(57)【要約】内燃機関のための、複数部分より成る冷却形ピストン（２０）であって、鋼より鍛造されたピストン上部（１）と、ピストン下部（２）とから成っており、前記ピストン上部（１）がピストン内の燃焼室凹部（３）と、環状部分（１１）を備えた環状壁（４）とを有しており、前記ピストン下部（２）が、ピストンスカート（９）と、ピストン（２０）をコンロッドに接続するピストンピンを受容するためのボス（１２）と、ピストンスカート（９）に接続されたボス支持部（６）とを有している形式のものにおいて、製造費用を安価にし、しかも良好な形状安定性を得るために、ピストン上部（１）内に形成された冷却通路（７）が、その周面に分配配置され、かつピストンヘッドに向けられた複数の孔（１４）を有しており、これらの孔（１４）間に存在するピストン材料が接続リブ（８）を形成していて、これらの接続リブ（８）が半径方向でピストン縦軸線（Ｋ）に向かって、環状に延びる環状リブ（５）の各区分を形成しており、ピストン下部（２）が、ボス支持部（６）に接続された、環状に延びる、接合面を備えた支持リブ（１０）を有しており、ピストン上部（１）とピストン下部（２）とが、環状リブ（５）及び支持リブ（１０）の前記接合面によって解除不能に結合されており、冷却通路（７）が冷却通路カバー（１３）によって閉鎖可能である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のための、複数部分より成る冷却形ピストン（２０）であって、鋼より鍛造されたピストン上部（１）と、ピストン下部（２）とから成っており、前記ピストン上部（１）がピストンヘッド内の燃焼室凹部（３）と、環状部分（１１）を備えた環状壁（４）とを有しており、前記ピストン下部（２）が、ピストンスカート（９）と、ピストン（２０）をコンロッドに接続するピストンピンを受容するためのボス（１２）と、ピストンスカート（９）に接続されたボス支持部（６）とを有している形式のものにおいて、
ピストン上部（１）内に形成された冷却通路（７）が、その周面に分配配置され、かつピストンヘッドに向けられた複数の孔（１４）を有しており、これらの孔（１４）間に存在するピストン材料が接続リブ（８）を形成していて、これらの接続リブ（８）が半径方向でピストン縦軸線（Ｋ）に向かって、環状に延びる環状リブ（５）の各区分を形成しており、
ピストン下部（２）が、ボス支持部（６）に接続された、環状に延びる、接合面を備えた支持リブ（１０）を有しており、
ピストン上部（１）とピストン下部（２）とが、環状リブ（５）及び支持リブ（１０）の前記接合面によって解除不能に結合されており、
冷却通路（７）が冷却通路カバー（１３）によって閉鎖可能である、
ことを特徴とする、内燃機関のための、複数部分より成る冷却形ピストン。
【請求項２】
前記複数の孔（１４）が、半径方向で左右対称かつ／又は左右非対称に、冷却通路（７）の周面に亘って分配されている、請求項１記載のピストン。
【請求項３】
前記複数の孔（１４）が、最大で冷却通路（７）の全高さ（Ｈ）の半分に相当する深さ（ｈＢ）を有している、請求項２記載のピストン。
【請求項４】
前記複数の孔（１４）の軸線のうちの少なくともいくつかが、ピストン縦軸線（Ｋ）に対して平行に延びている、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】
前記複数の孔（１４）の軸線が、ピストン縦軸線（Ｋ）に対して鋭角の角度をなして延びている、請求項４記載のピストン。
【請求項６】
前記複数の孔（１４）が円筒形又は長孔の形状を有している、請求項５記載のピストン。
【請求項７】
ピストン上部（１）とピストン下部（２）との解除不能な結合が、溶接結合又ははんだ付け結合である、請求項１記載のピストン。
【請求項８】
ピストン上部（１）が、抗酸化性の、及び／又は耐熱性の材料より成っていて、ピストン下部（２）が析出硬化されたフェライト・パーライト製の鋼又は調質鋼より成っている、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、内燃機関のための、複数部分より成る冷却形ピストンであって、鋼より鍛造されたピストン上部と、ピストン下部とから成っており、前記ピストン上部がピストン内の燃焼室凹部と、環状部分を備えた環状壁とを有しており、前記ピストン下部が、ピストンスカートと、ピストンをコンロッドに接続するピストンピンを受容するためのボスと、ピストンスカートに接続されたボス支持部とを有している形式のものに関する。
