JP2004124776A - Variable compression ratio mechanism and link parts for internal combustion engine - Google Patents

Variable compression ratio mechanism and link parts for internal combustion engine Download PDF

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JP2004124776A JP2002288311A JP2002288311A JP2004124776A JP 2004124776 A JP2004124776 A JP 2004124776A JP 2002288311 A JP2002288311 A JP 2002288311A JP 2002288311 A JP2002288311 A JP 2002288311A JP 2004124776 A JP2004124776 A JP 2004124776A
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Kenji Ushijima
牛嶋　研史
Yoshiaki Tanaka
田中　儀明
Naoki Takahashi
高橋　直樹
Ryosuke Hiyoshi
日吉　亮介
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    • 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

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the generation of local deformation/wear/friction in a crank pin bearing part 74. <P>SOLUTION: A lower link 13 is mechanically formed of the crank pin bearing part 74, to which a crank pin is inserted, a first connector pin bearing part 75, to which a first connector pin is inserted, a second connector pin bearing part 76, to which a second connector pin is inserted, and a connection part 80 for connecting these bearing parts. The connection part 80 is formed with a slit 81 passing through in the axial direction thereof at a part, wherein the first connector pin bearing part 75 and the crank pin bearing part 80 face to each other. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関のクランクシャフトのクランクピンに取り付けられるリンク部品、特に、可変圧縮比機構の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、特開２０００−７３８０４号公報には、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記載されている。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には、アッパリンクの一端がピストンピンを介して連結されている。このアッパリンクの他端は、第１連結ピンを介してロアリンクに連結されている。このロアリンクは、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ている。このロアリンクには、コントロールリンクの一端が第２連結ピンを介して連結されている。このコントロールリンクの他端は、制御軸の偏心カムに揺動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をモータ等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によるロアリンクの運動拘束条件が変化して、ピストン上死点位置、ひいては機関圧縮比が変化する。
【０００３】
ロアリンクは、クランクピンに後から組み付け可能なように、クランクピンを挟んで本体とキャップとに分割され、これら本体とキャップとはボルトで結合される。本体には、第１連結ピンが挿通する第１連結ピン軸受部及び第２連結ピンが挿通する第２連結ピン軸受部が形成されている。一方、円筒状のクランクピン軸受部は、本体とキャップ部とに分割して形成されている。各連結ピン軸受部は、各連結ピン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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した可変圧縮比機構のロアリンクのように、クランクピンに回転可能に取り付けられ、かつ、複数の部材からなるクランクピン軸受組立体に関し、その強度の向上、軽量化、及びコンパクト化を図ることを主たる目的としている。
【０００５】
上記公報の構成においては、アッパリンクやコントロールリンクから作用する入力荷重が、第１，第２連結ピンを介してロアリンクのクランクピン軸受部へ作用する。このとき、二股状をなす一対の連結ピン軸受部からそれぞれクランクピン軸受部の軸方向端部に直接的に荷重が作用するので、主にクランクピン軸受部の軸方向端部が大きく変形する。クランクピン軸受部は、主に流体潤滑膜で荷重を支える滑り軸受である。このような滑り軸受においては、軸方向の中央部で油膜圧力が最も高くなり、軸方向の端部では圧力が解放されることから油膜圧力が低い。従って、上述したように円筒状のクランクピン軸受部の軸方向端部が変形すると、油膜圧力で支えることができずに、その軸方向端部とクランクピンの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。
