JP3726678B2 - 複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ピストンの往復動に伴ってクランクシャフトが回転するレシプロ式内燃機関のクランク機構、特に、ピストンピンとクランクピンとが複数のリンク部材を介して連係する複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レシプロ式内燃機関のクランク機構として、図１６に示すような複リンク型の構成が近年提案されている（特開２０００−７３８０４号公報参照）。これは、シリンダ５１内を摺動する図示せぬピストンのピストンピンに一端が連結されたアッパリンク５２と、このアッパリンク５２の他端に第１連結ピン５３を介して一端が連結されるとともに、クランクシャフト５４のクランクピン５５に中央部で連結されたロアリンク５６と、このロアリンク５６の他端に第２連結ピン５７を介して一端が連結され、かつ他端が内燃機関本体に連結されたコントロールリンク５８と、を備えている。そして、上記コントロールリンク５８の揺動支持位置が偏心カム５９によって制御される構成となっており、上記偏心カム５９によってコントロールリンク５８の位置を変化させることにより、ピストン３の上死点位置、ひいては圧縮比が変化する構成となっている。
【０００３】
ここで、上記クランクシャフト５４は、カウンタウエイト６０を有し、かつこのカウンタウエイト６０が、第１連結ピン５３および第２連結ピン５７の内周側で回転する構成となっている。換言すれば、ロアリンク５６は、カウンタウエイト６０を含めたクランクシャフト５４の外径に比べて、かなり大きな部品として構成されており、カウンタウエイト６０がロアリンク５６に重なり合った状態を保ちつつ回転するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の構成においては、ロアリンク５６端部の第１連結ピン５３や第２連結ピン５７がカウンタウエイト６０の外周側を運動することから、ロアリンク５６が大型化し、特に、内燃機関の全幅が大きくなってしまう、という問題がある。また、大きな荷重を受ける第１，第２連結ピン５３，５７の軸受面の幅（軸方向の寸法）を十分に大きく確保する必要があるが、上記の構成では、カウンタウエイト６０の慣性モーメントを大きく設定するために該カウンタウエイト６０の幅を大きなものとすると、限られた機関全長の中で、第１，第２連結ピン５３，５７の軸受面の幅が相対的に縮小し、軸受耐久性が低下する、という問題がある。
【０００５】
この発明は、複リンク型のクランク機構において、カウンタウエイトの慣性モーメントを十分に大きく確保しつつ、各連結ピンの軸受面の幅を大きく確保できるようにすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、シリンダ内を往復動するピストンと、回転自在に支持されたクランクシャフトと、このクランクシャフトのクランクピンと上記ピストンのピストンピンとを連係する複数本のリンク部材からなるリンク機構と、を備え、かつ上記クランクシャフトのカウンタウエイトの外周部に、クランクピンを挟んで互いに対向するように軸方向に膨出した凸部を備えてなる複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構において、
ピストンピンとクランクピンと機関本体側の支持点とを除いた上記リンク機構の複数のリンク連結点の中で、少なくとも１つのリンク連結点が、クランクピンを中心とした上記凸部の相対回転軌跡の内周側に位置していることを特徴としている。
【０００７】
さらに請求項２に係る発明は、ピストンピンとクランクピンと機関本体側の支持点とを除いた上記リンク機構の複数のリンク連結点の全てが、上記相対回転軌跡の内周側に位置していることを特徴としている。
【０００８】
クランクシャフトは実際にはクランクジャーナルを中心として回転するのであるが、例えばクランクピンを中心に揺動する他のリンク部材に対しては、カウンタウエイトはクランクピンを中心として相対回転することになる。本発明では、クランクピンを中心としてみたときに、カウンタウエイトの外周側の凸部が、中間のリンク連結点の外周側を相対回転することになり、リンク連結点となる連結ピン等との干渉を回避しつつカウンタウエイトの慣性モーメントを大きく確保することが可能となる。
【０００９】
請求項１および請求項２の発明をより具体化した請求項３の発明では、上記リンク機構が、上記ピストンピンに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第１連結ピンを介して連結されるとともに上記クランクピンに連結されたロアリンクと、上記ロアリンクに第２連結ピンを介して一端が連結されるとともに他端が機関本体側に揺動可能に支持されたコントロールリンクと、を備えて構成されている。このものでは、第１連結ピンおよび第２連結ピンの中心点が中間のリンク連結点に相当し、これらの２つのリンク連結点の一方もしくは双方が、上記相対回転軌跡の内周側に位置している。
【００１０】
この請求項３の発明をより具体化した請求項４の発明では、上記ロアリンクの外形が、上記相対回転軌跡の内周側に位置している。つまり、クランクピンを中心として揺動するロアリンク全体が、クランクピンを中心とした凸部の相対回転軌跡の内周側に位置する。
【００１１】
また、請求項５の発明では、各連結ピンの両端部を支持する二股状のピンボス部が上記ロアリンクに形成されるとともに、各連結ピンの中央部に上記アッパリンクもしくは上記コントロールリンクが嵌合しており、上記ピンボス部の少なくとも一方は、その軸方向の両端の間隔が、上記の互いに対向する一対の凸部の間の間隔よりも大きく設定されているとともに、上記相対回転軌跡の内周側に位置している。
【００１２】
さらに、この請求項５の発明をより具体化した請求項６の発明では、第１連結ピンを支持するピンボス部が上記相対回転軌跡の内周側に位置しており、上記第２連結ピンを支持するピンボス部は、その軸方向の両端の間隔が、上記の互いに対向する一対の凸部の間の間隔よりも小さく設定されているとともに、上記相対回転軌跡と部分的に重なる位置にある。つまり、このものでは、荷重がより大きな第１連結ピンについては、そのピンボス部の軸方向の長さが第２連結ピンのピンボス部よりも大きく確保される。
【００１３】
請求項５および請求項６に従属する請求項７の発明では、上記相対回転軌跡の内周側に位置するピンボス部の軸方向の両端の間隔は、上記ロアリンクにおけるクランクピン軸受面の軸方向の幅よりも大きい。
【００１４】
