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HINTERGRUND
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenstruktur für einen Motor, bei welcher der Kolben mit einem kleineren Endteil einer Pleuelstange durch einen Kolbenbolzen gekoppelt ist, und einen entsprechenden Kolbenbolzen.
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Im Allgemeinen ist bei Motoren, die in Fahrzeugen (z. B. Automobilen) installiert sind, ein Kolben mit einem kleineren Endteil einer Pleuelstange durch einen Kolbenbolzen gekoppelt. Genauer gesagt ist der Kolbenbolzen durch ein Bolzeneinsetzloch eingesetzt, das in dem kleineren Endteil der Pleuelstange ausgebildet ist, und der kleinere Endteil der Pleuelstange befindet sich in einem zentralen Bereich des Kolbenbolzens in seinen Achsenrichtungen. Zwei Nabentteile sind in einer Bodenfläche des Kolbens (der Fläche gegenüberliegend bzw. entgegengesetzt zu einer oberen Fläche) an Positionen entsprechend beiden Endabschnitten des Kolbenbolzens in den Achsenrichtungen gebildet, um den kleineren Endteil der Pleuelstange sandwichartig zu umgeben. Die beiden Nabenteile sind mit Bolzenstützlöchern gebildet, in welche die beiden Endabschnitte des Kolbenbolzens in den Achsenrichtungen eingesetzt werden, und zum Stützen jeweils der beiden Endabschnitte (siehe z. B.
JP 2004-353500 A ).
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Motoren, welche die oben beschriebene Konfiguration aufweisen, sind bekannt dafür, Verbrennungsgeräusche auf Grund von Resonanz zu verursachen, die abhängig von einer Grundstruktur des Motors verursacht wird (siehe z. B. Masaya Otsuka, ”How to Minimize Diesel Combustion Noise by Improving Engine Structure”, Proceedings of Society of Automotive Engineers Convention, Nr. 36-05, Society of Automotive Engineers of Japan, Inc. Mai 2005, S. 7–10). In ”How to Minimize Diesel Combustion Noise by Improving Engine Structure” wird beschrieben, dass das Motorengeräusch drei Spitzen bei 1,7 kHz, 3,3 kHz und 6 kHz aufweist. Eine dieser Spitzen (3,3 kHz) wird durch Ausdehnungsresonanz bzw. übertragene Resonanz der Pleuelstange verursacht und es ist schwierig, die Amplitude dieser Resonanz zu verringern.
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Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung eine verwandte frühere Anwendung hat.
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben Feder-Masse-Modelle für Kolben und Pleuelstangen untersucht und im Ergebnis Folgendes herausgefunden.
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Bei Feder-Masse-Modellen für Kolben und Pleuelstangen entsprechen ein Kolben, ein Kolbenbolzen und ein kleinerer Endteil einer Pleuelstange einem Massepunkt (wobei die Masse M ist (Einheit: kg)) als Ganzes, und ein Kopplungsteil der Pleuelstange, der den kleineren Endteil und einen größeren Endteil davon koppelt, entspricht einer Feder (wobei die Federkonstante K ist (Einheit: N/m)), welche den Massepunkt an dem größeren Endteil stützt bzw. trägt. Wenn der Kolben, der Kolbenbolzen und der kleinere Endteil der Pleuelstange integral bzw. einstückig wirken, dann schwingen diese Komponenten bezüglich des größeren Endteils der Pleuelstange bei einer Resonanzfrequenz von (1/2p) × (K/M)1/2 Hz (z. B. 3 kHz–4 kHz) mit. Diese Resonanz entspricht der Ausdehnungsresonanz der oben beschriebenen Pleuelstange.
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Indes ist ein Schmierfilm zwischen dem Kolbenbolzen und dem Bolzeneinsetzloch der Pleuelstange gebildet. Der Schmierfilm entspricht der Feder, die den Kolbenbolzen mit dem kleineren Endteil der Pleuelstange koppelt. In einem Fall, in dem eine vollschwimmende Anordnung bzw. Montage angewandt wird, bei welcher der Kolbenbolzen bezüglich aller Nabenteile und des kleineren Endteils der Pleuelstange drehbar ist, sind ferner zusätzlich zu zwischen dem Kolbenbolzen und dem Bolzeneinsetzloch der Pleuelstange Schmierfilme zwischen dem Kolbenbolzen und jedem der Bolzenstützlöcher der Nabenteile des Kolbens gebildet. Dieser Schmierfilm entspricht Federn, die den Kolbenbolzen mit dem Kolben koppeln.
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Wenn der Schmierfilm zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kolbeneinsetzloch der Pleuelstange ist (bei der vollschwimmenden Art, dieser Schmierfilm und die Schmierfilme zwischen dem Kolbenbolzen und den Bolzenstützlöchern der Nabenteile des Kolbens), wird der Kolben durch den kleineren Endteil der Pleuelstange über die Feder gestützt bzw. getragen, und der Kolben, der Kolbenbolzen und der kleinere Endteil der Pleuelstange schwingen nicht integral bzw. einstückig bezüglich des größeren Endteils der Pleuelstange mit. Da der Kolben nicht mit einer starken Kraft gedrückt wird, ausgenommen dem Verbrennungshub (Arbeitshub), verbleibt der Schmierfilm und dadurch tritt die Resonanz nicht auf.
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Bei dem Verbrennungshub jedoch wird der Schmierfilm, da der Kolben mit einer starken Kraft gedrückt wird, eliminiert und im Ergebnis schwingen der Kolben, der Kolbenbolzen und der kleinere Endteil der Pleuelstange integral bezüglich des größeren Endteils der Pleuelstange mit.
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Von diesen Standpunkten aus, da der Kolben, der Kolbenbolzen und der kleinere Endteil der Pleuelstange bei dem Verbrennungshub integral werden, kann in Betracht gezogen werden, einen dynamischen Absorber zu verwenden, um die Resonanz zu unterbinden (Verringern von Vibration bei der Resonanzfrequenz). Durch einfaches Bereitstellen des dynamischen Absorbers, obwohl das Geräusch auf Grund der Resonanz bei dem Verbrennungshub verringert werden kann, nimmt das Geräusch auf Grund der Vibration des dynamischen Absorbers bei anderen Hüben zu, wo der Kolben, der Kolbenbolzen und der kleinere Endteil der Pleuelstange nicht integral werden.
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JP H11-247 993 A offenbart eine Kopplungsvorrichtung zwischen einem Kolben und einer Pleuelstange in einem Motor mit einem konischen Kolbenbolzen zum Ermöglichen einer elastischen Verformung des Kolbenbolzens.
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JP 2012/219629 A offenbart einen Motor mit einem Kolbenbolzen, der einen ersten und einen zweiten Bolzenteil aufweist, wobei ein elastisches Element zwischen die beiden Bolzenteile zwischengesetzt ist.
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US 3 161 185 A beschreibt elastisch verbundene Kolben für eine selbsttätige Einstellung volumetrischer Kompressionsverhältnisse.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung ist angesichts der obigen Situation gemacht und zielt darauf ab, integrale Resonanz eines Kolbens, eines Kolbenbolzens und/oder eines kleineren Endteils einer Pleuelstange bezüglich eines größeren Endteils der Pleuelstange bei einem Verbrennungshub zu unterbinden sowie insbesondere eine Geräuschzunahme bei anderen Hüben zu unterbinden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Bereitgestellt wird eine Kolbenstruktur für einen Motor. Die Kolbenstruktur enthält einen Kolben zum Hin- und Herbewegen innerhalb eines Zylinders, eine Pleuelstange mit einem kleineren Endteil und einem größeren Endteil jeweils in oder an beiden Enden, wobei der kleinere Endteil mit dem Kolben gekoppelt ist oder zu koppeln ist und wobei der größere Endteil mit einer Kurbelwelle gekoppelt ist oder zu koppeln ist, einen querschnittsmäßig hohlen Kolbenbolzen, der den Kolben mit dem kleineren Endteil der Pleuelstange koppelt oder zum Koppeln dient, und zumindest einen dynamischen Absorber, der zumindest teilweise im inneren des Kolbenbolzens bereitgestellt ist, enthaltend einen fixierten bzw. befestigen Teil, der an dem Kolbenbolzen fixiert bzw. befestigt ist oder zu fixieren bzw. zu befestigen ist, und einen beweglichen Teil, der schwenkbar durch den fixierten Teil gestützt bzw. getragen ist oder schwenkbar zu stützen bzw. zu tragen ist, und zum Unterbinden, dass der Kolben, der Kolbenbolzen und/oder der kleinere Endteil integral bezüglich des größeren Endteils der Pleuelstange bei einem Verbrennungshub mitschwingen bzw. eine Resonanzschwingung erfahren.
