(57)【要約】【課題】断面中空のピストンピン２の内部に動吸振器２０を設ける場合に、その動吸振器２０による振動低減のチューニングの自由度を高めることができるようにするとともに、動吸振器２０による振動低減特性の安定化を図ることができるようにする。【解決手段】断面中空のピストンピン２の内部に設けられ、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１０ｂに対して共振するのを抑制する動吸振器２０を備えた、エンジンのピストン構造において、ピストンピン２と動吸振器２０との間へのオイルの供給を促進するオイル供給促進手段６０を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内で往復動するピストンと、小端部が上記ピストンと連結されかつ大端部がクランクシャフトと連結されるコンロッドと、上記ピストンと上記コンロッドの小端部とを連結する断面中空のピストンピンと、上記ピストンピンの内部に設けられ、燃焼行程において上記ピストン、上記ピストンピン及び上記コンロッドの小端部が一体で上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た、エンジンのピストン構造であって、
上記ピストンピンと上記動吸振器との間へのオイルの供給を促進するオイル供給促進手段を備えていることを特徴とするエンジンのピストン構造。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンのピストン構造において、
上記ピストンピンの内部に、２つの上記動吸振器が設けられており、
上記各動吸振器は、上記ピストンピンに固定される固定部と、上記ピストンピンの内部において該ピストンピンの中心軸方向に延びる可動部と、該可動部を上記固定部に対してピストンピンの径方向に振動可能に支持する支持部とを有し、
上記２つの動吸振器は、上記ピストンピンの中心軸方向の中央を通りかつ該ピストンピン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ことを特徴とするエンジンのピストン構造。
【請求項３】
請求項２記載のエンジンのピストン構造において、
上記オイル供給促進手段は、上記ピストンの内部に設けられたピストン冷却用のオイルチャンネルからのオイルを、上記ピストンピンと上記各動吸振器との間に供給するように構成されていることを特徴とするエンジンのピストン構造。
【請求項４】
請求項３記載のエンジンのピストン構造において、
上記各動吸振器の支持部が、該支持部により支持された可動部よりも上記ピストンピンの中心軸方向の中央側に位置し、
上記オイル供給促進手段は、上記オイルチャンネルから上記ピストンピンと上記各動吸振器の支持部との間にオイルを供給するオイル供給通路を有していることを特徴とするエンジンのピストン構造。
【請求項５】
請求項３記載のエンジンのピストン構造において、
上記各動吸振器の支持部が、該支持部により支持された可動部よりも上記ピストンピンの中心軸方向の中央側に位置し、
上記オイル供給促進手段は、上記オイルチャンネルから上記各動吸振器の可動部における上記支持部とは反対側の端部にオイルを供給するオイル供給通路を有していることを特徴とするエンジンのピストン構造。
【請求項６】
請求項２記載のエンジンのピストン構造において、
上記各動吸振器の支持部が、該支持部により支持された可動部よりも上記ピストンピンの中心軸方向の中央側に位置し、
上記オイル供給促進手段は、上記コンロッドの内部を通るオイル供給通路を有していて、該オイル供給通路を介して、上記クランクシャフトの潤滑用オイルを上記ピストンピンと上記各動吸振器の支持部との間に供給するように構成されていることを特徴とす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、シリンダ内で往復動するピストンと、小端部が上記ピストンと連結されかつ大端部がクランクシャフトと連結されるコンロッドと、上記ピストンと上記コンロッドの小端部とを連結する断面中空のピストンピンと、上記ピストンピンの内部に設けられ、燃焼行程において上記ピストン、上記ピストンピン及び上記コンロッドの小端部が一体で上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】
エンジンのピストンが、燃焼行程においてピストンピン及びコンロッドの小端部と一体で該コンロッドの大端部に対して共振するのを抑制して、その共振による騒音を低減するために、断面中空のピストンピンの内部に動吸振器を設けたピストン構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、その動吸振器は、ピストンピンに固定される固定部と、ピストンピンの内部（貫通孔内）において該ピストンピンの中心軸方向に延びる可動部と、該可動部を上記固定部に対してピストンピンの径方向に振動可能に支持する支持部とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０３４０３４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のピストン構造では、動吸振器が設けられた、ピストンピンの貫通孔内に、オイル（エンジンオイル）が進入可能になっているが、オイルを積極的に供給するようにはなっていないため、ピストンピンと動吸振器との間にオイルが介在する場合があったり介在しない場合があったりし、この結果、動吸振器による振動低減特性が安定しないという問題がある。
