JP2006046615A

JP2006046615A - Lower link in piston crank mechanism of internal combustion engine

Info

Publication number: JP2006046615A
Application number: JP2004232054A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Mizuno; 秀昭水野; Kenji Ushijima; 研史牛嶋; Katsuya Mogi; 克也茂木; Naoki Takahashi; 直樹高橋
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-08-09
Filing date: 2004-08-09
Publication date: 2006-02-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the impairing of durability caused by concentration of stress in accompany with the formation of a female screw of a lower link 4. <P>SOLUTION: This lower link 4 comprises an approximately-center crank pin bearing part 21 to which a crank pin is fitted, a pin boss part 22 for an upper pin of one end part, and a pin boss part 23 for a control pin of the other end part, and is divided into a lower link upper 31 and a lower link lower 32 along a dividing face 24 passing through a center of the crank pin bearing part 21 to be assembled in a crank pin. Both are integrally fastened by two bolts 33, 34 and nuts 37, 40. The nut 40 is placed on a cove part of the boss part 23 for the forked control pin through a nut insertion groove 42. The nut 40 has the cylindrical shape and a fastening tool is fitted and fastened to a hexagonal hole of its end face. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、レシプロ式内燃機関のピストンクランク機構、特に複リンク式のピストンクランク機構におけるロアリンクに関する。 The present invention relates to a piston crank mechanism of a reciprocating internal combustion engine, and more particularly to a lower link in a multi-link type piston crank mechanism.

レシプロ式内燃機関のピストンピンとクランクピンとの間を複リンク式のピストンクランク機構で連結した従来技術として、本出願人が先に提案した特許文献１等が公知となっている。これは、ピストンのピストンピンに連結されるアッパリンクと、このアッパリンクとクランクシャフトのクランクピンとを連結するロアリンクと、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リンクに連結されるコントロールリンクと、を備えている。そして、上記アッパリンクと上記ロアリンクとは、アッパピンを介して互いに回転可能に連結され、上記コントロールリンクと上記ロアリンクとは、コントロールピンを介して互いに回転可能に連結されている。 As a prior art in which a piston pin and a crank pin of a reciprocating internal combustion engine are connected by a multi-link type piston crank mechanism, Patent Document 1 previously proposed by the present applicant is known. This includes an upper link connected to the piston pin of the piston, a lower link connecting the upper link and the crank pin of the crankshaft, one end supported to be swingable to the engine body side, and the other end to the lower link. A control link coupled to the link. The upper link and the lower link are rotatably connected to each other via an upper pin, and the control link and the lower link are rotatably connected to each other via a control pin.

このような複リンク式のピストンクランク機構におけるロアリンクは、ピストンが受けた燃焼圧力をアッパリンクを介してアッパピンより受け取り、コントロールピンを支点とする一種の”てこ”のような動作でクランクピンに力を伝達する。従って、ロアリンクは、アッパピン、コントロールピンおよびクランクピンを、それぞれ回転可能に保持しつつ、各ピンから入力を受けた際にもこれらの位置関係を保つだけの強度・剛性が必要である。 In such a multi-link type piston crank mechanism, the lower link receives the combustion pressure received by the piston from the upper pin via the upper link, and moves to the crank pin by a kind of “lever” operation with the control pin as a fulcrum. Transmit power. Therefore, the lower link needs to have strength and rigidity sufficient to maintain the positional relationship when receiving the input from each pin while holding the upper pin, the control pin and the crank pin rotatably.

一方、ロアリンクは、クランクシャフトに対する組み立て性を確保する必要があるので、上記特許文献１においては、クランクピン軸受部の中心を通る分割面に沿って、２つの半割部つまりロアリンクアッパとロアリンクロアとに分割構成し、両者を複数のボルトにて互いに締結するようにしている。特に、複数のボルトを下方つまりロアリンクロア側から挿入し、ロアリンクアッパ側の雌ねじに螺合させるようにしている。
特開２００４−１２４７７６号公報 On the other hand, since the lower link needs to ensure assemblability with respect to the crankshaft, in Patent Document 1, two halves, that is, the lower link upper and the lower link along the split surface passing through the center of the crankpin bearing portion. The lower link lower and the lower link lower are configured to be fastened to each other with a plurality of bolts. In particular, a plurality of bolts are inserted from below, that is, from the lower link lower side, and screwed into the female screw on the lower link upper side.
JP 2004-1224776 A

上記のように大きな荷重を受ける部材であるロアリンク自体に雌ねじを形成することは、雌ねじにおける応力集中という点では好ましくない。 Forming a female thread on the lower link itself, which is a member that receives a large load as described above, is not preferable in terms of stress concentration in the female thread.

