特許 7582034 締結構造体の製造方法及びエンジンの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】締結構造体の製造方法及びエンジンの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23B 41/12 20060101AFI20241106BHJP

   F16B 5/02 20060101ALI20241106BHJP

   F02D 15/02 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

B23B41/12

F16B5/02 E

F02D15/02 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021066923

(22)【出願日】2021-04-12

(65)【公開番号】P2022162223

(43)【公開日】2022-10-24

【審査請求日】2024-02-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000486

【氏名又は名称】弁理士法人とこしえ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】樋口 貴郁

(72)【発明者】

【氏名】花▲崎▼ 雅洋

(72)【発明者】

【氏名】高橋 理

(72)【発明者】

【氏名】宮元 嘉昭

(72)【発明者】

【氏名】木村 克昌

【審査官】荻野 豪治

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－１６１６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／４６８７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－８４９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／３０７００５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開昭５２－８７５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平４－８９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１３０２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５３－６４９６３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ ３５／００ － ４９／０６

Ｆ１６Ｂ ５／００ － ５／１２

Ｆ０２Ｄ １３／００ － ２８／００

Ｆ１６Ｃ ３／００ － ９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボルトを、締め付け方向が互いに逆方向から締め付けることにより、一対の締結部材を連結した締結構造体の製造方法において、
前記一対の締結部材を接合し、
前記一対の締結部材を接合した状態で、前記ボルトの一方側からの締め付けを完了したのち、
前記ボルトの他方側からの締め付けを完了し、
この状態で所定の加工を施し、
前記所定の加工を施したのち前記ボルトを弛め、
再び前記一対の締結部材を接合し、
前記一対の締結部材を接合した状態で、前記ボルトの一方側からの締め付けを完了したのち、
前記ボルトの他方側からの締め付けを完了する締結構造体の製造方法。

【請求項2】

前記ボルトを弛めた後に行う前記ボルトの締め付け順序は、
前記所定の加工を施す前に行う前記ボルトの締め付け順序に一致させる請求項１に記載の締結構造体の製造方法。

【請求項3】

可変圧縮比エンジンのマルチリンク機構のロアリンクが、一対のロアリンク部材を含み、当該一対のロアリンク部材は、ボルトを締め付け方向が互いに逆方向から締め付けることによりクランクピンに連結されるエンジンの製造方法において、
前記ロアリンクに前記クランクピンの挿通孔を加工する前に、前記一対のロアリンク部材を前記ボルトで締結する際の前記ボルトの締め付け順序と、
前記ロアリンクに前記挿通孔を加工したのち、前記ボルトを弛めて前記一対のロアリンク部材を一旦分解し、前記挿通孔に前記クランクピンを挟んで、再び前記一対のロアリンク部材を前記ボルトで締結する際の前記ボルトの締め付け順序と、を一致させるエンジンの製造方法。

【請求項4】

前記一対のロアリンク部材を接合した状態で、前記ボルトの一方側からの締め付けを完了したのち、
前記ボルトの他方側からの締め付けを完了し、
この状態の前記ロアリンクに前記挿通孔を加工したのち、
前記ボルトを弛めて前記一対のロアリンク部材を分解し、
前記分解された一対のロアリンク部材の挿通孔にベアリング部品を介装し、前記挿通孔に前記クランクピンを挟んで前記一対のロアリンク部材を接合し、
この状態で、前記ボルトの一方側からの締め付けを完了したのち、
前記ボルトの他方側からの締め付けを完了する請求項３に記載のエンジンの製造方法。

【請求項5】

前記一対のロアリンク部材を接合した状態で、前記ボルトの一方側からの締め付けと、前記ボルトの他方側からの締め付けとを、所定のステップ毎に交互に行い、
前記ボルトの締め付けを完了した状態の前記ロアリンクに前記挿通孔を加工したのち、
前記ボルトを弛めて前記一対のロアリンク部材を分解し、
前記分解された一対のロアリンク部材の挿通孔にベアリング部品を介装し、前記挿通孔に前記クランクピンを挟んで前記一対のロアリンク部材を接合し、
この状態で、前記ボルトの一方側からの締め付けと、前記ボルトの他方側からの締め付けとを、前記所定のステップ毎に交互に行い、前記ボルトの締め付けを完了する請求項３に記載のエンジンの製造方法。