【０００２】
内燃機関のための、複数部分より成る冷却形ピストンは、特開昭６１−１７５２５５号公報により公知である。この公知のピストンは、ピストンの環状部分の高さに複数のリブを有していて、これらのリブ間に、燃焼室凹部から環状部分への熱伝導を低減するための断熱板が配置されている。
【０００３】
国際公開第００／７７３７９号明細書によれば、内燃機関のための別のピストンが公知であって、このピストンは、熱導出を改善するために、冷却通路内に薄い金属薄板より成る、半径方向に配置された複数の横方向壁を備えた壁部を有している。
【０００４】
このような構造は、高い点火圧及び高い温度（最近のディーゼル機関において発生する）のために、ピストンを、その形状安定性に関連して改善するためには適していない。
【０００５】
本発明の課題は、複数部分より成る、冷却形のピストンを改良して、安価な製造費用で、高いガス圧力及び高い温度の作用に基づくピストン変形に抗して良好に作用するようなものを提供することである。
【０００６】
この課題を解決した本発明によれば、ピストン上部内に形成された冷却通路が、その周面に分配配置され、かつピストンヘッドに向けられた複数の孔を有しており、この場合、これらの孔間に存在するピストン材料が接続リブを形成していて、これらの接続リブが半径方向でピストン縦軸線に向かって、環状に延びる環状リブのそれぞれの区分を形成している。ピストン下部は、ボス支持部に接続された、環状に延びる、接合面を備えた支持リブを有している。ピストン上部とピストン下部とは、環状リブ及び支持リブの前記接合面によって解除不能に結合されており、冷却通路が冷却通路カバーによって閉鎖可能である。
【０００７】
このような形式で製造されたピストンにおいては、冷却通路は、ピストンヘッド若しくは燃焼室凹部に向かってより近くに形成されているにも拘わらず、高い形状安定性を有している。しかも、複数の接続リブを配置したことによって、冷却通路内にいわば隔室が形成され、つまり撹拌室（シェーカー室）が形成され、それによって冷却オイルの滞在時間が延長され、ひいては冷却しようとするピストン領域の熱導出が改善された。
【０００８】
有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【０００９】
本発明は以下に図示の実施例を用いて詳しく説明されている。
【００１０】
図１は、本発明によるピストンのピストンピン方向で断面した断面図、
図２は、本発明によるピストンの、図１のII−II線に沿った断面図を下から見た図、
図３は、本発明の第１及び第２実施例によるピストンの、ピストンピン方向に対して直交する横方向で断面した断面図、
図４は、本発明によるピストンの、図１のIV−IV線に沿った断面図、
図５は、本発明によるピストンの斜視図、
図６は、本発明によるピストンの別の実施例の、図１のIV−IV線に沿った断面図である。
【００１１】
本発明による複数部分より成る冷却形ピストン２０は、鍛造されたピストン上部１と、ピストン下部２とから成っており、ピストン上部１は、燃焼室凹部３と、環状部分１１を備えた環状壁４と、冷却通路７とを有していて、ピストン下部２は、ピストンスカート９とボス支持部６（図５参照）とを有している。図示の実施例によれば、冷却通路７内に複数の孔１４が設けられており、これらの孔１４は、周面に左右対称に分配して配置されていて、ピストンヘッド方向でつまりピストン縦軸線Ｋに対して平行に設けられている。孔１４の深さｈＢは、最大で冷却通路７の全高さＨの半分に相当するので、妨げられることのない冷却オイル循環回路が得られる。このような構造によって、冷却効果を高める冷却オイルのための複数の撹拌室が得られる。図面には、隔オイル流入部及びオイル流出部は図示されていない。オイル流入部及びオイル流出部（図示せず）を備えた、２つの部分より成るばね部材より成る冷却通路カバー１３によって、冷却通路７をピストンスカート９に向かって開放する端部において閉鎖することができる。
【００１２】
