JP2023091625A - ピストンおよび舶用内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】ボアポリッシュを解消してシリンダとの間の潤滑性を安定して確保することができるピストンおよび舶用内燃機関を提供すること。【解決手段】内燃機関のシリンダの内部をピストン軸方向に往復運動するピストンにおいて、前記ピストン軸方向に延びる円筒状に構成され、前記シリンダの内部の燃焼室に面するクラウン部を前記ピストン軸方向の一端側に有し、前記ピストン軸方向の他端側にスカート部を有するピストン本体と、前記ピストン本体における前記クラウン部と前記スカート部との間の外周面に形成され、離型性を有するコーティング膜と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ピストンおよび舶用内燃機関に関するものである。

従来、船舶に搭載される舶用内燃機関では、ピストンを往復運動自在に収容するシリンダが１つ以上設けられ、当該シリンダの内部におけるピストンの往復運動がクランクの回転動に変換されて、クランクシャフトが回転するようになっている。一般に、ピストンの外周面（側壁面）にはピストンリングが設けられ、ピストンの下部にはピストンスカートが設けられている。ピストンの往復運動において、ピストンの頂面（ピストンクラウン）はシリンダ内の燃焼室に面し、シリンダの内周面にはピストンリングまたはピストンスカートが摺接する。このようなピストンの外周面とシリンダの内周面との間には、潤滑油が供給され、当該潤滑油による油膜が形成される。これらピストンとシリンダとの潤滑性（具体的にはピストンリングまたはピストンスカートとシリンダの内周面との摺接時の潤滑性）は、上記油膜によって確保される。

また、シリンダ内の燃焼室では、上述したピストンの往復運動により、掃気、燃焼用気体の供給および圧縮が順次行われる。このような燃焼室には燃料噴射弁から燃料が噴射され、当該燃料は、燃焼室内の圧縮された燃焼用気体によって着火し、燃焼する。ピストンは、この燃焼室内における燃料の燃焼エネルギーを利用して、シリンダ内での往復運動を継続して行う。

このようなピストンは、舶用内燃機関の稼働時において、燃焼室内での燃料燃焼後の高温ガス（以下、既燃ガスという）に接触する。例えば、ピストンの外周面とシリンダの内周面との隙間に既燃ガスが侵入し、これにより、ピストンの外周面は既燃ガスと接触した状態になる。これに起因して、ピストンの外周面上には、燃料や潤滑油等の油成分に由来する硬質なスラッジが堆積し、ピストンとシリンダとの間の油膜が当該スラッジとの接触によって破壊される、所謂、ボアポリッシュが発生する。この結果、ピストンとシリンダとの潤滑性が損なわれ、これらの摺接面にピストンとシリンダとの金属同士の摩耗による傷が生じてしまう。

近年、上記ボアポリッシュを解消するために、例えば、ピストンの外周面とシリンダの内周面との隙間を小さくし、これにより、当該隙間への既燃ガスの侵入を抑制して、上記スラッジの堆積を抑制することが考えられている。また、上記スラッジの堆積を抑制するための手法として、例えば、シリンダの内周面にアンチポリッシングリング（フレームリング）を設け、ピストンの往復運動に伴い、フレームリングによって当該ピストンの外周面からスラッジを削り落とすことが開示されている（特許文献１参照）。

特開２０２１－３２２５３号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の従来技術では、フレームリングによってピストンの外周面から削り落とされたスラッジの硬質粒子が、ピストンリングの摺接面とシリンダの内周面との間、またはピストンスカートの摺接面とシリンダの内周面との間に噛み込まれる場合がある。この場合、ピストンとシリンダとの間でアブレシブ摩耗が発生し、この結果、ピストンリングやピストンスカートに縦傷等が生じてピストンが破損する恐れがある。さらに、上記フレームリングを用いる場合、シリンダの内径をフレームリングの内径よりも大きくしなければならず、この結果、ピストンの外周面とシリンダの内周面との隙間が無駄に増大することから、舶用内燃機関の燃費性能が低下する恐れがある。

また、上述したようにピストンの外周面とシリンダの内周面との隙間を単に小さくするのみでは、当該隙間への既燃ガスの侵入を抑えきれず、故に、上記スラッジの堆積抑制が不十分となる恐れがあるから、ピストンとシリンダとの潤滑性を安定して確保することは困難である。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ボアポリッシュを解消してシリンダとの間の潤滑性を安定して確保することができるピストンおよび舶用内燃機関を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るピストンは、内燃機関のシリンダの内部をピストン軸方向に往復運動するピストンにおいて、前記ピストン軸方向に延びる円筒状に構成され、前記シリンダの内部の燃焼室に面するクラウン部を前記ピストン軸方向の一端側に有し、前記ピストン軸方向の他端側にスカート部を有するピストン本体と、前記ピストン本体における前記クラウン部と前記スカート部との間の外周面に形成され、離型性を有するコーティング膜と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係るピストンは、上記の発明において、前記スカート部の外径は、前記ピストン本体の前記外周面の外径よりも大きく、前記コーティング膜の膜厚と前記外周面の外径との合計寸法は、前記スカート部の外径よりも小さい、ことを特徴とする。

また、本発明に係るピストンは、上記の発明において、前記コーティング膜は、前記シリンダの内周面よりも軟らかい、ことを特徴とする。

また、本発明に係るピストンは、上記の発明において、前記ピストン本体の前記外周面には、前記ピストン軸方向に並ぶ複数のピストンリングが設けられ、前記コーティング膜は、前記ピストン本体の前記外周面のうち、前記クラウン部と、前記複数のピストンリングのうち前記燃焼室に最も近い側に設けられているトップリングとの間の外周面である少なくともトップランドに形成されている、ことを特徴とする。

また、本発明に係るピストンは、上記の発明において、前記トップリングは、ガスタイトリングである、ことを特徴とする。

また、本発明に係るピストンは、上記の発明において、前記ピストン本体は、ピストン棒を介してクロスヘッドに揺動自在に接続され、前記コーティング膜は、前記ピストン本体の揺動方向の一端側と他端側とに分割して形成される、ことを特徴とする。

また、本発明に係る舶用内燃機関は、上記の発明のいずれか一つに記載のピストンと、前記ピストンを往復運動自在に収容するシリンダと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ボアポリッシュを解消してシリンダとピストンとの間の潤滑性を安定して確保することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態１に係るピストンが適用された舶用内燃機関の一構成例を示す模式図である。 図２は、本発明の実施形態１に係るピストンの一構成例を示す模式図である。 図３は、本発明の実施形態１に係るピストンの外周面におけるコーティング構造の一例を示す模式図である。 図４は、比較例のピストンの挙動を説明するための模式図である。 図５は、本発明の実施形態１に係るピストンの作用を説明する模式図である。 図６は、本発明の実施形態２に係るピストンの一構成例を示す模式図である。 図７は、本発明の実施形態２に係るピストンの外周面におけるコーティング構造の一例を示す模式図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明に係るピストンおよび舶用内燃機関の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、各図面において、同一構成部分には同一符号が付されている。

