WO2013099341A1 - 内燃機関用ピストン - Google Patents

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WO2013099341A1
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piston
internal combustion
combustion engine
sliding contact
buildup
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高田亮太郎
辻井芳孝
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本田技研工業株式会社
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    • F05C2253/12—Coating

Definitions

  • the present invention relates to a piston for an internal combustion engine reciprocating in a cylinder in the internal combustion engine.
  • the film is firmly attached to the piston skirt via the intermediate layer. It is suitable because it bonds.
  • the heat-resistant resin material forming the intermediate layer polyimide resin, polyamideimide resin, epoxy resin, nylon-6 resin, nylon-6,6 resin and the like are mentioned.
  • the presence of the coating enables the lubricant to be well retained between the inner wall of the cylinder (for example, the inner wall of the sleeve) and the piston skirt, and also causes friction heat. Is rapidly diffused or transmitted, so that adhesion between the piston skirt and the inner wall of the cylinder can be avoided.
  • an internal combustion engine In a car that travels under a severe environment, such as a racing car, an internal combustion engine is required to have excellent durability.
  • a piston for an internal combustion engine described in WO 2011/115152 it is desirable that adhesion between the piston skirt and the inner wall of the cylinder be avoided for as long as possible.
  • the main object of the present invention is to provide a piston for an internal combustion engine having a solid lubricating portion which can avoid the occurrence of adhesion between the inner wall of the cylinder and the piston skirt and which is hard to wear.
  • a solid lubricating portion is provided on the sliding surface of the piston skirt, The solid lubricating portion is provided with a piston for an internal combustion engine containing at least one of silver, a silver alloy, copper or a copper alloy, and at least one of a carbon material and a carbide ceramic.
  • the "carbide” in the present invention includes carbonized and nitrided carbonitrides.
  • Solid lubricants containing silver, silver alloys, copper or copper alloys exhibit excellent thermal conductivity by themselves, and therefore adhesion to the inner wall of the cylinder (for example, the inner wall of the sleeve) is less likely to occur.
  • a carbon material and a carbide ceramic is further added.
  • Carbon materials such as graphite, carbon nanotubes, carbon black and diamond have significantly higher thermal conductivity than silver, silver alloys, copper or copper alloys. For this reason, the heat generated at the sliding contact portion between the sliding surface of the piston skirt of the piston for an internal combustion engine and the inner wall of the cylinder is more easily diffused. Moreover, these carbon materials are excellent in lubricity and thus reduce the sliding resistance. Combined with the above, the friction loss of the internal combustion engine is reduced, and as a result, adhesion is less likely to occur over a long period of time. Similarly, when carbide ceramics are added, the friction loss of the internal combustion engine is reduced.
  • carbide ceramics include silicon carbide (SiC), titanium carbide (TiC) or titanium carbonitride (TiCN), which exhibit excellent wear resistance and relatively high thermal conductivity.
  • SiC silicon carbide
  • TiC titanium carbide
  • TiCN titanium carbonitride
  • the solid lubricating portion may be provided on the entire sliding contact surface of the piston skirt, but since the solid lubricating portion is made of silver, silver alloy, copper or copper alloy, the cost increases and the weight of the piston for an internal combustion engine becomes larger. Therefore, it is preferable to form the solid lubricating portion in a linear shape or a point shape.
  • the total volume of the solid lubricating portion is reduced, the amount of metal (silver, silver alloy, copper or copper alloy) forming the solid lubricating portion is reduced. Therefore, the cost can be reduced. In addition, it is possible to avoid a large increase in the weight of the piston for an internal combustion engine.
  • an intermediate layer containing at least a resin material between the solid lubricating portion and the sliding contact surface of the piston skirt is firmly joined to the resin material. For this reason, if the intermediate layer is present, the solid lubricating portion is less likely to come off the sliding contact surface. Thus, friction losses are reduced over time.
  • the intermediate layer may further contain a solid lubricant such as MoS 2 , BN, or graphite.
  • a solid lubricant such as MoS 2 , BN, or graphite.
  • a convex portion be provided on the sliding contact surface of the piston skirt, and the solid lubricating portion be selectively provided only on the convex portion.
  • the lubricity build-up portion can be made as compared with the case where the lubricant build-up portion is provided over the entire piston skirt.
  • the amount of metal (silver, silver alloy, copper or copper alloy) to be obtained can be significantly reduced, and therefore, the cost can be reduced.
  • the lubricating buildup portion is selectively provided only on the convex portion, it is possible to avoid a large increase in the weight of the piston for an internal combustion engine.
