JP2003097288A - 内燃機関の可変圧縮比機構 - Google Patents
内燃機関の可変圧縮比機構Info
- Publication number
- JP2003097288A JP2003097288A JP2001295259A JP2001295259A JP2003097288A JP 2003097288 A JP2003097288 A JP 2003097288A JP 2001295259 A JP2001295259 A JP 2001295259A JP 2001295259 A JP2001295259 A JP 2001295259A JP 2003097288 A JP2003097288 A JP 2003097288A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing member
- pin bearing
- connecting pin
- crankpin
- bearing surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
- F02B75/048—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable crank stroke length
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロアリンク13のクランクピン軸受面31の
端部における局所的な変形による摩耗等を抑制する。 【解決手段】 ロアリンク13を、クランクピン軸受部
材21と連結ピン軸受部材22,23とに別体に構成
し、クランクピン軸受部材21に、クランクピンが挿通
するクランクピン軸受面31を形成する。連結ピン軸受
部材22,23に、アッパーリンク連結用の第1連結ピ
ンが挿通する第1連結ピン軸受面41と、コントロール
リンク連結用の第2連結ピンが挿通する第2連結ピン軸
受面42と、を設ける。連結ピン軸受部材22,23を
クランクピン軸受部材21の両側に配置し、軸受部材用
ボルト24,25で結合する。クランクピン軸受面31
の両端部は、円筒部32として突出し、クランクピン軸
受部材21からの荷重が直接には伝達されないので、変
形が抑制される。
端部における局所的な変形による摩耗等を抑制する。 【解決手段】 ロアリンク13を、クランクピン軸受部
材21と連結ピン軸受部材22,23とに別体に構成
し、クランクピン軸受部材21に、クランクピンが挿通
するクランクピン軸受面31を形成する。連結ピン軸受
部材22,23に、アッパーリンク連結用の第1連結ピ
ンが挿通する第1連結ピン軸受面41と、コントロール
リンク連結用の第2連結ピンが挿通する第2連結ピン軸
受面42と、を設ける。連結ピン軸受部材22,23を
クランクピン軸受部材21の両側に配置し、軸受部材用
ボルト24,25で結合する。クランクピン軸受面31
の両端部は、円筒部32として突出し、クランクピン軸
受部材21からの荷重が直接には伝達されないので、変
形が抑制される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の可変
圧縮比機構に関し、特に、クランクピンに取り付けられ
るロアリンクの改良に関する。
圧縮比機構に関し、特に、クランクピンに取り付けられ
るロアリンクの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】レシプロ式内燃機関の分野では、機関運
転状態に応じて圧縮比を最適なものとするために、圧縮
比を変更可能とする種々の形式の可変圧縮比機構が提案
されている。その一つとして、ピストンとクランクシャ
フトとを複数のリンクで連係した複リンク式の可変圧縮
比機構が、例えば特開2000−73804号公報に記
載されている。
転状態に応じて圧縮比を最適なものとするために、圧縮
比を変更可能とする種々の形式の可変圧縮比機構が提案
されている。その一つとして、ピストンとクランクシャ
フトとを複数のリンクで連係した複リンク式の可変圧縮
比機構が、例えば特開2000−73804号公報に記
載されている。
【0003】図9を参照してこれを簡単に説明すると、
シリンダ内に配設されるピストン101には、アッパリ
ンク102の一端がピストンピンを介して回転可能に連
結されている。このアッパリンク102の他端は、第1
連結ピン103を介してロアリンク104に回転可能に
連結されている。このロアリンク104は、クランクシ
ャフトのクランクピン105に回転可能に取り付けられ
ている。このロアリンク104には、コントロールリン
ク106の一端が第2連結ピン107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106の他
端は、制御軸108の偏心カム(図示せず)に回転可能
に取り付けられている。従って、機関運転状態に応じて
制御軸108をモータ109により回転駆動すると、偏
心カムからなるコントロールリンク106の支持点の位
置が変化する。この結果、コントロールリンク106に
よるロアリンク104の運動拘束条件が変化して、ピス
トン上死点位置、ひいては圧縮比が変化する。
シリンダ内に配設されるピストン101には、アッパリ
ンク102の一端がピストンピンを介して回転可能に連
結されている。このアッパリンク102の他端は、第1
連結ピン103を介してロアリンク104に回転可能に
連結されている。このロアリンク104は、クランクシ
ャフトのクランクピン105に回転可能に取り付けられ
ている。このロアリンク104には、コントロールリン
ク106の一端が第2連結ピン107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106の他
端は、制御軸108の偏心カム(図示せず)に回転可能
に取り付けられている。従って、機関運転状態に応じて
制御軸108をモータ109により回転駆動すると、偏
心カムからなるコントロールリンク106の支持点の位
置が変化する。この結果、コントロールリンク106に
よるロアリンク104の運動拘束条件が変化して、ピス
トン上死点位置、ひいては圧縮比が変化する。
【0004】ロアリンク104は、クランクピン105
に後から組み付け可能なように、クランクピン105を
挟んで本体部112とキャップ部113とに分割され、
かつ互いにボルト111で結合されている。上記本体部
112とキャップ部113との間には、円筒状のクラン
クピン軸受面114が形成されている。そして、上記本
体部112に、第1連結ピン103が挿通する第1連結
ピン軸受面115及び第2連結ピン107が挿通する第
2連結ピン軸受面116が形成されている。ここで、各
連結ピン軸受面115,116が形成されるロアリンク
104の各端部は、各連結ピン103,107をそれぞ
れ軸方向の両側で支持するように、二股形状をなしてい
る。
に後から組み付け可能なように、クランクピン105を
挟んで本体部112とキャップ部113とに分割され、
かつ互いにボルト111で結合されている。上記本体部
112とキャップ部113との間には、円筒状のクラン
クピン軸受面114が形成されている。そして、上記本
体部112に、第1連結ピン103が挿通する第1連結
ピン軸受面115及び第2連結ピン107が挿通する第
2連結ピン軸受面116が形成されている。ここで、各
連結ピン軸受面115,116が形成されるロアリンク
104の各端部は、各連結ピン103,107をそれぞ
れ軸方向の両側で支持するように、二股形状をなしてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の構成において
は、アッパリンク102やコントロールリンク106か
ら作用する入力荷重が、第1,第2連結ピン103,1
07を介してロアリンク104のクランクピン軸受面1
14に作用する。このとき、図10に示す説明図のよう
に、二股状に分かれた一対の連結ピン軸受面115,1
16からそれぞれクランクピン軸受面114の端部に直
接的に荷重が作用するので、同図に仮想線で示すよう
に、主にクランクピン軸受面114の端部が大きく変形
する。なお、117は、クランクピン軸受面114とク
ランクピン105との間に介在する潤滑油膜を示す。
は、アッパリンク102やコントロールリンク106か
ら作用する入力荷重が、第1,第2連結ピン103,1
07を介してロアリンク104のクランクピン軸受面1
14に作用する。このとき、図10に示す説明図のよう
に、二股状に分かれた一対の連結ピン軸受面115,1
16からそれぞれクランクピン軸受面114の端部に直
接的に荷重が作用するので、同図に仮想線で示すよう
に、主にクランクピン軸受面114の端部が大きく変形
する。なお、117は、クランクピン軸受面114とク
ランクピン105との間に介在する潤滑油膜を示す。
【0006】クランクピン軸受面114は、主に流体潤
滑膜で荷重を支える滑り軸受であり、この滑り軸受にお
いては、油膜圧力は、軸方向の中央部で最も高くなり、
軸方向の端部では圧力が解放されることから、油膜圧力
は低い。従って、上記従来のように円筒状クランクピン
軸受面114の端部が変形すると、油膜圧力で支えるこ
とができずに、軸受面114とクランクピン105外周
面との直接の接触が発生し、摩耗や摩擦が増大する、と