図７の参考図には、矢印Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３でもって、爆発燃焼時に、クランクピン、アッパピン、コントロールピンからそれぞれロアリンクに入力される力の方向を示している。図示するように、クランクピンとコントロールピンとから入力される反対方向の力Ｆ１，Ｆ３によって、ロアリンクアッパ１０１とロアリンクロア１０２とは互いに引き離されようとし、この領域を締結する一方のボルト１０３には、引張方向の大きな力が作用する。従って、上記ボルト１０３には、分割面１０７で離れないように予め大きな軸力を与えておく必要があり、この大きな軸力と上記の引張力とによって、ロアリンクアッパ１０１側の雌ねじ１０４に応力集中の問題が生じる。また、反対方向に作用する力Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３によって、ロアリンクアッパ１０１は曲げ応力も受け、ボルト１０３，１０５が螺合するロアリンクアッパ１０１の雌ねじ１０４，１０６の周辺には、複雑な応力が発生するため、応力集中の問題を回避することが比較的困難である。 In the reference diagram of FIG. 7, the directions of the forces input to the lower link from the crank pin, the upper pin, and the control pin at the time of explosion combustion are indicated by arrows F1, F2, and F3. As shown in the figure, the lower link upper 101 and the lower link lower 102 try to be separated from each other by the forces F1 and F3 in the opposite directions inputted from the crank pin and the control pin. A large force in the direction acts. Therefore, it is necessary to apply a large axial force to the bolt 103 in advance so as not to be separated by the dividing surface 107. The large axial force and the tensile force cause stress to the female screw 104 on the lower link upper 101 side. Concentration issues arise. Further, the lower link upper 101 receives bending stress due to the forces F1, F2, and F3 acting in opposite directions, and complex stress is generated around the female threads 104 and 106 of the lower link upper 101 to which the bolts 103 and 105 are screwed. Therefore, it is relatively difficult to avoid the problem of stress concentration.

一方、ロアリンクアッパとロアリンクロアとを締結するボルトを単純に通しボルトとしてナットにより締付固定するようにしたのでは、ロアリンクの大型化を招来しやすい。 On the other hand, if the bolt for fastening the lower link upper and the lower link lower is simply tightened and fixed with a nut as a through bolt, the size of the lower link tends to increase.

この発明は、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リンクと、このアッパリンクの他端にアッパ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、を備えてなる内燃機関のピストンクランク機構を前提としており、そのロアリンクを改良したものである。 The present invention includes an upper link having one end connected to a piston via a piston pin, a lower link connected to the other end of the upper link via an upper pin, and connected to a crank pin of a crankshaft. It is premised on a piston crank mechanism of an internal combustion engine comprising a control link that is swingably supported on the engine body side and that has the other end connected to the lower link via a control pin. It is an improvement.

本発明のロアリンクは、上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、上記アッパピンを保持する一端部のアッパピン用ピンボス部と、上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、を備えるとともに、上記クランクピン軸受部の中心を通る分割面に沿って、上記アッパピン用ピンボス部を含むロアリンクアッパと、上記コントロールピン用ピンボス部を含むロアリンクロアと、に分割構成され、かつ上記クランクピン軸受部の両側に配置した少なくとも２本のボルトおよびナットによって上記ロアリンクアッパと上記ロアリンクロアとが締結されている。そして、上記ピンボス部の少なくとも一方は、ピン両端部を支持するように二股状ピンボス部となっており、この二股状ピンボス部の谷間部分に、上記ナットが収容されている。 The lower link of the present invention is provided for a crankpin bearing portion at a substantially center where the crankpin is fitted, an upper pin boss portion at one end holding the upper pin, and a control pin at the other end holding the control pin. A pin boss portion, and divided into a lower link upper including the upper pin pin boss portion and a lower link lower including the control pin pin boss portion along a split surface passing through the center of the crank pin bearing portion. The lower link upper and the lower link lower are fastened by at least two bolts and nuts arranged on both sides of the crank pin bearing portion. At least one of the pin boss portions is a bifurcated pin boss portion so as to support both ends of the pin, and the nut is accommodated in a valley portion of the bifurcated pin boss portion.

この構成では、ナットと螺合するボルトが、ロアリンクアッパとロアリンクロアとを貫通する所謂通しボルトとなり、ロアリンク自体に雌ねじが形成されないため、応力集中の問題が生じない。そして、少なくとも一方のボルトについては、対応するナットが、二股状ピンボス部の谷間部分に収容されているため、ロアリンク全体の大型化が回避される。 In this configuration, the bolt that is screwed into the nut becomes a so-called through-bolt that passes through the lower link upper and the lower link lower, and no female screw is formed on the lower link itself, so that the problem of stress concentration does not occur. For at least one of the bolts, the corresponding nut is accommodated in the valley portion of the bifurcated pin boss portion, so that the enlargement of the entire lower link is avoided.

好ましくは、上記二股状ピンボス部の間隔が上記ナットの外形寸法よりも狭く構成されているとともに、上記谷間部分の座面まで上記ナットを通すことができるように、上記谷間部分に、部分的に幅を拡大してなるナット挿入溝が形成されている。このようにナット挿入溝を設けることで、アッパピンないしはコントロールピンの両端部を支持する二股状ピンボス部は、本来の寸法を確保することができる。つまり、外形寸法（両端の間の軸方向長さ）を増大することなく、ピンと嵌合する範囲の軸方向長さを十分に確保することができる。 Preferably, the gap between the bifurcated pin boss portions is configured to be narrower than the outer dimension of the nut, and the nut is partially passed to the valley portion so that the nut can be passed to the seating surface of the valley portion. A nut insertion groove having an enlarged width is formed. By providing the nut insertion groove in this way, the original size of the bifurcated pin boss portion that supports both ends of the upper pin or the control pin can be secured. That is, it is possible to sufficiently ensure the axial length within the range of fitting with the pin without increasing the external dimension (the axial length between both ends).

