JP2009041512A - 複リンク式内燃機関の軸受構造 - Google Patents

Abstract

【課題】クランクシャフト用キャップの口開きの問題を解消し、かつクランクシャフトとコントロールシャフトとが機関水平方向に近接するようなリンクジオメトリを可能にする。
【解決手段】アッパリンク３、ロアリンク４、コントロールリンク５、コントロールシャフト７を有する複リンク式の内燃機関において、シリンダブロック１との間でクランクシャフト６を支持するクランクシャフト主軸受下側部材１３と、これをシリンダブロック１に締結するクランクシャフト主軸受締結部材１５、１７と、コントロールシャフト７を支持するコントロールシャフト主軸受部材１４と、これをクランクシャフト主軸受下側部材１３に締結するコントロールシャフト主軸受締結部材１６、１８と、を備え、機関前方視でコントロールシャフト７に近い方のクランクシャフト主軸受締結部材１７の軸線が、コントロールシャフト締結部材１６、１８のそれぞれの軸線に挟まれた範囲に位置する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ピストンとクランクシャフトとを複数のリンクを介して連結する複リンク式内燃機関に関する。

複リンク式内燃機関として、特許文献１には、クランクシャフトと略平行に延びるコントロールシャフトと、当該コントロールシャフトとクランクピンに支持されたロアリンクとを連結するコントロールリンクと、を備え、当該コントロールシャフトを回転させることによってピストン上死点位置を変化させ、圧縮比を可変に制御可能な機構が開示されている。

特許文献１に開示された複リンク式内燃機関では、クランクシャフトの主軸受けとコントロールシャフトの主軸受けとをクランクシャフト軸方向の同一平面内に配置している。

そして、コントロールシャフト用キャップは２本のボルトでクランクシャフト用キャップに締結され、この２本のボルトはクランクシャフト用キャップを貫通してクランクシャフト用キャップをシリンダブロックに締結するボルトを兼ねている。また、クランクシャフトの軸心に対してコントロールシャフトと反対側にはクランクシャフト用キャップをシリンダブロックに締結するボルトが配置される。このように３本のボルトによってクランクシャフト用キャップ及びコントロールシャフト用キャップが締結されている。
特開２００４−９２４４８号公報

ところで、複リンク式内燃機関においては、クランクシャフト、コントロールシャフト及び各リンク等の配置等（以下、リンクジオメトリという）は、種々の形態をとることができ、例えばピストンストロークやボア径が異なれば、機関の騒音、振動を防止するために好適なリンクジオメトリも異なる。

例えば、クランクシャフト軸方向視で、クランクシャフトとコントロールシャフトが機関水平方向に近接するようなリンクジオメトリが要求される場合もある。このとき、特許文献１に記載の軸受構造では、コントロールシャフト用キャップを締結するボルトのうち、クランクシャフトとコントロールシャフトの間に位置するボルトの軸線を延長した先にクランクシャフトがある場合に、クランクシャフトとの干渉を回避するため当該ボルトをクランクシャフト用キャップを貫通するまで延伸することができなくなる。つまり、クランクシャフト用キャップは両端の２本のボルトでシリンダブロックに締結されることとなる。そのため、クランクシャフト用キャップのコントロールシャフト側を締結するボルトとクランクシャフトとの間隔が大きくなり、クランクシャフトに機関下向きの荷重が作用したときに、クランクシャフト用キャップが変形してシリンダブロック側のクランクシャフト主軸受との間に空隙が生ずる、いわゆる口開きが生ずるおそれがある。この口開きは、軸受を構成する部材の応力が過大となるばかりか、合わせ面での微動摩耗（フレッチング摩耗）等といった不具合の原因となるので、避けなければならないので、特許文献１に記載の軸受構造では、口開きを防止するためにクランクシャフトとコントロールシャフトとを十分に近接させることができなかった。

