(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端に第１連結ピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、このロアリンクに第２連結ピンを介して一端が連結されるとともに、他端が内燃機関本体に揺動可能に連結されたコントロールリンクと、圧縮比を変化させるために上記コントロールリンクの内燃機関本体への連結点位置を変化させる支点位置制御機構と、を備え、
上記ロアリンクは、二股形状のピンボス部を２カ所に有し、これら２カ所のピンボス部にそれぞれ上記第１，第２連結ピンが支持され、さらに、これらの２つのピンボス部の間に、上記クランクピンが嵌合する円形のピン孔を有し、かつ、このピン孔の直径方向に沿った切断面によって各々１つのピンボス部を含む２つの部材に分割されるとともに、両部材がピン孔の両側にそれぞれ配置されたボルトによって互いに締結されてなるレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構において、
両部材の合わせ面の少なくとも一方に、凹部が形成されており、この凹部を上記ボルトが貫通していることを特徴とするレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構。
【請求項２】
ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端に第１連結ピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、このロアリンクに第２連結ピンを介して一端が連結されるとともに、他端が内燃機関本体に揺動可能に連結されたコントロールリンクと、圧縮比を変化させるために上記コントロールリンクの内燃機関本体への連結点位置を変化させる支点位置制御機構と、を備え、
上記ロアリンクは、二股形状のピンボス部を２カ所に有し、これら２カ所のピンボス部にそれぞれ上記第１，第２連結ピンが支持され、さらに、これらの２つのピンボス部の間に、上記クランクピンが嵌合する円形のピン孔を有し、かつ、このピン孔の直径方向に沿った切断面によって各々１つのピンボス部を含む２つの部材に分割されるとともに、両部材がピン孔の両側にそれぞれ配置されたボルトによって互いに締結されてなるレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構において、
両部材の合わせ面の少なくとも一方に、合わせ面の背部に位置する中空部が形成されており、この中空部を上記ボルトが貫通していることを特徴とするレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構。
【請求項３】
ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端に第１連結ピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、このロアリンクに第２連結ピンを介して一端が連結されるとともに、他端が内燃機関本体に揺動可能に連結されたコントロールリンクと、圧縮比を変化させるために上記コントロールリンクの内燃機関本体への連結点位置を変化させる支点位置制御機構と、を備え、
上記ロアリンクは、二股形状のピンボス部を２カ所に有し、これら２カ所のピンボス部にそれぞれ上記第１，第２連結ピンが支持され、さらに、これらの２つのピンボス部の間に、上記クランクピンが嵌合する円形のピン孔を有し、かつ、このピン孔の直径方向に沿った切断面によって各々１つのピンボス部を含む２つの部材に分割されるとともに、両部材がピン孔の両側にそれぞれ配置されたボルトによって互いに締結されてなるレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構において、
両部材の合わせ面の少なくとも一方に、凹部が形成されているとともに、この合わせ面の背部に位置する中空部が形成されており、これらの凹部ならびに中空部を上記ボルトが貫通していることを特徴とするレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構。
【請求項４】
上記凹部の形成によって残存する合わせ面が略矩形をなし、かつ四辺が連続していることを特徴とする請求項１または３記載のレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構。
【請求項５】
