特許 6705825 対向ピストンエンジン用のピストン冷却

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6705825

(24)【登録日】2020年5月18日

(45)【発行日】2020年6月3日

(54)【発明の名称】対向ピストンエンジン用のピストン冷却

(51)【国際特許分類】

   F02F 3/22 20060101AFI20200525BHJP

   F02F 3/00 20060101ALI20200525BHJP

   F02F 3/26 20060101ALI20200525BHJP

   F02B 75/28 20060101ALI20200525BHJP

   F01M 1/08 20060101ALI20200525BHJP

   F01P 3/08 20060101ALI20200525BHJP

   F01P 3/10 20060101ALI20200525BHJP

   F16J 1/09 20060101ALI20200525BHJP

【ＦＩ】

   F02F3/22 A

   F02F3/00 R

   F02F3/26 A

   F02B75/28 Z

   F01M1/08 B

   F01P3/08 C

   F01P3/10 A

   F16J1/09

【請求項の数】10

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-537263(P2017-537263)

(86)(22)【出願日】2016年1月7日

(65)【公表番号】特表2018-503770(P2018-503770A)

(43)【公表日】2018年2月8日

(86)【国際出願番号】US2016012431

(87)【国際公開番号】WO2016114968

(87)【国際公開日】20160721

【審査請求日】2018年10月29日

(31)【優先権主張番号】14/596,855

(32)【優先日】2015年1月14日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】506405644

【氏名又は名称】アカーテース パワー，インク．

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】特許業務法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】マッケンジー，ライアン，ジー．

(72)【発明者】

【氏名】レドン，ファビエン，ジー．

【審査官】 櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５３９５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１７４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０４９７４５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００９８３１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６０３２６１９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５３４２９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｆ ３／２２

Ｆ０２Ｆ ３／００

Ｆ０２Ｆ ３／２６

Ｆ０１Ｍ １／０８

Ｆ０１Ｐ ３／０８

Ｆ０１Ｐ ３／１０

Ｆ０２Ｂ ７５／２８

Ｆ１６Ｊ １／０９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対向ピストンエンジン用のピストン（１０）であって、
対向ピストンエンジン内の対向ピストンの端面で燃焼室を画定するよう形成される端面（２０）を有するクラウン（１４）と、
ピストン側壁（１８）を含むスカート部（１６）であって、前記ピストン側壁（１８）が前記クラウンから前記スカート部の開放端（２２）まで延びる、スカート部（１６）と、
前記ピストン内の環状冷却ギャラリ（３２）と、
前記環状冷却ギャラリ内の出口開口部（４０）を含む、前記ピストン内の少なくとも１つの冷却剤入口通路（３８）と、
前記冷却剤入口通路から離れており、前記環状冷却ギャラリ内の排出開口部（４４）を含む、前記ピストン内の少なくとも１つの冷却剤排出通路（４２）であって、前記出口開口部（４０）が、排出開口部（４４）よりも前記クラウン（１４）の下面（３６）に近い、少なくとも１つの冷却剤排出通路（４２）と、
を備え、
前記クラウンおよび前記スカート部は、相溶性材料とは別個に形成され、溶接またはろう付けによって接合され、
前記冷却剤入口および排出通路は、前記スカート部の内壁（２３）を通って延びており、
前記環状冷却ギャラリは、前記内壁（２３）の第１の側の周縁部（３４）と前記下面（３６）の周縁部との間に画定されている、対向ピストンエンジン用のピストン（１０）。

【請求項2】

前記内壁（２３）の前記第１の側とは反対側の第２の側が、リストピンボア（２４）の少なくとも一部を含む、請求項１に記載のピストン。

【請求項3】

前記入口通路が、断面が楕円形の細長い形状を有し、前記排出通路が、断面が円形の形状を有する、請求項１に記載のピストン。

【請求項4】

前記出口開口部が、前記下面の凸部（５８）と整列して配置される、請求項１に記載のピストン。

【請求項5】

前記少なくとも１つの冷却剤排出通路が、各側に前記入口通路の側面に位置する各排出開口部を有する２つの冷却剤排出通路を含む、請求項１に記載のピストン。

【請求項6】

前記冷却剤出口開口部が、前記環状冷却ギャラリを第１および第２の部分に分割し、前記長手方向軸に直交する基準面（４６）に配置され、前記排出開口部が、前記開放端の方向に前記基準面から距離（Ｄ）に位置付けられる、請求項１に記載のピストン。