そこで、本発明では口開きの問題を解消し、かつクランクシャフトとコントロールシャフトとが機関水平方向に近接するようなリンクジオメトリを可能にする軸受構造とすることを目的とする。

本発明の軸受構造は、ピストンとクランクシャフトとを連結する複数のリンクと、クランクシャフトと略平行に延びるコントロールシャフトと、コントロールシャフトと前記複数のリンクの一つとを連結するコントロールリンクとを備える複リンク式内燃機関において、シリンダブロックとの間で前記クランクシャフトの主軸部分を支持するクランクシャフト主軸受下側部材と、前記クランクシャフト主軸受下側部材を前記シリンダブロックに締結する一対のクランクシャフト主軸受締結部材（第１締結部材、第４締結部材）と、前記コントロールシャフトの主軸部分を支持するコントロールシャフト主軸受部材と、前記コントロールシャフト主軸受部材を前記クランクシャフト主軸受下側部材に締結する一対のコントロールシャフト主軸受締結部材（第２締結部材、第３締結部材）と、を備え、機関前方から見たときに、前記コントロールシャフトに近い方の前記クランクシャフト主軸受締結部材（第４締結部材）の軸線が、第２締結部材の軸線と第３締結部材の軸線とに挟まれた範囲に位置する。

本発明によれば、燃焼荷重に起因してクランクシャフト主軸受下側部材に作用する荷重と、同様にコントロールシャフト主軸受部材に作用する荷重との偶力によって第４締結部材に作用する、モーメント荷重を低減することができ、また、第４締結部材の軸方向の引張荷重も低減できる。これにより、第４締結部材の要求軸力を低減することが可能となり、コスト低減を図ることができる。

以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は複リンク式内燃機関の一例を示す図であり、本出願人が先にした出願に係る複リンク式内燃機関の概略構成図（シリンダヘッド部分は省略している）である。

１はシリンダブロック、２はピストン、３はアッパーリンク、４はロアリンク、５はコントロールリンク、６はクランクシャフト、７はコントロールシャフト、８はアクチュエータ、９、１０、１２は連結ピン、１１はクランクピンである。

ピストン２は、アッパーリンク３およびロアリンク４を介してクランクシャフト６に連結される。アッパーリンク３はピストン２のピストンピン２ａに一端が連結され、他端は連結ピン９を介してロアリンク４と連結されている。ロアリンク４は、中央をクランクシャフト６のクランクピン１１に回転可能に締結され、クランクシャフト６とともに回転する。また、ロアリンク４のクランクピン１１に対してアッパーリンク３と反対側には、コントロールリンク５が連結ピン１０を介して回転可能に締結され、コントロールリンク５はコントロールシャフト７に連結ピン１２を介して固定される。コントロールシャフト７の中心軸７ａとコントロールリンク５の締結部は軸が偏心しており、コントロールシャフト７が回転することにより、連結ピン１２が移動し、ロアリンク４の傾きが変わることによりアッパーリンク３およびピストン２の上死点位置が変わる。コントロールシャフト７は、モータ付きアクチュエータ８により回転させられる。

コントロールシャフト７を回転させることにより、連結ピン１２がコントロールシャフト７の中心軸７ａに対して相対的に低くなる方向に移動すると、連結ピン１０の位置も下がり、ロアリンク４はクランクピン１１を中心として連結ピン９の位置が相対的に上昇する方向に傾き、ピストン２が上昇して圧縮比が高まる。

逆に、連結ピン１２がコントロールシャフト７の中心軸７ａに対して相対的に高くなる方向に移動すると、連結ピン１０の位置も上がり、ロアリンク４はクランクピン１１を中心として連結ピン９の位置が相対的に低くなる方向に傾き、ピストン２が下降して機関圧縮比が低くなる。

上記のような構成の複リンク式内燃機関において、例えばエンジンが高負荷運転領域では、エンジン回転数によらずノッキング防止のために低圧縮比状態に設定し、ノッキング発生のおそれが低い低中負荷運転領域では、出力の向上を図るために高圧縮比状態に設定することとすれば、機関運転状態に応じて圧縮比を可変に制御し得る可変圧縮比機構となる。

