(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンクラウンであって、少なくとも部分的に冷却ギャラリを形成する環状帯部分と、該環状帯部分から延びている、リストピン孔を形成するストラットと、を有するピストンクラウンと、
前記ストラットに固定されているピストンスカートアセンブリであって、該ピストンスカートアセンブリは２つの別体のスカート部分を含み、該スカート部分の夫々は、前記スカート部分と一体に成形されている閉鎖板を有し、該閉鎖板は概して協働して前記冷却ギャラリを閉鎖する、ピストンスカートアセンブリと、
を備えることを特徴とする、ピストンアセンブリ。
【請求項２】
前記クラウン及び前記スカートは、前記ストラット及び前記スカートの対応する合わせ面に沿って不動に固定されていることを特徴とする、請求項１記載のピストン。
【請求項３】
前記合わせ面は、前記クラウンの長手方向軸に対して実質的に平行であることを特徴とする、請求項２記載のピストン。
【請求項４】
前記合わせ面は実質的に真っ直ぐ延びていることを特徴とする、請求項２記載のピストン。
【請求項５】
前記クラウン及び前記スカートは、前記対応する合わせ面に沿って互いに溶接されていることを特徴とする、請求項２記載のピストン。
【請求項６】
前記クラウンの合わせ面は、前記クラウンのストラットに限定されていることを特徴とする、請求項２記載のピストン。
【請求項７】
前記閉鎖板は、前記クラウンと係合する延長リップを形成することを特徴とする、請求項１記載のピストン。
【請求項８】
前記閉鎖板及び前記環状帯部分は、該環状帯部分により形成されている凹部を介して係合しており、該凹部は閉鎖板の延長リップを収容することを特徴とする、請求項７記載のピストン。
【請求項９】
前記延長リップは、前記クラウンに不変に固定されていることを特徴とする、請求項７記載のピストン。
【請求項１０】
前記クラウン及び前記スカートは、互いに異なる材料から形成されていることを特徴とする、請求項１記載のピストン。
【請求項１１】
前記閉鎖板は、前記環状帯部分から縦方向に延びている凹部を形成し、前記冷却ギャラリは前記クラウンの環状帯部分の下側に延びていることを特徴とする、請求項１記載のピストン。
【請求項１２】
前記冷却ギャラリが前記ピストンアセンブリの中央に向かって延びていることにより、前記閉鎖板は夫々、前記ピストンアセンブリの中央に向かって延びている延長リップを含むことを特徴とする、請求項１記載のピストン。
【請求項１３】
ピストンの組立て方法であって、
冷却ギャラリを形成する環状帯部分と、前記環状帯部分から延びている、リストピン孔を形成するストラットと、を有するピストンクラウンを提供し、
ピストンスカートアセンブリであって、該ピストンスカートアセンブリは２つの別体のスカート部分を含み、該スカート部分は夫々、該スカート部分と一体に形成された閉鎖板を有する、ピストンスカートアセンブリを形成し、
前記閉鎖板が協働して前記冷却ギャラリを概して閉鎖するように、前記スカートアセンブリを前記クラウンに固定する、
ことを特徴とする、ピストンの組立て方法。
【請求項１４】
さらに、前記ストラット及び前記スカートの対応する合わせ面に沿って前記スカート及び前記クラウンを不動に固定することによって、前記クラウンへの前記スカートの固定を提供することを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
さらに、前記クラウンの長手方向軸に対して実質的に平行であるように、前記対応する合わせ面を提供することを特徴とする、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
さらに、前記クラウンの合わせ面を、前記ストラットに沿って延びているように提供し、前記クラウンの合わせ面は、前記ストラットに限定されていることを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
さらに、前記閉鎖板及び前記環状帯部分を、前記閉鎖板及び前記環状帯部分の一方により形成されている凹部を介して係合させることを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
さらに、前記クラウン及び前記スカートを異なる材料により形成し提供することを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１９】
