(57)【要約】【課題】燃焼行程における共振や他の行程における騒音の増大を抑制する。【解決手段】ピストン１と、小端部１０ａがピストン１と連結されるコンロッド１０と、ピストン１と小端部１０ａとを連結するピストンピン２と、ピストンピン２の内部に設けられ、燃焼行程において共振を抑制する動吸振器２０とを備える。動吸振器２０が、質量調整部５０を固定部２０ａに組み付けることによって可動部２０ｂが形成される組付型動吸振器２０Ｂを含む。【選択図】図３
2015083826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのピストン構造であって、
シリンダ内で往復動するピストンと、
両端の各々に小端部と大端部とを有し、当該小端部が前記ピストンと連結され、当該大端部がクランクシャフトと連結されるコンロッドと、
前記ピストンと前記小端部とを連結する断面中空のピストンピンと、
前記ピストンピンの内部に設けられるとともに、当該ピストンピンに固定される固定部と、当該固定部に揺動可能に支持される可動部と、を有し、燃焼行程において、前記ピストン、前記ピストンピン、及び前記小端部が一体で、前記コンロッドの大端部に対して共振するのを抑制する動吸振器と、
を備え、
前記動吸振器が、質量調整部を前記固定部に組み付けることによって前記可動部が形成される組付型動吸振器を含むエンジンのピストン構造。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンのピストン構造において、
前記ピストンピンの内部に前記動吸振器が２つ設けられ、
前記２つの動吸振器が、前記ピストンピンの中心軸方向の中央を通る面を挟んで両側にそれぞれ位置しているエンジンのピストン構造。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジンのピストン構造において、
前記動吸振器の一方が、前記組付型動吸振器とされ、前記動吸振器の他方が、前記固定部と前記可動部とが一体に形成されている一体型動吸振器とされているエンジンのピストン構造。
【請求項４】
請求項２に記載のエンジンのピストン構造において、
前記動吸振器の双方が、前記組付型動吸振器とされているエンジンのピストン構造。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のエンジンのピストン構造において、
前記固定部は、前記ピストンピンの中心軸方向に延びる軸部を有し、
前記質量調整部は、前記軸部が挿入される挿入孔を有し、
前記挿入孔に前記軸部を挿入することによって、前記質量調整部は前記固定部に組み付けられており、
前記挿入孔と前記軸部との間に、当該軸部に対して前記質量調整部を位置決めする軸方向位置決め部が設けられているエンジンのピストン構造。
【請求項６】
請求項５に記載のエンジンのピストン構造において、
前記軸方向位置決め部が、
挿入方向に面する、前記軸部に設けられた規制面と、
前記規制面と当接する、前記質量調整部に設けられた当接面と、
で構成され、
前記規制面が、前記軸部の先端側に位置しているエンジンのピストン構造。
【請求項７】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のエンジンのピストン構造において、
前記固定部は、前記ピストンピンの中心軸方向に延びる軸部を有し、
前記質量調整部は、前記軸部が挿入される挿入孔を有し、
前記挿入孔に前記軸部を挿入することによって、前記質量調整部は前記固定部に組み付けられており、
前記質量調整部と、当該質量調整部から突出する前記軸部の突出先端部との間に、前記軸部からの前記質量調整部の脱出を阻止する抜け止め部が設けられているエンジンのピストン構造。
【請求項８】
請求項７に記載のエンジンのピストン構造において、
前記抜け止め部が、前記突出先端部に固定クリップを取り付けることによって構成されているエンジンのピストン構造。
【請求項９】
請求項７に記載のエンジンのピストン構造において、
前記抜け止め部が、前記突出先端部をかしめることによって構成されているエンジンのピストン構造。
【請求項１０】
請求項７に記載のエンジンのピストン構造において、
前記抜け止め部が、前記質量調整部をかしめることによって構成されているエンジンのピストン構造。
【請求項１１】
請求項１０に記載のエンジンのピストン構造において、
前記抜け止め部が、
前記質量調整部をかしめて形成されるかしめ部と、
脱出方向に前記質量調整部が変位した場合に、前記かしめ部に当たるように前記軸部の外面に設けられた制止部と、
で構成されているエンジンのピストン構造。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載のエンジンのピストン構造において、
