JP2010203368A - 複リンク式可変圧縮比内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】荷重の負荷状況に適切に対応可能なコントロールピンの軸受構造を実現する。
【解決手段】複リンク式可変圧縮比内燃機関はピストン２に連結したアッパリンク３と、クランクシャフト９にクランクピン８を介して連結したロアリンク７と、アッパリンク４とロアリンク７を連結するアッパピンと５、ロアリンク７にコントロールピン１１を介して連結するコントロールリンク１０とを備える。コントロールリンク１０にはコントロールピン１１をすべり軸受として支持する軸受孔１３が形成される。コントロールピン１１が軸受孔１３に及ぼす引張荷重の作用点における軸受孔１３の曲率を、軸受孔の他の部位の曲率より小さくすることで、軸受孔１３内の圧縮荷重の集中を防止しつつ、クローズイン圧力の作用点とコントロールピン１１との間にクローズインを補償するクリアランスを確保する。
【選択図】図３

Description

この発明は、複数のリンクを用いて圧縮比の変更を可能にした内燃機関における荷重の支持に関する。

往復動型内燃機関においては、ピストンとクランク軸をコネクティングロッドが連結している。コネクティングロッドは大端部と小端部を備える。小端部はピストンピンを介してピストンに連結され、大端部はクランク軸の一部をなすクランクピンに連結される。大端部にはクランクピンを挿通する軸受孔が形成される。軸受孔は屈折したクランク軸の一部をなすクランクピンを挿通する構造のため、それぞれが略半円形の軸受面を有する上部部材と下部部材に分割される
内燃機関の運転中は、シリンダ内の混合気の燃焼圧力でピストンがシリンダ内を往復動し、コネクティングロッドを介してクランク軸を回転駆動する。シリンダ内の混合気の燃焼による燃焼荷重によって押し下げられたピストンが、クランクシャフトの回転に応じて下死点から上死点へと変位する際には、排気上死点近傍で主にピストンの慣性力によってコネクティングロッドに引張荷重が作用する。

この引張荷重により、大端部の軸受孔はコネクティングロッドの中心軸方向に伸張し、中心軸横断方向に収縮する。引張荷重による軸受孔の中心軸横断方向の収縮をクローズインと称する。

クランクピンはピストンの往復動に伴って軸受孔内で回転変位する。つまり、軸受孔は滑り軸受として機能する。そのため、軸受孔がクローズインを起すと。軸受孔内で回転変位するクランクピンに対する摩擦抵抗が増大し、軸受孔の軸受メタルの損耗や、軸受孔の引張荷重の負荷負担能力の低下を招く。

特許文献１の従来技術は、コネクティングロッドの大端部の軸受孔に生じるこのようなクローズインを補償するために、大端部の軸受孔を構成する上部部材と下部部材の軸受面の円弧の中心がそれぞれ境界線の反対側に位置するように、上部部材と下部部材の軸受面を構成することを提案している。

このように構成された大端部の軸受孔においては、クローズイン圧力を受ける上部部材と下部部材との接合部において、クランクピンと軸受面との間にクリアランスが生じるため、クローズイン圧力によるクランクピンと軸受面との接触圧力の上昇を防止できる。

特開平１０−３２５４１０号公報

コネクティングロッドをアッパリンクとロアリンクで構成し、リンクの連結部の屈折角を変化させることで圧縮比を変えられるようにした複リンク式可変圧縮比内燃機関においては、リンクの連結部の屈折角を変えるために、ロアリンクにコントロールリンクを連結している。ロアリンクにはアッパリンクとの連結部を構成するアッパピンと、クランクピンと、コントロールリンクを連結するコントロールピンとが三角形をなす形あるいはほぼ一直線上に並ぶ形でそれぞれ貫通する。

このような複リンク式可変圧縮比内燃機関においては、ピストンの上死点付近で発生する燃焼圧力でピストンが押し下げられる際に、連結リンクを介してコントロールリンクに引張荷重が作用する。

コントロールリンクのコントロールピン用軸受孔周りは、クランク室内を比較的大きく移動することから、小型化が求められる。限られたスペースの中でコントロールピン用軸受孔周りを大型化すると、対応してロアリンクを小型化せざるを得ず、ロアリンクの強度の確保が困難になるからである。こうした理由から、コントロールピン用軸受孔から外周に至る肉厚を厚くすることは難しい。

