JP2013136960A - 内燃機関用ピストン - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンの重量増加を抑制しつつ、低コストで潤滑性能を向上させる。
【解決手段】ピストンのピストンスカート１２の摺接面には、複数本の条痕２４が形成される。各条痕２４は、突起部２６と谷部２８とを有するうねりである。この中の突起部２６にのみ、潤滑性肉盛り部３０が選択的に設けられる。すなわち、潤滑性肉盛り部３０は、突起部２６に沿ってピストンスカート１２の摺接面を周回するような線状形状をなす。なお、潤滑性肉盛り部３０は、銀（Ａｇ）、銀合金、銅（Ｃｕ）又は銅合金からなる。突起部２６と潤滑性肉盛り部３０との間に、樹脂からなる凸部４２を介在させるようにしてもよい。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関にてシリンダ内を往復動作する内燃機関用ピストンに関する。

自動車は、燃料が供給された内燃機関が発生する駆動力を回転駆動力に変換してタイヤを回転動作させ、これにより走行している。このような構成の自動車において、近時、内燃機関の燃料消費率（燃費）を向上させることが種々試みられている。燃料の消費量が低減するので、省エネルギ化となるとともに、地球環境保護に貢献し得るからである。

そのような試みの１つとして、内燃機関のシリンダの内壁（ボア又はスリーブの内壁）と、該シリンダ内を往復動作するピストンとの摺動抵抗を低減することが挙げられる。摺動抵抗が小さい場合、ピストンが往復動作することが容易となる。このため、ピストンを往復動作させるための駆動力が小さくなり、ひいては燃料消費量が低減するからである。

摺動抵抗を低減するべく、潤滑性に富む物質を含む層をシリンダの内壁又はピストンスカートに設け、これにより、内壁又はピストンスカートの潤滑性能を向上させることが知られている。例えば、本出願人は、特許文献１において、ピストンスカートの摺接面に条痕を形成するとともに、該条痕を銀、銀合金、銅又は銅合金からなる潤滑性の皮膜で被覆することを提案している。

また、特許文献２には、ＭｏＳ_２、ＷＳ_２、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレン、窒化ホウ素、クラスターダイヤモンド、シリコン等を分散媒に分散させて塗料ないしインクを調製し、これをシルク印刷やパッド印刷、スプレー等にてピストンスカートに塗布することにより、所定のパターンをなす凸状の固体潤滑皮膜を形成する技術が開示されている。

国際公開第２０１１／１１５１５２号パンフッレット 特開２００５−３２０９３４号公報

銀又は銀合金は概して高価であり、また、重量も大きい。このため、銀又は銀合金からなる皮膜をピストンスカートの摺接面の全体に形成すると、コストの上昇及びピストンの重量増加を招いてしまう。銅又は銅合金は、金属の中では比較的安価で軽量ではあるが、特許文献２に記載される皮膜の素材であるＭｏＳ_２、ＷＳ_２、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレン、窒化ホウ素、クラスターダイヤモンド、シリコン等と比べると大重量であり、ピストンの重量増加を回避することが容易ではない。

このような不具合を回避するべく、特許文献２に記載されるように所定のパターンをなす皮膜を形成することも想起される。この場合、塗料ないしインクの塗布量が低減されるので、形成される皮膜の総量が少なくなると考えられるからである。

しかしながら、銀又は銀合金からなる皮膜を特許文献２に記載されるようなパターン形状で形成しても、塗料ないしインクの塗布量はさほど低減しない。また、銀、銀合金、銅及び銅合金は上記した素材に比して重量が大きいため、このような金属からなる皮膜を形成しながらピストンの重量増加を大きく抑制することは容易ではない。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、銀、銀合金、銅及び銅合金からなる潤滑部を形成しながらピストンの重量が増加することを抑制することが可能であり、しかも、焼付きが起こることを回避しつつ内燃機関の燃費の向上に寄与し得る内燃機関用ピストンを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関のシリンダ内を往復動作する内燃機関用ピストンにおいて、
銀、銀合金、銅又は銅合金の少なくともいずれか１種からなり、且つ点状形状又は線状形状をなす複数個の潤滑性肉盛り部が、ピストンスカートの摺接面に設けられていることを特徴とする。