請求項８に係る発明では、上記第１，第２連結ピンの少なくとも一方は、上記ロアリンクのピンボス部から両端部が軸方向に突出しており、上記ロアリンクの外形の一部が上記相対回転軌跡に重なるとともに、このピンボス部から突出した連結ピンが、上記相対回転軌跡の内周側に位置している。
【００１５】
ここで、望ましくは、請求項９のように、上記の連結ピンの突出部分に、ピン脱落防止用のスナップリングが取り付けられている。
【００１６】
また、請求項１０に係る発明は、請求項３〜９の発明において、上記コントロールリンクの機関本体側における揺動支持位置を変化させる制御機構を有し、上記揺動支持位置の変化によって圧縮比が可変制御されることを特徴としている。つまり、コントロールリンクの機関本体側の揺動支持位置を変化させることにより、リンクのジオメトリが変化し、ピストンの上死点位置ひいては圧縮比を変化させることが可能である。
【００１７】
また、請求項１１に係る発明は、請求項３〜１０の発明において、上記第１，第２連結ピンの重量とこれらに嵌合するアッパリンクのピンボス部およびコントロールリンクのピンボス部の等価質量とをロアリンクの重量に含めた場合のロアリンクの第１の重心位置と、これらを含めないロアリンク単体での第２の重心位置とで、クランクピン中心から第１の重心位置までの距離が、クランクピン中心から第２の重心位置までの距離よりも短いことを特徴としている。
【００１８】
ロアリンクはクランクピンを中心として揺動するが、その重心位置がクランクピン中心に近いほど、ロアリンクに起因する高次振動成分が小さくなる。実際の運動中の重心位置は、ロアリンク単体での重心位置つまり上記第２の重心位置ではなく、連結ピン等を含めた全体の重心位置つまり上記第１の重心位置となる。
【００１９】
さらに、請求項１２に係る発明では、上記凸部のクランクシャフト軸方向の端面は、クランクピンの周囲におけるクランクウエブの端面よりも突出している。つまり、互いに対向する一対の凸部の間の間隔は、クランクウエブの端面の間の間隔よりも狭くなっている。
【００２０】
また、請求項１３に係る発明では、クランクウエブおよびこれに連なるカウンタウエイトは、クランクピン周囲の厚肉部と上記凸部との間に、内側面が肉抜き部となった薄肉部を有し、かつ上記肉抜き部は、クランクシャフトの接線方向に沿って連続しているとともに、この接線方向に対し直交する方向の幅が、上記接線方向の中央部から両端部へ向かうに従って徐々に増大する形状をなしている。換言すれば、上記肉抜き部によって、カウンタウエイト外周側に凸部が形成されている。そして、運転中は、この肉抜き部を、少なくとも１つの連結点が通過する形となる。ここで、上記の構成では、クランクシャフトを鍛造する際に、直径方向に沿った金型の動作によって、肉抜き部を同時に鍛造することが可能となる。特に、この金型の型開きの移動方向に対し、上記のように、肉抜き部の幅が徐々に拡大することから、金型が抜けやすい。
【００２１】
請求項１４に係る発明では、ピストンの往復ストロークをＬ、クランクピンの公転半径をｒとしたときに、Ｌ／（２ｒ）＞１の関係を有する。これにより、全体として小型のクランク機構でもってピストンの往復ストロークＬを大きく確保できる。
【００２２】
【発明の効果】
この発明に係る複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構によれば、クランクピンを中心として運動するロアリンク等のリンク部材の大型化を回避できるとともに、カウンタウエイトの慣性モーメントを十分に大きく確保しつつリンク連結点における連結ピンや軸受面の軸方向の寸法を大きくすることができる。従って、リンク連結点における軸受耐久性が向上する。
【００２３】
また、特に、請求項６に係る発明によれば、荷重が大きく作用する第１連結ピンおよびその軸受面の軸方向の寸法を、第２連結ピンよりも大きく確保でき、その軸受耐久性が向上する。
【００２４】
また、請求項１１の発明によれば、ロアリンクの揺動に起因する高次の振動成分を低減できる。
【００２５】
請求項１３の発明によれば、肉抜き部を含めてクランクシャフトを鍛造することが可能となり、かつ型抜きが容易となることから、生産性が向上する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１〜図７は、この発明に係るクランク機構の第１実施例を示している。このクランク機構は、シリンダブロック１のシリンダ２内を摺動するピストン３と、シリンダブロック１に回転自在に支持されたクランクシャフト４と、上記ピストン３にピストンピン５を介して一端が連結されたアッパリンク６と、このアッパリンク６の他端に第１連結ピン７を介して連結されるとともに、クランクシャフト４のクランクピン８に連結されたロアリンク９と、このロアリンク９に第２連結ピン１０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揺動可能に支持されたコントロールリンク１１と、を備えており、上記コントロールリンク１１の揺動支持位置が偏心カム１２によって制御される構成となっている。なお、上記偏心カム１２は、図示せぬ支持部材を介してシリンダブロック１に回転可能に支持されている。また、この実施例では、クランクシャフト４がシリンダ２の直下に配置されている。
【００２８】
上記ロアリンク９は、図２に示すように、第１連結ピン７の両端部を支持する二股状の第１ピンボス部２１を有し、その間に、アッパリンク６のピンボス部２３が挟み込まれている。同様に、図３に示すように、第２連結ピン１０の両端部を支持する二股状の第２ピンボス部２２の間に、コントロールリンク１１のピンボス部２４が挟み込まれている。特に、この実施例では、第１，第２ピンボス部２１，２２は、軸方向に円筒状に突出しており、その両端の軸方向の間隔が、ロアリンク９の一般部の軸方向寸法よりも大きくなっている。
【００２９】
また、上記クランクシャフト４は、図１および図４に示すように、クランクウエブ１４によってクランクジャーナル１５とクランクピン８とが接続されているとともに、このクランクウエブ１４に連続して、クランクピン８とは反対側に延びたカウンタウエイト１６が一体に形成されている。このカウンタウエイト１６は、略扇形をなし、かつその外周部に、クランクピン８を挟んで互いに対向するように軸方向に突出した凸部１９がそれぞれ設けられている。この凸部１９と上記クランクウエブ１４のクランクピン８周囲部との間には、互いに対向する内側面に肉抜き部１７を形成してなる薄肉部１８が設けられている。また、この実施例では、図４に示すように、上記凸部１９の軸方向の端面１９ａは、クランクウエブ１４のクランクピン８周囲部の端面１４ａに対し、軸方向でほぼ等しい位置にある。
【００３０】
