JPH03502719A - ピストン組立体および所定の圧縮高さ対半径比を有するピストン部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ピストン組立体および所定の圧縮菜 対半径比を有するピストン部材 〔技術分野〕 本発明は、一般的には、高出力内燃機関用のコンパクトなピストン組立体に関し 、より詳細には、燃焼室内の高圧力および高温度に耐え得る鋼鉄ピストンを備え たピストン組立体に関する。

〔背景技術〕

ここ数年間においては、自動車の経済性、排気ガスの減少、エンジン出力の増加 に重点が増しつつある。この重点はまた自動車やエンジンの大きさを減少させる ことにも向けられてきた。

現在では、最大で約１２，４１０ＫＰａ　（１８００ｐｓｉ）の燃焼室圧力の下 で作動するエンジンは高出力型のエンジンに改められているので、ピストンには より大きな燃焼室圧力および温度が作用する。１９８６年４月１５日にホルスト ・モーバス（）ｆｏｒｓｔ　Ｍｏｅ’ｂｕｓ　）に付与された米国特許第４，５ ８１，９８３号に開示された冷却ピストンはそのような増加した圧力および温度 に耐え得るピストンを提供しようとするものである。しかしながら、この米国特 許のピストンの上部と下部とは溶接により結合されている。これは高コストの方 法であり、避けることが好ましいものである。

燃焼室の高温度および高圧力に耐え得るより好ましい機構として、１９７７年１ １月１日付けでケネスーＲ，カムマン（Ｋｅｎｎｅｔｈ　Ｒ，Ｋａｍｍａｎ　） に付与された米国特許第４，０５６，０４４号がある。この米国特許においては 、二つの部品を連結した複雑なピストン組立体が示されている。しかしながら、 実験によって判明安全要素、現在の高燃焼室圧力エンジンに過度の品質管理を行 うことなく要求される長寿命を備えていない。広範囲に行ったテストによれば、 鋳造技術に関する実務レベルでは約１３．７９０ＫＰａ　（２０００ｐｓ　ｉ） 以上の燃焼室圧力には耐えられないことが示された。より詳しく言えば、鋳造鋼 鉄ピストンの上部分の大多数が極度の多孔質であったので実験は早期のうちに失 敗した。

一方、鋳造鋼鉄ピストンのうちの少数は比較的低度の多孔質として製造されてい たので、それらは厳格なテストにも通過した。鋳造部品の多孔性のレベルを最小 にするため種々の試験も行われたが、実務的な観点から見れば多孔性のレベルは 高いままとなっている。したがって、品質管理のためにはＸ線で各鋳造ピストン を検査することが必要であることがわかったが、これは高コストである。

第二に、鋳造ピストンのグレン（ｇｒａｉｎ　）流れによる利点は無視できる程 度のものであり、ピストンの強度が増すとしても極めてわずかである。燃焼室の 圧力および温度の増加によって、この型式のピストンはエンジンに損傷を与えた り、自動車の停止を起こしたりすることはない。

１９８７年５月５日付けでラトガー・バーチエム（Ｒｕｔｇｅｒ　Ｂｅｒｃｈｅ ｗ　）に付与された米国特許第４，６６２．０４７号には一部品からなるピスト ンが開示されている。このピストンは鍛造ブランクをダイでプレスすることによ って曲げ加工し、環状円筒形カラーを形成することにより製造される。しかしな がら、この米国特許はピストン直径に対する圧縮高さの比を小さくすること、結 合比への適応性および高燃焼室圧力型のエンジンについては開示または示唆して いない。

１９８７年１１月ｌＯ日付けでエミール・リップバーガー（ＥｍｉＩ　Ｒｉｐｂ ｅｒｇｅｒ　）他に付与された米国特許第４．７０４，９５０号が開示するピス トンは単一部品からなり、極めて軽量かつ低摩擦の非連結式ピストンであり、ピ ストン直径に対する圧縮高さの比は０．２０〜０．３５である。しかしながら、 この米国特許が示す比の範囲では、このピストンを高燃焼室圧力型エンジンに使 用した場合、構造上の結合度が十分ではないため不適当である。例えば、分析デ ータによれば、リングを支持している部分は荷重に耐えきれず、破壊されること がある。