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Der dynamische Absorber enthält einen zusammensetzbaren bzw. montierbaren dynamischen Absorber, bei dem der bewegliche Teil durch Anbringen zumindest eines Masseeinstell- bzw. -anpassungsteils an dem fixierten Teil gebildet ist.
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Gemäß einer solchen oben beschriebenen Kolbenstruktur für den Motor, in einem Fall, wo ein Schmierfilm zwischen dem Kolbenbolzen und der Pleuelstange (bei der vollschwimmenden Art, dieser Schmierfilm und ein Schmierfilm zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kolben) bei dem Verbrennungshub eliminiert wird, und der Kolben, der Kolbenbolzen und der kleinere Endteil der Pleuelstange integral bzw. einstückig werden, kann der dynamische Absorber die integrale Resonanz davon unterbinden. Da der dynamische Absorber im Inneren des Kolbenbolzens bereitgestellt ist, in einem Fall, wo der Schmierfilm zwischen dem Kolbenbolzen und der Pleuelstange existiert, mit anderen Worten bei dem Einlasshub, dem Verdichtungshub und dem Auslasshub, verhindert der Schmierfilm (Feder), dass die Vibration des dynamischen Absorbers auf die Pleuelstange übertragen wird, und somit erhöhen sich Geräusche auf Grund der Vibration nicht. Durch Bereitstellen des dynamischen Absorbers im Inneren des Kolbenbolzens kann zudem der Raum effektiv genutzt werden und eine Größenzunahme des Kolbens ist nicht erforderlich.
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Da zusätzlich der dynamische Absorber den zusammensetzbaren dynamischen Absorber enthält, bei dem der bewegliche Teil durch Anbringen des Masseeinstellteils an dem fixierten Teil gebildet ist, kann eine Masse des beweglichen Teils durch Austauschen des Masseeinstellteils eingestellt bzw. angepasst werden, was beispielsweise beim Beheben von Herstellungsfehlern benutzerfreundlicher ist.
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Genauer gesagt können zwei dynamische Absorber bereitgestellt werden oder der dynamische Absorber kann zwei dynamische Absorber umfassen. Die beiden dynamischen Absorber können auf beiden Seiten des Zentrums des Kolbenbolzens in der Richtung der Längsachse davon angeordnet sein.
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Somit kann eine stabile Massebalance erzielt werden.
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Beispielsweise kann einer der dynamische Absorber der zusammensetzbare dynamische Absorber sein und der andere dynamische Absorber kann ein integrierter dynamischer Absorber sein, bei dem der fixierte Teil und der bewegliche Teil integral bzw. einstückig gebildet oder bereitgestellt sind, oder beide der dynamischen Absorber können die zusammensetzbaren dynamischen Absorber sein.
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In jedem Fall kann eine Frequenzeinstellung bzw. -anpassung durch Einstellen bzw. Anpassen der Masse des beweglichen Teils durchgeführt werden.
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Genauer gesagt kann der fixierte Teil einen Schaft- bzw. Wellenteil aufweisen, der sich in einer Richtung der Längsachse des Kolbenbolzens erstreckt. Der Masseeinstellteil kann ein Einsetzloch aufweisen, in das die Welle bzw. der Schaft zumindest teilweise eingesetzt ist oder einzusetzen ist. Der Masseeinstellteil kann durch zumindest teilweises Einsetzen der Welle in das Einsetzloch an dem fixierten Teil angebracht werden oder ist an diesem anbringbar.
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Ferner kann insbesondere ein Axialpositionierungsteil zum Positionieren des Masseeinstellteils bezüglich der Welle an oder zwischen dem Einsetzloch und/oder der Welle bereitgestellt sein.
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Somit kann die Positionierung des Masseeinstellteils höchst akkurat durchgeführt werden und die Frequenz kann stabil festgelegt werden.
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In diesem Fall enthält der Axialpositionierungsteil vorzugsweise eine Begrenzungsfläche, die zu bzw. an der Welle bereitgestellt ist, um in eine Einsetzrichtung des Masseeinstellteils gewandt zu sein, und eine Kontaktfläche zum Kontaktieren der Begrenzungsfläche und bereitgestellt zu bzw. an dem Masseeinstellteil. Die Begrenzungsfläche ist vorzugsweise an einer Spitzenendseite der Welle angeordnet.
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Somit kann vermieden werden, dass der Durchmesser der Welle klein wird, und daher kann die Frequenz stabil festgelegt werden.
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Vorzugsweise ist zumindest ein Rückhalteteil zum Verhindern, dass der Masseeinstellteil von der Welle entfernt wird, an oder zwischen dem Masseeinstellteil und/oder einem vorspringenden Spitzenendteil bereitgestellt, der so in der Welle gebildet ist, dass er über den Masseeinstellteil vorspringt.
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Somit kann das Entfernen des Masseeinstellteils von der Welle sicher verhindert werden.
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Der Rückhalteteil kann zumindest teilweise durch Anbringen eines fixierten bzw. befestigten Clips an dem vorspringenden Spitzenendteil strukturiert sein bzw. werden.
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In diesem Fall kann der Rückhalteteil mit einer einfachen Konfiguration unter Verwendung eines bestehenden Glieds strukturiert werden.
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Zudem kann der Rückhalteteil zumindest teilweise durch Crimpen eines des vorspringenden Spitzenendteils und des Masseeinstellteils gebildet sein bzw. werden.
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Dies ist dahingehend vorteilhaft, als dass vermehrte Zusammensetz- bzw. Montagearbeit und eine zunehmende Anzahl an Komponenten vermieden werden können.
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In dem Fall beispielsweise, wo der Rückhalteteil durch Crimpen des Masseeinstellteils gebildet ist, enthält der Rückhalteteil vorzugsweise einen gecrimpten Teil, der durch Crimpen des Masseeinstellteils gebildet ist bzw. wird, und einen hemmenden Teil, der in oder an einer Außenfläche der Welle bereitgestellt ist, um mit dem gecrimpten Teil in Kontakt zu sein, wenn der Masseeinstellteil in einer Entfernrichtung davon verlagert wird.
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Somit kann die Funktion des Rückhalteteils effektiv verbessert werden.
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Zudem kann in diesem Fall eine Begrenzungsfläche, die in eine Einsetzrichtung des Masseeinstellteils gewandt ist und zum Kontaktieren mit dem Masseeinstellteil dient bzw. bestimmt ist, in oder an der Welle an einer Position nahe des Rückhalteteils und näher an einer Basisendseite der Welle als der Rückhalteteil gebildet sein.
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Somit kann die Begrenzungsfläche die Last tragen, die dem Rückhalteteil während des Crimpens zugeführt wird, und der Masseeinstellteil kann stabil gestützt bzw. getragen werden.
