JP6392020B2 - Bolt assembly and its carburizing method - Google Patents

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本発明は、一対の第1分割部材と第2分割部材とを固定ボルトにより固定したボルト組立体に関し、特に、このボルト組立体の表面に浸炭処理を施す技術に関する。   The present invention relates to a bolt assembly in which a pair of first divided members and second divided members are fixed with fixing bolts, and more particularly to a technique for performing a carburizing process on the surface of the bolt assembly.

内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構は、特許文献1に記載されているように、クランクシャフトのクランピンに回転可能に取り付けられるロアーリンクと、このロアーリンクとピストンとを連結するアッパーリンクと、機関本体に回転可能に支持されるコントロールシャフトと、このコントロールシャフトと上記ロアーリンクとを連結するコントロールリンクと、を有している。   As described in Patent Document 1, a multi-link type piston-crank mechanism of an internal combustion engine includes a lower link rotatably attached to a crank pin of a crankshaft, an upper link connecting the lower link and the piston, A control shaft that is rotatably supported by the engine body, and a control link that connects the control shaft and the lower link are provided.

ロアーリンクは、クランクピンに後から組付可能なように、一対の第1分割部材と第2分割部材とをクランクピンを挟んで固定ボルトにより締結・固定するボルト組立体として構成されている。   The lower link is configured as a bolt assembly that fastens and fixes a pair of first divided member and second divided member with a fixing bolt with the crank pin interposed therebetween so that the lower link can be assembled later.

この種のボルト組立体では、一般的に、一方の第1分割部材に固定ボルトの頭部が着座する座面が設けられ、他方の第2分割部材のボルト孔には、固定ボルトの軸部の外周に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部が形成されている。   In this type of bolt assembly, generally, one first divided member is provided with a seating surface on which the head of the fixing bolt is seated, and the bolt hole of the other second divided member is provided with a shaft portion of the fixing bolt. An internal thread portion that is screwed into an external thread portion formed on the outer periphery of the external thread is formed.

特開2012−67758号公報JP 2012-67758 A

ボルト組立体としてのロアーリンクには、内燃機関の運転中に燃焼荷重や慣性荷重が繰り返し作用するために、疲労強度や座面強度を確保するために、その表面に炭素を添加する浸炭処理(その後の焼き入れ、焼き戻し工程も含む)を行なうことが望ましい。浸炭処理が施された浸炭層では、その表面硬さが向上して、疲労強度が向上するとともに、固定ボルトの頭部が着座する第1分割部材の座面では、その座屈強度が向上する。   The lower link as the bolt assembly is subjected to a carburizing treatment in which carbon is added to the surface in order to ensure fatigue strength and bearing surface strength because combustion load and inertial load repeatedly act during operation of the internal combustion engine. It is desirable to perform subsequent quenching and tempering steps). In the carburized layer subjected to the carburizing treatment, the surface hardness is improved, the fatigue strength is improved, and the buckling strength is improved in the seating surface of the first divided member on which the head of the fixing bolt is seated. .

一方、第2分割部材のボルト孔の内周に形成された雌ねじ部に浸炭処理が施されると、ねじ噛み合い部分のピッチの変形を招いたり、硬度の増加に伴い靱性が低下することで、ねじ噛み合い部分の耐久性や信頼性が低下することが懸念される。従って、雌ねじ部が形成されたボルト孔には、浸炭処理を施さない、つまり防炭処理を行なうことが望ましい。   On the other hand, when carburizing treatment is performed on the internal thread portion formed on the inner periphery of the bolt hole of the second divided member, the pitch of the screw meshing portion may be deformed, or the toughness may be reduced as the hardness increases. There is a concern that the durability and reliability of the screw-engaged portion may be reduced. Therefore, it is desirable that the bolt hole in which the female screw portion is formed is not subjected to carburizing treatment, that is, is subjected to a carbon-proofing treatment.

このような防炭処理として、予め固定ボルトにより一対の分割部材を締結・固定し、この固定ボルトによりボルト孔を塞いだ状態で浸炭処理を行なうことで、ボルト孔を防炭することが考えられる。   As such a carburizing treatment, it is conceivable that the bolt holes are carburized by fastening and fixing a pair of divided members with fixing bolts in advance and performing the carburizing treatment in a state where the bolt holes are closed with the fixing bolts. .

