(57)【要約】  ピストン冠部（１０）とピストン基部（２０）を備えており、ピストン基部（２０）に空洞（２５）が設けられ、ピストン基部の、空洞（２５）を形成している壁にピン開口部（２６）が設けられている、内燃機関用の円柱形のピストンにおいて、少なくとも１つの油ガイド（２２）が、少なくともピストン基部（２０）の外周面に設けられ、油ガイド（２２）の方向が、ピストンの軸に関する軸方向の成分を有しており、油ガイド（２２）が、ピストン冠部（１０）からピン開口部（２６）の方向に延びていることを特徴とするピストン。
2010540813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン冠部（１０）およびピストン基部（２０）を備えており、前記ピストン基部（２０）に空洞（２５）が設けられ、前記ピストン基部の、前記空洞（２５）を形成している壁にピン開口部（２６）が設けられている、内燃機関用のピストンにおいて、
少なくとも１つの油ガイド（２２）が、前記ピストン基部（２０）の外周面に設けられ、前記油ガイド（２２）の方向が、ピストンの軸に関する軸方向の成分を有しており、前記油ガイド（２２）が、前記ピストン冠部（１０）から実質的に真っ直ぐに前記ピン開口部（２６）の方向に延びていることを特徴とするピストン。
【請求項２】
少なくとも１つの、側面の窪み（２７）が、少なくとも１つの前記ピン開口部（２６）に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
ロックリング（２１）が前記ピン開口部（２６）に挿入されていることを特徴とする請求項１または２に記載のピストン。
【請求項４】
前記空洞（２５）または前記側面の窪み（２７）を前記油ガイド（２２）に接続する少なくとも１つの油ガイド開口部（２３）が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のピストン。
【請求項５】
前記油ガイド開口部（２３）と前記ピン開口部（２６）とが、連続的に形成されていることを特徴とする請求項３および４に記載のピストン。
【請求項６】
前記油ガイド（２２）が溝であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のピストン。
【請求項７】
前記油ガイド（２２）の前記溝の、前記ピストン冠部の側の端部が、じょうご状の形状を有しており、および/または先細りになっていることを特徴とする請求項６に記載のピストン。
【請求項８】
１つの前記ピン開口部（２６）について２つの前記油ガイド（２２）の前記溝が設けられていることを特徴とする請求項６または７に記載のピストン。
【請求項９】
前記油ガイド（２２）が、案内方向に沿って細長いことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用の、油ガイドを有しているピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関用のピストンは、動作中にきわめて高い機械的および熱的負荷にさらされ、そのため、シリンダおよびピストンにおいて、それらの運動のために恒常的に摩擦にさらされる部位が、摩擦を可能な限り小さく保つために、充分に冷却され、および潤滑化されるように保証する必要がある。
【０００３】
１つの方策は、ピストンにおいて、ピストンの冠部の領域に周囲に環状の冷却チャネルであって、例えば油などの冷却手段を少なくとも１つの導入開口部を用いて注入することができる冷却チャネルを設けることである。冷却油の供給は、通常は、下降行程時、ピストンが油噴射ノズルに向かって移動している間に行われる。油の放出は、通常は、ピストンの上昇行程時、油を慣性力によって冷却チャネルの下側に対して押し、冷却チャネルから押し出すことによって行われる。
【０００４】
４ストロークエンジンにおける潤滑化は、例えば、油を潤滑点へと供給するポンプによって行われる。そのような潤滑点は、とりわけ、ピストンとシリンダの壁との間に存在している。ピストンの運動のために、ある量の油が、ピストンの冠部からぬぐい取られ、ピストンの外周に沿ってピストンの他の領域にも広がる場合がある。ここで、ピン開口部／ピンおよびピン／コネクティングロッド上部穴の間の可動部分を、これらの領域において潤滑化が絶対的に必要であるが、潤滑油を直接供給するのが困難である部分として、強調しておく必要がある。その理由は、これらの領域が常に上下に運動しており、したがってアクセスが困難であるからである。
【０００５】
従来技術では、コネクティングロッドの小端部の穴およびピンは、油の噴射（油ミスト）を介して、および/またはコネクティングロッドの軸部の穴を介して油を受け取っている。クランクシャフトのコネクティングロッド軸受から漏れる油が、シリンダの壁面へと遠心力によって間接的に飛ばされ、上述の領域にも飛ばされる。油ミストは、さまざまなやり方で生成できる。例えば、油噴射ノズルおよび／または潤滑ピンを、油を一様に分配するために設けることができる。
【０００６】
従来技術では、ピン開口部の周囲およびコネクティングロッドの上部（小端部）の穴の周囲の潤滑点への油の供給が、このように間接的であるため、これらの領域に、油の飛沫が、不充分にしか供給されず、および／または供給が不確かになることになりかねない。
【０００７】
