JP2006177454A - ノックピンを備えた結合構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】 精度よく位置決めが可能な位置決め用のノックピンを備えた結合構造物を提供する。
【解決手段】 位置決め用のノックピン３０は、長手方向のある所を境として、互いに断面形状の異なる第１部分３１と第２部分３２とを有する。第１部分３１はクランクキャップ１０に圧入され、第２部分３２はシリンダブロック２０に半圧入される。シリンダブロック２０が第２部分３２を押圧する押圧力は、クランクキャップ１０が第１部分３１を押圧する押圧力よりも小さい。
【選択図】 図２

Description

この発明はノックピンを備えた結合構造物に関し、より特定的には、ノックピンを用いて第１部材に対する第２部材の位置を決定する結合構造物に関するものである。

従来、ノックピンは、たとえば特開平７−９８００７号公報（特許文献１）および特開平７−１５１７号公報（特許文献２）に開示されている。
特開平７−９８００７号公報 特開平７−１５１７号公報

従来の技術では２つの部品間での高精度な位置決めをノックピンにて行なうことができないという問題があった。そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、高精度な位置決めが可能なノックピンを備えた結合構造物を提供することを目的とする。

この発明の１つの局面に従ったノックピンを備えた結合構造物は、位置決め用のノックピンを備えた結合構造物であって、ノックピンは、長手方向のある所を境として、互いに断面形状の異なる第１部分と第２部分とを有する。

この場合、第１部分および第２部分に適合する部材を確実に位置決めすることができる。

好ましくは、ノックピンは第１部材に対する第２部材の位置を決定し、第１部分は第１部材に圧入される円柱体を有し、第２部分は第２部材に半圧入される非円柱体を有し、第２部材が第２部分を押圧する押圧力は、第１部材が第１部分を押圧する押圧力よりも小さい。

このように構成されたノックピンを備えた結合構造物では第１部分は第１部材に圧入され、第２部分は第２部材に半圧入される。そのため、第２部分が第２部材に挿入されるだけで、第２部分と第２部材との間に大きな隙間ができる場合に比べて第２部分が第２部材に密着する。その結果第２部材を第２部分で確実に位置決めすることができる。

好ましくは、非円柱体の最外部は第２部材と接触して所定の高さと幅とを有し、円柱体の最外部と同一面で構成される。

好ましくは、非円柱体は最外部を３箇所以上有する。

この発明の別の局面に従ったノックピンを備えた結合構造物は、位置決め用のノックピンを備えた結合構造物であって、ノックピンは、長手方向に沿って第１および第２部分を有し、かつ、第１部材に対する第２部材の位置を決定する。第１部分は第１部材に圧入されて第１部材から押圧され、第２部分は第２部材に半圧入されて第２部材から押圧され、第２部材が第２部分を押圧する押圧力は、第１部材が第１部分を押圧する押圧力よりも小さい。

このように構成されたノックピンを備えた結合構造物では、第２部分が第２部材に半圧入されるため、第２部分が第２部材に半圧入されない場合、例えば第２部分と第２部材との間に隙間が生じている場合に比べて、第２部材を確実に位置決めすることができる。

この発明に従えば、２つの部材を高い精度で位置決めすることができるノックピンを備えた結合構造物を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従ったノックピンを用いた結合構造物の分解斜視図である。図１を参照して、結合構造物１は、クランクキャップ１０と、クランクキャップ１０に対して接触するように配置されるシリンダブロック２０と、クランクキャップ１０とシリンダブロック２０との位置決めを行なう位置決め用のノックピン３０とを有する。ノックピン３０の一方端がクランクキャップ１０に圧入されている。

クランクキャップ１０はクランクシャフトを支持するための部材であり、エンジン下部に配置される。ボルト４０を用いてクランクキャップ１０はシリンダブロック２０に取付けられる。このとき、クランクキャップ１０とシリンダブロック２０との正確な位置決めを行なうために、シリンダブロック２０に穴を設け、この穴にクランクキャップ１０に取付けられたノックピン３０を半圧入する。クランクキャップ１０とシリンダブロック２０との直接的な固定はボルト４０で行ない、２つの部品の相対的な位置をノックピン３０が決定する。

