特許 7493303 コネクティングロッド・ベアリングを潤滑するための装置および方法

(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】

(24)【登録日】2024-05-23

(45)【発行日】2024-05-31

(54)【発明の名称】コネクティングロッド・ベアリングを潤滑するための装置および方法

(51)【国際特許分類】

   F16C 7/02 20060101AFI20240524BHJP

   F01M 1/06 20060101ALI20240524BHJP

   F01P 3/10 20060101ALI20240524BHJP

   F01M 1/08 20060101ALI20240524BHJP

   F01P 3/08 20060101ALI20240524BHJP

【ＦＩ】

F16C7/02

F01M1/06 C

F01M1/06 B

F01M1/06 K

F01P3/10 A

F01M1/08 B

F01P3/08 C

【請求項の数】 15

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018237481

(22)【出願日】2018-12-19

(65)【公開番号】P2019113183

(43)【公開日】2019-07-11

【審査請求日】2021-12-13

(31)【優先権主張番号】10 2017 130 690.0

(32)【優先日】2017-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】517449763

【氏名又は名称】エムアーエヌ トラック アンド バス エスエー

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＮ Ｔｒｕｃｋ ＆ Ｂｕｓ ＳＥ

【住所又は居所原語表記】Ｄａｃｈａｕｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ６６７， ８０９９５ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｂｕｎｄｅｓｒｅｐｕｂｌｉｋ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100105360

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 光治

(72)【発明者】

【氏名】トーマス マリシェフスキー

(72)【発明者】

【氏名】イェンス ディートリッヒ

(72)【発明者】

【氏名】シュテフェン ヒルシュマン

(72)【発明者】

【氏名】ドミニク レナー

【審査官】角田 貴章

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０６１８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３３１０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２００４－００４３７６０（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開平１１－２７０５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－０４９２１３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０９－００４４６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ ５／０００－ ７／００

Ｆ０１Ｍ １／０６

Ｆ０１Ｐ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃エンジンのクランクシャフト（２４）上のコネクティングロッド・ベアリング（４６）を潤滑するための装置であって、
流体チャネル（１２）、特に内部ピストン冷却流体チャネル、と、前記流体チャネル（１２）に流体連通する出口チャネル（２６）と、を有するピストン（１０）と、
関節式結合形態で、特に旋回可能な形態で、前記ピストン（１０）に連結されていて、大きいコネクティングロッド・アイ（４４）、小さいコネクティングロッド・アイ（３８）および接続チャネル（４８）を有するコネクティングロッド（２２）と、
を有し、
前記大きいコネクティングロッド・アイ（４４）は、前記コネクティングロッド・ベアリング（４６）を収容するよう形成され、
前記接続チャネル（４８）は、前記出口チャネル（２６）と前記大きいコネクティングロッド・アイ（４４）の間に流体接続を形成して、流体が、特に冷却潤滑流体が、前記流体チャネル（１２）から前記出口チャネル（２６）および前記接続チャネル（４８）を通して前記大きいコネクティングロッド・アイ（４４）に供給されるようにすることができまたは供給されるものであり、
特徴として、
前記出口チャネル（２６）の出口開口部（２８）が、下死点から上死点への前記ピストン（１０）の移動の期間中にのみ、前記接続チャネル（４８）の入口開口部（５０）と重なり合う、および／または
前記出口チャネル（２６）と前記接続チャネル（４８）の間の流体接続は、実質的に、下死点から上死点への前記ピストン（１０）の移動の期間中にのみ、存在するものである、
装置。

【請求項2】

前記出口チャネル（２６）は、前記ピストン（１０）のピストンヘッド（３０）、特に丸みのあるピストンヘッド（３０）、に、出口開口部（２８）を有し、および／または
前記接続チャネル（４８）は、前記コネクティングロッド（２２）のコネクティングロッド小端部（３２）の外面（５４）、特に丸みのある外面（５４）、特に外周面、に、入口開口部（５０）を有するものである、
請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記接続チャネル（４８）は、前記コネクティングロッド（２２）のコネクティングロッド小端部（３２）の外面（５４）、特に外周面、に、段状凹所によって形成された入口領域（４８）を有するものである、請求項１または２に記載の装置。

【請求項4】

前記接続チャネル（４８）は、さらに、
前記凹所から伸びる傾斜ボアホールであって、前記小さいコネクティングロッド・アイ（３８）から前記コネクティングロッド小端部（３２）を通って前記コネクティングロッド（２２）のコネクティングロッド・シャンク（３４）までの距離で伸びる傾斜ボアホール（６０）と、
前記大きいコネクティングロッド・アイ（４４）から前記コネクティングロッド・シャンク（３４）を通って前記傾斜ボアホール（６０）まで伸びる長手方向ボアホール（６２）と、
を有するものである、請求項３に記載の装置。

