図面 (/)

技術 ブローバイ構成を有するピストン、および内燃機関への壊滅的故障を防止する方法

出願人 フェデラル-モーグル・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー
発明者 マツオ,エドゥアルド・エイチワン,カイ
出願日 2010年11月10日 (10年0ヶ月経過) 出願番号 2012-538096
公開日 2013年3月28日 (7年7ヶ月経過) 公開番号 2013-510976
状態 特許登録済
技術分野 燃焼機関のピストン
主要キーワード 通常動作位置 織り目加工 具合状態 開口部用 外側リブ 内側リブ 貫通通路 厚さ減少
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年3月28日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題・解決手段

内燃機関への起こり得る壊滅故障を阻止し、それによりエンジンへの高くつく損傷の危険を減少させる、ピストンおよび方法が提供される。このピストンは、壁によって内部冷却チャンバから隔てられた上部燃焼面を有するピストン本体を含む。ポケットが、壁の閉鎖底面まで、上部燃焼面内へと延在している。ポケット内に管状部材が配置される。管状部材は、上面から上向きに延在している。バルブヘッドがその通常動作位置から落下すると、バルブヘッドは管状部材と衝突し、上部燃焼面から冷却チャンバ内へと延在するブローバイ通路を形成する。

概要

背景

概要

内燃機関への起こり得る壊滅故障を阻止し、それによりエンジンへの高くつく損傷の危険を減少させる、ピストンおよび方法が提供される。このピストンは、壁によって内部冷却チャンバから隔てられた上部燃焼面を有するピストン本体を含む。ポケットが、壁の閉鎖底面まで、上部燃焼面内へと延在している。ポケット内に管状部材が配置される。管状部材は、上面から上向きに延在している。バルブヘッドがその通常動作位置から落下すると、バルブヘッドは管状部材と衝突し、上部燃焼面から冷却チャンバ内へと延在するブローバイ通路を形成する。

目的

ブローバイ通路はブローバイ急増を提供し、それにより、問題の即時の表示を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

ピストンであって、壁によって内部冷却チャンバから間隔をおかれた上部燃焼面を有するピストン本体を含み、前記壁は、閉鎖底面までの深さにわたり、前記内部冷却チャンバに向かって、前記上部燃焼面内へと延在する少なくとも1つのポケットを有し、前記閉鎖底面は、減少した厚さを有する前記壁の一部によって前記内部冷却チャンバから間隔をおかれ、前記ピストンはさらに、前記少なくとも1つのポケット内に配置され、前記上部燃焼面から上向きに延在している管状部材を含む、ピストン。

請求項2

前記管状部材は、前記上部燃焼面から、前記減少した厚さ以上の距離、上向きに延在している、請求項1に記載のピストン。

請求項3

前記管状部材の長さは、前記深さよりも大きい、請求項1に記載のピストン。

請求項4

前記管状部材は、前記上部燃焼面から、前記減少した厚さ以上の距離、上向きに延在している、請求項3に記載のピストン。

請求項5

前記管状部材は、真っ直ぐ円筒状の外面を有する、請求項1に記載のピストン。

請求項6

前記管状部材は、前記少なくとも1つのポケット内で締まり嵌めを有する、請求項1に記載のピストン。

請求項7

前記管状部材は、前記少なくとも1つのポケット内でねじ込まれている、請求項1に記載のピストン。

請求項8

前記少なくとも1つのポケットは、その深さの一部にわたり、ねじ山が付けられている、請求項7に記載のピストン。

請求項9

前記ピストン本体は、前記ピストン本体の上に位置するバルブヘッドの数に対応する複数の前記ポケットを有する、請求項1に記載のピストン。

請求項10

前記ボケットの1つ1つは、バルブヘッドの別個の1つ1つと整列されている、請求項9に記載のピストン。

請求項11

内燃機関への壊滅故障を防止する方法であって、壁によって内部冷却チャンバから間隔をおかれた上部燃焼面を有するピストン本体を設けるステップと、上部燃焼面から内部冷却チャンバ内へと延在する貫通開口部用に、少なくとも1つの予め定められた場所を壁に設けるステップとを含む、方法。

請求項12

予め定められた場所にある壁の閉鎖底面まで上部燃焼面内へと延在する、ある深さを有するポケットを形成するステップと、管状部材が上面から上向きに延在する状態で管状部材をポケット内に配置するステップとをさらに含む、請求項11に記載の方法。