いう不具合がある。
滑膜で荷重を支える滑り軸受であり、この滑り軸受にお
いては、油膜圧力は、軸方向の中央部で最も高くなり、
軸方向の端部では圧力が解放されることから、油膜圧力
は低い。従って、上記従来のように円筒状クランクピン
軸受面114の端部が変形すると、油膜圧力で支えるこ
とができずに、軸受面114とクランクピン105外周
面との直接の接触が発生し、摩耗や摩擦が増大する、と
いう不具合がある。
【0007】この発明は、このような課題に着目してな
されたもので、ロアリンクへ連結ピンから作用する入力
荷重によってクランクピン軸受面の軸方向の端部に局所
的な荷重が作用することを抑制し、クランクピン軸受面
の端部における変形、ひいてはこれに起因する摩耗や摩
擦を有効に抑制し得る内燃機関の可変圧縮比機構を提供
することを目的とする。
されたもので、ロアリンクへ連結ピンから作用する入力
荷重によってクランクピン軸受面の軸方向の端部に局所
的な荷重が作用することを抑制し、クランクピン軸受面
の端部における変形、ひいてはこれに起因する摩耗や摩
擦を有効に抑制し得る内燃機関の可変圧縮比機構を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る内
燃機関の可変圧縮比機構は、一端がピストンにピストン
ピンを介して連結されるアッパリンクと、このアッパリ
ンクの他端が第1連結ピンを介して連結されるととも
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
本体に対して揺動可能に支持されるコントロールリンク
と、このコントロールリンク他端の内燃機関本体に対す
る揺動支持位置を変位させる支持位置可変手段と、を備
えている。
燃機関の可変圧縮比機構は、一端がピストンにピストン
ピンを介して連結されるアッパリンクと、このアッパリ
ンクの他端が第1連結ピンを介して連結されるととも
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
本体に対して揺動可能に支持されるコントロールリンク
と、このコントロールリンク他端の内燃機関本体に対す
る揺動支持位置を変位させる支持位置可変手段と、を備
えている。
【0009】このものでは、ピストンの運動がアッパリ
ンクを介してロアリンクに伝達され、かつロアリンクの
自由度がコントロールリンクにより拘束されていること
から、ロアリンクは概ね揺動運動し、これに伴ってクラ
ンクピンがクランクシャフトを中心として回転する。従
って、ロアリンクには、第1,第2連結ピンおよびクラ
ンクピンから荷重が作用する。ここで、上記支持位置可
変手段によりコントロールリンクの揺動支持位置を変位
させると、コントロールリンクによるロアリンクの運動
拘束条件が変化して、クランク角に対するピストンの行
程位置が変化し、圧縮比が変化する。
ンクを介してロアリンクに伝達され、かつロアリンクの
自由度がコントロールリンクにより拘束されていること
から、ロアリンクは概ね揺動運動し、これに伴ってクラ
ンクピンがクランクシャフトを中心として回転する。従
って、ロアリンクには、第1,第2連結ピンおよびクラ
ンクピンから荷重が作用する。ここで、上記支持位置可
変手段によりコントロールリンクの揺動支持位置を変位
させると、コントロールリンクによるロアリンクの運動
拘束条件が変化して、クランク角に対するピストンの行
程位置が変化し、圧縮比が変化する。
【0010】そして、上記ロアリンクは、上記クランク
ピンが挿通される円筒状のクランクピン軸受面を有する
クランクピン軸受部材と、上記第1連結ピンが挿通され
る第1連結ピン軸受面および上記第2連結ピンが挿通さ
れる第2連結ピン軸受面を有する連結ピン軸受部材と、
から構成されており、上記クランクピン軸受部材は、上
記クランクピン軸受面の軸方向中央部分を環状に囲む中
央厚肉部を有するとともに、上記クランクピン軸受面の
軸方向両端部を構成する円筒部が上記中央厚肉部から軸
方向に突出しており、上記連結ピン軸受部材が上記クラ
ンクピン軸受部材の上記中央厚肉部に結合されていると
ともに、上記円筒部と非接触となっている。
ピンが挿通される円筒状のクランクピン軸受面を有する
クランクピン軸受部材と、上記第1連結ピンが挿通され
る第1連結ピン軸受面および上記第2連結ピンが挿通さ
れる第2連結ピン軸受面を有する連結ピン軸受部材と、
から構成されており、上記クランクピン軸受部材は、上
記クランクピン軸受面の軸方向中央部分を環状に囲む中
央厚肉部を有するとともに、上記クランクピン軸受面の
軸方向両端部を構成する円筒部が上記中央厚肉部から軸
方向に突出しており、上記連結ピン軸受部材が上記クラ
ンクピン軸受部材の上記中央厚肉部に結合されていると
ともに、上記円筒部と非接触となっている。
【0011】これにより、アッパリンクやコントロール
リンクからロアリンクへ作用する荷重は、まず、第1,
第2連結ピン軸受面を有する連結ピン軸受部材に入力さ
れ、該連結ピン軸受部材からクランクピン軸受部材へ伝
達される。このとき、連結ピン軸受部材は、クランクピ
ン軸受面の軸方向中央部に位置する中央厚肉部に結合さ
れているので、クランクピン軸受面の軸方向中央部に主
に荷重が作用することとなり、中央厚肉部から両側に突
出した円筒部つまりクランクピン軸受面の軸方向端部に
は、直接的には荷重が作用しない。そのため、このクラ
ンクピン軸受面の両端部における局所的な変形を抑制す
ることができる。
リンクからロアリンクへ作用する荷重は、まず、第1,
第2連結ピン軸受面を有する連結ピン軸受部材に入力さ
れ、該連結ピン軸受部材からクランクピン軸受部材へ伝
達される。このとき、連結ピン軸受部材は、クランクピ
ン軸受面の軸方向中央部に位置する中央厚肉部に結合さ
れているので、クランクピン軸受面の軸方向中央部に主
に荷重が作用することとなり、中央厚肉部から両側に突
出した円筒部つまりクランクピン軸受面の軸方向端部に
は、直接的には荷重が作用しない。そのため、このクラ
ンクピン軸受面の両端部における局所的な変形を抑制す
ることができる。
【0012】請求項2の発明では、上記クランクピン軸
受部材は、上記クランクピン軸受面の軸心に沿う合わせ
面により一対の分割体に分割されており、互いにボルト
結合されている。これにより、一連のクランクシャフト
のクランクピンに、後から容易に取り付けることができ
る。なお、組立の再現性を高めるために、クランクピン
軸受部材を予め一体に形成した後に、不規則な合わせ面
となるように一対の分割体に破断する方法を採用するこ
とも可能である。
受部材は、上記クランクピン軸受面の軸心に沿う合わせ
面により一対の分割体に分割されており、互いにボルト
結合されている。これにより、一連のクランクシャフト
のクランクピンに、後から容易に取り付けることができ
る。なお、組立の再現性を高めるために、クランクピン
軸受部材を予め一体に形成した後に、不規則な合わせ面
となるように一対の分割体に破断する方法を採用するこ
とも可能である。
【0013】そして、この請求項2の発明をより具体化
した請求項9の発明では、上記クランクピン軸受部材と
上記連結ピン軸受部材とが複数箇所で結合されており、
それぞれの分割体に対して少なくとも1つの結合点が設
けられている。つまり、クランクピン軸受部材と連結ピ
ン軸受部材とを結合することによって、同時に、一対の
分割体が組み合わせた状態に固定されることになる。こ
れにより、一対の分割体が一層堅固に結合される。
した請求項9の発明では、上記クランクピン軸受部材と
上記連結ピン軸受部材とが複数箇所で結合されており、
それぞれの分割体に対して少なくとも1つの結合点が設
けられている。つまり、クランクピン軸受部材と連結ピ
ン軸受部材とを結合することによって、同時に、一対の
分割体が組み合わせた状態に固定されることになる。こ
れにより、一対の分割体が一層堅固に結合される。
【0014】また請求項3の発明においては、上記連結
ピン軸受部材は、上記クランクピンの軸方向で上記クラ
ンクピン軸受部材を挟み込むように配置された一対の板
状部材からなり、かつそれぞれの板状部材に、第1連結
ピン軸受面および第2連結ピン軸受面が設けられてい
る。これにより、第1連結ピン軸受面および第2連結ピ
ン軸受面を、アッパリンクおよびコントロールリンクを
両側から挟む二股状の構成とすることが容易である。そ
して、同一の板状部材に、第1連結ピン軸受面および第
2連結ピン軸受面が配置されるので、両者間で十分に高
い剛性を確保できる。
ピン軸受部材は、上記クランクピンの軸方向で上記クラ
ンクピン軸受部材を挟み込むように配置された一対の板
状部材からなり、かつそれぞれの板状部材に、第1連結
ピン軸受面および第2連結ピン軸受面が設けられてい
る。これにより、第1連結ピン軸受面および第2連結ピ
ン軸受面を、アッパリンクおよびコントロールリンクを
両側から挟む二股状の構成とすることが容易である。そ
して、同一の板状部材に、第1連結ピン軸受面および第
2連結ピン軸受面が配置されるので、両者間で十分に高
い剛性を確保できる。
【0015】この場合、請求項4の発明のように、一対
の板状部材同士を結合するボルトによって、同時に上記
クランクピン軸受部材の中央厚肉部と結合することが可
能である。例えば、上記ボルトがクランクピン軸受部材
の中央厚肉部を貫通し、該ボルトを介して中央厚肉部に
荷重が伝達される。
の板状部材同士を結合するボルトによって、同時に上記