本発明の他の目的は、クランクピン軸受部の軸方向端部に荷重が集中的に作用することを抑制し、クランクピン軸受部の軸方向端部における変形、ひいてはこれに起因する摩耗や摩擦を効果的に低減することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本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、を有し、圧縮比の変更時に、支持位置可変手段により上記コントロールリンクの他端の位置を内燃機関本体に対して変位させることによって、ロアリンクの運転拘束条件を変化させて、機関圧縮比を変更することができる。
【０００７】
上記ロアリンクは、機能的には、上記クランクピンが挿通するクランクピン軸受部と、上記第１連結ピンが挿通する第１連結ピン軸受部と、上記第２連結ピンが挿通する第２連結ピン軸受部と、上記第１連結ピン軸受部及び第２連結ピン軸受部と上記クランクピン軸受部とを接続する連結部と、を有している。
【０００８】
そして本発明は、上記連結部のうち、上記第１連結ピン軸受部及び第２連結ピン軸受部の少なくとも一方とクランクピン軸受部とが対向する部分に、軸方向に貫通するスリットが形成されていることを特徴としている。
【０００９】
第２の発明では、上記連結部は、上記クランクピン軸受部よりも軸方向長さが短く、かつ、上記クランクピン軸受部の軸方向中央部でのみ当該クランクピン軸受部に接続していることを特徴としている。
【００１０】
なお、本発明は、上記可変圧縮比機構のロアリンクに限らず、クランクピンに回転可能に取り付けられる他のリンク部品にも適用することができる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、上記連結部のうち、上記第１連結ピン軸受部及び第２連結ピン軸受部の少なくとも一方とクランクピン軸受部とが対向する部分、すなわち荷重が集中し易い部分に、軸方向に貫通するスリットが形成されているため、簡素な構造でありながら、荷重の集中に起因するクランクピン軸受部の局所的な変形、更にはこの変形に起因する摩擦や摩耗を効果的に低減することができる。
【００１２】
第２の発明によれば、連結ピン軸受部から連結部を経由してクランクピン軸受部へ伝達される荷重を、油膜圧力が高く得られるクランクピン軸受部の軸方向中央部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部の軸方向端部の変形を抑制することができ、上記変形に伴う局所的な摩耗や摩擦を低減・回避することができる。
【００１３】
【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。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いる。このピストン１には、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、第１連結ピン１２を介してロアリンク１３に揺動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の外周に回転可能に取り付けられるリンク部品である。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。クランクシャフト３は、クランク軸受ブラケット７によりシリンダブロック５へ回転可能に取り付けられている。
【００１４】
ロアリンク１３にはコントロールリンク１５の一端が第２連結ピン１４を介して揺動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（支持中心）１６は、固定体としての機関本体であるシリンダブロック５に支持されており、かつ、圧縮比の変更時には、支持位置可変手段１７によって、シリンダブロック５に対して変位させられる。
【００１５】
この支持位置可変手段１７は、圧縮比の変更時に軸周りに回転駆動される制御軸１８と、この制御軸１８に偏心して固定的に設けられた円形の制御カム１９と、を有している。この制御カム１９の外周に、コントロールリンク１５の他端１６が回転可能に取り付けられている。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、かつ、上記のクランク軸受ブラケット７及び制御軸受ブラケット８により回転可能に支持されている。
【００１６】
従って、圧縮比の変更時に、図外のアクチュエータ等により制御軸１８を回転駆動すると、コントロールリンク１５の支持中心１６となる制御カム１９の軸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のストローク行程が変化し、かつ、機関圧縮比が変更される。
【００１７】
図２〜６は、本実施形態に係るロアリンク１３を単体で示している。このロアリンク１３は、構造的には、後からクランクピン４に組付可能なように、３つのボルト７７〜７９により共締め固定される２つの部材、つまり第１分割部材７１と第２分割部材７２とにより構成されている。また、ロアリンク１３は、機能的には、クランクピン４が挿通するほぼ円筒状のクランクピン軸受部７４と、このクランクピン軸受部７４に平行で、アッパリンク１１の端部を挟み込む二股形状をなし、かつ、第１連結ピン１２が挿通する第１連結ピン軸受部７５と、クランクピン軸受部７４に平行で、コントロールリンク１５の端部を挟み込む二股形状をなし、かつ、第２連結ピン１４が挿通する第２連結ピン軸受部７６と、これら軸受部７４〜７６の軸方向中央部を接続・連結する連結部８０と、により構成される。
【００１８】
円筒状をなすクランクピン軸受部７４は、合わせ面８２を挟んで分割した断面半円弧状の半割型をなす一対の分割部７４ａ，７４ｂにより構成されている。第１分割部材７１には、クランクピン軸受部７４の一方の分割部７４ａと、第１連結ピン軸受部７５と、連結部８０の一部と、が一体的に形成されている。第２分割部材７２には、クランクピン軸受部７４の他方の分割部７４ｂと、第２連結ピン軸受部７６と、連結部８０の残りの部分と、が一体的に形成されている。
【００１９】
