JP6295909B2 - Method of manufacturing an internal combustion engine having a multi-link type piston-crank mechanism - Google Patents
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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.
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, the fixing bolts for assembling the connecting rod to the crankpin are all positioned so that the bolt head is located below 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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Claims (4)
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.
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