そして、図１に示すように、この実施例では、上記ロアリンク９の外形は、クランクピン８を中心とした上記凸部１９の内周側の相対回転軌跡（図１に半径Ｒ２で示す円）よりも内周側にある。また、図７に示すように、各ピンボス部２１，２２の両端の軸方向の間隔は、一対の凸部１９の端面１９ａの間隔よりも大きく、かつこれらのピンボス部２１，２２は、上記肉抜き部１７を通過するようになっている。図１の半径Ｒ１は、クランクピン８を中心として、より外周側に位置する第２ピンボス部２２の最外周端までの距離を示しているが、この半径Ｒ１が、凸部１９の半径Ｒ２よりも短くなっている。
【００３１】
図５は、カウンタウエイト１６の凸部１９が第２ピンボス部２２付近を通過するときの状態を示し、図６は、カウンタウエイト１６の凸部１９が第１ピンボス部２１付近を通過するときの状態を示している。これらの図から容易に理解できるように、ロアリンク９はクランクピン８に支持されているので、ロアリンク９とカウンタウエイト１６とは、クランクピン８を中心として相対回転する。そのため、Ｒ１＜Ｒ２の関係があれば、両者が干渉することはない。
【００３２】
この実施例の構成によれば、第１，第２連結ピン７，１０の軸方向の長さや第１，第２ピンボス部２１，２２の軸方向寸法を、クランクピン８の軸受面の幅よりも大きく設定することが可能となり、軸受耐久性が向上する。そして、カウンタウエイト１６の凸部１９は、これらのピンボス部２１，２２の軸方向寸法に制約されずに、その軸方向の厚さを設定できるので、十分に大きな慣性モーメントを確保することができる。
【００３３】
ここで、上記構成では、図１に示すように、第１連結ピン７がクランクピン８を挟んで第２連結ピン１０の反対側に位置している。従って、ロアリンク９は、クランクピン８の変位を拡大して第１連結ピン７に伝えることになり、ピストン３の往復ストロークをＬ、クランクピン８の公転半径をｒとしたときに、Ｌ／（２ｒ）＞１の関係を有する。これにより、全体として小型のクランク機構でもってピストン３の往復ストロークＬを大きく確保できる。また、このようなレバー比とするためには、クランクピン８と第２連結ピン１０との間の間隔を小さく設定する必要があるので、結果として上記の半径Ｒ１が短くなり、凸部１９との干渉を回避する上で有利となる。
【００３４】
また、図８は、上記凸部１９を構成する肉抜き部１７のより具体的な形状を示している。この図８に示すように、肉抜き部１７は、クランクシャフト４の接線方向に沿って連続した凹溝状に形成されているとともに、この接線方向に対し直交する方向の幅（つまり図の上下方向の幅）が、上記接線方向の中央部１７ａから両端部へ向かうに従って徐々に増大する形状をなしている。従って、クランクシャフト４を鍛造する際に、矢印Ｘ方向に沿った金型の動作によって、肉抜き部１７を同時に鍛造することが可能となり、特に、肉抜き部１７の幅が徐々に拡大していることから、金型が抜けやすく、生産性に優れたものとなる。
【００３５】
次に、図９は、第２実施例の要部を示すものであって、この実施例では、第１ピンボス部２１および第２ピンボス部２２は、ロアリンク９の一般部から突出していない。つまり、各ピンボス部２１，２２の軸方向の寸法は、クランクピン８の軸受面の軸方向幅に略等しい。これに対し、互いに対向する凸部１９の端面１９ａの位置が、クランクウエブ１４のクランクピン８周囲部の端面１４ａよりも軸方向に突出した位置にある。従って、一対の凸部１９の間隔は、やはり、各ピンボス部２１，２２の軸方向寸法よりも狭い。そして、第１実施例と同様に、ロアリンク９の外形が凸部１９の相対回転軌跡よりも内周側に位置し、両者の干渉を回避している。
【００３６】
次に、図１０，図１１は、この発明の第３実施例を示している。
【００３７】
この第３実施例では、ロアリンク９の軸方向の幅寸法は、第１，第２ピンボス部２１，２２を含めて略一定であり、図１１に示すように、一対の凸部１９の間隔よりも僅かに小さい。従って、第１，第２ピンボス部２１，２２自体は、凸部１９と干渉することはなく、ロアリンク９の外形は、例えば第２ピンボス部２２付近において、凸部１９の内周端の相対回転軌跡（半径Ｒ２の円）よりも僅かに外周側に突出している。上記の各ピンボス部２１，２２に対し、第１，第２連結ピン７，１０は、その両端部が軸方向に突出する長さを有し、かつ、スナップリング３１によって抜け止めされている。
【００３８】
そして、このように軸方向に突出した各連結ピン７，１０は、さらに詳しくは、スナップリング３１部分をも含めて、クランクピン８を中心とした凸部１９の内周端の相対回転軌跡よりも内周側に配置されており、図１１に示すように、肉抜き部１７を通過するようになっている。図１０の半径Ｒ２は、より外周側に位置する第２連結ピン１０のスナップリング３１部分までの距離を示しており、Ｒ１＜Ｒ２の関係にある。
【００３９】
このような構成とすれば、ピン脱落防止用のスナップリング３１を各連結ピン７，１０の端部に装着することが可能となり、リンク機構の組立が容易となる。
【００４０】
次に、図１２は、ロアリンク９の好ましい重心位置について説明する図であって、ロアリンク９の単体では、図（Ａ）のように、重心位置が点Ｇ１にある。特に、各連結ピン７，１０がクランクピン８の中心点８ａよりも図の上方寄りに配置されるとすると、単体での重心位置（第１の重心位置）Ｇ１は、クランクピン８の中心点８ａよりも下方にある。そして、図（Ｂ）のように、アッパリンク６とコントロールリンク１１とを組み付けた状態において、アッパリンク６およびコントロールリンク１１の端部のピンボス部２３，２４の等価質量と、両連結ピン７，１０の重量とを、ロアリンク９の重量に含めた場合に、その重心位置（第２の重心位置）は、点Ｇ２となり、点Ｇ１よりもクランクピン８の中心点８ａに近付く。つまり、クランクピン８の中心点８ａから第１の重心位置Ｇ１までの距離Δ１に比べて、クランクピン８の中心点８ａから第２の重心位置Ｇ２までの距離Δ２は小さい。特に、距離Δ２が０、つまり組付状態の重心位置Ｇ２がクランクピン８の中心点８ａに一致することが望ましい。
【００４１】
このように構成すれば、ロアリンク９の揺動に起因する高次の振動成分が減少し、内燃機関の騒音振動性能が向上する。
【００４２】
次に、図１３は、第４実施例を示している。この実施例においては、アッパリンク６に連結される第１ピンボス部２１は、凸部１９と干渉することがないように、クランクピン８を中心として、凸部１９の内周端の相対回転軌跡（半径Ｒ２の円）よりも内周側に位置している。図の半径Ｒ１は、第１ピンボス部２１の最外周端までの距離を示す。これに対し、コントロールリンク１１に連結される第２ピンボス部２２は、半径Ｒ２の円よりも外周側に位置し、凸部１９の相対回転軌跡と重なり合うようになっている。図の半径Ｒ３は、第２ピンボス部２２の内周端までの距離を示す。
【００４３】