多孔性の程度を考慮することに加えて、連結式ピストンの各部品の形状および強 度も、高圧縮荷重および熱応力に対する耐久性を高め、またコストを低下させる ため、引き続き考慮すべき必要がある。例えば、Ｍ、　Ｄ、ルーエル（Ｒｏｅｈ ｌｅ　）が著した自動車技術者の世界社（５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍｏ ｔｊｖｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ、　Ｉｎｃ、　）の７７００３１号の「高出力デ ィーゼルエンジン用ピストン」（１９７７年２月２８日発行）には、それぞれの 部品について世界中で行われた多数の実験が示されている。また、同着では、主 に熱応力を原因として生じる軽量合金やアルミニウムのピストンのひび割れを最 小に抑えるための多くの考察がなされている。その考察の一つとして、リストビ ンボアの上縁からクラウンの下辺までの長さを大きくしてビンボア部分の応力を 減少させようとするものがある。しかしながら、この場合には、エンジンの大き さを小さくしてコンパクトにし、かつコストを下げるためにピストンのいわゆる 臨界高さＣＨ（ピストンの最上面とりストビンの中心軸との間の垂直距離）を小 さくすることがより重要になってくる。

このように、現在求められているものは高出力エンジン用ピストン組立体および それに用いるピストンであり、約１３，７９０ａ　（２２００ｐｓｉ）の範囲の 燃焼室圧力において連続的にかつ効率的に作動し得るピストン組立体およびピス トンである。さらに、ピストンは複雑な形状を有さず、比較的容易に製造し得る ものであることが必要である。そのうえ、ピストンの上部分は可能な限り滑らか 、かつ対称形であることが好ましく、これによって応力上昇および／または熱ひ ずみを回避することができる。さらに、ピストンの圧縮高さＣＨは、コンパクト 性を最大にするため、可能な限り小さくすることが好ましい。

本発明は以上述べた問題の一または二辺上を解決することを目的とする。

〔発明の開示〕

本発明の一つの態様として、高燃焼室圧力エンジンに用いる往復運動を行う鋼鉄 ピストンが提供される。この鋼鉄ピストンは、はぼ円筒形状で所定の最大直径り を有する上部分と、下部分と、圧縮高さＣＨと、所定の最大直径りに対する圧縮 高さＣＨの所定の比とを有する。上部分は、頂面と、頂面から連続している管状 壁と、外方を向いている環状の壁面と、冷却用環状凹部とを備えている。下部分 は、上部分の外方を向いている環状壁面と連結している一対の従属ビンボスを備 えている。ビンボスはそれぞれ同一軸上に並んだりストピン受はボアを形成して いる。圧縮高さＣＨは前記同一軸と上部分の頂面との間の垂直距離である。最大 直径りに対する圧縮高さＣＨの所定の比は６０％から４５％の範囲内である。

本発明の他の態様として、高燃焼室圧力エンジンに用いる往復運動を行う連結式 ピストンが提供される。この連結式ピストンは、所定の最大直径りを有する上部 分および下部分を備えた鋼鉄ピストンと、圧縮高さＣＨと、６０％から４５％の 範囲内にある最大直径りに対する圧縮高さＣＨの比と、スカートと、リストピン とを有する。スカートはほぼ、あるいは、わずかに楕円形をなしている。スカー トは下部分に摺動自在に配置されており、同一軸に並んだ一対のりストピン受は ボアを備えている。リストビンは一対のりストピン受はボア内部に摺動自在に配 置されている。

本発明の他の態様として、約１３．７９０ＫＰａ　（２０００ｐｓｉ）以上の燃 焼室圧力が作用する高燃焼室圧力型エンジンに使用す連結式ピストン組立体が提 供される。この連結式ピストン組立体は、所定の最大直径りを有する上部分およ び下部分を備えた鋼鉄ピストンと、圧縮高さＣＨと、６０％から４５％の範囲内 にある最大直径りに対する圧縮高さＣＨの比と、スカートと、リストピンとを有 する。上部分は、頂面と、頂面から連続している管状壁と、外方を向いている環 状壁面と、冷却用環状凹部とを備えている。下部分は、上部分の外方を向いてい る環状壁面と連結している一対の従属ビンボスを備えている。ビンボスはそれぞ れ同一軸上に並んだりストピン受はボアを形成している。スカートはほぼ、ある いは、わずかに楕円形をなしており、同一軸に並んだ一対のリストピン受はボア を備えている。リストピンは二対のりストピン受はボア内部に摺動自在に配置さ れている。

