JP7316337B2 - Compression ratio variable device - Google Patents
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本発明は、圧縮比可変装置に関する。 The present invention relates to a variable compression ratio device.
従来、クランクシャフトの軸受け部等に潤滑油を供給するオイル通路が設けられた内燃機関のクランクシャフト支持構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。また潤滑油の燃焼室への流出を防止するとともに、未燃焼の燃料を含むブローバイガスによるオイル劣化を抑制することができる複リンク式可変圧縮比エンジン構成が開示されている(例えば、特許文献2参照)。またクランクシャフトのクランクピンとコネクティングロッドの大端部との間に偏心カムを設け、モーターで偏心カムを回動し、大端部の中心軸線とクランクシャフトの軸線との間の距離を可変とする圧縮比可変装置が知られている。 Conventionally, there is known a crankshaft support structure for an internal combustion engine provided with an oil passage for supplying lubricating oil to a bearing portion of the crankshaft or the like (see, for example, Patent Document 1). In addition, a multi-link variable compression ratio engine configuration is disclosed that can prevent lubricating oil from flowing out to the combustion chamber and suppress oil deterioration due to blow-by gas containing unburned fuel (for example, Patent Document 2). reference). An eccentric cam is provided between the crankpin of the crankshaft and the big end of the connecting rod, and the eccentric cam is rotated by a motor to make the distance between the central axis of the big end and the axis of the crankshaft variable. Variable compression ratio devices are known.
しかし、上記構造では、圧縮比可変装置への給油が考慮されていない。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、圧縮比可変装置への給油をおこなうことを目的とする。
However, in the above structure, no consideration is given to the supply of oil to the variable compression ratio device.
The present invention has been made in view of the circumstances described above, and an object of the present invention is to supply oil to a variable compression ratio device.
本発明は、内燃機関のクランクシャフトの内部に同軸に配置され、動力源によって回転駆動されるギアシャフトと、前記ギアシャフトに連結される入力ギアと、前記クランクシャフトのクランクウェブに支持され、前記入力ギアに噛み合う中間ギアと、前記クランクシャフトのクランクピンとコネクティングロッドの大端部との間に配置され、前記中間ギアに噛み合う偏心カムと、を備える圧縮比可変装置において、前記入力ギアに潤滑油を供給する第1油路を備え、前記クランクシャフトにプライマリギアを位置決めするプライマリギアカラーを設け、前記第1油路の少なくとも一部を前記プライマリギアカラーの内部に設けたことを特徴とする。 The present invention comprises a gear shaft arranged coaxially inside a crankshaft of an internal combustion engine and rotationally driven by a power source, an input gear connected to the gear shaft, and supported by a crank web of the crankshaft, A variable compression ratio device comprising: an intermediate gear that meshes with an input gear; and an eccentric cam that is disposed between a crankpin of the crankshaft and a large end of a connecting rod and meshes with the intermediate gear, wherein lubricating oil is supplied to the input gear. and a primary gear collar for positioning the primary gear on the crankshaft, and at least part of the first oil passage is provided inside the primary gear collar.
入力ギアに潤滑油を供給する第1油路をクランクシャフトに設けたため、圧縮比可変装置の入力ギアへの給油をおこなうことができる。 Since the crankshaft is provided with the first oil passage for supplying lubricating oil to the input gear, it is possible to supply oil to the input gear of the variable compression ratio device.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、説明中、前後左右および上下といった方向の記載は、特に記載がなければ車体に対する方向と同一とする。また、各図に示す符号FRは車体前方を示し、符号UPは車体上方を示し、符号LHは車体左方を示す。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description, directions such as front, rear, left, right, and up and down are the same as the directions with respect to the vehicle body unless otherwise specified. In each figure, FR indicates the front of the vehicle body, UP indicates the upper side of the vehicle body, and LH indicates the left side of the vehicle body.
