(57)【要約】  本発明は燃焼機関のためのピストン（１０，１１０，２１０，３１０）であって、ピストンヘッド（１１，１１１，２１１，３１１）とピストンシャフト（１６，１１６，２１６，３１６）とを有する形式のものに関する。本発明によればピストンシャフト（１６，１１６，２１６，３１６）の内壁（２２，１２２，２２２，３２２）に少なくとも１つの、ピストン中心軸線（Ａ）に対し平行に延在する補強リブ（２５，１２５，２２５，３２５）が設けられている。
2009531583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機関のためのピストン（１０，１１０，２１０，３１０）であって、ピストンヘッド（１１，１１１，２１１，３１１）とピストンシャフト（１６，１１６，２１６，３１６）とを有している形式のものにおいて、ピストンシャフト（１６，１１６，２１６，３１６）の内壁（２２，１２２，２２２，３２２）に少なくとも１つの、ピストン中心軸線（Ａ）に対し平行に延びる補強リブ（２５，１２５，２２５，３２５）が設けられていることを特徴とする、燃焼機関のためのピストン。
【請求項２】
少なくとも１つの補強リブ（２５，１２５，２２５，３２５）がピストンヘッド（１１，１１１，２１１，３１１）の領域から又はピストンシャフト（１６，１１６，２１６，３１６）の上方の領域からピストンシャフト（１６，１１６，２１６，３１６）の自由端部（２３，１２３，２２３，３２３）の領域まで延びている、請求項１記載のピストン。
【請求項３】
少なくとも１つの補強リブ（２５，１２５，２２５，３２５）が連続的に、ピストンヘッド（１１，１１１，２１１，３１１）の領域にもしくはピストンシャフト（１６，１１６，２１６，３１６）の上部領域に移行している、請求項１又は２記載のピストン。
【請求項４】
２つ又はそれよりも多い補強リブ（２５，１２５，２２５，３２５）が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のピストン。
【請求項５】
直径方向で向き合った補強リブ（２５，１２５，２２５，３２５）が設けられている、請求項４記載のピストン。
【請求項６】
２つの補強リブがピストン（１０，１１０，２１０，３１０）に設けられたボス孔（２１，１２１，２２１，３２１）の長手方向軸線（Ｂ）に対し横方向に配置されている、請求項５記載のピストン。
【請求項７】
少なくとも１つの補強リブ（２５，１２５，２２５，３２５）がほぼ台形又は円弧形又は半円形又は長方形の横断面を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載のピストン。
【請求項８】
少なくとも１つの補強リブ（３２５）がピストンヘッド（３１１）とピストンシャフト（３１６）との間の結合ウェブ（３２８）を形成している、請求項１から７までのいずれか１項記載のピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃焼機関のためのピストンであって、ピストンヘッドとピストンシャフトとを有する形式のものに関する。
【０００２】
燃焼機関のためのピストンは運転中に著しい負荷に晒される。
【０００３】
ヨーロッパ特許ＥＰ０１８８１０８Ｂ１号と日本国特許出願２０００−３２０３９７Ａ号とには燃焼機関のためのピストンであって、ピストンシャフトが内壁に沿って半径方向に循環する肉厚部を備えている。このような肉厚部は側方力で負荷された場合には効果がない。
【０００４】
本発明の課題は燃焼機関のピストンであって、ピストンヘッドとピストンシャフトを有する形式のものを改良して側方力の負荷に特に信頼性をもって耐え得るようにすることである。
【０００５】
前記課題は請求項１の特徴を有するピストンで解決された。本発明によればピストンシャフトの内壁に少なくとも１つの、ピストン中心軸線に対し平行に延在する補強リブを設けることが提案されている。
【０００６】