本発明の他の態様として、直径に対する圧縮高さの比が比較的小さく、約１３， ７９０ＫＰａ　（２０００ｐｓｉ）の燃焼室圧力が作用する高燃焼室圧力型エン ジンに用いる連結式ピストン組立体が提供される。この連結式ピストン組立体は 、鋼鉄で一体的に形成された上部分と下部分とを有する鋼鉄ピストンと、ピスト ン上部分と接触しない位置関係にある頂面を有し、ピストン下部分周囲に摺動自 在に配置されたわずかに楕円形のスカートと、スカートを摺動自在にピストンに 結合しているリストピンとを備えている。

本発明が提供する構造のピストンは、現在および将来のエンジンにおける燃焼圧 力および燃焼温度の増加に耐え得るための簡単で、低コストで、軽量の解決策を 与えるものである。

〔図面の簡単な説明〕

第１図は本発明に係るエンジンピストン組立体の垂直方向における断面図、 第２図は第１図の■−■線におけるピストン組立体の部分的断面図、 第３図は第１図および第２図に示したピストンの頂面部分を示す部分的拡大図、 第４図は第２図のＩＶ−ＩＶ線から見た場合のピストンの平面図、第５図は第２ 図のｖ−■線で切断した場合のピストンスカートの平面図であり、 第６図は第１図および第２図に示したピストンの頂面部分の部分的拡大断面図で あって、鍛造によりつくられた部分的な冷却用凹部のみを有する鍛造ピストンの 流れすしを示しており、第７図は第１図および第２図に示したピストンの頂面部 分の部分的拡大断面図であって、鍛造により深くつくられた冷却用四部を有する 鍛造ピストンの流れすじを示している。

〔実施例〕

第１図および第２図には、多気筒型の内燃機関１０が示されている。内燃機関１ ０は、底部ブロック１２と、頂部ブロックまたはスペーサ一部材１４と、シリン ダー・ヘッド１６とを備えている。シリンダー・ヘッド１６は、複数のファスナ ーまたはボルト１８がシリンダー・ヘッド１６および頂部ブロック１４を通り、 底部ブロック１２に螺合されていることにより、通常の方法で強固に結合されて いる。中間部で支持されているシリンダー・ライナー４８は頂部ブロック１４に 位置する上部分５２を有しており、またシリンダー・ライナー４８の周囲には冷 却用流体路が形成されている。内燃機関１０は従来型式のものでよい。

内燃機関１０は、さらに、冷却オイル発射ノズル７４を備えている。オイル発射 ノズル７４は底部ブロック１２と強固に結合しており、また加圧オイル供給源（ 図示せず）と作動的に連結しており、連結式ピストン組立体７６に冷却用オイル その他を供給する。

内燃機関１０のピストン組立体は上部鋼鉄ピストン部材７８と下部アルミニウム ピストンスカート８０とを備えており、上部ピストン部材７８と下部ピストンス カート８０は中心軸８４を有する共通のリストピン８２に揺動自在に取り付けら れている。リストビン８２もまた鋼鉄製であり外部円筒表面８６と、その内部を 貫通する円筒ボア８８とを有する。円筒ボア８８は重量減少のために設けられた ものである。円錐形状のコネクティング・ロッド９０は上部眼状端部９２を備え ており、上部眼状端部９２の内部にある鋼鉄で裏打ちされたブロンズスリーブベ アリング９４はリストピン８２と結合しており、リストピン８２によって駆動さ れる。