その結果、コントロールリンクに形成されたコントロールピンの軸受孔にクローズイン圧力が作用する。

このクローズイン圧力がコントロールピンの軸受孔に及ぼす変形に対処するために、前記従来技術を適用すると、次のような問題が生じる。

すなわち、前記従来技術が対象とする単一のコネクティングロッドを用いた内燃機関においてコネクティングロッドの大端部に作用するクローズイン圧力は、クランクシャフトの回転に基づくピストンの慣性力に依存する。一方、複リンク式可変圧縮比内燃機関のコントロールリンクの軸受孔に作用するクローズイン圧力は燃焼荷重の直接の作用による。そのため、複リンク式可変圧縮比内燃機関のコントロールピンの軸受孔に作用するクローズイン圧力は、単一のコネクティングロッドを用いた内燃機関のコネクティングロッドの大端部に作用するクローズイン圧力を大幅に上回る。

また、前記従来技術による軸受孔の構造では、コントロールピンを支持するコントロールリンクの軸受孔の引張荷重の作用点と、圧縮荷重の作用点の曲率が、コントロールピン外周の曲率、あるいはクローズイン圧力の作用点付近の上部部材と下部部材の接合部の実施質的な曲率に比べてともに小さくなる。

その結果、軸受孔に圧縮荷重が作用する場合の軸受孔の受圧面積が小さくなり、軸受孔の一点への荷重の集中を招くことになる。

この発明は、複リンク式可変圧縮比内燃機関のコントロールピンを支持するコントロールリンクの軸受孔に関する以上の問題点に着目してなされたもので、荷重の負荷状況に適切に対応可能な軸受構造を実現することを目的とする。

この発明は以下の解決手段により前記の課題を達成する。

この発明は、ピストンに連結したアッパリンクと、クランクシャフトにクランクピンを介して連結したロアリンクと、アッパリンクとロアリンクを連結するアッパピンと、ロアリンクにコントロールピンを介して連結するコントロールリンクとを備え、コントロールリンクがロアリングをクランクピンを支点に回動することで、アッパピンを中心とするアッパリンクとロアリンクの屈折角を変化させる複リンク式可変圧縮比内燃機関において、コントロールピンを支持するコントロールリンクの軸受孔を次のように構成する。

すなわち、コントロールピンが軸受孔に及ぼす引張荷重の作用点における軸受孔の曲率を軸受孔の他の部位の曲率より小さくする。

コントロールピンが及ぼす引張荷重の作用点における軸受孔の曲率を軸受孔の他の部位の曲率より小さくすることで、クローズイン圧力の作用点とコントロールピンとの間にクローズインを補償するクリアランスを確保することができる。また、圧縮荷重の作用点における軸受孔の曲率が引張荷重の作用点における軸受孔の曲率より大きくなるので、圧縮荷重の一点への集中を防止することができる。

この発明による軸受構造を備えた複リンク式可変圧縮比内燃機関の概略構成図である。 この発明の第１の実施形態による軸受構造を説明する軸受孔の横断面図である。 軸受孔の加工プロセスを説明する加工中のコントロールリンク要部の正面図である。 この発明の第２の実施形態による軸受構造を説明するコントロールリンク要部の正面図と側面図、及び軸受孔の横断面図である。 この発明の第３の実施形態による軸受構造を説明するコントロールリンク要部の正面図と側面図である。 この発明の第４の実施形態による軸受構造を説明するコントロールリンク要部の正面図と側面図である。 この発明の第５の実施形態による軸受構造を説明するコントロールリンク要部の正面図と側面図である。 この発明の第７の実施形態による軸受構造を説明するコントロールリンク要部の正面図である。 この発明の第８の実施形態による軸受構造を説明するコントロールリンク要部の正面図である。 この発明の第９の実施形態による軸受構造を説明するコントロールリンク要部の正面図である。

図面を参照して、この発明を実施するための形態を説明する。なお、図１から図１０の図面はいずれも発明の特徴を視覚的に理解できるよう誇張して描かれており、スケール的な正確さを意図していない。