ピストンシャフトの内壁に少なくとも１つの長手方向に、つまりピストン中心軸に対し平行に配向された補強リブを設ける本発明の処置によって、ピストンシャフトが軸方向で安定化されるので、ピストンシャフトは運転中に発生する側方力負荷に高い信頼性をもって耐えることができる。この場合、補強リブの数と配置とは完全に変化させることができ、ピストンの全体構造と使用分野とだけに関連する。本発明による処置は任意のピストン構造、例えば一体であるか多部分から成るピストンに適している。
【０００７】
さらなる有利な構成は従属請求項に記載されている。
【０００８】
有利な実施形態では少なくとも１つの補強リブはピストンヘッドの領域から又はピストンシャフトの上方の領域からピストンシャフトの自由な端部の領域まで延在している。これによってピストンシャフトはその全軸方向長さに亘って補強され、この結果、信頼度の高い安定化が達成される。
【０００９】
少なくとも１つの補強リブは有利には連続的にピストンヘッドの領域にもしくはピストンシャフトの上方領域に移行するので、ピストンシャフトに作用する力は吸収されかつ妨げられずに放出される。
【００１０】
有利な形式で、発生する負荷の形式と強さとに応じて２つ以上の補強リブが設けられる。特に直径方向で向き合った２つの補強リブの配置は、ピストンの重量をあまり増大させないで特に大きな効果をもたらす。この場合には両方の補強リブを、ピストンに設けられたボス孔の長手方向中央軸線に対し横方向に配置することが有利である。
【００１１】
少なくとも１つの補強リブは任意の横断面を有することができる。この場合にはほぼ台形、円弧形、半円形又は長方形の横断面が有利であることが証明された。
【００１２】
少なくとも１つの補強リブはピストンヘッドとピストンシャフトとの間で、特にピストンヘッドに、開放した下側にカバーを有する冷却通路を備えていると結合ウェブを形成することができる。
【００１３】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１４】
図１ａと１ｂは、この場合には単体であるピストン１０の第１実施例が示されている。ピストン１０は自体公知の形式で、燃焼凹部１２並びに循環するファイヤウエブ１３及び循環するリング帯１４を有している。循環する冷却通路１５は一点鎖線で示されている。さらにピストン１０は自体公知の形式で、この実施例ではピストンヘッド１１と一体である、走行面１７を備えたピストンシャフト１６を有している。さらにピストンヘッド１１は自体公知の形式でボス結合部１８を介してボス１９と結合されている。該ボス１９は図示されていないピストンピンを受容するボス孔２１を有している。
【００１５】
ピストンシャフト１６の内壁２２には互いに直径方向で向き合った、ピストン中心軸線Ａに対し平行に配向された補強リブ２５が配置されている。補強リブ２５はピストンシャフト１６を軸方向で安定化するので、運転中に発生する側方力負荷は特に高い信頼度をもって吸収されることができる。これは本発明によるピストン１０に、ピストンシャフト１６が増大された軸方向の長さを有していると静かで共振の少ない運転経過を与える。補強リブ２５はこの実施例ではピストンヘッド１１の下面から、つまり燃焼凹部１２の下側を、ピストンシャフト１６の自由端部２３の領域まで延在する。これによりピストンシャフト１６はその全軸方向長さに亘って安定化される。補強リブ２５はこの実施例では連続的に、つまりシャープな縁を形成することなく、ピストンヘッド１１の領域に移行している。したがってピストンシャフト１６に作用する力は特に確実に吸収されかつ導出される。この実施例に示されているように互いに直径方向で向き合った２つの補強リブしか配置しないことによって本発明によるピストン１０の重量が大きく高められることはない。それでもこの配置によって特に効果的なピストンシャフト１６の安定化が達成される。このためには特にこの実施例の場合のように補強リブ２５がボス孔２１の長手方向軸線Ｂに対し横方向に配置されていると有利である。
【００１６】
補強リブ２５は任意の横断面を有していることができる。この場合にはほぼ台形又は円弧形又は半円形又は長方形の横断面が有利であることが証明されている。
【００１７】
