(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ーリンクと、
このアッパーリンクの他端にアッパー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ーリンクと、
一端がエンジン本体側に揺動可能に支持され、かつ他端が上記ロアーリンクにコントロールピンを介して連結されたコントロールリンクと
を備え、
前記ロアーリンクは、前記クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部と、前記アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部と、前記コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部とを有し、
アッパーピン用ピンボス部にブッシュが収納されている
複リンク型ピストンクランク機構において、
前記アッパーピン用ピンボス部のうち前記クランクピン軸受部のある側と反対側の部位の肉厚をＬ１、前記アッパーピン用ピンボス部と前記クランクピン軸受部との間の部位の肉厚をＬ２、前記アッパーピン用ピンボス部の中心と、前記クランクピン軸受部の中心との距離をＬ３、前記コントロールピン用ピンボス部の中心と、前記クランクピン軸受部の中心との距離をＬ４としたとき、
Ｌ３＋２Ｌ４：Ｌ４＝Ｌ２：Ｌ１                          …（ａ）
となることを特徴とする複リンク型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ーリンクと、
このアッパーリンクの他端にアッパー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ーリンクと、
一端がエンジン本体側に揺動可能に支持され、かつ他端が上記ロアーリンクにコントロールピンを介して連結されたコントロールリンクと
を備え、
前記ロアーリンクは、前記クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部と、前記アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部と、前記コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部とを有し、
コントロールピン用ピンボス部にブッシュが収納されている
複リンク型ピストンクランク機構において、
前記コントロールピン用ピンボス部のうち前記クランクピン軸受部のある側と反対側の部位の肉厚をＬ５、前記コントロールピン用ピンボス部と前記クランクピン軸受部との間の部位の肉厚をＬ６、前記アッパーピン用ピンボス部の中心と、前記クランクピン軸受部の中心との距離をＬ３、前記コントロールピン用ピンボス部の中心と、前記クランクピン軸受部の中心との距離をＬ４としたとき、
Ｌ４＋２Ｌ３：Ｌ３＝Ｌ６：Ｌ５                          …（ｂ）
となることを特徴とする複リンク型ピストンクランク機構。
【請求項３】
前記アッパーピン用ピンボス部の中心と前記コントロール用ピンボス部の中心とを結んだ線上に前記クランクピン軸受部の中心があることを特徴とする請求項１または２に記載の複リンク型ピストンクランク機構。
【請求項４】
前記ロアーリンクを、前記クランクピン軸受部の半割部の一方と前記アッパーピン用ピンボス部とを有するロアーリンクアッパー部品と、前記クランクピン軸受部の半割部の他方と前記コントロールピンボス部とを有するロアーリンクロアー部品とに分割し、
これらロアーリンクアッパー部品とロアーリンクロアー部品とは両者の接合面のうちの、前記クランクピン軸受部を間に挟んでアッパーピン寄り部位とコントロールピン寄りの部位とでそれぞれボルトによって締結し、
アッパーピン寄りに配置されるボルトは、その頭部がロアーリンクロアー部品側に位置されるようにロアーリンクロアー部品側から締結し、
コントロールピン寄りに配置されるボルトは、その頭部がロアーリンクアッパー部品側に位置されるようにロアーリンクアッパー部品側から締結することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の複リンク型ピストンクランク機構。
【請求項５】
前記アッパーピン寄りに配置されるボルトは、そのボルト中心軸が燃焼荷重最大時または慣性力最大時のアッパーリンク中心軸と平行となるようにするかまたは前記コントロールピン寄りに配置されるボルトは、そのボルト中心軸が燃焼荷重最大時または慣性力最大時のコントロールリンク中心軸と平行となるようにすることを特徴とする請求項４に記載の複リンク型ピストンクランク機構。
【請求項６】
前記アッパーピン寄りに配置されるボルトは、そのボルトかみ合い先端が前記アッパーピン用ピンボス部及び前記クランクピン軸受部から離れた位置にあるかまたは前記コントロールピン寄りに配置されるボルトは、そのボルトかみ合い先端が前記コントロールピン用ピンボス部及び前記クランクピン軸受部から離れた位置にあることを特徴とする請求項４または５に記載の複リンク型ピストンクランク機構。
【請求項７】
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ーリンクと、
このアッパーリンクの他端にアッパー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ーリンクと、
一端がエンジン本体側に揺動可能に支持され、かつ他端が上記ロアーリンクにコントロールピンを介して連結されたコントロールリンクと
を備え、
前記ロアーリンクは、前記クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部と、前記アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部と、前記コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部とを有し、
アッパーピン用ピンボス部にブッシュが収納されている
複リンク型ピストンクランク機構において、
前記アッパーピン用ピンボス部に入力される荷重をＦupper、前記アッパーピン用ピンボス部の中心から前記クランクピン軸受部の中心へ引いた直線のこの荷重Ｆupperに対する角度をθupper、前記クランクピン軸受部に入力される荷重をＦcrank、前記クランクピン軸受部の中心から前記アッパーピン用ピンボス部の中心へ引いた直線のこの荷重Fcrankに対する角度をθcrank、前記アッパーピン用ピンボス部のうち前記クランクピン軸受部のある側と反対側の部位の肉厚をＬ１、前記アッパーピン用ピンボス部と前記クランクピン軸受部との間の部位の肉厚をＬ２としたとき、
Ｆcrank・sinθcrank＋Ｆupper・sinθupper：Ｆupper・sinθupper＝Ｌ２：Ｌ１
…（ｃ）
となることを特徴とする複リンク型ピストンクランク機構。
【請求項８】
前記荷重は、燃焼荷重最大時または慣性力最大時の荷重であることを特徴とする請求項７に記載の複リンク型ピストンクランク機構。
【請求項９】
前記コントロールリンクの一端の揺動支点位置を変更することにより圧縮比を変化させ得るアクチュエータと、
低負荷時に高圧縮比となるように、高負荷時に低圧縮比となるようにこのアクチュエータに与える指令値を制御する圧縮比可変制御手段と
を備えることを特徴とする請求項７または８に記載の複リンク型ピストンクランク機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複リンク型ピストンクランク機構の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
