JP4395051B2

JP4395051B2 - 潤滑油の供給構造

Info

Publication number: JP4395051B2
Application number: JP2004323092A
Authority: JP
Inventors: 宏一江戸; 賢治阿部; 政雄小峯; 浩一生駒; 稔中村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-11-08
Filing date: 2004-11-08
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2024-11-08
Also published as: US20060096810A1; JP2006132456A

Description

本発明は、可変ストローク特性エンジンのコントロールシャフトの内部に形成した潤滑油路をジャーナルに開口させ、このジャーナルを複数のピースに分割した軸受部材で支持した潤滑油の供給構造に関する。

エンジンブロックにメインジャーナルを回転自在に支持されたクランクシャフトと、エンジンブロックにメインジャーナルを所定角度範囲で揺動自在に支持されたコントロールシャフトと、クランクシャフトのピンジャーナルに中間部を揺動自在に支持されたロアリンクと、ロアリンクの一端側をピストンに連結するアッパーリンクと、ロアリンクの他端側をコントロールシャフトのピンジャーナルに連結するコントロールリンクとを備えた可変圧縮比エンジンが、下記特許文献１により公知である。

この可変圧縮比エンジンによれば、アクチュエータでコントロールシャフトを揺動させてコントロールリンクを上下動させ、ロアリンクの運動拘束条件を変化させてピストンの上死点位置を含むストローク特性を変化させることで、エンジンの圧縮比を任意に制御するようになっている。
特開２００３−３２２０３６号公報

ところで、シャフトのジャーナルを複数のピースに分割した軸受メタルで支持し、ジャーナルの摺動面を潤滑する潤滑油の一部をシャフトの内部に形成した潤滑油路を介して他の被潤滑部に供給する場合、複数のピースに分割した軸受メタルの分割部の近傍は潤滑油の漏洩により圧力が低下しているため、その分割部に潤滑油路の入口開口が対向したときに、軸受メタルの内周面から潤滑油路に供給される潤滑油の量が減少して前記他の被潤滑部を充分に潤滑できなくなる可能性があった。

特に、潤滑油路の開口が軸受メタルの分割部に対向した位置で一定時間停止した場合に、潤滑油の供給量が減少した状態が継続して潤滑不良が発生する可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、複数のピースに分割した軸受部材で支持された回転軸あるいは揺動軸のジャーナルに潤滑油を確実に供給できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、エンジンブロックにメインジャーナルを回転自在に支持されたクランクシャフトと、エンジンブロックにメインジャーナルを所定角度範囲で揺動自在に支持されたコントロールシャフトと、クランクシャフトのピンジャーナルに揺動自在に支持されたロアリンクと、ロアリンクをピストンに連結するアッパーリンクと、ロアリンクまたはアッパーリンクをコントロールシャフトのピンジャーナルに連結するコントロールリンクとを備え、コントロールシャフトのメインジャーナルを複数のピースに分割した軸受部材で支持し、メインジャーナルの摺動面と、コントロールシャフトの内部に形成されてメインジャーナルの摺動面に開口する潤滑油路の入口開口とに給油する潤滑油の供給構造であって、コントロールシャフトのピンジャーナルが複数のピースに分割した軸受部材の割り面を跨いで移動し、コントロールシャフトの潤滑油路を、メインジャーナルに開口する第１潤滑油路とピンジャーナルに開口する第２潤滑油路とに分割し、第１、第２潤滑油路をコントロールシャフトの軸線方向に見て所定角度で交差するように形成し、コントロールシャフトの潤滑油路の入口開口が複数のピースに分割した軸受部材の割り面を通過しないように、コントロールシャフトの揺動範囲を設定したことを特徴とする潤滑油の供給構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、エンジンブロックにメインジャーナルを回転自在に支持されたクランクシャフトと、エンジンブロックにメインジャーナルを所定角度範囲で揺動自在に支持されたコントロールシャフトと、クランクシャフトのピンジャーナルに揺動自在に支持されたロアリンクと、ロアリンクをピストンに連結するアッパーリンクと、ロアリンクまたはアッパーリンクをコントロールシャフトのピンジャーナルに連結するコントロールリンクとを備え、コントロールシャフトのメインジャーナルを複数のピースに分割した軸受部材で支持し、メインジャーナルの摺動面と、コントロールシャフトの内部に形成されてメインジャーナルの摺動面に開口する潤滑油路の入口開口とに給油する潤滑油の供給構造であって、コントロールシャフトのピンジャーナルが複数のピースに分割した軸受部材の割り面を跨いで移動し、コントロールシャフトが回転してピストンのストローク特性が変化しても、コントロールシャフトの潤滑油路の入口開口が複数のピースに分割した軸受部材の割り面を通過しないように、コントロールシャフトの揺動範囲を設定したことを特徴とする潤滑油の供給構造が提案される。

