の軸部92の外径よりも小さくなり得る。なお、フランジ部材90の中心軸を挟んで切欠部98と軸対称の部位にも補助切欠部94が形成されている。この補助切欠部94によってフランジ部材90の剛性を低くして、上記の切欠部98を閉じるような縮径方向の弾性変形が容易化されている。
FIG. 13 is a front view (A), a sectional view (B), and a rear view (C) showing a
また、上記の第3実施例と同様、本実施例のフランジ部材90も金属材料により一体的に形成されており、例えば以下のような工法で容易に加工・製造することができる。最初に円盤状の金属材料をプレス加工し、円周部分の切欠部98と補助切欠部94を除去すると同時に、中心部を凹形状に加工して軸部92を形成する。次に軸部92の中心を治具に固定した状態で材料を回転させながら軸部92の端部を折り曲げ、突起部93を形成すれば良い。
Similarly to the third embodiment, the
図14は、この第4実施例のフランジ部材90と組み合わされる連結ピン12を単体で示す断面図である。連結ピン12には、ピン外周と同心のピン貫通孔37が軸方向に貫通形成されている。なお、ピン貫通孔37は、この実施例では軸方向中央部101が部分的に小径化されている。フランジ部材90の軸部92の外径はピン貫通孔37より僅かに小さくなっている。ピン貫通孔37の内周面には、部分的に大径化された溝部102が形成されている。溝部102とフランジ部材90の突起部93とが嵌合して幾何学的な係合状態をなすことで、フランジ部材90が連結ピン12に対して保持される。また、ピン貫通孔37のピン端面側の口元にはテーパ部103が形成されている。フランジ部材90を連結ピン12に組み付ける際に、フランジ部材90を連結ピン12のピン貫通孔37に押し込むと、テーパ部103によって突起部93が縮径方向に押圧されるため、上記のスナップリングプライアでフランジ部材90を半径方向に変形させることなく、突起部93を含めた軸部92が縮径方向に弾性変形して、突起部93がピン貫通孔37の中に押し込まれる。この状態で、フランジ部材90を更に押し込むことにより、突起部93が溝部102に嵌合して、フランジ部材90が自動的に連結ピン12に組み付けられる。このような第4実施例においても、第3実施例と同様の作用効果を得ることができる。
FIG. 14 is a sectional view showing the connecting
図15は、第5実施例に係るフランジ部材90を示す正面図(A),断面図(B)及び背面図(C)である。基本構成,製造方法及び連結ピンとの係合方法等は第4実施例の場合と同様であり、重複する説明を省略する。この第5実施例では、第4実施例における補助切欠部94の代わりに、フランジ部材90の中心軸に対して切欠部98と軸対称の角度位置に、補助切欠部95がフランジ貫通孔96と連続するように形成されている。つまり、補助切欠部95は、軸部92からフランジ91にわたって貫通形成されたフランジ貫通孔96から径方向外方へ張り出すように切欠形成されている。従って、上記の第4実施例と同様、切欠部98を縮めるようにフランジ部材90を縮径方向に変形させる際に、補助切欠部95近傍のフランジ91が変形することで、フランジ部材90の縮径方向への変形が容易化されている。
FIG. 15: is the front view (A), sectional drawing (B), and rear view (C) which show the
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。 As described above, the present invention has been described based on the specific embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and changes without departing from the spirit of the present invention. . For example, contrary to the above embodiment, the pin boss of the upper link may have a bifurcated shape sandwiching the pin boss of the lower link. Moreover, you may apply this invention to the pin connection structure of the piston pin of FIG. 1, or a control pin. Furthermore, the present invention may be applied to a piston pin connecting structure of a piston and a connecting rod in a single link type piston-crank mechanism.
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。 The technical ideas of the present invention that can be grasped from the above embodiments are listed together with their effects.