しかしながら、この場合には、固定ボルトの頭部が第1分割部材の座面に着座した状態で浸炭処理が行なわれることとなるために、座面に浸炭のガスが入らず、浸炭処理が行なわれない。このため、本来の目的である浸炭処理による座面強度の向上効果が得られない。   However, in this case, since the carburizing process is performed in a state where the head of the fixing bolt is seated on the seating surface of the first split member, the carburizing gas does not enter the seating surface and the carburizing process is performed. I can't. For this reason, the improvement effect of the bearing surface strength by the carburizing process which is the original purpose cannot be obtained.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ねじ噛み合い部分を有するボルト孔の浸炭を防止して、ねじ噛み合い部分のピッチの変形や硬度の増加に伴う靱性の低下を抑制しつつ、固定ボルトの頭部が着座する第1分割部材の座面には浸炭処理を施して、座面強度を向上することを目的としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, and prevents carburization of a bolt hole having a screw engaging portion, and suppresses a decrease in toughness due to a pitch deformation or an increase in hardness of the screw engaging portion. On the other hand, it is an object to improve the seating surface strength by subjecting the seating surface of the first divided member on which the head of the fixing bolt is seated to carburization.

本発明は、固定ボルトにより固定される第1分割部材と第2分割部材とを有するボルト組立体についてのものであり、特に、このボルト組立体の表面に浸炭処理を施す技術に関する。上記第1分割部材と第2分割部材には、上記固定ボルトの軸部が挿通するボルト孔が貫通形成される。一方の第1分割部材には、上記固定ボルトの頭部が着座する平坦な座面が設けられるとともに、他方の第2分割部材のボルト孔の内周には、上記固定ボルトの軸部の外周に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部が形成されている。   The present invention relates to a bolt assembly having a first divided member and a second divided member fixed by fixing bolts, and particularly relates to a technique for carburizing the surface of the bolt assembly. A bolt hole through which the shaft portion of the fixing bolt is inserted is formed through the first divided member and the second divided member. One of the first divided members is provided with a flat seat surface on which the head of the fixing bolt is seated, and the inner periphery of the bolt hole of the other second divided member has an outer periphery of the shaft portion of the fixing bolt. An internal thread portion is formed to be screwed into the external thread portion formed in the above.

また、上記第1分割部材には、上記ボルト孔の周囲に、上記座面からボルト孔へ向けて縮径するように円錐形状に傾斜もしくは湾曲するテーパ面が形成され、上記浸炭工程では、上記固定ボルトに代えて浸炭用治具を用いて上記第1分割部材と第2分割部材とを固定した状態で浸炭処理が行なわれる。そして、上記浸炭用治具は、上記座面にも浸炭処理が施されるように、上記座面に当接することなく上記ボルト孔を塞ぐように構成されている。   Further, the first divided member is formed with a tapered surface inclined or curved in a conical shape so as to reduce the diameter from the seat surface toward the bolt hole around the bolt hole. The carburizing process is performed in a state where the first divided member and the second divided member are fixed using a carburizing jig instead of the fixing bolt. And the said carburizing jig is comprised so that the said bolt hole may be plug | blocked, without contact | abutting to the said seat surface so that the said carved surface may also be carburized.

本発明によれば、浸炭工程では、浸炭用治具が座面に当接することなくボルト孔を塞ぐように構成されているために、ねじ噛み合い部分を有するボルト孔の浸炭を防止して、ねじ噛み合い部分のピッチの変形や硬度の増加に伴う靱性の低下を抑制しつつ、固定ボルトの頭部が着座することとなる第1分割部材の座面には浸炭処理を施して、座面強度を向上することができる。   According to the present invention, in the carburizing process, since the carburizing jig is configured to close the bolt hole without contacting the seating surface, the carburizing of the bolt hole having the screw engaging portion is prevented, Carving treatment is applied to the seating surface of the first divided member where the head of the fixing bolt will be seated while suppressing the deterioration of toughness due to the deformation of the pitch of the meshing portion and the increase in hardness, and the seating surface strength is increased. Can be improved.

本発明の第1実施例に係るボルト組立体の一例としてのロアーリンクを有する内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構を示す断面図。1 is a cross-sectional view showing a multi-link piston-crank mechanism of an internal combustion engine having a lower link as an example of a bolt assembly according to a first embodiment of the present invention. 図1のロアーリンクの近傍を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the vicinity of the lower link of FIG. 図2のロアーリンクの固定ボルトの締結部分を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the fastening part of the fixing bolt of the lower link of FIG. 浸炭工程において浸炭用治具をボルト孔に嵌合した態様を示す断面図。Sectional drawing which shows the aspect which fitted the jig | tool for carburizing in the bolt hole in the carburizing process. 本発明の第2実施例に係る浸炭用治具の着座部分を示す説明図。Explanatory drawing which shows the seating part of the jig | tool for carburizing which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第3実施例に係る浸炭用治具の着座部分を示す説明図。Explanatory drawing which shows the seating part of the jig | tool for carburizing which concerns on 3rd Example of this invention.

以下、図示実施例により本発明を説明する。図1は、本発明に係るリンク機構の一例としての内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構を示す断面図である。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to illustrated embodiments. FIG. 1 is a sectional view showing a multi-link piston-crank mechanism of an internal combustion engine as an example of a link mechanism according to the present invention.