図１を参照すると、この発明を適用する複リンク式可変圧縮比内燃機関はシリンダ１と、シリンダ１に摺動自由に収装されたピストン２とを備える。

ピストン２にはアッパリンク４の上端がピストンピン３を介して連結される。アッパリンク４の下端はアッパピン５を介して略三角形状のロアリンク７の一端に連結される。ロアリンク７の別の一端にはクランクピン８が貫通する。クランクピン８はクランクシャフト９の一部を構成し、クランクシャフト９からラジアル方向にオフセットした位置に設けられる。クランクピン８はアッパリンク４とロアリンク７を介して伝達されるピストン２の図の上下方向の往復動をクランクシャフト９の回転運動に変換する役割をもつ。

略三角形状のロアリンク７の最後の一端にはコントロールリンク１０の一端がコントロールピン１１を介して連結される。

コントロールリンク１０のもう一端はコントロールシャフト１２に連結される。コントロールシャフト１２はクランクシャフト９と平行に配置される。コントロールシャフト１２は図形的中心からオフセットした位置に回転中心Ｏを備える。コントロールシャフト１２は図示されない駆動機構により回転変位する。

以上の構成により、コントロールシャフト１２を回転変位させると、コントロールシャフト１２の回転中心Ｏとコントロールピン１１との距離が変化する。その結果、コントロールピン１１を介してコントロールシャフト１２に連結するロアリンク７がクランクピン８を支点に図の時計回りあるいは反時計回りに回転変位し、アッパピン５を中心とするアッパリンク４とロアリンク７の屈折角度に変化をもたらす。

アッパリンク４とロアリンク７の屈折角度の変化は、ピストン２とクランクピン８との距離の変化を意味する。ピストン２とクランクピン８との距離の変化は、したがって、ピストン２によるシリンダ１内の混合気の圧縮比の変化をもたらす。

このようにして、複リンク式可変圧縮比内燃機関は駆動機構を介したコントロールシャフト１２の回転操作により、圧縮比を変化させる。

コントロールリンク１０の一端にはアイ部材１４が形成される。アイ部材１４にはコントロールピン１１を回転自由に支持する軸受孔１３が形成される。軸受孔１３はコントロールピン１１の回転変位を許容するいわゆる滑り軸受として形成される。

複リンク式可変圧縮比内燃機関は圧縮上死点付近で混合気を燃焼させ、燃焼荷重によりピストン２を図の上下方向に往復動させる。

前述のように、この燃焼荷重はアッパリンク４とロアリンク７を介して、軸受孔１３に極めて大きな引張荷重を及ぼし、コントロールリンク１０が引張方向の荷重を受ける。また、燃焼荷重により押し下げられたピストン２が慣性力でシリンダ１内を圧縮方向に作動する際には、軸受孔１３に圧縮荷重を及ぼし、コントロールリンク１０が圧縮方向の荷重を受ける。

このように、軸受孔１３には引張荷重と圧縮荷重とが交互に作用する。これらの荷重の作用の中心は、軸受孔１３とコントロールリンク１０の中心線との交点ＡとＢである。引張荷重は交点Ａを中心に作用する。圧縮荷重は、交点Ｂを中心に作用する。以下の説明では、アイ部材１４及び軸受孔１３の部位を説明する際に、境界線を境に交点Ａを含む側を先端側、交点Ｂを含む側をリンク側と称する。

次に図２を参照してこの発明の第１の実施形態を説明する。第１の実施形態による軸受孔１３は、コントロールリンク１０の中心線と直角をなす境界線を境として２つの異なる楕円形に近い形状の楕円形状曲線１３Ａと１３Ｂ（以下，楕円形円弧と称する）を組み合わせた形状に形成される。楕円形円弧１３Ａと１３Ｂはいずれもコントロールリンク１０の中心線を短径方向とする楕円に近似した形状を備える。そのために、交点Ａを通る先端側の楕円形円弧１３Ａは交点Ａにおいて最も曲率が小さくなり、交点Ｂを通るリンク側の楕円形円弧１３Ｂは交点Ｂにおいて最も曲率が小さくなる。また、楕円形円弧１３Ａの最小曲率を楕円形円弧１３Ｂの最小曲率より小さくする。結果として、交点Ａにおける軸受孔１３の軸受面の曲率は、軸受孔１３の軸受面の他のすべての部位よりも小さいことになる。