一つの具体的な態様では、上記ナット挿入溝が、上記分割面と平行に、かつクランクピン軸方向と直交する方向に沿って形成されている。従って、組立時には、上記ナット挿入溝を通して分割面と平行な方向にナットが挿入され、ボルトと組み付けられる。 In one specific aspect, the nut insertion groove is formed in a direction parallel to the dividing surface and perpendicular to the crankpin axial direction. Therefore, at the time of assembly, the nut is inserted in the direction parallel to the split surface through the nut insertion groove and assembled with the bolt.

二股状ピンボス部の谷間部分に配置されるナットは、望ましくは、小型化のために、外周面が円筒形をなす。また、円筒形の外周面の軸方向の一部に、外径を拡大した環状の補強部を備えていてもよい。 The nut disposed in the valley portion of the bifurcated pin boss portion desirably has a cylindrical outer peripheral surface for miniaturization. Moreover, you may provide the cyclic | annular reinforcement part which expanded the outer diameter in a part of axial direction of a cylindrical outer peripheral surface.

また望ましくは、上記ナットは、締付用工具との嵌合部が端面に形成されている。上記嵌合部は、例えば六角孔である。従って、ナットの周囲に工具用のスペースを確保する必要がない。 Desirably, the nut has a fitting portion with a tightening tool formed on an end surface. The fitting part is, for example, a hexagonal hole. Therefore, it is not necessary to secure a space for tools around the nut.

上記ナットと上記ロアリンクアッパおよびロアリンクロアとは、それぞれに適した異なる材質とすることができ、例えば、ロアリンクアッパおよびロアリンクロアのみに浸炭処理を行うことが可能である。 The nut, the lower link upper, and the lower link lower can be made of different materials suitable for each. For example, only the lower link upper and the lower link lower can be carburized.

望ましくは、上記コントロールピン用ピンボス部が上記の二股状ピンボス部であり、その谷間部分に収容されたナットを上記ロアリンクロア側から回転操作することにより締付作業がなされる。 Desirably, the pin boss portion for the control pin is the bifurcated pin boss portion, and the tightening operation is performed by rotating the nut accommodated in the valley portion from the lower link lower side.

さらに望ましくは、上記アッパピン用ピンボス部側に配置された他方のボルト，ナットは、ボルトがロアリンクアッパ側から挿入され、ロアリンクロア側に配置されたナットを回転操作することにより締付作業がなされる。 More preferably, the other bolts and nuts arranged on the upper pin pin boss part side are tightened by inserting the bolts from the lower link upper side and rotating the nut arranged on the lower link lower side. .

本発明のロアリンクは、上記分割面が、上記コントロールピンから入力される最大荷重時の荷重方向に対して略垂直となっているように構成できる。あるいは、上記分割面が、上記クランクピンから入力される最大荷重時の荷重方向に対して略垂直となっているように構成できる。 The lower link of the present invention can be configured such that the divided surface is substantially perpendicular to the load direction at the maximum load input from the control pin. Alternatively, the dividing surface can be configured to be substantially perpendicular to the load direction at the time of maximum load input from the crank pin.

本発明のピストンクランク機構は、上記コントロールリンクの機関本体側の揺動支点位置を変化させることにより、内燃機関の可変圧縮比機構として構成することができる。 The piston crank mechanism of the present invention can be configured as a variable compression ratio mechanism of an internal combustion engine by changing the swing fulcrum position of the control link on the engine body side.

この発明によれば、ロアリンク自体に雌ねじが形成されないため、雌ねじ部分での応力集中による耐久性低下の問題を回避することができるとともに、ボルトに螺合するナットを二股状ピンボス部の谷間部分に収容したことで、ロアリンク全体の大型化を回避することができる。 According to the present invention, since the internal thread is not formed in the lower link itself, it is possible to avoid the problem of durability deterioration due to stress concentration in the internal thread portion, and to connect the nut screwed to the bolt to the valley portion of the bifurcated pin boss portion. By encasing it, it is possible to avoid an increase in the size of the entire lower link.

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。始めに、この発明のロアリンクが用いられるピストンクランク機構の概略を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, an outline of a piston crank mechanism in which the lower link of the present invention is used will be described.

図１は、この複リンク式ピストンクランク機構を可変圧縮比機構として構成した構成例を示す構成説明図である。この機構は、ロアリンク４とアッパリンク５とコントロールリンク１０とを主体とした複リンク式ピストンクランク機構を備えている。 FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a configuration example in which this multi-link type piston crank mechanism is configured as a variable compression ratio mechanism. This mechanism includes a multi-link type piston crank mechanism mainly composed of a lower link 4, an upper link 5 and a control link 10.