（実施形態１）
まず、本発明の実施形態１に係るピストンが適用された舶用内燃機関の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係るピストンが適用された舶用内燃機関の一構成例を示す模式図である。この舶用内燃機関１０は、船舶に搭載されるクロスヘッド型内燃機関の一例であり、プロペラ軸を介して船舶の推進用プロペラ（いずれも図示せず）を回転駆動させる推進用の機関（主機関）である。例えば、舶用内燃機関１０は、ユニフロー掃排気式のクロスヘッド型ディーゼルエンジン等の２ストロークディーゼルエンジンである。

詳細には、図１に示すように、舶用内燃機関１０は、高さ方向Ｄ１の下側に位置する台板１と、台板１の上に設けられる架構４と、架構４の上に設けられるシリンダジャケット１１とを備える。これらの台板１と架構４とシリンダジャケット１１とは、舶用内燃機関１０の高さ方向Ｄ１（すなわち上下方向）に延在する複数のタイボルト２４等の連結部材により、一体に締結されて固定されている。また、舶用内燃機関１０は、シリンダジャケット１１に設けられるシリンダ１２と、シリンダ１２の内部に設けられるピストン１５と、ピストン１５の往復運動に連動して回転運動するクランクシャフト２とを備える。

台板１は、舶用内燃機関１０のクランクシャフト２等を収容するクランクケースを構成するものである。図１に示すように、台板１の内部には、クランク３を有するクランクシャフト２と当該クランクシャフト２の軸受部（図示せず）とが設けられる。クランクシャフト２は、船舶の推進力を出力する出力軸の一例であり、上記軸受部によって回転自在に軸支されている。このクランクシャフト２には、クランク３を介して連接棒５の下端部が回動自在に連結されている。

架構４の内部には、図１に示すように、連接棒５と、摺動板６と、クロスヘッド７とが設けられる。架構４は、ピストン軸方向に沿って設けられる摺動板６が舶用内燃機関１０の幅方向Ｄ２に間隔を空けて一対をなすように、台板１上に配置されている。連接棒５は、その下端部がクランクシャフト２のクランク３に連接された態様で、一対の摺動板６の間に配置されている。クロスヘッド７は、ピストン棒１６の下端部に接続されるクロスヘッドピン８と、連接棒５の上端部に接続されるクロスヘッドピン軸受部（図示せず）とを備える。クロスヘッドピン８は、当該クロスヘッドピン軸受部によって回動自在に軸支されている。例えば図１に示すように、クロスヘッド７は、クロスヘッドピン８の軸心方向（長手方向）と舶用内燃機関１０の軸方向Ｄ３とが同じ方向となる態様で、一対の摺動板６の間に配置される。このようなクロスヘッド７は、一対の摺動板６の長手方向（図１では高さ方向Ｄ１）に往復運動自在となり且つ一対の摺動板６同士の対向方向（図１では幅方向Ｄ２）に揺動自在となるように構成されている。

シリンダジャケット１１は、図１に示すように、架構４の上部に設けられ、シリンダ１２を支持する。シリンダ１２は、図１に示すように、シリンダライナ１３とシリンダカバー１４とによって構成される筒状の構造体（気筒）であり、燃料を燃焼させるための燃焼室１７を有する。シリンダライナ１３は、例えば円筒形状の構造体であり、シリンダジャケット１１の内側に支持されている。シリンダライナ１３の上部にはシリンダカバー１４が固定され、これにより、シリンダライナ１３の内部空間（燃焼室１７等）が区画される。このシリンダライナ１３の内部空間には、ピストン１５が、燃焼室１７に面する状態でシリンダライナ１３の内部をピストン軸方向（図１中の両側矢印参照）に往復運動し得るように設けられる。このピストン１５の下端部には、図１に示すように、ピストン棒１６の上端部が連結されている。ピストン棒１６は、上述したクロスヘッドピン８に接続され、クロスヘッドピン８の軸心回りの方向に揺動可能である。すなわち、ピストン１５は、図１に示す揺動方向Ｄ４に揺動可能である。

また、シリンダカバー１４には、図１に示すように、排気弁１８と上部動弁装置１９とが設けられている。排気弁１８は、シリンダ１２内の燃焼室１７に通じる排気管２１の排気口（排気ポート）を開閉可能に閉止する弁である。上部動弁装置１９は、排気弁１８を開閉駆動させる装置である。燃焼室１７は、このような排気弁１８と、上述したシリンダライナ１３、シリンダカバー１４およびピストン１５とによって囲まれた空間である。また、舶用内燃機関１０は、シリンダ１２の近傍に、排気マニホールド２０を備える。排気マニホールド２０は、例えば図１に示すように、舶用内燃機関１０の幅方向Ｄ２の両側のうちいずれか片側（図１では幅方向Ｄ２の負側）に配置される。排気マニホールド２０は、シリンダ１２内の燃焼室１７から排気管２１を通じて排ガスを受け入れ、受け入れた排ガスを一時貯留して、この排ガスの動圧を静圧に変える。

また、図１に示すように、舶用内燃機関１０は、燃料噴射弁２２と、燃料噴射ポンプ２３とを備える。燃料噴射弁２２は、その噴射口を燃焼室１７内に向けた状態となるように、シリンダカバー１４に設けられる。燃料噴射ポンプ２３は、例えば図１に示すように、舶用内燃機関１０の幅方向Ｄ２の両側のうちいずれか片側（図１では幅方向Ｄ２の正側）に配置される。燃料噴射ポンプ２３は、配管等を通じて燃料噴射弁２２に燃料等を圧送する。燃料噴射弁２２は、燃料噴射ポンプ２３から圧送された燃料等の液体を燃焼室１７内へ噴射する。

上記の他に、舶用内燃機関１０は、空気等の燃焼用気体を過給する過給機と、当該過給機による圧縮後の燃焼用気体を冷却する冷却器と、当該冷却器による冷却後の燃焼用気体（圧縮ガス）を一時貯留する掃気トランクとを備える。この燃焼用気体は、上記掃気トランクから掃気ポート等を通じてシリンダライナ１３の内部空間（例えば燃焼室１７）に送給される。特に図示しないが、舶用内燃機関１０は、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減する設備として、排ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）システムや選択式触媒還元（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）システムを備えていてもよい。