  • the solid lubricant portion provided on the piston skirt of the piston for an internal combustion engine and containing at least one of silver, silver alloy, copper or copper alloy is made of graphite, carbon nanotubes, carbon black, diamond And at least one of carbide ceramics such as silicon carbide (SiC), titanium carbide (TiC), and titanium carbonitride (TiCN).
  • carbide ceramics such as silicon carbide (SiC), titanium carbide (TiC), and titanium carbonitride (TiCN).
  • SiC silicon carbide
  • TiC titanium carbide
  • TiCN titanium carbonitride
  • FIG. 1 is a schematic overall perspective view of a piston 10 according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a side view thereof.
  • the piston 10 has a pair of piston skirts 12, 12 at its lower part, and between the piston skirts 12, 12, wall portions 14, 14 extending along a substantially vertical direction intervene.
  • Pin bosses 16, 16 are provided on each of the walls 14, 14 so as to protrude in a horizontal direction, and piston pins (not shown) for inserting piston pins (not shown) in each of the pin bosses 16, 16 Holes 17, 17 are formed through.
  • the piston pin is passed through a through hole formed at a small end of a connecting rod (connecting rod) not shown, thereby pivotally supporting the connecting rod.
  • An oil ring groove 18, a first piston ring groove 20, and a second piston ring groove 22 are formed in this order in the upper part of the piston skirts 12, 12 from the lower side to the upper side.
  • the oil ring groove 18, the first piston ring groove 20, and the second piston ring groove 22 are formed to go around the head of the piston 10 in the circumferential direction.
  • the piston 10 configured as described above is made of an aluminum alloy such as AC2A, AC2B, AC4B, AC4C, AC4D, AC8H, A1100 (all are aluminum alloys defined in JIS), or Al-Cu alloy.
  • a streak 24 is provided on the sliding contact surface of the piston skirt 12.
  • the arrow X direction in FIG. 3 corresponds to the arrow X direction in FIGS. 1 and 2, and the same applies to the subsequent drawings.
  • the streaks 24 are undulations having raised projections 26 and depressed valleys 28 and are formed by machining the piston skirt 12 along its circumferential direction.
  • the height H of the protrusions 26 (convex portions) is in the range of 0.001 to 0.1 mm, and the distance between the adjacent protrusions 26, that is, the pitch P is in the range of 0.1 to 0.5 mm. It is preferable that it is inside.
  • the more preferable range of the height H is 0.008 to 0.012 mm, and the more preferable range of the pitch P is 0.25 to 0.3 mm.
  • the lubricating buildup portion 30 as a solid lubricating portion is provided only on the protrusion 26 in the streak 24. That is, the lubricant buildup portion 30 is not provided in the valley portion 28 constituting the streak 24 and extends linearly along the circumferential direction of the piston skirt 12 in accordance with the trajectory of the projection 26.
  • the lubricant build-up portion 30 is a mixture containing at least one of silver, a silver alloy, copper, or a copper alloy and at least one of a carbon material and a carbide ceramic, and is enlarged in FIG. As shown in the figure, the protrusion is a protrusion further protruding from the protrusion 26.
  • Silver, silver alloy, copper or copper alloy all exhibit excellent lubricating performance when the piston skirt 12 is in sliding contact with the inner wall of the bore of the cylinder block or the inner wall of the cylinder sleeve.
  • Preferred examples of silver alloys include Ag-Sn alloys and Ag-Cu alloys
  • preferred examples of copper alloys include Cu-Sn alloys, Cu-Zn alloys, Cu-P alloys and the like.
  • the carbon material alone exhibits high thermal conductivity, and therefore, in the lubricated buildup portion 30 containing the carbon material, a lubricious meat composed of any of silver, a silver alloy, copper, or a copper alloy Excellent thermal conductivity is developed compared to the ridges.
  • a lubricious meat composed of any of silver, a silver alloy, copper, or a copper alloy Excellent thermal conductivity is developed compared to the ridges.
  • carbon which formed SP 2 mixed orbit is mentioned.
  • the carbon may be a crystal structure such as graphite, graphene, carbon nanotube, or fullerene, or may be an amorphous structure such as carbon black or activated carbon.
  • the crystal structure has a relatively high thermal conductivity, and carbon nanotubes are particularly preferable because they exhibit excellent thermal conductivity of about 3000 to 5500 W / (m ⁇ K).
  • carbon fibers can also be selected.
  • the carbon material include diamond forming the SP 3 hybrid orbital.
  • the thermal conductivity of diamond is 1000 to 2000 W / (m ⁇ K), which is substantially equal to the thermal conductivity of graphite 900 to 2300 W / (m ⁇ K).
  • the lubricated buildup portion 30 is provided with excellent abrasion resistance based on the fact that the diamond exhibits excellent abrasion resistance.
  • carbide ceramics play a role of improving the wear resistance of the lubricated buildup 30 mainly based on the wear resistance.
