(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンヘッド（１１）と、
ピストンスカート（１６）と、
該ピストンヘッド（１１）内に配置されたクーリングチャンネル（１５）と、
該クーリングチャンネル（１５）に開口する少なくとも１つの孔（１７）であって、該孔（１７）内には冷却オイル噴流（Ａ）のためのガイド管（１８）が収容されている、少なくとも１つの孔（１７）と
を備える、内燃機関用のピストン（１０）であって、
前記ガイド管（１８）の第１の自由端（１８ａ）に噴流分配器（１９）が配置されており、
前記ガイド管（１８）の第２の自由端（１８ｂ）の領域で、前記ガイド管（１８）の外周面が、前記ピストン（１０）の内面（２５）に相対回動しないように当接する当付け面（２４）を有し、
前記当付け面（２４）の一部は、円錐状の傾斜した肩部（２４ａ）として形成されていることを特徴とする、内燃機関用のピストン。
【請求項２】
前記噴流分配器（１９）は、中心に配置された開口（２３）を有している、請求項１記載のピストン。
【請求項３】
前記噴流分配器（１９）は、前記ガイド管（１８）の軸線に対して互いに反対の側に位置する２つのガイド面（２１）と、前記ガイド管（１８）の軸線に対して互いに反対の側に位置する２つの支持面（２２）とを有し、該支持面（２２）を介して、前記噴流分配器（１９）が前記ガイド管（１８）の前記第１の自由端（１８ａ）に結合されている、請求項１記載のピストン。
【請求項４】
前記噴流分配器（１９）の前記ガイド面（２１）は、凸状、凹状または平面状の形状を有している、請求項３記載のピストン。
【請求項５】
前記噴流分配器（１９）の前記ガイド面（２１）は、前記冷却オイル噴流（Ａ）が前記クーリングチャンネル（１５）の周方向に分配されるように、前記クーリングチャンネル（１５）内に配置されている、請求項３記載のピストン。
【請求項６】
前記噴流分配器（１９）の前記ガイド面（２１）は、前記クーリングチャンネル（１５）の中心より上方に配置されている、請求項３から５までのいずれか１項記載のピストン。
【請求項７】
前記ガイド管（１８）は、周方向に延び、かつ半径方向外方に向かって延在する当付け肩部（２９）を有し、該当付け肩部（２９）は、前記クーリングチャンネル（１５）内で前記孔（１７）の領域に支持される、請求項１記載のピストン。
【請求項８】
前記ガイド管（１８）は、前記当付け肩部（２９）の領域で、半径方向内方に向かってばね弾性を有する少なくとも２つの舌片（２６）を有している、請求項７記載のピストン。
【請求項９】
前記ガイド管（１８）および／または前記噴流分配器（１９）は、金属製の材料および／またはプラスチックから製造されている、請求項１記載のピストン。
【請求項１０】
前記ガイド管（１８）の第２の自由端（１８ｂ）の直径は、前記ガイド管（１８）の第１の自由端（１８ａ）の直径の１．５倍〜２．５倍である、請求項１記載のピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンヘッドと、ピストンスカートと、ピストンヘッドに配置されたクーリングチャンネルと、該クーリングチャンネルに開口する少なくとも１つの孔とを備え、該孔内に冷却オイル噴流のためのガイド管が収容されている、内燃機関用のピストンに関する。
【０００２】
冷却オイル流のためのガイド管が収容されているクーリングチャンネルを備えたピストンは、たとえば国際公開第００／０４２８６号に基づいて公知である。クーリングチャンネル内で循環する冷却オイルは、ピストンを冷却するために働く。冷却オイルは通常、公知の形式で、クランクケースの領域に設けられた少なくとも１つのピストン噴射ノズルによって少なくとも１つの流入孔内へ噴射される。この場合に問題となるのは、冷却オイルが単に点状にクーリングチャンネル内へ噴射されるので、ピストンの幾つかの領域が十分に冷却されないことである。
【０００３】
本発明の課題は、冒頭で述べたピストンを改良して、できるだけ単純かつ廉価な形式で、クーリングチャンネル内における冷却オイルの最適な分配、ひいては特に効果的な冷却が達成されるようにすることである。
【０００４】
この課題を解決した本発明による構成では、ガイド管の第１の自由端に噴流分配器が配置されており、ガイド管の第２の自由端の領域で、ガイド管の外周面が、ピストンの内面に相対回動しないように当接する当付け面を有している。
【０００５】