【請求項5】

前記コネクティングロッド（２２）のコネクティングロッド小端部（３２）および前記ピストン（１０）のピストンヘッド（３０）は、前記出口チャネル（２６）の出口開口部（２８）に隣接する前記ピストンヘッド（３０）の領域と、前記接続チャネル（４８）の入口開口部（５０）に隣接する前記コネクティングロッド小端部（３２）の領域との間の距離が０．１ｃｍ未満、特に０．０１ｃｍ未満、であるように、互いに適合化されたものである、請求項１乃至４のいずれかに記載の装置。

【請求項6】

前記ピストンヘッド（３０）の前記領域および前記コネクティングロッド小端部（３２）の前記領域は、前記ピストン（１０）と前記コネクティングロッド（２２）の間の旋回運動の期間中に互いに近傍を通過するものである、請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記ピストン（１０）のピストンヘッド（３０）は、上死点から下死点への前記ピストン（１０）の移動期間中に、特に前記接続チャネル（４８）におけるキャビテーションの傾向を低減するために、前記接続チャネル（４８）の入口開口部（５０）を覆うものである、請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。

【請求項8】

前記ピストン（１０）のピストンヘッド（３０）は、前記コネクティングロッド（２２）が前記ピストン（１０）に旋回可能に連結される所定の角度範囲より小さい角度範囲内において、前記接続チャネル（４８）の入口開口部（５０）を覆い、および／または
前記出口チャネル（２６）の出口開口部（２８）は、前記コネクティングロッド（２２）が前記ピストン（１０）に旋回可能に連結される所定の角度範囲より小さい角度範囲内において、前記接続チャネル（４８）の入口開口部（５０）と重なり合うものである、
請求項１乃至７のいずれかに記載の装置。

【請求項9】

前記出口チャネル（２６）と前記接続チャネル（４８）の間の流体接続は間欠的な流体接続である、請求項１乃至８のいずれかに記載の装置。

【請求項10】

前記接続チャネル（４８）は、前記小さいコネクティングロッド・アイ（３８）、および／または、前記コネクティングロッド（２２）を前記ピストン（１０）に旋回可能に連結するピストンピン（４０）、をバイパスするものである、請求項１乃至９のいずれかに記載の装置。

【請求項11】

前記コネクティングロッド（２２）のコネクティングロッド小端部（３２）には、前記接続チャネル（４８）が通って伸びる領域に、増大された壁厚が設けられており、および／または
前記ピストン（１０）には、前記出口チャネル（２６）が通って伸びる領域に、増大された壁厚が設けられているものである、
請求項１乃至１０のいずれかに記載の装置。

【請求項12】

さらに、前記流体チャネル（１２）に流体連通している前記ピストン（１０）の入口チャネル（２０）の入口開口部（１８）に向けて方向付けられた流体噴射ノズル（１４）を有する、請求項１乃至１１のいずれかに記載の装置。

【請求項13】

前記流体噴射ノズル（１４）は、前記ピストン（１０）および前記コネクティングロッド（２２）とは別個に設けられ、および／または
前記流体噴射ノズル（１４）は、クランクケース（１６）内に収容されまたはクランクケース（１６）に固定されるものである、
請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

請求項１乃至１３のいずれかに記載の装置を有する自動車、特にユティリティ・ビークル。

【請求項15】

請求項１乃至１３のいずれかに記載の装置を用いてクランクシャフト（２４）上のコネクティングロッド・ベアリング（４６）を潤滑するための方法であって、
流体を、特に冷却潤滑流体を、ピストン（１０）の流体チャネル（１２）から、特に内部冷却流体チャネルから、コネクティングロッド（２２）の接続チャネル（４８）を通して前記コネクティングロッド・ベアリング（４６）に供給することを含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃エンジンのクランクシャフト（Kurbelwelle）上のコネクティングロッド（コンロッド、連接棒）ベアリング（軸受）（Pleuellagers）を潤滑するための装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

クランクシャフトのクランクピン上のコネクティングロッド・ベアリングには、内部からクランクシャフトを通して潤滑油を供給されることが、知られている。この目的のために、クランクシャフトの主（メイン）ベアリングの主ベアリング・シェル（外殻）に溝を組み込むことができ、その溝に圧油が供給される。主ベアリング内のボアホール（穿孔）が主ベアリング・シェルにおける溝と重なり合う（in Ueberdeckung）限り、主ベアリングからクランクシャフト内のボアホールを通ってクランクシャフトのクランクピン上のコネクティングロッドへと、その圧油がコネクティングロッド・ベアリングに流れることができる。このタイプ（種）の潤滑装置は、例えば独国特許出願公開第１０２００４０３２５９０号で知られている。

