JP2010535994A - 小端部連接棒案内ピストン - Google Patents
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Abstract
Description
1.発明の分野
本発明は概してピストンアセンブリおよびピストンアセンブリのための連接棒に関する。
公知のピストンアセンブリは、ピストンストロークに沿ってシリンダの内部で往復運動するためのピストンヘッドを含む。一対のピンボスがピストンヘッドから垂下がっており、その内部にピンボアが形成される。連接棒がピンを介してピンボアに枢動可能に取付けられているので、連接棒はピストンストロークに沿って並進運動すると振動することができる。ピストンヘッドがピストンストロークに沿って並進運動し、連接棒が振動すると、アセンブリの内部に横荷重を引起す。この横荷重を取除くために、ピストンスカートがシリンダの側壁に沿って摺動するように設けられる。公知のピストンスカートは、ピストンヘッドから垂下がるか、またはピンボスから外向きに延在する。
ピストンアセンブリのための連接棒が提供される。連接棒は、第1の端と第2の端との間に延在するシャフトと、シャフトの第1の端に配置される取付ボスとを含む。ピストンピンを受けるための取付ボアが、取付ボスの内部に形成される。少なくとも1つの案内部材がシャフトから延在し、シリンダの側壁に係合するための摺動面を有する。
いくつかの図全体にわたって同様の番号は対応箇所を示す図面を参照して、エンジンが全体的に20で示される。図1を参照して、エンジン20は、エンジンブロック22の内部に形成されて第1の軸Aに沿って延在するシリンダ24を位置決めするボアを有する、エンジンブロック22を含む。ピストンアセンブリが全体的に26で示され、シリンダ24の内部に配置されている。ピストンアセンブリ26は、第1の軸Aを中心として円周方向に延在する頂部を有するピストンヘッド28を含む。ピストンヘッド28の頂部に上面に燃焼ボウル30が配置されている。リングベルト32が、第1の軸Aの方向に頂部から垂下がっている。リングベルト32は円筒形であり、ピストンヘッド28の頂部の周縁から垂下がっており、リングベルト32上に円周方向に延在して複数のピストンリング74を支持する複数のリング溝34を含む。円筒形のリングベルト32が示されているが、使用されるエンジン20の種類およびシリンダ24の形状に応じて、楕円形状などの他の形状も使用可能であることが理解されるであろう。図2により明らかに見られるように、ピストンギャラリー35がリングベルト32の径方向内側に、および燃焼ボウル30の軸方向下側に、ピストンヘッド28内に形成される。ピストンギャラリー35は、エンジン20の動作時にピストンを冷却するためのオイルを受け、カバープレート(図示せず)によって閉鎖され得る。
Claims (58)
- ピストンアセンブリのための連接棒であって、
第1の端と第2の端との間に延在するシャフトと、
前記シャフトの前記第1の端に配置され、ピストンピンを受けるための取付ボアを内部に形成する取付ボスと、
前記シャフトから延在し、シリンダの側壁に係合するための摺動面を有する少なくとも1つの案内部材とを備える、連接棒。 - 前記摺動面は弓形面と定義される、請求項1に記載の連接棒。
- 前記摺動面は、頂部と底部との間を第1の軸の方向に延在し、摺動面の頂部と、頂部と底部の中間の中間点との間を第1の軸から離れて湾曲し、中間点と凸状弓形を規定する摺動面の底部との間を第1の軸に向かって湾曲する、請求項2に記載の連接棒。
- 前記シャフトは前記取付ボアを中心として枢動可能であり、前記摺動面の接触点においてシリンダの側壁と接触し、取付ボスがシリンダの内部で並進運動すると前記摺動面の頂部と底部との間で前記接触点を移動させる、請求項1に記載の連接棒。
- シリンダの側壁の第1の部分に係合するための第1の摺動面を有する第1の案内部材と、シリンダの側壁の第2の部分に係合するための第2の摺動面を有する第2の案内部材とを含む、請求項1に記載の連接棒。
- 前記シャフトから延在し、前記シャフトを前記第1の案内部材に接続する第1の支持リブと、前記シャフトから延在し、前記シャフトを前記第2の案内部材に接続する第2の支持リブとを含む、請求項5に記載の連接棒。
- 前記第1および第2の案内部材を囲むリングを含み、前記第1および第2の摺動面は前記リングの外面上に配置される、請求項6に記載の連接棒。