(1)第1リンク部材に形成された第1軸受孔と第2軸受孔との間に、第2リンク部材に形成された第3軸受孔を同軸上に配置した状態で、これら第1〜第3軸受孔に連結ピンを嵌合することにより、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リンク機構のピン連結構造であって、上記連結ピンの軸方向端面に開口するピン孔に嵌合する第1軸部と、この第1軸部の軸方向一端に設けられ、上記第1ピン軸受孔よりも大径である第1フランジと、を有する第1フランジ部材と、上記連結ピンの軸方向端面に開口するピン孔に嵌合する第2軸部と、この第2軸部の軸方向一端に設けられ、上記第2ピン軸受孔よりも大径である第2フランジと、を有する第2フランジ部材と、を有し、上記第1軸部に設けられた第1係合部がピン孔内で第2軸部又は連結ピンに係合することにより、上記第1フランジが第1ピン軸受孔の開口周縁部に実質的に隙間なく対向する状態で、第1フランジ部材が連結ピンに対して軸方向に係止され、上記第2軸部に設けられた第2係合部がピン孔内で第1軸部又は連結ピンに係合することにより、上記第2フランジが第2ピン軸受孔の開口周縁部に実質的に隙間なく対向する状態で、第2フランジ部材が連結ピンに対して軸方向に係止される。 (1) In a state where the third bearing hole formed in the second link member is coaxially disposed between the first bearing hole and the second bearing hole formed in the first link member, these first to first A pin coupling structure of a link mechanism that rotatably couples the first link member and the second link member by fitting a coupling pin into the third bearing hole, and opens to the axial end surface of the coupling pin. A first flange member having a first shaft portion that fits into the pin hole, and a first flange that is provided at one axial end of the first shaft portion and has a larger diameter than the first pin bearing hole; A second shaft portion that fits into a pin hole that opens in the axial end surface of the connecting pin, and a second flange that is provided at one end in the axial direction of the second shaft portion and has a larger diameter than the second pin bearing hole And a second flange member having a first engagement portion provided on the first shaft portion as a pin. By engaging the second shaft portion or the connecting pin within the first flange member with respect to the connecting pin, the first flange faces the opening peripheral portion of the first pin bearing hole substantially without a gap. When the second engaging portion provided in the second shaft portion engages with the first shaft portion or the connecting pin within the pin hole, the second flange is connected to the second pin bearing. The second flange member is locked in the axial direction with respect to the connecting pin in a state of facing the opening peripheral edge of the hole substantially without a gap.
すなわち、上記第1係合部と第2係合部とにより第1フランジ部材と第2フランジ部材とが連結ピンに対して軸方向に係止されることにより、第1フランジ部材の第1フランジと第2フランジ部材の第2フランジとの間で連結ピンを狭持し、この連結ピンがピンボスから脱落することを防止する構造となっている。スナップリングを用いたピン連結構造とは異なり、フランジ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。第1フランジ部材と第2フランジ部材とがねじ要素を利用することなく連結ピンに取り付けられるため、ねじの緩みによるフランジ部材や連結ピンの脱落を生じることがなく、耐久性・信頼性に優れている。 That is, the first flange member and the second flange member are engaged with the first flange member and the second flange member in the axial direction with respect to the connecting pin, thereby the first flange of the first flange member. And a second flange of the second flange member, the connecting pin is pinched and the connecting pin is prevented from falling off the pin boss. Unlike the pin connection structure using a snap ring, there is no need for an extra pin boss or connection pin area outside the flange member in the axial direction, ensuring the contact area between the pin boss and the connection pin, and reducing the size and weight of the pin boss. Can be achieved at a high level. Since the first flange member and the second flange member are attached to the connecting pin without using a screw element, the flange member and the connecting pin do not fall off due to loosening of the screw, and the durability and reliability are excellent. Yes.
(2)上記各フランジ部材が、強度・剛性に優れた金属材料により一体的に形成されている。従って、フランジ部材は、強度・剛性に優れ、かつ、部品点数が最小限に抑制されている。 (2) Each said flange member is integrally formed with the metal material excellent in intensity | strength and rigidity. Therefore, the flange member is excellent in strength and rigidity, and the number of parts is minimized.
(3)上記各軸部が径方向に変形可能な中空状をなし、この軸部をピン孔に押し込むことにより、その係合部が径方向の弾性変形を経て係合するように構成されている。従って、組立に際しては、各フランジ部材の軸部をピン孔内に押し込むことにより、フランジ部材を連結ピンに組み付けることができる。つまり、実質的にフランジ部材の軸部を連結ピンのピン孔に押し込むだけで組立作業が完了し、ねじの締め付けやスナップリングの保持等の作業が不要であるため、その組立作業が極めて容易である。 (3) Each of the shaft portions has a hollow shape that can be deformed in the radial direction, and when the shaft portion is pushed into the pin hole, the engaging portion is engaged through elastic deformation in the radial direction. Yes. Therefore, when assembling, the flange member can be assembled to the connecting pin by pushing the shaft portion of each flange member into the pin hole. In other words, the assembly work is completed simply by pushing the shaft portion of the flange member into the pin hole of the connecting pin, and the work such as screw tightening and holding the snap ring is unnecessary, so the assembly work is extremely easy. is there.