クランクピン軸受部材の中央厚肉部と結合することが可
能である。例えば、上記ボルトがクランクピン軸受部材
の中央厚肉部を貫通し、該ボルトを介して中央厚肉部に
荷重が伝達される。
【0016】上記クランクピン軸受部材と上記連結ピン
軸受部材とは、回転モーメントを規制するために、一般
に複数箇所で結合されることになるが、特に、請求項5
の発明では、上記クランクピン軸受部材と上記連結ピン
軸受部材とが3箇所で結合されている。
軸受部材とは、回転モーメントを規制するために、一般
に複数箇所で結合されることになるが、特に、請求項5
の発明では、上記クランクピン軸受部材と上記連結ピン
軸受部材とが3箇所で結合されている。
【0017】より具体的な請求項6の発明では、上記ク
ランクピン軸受面の周囲に3つの結合点が配置され、第
1の結合点と第2の結合点との間に第1連結ピン軸受面
が位置し、かつ第2の結合点と第3の結合点との間に第
2連結ピン軸受面が位置し、さらに、第1の結合点と第
2の結合点と第1連結ピン軸受面との3点、および第2
の結合点と第3の結合点と第2連結ピン軸受面との3
点、がそれぞれ三角形をなすように配置されている。従
って、第1連結ピンから加わった荷重は、主に、第1の
結合点と第2の結合点とで効果的に支えられ、第3の結
合点に過大なモーメントが作用することがない。同様
に、第2連結ピンから加わった荷重は、主に、第2の結
合点と第3の結合点とで効果的に支えられ、第1の結合
点に過大なモーメントが作用することがない。
ランクピン軸受面の周囲に3つの結合点が配置され、第
1の結合点と第2の結合点との間に第1連結ピン軸受面
が位置し、かつ第2の結合点と第3の結合点との間に第
2連結ピン軸受面が位置し、さらに、第1の結合点と第
2の結合点と第1連結ピン軸受面との3点、および第2
の結合点と第3の結合点と第2連結ピン軸受面との3
点、がそれぞれ三角形をなすように配置されている。従
って、第1連結ピンから加わった荷重は、主に、第1の
結合点と第2の結合点とで効果的に支えられ、第3の結
合点に過大なモーメントが作用することがない。同様
に、第2連結ピンから加わった荷重は、主に、第2の結
合点と第3の結合点とで効果的に支えられ、第1の結合
点に過大なモーメントが作用することがない。
【0018】請求項7の発明は、請求項6の発明をより
具体化したものであり、上記連結ピン軸受部材が、上記
クランクピンの軸方向で上記クランクピン軸受部材を挟
み込むように配置された一対の板状部材からなり、3つ
の結合点が、上記中央厚肉部を貫通して一対の板状部材
同士を結合するボルトからなることを特徴としている。
つまり、クランクピンの軸方向に沿ったボルトでもっ
て、一対の板状部材同士が結合されると同時に、クラン
クピン軸受部材と結合される。
具体化したものであり、上記連結ピン軸受部材が、上記
クランクピンの軸方向で上記クランクピン軸受部材を挟
み込むように配置された一対の板状部材からなり、3つ
の結合点が、上記中央厚肉部を貫通して一対の板状部材
同士を結合するボルトからなることを特徴としている。
つまり、クランクピンの軸方向に沿ったボルトでもっ
て、一対の板状部材同士が結合されると同時に、クラン
クピン軸受部材と結合される。
【0019】これに対し請求項8の発明では、上記連結
ピン軸受部材が、上記クランクピンの軸方向で上記クラ
ンクピン軸受部材を挟み込むように配置された一対の板
状部材からなり、3つの結合点の中の2つの結合点が、
上記中央厚肉部を貫通して一対の板状部材同士を結合す
るボルトからなり、残りの1つの結合点は、これらのボ
ルトを中心としたクランクピン軸受部材と連結ピン軸受
部材との相対回転を規制する当接面を備えた係合部から
なる。つまり、一対の板状部材の一方もしくは双方の一
部とクランクピン軸受部材の一部とが、係合部として互
いに係合し、実質的な結合点となる。なお、上記係合部
は、一方のボルトを中心とした回転モーメントに対向す
る方向を向いた当接面と、他方のボルトを中心とした回
転モーメントに対向する方向を向いた当接面と、を含む
ことが望ましい。
ピン軸受部材が、上記クランクピンの軸方向で上記クラ
ンクピン軸受部材を挟み込むように配置された一対の板
状部材からなり、3つの結合点の中の2つの結合点が、
上記中央厚肉部を貫通して一対の板状部材同士を結合す
るボルトからなり、残りの1つの結合点は、これらのボ
ルトを中心としたクランクピン軸受部材と連結ピン軸受
部材との相対回転を規制する当接面を備えた係合部から
なる。つまり、一対の板状部材の一方もしくは双方の一
部とクランクピン軸受部材の一部とが、係合部として互
いに係合し、実質的な結合点となる。なお、上記係合部
は、一方のボルトを中心とした回転モーメントに対向す
る方向を向いた当接面と、他方のボルトを中心とした回
転モーメントに対向する方向を向いた当接面と、を含む
ことが望ましい。
【0020】
【発明の効果】この発明によれば、連結ピンからロアリ
ンクのクランクピン軸受面に伝達される荷重を、油膜圧
力が高く得られるクランクピン軸受面の中央部分に作用
させるようにしたので、油膜圧力が相対的に低いクラン
クピン軸受面の端部の変形を抑制できる。この結果、ク
ランクピン軸受面端部での変形に伴う直接的な接触、お
よびこれに起因する局部的な摩耗や摩擦の増加を回避で
きる。
ンクのクランクピン軸受面に伝達される荷重を、油膜圧
力が高く得られるクランクピン軸受面の中央部分に作用
させるようにしたので、油膜圧力が相対的に低いクラン
クピン軸受面の端部の変形を抑制できる。この結果、ク
ランクピン軸受面端部での変形に伴う直接的な接触、お
よびこれに起因する局部的な摩耗や摩擦の増加を回避で
きる。
【0021】特に、請求項3、4のように連結ピン軸受
部材を一対の板状部材から構成すれば、各連結ピンを両
側から支持する二股状の構成に適したものとなり、か
つ、両連結ピンの間の荷重や変位を一対の板状部材のみ
が受け、基本的にクランクピン軸受部材がこれらの連結
ピン間の荷重や変位の影響を受けないものとなるので、
十分な剛性を確保しつつロアリンク全体の小型化および
軽量化を達成できる。
部材を一対の板状部材から構成すれば、各連結ピンを両
側から支持する二股状の構成に適したものとなり、か
つ、両連結ピンの間の荷重や変位を一対の板状部材のみ
が受け、基本的にクランクピン軸受部材がこれらの連結
ピン間の荷重や変位の影響を受けないものとなるので、
十分な剛性を確保しつつロアリンク全体の小型化および
軽量化を達成できる。
【0022】また請求項6〜8のようにクランクピン軸
受部材と連結ピン軸受部材とを3点で結合するようにす
れば、各々の結合点に作用するモーメント荷重を小さく
でき、個々の結合点に要求される強度が低くなることか
ら、全体の小型軽量化が図れる。特に、請求項8の構成
では、一つの結合点を係合部とすることでボルトの本数
が少なくなる利点がある。
受部材と連結ピン軸受部材とを3点で結合するようにす
れば、各々の結合点に作用するモーメント荷重を小さく
でき、個々の結合点に要求される強度が低くなることか
ら、全体の小型軽量化が図れる。特に、請求項8の構成
では、一つの結合点を係合部とすることでボルトの本数
が少なくなる利点がある。
【0023】また、請求項9の発明では、クランクピン
軸受部材と連結ピン軸受部材とを結合するボルト等によ
って、クランクピン軸受部材を構成する一対の分割体の
合わせ面の口開きが抑制され、全体として小型化および
軽量化が図れる。
軸受部材と連結ピン軸受部材とを結合するボルト等によ
って、クランクピン軸受部材を構成する一対の分割体の
合わせ面の口開きが抑制され、全体として小型化および
軽量化が図れる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係る好ましい実
施の形態を図面に基づいて説明する。
施の形態を図面に基づいて説明する。
【0025】図1は、本発明に係る内燃機関の可変圧縮
比機構を示す概略構成図である。シリンダブロック5に
形成されるシリンダ6内には、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には、アッパリンク1
1の一端がピストンピン2を介して回転可能に連結され
ている。このアッパリンク11の他端は、第1連結ピン
12を介してロアリンク13に回転可能に連結されてい
る。このロアリンク13は、クランクシャフト3のクラ
ンクピン4に回転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を用いてシリンダブロック5に回転可能に
支持されている。
比機構を示す概略構成図である。シリンダブロック5に
形成されるシリンダ6内には、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には、アッパリンク1
1の一端がピストンピン2を介して回転可能に連結され
ている。このアッパリンク11の他端は、第1連結ピン
12を介してロアリンク13に回転可能に連結されてい
る。このロアリンク13は、クランクシャフト3のクラ
ンクピン4に回転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を用いてシリンダブロック5に回転可能に
支持されている。
【0026】上記ロアリンク13には、さらにコントロ