この実施例は、各連結ピン７，１０における荷重の相違を考慮したものであって、クランクピン８を中心として第２連結ピン１０までの距離を第１連結ピン７までの距離よりも大きく設定すれば、第２連結ピン１０に作用する荷重は、第１連結ピン７が受ける荷重に比較して小さくなる。そのため、軸受面の軸方向寸法を小さく設定することが可能であり、カウンタウエイト１６の凸部１９よりも外周側に配置することができる。また、第１連結ピン７については、前述した第１実施例等と同様に、凸部１９よりも内周側に配置して干渉を避けることで、十分に大きな軸受面を確保することができる。
【００４４】
以上、この発明を、リンク機構として、アッパリンク６とロアリンク９とコントロールリンク１１とを用いた実施例について説明したが、これ以外の複リンク型のリンク機構にも同様に適用することができる。
【００４５】
図１４は、リンク機構の異なる構成例を示しており、ピストン３のピストンピン５に第１リンク部材３１が連結されているとともに、この第１リンク部材３１の第１リンク連結点３５とクランクピン８とが第２リンク部材３２によって連結されており、さらに第１リンク部材３１の第２リンク連結点３６に、第３リンク部材３３の先端が連結されている。第３リンク部材３３の基端は、揺動支持点３４として、内燃機関本体に支持されている。つまり、この構成では、第１リンク部材３１が２つのリンク連結点３５，３６を備えている。
【００４６】
また、図１５は、リンク機構のさらに異なる構成例を示しており、ピストン３のピストンピン５に第１リンク部材４１が連結されているとともに、この第１リンク部材４１の下端が第２リンク部材４２の第１リンク連結点４５に連結されており、この第２リンク部材４２の第２リンク連結点４６とクランクピン８とが、第３リンク部材４３によって連結されている。さらに上記第２リンク部材４２の一端は、揺動支持点４４として、内燃機関本体に支持されている。つまり、この構成では、第２リンク部材４２が２つのリンク連結点４５，４６を備えている。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るクランク機構の第１実施例を示す内燃機関の側面断面図。
【図２】アッパリンクとロアリンクとの連結部の正面図。
【図３】ロアリンクとコントロールリンクとの連結部の正面図。
【図４】クランクシャフトの要部の正面図。
【図５】カウンタウエイトが第２連結ピン寄りに回転した状態を示す説明図。
【図６】カウンタウエイトが第１連結ピン寄りに回転した状態を示す説明図。
【図７】クランクシャフトとロアリンクとを組み合わせた状態の正面図。
【図８】カウンタウエイトの肉抜き部の形状を示す図であって、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図。
【図９】この発明の第２実施例を示すクランクシャフトとロアリンクとを組み合わせた状態の正面図。
【図１０】この発明の第３実施例を示す内燃機関の側面断面図。
【図１１】この第３実施例のクランクシャフトとロアリンクとを組み合わせた状態の正面図。
【図１２】ロアリンクの重心位置を示す図であって、（Ａ）はロアリンク単体での重心位置の説明図、（Ｂ）は組付状態での重心位置の説明図。
【図１３】この発明の第４実施例を示す内燃機関の側面断面図。
【図１４】リンク機構の異なる構成例を示す説明図。
【図１５】リンク機構のさらに異なる構成例を示す説明図。
【図１６】従来例を示す内燃機関の断面図。
【符号の説明】
３…ピストン
４…クランクシャフト
６…アッパリンク
７…第１連結ピン
８…クランクピン
９…ロアリンク
１０…第２連結ピン
１１…コントロールリンク
１６…カウンタウエイト
１７…肉抜き部
１９…凸部
【発明の属する技術分野】
この発明は、ピストンの往復動に伴ってクランクシャフトが回転するレシプロ式内燃機関のクランク機構、特に、ピストンピンとクランクピンとが複数のリンク部材を介して連係する複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レシプロ式内燃機関のクランク機構として、図１６に示すような複リンク型の構成が近年提案されている（特開２０００−７３８０４号公報参照）。これは、シリンダ５１内を摺動する図示せぬピストンのピストンピンに一端が連結されたアッパリンク５２と、このアッパリンク５２の他端に第１連結ピン５３を介して一端が連結されるとともに、クランクシャフト５４のクランクピン５５に中央部で連結されたロアリンク５６と、このロアリンク５６の他端に第２連結ピン５７を介して一端が連結され、かつ他端が内燃機関本体に連結されたコントロールリンク５８と、を備えている。そして、上記コントロールリンク５８の揺動支持位置が偏心カム５９によって制御される構成となっており、上記偏心カム５９によってコントロールリンク５８の位置を変化させることにより、ピストン３の上死点位置、ひいては圧縮比が変化する構成となっている。
【０００３】
ここで、上記クランクシャフト５４は、カウンタウエイト６０を有し、かつこのカウンタウエイト６０が、第１連結ピン５３および第２連結ピン５７の内周側で回転する構成となっている。換言すれば、ロアリンク５６は、カウンタウエイト６０を含めたクランクシャフト５４の外径に比べて、かなり大きな部品として構成されており、カウンタウエイト６０がロアリンク５６に重なり合った状態を保ちつつ回転するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の構成においては、ロアリンク５６端部の第１連結ピン５３や第２連結ピン５７がカウンタウエイト６０の外周側を運動することから、ロアリンク５６が大型化し、特に、内燃機関の全幅が大きくなってしまう、という問題がある。また、大きな荷重を受ける第１，第２連結ピン５３，５７の軸受面の幅（軸方向の寸法）を十分に大きく確保する必要があるが、上記の構成では、カウンタウエイト６０の慣性モーメントを大きく設定するために該カウンタウエイト６０の幅を大きなものとすると、限られた機関全長の中で、第１，第２連結ピン５３，５７の軸受面の幅が相対的に縮小し、軸受耐久性が低下する、という問題がある。
【０００５】
この発明は、複リンク型のクランク機構において、カウンタウエイトの慣性モーメントを十分に大きく確保しつつ、各連結ピンの軸受面の幅を大きく確保できるようにすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、シリンダ内を往復動するピストンと、回転自在に支持されたクランクシャフトと、このクランクシャフトのクランクピンと上記ピストンのピストンピンとを連係する複数本のリンク部材からなるリンク機構と、を備え、かつ上記クランクシャフトのカウンタウエイトの外周部に、クランクピンを挟んで互いに対向するように軸方向に膨出した凸部を備えてなる複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構において、