【請求項6】

前記所定のステップは、着座締め付けステップ、仮締めステップ、トルク解放ステップ、スナッグ締めステップ及びトルク締めステップを含む請求項５に記載のエンジンの製造方法。

【請求項7】

前記一対のロアリンク部材を接合した状態で、前記ボルトの一方側からの締め付けと、前記ボルトの他方側からの締め付けとを行う場合に、前記一対のロアリンクが前記ボルトの締め付けに連れ回るのを阻止する回転阻止部材を、前記一対のロアリンクから所定の間隔を設けて設置する請求項３～６のいずれか一項に記載のエンジンの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一対の締結部材をボルトで連結した締結構造体の製造方法及びこれを応用したエンジンの製造方法に関し、特に締め付け方向が互いに逆方向のボルトにより、一対の締結部材を連結した締結構造体の製造方法及びこれを応用したエンジンの製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の締結構造体として、可変圧縮比エンジンのマルチリンク機構に用いられているロアリンクが知られている。可変圧縮比エンジンのロアリンクは、クランクシャフトのクランクピンに装着する都合上、クランクピンが挿通される部分で二分割した一対の締結部材で構成されている。そして、この一対の締結部材をボルトで連結し、この状態でクランクピンが挿通される挿通孔が機械加工される。

【0003】

このような締結構造体に挿通孔を機械加工する先行技術として、シリンダブロック本体にベアリングキャップを組み付け、両者を正規軸力でボルト締めした状態で、シリンダブロック本体とベアリングキャップとの間にクランク軸穴を加工する方法が知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第２５４４０１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記従来技術に記載されたシリンダブロック本体とベアリングキャップとのボルト締めは、その締め付け方向が同じであるため、一対の締結部材であるシリンダブロック本体とベアリングキャップとの間に捩れ方向のずれは生じない。しかしながら、一対の締結部材をボルトで連結する場合のボルトの締め付け方向が互いに逆方向であると、一対の締結部材に捩れ方向のずれが生じることがあり、ずれが生じたまま孔が機械加工される。そして、一対のボルトの締め付け具合によっては、捩れ方向が逆になることがあり、締結構造体によって形状がばらつくという問題があった。

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、締め付け方向が互いに逆方向のボルトにより、一対の締結部材を連結する場合に、形状のバラツキが抑制できる締結構造体の製造方法及びエンジンの製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、ボルトを、締め付け方向が互いに逆方向から締め付けることにより、一対の締結部材を連結した締結構造体の製造方法において、
前記一対の締結部材を接合し、前記一対の締結部材を接合した状態で、前記ボルトの一方側からの締め付けを完了したのち、前記ボルトの他方側からの締め付けを完了し、この状態で所定の加工を施し、
前記所定の加工を施したのち前記ボルトを弛め、
再び前記一対の締結部材を接合し、
前記一対の締結部材を接合した状態で、前記ボルトの一方側からの締め付けを完了したのち、
前記ボルトの他方側からの締め付けを完了することによって上記課題を解決する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ボルトの一方側からの締め付けを完了したのち、ボルトの他方側からの締め付けを完了するので、製造誤差が生じても製造品の間では同じ誤差になる。その結果、製造される締結構造体に形状のバラツキが生じるのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の締結構造体の一実施の形態としてのロアリンクが適用された可変圧縮比エンジンの一例を示す断面図である。

【図2】図１のロアリンクを示す、（Ａ）分解した状態の側面図、（Ｂ）分解した状態の斜視図、（Ｃ）組付けた状態の斜視図である。

【図3】図１のロアリンクを示す、（Ａ）平面図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）底面図である。

