JP6481739B1 - エンジンの往復回転機構およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】互いに一体に形成された第１、第２動吸振器がピストンの空洞部内に固定されたエンジンの往復回転機構において、エンジンの運転中に生じる騒音を効果的に低減する。【解決手段】ダンパ部材の第１、第２動吸振器４１、４２は、質量部４３ａ，４３ｂ、ピストンピン３の空洞部の内周面に固定部４４、および、質量部と固定部とを接続する腕部４５ａ，４５ｂを有し、かつ、固定部を共有して互いに一体に形成されている。第１動吸振器の質量部は第２動吸振器の質量部よりも質量が大きい。固定部は、第１、第２動吸振器側端部を有している。固定部をピストンピンの中心軸方向に対して垂直に切った断面の断面積は、第２動吸振器側端部から第１動吸振器側端部４４１に向かって、少なくとも部分的に減少している。ピストンピンの空洞部の内周面には、固定部が圧入固定される部分で固定部の外周面に相補的な形状を有する被圧入部３２が設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、シリンダ内で往復動するピストンと、ピストンとクランクシャフトとを連結するコンロッドと、ピストンとコンロッドを連結し、空洞部を有するピストンピンと、ピストンピンの空洞部内に設けられ、第１、第２動吸振器を有するダンパ部材とを備えたエンジンの往復回転機構、およびその製造方法に関する。

一般に、自動車等の車両に搭載されたエンジンでは、シリンダ内を往復動するピストンは、コンロッドを介してクランクシャフトに連結されている。具体的には、ピストンはピストンピンを介してコンロッドの小端部に連結され、クランクシャフトはコンロッドの大端部に連結されている。従来、エンジンの運転中に生じる騒音を低減するさまざまな技術が開発されている。

特許文献１には、エンジンの運転中に、互いに異なる２つの周波数で共振が生じるとの知見に基づき、互いに共振周波数の異なる２つの動吸振器を有するダンパ部材をピストンピンの貫通孔内に設けることが開示されている。この２つの動吸振器は、質量部（可動部）、ピストンピンの貫通孔の内周面に圧入固定された固定部、および、質量部と固定部とを接続する腕部（支持部）を有し、かつ、固定部を共有して互いに一体に形成されている。２つの動吸振器の共振周波数は、質量部の質量と、ばねとして機能する腕部のばね定数の少なくとも一方を調整することにより、所望の値とすることができる。

また、特許文献１には、万が一、固定部の固定が外れたとしても、ダンパ部材がピストンピンの貫通孔から脱落するのを防止するために、ピストンピンの貫通孔の内周面において固定部が圧入される部分の内径よりも、各動吸振器の質量部の外径を大きくすることが開示されている。

特開２０１５−１４８１８４号公報

特許文献１の開示によれば、固定部の固定が外れたときにダンパ部材がピストンピンの貫通孔から脱落するのを防止できるが、ダンパ部材の軸方向（ダンパ部材の中心軸方向）への変位自体を抑制することはできない。ダンパ部材が軸方向に変位すると、動吸振器の共振周波数が変化するため、エンジンの運転中に生じる騒音を効果的に抑制できないという問題が生じる。

特に、２つの動吸振器の共振周波数を調整するために両動吸振器の質量に差を設けた場合、動吸振器の振動に伴って、軽い動吸振器側から重い動吸振器側に向かってダンパ部材を変位させる力がダンパ部材に加わりやすくなるため、上述の問題が顕著になる。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、互いに一体に形成された第１、第２動吸振器を有するダンパ部材がピストンの空洞部内に固定されたエンジンの往復回転機構において、エンジンの運転中に生じる騒音を効果的に低減することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、
エンジンの往復回転機構であって、
シリンダ内で往復動するピストンと、
前記ピストンとクランクシャフトとを連結するコンロッドと、
前記ピストンと前記コンロッドとを連結し、中心軸を有し、該中心軸方向に延びる空洞部を有するピストンピンと、
前記ピストンピンの空洞部内に設けられ、第１動吸振器および第２動吸振器を有するダンパ部材とを備え、
前記第１動吸振器および前記第２動吸振器は、質量部、前記ピストンピンの空洞部の内周面に圧入固定された固定部、および、前記質量部と前記固定部とを接続する腕部を有し、かつ、前記固定部を共有して互いに一体に形成され、
前記第１動吸振器の質量部の質量は、前記第２動吸振器の質量部の質量よりも大きく、
前記第１動吸振器の腕部と前記第２動吸振器の腕部の等価円直径は、前記質量部の等価円直径よりも充分に小さく、かつ、互いに同じであり、
前記第１動吸振器の腕部の質量は、前記第２動吸振器の腕部の質量と同じであり、
前記固定部は、前記ピストンピンの中心軸方向における第１動吸振器側端部および第２動吸振器側端部を有し、
前記固定部を前記ピストンピンの中心軸方向に対して垂直に切った断面の断面積は、前記第２動吸振器側端部から前記第１動吸振器側端部に向かって、少なくとも部分的に減少し、
前記ピストンピンの空洞部の内周面には、前記固定部が圧入固定される部分で前記固定部の外周面に相補的な形状を有する被圧入部が設けられている。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエンジンの往復回転機構において、
前記固定部において前記断面の断面積が減少する部分には、前記ピストンピンの中心軸方向において前記第２動吸振器側から前記第１動吸振器側に向かって前記断面の断面積が徐々に減少する錐台部が設けられている。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のエンジンの往復回転機構において、
前記錐台部の第２動吸振器側には、前記断面の断面積が一定である柱部が設けられている。