ールリンク15の一端が第2連結ピン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、内燃機関本体としてのシリンダブロック5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17に
よって、内燃機関本体に対して変位可能となっている。
ールリンク15の一端が第2連結ピン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、内燃機関本体としてのシリンダブロック5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17に
よって、内燃機関本体に対して変位可能となっている。
【0027】具体的には、上記支持位置可変手段17
は、圧縮比の変更時に軸周りに回転駆動される制御軸1
8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、クランクシャフト3と平行に
気筒列方向に延在しており、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。
は、圧縮比の変更時に軸周りに回転駆動される制御軸1
8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、クランクシャフト3と平行に
気筒列方向に延在しており、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。
【0028】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、機関圧縮比が変更される。
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、機関圧縮比が変更される。
【0029】図2および図3は、本発明に係るロアリン
ク13の構成を示している。このロアリンク13では、
クランクピン4を回転可能に支持するクランクピン軸受
部材21と、第1連結ピン12及び第2連結ピン14を
回転可能に支持する一対の板状部材22,23からなる
連結ピン軸受部材と、が互いに別体となっている。そし
て、図3にも示すように、クランクピン軸方向で、連結
ピン軸受部材22,23によりクランクピン軸受部材2
1を挟み込んだ状態で、一対の軸受部材用ボルト24,
25によって、これらの部材21,22,23が結合固
定される。
ク13の構成を示している。このロアリンク13では、
クランクピン4を回転可能に支持するクランクピン軸受
部材21と、第1連結ピン12及び第2連結ピン14を
回転可能に支持する一対の板状部材22,23からなる
連結ピン軸受部材と、が互いに別体となっている。そし
て、図3にも示すように、クランクピン軸方向で、連結
ピン軸受部材22,23によりクランクピン軸受部材2
1を挟み込んだ状態で、一対の軸受部材用ボルト24,
25によって、これらの部材21,22,23が結合固
定される。
【0030】図4は、クランクピン軸受部材21の詳細
を示している。このクランクピン軸受部材21は、クラ
ンクピン4が挿通する円筒状のクランクピン軸受面31
を備えており、このクランクピン軸受面31の軸方向中
央部分を環状に囲む中央厚肉部30がクランクピン軸方
向に一定の肉厚に形成されている。そして、クランクピ
ン軸受面31の軸方向両端部を構成する一対の円筒部3
2が、上記中央厚肉部30からそれぞれ軸方向に突出し
て形成されている。更に、上記中央厚肉部30は、周方
向の2箇所で耳状に張り出しており、ここに、上記の軸
受部材用ボルト24,25が挿通する一対のボルト貫通
孔33,34がクランクピン軸方向に貫通形成されてい
る。
を示している。このクランクピン軸受部材21は、クラ
ンクピン4が挿通する円筒状のクランクピン軸受面31
を備えており、このクランクピン軸受面31の軸方向中
央部分を環状に囲む中央厚肉部30がクランクピン軸方
向に一定の肉厚に形成されている。そして、クランクピ
ン軸受面31の軸方向両端部を構成する一対の円筒部3
2が、上記中央厚肉部30からそれぞれ軸方向に突出し
て形成されている。更に、上記中央厚肉部30は、周方
向の2箇所で耳状に張り出しており、ここに、上記の軸
受部材用ボルト24,25が挿通する一対のボルト貫通
孔33,34がクランクピン軸方向に貫通形成されてい
る。
【0031】また、クランクピン軸受部材21は、クラ
ンクピン軸受面31の軸心を通る合わせ面35に沿って
一対の分割体36,37に分割されており、これによ
り、後からクランクピン4に組付可能となっている。こ
れらの一対の分割体36,37は、合わせ面35に対し
直交する一対の分割体用ボルト38によって互いに結合
されている。ここで、一対のボルト貫通孔33,34
は、上記合わせ面35を挟んで略対称位置にあり、各分
割体36,37は、それぞれ一つずつボルト貫通孔3
3,34を備えている。
ンクピン軸受面31の軸心を通る合わせ面35に沿って
一対の分割体36,37に分割されており、これによ
り、後からクランクピン4に組付可能となっている。こ
れらの一対の分割体36,37は、合わせ面35に対し
直交する一対の分割体用ボルト38によって互いに結合
されている。ここで、一対のボルト貫通孔33,34
は、上記合わせ面35を挟んで略対称位置にあり、各分
割体36,37は、それぞれ一つずつボルト貫通孔3
3,34を備えている。
【0032】図5は、連結ピン軸受部材22,23の詳
細を示している。一対の連結ピン軸受部材22,23
は、互いにほぼ同じ形状の略平板形状となっている。つ
まり、一つの板状の連結ピン軸受部材22,23に、第
1連結ピン12が挿通する第1連結ピン軸受面41と、
第2連結ピン14が挿通する第2連結ピン軸受面42
と、が形成されている。また、クランクピン4との干
渉,接触を回避する略U字状の一次切欠面43が形成さ
れているとともに、各一次切欠面43の内側に、クラン
クピン軸受部材21の円筒部32との干渉,接触を回避
するために、一次切欠面43より更に深く切り欠かれた
二次切欠面44が段付き形状に形成されている。更に、
軸受部材用ボルト24,25が貫通するボルト貫通孔4
5a,46aが一方の連結ピン軸受部材22に貫通形成
されているとともに、これのボルト24,25が螺合す
るネジ孔45a,46bが他方の連結ピン軸受部材23
に形成されている。
細を示している。一対の連結ピン軸受部材22,23
は、互いにほぼ同じ形状の略平板形状となっている。つ
まり、一つの板状の連結ピン軸受部材22,23に、第
1連結ピン12が挿通する第1連結ピン軸受面41と、
第2連結ピン14が挿通する第2連結ピン軸受面42
と、が形成されている。また、クランクピン4との干
渉,接触を回避する略U字状の一次切欠面43が形成さ
れているとともに、各一次切欠面43の内側に、クラン
クピン軸受部材21の円筒部32との干渉,接触を回避
するために、一次切欠面43より更に深く切り欠かれた
二次切欠面44が段付き形状に形成されている。更に、
軸受部材用ボルト24,25が貫通するボルト貫通孔4
5a,46aが一方の連結ピン軸受部材22に貫通形成
されているとともに、これのボルト24,25が螺合す
るネジ孔45a,46bが他方の連結ピン軸受部材23
に形成されている。
【0033】図2に示すように、軸受部材用ボルト2
4,25によりクランクピン軸受部材21と連結ピン軸
受部材22,23とを締結固定した組立状態において、
連結ピン軸受部材22,23と、クランクピン軸受部材
21とは、このボルト結合部及び軸方向の対向面同士で
のみ接触しており、この部分以外では実質的に接触して
いない。つまり、軸直交方向で両者は実質的に非接触状
態に保たれている。より具体的には、クランクピン4の
外周と一次切欠面43との間、及び円筒部32と二次切
欠面44との間には、荷重による多少の変形が起こって
も接触しないように、所定のクリアランスが確保されて
いる。
4,25によりクランクピン軸受部材21と連結ピン軸
受部材22,23とを締結固定した組立状態において、
連結ピン軸受部材22,23と、クランクピン軸受部材
21とは、このボルト結合部及び軸方向の対向面同士で
のみ接触しており、この部分以外では実質的に接触して
いない。つまり、軸直交方向で両者は実質的に非接触状
態に保たれている。より具体的には、クランクピン4の
外周と一次切欠面43との間、及び円筒部32と二次切
欠面44との間には、荷重による多少の変形が起こって
も接触しないように、所定のクリアランスが確保されて
いる。
【0034】そして、図2に示すように、一対の連結ピ
ン軸受部材22,23がクランクピン軸受部材21を挟
んで位置することによって、第1連結ピン12および第
2連結ピン14をそれぞれ両端部で支持する二股状の構
造となり、一対の連結ピン軸受部材22,23の間に、
アッパリンク11およびコントロールリンク15端部の
ピンボス部が配置されるようになっている。
ン軸受部材22,23がクランクピン軸受部材21を挟
んで位置することによって、第1連結ピン12および第
2連結ピン14をそれぞれ両端部で支持する二股状の構
造となり、一対の連結ピン軸受部材22,23の間に、
アッパリンク11およびコントロールリンク15端部の
ピンボス部が配置されるようになっている。
【0035】なお、図2(a)及び図5に示すように、