尚、実施例の第１、第２軸受メタル５１，５２は本発明の軸受部材に対応し、実施例の第１、第２潤滑油路Ｐ１，Ｐ２は本発明の潤滑油路に対応する。

請求項１または請求項２の構成によれば、クランクシャフトのピンジャーナルにロアリンクを揺動自在に支持し、ロアリンクをアッパーリンクを介してピストンに連結するとともに、ロアリンクまたはアッパーリンクをコントロールリンクを介してコントロールシャフトのピンジャーナルに連結したので、コントロールシャフトをメインジャーナルまわりに所定角度範囲で揺動させてコントロールリンクを上下動させることで、ロアリンクの運動拘束条件を変化させてピストンのストローク特性を変化させることができる。

コントロールシャフトのメインジャーナルを複数のピースに分割した軸受部材で支持し、メインジャーナルの摺動面および該摺動面に開口するメインジャーナルの潤滑油路の入口開口に給油する際に、コントロールシャフトが前記所定角度範囲で揺動したときに、コントロールシャフトの潤滑油路の入口開口が軸受部材の割り面を通過しないように設定したので、潤滑油路に供給すべき潤滑油が軸受部材の割り面から漏洩して潤滑不良の原因となるのを防止することができる。特に、燃焼圧により大きな荷重がかかるコントロールシャフトのピンジャーナルへの潤滑油の供給を良好に維持できるため、各リンクの動きがスムーズになる。

特に、請求項１の構成によれば、コントロールシャフトのピンジャーナルが複数のピースに分割した軸受部材の割り面を跨いで移動するため、コントロールリンクの上下方向のストロークを充分に確保することが可能になる一方、潤滑油通路の入口開口が軸受部材の割り面を通過し易くなる。しかしながら、コントロールシャフトの潤滑油路を所定角度で交差する第１、第２潤滑油路で構成し、第１潤滑油路をメインジャーナルに開口させて第２潤滑油路をピンジャーナルに開口させたので、メインジャーナルおよびピンジャーナルを第１、第２潤滑油路で接続しながら、第１潤滑油路の入口開口が軸受部材の割り面を通過しないようにする設定を容易に行うことができる。

特に、請求項２の構成によれば、コントロールシャフトのピンジャーナルが複数のピースに分割した軸受部材の割り面を跨いで移動するため、コントロールリンクの上下方向のストロークを充分に確保することが可能になる一方、潤滑油通路の入口開口が軸受部材の割り面を通過し易くなる。しかしながら、コントロールシャフトが回転してピストンのストローク特性が変化しても、コントロールシャフトの潤滑油路の入口開口が複数のピースに分割した軸受部材の割り面を通過しないように、コントロールシャフトの揺動範囲を設定したので、潤滑油路に供給すべき潤滑油が軸受部材の割り面から漏洩して潤滑不良の原因となるのを確実に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図９は本発明の第１実施例を示すもので、図１は可変圧縮比エンジンの縦断面図（高圧縮比状態）、図２は図１の２−２線矢視図、図３は図１の３−３線矢視図、図４は図１の４方向矢視図、図５は可変圧縮比エンジンの縦断面図（低圧縮比状態）、図６は図１の６部拡大断面図（高圧縮比状態）、図７は図６の７−７線断面図、図８は軸受メタルの分解斜視図、図９は図５の９部拡大断面図（低圧縮比状態）である。