すなわち、本発明においては、摺接に関与する部位にのみ選択的に潤滑性肉盛り部を設けるようにしている。このため、ピストンスカートの全体にわたって潤滑性肉盛り部を設ける場合に比して、潤滑性肉盛り部を得るための金属（銀、銀合金、銅又は銅合金）の使用量を大幅に低減することができる。

そして、金属の使用量が低減するので、コストを低廉化することができる。また、潤滑性肉盛り部を凸部にのみ選択的に設けるようにしているので、内燃機関用ピストンの重量が大きく増加することを回避することができる。

加えて、銀、銀合金、銅又は銅合金からなる潤滑性肉盛り部を設けると、シリンダの内壁とピストンスカートとの間に潤滑油が良好に保持されるとともに、両者の間に凝着が起こることが回避される。これにより、焼付きが生じることが有効に回避される。この効果は、内燃機関用ピストンがＦＣスリーブ又はＡｌスリーブの内壁に摺接する場合に特に顕著である。

さらに、潤滑性肉盛り部で摺接部を構成するようにしているので、ピストンスカートの摺接面に条痕を形成する必要は特にない。この場合、条痕を形成するための加工作業が不要となる。

ピストンスカートの摺接面と各潤滑性肉盛り部との間に、中間層を介在させるようにしてもよい。そして、この中間層を凸部として設け、且つ該凸部上にのみ潤滑性肉盛り部を設けることが好ましい。

この場合、潤滑性肉盛り部は、その内部に凸部が進入した状態となる。このため、金属の使用量が一層低減する。

前記中間層は、ピストンスカートの摺接面の全体を被覆するものであってもよい。この場合、ピストンスカートの摺接面を平滑面とし、該平滑な摺接面上に中間層を形成すればよい。さらに、中間層の一部を***させて凸部を設けることも可能である。勿論、ピストンスカートの摺接面に条痕を形成するとともに、該条痕の突起部（凸部）を樹脂で覆うことで、凸部としての中間層を設けるようにしてもよい。

このような中間層は、樹脂を用いて形成することができる。特に、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン−６樹脂、ナイロン−６，６樹脂等から凸部を設けた場合、ピストンスカートと潤滑性肉盛り部との間の接合力が強固となるので好適である。

中間層には、上記した樹脂の他、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）や窒化ホウ素（ＢＮ）、グラファイト等の各種の固体潤滑剤を含めるようにしてもよい。この場合、中間層が万一露呈したとしても、該中間層に含まれる固体潤滑剤によって潤滑性能が維持される。

ピストンスカートの摺接面の全体が樹脂によって覆われるとともに、この樹脂の一部が***されて凸部が設けられ、該凸部上に潤滑性肉盛り部が設けられる。

本発明によれば、銀、銀合金、銅又は銅合金の少なくともいずれか１種からなる複数個の潤滑性肉盛り部を、ピストンスカートの摺接面に点状形状又は線状形状として設けるようにしているので、潤滑性肉盛り部を得るための金属（銀、銀合金、銅又は銅合金）の使用量を低減することができる。これに伴い、潤滑性肉盛り部を設ける際のコストが低廉化する。また、内燃機関用ピストンの重量が大きく増加することが回避されるので、該内燃機関用ピストンを往復動作させるための駆動力が大きくなることが回避される。このことは、内燃機関の燃費の向上に寄与し得る。

また、潤滑性肉盛り部が銀、銀合金、銅又は銅合金の少なくともいずれか１種からなるので、ピストンスカートとシリンダの内壁との間に潤滑油が良好に保持されるとともに、両者の間に凝着が起こることが回避される。このため、焼付きが起こることを回避することができる。