(4)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、ピン連結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。 (4) The link mechanism has a lower link rotatably attached to a crankpin of the crankshaft, an upper link that links the lower link and the piston, and an upper pin that rotatably connects the lower link and the upper link. And a multi-link type piston-crank mechanism for an internal combustion engine, wherein the upper pin is the connecting pin. In such a multi-link type piston-crank mechanism, the pin connection structure of the present invention is extremely effective because the arrangement space for the pin connection structure, particularly the dimension in the pin axial direction, is severe.
(5)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、ピン連結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。 (5) A lower link in which the link mechanism is rotatably attached to a crankpin of a crankshaft, an upper link that links the lower link and the piston, and an upper pin that rotatably connects the lower link and the upper link. And a control link that links the lower link and the engine body, a control pin that rotatably connects the lower link and the control link, and a support position of the control link on the engine body side by changing the engine compression ratio. A variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine having a support position changing means to be changed, wherein at least one of the upper pin and the control pin is the connecting pin. In such a variable compression ratio mechanism, the pin connection structure of the present invention is extremely effective because the arrangement space for the pin connection structure, particularly the size in the pin axis direction, is severely limited.
(6)上記ピン孔が連結ピン内を軸方向に貫通するピン貫通孔であり、上記第1係合部と第2係合部とがピン貫通孔内で互いに係合する。これら第1係合部と第2係合部とが互いに係合することにより、第1フランジ部材と第2フランジ部材とが互いに離間する方向へ移動することが防止され、第1フランジ部材の第1フランジと第2フランジ部材の第2フランジとの間で連結ピンが狭持され、この連結ピンがピンボスから脱落することが防止される。 (6) The pin hole is a pin through hole penetrating the inside of the connecting pin in the axial direction, and the first engaging portion and the second engaging portion engage with each other in the pin through hole. When the first engagement portion and the second engagement portion engage with each other, the first flange member and the second flange member are prevented from moving away from each other. The connecting pin is pinched between the first flange and the second flange of the second flange member, and the connecting pin is prevented from falling off the pin boss.
(7)上記第1軸部が、第1フランジの中央部に接続する根本部と、縮径方向に変形可能な頭部と、上記根本部と頭部とを接続し、この頭部よりも外径が小さい首部と、を有し、上記第2軸部が、円筒状の小径部と、この小径部と第2フランジの中央部とを接続し、上記小径部よりも内径が大きい円筒状の大径部と、を有し、上記第1係合部が、上記首部の外壁と頭部の外壁との段差面としての第1係合面であり、上記第2係合部が、上記小径部の内壁と大径部の内壁との段差面としての第2係合面であり、上記首部の外径が小径部の内径以下で、上記頭部の外径が小径部の内径よりも大きい。 (7) The first shaft portion connects the root portion connected to the central portion of the first flange, the head portion that can be deformed in the diameter-reducing direction, and the root portion and the head portion. A neck portion having a small outer diameter, and the second shaft portion connects a cylindrical small diameter portion and the small diameter portion and the central portion of the second flange, and has a cylindrical shape having a larger inner diameter than the small diameter portion. The first engagement portion is a first engagement surface as a step surface between the outer wall of the neck portion and the outer wall of the head portion, and the second engagement portion is A second engaging surface as a step surface between the inner wall of the small diameter portion and the inner wall of the large diameter portion, wherein the outer diameter of the neck portion is equal to or smaller than the inner diameter of the small diameter portion, and the outer diameter of the head portion is larger than the inner diameter of the small diameter portion large.
