(57)【要約】【課題】    軽量化可能なピストンを提供する。【解決手段】ＣＣコンポジットによって形成された部分であるＣＣ部分と、ＣＣコンポジット以外の材料によって形成された部分である他材質部分と、を備えてなる、内燃機関又は空気圧縮機に用いられるピストンである。シリンダ内部に内嵌され往復動するとき、該シリンダの内面に面する側面部分の全部がＣＣ部分により形成されており、ピストンリング溝を有さないものであってもよい。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＣコンポジットによって形成された部分であるＣＣ部分と、
ＣＣコンポジット以外の材料によって形成された部分である他材質部分と、
を備えてなる、内燃機関又は空気圧縮機に用いられるピストン。
【請求項２】
シリンダ内部に内嵌され往復動するとき、該シリンダの内面に面する側面部分の少なくとも一部がＣＣ部分により形成されるものである、請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
シリンダ内部に内嵌され往復動するとき、該シリンダの内面に面する側面部分の全部がＣＣ部分により形成されており、
ピストンリング溝を有さないものである、請求項２に記載のピストン。  
【請求項４】
ピストンスカート部のクランクシャフト側の端部が、外端からクランクシャフトとは反対方向に行くにつれて内方に向かって狭まるものである、請求項３に記載のピストン。
【請求項５】
ピストンピンが嵌入されるピストンピン穴の内面の少なくとも一部が、他材質部分によって形成されるものである、請求項１乃至４のいずれか１に記載のピストン。
【請求項６】
シリンダ内部に内嵌され往復動するとき、該シリンダの内面に面する側面部分を有するＣＣ部分と、ピストンピン穴を有する他材質部分たるボス部と、が互いに固定されているものである、請求項５に記載のピストン。
【請求項７】
ＣＣ部分とボス部とが、接着及び／又はネジ止めされることで互いに固定されているものである、請求項６に記載のピストン。
【請求項８】
前記ＣＣコンポジット以外の材料が、金属材料である、請求項１乃至７のいずれか１に記載のピストン。
【請求項９】
ピストンクラウンの表面の少なくとも一部が、金属材料によって形成されるものである、請求項８に記載のピストン。
【請求項１０】
シリンダ内部に内嵌され往復動する往復運動方向に対して垂直なピストンの断面が円形である、請求項１乃至９のいずれか１に記載のピストン。
【請求項１１】
ピストン側面が直円柱の側面に沿っているものである、請求項１乃至１０のいずれか１に記載のピストン。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１に記載のピストンが内嵌されるシリンダであって、ピストンがシリンダー内部にて往復動する往復運動方向に対して垂直な断面の面積のうち上死点と下死点との間では上死点付近が最小となるものである、シリンダ。
【請求項１３】
請求項３又は４に記載のピストンが内嵌されるシリンダであって、前記側面部分に面する前記内面がＣＣコンポジットにより形成されているものである、シリンダ。
【請求項１４】
ピストンがシリンダー内部にて往復動する往復運動方向に対して垂直な断面の面積のうち上死点と下死点との間では上死点付近が最小となるものである、請求項１３に記載のシリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ内部に内嵌（挿入）され往復動するピストンに関し、より詳細には、内燃機関又は空気圧縮機に好適に用いられるピストンであって、従来のピストンよりも軽量化を図ることができるピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダ内部に内嵌（挿入）され往復動するピストンは、シリンダー内における燃焼ガスの爆発力を受けコネクティングロッド（コンロッドと呼ばれることもある。）により連結されるクランクシャフトを回転させたり、逆に、モータ等によって回転されるクランクシャフトにコネクティングロッドにより連結されてシリンダ内部の気体を圧縮するのに用いられてきた。
このようにピストンはシリンダ内部で往復動するので、往復動を容易にする等の点（慣性を減少させる）からピストンは軽量である方が好ましく、これまで種々の検討がなされてきた（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２に開示されたピストンはいずれも内燃機関に用いられるものである。
例えば、特許文献１は、「ピストン頂部を軽量化するとともにピストン頂部にかかる荷重を分散させ、変形を抑えることが可能な内燃機関用ピストンを提供することを目的とする」（発明の詳細な説明の段落番号０００５）ものであり、具体的には「ピストン頂部の裏面側にピンボス部が設けられた内燃機関用ピストンにおいて、前記ピンボス部と前記ピストン頂部の裏面とを連結するリブを備えた」（発明の詳細な説明の段落番号０００６）ものを開示しており、それによって「ピストン頂部が受けた燃焼荷重等の力をリブによって分散させることができる。そのため、ピストン頂部に発生する応力を低減させ、ピストン頂部の変形を抑えることができる。また、ピストン頂部への力が分散されるので、ピストン頂部を例えば薄肉化する等して軽量化することができる。」（発明の詳細な説明の段落番号０００７）というものである。
