JP2013256883A - Internal combustion engine - Google Patents

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Hideaki Mizuno
秀昭 水野
Katsuya Mogi
克也 茂木
Emi Ide
恵美 井手
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain higher rigidity in a first link side of a rocker arm where a distance between shafts is longer, since the thickness of the rocker arm in a periphery of a rocking support shaft penetration hole along a radial direction of the rocking support shaft penetration is relatively large on the first link side.SOLUTION: A piston-crank mechanism of an internal combustion engine includes a rocker arm 10 rocking around a rocking support shaft. The rocker arm 10 is set in such a manner that a distance L1 from a rocking fulcrum 7 being the center of the rocking support shaft to the center of a connecting part with a first link is longer than a distance L2 from the center of the rocking support shaft 13 to a connecting part with a second link. The rocker arm 10 has one end connected to the first link and the other end connected to the second link, each end bifurcated to support both ends of a connecting pin. In a view in an axial direction of a crankshaft, the rocker arm is formed in such a manner that in a thickness distribution of a rocking support shaft connecting part 22 in a radial direction of the rocking support shaft penetration hole 21, the thickness at the first link 11 side is larger than the thickness at the second link 12 side.

Description

本発明は、ピストンの往復直線運動をクランクシャフトの回転運動に変換して伝達するレシプロ式の内燃機関に関する。   The present invention relates to a reciprocating internal combustion engine that converts a reciprocating linear motion of a piston into a rotational motion of a crankshaft and transmits it.

本出願人が先に出願した特許文献1には、ピストンとクランクピンとを複数のリンク部材を介して機械的に連結してピストンの往復直線運動をクランクシャフトの回転運動に変換するピストン−クランク機構を備え、クランクシャフトの回転中心がシリンダの側方に配置された内燃機関が開示されている。   Patent Document 1 previously filed by the present applicant discloses a piston-crank mechanism that mechanically connects a piston and a crank pin via a plurality of link members to convert a reciprocating linear motion of the piston into a rotational motion of the crankshaft. And an internal combustion engine in which the center of rotation of the crankshaft is disposed on the side of the cylinder is disclosed.

この特許文献1における内燃機関は、シリンダの側方にクランクシャフトの回転中心を配置することで、内燃機関の機関全高を低く抑制し、内燃機関を全体としてコンパクトに構成して車両搭載性を向上させている。   In the internal combustion engine in Patent Document 1, the center of rotation of the crankshaft is arranged on the side of the cylinder, so that the overall height of the internal combustion engine is kept low, and the internal combustion engine is compactly configured as a whole to improve vehicle mountability. I am letting.

特開2006−52667号公報JP 2006-52667 A

しかしながら、このような内燃機関においては、複リンク式のピストン−クランク機構の運動に伴うリンク部材の変形を抑制して、内燃機関の振動低減や、出力向上を図る上で更なる改善の余地がある。   However, in such an internal combustion engine, there is room for further improvement in suppressing vibration of the internal combustion engine and improving output by suppressing the deformation of the link member accompanying the movement of the multi-link type piston-crank mechanism. is there.

本発明の内燃機関は、支点軸を中心に揺動可能なロッカアームと、該ロッカアームの一端に連結された第1リンクと、上記ロッカアームの他端に連結された第2リンクと、上記第1リンクの一端に連結されたピストンと、上記第2リンクの一端に連結されたクランクシャフトと、を有し、クランクシャフト軸方向視で、上記支点軸から上記ロッカアームと上記第1リンクとの連結部分までの距離が、上記支点軸から上記ロッカアームと上記第2リンクとの連結部分までの距離よりも長くなるピストン−クランク機構を備えている。上記ロッカアームは、上記第1リンクに連結される上記ロッカアームの一端側と、上記第2リンクに連結される上記ロッカアームの他端側が、それぞれ上記連結ピンの両端を支持するように二股状に形成されている。   The internal combustion engine of the present invention includes a rocker arm that can swing around a fulcrum shaft, a first link connected to one end of the rocker arm, a second link connected to the other end of the rocker arm, and the first link. A piston connected to one end of the second link, and a crankshaft connected to one end of the second link, from the fulcrum shaft to the connecting portion of the rocker arm and the first link as viewed in the axial direction of the crankshaft. Is provided with a piston-crank mechanism that is longer than the distance from the fulcrum shaft to the connecting portion between the rocker arm and the second link. The rocker arm is formed in a bifurcated shape so that one end side of the rocker arm connected to the first link and the other end side of the rocker arm connected to the second link respectively support both ends of the connecting pin. ing.

そして、上記ロッカアームは、上記ロッカアームの両端の二股部分の間を通り、上記クランクシャフトの軸方向と直交する平面による断面で、上記支点軸が貫通する支点軸貫通穴の中心と、上記ロッカアームと上記第1リンクとの連結部分の中心とを通る直線を第1直線とし、上記支点軸貫通穴の中心と、上記ロッカアームと上記第2リンクとの連結部分の中心とを通る直線を第2直線とし、上記支点軸貫通穴の中心を通り、上記第1直線と上記第2直線とがなす挟角を2等分する直線を第3直線とした際に、上記支点軸貫通穴外周側の断面積のうち、上記第3直線よりも上記第1リンク側の断面積が、上記第3直線よりも上記第2リンク側の断面積よりも大きくなるよう形成されていることを特徴としている。   The rocker arm passes between the two fork portions of the rocker arm, and is a cross-section by a plane orthogonal to the axial direction of the crankshaft, the center of the fulcrum shaft through-hole through which the fulcrum shaft passes, the rocker arm and the rocker arm A straight line passing through the center of the connecting portion with the first link is defined as a first straight line, and a straight line passing through the center of the fulcrum shaft through hole and the center of the connecting portion between the rocker arm and the second link is defined as a second straight line. The cross-sectional area of the outer periphery of the fulcrum shaft through-hole when a straight line that bisects the included angle formed by the first straight line and the second straight line through the center of the fulcrum shaft through-hole is defined as a third straight line. The cross-sectional area on the first link side of the third straight line is larger than the cross-sectional area on the second link side of the third straight line.

