(57)【要約】  内燃機関のための、ピストンスカートを有するピストンであって、該ピストンスカート内に、ピストンを受容するための２つのピストンピン穴が設けられており、これらのピストンピン穴の表面がクレーター状の複数のくぼみを有している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のための、ピストンスカートを有するピストンであって、該ピストンスカート内に、ピストンピンを受容するための２つのピストンピン穴が配置されている形式のものにおいて、
ピストンピン穴の表面にクレーター状の複数のくぼみが設けられていることを特徴とする、ピストンスカートを有するピストン。
【請求項２】
前記複数のくぼみがほぼ円形であって、これらのくぼみが室温で形成されている、請求項１記載のピストン。
【請求項３】
前記くぼみが、所定の粒度を有するピーニング材によってピストンピン穴の表面に形成されている、請求項１又は２記載のピストン。
【請求項４】
前記ピーニング材が球状のピーニング材である、請求項３記載のピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した、内燃機関のための、ピストンスカートを有するピストンであって、該ピストンスカート内に、ピストンを受容するための２つのピストンピン穴が設けられている形式のものに関する。
【０００２】
内燃機関のためのピストン、特に一体的な又は複数部分より成るピストン（スカート付きピストン；Ｐｅｎｄｅｌｓｃｈａｆｔｋｏｌｂｅｎ）は公知である。このようなピストンは、ピストンスカート領域に、ピストンピンを受容するための２つのピストンピン穴を有しており、これらのピストンピン穴を介して、ピストンがコンロッド（連接棒）に接続されている。ピストンが駆動されると、ピストンピンとピストンピン穴とが相対運動するので、これらの材料対は滑動特性を有していなければならない。勿論、使用された材料対に関連して、良好な滑動特性が得られないことがあるので、固着が発生することがある。このような固着を避けるために、これまで様々な可能性が提案されている。１つの可能性として、ピストンピン穴内にブッシュ（筒）が挿入され、このブシュがその材料特性に基づいてピストンピンとの固着を阻止するようになっている。このようなブッシュは製造時に挿入されるので、特に大量生産のピストンは製造費用が高価になり、付加的な部品の操作を必要とし、しかもブッシュをピストンとは別に製造する必要がある。
【０００３】
ピストンピン穴内でピストンピンが固着するのを避けるためのその他の可能性は、ピストンピン穴内に、ピストンピン穴の内周全体に亘って延在していない（つまり途中で中断されている）溝を形成し、この溝に、外部特に冷却通路から又はピストンの内部領域から潤滑剤が供給されるようにする、という点にある。しかしながらこのような溝は、ピストンとピストンピン穴とから成る対の所定の領域においてしか潤滑が保証されない、という欠点がある。しかも、このために、潤滑剤（大抵の場合はエンジンオイル）が溝内に達するように配慮しなければならない。このためには、この溝ピストンの冷却通路を介して潤滑剤を供給したい場合には、高価な手段が必要となる。またこのために、溝から冷却通路に向かって延びる接続部を設ける必要があり、これによってピストンの製造費用は高価になる。環状に延びる半径方向の溝と類似の別の手段は、ピストンピン穴の表面に螺旋状の細い溝を形成することであるが、このためには高価な製造費用が必要となり、滑動特性に関連して満足な結果は得られない。
【０００４】
本発明の課題は、簡単な形式でピストンピン穴内におけるピストンピンの滑動特性が改善され、固着が確実に避けられるような、内燃機関のピストンを提供することである。
【０００５】
この課題は、請求項１の特徴部によって解決された。
【０００６】
本発明によれば、ピストンピン穴の表面に、クレーター（漏斗の形）状の複数のくぼみが設けられている。従って、ピストンピン穴の表面は、例えばゴルフボールの公知の表面と比較され得る。このようなクレーター状の複数のくぼみは、オイル貯蔵容積を増大し、これらのくぼみ内に潤滑剤特にエンジンオイルを収集し、滑動膜若しくは支持クッションを形成することができる、という利点を有している。このような滑動膜が形成されることによって、ピストンピン穴内でのピストンの相対運動に基づいて、固着を効果的に阻止することができる。それと同時に、ピストンピン穴は、ピストンのために重要な特性を有している。特に有利には、複数のくぼみがほぼ円形であって、それによって一方では、潤滑剤を収容することができる十分なくぼみが形成され、他方では、ピストンピンとピストンピン穴との相互接触時にオイルの流出を阻止するくぼみのクレーターが形成される。ピーニング材（Ｓｔｒａｈｌｇｕｔ）としては所定の粒度を有する材料、例えば十分な球状を有する粒が使用される。高速で噴射されるこのようなピーニング材によって、ピストンピン穴の表面は衝撃を受け、それによって粒がピストンピン穴の表面に衝突する際にクレーター状のくぼみが形成されるが、この粒がピストンの材料内に侵入することはない。
【０００７】
この場合、球粒の噴射時に、ピストンピン穴の表面にクレーター形状によって、強度を高める残留応力が生ぜしめられる、という別の利点が得られる。
【手続補正書】
【提出日】平成17年2月15日(2005.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した、内燃機関のための、ピストンスカートを有するピストンであって、該ピストンスカート内に、ピストンを受容するための２つのピストンピン穴が設けられている形式のものに関する。
【０００２】