【０００５】
また、上記特許文献１のピストン構造では、ピストンピンと動吸振器との間にオイルが介在しない場合には、動吸振器の可動部が固定部に対してピストンピンの径方向に大きく振動し易くて支持部に大きな応力が生じ、その応力に耐えるようにするために、例えば支持部の外径（つまりピストンピンと可動部との間のバネ定数）に制約が生じ、この結果、動吸振器による振動低減のチューニングの自由度が低くなってしまう。
【０００６】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、断面中空のピストンピンの内部に動吸振器を設ける場合に、その動吸振器による振動低減のチューニングの自由度を高めることができるようにするとともに、動吸振器による振動低減特性の安定化を図ることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明では、シリンダ内で往復動するピストンと、小端部が上記ピストンと連結されかつ大端部がクランクシャフトと連結されるコンロッドと、上記ピストンと上記コンロッドの小端部とを連結する断面中空のピストンピンと、上記ピストンピンの内部に設けられ、燃焼行程において上記ピストン、上記ピストンピン及び上記コンロッドの小端部が一体で上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た、エンジンのピストン構造を対象として、上記ピストンピンと上記動吸振器との間へのオイルの供給を促進するオイル供給促進手段を備えている、という構成とした。
【０００８】
上記の構成により、ピストンピン（ピストンピンの内壁面）と動吸振器との間の隙間へのオイルの供給が促進されるので、ピストンピンと動吸振器（特に可動部）との間にオイルが常に介在することになり、動吸振器による振動低減特性が安定する。また、上記オイルにより、動吸振器に設けられた可動部のピストンピン径方向への振動量が制限され、これにより、その可動部を支持する支持部に生じる応力を低減することができる。この結果、その応力に耐えるようにするために、支持部の形状等（つまりピストンピンと可動部との間のバネ定数）に制約を設ける必要がなくなる。また、上記オイルは、ピストンピンと可動部との間のダンパとして機能し、上記バネ定数の設定に加えて、上記オイルの粘性（粘度又は動粘度）及び上記隙間への供給量（上記隙間に存在する量）の設定、つまり上記ダンパの減衰係数の設定によっても、動吸振器による振動低減のチューニングを図ることができる。よって、動吸振器による振動低減のチューニングの自由度を高めることができるとともに、動吸振器による振動低減特性の安定化を図ることができる。
【０００９】
上記エンジンのピストン構造において、上記ピストンピンの内部に、２つの上記動吸振器が設けられており、上記各動吸振器は、上記ピストンピンに固定される固定部と、上記ピストンピンの内部において該ピストンピンの中心軸方向に延びる可動部と、該可動部を上記固定部に対してピストンピンの径方向に振動可能に支持する支持部とを有し、上記２つの動吸振器は、上記ピストンピンの中心軸方向の中央を通りかつ該ピストンピン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、ことが好ましい。
【００１０】
このことにより、動吸振器を簡単に構成することができるとともに、ピストンピンの内部に容易に設けることができる。また、２つの動吸振器が、ピストンピンの中心軸方向の中央を通りかつ該ピストンピン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ことで、該面に対する両側（つまりコンロッドの小端部に対するピストンピン中心軸方向の両側）の重量バランスを容易にとることができる。
【００１１】
上記２つの動吸振器が、上記のように、固定部、可動部及び支持部を有し、上記面を挟んで両側にそれぞれ位置する場合、一実施形態として、上記オイル供給促進手段は、上記ピストンの内部に設けられたピストン冷却用のオイルチャンネルからのオイルを、上記ピストンピンと上記各動吸振器との間に供給するように構成されている。
【００１２】
すなわち、ピストンの内部におけるピストンピンに比較的近い部分には、通常、ピストン冷却用のオイルチャンネルが設けられているので、ピストンに、又は、ピストン及びピストンピンの両方に、オイル供給通路を設けて、そのオイル供給通路を介して、オイルチャンネルからのオイルを、ピストンピンと各動吸振器との間に常に供給することが容易にできるようになる。