前記軸部における前記抜け止め部の近傍かつ当該抜け止め部よりも基端側に、挿入方向に面して前記質量調整部と当接する規制面が形成されているエンジンのピストン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンとコンロッドの小端部とをピストンピンにより連結するようにしたエンジンのピストン構造に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等の車両に搭載されたエンジンでは、ピストンとコンロッドの小端部とがピストンピンにより連結されている。具体的には、コンロッドの小端部に形成されたピン挿通孔にピストンピンが挿通されて、コンロッドの小端部はピストンピンの中心軸方向の中央部に位置する。ピストンの裏面（頂面と反対側の面）におけるピストンピン中心軸方向の両端部には、２つのボス部がコンロッドの小端部を挟むように形成され、これら２つのボス部には、ピストンピンの中心軸方向の両端部が挿入されて該両端部を支持するピン支持孔がそれぞれ形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記エンジンでは、該エンジンの基本構造で決まる共振により燃焼騒音が生じることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。非特許文献１では、エンジン音が１．７ｋＨｚ、３．３ｋＨｚ、６ｋＨｚの３つのピークを持ち、そのうちの１つのピーク（３．３ｋＨｚ）が、コンロッドの伸縮共振によるものであり、その共振の振幅低減の余地が殆どないとされている。
【０００４】
なお、本発明には関連する先行出願がある（特願２０１２−１８９１３４号）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５３５００号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】大塚  雅也，「ディーゼル燃焼騒音のエンジン構造での低減方法」，自動車技術会学術講演会前刷集  Ｎｏ．３６−０５，社団法人  自動車技術会，２００５年５月，ｐ７−１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは、ピストン及びコンロッドのバネマスモデルについて鋭意研究を重ね、その結果、以下のようなことが判明した。
【０００８】
ピストン及びコンロッドのバネマスモデルにおいて、ピストン、ピストンピン、及びコンロッドの小端部が、全体として、質点（質量をＭ（単位ｋｇ）とする）に相当し、コンロッドにおける小端部と大端部とを連結する連結部が、上記質点を該大端部に対して支持するバネ（バネ定数をＫ（単位Ｎ／ｍ）とする）に相当する。これにより、ピストン、ピストンピン、及びコンロッドの小端部が一体であるとすると、これらが一体でコンロッドの大端部に対して（１／２π）・（Ｋ／Ｍ）１／２Ｈｚの共振周波数（例えば、３ｋＨｚ〜４ｋＨｚ）で共振することになる。この共振は、上記非特許文献１で言うところのコンロッドの伸縮共振に相当する。
【０００９】
ところで、ピストンピンとコンロッドのピン挿通孔との間には、潤滑油膜が形成される。この潤滑油膜は、ピストンピンとコンロッドの小端部とを連結するバネに相当する。また、ピストンピンをボス部及びコンロッドの小端部の双方に対して回動可能とするフルフロート式の組付方式が採用された場合には、ピストンピンとコンロッドのピン挿通孔との間に加えて、ピストンピンとピストンのボス部のピン支持孔との間にも、潤滑油膜が形成される。この潤滑油膜は、ピストンピンとピストンとを連結するバネに相当する。
【００１０】
ピストンピンとコンロッドのピン挿通孔との間の潤滑油膜（フルフロート式では、該潤滑油膜、及び、ピストンピンとピストンのボス部のピン支持孔との間の潤滑油膜）が存在すれば、ピストンは、コンロッドの小端部に対してバネを介して支持されることとなり、ピストン、ピストンピン、及びコンロッドの小端部が一体でコンロッドの大端部に対して共振するようなことはない。燃焼行程（膨張行程）以外では、ピストンが大きな力で押圧されないため、上記潤滑油膜が存在し、よって、上記共振は生じない。
【００１１】
一方、燃焼行程では、ピストンが大きな力で押圧されるため、上記潤滑油膜が無くなり、この結果、ピストン、ピストンピン、及びコンロッドの小端部が一体となってコンロッドの大端部に対して共振することになる。
【００１２】
以上の観点から、燃焼行程でピストン、ピストンピン、及びコンロッドの小端部が一体となるので、その共振を抑制する（共振周波数における振動を低減する）ために、動吸振器を利用することが考えられる。しかし、動吸振器を単純に設けるだけでは、燃焼行程で上記共振による騒音を低減できても、ピストン、ピストンピン、及びコンロッドの小端部が一体とならない他の行程で、動吸振器の振動により騒音が増大してしまう。
【００１３】
本発明の目的とするところは、燃焼行程において、ピストン、ピストンピン、及びコンロッドの小端部が、一体で、コンロッドの大端部に対して共振するのを抑制するとともに、他の行程において騒音が増大するのを抑制しようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
開示するエンジンのピストン構造は、シリンダ内で往復動するピストンと、両端の各々に小端部と大端部とを有し、当該小端部が前記ピストンと連結され、当該大端部がクランクシャフトと連結されるコンロッドと、前記ピストンと前記小端部とを連結する断面中空のピストンピンと、前記ピストンピンの内部に設けられるとともに、当該ピストンピンに固定される固定部と、当該固定部に揺動可能に支持される可動部と、を有し、燃焼行程において、前記ピストン、前記ピストンピン、及び前記小端部が一体で、前記コンロッドの大端部に対して共振するのを抑制する動吸振器と、を備える。
【００１５】
そして、前記動吸振器が、質量調整部を前記固定部に組み付けることによって前記可動部が形成される組付型動吸振器を含むことを特徴とする。