請求項４に記載の発明は、
エンジンの往復回転機構の製造方法であって、
前記往復回転機構は、
シリンダ内で往復動するピストンと、
前記ピストンとクランクシャフトとを連結するコンロッドと、
前記ピストンと前記コンロッドとを連結し、中心軸を有し、該中心軸方向に延びる空洞部を有するピストンピンと、
前記ピストンピンの空洞部内に設けられ、第１動吸振器および第２動吸振器を有するダンパ部材とを備え、
前記第１動吸振器および前記第２動吸振器は、質量部、前記ピストンピンの空洞部の内周面に固定された固定部、および、前記質量部と前記固定部とを接続する腕部を有し、かつ、前記固定部を共有して互いに一体に形成され、
前記第１動吸振器の質量部の質量は、前記第２動吸振器の質量部の質量よりも大きく、
前記第１動吸振器の腕部と前記第２動吸振器の腕部の等価円直径は、前記質量部の等価円直径よりも充分に小さく、かつ、互いに同じであり、
前記第１動吸振器の腕部の質量は、前記第２動吸振器の腕部の質量と同じであり、
前記固定部は、前記ピストンピンの中心軸方向における第１動吸振器側端部および第２動吸振器側端部を有し、
前記固定部を前記ピストンピンの中心軸方向に対して垂直に切った断面の断面積は、前記第２動吸振器側端部から前記第１動吸振器側端部に向かって、少なくとも部分的に減少し、
前記ピストンピンの空洞部の内周面には、前記固定部が圧入固定される部分で前記固定部の外周面に相補的な形状を有する被圧入部が設けられており、
前記ダンパ部材を前記ピストンピンの空洞部内に組み付けるステップを含み、該組み付けるステップは、前記ダンパ部材を前記第１動吸振器側から前記ピストンピンの空洞部内に挿入するステップと、前記第１動吸振器側への変位が規制されるまで前記ダンパ部材の固定部を前記被圧入部に圧入するステップとを含む。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のエンジンの往復回転機構の製造方法において、
前記第１動吸振器は、内側部材と、該内側部材の外周面に組み付けられた外側部材とを有し、
前記内側部材は、前記ピストンピンの空洞部内を前記ピストンピンの中心軸方向にわたって通過可能な外形寸法を有し、
前記外側部材は、前記被圧入部の内径よりも大きい外形寸法を有し、
前記挿入するステップおよび前記圧入するステップでは、前記外側部材が取り外された状態の前記第１動吸振器を挿入および圧入し、
前記組み付けるステップは、前記挿入するステップおよび前記圧入するステップを実施した後に、前記外側部材を前記内側部材の外周面に組み付けるステップを含む。

請求項１に記載の発明によれば、第１動吸振器側端部から第２動吸振器側端部に向かって少なくとも部分的に減少する（ピストンピンの中心軸方向に対して垂直に切った断面の）断面積を有する固定部が、当該外周面に相補的な形状を有する被圧入部に圧入固定されているので、エンジンの運転中に軽い第２動吸振器側から重い第１動吸振器側に向かってダンパ部材を変位させる力がダンパ部材に加わったとしても、当該ダンパ部材の第１動吸振器側への変位は規制される。これにより、第１、第２動吸振器の質量部の質量に差を設けた場合であっても、第１、第２動吸振器の共振周波数は所望の値を維持し、ひいてはエンジンの運転中に生じる騒音を効果的に抑制できる。

請求項２に記載の発明によれば、固定部において前記断面積が減少する部分には、ピストンピンの中心軸方向において第２動吸振器側から第１動吸振器側に向かって断面積が徐々に小さくなる錐台部が設けられているので、被圧入部において固定部が圧入固定される面の面積を増加させることができる。これにより、ダンパ部材の第１動吸振器側への変位をより効果的に抑制できる。さらに、ダンパ部材に加わる力がより大面積で受けられるので、ピストンピンの耐久性を向上させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、錐台部の第２動吸振器側には、断面積が一定である柱部が設けられているので、エンジンの運転中に、第１動吸振器側から第２動吸振器側に向かってダンパ部材を変位させる力が加わって、万が一、固定部の固定が外れたとしても、当該ダンパ部材が第２動吸振器側においてピストンピンの空洞部から脱落するのを防止できる。