【図4】可変圧縮比エンジンではない定圧縮比エンジンのコネクティングロッドを示す正面図及び底面図である。

【図5】本発明の一実施の形態に係る締結構造体の製造方法及びエンジンの製造方法を示す工程図である。

【図6】本発明の他の実施の形態に係る締結構造体の製造方法及びエンジンの製造方法を示す工程図である。

【図7】図５のステップ１のボルトの締付工程で使用される自動締付装置の全体を示す斜視図である。

【図8】図７の自動締付装置のワークのテーブル部分を拡大して示す斜視図である。

【図9】図５の自動締付装置の側面図である。

【図10】図９の自動締付装置のクランパの対峙位置を示す平面図である。

【図11】図５のステップ２の挿通孔の機械加工を行う研削装置を示す断面図である。

【図12】図５のステップ４のエンジン組立におけるボルトの締付工程を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態例を説明する。図１は、本発明の締結構造体の一実施の形態としてのロアリンクが適用された可変圧縮比エンジンの一例を示す断面図、図２は、図１のロアリンクを示す図であって、図２（Ａ）は分解した状態のロアリンクを示す側面図、図２（Ｂ）は分解した状態のロアリンクを示す斜視図、図２（Ｃ）は組付けた状態のロアリンクを示す斜視図である。

【0011】

本実施形態の可変圧縮比エンジンＥは、たとえば直列４気筒エンジンであり、図１は一つの気筒１０１の断面を示している。本実施形態の可変圧縮比エンジンＥは、ピストン上死点位置を変化させて圧縮比を変更するマルチリンク機構（圧縮比可変機構）１１０を備える。マルチリンク機構１１０は、ピストン１０２とクランクシャフト１０６とを、アッパリンク１０４及びロアリンク１０５で連結し、コントロールリンク１０８によってロアリンク１０５の姿勢を制御し、圧縮比を変更するものである。換言すれば、本実施形態の可変圧縮比エンジンＥは、クランクピン１０７からピストンピン１０３までの長さであるコンロッド長Ｌを変化させ、ピストン１０２のストロークを変化させて圧縮比を変更する。

【0012】

アッパリンク１０４は、その上端においてピストンピン１０３を介して且つ当該ピストンピン１０３を中心にしてピストン１０２に回動可能に連結されている。またアッパリンク１０４は、その下端においてアッパピンＰ１及び第１ブッシュ１１６を介して且つ当該アッパピンＰ１を中心にしてロアリンク１０５の一端に回動可能に連結されている。ロアリンク１０５の他端は、コントロールピンＰ２及び第２ブッシュ１１７を介して且つ当該コントロールピンＰ２を中心にしてコントロールリンク１０８に回動可能に連結されている。

【0013】

ロアリンク１０５には、アッパピンＰ１の中心とコントロールピンＰ２の中心との間にクランクピン１０７が配置されるように、クランクピン１０７が挿通される挿通孔１１１が形成されている。ロアリンク１０５は、ほぼ中央に挿通孔１１１を有し、後からクランクピン１０７に組み付けることができるように、図示する上下２つのロアリンク部材（以下、ロアリンクアッパ１０５Ａ，ロアリンクロア１０５Ｂとも言う。）から構成され、分割可能とされている。ロアリンク１０５は、挿通孔１１１にクランクシャフト１０６のクランクピン１０７が挿入されることで、クランクピン１０７を中心に揺動する。

【0014】

クランクシャフト１０６は、クランクピン１０７、ジャーナル１１２及びカウンターウェイト１１３を備える。クランクピン１０７の中心は、ジャーナル１１２の中心（すなわちクランクシャフト１０６の回転軸中心）から所定量偏心している。カウンターウェイト１１３は、クランクアームに一体形成されて、ピストン運動の回転１次振動成分を低減する。

【0015】

コントロールリンク１０８の上端は、コントロールピンＰ２及び第２ブッシュ１１７を介して且つ当該コントロールピンＰ２を中心にロアリンク１０５に対して回動可能に連結されている。コントロールリンク１０８の下端は、コントロールシャフト１０９の偏心軸（揺動軸）１１４に連結されている。コントロールリンク１０８は、偏心軸１１４を中心に揺動する。コントロールシャフト１０９は、クランクシャフト１０６と平行（図面の紙面に対して垂直な方向に平行）に配置され、シリンダブロック１１５に回転自在に支持されている。コントロールシャフト１０９の偏心軸１１４は、コントロールシャフト１０９の軸心から所定量だけ偏心した位置に形成されている。コントロールシャフト１０９は、ウォーム＆ウォームホイール等の機構を介してアクチュエータ（不図示）によって回転制御され、これにより偏心軸１１４を移動させる。

【0016】

そして、アクチュエータによってコントロールシャフト１０９が回転し、偏心軸１１４がコントロールシャフト１０９の中心軸に対して相対的に低くなる方向に移動すると、ロアリンク１０５はクランクピン１０７を中心としてアッパピンＰ１の位置が相対的に上昇する方向に傾く。これによりピストン１０２の上死点位置が上昇して、エンジンＥの幾何学的な圧縮比（ピストン上死点位置での燃焼室容積に対するピストン下死点位置での燃焼室容積の比）が高くなる。これに対して、偏心軸１１４がコントロールシャフト１０９の中心軸に対して相対的に高くなる方向に移動すると、ロアリンク１０５はクランクピン１０７を中心としてアッパピンＰ１の位置が相対的に低くなる方向に傾く。これによりピストン１０２の上死点位置が下降して、エンジンＥの圧縮比が低くなる。

【0017】

本発明の一実施の形態であるロアリンク１０５は、クランクシャフト１０６のクランクピン１０７に挿通する都合上、図２に示すように、クランクピン１０７の挿通部分で分割した一対のロアリンク部材１０５Ａ，１０５Ｂ（ロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂ）で構成されている。２つのロアリンク部材１０５Ａ，１０５Ｂは、図２に示すように、クランクピン１０７を中心とした回転対称形状を有する同一構造の部品である。

【0018】

このロアリンク１０５の挿通孔１１１は、クランクピン１０７が挿通されて摺動することから、所定値以上の真円度乃至円筒度が要求される。そのため、挿通孔１１１の機械加工は、図２（Ｂ）に示すように一対のロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５ＢをボルトＢ１，Ｂ２で正規に締め付けた状態で行われる。なお、ロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂのそれぞれには、図２（Ｃ）に示すように２つのピン孔１０５４が形成され、ここにダウエルピン１０５３を挿入することで、ロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂの位置合わせが行われる。ところが、挿通孔１１１を機械加工したのちクランクピン１０７との間にメタルベアリングシートを介装する必要があるため、挿通孔１１１を機械加工したのち、ボルトＢ１，Ｂ２を弛めてロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂを一旦分解する。

【0019】

そして、図２（Ａ）～（Ｃ）に示すように、半円形状のメタルベアリングシートＭ，Ｍを介装し、クランクピン１０７を挟み込みながらロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂの接合面Ｓａ，Ｓａを互いに接合する。この状態で、一方のボルトＢ１をロアリンクアッパ１０５Ａに形成された通孔１０５１に通し、ロアリンクロア１０５Ｂに形成されたネジ孔１０５２に締め付ける。また、他方のボルトＢ２をロアリンクロア１０５Ｂに形成された通孔１０５１に通し、ロアリンクアッパ１０５Ａに形成されたネジ孔１０５２に締め付ける。これにより、ロアリンク１０５は、クランクピン１０７に装着される。