互いに接合される合わせ面の一方に上記凹部が形成されており、他方には、上記凹部に対応する範囲内に、軽量化のための孔が形成されていることを特徴とする請求項１または３に記載の内燃機関のピストンクランク機構。
【請求項６】
合わせ面に対向して見て、リンク部材外側面からの上記中空部のピン孔寄りの端縁までの距離（Ｌ４）が上記凹部のピン孔寄りの端縁までの距離（Ｌ３）よりも大きいことを特徴とする請求項３記載のレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構。
【請求項７】
ボルト中心軸を通りかつピン孔中心軸と平行な断面において、上記中空部は、両端部が合わせ面から離れる方向に膨らんでおり、かつボルト頭部寄りとなる部分の曲率半径（Ｒ１）に比べて側方部分の曲率半径（Ｒ２）が大きいことを特徴とする請求項２または３記載のレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構。
【請求項８】
上記ピン孔の上側および下側の合わせ面にそれぞれ１本のボルトが設けられており、ピン孔中心点から上側のボルト中心までの距離が、下側のボルト中心までの距離よりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構。
【請求項９】
上記ピン孔の下側の合わせ面が、ピン孔の内周面近傍の軸方向に沿った部分とボルト周囲部分とからなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構。
【請求項１０】
二股状のピンボス部の底部にボルト頭部が位置しており、かつこのボルト頭部を覆うように二股状のピンボス部を互いに連結する補強部を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構。
【請求項１１】
ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端に第１連結ピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、このロアリンクに第２連結ピンを介して一端が連結されるとともに、他端が内燃機関本体に連結されたリンクと、を備え、
上記ロアリンクは、二股形状のピンボス部を２カ所に有し、これら２カ所のピンボス部にそれぞれ上記第１，第２連結ピンが支持され、さらに、これらの２つのピンボス部の間に、上記クランクピンが嵌合する円形のピン孔を有し、かつ、このピン孔の直径方向に沿った切断面によって各々１つのピンボス部を含む２つの部材に分割されるとともに、両部材がピン孔の両側にそれぞれ配置されたボルトによって互いに締結されてなるレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構において、
両部材の合わせ面の少なくとも一方に、凹部が形成されており、この凹部を上記ボルトが貫通していることを特徴とするレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構。
【請求項１２】
ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端に第１連結ピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、このロアリンクに第２連結ピンを介して一端が連結されるとともに、他端が内燃機関本体に連結されたリンクと、を備え、
上記ロアリンクは、二股形状のピンボス部を２カ所に有し、これら２カ所のピンボス部にそれぞれ上記第１，第２連結ピンが支持され、さらに、これらの２つのピンボス部の間に、上記クランクピンが嵌合する円形のピン孔を有し、かつ、このピン孔の直径方向に沿った切断面によって各々１つのピンボス部を含む２つの部材に分割されるとともに、両部材がピン孔の両側にそれぞれ配置されたボルトによって互いに締結されてなるレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構において、
両部材の合わせ面の少なくとも一方に、合わせ面の背部に位置する中空部が形成されており、この中空部を上記ボルトが貫通していることを特徴とするレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構。
【請求項１３】
ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端に第１連結ピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、このロアリンクに第２連結ピンを介して一端が連結されるとともに、他端が内燃機関本体に連結されたリンクと、を備え、
上記ロアリンクは、二股形状のピンボス部を２カ所に有し、これら２カ所のピンボス部にそれぞれ上記第１，第２連結ピンが支持され、さらに、これらの２つのピンボス部の間に、上記クランクピンが嵌合する円形のピン孔を有し、かつ、このピン孔の直径方向に沿った切断面によって各々１つのピンボス部を含む２つの部材に分割されるとともに、両部材がピン孔の両側にそれぞれ配置されたボルトによって互いに締結されてなるレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構において、
両部材の合わせ面の少なくとも一方に、凹部が形成されているとともに、この合わせ面の背部に位置する中空部が形成されており、これらの凹部ならびに中空部を上記ボルトが貫通していることを特徴とするレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レシプロ式内燃機関のピストンクランク機構、特に、複リンク式のピストンクランク機構に好適なリンク部材の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関の可変圧縮比機構として、複リンク式のピストンクランク機構を利用したものが提案されている（例えば１９７６年１２月発行の「Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」第１９頁、特開平９−２２８８５８号公報参照）。これは、ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端に連結されるとともに、クランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、上記ロアリンクと内燃機関本体とを連結して、ロアリンクの自由度を規制するコントロールリンクと、を備えており、上記コントロールリンクの揺動支点位置が運転条件に応じて制御される構成となっている。このものでは、コントロールリンクの揺動支点位置が変化すると、ロアリンクの姿勢が変化し、これに伴ってピストンの上死点位置、ひいては圧縮比が変化する。
【０００３】
このようなピストンクランク機構におけるロアリンクは、一般に、アッパリンクおよびコントロールリンクにそれぞれ連結される二股形状のピンボス部を２カ所に有するとともに、これらの２つのピンボス部の間に、クランクピンが嵌合する円形のピン孔を有し、かつ、このピン孔の直径方向に沿った切断面によって各々１つのピンボス部を含む２つの部材に分割されるとともに、両部材がピン孔の両側にそれぞれ配置されたボルトによって互いに締結された構成となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の構成においては、ピンボス部を二股状とすることから、２分割した２つの部材の合わせ面が広くなり、ピン孔の両側の合わせ面を、それぞれ１本のボルトで締結したとすると、ボルト周辺では面圧が高くなるものの、ボルトから離れた合わせ面の外周部分で面圧が不十分となり、合わせ面が開きやすい、という問題がある。特に、上記のロアリンクでは、ピストンから燃焼荷重を受けた際に、図１０に示すように、第１ピンボス部２１および第２ピンボス部２２は下方へ力ｆ１，ｆ３を受け、中央のピン孔２３は上方へ力ｆ２を受けるので、ボルト２５，２６によって締結された両部材６Ａ，６Ｂの合わせ面においては、各ボルト２５，２６よりも外側部分、とりわけ、上方の合わせ面の上側部分が開きやすい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、合わせ面における面圧をボルト周囲で低減させ、合わせ面の外周部に面圧を集中させることで、上記の問題を解決することを目的とする。
【０００６】
請求項１，１１に係る発明は、ロアリンクが、二股形状のピンボス部を２カ所に有し、これら２カ所のピンボス部にそれぞれ上記第１，第２連結ピンが支持され、さらに、これらの２つのピンボス部の間に、上記クランクピンが嵌合する円形のピン孔を有し、かつ、このピン孔の直径方向に沿った切断面によって各々１つのピンボス部を含む２つの部材に分割されるとともに、両部材がピン孔の両側にそれぞれ配置されたボルトによって互いに締結されてなるレシプロ式内燃機関のピストンクランク機構において、両部材の合わせ面の少なくとも一方に、凹部が形成されており、この凹部を上記ボルトが貫通していることを特徴としている。
