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JP4992602B2 - Double link type piston crank mechanism - Google Patents
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To optimize the rigidity of a lower link so that each bearing is symmetrically deformed against a load applied thereto. <P>SOLUTION: In this double-link piston crank mechanism, the lower link 5 comprises a crankpin bearing part 31 at the generally center part, a pin boss part 32 for an upper pin, and a pin boss part 33 for a control pin. A bush is stored in the pin boss part 32 for an upper pin. Where the wall thickness of the portion of the pin boss part 32 for an upper pin on the opposite side of the crankpin bearing part is L1, the wall thickness of the portion between the pin boss part 32 for an upper pin and the crankpin bearing part 31 is L2, the distance between the center of the pin boss part 32 for an upper pin and the center of the crankpin bearing part 31 is L3, and the distance between the center of the pin boss part 33 for a control pin and the center of the crankpin bearing part 31 is L4, L3+2L4:L4=L2:L1. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、複リンク型ピストンクランク機構の改良に関する。   The present invention relates to an improvement of a multi-link type piston crank mechanism.

ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパーリンクと、このアッパーリンクの他端にアッパーピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアーリンクと、一端が機関本体側に揺動可能に支持され、かつ他端が上記ロアーリンクにコントロールピンを介して連結されたコントロールリンクとを備え、ロアーリンクは、クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部とを有し、アッパーピン用ピンボス部にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構がある(特許文献1参照)。
特開2005−180657号公報
An upper link whose one end is connected to the piston via a piston pin, a lower link connected to the other end of the upper link via an upper pin and connected to the crank pin of the crankshaft, and one end on the engine body side And a control link having the other end connected to the lower link via a control pin. The lower link includes a crankpin bearing portion at a substantially center where the crankpin is fitted, and an upper link. A multi-link type piston crank having an upper pin pin boss portion for holding a pin and a control pin pin boss portion for the other end holding a control pin, and a bush accommodated in the upper pin pin boss portion There is a mechanism (see Patent Document 1).
JP 2005-180657 A

ところで、ロアーリンクは、クランクピン、アッパーピン、コントロールピンとの連結部を持つために高い内力が発生する。また、アッパーリンクとの連結部の中心とクランクピンとの連結部の中心とを結んだ直線方向やコントロールリンクとの連結部の中心とクランクピンとの連結部の中心とを結んだ直線方向に荷重が入力されないために、アッパーリンクとの連結部やコントロールリンクとの連結部に非対称の変形が発生する。このような非対称の変形が発生する軸受においては、アッパーリンクとの連結部やコントロールリンクとの連結部に収納されているブッシュに内転が発生する。アッパーリンクとの連結部やコントロールリンクとの連結部に荷重が入力されるたびにブッシュが内転するのではブッシュの耐久性が低下してしまう。   By the way, since a lower link has a connection part with a crankpin, an upper pin, and a control pin, a high internal force is generated. In addition, the load is applied in the linear direction connecting the center of the connecting portion with the upper link and the center of the connecting portion of the crank pin, or in the linear direction connecting the center of the connecting portion with the control link and the center of the connecting portion of the crank pin. Since it is not input, asymmetric deformation occurs in the connecting portion with the upper link and the connecting portion with the control link. In a bearing in which such asymmetric deformation occurs, inward rotation occurs in the bush accommodated in the connecting portion with the upper link or the connecting portion with the control link. If the bush is inwardly rotated every time a load is input to the connecting portion with the upper link or the connecting portion with the control link, the durability of the bush is lowered.

そこで本発明は、各軸受は受ける荷重に対して対称に変形するようにロアーリンクの剛性を最適化することによりブッシュの内転を抑制可能な複リンク型ピストンクランク機構を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a multi-link type piston crank mechanism capable of suppressing the inversion of the bush by optimizing the rigidity of the lower link so that each bearing is deformed symmetrically with respect to the received load. To do.

本発明は、アッパーリンク(6)と、ロアーリンク(5)と、コントロールリンク(11)とを備え、ロアーリンク(5)は、クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部(31)と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部(32)と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部(33)とを有し、アッパーピン用ピンボス部(32)にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、アッパーピン用ピンボス部(32)のうちクランクピン軸受部(31)のある側と反対側の部位の肉厚をL1、アッパーピン用ピンボス部(32)とクランクピン軸受部(31)との間の部位の肉厚をL2、アッパーピン用ピンボス部(32)の中心と、クランクピン軸受部(31)の中心との距離をL3、コントロールピン用ピンボス部(33)の中心と、クランクピン軸受部(31)の中心との距離をL4としたとき、
L3+2L4:L4=L2:L1 …(a)
となる。
The present invention includes an upper link (6), a lower link (5), and a control link (11), and the lower link (5) is a substantially center crankpin bearing portion (31) to which a crankpin is fitted. And an upper pin pin boss portion (32) at one end for holding the upper pin and a control pin pin boss portion (33) at the other end for holding the control pin. In the multi-link type piston crank mechanism in which the bush is housed, the thickness of the portion of the upper pin pin boss portion (32) opposite to the side where the crank pin bearing portion (31) is located is L1, and the upper pin pin boss The thickness of the portion between the portion (32) and the crank pin bearing portion (31) is L2, the center of the pin boss portion (32) for the upper pin, and the crank pin bearing portion ( The distance between the center of 1) L3, the center of the control pin pin boss portion (33), when the distance between the center of the crankpin bearing portion (31) and L4,
L3 + 2L4: L4 = L2: L1 (a)
It becomes.

本発明は、アッパーリンク(6)と、ロアーリンク(5)と、コントロールリンク(11)とを備え、ロアーリンク(5)は、クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部(31)と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部(32)と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部(33)とを有し、コントロールピン用ピンボス部(33)にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、コントロールピン用ピンボス部(33)のうちクランクピン軸受部(31)のある側と反対側の部位の肉厚をL5、コントロールピン用ピンボス部(33)とクランクピン軸受部(31)との間の部位の肉厚をL6、アッパーピン用ピンボス部(32)の中心と、クランクピン軸受部(31)の中心との距離をL3、コントロールピン用ピンボス部(33)の中心と、クランクピン軸受部(31)の中心との距離をL4としたとき、
L4+2L3:L3=L6:L5 …(b)
となる。
The present invention includes an upper link (6), a lower link (5), and a control link (11), and the lower link (5) is a substantially center crankpin bearing portion (31) to which a crankpin is fitted. And an upper pin pin boss portion (32) at one end holding the upper pin, and a control pin pin boss portion (33) at the other end holding the control pin, and the control pin pin boss portion (33) In the multi-link type piston crank mechanism in which the bush is housed, the thickness of the portion of the control pin pin boss portion (33) opposite to the side where the crank pin bearing portion (31) is located is L5, the control pin pin boss The thickness of the portion between the portion (33) and the crank pin bearing portion (31) is L6, the center of the pin boss portion (32) for the upper pin, and the crank When down bearing portion the distance between the center of the (31) L3, the center of the control pin pin boss portion (33), and the distance between the center of the crankpin bearing portion (31) and L4,
L4 + 2L3: L3 = L6: L5 (b)
It becomes.

本発明は、アッパーリンク(6)と、ロアーリンク(5)と、コントロールリンク(11)とを備え、ロアーリンク(5)は、クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部(31)と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部(32)と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部(33)とを有し、アッパーピン用ピンボス部(32)にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、アッパーピン用ピンボス部(32)に入力される荷重をFupper、アッパーピン用ピンボス部(32)の中心からクランクピン軸受部(31)の中心へ引いた直線のこの荷重Fupperに対する角度をθupper、クランクピン軸受部(31)に入力される荷重をFcrank、クランクピン軸受部(31)の中心からアッパーピン用ピンボス部(32)の中心へ引いた直線のこの荷重Fcrankに対する角度をθcrank、アッパーピン用ピンボス部(32)のうちクランクピン軸受部(31)のある側と反対側の部位の肉厚をL1、アッパーピン用ピンボス部(32)とクランクピン軸受部(31)との間の部位の肉厚をL2としたとき、
Fcrank・sinθcrank+Fupper・sinθupper:Fupper・sinθupper=L2:L1
…(c)
となる。
The present invention includes an upper link (6), a lower link (5), and a control link (11), and the lower link (5) is a substantially center crankpin bearing portion (31) to which a crankpin is fitted. And an upper pin pin boss portion (32) at one end for holding the upper pin and a control pin pin boss portion (33) at the other end for holding the control pin. In the multi-link type piston crank mechanism in which the bush is housed, the load input to the upper pin pin boss part (32) is changed from the center of the upper pin pin boss part (32) to the crank pin bearing part (31). The angle of the straight line drawn to the center with respect to this load Fupper is θupper, the load input to the crankpin bearing (31) is Fcrank, and the crankpin bearing The angle of the straight line drawn from the center of (31) to the center of the upper pin pin boss part (32) with respect to this load Fcrank is θcrank, and the side of the upper pin pin boss part (32) where the crank pin bearing part (31) is located When the thickness of the portion on the opposite side is L1, and the thickness of the portion between the pin boss portion (32) for the upper pin and the crank pin bearing portion (31) is L2,
Fcrank · sinθcrank + Fupper · sinθupper: Fupper · sinθupper = L2: L1
... (c)
It becomes.

本発明によれば、ロアーリンクは、クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部とを有し、アッパーピン用ピンボス部にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、アッパーピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側と反対側の部位の肉厚をL1、アッパーピン用ピンボス部とクランクピン軸受部との間の部位の肉厚をL2、アッパーピン用ピンボス部の中心と、クランクピン軸受部の中心との距離をL3、コントロールピン用ピンボス部の中心と、クランクピン軸受部の中心との距離をL4としたとき、上記(a)式が成立するようにしているので、アッパーピン用ピンボス部とクランクピン軸受部との間の部位(図5のB部)に作用する荷重と、アッパーピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側と反対側の部位(図5のA部)に作用する荷重との比(L3 +2L4:L4)が、B部の肉厚とA部の肉厚との比(L2:L1)に等しくなるために、A部とB部に生じる非対称な変形を抑制することができ、アッパーピン用ピンボス部に収納されるブッシュの内転を防止することができる。言い替えると、アッパーピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側の部位と、クランクピン軸受部のない反対側の部位とで肉厚が相違し、かつアッパーピン用ピンボス部に入力される荷重とクランクピン軸受部に入力される荷重の各方向が、アッパーピン用ピンボス部の中心とコントロールピン用ピンボス部の中心とを結んだ線に沿っていない場合においても、アッパーピン用ピンボス部に収納されるブッシュの内転を防止することができる。   According to the present invention, the lower link includes a crank pin bearing portion at the substantially center where the crank pin is fitted, a pin boss portion for the upper pin that holds the upper pin, and a control at the other end portion that holds the control pin. In a multi-link type piston crank mechanism having a pin boss portion for a pin and a bush accommodated in the pin boss portion for the upper pin, the portion of the upper pin pin boss portion opposite to the side where the crank pin bearing portion is located The thickness is L1, the thickness of the portion between the pin boss portion for the upper pin and the crank pin bearing portion is L2, the distance between the center of the pin boss portion for the upper pin and the center of the crank pin bearing portion is L3, the pin boss for the control pin When the distance between the center of the part and the center of the crankpin bearing part is L4, the above equation (a) is established. The load acting on the part between the pin boss part for the pin and the crank pin bearing part (B part in FIG. 5) and the part on the opposite side of the pin boss part for the upper pin to the side having the crank pin bearing part (in FIG. 5) The ratio (L3 + 2L4: L4) to the load acting on the A part) is equal to the ratio of the thickness of the B part to the thickness of the A part (L2: L1), and thus occurs in the A part and the B part. Asymmetric deformation can be suppressed, and the inversion of the bush accommodated in the pin boss portion for the upper pin can be prevented. In other words, among the upper pin pin bosses, the load on the side where the crank pin bearing part is located is different from that on the opposite side where there is no crank pin bearing part, and the load is input to the upper pin pin boss part. Even if the direction of the load input to the crank pin bearing part is not along the line connecting the center of the pin boss part for the upper pin and the center of the pin boss part for the control pin, it is stored in the pin boss part for the upper pin. The internal rotation of the bush can be prevented.

