JP2001502028A - 複合式のピストン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 鉄材料製の上側部分（２）とアルミニウム合金製のピストン下側部分（３）とを備えた複合式のピストン（１）において、ボスにおける負荷耐性を高めるために、下側部分（３）が鋳鉄又はスチール製のピンボス（４）を有していて、該ピンボス（４）が少なくとも下側部分（３）とねじ結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】 複合式のピストン 本発明は、請求項１の上位概念に記載の複合式のピストンに関する。 ドイツ連邦共和国特許第３８３２０２２号明細書に基づいて、アルミニウム材 料製の下側部分を備えた相応なピストンが公知である。このようなピストンでは 、１５０バールを超える点火圧に向かって開発が進んでいる。点火圧による負荷 が増大するに連れて、この場合ピンボスの負荷は極めて高くなることが判明して おり、ボスにおける亀裂及び支持部における亀裂の原因になることがある。この ような問題は従来、下側部分を同様に鉄材料から製造することによって解決され 、この場合場合によっては一体的に鋳造されたＧＧＧピストンも使用される。 この解決策の欠点は、アルミニウム材料を使用することによって得られる重さ に関しての利点を、放棄することにある。 ゆえに本発明の課題は、従来技術における上に述べた欠点を排除すべく、請求 項１の上位概念に記載された形式のピストンを改良して、ボス及び支持部におけ る強度並びにねじ結合部の領域における強度を高め、しかもピストンの重量を低 く維持することである。 この課題を解決するために本発明では、請求項１の特徴部に記載のように構成 した。本発明の別の有利な構成は請求項２以下に記載されている。 本発明による解決策では、ピストン下側部分において強度的に高負荷される領 域つまりボス及び場合によってはボス支持部だけが、鉄材料から成っていて、ス カートと、ピストンヘッドからの力を受け止める下側部分底とは、相変わらずア ルミニウムをベースとした材料つまりアルミニウム合金から成っているので、ピ ストンは、ボスにおける負荷耐性が著しく改善されているにもかかわらず、すべ てが鉄材料から成っている比較可能なピストンに比べて、低い重量を有している 。請求項１の上位概念に記載のピストンにおいて通常アルミニウム製の下側部分 への力導入のために使用される押圧部材を、有利な形式で省くために、本発明の 有利な構成では、実施例において示すように、結合ねじの力は、上側部分の鉄材 料に、かつボスもしくはボス支持部又は結合プレートの鉄材料に導入される。 下側部分とねじ結合されたピンボスがスチールから成っている場合には、鍛造 されたスチールが使用される。しかしながらまた、鋳鋼も課せられた要求を満た すことができる。 次に図面につき本発明の実施例を説明する。 第１図は、本発明によるピストンの縦断面図であって、左半部はピンの延在方 向における断面図、右半部 は圧力‐対抗圧方向における断面図であり、 第２図は、本発明によるピストンを、ピン軸線の高さにおいて断面して下から 見た図である。 図面において、左上に示されたねじは、図面を見やすくするために、位置正し く示されているのではなく、ねじの実際のピッチ円で破断されて示されている。 一体的でなく複数の構成部分から形成された複合式のピストン(gebauter Kolb en)１は、スチール製の上側部分２と、アルミニウムをベースとする材料から成 る下側部分３とを有している。下側部分３には、鋳造又は鍛造によって製造され た鉄材料製のピンボス４が、一体的に成形された結合プレート５によって４つの ねじ６を用いて取り付けられている。４つのねじ６の力は、上側部分２と結合プ レート５とに導入される。この際に下側部分３は上側部分２と結合プレート５と の間において緊締される。下側部分３に対する上側部分３の位置正しい位置決め 及び下側部分３に対する結合プレート５の位置正しい位置決めは、嵌合ピン７に よって保証される。 結合プレート５としては、第１図に示されているように、両方のボス４と一体 的なプレートが設けられていても、各ボス毎に、つまり全部で２つの、各ボスと 一体的なプレートが設けられていてもよい。結合プレートもしくはプレートによ って、特に、ピストン中心軸線に対するピンボスの正確な位置決めが容易になる 。 下側部分３はスカート８と下側部分底９とから成っており、この下側部分底９ はその中心に、中央の冷却室１１に通じる冷却オイル貫通孔１０を有している。