クランクピンの軸方向視で、クランクピン軸受部材21
と連結ピン軸受部材22,23とを結合する軸受部材用
ボルト24,25の位置が、連結ピン軸受面41,42
の形成位置から離れて配置されている。つまり、連結ピ
ン軸受部材22,23の強度確保のために、連結ピン軸
受面41,42から離れた位置で、クランクピン軸受部
材21と連結ピン軸受部材22,23とが結合されてい
る。
クランクピンの軸方向視で、クランクピン軸受部材21
と連結ピン軸受部材22,23とを結合する軸受部材用
ボルト24,25の位置が、連結ピン軸受面41,42
の形成位置から離れて配置されている。つまり、連結ピ
ン軸受部材22,23の強度確保のために、連結ピン軸
受面41,42から離れた位置で、クランクピン軸受部
材21と連結ピン軸受部材22,23とが結合されてい
る。
【0036】より具体的には、上記軸方向視において、
クランクピン軸受面31の軸心に対し、第1連結ピン軸
受面41のほぼ反対方向の位置に一方のボルト孔46が
配置され、第2連結ピン軸受面42のほぼ反対方向の位
置に他方のボルト孔45が配置されている。更に言え
ば、2つの連結ピン軸受面41,42は、合わせ面35
を挟んで両側に配置され、かつ、クランクピン軸受面3
1との間で三角形状をなすように、合わせ面35の一端
部寄り、具体的には、略U字形をなす一次切欠面43が
開口していない側に配置されている。この関係で、ボル
ト孔45,46は、合わせ面35を挟んで両側に配置さ
れ、かつ、合わせ面35の他端部寄り、つまり略U字形
をなす一次切欠面43の開口部寄りに配置されている。
クランクピン軸受面31の軸心に対し、第1連結ピン軸
受面41のほぼ反対方向の位置に一方のボルト孔46が
配置され、第2連結ピン軸受面42のほぼ反対方向の位
置に他方のボルト孔45が配置されている。更に言え
ば、2つの連結ピン軸受面41,42は、合わせ面35
を挟んで両側に配置され、かつ、クランクピン軸受面3
1との間で三角形状をなすように、合わせ面35の一端
部寄り、具体的には、略U字形をなす一次切欠面43が
開口していない側に配置されている。この関係で、ボル
ト孔45,46は、合わせ面35を挟んで両側に配置さ
れ、かつ、合わせ面35の他端部寄り、つまり略U字形
をなす一次切欠面43の開口部寄りに配置されている。
【0037】次に、上記実施例の構成における作用効果
について説明する。
について説明する。
【0038】図1に示すように、機関運転中に、アッパ
リンク11やコントロールリンク15からロアリンク1
3に荷重Fu,Fcが作用し、これらの荷重Fu,Fc
は、さらにロアリンク13からクランクピン4へ荷重F
p(図1の矢印Fpは、その反力方向を示す)として伝
達される。ここで、本実施例では、図6に示す説明図の
ように、入力荷重Fu,Fcは、まず第1,第2連結ピ
ン12,14を介して連結ピン軸受部材22,23に加
わり、ここから軸受部材用ボルト24,25を介してク
ランクピン軸受部材21の中央厚肉部30に伝達され
て、最終的にクランクピン軸受面31に作用する。従っ
て、クランクピン軸受面31の軸方向中央部に主に荷重
が作用することとなり、中央厚肉部から両側に突出した
円筒部32つまりクランクピン軸受面31の軸方向端部
には、直接的には荷重が作用しない。そのため、仮想線
で示すように、クランクピン軸受面31の両端部におけ
る局所的な変形を抑制することができる。なお、図6の
符号29は、潤滑油膜を示す。クランクピン軸受面31
の軸方向中央部に作用した荷重Fpは、軸方向の中央で
最も大となる油膜圧力によって効果的に支えられる。
リンク11やコントロールリンク15からロアリンク1
3に荷重Fu,Fcが作用し、これらの荷重Fu,Fc
は、さらにロアリンク13からクランクピン4へ荷重F
p(図1の矢印Fpは、その反力方向を示す)として伝
達される。ここで、本実施例では、図6に示す説明図の
ように、入力荷重Fu,Fcは、まず第1,第2連結ピ
ン12,14を介して連結ピン軸受部材22,23に加
わり、ここから軸受部材用ボルト24,25を介してク
ランクピン軸受部材21の中央厚肉部30に伝達され
て、最終的にクランクピン軸受面31に作用する。従っ
て、クランクピン軸受面31の軸方向中央部に主に荷重
が作用することとなり、中央厚肉部から両側に突出した
円筒部32つまりクランクピン軸受面31の軸方向端部
には、直接的には荷重が作用しない。そのため、仮想線
で示すように、クランクピン軸受面31の両端部におけ
る局所的な変形を抑制することができる。なお、図6の
符号29は、潤滑油膜を示す。クランクピン軸受面31
の軸方向中央部に作用した荷重Fpは、軸方向の中央で
最も大となる油膜圧力によって効果的に支えられる。
【0039】また、上記実施例のロアリンク13では、
クランクピン4から荷重Fpの反力を受けるクランクピ
ン軸受部材21と、入力荷重Fu,Fcを受ける連結ピ
ン軸受部材22,23と、が互いに別体であるので、第
1連結ピン軸受面41とクランクピン軸受面31との間
隔、および第2連結ピン軸受面42とクランクピン軸受
面31との間隔、をそれぞれ可及的に小さく設定するこ
とが可能となる。換言すれば、これらの間の距離を小さ
くしても、十分な強度確保が可能である。従って、ロア
リンク13を過度に大型化する必要がない。
クランクピン4から荷重Fpの反力を受けるクランクピ
ン軸受部材21と、入力荷重Fu,Fcを受ける連結ピ
ン軸受部材22,23と、が互いに別体であるので、第
1連結ピン軸受面41とクランクピン軸受面31との間
隔、および第2連結ピン軸受面42とクランクピン軸受
面31との間隔、をそれぞれ可及的に小さく設定するこ
とが可能となる。換言すれば、これらの間の距離を小さ
くしても、十分な強度確保が可能である。従って、ロア
リンク13を過度に大型化する必要がない。
【0040】しかも、板状部材からなる各連結ピン軸受
部材22,23のそれぞれに、第1連結ピン軸受面41
と第2連結ピン軸受面42とが設けられているので、第
1連結ピン12と第2連結ピン14との間の曲げ荷重等
を各連結ピン軸受部材22,23自体が確実に支え、ロ
アリンク13全体として高い剛性を発揮することができ
る。そして、第1,第2連結ピン12,14からの入力
荷重Fu,Fcがあっても、クランクピン軸受部材21
が別部材であることから、分割体36,37の合わせ面
35を開こうとする力は殆ど発生しない。また、仮に分
割体36,37を開こうとする力が発生するとしても、
この力は、軸受部材用ボルト24,25を介して、平行
に配置された一対の分割体用ボルト38の間に作用し、
分割体用ボルト38のボルト軸線からのずれ量が小さい
ので、ボルト軸力が有効に対抗し、分割体36,37の
口開きを防止できる。
部材22,23のそれぞれに、第1連結ピン軸受面41
と第2連結ピン軸受面42とが設けられているので、第
1連結ピン12と第2連結ピン14との間の曲げ荷重等
を各連結ピン軸受部材22,23自体が確実に支え、ロ
アリンク13全体として高い剛性を発揮することができ
る。そして、第1,第2連結ピン12,14からの入力
荷重Fu,Fcがあっても、クランクピン軸受部材21
が別部材であることから、分割体36,37の合わせ面
35を開こうとする力は殆ど発生しない。また、仮に分
割体36,37を開こうとする力が発生するとしても、
この力は、軸受部材用ボルト24,25を介して、平行
に配置された一対の分割体用ボルト38の間に作用し、
分割体用ボルト38のボルト軸線からのずれ量が小さい
ので、ボルト軸力が有効に対抗し、分割体36,37の
口開きを防止できる。
【0041】更に、クランクピン軸受部材21と連結ピ
ン軸受部材22,23とを結合する一対の軸受部材用ボ
ルト24,25が、分割体36,37の合わせ面35を
挟んで両側に配置されているため、これらの軸受部材用
ボルト24,25及び連結ピン軸受部材22,23が、
合わせ面35を開こうとする力に対向する支持,強度部
材としても機能する。つまり、これらの軸受部材用ボル
ト24,25及び連結ピン軸受部材22,23によっ
て、分割体36,37の合わせ面35へ作用する開き方
向の荷重の入力が低減される。この結果、分割体用ボル
ト38およびその周りの部位の要求剛性,強度が低減さ
れるので、ロアリンクの軽量化,コンパクト化等を図る
ことができる。
ン軸受部材22,23とを結合する一対の軸受部材用ボ
ルト24,25が、分割体36,37の合わせ面35を
挟んで両側に配置されているため、これらの軸受部材用
ボルト24,25及び連結ピン軸受部材22,23が、
合わせ面35を開こうとする力に対向する支持,強度部
材としても機能する。つまり、これらの軸受部材用ボル
ト24,25及び連結ピン軸受部材22,23によっ
て、分割体36,37の合わせ面35へ作用する開き方
向の荷重の入力が低減される。この結果、分割体用ボル
ト38およびその周りの部位の要求剛性,強度が低減さ
れるので、ロアリンクの軽量化,コンパクト化等を図る
ことができる。
【0042】さらに本実施例では、一対の連結ピン軸受
部材22,23が、連結ピン軸受面41,42を有する
ほぼ同じ形状の平板状に形成されているため、加工、作
成が容易であり、コストの低減化を図ることができる。
例えば、各連結ピン軸受部材22,23をスチール材
(鋼板)の鍛造により成形することで、軽量でかつ十分
な強度を有するものにできる。
部材22,23が、連結ピン軸受面41,42を有する