図２は、この発明に従った結合構造物の断面図である。図２を参照して、結合構造物１は位置決め用のノックピン３０を備え、位置決め用のノックピン３０は長手方向のある所を境として、互いに断面形状の異なる第１部分３１と第２部分３２とを有する。ノックピン３０は、第１部材としてのクランクキャップ１０に対する第２部材としてのシリンダブロック２０の位置を決定し第１部分３１はクランクキャップ１０に圧入される円筒体を有し、第２部分３２はシリンダブロック２０に半圧入される非円柱体を有し、シリンダブロック２０が第２部分３２を構成する非円柱体を押圧する押圧力（矢印１３２で示す力）は、クランクキャップ１０が第１部分３１を構成する円柱体を押圧する押圧力（矢印１３１で示す力）よりも小さい。

クランクキャップ１０には穴１１が設けられており、この穴１１にノックピン３０の第１部分３１が圧入される。ノックピン３０の第１部分３１の外径φｆは穴１１の外径よりもわずかに大きい。そのためノックピン３０に大きな力を加えることで穴１１に第１部分３１を押込む。一旦穴１１に第１部分３１が入れば大きな力でノックピン３０を引抜かない限り穴１１からノックピン３０が外れることがない。

穴１１は円柱形状であり、この円柱にほぼ相似形の円柱形状である第１部分３１が嵌り合う。第１部分３１の先端部がテーパ形状とされており、穴１１に嵌りやすい形状とされる。

シリンダブロック２０には穴２１が設けられ、穴２１にノックピン３０の第２部分３２が嵌り合う。ノックピン３０の第２部分３２では外周面が加工されて一部が切欠かれた形状となっている。そのため外周部のうち一部の面のみが穴２１と接触する。第２部分３２と穴２１との接触面積は、第１部分３１と穴１１との接触面積よりも小さい。なお、第２部分３２の最外部の外径はφｆであり、第１部分３１の外径と同一である。第２部分３２のうち穴２１に接触する部分の長さはｄであり、この接触長さｄ、接触面積などを変化させることにより、矢印１３２で示す押圧力を適宜変更することができる。

この実施の形態では、第１部分３１および第２部分３２とも穴１１，２１に接触しており、クランクキャップ１０が第１部分３１を押圧する力（矢印１３１で示す力の大きさ）は、シリンダブロック２０が第２部分３２を押圧する力（矢印１３２で示す力）よりも大きい。穴２１と第２部分３２とが接触しているため、穴２１と第２部分３２との間に遊びがなく、穴２１に確実に第２部分３２を半圧入することができる。その結果第２部材としてのシリンダブロック２０を確実に位置決めできる。

すなわち、従来では、ノックピンを用いた場合、一方側が第１部材に圧入され、他方側は第２部材に挿入されるだけである。このとき、穴の加工精度のずれ、組付け荷重などを考慮し、ノックピンと挿入側の穴との間に隙間を設ける。この隙間が、位置決めを行なうための２つの部品の間の位置のずれとなり、正確な位置決めができない。

本発明では、第２部分３２とシリンダブロック２０との間の半圧入は、中間嵌めまたは締り嵌めの関係を持たせることとすることで、穴２１と第２部分３２との間の隙間をほぼなくすことができる。これにより、位置決め時の誤差を少なくできる。

さらに、組付け時の荷重を最適にするために、半圧入側の押圧力を圧入側の押圧力よりも小さくしている。このため、第２部分３２をシリンダブロック２０の穴２１に容易に挿入できる。

なお、この実施の形態ではクランクキャップ１０に第１部分３１が圧入され、シリンダブロック２０に第２部分３２が半圧入される例を示したがこれに限られるものではなく、逆に構成されていてもよい。すなわち、クランクキャップ１０に第２部分３２が半圧入され、シリンダブロック２０に第１部分３１が圧入されてもよい。

図３は、図２中の矢印IIIで示す方向からノックピンの正面図である。図３を参照して、ノックピン３０は複数の突出部３７を有する。３つの突出部３７が互いに１２０°の角度をなすように等間隔に配置される。第１部分の最外部３３と第２部分の最外部３６とは同一面であり、第２部分において、最外部３６以外の部分が底部３５とされる。なお、突出部３７の数は図３で示すものに限られず３つ以上の突出部３７を設けることが可能である。

すなわち、非円柱体の最外部３６は第２部材としてのシリンダブロックと接触して所定の高さと幅とを有し、円柱体の最外部３３と同一面で構成される。非円柱体は最外部３６を３箇所以上有する。

図４は、図２中のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図４を参照して、第１部分３１の最外面としての最外部３３は円形状である。なお、これに限られず、第１部分３１の最外部３３は楕円形状、または多角形状であってもよい。この場合、第１部分３１を圧入する穴１１も第１部分３１の最外部３３と同じ形とされる。

