KR20050017118A - 내연기관용 피스톤 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관용 피스톤(1)에 관한 것으로, 상기 피스톤은 2 개의 보스구멍들(2, 4)을 포함하며 상기 보스구멍들은 피스톤 헤드(8) 방향으로 일 측을 지향하는 타원형 횡단면을 구비하는 각각의 외측 영역들(5, 5')을 구비한다. 상기 타원형의 장축은 피스톤 축(11)에 평행하며 그리고 타원도는 상기 보스구멍들(2, 3)의 외측 단부를 향하여 증가한다.

Description

내연기관용 피스톤{PISTON FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 청구범위 제 1항의 전제부에 의한 내연기관용 피스톤에 관한 것이다.

각각 내부의, 중앙의 그리고 외부의 영역으로 구분되어 있는 보스구멍들을 가진 피스톤은 독일공개공보 DE-OS 44 31 990 에 공지된다. 피스톤의 높은 부하에 의한, 즉 높은 점화 압력에 의한 그리고 큰 열의 유입에 의하여 야기된, 특히 보스 범위들에서의 피스톤의 변형의 경우에 짧은 그리고 고정된 피스톤 핀의 경우에 핀과 보스구멍 사이의 마찰 접촉들이 야기되는 것을 방지하기 위하여 공지된 피스톤의 각각의 보스구멍들의 내부 범위들 그리고 외부 범위들도 폼 보링들로써 형성되어 있다. 높은 가스압력 부하 및 열 부하 하에 있는 피스톤들은 그러나 특히 짧은 피스톤 핀 길이의 경우에, 즉 피스톤 직경에 대한 피스톤 핀 길이의 비가 0.7 보다 작은 경우에 변형이 야기되는데, 이 경우 핀 방향으로, 피스톤 헤드의 중앙부에 대해 피스톤 헤드의 경계 영역은 하향으로 벤딩된다. 이것은 힘이 작용하는 곳에서 보스구멍들의 내벽들이 피스톤 핀의 표면과 마찰 접촉을 하며 이것은 보스구멍의 내벽들의 손상 그리고 또한 피스톤 핀의 표면의 손상을 야기할 수 있는, 그러한 종류의 힘들이 보스구멍들 외측 범위들의 정점에 작용하게 된다.

상기한 문제점에서 출발하여 본 발명은 역시 피스톤의 높은 부하의 경우에도 보스 마찰을 피하는 과제를 기초로 한다.

상기한 문제점은 특허청구범위 제 1 항의 특징부의 특징들에 의해 해결된다.

본 발명의 목적에 부합하는 구성들은 종속항들의 대상이다.

횡단면에 1 측방 또는 2 측방에서 타원형으로 형성된 외측의 범위들을 가지며 여기서 타원형의 장축은 피스톤 축에 평행하게 놓이는, 본 발명에 따르는 보스구멍들은 보스구멍들의 외측범위들의 정점이 피스톤 핀의 표면과 접촉하지 않으며 그 결과로 보스 마찰이 발생할 수 없으며 그리고 추가적으로 보스구멍 정점과 피스톤 핀의 표면 사이의 충분한 오일 저장부가 항상 존재하며 이로 인해 또한 피스톤의 더 높은 부하의 경우에도 역시 피스톤 핀의 우수한 윤활을 보증하는 장점을 가진다.

제 1 도는 본 발명에 따르는 보스구멍들을 가지는 피스톤 단면도이며,

제 2 도는 좌측의 보스구멍의 정점의 확대부분단면도이며,

제 3 도는 제 1 도에서 Ⅲ-Ⅲ 선에 따르는, 보스구멍들의 외측구간의 횡단면도이며,

제 4 도는 보스구멍들의 또 다른 구성의 외측 구간의 횡단면도이다.

본 발명은 도면에 표시된 실시예의 도움으로 보다 자세히 설명된다.

제 1 도에 표시된 피스톤(1)은 통형 피스톤으로 형성되며 상기 통형 피스톤의 경우 피스톤 핀의 길이는 실린더 직경의 70 % 보다 더 작다. 특히 이 경우에는 디젤 엔진들에서 사용하는 것과 같은 높은 부하가 가능한 강철 피스톤이 사용된다. 피스톤의 상기 단면은 양 보스구멍들(2 및 3)이 보여지도록 선택된 것이며, 그러나 피스톤 축(4)은 다만 평면도에서만 도시된다.

상기 양 보스구멍들(2,3)은 각각의 외측 영역(5, 5'), 중앙 영역(6, 6') 그리고 내측 영역(7, 7')을 구비한다. 상기 내측영역은(7, 7')은 폼 보링으로써 형성되며, 피스톤 내부로부터 외부를 향하여 원추형으로 가늘어진다. 상기 중앙 영역 (6, 6')은 원통형으로 형성된다. 상기 외측 영역(5, 5')은 피스톤 헤드(8)의 방향에서 일 측이 제 3 도에 따르는 타원형 횡단면 형태를 가지는 횡단면, 제 1 도에서는 Ⅲ-Ⅲ 선에 따르는 단면을 가지는 횡단면을 구비한다. 이 경우에 제 4 도에 따라 양측면에 타원형의 횡단면 형태를 가지는 범위(5, 5')의 횡단면도 또한 가능하다. 양측의 경우에 타원형(9 내지 10)의 장축은 피스톤 축(11)에 평행하다. 제 3 도 및 제 4 도에서 점선들(22, 23)을 구비한 보스구멍들 내에 내장되는 피스톤 핀이 암시적으로 도시된다.