図２ａと２ｂとにはこの場合には組立てられたピストン１１０の別の実施例が示されている。ピストン１１０は自体公知形式で燃焼凹部１１２並びに循環するファイヤウエブ１１３及び循環するリング帯１１４を備えたピストンヘッド１１１を有している。さらにピストン１１０はこの実施例では別体の、ピストンヘッド１１１と自体公知の形式で結合された、走行面１１７を有するピストンシャフト１１６を有している。さらにピストンシャフト１１６は自体公知の形式でボス結合部１１８を介してボス１１９に結合されている。ボス１１９は図示されていないピストンピンを受容するためのボス孔１２１を有している。ピストンヘッド１１１とピストンシャフト１１６とは循環する冷却通路１１５を取囲んでいる。
【００１８】
ピストンシャフト１１６の内壁１２２には互いに直径方向で向き合った、ピストン中心軸線Ａに対して平行でかつボス孔１２１の長手方向軸線Ｂに対し横方向に配向された２つの補強リブ１２５が配置されている。この補強リブ１２５は既に記載した機能を有している。補強リブはこの実施例はピストンシャフト１１６の上方の端部からピストンシャフト１１６の自由端部１２３まで延びている。これによってピストンシャフト１１６はその軸方向の全長に亘って安定化される。補強リブ１２５はこの実施例の場合にも連続的に、つまりシャープな縁が形成されることなく、ピストンシャフト１１６の上方の端部へ移行しているので、ピストンシャフト１１６に作用する力は特に高い信頼性をもって吸収されかつ導出される。
【００１９】
補強リブ１２５も任意の横断面を有することができ、ほぼ台形又は円弧形又は半円形又は長方形の横断面が有利であることが証明された。
【００２０】
図３ａと３ｂとにはこの場合には単体であるピストン２１０の別の実施例が示されている。ピストン２１０は自体公知の形式で燃焼凹部２１２並びに循環するファイヤウエブ２１３及び循環するリング帯２１４を有している。さらにピストン２１０は自体公知の形式で、この実施例ではピストンヘッド２１１と一体である、走行面２１７を有するピストンシャフト２１６を有している。ピストンヘッド２１１はさらに自体公知の形式でボス結合部２１８を介してボス２１９と結合されている。このボス２１９は図示されていないピストンピンを受容するためのボス孔２２１を有している。さらにピストンヘッド２１１にはリング帯２１４の高さに循環する、下方へ、つまりピストンシャフト２１６に向かって開いた冷却通路２１５が設けられている。この冷却通路は自体公知の形式でカバー２２４で閉鎖されている。カバー２２４を挿入するためにはピストンヘッド２１１とピストンシャフト２１６との間には切欠き２２６が設けられている。
【００２１】
ピストンシャフト２１６の内壁２２２には互いに直径方向で向き合った、ピストン中心軸線Ａに対し平行にかつボス孔２２１の長手方向軸線Ｂに対し横方向に配向された、既に記載した機能を有する補強リブ２２５が配置されている。補強リブ２２５はこの実施例ではピストンシャフト２１６の上方の領域から、ほぼボス孔２１８の高さからピストンシャフト２１６の自由端部２２３の領域まで延びている。これによりピストンシャフト２１６はその全軸方向の長さに亘って安定化される。補強リブ２２５はこの実施例でも連続的に、つまりシャープな縁を形成することなく、ピストンシャフト２１６の上方の領域に移行するのでピストンシャフト２１６に作用する力は特に確実に吸収されかつ導出される。
【００２２】
補強リブ２２５は同様に任意の横断面を有していることができる。この場合にはほぼ台形又は円弧形又は半円形又は長方形の横断面が有利であることが証明された。
【００２３】
図４ａと４ｂとには、この場合にも一体であるピストン３１０の別の実施例が示されている。ピストン３１０は自体公知の形式で燃焼凹部３１２並びに循環するファイヤウエブ３１３及び循環するリング帯３１４を有している。さらにピストン３１０は自体公知の形式で、この実施例ではピストンヘッド３１１と一体である、走行面３１７を有するピストンシャフト３１６を有している。ピストンヘッド３１１はさらに自体公知の形式でボス結合部３１８でボス３１９と結合されている。ボス３１９は図示されていないピストンピンを受容するためのボス孔３２１を有している。さらにピストンヘッド３１１にはリング帯３１４の高さに循環する、下方へ、つまりピストンシャフト３１６に向かって開いた冷却通路３１６を備えている。この冷却通路は自体公知の形式でカバー３２４で閉鎖されている。カバー３２４を挿入するためにはピストンヘッド３１１とピストンシャフト３１６との間に切欠き３２６が設けられている。