図２の形状の軸受面を備えた軸受孔１３は次の方法で形成することができる。

図３を参照すると、あらかじめ図３（ａ）に示すようにコントロールリンク１０の一端にアイ部材１４を形成しておく。アイ部材１４の外周面は円形とし、アイ部材１４には略円形の軸受孔１３を形成しておく。アイ部材１４を図３（ｂ）に示すようなＣ型の締め具１５を用いて側方から締め付ける。締め付けた状態では、軸受孔１３は中心線の方向に長くなるように変形する。すなわち図においては縦長の略楕円形状を呈する。

この状態で軸受孔１３の軸受面が真円形になるまで軸受面を研磨する。図３（ｂ）に示される実線が研磨前の軸受孔１３の断面、破線が研磨後の軸受孔１３の断面を示す。

研磨が終了した後、締め具１５を取り外すと、図３（ｃ）に示すように、アイ部材１４の軸受孔１３は横長の略楕円形状となる。研磨後の軸受孔にブッシュを圧入することができる
ここで、アイ部材１４は軸受孔１３から外周に至る肉厚が一定であっても、リンク側においてコントロールリンク１０に一体化されているため、アイ部材１４の先端側の剛性はリンク側の剛性より低い。したがって、締め具１５をアイ部材１４の両側面に締め付けた状態では、縦長の略楕円形に変形した軸受孔１３において交点Ａに相当する部位の曲率は交点Ｂに相当する部位の曲率より大きい。この状態で、軸受孔１３が真円形となるまで軸受孔１３を研磨すれば、締め具１５を取り外した後の軸受孔１３の形状は図１に示すようになる。すなわち、交点Ａの曲率が交点Ｂの曲率及び軸受孔１３の軸受面の他のいかなる部位の曲率より小さくなる。

このように形成された軸受孔１３は、燃焼荷重に基づく引張力がロアリンク７及びコントロールピン１１を介してアイ部材１４の交点Ａを中心とする部位に作用すると、アイ部材１４にクローズイン圧力が作用する。クローズイン圧力は軸受孔１３を境界線の方向に収縮させるが、図１に示すように、この軸受孔１３においては予め境界線の近傍において、軸受孔１３とコントロールピン１１との間にクリアランスが設定されている。したがって、クローズイン圧力で軸受孔１３が境界線の方向に収縮しても、軸受孔１３とコントロールピン１１との摩擦抵抗の上昇は起こりにくく、大きな引張荷重の作用下でも軸受孔１３の滑り軸受としての機能は損なわれない。

一方、クランクシャフト９の回転によりロアリンク７がコントロールピン１１を介してアイ部材１４の交点Ｂを中心とする部位に圧縮力を及ぼす場合には、交点Ｂを中心とする部位の曲率が交点Ａを中心とする部位と比べて大きいので、圧縮力を軸受孔１３の交点Ｂを中心とする広い領域で受け止めることができる。したがって、この軸受孔１３の構造により、圧縮荷重の交点Ｂへの集中を防止することができる。

図４を参照してこの発明の第２の実施形態を説明する。

この実施形態では、図４（ａ）に示すようにアイ部材１４の外周にあらかじめ一対の平行な平面部１４Ａを設ける。平面部１４Ａは図４（ｂ）の斜線領域のアイ部材１４の肉厚を増やすことで実現する。平面部１４Ａはアイ部材１４の境界線から先端側に形成される。締め具１５によるアイ部材１４の締め付けと、締め付け状態で軸受孔１３を真円形に研磨加工するプロセスは前記第１の実施形態と同一である。

アイ部材１４にこのような一対の平行する平面部１４Ａを形成しておくことで、締め具１５をアイ部材１４の両側面に締め付ける際のアイ部材１４の受圧面積が増加する。締め付け荷重の受圧面はアイ部材１４の境界線から先端側に位置する。したがって、締め具１５による締め付け荷重も図４（ａ）の矢印に示すように境界線より先端側でアイ部材１４に作用する。

