(57)【要約】【課題】クランクシャフト３内部を通して供給される潤滑油を利用してシリンダ６内壁面にオイルジェット２１を供給できるようにする。【解決手段】アッパリンク１１とロアリンク１３とコントロールリンク１５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。クランクシャフト３側には、クランクウェブの内側のスラスト軸受面に先端が開口する油供給孔を設け、ロアリンク１３側には、クランクシャフト３側のスラスト軸受面に対応して、クランクピン４周囲の環状フランジ面３２に油ガイド溝３３を凹設する。ロアリンク１３の所定の姿勢において、油ガイド溝３３が油供給孔に合致すると、オイルジェット２１が供給される。【選択図】図１
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【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たコントロールリンクと、シリンダブロックに回転可能に設けられ、かつ上記コントロールリンクの他端部を揺動自在に支持する偏心軸を備えたコントロールシャフトと、を備えてなり、上記コントロールシャフトの偏心軸位置を機関運転条件に応じて制御することで機関圧縮比を可変制御するレシプロ式可変圧縮比機関において、
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、上記スラスト軸受面に摺接する上記ロアリンク側の環状フランジ面に、ロアリンクの所定の揺動姿勢において上記油供給孔の先端開口に合致する油ガイド溝を形成し、この油ガイド溝に沿ってオイルジェットを供給することを特徴とするレシプロ式可変圧縮比機関の潤滑装置。
【請求項２】
シリンダ中心軸線を挟んで一方の側に上記アッパピン中心が位置し、他方の側に上記コントロールピン中心が位置する構成において、上記オイルジェットが、上記アッパリンクを横切ってシリンダ内壁面の上記アッパピン側の部分を指向するように、上記油供給孔および油ガイド溝が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレシプロ式可変圧縮比機関の潤滑装置。
【請求項３】
上記ロアリンクの軸方向の両側に、各々、上記油供給孔および油ガイド溝が設けられており、これらによって形成される２つのオイルジェットが互いに異なる方向を指向していることを特徴とする請求項１または２に記載のレシプロ式可変圧縮比機関の潤滑装置。
【請求項４】
各々の側の油供給孔と油ガイド溝とが、ロアリンクの互いに異なる姿勢で合致し、異なるタイミングで各々のオイルジェットが供給されることを特徴とする請求項３に記載のレシプロ式可変圧縮比機関の潤滑装置。
【請求項５】
シリンダ内壁面のピストンピンと直交する２方向の各々についてオイルジェットが供給されることを特徴とする請求項３または４に記載のレシプロ式可変圧縮比機関の潤滑装置。
【請求項６】
ピストン上死点付近でシリンダ上部を指向するオイルジェットが供給されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のレシプロ式可変圧縮比機関の潤滑装置。
【請求項７】
低圧縮比に相当するコントロールピン位置ではシリンダ内壁面下端部にオイルジェットが指向し、高圧縮比に相当するコントロールピン位置ではシリンダ下端よりも下方位置をオイルジェットが指向するように、上記油供給孔および油ガイド溝が配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のレシプロ式可変圧縮比機関の潤滑装置。
【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−クランク機構を利用したレシプロ式可変圧縮比機関に関し、特に、シリンダ内壁面等を潤滑するための潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、先に、レシプロ式内燃機関の圧縮比可変機構として、複リンク式ピストン−クランク機構を用い、そのリンク構成の一部を動かすことによりピストン上死点位置を変化させるようにした機構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たコントロールリンクと、シリンダブロックに回転可能に設けられ、かつ上記コントロールリンクの他端部を揺動自在に支持する偏心軸を備えたコントロールシャフトと、を備えたものであって、上記コントロールシャフトの偏心軸位置を機関運転条件に応じて制御することで機関圧縮比を可変制御する構成となっている。