請求項４に記載の発明によれば、ダンパ部材をピストンピンの空洞部内に組み付けるステップにおいて、ダンパ部材を第１動吸振器側からピストンピンの空洞部内に挿入した後、第１動吸振器側への変位が規制されるまでダンパ部材の固定部を被圧入部に圧入するので、エンジンの運転中に、軽い第２動吸振器側から重い第１動吸振器側に向かってダンパ部材を変位させる力がダンパ部材に加わったとしても、当該ダンパ部材の第１動吸振器側への変位は規制される。これにより、第１、第２動吸振器の質量部の質量に差を設けた場合であっても、第１、第２動吸振器の共振周波数は所望の値を維持し、ひいてはエンジンの運転中に生じる騒音を効果的に抑制できる。

請求項５に記載の発明によれば、外側部材が被圧入部の径よりも大きい外形寸法を有するので、万が一、ダンパ部材が第２動吸振器側に位置ずれしたとしても、外側部材が被圧入部に当接するので、当該ダンパ部材が第２動吸振器側においてピストンピンの空洞部から脱落するのを防止できる。

本発明の実施形態に係る往復回転機構を示す図である。 図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。 図１のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 図２の要部拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンの往復回転機構の例示的な製造方法を示すフローチャートである。 ダンパ部材の組み付け方法を示す図である。 ダンパ部材の組み付け方法を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る往復回転機構を示す、図４に対応する断面図である。 本発明の他の実施形態に係る往復回転機構を示す、図４に対応する断面図である。 本発明の他の実施形態に係る往復回転機構を示す、図４に対応する断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

［１．エンジンの往復回転機構］
図１は、本発明の実施形態に係るエンジンの往復回転機構を示す図である。エンジン（図示せず）は、自動車等の車両に搭載されている。エンジンは、これに限定されないが、圧縮自己着火式エンジンである。図１に示すエンジンの往復回転機構は、シリンダに設けられるピストン１とコンロッド２とを備えている。

ピストン１は、シリンダの内周面を車体上下方向に摺動しつつ往復動し、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程から成るサイクルを繰り返す。

図１から図３に示すように、コンロッド２は、小端部２１と大端部２２を有している。小端部２１にはピン挿通孔２３が設けられている。ピン挿通孔２３の内周面には、ブッシュ２４が固定されている。ピン挿通孔２３内であってブッシュ２４の内周面にはピストンピン３が挿通されている。ピン挿通孔２３の内周面とピストンピン３との間には、エンジン内を循環する潤滑油が供給され、潤滑油膜が形成される。ピストンピン３は、この潤滑油膜とブッシュ２４により、ピン挿通孔２３に対して滑らかに回転できる。また、ピストンピン３は、ピストン１のスカート部１１に設けられたボス部１２のピン支持孔１３に嵌合している。これにより、コンロッド２は、ピストンピン３を介してピストン１に連結されている。ボス部１２の内周面とピストンピン３との間にも、エンジン内を循環する潤滑油が供給され、潤滑油膜が形成される。これにより、ピストンピン３は、ボス部１２の内周面に対して滑らかに回転できる。ボス部１２には、ピストンピン３の軸方向の変位を規制するスナップリング１４が嵌められている。

ピストンピン３は、中心軸３０を有している。この中心軸３０が延びる方向をピストンピン３の中心軸方向と称する。ピストンピン３の中心軸方向は、ピストンピン３の長手方向に一致する。ピストンピン３の中心軸方向は、図１の紙面に垂直な方向、図２の紙面上下方向および図３の紙面左右方向に一致する。ピストンピン３の中心軸方向に対して直交する方向を、ピストンピン３の径方向と称する。

コンロッド２の大端部２２にはシャフト挿通孔２５が設けられている。シャフト挿通孔２５にはクランクシャフト（図示せず）が挿通されている。これにより、コンロッド２はクランクシャフトに連結されている。このようにして、コンロッド２は、ピストン１とクランクシャフトとを連結している。コンロッド２の小端部２１と大端部２２とは、接続部２６によって接続されている。

この実施形態では、ピストンピン３の組付方式としてフルフロート式を採用し、コンロッド２とピストンピン３の間にクリアランスを設けている。これにより、ピストンピン３は、コンロッド２のピン挿通孔２３、および、ピストン１のボス部１２のピン支持孔１３に対して回転可能である。

ピストンピン３には、ピストンピン３の中心軸方向に延びる断面円形の貫通孔３１が設けられている。貫通孔３１の中心軸方向における一端、または両端は閉じられていてもよい。本明細書において、貫通孔３１の中心軸方向における両端が開放されたもの、一端が閉じられたもの、および、両端は閉じられたものを総じて空洞部と称する。

ピストンピン３の内周面において、中心軸方向における中央部には、後述するダンパ部材４が圧入固定される内周面を少なくとも部分的に有する被圧入部３２が設けられている。ピストンピン３の中心軸方向における被圧入部３２の両側には、収容部３３ａ，３３ｂが設けられている。被圧入部３２と収容部３３ａ，３３ｂとの間には、それぞれ段差部３４ａ，３４ｂが設けられている。被圧入部３２における貫通孔３１の径は、収容部３３ａ，３３ｂにおける径よりも小さい。また、段差部３４ａにおける貫通孔３１の径は、段差部３４ｂにおける貫通孔３１の径よりも小さい。被圧入部３２のさらに詳しい構成については、ダンパ部４の説明と併せて後述する。