このように締め付け荷重の作用箇所が特定されることで、アイ部材１４が締め具１５から受ける締め付け荷重のばらつきが減り、軸受孔１３の加工精度を高めることができる。また、平面部１４Ａを境界線より先端側に形成することで、締め具１５でアイ部材１４を締め付けた状態における研磨前の軸受孔１３の形状は縦長の楕円であってかつ境界線の上方においては下方と比べて研磨前の軸受孔１３が水平方向により押しつぶされた形状となる。言い換えれば，境界線の先端側ではアイ部材１４の変形量が第１の実施形態より大きく、境界線のリンク側ではアイ部材１４の変形量が第１の実施形態より小さくなる。この状態で、軸受孔１３を真円形に研磨する。したがって、境界線の先端側において研磨により削り取られるアイ部材１４の量は第１の実施形態より多くなり、境界線のリンク側において、研磨により削り取られるアイ部材１４の量は第１の実施形態より少なくなる。

その結果、研磨後に締め具１５を取り外すと、図４（ｃ）に示すように、境界線の先端側の軸受孔１３の曲率は第１の実施形態より小さくなり、境界線のリンク側の軸受孔１３の曲率は第１の実施形態より大きくなる。この実施形態によれば、第１の実施形態と比べて、軸受孔１３の先端側とリンク側の曲率の差をさらに大きく設定することができる。つまり、コントロールピン１１の側方に第１の実施形態と同じクリアランスを確保しつつ、交点Ｂを中心とする圧縮荷重の作用部分の曲率を第１の実施形態より大きくすることができる。その結果、軸受孔１３の圧縮荷重の作用部分の形状は円形に近くなる。その結果、軸受孔１３の圧縮荷重の受圧面積が増加するので、圧縮荷重の集中防止をより確実に果たすことができる。

図５を参照してこの発明の第３の実施形態を説明する。

この実施形態では、一対の平行な平面部１４Ａを境界線のリンク側にも拡大する。平面部１４Ａは境界線の両側でほぼ等しい面積となるようにアイ部材１４の両側面に形成される。このような平面部１４Ａは図５（ｂ）の境界線の両側に跨がる斜線領域においてアイ部材１４の肉厚を増やすことで実現する。

この実施形態によれば平面部１４Ａの面積、すなわち締め具１５による締め付け荷重の受圧面積が第２の実施形態より大幅に増加する。そのため、締め具１５による締め付け荷重は図５（ａ）の矢印に示すように、境界線の両側でほぼ均等にアイ部材１４に作用する。このように締め付け荷重が極めて安定的にアイ部材１４に加えられるので、軸受孔１３の加工精度を第２の実施形態よりさらに高めることができる。

また、交点Ａに引張荷重が加えられた際のクローズイン圧力によりアイ部材１４が変形を起す部位の肉厚を増やして平面部１４Ａを形成するので、アイ部材１４はクローズイン圧力に対して変形しにくい構造となる。

この実施形態においても、第１の実施形態と同様に、アイ部材１４はリンク側においてコントロールリンク１０に一体化されているため、アイ部材１４の先端側の剛性はリンク側の剛性より低い。したがって、締め具１５をアイ部材１４の両側面に締め付けた状態では、縦長の略楕円形に変形した軸受孔１３において交点Ａに相当する部位の曲率は交点Ｂに相当する部位の曲率より大きくなる。この状態で、軸受孔１３が真円形となるまで軸受孔１３を研磨すれば、締め具１５を取り外した後の軸受孔１３の形状は第１の実施形態とほぼ同じ形状となる。

図６を参照してこの発明の第４の実施形態を説明する。

この実施形態では、図６（ａ）に示すように平面部１４Ａを第２の実施形態とは逆に境界線のリンク側のみに形成する。アイ部材１４は図６（ｂ）に示されるように、コントロールリンク１０の厚さを上回る長さに形成される。ここで言うアイ部材１４の長さは軸受孔１３に貫通するコントロールピン１１の貫通方向の寸法を意味する。平面部１４Ａはコントロールリンク１０の厚さに等しい長さでアイ部材１４の外周に形成される。

このような平面部１４Ａは図６（ｂ）の境界線のリンク側の斜線領域にリブを形成することで、この部分に限定してアイ部材１４の肉厚を増やすことで実現する。

境界線のリンク側にリブを形成することで、アイ部材１４のリンク側の剛性が一層強化される。その結果、締め具１５による締め付け下で軸受孔１３の研磨を行なう第１の実施形態と同じプロセスの結果得られる交点Ｂの曲率が第１の実施形態より大きくなる。第１の実施形態と比べて圧縮荷重の集中をより確実に果たすことができる。