特許文献１には、ピン開口部の領域に突出部分および窪みを有している内燃機関用のピストンが開示されている。特許文献２には、環状溝とピン開口部との間の接続部が設けられている軽量ピストンが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０８−１２１４３号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第１０，２００５，０４１，００１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、摩擦にさらされるピン開口部／ピンおよびピン／コネクティングロッド上部穴の間の部位の潤滑油の供給を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、請求項１に規定されているピストンによって達成される。さらなる好都合な実施態様が、従属請求項に規定されている。
【００１１】
すなわち、内燃機関用のピストンは、ピストン冠部およびピストン基部を備えており、ピストン基部に空洞が設けられ、ピストン基部の、空洞を形成している壁にピン開口部が設けられており、ピン開口部は、ピン穴とも称する場合もある。このピストンは、少なくとも１つの油ガイドが、ピストン基部の外周面に（外側に）設けられ、油ガイドの方向が、ピストンの軸に関する軸方向の成分を有しており、この油ガイドが、ピストン冠部から実質的にピン開口部の方向に延びていることを特徴としている。このようにして、ピストンの上下運動中にピストン冠部からぬぐい取られた油が、油ガイドによってあらかじめ定められた領域へと流れ込むことが保証される。ぬぐい取られてピストン冠部の下部領域に集まる油を、ピストン基部の部位へと移動させるために、油ガイドは、軸方向の成分を有している。ピストンの、下方への運動の際にぬぐい取られた油の一部が、その慣性に従って、上昇行程の際に油ガイドに沿って移動させられる。ピン開口部の直接的かつ所定の潤滑化を実現するために、ピストンは、ピストン冠部から実質的に真っ直ぐにピン開口部の方向に延びる油ガイドを有している。このようにして、ピストンの上下運動の間にピストン冠部からぬぐい取られた油が、潤滑化すべきピン開口部の領域に流れ込むことが保証される。換言すると、ピストンの頭部からピン開口部まで実質的に全体にわたり、実質的に最短の距離での所定の案内が行われ、この案内は、いかなる湾曲も偏向も有していないのが、少なくとも好ましい。
【００１２】
潤滑油を受け入れ、保持することができる少なくとも１つの、側面の窪み（横逃げ）が、ピストンのピン開口部（ピン穴）に設けられていることが好ましい。本発明による油ガイドによれば、そのような側面の窪みに、その形態のために、摩擦面へと潤滑油を供給するという目標とする働きをさせることができる。当然ながら、「油」という用語は、油チャネルに沿って移動し、分散するための適切な粘度を有する限り、他の潤滑手段および／または冷却手段も含むことを理解すべきである。
【００１３】
保持リング（ロックリング）がピン開口部に挿入されていることが好ましい。保持リングによって、ピンの望ましくない変位が防止される。
【００１４】
空洞または側面の窪みを油ガイドに接続する少なくとも１つの油ガイド開口部が、円柱形のピストンに設けられていることが好ましい。このような油ガイド開口部は、空洞、および、場合によってはピン開口部の側面の窪みに、目標とするように油を供給するための適切な手段を構成する。このようにして、ピンは、ピストンの外面の方向からだけでなく、ピストンの内面の方向からも油を供給される。したがって、潤滑剤を、ピンとコネクティングロッドの小端部の穴との摩擦面の間にも、ピストンに沿ってきわめて容易に分散させることができる。さらに、空洞内に、場合によっては空洞の側面の窪み内に存在する油が、その距離の近さ（近接）のために、潤滑すべき領域、すなわちピン開口部／ピンおよびピン／コネクティングロッド上部穴に特に達しやすい、油の飛沫としても機能する。
【００１５】
油ガイド開口部とピン開口部とは、連続的に形成されていることが好ましい。ピン開口部と油ガイド開口部とを連続的に構成するのは、製造の観点から有利である。結果として、油は、保持リングの背後を、側面の窪みおよび空洞へとそれぞれ導かれる。
【００１６】
油ガイドは溝であることが好ましい。ピストンの外周領域に溝を導入するのは、本発明による油ガイドを構成する簡単かつ安価な手法である。
【００１７】
油ガイド溝の、ピストン冠部側の端部は、ぬぐい取られた油が油ガイド溝へと好ましく流れるように、じょうご状の形状および／または先細りであることが好ましい。このようにして、油の分配および量を、形状によって調整することができる。
【００１８】
ピン開口部を２つの側から一様に潤滑化するために、１つのピン開口部について２つの油ガイド溝が設けられていることが好ましい。
【００１９】
油ガイドは、案内の方向に沿って細長い形状を有していることが好ましい。案内の方向の長さが、それに垂直な方向におけるよりも大幅に長い油ガイドは、ピストンを構造的に弱くすることがほとんどない。
【００２０】