第1フランジ部材の第1軸部を第2フランジ部材の第2軸部内に軸方向に押し込むことにより、頭部が縮径方向への変形を伴って小径部を通り抜けて大径部に達し、この頭部が元の形状に拡径・復元することにより、第1係合面と第2係合面とが互いに対向・面接触する係合状態となる。このように、フランジ部材を軸方向に押し込むだけで両者をはめ合わせることができ、組立作業が容易である。 By pushing the first shaft portion of the first flange member axially into the second shaft portion of the second flange member, the head passes through the small diameter portion with deformation in the reduced diameter direction and reaches the large diameter portion, By expanding and restoring the diameter of the head to the original shape, the first engagement surface and the second engagement surface are brought into an engagement state in which they face each other and come into surface contact with each other. In this way, both can be fitted together simply by pushing the flange member in the axial direction, and assembly work is easy.
(8)上記頭部の外周に、先端へ向けて円錐状に先細りする第1テーパ面が形成されている。組立の際、頭部を円筒状の第2軸部の内部へ軸方向に押し込むと、上記第1テーパ面が第2軸部の先端内周に接触し、頭部を縮径方向へ押圧する分力が作用して、この頭部の縮径方向の変形が促進されるため、組立作業性が向上する。 (8) A first tapered surface that is tapered in a conical shape toward the tip is formed on the outer periphery of the head. During assembly, when the head is pushed axially into the cylindrical second shaft, the first tapered surface comes into contact with the inner periphery of the tip of the second shaft and presses the head in the diameter-reducing direction. Since the component force acts and the deformation of the head in the diameter reducing direction is promoted, the assembling workability is improved.
(9)上記小径部の内周に、先端へ向けて円錐状に拡径する第2テーパ面が形成されている。組立の際、頭部を円筒状の第2軸部の小径部の内部へ軸方向に押し込むと、頭部の外周が第2テーパ面に接触し、頭部を縮径方向へ押圧する分力が作用して、この頭部の縮径方向の変形が促進されるため、組立作業性が向上する。 (9) The 2nd taper surface which diameter-expands conically toward the front-end | tip is formed in the inner periphery of the said small diameter part. When assembling, when the head is pushed axially into the inside of the small diameter portion of the cylindrical second shaft portion, the outer periphery of the head contacts the second tapered surface, and the component force that presses the head in the reduced diameter direction Acts to promote the deformation of the head in the diameter reducing direction, so that the assembly workability is improved.
(10)上記首部及び頭部に、上記頭部の縮径方向の変形を許容する変形用溝が軸方向に延長形成されており、上記大径部が第2フランジに貫通形成されており、かつ、上記第1係合面及び第2係合面が、上記連結ピンの軸方向中央よりも上記第2フランジ寄りに配置されている。 (10) A deformation groove that allows deformation in the reduced diameter direction of the head portion is formed in the neck portion and the head portion so as to extend in the axial direction, and the large diameter portion is formed through the second flange. In addition, the first engagement surface and the second engagement surface are disposed closer to the second flange than the axial center of the connection pin.
大径部が第2フランジに貫通形成されているため、分解・整備時に治具を第2フランジ側より大径部内に挿入し、この治具により頭部を第1フランジ側へ押し込むことにより、第1フランジと第2フランジとを分離することが可能となる。第1係合面及び第2係合面を第2フランジ寄りに配置しているため、上記の分解・整備時に、治具の挿入長さが短縮され、分解作業が容易なものとなる。 Since the large-diameter portion is formed through the second flange, a jig is inserted into the large-diameter portion from the second flange side during disassembly and maintenance, and the head is pushed into the first flange side by this jig. It becomes possible to isolate | separate a 1st flange and a 2nd flange. Since the first engagement surface and the second engagement surface are arranged closer to the second flange, the jig insertion length is shortened during the above-described disassembly / maintenance, and disassembly work is facilitated.
また、第1係合面及び第2係合面を第2フランジ寄りに配置しているため、首部及び変形用溝の軸方向寸法を比較的長く確保することができる。従って、変形用溝による頭部の弾性変形に要する押し込み力が比較的小さく抑制され、組立作業性が向上することに加え、変形により変形用溝の根本部分に集中する応力を有効に低減することができる。 In addition, since the first engagement surface and the second engagement surface are disposed closer to the second flange, the axial dimension of the neck portion and the deformation groove can be secured relatively long. Accordingly, the pushing force required for elastic deformation of the head by the deformation groove is suppressed to be relatively small, and the assembly workability is improved, and the stress concentrated on the root portion of the deformation groove due to the deformation is effectively reduced. Can do.
