JP3224389B2 - 内燃機関用の多部分から構成された冷却式ピストン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の形式
の、内燃機関用の多部分から構成された冷却式ピストン
に関する。

このようなピストンはドイツ連邦共和国特許出願公開
第3643039号明細書から公知である。この場合、冷却オ
イル室を形成する中空室をカバーするために使用される
壁部材（薄板部分）は、環状壁の環状端面から半径方向
外向きに突出する、壁部材の縁部の周りにつば出しされ
たカラーによって又は環状壁内に係合する個々のねじに
よって固定される。

この構成の欠点は、一面では製作上の費用が必要であ
り、他面では付加的に別の固定手段が使用されねばなら
ないということにある。

更に東ドイツ国特許公開第252638号明細書から公知の
ピストンの場合には、冷却オイル室を形成する中空室を
カバーするために使用される壁部材が開かれた薄板リン
グとして構成されていて、この薄板リングはその弾性変
形を利用してピストンリング帯域の内周面もしくは燃焼
室壁の外周面に設けられた溝内に取り付けられる。

この構成の欠点は、薄板リングを取り付けるために、
一面では突合せ端部の間に極めて大きく間隔が必要であ
りかつ他面では突合せ端部に設けられた特別な孔内に係
合させられねばならない特殊なニッパが必要であるとい
うことにある。

本発明の課題は上記欠点を回避することにある。

前記課題は本発明によれば、請求の範囲第１項の特徴
部分に記載の、壁部材の保持体の構成によって解決され
た。

本発明の別の有利な構成は請求項第２項以降に記載さ
れている。

次ぎに図示の実施例につき本発明を説明する。

この場合、第１図は参考例としてのピストンの部分縦
断面図、第２図は断面側面図、第３図は第１図III−III
線に沿って断面した平面図、第４図は別の参考例として
のピストンの部分縦断面図、第５図は第３図Ｖ−Ｖ線に
沿って断面した拡大図、第６図は別の参考例としてのピ
ストンの部分縦断面図、第７図は第６図Ｗ部分の拡大
図、第８図は第６図で図示の薄板リングを示す平面図、
第９図は本発明によるピストンの部分縦断面図、第10図
は第９図で図示の本発明による薄板リングの拡大平面
図、第11図は別の参考例としてのピストンの縦断面図、
第12図は第11図で図示の薄板リングの平面図である。

ピストン１はヘッド部分２とピストンスカート３とを
有し、このヘッド部分２及びピストンスカート３はピス
トンピン（図示せず）を介してのみ互いに結合されてい
る。ヘッド部分２のクラウン４からはピストンリング用
の溝を有する外側の環状壁５が延びている。半径方向で
間隔を置いて環状壁内部では環状リブ６によってボス７
がピストンクラウン４に結合されている。この場合、ボ
ス７内でピストンピンを支承するためにボスブシュ８を
設けることができる。

環状リブ６と環状壁５との間には環状の中空室９が設
けられていて、この中空室９は壁部材（薄板部材10）に
よってカバーされて閉じられた冷却オイル室を形成して
いる。

第１図乃至第４図によれば薄板リング10は周方向でみ
て半径方向に２つの半割体11,12に分割されていて、こ
の場合、縁部13,14は分割接合部で圧縮／逆圧縮方向で
例えば上向きに折り曲げられかつプレロード下で弾性的
に互いに接触している。薄板リング10は外周面に、上向
きに折り曲げられたカラー15を有していて、このカラー
によって薄板リングは取付け後、支承部として用いられ
る環状壁５の環状の仕込み部16内に接触する。更に薄板
リング10は内周面に、ボス範囲内のカラー部分17の他
に、ばね弾性的な下向きに折り曲げられたＵ字形保持部
材18を有していて、このＵ字形保持部材18は第１図及び
第２図によればプレロード下でボスブシュ８に支持され
ている。Ｕ字形保持部材18の開放端部における支持は、
一面では第４図によればボス７内の孔内に固定される例
えば２つの締付けスリーブ19において、もしくは、他面
ではピストンピン用もしくはボスブシュ用の支え面を短
縮しないように、カラーセグメントとしてボス孔上部の
上側のボス半割部内に成形された支持面において（図示
せず）行なうことができる。