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ーリンクと、このアッパーリンクの他端にアッパー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ーリンクと、一端が機関本体側に揺動可能に支持され、かつ他端が上記ロアーリンクにコントロールピンを介して連結されたコントロールリンクとを備え、ロアーリンクは、クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部とを有し、アッパーピン用ピンボス部にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１８０６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ロアーリンクは、クランクピン、アッパーピン、コントロールピンとの連結部を持つために高い内力が発生する。また、アッパーリンクとの連結部の中心とクランクピンとの連結部の中心とを結んだ直線方向やコントロールリンクとの連結部の中心とクランクピンとの連結部の中心とを結んだ直線方向に荷重が入力されないために、アッパーリンクとの連結部やコントロールリンクとの連結部に非対称の変形が発生する。このような非対称の変形が発生する軸受においては、アッパーリンクとの連結部やコントロールリンクとの連結部に収納されているブッシュに内転が発生する。アッパーリンクとの連結部やコントロールリンクとの連結部に荷重が入力されるたびにブッシュが内転するのではブッシュの耐久性が低下してしまう。
【０００４】
そこで本発明は、各軸受は受ける荷重に対して対称に変形するようにロアーリンクの剛性を最適化することによりブッシュの内転を抑制可能な複リンク型ピストンクランク機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、アッパーリンク（６）と、ロアーリンク（５）と、コントロールリンク（１１）とを備え、ロアーリンク（５）は、クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部（３１）と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部（３２）と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部（３３）とを有し、アッパーピン用ピンボス部（３２）にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、アッパーピン用ピンボス部（３２）のうちクランクピン軸受部（３１）のある側と反対側の部位の肉厚をＬ１、アッパーピン用ピンボス部（３２）とクランクピン軸受部（３１）との間の部位の肉厚をＬ２、アッパーピン用ピンボス部（３２）の中心と、クランクピン軸受部（３１）の中心との距離をＬ３、コントロールピン用ピンボス部（３３）の中心と、クランクピン軸受部（３１）の中心との距離をＬ４としたとき、
Ｌ３＋２Ｌ４：Ｌ４＝Ｌ２：Ｌ１                          …（ａ）
となる。
【０００６】
本発明は、アッパーリンク（６）と、ロアーリンク（５）と、コントロールリンク（１１）とを備え、ロアーリンク（５）は、クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部（３１）と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部（３２）と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部（３３）とを有し、コントロールピン用ピンボス部（３３）にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、コントロールピン用ピンボス部（３３）のうちクランクピン軸受部（３１）のある側と反対側の部位の肉厚をＬ５、コントロールピン用ピンボス部（３３）とクランクピン軸受部（３１）との間の部位の肉厚をＬ６、アッパーピン用ピンボス部（３２）の中心と、クランクピン軸受部（３１）の中心との距離をＬ３、コントロールピン用ピンボス部（３３）の中心と、クランクピン軸受部（３１）の中心との距離をＬ４としたとき、
Ｌ４＋２Ｌ３：Ｌ３＝Ｌ６：Ｌ５                          …（ｂ）
となる。
【０００７】
本発明は、アッパーリンク（６）と、ロアーリンク（５）と、コントロールリンク（１１）とを備え、ロアーリンク（５）は、クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部（３１）と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部（３２）と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部（３３）とを有し、アッパーピン用ピンボス部（３２）にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、アッパーピン用ピンボス部（３２）に入力される荷重をＦupper、アッパーピン用ピンボス部（３２）の中心からクランクピン軸受部（３１）の中心へ引いた直線のこの荷重Ｆupperに対する角度をθupper、クランクピン軸受部（３１）に入力される荷重をＦcrank、クランクピン軸受部（３１）の中心からアッパーピン用ピンボス部（３２）の中心へ引いた直線のこの荷重Fcrankに対する角度をθcrank、アッパーピン用ピンボス部（３２）のうちクランクピン軸受部（３１）のある側と反対側の部位の肉厚をＬ１、アッパーピン用ピンボス部（３２）とクランクピン軸受部（３１）との間の部位の肉厚をＬ２としたとき、
Ｆcrank・sinθcrank＋Ｆupper・sinθupper：Ｆupper・sinθupper＝Ｌ２：Ｌ１
…（ｃ）
となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ロアーリンクは、クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部とを有し、アッパーピン用ピンボス部にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、アッパーピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側と反対側の部位の肉厚をＬ１、アッパーピン用ピンボス部とクランクピン軸受部との間の部位の肉厚をＬ２、アッパーピン用ピンボス部の中心と、クランクピン軸受部の中心との距離をＬ３、コントロールピン用ピンボス部の中心と、クランクピン軸受部の中心との距離をＬ４としたとき、上記（ａ）式が成立するようにしているので、アッパーピン用ピンボス部とクランクピン軸受部との間の部位（図５のＢ部）に作用する荷重と、アッパーピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側と反対側の部位（図５のＡ部）に作用する荷重との比（Ｌ３ ＋２Ｌ４：Ｌ４）が、Ｂ部の肉厚とＡ部の肉厚との比（Ｌ２：Ｌ１）に等しくなるために、Ａ部とＢ部に生じる非対称な変形を抑制することができ、アッパーピン用ピンボス部に収納されるブッシュの内転を防止することができる。言い替えると、アッパーピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側の部位と、クランクピン軸受部のない反対側の部位とで肉厚が相違し、かつアッパーピン用ピンボス部に入力される荷重とクランクピン軸受部に入力される荷重の各方向が、アッパーピン用ピンボス部の中心とコントロールピン用ピンボス部の中心とを結んだ線に沿っていない場合においても、アッパーピン用ピンボス部に収納されるブッシュの内転を防止することができる。