  • “carbide” in the present embodiment includes “carbonitride”.
  • the carbide ceramics having such functions are not particularly limited, but silicon carbide, titanium carbide, molybdenum carbide, zirconium carbide, tantalum carbide, niobium carbide, tungsten carbide, vanadium carbide, hafnium carbide, or the like are further included.
  • a nitrided carbonitride or the like is mentioned as a preferred example.
  • silicon carbide has a relatively high thermal conductivity among carbide ceramics. Therefore, it is possible to obtain the lubricated buildup 30 having excellent wear resistance and good thermal conductivity. And since it is comparatively cheap among carbide ceramics, the cost reduction which obtains the lubricated buildup part 30 can be achieved.
  • titanium carbide or titanium carbonitride may be selected. These are relatively easy to obtain, and therefore, it is possible to form the lubricated buildup 30 excellent in wear resistance at relatively low cost.
  • the proportion of the carbon material or the carbide ceramic in the lubricated buildup 30 is set such that the friction loss of the internal combustion engine can be improved, or sufficient wear resistance is developed in the lubricated buildup 30. .
  • the weight of each of the lubricant buildup portions 30 is 100% by weight, it is preferable to set the ratio of the carbon material or the carbide ceramic to 0.5 to 30% by weight.
  • the proportion of the carbon material or the carbide ceramic may be 0.5 to 5% by weight.
  • the friction loss of the internal combustion engine can be improved by using both carbon materials and carbide ceramics in combination, or by selecting a carbide ceramic having a high thermal conductivity such as silicon carbide, and a lubricated buildup portion It is also possible to develop sufficient abrasion resistance to 30.
  • the protrusion 26 of one streak 24 is covered with a lubricious buildup 30 containing silver and silicon carbide, and the protrusion 26 of another streak 24 adjacent to the streak 24 is
  • the lubricity buildup 30 may be provided from another type of mixture, such as being coated with a lubricity buildup 30 containing copper alloy and graphite.
  • the thickness of the lubricated buildup 30 is not particularly limited, but if it is too small, the lubricated buildup 30 will be worn out in a relatively short period of time, and the projection 26 which is the base will be exposed It will be done. On the other hand, if the size is excessively large, the weight of the lubricated buildup portion 30 increases, and the driving force for reciprocating the piston 10 increases. In order to avoid the occurrence of the above problems, it is preferable to set the thickness of the lubricant buildup portion 30 to 0.5 to 100 ⁇ m.
  • the piston 10 according to the first embodiment is basically configured as described above, and the operation and effect thereof will be described next.
  • the lubricating buildup portion 30 When the internal combustion engine is assembled and operated, the lubricating buildup portion 30 is in sliding contact with the inner wall of the cylinder (the inner wall of the cylinder bore or the inner wall of the cylinder sleeve) substantially through the lubricating oil.
  • the thermal conductivity of silver, silver alloy, copper or copper alloy in the lubricious build-up portion 30 The sum of the thermal conductivity of the FC sleeve or the Al sleeve is 350 W / (m ⁇ K) or more.
  • the thermal conductivity of the lubricant build-up portion 30 is It is larger than the case of silver, silver alloy, copper or copper alloy alone.
  • FIG. 4 also shows the relationship between the amount of addition of graphite or silicon carbide and the reduction rate of friction loss. It is apparent from FIG. 4 that the addition of a carbon material or carbide ceramic to silver can reduce the friction loss of the internal combustion engine incorporating the piston 10.
  • the piston 10 smoothly reciprocates in the cylinder for as long as possible. Therefore, for example, even a car, such as a racing car, which is operated in a severe environment where the piston 10 reciprocates in the cylinder, can be provided as an internal combustion engine having excellent durability.
  • the absolute value of the difference in Young's modulus of the lubricating buildup portion 30 with respect to the FC sleeve or the Al sleeve is 10 GPa or more. According to the intensive studies of the present inventors, when the difference between the absolute values of the Young's modulus is thus increased, the lubricating oil is well retained in the minute clearance between the sleeve and the piston skirt 12. Therefore, the occurrence of burn-in can be effectively avoided.
  • the lubricating buildup 30 is selectively provided only on the protrusion 26. As a result, the amount of metal (silver, silver alloy, copper or copper alloy) used to obtain the lubricated buildup 30 is reduced, thereby reducing the cost. In addition, since the lubricated buildup portion 30 is present only in the protrusion portion 26, it is possible to avoid a large increase in the weight of the piston 10.
  • the piston 10 since the substantial sliding contact portion is the lubricant buildup portion 30, even in the case where the lubricant buildup portion 30 is provided only in the protrusion 26, the piston 10 exhibits sufficient sliding characteristics.