本発明によれば、ロッカアームは、揺動支軸貫通穴半径方向に沿った揺動支軸貫通穴周囲の肉厚が、第1リンク側で相対的に厚くなる。そのため、ロッカアームにおいて、軸間距離が長くなる第1リンク側の剛性を高くすることができる。   According to the present invention, in the rocker arm, the thickness around the swing support shaft through hole along the radial direction of the swing support shaft through hole is relatively thick on the first link side. Therefore, in the rocker arm, the rigidity on the first link side where the inter-axis distance becomes long can be increased.

本発明に係る内燃機関を模式的に示した説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which showed typically the internal combustion engine which concerns on this invention. 本発明に係る内燃機関を構成するロッカアームの斜視図。The perspective view of the rocker arm which comprises the internal combustion engine which concerns on this invention. 本発明に係る内燃機関を構成するロッカアームの平面図。The top view of the rocker arm which comprises the internal combustion engine which concerns on this invention. 図3のA−A線に沿った断面図。Sectional drawing along the AA line of FIG. ピストン−クランク機構のリンク配置の一例を模式的に示した説明図。Explanatory drawing which showed typically an example of link arrangement | positioning of a piston-crank mechanism. ピストン−クランク機構のリンク配置の一例を模式的に示した説明図。Explanatory drawing which showed typically an example of link arrangement | positioning of a piston-crank mechanism.

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係る内燃機関1を模式的に示した説明図であって、クランクシャフト軸方向視での内燃機関1の断面に相当する説明図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing an internal combustion engine 1 according to the present invention, and is an explanatory view corresponding to a cross section of the internal combustion engine 1 as viewed in the crankshaft axial direction.

レシプロ式の内燃機関1は、ピストン2が摺動可能に収容されたシリンダ3の側方にクランクシャフト4が配置された構成となっている。   The reciprocating internal combustion engine 1 has a configuration in which a crankshaft 4 is disposed on the side of a cylinder 3 in which a piston 2 is slidably accommodated.

この内燃機関1は、ピストン2とクランクシャフト4のクランクピン5とを複数のリンク部材により機械的に連係し、ピストン2のシリンダ3内での往復直線運動をクランクシャフト4の回転運動に変換する複リンク式のピストン−クランク機構6を有している。   In the internal combustion engine 1, the piston 2 and the crankpin 5 of the crankshaft 4 are mechanically linked by a plurality of link members, and the reciprocating linear motion of the piston 2 in the cylinder 3 is converted into the rotational motion of the crankshaft 4. A multi-link type piston-crank mechanism 6 is provided.

このピストン−クランク機構6は、揺動支点7を中心に揺動可能な細長いロッカアーム10と、このロッカアーム10の一端とピストン2とを繋ぐ細長い棒状の第1リンク11と、ロッカアーム10の他端とクランクシャフト4のクランクピン5とを繋ぐ細長い棒状の第2リンク12と、を有している。   The piston-crank mechanism 6 includes an elongated rocker arm 10 that can swing around a swing fulcrum 7, an elongated rod-shaped first link 11 that connects one end of the rocker arm 10 and the piston 2, and the other end of the rocker arm 10. It has an elongated rod-like second link 12 that connects the crankpin 5 of the crankshaft 4.

ロッカアーム10は、例えば、内燃機関1のシリンダブロック(図示せず)に固定された支点軸としての揺動支軸13に回転可能に取り付けられ、揺動支軸13の軸心を揺動支点7として揺動するものである。   For example, the rocker arm 10 is rotatably attached to a swing support shaft 13 as a fulcrum shaft fixed to a cylinder block (not shown) of the internal combustion engine 1. Swings as follows.

第1リンク11の下端とロッカアーム10の一端とは、第1連結ピン14によって相対回転可能に連結されている。ピストン2と第1リンク11の上端とは、ピストンピン15によって相対回転可能に連結されている。ロッカアーム10の他端と第2リンク12の下端とは、第1連結ピン14よりも大径の第2連結ピン16によって相対回転可能に連結されている。そして、一連に接続された第1リンク11、ロッカアーム10及び第2リンク12は、クランクシャフト軸方向視で、全体として略U字形状に配置され、ピストン2と、クランクシャフト4との間に位置するシリンダ壁部17が、これらリンク部材によって三方より囲まれている。   The lower end of the first link 11 and one end of the rocker arm 10 are connected by a first connecting pin 14 so as to be relatively rotatable. The piston 2 and the upper end of the first link 11 are connected by a piston pin 15 so as to be relatively rotatable. The other end of the rocker arm 10 and the lower end of the second link 12 are connected to each other by a second connecting pin 16 having a larger diameter than the first connecting pin 14 so as to be relatively rotatable. The first link 11, the rocker arm 10, and the second link 12 connected in series are arranged in a substantially U shape as a whole when viewed in the crankshaft axial direction, and are positioned between the piston 2 and the crankshaft 4. The cylinder wall portion 17 is surrounded by these link members from three sides.

