JP5256271B2 - 内燃機関のためのピストン - Google Patents
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Description
弧状の第一シール面は、弧状のシール面の壁の一部が燃焼室の壁とガスシールを形成するようなスカートを形成する。スカートはまた、ピストンの熱を放散させるのを助ける。熱膨張によって起こることがある歪みを補償するために、ピストンの外面と燃焼室の壁との間に十分な隙間が維持されなければならない。
従来技術のピストンは、通常は一体型に製造され、ピストンの前縁及びピストンの側部のシール溝と、燃焼室の壁に対するピストンの適切なシールが得られるようにする、WO95/08055号に開示される手段とを含む。
本発明の目的は、ピボットピストンを用いるWO95/08055号に記載されるようなピボットピストン式の内燃機関に利用可能な、改良されたピストン及び/又はピストンの部品を提供することである。
部品の縦方向端は、ピストンのシールベッドに形成された溝の上に配置されるようになっていることが好ましい。
部品は外向きにばね付勢されることが好ましい。
部品の隣接する縁は、嵌合してシールベッドと共にガスシールを形成することが好ましい。
部品の隣接する縁は、互いにかみ合う形に形成されることが好ましい。
スカートは、ピストンのピボット軸線から円周方向の経路を描く外面を有することが好ましい。
スカートは、本質的に長方形であり、二つの縦方向縁と二つの側縁とを有し、縦方向縁は、スカートの外面が内燃機関の燃焼室の壁に向かってシールできるように、該スカートをピストン上に配置可能な手法に形成されることが好ましい。
縦方向縁の一つは、ピストンに形成された溝の中に配置されるようになった舌部を備えることが好ましい。
スカートの第二の縦方向縁は、それによりピストンに固定することができるフランジをもつロール構成を備えることが好ましい。
位置決めピンは、シール溝の壁に形成された穴の中に維持され、且つ側部シールに形成された相補的なカットアウトと係合することが好ましい。
冷媒通路は、ピボットピンからの入口と、ピストンに形成されたギャラリを通る、ピボットピンからの出口とを含むことが好ましい。
WO95/08055号に開示された、図1に表される従来技術のピストン10は、ピボットピン14によって燃焼室(図示せず)内でピボット運動し、ピストンにスカートを形成する弧状の第一シール面12を有する。従来技術のピストンは更に、スカート12から半径方向にオフセットされた弧状の第二シール面13を含み、スカートの表面と弧状の第二シール面との両方は、ピボットピン14の周りに円周方向の経路を描く。このピストンは、連接棒の端(図示せず)を受けるピストンピン11を含み、これによりエンジンのクランク軸が回転される。図1に表されるピストンは更に、弧状面12が燃焼室(図示せず)の壁に向かってガスシールできるようにするシール手段を受けるために、弧状面12に組み入れられたシール溝15を含む。弧状の第二シール面13も、同じく図示されていない対応する第二チャンバの壁に向かってガスシールを形成する。ピストンは、燃焼室の側面に向かってシールすることになるシールを受け入れるために、側部の溝16を含む。
燃焼室の壁に対するピストンの上記のシール形態には、種々の製造上の問題があり、シールスロット15がピストン部品の側部からその横側の内側プレート面の中に延びるための必要条件を克服するには、ピストンの半径方向の表面と側面が交差することにより形成された角部においてチャンバをシールすることが必要である。
弧状のシール部品の各々は、図7及び図8の28で表されるようなかみ合わせ面の形状であることが好ましい嵌合面を有する。図示されたかみ合わせ面の好ましい形態の一つは、互にかみ合う正弦波の形状である。かみ合わせ面の目的は、二つのシール部品がシールベッド20上で独立して横方向移動できるようにし、しかし該二つの部品の接合部において、嵌合面を通る燃焼ガスの経路に制限を設けることである。他の形状のかみ合わせ面を用いることもでき、図示された特定の形状は、かみ合わせ面の一つの形態の例として提供されているに過ぎないことが理解されるであろう。
