(57)【要約】  本発明は、内燃機関用のピストン（１）であって、ピストンスカート（２）と、ピストンスカート（２）に配置され、リング部（４）を有するピストンヘッド（３）と、を備え、ピストンスカート（２）は、支持機能を担う複数のスカート壁部分（５）と、奥まったボックス壁（１４）とを有し、ボックス壁（１４）は、スカート壁部分（５）を互いに結合し、湾曲した延びおよびピン孔（７）を有し、リング部（４）の下方には、ピン孔（７）の領域に、アンダカットしたフリースペース（２１）が、ピストンヘッド（３）の領域内に存在し、ピストン（１）は、スラスト側（１２）と反スラスト側（１３）とを有し、ピストン（１）は、ピストン（１）のスラスト側（１２）に、ピストン直径（２０）の３５％〜５１％のボックス壁（１４）のボックス壁間隔（２７）を有する、かつ／またはピストン（１）は、ピストン（１）の反スラスト側（１３）に、ピストン直径（２０）の２６％〜３９％のボックス壁（１４）のボックス壁間隔（２８）を有する、ピストン（１）に関する。
2018525562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用のピストン（１）であって、
ピストンスカート（２）と、
前記ピストンスカート（２）に配置され、リング部（４）を有するピストンヘッド（３）と、
を備え、
前記ピストンスカート（２）は、支持機能を担う複数のスカート壁部分（５）と、奥まったボックス壁（１４）とを有し、前記ボックス壁（１４）は、前記スカート壁部分（５）を互いに結合し、湾曲した延びおよびピン孔（７）を有し、
前記リング部（４）の下方には、前記ピン孔（７）の領域に、アンダカットしたフリースペース（２１）が、前記ピストンヘッド（３）の領域内に存在し、
前記ピストン（１）は、スラスト側（１２）と反スラスト側（１３）とを有する、
ピストン（１）において、
前記ピストン（１）は、前記ピストン（１）の前記スラスト側（１２）に、ピストン直径（２０）の３５％〜５１％の前記ボックス壁（１４）のボックス壁間隔（２７）を有する、かつ／または
前記ピストン（１）は、前記ピストン（１）の前記反スラスト側（１３）に、前記ピストン直径（２０）の２６％〜３９％の前記ボックス壁（１４）のボックス壁間隔（２８）を有する、
ことを特徴とするピストン（１）。
【請求項２】
前記ピストン（１）は、前記ピストン（１）の前記スラスト側（１２）に、前記ピストン直径（２０）の４０％〜５１％、好ましくは４６％〜４９％の前記ボックス壁（１４）のボックス壁間隔（２７）を有することを特徴とする、請求項１記載のピストン（１）。
【請求項３】
前記ピストン（１）は、前記ピストン（１）の前記反スラスト側（１３）に、前記ピストン直径（２０）の３０％〜３９％、好ましくは３４％〜３７％の前記ボックス壁（１４）のボックス壁間隔（２８）を有することを特徴とする、請求項１記載のピストン（１）。
【請求項４】
トップランド（２９）の上縁と、前記ピストン（１）のピン孔軸線（８）に対して横方向のフリースペース（２１）の頂点（３０）との間の間隔（Ｘ）は、前記トップランド（２９）の拡がり（ＦＳ）より小さいことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のピストン（１）。
【請求項５】
前記トップランド（２９）の前記上縁と、前記ピン孔軸線（８）に対して平行な前記フリースペース（２１）の前記頂点（３０）との間の間隔（Ｙ）は、前記トップランド（２９）の前記拡がり（ＦＳ）より小さいことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のピストン（１）。
【請求項６】
前記トップランド（２９）の前記上縁と、前記ピストン（１）の前記ピン孔軸線（８）に対して横方向の前記フリースペース（２１）の前記頂点（３０）との間の前記間隔（Ｘ）および／または前記トップランド（２９）の前記上縁と、前記ピン孔軸線（８）に対して平行な前記フリースペース（２１）の前記頂点（３０）との間の間隔（Ｙ）は、前記トップランド（２９）の前記拡がり（ＦＳ）より小さく、５０％〜９５％、好ましくは６５％〜９０％であることを特徴とする、請求項４または５記載のピストン（１）。
【請求項７】
抜き溝（２３）の半径方向の深さ（Ｚ）は、２ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上、特に４ｍｍ以上の寸法を有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のピストン（１）。