【0003】

さらに独国特許出願公開第１０２００４０４８９３９号に開示されたコネクティングロッドは、第１の端部（コネクティングロッド大端部（足部、下部）（connecting-rod big end、Pleuelfuss））に形成されたクランクピン・ボアホール（穿孔）（大きいコネクティングロッド・アイ（目、開口部）（grosses Pleuelauge））と、第２の端部（コネクティングロッド小端部（頭部、上部）（connecting-rod small end、Pleuelkopf））に形成されたピン・ボアホール（小さいコネクティングロッド・アイ（kleines Pleuelauge））とを有するコネクティングロッド本体（Pleuelstangenkoerper）を有する。コネクティングロッドは、第１の端部から第２の端部へ潤滑剤を搬送するためにコネクティングロッド本体に接続されたチューブ（管）を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】独国特許出願公開第１０２００４０３２５９０号

【文献】独国特許出願公開第１０２００４０４８９３９号

【発明の開示】

【0005】

既知の、コネクティングロッド・ベアリング用の潤滑装置では、クランクシャフト内のボアホールが、複雑でコスト集中的な（費用が高い）形態でしか製造できないことが、欠点となり得る。そのボアホールは、さらに、クランクシャフトの耐久性をさらに低下させ得る。コネクティングロッド・ベアリングに主ベアリング・シェルを通して潤滑油を供給するには、さらに、多いオイル流量または高いオイル・スループット（Oeldurchsatz、oil flow rate or throughput）が必要となり、そのオイル流量はオイル・ポンプによって供給（形成）される必要があり、オイル・ポンプは、この目的のために、それに応じて寸法が調整される必要があり、エネルギ消費（燃料消費）により駆動する必要がある。

【0006】

本発明の基礎的な目的は、特に従来技術の欠点を解消（克服）することができる、クランクシャフトのコネクティングロッド・ベアリングを潤滑するための代替的および／または改良された装置または代替的および／または改善された方法を実現することである。

【0007】

発明の概要
その目的は、独立請求項に記載の装置および方法によって達成される。有利な他の展開形態が、従属請求項および詳細な説明に記載される。

【0008】

その装置は、内燃エンジンのクランクシャフト上のコネクティングロッド・ベアリングを潤滑するのに適している。その装置は、流体チャネル（流路、通路）、特に内部ピストン冷却流体チャネルと、流体チャネルに流体連通または流体接続する（in Fluidverbindung）出口チャネルとを有するピストン、を有する。その装置はコネクティングロッドを有し、このコネクティングロッドは、関節式結合または連結式の形態で（articulated、gelenkig）、特に旋回可能な形態で、ピストンに連結されており、また、大きいコネクティングロッド・アイ（またはクランクピン・ボアホール）および（特に内部の）接続チャネルを有する。コネクティングロッド・ベアリングを収容するように、大きいコネクティングロッド・アイが形成される。接続チャネルは、出口チャネルと大きいコネクティングロッド・アイの間に流体接続または流体連通（Fluidverbindung）を形成して、流体、特に冷却潤滑流体（例えば、油）を、流体チャネルから大きいコネクティングロッド・アイに、出口チャネルおよび接続チャネルを介して供給できるようにまたは供給されるようにされる。

【0009】

従って、クランクシャフト上のコネクティングロッド・ベアリングは、ピストンからの冷却油によって潤滑することができる。特に、コネクティングロッド・ベアリングは、ピストンの内部ピストン冷却チャネルからの冷却油によって、潤滑することができる。従って、冷却油は潤滑油としても役立つ。従って、クランクシャフト内の全ての潤滑油ボアホールを省くことが可能である。従って、クランクシャフトの耐久性を大幅に向上させることができ、コストを低減することができる。さらに、各主（メイン）ベアリング・シェルにおける各ベアリング溝を省くことが可能であり、それによって、オイル流量またはスループットを大幅に最小化することができ、燃料消費量を節約することができる。

【0010】

例示的な一実施形態において、出口チャネルは、ピストンのピストンヘッドまたはピストンクラウン（冠部）（Kolbenboden）、特に丸みを帯びたピストンヘッドまたはピストンクラウン、に出口開口部を有する。代替的にまたは追加的に、接続チャネルは、コネクティングロッドのコネクティングロッド小端部の外面、特に丸みのある外面、特に外周面、に入口開口部を有する。従って、冷却潤滑流体、例えば油は、接続チャネル内に導入するために内部ピストン冷却チャネルからピストンヘッドに供給することができる。冷却潤滑流体は、コネクティングロッドのコネクティングロッド小端部における接続チャネル内に導入することができる。ピストンヘッドおよびコネクティングロッド小端部の丸み付けによって、ピストンが上下に移動しそれによってコネクティングロッドがピストンに対して旋回する間に、ピストンヘッドとコネクティングロッド小端部が互いに近傍を通過する（sweep over、ueberstreichen、掃引する、覆う）ことができるようになる。