本発明によれば、ロアーリンクは、クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部とを有し、コントロールピン用ピンボス部にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、コントロールピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側と反対側の部位の肉厚をL5、コントロールピン用ピンボス部とクランクピン軸受部との間の部位の肉厚をL6、アッパーピン用ピンボス部の中心と、クランクピン軸受部の中心との距離をL3、コントロールピン用ピンボス部の中心と、クランクピン軸受部の中心との距離をL4としたとき、上記(b)式が成立するようにしているので、コントロールピン用ピンボス部とクランクピン軸受部との間の部位(図5のD部)に作用する荷重と、コントロールピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側と反対側の部位(図5のC部)に作用する荷重との比(L4+2L3:L3)が、D部の肉厚とC部の肉厚との比(L6:L5)に等しくなるために、C部とD部に生じる非対称な変形を抑制することができ、コントロールピン用ピンボス部に収納されるブッシュの内転を防止することができる。言い替えると、コントロールピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側の部位とクランクピン軸受部31のない反対側の部位とで肉厚が相違し、かつコントロールピン用ピンボス部に入力される荷重とクランクピン軸受部に入力される荷重の各方向が、コントロールピン用ピンボス部の中心とアッパーピン用ピンボス部の中心とを結んだ線に沿っていない場合においても、コントロールピン用ピンボス部33に収納されるブッシュの内転を防止することができる。   According to the present invention, the lower link includes a crank pin bearing portion at the substantially center where the crank pin is fitted, a pin boss portion for the upper pin that holds the upper pin, and a control at the other end portion that holds the control pin. In a multi-link type piston crank mechanism having a pin boss portion for a pin and a bush accommodated in the pin boss portion for the control pin, the portion of the control pin pin boss portion opposite to the side where the crank pin bearing portion is located The thickness is L5, the thickness between the pin boss part for the control pin and the crank pin bearing part is L6, the distance between the center of the pin boss part for the upper pin and the center of the crank pin bearing part is L3, the pin boss for the control pin When the distance between the center of the portion and the center of the crankpin bearing portion is L4, the above equation (b) is satisfied. Therefore, the load acting on the portion (D portion in FIG. 5) between the pin boss portion for the control pin and the crank pin bearing portion and the portion on the opposite side of the control pin pin boss portion on the side where the crank pin bearing portion is located ( Since the ratio (L4 + 2L3: L3) to the load acting on the C portion in FIG. 5 is equal to the ratio of the thickness of the D portion to the thickness of the C portion (L6: L5), the C portion and the D portion As a result, asymmetric deformation occurring in the control pin can be suppressed, and the inward rotation of the bush accommodated in the pin boss portion for the control pin can be prevented. In other words, among the control pin pin bosses, the thickness is different between the part having the crank pin bearing part and the opposite part without the crank pin bearing part 31, and the load inputted to the control pin pin boss part. Even when each direction of the load input to the crank pin bearing portion is not along the line connecting the center of the pin boss portion for the control pin and the center of the pin boss portion for the upper pin, the control pin pin boss portion 33 The internal rotation of the stored bush can be prevented.

本発明によれば、ロアーリンクは、クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部とを有し、アッパーピン用ピンボス部にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、アッパーピン用ピンボス部に入力される荷重をFupper、アッパーピン用ピンボス部の中心からクランクピン軸受部の中心へ引いた直線のこの荷重Fupperに対する角度をθupper、クランクピン軸受部に入力される荷重をFcrank、クランクピン軸受部の中心からアッパーピン用ピンボス部の中心へ引いた直線のこの荷重Fcrankに対する角度をθcrank、アッパーピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側と反対側の部位の肉厚をL1、アッパーピン用ピンボス部とクランクピン軸受部との間の部位の肉厚をL2としたとき、上記(c)式が成立するようにしているので、アッパーピン用ピンボス部のうちクランクピン軸受部のある側の部位とクランクピン軸受部のない反対側の部位とで肉厚が相違し、かつアッパーピン用ピンボス部に入力される荷重とクランクピン軸受部に入力される荷重の各方向がピストン運動方向からずれていても、アッパーピン用ピンボス部に収納されるブッシュの内転を防止することができる。   According to the present invention, the lower link includes a crank pin bearing portion at the substantially center where the crank pin is fitted, a pin boss portion for the upper pin that holds the upper pin, and a control at the other end portion that holds the control pin. In a multi-link type piston crank mechanism having a pin boss part for pins and a bush accommodated in the pin boss part for upper pins, the load input to the pin boss part for upper pins is Fupper, from the center of the pin boss part for upper pins The angle of the straight line drawn to the center of the crankpin bearing part is θupper, the load input to the crankpin bearing part is Fcrank, and the straight line drawn from the center of the crankpin bearing part to the center of the pin boss part for the upper pin The angle with respect to the load Fcrank is θcrank, and the pin boss portion for the upper pin is on the side where the crank pin bearing portion is located. Since the thickness of the opposite portion is L1 and the thickness of the portion between the pin boss portion for the upper pin and the crank pin bearing portion is L2, the above formula (c) is established. The thickness of the pin boss part on the side where the crank pin bearing part is located is different from the part on the opposite side where the crank pin bearing part is not present, and the load input to the pin boss part for the upper pin and the crank pin bearing part Even if each direction of the input load is deviated from the piston movement direction, the inversion of the bush accommodated in the pin boss portion for the upper pin can be prevented.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の複リンク型ピストンクランク機構が適用されるレシプロ式エンジンの概略構成図である。複リンク型ピストンクランク機構を備えるレシプロ式エンジンそのものは、例えば特開2001−227367号公報等によって公知となっているので、その概要のみを説明する。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a reciprocating engine to which a multi-link type piston crank mechanism of the present invention is applied. Since the reciprocating engine itself provided with the multi-link type piston crank mechanism is known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-227367, etc., only its outline will be described.

図1において、クランクシャフト2には、エンジン本体の一部を構成するシリンダブロック1内の主軸受(図示しない)に回転可能に支持されるクランクジャーナル3が各気筒毎に設けられている。各クランクジャーナル3は、その軸心Oがクランクシャフト2の軸心(回転中心)と一致しており、クランクシャフト2の回転軸部を構成している。   In FIG. 1, the crankshaft 2 is provided with a crank journal 3 that is rotatably supported by a main bearing (not shown) in a cylinder block 1 constituting a part of the engine body for each cylinder. Each crank journal 3 has an axis O that coincides with the axis (rotation center) of the crankshaft 2 and constitutes a rotating shaft portion of the crankshaft 2.

また、クランクシャフト2は、軸心Oから偏心して各気筒毎に設けられたクランクピン4と、クランクピン4をクランクジャーナル3へ連結するクランクアーム4aと、軸心Oに対してクランクピン4と反対側に配置され、主としてピストン運動の回転1次振動成分を低減するカウンターウェイト4bとを有している。クランクアーム4aとカウンターウェイト4bとは、この実施形態では一体的に形成されている。   The crankshaft 2 includes a crankpin 4 that is eccentric from the axis O and is provided for each cylinder, a crank arm 4a that connects the crankpin 4 to the crank journal 3, and a crankpin 4 that is connected to the axis O. The counterweight 4b is disposed on the opposite side and mainly reduces the rotational primary vibration component of the piston motion. The crank arm 4a and the counterweight 4b are integrally formed in this embodiment.

そして本実施形態では、各気筒毎に形成されたシリンダ10に摺動可能に嵌合するピストン9と、上記のクランクピン4とが、複数のリンク部材、すなわちアッパーリンク6とロアーリンク5とにより機械的に連携されている。アッパーリンク6の上端側は、ピストン9に固定的に設けられたピストンピン8に、軸心Oc周りに相対回転可能に外嵌している。また、アッパーリンク6の下端側とロアーリンク5の、ほぼ二等分された一方の本体5aとは、両者を挿通するアッパーピン7によって、軸心Od周りに相対回転可能に連結されている。   In the present embodiment, the piston 9 slidably fitted to the cylinder 10 formed for each cylinder and the crank pin 4 are formed by a plurality of link members, that is, the upper link 6 and the lower link 5. It is mechanically linked. The upper end side of the upper link 6 is externally fitted to a piston pin 8 fixedly provided on the piston 9 so as to be relatively rotatable around the axis Oc. Also, the lower link side of the upper link 6 and the one main body 5a of the lower link 5 that is substantially divided into two halves are connected to each other around the axis Od by an upper pin 7 that passes through both of them.

ロアーリンク5は、クランクピン4を狭持するように、2つの本体5a、5bを取付けて構成されており、この狭持部分でクランクピン4と軸心Oe周りに相対回転可能に装着されている。ほぼ2等分された他方のロアーリンク本体5bとコントロールリンク(サードリンク)11の上端側とは、両者を挿通するコントロールピン12によって軸心Of周りに相対回転可能に連結されている。   The lower link 5 is configured by attaching two main bodies 5a and 5b so as to sandwich the crank pin 4. The lower link 5 is mounted so as to be relatively rotatable around the crank pin 4 and the axis Oe. Yes. The other lower link main body 5b divided into approximately two parts and the upper end side of the control link (third link) 11 are connected to each other around the axis Of by a control pin 12 inserted therethrough.

このコントロールリンク11の下端側は、シリンダブロック1に回動可能に支持される、偏心カム部14を有するコントロールシャフト13に、その軸心Ob周りに揺動可能に外嵌,支持されている。すなわち、コントロールシャフト13の外周には偏心カム部14が回転可能に設けられており、偏心カム部14の軸心Oaは、コントロールシャフト13の軸心Obに対して所定量偏心している。この偏心カム部14は、ウォームギア15を介して圧縮比制御アクチュエータ16によって、機関の運転状態に応じて回動制御されるとともに、任意の回動位置で保持されるようになっている。   The lower end side of the control link 11 is externally fitted and supported on a control shaft 13 having an eccentric cam portion 14 that is rotatably supported by the cylinder block 1 so as to be swingable around its axis Ob. That is, an eccentric cam portion 14 is rotatably provided on the outer periphery of the control shaft 13, and the axis Oa of the eccentric cam portion 14 is eccentric by a predetermined amount with respect to the axis Ob of the control shaft 13. The eccentric cam portion 14 is controlled to rotate according to the operating state of the engine by a compression ratio control actuator 16 via a worm gear 15 and is held at an arbitrary rotation position.

このような構成により、クランクシャフト2の回転に伴って、クランクピン4,ロアーリンク5,アッパーリンク6及びピストンピン8を介してピストン9がシリンダ10内を昇降するとともに、ロアーリンク5に連結するコントロールリンク11が、下端側の揺動軸心Obを支点として揺動する。   With such a configuration, as the crankshaft 2 rotates, the piston 9 moves up and down in the cylinder 10 via the crankpin 4, the lower link 5, the upper link 6 and the piston pin 8, and is connected to the lower link 5. The control link 11 swings with the swing axis Ob on the lower end side as a fulcrum.

また、上記の圧縮比制御アクチュエータ16により偏心カム部14を回動制御することにより、コントロールリンク11の揺動軸心となるコントロールシャフト13の軸心Obが偏心カム部14の軸心Oa周りに回転し、つまりコントロールリンク11の揺動中心位置Obが機関本体(及びクランクシャフト回転中心O)に対して移動する。これにより、ピストン9の行程が変化して、エンジンの各気筒の圧縮比が可変制御される。参考として、図2に、ピストン上死点位置における3つのリンク6、5、11の姿勢を模式的に示すと、図2左側は高圧縮比位置での、図2右側は低圧縮比位置での各リンク姿勢である。   Further, the eccentric cam portion 14 is rotationally controlled by the compression ratio control actuator 16, so that the axis Ob of the control shaft 13 serving as the pivot axis of the control link 11 is moved around the axis Oa of the eccentric cam portion 14. Rotation, that is, the swing center position Ob of the control link 11 moves relative to the engine body (and crankshaft rotation center O). As a result, the stroke of the piston 9 changes, and the compression ratio of each cylinder of the engine is variably controlled. For reference, FIG. 2 schematically shows the posture of the three links 6, 5, 11 at the piston top dead center position. The left side of FIG. 2 is the high compression ratio position, and the right side of FIG. 2 is the low compression ratio position. Each link posture.

この圧縮比可変機構の最大の特徴はコントロールシャフト13の角位置制御により、ピストン9の上死点位置(燃焼室容積)を変えられる点にあり、いわゆる圧縮比可変機構としての機能を発揮する。   The greatest feature of this compression ratio variable mechanism is that the top dead center position (combustion chamber volume) of the piston 9 can be changed by the angular position control of the control shaft 13, and the function as a so-called compression ratio variable mechanism is exhibited.

エンジンの負荷と回転速度の信号が入力されるエンジンコントロールユニット39ではその入力されるエンジンの負荷と回転速度から目標圧縮比マップを参照することにより、そのときの負荷と回転速度に応じた目標圧縮比を算出し、その算出した目標圧縮比が得られるように、圧縮比制御アクチュエータ16に与える指令値(圧縮比可変機構への駆動量)を制御する。目標圧縮比のマップによれば、低負荷になるほど目標圧縮比を大きく(最大値は例えば22)して燃費を向上させ、この逆に、ノックの発生し易い全負荷領域になると目標圧縮比を小さく(最小値は例えば10)している。   The engine control unit 39 to which the engine load and rotation speed signals are input refers to the target compression ratio map based on the input engine load and rotation speed, and thereby the target compression according to the load and rotation speed at that time. The ratio is calculated, and the command value (drive amount to the compression ratio variable mechanism) given to the compression ratio control actuator 16 is controlled so that the calculated target compression ratio is obtained. According to the map of the target compression ratio, the lower the load, the larger the target compression ratio (the maximum value is, for example, 22) to improve the fuel consumption, and conversely, the target compression ratio is set in the full load region where knocking is likely to occur. It is small (the minimum value is 10 for example).