【００１３】
上記オイル供給促進手段が、オイルチャンネルからのオイルを、上記ピストンピンと上記各動吸振器との間に供給するように構成されている場合、上記各動吸振器の支持部が、該支持部により支持された可動部よりも上記ピストンピンの中心軸方向の中央側に位置し、上記オイル供給促進手段は、上記オイルチャンネルから上記ピストンピンと上記各動吸振器の支持部との間にオイルを供給するオイル供給通路を有しているようにしてもよい。
【００１４】
このことで、ピストンピンと該ピストンピンの中心軸方向の中央側に位置する支持部との間にオイルを供給することにより、そのオイルが、ピストンピンと可動部との間へと流れ、これにより、ピストンピンと各動吸振器との間の隙間全体に、オイルを常に供給することができる。
【００１５】
或いは、上記各動吸振器の支持部が、該支持部により支持された可動部よりも上記ピストンピンの中心軸方向の中央側に位置し、上記オイル供給促進手段は、上記オイルチャンネルから上記各動吸振器の可動部における上記支持部とは反対側の端部にオイルを供給するオイル供給通路を有しているようにしてもよい。
【００１６】
このことにより、各動吸振器の可動部における支持部とは反対側の端部にオイルを常に供給することが容易にできる。すなわち、該端部をピストンピンの外側に出しておくことができ、こうすることで、ピストンピンにオイル供給通路を設けずに、該端部にオイルを常に供給することができる。そして、該端部に供給されたオイルが、可動部を伝って、ピストンピンと可動部との間、及び、ピストンピンと支持部との間へと流れ、これにより、ピストンピンと各動吸振器との間の隙間全体に、オイルを常に供給することができる。
【００１７】
また、上記２つの動吸振器が、固定部、可動部及び支持部を有し、上記面を挟んで両側にそれぞれ位置する場合、上記各動吸振器の支持部が、該支持部により支持された可動部よりも上記ピストンピンの中心軸方向の中央側に位置し、上記オイル供給促進手段は、上記コンロッドの内部を通るオイル供給通路を有していて、該オイル供給通路を介して、上記クランクシャフトの潤滑用オイルを上記ピストンピンと上記各動吸振器の支持部との間に供給するように構成されているとしてもよい。
【００１８】
こうすることで、クランクシャフトの潤滑用オイルを、コンロッドの内部を通るオイル供給通路を介して、ピストンピンと該ピストンピンの中心軸方向の中央側に位置する支持部との間に常に供給することが容易にできるようになる。そして、そのオイルが、ピストンピンと可動部との間へと流れ、これにより、ピストンピンと各動吸振器との間の隙間全体に、オイルを常に供給することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明のエンジンのピストン構造によると、ピストンピンと動吸振器との間へのオイルの供給を促進するオイル供給促進手段を備えたことにより、動吸振器による振動低減のチューニングの自由度を高めることができるとともに、動吸振器による振動低減特性の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１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】各減衰係数ｃｄ毎の、燃焼行程でのピストンの振動量（ピストンに１Ｎの荷重を付加したときのピストンの変位量）の周波数特性を示すグラフである。
【図６】図５のピストンの振動量の計算の前提となるバネマスモデルを示す図である。
【図７】実施形態２を示す図３相当図である（但し、動吸振器は非断面で表示）。
【図８】実施形態３を示す図３相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
（実施形態１）
図１〜図３は、本発明の実施形態１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。
【００２３】
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、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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エンジン潤滑用のオイル（エンジンオイル）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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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て貫通する断面円形の貫通孔２ａが形成されている。この貫通孔２ａの内周面（内壁面）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（後述の収容部２ｃ）における貫通孔２ａの内径よりも小さく形成されている。