３本のボルト７７〜７９は、第２分割部材７２の内部を軸直交方向に貫通するとともに、合わせ面８０を横切って、第１分割部材７１の内部に螺合するようになっている。図２及び図３に示すように、組付作業性を考慮して、これら３本のボルト７７，７８，７９は、同じ方向から同じ第２分割部材７２へ挿入して締め付けることができるようになっている。２本の主取付ボルト７７，７８は、クランクピン軸受部７４の強度を確保するために、クランクピン軸受部７４を挟んで直ぐ両側に配置されている。一本の副取付ボルト７９は、第１連結ピン軸受部７５に比してクランクピン軸受部７４からの距離が相対的に長く、補強の必要性が高い第２連結ピン軸受部７６の直ぐ近傍（図４の上方）に配置されている。
【００２０】
連結部８０は、二股形状をなす連結ピン軸受部７５，７６の近傍を除いて、ほぼ一定の軸方向長さＬ１の板状に形成されており、円筒状をなすクランクピン軸受部７４の軸方向中央部に一体的に接続している。この連結部８０は、クランクピン軸受部７４の軸方向中央部を環状に囲うように、このクランクピン軸受部７４の軸方向中央部を部分的に径方向へ厚肉化した中央厚肉部と言い換えることもできる。図５にも示すように、連結部８０の軸方向長さＬ１は、クランクピン軸受部７４や連結ピン軸受部７５，７６の軸方向長さよりも充分に短く設定されている。この連結部８０を介してのみ、連結ピン軸受部７５，７６の軸方向中央部とクランクピン軸受部７４の軸方向中央部とが連結・接続されている。
【００２１】
クランクピン軸受部７４と第２連結ピン軸受部７６とが互いに対向する部分では、図６（Ｂ）にも示すように、軸方向長さＬ１の短い連結部８０しか存在しておらず、この連結部８０の軸方向両側では、クランクピン軸受部７４の軸方向両端部と第２連結ピン軸受部７６の軸方向両端部とが非接触状態となっている。従って、第２連結ピン軸受部７６からの荷重が連結部８０を経由して主にクランクピン軸受部７４の軸方向中央部へ作用する。このため、クランクピン軸受部７４の軸方向両端部に荷重が局所的に集中することがなく、仮想線７４ａで示すように、この軸方向両端部の変形が充分に抑制される。この結果、クランクピン４との直接的な接触が抑制され、これに起因する摩擦、摩耗が抑制される。クランクピン軸受部７４の軸方向中央部へ作用する荷重は、この軸方向中央部で最も大きくなる油膜圧力によって効果的に支えることができる。
【００２２】
一方、図６（Ａ）に示す比較例のように、クランクピン軸受部７４’と連結ピン軸受部７６’との間の連結部７４’の軸方向長さが短くなっておらず、両者７４’，７６’の軸方向両端部が連結部７４’によって直接的に接続されている場合には、連結ピン軸受部７６’の軸方向両端部に加わる荷重が、この連結部７４’を経由して直接的にクランクピン軸受部７４’の軸方向両端部に作用するため、仮想線７４ａ’で示すように、このクランクピン軸受部７４’の軸方向両端部が局所的に大きく変形してクランクピン４と接触し易くなってしまう。
【００２３】
再び図２〜図５を参照して、第１連結ピン軸受部７５とクランクピン軸受部７４との間の連結部８０には、軸方向に貫通するスリット８１が形成されている。このスリット８１は、図３にも示すように、クランクピン軸受部７４の外周に沿うように形成されており、かつ、図４に示す軸方向視でクランクピン軸受部７４と第１連結ピン軸受部７５とが実質的に対向する領域Ｒ（図４の一点鎖線で挟まれた領域）を横切るように形成されている。すなわち、スリット８１は、クランクピン軸受部７４と第１連結ピン軸受部７５との対向領域Ｒにほぼ過不足なく収まるように形成されている。また、スリット８１は、図５の破線を施した領域で示すように、第１連結ピン軸受部７５の近傍に形成された二股部分の双方にわたって形成されており、全体として軸方向に貫通形成されている。
【００２４】
従って、第１連結ピン軸受部７５からクランクピン軸受部７４へ作用する荷重は、クランクピン軸受部７４と第１連結ピン軸受部７５との対向領域Ｒに形成されたスリット８１を迂回してクランクピン軸受部７４へ作用することとなり、この荷重が１連結ピン軸受部７５と対向する部分に直接的に作用することが回避され、この部分に荷重が集中することを確実に防止することができる。従って、スリット８１を形成するという簡素な構造でありながら、クランクピン軸受部７４の局所的な変形、摩擦、摩耗を効果的に抑制することができる。
【００２５】
第１連結ピン軸受部７５は、ピストン１及びアッパリンク１１を介して燃焼圧力を受けるため、作用する荷重が非常に高い。加えて、第１連結ピン軸受部７５とクランクピン軸受部７４との間の軸間距離ΔＳ１は、第２連結ピン軸受部７６とクランクピン軸受部７４との間の軸間距離ΔＳ２よりも短い。これらのことから、クランクピン軸受部７４の中でも、第１連結ピン軸受部７５と対向する部分に荷重が最も集中し易く、この部分にのみスリット８１を形成しており、スリットの形成による強度の低下を最小限に抑制しつつ、荷重の集中を効果的に解消することができる。
【００２６】
また、ロアリンク１３を、後からクランクピン４に組付可能な構造として最小限の部品点数である第１分割部材７１と第２分割部材７２の２部材で構成しており、このような部品点数の低下によりコスト低減化及び組付作業の簡素化等を図ることができる。
【００２７】
更に、第１連結ピン軸受部７５が形成される第１分割部材７１と、第２連結ピン軸受部７６が形成される第２分割部材７２とを別部材としているため、同じ部材に双方の連結ピン軸受部７５，７６を形成する場合に比して、荷重の集中が緩和され、個々の部材に要求される強度・剛性を低く抑制できる。
【００２８】
以上のように本発明を具体的な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形、変更を含むものである。例えば、クランクピン軸受部７４と第２連結ピン軸受部７６とが対向する部分にも追加のスリットを形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るロアリンクを適用した内燃機関の可変圧縮比機構の全体構成図。
【図２】上記ロアリンクを単体で示す分解斜視図。
【図３】上記ロアリンクを単体で示す斜視図。
【図４】上記ロアリンクを軸方向中央部で切断した断面図。
【図５】図２の矢視Ｖに対応する上面図。
【図６】比較例（Ａ）及び本実施形態（Ｂ）に係るロアリンクの荷重伝達の説明図。
【符号の説明】