さて、ロアーリンク5は、クランクピン4、アッパーピン7、コントロールピン12との連結部を持つために高い内力が発生する。また、アッパーリンク6との連結部の中心とクランクピン4との連結部の中心とを結んだ直線に沿う方向やコントロールリンク11との連結部の中心とクランクピン4との連結部の中心とを結んだ直線に沿う方向に荷重が入力されないために、アッパーリンク6との連結部やコントロールリンク11との連結部に非対称の変形が発生する。このような非対称の変形が発生する連結部(軸受)においては、アッパーリンク6との連結部やコントロールリンク11との連結部に収納されているブッシュに内転が発生する。   Now, since the lower link 5 has a connecting portion with the crank pin 4, the upper pin 7 and the control pin 12, a high internal force is generated. Further, the direction along the straight line connecting the center of the connecting portion with the upper link 6 and the center of the connecting portion with the crank pin 4, the center of the connecting portion with the control link 11, and the center of the connecting portion with the crank pin 4. Since no load is input in the direction along the straight line connecting the two, asymmetrical deformation occurs in the connecting portion with the upper link 6 and the connecting portion with the control link 11. In the connecting portion (bearing) in which such asymmetric deformation occurs, inversion occurs in the bushes housed in the connecting portion with the upper link 6 or the connecting portion with the control link 11.

ここで、連結部(軸受)に収納されるブッシュに内転が発生する原理を図3を用いて説明する。まず、図3(A)は従来のクランクコネクティングロッド機構におけるコネクティングロッド小端部21の変形を示している。このクランクコネクティングロッド機構においてはコネクティングロッド小端部中心(ピストンピン孔22の中心)とコネクティングロッド大端部中心(図示しない)とを結んだ直線上(図では上下方向)に荷重が作用し、荷重方向に対してピストンピン8周囲のコネクティングロッド小端部21の肉厚が左右の部位で同じであるため、ピストンピンの左側の部位と右側の部位とで変形量が同じとなる。従って、ピストンピン8とピストンピン孔22との間にブッシュ(図示しない)を収納したとき、ブッシュとピストンピン8の接触部がピストンピン8を中心として左右対称となり、ブッシュに時計方向の引きずり、反時計方向への引きずりとも発生しない。   Here, the principle that the inward rotation occurs in the bush accommodated in the connecting portion (bearing) will be described with reference to FIG. First, FIG. 3A shows a deformation of the connecting rod small end portion 21 in the conventional crank connecting rod mechanism. In this crank connecting rod mechanism, a load acts on a straight line (vertical direction in the figure) connecting the center of the connecting rod small end (center of the piston pin hole 22) and the center of the connecting rod large end (not shown), Since the thickness of the connecting rod small end portion 21 around the piston pin 8 in the load direction is the same in the left and right parts, the deformation amount is the same in the left part and the right part of the piston pin. Therefore, when a bush (not shown) is accommodated between the piston pin 8 and the piston pin hole 22, the contact portion between the bush and the piston pin 8 is symmetrical with respect to the piston pin 8, and the bush is dragged clockwise. No dragging in the counterclockwise direction occurs.

一方、図3(B)に従来のロアーリンク5の、アッパーリンク6との連結部の変形を示す。図1に示す従来のロアーリンク5のような、アッパーピン7周囲の剛性が不均一な連結部(軸受)の場合、今仮にアッパーピン7に対し下側に向けて荷重が作用したとすると、アッパーピン7の右側の部位の肉厚と、アッパーピン7の左側の部位の肉厚とが相違し、図示のように左側部位の肉厚が右側部位の肉厚より小さいため、左側部位のほうが右側部位より荷重方向の変形が大きくなる。従って、アッパーピン7と、アッパーピン孔25との間にブッシュ(図示しない)を収納したとき、アッパーピン7の左側部位と右側部位とで非対称のアッパーピン7とブッシュの接触が発生するために、ブッシュに図3(B)において反時計方向の引きずりが発生してブッシュが内転し、荷重が除かれたときには引きずりが発生しないためブッシュの内転がやむ。こうして、アッパーリンク6との連結部に荷重が作用するたびに、ブッシュに反時計方向への引きずりに伴う内転が生じ、ブッシュの内転が累積したのでは、ブッシュの耐久性が低下してしまうのである。   On the other hand, FIG. 3B shows a deformation of the connecting portion of the conventional lower link 5 and the upper link 6. In the case of a connecting portion (bearing) such as the conventional lower link 5 shown in FIG. 1 in which the rigidity around the upper pin 7 is non-uniform, assuming that a load acts on the upper pin 7 downward, Since the thickness of the right portion of the upper pin 7 is different from the thickness of the left portion of the upper pin 7, and the thickness of the left portion is smaller than the thickness of the right portion as shown, the left portion is more The deformation in the load direction is larger than that on the right side. Therefore, when a bush (not shown) is accommodated between the upper pin 7 and the upper pin hole 25, asymmetrical contact between the upper pin 7 and the bush occurs at the left side portion and the right side portion of the upper pin 7. In FIG. 3B, the bush is dragged in the counterclockwise direction, and the bush is internally rotated. When the load is removed, the drag does not occur and the bush is prevented from being internally rotated. Thus, each time a load is applied to the connecting portion with the upper link 6, an internal rotation occurs in the bush due to the counterclockwise drag, and if the internal rotation of the bush is accumulated, the durability of the bush decreases. It ends up.

そこで本発明は、こうしたブッシュの内転を回避するため、ロアーリンク形状の見直しを行い、ロアーリンクの、アッパーピン、コントロールピンとの各連結部では、各連結部に受ける荷重に対して各ピンの左側部位と右側部位とが対称に変形するように、ロアーリンク5の剛性を最適化している。これを図4、図5を参照して詳述すると、図4は本発明の第1実施形態のロアーリンク5の簡略化モデル図、図5は荷重作用時のロアーリンク各部の変形を図解したものである。   Therefore, in the present invention, in order to avoid such internal rotation of the bush, the shape of the lower link is reviewed, and in each connection portion of the lower link, the upper pin and the control pin, The rigidity of the lower link 5 is optimized so that the left part and the right part are deformed symmetrically. This will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a simplified model diagram of the lower link 5 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 illustrates the deformation of each part of the lower link when a load is applied. Is.

図4に示したように簡略化したとき、ロアーリンク5は、クランクピン4が嵌合する略中央の円筒状クランクピン軸受部31、同じく円筒状アッパーピン用ピンボス部32、同じく円筒状コントロールピン用ピンボス部33、クランクピン軸受部31とアッパーピン用ピンボス部32とを連結するロッド部37、クランクピン軸受部31とコントロールピン用ピンボス部33とを連結するロッド部38から、基本的に構成されている。ただし、クランクピン孔34、アッパーピン孔35、コントロールピン孔36の各中心は水平な一直線上にあるものとする。   When simplified as shown in FIG. 4, the lower link 5 includes a substantially central cylindrical crankpin bearing portion 31 into which the crankpin 4 is fitted, a cylindrical upper pin pin boss portion 32, and a cylindrical control pin. The pin boss portion 33 for connecting, the rod portion 37 for connecting the crank pin bearing portion 31 and the upper pin pin boss portion 32, and the rod portion 38 for connecting the crank pin bearing portion 31 and the control pin pin boss portion 33 are basically constituted. Has been. However, the centers of the crank pin hole 34, the upper pin hole 35, and the control pin hole 36 are assumed to be on a horizontal straight line.

アッパーリンク6からアッパーピン用ピンボス部32に入力される荷重をFupper、同じくクランクシャフト2からクランクピン軸受部31に入力される荷重をFcrank、同じくコントロールリンク11からコントロールピン用ピンボス部33に入力される荷重をFcontrolとしたとき、荷重Fupperは下方に、荷重Fcrankは上方に、荷重Fcontrolは下方に向けて作用するものとする。ここで、荷重としては燃焼荷重のうちの最大の値(燃焼荷重最大時の値)を考えており、燃焼荷重最大時の荷重の方向は大略図4に示したようになる。なお、簡略化のため各荷重の方向を上下方向と一致させているが、荷重の方向が上下方向から所定の範囲で傾いている場合であっても許容できることはいうまでもない。また、荷重はこの場合に限られるものでなく、慣性力最大時の荷重を考える場合でもかまわない。   The load input from the upper link 6 to the upper pin pin boss portion 32 is Fupper, the load input from the crankshaft 2 to the crankpin bearing portion 31 is input to Fcrank, and the control link 11 is input to the control pin pin boss portion 33. When the load to be controlled is Fcontrol, the load Fupper acts downward, the load Fcrank acts upward, and the load Fcontrol acts downward. Here, the maximum value of the combustion load (the value at the maximum combustion load) is considered as the load, and the direction of the load at the maximum combustion load is as shown in FIG. In addition, although the direction of each load is made to correspond with an up-down direction for simplification, it cannot be overemphasized even if it is a case where the direction of a load inclines in the predetermined range from an up-down direction. Further, the load is not limited to this case, and the load at the time of maximum inertial force may be considered.

アッパーピン7の左右に位置する部位の変形量はその部位の肉厚に関係するため、図4に示したように、アッパーピン用ピンボス部32のうちクランクピン軸受部31のある側と反対側の部位(図5でA部)の肉厚をL1、アッパーピン用ピンボス部32とクランクピン軸受部31との間の部位(図5でB部)の肉厚をL2、アッパーピン用ピンボス部32の中心と、クランクピン軸受部31の中心との距離をL3、コントロールピン用ピンボス部33の中心と、クランクピン軸受部31の中心との距離をL4、コントロールピン用ピンボス部33のうちクランクピン軸受部31のある側と反対側の部位(図5でC部)の肉厚をL5、コントロールピン用ピンボス部33とクランクピン軸受部31との間の部位(図5でD部)の肉厚をL6とする。   Since the deformation amount of the part located on the left and right of the upper pin 7 is related to the thickness of the part, as shown in FIG. 4, the upper pin pin boss part 32 is opposite to the side where the crank pin bearing part 31 is located. The thickness of the portion (A portion in FIG. 5) is L1, the thickness of the portion (B portion in FIG. 5) between the upper pin pin boss portion 32 and the crank pin bearing portion 31 is L2, and the upper pin pin boss portion. The distance between the center of the pin 32 and the center of the crank pin bearing 31 is L3, the distance between the center of the pin boss 33 for the control pin and the center of the crank pin bearing 31 is L4, and the crank of the pin boss 33 for the control pin The thickness of the portion opposite to the pin bearing portion 31 side (C portion in FIG. 5) is L5, and the portion between the control pin pin boss portion 33 and the crank pin bearing portion 31 (D portion in FIG. 5). Thickness is L6 That.

ここまで用意した上で、図5においてクランクピン孔34より左側に位置するA部及びB部の変形を考えると、まずFupperの1/2の荷重が、アッパ−ピン7の左側部位であるA部に下向きに、またFupperの残りの1/2の荷重が、アッパ−ピン7の右側部位であるB部に下向きに作用する。Fcrankの1/2の荷重はB部に上向きに作用する。フックの法則により歪み(引張歪み)はヤング係数×応力に比例することがわかっており、変形量は歪みに長さを乗算した値であるので、A部ではFupperの1/2の引張荷重が下向きに作用して微小量Δx1だけ伸びるとすると、次式が成立する。   Considering the deformation of the A part and the B part located on the left side of the crankpin hole 34 in FIG. 5 after preparing so far, first, the load of 1/2 of Fupper is the left side part of the upper pin 7. The other half of the load of Fupper acts downward on part B, which is the right part of upper pin 7. A load of 1/2 of Fcrank acts upward on the B part. According to Hook's law, strain (tensile strain) is known to be proportional to Young's modulus x stress, and the amount of deformation is a value obtained by multiplying the strain by the length. When acting downward and extending by a minute amount Δx1, the following equation is established.

(1/2)Fupper≒Y×Δx1×L1 …(1)
ただし、Y:ヤング係数(一定値)、
同様にして、B部ではFupperの1/2の引張荷重が下向きに作用して微小量Δx2だけ伸び、Fcrankの1/2の引張荷重が上向きに作用して微小量Δx3だけ伸びるとすると、フックの法則により次式が成立する。
(1/2) Fupper≈Y × Δx1 × L1 (1)
Where Y: Young's modulus (constant value),
Similarly, in part B, when a tensile load of 1/2 of Fupper acts downward and extends by a minute amount Δx2, and a tensile load of 1/2 of Fcrank acts upward and extends by a minute amount Δx3, The following equation holds according to the law of

(1/2)Fupper+(1/2)Fcrank≒Y×(Δx2+Δx3)×L2
…(2)
ただし、Y:ヤング係数(一定値)、
ここで、A部の荷重方向変形量とB部の荷重方向変形量が等しければ、アッパーピン7と、アッパーピン孔35との間にブッシュ(図示しない)を収納したとき、アッパーピン7の左側部位(A部)と右側部位(B部)とで非対称のアッパーピン7とブッシュの接触が発生せず、ブッシュに反時計方向の引きずりも時計方向のひきずりも発生しないこととなる。この要請より、A部の荷重方向変形量とB部の荷重方向変形量が等しい、つまり、Δx1=Δx2+Δx3であると仮定する。上記の(1)式、(2)式の左辺同士の比は上記の(1)式、(2)式の右辺同士の比に等しいので、次式を得る。
(1/2) Fupper + (1/2) Fcrank≈Y × (Δx2 + Δx3) × L2
... (2)
Where Y: Young's modulus (constant value),
Here, if the amount of deformation in the load direction of the portion A is equal to the amount of deformation in the load direction of the portion B, when a bush (not shown) is accommodated between the upper pin 7 and the upper pin hole 35, the left side of the upper pin 7 Contact between the asymmetric upper pin 7 and the bush does not occur between the portion (A portion) and the right portion (B portion), and neither counterclockwise dragging nor clockwise dragging occurs on the bush. From this request, it is assumed that the load direction deformation amount of the A part and the load direction deformation amount of the B part are equal, ie, Δx1 = Δx2 + Δx3. Since the ratio between the left sides of the above equations (1) and (2) is equal to the ratio between the right sides of the above equations (1) and (2), the following equation is obtained.