【００１６】
このように構成されたエンジンのピストン構造によれば、燃焼行程で、ピストンピンとコンロッドとの間の潤滑油膜（フルフロート式では、該潤滑油膜、及び、ピストンピンとピストンとの間の潤滑油膜）が無くなって、ピストン、ピストンピン、及びコンロッドの小端部が一体となった場合、動吸振器により、それらが一体で共振するのを抑制することができる。また、動吸振器がピストンピンに設けられているので、ピストンピンとコンロッドとの間に潤滑油膜が存在する場合、つまり吸気行程、圧縮行程及び排気行程では、この潤滑油膜（バネ）により、動吸振器の振動がコンロッドに伝わることはなく、その振動により騒音が増大するようなことはない。また、ピストンピンの内部に動吸振器を設けることで、スペースを有効に利用することができ、ピストンが大きくならずに済む。
【００１７】
しかも、動吸振器が、質量調整部を固定部に組み付けることによって可動部が形成される組付型動吸振器を含むので、質量調整部の交換によって可動部の質量調整が可能で、製造誤差の修正等、利便性に優れる利点がある。
【００１８】
具体的には、前記ピストンピンの内部に前記動吸振器が２つ設けられ、前記２つの動吸振器が、前記ピストンピンの中心軸方向の中央を通る面を挟んで両側にそれぞれ位置しているようにするとよい。
【００１９】
そうすれば、安定した質量バランスを得ることができる。
【００２０】
例えば、前記動吸振器の一方が、前記組付型動吸振器とされ、前記動吸振器の他方が、前記固定部と前記可動部とが一体に形成されている一体型動吸振器とされているようにしてもよいし、前記動吸振器の双方が、前記組付型動吸振器とされているようにしてもよい。
【００２１】
いずれの場合であっても、可動部の質量調整によって周波数調整ができる。
【００２２】
より具体的には、前記固定部は、前記ピストンピンの中心軸方向に延びる軸部を有し、前記質量調整部は、前記軸部が挿入される挿入孔を有し、前記挿入孔に前記軸部を挿入することによって、前記質量調整部は前記固定部に組み付けられているようにする。
【００２３】
そうして、前記挿入孔と前記軸部との間に、当該軸部に対して前記質量調整部を位置決めする軸方向位置決め部が設けられているようにするとよい。
【００２４】
そうすれば、質量調整部の位置決めが高精度にでき、周波数設定が安定して行える。
【００２５】
この場合、前記軸方向位置決め部が、挿入方向に面する、前記軸部に設けられた規制面と、前記規制面と当接する、前記質量調整部に設けられた当接面と、で構成され、前記規制面が、前記軸部の先端側に位置しているようにするのが好ましい。
【００２６】
そうすれば、軸部の小径化を回避できるので、よりいっそう周波数設定が安定して行える。
【００２７】
前記質量調整部と、当該質量調整部から突出する前記軸部の突出先端部との間には、前記軸部からの前記質量調整部の脱出を阻止する抜け止め部を設けるのが好ましい。
【００２８】
そうすれば、質量調整部が軸部から抜け出すのを確実性をもって阻止できる。
【００２９】
例えば、前記抜け止め部は、前記突出先端部に固定クリップを取り付けることによって構成することができる。
【００３０】
この場合、既存の部材を利用しながら簡単な構成で抜け止め部を構成できる。
【００３１】
また、前記抜け止め部は、前記突出先端部や前記質量調整部をかしめることによっても構成することができる。
【００３２】
この場合、組み付け作業の負担や部材点数の増加を回避できる点で有利である。
【００３３】
例えば、質量調整部をかしめて抜け止め部を構成する場合には、前記抜け止め部を、前記質量調整部をかしめて形成されるかしめ部と、脱出方向に前記質量調整部が変位した場合に、前記かしめ部に当たるように前記軸部の外面に設けられた制止部と、で構成するのが好ましい。
【００３４】
そうすれば、抜け止め部の機能を効果的に向上させることができる。
【００３５】
またこの場合、前記軸部における前記抜け止め部の近傍かつ当該抜け止め部よりも基端側に、挿入方向に面して前記質量調整部と当接する規制面が形成されているようにするとよい。
【００３６】
そうすれば、かしめ処理の際に、抜け止め部に加わる荷重を規制面で受け止めることができ、質量調整部を安定して支持できる。
【００３７】
なお、前記突出先端部への前記固定クリップの取り付けは、前記軸部に前記質量調整部が位置決めされることによって可能になるようにするとよい。
【００３８】
そうすれば、質量調整部の位置決めが精度高く行え、その確認も容易にできる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明のエンジンのピストン構造によれば、共振や騒音が抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係るピストン構造が採用されたエンジンのピストン及びコンロッドを示す図である。
【図２】図１のII−II線断面図である（動吸振器は非断面で表示）。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】ピストン及びコンロッドのバネマスモデルを示す図である。
【図５】図３の部分拡大図である。
【図６】動吸振器の変形例を示す図３相当図である。
【図７】抜け止め部の第１変形例を示す概略図である。（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図８】質量調整部をかしめる前の状態を示す概略図である。