【０００９】
本発明によれば、ロアーリンクは、クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部とを有し、コントロールピン用ピンボス部にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、コントロールピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側と反対側の部位の肉厚をＬ５、コントロールピン用ピンボス部とクランクピン軸受部との間の部位の肉厚をＬ６、アッパーピン用ピンボス部の中心と、クランクピン軸受部の中心との距離をＬ３、コントロールピン用ピンボス部の中心と、クランクピン軸受部の中心との距離をＬ４としたとき、上記（ｂ）式が成立するようにしているので、コントロールピン用ピンボス部とクランクピン軸受部との間の部位（図５のＤ部）に作用する荷重と、コントロールピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側と反対側の部位（図５のＣ部）に作用する荷重との比（Ｌ４＋２Ｌ３：Ｌ３）が、Ｄ部の肉厚とＣ部の肉厚との比（Ｌ６：Ｌ５）に等しくなるために、Ｃ部とＤ部に生じる非対称な変形を抑制することができ、コントロールピン用ピンボス部に収納されるブッシュの内転を防止することができる。言い替えると、コントロールピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側の部位とクランクピン軸受部３１のない反対側の部位とで肉厚が相違し、かつコントロールピン用ピンボス部に入力される荷重とクランクピン軸受部に入力される荷重の各方向が、コントロールピン用ピンボス部の中心とアッパーピン用ピンボス部の中心とを結んだ線に沿っていない場合においても、コントロールピン用ピンボス部３３に収納されるブッシュの内転を防止することができる。
【００１０】
本発明によれば、ロアーリンクは、クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部とを有し、アッパーピン用ピンボス部にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、アッパーピン用ピンボス部に入力される荷重をＦupper、アッパーピン用ピンボス部の中心からクランクピン軸受部の中心へ引いた直線のこの荷重Ｆupperに対する角度をθupper、クランクピン軸受部に入力される荷重をＦcrank、クランクピン軸受部の中心からアッパーピン用ピンボス部の中心へ引いた直線のこの荷重Fcrankに対する角度をθcrank、アッパーピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側と反対側の部位の肉厚をＬ１、アッパーピン用ピンボス部とクランクピン軸受部との間の部位の肉厚をＬ２としたとき、上記（ｃ）式が成立するようにしているので、アッパーピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側の部位とクランクピン軸受部のない反対側の部位とで肉厚が相違し、かつアッパーピン用ピンボス部に入力される荷重とクランクピン軸受部に入力される荷重の各方向がピストン運動方向からずれていても、アッパーピン用ピンボス部に収納されるブッシュの内転を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明の複リンク型ピストンクランク機構が適用されるレシプロ式エンジンの概略構成図である。複リンク型ピストンクランク機構を備えるレシプロ式エンジンそのものは、例えば特開２００１−２２７３６７号公報等によって公知となっているので、その概要のみを説明する。
【００１３】
図１において、クランクシャフト２には、エンジン本体の一部を構成するシリンダブロック１内の主軸受（図示しない）に回転可能に支持されるクランクジャーナル３が各気筒毎に設けられている。各クランクジャーナル３は、その軸心Ｏがクランクシャフト２の軸心（回転中心）と一致しており、クランクシャフト２の回転軸部を構成している。
【００１４】
また、クランクシャフト２は、軸心Ｏから偏心して各気筒毎に設けられたクランクピン４と、クランクピン４をクランクジャーナル３へ連結するクランクアーム４ａと、軸心Ｏに対してクランクピン４と反対側に配置され、主としてピストン運動の回転１次振動成分を低減するカウンターウェイト４ｂとを有している。クランクアーム４ａとカウンターウェイト４ｂとは、この実施形態では一体的に形成されている。
【００１５】
そして本実施形態では、各気筒毎に形成されたシリンダ１０に摺動可能に嵌合するピストン９と、上記のクランクピン４とが、複数のリンク部材、すなわちアッパーリンク６とロアーリンク５とにより機械的に連携されている。アッパーリンク６の上端側は、ピストン９に固定的に設けられたピストンピン８に、軸心Ｏｃ周りに相対回転可能に外嵌している。また、アッパーリンク６の下端側とロアーリンク５の、ほぼ二等分された一方の本体５ａとは、両者を挿通するアッパーピン７によって、軸心Ｏｄ周りに相対回転可能に連結されている。
【００１６】
ロアーリンク５は、クランクピン４を狭持するように、２つの本体５ａ、５ｂを取付けて構成されており、この狭持部分でクランクピン４と軸心Ｏｅ周りに相対回転可能に装着されている。ほぼ２等分された他方のロアーリンク本体５ｂとコントロールリンク（サードリンク）１１の上端側とは、両者を挿通するコントロールピン１２によって軸心Ｏｆ周りに相対回転可能に連結されている。
【００１７】
このコントロールリンク１１の下端側は、シリンダブロック１に回動可能に支持される、偏心カム部１４を有するコントロールシャフト１３に、その軸心Ｏｂ周りに揺動可能に外嵌，支持されている。すなわち、コントロールシャフト１３の外周には偏心カム部１４が回転可能に設けられており、偏心カム部１４の軸心Ｏａは、コントロールシャフト１３の軸心Ｏｂに対して所定量偏心している。この偏心カム部１４は、ウォームギア１５を介して圧縮比制御アクチュエータ１６によって、機関の運転状態に応じて回動制御されるとともに、任意の回動位置で保持されるようになっている。
【００１８】
このような構成により、クランクシャフト２の回転に伴って、クランクピン４，ロアーリンク５，アッパーリンク６及びピストンピン８を介してピストン９がシリンダ１０内を昇降するとともに、ロアーリンク５に連結するコントロールリンク１１が、下端側の揺動軸心Ｏｂを支点として揺動する。
【００１９】
また、上記の圧縮比制御アクチュエータ１６により偏心カム部１４を回動制御することにより、コントロールリンク１１の揺動軸心となるコントロールシャフト１３の軸心Ｏｂが偏心カム部１４の軸心Ｏａ周りに回転し、つまりコントロールリンク１１の揺動中心位置Ｏｂが機関本体（及びクランクシャフト回転中心Ｏ）に対して移動する。これにより、ピストン９の行程が変化して、エンジンの各気筒の圧縮比が可変制御される。参考として、図２に、ピストン上死点位置における３つのリンク６、５、１１の姿勢を模式的に示すと、図２左側は高圧縮比位置での、図２右側は低圧縮比位置での各リンク姿勢である。
【００２０】