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（リンク部品）
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
７１…第１分割部材
７２…第２分割部材
７４…クランクピン軸受部
７５…第１連結ピン軸受部
７６…第２連結ピン軸受部
８１…スリット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a link component attached to a crankpin of a crankshaft of an internal combustion engine, and more particularly to an improvement of a lower link of a variable compression ratio mechanism.
[0002]
[Prior art]
In the field of reciprocating internal combustion engines, various types of variable compression ratio mechanisms that can change the compression ratio have been proposed in order to optimize the compression ratio in accordance with the operating state of the engine. As one of them, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-73804 describes a multi-link type variable compression ratio mechanism in which a piston and a crankshaft are linked by a plurality of links. Briefly describing this, one end of an upper link is connected to a piston disposed in the cylinder via a piston pin. The other end of the upper link is connected to the lower link via a first connection pin. The lower link is rotatably attached to a crankpin of a crankshaft. One end of the control link is connected to the lower link via a second connection pin. The other end of the control link is swingably attached to an eccentric cam of the control shaft. Therefore, when the control shaft is driven to rotate by a motor or the like in accordance with the operating state of the engine, the position of the support point of the control link including the eccentric cam changes. As a result, the motion constraint condition of the lower link by the control link changes, so that the piston top dead center position and, consequently, the engine compression ratio change.
[0003]
The lower link is divided into a main body and a cap with the crank pin interposed therebetween so that the lower link can be later assembled to the crank pin, and the main body and the cap are connected by bolts. The main body has a first connection pin bearing portion through which the first connection pin passes and a second connection pin bearing portion through which the second connection pin passes. On the other hand, the cylindrical crankpin bearing portion is formed by being divided into a main body and a cap portion. Each connection pin bearing has a bifurcated shape so as to support each connection pin on both sides in the axial direction.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to a crankpin bearing assembly rotatably mounted on a crankpin and comprising a plurality of members, like the lower link of the above-described variable compression ratio mechanism, which has improved strength, reduced weight, and compactness. The main purpose is to achieve the goal.