【図９】抜け止め部の第２変形例を示す概略図である。
【図１０】抜け止め部の第３変形例を示す概略図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、ピストン構造の変形例を示す図３相当図である。
【図１２】ピストン構造の他の変形例を示す図３相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４２】
図１〜図３は、本発明の実施形態に係るピストン構造が採用されたエンジンのピストン１及びコンロッド１０を示す。このピストン１は、気筒サイクル（吸気行程、圧縮行程、燃焼行程（膨張行程）及び排気行程）を繰り返すことで、シリンダ（気筒）内でシリンダ軸心方向（図１及び図３の上下方向）に往復動するようになっている。
【００４３】
上記ピストン１は、ピストンピン２を介して、コンロッド１０の一端部である小端部１０ａと連結されている。このコンロッド１０の他端部である大端部１０ｂは、不図示のクランクシャフトと連結されている。コンロッド１０の小端部１０ａと大端部１０ｂとは、柱状の連結部１０ｃによって連結されている。上記ピストン１の往復動は、コンロッド１０を介して上記クランクシャフトに伝達されて該クランクシャフトが回転する。ピストンピン２の中心軸方向（図３の左右方向）は、上記クランクシャフトの軸方向と一致している。
【００４４】
コンロッド１０の小端部１０ａには、ピストンピン２が挿通されるピン挿通孔１０ｄが形成され、コンロッド１０の大端部１０ｂには、上記クランクシャフトが挿通されるシャフト挿通孔１０ｅが形成されている。尚、図１では省略しているが、コンロッド１０の大端部１０ｂは、連結部１０ｃの長手方向において、シャフト挿通孔１０ｅの中央で２分割構成とされている。
【００４５】
コンロッド１０の小端部１０ａにおけるピン挿通孔１０ｄにピストンピン２が挿通されて、コンロッド１０の小端部１０ａは、ピストンピン２の中心軸方向の中央部に位置している。また、コンロッド１０の小端部１０ａは、ピストンピン２の中心軸方向において、ピストン１の中央に位置している。
【００４６】
ピストンピン２は、コンロッド１０のピン挿通孔１０ｄに対して回動可能に挿通されている。尚、コンロッド１０のピン挿通孔１０ｄの内周面には、ブッシュ１１が固定されており、厳密には、このブッシュ１１に対してピストンピン２が回動可能に挿通されていることになる。
【００４７】
ピストンピン２とコンロッド１０のピン挿通孔１０ｄ（詳しくはブッシュ１１）との間には、上記エンジンにおいて循環されている潤滑油が供給されることによって潤滑油膜が形成され、この潤滑油膜と上記ブッシュ１１とによって、ピストンピン２が、コンロッド１０のピン挿通孔１０ｄに対してスムーズに回動することになる。
【００４８】
ピストン１の頂面には、キャビティ１ａが形成され、ピストン１におけるピストンピン２よりも上側の外周面には、円環状のピストンリング１ｂが嵌められている。
【００４９】
ピストン１の裏面（頂面とは反対側の面）におけるピストンピン２中心軸方向の両端部には、２つのボス部１ｃがコンロッド１０の小端部１０ａを挟むように上記クランクシャフト側に膨出形成されている。これら２つのボス部１ｃには、ピストンピン２の中心軸方向に延びるピン支持孔１ｄがそれぞれ形成されている。２つのボス部１ｃのピン支持孔１ｄに、ピストンピン２の中心軸方向の両端部がそれぞれ挿入されて支持されている。
【００５０】
本実施形態では、ピストンピン２の組付方式としてフルフロート式が採用されている。すなわち、ピストンピン２は、コンロッド１０のピン挿通孔１０ｄに対して回動可能であるとともに、ピストン１のボス部１ｃのピン支持孔１ｄに対しても回動可能とされている。
【００５１】
ピストンピン２とコンロッド１０のピン挿通孔１０ｄとの間と同様に、ピストンピン２とピストン１のボス部１ｃのピン支持孔１ｄとの間にも潤滑油膜が形成され、この潤滑油膜によって、ピストンピン２が、ピストン１のボス部１ｃのピン支持孔１ｄに対してスムーズに回動することになる。
【００５２】
２つのボス部１ｃのピン支持孔１ｄにおけるピストン１外周面側の端部には、スナップリング１ｅがそれぞれ挿入固定されており、これら２つのスナップリング１ｅが、ピストンピン２の中心軸方向の両端面にそれぞれ接するように位置して、ピストンピン２の中心軸方向の移動を規制している。
【００５３】
上記ピストンピン２は断面中空であり、ピストンピン２の中心部に、ピストンピン２の中心軸方向に延びる貫通孔２ａが形成されている。この貫通孔２ａの内周面におけるピストンピン２の中心軸方向の中央部には、後述の動吸振器２０の固定部２０ａが圧入される圧入部２ｂが設けられている。圧入部２ｂにおける貫通孔２ａの内径は、他の部分における貫通孔２ａの内径よりも小さく形成されている。
【００５４】
詳しくは、貫通孔２ａは、ピストンピン２の中心軸方向の中央部に位置し、小径の円筒状に形成された圧入部２ｂと、圧入部２ｂの両側に連なって、ピストンピン２の中心軸方向の両端部に位置し、大径の円筒状に形成された収容部２ｃとを有している。
【００５５】
圧入部２ｂと収容部２ｃとの間には、段差によってピストンピン２の中心軸方向に面する段差面２ｄが形成されている。圧入部２ｂを小径にすることで、ピストンピン２の剛性を向上させることができる。
【００５６】