図３及び図４に示されているように、複数の孔１４間の接続リブ８として構成された材料領域は、ピストン縦軸線Ｋに対して半径方向で、環状リブ５の、全体が環状リブ５を形成している区分内に移行している。孔１４及びひいては接続リブ８は、図４に示されているように、冷却通路７の外周部に亘って半径方向で左右対称に分配して配置されている。別の実施例（図示せず）では、孔の数及びひいては接続リブ８の分布が次のように構成されている。つまり、圧力−対抗圧力方向Ｄ若しくはＧＤにおいて、この方向に対して直交する方向におけるよりも多くの接続リブ８が配置されており、即ち、接続リブ８が冷却通路７内で周面側に左右非対称に分配配置されている。従って、冷却通路７内における孔１４及びひいては接続リブ８の分布は（ピストン主軸線ＫＨによって形成された象限Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶを用いて説明すれば）、象限Ｉ内で左右対称（図４）又は左右非対称（図示せず）若しくは部分対称の（図６）分布が得られるか、又はピストンヘッド内の場所的な温度分布とは無関係な分布が得られるように、特徴付けられている。これによって、負荷を受けた場合、ピストンの発生した温度及び緊張負荷に抗して良好に作用することができる。この場合、孔１４は、図４及び図６に示されているように円形の孔によって形成されているか、又は長孔（図示せず）として形成されていて、長孔の長い側がピストン中央から半径方向外方でピストン壁部に向かって延びている。このような孔配置の実施例によって、これらの孔は種々異なる間隔を有していて、接続リブ８として構成された材料が増大される。燃焼室凹部３からの熱の導出にさらに影響を及ぼすために、孔１４の先端は円形であるか、又は図１に示されているように角を付けて形成されていてよい。
【００１３】
孔１４の軸線は、図１に示されているように、ピストン縦軸線Ｋに対して平行であるか、かつ／又は、つまり組み合わせで、ピストン縦軸線Ｋに対して鋭角に延びていてよい。この場合、孔１４は燃焼室凹部３に向かって延びている。
【００１４】
図３に示されているように、ボス支持部６から環状に延びる支持リブ１０が形成されており、この支持リブ１０の幾何学的な寸法は環状リブ５の幾何学的な寸法に相当する。ピストン上部１とピストン下部２とは、支持リブ１０及び環状リブ５を介して、溶接又ははんだ付け法によって互いに解除不能に結合されている。ピストン上部１は有利な形式で、抗酸化作用を有し、かつ／又は耐熱性の材料より成っていて、ピストン下部２は、析出硬化されたフェライト・パーライト製（ferritisch-perlitisch）の鋼又は調質鋼より形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明によるピストンのピストンピン方向で断面した断面図である。
【図２】本発明によるピストンの、図１のII−II線に沿った断面図を下から見た図である。
【図３】本発明の第１及び第２実施例によるピストンの、ピストンピン方向に対して直交する横方向で断面した断面図である。
【図４】本発明によるピストンの、図１のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】本発明によるピストンの斜視図である。
【図６】本発明によるピストンの別の実施例の、図１のIV−IV線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
２０  複数部分より成る冷却形ピストン、  １  ピストン上部、  ２  ピストン下部、  ３  燃焼室凹部、  ４  環状壁、  ５  環状リブ、  ６  ボス支持部、  ７  冷却通路、  ８  接続リブ、  ９  ピストンスカート、  １０  支持リブ、  １１  環状部分、  １２  ボス、  １３  冷却通路カバー、  １４  孔  Ｋ  ピストン縦軸線、  ＫＨ  ピストン主軸線、  Ｈ  冷却通路高さ、  ｈＢ  孔１４の深さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2006500506.tif 000010
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