上述したような構成を有する舶用内燃機関１０において、シリンダ１２内の燃焼室１７には、掃気トランクから掃気ポート等を通じて燃焼用気体が供給される。この燃焼室１７内においては、燃焼用気体がピストン１５によって圧縮され、燃料噴射弁２２から供給された燃料が当該燃焼用気体によって着火して燃焼する。そして、燃焼室１７での燃料の燃焼によって発生したエネルギーにより、ピストン１５は、シリンダライナ１３の内部をピストン軸方向に往復運動する。このとき、上部動弁装置１９によって排気弁１８が作動してシリンダ１２の排気ポートが開放されると、燃料の燃焼後にシリンダライナ１３内に残留する既燃ガスが排ガスとして排気管２１に排出される。これとともに、シリンダライナ１３の内部空間には、掃気トランクから掃気ポート等を通じて新たに燃焼用気体が導入される。

また、ピストン１５は、上述したようにピストン軸方向に往復運動する際、燃焼室１７の筒内圧力に応じて揺動方向Ｄ４に揺動する場合がある。すなわち、ピストン棒１６は、ピストン１５とともに揺動しながらピストン軸方向に往復運動する。これに連動して、クロスヘッド７は、揺動しながら摺動板６に沿ってピストン軸方向に往復運動する。ピストン１５の往復運動は、このようなクロスヘッド７を介して連接棒５に伝わり、連接棒５の下端部に接続されるクランク３の回転運動に変換される。クランクシャフト２は、このクランク３の回転運動に伴って回転運動し、プロペラ軸とともに船舶の推進用プロペラを回転させる。

なお、本明細書では、説明の便宜上、図１に示すように、舶用内燃機関１０について高さ方向Ｄ１、幅方向Ｄ２および軸方向Ｄ３が設定されているが、これらの方向は本発明を限定するものではない。舶用内燃機関１０の高さ方向Ｄ１は、上下方向であり、例えば、ピストン１５の往復運動の方向に対して平行である。ピストン１５の往復運動の方向はピストン軸方向であり、ピストン軸方向はピストン棒１６の長手方向である。舶用内燃機関１０の幅方向Ｄ２は、高さ方向Ｄ１および軸方向Ｄ３に対して垂直な方向である。舶用内燃機関１０の軸方向Ｄ３は、図１に示すクランクシャフト２の長手方向（軸心方向）である。上記高さ方向Ｄ１、幅方向Ｄ２および軸方向Ｄ３は、互いに垂直な方向である。なお、上記高さ方向Ｄ１、幅方向Ｄ２および軸方向Ｄ３は、舶用内燃機関１０については勿論、舶用内燃機関１０を構成する各構成部（例えばシリンダ１２およびピストン１５等）についても同様である。

また、クロスヘッドピン８の軸心方向は、上記軸方向Ｄ３と同じ方向である。ピストン１５の揺動方向Ｄ４は、このクロスヘッドピン８の軸心回りの方向である。例えば図１に示すように、揺動方向Ｄ４の一端側は舶用内燃機関１０の排気側であり、揺動方向Ｄ４の他端側は舶用内燃機関１０のポンプ側である。舶用内燃機関１０の排気側は、シリンダ１２の中心軸を境にして、排ガスが排出される側、具体的には排気マニホールド２０が配置されている側である。舶用内燃機関１０のポンプ側は、シリンダ１２の中心軸を境にして、燃料が燃焼室１７内へ供給される側、具体的には燃料噴射ポンプ２３が配置されている側である。

（ピストンの構成）
つぎに、本発明の実施形態１に係るピストン１５の構成について説明する。図２は、本発明の実施形態１に係るピストンの一構成例を示す模式図である。図２には、図１に示した舶用内燃機関１０のシリンダ１２およびピストン１５等が拡大して図示されている。図３は、本発明の実施形態１に係るピストンの外周面におけるコーティング構造の一例を示す模式図である。図３には、図２に示すピストン１５を頂面側から見た図が示されている。なお、図３では、説明の便宜上、ピストン１５のピストンリング（図２ではトップリング１５５、セカンドリング１５６およびサードリング１５７）の図示は省略されている。

本実施形態１に係るピストン１５は、図１に例示した舶用内燃機関１０のシリンダ１２の内部をピストン軸方向に往復運動するものであり、図２、３に示すように、ピストン本体１５１と、離型性のコーティング膜１６０とを備える。上記ピストン軸方向は、ピストン１５の中心軸であるピストン軸Ｃ１の長手方向（以下、ピストン軸Ｃ１方向という）であり、例えば、ピストン棒１６の長手方向と同じ方向である。また、ピストン１５は、その外周面に複数のピストンリングを備える。例えば、ピストン１５は、これら複数のピストンリングとして、トップリング１５５、セカンドリング１５６およびサードリング１５７という３つのピストンリングを備えている。

ピストン本体１５１は、上述した舶用内燃機関１０（図１参照）の燃焼室１７が形成されるシリンダ１２の内部を往復運動するように構成される。詳細には、図２、３に示すように、ピストン本体１５１は、ピストン軸Ｃ１方向に延びる円筒状に構成され、ピストン軸Ｃ１方向の一端側（例えば上側）にクラウン部１５２を有し、ピストン軸Ｃ１方向の他端側（例えば下側）にスカート部１５４を有する。また、ピストン本体１５１は、これらクラウン部１５２とスカート部１５４との間に、ピストン軸Ｃ１回りの方向（周方向）に沿って外周面１５３を有する。このピストン本体１５１の外周面１５３には、ピストン軸Ｃ１方向に並ぶ複数のピストンリング、例えば、図２に示すトップリング１５５、セカンドリング１５６およびサードリング１５７が設けられている。

また、ピストン本体１５１には、上述したピストン棒１６が、スカート部１５４から延出するように連結されている。特に図示しないが、ピストン本体１５１の内部には、上述したクロスヘッドピン８と同じ軸心方向のピン（図示せず）が設けられている。ピストン本体１５１内の当該ピンには、ピストン棒１６の上端部が回動自在に接続される。すなわち、ピストン本体１５１およびピストン棒１６は、図２に示す揺動方向Ｄ４の排気側およびポンプ側へ揺動可能であるとともに、ピストン本体１５１自体は、ピストン棒１６に対して相対的に揺動方向Ｄ４の排気側およびポンプ側へ揺動可能である。