本発明の第１実施形態に係るピストンの概略全体斜視図である。 図１に示すピストンの側面図である。 前記ピストンを構成するピストンスカートの表層部近傍を拡大して示す断面模式図である。 第１実施形態の変形例に係るピストンを構成するピストンスカートの表層部近傍を拡大して示す断面模式図である。 本発明の第２実施形態に係るピストンの側面図である。 図５のピストンを構成するピストンスカートの表層部近傍を拡大して示す断面模式図である。 第２実施形態の変形例に係るピストンを構成するピストンスカートの表層部近傍を拡大して示す断面模式図である。

以下、本発明に係る内燃機関用ピストン（以降、単に「ピストン」と表記することもある）につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るピストン１０の概略全体斜視図であり、図２は、その側面図である。このピストン１０は、その下部に一対のピストンスカート１２、１２を有し、該ピストンスカート１２、１２同士の間には、略鉛直方向に沿って延在する壁部１４、１４が介在する。壁部１４、１４の各々には、ピンボス部１６、１６が水平方向に指向して突出するように設けられ、ピンボス部１６、１６の各々には、図示しないピストンピンを挿入するためのピストンピン孔１７、１７が貫通形成される。前記ピストンピンは、図示しないコネクティングロッド（コンロッド）の小端部に形成される貫通孔に通され、これにより、コンロッドを軸支する。

ピストンスカート１２、１２の上部には、下方から上方に向かうに従って、オイルリング溝１８、第１ピストンリング溝２０、第２ピストンリング溝２２がこの順序で形成される。勿論、これらオイルリング溝１８、第１ピストンリング溝２０及び第２ピストンリング溝２２は、ピストン１０の頭部を円周方向に沿って周回するように形成されている。

以上のように構成されるピストン１０は、ＡＣ２Ａ、ＡＣ２Ｂ、ＡＣ４Ｂ、ＡＣ４Ｃ、ＡＣ４Ｄ、ＡＣ８Ｈ、Ａ１１００（いずれもＪＩＳに定義されるアルミニウム合金）、又はＡｌ−Ｃｕ合金等のアルミニウム合金からなる。

図３に拡大して示すように、第１実施形態においては、前記ピストンスカート１２の摺接面に対して条痕２４が設けられる。ここで、図３中の矢印Ｘ方向は、図１及び図２中の矢印Ｘ方向に対応し、以降の図面においても同様である。

条痕２４は、***した突起部２６と、陥没した谷部２８とを有するうねりであり、該ピストンスカート１２に対し、その周回方向に沿って機械加工を施すことで形成される。突起部２６（凸部）の高さＨは０．００１〜０．１ｍｍの範囲内であり、隣接する突起部２６、２６同士の間隔、すなわち、ピッチＰは０．１〜０．５ｍｍの範囲内であることが好適である。なお、高さＨの一層好適な範囲は０．００８〜０．０１２ｍｍであり、ピッチＰの一層好適な範囲は０．２５〜０．３ｍｍである。

ここで、第１実施形態では、条痕２４中の突起部２６にのみ潤滑性肉盛り部３０が設けられる。すなわち、潤滑性肉盛り部３０は、条痕２４を構成する谷部２８には設けられておらず、突起部２６の軌跡に従ってピストンスカート１２の周回方向に沿って線状に延在する。

潤滑性肉盛り部３０は、銀、銀合金、銅、又は銅合金のいずれかからなる。これらはいずれも、ピストンスカート１２がシリンダブロックのボアの内壁、又はシリンダスリーブの内壁に対して摺接する際、優れた潤滑性能を示す。なお、銀合金の好適な例としてはＡｇ−Ｓｎ合金、Ａｇ−Ｃｕ合金が挙げられ、銅合金の好適な例としてはＣｕ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｐ合金等が挙げられる。

潤滑性肉盛り部３０を銀又は銀合金で構成する場合、銀の純度は、６０重量％以上であることが好ましい。６０重量％未満であると、潤滑性肉盛り部３０の熱伝導率が若干低く、このために平滑な摩耗面が形成することが容易ではなくなるので、内燃機関の摩擦損失（Ｐｓｆ）を低減する効果が乏しくなる傾向がある。銀の純度は、８０重量％以上であることが一層好ましい。

一方、潤滑性肉盛り部３０を銅又は銅合金で構成する場合、銅の純度は、上記と同様の理由から７０重量％以上であることが好ましく、８０重量％以上であることが特に好ましい。

