JP2007507643A - 内燃機関用の一体的なピストン - Google Patents

Abstract

本発明による内燃機関用のピストン（１）では、ピストン頂部（４）の縁部領域にリング状の冷却通路（６）が配置されていて、該冷却通路（６）が、一体的に形成されたほぼ円筒形のリング（１８）によって閉鎖されている。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の内燃機関用の一体的なピストン、すなわち内燃機関用の一体的なピストンであって、ピストン頂部と、該ピストン頂部に一体成形されていて各１つのピンボスを支持するために働く２つのボス支持体とが設けられていて、該ボス支持体とピンボスの端面とが、ピストン頂部の半径方向外側の縁部に対してピストン長手方向軸線に向かって後退させられて配置されており、ピンボスを結合する２つのスカートエレメントが設けられていて、該スカートエレメントが各１つのスカート結合部を介してピストン頂部と結合されていて、スカート結合部においてスカートエレメントとピストン頂部との間に切欠きが成形されており、ピストン頂部の縁部領域に配置されたリング状の冷却通路が設けられていて、該冷却通路の半径方向外側の画成部が、ピストン頂部に一体成形されたリング壁によって形成され、半径方向内側の画成部が一部はボス支持体によってかつ一部はスカート結合部によって形成されており、さらに、一部はボス支持体にかつ一部はスカート結合部に一体成形されていて断面突起状の環状の突出部が設けられている形式のものに関する。

ドイツ連邦共和国特許公開第４０３９７５１号明細書には、ピストン頂部の縁部領域に配置された冷却通路を備えた、複数部分から成る冷却式のピストンが開示されており、この場合冷却通路はほぼ皿ばね状に形成された金属薄板リングによって覆われている。この金属薄板リングは、一体的に形成されていて、従って、ピストンが２部分から構成されている場合にしかピストンに問題なく取り付けることができない。この公知の構成では、ピストン上側部分をピストン下側部分と結合する前に、金属薄板リングをピストン上側部分に取り付けることが必要である。

ヨーロッパ特許公告第０７９９３７３号明細書には、ピストンヘッドの縁部領域に配置された冷却通路を備えた一体的な冷却式ピストンが開示されており、この場合冷却通路は、同様に皿ばね状に形成されたカバーリングによって閉鎖されている。この公知の構成における欠点は、カバーリングが、取付けを可能にするために２部分から形成されねばならないことである。取付け時に、半円形の両リング半部はそれぞれ別個に、プレロードをかけられた状態でピストンヘッドにおける対応する支持部に挿入される。

上記先行技術を出発点として、本発明の課題は、冒頭に述べた形式のピストンを改良して、内燃機関の一体的なピストンのための簡単に取り付けることができる冷却通路カバーを提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、冒頭に述べた形式のピストンにおいて、請求項１の特徴部記載のように、冷却通路が、一体的に形成されたほぼ円筒形のリングによって閉鎖されていて、該リングが、軸方向に方向付けられた連続した間隙と、リングの外側に配置された環状のカラーとを備えており、該カラーが、リング壁の内側に成形された環状の溝と共に係止結合部を形成しており、さらにリングが突出部に接触しているようにした。

本発明の別の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。

次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。

図１は、ほぼ円筒形のリングによって閉鎖されている冷却通路を備えた、本発明による内燃機関用のピストンを、互いに９０°ずらされた２つの縦断面で示す図であり、
図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って断面してピストンを示す図であり、
図３は、図２のＣ−Ｃ線に沿って断面して、冷却通路に冷却オイルを導入するオイル供給管を示す図であり、
図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿ってピストンを断面して、リングと係合するオイル供給管を示す図であり、
図５は、リングとオイル供給管との間における係止結合部を示す図であって、図４のＸで示された領域を拡大して示す断面図であり、
図６は、リングとオイル供給管とを上から見た平面図であり、
図７は、リングとオイル供給管とを示す斜視図である。

図１には、内燃機関用の一体的に形成されたピストン１が断面図で示されており、この断面図は２つの半部から成っていて、そのうちの左側半部は、ボス孔３の長手方向軸線２に沿ったピストン１の断面図であり、右側半部は、それに対して９０°ずらされたピストン１の縦断面図である。ピストン１は鋼から製造されていて、ピストン頂部４の領域に燃焼室凹部５を有している。ピストン頂部４の半径方向外側の位置する領域には、リング状に環状の冷却通路６が配置されており、この冷却通路６の半径方向外側の画成部は、ピストン頂部４に一体成形されたリング壁７によって形成され、かつ半径方向内側の画成部は、一部がリングリブ８によって、一部がボス支持体９,９′によってかつ一部がスカート結合部１０,１０′によって形成される。リング壁７はこの場合ピストンリング保持体として働く。