(1/2)Fupper+(1/2)Fcrank:(1/2)Fupper
=(Δx2+Δx3)×Y×L2:Δx1×Y×L1
=L2:L1
この式の左辺に2を乗算すると、Fupper+Fcrank:Fupperとなるので、次式が得られる。
(1/2) Fupper + (1/2) Fcrank: (1/2) Fupper
= (Δx2 + Δx3) × Y × L2: Δx1 × Y × L1
= L2: L1
Multiplying the left side of this expression by 2 gives Fupper + Fcrank: Fupper, so the following expression is obtained.

Fupper+Fcrank:Fupper=L2:L1 …(3)
一方、ロアーリンク5の軸受部31、各連結部32,33に入力されるモーメントの和、荷重(Fupper、Fcrank、Fcontrol)の和はてこの原理によりおおよそ等しくなるため、次式が成立する。
Fupper + Fcrank: Fupper = L2: L1 (3)
On the other hand, the sum of moments inputted to the bearing portion 31 of the lower link 5 and the connecting portions 32 and 33 and the sum of loads (Fupper, Fcrank, Fcontrol) are approximately equal to each other by the lever principle.

Fupper = L4/(L3+L4)・ Fcrank …(4)
Fcontrol =L3/(L3+L4)・ Fcrank …(5)
(4)式と(3)式を連立させて解くと、次式が得られる。
Fupper = L4 / (L3 + L4) · Fcrank (4)
Fcontrol = L3 / (L3 + L4) · Fcrank (5)
When the equations (4) and (3) are solved simultaneously, the following equation is obtained.

L3+2L4:L4=L2:L1 …(6)
このようにして得られた(6)式は、L1,L2,L3,L4の間に(6)式の関係が成り立つようにロアーリンク5の各寸法を定めたとき、アッパーピン7の左右両側に位置する部位(A部、B部)の肉厚が相違していても、かつ荷重方向がクランクピン孔34の中心とアッパーピン孔35の中心とを結ぶ線に沿っていなくても、アッパーピン7の左右両側に位置する部位(A部、B部)の荷重方向変形量が同じとなり、これによって、アッパーピン7とアッパーピン孔35の間に収納するブッシュの内転を抑制できることを意味する。
L3 + 2L4: L4 = L2: L1 (6)
The expression (6) thus obtained is obtained by determining the dimensions of the lower link 5 so that the relationship of the expression (6) is established between L1, L2, L3, and L4. Even if the thicknesses of the parts (A part and B part) located at different positions are different and the load direction is not along the line connecting the center of the crank pin hole 34 and the center of the upper pin hole 35, The amount of deformation in the load direction of the parts (A part, B part) located on the left and right sides of the pin 7 is the same, which means that the inversion of the bush accommodated between the upper pin 7 and the upper pin hole 35 can be suppressed. To do.

次に、クランクピン孔34より右側に位置するC部及びD部の変形についても上記と同様に考える。まずFcontrolの1/2の荷重が、コントロールピン12の右側部位であるC部に下向きに、またFcontrolの残りの1/2の荷重が、コントロールピン12の左側部位であるD部に下向きに作用する。Fcrankの残りの1/2の荷重はD部に上向きに作用する。フックの法則により、歪み(引張歪み)はヤング係数×応力に比例することがわかっており、変形量は歪みに長さを乗算した値であるので、C部ではFcontrolの1/2の引張荷重が下向きに作用して微小量Δx4だけ伸びるとすると、次式が成立する。   Next, the deformation of the C part and the D part located on the right side of the crankpin hole 34 is considered in the same manner as described above. First, a half load of Fcontrol acts downward on part C, which is the right part of the control pin 12, and the other half of the load of Fcontrol acts downward on part D, which is the left part of the control pin 12. To do. The remaining half load of Fcrank acts upward on the D portion. According to Hooke's law, strain (tensile strain) is known to be proportional to Young's modulus x stress, and the amount of deformation is the product of strain multiplied by length. Acts downward and extends by a minute amount Δx4, the following equation is established.

(1/2)Fcontrol≒Y×Δx4×L5 …(7)
ただし、Y:ヤング係数(一定値)、
D部ではFcontrolの1/2の引張荷重が下向きに作用して微小量Δx5だけ伸び、Fcrankの1/2の引張荷重が上向きに作用して微小量Δx6だけ伸びるとすると、フックの法則により次式が成立する。
(1/2) Fcontrol≈Y × Δx4 × L5 (7)
Where Y: Young's modulus (constant value),
In D part, if a tensile load of 1/2 of Fcontrol acts downward and extends by a minute amount Δx5, and a tensile load of 1/2 of Fcrank acts upward and extends by a minute amount Δx6, then according to Hook's law The formula holds.

(1/2)Fcontrol+(1/2)Fcrank≒Y×(Δx5+Δx6)×L6
…(8)
ただし、Y:ヤング係数(一定値)、
ここで、C部の荷重方向変形量とD部の荷重方向変形量が等しければ、コントロールピン12と、コントロールピン孔36との間にブッシュ(図示しない)を収納したとき、コントロールピン12の右側部位(C部)と左側部位(D部)とで非対称のコントロールピン12とブッシュの接触が発生せず、ブッシュに時計方向の引きずりも反時計方向のひきずりも発生しないこととなる。この要請より、C部の荷重方向変形量とD部の荷重方向変形量が等しい、つまり、Δx4=Δx5+Δx6であると仮定する。上記の(7)式、(8)式の左辺同士の比は上記の(7)式、(8)式の右辺同士の比に等しいので、次式を得る。
(1/2) Fcontrol + (1/2) Fcrank≈Y × (Δx5 + Δx6) × L6
(8)
Where Y: Young's modulus (constant value),
Here, if the amount of deformation in the load direction of the C portion is equal to the amount of deformation in the load direction of the D portion, when a bush (not shown) is accommodated between the control pin 12 and the control pin hole 36, the right side of the control pin 12 Contact between the asymmetrical control pin 12 and the bush does not occur between the part (C part) and the left part (D part), and neither the clockwise drag nor the counterclockwise drag occurs on the bush. From this request, it is assumed that the load direction deformation amount of the C part and the load direction deformation amount of the D part are equal, that is, Δx4 = Δx5 + Δx6. Since the ratio between the left sides of the above formulas (7) and (8) is equal to the ratio between the right sides of the above formulas (7) and (8), the following formula is obtained.

(1/2)Fcontrol+(1/2)Fcrank:(1/2)Fcontrol
=(Δx5+Δx6)×Y×L6:Δx4×Y×L5
=L6:L5
この式の左辺に2を乗算すると、Fcontrol+Fcrank:Fcontrolとなるので、次式が得られる。
(1/2) Fcontrol + (1/2) Fcrank: (1/2) Fcontrol
= (Δx5 + Δx6) × Y × L6: Δx4 × Y × L5
= L6: L5
Multiplying the left side of this expression by 2 gives Fcontrol + Fcrank: Fcontrol, so the following expression is obtained.

Fcontrol+Fcrank:Fcontrol=L6:L5 …(9)
上記(5)式とこの(9)式を連立させて解くと、次式が得られる。
Fcontrol + Fcrank: Fcontrol = L6: L5 (9)
When the above equation (5) and equation (9) are solved simultaneously, the following equation is obtained.

L4+2L3:L3=L6:L5 …(10)
このようにして得られた(10)式は、L3,L4,L5,L6の間に(10)式の関係が成り立つようにロアーリンク5の各寸法を定めたとき、コントロールピン12の左右両側に位置する部位(C部、D部)の肉厚が相違していても、かつ荷重方向がクランクピン孔34の中心とコントロールピン孔36の中心とを結ぶ線に沿っていなくても、コントロールピン12の左右両側に位置する部位(C部、D部)の荷重方向変形量が同じとなり、これによって、コントロールピン12とコントロールピン孔36の間に収納するブッシュの内転を抑制することができることを意味する。
L4 + 2L3: L3 = L6: L5 (10)
When the dimensions of the lower link 5 are determined so that the relationship of the expression (10) is established between L3, L4, L5, and L6, the expression (10) obtained in this way is the left and right sides of the control pin 12. Even if the thicknesses of the parts (C part and D part) located at different positions are different and the load direction is not along the line connecting the center of the crank pin hole 34 and the center of the control pin hole 36, The amount of deformation in the load direction of the portions (C portion, D portion) located on both the left and right sides of the pin 12 becomes the same, thereby suppressing the inversion of the bush accommodated between the control pin 12 and the control pin hole 36. Means you can.

こうした原理に基づき設計した、つまり上記(6)式及び(10)式の関係を満たすようにL1,L2,L3,L4,L5,L6を定めた、本発明の第2実施形態のロアーリンク5の正面図を図6に、この本発明の第2実施形態のロアーリンク5を有する複リンク型ピストンクランク機構を備えるレシプロ式エンジンの概略構成図を図8に示す。なお、図6では後述するロアーリンクアッパー部品72とロアーリンクロアー部品73とを締結するための一対のボルト75,76を重ねて示している。   The lower link 5 according to the second embodiment of the present invention, which is designed based on such a principle, that is, L1, L2, L3, L4, L5, and L6 are defined so as to satisfy the relationship of the above expressions (6) and (10). FIG. 6 is a schematic front view of the engine, and FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a reciprocating engine including a multi-link type piston crank mechanism having a lower link 5 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, a pair of bolts 75 and 76 for fastening a lower link upper part 72 and a lower link lower part 73, which will be described later, are shown in an overlapping manner.

図6において、ロアーリンク5はクランクピン4が嵌合する略中央のクランクピン軸受部41と、アッパーピン7を保持する一端部(左端部)のアッパーピン用ピンボス部と、コントロールピンを保持する他端部(左端部)のコントロールピン用ピンボス部とを有し、全体として平行四辺形状に形成され、紙面に直角な方向に所定の厚さを有している。   In FIG. 6, the lower link 5 holds a crank pin bearing portion 41 at the substantially center where the crank pin 4 is fitted, an upper pin pin boss portion at one end (left end portion) for holding the upper pin 7, and a control pin. It has a control pin pin boss portion at the other end portion (left end portion), is formed in a parallelogram shape as a whole, and has a predetermined thickness in a direction perpendicular to the paper surface.

詳述すると、ロアーリンク5の左上の隅には二股部分が形成され、この二股部分に一対のアッパーピン用ピンボス部45,46を有している。これについてはさらに図7を参照して説明すると、図7はアッパーリンク6とロアーリンク5とを連結した組付状態を示している。すなわち、ロアーリンク5には、二股部分が上側に伸びて形成されており、この二股部分に一対のアッパーピン用ピンボス部45,46を有している。ロアーリンク5の二股部分にはアッパーリンク6の下端ピンボス部51がはまりこむ空間が設けられている。ロアーリンク5の二股部分に設けている一対のアッパーピン用ピンボス部45,46は、アッパーピン7の両端部を支持するものである。この実施形態では、一対のアッパーピン用ピンボス部45,46に円筒状に形成されるアッパーピン孔47,48の内径はアッパーピン7の外径よりも極くわずか小さく、アッパーピン7が圧入されるようになっている。また、アッパーリンク6の下端ピンボス部51のピン孔52にはリング状のブッシュ53が収納され、ブッシュ53の内径はアッパーピン7の外径よりも極くわずか大きく、アッパーピン7との間に所定のクリアランスが生じるようになっている。この結果、一対のアッパーピン用ピンボス部45,46を含むロアーリンク5の二股部分に挟まれるように、アッパーリンク6の下端ピンボス部51が位置し、アッパーピン7の両端部をロアーリンク5の二股部分側が支持し、かつアッパーピン7の中央部にアッパーリンク6の下端ピンボス部51が回転自在に嵌合している。   More specifically, a bifurcated portion is formed at the upper left corner of the lower link 5, and a pair of upper pin pin boss portions 45, 46 are provided at the bifurcated portion. This will be further described with reference to FIG. 7. FIG. 7 shows an assembled state in which the upper link 6 and the lower link 5 are connected. That is, the lower link 5 is formed with a bifurcated portion extending upward, and has a pair of upper pin pin boss portions 45 and 46 at the bifurcated portion. A space into which the lower end pin boss portion 51 of the upper link 6 is fitted is provided at the forked portion of the lower link 5. A pair of upper pin pin boss portions 45, 46 provided at the bifurcated portion of the lower link 5 supports both end portions of the upper pin 7. In this embodiment, the inner diameters of the upper pin holes 47, 48 formed in a cylindrical shape in the pair of upper pin pin boss portions 45, 46 are extremely slightly smaller than the outer diameter of the upper pin 7, and the upper pin 7 is press-fitted. It has become so. Further, a ring-shaped bush 53 is accommodated in the pin hole 52 of the lower end pin boss portion 51 of the upper link 6, and the inner diameter of the bush 53 is extremely slightly larger than the outer diameter of the upper pin 7. A predetermined clearance is generated. As a result, the lower end pin boss portion 51 of the upper link 6 is positioned so as to be sandwiched between the forked portions of the lower link 5 including the pair of upper pin pin boss portions 45 and 46, and both end portions of the upper pin 7 are connected to the lower link 5. The lower fork pin boss portion 51 of the upper link 6 is rotatably fitted to the center portion of the upper pin 7 supported by the forked portion side.