第１の材料から形成されているピストンクラウンであって、冷却ギャラリを少なくとも部分的に形成する環状帯部分と、前記環状帯部分と一体に形成されているストラットであって、リストピン孔を形成するように前記環状帯部分から延びている、ストラットと、を有するピストンクラウンと、
前記第１の材料とは異なる第２の材料から形成されているピストンスカートアセンブリであって、該スカートアセンブリは前記ストラットに固定されていて、前記ピストンスカートアセンブリは２つの別体のスカート部分を含み、該スカート部分の夫々は、該スカート部分に一体に形成されている閉鎖板を有し、該閉鎖板は夫々、前記クラウンとの係合のための延長リップを形成し、前記閉鎖板は協働して前記冷却ギャラリを概して閉鎖する、ピストンスカートアセンブリと、
を備えることを特徴とする、ピストンアセンブリ。
【請求項２０】
前記閉鎖板及び前記環状帯部分は、前記環状帯部分により形成されている凹部を介して係合し、前記凹部は前記閉鎖板の前記延長リップを収容することを特徴とする、請求項１９記載のピストンアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
内燃機関の製造業者は、一貫して、製品の出力及び燃料効率の向上を追求している。一般的に効率及びパワーを上げる１つの方法としては、エンジンの往復する質量体、例えばピストン、コネクティングロッド及びエンジンの他の運動する部分を減らすことがある。エンジンパワーはまた、エンジンの圧縮比を増大することにより向上させてもよい。またエンジンの圧縮比の向上は一般的に、運転中に燃焼室内の圧力及び温度を上昇させる。
【０００２】
したがってエンジン、特にピストンは、重量の削減の結果により増大するストレス下、及びエンジンの運転に関連して増大する圧力及び温度下にある。よってピストンの冷却は、エンジンの寿命に亘って上記運転条件の増大するストレスに耐えることがますます重要である。
【０００３】
ピストン構成要素の運転温度を減じるために、冷却ギャラリがピストンの周を巡って提供されていてよい。クランクケースオイルは、冷却ギャラリに案内されてよく、また、ピストンの往復運動により冷却ギャラリの全体に分配されてもよく、これによりピストンの運転温度は減じられる。
【０００４】
これと同時に冷却ギャラリは、ピストンアセンブリの全体的な複雑性を高めることがある。例えば冷却ギャラリは、冷却ギャラリを通じて冷媒の適切な循環を促進するために、冷却ギャラリカバーといった付加的な部品を必要とすることがある。例えば冷却ギャラリは、概して冷却ギャラリ内部にオイルをせき止めて、ギャラリの冷却効果を高める、ピストンクラウンに取り付けられたカバープレートを必要とすることがある。
【０００５】
その結果、ピストン全体の重量及び複雑性を最小にし、また、冷却ギャラリを設けること等による適切な冷却も可能にするピストンが必要である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】例示的なピストンアセンブリを示す斜視図である。
【図２】図１に示したピストンアセンブリの一部を切り取った、下側からの斜視図であって、リストピン孔が通じているセクションを共に示す図である。
【図３】図１，２に示した例示的なスカート部分の外側表面を下側から見た斜視図である。
【図４】別の例示的なピストンアセンブリを示す斜視図である。
【図５】図４の例示的なスカート部分を示す斜視図である。
【図６】図４の例示的なスカート部分を示す別の斜視図である。
【図７】さらに別の例示的なピストンアセンブリを示す斜視図である。
【図８】図７に示したピストンアセンブリの一部を切り取った、下側からの斜視図であって、リストピン孔が通じているセクションを共に示す図である。
【図９】ピストンを組み立てる例示的な方法を示すプロセスフローチャートである。
【０００７】
特許請求の範囲は例示された実施の形態に限定されないが、実施の形態の様々な例を論じることによって様々な観点からの態様が最もよく得られる。ここで図面を参照すると、例示としての実施の形態が詳細に示されている。図面は実施の形態を示しているが、図面は必ずしも実寸ではなく、ある特徴は、実施の形態の革新的な態様をより詳細に示しかつ説明するために強調されている場合がある。さらに、ここで説明する実施の形態は、排他的であるか、又は図面に示されかつ以下の詳細な説明に開示された形状及び構成そのものに制限又は限定されることは意図されていない。本発明の例示的な実施の形態は、以下の図面を参照することによって詳細に説明される。