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Es ist anzumerken, dass das Anbringen des fixierten Clips an dem vorspringenden Spitzenendteil verfügbar werden kann, wenn der Masseeinstellteil mit der Welle positioniert wird bzw. ist. Somit kann das Positionieren des Masseeinstellteils höchst akkurat durchgeführt werden und die Bestätigung dafür wird leicht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kolbenbolzen zum Koppeln eines Kolbens, der sich innerhalb eines Zylinders hin- und herbewegt, mit einem kleineren Endteil einer Pleuelstange insbesondere bei einer Kolbenstruktur gemäß dem obigen Aspekt der Erfindung oder einer speziellen Ausführungsform davon bereitgestellt, wobei: der Kolbenbolzen ein querschnittsmäßig hohler Kolbenbolzen ist; und wobei zumindest ein dynamischer Absorber zumindest teilweise im Inneren des Kolbenbolzen bereitgestellt ist, enthaltend einen fixierten bzw. befestigen Teil, der an dem Kolbenbolzen zu fixieren bzw. zu befestigen ist, und einen beweglichen Teil, der schwenkbar durch den fixierten Teil zu stützen bzw. zu tagen ist, und zum Unterbinden, dass der Kolben, der Kolbenbolzen und/oder der kleinere Endteil integral bezüglich des größeren Endteils der Pleuelstange bei einem Verbrennungshub mitschwingen bzw. eine Resonanzschwingung erfahren, wobei der dynamische Absorber einen zusammensetzbaren bzw. montierbaren dynamischen Absorber umfasst, bei dem der bewegliche Teil durch Anbringen zumindest eines Masseeinstell- bzw. -anpassungsteils an dem fixierten Teil gebildet ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der beiliegenden Zeichnungen deutlicher. Es ist ersichtlich, dass, obwohl Ausführungsformen separat beschrieben werden, einzelne Merkmale daraus zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können.
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1 ist eine Ansicht, die einen Kolben und eine Pleuelstange eines Motors zeigt, auf den eine Kolbenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird.
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2 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II von 1 (ein dynamischer Absorber ist nicht querschnittsmäßig dargestellt).
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3 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III in 1.
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4 ist eine Ansicht, die ein Massemodell für den Kolben und die Pleuelstange zeigt.
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5 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 3.
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6 zeigt Ansichten, die einen dynamischen Absorber in einer Modifikation auf entsprechende Weise zu 3 zeigen.
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7A ist eine schematische Ansicht, die einen Querschnitt einer ersten Modifikation eines Rückhalteteils zeigt, und 7B ist eine schematische Ansicht, die einen Querschnitt der ersten Modifikation des Rückhalteteils entlang einer Linie X-X in 7A zeigt.
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8 ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand eines Masseeinstellteils vor dem Crimpen zeigt.
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9 ist eine schematische Ansicht, die eine zweite Modifikation des Rückhalteteils zeigt.
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10 ist eine schematische Ansicht, die eine dritte Modifikation des Rückhalteteils zeigt.
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11A und 11B sind Ansichten, die Modifikationen der Kolbenstruktur auf entsprechende Weise zu 3 zeigen.
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12 ist eine Ansicht, die eine weitere Modifikation der Kolbenstruktur auf entsprechende Weise zu 3 zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 bis 3 zeigen einen Kolben 1 und eine Pleuelstange 10 eines Motors, auf den eine Kolbenstruktur gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird. Der Kolben 1 bewegt sich in Achsenrichtungen des Zylinder (Oben-und-Unten-Richtungen in 1 und 3) durch Wiederholen eines Zylinderzyklus bzw. -takts (Einlasshub, Verdichtungshub, Verbrennungshub (Arbeitshub) und Auslasshub) hin und her.
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Der Kolben 1 ist mit einem kleineren Endteil 10a, der ein Endteil der Pleuelstange 10 ist, über einen Kolbenbolzen 2 zu koppeln. Ein größerer Endteil 10b, welcher der andere Endteil der Pleuelstange 10 ist, ist mit einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) zu koppeln. Die kleineren und größeren Endteile 10a und 10b der Pleuelstange 10 sind durch einen (insbesondere im Wesentlichen säulenförmigen) Kopplungsteil 10c miteinander gekoppelt. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens 1 wird auf die Kurbelwelle über die Pleuelstange 10 übertragen, um die Kurbelwelle zu drehen. Achsenrichtung des Kolbenbolzens 2 (Links-und-Rechts-Richtungen in 3) stimmen im Wesentlichen mit Achsenrichtungen der Kurbelwelle überein.
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Der kleinere Endteil 10a der Pleuelstange 10 ist mit einem Bolzeneinsetzloch 10d gebildet, durch das der Kolbenbolzen 2 zumindest teilweise einzusetzen ist, und der größere Endteil 10b der Pleuelstange 10 ist mit einem Wellen- bzw. Schafteinsetzloch 10e gebildet, durch das die Kurbelwelle eingesetzt ist. Es ist anzumerken, dass, obwohl dies in 1 ausgelassen ist, der größere Endteil 10b der Pleuelstange 10 insbesondere in zwei Stücke an einer zentralen Position des Wezeneinsetzlochs 10e in einer Längsrichtung des Kopplungsteils 10c geteilt ist.
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Der Kolbenbolzen 2 ist durch das Bolzeneinsetzloch 10d des kleineren Endteils 10a der Pleuelstange 10 eingesetzt, und der kleinere Endteil 10a der Pleuelstange 10 befindet sich in einem zentralen Bereich oder Zwischenbereich des Kolbenbolzens 2 in seinen Achsenrichtungen. Ferner befindet sich der kleinere Endteil 10a der Pleuelstange 10 in einem zentralen Bereich oder Zwischenbereich des Kolbens 1 in den Achsenrichtungen des Kolbenbolzens 2.
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Der Kolbenbolzen 2 ist drehbar durch das Bolzeneinsetzloch 10d der Pleuelstange 10 eingesetzt. Es ist anzumerken, dass insbesondere eine Buchse bzw. Durchführung 11 an einer Innenumfangsfläche des Bolzeneinsetzlochs 10d der Pleuelstange 10 fixiert bzw. befestigt ist und genauer gesagt der Kolbenbolzen 2 so eingesetzt ist, dass er bezüglich der Buchse 11 drehbar ist.
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Ein Schmiermittel, das innerhalb des Motors zirkuliert, wird zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Bolzeneinsetzloch 10d der Pleuelstange 10 (genauer gesagt der Buchse 11) zugeführt bzw. bereitgestellt, um einen Schmierfilm zu bilden, und der Schmierfilm und die Buchse 11 ermöglichen dem Kolbenbolzen 2, sich sanft innerhalb des Bolzeneinsetzlochs 10d der Pleuelstange 10 zu drehen.
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Ein Hohlraum 1a ist in oder an einer oberen Fläche des Kolbens 1 gebildet und ein oder mehrere ringförmige Kolbenringe 1b sind in einen Teil einer Außenumfangsfläche des Kolbens 1 an einer Position höher als der Kolbenbolzen 2 eingepasst.
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Zwei Nabenteile 1c sind in einer Bodenfläche des Kolbens 1 (der Fläche gegenüberliegend bzw. entgegengesetzt zu der oberen Fläche) gebildet, um sich zu der Kurbelwellenseite hin zu wölben, und zwar an Positionen im Wesentlichen entsprechend beiden Endabschnitten des Kolbenbolzens 2 in den Achsenrichtungen, so dass sie den kleineren Endteil 10a der Pleuelstange 10 zwischen sich sandwichartig umgeben. Die beiden Nabenteile 1c sind insbesondere jeweils mit einem Bolzenstützloch 1d gebildet, das sich in den Achsenrichtungen des Kolbenbolzens 2 erstreckt. Die beiden Endabschnitte des Kolbenbolzens 2 in den Achsenrichtungen sind gestützt, indem sie jeweils in die Bolzenstützlöcher 1d der beiden Nabenteile 1 eingesetzt sind.
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Bei dieser Ausführungsform wird insbesondere eine vollschwimmende Anordnung bzw. Montage für den Kolbenbolzen 2 angewandt. Genauer gesagt ist der Kolbenbolzen 2 bezüglich des Bolzeneinsetzlochs 10d der Pleuelstange 10 drehbar und zudem innerhalb des Bolzenstützlochs 1d des Nabenteils 1c des Kolbens 1 drehbar.