この複リンク式ピストン−クランク機構は、内燃機関のピストン11とクランクシャフト12のクランクピン13とを複数のリンク部品で連結するものであって、基本的な構造は上記の特開2012−67758等にも記載のように公知であるので、ここでは簡単に説明する。   This multi-link type piston-crank mechanism connects the piston 11 of the internal combustion engine and the crank pin 13 of the crankshaft 12 with a plurality of link parts, and the basic structure is the above-mentioned JP-A-2012-67758, etc. Since it is well-known as described in FIG.

この複リンク式ピストン−クランク機構は、クランクピン13に回転可能に取り付けられるロアーリンク14と、このロアーリンク14とピストン11とを連結するアッパーリンク15と、機関本体としてのシリンダーブロック10に回転可能に支持されるコントロールシャフト16と、このコントロールシャフト16とロアーリンク14とを連結するコントロールリンク17と、を有している。   This multi-link type piston-crank mechanism is rotatable to a lower link 14 rotatably attached to a crank pin 13, an upper link 15 connecting the lower link 14 and the piston 11, and a cylinder block 10 as an engine body. And a control link 17 for connecting the control shaft 16 and the lower link 14 to each other.

ピストン11とアッパーリンク15の上端とはピストンピン18により相対回転可能に連結されており、アッパーリンク15の下端とロアーリンク14とは第1連結ピン19により相対回転可能に連結されており、コントロールリンク17の上端とロアーリンク14とは第2連結ピン20により相対回転可能に連結されており、コントロールリンク17の下端はコントロールシャフト16に偏心して設けられた偏心軸部16Aに相対回転可能に取り付けられている。   The piston 11 and the upper end of the upper link 15 are connected by a piston pin 18 so as to be relatively rotatable, and the lower end of the upper link 15 and the lower link 14 are connected by a first connecting pin 19 so as to be relatively rotatable. The upper end of the link 17 and the lower link 14 are connected to each other by a second connecting pin 20 so as to be relatively rotatable, and the lower end of the control link 17 is attached to an eccentric shaft portion 16A provided eccentric to the control shaft 16. It has been.

また、図示していないが、コントロールシャフト16の回転位置を変更可能なモータや油圧アクチュエータ等のアクチュエータを設け、このアクチュエータによりコントロールシャフト16の回転位置を変更することによって、ピストン11の上死点位置及び下死点位置を含むピストン11のストローク特性を変化させ、ひいては機関圧縮比を変更することが可能である。アクチュエータの動作は図示せぬ制御部によって機関運転状態に応じて制御される。   Although not shown, an actuator such as a motor or a hydraulic actuator capable of changing the rotation position of the control shaft 16 is provided, and the top dead center position of the piston 11 is changed by changing the rotation position of the control shaft 16 using this actuator. Further, it is possible to change the stroke characteristics of the piston 11 including the bottom dead center position, and thus change the engine compression ratio. The operation of the actuator is controlled according to the engine operating state by a control unit (not shown).

図2は、本発明の第1実施例に係るボルト組立体としてのロアーリンク14を示す断面図である。ロアーリンク14は、クランクシャフト12のクランクピン13に後から組み付けることができるように、クランクピン13を挟んで一対の固定ボルト21により締結・固定される一対の第1分割部材22と第2分割部材23とを有するボルト組立体として構成されており、各分割部材22,23には、クランクピン13を回転可能に支持する軸受面24の半分がそれぞれ半割形状に形成されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the lower link 14 as a bolt assembly according to the first embodiment of the present invention. The lower link 14 is fastened and fixed by a pair of fixing bolts 21 with the crank pin 13 interposed therebetween so that the lower link 14 can be assembled later to the crank pin 13 of the crank shaft 12 and the second divided member. A bolt assembly having a member 23 is formed, and each of the divided members 22 and 23 is formed with a half of a bearing surface 24 that rotatably supports the crank pin 13 in a half shape.

また、ロアーリンク14は、第1連結ピン19が回転可能に貫通するアッパーリンク15のピンボス部25を両側から挟み込むように、第1連結ピン19が圧入により固定される薄板状の第1ピンボス部26が二股形状に形成されている。なお、図2の断面図では一方の第1ピンボス部26のみが描かれている。この二股形状の第1ピンボス部26の間にアッパーリンク15のピンボス部25を配置した上で、第1連結ピン19を、ロアーリンク14の第1ピンボス部26に圧入により固定しつつ、アッパーリンク15のピンボス部25に回転可能に貫通させることで、アッパーリンク15とロアーリンク14とが相対回転可能に連結される。   The lower link 14 has a thin plate-like first pin boss portion to which the first connection pin 19 is fixed by press-fitting so as to sandwich the pin boss portion 25 of the upper link 15 through which the first connection pin 19 is rotatably inserted from both sides. 26 is formed in a bifurcated shape. In the cross-sectional view of FIG. 2, only one first pin boss portion 26 is drawn. After the pin boss portion 25 of the upper link 15 is disposed between the bifurcated first pin boss portion 26, the first link pin 19 is fixed to the first pin boss portion 26 of the lower link 14 by press-fitting, and the upper link The upper link 15 and the lower link 14 are connected to each other so as to be rotatable relative to each other by allowing the pin bosses 25 to penetrate through the 15 pin boss portions 25.