また、特許文献２は、「エンジンのピストン構造において、ピストンピンを短縮することでピストンの軽量化を図りつつも、クラウン部上面の引張応力を軽減することで、クラウン部の薄肉化、加工自由度を確保することができるエンジンのピストン構造を提供することを目的とする」（発明の詳細な説明の段落番号００１９）ものであり、具体的には「コネクティングロッドの先端に円柱形状のピストンピンを一体化し、ピストンのクラウン部下面に形成したピンボス部で、該ピストンピンを軸支してピストンピンの上面を全て受けるように構成したエンジンのピストン構造において、前記ピンボス部のピストンピンに接する上部内周面を、エンジン燃焼時に高まるピストン中央部の応力を低減するように、ピストン中央に向かい拡張するテーパー曲面としたもの」（発明の詳細な説明の段落番号００２０）を開示しており、それによって「ピストンピンを短縮することでピストンの軽量化を図りつつも、クラウン部上面の引張応力を軽減することで、クラウン部の薄肉化、加工自由度を確保することができる」（発明の詳細な説明の段落番号００３４）というものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９９４８４号公報（例えば、発明の詳細な説明の段落番号０００４〜０００７、要約、第１図等）
【特許文献２】特開２００６−５７４８２号公報（例えば、発明の詳細な説明の段落番号００１９〜００３４、要約、第１４図〜第１６図等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これら特許文献１及び特許文献２におけるピストンの軽量化は、ピストンの構造を工夫（例えば、リブを設ける等）することによるものであるが、ピストンが要求される厳しい条件を満たすためには軽量化の限界があった。
そこで、本発明においては、さらに軽量化可能なピストンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のピストン（以下、「本ピストン」という。）は、ＣＣコンポジットによって形成された部分であるＣＣ部分と、ＣＣコンポジット以外の材料によって形成された部分である他材質部分と、を備えてなる、内燃機関又は空気圧縮機に用いられるピストンである。
ここにＣＣコンポジット（炭素繊維強化炭素複合材料：Ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ Ｃａｒｂｏｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）とは、特開２００５−１５５７３４号公報や特開２００２−１８１０７２号公報等に記載されているように、熱硬化性のフラン樹脂かフェノール樹脂、熱可塑性樹脂においてピッチを含浸させた炭素繊維中間基材を、不活性雰囲気中で高温に熱して炭化・黒鉛化させたものや、特許第１８２２６５７号に記載されているものであり、特に、高温下での良好な機械的特性を要求する用途に用いられているものである。
かかるＣＣコンポジットは、ピストンを形成するのに従来から用いられてきたアルミニウム合金に比して、温度変化による寸法変化（熱膨張）が小さいことに加え、高強度かつ軽量であるので比強度（強度／重量）が高いことからピストンを形成するのに用いればピストンを大幅に軽量化することができる。しかしながら、通常、ピストンには厳しい条件（例えば、高強度かつ高じん性（衝撃破壊を起こしにくいこと）である必要がある。）が要求され、ピストン全体をＣＣコンポジットにて形成した場合はこれら条件の全てを満たすことは難しいことが多い。一方、要求される条件はピストン各部分において同じではなく、各部分において異なることが多い。
そこで、本ピストンにおいては、ピストンのうちＣＣコンポジットが満たしうる条件の部分はＣＣコンポジットによって形成された部分であるＣＣ部分（アルミニウム合金よりも比強度が高いので、同じ強度を達成するための重量を軽くすることができる。）とし、それ以外の部分はＣＣコンポジット以外の材料によって形成された部分である他材質部分とすること（要求される条件を満たす材料にて形成する。）で、従来のアルミニウム合金製のピストンに比して軽量化を図るものである。また、上述の如く、ＣＣ部分を形成するＣＣコンポジットは温度変化による寸法変化（熱膨張）が小さいので、運転中の温度変化が生じても（例えば、始動直後と長時間運転後とで大幅な温度変化が生じるような場合）、ＣＣ部分については寸法変化（熱膨張）を考慮する必要がないか又はその割合を小さくすることができる。
【０００７】
シリンダ内部に内嵌され往復動するとき、該シリンダの内面に面する側面部分の少なくとも一部がＣＣ部分により形成されるもの（以下、「側面ＣＣ部分本ピストン」という。）であってもよい。
上述の通り、ＣＣ部分を形成するＣＣコンポジットは温度変化による寸法変化（熱膨張）が小さいので、運転中の温度変化が生じてもＣＣ部分については寸法変化（熱膨張）が小さい。このためシリンダ内部に内嵌され往復動するとき、シリンダの内面に面する側面部分（ピストンスカート部を含む。）の少なくとも一部がＣＣ部分により形成されれば、運転中の温度変化が生じてもシリンダと本ピストンとの間の隙間が変化しにくいので、シリンダとそれに内嵌される本ピストンとの間の気体漏れを減少させることができると共に、本ピストンが温度上昇により熱膨張することで本ピストンとシリンダとの間の摩擦が増加することも減少させることができ、本ピストンが用いられる内燃機関又は空気圧縮機の効率を向上させることができる。
【０００８】
側面ＣＣ部分本ピストンの場合、シリンダ内部に内嵌され往復動するとき、該シリンダの内面に面する側面部分の全部がＣＣ部分により形成されており、ピストンリング溝を有さないもの（以下、「リング無し本ピストン」という。）であってもよい。