ここで、銀の純度は、「潤滑性肉盛り部３０に含まれる銀の重量％」として定義される。めっきにて潤滑性肉盛り部３０を形成した場合、該潤滑性肉盛り部３０に含まれる成分は概ね銀であり、従って、銀の純度は略１００％である。また、銀合金からなる潤滑性肉盛り部３０を形成した場合には、銀の純度は、潤滑性肉盛り部３０中に含まれる銀の重量％として求められる。さらに、銀粒子を塗布した後に焼結体からなる潤滑性肉盛り部３０を得る場合、銀の純度は、ペースト中の銀粒子の割合として定義される。銅の純度についても同様である。

なお、潤滑性肉盛り部３０の全てを同一金属から設ける必要は特にない。例えば、１個の条痕２４の突起部２６を銀からなる潤滑性肉盛り部３０で被覆するとともに、該条痕２４に隣接する別の条痕２４の突起部２６を銅合金からなる潤滑性肉盛り部３０で被覆する等、別種の金属から設けるようにしてもよい。

また、潤滑性肉盛り部３０の厚みは、特に限定されるものではないが、過度に小さいと潤滑性肉盛り部３０が比較的短期間で摩耗してしまい、下地である突起部２６が露呈することになる。一方、過度に大きいと、潤滑性肉盛り部３０の重量が大きくなるのでピストン１０を往復動作させるための駆動力が大きくなってしまう。以上の不都合が発生することを回避するべく、潤滑性肉盛り部３０の厚みを０．５〜１００μｍに設定することが好ましい。

潤滑性肉盛り部３０は、例えば、内燃機関に組み込まれる前のピストン１０に対してアルカリ液によるエッチング、酸洗浄、２回の亜鉛置換処理を施した後、めっき処理を施すことによって形成することができる。めっき浴としては、シアン化銀めっき浴や、シアン化銅めっき浴を採用すればよい。勿論、銀合金めっき皮膜又は銅合金めっき皮膜を形成する場合には、そのような合金皮膜が得られるようにめっき条件を変更すればよい。

このようにしてめっき処理を行う際、条痕２４の谷部２８をマスクで被覆する。これにより、凸部である突起部２６に対して選択的に潤滑性肉盛り部３０を設けることができる。

又は、微粒子を出発原料として得た焼結体からなる潤滑性肉盛り部３０を形成するようにしてもよい。微粒子としては、平均粒径が１〜８０ｎｍ、より好ましくは３０〜８０ｎｍである、いわゆるナノ粒子が好適である。このようなナノ粒子から形成された潤滑性肉盛り部３０は、ピストンスカート１２に対する接合力が強固となり、結局、ピストンスカート１２から脱落し難くなる。

そして、このナノ粒子を、例えば、テルピネオール、ノナノール、エチレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン等の適切な分散媒（好ましくは極性分散媒）に分散させ、粘度が１０ｃｐ程度であるペーストを調製する。

次に、該ペーストをピストンスカート１２に塗布する。塗布に際しては、スクリーン印刷やパッド印刷等の公知の塗布手法を採用することができる。

この際には、条痕２４の谷部２８をスクリーンで覆う。これにより、前記谷部２８にペーストが塗布されることが防止され、凸部である突起部２６にのみ選択的にペーストが塗布される。

次に、該ペーストをピストン１０ごと加熱する。この際の好適な加熱温度は、１６０〜２４０℃である。これによりペースト中の分散媒が揮発するとともに、ナノ粒子同士が融着する。すなわち、焼結が起こり、ナノ粒子の焼結体からなる潤滑性肉盛り部３０が得られるに至る。ペーストが突起部２６にのみ塗布されているので、潤滑性肉盛り部３０も突起部２６にのみ選択的に形成される。

ナノ粒子を用いた場合、上記したように１６０〜２４０℃という比較的低温域で焼結させて潤滑性肉盛り部３０を形成することが可能である。従って、アルミニウム合金からなるピストンスカート１２が高温となることが回避され、このため、該ピストンスカート１２の機械的強度等に影響が及ぶことを回避することができる。