図1は、本実施形態の圧縮比可変装置10aを搭載するパワーユニット10の内部構造を示した図である。このパワーユニット10は、自動二輪車に搭載されるパワーユニットであり、内燃機関であるエンジン11を備えている。このパワーユニットは、自動二輪車に限定されず、三輪タイプや四輪タイプも含む様々な鞍乗り型車両に搭載されるパワーユニットでもよい。
FIG. 1 is a diagram showing the internal structure of a
エンジン11は、クランクシャフト12を、複数の軸受13、14を介して回転自在に支持するクランクケース15と、クランクシャフト12にクランクウェブ16、クランクピン17及びコネクティングロッド18を順に介して連結された不図示のピストンを摺動自在に収容するシリンダ部20とを備えている。
The
クランクシャフト12には、不図示のドリブンギアに噛み合うプライマリギア21が支持されている。このプライマリギア21と、クランクシャフト12を支持する軸受13との間には、プライマリギア21を位置決めするプライマリギアカラー60が設けられている。図1では、クランクケース15からシリンダ部20が前方へ向けて水平に突出する水平エンジン11を示している。
図1中、符号C1は、クランクケース15に支持されるクランクシャフト12の軸線を示している。符号C2は、クランクピン17の軸線を示している。クランクシャフト12の軸線C1とクランクピン17の軸線C2は平行である。
A
In FIG. 1, reference symbol C1 indicates the axis of the
圧縮比可変装置10aは、クランクシャフト12のクランクピン17の外周部と、コネクティングロッド18の大端部18aの内周部と、の間に偏心カム31を備えている。また圧縮比可変装置10aは、偏心カム31の動力源となるモーター32と、モーター32の動力を偏心カム31に伝達する動力伝達機構33と、を備えている。
動力伝達機構33は、内燃機関11のクランクシャフト12の内部に同軸に配置されるギアシャフト52と、ギアシャフト52の端部に連結される入力ギア51と、を備えている。また、動力伝達機構33は、クランクウェブ16に支持される中間ギア50を備えている。中間ギア50は支持軸50cを介してクランクウェブ16に支持され、小径ギア50bと、小径ギア50bに同軸一体の大径ギア50aと、を備えている。
中間ギア50の小径ギア50bは入力ギア51に噛み合い、中間ギア50の大径ギア50aは、偏心カム31のギア部31aに噛み合っている。
The variable
The
A
ギアシャフト52は、クランクシャフト12の内部にクランクシャフト12と同軸に配置され、一対の軸受56、57を介して回転自在に支持されている。このギアシャフト52は、クランクシャフト12の右側方に配置されたカバー58内を通り、モーター32近傍まで延出する。カバー58内には、パワーユニット10に設けられた不図示のオイルポンプからのオイル(図1の符号Jで示す)が供給され、このオイルによって各軸受56、57が潤滑される。
The
駆動側ギア部53は、ギアシャフト52の基端にキー結合されたウォームギア53aを有し、このウォームギア53aによって、モーター32に設けられたウォームホイールの回転を減速してギアシャフト52に伝達する。なお駆動側ギア部53の構成は、ウォームギア53aを用いる構成に限定されず、公知の減速機構を適宜に採用可能である。またモーター32が動力源の場合を例示したが、動力源はモーター32以外でもよい。
The drive-
モーター32は、自動二輪車に搭載された制御部41によって回転角度が制御される。この制御部41は、動力伝達機構33の一部の回転位置(本構成ではギアシャフト52の回転位置)を、ポテンショメータ42を介して取得し、取得した回転位置に基づいてモーター32を目標位置に回転制御する。制御部41は、例えば、自動二輪車に設けられたECU(Electronic Control Unit)である。
The rotation angle of the
次に、偏心カム31、動力伝達機構33、及びその周辺構成について説明する。
図2は、クランクピン17及び偏心カム31を周辺構成と共に示した図であり、図1のII-II線矢視図である。
偏心カム31は、同図に示すように、その厚さtが周方向に徐々に変化している。偏心カム31は、モーター32が駆動されると、その動力が動力伝達機構33を介して偏心カム31に伝達されて、周方向に回動する。
Next, the
FIG. 2 is a diagram showing the
As shown in the figure, the
基準位置では、コネクティングロッド18の大端部18aの中心軸線C0の位置が、クランクピン17の軸線C2の位置と一致している。
偏心カム31が回動すると、偏心カム31の厚さtが周方向に変化することにより、コネクティングロッド18の大端部18aの中心軸線C0の位置が、クランクピン17の軸線C2から偏心した偏心軸線C3の位置に変位する。この変位により、大端部18aの中心軸線C0とクランクシャフト12の軸線C1との距離が変化し、ピストンのストローク量が変化し、圧縮比が変化する。
At the reference position, the position of the center axis C0 of the
When the
偏心カム31の外周には、図1に示すように、ギア部31aが設けられている。偏心カム31のギア部31aは、中間ギア50の大径ギア50aに噛み合い、中間ギア50の小径ギア50bは、ギアシャフト52の入力ギア51に噛み合う。中間ギア50は大径ギア50aと小径ギア50bとを備えた2段ギアである。
A
