JP2016070154A - Method of manufacturing internal combustion engine equipped with multiple-linkage piston-crank mechanism - Google Patents

Method of manufacturing internal combustion engine equipped with multiple-linkage piston-crank mechanism Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simultaneously tighten a pair of fixing bolts and improve assembly workability even if insertion directions of the paired fixing bolts are opposite to each other.SOLUTION: A lower link 14 comprises a first split member 22 which is connected to an upper link 15 and a second split member 23 which is connected to a control link 17, and the first split member 22 and the second split member 23 are fixedly tightened to each other with a crankpin 13 interposed therebetween by a pair of fixing bolts 21. The paired fixing bolts 21 are located on both sides of a bearing surface rotatably supporting the crankpin 13 and insertion directions thereof are set opposite to each other. In a lower link assembly step, the paired fixing bolts 21 are simultaneously tightened from the opposite directions in a state in which a piston 11 and the first split member 22 connected to the upper link 15 are temporarily assembled with the crankpin 13 through a cylinder 10A of a cylinder block 10 from an upper side and the second split member 23 connected to the control link 17 is temporarily assembled with the crankpin 13 from a lower side.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、複リンク式ピストン−クランク機構を備えた内燃機関の製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing an internal combustion engine having a multi-link piston-crank mechanism.

内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構は、特許文献１に記載されているように、クランクシャフトのクランピンに回転可能に取り付けられるロアーリンクと、このロアーリンクとピストンとを連結するアッパーリンクと、機関本体に回転可能に支持されるコントロールシャフトと、このコントロールシャフトと上記ロアーリンクとを連結するコントロールリンクと、を有している。   As described in Patent Document 1, a multi-link type piston-crank mechanism of an internal combustion engine includes a lower link rotatably attached to a crank pin of a crankshaft, an upper link connecting the lower link and the piston, A control shaft that is rotatably supported by the engine body, and a control link that connects the control shaft and the lower link are provided.

ロアーリンクは、クランクピンに後から組み付けることが可能なように、一対の第１分割部材と第２分割部材とを、一対の固定ボルトによりクランクピンを挟んで両側から締結・固定するようになっている。   The lower link is configured to fasten and fix the pair of first divided members and the second divided member from both sides of the crank pin with a pair of fixing bolts so that the lower link can be assembled later. ing.

特開２０１２−６７７５８号公報JP 2012-67758 A

ピストンとクランクシャフトのクランクピンとを一本のコネクティングロッドにより連結した一般的な内燃機関の場合、コネクティングロッドをクランクピンに組み付ける固定ボルトは、いずれもボルト頭部が機関下側に位置するように、下側から挿入する構造となっているため。従って、締付工具を機関底部方向から挿入することで、両固定ボルトを同時に締結することが可能である。   In the case of a general internal combustion engine in which the piston and the crankpin of the crankshaft are connected by a single connecting rod, all the fixing bolts for assembling the connecting rod to the crankpin are so that the bolt head is located on the lower side of the engine. Because it has a structure to be inserted from the bottom. Therefore, it is possible to fasten both fixing bolts simultaneously by inserting the tightening tool from the engine bottom direction.

一方、ロアーリンクは、部品強度の観点からは、固定ボルトの挿入方向を互いに逆方向とする構造とすることが望ましい。但し、この場合には、機関底部方向から締付工具を挿入して締結することができず、ロアーリンクを回転させて、一本ずつ締結しなければならず、組立作業工数が嵩む、という問題があった。   On the other hand, the lower link preferably has a structure in which the insertion directions of the fixing bolts are opposite to each other from the viewpoint of component strength. However, in this case, the tightening tool cannot be inserted and fastened from the direction of the bottom of the engine, and the lower link must be rotated and fastened one by one, which increases the assembly man-hours. was there.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものである。本発明の製造の対象となる内燃機関は、クランクシャフトのクランクピンに回転可能に取り付けられるロアーリンクと、シリンダブロックのシリンダに摺動可能に嵌合するピストンと上記ロアーリンクとを連結するアッパーリンクと、一端がロアーリンクに取り付けられ、他端の揺動支点がシリンダブロック側に揺動可能に支持されるコントロールリンクと、を有する複リンク式ピストン−クランク機構を有している。   The present invention has been made in view of such problems. An internal combustion engine to be manufactured according to the present invention includes a lower link that is rotatably attached to a crankpin of a crankshaft, an upper link that connects a piston slidably fitted to a cylinder of a cylinder block and the lower link. A multi-link type piston-crank mechanism having one end attached to the lower link and a control link having a swing fulcrum at the other end swingably supported on the cylinder block side.

