JP4380321B2 - Lower link in piston crank mechanism of internal combustion engine - Google Patents

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Description

この発明は、レシプロ式内燃機関のピストンクランク機構、特に複リンク式のピストンクランク機構におけるロアリンクに関する。   The present invention relates to a piston crank mechanism of a reciprocating internal combustion engine, and more particularly to a lower link in a multi-link type piston crank mechanism.

レシプロ式内燃機関のピストンピンとクランクピンとの間を複リンク式のピストンクランク機構で連結した従来技術として、特許文献1および特許文献2が公知となっている。これらは、いずれも、ピストンのピストンピンに連結されるアッパリンクと、このアッパリンクとクランクシャフトのクランクピンとを連結するロアリンクと、一端が機関本体側に揺動可能に支持され、かつ他端が前記ロアリンクに連結されるコントロールリンクと、を備えている。そして、前記アッパリンクと前記ロアリンクとは、アッパピンを介して互いに回転可能に連結され、前記コントロールリンクと前記ロアリンクとは、コントロールピンを介して互いに回転可能に連結されている。   Patent Documents 1 and 2 are known as conventional techniques in which a piston pin and a crank pin of a reciprocating internal combustion engine are connected by a multi-link type piston crank mechanism. Each of these includes an upper link connected to the piston pin of the piston, a lower link connecting the upper link and the crank pin of the crankshaft, one end supported to be swingable on the engine body side, and the other end Includes a control link coupled to the lower link. The upper link and the lower link are rotatably connected to each other via an upper pin, and the control link and the lower link are rotatably connected to each other via a control pin.

典型的なロアリンクの形状は、例えば特許文献1の図1あるいは特許文献2の図4に示されている。   A typical lower link shape is shown in FIG. 1 of Patent Document 1 or FIG. 4 of Patent Document 2, for example.

このような複リンク式のピストンクランク機構におけるロアリンクは、ピストンが受けた燃焼圧力をアッパリンクを介してアッパピンより受け取り、コントロールピンを支点とする一種の”てこ”のような動作でクランクピンに力を伝達する(ただし、吸入・圧縮・燃焼・排気のエンジンの各行程に応じて支点と力点の関係は異なる。)。したがって、ロアリンクは、アッパピン、コントロールピンおよびクランクピンを、それぞれ回転可能に保持しつつ、各ピンから入力を受けた際にもこれらの位置関係を保つだけの強度・剛性が必要である。そのため、ロアリンクは、アッパピン、コントロールピンおよびクランクピンを回転可能に保持する軸受ハウジング部あるいはピンボス部を、部材として一体にした形状をなしている。また、クランクシャフトに対する組み立て性を確保するために、クランクピンの軸受ハウジング部は、半円状の孔を有する部品二つをボルトで互いに締結する構成となっている。   In such a multi-link type piston crank mechanism, the lower link receives the combustion pressure received by the piston from the upper pin via the upper link, and moves to the crank pin by a kind of “lever” operation with the control pin as a fulcrum. Force is transmitted (however, the relationship between the fulcrum and the power point varies depending on the stroke of the intake, compression, combustion, and exhaust engines). Therefore, the lower link needs to have strength and rigidity sufficient to maintain the positional relationship when receiving the input from each pin while holding the upper pin, the control pin and the crank pin rotatably. Therefore, the lower link has a shape in which a bearing housing portion or a pin boss portion that rotatably holds the upper pin, the control pin, and the crank pin is integrated as a member. In addition, in order to ensure ease of assembly with respect to the crankshaft, the bearing housing portion of the crankpin is configured such that two parts having semicircular holes are fastened to each other with bolts.

また、ロアリンクは、クランクピンの軌跡円上を並進移動しつつクランクピン中心を軸に揺動運動する運動部品であり、その質量と慣性モーメントが大きいほど他の主運動部品や機関本体に対して大きな慣性力を付与することになる。したがって、ロアリンクは、強度上の要求に加えて、可能な限り軽量にする必要がある。また、ロアリンクの重心位置によっては上述の揺動運動によって大きな慣性力を発生することになる。揺動運動による慣性力を低減するためには、特許文献3で説明されている通り、一般的にはロアリンクの重心位置はクランクピン中心に近いことが望ましい。ただし、他の運動部品の揺動運動による慣性力との相殺効果を狙う場合には、クランクピン中心と厳密に一致する場所ではなく若干ずれた位置が望ましい場合もあり得る。
特開2001−227367号公報 特開2002−61501号公報 特開2002−129995号公報
The lower link is a moving part that oscillates around the center of the crankpin while translationally moving on the crankpin's locus circle. A large inertial force. Therefore, the lower link needs to be as light as possible in addition to strength requirements. Further, depending on the position of the center of gravity of the lower link, a large inertia force is generated by the above-described swing motion. In order to reduce the inertial force due to the swinging motion, it is generally desirable that the position of the center of gravity of the lower link is close to the center of the crankpin as described in Patent Document 3. However, when aiming at the effect of canceling out the inertial force due to the swinging motion of other moving parts, a position slightly shifted rather than a position that exactly coincides with the center of the crankpin may be desirable.
JP 2001-227367 A JP 2002-61501 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-129995