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年８月２２日（１９９８．８．２２） 【補正内容】 明細書 複合式のピストン 本発明は、請求項１の上位概念に記載の複合式のピストンに関する。 米国特許第４５１７９３０号明細書に基づいて、アルミニウム材料製の下側部 分を備えた相応なピストンが公知である。このようなピストンでは、１５０バー ルを超える点火圧に向かって開発が進んでいる。点火圧による負荷が増大するに 連れて、この場合ピンボスの負荷は極めて高くなることが判明しており、ボスに おける亀裂及び支持部における亀裂の原因になることがある。このような問題は 従来、下側部分を同様に鉄材料から製造することによって解決され、この場合場 合によっては一体的に鋳造されたＧＧＧ‐ピストンも使用される。 この解決策の欠点は、アルミニウム材料を使用することによって得られる重さ に関しての利点を、放棄することにある。 ゆえに本発明の課題は、従来技術における上に述べた欠点を排除すべく、請求 項１の上位概念に記載された形式のピストンを改良して、ボス及び支持部におけ る強度並びにねじ結合部の領域における強度を高め、しかもピストンの重量を低 く維持することである。 この課題を解決するために本発明では、請求項１又は２の特徴部に記載のよう に構成した。本発明の別の有利な構成は請求項３以下に記載されている。 請求の範囲 1. スチール又は鋳鉄製のピストン上側部分とアルミニウムをベースとする材料 製のピストン下側部分とを備えた複合式のピストンであって、ピストン下側部分 が、スカートとその上側領域に下側部分底とを有していて、該下側部分底が、ピ ストン上側部分のための少なくとも１つの支持面を有していて、ピストン下側部 分とピストン上側部分とがねじによって互いに結合されている形式のものにおい て、ピストン（１）が、鋳鉄又はスチール製のピンボス（４）を有していて、該 ピンボス（４）が少なくともピストン下側部分（３）とねじによって結合されて いることを特徴とする複合式のピストン。 2. 各ピンボス（４）と一体的に、鋳鉄又はスチール製のボス支持体が設けられ ている、請求項１記載の複合式のピストン。 3. ピンボス（４）が上側部分（２）とねじ結合されていて、力がねじ（６）か らピンボス（４）もしくは結合プレート（５）及び上側部分（２）に導入され、 その結果ピストン下側部分（３）がピンボス（４）と上側部分（２）との間にお いて緊締されている、請求項１又は２記載の複合式のピストン。 4. ２つのピンボス（４）がただ１つの共通の結合プレート（５）を有しており 、その結果ピンボス（４ ）と結合プレート（５）とが一体的である、請求項１から３までのいずれか１項 記載の複合式のピストン。 5. ２つのピンボス（４）が各１つの結合プレート（５）を有している、請求項 １から３までのいずれか１項記載の複合式のピストン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. スチール又は鋳鉄製のピストン上側部分とアルミニウムをベースとする材料 製のピストン下側部分とを備えた複合式のピストンであって、ピストン下側部分 が、スカートとその上側領域に下側部分底とを有していて、該下側部分底が、ピ ストン上側部分のための少なくとも１つの支持面を有していて、ピストン下側部 分とピストン上側部分とがねじによって互いに結合されている形式のものにおい て、ピストン（１）が、鋳鉄又はスチール製のピンボス（４）を有していて、該 ピンボス（４）が少なくともピストン下側部分（３）とねじ結合されていること を特徴とする複合式のピストン。 2. 各ピンボス（４）と一体的に、鋳鉄又はスチール製のボス支持体が設けられ ている、請求項１記載の複合式のピストン。 3. ピンボス（４）が上側部分（２）とねじ（６）によって結合されていて、力 がねじ（６）からピンボス（４）もしくは結合プレート（５）及び上側部分（２ ）に導入され、その結果ピストン下側部分（３）がピンボス（４）と上側部分（ ２）との間において緊締されている、請求項１又は２記載の複合式のピストン。 4. ２つのピンボス（４）がただ１つの共通の結合プ レート（５）を有しており、その結果ピンボス（４）と結合プレート（５）とが 一体的である、請求項１から３までのいずれか１項記載の複合式のピストン。 5. ２つのピンボス（４）が各１つの結合プレート（５）を有している、請求項 １から３までのいずれか１項記載の複合式のピストン。