[0005]
In the configuration disclosed in the above publication, an input load acting from the upper link or the control link acts on the crankpin bearing of the lower link via the first and second connecting pins. At this time, a load is directly applied to the axial end of the crankpin bearing from the pair of bifurcated connecting pin bearings, so that the axial end of the crankpin bearing is largely deformed. The crankpin bearing is a sliding bearing that mainly supports a load with a fluid lubricating film. In such a sliding bearing, the oil film pressure is highest at the axial center, and the oil film pressure is low because the pressure is released at the axial end. Therefore, when the axial end of the cylindrical crankpin bearing is deformed as described above, it cannot be supported by the oil film pressure, and direct contact between the axial end and the outer peripheral surface of the crankpin occurs. However, there is a problem that wear and friction increase.
Another object of the present invention is to suppress the load from acting intensively on the axial end of the crankpin bearing, thereby deforming the axial end of the crankpin bearing, and consequently the wear and friction resulting therefrom. Is to be effectively reduced.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine according to the present invention includes an upper link having one end connected to a piston via a piston pin, a second end connected to the upper link via a first connection pin, and a crankshaft. A lower link rotatably attached to the crank pin, and a control link having one end connected to the lower link via a second connecting pin and the other end swingably supported by the internal combustion engine body. When the compression ratio is changed, the operating position of the lower link is changed by displacing the position of the other end of the control link with respect to the main body of the internal combustion engine by the support position changing means, thereby changing the engine compression ratio. Can be changed.
[0007]
The lower link functionally includes a crankpin bearing portion through which the crankpin is inserted, a first connection pin bearing portion through which the first connection pin is inserted, and a second connection pin through which the second connection pin is inserted. A bearing portion; and a connecting portion for connecting the first connecting pin bearing portion and the second connecting pin bearing portion to the crankpin bearing portion.
[0008]
In the present invention, a slit penetrating in an axial direction is formed in a portion of at least one of the first connection pin bearing portion and the second connection pin bearing portion facing the crank pin bearing portion in the connection portion. It is characterized by having.
[0009]
In the second invention, the connecting portion has a shorter axial length than the crankpin bearing portion, and is connected to the crankpin bearing portion only at an axially central portion of the crankpin bearing portion. It is characterized by.
[0010]
The present invention can be applied not only to the lower link of the variable compression ratio mechanism but also to other link parts rotatably attached to the crankpin.
[0011]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the connecting portion, at least one of the first connecting pin bearing portion and the second connecting pin bearing portion and the crankpin bearing portion oppose each other, that is, the portion where the load is likely to concentrate, The slit that penetrates in the direction, it has a simple structure, but effectively reduces the local deformation of the crankpin bearing due to the concentration of load, and also the friction and wear caused by this deformation. can do.
[0012]
According to the second aspect, the load transmitted from the connecting pin bearing to the crankpin bearing via the connecting portion is caused to act on the axially central portion of the crankpin bearing where a high oil film pressure is obtained. As a result, deformation of the axial end of the crankpin bearing having a relatively low oil film pressure can be suppressed, and local wear and friction caused by the deformation can be reduced or avoided.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a variable compression ratio mechanism of an internal combustion engine according to the present invention. The piston 1 is slidably disposed in a cylinder 6 formed in the cylinder block 5. One end of an upper link 11 is swingably connected to the piston 1 via a piston pin 2. The other end of the upper link 11 is swingably connected to the lower link 13 via the first connection pin 12. The lower link 13 is a link component rotatably attached to the outer periphery of the crank pin 4 of the crank shaft 3. Piston 1 receives combustion pressure from a combustion chamber defined above it. The crankshaft 3 is rotatably attached to the cylinder block 5 by a crank bearing bracket 7.
[0014]
One end of a control link 15 is swingably connected to the lower link 13 via a second connection pin 14. The other end (support center) 16 of the control link 15 is supported by a cylinder block 5 which is an engine body as a fixed body. Displaced with respect to
[0015]
The support position changing means 17 has a control shaft 18 that is driven to rotate around the axis when the compression ratio is changed, and a circular control cam 19 eccentrically fixed to the control shaft 18. . The other end 16 of the control link 15 is rotatably mounted on the outer periphery of the control cam 19. The control shaft 18 extends in the cylinder row direction in parallel with the crankshaft 3, and is rotatably supported by the crank bearing bracket 7 and the control bearing bracket 8.