ところで、前記のロアリンクの具体的構造として、図4,図5に示すように、アッパピン用ピンボス部5を有し、かつクランクピンが嵌合する軸受ハウジング2の半割部の一方を有するロアリンクアッパ部品6と、コントロールピン用ピンボス部7を有し、かつ前記軸受ハウジング2の半割部の他方を有するロアリンクロア部品8とに分割して構成し、ロアリンクアッパ部品6とロアリンクロア部品8とを、両者の接合面のうちの、軸受ハウジング2を間に挟んでアッパピン寄りの部位4Aとコントロールピン寄りの部位4で夫々ボルト9,10によって締結することが検討されている。   By the way, as a specific structure of the lower link, as shown in FIGS. 4 and 5, the lower pin has an upper pin pin boss portion 5 and one of the half portions of the bearing housing 2 into which the crank pin is fitted. The link upper part 6 is divided into a lower link lower part 8 having a control pin pin boss part 7 and having the other half of the bearing housing 2, and the lower link upper part 6 and the lower link lower part 8 Are being fastened by bolts 9 and 10 at a portion 4A near the upper pin and a portion 4 near the control pin with the bearing housing 2 interposed therebetween.

この図4,図5に示すロアリンク1の場合、軸受ハウジング2の両側に配置されるボルト9,10は、いずれも頭部が下方側に向くようにロアリンクロア部品8側から締め込まれ、ボルト9,10の各先端側がロアリンクアッパ部品6の袋状のねじ穴11,124に螺合されている。   In the case of the lower link 1 shown in FIGS. 4 and 5, the bolts 9 and 10 arranged on both sides of the bearing housing 2 are tightened from the lower link lower part 8 side so that the head faces downward. The front end sides of 9 and 10 are screwed into the bag-like screw holes 11 and 124 of the lower link upper part 6.

しかし、このような構造のロアリンク1においては、以下のような課題が存在する。   However, the lower link 1 having such a structure has the following problems.

例えば、内燃機関の燃焼行程においてロアリンク1に入力される力を考慮すると、アッパピン用ピンボス部5からは燃焼荷重121が入力され、ロアリンク1がクランクピンに燃焼荷重を伝達した反作用122が軸受ハウジング2から入力され、ロアリンク1の運動姿勢を制御するための力123がコントロールピン用ピンボス部7から入力される。この際、クランクピンからの入力122とコントロールピンからの入力123に着目すると、両者は互いにおよそ反対方向の力となるが、それによりボルト10が図中下方に引っ張られることになる。そして、ボルト10がこのように引っ張られた際にロアリンクアッパ部品6とロアリンクロア部品8が離れるのを防止するために、ボルト9,10には予め充分大きな軸力が与えられているが、この軸力に加えて上記の引っ張り力が作用することによって、ロアリンクアッパ部品6側のねじ穴124のねじ山125には図中下方に向かう大きな力が作用する。   For example, considering the force input to the lower link 1 in the combustion stroke of the internal combustion engine, the combustion load 121 is input from the pin boss portion 5 for the upper pin, and the reaction 122 in which the lower link 1 transmits the combustion load to the crank pin is a bearing. A force 123 that is input from the housing 2 and controls the motion posture of the lower link 1 is input from the pin boss portion 7 for the control pin. At this time, when attention is paid to the input 122 from the crank pin and the input 123 from the control pin, they become forces in approximately opposite directions, which causes the bolt 10 to be pulled downward in the figure. In order to prevent the lower link upper part 6 and the lower link lower part 8 from separating when the bolt 10 is pulled in this manner, a sufficiently large axial force is applied to the bolts 9 and 10 in advance. When the above pulling force acts in addition to the axial force, a large force directed downward in the figure acts on the thread 125 of the screw hole 124 on the lower link upper part 6 side.

また、ロアリンクアッパ部品6のみに着目すれば、クランクピンからの力122と前記の引っ張り力によって、ロアリンクアッパ部品6が軸受ハウジング2を支点にして左斜め下方に曲げられようとするために、ねじ穴124のねじ山125付近には曲げによる応力も作用する。   If attention is paid only to the lower link upper part 6, the lower link upper part 6 tends to bend diagonally downward to the left with the bearing housing 2 as a fulcrum by the force 122 from the crank pin and the pulling force. Also, stress due to bending acts near the thread 125 of the screw hole 124.

したがって、このロアリンク1の構造においては、前記の引っ張り力と曲げ力とが合成されることによってねじ山125付近には複雑な応力場が形成され、充分な強度を確保するのが難しいというのが実情である。   Therefore, in the structure of the lower link 1, a complex stress field is formed in the vicinity of the screw thread 125 by combining the pulling force and the bending force, and it is difficult to ensure sufficient strength. Is the actual situation.