さらに、第1係合面及び第2係合面を第2フランジ寄りに配置しているため、第1係合面及び第2係合面を第1フランジ寄りに配置する場合に比して、連結ピンと第1,第2フランジ部材とを組み合わせた状態での重心を、連結ピンの軸方向中央部に近づけることができ、その重量バランスが改善される。 Furthermore, since the first engagement surface and the second engagement surface are arranged closer to the second flange, compared to the case where the first engagement surface and the second engagement surface are arranged closer to the first flange, The center of gravity in a state where the connecting pin and the first and second flange members are combined can be brought closer to the axial center of the connecting pin, and the weight balance is improved.
(11)上記第2軸部の先端が、上記連結ピンの軸方向中央よりも第1フランジ寄りの位置まで延びている。 (11) The tip of the second shaft portion extends to a position closer to the first flange than the axial center of the connecting pin.
これにより、小径部,首部及び変形用溝の軸方向寸法を十分に長く確保することができ、首部が小径部内に隙間ばめで支持される長さが長くなる。したがって、実動時に係合部を支点として首部が小径部内で揺動すなわち首振り運動し得る範囲が狭くなり、この首振り運動を十分に抑制することができる。このように首振り運動が抑制されるために、係合部等での摩耗が軽減され、耐久性・信頼性が向上する。 As a result, the axial dimension of the small diameter portion, the neck portion, and the deformation groove can be secured sufficiently long, and the length of the neck portion supported by the gap fit in the small diameter portion is increased. Therefore, the range in which the neck can swing or swing in the small diameter portion with the engaging portion as a fulcrum during actual movement is narrowed, and this swinging motion can be sufficiently suppressed. Since the swing motion is suppressed in this way, wear at the engaging portion or the like is reduced, and durability and reliability are improved.
(12)第1フランジ部材及び第2フランジ部材と連結ピンとの相対回転を防止する周り止め手段を有する。このように、第1,第2フランジ部材と連結ピンとの相対回転を防止することにより、第1フランジ部材と第2フランジ部材との相対回転も防止され、上記の係合部を含む接触部分での摩擦による磨耗が軽減・回避され、信頼性・耐久性が向上する。 (12) A rotation stopping means for preventing relative rotation between the first flange member and the second flange member and the connecting pin is provided. Thus, by preventing the relative rotation between the first and second flange members and the connecting pin, the relative rotation between the first flange member and the second flange member is also prevented, and the contact portion including the engaging portion described above is used. Wear due to friction is reduced and avoided, and reliability and durability are improved.
(13)上記各係合部が、軸部の先端より径方向外方へ張り出した突起部であり、この突起部が、上記ピン孔の内周面に形成された溝部に嵌合する。このように突起部がピン孔内で溝部に嵌合することにより、フランジ部材が連結ピンに対して軸方向に係止された状態に保持される。 (13) Each of the engaging portions is a protruding portion that protrudes radially outward from the tip of the shaft portion, and the protruding portion fits into a groove formed on the inner peripheral surface of the pin hole. In this way, the protrusion is fitted into the groove in the pin hole, so that the flange member is held in an axially locked state with respect to the connecting pin.
(14)上記ピン孔の開口部に、連結ピンの中央部へ向けて先細りするテーパ面が形成されている。この場合、軸部をピン孔の開口部に押し込むことにより、突起部がテーパ面に当接し、このテーパ面によって突起部を含めた軸部が縮径方向に押圧されることにより、突起部を含めた軸部が縮径方向に弾性変形して、ピン孔にはまりこむ。つまり、実質的に軸部をピン孔内に押し込むだけで、フランジ部材を連結ピンに組み付けることができる。 (14) A tapered surface that tapers toward the center of the connecting pin is formed in the opening of the pin hole. In this case, by pushing the shaft part into the opening of the pin hole, the projecting part comes into contact with the tapered surface, and the shaft part including the projecting part is pressed by the tapered surface in the diameter-reducing direction, so that the projecting part is The included shaft portion is elastically deformed in the direction of diameter reduction and is fitted into the pin hole. That is, the flange member can be assembled to the connecting pin by substantially pushing the shaft portion into the pin hole.