【０００８】
詳細な説明
明細書における「例示的な実施の形態」、「例」等の言いまわしに関する言及は、例示的なアプローチに関連して記載した特別な特性、構造又は特徴が、少なくとも１つの実施の形態に含まれている、ということを意味する。この明細書における様々な場所においての「実施の形態において」又はこの種の言いまわしのフレーズの表現は、必ずしも全てが同じ実施の形態又は例について言及しているわけではない。
【０００９】
本発明において、様々な例示的な実施の形態は、ピストンアセンブリ及びこのピストンアセンブリを製造する方法に関して提供されている。例示的なピストンアセンブリは、冷却ギャラリを形成する環状帯部分と、この環状帯部分から延びている、リストピン孔を形成するためのストラットとを有するピストンクラウンを含む。さらにピストンは、ストラットに固定されているピストンスカートアセンブリを含んでいてよい。ピストンスカートアセンブリは２つの別体の部分を含んでいてよく、２つの別体の部分は夫々、この部分に一体に形成されている閉鎖板を有する。この実施の形態において、閉鎖板は概して冷却ギャラリを閉鎖する。以下に説明するように、クラウン及びスカートは夫々、異なる材料から及び／又は異なる形式の成形プロセスにおいて形成されていてよい。
【００１０】
ピストンを組み立てる例示的な方法は、冷却ギャラリを形成する環状帯部分と、この環状帯部分から延びる、リストピン孔を形成するためのストラットとを有するピストンクラウンの提供を含んでよい。さらにこの方法は、一体に成形されている閉鎖板を有する２つの部分を持ったピストンスカートアセンブリの形成、及び閉鎖板が概して冷却ギャラリを閉鎖するために協働するように、スカートのクラウンに対する固定を含んでいてよい。
【００１１】
ここで図面、特に図１を参照すると、内燃機関のための例示的なピストン２０が開示されている。図１の実施の形態において、ピストンクラウン２２は、ピストンスカート２４に不動に結合されている。ピストンクラウン２２は、環状帯部分２６と燃焼ボウル３１とを有する。環状帯部分２６は、複数のリング溝２８ａ，２８ｂ，２８ｃ（まとめて２８）を、ピストンリング（図示せず）をリング溝に少なくとも部分的に収容するために有している。特に、環状帯部分２６は、第１のリング溝２８ａ、第２のリング溝２８ｂ及び第３のリング溝２８ｃを有していてよい。第３のリング溝２８ｃは、このリング溝２８ｃに配置されるオイルコントロールリング（図示せず）を有していてよい。
【００１２】
ピストンクラウン２２は、環状帯部分２６から延びるストラット３０を有する。このストラット３０は、コネクティングロッド（図示せず）にピストン２０を接続するために、リストピン（図示せず）を収容するためのリストピン孔３２を形成する。ストラット３０は、以下に詳しく記載するような、例えば鋳造工程又は順送り型の鍛造工程において、環状帯部分２６と一体に成形されていてよい。
【００１３】
クラウン２２は、以下でさらに説明するように、概してクラウン２２の周縁部に沿って延びている冷却ギャラリ５６をも部分的に形成する。この冷却ギャラリ５６は、冷媒、例えばエンジンオイルが循環するように構成されていて、これにより、例えばエンジン運転中に、ピストン２０の作動温度は下げられる。付加的に、冷媒又はオイルの循環は、クラウン２２及び／又はスカート２４周辺において、より安定的又は均等な温度を維持してよい。
【００１４】
ピストンスカート２４は、概して、例えばエンジンボア（図示せず）内における往復運動中にピストン２０を安定させるために、エンジンボアの表面との接触により、クラウン２２をエンジン運転中に支持する。例えば、スカート２４は、円筒状のエンジンボアの表面に対応するピストン２０の周の少なくとも一部分に沿って円形の外側輪郭を形作る。円形のスカート表面は、概して、ボア内部でピストン２０が往復して動くときに、ボア表面に沿って滑走してよい。
【００１５】
図１から最もよく分かるように、スカート２４は、２つの別体のスカート部分２４ａ，２４ｂを含んでいる。各スカート部分２４ａ，２４ｂは、閉鎖板５０ａ，５０ｂ（まとめて５０）と、下側部分２５とを備えている。閉鎖板５０ａ，５０ｂは、概して、冷却ギャラリ５６を閉じるために協働し、その一方で、下側部分２５は、概して、ピストン２０を収容するエンジンのボア表面（図示せず）に接触している。冷却ギャラリ５６は、ピストン２０の内部に、例えばクラウン２２の環状帯部分２６の内部に位置しており、概して、少なくとも部分的にクラウン２２の表面，例えば輪状の環状帯壁６０及び燃焼ボウル壁６１の表面によって形成されている。したがって、冷却ギャラリ５６は、概して、閉鎖板５０、燃焼ボウル壁６１及び輪状の環状帯壁６０により形成されている。冷却ギャラリ５６はまた、冷媒の冷却ギャラリ５６への進入及び冷却ギャラリ５６からの進出を夫々可能にする、１つ又は複数の流体入口開口及び／又は流体出口開口（図１に図示せず）を有していてよい。