なお、図1中の4aはクランクシャフト4の回転中心、図1中の5aはクランクピン5の中心、図1中の14aは第1連結ピン14の中心、図1中の15aはピストンピン15の中心、図1中の16aは第2連結ピン16の中心である。また、図1中の18は吸気弁、図1中の19は排気弁である。   1 is the center of rotation of the crankshaft 4, 5a is the center of the crankpin 5, 14a is the center of the first connecting pin 14, and 15a is the piston pin 15 in FIG. 1, 16 a in FIG. 1 is the center of the second connecting pin 16. Further, 18 in FIG. 1 is an intake valve, and 19 in FIG. 1 is an exhaust valve.

ここで、本実施例におけるロッカアーム10は、図2及び図3に示すように、第1リンク11が連結される一端側が第1連結ピン14の両端を支持するように二股状に形成されているとともに、第2リンク12が連結される他端側が第2連結ピン16の両端を支持するように二股状に形成されている。   Here, as shown in FIGS. 2 and 3, the rocker arm 10 in the present embodiment is formed in a bifurcated shape so that one end side to which the first link 11 is connected supports both ends of the first connecting pin 14. In addition, the other end side to which the second link 12 is connected is formed in a bifurcated shape so as to support both ends of the second connection pin 16.

換言すると、ロッカアーム10は、揺動支軸13が貫通する揺動支軸貫通穴21が有する筒状の揺動支軸連結部22と、第1連結ピン14の両端を支持する第1リンク連結部23と、第2連結ピン16の両端を支持する第2リンク連結部24と、から大略構成されている。   In other words, the rocker arm 10 has a cylindrical swing support shaft connecting portion 22 provided in a swing support shaft through hole 21 through which the swing support shaft 13 passes, and a first link connection that supports both ends of the first connection pin 14. The portion 23 and the second link connecting portion 24 that supports both ends of the second connecting pin 16 are roughly configured.

第1リンク連結部23は、揺動支軸連結部22から突出した互いに対向する一対の一端側対向壁25、25を有し、一端側対向壁25、25にそれぞれ形成された第1連結ピン挿入穴26、26により、第1連結ピン14の両端が支持されている。   The first link connecting portion 23 has a pair of one end-side facing walls 25 and 25 that protrude from the swing support shaft connecting portion 22 and face each other, and are formed on the one end-side facing walls 25 and 25, respectively. Both ends of the first connecting pin 14 are supported by the insertion holes 26 and 26.

第2リンク連結部24は、揺動支軸連結部22から突出した互いに対向する一対の他端側対向壁27、27を有し、他端側対向壁27、27にそれぞれ形成された第2連結ピン挿入穴28、28により、第2連結ピン16の両端が支持されている。   The second link connecting portion 24 has a pair of opposite-side opposite walls 27 and 27 that protrude from the swing support shaft connecting portion 22 and face each other, and are formed on the opposite-end-side opposing walls 27 and 27, respectively. Both ends of the second connection pin 16 are supported by the connection pin insertion holes 28 and 28.

このようなピストン−クランク機構6においては、ピストンストロークを大きくするために、揺動支軸13から第1連結ピン14までの距離が、揺動支軸13から第2連結ピン16までの距離よりも長くなるよう設定されている。そのため、ロッカアーム10は、揺動支軸13から第1連結ピン14による第1リンク11との連結部分までの軸間距離が、揺動支軸13から第2連結ピン16による第2リンク12との連結部分までの軸間距離よりも長くなり、揺動支軸13よりも第1リンク11側が相対的に変形しやすくなっている。   In such a piston-crank mechanism 6, in order to increase the piston stroke, the distance from the swing support shaft 13 to the first connection pin 14 is larger than the distance from the swing support shaft 13 to the second connection pin 16. Is also set to be longer. Therefore, the rocker arm 10 has an inter-axis distance from the swing support shaft 13 to the connection portion with the first link 11 by the first connection pin 14, and the second link 12 by the second connection pin 16 from the swing support shaft 13. Thus, the first link 11 side is more easily deformed than the swing support shaft 13.

そこで、本実施例では、揺動支軸貫通穴21の半径方向に沿った揺動支軸連結部22の肉厚のうち、第1リンク11側の肉厚が、第2リンク12側の肉厚に比べて厚くなるように形成されている。   Therefore, in the present embodiment, the thickness on the first link 11 side of the thickness of the swing support shaft connecting portion 22 along the radial direction of the swing support shaft through hole 21 is the thickness on the second link 12 side. It is formed to be thicker than the thickness.