図6に戻り、ロアーリンク5の右下の隅にも二股部分が形成され、この二股部分に一対のコントロールピン用ピンボス部61,62を有している。図示しないが、コントロールリンク11とロアーリンク5とを連結した組付状態も図7と同様の構成となっている。   Returning to FIG. 6, a bifurcated portion is also formed at the lower right corner of the lower link 5, and a pair of control pin pin boss portions 61 and 62 are provided at the bifurcated portion. Although not shown, the assembled state in which the control link 11 and the lower link 5 are connected has the same configuration as that in FIG.

一対のピンボス部45,46に円筒状に形成されるアッパーピン孔47,48の中心と、一対のピンボス部61,62に円筒状に形成されるコントロールピン孔63,64の中心とを結んだ線m上にクランクピン軸受部41のクランクピン孔42の中心がくるようにクランクピン孔42の位置が定められる。   The center of the upper pin holes 47 and 48 formed in a cylindrical shape in the pair of pin boss portions 45 and 46 and the center of the control pin holes 63 and 64 formed in a cylindrical shape in the pair of pin boss portions 61 and 62 are connected. The position of the crank pin hole 42 is determined so that the center of the crank pin hole 42 of the crank pin bearing portion 41 is on the line m.

一方、ロアーリンク5は、クランクピン4への組付性を良くするために、アッパーピン用ピンボス部45,46を有するロアーリンクアッパー部品72と、コントロールピン用ピンボス部61,62を有するロアーリンクロアー部品73とに分割して構成され、両者が一対のボルト75,76によって締結されている。そして、図8にも示したようにロアーリンクアッパー部品72は上側に、ロアーリンクロアー部品73は下側に位置している。   On the other hand, the lower link 5 has a lower link upper part 72 having upper pin pin boss portions 45 and 46 and a control pin pin boss portions 61 and 62 in order to improve the assemblability to the crank pin 4. The lower part 73 is divided into two parts, and both are fastened by a pair of bolts 75 and 76. As shown in FIG. 8, the lower link upper part 72 is located on the upper side, and the lower link lower part 73 is located on the lower side.

ロアーリンク5は、クランクピン4が嵌合されるクランクピン軸受部41の中心を通る面(接合面)でロアーリンクアッパー部品72とロアーリンクロアー部品73とに分割され、クランクピン軸受部41は、半割り構造としてその半割部の一方がロアーリンクアッパー部品72に、他方がロアーリンクロアー部品73にそれぞれ形成されている。   The lower link 5 is divided into a lower link upper part 72 and a lower link lower part 73 at a surface (joint surface) passing through the center of the crankpin bearing part 41 to which the crankpin 4 is fitted, and the crankpin bearing part 41 is As a half structure, one of the half parts is formed on the lower link upper part 72 and the other is formed on the lower link lower part 73.

両部品72,73を結合するボルト75,76は、両者の接合面のうちの、クランクピン軸受部41を間に挟んでアッパーピン寄り部位とコントロールピン寄り部位とに配置されており、アッパーピン寄りのボルト75は、ロアーリンクロアー部品73の下面側から挿入され、ロアーリンクアッパー部品72に形成された袋状のねじ孔77に螺合されている。その一方で、コントロールピン寄りのボルト76は、ロアーリンクアッパー部品72の上面側から挿入され、ロアーリンクロアー部品73に形成されたねじ孔78に螺合されている。このように、一対のボルト75,76はボルト噛み合い先端が互い違いとなるようにされている。   Bolts 75 and 76 for connecting both parts 72 and 73 are disposed in the upper pin portion and the control pin portion, with the crank pin bearing 41 interposed therebetween, of the joint surfaces of the two parts 72 and 73. The close bolt 75 is inserted from the lower surface side of the lower link lower part 73 and screwed into a bag-like screw hole 77 formed in the lower link upper part 72. On the other hand, the bolt 76 near the control pin is inserted from the upper surface side of the lower link upper part 72 and screwed into a screw hole 78 formed in the lower link lower part 73. In this way, the pair of bolts 75 and 76 are configured such that the front ends of the bolts are staggered.

また、アッパーピン寄りのボルト75は、そのボルト中心軸nがアッパーピン孔47,48の中心を通る上下方向線と一致するように、これに対してコントロールピン寄りのボルト76は、そのボルト中心軸pがコントロールピン孔63,64の中心を通る上下方向線より左側に少しだけ平行移動した位置にくるようにしている。   In addition, the bolt 75 near the upper pin has a bolt center axis n that coincides with a vertical line passing through the centers of the upper pin holes 47 and 48, whereas the bolt 76 near the control pin has a bolt center. The axis p is positioned so as to be slightly translated to the left side from the vertical line passing through the centers of the control pin holes 63 and 64.

さらに、アッパーピン寄りのボルト75のボルトかみ合い先端は、アッパーピン孔47,48及びクランクピン孔42から離れた位置と、またコントロールピン寄りのボルト76のボルトかみ合い先端は、コントロールピン孔63,64及びクランクピン孔42から離れた位置とされている。   Furthermore, the bolt engagement tip of the bolt 75 near the upper pin is located away from the upper pin holes 47 and 48 and the crank pin hole 42, and the bolt engagement tip of the bolt 76 near the control pin is the control pin hole 63, 64. And a position away from the crankpin hole 42.

図4に示した第1実施形態では3つのピン孔34,35,36の中心を結んだ水平線に対して各荷重Fcrank、Fupper、Fcontrolが上下方向に作用する簡略化モデルで考えたが、実際には、ロアーリンク5はアッパーピン7を中心にして所定の角度範囲で揺動し、かつ各荷重Fcrank、Fupper、Fcontrolの作用する方向は必ずしもピストン運動方向と一致していない。例えば、図6においてボルト中心軸n,pがピストン運動方向Qと平行な位置にあるとすると、アッパーピン孔47,48、クランクピン孔42、コントロールピン孔63,64の各中心を結んだ直線mがピストン運動方向Qに対して傾いており、各荷重Fcrank、Fupper、Fcontolの作用する方向もピストン運動方向Qと平行になっていない。このような場合には、クランクピン孔42(クランクピン軸受部)の中心からアッパーピン孔47,48(アッパーピン用ピンボス部45,46)の中心へ引いた直線(m)の荷重Fcrankに対する角度をθcrank、アッパーピン孔47,48(アッパーピン用ピンボス部45,46)の中心からクランクピン孔42(クランクピン軸受部41)の中心へ引いた直線(m)の荷重Fupperに対する角度をθupperとすると、Fcrank、Fupperのうち直線mに直交する方向の分力(Fcrank・sinθcrank とFupper・sinθupper)だけを考えてやればよいこととなる。すなわち、第2実施形態では、上記(3)式に代えて次の(11)式を用いることとする。   In the first embodiment shown in FIG. 4, the simplified model in which the loads Fcrank, Fupper, and Fcontrol act in the vertical direction on the horizontal line connecting the centers of the three pin holes 34, 35, and 36 is considered. The lower link 5 swings within a predetermined angle range around the upper pin 7, and the direction in which each load Fcrank, Fupper, Fcontrol acts does not necessarily coincide with the piston movement direction. For example, assuming that the bolt center axes n and p are at positions parallel to the piston movement direction Q in FIG. 6, straight lines connecting the centers of the upper pin holes 47 and 48, the crank pin hole 42, and the control pin holes 63 and 64. m is inclined with respect to the piston movement direction Q, and the direction in which each load Fcrank, Fupper, Fcontol acts is not parallel to the piston movement direction Q. In such a case, an angle with respect to the load Fcrank of a straight line (m) drawn from the center of the crank pin hole 42 (crank pin bearing portion) to the center of the upper pin holes 47 and 48 (upper pin boss portions 45 and 46). Θcrank, the angle with respect to the load Fupper of the straight line (m) drawn from the center of the upper pin holes 47, 48 (upper pin pin boss portions 45, 46) to the center of the crank pin hole 42 (crank pin bearing portion 41), Then, only the component force (Fcrank · sinθcrank and Fupper · sinθupper) in the direction orthogonal to the straight line m of Fcrank and Fupper needs to be considered. That is, in the second embodiment, the following equation (11) is used instead of the above equation (3).

Fcrank・sinθcrank+Fupper・sinθupper:Fupper・sinθupper=L2:L1
…(11)
同様にして、クランクピン孔42(クランクピン軸受部41)の中心からコントロールピン孔63,64(コントロールピン用ピンボス部61,62)の中心へ引いた直線(m)の荷重Fcrankに対する角度をθcrank、コントロールピン孔63,64(コントロールピン用ピンボス部61,62)の中心からクランクピン孔42(クランクピン軸受部41)の中心へ引いた直線(m)の荷重Fcontrolに対する角度をθcontrolとすると、Fcrank、Fcontrolのうち直線mに直交する方向の分力(Fcrank・sinθcrank とFcontrol・sinθcontrol)だけを考えてやればよいので、第2実施形態では、上記(9)式に代えて次の(12)式を用いこととする。
Fcrank · sinθcrank + Fupper · sinθupper: Fupper · sinθupper = L2: L1
... (11)
Similarly, the angle of the straight line (m) drawn from the center of the crank pin hole 42 (crank pin bearing portion 41) to the center of the control pin holes 63 and 64 (control pin pin boss portions 61 and 62) with respect to the load Fcrank is θcrank. When the angle with respect to the load Fcontrol of the straight line (m) drawn from the center of the control pin holes 63, 64 (control pin pin boss portions 61, 62) to the center of the crank pin hole 42 (crank pin bearing portion 41) is θcontrol, Since only the component forces (Fcrank · sinθcrank and Fcontrol · sinθcontrol) in the direction orthogonal to the straight line m of Fcrank and Fcontrol have to be considered, in the second embodiment, instead of the above equation (9), the following (12 ) Expression.

Fcrank・sinθcrank+Fcontrol・sinθcontrol:Fcontrol・sinθcontrol
=L6:L5
…(12)
このように、図6に示した第2実施形態は(11)式、(12)式を満たすようにL1、L2、L5、L6を定めてロアーリンク形状を設計している。
Fcrank ・ sinθcrank + Fcontrol ・ sinθcontrol : Fcontrol ・ sinθcontrol
= L6: L5
(12)
As described above, in the second embodiment shown in FIG. 6, the lower link shape is designed by determining L1, L2, L5, and L6 so as to satisfy the expressions (11) and (12).

さらに述べると、図6ではθupper、θcrank、θcontrolが同じ角度でない場合を記載しているが、大雑把に扱うとすれば、これら角度は同じ、つまりθupper=θcrank=θcontrolでよい。このとき、上記の(11)式、(12)式は次のようになる。   More specifically, FIG. 6 shows a case where θupper, θcrank, and θcontrol are not the same angle. However, if roughly handled, these angles may be the same, that is, θupper = θcrank = θcontrol. At this time, the above equations (11) and (12) are as follows.

Fcrank+Fupper:Fupper=L2:L1 …(13)
Fcrank+Fcontrol:Fcontrol=L6:L5 …(14)
これら(13)式、(14)式は、上記(3)式、(9)式と同じである。すなわち、第1実施形態は、第2実施形態を簡略化した場合に相当する。
Fcrank + Fupper: Fupper = L2: L1 (13)
Fcrank + Fcontrol: Fcontrol = L6: L5 (14)
These expressions (13) and (14) are the same as the above expressions (3) and (9). That is, the first embodiment corresponds to a case where the second embodiment is simplified.