この圧縮比可変機構の最大の特徴はコントロールシャフト１３の角位置制御により、ピストン９の上死点位置（燃焼室容積）を変えられる点にあり、いわゆる圧縮比可変機構としての機能を発揮する。
【００２１】
エンジンの負荷と回転速度の信号が入力されるエンジンコントロールユニット３９ではその入力されるエンジンの負荷と回転速度から目標圧縮比マップを参照することにより、そのときの負荷と回転速度に応じた目標圧縮比を算出し、その算出した目標圧縮比が得られるように、圧縮比制御アクチュエータ１６に与える指令値（圧縮比可変機構への駆動量）を制御する。目標圧縮比のマップによれば、低負荷になるほど目標圧縮比を大きく（最大値は例えば２２）して燃費を向上させ、この逆に、ノックの発生し易い全負荷領域になると目標圧縮比を小さく（最小値は例えば１０）している。
【００２２】
さて、ロアーリンク５は、クランクピン４、アッパーピン７、コントロールピン１２との連結部を持つために高い内力が発生する。また、アッパーリンク６との連結部の中心とクランクピン４との連結部の中心とを結んだ直線に沿う方向やコントロールリンク１１との連結部の中心とクランクピン４との連結部の中心とを結んだ直線に沿う方向に荷重が入力されないために、アッパーリンク６との連結部やコントロールリンク１１との連結部に非対称の変形が発生する。このような非対称の変形が発生する連結部（軸受）においては、アッパーリンク６との連結部やコントロールリンク１１との連結部に収納されているブッシュに内転が発生する。
【００２３】
ここで、連結部（軸受）に収納されるブッシュに内転が発生する原理を図３を用いて説明する。まず、図３（Ａ）は従来のクランクコネクティングロッド機構におけるコネクティングロッド小端部２１の変形を示している。このクランクコネクティングロッド機構においてはコネクティングロッド小端部中心（ピストンピン孔２２の中心）とコネクティングロッド大端部中心（図示しない）とを結んだ直線上（図では上下方向）に荷重が作用し、荷重方向に対してピストンピン８周囲のコネクティングロッド小端部２１の肉厚が左右の部位で同じであるため、ピストンピンの左側の部位と右側の部位とで変形量が同じとなる。従って、ピストンピン８とピストンピン孔２２との間にブッシュ（図示しない）を収納したとき、ブッシュとピストンピン８の接触部がピストンピン８を中心として左右対称となり、ブッシュに時計方向の引きずり、反時計方向への引きずりとも発生しない。
【００２４】
一方、図３（Ｂ）に従来のロアーリンク５の、アッパーリンク６との連結部の変形を示す。図１に示す従来のロアーリンク５のような、アッパーピン７周囲の剛性が不均一な連結部（軸受）の場合、今仮にアッパーピン７に対し下側に向けて荷重が作用したとすると、アッパーピン７の右側の部位の肉厚と、アッパーピン７の左側の部位の肉厚とが相違し、図示のように左側部位の肉厚が右側部位の肉厚より小さいため、左側部位のほうが右側部位より荷重方向の変形が大きくなる。従って、アッパーピン７と、アッパーピン孔２５との間にブッシュ（図示しない）を収納したとき、アッパーピン７の左側部位と右側部位とで非対称のアッパーピン７とブッシュの接触が発生するために、ブッシュに図３（Ｂ）において反時計方向の引きずりが発生してブッシュが内転し、荷重が除かれたときには引きずりが発生しないためブッシュの内転がやむ。こうして、アッパーリンク６との連結部に荷重が作用するたびに、ブッシュに反時計方向への引きずりに伴う内転が生じ、ブッシュの内転が累積したのでは、ブッシュの耐久性が低下してしまうのである。
【００２５】
そこで本発明は、こうしたブッシュの内転を回避するため、ロアーリンク形状の見直しを行い、ロアーリンクの、アッパーピン、コントロールピンとの各連結部では、各連結部に受ける荷重に対して各ピンの左側部位と右側部位とが対称に変形するように、ロアーリンク５の剛性を最適化している。これを図４、図５を参照して詳述すると、図４は本発明の第１実施形態のロアーリンク５の簡略化モデル図、図５は荷重作用時のロアーリンク各部の変形を図解したものである。
【００２６】
図４に示したように簡略化したとき、ロアーリンク５は、クランクピン４が嵌合する略中央の円筒状クランクピン軸受部３１、同じく円筒状アッパーピン用ピンボス部３２、同じく円筒状コントロールピン用ピンボス部３３、クランクピン軸受部３１とアッパーピン用ピンボス部３２とを連結するロッド部３７、クランクピン軸受部３１とコントロールピン用ピンボス部３３とを連結するロッド部３８から、基本的に構成されている。ただし、クランクピン孔３４、アッパーピン孔３５、コントロールピン孔３６の各中心は水平な一直線上にあるものとする。
【００２７】
アッパーリンク６からアッパーピン用ピンボス部３２に入力される荷重をＦupper、同じくクランクシャフト２からクランクピン軸受部３１に入力される荷重をＦcrank、同じくコントロールリンク１１からコントロールピン用ピンボス部３３に入力される荷重をＦcontrolとしたとき、荷重Ｆupperは下方に、荷重Ｆcrankは上方に、荷重Ｆcontrolは下方に向けて作用するものとする。ここで、荷重としては燃焼荷重のうちの最大の値（燃焼荷重最大時の値）を考えており、燃焼荷重最大時の荷重の方向は大略図４に示したようになる。なお、簡略化のため各荷重の方向を上下方向と一致させているが、荷重の方向が上下方向から所定の範囲で傾いている場合であっても許容できることはいうまでもない。また、荷重はこの場合に限られるものでなく、慣性力最大時の荷重を考える場合でもかまわない。
【００２８】
アッパーピン７の左右に位置する部位の変形量はその部位の肉厚に関係するため、図４に示したように、アッパーピン用ピンボス部３２のうちクランクピン軸受部３１のある側と反対側の部位（図５でＡ部）の肉厚をＬ１、アッパーピン用ピンボス部３２とクランクピン軸受部３１との間の部位（図５でＢ部）の肉厚をＬ２、アッパーピン用ピンボス部３２の中心と、クランクピン軸受部３１の中心との距離をＬ３、コントロールピン用ピンボス部３３の中心と、クランクピン軸受部３１の中心との距離をＬ４、コントロールピン用ピンボス部３３のうちクランクピン軸受部３１のある側と反対側の部位（図５でＣ部）の肉厚をＬ５、コントロールピン用ピンボス部３３とクランクピン軸受部３１との間の部位（図５でＤ部）の肉厚をＬ６とする。
【００２９】
ここまで用意した上で、図５においてクランクピン孔３４より左側に位置するＡ部及びＢ部の変形を考えると、まずＦupperの１／２の荷重が、アッパ−ピン７の左側部位であるＡ部に下向きに、またＦupperの残りの１／２の荷重が、アッパ−ピン７の右側部位であるＢ部に下向きに作用する。Ｆcrankの１／２の荷重はＢ部に上向きに作用する。フックの法則により歪み（引張歪み）はヤング係数×応力に比例することがわかっており、変形量は歪みに長さを乗算した値であるので、Ａ部ではＦupperの１／２の引張荷重が下向きに作用して微小量Δｘ１だけ伸びるとすると、次式が成立する。
【００３０】
（１／２）Ｆupper≒Ｙ×Δｘ１×Ｌ１                     …（１）
ただし、Ｙ：ヤング係数（一定値）、
同様にして、Ｂ部ではＦupperの１／２の引張荷重が下向きに作用して微小量Δｘ２だけ伸び、Ｆcrankの１／２の引張荷重が上向きに作用して微小量Δｘ３だけ伸びるとすると、フックの法則により次式が成立する。
【００３１】
（１／２）Ｆupper＋（１／２）Ｆcrank≒Ｙ×（Δｘ２＋Δｘ３）×Ｌ２
…（２）
ただし、Ｙ：ヤング係数（一定値）、