このように、第１実施形態によれば、凸部である突起部２６にのみ選択的に潤滑性肉盛り部３０を設けるので、該潤滑性肉盛り部３０を得るための金属（銀、銀合金、銅又は銅合金）の使用量が低減する。従って、コストが低廉化する。しかも、潤滑性肉盛り部３０が突起部２６にのみ存在するので、ピストン１０の重量が大きく増加することを回避することができる。

内燃機関を組み上げて運転する際、シリンダの内壁（シリンダボアの内壁又はシリンダスリーブの内壁）に対して、実質的には突起部２６のみが潤滑油を介して摺接する。上記したように該突起部２６には潤滑性肉盛り部３０が設けられており、この潤滑性肉盛り部３０によって、シリンダの内壁とピストンスカート１２との間に十分な潤滑作用が発現する。

すなわち、内燃機関において、ピストンスカート１２の摺接面は、シリンダ内で、例えば、ＦＣ（ねずみ鋳鉄）スリーブ又はＡｌスリーブの内壁に摺接する。このような構成の内燃機関では、潤滑性肉盛り部３０の熱伝導度と、ＦＣスリーブ又はＡｌスリーブの熱伝導度との和を求めると３５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上となり、且つ、潤滑性肉盛り部３０のＦＣスリーブ又はＡｌスリーブに対するヤング率の差の絶対値が１０ＧＰａ以上となる。本発明者らの鋭意検討によれば、この場合、スリーブとピストンスカート１２との間の微小なクリアランスに潤滑油が良好に保持されるとともに、スリーブとピストンスカート１２との間に凝着が発生することが回避される。このため、焼付きが生じることを有効に回避し得るとともに、内燃機関の摩擦損失を大幅に低減することができる。

以上のように、突起部２６にのみ選択的に潤滑性肉盛り部３０を設けることにより、コストを低廉化しつつ、しかも、ピストン１０の重量増加を抑制しながら、十分な潤滑作用を発現させることができる。

なお、条痕２４の突起部２６で凸部を設けることに代替し、樹脂によって凸部を設けるようにしてもよい。これを、第１実施形態の変形例として説明する。

この変形例では、図４に断面を拡大して示すように、ピストンスカート１２の摺接面が平滑面として形成されるとともに、該平滑な摺接面に樹脂層４０（中間層）が固着されている。この樹脂層４０には、摺接面を周回する複数本の線状形状をなすようにして凸部４２が突出形成される。この場合、凸部４２は、ピストンスカート１２に近接する底部側で幅広、離間する頂部側で幅狭となっている。このため、複数本の線状形状の凸部４２によって、条痕２４に類似する条痕形状が形成される。

樹脂層４０（凸部４２）を構成する樹脂は、潤滑性肉盛り部３０とピストンスカート１２との接合力を向上させる種類のものであることが好ましい。そのような素材の好適な例としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン−６樹脂、ナイロン−６，６樹脂等を挙げることができる。後述する固体潤滑剤をさらに含むものであってもよい。

この変形例においては、ピストンスカート１２の摺接面と潤滑性肉盛り部３０との間に樹脂からなる凸部４２を介在するように設けるようにしているので、潤滑性肉盛り部３０をなす銀、銀合金、銅又は銅合金の使用量が低減する。その結果、コストが低廉化するとともに、ピストン１０の重量が大きく増加することを回避することができる。

なお、この変形例において、ナノ粒子を出発原料として潤滑性肉盛り部３０を形成するときには、ペーストを得るための分散媒として、ピストンスカート１２の摺接面と潤滑性肉盛り部３０の間に介在する凸部４２（樹脂）を膨潤させることが可能なものを選定することが好ましい。その具体例としては、Ｎ−メチルピロリドン、ポリビニルピロリロン、トリクロロエチレン、四塩化炭素等が挙げられる。

