JP2010203270A - Lubricating device of double-link type internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は複リンク式ピストン−クランク機構を用いた内燃機関において、ロアリンクとクランクピンとの間を潤滑する潤滑装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a lubricating device for lubricating between a lower link and a crankpin in an internal combustion engine using a multi-link type piston-crank mechanism.
本出願人は、先に、レシプロ式内燃機関のピストン−クランク機構として、複リンク式ピストン−クランク機構を用いた構成を種々提案している(例えば特許文献1,2)。これは、ピストンにピストンピンを介して連結されたアッパリンクと、上記アッパリンクにアッパピンを介して揺動可能に連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに回転可能に装着されたロアリンクと、一端部が上記ロアリンクにコントロールピンを介して揺動可能に連結されるとともに他端部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と、を備えたものであって、例えば、ピストンのストローク特性を単振動に近づけることができるとともに、コントロールリンクの支持位置を変化させることで可変圧縮比機構として構成できる、等の利点がある。
The present applicant has previously proposed various configurations using a multi-link piston-crank mechanism as a piston-crank mechanism of a reciprocating internal combustion engine (for example,
なお、一般的な単リンク式のピストン−クランク機構においては、クランクシャフト内部の潤滑油通路からクランクピン外周面に先端が開口する油孔を形成し、この油孔を介して供給される潤滑油によってクランクピンとコネクティングロッド大端部との間を潤滑する構成が一般的である。 Note that in a general single link type piston-crank mechanism, an oil hole whose tip is opened from the lubricating oil passage inside the crankshaft to the outer peripheral surface of the crankpin is formed, and the lubricating oil supplied through this oil hole Generally, a configuration is used in which the gap between the crank pin and the connecting rod large end is lubricated.
上記の複リンク式ピストン−クランク機構においては、ロアリンクがクランクピンに揺動可能に装着されているが、このロアリンクは非常に大きな曲げ荷重を受ける部材であり、高い剛性を要求されるため、クランクピンの径が大きいと、クランクシャフト自体の重量増加は勿論のこと、ロアリンクも大型化し、運動部分の慣性質量が大となる。 In the above multi-link type piston-crank mechanism, the lower link is swingably attached to the crankpin. However, the lower link is a member that receives a very large bending load and requires high rigidity. When the diameter of the crankpin is large, not only the weight of the crankshaft itself is increased, but also the lower link is enlarged, and the inertial mass of the moving part is increased.
そのため、クランクピンを可能な限り小径化することが求められている。しかしながら、一般的な単リンク式ピストン−クランク機構と同様にクランクピン外周面に油孔を開口形成すると、この開口部周縁での応力集中による破損の問題があるため、クランクピンの小径化が制限されてしまう。 Therefore, it is required to make the crankpin as small as possible. However, if an oil hole is formed in the outer peripheral surface of the crankpin as in the case of a general single link piston-crank mechanism, there is a problem of damage due to stress concentration at the periphery of the opening, so that the diameter of the crankpin is limited. Will be.
この発明は、ピストンにピストンピンを介して連結されたアッパリンクと、上記アッパリンクにアッパピンを介して揺動可能に連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに回転可能に装着されたロアリンクと、一端部が上記ロアリンクにコントロールピンを介して揺動可能に連結されるとともに、他端部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と、を備えてなる複リンク式内燃機関を前提としている。 The present invention includes an upper link coupled to a piston via a piston pin, a lower link coupled to the upper link via an upper pin so as to be swingable, and rotatably mounted on a crank pin of a crankshaft. A multi-link internal combustion engine comprising: a control link having one end portion pivotably connected to the lower link via a control pin and the other end portion pivotally supported by the internal combustion engine body. It is assumed.
そして、本発明の1つの態様では、上記クランクシャフトのクランクピン周囲におけるスラスト軸受面に先端が開口する油供給孔をクランクシャフトに形成するとともに、この油供給孔の先端開口に連通する油路を、上記ロアリンク端面に形成し、この油路を介してクランクピンとロアリンクとの軸受部に潤滑油を供給する。 In one aspect of the present invention, an oil supply hole having a leading end opened on a thrust bearing surface around the crankpin of the crankshaft is formed in the crankshaft, and an oil passage communicating with the leading end opening of the oil supplying hole is provided. The lubricant oil is supplied to the bearing portion of the crankpin and the lower link through the oil passage formed on the lower link end face.