ここで、Ａ部の荷重方向変形量とＢ部の荷重方向変形量が等しければ、アッパーピン７と、アッパーピン孔３５との間にブッシュ（図示しない）を収納したとき、アッパーピン７の左側部位（Ａ部）と右側部位（Ｂ部）とで非対称のアッパーピン７とブッシュの接触が発生せず、ブッシュに反時計方向の引きずりも時計方向のひきずりも発生しないこととなる。この要請より、Ａ部の荷重方向変形量とＢ部の荷重方向変形量が等しい、つまり、Δｘ１＝Δｘ２＋Δｘ３であると仮定する。上記の（１）式、（２）式の左辺同士の比は上記の（１）式、（２）式の右辺同士の比に等しいので、次式を得る。
【００３２】
（１／２）Ｆupper＋（１／２）Ｆcrank：（１／２）Ｆupper
＝（Δｘ２＋Δｘ３）×Ｙ×Ｌ２：Δｘ１×Ｙ×Ｌ１
＝Ｌ２：Ｌ１
この式の左辺に２を乗算すると、Ｆupper＋Ｆcrank：Ｆupperとなるので、次式が得られる。
【００３３】
Ｆupper＋Ｆcrank：Ｆupper＝Ｌ２：Ｌ１                   …（３）
一方、ロアーリンク５の軸受部３１、各連結部３２，３３に入力されるモーメントの和、荷重（Ｆupper、Ｆcrank、Ｆcontrol）の和はてこの原理によりおおよそ等しくなるため、次式が成立する。
【００３４】
Fupper ＝ Ｌ４／（Ｌ３＋Ｌ４）・ Fcrank                 …（４）
Fcontrol ＝Ｌ３／（Ｌ３＋Ｌ４）・ Fcrank                …（５）
（４）式と（３）式を連立させて解くと、次式が得られる。
【００３５】
Ｌ３＋２Ｌ４：Ｌ４＝Ｌ２：Ｌ１                          …（６）
このようにして得られた（６）式は、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の間に（６）式の関係が成り立つようにロアーリンク５の各寸法を定めたとき、アッパーピン７の左右両側に位置する部位（Ａ部、Ｂ部）の肉厚が相違していても、かつ荷重方向がクランクピン孔３４の中心とアッパーピン孔３５の中心とを結ぶ線に沿っていなくても、アッパーピン７の左右両側に位置する部位（Ａ部、Ｂ部）の荷重方向変形量が同じとなり、これによって、アッパーピン７とアッパーピン孔３５の間に収納するブッシュの内転を抑制できることを意味する。
【００３６】
次に、クランクピン孔３４より右側に位置するＣ部及びＤ部の変形についても上記と同様に考える。まずＦcontrolの１／２の荷重が、コントロールピン１２の右側部位であるＣ部に下向きに、またＦcontrolの残りの１／２の荷重が、コントロールピン１２の左側部位であるＤ部に下向きに作用する。Ｆcrankの残りの１／２の荷重はＤ部に上向きに作用する。フックの法則により、歪み（引張歪み）はヤング係数×応力に比例することがわかっており、変形量は歪みに長さを乗算した値であるので、Ｃ部ではＦcontrolの１／２の引張荷重が下向きに作用して微小量Δｘ４だけ伸びるとすると、次式が成立する。
【００３７】
（１／２）Ｆcontrol≒Ｙ×Δｘ４×Ｌ５                   …（７）
ただし、Ｙ：ヤング係数（一定値）、
Ｄ部ではＦcontrolの１／２の引張荷重が下向きに作用して微小量Δｘ５だけ伸び、Ｆcrankの１／２の引張荷重が上向きに作用して微小量Δｘ６だけ伸びるとすると、フックの法則により次式が成立する。
【００３８】
（１／２）Ｆcontrol＋（１／２）Ｆcrank≒Ｙ×（Δｘ５＋Δｘ６）×Ｌ６
…（８）
ただし、Ｙ：ヤング係数（一定値）、
ここで、Ｃ部の荷重方向変形量とＤ部の荷重方向変形量が等しければ、コントロールピン１２と、コントロールピン孔３６との間にブッシュ（図示しない）を収納したとき、コントロールピン１２の右側部位（Ｃ部）と左側部位（Ｄ部）とで非対称のコントロールピン１２とブッシュの接触が発生せず、ブッシュに時計方向の引きずりも反時計方向のひきずりも発生しないこととなる。この要請より、Ｃ部の荷重方向変形量とＤ部の荷重方向変形量が等しい、つまり、Δｘ４＝Δｘ５＋Δｘ６であると仮定する。上記の（７）式、（８）式の左辺同士の比は上記の（７）式、（８）式の右辺同士の比に等しいので、次式を得る。
【００３９】
（１／２）Ｆcontrol＋（１／２）Ｆcrank：（１／２）Ｆcontrol
＝（Δｘ５＋Δｘ６）×Ｙ×Ｌ６：Δｘ４×Ｙ×Ｌ５
＝Ｌ６：Ｌ５
この式の左辺に２を乗算すると、Ｆcontrol＋Ｆcrank：Ｆcontrolとなるので、次式が得られる。
【００４０】
Ｆcontrol＋Ｆcrank：Ｆcontrol＝Ｌ６：Ｌ５               …（９）
上記（５）式とこの（９）式を連立させて解くと、次式が得られる。
【００４１】
Ｌ４＋２Ｌ３：Ｌ３＝Ｌ６：Ｌ５                          …（１０）
このようにして得られた（１０）式は、Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６の間に（１０）式の関係が成り立つようにロアーリンク５の各寸法を定めたとき、コントロールピン１２の左右両側に位置する部位（Ｃ部、Ｄ部）の肉厚が相違していても、かつ荷重方向がクランクピン孔３４の中心とコントロールピン孔３６の中心とを結ぶ線に沿っていなくても、コントロールピン１２の左右両側に位置する部位（Ｃ部、Ｄ部）の荷重方向変形量が同じとなり、これによって、コントロールピン１２とコントロールピン孔３６の間に収納するブッシュの内転を抑制することができることを意味する。
【００４２】
こうした原理に基づき設計した、つまり上記（６）式及び（１０）式の関係を満たすようにＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６を定めた、本発明の第２実施形態のロアーリンク５の正面図を図６に、この本発明の第２実施形態のロアーリンク５を有する複リンク型ピストンクランク機構を備えるレシプロ式エンジンの概略構成図を図８に示す。なお、図６では後述するロアーリンクアッパー部品７２とロアーリンクロアー部品７３とを締結するための一対のボルト７５，７６を重ねて示している。
【００４３】
図６において、ロアーリンク５はクランクピン４が嵌合する略中央のクランクピン軸受部４１と、アッパーピン７を保持する一端部（左端部）のアッパーピン用ピンボス部と、コントロールピンを保持する他端部（左端部）のコントロールピン用ピンボス部とを有し、全体として平行四辺形状に形成され、紙面に直角な方向に所定の厚さを有している。
【００４４】
詳述すると、ロアーリンク５の左上の隅には二股部分が形成され、この二股部分に一対のアッパーピン用ピンボス部４５，４６を有している。これについてはさらに図７を参照して説明すると、図７はアッパーリンク６とロアーリンク５とを連結した組付状態を示している。すなわち、ロアーリンク５には、二股部分が上側に伸びて形成されており、この二股部分に一対のアッパーピン用ピンボス部４５，４６を有している。ロアーリンク５の二股部分にはアッパーリンク６の下端ピンボス部５１がはまりこむ空間が設けられている。ロアーリンク５の二股部分に設けている一対のアッパーピン用ピンボス部４５，４６は、アッパーピン７の両端部を支持するものである。この実施形態では、一対のアッパーピン用ピンボス部４５，４６に円筒状に形成されるアッパーピン孔４７，４８の内径はアッパーピン７の外径よりも極くわずか小さく、アッパーピン７が圧入されるようになっている。また、アッパーリンク６の下端ピンボス部５１のピン孔５２にはリング状のブッシュ５３が収納され、ブッシュ５３の内径はアッパーピン７の外径よりも極くわずか大きく、アッパーピン７との間に所定のクリアランスが生じるようになっている。この結果、一対のアッパーピン用ピンボス部４５，４６を含むロアーリンク５の二股部分に挟まれるように、アッパーリンク６の下端ピンボス部５１が位置し、アッパーピン７の両端部をロアーリンク５の二股部分側が支持し、かつアッパーピン７の中央部にアッパーリンク６の下端ピンボス部５１が回転自在に嵌合している。