【0011】

別の例示的な実施形態において、接続チャネルは、コネクティングロッドのコネクティングロッド小端部の外面に、特に外周面に、凹所（凹部）、特に段状の凹所、によって形成された入口領域を有する。段状の凹所によって、ピストンとコネクティングロッドの間の角度位置に応じて、入口領域が、出口チャネルの出口開口部と重なり合うことまたは接続チャネルを閉じるようにピストンヘッドによって覆われることが可能であるように、接続チャネルの入口領域を簡易な形態で形成することができるようになる。

【0012】

別の展開形態において、接続チャネルは、凹所から伸びる傾斜ボアホールであって、コネクティングロッドの小さいコネクティングロッド・アイからコネクティングロッド小端部を通ってコネクティングロッドのコネクティングロッド・シャンク（柄、胴部）またはシャフト（Pleuelschaft）までの距離（スペース）で伸びる傾斜ボアホールを有する。接続チャネルは、任意にさらに、大きいコネクティングロッド・アイからコネクティングロッド・シャンクを通って傾斜ボアホールまで伸びる長手方向のボアホールを有する。傾斜ボアホールによって、小さいコネクティングロッド・アイは、接続チャネルによってバイパス（迂回、側路）されるようにすることができる（接続チャネルが、小さいコネクティングロッド・アイをバイパス（迂回、側路）できるようになる）。それらのボアホールは、さらに、簡易な形態で製造することができる。凹所の底面（Bodenflaeche）から始めて（出発して）コネクティングロッド小端部を通ってコネクティングロッド・シャンクへと、傾斜ボアホールを穿設（穿孔）することができる。大きいコネクティングロッド・アイから始めて、コネクティングロッド・シャンクを貫通して、長手方向ボアホールが傾斜ボアホールに出会うまで、長手方向ボアホールを穿設することができる。それらのボアホールは、それぞれ、それぞれの端部で出会うブラインド・ボアホール（Sacklochbohrungen：止り穿孔）として組み立てられて接続チャネルを形成することができる。

【0013】

別の例示的な実施形態において、コネクティングロッドのコネクティングロッド小端部およびピストンのピストンヘッドが、出口チャネルの出口開口部に隣接するピストンヘッドの領域と、接続チャネルの入口開口部に隣接するコネクティングロッド小端部の領域との間の距離（スペース、間隔）が０．１ｃｍ未満、特に０．０１ｃｍ未満となるように、互いに適合化される。例えば、その距離（間隔）は０．０１ｃｍ乃至０．００１ｃｍであってもよい。その距離（間隔）を正確に形成するために、ピストンヘッドおよびコネクティングロッド小端部の対応する各領域を精密機械加工する必要があり得る。その僅かな距離（間隔）によって、流体は、実質的な（wesentliche：主な）漏出なしで出口チャネルから接続チャネル内に流入することができるようになる。発生するその漏出によって、結果的に、その両領域間に潤滑が得られる。例えばピストンおよびコネクティングロッドの下方移動の際に、ピストンヘッドが接続チャネルの入口開口部を覆うとき、その僅かな距離（間隔）によって、さらに、接続チャネルをヘッド表面または底面（Bodenflaeche）で実質的に閉じることができるようになる。

【0014】

別の展開形態において、ピストンヘッドの領域およびコネクティングロッド小端部の領域は、ピストンとコネクティングロッドの間の旋回運動の期間中に互いに近傍を通過する（掃引する、覆う）。両領域間の距離（間隔）を維持するその近傍通過の結果として、出口チャネルの出口開口部および接続チャネルの入口開口部は、旋回運動の第１の部分の期間中に重なり合うことが、可能である。さらに、出口チャネルの出口開口部および接続チャネルの入口開口部は、旋回運動の第２の部分の期間中には重なり合わない。この場合、ピストンヘッドの領域は、接続チャネルを覆うことができ、従ってそれを実質的に閉じることができる。

【0015】

一実施形態において、ピストンのピストンヘッドは、上死点から下死点へのピストンの移動期間中に、特に接続チャネルにおけるキャビテーションの傾向を低減するために、接続チャネルの入口開口部を覆う。代替的にまたは追加的に、出口チャネルの出口開口部は、下死点から上死点へのピストンの移動の期間中に、特にその期間中にのみ、接続チャネルの入口開口部と重なり合う。従って、接続チャネルは、ピストンの上方移動期間中に出口チャネルからの流体で満たすことができる。その上方移動期間中のピストンおよびコネクティングロッドの高い加速のお陰で、例えば最高６バールまでの高い流体圧力をここで達成することができ、それによって流体をコネクティングロッド・ベアリングに供給することができる。コネクティングロッドの下方移動期間中に接続チャネル内での流体のキャビテーションを防止するために、コネクティングロッドの下方移動期間中に、接続チャネルの入口開口部をピストンのピストンヘッドによって閉じることができる。従って、キャビテーションを防止しまたは少なくとも低減することができ、それによって次の上方移動期間中に接続チャネル中を通る貫流が影響を受けることはないまたは殆どない。