クランクシャフト１は、複数のジャーナル部２とクランクピン３とを備えており、シリンダブロック１８の主軸受に、ジャーナル部２が回転自在に支持されている。上記クランクピン３は、ジャーナル部２から所定量偏心しており、ここにロアリンク４が回転自在に連結されている。カウンタウェイト１５は、ジャーナル部２とクランクピン３とを接続するクランクウェブ１６からクランクピン３とは反対側へ延びている。 The crankshaft 1 includes a plurality of journal portions 2 and a crankpin 3, and the journal portion 2 is rotatably supported by a main bearing of the cylinder block 18. The crank pin 3 is eccentric from the journal portion 2 by a predetermined amount, and a lower link 4 is rotatably connected thereto. The counterweight 15 extends from the crank web 16 connecting the journal portion 2 and the crankpin 3 to the opposite side of the crankpin 3.

上記ロアリンク４は、後述するように２部材に分割可能に構成されているとともに、略中央のクランクピン軸受部に上記クランクピン３が嵌合している。 The lower link 4 is configured to be divided into two members as will be described later, and the crank pin 3 is fitted to a crank pin bearing portion at a substantially center.

アッパリンク５は、下端側がアッパピン６によりロアリンク４の一端に回動可能に連結され、上端側がピストンピン７によりピストン８に回動可能に連結されている。上記ピストン８は、燃焼圧力を受け、シリンダブロック１８のシリンダ１９内を往復動する。 The upper link 5 has a lower end side rotatably connected to one end of the lower link 4 by an upper pin 6 and an upper end side rotatably connected to a piston 8 by a piston pin 7. The piston 8 receives combustion pressure and reciprocates in the cylinder 19 of the cylinder block 18.

ロアリンク４の運動を拘束するコントロールリンク１０は、上端側がコントロールピン１１によりロアリンク４の他端に回動可能に連結され、下端側が制御軸１２を介して機関本体の一部となるシリンダブロック１８の下部に回動可能に連結されている。詳しくは、制御軸１２は、回転可能に機関本体に支持されているとともに、その回転中心から偏心している偏心カム部１２ａを有し、この偏心カム部１２ａに上記コントロールリンク１０下端部が回転可能に嵌合している。 The control link 10 that restricts the movement of the lower link 4 is connected to the other end of the lower link 4 by a control pin 11 so as to be rotatable, and the lower end side is a cylinder block that becomes a part of the engine body via the control shaft 12. The lower part of 18 is rotatably connected. Specifically, the control shaft 12 is rotatably supported by the engine body and has an eccentric cam portion 12a that is eccentric from the center of rotation, and the lower end portion of the control link 10 is rotatable on the eccentric cam portion 12a. Is fitted.

上記制御軸１２は、図示せぬエンジンコントロールユニットからの制御信号に基づいて作動する図示せぬ圧縮比制御アクチュエータによって回動位置が制御される。 The rotation position of the control shaft 12 is controlled by a compression ratio control actuator (not shown) that operates based on a control signal from an engine control unit (not shown).

上記のような複リンク式ピストンクランク機構を用いた可変圧縮比機構においては、上記制御軸１２が圧縮比制御アクチュエータによって回動されると、偏心カム部１２ａの中心位置、特に、機関本体に対する相対位置が変化する。これにより、コントロールリンク１０の下端の揺動支持位置が変化する。そして、上記コントロールリンク１０の揺動支持位置が変化すると、ピストン８の行程が変化し、ピストン上死点（ＴＤＣ）におけるピストン８の位置が高くなったり低くなったりする。これにより、機関圧縮比を変えることが可能となる。 In the variable compression ratio mechanism using the multi-link type piston crank mechanism as described above, when the control shaft 12 is rotated by the compression ratio control actuator, the center position of the eccentric cam portion 12a, in particular, relative to the engine body. The position changes. Thereby, the rocking | fluctuation support position of the lower end of the control link 10 changes. When the swing support position of the control link 10 changes, the stroke of the piston 8 changes, and the position of the piston 8 at the piston top dead center (TDC) becomes higher or lower. This makes it possible to change the engine compression ratio.

次に、上記ロアリンク４の一実施例を図２および図３に基づいて説明する。図２は、ロアリンク４をコントロールリンク１０側の斜め方向から見た斜視図、図３は、コントロールピン１１の中心を通る面（特に後述する分割面２４に直交する面）に沿った断面図である。 Next, an embodiment of the lower link 4 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a perspective view of the lower link 4 as seen from an oblique direction on the control link 10 side, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a plane passing through the center of the control pin 11 (particularly, a plane orthogonal to a dividing plane 24 described later). It is.