図2に示すように、中間ギア50の少なくとも一部(下半部)はカバー部材62により覆われている。カバー部材62は、2つの締結部材54、54によってクランクウェブ16に締結されている。カバー部材62の中央部には開口部62bが設けられ、開口部62bには、図3に示すように、中間ギア50の支持軸50cの一端部50dが回転自在に嵌められ、支持軸50cの他端部50eは、クランクウェブ16の開口部16cに回転自在に嵌められている。このようにして、クランクウェブ16とカバー部材62とによって、中間ギア50が支持されている。締結部材54は、カバー部材62をクランクウェブ16に締結する部品として機能している。
As shown in FIG. 2 , at least part (lower half) of the
カバー部材62は下方域を含む周縁部62aが、クランクウェブ16に密着接合されており、ガスケットまたは充てん剤でシールされている。
クランクウェブ16とカバー部材62との間の空間は潤滑油のオイル溜まり63を形成している。内燃機関11の再始動時において、オイル溜まり63の存在により、中間ギア50の近傍に潤滑油が溜まり、圧縮比可変装置の初期潤滑性が向上する。
なお、ガスケットまたは充てん剤によるシールは必須ではなく、該シール材は省略することができる。通常の運転においては、遠心力により常に潤滑オイルが供給され、貯留されることにより中心側の入力ギア51が潤滑される構造となっている。
The
A space between the
Note that sealing with a gasket or filler is not essential, and the sealing material can be omitted. During normal operation, the lubricating oil is always supplied by centrifugal force, and is stored to lubricate the
次に、圧縮比可変装置10aの潤滑油の供給経路について説明する。
図3に示すように、ギアシャフト52はクランクシャフト12の貫通孔71に挿入されている。クランクシャフト12の貫通孔71の内周と、ギアシャフト52の外周との間には、環状の第3油路73が形成されている。
第3油路73には、パワーユニット10に設けられた不図示のオイルポンプからのオイル(図1の符号Jで示す)が供給されている。
Next, the lubricating oil supply route of the variable
As shown in FIG. 3, the
The
第3油路73は、クランクシャフト12に形成された小孔状の第4油路74および第5油路75に連通している。第4油路74および第5油路75は、環状の第6油路76に連通している。環状の第6油路76は、プライマリギア21を位置決めするプライマリギアカラー60と、クランクシャフト12の外周との間に形成されている。第6油路76がプライマリギアカラー60の内部に設けられるため、油路を構成する部品数を少なくすることができ、製造効率が向上する効果を奏する。
The
第6油路76は、図3中下部において、クランクシャフト12に形成された第1導油通路65に連通し、図3中上部において、同じくクランクシャフト12に形成された第2導油通路67に連通している。
The
第1導油通路65は、クランクシャフト12の軸線C1に向かって傾斜して延び、クランクシャフト12に沿った方向に設けられている。また、第1導油通路65の入力ギア51側の端部には、オリフィス64が設けられている。オリフィス64はクランクウェブ16に設けられている。オリフィス64は入力ギア51の歯面に対向する位置に開口部が設けられている。オリフィス64の径は1mm以下が望ましい。
The first
第1導油通路65に供給された潤滑油は、オリフィス64を通して圧縮比可変装置10aの入力ギア51の歯面に供給される。オリフィス64を通して潤滑油が供給されるため、潤滑油の量が調整され、給油を確実にできる。
また、第1導油通路65はクランクシャフト12の軸線C1に向かって傾斜するため、潤滑油内に存在する異物は遠心力で第1導油通路65の内周面に張り付き易くなり、圧縮比可変装置10aに供給される潤滑油の清浄度が保たれる。
The lubricating oil supplied to the first
In addition, since the first
「第1油路5」はクランクウェブ16の周辺部に設けられており、環状の第3油路73と、小孔状の第4油路74と、環状の第6油路76と、第1導油通路65と、オリフィス64とにより構成されている。
上記各油路74、65、64は、クランクシャフト12またはクランクウェブ16に穿孔して形成され、第6油路76はプライマリギアカラー60の内部に形成されるため、第1油路5は、構造が簡単でコンパクトに形成される。
The "
Each of the
第2導油通路67は、クランクシャフトの軸線C1に向かって傾斜して延び、クランクシャフト12に沿った方向に設けられている。第2導油通路67は、途中で屈曲してクランクピン17に形成された第7油路77、および、第7油路77に直交する第8油路78に連通している。第8油路78に供給された潤滑油は、孔78aを通して、コネクティングロッド18の大端部18aの内周面に供給される。第2導油通路67はクランクシャフトの軸線C1に向かって傾斜する。そのため、潤滑油内に存在する異物は遠心力で第2導油通路67の内周面に張り付き易くなる。したがって、クランクピン17に供給される潤滑油の清浄度が保たれる。
The second
「第2油路7」はクランクウェブ16の周辺部に設けられ、環状の第3油路73と、小孔状の第5油路75と、環状の第6油路76と、第2導油通路67と、第7油路77と、第8油路78とにより構成されている。