［２．ダンパ部材］
上述のとおり、ピストンピン３の貫通孔３１内にはダンパ部材４が設けられている。ダンパ部材４は、ピストンピン３の中心軸３０と同一直線上に（または略同一直線状に）延びる中心軸を有している。ダンパ部材４の中心軸方向は、ダンパ部材４の長手方向に一致する。ダンパ部材４は、中実部材であってよい。ダンパ部材４は、互いに共振周波数（言い換えると、固有振動数に対応する周波数）の異なる２つの動吸振器４１，４２を有している。以下、動吸振器４１を第１動吸振器、動吸振器４２を第２動吸振器という。ダンパ部材４は、２つの動吸振器４１，４２を用いて、制振対象に生じる２種類の共振の振動レベルを低減するように動作可能である。

以下の説明では、ピストンピン３の中心軸方向（およびダンパ部材４の中心軸方向）において、第１動吸振器４１が設けられる側を第１動吸振器側、第２動吸振器４２が設けられる側を第２動吸振器側と称す。

図３、図４に示すように、ダンパ部材４は、質量部４３ａ，４３ｂ、固定部４４および腕部４５ａ，４５ｂを有している。ダンパ部材４は、金属で作られていてよい。第１動吸振器４１は、質量部４３ａ、固定部４４および腕部４５ａを有し、第２動吸振器４２は、質量部４３ｂ、固定部４４および腕部４５ｂを有している。つまり、第１動吸振器４１と第２動吸振器４２とは、固定部４４を共有し、固定部４４で互いに一体に形成されている。これにより、ダンパ部材４では、第１、第２動吸振器４１，４２を別体で構成した場合と比較して、部品点数を削減し、ひいては製造コストを低減できる。

この実施形態では、第２動吸振器４２を構成する質量部４３ｂ、固定部４４および腕部４５ｂは、１つの部材で作られている。一方、第１動吸振器４１を構成する質量部４３ａは、２つの部材（軸部４３１とキャップ部４３２）を組み付けて作られている。

質量部４３ａ，４３ｂは、ダンパ部材４において、ピストンピン３の中心軸方向における両端部に設けられている。質量部４３ａ，４３ｂは、略円柱状に形成されており、円柱の中心軸はダンパ部材４の中心軸に一致している。質量部４３ａ，４３ｂは、それぞれ、ピストンピン３の貫通孔３１における収容部３３ａ，３３ｂの位置に配置されている。質量部４３ａ，４３ｂの重心は、ピストンピン３の中心軸３０上に位置している。質量部４３ａ，４３ｂは、ダンパ部材４において質量が集中した部分である。質量部４３ａ，４３ｂは、ピストン１の車体上下方向での運動に伴って、車体上下方向に実質的に単振動する。

質量部４３ａ，４３ｂは、振動したときに収容部３３ａ，３３ｂの内周面に接触しないように、収容部３３ａ，３３ｂの内径よりも小さい外径を有する。また、質量部４３ａ，４３ｂは、被圧入部３２の内径よりも大きい外径を有する。これにより、質量部４３ａ，４３ｂの、ピストンピン３の中心軸方向への変位は、段差部３４ａ，３４ｂにより規制される。

固定部４４は、ピストンピン３の中心軸方向においてダンパ部材４の中央部に位置している。固定部４４は、略円柱状に形成されており、円柱の中心軸はダンパ部材４の中心軸に一致している。固定部４４は、ピストンピン３の中心軸方向の全体にわたって、ピストンピン３の被圧入部３２に圧入固定されており、圧入部と称してもよい。固定部４４は、質量部４３ａ，４３ｂの外径よりも小さく、被圧入部３２の内径よりも大きい外径を有している。

固定部４４は、ピストンピン３の中心軸方向における一端部（第１動吸振器側端部）４４１および他端部（第２動吸振器側端部）４４２を有している。固定部４４の第１動吸振器側端部４４１には、錐台部４４３が設けられている。この実施形態では、錐台部４４３は略円錐台部である。したがって、ピストンピン３の中心軸方向において錐台部４４３が設けられている範囲で、固定部４４の外径は、第２動吸振器４２側から第１動吸振器４１側に向かって徐々に減少する。それゆえ、ピストンピン３の中心軸方向において錐台部４４３が設けられている範囲で、固定部４４をピストンピン３の中心軸方向に対して垂直に切った断面の断面積もまた、第２動吸振器４２側から第１動吸振器４１側に向かって徐々に減少する。

錐台部４４３の第２動吸振器４２側には、柱部４４４が設けられている。柱部４４４は、第２動吸振器側端部４４２まで延びている。柱部４４４において、固定部４４の外径は一定である。それゆえ、ピストンピン３の中心軸方向において柱部４４４が設けられている範囲で、前記断面の断面積もまた一定である。