図５は、図２中のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図５を参照して、第２部分３２は、最外部３６と、最外部３６の間に設けられる底部３５とを有し、最外部３６は突出部３７により構成される。図５では、突出部３７は等間隔に配置されるが、これに限られるものではなく、ランダムな間隔を隔てて複数の突出部３７が設けられていてもよい。

以上のように構成された、本発明に従ったノックピン３０では、２つの部品間の高精度な位置決め性を必要とする部位に使用されるノックピン３０であって、生産性を加味した形状とすることで、従来よりも精度を向上させ、かつ組付け性は従来どおりとすることができる。すなわち、半圧入される第２部分３２が穴２１と最外部３６において接触するため、半圧入されない場合に比べて第２部材としてのシリンダブロック２０の位置決め精度が向上する。さらに、半圧入側ではシリンダブロック２０によるノックピン３０の位置決め力（矢印１３２で示す押圧力）が小さいため、小さな荷重で容易に組付けることができ、組付け性は従来どおりとすることができる。

また、第１部分の最外部３３と第２部分の最外部３６とが同一形であるため、ノックピン３０の一部を加工して底部３５とするだけで本発明に従ったノックピン３０を製造することができる。さらに、最外部３６を複数個配置し、かつそれを３つ以上設けることでどのような位相となっても穴２１により第２部分３２を保持することができる。

さらに異形側である第２部分３２と穴２１との嵌り合いが中間嵌めまたは締り嵌めとなっているため第２部分３２によりシリンダブロック２０を精度よく位置決めすることができる。

（実施の形態２）
図６は、この発明の実施の形態２に従ったノックピンの正面図である。図６を参照して、この発明の実施の形態２に従ったノックピン３０では、第２部分が三角形状であり、その外周部が最外部３６となっている点で、実施の形態１に従ったノックピン３０と異なる。実施の形態２では、底部３５を、たとえば平面研摩で形成することにより底部３５を形成する。

このように構成された実施の形態２に従ったノックピン３０でも、実施の形態１に従ったノックピン３０と同様の効果がある。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。まず、本発明に従ったノックピン３０はクランクキャップ１０とシリンダブロック２０を位置決めするためのノックピンだけでなく、他の部分のノックピンとして使用されてもよい。

さらにこの実施の形態では直列型のエンジンに本発明を適用する例を示したが、これに限られるものではなく、並列型、Ｖ型、Ｗ型、水平対向型などのさまざまなエンジンにおいて位置決め用にこの発明に従ったノックピン３０を用いてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、たとえば車両を構成する部品の位置決め用のノックピンとして用いることができる。

この発明の実施の形態１に従ったノックピンを用いた結合構造物の分解斜視図である。 この発明に従った結合構造物の断面図である。 図２中のIIIで示す方向から見たノックピンの正面図である。 図２中のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図２中のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 この発明の実施の形態２に従ったノックピンの正面図である。

符号の説明

１ 結合構造物、１０ クランクキャップ、１１，２１ 穴、２０ シリンダブロック、３０ ノックピン、３１ 第１部分、３２ 第２部分、３３，３６ 最外部、３５ 底部、３７ 突出部、４０ ボルト。

Claims (5)

1. 位置決め用のノックピンを備えた結合構造物であって、
   前記ノックピンは、長手方向のある所を境として互いに断面形状の異なる第１部分と第２部分とを有する、ノックピンを備えた結合構造物。
2. 前記ノックピンは、第１部材に対する第２部材の位置を決定し、前記第１部分は前記第１部材に圧入される円柱体を有し、前記第２部分は前記第２部材に半圧入される非円柱体を有し、前記第２部材が前記非円柱体を押圧する押圧力は、前記第１部材が前記円柱体を押圧する押圧力よりも小さい、請求項１に記載のノックピンを備えた結合構造物。
3. 前記非円柱体の最外部は前記第２部材と接触して所定の高さと幅とを有し、前記円柱体の最外部と同一面で構成される、請求項２に記載のノックピンを備えた結合構造物。
4. 前記非円柱体は前記最外部を３箇所以上有する、請求項３に記載のノックピンを備えた結合構造物。
5. 位置決め用のノックピンを備えた結合構造物であって、
   前記ノックピンは、長手方向に沿って第１および第２部分を有し、かつ、第１部材に対する第２部材の位置を決定し、
   前記第１部分は前記第１部材に圧入されて前記第１部材から押圧され、前記第２部分は前記第２部材に半圧入されて前記第２部材から押圧され、前記第２部材が前記第２部分を押圧する押圧力は、前記第１部材が前記第１部分を押圧する押圧力よりも小さい、ノックピンを備えた結合構造物。

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