  • the lubricated buildup portion 30 can be provided on the sliding contact surface of the piston skirt 12 as follows, for example.
  • fine particles of silver, silver alloy, copper or copper alloy are dispersed in a dispersion medium.
  • the dispersion medium include terpineol, nonanol, ethylene glycol, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl ethyl ketone and the like.
  • At least one of graphite, carbon nanotubes, carbon materials such as carbon black and diamond, or carbide ceramics such as silicon carbide, titanium carbide and titanium carbonitride is added to the dispersion medium, and the viscosity is about 10 cp.
  • prepare the paste. A dispersant or the like may be added to this paste.
  • the valleys 28 of the streaks 24 are covered with a screen.
  • the paste is prevented from being applied to the valleys 28, and the paste is selectively applied only to the protrusions 26 which are the protrusions.
  • the paste is heated together with the piston 10.
  • the preferred heating temperature at this time is 160 to 240.degree.
  • the dispersion medium in the paste is volatilized and the nanoparticles are fused. That is, the sintering takes place, and a lubricated buildup 30 made of a sintered body of nanoparticles is obtained. Since the paste is applied only to the projections 26, the lubricated buildup 30 is also selectively formed only on the projections 26.
  • the protrusion may be provided with resin. This will be described as a modification of the first embodiment.
  • the sliding contact surface of the piston skirt 12 is formed as a smooth surface, and the resin layer 40 is fixed to the smooth sliding contact surface.
  • a convex portion 42 is formed so as to protrude in a plurality of linear shapes that go around the sliding contact surface.
  • the convex portion 42 is wide on the bottom side close to the piston skirt 12 and narrow on the top side spaced apart. For this reason, a streak shape similar to the streak 24 is formed by the plurality of linear shaped convex portions 42.
  • the resin that constitutes the resin layer 40 is preferably of the type that improves the bonding strength between the lubricated buildup portion 30 and the piston skirt 12.
  • Preferred examples of such materials include polyimide resins, polyamideimide resins, epoxy resins, nylon-6 resins, nylon-6,6 resins and the like.
  • the convex portion 42 made of resin is provided between the sliding contact surface of the piston skirt 12 and the lubricated buildup portion 30, the lubricious buildup portion 30 is formed.
  • the amount of silver, silver alloy, copper or copper alloy used is reduced. As a result, the cost can be reduced, and a large increase in the weight of the piston 10 can be avoided.
  • a convex portion 42 (resin is interposed between the sliding contact surface of the piston skirt 12 and the lubricant buildup portion 30 as a dispersion medium for obtaining the paste. It is preferable to select one capable of swelling). Specific examples thereof include N-methyl pyrrolidone, polyvinyl pyrrolidone, trichloroethylene, carbon tetrachloride and the like.
  • FIG. 6 is a side view of the piston 50 according to the second embodiment.
  • a lubricated buildup portion 52 is provided on the sliding contact surface of the piston skirt 12 as a plurality of point shapes.
  • the lubricated buildup portion 52 contains at least one of silver, silver alloy, copper or copper alloy as a metal as in the first embodiment, and at the same time, a carbon material such as graphite, carbon black or diamond. Or at least one of carbide ceramics such as silicon carbide, titanium carbide and titanium carbonitride.
  • streaks 24 are formed in the piston skirt 12 also in the second embodiment.
  • the lubricant buildup portion 52 is randomly disposed regardless of whether it is the convex portion (protrusion portion 26) or the valley portion 28 of the streak 24. That is, in the second embodiment, the formation position of the lubricant buildup portion 52 is not limited to the protrusion 26 (convex portion).
  • the volume of each lubricious buildup portion 52 is small. That is, in the first embodiment, the amount of metal (silver, silver alloy, copper or copper alloy) used is reduced by providing the lubricious buildup 30 only at the position involved in the actual sliding contact. However, in the second embodiment, the amount of metal used is reduced by reducing the volume of each of the lubricious buildup portions 52 and hence the sum of the volumes of all the lubricity buildup portions 52. .
  • the cost can be reduced, and an effect that a large increase in the weight of the piston 50 can be avoided can be obtained.
  • lubricant buildup portion 52 in a dot shape, when performing the known application method such as the above-described screen printing or pad printing, if a predetermined portion of the piston skirt 12 is covered with a screen Good.
  • the sliding contact surface of the piston skirt 12 may be a smooth surface, and a point-like lubricated buildup portion 52 may be provided on the smooth sliding contact surface.
  • the recess formed between the lubricated buildup portions 52, 52 plays the role of holding the lubricating oil.
  • an intermediate layer may be interposed between the sliding contact surface of the piston skirt 12 and the lubricating buildup 52. This will be described as a modification of the second embodiment.