上記ロアーリンクは、上記アッパーリンクと連結される第１分割部材と、上記コントロールリンクと連結される第２分割部材と、これら第１，第２分割部材を上記クランクピンを挟んで締結固定する一対の固定ボルトと、を有し、上記一対の固定ボルトは、上記クランクピンを回転可能に支持する軸受面の両側に位置するとともに、その挿入方向が互いに逆向きに設定されている。   The lower link includes a first divided member connected to the upper link, a second divided member connected to the control link, and a pair for fastening and fixing the first and second divided members with the crank pin interposed therebetween. The pair of fixing bolts are located on both sides of the bearing surface that rotatably supports the crank pin, and the insertion directions thereof are set to be opposite to each other.

そして、上記ロアーリンクをクランクピンに組み付けるロアーリンク組立工程では、上記ピストン及びアッパーリンクに連結された第１分割部材を、上記シリンダブロックのシリンダを通して上記クランクピンに上側から仮組みするとともに、上記コントロールリンクに連結された第２分割部材を、下側よりクランクピンに仮組みした状態で、上記一対の固定ボルトを、互いに逆方向から同時に締結する。   In the lower link assembling step of assembling the lower link to the crank pin, the first divided member connected to the piston and the upper link is temporarily assembled to the crank pin from above through the cylinder of the cylinder block, and the control In a state where the second divided member connected to the link is temporarily assembled to the crank pin from the lower side, the pair of fixing bolts are simultaneously fastened from opposite directions.

本発明によれば、一対の固定ボルトの挿入方向が互いに逆向きでありながら、これら一対の固定ボルトを同時に締結することができるために、組立作業性を向上することができる。   According to the present invention, since the pair of fixing bolts can be fastened at the same time while the insertion directions of the pair of fixing bolts are opposite to each other, the assembly workability can be improved.

本発明の一実施例に係る複リンク式ピストン−クランク機構を備えた内燃機関を簡略的に示す断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Sectional drawing which shows simply the internal combustion engine provided with the multilink type piston-crank mechanism based on one Example of this invention. 上記実施例のロアーリンク組立工程を示す説明図。Explanatory drawing which shows the lower link assembly process of the said Example. 同じく上記実施例のロアーリンク組立工程を示す説明図。Explanatory drawing which similarly shows the lower link assembly process of the said Example.

以下、図示実施例により本発明を説明する。図１は、本発明に係る内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構を示す断面図である。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to illustrated embodiments. FIG. 1 is a sectional view showing a multi-link type piston-crank mechanism of an internal combustion engine according to the present invention.

この複リンク式ピストン−クランク機構は、内燃機関のピストン１１とクランクシャフト１２のクランクピン１３とを複数のリンク部品で連結するものであって、基本的な構造は上記の特開２０１２−６７７５８号公報等にも記載のように公知であるので、ここでは簡単に説明する。   This multi-link type piston-crank mechanism connects the piston 11 of the internal combustion engine and the crank pin 13 of the crankshaft 12 with a plurality of link parts, and the basic structure is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-67758. Since it is publicly known as described in the gazette and the like, it will be briefly described here.

この複リンク式ピストン−クランク機構は、クランクピン１３に回転可能に取り付けられるロアーリンク１４と、このロアーリンク１４とピストン１１とを連結するアッパーリンク１５と、機関本体としてのシリンダーブロック１０に回転可能に支持されるコントロールシャフト１６と、このコントロールシャフト１６とロアーリンク１４とを連結するコントロールリンク１７と、を有している。   This multi-link type piston-crank mechanism is rotatable to a lower link 14 rotatably attached to a crank pin 13, an upper link 15 connecting the lower link 14 and the piston 11, and a cylinder block 10 as an engine body. And a control link 17 for connecting the control shaft 16 and the lower link 14 to each other.