【００３４】
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する小径の上記圧入部２ｂと、この圧入部２ｂに対してピストンピン２の中心軸方向両側に連なるように位置する、圧入部２ｂよりも大径の収容部２ｃとを有している。
【００３５】
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。このように圧入部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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
本実施形態では、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が金属で一体に形成されており、他方の動吸振器２０は、２つの金属部材を互いに組み付けて形成される組付型の動吸振器となっている。以下、２つの動吸振器２０を互いに区別する場合には、上記一方の動吸振器２０を一体型動吸振器２０Ａといい、上記他方の動吸振器２０を組付型動吸振器２０Ｂという。
【００４３】
２つの動吸振器２０は、各々の固定部２０ａで一体に連結されている。この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。これにより、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の内部に収容される。
【００４４】
各動吸振器２０の支持部２０ｂは、該支持部２０ｂにより支持された可動部２０ｃよりもピストンピン２の中心軸方向の中央側に位置し、各動吸振器２０の固定部２０ａは、該固定部２０ａに連結された支持部２０ｂよりも更にピストンピン２の中心軸方向の中央側に位置している。
【００４５】
各動吸振器２０の可動部２０ｂは、ピストンピン２の中心軸方向に延びる円柱状に形成されていて、その外径は、可動部２０ｂが振動しても収容部２ｃの内周面（ピストンピン２の内壁面）に接触しないような値に設定されている。そうして、可動部２０ｂは、該可動部２０ｂの外周面が収容部２ｃの内周面との間に隙間を隔てて対向するように、収容部２ｃ内に配置されている。尚、本実施形態では、各動吸振器２０の可動部２０ｂにおける支持部２０ｃとは反対側の部分の外径が、支持部２０ｃ側の部分よりも僅かに小さくされている。
【００４６】
可動部２０ｂの外径は、圧入部２ｂの内径よりも大きい。このため、可動部２０ｂは、圧入部２ｂへ挿通しようとしても、可動部２０ｂの端面が段差面２ｄに当接して、圧入部２ｂへの挿通が不能となっている。
【００４７】
各動吸振器２０の支持部２０ｃは、略円柱状（詳しくは、可動部２０ｂ側に向かって外径が徐々に小さくなる円錐台形状）に形成されていて、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、固定部２０ａ及び可動部２０ｂの外径並びに圧入部２ｂの内径よりも小さくて、支持部２０ｃは圧入部２ｂに挿通可能となっている。
【００４８】
支持部２０ｃは、該支持部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、圧入部２ｂの内部に配置されている。これにより、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。
【００４９】
各動吸振器２０の固定部２０ａは、可動部２０ｂと同様に、円柱状に形成されている。固定部２０ａの外径は、可動部２０ｂの外径よりも小さくされているとともに、固定部２０ａを圧入部２ｂに圧入可能なように圧入部２ｂの内径よりも僅かに大きくされている。各動吸振器２０の固定部２０ａ、可動部２０ｂ及び支持部２０ｃは、それぞれの中心軸を一致させた状態で直列に連なっており、これらの中心軸が各動吸振器２０の中心軸となる。
【００５０】
２つの動吸振器２０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２０の可動部２０ｂの質量は略同じであり、２つの動吸振器２０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。
【００５１】
上記組付型動吸振器２０Ｂの可動部２０ｂは、質量調整部５０と、固定部２０ａ及び支持部２０ｃと一体形成されかつピストンピン２の中心軸方向に延びる軸部５１とで構成されていて、この軸部５１の外周面に質量調整部５０を圧入により組み付けることによって形成されている。これにより、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の質量調整が容易にでき、製造誤差の修正等、利便性に優れる利点がある。
【００５２】