【００１６】
図１から最もよく分かるように、閉鎖板５０により概して、冷却ギャラリ５６のサイズを全体的に増大することが可能になる。例えば閉鎖板５０ｂは、冷却ギャラリ５６がクラウン２２の環状帯部分２６の下側部分、例えば最下部より下に延びているような窪み５１を備えている。したがって冷却ギャラリ５６の輪郭の全体的なサイズ若しくは形状は、ピストン冷却ギャラリの底部側に亘って概して平坦な形状を画定する閉鎖板と比較して、上記閉鎖板５０により拡大されていてよい。
【００１７】
スカート２４が、ストラット３０及び／又はリストピン孔３２の相対する側面に配置されている２つの別個の部分２４ａ，２４ｂとして設けられている例において、各スカート部分２４ａ，２４ｂは、クラウン２２に別個に固定されてよい。例えば各スカート部分２４ａ，２４ｂは、以下でさらに説明するように、ストラット３０に沿って固定されてよい。スカート部分２４ａ，２４ｂは夫々、別個の閉鎖板部分５０ａ，５０ｂを有している。これらの閉鎖板部分５０ａ，５０ｂは、クラウン２２にスカート部分２４ａ，２４ｂを組み付けることにより閉鎖板５０を形成するように協働する。さらに以下で説明するように、スカート部分２４ａ，２４ｂは、夫々別個に形成されていてよいか、又はまず単一のスカート２４として形成されて、クラウン２２に対して組み立てられることを可能にするために分割されてよい。付加的に、幾つかの例において、スカートアセンブリ２４は、２つの別個の部分２４ａ，２４ｂの代わりに、単一の一体の部材として提供されてよい。例えばワンピースのスカート２４は、スカート２４がストラット３０に被されることによりスカート２４をクラウン２２に組み付けることができるような内径を備えて寸法設定されてよい。
【００１８】
閉鎖板５０は、通常、例えば鍛造工程又は鋳造工程において、各スカート２４又はスカート部分２４ａ，２４ｂの下側部分２５と共に単一部材として一体に形成されていてよい。例えば、１つの実施の形態において、閉鎖板５０及びスカート２４は、単一のブランクから、順送り型のスタンピング工程又は鍛造工程において形成される。
【００１９】
一方のスカート部分２４ａを示す図３から最もよく分かるように、スカート部分２４ａ，２４ｂは、エンジン運転中にボア表面と接触する表面に、きめ若しくは表面構造部６２を備えていてよい。例えば、表面構造部６２は、円形のボア表面に対して起伏のある表面を提供していてよい。起伏のある表面は、例えば一定量のエンジンオイル又は他の潤滑剤を、スカート２４の表面構造部６２及びエンジンボアの相補的な形状により形成されるポケット内に少なくとも一時的に蓄えることを可能にすることにより、スカート２４とボア表面との間の境界における摩擦を減じてよい。付加的に、スカート２４の境界面における表面起伏及び構造部は、スカート２４とボア表面との摩擦境界面に干渉する恐れがある小さなゴミを蓄える。表面構造部６２は、大きさにおいて比較的小さくてよく、例えばスカート２４の円形の形状に関して深さにおいては１ミリメートルよりも小さくてよい。１つの実施の形態において、表面構造部６２は、ローレット掛けプロセスにおいてスカート２４の表面に形成される。
【００２０】
図２から最もよく分かるように、スカート２４は、スカート２４の下側部分２５と閉鎖板５０との間を延びている、１つ又は複数の補強ウェブ８０を有していてよい。この補強ウェブ８０は、通常、閉鎖板５０及び／又はスカート２４の下側部分２５に対してほぼ垂直な平面において延びていること、及び、閉鎖板５０及びスカート２４の下側部分２５の両方に対して固定されていることにより、スカート２４に対する付加的な剛性を提供してよい。図２に示した例示的な実施の形態において、補強ウェブ８０は、例えば鍛造又はスタンピング（単なる例示）により、閉鎖板５０及び／又はスカート２４に統合されて成形されている。
【００２１】