【請求項7】

前記環状冷却ギャラリ内の第１のレベル（４６）から前記クラウンの下面（３６）に向けられた液体冷却剤の少なくとも１つのジェット（５２）を提供するステップと、
前記第１のレベルよりも前記下面から離れている前記環状冷却ギャラリにおける第２のレベル（４７）から前記液体冷却剤を排出するステップと、
含む、請求項１に記載のピストンを冷却する方法。

【請求項8】

前記第２のレベルから前記液体冷却剤を排出するステップが、前記液体冷却剤を前記ジェットの各側で排出するステップを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

液体冷却剤の少なくとも１つのジェットをもたらすステップが、前記環状冷却ギャラリの対向する側に液体冷却剤の各ジェットをもたらすステップを含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記環状冷却ギャラリ内の出口から前記クラウンの下面（３６）に向けられた液体冷却剤の少なくとも１つのジェット（５２）をもたらすステップと、
前記環状冷却ギャラリ内の液体冷却剤から液体冷却剤の前記ジェットを遮蔽するステップと、
を含む、請求項１に記載のピストンを冷却する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の参照］
本出願は、以下の共通所有の米国特許出願、すなわち、２０１１年８月１５日に出願された米国特特許出願第１３／１３６，９５５号明細書であり、２０１２年３月２９日に米
国特許出願公開第２０１２／００７３５２６号明細書として公開された、「Ｐｉｓｔｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｏｐｐｏｓｅｄ−Ｐｉｓｔｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｓ」、２０１３年２月２５日に出願された米国特特許出願第１３／７７６，６５６号明細書であり、２０１４年８月２８日に米国特許出願公開第２０１４／０２３８３６０号明細書として公開された、「Ｒｏｃｋｉｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ Ｂｅａｒｉｎｇｓ ｆｏｒ ｔｗｏ−Ｓｔｒｏｋｅ Ｃｙｃｌｅ Ｅｎｇｉｎｅｓ」、２０１３年１１月２２日に出願された米国特特許出願第１４／０７５，９２６号明細書「Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｆｏｒ Ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ Ｗｒｉｓｔｐｉｎ Ｏｉｌ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｉｎ Ａ ｔｗｏ−Ｓｔｒｏｋｅ Ｃｙｃｌｅ， Ｏｐｐｏｓｅｄ−Ｐｉｓｔｏｎ Ｅｎｇｉｎｅ」、および２０１４年３月６日に出願された米国特特許出願第１４／１９９，８７７号明細書「Ｐｉｓｔｏｎ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ Ｏｉｌ Ｆｒｏｍ Ａ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｉｎ Ａｎ Ｏｐｐｏｓｅｄ−Ｐｉｓｔｏｎ Ｅｎｇｉｎｅ」の発明の主題に関連する発明の主題を含む。

【0002】

この開示の技術分野は、内燃機関、特に、２ストロークの対向ピストンエンジンを含む。一態様では、技術分野は、対向ピストンエンジンのピストンを冷却することに関する。

【背景技術】

【0003】

関連する特許出願は、ピストン対が反対方向に動いて端面の間に成形燃焼室を形成する２ストローク対向ピストンエンジンについて説明している。圧縮ストロークの間に、２つの対向ピストンは、移動するシリンダのボア内のそれぞれの上部中心位置の方向に互いに向かって移動する。上部中心位置付近のピストンの場合、チャージエアは端面間で圧縮され、燃料は端面によって形成される燃焼室にシリンダの側面を介して噴射される。圧縮空気の熱により燃料が点火され、燃焼が起こる。燃焼に応答して、ピストンは動力行程で方向を逆転させる。この動力行程の間、ピストンは、ボア内の底部中央位置に向かって互いに離れるように移動する。ピストンが上部と底部の中心位置の間を往復運動する場合、ピストンは、シリンダへの吸気およびシリンダからの排気の流れを制御する時系列でシリンダの吸気位置および排気位置で形成されるポートを開閉する。

【0004】

２ストローク対向ピストンエンジン用のピストン構造のいくつかの態様では、空気と燃料の混合を促進する複雑な、乱流チャージエア運動を引き起こすために燃焼室の周囲から旋回および圧搾流と相互作用する輪郭端面を有するクラウンを伴うピストンを使用することが望ましい。しかしながら、燃焼はピストンクラウンに大きな熱負荷を課す。輪郭端面は、従来の強制冷却構成によって適切に冷却されない非一様な熱プロファイルを生成し、非対称的な熱応力、磨耗、およびピストンクラウン破損を引き起こす。ピストンの耐久性を高め、エンジンの効果的な熱管理に寄与させるために、ピストン構造に、そのようなピストンの輪郭クラウンを冷却する能力を与えることが望ましい。

【0005】

いくつかの例では、対向ピストン用のピストン冷却構造は、液体冷却剤（例えば、潤滑油）が循環する内部の環状冷却ギャラリ（通路）を各ピストン内に含む。この点に関して、特許文献１として公開された、関連する共通所有の特許文献２を参照されたい。環状冷却ギャラリは、クラウンの下面に沿ってピストンの周縁部に沿っており、それは、液体冷却剤を環状冷却ギャラリに流入させ、液体冷却剤を環状冷却ギャラリから排出するギャラリフロアの１つまたは複数の開口部および１つまたは複数のスロットを除いて閉じられる。ピストンの長手方向のギャラリの寸法（ギャラリの高さ）は、ギャラリがクラウン端面の突出した隆起部に当接する最大値と、燃料が燃焼室に噴射される端面のノッチにギャラリが当接する最小値との間で変化する。ギャラリ床の開口部は、ピストンスカートの開放端を通って伝達される液体冷却剤のジェットのための入口を提供する。いくつかの例では、これらの開口部は、液体冷却剤のジェットが、エンジン動作中に隆起部が重い熱負荷を受けるために端面の隆起部に当接するクラウン下面の一部に衝突することを可能にするよう配置される。いくつかの例では、液体冷却剤は、ジェットがギャラリに入るのとほぼ同じレベルで環状冷却ギャラリから排出される。排出された液体冷却剤は、ピストンスカートの内部に流入し、次いで、開口端から流出する。

【0006】

エンジンの高速動作中の対向ピストンのそれぞれの振動と中央ギャラリを通る準最適排水を考慮に入れると、液体冷却剤は、隆起部の下の環状冷却ギャラリの折り目付けされた部分に集まって滞留し、液体冷却剤の起立体を作り出すことができる。ジェットがこの部分に向けられている場合、液体冷却剤の起立体は、ジェットの衝突効果を減衰させ、ギャラリ内の液体の循環を損なう可能性がある。

【0007】

液体冷却剤は、効率的な冷却を保証するために、環状冷却ギャラリに妨げられずに受け入れられ、クラウン下面を横切って流れることが望ましい。さらに、液体冷却剤がギャラリから妨げられずに排出されることが望ましい。しかしながら、ギャラリ内で冷却剤が同じレベルで出入りする場合、ギャラリに蓄積された冷却剤が、入ってくるジェットの邪魔をする可能性があり、逆に、入ってくるジェットがギャラリ内を移動する冷却剤の邪魔をする可能性がある。これらの効果のいずれかまたは両方が、ギャラリを通って準最適循環を引き起こし、冷却性能を低下させる可能性がある。

【0008】

したがって、流入するジェットを保護し、ギャラリ内の液体冷却剤の流入流と流出流との間の干渉を低減または排除することによって、ピストン環状冷却ギャラリ内の液体冷却剤の循環を改善することが望ましい。

【発明の概要】

【0009】

この開示に記載されたピストン環状冷却ギャラリの目的は、ギャラリに既に存在する冷却液から流入する液体冷却剤ジェットを保護または遮蔽することである。さらに別の目的は、液体冷却剤の循環を改善するように、ピストン環状冷却ギャラリ内の入口通路および排出通路を分離して位置決めすることである。

【0010】

対向ピストンエンジンのピストン用の環状冷却ギャラリ構造は、クラウン下面から異なる距離にある各開口部を有する別個の入口および排出通路を含むことが好ましい。いくつかの態様では、冷却剤の入ってくるジェットが環状冷却ギャラリに入る入口通路の出口開口部は、排出通路の排出開口部よりもクラウン下面に近い。

【0011】

さらなる態様では、距離の差は、少なくとも部分的には、環状冷却ギャラリ内のボウル状凹部内の排出通路の排出開口部の配置に起因する。

【0012】

他の態様では、入口通路は、クラウン下面の方向にボウル状凹部から延びている。

【0013】

さらに他の態様では、入口通路は、凸部形状を有するクラウン下面の一部に液体冷却剤のジェットを向けるように配置される。

【0014】

本開示に従って構成された対向ピストンエンジン用のピストンは、長手方向軸と、クラウンと、ピストン側壁を備えたスカート部とを有する。クラウンは、エンジン内の対向ピストンの端面で燃焼室を画定するよう形成された端面を有する。ピストン側壁は、クラウンからスカートの開放端までの長手方向軸に沿って延びる。ピストン内の環状冷却ギャラリは、スカートの内壁とクラウンの下面との間に画定される。内壁の少なくとも１つの冷却剤入口通路は、液体冷却剤のジェットがギャラリ内に現れる環状冷却ギャラリ内の出口開口部を含む。内壁の少なくとも１つの冷却剤排出通路は、環状冷却ギャラリ内の排出開口部を含む。出口開口部は、クラウン下面から第１の距離に配置され、排出開口部は、第１の距離よりも大きい、クラウンの下面からの第２の距離に配置される。

【0015】

いくつかの態様では、排出開口部は、クラウン下面に面する内壁のボウル内に配置される。いくつかのさらなる態様において、排出通路および入口通路は、ピストン側壁の凹凸のある部分の間を延びるピストン側壁の長手方向部分に沿って延びる。

【0016】

ピストンの一実施形態では、ピストン側壁は、クラウンと開放端との間を延びる側壁窪みを介在することによって互いに分離されたクラウンから開放端まで延びる長手方向スカート部分を含む。側壁内のスカートの内壁は、対向する側壁の窪みの間に延びるリストピンボアを含む。ピストン内の環状冷却ギャラリは、内壁とクラウンの下面との間に画定される。環状冷却ギャラリに出口開口部を有する少なくとも１つの冷却剤入口通路と、環状冷却ギャラリに排出開口部を有する少なくとも１つの冷却剤排出通路とが、長手方向スカート部の近傍の内壁に形成される。出口開口部は、クラウン下面の凸部から第１の距離に配置され、排出開口部は、第１の距離よりも大きい、クラウン下面の凸部からの第２の距離に配置される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本開示によるピストン冷却態様および実施形態が組み込まれる、対向ピストンエンジンで使用するよう構成されるピストンの等角図である。

【0018】

【図2】図１のピストンの分解図である。

【0019】

【図3A】ピストンの長手方向軸とリストピンの軸とを含む平面を通る図１のピストンの側断面図である。

【図3B】ピストンの長手方向軸を含み、リストピンの軸に直交する平面を通る図１のピストンの側断面図である。

【0020】

【図4】本開示によるピストン冷却の概念的概略図である。

【0021】

【図5】環状冷却ギャラリ内の入口開口部および排出開口部を示す、図１のピストンのスカート部の等角図である。

【0022】

【図6】図１のスカート部の開放端への、図１のピストンの長手方向軸に沿った図である。

【0023】

【図7】図６の照準線Ａ−Ａに対応する平面を通る、図１のピストンの側断面図である。

【0024】

【図8】代替の入口通路の実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

この説明において、「ジェット」という用語は、狭い開口部から排出される液体冷却剤の強力なストリームまたは流れを指すことを意図している。関連技術において、「ジェット」は、液体冷却剤の強制的なストリームまたは流れを使用するために送達するノズルまたはチューブを指す可能性がある。後者に関しては、明瞭にするために、「ジェット」を含むノズルと同義である他の用語を排除することを意図せずに、ストリームの乱れをそのチャネルから避けるために、用語「ノズル」を使用するために選択した。

【0026】

図１は、本開示に従って構成された対向ピストンエンジン用のピストン１０の一例を示す。ピストン１０は、長手方向軸１２と、クラウン１４と、ピストン側壁１８を備えたスカート部１６とを有する。ピストン側壁１８は、ほぼ円筒形であり、長手方向軸１２に沿って延びる。クラウン１４は、エンジン内の対向ピストンの端面で燃焼室を画定するよう形成された端面２０を有する。図１に示す端面２０の形状は、対向ピストンエンジンの燃焼室の形状を画定するために対向ピストンの端面と協働する範囲でのみ、本開示の範囲を限定する。多くの他のそのような端面形状も可能であり、例えば、限定するものではないが、米国特許出願公開第２０１３／０２１３３４２Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２０１４／００１４０６３Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２０１４／００８３３９６Ａ１号明細書、および米国特許第８，８００，５２８Ｂ２号明細書に記載および図示されている対向ピストンエンジンのピストンのための端面形状を参照することができる。

【0027】

図２、図３Ａ、および図３Ｂを参照すると、側壁１８は、スカート部１８の第１の端部２１（図５も参照）から第２の端部２２（図６も参照）まで延びる。図３Ａ、図３Ｂ、および図６に最もよく示されているように、第２の端部は開いている。長手方向軸１２の中心にあるスカートの内壁２３は、第１の端部２１に近い側壁に位置している。いくつかの態様では、内壁２３は、リストピンおよび冷却チャンバ用の支持構造を含む。必ずしも必要ではないが、一方の側の内壁２３（図６参照）は、リストピンが受け入れられ保持されるリストピンボア２４の一部を画定することが好ましい。リストピンは、例えば、限定するものではないが、米国特許出願公開第２０１４／０２３８３６０Ａ１号明細書に記載および図示されているような二軸ベアリングユニットを備えることができる。これに関して、ベアリングスリーブ２６は、リストスピンボア２４内に受け入れられ、そこでエンジン動作中の振動揺動のために内壁２３の片側に対してリストピンジャーナル２８を支持する。ディスク３０は、スリーブ２６およびジャーナル２８をリストピンボア２４内に保持する。反対側の内壁２３（図５参照）は、環状冷却ギャラリ３２の一部を画定することが好ましい。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、内壁２３は、ピストン１０内の環状冷却ギャラリ３２のための構造ベースを含む。ギャラリ３２は、内壁２３の外周部３４とクラウン１４の下面３６の外周部との間に画定されている。環状冷却ギャラリ３２は、内壁２３の入口通路および排出通路３８および４２を除いて閉じられている（図５および図６に最もよく示されている）。

【0028】

ピストン１０の構造の材料および方法は、中程度の使用および／または酷使するために、または大口径の用途のために、従来のものである。例えば、クラウンおよびスカート部は、相溶性材料（例えば、鍛鋼クラウン、鋳鉄スカート部）とは別個に形成され、溶接またはろう付けによって接合される。

【0029】

図４は、本開示によるピストン冷却の原理を表す環状冷却ギャラリ３２の一部の概念的な概略断面図である。この点に関して、内壁２３内を走る少なくとも１つの冷却剤入口通路３８は、環状冷却ギャラリ３２内に出口開口部４０を含む。内壁２３の少なくとも１つの冷却剤排出通路４２は、環状冷却ギャラリ３２内の排出開口部４４を含む。冷却剤出口開口部４０は、環状冷却ギャラリを第１および第２部分に分割し、長手方向軸１２に直交する、基準面４６に配置される。排出開口部４４は、基準面４６からスカートの開放端２２の方向に距離Ｄだけ離れて配置される。この態様から、出口開口部４０は、排出開口部よりもクラウン下面３６に近い。別の態様では、冷却剤出口および排出開口部４０および４４は、ピストン内で長手方向距離Ｄだけ分離され、冷却剤排出開口部４４は、冷却剤出口開口部４０よりもスカートの開放端に近い。さらに別の態様では、出口開口部４０は、クラウン１４の下面３６から第１の距離Ｄ１に配置され、各排出開口部４４は、クラウンの下面から第２の距離Ｄ２＝（Ｄ＋Ｄ１）に配置され、第２の距離は第１の距離より大きい（Ｄ２＞Ｄ１）。いずれの観点からも、ピストンスカートの開放端に向けられた専用ノズル５４から送られた液体冷却剤の噴射ジェット５２は、入口通路３８を通り、冷却剤が排出開口部４４を通って排出されるレベルよりもクラウン下面３６に近いレベルで出口開口部４０を通って環状冷却ギャラリ３２に入る。これらの異なるレベルでの出口および排出開口部４０および４４の配置は、排出開口部４４を通って、開放端２２に向けて、および開放端２２を通って
、スカート部１６内を通る液体の流出流を含む、噴射ジェット５２と環状冷却ギャラリ３２内の液体冷却剤との間の干渉を分離および減少する。別の態様では、入口および排出通路の分離、および環状冷却ギャラリ３２の異なるレベルにおける出口および排出開口部の配置は、ジェット５２を、環状冷却ギャラリ内を循環する液体冷却剤から遮蔽する。

【0030】

いくつかの態様では、出口開口部４０は、下面３６の凸部５８と整列して配置される。これらの場合、液体冷却剤のジェット５２は、下面３６に衝突した場合に広がり、下面３６のいくつかの実施形態で見られる収集増加を回避する。いくつかの他の態様では、基準面４６から距離Ｄに位置する各排出開口部４４を有する２つの冷却剤排出通路４２がある。排出開口部４４は、いずれかの側で入口通路３８に面し、それにより、出口開口部のいずれかの側の環状冷却ギャラリから液体冷却剤を洗い流す。

【0031】

スカート部１６の第１の端２１の近くの内壁２３の構成の一例を示すスカート部１６の好ましい実施形態は、図５のクラウン下面の視点から見られ、図６のスカート部の開放端２２を介して見られる。この好ましい実施形態では、環状冷却ギャラリ３２の両側に２つの冷却剤入口通路３８がある。入口通路３８は、内壁２３を通って延在し、環状冷却ギャラリ３２内に、クラウン下面の方向に延びる各排気筒（またはパイプ、またはチューブ）６０を含むことが好ましい。必ずしも必要ではないが、入口通路は、細長い形状の楕円形を有することが好ましい。この実施形態では、出口開口部４０は、排気筒６０の端部にある。各入口通路３８の側面に位置する２つの排出通路４２は、内壁２３を通って延びている。各排出通路は、内壁２３に形成される各ボウル６２の底部に配置されている。 有利には、ボウルおよび排気筒構成は、出口開口部４０をその隣接する排出開口部４４の一方または両方から分離する、望ましくは実質的な距離Ｄをもたらす。必ずしも必要ではないが、入口通路は、図６の平面図において、楕円形に形成されるように、断面が細長い形状を有することが好ましい。必ずしも必要ではないが、排出通路は、図６の平面図の断面において円形の形状を有することが好ましい。