質量調整部５０を軸部５１に組み付けたときには、軸部５１の先端部（支持部２ｃとは反対側の端部）が質量調整部５０の端面から突出する。この突出部分の外周面には、周方向に凹むリング状の嵌合溝が形成されており、この嵌合溝に、略Ｃ形状をなす固定クリップ５５が嵌め込まれて、質量調整部５０が軸部５１から外れるのをより確実に防止するようにしている。尚、固定クリップ５５がなくても、質量調整部５０を軸部５１に圧入することで、質量調整部５０が軸部５１から外れないようにすることは可能である。
【００５３】
上記軸部５１の外径は、圧入部２ｂの内径より小さくて、圧入部２ｂに挿通可能である。これにより、ピストンピン２の貫通孔２ａ内に一体の２つの動吸振器２０を組み付ける際には、貫通孔２ａ内に、一体型動吸振器２０Ａ、及び、軸部５１に質量調整部５０を組み付ける前の状態の組付型動吸振器２０Ｂを貫通孔２ａ内に挿入して２つの動吸振器２０の固定部２０ａを圧入部２ｂに圧入した後に、組付型動吸振器２０Ｂの軸部５１に質量調整部５０を圧入して組み付ける。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、このように質量調整部５０を後付けして形成できるため、２つの動吸振器２０を一体に形成しても、ピストンピン２に支障なく組み付けることができる。
【００５４】
尚、２つの動吸振器２０を共に、一体型動吸振器２０Ａにすることも可能である。この場合も、２つの動吸振器２０を一体に形成することが好ましい。共に一体型動吸振器２０Ａである２つの動吸振器２０を一体に形成した場合には、該２つの動吸振器２０をピストンピン２に組み付けることができるように、２つの動吸振器２０の可動部２０ｂの外径を圧入部２ｂの内径よりも小さく設定しておけばよい。また、２つの動吸振器２０を共に、組付型動吸振器２０Ｂにすることも可能である。
【００５５】
各動吸振器２０の支持部２０ｃは、可動部２０ｂ（可動部２０ｂの質量をｍｄ（単位ｋｇ）とする）を支持するバネに相当し、そのバネ定数をｋｄ（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、ｋｄ／ｍｄ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ｋｄ／ｍｄの値が得られるように、可動部２０ｂの長さ及び外径並びに支持部２０ｃの長さ及び外径を設定する。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。
【００５６】
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、互いに異ならせてもよい。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の長さ又は外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の長さ及び外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。
【００５７】
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、ｋｄ／ｍｄ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。
【００５８】
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１０ａ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。
【００５９】
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。
【００６０】
ここで、ピストンピン２の両端面における貫通孔２ａの開口が開放されており、その開口から貫通孔２ａ内にオイル（エンジンオイル）が進入する場合がある。この貫通孔２ａ内に、オイルを積極的に供給しない場合には、ピストンピン２と各動吸振器２０との間にオイルが介在する場合があったり介在しない場合があったりする。このため、動吸振器２０による振動低減特性が安定しなくなる。
【００６１】
また、ピストンピン２と各動吸振器２０（特に可動部２０ｂ）との間にオイルが介在しない場合には、可動部２０ｂが固定部２０ａに対してピストンピン２の径方向に大きく振動して支持部２０ｃに大きな応力が生じ、その応力に耐えるようにするために、例えば支持部２０ｃの外径（つまりピストンピン２と可動部２ｂとの間のバネ定数ｋ）に制約が生じる。
【００６２】
そこで、本実施形態では、貫通孔２ａ内におけるピストンピン２と各動吸振器２０との間（貫通孔２ａの内周面と各動吸振器２０の可動部２０ｂ及び支持部２０ｃの外周面との間）の隙間へのオイルの供給を促進するオイル供給促進手段６０を設ける。
【００６３】
本実施形態では、上記オイル供給促進手段６０は、ピストン１の内部に設けられたピストン冷却用のオイルチャンネル１ｆからのオイルを、ピストンピン２と各動吸振器２０との間に供給するように構成されている。
【００６４】