ほぼ同じ形状の平板状に形成されているため、加工、作
成が容易であり、コストの低減化を図ることができる。
例えば、各連結ピン軸受部材22,23をスチール材
(鋼板)の鍛造により成形することで、軽量でかつ十分
な強度を有するものにできる。
【0043】一方、クランクピン軸受部材21は、材質
自体の強度よりもクランクピン軸受面における構造上の
剛性を確保する必要性がある関係で、スチール材よりも
強度は低下するが、焼結合金や鋳鉄により成形すること
が望ましい。これにより、形状の自由度が高くなり、所
望の剛性を確保しつつコンパクト化,軽量化を実現でき
る。
自体の強度よりもクランクピン軸受面における構造上の
剛性を確保する必要性がある関係で、スチール材よりも
強度は低下するが、焼結合金や鋳鉄により成形すること
が望ましい。これにより、形状の自由度が高くなり、所
望の剛性を確保しつつコンパクト化,軽量化を実現でき
る。
【0044】また、一対の連結ピン軸受部材22,23
を軸受部材用ボルト24,25で組み立てる構成となっ
ているため、連結ピン12,14がアッパリンク11や
コントロールリンク15に予め一体化されていても、組
み付けが可能となる。例えば、連結ピン12,14をア
ッパリンク11やコントロールリンク15に一体的に形
成することで、連結ピンの圧入等による応力増加等が解
消され、作業性が向上するとともに、重量の軽減化を図
ることができる。
を軸受部材用ボルト24,25で組み立てる構成となっ
ているため、連結ピン12,14がアッパリンク11や
コントロールリンク15に予め一体化されていても、組
み付けが可能となる。例えば、連結ピン12,14をア
ッパリンク11やコントロールリンク15に一体的に形
成することで、連結ピンの圧入等による応力増加等が解
消され、作業性が向上するとともに、重量の軽減化を図
ることができる。
【0045】更に、本発明では、クランクピン軸受部材
21が独立しているので、クランクピン軸受部材21を
一体的に成形した状態で、合わせ面35で破断させて分
割体36,37に分割させる製造方法を容易に採用でき
る。このように、後から合わせ面35で破断して分割体
36,37を作成することにより、互いに合致する不規
則な合わせ面35が生じ、位置決めピン等を用いること
なく精度良く分割体36,37を組み合わせることが可
能である。
21が独立しているので、クランクピン軸受部材21を
一体的に成形した状態で、合わせ面35で破断させて分
割体36,37に分割させる製造方法を容易に採用でき
る。このように、後から合わせ面35で破断して分割体
36,37を作成することにより、互いに合致する不規
則な合わせ面35が生じ、位置決めピン等を用いること
なく精度良く分割体36,37を組み合わせることが可
能である。
【0046】そして、ロアリンク13を構成する各部材
がボルト24,25,38により結合されているため、
ロアリンク13を構成するすべての部材を組み付けた状
態で各軸受面の最終加工を行い、再び分解してエンジン
に組み付けることで、各軸受面の精度を容易かつ確実に
確保できる。このとき、本実施例のようなボルト結合構
造であれば、加工時とエンジン組み付け時に同一のボル
トを使用でき、コストを低減できる。また、ボルト結合
部が2箇所以上あることで、それぞれの結合部の要求強
度,剛性が低く抑制され、その分、部材の薄肉化等を図
れるため、十分な軽量化が可能となる。
がボルト24,25,38により結合されているため、
ロアリンク13を構成するすべての部材を組み付けた状
態で各軸受面の最終加工を行い、再び分解してエンジン
に組み付けることで、各軸受面の精度を容易かつ確実に
確保できる。このとき、本実施例のようなボルト結合構
造であれば、加工時とエンジン組み付け時に同一のボル
トを使用でき、コストを低減できる。また、ボルト結合
部が2箇所以上あることで、それぞれの結合部の要求強
度,剛性が低く抑制され、その分、部材の薄肉化等を図
れるため、十分な軽量化が可能となる。
【0047】また、クランクピン軸受部材21と連結ピ
ン軸受部材22,23とを結合する軸受部材用ボルト2
4,25がクランクピン軸方向に配置されているので、
これらのボルトに作用する引っ張り方向の荷重は小さ
く、従って、ボルト径を低減でき、軽量化が可能とな
る。なお、本実施例では、入力荷重Fu,Fcの大きさ
を勘案して、第1連結ピン軸受面41に近い一方の軸受
部材用ボルト24が他方の軸受部材用ボルト25よりも
大径となっている。
ン軸受部材22,23とを結合する軸受部材用ボルト2
4,25がクランクピン軸方向に配置されているので、
これらのボルトに作用する引っ張り方向の荷重は小さ
く、従って、ボルト径を低減でき、軽量化が可能とな
る。なお、本実施例では、入力荷重Fu,Fcの大きさ
を勘案して、第1連結ピン軸受面41に近い一方の軸受
部材用ボルト24が他方の軸受部材用ボルト25よりも
大径となっている。
【0048】さらに、本実施例のロアリンク13では、
クランクピン軸受面31の軸心を挟んで連結ピン軸受面
41,42の反対側に軸受部材用ボルト24,25が配
置されているため、双方に質量が分布する。この結果、
不必要に重量を増加させることなく、連結ピン12,1
4及びアッパリンク11やコントロールリンク15のピ
ンボス部を含めた実質的なロアリンク13の重心位置
が、クランクピン軸受面31の軸心の近くに確保でき、
ロアリンク13の運動に起因する高次のエンジン振動を
抑制できる。
クランクピン軸受面31の軸心を挟んで連結ピン軸受面
41,42の反対側に軸受部材用ボルト24,25が配
置されているため、双方に質量が分布する。この結果、
不必要に重量を増加させることなく、連結ピン12,1
4及びアッパリンク11やコントロールリンク15のピ
ンボス部を含めた実質的なロアリンク13の重心位置
が、クランクピン軸受面31の軸心の近くに確保でき、
ロアリンク13の運動に起因する高次のエンジン振動を
抑制できる。
【0049】次に、図7は、この発明に係るロアリンク
13の第2実施例を示している。この実施例は、クラン
クピン軸受部材21と連結ピン軸受部材22,23と
を、3本の軸受部材用ボルト24,25,26によって
結合したものであって、特に、前述した実施例に、3本
目の軸受部材用ボルト26が付加された構成となってい
る。この3本目の軸受部材用ボルト26は、第1連結ピ
ン軸受面41と第2連結ピン軸受面42との間のほぼ中
間に位置しており、従って、クランクピン軸受面31の
周囲にほぼ等間隔に3本の軸受部材用ボルト24,2
5,26が配置されている。この軸受部材用ボルト26
に対応して、連結ピン軸受部材22,23に、ボルト貫
通孔47aおよびネジ孔47bが付加的に形成され、か
つクランクピン軸受部材21に、ボルト貫通孔39が付
加的に形成されている。なお、クランクピン軸受部材2
1における3個目のボルト貫通孔39は、一方の分割体
36に設けられており、分割体用ボルト38と交差しな
いように分割体36の一部を半径方向に延長した部分に
貫通形成されている。
13の第2実施例を示している。この実施例は、クラン
クピン軸受部材21と連結ピン軸受部材22,23と
を、3本の軸受部材用ボルト24,25,26によって
結合したものであって、特に、前述した実施例に、3本
目の軸受部材用ボルト26が付加された構成となってい
る。この3本目の軸受部材用ボルト26は、第1連結ピ
ン軸受面41と第2連結ピン軸受面42との間のほぼ中
間に位置しており、従って、クランクピン軸受面31の
周囲にほぼ等間隔に3本の軸受部材用ボルト24,2
5,26が配置されている。この軸受部材用ボルト26
に対応して、連結ピン軸受部材22,23に、ボルト貫
通孔47aおよびネジ孔47bが付加的に形成され、か
つクランクピン軸受部材21に、ボルト貫通孔39が付
加的に形成されている。なお、クランクピン軸受部材2
1における3個目のボルト貫通孔39は、一方の分割体
36に設けられており、分割体用ボルト38と交差しな
いように分割体36の一部を半径方向に延長した部分に
貫通形成されている。
【0050】この実施例の構成によれば、軸受部材用ボ
ルト24と軸受部材用ボルト26と第1連結ピン軸受面
41との3点が、三角形をなすように配置されている。
従って、第1連結ピン12から加わった荷重は、主に、
軸受部材用ボルト24と軸受部材用ボルト26とで効果
的に支えられ、反対側の軸受部材用ボルト25に過大な
モーメントが作用することがない。同様に、軸受部材用
ボルト26と軸受部材用ボルト25と第2連結ピン軸受
面42との3点が、三角形をなすように配置されてい
る。従って、第2連結ピン14から加わった荷重は、主
に、軸受部材用ボルト26と軸受部材用ボルト25とで
効果的に支えられ、反対側の軸受部材用ボルト24に過
大なモーメントが作用することがない。
ルト24と軸受部材用ボルト26と第1連結ピン軸受面
41との3点が、三角形をなすように配置されている。
従って、第1連結ピン12から加わった荷重は、主に、
軸受部材用ボルト24と軸受部材用ボルト26とで効果
的に支えられ、反対側の軸受部材用ボルト25に過大な
モーメントが作用することがない。同様に、軸受部材用
ボルト26と軸受部材用ボルト25と第2連結ピン軸受
面42との3点が、三角形をなすように配置されてい
る。従って、第2連結ピン14から加わった荷重は、主
に、軸受部材用ボルト26と軸受部材用ボルト25とで