先ず本発明の第１実施例として、ピストンの上死点あるいは下死点の位置を変更可能なストローク特性可変エンジンの一例である可変圧縮比エンジンについて説明する。

図１〜図４に示すように、可変圧縮比エンジンＥは、シリンダブロック１１およびクランクケース１２を結合したエンジンブロック１３を備えており、シリンダブロック１１の上部にシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５が結合され、クランクケース１２の下部にオイルパン１６が形成される。シリンダブロック１１およびクランクケース１２の割り面にクランクシャフト１７のメインジャーナル１７ａが回転自在に支持されており、メインジャーナル１７ａから偏心するピンジャーナル１７ｂに概略三角形のロアリンク１８の中間部が揺動自在に枢支される。

シリンダブロック１１に設けたシリンダスリーブ２０にピストン２１が摺動自在に嵌合しており、アッパーリンク２２（コネクティングロッド）の上端がピストンピン２３を介してピストン２１に枢支されるとともに、アッパーリンク２２の下端が第１ピン２４を介してロアリンク１８の一端部に枢支される。クランクシャフト１７の位置から横方向に偏心したクランクケース１２の下面に、クランク形状のコントロールシャフト２５のメインジャーナル２５ａが、ボルト２６，２６でクランクケース１２の締結されたキャップ２７によって揺動自在に枢支される。コントロールリンク２８は本体部２８ａと、その下端にボルト２９，２９で締結されたキャップ部２８ｂとを備えており、本体部２８ａの上端が第２ピン３０を介してロアリンク１８の他端部に枢支されるとともに、本体部２８ａの下端およびキャップ部２８ｂ間にコントロールシャフト２５のピンジャーナル２５ｂが枢支される。コントロールシャフト２５は、その一端に設けた図示せぬアクチュエータで所定角度（例えば１２０°）の範囲で揺動する。

シリンダヘッド１４の下面に形成された燃焼室１４ａに吸気ポート３２および排気ポート３３が開口しており、吸気ポート３２を開閉する吸気バルブ３４と排気ポート３３を開閉する排気バルブ３５とがシリンダヘッド１４に設けられる。吸気バルブ３４は吸気カムシャフト３６により吸気ロッカーアーム３７を介して開閉駆動され、排気バルブ３５は排気カムシャフト３８により排気ロッカーアーム３９を介して開閉駆動される。

図６〜図８に示すように、コントロールシャフト２５のメインジャーナル２５ａを挟持するクランクケース１２およびキャップ２７の割り面５０には、それぞれ半割円筒状の第１、第２軸受メタル５１，５２が装着される第１、第２軸受メタル５１，５２の内周面には、メインジャーナル２５ａの外周の摺動面に潤滑油を行き渡らせるための油溝５１ａ，５２ａが形成されるとともに、クランクケース１２側に支持される第１軸受メタル５１には油孔５１ｂが形成される。第１軸受メタル５１の油孔５１ｂに対向するようにクランクケース１２に形成された油溜め１２ａが、油路１２ｂ，１２ｃを介して図示せぬ潤滑油ポンプに接続される。

一方、コントロールシャフト２５には、メインジャーナル２５ａの外周の摺動面に開口する第１潤滑油路Ｐ１と、この第１潤滑油路Ｐ１に交差するように形成されてピンジャーナル２５ｂの外周の摺動面に開口する第２潤滑油路Ｐ２とが形成される。コントロールシャフト２５のピンジャーナル２５ｂを支持するコントロールリンク２８の本体部２８ａおよびキャップ部２８ｂには、それぞれ半割円筒状の第１、第２軸受メタル５３，５４が装着されており、それらの内周面に円周方向に形成された油溝５３ａ，５４ａに第２潤滑油路Ｐ２が開口する。