【０００７】
このように凹部を設けることによって、凹部以外の外周部が実質的な合わせ面となり、この部分での面圧が高くなって、開きにくくなる。
【０００８】
請求項２，１２に係る発明は、両部材の合わせ面の少なくとも一方に、合わせ面の背部に位置する中空部が形成されており、この中空部を上記ボルトが貫通していることを特徴としている。
【０００９】
このように合わせ面の背部に中空部を設けると、この中空部以外の部分を介してボルト軸力が合わせ面に伝達されることから、合わせ面の外周部の面圧が相対的に向上する。この中空部は、リンク部材の外側面に開口するような形状に加工することができる。
【００１０】
請求項３，１３に係る発明は、両部材の合わせ面の少なくとも一方に、凹部が形成されているとともに、この合わせ面の背部に位置する中空部が形成されており、これらの凹部ならびに中空部を上記ボルトが貫通していることを特徴としている。
【００１１】
すなわち、この請求項３，１３の構成は、請求項１，１１の凹部と請求項２，１２の中空部とを組み合わせたものであり、双方の作用により、合わせ面の外周部の面圧が相対的に高くなる。
【００１２】
請求項１〜３の発明では、上記ピストンクランク機構は、ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端に第１連結ピンを介して連結され、かつクランク機構シャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、このロアリンクに第２連結ピンを介して一端が連結されるとともに、他端が内燃機関本体に揺動可能に連結されたコントロールリンクと、圧縮比を変化させるために上記コントロールリンクの内燃機関本体への連結点位置を変化させる支点位置制御機構と、を備え、上記リンク部材が上記ロアリンクとして構成されているとともに、上記の２カ所のピンボス部にそれぞれ上記第１，第２連結ピンが支持され、かつ上記ピン孔に上記クランクピンが嵌合することを特徴としている。
【００１３】
このような複リンク式ピストンクランク機構のロアリンクに適用された本発明では、燃焼荷重によりピン孔の上側（ピストン側）となる合わせ面、とりわけボルトよりも外側（上側）となる部分が開きやすくなるが、上記のように外周部の面圧が高くなることから、この合わせ面の開きが抑制される。
【００１４】
請求項８の発明では、上記ピン孔の上側および下側の合わせ面にそれぞれ１本のボルトが設けられており、ピン孔中心点から上側のボルト中心までの距離が、下側のボルト中心までの距離よりも大きい。
【００１５】
これにより、上側の合わせ面の上側部分の面圧が増加し、その開きが抑制される。
【００１６】
さらに、請求項９の発明は、上記ピン孔の下側の合わせ面が、ピン孔の内周面近傍の軸方向に沿った部分とボルト周囲部分とからなることを特徴としている。燃焼荷重を受けたときに、この下側の合わせ面を開こうとする力は、上側の合わせ面に比べて小さい。そこで、この請求項９のように実質的な合わせ面の面積を小さくすることで、下側のボルトに必要な軸力が小さくなる。
【００１７】
請求項１，２の発明に従属する請求項４の発明では、上記凹部の形成によって残存する合わせ面が略矩形をなし、かつ四辺が連続している。
【００１８】
また、請求項６の発明は、合わせ面に対向して見て、リンク部材外側面からの上記中空部のピン孔寄りの端縁までの距離（Ｌ４）が上記凹部のピン孔寄りの端縁までの距離（Ｌ３）よりも大きいことを特徴としている。これにより、凹部のピン孔寄りの端縁での面圧集中が回避される。
【００１９】
請求項２，３の発明をさらに具体化した請求項７の発明は、ボルト中心軸を通りかつピン孔中心軸と平行な断面において、上記中空部は、両端部が合わせ面から離れる方向に膨らんでおり、かつボルト頭部寄りとなる部分の曲率半径（Ｒ１）に比べて側方部分の曲率半径（Ｒ２）が大きいことを特徴としている。これにより、ボルト周囲の剛性を確保しつつ、大きな曲げモーメントが作用する側方部分の応力集中を抑制できる。
【００２０】
また、請求項５の発明では、互いに接合される合わせ面の一方に上記凹部が形成されており、他方には、上記凹部に対応する範囲内に、軽量化のための孔が形成されている。この孔は、例えばボルト孔の両側に設けられる。
【００２１】
さらに請求項１０の発明は、二股状のピンボス部の底部にボルト頭部が位置しており、かつこのボルト頭部を覆うように二股状のピンボス部を互いに連結する補強部を備えていることを特徴としている。このように補強部を設けることで、二股状をなすピンボス部の剛性が向上し、凹部や中空部を設けたことによる剛性低下を補うことになる。