第２図に示すように、上部鋼鉄ピストン部材７８はほぼ円筒形状をなしている上 部分９６を備えており、また所定の最大直径りを有する。上部分９６は頂面９８ とクラウン表面１００とを有する。頂面９８は平坦で、中心軸６６に垂直な平面 内に位置している。クラウン表面１００は、本実施例においては、中心軸６６の 回りに十分に機械加工された回転表面である。クラウン表面１００は、中央部に 位置し、頂面９８よりも下方に位置する頂部１０２と、半径方向外方にあるほぼ 円筒形状のランド部分１０４と、頂部１０２とランド部分１０４とを滑らかに結 合している環状トラフ１０６とを有している。この頂部１０２と、環状トラフ１ ０６と、ランド部分１０４との組み合わせによって燃焼効率が大幅に改善される 。

第３図に最も良く示されているように、上部鋼鉄ピストン部材７８は、頂面９８ の外縁部から延びる管状壁１０８を備えている。

この管状壁１０８は、その周囲に形成されている頂部ランド１００、断面が楔形 の頂部リング溝１１２、上部中間ランド１１４、断面が矩形の中間リング溝１１ ６、下部中間ランド１１８、断面が矩形の底部リング溝１２０、下端面１２４で 終わっている底部ランド１２２を備えている。半径方向内方に向いている環状の 壁面１２６も管状壁１０８の一部をなしており、下端面１２４から上方に延びて いる。上部分９６は、さらに、半径方向外方に向いている環状の壁面１２８およ び下方に向いている連結部１３０により形成されている。連結部１３０は壁面１ ２６と壁面１２８とを結合させ、正確な断面形状を有する環状冷却用凹部１３２ を形成しているものである。実際には、壁面１２８は上部円錐部分１３４と、そ の下方に続いている円筒部分１３６とから形成されている。このうち上部円錐部 分１３４は中心軸６６に対して傾斜角Ａを有しており、これは第３図に示すよう に約１２°である。一方、壁面１２６は円錐形であり、約１．　７°の傾斜角Ｂ を有している。環状冷却用凹部１３２はいかなる形状に鍛造してもよい。

例えば、第６図のように、浅い凹部としても良いし、あるいは第７図のように深 い凹部としても良い。さらに第６図および第７図に示すように、鍛造により得ら れるグレン流れは想像線に示す通りである。

鋼鉄ピストン部材７８はさらに下部分１５８を備えている。下部分１５８は一対 の従属ビンボス１６０を備えており、この従属ビンボス１６０は上部分９６の壁 面１２８と結合し、また上部分９６により形成される下方を向いている凹部ポケ ット１６２と結合している。凹部ポケット１６２はクラウン表面１００の頂部１ ０２からほぼ均一に隔置されており、第２図および第３図に示すように、約４ｍ ｍまたは５ｍｍのほぼ均一な厚さのクラウン１６４を形成している。さらに、こ れらの形状により比較的薄く、はぼ円錐形の方向をなしているウェブ１６６がク ラウン表面の環状トラフ１０６及びそれと並んでいるランド部分１０４と、壁面 １２８との間に形成されている。ウェブ１６６は約４〜７ｍｍの最小厚さＷを有 する。ビンボス１６０にはそれぞれビンボス１６０を貫通するボア１６８が形成 されており、ボア１６８はそれぞれ鋼鉄で裏打ちされたブロンズベアリングスリ ーブ１７０が嵌めこまれるようになっている。これらのベアリングスリーブ１７ ０は軸方向に整列されてリストピン８２を枢動自在に受は入れる。

ピストンスカート８０は、ピストン部材７８の上部分９６の下端面１２４と接触 はしていないが、極めて近接している頂面Ｉ７２を有しており、頂面１７２には 上方を向いている環状のオイルトラフ１７４が形成されている。頂面１７２の周 囲からはわずかに楕円形をなす外周面１７６が延びている。ピストンスカート８ ０は最大直径１７７および最小直径１７７ａを有している。ピストンスカート８ ０を貫通して一対のりストピン受はボア１７８が整列して形成されており、リス トピン受はボア１７８は軸方向において最小直径１７７ａと整列している。さら に、各ボア１７８にはスナップリング受は溝１８０が形成されている。ピストン スカート８０は、このように、双方のりストピン受はボア１７８内を摺動自在に 挿入できるように設けられているリストピン８２に枢動自在に取り付けられてい る。リストピン８２は、スナップリング受は溝１８０にそれぞれ配置されている 一対のスプリット保持リング１８２によって軸８４の方向にリング１８２を越え て動かないようにされている。

