(57)【要約】  ピストンは、長手方向の中心軸を有するピストン本体を含む。ピストンヘッドは複数のリング溝を伴って形成され、１対のピンボスはヘッドに従属し、ピストンの長手軸と交差する共通のピンボア軸に心出しされた１対のピンボアを伴って形成される。スカート部分は、長手方向に凸面形状のプロファイルがある外面を有する。プロファイルの外径は、低温および高温条件のいずれにおいてもピンボア軸から＋／−２ｍｍの範囲内にある。
2008508475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンであって、
中心長手軸を有するピストン本体と、
複数のリング溝を伴って形成されるピストンヘッド部分と、
ピンボア部分とを含み、ピンボア部分は、前記ピストン本体の前記長手軸と交差する共通のピンボア軸に心出しされた１対のピンボアを伴って形成された前記ピストンヘッド部分に従属し、さらに、
前記ピンボス部分を有する１片として形成された１対のスカート部分を含み、その各々は、長手方向に凸面形状のスカートプロファイルを有する外面を有し、スカートプロファイルは、ピストンがピストンの動作前の低温条件、およびピストンが運転温度に加熱されている高温条件ある場合にいずれも、その外径が前記ピンボア軸の＋／−２ｍｍの範囲内にある、ピストン。
【請求項２】
前記スカートの前記外面は、両方の長手方向において前記外径からより小さなサイズにテーパ状になっている、請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
前記テーパは、前記＋／−２ｍｍの範囲を越える前記スカートの他の領域が、ピストンの動作中に設置されると前記ピストンが動作する、ピストンボアに接触することを妨げるのに十分である、請求項１に記載のピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２００４年８月２日に出願された、米国仮出願番号第６０／５９８，００９号の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
１．技術分野
この発明は内燃機関のためのピストンに関する。
【０００３】
２．関連技術
スカートがテーパ状であった時代、組立られた上部スカートに先立って軟質の下部スカートがシリンダボアに接触することを確実にするために、伝統的にピストンにピンオフセットが加えられていた。スカートの外径は、ピン中心線上に位置しつつもオフセットピンと組合わさるように、さらに提案されてきた。ピンオフセットは、動作中にピストンの望ましくない二次運動を生じ、ピストン、リングおよびライナの早すぎる摩耗をもたらす。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の概要
対称なピストン設計を生成するために、中央ピンおよび中央スカートの組合せが用いられる。この設計によって、ピストンの二次運動を生成するような慣性およびガス負荷は、もはやピストンには作用しない。
【０００５】
中央ピンおよび中央スカートの組合せは、１）静かなピストンを生成し、２）ピストン開放端の応力を減じ、その結果質量を減じることができ、３）ランド部がよりきつく嵌合することができ、それがブローバイを減じ、４）スカート接触領域がより少なくなり、スカートの軟質領域での接触をもたらし、それが摩擦を減じ、５）中央ピンがより容易に製造できるようにし、６）渡されるピストンをなくすことにより中央ピンのＰＣＳアセンブリを減じ、７）ピストンを最初に正確に設計することをさらに容易にし、８）上死点着火における運動変化を著しく減じ、ランド部クリアランスの低減を可能にして、リング側摩耗およびリング微細溶接を減じる。
【０００６】
図面
この発明のこれらの、ならびに他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面に関して考慮されると、より容易に認識される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
詳細な説明
図１および図２を参照して、ピストン１０は、複数のピストンリング（示されない）の収容のための複数のリング溝１４を伴って形成される、ヘッド部１２を有して示される。リング溝間にはランド部１６がある。１対のピンボス１８がヘッド１２の下に突出し、横方向に互いから間隔をおかれる。ピンボス１８は、従来の態様でコネクティングロッド（示されない）にピストンを取付けるためのリストピン（示されない）を受取るために、軸方向に位置合わせされたピンボアまたはピンホール２０を伴って形成される。ピストン１０は、ピンホール軸２４がピストン中心線２２に相対して横方向にオフセットがないようにピンホール２０の軸を通過する、長手方向の中心線または軸２２を有する。
【０００８】
ピストン１０は、ピンボス１８の間のスカート部２６をピストン１０の両側に含む。ス
カート部２６は各々、ピストンおよびスカートの長手方向に凸面形状のスカートプロファイル３０を有する外面２８を有する。プロファイル３０は、ピストンが低温条件（すなわち動作前の周囲温度）にある場合も高温条件（すなわち運転温度に加熱された状態）にある場合もピンホール中心線２２の＋／−２ｍｍの範囲内にある、外径（すなわちピストンの中心線から径方向に外向きに最も遠い点）を有する。心出しされたピンホールおよび心出しされたスカートプロファイルの組合せによって、二次運動および摩耗の減少を含む、公知の先行のピストンからは明らかでなかった利点が与えられる。
【０００９】
このスカートプロファイルは、軟質の中央スカートが、ボアに接触する唯一のスカートの部分であることを確実にする。スカートプロファイルは、スカート外径がピン中心線高さ上にあるよう設計される。この設計の相違点は、この設計が中央ピンと組合わされていることであり、かつプロファイルが外径の両側で急激な落差を有することである。外径の両側におけるこの急激な落差により、コールドスタート温度および高温運転条件を含むすべてのピストン温度において、外径がピン中心線上にあることを確実にする。
【００１０】
伝統的に、動作中、特にスタートアップ時にピストンランド部が接触しないことを確実にするために、ランド部が縮小されてきた。ピストンランド部の接触は、ノイズ、ボア摩耗およびスカッフィングを引起しかねない。この発明のプロファイルにより、もはや、ピンオフセットおよびスカートオフセットがピストンに作用して著しい二次運動を生じることはない。二次運動を生じるよう作用する唯一の力は、スカート摩擦およびピン摩擦である。したがって、対象となる中央ピンおよび中央スカートプロファイル上のピストンランド部およびピストンランド部直径を縮小する必要はなく、ピストンは、動作中のランド部の熱成長を考慮することによってのみ決定される。ランド部からボアクリアランスまでは、ランド部のボアへの焼付きを防ぐのにちょうど十分なように有利に設計することができる。ランド部がボアに接触してしまっても、ピストンは平衡を保っているのでランド部にはノイズまたはスカッフィングを生成するエネルギはほとんどなく、また、オフセットピンホールを有する先行のピストンに関連付けられていた二次運動および合力も生じない。その結果、ピストンの安定化を助けるようにランド部を有利に用いることができる。
【００１１】
したがって、この発明は、ピストンの高温条件および低温条件においていずれも、ピストンの長手方向のピンホール中心線から＋／−２ｍｍの範囲内にその外径がある凸面のピストンスカートプロファイルとの組合わせにおける、ピストンの長手軸または中心線に対してピストンピンオフセットがゼロであるピストンを意図している。
【００１２】
明らかに、上記の教示に照らし、この発明の多くの修正および変形が可能である。したがってこの発明は、添付の請求項の範囲内において、具体的に記載されたものとは別のやり方で実施されてもよいことが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ピストンの立面図である。
【図２】図１のピストンの底面図である。
【図１】
2008508475.tif 000003
【図２】
2008508475.tif 000004
【国際調査報告】
2008508475.tif 000005