なお、ロアリンク1はロアリンクアッパ部品6とロアリンクロア部品8との合わせ面と夫々の荷重121〜123のなす角度が直角にはならず、これらの荷重121〜123を受けた際に合わせ面にずれを発生させるような分力が作用する。そして、このように合わせ面にずれが発生すると微動摩耗等のトラブルが発生したり、軸受ハウジング2の真円度が悪化して摩擦抵抗の増大を招く等の不具合を招くため、このような観点からもボルト9,10の軸力(締め付け力)をより大きくしたいという要求があり、このような要求を満たすためにも前記のねじ山125付近の強度確保が一つのネックとなっている。   In the lower link 1, the angle formed by the respective loads 121 to 123 and the mating surface of the lower link upper part 6 and the lower link lower part 8 is not a right angle, and when these loads 121 to 123 are received, A component force that generates a shift acts. Such a misalignment of the mating surfaces causes troubles such as fine movement wear, and causes problems such as deterioration of the roundness of the bearing housing 2 and an increase in frictional resistance. Therefore, there is a demand to increase the axial force (tightening force) of the bolts 9 and 10, and securing the strength in the vicinity of the thread 125 is a bottleneck to satisfy such a demand.

この発明は、ピストンにピストンピンを介して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アッパピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、一端が機関本体側に揺動可能に支持され、かつ他端が前記ロアリンクにコントロールピンを介して連結されたコントロールリンクと、を備えてなる内燃機関のピストンクランク機構を前提としており、そのロアリンクの構造を改良したものである。   The present invention includes an upper link having one end connected to a piston via a piston pin, a lower link connected to the other end of the upper link via an upper pin, and connected to a crank pin of a crankshaft. A piston crank mechanism of an internal combustion engine provided with a control link supported on the engine body side so as to be swingable and having the other end connected to the lower link via a control pin. The structure is improved.

本発明のロアリンクは、ロアリンクアッパ部品とロアリンクロア部品とに分割して構成したものであり、その両部品は、両者の接合面のうちの、軸受ハウジング部を間に挟んでアッパピン寄りの部位とコントロールピン寄りの部位で夫々ボルトによって締結し、コントロールピン寄りに配置されるボルトは、その頭部がロアリンクアッパ部品側に位置されるように、同ロアリンクアッパ部品側から締結するようにした。   The lower link of the present invention is divided into a lower link upper part and a lower link lower part, and both of these parts are parts of the joint surfaces of the two parts closer to the upper pin with the bearing housing portion in between. The bolts are tightened from the lower link upper part side so that their heads are located on the lower link upper part side. did.

本発明によれば、コントロールピン寄りに配置されるボルトがロアリンクアッパ部品側から締結されるため、ロアリンクアッパ部品のコントロールピン寄りのボルト挿通孔をねじ山のない、若しくは、ボルトとの噛合いの少ない孔形状とすることができる。したがって、クランクピンとコントロールピンによって大きな曲げ荷重の作用するロアリンクアッパ部品のコントロールピン寄りのボルト挿通孔周辺部に応力集中が生じにくくなり、この部分の強度確保が容易かつ確実になる。   According to the present invention, since the bolt disposed near the control pin is fastened from the lower link upper part side, the bolt insertion hole near the control pin of the lower link upper part is not threaded or meshed with the bolt. The hole shape can be reduced. Therefore, stress concentration is unlikely to occur in the periphery of the bolt insertion hole near the control pin of the lower link upper part where a large bending load is applied by the crank pin and the control pin, and the strength of this part can be easily and reliably ensured.

以下、本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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1〜図3は、本発明に係るロアリンク101を示している。このロアリンク101は、前述した特許文献1や特許文献2によって公知となっている複リンク式のピストンクランク機構に用いられるものであり、図示せぬアッパリンクとコントロールリンクとクランクピン(クランクシャフト)との三者を互いに連結する部品である。コントロールリンクのロアリンク101と逆側の端部は制御軸上の偏心カムに回動可能に支持され、制御軸は機関運転条件に応じて回動制御されるようになっている。尚、この実施形態においては、偏心カム、制御軸、制御軸を回動するアクチュエータ等によって機関圧縮比を変更・制御する可変圧縮比手段が構成されている。そして、この可変圧縮比手段は軽負荷条件では機関圧縮比を高くするようになっている。   1 to 3 show a lower link 101 according to the present invention. The lower link 101 is used in a multi-link type piston crank mechanism known from the above-mentioned Patent Documents 1 and 2, and includes an upper link, a control link, and a crank pin (crankshaft) (not shown). These are the parts that connect the three. The end of the control link opposite to the lower link 101 is rotatably supported by an eccentric cam on the control shaft, and the control shaft is controlled to rotate according to engine operating conditions. In this embodiment, variable compression ratio means for changing and controlling the engine compression ratio is constituted by an eccentric cam, a control shaft, an actuator for rotating the control shaft, and the like. The variable compression ratio means increases the engine compression ratio under light load conditions.

図1は、ロアリンク101を厚さ方向(クランクシャフト軸方向)の中心面(図3の上面図におけるA−A線に沿った面)で切断した断面図であり、図2は、このロアリンク101をクランクシャフトの軸方向から見た正面図、図3は、このロアリンク101の上面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view of the lower link 101 cut along a central plane in the thickness direction (crankshaft axial direction) (a plane along the line AA in the top view of FIG. 3). FIG. FIG. 3 is a top view of the lower link 101 when the link 101 is viewed from the axial direction of the crankshaft.