この場合、潤滑性肉盛り部３０を形成するために凸部４２上にペーストを塗布した際、分散媒の作用下に樹脂が膨潤する。その結果として、樹脂とペーストとの界面に銀粒子が拡散した相互混合層が形成される。この相互混合層によって、凸部４２と潤滑性肉盛り部３０との間にいわゆるアンカー効果が発現するので、凸部４２に対する潤滑性肉盛り部３０の接合力が一層強固となる。

さらに、ピストンスカート１２の摺接面を平滑面とし、該平滑な摺接面に直接、又は凸部４２のない平滑な樹脂層４０を介して線状の潤滑性肉盛り部３０を複数個設けるようにしてもよい。

また、樹脂層４０は、潤滑性肉盛り部３０を設ける部位にのみ、線状形状のものとして設けるようにしてもよい。

次に、第２実施形態につき説明する。なお、図１〜図４に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５は、第２実施形態に係るピストン５０の側面図である。この場合、ピストンスカート１２の摺接面には、複数個の点状形状として潤滑性肉盛り部５２が設けられる。なお、潤滑性肉盛り部５２は、第１実施形態と同様に銀、銀合金、銅又は銅合金からなる。

図５においては理解の容易のために示していないが、図６に拡大して示すように、第２実施形態においても、ピストンスカート１２に条痕２４が形成される。その一方で、潤滑性肉盛り部５２は、条痕２４の凸部（突起部２６）であるか谷部２８であるかに関わらず、ランダムに配置される。すなわち、第２実施形態では、潤滑性肉盛り部５２の形成位置は、突起部２６（凸部）に限定されない。

しかしながら、第２実施形態では、潤滑性肉盛り部５２が点状形状に設けられるため、個々の潤滑性肉盛り部５２の体積が小さい。すなわち、第１実施形態では、実際の摺接に関与する位置にのみ潤滑性肉盛り部３０を設けることで金属（銀、銀合金、銅又は銅合金）の使用量を低減するようにしているが、第２実施形態では、個々の潤滑性肉盛り部５２の体積、ひいては、全ての潤滑性肉盛り部５２の体積の総和を小さくすることで、金属の使用量を低減するようにしている。

このため、第２実施形態においても、第１実施形態と同様にコストが低廉化するとともに、ピストン５０の重量が大きく増加することを回避することができるという効果が得られる。

なお、潤滑性肉盛り部５２を点状に形成する手法としては、上記しためっき処理や、スクリーン印刷又はパッド印刷等の公知の塗布手法が挙げられる。めっき処理を行う場合にはピストンスカート１２をマスクで覆うことにより、スクリーン印刷又はパッド印刷等を行う場合にはスクリーンで覆うことにより、潤滑性肉盛り部５２を点状に設けることができる。

また、条痕２４を形成することは必須ではない。すなわち、ピストンスカート１２の摺接面を平滑面とし、この平滑な摺接面に対して点状の潤滑性肉盛り部５２を設けるようにしてもよい。この場合、潤滑性肉盛り部５２、５２同士の間に形成される凹部が潤滑油を保持する役割を果たす。

さらに、ピストンスカート１２の摺接面と、潤滑性肉盛り部５２との間に中間層を介在するようにしてもよい。これを、第２実施形態の変形例として説明する。

この変形例では、図７に断面を拡大して示すように、ピストンスカート１２の平滑な摺接面が全体にわたって中間層５４で覆われ、この中間層５４上に、点状形状の潤滑性肉盛り部５２が設けられる。

中間層５４は、ＭｏＳ_２やグラファイト等の良好な潤滑性を示す無機物質から形成するようにしてもよいが、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン−６樹脂、ナイロン−６，６樹脂等の樹脂から形成するようにしてもよい。前者の場合、潤滑性肉盛り部５２が中間層５４から万一脱落（剥離）したとしても、中間層５４によって潤滑性能が維持される。また、後者の場合、潤滑性肉盛り部５２とピストンスカート１２との接合力が向上するという利点が得られる。

中間層５４は、樹脂材に加えて固体潤滑剤をさらに含有するものであってもよい。換言すれば、中間層５４は、潤滑性を示す無機物質と、上記したような樹脂との混合層であってもよい。