図4を用いて詳述すると、揺動支軸貫通穴21の中心(揺動支点7)と、第1連結ピン挿入穴26の中心(第1連結ピン14の中心14a)とを通る直線を第1直線L1とし、揺動支軸貫通穴21の中心(揺動支点7)と、第2連結ピン挿入穴28の中心(第2連結ピン16の中心16a)とを通る直線を第2直線L2とし、揺動支軸貫通穴21の中心(揺動支点7)を通り、第1直線L1と第2直線L2とがなす挟角を2等分する直線を第3直線L3とした際に、揺動支軸貫通穴21外周側の断面積である揺動支軸連結部22の断面積のうち、第3直線L3よりも第1リンク11側の断面積が、第3直線L3よりも第2リンク12側の断面積よりも大きくなるよう形成されている。ここで、図4は、図3のA−A線に沿った断面図であり、揺動支軸貫通穴21の軸方向と直交し、一端側対向壁25、25の間及び他端側対向壁27、27の間に位置する平面による断面である。   Referring to FIG. 4 in detail, a straight line passing through the center of the swing support shaft through hole 21 (swing support point 7) and the center of the first connection pin insertion hole 26 (center 14a of the first connection pin 14). A straight line passing through the center of the swing support shaft through hole 21 (swing support point 7) and the center of the second connecting pin insertion hole 28 (center 16a of the second connecting pin 16) is defined as the first straight line L1. When a straight line that divides the included angle between the first straight line L1 and the second straight line L2 into two is defined as a third straight line L3. Of the cross-sectional area of the swing support shaft coupling portion 22 that is the cross-sectional area on the outer peripheral side of the swing support shaft through hole 21, the cross-sectional area on the first link 11 side with respect to the third straight line L3 is more than the third straight line L3 It is formed to be larger than the cross-sectional area on the second link 12 side. Here, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3, which is orthogonal to the axial direction of the swing support shaft through hole 21, between one end side opposing walls 25, 25 and opposite the other end side. It is a cross section by a plane located between the walls 27, 27.

さらに言えば、図4に示すように、揺動支軸貫通穴21の中心(揺動支点7)から第1連結ピン挿入穴26の中心(第1連結ピン14の中心14a)までの距離をD1とし、揺動支軸貫通穴21の中心(揺動支点7)から第2連結ピン挿入穴28の中心(第1連結ピン16の中心16a)までの距離をD2とし、揺動支軸貫通穴21外周の支点軸貫通穴21半径方向に沿ったの肉厚のうち、第1直線L1上の厚さをD3とし、第2直線L2上の厚さをD4とすれば、ロッカアーム10は、D1/D2<D3/D4となるよう形成されている。   Further, as shown in FIG. 4, the distance from the center of the swing support shaft through hole 21 (swing support point 7) to the center of the first connecting pin insertion hole 26 (center 14 a of the first connecting pin 14). The distance from the center of the swing support shaft through hole 21 (swing support point 7) to the center of the second connection pin insertion hole 28 (center 16a of the first connection pin 16) is D2, and the swing support shaft is penetrated. Of the thicknesses along the radial direction of the fulcrum shaft through hole 21 on the outer periphery of the hole 21, if the thickness on the first straight line L1 is D3 and the thickness on the second straight line L2 is D4, the rocker arm 10 is It is formed so that D1 / D2 <D3 / D4.

これによって、ロッカアーム10は、揺動支軸貫通穴21半径方向に沿った揺動支軸貫通穴21周囲の肉厚が、第1リンク11側で相対的に厚くなる。そのため、ロッカアーム10において、軸間距離が長くなる第1リンク11側の剛性を高くすることができる。   As a result, the rocker arm 10 has a relatively thick wall around the swing support shaft through hole 21 along the radial direction of the swing support shaft through hole 21 on the first link 11 side. Therefore, in the rocker arm 10, the rigidity on the first link 11 side where the inter-axis distance becomes long can be increased.

なお、本実施例においては、図3に示すように、ロッカアーム10の一端側の二股部分の内側の間隔である一端側対向壁25、25の間隔C1が、他端側の二股部分の内側の間隔である他端側対向壁27、27の間隔C2よりも小さくなるように形成されているとともに、一端側対向壁25の肉厚T1が他端側対向壁27の肉厚T2よりも厚くなるように形成されている。また、図4に示すように、第1連結ピン14の両端を支持する第1連結ピン挿入穴26が、第2連結ピン16の両端を支持する第2連結ピン挿入穴28よりも小径となるように形成されているとともに、第1連結ピン14の長さが、図3に示すように、第2連結ピン16よりも短くなるよう設定されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the interval C1 between the one end side opposing walls 25, 25, which is the interval inside the bifurcated portion on one end side of the rocker arm 10, is the inner side of the bifurcated portion on the other end side. It is formed so as to be smaller than the interval C2 between the other end side opposing walls 27, 27, which is the interval, and the wall thickness T1 of the one end side opposing wall 25 is thicker than the wall thickness T2 of the other end side opposing wall 27. It is formed as follows. Further, as shown in FIG. 4, the first connection pin insertion hole 26 that supports both ends of the first connection pin 14 has a smaller diameter than the second connection pin insertion hole 28 that supports both ends of the second connection pin 16. The length of the first connection pin 14 is set to be shorter than that of the second connection pin 16 as shown in FIG.

このように、一端側対向壁25、25の間隔C1を相対的に小さくしたり、一端側対向壁25の肉厚T1を相対的に厚くしたり、第1連結ピン挿入穴26の穴径を相対的に小さくしたり、第1連結ピン14を相対的に短くしたりすることも、ロッカアーム10の揺動支軸13よりも第1リンク11側の剛性向上させる上で有効である。   As described above, the distance C1 between the one end side facing walls 25, 25 is relatively reduced, the thickness T1 of the one end side facing wall 25 is relatively increased, or the hole diameter of the first connecting pin insertion hole 26 is increased. Reducing the size of the first connecting pin 14 and reducing the length of the first connecting pin 14 are also effective in improving the rigidity of the rocker arm 10 on the first link 11 side relative to the swing support shaft 13.