シリンダの内面に面する側面部分の全部がＣＣ部分により形成されれば、運転中の温度変化が生じても側面部分の寸法変化（熱膨張）が極めて小さく、シリンダと本ピストンとの間の隙間が非常に変化しにくい。このためシリンダに内嵌される本ピストンを該シリンダに合わせて形成することができ（即ち、従来のピストンのように、熱膨張してもシリンダ内部で往復運動できるよう、シリンダよりもピストンを相当小さく製作する必要がない）、これによってシリンダに丁度合わせて形成した本ピストンを該シリンダに内嵌すれば、ピストンリングを用いることなく該シリンダと本ピストンとの間の気体漏れを防止又は減少させることができる。このためシリンダの内面に面する側面部分の全部がＣＣ部分にて形成されている本ピストンは、ピストンリングを装着する必要がないので、ピストンリングを嵌入するピストンリング溝を有さないものとされてもよい。
なお、リング無し本ピストンのように、ピストンリングを装着しない場合、次の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）ような効果も奏しうる。即ち、（ａ）ピストンリングとシリンダとの間に生じる大きな摩擦を無くし、（ｂ）ピストンピンとピストンクラウンとの距離を短縮することができると共に、それに伴ってピストンスカートも小さくすることができるので、ピストンの軽量化に資することができ（ピストンの軽量化は、クランクシャフトのカウンターウエイトの軽量化、内燃機関又は空気圧縮機の低振動化や低騒音化、そして高回転化に資する。）、（ｃ）（ｂ）のようにピストンピンとピストンクラウンとの距離を短縮することで、その分コンロッドを長くできるので、シリンダ内部での往復動方向に対するコンロッドの角度変化を小さくでき、シリンダー内面へピストンが与える力が小さくなる（該力が小さくなることで、シリンダー内面とピストンとの間の摩擦を減少させ、そしてシリンダー内面（側壁）の打音を減少させることができる。）。
【０００９】
リング無し本ピストンの場合、ピストンスカート部のクランクシャフト側の端部が、外端からクランクシャフトとは反対方向に行くにつれて内方に向かって狭まるものであってもよい。
従来のピストンであればピストンリング（主としてオイルリング）がシリンダ内面に付着している潤滑用のオイルをかき集める働きをするが、リング無し本ピストンであればピストンリングを装着しないので、このオイルをかき集める働きをピストンスカート部のクランクシャフト側の端部にさせるようにしてもよい。このようにピストンスカート部のクランクシャフト側の端部がオイルをかき集めるようにする場合、該端部がオイルをうまくかき集めることができるようにナイフエッジ（へら状）のようになっていてもよく、ピストンスカート部のクランクシャフト側の端部先端の外縁（外端）が尖ったエッジ状でシリンダ内面に当接し、端部先端の外縁（外端）からクランクシャフトとは反対方向（即ち、ピストンクラウン方向）に行くにつれて内方に向かって狭まるようにしてもよい（即ち、ピストンスカート部のクランクシャフト側の端部先端の外縁（外端）の近傍が、該外縁（外端）に行くにつれて先広がりであると共に、該外縁（外端）が尖ったエッジ状でシリンダ内面に当接する。）。
【００１０】
本ピストンにおいては、ピストンピンが嵌入されるピストンピン穴の内面の少なくとも一部が、他材質部分によって形成されるもの（以下、「他材質ピン穴本ピストン」という。）であってもよい。
ピストンピン穴には、コネクティングロッド（コンロッド）とピストンとを連結するピストンピンが嵌入されるので、本ピストンがシリンダ中を往復運動する際にピストンピン穴の内面には大きな力や衝撃が加わることがある。ここにＣＣコンポジットは衝撃に比較的弱いので、ピストンピン穴の内面はＣＣコンポジットよりもじん性が高いＣＣコンポジット以外の材料によって形成された部分である他材質部分により形成されるようにしてもよい。なお、ピストンピン穴の内面の全部が他材質部分によって形成されてもよく、そうすることで本ピストンの信頼性をさらに向上させることができる。
【００１１】
他材質ピン穴本ピストンの場合、シリンダ内部に内嵌され往復動するとき、該シリンダの内面に面する側面部分を有するＣＣ部分と、ピストンピン穴を有する他材質部分たるボス部と、が互いに固定されているもの（以下、「両部分固定本ピストン」という。）であってもよい。
こうすることでシリンダの内面に面する側面部分を有するＣＣ部分と、ピストンピン穴を有する他材質部分たるボス部と、をそれぞれ形成し互いに固定することで本ピストンを容易に製作することができる。
なお、該側面部分を有するＣＣ部分とされることにより、シリンダの内面に面する側面部分の全部がＣＣ部分により形成され、運転中の温度変化が生じても側面部分の寸法変化（熱膨張）が極めて小さく、シリンダと本ピストンとの間の隙間が非常に変化しにくい。このためシリンダに内嵌される本ピストンを該シリンダに合わせて形成することができ（即ち、従来のピストンのように、熱膨張してもシリンダ内部で往復運動できるよう、シリンダよりもピストンを相当小さく製作する必要がない）、これによってシリンダに丁度合わせて形成した本ピストンを該シリンダに内嵌すれば、上述のリング無し本ピストンのようにピストンリングを省略することもできる。そうすれば上記したリング無し本ピストンと同様の効果を奏することもできる。
また、ピストンピン穴を有する他材質部分たるボス部とされることで、他材質ピン穴本ピストンと同様、本ピストンの信頼性を向上させることができる。
【００１２】
両部分固定本ピストンの場合、ＣＣ部分とボス部とは様々な方法にて互いに固定されもよく、その固定方法は何ら制限されるものではないが、一例を挙げれば、接着、ネジ止め及び嵌合等のいずれか又はこれらのうち２以上のものを組み合わせて用いてもよいが、ＣＣコンポジットを確実に固定することからは、接着及び／又はネジ止めによってもよい。
