JP4567447B2 - 内燃機関のためのピストン - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の内燃機関のためのピストンに関する。

それぞれ内側範囲、中央範囲、外側範囲に分割されているボス孔を有するピストンが、ドイツ連邦共和国特許第４４３１９９０号につき公知である。ピストンの高い負荷により、すなわち、高い点火圧により、及び大きい熱進入により引き起こされるピストンの、特にボス範囲における変形により、短く堅固なピストンピンの場合にピンとボス孔との間の摩擦接触が生じることを阻止するためには、公知のピストンのそれぞれボス孔の内側範囲も外側範囲も成形孔の形で形成されている。しかしながら、特にピストンピン長さが短い場合、すなわち、ピストン直径に対するピストンピン長さの比率が０．７よりもわずかな場合には、高いガス圧負荷及び熱負荷下にあるピストンは変形を被り、この変形時にピストンクラウンの縁範囲がピストン方向に、すなわちピストンクラウン中央に関連して下方へたわめられる。このことは、ボス孔の外側範囲の天頂に次のような力が作用する、すなわち、そこでボス孔の内壁がピストンピンの周面と摩擦接触するような力が作用することをもたらし、このことが、ボス孔の内壁並びにピストンピンの周面の損傷をもたらす恐れがある。

そこで本発明の課題は、ピストンのより高い負荷時にもボス摩擦を阻止することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴により解決される。

本発明の有利な構成が従属請求項の対象となっている。

横断面図で見て１つの側又は２つの側が、楕円状に成形された外側範囲を有しており、この場合に楕円の大きい軸線がピストン軸線に対して平行に位置している本発明によるボス孔は、ボス孔の外側範囲の天頂がピストンピンの周面に接触しないようになっており、これにより、この箇所にはボス摩擦が生じることがなく、特に常に十分なオイルリザーバがボス孔天頂とピストンピン周面との間に保持されており、このことにより、ピストンのより高い負荷時にもピストンピンの良好な潤滑が保証されているという利点を有している。

次に本発明を図示の実施例につき詳しく説明する。

図１に横断面図で示したピストン１はプランジャの形で形成されている。この場合にはピストンピンの長さがシリンダの直径の７０％よりもわずかである。この場合、特にディーゼルエンジンに使用されるような高負荷可能な鋼ピストンである。ピストンの横断面図は次のように、すなわち、両方のボス孔２及び３を見ることができるように選択されているが、ただしピストンシャフト４は平面図でしか示されていない。

両ボス孔２，３が、それぞれ外側範囲５，５′と中央範囲６，６′と内側範囲７，７′とを有している。この内側範囲７，７′は、ピストン内部から外部へ向かって円錐状に先細りした成形孔の形で形成されている。中央範囲６，６′は、円筒状に形成されている。外側範囲５，５′は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った横断面図である図３によれば、一方側がピストンクラウン８の方向に楕円状の横断面形状を有する横断面を有している。この場合、図４による両側が楕円状の横断面形状を有する、範囲５，５′の横断面も可能である。いずれの場合にも、楕円の大きい軸線９若しくは１０が、ピストン軸線１１に対して平行に位置している。図３及び図４には、破線２２，２３により、ボス孔内に位置するピストンピンが示唆されている。

左側のボス孔２の天頂１２の、図２に示した横断面図（この横断面図の境像が右側のボス孔３の天頂１３の形状に対応する。）に基づき、ボス孔２及び３の正確な形状が生じる。外側範囲５の天頂は、本実施例では３つの区分１４，１５，１６に分割されており、これらの３つの区分１４，１５，１６を区切る多角状特徴部の延びの勾配はピストン外側へ向かって増大している。このことにより、ボス孔２，３の外側範囲５の、図３による横断面図の楕円は、ピストン内側から外側へ向かって次第に増大していることが判る。

外側範囲５には、円筒状に形成された中央範囲６、及び内側範囲７が続く。この成形孔の形で形成された内側範囲７は円形状の横断面を有しており、この横断面の半径増大は、内側範囲７の天頂の両区分１７，１８の、増大する勾配より生じている。