  • the smooth sliding surface of the piston skirt 12 is covered with an intermediate layer 54 throughout, and on this intermediate layer 54, a point-like lubricated meat is provided.
  • a raised portion 52 is provided.
  • the mid layer 54 may further contain a solid lubricant in addition to the resin material.
  • the intermediate layer 54 may be a mixed layer of an inorganic substance exhibiting lubricity and a resin as described above.
  • the solid lubricant known ones may be blended, and preferred examples thereof include molybdenum disulfide (MoS 2 ), boron nitride (BN), graphite (C) and the like.
  • MoS 2 molybdenum disulfide
  • BN boron nitride
  • C graphite
  • a metal for obtaining the lubricious build-up portion 52 while maintaining the lubricity by the intermediate layer 54 or improving the bonding force between the lubricious build-up portion 52 and the piston skirt 12. Can be reduced. And as a result, while being able to reduce a cost, it can avoid that the weight of a piston 50 increases greatly.
  • any of the above-described inorganic substances or resins is inexpensive and lightweight, and therefore, even if the entire sliding contact surface of the piston skirt 12 is covered with the intermediate layer 54, the cost significantly increases, and the piston 50 An excessive increase in weight is avoided. Moreover, when the entire sliding contact surface of the piston skirt 12 is covered with the intermediate layer 54, the operation is easier and simpler than when the intermediate layer 54 is selectively provided on part of the sliding contact surface of the piston skirt 12 The advantage is obtained.
  • the lubricating buildup portion 52 may be formed in a dot shape only on the protrusion portion 26 of the streak 24. That is, in this case, a part of the protruding portion 26 which goes around the sliding contact surface of the piston skirt 12 is covered with the lubricious buildup portion 52 in a point shape.
  • the intermediate layer 54 may be formed in a streak shape.
  • the lubricant buildup portion 52 may be formed in a dot shape on the top of the streak shape.
  • the entire sliding contact surface of the piston skirt 12 is covered with the intermediate layer 54.
  • the intermediate layer 54 is selectively placed on a part of the sliding contact surface of the piston skirt 12
  • the lubricating buildup portion 52 may be selectively provided only on the intermediate layer 54 in a shape or a linear shape.

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Abstract

　本発明は、内燃機関のシリンダ内を往復動作するとともに、前記シリンダの内壁に摺接するピストンスカート（１２）を有する内燃機関用ピストン（１０）に関する。ピストンスカート（１２）の摺接面には、固体潤滑部（３０）が設けられる。この固体潤滑部（３０）は、銀、銀合金、銅又は銅合金の少なくともいずれか１種と、炭素材又は炭化物セラミックスの少なくともいずれか１種とを含有する。

Description

内燃機関用ピストン
　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、国際公開第２０１１／１１５１５２号パンフレットにおいて、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。
　該国際公開第２０１１／１１５１５２号パンフレットに記載の通り、この種の皮膜と、ピストンスカートとの間に耐熱性樹脂材からなる中間層を介在すると、皮膜が中間層を介してピストンスカートに強固に接合するので好適である。なお、中間層をなす耐熱性樹脂材の具体例としては、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樹脂等が挙げられている。