軸方向を向いている一対のボス１８４がピストンスカート８０内に設けられてお り、このボス１８４を貫通して軸方向に延びる一対の潤滑剤通路１８６が設けら れている。第５図に示すように、潤滑剤通路１８６は対角線方向に向かい合って 設けられており、これによって、ピストンスカート８０は二通りの位置において リストピン８２に取り付けることができるので、少なくとも一方の潤滑剤通路１ ８６はオイル発射ノズル７４と軸方向に整列する。

ピストンスカート８０には、その底部において下方を向いて開口している半円筒 形凹部１８８が対角線方向に向かい合って設けられており、ピストンスカート８ ０がその最下端位置まで下降したときにオイル発射ノズル７４との間にクリアラ ンスが生じるようにしている。

〔産業上の利用可能性〕

本発明における鋼鉄ピストン部材７８は連結式ピストン組立体７Ｇに用いられる 。連結式ピストン組立体は燃焼室の圧力が１５゜１７０ＫＰａ　（２２００ｐｓ ｉ）になるような高燃焼室圧力エンジン１０に用いられる。この連結式ピストン 組立体７６によって出力を増大させることができ、またエンジンの大きさを小さ くすることが可能になる。第１図に示すように、連結式ピストン組立体７６が用 いられるエンジンＩＯは中間支持式シリンダー・ライナー４８を有し、二つのシ リンダー・ブロック１２．１４を備えているものである。液体冷却剤は二つのブ ロックのうちの頂部ブロック１４の内部のみを流れ、ピストン組立体に対して優 れた冷却効果すなわち熱消散効果を発揮する。

作動においては、連結式ピストン組立体７６は下死点まで下方・に運動する。こ の下死点においては、オイル発射ノズル７４が該ノズル７４と整列しているスカ ート通路１８６を介して潤滑剤オイルを発射する。オイルは上方に噴射を続け、 ピストン部材７８の冷却用凹部１３２の表面と接触し、その表面周囲に反対方向 にはねかかる。潤滑剤オイルの大部分はピストン組立体７６が往復運動する際に スカートトラフ１７４に溜まり、次いでピストン部材内部に均等に分散する。

第３図を参照すると、冷却用凹部１３２の頂部はピストン部材の頂面９８の直下 にあり、頂面９８からの垂直距離Ｅは約５ｍｍである。結論としては、ピストン 直径りに対する垂直距離Ｅの比は約０．１０以下とすべきであり、好ましくは約 ０，０４〜０゜０６である。ある実施例においては、直径りは１２４ｍｍ、垂直 距離Ｅは５．５ｍｍであり、上記のピストン直径−垂直距離の比は約０．０４４ であった。

同じ実施例において頂面９８とリストピン中心軸８４との間の垂直距離ＣＨは７ ０ｍｍであった。したがって、直径りに対する垂直距離ＣＨの比は約０．５６で あった。したがって、このことから結論されることは、直径りに対する垂直距離 ＣＨＯ比は約０゜６０以下であるべきであり、好ましくは約０．６０〜０．４５ の範囲である。

以上述べた数値的な制限に加えて、連結式ピストン組立体７６は特定の方法によ って、ある材質を用いて製造されることが好ましい。例えば、上部鋼鉄ピストン 部材７８は、基本的には４１４０改良鋼である合金鋼から鍛造することが好まし い。

同様に、下部アルミニウムピストンスカート８０は、基本的には５ＡＥ３２１− Ｔ６改良アルミニウムである改良アルミニウムから鍛造することが好ましい。

以上述べた合金鋼はクラス■鍛造に特に向いており、高燃焼室圧力エンジンにお ける高燃焼圧力に対して耐え得ることが望まれているオーステナイト粒度５、ま たはより微細な粒子を提供することができる。このように、第６図および第７図 に示すように、主にウェブ１６６におけるグレン流れ、および粒度によって、圧 力その他の力に対して抵抗でき、またはその力を他に伝達でき、今日の高燃焼室 圧力エンジンに望まれている高強度、安全性の要素、長寿命が達成できる。