ロアリンク４は、上記クランクピン３が嵌合する略中央のクランクピン軸受部２１と、上記アッパピン６を保持する一端部のアッパピン用ピンボス部２２と、上記コントロールピン１１を保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部２３と、を備えている。そして、クランクピン３への組み立て性のために、上記クランクピン軸受部２１の中心を通る分割面２４に沿って、上記アッパピン用ピンボス部２２を含むロアリンクアッパ３１と、上記コントロールピン用ピンボス部２３を含むロアリンクロア３２と、に分割構成され、両者が、クランクピン軸受部２１の両側にそれぞれ配置された２本のボルト３３，３４によって一体に締結されている。上記シリンダ１９が上下方向に配置されているとすると、クランクケース内で上記ロアリンクアッパ３１が上側に、上記ロアリンクロア３２が下側に、それぞれ位置し、上記ボルト３３，３４は、いずれもロアリンクアッパ３１側から挿入されている。 The lower link 4 includes a crank pin bearing portion 21 at the substantially center where the crank pin 3 is fitted, an upper pin pin boss portion 22 for holding the upper pin 6, and the other end portion for holding the control pin 11. A pin boss portion 23 for a control pin. For assembly to the crank pin 3, the lower link upper 31 including the upper pin pin boss part 22 and the control pin pin boss part along the split surface 24 passing through the center of the crank pin bearing part 21. And a lower link lower 32 including the two parts, and both are integrally fastened by two bolts 33 and 34 respectively disposed on both sides of the crankpin bearing portion 21. Assuming that the cylinder 19 is arranged in the vertical direction, the lower link upper 31 is located on the upper side, the lower link lower 32 is located on the lower side in the crankcase, and the bolts 33 and 34 are both lower links. It is inserted from the upper 31 side.

上記アッパピン用ピンボス部２２のピン孔２２ａには、アッパピン６が回転可能に保持される。ここに組み合わされるアッパリンク５は、下端のアッパピン軸受周辺が二股状に形成されており、二股の内側に、ロアリンク４側のアッパピン用ピンボス部２２が回転可能に組み合わされる。 The upper pin 6 is rotatably held in the pin hole 22 a of the upper pin pin boss portion 22. The upper link 5 to be combined here has a bifurcated shape around the upper pin bearing at the lower end, and the upper pin pin boss portion 22 on the lower link 4 side is rotatably combined with the inner side of the fork.

これに対し、コントロールピン１１が回転可能に挿入されるピン孔２３ａを備えたコントロールピン用ピンボス部２３は、二股状に構成されており、この二股の内側に、コントロールリンク１０一端のピンボス部が回転可能に組み合わされる。 On the other hand, the control pin pin boss portion 23 having a pin hole 23a into which the control pin 11 is rotatably inserted is formed in a bifurcated shape, and a pin boss portion at one end of the control link 10 is formed inside the bifurcated portion. Combined to be rotatable.

２本のボルト３３，３４の中で、アッパピン用ピンボス部２２側に位置するボルト３３は、アッパピン用ピンボス部２２の外側を通るような形で、所謂通しボルトとしてロアリンクアッパ３１とロアリンクロア３２のボルト挿入孔（図示せず）を貫通し、かつ先端部が、ロアリンクロア３２下面に配置されたナット３７に螺合している。このボルト３３，ナット３７の締付作業は、下方つまりロアリンクロア３２側からナット３７を回転操作することにより行われる。 Of the two bolts 33, 34, the bolt 33 located on the upper pin pin boss portion 22 side passes through the outside of the upper pin pin boss portion 22, and is a so-called through bolt of the lower link upper 31 and the lower link lower 32. A bolt insertion hole (not shown) is penetrated, and a tip end portion is screwed into a nut 37 disposed on the lower surface of the lower link lower 32. The bolt 33 and nut 37 are tightened by rotating the nut 37 from below, that is, from the lower link lower 32 side.

これに対し、コントロールピン用ピンボス部２３側に位置するボルト３４は、ロアリンクアッパ３１の上面から上記コントロールピン用ピンボス部２３へ向かうように延びており、所謂通しボルトとして、ロアリンクアッパ３１のボルト挿入孔３８およびロアリンクロア３２のボルト挿入孔３９（図３参照）の双方を貫通し、二股状のコントロールピン用ピンボス部２３の谷間部分に収容されたナット４０に螺合している。 On the other hand, the bolt 34 located on the control pin pin boss portion 23 side extends from the upper surface of the lower link upper 31 toward the control pin pin boss portion 23, and is a so-called through bolt. Both the bolt insertion hole 38 and the bolt insertion hole 39 (see FIG. 3) of the lower link lower 32 pass through, and are screwed into a nut 40 accommodated in the valley portion of the bifurcated control pin pin boss portion 23.