【０００３】
さらに、特許文献３において、コントロールシャフトからコントロールリンクへと潤滑油を導き、コントロールピンに連結されたコントロールリンク端部からオイルジェットとしてシリンダ側へ噴射する潤滑装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−７３８０４号公報
【特許文献２】特開２００２−２１５９２号公報
【特許文献３】特開２００４−１１６３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献３の構成においては、コントロールリンクとアッパピンとが同一平面（クランクシャフト軸線に対し直交する一つの平面）に沿って位置する場合には、コントロールリンク端部からアッパリンクを横切る方向へのオイルジェットの供給は、アッパリンクとオイルジェットとの干渉によって制限を受け易い。またアッパピンが比較的下部に位置する構成の場合は、オイルジェットとして必要な噴霧の距離が長くなる。
【０００６】
また、クランクシャフト内部には一般にメインジャーナル等への潤滑油供給のための油路が形成されているが、上記の構成では、このクランクシャフト内部からの潤滑油を有効利用することができない。
【０００７】
そこで、この発明は、複リンク式ピストン−クランク機構を利用したレシプロ式可変圧縮比機関において、クランクシャフト内部を流れる潤滑油を利用して、シリンダ等各部の摺動部を確実に潤滑できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の潤滑装置は、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たコントロールリンクと、シリンダブロックに回転可能に設けられ、かつ上記コントロールリンクの他端部を揺動自在に支持する偏心軸を備えたコントロールシャフトと、を備えてなり、上記コントロールシャフトの偏心軸位置を機関運転条件に応じて制御することで機関圧縮比を可変制御するレシプロ式可変圧縮比機関を前提としている。そして、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、上記スラスト軸受面に摺接する上記ロアリンク側の環状フランジ面に、ロアリンクの所定の揺動姿勢において上記油供給孔の先端開口に合致する油ガイド溝を形成し、この油ガイド溝に沿ってオイルジェットを供給することを特徴としている。
【０００９】
すなわち、クランクシャフトの回転に伴ってロアリンクは往復揺動運動するが、所定の姿勢のときにロアリンクの油ガイド溝とピストンピン周囲のスラスト軸受面に開口する油供給孔とが合致し、クランクシャフト内部を通して供給される高圧潤滑油がオイルジェットとして噴出する。これにより、所望の部位、例えばシリンダ内壁面等の潤滑を行うことができる。
【００１０】
上記の油ガイド溝は、ロアリンクの軸方向の端部となる環状フランジ面に形成されており、クランクシャフトの軸方向において、アッパリンクの位置やコントロールリンクの位置からオフセットしている。従って、これらのアッパリンクやコントロールリンクを横切る方向へのオイルジェットの供給が何ら制限されない。また、シリンダ内壁面を潤滑する場合には、シリンダに比較的近い位置にあるロアリンクからオイルジェットが供給されることから、必要な噴霧距離が短い。さらに、大きな荷重を受けるロアリンクにオイルジェット孔を貫通形成するのではなく、環状フランジ面に僅かに油ガイド溝が凹設されるだけなので、強度低下の問題がなく、例えば複数方向へのオイルジェットの供給にも複数のガイド溝を形成することで容易に対応できる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、クランクシャフト内部を通して供給される潤滑油を利用して複リンク式ピストン−クランク機構の各部を確実に潤滑できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例を示す構成説明図。
【図２】油供給孔を備えたクランクシャフト要部の一部切欠断面図。
【図３】油ガイド溝を備えたロアリンクの斜視図。
【図４】その要部の拡大斜視図。
【図５】オイルジェットの指向方向の一例を示す構成説明図。
【図６】オイルジェットの指向方向の他の一例を示す構成説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の潤滑装置を備えたレシプロ式可変圧縮比機関の基本的な構成の一例を示しており、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、点Ｏを中心に回転する。      
