JP2016515175A - 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（１０）であって、ピストンスカート（１４）と、ピストンヘッド（１３）とを有しており、該ピストンヘッド（１３）は、周方向に延在するリング部（２１）と、閉鎖部材（２６）により閉鎖された、周方向に延在する冷却通路（２４）とを備えており、前記ピストンヘッド（１３）と前記ピストンスカート（１４）との間に、周方向に延在する凹部（２３）が形成されているものに関する。本発明に基づき、前記閉鎖部材（２６）は、少なくとも２つの部分部材（２７，２８）から成っており、各部分部材（２７，２８）は、半径方向に向けられたベースプレート（２９）と、該ベースプレート（２９）の外縁において軸方向に向けられた、周方向に延在する少なくとも１つのカラー（３１）とを有しており、該カラー（３１）は、前記リング部（２１）の下側に延在する少なくとも１つの外側の溝（３４）に収容されている。

Description

本発明は、内燃機関用のピストンであって、ピストンスカートと、ピストンヘッドとを有しており、該ピストンヘッドは、周方向に延在するリング部と、閉鎖部材により閉鎖された、周方向に延在する冷却通路とを備えるものに関する。この場合、ピストンヘッドとピストンスカートとの間には、周方向に延在する凹部が形成されている。

このようなピストンは、例えばＤＥ４４４６７２６Ａ１から公知であり、「熱的に分離されたピストンスカートを備えたピストン」とも呼ばれる。このようなピストンは、高い強度という点、及びピストンヘッドとピストンスカートとの熱的な分離に基づく高い耐熱性という点において優れている。

ＤＥ１０２００４０１９０１０Ａ１から、２つに分割された皿ばねの形態の閉鎖部材が公知であり、この公知の皿ばねは、弛緩状態において周側に、場所に応じて異なる、半径方向外側に向かって作用するばね力を有している。取り付け状態において、この公知の皿ばねは一定の接触圧でもって、冷却通路に加工成形された支持部に当接しており、これにより、この領域では過剰な摩耗が回避される。

本発明の課題は、冒頭で述べたようなピストンを改良して、冷却通路が特に簡単に閉鎖されているようにすることである。

解決手段としては、閉鎖部材が少なくとも２つの部分部材から成っており、各部分部材は、半径方向に向けられたベースプレートと、該ベースプレートの外縁において軸方向に向けられた、周方向に延在する少なくとも１つのカラーとを有しており、該カラーは、リング部の下側に延在する少なくとも１つの外側の溝に収容されている。

本発明による思想は、少なくとも２つの部分部材から成る閉鎖部材を、リング部の下側に配置された外側の溝に、正確に適合させて収容する、という点にある。少なくとも２つの部分部材は、構造的に極めて単純に構成されていて、容易に製造され得る。ばね予荷重を調整する必要はなくなる。少なくとも２つの部分部材は、一般にピストンに固定される。不都合な応力は一切生じないので、本発明により形成された閉鎖部材は、確実且つ持続的に、ピストンに保持されている。

有利な改良は従属請求項に記載されている。

少なくとも１つのカラー及び／又は少なくとも１つのベースプレートは、好適には溶接、接着又はろう接により、ピストンに固定されている。

好適には、少なくとも１つのカラーは、ピストンヘッドの外側輪郭と整合するように配置されており、これにより、取り付け状態において、シリンダ内での適合精度が保証される。

各部分部材は、好適にはちょうど１つの連続したカラーを有している。但し、部分部材は、互いに離間された２つ又はそれ以上のカラーを有していてもよい。

有利には、少なくとも１つのベースプレートに、少なくとも１つのオイル流入開口及び／又はオイル流出開口が設けられており、これにより、冷却通路内での冷却オイル循環が保証される。この少なくとも１つのオイル流入開口及び／又はオイル流出開口は、好適には隣合う２つの部分部材の端部領域に形成されている。このために必要な、端部領域における凹部は、部分部材の製造過程中に、併せて直接に加工成形されてよい。

少なくとも１つのベースプレートの自由縁部は、好適にはピストンから離間されて配置されている。この場合、ベースプレートとピストンとの間の自由空間は、付加的な冷却剤流出開口として用いることができる。

閉鎖部材は、好適には金属薄板構成部材として形成されている。閉鎖部材は、ばね金属薄板として形成されていてもよい。この場合、所望されるならば、少なくとも１つのベースプレートの自由縁部は、予荷重をかけられた状態で、ピストンに当接していてよい。

本発明によるピストンの１つの実施形態の断面図であって、左半分に対して右半分を９０°だけ回動させて示した図である。 閉鎖部材の１つの実施形態の拡大斜視図である。

以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。図面は概略的なものであり、正確な縮尺ではない。

図１には、本発明によるピストン１０の１つの実施形態が示されている。ピストン１０は、ピストン基体１１と、ピストンリング用部材１２とを有している。両構成部材１１，１２は、これらの構成部材を接合するために適した、あらゆる任意の金属材料から成っていてよい。ピストン基体１１とピストンリング用部材１２とは、共にピストン１０のピストンヘッド１３とピストンスカート１４とを形成している。