【００４５】
図６に戻り、ロアーリンク５の右下の隅にも二股部分が形成され、この二股部分に一対のコントロールピン用ピンボス部６１，６２を有している。図示しないが、コントロールリンク１１とロアーリンク５とを連結した組付状態も図７と同様の構成となっている。
【００４６】
一対のピンボス部４５，４６に円筒状に形成されるアッパーピン孔４７，４８の中心と、一対のピンボス部６１，６２に円筒状に形成されるコントロールピン孔６３，６４の中心とを結んだ線ｍ上にクランクピン軸受部４１のクランクピン孔４２の中心がくるようにクランクピン孔４２の位置が定められる。
【００４７】
一方、ロアーリンク５は、クランクピン４への組付性を良くするために、アッパーピン用ピンボス部４５，４６を有するロアーリンクアッパー部品７２と、コントロールピン用ピンボス部６１，６２を有するロアーリンクロアー部品７３とに分割して構成され、両者が一対のボルト７５，７６によって締結されている。そして、図８にも示したようにロアーリンクアッパー部品７２は上側に、ロアーリンクロアー部品７３は下側に位置している。
【００４８】
ロアーリンク５は、クランクピン４が嵌合されるクランクピン軸受部４１の中心を通る面（接合面）でロアーリンクアッパー部品７２とロアーリンクロアー部品７３とに分割され、クランクピン軸受部４１は、半割り構造としてその半割部の一方がロアーリンクアッパー部品７２に、他方がロアーリンクロアー部品７３にそれぞれ形成されている。
【００４９】
両部品７２，７３を結合するボルト７５，７６は、両者の接合面のうちの、クランクピン軸受部４１を間に挟んでアッパーピン寄り部位とコントロールピン寄り部位とに配置されており、アッパーピン寄りのボルト７５は、ロアーリンクロアー部品７３の下面側から挿入され、ロアーリンクアッパー部品７２に形成された袋状のねじ孔７７に螺合されている。その一方で、コントロールピン寄りのボルト７６は、ロアーリンクアッパー部品７２の上面側から挿入され、ロアーリンクロアー部品７３に形成されたねじ孔７８に螺合されている。このように、一対のボルト７５，７６はボルト噛み合い先端が互い違いとなるようにされている。
【００５０】
また、アッパーピン寄りのボルト７５は、そのボルト中心軸ｎがアッパーピン孔４７，４８の中心を通る上下方向線と一致するように、これに対してコントロールピン寄りのボルト７６は、そのボルト中心軸ｐがコントロールピン孔６３，６４の中心を通る上下方向線より左側に少しだけ平行移動した位置にくるようにしている。
【００５１】
さらに、アッパーピン寄りのボルト７５のボルトかみ合い先端は、アッパーピン孔４７，４８及びクランクピン孔４２から離れた位置と、またコントロールピン寄りのボルト７６のボルトかみ合い先端は、コントロールピン孔６３，６４及びクランクピン孔４２から離れた位置とされている。
【００５２】
図４に示した第１実施形態では３つのピン孔３４，３５，３６の中心を結んだ水平線に対して各荷重Ｆcrank、Ｆupper、Ｆcontrolが上下方向に作用する簡略化モデルで考えたが、実際には、ロアーリンク５はアッパーピン７を中心にして所定の角度範囲で揺動し、かつ各荷重Ｆcrank、Ｆupper、Ｆcontrolの作用する方向は必ずしもピストン運動方向と一致していない。例えば、図６においてボルト中心軸ｎ，ｐがピストン運動方向Ｑと平行な位置にあるとすると、アッパーピン孔４７，４８、クランクピン孔４２、コントロールピン孔６３，６４の各中心を結んだ直線ｍがピストン運動方向Ｑに対して傾いており、各荷重Ｆcrank、Ｆupper、Ｆcontolの作用する方向もピストン運動方向Ｑと平行になっていない。このような場合には、クランクピン孔４２（クランクピン軸受部）の中心からアッパーピン孔４７，４８（アッパーピン用ピンボス部４５，４６）の中心へ引いた直線（ｍ）の荷重Ｆcrankに対する角度をθcrank、アッパーピン孔４７，４８（アッパーピン用ピンボス部４５，４６）の中心からクランクピン孔４２（クランクピン軸受部４１）の中心へ引いた直線（ｍ）の荷重Ｆupperに対する角度をθupperとすると、Ｆcrank、Ｆupperのうち直線ｍに直交する方向の分力（Ｆcrank・sinθcrank とＦupper・sinθupper）だけを考えてやればよいこととなる。すなわち、第２実施形態では、上記（３）式に代えて次の（１１）式を用いることとする。
【００５３】
Ｆcrank・sinθcrank＋Ｆupper・sinθupper：Ｆupper・sinθupper＝Ｌ２：Ｌ１
…（１１）
同様にして、クランクピン孔４２（クランクピン軸受部４１）の中心からコントロールピン孔６３，６４（コントロールピン用ピンボス部６１，６２）の中心へ引いた直線（ｍ）の荷重Ｆcrankに対する角度をθcrank、コントロールピン孔６３，６４（コントロールピン用ピンボス部６１，６２）の中心からクランクピン孔４２（クランクピン軸受部４１）の中心へ引いた直線（ｍ）の荷重Ｆcontrolに対する角度をθcontrolとすると、Ｆcrank、Ｆcontrolのうち直線ｍに直交する方向の分力（Ｆcrank・sinθcrank とＦcontrol・sinθcontrol）だけを考えてやればよいので、第２実施形態では、上記（９）式に代えて次の（１２）式を用いこととする。
【００５４】
Ｆcrank・sinθcrank＋Ｆcontrol・sinθcontrol：Ｆcontrol・sinθcontrol
＝Ｌ６：Ｌ５
…（１２）
このように、図６に示した第２実施形態は（１１）式、（１２）式を満たすようにＬ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６を定めてロアーリンク形状を設計している。
【００５５】
さらに述べると、図６ではθupper、θcrank、θcontrolが同じ角度でない場合を記載しているが、大雑把に扱うとすれば、これら角度は同じ、つまりθupper＝θcrank＝θcontrolでよい。このとき、上記の（１１）式、（１２）式は次のようになる。
【００５６】
Ｆcrank＋Ｆupper:Ｆupper＝Ｌ２：Ｌ１                    …（１３）
Ｆcrank＋Ｆcontrol：Ｆcontrol＝Ｌ６：Ｌ５               …（１４）
これら（１３）式、（１４）式は、上記（３）式、（９）式と同じである。すなわち、第１実施形態は、第２実施形態を簡略化した場合に相当する。
【００５７】
なお、複リンク型ピストンクランク機構においては、ピストン９を傾けようと作用するサイドスラスト荷重は、一般の単リンク式ピストンクランク機構の場合よりも小さくなる。具体的には、ピストン９に最大燃焼圧が作用するのは、膨張行程の前半であり、ピストン頭部が最大荷重を受けることになるが、このとき、アッパーリンク６は、垂直に近い姿勢であり、シリンダ１０の軸線に対する傾きが非常に小さい。特に、単リンク式ピストンクランク機構の場合のコネクティングロッドの姿勢に比べて、シリンダ１０の軸線に対する傾きを、より小さくすることが可能である。従って、サイドスラスト荷重が低減する。さらに述べると、第２実施形態では、図９に示したようにアッパーピン７の運動軌跡を、ピストン運動方向に長軸を有する楕円とすることで、ピストンピン８を中心とするアッパーリンク６の揺動角度が小さくなりアッパーリンク６の揺動角速度が小さくなる。アッパーリンク６に作用する燃焼荷重は、通常、圧縮上死点後１０〜２０ｄｅｇ程度で最大となり、その後、シリンダ内圧が低くなるまで荷重を受け続ける。その間、アッパーピン７の軌跡が楕円形状であれば、アッパーリンク６が殆ど角度変化しない状態で荷重を受けるため、ピストンピン８との摺動速度が小さくなり（殆どゼロ）、これによってサイドスラスト荷重を低減できる。言い替えると、図６に示したように、第２実施形態では、ピンボス部４５，４６に入力される燃焼荷重最大時の荷重Ｆupperの方向はピストン運動方向Ｑにかなり近いものとなっている。