すなわち、図２及び図３に示すように、ピストン１においてピストンピン２よりも上側の部分であってピストンリング１ｂよりも径方向内側の部分には、ピストン１を冷却するためにオイル（エンジンオイル）が流れる環状のオイルチャンネル１ｆが設けられている。ピストン１の裏面には、オイルをオイルチャンネル１ｆに導入するための導入口１ｇが設けられている。この導入口１ｇの下側には、導入口１ｇと対向しかつシリンダブロックのメインギャラリと連通する不図示のオイルジェット（オイル噴射弁）が配設され、このオイルジェットは、エンジンの補機であるオイルポンプによりオイルが供給されたメインギャラリからのオイルを、上記導入口１ｇに向けて定量的に噴射する。こうしてオイルジェットより噴射されたオイルは、導入口１ｇからオイルチャンネル１ｆ内に導入され、このオイルがオイルチャンネル１ｆ内を流れることでピストン１が冷却されることになる。
【００６５】
ピストン１においてピストンピン２よりも上側でかつオイルチャンネル１ｆよりも下側の部分であってオイルチャンネル１ｆよりも径方向内側の部分には、オイルチャンネル１ｆからピストン１の中心側（コンロッド１０の小端部１０ａの配設部分）に向かって延びる２つのオイル供給通路６１が設けられている。また、ピストンピン２には、ピストンピン２の径方向に延びる複数のオイル供給通路６２が設けられている。ピストンピン２のオイル供給通路６２は、ピストンピン２の中心軸方向において２つの動吸振器２０の支持部２０ｃと同じ位置にそれぞれ設けられており、ピストンピン２の中心軸方向において同じ位置に位置するオイル供給通路６２は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。
【００６６】
オイルチャンネル１ｆ内のオイルは、ピストン１のオイル供給通路６１により、ピストン１におけるコンロッド１０の小端部１０ａの配設部分に供給された後、ピストンピン２とブッシュ１１との間の隙間、及び、ピストンピン２のオイル供給通路６２を通って、貫通孔２ａ（圧入部２ｂ）の内周面と各動吸振器２０の支持部２０ｃの外周面との間に供給される。ピストン１及びピストンピン２にそれぞれ設けられたオイル供給通路６１，６２は、オイル供給促進手段６０における、オイルチャンネル１ｆからピストンピン２と各動吸振器２０の支持部２０ｃとの間にオイルを供給するオイル供給通路に相当する。
【００６７】
貫通孔２ａ（圧入部２ｂ）の内周面と各動吸振器２０の支持部２０ｃの外周面との間に供給されたオイルは、貫通孔２ａ（収容部２ｃ）の内周面と各動吸振器２０の可動部２０ｂの外周面との間を通って、上記開口からピストンピン２の外部に導出される。各動吸振器２０の可動部２０ｂにおける支持部２０ｃとは反対側の部分の外径が、支持部２０ｃ側の部分よりも僅かに小さくされていることで、オイルのピストンピン２外部への導出がスムーズになされる。
【００６８】
こうして貫通孔２ａ内におけるピストンピン２と各動吸振器２０との間（貫通孔２ａの内周面と各動吸振器２０の可動部２０ｂ及び支持部２０ｃの外周面との間）の隙間に、オイルが常に積極的に供給される。また、本実施形態では、上記隙間にオイルが定量的に供給される（上記隙間への単位時間当たりのオイル供給量が一定となる）。
【００６９】
上記隙間に供給されたオイルは、図４に示すように、ピストンピン２と可動部２０ｂとの間のダンパとして機能し、そのオイルの粘性（粘度又は動粘度）及び貫通孔２ａ内の上記隙間への供給量（上記隙間に存在する量）によって、そのダンパの減衰係数ｃｄ（単位Ｎ・ｓ／ｍ）の値が決まる。上記バネ定数ｋｄと共に減衰係数ｃｄを適切に設定することで、動吸振器２０による燃焼行程でのピストン１の振動低減を良好に図ることができるようになる。
【００７０】
本実施形態では、上記オイルとして、動粘度が５．６ｃＳｔ〜９．３ｃＳｔのエンジンオイルを用いる。このオイルの貫通孔２ａ内の上記隙間への供給量を適切に設定することによって、動吸振器２０による燃焼行程でのピストン１の振動低減を良好に図ることができる。
【００７１】
ここで、減衰係数ｃｄの値が、燃焼行程でのピストン１（ピストンピン２及びコンロッド１０の小端部１０ａを含む）の振動にどのように影響を及ぼすのかを計算で求めた結果を図５に示す。この計算は、図６に示すバネマスモデルを用いて行った。ここでは、コンロッド１０の小端部１０ａと大端部１０ｂとの間にもダンパ（エンジンオイル）があるとし、その減衰係数をＣ（単位Ｎ・ｓ／ｍ）としている。上記計算では、Ｍ＝０．５３ｋｇ、Ｋ＝２．７×１０８Ｎ／ｍ、Ｃ＝１３５Ｎ・ｓ／ｍ、ｍｄ＝０．０５ｋｇ、ｋｄ＝２．７×１０７Ｎ／ｍとし、ｃｄの値を、５Ｎ・ｓ／ｍ、１０Ｎ・ｓ／ｍ、２０Ｎ・ｓ／ｍ、５０Ｎ・ｓ／ｍ、１００Ｎ・ｓ／ｍ、２００Ｎ・ｓ／ｍと変化させて、該各ｃｄの値毎に、燃焼行程でのピストン１の振動量（単位ｍ／Ｎ）（ピストン１に１Ｎの荷重を付加したときのピストン１の変位量）の周波数特性を求めた。
【００７２】
燃焼行程でのピストン１の振動量は、基本的に、共振周波数で、動吸振器２０を設けない場合よりも大きく減少して、極小となり、共振周波数よりも大きい第１特定周波数、及び、共振周波数よりも小さい第２特定周波数の２箇所で極大となる。これら第１及び第２特定周波数のいずれか一方で、ピストン１の振動量が最大となる。