【００１３】
本ピストンにおいては、前記ＣＣコンポジット以外の材料が金属材料であってもよい（以下、「金属材料使用本ピストン」という。）。
他材質部分を形成するＣＣコンポジット以外の材料は種々の材料が用いられてもよく何ら限定されるものではないが、例えば、合成又は天然の樹脂材料又はゴム材料、材木、セラミックスやセメント等の無機材料、アルミニウム合金や鋼材（例えば、ステンレス鋼、炭素鋼）等の金属材料等を例示できるが、ＣＣ部分を形成するＣＣコンポジットが衝撃に比較的弱いことを補完することからは、じん性の高い材料が用いられることが好ましく、とりわけアルミニウム合金や鋼材（例えば、ステンレス鋼、炭素鋼）等の金属材料は高じん性であり、従来のピストンを形成するにも用いられてきたため信頼性が高いので好ましい。また、金属材料中でもアルミニウム合金は軽量かつ高強度であり従来からのピストン形成材料としても用いられており信頼性も高く好ましい。
【００１４】
金属材料使用本ピストンの場合、ピストンクラウンの表面の少なくとも一部が、金属材料によって形成されるものであってもよい。
ＣＣコンポジットは気体（例えば、内燃機関であれば燃焼ガス）が浸透するので、ピストンクラウンの表面がＣＣコンポジットにより形成されていれば、そのＣＣコンポジット部分からシリンダ内の気体が透過しうる。これはピストンによる圧縮もれと同様に本ピストンを用いた内燃機関又は空気圧縮機の効果を低下させる。このようなピストンクラウンの表面からのシリンダ内の気体透過を防止又は減少させることからは、ピストンクラウンの表面の少なくとも一部が金属材料によって形成されるようにしてもよい。
なお、本ピストンが内燃機関に用いられる場合には、ピストンクラウンの表面からのシリンダ内の気体（燃焼ガス）透過は、該内燃機関の出力低下や燃費低下に加え、ブローバイガスの増加をもたらす。かかるブローバイガス増加は、クランク室の圧力上昇につながり、さらにこのことはクランク室内のブローバイガスが、クランク室からシリンダヘッドへ排出され、同じ通路でシリンダヘッドからクランク室へ戻ろうとするシリンダヘッドを循環しているエンジンオイルをクランク室に戻りにくくする。その結果、エンジンオイルが気化器の通路へブローバイガスと共に排出されるため、新鮮な空気吸入量が減少し多量のエンジンオイルも混入してエンジン出力が低下する問題を生じうる。
【００１５】
本ピストンにおいては、シリンダ内部に内嵌され往復動する往復運動方向に対して垂直なピストンの断面が円形であってもよい。
アルミニウム合金等によって形成された従来のピストンは、温度変化による寸法変化（熱膨張）を考慮（ピストンの側面部分が運転中においてシリンダ内壁の形状とうまく合致するよう）して、シリンダ内部に内嵌され往復動する往復運動方向に対して垂直なピストンの断面は略楕円（例えば、短軸が８１ｍｍであるとき、長軸が８１．０３ｍｍ程度になるように形成されることもあった。この場合では長軸（８１．０３ｍｍ）／短軸（８１ｍｍ）＝１．０００４程度の比率である。）とされており、このような断面が楕円形状のピストンを正確に形成することは、ピストンの製作や加工を困難にしピストンのコストを上昇させていた。
一方、ＣＣコンポジットは温度変化による寸法変化（熱膨張）が小さいので、運転中の温度変化が生じてもＣＣ部分については寸法変化（熱膨張）が小さいことから、本ピストンは、内嵌されるシリンダの形状に合わせて往復運動方向に対して垂直なピストンの断面を円形とすることができる。とりわけシリンダの内面に面する側面部分の全部がＣＣ部分により形成される場合であれば、シリンダ内での往復運動方向に対して垂直ないずれの方向についても温度変化による寸法変化（熱膨張）を考慮する必要がほとんどないので、往復運動方向に対して垂直なピストンの断面を円形とすることができる。
このようにシリンダ内部に内嵌され往復動する往復運動方向に対して垂直なピストンの断面を円形にすることができることは、加工の精度を向上させることができると共に、ピストンの製作や加工を容易にしピストンのコストを削減することができる。
【００１６】
本ピストンにおいては、ピストン側面が直円柱の側面に沿っているものであってもよい。
アルミニウム合金等によって形成された従来のピストンは、温度変化による寸法変化（熱膨張）を考慮（ピストンの側面部分が運転中においてシリンダ内壁の形状とうまく合致するよう）して、ピストン側面がピストンクラウン側が小さくそしてピストンスカートのクランクシャフト側が大きく形成されることがあった（例えば、シリンダ内部に内嵌され往復動する往復運動方向に対して垂直なピストンの断面が略楕円である上述した例（短軸が８１ｍｍであるとき、長軸が８１．０３ｍｍ程度になるように形成されるもの）では、ピストンクラウン側のピストン側面とピストンスカートのクランクシャフト側のピストン側面との間が４８ｍｍ（ピストン高さ）であり、ピストンスカートのクランクシャフト側のピストン側面の直径（長軸）が８１．５０ｍｍであった。）。このような形状（上述の例では、円錐台と考えられる。）のピストンを正確に形成することは、ピストンの製作や加工を困難にしピストンのコストを上昇させていた。
一方、ＣＣコンポジットは温度変化による寸法変化（熱膨張）が小さいので、運転中の温度変化が生じてもＣＣ部分については寸法変化（熱膨張）が小さいことから、本ピストンの側面は直円柱の側面に沿ったものとすることができる。とりわけシリンダの内面に面する側面部分の全部がＣＣ部分により形成される場合であれば、シリンダ内での往復運動方向に沿った温度変化による寸法変化（熱膨張）を考慮する必要がほとんどないので、ピストンの側面は直円柱の側面に沿ったものとすることができる。