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Ähnlich dem zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Bolzeneinsetzloch 10d der Pleuelstange 10 sind Schmierfilme im Wesentlichen zwischen dem Kolbenbolzen 2 und den Bolzenstützlöchern 1d der Nabenteile 1c des Kolbens 1 gebildet, und diese Schmierfilme ermöglichen dem Kolbenbolzen 2, sich sanft in den Bolzenstützlöchern 1d der Nabenteile 1c des Kolbens 1 zu drehen.
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Ein Schnappring 1e ist in jedes der Bolzenstützlöcher 1d der beiden Nabenteile 1c einzusetzen und in jeder von Endsektionen davon an der Außenumfangsflächenseite des Kolbens 1 zu fixieren bzw. zu befestigen, und die beiden Schnappringe 1e sind insbesondere so angeordnet, dass sie mit beiden äußeren Endflächen des Kolbenbolzens 2 in den Achsenrichtungen in Kontakt kommen, um eine Bewegung des Kolbenbolzens 2 in den Achsenrichtungen zu beschränken.
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Der Kolbenbolzen 2 ist im Wesentlichen im Querschnitt hohl und ein Durchgangsloch 2a, das sich im Wesentlichen in den Achsenrichtungen des Kolbenbolzens 2 erstreckt, ist in einem zentralen Bereich oder Zwischenbereich des Kolbenbolzens 2 in seinen radialen Richtungen gebildet. Ein Presspassabschnitt 2b, in den ein fixierter bzw. befestigter Teil 20a eines dynamischen Absorbers 20 (der später beschrieben wird), zu montieren (insbesondere presszupassen) ist, ist in einer Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 2a gebildet, und zwar in dem zentralen Abschnitt oder Zwischenabschnitt des Kolbenbolzens 2 in den Achsenrichtungen. Der Innendurchmesser des Durchgangslochs 2a an dem Presspassabschnitt 2b ist kleiner als derjenige des anderen Teils des Durchgangslochs 2a.
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Genauer gesagt weist das Durchgangsloch 2a den Presspassabschnitt 2b, der sich in dem zentralen Abschnitt oder Zwischenabschnitt des Kolbenbolzens 2 in den Achsenrichtungen befindet und/oder im Wesentlichen in Zylinderform mit einem kleinen Durchmesser gebildet ist, und Aufnahmeabschnitte 2c auf, die sich von beiden Seiten des Presspassabschnitts 2b fortsetzen, sich an oder nahe beider Endabschnitte des Kolbenbolzens 2 in den Achsenrichtungen befinden und/oder im Wesentlichen in Zylinderform mit einem großen Durchmesser gebildet sind.
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Eine Stufenfläche 2d, die im Wesentlichen in die Achsenrichtungen des Kolbenbolzens 2 zeigt, ist durch eine Stufe zwischen dem Presspassabschnitt 2b und dem Aufnahmeabschnitt 2c gebildet. Die Steifigkeit des Kolbenbolzens 2 kann verbessert werden, indem der Durchmesser des Presspassabschnitts 2b klein gemacht wird.
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Im Inneren des Kolbenbolzens 2 (innerhalb des Durchgangslochs 2a) sind ein oder mehrere, insbesondere zwei dynamische Absorber 20 bereitgestellt, um die integrale Resonanz des Kolbens 1, des Kolbenbolzens 2 und/oder des kleineren Endteils 10a der Pleuelstange 10 bezüglich des größeren Endteils 10b der Pleuelstange 10 bei dem Verbrennungshub zu unterbinden. Die beiden dynamischen Absorber 20 befinden sich auf beiden Seiten einer Fläche, welche das Zentrum des Kolbenbolzens 2 in den Achsenrichtungen passiert.
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Dabei ist ein Feder-Masse-Modell für den Kolben 1 und die Pleuelstange 10 so, wie es in 4 dargestellt ist. Genauer gesagt entsprechend entsprechen der Kolben 1, der Kolbenbolzen 2 und der kleinere Endteil 10a der Pleuelstange 10 einem Massepunkt (wobei die Masse M ist (Einheit: kg)) als Ganzes, und der Kopplungsteil 10c der Pleuelstange 10 entspricht einer Feder (wobei die Federkonstante K ist (Einheit: N/m)), die den Massepunkt an dem größeren Endteil 10b der Pleuelstange 10 stützt bzw. trägt.
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Der Schmierfilm zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Bolzeneinsetzloch 10d der Pleuelstange 10 entspricht einer Feder, die den Kolbenbolzen 2 mit dem kleineren Endteil 10a der Pleuelstange 10 koppelt, und die Schmierfilme zwischen dem Kolbenbolzen 2 und den Bolzenstützlöchern 1d der Nabenteile 1c des Kolbens 1 entsprechen Federn, die den Kolbenbolzen 2 mit dem Kolben 1 koppeln.
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Bei dem Verbrennungshub, da der Kolben 1 mit einer starken Kraft gedrückt wird, werden der Schmierfilm zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Bolzeneinsetzloch 10d der Pleuelstange 10 (die Feder, die den Kolbenbolzen 2 mit dem kleineren Endteil 10a der Pleuelstange 10 koppelt) und die Schmierfilme zwischen dem Kolbenbolzen 2 und den Bolzenstützlöchern 1d der Nabenteile 1c des Kolbens 1 (die Federn, die den Kolbenbolzen 2 mit dem Kolben 1 koppeln), vollständig eliminiert, und im Ergebnis werden der Kolben 1, der Kolbenbolzen 2 und/oder der kleinere Endteil 10a der Pleuelstange 10 integral. Somit schwingen der Kolben 1, der Kolbenbolzen 2 und/oder der kleinere Endteil 10a der Pleuelstange 10 integral bezüglich des größeren Endteils 10b der Pleuelstange 10 bei einer Resonanzfrequenz von (1/2p) × (K/M)1/2 Hz (z. B. 3 kHz–4 kHz) mit.
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(Dynamischer Absorber)
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Um die Resonanz zu unterbinden (die Vibration bei der Resonanzfrequenz zu verringern), sind der eine oder die mehreren, insbesondere zwei dynamischen Absorber 20 im Inneren des Kolbenbolzens 2 (innerhalb des Durchgangslochs 2a) bereitgestellt.
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Gemäß der Darstellung in 2 und 3 enthält der (insbesondere jeder) dynamische Absorber 20 den fixierten bzw. befestigten Teil 20a, der an dem Presspassabschnitt 2b fixiert bzw. befestigt ist, der in der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 2a des Kolbenbolzens 2 gebildet ist, einen beweglichen Teil 20b, der sich im Inneren des Kolbenbolzens 2 in den Achsenrichtungen des Kolbenbolzens 2 erstreckt, und einen Stütz- bzw. Trägerteil 20c zum Stützen bzw. Tragen des beweglichen Teils 20b, um bezüglich des fixierten Teils 20a in den radialen Richtungen des Kolbenbolzens 2 vibrierbar bzw. schwingungsfähig zu sein.
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Bei dieser Ausführungsform sind angesichts einer Verringerung der Anzahl an Gliedern und dergleichen die beiden dynamischen Absorber 20 jeweils integral bzw. einstückig gebildet. Ferner sind bei einem der dynamischen Absorber 20 der fixierte Teil 20a, der bewegliche Teil 20b und der Stützteil 20c integral bzw. einstückig gebildet (integrierter dynamischer Absorber 20A), und der andere dynamische Absorber 20 ist ein zusammensetzbarer bzw. montierter dynamischer Absorber, der durch Zusammensetzen bzw. Montieren einer Mehrzahl von Gliedern (zusammensetzbarer bzw. montierter dynamischer Absorber), gebildet ist.
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Der integrierte dynamische Absorber 20A und der zusammensetzbare dynamische Absorber 20B sind integral bzw. einstückig miteinander an den jeweiligen fixierten Teilen 20a gekoppelt. Die integrierten fixierten Teile 20a sind presszupassen, um an dem Presspassabschnitt 2b fixiert bzw. befestigt zu werden. Somit ist der bewegliche Teil 20b des integrierten dynamischen Absorbers 20A zumindest teilweise im Inneren eines der Aufnahmeabschnitte 2c aufgenommen, und der bewegliche Teil 20b des zusammensetzbaren dynamischen Absorbers 20B ist zumindest teilweise im Inneren des anderen Aufnahmeabschnitts 2c aufgenommen.