ところで、本発明の第１実施形態では、クランクシャフト６及びコントロールシャフト７の軸受構造が図１の構造とは異なる。以下、本実施形態のクランクシャフト６及びコントロールシャフト７の軸受構造について説明する。

図２（ａ）はクランクシャフト６及びコントロールシャフト７の軸受部分のエンジン前方から見た概略図、図２（ｂ）は同様にエンジン側面から見た概略図である。

図２（ａ）中の１３はクランクシャフト用キャップ、１４はコントロールシャフト用キャップ、１５及び１７はクランクシャフト用キャップをクランクシャフト主軸受上側部材としてのシリンダブロック１に締結するための締結ボルト、１６及び１８はコントロールシャフト用キャップをクランクシャフト用キャップ１３に締結するための締結ボルト、１９はコントロールシャフト用キャップ１４のクランクシャフト用キャップ１３に対する位置決め用の位置決めピン、２０は同じく位置決めピンである。

締結ボルト１５〜１８は、いずれもエンジン下方側から上方に向けてクランクシャフト用キャップ１３、コントロールシャフト用キャップ１４を締結する。なお、締結部材は締結ボルト１５〜１８に限られるわけではなく、例えばシリンダブロック１及びクランクシャフト用キャップ１３の下面にスタッドボルトを設け、ナットを用いて締結するようにしてもよい。

クランクシャフト用キャップ１３及びシリンダブロック１には、クランクシャフト６の主軸を支持する切り欠き部１３ａ、１ａを設ける。クランクシャフト用キャップ１３は、それぞれクランクシャフト６の軸線の左右に配置する締結ボルト１５、１７により締結する。

コントロールシャフト用キャップ１４は、コントロールシャフト７の主軸を支持するための開口部１４ａを備える一体の部品であり、それぞれコントロールシャフト７の軸線の左右に配置する締結用ボルト１６、１８により、クランクシャフト用キャップ１３に締結する。

締結ボルト１５〜１８を、それぞれ第１締結ボルト１５、第２締結ボルト１６、第３締結ボルト１８、第４締結ボルト１７とすると、エンジン前方から見たときに第２締結ボルト１６は第１締結ボルト１５と第４締結ボルト１７の間に位置し、第４締結ボルト１７は第２締結ボルト１６と第３締結ボルト１８の間に位置する。

図２(ｂ)に示すように、クランクシャフト用キャップ１３とコントロールシャフト用キャップ１４の、クランクシャフト６の軸方向の位置は一致する。つまり、クランクシャフト用キャップ１３とコントロールシャフト用キャップ１４は、クランクシャフト６の軸線に略直交する同一平面内にある。

仮にクランクシャフト用キャップ１３とコントロールシャフト用キャップ１４とをクランクシャフト６の軸方向にオフセットさせ、それぞれをボルトで締結することとした場合には、容易にクランクシャフト６の主軸受部での口開きの問題を回避するが、特にコントロールシャフト用キャップ１４が大型化することとなり、組立て剛性の低下が懸念される。

この点、本実施形態のようにクランクシャフト用キャップ１３とコントロールシャフト用キャップ１４とが同一平面内にある場合には、各部品を大きくする必要がなく、部品相互の組立て剛性を確保しやすくなる。

図３は図２のクランクシャフト用キャップ１３とコントロールシャフト用キャップ１４との接合面付近の拡大図である。

クランクシャフト用キャップ１３の下面には、第４締結ボルト１７の頭部分１７ａが収まるように座繰り（以下、クランクシャフト側カウンタボア１３ｂという）を設ける。クランクシャフト側カウンタボア１３ｂには、第４締結ボルト１７の頭部分１７ａを覆うような中空管状の位置決めピン１９を、クランクシャフト用キャップ１３の下面から突出するように設ける。そして、コントロールシャフト用キャップ１４のクランクシャフト側カウンタボア１３ｂと対向する位置には、位置決めピン１９の突出した部分が収まるように座繰り（以下、コントロールシャフト側カウンタボア１４ｂという）を設ける。