【請求項８】
前記スラスト側（１２）における前記ボックス壁（１４）の中央線（１５）と、前記ピン孔軸線（８）に対して横方向の前記ピストン（１）の中央線（２５）との間の間隔（Ａ）は、前記スラスト側（１２）における前記ボックス壁（１４）の中央線（１５）と、前記ピン孔軸線（８）に対して横方向の前記ピストン（１）の前記中央線（２５）との間の、前記ピストン（１）の周領域における間隔（Ｂ）より大きいことを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のピストン（１）。
【請求項９】
前記反スラスト側（１３）における前記ボックス壁（１４）の中央線（１６）と、前記ピン孔軸線（８）に対して横方向の前記ピストン（１）の中央線（２５）との間の間隔（Ｃ）は、前記スラスト側（１２）における前記ボックス壁（１４）の中央線（１５）と、前記ピン孔軸線（８）に対して横方向の前記ピストン（１）の前記中央線（２５）との間の前記間隔（Ａ）より小さいことを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載のピストン（１）。
【請求項１０】
前記反スラスト側（１３）における前記ボックス壁（１４）の中央線（１６）と、前記ピン孔軸線（８）に対して横方向の前記ピストン（１）の中央線（２５）との間の、前記ピストン（１）の周領域における間隔（Ｄ）は、前記反スラスト側（１３）における前記ボックス壁（１４）の中央線（１６）と、前記ピン孔軸線（８）に対して横方向の前記ピストン（１）の中央線（２５）との間の前記間隔（Ｃ）より小さいことを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載のピストン（１）。
【請求項１１】
前記スラスト側（１２）における前記ボックス壁（１４）の中央線（１５）と、前記ピン孔軸線（８）に対して横方向の前記ピストン（１）の前記中央線（２５）との間の前記間隔（Ａ）と、前記ボックス壁（１４）の前記中央線（１５）との間の交点の位置は、前記ピストン直径（２０）の１０％〜３５％、好ましくは１５％〜３０％、特に２０％〜２５％であることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載のピストン（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部の特徴に即した内燃機関用のピストンに関する。
【０００２】
内燃機関用のピストンは、上位概念をなす独国特許出願公開第１９７４００６５号明細書（DE 197 40 065 A1）において公知である。このピストンの場合、ボスは、外側のボス間隔がピストン直径の６０％〜６５％またはそれ以下であるようにピン軸線方向で後退されている。両滑動面を互いに結合するボス外面は、滑動面のレベルで見て直線の（リニアな）延びを有する。このピストンの場合、ボス外面（ボックス壁ともいう）は、基本的には、平らではなく、湾曲もしており、具体的には、ピストン軸線に対して平行な断面でも、垂直な断面でも湾曲している。しかし、このとき、面の曲率傾向は、ピストン軸線に対して垂直な断面で見て常にボックス壁の面全体について一定である。これにより、ボックス壁の間隔が上向きに（ピストンヘッド方向で）小さくなれば、支持機能を担う滑動面の幅は、上向きに減少していく。
【０００３】
これにより独国特許出願公開第１９７４００６５号明細書（DE 197 40 065 A1）は、内燃機関用の軽金属製ピストンであって、屋根形のピストンヘッドを備え、ピストンヘッドは、燃焼室凹みを有し、ボスは、外側のボス間隔がピストン直径の６０％〜６５％またはそれ以下であるようにピン軸線方向で後退されており、後退されたボスの外面の上方に、周方向で４５°〜６０°の角度を形成する開いた中空室が設けられており、中空室は、ピストンヘッドに向かってリング部の裏側の領域内へ延在し、ボス内面は、台形にまたは段状に段付けされて形成されており、スカート長さは、ピストン直径の４０％〜４５％である、軽金属製ピストンを開示している。
【０００４】