ここで、ピストンピン３の貫通孔３１の内周面において固定部４４が圧入固定される被圧入部３２について再度説明する。被圧入部３２は、少なくとも、ピストンピン３の中心軸方向において固定部４４が圧入固定される範囲において、当該固定部４４に相補的な形状を有している。具体的には、被圧入部３２において、ピストンピン３の中心軸方向で錐台部４４３が設けられている範囲には、内径が第２動吸振器４２側から第１動吸振器４１側に向かって徐々に減少する先細部３２１が設けられている。先細部３２１は錐台部４４３を受けている。また、被圧入部３２において、ピストンピン３の中心軸方向で柱部４４４が設けられている範囲には、内径が一定の円筒部３２２が設けられている。円筒部３２２は柱部４４４を受けている。

ダンパ部材４の説明に戻って、腕部４５ａ，４５ｂは、質量部４３ａ，４３ｂと固定部４４とを接続しており、質量部４３ａ，４３ｂを固定部４４に対して支持している。腕部４５ａ，４５ｂは、ピストンピン３の中心軸方向において被圧入部３２から収容部３３ａ，３３ｂにわたる部分に配置されている。腕部４５ａ，４５ｂは、略円柱状に形成されており、円柱の中心軸はダンパ部材４の中心軸に一致している。

腕部４５ａ，４５ｂは、固定部４４および質量部４３ａ，４３ｂの外径よりも小さく、かつ、被圧入部３２の内径よりも小さい外径を有する。これにより、腕部４５ａ，４５ｂを被圧入部３２に挿通できる。腕部４５ａ，４５ｂの等価円直径（腕部４５ａ，４５ｂが略円柱状に形成される実施形態では、外径）は、質量部４３ａ，４３ｂの外径よりも十分に小さい。したがって、質量部４３ａ，４３ｂとともに車体上下方向に振動したときに、腕部４５ａ，４５ｂを、当該振動について所定のばね定数を有するばね部とみなすことができる。ただし、腕部４５ａ，４５ｂの等価円直径は、長期間の振動に耐える剛性が得られる程度に大きいことが好ましい。例えば、腕部４５ａ，４５ｂは、長期間の振動に耐える剛性が得られる程度の大きさであって、互いに完全に（または略）同じ大きさの等価円直径を有していてもよい。

上述のとおり、第１動吸振器４１の質量部４３ａは、軸部４３１とキャップ部４３２とを有している。軸部４３１とキャップ部４３２は、それぞれ内側部材と外側部材の一例である。軸部４３１は、固定部４４および腕部４５ｂと一体に形成されている。軸部４３１は、ダンパ部材４の中心軸に一致する中心軸を有している。キャップ部４３２は、軸部４３１の外周面に圧入されて組み付けられている。キャップ部４３２を用いることにより、質量部４３ｂの質量を容易に調整できる。軸部４３１は、被圧入部３２の内径Ｄ１よりも小さい外径Ｄ２（図４を参照）を有する。これにより、軸部４３１を被圧入部３２に挿通できる。一方、キャップ部４３２（および、キャップ部４３２が組み付けられた状態の第１動吸振器４１の質量部４３ａ）は、被圧入部３２の内径Ｄ１よりも大きい外径Ｄ３（図４を参照）を有している。

第１、第２動吸振器４１，４２の共振周波数は、質量部４３ａ，４３ｂの質量と腕部４５ａ，４５ｂのばね定数の少なくとも一方を調整することにより、所望の値とすることができる。この実施形態では、第１、第２動吸振器４１，４２の共振周波数を調整した結果、第１動吸振器４１の質量部４３ａの質量は第２動吸振器４２の質量部４３ｂの質量よりも大きいものとする。このとき、第１、第２動吸振器４１，４２の腕部４５ａ，４５ｂの質量は同じであってよい。

ここで、エンジンが運転してエンジン内部の温度が上昇すると、例えばピストンピン３を構成する材料とダンパ部材４を構成する材料が互いに異なる熱膨張率を有することに起因して、固定部４４の固定が緩くなるおそれがある。

この実施形態では、ピストンピン３の貫通孔３１の内周面に、第１、第２動吸振器４１，４２の質量部４３ａ，４３ｂの外径よりも内径の小さい段差部３４ａ，３４ｂを設けているので、質量部４３ａ，４３ｂの、ピストンピン３の中心軸方向への変位は、段差部３４ａ，３４ｂの位置で規制される。このようにして、ダンパ部材４がピストンピン３の貫通孔３１から脱落（第１動吸振器４１側における脱落も第２動吸振器４２側における脱落も）するのを防止できる。

また、固定部４４の固定が緩くなると、第１、第２動吸振器４１，４２の振動に伴ってダンパ部材４をピストンピン３の中心軸方向に（第１動吸振器４１側に、または第２動吸振器４２側に）変位させる力がダンパ部材４に加わることが考えられる。この実施形態では、第１動吸振器４１の質量部４３ａの質量を第２動吸振器４２の質量部４３ｂの質量よりも大きくしているので、第１、第２動吸振器４１，４２の振動に伴って、第２動吸振器４２側から第１動吸振器４１側に向かってダンパ部材４を変位させる力がダンパ部材４に加わりやすくなる。