また、第４締結ボルト１７用のボルト穴の、コントロールシャフト用キャップ１４の下面近傍及びクランクシャフト用キャップ１３の上面近傍にも、位置決めピン２０用のカウンタボアを設ける。なお、位置決めピン２０を設けた部分では第４締結ボルト１７とボルト穴とが噛み合わない。そこで、位置決めピン２０よりも上方の噛み合い長さ（図３中の長さＡ）を、十分な締結力が得られる程度に長くとる。

上記の２本の位置決めピン１９、２０により、コントロールシャフト用キャップ１４とクランクシャフト用キャップ１３の位置決めがなされる。

ところで、第２締結ボルト１６について第４締結ボルト１７と同様に位置決めピンを設けることも考えられるが、第２締結ボルト１６の延長線上にクランクシャフト６があると、位置決めピンよりも上方の噛み合い長さを十分に確保できなくなるおそれがある。仮に噛み合い長さを確保できたとしても、クランクシャフト用キャップ１３の肉厚（図３中の肉厚Ｃ）が薄くなるので、後述する燃焼荷重等に起因してクランクシャフト６の主軸受に荷重が作用した場合に応力が集中する等の弊害がある。

そこで、本実施形態では、肉厚に余裕のある第３締結ボルト１８及び第４締結ボルト１７の締結部分に位置決めピン１９、２０を設けた。

なお、第４締結ボルト１７の頭部分がコントロールシャフト側カウンタボア１４ｂまで突出するようにしてもよいが、後述する燃焼荷重等に起因してコントロールシャフト用キャップ１４に作用する荷重による変形を抑制するためには、コントロールシャフト側カウンタボア１４ｂを浅くした方が有利であるので、クランクシャフト側カウンタボア１３ｂ内に収まる方が望ましい。すなわち、コントロールシャフト側カウンタボア１４ｂは、位置決めピン１９が位置決め機能を発揮できる限りにおいて、できるだけ浅い方が望ましい。

次に、クランクシャフト６の主軸受としてのクランクシャフト用キャップ１３及びシリンダブロック１と、コントロールシャフト７の主軸受としてのコントロールシャフト用キャップ１４と、に作用する荷重について、図４を参照して説明する。

図４は図２と同様の図に荷重の大きさ及び方向を表した図であり、図中の矢印Ｆｃｒは燃焼荷重に起因してクランクシャフト６の主軸受に作用する荷重、矢印Ｆｃｏは燃焼荷重に起因してコントロールシャフト７の主軸受に作用する荷重、破線矢印Ｆ１、Ｆ４はそれぞれ荷重Ｆｃｒの第１締結ボルト１５、第４締結ボルト１７への入力荷重、破線矢印Ｆ２、Ｆ３はそれぞれ荷重Ｆｃｏの第２締結ボルト１６、第３締結ボルト１８への入力荷重を表している。

荷重Ｆｃｒが作用する向きは、リンクジオメトリにより異なるが、ここでは図４に示すように、図中左斜め下方に作用するものとする。また、荷重Ｆｃｏが作用する向きはリンクジオメトリ及び設定した圧縮比により異なるが、概ね荷重Ｆｃｒと反対方向に作用するので、ここでは図４に示すように図中右斜め上方に作用するものとする。

上記のような場合、荷重Ｆｃｒは第１締結ボルト１５、第４締結ボルト１７に分担されて、荷重Ｆ１、Ｆ４となる。一方、荷重Ｆｃｏは第２締結ボルト１６及び第３締結ボルト１８に分担されて荷重Ｆ２、Ｆ３となる。