このようなピストン本体１５１は、図２に示すように、シリンダ１２の内部、より具体的には、シリンダ１２の円筒部を構成するシリンダライナ１３の内部に収容され、シリンダライナ１３の内周面１３ａに沿ってピストン軸Ｃ１方向に往復運動する。なお、ピストン軸Ｃ１は、クラウン部１５２から見て円形をなすピストン本体１５１の中心を通り且つピストン本体１５１の径方向に対して垂直な軸（中心軸）である。シリンダライナ１３の内周面１３ａは、シリンダライナ１３とシリンダカバー１４とによって構成される円筒状のシリンダ１２の内周面である。

クラウン部１５２は、図２に示すように、ピストン本体１５１の頂面をなし、シリンダ１２の内部の燃焼室１７に面する。例えば図３に示すように、クラウン部１５２は、ピストン軸Ｃ１方向から見た平面視（図３では上面視）で円形をなしている。ピストン１５の往復運動において、クラウン部１５２は、燃焼室１７内の燃焼用気体を圧縮する圧縮面として機能し、燃焼室１７から筒内圧力を受ける。なお、燃焼室１７は、図２に示すように、シリンダライナ１３の内周面１３ａとシリンダカバー１４の内壁面とクラウン部１５２とによって囲まれる空間である。

ピストン本体１５１の外周面１５３は、図２に示すように、ピストン軸Ｃ１回りの周方向に亘ってシリンダライナ１３の内周面１３ａと対向する周面であり、クラウン部１５２とスカート部１５４との間に位置する。ピストン本体１５１の外周面１５３に複数のピストンリングが設けられる場合、当該外周面１５３は、これら複数のピストンリングのうち最上段のピストンリングとクラウン部１５２との間に位置する最上段ランドと、当該最上段のピストンリングとスカート部１５４との間に位置する中間ランドとに分割される。

例えば、ピストン本体１５１の外周面１５３に３つのピストンリングが設けられる場合、当該外周面１５３は、図２に示すように、トップランド１５３ａと、セカンドランド１５３ｂと、サードランド１５３ｃとに分割される。ピストン本体１５１の外周面１５３のうち、トップランド１５３ａは、上記最上段ランドの一例であり、具体的には、クラウン部１５２とトップリング１５５との間の外周面である。セカンドランド１５３ｂおよびサードランド１５３ｃは、上記中間ランドの一例である。具体的には、セカンドランド１５３ｂは、トップリング１５５とセカンドリング１５６との間の外周面である。サードランド１５３ｃは、セカンドリング１５６とサードリング１５７との間の外周面である。

スカート部１５４は、ピストン軸Ｃ１方向に延在する円筒状に構成され、図２に示すように、ピストン本体１５１におけるピストン軸Ｃ１方向の他端側（クラウン部１５２とは反対側）に設けられる。このスカート部１５４の外周面は、ピストン軸Ｃ１回りの周方向に亘り、シリンダライナ１３の内周面１３ａと対向する。また、図３に示すように、スカート部１５４の外径Ｒ１は、ピストン本体１５１の外周面１５３の外径Ｒ２よりも大きい。このようなスカート部１５４は、ピストン１５の往復運動において、ピストン本体１５１の揺動により、シリンダライナ１３の内周面１３ａに接触する場合がある。スカート部１５４は、シリンダライナ１３の内周面１３ａとの接触により、シリンダライナ１３の内部におけるピストン１５の往復運動時の揺動（傾動）を規制する。シリンダライナ１３の内周面１３ａにスカート部１５４との接触（摺接）による傷が生じ難くなるという観点から、スカート部１５４の構成素材は、シリンダライナ１３の内周面１３ａよりも軟らかい素材であることが好ましい。

トップリング１５５、セカンドリング１５６およびサードリング１５７は、各々、ピストン本体１５１の外周面１５３に設けられてシリンダライナ１３の内周面１３ａと摺接するように構成される。以下、本実施形態１では、「トップリング１５５、セカンドリング１５６およびサードリング１５７」を総称して「複数のピストンリング」と称する場合がある。

トップリング１５５は、図２に示すように、ピストン軸Ｃ１方向に並ぶ複数のピストンリングのうち、クラウン部１５２に最も近い最上段のピストンリングの一例である。例えば、トップリング１５５は、ピストン本体１５１の外周面１５３のうちトップランド１５３ａの下端部に沿って形成された環状溝に装着される。セカンドリング１５６は、図２に示すように、上記複数のピストンリングのうち最上段のピストンリングと最下段のピストンリングとの間に位置する中段のピストンリングの一例である。例えば、セカンドリング１５６は、ピストン本体１５１の外周面１５３のうちセカンドランド１５３ｂの下端部に沿って形成された環状溝に装着される。サードリング１５７は、図２に示すように、上記複数のピストンリングのうち、クラウン部１５２から最も遠い（すなわちスカート部１５４に最も近い）最下段のピストンリングの一例である。例えば、サードリング１５７は、ピストン本体１５１の外周面１５３のうちサードランド１５３ｃの下端部に沿って形成された環状溝に装着される。

また、トップリング１５５、セカンドリング１５６およびサードリング１５７は、各々、リングの切断部分である合口（図示せず）が形成されている。この構造により、これら複数のピストンリングは、各々、ピストン本体１５１の径方向へ拡径および縮径可能な弾力性を有するようになる。ピストン本体１５１がシリンダ１２の内部に往復運動自在に収容された際、これら複数のピストンリングは、各々、シリンダライナ１３の内周面１３ａに適度な面圧を加えながら、潤滑油の油膜を介して当該内周面１３ａに摺接する。これら複数のピストンリングとシリンダライナ１３の内周面１３ａとの摺接により、ピストン１５の外周面１５３とシリンダライナ１３の内周面１３ａとの間におけるシール性が確保される。

ここで、上記複数のピストンリングのうち、トップリング１５５は、燃焼室１７に最も近いことから、燃焼室１７から高い筒内圧力を受ける。このような高い筒内圧力に耐えて上記シール性を確保するという観点から、トップリング１５５は、入れ子構造の合口に例示されるガスタイト型合口を有するピストンリング、すなわちガスタイトリングであることが好ましい。トップリング１５５がガスタイトリングである場合、トップリング１５５のシール性をより高めることができる。これにより、ピストン１５の外周面１５３（特にトップランド１５３ａ）とシリンダライナ１３の内周面１３ａとの間隙への、燃焼室１７からの既燃ガスの侵入を抑制することができる。