　このように構成された内燃機関用ピストンでは、皮膜が存在することにより、シリンダの内壁（例えば、スリーブの内壁）とピストンスカートとの間に潤滑剤を良好に保持することができるとともに、摩擦熱が速やかに拡散ないし伝達されるようになるのでピストンスカートとシリンダの内壁との間に凝着が起こることを回避することができるという効果が得られる。
　レーシングカー等、過酷な環境下で走行する車においては、内燃機関に優れた耐久性が要求される。例えば、国際公開第２０１１／１１５１５２号パンフレット記載の内燃機関用ピストンの場合、ピストンスカートとシリンダの内壁との間に凝着が起こることが可及的長期間にわたって回避されることが望まれる。
　本発明の主たる目的は、シリンダの内壁とピストンスカートとの間に凝着が起こることを回避し得、しかも、摩耗し難い固体潤滑部を具備する内燃機関用ピストンを提供することにある。
　本発明の一実施形態によれば、内燃機関のシリンダ内を往復動作するとともに、前記シリンダの内壁に摺接するピストンスカートを有する内燃機関用ピストンにおいて、
　前記ピストンスカートの摺接面に固体潤滑部が設けられ、
　前記固体潤滑部は、銀、銀合金、銅又は銅合金の少なくともいずれか１種と、炭素材又は炭化物セラミックスの少なくともいずれか１種とを含有する内燃機関用ピストンが提供される。なお、本発明における「炭化物」には、炭化且つ窒化した炭窒化物が含まれるものとする。
　銀、銀合金、銅又は銅合金を含む固体潤滑部は、それ自体で優れた熱伝導度を示し、このため、シリンダの内壁（例えば、スリーブの内壁）との間に凝着が生じ難い。本発明においては、このような金属に加え、さらに炭素材又は炭化物セラミックスの少なくともいずれか一方が添加されている。
　グラファイト、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、ダイヤモンド等の炭素材は、銀、銀合金、銅又は銅合金に比して熱伝導度が著しく大きい。このため、内燃機関用ピストンのピストンスカートの摺接面と、シリンダの内壁との摺接箇所で発生した熱が一層容易に拡散する。しかも、これらの炭素材は、潤滑性に優れているので摺動抵抗を減少させる。以上のことが相俟って、内燃機関の摩擦損失が低減し、その結果、凝着が長期間にわたって一層生じ難くなる。炭化物セラミックスを添加した場合にも同様に、内燃機関の摩擦損失が低減する。
　従って、この内燃機関用ピストンを組み込んだ内燃機関を、レーシングカー等の過酷な環境下で運転される車に搭載したとしても、長期間にわたって優れた耐久性を示す。
　炭化物セラミックスの好適な例としては、優れた耐摩耗性を示し、且つ熱伝導度が比較的大きな炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化チタン（ＴｉＣ）又は炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）を挙げることができる。このような炭化物セラミックスを用いることにより、固体潤滑部に凝着が起こることが回避されるとともに、固体潤滑部が摩耗し難くなる。
　固体潤滑部は、ピストンスカートの摺接面全体に設けるようにしてもよいが、該固体潤滑部が銀、銀合金、銅又は銅合金からなるため、コストが上昇するとともに内燃機関用ピストンの重量が大きくなる。そこで、固体潤滑部を、線状形状又は点状形状で形成することが好ましい。
　この場合、固体潤滑部の総体積が低減するので、該固体潤滑部をなす金属（銀、銀合金、銅又は銅合金）の使用量が低減する。従って、コストを低廉化することができる。また、内燃機関用ピストンの重量が大きく増加することを回避することができる。
　さらに、固体潤滑部とピストンスカートの摺接面との間に、少なくとも樹脂材を含有する中間層を介在することが好ましい。固体潤滑部は、樹脂材に対して強固に接合する。このため、中間層が存在すると固体潤滑部が摺接面から脱落し難くなる。従って、摩擦損失が長期間にわたって低減される。
　なお、中間層には、樹脂材の他、ＭｏＳ２やＢＮ、グラファイト等の固体潤滑剤をさらに含めるようにしてもよい。この場合、固体潤滑部が万一脱落して下地層が露呈したとしても、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からである。
　以上の構成において、前記ピストンスカートの摺接面に凸部を設け、且つ前記固体潤滑部を前記凸部にのみ選択的に設けることが好ましい。
　内燃機関用ピストンの往復運動において実質的な摺接部位となるのは、前記凸部である。従って、固体潤滑部を凸部にのみ設けた場合であっても、十分な潤滑性能が得られる。
　そして、このように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ことにより、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、このため、コストの低廉化を図ることができる。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。
　本発明によれば、内燃機関用ピストンのピストンスカートに設けられて銀、銀合金、銅又は銅合金の少なくともいずれか１種を含有する固体潤滑部に対し、グラファイト、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、ダイヤモンド等の炭素材、又は炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化チタン（ＴｉＣ）又は炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）等の炭化物セラミックスの少なくともいずれか一方を配合するようにしている。このような固体潤滑部では、銀、銀合金、銅又は銅合金のみからなる固体潤滑部に比して熱伝導度や耐摩耗性が向上する。
　このため、ピストンスカートとシリンダの内壁との実質的な摺接箇所において発生した熱が一層容易に拡散するようになる。従って、該摺接箇所が高温になることが回避され、その結果、凝着が起こることが回避される。これにより内燃機関の摩擦損失が一層低減することに伴って、凝着が長期間にわたって一層生じ難くなる。すなわち、耐久性に優れた内燃機関を構成することができる。