ボス支持体９,９′を介してピストン頂部４には、各１つのピストンピン孔３,３′を備えたピンボス１１,１１′が１つずつ一体成形されている。ピンボス１１,１１′の端面１２はリング壁７に対して、ピストン長手方向軸線１３に向かって後退させられて配置されている。ピンボス１１,１１′はスカートエレメント１４,１４′を介して互いに結合されており、スカートエレメント１４,１４′は各１つのスカート結合部１０,１０′を介してピストン頂部４に一体成形されている。スカートエレメント１４,１４′とピストン頂部側の領域１５との間にピストン１は切欠き１６を有している。

ピンボス１１,１１′もしくはピストン１のスカート結合部１０,１０′には、環状の突起状の突出部１７が設けられており、該突出部１７の目的は、ほぼ円筒形の一体的なリング１８のための接触部もしくは支持部として働くことになり、このリング１８によって冷却通路６は閉鎖される。リング１８はプラスチックから成っていても、又は金属から成っていてもよい。リング壁７は、ピストン長手方向軸線１３に向けられた内側２８に環状の溝１９を有しており、この環状溝１９には、ピストン頂部側においてリング１８の外側に一体成形された同様に環状のカラー２０が挿入可能であり、これによってリング１８はリング壁７の内側に固定可能である。特に図６及び図７から分かるように、リング１８は間隙２２を有している。

リング１８の取付けは次のようにして簡単に行うことができ、すなわちこの場合リング１８は撓められてリング壁７とスカートエレメント１４,１４′との間におけるピストン１の領域に挿入される。次いでリング１８は圧縮され、その結果リング１８の半径は小さくなり、リング１８のスカート側の下縁部が、突出部１７に接触する。リング１８のピストン頂部側の上縁部がなお僅かに内方に向かって押圧されることによって、次いで、リングを下から冷却通路６内に押し込むことが可能になり、この押込み動作は、リング１８のカラー２０がリング壁７の内側２８における溝１９に係合するまで続けられる。

間隙２２にはオイル供給管３５が導入可能であり、このオイル供給管３５は、管状の上側部分２７を備えたホッパ２１から成っていて、導入時にリング１８を拡開する。これによって、特に図４及び図５から分かるように、リング１８のカラー２０はピストン１の迅速な往復運動時にもリング壁７の内側における溝１９内に確実に留まることになる。オイル供給管３５はプラスチック製であっても金属製であってもよい。

オイル供給管３５は図３に示されているように、ピストン１に固定されており、すなわちこの場合上側部分２７に設けられた突子２３は、オイル供給管３５がスカートエレメント１４,１４′の近くに形成された開口２４に導入された後で、この開口２４の上縁部に接触し、これによってオイル供給管３５はピストン１に固定される。さらに、図４、図５及び図７に示されているように上側部分２７は、ピストン頂部に向けられた外側に環状の溝２５を有しており、この溝２５には、開口２４へのオイル供給管３５の導入時に、リング１８の内側において当接箇所２９,３０に成形された突出部２６,２６′がスナップ式に進入し、これによってオイル供給管３５はリング１８に固定される。

溝２５は、上側部分２７のピストン頂部側の端面３３から所定の間隔を有しており、この所定の間隔は、図５及び図７に示されているように、上側部分２７の突出寸法３４を生ぜしめるのに十分であり、これによって冷却通路６内に導入されたオイルが直ぐに再び上側部分２７を通って冷却通路６から流出することは阻止され、オイルは、突出寸法３４の周りにおいて冷却通路６の低いところに位置する領域へと導かれる。次いでオイルはリング１８の側部に設けられた開口３６（図７）を通って流出することができる。

ほぼ円筒形のリングによって閉鎖されている冷却通路を備えた、本発明による内燃機関用のピストンを、互いに９０°ずらされた２つの縦断面で示す図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って断面してピストンを示す図である。 図２のＣ−Ｃ線に沿って断面して、冷却通路に冷却オイルを導入するオイル供給管を示す図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿ってピストンを断面して、リングと係合するオイル供給管を示す図である。 リングとオイル供給管との間における係止結合部を示す図であって、図４のＸで示された領域を拡大して示す断面図である。 リングとオイル供給管とを上から見て示す平面図である。 リングとオイル供給管とを示す斜視図である。