ピストン１１とアッパーリンク１５の上端とはピストンピン１８により相対回転可能に連結されており、アッパーリンク１５の下端とロアーリンク１４とは第１連結ピン１９により相対回転可能に連結されており、コントロールリンク１７の上端とロアーリンク１４とは第２連結ピン２０により相対回転可能に連結されており、コントロールリンク１７の下端はコントロールシャフト１６に偏心して設けられた偏心軸部１６Ａに相対回転可能に取り付けられている。   The piston 11 and the upper end of the upper link 15 are connected by a piston pin 18 so as to be relatively rotatable, and the lower end of the upper link 15 and the lower link 14 are connected by a first connecting pin 19 so as to be relatively rotatable. The upper end of the link 17 and the lower link 14 are connected to each other by a second connecting pin 20 so as to be relatively rotatable, and the lower end of the control link 17 is attached to an eccentric shaft portion 16A provided eccentric to the control shaft 16. It has been.

また、図示していないが、コントロールシャフト１６の回転位置を変更可能なモータや油圧アクチュエータ等のアクチュエータを設け、このアクチュエータによりコントロールシャフト１６の回転位置を変更することによって、ピストン１１の上死点位置及び下死点位置を含むピストン１１のストローク特性を変化させ、ひいては機関圧縮比を変更することが可能である。アクチュエータの動作は図示せぬ制御部によって機関運転状態に応じて制御される。   Although not shown, an actuator such as a motor or a hydraulic actuator capable of changing the rotation position of the control shaft 16 is provided, and the top dead center position of the piston 11 is changed by changing the rotation position of the control shaft 16 using this actuator. Further, it is possible to change the stroke characteristics of the piston 11 including the bottom dead center position, and thus change the engine compression ratio. The operation of the actuator is controlled according to the engine operating state by a control unit (not shown).

図２は、本発明の一実施例に係るボルト組立体としてのロアーリンク１４を示す断面図である。ロアーリンク１４は、クランクシャフト１２のクランクピン１３に後から組み付けることができるように、クランクピン１３を挟んで一対の固定ボルト２１により締結・固定される一対の第１分割部材２２と第２分割部材２３とを有するボルト組立体として構成されており、各分割部材２２，２３には、クランクピン１３を回転可能に支持する軸受面２４の半分がそれぞれ半割形状に形成されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a lower link 14 as a bolt assembly according to an embodiment of the present invention. The lower link 14 is fastened and fixed by a pair of fixing bolts 21 with the crank pin 13 interposed therebetween so that the lower link 14 can be assembled later to the crank pin 13 of the crank shaft 12 and the second divided member. A bolt assembly having a member 23 is formed, and each of the divided members 22 and 23 is formed with a half of a bearing surface 24 that rotatably supports the crank pin 13 in a half shape.

第１分割部材２２には、第１連結ピン１９が回転可能に貫通するアッパーリンク１５のピンボス部２５を両側から挟み込むように、第１連結ピン１９が圧入により固定される薄板状の第１ピンボス部２６が二股形状に形成されている。なお、図１の断面図では一方の第１ピンボス部２６のみが描かれている。この二股形状の第１ピンボス部２６の間にアッパーリンク１５のピンボス部２５を配置した上で、第１連結ピン１９を、ロアーリンク１４の第１ピンボス部２６に圧入により固定しつつ、アッパーリンク１５のピンボス部２５に回転可能に貫通させることで、アッパーリンク１５とロアーリンク１４とが相対回転可能に連結される。   A thin plate-like first pin boss to which the first connecting pin 19 is fixed by press-fitting so as to sandwich the pin boss portion 25 of the upper link 15 through which the first connecting pin 19 is rotatably inserted into the first split member 22. The portion 26 is formed in a bifurcated shape. In the cross-sectional view of FIG. 1, only one first pin boss portion 26 is drawn. After the pin boss portion 25 of the upper link 15 is disposed between the bifurcated first pin boss portion 26, the first link pin 19 is fixed to the first pin boss portion 26 of the lower link 14 by press-fitting, and the upper link The upper link 15 and the lower link 14 are connected to each other so as to be rotatable relative to each other by allowing the pin bosses 25 to penetrate through the 15 pin boss portions 25.