ピストンクラウン２２及びピストンスカート２４は、ビーム溶接、レーザ溶接、形状接続、接着又は１つ若しくは複数のボルト、ねじによる機械的な固定等を含むが、これらに限定されないあらゆる形式で、互いに固定されてよいか又は不動に結合されてよい。例えば図１から最もよく分かるように、各スカート部分２４ａ，２４ｂは、対応する合わせ面９０，９２に沿ってストラット３０に対して固定されてよい。合わせ面９０，９２は、スカート部分２４ａ，２４ｂ及びストラット３０により夫々形成される。より具体的には、スカート部分２４ａは、ストラットの合わせ面９２ａに対して溶接される、スカートの合わせ面９０ａを形成してよい。これと同様に、スカート部分２４ｂは、ストラットの第２の合わせ面９２ｂに対して溶接される、スカートの合わせ面９０ｂを形成する。第２の合わせ面９２ｂは、ストラットの第１の合わせ面９２ａに関してリストピン孔３２の反対側に位置する側面に配置されている。
【００２２】
図１に示したように、合わせ面９０，９２は、クラウン２２及び／又はピストン２０の長手方向軸線Ａ−Ａに対して実質的に平行であってよい。合わせ面はまた、図示のように、実質的に真っ直ぐに延びていてよい。合わせ面９２、つまりクラウン２２とスカート２４とが不変に接合している場所は、ストラット３０に限られていてよく、これにより、クラウン２２に対するスカート部分２４の組付けの単純化がもたらされる。換言すると、スカート部分２４ａ，２４ｂはクラウン２２に対して、例えば合わせ面９０，９２に沿ってのみ、溶接といった持続的な固定プロセスにおいて固定されてよく、クラウン２２にスカート２４の他の領域を溶接するか又はそれ以外の方式で持続的で不変に固定する必要性は省かれる。
【００２３】
１つの例示的な実施の形態において、閉鎖板５０及びクラウン２２は、スカート２４をクラウン２２に対して、例えば溶接により不変に固定することとは異なり、非持続的な形式において互いに係合してよい。例えば閉鎖板５０及びクラウン２２は、例えば閉鎖板５０及びクラウン２２の一方の延長部が、他方の凹部に収容される位置合わせ／凹部配置において係合してよい。１つの実施の形態において、閉鎖板５０は、クラウン２２に係合する延長部又はリップ（図１〜３には図示せず）を画成若しくは形成してよい。さらに、クラウン２２は凹部又は溝９９（自由選択的に図１に点線で示す）を形成してよく、これにより、環状帯部分２６に隣接した、スカート２４及び閉鎖板５０の上側部分に対して、付加的に半径方向の支持を提供する。換言すると、延長部／凹部配置は、スカート２４に隣接するボア表面に関して、クラウンと係合している場所でのスカート２４に付加的な半径方向の剛性を提供するようになっていてよい。択一的には、閉鎖板５０は、ピストン２０に付加的な安定性又は強度を提供するために、例えば閉鎖板５０の周縁部に沿って溶接するといった持続的な形式でクラウンに固定されてよい。
【００２４】
ピストンクラウン２２及びピストンスカート２４を不動に接合することにより、ピストン２０は、概して、ワンピース又は「単一ブロック」ピストンアセンブリとして形成されている。つまり、ピストンクラウン２２は、概して、ピストンスカート２４がクラウン２２に対する固定後にピストンクラウン２２に対して不動であるように、ピストンスカート２４に一体化されている。
【００２５】
ピストンクラウン２２及びピストンスカート２４は、あらゆる好適な材料から構成されていてよい。１つの例示的な実施の形態において、クラウン２２及びスカート２４は、同一の材料から形成されている。別の例においては、ピストンクラウン２２は、ピストンスカート２４とは異なる材料から形成されていてよい。したがって、ピストンクラウン２２のために使用される材料は、ピストンスカート２４とは異なる機械的な特性、例えば降伏点、引張強さ又は切欠き靭性を有してよい。単なる例示として、クラウン２２は、鋼材料、鋳鉄又はアルミニウム材料から成形されていてよく、スカート２４は、鋳鉄、複合材料、アルミニウム、粉末金属から形成されている。クラウン２２及びスカート２４のためにあらゆる有利な他の材料又は組合せが用いられてよい。クラウン２２及びスカート２４はまた、様々な異なるプロセスで形成されていてもよく、例えばクラウン２２は概して単一の鋳造部材であり、スカート２４は鍛造されていてよい。あらゆる材料及び／又は成形法の組合せが、有利には使用されてよい。
【００２６】