【００２２】
【発明の効果】
この発明によれば、ボルトで締結される２つの部材の合わせ面における中央部の面圧を低下させ、かつ外周部の面圧を相対的に高めることができ、燃焼荷重による合わせ面での開きを防止することができる。
【００２３】
特に、請求項３，１３の発明では、合わせ面の凹部とその背部の中空部とを組み合わせることで、合わせ面外周部の面圧を高めることができる。
【００２４】
また、請求項８の発明では、特に問題となる上側の合わせ面での開きを確実に抑制できる。
【００２５】
請求項９の発明では、下側のボルトの軸力を軽減できる。
【００２６】
請求項４の発明では、四角形に連続した合わせ面とすることで、リンク部材の剛性低下を回避でき、さらに、不連続とした場合の局部的な面圧集中を回避できる。
【００２７】
請求項６の発明では、凹部のピン孔寄りの端縁での面圧集中を防止できる。
【００２８】
請求項７の発明では、中空部の側方部分の応力集中を防止できる。
【００２９】
請求項５の発明では、合わせ面での面圧に影響を与えることなくリンク部材を軽量化することができる。
【００３０】
請求項１０の発明では、凹部や中空部を形成したことに伴うピンボス部の剛性低下を抑制することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
図１は、この発明に係る内燃機関のピストンクランク機構の全体的な構成を示す構成説明図である。なお、この図は、ピストンクランク機構のリンク構成を主に示しており、従って、各部材の寸法比等は正確なものではない。
【００３３】
このピストンクランク機構は、可変圧縮比機構として機能するように構成されたものであって、ピストン１にピストンピン２を介して一端が連結されたアッパリンク３と、このアッパリンク３の他端に第１連結ピン７を介して揺動可能に連結されるとともに、クランクシャフト４のクランクピン５に連結されたロアリンク６と、一端が上記ロアリンク６に第２連結ピン８を介して連結されるとともに、他端が内燃機関本体に連結されて、ロアリンク６の自由度を規制するコントロールリンク９と、を備えている。上記ピストン１は、図示せぬシリンダ内を上下に摺動し、燃焼室を画成している。上記コントロールリンク９の他端は、詳しくは、シリンダブロック（図示せず）下部に配置したコントロールシャフト１０の偏心カム部１０Ａに揺動可能に支持されており、上記偏心軸部１０Ａの回動位置によってコントロールリンク９下端の揺動支点位置が変化し、これに伴ってピストンの上死点位置、ひいては圧縮比が変化する構成となっている。なお、上記クランクシャフト４は、矢印のように反時計回り方向に回転する。
【００３４】
上記ロアリンク６は、後述するように、クランクピン５の中心を通る平面に沿って２つの部材に２分割されており、後述のボルトによって組み立てられている。
【００３５】
上記ロアリンク６においては、クランクピン５と第１，第２連結ピン７，８とが三角形の頂点に位置するように配置されている。なお、図中の太い実線は、いわゆるスケルトン図として各リンクを示したものである。
【００３６】
図２は、上記ロアリンク６の基本的な形状を示したものであって、このロアリンク６は、第１連結ピン７を支持する第１ピンボス部２１と、第２連結ピン８を支持する第２ピンボス部２２と、クランクピン５が連結される中央のピン孔２３と、を備えており、第１，第２ピンボス部２１，２２はいずれも二股状に構成されており、その内側の凹所に、アッパリンク３およびコントロールリンク９が挟み込まれるようになっている。そして、このロアリンク６は、第１ピンボス部２１と第２ピンボス部２２とを結ぶ線に対し略直交する方向に沿って２分割されている。つまり、第１ピンボス部２１を含む第１ロアリンク部材６Ａと、第２ピンボス部２２を含む第２ロアリンク部材６Ｂとに、ピン孔２３の中心を通る平面からなる合わせ面２４に沿って、分割されている。ピン孔２３の両側には一対のボルト２５，２６が配置され、このボルト２５，２６によって、両者が一体に締結されている。このボルト２５，２６は、第２ロアリンク部材６Ｂを貫通し、第１ロアリンク部材６Ａの図示せぬ雌ネジ部に螺合している。
【００３７】
図３は、以下の具体的な説明において用いる方向等の定義を示しており、矢印で図示する方向に対向する面を、それぞれ「正面」、「上面」、「側面」とする。また、上方の第１のボルト２５の中心線を「ボルト中心線」とし、これを含む平面で、上記の上面に沿った面を「ボルト中心を通る水平断面」、上記の正面に沿った面を「ボルト中心を通る垂直断面」とする。