【００１４】
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、シリンダブロック５に対し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。
【００１５】
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。
【００１６】
ここで、本実施例では、矢印２１で示すオイルジェットがロアリンク１３とクランクシャフト３との間からシリンダ６内壁面へ向けて供給され、ピストン１が摺動するシリンダ６内壁面の潤滑ならびに冷却が行われる。
【００１７】
図２は、潤滑機構の一部をなすクランクシャフト３側の油供給孔２２を示している。クランクシャフト３は、メインジャーナル２３と、このメインジャーナル２３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２４と、このクランクウェブ２４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２５と、を備えており、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を円環状に囲むスラスト軸受面２６が形成されている。また油路として、メインジャーナル２３内部からクランクピン４内部を斜めに貫通するように第１油孔２７がドリル加工され、かつこの第１油孔２７と交差するように、クランクピン４中央に直径方向に沿った第２油孔２８がドリル加工されている。メインジャーナル２３には、さらに、上記第１油孔２７の端部と交差する径方向の第３油孔２９が形成され、第１油孔２７のクランクウェブ２４側の端部はプラグでもって閉塞されている。これらの油路には、シリンダブロック５側のメインジャーナル２３の軸受部から潤滑油が導入され、第３油孔２９から第１油孔２７を経由して第２油孔２８へ流れた潤滑油によって、クランクピン４とロアリンク１３との摺動部が潤滑される。なお、必要に応じて、ロアリンク１３からさらにアッパピン１２やアッパリンク１１側へと潤滑油を案内するように構成することもできる。
【００１８】
そして、クランクウェブ２４内部に、上記第１油孔２７に達する細い油供給孔２２が斜めにドリル加工されており、この油供給孔２２の先端は、上記スラスト軸受面２６に開口している。なお、図示するスラスト軸受面２６における油供給孔２２の位置は、一例であり、必ずしも、この位置に限定されるものではない。また、この油供給孔２２は、所望のオイルジェット２１の方向にできるだけ沿うようにクランクピン４の中心軸線に対し傾斜して形成されている。
【００１９】
上記クランクピン４に装着されるロアリンク１３は、図３および図４に示すように、クランクピン嵌合孔３１の周縁が筒状に軸方向に僅かに突出しており、その端面が、環状フランジ面３２となっている。この環状フランジ面３２の半径方向の幅は、クランクシャフト３側のスラスト軸受面２６の半径方向の幅に対応しており、極僅かの所定の微小隙間を介して互いに摺接するように構成されている。そして、上記の油供給孔２２に対応して、環状フランジ面３２の所定箇所に、油ガイド溝３３が凹設されている。この油ガイド溝３３は、スラスト軸受面２６を半径方向に完全に横断していてもよいが、望ましくは、図４に示すように、内径側の端部は閉じており、外径側の端部が、円筒状に突出した環状フランジ面３２の外周側の円筒面に開口している。従って、環状フランジ面３２がスラスト軸受面２６に合わさって油ガイド溝３３がスラスト軸受面２６に覆われた状態では、油ガイド溝３３は、クランクピン４の半径方向に延びる細い油路となり、かつその先端が外周側へ向かって開口した形となる。なお、油ガイド溝３３は、クランクピン４の厳密な半径方向に沿っている必要はなく、所望の方向へオイルジェット２１を形成すべく、クランクピン４の半径線に対し適宜に傾斜した方向に形成することが可能である。
【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２２がロアリンク１３側の油ガイド溝３３と合致し、油ガイド溝３３に沿って高圧潤滑油が噴出し、オイルジェット２１となる。このオイルジェット２１の指向方向やその噴射のタイミング（つまりクランク角位置）は、必要に応じて適宜に設定することが可能である。
【００２１】
図１の例では、ピストン１が上死点位置にあるとき、あるいはその付近の位置において、油供給孔２２と油ガイド溝３３とが合致し、かつシリンダ６内壁面のなるべく上部寄りの位置を指向してオイルジェット２１が供給される。