図１によるピストンは次のように、すなわち、ガス圧がより大きい場合にもほとんど歪まない短いピンのみが必要であるように構成されている。しかしながら、ガス圧がより大きい場合には、ピストン１は、点線１９により誇張して示した変形を被る。これにより、大きい力が矢印２０及び２１の方向にボス孔２及び３に作用し、これらの力は、ピストンクラウン８とは逆向きの方向にボス孔２，３の天頂の変形をもたらす。この範囲５，５′ではボス孔２，３は図３により上方へ向けられた楕円性を有しており、ピストンピン（図１に図示しない）が円筒状の形状を有していることにより、前記力は矢印２０及び２１の方向へのみ作用し、これにより、ボス孔２，３の楕円性は円形の方向に減衰し、これにより、ボス孔２，３の天頂と、ピストンピンの表面との間隔は範囲５，５′ではわずかに減少する。しかしながら、この場合にボス孔２，３の範囲５，５′の残留楕円性はそのまま保持され、このことにより、一方では、ボス孔２，３の天頂が範囲５，５′でピストンピンの表面に接触し、矢印２０，２１の方向の力の影響下にピストンピンがボス孔２，３の内壁に摩擦接触することにより損傷されるか、若しくはピストンピンがボス孔２，３を損傷することが阻止される。他方では、このことにより、範囲５，５′の、ピストンピンと、ボス孔２，３の間の天頂との間にオイルリザーバが得られ、これにより、高められたガス圧下においてもピストンピンの良好な潤滑が保証されている。

ピストンの本発明によるボス孔の横断面図である。

左側のボス孔の天頂を拡大して示す横断面図である。

図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って断面したボス孔の外側区分の横断面図である。

ボス孔の別の構成の外側区分の横断面図である。

符号の説明

１ ピストン、 ２ ボス孔、 ３ ボス孔、 ４ ピストンシャフト、 ５ ２，３の外側範囲、 ６ ２，３の中央範囲、 ７ ２，３の内側範囲、 ８ ピストンクラウン、 ９ 楕円の大きい軸線、 １０ 楕円の大きい軸線、 １１ ピストン軸線、 １２ ２の天頂、 １３ ３の天頂、 １４ ５の区分、 １５ ５の区分、 １６ ５の区分、 １７ ７の区分、 １８ ７の区分、 １９ 点線、 ２０ 矢印、 ２１ 矢印、 ２２ 破線、 ２３ 破線、

Claims (3)

1. 内燃機関のためのピストン（１）であって、ピストンクラウン（８）が設けられており、ピストン（１）の、前記ピストンクラウン（８）に向いていない方の側に配置され、互いに離隔された２つのピストンピンボスが設けられており、該ピストンピンボスが、それぞれ内側範囲（７，７′）と中央範囲（６，６′）と外側範囲（５，５′）とを備えたボス孔（２，３）を有しており、内側範囲（７，７′）が、円錐状に形成された成形孔の形で形成されており、かつ中央範囲（６，６′）が、円筒状に形成されている形式のものにおいて、外側範囲（５，５′）が、ピストンクラウン（８）の方向に一方側が楕円状の横断面形状を有する横断面を有しており、楕円の大きい軸線が、ピストン軸線（１１）に対して少なくともほぼ平行に位置しており、楕円の度合が、中央範囲（６，６′）に対する境界からボス孔（２，３）の外側の終端部まで増大していることを特徴とする、内燃機関のためのピストン。
2. 外側範囲（５，５′）の楕円の度合が、複数の区分（１４，１５，１６）で増大しており、それぞれの区分（１５，１６）が、前の区分（１４，１５）に段なしに接続されている、請求項１記載のピストン。
3. 外側の範囲（５，５′）が、両側が楕円状の横断面形状を有する横断面を有している、請求項１又は２記載のピストン。

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