上記ピストンピン２の内部（貫通孔２ａ内）には、燃焼行程において、ピストン１、ピストンピン２、及びコンロッド１０の小端部１０ａが一体で、コンロッド１０の大端部１０ａに対して共振するのを抑制する２つの動吸振器２０が配設されている。これら２つの動吸振器２０は、ピストンピン２の中心軸方向の中央を通る面（つまり、該中央を通りかつピストンピン２の中心軸に対して垂直な面）を挟んで両側にそれぞれ位置している。
【００５７】
ここで、ピストン１及びコンロッド１０のバネマスモデルは、図４のようになる。すなわち、ピストン１、ピストンピン２、及びコンロッド１０の小端部１０ａが、全体として、質点（質量をＭ（単位ｋｇ）とする）に相当し、コンロッド１０の連結部１０ｃが、上記質点をコンロッド１０の大端部１０ｂに対して支持するバネ（バネ定数をＫ（単位Ｎ／ｍ）とする）に相当する。
【００５８】
ピストンピン２とコンロッド１０のピン挿通孔１０ｄとの間の潤滑油膜は、ピストンピン２とコンロッド１０の小端部１０ａとを連結するバネに相当し、ピストンピン２とピストン１のボス部１ｃのピン支持孔１ｄとの間の潤滑油膜は、ピストンピン２とピストン１（ボス部１ｃ）とを連結するバネに相当する。
【００５９】
燃焼行程では、ピストン１が大きな力で押圧されるため、ピストンピン２とコンロッド１０のピン挿通孔１０ｄとの間の潤滑油膜（ピストンピン２とコンロッド１０の小端部１０ａとを連結するバネ）、及び、ピストンピン２とピストン１のボス部１ｃのピン支持孔１ｄとの間の潤滑油膜（ピストンピン２とピストン１とを連結するバネ）は共に無くなり、この結果、ピストン１、ピストンピン２、及びコンロッド１０の小端部１０ａが、一体となる。これにより、ピストン１、ピストンピン２、及びコンロッド１０の小端部１０ａが、一体でコンロッド１０の大端部１０ｂに対して、（１／２π）・（Ｋ／Ｍ）１／２Ｈｚの共振周波数で共振することになる。
【００６０】
（動吸振器）
この共振を抑制する（共振周波数における振動を低減する）ために、上記２つの動吸振器２０がピストンピン２の内部（貫通孔２ａ内）に設けられている。
【００６１】
図２及び図３に示すように、各動吸振器２０は、ピストンピン２の貫通孔２ａの内周面に設けられた圧入部２ｂに固定される固定部２０ａと、ピストンピン２の内部において該ピストンピン２の中心軸方向に延びる可動部２０ｂと、該可動部２０ｂを上記固定部２０ａに対してピストンピン２の径方向に振動可能に支持する支持部２０ｃとを有している。
【００６２】
本実施形態では、部材点数の削減等の観点から、２つの動吸振器２０が一体に形成されている。そして、一方の動吸振器２０は、固定部２０ａ、可動部２０ｂ、及び支持部２０ｃが一体に形成されており（一体型動吸振器２０Ａ）、他方の動吸振器２０は、複数の部材を組み付けて形成される組付型の動吸振器となっている（組付型動吸振器２０Ｂ）。
【００６３】
一体型動吸振器２０Ａ及び組付型動吸振器２０Ｂは、各々の固定部２０ａで一体に連結されている。一体化された固定部２０ａは、圧入部２ｂに圧入されて固定されている。それにより、一体型動吸振器２０Ａの可動部２０ｂは、一方の収容部２ｃの内部に収容され、組付型動吸振器２０Ｂの可動部２０ｂは、他方の収容部２ｃの内部に収容されている。
【００６４】
可動部２０ｂは、円柱状に形成されており、その外径は、可動部２０ｂが振動しても収容部２ｃの内周面に接触しないように、収容部２ｃの内径よりも小さい外径に寸法設計されている。そうして、可動部２０ｂの外周面が収容部２ｃの内周面との間に僅かな隙間を隔てて対向するように、可動部２０ｂは収容部２ｃの内部に配置されている。
【００６５】
可動部２０ｂの外径は、圧入部２ｂの内径よりも大きい。そのため、可動部２０ｂは、その端面が段差面２ｄに当接し、圧入部２ｂへの挿通は不能となっている。
【００６６】
支持部２０ｃも、円柱状に形成されており、可動部２０ｂと固定部２０ａとの間に介在している。支持部２０ｃの外径は可動部２０ｂの外径及び圧入部２ｂの内径よりも小さく、圧入部２ｂに挿通可能となっている。
【００６７】
そうして、支持部２０ｃの外周面が圧入部２ｂの内周面との間に十分な隙間を隔てて対向するように、支持部２０ｃは圧入部２ｂの内部に配置されている。それにより、支持部２０ｃは、可動部２０ｂを固定部２０ａに対してピストンピン２の径方向に振動可能に支持する。
【００６８】
固定部２０ａもまた、円柱状に形成されている。固定部２０ａの外径は、可動部２０ｂの外径よりも小さいが、圧入部２ｂの内径よりも僅かに大きい。それにより、固定部２０ａは、圧入部２ｂに圧入可能となっている。固定部２０ａ、可動部２０ｂ、及び支持部２０ｃは、中心軸を一致させた状態で直列に連なっている。
【００６９】
一体型動吸振器２０Ａの中心軸及び組付型動吸振器２０Ｂの中心軸は、ピストンピン２の中心軸と一致するように配置されている。また、２つの動吸振器２０Ａ，２０Ｂの可動部２０ｂの質量は略同じであり、２つの動吸振器２０Ａ，２０Ｂにおける可動部２０ｂの重心位置が、ピストンピン２の中心軸上に位置しているとともに、ピストンピン２の中心軸方向の中央を通る面（該中央を通りかつピストンピン２の中心軸に対して垂直な面）に対して互いに対称な位置に位置している。
【００７０】
（組付型動吸振器）
図５に拡大して示すように、組付型動吸振器２０Ｂの可動部２０ｂは、質量調整部５０を固定部２０ａに組み付けることによって形成されている。従って、組付型動吸振器２０Ｂは、一体型動吸振器２０Ａと比べて、可動部２０ｂの質量調整が可能で、製造誤差の修正等、利便性に優れる利点がある。
【００７１】
組付型動吸振器２０Ｂの固定部２０ａは、ピストンピン２の中心軸方向に延びる軸部５１を有している。組付型動吸振器２０Ｂでは、この軸部５１の基部（固定部２０ａに連なる部分）によって支持部２０ｃが構成され、基部より先端側の部分が、質量調整部５０が固定される装着部５１ａとなっている。基部及び装着部５１ａの外径は、圧入部２ｂの内径より小さく、圧入部２ｂに挿通可能である。
【００７２】
質量調整部５０は、可動部２０ｂと外径が略同一の円柱状の部材からなり、中心軸方向に延びて内端面５０ａと外端面５０ｂとの間を貫通する挿入孔５２を有している。軸部５１は、この挿入孔５２に内端面５０ａ側から挿入される。挿入孔５２の内法は軸部５１の装着部５１ａの外法よりも僅かに小さく寸法設計されており、軸部５１は挿入孔５２に圧入される。それにより、質量調整部５０は、軸部５１と一体化される。
【００７３】
質量調整部５０は、その挿入孔５２に軸部５１を圧入することで固定部２０ａに組み付けられる。その際、軸部５１に対して質量調整部５０を位置決めするために、挿入孔５２と軸部５１との間に、軸方向位置決め部５３が設けられている。
【００７４】
本実施形態では、軸方向位置決め部５３は、軸部５１の基端側、詳しくは装着部５１ａの基端側に位置している。軸方向位置決め部５３は、軸部５１に設けられた規制面５３ａと、質量調整部５０に設けられた当接面５３ｂとで構成さている。
【００７５】
具体的には、軸部５１の周囲に環状凸部が張り出しており、質量調整部５０の内端面５０ａ側に、挿入孔５２を拡大させる環状凹部が形成されている。環状凸部に、軸部５１に質量調整部５０が挿入される方向（図５において右から左に向かう方向、挿入方向）に面する規制面５３ａが形成され、環状凹部に、規制面５３ａと当接する当接面５３ｂが形成されている。それにより、軸部５１に質量調整部５０を挿入してくと、当接面５３ｂが規制面５３ａに突き当たる。その結果、質量調整部５０は軸部５１に対して所定位置に位置決めされ、安定した周波数設定ができるようになっている。
【００７６】
軸部５１における装着部５１ａの軸方向の中間部位には、組み付け作業性を向上するために、質量調整部５０と圧接しない非圧接領域Ｒが形成されている。従って、本実施形態では、装着部５１ａの基端側と先端側の２箇所で、軸部５１は質量調整部５０と部分的に圧接する。
【００７７】
質量調整部５０を軸部５１の所定位置に組み付けたときには、軸部５１の先端部分は質量調整部５０の外端面５０ｂから突出する（突出先端部５１ｂ）。この突出先端部５１ｂの外周面には、周方向に凹むリング状の嵌合溝５４が形成されており、この嵌合溝５４に、略Ｃ形状をした固定クリップ５５が嵌め込まれる。
【００７８】
このように、固定クリップ５５を突出先端部５１ｂに取り付けることにより、軸部５１から質量調整部５０の脱出を確実に阻止できる（抜け止め部７０）。
【００７９】
固定クリップ５５は、質量調整部５０が軸方向位置決め部５３によって位置決めされたときに、取り付け可能になるのが好ましい。具体的には、当接面５３ｂから外端面５０ｂまでの長さＬ１と、規制面５３ａから嵌合溝５４までの長さＬ２とが、略同一か、僅かに前者が短くなるように寸法設定する。そうすれば、固定クリップ５５を取り付けることができるか否かにより、質量調整部５０が所定位置に位置決めされているか否かが判断できるようになるため、位置決め確認が容易に行える。
【００８０】
特に、本実施形態では、可動部２０ｂが圧入部２ｂに挿通不能となっているが、組付型動吸振器２０Ｂの可動部２０ｂは、質量調整部５０を後付けして形成できるため、２つの動吸振器２０Ａ，２０Ｂを一体に形成しても、ピストンピン２に支障なく取り付けることができる。
【００８１】
各動吸振器２０Ａ，２０Ｂの支持部２０ｃは、可動部２０ｂ（可動部２０ｂの質量をｍ（単位ｋｇ）とする）を支持するバネに相当し、そのバネ定数をｋ（単位Ｎ／ｍ）とすると、上記共振を抑制するためには、基本的には、ｋ／ｍの値をＫ／Ｍと略同じになるようにすればよい。このようなｋ／ｍの値が得られるように、可動部２０ｂの長さ及び径並びに支持部２０ｃの長さ及び径を設定する。厳密には、支持部２０ｃの質量も考慮する必要があるが、支持部２０ｃの質量は可動部２０ｂの質量に比べてかなり小さいので、支持部２０ｃの質量を無視することができる。尚、共振周波数以外の周波数で振動が大きくなってもよい場合には、ｋ／ｍの値がＫ／Ｍと略同じである必要はない。
【００８２】
２つの動吸振器２０の可動部２０ｂの質量を略同じにして、２つの動吸振器２０（支持部２０ｃ）のバネ定数を、互いに異ならせることが好ましい。これは、共振周波数における振動だけでなく、共振周波数を含む比較的広い範囲の周波数領域で振動を低減することができるからである。２つの動吸振器２０のバネ定数を互いに異ならせるには、２つの動吸振器２０における支持部２０ｃの長さ又は径を互いに異ならせればよい。或いは、２つの動吸振器２０における支持部２０ｃの長さ及び径の両方を互いに異ならせてもよい。或いは、２つの動吸振器２０における支持部２０ｃの材料を互いに異ならせてもよい。尚、２つの動吸振器２０のバネ定数を略同じにしてもよい。
【００８３】
２つの動吸振器２０のバネ定数を互いに異ならせる場合、例えば、一方の動吸振器２０のバネ定数を、ｋ／ｍの値がＫ／Ｍと略同じになるように設定し、他方の動吸振器２０のバネ定数を、一方の動吸振器２０のバネ定数よりも大きくするか又は小さくする。
【００８４】
上記のように、燃焼行程では、ピストンピン２とコンロッド１０のピン挿通孔１０ｄとの間の潤滑油膜（ピストンピン２とコンロッド１０の小端部１０ａとを連結するバネ）、及び、ピストンピン２とピストン１のボス部１ｃのピン支持孔１ｄとの間の潤滑油膜（ピストンピン２とピストン１とを連結するバネ）は共に無くなり、この結果、ピストン１、ピストンピン２及びコンロッド１０の小端部１０ｄが一体となって大端部１０ｂに対して共振しようとする。しかし、本実施形態では、ピストンピン２に設けられた動吸振器２０により、その共振が抑制され、共振による騒音を低減することができる。
【００８５】
一方、吸気行程、圧縮行程及び排気行程では、ピストンピン２とコンロッド１０のピン挿通孔１０ｄとの間、及び、ピストンピン２とピストン１のボス部１ｃのピン支持孔１ｄとの間に、それぞれ潤滑油膜が存在する。この結果、上記燃焼行程で生じるような共振は生じない。仮に動吸振器２０がコンロッド１０の小端部１０ａに設けられていたとすると、燃焼行程では上記共振を抑制することができるものの、共振が生じない吸気行程、圧縮行程及び排気行程においても、動吸振器２０が振動する。このため、吸気行程、圧縮行程及び排気行程では、動吸振器２０の振動により、却って騒音が大きくなってしまう。しかし、本実施形態では、動吸振器２０がピストンピン２に設けられているので、吸気行程、圧縮行程及び排気行程では、ピストンピン２とコンロッド１０のピン挿通孔１０ｄとの間の潤滑油膜（ピストンピン２とコンロッド１０の小端部１０ａとを連結するバネ）により、動吸振器２０の振動がコンロッド１０に伝わることはなく、その振動により騒音が増大するようなことはない。また、ピストンピン２の内部に動吸振器２０を設けることで、スペースを有効に利用することができ、ピストン１が大きくならずに済む。
【００８６】
（組付型動吸振器の変形例）
図６に、組付型動吸振器２０Ｂの変形例（組付型動吸振器２０Ｂ’）を示す。
【００８７】
本変形例では、軸部５１及び質量調整部５０の形態が上記実施形態と異なっている。具体的には、軸部５１のうち、装着部５１ａの大部分が基部よりも外径が大きく大径に形成されている（大径軸部）。そして、軸方向位置決め部５３が装着部５１ａの先端側に位置している。
【００８８】
装着部５１ａの先端側には、相対的に小径に形成された小径軸部６０が形成されている。それに対応して、挿入孔５２には、小径軸部６０が嵌入する小径孔部６１が形成されている。この変形例の軸方向位置決め部５３は、大径軸部５１と小径軸部６０との段差で生じる端面が規制面５３ａとされ、小径孔部６１の内側の周囲の端面が当接面５３ｂとされるため、環状凸部や環状凹部は設けられていない。
【００８９】
この変形例の場合、軸部５１における装着部５１ａの大部分が大径となるため、周波数を安定して設定できる。また、質量調整部５０の圧入部位の肉厚が薄いため、圧入し易い。そのため、装着部５１ａに非圧接領域Ｒを形成せずに全域で質量調整部５０に圧接させることができ、これら５１ａ，５０の一体化をより強固にできる。それにより、よりいっそう周波数を安定して設定できる。
【００９０】
（抜け止め部７０の変形例）
上述した実施形態や変形例では、固定クリップ５５の取り付けによって抜け止め部７０を構成したが、それに限るものではない。軸部５１からの質量調整部５０の脱出を確実に阻止できるものであれば、抜け止め部７０に代用できる。
【００９１】
例えば、軸部５１や質量調整部５０をかしめることにより、抜け止め部７０’を構成することができる。この抜け止め部７０’の場合、先の抜け止め部７０と比べて、組み付け作業の負担や部材点数の増加を回避できる利点がある。
【００９２】
（第１変形例）
図７に、組付型動吸振器２０Ｂ’に適用した抜け止め部７０’を示す。この抜け止め部７０’は、質量調整部５０をかしめることによって構成されている。
【００９３】
具体的には、小径軸部６０の先端側の外周面に、幅広な断面矩形の溝が全周にわたって形成されている（環状溝７１）。図８に示すように、環状溝７１の幅方向の中間部位は、外端面５０ｂにおける小径孔部６１の縁部５２ａと対向する位置に形成されている。なお、図８は、質量調整部５０が位置決めされた状態を表している。
【００９４】
そうして、軸部５１に位置決めされた質量調整部５０は、組付型動吸振器２０Ｂ’に連結されている他方の動吸振器２０（本変形例では一体型動吸振器２０Ａ）を介して軸部５１を支持した状態で、外端面５０ｂに、たがね状のかしめ具（図示せず）を、図８に矢印で示すように挿入方向に打ち付けることによって質量調整部５０をかしめる。
【００９５】
このとき、小径軸部６０と大径軸部との段差によって生じる規制面５３ａが、抜け止め部７０’が形成される部位の近傍であって、抜け止め部７０’が形成される部位よりも軸部５１の基端側に位置している。それにより、かしめ処理の際に加わる荷重を規制面５３ａで受け止めることができ、質量調整部５０を安定して支持できるようになっている。
【００９６】
このようにして、外端面５０ｂにおける小径孔部６１の周辺部分のうち、径方向に対向する２箇所が中心側に部分的にかしめられ、質量調整部５０に、小径孔部６１の内側に張り出すかしめ部７２が２つ形成されている。また、質量調整部５０の外端面には、かしめ部７２に伴う２つの窪み７３も形成されている。
これらかしめ部７２は、傾斜しており、軸部５１から質量調整部５０が抜け出す方向（脱出方向）に先端を向けた状態で、小径孔部６１の中心側に傾いている。その屈曲角度θは鋭角であり、概ね１０°〜４５°となっている。