(15)上記軸部は、縮径方向の弾性変形を許容するように、略円筒状をなし、かつ、軸方向に延びる複数の溝を有する。 (15) The shaft portion has a substantially cylindrical shape and a plurality of grooves extending in the axial direction so as to allow elastic deformation in the reduced diameter direction.
(16)上記軸部及びフランジを貫通して軸方向に延びるフランジ貫通孔が形成され、かつ、上記軸部の先端に、上記フランジ貫通孔内をフランジ側へ向けて延びる突片部が形成されている。連結ピンによるリンク連結構造を分解する際には、適宜な工具をフランジ貫通孔を通して突片部に接触させて、軸部を縮径方向に弾性変形させて、フランジ部材を連結ピンから引き抜けば良い。 (16) A flange through hole extending in the axial direction through the shaft portion and the flange is formed, and a projecting piece portion extending toward the flange side in the flange through hole is formed at the tip of the shaft portion. ing. When disassembling the link connecting structure by the connecting pin, an appropriate tool is brought into contact with the projecting piece through the flange through hole, the shaft is elastically deformed in the diameter reducing direction, and the flange member is pulled out from the connecting pin. good.
(17)上記フランジ部材が、縮径方向の弾性変形を許容するように、周方向の一部分に切欠部を有する軸方向視で略C字状をなしている。従って、連結ピンによるリンク連結構造を分解するような場合に、切欠部を無くすようにフランジ部材を縮径方向へ弾性変形させることができる。 (17) The flange member is substantially C-shaped when viewed in the axial direction having a notch in a part of the circumferential direction so as to allow elastic deformation in the reduced diameter direction. Therefore, when disassembling the link connection structure using the connection pins, the flange member can be elastically deformed in the reduced diameter direction so as to eliminate the notch.
(18)上記フランジには、上記切欠部に対して軸対称部位に、補助切欠部が形成されている。この補助切欠部により、フランジにおける縮径方向の弾性変形が容易化される。 (18) The flange is formed with an auxiliary notch at an axially symmetric portion with respect to the notch. This auxiliary notch facilitates elastic deformation of the flange in the reduced diameter direction.
(19)上記補助切欠部が、上記軸部及びフランジにわたって貫通形成されたフランジ貫通孔と連続して形成されている。 (19) The auxiliary notch is formed continuously with a flange through hole formed through the shaft and the flange.
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
40…第1フランジ部材
41…第1フランジ
42…第1軸部
43…第1係合面
44…根本部
45…頭部
46…首部
47…変形用溝
48…第1テーパ面
60…第2フランジ部材
61…第2フランジ
62…第2軸部
63…第2係合面
64…大径部
65…小径部
68…第2テーパ面
80,90…フランジ部材
81,91…フランジ
82,92…軸部
83,93…突起部
11 ... Upper link (second link member)
12 ... Upper pin (connection pin)
13 ... Lower link (first link member)
22 ...
Claims (19)
上記連結ピンの軸方向端面に開口するピン孔に嵌合する第1軸部と、この第1軸部の軸方向一端に設けられ、上記第1ピン軸受孔よりも大径である第1フランジと、を有する第1フランジ部材と、
上記連結ピンの軸方向端面に開口するピン孔に嵌合する第2軸部と、この第2軸部の軸方向一端に設けられ、上記第2ピン軸受孔よりも大径である第2フランジと、を有する第2フランジ部材と、を有し、
上記第1軸部に設けられた第1係合部がピン孔内で第2軸部又は連結ピンに係合することにより、上記第1フランジが第1ピン軸受孔の開口周縁部に実質的に隙間なく対向する状態で、第1フランジ部材が連結ピンに対して軸方向に係止され、
上記第2軸部に設けられた第2係合部がピン孔内で第1軸部又は連結ピンに係合することにより、上記第2フランジが第2ピン軸受孔の開口周縁部に実質的に隙間なく対向する状態で、第2フランジ部材が連結ピンに対して軸方向に係止される、リンク機構のピン連結構造。 In a state where the third bearing hole formed in the second link member is coaxially disposed between the first bearing hole and the second bearing hole formed in the first link member, these first to third bearings A pin coupling structure of a link mechanism that rotatably couples the first link member and the second link member by fitting a coupling pin into the hole,
A first shaft portion that fits into a pin hole that opens in the axial end surface of the connecting pin, and a first flange that is provided at one axial end of the first shaft portion and has a larger diameter than the first pin bearing hole And a first flange member having
A second shaft portion that fits into a pin hole that opens in the axial end surface of the connecting pin, and a second flange that is provided at one end in the axial direction of the second shaft portion and has a larger diameter than the second pin bearing hole And a second flange member having
The first engaging portion provided in the first shaft portion engages with the second shaft portion or the connecting pin in the pin hole, so that the first flange is substantially at the opening peripheral portion of the first pin bearing hole. The first flange member is locked in the axial direction with respect to the connecting pin in a state of facing the gap without any gap,
The second engaging portion provided on the second shaft portion engages with the first shaft portion or the connecting pin in the pin hole, so that the second flange is substantially at the opening peripheral edge portion of the second pin bearing hole. A pin coupling structure of a link mechanism in which the second flange member is locked in the axial direction with respect to the coupling pin in a state where the second flange member is opposed to the coupling pin.