コーティング膜１６０は、ピストン１５の外周面におけるスラッジの堆積を抑制するための膜である。詳細には、コーティング膜１６０は、離型性を有するコーティング材によって構成され、例えば図２に示すように、ピストン本体１５１におけるクラウン部１５２とスカート部１５４との間の外周面１５３に形成される。本実施形態１では、ピストン本体１５１の外周面１５３に複数のピストンリングが設けられている。この場合、コーティング膜１６０は、ピストン本体１５１の外周面１５３のうち、少なくともトップランド１５３ａに形成されている。例えば、図２に示すように、コーティング膜１６０は、トップランド１５３ａの全域を覆うように、トップランド１５３ａに形成される。上述したように、トップランド１５３ａは、ピストン本体１５１の外周面１５３のうち、クラウン部１５２とトップリング１５５との間の外周面である。トップリング１５５は、上記複数のピストンリングのうち、燃焼室１７に最も近い側に設けられている最上段のピストンリングである。

また、コーティング膜１６０を構成するコーティング材は、対象とするピストン本体１５１の外周面１５３（本実施形態１ではトップランド１５３ａ）にスラッジが付着し難くし得る離型性を有するものである。このような離型性のコーティング材として、例えば、フッ素樹脂系コーティング材、モリブデン系コーティング材、セラミック系コーティング材、シリコーン樹脂系コーティング材等が挙げられる。特に、当該スラッジは潤滑油等の油成分に由来するものであるから、上記離型性のコーティング材としては、撥油性を有するコーティング材が好ましい。

上記コーティング材によって構成されるコーティング膜１６０は、シリンダ１２の内周面にコーティング膜１６０との接触による傷が生じ難くなるという観点から、シリンダ１２の内周面よりも軟らかいことが好ましい。すなわち、コーティング膜１６０の硬度は、シリンダライナ１３の内周面１３ａの硬度よりも低いことが好ましい。このようなコーティング膜１６０の硬度は、例えば、ブルネル硬さでＨＢ１８０以下である。

また、コーティング膜１６０は、シリンダ１２内の高温環境下で往復運動するピストン本体１５１の外周面１５３に形成される膜として必要な耐熱性を有する。このようなコーティング膜１６０の耐熱性は、例えば、４００℃以上である。

また、コーティング膜１６０の外径は、ピストン１５の往復運動または揺動時にシリンダライナ１３の内周面１３ａとコーティング膜１６０とが接触し難くするために、スカート部１５４の外径Ｒ１（図３参照）よりも小さいことが好ましい。すなわち、図３に示すように、コーティング膜１６０の膜厚Ｋとピストン本体１５１の外周面１５３の外径Ｒ２との合計寸法Ｒ３は、スカート部１５４の外径Ｒ１よりも小さいことが好ましい。本実施形態１において、コーティング膜１６０はトップランド１５３ａに形成されているから、上記外径Ｒ２は、トップランド１５３ａの外径である。また、上記合計寸法Ｒ３は、トップランド１５３ａの外径Ｒ２と、ピストン本体１５１の径方向両側におけるコーティング膜１６０の膜厚（＝Ｋ×２）との和によって表され、下記の式（１）で算出される。

合計寸法Ｒ３＝外径Ｒ２＋膜厚Ｋ×２ ・・・（１）

例えば、コーティング膜１６０の膜厚Ｋは、０．２ｍｍ以下であることが好ましい。また、スカート部１５４の外周面１５３に対する片側の出っ張り量は、スカート部１５４の外径Ｒ１と外周面１５３の外径Ｒ２との差の半分（＝（Ｒ１－Ｒ２）／２）であり、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。

（ピストンの作用）
つぎに、本発明の実施形態１に係るピストン１５の作用について説明する。以下では、まず、ピストン本体１５１の外周面にコーティング膜１６０が形成されていない比較例のピストンの挙動について説明し、その後、当該コーティング膜１６０を有する実施形態１のピストン１５の作用について説明する。図４は、比較例のピストンの挙動を説明するための模式図である。図５は、本発明の実施形態１に係るピストンの作用を説明する模式図である。

比較例のピストンは、ピストン本体１５１のトップランド１５３ａ等の外周面にコーティング膜１６０が形成されていないものである。すなわち、比較例のピストンの構成は、コーティング膜１６０を備えていないこと以外、実施形態１に係るピストン１５と同様である。このような比較例のピストンがシリンダ１２の内部を繰り返し往復運動していると、シリンダライナ１３とピストン本体１５１との間の潤滑油等の油成分が燃焼室１７（図１、２参照）からの既燃ガスと接触して加熱され、これにより、スラッジ２００が生じる。スラッジ２００は、ピストン本体１５１の外周面のうち燃焼室１７に最も近いトップランド１５３ａに生じて付着し易い。このようなスラッジ２００は、ピストン本体１５１の往復運動に伴い、例えば図４に示すように、トップランド１５３ａに堆積して硬質化する。

ピストン本体１５１のトップランド１５３ａにスラッジ２００が堆積した場合、トップランド１５３ａの周方向において、スラッジ２００の堆積の厚さにバラツキがあるから、トップランド１５３ａとシリンダライナ１３の内周面１３ａとの間隙に、バラツキが生じる。このため、ピストン本体１５１の径方向からトップランド１５３ａに加わる圧力のバランスが崩れ、これに起因して、トップランド１５３ａには、ピストン本体１５１の揺動方向Ｄ４の両側のうちいずれか一方に偏って荷重が加わる。例えば、図４中の太線矢印に示されるように、揺動方向Ｄ４のポンプ側から排気側へ向かう荷重がトップランド１５３ａに偏って加わる。ピストン本体１５１は、上記荷重により、揺動方向Ｄ４両側のうちいずれか一方（図４では排気側）に偏って揺動（傾動）する。

ここで、ピストン本体１５１がシリンダ１２内で往復運動中に揺動方向Ｄ４に揺動した場合においては、本来、スカート部１５４が、トップランド１５３ａよりも先にシリンダライナ１３の内周面１３ａに摺接し、これにより、ピストン本体１５１の揺動が規制される。しかしながら、比較例のピストンでは、図４に示すように、硬質なスラッジ２００がトップランド１５３ａに堆積している。このため、たとえピストン本体１５１の揺動がスカート部１５４によって規制されても、トップランド１５３ａ上のスラッジ２００がシリンダライナ１３の内周面１３ａに摺接してしまい、このスラッジ２００の摺接によってボアポリッシュが発生する。すなわち、シリンダライナ１３の内周面１３ａとピストン本体１５１の外周面との間に形成されていた潤滑油の油膜が、スラッジ２００によって破壊されてしまう。この結果、比較例のピストンとシリンダライナ１３との間の潤滑性が損なわれることから、比較例のピストンにリング肌荒れやスカート肌荒れ等の傷が発生するリスクが増大する。また、当該傷の発生に起因して、比較例のピストンとシリンダライナ１３との間のシール性が低下し、この結果、ガス抜けが発生するリスクが増大する。

なお、リング肌荒れは、シリンダの内周面とピストンリングの外周面との金属同士の摩耗によって生じる縦縞状の傷（ピストンの往復運動方向の傷）である。スカート肌荒れは、シリンダの内周面とピストンスカートの外周面との金属同士の摩耗によって生じる縦縞状の傷である。また、ガス抜けは、リング肌荒れが発生したピストンリングの外周面（傷の隙間）から燃焼室側のガスがピストンスカート側へ抜ける現象である。

上記比較例のピストンに対し、本実施形態１に係るピストン１５は、例えば図５に示すように、ピストン本体１５１の外周面（ここではトップランド１５３ａ）にコーティング膜１６０を備えている。このコーティング膜１６０の離型性により、ピストン本体１５１の外周面の中でも上述したスラッジ２００が生じ易いトップランド１５３ａ上に、スラッジ２００が付着し難くなっている。

このようなコーティング膜１６０を備えるピストン１５がシリンダ１２の内部を繰り返し往復運動しても、図５に示すように、ピストン本体１５１のトップランド１５３ａ上、すなわち、コーティング膜１６０の表面には、スラッジ２００が殆どまたは全く堆積しない。このため、シリンダライナ１３の内周面１３ａとピストン本体１５１のトップランド１５３ａとの間隙が、トップランド１５３ａの周方向の全域に亘って十分に確保される。それ故、トップランド１５３ａには、ピストン本体１５１の径方向から圧力がバランスよく加わるから、ピストン本体１５１は、シリンダライナ１３内を往復運動中、揺動方向Ｄ４の両側のうちいずれか一方に偏って傾動することがない。また、ピストン１５がシリンダ１２内を往復運動中、たとえピストン本体１５１が揺動方向Ｄ４に揺動した場合であっても、例えば図５に示すように、トップランド１５３ａ上のコーティング膜１６０がシリンダライナ１３の内周面１３ａと摺接する前に、ピストン本体１５１の揺動がスカート部１５４によって規制される。

したがって、ピストン１５がシリンダ１２内で往復運動または揺動のいずれを行っていても、トップランド１５３ａ上のコーティング膜１６０とシリンダライナ１３の内周面１３ａとの間隙が、ピストン本体１５１の周方向の全域に亘って十分に確保される。これにより、ピストン１５とシリンダライナ１３との間において、ボアポリッシュが発生せずに潤滑油の油膜が維持されるから、ピストン１５とシリンダライナ１３との間の潤滑性が安定して維持される。この結果、リング肌荒れやスカート肌荒れ等の傷がピストン１５に発生するリスクが低減し、さらには、ピストン１５とシリンダライナ１３との間にガス抜けが発生するリスクが低減する。

以上、説明したように、本発明の実施形態１では、舶用内燃機関１０のシリンダ１２の内部をピストン軸Ｃ１方向に往復運動するピストン１５のピストン本体１５１を、ピストン軸Ｃ１方向に延びる円筒状に構成して、当該ピストン本体１５１が、シリンダ１２の内部の燃焼室１７に面するクラウン部１５２をピストン軸Ｃ１方向の一端側に有し且つピストン軸Ｃ１方向の他端側にスカート部１５４を有するようにし、このピストン本体１５１におけるクラウン部１５２とスカート部１５４との間の外周面１５３に、離型性を有するコーティング膜１６０を形成している。

このため、ピストン本体１５１の外周面１５３を、コーティング膜１６０によってスラッジが付着し難い面にして、ピストン本体１５１の外周面１５３上における硬質なスラッジの堆積を抑制することができる。これにより、ピストン本体１５１の外周面１５３の周方向全域に亘って、当該外周面１５３上のコーティング膜１６０とシリンダ１２の内周面との間隙を確保することができる。この結果、シリンダ１２内でのピストン１５の往復運動時に、シリンダ１２の内周面上の潤滑油の油膜に硬質のスラッジが摺接する事態を回避できることから、シリンダ１２とピストン１５との間のボアポリッシュを解消して、当該油膜の形成を安定化することができ、故に、シリンダ１２とピストン１５との間の潤滑性を安定して確保することができる。延いては、シリンダ１２とピストン１５との金属接触を防止して、これらの金属同士の摩耗によるリング肌荒れやスカート肌荒れ等の傷がピストン１５に発生するリスクを低減することができ、さらには、シリンダ１２とピストン１５との間にガス抜けが発生するリスクを低減することができる。また、シリンダ１２の内周面（シリンダライナ１３の内周面１３ａ）上に潤滑油の油膜を保持し易くなるため、当該潤滑油の消費量の低減に寄与することができる。

また、本発明の実施形態１では、上述したピストン１５と、当該ピストン１５を往復運動自在に収容するシリンダ１２とを備える舶用内燃機関１０を構成している。このため、上述したピストン１５の作用効果を享受することができ、これにより、シリンダ１２およびピストン１５を長寿命化して、これらの交換頻度を低減することができる。

また、本発明の実施形態１では、上記スカート部１５４の外径Ｒ１を、ピストン本体１５１の外周面１５３の外径Ｒ２よりも大きくし、コーティング膜１６０の膜厚Ｋとピストン本体１５１の外周面１５３の外径Ｒ２との合計寸法Ｒ３を、上記スカート部１５４の外径Ｒ１よりも小さくしている。このため、ピストン本体１５１の外周面１５３の周方向全域に亘って、コーティング膜１６０とシリンダ１２の内周面との間隙を、スカート部１５４とシリンダ１２の内周面との間隙よりも大きくすることができる。これにより、ピストン本体１５１の外周面１５３上のコーティング膜１６０が、シリンダ１２内でのピストンの往復運動時に、シリンダ１２の内周面に摺接する事態を容易に回避することができ、たとえピストン本体１５１が揺動方向Ｄ４に揺動した場合であっても、スカート部１５４とシリンダ１２の内周面との事前の接触により、ピストン本体１５１の揺動を規制して、コーティング膜１６０とシリンダ１２の内周面との摺接を容易に回避することができる。

また、本発明の実施形態１では、ピストン本体１５１の外周面１５３上のコーティング膜１６０を、シリンダ１２の内周面よりも軟らかくなるように構成している。このため、シリンダ１２内でのピストン１５の往復運動または揺動時に、たとえコーティング膜１６０がシリンダ１２の内周面に摺接しても、シリンダ１２の内周面の摩耗を最小限度に抑えることができる。これにより、シリンダ１２の内周面の摩耗による傷の発生を抑制することができる。

