JP2009520900A - 内燃機関用のピストン - Google Patents

Abstract

本発明は、内燃機関用のピストン（１）であって、環状の冷却通路（５）、オイル入口孔（１７）及びオイル出口孔（１８）を備えている形式のものに関し、この場合に、オイル出口孔（１８）はピストンボス（１０）の冷却のために該ピストンボスの方向に向けられている。

Description

本発明は、内燃機関用のピストンであって、ピストンの半径方向外側の外周面でピストンヘッド側に若しくはピストン頂面の近傍に配置された環状溝及びリング、つまりリング部を備え、該リング部に続くピストンスカート部を備え、ピストンのピストンヘッド側の縁部領域の配置された環状の１つの冷却通路を備え、少なくとも１つのオイル入口孔及び少なくとも１つのオイル出口孔を備え、該オイル入口孔及びオイル出口孔は一方で前記冷却通路の各開口部に接続され、かつ他方でピストンのピストン内室に通じており、前記ピストンスカート部の相対する側に配置されたピストンボスを備え、該両方ピストンボスはそれぞれボス孔を含んでおり、前記冷却通路内へのオイルの導入のためにピストンの前記ピストン内室内に配置されかつ前記オイル入口孔に向けられた少なくとも１つのオイル噴射ノズルを備えている形式のものに関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２１４８３０Ａ１号明細書により公知のピストンは、ピストンヘッド側の縁部領域に配置された環状の冷却通路を備えており、冷却通路はピストンヘッド側若しくはピストン頂面と逆の側に１つのオイル流入開口部を有しており、該オイル流入開口部を介してオイル噴射ノズルによって冷却オイルを冷却通路内へ噴射するようになっている。冷却通路は半径方向外側で、リング部を含む成形部分によって画成され、かつ半径方向内側でピストンヘッドによって画成されており、冷却通路内を流れる冷却オイルは、リング部並びに、ピストンヘッドのピストン燃焼室（深皿型燃焼室）の半径方向外側の領域を冷却するようになっている。

特開平９−０７９１１６号公報に記載のピストンにおいては、ピストンヘッド下面全体に冷却オイルを噴霧して冷却するようになっている。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２１４８３０Ａ１号明細書に開示のピストンにも、特開平９−０７９１１６号公報に開示のピストンにも、ピストンボスを冷却するための手段は講じられておらず、欠点である。

本発明の課題は、冒頭に述べた形式のピストンを改善して、公知技術の欠点を避けることである。

前記課題を解決するために本発明に基づく構成では、ピストンボスのピストンヘッド側の領域は半径方向内側を補強され、つまり半径方向内側へ拡大されており、かつ冷却通路のオイル出口孔は、ピストンボスの前記拡大されたピストンヘッド側の領域に向けられている。

本発明の実施態様では、ピストンボスのピストンヘッド側の領域の半径方向内側に、オイルの一時的（短時的）な蓄えのためのオイルポケット（オイル蓄え室）を成形してある。

本発明は、さらに内燃機関用のピストンであって、ピストンのピストンヘッド側の縁部領域に配置された環状の冷却通路を備え、少なくとも１つのオイル入口孔及び少なくとも１つのオイル出口孔を備え、該オイル入口孔及びオイル出口孔が前記冷却通路の各開口部に接続されていて、かつピストンのピストン内室に通じており、ピストンスカート部を備え、該ピストンスカート部の相対する側に配置されたピストンボスを備え、該ピストンボスがそれぞれボス孔を含んでおり、前記冷却通路内へのオイルの導入のためにピストンの前記ピストン内室内に配置されかつ前記オイル入口孔に向けられた少なくとも１つのオイル噴射ノズルを備えている形式のものにも関し、この場合に前記ピストンボスの冷却のために、前記少なくとも１つのオイル噴射ノズルは、前記各ピストンボスへ向けて付加的（追加的）に設けられた噴射ノズルに接続されている。この場合に、オイル噴射ノズルと噴射ノズルとは二叉状の二重噴射ノズルを成している。

本発明の有利な実施態様では、ピストンボスのピストンヘッド側の領域は半径方向内側を補強され、つまり半径方向内側へ拡大されており、かつ付加的な噴射ノズルはピストンボスの前記各ピストンヘッド側の領域に向けられている。本発明のさらに有利な実施態様では、ピストンボスのピストンヘッド側の領域の半径方向内側に、オイルの一時的（短時的）な蓄えのためのオイルポケットを成形してある。