ロアリンク101は、クランクピンへの組み立て性のために、アッパピン用ピンボス部5を有するロアリンクアッパ部品6と、コントロールピン用ピンボス部7を有するロアリンクロア部品8とに分割して構成され、両者が一対のボルト9,10によって締結されている。そして、図示せぬシリンダが上下に配置されているとすると、クランクケース内で前記ロアリンクアッパ部品6は上側に、前記ロアリンクロア部品8は下側にそれぞれ位置している。   The lower link 101 is configured to be divided into a lower link upper part 6 having an upper pin pin boss part 5 and a lower link lower part 8 having a control pin pin boss part 7 for assembly to a crank pin. It is fastened by a pair of bolts 9 and 10. If cylinders (not shown) are arranged vertically, the lower link upper part 6 is located on the upper side and the lower link lower part 8 is located on the lower side in the crankcase.

ロアリンク101は、クランクピンが嵌合される軸受ハウジング2の中心軸3を通る面(接合面)でロアリンクアッパ部品6とロアリンクロア部品8に分割され、軸受ハウジング2は、半割り構造としてその半割部の一方がロアリンクアッパ部品6に、他方がロアリンクロア部品8に夫々形成されている。両部品6,8を結合するボルト9,10は、両者の接合面のうちの、軸受ハウジング2を間に挟んでアッパピン寄り部位4Aとコントロールピン寄り部位4に配置されており、アッパピン寄りのボルト9は、ロアリンクロア部品8の下面側から挿入され、ロアリンクアッパ部品6に形成された袋状のねじ孔111に螺合されている。一方で、コントロールピン寄りのボルト10は、ロアリンクアッパ部品6の上面側から挿入され、ロアリンクロア部品8に形成されたねじ孔12に螺合されている。   The lower link 101 is divided into a lower link upper part 6 and a lower link lower part 8 at a surface (joint surface) passing through the central axis 3 of the bearing housing 2 to which the crankpin is fitted, and the bearing housing 2 has a half structure. One of the halves is formed on the lower link upper part 6 and the other is formed on the lower link lower part 8. Bolts 9 and 10 for connecting the parts 6 and 8 are arranged at the upper pin side portion 4A and the control pin side portion 4 with the bearing housing 2 interposed therebetween, and the bolts near the upper pin. 9 is inserted from the lower surface side of the lower link lower part 8 and is screwed into a bag-like screw hole 111 formed in the lower link upper part 6. On the other hand, the bolt 10 near the control pin is inserted from the upper surface side of the lower link upper part 6 and screwed into a screw hole 12 formed in the lower link lower part 8.

なお、図3の上面図からわかるように、アッパピン用ピンボス部5はロアリンク101の厚さ方向の中心面16を貫通するように一ヵ所に形成されており、コントロールピン用ピンボス部7は中心面16を間に挟んで対向する二ヶ所に分離して形成されている。つまり、コントロールピン用ピンボス部7は二股構造となっており、この二股の内側の溝状の空間17に、図示せぬコントロールリンクの一端部が配置されるようになっている。   As can be seen from the top view of FIG. 3, the upper pin pin boss portion 5 is formed at one location so as to penetrate the center surface 16 in the thickness direction of the lower link 101, and the control pin pin boss portion 7 is the center. It is formed separately at two locations facing each other with the surface 16 in between. That is, the control pin pin boss portion 7 has a bifurcated structure, and one end portion of a control link (not shown) is arranged in a groove-like space 17 inside the bifurcated portion.

このロアリンク101が、図4,図5に示すロアリンク1のように、燃焼時の荷重121〜123を受けると、ロアリンクアッパ6部品とロアリンクロア部品8が分離させられようとするが、ボルト9,10によってその分離が阻止される。この際、コントロールピン側のボルト10は、ロアリンクロア部品8側のねじ孔12のねじ山と噛合う部分とロアリンクアッパ部品6側の座面13との間で引っ張り荷重を受けるが、反対にロアリンクアッパ部品6のボルト挿通孔14の周辺部は両部品6,8の接合面と座面13との間で圧縮荷重を受けることになる。なお、ボルト挿通孔14はねじ山のない若しくはねじの噛み合いの少ない孔形状となっている。   When this lower link 101 receives the loads 121 to 123 during combustion as in the lower link 1 shown in FIGS. 4 and 5, the lower link upper 6 component and the lower link lower component 8 tend to be separated. 9, 10 prevents the separation. At this time, the bolt 10 on the control pin side receives a tensile load between the portion engaging with the thread of the screw hole 12 on the lower link lower part 8 side and the seating surface 13 on the lower link upper part 6 side. The peripheral part of the bolt insertion hole 14 of the link upper part 6 receives a compressive load between the joint surface of the parts 6 and 8 and the seat surface 13. In addition, the bolt insertion hole 14 has a hole shape with no screw thread or little screw engagement.