効果的に支えられ、反対側の軸受部材用ボルト24に過
大なモーメントが作用することがない。
【0051】次に、図8は、この発明に係るロアリンク
13の第3実施例を示している。この実施例は、第1実
施例と同様にクランクピン軸受部材21と連結ピン軸受
部材22,23とを2本の軸受部材用ボルト24,25
によって結合するとともに、第3の結合点として、これ
らのボルト24,25を中心とした相対回転を規制する
ように互いに当接する係合部を付加したものである。
13の第3実施例を示している。この実施例は、第1実
施例と同様にクランクピン軸受部材21と連結ピン軸受
部材22,23とを2本の軸受部材用ボルト24,25
によって結合するとともに、第3の結合点として、これ
らのボルト24,25を中心とした相対回転を規制する
ように互いに当接する係合部を付加したものである。
【0052】具体的には、クランクピン軸受部材21
は、前述した第1実施例のものと同様の構成であり、特
に、ボルト貫通孔33,34と反対側となる一対の分割
体36,37の端部に、合わせ面35と直交する第1当
接面51が形成されているとともに、分割体36側に、
合わせ面35と平行な第2当接面52が形成されてい
る。そして、これに対し、連結ピン軸受部材22,23
の少なくとも一方に、上記第1当接面51と当接する第
3当接面53、および上記第2当接面52と当接する第
4当接面54が、形成されている。図示例では、板状を
なす一方の連結ピン軸受部材23の内側に、略L字形に
突起部が設けられており、この突起部によって第3,第
4当接面53,54が形成されている。なお、同様の突
起部を双方の連結ピン軸受部材22,23に対称に形成
してもよい。あるいは、部分的な突起部ではなく、第
1,第2連結ピン軸受面41,42部分を含めて連結ピ
ン軸受部材22,23を厚肉とし、かつクランクピン軸
受部材21が重なる範囲を逆に窪ませるように構成する
こともできる。また逆に、クランクピン軸受部材21の
第1,第2当接面51,52をクランクピン軸方向に延
長形成し、かつ連結ピン軸受部材22,23側には、二
次切欠面44に連続して第3,第4当接面53,54を
形成し、互いに係合させることもできる。但し、この場
合には、クランクピン軸受面31の端部を構成する円筒
部32に第1,第2当接面51,52から荷重が直接に
伝達されないように、両者を分離して構成する必要があ
る。
は、前述した第1実施例のものと同様の構成であり、特
に、ボルト貫通孔33,34と反対側となる一対の分割
体36,37の端部に、合わせ面35と直交する第1当
接面51が形成されているとともに、分割体36側に、
合わせ面35と平行な第2当接面52が形成されてい
る。そして、これに対し、連結ピン軸受部材22,23
の少なくとも一方に、上記第1当接面51と当接する第
3当接面53、および上記第2当接面52と当接する第
4当接面54が、形成されている。図示例では、板状を
なす一方の連結ピン軸受部材23の内側に、略L字形に
突起部が設けられており、この突起部によって第3,第
4当接面53,54が形成されている。なお、同様の突
起部を双方の連結ピン軸受部材22,23に対称に形成
してもよい。あるいは、部分的な突起部ではなく、第
1,第2連結ピン軸受面41,42部分を含めて連結ピ
ン軸受部材22,23を厚肉とし、かつクランクピン軸
受部材21が重なる範囲を逆に窪ませるように構成する
こともできる。また逆に、クランクピン軸受部材21の
第1,第2当接面51,52をクランクピン軸方向に延
長形成し、かつ連結ピン軸受部材22,23側には、二
次切欠面44に連続して第3,第4当接面53,54を
形成し、互いに係合させることもできる。但し、この場
合には、クランクピン軸受面31の端部を構成する円筒
部32に第1,第2当接面51,52から荷重が直接に
伝達されないように、両者を分離して構成する必要があ
る。
【0053】上記の実施例の構成によれば、2方向の当
接面51〜54からなる係合部によって前述した第2実
施例と同様に連結ピン軸受部材22,23の回転モーメ
ントが制限される。すなわち、第1,第2連結ピン1
2,14から加わった荷重によって連結ピン軸受部材2
2,23が軸受部材用ボルト24を中心に回転しようと
すると、第1当接面51と第3当接面53とが当接し、
荷重の一部を支える。そのため、反対側の軸受部材用ボ
ルト25に過大なモーメントが作用することがない。ま
た、軸受部材用ボルト25を中心に回転しようとする
と、第2当接面52と第4当接面54とが当接し、荷重
の一部を支える。そのため、反対側の軸受部材用ボルト
24に過大なモーメントが作用することがない。
接面51〜54からなる係合部によって前述した第2実
施例と同様に連結ピン軸受部材22,23の回転モーメ
ントが制限される。すなわち、第1,第2連結ピン1
2,14から加わった荷重によって連結ピン軸受部材2
2,23が軸受部材用ボルト24を中心に回転しようと
すると、第1当接面51と第3当接面53とが当接し、
荷重の一部を支える。そのため、反対側の軸受部材用ボ
ルト25に過大なモーメントが作用することがない。ま
た、軸受部材用ボルト25を中心に回転しようとする
と、第2当接面52と第4当接面54とが当接し、荷重
の一部を支える。そのため、反対側の軸受部材用ボルト
24に過大なモーメントが作用することがない。
【0054】特に、この第3実施例においては、第2実
施例のように軸受部材用ボルトの本数を増やさずに、各
軸受部材用ボルト24,25に作用するモーメントを効
果的に低減できる。
施例のように軸受部材用ボルトの本数を増やさずに、各
軸受部材用ボルト24,25に作用するモーメントを効
果的に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る内燃機関の可変圧縮比機構全体を
示す概略構成図。
示す概略構成図。
【図2】ロアリンクの第1実施例を示す正面図(a)、
上面図(b)、左側面図(c)および右側面図(d)。
上面図(b)、左側面図(c)および右側面図(d)。
【図3】ロアリンクの第1実施例を示す分解斜視図。
【図4】クランクピン軸受部材のみを示す正面図(a)
および右側面図(b)。
および右側面図(b)。
【図5】一対の連結ピン軸受部材の詳細を示す正面図
(a),(c)および背面図(b),(d)。
(a),(c)および背面図(b),(d)。
【図6】本発明のロアリンクにおける荷重伝達の説明
図。
図。
【図7】ロアリンクの第2実施例を示す分解斜視図。
【図8】ロアリンクの第3実施例を示す分解斜視図。
【図9】従来の可変圧縮比機構の要部を示す斜視図。
【図10】従来のロアリンクにおける荷重伝達の説明
図。
図。
1…ピストン
2…ピストンピン
3…クランクシャフト
4…クランクピン
11…アッパリンク
12…第1連結ピン
13…ロアリンク
14…第2連結ピン
15…コントロールリンク
17…支持位置可変手段
21…クランクピン軸受部材
22,23…連結ピン軸受部材
24,25,26…軸受部材用ボルト
31…クランクピン軸受面
41…第1連結ピン軸受面
42…第2連結ピン軸受面
51〜54…当接面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 日吉 亮介
神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産
自動車株式会社内
(72)発明者 青山 俊一
神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産
自動車株式会社内
Fターム(参考) 3G092 AA12 DD06 FA36
Claims (9)
- 【請求項1】 一端がピストンにピストンピンを介して
連結されるアッパリンクと、このアッパリンクの他端が
第1連結ピンを介して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対して揺
動可能に支持されるコントロールリンクと、このコント
ロールリンク他端の内燃機関本体に対する揺動支持位置
を変位させる支持位置可変手段と、を備えてなる内燃機
関の可変圧縮比機構において、 上記ロアリンクは、上記クランクピンが挿通される円筒
状のクランクピン軸受面を有するクランクピン軸受部材
と、上記第1連結ピンが挿通される第1連結ピン軸受面
および上記第2連結ピンが挿通される第2連結ピン軸受
面を有する連結ピン軸受部材と、から構成されており、 上記クランクピン軸受部材は、上記クランクピン軸受面
の軸方向中央部分を環状に囲む中央厚肉部を有するとと
もに、上記クランクピン軸受面の軸方向両端部を構成す
る円筒部が上記中央厚肉部から軸方向に突出しており、 上記連結ピン軸受部材が上記クランクピン軸受部材の上
記中央厚肉部に結合されているとともに、上記円筒部と
非接触となっていることを特徴とする内燃機関の可変圧
縮比機構。 - 【請求項2】 上記クランクピン軸受部材は、上記クラ
ンクピン軸受面の軸心に沿う合わせ面により一対の分割
体に分割されており、互いにボルト結合されていること
を特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変圧縮比機
構。 - 【請求項3】 上記連結ピン軸受部材は、上記クランク
ピンの軸方向で上記クランクピン軸受部材を挟み込むよ
うに配置された一対の板状部材からなり、かつそれぞれ