【００２２】
図１に示すように、シリンダ６の中心軸線を挟んで図の左側にアッパピン１２の中心が位置し、図の右側にコントロールピン１４の中心が位置する構成において、アッパリンク１１が主に揺動することとなる図の左側を「反スラスト側」、その反対側である図の右側を「スラスト側」と定義すれば、この図１では、シリンダ６内壁面のスラスト側の領域へ向かってオイルジェット２１が供給される。なお、このような複リンク式ピストン−クランク機構においては、一般に上記のスラスト側の方が面圧や摩耗の点で厳しいものとなる。本発明では、シリンダ６に比較的近いクランクピン４の位置からオイルジェット２１が供給されるので、必要な噴霧の距離が短く、確実な潤滑が行える。また、アッパリンク１１が存在しない広い空間を通してオイルジェット２１が供給されるので、シリンダ６のできるだけ上方の位置にオイルジェット２１を指向させることが可能となる。
【００２３】
図５は、一例として、シリンダ６内壁面の反スラスト側の領域にオイルジェット２１を指向させた実施例を示している。この場合、オイルジェット２１は、アッパリンク１１と交差して進む形となるが、クランクピン４の軸方向における位置として、油ガイド溝３３つまりオイルジェット２１の位置と、図３から明らかなようにロアリンク１３の厚さの中央部に挟まれた形となるアッパリンク１１の位置とは、重ならず、互いにオフセットしているので、オイルジェット２１は実質的にアッパリンク１１と干渉せずに、シリンダ６内壁面へ向かうことができる。従って、アッパリンク１１の揺動姿勢に拘わらず、シリンダ６の反スラスト側の領域を確実に潤滑できる。
【００２４】
また、本発明では、図１や図５のように異なる方向を指向する複数の油ガイド溝３３おおび油供給孔２２を１つの気筒に設けることができる。特に、ロアリンク１３の両側の端面を利用して、各々に、異なる方向を指向する油ガイド溝３３を設け、かつ対応する２つの油供給孔２２を対のクランクウェブ２４の各々に設けることができる。また、これらの複数の油ガイド溝３３による複数のオイルジェット２１が各々異なるタイミングに供給されるように構成することが容易に行える。
【００２５】
特に、本発明では、非常に大きな荷重が作用するロアリンク１３には、貫通孔ではなく僅かに油ガイド溝３３が凹設されるに過ぎず、複数の油ガイド溝３３を両側あるいは一方の側に形成したとしても、ロアリンク１３の強度低下が最小限のものとなる。
【００２６】
なお、油圧低下の軽減の上では複数のオイルジェット２１が異なるタイミングとなることが望ましいが、必要があれば、複数のオイルジェット２１が同時に供給されるようにしてもよく、あるいは、同一の箇所に向かって複数回オイルジェット２１が供給されるように構成することも可能である。
【００２７】
次に、圧縮比の変更（つまりコントロールリンク１５の位置の変更）に伴うロアリンク１３の姿勢変化を利用するようにした実施例について、図６を用いて説明する。図６は、圧縮比が高圧縮比に制御されている状態を示しており、従って、コントロールシャフト１８の偏心軸１９が比較的下方に位置する。そして、所定のクランク角位置において、オイルジェット２１がシリンダ６内壁面（反スラスト側）の下端部を指向して供給される。このように高圧縮比に制御されるのは、機関の低中負荷域であり、オイルジェット２１によってピストン１とシリンダ６との摺動部が潤滑される。
【００２８】
これに対し、機関の高負荷域では、圧縮比が低圧縮比に制御され、コントロールシャフト１８の偏心軸１９の位置が比較的上方の位置となる。これに伴い、油供給孔２２と油ガイド溝３３とが合致したときのロアリンク１３の姿勢が僅かに変化し、オイルジェット２１は、シリンダ６下端よりも下方を指向するようになる。従って、シリンダ６内壁面に付着する潤滑油の量が少なくなる。機関高負荷域では、シリンダ６内壁面に付着した潤滑油の消費が増加するため、この実施例のようにオイルジェット２１の方向を変化させることで、潤滑油の減少を抑制できる。
【符号の説明】
【００２９】
１…ピストン
３…クランクシャフト
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
１９…偏心軸
２１…オイルジェット
２２…油供給孔
３３…油ガイド溝
【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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【図６】
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