また、シリンダブロックがピストン−クランク機構6から受ける荷重は、上死点付近と下死点付近で最大となる。   Further, the load that the cylinder block receives from the piston-crank mechanism 6 becomes maximum near the top dead center and the bottom dead center.

図5は、シリンダブロックがピストン−クランク機構6から受ける荷重が最大となる上死点付近でのリンク配置を模式的に示した説明図である。なお、図5に示すように、クランクシャフト軸方向視で、第2連結ピン中心16aと揺動支点7とを通る直線と、第2連結ピン中心16aとクランクピン中心5aを通る直線との挟角をθ1とすれば、ピストン−クランク機構6は、上死点において挟角θ1が最小となり、下死点において挟角θ1が最大となる。   FIG. 5 is an explanatory view schematically showing the link arrangement in the vicinity of the top dead center where the load received by the cylinder block from the piston-crank mechanism 6 is maximum. As shown in FIG. 5, as viewed in the crankshaft axial direction, a straight line passing through the second connecting pin center 16a and the swing fulcrum 7 and a straight line passing through the second connecting pin center 16a and the crank pin center 5a are sandwiched. When the angle is θ1, the piston-crank mechanism 6 has the minimum included angle θ1 at the top dead center and the maximum included angle θ1 at the bottom dead center.

シリンダブロックには、ピストン−クランク機構6の揺動支軸13と、クランクシャフト4から荷重が入力されるが、揺動支軸13からシリンダブロックに入力される荷重R1は、ロッカアーム10の慣性モーメントの影響を受けないが、クランクシャフト4からシリンダブロックに入力される荷重R2は、ロッカアーム10の慣性モーメントの影響を受けることになる。そのため、揺動支軸13から入力される荷重R1に比べて、クランクシャフト4から入力される荷重R2は大きくなる。また、荷重R1が作用する方向と、荷重R2が作用する方向とは、互いに逆方向となる。   Loads are input to the cylinder block from the swing support shaft 13 of the piston-crank mechanism 6 and the crankshaft 4. The load R1 input from the swing support shaft 13 to the cylinder block is the moment of inertia of the rocker arm 10. However, the load R <b> 2 input from the crankshaft 4 to the cylinder block is affected by the moment of inertia of the rocker arm 10. Therefore, the load R2 input from the crankshaft 4 is larger than the load R1 input from the swing support shaft 13. The direction in which the load R1 acts and the direction in which the load R2 acts are opposite to each other.

そして、ロッカアーム10の重心位置Gが揺動支軸13の中心位置(揺動支点7)と一致しない場合には、ロッカアーム10の重心位置Gに荷重Rcが発生し、この荷重Rcに起因した荷重R3、R4が、揺動支軸13及びクランクシャフト4からシリンダブロックにさらに入力される。すなわち、クランクシャフト軸方向視で、揺動支軸13の中心位置(揺動支点7)を通り、上記第2直線L2に対して直交する直線を第4直線L4とすれば、この第4直線L4よりもピストン側に、ロッカアーム10の重心Gが位置するように設定することで、ロッカアーム10の重心Gに発生する荷重Rcに起因する荷重R3が揺動支軸13からシリンダブロックに入力され、荷重Rcに起因する荷重R4がクランクシャフト4からシリンダブロックに入力される。   When the center of gravity position G of the rocker arm 10 does not coincide with the center position (swinging fulcrum 7) of the swing support shaft 13, a load Rc is generated at the center of gravity position G of the rocker arm 10, and the load resulting from this load Rc. R3 and R4 are further input from the swing support shaft 13 and the crankshaft 4 to the cylinder block. That is, when the straight line that passes through the center position of the swing support shaft 13 (swing support point 7) and is orthogonal to the second straight line L2 is the fourth straight line L4 in the crankshaft axial view, the fourth straight line By setting the center of gravity G of the rocker arm 10 to be positioned closer to the piston than L4, a load R3 resulting from the load Rc generated at the center of gravity G of the rocker arm 10 is input from the swing support shaft 13 to the cylinder block. A load R4 resulting from the load Rc is input from the crankshaft 4 to the cylinder block.

荷重R3は、クランクシャフト軸方向視で、荷重Rcと同じ方向で、かつ同じ大きさとなる。荷重R4は、クランクシャフト軸方向視で、荷重R3とは反対方向に作用するものであり、揺動支軸13の中心(揺動支点7)からロッカアーム10の重心Gまでの距離の比べて揺動支軸13の中心(揺動支点7)から第2連結ピン16の中心16aまでの距離が長くなるほど小さくなる。   The load R3 has the same direction and the same magnitude as the load Rc as viewed in the crankshaft axial direction. The load R4 acts in the opposite direction to the load R3 when viewed from the crankshaft axis direction. The load R4 is compared with the distance from the center of the swing support shaft 13 (swing support point 7) to the center of gravity G of the rocker arm 10. The distance from the center of the moving support shaft 13 (swing support point 7) to the center 16a of the second connecting pin 16 becomes smaller.

つまり、シリンダブロックに対して、揺動支軸13からは荷重R1と荷重R3が入力され、クランクシャフト4からは揺動支軸13からの入力とは逆方向に、荷重R1よりも相対的に大きい荷重R2と荷重R3よりも相対的に小さい荷重R4とが入力される。   That is, the load R1 and the load R3 are input from the swing support shaft 13 to the cylinder block, and the input from the swing support shaft 13 is relatively opposite to the load R1 from the crankshaft 4. A large load R2 and a load R4 that is relatively smaller than the load R3 are input.