固体潤滑剤としては公知のものを配合すればよいが、その好適な例としては、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）、窒化ホウ素（ＢＮ）、グラファイト（Ｃ）等が挙げられる。この場合、潤滑性肉盛り部５２とピストンスカート１２との接合力が向上するとともに、中間層５４が万一シリンダの内壁に摺接するに至ったとしても、前記固体潤滑剤によって潤滑性能が維持される。

以上のように、中間層５４によって潤滑性を維持させたり、又は、潤滑性肉盛り部５２とピストンスカート１２との接合力を向上させたりしつつ、潤滑性肉盛り部５２を得るための金属の使用量を低減することができる。そして、その結果、コストを低廉化することができるとともに、ピストン５０の重量が大きく増加することを回避することができる。

そして、上記したような無機物質又は樹脂のいずれも安価且つ軽量であり、このため、ピストンスカート１２の摺接面全体を中間層５４で被覆したとしても、コストが著しく上昇することや、ピストン５０の重量が過度に大きくなることが回避される。しかも、ピストンスカート１２の摺接面全体を中間層５４で被覆するときには、ピストンスカート１２の摺接面の一部に選択的に中間層５４を設ける場合に比して作業が容易且つ簡便となるという利点が得られる。

なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは勿論である。

例えば、第２実施形態においても、条痕２４の突起部２６にのみ潤滑性肉盛り部５２を点状に形成するようにしてもよい。すなわち、この場合、ピストンスカート１２の摺接面を周回する突起部２６の一部が潤滑性肉盛り部５２によって点状に被覆される。

また、第１実施形態の変形例と同様に、中間層５４を条痕形状に形成するようにしてもよい。この場合、条痕形状の頂部に潤滑性肉盛り部５２を点状に形成すればよい。

さらに、第２実施形態においても、第１実施形態と同様にピストンスカート１２の摺接面を平滑面とし、該平滑な摺接面に直接、又は、潤滑性肉盛り部５２を設ける部位にのみ点状形状として設けられた中間層５４を介して、潤滑性肉盛り部５２を複数個設けるようにしてもよい。

さらにまた、第２実施形態の変形例では、ピストンスカート１２の摺接面全体を中間層５４で覆うようにしているが、ピストンスカート１２の摺接面の一部に選択的に中間層５４を点状又は線状に設け、この中間層５４上にのみ選択的に潤滑性肉盛り部５２を設けるようにしてもよい。

１０、５０…内燃機関用ピストン １２…ピストンスカート
２４…条痕 ２６…突起部
２８…谷部 ３０、５２…潤滑性肉盛り部
４０…樹脂層 ４２…凸部
５４…中間層

Claims (7)

1. 内燃機関のシリンダ内を往復動作する内燃機関用ピストンにおいて、
   銀、銀合金、銅又は銅合金の少なくともいずれか１種からなり、且つ点状形状又は線状形状をなす複数個の潤滑性肉盛り部が、ピストンスカートの摺接面に設けられていることを特徴とする内燃機関用ピストン。
2. 請求項１記載のピストンにおいて、前記ピストンスカートの摺接面と、前記複数個の潤滑性肉盛り部の各々との間に中間層が介在していることを特徴とする内燃機関用ピストン。
3. 請求項２記載のピストンにおいて、前記中間層は、前記ピストンスカートの摺接面に凸部として設けられ、前記複数個の潤滑性肉盛り部が、前記凸部上にのみ設けられていることを特徴とする内燃機関用ピストン。
4. 請求項２記載のピストンにおいて、前記中間層は、前記ピストンスカートの摺接面の全体を被覆して該摺接面と前記潤滑性肉盛り部との間に介在することを特徴とする内燃機関用ピストン。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載のピストンにおいて、前記中間層が少なくとも樹脂を含有するものであることを特徴とする内燃機関用ピストン。
6. 請求項５記載のピストンにおいて、前記中間層に固体潤滑剤がさらに含まれることを特徴とする内燃機関用ピストン。
7. 請求項６記載のピストンにおいて、前記固体潤滑剤は、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、グラファイトの群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする内燃機関用ピストン。

Images