次に、上記構成を備えた本発明の第１実施例の作用を説明する。

エンジンＥの運転状態に応じてアクチュエータが駆動され、アクチュエータに接続されたコントロールシャフト２５が図１に示す位置と図５に示す位置との間の任意の位置に回転する。図１に示す位置では、コントロールシャフト２５のメインジャーナル２５ａに対してピンジャーナル２５ｂが下方に位置するため、コントロールリンク２８が引き下げられてロアリンク１８がクランクシャフト１７のピンジャーナル１７ｂを中心に時計方向に揺動し、アッパーリンク２２が押し上げられてピストン２１の位置が高くなることで、エンジンＥが高圧縮比状態になる。

逆に、図５に示す位置では、コントロールシャフト２５のメインジャーナル２５ａに対してピンジャーナル２５ｂが上方に位置するため、コントロールリンク２８が押し上げられてロアリンク１８がクランクシャフト１７のピンジャーナル１７ｂを中心に反時計方向に揺動し、アッパーリンク２２が引き下げられてピストン２１の位置が低くなることで、エンジンＥが低圧縮比状態になる。

このように、コントロールシャフト２５の揺動によってコントロールリンク２８が上下動し、ロアリンク１８の運動拘束条件が変化してピストン２１の上死点位置を含むストローク特性が変化することで、エンジンＥの圧縮比が任意に制御される。

図６〜図９に示すように、エンジンＥの運転中にコントロールシャフト２５のメインジャーナル２５ａおよびピンジャーナル２５ｂを潤滑すべく、クランクケース１２の油路１２ｃ，１２ｂを介して油溜め１２ａに供給された潤滑油は、コントロールシャフト２５のメインジャーナル２５ａを支持する第１、第２軸受メタル５１，５２のうち、第１軸受メタル５１の油孔５１ｂから第１、第２軸受メタル５１，５２の内周面の油溝５１ａ，５２ａに流入し、メインジャーナル２５ａの摺動面を潤滑する。

また第１軸受メタル５１の油孔５１ｂに供給された潤滑油の一部は、コントロールシャフト２５に形成した第１潤滑油路Ｐ１から第２潤滑油路Ｐ２を経てピンジャーナル２５ｂの摺動面に達し、ピンジャーナル２５ｂを支持する第１、第２軸受メタル５３，５４の内周面の油溝５３ａ，５４ａに流入して該ピンジャーナル２５ｂの摺動面を潤滑する。

ところで、第１、第２軸受メタル５１，５２の内周面の油溝５１ａ，５２ａに供給された潤滑油の一部は、第１、第２軸受メタル５１，５２の分割部５５，５５からクランクケース１２およびキャップ２７の割り面５０を経て漏洩するため、前記分割部５５，５５の近傍の油圧が低下することが避けられない、従って、コントロールシャフト２５が揺動する過程で第１潤滑油路Ｐ１の入口開口が前記分割部５５，５５を通過したとき、あるいは第１潤滑油路Ｐ１の入口開口が前記分割部５５，５５で停止したとき、第１潤滑油路Ｐ１に供給される潤滑油の量が減少してピンジャーナル２５ｂの潤滑不良が発生する可能性がある。