【0020】

図４は、可変圧縮比エンジンＥではない定圧縮比エンジンのコネクティングロッド２を示す正面図及び底面図であり、コネクティングロッド２の下端は、図示しないクランクピンが挿通できるように二分割され、ボルトＢ，Ｂにより締結される。このようなコネクティングロッド２においては、正面図に示すように一対のボルトＢ，Ｂの締め付け方向が同じ方向（同図において下から上に向かう方向）であり、したがって底面図に示すように一対のボルトＢ，Ｂを締め付ける際の回転方向も同じ方向である。そのため、二分割されたコネクティングロッド２の下端は、ボルトＢの回転に連れ回ることによりずれが生じたとしても、常に同じ方向（下側の部品が上側の部品に対して底面視において時計回りの方向）にずれることになる。したがって、製品ごとに形状がばらついたり、クランクピンの挿通孔２１の真円度乃至円筒度がばらついたりするという問題は生じない。

【0021】

これに対し、本実施形態のロアリンク１０５を図３に示す。図３は、本実施形態のロアリンク１０５を示す、（Ａ）平面図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）底面図である。本実施形態のロアリンク１０５は、一対のロアリンクアッパ１０５Ａとロアリンクロア１０５Ｂに、一対のボルトＢ１，Ｂ２を、締め付け方向が互いに逆方向から締め付けることにより、連結した締結構造体である。すなわち、図３（Ｂ）に示すように、ロアリンクアッパ１０５Ａからロアリンクロア１０５Ｂに向かって締め付けられるボルトＢ１と、ロアリンクロア１０５Ｂからロアリンクアッパ１０５Ａに向かって締め付けられるボルトＢ２により、ロアリンク１０５が締結されている。なお、一対のロアリンクアッパ１０５Ａとロアリンクロア１０５Ｂとを締結するボルトは２つに限定されず、３つ以上であってもよい。

【0022】

そのため、ロアリンクアッパ１０５Ａからロアリンクロア１０５Ｂに向かって締め付けられるボルトＢ１について言えば、図３（Ａ）に示すように、当該ボルトＢ１を時計回りに回転して締め付けるとロアリンクアッパ１０５Ａが時計回りに連れ回り、これにより、同図の平面視において、ロアリンクアッパ１０５Ａがロアリンクロア１０５Ｂに対して時計回り方向のずれが生じる。これに対し、ロアリンクロア１０５Ｂからロアリンクアッパ１０５Ａに向かって締め付けられるボルトＢ２について言えば、図３（Ｃ）に示すように、当該ボルトＢ２を時計回りに回転して締め付けるとロアリンクロア１０５Ｂが時計回りに連れ回り、これにより、同図の底面視において、ロアリンクロア１０５Ｂがロアリンクアッパ１０５Ａに対して時計回り方向のずれが生じる。これを平面視で見ると、ロアリンクロア１０５Ｂがロアリンクアッパ１０５Ａに対して反時計回り方向のずれが生じることになる。

【0023】

すなわち、２つのボルトＢ１，Ｂ２の回転にともなう連れ回り方向が互いに逆になる。このため、ナットランナなどの自動締付装置を用いて２つのボルトＢ１，Ｂ２を同時に締め付けるようにしても、締付反力の個体差などが原因で締付完了タイミングに僅かでも誤差が生じると、ロアリンクアッパ１０５Ａがロアリンクロア１０５Ｂに対して時計回りにずれたり、逆に反時計回りにずれたりし、製品によって形状がばらつくことになる。

【0024】

そこで、本実施形態では、一対のボルトＢ１，Ｂ２の締め付け順序、すなわちどちらのボルトＢ１，Ｂ２を先に締め付けるかを予め決めておき、この順序を遵守することで製品の形状のバラツキを抑制する。たとえば、図３（Ｂ）に示すロアリンク１０５において、ボルトＢ１による締め付けを完了したのち、ボルトＢ２による締め付けを完了する。これにより、ロアリンクアッパ１０５Ａとロアリンクロア１０５Ｂが堅固に固定されていない状態で、先にボルトＢ１による締め付けが完了するので、ロアリンクアッパ１０５ＡがボルトＢ１の回転にともなって連れ回り、図３（Ａ）に示すようにロアリンクアッパ１０５Ａがロアリンクロア１０５Ｂに対し、平面視において時計回り方向にずれる。その後、他方のボルトＢ２による締め付けが完了するが、一方のボルトＢ１による締め付けが既に完了しているので、ロアリンクアッパ１０５Ａとロアリンクロア１０５Ｂが堅固に固定されていることから、ボルトＢ２の回転にともなうロアリンクロア１０５Ｂの連れ回りは生じない。したがって、ロアリンクアッパ１０５Ａとロアリンクロア１０５Ｂとのずれは、一定方向のものになる。