また、他の1つの態様では、上記コントロールリンク内に、内燃機関本体から上記コントロールピン側へと潤滑油を導く油供給通路を形成するとともに、上記ロアリンクのコントロールピン軸受孔からクランクピン軸受孔へと至る油孔をロアリンクに形成し、この油孔を介してクランクピンとロアリンクとの軸受部に潤滑油を供給する。 In another aspect, an oil supply passage for guiding lubricating oil from the internal combustion engine body to the control pin side is formed in the control link, and the control pin bearing hole of the lower link is connected to the crank pin bearing hole. An oil hole leading to the lower link is formed in the lower link, and lubricating oil is supplied to the bearing portion of the crankpin and the lower link through the oil hole.
この発明に係る潤滑装置によれば、クランクピン外周面に油孔を開口形成する必要がなく、油孔の開口形成に伴うクランクピンの強度低下を回避して、その小径化を図ることができる。 According to the lubricating device of the present invention, it is not necessary to form an oil hole in the outer peripheral surface of the crankpin, and it is possible to avoid a decrease in the strength of the crankpin associated with the formation of the oil hole and to reduce its diameter. .
図1は、本発明の潤滑装置を備えた複リンク式内燃機関の基本的な構成の一例を示している。これは、特に、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利用した例であって、図示するように、シリンダブロック5に形成されたシリンダ6内に、ピストン1が摺動可能に配設されており、このピストン1に、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、アッパピン12を介してロアリンク13の一端部に回転可能に連結されている。このロアリンク13は、その中央部においてクランクシャフト3のクランクピン4に揺動可能に取り付けられている。なお、ロアリンク13は、上下ないし左右に2分割して構成され、かつ図示せぬボルトにより一体化されている。また、クランクシャフト3は、クランク軸受ブラケット7によってシリンダブロック5に回転可能に支持されている。
FIG. 1 shows an example of a basic configuration of a multi-link internal combustion engine provided with the lubricating device of the present invention. In particular, this is an example in which a multi-link piston-crank mechanism is used as a variable compression ratio mechanism. As shown in the figure, the
上記ロアリンク13の他端部には、コントロールリンク15の一端がコントロールピン14を介して回転可能に連結されている。このコントロールリンク15の他端は、内燃機関本体の一部に揺動可能に支持されており、かつ、圧縮比の変更のために、その揺動支点16の位置が内燃機関本体に対して変位可能となっている。具体的には、クランクシャフト3と平行に延びたコントロールシャフト18を備え、このコントロールシャフト18に偏心して設けられた偏心軸19に上記コントロールリンク15の他端が回転可能に嵌合している。上記コントロールシャフト18は、上記のクランク軸受ブラケット7と制御軸受ブラケット8との間に回転可能に支持されており、図示せぬ適宜なアクチュエータ機構に連係している。
One end of a
従って、圧縮比の変更のために、アクチュエータ機構によりコントロールシャフト18を回転駆動すると、コントロールリンク15の揺動支点16となる偏心軸19の中心位置が機関本体に対して移動する。これにより、コントロールリンク15によるロアリンク13の運動拘束条件が変化して、クランク角に対するピストン1の行程位置が変化し、ひいては機関圧縮比が変更されることになる。
Therefore, when the
ここで、本実施例では、ロアリンク13とクランクピン4との間の軸受部が、シリンダブロック5側からクランクシャフト3内部を通して供給される潤滑油によって潤滑されている。
Here, in the present embodiment, the bearing portion between the
図2は、第1実施例の潤滑油供給機構の具体的な構成を示した要部の断面図であって、クランクシャフト3は、図1にも示すように、メインジャーナル21と、このメインジャーナル21と上記のクランクピン4とを接続する対となったクランクウェブ22と、このクランクウェブ22からクランクピン4の反対側へと半径方向に延びたカウンタウェイト部23と、を備えているが、クランクウェブ24の互いに対向する内側面には、クランクピン4の周囲に、ロアリンク13の端面13aと摺接するスラスト軸受面25が形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a principal part showing a specific configuration of the lubricating oil supply mechanism of the first embodiment. The
そして、クランクウェブ24内部に、メインジャーナル21内部から延びる比較的太い主油供給通路31が形成されているとともに、この主油供給通路31から分岐して先端が上記スラスト軸受面25に開口する油供給孔32が、例えばドリル加工により、斜めに貫通形成されている。