ここで図４〜６を参照すると、クラウン１２２及びスカートアセンブリ１２４を有する他の例示的なピストンアセンブリ１２０が図示されている。このスカートアセンブリ１２４は、２つのスカート部分１２４ａ，１２４ｂを含んでいる。図４に特に示されていないが、クラウン１２２は、概して、実質的には上述のように例示的なピストン２０に示したように、クラウン１２２の周縁部に沿って延びている冷却ギャラリ（図示せず）を部分的に形成してよい。スカート１２４は別体の２つのスカート部分１２４ａ，１２４ｂを含んでいてよく、各スカート部分１２４ａ，１２４ｂは閉鎖板１５０を有する。閉鎖板１５０ａ，１５０ｂは、概して、冷却ギャラリ（図４〜６には図示せず）を閉じるように協働する。
【００２７】
１つ又は複数の流入口及び／又は流出口開口１７０ａ，１７０ｂ（まとめて１７０）は、冷媒が冷却ギャラリへ進入及び冷却ギャラリから進出することを可能にするために、例えば閉鎖板１５０ａ，１５０ｂに夫々設けられていてよい。流入口開口１７０ａは、流体、例えばクランクケースオイルを冷却ギャラリ（図４〜６には図示せず）へと方向付けるために、ピストン１２０内で１つ又は複数のノズル（図示せず）と運転中に連通していてよい。ピストン２０に関して上述したように、冷却ギャラリ内の流体は、概して、内燃機関（図示せず）との運転時に、ピストン１２０の往復運動により、冷却ギャラリの内壁を冷却してよい。冷却ギャラリ５６内へ導入された流体は、エンジン（図示せず）のクランクケース内への排出されるように、１つ又は複数の流出口開口１７０ｂを通じて逃げることができるようになっていてよい。付加的に、環状の通路（図示せず）が設けられている。この環状の通路は、冷却ギャラリから半径方向外方に、例えば、ピストン１２０と接触しているボア表面に隣り合うピストン１２０の外側表面に向かって延びていて、付加的な冷却ギャラリへの冷媒の進入／冷却ギャラリからの冷媒の排出を可能にすることにより、冷媒循環が促進される。
【００２８】
１つの例示的なスカート部分１２４ａを示している図５，６から最もよく分かるように、閉鎖板１５０ａは、凹部又は冷媒チャンネル１５２ａを形成してよい。この凹部又は冷媒チャンネル１５２ａは、概して、閉鎖板１５０の周縁部に沿って延びていて、運転中に冷媒（図示せず）が冷却ギャラリに沿って通るための通路を提供する。図５，６にはスカート部分１２４ａだけを示したが、スカート部分１２４ｂは、スカート部分１２４ａに関して記載したように凹部又は冷媒チャンネルを有していてもよい。付加的には、チャンネル１５２の縦方向の延びは、付加的な冷却ギャラリ容量を提供してよい、つまり、閉鎖板１５０ａ，１５０ｂにより囲まれている冷却ギャラリの縦方向の延びを、ピストン１２０の長手方向軸線に関して延長することにより提供してよい。
【００２９】
図５から最もよく分かるように、スカート部分１２４ａには、ピストン１２０の周囲の少なくとも一部分又は全部に沿って延びている延長リップ１５４ａが備えられていてよい。スカート部分１２４ａだけが図５，６に示されているが、スカート部分１２４ｂにも、スカート部分１２４ａについて記載したように、延長リップが設けられていてよい。延長リップ１５４ａは、種々異なる方法において、持続的及び非持続的にクラウン１２２と係合していてよい。
【００３０】
例えば、延長リップ１５４、閉鎖板１５０及びクラウン１２２は互いに、例えば溶接によるクラウン１２２とスカート１２４との持続的な固定とは異なり、非持続的な形式において係合していてよい。例えば閉鎖板１５０及びクラウン１２２は、例えば閉鎖板１５０及びクラウン１２２の一方の延長部が、他方の凹部に収容されるような位置合わせ形式で係合されていてよい。例えば、図５から最もよく分かるように、閉鎖板１５０は、クラウン１２２の溝（図４〜６には図示せず）内に収容される延長リップ１５４を形成してよく、これによりスカート１２４及び閉鎖板１５０の上側部分は、クラウン１２２に対して半径方向に支持される。
【００３１】
図５，６に示されているように、スカート部分１２４ａは、スカート部分１２４の下側部分１２５と閉鎖板１５０との間で延びる１つ又は複数の補強ウェブ１８０ａを含んでいてよい。この補強ウェブ１８０ａは、概して、例えば閉鎖板１５０ａに対してほぼ垂直に延びている平面におけるウェブ１８０ａの延びにより、スカート部分１２４ａに対する付加的な補強を提供してよい。補強ウェブ１８０ａは、閉鎖板１５０ａ及びスカート１２４ａの下側部分１２５ａの両方に対して固定されていてよい。例えば補強ウェブ１８０ａは、単なる例示ではあるが、例えば鍛造、スタンピング又は鋳造により閉鎖板１５０及び／又はスカート部分１２４ａと一体に成形されていてよい。スカート部分１２４ａが図５，６に示されているが、スカート部分１２４ｂには、スカート部分１２４ａに関して記載したのと同一の手法で補強ウェブが設けられていてよい。
【００３２】