ピストンピンとクランクピンと機関本体側の支持点とを除いた上記リンク機構の複数のリンク連結点の中で、少なくとも１つのリンク連結点が、クランクピンを中心とした上記凸部の相対回転軌跡の内周側に位置していることを特徴としている。
【０００７】
さらに請求項２に係る発明は、ピストンピンとクランクピンと機関本体側の支持点とを除いた上記リンク機構の複数のリンク連結点の全てが、上記相対回転軌跡の内周側に位置していることを特徴としている。
【０００８】
クランクシャフトは実際にはクランクジャーナルを中心として回転するのであるが、例えばクランクピンを中心に揺動する他のリンク部材に対しては、カウンタウエイトはクランクピンを中心として相対回転することになる。本発明では、クランクピンを中心としてみたときに、カウンタウエイトの外周側の凸部が、中間のリンク連結点の外周側を相対回転することになり、リンク連結点となる連結ピン等との干渉を回避しつつカウンタウエイトの慣性モーメントを大きく確保することが可能となる。
【０００９】
請求項１および請求項２の発明をより具体化した請求項３の発明では、上記リンク機構が、上記ピストンピンに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第１連結ピンを介して連結されるとともに上記クランクピンに連結されたロアリンクと、上記ロアリンクに第２連結ピンを介して一端が連結されるとともに他端が機関本体側に揺動可能に支持されたコントロールリンクと、を備えて構成されている。このものでは、第１連結ピンおよび第２連結ピンの中心点が中間のリンク連結点に相当し、これらの２つのリンク連結点の一方もしくは双方が、上記相対回転軌跡の内周側に位置している。
【００１０】
この請求項３の発明をより具体化した請求項４の発明では、上記ロアリンクの外形が、上記相対回転軌跡の内周側に位置している。つまり、クランクピンを中心として揺動するロアリンク全体が、クランクピンを中心とした凸部の相対回転軌跡の内周側に位置する。
【００１１】
また、請求項５の発明では、各連結ピンの両端部を支持する二股状のピンボス部が上記ロアリンクに形成されるとともに、各連結ピンの中央部に上記アッパリンクもしくは上記コントロールリンクが嵌合しており、上記ピンボス部の少なくとも一方は、その軸方向の両端の間隔が、上記の互いに対向する一対の凸部の間の間隔よりも大きく設定されているとともに、上記相対回転軌跡の内周側に位置している。
【００１２】
さらに、この請求項５の発明をより具体化した請求項６の発明では、第１連結ピンを支持するピンボス部が上記相対回転軌跡の内周側に位置しており、上記第２連結ピンを支持するピンボス部は、その軸方向の両端の間隔が、上記の互いに対向する一対の凸部の間の間隔よりも小さく設定されているとともに、上記相対回転軌跡と部分的に重なる位置にある。つまり、このものでは、荷重がより大きな第１連結ピンについては、そのピンボス部の軸方向の長さが第２連結ピンのピンボス部よりも大きく確保される。
【００１３】
請求項５および請求項６に従属する請求項７の発明では、上記相対回転軌跡の内周側に位置するピンボス部の軸方向の両端の間隔は、上記ロアリンクにおけるクランクピン軸受面の軸方向の幅よりも大きい。
【００１４】
請求項８に係る発明では、上記第１，第２連結ピンの少なくとも一方は、上記ロアリンクのピンボス部から両端部が軸方向に突出しており、上記ロアリンクの外形の一部が上記相対回転軌跡に重なるとともに、このピンボス部から突出した連結ピンが、上記相対回転軌跡の内周側に位置している。
【００１５】
ここで、望ましくは、請求項９のように、上記の連結ピンの突出部分に、ピン脱落防止用のスナップリングが取り付けられている。
【００１６】
また、請求項１０に係る発明は、請求項３〜９の発明において、上記コントロールリンクの機関本体側における揺動支持位置を変化させる制御機構を有し、上記揺動支持位置の変化によって圧縮比が可変制御されることを特徴としている。つまり、コントロールリンクの機関本体側の揺動支持位置を変化させることにより、リンクのジオメトリが変化し、ピストンの上死点位置ひいては圧縮比を変化させることが可能である。
【００１７】
また、請求項１１に係る発明は、請求項３〜１０の発明において、上記第１，第２連結ピンの重量とこれらに嵌合するアッパリンクのピンボス部およびコントロールリンクのピンボス部の等価質量とをロアリンクの重量に含めた場合のロアリンクの第１の重心位置と、これらを含めないロアリンク単体での第２の重心位置とで、クランクピン中心から第１の重心位置までの距離が、クランクピン中心から第２の重心位置までの距離よりも短いことを特徴としている。
【００１８】
ロアリンクはクランクピンを中心として揺動するが、その重心位置がクランクピン中心に近いほど、ロアリンクに起因する高次振動成分が小さくなる。実際の運動中の重心位置は、ロアリンク単体での重心位置つまり上記第２の重心位置ではなく、連結ピン等を含めた全体の重心位置つまり上記第１の重心位置となる。
【００１９】
さらに、請求項１２に係る発明では、上記凸部のクランクシャフト軸方向の端面は、クランクピンの周囲におけるクランクウエブの端面よりも突出している。つまり、互いに対向する一対の凸部の間の間隔は、クランクウエブの端面の間の間隔よりも狭くなっている。
【００２０】
また、請求項１３に係る発明では、クランクウエブおよびこれに連なるカウンタウエイトは、クランクピン周囲の厚肉部と上記凸部との間に、内側面が肉抜き部となった薄肉部を有し、かつ上記肉抜き部は、クランクシャフトの接線方向に沿って連続しているとともに、この接線方向に対し直交する方向の幅が、上記接線方向の中央部から両端部へ向かうに従って徐々に増大する形状をなしている。換言すれば、上記肉抜き部によって、カウンタウエイト外周側に凸部が形成されている。そして、運転中は、この肉抜き部を、少なくとも１つの連結点が通過する形となる。ここで、上記の構成では、クランクシャフトを鍛造する際に、直径方向に沿った金型の動作によって、肉抜き部を同時に鍛造することが可能となる。特に、この金型の型開きの移動方向に対し、上記のように、肉抜き部の幅が徐々に拡大することから、金型が抜けやすい。
【００２１】
請求項１４に係る発明では、ピストンの往復ストロークをＬ、クランクピンの公転半径をｒとしたときに、Ｌ／（２ｒ）＞１の関係を有する。これにより、全体として小型のクランク機構でもってピストンの往復ストロークＬを大きく確保できる。
【００２２】
【発明の効果】
