(57)【要約】【課題】クランクピン４の強度を損なわずにロアリンク１３との間の軸受部を潤滑する。【解決手段】アッパリンクとロアリンク１３とコントロールリンクとを備えた複リンク式ピストン−クランク機構を備え、クランクシャフト３内部を通して潤滑油が供給される。クランクウェブ２４のスラスト軸受面２５に油供給孔３２の先端が開口し、これに対応して、ロアリンク１３の端面１３ａに、油孔３３が貫通形成される。軸受メタル２７には、油孔３４および油溝３５を備える。クランクシャフト３の回転に伴ってロアリンク１３が所定の位置まで揺動すると、クランクシャフト３側の油供給孔３２がロアリンク１３側の油孔３３に合致し、クランクピン４周囲に潤滑油が供給される。大きな捩り荷重を受けるクランクピン４外周面に油孔が開口しないので、クランクピン４の強度が高くなり、小径化が可能となる。【選択図】図２
2010203270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンにピストンピンを介して連結されたアッパリンクと、上記アッパリンクにアッパピンを介して揺動可能に連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに回転可能に装着されたロアリンクと、一端部が上記ロアリンクにコントロールピンを介して揺動可能に連結されるとともに、他端部が内燃機関本体に揺動可能に支持されたコントロールリンクと、を備えてなる複リンク式内燃機関において、
上記クランクシャフトのクランクピン周囲におけるスラスト軸受面に先端が開口する油供給孔をクランクシャフトに形成するとともに、この油供給孔の先端開口に連通する油路を、上記ロアリンク端面に形成し、この油路を介してクランクピンとロアリンクとの軸受部に潤滑油を供給することを特徴とする複リンク式内燃機関の潤滑装置。
【請求項２】
上記油路は、ロアリンクの端面からクランクピン軸受孔へと貫通形成された油孔からなることを特徴とする請求項１に記載の複リンク式内燃機関の潤滑装置。
【請求項３】
上記油路は、クランクピン軸受孔へ達するようにロアリンク端面に形成された油溝からなることを特徴とする請求項１に記載の複リンク式内燃機関の潤滑装置。
【請求項４】
上記ロアリンクと上記クランクピンとの間に軸受メタルが介在しているとともに、この軸受メタルには、外周面から内周面に至る油孔が形成されている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潤滑装置。
【請求項５】
上記油供給孔先端開口と上記油路との連通部の外周を囲むように、上記スラスト軸受面と上記ロアリンク端面との間にメカニカルシールが配設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項６】
ピストンにピストンピンを介して連結されたアッパリンクと、上記アッパリンクにアッパピンを介して揺動可能に連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに回転可能に装着されたロアリンクと、一端部が上記ロアリンクにコントロールピンを介して揺動可能に連結されるとともに、他端部が内燃機関本体に揺動可能に支持されたコントロールリンクと、を備えてなる複リンク式内燃機関において、
上記コントロールリンク内に、内燃機関本体から上記コントロールピン側へと潤滑油を導く油供給通路を形成するとともに、上記ロアリンクのコントロールピン軸受孔からクランクピン軸受孔へと至る油孔をロアリンクに形成し、この油孔を介してクランクピンとロアリンクとの軸受部に潤滑油を供給することを特徴とする複リンク式内燃機関の潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は複リンク式ピストン−クランク機構を用いた内燃機関において、ロアリンクとクランクピンとの間を潤滑する潤滑装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、先に、レシプロ式内燃機関のピストン−クランク機構として、複リンク式ピストン−クランク機構を用いた構成を種々提案している（例えば特許文献１，２）。これは、ピストンにピストンピンを介して連結されたアッパリンクと、上記アッパリンクにアッパピンを介して揺動可能に連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに回転可能に装着されたロアリンクと、一端部が上記ロアリンクにコントロールピンを介して揺動可能に連結されるとともに他端部が内燃機関本体に揺動可能に支持されたコントロールリンクと、を備えたものであって、例えば、ピストンのストローク特性を単振動に近づけることができるとともに、コントロールリンクの支持位置を変化させることで可変圧縮比機構として構成できる、等の利点がある。