- 前記リングの径方向内側の前記第1および第2の案内部材上に配置されたコーティング面を含む、請求項7に記載の連接棒。
- 前記第1および第2の支持リブは、前記取付ボスから径方向外側に延在する、請求項6に記載の連接棒。
- 前記第2の支持リブは、前記取付ボスを中心として径方向に前記第1の支持リブから約180度間隔があいている、請求項9に記載の連接棒。
- 第1の距離が、シャフトの中心線に対して垂直であり、かつ中心線と取付ボアの中心との交差点を通過する、第1の摺動面と第2の摺動面との間の線上に規定され、前記第1の距離は、前記第1および第2の摺動面に沿った凸状弓形を規定する、中心線に対して垂直な第1の摺動面と第2の摺動面との間の線上に規定されるいずれの他の距離よりも大きい、請求項10に記載の連接棒。
- 前記シャフトの前記第2の端に、前記シャフトをクランクに接続するためのクランクシャフトボアを形成するクランクシャフトボスを含む、請求項1に記載の連接棒。
- ピストンアセンブリであって、
第1の軸に沿ってシリンダの内部で往復運動するためのピストンヘッドであって、第1の軸の方向に前記ピストンヘッドから垂下がり、かつ互いに軸方向に並んで第2の軸を規定するピンボアを内部に形成する一対のピンボスを含むピストンヘッドと、
シャフトおよび前記シャフトの第1の端に配置された取付ボスを含む連接棒とを備え、前記取付ボスは、前記ピンボアと軸方向に並ぶための取付ボアを形成し、第2の軸を中心として前記連接棒を前記ピストンヘッドに枢動可能に接続し、
前記連接棒は、前記シャフト上に配置されてシリンダの内部での並進運動時に前記ピストンヘッドを案内するための少なくとも1つの案内部材を含む、アセンブリ。 - 前記案内部材は、シリンダの側壁に係合するための摺動面を含む、請求項13に記載のアセンブリ。
- 前記摺動面は弓形面と定義される、請求項14に記載のアセンブリ。
- 前記摺動面は、頂部と底部との間を第1の軸の方向に延在し、摺動面の頂部と、頂部と底部の中間の中間点との間を第1の軸から離れて湾曲し、中間点と凸状弓形を規定する摺動面の底部との間を第1の軸に向かって湾曲する、請求項15に記載のアセンブリ。
- ピストンヘッドの径方向の周縁から垂下がるリングベルトを含む、請求項13に記載のアセンブリ。
- 前記リングベルトは、第1の軸の方向に延在し、かつ前記ピンボアの中心を越えて延在しない下側遠位端縁を含む、請求項17に記載のアセンブリ。
- 前記リングベルトは、第1の軸の方向に延在し、かつ前記ピンボアの頂部と前記ピンボアの中心との間で終端する下側遠位端縁を含む、請求項17に記載のアセンブリ。
- 前記リングベルトは、第1の軸の方向に延在し、かつ前記ピンボアの頂部を越えて延在しない下側遠位端縁を含む、請求項17に記載のアセンブリ。
- 第1の軸と前記摺動面の最外点との間の距離と定義される案内部材半径、および第1の軸と前記リングベルトの最外点との間の距離と定義されるピストンヘッド半径を含み、前記案内部材半径は、前記ピストンヘッド半径と実質的に同一である、請求項17に記載のアセンブリ。
- 前記案内部材半径に関連付けられる距離は、前記ピストンヘッド半径に関連付けられる距離の約±5%以内である、請求項21に記載のアセンブリ。
- シリンダの側壁に係合するための第1の摺動面を有する第1の案内部材と、シリンダの側壁に係合するための第2の摺動面を有する第2の案内部材とを含む、、請求項13に記載のアセンブリ。
- 前記第2の案内部材は、第2の軸を中心として径方向に前記第1の案内部材から約180度間隔があいている、請求項23に記載のアセンブリ。
- 前記第1および第2の摺動面は、第2の軸から垂直に間隔があけられて、ピストンヘッドが第1の軸に沿って並進運動するとシリンダの側壁と接触する、請求項23に記載のアセンブリ。
- 前記第1および第2の案内部材は前記取付ボスに接続される、請求項23に記載のアセンブリ。
- 第2の軸に対して垂直に前記シャフトから延在し、前記シャフトを前記第1の案内部材に接続する第1の支持リブと、第2の軸に対して垂直に前記シャフトから延在し、前記シャフトを前記第2の案内部材に接続する第2の支持リブとを含む、請求項23に記載のアセンブリ。
- 前記第2の支持リブは、第2の軸を中心として径方向に前記第1の支持リブから約180度間隔があいている、請求項27に記載のアセンブリ。
- 前記第1および第2の支持リブは、前記取付ボスから径方向外側に延在する、請求項28に記載のアセンブリ。