また、本発明の実施形態１では、ピストン軸Ｃ１方向に並ぶ複数のピストンリングをピストン本体１５１の外周面１５３に設け、ピストン本体１５１の外周面１５３のうち、クラウン部１５２と、これら複数のピストンリングのうち燃焼室１７に最も近い側に設けられているトップリング１５５との間の外周面である少なくともトップランド１５３ａに、コーティング膜１６０を形成している。このため、ピストン本体１５１の外周面１５３の中でも最も高温の環境下にあってスラッジが生じ易い、少なくともトップランド１５３ａを、コーティング膜１６０によってスラッジが付着し難い面にすることができる。これにより、ピストン本体１５１の外周面１５３上における硬質なスラッジの堆積を効率よく抑制することができる。

また、本発明の実施形態１では、上記複数のピストンリングのうちのトップリング１５５を、ガスタイトリングによって構成している。このため、上記複数のピストンリングのうち、燃焼室１７側から最も高い圧力を受けるトップリング１５５のシール性をより高めることができる。これにより、シリンダ１２の内周面とピストン本体１５１のトップランド１５３ａとの間隙に、燃焼室１７からの既燃ガスが侵入し難くすることができる。この結果、シリンダ１２の内周面とトップランド１５３ａとの間の潤滑油が既燃ガスによって加熱され難くなることから、シリンダ１２の内周面とトップランド１５３ａとの間におけるスラッジの生成を抑制することができ、ピストン本体１５１の外周面１５３上におけるスラッジの堆積抑制に寄与することができる。

（実施形態２）
つぎに、本発明の実施形態２に係るピストンおよび舶用内燃機関について説明する。図６は、本発明の実施形態２に係るピストンの一構成例を示す模式図である。図７は、本発明の実施形態２に係るピストンの外周面におけるコーティング構造の一例を示す模式図である。図７には、図６に示すピストン１５Ａを頂面側から見た図が示されている。なお、図７では、説明の便宜上、ピストン１５Ａのピストンリング（図６ではトップリング１５５、セカンドリング１５６およびサードリング１５７）の図示は省略されている。

図６、７に示すように、本発明の実施形態２に係るピストン１５Ａは、上述した実施形態１に係るピストン１５のコーティング膜１６０に代えてコーティング膜１６０ａ、１６０ｂを備える。また、特に図示しないが、本発明の実施形態２に係る舶用内燃機関は、上述した実施形態１に係る舶用内燃機関１０のピストン１５に代えてピストン１５Ａを備えている。その他の構成は実施形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

コーティング膜１６０ａ、１６０ｂは、双方とも、ピストン１５Ａの外周面におけるスラッジの堆積を抑制するための膜である。詳細には、コーティング膜１６０ａ、１６０ｂは、上述した実施形態１と同様の離型性を有するコーティング材によって構成され、例えば図６、７に示すように、ピストン本体１５１の揺動方向Ｄ４の一端側と他端側とに分割して形成される。なお、ピストン本体１５１は、上述したように、ピストン棒１６を介してクロスヘッド７（図１参照）に揺動自在に接続されている。

一方のコーティング膜１６０ａは、ピストン本体１５１の揺動方向Ｄ４の一方側（図６、７では排気側）のコーティング膜である。詳細には、図６、７に示すように、コーティング膜１６０ａは、ピストン本体１５１の外周面１５３のうち、揺動方向Ｄ４における排気側の外周面に形成される。特に、複数のピストンリングが外周面１５３に設けられているピストン本体１５１においては、コーティング膜１６０ａは、当該排気側の外周面のうちの少なくともトップランド１５３ａ（以下、排気側のトップランドという）に形成される。

より詳細には、図７に示すように、上述した排気側の外周面は、ピストン本体１５１の外周面１５３のうち、ピストン軸Ｃ１と直交するクロスヘッドピン８（図１参照）の軸方向Ｄ３を境に揺動方向Ｄ４の排気側に位置する外周面である。本実施形態２において、コーティング膜１６０ａは、このように区分される排気側の外周面のうち、例えば、排気側のトップランドに形成され、当該排気側のトップランドを覆う。

このようなコーティング膜１６０ａの形成領域は、例えば、揺動方向Ｄ４の排気側において、ピストン本体１５１の外周面１５３とシリンダライナ１３の内周面１３ａとの間隙が所定値以下となる領域に設定される。

具体的には、図７に示すように、コーティング膜１６０ａは、ピストン軸Ｃ１を中心として、ピストン軸Ｃ１回りに所定の角度θ１および角度θ２をなす弧状領域に形成される。角度θ１は、コーティング膜１６０ａの周方向一端側の直線Ｌ１と揺動方向Ｄ４とのなす角度である。角度θ２は、コーティング膜１６０ａの周方向他端側の直線Ｌ２と揺動方向Ｄ４とのなす角度である。なお、これらの角度θ１、θ２は、互いに反対方向の角度である。また、直線Ｌ１は、コーティング膜１６０ａの周方向の一端部である膜端部１６０ａａに接し且つピストン軸Ｃ１と直交する直線である。直線Ｌ２は、コーティング膜１６０ａの周方向の他端部である膜端部１６０ａｂに接し且つピストン軸Ｃ１と直交する直線である。コーティング膜１６０ａは、一端側の角度θ１が絶対値で９０度未満となり且つ他端側の角度θ２が絶対値で９０度未満となるように、排気側のトップランドに形成される。

他方のコーティング膜１６０ｂは、ピストン本体１５１の揺動方向Ｄ４における上記コーティング膜１６０ａとは反対側（図６、７ではポンプ側）のコーティング膜である。詳細には、図６、７に示すように、コーティング膜１６０ｂは、ピストン本体１５１の外周面１５３のうち、揺動方向Ｄ４におけるポンプ側の外周面に形成される。特に、複数のピストンリングが外周面１５３に設けられているピストン本体１５１においては、コーティング膜１６０ｂは、当該ポンプ側の外周面のうちの少なくともトップランド１５３ａ（以下、ポンプ側のトップランドという）に形成される。

より詳細には、図７に示すように、上述したポンプ側の外周面は、ピストン本体１５１の外周面１５３のうち、上述した軸方向Ｄ３を境に揺動方向Ｄ４のポンプ側に位置する外周面である。本実施形態２において、コーティング膜１６０ｂは、このように区分されるポンプ側の外周面のうち、例えば、ポンプ側のトップランドに形成され、当該ポンプ側のトップランドを覆う。

このようなコーティング膜１６０ｂの形成領域は、例えば、揺動方向Ｄ４のポンプ側において、ピストン本体１５１の外周面１５３とシリンダライナ１３の内周面１３ａとの間隙が所定値以下となる領域に設定される。