[0016]
Therefore, when the control shaft 18 is driven to rotate by an actuator (not shown) or the like at the time of changing the compression ratio, the axial center position of the control cam 19 serving as the support center 16 of the control link 15 moves relative to the engine body. As a result, the motion constraint condition of the lower link 13 by the control link 15 changes, the stroke stroke of the piston 1 with respect to the crank angle changes, and the engine compression ratio changes.
[0017]
2 to 6 show the lower link 13 according to the present embodiment alone. The lower link 13 is structurally composed of two members fixed together by three bolts 77 to 79, that is, a first split member 71 and a second split member so that the lower link 13 can be assembled to the crank pin 4 later. And a member 72. Further, the lower link 13 has a substantially cylindrical crankpin bearing portion 74 through which the crankpin 4 is inserted, and a bifurcated shape that is parallel to the crankpin bearing portion 74 and sandwiches the end of the upper link 11. A first connecting pin bearing portion 75 through which the first connecting pin 12 is inserted, and a bifurcated shape which is parallel to the crankpin bearing portion 74 and sandwiches the end of the control link 15. And a connecting portion 80 that connects and connects the axially central portions of the bearing portions 74 to 76.
[0018]
The cylindrical crankpin bearing portion 74 is constituted by a pair of divided portions 74a and 74b that form a half-shape having a semicircular cross-section and are divided with the mating surface 82 interposed therebetween. In the first split member 71, one split portion 74a of the crankpin bearing portion 74, the first connecting pin bearing portion 75, and a part of the connecting portion 80 are integrally formed. In the second divided member 72, the other divided portion 74b of the crankpin bearing portion 74, the second connecting pin bearing portion 76, and the remaining portion of the connecting portion 80 are integrally formed.
[0019]
The three bolts 77 to 79 penetrate the inside of the second divided member 72 in the direction orthogonal to the axis, and cross the mating surface 80 and screw into the inside of the first divided member 71. As shown in FIGS. 2 and 3, in consideration of the assembling workability, these three bolts 77, 78, 79 are inserted into the same second divided member 72 from the same direction and tightened. Has become. The two main mounting bolts 77 and 78 are disposed immediately on both sides of the crankpin bearing 74 in order to secure the strength of the crankpin bearing 74. One sub-mounting bolt 79 has a relatively longer distance from the crankpin bearing portion 74 than the first connecting pin bearing portion 75, and is in the immediate vicinity of the second connecting pin bearing portion 76 where reinforcement is necessary. (Above FIG. 4).
[0020]
The connecting portion 80 is formed in a plate shape having a substantially constant axial length L1 except for the vicinity of the connecting pin bearing portions 75 and 76 having a bifurcated shape, and the shaft of the cylindrical crank pin bearing portion 74 is formed. It is integrally connected to the center in the direction. The connecting portion 80 includes a central thick portion in which the axial central portion of the crankpin bearing portion 74 is partially radially thickened so as to annularly surround the axial central portion of the crankpin bearing portion 74. In other words, it is possible. As shown in FIG. 5, the axial length L1 of the connecting portion 80 is set sufficiently shorter than the axial lengths of the crankpin bearing portion 74 and the connecting pin bearing portions 75 and 76. Only through the connecting portion 80, the axial center portions of the connecting pin bearing portions 75 and 76 and the axial center portion of the crankpin bearing portion 74 are connected and connected.
[0021]
In the portion where the crank pin bearing portion 74 and the second connecting pin bearing portion 76 face each other, as shown in FIG. 6B, only the short connecting portion 80 having the axial length L1 exists. On both axial sides of the connecting portion 80, both axial ends of the crankpin bearing 74 and both axial ends of the second connecting pin bearing 76 are in a non-contact state. Therefore, the load from the second connecting pin bearing portion 76 acts mainly on the axial center portion of the crankpin bearing portion 74 via the connecting portion 80. For this reason, the load does not concentrate locally on both ends in the axial direction of the crankpin bearing portion 74, and deformation of both ends in the axial direction is sufficiently suppressed as indicated by the imaginary line 74a. As a result, direct contact with the crankpin 4 is suppressed, and the resulting friction and wear are suppressed. The load acting on the central portion in the axial direction of the crankpin bearing portion 74 can be effectively supported by the largest oil film pressure in the central portion in the axial direction.