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Jeder bewegliche Teil 20b ist insbesondere im Wesentlichen zu einem nahezu Kreiszylinder gebildet und ist so ausgelegt, dass der Außendurchmesser davon kleiner wird als der Innendurchmesser des Aufnahmeabschnitts 2c, um nicht mit der Innenumfangsfläche des Aufnahmeabschnitts 2c in Kontakt zu kommen, selbst wenn der bewegliche Teil 20b vibriert. Auf diese Weise ist der bewegliche Teil 20b im Inneren des Aufnahmeabschnitts 2c so angeordnet, dass eine Außenumfangsfläche des beweglichen Teils 20b im Wesentlichen der Innenumfangsfläche des Aufnahmeabschnitts 2c mit einem kleinen Spalt dazwischen zugewandt ist.
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Der Außendurchmesser des beweglichen Teils ist insbesondere größer als der Innendurchmesser des Presspassabschnitts 2b. Daher würde eine Endfläche des beweglichen Teils 20b die Stufenfläche 2d kontaktieren, so dass der bewegliche Teil 20b nicht in den Presspassabschnitt 2b eingesetzt werden kann.
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Der Stützteil 20c ist insbesondere im Wesentlichen ebenfalls zu einem Kreiszylinder gebildet und interveniert zwischen dem beweglichen Teil 20b und dem fixierten Teil 20a. Der Außendurchmesser des Stützteils 20c ist kleiner als der Außendurchmesser des beweglichen Teils 20b und der Innendurchmesser des Presspassabschnitts 2b, so dass er in den Presspassabschnitt 2b eingesetzt werden kann.
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Auf diese Weise ist der Stützteil 20c zumindest teilweise im Inneren des Presspassabschnitts 2b derart angeordnet, dass eine Außenumfangsfläche des Stützteils 20c einer Innenumfangsfläche des Presspassabschnitts 2b mit einem ausreichenden Spalt dazwischen zugewandt ist. Somit stützt der Stützteil 20c den beweglichen Teil 20b dahingehend, bezüglich des fixierten Teils 20a in den radialen Richtungen des Kolbenbolzens 2 vibrierbar bzw. schwingungsfähig zu sein.
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Der fixierte Teil 20a ist insbesondere im Wesentlichen auch zu einem Kreiszylinder gebildet. Der Außendurchmesser des fixierten Teils 20a ist kleiner als der Außendurchmesser des beweglichen Teils 20b, aber etwas größer als der Innendurchmesser des Presspassabschnitts 2b, so dass der fixierte Teil 20a in den Presspassabschnitt 2b pressgepasst sein kann. Der fixierte Teil 20a, der bewegliche Teil 20b und der Stützteil 20c sind im Wesentlichen in Reihe mit Achsen davon angeordnet, die aufeinander abgestimmt sind bzw. übereinstimmen.
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Der integrierte dynamische Absorber 20A und der zusammensetzbare dynamische Absorber 20B sind so angeordnet, dass die Achsen davon mit der Achse des Kolbenbolzens 2 übereinstimmen bzw. abgestimmt sind. Zudem weisen die beiden dynamischen Absorber 20A und 20B die beweglichen Teile 20b mit im Wesentlichen der gleichen Masse auf, und Schwerpunkte der beweglichen Teile 20b der beiden dynamischen Absorber 20A und 20B befinden sich auf der Achse des Kolbenbolzens 2 an im Wesentlichen zueinander symmetrischen Positionen bezüglich der Fläche, die das Zentrum des Kolbenbolzens 2 in den Achsenrichtungen passiert (d. h. der Fläche, die das Zentrum passiert und senkrecht zu der Achse des Kolbenbolzens 2 ist).
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(Zusammensetzbarer dynamischer Absorber)
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Wie es in 5 vergrößert dargestellt ist, ist der bewegliche Teil 20b des zusammensetzbaren dynamischen Absorbers 20B durch Anbringen oder Montieren eines Masseeinstell- bzw. -anpassungsteils 50 an dem fixierten Teil 20a gebildet. Verglichen mit dem integrierten dynamischen Absorber 20A kann der zusammensetzbare dynamische Absorber 20B die Masse des beweglichen Teils 20b einstellen bzw. anpassen und ist benutzerfreundlicher beispielsweise beim Beheben von Herstellungsfehlern.
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Der fixierte Teil 20a des zusammensetzbaren dynamischen Absorbers 20B weist eine Welle bzw. einen Schaft 51 auf, die bzw. der sich in den Achsenrichtungen des Kolbenbolzens 2 erstreckt. Bei dem zusammensetzbaren dynamischen Absorber 20B konfiguriert ein Basisteil der Welle 51 (ein Teil, der sich zu dem fixierten Teil 20a fortsetzt) den Stützteil 20c und ein Teil der Welle 51 näher an einer Spitzenendseite als der Basisteil ist ein montierbarer Teil 51a, an dem der Masseeinstellteil 50 fixiert bzw. befestigt ist. Der Außendurchmesser des Basisteils und des montierbaren Teils 51a ist kleiner als der Innendurchmesser des Presspassabschnitts 2b, so dass der Basisteil und der montierbare Teil 51a in den Presspassabschnitt 2b eingesetzt sein können.
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Der Masseeinstellteil 50 besteht insbesondere aus einem im Wesentlichen kreiszylindrischen Glied mit im Wesentlichen dem gleichen Außendurchmesser wie der bewegliche Teil 20b und weißt ein Einsetzloch 52 auf, das sich in den Achsenrichtungen erstreckt und zwischen einer inneren Endfläche 50a und einer äußeren Endfläche 50b penetriert. Die Welle 51 ist zumindest teilweise in das Einsetzloch 52 von der Seite der inneren Endfläche 50a aus eingesetzt. Das Einsetzloch 52 ist insbesondere so ausgelegt, dass eine Innenabmessung davon etwas kleiner wird als eine Außenabmessung des montierbaren Teils 51a, und die Welle 51 ist in das Einsetzloch 52 pressgepasst. Somit ist der Masseeinstellteil 50 mit der Welle 51 integriert.
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Der Masseeinstellteil 50 ist durch Presspassen der Welle 51 in das Einsetzloch 52 an dem fixierten Teil 20a anzubringen. Dabei ist ein Axialpositionierungsteil 53 zwischen dem Einsetzloch 52 und der Welle 51 bereitgestellt, um den Masseeinstellteil 50 bezüglich der Welle 51 zu positionieren.
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Bei dieser Ausführungsform befindet sich der Axialpositionierungsteil 53 an der Basisendseite der Welle 51, genauer gesagt der Basisendseite des montierbaren Teils 51a. Der Axialpositionierungsteil 53 ist durch eine Begrenzungsfläche 53a, die zu bzw. an oder auf der Welle 51 bereitgestellt ist, und eine Kontaktfläche 53b gebildet, die zu oder an oder auf dem Masseeinstellteil 50 bereitgestellt ist.
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Genauer gesagt ist ein (insbesondere im Wesentlichen ringförmiger) konvexer Teil um die Welle 51 herum oder an dieser so gebildet, dass er sich nach außen wölbt, und ein (insbesondere im Wesentlichen ringförmiger) konkaver Teil, der das Einsetzloch 52 vergrößert, ist auf der Seite der inneren Endfläche 50a des Masseeinstellteils 50 gebildet. Der (ringförmige) konvexe Teil ist mit der Begrenzungsfläche 53a gebildet, die in die Richtung gewandt ist, in welcher der Masseeinstellteil 50 eingesetzt ist, um die Welle 51 darin presszupassen (die Richtung von links nach rechts in 5, d. h. Einsetzrichtung), und der (ringförmige) konkave Teil ist mit der Kontaktfläche 53b gebildet, welche die Begrenzungsfläche 53a kontaktiert. Wenn der Masseeinstellteil 50 eingesetzt ist bzw. wird, um die Welle 51 darin presszupassen, trifft die Kontaktfläche 53b die Begrenzungsfläche 53a. Im Ergebnis ist bzw. wird der Masseeinstellteil 50 an einer spezifizierten (vorbestimmten oder vorherbestimmbaren) Position bezüglich der Welle 51 positioniert, und eine stabile Frequenzfestlegung kann durchgeführt werden.