【0032】

本開示による冷却を伴うピストン１０の代表的な実施形態が、図１、図３Ａ、図３Ｂ、および図７に示されている。これらの図によれば、クラウン１４の外周面には、第１の組のリング溝６４が形成されている。第２の組のリング溝６６が、スカートの開口端２２近くの側壁１８の部分に形成される。この実施形態では、側壁１８には、側壁の窪み７０を介在することによって互いに分離された対向する側壁部分６８が形成される。例えば、これらの２つの対向する側壁部分６８と２つの対向する窪み７０がある。窪み７０は、ピストンの質量と、ピストンが配置されているシリンダのボアによる側壁フェルトの接触面積との両方を最小にする。側壁部分６８は、クラウン１４からスカートの開放端２２まで延びている。長手方向軸１２に対して、側壁の部分６８は、クラウン１４と同じ半径を有し、第２の組のリング溝６６が位置する側壁の円周部分を有する。窪み７０は、第１のリング溝６４と第２のリング溝６６との間の側壁１８内で長手方向に延びている。図６に最もよく見られるように、リストピンボア２４の両側に入口通路３８がある。各入口通路３８は、それぞれの側壁部分６８に隣接して（または当接して）配置され、２つの排出通路４２のそれぞれ１つが各側部の側面に位置する。

【0033】

図５および図６に示すように、入口通路および排出通路は、スカート部を鋳造、鍛造、および／または機械加工することによって、内壁２３と一体的に形成することができる。代替として、図８に示すように、入口通路３８を別々に構成し、次いで、内壁２３の所定位置にプレス、焼結、または溶接することができる。いくつかの用途において、排出通路の出口開口部７４を超えて入口通路の入口開口部７２を伸ばし、その結果、液体冷却剤の各ジェット５２が、排出通路の出口開口部７４よりもスカートの開放端２２に近い点で入口通路３８に入り、それにより、環状冷却ギャラリ３２を超えて入口通路の遮蔽効果が延在することが有利であろう。

【0034】

図４および図７は、対向ピストンエンジン内の対向ピストンの端面で燃焼室を画定するように成形された端面２０を有するクラウン１４と、クラウンに接合されるスカート１６と、クラウンおよびスカート部の間に画定されるピストン内の環状冷却ギャラリ３２とを有するピストン１０を冷却する方法を示す。本方法は、環状冷却ギャラリ３２内の第１のレベル４６からクラウンの下面３６の凸部５８に向けられた液体冷却剤の少なくとも１つのジェット５２を提供するステップと、第１のレベルよりも下面３６から離れている環状冷却ギャラリ３２における第２のレベル４７から液体冷却剤を排出するステップと、を含む。いくつかの態様では、液体冷却剤を第２のレベルから排出するステップは、ジェットが環状冷却ギャラリ３２内に移る入口通路３８の各側で液体冷却剤を排出するステップを含む。さらなる態様では、本方法は、環状冷却ギャラリ３２の対向する側に液体冷却剤の各ジェットをもたらすステップを含む。

【0035】

あるいは、図４および図７は、対向ピストンエンジン内の対向ピストンの端面で燃焼室を画定するように成形された端面を有するクラウンと、クラウンに接合されるスカートと、クラウンおよびスカート部の間に画定されるピストン内の環状冷却ギャラリとを有するピストンを冷却する別の方法を示す。この方法は、環状冷却ギャラリ内の出口４０からクラウンの下面３６に向けられた液体冷却剤の少なくとも１つのジェット５２をもたらすステップと、環状冷却ギャラリ内を循環する液体冷却剤から液体冷却剤のジェット５２を遮蔽するステップとを含む。

【0036】

本開示によるピストン冷却は、特定の例および実施形態を参照して記載されているが、本質的原理の趣旨から逸脱することなく様々な修正を行うことができることを理解されたい。 したがって、本明細書と一致する本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0037】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１２／００７３５２６号明細書

【特許文献2】米国特許出願第１３／１３６，９５５号明細書

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】