[0022]
On the other hand, as in the comparative example shown in FIG. 6A, the axial length of the connecting portion 74 ′ between the crankpin bearing portion 74 ′ and the connecting pin bearing portion 76 ′ is not short. In the case where both axial end portions of 'and 76' are directly connected by the connecting portion 74 ', a load applied to both axial end portions of the connecting pin bearing portion 76' passes through the connecting portion 74 '. Acting directly on both ends in the axial direction of the crankpin bearing 74 ′, the two ends in the axial direction of the crankpin bearing 74 ′ are locally greatly deformed as shown by the imaginary line 74 a ′. The contact with the pin 4 becomes easy.
[0023]
Referring again to FIGS. 2 to 5, a slit 81 penetrating in the axial direction is formed in the connecting portion 80 between the first connecting pin bearing 75 and the crankpin bearing 74. The slit 81 is formed along the outer periphery of the crankpin bearing 74 as shown in FIG. 3, and the crankpin bearing 74 and the first connecting pin bearing are viewed in the axial direction shown in FIG. 4. The portion 75 is formed so as to cross a region R (a region sandwiched by a dashed line in FIG. 4) substantially opposed to the region 75. In other words, the slit 81 is formed so as to fit in the opposing region R between the crankpin bearing 74 and the first connecting pin bearing 75 with almost no excess or shortage. The slit 81 is formed over both of the forked portions formed in the vicinity of the first connecting pin bearing portion 75, as shown by a region indicated by a broken line in FIG. ing.
[0024]
Therefore, the load acting on the crankpin bearing 74 from the first connection pin bearing 75 bypasses the slit 81 formed in the facing region R between the crankpin bearing 74 and the first connection pin bearing 75. The load acts on the pin bearing portion 74, so that this load is prevented from directly acting on the portion facing the one connection pin bearing portion 75, and the concentration of the load on this portion can be reliably prevented. . Therefore, it is possible to effectively suppress local deformation, friction, and wear of the crankpin bearing 74 while having a simple structure in which the slit 81 is formed.
[0025]
Since the first connecting pin bearing portion 75 receives the combustion pressure via the piston 1 and the upper link 11, the applied load is very high. In addition, the center distance ΔS1 between the first connection pin bearing 75 and the crankpin bearing 74 is shorter than the center distance ΔS2 between the second connection pin bearing 76 and the crankpin bearing 74. . From these facts, among the crank pin bearings 74, the load is most apt to concentrate on the portion facing the first connection pin bearing 75, and the slit 81 is formed only in this portion, and the strength due to the formation of the slit is low. The concentration of the load can be effectively eliminated while suppressing the decrease to a minimum.
[0026]
Further, the lower link 13 is composed of two members, a first divided member 71 and a second divided member 72 having a minimum number of parts as a structure that can be assembled to the crank pin 4 later. Due to the reduction in the number of points, cost reduction and simplification of assembling work can be achieved.
[0027]
Further, since the first divided member 71 in which the first connection pin bearing portion 75 is formed and the second divided member 72 in which the second connection pin bearing portion 76 is formed are separate members, both are connected to the same member. Compared to the case where the pin bearing portions 75 and 76 are formed, the concentration of the load is reduced, and the strength and rigidity required for each member can be suppressed low.
[0028]
As described above, the present invention has been described based on the specific embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modifications and changes. For example, an additional slit may be formed in a portion where the crankpin bearing 74 and the second connection pin bearing 76 face each other.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a variable compression ratio mechanism of an internal combustion engine to which a lower link according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the lower link alone.
FIG. 3 is a perspective view showing the lower link alone.
FIG. 4 is a sectional view of the lower link cut at a central portion in the axial direction.