図７を参照してこの発明の第５の実施形態を説明する。

この実施形態では、第４の実施形態と同様のリブをさらにアイ部材１４の下方のコントロールリンク１０の本体部分まで延設する。

その結果，アイ部材１４のリンク側の剛性がさらに強化される。したがって、第４の実施形態の作用効果をさらに強めることができる。また、アイ部材１４がリブで補強されるので、アイ部材１４はクローズイン圧力に対して変形しにくい構造となる。

次にこの発明の第６の実施形態を説明する。

第１から第５の実施形態ではいずれもアイ部材１４を直接研磨して軸受孔１３を形成しているが、この実施形態ではアイ部材１４に軸受孔１３より若干大きめの孔部を形成し、孔部に円筒形状のブッシュ１６を圧入し、これを加工して軸受孔１３を構成する。軸受孔１３の加工は、孔部にブッシュ１６を圧入した状態で、図３（ａ）−（ｃ）に示すようにアイ部材１４を締め具１５で締め付け、ブッシュ１６の内周面が真円形になるまで軸受面を研磨する。第１の実施形態との相違はアイ部材１４を直接研磨するか、ブッシュ１６の内周面を研磨するかの相違である。言い換えれば、第１の実施形態において軸受孔１３にブッシュを圧入する場合は、完成状態のコントロールロッド１０におけるブッシュの厚さは一定となるが、この実施形態においては、ブッシュ１６の内周面を研磨するので、完成状態のコントロールロッド１０におけるブッシュ１６の厚さは不均一になる。

ブッシュ１６を用いることで、アイ部材１４を直接研磨して軸受孔１３を形成する場合と比べて、滑り軸受としてのコントロールピン１１の摺動性が向上し、コントロールピン１１と軸受孔１３の間に発生するフリクションを減らすことができる。また、実際にコントロールピン１１に接するブッシ１６の内周面の曲率を直接調整するので、クローズインを補償するためのクリアランスをより確実に確保することができる。。

図８を参照してこの発明の第７の実施形態を説明する。

この実施形態は第７の実施形態に類似するが、さらにブッシュ１６の内周面に円周方向の油溝１７を形成し、コントロールリンク１０に軸方向に形成した潤滑油通路１８から油溝１７に潤滑油を供給する。潤滑油通路１８はコントロールリンク１０に内蔵された油溜めに接続される。外部から潤滑油通路１８に潤滑油を供給することも可能である。

油溝１７はブッシュ１６の壁面を貫通する円周方向の帯状の孔部としてあらかじめ形成しておく。一方、潤滑油通路１８はブッシュ１６を圧入するアイ部材１４の孔部に開口する。このような構成により、ブッシュ１６を孔部に圧入することで油溝１７と潤滑油通路１８が交点Ｂに相当する部位において連通する。油溝１７は交点Ｂを中心に円周方向両側に向けて形成される。油溝１７はできるだけ長い区間に渡って形成することが潤滑性能を確保するうえで好ましい。一方、ブッシュ１６の引張荷重が作用する部位に油溝１７を形成することは構造上好ましくない。この実施形態では両方の要求を満たすために、油溝１７を図に示すようにリンク側の摺動面の全面と先端側の摺動面の両端に相当する部分に形成する。軸受孔１３を形成するブッシュ１６の内周面の曲率を前述のように調整することでクローズイン圧力がもたらす荷重の集中を緩和しているので、先端側の摺動面の両端に相当する部分に油溝１７を形成しても、引張荷重を受けたときに強度的な問題は生じにくい。

この実施形態によれば、第７の実施形態と同様の作用効果に加えて、コントロールピン１１と軸受孔１３の摺動面が常時潤滑されるので、フリクションの更なる低減と、潤滑油による摺動面の冷却効果を得ることができる。