このようにピストン側面が直円柱の側面に沿ったものにすることができることは、加工の精度を向上させることができると共に、ピストンの製作や加工を容易にしピストンのコストを削減することができる。
【００１７】
本ピストンは種々のシリンダと組み合わせて種々の目的で用いることができるが、本ピストンがシリンダー内部にて往復動する往復運動方向に対して垂直な断面の面積のうち上死点と下死点との間では上死点付近が最小となるシリンダを用いるようにしてもよい。
即ち、該シリンダは、本ピストンが内嵌されるシリンダであって、ピストンがシリンダー内部にて往復動する往復運動方向に対して垂直な断面の面積のうち上死点と下死点との間では上死点付近が最小となるものである、シリンダである。
このような往復運動方向に対して垂直な断面の面積が上死点付近が最小となるシリンダに本ピストンが内嵌されることで、運転時において上死点付近が高温となりやすいシリンダの熱膨張により、運転時においてシリンダ内壁を直円柱側面にうまく沿うようにすることができるので、寸法変化（熱膨張）が小さいＣＣ部分を有する本ピストンを該直円柱側面にうまく沿うように形成すれば、シリンダ内を本ピストンが円滑に往復動することができる。なお、かかる場合も、シリンダの内面に面するピストン側面部分の全部がＣＣ部分により形成される場合であれば、温度変化によるピストンの寸法変化（熱膨張）を考慮する必要がほとんどないので、シリンダ内を本ピストンが極めて円滑に往復動し、かつ圧縮モレを抑えることができる。
【００１８】
シリンダ内部に内嵌され往復動するとき、該シリンダの内面に面する側面部分の全部がＣＣ部分により形成されており、ピストンリング溝を有さないリング無し本ピストンは種々のシリンダと組み合わせて種々の目的で用いることができるが、該シリンダの内面がＣＣコンポジットにより形成されているシリンダを用いるようにしてもよい。
即ち、かかるシリンダは、リング無し本ピストンが内嵌されるシリンダであって、前記側面部分（シリンダの内面に面するピストンの側面部分）に面する前記内面がＣＣコンポジットにより形成されているものである、シリンダ（以下、「ＣＣシリンダ」という。）である。
こうすることでＣＣコンポジットにより形成されているシリンダの内面と、ＣＣコンポジットにより形成されているピストンの側面部分と、が面し接するので、互いに熱膨張が小さいＣＣコンポジット同士が擦れ合うことでシリンダとピストンとの間の圧縮モレを減少させることができる。
【００１９】
ＣＣシリンダは、ピストンがシリンダー内部にて往復動する往復運動方向に対して垂直な断面の面積のうち上死点と下死点との間では上死点付近が最小となるものであってもよい。
このような往復運動方向に対して垂直な断面の面積が上死点付近が最小となるシリンダに本ピストンが内嵌されることで、運転時において上死点付近が高温となりやすいシリンダの熱膨張（ＣＣシリンダは熱膨張が非常に小さいが、皆無ではない）により、運転時においてシリンダ内壁を直円柱側面にうまく沿うようにすることができるので、リング無し本ピストンを該直円柱側面にうまく沿うように形成すれば、シリンダ内をリング無し本ピストンが円滑に往復動し、かつ圧縮モレを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。しかしながら、これらによって本発明は何ら制限されるものではない。
【００２１】
（第１実施形態の本ピストン）
図１及び図２は、第１実施形態の本発明のピストン（本ピストン）１０１を示す図であり、具体的には、図１（ａ）は本ピストン１０１の平面図（ピストンクラウン側から見たところを示している。）であり、図１（ｂ）は本ピストン１０１の右側面図（図１（ａ）中の矢印Ａ方向から見たところを示している。）であり、図２（ａ）は本ピストン１０１の底面図（図１（ａ）とは逆方向から見たところを示している。即ち、図示しないクランクシャフト側から見たところを示している。）であり、そして図２（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。なお、理解を容易にするため、図２（ａ）にもＢ−Ｂ断面位置を示している。本ピストン１０１は、内燃機関に用いられるものであり、図示しないシリンダ内で往復動して燃焼ガスの爆発力により、図示しないクランクシャフトを回転させるものである。
本ピストン１０１は、大まかには、ＣＣコンポジットによって形成された部分であるＣＣ部分１２１と、ＣＣコンポジット以外の材料であるアルミニウム合金によって形成された部分であるボス部１４１と、を備えてなる。
【００２２】
ＣＣ部分１２１は、前述したようなＣＣコンポジット（炭素繊維強化炭素複合材料）により一体に形成されており、仮想上の直線Ｃを軸とする直円柱の側面に沿った側面１２３ａを有する側面部分１２３と、側面部分１２３の一端側（直線Ｃに沿った両端のうちの一端）を塞ぐように形成されたクラウン部分１２５と、を有してなり、側面部分１２３とクラウン部分１２５とを含めたＣＣ部分１２１全体としては有蓋無底の中空の直円筒形状を形成している。
なお、クラウン部分１２５は、主表面が円形の基礎部１２６ａと、基礎部１２６ａ表面から突出するように形成された突出部１２６ｂと、を有してなるが、突出部１２６ｂは必須のものではなく、本ピストン１０１の運転条件等に応じて逆に基礎部１２６ａ表面から窪むような凹部とされてもよい。
また、ＣＣ部分１２１の側面部分１２３には、図示しないピストンピンを嵌入するためのピストンピン穴１２３ｈ１、１２３ｈ２が穿設されている（ピストンピン穴１２３ｈ１、１２３ｈ２は、直線Ｃに対して垂直に交わる直線に沿って形成されている。）。