【0016】

特に、接続チャネルの入口開口部および出口チャネルの出口開口部は、ピストンが下死点から上死点に移動する間に、特にその間にのみ、流体を出口チャネルから接続チャネル内に供給できるまたは供給されるように、互いに適合化させることができる。代替的にまたは追加的に、接続チャネルの入口開口部および出口チャネルの出口開口部は、ピストンが上死点から下死点に移動する間に、流体を出口チャネルから接続チャネル内に供給できないまたは供給されないように、互いに適合化させることができる。

【0017】

別の実施形態において、ピストンのピストンヘッドは、コネクティングロッドがピストンに旋回可能に連結される（旋回可能な）特定の角度範囲より小さい角度範囲内において、接続チャネルの入口開口部を覆う。換言すれば、コネクティングロッドは、その上方および下方移動の期間中に、ピストンに対して特定の角度範囲内で旋回する。この旋回運動の期間中に、ピストンのピストンヘッドは、接続チャネルの入口開口部を、一時的にだけ覆い、即ち特定の角度範囲より小さい角度範囲内において覆う。

【0018】

代替的にまたは追加的に、出口チャネルの出口開口部は、コネクティングロッドがピストンに旋回可能に連結される特定の角度範囲よりも小さい角度範囲内において、接続チャネルの入口開口部と重なり合う。換言すれば、コネクティングロッドは、その上方および下方移動の期間中に、ピストンに対して特定の角度範囲内で旋回する。この旋回運動期間中に、出口チャネルの出口開口部は、接続チャネルの入口開口部と、一時的にだけ重なり合い、即ち特定の角度範囲より小さい角度範囲内において重なり合う。

【0019】

従って、その上方および下方移動の期間中において、コネクティングロッドとピストンの間の旋回式連結は、特に、接続チャネルの入口開口部を解放し（開放し）または覆うのに使用される。例えば、特定の角度範囲は３０°乃至４０°とすることができる。その際、出口チャネルの出口開口部が接続チャネルの入口開口部と重なり合う角度範囲は、例えば１０°乃至２０°とすることができる。ピストンヘッドが接続チャネルの入口開口部を覆う角度範囲は、例えば１５°乃至３０°とすることができる。

【0020】

一変形実施形態では、出口チャネルと接続チャネルの間の流体接続は、間欠的または断続的な流体接続であり、および／または、実質的に下死点から上死点へのピストンの移動期間中にのみ存在する。従って、ピストンおよびコネクティングロッドの上方移動は、特に、流体を出口チャネルから接続チャネルを通してコネクティングロッド・ベアリングに搬送するために、使用することができる。

【0021】

別の変形実施形態において、接続チャネルは、コネクティングロッドの小さいコネクティングロッド・アイ（またはピストンピン・ボアホール）を、および／または、コネクティングロッドをピストンに旋回可能に連結するピストンピンを、バイパス（迂回、側路）する。

【0022】

例示的な一実施形態において、コネクティングロッドのコネクティングロッド小端部には、接続チャネルが通って伸びる領域内に、増大された壁厚が設けられ（形成され）ている。代替的におよび／または追加的に、ピストンには、出口チャネルが通って伸びる領域内に、増大された壁厚が設けられ（形成され）ている。その壁厚の増大によって、コネクティングロッド小端部とピストンヘッドの間の接近または収束（Annaeherung）が可能になる。従って、ピストンヘッドおよびコネクティングロッド小端部を精密に機械加工することができ、それによって、出口チャネルの出口開口部および接続チャネルの入口開口部の各領域においてピストンヘッドとコネクティングロッド小端部の間に非常に小さい（僅かな）距離または間隔を形成することが可能になる。

【0023】

別の例示的な実施形態において、その装置は、流体チャネルと流体連通しているピストンの入口チャネルの入口開口部に向けて方向付けられた流体噴射（注入）ノズルを有する。流体噴射ノズルを介して、油を、入口チャネルを通して流体チャネルに注入することができる。この油を用いて、ピストンを冷却することに加えて、出口チャネルおよび接続チャネルを通してコネクティングロッド・ベアリングへと方向付けて、これ（ベアリング）を潤滑するように、することができる。