【００３８】
図４は、請求項１，１１に対応する実施例を示しており、具体的には、第２ロアリンク部材６Ｂの合わせ面２４（上方の合わせ面を２４Ａ、下方の合わせ面を２４Ｂとする。）を示しており、図示するように、上方の合わせ面２４Ａに矩形の凹部３１が形成され、実質的な合わせ面２４Ａは、外周部にのみ残存している。ボルト２５が貫通するボルト孔３２は、凹部３１の中央に貫通形成されている。なお、下方の合わせ面２４Ｂは、ボルト孔３３のみを具備している。これにより、外周の合わせ面２４Ａの面圧が高く得られる。特に、実質的な合わせ面２４Ａを四辺が連続した矩形とすることで、凹部３１を設けたことに伴う第２ピンボス部２２の剛性低下を最小限にでき、かつ局部的な過度の面圧集中を回避できる。なお、これに接合される第１ロアリンク部材６Ａの合わせ面２４は、同様に凹部を設けてもよく、また、単純な平面であってもよい。
【００３９】
図５は、請求項２，１２に対応する実施例を示しており、上述した「ボルト中心を通る水平断面」を示している。図示するように、第２ロアリンク部材６Ｂに、合わせ面２４Ａの背部に位置する中空部３４が形成されている。この中空部３４は、第２ロアリンク部材６Ｂの上面に開口する矩形の孔として加工されている。
【００４０】
この構成では、図６のように、両側に面圧集中部１０１，１０２が発生する。また、他のリンクと接続される第１，第２ピンボス部２１，２２の荷重作用点１０３，１０４から引張荷重を受けるが、この引張荷重も面圧集中部１０１，１０２に作用するので、合わせ面２４の両側が開くことがない。
【００４１】
図７は、請求項３，１３に対応する実施例を示しており、合わせ面２４Ａに凹部３１が形成されているとともに、合わせ面２４Ａの背部となる位置に中空部３４が形成されている。この中空部３４は、第２ロアリンク部材６Ｂの上面に開口する矩形の孔として加工されている。なお、上記凹部３１と中空部３４とは、実質的に連続した空間を構成している。
【００４２】
この構成では、図８に示すように、合わせ面２４Ａは、外周部に矩形に残存するものの、上縁部分の面圧が中空部３４の形成によって弱められるので、図に斜線を施して示す三辺つまり両側縁およびピン孔２３寄りの下縁の面圧が相対的に高くなる。
【００４３】
図９は、第１，第２ボルト２５，２６の位置関係について示したものであり、ピン孔２３の中心から第１ボルト２５の中心までの距離Ｌ１は、第２ボルト２６の中心までの距離Ｌ２よりも大きい。
【００４４】
図１において説明したような可変圧縮比機構のロアリンク６においては、ピストンから燃焼荷重を受けた際に、図１０に示すように、第１ピンボス部２１および第２ピンボス部２２は下方へ力ｆ１，ｆ３を受け、中央のピン孔２３は上方へ力ｆ２を受けるので、ボルト２５によって締結された上方の合わせ面２４Ａ，２４Ｃ間においては、ボルト２５よりも上側の部分が開き方向に力を受けるのに対し、ボルト２５よりも下側の部分では、圧縮方向に力を受けることになる。従って、ボルト２５の距離Ｌ１を大きくして、ボルト２５の位置をロアリンク６の上面に近づけることにより、上方の合わせ面２４Ａ，２４Ｃ間における上側の部分の開きを一層確実に抑制できる。
【００４５】
図１１は、下方の合わせ面２４Ｂの形状を変更した変形例を示している。この実施例では、下方の合わせ面２４Ｂは、ピン孔２３の内周面近傍の軸方向に沿った直線部分とボルト孔３３周囲の円形部分とからなり、残りの部分は、切欠部の形成などにより、合わせ面２４として機能しないようになっている。
【００４６】
前述したように、燃焼荷重によって下方の合わせ面２４Ｂを開こうとする力は、比較的小さい。そのため、必要な面圧も小さくなる。この構成によれば、面圧が掛かる有効面積が小さくなるので、ボルト２６に必要な軸力を小さくでき、例えばボルト２６の小径化が可能となる。
【００４７】
図１２〜図１４は、図７の実施例の合わせ面２４Ａにおける凹部３１と背部の中空部３４との位置関係を示したものであり、図示するように、合わせ面２４に対向して見た場合に、ロアリンク６の上面を基準として、中空部３４の深さＬ４が、凹部３１の下縁までの距離Ｌ３よりも大きいことが望ましい。このように構成すれば、実際に他方の合わせ面２４Ｃに当接する合わせ面２４Ａにおいては、凹部３１の下方のエッジ１０５の背部に中空部３４が存在するので、該エッジ１０５の過度の面圧集中を回避できる。
【００４８】