そして、側面部分１２３のクランクシャフト側（即ち、ピストンクラウンとは反対側）の端部１２４（ピストンスカート部のクランクシャフト側の端部）は、外端１２４ｃからクランクシャフトとは反対方向（即ち、ピストンクラウンの方向。図１（ｂ）及び図２（ｂ）中にて、矢印Ｄにて示す。）に行くにつれて内方に向かって狭まっている。側面部分１２３のクランクシャフト側の端部１２４は、具体的には、直線Ｃを軸とする直円錐台形（高さが小さい直円錐台形であり、両底面のうち半径が小さい方の底面をピストンクラウン側に向けており、両底面のうち半径が大きい方の底面の外縁が外端１２４ｃを形成しているので、外端１２４ｃは尖ったエッジ状になっている。）の側面形状をしている。
【００２３】
ボス部１４１は、従来のピストンを形成するのに用いられてきたアルミニウム合金によって一体に形成されており、ＣＣ部分１２１のクラウン部分１２５の裏面１２５ｆ（クランクシャフト側の面）に上面１４３が接着される（この接着に用いる接着剤としては、ＣＣコンポジットとアルミニウム合金とを接着することができ、耐高温性及び耐油性を有するものを好適に用いることができる。かかる接着剤はエポキシ系の高耐熱性（例えば、最大稼働温度が３５０℃以上）の接着剤として広く市販されており、例えば、鐘通株式会社（http://www.kanetuu.co.jp/）の超耐熱エポキシ接着剤の商品名「Ｄｕｒａｌｃｏ４７０３」を用いてもよい。）と共に、ボス部１４１の上端近傍部分に螺刻された雄ねじ部分１４８（直線Ｃを中心とした直円柱の側面外周に沿って螺刻されている。）とＣＣ部分１２１の側面部分１２３の上部に螺刻された雌ねじ部分１２８とが螺嵌することで、ボス部１４１とＣＣ部分１２１とは互いに固定されている。なお、ボス部１４１とＣＣ部分１２１との固定方法はここに挙げた接着（裏面１２５ｆと上面１４３との接着）やネジ止め（雄ねじ部分１４８と雌ねじ部分１２８との螺嵌）に限定されるものではなく種々の方法を用いることができ、接着やネジ止め（螺嵌）以外の方法の一例を挙げれば、かしめや嵌合（はめあい等）を例示できる。
ボス部１４１には、図示しないピストンピンを貫入可能なピストンピン穴１４５ｈ１、１４５ｈ２が形成されている。ピストンピン穴１４５ｈ１、１４５ｈ２は、ＣＣ部分１２１の側面部分１２３に形成されたピストンピン穴１２３ｈ１、１２３ｈ２と同軸に形成されており（ピストンピン穴１４５ｈ１、１４５ｈ２とピストンピン穴１２３ｈ１、１２３ｈ２とは、全てが同一直線に沿って形成されている。）、ピストンピン穴１４５ｈ１、１４５ｈ２とピストンピン穴１２３ｈ１、１２３ｈ２とに図示しないピストンピンを貫入することができる（ピストンピンの貫入により、図示しないコンロッドのスモールエンドと本ピストン１０１とを連結できる。）。
なお、ピストンピン穴１４５ｈ１、１４５ｈ２の内周面には、ピストンピンを固定するストップリングを嵌入するためのリング溝１４６ａ１、１４６ａ２が形成されている。
【００２４】
このような本ピストン１０１の製造方法は、様々な方法を用いることができ何ら限定されるものではないが、例えば、次のように製造されてもよい。
第１に、ピストンピン穴１２３ｈ１、１２３ｈ２が穿設されておらずかつクラウン部分１２５の突出部１２６ｂが形成されていない（即ち、後述の機械加工により突出部１２６ｂとなる部分を含んだもの）状態のＣＣ部分１２１をＣＣコンポジットにより形成する。
第２に、アルミニウム合金によりボス部１４１を形成する。
第３に、クラウン部分１２５の裏面１２５ｆの所定位置（上面１４３が接着される位置）に接着剤を塗布する。
第４に、ボス部１４１をＣＣ部分１２１に取り付ける。このとき雄ねじ部分１４８と雌ねじ部分１２８とを螺合させ、クラウン部分１２５の裏面１２５ｆと上面１４３とが接着されるようにする。
第５に、ピストンピン穴１４５ｈ１、１４５ｈ２の位置に対応するよう、ＣＣ部分１２１にピストンピン穴１２３ｈ１、１２３ｈ２を穿設する。
第６に、クラウン部分１２５を機械加工（切削加工）することで突出部１２６ｂを形成する。
以上のようにして、本ピストン１０１が完成される。
【００２５】
上述したように、本ピストン１０１は、ＣＣコンポジットによって形成された部分であるＣＣ部分１２１と、ＣＣコンポジット以外の材料たるアルミニウム合金によって形成された部分である他材質部分たるボス部１４１と、を備えてなる、内燃機関に用いられるピストンである。
そして、本ピストン１０１においては、シリンダ内部に内嵌され往復動（直線Ｃに沿って往復動する）するとき、該シリンダの内面に面する側面部分１２３の少なくとも一部（ここでは全部）がＣＣ部分１２１により形成されるものである。
さらに、本ピストン１０１においては、シリンダ内部に内嵌され往復動（直線Ｃに沿って往復動する）するとき、該シリンダの内面に面する側面部分１２３の全部がＣＣ部分１２１により形成されており、本ピストン１０１はピストンリング溝を有さないものである。
本ピストン１０１においては、ピストンスカート部のクランクシャフト側の端部（側面部分１２３のクランクシャフト側（即ち、ピストンクラウンとは反対側）の端部１２４）は、外端１２４ｃからクランクシャフトとは反対方向（矢印Ｄ）に行くにつれて内方に向かって狭まっている。
本ピストン１０１においては、ピストンピンが嵌入されるピストンピン穴（ここではピストンピン穴１４５ｈ１、１４５ｈ２とピストンピン穴１２３ｈ１、１２３ｈ２とにより構成される。）の内面の少なくとも一部（ここではピストンピン穴１４５ｈ１、１４５ｈ２）が、他材質部分（ＣＣコンポジット以外の材料たるアルミニウム合金によって形成された部分）によって形成されるものである。