【０００３】
なお、一般的な単リンク式のピストン−クランク機構においては、クランクシャフト内部の潤滑油通路からクランクピン外周面に先端が開口する油孔を形成し、この油孔を介して供給される潤滑油によってクランクピンとコネクティングロッド大端部との間を潤滑する構成が一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２２７３６７号公報
【特許文献２】特開２００２−２１５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の複リンク式ピストン−クランク機構においては、ロアリンクがクランクピンに揺動可能に装着されているが、このロアリンクは非常に大きな曲げ荷重を受ける部材であり、高い剛性を要求されるため、クランクピンの径が大きいと、クランクシャフト自体の重量増加は勿論のこと、ロアリンクも大型化し、運動部分の慣性質量が大となる。
【０００６】
そのため、クランクピンを可能な限り小径化することが求められている。しかしながら、一般的な単リンク式ピストン−クランク機構と同様にクランクピン外周面に油孔を開口形成すると、この開口部周縁での応力集中による破損の問題があるため、クランクピンの小径化が制限されてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、ピストンにピストンピンを介して連結されたアッパリンクと、上記アッパリンクにアッパピンを介して揺動可能に連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに回転可能に装着されたロアリンクと、一端部が上記ロアリンクにコントロールピンを介して揺動可能に連結されるとともに、他端部が内燃機関本体に揺動可能に支持されたコントロールリンクと、を備えてなる複リンク式内燃機関を前提としている。
【０００８】
そして、本発明の１つの態様では、上記クランクシャフトのクランクピン周囲におけるスラスト軸受面に先端が開口する油供給孔をクランクシャフトに形成するとともに、この油供給孔の先端開口に連通する油路を、上記ロアリンク端面に形成し、この油路を介してクランクピンとロアリンクとの軸受部に潤滑油を供給する。
【０００９】
また、他の１つの態様では、上記コントロールリンク内に、内燃機関本体から上記コントロールピン側へと潤滑油を導く油供給通路を形成するとともに、上記ロアリンクのコントロールピン軸受孔からクランクピン軸受孔へと至る油孔をロアリンクに形成し、この油孔を介してクランクピンとロアリンクとの軸受部に潤滑油を供給する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る潤滑装置によれば、クランクピン外周面に油孔を開口形成する必要がなく、油孔の開口形成に伴うクランクピンの強度低下を回避して、その小径化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明が適用される複リンク式内燃機関の構成説明図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った要部の断面図。
【図３】第２実施例を示す図２と同様の断面図。
【図４】第３実施例を示す図２と同様の断面図。