- 前記第1および第2の案内部材を囲むリングを含み、前記リングの径方向内側の前記第1および第2の案内部材上に配置されたコーティング面を含み、前記第1および第2の摺動面は前記リングの外面上に配置される、請求項29に記載のアセンブリ。
- 第1の距離が、第1の軸に対して垂直であり、かつ第1の軸と第2の軸との交差点を通過する、第1の摺動面と第2の摺動面との間の線上に規定され、前記第1の距離は、前記第1および第2の摺動面に沿った凸状弓形を規定する、第1の軸に対して垂直な第1の摺動面と第2の摺動面との間の線上に規定されるいずれの他の距離よりも大きい、請求項28に記載のアセンブリ。
- 第2の軸に沿って延在し、前記ピンボアの内部に配置されたピストンピンを含み、前記連接棒の前記取付ボアは、第2の軸を中心として前記連接棒を前記ピストンヘッドに枢動可能に接続する、請求項13に記載のアセンブリ。
- 前記シャフトは前記取付ボアを中心として枢動可能であり、前記摺動面の接触点においてシリンダの側壁と接触し、ピストンヘッドがシリンダの内部で並進運動すると前記摺動面の頂部と底部との間で前記接触点を移動させる、請求項32に記載のアセンブリ。
- ピストンアセンブリであって、
第1の軸に沿ってシリンダの内部で往復運動するための、第1の軸を中心として円周方向に延在する頂部を有するピストンヘッドを備え、
前記ピストンヘッドは、第1の軸の方向に前記頂部から下向きに延在するリングベルトを含み、
前記ピストンヘッドは、第1の軸の方向に前記頂部から垂下がり、かつ前記リングベルトから径方向内側に配置される一対のピンボスを含み、前記ピンボスは、互いに軸方向に並んで第1の軸に対して垂直な第2の軸を規定するピンボアを内部に形成し、前記アセンブリはさらに、
シャフトおよび前記シャフトの第1の端に配置された取付ボスを含む連接棒を備え、前記取付ボスは、前記ピンボアと軸方向に並び、かつ前記ピンボス同士の間に配置される取付ボアを形成し、前記アセンブリはさらに、
前記ピンボアの径方向内側に前記第2の軸に沿って挿入されたピストンピンを備え、前記シャフトの前記取付ボアは、第2の軸を中心として前記連接棒を前記ピストンヘッドに枢動可能に接続し、
前記連接棒は、前記シャフト上に配置され、かつシリンダの内部の並進運動時に摺動面でシリンダの側壁に接触することによって前記ピストンヘッドを案内するための摺動面を有する、少なくとも1つの案内部材を含む、アセンブリ。 - 前記摺動面は、頂部と底部との間を第1の軸の方向に延在し、摺動面の頂部と、頂部と底部の中間の中間点との間を第1の軸から離れて湾曲し、中間点と凸状弓形を規定する摺動面の底部との間を第1の軸に向かって湾曲する、請求項34に記載のアセンブリ。
- 第1の摺動面を有する第1の案内部材と、第2の摺動面を有し、かつ第2の軸を中心として径方向に前記第1の案内部材から約180度間隔があいている第2の案内部材とを含む、請求項34に記載のアセンブリ。
- 前記第1および第2の案内部材を囲むリングを含み、前記リングの径方向内側の前記第1および第2の案内部材上に配置されたコーティング面を含み、前記第1および第2の摺動面は前記リングの外面上に配置される、請求項36に記載のアセンブリ。
- 第1の距離が、第1の軸に対して垂直であり、かつ第1の軸と第2の軸との交差点を通過する、第1の摺動面と第2の摺動面との間の線上に規定され、前記第1の距離は、前記第1および第2の摺動面に沿った凸状弓形を規定する、第1の軸に対して垂直な第1の摺動面と第2の摺動面との間の線上に規定されるいずれの他の距離よりも大きい、請求項36に記載のアセンブリ。
- 第2の軸に対して垂直に前記シャフトから延在し、前記シャフトを前記第1の案内部材に接続する第1の支持リブと、第2の軸に対して垂直に前記シャフトから延在し、前記シャフトを前記第2の案内部材に接続する第2の支持リブとを含む、請求項36に記載のアセンブリ。
- 前記第1および第2の支持リブは、前記取付ボスから径方向外側に延在する、請求項39に記載のアセンブリ。
- 前記シャフトは前記取付ボアを中心として枢動可能であり、前記摺動面の接触点においてシリンダの側壁と接触し、ピストンヘッドがシリンダの内部で並進運動すると前記摺動面の頂部と底部との間で前記接触点を移動させる、請求項34に記載のアセンブリ。
- エンジンであって、
第1の軸に沿って延在するシリンダを位置決めする少なくとも1つのボアが内部に形成されたエンジンブロックと、
前記シリンダの内部に摺動可能に配置され、ピストンストロークに沿って前記シリンダの内部で直線往復運動するためのピストンアセンブリとを備え、