従って、クランクシャフト軸方向視で、ロッカアーム10の重心位置Gが第4直線L4よりもピストン側に位置するように設定することで、シリンダブロックがピストン−クランク機構6から受ける荷重が最大となる上死点付近において、シリンダブロック全体でみれば、揺動支軸14からの荷重の入力と、クランクシャフト4からの荷重の入力とが互いに相殺されるように設定することが可能となり、シリンダブロックが受けるピストン−クランク機構6からの荷重の入力を低減させることができる。   Accordingly, when the center of gravity G of the rocker arm 10 is set to be located on the piston side with respect to the fourth straight line L4 in the crankshaft axial view, the load that the cylinder block receives from the piston-crank mechanism 6 is maximized. In the vicinity of the dead center, the entire cylinder block can be set so that the input of the load from the swing support shaft 14 and the input of the load from the crankshaft 4 are offset from each other. The input of the load from the piston-crank mechanism 6 to receive can be reduced.

また、クランクシャフト軸方向視で、ロッカアーム10の重心位置Gが第4直線L4よりもピストン側に位置するように設定することで、シリンダブロックがピストン−クランク機構6から受ける荷重が最大となる下死点付近においても、シリンダブロックがピストン−クランク機構6から受ける荷重が最大となる上死点付近のときと同様に、揺動支軸13からは荷重R1と荷重R3が入力され、クランクシャフト4からは、揺動支軸13からの入力とは逆方向に、荷重R1よりも相対的に大きい荷重R2と荷重R3よりも相対的に小さい荷重R4とが入力されることになるが、このときの荷重R1〜R4の向きは、上死点付近のときの向きとは逆方向となっている。   In addition, by setting the center of gravity G of the rocker arm 10 to be located on the piston side of the fourth straight line L4 in the crankshaft axial view, the load that the cylinder block receives from the piston-crank mechanism 6 is maximized. Also in the vicinity of the dead center, as in the case of the vicinity of the top dead center where the load received by the cylinder block from the piston-crank mechanism 6 is maximum, the load R1 and the load R3 are input from the swing support shaft 13, and the crankshaft 4 , A load R2 that is relatively larger than the load R1 and a load R4 that is relatively smaller than the load R3 are input in the opposite direction to the input from the swing support shaft 13. The directions of the loads R <b> 1 to R <b> 4 are opposite to those in the vicinity of the top dead center.

従って、クランクシャフト軸方向視で、ロッカアーム10の重心位置Gが第4直線L4よりもピストン側に位置するように設定することで、シリンダブロックがピストン−クランク機構6から受ける荷重が最大となる下死点付近においても、シリンダブロック全体でみれば、揺動支軸14からの荷重の入力と、クランクシャフト4からの荷重の入力とが互いに相殺されるように設定することが可能となり、シリンダブロックが受けるピストン−クランク機構6からの荷重の入力を低減させることができる。   Therefore, when the center of gravity G of the rocker arm 10 is set to be located on the piston side of the fourth straight line L4 in the crankshaft axial view, the load that the cylinder block receives from the piston-crank mechanism 6 is maximized. Even in the vicinity of the dead center, when the entire cylinder block is viewed, it is possible to set the input of the load from the swing support shaft 14 and the input of the load from the crankshaft 4 to cancel each other. The input of the load from the piston-crank mechanism 6 received by can be reduced.

つまり、クランクシャフト軸方向視で、ロッカアーム10の重心Gが第4直線L4よりもピストン側に位置するように設定することで、ピストン−クランク機構6からシリンダブロックに入力される荷重の最大値を相対的に小さくすることが可能となる。   That is, the maximum value of the load input from the piston-crank mechanism 6 to the cylinder block is set by setting the center of gravity G of the rocker arm 10 on the piston side with respect to the fourth straight line L4 in the crankshaft axial view. It becomes possible to make it relatively small.

図6は、揺動支軸13の中心(揺動支点7)からロッカアーム10の重心Gまでの距離と、揺動支軸13の中心から第2連結ピン16の中心16aまでの距離とが等しい場合におけるピストン−クランク機構6の上死点付近でのリンク配置を模式的に示した説明図である。   In FIG. 6, the distance from the center of the swing support shaft 13 (swing support point 7) to the center of gravity G of the rocker arm 10 is equal to the distance from the center of the swing support shaft 13 to the center 16a of the second connecting pin 16. It is explanatory drawing which showed typically the link arrangement | positioning in the vicinity of the top dead center of the piston-crank mechanism 6 in the case.

揺動支軸13の中心(揺動支点7)からロッカアーム10の重心Gまでの距離と、揺動支軸13の中心から第2連結ピン16の中心16aまでの距離とが等しい場合、ロッカアーム10の重心位置Gに発生する荷重Rcに起因してロッカアーム10と第2リンク12の連結部分に作用する荷重R5の大きさが、荷重Rcに起因して揺動支軸13からシリンダブロックに入力される荷重R3の大きさと等しくなる。   When the distance from the center of the swing support shaft 13 (the swing support point 7) to the center of gravity G of the rocker arm 10 is equal to the distance from the center of the swing support shaft 13 to the center 16a of the second connecting pin 16, the rocker arm 10 The magnitude of the load R5 acting on the connecting portion of the rocker arm 10 and the second link 12 due to the load Rc generated at the center of gravity position G is input from the swing support shaft 13 to the cylinder block due to the load Rc. Is equal to the load R3.