この実施形態のロアリンク101は、ロアリンクアッパ部品6側のボルト挿通孔14が噛合いによる応力が作用しにくい形状になっていることに加え、ボルト挿通孔14の周辺部に作用するボルト10による圧縮力が部材の厚さ全体にわたって略均一となるため、ロアリンクアッパ部品6側のボルト挿通孔14周辺部の応力集中を確実に防止することができる。   In the lower link 101 of this embodiment, the bolt insertion hole 14 on the lower link upper part 6 side has a shape in which stress due to meshing is difficult to act, and the bolt 10 acting on the periphery of the bolt insertion hole 14. Therefore, the stress concentration around the bolt insertion hole 14 on the lower link upper part 6 side can be reliably prevented.

なお、ロアリンクロア部品8側のねじ孔12には、図3,4に示したロアリンク1におけるロアリンクアッパ部品6側のねじ穴124と同様の応力集中等の問題が発生することが考えられるが、以下の理由によってその問題発生は少なくなっている。   The screw hole 12 on the lower link lower part 8 side may have problems such as stress concentration similar to the screw hole 124 on the lower link upper part 6 side in the lower link 1 shown in FIGS. The problem has been reduced for the following reasons.

まず、第1に、燃焼時における入力荷重の向きがロアリンクロア部品8側の方がロアリンクアッパ部品6側よりも有利になっており、第2に、コントロールピン用ピンボス部7を支えるために軸受ハウジング2と同ピンボス部7との間に大きなリブ15が設けられ、その周辺部の強度・剛性が充分に確保されているため、ロアリンクロア部品8のねじ孔12の周辺部には応力集中が生じにくい。   First, the direction of the input load during combustion is more advantageous on the lower link lower part 8 side than on the lower link upper part 6 side, and secondly, a bearing for supporting the pin boss portion 7 for the control pin. Since a large rib 15 is provided between the housing 2 and the pin boss portion 7 and the strength and rigidity of the peripheral portion thereof are sufficiently secured, stress concentration occurs in the peripheral portion of the screw hole 12 of the lower link lower part 8. Hateful.

さらに、第3に、ロアリンクロア部品8のねじ孔12は、二股状のコントロールピン用ピンボス部5の間の空間17に向かって貫通しており、袋状に形成されていないため、ボルト10の先端部が螺合される部位の近傍に応力が集中しにくくなる。   Third, the screw hole 12 of the lower link lower part 8 penetrates toward the space 17 between the bifurcated control pin pin bosses 5 and is not formed in a bag shape. Stress is less likely to concentrate in the vicinity of the site where the part is screwed.

また、このロアリンク101においては、アッパピン寄りのボルト9の頭部がロアリンクロア部品8の下面側に配置される一方で、コントロールピン寄りのボルト10の頭部がアッパリンク部品6の上面側に配置されているため、両ボルト9,10の頭部が軸受ハウジング2を挟んで略対称の位置になり、ロアリンク101全体の重心位置をクランクピン中心軸3に近づけて、慣性力を抑制するうえで有利となる。この特性は、換言すれば、ボルト10のサイズを拡大した場合にもボルト頭部による重量アンバランスが小さいということであり、ロアリンクアッパ部品6とロアリンクロア部品8をより強固に締結するためにボルトサイズを拡大する上で有利となる。   Further, in the lower link 101, the head of the bolt 9 near the upper pin is arranged on the lower surface side of the lower link lower part 8, while the head of the bolt 10 near the control pin is arranged on the upper surface side of the upper link part 6. Therefore, the heads of both bolts 9 and 10 are positioned approximately symmetrically across the bearing housing 2, and the center of gravity of the entire lower link 101 is brought closer to the crankpin center shaft 3 to suppress the inertial force. Is advantageous. In other words, the weight unbalance due to the bolt head is small even when the size of the bolt 10 is increased, and the bolt is used for fastening the lower link upper part 6 and the lower link lower part 8 more firmly. This is advantageous in increasing the size.

さらにまた、各ボルト10,9の頭部が当接するロアリンクアッパ部品6側の座面13とロアリンクロア部品8側の座面18の周囲には、軸受ハウジング2側の屹立ブロック部分から連続するように補強リブ19,20が夫々設けられている。このリブ19,20が設けられていることにより、ロアリンク101がピストンからの燃焼荷重や各運動部品の慣性荷重を受けた際に、軸受ハウジング2や各ピンボス部5,7からの荷重によりロアリンクアッパ部品6とロアリンクロア部品8が変形するのを抑制することができる。特に、各座面13,18の軸受ハウジング2よりの隅部21,22を支点として各部材が曲げ変形し、隅部21,22に応力集中が生じるのを効果的に防止することができる。   Furthermore, the periphery of the seat surface 13 on the lower link upper part 6 side and the seat surface 18 on the lower link lower part 8 side where the heads of the bolts 10 and 9 come into contact are continuous from the standing block portion on the bearing housing 2 side. Reinforcing ribs 19 and 20 are provided respectively. Since the ribs 19 and 20 are provided, when the lower link 101 receives a combustion load from the piston or an inertial load of each moving part, the lower link 101 receives a load from the bearing housing 2 or the pin boss portions 5 and 7. It is possible to suppress the deformation of the link upper part 6 and the lower link lower part 8. In particular, it is possible to effectively prevent the members 21 from bending and deforming with the corners 21 and 22 from the bearing housing 2 of the bearing surfaces 13 and 18 as fulcrums and causing stress concentration in the corners 21 and 22.

今、仮に補強リブ19,20を設けなかったと仮定すると、上記の隅部21,22の応力集中を避けるためにロアリンク全体の肉厚を厚くして、各座面13,18から両部品6,8の接合面までの距離を大きくしなければならない。この場合、ロアリンク全体の重量や慣性モーメントが増大し慣性力抑止上不利になるが、この実施形態のように補強リブ19,20を設けることにより、充分な強度と剛性を確保したまま各座面13,18から接合面までの距離を小さくして、ロアリンク101の小型化を図ることができる。なお、補強リブ19は、図3に示すようにロアリンクアッパ部品6の軸受ハウジング2側からボルト10の中心軸線23よりも外側(図中右側)まで延出しており、これによって座面13付近の補強効果が充分に得られるようになっている。   If it is assumed that the reinforcing ribs 19 and 20 are not provided, the thickness of the entire lower link is increased in order to avoid stress concentration at the corners 21 and 22, and both parts 6 are connected to the parts 6. , 8 must be increased in distance to the joint surface. In this case, the weight and moment of inertia of the entire lower link increase, which is disadvantageous in terms of restraining inertial force. However, by providing the reinforcing ribs 19 and 20 as in this embodiment, each seat is secured with sufficient strength and rigidity. The distance from the surfaces 13 and 18 to the joint surface can be reduced to reduce the size of the lower link 101. The reinforcing rib 19 extends from the bearing housing 2 side of the lower link upper part 6 to the outer side (right side in the figure) of the bolt 10 as shown in FIG. A sufficient reinforcing effect can be obtained.

また、ボルト9,10の頭部は、図3に示すように、内周が六角形状の凹部からなる操作穴30が形成されており、この操作穴30に六角形状の工具を挿入してボルト10を回転させる構造となっている。ボルトの頭部の外形を六角形状にし、六角形状の凹部を備えた工具によってボルトの頭部を回転させることも考えられるが、この場合、ボルトの頭部の外側に工具を介在させるための充分な空間を確保しなければならないため、補強リブとボルトの頭部の間のクリアランスを大きくせざるを得ない。この場合、補強リブの厚さが制限されたり、ボルトの頭部の大きさ、ひいては、ボルトねじ部の太さが制限されるおそれがあるが、この実施形態のものはスペース効率に優れており、限られた空間内に太いボルト9,10を設置することができる。したがって、ロアリンクアッパ部品6とロアリンクロア部品8をより強固に締結するうえで有利である。   Further, as shown in FIG. 3, the heads of the bolts 9 and 10 are formed with an operation hole 30 having a hexagonal recess on the inner periphery, and a hexagonal tool is inserted into the operation hole 30 to 10 is rotated. It is conceivable that the bolt head has a hexagonal outer shape and the bolt head is rotated by a tool having a hexagonal recess, but in this case, it is sufficient to interpose the tool outside the bolt head. Since a large space must be secured, the clearance between the reinforcing rib and the bolt head must be increased. In this case, the thickness of the reinforcing rib may be limited, the size of the head of the bolt, and thus the thickness of the bolt screw portion may be limited. However, this embodiment is superior in space efficiency. The thick bolts 9 and 10 can be installed in a limited space. Therefore, it is advantageous for fastening the lower link upper part 6 and the lower link lower part 8 more firmly.

なお、この実施形態ではボルト9,10を回転させるための操作穴30の形状を六角形状としたが、これらのボルト9,10は大きな軸力を発生させる必要があり、大トルクで締め付けなければならないために、操作穴30を大トルクでの締め付けの可能な六角形状以外の変形多角形状に形成することも可能である。   In this embodiment, the operation hole 30 for rotating the bolts 9 and 10 has a hexagonal shape. However, these bolts 9 and 10 need to generate a large axial force and must be tightened with a large torque. Therefore, the operation hole 30 can be formed in a deformed polygonal shape other than a hexagonal shape that can be tightened with a large torque.

次に、各請求項の発明に特有な作用効果について列記する。   Next, actions and effects unique to the invention of each claim will be listed.

請求項2の発明によれば、コントロールピン寄りに配置されるボルトの頭部がロアリンクアッパ部品側に位置され、アッパピン寄りに配置されるボルトの頭部がロアリンクロア部品側に位置されることになるため、両側のボルトの頭部が軸受ハウジングを挟んで略対称となり、ロアリンクの重心位置を他の部品への慣性力の伝達を最小にする上で最適な位置に近づけることが可能となる。   According to the invention of claim 2, the head of the bolt arranged near the control pin is located on the lower link upper part side, and the head of the bolt arranged near the upper pin is located on the lower link lower part side. Therefore, the heads of the bolts on both sides are substantially symmetrical across the bearing housing, and the position of the center of gravity of the lower link can be brought closer to the optimum position to minimize the transmission of inertial force to other parts. .