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。 潤滑性肉盛り部に含まれる物質の種類及び添加割合と、摩擦損失の低減率との相関関係を示す図表である。 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６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、隆起した突起部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、固体潤滑部としての潤滑性肉盛り部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、又は銅合金の少なくともいずれか１種と、炭素材又は炭化物セラミックスの少なくともいずれか１種とを含有する混合物であり、図３に拡大して示すように、突起部２６からさらに隆起した突部である。
　銀、銀合金、銅、又は銅合金はいずれも、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。
　また、炭素材は単体で大きな熱伝導度を示し、このため、炭素材を含有する潤滑性肉盛り部３０では、銀、銀合金、銅、又は銅合金のいずれかで構成される潤滑性肉盛り部に比して優れた熱伝導度が発現する。このことに基づいて、ピストンスカート１２がシリンダの内壁に摺接する際、互いの摺接箇所に局所的に発生した熱が容易に拡散するようになる。従って、該摺接箇所が高温となることが回避され、摺接箇所が凝着を起こすことなく容易に研磨される。その結果として、内燃機関の摩擦損失（Ｐｓｆ）が低減する。
　炭素材の好適な一例としては、ＳＰ２混成軌道を形成したカーボンが挙げられる。カーボンは、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、フラーレン等の結晶構造体であってもよいし、カーボンブラックや活性炭等のアモルファス構造体であってもよい。結晶構造体は熱伝導度が比較的大きく、とりわけ、カーボンナノチューブは３０００～５５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の優れた熱伝導度を示すことから特に好適である。又は、炭素繊維を選定することもできる。
　炭素材の別の好適な一例としては、ＳＰ３混成軌道を形成したダイヤモンドが挙げられる。ダイヤモンドの熱伝導度は、１０００～２０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、グラファイトの熱伝導度９００～２３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）と略同等である。しかも、この場合、ダイヤモンドが優れた耐摩耗性を示すことに基づいて、潤滑性肉盛り部３０に優れた耐摩耗性がもたらされる。
　一方、炭化物セラミックスは、その耐摩耗性に基づき、主に、潤滑性肉盛り部３０の耐摩耗性を向上させる役割を果たす。なお、上記したように、本実施の形態における「炭化物」には、「炭窒化物」が含まれる。
　そのような機能を営む炭化物セラミックスは、特に限定されるものではないが、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化モリブデン、炭化ジルコニウム、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化タングステン、炭化バナジウム、炭化ハフニウム、又はこれらがさらに窒化した炭窒化物等が好適な例として挙げられる。
　特に、炭化ケイ素は、炭化物セラミックスの中では熱伝導度が比較的大きい。従って、耐摩耗性に優れ、且つ熱伝導度が良好な潤滑性肉盛り部３０を得ることができる。しかも、炭化物セラミックスの中では比較的安価であるので、潤滑性肉盛り部３０を得るコストの低廉化を図ることができる。
　炭化物セラミックスとしては、炭化チタンないし炭窒化チタンを選定するようにしてもよい。これらは比較的入手し易く、従って、耐摩耗性に優れる潤滑性肉盛り部３０を比較的低コストで形成することが可能となる。
　潤滑性肉盛り部３０における炭素材又は炭化物セラミックスの割合は、内燃機関の摩擦損失が向上し得るように、又は、潤滑性肉盛り部３０に十分な耐摩耗性が発現するように設定される。このためには、個々の潤滑性肉盛り部３０の重量を１００重量％とするとき、炭素材又は炭化物セラミックスの割合を０．５～３０重量％とすることが好ましい。なお、炭素材又は炭化物セラミックスの割合は、０．５～５重量％であっても十分である。
　勿論、炭素材及び炭化物セラミックスの双方を併用したり、炭化物セラミックスとして炭化ケイ素等の熱伝導度が大きなものを選定したりすることによって、内燃機関の摩擦損失を向上させ、且つ潤滑性肉盛り部３０に十分な耐摩耗性を発現させることも可能である。
　潤滑性肉盛り部３０の全てを同一の混合物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、銀及び炭化ケイ素を含有する潤滑性肉盛り部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、銅合金及びグラファイトを含有する潤滑性肉盛り部３０で被覆する等、別種の混合物から潤滑性肉盛り部３０を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。
　第１実施形態に係るピストン１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果について説明する。
　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、実質的には潤滑性肉盛り部３０が潤滑油を介して摺接する。例えば、潤滑性肉盛り部３０が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ような場合では、潤滑性肉盛り部３０中の銀、銀合金、銅又は銅合金の熱伝導度と、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）以上となる。しかも、潤滑性肉盛り部３０には、熱伝導度がこれよりも大きい炭素材、又はこれと同程度である炭化物セラミックスが含まれているので、潤滑性肉盛り部３０の熱伝導度は、銀、銀合金、銅又は銅合金のみの場合に比して大きくなる。
　このため、ピストンスカート１２がシリンダの内壁に摺接する際、互いの摺接箇所に局所的に発生した熱が容易に拡散する。換言すれば、滞熱することが回避される。従って、摺接箇所が高温となることが回避されるので、摺接箇所が凝着を起こすことなく容易に研磨される。以上の現象が惹起される結果、内燃機関の摩擦損失（Ｐｓｆ）が低減する。
　例えば、一般的な潤滑性皮膜であるＭｏＳ２からなる潤滑性肉盛り部を設けたピストンを基準とすると、銀からなる潤滑性肉盛り部３０を設けたピストン１０を具備する内燃機関では、摩擦損失が６％低減する。さらに、銀に対してダイヤモンドを添加すると、図４に示すように、その添加量に応じて摩擦損失の低減率が大きくなる。すなわち、ダイヤモンドの添加量が大きくなるにつれて、摩擦損失が低減する。