ここで第４締結ボルト１７に着目すると、第４締結ボルト１７には荷重Ｆｃｒと荷重Ｆｃｏが偶力として作用し、これがモーメント荷重として印加される。この荷重モーメントは、例えばシリンダブロック１とクランクシャフト用キャップ１３との締結面近傍ではボルト剪断力として作用する。

一般的に、ボルトは単純な引張りもしくは圧縮方向の荷重が作用するような使用方法が望ましく、モーメント荷重及びそれに起因する剪断力が作用することは、ボルトの強度・耐久性の観点から望ましくない。

この点、本実施形態では、第４締結ボルト１７を第２締結ボルト１６と第３締結ボルト１８の間に配置するので、荷重Ｆｃｏのモーメントアームが短くなり、モーメント荷重が低減する。また、荷重Ｆ２及びＦ３が荷重Ｆ４に対向して作用するので、互いの荷重が相殺されて、第４締結ボルト１７が分担すべき軸方向力も低減される。

したがって、第４締結ボルト１７が第２締結ボルト１６と第３締結ボルト１８の間以外の部分に位置する場合と比較して、第４締結ボルト１７の要求される軸力を相対的に低く設定することが可能となり、例えばボルト径の細径化やボルト強度区分を下げることで、コスト低減を見込むことができる。

なお、図７に示すように、荷重Ｆｃｏの作用方向がシリンダブロック１とクランクシャフト用キャップ１３との締結面と第４締結ボルト１７との交点（以下、第４締結ボルト１７の起点という）を向いていれば、第４締結ボルト１７に作用する荷重モーメントが最も小さくなる。さらに、第４締結ボルト１７の軸線上にコントロールシャフト７の中心軸があるような構成であれば、荷重Ｆｃｏの機関上下方向成分と第４締結ボルト１７の軸線が一致するので、第４締結ボルト１７に作用するモーメント荷重を更に低減することができる。

ところで、圧縮比可変制御を行う場合には、設定した圧縮比に応じて荷重Ｆｃｏの向きも変化するので、常に荷重Ｆｃｏが第４締結ボルト１７の起点を向くようにすることができない。そこで、少なくとも燃焼荷重が大きくなる運転状態用の圧縮比設定となったときには、荷重Ｆｃｏが第４締結ボルト１７の起点を向くように、第４締結ボルト１７の起点の位置及びリンクジオメトリ等を設定する。

図５は、上述したクランクシャフト６及びコントロールシャフト７の軸受構造を多気筒エンジンに適用する際の一例として、直列４気筒エンジンに適用するための構造を表した図である。なお、図中下方がエンジン上方である。

各気筒のクランクシャフト用キャップ１３は、エンジン側方側の両端部が連結され、いわゆるラダービーム型ベアリングキャップとなっている。そして、両端部を連結している壁面がシリンダブロック１のスカート部分として機能している。

一方、各気筒のコントロールシャフト用キャップ１４は梁状部材２１により連結され、いわゆるベアリングビーム構造となっている。このようなベアリングビーム構造とした場合には、第３締結ボルト１８を挿通する位置決めピン２０はなくてもよく、さらには、第４締結ボルト１７を挿通する位置決めピン１９も、少なくともいずれか二つのコントロールシャフト用キャップ１４に設ければよい。

なお、梁状部材２１のリブ形状や連結位置等の詳細については、周辺部品のレイアウトや応力分布に応じて定めるものであり、図５の形状に限られるものではない。

ところで、コントロールシャフト用キャップ１４が一体成形されているので、コントロールシャフト７の形状には制限がある。

具体的には、コントロールシャフト７の主軸部分の径をｒ１、コントロールリンク５との連結部である偏心部の径をｒ２、主軸部分の回転軸と偏心部の回転軸との偏心量をｄとしたときに、下式（１）の関係が成立するようにする。