第２分割部材２３には、第２連結ピン２０が回転可能に貫通するコントロールリンク１７の第２ピンボス部２７を両側から挟み込むように、第２連結ピン２０が圧入により固定される薄板状の第２ピンボス部２８が二股形状に形成されている。なお、図１の断面図では一方の第２ピンボス部２８のみが描かれている。この二股形状の第２ピンボス部２８の間にコントロールリンク１７の第２ピンボス部２７を配置した上で、第２連結ピン２０を、一対の第２ピンボス部２８に圧入により固定しつつ、コントロールリンク１７の第２ピンボス部２７に回転可能に貫通させることで、コントロールリンク１７とロアーリンク１４とが相対回転可能に連結される。   A thin plate-like second fixing member 23 is fixed to the second divided member 23 by press-fitting so as to sandwich the second pin boss portion 27 of the control link 17 through which the second connecting pin 20 is rotatably penetrated from both sides. A two-pin boss portion 28 is formed in a bifurcated shape. In the cross-sectional view of FIG. 1, only one second pin boss portion 28 is depicted. The second link boss portion 27 of the control link 17 is disposed between the bifurcated second pin boss portion 28, and the second connection pin 20 is fixed to the pair of second pin boss portions 28 by press-fitting. The control link 17 and the lower link 14 are connected so as to be rotatable relative to each other by allowing the second pin boss portion 27 of the 17 to rotate.

次に、図２を参照して、この複リンク式ピストン−クランク機構の組立工程について説明する。なお、本明細書においては、内燃機関の分野では一般的に用いられているように、クランクシャフト１２からみてシリンダ側を「上側」として説明しており、必ずしも「上側」が鉛直方向の上側と一致するものではない。   Next, with reference to FIG. 2, the assembly process of this multi-link type piston-crank mechanism will be described. In the present specification, as generally used in the field of internal combustion engines, the cylinder side is described as “upper side” when viewed from the crankshaft 12, and “upper side” is not necessarily the upper side in the vertical direction. It doesn't match.

先ず、予備組立工程において、ピストン１１とアッパーリンク１５とがピストンピン１８を介して連結されるとともに、アッパーリンク１５と第１分割部材２２とが第１連結ピン１９を介して連結される。また、第２分割部材２３とコントロールリンク１７とが第２連結ピン２０を介して連結される。   First, in the preliminary assembly step, the piston 11 and the upper link 15 are connected via the piston pin 18, and the upper link 15 and the first divided member 22 are connected via the first connecting pin 19. Further, the second split member 23 and the control link 17 are connected via the second connecting pin 20.

そして、図２に示すように、ロアーリンク１４をクランクピン１３に組み付けるロアーリンク組立工程では、先ず保持具３０を用いてクランクシャフト１２を所定の高さ位置に保持する。この保持具３０には、クランクシャフト１２を回転可能に保持するためのベアリングキャップ３１を介してクランクシャフト１２が保持されている。ベアリングキャップ３１のボルト孔３２には保持具３０に立設された一対の保持ピン３３が挿通されている。   Then, as shown in FIG. 2, in the lower link assembling step for assembling the lower link 14 to the crank pin 13, first, the crankshaft 12 is held at a predetermined height position using the holder 30. The crankshaft 12 is held by the holder 30 via a bearing cap 31 for holding the crankshaft 12 rotatably. A pair of holding pins 33 erected on the holder 30 are inserted into the bolt holes 32 of the bearing cap 31.