上記アッパピンが上記連結ピンである請求項1〜3のいずれかに記載のリンク機構のピン連結構造。 The link mechanism includes a lower link rotatably attached to a crankpin of a crankshaft, an upper link that links the lower link and the piston, and an upper pin that rotatably connects the lower link and the upper link. A multi-link piston-crank mechanism for an internal combustion engine,
The pin connection structure for a link mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein the upper pin is the connection pin.
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1〜3のいずれかに記載のリンク機構のピン連結構造。 The link mechanism includes a lower link rotatably attached to a crankpin of the crankshaft, an upper link that links the lower link and the piston, an upper pin that rotatably connects the lower link and the upper link, and a lower link A control link that links the link and the engine main body, a control pin that rotatably connects the lower link and the control link, and a support that changes the engine compression ratio by changing the support position of the control link on the engine main body side. A variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine having position variable means,
The pin connection structure for a link mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the upper pin and the control pin is the connection pin.
上記第1係合部と第2係合部とがピン貫通孔内で互いに係合する請求項1〜5のいずれかに記載のリンク機構のピン連結構造。 The pin hole is a pin through hole penetrating the inside of the connecting pin in the axial direction,
The pin connection structure for a link mechanism according to any one of claims 1 to 5, wherein the first engagement portion and the second engagement portion engage with each other within the pin through hole.
上記第2軸部が、円筒状の小径部と、この小径部と第2フランジの中央部とを接続し、上記小径部よりも内径が大きい円筒状の大径部と、を有し、
上記第1係合部が、上記首部の外壁と頭部の外壁との段差面としての第1係合面であり、
上記第2係合部が、上記小径部の内壁と大径部の内壁との段差面としての第2係合面であり、
上記首部の外径が小径部の内径以下で、上記頭部の外径が小径部の内径よりも大きい請求項6に記載のリンク機構のピン連結構造。 The first shaft portion connects a root portion connected to the central portion of the first flange, a head portion that can be deformed in a reduced diameter direction, the root portion and the head portion, and has an outer diameter that is larger than that of the head portion. A small neck, and
The second shaft portion has a cylindrical small-diameter portion, a cylindrical large-diameter portion that connects the small-diameter portion and the central portion of the second flange, and has a larger inner diameter than the small-diameter portion,
The first engagement portion is a first engagement surface as a step surface between the outer wall of the neck and the outer wall of the head;
The second engagement portion is a second engagement surface as a step surface between the inner wall of the small diameter portion and the inner wall of the large diameter portion,
The pin connection structure for a link mechanism according to claim 6, wherein an outer diameter of the neck portion is equal to or smaller than an inner diameter of the small diameter portion, and an outer diameter of the head portion is larger than an inner diameter of the small diameter portion.
上記大径部が第2フランジに貫通形成されており、
かつ、上記第1係合面及び第2係合面が、上記連結ピンの軸方向中央よりも上記第2フランジ寄りに配置されている請求項7〜9のいずれかに記載のリンク機構のピン連結構造。 In the neck and the head, a deformation groove that allows deformation in the reduced diameter direction of the head is formed to extend in the axial direction,
The large diameter portion is formed through the second flange,
The pin of the link mechanism according to any one of claims 7 to 9, wherein the first engagement surface and the second engagement surface are disposed closer to the second flange than an axial center of the connection pin. Connected structure.