【００５８】
このように、アッパーピン寄りのボルト７５のボルト中心軸ｎが、燃焼荷重最大時の荷重Ｆupperの方向、つまり燃焼荷重最大時のアッパーリンクの中心軸とほぼ平行となるようにすることで、アッパーピン寄りのボルト７５へのモーメント荷重を低減し、ボルト締結部の耐久性を向上させることができる。これに対して、アッパーピン寄りのボルト７５のボルト中心軸ｎが、燃焼荷重最大時の荷重Ｆupperの方向から大きくずれていると、アッパーピン寄りのボルト７５にモーメント荷重が作用し、ボルト締結部の耐久性が低下することが考えられる。
【００５９】
またこのとき、図６に示したようにピンボス部６１，６２に入力される燃焼荷重最大時の荷重Ｆcontrolの方向もピストン運動方向Ｑにかなり近いものとなっており、第２実施形態では、コントロールピン寄りのボルト７６のボルト中心軸ｐが、燃焼荷重最大時の荷重Ｆcontrolの方向、つまり燃焼荷重最大時のコントロールリンクの中心軸とほぼ平行となるようにすることで、コントロールピン寄りのボルト７６へのモーメント荷重を低減し、ボルト締結部の耐久性を向上させることができる。これに対して、コントロールピン寄りのボルト７６のボルト中心軸ｐが、燃焼荷重最大時の荷重Ｆcontrolの方向から大きくずれていると、コントロールピン寄りのボルト７６にモーメント荷重が作用し、ボルト締結部の耐久性が低下することが考えられる。
【００６０】
なお、図６の場合に限らず、アッパーピン寄りのボルト７５のボルト中心軸ｎが、燃焼荷重最大時の荷重Ｆupperの方向、つまり燃焼荷重最大時のアッパーリンクの中心軸とちょうど平行となるようにしてもかまわない。
【００６１】
ここで、２つの実施形態の作用効果をまとめて説明する。
【００６２】
第１実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、アッパーリンク６と、ロアーリンク５と、コントロールリンク１１とを備え、ロアーリンク５は、略中央のクランクピン軸受部３１と、アッパーピン７を保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部３２と、コントロールピン１２を保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部３３とを有し、アッパーピン用ピンボス部３２にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、アッパーピン用ピンボス部３２のうちクランクピン軸受部３１のある側と反対側の部位の肉厚をＬ１、アッパーピン用ピンボス部３２とクランクピン軸受部３１との間の部位の肉厚をＬ２、アッパーピン用ピンボス部３２の中心と、クランクピン軸受部３１の中心との距離をＬ３、コントロールピン用ピンボス部３３の中心と、クランクピン軸受部３１の中心との距離をＬ４としたとき、上記（６）式が成立するようにしているので、アッパーピン用ピンボス部３２とクランクピン軸受部３１との間の部位（図５のＢ部）に作用する荷重と、アッパーピン用ピンボス部３２のうちクランクピン軸受部３１のある側と反対側の部位（図５のＡ部）に作用する荷重との比（Ｌ３ ＋２Ｌ４：Ｌ４）が、Ｂ部の肉厚とＡ部の肉厚との比（Ｌ２：Ｌ１）に等しくなるために、Ａ部とＢ部に生じる非対称な変形を抑制することができ、アッパーピン用ピンボス部３２に収納されるブッシュの内転を防止することができる。言い替えると、アッパーピン用ピンボス部３２のうちクランクピン軸受部３１のある側の部位とクランクピン軸受部３１のない反対側の部位とで肉厚が相違し、かつアッパーピン用ピンボス部３２に入力される荷重Ｆupperとクランクピン軸受部３１に入力される荷重Ｆcrankの各方向が、アッパーピン用ピンボス部３２の中心とコントロールピン用ピンボス部３３の中心とを結んだ線に沿っていない場合においても、アッパーピン用ピンボス部３２に収納されるブッシュの内転を防止することができる。
【００６３】
第１実施形態（請求項２に記載の発明）によれば、アッパーリンク６と、ロアーリンク５と、コントロールリンク１１とを備え、ロアーリンク５は、略中央のクランクピン軸受部３１と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部３２と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部３３とを有し、コントロールピン用ピンボス部にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、コントロールピン用ピンボス部３３のうちクランクピン軸受部のある側と反対側の部位の肉厚をＬ５、コントロールピン用ピンボス部３３とクランクピン軸受部３１との間の部位の肉厚をＬ６、アッパーピン用ピンボス部３２の中心と、クランクピン軸受部３１の中心との距離をＬ３、コントロールピン用ピンボス部３３の中心と、クランクピン軸受部３１の中心との距離をＬ４としたとき、上記（１０）式が成立するようにしているので、コントロールピン用ピンボス部３３とクランクピン軸受部３１との間の部位（図５のＤ部）に作用する荷重と、コントロールピン用ピンボス部３３のうちクランクピン軸受部３１のある側と反対側の部位（図５のＣ部）に作用する荷重との比（Ｌ４＋２Ｌ３：Ｌ３）が、Ｄ部の肉厚とＣ部の肉厚との比（Ｌ６：Ｌ５）に等しくなるために、Ｃ部とＤ部に生じる非対称な変形を抑制することができ、コントロールピン用ピンボス部３３に収納されるブッシュの内転を防止することができる。言い替えると、コントロールピン用ピンボス部３３のうちクランクピン軸受部３１のある側の部位とクランクピン軸受部３１のない反対側の部位とで肉厚が相違し、かつコントロールピン用ピンボス部３３に入力される荷重Ｆcontrolとクランクピン軸受部３１に入力される荷重Ｆcrankの各方向が、コントロールピン用ピンボス部３３の中心とアッパーピン用ピンボス部３２の中心とを結んだ線に沿っていない場合においても、コントロールピン用ピンボス部３３に収納されるブッシュの内転を防止することができる。
【００６４】
図１に示したように、クランクピン軸受部の中心がアッパーピン用ピンボス部の中心とコントロール用ピンボス部の中心とを結んだ線上よりも下にある従来装置の場合には、アッパーピン軌跡の上昇によりシリンダボアの下端との干渉が大きくなり、クランクピン４がない側の肉厚Ｌ１を小さくする必要があり、またＬ４／Ｌ３を大きくすることができないため、ピストンストロークを大きくすることができない。一方、図示しないが、クランクピン軸受部の中心がアッパーピン用ピンボス部の中心とコントロール用ピンボス部の中心とを結んだ線上よりも上にある場合には、下死点でのアッパーリンク６とロアーリンク５の干渉を防止するために、アッパーピン用ピンボス部とロアーリンク５との距離を拡大しなければならない。すると、クランクピン４がない側の部位の肉厚Ｌ１を大きくする必要があり、上死点でのシリンダボアの下端との干渉が大きくなる。これに対して、第２実施形態（請求項３に記載の発明）によれば、アッパーピン用ピンボス部４５，４６の中心とコントロール用ピンボス部６１，６２の中心とを結んだ線上にクランクピン孔４２（クランクピン軸受部４１）の中心があるので、こうした問題が発生することがない。
【００６５】