本ピストン１０１においては、シリンダ内部に内嵌され往復動（直線Ｃに沿って往復動する）するとき、該シリンダの内面に面する側面部分１２３を有するＣＣ部分１２１と、ピストンピン穴（ピストンピン穴１４５ｈ１、１４５ｈ２）を有する他材質部分たるボス部１４１と、が互いに固定されているものである。また、ここではＣＣ部分１２１とボス部１４１とが、接着及びネジ止めされることで互いに固定されている。
加えて、本ピストン１０１においては、前記ＣＣコンポジット以外の材料が、金属材料たるアルミニウム合金である。
本ピストン１０１においては、シリンダ内部に内嵌され往復動（直線Ｃに沿って往復動する）する往復運動方向（直線Ｃに沿った方向）に対して垂直なピストンの断面が円形である（側面部分１２３は、直線Ｃを軸とする直円柱の側面に沿った側面１２３ａを有する）。
本ピストン１０１においては、ピストン側面１２３ａが直円柱の側面に沿っているものである（側面部分１２３は、直線Ｃを軸とする直円柱の側面に沿った側面１２３ａを有する）。
【００２６】
（第２実施形態の本ピストン）
図３及び図４は、第２実施形態の本発明のピストン（本ピストン）２０１を示す図であり、具体的には、図３（ａ）は本ピストン２０１の平面図（ピストンクラウン側から見たところを示している。）であり、図３（ｂ）は本ピストン２０１の右側面図（図３（ａ）中の矢印Ａ方向から見たところを示している。）であり、図４（ａ）は本ピストン２０１の底面図（図示しないクランクシャフト側から見たところを示している。）であり、そして図４（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。なお、理解を容易にするため、図４（ａ）にもＢ−Ｂ断面位置を示しており、図４（ｂ）においては後述する締結ネジ２３０のハッチングを省略している。本ピストン２０１は、内燃機関に用いられるものであり、図示しないシリンダ内で往復動して燃焼ガスの爆発力により、図示しないクランクシャフトを回転させるものである。
本ピストン２０１は、大まかには、ＣＣコンポジットによって形成された部分であるＣＣ部分２２１と、ＣＣコンポジット以外の材料であるアルミニウム合金によって形成された部分であるボス部２４１と、を備えてなる。
【００２７】
ＣＣ部分２２１は、ＣＣ部分１２１と同様に、ＣＣコンポジット（炭素繊維強化炭素複合材料）により一体に形成されており、仮想上の直線Ｃを軸とする直円柱の側面に沿った側面２２３ａを有する側面部分２２３と、側面部分２２３の一端側（直線Ｃに沿った両端のうちの一端）を塞ぐように形成されたクラウン部分２２５と、を有してなり、側面部分２２３とクラウン部分２２５とを含めたＣＣ部分２２１全体としては有蓋無底の中空の直円筒形状を形成している。
なお、クラウン部分２２５は、主表面が円形の基礎部２２６ａと、基礎部２２６ａ表面から突出するように形成された突出部２２６ｂと、を有してなるが、突出部２２６ｂは必須のものではなく、本ピストン２０１の運転条件等に応じて逆に基礎部２２６ａ表面から窪むような凹部とされてもよい。
また、ＣＣ部分２２１の側面部分２２３には、図示しないピストンピンを嵌入するためのピストンピン穴２２３ｈ１、２２３ｈ２が穿設されている（ピストンピン穴２２３ｈ１、２２３ｈ２は、直線Ｃに対して垂直に交わる直線に沿って形成されている。）。
そして、側面部分２２３のクランクシャフト側（即ち、ピストンクラウンとは反対側）の端部２２４（ピストンスカート部のクランクシャフト側の端部）は、外端２２４ｃからクランクシャフトとは反対方向（即ち、ピストンクラウンの方向。図３（ｂ）及び図４（ｂ）中にて、矢印Ｄにて示す。）に行くにつれて内方に向かって狭まっている。側面部分２２３のクランクシャフト側の端部２２４は、具体的には、直線Ｃを軸とする直円錐台形（高さが小さい直円錐台形であり、両底面のうち半径が小さい方の底面をピストンクラウン側に向けており、両底面のうち半径が大きい方の底面の外縁が外端２２４ｃを形成しているので、外端２２４ｃは尖ったエッジ状になっている。）の側面形状をしている。
【００２８】
ボス部２４１は、従来のピストンを形成するのに用いられてきたアルミニウム合金によって一体に形成されており、ＣＣ部分２２１のクラウン部分２２５の裏面２２５ｆ（クランクシャフト側の面）に上面２４３が接着される（この接着には、接着剤として前述した鐘通株式会社の超耐熱エポキシ接着剤の商品名「Ｄｕｒａｌｃｏ４７０３」を用いている。）。加えて、ボス部２４１の上面２４３に雌ねじ部分２４６が螺設されており、ＣＣ部分２２１のクラウン部分２２５には表面２２５ｅと裏面２２５ｆとを貫通するように貫通孔２２８が穿設されており、締結ネジ２３０が表面２２５ｅから雌ねじ部分２４６にねじ込まれている。締結ネジ２３０は、雌ねじ部分２４６に螺合可能な雄ねじが外周に螺刻された軸部と、軸部の一端に一体に形成された頭部と、を有してなり、頭部は貫通孔２２８を通過不能であるが軸部は貫通孔２２８に遊嵌（貫通）可能である。このため前述の通り、締結ネジ２３０の頭部がクラウン部分２２５の表面２２５ｅ側に位置し軸部を雌ねじ部分２４６に螺合させることにより、図３及び図４の如くボス部２４１とＣＣ部分２２１とを締結ネジ２３０により固定することができる。ボス部２４１とＣＣ部分２２１との固定方法はここに挙げた接着（裏面２２５ｆと上面２４３との接着）やネジ止め（締結ネジ２３０を用いたもの）に限定されるものではなく種々の方法を用いることができ、接着やネジ止め以外の方法の一例を挙げれば、かしめや嵌合（はめあい等）を例示できる。
ボス部２４１には、図示しないピストンピンを貫入可能なピストンピン穴２４５ｈ１、２４５ｈ２が形成されている。ピストンピン穴２４５ｈ１、２４５ｈ２は、ＣＣ部分２２１の側面部分２２３に形成されたピストンピン穴２２３ｈ１、２２３ｈ２と同軸に形成されており（ピストンピン穴２４５ｈ１、２４５ｈ２とピストンピン穴２２３ｈ１、２２３ｈ２とは、全てが同一直線に沿って形成されている。）、ピストンピン穴２４５ｈ１、２４５ｈ２とピストンピン穴２２３ｈ１、２２３ｈ２とに図示しないピストンピンを貫入することができる（ピストンピンの貫入により、図示しないコンロッドのスモールエンドと本ピストン２０１とを連結できる。）。