しかしながら、本実施例ではコントロールシャフト２５が図６に示す高圧縮比位置と図９に示す低圧縮比位置との間を揺動しても、メインジャーナル２５ａの第１潤滑油路Ｐ１の入口開口の位置が第１、第２軸受メタル５１，５２の分割部５５，５５に一致しないように設定されているため、つまりコントロールシャフト２５が往復揺動する過程で第１潤滑油路Ｐ１の入口開口が第１、第２軸受メタル５１，５２の分割部５５，５５において停止することがないため、分割部５５，５５からの潤滑油の漏れを最小限に抑え、充分な圧力の潤滑油を第１潤滑油路Ｐ１に供給してピンジャーナル２５ｂを確実に潤滑することができる。特に、燃焼圧により大きな荷重がかかるコントロールシャフト２５のピンジャーナル２５ｂへの潤滑油の供給を良好に維持できるため、各リンクの動きがスムーズになる。

コントロールリンク２８の上下方向のストロークを充分に確保するにはピンジャーナル２５ｂがクランクケース１２およびキャップ２７の割り面５０を跨いで図の上下方向に移動する必要があるため、仮に第１、第２潤滑油路Ｐ１，Ｐ２を１本の直線状の潤滑油路で構成すると、その潤滑油路の入口開口がメインジャーナル２５ａの第１、第２軸受メタル５１，５１の分割部５５，５５を通過することが避けられない。しかしながら本実施例では、コントロールシャフト２５に相互に所定の角度で交差する第１、第２潤滑油路Ｐ１，Ｐ２を形成したことにより、潤滑油が流入する第１潤滑油路Ｐ１の入口開口が第１、第２軸受メタル５１，５１の分割部５５，５５を通過するのを容易に回避することができる。

次に、図１０および図１１に基づいて本発明の第２実施例を説明する。

上述した第１実施例では、コントロールシャフト２５のメインジャーナル２５ａに潤滑油を供給する油溜め１２ａおよび潤滑油路１２ｂ，１２ｃがクランクケース１２に形成されていたが、第２実施例では油溜め２７ａおよび潤滑油路２７ｂ，２７ｃがキャップ２７側に形成されており、その他の構成は第１実施例と同じである。

この第２実施例によっても、コントロールシャフト２５が図１０に示す高圧縮比位置と図１１に示す低圧縮比位置との間にあるとき、第１潤滑油路Ｐ１の入口開口は、第１、第２軸受メタル５１，５１の分割部５５，５５を通過することはなく、従って第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施例では可変圧縮比エンジンについて説明したが、同様の構造で各部の寸法を変更することで、エンジンの圧縮比および排気量の一方あるいは両方を変更可能である。本発明はこれらのストローク特性可変エンジンに対して適用することができる。

また本発明はコントロールシャフト２５のような揺動軸に限定されず、回転角が３６０°を超える回転軸に対しても適用することができる。この場合にも、回転軸が第１潤滑油路Ｐ１の入口開口が第１、第２軸受メタル５１，５１の分割部５５，５５に停止しないようにすることで、潤滑油の漏れを最小限に抑えることができる。

また実施例ではコントロールリンク２８をロアリンク１８に接続しているが、本発明はコントロールリンク２８をアッパーリンク２２に接続した形式のストローク特性可変エンジンに対しても適用することができる。

また実施例では第１潤滑油路Ｐ１の開口が潤滑油の入口となっているが、その開口を潤滑油の出口とすることができる。

可変圧縮比エンジンの縦断面図（高圧縮比状態）図１の２−２線矢視図図１の３−３線矢視図図１の４方向矢視図可変圧縮比エンジンの縦断面図（低圧縮比状態）図１の６部拡大断面図（高圧縮比状態）図６の７−７線断面図軸受メタルの分解斜視図図５の９部拡大断面図（低圧縮比状態）第２実施例に係る。前記図６に対応する図（高圧縮比状態）第２実施例に係る。前記図９に対応する図（低圧縮比状態）

１３エンジンブロック
１７クランクシャフト
１７ａメインジャーナル
１７ｂピンジャーナル
１８ロアリンク
２１ピストン
２２アッパーリンク
２５コントロールシャフト
２５ａメインジャーナル
２５ｂピンジャーナル
２８コントロールリンク
５０割り面
５１第１軸受メタル（軸受部材）
５２第２軸受メタル（軸受部材）
Ｐ１第１潤滑油路（潤滑油路）
Ｐ２第２潤滑油路（潤滑油路）