同様に、第2連結ピン20が回転可能に貫通するコントロールリンク17のピンボス部27を両側から挟み込むように、第2連結ピン20が圧入により固定される薄板状の第2ピンボス部28が二股形状に形成されている。なお、図2の断面図では一方の第2ピンボス部28のみが描かれている。この二股形状の第2ピンボス部28の間にコントロールリンク17のピンボス部27を配置した上で、第2連結ピン20を、一対の第2ピンボス部28に圧入により固定しつつ、コントロールリンク17のピンボス部27に回転可能に貫通させることで、コントロールリンク17とロアーリンク14とが相対回転可能に連結される。   Similarly, the thin plate-like second pin boss portion 28 to which the second connection pin 20 is fixed by press-fitting so as to sandwich the pin boss portion 27 of the control link 17 through which the second connection pin 20 is rotatably penetrated is bifurcated. Is formed. In the cross-sectional view of FIG. 2, only one second pin boss portion 28 is drawn. The pin boss portion 27 of the control link 17 is disposed between the bifurcated second pin boss portions 28, and the second connecting pin 20 is fixed to the pair of second pin boss portions 28 by press-fitting. The control link 17 and the lower link 14 are connected so as to be rotatable relative to each other by allowing the pin boss portion 27 to rotate therethrough.

なお、一方の分割部材に荷重や応力が集中することのないように、第1分割部材22と第2分割部材23のうち、一方の第2分割部材23に第1ピンボス部26、他方の第1分割部材22に第2ピンボス部28が設けられている。   Of the first divided member 22 and the second divided member 23, one of the first divided members 23 and one of the second divided members 23 is connected to the first pin boss portion 26, and the other of the second divided members 23 is not concentrated. A second pin boss portion 28 is provided on the one-divided member 22.

次に、固定ボルト21による締結部分の構造について、図2及び図3を参照して詳細に説明する。なお、固定ボルト21は2本あるが、基本的に両者の構造は同じであるために、ここではアッパーリンク15寄り(図2の右側)の固定ボルト21の固定構造を例にとって説明する。ここで、本明細書においては便宜上、一対の分割部材22,23のうち、固定ボルト21の頭部33が着座する方を「第1分割部材」と呼び、固定ボルト21の軸部31の雄ねじ部32が螺合する方を「第2分割部材」と呼んでいる。従って、他方のコントロールリンク17側の固定ボルト21の締結構造に着目した場合には、以下の説明とは第1分割部材と第2分割部材の関係が逆になる。   Next, the structure of the fastening portion by the fixing bolt 21 will be described in detail with reference to FIGS. Although there are two fixing bolts 21, the structure of both is basically the same. Therefore, here, a fixing structure of the fixing bolt 21 near the upper link 15 (right side in FIG. 2) will be described as an example. Here, for the sake of convenience, in this specification, of the pair of divided members 22 and 23, the one on which the head 33 of the fixing bolt 21 is seated is referred to as a “first divided member”, and the male screw of the shaft portion 31 of the fixing bolt 21. The direction in which the portion 32 is screwed is referred to as a “second divided member”. Therefore, when paying attention to the fastening structure of the fixing bolt 21 on the other control link 17 side, the relationship between the first divided member and the second divided member is reversed from the following description.

固定ボルト21は、外周に雄ねじ部32が形成された軸部31と、この軸部31の一端に設けられ、軸部31よりも大径な頭部33と、を有している。第1分割部材22には、固定ボルト21の頭部33の平坦な裏面34が着座する平坦な座面35が設けられるとともに、固定ボルト21の軸部31が貫通する第1ボルト孔36が貫通形成されている。第1ボルト孔36は、一端が座面35に開口し、他端が第1分割部材22と第2分割部材23の合わせ面37に開口している。   The fixing bolt 21 includes a shaft portion 31 having a male screw portion 32 formed on the outer periphery, and a head portion 33 provided at one end of the shaft portion 31 and having a larger diameter than the shaft portion 31. The first divided member 22 is provided with a flat seat surface 35 on which a flat back surface 34 of the head 33 of the fixing bolt 21 is seated, and a first bolt hole 36 through which the shaft portion 31 of the fixing bolt 21 passes is penetrated. Is formed. One end of the first bolt hole 36 opens in the seat surface 35, and the other end opens in the mating surface 37 of the first divided member 22 and the second divided member 23.