なお、複リンク型ピストンクランク機構においては、ピストン9を傾けようと作用するサイドスラスト荷重は、一般の単リンク式ピストンクランク機構の場合よりも小さくなる。具体的には、ピストン9に最大燃焼圧が作用するのは、膨張行程の前半であり、ピストン頭部が最大荷重を受けることになるが、このとき、アッパーリンク6は、垂直に近い姿勢であり、シリンダ10の軸線に対する傾きが非常に小さい。特に、単リンク式ピストンクランク機構の場合のコネクティングロッドの姿勢に比べて、シリンダ10の軸線に対する傾きを、より小さくすることが可能である。従って、サイドスラスト荷重が低減する。さらに述べると、第2実施形態では、図9に示したようにアッパーピン7の運動軌跡を、ピストン運動方向に長軸を有する楕円とすることで、ピストンピン8を中心とするアッパーリンク6の揺動角度が小さくなりアッパーリンク6の揺動角速度が小さくなる。アッパーリンク6に作用する燃焼荷重は、通常、圧縮上死点後10〜20deg程度で最大となり、その後、シリンダ内圧が低くなるまで荷重を受け続ける。その間、アッパーピン7の軌跡が楕円形状であれば、アッパーリンク6が殆ど角度変化しない状態で荷重を受けるため、ピストンピン8との摺動速度が小さくなり(殆どゼロ)、これによってサイドスラスト荷重を低減できる。言い替えると、図6に示したように、第2実施形態では、ピンボス部45,46に入力される燃焼荷重最大時の荷重Fupperの方向はピストン運動方向Qにかなり近いものとなっている。   In the multi-link type piston crank mechanism, the side thrust load that acts to incline the piston 9 is smaller than that in a general single-link type piston crank mechanism. Specifically, the maximum combustion pressure acts on the piston 9 in the first half of the expansion stroke, and the piston head receives the maximum load. At this time, the upper link 6 is in a posture close to vertical. Yes, the inclination of the cylinder 10 with respect to the axis is very small. In particular, the inclination with respect to the axis of the cylinder 10 can be made smaller than the posture of the connecting rod in the case of a single link type piston crank mechanism. Accordingly, the side thrust load is reduced. More specifically, in the second embodiment, as shown in FIG. 9, the movement locus of the upper pin 7 is an ellipse having a long axis in the piston movement direction, so that the upper link 6 around the piston pin 8 is centered. The swing angle becomes smaller and the swing angular velocity of the upper link 6 becomes smaller. The combustion load acting on the upper link 6 is normally maximum at about 10 to 20 deg after the compression top dead center, and thereafter continues to receive the load until the cylinder internal pressure decreases. In the meantime, if the locus of the upper pin 7 is elliptical, the upper link 6 receives a load with almost no angle change, so the sliding speed with the piston pin 8 is reduced (almost zero), thereby side thrust load. Can be reduced. In other words, as shown in FIG. 6, in the second embodiment, the direction of the load Fupper at the maximum combustion load input to the pin boss portions 45 and 46 is quite close to the piston movement direction Q.

このように、アッパーピン寄りのボルト75のボルト中心軸nが、燃焼荷重最大時の荷重Fupperの方向、つまり燃焼荷重最大時のアッパーリンクの中心軸とほぼ平行となるようにすることで、アッパーピン寄りのボルト75へのモーメント荷重を低減し、ボルト締結部の耐久性を向上させることができる。これに対して、アッパーピン寄りのボルト75のボルト中心軸nが、燃焼荷重最大時の荷重Fupperの方向から大きくずれていると、アッパーピン寄りのボルト75にモーメント荷重が作用し、ボルト締結部の耐久性が低下することが考えられる。   In this way, the bolt central axis n of the bolt 75 near the upper pin is substantially parallel to the direction of the load Fupper when the combustion load is maximum, that is, the center axis of the upper link when the combustion load is maximum. The moment load on the bolt 75 near the pin can be reduced, and the durability of the bolt fastening portion can be improved. On the other hand, if the bolt center axis n of the bolt 75 near the upper pin is greatly deviated from the direction of the load Fupper at the maximum combustion load, a moment load acts on the bolt 75 near the upper pin, and the bolt fastening portion It is conceivable that the durability of the resin deteriorates.

またこのとき、図6に示したようにピンボス部61,62に入力される燃焼荷重最大時の荷重Fcontrolの方向もピストン運動方向Qにかなり近いものとなっており、第2実施形態では、コントロールピン寄りのボルト76のボルト中心軸pが、燃焼荷重最大時の荷重Fcontrolの方向、つまり燃焼荷重最大時のコントロールリンクの中心軸とほぼ平行となるようにすることで、コントロールピン寄りのボルト76へのモーメント荷重を低減し、ボルト締結部の耐久性を向上させることができる。これに対して、コントロールピン寄りのボルト76のボルト中心軸pが、燃焼荷重最大時の荷重Fcontrolの方向から大きくずれていると、コントロールピン寄りのボルト76にモーメント荷重が作用し、ボルト締結部の耐久性が低下することが考えられる。   Further, at this time, as shown in FIG. 6, the direction of the load Fcontrol at the time of maximum combustion load inputted to the pin boss portions 61 and 62 is also very close to the piston movement direction Q. By making the bolt central axis p of the bolt 76 near the pin substantially parallel to the direction of the load Fcontrol at the maximum combustion load, that is, the central axis of the control link at the maximum combustion load, the bolt 76 near the control pin The moment load on the bolt can be reduced, and the durability of the bolt fastening portion can be improved. On the other hand, if the bolt center axis p of the bolt 76 near the control pin is greatly deviated from the direction of the load Fcontrol when the combustion load is maximum, a moment load acts on the bolt 76 near the control pin, and the bolt fastening portion It is conceivable that the durability of the resin deteriorates.

なお、図6の場合に限らず、アッパーピン寄りのボルト75のボルト中心軸nが、燃焼荷重最大時の荷重Fupperの方向、つまり燃焼荷重最大時のアッパーリンクの中心軸とちょうど平行となるようにしてもかまわない。   Not only in the case of FIG. 6, the bolt central axis n of the bolt 75 near the upper pin is just parallel to the direction of the load Fupper at the maximum combustion load, that is, the central axis of the upper link at the maximum combustion load. It doesn't matter.

ここで、2つの実施形態の作用効果をまとめて説明する。   Here, the effects of the two embodiments will be described together.

第1実施形態(請求項1に記載の発明)によれば、アッパーリンク6と、ロアーリンク5と、コントロールリンク11とを備え、ロアーリンク5は、略中央のクランクピン軸受部31と、アッパーピン7を保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部32と、コントロールピン12を保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部33とを有し、アッパーピン用ピンボス部32にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、アッパーピン用ピンボス部32のうちクランクピン軸受部31のある側と反対側の部位の肉厚をL1、アッパーピン用ピンボス部32とクランクピン軸受部31との間の部位の肉厚をL2、アッパーピン用ピンボス部32の中心と、クランクピン軸受部31の中心との距離をL3、コントロールピン用ピンボス部33の中心と、クランクピン軸受部31の中心との距離をL4としたとき、上記(6)式が成立するようにしているので、アッパーピン用ピンボス部32とクランクピン軸受部31との間の部位(図5のB部)に作用する荷重と、アッパーピン用ピンボス部32のうちクランクピン軸受部31のある側と反対側の部位(図5のA部)に作用する荷重との比(L3 +2L4:L4)が、B部の肉厚とA部の肉厚との比(L2:L1)に等しくなるために、A部とB部に生じる非対称な変形を抑制することができ、アッパーピン用ピンボス部32に収納されるブッシュの内転を防止することができる。言い替えると、アッパーピン用ピンボス部32のうちクランクピン軸受部31のある側の部位とクランクピン軸受部31のない反対側の部位とで肉厚が相違し、かつアッパーピン用ピンボス部32に入力される荷重Fupperとクランクピン軸受部31に入力される荷重Fcrankの各方向が、アッパーピン用ピンボス部32の中心とコントロールピン用ピンボス部33の中心とを結んだ線に沿っていない場合においても、アッパーピン用ピンボス部32に収納されるブッシュの内転を防止することができる。   According to the first embodiment (the invention described in claim 1), the upper link 6, the lower link 5, and the control link 11 are provided. The lower link 5 includes the crankpin bearing portion 31 at the substantially center and the upper link. It has an upper pin pin boss part 32 for holding the pin 7 and a control pin pin boss part 33 for the other end of the control pin 12, and a bush is accommodated in the upper pin pin boss part 32. In the multi-link type piston crank mechanism, the thickness of the portion of the upper pin pin boss portion 32 opposite to the side where the crank pin bearing portion 31 is located is L1, and between the upper pin pin boss portion 32 and the crank pin bearing portion 31. L2 is the thickness of the portion of L, and L3 is the distance between the center of the pin boss portion 32 for the upper pin and the center of the crank pin bearing portion 31. When the distance between the center of the pin boss portion 33 for the lupin and the center of the crank pin bearing portion 31 is L4, the above formula (6) is established, so the pin boss portion 32 for the upper pin and the crank pin bearing portion And the load acting on the portion between the upper pin pin boss portion 32 and the portion on the opposite side of the crank pin bearing portion 31 side (A portion in FIG. 5). Since the ratio (L3 + 2L4: L4) to the load is equal to the ratio (L2: L1) between the thickness of the B part and the thickness of the A part (L2: L1), asymmetric deformation occurring in the A part and the B part is suppressed. In addition, the inward rotation of the bush accommodated in the pin boss portion 32 for the upper pin can be prevented. In other words, the thickness of the upper pin pin boss portion 32 is different between the portion on the side where the crank pin bearing portion 31 is located and the portion on the opposite side where the crank pin bearing portion 31 is not present, and the input is input to the pin boss portion 32 for the upper pin. Even when the directions of the load Fupper and the load Fcrank input to the crank pin bearing portion 31 are not along the line connecting the center of the upper pin pin boss portion 32 and the center of the control pin pin boss portion 33. Further, the inward rotation of the bush accommodated in the pin boss portion 32 for the upper pin can be prevented.

第1実施形態(請求項2に記載の発明)によれば、アッパーリンク6と、ロアーリンク5と、コントロールリンク11とを備え、ロアーリンク5は、略中央のクランクピン軸受部31と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部32と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部33とを有し、コントロールピン用ピンボス部にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、コントロールピン用ピンボス部33のうちクランクピン軸受部のある側と反対側の部位の肉厚をL5、コントロールピン用ピンボス部33とクランクピン軸受部31との間の部位の肉厚をL6、アッパーピン用ピンボス部32の中心と、クランクピン軸受部31の中心との距離をL3、コントロールピン用ピンボス部33の中心と、クランクピン軸受部31の中心との距離をL4としたとき、上記(10)式が成立するようにしているので、コントロールピン用ピンボス部33とクランクピン軸受部31との間の部位(図5のD部)に作用する荷重と、コントロールピン用ピンボス部33のうちクランクピン軸受部31のある側と反対側の部位(図5のC部)に作用する荷重との比(L4+2L3:L3)が、D部の肉厚とC部の肉厚との比(L6:L5)に等しくなるために、C部とD部に生じる非対称な変形を抑制することができ、コントロールピン用ピンボス部33に収納されるブッシュの内転を防止することができる。言い替えると、コントロールピン用ピンボス部33のうちクランクピン軸受部31のある側の部位とクランクピン軸受部31のない反対側の部位とで肉厚が相違し、かつコントロールピン用ピンボス部33に入力される荷重Fcontrolとクランクピン軸受部31に入力される荷重Fcrankの各方向が、コントロールピン用ピンボス部33の中心とアッパーピン用ピンボス部32の中心とを結んだ線に沿っていない場合においても、コントロールピン用ピンボス部33に収納されるブッシュの内転を防止することができる。   According to the first embodiment (the invention described in claim 2), the upper link 6, the lower link 5, and the control link 11 are provided. The lower link 5 includes the crankpin bearing portion 31 at the substantially center and the upper link. A multi-link type having an upper pin pin boss portion 32 for holding a pin and a control pin pin boss portion 33 for holding the control pin, and having a bush accommodated in the control pin pin boss portion In the piston crank mechanism, the thickness of the portion of the control pin pin boss portion 33 opposite to the side where the crank pin bearing portion is located is L5, and the thickness of the portion between the control pin pin boss portion 33 and the crank pin bearing portion 31 is. The thickness is L6, the distance between the center of the pin boss portion 32 for the upper pin and the center of the crank pin bearing portion 31 is L3, the controller When the distance between the center of the pin pin boss portion 33 and the center of the crank pin bearing portion 31 is L4, the above formula (10) is established, so the control pin pin boss portion 33 and the crank pin bearing portion And a load acting on a portion between the control pin pin boss portion 33 and a portion on the opposite side of the crank pin bearing portion 31 side (C portion in FIG. 5). The ratio (L4 + 2L3: L3) to the load is equal to the ratio (L6: L5) between the thickness of D part and the thickness of C part (L6: L5), so that asymmetric deformation occurring in C part and D part is suppressed. Thus, the internal rotation of the bush accommodated in the control pin pin boss portion 33 can be prevented. In other words, the wall thickness of the control pin pin boss part 33 is different between the part on the side where the crankpin bearing part 31 is located and the part on the opposite side where the crankpin bearing part 31 is not present, and is input to the pin boss part 33 for control pin. Even when the directions of the load Fcontrol and the load Fcrank input to the crank pin bearing portion 31 are not along the line connecting the center of the control pin pin boss portion 33 and the center of the upper pin pin boss portion 32 In addition, the inversion of the bush accommodated in the control pin pin boss portion 33 can be prevented.