A relatively thick main
上記クランクピン4に支持されるロアリンク13は、半円形に2分割されるクランクピン軸受孔26を有し、かつ、2つ割りとした円筒状の軸受メタル27を介して、このクランクピン軸受孔26がクランクピン4に嵌合している。また、ロアリンク13の端面13aと上記スラスト軸受面25とは、極僅かな所定の微小隙間を介して互いに摺接する。
The
そして、上記油供給孔32の先端開口の位置に対応して、上記ロアリンク13には、端面13aからクランクピン軸受孔26内周面に至る油孔33が、例えばドリル加工により、斜めに貫通形成されている。さらに、この油孔33のクランクピン軸受孔26内周面における開口位置に対応して、軸受メタル27には、その外周面と内周面とに亘る油孔34が貫通形成されており、さらに、この油孔34から軸方向に延びた油溝35が、軸受メタル27の内周面に凹設されている。
Corresponding to the position of the tip opening of the
上記のような構成では、クランクシャフト3の回転に伴ってロアリンク13が所定の位置まで揺動すると、クランクシャフト3側の油供給孔32がロアリンク13側の油孔33に合致し、この油孔33および軸受メタル27の油孔34を通して、軸受メタル27とクランクピン4との間ならびに軸受メタル27とロアリンク13との間に潤滑油が供給される。
In the above configuration, when the
このように、上記構成では、大きな捩り荷重を受けるクランクピン4外周面には何ら油孔を具備せず、クランクウェブ24側から潤滑油が供給されるので、クランクピン4の強度が高くなり、相対的に小径化が可能となる。
As described above, in the above configuration, the outer peripheral surface of the
次に、図3に示す第2実施例は、ロアリンク13の端面13aにおける油孔33の開口端よりも外周側の位置に沿って、ロアリンク13にメカニカルシール41を取り付け、クランクウェブ24のスラスト軸受面25との間をシールするように構成したものである。
Next, in the second embodiment shown in FIG. 3, the
このような構成によれば、油供給孔32の先端開口と油孔33との連通部の外周がメカニカルシール41によって囲まれており、潤滑油の漏洩が防止される。従って、油圧低下が小さくなるとともに、ロアリンク13とクランクピン4との間に、より確実に潤滑油が供給される。特に、一方の端面13aでメカニカルシール41により潤滑油の漏洩を阻止することにより、クランクピン4側へ供給された潤滑油は軸方向へ流れ、他方の端面13bとこれに対向するクランクウェブ24のスラスト軸受面25との間へ流れ込むため、この摺接部をも確実に潤滑できる。
According to such a configuration, the outer periphery of the communication portion between the tip opening of the
次に、図4は、第3実施例を示しており、この実施例では、ロアリンク13の端面13aに、上述の油孔33に代えて、油溝42が凹設されている。この油溝42は、クランクウェブ24側の油供給孔32の先端開口に対向する位置からクランクピン軸受孔26に達するように半径方向に延びている。なお、ロアリンク13の揺動に対し、油供給孔32と連通する期間が長くなるように、この油溝42を適宜な角度に亘る扇形(円弧形)に拡大してもよく、あるいは油供給孔32と常時連通し得るように、360°に亘る円環状の溝としてもよい。
Next, FIG. 4 shows a third embodiment. In this embodiment, an
この実施例においても、クランクシャフト3の回転に伴ってロアリンク13が所定の位置まで揺動すると、クランクシャフト3側の油供給孔32がロアリンク13側の油溝42に合致し、この油溝42を通して、軸受メタル27とクランクピン4との間ならびに軸受メタル27とロアリンク13との間に潤滑油が供給される。なお、図示例では、軸受メタル27に油孔34および油溝35が設けられているが、これらを省略することも可能である。
Also in this embodiment, when the
また、図示例のように、第2実施例と同様のメカニカルシール41と組み合わせることもできる。
Moreover, it can also be combined with the
次に、図5に示す第4実施例は、クランクシャフト3からではなくコントロールリンク15を経由してクランクピン4との間を潤滑するようにした実施例を示している。コントロールリンク15の内部に、該コントロールリンク15の長手方向に沿って油供給通路51が形成されており、先端部のコントロールピン軸受孔52に達している。また、ロアリンク13側のコントロールピン軸受部は二股状をなすが、その一方のコントロールピン軸受孔53の内周面からクランクピン軸受孔26内周面に至る油孔54が、例えばドリル加工により貫通形成されている。なお、軸受メタル27には、前述した各実施例と同様に、外周面と内周面とに亘る油孔34が貫通形成され、かつ軸方向に延びた油溝35が凹設されている。
Next, the fourth embodiment shown in FIG. 5 shows an embodiment in which the space between the
この実施例では、例えばクランク軸受ブラケット7およびコントロールシャフト18を介してコントロールリンク15内の油供給通路51に潤滑油が供給され、かつコントロールピン14周囲に導入される。そして、その一部が上記油孔54を通してロアリンク13とクランクピン4との間に供給される。なお、コントロールリンク15の油供給通路51からロアリンク13の油孔54へ向かう潤滑油の量を多く確保するために、必要に応じて、コントロールピン14にさらに油孔ないし油溝を形成してもよい。
In this embodiment, for example, the lubricating oil is supplied to the
このような実施例においても、大きな捩り荷重を受けるクランクピン4外周面には何ら油孔を具備せず、ロアリンク13を介してクランクピン4の軸受部に潤滑油が供給されるので、クランクピン4の強度が高くなり、相対的に小径化が可能となる。