この発明に係る複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構によれば、クランクピンを中心として運動するロアリンク等のリンク部材の大型化を回避できるとともに、カウンタウエイトの慣性モーメントを十分に大きく確保しつつリンク連結点における連結ピンや軸受面の軸方向の寸法を大きくすることができる。従って、リンク連結点における軸受耐久性が向上する。
【００２３】
また、特に、請求項６に係る発明によれば、荷重が大きく作用する第１連結ピンおよびその軸受面の軸方向の寸法を、第２連結ピンよりも大きく確保でき、その軸受耐久性が向上する。
【００２４】
また、請求項１１の発明によれば、ロアリンクの揺動に起因する高次の振動成分を低減できる。
【００２５】
請求項１３の発明によれば、肉抜き部を含めてクランクシャフトを鍛造することが可能となり、かつ型抜きが容易となることから、生産性が向上する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１〜図７は、この発明に係るクランク機構の第１実施例を示している。このクランク機構は、シリンダブロック１のシリンダ２内を摺動するピストン３と、シリンダブロック１に回転自在に支持されたクランクシャフト４と、上記ピストン３にピストンピン５を介して一端が連結されたアッパリンク６と、このアッパリンク６の他端に第１連結ピン７を介して連結されるとともに、クランクシャフト４のクランクピン８に連結されたロアリンク９と、このロアリンク９に第２連結ピン１０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揺動可能に支持されたコントロールリンク１１と、を備えており、上記コントロールリンク１１の揺動支持位置が偏心カム１２によって制御される構成となっている。なお、上記偏心カム１２は、図示せぬ支持部材を介してシリンダブロック１に回転可能に支持されている。また、この実施例では、クランクシャフト４がシリンダ２の直下に配置されている。
【００２８】
上記ロアリンク９は、図２に示すように、第１連結ピン７の両端部を支持する二股状の第１ピンボス部２１を有し、その間に、アッパリンク６のピンボス部２３が挟み込まれている。同様に、図３に示すように、第２連結ピン１０の両端部を支持する二股状の第２ピンボス部２２の間に、コントロールリンク１１のピンボス部２４が挟み込まれている。特に、この実施例では、第１，第２ピンボス部２１，２２は、軸方向に円筒状に突出しており、その両端の軸方向の間隔が、ロアリンク９の一般部の軸方向寸法よりも大きくなっている。
【００２９】
また、上記クランクシャフト４は、図１および図４に示すように、クランクウエブ１４によってクランクジャーナル１５とクランクピン８とが接続されているとともに、このクランクウエブ１４に連続して、クランクピン８とは反対側に延びたカウンタウエイト１６が一体に形成されている。このカウンタウエイト１６は、略扇形をなし、かつその外周部に、クランクピン８を挟んで互いに対向するように軸方向に突出した凸部１９がそれぞれ設けられている。この凸部１９と上記クランクウエブ１４のクランクピン８周囲部との間には、互いに対向する内側面に肉抜き部１７を形成してなる薄肉部１８が設けられている。また、この実施例では、図４に示すように、上記凸部１９の軸方向の端面１９ａは、クランクウエブ１４のクランクピン８周囲部の端面１４ａに対し、軸方向でほぼ等しい位置にある。
【００３０】
そして、図１に示すように、この実施例では、上記ロアリンク９の外形は、クランクピン８を中心とした上記凸部１９の内周側の相対回転軌跡（図１に半径Ｒ２で示す円）よりも内周側にある。また、図７に示すように、各ピンボス部２１，２２の両端の軸方向の間隔は、一対の凸部１９の端面１９ａの間隔よりも大きく、かつこれらのピンボス部２１，２２は、上記肉抜き部１７を通過するようになっている。図１の半径Ｒ１は、クランクピン８を中心として、より外周側に位置する第２ピンボス部２２の最外周端までの距離を示しているが、この半径Ｒ１が、凸部１９の半径Ｒ２よりも短くなっている。
【００３１】
図５は、カウンタウエイト１６の凸部１９が第２ピンボス部２２付近を通過するときの状態を示し、図６は、カウンタウエイト１６の凸部１９が第１ピンボス部２１付近を通過するときの状態を示している。これらの図から容易に理解できるように、ロアリンク９はクランクピン８に支持されているので、ロアリンク９とカウンタウエイト１６とは、クランクピン８を中心として相対回転する。そのため、Ｒ１＜Ｒ２の関係があれば、両者が干渉することはない。
【００３２】
この実施例の構成によれば、第１，第２連結ピン７，１０の軸方向の長さや第１，第２ピンボス部２１，２２の軸方向寸法を、クランクピン８の軸受面の幅よりも大きく設定することが可能となり、軸受耐久性が向上する。そして、カウンタウエイト１６の凸部１９は、これらのピンボス部２１，２２の軸方向寸法に制約されずに、その軸方向の厚さを設定できるので、十分に大きな慣性モーメントを確保することができる。
【００３３】
ここで、上記構成では、図１に示すように、第１連結ピン７がクランクピン８を挟んで第２連結ピン１０の反対側に位置している。従って、ロアリンク９は、クランクピン８の変位を拡大して第１連結ピン７に伝えることになり、ピストン３の往復ストロークをＬ、クランクピン８の公転半径をｒとしたときに、Ｌ／（２ｒ）＞１の関係を有する。これにより、全体として小型のクランク機構でもってピストン３の往復ストロークＬを大きく確保できる。また、このようなレバー比とするためには、クランクピン８と第２連結ピン１０との間の間隔を小さく設定する必要があるので、結果として上記の半径Ｒ１が短くなり、凸部１９との干渉を回避する上で有利となる。
【００３４】
また、図８は、上記凸部１９を構成する肉抜き部１７のより具体的な形状を示している。この図８に示すように、肉抜き部１７は、クランクシャフト４の接線方向に沿って連続した凹溝状に形成されているとともに、この接線方向に対し直交する方向の幅（つまり図の上下方向の幅）が、上記接線方向の中央部１７ａから両端部へ向かうに従って徐々に増大する形状をなしている。従って、クランクシャフト４を鍛造する際に、矢印Ｘ方向に沿った金型の動作によって、肉抜き部１７を同時に鍛造することが可能となり、特に、肉抜き部１７の幅が徐々に拡大していることから、金型が抜けやすく、生産性に優れたものとなる。
【００３５】