【0025】

図５は、本発明の一実施の形態に係る締結構造体の製造方法及びエンジンの製造方法を示す工程図である。本実施形態では、ロアリンク１０５の挿通孔１１１の真円度乃至円筒度の精度を確保するために、ステップＳ１にて、一対のロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５ＢをボルトＢ１，Ｂ２で正規に締め付け、この状態で、ステップＳ２にて挿通孔１１１の機械加工を行う。ステップＳ１のボルトＢ１，Ｂ２による締結は、先にボルトＢ１による締め付けを完了したのち、ボルトＢ２による締め付けを完了するといった順序で行う。

【0026】

図７は、ステップ１のボルトの締付工程で使用される自動締付装置３の全体を示す斜視図、図８は、ワークのテーブル部分を拡大して示す斜視図、図９は、自動締付装置３の側面図、図１０は、自動締付装置３のクランパ３３の対峙位置を示す平面図、図１１は、ステップ２の挿通孔１１１の機械加工を行う研削装置４を示す断面図である。

【0027】

図７～図１０に示す自動締付装置３は、２つのワークに対して同時にボルトを締め付けて締結構造体とする、いわゆる２個取りの装置である。本実施形態の自動締付装置３は、ワークとしてのロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂをセットするテーブル３１と、ロアリンク１０５にボルトを締め付ける４つのナットランナ３２と、ワークとしてのロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂの回転を固定するためのクランパ３３とを備える。

【0028】

図８に拡大して示すように、ロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂは、互いの接合面Ｓａが合わされた状態でテーブル３１に載置され、テーブル３１に設けられた一対のクランプ３１１，３１１により、テーブル３１の面に平行な面内における位置が固定される。また、図９に示すように、テーブル３１の上部に設けられたクランパ３３のクランプピン３３１が、シリンダ３３２により下降し、テーブル３１に載置されたロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂの側面に対し、接することなく所定の間隔Ｇを介して対峙する。このクランパ３３のクランプピン３３１は、シリンダ３３２の先端に６つ設けられ、図１０に示すように、ロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂのそれぞれの側面に対して３箇所ずつ対峙する。ボルトを締め付ける際にその反力がナットランナ３２に作用するが、クランプピン３３１をロアリンク１０５の側面に接触させると、反力が大きくなった場合にその逃げがなくなり、ナットランナ３２のベースに設けられたリニアガイド３２１が外れるおそれがあるからである。

【0029】

ナットランナ３２は、リニアガイド３２１に設けられて前進及び後退移動が可能とされ、シリンダ３２２により前進及び後退駆動が制御される。また、図示しないモータにより主軸が時計方向又は反時計方向に回転し、これによりボルトを時計方向に回転させて締め付けを行うとともに、反時計方向に回転させてボルトを弛める。

【0030】

図５に戻り、以上の自動締付装置３を用い、ステップ１のボルトの締付工程でロアリンク１０５を組み立てる場合には、まずロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂを自動締付装置３に搬入し、これらロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂを、互いの接合面Ｓａを合わせた状態でテーブル３１に載置し、テーブル３１に設けられた一対のクランプ３１１，３１１により、テーブル３１上に固定する。また、クランパ３３のシリンダ３３２を作動してクランプピン３３１を下降し、クランプピン３３１の先端を、間隔Ｇだけ確保した状態でロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂの側面に対峙させる。