前記ピストンアセンブリは、ピストンヘッドおよび前記ピストンヘッドに接続された連接棒を含み、
前記連接棒は、シャフトおよび前記シャフト上に配置された少なくとも1つの案内部材を含み、前記案内部材は、前記シリンダに係合してピストンストローク時に前記シリンダに沿って摺動するための摺動面を含む、エンジン。 - 前記摺動面は弓形面と定義される、請求項42に記載のエンジン。
- 前記摺動面は、頂部と底部との間を第1の軸の方向に延在し、摺動面の頂部と、頂部と底部の中間の中間点との間を第1の軸から離れて湾曲し、中間点と凸状弓形を規定する摺動面の底部との間を第1の軸に向かって湾曲する、請求項43に記載のエンジン。
- 前記連接棒は、前記シリンダの側壁の第1の部分に係合する第1の摺動面を有する第1の案内部材と、前記シリンダの前記側壁の第2の部分に係合する第2の摺動面を有する第2の案内部材とを含む、請求項42に記載のエンジン。
- 前記連接棒は、前記シャフトの前記第1の端に配置され、かつ第2の軸を規定して前記連接棒を前記ピストンヘッドに接続する取付ボアを形成する、取付ボスを含む、請求項45に記載のエンジン。
- 前記連接棒は、前記シャフトから延在し、かつ前記シャフトを前記第1の案内部材に接続する第1の支持リブと、前記シャフトから延在し、かつ前記シャフトを前記第2の案内部材に接続する第2の支持リブとを含む、請求項46に記載のエンジン。
- 前記第1および第2の支持リブは、前記取付ボスから径方向外側に延在する、請求項47に記載のエンジン。
- 前記第2の支持リブは、第2の軸を中心として径方向に前記第1の支持リブから約180度間隔があいている、請求項48に記載のエンジン。
- 前記第1および第2の案内部材を囲むリングを含み、前記リングの径方向内側の前記第1および第2の案内部材上に配置されたコーティング面を含み、前記第1および第2の摺動面は前記リングの外面上に配置される、請求項49に記載のエンジン。
- 第1の距離が、第1の軸に対して垂直であり、かつ第1の軸と第2の軸との交差点を通過する、第1の摺動面と第2の摺動面との間の線上に規定され、前記第1の距離は、前記第1および第2の摺動面に沿った凸状弓形を規定する、第1の軸に対して垂直な第1の摺動面と第2の摺動面との間の線上に規定されるいずれの他の距離よりも大きい、請求項49に記載のエンジン。
- 一対のピンボアを形成し、前記ピストンヘッドに接続され前記取付ボスと軸方向に並ぶ一対のピンボスであって、ピストンストローク時に第2の軸を中心としてピストンヘッドに対して前記連接棒を枢動させ、前記第1および第2の摺動面の接触点において前記シリンダの側壁と接触し、ピストンアセンブリがピストンストロークに沿って並進運動すると前記第1および第2の摺動面の頂部と底部との間で前記接触点を移動させる一対のピンボスを含む、請求項51に記載のエンジン。
- クランクを有するクランクシャフトを含み、前記連接棒は、前記シャフトの第2の端に配置され、かつ前記クランクに枢動可能に接続されるクランクシャフトボアを形成するクランクシャフトボスを含む、請求項42に記載のエンジン。
- エンジンのシリンダの内部でピストンアセンブリを案内する方法であって、
シリンダの内部で第1の軸に沿って規定されるピストンストロークに沿ってピストン運動を直線往復運動させるステップと、
ピストンヘッドに対して、第1の軸に対して垂直な第2の軸を中心として連接棒を枢動させるステップと、
シリンダの側壁に沿って連接棒の一部を摺動させてピストンヘッドを案内するステップとを備える、方法。 - 連接棒の一部を摺動させる前記ステップは、連接棒のシャフトに接続された案内部材を、接触点に沿ってシリンダの側壁に沿って摺動させることとさらに定義される、請求項54に記載の方法。
- 連接棒を枢動させる前記ステップは、ピストンストローク時に案内部材に沿って接触点を移動させることとさらに定義される、請求項55に記載の方法。
- 連接棒のシャフトの第1の端に形成された取付ボスの内部に形成され、かつピストンヘッドに接続された一対のピンボスの内部に形成される一対のピンボアと並ぶ取付ボアを貫通する第2の軸を規定することとさらに定義される、請求項54に記載の方法。
- 連接棒の一部を摺動させる前記ステップは、接触点に沿ってシリンダの側壁に沿って、取付ボスから延在する案内部材を摺動させることとさらに定義される、請求項56に記載の方法。
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