(57)【要約】  【課題】  ピンボス２２，２３，２６と連結ピン１２との接触面積の確保と軽量化とを両立し、かつ、組立性・耐久性の向上を図る。  【解決手段】  ロアリンク１３の二股状の第１，第２ピンボス２２，２３と、その間に配置されるアッパリンク１１の第３ピンボス２６と、のピン軸受孔２４，２５，２７を回転可能に貫通する連結ピン１２により、両リンク１３，１１を回転可能に連結する。第１，第２ピン軸受孔２４，２５よりも大径なフランジ４１，６１を有するフランジ部材４０，６０の軸部４２，６２を連結ピン１２の両端よりピン貫通孔３７内に挿入し、それぞれの軸部４２，６２に形成された係合面４３，６３を係合・面接触させことにより、フランジ部材４０，６０を連結ピン１２に組み付ける。  【選択図】  図２
2005042907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、リンク機構のピン連結構造。
【請求項２】
上記各フランジ部材が金属材料により一体的に形成されている請求項１に記載のリンク機構のピン連結構造。
【請求項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請求項３に記載のリンク機構のピン連結構造。
【請求項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係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。
【請求項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係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係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。
【請求項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。
【請求項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請求項６に記載のリンク機構のピン連結構造。
【請求項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請求項７に記載のリンク機構のピン連結構造。
【請求項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請求項７又は８に記載のリンク機構のピン連結構造。
【請求項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。
【請求項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請求項１０に記載のリンク機構のピン連結構造。
【請求項１２】
上記第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請求項６〜１１のいずれかに記載のリンク機構のピン連結構造。
【請求項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請求項１〜４のいずれかに記載のリンク機構のピン連結構造。
【請求項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請求項１３に記載のリンク機構のピン連結構造。
【請求項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請求項１３又は１４に記載のリンク機構のピン連結構造。
【請求項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請求項１５に記載のリンク機構のピン連結構造。
【請求項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字状をなしている請求項１３又は１４に記載のリンク機構のピン連結構造。
【請求項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請求項１７に記載のリンク機構のピン連結構造。
【請求項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請求項１８に記載のリンク機構のピン連結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【特許文献１】特開２０００−１８３８３号公報
【特許文献２】特開２００１−２２７３６７号公報
【特許文献３】特開２００２−６１５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
（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。
【００５７】
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。
【００５８】
（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。
【００５９】
（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。
【００６０】
（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。
【００６１】
（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。
【００６２】
（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。
【００６３】
（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。
【００６４】
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。
【００６５】
（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。
【００６６】
（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。
【００６７】
（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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
（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。
【００７２】
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。
【００７３】
（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。
【００７４】
（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。
【００７５】
（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。
【００７６】
（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。
【００７７】
（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。
【００７８】
（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。
【００７９】
（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。
【００８０】
（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。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係るピン連結構造が用いられた複リンク式ピストン−クランク機構としての可変圧縮比機構を示す内燃機関の要部断面図。
【図２】第１実施例のピン連結構造を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】第１実施例のピン連結構造を示す図２のIII−III線に沿う断面図。
【図４】第１実施例の第１フランジ部材を単体で示す断面図。
【図５】第１実施例の第２フランジ部材を単体で示す断面図。
【図６】第２実施例のピン連結構造を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図７】第２実施例のピン連結構造を示す図６のVII−VII線に沿う断面図。
【図８】第２実施例のピン連結構造を示す図６のVIII−VIII線に沿う断面図。
【図９】第３実施例のピン連結構造を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図１０】図９のフランジ部材を単体で示す正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）及び背面図（Ｃ）。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図。
【図１２】第３実施例に係る連結ピンを単体で示す断面図。
【図１３】第４実施例に係るフランジ部材を単体で示す正面図（Ａ），断面図（Ｂ）及び背面図（Ｃ）。
【図１４】第４実施例の連結ピンを単体で示す断面図。
【図１５】第５実施例に係るフランジ部材を単体で示す正面図（Ａ），断面図（Ｂ）及び背面図（Ｃ）。
【符号の説明】
【００８２】
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
【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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