以上述べた鍛造アルミニウム合金は大きい硬度、優れた耐摩耗特性、比較的小さ い熱膨張係数を有している。

国際調査報告 国際調査報告　　　ｐｃ丁ＡＩ５８８１０４６４６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ほぼ円筒形状で所定の最大直径Ｄを有する上部分（９６）と、下部分（１ ５８）と、圧縮高さＣＨと、所定の最大直径Ｄに対する圧縮高さＣＨの所定の比 とを有してなり、前記上部分（９６）は、頂面（９８）と、頂面（９８）から連 続している管状壁（１０８）と、外方を向いている壁面（１２８）と、下方を向 いている冷却用環状凹部（１３２）とを備え、前記下部分（１５８）は、前記壁 面（１２８）と連結している一対の従属ピンポス（１６０）を備えており、該従 属ピンポス（１６０）はそれぞれ同一軸（８４）上に並んだりストピン受けポア （１６８）を形成し、 前記圧縮高さＣＨは前記同一軸（８４）と前記頂面（９８）との間の垂直距離で あり、 前記最大直径Ｄに対する圧縮高さＣＨの所定の比は６０％から４５％の範囲内で ある、高燃焼室圧力エンジン（１０）に用いる往復運動を行う鋼鉄ピストン（７ ８）。 （２）前記上部分（９６）および前記下部分（１５８）は一体的に鍛造成形され ていることを特徴とする請求項（１）記載のピストン（７８）。 （３）前記冷却用環状凹部（１３２）は前記頂面（９８）の下方に位置している ことを特徴とする請求項（１）記載のピストン部材（７８）。 （４）前記上部分（９６）はクラウン表面（１００）を有していることを特徴と する請求項（１）記載のピストン部材（７８）。 （５）前記クラウン表面（１００）は中央に位置する頂部（１０２）と、該クラ ウン表面（１００）と連続している環状トラフ（１０６）とを有していることを 特徴とする請求項（４）記載のピストン部材（７８）。 （６）上部分（９６）と下部分（１５８）とを有する鋼鉄ピストン（７８）であ って、 前記上部分（９６）はほぼ円筒形状をなし、所定の最大直径Ｄと、頂面（９８） と、頂面（９８）から連続している管状壁（１０８）と、外方を向いている環状 壁面（１２８）と、下方を向いている冷却用環状凹部（１３２）とを備え、 前記下部分（１５８）は、前記壁面（１２８）と連結している一対の従属ピンポ ス（１６０）を備えており、該従属ピンポス（１６０）はそれぞれ同一軸（８４ ）上に並んだりストピン受けポア（１６８）を形成している鋼鉄ピストン（７８ ）と、 前記同一軸（８４）と前記頂面（９８）との間の垂直距離として定められる圧縮 高さＣＨと、 前記最大直径Ｄに対する前記圧縮高さＣＨの所定の比であって６０％から４５％ の範囲内にある比と、前記下部分（１５８）の回りに位置し、前記同一軸（８４ ）と整列している一対のリストピン受けポア（８８）を備えているスカート（８ ０）と、 前記下部分（１５８）の前記スカート（８０）の前記一対のリストピン受けポア （８８）内に摺動自在に配置されているリストピン（８２）と、 を備える、高燃焼室圧力エンジン（１０）に用いる往復運動を行う連結式ピスト ン組立体（７６）。 （７）前記上部分（９６）および前記下部分（１５８）は一体的に鋼鉄鍛造成形 されていることを特徴とする請求項（６）記載のピストン組立体（７６）。 （８）前記冷却用環状凹部（１３２）は前記頂面（９８）の下方に位置している ことを特徴とする請求項（６）記載のピストン組立体（７６）。 （９）前記上部分（９６）はクラウン表面（１００）を有していることを特徴と する請求項（７）記載のピストン組立体（７６）。 （１０）前記クラウン表面（１００）は中央に位置する頂部（１０２）と、該ク ラウン表面（１００）と連続している環状トラフ（１０６）とを有していること を特徴とする請求項（９）記載のピストン組立体（７６）。 （１１）記スカート（８０）はほぼ、あるいは、わずかに楕円形状であることを 特徴とする請求項（６）記載のピストン組立体（７６）。 （１２）前記スカート（８０）は最大直径と最小直径とを有し、前記一対のリス トピン受けポア（１７８）は前記最小直径と並んで配置されていることを特徴す る請求項（１１）のピストン組立体（７６）。 （１３）前記スカート（８０）は、前記上部分（９６）の下端面（１２４）と接 触していないが、極めて近接している頂面（１７２）を有していることを特徴と する請求項（１２）記載のピストン組立体（７６）。 （１４）前記スカート（８０）は前記頂面（１７２）に位置するほぼ環状の凹部 （１７４）と、該スカート（８０）に冷却流体を連通させる一対の通路（１８６ ）とを有していることを特徴とする請求項（１３）記載のピストン組立体（７６ ）。 （１５）前記凹部（１７４）は前記冷却流体を貯え、前記ピストン組立体（７６ ）が往復運動している間にその冷却流体を前記凹部（１７４）に対して跳ねかけ ることを特徴とする請求項（１４）記載のピストン組立体（７６）。 （１６）前記一対のリストピン受けポア（１７８）のそれぞれは内面を有し、こ の各内面には環状リング溝（１８０）が形成されていることを特徴とする請求項 （１５）記載のピストン組立体（７６）。 （１７）前記リストピン（８２）を保持するためのスナップリング（１８２）が 前記環状リング溝（１８０）のそれぞれに配置されていることを特徴とする請求 項（１６）記載のピストン組立体（７６）。 （１８）上部分（９６）と下部分（１５８）とを有する鋼鉄ピストン（７８）で あって、 前記上部分（９６）はほぼ円筒形状をなし、所定の最大直径Ｄと、頂面（９８） と、頂面（９８）から連続している管状壁（１０８）と、外方を向いている環状 壁面（１２８）と、下方を向いている冷却用環状凹部（１３２）とを備え、 前記下部分（１５８）は、前記壁面（１２８）と連結している一対の従属ピンボ ス（１６０）を備えており、該従属ピンポス（１６０）はそれぞれ同一軸（８４ ）上に並んだりストピン受けポア（１６８）を形成している鋼鉄ピストン（７８ ）と、 前記同一軸（８４）と前記頂面（９８）との間の垂直距離として定められる圧縮 高さＣＨと、 前記最大直径Ｄに対する前記圧縮高さＣＨの所定の比であって６０％から４５％ の範囲内にある比と、前記下部分（１５８）に摺動自在に配置され、前記同一軸 （８４）と整列している一対のリストピン受けポア（１６８）を備えているほぼ またはわずかに楕円形状のスカート（８０）と、前記一対のリストピン受けボア （１６８）内に摺動自在に配置されているリストピン（８２）と、 を備える、１３，７９０ＫＰａ（２０００ｐｓｉ）以上の燃焼室圧力を受ける高 燃焼室圧力エンジン（１０）に用いる連結式ピストン組立体（７６）。 （１９）一体的に鋼鉄で成形された上部分（９６）と下部分（１５８）とを有す る鋼鉄ピストン（７８）と、 前記上部分（９６）と接触しないが近接している頂面（１７２）を有し、前記下 部分（１５８）の回りに摺動自在に配置されているわずかに楕円形状のスカート （８０）と、 前記スカート（８０）を前記鋼鉄ピストン（７８）に摺動自在に連結するリスト ピン（８２）と、 を備える、約１３，７９０ＫＰａ（２０００ｐｓｉ）の燃焼室圧力を有する高燃 焼室圧力エンジン（１０）に使用し、比較的小さい圧縮高さ一直径比を有する連 結式ピストン組立体（７６）。 （２０）前記上部分（９６）は頂面（９８）と所定の最大直径とを有し、前記下 部分（１５８）は同一軸（８４）上に並んだ一対のリストピン受けポア（１６８ ）を有し、前記スカート（８０）は前記同一軸（８４）と並んでいる一対のリス トピン受けポア（１７８）を有し、前記圧縮高さＣＨは前記同一軸（８４）と前 記頂面（９８）との間の垂直高さとして定められ、前記最大直径Ｄに対する前記 圧縮高さＣＨの比は６０％から４５％の範囲内であることを特徴とする請求項（ １９）記載の連結式ピストン組立体（７６）。