請求項3の発明によれば、ボルトの先端側が螺合されるロアリンクロア部品のコントロールピン寄りのねじ孔が袋形状でないため、ねじ孔のボルト先端側螺合部における応力集中を有効に回避することができる。   According to the invention of claim 3, since the screw hole near the control pin of the lower link lower part to which the front end side of the bolt is screwed is not a bag shape, stress concentration at the screw front side screwing portion of the screw hole is effectively avoided. Can do.

請求項4の発明によれば、軸受ハウジングと各ピンボス部からの逆向きの荷重入力によってロアリンクを曲げるような荷重が作用した場合であっても、ボルトの座面の角部からロアリンクが座屈変形するのを補強リブによって確実に規制することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, even if a load that bends the lower link by a reverse load input from the bearing housing and each pin boss portion is applied, the lower link is formed from the corner portion of the seat surface of the bolt. The buckling deformation can be reliably restricted by the reinforcing rib.

請求項5の発明によれば、補強リブが各ボルトの中心軸線よりもクランクピン中心から離間する方向に延出するため、各ピンボス部からの荷重入力による座屈変形をより効果的に防止することができる。換言すれば、ロアリンクの曲げ変形に対して充分な強度と剛性を確保するという制約条件の中において、ボルト頭部の座面をロアリンクアッパ部品とロアリンクロア部品の接合面により近づけることが可能になる。したがって、ボルト頭部の配置空間も含めてロアリンクをより小型にすることが可能になり、重量と慣性モーメントの低減ひいては慣性力の低減を図ることができる。   According to the invention of claim 5, since the reinforcing rib extends in a direction away from the center of the crank pin rather than the center axis of each bolt, buckling deformation due to load input from each pin boss portion is more effectively prevented. be able to. In other words, it is possible to bring the seating surface of the bolt head closer to the joint surface between the lower link upper part and the lower link lower part, under the constraint of ensuring sufficient strength and rigidity against bending deformation of the lower link. Become. Therefore, the lower link including the space for arranging the bolt head can be made smaller, and the weight and moment of inertia can be reduced, and the inertia force can be reduced.

請求項6の発明によれば、ボルトの頭部の外側に工具を嵌合してボルトをねじ操作する場合に比較して、工具が補強リブと干渉しにくくなる。したがって、ボルトの頭部を大きくし、ひいてはボルト軸部を太くすることが可能となるため、ロアリンクアッパ部品とロアリンクロア部品をより強力な軸力で締め付け、両部品の接合面の口開きやずれといった問題を確実に回避することができる。   According to the invention of claim 6, the tool is less likely to interfere with the reinforcing rib as compared with the case where the tool is fitted to the outside of the bolt head and the bolt is screwed. Therefore, the bolt head can be enlarged and the bolt shaft can be thickened. Therefore, the lower link upper part and the lower link lower part can be tightened with a stronger axial force, and the joint surface of both parts can be opened or displaced. Such a problem can be avoided reliably.

本発明の一実施形態を示す図3のA−A線に沿った断面図。Sectional drawing in alignment with the AA of FIG. 3 which shows one Embodiment of this invention. 同実施形態のロアリンクをクランクシャフト軸方向から見た正面図。The front view which looked at the lower link of the embodiment from the crankshaft axial direction. 同実施形態のロアリンクの上面図。The top view of the lower link of the embodiment. 本発明の開発段階で考え出されたロアリンクをクランクシャフト軸方向から見た正面図。The front view which looked at the lower link conceived in the development stage of this invention from the crankshaft axial direction. 同ロアリンクの縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the same lower link.

符号の説明Explanation of symbols

2…軸受ハウジング
5…アッパピン用ピンボス部
6…ロアリンクアッパ部品
7…コントロールピン用ピンボス部
8…ロアリンクロア部品
9,10…ボルト
12…ねじ孔
19,20…補強リブ
30…操作穴
101…ロアリンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Bearing housing 5 ... Upper pin pin boss part 6 ... Lower link upper part 7 ... Control pin pin boss part 8 ... Lower link lower part 9, 10 ... Bolt 12 ... Screw hole 19, 20 ... Reinforcement rib 30 ... Operation hole 101 ... Lower link

Claims (8)