引張ばね31の目的は、滑りシールの部品に外向きに予荷重を加え、それにより燃焼室の両側面に対するシール部品の両側面の間のシール接触を維持するのを助けることである。
修正から生じる別の利点は、同様のシール部品が、ヘッドに配置されるシールと側壁プレートの内面との両方に合わさることである。ピストンの周りのチャンバのシールラインは、半径方向内側シール面がチャンバの側壁と合わさる点で交差する。従って、ピストンの半径方向内側面の二つの側部にあるピストンのシーリングが、該ピストンの半径方向内側面より引っ込んでいないことから、シールハウジングは、チャンバの側壁プレートの内面には必要とされない。
さらに別の利点は、シール手段の弧状面は、ピストンと一体の部分ではなく、それゆえ均等に膨張可能であることから、該弧状面が熱膨張によって変形されないことである。これにより、一直線のシール面が保持されることが保証され、したがって、シールが、チャンバの壁との良好なシール接触を維持できるようになる。
更なる利点は、滑りシール部品が、取り替え可能な部品であることである。この部品が、回転するマンドリル上で表面研削されることから、ピストンの内側弧状面を研削する困難が克服されるので、これによりピストンの製造が容易になる。
スカート40は、該スカート40がピストンに取り付けられた時に、ピボット軸線14から円周方向の経路を描く外面41をもつように成形される。スカート(特に図13a、図13b、及び図13c参照)は、本質的に長方形であり、横方向縁の一つに舌部42が形成され、該舌部42は、ピストンの床部21の下にあるピストンの前壁に形成された位置決め溝43(図3参照)に、適切に嵌合される。スカートの第二横方向縁は、ピストンのラグ47(同様に図3及び図4参照)の上に寄り掛かるフランジ46を設けるために、ロール構成45に成形されることが好ましい。フランジ44は、リベット(図示せず)によってラグ47に取り付けられ、スカートの下縁がピストンにしっかりと配置される。ロール構成45の可撓性により、スカートは、位置決め溝43から部分的に浮動可能であり、これにより燃焼室の壁との良好なシール接触が可能になる。何らかの理由によりスカートの取替えが必要とされる場合に、リベットを取り外し、位置決め溝43の外に舌部を持ち上げるのは簡単な事である。
本明細書を読むことで、本発明の構造に様々な修正及び追加を行うことができ、それでもなお本発明の一般的概念に入ることが、当業者には明らかとなるであろう。かかる全ての修正及び変更は、本発明の範囲内に含まれることが意図される。
Claims (4)
- 内燃機関のためのピボットピストンであって、
ピボット軸線を有し、該ピボット軸線によりピストンが内燃機関の燃焼室内でピボット運動することができ、
前記ピボット軸線から間隔をおいて配置され、前記ピボット軸線の周りに円周方向の経路を描く弧状の第一シール面と、
前記弧状の第一シール面から半径方向にずらされ、ピストンの床部によって前記弧状の第一シール面に接続された弧状の第二シール面と、
を有し、
前記弧状の第一シール面が、前記ピボット軸線から遠い方のピストンの縁に配置される取り外し可能なスカートの形態であり、該スカートは第一の横方向縁と外面とを有し、該スカートの前記第一の横方向縁は、前記ピストンに形成された溝の中に配置されるようになった舌部を備える
ことを特徴とするピストン。 - 前記スカートの前記外面が、前記ピストンのピボット軸線周りに円周方向の経路を描くことを特徴とする請求項1に記載のピストン。
- 前記スカートが、前記第一の横方向縁と第二の横方向縁と二つの側縁とによって囲まれた本質的に長方形の形状であることを特徴とする請求項1又は2に記載のピストン。
- 前記スカートの第二の横方向縁が、それにより前記ピストンに固定することができるフランジを有するロール構成を備えたことを特徴とする、請求項3に記載のピストン。
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