そして、ピストン−クランク機構6において、揺動支軸13の中心(揺動支点7)からロッカアーム10の重心Gまでの距離が、揺動支軸13の中心から第2連結ピン16の中心16aまでの距離によりも長くなると、荷重R3と逆向きの荷重R5が、揺動支軸13からシリンダブロックに入力される荷重R3に比べて大きくなる。荷重R5は、第2リンク12を介して、クランクシャフト4からシリンダブロックに入力されることになる。   In the piston-crank mechanism 6, the distance from the center of the swing support shaft 13 (swing support point 7) to the center of gravity G of the rocker arm 10 is from the center of the swing support shaft 13 to the center 16 a of the second connecting pin 16. If the distance becomes longer, the load R5 opposite to the load R3 becomes larger than the load R3 input from the swing support shaft 13 to the cylinder block. The load R5 is input from the crankshaft 4 to the cylinder block via the second link 12.

従って、クランクシャフト軸方向視で、ロッカアーム10の重心位置Gを第4直線L4よりもピストン側に設定する際には、揺動支軸13の中心(揺動支点7)からロッカアーム10の重心Gまでの距離が、揺動支軸13の中心から第2連結ピン16の中心16aまでの距離よりも短くなるように設定することで、ピストン−クランク機構6からシリンダブロックに入力される荷重を低減することができる。   Therefore, when the center of gravity position G of the rocker arm 10 is set to the piston side with respect to the fourth straight line L4 as viewed from the crankshaft axis direction, the center of gravity G of the rocker arm 10 from the center of the swing support shaft 13 (swing support point 7). Is set to be shorter than the distance from the center of the swing support shaft 13 to the center 16a of the second connecting pin 16, thereby reducing the load input from the piston-crank mechanism 6 to the cylinder block. can do.

1…内燃機関
2…ピストン
3…シリンダ
4…クランクシャフト
4a…クランクシャフト回転中心
5…クランクピン
5a…クランクピン中心
6…ピストン−クランク機構
7…揺動支点
10…ロッカアーム
11…第1リンク
12…第2リンク
13…揺動支軸
14…第1連結ピン
14a…第1連結ピン中心
15…ピストンピン
15a…ピストンピン中心
16…第2連結ピン
16a…第2連結ピン中心
17…シリンダ壁部
18…吸気弁
19…排気弁
21…揺動支軸貫通穴
22…揺動支軸連結部
23…第1リンク連結部
24…第2リンク連結部
25…一端側対向壁
26…第1連結ピン挿入穴
27…他端側対向壁
28…第2連結ピン挿入穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Piston 3 ... Cylinder 4 ... Crankshaft 4a ... Crankshaft rotation center 5 ... Crankpin 5a ... Crankpin center 6 ... Piston-crank mechanism 7 ... Swing fulcrum 10 ... Rocker arm 11 ... First link 12 ... 2nd link 13 ... Swing support shaft 14 ... 1st connection pin 14a ... 1st connection pin center 15 ... Piston pin 15a ... Piston pin center 16 ... 2nd connection pin 16a ... 2nd connection pin center 17 ... Cylinder wall part 18 ... Intake valve 19 ... Exhaust valve 21 ... Oscillating spindle through hole 22 ... Oscillating spindle connecting part 23 ... First link connecting part 24 ... Second link connecting part 25 ... One end side facing wall 26 ... First connecting pin insertion Hole 27 ... opposite end side wall 28 ... second connecting pin insertion hole

Claims (9)