より詳しくは、谷間部分の底部となる位置に、上記分割面２４と平行に、座面４１が形成されており、この座面４１上に上記ナット４０が支持されている。また、この座面４１に連続するような形で、谷間部分の幅を部分的に拡大してなるナット挿入溝４２が形成されている。つまり、二股状に分岐した一対のコントロールピン用ピンボス部２３の間隔Ｌ１（図３参照）は、ナット４０の外形寸法よりも狭くなっており、この一対のピンボス部２３の間を上記ナット４０は通過することができない。これに対し、上記ナット挿入溝４２は、ナット４０が通過し得る断面形状を有しており、上記ボルト３４の中心軸と直交する方向、つまり上記分割面２４と平行でかつクランクピン３軸方向と直交する方向に沿って形成され、先端がロアリンク４側面に開口している（図２参照）。従って、組立時には、上記ナット挿入溝４２を通して分割面２４と平行な方向にナット４０が挿入され、上記座面４１上に配置することができる。このようにナット挿入溝４２を介してナット４０を挿入配置することで、ロアリンク４の限られた外形寸法の中で、二股状のコントロールピン用ピンボス部２３の軸方向長さ（コントロールピン１１と嵌合する部分の長さ）を十分に確保することができる。また、ナット挿入溝４２に一旦挿入されたナット４０は、二股状コントロールピン用ピンボス部２３の間隔Ｌ１を通して脱落することがなく、ナット挿入溝４２内に保持されるので、ボルト３４との締付作業の際の作業性向上にも寄与する。 More specifically, a seating surface 41 is formed in parallel with the dividing surface 24 at a position that becomes the bottom of the valley portion, and the nut 40 is supported on the seating surface 41. In addition, a nut insertion groove 42 is formed in such a manner as to be continuous with the seating surface 41 and by partially expanding the width of the valley portion. That is, the distance L1 (see FIG. 3) between the pair of control pin pin boss portions 23 branched in a bifurcated manner is narrower than the outer dimension of the nut 40, and the nut 40 is interposed between the pair of pin boss portions 23. Can't pass. On the other hand, the nut insertion groove 42 has a cross-sectional shape through which the nut 40 can pass, and is in a direction perpendicular to the central axis of the bolt 34, that is, parallel to the dividing surface 24 and in the triaxial direction of the crankpin. Is formed along the direction orthogonal to the front end of the lower link 4 (see FIG. 2). Therefore, at the time of assembly, the nut 40 can be inserted through the nut insertion groove 42 in a direction parallel to the dividing surface 24 and disposed on the seat surface 41. By inserting and arranging the nut 40 through the nut insertion groove 42 in this way, the axial length of the bifurcated control pin pin boss portion 23 (control pin 11) within the limited outer dimensions of the lower link 4. And the length of the portion to be fitted can be sufficiently secured. Further, the nut 40 once inserted into the nut insertion groove 42 is not dropped through the gap L1 of the bifurcated control pin pin boss portion 23 and is held in the nut insertion groove 42, so that the bolt 40 is tightened. It also contributes to improving workability during work.

図４は、上記ナット４０の詳細を示している。このナット４０は、外形寸法を小型化するために、外周面が円筒状をなす円筒形ナットからなり、一方の端面（組立状態で下方となる側の端面）に、締付用工具との嵌合部となる六角孔４５が形成されている。この六角孔４５は、ナット４０内周の雌ねじ部４６と実質的に連続している。また、図示例では、雌ねじ部４６部分の剛性向上を図るために、円筒形の外周面の軸方向の一部に、外径を拡大した環状の補強部４７が形成されている。 FIG. 4 shows details of the nut 40. The nut 40 is a cylindrical nut having an outer peripheral surface that is cylindrical in order to reduce the outer dimensions, and is fitted to one end surface (the end surface on the lower side in the assembled state) with a tightening tool. A hexagonal hole 45 serving as a joint is formed. The hexagonal hole 45 is substantially continuous with the female thread portion 46 on the inner periphery of the nut 40. In the illustrated example, in order to improve the rigidity of the female screw portion 46, an annular reinforcing portion 47 having an enlarged outer diameter is formed in a part of the cylindrical outer peripheral surface in the axial direction.

図５は、上記のロアリンク４の組立方法を説明したものであり、前述したように、ナット４０は、予め、ナット挿入溝４２を通して二股状コントロールピン用ピンボス部２３の谷間部分の座面４１上に配置される。ボルト３３，３４は、それぞれ、ロアリンクアッパ３１側から挿入される。そして、ロアリンクロア３２側からナット３７およびナット４０をそれぞれ回転操作することで、締め付けられる。ここで、上記ナット４０を締め付ける締付用工具は、二股状コントロールピン用ピンボス部２３の間隔Ｌ１を通して挿入され、かつ先端がナット４０の六角孔４５に嵌合する。従って、ナット４０の周囲には、締付用工具のための余分なスペースは不要である。また下方から締付作業する際に、ナット４０がナット挿入溝４２内に保持されるため、締付用工具による締付作業が容易となる。 FIG. 5 illustrates the method of assembling the lower link 4 described above. As described above, the nut 40 is previously inserted through the nut insertion groove 42 and the seating surface 41 at the valley portion of the bifurcated control pin pin boss portion 23. Placed on top. Bolts 33 and 34 are respectively inserted from the lower link upper 31 side. Then, the nut 37 and the nut 40 are respectively rotated from the lower link lower 32 side to be tightened. Here, the tightening tool for tightening the nut 40 is inserted through the space L1 of the bifurcated control pin pin boss portion 23, and the tip is fitted into the hexagonal hole 45 of the nut 40. Therefore, no extra space for the tightening tool is required around the nut 40. Further, when the tightening operation is performed from below, the nut 40 is held in the nut insertion groove 42, so that the tightening operation with the tightening tool becomes easy.