図１５は、中空部３４の形状の変形例を示している。この図は、図５と同じく「ボルト中心を通る水平断面」を示しており、合わせ面２４Ａの背部に位置する中空部３４が、第２ロアリンク部材６Ｂの上面に開口する孔として加工されているが、その断面形状において、両端部が合わせ面２４Ａから離れる方向に膨らんでおり、かつ、この部分が曲線状の断面形状をなしている。ボルト２５の周囲の部分１０６は、ボス状に突出した形をなす。また、ボルト２５の周囲の部分に至る内側の曲線部分１０７の曲率半径Ｒ１に比べて、側方部分１０８の曲率半径Ｒ２が大きく設定されている。
【００４９】
上記中空部３４には、図１６に示すように、ボルト２５の軸力が作用するので、断面が矩形状であると、その側方のコーナ部分に応力集中が生じる。これに対し、上記の構成では、両端部を湾曲形状とすることで応力集中を緩和でき、特に、Ｒ１＜Ｒ２とすることにより、ボルト２５周囲の剛性を確保しつつ、側方部分１０８の応力を一層緩和できる。
【００５０】
次に図１７は、図４の第２ロアリンク部材６Ｂと組み合わせられる第１ロアリンク部材６Ａの合わせ面２４（上方の合わせ面を２４Ｃ、下方の合わせ面を２４Ｄとする。）を示しており、図示するように、上方の合わせ面２４Ｃにおいて、ボルト孔（雌ねじ）４１の両側に、軽量化のための孔４２が形成されている。これらの孔４２は、貫通孔であってもよく、先端が封止された孔であってもよい。また、これらの孔４２は、対応する合わせ面２４Ａの凹部３１の範囲内にあり、実質的な外周部の合わせ面２４Ａとは、重なり合うことはない。図１８は、この合わせ面２４Ｃの面圧を受ける領域を示しており、図示するように、孔４２の部分には、面圧は作用しない。従って、面圧を確保しつつ、ロアリンク６の軽量化が可能である。なお、図１８のように孔４２を楕円形等としてもよい。
【００５１】
図１９および図２０は、上記のように凹部３１等が形成される第２ロアリンク部材６Ｂの上面に沿って、二股状の第２ピンボス部２２の両片を互いに連結する補強部４５を設けた実施例を示している。この補強部４５は、第２ピンボス部２２の凹所の底部に位置し、かつボルト２５の頭部の上方を覆うように緩く湾曲した形状をなす。この補強部４５は、第２ロアリンク部材６Ｂと一体に形成されている。
【００５２】
この構成によれば、第２ピンボス部２２の剛性が向上し、凹部３１等の形成による剛性低下を補うことができる。図２１は、補強部４５を具備しない場合のボルト頭部による応力集中を示している。補強部４５を設けることによって、この応力集中を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明のピストンクランク機構全体の構成を示す説明図。
【図２】  ロアリンクの基本的形状を示す斜視図。
【図３】  ロアリンクの断面等の説明図。
【図４】  この発明の一実施例を示す第２ロアリンク部材の合わせ面の図。
【図５】  この発明の異なる実施例を示すロアリンクのボルト中心を通る水平断面図。
【図６】  この実施例における作用の説明図。
【図７】  この発明のさらに異なる実施例を示すロアリンクのボルト中心を通る水平断面図。
【図８】  その作用の説明図。
【図９】  一対のボルトの位置関係を示す説明図。
【図１０】  ロアリンクに作用する力の説明図。
【図１１】  下側の合わせ面の形状の変形例を示す合わせ面の図。
【図１２】  凹部と中空部とを備えた実施例を示し、両者の位置関係を示す第２ロアリンク部材の断面図。
【図１３】  同実施例の第２ロアリンク部材の合わせ面の図。
【図１４】  同実施例の第２ロアリンク部材のボルト中心を通る垂直断面図。
【図１５】  中空部の形状の変形例を示すロアリンクのボルト中心を通る水平断面図。
【図１６】  この実施例における作用の説明図。
【図１７】  軽量化のための孔を設けた第１ロアリンク部材の合わせ面の図。
【図１８】  その作用の説明図。
【図１９】  補強部を設けた実施例を示すロアリンクの側面図。
【図２０】  同じく上面図。
【図２１】  補強部がない場合の応力集中を示す説明図。
【符号の説明】
１…ピストン
３…アッパリンク
５…クランクピン
６…ロアリンク
６Ａ…第１ロアリンク部材
６Ｂ…第２ロアリンク部材
７…第１連結ピン
８…第２連結ピン
９…コントロールリンク
２１…第１ピンボス部
２２…第２ピンボス部
２３…ピン孔
２４…合わせ面
２５，２６…ボルト
３１…凹部
３４…中空部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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