ｒ１≧ｒ２＋ｄ ・・・（１）
このような関係が成立すれば、コントロールシャフト７の軸方向から見たときに、偏心部分の最外径部が主軸部分の外径よりも内側となる。これにより、一体形成されたコントロールシャフト用キャップ１４をクランクシャフト用キャップ１３の下面に仮組した後、コントロールシャフト７を機関前方ないしは後方から挿通させて組み付けることが可能となる。

以上のように、本実施形態では次のような効果を得ることができる。
（１）シリンダブロック１との間でクランクシャフト６の主軸部分を支持するクランクシャフト用キャップ１３と、クランクシャフト用キャップ１３をシリンダブロック１に締結する第１締結ボルト１５及び第４締結ボルト１７と、コントロールシャフト７の主軸部分を支持するコントロールシャフト用キャップ１４と、コントロールシャフト用キャップ１４をクランクシャフト用キャップ１３に締結する第２締結ボルト１６及び第３締結ボルト１８と、を備え、機関前方から見たときに、コントロールシャフト７に近い第４締結ボルト１７の軸線が、第２締結ボルト１６及び第３締結ボルト１８のそれぞれの軸線に挟まれた範囲に位置するので、燃焼荷重に起因してクランクシャフト主軸受下側部材に作用する荷重と、同様にコントロールシャフト主軸受部材に作用する荷重との偶力によって第４締結部材に作用するモーメント荷重を低減することができ、また、第４締結部材の軸方向の引張荷重も低減できる。これにより、第４締結部材の要求軸力を低減することが可能となり、コスト低減を図ることができる。
（２）第４締結ボルト１７の頭部分１７ａが、コントロールシャフト用キャップ１４とクランクシャフト用キャップ１３との締結面よりもクランクシャフト用キャップ１３側に収まるので、頭部分１７ａがコントロールシャフト用キャップ１４側に突出する場合と比べて、コントロールシャフト用キャップ１４のコントロールシャフト７より上方の肉厚をより多く確保することができ、これにより当該部位での圧縮応力を低減することができる。

また、コントロールシャフト７の中心座標を、機関上下方向のより高い位置に設定することが可能となるので、クランクシャフト６とコントロールシャフト７の機関上下方向の偏差をより狭くしたコンパクトな構成にすることが可能となる。
（３）クランクシャフト用キャップ１３は第４締結ボルト１７の下端側にクランクシャフト側カウンタボア１３ａを備え、コントロールシャフト用キャップ１４は、クランクシャフト側カウンタボア１３ａと対向する位置にコントロールシャフト側カウンタボア１４ｂを備え、第４締結ボルト１７の外径よりも大きな内径空隙を有する位置決めピン１９がクランクシャフト側カウンタボア１３ａ及びコントロールシャフト側カウンタボア１４ｂに嵌合することで位置決めをするので、第２締結ボルト１６及び第３締結ボルト１８の噛み合い長さを犠牲にすることなく、確実な位置決めをすることができる。

特に、図２（ａ）のように第２締結ボルト１６の延長線上にクランクシャフト６がある場合には、第２締結ボルト１６に位置決めピンを挿通させる位置決め方法と比較して、同一のねじの噛み合い長さを確保したときにクランクシャフト用キャップ１３のクランクシャフト主軸周りの肉厚をより多く確保することができる。したがって、クランクシャフト６をより高い剛性で支持することが可能となる。
（４）コントロールシャフト７にコントロールリンク５を介して作用する機関運転中の燃焼荷重に起因する荷重の作用方向上に、クランクシャフト用キャップ１３とコントロールシャフト用キャップ１４との締結面と第４締結ボルト１７の軸線との交点が位置するような構成にすると、第４締結ボルト１７に作用するモーメント荷重を低減することができる。
（５）多気筒エンジン内燃機関において、気筒列方向に間欠的に設けられたコントロールシャフト用キャップ１４が梁状部材２１により連結されて一体となったベアリングビーム構造となっているので、少なくとも２箇所に位置決めピン１９を設ければ位置決め摺ることが可能となる。また、一体構造とすることでコントロールシャフト７の支持剛性を高めることができ、これによってコントロールシャフト７の変形が抑制されるので、コントロールシャフト７の主軸部分と偏心軸部分との連結部を細径化して、コントロールシャフト７の重量低減、及び軸線回りの慣性モーメントの低減を図ることができる。