さらにピストンは、独国特許出願公開第１０１４５５８９号明細書（DE 101 45 589 A1）において公知である。このピストンは、複数のリング溝を有するリング部と、場合によっては燃焼室凹みとからなるピストンヘッドを備える。ピストンの運動方向でピストンヘッドの下方には、ピストンスカートが配置されており、このピストンスカートは、運転中、内燃機関内でピストンを支持する２つのスカート壁部分からなっており、スカート壁部分は、内燃機関のシリンダ内でピストンを案内するために用いられる。スカート壁部分は、奥まった結合壁を介して互いに結合されており、結合壁は、シリンダの摺動面に対して結合関係を有しない。
【０００５】
この独国特許出願公開第１０１４５５８９号明細書（DE 101 45 589 A1）のピストンの場合、結合壁は、凸状、凹状またはこれらの湾曲の組み合わせからなることができる湾曲した延びを有する。さらにこの公知のピストンの場合、結合壁の領域で、リング部の下側の縁部は、結合壁を越えて張り出すように形成されており（張り出し分）、そこで少なくとも部分的に肉抜きされている。その結果、重量削減を目的としたフリースペース（空間）が生じる。
【０００６】
本発明の根底にある課題は、ピストン質量を減じ、かつピストンのボックス領域における応力分布を改善した内燃機関用のピストンを製造することである。
【０００７】
上記課題は、請求項１の特徴により解決されている。
【０００８】
本発明により、ピストンは、ピストンのスラスト側に、ピストン直径の３５％〜５１％のボックス壁のボックス壁間隔を有する、かつ／またはピストンは、ピストンの反スラスト側に、ピストン直径の２６％〜３９％のボックス壁のボックス壁間隔を有する。
【０００９】
スラスト側とは、ピストンが燃焼中に支持されるピストン側またはシリンダ側のことをいう。スラスト側は、クランク軸の回転方向とは反対側に位置する。反スラスト側は、スラスト側とは反対側に位置するピストン側またはシリンダ側のことである。本発明により構成されるスカート支持により、ピストン内のより均一な応力分布が達成される。これにより、さらに大きなリング部アンダカットを行うことができる。ピストンの質量は、大幅に減じられているが、同時に、極めて高い熱負荷および機械的負荷を有する昨今の内燃機関の要求に耐える。
【００１０】
さらに本発明において、ピストンは、ピストンのスラスト側に、ピストン直径の４０％〜５１％、好ましくは４６％〜４９％のボックス壁のボックス壁間隔を有していてもよい。さらに本発明において、ピストンは、ピストンの反スラスト側に、ピストン直径の３０％〜３９％、好ましくは３４％〜３７％のボックス壁のボックス壁間隔を有していてもよい。これによりボックス壁は、互いに近づき、これによりこのことは、さらなる材料節減に至らしめる。ピストンのスラスト側および反スラスト側におけるより小さなスカート面は、摩擦を軽減させる。
【００１１】
さらに本発明において、トップランドの上縁と、ピストンのピン孔軸線に対して横方向のフリースペースの頂点との間の間隔は、トップランドの拡がりより小さくしてもよい。さらに本発明において、トップランドの上縁と、ピン孔軸線に対して平行なフリースペースの頂点との間の間隔は、トップランドの拡がりより小さくしてもよい。リング部の重量のある部分におけるより強いアンダカットは、最適化された鋳型技術の使用を可能にする。
【００１２】
さらに本発明において、トップランドの上縁と、ピストンのピン孔軸線に対して横方向のフリースペースの頂点との間の間隔および／またはトップランドの上縁と、ピン孔軸線に対して平行なフリースペースの頂点との間の間隔は、トップランドの拡がりより小さく、５０％〜９５％、好ましくは６５％〜９０％であってもよい。これにより、材料節減と、ピストン質量の減少とが達成される。
【００１３】
さらに本発明において、抜き溝の半径方向の深さは、２ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上、特に４ｍｍ以上の寸法を有していてもよい。抜き溝のできる限り大きな半径方向の深さにより、この領域におけるピストン質量の減少が達成される。
【００１４】
さらに本発明において、スラスト側におけるボックス壁の中央線と、ピン孔軸線に対して横方向のピストンの中央線との間の間隔は、スラスト側におけるボックス壁の中央線と、ピン孔軸線に対して横方向のピストンの中央線との間の、ピストンの周領域における間隔より大きくしてもよい。本発明において構成されるボックス壁により、鋳型中子のための引き抜き勾配の減少が実現される。このことは、他方、リング部の裏側のフリースペースを拡大させることができ、このことは、ピストン質量を減少させる。
【００１５】
さらに本発明において、反スラスト側におけるボックス壁の中央線と、ピン孔軸線に対して横方向のピストンの中央線との間の間隔は、スラスト側におけるボックス壁の中央線と、ピン孔軸線に対して横方向のピストンの中央線との間の間隔より小さくしてもよい。本発明において構成されるボックス壁により、鋳型中子のための引き抜き勾配の減少が実現される。このことは、他方、リング部の裏側のフリースペースを拡大させることができ、このことは、ピストン質量を減少させる。
【００１６】
さらに本発明において、反スラスト側におけるボックス壁の中央線と、ピン孔軸線に対して横方向のピストンの中央線との間の、ピストンの周領域における間隔は、反スラスト側におけるボックス壁の中央線と、ピン孔軸線に対して横方向のピストンの中央線との間の間隔より小さくしてもよい。本発明において構成されるボックス壁により、鋳型中子のための引き抜き勾配の減少が実現される。このことは、他方、リング部の裏側のフリースペースを拡大させることができ、このことは、ピストン質量を減少させる。
【００１７】
さらに本発明において、スラスト側におけるボックス壁の中央線と、ピン孔軸線に対して横方向のピストンの中央線との間の間隔と、ボックス壁の中央線との間の交点の位置は、ピストン直径の１０％〜３５％、好ましくは１５％〜３０％、特に２０％〜２５％にしてもよい。新たに構成されたスカート結合部との関連での湾曲したボスは、このことから得られるトップの支持により、高過給・直噴型の内燃機関における燃焼室凹み内の応力を最小化することを可能にする。
【００１８】
ボックス輪郭に完全に統合されたボス端面。従来技術と比較して、均一なボックス壁構成に基づく約１５％の質量減少と、改善された応力分布とが達成される。
【００１９】
好適なピストン用合金、特に本件出願人のピストン用合金ＫＳ３０９の使用と、このことから結果として生じる材料固有の利点に対するピストンデザインの徹底した適応とにより、ピストンヘッドの肉厚は、３０％まで減少され得る。これにより、ピストンの質量の減少が達成される。
【００２０】
以下に、根底にあるアイデアについて図面を参照しながら説明する。本発明のさらなる詳細について、図面に示し、図示の実施例を基に以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術としての独国特許出願公開第１０２００５０４１００２号明細書（DE 10 2005 041 002 A1）に記載のピストンを示す図である。
【図２】従来技術としての独国特許出願公開第１０２００５０４１００２号明細書（DE 10 2005 041 002 A1）に記載のピストンの断面図である。
【図３】下から見た本発明に係るピストンの断面図である。
【図４】下から見た図３に示したピストンの別の断面図である。
【図５】下から見た図３に示したピストンの別の断面図である。
【図６】側方から見た図３に示したピストンの断面図（反スラスト側）であって、比較のために、図２に示したピストンの輪郭をともに示す図である。
【図７】側方から見た図３に示したピストンの断面図（スラスト側）であって、比較のために、図２に示したピストンの輪郭をともに示す図である。
【図８】側方から見た図３に示したピストンの断面図（反スラスト側）である。
【図９】側方から見た図３に示したピストンの断面図（スラスト側）である。
【図１０】図３に示したピストンの下面図である。
【図１１】図３に示したピストンの、ピン孔軸線に対して横方向の断面図である。
【図１２】図３に示したピストンの、ピン孔軸線から外れた領域の断面図である。
【図１３】図３に示したピストンの、ピン孔軸線に沿った断面図である。
【００２２】
図１は、従来技術としての独国特許出願公開第１０２００５０４１００２号明細書（DE 10 2005 041 002 A1）に記載のピストン１０１を示す図であり、図２は、このピストン１０１の断面図である。この種のピストン１０１は、ピストンスカート１０２と、これに連なるピストンヘッド１０３とからなり、ピストンスカート１０２とピストンヘッド１０３とは、一体に形成されているか、または製造後に接合される２つの部品からなっている。ピストン１０１は、内燃機関の運転中、シリンダ（図示せず）内でピストン行程軸線１１１に沿って運動する。さらにピストン１０１は、一般的に３つのリング溝１０９を有するリング部１０４を備える。ピストンスカート１０２は、ピストン１０１を支持する複数のスカート壁部分１０５からなり、スカート壁部分１０５は、奥まった結合壁１０６により互いに結合されている。結合壁１０６は、湾曲した延びを有し、結合壁１０６のこの湾曲した延びに関していえば、様々な構成が可能である。さらに、奥まった結合壁１０６は、ピストン１０１をコンロッド（図示せず）に結合するピンを収容するピン孔１０７を有する。ピストンヘッド１０３は、任意選択的な燃焼室凹み１１０を有する。さらに示すように、ピストンヘッド１０３の領域には、リング部１０４の裏側に奥まってかつピン孔１０７の上方に、フリースペース１２１が存在している。
【００２３】
図１には、逃がし開口１２６を示してある。逃がし開口１２６は、リング溝１０９の領域内に配置されているので、リング溝１０９がピストンブランクに設けられると、リング溝１０９からフリースペース１２１への接続が生じる。リング溝１０９の裏側、つまりフリースペース１２１の領域における逃がし開口１２６の領域は、カップ形に形成されていることができる。特に３ピースのオイルリングをリング溝１０９に装入したとき、逃がし開口１２６を介して、ピストン１０１の表面あるいはシリンダ摺動面のオイルを、ピストン１０１の内部領域に向かって導出することができる。この目的のために、特にそれぞれ１つの逃がし開口がピン孔１０７の左右に特に対称に配置されているようにした逃がし開口１２６は、奥まった結合壁１０６の領域に存在している。それというのも、奥まった結合壁１０６の領域には、導出されるオイルのために十分なスペースが存在するからである。
【００２４】
図３ないし１３は、軽量構造ピストンとして構成されていてもよい内燃機関のピストン１の一実施例を示す様々な図である。ピストン１は、軽量構造ピストンとして構成されていてもよいだけであって、軽量構造ピストンとして構成されていなければならないというわけではない。軽量構造ピストンである場合は、まず、ピストンブランクが、軽量構造材、特にアルミニウムまたはアルミニウム合金から鋳造され、その後、例えば切削加工により最終加工される。このようなピストン１の基本構造は、ピストンスカート２と、これに連なるピストンヘッド３とからなり、ピストンスカート２とピストンヘッド３とは、一体に形成されているか、または製造後に接合される２つの部品からなっている。ピストン１は、内燃機関の運転中、シリンダ（図示せず）内でピストン行程軸線１１に沿って運動する。さらにピストン１は、一般的に３つのリング溝を有するリング部４を備える。
【００２５】
ピストンスカート２は、ピストン１を支持する複数のスカート壁部分５からなり、スカート壁部分５は、奥まった結合壁６により互いに結合されている。結合壁６は、湾曲した延びを有し、結合壁６のこの湾曲した延びに関していえば、様々な構成が可能である。この湾曲した延び（一方のスカート壁部分から他方のスカート壁部分に向かってかつ／またはピストン行程軸線１１に沿った延びに関して凹状および／または凸状）について示唆したのは、この延びが、必要な強度を同時に保ちつつ、質量削減するに当たり特に重要であるからである。さらに、奥まった結合壁６は、ピストン１をコンロッド（図示せず）に結合するピンを収容するピン孔７を有する。ピン孔７内には、ピン孔軸線８が位置している。ピストンヘッド３は、任意選択的な燃焼室凹み１０を有する。さらに示すように、ピストンヘッド３の領域には、リング部４の裏側に奥まってかつピン孔７の上方に、フリースペース２１が存在している。
【００２６】
図３は、下から見た本発明に係るピストンの断面図である。下側の頂部１８におけるボックス壁１４の湾曲２４は、内側のボス端面１７および上側の頂部１９におけるボックス壁１４の湾曲２６に対して逆向きである。図３で見て上側に、ピストン１のスラスト側１２を、下側に、反スラスト側１３を示している。さらに湾曲２４の延びおよび／または延在は、ピストン１をクランク軸（図示せず）に結合可能な台形コンロッド（Ｔｒａｐｅｚｐｌｅｕｅｌ：同じく図示せず）の所要遊びのために必要なフリースペース２１が、ピストンの内部領域内に形成されるという利点を有する。
【００２７】
Ｒ１は、ピン孔７の上方のボックス壁１４のアールを示している。Ｒ２は、ピストン１のスラスト側１２におけるボックス壁１４のアールを示している。Ｒ３は、他方、ピストン１の反スラスト側１３におけるボックス壁１４のアールを示している。
【００２８】
図４は、下から見た図３に示したピストン１の別の断面図である。下側の頂部１８におけるボックス壁１４の位置を示している。ピストン１のスラスト側１２におけるボックス壁１４の中央線１５と、反スラスト側１３におけるボックス壁１４の中央線１６とを示している。
【００２９】
図５は、下から見た図３に示したピストン１のさらに別の断面図であり、図５には、下側の頂部１８におけるボックス壁１４の位置を示している。
【００３０】
「Ａ」は、スラスト側１２におけるボックス壁１４の中央線１５と、ピン孔軸線８に対して横方向のピストン１の中央線２５との間の間隔を示している。「Ｂ」は、スラスト側１２におけるボックス壁１４の中央線１５と、ピン孔軸線８に対して横方向のピストン１の中央線２５との間の、ピストン１の周領域における間隔を示している。「Ｃ」は、反スラスト側１３におけるボックス壁１４の中央線１６と、ピン孔軸線８に対して横方向のピストンの中央線２５との間の間隔を示している。「Ｄ」は、反スラスト側１３におけるボックス壁１４の中央線１６と、ピン孔軸線８に対して横方向のピストン１の中央線２５との間の、ピストン１の周領域における間隔を示している。
【００３１】
交点の位置について下記条件が成立する：
交点の位置Ａ：ピストン直径２０の２０％〜２５％
交点の位置Ｂ：Ｂ＜Ａ
交点の位置Ｃ：Ｃ＜Ａ
交点の位置Ｄ：Ｄ＜Ｃ。
【００３２】
図６は、側方から見た図３に示したピストン１の断面図（反スラスト側１３）であり、比較のために、図２に示したピストン１０１の輪郭を、ボックス壁１４の位置を明らかにするために示している。図７は、側方から見た図３に示したピストン１の断面図（スラスト側１２）であり、比較のために、図２に示したピストン１０１の輪郭を、ボックス壁１４の位置を明らかにするために示している。ピストン１は、フリースペース２１をリング部４の裏側に備える。ボックス壁１４は、独国特許出願公開第１０２００５０４１００２号明細書（DE 10 2005 041 002 A1）において公知であるような従来一般的な軽量構造ピストンのボックス壁と比べて互いに近接している。
【００３３】
「Ｘ１」は、独国特許出願公開第１０２００５０４１００２号明細書（DE 10 2005 041 002 A1）による反スラスト側におけるボックス壁間の間隔を示している。「Ｘ２」は、図３に示した実施例による反スラスト側におけるボックス壁間の間隔を示している。「Ｙ１」は、独国特許出願公開第１０２００５０４１００２号明細書（DE 10 2005 041 002 A1）によるスラスト側におけるボックス壁間の間隔を示している。「Ｙ２」は、他方、図３に示した実施例によるスラスト側におけるボックス壁間の間隔を示している。
【００３４】
以下の条件が成立する：
Ｘ１＞Ｘ２およびＹ１＞Ｙ２。
【００３５】
図８は、側方から見た図３に示したピストン１の断面図（反スラスト側１３）であり、図９は、側方から見た図３に示したピストン１の断面図（スラスト側１２）であり、ボックス壁１４の位置が明瞭に看取可能である。新たに構成されたボックス壁１４により、鋳型中子のための引き抜き勾配２２の減少が実現される。このことは、他方、独国特許出願公開第１０２００５０４１００２号明細書（DE 10 2005 041 002 A1）において公知であるような軽量構造ピストンと比較して、フリースペース２１の拡大を可能にし、このことは、さらなる質量減少に至らしめる。
【００３６】
「Ｗ１」は、ピストン１のスラスト側１２における引き抜き勾配２２の角度を示している。「Ｗ２」は、ピストン１の反スラスト側１３における引き抜き勾配２２の角度を示している。
【００３７】
下記条件が成立する：
Ｗ１＞Ｗ２。
【００３８】
図１０は、図３に示したピストン１の下面図である。ピストン１は、摩擦を軽減すべく、スラスト側１２および反スラスト側１３におけるスカート壁部分５の領域に比較的小さいスカート面を備える。クランク軸オフセットを有する内燃機関用のピストンの場合、側圧の合力に応じたスカート面の補償を行うことができる。スラスト側１２におけるボックス壁間隔２７および反スラスト側１３におけるボックス壁間隔２８を示している。さらにピストン直径２０を示している。
【００３９】
スラスト側１２は、ピストン直径２０の４６％〜５１％のスカート面あるいはボックス壁の間隔２７を有する。反スラスト側１３では、スカート面の間隔あるいはボックス壁間隔２８は、ピストン直径２０の３４％〜３９％である。
【００４０】