【図５】第４実施例を示す要部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の潤滑装置を備えた複リンク式内燃機関の基本的な構成の一例を示している。これは、特に、複リンク式ピストン−クランク機構を可変圧縮比機構として利用した例であって、図示するように、シリンダブロック５に形成されたシリンダ６内に、ピストン１が摺動可能に配設されており、このピストン１に、アッパリンク１１の一端がピストンピン２を介して揺動可能に連結されている。このアッパリンク１１の他端は、アッパピン１２を介してロアリンク１３の一端部に回転可能に連結されている。このロアリンク１３は、その中央部においてクランクシャフト３のクランクピン４に揺動可能に取り付けられている。なお、ロアリンク１３は、上下ないし左右に２分割して構成され、かつ図示せぬボルトにより一体化されている。また、クランクシャフト３は、クランク軸受ブラケット７によってシリンダブロック５に回転可能に支持されている。
【００１３】
上記ロアリンク１３の他端部には、コントロールリンク１５の一端がコントロールピン１４を介して回転可能に連結されている。このコントロールリンク１５の他端は、内燃機関本体の一部に揺動可能に支持されており、かつ、圧縮比の変更のために、その揺動支点１６の位置が内燃機関本体に対して変位可能となっている。具体的には、クランクシャフト３と平行に延びたコントロールシャフト１８を備え、このコントロールシャフト１８に偏心して設けられた偏心軸１９に上記コントロールリンク１５の他端が回転可能に嵌合している。上記コントロールシャフト１８は、上記のクランク軸受ブラケット７と制御軸受ブラケット８との間に回転可能に支持されており、図示せぬ適宜なアクチュエータ機構に連係している。
【００１４】
従って、圧縮比の変更のために、アクチュエータ機構によりコントロールシャフト１８を回転駆動すると、コントロールリンク１５の揺動支点１６となる偏心軸１９の中心位置が機関本体に対して移動する。これにより、コントロールリンク１５によるロアリンク１３の運動拘束条件が変化して、クランク角に対するピストン１の行程位置が変化し、ひいては機関圧縮比が変更されることになる。
【００１５】
ここで、本実施例では、ロアリンク１３とクランクピン４との間の軸受部が、シリンダブロック５側からクランクシャフト３内部を通して供給される潤滑油によって潤滑されている。
【００１６】
図２は、第１実施例の潤滑油供給機構の具体的な構成を示した要部の断面図であって、クランクシャフト３は、図１にも示すように、メインジャーナル２１と、このメインジャーナル２１と上記のクランクピン４とを接続する対となったクランクウェブ２２と、このクランクウェブ２２からクランクピン４の反対側へと半径方向に延びたカウンタウェイト部２３と、を備えているが、クランクウェブ２４の互いに対向する内側面には、クランクピン４の周囲に、ロアリンク１３の端面１３ａと摺接するスラスト軸受面２５が形成されている。
【００１７】
そして、クランクウェブ２４内部に、メインジャーナル２１内部から延びる比較的太い主油供給通路３１が形成されているとともに、この主油供給通路３１から分岐して先端が上記スラスト軸受面２５に開口する油供給孔３２が、例えばドリル加工により、斜めに貫通形成されている。
【００１８】
上記クランクピン４に支持されるロアリンク１３は、半円形に２分割されるクランクピン軸受孔２６を有し、かつ、２つ割りとした円筒状の軸受メタル２７を介して、このクランクピン軸受孔２６がクランクピン４に嵌合している。また、ロアリンク１３の端面１３ａと上記スラスト軸受面２５とは、極僅かな所定の微小隙間を介して互いに摺接する。
【００１９】
そして、上記油供給孔３２の先端開口の位置に対応して、上記ロアリンク１３には、端面１３ａからクランクピン軸受孔２６内周面に至る油孔３３が、例えばドリル加工により、斜めに貫通形成されている。さらに、この油孔３３のクランクピン軸受孔２６内周面における開口位置に対応して、軸受メタル２７には、その外周面と内周面とに亘る油孔３４が貫通形成されており、さらに、この油孔３４から軸方向に延びた油溝３５が、軸受メタル２７の内周面に凹設されている。
【００２０】
上記のような構成では、クランクシャフト３の回転に伴ってロアリンク１３が所定の位置まで揺動すると、クランクシャフト３側の油供給孔３２がロアリンク１３側の油孔３３に合致し、この油孔３３および軸受メタル２７の油孔３４を通して、軸受メタル２７とクランクピン４との間ならびに軸受メタル２７とロアリンク１３との間に潤滑油が供給される。
【００２１】
このように、上記構成では、大きな捩り荷重を受けるクランクピン４外周面には何ら油孔を具備せず、クランクウェブ２４側から潤滑油が供給されるので、クランクピン４の強度が高くなり、相対的に小径化が可能となる。