コントロールシャフト７の軸線回りの慣性モーメントの低減は、可変圧縮比機構との組み合わせにおいては、アクチュエータ８の回転駆動負荷低減につながり、アクチュエータ８の消費エネルギーの低減や、作動応答性の向上といった効果も見込める。
（６）コントロールシャフト７の主軸主軸の半径は、偏心軸の半径と偏心量との和よりも大きいので、ベアリングビーム構造のコントロールシャフト用キャップ１４をクランクシャフト用キャップ１３の下面に仮組した後、コントロールシャフト７を機関前方又は後方から挿通させることができる。

第２実施形態について図６を参照して説明する。

図６は本実施形態のクランクシャフト６及びコントロールシャフト７の軸受部分のエンジン前方から見た概略図である。本実施形態の構成は基本的に第１実施形態と同様であるが、第１実施形態では一体部材であったコントロールシャフト用キャップ１４が、上側部材２２と下側部材２３の分割式となっている点で異なる。

分割式としたことにより、上側部材２２と下側部材２３との間でも位置決めをする必要がある。そこで、第２締結ボルト１６と第３締結ボルト１８のそれぞれを挿通するボルト穴の、上側部材２２と下側部材２３との結合面近傍に、カウンタボアを設けて位置決めピン２４、２５を配置する。

なお、組み付けの際には、コントロールシャフト７を上側部材２２の軸受部分２２ａにセットした後で下側部材２３を締結するので、第１実施形態のようなコントロールシャフト７の形状の制限は不要となる。

以上により本実施形態では、第１実施形態と同様の効果に加え、コントロールシャフト用キャップ１４を分割式にしたので、コントロールシャフト７の偏心量や偏心部の径等の制限が緩和されるという効果も得られる。また、コントロールシャフト７の組み付けが用意になるという効果も得られる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

従来の複リンク式内燃機関の一例を示す図である。 （ａ）は第１実施形態のクランクシャフト及びコントロールシャフトの軸受部分の機関前方から見た概略構成図であり、（ｂ）は同じく機関側方から見た概略構成図である。 コントロールシャフト用キャップ締結部の拡大図である。 クランクシャフト及びコントロールシャフトに作用する荷重を表す図である。 クランクシャフト用キャップ及びコントロールシャフト用キャップの一例を表す図である。 第２実施形態のクランクシャフト及びコントロールシャフトの軸受部分の概略構成図である。 コントロールシャフトの主軸に作用する荷重を低減するためのリンクジオメトリの一例を示す図である。

符号の説明

１ シリンダブロック
２ ピストン
３ アッパリンク
４ ロアリンク
５ コントロールリンク
６ クランクシャフト
７ コントロールシャフト
８ アクチュエータ
１３ クランクシャフト用キャップ
１４ コントロールシャフト用キャップ
１５ 第１締結ボルト
１６ 第２締結ボルト
１７ 第４締結ボルト
１８ 第３締結ボルト
１９ 位置決めピン
２０ 位置決めピン
２２ 上側部材
２３ 下側部材

Claims (7)