中空室９内に冷却オイルを供給するために薄板リング
10内に管片20が成形されている。冷却オイルを排出する
ために同様に別の管片を設けることができるか又は、有
利にはボス７の外側範囲でボスに隣接して配置された、
カラー部分17に一体成形された多数の押し込み変形部21
を配置することができるので、流出流を同時に連接棒潤
滑のために使用することができる。

冷却オイルを供給及び排出するための管片のカラー
は、供給及び排出孔のレベルに相応する所定量の冷却オ
イルが常に中空室９の内部を占めるように、高く引出す
ことができる。

ボスブシュ８内に支承されたピストンピンに潤滑オイ
ルを供給するために、それぞれのボスの範囲でＵ字形保
持部材18に、冷却オイルの流出を可能にする２つの押し
込み変形部22が成形されている。更に、軸受内で潤滑油
を申し分なく分配するために、特に軸方向で傾斜して延
びるそれぞれ２つの溝23が上側のボス範囲に設けられて
いる。

第６図乃至第８図による別の参考例では、中空室９は
壁部材（薄板リング24）によってカバーされて閉じられ
た冷却オイル室を形成していて、前記壁部材は、環状の
カラー26を一体成形された下向きに彎曲した環状面25を
有している。薄板リング24は不作用位置で第７図で一点
鎖線で示された輪郭を有する。取付け後薄板リング24は
プレロード下で、一方では彎曲した環状面25の端部によ
って環状リブ６の切込み部27内にかつ他方ではカラー26
によって環状壁５の切欠き28内に接触する。薄板リング
は２部分から構成して、冷却オイル供給及び排出用の２
つの孔を備えるか又は片側でスリットを付けることがで
きる。この場合、分割接合部29とは反対側に、取付けの
ため薄板リング24を曲げることができるようにするため
に切欠き30が設けられている。

この切欠き30は同時に冷却オイル供給のために使用さ
れる。冷却オイル排出は分割接合部29の近くの別の孔31
を介して行なわれる。

薄板リング24の回動は例えば、環状壁に設けられた部
分的な切欠き内に係合する、薄板リング24のカラーに設
けられた押し込み変形部又は突起32によって阻止され
る。

第９図及び第10図で図示の本発明の実施例では同じ構
成部材には前述の参考例と同じ符号が付されている。

環状の中空室９をカバーするために薄板リングとして
使用される壁部材33が設けられていて、この壁部材33は
外周面及び内周面にカラー35,36を一体成形された上向
きに彎曲した環状面34を有している。上向きに彎曲した
環状面34から下向きに延びるカラー35,36は不作用位置
で第９図一点鎖線で図示された輪郭を有する。取付け後
薄板リング33はプレロード下で、一方では外側のカラー
35によって環状壁５の内周面に設けられた適当な切欠き
37内にかつ他方では内側のカラー36によって環状リブ６
もしくはボス７の外周面に設けられた適当な切欠き38内
に接触する。カラー35,36を弾性的に変形できるように
するために、カラーは、カラーの全長に亘って延びる周
方向に分配された縦スリット39,40を有している。

切欠き37,38内に薄板リング33を申し分なく係合させ
るために、カラー35,36の開放端部41,42は互いに内向き
に折り曲げられている。回動防止手段として薄板リング
33には外側のカラー35から突出する突起43が一体成形さ
れていて、この突起は環状壁５内に設けられた適当な切
込み部44内に突入する。

薄板リング33は２部分から構成でき（分割接合部45）
かつ冷却オイル供給及び排出のために切欠き46,47を有
することができる。

第11図及び第12図による別の参考例ではピストン１は
ヘッド部分２を有していて、このヘッド部分のボス７に
はピストンスカート３が押し嵌められかつプレス嵌めに
よってボス７内に係合するボスブシュ８によって確保さ
れている。防護リング48はピストンスカート３の溝内に
係合しかつ一方ではボスブシュ８の外側の端面に、他方
ではピストンピン（図示せず）の端面に接触している。