符号の説明

１ ピストン、 ２ 長手方向軸線、 ３,３′ ピストンピン孔、 ４ ピストン頂部、 ５ 燃焼室凹部、 ６ 冷却通路、 ７ リング壁、 ８ リングリブ、 ９,９′ ボス支持体、 １０,１０′ スカート結合部、 １１,１１′ ピンボス、 １２ ピンボス１１,１１′の端面、 １３ ピストン長手方向軸線、 １４,１４′ スカートエレメント、 １５ ピストン１のピストン頂部側の領域、 １６ 切欠き、 １７ 突出部、 １８ リング、 １９ 溝、 ２０ カラー、 ２１ ホッパ、 ２２ 間隙、 ２３ 突子、 ２４ 開口、 ２５ 溝、 ２６,２６′ 突出部、 ２７ オイル供給管３５の上側部分、 ２８ リング壁７の内側、 ２９,３０ リング１８の当接箇所、 ３３ 上側部分２７の端面、 ３４ 上側部分２７の突出寸法、 ３５ オイル供給管、 ３６ リング１８の開口

Claims (9)

1. 内燃機関用の一体的なピストン（１）であって、
   ピストン頂部（４）と、
   該ピストン頂部（４）に一体成形されていて各１つのピンボス（１１,１１′）を支持するために働く２つのボス支持体（９,９′）とが設けられていて、該ボス支持体（９,９′）とピンボス（１１,１１′）の端面（１２）とが、ピストン頂部（４）の半径方向外側の縁部に対してピストン長手方向軸線（１３）に向かって後退させられて配置されており、
   ピンボス（１１,１１′）を結合する２つのスカートエレメント（１４,１４′）が設けられていて、該スカートエレメント（１４,１４′）が各１つのスカート結合部（１０,１０′）を介してピストン頂部（４）と結合されていて、スカート結合部（１０,１０′）においてスカートエレメント（１４,１４′）とピストン頂部（４）との間に切欠き（１６）が成形されており、
   ピストン頂部（４）の縁部領域に配置されたリング状の冷却通路（６）が設けられていて、該冷却通路（６）の半径方向外側の画成部が、ピストン頂部（４）に一体成形されたリング壁（７）によって形成され、半径方向内側の画成部が一部はボス支持体（９,９′）によってかつ一部はスカート結合部（１０,１０′）によって形成されており、
   さらに、一部はボス支持体（９,９′）にかつ一部はスカート結合部（１０,１０′）に一体成形されていて断面突起状の環状の突出部（１７）が設けられている形式のものにおいて、
   冷却通路（６）が、一体的に形成されたほぼ円筒形のリング（１８）によって閉鎖されていて、該リング（１８）が、軸方向に方向付けられた連続した間隙（２２）と、リング（１８）の外側に配置された環状のカラー（２０）とを備えており、該カラー（２０）が、リング壁（７）の内側（２８）に成形された環状の溝（１９）と共に係止結合部を形成しており、さらにリング（１８）が突出部（１７）に接触していることを特徴とする、内燃機関用の一体的なピストン（１）。
2. スカートエレメント（１４,１４′）のうちの１つに、軸方向に方向付けられた孔（２４）が設けられていて、該孔（２４）内にオイル供給管（３５）が導入可能であり、該オイル供給管（３５）の上側部分（２７）が、冷却通路（６）におけるリング（１８）の領域において開口しており、リング（１８）が当接端部（２９,３０）でオイル供給管（３５）の上側部分（２７）に接触している、請求項１記載の内燃機関用の一体的なピストン（１）。
3. 上側部分（２７）がそのピストン頂部側の端面（３３）の近傍において外周部に、環状の溝（２５）を有しており、該溝（２５）と共に、孔（２４）へのオイル供給管（３５）の導入後にリング（１８）の当接箇所（２９,３０）に設けられた突出部（２６,２６′）が係止結合部を形成する、請求項２記載の内燃機関用の一体的なピストン（１）。
4. 溝（２５）が、上側部分（２７）の端面（３３）から間隔をおいて配置されていて、これによってリング（１８）の上に上側部分（２７）の突出寸法（３４）が生ぜしめられている、請求項３記載の内燃機関用の一体的なピストン（１）。
5. 上側部分（２７）がその外周部の中央領域に突子（２３）を有しており、この突子（２３）が、孔（２４）へのオイル供給管（３５）の導入後に孔（２４）の上縁部に接触している、請求項２から４までのいずれか１項記載の内燃機関用の一体的なピストン（１）。
6. オイル供給管（３５）が金属から成っている、請求項１から５までのいずれか１項記載の内燃機関用の一体的なピストン（１）。
7. オイル供給管（３５）が耐熱性プラスチックから成っている、請求項１から６までのいずれか１項記載の内燃機関用の一体的なピストン（１）。
8. リング（１８）が金属から成っている、請求項１から７までのいずれか１項記載の内燃機関用の一体的なピストン（１）。
9. リング（１８）が耐熱性プラスチックから成っている、請求項１から８までのいずれか１項記載の内燃機関用の一体的なピストン（１）。

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