次に本発明を図示の実施例に基づき詳細に説明する。図面において、
図１は、冷却式のリング支持体を備えたピストンの断面図であり、リング支持体の冷却通路の流出孔は上側のボス領域に向けられており、その結果、リング支持体の冷却通路から流出するオイルはボスの冷却のために用いられるようになっており、
図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った断面図であり、該断面は上側のボス領域に成形されたオイルポケットを示しており、オイルポケットはオイルをピストンピンの潤滑のために蓄えるようになっており、
図３は、別の実施例のピストンの断面図であり、この場合に冷却式のリング支持体の冷却通路内への冷却オイルの導入のためのオイル噴射ノズルは、上側のボス領域に向けられた別の噴射ノズルと接続されて、二重噴射ノズルを形成している。

図１は、内燃機関用のピストン１の断面を示しており、ピストンのピストンヘッド（ピストン頂部）２にはピストン燃焼室３を成形してある。ピストン１は鋼、ねずみ鋳鉄、アルミニウム、若しくは別の軽金属、例えばマグネシウムから成っている。ピストン１のピストンヘッド側の縁部領域に、コンプレッションリング（図示省略）のための冷却式のリング支持体４を配置してあり、該リング支持体は半径方向内側に環状の冷却通路５を有している。ピストンヘッドと逆の側でリング支持体４に続けて、別のコンプレッションリングのための第２の溝６及びオイルリングのための第３の溝７を設けてある。リング支持体４及び溝６，７から成るリング部８に、ピストンスカート部９を続けて形成してあり、ピストンスカート部には、半径方向で互いに相対する側にそれぞれピストンボス１０を一体成形してあり、ピストンボスはボス孔（ピストンピン孔）１１を備えている。

ピストンボス１０の、ピストンヘッド側の領域１２は、図４（図３に示すピストンの線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図）からも見て取れるように、半径方向内側へ拡大されており、これによってピストンヘッド側の領域１２には、ボス孔１１の半径方向内側に拡大された部分１５を形成してあり、ピンとボス孔１１の前記部分１５との間の面圧を減少させ、ひいてはボス孔１１の、内燃機関運転時に最大負荷の生じる領域の摩耗を減少させている。

ボス孔１１のピストンヘッド側の領域１２の半径方向内側には、オイルポケット１３，１４を形成してあり、オイルポケットは内燃機関運転中にオイルを蓄えるために用いられており、オイルはピストンピン（図示省略）の潤滑の改善のために活用され、ピストンピン及びボス孔１１の摩耗の減少のためにも寄与している。

リング支持体４の冷却のために必要なオイルは、少なくとも１つのオイル噴射ノズル１６によって、各オイル入口孔１７を介して、リング支持体４の半径方向内側に配置された冷却通路５内へ直接に噴射されるようになっている。冷却通路５内を流れたオイルは、オイル出口孔８から再び流出するようになっている。オイル出口孔８はピストンヘッド側と逆の側に向かって半径方向内側へ、かつピストンボス１０の領域１２の方向に向けられており、その結果、冷却通路５から流出したオイルは、ピストンボス１０のピストンヘッド側の領域１２にぶつかって、該領域を冷却するようになっている。

図２は、ピストン１のピストンボス１０のピストンヘッド側の領域１２の、図１の線Ａ−Ａに沿った断面図であり、オイルポケット１４の形状を示してあり、該オイルポケット内にピストンピン（図示省略）の潤滑のためのオイルを蓄えるようになっている。

図３には、オイル噴射ノズル１６の形状を示してあり、該オイル噴射ノズルは付加的な噴射ノズル１９に接続されており、該噴射ノズルは、ピストンボス１０のピストンヘッド側の領域１２を、オイル２０の直接的な噴射によって冷却するために用いられている。噴射ノズル１６，１９は該実施例では１つの二重噴射ノズル２１にまとめられており、二重噴射ノズル（ダブルノズル）はピストン１の半径方向で相対する側に配置されていて、オイルの噴射によってピストンボスを冷却すると共に、オイルをピストンボス近傍のオイル入口孔から冷却通路５内へ導入するようになっている。