図1に示したように、クランクピン軸受部の中心がアッパーピン用ピンボス部の中心とコントロール用ピンボス部の中心とを結んだ線上よりも下にある従来装置の場合には、アッパーピン軌跡の上昇によりシリンダボアの下端との干渉が大きくなり、クランクピン4がない側の肉厚L1を小さくする必要があり、またL4/L3を大きくすることができないため、ピストンストロークを大きくすることができない。一方、図示しないが、クランクピン軸受部の中心がアッパーピン用ピンボス部の中心とコントロール用ピンボス部の中心とを結んだ線上よりも上にある場合には、下死点でのアッパーリンク6とロアーリンク5の干渉を防止するために、アッパーピン用ピンボス部とロアーリンク5との距離を拡大しなければならない。すると、クランクピン4がない側の部位の肉厚L1を大きくする必要があり、上死点でのシリンダボアの下端との干渉が大きくなる。これに対して、第2実施形態(請求項3に記載の発明)によれば、アッパーピン用ピンボス部45,46の中心とコントロール用ピンボス部61,62の中心とを結んだ線上にクランクピン孔42(クランクピン軸受部41)の中心があるので、こうした問題が発生することがない。   As shown in FIG. 1, in the case of a conventional apparatus in which the center of the crank pin bearing portion is below the line connecting the center of the upper pin boss portion and the center of the control pin boss portion, As a result of the rise, interference with the lower end of the cylinder bore increases, and it is necessary to reduce the thickness L1 on the side where the crank pin 4 is not provided, and L4 / L3 cannot be increased, so that the piston stroke cannot be increased. On the other hand, although not shown, if the center of the crank pin bearing is above the line connecting the center of the upper pin boss and the center of the control pin boss, the upper link 6 at the bottom dead center In order to prevent the interference of the lower link 5, the distance between the pin boss portion for the upper pin and the lower link 5 must be increased. Then, it is necessary to increase the thickness L1 of the portion where the crank pin 4 is not provided, and the interference with the lower end of the cylinder bore at the top dead center is increased. On the other hand, according to the second embodiment (the invention described in claim 3), the crank pin is on a line connecting the centers of the upper pin pin boss portions 45 and 46 and the control pin boss portions 61 and 62. Since there is the center of the hole 42 (crank pin bearing portion 41), such a problem does not occur.

ロアーリンク5を、クランクピン軸受部41の半割部の一方とアッパーピン用ピンボス部45,46とを有するロアーリンクアッパー部品72と、クランクピン軸受部41の半割部の他方とコントロールピンボス部61,62とを有するロアーリンクロアー部品73とに分割し、これらロアーリンクアッパー部品72とロアーリンクロアー部品73とは両者の接合面のうちの、クランクピン軸受部41を間に挟んでアッパーピン寄り部位とコントロールピン寄りの部位とでそれぞれボルト75,76によって締結する場合に、図6において、一対のボルト75,76の頭部を同じ側に配置するとなると、例えば、アッパーピン寄りのボルト75をピンボス部45,46の上部に設ける必要があり、このときロアーリンク5のエンベロープ(ロアーリンク5が揺動したときの最外郭の軌跡)が大きくなりシリンダブロックのコンパクト化を妨げるのみならず、上死点付近のシリンダボアとの干渉が大きくなるのであるが、第2実施形態(請求項4に記載の発明)によれば、アッパーピン寄りに配置されるボルト75は、その頭部がロアーリンクロアー部品73側に位置されるようにロアーリンクロアー部品73側から締結し、コントロールピン寄りに配置されるボルト76は、その頭部がロアーリンクアッパー部品72側に位置されるようにロアーリンクアッパー部品72側から締結するので、一対のボルト75,76の頭部を同じ側に配置する場合よりもロアーリンク5全体をコンパクトに構成することができる。   The lower link 5 includes a lower link upper part 72 having one half of the crankpin bearing 41 and upper pin pin bosses 45, 46, the other half of the crankpin bearing 41 and a control pin boss. The lower link upper part 72 and the lower link lower part 73 are divided into upper link pins with the crank pin bearing portion 41 between them. In the case where the bolts 75 and 76 are fastened at the shift part and the control pin, respectively, when the heads of the pair of bolts 75 and 76 are arranged on the same side in FIG. 6, for example, the bolt 75 near the upper pin. At the top of the pin bosses 45, 46, and at this time, the envelope of the lower link 5 (low -The outermost trajectory when the link 5 swings) not only prevents the cylinder block from being made compact, but also increases interference with the cylinder bore near the top dead center. 4), the bolt 75 arranged near the upper pin is fastened from the lower link lower part 73 side so that its head is located on the lower link lower part 73 side, and closer to the control pin. Since the bolt 76 arranged at the position is fastened from the lower link upper part 72 side so that the head is located at the lower link upper part 72 side, the heads of the pair of bolts 75 and 76 are arranged on the same side. The entire lower link 5 can be made more compact than the case.

第2実施形態(請求項5に記載の発明)によれば、アッパーピン寄りに配置されるボルト75は、そのボルト中心軸nが燃焼荷重最大時のアッパーリンク中心軸(荷重Fupperの方向)と平行となるようにするかまたはコントロールピン寄りに配置されるボルト76は、そのボルト中心軸pが燃焼荷重最大時のコントロールリンク中心軸(荷重Fcontrolの方向)と平行となるようにするので、ボルト75,76へのモーメント荷重を低減することが可能となり、ボルト締結部の耐久性を向上でき、ロアーリンク5の構成をコンパクトにすることができる。   According to the second embodiment (invention described in claim 5), the bolt 75 arranged near the upper pin has an upper link central axis (direction of the load Fupper) when the bolt central axis n is at the maximum combustion load. The bolt 76 arranged in parallel or close to the control pin has its bolt center axis p parallel to the control link center axis (direction of the load Fcontrol) when the combustion load is maximum. The moment load to 75 and 76 can be reduced, the durability of the bolt fastening portion can be improved, and the configuration of the lower link 5 can be made compact.

第2実施形態(請求項6に記載の発明)によれば、アッパーピン寄りに配置されるボルト75は、そのボルト噛み合い先端がアッパーピン用ピンボス部45,46及びクランクピン軸受部41から離れた位置にあり、またコントロールピン寄りに配置されるボルト76は、そのボルト噛み合い先端がコントロールピン用ピンボス部61,62及びクランクピン軸受部41から離れた位置にあるので、応力振幅が大きくなるボルト締結部先端の変形をピンボス部45,46、61,62やクランクピン軸受部41から離すことが可能となり、ピンボス部45,46、61,62やクランクピン軸受部41の変形を抑制できる。   According to the second embodiment (the invention described in claim 6), the bolt 75 arranged near the upper pin has a bolt meshing tip separated from the upper pin pin boss portions 45 and 46 and the crank pin bearing portion 41. The bolt 76 located at the position and close to the control pin has a bolt engaging tip that is located away from the control pin pin boss portions 61 and 62 and the crank pin bearing portion 41. It is possible to separate the deformation of the tip of the portion from the pin boss portions 45, 46, 61, 62 and the crank pin bearing portion 41, and the deformation of the pin boss portions 45, 46, 61, 62 and the crank pin bearing portion 41 can be suppressed.

第2実施形態(請求項7に記載の発明)によれば、アッパーリンク6と、ロアーリンク5と、コントロールリンク11とを備え、ロアーリンク5は、略中央のクランクピン軸受部31と、アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部32と、コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部33とを有し、アッパーピン用ピンボス部32にブッシュが収納されている複リンク型ピストンクランク機構において、アッパーピン用ピンボス部45,46に入力される荷重をFupper、アッパーピン用ピンボス部45,46の中心からクランクピン孔42(クランクピン軸受部41)中心へ引いた直線(m)のこの荷重Fupperに対する角度をθupper、クランクピン軸受部31に入力される荷重をFcrank、クランクピン孔42(クランクピン軸受部41)の中心からアッパーピン用ピンボス部45,46の中心へ引いた直線(m)のこの荷重Fcrankに対する角度をθcrank、アッパーピン用ピンボス部45,46のうちクランクピン軸受部41のある側と反対側の部位の肉厚をL1、アッパーピン用ピンボス部45,46とクランクピン軸受部41との間の部位の肉厚をL2としたとき、上記(11)式が成立するようにしているので、アッパーピン用ピンボス部32のうちクランクピン軸受部31のある側の部位とクランクピン軸受部31のない反対側の部位とで肉厚が相違し、かつアッパーピン用ピンボス部32に入力される荷重と、クランクピン軸受部31に入力される荷重の各方向がピストン運動方向Qからずれていても、アッパーピン用ピンボス部32に収納されるブッシュの内転を防止することができる。   According to the second embodiment (the invention described in claim 7), the upper link 6, the lower link 5, and the control link 11 are provided. The lower link 5 includes the crankpin bearing portion 31 at the substantially center and the upper link. A multi-link having an upper pin pin boss portion 32 for holding a pin and a control pin pin boss portion 33 for holding the control pin, and having a bush accommodated in the upper pin pin boss portion 32 In the type piston crank mechanism, a straight line (Fupper, a straight line obtained by pulling the load input to the upper pin pin boss portions 45, 46 from the center of the upper pin pin boss portions 45, 46 to the center of the crank pin hole 42 (crank pin bearing portion 41)) m) The angle of this load Fupper with θupper, the load input to the crankpin bearing 31 with Fcrank, and the crankpin hole The angle of the straight line (m) drawn from the center of the 42 (crank pin bearing portion 41) to the center of the upper pin pin boss portions 45, 46 with respect to this load Fcrank is θcrank, and of the upper pin pin boss portions 45, 46, the crank pin bearing When the thickness of the portion opposite to the side where the portion 41 is located is L1, and the thickness of the portion between the upper pin pin boss portions 45, 46 and the crank pin bearing portion 41 is L2, the above equation (11) is Since the upper pin pin boss part 32 is formed, the thickness of the part on the side where the crankpin bearing part 31 is present is different from the part on the opposite side where the crankpin bearing part 31 is not present, and for the upper pin. Even if the direction of the load input to the pin boss part 32 and the direction of the load input to the crank pin bearing part 31 are deviated from the piston movement direction Q, they are stored in the pin boss part 32 for the upper pin. It is possible to prevent the adduction of the stored bush.

第2実施形態(請求項9に記載の発明)によれば、コントロールリンク11の一端の揺動支点位置を変更することにより圧縮比を変化させ得るアクチュエータ(コントロールシャフト13、偏心カム部14、ウォームギヤ15、圧縮比制御アクチュエータ16)と、低負荷時に高圧縮比となるように、高負荷時に低圧縮比となるようにこのアクチュエータに与える指令値を制御するエンジンコントロールユニット39(圧縮比可変制御手段)とを備えるので、エンジン負荷が上昇し、ピストン9、アッパーリンク6を介してロアーリンクのピンボス部45,46に入力される荷重Fupperが大きくなる低圧縮時にブッシュ内転抑制効果が大きくなる。   According to the second embodiment (the invention described in claim 9), the actuator (control shaft 13, eccentric cam portion 14, worm gear) that can change the compression ratio by changing the swing fulcrum position of one end of the control link 11. 15, compression ratio control actuator 16) and an engine control unit 39 (compression ratio variable control means for controlling the command value given to this actuator so that the compression ratio is low when the load is high so that the compression ratio is high when the load is low. ), The engine load increases, and the bush inversion suppressing effect is increased at low compression when the load Fupper input to the pin boss portions 45 and 46 of the lower link via the piston 9 and the upper link 6 is increased.

実施形態では、アッパーピン用ピンボス部の中心とコントロール用ピンボス部の中心とを結んだ線上にクランクピン軸受部の中心がある場合で説明したが(図4、図6参照)、アッパーピン用ピンボス部の中心とコントロール用ピンボス部の中心とを結んだ線上にクランクピン軸受部の中心がない場合にも本発明を適用することができる。すなわち、この場合にも上記(6)式、(10)式、(11)式、(12)式が成立するようにロアーリンク5を構成することができる。   In the embodiment, the case where the center of the crank pin bearing portion is on the line connecting the center of the pin boss portion for the upper pin and the center of the control pin boss portion has been described (see FIGS. 4 and 6). The present invention can also be applied to the case where the center of the crank pin bearing portion is not on the line connecting the center of the portion and the center of the control pin boss portion. That is, also in this case, the lower link 5 can be configured so that the above expressions (6), (10), (11), and (12) are established.

実施形態では、アッパーピン用ピンボス部、クランクピン軸受部、コントロールピン用ピンボス部に入力される荷重として、燃焼荷重最大時に作用する荷重(Fupper、Fcrank、Fcontrol)を考えたが、これに限られるものでなく、慣性力最大時に作用する荷重に対しても本発明を適用することができる。   In the embodiment, the load (Fupper, Fcrank, Fcontrol) acting at the maximum combustion load is considered as the load input to the pin boss part for the upper pin, the crank pin bearing part, and the pin boss part for the control pin, but is not limited to this. The present invention can also be applied to a load that acts when the inertial force is maximum.