支点軸が貫通する支点軸貫通穴を有し、上記支点軸を中心に揺動可能なロッカアームと、該ロッカアームの一端に第1連結ピンを介して連結された第1リンクと、上記ロッカアームの他端に第2連結ピンを介して連結された第2リンクと、上記第1リンクの一端に連結されたピストンと、上記第2リンクの一端に連結されたクランクシャフトと、を有し、クランクシャフト軸方向視で、上記支点軸から上記ロッカアームと上記第1リンクとの連結部分までの距離が、上記支点軸から上記ロッカアームと上記第2リンクとの連結部分までの距離よりも長くなるピストン−クランク機構を備え、
上記第1リンクに連結される上記ロッカアームの一端側と、上記第2リンクに連結される上記ロッカアームの他端側が、それぞれ上記連結ピンの両端を支持するように二股状に形成された内燃機関において、
上記ロッカアームは、該ロッカアーム両端の二股部分の間を通り、上記クランクシャフトの軸方向と直交する平面による断面で、上記支点軸貫通穴の中心と、上記ロッカアームと上記第1リンクとの連結部分の中心とを通る直線を第1直線とし、上記支点軸貫通穴の中心と、上記ロッカアームと上記第2リンクとの連結部分の中心とを通る直線を第2直線とし、上記支点軸貫通穴の中心を通り、上記第1直線と上記第2直線とがなす挟角を2等分する直線を第3直線とした際に、上記支点軸貫通穴外周側の断面積のうち、上記第3直線よりも上記第1リンク側の断面積が、上記第3直線よりも上記第2リンク側の断面積よりも大きくなるよう形成されていることを特徴とする内燃機関。
A rocker arm having a fulcrum shaft through-hole through which the fulcrum shaft passes, a rocker arm swingable about the fulcrum shaft, a first link connected to one end of the rocker arm via a first connection pin, and the other rocker arm A crank shaft connected to one end of the first link, a piston connected to one end of the first link, and a crankshaft connected to one end of the second link. A piston-crank in which the distance from the fulcrum shaft to the connecting portion between the rocker arm and the first link is longer than the distance from the fulcrum shaft to the connecting portion between the rocker arm and the second link in an axial view. Equipped with a mechanism
In the internal combustion engine in which one end side of the rocker arm connected to the first link and the other end side of the rocker arm connected to the second link are formed in a bifurcated shape so as to support both ends of the connecting pin, respectively. ,
The rocker arm passes between the two fork portions at both ends of the rocker arm, and is a cross section by a plane orthogonal to the axial direction of the crankshaft, and the center of the fulcrum shaft through hole and the connecting portion of the rocker arm and the first link A straight line passing through the center is defined as a first straight line, a straight line passing through the center of the fulcrum shaft through hole and the center of the connecting portion between the rocker arm and the second link is defined as a second straight line, and the center of the fulcrum shaft through hole When the straight line that bisects the included angle formed by the first straight line and the second straight line is defined as a third straight line, the cross-sectional area on the outer peripheral side of the fulcrum shaft through hole is greater than the third straight line. An internal combustion engine wherein the cross-sectional area on the first link side is larger than the cross-sectional area on the second link side than the third straight line.
上記ロッカアームは、該ロッカアーム両端の二股部分の間を通り、上記クランクシャフトの軸方向と直交する平面による断面で、上記支点軸貫通穴の中心から上記第1リンクとの連結部分の中心までの距離をD1とし、上記支点軸貫通穴の中心から上記第2リンクとの連結部分の中心までの距離をD2とし、上記支点軸貫通穴外周の該支点軸貫通穴半径方向に沿った肉厚のうち、上記第1直線上の厚さをD3とし、上記第2直線上の厚さをD4とすれば、D1/D2<D3/D4となるよう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。   The rocker arm is a cross section by a plane perpendicular to the axial direction of the crankshaft passing between the bifurcated portions at both ends of the rocker arm, and the distance from the center of the fulcrum shaft through hole to the center of the connecting portion with the first link D1 is the distance from the center of the fulcrum shaft through hole to the center of the connecting portion with the second link, and the thickness of the outer periphery of the fulcrum shaft through hole along the radial direction of the fulcrum shaft through hole is 2. The structure according to claim 1, wherein D1 / D2 <D3 / D4 is formed, where D3 is a thickness on the first straight line and D4 is a thickness on the second straight line. The internal combustion engine described. 上記ロッカアームは、一端側の二股部分の内側の間隔が、他端側の二股部分の内側の間隔よりも小さくなるよう形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関。   3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the rocker arm is formed such that an inner space of the bifurcated portion on one end side is smaller than an inner space of the bifurcated portion on the other end side. 上記第1連結ピンの径は、上記第2連結ピンの径よりも小さく、
上記ロッカアームの一端側において上記第1連結ピンの両端を支持する一端側連結ピン挿入穴の穴径は、上記ロッカアームの他端側において上記第2連結ピンの両端を支持する他端側連結ピン挿入穴の穴径よりも小さい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。
The diameter of the first connecting pin is smaller than the diameter of the second connecting pin,
The hole diameter of the one end side connection pin insertion hole that supports both ends of the first connection pin on one end side of the rocker arm is the other end side connection pin insertion that supports both ends of the second connection pin on the other end side of the rocker arm. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the internal diameter engine is smaller than a hole diameter.
上記ロッカアームの一端側及び他端側は、それぞれ互いに対向する一対の対向壁を有することで2股状に形成され、一端側の二股部分の対向壁の肉厚は、他端側の二股部分の対向壁の肉厚よりも厚くなるように形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関。   One end side and the other end side of the rocker arm are formed in a bifurcated shape by having a pair of opposing walls facing each other, and the thickness of the opposing wall of the bifurcated portion on one end side is the same as that of the bifurcated portion on the other end side. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the internal combustion engine is formed to be thicker than a wall thickness of the opposing wall. 上記第1連結ピンは、上記第2連結ピンより短い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。   The internal combustion engine according to claim 1, wherein the first connection pin is shorter than the second connection pin. クランクシャフト軸方向視で、上記ロッカアームの重心位置が、上記支点軸よりも上記ピストン側に位置することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の内燃機関。   The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the center of gravity of the rocker arm is located closer to the piston than the fulcrum shaft as viewed in the crankshaft axial direction. クランクシャフト軸方向視で、上記支点軸貫通穴の中心を通り、上記第2直線に直交する直線に対して、上記ロッカアームの重心位置が、上記ピストン側に位置することを特徴とする請求項7に記載の内燃機関。   The center of gravity of the rocker arm is located on the piston side with respect to a straight line that passes through the center of the fulcrum shaft through hole and is orthogonal to the second straight line as viewed in the crankshaft axial direction. The internal combustion engine described in 1. クランクシャフト軸方向視で、上記支点軸から上記ロッカアームと上記第2リンクとの連結部分までの距離に対して、上記支点軸から上記ロッカアームの重心までの距離が小さくなるよう形成されていることを特徴とする請求項8に記載の内燃機関。   The distance from the fulcrum shaft to the center of gravity of the rocker arm is smaller than the distance from the fulcrum shaft to the connecting portion of the rocker arm and the second link in the crankshaft axial view. 9. The internal combustion engine according to claim 8, wherein
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