内燃機関のためのピストン、特に一体的な又は複数部分より成るピストン（スカート付きピストン；Ｐｅｎｄｅｌｓｃｈａｆｔｋｏｌｂｅｎ）は公知である。このようなピストンは、ピストンスカート領域に、ピストンピンを受容するための２つのピストンピン穴を有しており、これらのピストンピン穴を介して、ピストンがコンロッド（連接棒）に接続されている。ピストンが駆動されると、ピストンピンとピストンピン穴とが相対運動するので、これらの材料対は滑動特性を有していなければならない。勿論、使用された材料対に関連して、良好な滑動特性が得られないことがあるので、固着が発生することがある。このような固着を避けるために、これまで様々な可能性が提案されている。１つの可能性として、ピストンピン穴内にブッシュ（筒）が挿入され、このブシュがその材料特性に基づいてピストンピンとの固着を阻止するようになっている。このようなブッシュは製造時に挿入されるので、特に大量生産のピストンは製造費用が高価になり、付加的な部品の操作を必要とし、しかもブッシュをピストンとは別に製造する必要がある。
【０００３】
ピストンピン穴内でピストンピンが固着するのを避けるためのその他の可能性は、ピストンピン穴内に、ピストンピン穴の内周全体に亘って延在していない（つまり途中で中断されている）溝を形成し、この溝に、外部特に冷却通路から又はピストンの内部領域から潤滑剤が供給されるようにする、という点にある。しかしながらこのような溝は、ピストンとピストンピン穴とから成る対の所定の領域においてしか潤滑が保証されない、という欠点がある。しかも、このために、潤滑剤（大抵の場合はエンジンオイル）が溝内に達するように配慮しなければならない。このためには、この溝ピストンの冷却通路を介して潤滑剤を供給したい場合には、高価な手段が必要となる。またこのために、溝から冷却通路に向かって延びる接続部を設ける必要があり、これによってピストンの製造費用は高価になる。環状に延びる半径方向の溝と類似の別の手段は、ピストンピン穴の表面に螺旋状の細い溝を形成することであるが、このためには高価な製造費用が必要となり、滑動特性に関連して満足な結果は得られない。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９９５６４２５号明細書によれば、ピストンとピストンピンとコンロッドとから成る構造ユニットが公知であり、この場合、ピストンは軸受を形成するボス穴を有していて、コンロッドが大きいコンロッド軸受と小さいコンロッド軸受とを有していて、これらの軸受が、ピストンピン若しくはクランクシャフトのための軸受を形成しており、さらに、構造ユニットの少なくとも１つの軸受の、少なくとも高い負荷のかかる領域が、レーザビームによって粗くされている。ピストンのボス穴内及びコンロッド軸受内における摩擦若しくは固着が避けられるような程度の軸受の粗さが得られるようになっている。しかしながらレーザビームによって粗くされた表面は、高負荷時に高い負荷のかかるピストンにおいて摩擦若しくは固着が効果的に避けられる程度の潤滑剤（エンジンオイル）を受容することができない、という不都合がある。
【０００５】
アメリカ合衆国特許出願第２００３／００１０４０６号明細書によれば、鉄又は鋼材料にコーティングを設け、このコーティングに複数のくぼみを設けることが公知である。
【０００６】
本発明の課題は、簡単な形式でピストンピン穴内におけるピストンピンの滑動特性が改善され、固着が確実に避けられるような、内燃機関のピストンを提供することである。
【０００７】
この課題は、請求項１の特徴部によって解決された。
【０００８】
本発明によれば、ピストンピン穴の表面に、クレーター（漏斗の形）状の複数のくぼみが設けられている。従って、ピストンピン穴の表面は、例えばゴルフボールの公知の表面と比較され得る。このようなクレーター状の複数のくぼみは、オイル貯蔵容積を増大し、これらのくぼみ内に潤滑剤特にエンジンオイルを収集し、滑動膜若しくは支持クッションを形成することができる、という利点を有している。このような滑動膜が形成されることによって、ピストンピン穴内でのピストンの相対運動に基づいて、固着を効果的に阻止することができる。それと同時に、ピストンピン穴は、ピストンのために重要な特性を有している。特に有利には、複数のくぼみがほぼ円形であって、それによって一方では、潤滑剤を収容することができる十分なくぼみが形成され、他方では、ピストンピンとピストンピン穴との相互接触時にオイルの流出を阻止するくぼみのクレーターが形成される。ピーニング材（Ｓｔｒａｈｌｇｕｔ）としては所定の粒度を有する材料、例えば十分な球状を有する粒が使用される。高速で噴射されるこのようなピーニング材によって、ピストンピン穴の表面は衝撃を受け、それによって粒がピストンピン穴の表面に衝突する際にクレーター状のくぼみが形成されるが、この粒がピストンの材料内に侵入することはない。
【０００９】
この場合、球粒の噴射時に、ピストンピン穴の表面にクレーター形状によって、強度を高める残留応力が生ぜしめられる、という別の利点が得られる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のための、ピストンスカートを有するピストンであって、該ピストンスカート内に、ピストンピンを受容するための２つのピストンピン穴が配置されている形式のものにおいて、
ピストンピン穴の表面にクレーター状の複数のくぼみが設けられていて、これらのくぼみが円形であることを特徴とする、ピストンスカートを有するピストン。
【請求項２】
前記複数のくぼみが室温で形成されている、請求項１記載のピストン。
【請求項３】
前記くぼみが、所定の粒度を有するピーニング材によってピストンピン穴の表面に形成されている、請求項１又は２記載のピストン。
【請求項４】
前記ピーニング材が球状のピーニング材である、請求項３記載のピストン。
【国際調査報告】
2007504411.tif 000002
2007504411.tif 000003
2007504411.tif 000004
2007504411.tif 000005