ピストン基体１１はピストンスカート１４を有しており、ピストンスカート１４には公知の形式で、ボス１５と、ピストンピン（図示せず）を収容するためのボス孔１６と、摺動面１７とが設けられている。ピストン基体１１は更に、ピストンクラウン１７の内側部分１７ａと、燃焼凹部１８とを形成している。

ピストンリング用部材１２は、ピストンクラウン１７の外側部分１７ｂを形成しており、更に、周方向に延在するトップランド１９と、ピストンリング（図示せず）を収容するための、周方向に延在するリング部２１とを有している。

ピストン基体１１のボス１５は、ボス結合部２２を介して、ピストンヘッド１３の下面に連結されている。ピストンスカート１４は、周方向に延在する環状凹部２３によって、リング部２１から隔離されている。これにより、ピストンスカート１４は、ピストンヘッド１３から熱的に分離されている。

ピストン基体１１とピストンリング用部材１２とは、接合によって、本実施形態では好ましくはレーザ溶接によって、互いに結合されている。これにより、ピストンクラウン１７の領域には接合シーム２５が形成されており、この接合シーム２５は、本実施形態ではピストン１０の中心軸線Ｍに対して平行に延在している。

ピストン基体１１とピストンリング用部材１２とは共に、周方向に延在する冷却通路２４を形成しており、この冷却通路２４は、燃焼凹部１８とリング部２１との間に配置されていて、閉鎖部材２６によって閉鎖されている。

図２には、ピストン１０の閉鎖部材２６の拡大斜視図が示されている。閉鎖部材２６は、本実施形態では金属薄板構成部材として形成されており、且つ２つの部分部材２７，２８から成っている。各部分部材２７，２８は、自由縁部２９ａを備えて半径方向に向けられたベースプレート２９と、各ベースプレート２９の外縁に配置されて軸方向に向けられた、周方向に延在するちょうど１つのカラー３１とを有している。部分部材２７，２８の端部領域２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂには、それぞれ凹部が設けられており、これらの凹部は共に、各１つのオイル流入開口若しくはオイル流出開口３２，３３を形成している。

図１から看取されるように、周方向に延在する各カラー３１は、ピストンリング用部材１２においてリング部２１の下側に加工成形された外側の溝３４に収容されている。各カラー３１は、ピストンリング用部材１２の外側輪郭と整合するように形成されている。各部分部材２７，２８は、そのベースプレート２９の領域及び／又はそのカラー３１の領域において、溶接によりピストンリング用部材１２に固定されている。本実施形態では、各ベースプレート２９の自由縁部２９ａは、ピストン１０から離間されて配置されている。

Claims (10)

1. 内燃機関用のピストン（１０）であって、ピストンスカート（１４）と、ピストンヘッド（１３）とを有しており、該ピストンヘッド（１３）は、周方向に延在するリング部（２１）と、閉鎖部材（２６）により閉鎖された、周方向に延在する冷却通路（２４）とを備えており、前記ピストンヘッド（１３）と前記ピストンスカート（１４）との間に、周方向に延在する凹部（２３）が形成されているものにおいて、
   前記閉鎖部材（２６）は、少なくとも２つの部分部材（２７，２８）から成っており、各部分部材（２７，２８）は、半径方向に向けられたベースプレート（２９）と、該ベースプレート（２９）の外縁において軸方向に向けられた、周方向に延在する少なくとも１つのカラー（３１）とを有しており、該カラー（３１）は、前記リング部（２１）の下側に延在する少なくとも１つの外側の溝（３４）に収容されていることを特徴とする、内燃機関用のピストン。
2. 前記少なくとも１つのカラー（３１）及び／又は前記少なくとも１つのベースプレート（２９）は、溶接、接着又はろう接により、前記ピストン（１０）に固定されている、請求項１記載のピストン。
3. 前記少なくとも１つのカラー（３１）は、前記ピストンヘッド（１３）の外側輪郭と整合するように配置されている、請求項１記載のピストン。
4. 前記各部分部材（２７，２８）は、ちょうど１つの連続したカラー（３１）を有している、請求項１記載のピストン。
5. 前記少なくとも１つのベースプレート（２９）に、少なくとも１つのオイル流入開口及び／又はオイル流出開口（３２，３３）が設けられている、請求項１記載のピストン。
6. 前記少なくとも１つのオイル流入開口及び／又はオイル流出開口（３２，３３）は、隣合う２つの前記部分部材（２７，２８）の端部領域（２７ａ，２７ｂ；２８ａ，２８ｂ）に形成されている、請求項５記載のピストン。
7. 前記少なくとも１つのベースプレート（２９）の自由縁部（２９ａ）は、前記ピストン（１０）から離間されて配置されている、請求項１記載のピストン。
8. 前記閉鎖部材（２６）は、金属薄板構成部材として形成されている、請求項１記載のピストン。
9. 前記閉鎖部材（２６）は、ばね金属薄板として形成されている、請求項８記載のピストン。
10. 前記少なくとも１つのベースプレート（２９）の前記自由縁部（２９ａ）は、予負荷をかけられた状態で、前記ピストン（１０）に当接している、請求項９記載のピストン。

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