ピストンにピストンピンを介して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アッパピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアリンクと、一端が機関本体側に揺動可能に支持され、かつ他端が前記ロアリンクにコントロールピンを介して連結されたコントロールリンクと、を備えてなる内燃機関のピストンクランク機構において、
前記ロアリンクは、
前記アッパピンを保持するアッパピン用ピンボス部を有し、かつ前記クランクピンが嵌合する軸受ハウジング部の半割部の一方を有するロアリンクアッパ部品と、
前記コントロールピンを保持するコントロールピン用ピンボス部を有し、かつ前記クランクピンが嵌合する軸受ハウジング部の半割部の他方を有するロアリンクロア部品と、に分割して構成し、
前記ロアリンクアッパ部品とロアリンクロア部品とは、両者の接合面のうちの、前記軸受ハウジング部を間に挟んでアッパピン寄り部位とコントロールピン寄り部位で夫々ボルトによって締結し、
前記コントロールピン寄りに配置されるボルトは、その頭部がロアリンクアッパ部品側に位置されるように、同ロアリンクアッパ部品側から締結することを特徴とする内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。
An upper link having one end connected to the piston via a piston pin, a lower link connected to the other end of the upper link via an upper pin, and connected to the crank pin of the crankshaft, and one end on the engine body side In a piston crank mechanism of an internal combustion engine comprising: a control link supported so as to be swingable and having the other end connected to the lower link via a control pin;
The lower link is
A lower link upper part having an upper pin pin boss part for holding the upper pin and having one of the half parts of the bearing housing part into which the crank pin is fitted;
A lower link lower part having a pin boss part for a control pin for holding the control pin and having the other half of the bearing housing part into which the crank pin is fitted,
The lower link upper part and the lower link lower part are fastened with bolts respectively at the upper pin side and the control pin side, with the bearing housing portion between the joint surfaces of the lower link upper part and the lower link lower part,
The lower link in the piston crank mechanism of the internal combustion engine, wherein the bolt arranged near the control pin is fastened from the lower link upper part side so that the head thereof is located on the lower link upper part side. .
前記アッパピン寄りに配置されるボルトは、その頭部がロアリンクロア部品側に位置されるように、同ロアリンクロア部品側から締結することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。 2. The lower portion in the piston crank mechanism of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the bolt arranged closer to the upper pin is fastened from the lower link lower part side so that a head thereof is positioned on the lower link lower part side. Link. 前記コントロールピン寄りに配置されるボルトの先端側が螺合されるロアリンクロア部品のねじ孔は貫通していることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。 The lower link in the piston crank mechanism of the internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein a screw hole of a lower link lower part into which a front end side of a bolt arranged near the control pin is screwed passes. 前記ロアリンクアッパ部品とロアリンクロア部品の前記各ボルトの頭部が当接する座面の周域には、各座面と垂直に延出する補強リブを形成した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のピストンクランク機構におけるロアリンク。 4. A reinforcing rib extending perpendicularly to each seating surface is formed in a peripheral region of the seating surface where the heads of the respective bolts of the lower link upper part and the lower link lower part abut. A lower link in the piston crank mechanism of the internal combustion engine according to any one of the above. 前記補強リブは、ボルトの中心軸線よりもクランクピン中心から離間する方向に延出するように形成したことを特徴とする請求項4に記載の内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。 5. The lower link in a piston crank mechanism of an internal combustion engine according to claim 4, wherein the reinforcing rib is formed so as to extend in a direction away from the center of the crank pin rather than the center axis of the bolt. 前記ボルトの頭部には、ねじ操作用の多角形工具が嵌合される操作穴を形成したことを特徴とする請求項4または5に記載の内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。 6. A lower link in a piston crank mechanism of an internal combustion engine according to claim 4, wherein an operation hole into which a polygonal tool for screw operation is fitted is formed in a head portion of the bolt. 前記コントロールリンクの一端の揺動支点位置を機関運転条件に応じて変更することにより、機関圧縮比を変更・制御する可変圧縮比手段を有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のピストンクランク機構におけるロアリンク。 The variable compression ratio means for changing / controlling the engine compression ratio by changing the swing fulcrum position of one end of the control link according to engine operating conditions. A lower link in the piston crank mechanism of the internal combustion engine described. 前記可変圧縮比手段は、軽負荷条件では機関圧縮比を高くすることを特徴とする請求項7に記載の内燃機関のピストンクランク機構におけるロアリンク。
8. The lower link in a piston crank mechanism of an internal combustion engine according to claim 7, wherein the variable compression ratio means increases the engine compression ratio under light load conditions.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108026836A (en) * 2015-09-16 2018-05-11 日产自动车株式会社 The bolt tightening method of lower link
CN110284966A (en) * 2019-06-28 2019-09-27 长城汽车股份有限公司 Lower link and engine with it
WO2020259371A1 (en) * 2019-06-28 2020-12-30 长城汽车股份有限公司 Lower connecting rod, and engine having same

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4730152B2 (en) * 2006-03-15 2011-07-20 日産自動車株式会社 Lower link in piston crank mechanism of internal combustion engine
JP2008208783A (en) * 2007-02-27 2008-09-11 Nissan Motor Co Ltd Bearing structure for link mechanism
JP6295909B2 (en) * 2014-09-30 2018-03-20 日産自動車株式会社 Method of manufacturing an internal combustion engine having a multi-link type piston-crank mechanism
JP7109202B2 (en) * 2018-01-31 2022-07-29 日産自動車株式会社 Lower link in variable compression ratio mechanism of internal combustion engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108026836A (en) * 2015-09-16 2018-05-11 日产自动车株式会社 The bolt tightening method of lower link
CN108026836B (en) * 2015-09-16 2019-05-21 日产自动车株式会社 The bolt tightening method of lower link
CN110284966A (en) * 2019-06-28 2019-09-27 长城汽车股份有限公司 Lower link and engine with it
WO2020259371A1 (en) * 2019-06-28 2020-12-30 长城汽车股份有限公司 Lower connecting rod, and engine having same

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