図９を参照してこの発明の第８の実施形態を説明する。

この実施形態は、第７の実施形態と油溝１７と潤滑油通路１８の数と配置が異なる。この実施形態によるアイ部材１４は一対の油溝１７と潤滑油通路１８を備える。油溝１７はブッシュ１６と境界線との２つの交点を中心とする２つの領域にそれぞれ形成される。潤滑油通路１８は境界線上の２か所においてアイ部材１４の壁面を貫通し、アイ部材１４の内側と外側とを連通する。一対の潤滑油通路１８には外部から潤滑油を供給する。その他の構成は第７の実施形態と同一である。

前述のように内燃機関の運転に伴って、コントロールピン１１が軸受孔１３に及ぼす荷重はそれぞれ交点ＡとＢを中心とする領域に作用する。この実施形態において油溝１７を形成する部位はこのような荷重を受けやすい領域を含まない。したがって、この実施形態によれば、軸受孔１３の構造強度に全く影響を与えずに、フリクションの低減と摺動面の冷却効果を得ることができる。

図１０を参照してこの発明の第９の実施形態を説明する。

この実施形態は、第３の実施形態において、軸受孔１３にブッシュ１６を適用し、さらに一対の油溝１７と一対の潤滑油通路１８を設けた実施形態に相当する。一対の油溝１７の配置は第８の実施形態と同一である。一方、一対の潤滑油通路１８はそれぞれアイ部材１４の最も肉厚の厚い部分を貫通して形成する。すなわち、一対の潤滑油通路１８を第８の実施形態より交点Ｂに近い位置へと円周方向に回転させた位置に形成する。この配置により一対の潤滑油通路１８はリンク側の摺動面に一端をそれぞれ開口し、もう一端をアイ部材１４のリンク側の肉厚増加部の外周にそれぞれ開口する。

この実施形態においては、第３の実施形態と第７の実施形態の作用効果に加えて、一対の潤滑油通路１８を肉厚増加部分を貫通して形成したので、潤滑油通路１８を他の部位に形成する場合と比べて、アイ部材１４の構造強度への影響を少なくすることができる。

第６から第９の実施例においては、いずれもアイ部材１４に設けた孔部にブッシュ１６を圧入し、締め具１５でアイ部材１４を締め付けた状態でブッシュ１６の内周面を研磨して軸受孔１３を形成している。

しかしながら、ブッシュ１６を圧入するアイ部材１４の孔部を、第１から第５の実施形態のいずれかの軸受孔１３の形状と相似形となるようにあらかじめ図３（ａ）−（ｃ）のプロセスのもとで研磨しておき、研磨後の孔部にブッシュ１６を圧入することで、第１から第５の実施形態のいずれかの軸受孔１３と同形かつ同寸法の軸受孔１３を得るようにすることも可能である。

この場合には、さらにブッシュ１６の外周面の形状を研磨後のアイ部材の孔部の形状に合わせて成型しておくことで、孔部に圧入したブッシュとアイ部材１４との相対回転の防止を図ることができる。ブッシュ１６をアイ部材１４に圧入した後、ブッシュ１６の内周面の研磨を行って最終的な形状と寸法に調整することが好ましい。

以上のように、この発明によれば、コントロールリンクにより圧縮比を変化させる複リンク式可変圧縮比内燃機関において、コントロールピンが軸受孔に及ぼす引張荷重の作用点における軸受孔の曲率を軸受孔の他の部位の曲率より小さくしたので、引張荷重によるクローズイン圧力の作用点とコントロールピンとの間にクローズインを補償するクリアランスを確保することができる。また、圧縮荷重の作用点における軸受孔の曲率が引張荷重の作用点における軸受孔の曲率より大きくなるので、圧縮荷重の一点への集中を防止することができる。

以上、この発明をいくつかの特定の実施例を通じて説明してきたが、この発明は上記の各実施例に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの技術範囲でこれらの実施例にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。

１ シリンダ
２ ピストン
３ ピストンピン
４ アッパリンク
５ アッパピン
７ ロアリンク
８ クランクピン
９ クランクシャフト
１０ コントロールリンク
１１ コントロールピン
１２ コントロールシャフト
１３ 軸受孔
１３Ａ 楕円形円弧
１３Ｂ 楕円形円弧
１４ アイ部材
１４Ａ 平面部
１５ 締め具
１６ ブッシュ
１７ 油溝
１８ 潤滑油通路

Claims (18)