複リンク型ピストンクランク機構を有するレシプロ式エンジンの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a reciprocating engine having a multi-link type piston crank mechanism. 高圧縮比位置、低圧縮比位置での各リンクの姿勢図。The posture figure of each link in a high compression ratio position and a low compression ratio position. ブッシュ内転が発生する原理を説明するための概略図。Schematic for demonstrating the principle which bush inversion occurs. 第1実施形態のロアーリンクの簡略化モデル図。The simplified model figure of the lower link of 1st Embodiment. 第1実施形態の荷重作用時のロアーリンク各部の変形を図解した概略図。Schematic which illustrated the deformation | transformation of each part of the lower link at the time of the load effect | action of 1st Embodiment. 第2実施形態のロアーリンクの概略正面図。The schematic front view of the lower link of 2nd Embodiment. 第2実施形態のアッパーリンクとロアーリンクとの組付状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the assembly | attachment state of the upper link and lower link of 2nd Embodiment. 第2実施形態のロアーリンクを組み込んだ複リンク型ピストンクランク機構を備えるレシプロ式エンジンの概略構成図。The schematic block diagram of a reciprocating engine provided with the multi-link type piston crank mechanism incorporating the lower link of 2nd Embodiment. 第2実施形態のアッパーピン軌跡を説明するための概略図。Schematic for demonstrating the upper pin locus | trajectory of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

4 クランクピン
5 ロアーリンク
6 アッパーリンク
8 ピストンピン
9 ピストン
11 コントロールリンク
31 クランクピン軸受部
32 アッパーピン用ピンボス部
33 コントロールピン用ピンボス部
39 エンジンコントロールユニット(圧縮比可変制御手段)
41 クランクピン軸受部
42 クランクピン孔
45,46 ピンボス部
47,48 アッパーピン孔
61,62 ピンボス部
63,64 コントロールピン孔
72 ロアーリンクアッパー部品
73 ロアーリンクロアー部品
75 アッパーピン寄りのボルト
76 コントロールピン寄りのボルト
4 Crank pin 5 Lower link 6 Upper link 8 Piston pin 9 Piston 11 Control link 31 Crank pin bearing part 32 Pin boss part for upper pin 33 Pin boss part for control pin 39 Engine control unit (compression ratio variable control means)
41 Crank pin bearing part 42 Crank pin hole 45, 46 Pin boss part 47, 48 Upper pin hole 61, 62 Pin boss part 63, 64 Control pin hole 72 Lower link upper part 73 Lower link lower part 75 Bolt near upper pin 76 Control pin Bolt

Claims (9)

ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパーリンクと、
このアッパーリンクの他端にアッパーピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアーリンクと、
一端がエンジン本体側に揺動可能に支持され、かつ他端が上記ロアーリンクにコントロールピンを介して連結されたコントロールリンクと
を備え、
前記ロアーリンクは、前記クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部と、前記アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部と、前記コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部とを有し、
アッパーピン用ピンボス部にブッシュが収納されている
複リンク型ピストンクランク機構において、
前記アッパーピン用ピンボス部のうち前記クランクピン軸受部のある側と反対側の部位の肉厚をL1、前記アッパーピン用ピンボス部と前記クランクピン軸受部との間の部位の肉厚をL2、前記アッパーピン用ピンボス部の中心と、前記クランクピン軸受部の中心との距離をL3、前記コントロールピン用ピンボス部の中心と、前記クランクピン軸受部の中心との距離をL4としたとき、
L3+2L4:L4=L2:L1 …(a)
となることを特徴とする複リンク型ピストンクランク機構。
An upper link having one end connected to the piston via a piston pin;
A lower link connected to the other end of the upper link via an upper pin, and connected to the crankpin of the crankshaft;
A control link having one end swingably supported on the engine body side and the other end connected to the lower link via a control pin.
The lower link is for a crank pin bearing portion in the middle of which the crank pin is fitted, an upper pin pin boss portion for holding the upper pin, and a control pin for the other end portion of the control pin. Having a pin boss,
In the multi-link type piston crank mechanism in which the bush is stored in the pin boss part for the upper pin,
The thickness of the portion of the upper pin pin boss portion opposite to the side where the crank pin bearing portion is located is L1, and the thickness of the portion between the upper pin pin boss portion and the crank pin bearing portion is L2, When the distance between the center of the pin boss portion for the upper pin and the center of the crank pin bearing portion is L3, and the distance between the center of the pin boss portion for the control pin and the center of the crank pin bearing portion is L4,
L3 + 2L4: L4 = L2: L1 (a)
A multi-link type piston crank mechanism.
ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパーリンクと、
このアッパーリンクの他端にアッパーピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアーリンクと、
一端がエンジン本体側に揺動可能に支持され、かつ他端が上記ロアーリンクにコントロールピンを介して連結されたコントロールリンクと
を備え、
前記ロアーリンクは、前記クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部と、前記アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部と、前記コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部とを有し、
コントロールピン用ピンボス部にブッシュが収納されている
複リンク型ピストンクランク機構において、
前記コントロールピン用ピンボス部のうち前記クランクピン軸受部のある側と反対側の部位の肉厚をL5、前記コントロールピン用ピンボス部と前記クランクピン軸受部との間の部位の肉厚をL6、前記アッパーピン用ピンボス部の中心と、前記クランクピン軸受部の中心との距離をL3、前記コントロールピン用ピンボス部の中心と、前記クランクピン軸受部の中心との距離をL4としたとき、
L4+2L3:L3=L6:L5 …(b)
となることを特徴とする複リンク型ピストンクランク機構。
An upper link having one end connected to the piston via a piston pin;
A lower link connected to the other end of the upper link via an upper pin, and connected to the crankpin of the crankshaft;
A control link having one end swingably supported on the engine body side and the other end connected to the lower link via a control pin.
The lower link is for a crank pin bearing portion in the middle of which the crank pin is fitted, an upper pin pin boss portion for holding the upper pin, and a control pin for the other end portion of the control pin. Having a pin boss,
In the multi-link type piston crank mechanism in which the bush is housed in the pin boss part for the control pin,
The thickness of the portion of the control pin pin boss portion opposite to the side where the crank pin bearing portion is located is L5, and the thickness of the portion between the control pin pin boss portion and the crank pin bearing portion is L6, When the distance between the center of the pin boss portion for the upper pin and the center of the crank pin bearing portion is L3, and the distance between the center of the pin boss portion for the control pin and the center of the crank pin bearing portion is L4,
L4 + 2L3: L3 = L6: L5 (b)
A multi-link type piston crank mechanism.
前記アッパーピン用ピンボス部の中心と前記コントロール用ピンボス部の中心とを結んだ線上に前記クランクピン軸受部の中心があることを特徴とする請求項1または2に記載の複リンク型ピストンクランク機構。   3. The multi-link type piston crank mechanism according to claim 1, wherein the center of the crank pin bearing portion is on a line connecting the center of the pin boss portion for the upper pin and the center of the pin boss portion for control. . 前記ロアーリンクを、前記クランクピン軸受部の半割部の一方と前記アッパーピン用ピンボス部とを有するロアーリンクアッパー部品と、前記クランクピン軸受部の半割部の他方と前記コントロールピンボス部とを有するロアーリンクロアー部品とに分割し、
これらロアーリンクアッパー部品とロアーリンクロアー部品とは両者の接合面のうちの、前記クランクピン軸受部を間に挟んでアッパーピン寄り部位とコントロールピン寄りの部位とでそれぞれボルトによって締結し、
アッパーピン寄りに配置されるボルトは、その頭部がロアーリンクロアー部品側に位置されるようにロアーリンクロアー部品側から締結し、
コントロールピン寄りに配置されるボルトは、その頭部がロアーリンクアッパー部品側に位置されるようにロアーリンクアッパー部品側から締結することを特徴とする請求項1から3までのいずれか一つに記載の複リンク型ピストンクランク機構。
The lower link includes a lower link upper part having one of the half parts of the crank pin bearing part and the pin boss part for the upper pin, the other half part of the crank pin bearing part, and the control pin boss part. Divided into lower link lower parts,
The lower link upper part and the lower link lower part are fastened by bolts at the upper pin portion and the control pin portion, with the crank pin bearing portion in between, respectively,
The bolt arranged near the upper pin is fastened from the lower link lower part side so that its head is located on the lower link lower part side,
The bolt arranged near the control pin is fastened from the lower link upper part side so that its head is located on the lower link upper part side. The double link type piston crank mechanism as described.
前記アッパーピン寄りに配置されるボルトは、そのボルト中心軸が燃焼荷重最大時または慣性力最大時のアッパーリンク中心軸と平行となるようにするかまたは前記コントロールピン寄りに配置されるボルトは、そのボルト中心軸が燃焼荷重最大時または慣性力最大時のコントロールリンク中心軸と平行となるようにすることを特徴とする請求項4に記載の複リンク型ピストンクランク機構。   The bolt arranged near the upper pin has a bolt central axis parallel to the upper link central axis when the combustion load is maximum or the inertial force is maximum, or the bolt arranged near the control pin is 5. The multi-link type piston crank mechanism according to claim 4, wherein the bolt center axis is parallel to the control link center axis when the combustion load is maximum or the inertia force is maximum. 前記アッパーピン寄りに配置されるボルトは、そのボルトかみ合い先端が前記アッパーピン用ピンボス部及び前記クランクピン軸受部から離れた位置にあるかまたは前記コントロールピン寄りに配置されるボルトは、そのボルトかみ合い先端が前記コントロールピン用ピンボス部及び前記クランクピン軸受部から離れた位置にあることを特徴とする請求項4または5に記載の複リンク型ピストンクランク機構。   The bolt arranged closer to the upper pin has a bolt engaging tip located at a position away from the pin boss portion for the upper pin and the crank pin bearing portion, or the bolt arranged closer to the control pin is engaged with the bolt. 6. The multi-link type piston crank mechanism according to claim 4, wherein a tip is located at a position away from the pin boss portion for the control pin and the crank pin bearing portion. ピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパーリンクと、
このアッパーリンクの他端にアッパーピンを介して連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに連結されたロアーリンクと、
一端がエンジン本体側に揺動可能に支持され、かつ他端が上記ロアーリンクにコントロールピンを介して連結されたコントロールリンクと
を備え、
前記ロアーリンクは、前記クランクピンが嵌合する略中央のクランクピン軸受部と、前記アッパーピンを保持する一端部のアッパーピン用ピンボス部と、前記コントロールピンを保持する他端部のコントロールピン用ピンボス部とを有し、
アッパーピン用ピンボス部にブッシュが収納されている
複リンク型ピストンクランク機構において、
前記アッパーピン用ピンボス部に入力される荷重をFupper、前記アッパーピン用ピンボス部の中心から前記クランクピン軸受部の中心へ引いた直線のこの荷重Fupperに対する角度をθupper、前記クランクピン軸受部に入力される荷重をFcrank、前記クランクピン軸受部の中心から前記アッパーピン用ピンボス部の中心へ引いた直線のこの荷重Fcrankに対する角度をθcrank、前記アッパーピン用ピンボス部のうち前記クランクピン軸受部のある側と反対側の部位の肉厚をL1、前記アッパーピン用ピンボス部と前記クランクピン軸受部との間の部位の肉厚をL2としたとき、
Fcrank・sinθcrank+Fupper・sinθupper:Fupper・sinθupper=L2:L1
…(c)
となることを特徴とする複リンク型ピストンクランク機構。
An upper link having one end connected to the piston via a piston pin;
A lower link connected to the other end of the upper link via an upper pin, and connected to the crankpin of the crankshaft;
A control link having one end swingably supported on the engine body side and the other end connected to the lower link via a control pin.
The lower link is for a crank pin bearing portion in the middle of which the crank pin is fitted, an upper pin pin boss portion for holding the upper pin, and a control pin for the other end portion of the control pin. Having a pin boss,
In the multi-link type piston crank mechanism in which the bush is stored in the pin boss part for the upper pin,
The load input to the pin boss for the upper pin is Fupper, and the angle of the straight line drawn from the center of the pin boss for the upper pin to the center of the crankpin bearing is θupper, and the angle is input to the crankpin bearing. Fcrank, the angle of the straight line drawn from the center of the crank pin bearing portion to the center of the upper pin pin boss portion with respect to the load Fcrank is θcrank, and the crank pin bearing portion of the upper pin pin boss portion is provided. When the thickness of the portion opposite to the side is L1, and the thickness of the portion between the pin boss portion for the upper pin and the crank pin bearing portion is L2,
Fcrank · sinθcrank + Fupper · sinθupper: Fupper · sinθupper = L2: L1
... (c)
A multi-link type piston crank mechanism.
前記荷重は、燃焼荷重最大時または慣性力最大時の荷重であることを特徴とする請求項7に記載の複リンク型ピストンクランク機構。   The multi-link type piston crank mechanism according to claim 7, wherein the load is a load at the time of maximum combustion load or maximum inertia force. 前記コントロールリンクの一端の揺動支点位置を変更することにより圧縮比を変化させ得るアクチュエータと、
低負荷時に高圧縮比となるように、高負荷時に低圧縮比となるようにこのアクチュエータに与える指令値を制御する圧縮比可変制御手段と
を備えることを特徴とする請求項7または8に記載の複リンク型ピストンクランク機構。
An actuator capable of changing the compression ratio by changing the swing fulcrum position of one end of the control link;
The compression ratio variable control means for controlling a command value given to the actuator so as to become a low compression ratio at a high load so as to become a high compression ratio at a low load. Double-link type piston crank mechanism.
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