このように保持具３０に保持されたクランクシャフト１２のクランクピン１３に対し、ピストン１１及びアッパーリンク１５に連結された第１分割部材２２を、シリンダブロック１０のシリンダ１０Ａを通してクランクピン１３に上側から仮組みするとともに、コントロールリンク１７に連結された第２分割部材２３を、下側よりクランクピン１３に仮組みする。   The first divided member 22 connected to the piston 11 and the upper link 15 is connected to the crankpin 13 from the upper side through the cylinder 10A of the cylinder block 10 with respect to the crankpin 13 of the crankshaft 12 held by the holder 30 in this way. While temporarily assembled, the second divided member 23 connected to the control link 17 is temporarily assembled to the crankpin 13 from below.

そして、図３に示すように、一対の締結工具３５のそれぞれを、対応する固定ボルト２１の頭部に嵌合させて締結方向に回転駆動することによって、一対の固定ボルト２１を、互いに逆方向から同時に締結する。   Then, as shown in FIG. 3, each of the pair of fastening tools 35 is fitted to the head of the corresponding fixing bolt 21 and rotationally driven in the fastening direction, so that the pair of fixing bolts 21 are reverse to each other. Conclude at the same time.

この際、締結工具３５がシリンダブロック１０の下面側のフランジ１０Ｂ等の周囲の部材と干渉することのないように、クランクシャフト１２の回転位置が所定位置に設定・規制されている。具体的には、固定ボルト２１の軸方向がシリンダ１０Ａの中心軸線とほぼ直交する方向（図３の横方向）となるように設定されている。   At this time, the rotational position of the crankshaft 12 is set and restricted to a predetermined position so that the fastening tool 35 does not interfere with surrounding members such as the flange 10B on the lower surface side of the cylinder block 10. Specifically, the fixing bolt 21 is set so that the axial direction of the fixing bolt 21 is substantially perpendicular to the central axis of the cylinder 10A (lateral direction in FIG. 3).

このロアーリンク組立工程の後、クランクシャフト組立工程においては、クランクシャフト１２のジャーナル部１２Ａ（図２参照）を挟んでベアリングキャップ３１をシリンダブロック１０のバルクヘッド１０Ｃに締結することにより、クランクシャフト１２がシリンダブロック１０に回転可能に取り付けられる。   After the lower link assembling process, in the crankshaft assembling process, the bearing cap 31 is fastened to the bulkhead 10C of the cylinder block 10 with the journal portion 12A (see FIG. 2) of the crankshaft 12 interposed therebetween, whereby the crankshaft 12 Is rotatably attached to the cylinder block 10.

このように本実施例では、一対の固定ボルト２１の挿入方向が互いに逆向きでありながら、これら一対の固定ボルト２１を同時に締結することができるために、組立作業工数，組立人数及び組立設備投資費用を削減するとともに、組立作業の自動化が可能であり、組立作業性を向上することができる。   As described above, in this embodiment, since the pair of fixing bolts 21 are inserted in opposite directions, the pair of fixing bolts 21 can be fastened at the same time. The cost can be reduced and the assembly work can be automated, so that the assembly workability can be improved.

他の実施例として、予めシリンダブロック１０側にボルト締結工具が挿通する干渉回避穴を形成し、この干渉回避穴を通して２つの締結工具をそれぞれ２つの固定ボルト２１の双方に係合させて、２つの固定ボルト２１を同時に締結するようにしても良い。組立後、干渉回避穴は椀型プラグ等を用いて閉塞される。   As another embodiment, an interference avoidance hole through which a bolt fastening tool is inserted is formed in advance on the cylinder block 10 side, and two fastening tools are engaged with both of the two fixing bolts 21 through the interference avoidance hole, respectively. Two fixing bolts 21 may be fastened simultaneously. After assembly, the interference avoidance hole is closed using a saddle type plug or the like.