Even in such an embodiment, the outer peripheral surface of the
1…ピストン
3…クランクシャフト
4…クランクピン
11…アッパリンク
13…ロアリンク
15…コントロールリンク
18…コントロールシャフト
32…油供給孔
33…油孔
41…メカニカルシール
51…油供給通路
54…油孔
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記クランクシャフトのクランクピン周囲におけるスラスト軸受面に先端が開口する油供給孔をクランクシャフトに形成するとともに、この油供給孔の先端開口に連通する油路を、上記ロアリンク端面に形成し、この油路を介してクランクピンとロアリンクとの軸受部に潤滑油を供給することを特徴とする複リンク式内燃機関の潤滑装置。 An upper link connected to the piston via a piston pin, a lower link connected to the upper link via an upper pin so as to be swingable, and rotatably attached to a crank pin of the crankshaft, and one end portion of the upper link In a multi-link internal combustion engine comprising a control link that is swingably connected to the lower link via a control pin and the other end of which is swingably supported by the internal combustion engine body.
An oil supply hole is formed in the crankshaft on the thrust bearing surface around the crankpin of the crankshaft, and an oil passage communicating with the opening of the oil supply hole is formed in the lower link end surface. A lubricating device for a multi-link internal combustion engine, characterized in that lubricating oil is supplied to a bearing portion between a crankpin and a lower link through an oil passage.
上記コントロールリンク内に、内燃機関本体から上記コントロールピン側へと潤滑油を導く油供給通路を形成するとともに、上記ロアリンクのコントロールピン軸受孔からクランクピン軸受孔へと至る油孔をロアリンクに形成し、この油孔を介してクランクピンとロアリンクとの軸受部に潤滑油を供給することを特徴とする複リンク式内燃機関の潤滑装置。 An upper link connected to the piston via a piston pin, a lower link connected to the upper link via an upper pin so as to be swingable, and rotatably attached to a crank pin of the crankshaft, and one end portion of the upper link In a multi-link internal combustion engine comprising a control link that is swingably connected to the lower link via a control pin and the other end of which is swingably supported by the internal combustion engine body.
In the control link, an oil supply passage for guiding lubricating oil from the internal combustion engine body to the control pin side is formed, and an oil hole extending from the control pin bearing hole of the lower link to the crank pin bearing hole is formed as a lower link. A lubricating device for a multi-link internal combustion engine, characterized in that the lubricating oil is formed and supplied to a bearing portion between the crankpin and the lower link through the oil hole.
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JP5971422B2 (en) * | 2013-08-22 | 2016-08-17 | 日産自動車株式会社 | Double link piston crank mechanism for internal combustion engine |
WO2017037935A1 (en) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | 日産自動車株式会社 | Lubrication structure and lubrication method for upper pin in piston crank mechanism of internal combustion engine |
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