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In einer Zwischensektion der Welle 51 in den Achsenrichtungen des montierbaren Teils 51a ist ein Nichtdruckkontaktbereich R, der nicht mit dem Masseeinstellteil 50 beim Presspassen in Kontakt ist, gebildet, um die Montagearbeit zu verbessern. Bei dieser Ausführungsform kontaktiert daher die Welle 51 teilweise den Masseeinstellteil 50 insbesondere an zwei Positionen, einer Basisendseitenposition und einer Spitzenendseitenposition, des montierbaren Teils 51a durch das Presspassen.
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Wenn der Masseeinstellteil 50 an der spezifizierten (vorbestimmten oder vorherbestimmbaren) Position der Welle 51 angebracht ist, ragt ein Spitzenendteil der Welle 51 insbesondere über die äußere Endfläche 50b des Masseeinstellteils 50 (vorspringender Spitzenendteil 51b) vor. Eine (insbesondere im Wesentlichen ringartige) Passnut bzw. -rille 54 ist in einer Außenumfangsfläche des vorspringenden Spitzenendteils 51b gebildet und ist in Umfangsrichtungen des vorspringenden Spitzenendteils 51b konkav, und ein befestigter bzw. fixierter Clip 55 (der insbesondere im Wesentlichen eine C-Form aufweist) ist in die Passnut 54 eingepasst.
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Durch Anbringen des fixierten Clips 55 an dem vorspringenden Spitzenendteil 51b wie oben beschrieben, kann dieser sicher verhindern, dass der Masseeinstellteil 50 von der Welle (51) entfernt wird (Rückhalteteil 70).
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Der fixierte Clip 55 ist vorzugsweise anbringbar, wenn der Masseeinstellteil 50 durch den Axialpositionierungsteil 53 positioniert wird. Genauer gesagt wird das Festlegen der Abmessungen so durchgeführt, dass eine Länge L1 von der Kontaktfläche 53b zu der äußeren Endfläche 50b und eine Länge L2 von der Begrenzungsfläche 53a zu der Passnut 54 im Wesentlichen gleich werden oder die Länge L1 etwas kürzer wird als die andere Länge. Auf diese Weise kann bestimmt werden, ob der Masseeinstellteil 50 an der vorbestimmten Position positioniert ist, und zwar basierend darauf, ob der fixierte Clip 55 angebracht werden kann, und daher kann eine Positionierungsbestätigung leicht durchgeführt werden.
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Obwohl der bewegliche Teil 20b nicht in den Presspassabschnitt 2b eingesetzt werden kann, da der bewegliche Teil 20b des zusammensetzbaren dynamischen Absorbers 20B durch nachträgliches Anbringen des Masseeinstellteils 50 gebildet werden kann, selbst wenn die beiden dynamischen Absorber 20A und 20B integral bzw. einstückig gebildet sind, kann bei dieser Ausführungsform insbesondere der Masseeinstellteil 50 ohne jeglichen Einfluss auf den Kolbenbolzen 2 angebracht werden.
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Jeder der Stützteile 20c der dynamischen Absorber 20A und 20B entspricht einer Feder, die den beweglichen Teil 20b stützt bzw. trägt (dabei ist die Masse des beweglichen Teils 20b m [Einheit: kg]), und wenn die Federkonstante k ist (Einheit: N/m), um die Resonanz zu unterbinden, ist im Grunde der Wert k/m im Wesentlichen gleich K/M gemacht. Die Länge und der Durchmesser des beweglichen Teils 20b und die Länge und der Durchmesser des Stützteils 20c sind so festgelegt, dass ein solcher Wert k/m erhalten wird. Genau genommen muss die Masse des Stützteils 20c berücksichtigt werden, aber da die Masse des Stützteils 20c wesentlichen geringer ist als die des beweglichen Teils 20b, kann die Masse des Stützteils 20c ignoriert werden. Es ist anzumerken, dass in einem Fall, wo die Vibration bei anderen Frequenzen als der Resonanzfrequenz zunehmen darf, der Wert von k/m nicht im Wesentlichen gleich dem von K/M sein muss.
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Es ist bevorzugt, dass die Federkonstanten der beiden dynamischen Absorber 20 (Stützteile 20c) unterschiedlich gemacht sind, während sie die Massen der beweglichen Teile 20b der beiden dynamischen Absorber 20 aufweisen, die im Wesentlichen einander gleich sind. Dies liegt daran, dass nicht nur die Vibration bei der Resonanzfrequenz, sondern auch die Vibration in einem vergleichsweise breiten Frequenzbereich, der die Resonanzfrequenz umfasst, verringert werden kann, indem die Federkonstanten unterschiedlich gemacht sind. Um die Federkonstanten der beiden dynamischen Absorber 20 unterschiedlich voneinander zu machen, ist einer von oder sind beide von Längen und Durchmesser der Stützteile 20c der beiden dynamischen Absorber 20 unterschiedlich voneinander gemacht. Alternativ können die Materialien der Stützteile 20c der beiden dynamischen Absorber 20 unterschiedlich gemacht sein. Es ist anzumerken, dass die Federkonstanten der beiden dynamischen Absorber 20 im Wesentlichen gleich gemacht sein können.
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In dem Fall, dass die Federkonstanten der beiden dynamischen Absorber 20 unterschiedlich voneinander gemacht sind, ist beispielsweise die Federkonstante von einem der dynamischen Absorber 20 so festgelegt, dass der Wert k/m im Wesentlichen gleich dem von K/M wird, und die Federkonstante des anderen dynamischen Absorbers 20 ist größer oder kleiner festgelegt als die Federkonstante des einen der dynamischen Absorber 20.
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Wie oben beschrieben werden bei dem Verbrennungshub der Schmierfilm zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Bolzeneinsetzloch 10d der Pleuelstange 10 (die Feder, die den Kolbenbolzen 2 mit dem kleineren Endteil 10a der Pleuelstange 10 koppelt) und die Schmierfilme zwischen dem Kolbenbolzen 2 und den Bolzenstützlöchern 1d der Nabenteile 1c des Kolbens 1 (die Federn, die den Kolbenbolzen 2 mit dem Kolben 1 koppeln), vollständig eliminiert, und im Ergebnis schwingen der Kolben 1, der Kolbenbolzen 2 und/oder der kleinere Endteil 10a der Pleuelstange 10 integral bezüglich des größeren Endteils 10b mit. Bei dieser Ausführungsform jedoch wird die Resonanz durch die dynamischen Absorber 20 unterbunden, die an dem Kolbenbolzen 2 bereitgestellt sind, und somit können durch die Resonanz verursachte Geräusche verringert werden.
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Bei dem Einlasshub, dem Verdichtungshub und/oder dem Auslasshub jedoch existieren die Schmierfilme jeweils zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Bolzeneinsetzloch 10d der Pleuelstange 10 und zwischen dem Kolbenbolzen 2 und jedem der Bolzeneinsetzlöcher 1d der Nabenteile 1c des Kolbens 1. Im Ergebnis tritt solch eine Resonanz, die bei dem Verbrennungshub verursacht wird, im Wesentlichen nicht auf. Wenn die dynamischen Absorber 20 an dem kleineren Endteil 10a der Pleuelstange 10 bereitgestellt sind, kann die Resonanz bei dem Verbrennungshub unterbunden werden; die dynamischen Absorber 20 vibrieren jedoch bei dem Einlasshub, dem Verdichtungshub und dem Auslasshub, wo die Resonanz nicht auftritt. Daher werden bei dem Einlasshub, dem Verdichtungshub und dem Auslasshub die Geräusche auf Grund der Vibration der dynamischen Absorber lauter. Bei dieser Ausführungsform jedoch, da die dynamischen Absorber 20 insbesondere an dem Kolbenbolzen 2 bereitgestellt sind, verhindert bei dem Einlasshub, dem Verdichtungshub und dem Auslasshub der Schmierfilm zwischen dem Kolbenbolzen 2 und dem Bolzeneinsetzloch 10d der Pleuelstange 10 (die Feder, die den Kolbenbolzen 2 mit dem kleineren Endteil 10a der Pleuelstange 10 koppelt), dass die Vibration der dynamischen Absorber 20 auf die Pleuelstange 10 übertragen wird, und die Geräusche auf Grund der Vibration der dynamischen Absorber 20 werden nicht lauter. Durch Bereitstellen der dynamischen Absorber 20 im Inneren des Kolbenbolzens 2 kann zudem der Raum effektiv genutzt werden und die Größenzunahme des Kolbens ist nicht erforderlich.