【0024】

特に、流体噴射ノズルには、内燃エンジンの冷却潤滑回路からの冷却潤滑流体、例えば油、を供給することができる。

【0025】

別の例示的な実施形態において、流体噴射ノズルは、ピストンおよびコネクティングロッドとは、別個に設けられる。代替的にまたは追加的に、流体噴射ノズルは、クランクケース内に収容されまたはクランクケースに固着もしくは固定される。

【0026】

特に、流体チャネルは、ピストン内で環状に伸びまたは延在し得る。

【0027】

特に、クランクシャフトには、コネクティングロッド・ベアリングに潤滑油を供給するためのボアホールがなくてもよい。

【0028】

また、本発明は、ここで開示される装置を有する自動車、特にユティリティ・ビークルまたは商用車（Nutzfahrzeug）（例えば、バスまたは重量物運搬車）に関する。

【0029】

また、自動車または乗用車、大型エンジン、全地形型車両またはオフロード車両（gelaendegaengige Fahrzeuge：オール・テライン・ビークル）、固定式エンジン、船舶用エンジン、等に、ここで開示された装置を使用することも可能である。

【0030】

さらに、本発明は、クランクシャフト上のコネクティングロッド・ベアリングを潤滑する方法にも関する。その方法は、流体、特に冷却潤滑流体（例えば油）を、ピストンの流体チャネル、特に内部冷却流体チャネルから、コネクティングロッドの接続チャネルを通してコネクティングロッド・ベアリングに供給することを含んでいる。

【0031】

特に、その方法は、ここに開示される装置を使用することができる。

【0032】

本発明の上述の好ましい例示的な実施形態および特徴は、必要に応じて互いに組み合わせることができる。本発明の他の詳細および利点を、図面を参照して以下で説明する。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】図１は、例示的な実施形態による内燃エンジンのピストンの断面図である。

【図2】図２は、内燃エンジンの、例示的なピストン、コネクティングロッドおよびクランクシャフトの断面図である。

【図3】図３は、互いに隣接して配置された複数の断面図であり、クランクシャフトの回転期間中のピストンおよびコネクティングロッドの動きを示している。

【発明を実施するための形態】

【0034】

各図に示されている実施形態は少なくとも部分的に互いに一致しており、その結果、類似のまたは同様の部分は、同じ参照番号が付され、また、繰り返しを避けるために他の実施形態または図の説明を参照することによって説明される。

【0035】

図１には、内燃エンジンのピストン１０が、ピストン１０の中心軸に対して偏心位置にある断面で示されている。内燃エンジンは、例えば自動車に、特にユティリティ・ビークルまたは商用車（Nutzfahrzeug）に含まれるものであってもよい。ユティリティ・ビークルまたは商用車は、例えば、重量物運搬車（Lastkraftwagen：トラック）またはバスであってもよい。内燃エンジンは、複数のピストン１０を有する複数のシリンダを有することができる。

【0036】

ピストン１０は、内部ピストン冷却チャネル（流路）として形成された流体チャネル１２を有する。流体チャネル１２は、ピストン１０の内部において、例えば環状に伸びまたは延在していてもよい。流体、特に冷却潤滑流体、例えば油（オイル）を、流体噴射（注入）ノズル１４によって流体チャネル１２内に注入することができる。流体噴射ノズル１４は、例えばクランクケース１６（単に概略的に示されている）上に固着または固定することができる。流体噴射ノズル１４は、ピストン１０の入口チャネル２０の入口開口部１８に向けて方向付られる。入口チャネル２０は流体チャネル１２内に通じまたは開口している（muendet in）。流体噴射ノズル１４によって入口開口部１８を通して注入された流体は、入口チャネル（流路）２０を通して流体チャネル１２内に向って進む。その流体は、ここでピストン１０を冷却する。流体チャネル１２は、例えば、ピストン中心軸を中心に（の周りに）入口チャネル２０から１８０°ずらして配置された出口チャネル（図１では見えない）に接続させることができる。

【0037】

図２において、断面がピストン１０の中心軸を中心として位置する別の断面図でピストン１０が示されている。明確にするために、図１の流体噴射ノズル１４およびクランクケース１６は、図２に示されていない。

【0038】

ピストン１０は、コネクティングロッド２２を介してクランクシャフト２４に関節式結合（連結式）の形態で、特に旋回可能にまたは枢動可能に、連結される。クランクシャフト２４は、そのクランクケースに対して回転軸を中心に回転可能であるように、クランクケース上に取り付けられる。ピストン１０は、シリンダ（図示せず）のシリンダ壁に対して平行または並進的に移動可能である。シリンダ内でのピストン１０のその直進または並進運動は、クランクシャフト２４の回転軸を中心とするクランクシャフト２４の回転運動に変換される。ピストン１０は、その上向きおよび下向きの直進運動の期間中にシリンダ壁上で支持されることが可能である。