請求項13

閉鎖底面と内部冷却チャンバとの間に延在する、減少した厚さを有する壁を形成するステップと、管状部材を上部燃焼面から、減少した厚さ以上の距離、上向きに延在させるステップとをさらに含む、請求項12に記載の方法。

請求項14

ポケットの深さよりも大きい長さを有する管状部材を設けるステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。

請求項15

管状部材を上部燃焼面から、減少した厚さ以上の距離、上向きに延在させるステップをさらに含む、請求項14に記載の方法。

請求項16

真っ直ぐで円筒状の外面を有する管状部材を設けるステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。

請求項17

管状部材とポケットとの間に締まり嵌めを形成するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。

請求項18

管状部材をポケット内にねじ込むステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。

請求項19

ポケットの全深さより小さい領域にわたり、管状部材およびポケットのねじ山を係合させるステップをさらに含む、請求項18に記載の方法。

請求項20

ピストン本体の上に位置するバルブヘッドの数に対応する数のポケットを有するピストン本体を形成するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。

請求項21

ポケットの1つ1つをバルブヘッドの別個の1つ1つと軸方向に整列させるステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。

技術分野

0001

関連出願との相互参照
本願は、209年11月10日に出願された米国仮出願連続番号第61/259,814号の利益を主張する。当該仮出願は、その全体がここに引用により援用される。

0002

発明の背景
1.技術分野
この発明は一般に内燃機関に関し、より特定的には内燃機関用ピストンに関する。

発明が解決しようとする課題

0003

2.関連技術
動作中、バルブが落下してピストンと接触すると、内燃機関の公知の起こり得る故障モードが生じ、それはエンジン壊滅故障をもたらすおそれがある。エンジンに生じる損傷は、パワーシリンダステム全体(ピストン、リングライナーリストピン接続ロッド)、バルブトレインシリンダヘッドクランクシャフト、そして多くの場合エンジンブロック交換を含む場合がある。したがって、修理は可能ではあるが、この種の故障モードを修理するコストは非常に高くつくおそれがある。

課題を解決するための手段

0004

発明の概要
内燃機関への起こり得る壊滅的故障を阻止し、それによりエンジンへの高くつく損傷の危険を減少させるピストンが提供される。このピストンは、壁によって内部冷却チャンバから隔てられた上面を有するピストン本体を含む。上面は、壁の閉鎖底面まで延在するポケットを有する。ポケット内に管状部材が配置される。管状部材は、上面から上向きに延在している。

0005

この発明の別の局面によれば、内燃機関への壊滅的故障を防止する方法が提供される。この方法は、壁によって内部冷却チャンバから隔てられた上面を有するピストン本体を設けるステップと、使用中の内部冷却チャンバ内へと壁を通って形成される貫通開口部用に、予め定められた場所をバルブヘッドの下の壁に設けるステップとを含む。

0006

この方法の別の局面によれば、この方法は、壁の閉鎖底面まで上面内へと延在するポケットを形成するステップと、管状部材が上面から上向きに延在する状態で管状部材をポケット内に配置するステップとをさらに含む。

0007

この発明の別の局面によれば、バルブヘッドが衝突して、ピストンの内部冷却チャンバ内へと延在するブローバイ通路を形成するために、予め定められた場所をピストンの上壁に設けることにより、内燃機関への壊滅的故障を防止する方法が提供される。ブローバイ通路はブローバイ急増を提供し、それにより、問題の即時の表示を提供する。この表示は、さらなる損傷がエンジンに生じることを防止するために利用される。

0008

図面の簡単な説明
この発明のこれらのならびに他の局面、特徴、および利点は、以下の現在好ましい実施例および最良の形態の詳細な説明、付加された請求項、ならびに添付図面に関連して検討されると、より容易に理解されるであろう。

図面の簡単な説明

0009

内燃機関における、この発明の一局面に従って構成されたピストンの断面図である。
ピストンの上部燃焼面の上方に位置づけられたバルブヘッドの場所を示す、図1のピストンの平面図である。
図1のピストンの丸で囲んだ部分2の拡大図である。
ピストンのポケット内に管状部材を固定するための代替的な機構を示す、図2に似た図である。
ピストンに形成されたブローバイ通路を示す、図2および図2Aに似た図である。