図面に示してあるように、冷却通路５は図示の実施例ではリング支持体４の一部分として構成されている。考えられる別の実施例では、冷却通路５をリング支持体からピストンの半径方向内側へ離して配置してあり、これによってピストン燃焼室３の冷却は改善される。小型のピストンの場合には、１つの噴射ノズル１９を用いピストンボス１０のみを冷却してよく、この場合にオイルポケット１３，１４はピストンボス１０の冷却及び潤滑のために冷却オイルで満たされるようになっている。

冷却式のリング支持体を備えたピストンの断面図 図１の線Ａ−Ａに沿った断面図 別の実施例のピストンの断面図

符号の説明

１ ピストン、 ２ ピストンヘッド、 ３ ピストン燃焼室、 ４ リング支持体、 ６，７ 溝、 ８ リング部、 ９ ピストンスカート部、 １０ ピストンボス、 １１ ボス孔、 １２ 領域、 １２，１４ オイルポケット、 １６ オイルノズル、 １７ オイル入口孔、 １８ オイル出口孔、 １９ 噴射ノズル、 ２０ オイル、 ２１ 二重噴射ノズル、 ２２ ピストン内室

Claims (5)

1. 内燃機関用のピストン（１）であって、
   ピストンヘッドの近傍でピストン（１）の半径方向外側の外周面に配置されたリング部（８）を備え、
   前記リング部（８）に続くピストンスカート部（９）を備え、
   ピストン（１）のピストンヘッド側の縁部領域の配置された環状の冷却通路（５）を備え、
   少なくとも１つのオイル入口孔（１７）及び少なくとも１つのオイル出口孔（１８）を備え、該オイル入口孔及びオイル出口孔は前記冷却通路（５）の各開口部に接続されていて、かつピストン（１）のピストン内室（２２）に通じており、
   前記ピストンスカート部（９）の相対する側に配置されたピストンボス（１０）を備え、該ピストンボスはそれぞれボス孔（１１）を含んでおり、かつ、
   前記冷却通路（５）内へのオイルの導入のためにピストン（１）の前記ピストン内室（２２）内に配置されていて、前記オイル入口孔（１７）に向けられた少なくとも１つのオイル噴射ノズル（１６）を備えている形式のものにおいて、
   前記ピストンボス（１０）のピストンヘッド側の領域（１２）は半径方向内側へ拡大されており、かつ前記オイル出口孔（１８）は、ピストンボス（１０）の前記ピストンヘッド側の領域（１２）に向けられていることを特徴とする、内燃機関用のピストン。
2. ピストンボス（１０）のピストンヘッド側の領域（１２）の半径方向内側に、オイルの一時的な蓄えのためのオイルポケット（１３，１４）を成形してある請求項１に記載のピストン。
3. 内燃機関用のピストン（１）であって、
   ピストン（１）のピストンヘッド側の縁部領域に配置された環状の冷却通路（５）を備え、
   少なくとも１つのオイル入口孔（１７）及び少なくとも１つのオイル出口孔（１８）を備え、該オイル入口孔及びオイル出口孔は前記冷却通路（５）の各開口部に接続されていて、かつピストン（１）のピストン内室（２２）に通じており、
   ピストンスカート部（９）を備え、
   前記ピストンスカート部（９）の相対する側に配置されたピストンボス（１０）を備え、該ピストンボスはそれぞれボス孔（１１）を含んでおり、かつ、
   前記冷却通路（５）内へのオイルの導入のためにピストン（１）の前記ピストン内室（２２）内に配置されていて、前記オイル入口孔（１７）に向けられた少なくとも１つのオイル噴射ノズル（１６）を備えている形式のものにおいて、
   前記ピストンボス（１０）の冷却のために、前記少なくとも１つのオイル噴射ノズル（１６）は、前記各ピストンボス（１０）へ向けて付加的に設けられた噴射ノズル（１９）に接続されていることを特徴とする、内燃機関用のピストン。
4. ピストンボス（１０）のピストンヘッド側の領域（１２）は半径方向内側へ拡大されており、かつ噴射ノズル（１９）はピストンボス（１０）の前記各ピストンヘッド側の領域（１２）に向けられている請求項３に記載のピストン。
5. ピストンボス（１０）のピストンヘッド側の領域（１２）の半径方向内側に、オイルの一時的な蓄えのためのオイルポケット（１３，１４）を成形してある請求項１に記載のピストン。

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