ここで図７，８を参照すると、さらに別の例示的なピストンアセンブリ２２０が示されている。ピストンアセンブリ２２０は、ピストンアセンブリ２０，１２０と同様に、クラウン２２２と、第１のスカート部分２２４ａ及び第２のスカート部分２２４ｂから構成されているスカートアセンブリ２２４を含んでいる。各スカート部分２２４ａ，２２４ｂは夫々、延長リップ２８５ａ，２８５ｂを含んでおり、延長リップ２８５ａ，２８５ｂは、互いに向かって、ほぼピストンアセンブリ２２０の中央を通って延びている。例えば、図７から最もよく分かるように、延長リップ２８５ａ，２８５ｂは、互いに向かってストラット２３０を通って延びており、リップ２８５ａ，２８５ｂの端部の間に、比較的小さなギャップを画成するように協働する。このように、スカート部分２２４とクラウン２２２とにより形成されている冷却ギャラリ２５６は、概して、ピストンアセンブリ２２０の中央に向かって延びている。例えば、図８から最もよく分かるように、ギャラリの中央部分２５６′は、概して、閉鎖板２５０ｂ及びクラウン２２２により形成されている。運転中に、ギャラリを通じて循環するオイル又は他の冷媒／潤滑剤は、冷却ギャラリ２５６の上記中央部分２５６′を通って延長リップ２８５の間のギャップに通じてよく、かつギャップを介して中央部分２５６′から出てよい。したがって、オイルは通常、エンジンクランクケース（図示せず）へ戻り、また通常、ストラット２３０と、コネクティングロッド（図示せず）と、ギャップに隣接するリストピン（図示せず）との接触面を潤滑し、ピストンアセンブリ２２０、リストピン及び／又はコネクティングロッドの上記領域に対する冷却及び／又は潤滑が提供される。閉鎖板２５０ａ，２５０ｂの間に画成されているギャップは、冷却ギャラリ２５６の他の入口開口／出口開口（例えば図４に示したスカート部分１２４における開口１７０）に対して択一的に又は付加的に提供されてよく、これにより、冷却ギャラリ２５６を通じての冷媒又は潤滑剤の循環を、与えられた構成に対してさらにカスタマイズすることが可能になる。
【００３３】
スカート部分２２４ａ，２２４ｂ（スカート部分２２４ａについては図８に図示せず）の下側部分２２５ａ，２２５ｂは、下側部分２２５の両側面にバリ部分２２７を有する。これらのバリ部分２２７は、スカート部分２２４が鍛造プロセスにおいて形成されている場合にもたらされる。対照的に、例えば図４に示したピストンアセンブリ１２０から分かるように、単なる例示であるが鋳造工程においてスカート２２４が形成される場合には、ほぼ真っ直ぐなエッジがスカート部分２２４の下側部分２２５の側面に提供される。これらのバリ部分２２７は、概して、例えば下側部分２２５を側方から見た場合に、各下側部分２２５に対して全体として「鐘（ベル）」形を提供するように協働する。
【００３４】
ここで図９を参照すると、ピストンを製造する例示的なプロセス７００が記載されている。プロセス７００はブロック７０２から始まり、このブロック７０２において、ピストンクラウンが冷却ギャラリを形成する環状帯部分と、環状帯部分から離れるように延びている、リストピン孔を形成するためのストラットとを有するピストンクラウンを提供する。例えば上述したように、環状帯部分２６において冷却ギャラリ５６を形成するピストンクラウン２２を提供してよい。さらにピストンクラウン２２，１２２は、環状帯部分２６から延びる、リストピン孔３２，１３２を形成するためのストラット部分３０，１３０を含んでいてよい。ストラット部分３０，１３０及び環状帯部分２６，１２６は、概して、例えば鍛造又はスタンピング工程において互いに一体に組み込まれて形成されていてよい。プロセス７００は次にブロック７０４に進む。
【００３５】
ブロック７０４において、閉鎖板が一体に形成されているピストンスカートが形成される。例えば、上述したように、２つのスカート部分２４ａ，２４ｂ又は１２４ａ，１２４ｂ夫々に、一体に組み込まれて形成された閉鎖板５０，１５０が設けられていてよい。単なる例示であるが、順送り型の鍛造工程が、一体型若しくは統合型のスカート部分２４，１２４を形成するために使用されてよい。スカート２４，１２４は、例えばボア表面に沿って滑動することにより、関連したエンジンのボア表面に運転中に接触するために構成されている、ボア係合部分又は下側部分２５，１２５を含んでいてよい。スカート２４，１２４のボア係合表面の外側表面には、表面構造部が提供されてよく、これによりスカート２４とボア表面との間の接触の摩擦特性は高められる。