정점부(12)의 미러 이미지가 우측의 보스구멍(3)의 정점(13)의 형상에 대응하는, 제 2 도에 표시된 좌측의 보스구멍(2)의 정점(12)의 횡단면도를 기초로, 보스구멍들(2, 3)의 정확한 형상이 나타난다.

외측 영역(5)의 정점은 3 개 구간들(14, 15, 16)과 경계하는 다각형 윤곽의, 피스톤 외부로 증가하는 거리의 상승 구배에 따라서 본 실시예에서는 3 개의 구간(14, 15, 16)으로 세분되어 있으며, 이로 부터 보스구멍들(2, 3)의 외측 영역(5)의 제 3 도에 따른 횡단면의 타원형은 피스톤 내부로 부터 외측을 향하여 증가함을 볼 수가 있다.

상기 외측 영역(5)에는 원통형으로 형성된 중앙 영역(6)과 내측 영역(7)이 접속되며, 상기 영역의 폼 보링으로써 형성된 내측 영역(7)은 원 형상의 횡단면을 가지며, 이 횡단면의 반경 증가는 내측 영역(7)의 정점의 양 구간(17, 18)의 증가하는 상승 구배를 결과한다.

제 1 도에 따르는 피스톤(1)은 역시 더 큰 가스 압력의 경우에도 거의 굴절되지 않는 단지 하나의 짧은 핀이 필요하도록 구성된다. 상기 피스톤(1)은 그러나 큰 가스압의 경우, 점선(19)으로 과장되게 표시되어 있는 변형을 하게 된다. 이것은 화살표(20 및 21)의 방향에서 큰 힘들이 보스구멍들(2, 3)에 작용하도록 하며 이들은 피스톤 헤드(8)로 부터 멀어지는 방향에서 상기 구멍들(2, 3)의 정점의 변형을 야기시킨다. 상기한 범위(5, 5')에서 보스구멍들(2, 3)이 제 3 도에 따라서 위로 향하는 타원형을 가지며 그리고 제 1 도에는 표시되지 않은 상기한 피스톤 핀이 원통형의 형상을 구비함에 의해, 단지 화살표(20 및 21)의 방향으로의 힘들만이 원형상 방향에서의 보스구멍들(2, 3)의 타원 형상과 이와 함께 영역(5, 5') 내의 피스톤 핀의 상부면으로 부터의 보스 구멍들(2, 3)의 정점의 간격이 약간 감소되게 작용한다. 그러나 범위(5, 5')에서 보스구멍들(2, 3)의 나머지 타원형상은 이 경우에는 유지되며 한편으로는 범위(5, 5')에서 보스구멍들(2, 3)의 정점이 피스톤 핀의 표면과 접촉하게 되며 그리고 피스톤 핀은 화살표(20, 21) 방향에서 힘들의 영향하에 보스구멍들(2, 3)의 내벽들에서의 마찰로 인해 손상되거나 또는 피스톤 핀이 보스구멍들(2, 3)을 손상시키는 것이 방지된다. 다른 한편으로는 이것으로 인해 범위(5, 5')에서의 오일 저장부가 피스톤 핀과 보스구멍들(2, 3)의 정점 사이에서 유지되며, 이것으로 인해 또한 상승된 가스 압력하에서도 피스톤 핀의 양호한 윤활이 보증된다.

본 발명은 내연기관용 피스톤에 이용될 수 있다.

Claims (3)

1. 피스톤 헤드(8)를 구비하며, 상기 피스톤 헤드(8)에 먼쪽의 피스톤(1)의 측방에 배열되고, 서로 간격이 떨어진 2 개의 피스톤 핀 보스들을 구비하며, 상기 보스들은 각각 내측 영역(7, 7'), 중앙 영역(6, 6') 그리고 외측 영역(5, 5')을 구비하는 각각의 보스구멍들(2, 3)을 구비하며, 여기서 상기 내측 영역(7, 7')은 원추형으로 폼 보링으로써 형성되며 중앙 영역(6, 6')은 원통형으로 형성되는, 내연기관용 피스톤(1)에 있어서,

   상기 외측 영역(5, 5')은 피스톤 헤드(8)의 방향으로 일 측이 타원형 횡단면 형상을 가지는 횡단면을 구비하며, 여기서 상기 타원형의 장축은 최소한 근사적으로 피스톤 축(11)에 평행하게 위치하며, 그리고 여기서 타원도는 중앙 영역(6, 6')에 대한 경계로 부터 상기 보스구멍들(2, 3)의 외측 단부를 향하여 증가하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 외측 영역(5, 5')의 타원도는 다수의 구간들(14, 15, 16)에서 증가하며, 여기서 각 구간(15, 16)은 선행 구간(14, 15)에 스텝 없이 이어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 외측 영역(5, 5')은 양 측으로 타원형 횡단면 형상을 갖는 횡단면을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤.