中央方向オイルフローおよびピストンピン潤滑供給部を有するピストン、ならびにその構成方法
ピストンは、中心軸に沿って延在するピストン本体を有する。ピストン本体は、上部クラウン部と下部クラウン部とを有する。上部クラウン部は、上部燃焼壁と、上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる少なくとも１つの環状上部リブとを有する。下部クラウン部は、少なくとも１つの上部リブに固定された開放端まで延在する少なくとも１つの環状下部リブと、少なくとも１つの下部リブに対して径方向内側に延在する内側ギャラリーフロアとを有する。上部クラウン部は、中心軸に沿って上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる上部ポストを有する。下部クラウン部は、中心軸に沿って内側ギャラリーフロアから上向きに開放端まで延在する下部ポストを有する。上部ポストと下部ポストはともに、ラビリンス通路を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本願は、２００９年２月２７日に出願された米国仮出願連続番号第６１／１５５，９４５号の利益を主張し、この米国仮出願連続番号第６１／１５５，９４５号は、全文が引用によって本明細書に援用される。
【０００２】
発明の背景
１．技術分野
本発明は概して内燃機関用のピストンに関し、特にピストンピン潤滑供給部を有するピストンに関する。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術
１つまたは２つ（二重ギャラリー）の一般的に閉じたオイル冷却ギャラリーを有するピストン構成が公知である。二重ギャラリーピストンは、環状の径方向外側ギャラリーと、上部クラウン部と下部クラウン部との間に形成された中央ギャラリーとを有し、中央ギャラリーは典型的に、燃焼ボウル壁の下に開放ギャラリーとして形成される。外側ギャラリーと中央ギャラリーは互いに分離されていてもよいし、オイル通路によって互いに流体連結していてもよい。また、一方または両方のギャラリーからピストンピンに延在するピン潤滑通路を設けることが公知である。潤滑通路は、ピンボスのピストンピンボア内へ、および／または横方向に間隔を空けられたピンボス同士の間の下部内側ギャラリーフロアの開口内に延在し得る。外側ギャラリーは、ピストンの外側リングベルト領域を冷却するのに特に効果的であり、中央ギャラリーは、高温燃焼ガスに直接晒される上部燃焼壁によって部分的に形成される中央クラウン領域を冷却するのに特に効果的である。これらのギャラリー構成はピストンを冷却するのに一般的に効果的であるが、特に中央ギャラリーに関してギャラリー内のオイルフロー力学を向上させることによって、使用時のピストン冷却能力を高めることができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の要約
ピストンは、中心軸を有するピストン本体を含み、中心軸に沿ってピストン本体がシリンダボアの内部で往復運動する。ピストン本体は、上部燃焼壁を有する上部クラウン部を有し、上部燃焼壁に対して燃焼力がシリンダボア内で直接作用し、上部クラウン部はさらに、上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる少なくとも１つの環状上部リブを有する。ピストン本体はさらに、少なくとも１つの上部リブに固定された開放端まで延在する少なくとも１つの環状下部リブを有する下部クラウン部を含む。下部クラウン部はさらに、少なくとも１つの下部リブに対して径方向内側に延在する内側ギャラリーフロアと、内側ギャラリーフロアから全体的に垂れ下がる１対のピンボスとを有し、連接棒の小端部を受けるための間隔がピンボス同士の間に設けられる。上部クラウン部は、中心軸に沿って上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる上部ポストを有する。下部クラウン部は、中心軸に沿って内側ギャラリーフロアから開放端まで上向きに延在する下部ポストを有する。上部ポストの開放端および下部ポストの開放端は、ラビリンス通路を形成する。
【０００５】
本発明の別の局面に従って、上部および下部ポストは、軸方向に互いを越えて延在し、互いに完全な隙間を維持する。
【０００６】
本発明の別の局面に従って、下部クラウン部は、中心軸に沿って延在するオイルフロー通路を有する。
【０００７】
本発明の別の局面に従って、下部クラウンポストは、中心軸を実質的に横切って延在するオイルフロー通路を有する。
【０００８】
本発明の別の局面に従って、ピストンを構成する方法が提供される。当該方法は、上部クラウン部を設けるステップを含み、上部クラウン部は、上部燃焼壁を有し、上部燃焼壁に対して燃焼力がシリンダボア内で直接作用し、上部クラウン部はさらに、上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる少なくとも１つの環状上部リブを有し、中心軸に沿って上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる上部ポストが設けられる。さらに、下部クラウン部を設け、下部クラウン部は、開放端まで延在する少なくとも１つの環状下部リブと、少なくとも１つの下部リブに対して径方向内側に延在する内側ギャラリーフロアとを有し、連接棒の小端部を受けるために間隔を空けられた１対のピンボスが設けられ、下部クラウン部はさらに、中心軸に沿って内側ギャラリーフロアから開放端まで上向きに延在する下部ポストを有する。そして、上部クラウン部の少なくとも１つの上部リブを下部クラウン部の少なくとも１つの下部リブに固定し、上部ポストの開放端と下部ポストの開放端との間にラビリンス通路を形成する。
【０００９】
本発明の別の局面に従って、当該方法は、上部ポストの開放端および下部ポストの開放端を、軸方向に互いを越えて延在させるステップを含む。
【００１０】
本発明の別の局面に従って、当該方法は、上部ポストおよび下部ポストを、互いに間隔を空けられた関係に維持するステップを含む。
【００１１】
本発明のこれらおよび他の局面、特徴および利点が、現在の好ましい実施例および最良の形態、添付の請求項および添付の図面の以下の詳細な説明に関連して考慮されるとより容易に認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の１つの現在の好ましい局面に従って構成されたピストンの一部断面図である。
【図２】本発明の別の現在の好ましい局面に従って構成されたピストンの中央ギャラリー部分を示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
現在の好ましい実施例の詳細な説明
図面をより詳細に参照して、図１は、本発明の１つの現在の好ましい局面に従って構成されたピストン１０を示す。ピストン１０は、たとえば鋼で構成され得、かつ中心軸１４に沿って延在するピストン本体１２を有し、中心軸１４に沿ってピストン本体１２がシリンダボア（図示せず）の内部で往復運動する。ピストン本体１２は、上部燃焼壁１８を有する上部クラウン部１６を含み、壁１８は、ここでは一例として限定されずに、凹型燃焼ボウル２０を設けるとして表わされており、ボウル２０に対して燃焼力がシリンダボア内で直接作用する。上部クラウン部１６は、少なくとも１つの、ここでは１対として示される環状上部リブを有し、これらは以下、上部内側リブ２２および上部外側リブ２４と称され、上部燃焼壁１８からそれぞれの開放端２６、２８まで全体的に垂れ下がっている。ピストン本体１２はさらに、少なくとも１つの、ここでは１対として示される環状下部リブを有する下部クラウン部３０を含み、これらリブは以下、下部内側リブ３２および下部外側リブ３４と称され、円周方向配列に配置されて上部開放端２６、２８と固定係合しているそれぞれの開放端３６、３８まで延在している。下部クラウン部３０はさらに、下部内側リブ３２に対して径方向内側に延在する内側ギャラリーフロア４０と、内側ギャラリーフロア４０から全体的に垂れ下がる１対のピンボス４２、４４とを含む。ピンボス４２、４４は、中心水平ピン軸４７に沿って並んでいるそれぞれのピンボア４３、４５を有し、連接棒（図示せず）の小端部を受けるための空間４６がピンボス４２と４４との間に設けられる。上部および下部クラウン部１６、３０は相互に作用して、中心軸１４に沿って同軸に延在する中央方向オイルフロー制御部材を提供し、これは以下、オイルフロー制御部材４８と称され、以下、潤滑供給部５０と称される中央ピストンピン潤滑供給部を有する。フロー制御部材４８は、ピストン１０の中央ギャラリー５２とも称される内側ギャラリー内に延在することによって、トロイド構成を有する中央ギャラリー５２を提供する。したがって、中央ギャラリー５２が受けるオイルは、全体的に矢印５３で示される予め定められた動的流路に沿って流れることになる。したがって、オイルは、全体的に連続した均一の経路に沿って中央ギャラリー５２全体にわたって流れるように導かれるため、上部燃焼壁１８の均一で効率的な冷却を容易にすることができる。また、潤滑供給部５０は、中央ギャラリー５２内から空間４６へ調節または計測されたオイルフローを与えることによって、中央ギャラリー５２内部のオイルの過熱（「クッキング」）を回避し、連接棒の小端部におけるピストンピン継手の連続的な潤滑を促進することができる。
【００１４】
上部クラウン部１６は、内側および外側上部リブ開放端２６、２８から上向きに、上部燃焼壁１８に隣接した上部リングベルト領域６０内へ延在する環状外側オイルギャラリーポケット５８を有して形成される。上部クラウン部１６はさらに、上部内側リブ開放端２６から上向きに、燃焼ボウル２０の直下に延在する環状内側オイルギャラリーポケット６２を有して形成される。さらに、上部クラウン部１６は、上部燃焼壁１８から中心軸１４に沿って同軸に垂れ下がる上部ポスト６４を有する。上部ポスト６４は、フロー制御部材４８の一部を形成し、かつ、開放端６５まで延在する予め定められた長さおよび予め定められた外面構成を有して形成される。
【００１５】
下部クラウン部３０は、内側および外側下部リブ開放端３６、３８から下向きに、下部リングベルト領域６８内へ延在する環状外側オイルギャラリーポケット６６を有して構成され、ポケット６６は、上部外側オイルギャラリーポケット５８と組合されて外側ギャラリー５６を形成する。下部クラウン部３０はさらに、内側下部リブ開放端３６から下向きに延在する環状内側オイルギャラリーポケット７０を有し、ポケット７０は、上部内側オイルギャラリーポケット６２と組合されて中央ギャラリー５２を形成する。ピンボア４３の１つから上向きに、外側オイルギャラリーポケット６６の最底領域内へ延在するオイルフロー通路７２が形成される。したがって、オイルはピンボア４３から上向きに外側ギャラリー５６内に送り出される。さらに、下部クラウン部３０はここでは、下部内側リブ３２内に延在する１対のオイルフロー通路５４を有するとして表わされる。オイルフロー通路５４は、一例として限定されずに、中央ギャラリー５２の最下領域から径方向外側に、外側ギャラリー５６の最下領域まで全体的に下降して形成される。さらに、下部クラウン部３０は、フロー制御部材４８の一部を形成する下部ポスト７４を有する。下部ポスト７４は、上部ポスト６４と同軸配列され、中心軸１４に沿って同軸に内側ギャラリーフロア４０から上向きに延在する。下部ポスト７４は、開放端７５まで延在する予め定められた長さおよび外面構成を有して形成される。この長さおよび外面構成は、上部クラウン部１６をたとえば摩擦溶接などによって下部クラウン部３０に固定すると、上部ポスト６４の開放端６５が互いに干渉しないようなものである。図示される実施例では、一例として限定されずに、ポスト６４、７４の一方にカウンタボア７６が形成され、ここでは一例として限定されずに、下部ポスト７４に形成されて示されており、内部の隙間ばめにおいて上部ポスト６４の開放端６５を受ける。カウンタボア７６は、上部ポスト６４の外径よりも大きい直径と、上部ポスト６４と下部ポスト７４との間に隙間を提供するのに十分大きな深さとを有する。したがって、上部クラウン部１６を下部クラウン部３０に固定すると、上部ポスト６４と下部ポスト７４との間に蛇行流路を有するラビリンス封止７７が設けられる。したがって、上部ポスト６４と下部ポスト７４は、径方向に互いに完全に切離されて間隔を空けられたままであるが、上部ポスト開放端６５と下部ポスト開放端７５は軸方向に互いを越えて延在する。したがって、上部および下部ポスト６４、７４は、上部クラウン部１６を下部クラウン部３０に固定する能力に全く影響を及ぼさない。
【００１６】
下部ポスト７４はさらに潤滑供給部５０を含み、これは、ここでは一例として限定されずに、軸方向の断面で見ると全体的にＴ字型として示されており、かつ、中心軸１４に沿って同軸に延在する、中央オイルフロー通路７８とも称される、垂直方向に延在する第１のオイルフロー通路を有する。オイルフロー通路７８には、カウンタボア７６の下方で、十字開口８０とも称される水平方向に延在する第２のオイルフロー通路が交差しており、十字開口８０は、下部ポスト５０を通って環状中央ギャラリー５２の直径方向の両側まで、中心軸１４を横切って全体的に延在する。十字開口８０の高さは、オイルフロー通路７８内のオイルフローの所望の調節を提供するように、かつ、中央ギャラリー５２の下部に予め定められた深さまたは溜まりのオイルを設けることを容易にするように、所望通りに製造時に変更され得る。中央ギャラリー５２内部のオイルはオイルフロー通路７８を通って、連接棒（図示せず）の小端部に形成されたピストンピン継手の潤滑を容易にする。
【００１７】
ピストン１０の構成方法に従って、上述のように、当該方法は、それぞれの上部および下部クラウン部１６、３０を形成するステップと、たとえば、内側リブ開放端２６、３６と外側リブ開放端２８、３８との間にそれぞれの摩擦溶接継手８２、８４を形成することによって、上部および下部クラウン部１６、３０を互いに固定するステップとを含む。摩擦溶接継手８２、８４を形成する際、上部ポスト６４および下部ポスト７４は互いに完全に間隔を空けられたままであるが、それぞれの開放端６５、７５は軸方向に互いを越えて延在するため、上部ポスト６４と下部ポスト７４との間に延在するラビリンス封止通路７７が形成される。したがって、上部ポスト６４と下部ポスト７４は互いに完全に間隔を空けられているので、これらは摩擦溶接プロセスに全く影響を及ぼさない。
【００１８】
図２には、本発明の別の局面に従って構成されたピストン１１０の一部が示されており、上記と同じ参照番号を１００番台にした番号を用いて同様の特徴が示される。ピストン１１０は、上述のように、摩擦溶接プロセスなどによって下部クラウン部１３０に固定された上部クラウン部１１６を有する。ピストン１１０の注目すべき相違点は、上部ポスト１６４および下部ポスト１７４の構成にある。上部ポスト１６４は、上部燃焼壁１１８から開放端１６５まで予め定められた長さだけ中心軸１１４に沿って同軸に垂れ下がり、中心軸１１４に沿って開放端１６５内へ上向きに延在する凹型ポケット９０を内部に有する。ポケット９０は、貫通していない底面までの予め定められた深さを有して構成され、ここでは一例として限定されずに、上部燃焼壁１１８まで、または実質的に上部燃焼壁１１８まで延在するとして示される。さらにポケット９０は、内部の隙間ばめに下部ポスト１７４を受けるための予め定められた直径を有する。したがって、上部ポスト１６４と下部ポスト１７４との間にラビリンス封止通路１７７が設けられる。
【００１９】
下部ポスト１７４は、下部クラウン部１３０の内側ギャラリーフロア１４０から開放端１７５まで、予め定められた距離だけ中心軸１１４に沿って同軸に上向きに延在する。下部ポストは、中心軸１１４に沿って同軸に開放端１７５内に延在する中央貫通通路として形成されるオイルフロー通路１７８を有する。下部ポスト１７４は、ポケット９０の貫通していない底面から軸方向に間隔を空けられたままであるための予め定められた長さと、上部ポスト１６４のポケット９０内に隙間ばめを維持するための外面構成または直径とを有して構成され、上部ポスト１６４の開放端１６５は内側ギャラリーフロア１４０から軸方向に間隔を空けられたままであるため、蛇行ラビリンス封止通路１７７が形成される。下部ポスト１７４の高さは、ポケット９０の貫通していない底面に対して所望の隙間を提供することによって、オイルフロー通路１７８内のオイル流量を調節でき、さらに、中央ギャラリー１５２の下部に予め定められた深さまたは溜まりのオイルを実質的に維持することができるように、所望通りに製造時に変更可能である。さらに、オイルフロー通路１７８の直径および径方向の幅は、通路１７８内の所望のオイル流量を提供することによって、中央ギャラリー１５２内部のオイルの加熱程度を調節でき、したがってピストン１１０の冷却を制御できるように、サイズ決め可能である。上記の実施例と同様に、上部ポスト１６４および下部ポスト１７４は、摩擦溶接プロセスに全く影響を及ぼさない。
【００２０】
明らかに、上述の教示内容に鑑みて本発明の多くの修正および変形が可能である。したがって、添付の請求項の範囲内で、本発明は具体的に記載されたのとは異なる方法でも実践可能であることを理解すべきである。
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本願は、２００９年２月２７日に出願された米国仮出願連続番号第６１／１５５，９４５号の利益を主張し、この米国仮出願連続番号第６１／１５５，９４５号は、全文が引用によって本明細書に援用される。
【０００２】
発明の背景
１．技術分野
本発明は概して内燃機関用のピストンに関し、特にピストンピン潤滑供給部を有するピストンに関する。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術
１つまたは２つ（二重ギャラリー）の一般的に閉じたオイル冷却ギャラリーを有するピストン構成が公知である。二重ギャラリーピストンは、環状の径方向外側ギャラリーと、上部クラウン部と下部クラウン部との間に形成された中央ギャラリーとを有し、中央ギャラリーは典型的に、燃焼ボウル壁の下に開放ギャラリーとして形成される。外側ギャラリーと中央ギャラリーは互いに分離されていてもよいし、オイル通路によって互いに流体連結していてもよい。また、一方または両方のギャラリーからピストンピンに延在するピン潤滑通路を設けることが公知である。潤滑通路は、ピンボスのピストンピンボア内へ、および／または横方向に間隔を空けられたピンボス同士の間の下部内側ギャラリーフロアの開口内に延在し得る。外側ギャラリーは、ピストンの外側リングベルト領域を冷却するのに特に効果的であり、中央ギャラリーは、高温燃焼ガスに直接晒される上部燃焼壁によって部分的に形成される中央クラウン領域を冷却するのに特に効果的である。これらのギャラリー構成はピストンを冷却するのに一般的に効果的であるが、特に中央ギャラリーに関してギャラリー内のオイルフロー力学を向上させることによって、使用時のピストン冷却能力を高めることができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の要約
ピストンは、中心軸を有するピストン本体を含み、中心軸に沿ってピストン本体がシリンダボアの内部で往復運動する。ピストン本体は、上部燃焼壁を有する上部クラウン部を有し、上部燃焼壁に対して燃焼力がシリンダボア内で直接作用し、上部クラウン部はさらに、上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる少なくとも１つの環状上部リブを有する。ピストン本体はさらに、少なくとも１つの上部リブに固定された開放端まで延在する少なくとも１つの環状下部リブを有する下部クラウン部を含む。下部クラウン部はさらに、少なくとも１つの下部リブに対して径方向内側に延在する内側ギャラリーフロアと、内側ギャラリーフロアから全体的に垂れ下がる１対のピンボスとを有し、連接棒の小端部を受けるための間隔がピンボス同士の間に設けられる。上部クラウン部は、中心軸に沿って上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる上部ポストを有する。下部クラウン部は、中心軸に沿って内側ギャラリーフロアから開放端まで上向きに延在する下部ポストを有する。上部ポストの開放端および下部ポストの開放端は、ラビリンス通路を形成する。
【０００５】
本発明の別の局面に従って、上部および下部ポストは、軸方向に互いを越えて延在し、互いに完全な隙間を維持する。
【０００６】
本発明の別の局面に従って、下部クラウン部は、中心軸に沿って延在するオイルフロー通路を有する。
【０００７】
本発明の別の局面に従って、下部クラウンポストは、中心軸を実質的に横切って延在するオイルフロー通路を有する。
【０００８】
本発明の別の局面に従って、ピストンを構成する方法が提供される。当該方法は、上部クラウン部を設けるステップを含み、上部クラウン部は、上部燃焼壁を有し、上部燃焼壁に対して燃焼力がシリンダボア内で直接作用し、上部クラウン部はさらに、上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる少なくとも１つの環状上部リブを有し、中心軸に沿って上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる上部ポストが設けられる。さらに、下部クラウン部を設け、下部クラウン部は、開放端まで延在する少なくとも１つの環状下部リブと、少なくとも１つの下部リブに対して径方向内側に延在する内側ギャラリーフロアとを有し、連接棒の小端部を受けるために間隔を空けられた１対のピンボスが設けられ、下部クラウン部はさらに、中心軸に沿って内側ギャラリーフロアから開放端まで上向きに延在する下部ポストを有する。そして、上部クラウン部の少なくとも１つの上部リブを下部クラウン部の少なくとも１つの下部リブに固定し、上部ポストの開放端と下部ポストの開放端との間にラビリンス通路を形成する。
【０００９】
本発明の別の局面に従って、当該方法は、上部ポストの開放端および下部ポストの開放端を、軸方向に互いを越えて延在させるステップを含む。
【００１０】
本発明の別の局面に従って、当該方法は、上部ポストおよび下部ポストを、互いに間隔を空けられた関係に維持するステップを含む。
【００１１】
本発明のこれらおよび他の局面、特徴および利点が、現在の好ましい実施例および最良の形態、添付の請求項および添付の図面の以下の詳細な説明に関連して考慮されるとより容易に認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の１つの現在の好ましい局面に従って構成されたピストンの一部断面図である。
【図２】本発明の別の現在の好ましい局面に従って構成されたピストンの中央ギャラリー部分を示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
現在の好ましい実施例の詳細な説明
図面をより詳細に参照して、図１は、本発明の１つの現在の好ましい局面に従って構成されたピストン１０を示す。ピストン１０は、たとえば鋼で構成され得、かつ中心軸１４に沿って延在するピストン本体１２を有し、中心軸１４に沿ってピストン本体１２がシリンダボア（図示せず）の内部で往復運動する。ピストン本体１２は、上部燃焼壁１８を有する上部クラウン部１６を含み、壁１８は、ここでは一例として限定されずに、凹型燃焼ボウル２０を設けるとして表わされており、ボウル２０に対して燃焼力がシリンダボア内で直接作用する。上部クラウン部１６は、少なくとも１つの、ここでは１対として示される環状上部リブを有し、これらは以下、上部内側リブ２２および上部外側リブ２４と称され、上部燃焼壁１８からそれぞれの開放端２６、２８まで全体的に垂れ下がっている。ピストン本体１２はさらに、少なくとも１つの、ここでは１対として示される環状下部リブを有する下部クラウン部３０を含み、これらリブは以下、下部内側リブ３２および下部外側リブ３４と称され、円周方向配列に配置されて上部開放端２６、２８と固定係合しているそれぞれの開放端３６、３８まで延在している。下部クラウン部３０はさらに、下部内側リブ３２に対して径方向内側に延在する内側ギャラリーフロア４０と、内側ギャラリーフロア４０から全体的に垂れ下がる１対のピンボス４２、４４とを含む。ピンボス４２、４４は、中心水平ピン軸４７に沿って並んでいるそれぞれのピンボア４３、４５を有し、連接棒（図示せず）の小端部を受けるための空間４６がピンボス４２と４４との間に設けられる。上部および下部クラウン部１６、３０は相互に作用して、中心軸１４に沿って同軸に延在する中央方向オイルフロー制御部材を提供し、これは以下、オイルフロー制御部材４８と称され、以下、潤滑供給部５０と称される中央ピストンピン潤滑供給部を有する。フロー制御部材４８は、ピストン１０の中央ギャラリー５２とも称される内側ギャラリー内に延在することによって、トロイド構成を有する中央ギャラリー５２を提供する。したがって、中央ギャラリー５２が受けるオイルは、全体的に矢印５３で示される予め定められた動的流路に沿って流れることになる。したがって、オイルは、全体的に連続した均一の経路に沿って中央ギャラリー５２全体にわたって流れるように導かれるため、上部燃焼壁１８の均一で効率的な冷却を容易にすることができる。また、潤滑供給部５０は、中央ギャラリー５２内から空間４６へ調節または計測されたオイルフローを与えることによって、中央ギャラリー５２内部のオイルの過熱（「クッキング」）を回避し、連接棒の小端部におけるピストンピン継手の連続的な潤滑を促進することができる。
【００１４】
上部クラウン部１６は、内側および外側上部リブ開放端２６、２８から上向きに、上部燃焼壁１８に隣接した上部リングベルト領域６０内へ延在する環状外側オイルギャラリーポケット５８を有して形成される。上部クラウン部１６はさらに、上部内側リブ開放端２６から上向きに、燃焼ボウル２０の直下に延在する環状内側オイルギャラリーポケット６２を有して形成される。さらに、上部クラウン部１６は、上部燃焼壁１８から中心軸１４に沿って同軸に垂れ下がる上部ポスト６４を有する。上部ポスト６４は、フロー制御部材４８の一部を形成し、かつ、開放端６５まで延在する予め定められた長さおよび予め定められた外面構成を有して形成される。
【００１５】
下部クラウン部３０は、内側および外側下部リブ開放端３６、３８から下向きに、下部リングベルト領域６８内へ延在する環状外側オイルギャラリーポケット６６を有して構成され、ポケット６６は、上部外側オイルギャラリーポケット５８と組合されて外側ギャラリー５６を形成する。下部クラウン部３０はさらに、内側下部リブ開放端３６から下向きに延在する環状内側オイルギャラリーポケット７０を有し、ポケット７０は、上部内側オイルギャラリーポケット６２と組合されて中央ギャラリー５２を形成する。ピンボア４３の１つから上向きに、外側オイルギャラリーポケット６６の最底領域内へ延在するオイルフロー通路７２が形成される。したがって、オイルはピンボア４３から上向きに外側ギャラリー５６内に送り出される。さらに、下部クラウン部３０はここでは、下部内側リブ３２内に延在する１対のオイルフロー通路５４を有するとして表わされる。オイルフロー通路５４は、一例として限定されずに、中央ギャラリー５２の最下領域から径方向外側に、外側ギャラリー５６の最下領域まで全体的に下降して形成される。さらに、下部クラウン部３０は、フロー制御部材４８の一部を形成する下部ポスト７４を有する。下部ポスト７４は、上部ポスト６４と同軸配列され、中心軸１４に沿って同軸に内側ギャラリーフロア４０から上向きに延在する。下部ポスト７４は、開放端７５まで延在する予め定められた長さおよび外面構成を有して形成される。この長さおよび外面構成は、上部クラウン部１６をたとえば摩擦溶接などによって下部クラウン部３０に固定すると、上部ポスト６４の開放端６５が互いに干渉しないようなものである。図示される実施例では、一例として限定されずに、ポスト６４、７４の一方にカウンタボア７６が形成され、ここでは一例として限定されずに、下部ポスト７４に形成されて示されており、内部の隙間ばめにおいて上部ポスト６４の開放端６５を受ける。カウンタボア７６は、上部ポスト６４の外径よりも大きい直径と、上部ポスト６４と下部ポスト７４との間に隙間を提供するのに十分大きな深さとを有する。したがって、上部クラウン部１６を下部クラウン部３０に固定すると、上部ポスト６４と下部ポスト７４との間に蛇行流路を有するラビリンス封止７７が設けられる。したがって、上部ポスト６４と下部ポスト７４は、径方向に互いに完全に切離されて間隔を空けられたままであるが、上部ポスト開放端６５と下部ポスト開放端７５は軸方向に互いを越えて延在する。したがって、上部および下部ポスト６４、７４は、上部クラウン部１６を下部クラウン部３０に固定する能力に全く影響を及ぼさない。
【００１６】
下部ポスト７４はさらに潤滑供給部５０を含み、これは、ここでは一例として限定されずに、軸方向の断面で見ると全体的にＴ字型として示されており、かつ、中心軸１４に沿って同軸に延在する、中央オイルフロー通路７８とも称される、垂直方向に延在する第１のオイルフロー通路を有する。オイルフロー通路７８には、カウンタボア７６の下方で、十字開口８０とも称される水平方向に延在する第２のオイルフロー通路が交差しており、十字開口８０は、下部ポスト５０を通って環状中央ギャラリー５２の直径方向の両側まで、中心軸１４を横切って全体的に延在する。十字開口８０の高さは、オイルフロー通路７８内のオイルフローの所望の調節を提供するように、かつ、中央ギャラリー５２の下部に予め定められた深さまたは溜まりのオイルを設けることを容易にするように、所望通りに製造時に変更され得る。中央ギャラリー５２内部のオイルはオイルフロー通路７８を通って、連接棒（図示せず）の小端部に形成されたピストンピン継手の潤滑を容易にする。
【００１７】
ピストン１０の構成方法に従って、上述のように、当該方法は、それぞれの上部および下部クラウン部１６、３０を形成するステップと、たとえば、内側リブ開放端２６、３６と外側リブ開放端２８、３８との間にそれぞれの摩擦溶接継手８２、８４を形成することによって、上部および下部クラウン部１６、３０を互いに固定するステップとを含む。摩擦溶接継手８２、８４を形成する際、上部ポスト６４および下部ポスト７４は互いに完全に間隔を空けられたままであるが、それぞれの開放端６５、７５は軸方向に互いを越えて延在するため、上部ポスト６４と下部ポスト７４との間に延在するラビリンス封止通路７７が形成される。したがって、上部ポスト６４と下部ポスト７４は互いに完全に間隔を空けられているので、これらは摩擦溶接プロセスに全く影響を及ぼさない。
【００１８】
図２には、本発明の別の局面に従って構成されたピストン１１０の一部が示されており、上記と同じ参照番号を１００番台にした番号を用いて同様の特徴が示される。ピストン１１０は、上述のように、摩擦溶接プロセスなどによって下部クラウン部１３０に固定された上部クラウン部１１６を有する。ピストン１１０の注目すべき相違点は、上部ポスト１６４および下部ポスト１７４の構成にある。上部ポスト１６４は、上部燃焼壁１１８から開放端１６５まで予め定められた長さだけ中心軸１１４に沿って同軸に垂れ下がり、中心軸１１４に沿って開放端１６５内へ上向きに延在する凹型ポケット９０を内部に有する。ポケット９０は、貫通していない底面までの予め定められた深さを有して構成され、ここでは一例として限定されずに、上部燃焼壁１１８まで、または実質的に上部燃焼壁１１８まで延在するとして示される。さらにポケット９０は、内部の隙間ばめに下部ポスト１７４を受けるための予め定められた直径を有する。したがって、上部ポスト１６４と下部ポスト１７４との間にラビリンス封止通路１７７が設けられる。
【００１９】
下部ポスト１７４は、下部クラウン部１３０の内側ギャラリーフロア１４０から開放端１７５まで、予め定められた距離だけ中心軸１１４に沿って同軸に上向きに延在する。下部ポストは、中心軸１１４に沿って同軸に開放端１７５内に延在する中央貫通通路として形成されるオイルフロー通路１７８を有する。下部ポスト１７４は、ポケット９０の貫通していない底面から軸方向に間隔を空けられたままであるための予め定められた長さと、上部ポスト１６４のポケット９０内に隙間ばめを維持するための外面構成または直径とを有して構成され、上部ポスト１６４の開放端１６５は内側ギャラリーフロア１４０から軸方向に間隔を空けられたままであるため、蛇行ラビリンス封止通路１７７が形成される。下部ポスト１７４の高さは、ポケット９０の貫通していない底面に対して所望の隙間を提供することによって、オイルフロー通路１７８内のオイル流量を調節でき、さらに、中央ギャラリー１５２の下部に予め定められた深さまたは溜まりのオイルを実質的に維持することができるように、所望通りに製造時に変更可能である。さらに、オイルフロー通路１７８の直径および径方向の幅は、通路１７８内の所望のオイル流量を提供することによって、中央ギャラリー１５２内部のオイルの加熱程度を調節でき、したがってピストン１１０の冷却を制御できるように、サイズ決め可能である。上記の実施例と同様に、上部ポスト１６４および下部ポスト１７４は、摩擦溶接プロセスに全く影響を及ぼさない。
【００２０】
明らかに、上述の教示内容に鑑みて本発明の多くの修正および変形が可能である。したがって、添付の請求項の範囲内で、本発明は具体的に記載されたのとは異なる方法でも実践可能であることを理解すべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンであって、
中心軸を有するピストン本体を備え、前記中心軸に沿って前記ピストン本体がシリンダボアの内部で往復運動し、前記ピストン本体は、上部燃焼壁を有する上部クラウン部を有し、前記上部燃焼壁に対して燃焼力がシリンダボア内で直接作用し、前記上部クラウン部はさらに、上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる少なくとも１つの環状上部リブを有し、前記ピストン本体はさらに、前記少なくとも１つの環状上部リブに固定された開放端まで延在する少なくとも１つの環状下部リブを有する下部クラウン部を含み、前記下部クラウン部は、前記少なくとも１つの環状下部リブに対して径方向内側に延在する内側ギャラリーフロアと、前記内側ギャラリーフロアから全体的に垂れ下がる１対のピンボスとを有し、連接棒の小端部を受けるための間隔が前記ピンボス同士の間に設けられ、
前記上部クラウン部は、前記中心軸に沿って前記上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる上部ポストを有し、
前記下部クラウン部は、前記中心軸に沿って前記内側ギャラリーフロアから開放端まで上向きに延在する下部ポストを有し、
前記上部ポストの前記開放端および前記下部ポストの前記開放端は、ラビリンス通路を形成する、ピストン。
【請求項２】
前記上部ポストの前記開放端および前記下部ポストの前記開放端は、軸方向に互いを越えて延在する、請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
前記上部ポストおよび前記下部ポストは、径方向に互いに間隔を空けられている、請求項２に記載のピストン。
【請求項４】
前記上部ポストおよび前記下部ポストは、互いに完全に間隔を空けられている、請求項３に記載のピストン。
【請求項５】
ポケットが前記上部ポストの前記開放端内へ軸方向に延在し、前記下部ポストの前記開放端は、前記ポケット内へ軸方向に延在する、請求項１に記載のピストン。
【請求項６】
オイルフロー貫通通路が、前記中心軸に沿って前記下部ポスト内に延在する、請求項５に記載のピストン。
【請求項７】
前記上部ポストの前記開放端は、前記内側ギャラリーフロアの上部に間隔を空けられている、請求項５に記載のピストン。
【請求項８】
前記下部ポストの前記開放端はカウンタボアを有し、前記上部ポストの前記開放端は前記カウンタボア内へ軸方向に延在する、請求項１に記載のピストン。
【請求項９】
前記下部ポストは、前記カウンタボアの下方で前記中心軸に沿って延在する第１のオイルフロー通路を有する、請求項８に記載のピストン。
【請求項１０】
前記下部ポストは、前記中心軸を横切って延在する第２のオイルフロー通路を有し、前記第２のオイルフロー通路は前記第１のオイルフロー通路と交差する、請求項９に記載のピストン。
【請求項１１】
前記下部ポストは、前記中心軸に沿って延在する第１のオイルフロー通路を有する、請求項１に記載のピストン。
【請求項１２】
前記第１のオイルフロー通路は、前記下部ポストの前記開放端内に延在する、請求項１１に記載のピストン。
【請求項１３】
前記下部ポストは、前記中心軸を横切って延在する第２のオイルフロー通路を有し、前記第２のオイルフロー通路は前記第１のオイルフロー通路と交差する、請求項１１に記載のピストン。
【請求項１４】
前記上部クラウン部は、上部燃焼壁から径方向に間隔を空けられた開放端まで垂れ下がる１対の環状上部リブを有し、前記下部クラウン部は、前記１対の環状上部リブの前記径方向に間隔を空けられた開放端に固定された開放端まで延在する１対の環状下部リブを有する、請求項１に記載のピストン。
【請求項１５】
ピストンを構成する方法であって、
上部クラウン部を設けるステップを備え、上部クラウン部は、上部燃焼壁を有し、上部燃焼壁に対して燃焼力がシリンダボア内で直接作用し、上部クラウン部はさらに、上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる少なくとも１つの環状上部リブを有し、中心軸に沿って上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる上部ポストが設けられ、前記方法はさらに、
下部クラウン部を設けるステップを備え、下部クラウン部は、開放端まで延在する少なくとも１つの環状下部リブと、少なくとも１つの下部リブに対して径方向内側に延在する内側ギャラリーフロアとを有し、連接棒の小端部を受けるために間隔を空けられた１対のピンボスが設けられ、下部クラウン部はさらに、中心軸に沿って内側ギャラリーフロアから開放端まで上向きに延在する下部ポストを有し、前記方法はさらに、
上部クラウン部の少なくとも１つの上部リブを下部クラウン部の少なくとも１つの下部リブに固定し、上部ポストの開放端と下部ポストの開放端との間にラビリンス通路を形成するステップを備える、方法。
【請求項１６】
上部ポストの開放端および下部ポストの開放端を、軸方向に互いを越えて延在させるステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
上部ポストおよび下部ポストを、互いに間隔を空けられた関係に維持するステップをさらに備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
上部ポストの開放端内へ軸方向に延在するポケットを形成し、下部ポストの開放端を軸方向にポケット内へ延在させるステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
中心軸に沿って延在するオイルフロー通路を下部ポスト内に形成するステップをさらに備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
下部ポストの開放端にカウンタボアを形成し、上部ポストの開放端をカウンタボア内へ軸方向に延在させるステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記カウンタボアの下方で中心軸に沿って延在する第１のオイルフロー通路を形成するステップをさらに備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
中心軸を横切って延在する第２のオイルフロー通路を形成し、第１のオイルフロー通路を第２のオイルフロー通路と交差させるステップをさらに備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
中心軸に沿って延在する第１のオイルフロー通路を下部ポスト内に形成するステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
第１のオイルフロー通路を、下部ポストの開放端内に延在させるステップをさらに備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
中心軸を横切って延在する第２のオイルフロー通路を形成し、第１のオイルフロー通路を第２のオイルフロー通路と交差させるステップをさらに備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
開放端まで延在する１対の環状上部リブを有する上部クラウン部を形成し、上部リブの開放端に固定された開放端まで延在する１対の環状下部リブを有する下部クラウン部を形成するステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１】
ピストンであって、
中心軸を有するピストン本体を備え、前記中心軸に沿って前記ピストン本体がシリンダボアの内部で往復運動し、前記ピストン本体は、上部燃焼壁を有する上部クラウン部を有し、前記上部燃焼壁に対して燃焼力がシリンダボア内で直接作用し、前記上部クラウン部はさらに、上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる少なくとも１つの環状上部リブを有し、前記ピストン本体はさらに、前記少なくとも１つの環状上部リブに固定された開放端まで延在する少なくとも１つの環状下部リブを有する下部クラウン部を含み、前記下部クラウン部は、前記少なくとも１つの環状下部リブに対して径方向内側に延在する内側ギャラリーフロアと、前記内側ギャラリーフロアから全体的に垂れ下がる１対のピンボスとを有し、連接棒の小端部を受けるための間隔が前記ピンボス同士の間に設けられ、
前記上部クラウン部は、前記中心軸に沿って前記上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる上部ポストを有し、
前記下部クラウン部は、前記中心軸に沿って前記内側ギャラリーフロアから開放端まで上向きに延在する下部ポストを有し、
前記上部ポストの前記開放端および前記下部ポストの前記開放端は、ラビリンス通路を形成する、ピストン。
【請求項２】
前記上部ポストの前記開放端および前記下部ポストの前記開放端は、軸方向に互いを越えて延在する、請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
前記上部ポストおよび前記下部ポストは、径方向に互いに間隔を空けられている、請求項２に記載のピストン。
【請求項４】
前記上部ポストおよび前記下部ポストは、互いに完全に間隔を空けられている、請求項３に記載のピストン。
【請求項５】
ポケットが前記上部ポストの前記開放端内へ軸方向に延在し、前記下部ポストの前記開放端は、前記ポケット内へ軸方向に延在する、請求項１に記載のピストン。
【請求項６】
オイルフロー貫通通路が、前記中心軸に沿って前記下部ポスト内に延在する、請求項５に記載のピストン。
【請求項７】
前記上部ポストの前記開放端は、前記内側ギャラリーフロアの上部に間隔を空けられている、請求項５に記載のピストン。
【請求項８】
前記下部ポストの前記開放端はカウンタボアを有し、前記上部ポストの前記開放端は前記カウンタボア内へ軸方向に延在する、請求項１に記載のピストン。
【請求項９】