The pin connection structure for a link mechanism according to claim 18, wherein the auxiliary notch portion is formed continuously with a flange through hole formed through the shaft portion and the flange.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003387478A JP2005042907A (en) | 2003-07-10 | 2003-11-18 | Pin connecting structure for link mechanism |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003194701 | 2003-07-10 | ||
JP2003387478A JP2005042907A (en) | 2003-07-10 | 2003-11-18 | Pin connecting structure for link mechanism |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005042907A true JP2005042907A (en) | 2005-02-17 |
Family
ID=34277247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003387478A Pending JP2005042907A (en) | 2003-07-10 | 2003-11-18 | Pin connecting structure for link mechanism |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005042907A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102705330A (en) * | 2012-06-13 | 2012-10-03 | 中联重科股份有限公司 | Pin shaft, mounting structure for pin shaft, and concrete pumping equipment |
CN102705329A (en) * | 2012-06-13 | 2012-10-03 | 中联重科股份有限公司 | Hinge pin, hinge pin mounting structure and concrete pumping equipment |
CN108317155A (en) * | 2017-01-16 | 2018-07-24 | 浙江师范大学 | A kind of torsion bar shaft for electric powered steering transmission device locking locking gear |
-
2003
- 2003-11-18 JP JP2003387478A patent/JP2005042907A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102705330A (en) * | 2012-06-13 | 2012-10-03 | 中联重科股份有限公司 | Pin shaft, mounting structure for pin shaft, and concrete pumping equipment |
CN102705329A (en) * | 2012-06-13 | 2012-10-03 | 中联重科股份有限公司 | Hinge pin, hinge pin mounting structure and concrete pumping equipment |
WO2013185446A1 (en) * | 2012-06-13 | 2013-12-19 | 中联重科股份有限公司 | Pin shaft, pin shaft mounting structure, and concrete pumping apparatus |
WO2013185447A1 (en) * | 2012-06-13 | 2013-12-19 | 中联重科股份有限公司 | Pin shaft, pin shaft mounting structure, and concrete pumping apparatus |
CN108317155A (en) * | 2017-01-16 | 2018-07-24 | 浙江师范大学 | A kind of torsion bar shaft for electric powered steering transmission device locking locking gear |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3346107B1 (en) | Piston crank mechanism with lubrication structure and lubrication method for upper pin in piston crank mechanism of internal combustion engine | |
JP4092495B2 (en) | Double link type piston-crank mechanism for internal combustion engine | |
JP2010209969A (en) | Crankshaft | |
JP5577913B2 (en) | Connecting pin bearing structure of link mechanism | |
JP2004124775A (en) | Variable compression ratio mechanism for internal combustion engine | |
JP2008208783A (en) | Bearing structure for link mechanism | |
JP2005042907A (en) | Pin connecting structure for link mechanism | |
JP4888273B2 (en) | Multi-link type piston-crank mechanism upper pin connection structure | |
JP5625986B2 (en) | Multi-link piston-crank mechanism for internal combustion engine, control shaft for multi-link piston-crank mechanism, or method for manufacturing control shaft for multi-link piston-crank mechanism | |
EP3040535B1 (en) | Multi-link piston-crank mechanism for internal combustion engine | |
JP2007232112A (en) | Bearing structure of double-link piston crank | |
JP2009041680A (en) | Swing link connection structure and swing link connecting method | |
JP2006063995A (en) | Link member for internal combustion engine | |
JP4506340B2 (en) | Lower link in piston crank mechanism of internal combustion engine | |
JP4269810B2 (en) | Link mechanism pin connection structure | |
JP2005315269A (en) | Bearing structure | |
JP2003056314A (en) | Rocker arm | |
JP2010133312A (en) | Internal combustion engine with double-link piston crank mechanism | |
JP7127380B2 (en) | Multi-link piston crank mechanism for internal combustion engine | |
JP5321724B2 (en) | Link mechanism bearing structure | |
JP2003322056A (en) | Pin coupling structure of piston-crank mechanism of internal combustion engine | |
JP5321148B2 (en) | Double link variable compression ratio internal combustion engine | |
EP2721298A1 (en) | Mounting arrangement for a piston-connecting rod assembly in a refrigeration compressor | |
JP2005030436A (en) | Pin connecting structure of link mechanism | |
JP4670342B2 (en) | Lower link in piston crank mechanism of internal combustion engine |