1. ピストンに連結したアッパリンクと、クランクシャフトにクランクピンを介して連結したロアリンクと、アッパリンクとロアリンクを連結するアッパピンと、ロアリンクにコントロールピンを介して連結するとともにコントロールピンをすべり軸受として支持する軸受孔を有するコントロールリンクと、を備えた複リンク式可変圧縮比内燃機関において、
   コントロールピンが軸受孔に及ぼす引張荷重の作用点における軸受孔の曲率を、軸受孔の他の部位の曲率より小さくしたことを特徴とする複リンク式可変圧縮比内燃機関。
2. 軸受孔はコントロールリンクの一端に形成されたアイ部材を貫通して形成され、軸受孔はコントロールリンクの中心線上に形成され、前記引張荷重の作用点はコントロールリンクの中心線と軸受孔の２つの交点のうち、コントロールリンクの先端側に位置する先端側交点であることを特徴とする請求項１に記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
3. コントロールリンクの中心線と軸受孔の２つの交点のうち、前記先端側交点に相対するリンク側交点を中心とするリンク側領域の軸受孔を楕円形に形成するとともに、前記先端側交点を中心とする先端側領域の軸受孔をリンク側領域の軸受孔より曲率の小さな楕円形に形成したことを特徴とする請求項２に記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
4. アイ部材の外周面は円形に形成されることを特徴とする請求項３に記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
5. アイ部材は外周面と軸受孔の間の肉厚を他の部位よりも増すことで形成された前記中心線と平行な一対の平面部を備えることを特徴とする請求項３に記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
6. 一対の平面部は前記先端側領域に形成されることを特徴とする請求項５に記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
7. 一対の平面部は前記先端側領域と前記リンク側領域にまたがって形成されることを特徴とする請求項５に記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
8. 一対の平面部は前記リンク側領域に形成されることを特徴とする請求項５に記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
9. 一対の平面部はアイ部材に形成された一対のリブで構成されることを特徴とする請求項５に記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
10. 一対の平面部はアイ部材とコントロールリンクのアイ部材以外の部位とを結合するリブで構成されることを特徴とする請求項５に記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
11. 軸受孔はアイ部材にあらかじめ形成した孔部に圧入されたブッシュで構成される請求項３から１０のいずれかに記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
12. 前記孔部は軸受孔と相似形にあらかじめ形成され、孔部にブッシュを圧入することで、コントロールピンが軸受孔に及ぼす引張荷重の作用点における軸受孔の曲率を、軸受孔の他の部位の曲率より小さくすることを特徴とする請求項１１に記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
13. ブッシュの外周面は前記孔部と同一形状にあらかじめ成型されることを特徴とする請求項１２に記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
14. ブッシュは円周方向に形成された油溝を有するとともに、アイ部材は油溝に潤滑油を供給する潤滑油通路を備えたことを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
15. 油溝は前記リンク側領域の全域と前記先端側領域の先端側交点を除く一部の領域に形成され、潤滑油通路はコントロールリンク内に形成され、前記リンク側交点の近傍において油溝に連通することを特徴とする請求項１４に記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
16. 油溝は前記リンク側領域と前記先端側領域との境界をそれぞれ中心とする一対の領域に設けられ、潤滑油通路は前記境界付近においてアイ部材の内側と外側とを連通する一対の孔部で構成されることを特徴とする請求項１４に記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
17. アイ部材は外周面と軸受孔の間の肉厚を他の部位よりも増すことで形成された前記中心線と平行な一対の平面部を前記リンク側領域に備えるとともに、油溝は前記リンク側領域と前記先端側領域との境界をそれぞれ中心とする一対の領域に設けられ、潤滑油通路は外周面と軸受孔の間の肉厚を他の部位よりも増したアイ部材の肉厚部を貫通してアイ部材の内側と外側とを連通する一対の孔部で構成されることを特徴とする請求項１４に記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関。
18. 請求項２に記載の複リンク式可変圧縮比内燃機関の製造方法において、予め略円形の孔部を形成したアイ部材をコントロールリンクの中心線と直交する方向に加圧して変形させ、変形状態で孔部が真円形となるまで研磨し、締め具を取り外すことで軸受孔を形成することを特徴とする複リンク式可変圧縮比内燃機関の製造方法。

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