【0039】

ピストン１０は出口チャネル２６を有する。出口チャネル２６は、流体チャネル１２と、ピストン１０のピストンヘッド３０における出口開口部２８との間に伸びている。出口チャネル２６を、ピストンヘッド３０から始めて（出発して）ピストン１０内に穿設（穿孔）して形成することができる。出口開口部２８は、ピストンヘッド３０の丸みのある領域に配置される。

【0040】

コネクティングロッド２２は、コネクティングロッド小端部３２、コネクティングロッド・シャンク（柄、胴部）またはシャフト（軸）３４、およびコネクティングロッド大端部３６を有する。コネクティングロッド・シャンク３４は、コネクティングロッド小端部３２とコネクティングロッド大端部３６の間に伸びている。

【0041】

コネクティングロッド小端部３２は、小さいコネクティングロッド・アイ３８を有する。小さいコネクティングロッド・アイ３８において、ピストンピン４０は、例えばスライド・ベアリング（滑り軸受）として形成されたピストンピン・ベアリング４２内に取り付けられる。ピストンピン４０は、コネクティングロッド２２をピストン１０に旋回可能に連結する。詳しくは、コネクティングロッド２２は、ピストン１０の上下運動の期間中にピストン１０に対して所定の角度範囲内、例えば３０°乃至４０°の範囲内で、旋回可能である。ピストンピン４０およびピストンピン・ベアリング４２は、流体噴射ノズル１４（図１参照）による流体の噴射または注入の結果として生じる流体ミスト（霧）、例えばオイルミスト、によって潤滑することができる。ピストンピン４０は、ピストン１０において、例えば保持リングを介して、軸方向に保持される。

【0042】

コネクティングロッド大端部３６は大きいコネクティングロッド・アイ４４を有する。大きいコネクティングロッド・アイ４４に、例えばスライド・ベアリング（滑り軸受）として形成されたコネクティングロッド・ベアリング４６が収容される。コネクティングロッド・ベアリング４６は、コネクティングロッド２２を、クランクシャフト２４のクランクピンに旋回可能に連結する。

【0043】

コネクティングロッド・ベアリング４６の潤滑を実現するために、コネクティングロッド２２は接続チャネル４８を有する。接続チャネル４８は、出口チャネル２６と大きいコネクティングロッド・アイ４４の間に流体接続を形成することができる。従って、流体チャネル１２、出口チャネル２６および接続チャネル４８は、コネクティングロッド・ベアリング４６を潤滑するための装置を形成する。

【0044】

接続チャネル４８は、入口開口部５０と出口開口部５２の間に伸びている。入口開口部５０は、コネクティングロッド小端部３２の丸みのある外周面５４に設けられる。出口開口部５２は、大きいコネクティングロッド・アイ４４の内周面５６に設けられる。

【0045】

接続チャネル４８は、一例として、入口領域５８、傾斜ボアホール６０、および長手（縦）方向ボアホール６２を有する。入口領域５８は、コネクティングロッド小端部３２の外周面５４における段状の凹所によって形成される。傾斜ボアホール６０は、入口領域５８の底面（基部）からコネクティングロッド・シャンク３４まで伸びる。傾斜ボアホール６０は、小さいコネクティングロッド・アイ３８およびピストンピン４０をバイパス（迂回、側路）する。傾斜ボアホール６０は、その凹所の底面（基部）から始めて（出発して）穿設（穿孔）することができる。傾斜ボアホール６０は、コネクティングロッド２２の長手方向軸に対して傾斜したボアホールである。長手方向ボアホール６２は、大きいコネクティングロッド・アイ４４の内周面５６からコネクティングロッド・シャンク３４を貫通して傾斜ボアホール６０の一端部まで伸びる。長手方向ボアホール６２は、例えば、コネクティングロッド２２の中心長手方向軸に沿って長手方向にまたはその中心長手方向軸に平行に伸びることができる。長手方向ボアホール６２は、内周面５６から始めて（出発して）穿設（穿孔）することができる。

【0046】

出口開口部２８および入口開口部５０の領域において、ピストンヘッド３０およびコネクティングロッド小端部３２は、特別に互いに適合化されている。ピストンヘッド３０およびコネクティングロッド小端部３２は、ここで、ピストンヘッド３０とコネクティングロッド小端部３２の外周面５４との間に僅かな間隙しか存在しないように、互いに（対して）機械加工されている。その間隙は、例えば、０．１ｃｍ未満、特に０．０１ｃｍ未満、とすることができる。その間隙は、好ましくは０．０１ｃｍ乃至０．００１ｃｍの範囲とすることができる。そのような間隙の大きさ（サイズ）が機械的に生成されることを可能にするために、コネクティングロッド小端部３２およびピストン１０は、この領域において増大された材料厚さを有する。その間隙は、コネクティングロッド小端部３２がピストンヘッド３０に対して擦れるのを防止する。それと同時に、その間隙によって、出口開口部２８と入口開口部５０が重なり合ったときに、出口チャネル２６と接続チャネル４８の間の流体接続が形成可能になる。