の板状部材に、第1連結ピン軸受面および第2連結ピン
軸受面が設けられていることを特徴とする請求項1また
は2に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。 - 【請求項4】 一対の板状部材同士を結合するボルトに
よって、同時に上記クランクピン軸受部材の中央厚肉部
と結合されていることを特徴する請求項3に記載の内燃
機関の可変圧縮比機構。 - 【請求項5】 上記クランクピン軸受部材と上記連結ピ
ン軸受部材とが3箇所で結合されていることを特徴とす
る請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の可変圧縮
比機構。 - 【請求項6】 上記クランクピン軸受面の周囲に3つの
結合点が配置され、第1の結合点と第2の結合点との間
に第1連結ピン軸受面が位置し、かつ第2の結合点と第
3の結合点との間に第2連結ピン軸受面が位置し、さら
に、第1の結合点と第2の結合点と第1連結ピン軸受面
との3点、および第2の結合点と第3の結合点と第2連
結ピン軸受面との3点、がそれぞれ三角形をなすように
配置されていることを特徴とする請求項5に記載の内燃
機関の可変圧縮比機構。 - 【請求項7】 上記連結ピン軸受部材が、上記クランク
ピンの軸方向で上記クランクピン軸受部材を挟み込むよ
うに配置された一対の板状部材からなり、3つの結合点
が、上記中央厚肉部を貫通して一対の板状部材同士を結
合するボルトからなることを特徴とする請求項6に記載
の内燃機関の可変圧縮比機構。 - 【請求項8】 上記連結ピン軸受部材が、上記クランク
ピンの軸方向で上記クランクピン軸受部材を挟み込むよ
うに配置された一対の板状部材からなり、3つの結合点
の中の2つの結合点が、上記中央厚肉部を貫通して一対
の板状部材同士を結合するボルトからなり、残りの1つ
の結合点は、これらのボルトを中心としたクランクピン
軸受部材と連結ピン軸受部材との相対回転を規制する当
接面を備えた係合部からなることを特徴とする請求項6
に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。 - 【請求項9】 上記クランクピン軸受部材と上記連結ピ
ン軸受部材とが複数箇所で結合されており、それぞれの
分割体に対して少なくとも1つの結合点が設けられてい
ることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の可変圧
縮比機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001295259A JP2003097288A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 内燃機関の可変圧縮比機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001295259A JP2003097288A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 内燃機関の可変圧縮比機構 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003097288A true JP2003097288A (ja) | 2003-04-03 |
Family
ID=19116724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001295259A Pending JP2003097288A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 内燃機関の可変圧縮比機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003097288A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015029671A1 (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の複リンク式ピストンクランク機構 |
CN110159426A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-23 | 长城汽车股份有限公司 | 发动机的装配方法以及发动机 |
CN110284966A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-27 | 长城汽车股份有限公司 | 下连杆及具有其的发动机 |
-
2001
- 2001-09-27 JP JP2001295259A patent/JP2003097288A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015029671A1 (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の複リンク式ピストンクランク機構 |
JP5971424B2 (ja) * | 2013-08-27 | 2016-08-17 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の複リンク式ピストンクランク機構 |
CN110159426A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-23 | 长城汽车股份有限公司 | 发动机的装配方法以及发动机 |
CN110284966A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-27 | 长城汽车股份有限公司 | 下连杆及具有其的发动机 |
CN110159426B (zh) * | 2019-06-28 | 2021-04-20 | 长城汽车股份有限公司 | 发动机的装配方法以及发动机 |
CN110284966B (zh) * | 2019-06-28 | 2021-04-20 | 长城汽车股份有限公司 | 下连杆及具有其的发动机 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3882643B2 (ja) | 内燃機関の可変圧縮比機構 | |
EP1180588B1 (en) | Piston crank mechanism of reciprocating internal combustion engine | |
EP3296529B1 (en) | Valve opening and closing timing control apparatus | |
JP4730152B2 (ja) | 内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク | |
US6779495B2 (en) | Variable compression ratio engine | |
EP2021584B1 (en) | Internal combustion engine | |
EP1247959A2 (en) | Piston control mechanism of reciprocating internal combustion engine of variable compression ratio type | |
JP2005069270A (ja) | 内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構 | |
JP2004124775A (ja) | 内燃機関の可変圧縮比機構 | |
JP2004124776A (ja) | 内燃機関の可変圧縮比機構及びリンク部品 | |
JP4075600B2 (ja) | ピン連結構造 | |
JP2003097288A (ja) | 内燃機関の可変圧縮比機構 | |
JP4888273B2 (ja) | 複リンク式ピストン−クランク機構のアッパピン連結構造 | |
JP4506340B2 (ja) | 内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク | |
JP2006063995A (ja) | 内燃機関のリンク部材 | |
JP4374992B2 (ja) | リンク機構の軸受組立体及びその製造方法 | |
EP3306054B1 (en) | Variable compression ratio mechanism for internal combustion engine | |
JP6355903B2 (ja) | ロアリンクのクランクピン連結構造 | |
JP2009180276A (ja) | リンク機構の軸受構造 | |
JP2005030288A (ja) | 内燃機関の可変圧縮比機構 | |
WO2020144789A1 (ja) | 内燃機関 | |
WO2021112118A1 (ja) | 可変圧縮比機構のアクチュエータ | |
JP4269810B2 (ja) | リンク機構のピン連結構造 | |
JP2004124777A (ja) | 内燃機関のリンク組立部品 | |
JP2010133312A (ja) | 複リンク式ピストンクランク機構を備えた内燃機関 |