ヘッド部分２のピストンクラウン４からはピストンリ
ング用の溝を有する外側の環状壁５が延びている。半径
方向間隔を置いて環状壁５の内部では環状リブ６によっ
てボス７がピストンクラウン４に結合されている。環状
リブ６と環状壁５との間には環状の中空室９が配置され
ていて、この中空室は薄板リング49によってカバーされ
て閉じられた冷却オイル室を形成している。中空室９を
冷却オイルによって負荷するために、薄板リング49内に
供給及び排出用のそれぞれ１つの管片50,51が成形され
ている。半径方向で２つの半割体52,53に分割されてい
る薄板リング49は内周面に上向きに延びるカラー54を有
していて、このカラー54によって薄板リング49は取付け
後、支承部として用いられる環状リブ６の周方向の切込
み部55内に接触する。薄板リング49は外側の縁部によっ
て環状壁５の開放端部に設けられた切欠き57内に軸方向
遊びを以って係合しかつ、薄板リングの運動を生ぜしめ
ることなしに運転中生ずる力を吸収できるように、ピス
トンスカート３によってプレロードをかけられている。
切込み部55及び切欠き57によって薄板リングは内周面及
び外周面で案内され、定心されかつシールされる。

プレロードを得るために薄板リングはばね弾性的な材
料、例えばばね鋼から製作される。

このような構成によって、ピストンのために構造的に
簡単な形式で、貫流する冷却オイルのために必要な中空
室を密に密閉することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビールカント， ヴォルフガング ドイツ連邦共和国 Ｄ−7141 ベニンゲ ン／エヌ シュタイプシュトラーセ ３ (56)参考文献 米国特許4377967（ＵＳ，Ａ) 米国特許1900521（ＵＳ，Ａ) 西独国特許出願公開3643039（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02F 3/22

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関用の多部分から構成された冷却式
   ピストンであって、ピストンを連接棒に結合するピスト
   ンピンを受容するためのボスを一体成形されたヘッド部
   分と、第１の端部でヘッド部分のクラウン内に移行しか
   つ第２の端部で開放された、少なくとも１つのピストン
   リング溝を受容する外側の環状壁と、半径方向内側で環
   状壁に接続されかつ環状壁の第２の端部に向けて開かれ
   た、ボスもしくはヘッド部分のクラウンに向けて延びる
   ボスの支持部材としての一種の環状リブを取り囲む中空
   室と、ピストンピンを介してのみヘッド部分に結合され
   たピストンスカートとを備え、前記中空室が貫流可能な
   冷却オイル室を形成するためにほぼ環状壁の第２の端部
   の高さで環状の壁部材によって閉鎖可能であり、この場
   合、この壁部材が一方ではボスもしくはヘッド部分の支
   持部材における支承部と他方では半径方向外側で環状壁
   における支承部との間で、これら支承部にそれぞれ自由
   に接触してプレロード下で緊定されている形式のものに
   おいて、壁部材（33）が周方向でみて半径方向に少なく
   とも１度分割された環状面（34）を有していて、該環状
   面が、外周面及び内周面に成形された、半径方向内側及
   び外側で切抜き部（39,40）によってスリットを付けら
   れたそれぞれ１つの環状のカラー（35,36）を備えてお
   り、一方では外周面に成形されたカラー（35）が環状壁
   （５）の切欠き（37）内にかつ他方では内周面に成形さ
   れたカラー（36）が環状リブ（６）の切欠き（38）内に
   それぞれプレロード下で係合していることを特徴とす
   る、内燃機関用の多部分から構成された冷却式ピスト
   ン。
2. 【請求項２】壁部材（33）が回動防止部材として、環状
   壁（５）に設けられた切込み部（44）内に突入する、外
   側のカラー（35）から突出した少なくとも１つの突起
   （43）を有している、請求項１記載の多部分から構成さ
   れた冷却式ピストン。
3. 【請求項３】両カラー（35,36）の端部（41,42）が、互
   いに内向きに折り曲げられている、請求項１又は２記載
   の多部分から構成された冷却式ピストン。
4. 【請求項４】壁部材（33）が、薄板リングから形成され
   ている、請求項１から３までのいずれか１記載の多部分
   から構成された冷却式ピストン。
5. 【請求項５】壁部材（33）が、２つの同じ部分から構成
   されている、請求項１から４までのいずれか１記載の多
   部分から構成された冷却式ピストン。