【0047】

図３を参照して以下で詳しく説明するように、出口開口部２８の領域におけるピストンヘッド３０、および入口開口部５０の領域におけるコネクティングロッド小端部３２は（ピストンヘッド３０およびコネクティングロッド小端部３２は、それぞれ出口開口部２８の領域および入口開口部５０の領域において）、内燃エンジンの動作期間中に互いに近傍を通過して（ueberstreichen：掃引して、覆って）、流体チャネル１２とコネクティングロッド・ベアリング４６の間に間欠的な流体接続が形成されるようにされる。

【0048】

図３において、上下運動期間中におけるピストン１０が示されている。上方移動（上昇）の場合、ピストン１０は、所謂下死点から所謂上死点に移動する。下方移動（下降）の場合、ピストンは上死点から下死点に移動する。

【0049】

上方移動の期間において、出口開口部２８および入口開口部５０は重なり合う（オーバーラップする）。その重なりは、コネクティングロッド２２がピストン１０に旋回可能に連結される（旋回可能な）特定の角度範囲より小さい角度範囲（例えば１０°、１５°または２０°より小さい範囲）内で生じる。上方移動の期間において、流体チャネル１２からの流体が、出口開口部２８から間隙および入口開口部５０を通って接続チャネル４８内に押し込まれる。例えば、この場合、最高６バールまでの流体圧力が、コネクティングロッド２２の高い加速の結果として達成することができる。その流体は、コネクティングロッド・ベアリング４６へと流れてこれを潤滑することができる。その流体は、最終的に、コネクティングロッド大端部３６における例えば半径方向のボアホール（図示せず）を通って流出して、油溜め（oil sump、Oelwanne）内に流入することができる。

【0050】

下方移動の期間において、入口開口部５０はピストンヘッド３０によって覆われる。その入口開口部が覆われることは、コネクティングロッド２２がピストン１０に旋回可能に連結される特定の角度範囲より小さい角度範囲（例えば、１５°、２０°または２５°より小さい範囲）内で生じる。入口開口部５０を覆う結果として、下方移動期間中における接続チャネル４８内の流体のキャビテーションの傾向を低減することができる。さもなければ、そのキャビテーションは、その後の上方移動期間中において接続チャネル４８中を通る流れ（貫流）を著しく損ない得るであろう。

【0051】

コネクティングロッド・ベアリング４６を潤滑するためのここに開示された装置は、革新的な潤滑方法に基づいている。この潤滑方法は、流体噴射ノズル１４によってピストン１０の流体チャネル１２内に、流体、例えば油、を供給すること、特に注入または噴射すること、を含んでいる。その方法は、さらに、流体チャネル１２からその流体を、ピストン１０の出口チャネル２６およびコネクティングロッド２２の接続チャネル４８を通してコネクティングロッド・ベアリング４６に供給することを含んでいる。その方法を実施するために、他の構成、特に出口チャネル２６および接続チャネル４８の他の構成も可能であることが、指摘される。

【0052】

本発明は、上述の好ましい例示的な実施形態に限定されない。むしろ、本発明の思想を同様に利用し、従って保護の範囲内に入る多数の変形例および変更が可能である。特に、本発明は、引用する請求項とは関係なく、従属請求項の構成および特徴の保護も請求する。特に、独立請求項１の全ての特徴は、互いに独立して開示される。さらに、従属請求項の特徴は、独立請求項１の全ての特徴と関係なくも開示され、例えば、独立請求項１の、ピストンおよび／またはコネクティングロッドの存在および／または構成に関する特徴とは関係なく、開示される。

【符号の説明】

【0053】

１０ ピストン
１２ 流体チャネル
１４ 流体噴射ノズル
１６ クランクケース
１８ 入口開口部
２０ 入口チャンネル
２２ コネクティングロッド
２４ クランクシャフト
２６ 出口チャンネル
２８ 出口開口部
３０ ピストンヘッド
３２ コネクティングロッド小端部
３４ コネクティングロッド・シャンク
３６ コネクティングロッド大端部
３８ 小さいコネクティングロッド・アイ
４０ ピストンピン
４２ ピストンピン・ベアリング
４４ 大きいコネクティングロッド・アイ
４６ コネクティングロッド・ベアリング
４８ 接続チャンネル
５０ 入口開口部
５２ 出口開口部
５４ 外周面
５６ 内周面
５８ 入口領域
６０ 傾斜ボアホール
６２ 長手方向ボアホール

【図1】

【図2】

【図3】