上記各油路75、67、77、78は、クランクシャフト12またはクランクウェブ16に穿孔して形成され、第6油路76はプライマリギアカラー60の内部に形成されるため、第2油路7は、構造が簡単でコンパクトに形成される。
The "second oil passage 7" is provided in the peripheral portion of the
The
(上記実施の形態によりサポートされる構成)
上記実施の形態は、以下の構成をサポートする。
(Configurations supported by the above embodiments)
The above embodiment supports the following configurations.
(構成1)内燃機関のクランクシャフトの内部に同軸に配置され、動力源によって回転駆動されるギアシャフトと、前記ギアシャフトに連結される入力ギアと、前記クランクシャフトのクランクウェブに支持され、前記入力ギアに噛み合う中間ギアと、前記クランクシャフトのクランクピンとコネクティングロッドの大端部との間に配置され、前記中間ギアに噛み合う偏心カムと、を備える圧縮比可変装置において、前記入力ギアに潤滑油を供給する第1油路を前記クランクシャフトに設けたことを特徴とする圧縮比可変装置。
このような構成によれば、入力ギアを確実に給油ができる。また、遠心力を利用して中間ギアにも潤滑油を供給できる。すなわち偏心カム駆動機構の各部を効率良く潤滑できる効果を奏する。
(Configuration 1) A gear shaft coaxially arranged inside a crankshaft of an internal combustion engine and rotationally driven by a power source, an input gear connected to the gear shaft, and supported by a crank web of the crankshaft, A variable compression ratio device comprising: an intermediate gear that meshes with an input gear; and an eccentric cam that is disposed between a crankpin of the crankshaft and a large end of a connecting rod and meshes with the intermediate gear, wherein lubricating oil is supplied to the input gear. A variable compression ratio device, wherein a first oil passage for supplying a is provided in the crankshaft.
According to such a configuration, it is possible to reliably supply oil to the input gear. In addition, centrifugal force can be used to supply the lubricating oil to the intermediate gear as well. That is, there is an effect that each part of the eccentric cam drive mechanism can be efficiently lubricated.
(構成2)前記第1油路は前記クランクウェブの周辺部に設けたことを特徴とする構成1に記載の圧縮比可変装置。
このような構成によれば、第1油路をコンパクトに形成できる。
(Arrangement 2) The variable compression ratio device according to Arrangement 1, wherein the first oil passage is provided in a peripheral portion of the crank web.
According to such a configuration, the first oil passage can be formed compactly.
(構成3)前記クランクシャフトにプライマリギア位置決めするプライマリギアカラーを設け、前記第1油路の少なくとも一部を前記プライマリギアカラーの内部に設けたことを特徴とする構成1または2に記載の圧縮比可変装置。
このような構成によれば、部品数を少なくすることができ製造効率が向上する効果を奏する。
(Configuration 3) The compression system according to
With such a configuration, the number of parts can be reduced, and the manufacturing efficiency can be improved.
(構成4)前記第1油路の前記入力ギア側の端部にオリフィスを設けたことを特徴とする構成1から構成3のうちのいずれかに記載の圧縮比可変装置。
このような構成によれば、潤滑油の量が調整されやすくなり、圧縮比可変装置への給油を確実にする効果を奏する。
(Configuration 4) The variable compression ratio device according to any one of Configurations 1 to 3, wherein an orifice is provided at the input gear side end of the first oil passage.