【００７３】
図５によると、減衰係数ｃｄの値を大きくするに連れて、共振周波数における上記振動量の極小値が大きくなる一方、上記第１及び第２特定周波数における上記振動量の極大値が小さくなることが分かる。共振周波数における上記振動量の極小値が大きくなっても、上記第１及び第２特定周波数における上記振動量の極大値よりも小さければ、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効果的に抑制できていることになる。また、上記第１及び第２特定周波数における上記振動量の極大値が小さくなることで、ピストン１の振動量の最大値を小さくすることができ、共振周波数を含む広い範囲の周波数領域でピストン１の振動を低減できることになる。このことから、減衰係数ｃｄは、上記共振を効果的に抑制できかつ広い範囲の周波数領域でピストン１の振動を低減できるような値に設定すればよい。
【００７４】
したがって、本実施形態では、貫通孔２ａ内におけるピストンピン２と各動吸振器２０との間（貫通孔２ａの内周面と各動吸振器２０の可動部２０ｂ及び支持部２０ｃの外周面との間）の隙間へのオイルの供給を促進するオイル供給促進手段６０（オイル供給通路６１，６２）を設けるようにしたので、ピストンピン２と各動吸振器２０（特に可動部２０ｂ）との間にオイルが常に介在することになり、動吸振器２０による振動低減特性が安定する。また、上記オイルにより、動吸振器２０の可動部２０ｂのピストンピン径方向への振動量が制限され、これにより、その可動部２０ｂを支持する支持部２０ｃに生じる応力を低減することができる。この結果、その応力に耐えるようにするために、支持部２０ｃの形状等（つまりピストンピン２と可動部２０ｂとの間のバネ定数ｋｄ）に制約を設ける必要がなくなる。また、上記オイルは、ピストンピン２と可動部２０ｂとの間のダンパとして機能し、上記バネ定数ｋｄの設定に加えて、上記オイルの粘性（粘度又は動粘度）及び貫通孔２ａ内の上記隙間への供給量（上記隙間に存在する量）の設定、つまり上記ダンパの減衰係数の設定によっても、動吸振器２０による振動低減のチューニングを図ることができる。よって、動吸振器２０による振動低減のチューニングの自由度を高めることができるとともに、動吸振器２０による振動低減特性の安定化を図ることができる。
【００７５】
（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２を示し、オイル供給促進手段６０のオイル供給通路を、上記実施形態１とは異ならせたものである。以下、基本的に、上記実施形態１と異なる部分について説明する。
【００７６】
すなわち、本実施形態では、オイル供給促進手段６０は、オイルチャンネル１ｆから各動吸振器２０の可動部２０ｂにおける支持部２０ｃとは反対側（上記開口側）の端部にオイルをそれぞれ供給するオイル供給通路６３を有している。各オイル供給通路６３は、ピストン１においてオイルチャンネル１ｆから下側に延びて、ピストンピン２の端部に達する。
【００７７】
また、本実施形態では、動吸振器２０の形状が、上記実施形態１とは異なっており、各動吸振器２０の可動部２０ｂにおける支持部２０ｃとは反対側の端部及びその近傍部が、支持部２０ｃ側に向かって外径が小さくなるテーパ状部２０ｄとされている。このテーパ状部２０ｄが、貫通孔２ａから出来る限り外側に突出するようになされ、組付型動吸振器２０Ｂにおいては、軸部５１の先端部が質量調整部５０の端面から突出してはおらず、また、固定クリップ５５を設けてはいない（質量調整部５０を軸部５１に圧入しているだけである）。
【００７８】
このような構成により、オイルチャンネル１ｆからオイル供給通路６３を介してピストンピン２の端部に達したオイルは、可動部２０ｂにおける貫通孔２ａから外側に突出した上記端部（テーパ状部２０ｄ）に供給され、その後、オイルは、テーパ状部２０ｄを伝って、貫通孔２ａ内（収容部２ｃの内周面と各動吸振器２０の可動部２０ｂの外周面との間）へと導かれる。このようにテーパ状部２０ｄによって、各動吸振器２０の可動部２０ｂにおける支持部２０ｃとは反対側の端部に供給されたオイルを、オイルが貫通孔２ａ内に入り易くする。
【００７９】
また、本実施形態では、オイルが貫通孔２ａ内により一層入り易くするために、テーパ状部２０ｄを含む可動部２０ｂの外周面全体に螺旋溝２０ｅが形成されている。この螺旋溝２０ｅによって、オイルが圧入部２ｂの内周面と各動吸振器２０の支持部２０ｃの外周面との間にまで入り易くなる。こうして貫通孔２ａ内におけるピストンピン２と各動吸振器２０との間（貫通孔２ａの内周面と各動吸振器２０の可動部２０ｂ及び支持部２０ｃの外周面との間）の隙間に、オイルが常に積極的に供給される。貫通孔２ａ内に導入されたオイルの一部は、上記開口からピストンピン２の外部に出るが、各動吸振器２０の可動部２０ｂにおける支持部２０ｃとは反対側の端部へのオイルの供給量を適切に設定することによって、貫通孔２ａ内におけるピストンピン２と各動吸振器２０との間の隙間全体にオイルが充填された状態が維持されるようになっている。