従来技術としての独国特許出願公開第１０２００５０４１００２号明細書（DE 10 2005 041 002 A1）からは、スラスト側においてピストン直径２０の５２％〜５７％のスカート面の間隔と、反スラスト側においてピストン直径２０の４０％〜４５％のスカート面の間隔とが公知である。これにより、スカート面の明らかな縮小が達成されたことになる。
【００４１】
図１１は、図３に示したピストン１の、ピン孔軸線８に対して横方向の断面図であり、図１２は、図３に示したピストン１の、ピン孔軸線８から外れた領域の断面図であり、両図は、ピストン１の質量を減少させる特徴を示している。図示のトップランド２９は、ピストンヘッド３に向かって最大の拡がりを示すところに頂点３０を形成している。
【００４２】
「Ｘ」は、トップランド２９の上縁と、ピン孔軸線８に対して横方向のフリースペース２１の頂点３０との間の間隔を示している。「Ｙ」は、他方、トップランド２９の上縁と、ピン孔軸線８に対して平行なフリースペース２１の頂点３０との間の間隔を示している。「ＦＳ」は、トップランド２９の寸法を示している。寸法Ｘおよび／または寸法Ｙは、寸法ＦＳより小さく、好ましくは寸法ＦＳの６５％〜９０％である。
【００４３】
下記条件が成立する：
ＦＳ＞ＸおよびＦＳ＞Ｙ。
【００４４】
図１３は、図３に示したピストン１の、ピン孔軸線８に沿った断面図であり、質量を減少させるさらなる特徴が看取可能である。抜き溝２３の半径方向の深さは、４ｍｍ以上の値の寸法Ｚを有する。
【符号の説明】
【００４５】
１  ピストン
２  ピストンスカート
３  ピストンヘッド
４  リング部
５  スカート壁部分
６  結合壁
７  ピン孔
８  ピン孔軸線
９  リング溝
１０  燃焼室凹み
１１  ピストン行程軸線
１２  スラスト側
１３  反スラスト側
１４  ボックス壁
１５  スラスト側におけるボックス壁の中央線
１６  反スラスト側におけるボックス壁の中央線
１７  ボス端面
１８  下側の頂部
１９  上側の頂部
２０  ピストン直径
２１  フリースペース
２２  引き抜き勾配
２３  抜き溝
２４  下側の頂部におけるボックス壁の湾曲
２５  ピン孔軸線に対して横方向のピストンの中央線
２６  上側の頂部におけるボックス壁の湾曲
２７  スラスト側におけるボックス壁間隔
２８  反スラスト側におけるボックス壁間隔
２９  トップランド
３０  頂点
１０１  従来技術におけるピストン
１０２  ピストンスカート
１０３  ピストンヘッド
１０４  リング部
１０５  スカート壁部分
１０６  結合壁
１０７  ピン孔
１０９  リング溝
１１０  燃焼室凹み
１１１  ピストン行程軸線
１２１  フリースペース
１２６  逃がし開口
Ｒ１  ピストンのピン孔の上方のボックス壁のアール
Ｒ２  ピストンのスラスト側におけるボックス壁のアール
Ｒ３  ピストンの反スラスト側におけるボックス壁のアール
Ａ  スラスト側におけるボックス壁の中央線と、ピン孔軸線に対して横方向のピストンの中央線との間の間隔
Ｂ  スラスト側におけるボックス壁の中央線と、ピン孔軸線に対して横方向のピストンの中央線との間の、ピストンの周領域における間隔
Ｃ  反スラスト側におけるボックス壁の中央線と、ピン孔軸線に対して横方向のピストンの中央線との間の間隔
Ｄ  反スラスト側におけるボックス壁の中央線と、ピン孔軸線に対して横方向のピストンの中央線との間の、ピストンの周領域における間隔
Ｘ１  独国特許出願公開第１０２００５０４１００２号明細書（DE 10 2005 041 002 A1）による反スラスト側におけるボックス壁間の間隔
Ｘ２  実施例による反スラスト側におけるボックス壁間の間隔
Ｙ１  独国特許出願公開第１０２００５０４１００２号明細書（DE 10 2005 041 002 A1）によるスラスト側におけるボックス壁間の間隔
Ｙ２  実施例によるスラスト側におけるボックス壁間の間隔
Ｗ１  ピストンのスラスト側における引き抜き勾配の角度
Ｗ２  ピストンの反スラスト側における引き抜き勾配の角度
Ｘ  トップランドの上縁と、ピン孔軸線に対して横方向のフリースペースの頂点との間の間隔
Ｙ  トップランドの上縁と、ピン孔軸線に対して平行なフリースペースの頂点との間の間隔
Ｚ  抜き溝の半径方向の深さ
ＦＳ  トップランドの拡がり
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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