【００２４】
ピストンシャフト３１６の内壁３２２には２つの、互いに直径方向で向き合った、ピストン中心軸線Ａに対し平行でかつボス孔３２１の長手方向軸線Ｂに対し横方向に配向された補強リブ３２５が配置されている。この補強リブ３２５は既に記載した機能を有している。補強リブ３２５はこの実施例ではピストンシャフト３１６の上方領域、ほぼボス孔３１８の高さからピストンシャフトの自由端部３２３の領域まで延びている。
【００２５】
これによってピストンシャフト３１６はその軸方向の全長に亘って安定化される。切欠き３２６の領域では各補強リブ３２５の両側に開口３２７が形成され、したがってこの領域では各補強リブ３２５はピストンヘッド３１１とピストンシャフト３１６との間で結合ウェブ３２８を形成する。補強リブ３２５はこの実施例でも連続的に、つまりシャープな縁を設けることなしにピストンヘッド３１１の下方部分に移行するので、ピストンシャフト３１６に作用する力は特に高い信頼度で吸収されかつ導出される。
【００２６】
補強リブ３２５は同様に任意の横断面を有することができる。この場合にはほぼ台形、円弧形、半円形又は長方形の横断面が有利であることが証明された。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１ａ】本発明のピストンの第１実施例を２部分から成る断面図で示した図（右側の部分は左側の部分に対し９０°ずらされている）。
【図１ｂ】図１ａのＩｂ線に沿った断面図。
【図２ａ】本発明のピストンの別の実施例を図１ａに相応して示した図。
【図２ｂ】図２ａのＩＩｂ線に沿った断面図。
【図３ａ】本発明のピストンの別の実施例を図１ａに相応して示した図。
【図３ｂ】図３ａのＩＩＩｂ線に沿った断面図。
【図４ａ】本発明のピストンの別の実施例を図１ａに相応して示した図。
【図４ｂ】図４ａのＩＶｂ線に沿った断面図。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ピストン
１１  ピストンヘッド
１２  燃焼凹部
１３  ファイヤウェブ
１４  リング帯
１５  冷却通路
１６  ピストンシャフト
１７  走行面
１８  ボス結合部
１９  ボス
２１  ボス孔
２２  内壁
２３  端部
２５  補強リブ
１１０  ピストン
１１１  ピストンヘッド
１１２  燃焼凹部
１１３  ファイヤウェブ
１１４  リング帯
１１５  冷却通路
１１６  ピストンシャフト
１１７  走行面
１１８  ボス結合部
１１９  ボス
１２１  ボス孔
１２２  内壁
１２３  端部
１２５  補強リブ
２１０  ピストン
２１１  ピストンヘッド
２１２  燃焼凹部
２１３  ファイヤウェブ
２１４  リング帯
２１５  冷却通路
２１６  ピストンシャフト
２１７  走行面
２１８  ボス結合部
２１９  ボス
２２１  ボス孔
２２２  内壁
２２３  端部
２２４  カバー
２２５  補強リブ
２２６  切欠き
３１０  ピストン
３１１  ピストンヘッド
３１２  燃焼凹部
３１３  ファイヤウェブ
３１４  リング帯
３１５  冷却通路
３１６  ピストンシャフト
３１７  走行面
３１８  ボス結合部
３１９  ボス
３２１  ボス孔
３２２  内壁
３２３  端部
３２４  カバー
３２５  補強リブ
３２６  切欠き
３２７  開口
３２８  結合ウェブ
【図１ａ】
2009531583.tif 000003
【図１ｂ】
2009531583.tif 000004
【図２ａ】
2009531583.tif 000005
【図２ｂ】
2009531583.tif 000006
【図３ａ】
2009531583.tif 000007
【図３ｂ】
2009531583.tif 000008
【図４ａ】
2009531583.tif 000009
【図４ｂ】
2009531583.tif 000010
【国際調査報告】
2009531583.tif 000011
2009531583.tif 000012
2009531583.tif 000013
2009531583.tif 000014