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(Modifikation des zusammensetzbaren dynamischen Absorbers)
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6 zeigt eine Modifikation des zusammensetzbaren dynamischen Absorbers 20B (zusammensetzbarer dynamischer Absorber 20B').
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Bei dieser Modifikation sind die Strukturen der Welle 51 und des Masseeinstellteils 50 von der obigen Ausführungsform verschieden. Genauer gesagt ist bei der Welle 51 ein Hauptabschnitt des montierbaren Teils 51a so gebildet, dass er einen größeren Durchmesser (Schaft- bzw. Wellenteil mit großem Durchmesser) als den Außendurchmesser eines Basisabschnitts davon aufweist. Ferner befindet sich der Axialpositionierungsteil 53 auf der Spitzenendseite des montierbaren Teils 51a.
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Ein Schaft- bzw. Wellenteil 60 mit kleinem Durchmesser, der einen relativ kleinen Durchmesser aufweist, ist auf der Spitzenendseite des montierbaren Teils 51a gebildet. Dementsprechend ist ein Lochabschnitt 61 mit kleinem Durchmesser, in den der Wellenteil 60 mit kleinem Durchmesser gepasst ist, in dem Einsetzloch 52 gebildet. Bei dem Axialpositionierungsteil 53 dieser Modifikation dient eine Endfläche, die durch eine Stufe zwischen dem Wellenteil mit großem Durchmesser und dem Wellenteil 60 mit kleinem Durchmesser gebildet ist, als die Begrenzungsfläche 53a, und eine Endfläche des Lochabschnitts 61 mit kleinem Durchmesser auf der Innenseite in den Achsenrichtungen dient als die Kontaktfläche 53b. Daher sind der ringförmige konvexe Teil und der ringförmige konkave Teil nicht bereitgestellt.
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Da der Hauptabschnitt des montierbaren Teils 51a der Welle 51 den großen Durchmesser aufweist, kann bei dieser Modifikation die Frequenz stabil festgelegt werden. Da die Dicke der Presspasssektion des Masseeinstellteils 50 insbesondere dünn ist, kann die Welle leicht pressgepasst werden. Daher kann der montierbare Teil 51a vollständig an dem Masseeinstellteil 50 durch Presspassung angebracht werden, ohne den Nichtdruckkontaktbereich R in dem montierbaren Teil 51a zu bilden, und der montierbare Teil 51a und der Masseeinstellteil 50 können fester integriert werden. Somit kann die Frequenz stabiler festgelegt werden.
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(Modifikation des Rückhalteteils 70)
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform und Modifikation ist der fixierte Clip 55 anzubringen, um den Rückhalteteil 70 zu konfigurieren; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Rückhalteteil 70 kann durch alles ersetzt werden, was sicher verhindern kann, dass der Masseeinstellteil 50 von der Welle 51 entfernt wird.
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Beispielsweise kann ein Rückhalteteil 70' durch Crimpen der Welle 51 oder des Masseeinstellteils 50 gebildet werden. Die Verwendung des Rückhalteteils 70' ist dahingehend vorteilhaft, dass eine Zunahme der Montagearbeit und der Anzahl an Gliedern verglichen mit dem Rückhalteteil 70 in der oben beschriebenen Ausführungsform vermieden werden kann.
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(Erste Modifikation)
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7A und 7B zeigen den Rückhalteteil 70', der auf den zusammensetzbaren dynamischen Absorber 20B' angewandt ist. Der Rückhalteteil 70' ist insbesondere durch Crimpen des Masseeinstellteils 50 gebildet.
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Genauer gesagt ist eine breite Nut bzw. Rille, die insbesondere im Wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweist (ringförmige Nut bzw. Rille 71) in einer gesamten Außenumfangsfläche eines Spitzenendabschnitts des Wellenteils 60 mit kleinem Durchmesser gebildet. Wie es in 8 gezeigt ist, ist eine Zwischensektion der ringförmigen Nut 71 in ihrer Breitenrichtung so gebildet, dass sie einer Position zugewandt ist, die einem Rand- bzw. Kantenabschnitt 52a zwischen der äußeren Endfläche 50b und dem Lochabschnitt 61 mit kleinem Durchmesser entspricht. Es ist anzumerken, dass 8 einen Zustand zeigt, wo der Masseeinstellteil 50 positioniert ist.
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In dem Zustand, wo der Masseeinstellteil 50, der bezüglich der Welle 51 positioniert ist, die Welle 51 über den dynamischen Absorber 20 stützt (bei dieser Modifikation der integrierter dynamische Absorber 20A), der mit dem zusammensetzbaren dynamischen Absorber 20B' gekoppelt ist, wird der Masseeinstellteil 50 durch Auftreffen eines beitel- bzw. meißelartigen Crimp-Werkzeugs (nicht dargestellt) an bzw. auf der äußeren Endfläche 50b in der durch die Pfeile in 8 angegebene Einsetzrichtung gecrimpt.
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Dabei befindet sich die Begrenzungsfläche 53a, die durch die Stufe zwischen dem Wellenteil 60 mit kleinem Durchmesser und dem Wellenteil mit großem Durchmesser gebildet ist, nahe der Sektion, wo der Rückhalteteil 70' gebildet ist, aber näher an der Basisendseite der Welle 51 verglichen mit der Sektion, wo der Rückhalteteil 70' gebildet ist. Somit kann die Begrenzungsfläche 53a der Last standhalten, die währen des Crimpens ausgeübt wird, und der Masseeinstellteil 50 kann stabil gestützt werden.
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Auf diese Weise werden in einem Teil der äußeren Endfläche 50b nahe dem Lochabschnitt 61 mit kleinem Durchmesser zwei Positionen gegenüberliegend bzw. entgegengesetzt zueinander in den radialen Richtungen teilweise zu der Achse hin gecrimpt, um in dem Masseeinstellteil 50 zwei gecrimpte Teile 72 zu bilden, die von dem Lochabschnitt 61 mit kleinem Durchmesser einwärts ragen. Zudem ist auch die äußere Endfläche des Masseeinstellteils 50 mit zwei Konkavitäten 73 gebildet, die auf Grund der Bildung der gecrimpten Teile 72 entstehen.
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Die gecrimpten Teile 72 sind insbesondere zu der Achse des Lochabschnitts 61 mit kleinem Durchmesser in einem zustand geneigt, wo ihre Spitzenenden in eine Richtung ausgerichtet sind, zu welcher der Masseeinstellteil 50 aus der Welle 51 herausgleitet (Entfernrichtung). Jeder geneigte Winkel bzw. Neigungswinkel θ ist insbesondere ein spitzer Winkel, im Wesentlichen zwischen 10° und 45°.
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Ein Spitzenendabschnitt jedes gecrimpten Teils 72 befindet sich in der ringförmigen Nut 71, und wenn der gecrimpte Teil 72 in der Entfernrichtung verlagert wird, trifft der Spitzenendabschnitt auf eine Seitenfläche der rinförmigen Nut 71 (hemmender Teil 71a).