【００２２】
次に、図３に示す第２実施例は、ロアリンク１３の端面１３ａにおける油孔３３の開口端よりも外周側の位置に沿って、ロアリンク１３にメカニカルシール４１を取り付け、クランクウェブ２４のスラスト軸受面２５との間をシールするように構成したものである。
【００２３】
このような構成によれば、油供給孔３２の先端開口と油孔３３との連通部の外周がメカニカルシール４１によって囲まれており、潤滑油の漏洩が防止される。従って、油圧低下が小さくなるとともに、ロアリンク１３とクランクピン４との間に、より確実に潤滑油が供給される。特に、一方の端面１３ａでメカニカルシール４１により潤滑油の漏洩を阻止することにより、クランクピン４側へ供給された潤滑油は軸方向へ流れ、他方の端面１３ｂとこれに対向するクランクウェブ２４のスラスト軸受面２５との間へ流れ込むため、この摺接部をも確実に潤滑できる。
【００２４】
次に、図４は、第３実施例を示しており、この実施例では、ロアリンク１３の端面１３ａに、上述の油孔３３に代えて、油溝４２が凹設されている。この油溝４２は、クランクウェブ２４側の油供給孔３２の先端開口に対向する位置からクランクピン軸受孔２６に達するように半径方向に延びている。なお、ロアリンク１３の揺動に対し、油供給孔３２と連通する期間が長くなるように、この油溝４２を適宜な角度に亘る扇形（円弧形）に拡大してもよく、あるいは油供給孔３２と常時連通し得るように、３６０°に亘る円環状の溝としてもよい。
【００２５】
この実施例においても、クランクシャフト３の回転に伴ってロアリンク１３が所定の位置まで揺動すると、クランクシャフト３側の油供給孔３２がロアリンク１３側の油溝４２に合致し、この油溝４２を通して、軸受メタル２７とクランクピン４との間ならびに軸受メタル２７とロアリンク１３との間に潤滑油が供給される。なお、図示例では、軸受メタル２７に油孔３４および油溝３５が設けられているが、これらを省略することも可能である。
【００２６】
また、図示例のように、第２実施例と同様のメカニカルシール４１と組み合わせることもできる。
【００２７】
次に、図５に示す第４実施例は、クランクシャフト３からではなくコントロールリンク１５を経由してクランクピン４との間を潤滑するようにした実施例を示している。コントロールリンク１５の内部に、該コントロールリンク１５の長手方向に沿って油供給通路５１が形成されており、先端部のコントロールピン軸受孔５２に達している。また、ロアリンク１３側のコントロールピン軸受部は二股状をなすが、その一方のコントロールピン軸受孔５３の内周面からクランクピン軸受孔２６内周面に至る油孔５４が、例えばドリル加工により貫通形成されている。なお、軸受メタル２７には、前述した各実施例と同様に、外周面と内周面とに亘る油孔３４が貫通形成され、かつ軸方向に延びた油溝３５が凹設されている。
【００２８】
この実施例では、例えばクランク軸受ブラケット７およびコントロールシャフト１８を介してコントロールリンク１５内の油供給通路５１に潤滑油が供給され、かつコントロールピン１４周囲に導入される。そして、その一部が上記油孔５４を通してロアリンク１３とクランクピン４との間に供給される。なお、コントロールリンク１５の油供給通路５１からロアリンク１３の油孔５４へ向かう潤滑油の量を多く確保するために、必要に応じて、コントロールピン１４にさらに油孔ないし油溝を形成してもよい。
【００２９】
このような実施例においても、大きな捩り荷重を受けるクランクピン４外周面には何ら油孔を具備せず、ロアリンク１３を介してクランクピン４の軸受部に潤滑油が供給されるので、クランクピン４の強度が高くなり、相対的に小径化が可能となる。
【符号の説明】
【００３０】
１…ピストン
３…クランクシャフト
４…クランクピン
１１…アッパリンク
１３…ロアリンク
１５…コントロールリンク
１８…コントロールシャフト
３２…油供給孔
３３…油孔
４１…メカニカルシール
５１…油供給通路
５４…油孔  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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