　図４には、グラファイト、又は炭化ケイ素の添加量と、摩擦損失の低減率との関係を併せて示している。この図４から、銀に対して炭素材又は炭化物セラミックスを添加することにより、ピストン１０を組み込んだ内燃機関の摩擦損失を低減し得ることが明らかである。
　このため、ピストン１０が可及的長期間にわたってシリンダ内を円滑に往復動作する。従って、例えば、レーシングカー等、ピストン１０がシリンダ内を激しく往復運動するような過酷な環境下で運転される車であっても、耐久性に優れた内燃機関として供することが可能である。
　のみならず、この場合、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、ヤング率の絶対値の差がこのように大きくなると、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。このため、焼付きが生じることを有効に回避し得る。
　また、銀又は銀合金は概して高価であり、重量も大きいため、銀又は銀合金からなる皮膜をピストンスカート１２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が、本実施の形態では、突起部２６のみに選択的に潤滑性肉盛り部３０を設けるようにしている。このため、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ので、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。
　なお、実質的な摺接部が潤滑性肉盛り部３０であるため、突起部２６にのみ潤滑性肉盛り部３０を設ける場合においても、ピストン１０に十分な摺動特性が発現する。
　以上のように、突起部２６のみに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。
　潤滑性肉盛り部３０は、例えば、以下のようにしてピストンスカート１２の摺接面に設けることができる。
　先ず、銀、銀合金、銅又は銅合金の微粒子、好ましくは平均粒径が１～８０ｎｍ、より好ましくは３０～８０ｎｍである、いわゆるナノ粒子を分散媒に分散させる。なお、分散媒としては、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が例示される。
　さらに、分散媒に対し、グラファイトやカーボンナノチューブ、カーボンブラック、ダイヤモンド等の炭素材、又は炭化ケイ素、炭化チタン、炭窒化チタン等の炭化物セラミックスの少なくともいずれか一方を添加し、粘度が１０ｃｐ程度であるペーストを調製する。このペーストに対し、分散剤等を添加するようにしてもよい。
　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皮膜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。
　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５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。
　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。
　次に、第２実施形態につき説明する。なお、図１～図３、図５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６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、金属として銀、銀合金、銅又は銅合金の少なくともいずれか１種を含有するとともに、グラファイト、カーボンブラック、ダイヤモンド等の炭素材、又は炭化ケイ素、炭化チタン、炭窒化チタン等の炭化物セラミックスの少なくともいずれか一方を含有する。
　図６においては理解の容易のために示していないが、図７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を点状に形成するためには、上記したスクリーン印刷又はパッド印刷等の公知の塗布手法を実施する際、ピストンスカート１２の所定箇所をスクリーンで覆うようにすればよい。
　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８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、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（ＭｏＳ２）、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。

Claims (7)

  1. 　内燃機関のシリンダ内を往復動作するとともに、前記シリンダの内壁に摺接するピストンスカート（１２）を有する内燃機関用ピストン（１０）において、
    　前記ピストンスカート（１２）の摺接面に固体潤滑部（３０）が設けられ、
    　前記固体潤滑部（３０）は、銀、銀合金、銅又は銅合金の少なくともいずれか１種と、炭素材又は炭化物セラミックスの少なくともいずれか１種とを含有することを特徴とする内燃機関用ピストン（１０）。
  2. 　請求項１記載のピストン（１０）において、前記炭化物セラミックスがＳｉＣ、ＴｉＣ又はＴｉＣＮのいずれかであることを特徴とする内燃機関用ピストン（１０）。
  3. 　請求項１又は２記載のピストン（１０）において、前記固体潤滑部（３０）が線状形状又は点状形状をなしていることを特徴とする内燃機関用ピストン（１０）。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載のピストン（１０）において、前記固体潤滑部（３０）と前記ピストンスカート（１２）の摺接面との間に、少なくとも樹脂材を含有する中間層（５４）が介在していることを特徴とする内燃機関用ピストン（１０）。
  5. 　請求項４記載のピストン（１０）において、前記中間層（５４）を構成する樹脂中に固体潤滑剤が含まれることを特徴とする内燃機関用ピストン（１０）。
  6. 　請求項５記載のピストン（１０）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（１０）。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載のピストン（１０）において、前記ピストンスカート（１２）の摺接面に凸部（２６）が設けられ、且つ前記固体潤滑部（３０）が前記凸部（２６）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（１０）。
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