ここで、上記実施例においては、ロアリンクアッパ３１とロアリンクロア３２との分割面２４は、コントロールピン１１から入力される最大荷重時の荷重方向（図７の矢印Ｆ３参照）に対して略垂直となっている。すなわち、図７の参考例の分割面１０７に比較して、反時計回り方向に多少回転した位置に、分割面２４が位置する。２本のボルト３３，３４は、この分割面２４に対して直交する方向に、かつ互いに平行に配置されるので、図７から理解できるように、一方のボルト３３の軸線はアッパピン用ピンボス部２２の外側を通り、他方のボルト３４の軸線は、その延長線がコントロールピン用ピンボス部２３を横切るようになる。 Here, in the above embodiment, the dividing surface 24 of the lower link upper 31 and the lower link lower 32 is substantially perpendicular to the load direction at the time of the maximum load input from the control pin 11 (see arrow F3 in FIG. 7). It has become. That is, the dividing surface 24 is located at a position slightly rotated counterclockwise as compared to the dividing surface 107 of the reference example of FIG. Since the two bolts 33 and 34 are arranged in a direction orthogonal to the dividing surface 24 and parallel to each other, as can be understood from FIG. 7, the axis of one bolt 33 is the pin boss portion 22 for the upper pin. The extension line of the other bolt 34 crosses the pin boss portion 23 for the control pin.

次に、図６は、この発明の第２の実施例を示す図３と同様の断面図である。この実施例においては、ナット４０が収容される座面４１の高さ位置とナット挿入溝４２の高さ位置とが異なっており、前述した実施例に比較して、上記座面４１は分割面２４により近く位置し、かつナット挿入溝４２は、分割面２４からより離れて位置する。なお、上記座面４１およびナット挿入溝４２は、いずれも、分割面２４に平行である。つまり、ナット挿入溝４２の最も奥となる部分が、上記分割面２４側へ窪んでおり、座面４１となっている。従って、ナット挿入溝４２から挿入されたナット４０は、締付用工具により、さらに上方へ持ち上げられるような形で、ボルト３４に締め付けられる。この実施例では、締付作業の際に、ナット挿入溝４２に対し窪んだ形となる座面４１の部分により、ナット４０がより確実に位置決めされる Next, FIG. 6 is a sectional view similar to FIG. 3 showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the height position of the seat surface 41 in which the nut 40 is accommodated is different from the height position of the nut insertion groove 42. Compared to the above-described embodiment, the seat surface 41 is divided. 24, and the nut insertion groove 42 is located farther from the dividing surface 24. The seat surface 41 and the nut insertion groove 42 are both parallel to the dividing surface 24. That is, the innermost part of the nut insertion groove 42 is recessed toward the dividing surface 24, thereby forming the seat surface 41. Accordingly, the nut 40 inserted from the nut insertion groove 42 is tightened to the bolt 34 in such a manner that it can be lifted further upward by the tightening tool. In this embodiment, the nut 40 is more reliably positioned by the portion of the seat surface 41 that is recessed with respect to the nut insertion groove 42 during the tightening operation.

ロアリンクが用いられるピストンクランク機構の例を示す構成説明図。Structure explanatory drawing which shows the example of the piston crank mechanism in which a lower link is used. 本発明に係るロアリンクの一実施例を示す斜視図。The perspective view which shows one Example of the lower link which concerns on this invention. 同ロアリンクの断面図。Sectional drawing of the lower link. ナットの拡大斜視図。The expansion perspective view of a nut. このロアリンクの組立方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the assembly method of this lower link. ロアリンクの第２の実施例を示す図３と同様の断面図。Sectional drawing similar to FIG. 3 which shows the 2nd Example of a lower link. ロアリンクアッパに雌ねじを設けた参考例の説明図。Explanatory drawing of the reference example which provided the internal thread in the lower link upper.

符号の説明Explanation of symbols

４…ロアリンク
２１…クランクピン軸受部
２２…アッパピン用ピンボス部
２３…コントロールピン用ピンボス部
３１…ロアリンクアッパ
３２…ロアリンクロア
３３，３４…ボルト
４０…ナット
４２…ナット挿入溝
4 ... Lower link 21 ... Crank pin bearing portion 22 ... Upper pin pin boss portion 23 ... Control pin pin boss portion 31 ... Lower link upper 32 ... Lower link lower 33, 34 ... Bolt 40 ... Nut 42 ... Nut insertion groove