【0031】

次いで、互いに対向する一対のナットランナ３２，３２のうちの一方、たとえば図１０に示すロアリンクアッパ１０５Ａからロアリンクロア１０５Ｂに向かってボルトＢ１を締め付けるナットランナ３２を前進させ、所定の締付トルクが検出されるまでボルトＢ１を締め付ける。このボルトＢ１の締付が完了したら、他方のナットランナ３２を前進させ、図１０に示すロアリンクロア１０５Ｂからロアリンクアッパ１０５Ａに向かってボルトＢ２を締め付け、所定の締付トルクが検出されたら締付を完了する。以上により、ロアリンクアッパ１０５Ａとロアリンクロア１０５Ｂが２つのボルトＢ１，Ｂ２で正規に締め付けられたロアリンク１０５が得られる。

【0032】

正規に締め付けられたロアリンク１０５は、図５のステップＳ２にて挿通孔１１１を機械加工するために、図１１に示す研削装置４に搬送される。研削装置４は、工具である砥石４２が先端に装着され、図示しないモータにより回転する回転軸４１を備える。ワークとしてのロアリンク１０５は、工具台のチャックに装着されて砥石４２とは反対方向に回転する。そして、研削装置４の砥石４２を挿通孔１１１に挿入し、砥石４２とロアリンク１０５とを反対方向に回転させる。これとともに、砥石４２とロアリンク１０５とを挿通孔１１１の軸方向に対しても移動させながら、所定の径が得られるまで挿通孔１１１を研削加工する。

【0033】

図５のステップＳ２の機械加工が完了したら、続くステップＳ３にてボルトＢ１，Ｂ２を弛め、挿通孔１１１が加工されたロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂを一旦分解する。これをエンジンＥの組立工程に搬送する。続くステップＳ４では、分解されたロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂのそれぞれに、半円形状のメタルベアリングシートＭ，Ｍを介装し、またダウエルピン１０５３を挿入し、クランクピン１０７を挟み込みながらロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂの接合面Ｓａ，Ｓａを互いに接合する。

【0034】

そして、この状態で、図１２に示すように、一方のボルトＢ１をロアリンクアッパ１０５Ａに形成された通孔１０５１に通し、ロアリンクロア１０５Ｂに形成されたネジ孔１０５２に締め付け、所定のトルクが検出されたら締付を完了する。次いで、他方のボルトＢ２をロアリンクロア１０５Ｂに形成された通孔１０５１に通し、ロアリンクアッパ１０５Ａに形成されたネジ孔１０５２に締め付け、所定のトルクが検出されたら締付を完了する。これにより、ロアリンク１０５は、クランクピン１０７に装着される。このステップＳ４のエンジンＥの組立工程における２つのボルトＢ１，Ｂ２の締め付け順序は、ステップＳ１の締め付け順序と同じである。

【0035】

なお、ステップＳ１及びＳ４における２つのボルトＢ１，Ｂ２の締付工程は、一方のボルトＢ１の締め付けを完了したのち、他方のボルトＢ２の締め付けを完了したが、それぞれの締付工程を幾つかのステップに分割してもよい。図６は、本発明の他の実施の形態に係る締結構造体の製造方法及びエンジンの製造方法を示す工程図である。図６に示す締付工程は、ボルトがネジ孔に接地するまで、スナッグトルクより小さいトルクで締め付ける着座締付ステップＳ１２，Ｓ１３と、ボルトをネジ孔に馴染ませるためにスナッグトルクに達するまで締め付ける仮締めステップＳ１４，Ｓ１５と、ボルトをたとえば１８０°逆回転させて弛め、一旦トルクを解放するトルク解放ステップＳ１６と、再びスナッグトルクに達するまで締め付けるスナッグ締めステップＳ１７，Ｓ１８と、ボルトの塑性域まで締め付けるトルク締めステップＳ１９，Ｓ２０とに分割されている。