次に、図９は、第２実施例の要部を示すものであって、この実施例では、第１ピンボス部２１および第２ピンボス部２２は、ロアリンク９の一般部から突出していない。つまり、各ピンボス部２１，２２の軸方向の寸法は、クランクピン８の軸受面の軸方向幅に略等しい。これに対し、互いに対向する凸部１９の端面１９ａの位置が、クランクウエブ１４のクランクピン８周囲部の端面１４ａよりも軸方向に突出した位置にある。従って、一対の凸部１９の間隔は、やはり、各ピンボス部２１，２２の軸方向寸法よりも狭い。そして、第１実施例と同様に、ロアリンク９の外形が凸部１９の相対回転軌跡よりも内周側に位置し、両者の干渉を回避している。
【００３６】
次に、図１０，図１１は、この発明の第３実施例を示している。
【００３７】
この第３実施例では、ロアリンク９の軸方向の幅寸法は、第１，第２ピンボス部２１，２２を含めて略一定であり、図１１に示すように、一対の凸部１９の間隔よりも僅かに小さい。従って、第１，第２ピンボス部２１，２２自体は、凸部１９と干渉することはなく、ロアリンク９の外形は、例えば第２ピンボス部２２付近において、凸部１９の内周端の相対回転軌跡（半径Ｒ２の円）よりも僅かに外周側に突出している。上記の各ピンボス部２１，２２に対し、第１，第２連結ピン７，１０は、その両端部が軸方向に突出する長さを有し、かつ、スナップリング３１によって抜け止めされている。
【００３８】
そして、このように軸方向に突出した各連結ピン７，１０は、さらに詳しくは、スナップリング３１部分をも含めて、クランクピン８を中心とした凸部１９の内周端の相対回転軌跡よりも内周側に配置されており、図１１に示すように、肉抜き部１７を通過するようになっている。図１０の半径Ｒ２は、より外周側に位置する第２連結ピン１０のスナップリング３１部分までの距離を示しており、Ｒ１＜Ｒ２の関係にある。
【００３９】
このような構成とすれば、ピン脱落防止用のスナップリング３１を各連結ピン７，１０の端部に装着することが可能となり、リンク機構の組立が容易となる。
【００４０】
次に、図１２は、ロアリンク９の好ましい重心位置について説明する図であって、ロアリンク９の単体では、図（Ａ）のように、重心位置が点Ｇ１にある。特に、各連結ピン７，１０がクランクピン８の中心点８ａよりも図の上方寄りに配置されるとすると、単体での重心位置（第１の重心位置）Ｇ１は、クランクピン８の中心点８ａよりも下方にある。そして、図（Ｂ）のように、アッパリンク６とコントロールリンク１１とを組み付けた状態において、アッパリンク６およびコントロールリンク１１の端部のピンボス部２３，２４の等価質量と、両連結ピン７，１０の重量とを、ロアリンク９の重量に含めた場合に、その重心位置（第２の重心位置）は、点Ｇ２となり、点Ｇ１よりもクランクピン８の中心点８ａに近付く。つまり、クランクピン８の中心点８ａから第１の重心位置Ｇ１までの距離Δ１に比べて、クランクピン８の中心点８ａから第２の重心位置Ｇ２までの距離Δ２は小さい。特に、距離Δ２が０、つまり組付状態の重心位置Ｇ２がクランクピン８の中心点８ａに一致することが望ましい。
【００４１】
このように構成すれば、ロアリンク９の揺動に起因する高次の振動成分が減少し、内燃機関の騒音振動性能が向上する。
【００４２】
次に、図１３は、第４実施例を示している。この実施例においては、アッパリンク６に連結される第１ピンボス部２１は、凸部１９と干渉することがないように、クランクピン８を中心として、凸部１９の内周端の相対回転軌跡（半径Ｒ２の円）よりも内周側に位置している。図の半径Ｒ１は、第１ピンボス部２１の最外周端までの距離を示す。これに対し、コントロールリンク１１に連結される第２ピンボス部２２は、半径Ｒ２の円よりも外周側に位置し、凸部１９の相対回転軌跡と重なり合うようになっている。図の半径Ｒ３は、第２ピンボス部２２の内周端までの距離を示す。
【００４３】
この実施例は、各連結ピン７，１０における荷重の相違を考慮したものであって、クランクピン８を中心として第２連結ピン１０までの距離を第１連結ピン７までの距離よりも大きく設定すれば、第２連結ピン１０に作用する荷重は、第１連結ピン７が受ける荷重に比較して小さくなる。そのため、軸受面の軸方向寸法を小さく設定することが可能であり、カウンタウエイト１６の凸部１９よりも外周側に配置することができる。また、第１連結ピン７については、前述した第１実施例等と同様に、凸部１９よりも内周側に配置して干渉を避けることで、十分に大きな軸受面を確保することができる。
【００４４】
以上、この発明を、リンク機構として、アッパリンク６とロアリンク９とコントロールリンク１１とを用いた実施例について説明したが、これ以外の複リンク型のリンク機構にも同様に適用することができる。
【００４５】
図１４は、リンク機構の異なる構成例を示しており、ピストン３のピストンピン５に第１リンク部材３１が連結されているとともに、この第１リンク部材３１の第１リンク連結点３５とクランクピン８とが第２リンク部材３２によって連結されており、さらに第１リンク部材３１の第２リンク連結点３６に、第３リンク部材３３の先端が連結されている。第３リンク部材３３の基端は、揺動支持点３４として、内燃機関本体に支持されている。つまり、この構成では、第１リンク部材３１が２つのリンク連結点３５，３６を備えている。
【００４６】
また、図１５は、リンク機構のさらに異なる構成例を示しており、ピストン３のピストンピン５に第１リンク部材４１が連結されているとともに、この第１リンク部材４１の下端が第２リンク部材４２の第１リンク連結点４５に連結されており、この第２リンク部材４２の第２リンク連結点４６とクランクピン８とが、第３リンク部材４３によって連結されている。さらに上記第２リンク部材４２の一端は、揺動支持点４４として、内燃機関本体に支持されている。つまり、この構成では、第２リンク部材４２が２つのリンク連結点４５，４６を備えている。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るクランク機構の第１実施例を示す内燃機関の側面断面図。
【図２】アッパリンクとロアリンクとの連結部の正面図。
【図３】ロアリンクとコントロールリンクとの連結部の正面図。
【図４】クランクシャフトの要部の正面図。
【図５】カウンタウエイトが第２連結ピン寄りに回転した状態を示す説明図。
【図６】カウンタウエイトが第１連結ピン寄りに回転した状態を示す説明図。
【図７】クランクシャフトとロアリンクとを組み合わせた状態の正面図。
【図８】カウンタウエイトの肉抜き部の形状を示す図であって、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図。
【図９】この発明の第２実施例を示すクランクシャフトとロアリンクとを組み合わせた状態の正面図。
【図１０】この発明の第３実施例を示す内燃機関の側面断面図。
【図１１】この第３実施例のクランクシャフトとロアリンクとを組み合わせた状態の正面図。