この実施形態では、ピストンピン３の中心軸方向に対して垂直に切った断面の断面積が第２動吸振器４２側から第１動吸振器４１側に向かって徐々に減少する錐台部４４３が固定部４４に設けられている。そして、錐台部４４３の外周面４３は、当該外周面４３に相補的な形状を有するピストンピン３の被圧入部３２において、先細部３２１に当接している。これにより、エンジンの運転中に固定部の固定が緩くなり、第２動吸振器４２側から第１動吸振器４１側に向かってダンパ部材４を変位させる力がダンパ部材４に加わったとしても、ダンパ部材４の第１動吸振器４１側への変位は、錐台部４４３の位置で先細部３２１により規制される。これにより、第１、第２動吸振器４１，４２の共振周波数は所望の値を維持し、ひいてはエンジンの運転中に生じる騒音を効果的に抑制できる。

［３．エンジンの往復回転機構の製造方法］
図５は、本発明の一実施形態に係るエンジンの往復回転機構の例示的な製造方法を示すフローチャートである。この方法は、ステップ１０１〜１０７を含んでいる。

ステップ１０１では、エンジンの振動特性を測定する。具体的には、どの周波数で振動レベルが大きくなるかを測定する。この実施形態では、２つの周波数で、振動レベルの高い共振が測定されたとする。

ステップ１０２では、ステップ１０１で測定された２つの共振周波数に適合した共振周波数を有する第１、第２動吸振器４１，４２を備えたダンパ部材４を準備する。ダンパ部材４を準備するステップは、ダンパ部材４の質量部４３ａ，４３ｂの質量の大きさと、腕部４５ａ，４５ｂのばね定数の大きさを調整するステップを含む。

ステップ１０３では、ダンパ部材４をピストンピン３の貫通孔３１内に組み付ける。ダンパ部材４では、より大径の質量部４３ａ，４３ｂをより小径の被圧入部３２に挿通できない。そこで、まず、第１動吸振器４１の軸部４３１にキャップ部４３２を組み付ける前の状態のダンパ部材４を、第１動吸振器４１側から貫通孔３１内に挿入する（図６Ａを参照）。次に、固定部４４を被圧入部３２に圧入し、ダンパ部材４をピストンピン３に固定する。このとき、固定部４４は、錐台部４４３が被圧入部３２の先細部３２１に当接し、それ以上の第１動吸振器４１側への変位が規制される位置まで圧入する。そして、軸部４３１にキャップ部４３２を圧入して（図６Ｂを参照）、ピストンピン３の貫通孔３１内へのダンパ部材４の組み付けを完了する。

ステップ１０４では、公知の計測装置を用いてイナータンス（第１、第２動吸振器４１，４２に入力した加振力と、それによって生じる加速度の比による周波数応答関数）を計測することにより、第１、第２動吸振器４１，４２の共振周波数を求める。当該計測装置は、レーザードップラ振動計など、非接触式の振動計を備えたものであってもよい。第１、第２動吸振器４１，４２の共振周波数は、計測したイナータンスの周波数特性に基づいて求めることができる。

ステップ１０５では、ステップ１０４で求めた共振周波数が所望の範囲内の値であるか否かを判定する。

ステップ１０４で求めた第１、第２動吸振器４１，４２の共振周波数が所望の範囲内の値でなければ（ステップ１０５：Ｎｏ）、ステップ１０６で、公知の研削装置（例えば、研削砥石を備えたもの）を用いて第１、第２動吸振器４１，４２の質量部４３ａ，４３ｂの質量の調整を行う。なお、質量の調整は、質量部４３ａ，４３ｂの一方に対して行ってもよいし、両方に対して行ってもよい。

なお、ステップ１０６では、研削により質量部４３ａ，４３ｂの質量を低下させることになるので、ステップ１０２では、例えば質量部４３ａ，４３ｂの長さ寸法を狙い寸法よりも大きくした（これにより、質量部４３ａ，４３ｂの質量は、狙いの大きさよりも大きくなり、第１、第２動吸振器４１，４２の共振周波数は狙い周波数よりも低くなる）ものを準備することが好ましい。

ステップ１０４で求めた第１、第２動吸振器４１，４２の共振周波数が所望の範囲内の値であれば（ステップ１０５：Ｙｅｓ）、ステップ１０７で、ピストンピン３の外径研削を行う。このようにして、エンジンの往復回転機構が製造される。

［４．その他の実施形態］
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されると理解すべきではない。上述の実施形態には、種々の改良、設計上の変更および削除が加えられてよい。上述の実施形態に記載された任意の特徴を組み合わせることにより、その他の実施形態が作り出されてよい。

例えば、上述の実施形態では、第２動吸振器４２側から第１動吸振器４１側に向かって（ピストンピン３の中心軸方向に対して垂直に切った断面の）断面積が徐々に減少する錐台部４４３を設けた。ピストンピン３の中心軸方向において錐台部４４３が長く設けられているほど、ピストンピン３の被圧入部３２において固定部４４の外周面に当接する面の面積が増加するため、ダンパ部材４の第１動吸振器４１側への変位をより効果的に抑制できる。さらに、先細部３２１の面積が小さいと、長期間の使用により当該先細部３２１にクラック等が発生する確率が上昇する。一方、上述の実施形態では、錐台部４４３がより大きい範囲に設けられているほど、これに相補的な形状を有する先細部３２１の面積が大きくなるので、第２動吸振器４２側から第１動吸振器４１側に向かってダンパ部材４を変位させる力がダンパ部材４に加わったとしても、ダンパ部材４に加わる力がより大面積の先細部３２１で受けられるので、ピストンピンの耐久性を向上させ、クラック等の発生を抑制できる。

ただし、本発明はこれに限定されることなく、他の実施形態では、図７に示すように、錐台部４４３の代わりに、当該断面積が急峻に変化する階段部４４５が設けられていてもよい。つまり、階段部４４５を挟んで第２動吸振器４２側から第１動吸振器４１側に向かって前記断面積の大きさが階段状に減少していてよい。

また、上述の実施形態では、錐台部４４３の第２動吸振器４１側には、前記断面積が一定である柱部４４４を設けた。実施形態では、第２動吸振器４２よりも第１動吸振器４１を重くしているので、基本的には第２動吸振器４２側から第１動吸振器４１側に向かってダンパ部材４を変位させる力がダンパ部材４に加わり、逆向きの力は作用しにくいと考えられる。ただし、ダンパ部材４の振動によってはこれと逆向きの力がダンパ部材４に加わることも考える必要がある。この実施形態では、エンジンの運転中に、第１動吸振器４１側から第２動吸振器４２側に向かってダンパ部材４を変位させる力が加わったとしても、柱部４４４が設けられていることにより、ダンパ部材４の第２動吸振器４２側への変位は抑制される。

ただし、本発明はこれに限定されることはなく、固定部４４の前記断面積は、第２動吸振器側端部４４２から第１動吸振器側端部４４１に向かって、少なくとも部分的に減少していればよい。例えば、第２動吸振器側端部４４２から第１動吸振器側端部４４１に向かう全範囲で、前記断面積が減少していてもよい。この例では、ダンパ部材４の第２動吸振器４２側への変位を規制するための他の規制部材を設けてもよい。

また、上述の実施形態では、錐台部４４３を円錐台部とした。したがって、図２から図４に示すように、第２動吸振器４２側から第１動吸振器４１側に向かって錐台部４４３の外径は直線的に減少する。他の実施形態では、図７に示すように、第２動吸振器４２側から第１動吸振器４１側に向かって外径（または前記断面積）が曲線的に減少する錐台部４４５を設けてもよい。本発明では、錐台部は、前記断面積が第２動吸振器４２側から第１動吸振器４１側に向かって直線的に減少する形状（符号４４３）に加えて、曲線的に減少する形状（符号４４５）も含むものとする。

また、上述の実施形態では、ダンパ部材４の固定部４４の第１動吸振器側端部４４１に錐台部４４３を設けた。他の実施形態では、図８に示すように、第１動吸振器側端部４４１から第２動吸振器４２側に所定距離、離れた位置に錐台部４４３を設けてもよい。このとき、錐台部４４３の第２動吸振器４２側には第１の柱部４４４が形成され、錐台部４４３の第１動吸振器４１側には第２の柱部４４５が形成される。さらに、ダンパ部材４の固定部４４に設けられる錐台部４４３または前記階段部の数は１つに限定されず、２つ以上設けられていてもよい。

また、上述の実施形態では、第２動吸振器４２を１つの部材で作り、第１動吸振器４１の質量部４３ａを２つの部材（軸部４３１とキャップ部４３２）で作った。他の実施形態では、第１動吸振器４１と第２動吸振器４２の両方を１つの部材で作ってもよい。この例では、ダンパ部材４が全体として１つの部材で作られる。また、この例では、１つの部材をピストンピン３の貫通孔３１に組み付けることができるように、質量部４３ａ，４３ｂの外径を被圧入部３２の内径よりも小さくすればよい。さらに他の実施形態では、第１動吸振器４１と第２動吸振器４２の両方を、２つ以上の部材（軸部とキャップ部）で作ってもよい。

本発明によれば、互いに一体に形成された第１、第２動吸振器を有するダンパ部材を用いて、エンジンの運転中に生じる騒音を効果的に低減することが可能になる。したがって、本発明は、この種の往復回転機構を備えたエンジンの製造分野において、好適に用いられる可能性がある。

１ ピストン
２ コンロッド
２１ 小端部
２２ 大端部
２６ 接続部
３ ピストンピン
３１ 貫通孔
３２ 被圧入部
３２１ 先細部
４ ダンパ部材
４１ 第１動吸振器
４２ 第２動吸振器
４３１ 軸部（内側部材）
４３２ キャップ部（外側部材）
４３ａ，４３ｂ 質量部
４４ 固定部
４４１ 第１動吸振器側端部
４４２ 第２動吸振器側端部
４４３，４４５ 錐台部
４４４ 柱部
４５ａ，４５ｂ 腕部

Claims (5)

1. エンジンの往復回転機構であって、
   シリンダ内で往復動するピストンと、
   前記ピストンとクランクシャフトとを連結するコンロッドと、
   前記ピストンと前記コンロッドとを連結し、中心軸を有し、該中心軸方向に延びる空洞部を有するピストンピンと、
   前記ピストンピンの空洞部内に設けられ、第１動吸振器および第２動吸振器を有するダンパ部材とを備え、
   前記第１動吸振器および前記第２動吸振器は、質量部、前記ピストンピンの空洞部の内周面に圧入固定された固定部、および、前記質量部と前記固定部とを接続する腕部を有し、かつ、前記固定部を共有して互いに一体に形成され、
   前記第１動吸振器の質量部の質量は、前記第２動吸振器の質量部の質量よりも大きく、
   前記第１動吸振器の腕部と前記第２動吸振器の腕部の等価円直径は、前記質量部の等価円直径よりも充分に小さく、かつ、互いに同じであり、
   前記第１動吸振器の腕部の質量は、前記第２動吸振器の腕部の質量と同じであり、
   前記固定部は、前記ピストンピンの中心軸方向における第１動吸振器側端部および第２動吸振器側端部を有し、
   前記固定部を前記ピストンピンの中心軸方向に対して垂直に切った断面の断面積は、前記第２動吸振器側端部から前記第１動吸振器側端部に向かって、少なくとも部分的に減少し、
   前記ピストンピンの空洞部の内周面には、前記固定部に圧入固定される部分で前記固定部の外周面に相補的な形状を有する被圧入部が設けられている、
   エンジンの往復回転機構。
2. 前記固定部において前記断面の断面積が減少する部分には、前記ピストンピンの中心軸方向において前記第２動吸振器側から前記第１動吸振器側に向かって前記断面の断面積が徐々に減少する錐台部が設けられている、
   請求項１に記載のエンジンの往復回転機構。
3. 前記錐台部の第２動吸振器側には、前記断面の断面積が一定である柱部が設けられている、
   請求項２に記載のエンジンの往復回転機構。
4. エンジンの往復回転機構の製造方法であって、
   前記往復回転機構は、
   シリンダ内で往復動するピストンと、
   前記ピストンとクランクシャフトとを連結するコンロッドと、
   前記ピストンと前記コンロッドとを連結し、中心軸を有し、該中心軸方向に延びる空洞部を有するピストンピンと、
   前記ピストンピンの空洞部内に設けられ、第１動吸振器および第２動吸振器を有するダンパ部材とを備え、
   前記第１動吸振器および前記第２動吸振器は、質量部、前記ピストンピンの空洞部の内周面に固定された固定部、および、前記質量部と前記固定部とを接続する腕部を有し、かつ、前記固定部を共有して互いに一体に形成され、
   前記第１動吸振器の質量部の質量は、前記第２動吸振器の質量部の質量よりも大きく、
   前記第１動吸振器の腕部と前記第２動吸振器の腕部の等価円直径は、前記質量部の等価円直径よりも充分に小さく、かつ、互いに同じであり、
   前記第１動吸振器の腕部の質量は、前記第２動吸振器の腕部の質量と同じであり、
   前記固定部は、前記ピストンピンの中心軸方向における第１動吸振器側端部および第２動吸振器側端部を有し、
   前記固定部を前記ピストンピンの中心軸方向に対して垂直に切った断面の断面積は、前記第２動吸振器側端部から前記第１動吸振器側端部に向かって、少なくとも部分的に減少し、
   前記ピストンピンの空洞部の内周面には、前記固定部が圧入固定される部分で前記固定部の外周面に相補的な形状を有する被圧入部が設けられており、
   前記ダンパ部材を前記ピストンピンの空洞部内に組み付けるステップを含み、該組み付けるステップは、前記ダンパ部材を前記第１動吸振器側から前記ピストンピンの空洞部内に挿入するステップと、前記第１動吸振器側への変位が規制されるまで前記ダンパ部材の固定部を前記被圧入部に圧入するステップとを含む、
   エンジンの往復回転機構の製造方法。
5. 前記第１動吸振器は、内側部材と、該内側部材の外周面に組み付けられた外側部材とを有し、
   前記内側部材は、前記ピストンピンの空洞部内を前記ピストンピンの中心軸方向にわたって通過可能な外形寸法を有し、
   前記外側部材は、前記被圧入部の内径よりも大きい外形寸法を有し、
   前記挿入するステップおよび前記圧入するステップでは、前記外側部材が取り外された状態の前記第１動吸振器を挿入および圧入し、
   前記組み付けるステップは、前記挿入するステップおよび前記圧入するステップを実施した後に、前記外側部材を前記内側部材の外周面に組み付けるステップを含む。
   請求項４に記載のエンジンの往復回転機構の製造方法。

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