第2分割部材23には、固定ボルト21の軸部31が挿通する第2ボルト孔38が貫通形成されている。この第2ボルト孔38の内周には、固定ボルト21の軸部31の外周に形成された雄ねじ部32に螺合する雌ねじ部39が形成されている。第2ボルト孔38の一端は両分割部材22,23の合わせ面37に開口し、他端は二股形状をなす一対の第1ピンボス部26同士を繋ぐ底面40に開口している。   The second divided member 23 is formed with a second bolt hole 38 through which the shaft portion 31 of the fixing bolt 21 is inserted. On the inner periphery of the second bolt hole 38, a female screw portion 39 is formed that is screwed into a male screw portion 32 formed on the outer periphery of the shaft portion 31 of the fixing bolt 21. One end of the second bolt hole 38 opens to the mating surface 37 of the two divided members 22, 23, and the other end opens to the bottom surface 40 that connects the pair of first pin boss portions 26 having a bifurcated shape.

つまり、固定ボルト21は、燃焼荷重や慣性荷重等を勘案して、二股形状のピンボス部26,28側が軸部31の先端側となるように締結される構造となっており、この関係で、合わせ面37から底面40までの距離が比較的短くなっている。従って、ねじ締結部分の強度・剛性を確保するように、第2ボルト孔38がピンボス部26(28)の底面40にまで貫通する構造とし、雌ねじ部39が形成される第2ボルト孔38の長さを十分に確保するようにしている。   That is, the fixing bolt 21 has a structure in which the bifurcated pin boss portions 26 and 28 are fastened to the tip end side of the shaft portion 31 in consideration of a combustion load, an inertia load, and the like. The distance from the mating surface 37 to the bottom surface 40 is relatively short. Therefore, in order to ensure the strength and rigidity of the screw fastening portion, the second bolt hole 38 has a structure that penetrates to the bottom surface 40 of the pin boss portion 26 (28), and the second bolt hole 38 in which the female screw portion 39 is formed. The length is secured sufficiently.

そして、図3に示すように、第1分割部材22には、第1ボルト孔36の周囲に、平坦面をなす座面35から第1ボルト孔36へ向けて縮径するように円錐形状に傾斜あるいは湾曲するテーパ面41が形成されている。   As shown in FIG. 3, the first divided member 22 has a conical shape around the first bolt hole 36 so that the diameter decreases from the seat surface 35 forming a flat surface toward the first bolt hole 36. An inclined or curved tapered surface 41 is formed.

浸炭工程では、例えば、真空引きしたケース内にロアーリンク14を配置し、このケース内に浸炭用のガスを注入・加熱して行なわれる。その後、焼き入れ・焼き戻しにより硬化を行ない、図3及び図4の太い実線で示すように、高硬度な浸炭層42がロアーリンク14の表面に形成される。   In the carburizing process, for example, the lower link 14 is disposed in a vacuumed case, and a carburizing gas is injected and heated in the case. Thereafter, hardening is performed by quenching and tempering, and a carburized layer 42 having a high hardness is formed on the surface of the lower link 14 as shown by a thick solid line in FIGS.

ここで本実施例では、浸炭工程の際、固定ボルト21に代えて浸炭用治具43を用いて第1分割部材22と第2分割部材23とを固定した状態で浸炭処理を行うようにしている。この浸炭用治具43は、上記の固定ボルト21と同様に、頭部45と軸部44とを有するボルト形状をなしている。この治具の軸部44は、固定ボルト21の軸部31よりも細く、かつ長く設定されており、第1ボルト孔36及び第2ボルト孔38を貫通して、ピンボス部26の底面40より突き出しており、この軸部44の先端部にナット(図示省略)が締結される。この治具の軸部31の外周には、ナットの内周に形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじ部46が形成されている。   In this embodiment, in the carburizing step, the carburizing process is performed in a state where the first divided member 22 and the second divided member 23 are fixed using the carburizing jig 43 instead of the fixing bolt 21. Yes. The carburizing jig 43 has a bolt shape having a head portion 45 and a shaft portion 44 in the same manner as the fixing bolt 21 described above. The shaft portion 44 of the jig is set to be thinner and longer than the shaft portion 31 of the fixing bolt 21, penetrates the first bolt hole 36 and the second bolt hole 38, and extends from the bottom surface 40 of the pin boss portion 26. A nut (not shown) is fastened to the tip of the shaft portion 44. On the outer periphery of the shaft portion 31 of the jig, a male screw portion 46 that is screwed into a female screw portion formed on the inner periphery of the nut is formed.