【図１２】ロアリンクの重心位置を示す図であって、（Ａ）はロアリンク単体での重心位置の説明図、（Ｂ）は組付状態での重心位置の説明図。
【図１３】この発明の第４実施例を示す内燃機関の側面断面図。
【図１４】リンク機構の異なる構成例を示す説明図。
【図１５】リンク機構のさらに異なる構成例を示す説明図。
【図１６】従来例を示す内燃機関の断面図。
【符号の説明】
３…ピストン
４…クランクシャフト
６…アッパリンク
７…第１連結ピン
８…クランクピン
９…ロアリンク
１０…第２連結ピン
１１…コントロールリンク
１６…カウンタウエイト
１７…肉抜き部
１９…凸部
Claims (14)
- シリンダ内を往復動するピストンと、回転自在に支持されたクランクシャフトと、このクランクシャフトのクランクピンと上記ピストンのピストンピンとを連係する複数本のリンク部材からなるリンク機構と、を備え、かつ上記クランクシャフトのカウンタウエイトの外周部に、クランクピンを挟んで互いに対向するように軸方向に膨出した凸部を備えてなる複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構において、
ピストンピンとクランクピンと機関本体側の支持点とを除いた上記リンク機構の複数のリンク連結点の中で、少なくとも１つのリンク連結点が、上記クランクピンを中心とした上記凸部の相対回転軌跡の内周側に位置していることを特徴とする複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構。 - ピストンピンとクランクピンと機関本体側の支持点とを除いた上記リンク機構の複数のリンク連結点の全てが、上記相対回転軌跡の内周側に位置していることを特徴とする請求項１記載の複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構。
- 上記リンク機構が、上記ピストンピンに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第１連結ピンを介して連結されるとともに上記クランクピンに連結されたロアリンクと、上記ロアリンクに第２連結ピンを介して一端が連結されるとともに他端が機関本体側に揺動可能に支持されたコントロールリンクと、を備えて構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構。
- 上記ロアリンクの外形が、上記相対回転軌跡の内周側に位置していることを特徴とする請求項３記載のレシプロ式内燃機関のクランク機構。
- 各連結ピンの両端部を支持する二股状のピンボス部が上記ロアリンクに形成されるとともに、各連結ピンの中央部に上記アッパリンクもしくは上記コントロールリンクが嵌合しており、
上記ピンボス部の少なくとも一方は、その軸方向の両端の間隔が、上記の互いに対向する一対の凸部の間の間隔よりも大きく設定されているとともに、上記相対回転軌跡の内周側に位置していることを特徴とする請求項３記載の複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構。 - 第１連結ピンを支持するピンボス部が上記相対回転軌跡の内周側に位置しており、
上記第２連結ピンを支持するピンボス部は、その軸方向の両端の間隔が、上記の互いに対向する一対の凸部の間の間隔よりも小さく設定されているとともに、上記凸部の相対回転軌跡と部分的に重なる位置にあることを特徴とする請求項５記載の複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構。 - 上記相対回転軌跡の内周側に位置するピンボス部の軸方向の両端の間隔は、上記ロアリンクにおけるクランクピン軸受面の軸方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項５または６に記載の複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構。
- 上記第１，第２連結ピンの少なくとも一方は、上記ロアリンクのピンボス部から両端部が軸方向に突出しており、上記ロアリンクの外形の一部が上記相対回転軌跡に重なるとともに、このピンボス部から突出した連結ピンが、上記相対回転軌跡の内周側に位置していることを特徴とする請求項３記載の複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構。
- 上記の連結ピンの突出部分に、ピン脱落防止用のスナップリングが取り付けられていることを特徴とする請求項８記載の複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構。
- 上記コントロールリンクの機関本体側における揺動支持位置を変化させる制御機構を有し、上記揺動支持位置の変化によって圧縮比が可変制御されることを特徴とする請求項３〜９のいずれかに記載の複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構。
- 上記第１，第２連結ピンの重量とこれらに嵌合するアッパリンクのピンボス部およびコントロールリンクのピンボス部の等価質量とをロアリンクの重量に含めた場合のロアリンクの第１の重心位置と、これらを含めないロアリンク単体での第２の重心位置とで、クランクピン中心から第１の重心位置までの距離が、クランクピン中心から第２の重心位置までの距離よりも短いことを特徴とする請求項３〜１０のいずれかに記載の複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構。
- 上記凸部のクランクシャフト軸方向の端面は、クランクピンの周囲におけるクランクウエブの端面よりも突出していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構。
- クランクウエブおよびこれに連なるカウンタウエイトは、クランクピン周囲の厚肉部と上記凸部との間に、内側面が肉抜き部となった薄肉部を有し、かつ上記肉抜き部は、クランクシャフトの接線方向に沿って連続しているとともに、この接線方向に対し直交する方向の幅が、上記接線方向の中央部から両端部へ向かうに従って徐々に増大する形状をなしていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構。
- ピストンの往復ストロークをＬ、クランクピンの公転半径をｒとしたときに、Ｌ／（２ｒ）＞１の関係を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の複リンク型レシプロ式内燃機関のクランク機構。
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