【００８０】
したがって、本実施形態においても、ピストンピン２と各動吸振器２０（特に可動部２０ｂ）との間にオイルが常に介在することになり、上記実施形態１と同様の作用効果が得られる。
【００８１】
尚、上記実施形態２では、各動吸振器２０の可動部２０ｂにテーパ状部２０ｄ及び螺旋溝２０ｅの両方を設けたが、いずれか一方のみを設けるようにしてもよい。また、各動吸振器２０の可動部２０ｂにおける支持部２０ｃとは反対側の端部が貫通孔２ａから外側に突出していない場合には、オイルチャンネル１ｆからオイル供給通路６３を介してピストンピン２の端部に達したオイルを上記端部に供給するオイル供給通路を、ピストンピン２に設ければよい。
【００８２】
（実施形態３）
図８は、本発明の実施形態３を示し、オイル供給促進手段６０が、クランクシャフトの潤滑用オイル（オイルチャンネルを流れるオイルと同じエンジンオイル）を、ピストンピン２と各動吸振器２０の支持部２０ｃとの間に供給するようにしたものである。尚、動吸振器２０は、上記実施形態１のものと同様である。
【００８３】
すなわち、本実施形態では、コンロッド１０には、大端部１０ｂにおけるシャフト挿通孔１０ｅの内周面から、連結部１０ｃを通り、小端部１０ａにおけるピン挿通孔１０ｄの内周面まで延びるオイル供給通路６４が設けられている。このオイル供給通路６４は、オイル供給促進手段６０における、コンロッド１０の内部を通るオイル供給通路に相当する。
【００８４】
また、ピストンピン２には、複数のオイル供給通路６５が設けられている。ピストンピン２のオイル供給通路６５は、ピストンピン２の中心軸方向の略中央（オイル供給通路６４の小端部１０ａ側端の近傍）から、２つの動吸振器２０の支持部２０ｃにそれぞれ向かうように、ピストンピン２の径方向内側に向かってピストンピン２の中心軸方向の中央から離れる側（図８の左側及び右側）に傾斜して延びている。ピストンピン２の径方向内側に向かって同じ側に傾斜するオイル供給通路６５は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。
【００８５】
オイル供給促進手段６０は、コンロッド１０及びピストンピン２のオイル供給通路６４，６５を介して、上記潤滑用オイルを、ピストンピン２と各動吸振器２０の支持部２０ｃとの間に供給するように構成されている。
【００８６】
シリンダブロックのメインギャラリからクランクシャフトに供給されたオイルは、クランクシャフトとシャフト挿通孔１０ｅとの間の隙間、及び、コンロッド１０のオイル供給通路６４を通って、ピン挿通孔１０ｄにまで達し、そこから、多孔質のブッシュ１１内に浸透してブッシュ１１とピストンピン２との間の隙間へと流れ、さらにピストンピン２のオイル供給通路６５を通って、貫通孔２ａ内におけるピストンピン２と各動吸振器２０の支持部２０ｃとの間（圧入部２ｂの内周面と各動吸振器２０の支持部２０ｃの外周面との間）に供給される。
【００８７】
上記実施形態１と同様に、貫通孔２ａ内におけるピストンピン２と各動吸振器２０の支持部２０ｃとの間に供給されたオイルは、貫通孔２ａ（収容部２ｃ）の内周面と各動吸振器２０の可動部２０ｂの外周面との間を通って、上記開口からピストンピン２の外部に導出される。
【００８８】
こうして貫通孔２ａ内におけるピストンピン２と各動吸振器２０との間（貫通孔２ａの内周面と各動吸振器２０の可動部２０ｂ及び支持部２０ｃの外周面との間）の隙間に、オイルが常に積極的に供給される。
【００８９】
したがって、本実施形態においても、ピストンピン２と各動吸振器２０（特に可動部２０ｂ）との間にオイルが常に介在することになり、上記実施形態１及び２と同様の作用効果が得られる。
【００９０】
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。
【００９１】
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、シリンダ内で往復動するピストンと、小端部が上記ピストンと連結されかつ大端部がクランクシャフトと連結されるコンロッドと、上記ピストンと上記コンロッドの小端部とを連結する断面中空のピストンピンと、上記ピストンピンの内部に設けられ、燃焼行程において上記ピストン、上記ピストンピン及び上記コンロッドの小端部が一体で上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た、エンジンのピストン構造に有用である。
【符号の説明】
【００９３】
１          ピストン
１ｆ        オイルチャンネル
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
６０        オイル供給促進手段
６１〜６５  オイル供給通路
【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】
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