付加的には、スカート２４は、有利なあらゆる構成、例えば上述したように鍛造工程からもたらされる「鐘」形を持った構成に形作られてよい。付加的にはスカート２４，１２４は、種々異なる材料から形成されてよいか、又は全く異なるタイプの成形プロセスにおいて形成されてよい。例えばクラウン２２，１２２は、鋼材から鋳造されてよく、これに対して、単に例示するだけだが、スカート２４，１２４はそれとは異なる鋼材又は複合材料から鍛造される。さらに鋼、アルミニウム、複合材、粉末金属又は他の適切な材料が、所定の用途に合わせるために、クラウン２２，１２２及び／又はスカート２４，１２４において使用されてよい。次いでプロセス７００はブロック７０６に進む。
【００３６】
ブロック７０６において、閉鎖プレートが、概して、冷却ギャラリを閉鎖するように、クラウンに対してスカートは固定される。例えば上述したようにスカート２４，１２４は、クラウン２２，１２２に対して固定されてよく、その場合、閉鎖板５０，１５０は、クラウン２２，１２２の内側表面と概して協働して、例えばエンジンオイルといった冷媒を、ピストン２０，１２０又はピストン２０，１２０の一部分を冷却するためにギャラリを通じて循環させるように構成された冷却ギャラリを形成する。スカート２４，１２４は、対応する合わせ面９０，９２に沿ってクラウンに固定されてよい。上述のように、スカート２４，１２４及びクラウン２２，１２２の合わせ面９０，９２は、クラウンの長手方向軸線Ａ−Ａに対してほぼ平行に延びていてよい。さらにスカート２４，１２４及びクラウン２２，１２２が概して不変に結合される合わせ面９０，９２は、クラウン２２，１２２のストラット３０，１３０に限定されていてよく、これにより、ピストン２０，１２０の組立ては単純化される。
【００３７】
ブロック７０８に進み、閉鎖板５０，１５０はクラウン２２，１２２に係合される。スカート２４，１２４の閉鎖板５０，１５０に特徴部分、例えば延長リップ１５４が提供されていてよい。この延長リップ１５４は、クラウンに対して相対的なスカート２４の上側部分の半径方向の支持を高めるために、クラウン２２の、例えば凹部といった対応する特徴ある部分に収容されてよく、スカート２４のクラウン２２に対する付加的な固定、例えば溶接の必要性は減じられる。択一的には、閉鎖板５０，１５０は、ピストン２０，１２０の補強又は安定性が付加的に望まれている場所に、クラウン２２，１２２に例えば溶接により不変に固定されてよい。
【００３８】
ここに記載されたプロセス、システム、方法、発見的方法に関して、このようなプロセスのステップ等はある順序に従って行われるように説明してきたが、このようなプロセスは、記載されたステップが、ここに記載された順序とは異なる順序で行われることによって実行できることが理解されるべきである。さらに、あるステップを同時に行うことができるか、他のステップを加えることができるか、又はここで記載されたあるステップを省略できることが理解されるべきである。換言すれば、ここでのプロセスの説明は、ある実施の形態を例示する目的で提供されており、請求項に記載された発明を限定するものと解釈されるべきではない。
【００３９】
したがって、上記説明は例示的であり限定的ではないことが意図されていることが理解されるべきである。提供された例以外の多くの実施の形態及び用途が、上記説明を読んだ場合に当業者に明らかになるであろう。発明の範囲は、上記説明に関して決定されるべきではなく、添付の請求項に関して、権利化されるこのような請求項に対する均等物の全ての範囲にしたがって決定されるべきである。ここで説明された技術において将来、発展が生じ、開示されたシステム及び方法がこのような将来の実施の形態に組み込まれることが予期及び意図されている。要するに、本発明は、変更及びバリエーションが可能であり、以下の請求項によってのみ限定されることが理解されるべきである。
【００４０】
請求項において使用された全ての用語は、そうでないとの明確な表示がここでなされない限り、当業者によって理解されるような最も広い合理的な構成及び通常の意味が与えられていることが意図されている。特に、"ａ"、"ｔｈｅ"、"ｓａｉｄ"等の単数形の冠詞の使用は、請求項がそうでないとの明確な限定を述べていない限り、１つ又は複数の示されたエレメントを述べるように読まれるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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