具体的には、図７に示すように、コーティング膜１６０ｂは、ピストン軸Ｃ１を中心として、ピストン軸Ｃ１回りに所定の角度θ３および角度θ４をなす弧状領域に形成される。角度θ３は、コーティング膜１６０ｂの周方向一端側の直線Ｌ３と揺動方向Ｄ４とのなす角度である。角度θ４は、コーティング膜１６０ｂの周方向他端側の直線Ｌ４と揺動方向Ｄ４とのなす角度である。なお、これらの角度θ３、θ４は、互いに反対方向の角度である。また、直線Ｌ３は、コーティング膜１６０ｂの周方向の一端部である膜端部１６０ｂａに接し且つピストン軸Ｃ１と直交する直線である。直線Ｌ４は、コーティング膜１６０ｂの周方向の他端部である膜端部１６０ｂｂに接し且つピストン軸Ｃ１と直交する直線である。コーティング膜１６０ｂは、一端側の角度θ３が絶対値で９０度未満となり且つ他端側の角度θ４が絶対値で９０度未満となるように、ポンプ側のトップランドに形成される。

また、コーティング膜１６０ａ、１６０ｂの形成に必要なコストを低減するという観点から、上述した角度θ１～θ４は、より小さい角度であることが好ましい。また、コーティング膜１６０ａをスラッジの堆積抑制に有効な膜にするという観点から、角度θ１～θ４は、各々、絶対値で４５度以上であることが好ましい。

なお、本実施形態２におけるコーティング膜１６０ａ、１６０ｂの硬さ、耐熱性および膜厚等の特性は、上述した実施形態１におけるコーティング膜１６０と同様である。また、コーティング膜１６０ａ、１６０ｂの膜厚Ｋとピストン本体１５１の外周面１５３の外径Ｒ２との合計寸法Ｒ３は、上述した実施形態１と同様に、スカート部１５４の外径Ｒ１よりも小さいことが好ましい。

以上、説明したように、本発明の実施形態２では、ピストン棒１６を介してクロスヘッド７に揺動自在に接続されるピストン本体１５１の外周面１５３上に、コーティング膜１６０ａ、１６０ｂを、ピストン本体１５１の揺動方向Ｄ４の一端側と他端側とに分割して形成し、その他を実施形態１と同様にしている。このため、上述した実施形態１と同様の作用効果を享受するとともに、ピストン本体１５１の外周面１５３のうち、揺動方向Ｄ４の一端側においてシリンダ１２の内周面との間隙が所定値以下となる第１領域と、揺動方向Ｄ４の他端側においてシリンダ１２の内周面との間隙が所定値以下となる第２領域とにコーティング膜１６０ａ、１６０ｂの形成範囲を絞り込むことができる。これにより、コーティング膜１６０ａ、１６０ｂによるスラッジの堆積抑制の効果を確保しつつ、コーティング膜形成に要するコストを低減することができる。

なお、上述した実施形態１、２では、ピストン本体１５１の外周面１５３のうち最上段ランド（トップランド１５３ａ）にコーティング膜を形成していたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、上述したコーティング膜は、ピストン本体１５１の外周面１５３のうち、最上段ランドのみに形成されてもよいし、最上段ランドおよび中間ランドの双方に形成されてもよい。

また、上述した実施形態１、２では、ピストン本体１５１の外周面１５３に設けられる複数のピストンリングの一例として３つのピストンリングを例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、ピストン本体１５１の外周面１５３には、１つのピストンリングが設けられていてもよいし、ピストン本体１５１の往復運動方向（ピストン軸方向）に並ぶように２つ以上のピストンリングが設けられていてもよい。

また、上述した実施形態１、２では、本発明に係るピストンが適用される内燃機関の一例として、舶用内燃機関を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、本発明に係るピストンは、車両のエンジン等、舶用内燃機関以外の内燃機関に適用されてもよい。

また、上述した実施形態１、２により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施形態１、２に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ 台板
２ クランクシャフト
３ クランク
４ 架構
５ 連接棒
６ 摺動板
７ クロスヘッド
８ クロスヘッドピン
１０ 舶用内燃機関
１１ シリンダジャケット
１２ シリンダ
１３ シリンダライナ
１３ａ 内周面
１４ シリンダカバー
１５、１５Ａ ピストン
１６ ピストン棒
１７ 燃焼室
１８ 排気弁
１９ 上部動弁装置
２０ 排気マニホールド
２１ 排気管
２２ 燃料噴射弁
２３ 燃料噴射ポンプ
２４ タイボルト
１５１ ピストン本体
１５２ クラウン部
１５３ 外周面
１５３ａ トップランド
１５３ｂ セカンドランド
１５３ｃ サードランド
１５４ スカート部
１５５ トップリング
１５６ セカンドリング
１５７ サードリング
１６０、１６０ａ、１６０ｂ コーティング膜
１６０ａａ、１６０ａｂ、１６０ｂａ、１６０ｂｂ 膜端部
２００ スラッジ
Ｃ１ ピストン軸
Ｄ１ 高さ方向
Ｄ２ 幅方向
Ｄ３ 軸方向
Ｄ４ 揺動方向

Claims (7)

1. 内燃機関のシリンダの内部をピストン軸方向に往復運動するピストンにおいて、
   前記ピストン軸方向に延びる円筒状に構成され、前記シリンダの内部の燃焼室に面するクラウン部を前記ピストン軸方向の一端側に有し、前記ピストン軸方向の他端側にスカート部を有するピストン本体と、
   前記ピストン本体における前記クラウン部と前記スカート部との間の外周面に形成され、離型性を有するコーティング膜と、
   を備えることを特徴とするピストン。
2. 前記スカート部の外径は、前記ピストン本体の前記外周面の外径よりも大きく、
   前記コーティング膜の膜厚と前記外周面の外径との合計寸法は、前記スカート部の外径よりも小さい、
   ことを特徴とする請求項１に記載のピストン。
3. 前記コーティング膜は、前記シリンダの内周面よりも軟らかい、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のピストン。
4. 前記ピストン本体の前記外周面には、前記ピストン軸方向に並ぶ複数のピストンリングが設けられ、
   前記コーティング膜は、前記ピストン本体の前記外周面のうち、前記クラウン部と、前記複数のピストンリングのうち前記燃焼室に最も近い側に設けられているトップリングとの間の外周面である少なくともトップランドに形成されている、
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のピストン。
5. 前記トップリングは、ガスタイトリングである、
   ことを特徴とする請求項４に記載のピストン。
6. 前記ピストン本体は、ピストン棒を介してクロスヘッドに揺動自在に接続され、
   前記コーティング膜は、前記ピストン本体の揺動方向の一端側と他端側とに分割して形成される、
   ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載のピストン。
7. 請求項１～６のいずれか一つに記載のピストンと、
   前記ピストンを往復運動自在に収容するシリンダと、
   を備えることを特徴とする舶用内燃機関。

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