なお、このようにナットを用いる構造に代えて、治具の軸部44を固定ボルト21の軸部31と同じ太さ(径方向寸法)とし、その先端側で第2ボルト孔38の雌ねじ部39に螺合・締結する構成としても良い。   Instead of the structure using the nut as described above, the shaft portion 44 of the jig has the same thickness (diameter dimension) as the shaft portion 31 of the fixing bolt 21, and the female screw portion of the second bolt hole 38 at the tip side thereof. It is good also as a structure screwed and fastened to 39.

治具の頭部45は、座面35にも浸炭処理が施されるように、座面35に当接することなく、第1分割部材22のテーパ面41に着座するように構成されている。具体的には、治具の頭部45は、軸部44の裏面側が第1分割部材22に形成されたテーパ面41と同様に円錐形状に傾斜する傾斜面部47として構成されている。従って、この浸炭用治具43を締結した際、図4に示すように、傾斜面部47が座面35と接触することなくテーパ面41に着座して強く接触することとなる。この結果、テーパ面41及びボルト孔36,38が浸炭用治具43により密閉状態に塞がれた状態となって、浸炭処理が行なわれることがない。一方、座面35は浸炭用治具43により塞がれることなく露出した状態となるために、浸炭処理が行なわれ、図3及び図4の太い実線で示すように、座面35にも浸炭層42が形成されることとなる。   The head 45 of the jig is configured to be seated on the tapered surface 41 of the first divided member 22 without contacting the seat surface 35 so that the carburizing process is also performed on the seat surface 35. Specifically, the head portion 45 of the jig is configured as an inclined surface portion 47 in which the back surface side of the shaft portion 44 is inclined in a conical shape like the tapered surface 41 formed on the first split member 22. Therefore, when the carburizing jig 43 is fastened, as shown in FIG. 4, the inclined surface portion 47 is seated on the taper surface 41 without coming into contact with the seat surface 35, and comes into strong contact. As a result, the taper surface 41 and the bolt holes 36 and 38 are closed by the carburizing jig 43 so that the carburizing process is not performed. On the other hand, since the seating surface 35 is exposed without being blocked by the carburizing jig 43, carburizing treatment is performed, and as shown by the thick solid lines in FIGS. Layer 42 will be formed.

以上のように本実施例では、浸炭処理の際に固定ボルト21に代えて専用の浸炭用治具43を用いるこで、雌ねじ部39が形成されるボルト孔36,38の浸炭を防ぎながら、強度が要求される座面35には浸炭処理を施して、浸炭層42を形成することが可能となり、ねじ噛み合い部分の靱性の低下を防ぎつつ、座面35の強度を向上することができる。なお、浸炭用治具43は何度も使い回しが可能であるために、製造コストの増加は最小限に抑制される。
In the present embodiment as described above, the carburizing jig 43 dedicated instead fixing bolt 21 during carburizing and Mochiiruko, while preventing carburization of bolt holes 36, 38 female thread portion 39 is formed In addition, it is possible to carburize the seat surface 35 that requires strength to form the carburized layer 42, and to improve the strength of the seat surface 35 while preventing the toughness of the screw meshing portion from being lowered. . In addition, since the carburizing jig 43 can be reused many times, an increase in manufacturing cost is suppressed to a minimum.

図5は、この発明の第2実施例に係る浸炭用治具43の固定構造を示す説明図である。なお、以下の第2,第3実施例では、基本的な構造は上記第1実施例と同様であるため、ここでは異なる部分についてのみ説明する。   FIG. 5 is an explanatory view showing a fixing structure of the carburizing jig 43 according to the second embodiment of the present invention. In the following second and third embodiments, since the basic structure is the same as that of the first embodiment, only different portions will be described here.

テーパ面41と傾斜面部47との傾斜角度を等しく設定すると、寸法のばらつき等に起因して、テーパ面41と傾斜面部47との実際の着座位置がボルト孔36寄りの位置から座面35寄りの位置の間でばらつくおそれがあり、ひいてはボルト孔36,38の密封性を阻害するおそれがある。   When the inclination angles of the taper surface 41 and the inclined surface portion 47 are set equal, the actual seating position of the taper surface 41 and the inclined surface portion 47 is closer to the seat surface 35 than the position closer to the bolt hole 36 due to dimensional variation or the like. Between the positions of the bolt holes 36 and 38, which may impair the sealing performance of the bolt holes 36 and 38.