Claims

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リンクと、このアッパリンクの他端にアッパ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、を備えてなる内燃機関のピストンクランク機構において、
上記ロアリンクは、上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、上記アッパピンを保持する一端部のアッパピン用ピンボス部と、上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、を備えるとともに、上記クランクピン軸受部の中心を通る分割面に沿って、上記アッパピン用ピンボス部を含むロアリンクアッパと、上記コントロールピン用ピンボス部を含むロアリンクロアと、に分割構成され、かつ上記クランクピン軸受部の両側に配置した少なくとも２本のボルトおよびナットによって上記ロアリンクアッパと上記ロアリンクロアとが締結されており、
上記ピンボス部の少なくとも一方は、ピン両端部を支持するように二股状ピンボス部となっており、この二股状ピンボス部の谷間部分に、上記ナットが収容されていることを特徴とする内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。 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 an upper pin, and connected to the crank pin of the crankshaft, and one end on the engine body side In a piston crank mechanism of an internal combustion engine comprising: a control link supported so as to be swingable and having the other end connected to the lower link via a control pin;
The lower link includes a substantially central crank pin bearing portion into which the crank pin is fitted, an upper pin pin boss portion at one end holding the upper pin, and a control pin pin boss portion at the other end holding the control pin. And a lower link upper including the upper pin pin boss portion and a lower link lower including the control pin pin boss portion along a split surface passing through the center of the crank pin bearing portion, and The lower link upper and the lower link lower are fastened by at least two bolts and nuts arranged on both sides of the crankpin bearing portion,
At least one of the pin boss portions is a bifurcated pin boss portion so as to support both ends of the pin, and the nut is accommodated in a valley portion of the bifurcated pin boss portion. Lower link in piston crank mechanism.

上記二股状ピンボス部の間隔が上記ナットの外形寸法よりも狭く構成されているとともに、上記谷間部分の座面まで上記ナットを通すことができるように、上記谷間部分に、部分的に幅を拡大してなるナット挿入溝が形成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ピストンクランク機構におけるロアリンク。 The gap between the bifurcated pin boss portions is configured to be narrower than the outer dimensions of the nut, and the width is partially enlarged in the valley portion so that the nut can be passed to the seating surface of the valley portion. The lower link in the piston crank mechanism of the internal combustion engine according to claim 1, wherein a nut insertion groove is formed.

上記ナット挿入溝が、上記分割面と平行に、かつクランクピン軸方向と直交する方向に沿って形成さ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ピストンクランク機構におけるロアリンク。 The lower link in a piston crank mechanism of an internal combustion engine according to claim 2, wherein the nut insertion groove is formed in parallel to the dividing surface and along a direction orthogonal to the crankpin axis direction.

上記ナットは、外周面が円筒形をなす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ピストンクランク機構におけるロアリンク。 The lower link in the piston crank mechanism of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the nut has a cylindrical outer peripheral surface.

上記ナットは、円筒形の外周面の軸方向の一部に、外径を拡大した環状の補強部を備えていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。 5. The lower link in a piston crank mechanism of an internal combustion engine according to claim 4, wherein the nut includes an annular reinforcing portion having an enlarged outer diameter in a part of the cylindrical outer peripheral surface in the axial direction. .

上記ナットは、締付用工具との嵌合部が端面に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。 The lower link in the piston crank mechanism of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the nut has a fitting portion with a tightening tool formed on an end surface.

上記嵌合部は、六角孔であることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。 The lower link in the piston crank mechanism of the internal combustion engine according to claim 6, wherein the fitting portion is a hexagonal hole.

上記ナットと上記ロアリンクアッパおよびロアリンクロアとが異なる材質であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。 The lower link in the piston crank mechanism of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the nut, the lower link upper, and the lower link lower are made of different materials.

上記コントロールピン用ピンボス部が上記の二股状ピンボス部であり、その谷間部分に収容されたナットを上記ロアリンクロア側から回転操作することにより締付作業がなされることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。 9. The control pin pin boss portion is the bifurcated pin boss portion, and a tightening operation is performed by rotating a nut accommodated in a valley portion from the lower link lower side. A lower link in the piston crank mechanism of the internal combustion engine according to any one of the above.

上記アッパピン用ピンボス部側に配置された他方のボルト，ナットは、ボルトがロアリンクアッパ側から挿入され、ロアリンクロア側に配置されたナットを回転操作することにより締付作業がなされることを特徴とする請求項９に記載の内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。 The other bolts and nuts arranged on the upper pin pin boss part side are characterized in that the bolts are inserted from the lower link upper side and are tightened by rotating the nut arranged on the lower link lower side. A lower link in a piston crank mechanism of an internal combustion engine according to claim 9.

上記分割面が、上記コントロールピンから入力される最大荷重時の荷重方向に対して略垂直となっていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。 11. The piston crank mechanism of an internal combustion engine according to claim 1, wherein the dividing surface is substantially perpendicular to a load direction at the time of maximum load input from the control pin. Lower link.

上記分割面が、上記クランクピンから入力される最大荷重時の荷重方向に対して略垂直となっていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。 The piston crank mechanism of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10, wherein the dividing surface is substantially perpendicular to a load direction at the maximum load input from the crank pin. Lower link.

上記コントロールリンクの機関本体側の揺動支点位置を変化させることにより上記ピストンクランク機構が可変圧縮比機構を構成することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。
The piston crank of an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 12, wherein the piston crank mechanism forms a variable compression ratio mechanism by changing a swing fulcrum position of the control link on the engine body side. Lower link in the mechanism.