以下に、図面に示す本発明の実施の形態をさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明によるピストンの一部分の模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図は、ピストン冠部１０とピストン基部２０とを有している、本発明のピストン１の詳細を示している。ピストン冠部は、円柱形の形状であって、環状溝（スナップリング溝）１１および、不図示のオイルリングを備えている。図において、空洞２５を有するピストン基部２０が、ピストン冠部１０に下方から隣接している。この場合のように、ピストン基部２０は、必ずしも円柱形の形状を有する必要はない。このような形態において、ピストン基部２０は、外周から凹まされて箱状のピストン基部を形成する複数の壁を備えている。ピストン基部２０の外周の領域に、ピンを支持するための、互いに対向している２つのピン開口部２６が設けられている。図においては、ピストンのうちの、ピン開口部２６を１つだけ有している一部分のみが図示されている。これらのピン開口部２６に、図に示されているように、ピン開口部２６に形成された溝に受け入れられたロックリング２１を備えることができる。図において、ピン（図示されていない）が、ピン開口部２６に支持され、コネクティングロッド（図示されていない）の小端部の穴のための軸として機能する。ピストン１の空洞２５は、コネクティングロッドが、ピストン１、コネクティングロッド、およびクランクシャフトの行程によって決まる振幅でピンを中心にして回転できるように構成されている。
【００２３】
本実施の形態のピストン１においては、油ガイド溝２２が、ピン基部の外周面においてピストン冠部１０の下端からピン開口部２６の方向に実質的に真っすぐに延びている。さらに、ピストン基部２０は、ピン開口部２６に近接した油ガイド開口部２３を有している。油ガイド開口部２３は、油ガイド溝２２の、ピン開口部の側の端部を、ピン開口部２６の側面の窪み（横逃げ）２７に接続している。
【００２４】
シリンダ内でのピストン１の下降行程の際にピストン冠部１０からぬぐい去られる油の一部が、最初に、油ガイド溝２２の、ピストン冠部の側の端部に集まり、上昇行程の際に、好ましくは、自身の慣性のために、油ガイド溝２２に沿って、ピン開口部２６に近接した油ガイド開口部２３、およびピン開口部２６の側面の窪み２７によって予め定められた所定の領域に流れる。このようにして、油が、潤滑すべき領域、特に、摩擦の中心であるピン開口部／ピンおよびピン／コネクティングロッド上部穴へと、直接的に案内されて到達する。
【００２５】
油ガイド溝２２の、ピストン冠部の側の端部を、油が油ガイド溝２２に沿ってピン開口部２６の方向に移動する前に、より多く集まるように構成してもよい。特に、油ガイド溝２２の、ピストン冠部の側の端部は、じょうご状の形状を有していてよく、あるいは、先細りになっていてよく、その結果、ぬぐい取られた油は、好ましいことに、そのようにして形成される窪み２８を通って油ガイド溝２２へと流れる。同様に、油ガイド溝２２の、ピン開口部側の端部も、その形状によって油の分配に影響を与えることができる。特に、この端部は、油をピン開口部２６の周囲、またはピンの周囲に一様に分布させるために、ピン開口部２６を少なくとも部分的に包み込むようになっていてよい。さらに、油ガイド溝２２およびその両端部の特定の構成によって、ピン開口部２６に向かう方向に案内される油の量を、目標とする量にしてもよい。
【００２６】
１つまたは複数のピン開口部２６に対して、複数の油ガイド溝２２を設けてもよく、それらの溝を、互いに異なる形状および長さを有するように構成してもよい。特に、ピン開口部２６を２つの側から一様に潤滑化するために、２つの油ガイド溝２２が、１つのピン開口部２６に対して機能させられる。
【００２７】
最後に、油のガイドは、必ずしも溝、チャネル、または窪みの形態で設けなくてもよいことに触れておく。具体的には、ガイドを、１つまたは複数の突き出し縁または適切なコーティングによって形成することが可能である。この場合、所定の流路を、潤滑剤、ピストンの素材、および油ガイド部の表面の効果によって実現することができる。
【図１】
2010540813.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月13日(2010.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
特許文献１には、ピン開口部の領域に突出部分および窪みを有している内燃機関用のピストンが開示されている。特許文献２には、環状溝とピン開口部との間の接続部が設けられている軽量ピストンが開示されている。
特許文献３は、油の導管が、ピストンの下側の、いわゆるウインドウ面に向かって、すなわち油受けに向かって設けられているピストンに関するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【特許文献１】特開平０８−１２１４３号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第１０，２００５，０４１，００１号明細書
【特許文献３】国際公開第２００６／０７２２９３号パンフレット
【国際調査報告】
2010540813.tif 000004
2010540813.tif 000005
2010540813.tif 000006
2010540813.tif 000007
2010540813.tif 000008
2010540813.tif 000009