そこで、図5の第2実施例では、浸炭用治具43の傾斜面部47Aが、最もボルト孔寄り(図の下側寄り)の位置でテーパ面41Aに着座するように、座面35(軸部の軸方向に直交する方向)に対する傾斜面部47Aの傾斜角度を、テーパ面41Aの傾斜角度よりも大きく設定している。これによって、傾斜面部47Aが常に最もボルト孔寄りの位置でテーパ面41に安定して着座することとなり、ボルト孔36,38を確実に密封することができる。   Therefore, in the second embodiment of FIG. 5, the inclined surface portion 47A of the carburizing jig 43 is seated on the seat surface 35 (shaft) so that it is seated on the tapered surface 41A at the position closest to the bolt hole (lower side in the figure). The inclination angle of the inclined surface portion 47A with respect to the direction orthogonal to the axial direction of the portion is set larger than the inclination angle of the tapered surface 41A. Thus, the inclined surface portion 47A is always stably seated on the tapered surface 41 at the position closest to the bolt hole, and the bolt holes 36 and 38 can be reliably sealed.

図5の第3実施例では、浸炭用治具43の傾斜面部47Bが、最も座面寄り(図の上側寄り)の位置でテーパ面41Bに着座するように、座面35(軸部の軸方向に直交する方向)に対する傾斜面部47Bの傾斜角度を、テーパ面41Bよりも小さく設定している。これによって、傾斜面部47Bが常に最も座面寄りの位置で安定してテーパ面41Bに着座することとなり、ボルト孔36,38を確実に密封することができる。   In the third embodiment of FIG. 5, the seat surface 35 (axis of the shaft portion) is such that the inclined surface portion 47 </ b> B of the carburizing jig 43 is seated on the tapered surface 41 </ b> B at the position closest to the seat surface (upper side in the drawing). The inclination angle of the inclined surface portion 47B with respect to the direction orthogonal to the direction is set smaller than that of the tapered surface 41B. Thus, the inclined surface portion 47B is always stably seated on the tapered surface 41B at the position closest to the seat surface, and the bolt holes 36 and 38 can be reliably sealed.

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、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施例では傾斜面部をボルト状の軸部と一体の頭部に設けているが、軸部の先端に締結されるナット側に傾斜面部を設ける構造としても良い。   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. For example, in the above embodiment, the inclined surface portion is provided on the head unit integrated with the bolt-shaped shaft portion, but the inclined surface portion may be provided on the nut side fastened to the tip of the shaft portion.

11…ピストン
12…クランクシャフト
13…クランクピン
14…ロアーリンク
15…アッパーリンク
16…コントロールシャフト
17…コントロールリンク
19…第1連結ピン
20…第2連結ピン
21…固定ボルト
22…第1分割部材
23…第2分割部材
33…頭部
31…軸部
32…雄ねじ部
36…第1ボルト孔
38…第2ボルト孔
39…雌ねじ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Piston 12 ... Crankshaft 13 ... Crankpin 14 ... Lower link 15 ... Upper link 16 ... Control shaft 17 ... Control link 19 ... 1st connection pin 20 ... 2nd connection pin 21 ... Fixing bolt 22 ... 1st division member 23 ... second divided member 33 ... head 31 ... shaft 32 ... male screw part 36 ... first bolt hole 38 ... second bolt hole 39 ... female screw part

Claims (7)