Claims

エンジンブロック（１３）にメインジャーナル（１７ａ）を回転自在に支持されたクランクシャフト（１７）と、
エンジンブロック（１３）にメインジャーナル（２５ａ）を所定角度範囲で揺動自在に支持されたコントロールシャフト（２５）と、
クランクシャフト（１７）のピンジャーナル（１７ｂ）に揺動自在に支持されたロアリンク（１８）と、
ロアリンク（１８）をピストン（２１）に連結するアッパーリンク（２２）と、
ロアリンク（１８）またはアッパーリンク（２２）をコントロールシャフト（２５）のピンジャーナル（２５ｂ）に連結するコントロールリンク（２８）とを備え、
コントロールシャフト（２５）のメインジャーナル（２５ａ）を複数のピースに分割した軸受部材（５１，５２）で支持し、メインジャーナル（２５ａ）の摺動面と、コントロールシャフト（２５）の内部に形成されてメインジャーナル（２５ａ）の摺動面に開口する潤滑油路（Ｐ１，Ｐ２）の入口開口とに給油する潤滑油の供給構造であって、
コントロールシャフト（２５）のピンジャーナル（２５ｂ）が複数のピースに分割した軸受部材（５１，５２）の割り面（５０）を跨いで移動し、
コントロールシャフト（２５）の潤滑油路（Ｐ１，Ｐ２）を、メインジャーナル（２５ａ）に開口する第１潤滑油路（Ｐ１）とピンジャーナル（２５ｂ）に開口する第２潤滑油路（Ｐ２）とに分割し、第１、第２潤滑油路（Ｐ１，Ｐ２）をコントロールシャフト（２５）の軸線方向に見て所定角度で交差するように形成し、
コントロールシャフト（２５）の潤滑油路（Ｐ１，Ｐ２）の入口開口が複数のピースに分割した軸受部材（５１，５２）の割り面（５０）を通過しないように、コントロールシャフト（２５）の揺動範囲を設定したことを特徴とする潤滑油の供給構造。
エンジンブロック（１３）にメインジャーナル（１７ａ）を回転自在に支持されたクランクシャフト（１７）と、
エンジンブロック（１３）にメインジャーナル（２５ａ）を所定角度範囲で揺動自在に支持されたコントロールシャフト（２５）と、
クランクシャフト（１７）のピンジャーナル（１７ｂ）に揺動自在に支持されたロアリンク（１８）と、
ロアリンク（１８）をピストン（２１）に連結するアッパーリンク（２２）と、
ロアリンク（１８）またはアッパーリンク（２２）をコントロールシャフト（２５）のピンジャーナル（２５ｂ）に連結するコントロールリンク（２８）とを備え、
コントロールシャフト（２５）のメインジャーナル（２５ａ）を複数のピースに分割した軸受部材（５１，５２）で支持し、メインジャーナル（２５ａ）の摺動面と、コントロールシャフト（２５）の内部に形成されてメインジャーナル（２５ａ）の摺動面に開口する潤滑油路（Ｐ１，Ｐ２）の入口開口とに給油する潤滑油の供給構造であって、
コントロールシャフト（２５）のピンジャーナル（２５ｂ）が複数のピースに分割した軸受部材（５１，５２）の割り面（５０）を跨いで移動し、
コントロールシャフト（２５）が回転してピストン（２１）のストローク特性が変化しても、コントロールシャフト（２５）の潤滑油路（Ｐ１，Ｐ２）の入口開口が複数のピースに分割した軸受部材（５１，５２）の割り面（５０）を通過しないように、コントロールシャフト（２５）の揺動範囲を設定したことを特徴とする潤滑油の供給構造。