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Es ist anzumerken, dass, wenn er sich in der ringförmigen Nut 71 befindet, ein Spalt zwischen dem Spitzenendabschnitt des gecrimpten Teils 72 und der ringförmigen Nut 71 existieren kann. Alternativ kann es so sein, dass der Spalt kaum existiert oder sie einander kontaktieren. Auf diese Weise kann die Positionierungsgenauigkeit verbessert werden.
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Durch Bilden des Rückhalteteils 70' mit den gecrimpten Teilen 72 und dem hemmenden Teil 71a, wie oben beschrieben, kann, selbst wenn der Masseeinstellteil 50 in der Entfernrichtung verlagert wird, da jeder gecrimpte Teil 72 auf den hemmenden Teil 71a trifft, der die Verlagerung stoppt, das Entfernen des Masseeinstellteils 50 von der Welle 51 sicher verhindert werden.
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Da jeder gecrimpte Teil 72 in der Entfernrichtung in einem spitzen Winkel geneigt ist, wird der gecrimpte Teil 72 zusätzlich durch den hemmenden Teil 71a gespannt, wenn er auf den hemmenden Teil 71a trifft. Daher kann das Entfernen des Masseeinstellteils 50 von der Welle 51 sicherer verhindert werden.
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Selbst in einem Fall, wo eine starke Kraft auf die gecrimpten Teile 72 in der Einsetzrichtung wirkt und die gecrimpten Teile 72 verformt werden, trifft der Spitzenendabschnitt des gecrimpten Teils 72 auf eine Bodenfläche der ringförmigen Nut 71 in dem Zustand, wo er sich in einem spitzen Winkel neigt. Daher kann das Entfernen des Masseeinstellteils 50 von der Welle 51 sogar noch sicherer verhindert werden.
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(Zweite Modifikation)
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9 zeigt eine weitere Modifikation des Bildens des Rückhalteteils durch Crimpen des Masseeinstellteils 50. Diese Modifikation unterscheidet sich von der ersten Modifikation dahingehend, dass die ringförmige Nut 71 nicht in der Welle 51 gebildet ist.
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Bei dieser Modifikation ist der Rückhalteteil 70' insbesondere durch Neigen der gecrimpten Teile 72 derart, dass sie in die äußere Fläche des Wellenteils 60 mit kleinem Durchmesser beißen bzw. greifen, gebildet. Dies ist dahingehend vorteilhaft, dass die Integration der Welle 51 mit dem Masseeinstellteil 50 fester wird.
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(Dritte Modifikation)
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10 zeigt einen Rückhalteteil 70'', der durch Crimpen des vorspringenden Spitzenendteils 51b der Welle 51 gebildet ist. In diesem Fall werden durch Crimpen einer Spitzenendfläche des vorspringenden Spitzenendteils 51b gecrimpte Teile 72 gebildet, die in den radialen Richtungen von ihren bzw. seinen Kanten vorragen.
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(Andere Modifikationen)
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Bei der vorliegenden Erfindung ist der Rückhalteteil nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt und kann ersetzt werden, ohne von dem Gedanken und Umfang der folgenden Ansprüche abzuweichen.
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Wie es beispielsweise in 11A gezeigt ist können die beiden dynamischen Absorber 20 die zusammensetzbaren dynamischen Absorber 20B sein, oder wie es in 11B gezeigt ist können die beiden dynamischen Absorber 20 die zusammensetzbaren dynamischen Absorber 20B' sein. Da die Kolbenstruktur bilateral symmetrisch wird, wird in beiden Fällen die Struktur vereinfacht und die Herstellung derselben wird leicht. Da die gleichen Glieder für beide Absorber verwendet werden können, kann zudem die Anzahl an Gliedern verringert werden. Ferner erhöht sich der Freiheitsgrad beim Festlegen der Frequenz.
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Ferner sind bei der obigen Ausführungsform die fixierten Teile 20a der beiden dynamischen Absorber 20 integral bzw. einstückig gebildet; die fixierten Teile 20a der beiden dynamischen Absorber 20 können jedoch auch separat gebildet sein und jeder der beiden dynamischen Absorber 20 kann unabhängig sein. In diesem Fall können die beiden dynamischen Absorber 20 ähnlich der obigen Ausführungsform im Inneren des Kolbenbolzens 2 angeordnet sein, so dass sich die fixierten Teile 20a näher an dem Zentrum des Kolbenbolzens 2 in den Achsenrichtung befinden, und zwar verglichen mit den beweglichen Teilen 20b. Wie es alternativ in 12 gezeigt ist können die beiden dynamischen Absorber 20 im Inneren des Kolbenbolzens 2 angeordnet sein, so dass sich die beweglichen Teile 20b näher an dem Zentrum des Kolbenbolzens 2 in den Achsenrichtung befinden, und zwar verglichen mit den fixierten Teilen 20a.
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In 12 sind die beiden Presspassabschnitte 2b jeweils in der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 2a des Kolbenbolzens 2 an Positionen entsprechend den beiden Endabschnitten des Kolbenbolzens 2 in den Achsenrichtungen gebildet (die Innendurchmesser des Durchgangslochs 2a an den Presspassabschnitten 2b sind gleich dem des anderen Teils des Durchgangslochs 2a). Die fixierten Teile 20a der beiden dynamischen Absorber 20 sind jeweils durch Presspassen in die beiden Presspassabschnitte 2b fixiert bzw. befestigt.
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Ferner wird bei der obigen Ausführungsform die vollschwimmende Art für die Anordnung bzw. Montage des Kolbenbolzens 2 angewandt; sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt und es kann auch eine halbschwimmende Art angewandt werden, bei welcher der Kolbenbolzen 2 innerhalb des Bolzeneinsetzlochs 10d der Pleuelstange 10 drehbar ist und an den Bolzenstützlöchern 1d der Nabenteile 1c des Kolbens 1 fixiert bzw. befestigt ist.
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Was den Rückhalteteil betrifft, so ist die Anzahl an gecrimpten Teilen nicht auf zwei beschränkt und kann drei oder mehr betragen. Die oben beschriebenen Modifikationen der gecrimpten Teile sind nicht nur auf den zusammensetzbaren dynamischen Absorber 20B' beschränkt und können auch auf den zusammensetzbaren dynamischen Absorber 20B angewandt werden; zudem können sie auf die in 11 und 12 gezeigten Kolbenstrukturen angewandt werden.
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Folglich wird eine Kolbenstruktur für einen Motor bereitgestellt. Die Kolbenstruktur enthält einen Kolben zum Hin- und Herbewegen innerhalb eines Zylinders, eine Pleuelstange mit einem kleineren Endteil und einem größeren Endteil jeweils in beiden Enden, wobei der kleinere Endteil mit dem Kolben gekoppelt ist, wobei der größere Endteil mit einer Kurbelwelle gekoppelt ist, einen querschnittsmäßig hohlen Kolbenbolzen, der den Kolben mit dem kleineren Endteil koppelt, und einen dynamischen Absorber, der im Inneren des Kolbenbolzen bereitgestellt ist, enthaltend einen fixierten bzw. befestigen Teil, der an dem Kolbenbolzen fixiert bzw. befestigt ist, und einen beweglichen Teil, der schwenkbar durch den fixierten Teil gestützt bzw. getragen ist, und zum Unterbinden, dass der Kolben, der Kolbenbolzen und/oder der kleinere Endteil integral bezüglich des größeren Endteils der Pleuelstange bei einem Verbrennungshub mitschwingen. Der dynamische Absorber enthält einen montierbaren bzw. zusammensetzbaren dynamischen Absorber, bei welchem der bewegliche Teil durch Anbringen eines Masseeinstellteils an dem fixierten Teil gebildet ist.
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Es ist ersichtlich, dass diese Ausführungsformen illustrativ und nicht einschränkend sind, da der Schutzbereich der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche anstatt der ihnen vorausgehenden Beschreibung definiert ist, und alle Änderungen, die innerhalb der Grenzen der Ansprüche oder einem Äquivalent dieser Grenzen liegen, sollen daher durch die Ansprüche umfasst sein.