１０…シリンダブロック
１１…ピストン
１２…クランクシャフト
１３…クランクピン
１４…ロアーリンク
１５…アッパーリンク
１６…コントロールシャフト
１７…コントロールリンク
２１…固定ボルト
２２…第１分割部材
２３…第２分割部材
３５…締結工具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cylinder block 11 ... Piston 12 ... Crank shaft 13 ... Crank pin 14 ... Lower link 15 ... Upper link 16 ... Control shaft 17 ... Control link 21 ... Fixing bolt 22 ... 1st division member 23 ... 2nd division member 35 ... Fastening tool

Claims (4)

クランクシャフトのクランクピンに回転可能に取り付けられるロアーリンクと、シリンダブロックのシリンダに摺動可能に嵌合するピストンと上記ロアーリンクとを連結するアッパーリンクと、一端がロアーリンクに取り付けられ、他端の揺動支点がシリンダブロック側に揺動可能に支持されるコントロールリンクと、を有し、
上記ロアーリンクは、上記アッパーリンクと連結される第１分割部材と、上記コントロールリンクと連結される第２分割部材と、これら第１，第２分割部材を上記クランクピンを挟んで締結固定する一対の固定ボルトと、を有し、
上記一対の固定ボルトは、上記クランクピンを回転可能に支持する軸受面の両側に位置するとともに、その挿入方向が互いに逆向きに設定された複リンク式ピストン−クランク機構を備えた内燃機関の製造方法において、
上記ロアーリンクをクランクピンに組み付けるロアーリンク組立工程では、上記ピストン及びアッパーリンクに連結された第１分割部材を、上記シリンダブロックのシリンダを通して上記クランクピンに上側から仮組みするとともに、上記コントロールリンクに連結された第２分割部材を、下側よりクランクピンに仮組みした状態で、上記一対の固定ボルトを、互いに逆方向から同時に締結することを特徴とする複リンク式ピストン−クランク機構を備えた内燃機関の製造方法。 A lower link that is rotatably attached to the crankpin of the crankshaft, a piston that is slidably fitted to a cylinder of the cylinder block, and an upper link that connects the lower link, one end being attached to the lower link, and the other end And a control link that is swingably supported on the cylinder block side,
The lower link includes a first divided member connected to the upper link, a second divided member connected to the control link, and a pair for fastening and fixing the first and second divided members with the crank pin interposed therebetween. A fixing bolt of
The pair of fixing bolts are located on both sides of a bearing surface that rotatably supports the crankpin, and an internal combustion engine having a multi-link piston-crank mechanism in which insertion directions are set to be opposite to each other. In the method
In the lower link assembling step for assembling the lower link to the crank pin, the first divided member connected to the piston and the upper link is temporarily assembled to the crank pin from the upper side through the cylinder of the cylinder block, and is attached to the control link. A multi-link type piston-crank mechanism is provided, wherein the pair of fixing bolts are simultaneously fastened from opposite directions in a state where the connected second divided member is temporarily assembled to the crank pin from the lower side. A method for manufacturing an internal combustion engine. 上記ロアーリンク組立工程では、上記一対の固定ボルトの軸方向が所定方向となるようにクランクシャフトを回転させた状態で、上記一対の固定ボルトを、互いに逆方向から同時に締結することを特徴とする請求項１に記載の複リンク式ピストン−クランク機構を備えた内燃機関の製造方法。   In the lower link assembling step, the pair of fixing bolts are simultaneously fastened from opposite directions while the crankshaft is rotated such that the axial direction of the pair of fixing bolts is a predetermined direction. A method of manufacturing an internal combustion engine comprising the multi-link piston-crank mechanism according to claim 1. 上記所定方向が、上記シリンダの軸方向に直交する方向であることを特徴とする請求項２に記載の複リンク式ピストン−クランク機構を備えた内燃機関の製造方法。   3. The method of manufacturing an internal combustion engine having a multi-link piston-crank mechanism according to claim 2, wherein the predetermined direction is a direction orthogonal to the axial direction of the cylinder. 上記ロアーリンク組立工程の後、ベアリングキャップを用いてクランクシャフトをシリンダブロックに回転可能に組み付けるクランクシャフト組立工程を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の複リンク式ピストン−クランク機構を備えた内燃機関の製造方法。   4. The multi-link type piston according to claim 1, further comprising a crankshaft assembling step for rotatably assembling the crankshaft to the cylinder block using a bearing cap after the lower link assembling step. A method for manufacturing an internal combustion engine having a crank mechanism.
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