前記下部ポストは、前記カウンタボアの下方で前記中心軸に沿って延在する第１のオイルフロー通路を有する、請求項８に記載のピストン。
【請求項１０】
前記下部ポストは、前記中心軸を横切って延在する第２のオイルフロー通路を有し、前記第２のオイルフロー通路は前記第１のオイルフロー通路と交差する、請求項９に記載のピストン。
【請求項１１】
前記下部ポストは、前記中心軸に沿って延在する第１のオイルフロー通路を有する、請求項１に記載のピストン。
【請求項１２】
前記第１のオイルフロー通路は、前記下部ポストの前記開放端内に延在する、請求項１１に記載のピストン。
【請求項１３】
前記下部ポストは、前記中心軸を横切って延在する第２のオイルフロー通路を有し、前記第２のオイルフロー通路は前記第１のオイルフロー通路と交差する、請求項１１に記載のピストン。
【請求項１４】
前記上部クラウン部は、上部燃焼壁から径方向に間隔を空けられた開放端まで垂れ下がる１対の環状上部リブを有し、前記下部クラウン部は、前記１対の環状上部リブの前記径方向に間隔を空けられた開放端に固定された開放端まで延在する１対の環状下部リブを有する、請求項１に記載のピストン。
【請求項１５】
ピストンを構成する方法であって、
上部クラウン部を設けるステップを備え、上部クラウン部は、上部燃焼壁を有し、上部燃焼壁に対して燃焼力がシリンダボア内で直接作用し、上部クラウン部はさらに、上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる少なくとも１つの環状上部リブを有し、中心軸に沿って上部燃焼壁から開放端まで垂れ下がる上部ポストが設けられ、前記方法はさらに、
下部クラウン部を設けるステップを備え、下部クラウン部は、開放端まで延在する少なくとも１つの環状下部リブと、少なくとも１つの下部リブに対して径方向内側に延在する内側ギャラリーフロアとを有し、連接棒の小端部を受けるために間隔を空けられた１対のピンボスが設けられ、下部クラウン部はさらに、中心軸に沿って内側ギャラリーフロアから開放端まで上向きに延在する下部ポストを有し、前記方法はさらに、
上部クラウン部の少なくとも１つの上部リブを下部クラウン部の少なくとも１つの下部リブに固定し、上部ポストの開放端と下部ポストの開放端との間にラビリンス通路を形成するステップを備える、方法。
【請求項１６】
上部ポストの開放端および下部ポストの開放端を、軸方向に互いを越えて延在させるステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
上部ポストおよび下部ポストを、互いに間隔を空けられた関係に維持するステップをさらに備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
上部ポストの開放端内へ軸方向に延在するポケットを形成し、下部ポストの開放端を軸方向にポケット内へ延在させるステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
中心軸に沿って延在するオイルフロー通路を下部ポスト内に形成するステップをさらに備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
下部ポストの開放端にカウンタボアを形成し、上部ポストの開放端をカウンタボア内へ軸方向に延在させるステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記カウンタボアの下方で中心軸に沿って延在する第１のオイルフロー通路を形成するステップをさらに備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
中心軸を横切って延在する第２のオイルフロー通路を形成し、第１のオイルフロー通路を第２のオイルフロー通路と交差させるステップをさらに備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
中心軸に沿って延在する第１のオイルフロー通路を下部ポスト内に形成するステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
第１のオイルフロー通路を、下部ポストの開放端内に延在させるステップをさらに備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
中心軸を横切って延在する第２のオイルフロー通路を形成し、第１のオイルフロー通路を第２のオイルフロー通路と交差させるステップをさらに備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
開放端まで延在する１対の環状上部リブを有する上部クラウン部を形成し、上部リブの開放端に固定された開放端まで延在する１対の環状下部リブを有する下部クラウン部を形成するステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１２−５１９２５１（Ｐ２０１２−５１９２５１Ａ）
【公表日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５５２１７０（Ｐ２０１１−５５２１７０）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２５４８４
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９９３７２
【国際公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（５９９０５８３７２）フェデラル−モーグル コーポレイション (234)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２５４８４
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９９３７２
【国際公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（５９９０５８３７２）フェデラル−モーグル コーポレイション (234)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]