【００９７】
各かしめ部７２の先端部分は、環状溝７１に入り込んでおり、かしめ部７２が脱出方向に変位した場合には、環状溝７１の側面に、各かしめ部７２の先端部分が突き当たるようになっている（制止部７１ａ）。
【００９８】
なお、環状溝７１に入り込んだかしめ部７２の先端と環状溝７１との間には、隙間があってもよいが、ほとんど隙間が無いか、接触した状態にしてもよい。そうすれば、よりいっそう位置決め精度を高めることができる。
【００９９】
このように、抜け止め部７０’をかしめ部７２と制止部７１ａとで構成することにより、質量調整部５０が脱出方向に変位するようなことになっても、各かしめ部７２が制止部７１ａに突き当たってその変位が阻止されるため、質量調整部５０の軸部５１からの脱出を確実に阻止できる。
【０１００】
しかも、各かしめ部７２が脱出方向に鋭角に傾斜しているため、制止部７１ａに突き当たった場合には、かしめ部７２が制止部７１ａに突っ張った状態となる。従って、質量調整部５０の軸部５１からの脱出をより確実に阻止できる。
【０１０１】
また、かしめ部７２に対して挿入方向に強い力が作用し、かしめ部７２が変形するような場合になっても、各かしめ部７２の先端部分は、鋭角に傾斜した状態で環状溝７１の底面に突き当たるようになっている。従って、質量調整部５０の軸部５１からの脱出をよりいっそう確実に阻止できる。
【０１０２】
（第２変形例）
図９は、質量調整部５０をかしめて抜け止め部を構成する場合の別の変形例を示している。本変形例では、軸部５１に環状溝７１が形成されていない点で、第１変形例と異なっている。
【０１０３】
本変形例では、かしめ部７２を小径軸部６０の外面に食い込ませることによって抜け止め部７０’を構成している。この場合、軸部５１と質量調整部５０との一体化が強化される利点がある。
【０１０４】
（第３変形例）
図１０は、軸部５１の突出先端部５１ｂをかしめて構成した抜け止め部７０’’を示している。この場合、突出先端部５１ｂの先端面をかしめることにより、その縁から外側に張り出すかしめ部７２が形成されている。
【０１０５】
（その他）
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【０１０６】
例えば、図１１の（ａ）や（ｂ）に示すように、２つの動吸振器２０ともに、組付型動吸振器２０Ｂ，２０Ｂ’としてもよい。この場合、左右対称構造となるため、構造が簡略化され、製造が容易になる。また、部材の共通化が図れるため、部材点数の削減にもなる。周波数設定の自由度も広がる。
【０１０７】
更に、上記実施形態では、２つの動吸振器２０の固定部２０ａを一体形成したが、２つの動吸振器２０の固定部２０ａを別々に形成して、２つの動吸振器２０を独立のものとしてもよい。この場合、２つの動吸振器２０を、上記実施形態と同様に、固定部２０ａが可動部２０ｂよりもピストンピン２の中心軸方向の中央側に位置するように、ピストンピン２の内部に配設してもよく、或いは、図１２に示すように、２つの動吸振器２０を、可動部２０ｂが固定部２０ａよりもピストンピン２の中心軸方向の中央側に位置するように、ピストンピン２の内部に配設してもよい。
【０１０８】
図１２では、２つの圧入部２ｂが、ピストンピン２の貫通孔２ａの内周面におけるピストンピン２中心軸方向の両端部にそれぞれ設けられており（圧入部２ｂにおける貫通孔２ａの内径は、他の部分における貫通孔２ａの内径と同じである）、２つの動吸振器２０の固定部２０ａは、それら２つの圧入部２ｂにそれぞれ圧入されて固定されている。
【０１０９】
また、上記実施形態では、ピストンピン２の組付方式としてフルフロート式を採用したが、これには限られず、ピストンピン２が、コンロッド１０のピン挿通孔１０ｄに対して回動可能でありかつピストン１のボス部１ｃのピン支持孔１ｄに固定されたセミフロート式を採用してもよい。
【０１１０】
抜け止め部に関し、かしめ部は２個に限らず３個以上であってもよい。上述したかしめ部の各変形例は、組付型動吸振器２０Ｂ’に限らず、組付型動吸振器２０Ｂにも適用可能であり、図１１や図１２に示す形態のピストン構造にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１  ピストン
２  ピストンピン
１０  コンロッド
１０ａ  小端部
１０ｂ  大端部
２０  動吸振器
２０ａ  固定部
２０ｂ  可動部
２０ｃ  支持部
５０  質量調整部
５１  軸部
５３  軸方向位置決め部
７０，７０’，７０’’  抜け止め部
７１  環状溝
７１ａ  制止部
７２  かしめ部
【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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【図７】
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【図８】
2015083826.tif 000010
【図９】
2015083826.tif 000011
【図１０】
2015083826.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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