FIG. 5 is a top view corresponding to an arrow V in FIG. 2;
FIG. 6 is an explanatory view of load transmission of a lower link according to a comparative example (A) and the embodiment (B).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piston 2 ... Piston pin 3 ... Crank shaft 4 ... Crank pin 11 ... Upper link 12 ... 1st connection pin 13 ... Lower link (link part)
14 second connecting pin 15 control link 17 supporting position changing means 71 first split member 72 second split member 74 crank pin bearing 75 first connecting pin bearing 76 second connecting pin bearing 81 ... Slit

Claims (6)

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、圧縮比の変更時に、上記コントロールリンクの他端の位置を内燃機関本体に対して変位させる支持位置可変手段と、を有し、
上記ロアリンクが、上記クランクピンが挿通するクランクピン軸受部と、上記第１連結ピンが挿通する第１連結ピン軸受部と、上記第２連結ピンが挿通する第２連結ピン軸受部と、上記第１連結ピン軸受部及び第２連結ピン軸受部と上記クランクピン軸受部とを接続する連結部と、を有する内燃機関の可変圧縮比機構において、
上記連結部のうち、上記第１連結ピン軸受部及び第２連結ピン軸受部の少なくとも一方とクランクピン軸受部とが対向する部分に、軸方向に貫通するスリットが形成されていることを特徴とする内燃機関の可変圧縮比機構。An upper link having one end connected to the piston via a piston pin, a lower link connected to the other end of the upper link via a first connection pin, and rotatably attached to a crankpin of the crankshaft; One end is connected to the lower link via a second connecting pin, and the other end is swingably supported with respect to the internal combustion engine body. And a support position variable means for displacing the position of the internal combustion engine relative to the main body,
The lower link includes a crankpin bearing portion through which the crankpin is inserted, a first connection pin bearing portion through which the first connection pin is inserted, a second connection pin bearing portion through which the second connection pin is inserted, A variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine having a first connection pin bearing portion, a second connection pin bearing portion, and a connection portion connecting the crank pin bearing portion;
A slit penetrating in the axial direction is formed in a portion of the connecting portion where at least one of the first connecting pin bearing portion and the second connecting pin bearing portion and the crankpin bearing portion face each other. The variable compression ratio mechanism of the internal combustion engine that performs. 上記連結部は、上記クランクピン軸受部よりも軸方向長さが短く、かつ、上記クランクピン軸受部の軸方向中央部でのみ当該クランクピン軸受部に接続し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。The said connection part is shorter in the axial direction than the said crankpin bearing part, and is connected to the said crankpin bearing part only in the axial center part of the said crankpin bearing part, The Claims characterized by the above-mentioned. 2. The variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine according to claim 1. 上記クランクピン軸受部は、半割型の第１分割部と第２分割部とに分割されており、
上記ロアリンクは、上記第１分割部と上記第１連結ピン軸受部と上記連結部の一部とが形成された第１分割体と、上記第２分割部と上記第２連結ピン軸受部と上記連結部の残りの部分とが形成された第２分割体と、上記第１分割体と第２分割体とを結合するボルトと、により構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。The crankpin bearing portion is divided into a half-divided first divided portion and a second divided portion,
The lower link includes a first divided body in which the first divided portion, the first connection pin bearing portion, and a part of the coupling portion are formed, the second divided portion, the second connection pin bearing portion, 3. The structure according to claim 1, further comprising: a second divided body formed with a remaining portion of the connecting portion; and a bolt connecting the first divided body and the second divided body. A variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine according to claim 1. 上記第１連結ピン軸受部が第２連結ピン軸受部に比してクランクピン軸受部までの軸間距離が短く、この第１連結ピン軸受部とクランクピン軸受部の間にのみ、上記スリットが形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の可変圧縮比機構。The center distance between the first connecting pin bearing portion and the crank pin bearing portion is shorter than that of the second connecting pin bearing portion, and the slit is formed only between the first connecting pin bearing portion and the crank pin bearing portion. The variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the variable compression ratio mechanism is formed. 上記第１連結ピン軸受部及び第２連結ピン軸受部の少なくとも一方が、二股形状をなし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。5. The variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine according to claim 1, wherein at least one of the first connecting pin bearing and the second connecting pin bearing has a forked shape. 内燃機関の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リンク部品であって、
上記クランクピンが挿通するクランクピン軸受部と、連結ピンが挿通する連結ピン軸受部と、これらクランクピン軸受部と連結ピン軸受部とを接続する連結部と、を有し、
上記連結部のうち、上記クランクピン軸受部と連結ピン軸受部とが対向する部分に、軸方向に貫通するスリットが形成されている内燃機関のリンク部品。A link component rotatably attached to a crankpin of a crankshaft of an internal combustion engine,
A crankpin bearing portion through which the crankpin is inserted, a connection pin bearing portion through which the connection pin is inserted, and a connection portion that connects the crankpin bearing portion and the connection pin bearing portion,
A link component for an internal combustion engine, wherein a slit that penetrates in an axial direction is formed in a portion of the connection portion where the crankpin bearing portion and the connection pin bearing portion face each other.
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