本発明による構成は、噴流分配器の位置調整が、ガイド管の第２の自由端における当該ガイド管の幾何学的な形成によって予め設定されているので、クーリングチャンネル内での噴流分配器の手間のかかる調整が不要であることにより優れている。むしろ、噴流分配器の調整は既にガイド管と噴流分配器との組付け時に行われるので、クーリングチャンネル内での噴流分配器の位置は既に組付けの時点で構造的に予め設定されている。
【０００６】
有利な実施の形態は、従属請求項から明らかになる。
【０００７】
好適には、孔内でのガイド管の軸方向の装着を付加的に確保するために、当付け面の一部が、傾斜した、もしくは円錐形の肩部として形成されている。
【０００８】
噴流分配器は、ガイド管を通じてガイドされた冷却オイル噴流の一部を直接にピストン頂面の下側へガイドし、ピストンの冷却をさらに最適化するために、中心に配置された１つの開口を有していてよい。ガイド管の流入開口の直径は、ガイド管の直径の１．５〜２．５倍であってよい。
【０００９】
好適な別の態様では、噴流分配器が、互いに反対の側に位置する２つのガイド面と、互いに反対の側に位置する２つの支持面とを有していて、該支持面を介して、噴流分配器がガイド管の第１の自由端に結合されている。この構成は、ピストンの外側における、ガイド管に対する噴流分配器の特に簡単な調整を可能にする。
【００１０】
好適には、噴流分配器のガイド面が、ガイド管の組付け後に、冷却オイル噴流がクーリングチャンネルの周方向に分配されるように、クーリングチャンネル内に配置されている。これによって、ピストンの特に効果的な冷却が確実にされる。ガイド面は、凸状、凹状または平面状に形成されて、クーリングチャンネルの中心よりも上方に配置されていてよい。
【００１１】
さらに好適な態様では、ガイド管が、周方向に延び、かつ半径方向外方に向かって延在する、円錐形の当付け肩部を有している。この当付け肩部は、クーリングチャンネル内で孔の領域に支持される。したがって、ピストン内におけるガイド管の所望の軸方向の位置決めが簡単な形式で保証され得る。
【００１２】
ピストン内での組付けを簡単にするために、ガイド管は、当付け肩部の領域に、半径方向内方に向かってばね弾性を有する少なくとも２つの舌片を有している。
【００１３】
好適には、ガイド管および／または噴流分配器は、金属製の材料および／またはプラスチックから製造されている。材料の選択は、個別の事例の要求に応じている。
【００１４】
本発明の実施の形態を以下に添付の図面につき詳しく説明する。図面は概略的であり、正しい縮尺では示されていない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るピストンの実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１に示したピストンを１８０°回転させた位置で詳細に示した断面図である。
【図３】図１に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】本発明に係るピストンに用いられる噴流分配器を有するガイド管を詳細に示した断面図である。
【図５】図４に示したＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【００１６】
図１から図３には例示的に、内燃機関用の本発明に係るピストン１０が図示されている。本実施の形態において一体的な、つまり一部分から成るピストン１０は、ピストン頂面１２を備えたピストンヘッド１１を有している。ピストン頂面１２は公知の形式で燃焼キャビティを備えてよい（図示せず）。ピストン頂面１２には、環状に延びるトップランド１３と、ピストンリング（図示せず）を収容する複数のリング溝を備えた環状に延びるリング部分１４とが続いている。リング部分１４の領域には、環状に延びるクーリングチャンネル１５が設けられている。さらにピストン１０は、公知の形式でピストンスカート１６を有している。
【００１７】
ピストン１０が内部で運動するシリンダクランクケースは、公知の形式でノズルを装備している。これらのノズルによって、冷却オイル噴流Ａが、本実施の形態ではほぼ円筒状に形成された孔１７内へ噴射される。孔１７は、ピストン１０のクーリングチャンネル１５に開口している。ピストン噴射ノズル（図示せず）の方向で、孔１７内にはガイド管１８が収容されている。
【００１８】