ロアーリンク５を、クランクピン軸受部４１の半割部の一方とアッパーピン用ピンボス部４５，４６とを有するロアーリンクアッパー部品７２と、クランクピン軸受部４１の半割部の他方とコントロールピンボス部６１，６２とを有するロアーリンクロアー部品７３とに分割し、これらロアーリンクアッパー部品７２とロアーリンクロアー部品７３とは両者の接合面のうちの、クランクピン軸受部４１を間に挟んでアッパーピン寄り部位とコントロールピン寄りの部位とでそれぞれボルト７５，７６によって締結する場合に、図６において、一対のボルト７５，７６の頭部を同じ側に配置するとなると、例えば、アッパーピン寄りのボルト７５をピンボス部４５，４６の上部に設ける必要があり、このときロアーリンク５のエンベロープ（ロアーリンク５が揺動したときの最外郭の軌跡）が大きくなりシリンダブロックのコンパクト化を妨げるのみならず、上死点付近のシリンダボアとの干渉が大きくなるのであるが、第２実施形態（請求項４に記載の発明）によれば、アッパーピン寄りに配置されるボルト７５は、その頭部がロアーリンクロアー部品７３側に位置されるようにロアーリンクロアー部品７３側から締結し、コントロールピン寄りに配置されるボルト７６は、その頭部がロアーリンクアッパー部品７２側に位置されるようにロアーリンクアッパー部品７２側から締結するので、一対のボルト７５，７６の頭部を同じ側に配置する場合よりもロアーリンク５全体をコンパクトに構成することができる。
【００６６】
第２実施形態（請求項５に記載の発明）によれば、アッパーピン寄りに配置されるボルト７５は、そのボルト中心軸ｎが燃焼荷重最大時のアッパーリンク中心軸（荷重Ｆupperの方向）と平行となるようにするかまたはコントロールピン寄りに配置されるボルト７６は、そのボルト中心軸ｐが燃焼荷重最大時のコントロールリンク中心軸（荷重Ｆcontrolの方向）と平行となるようにするので、ボルト７５，７６へのモーメント荷重を低減することが可能となり、ボルト締結部の耐久性を向上でき、ロアーリンク５の構成をコンパクトにすることができる。
【００６７】
第２実施形態（請求項６に記載の発明）によれば、アッパーピン寄りに配置されるボルト７５は、そのボルト噛み合い先端がアッパーピン用ピンボス部４５，４６及びクランクピン軸受部４１から離れた位置にあり、またコントロールピン寄りに配置されるボルト７６は、そのボルト噛み合い先端がコントロールピン用ピンボス部６１，６２及びクランクピン軸受部４１から離れた位置にあるので、応力振幅が大きくなるボルト締結部先端の変形をピンボス部４５，４６、６１，６２やクランクピン軸受部４１から離すことが可能となり、ピンボス部４５，４６、６１，６２やクランクピン軸受部４１の変形を抑制できる。
【００６８】
第２実施形態（請求項７に記載の発明）によれば、アッパーリンク６と、ロアーリンク５と、コントロールリンク１１とを備え、ロアーリンク５は、略中央のクランクピン軸受部３１と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部３２と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部３３とを有し、アッパーピン用ピンボス部３２にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、アッパーピン用ピンボス部４５，４６に入力される荷重をＦupper、アッパーピン用ピンボス部４５，４６の中心からクランクピン孔４２（クランクピン軸受部４１）中心へ引いた直線（ｍ）のこの荷重Ｆupperに対する角度をθupper、クランクピン軸受部３１に入力される荷重をＦcrank、クランクピン孔４２（クランクピン軸受部４１）の中心からアッパーピン用ピンボス部４５，４６の中心へ引いた直線（ｍ）のこの荷重Fcrankに対する角度をθcrank、アッパーピン用ピンボス部４５，４６のうちクランクピン軸受部４１のある側と反対側の部位の肉厚をＬ１、アッパーピン用ピンボス部４５，４６とクランクピン軸受部４１との間の部位の肉厚をＬ２としたとき、上記（１１）式が成立するようにしているので、アッパーピン用ピンボス部３２のうちクランクピン軸受部３１のある側の部位とクランクピン軸受部３１のない反対側の部位とで肉厚が相違し、かつアッパーピン用ピンボス部３２に入力される荷重と、クランクピン軸受部３１に入力される荷重の各方向がピストン運動方向Ｑからずれていても、アッパーピン用ピンボス部３２に収納されるブッシュの内転を防止することができる。
【００６９】
第２実施形態（請求項９に記載の発明）によれば、コントロールリンク１１の一端の揺動支点位置を変更することにより圧縮比を変化させ得るアクチュエータ（コントロールシャフト１３、偏心カム部１４、ウォームギヤ１５、圧縮比制御アクチュエータ１６）と、低負荷時に高圧縮比となるように、高負荷時に低圧縮比となるようにこのアクチュエータに与える指令値を制御するエンジンコントロールユニット３９（圧縮比可変制御手段）とを備えるので、エンジン負荷が上昇し、ピストン９、アッパーリンク６を介してロアーリンクのピンボス部４５，４６に入力される荷重Ｆupperが大きくなる低圧縮時にブッシュ内転抑制効果が大きくなる。
【００７０】
実施形態では、アッパーピン用ピンボス部の中心とコントロール用ピンボス部の中心とを結んだ線上にクランクピン軸受部の中心がある場合で説明したが（図４、図６参照）、アッパーピン用ピンボス部の中心とコントロール用ピンボス部の中心とを結んだ線上にクランクピン軸受部の中心がない場合にも本発明を適用することができる。すなわち、この場合にも上記（６）式、（１０）式、（１１）式、（１２）式が成立するようにロアーリンク５を構成することができる。
【００７１】
実施形態では、アッパーピン用ピンボス部、クランクピン軸受部、コントロールピン用ピンボス部に入力される荷重として、燃焼荷重最大時に作用する荷重（Ｆupper、Ｆcrank、Ｆcontrol）を考えたが、これに限られるものでなく、慣性力最大時に作用する荷重に対しても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】複リンク型ピストンクランク機構を有するレシプロ式エンジンの概略構成図。
【図２】高圧縮比位置、低圧縮比位置での各リンクの姿勢図。
【図３】ブッシュ内転が発生する原理を説明するための概略図。
【図４】第１実施形態のロアーリンクの簡略化モデル図。
【図５】第１実施形態の荷重作用時のロアーリンク各部の変形を図解した概略図。
【図６】第２実施形態のロアーリンクの概略正面図。
【図７】第２実施形態のアッパーリンクとロアーリンクとの組付状態を示す断面図。
【図８】第２実施形態のロアーリンクを組み込んだ複リンク型ピストンクランク機構を備えるレシプロ式エンジンの概略構成図。
【図９】第２実施形態のアッパーピン軌跡を説明するための概略図。
【符号の説明】
【００７３】
４  クランクピン
５  ロアーリンク
６  アッパーリンク
８  ピストンピン
９  ピストン
１１  コントロールリンク
３１  クランクピン軸受部
３２  アッパーピン用ピンボス部
３３  コントロールピン用ピンボス部
３９  エンジンコントロールユニット（圧縮比可変制御手段）
４１  クランクピン軸受部
４２  クランクピン孔
４５，４６  ピンボス部
４７，４８  アッパーピン孔
６１，６２  ピンボス部
６３，６４  コントロールピン孔
７２  ロアーリンクアッパー部品
７３  ロアーリンクロアー部品
７５  アッパーピン寄りのボルト
７６  コントロールピン寄りのボルト
【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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