1. 一端がピストンピンを介してピストンに連結されるアッパリンクと、
   前記アッパリンクの他端及びクランクシャフトのクランクピンに連結されるロアリンクと、
   前記クランクシャフトと略平行に配置したコントロールシャフトと、
   一端が前記コントロールシャフトに揺動可能に連結されるとともに、他端が前記ロアリンクに連結されるコントロールリンクと、
   を備える複リンク式内燃機関の軸受構造において、
   シリンダブロックとの間で前記クランクシャフトの主軸部分を支持するクランクシャフト主軸受下側部材と、
   前記クランクシャフト主軸受下側部材を前記シリンダブロックに締結する一対のクランクシャフト主軸受締結部材と、
   前記コントロールシャフトの主軸部分を支持するコントロールシャフト主軸受部材と、
   前記コントロールシャフト主軸受部材を前記クランクシャフト主軸受下側部材に締結する一対のコントロールシャフト主軸受締結部材と、
   を備え、
   機関前方から見たときに、前記コントロールシャフトに近い方の前記クランクシャフト主軸受締結部材の軸線が、前記一対のコントロールシャフト締結手段のそれぞれの軸線に挟まれた範囲に位置する特徴とする複リンク式内燃機関の軸受構造。
2. 前記機関前方から見たときにコントロールシャフトに近い方のクランクシャフト主軸受締結部材の前記コントロールシャフト主軸受部材側の端部が、前記コントロールシャフト主軸受部材と前記クランクシャフト主軸受下側部材との締結面よりも前記クランクシャフト主軸受部材側に収まることを特徴とする請求項１に記載の複リンク式内燃機関の軸受構造。
3. 前記クランクシャフト主軸受下側部材は、前記機関前方から見たときにコントロールシャフトに近い方のクランクシャフト主軸受締結部材の前記コントロールシャフト主軸受部材側端部に第１座繰りを備え、
   前記コントロールシャフト主軸受部材は、前記第１座繰りと対向する位置に第２座繰りを備え、
   前記クランクシャフト主軸締結手段の外径よりも大きな内径空隙を有する位置決めピンが、前記第１座繰り及び前記第２座繰りに嵌合することを特徴とする請求項１または２に記載の複リンク式内燃機関の軸受構造。
4. 前記コントロールシャフトに前記コントロールリンクを介して作用する機関運転中の燃焼荷重に起因する荷重の作用方向上に、前記クランクシャフト主軸受部材と前記コントロールシャフト主軸受部材との締結面と前記機関前方から見たときにコントロールシャフトに近い方のクランクシャフト主軸受締結部材の軸線との交点が位置することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の複リンク式内燃機関の軸受構造。
5. 多気筒エンジン内燃機関において、
   前記コントロールシャフト主軸受部材は気筒列方向に間欠的に設けられ、一体部材により連結されてベアリングビーム構造となっていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の複リンク式内燃機関の軸受構造。
6. 前記コントロールシャフト主軸受部材は単一部材で構成され、
   前記コントロールシャフトは、主軸と前記主軸から所定量偏心している偏心軸とを有し、
   前記主軸の半径は前記偏心軸の半径と偏心量との和よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の複リンク式内燃機関の軸受構造。
7. 一端がピストンピンを介してピストンに連結されるアッパリンクと、
   前記アッパリンクの他端及びクランクシャフトのクランクピンに連結されるロアリンクと、
   前記クランクシャフトと略平行に配置したコントロールシャフトと、
   一端が前記コントロールシャフトに揺動可能に連結されるとともに、他端が前記ロアリンクに連結されるコントロールリンクと、
   を備える複リンク式内燃機関の軸受構造において、
   シリンダブロックとの間で前記クランクシャフトの主軸部分を支持するクランクシャフト主軸受下側部材と、
   前記クランクシャフト主軸受下側部材を前記シリンダブロックに締結する一対のクランクシャフト主軸受締結部材と、
   前記コントロールシャフトの主軸部分を支持するコントロールシャフト主軸受部材と、
   前記コントロールシャフト主軸受部材を前記クランクシャフト主軸受下側部材に締結する一対のコントロールシャフト主軸受締結部材と、
   を備え、
   機関前方から見たときに、前記コントロールシャフトに近い方の前記クランクシャフト主軸受締結部材の軸線が、前記コントロールシャフトの中心軸を通ることを特徴とする複リンク式内燃機関の軸受構造。

Images