ガイド管１８は、図４および図５に拡大して示されている。ガイド管１８は、本実施の形態ではスリーブ状に形成されていて、その第１の自由端１８ａで噴流分配器１９に結合されている。噴流分配器１９は、クーリングチャンネル１５の内部で冷却オイル噴流Ａを変向させる、互いに反対の側に位置する２つのガイド面２１と、互いに反対の側に位置する２つの支持面２２とを有している。特に図５から判るように、噴流分配器１９は、支持面２２を介してガイド管１８の第１の自由端１８ａに結合されている。組み付けられた状態では（図２および図３を参照）、噴流分配器１９は、ガイド面２１が冷却オイル噴流Ａを分配して２つの部分噴流Ａ１およびＡ２を形成するように、クーリングチャンネル１５の内部に配置されている。これらの部分噴流Ａ１，Ａ２は、クーリングチャンネル１５の周方向に変向されるので、部分噴流Ａ１，Ａ２はクーリングチャンネル１５の内部を循環する。本実施の形態では、噴流分配器１９が、中心に配置されかつ軸方向に向けられた開口２３をさらに有している。この開口２３を通じて、冷却オイル噴流Ａの別の部分噴流Ａ３が軸方向で、ピストン頂面１２の領域のクーリングチャンネル１５の上面に向かってガイドされ、これによってピストン１０の冷却をさらに最適化することができる（図２を参照）。
【００１９】
本発明によれば、ガイド管１８の外周面は、第２の自由端１８ｂの領域に当付け面２４を有している。この当付け面２４は、当該当付け面２４がピストン１０の内面２５に相対回動しないよう当接するように、形成されている。このピストン１０の内面２５の位置および形状は自由に選択可能である。本実施の形態では、当付け面２４の一部が円錐状の傾斜した肩部２４ａとして形成されている。噴流分配器１９は、孔１７内でのガイド管１８の組付け前に、ガイド管１８に取り付けられ、この場合、冷却オイル噴流Ａの、ガイド面２１により形成された部分噴流Ａ１，Ａ２が運転中にクーリングチャンネル１５の内部で所望の方向に変向され、本実施の形態ではクーリングチャンネル１５内で循環するように変向されるように、噴流分配器１９のガイド面２１はガイド管１８の当付け面２４に関連して方向付けられている。当付け面２４に関連した噴流分配器１９のこの方向付けは自由に選択され得るので、冷却オイル噴流Ａの変向を個別の要求に適合させることができる。重要なのは、ピストン１０内でのガイド管１８の組付け時に、クーリングチャンネル１５内における噴流分配器１９の別の位置調整が不要であることである。
【００２０】
本実施の形態では、孔１７内でのガイド管１８の組付けは、半径方向内方に向かってばね弾性を有する少なくとも２つの舌片２６によって行われる。これらの舌片２６は、本実施の形態では、軸方向に延びる複数のスリット２７により形成されている。この場合、それぞれ２つのスリット２７は、周方向に延びる空所２８により互いにつながっている。ガイド管１８を孔１７内で保持するために、周方向に延び、かつ半径方向外方に向かって延在する当付け肩部２９が設けられている。この当付け肩部２９は、ばね弾性的な舌片２６の下縁部に形成されており、クーリングチャンネル１５内で孔１７の領域に支持される。組み付けのために、ガイド管１８はピストン１０の下側から軸方向で孔１７を通じて押し込まれる。この場合、舌片２６がまず半径方向内方に向かって撓むので、舌片２６に形成された当付け肩部２９を孔１７を通じてガイドすることができる。当付け肩部２９が完全に孔１７を通じてガイドされるとすぐに、舌片２６は半径方向外方に向かってはね戻る、つまり復元するので、当付け肩部２９はクーリングチャンネル１５の底部に支持され、ガイド管１８は軸方向で確実に孔１７内に保持されている。一方では、ガイド管１８の当付け面２４と、ピストン１０の内面２５とが協働することにより、ガイド管１８は相対回動しないようにピストン１０の孔１７内に保持されている。他方では、当付け面２４の傾斜した肩部２４ａと、ピストン１０の内面２５とが協働することにより、ガイド管１８は規定された程度を超えて軸方向で上方に向かって移動することができず、したがってガイド管１８の軸方向の装着が確保されている。
【００２１】
本発明の全ての構造部品は、金属製の材料またはプラスチックから製造されていてよい。
【図１】
0006005152.tif 000002
【図２】
0006005152.tif 000003
【図３】
0006005152.tif 000004
【図４】
0006005152.tif 000005
【図５】
0006005152.tif 000006