According to such a configuration, the amount of lubricating oil can be easily adjusted, and the effect of ensuring oil supply to the variable compression ratio device is exhibited.
(構成5)前記第1油路は前記クランクシャフトの軸線に対し傾斜する第1導油通路を含むことを特徴とする構成1から構成4のうちのいずれかに記載の圧縮比可変装置。
このような構成によれば、潤滑油内に存在する異物が遠心力で外周方向に張り付かせ易くすることができる。そのため圧縮比可変装置へ導かれる潤滑油の清浄度を保ちやすくする効果を奏する。
(Arrangement 5) A variable compression ratio device according to any one of Arrangements 1 to 4, wherein the first oil passage includes a first oil guide passage that is inclined with respect to the axis of the crankshaft.
According to such a configuration, foreign matter present in the lubricating oil can be easily stuck in the outer peripheral direction by centrifugal force. Therefore, it is possible to easily maintain the cleanliness of the lubricating oil introduced to the variable compression ratio device.
(構成6)前記クランクピンに潤滑油を供給する第2油路を設け、前記第2油路は前記クランクシャフトの軸線に対し傾斜する第2導油通路を含むことを特徴とする構成1から構成5のうちのいずれかに記載の圧縮比可変装置。
このような構成によれば、潤滑油内に存在する異物が遠心力で外周方向に張り付かせ易くできる。そのためクランクピンへ導かれる潤滑油の清浄度を保ちやすくする効果を奏する。
(Arrangement 6) From Arrangement 1, wherein a second oil passage for supplying lubricating oil to the crankpin is provided, and the second oil passage includes a second oil guide passage inclined with respect to the axis of the crankshaft. A variable compression ratio device according to any one of
According to such a configuration, foreign matter present in the lubricating oil can be easily stuck in the outer peripheral direction by centrifugal force. Therefore, there is an effect of making it easy to maintain the cleanliness of the lubricating oil that is led to the crankpin.
(構成7)前記中間ギアの少なくとも一部を外側から覆い、内側にオイル溜まりを形成可能なカバー部材を有することを特徴とする構成1から構成6のうちのいずれかに記載の圧縮比可変装置。
このような構成によれば、内燃機関の再始動時において中間ギア近傍に潤滑油が溜まっているので、圧縮比可変装置の初期潤滑が向上する。
(Structure 7) The variable compression ratio device according to any one of structures 1 to 6, further comprising a cover member that covers at least a portion of the intermediate gear from the outside and can form an oil reservoir inside. .
According to such a configuration, lubricating oil remains in the vicinity of the intermediate gear when the internal combustion engine is restarted, so initial lubrication of the variable compression ratio device is improved.
なお、上記実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。 In addition, the above-described embodiment shows one mode to which the present invention is applied, and the present invention is not limited to the above-described embodiment.
3 偏心カム駆動機構
5 第1油路
7 第2油路
10 パワーユニット
10a 圧縮比可変装置
11 エンジン(内燃機関)
16 クランクウェブ
17 クランクピン
18 コネクティングロッド
21 プライマリギア
31 偏心カム
50 中間ギア
51 入力ギア
52 ギアシャフト
60 プライマリギアカラー
62 カバー部材
64 オリフィス
65 第1導油通路
67 第2導油通路
C1 クランクシャフトの軸線
3 eccentric
16 crank
21
Claims (6)
前記入力ギア(51)に潤滑油を供給する第1油路(5)を備え、
前記クランクシャフト(12)にプライマリギア(21)を位置決めするプライマリギアカラー(60)を設け、前記第1油路(5)の少なくとも一部を前記プライマリギアカラー(60)の内部に設けたことを特徴とする圧縮比可変装置。 A gear shaft (52) coaxially arranged inside a crankshaft (12) of an internal combustion engine (11) and driven to rotate by a power source (32); and an input gear (51) connected to the gear shaft (52). ), an intermediate gear (50) supported by a crank web (16) of the crankshaft (12) and meshing with the input gear (51), a crankpin (17) of the crankshaft (12) and a connecting rod ( 18) and an eccentric cam (31) disposed between the large end (18a) of the intermediate gear (50) and meshing with the intermediate gear (50),
A first oil passage (5) for supplying lubricating oil to the input gear (51) ,
A primary gear collar (60) for positioning the primary gear (21) is provided on the crankshaft (12), and at least part of the first oil passage (5) is provided inside the primary gear collar (60). A variable compression ratio device characterized by:
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