実施例

0010

現在好ましい実施例の詳細な説明
図面をより詳細に参照すると、図1は、この発明の現在好ましい一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、シリンダボア(図示せず)内でピストン10が往復運動する際に沿う中心軸14に沿って延在するピストン本体12を有する。ピストン本体12は、非限定的な一例として、上部燃焼面18を有する上方クラウン部16を含んでおり、上部燃焼面18はここでは、非限定的な一例として、環状で平面状の径方向外側部分20と、外側部分20から径方向内側にある窪んだ燃焼ボウル22とを有して表わされている。外側部分20は、複数のバルブヘッド23(図1A)の下に整列されるよう構成されている。ピストン10は、非限定的な一例として、環状の内側リブ28によって互いに隔てられた、内部の外側冷却ギャラリまたはチャンバ24と中心冷却ギャラリまたはチャンバ26とを有して示されており、外側部分20から環状の外側リブ29が垂下している。上部燃焼面18は、上壁30によって、外側冷却ギャラリ24および内側冷却ギャラリ26から隔てられている。非限定的な一例として、少なくとも1つのポケット、好ましくは図1Aに4個として図示されたバルブヘッドの数に対応する数のポケット32が、壁30の閉鎖底面34までの深さ(D)にわたり、壁30の上部燃焼面18内へと延在している。ポケット32の1つ1つには、管状部材36が、閉鎖底面34と当接するよう配置されている。底面34と当接するよう、または底面34に非常に接近するよう配置されると、管状部材36は、上部燃焼面18から上向きに延在する。したがって、バルブヘッド23のいずれかが緩んだり、その通常機能位置から落下すると、それぞれのバルブヘッド23は、下に位置する管状部材36と衝突し、それにより、管状部材36が壊れやすい閉鎖底面34と十分な力で衝突して、図3に示すように壊れやすい閉鎖底面34を突き破るようになる。そのため、貫通通路またはブローバイ通路38とも呼ばれる意図されたオリフィスが、予め定められた場所に上壁30を貫通して形成される。ブローバイ通路38は気体燃焼混合物ブローバイの急増を提供し、それにより、たとえばシリンダボア内の圧力を感知する圧力センサによって検出可能であるような、問題の即時の表示を提供する。この急激な圧力変化の表示は、オペレータまたはエンジン制御システムに信号で伝えることが可能であり、それにより、オペレータまたはエンジン制御システムは、エンジンへのさらなる損傷を回避するよう、エンジンを停止することができる。

0011

図1に示すように、ピストン10は、非限定的な一例として、外側および内側冷却ギャラリ24,26を形成するために上方の内側および外側リブ28、29と軸方向に整列されて固定取付けされるよう配置された下方の内側リブ42および下方の外側リブ44を有する下方クラウン部40を有して構成可能である。1対のピンボス46が上方クラウン部16から垂下して、リストピン(図示せず)を受けるためにピン軸50に沿って整列された1対のリストピン穴48を提供している。接続ロッド(図示せず)の小さい端部を受けるために、空間51がピンボス46間に設けられている。冷却ギャラリ24,26は説明し図示したもの以外の態様で形成されてもよいこと、および2つのギャラリを有するのではなく、単一の冷却ギャラリを提供してもよいことが認識されるべきである。

0012

各ポケット32は、上部燃焼面18から閉鎖底面34へと延在する深さ(D)にわたって延在している。ポケット32は滑らかな内壁52を有して形成されてもよく、もしくはそれらは、管状部材36を内部に固定するために使用される所望の機構に依存して、織り目加工された、刻みの付いた、またはねじ山の付いた部分53を有して形成されてもよい。ねじ山の付いた部分53は、ポケット32のほぼ上半分にわたって延在するよう図示されており、下半分はたとえばねじ山が付けられないままである。そのため、ねじ山53は、通常動作条件のための管状部材32の十分な保持を提供する一方、管状部材32が上に位置するバルブヘッド23の衝突を受けて下向きに追いやられることを可能にする。したがって、ポケット32の一部のみにねじ山が付いているため、バルブヘッド23がその通常機能位置から落下すると、管状部材が上に位置するバルブヘッド23によって衝突され、下に位置する冷却ギャラリ24内へと追い込まれることが保証される。内壁52は好ましくは、製造しやすくするために、真っ直ぐ円筒状の形を有して形成されるが、必要であれば他の形状を使用してもよい。ポケット32は、壁30の厚さ減少部分54を提供しており、厚さ減少部分54は、ポケット32の底面34と下側55との間に延在する予め定められた厚さ(t)を有する。

0013

管状部材36は、ポケット32内に固定して受けられるよう構成された、たとえば真っ直ぐで円筒状の表面として図示された外面56を有する。したがって、ポケット32の内壁52が滑らかまたはほぼ滑らかである場合、外面56は、ポケット32内での、圧入とも呼ばれる締まり嵌め用に、サイズが決められてもよい。その他の場合、バルブヘッド23が管状部材36と衝突すると接着または機械取付機構が選択的に破壊されるという前提で、管状部材36をポケット32内に固定するために接着または機械的取付機構を使用してもよい。また、内壁52がねじ山の付いた部分を有する場合(図2A)、管状部材36の外面56も同様に、ポケット32内にねじ込んで取付けるための嵌合するねじ山部分を有していてもよい。たとえば押込まれた締まり嵌め、接着、ねじ山など、手段は何であれ、ポケット32内に固定されると、管状部材36の底端58は、ポケット32の底面34と当接するかまたは非常に接近するようになり、管状部材36の上端60は、上面18から上向きに、ここでは平面の外側部分20から上向きに延在して図示されている。そのため、管状部材36は、底面58がポケット32の底面34と当接すると、上端60が外側部分20の上部燃焼面18から予め定められた距離(d)上向きに延在することが保証されるよう、ポケット32の深さDよりも大きい予め定められた長さ(l)を有して構成されている。距離dは、壁30の厚さ減少部分54の厚さtと少なくとも同じであるか、またはそれより若干大きくなるよう、設けられる。上端60は、上に位置する、軸方向に整列されたバルブヘッド23に干渉しない、ということが理解されるべきである。さもなければ、通常動作条件時にエンジンの性能に悪影響をもたらすであろう。

0014

上に位置するバルブヘッド23が、下に位置する管状部材36の上端60に当接するよう、その通常動作位置からシリンダボア燃焼チャンバ内へと下降した場合(バルブヘッド23の不具合状態)、生成された力が管状部材36をポケット32内へと下向きに追いやり、壁30の壊れやすい厚さ減少部分54が、管状部材36の押込まれる力を受けて破砕されるようになる。そのため、管状部材36は、上部燃焼面18と内部の外側冷却ギャラリ24との間を完全に延在して、ブローバイ通路38(図3)を形成する。ブローバイ通路38は、壁厚さtと、管状部材36が上面20の上方に延在する距離dとの寸法関係の結果、形成されることが保証される。最低でも、管状部材36の上端60が、バルブヘッド23によって下向きに追いやられた結果、外面20と同一平面またはほぼ同一平面になると、管状部材36の底端58は、外側冷却ギャラリ24と同一平面になるか、または外側冷却ギャラリ24内へと追いやられる。したがって、管状部材36を通って延在する貫通通路が、上部燃焼面18から外側冷却ギャラリ24内へと完全に延在し、それにより、開いたブローバイ通路38を提供する。そのため、これが起こると、気体/燃料混合物が自由に貫通通路38を通って冷却ギャラリ24内へと流れる場合は、気体/燃焼混合物ブローバイの量が増加し、それにより、オペレータおよび/または制御部に送信される圧力信号損失または低下を促進し、次に、エンジンへのさらなる損傷が始まる前にオペレータおよび/または制御部がエンジンを停止できるようにする。

0015

明らかに、この発明の多くの変更および修正が、上述の教示に鑑みて可能である。したがって、付加された請求項の範囲内で、この発明が具体的に記載されたもの以外の態様で実践されてもよい、ということが理解されるべきである。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • いすゞ自動車株式会社の「 燃焼室」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】スモークの生成を抑制する燃焼室を提供する。【解決手段】シリンダの内部を往復するピストン11の頂面12の中央部が窪んで構成される燃焼室10において、スワール流の流方向であるC1方向の反対側の方向... 詳細

  • いすゞ自動車株式会社の「 燃焼室」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】スモークの生成を抑制する燃焼室を提供する。【解決手段】シリンダの内部を往復するピストン11の頂面12の中央部が窪んで構成される燃焼室10において、スワール流の流方向であるC1方向の反対側の方向... 詳細

  • 日立オートモティブシステムズ株式会社の「 低熱伝導部材、低熱伝導部材の製造方法および内燃機関のピストン」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】 低熱伝導化を実現できる低熱伝導部材、低熱伝導部材の製造方法および内燃機関のピストンを提供する。【解決手段】 ピストン1の低熱伝導部材3は、低熱伝導層8の表面に、ケイ素を含有する非晶質炭素... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