【0036】

そして、ステップＳ１１にてロアリンクアッパ１０５Ａの着座締付を行ったのち、ステップＳ１２にてロアリンクロア１０５Ｂの着座締付を行い、同様にステップＳ１３にてロアリンクアッパ１０５Ａの仮締めを行ったのち、ステップＳ１４にてロアリンクロア１０５Ｂの仮締めを行う。続くステップ１６にてロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂのトルク解放を同時に行ったのち、ステップＳ１７にてロアリンクアッパ１０５Ａのスナッグ締めを行ったのち、ステップＳ１８にてロアリンクロア１０５Ｂのスナッグ締めを行い、同様にステップＳ１９にてロアリンクアッパ１０５Ａのトルク締めを行ったのち、ステップＳ２０にてロアリンクロア１０５Ｂのトルク締めを行う。

【0037】

以上のステップＳ１１～Ｓ２０が、図５のボルトの締付工程Ｓ１の他の実施形態であるが、当該他の実施形態では、図５のエンジン組立工程のボルト締付工程Ｓ４においても、図６に示すステップＳ１１～Ｓ２０のステップを実行する。

【0038】

以上のとおり、本実施形態の締結構造体の製造方法及びエンジンの製造方法によれば、図５の挿通孔１１１の機械加工を行う工程Ｓ２の前の工程Ｓ１において、ロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂの、互いの接合面Ｓａを合わせ、この状態で、先に一方のボルトＢ１による締め付けを完了したのち、他方のボルトＢ２による締め付けを完了するといった順序で行う。これにより、ロアリンクアッパ１０５Ａとロアリンクロア１０５Ｂとにずれが生じたとしても、そのずれは一定方向のものになることから、ロアリンク１０５の形状のバラツキを抑制することができる。

【0039】

また、本実施形態の締結構造体の製造方法及びエンジンの製造方法によれば、図５の挿通孔１１１の機械加工を行う工程Ｓ２の後の工程Ｓ４において、ロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂの、互いの接合面Ｓａを合わせ、この状態で、先に一方のボルトＢ１による締め付けを完了したのち、他方のボルトＢ２による締め付けを完了するといった順序で行う。すなわち、工程Ｓ１における締め付け順序と同じ締め付け順序でボルトＢ１，Ｂ２を締め付けるので、挿通孔１１１を機械加工した際のロアリンク１０５の形状が再現される。その結果、挿通孔１１１の真円度乃至円筒度が再現されることになる。

【0040】

また、本実施形態の締結構造体の製造方法及びエンジンの製造方法によれば、図６に示すように、ボルトの締付工程を複数のステップに分割して行うので、ロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂのずれの発生自体を抑制することができる。

【0041】

また、本実施形態の締結構造体の製造方法及びエンジンの製造方法によれば、図７～図１０に示す自動締付装置３を用いてボルトを締め付ける際に、クランパ３３のクランプピン３３１が、ロアリンクアッパ１０５Ａ及びロアリンクロア１０５Ｂの側面に対し、接することなく所定の間隔Ｇを介して対峙するので、ナットランナ３２のベースに設けられたリニアガイドの故障などを抑制することができる。

【符号の説明】

【0042】

Ｅ…可変圧縮比エンジン
１０１…気筒
１０２…ピストン
１０３…ピストンピン
１０４…アッパリンク
１０５…ロアリンク
１０５Ａ…ロアリンクアッパ
１０５Ｂ…ロアリンクロア
１０５１…通孔
１０５２…ネジ孔
１０６…クランクシャフト
１０７…クランクピン
１０８…コントロールリンク
１０９…コントロールシャフト
１１０…マルチリンク機構（圧縮比可変機構）
１１１…挿通孔
１１２…ジャーナル
１１３…カウンターウェイト
１１４…偏心軸（揺動軸）
１１５…シリンダブロック
１１６…第１ブッシュ
１１７…第２ブッシュ
Ｐ１…アッパピン
Ｐ２…コントロールピン
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ…ボルト
２…コネクティングロッド
２１…挿通孔
３…自動締付装置３
３１…テーブル
３１１…クランプ
３２…ナットランナ
３３…クランパ
３３１…クランプピン
３３２…シリンダ
Ｇ…間隔
４…研削装置
４１…回転軸
４２…砥石

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】