固定ボルトにより固定される第1分割部材と第2分割部材とを有するボルト組立体の表面に浸炭処理を施す浸炭工程を有するボルト組立体の浸炭方法において、
上記第1分割部材と第2分割部材には、上記固定ボルトの軸部が挿通するボルト孔が貫通形成され、
一方の第1分割部材には、上記固定ボルトの頭部が着座する平坦な座面が設けられるとともに、他方の第2分割部材のボルト孔の内周には、上記固定ボルトの軸部の外周に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部が形成され、
かつ、上記第1分割部材には、上記ボルト孔の周囲に、上記座面からボルト孔へ向けて縮径するように円錐形状に傾斜もしくは湾曲するテーパ面が形成され、
上記浸炭工程では、上記固定ボルトに代えて浸炭用治具を用いて上記第1分割部材と第2分割部材とを固定した状態で浸炭処理を行い、
上記浸炭用治具は、上記座面にも浸炭処理が施されるように、上記座面に当接することなく上記ボルト孔を塞ぐように構成されていることを特徴とするボルト組立体の浸炭方法。
In the carburizing method of a bolt assembly including a carburizing step of carburizing the surface of a bolt assembly having a first divided member and a second divided member fixed by a fixing bolt,
A bolt hole through which the shaft portion of the fixing bolt is inserted is formed through the first divided member and the second divided member,
One of the first divided members is provided with a flat seat surface on which the head of the fixing bolt is seated, and the inner periphery of the bolt hole of the other second divided member has an outer periphery of the shaft portion of the fixing bolt. An internal thread portion that is screwed into the external thread portion formed in
And the said 1st division member is formed in the circumference | surroundings of the said bolt hole the taper surface which inclines or curves in a cone shape so that it may reduce in diameter toward the bolt hole from the said seat surface,
In the carburizing step, carburizing treatment is performed in a state where the first divided member and the second divided member are fixed using a carburizing jig instead of the fixing bolt,
The carburizing jig according to claim 1, wherein the carburizing jig is configured to close the bolt hole without contacting the seating surface so that the carburizing process is performed on the seating surface. Method.
上記浸炭用治具は、上記ボルト孔を挿通する軸部と、この軸部の一端に設けられ、上記座面に当接することなくテーパ面に着座するように、上記テーパ面に対応して傾斜する傾斜面部と、を有することを特徴とする請求項1に記載のボルト組立体の浸炭方法。 The carburizing jig is provided at one end of the shaft portion through which the bolt hole is inserted, and is inclined corresponding to the tapered surface so as to be seated on the tapered surface without contacting the seating surface. The carburizing method for a bolt assembly according to claim 1, further comprising an inclined surface portion. 上記傾斜面部は、上記ボルト孔寄りの位置で上記テーパ面に着座するように、上記座面に対する傾斜角度がテーパ面よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項2に記載のボルト組立体の浸炭方法。 3. The bolt assembly according to claim 2 , wherein the inclined surface portion is set to have an inclination angle larger than that of the tapered surface so that the inclined surface portion is seated on the tapered surface at a position near the bolt hole. Three-dimensional carburizing method. 上記傾斜面部は、上記座面寄りの位置で上記テーパ面に着座するように、上記座面に対する傾斜角度がテーパ面よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項2に記載のボルト組立体の浸炭方法。 The bolt assembly according to claim 2 , wherein the inclined surface portion is set to have an inclination angle smaller than that of the tapered surface so that the inclined surface portion is seated on the tapered surface near the seat surface. Three-dimensional carburizing method. 上記ボルト組立体が、複リンク式ピストン−クランク機構に用いられ、クランクピンに回転可能に取り付けられるロアーリンクであり、
上記複リンク式ピストン−クランク機構は、
上記ロアーリンクとピストンとを連結するアッパーリンクと、
機関本体に回転可能に支持されるコントロールシャフトと、
このコントロールシャフトと上記ロアーリンクとを連結するコントロールリンクと、を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のボルト組立体の浸炭方法。
The bolt assembly is a lower link that is used in a multi-link piston-crank mechanism and is rotatably attached to a crank pin.
The multi-link piston-crank mechanism is
An upper link connecting the lower link and the piston;
A control shaft rotatably supported by the engine body,
The carburizing method for a bolt assembly according to any one of claims 1 to 4, further comprising a control link for connecting the control shaft and the lower link.
固定ボルトにより固定される第1分割部材と第2分割部材とを有するボルト組立体において、
上記第1分割部材と第2分割部材には、上記固定ボルトの軸部が挿通するボルト孔が貫通形成され、
一方の第1分割部材には、上記固定ボルトの頭部が着座する平坦な座面が設けられる一方、他方の第2分割部材のボルト孔の内周には、上記固定ボルトの軸部の外周に形成された雄ねじ部が螺合する雌ねじ部が形成され、
かつ、上記第1分割部材には、上記ボルト孔の周囲に、上記座面からボルト孔へ向けて縮径するように円錐形状に傾斜もしくは湾曲するテーパ面が形成され、
上記ボルト孔を除き、上記座面を含めた第1分割部材の表面に、浸炭処理が施された浸炭層が形成されていることを特徴とするボルト組立体。
In the bolt assembly having the first divided member and the second divided member fixed by the fixing bolt,
A bolt hole through which the shaft portion of the fixing bolt is inserted is formed through the first divided member and the second divided member,
One of the first divided members is provided with a flat seat surface on which the head of the fixing bolt is seated, while the inner periphery of the bolt hole of the other second divided member has an outer periphery of the shaft portion of the fixing bolt. A female screw part is formed to which the male screw part formed in
And the said 1st division member is formed in the circumference | surroundings of the said bolt hole the taper surface which inclines or curves in a cone shape so that it may reduce in diameter toward the bolt hole from the said seat surface,
A bolt assembly, wherein a carburized layer subjected to a carburizing process is formed on a surface of the first divided member including the seating surface except for the bolt holes.
上記ボルト組立体が、複リンク式ピストン−クランク機構に用いられ、クランクピンに回転可能に取り付けられるロアーリンクであり、
上記複リンク式ピストン−クランク機構は、
上記ロアーリンクとピストンとを連結するアッパーリンクと、
機関本体に回転可能に支持されるコントロールシャフトと、
このコントロールシャフトと上記ロアーリンクとを連結するコントロールリンクと、を有することを特徴とする請求項6に記載のボルト組立体。
The bolt assembly is a lower link that is used in a multi-link piston-crank mechanism and is rotatably attached to a crank pin.
The multi-link piston-crank mechanism is
An upper link connecting the lower link and the piston;
A control shaft rotatably supported by the engine body,
The bolt assembly according to claim 6, further comprising a control link for connecting the control shaft and the lower link.
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