なお、ピストンピン穴２４５ｈ１、２４５ｈ２の内周面には、ピストンピンを固定するストップリングを嵌入するためのリング溝２４７ａ１、２４７ａ２が形成されている。
【００２９】
このような本ピストン２０１の製造方法は、様々な方法を用いることができ何ら限定されるものではないが、例えば、次のように製造されてもよい。
第１に、ピストンピン穴２２３ｈ１、２２３ｈ２及び貫通孔２２８が穿設されておらずかつクラウン部分２２５の突出部２２６ｂが形成されていない（即ち、後述の機械加工により突出部２２６ｂとなる部分を含んだもの）状態のＣＣ部分２２１をＣＣコンポジットにより形成する。
第２に、アルミニウム合金によりボス部２４１を形成する。
第３に、クラウン部分２２５の裏面２２５ｆの所定位置（上面２４３が接着される位置）に接着剤を塗布する。
第４に、ボス部２４１をＣＣ部分２２１に取り付ける。このときクラウン部分２２５の裏面２２５ｆと上面２４３とが接着されるようにする。
第５に、貫通孔２２８を穿設し、締結ネジ２３０を貫通孔２２８に貫入してボス部２４１とＣＣ部分２２１とをネジ止めする。
第６に、ピストンピン穴２４５ｈ１、２４５ｈ２の位置に対応するよう、ＣＣ部分２２１にピストンピン穴２２３ｈ１、２２３ｈ２を穿設する。
第７に、クラウン部分２２５を機械加工（切削加工）することで突出部２２６ｂを形成する。
以上のようにして、本ピストン２０１が完成される。
【００３０】
上述したように、本ピストン２０１は、ＣＣコンポジットによって形成された部分であるＣＣ部分２２１と、ＣＣコンポジット以外の材料たるアルミニウム合金によって形成された部分である他材質部分たるボス部２４１と、を備えてなる、内燃機関に用いられるピストンである。
そして、本ピストン２０１においては、シリンダ内部に内嵌され往復動（直線Ｃに沿って往復動する）するとき、該シリンダの内面に面する側面部分２２３の少なくとも一部（ここでは全部）がＣＣ部分２２１により形成されるものである。
さらに、本ピストン２０１においては、シリンダ内部に内嵌され往復動（直線Ｃに沿って往復動する）するとき、該シリンダの内面に面する側面部分２２３の全部がＣＣ部分２２１により形成されており、本ピストン２０１はピストンリング溝を有さないものである。
本ピストン２０１においては、ピストンスカート部のクランクシャフト側の端部（側面部分２２３のクランクシャフト側（即ち、ピストンクラウンとは反対側）の端部２２４）は、外端２２４ｃからクランクシャフトとは反対方向（矢印Ｄ）に行くにつれて内方に向かって狭まっている。
本ピストン２０１においては、ピストンピンが嵌入されるピストンピン穴（ここではピストンピン穴２４５ｈ１、２４５ｈ２とピストンピン穴２２３ｈ１、２２３ｈ２とにより構成される。）の内面の少なくとも一部（ここではピストンピン穴２４５ｈ１、２４５ｈ２）が、他材質部分（ＣＣコンポジット以外の材料たるアルミニウム合金によって形成された部分）によって形成されるものである。
本ピストン２０１においては、シリンダ内部に内嵌され往復動（直線Ｃに沿って往復動する）するとき、該シリンダの内面に面する側面部分２２３を有するＣＣ部分２２１と、ピストンピン穴（ピストンピン穴２４５ｈ１、２４５ｈ２）を有する他材質部分たるボス部２４１と、が互いに固定されているものである。また、ここではＣＣ部分２２１とボス部２４１とが、接着及びネジ止めされることで互いに固定されている。
加えて、本ピストン２０１においては、前記ＣＣコンポジット以外の材料が、金属材料たるアルミニウム合金である。
本ピストン２０１においては、シリンダ内部に内嵌され往復動（直線Ｃに沿って往復動する）する往復運動方向（直線Ｃに沿った方向）に対して垂直なピストンの断面が円形である（側面部分２２３は、直線Ｃを軸とする直円柱の側面に沿った側面２２３ａを有する）。
本ピストン２０１においては、ピストン側面２２３ａが直円柱の側面に沿っているものである（側面部分２２３は、直線Ｃを軸とする直円柱の側面に沿った側面２２３ａを有する）。
【００３１】
（第３実施形態の本ピストン）
図５及び図６は、第３実施形態の本発明のピストン（本ピストン）３０１を示す図であり、具体的には、図５（ａ）は本ピストン３０１の平面図（ピストンクラウン側から見たところを示している。）であり、図５（ｂ）は本ピストン３０１の右側面図（図５（ａ）中の矢印Ａ方向から見たところを示している。）であり、図６（ａ）は本ピストン３０１の底面図（図示しないクランクシャフト側から見たところを示している。）であり、そして図６（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。なお、理解を容易にするため、図６（ａ）にもＢ−Ｂ断面位置を示している。本ピストン３０１は、内燃機関に用いられるものであり、図示しないシリンダ内で往復動して燃焼ガスの爆発力により、図示しないクランクシャフトを回転させるものである。
本ピストン３０１は、大まかには、ＣＣコンポジットによって形成された部分であるＣＣ部分３２１と、ＣＣコンポジット以外の材料であるアルミニウム合金によって形成された部分であるボス部３４１と、を備えてなる。
【００３２】
ＣＣ部分３２１は、前述したようなＣＣコンポジット（炭素繊維強化炭素複合材料）により一体に形成されており、仮想上の直線Ｃを軸とする直円柱の側面に沿った側面３２３ａを有する側面部分３２３と、側面部分３２３の一端（直線Ｃに沿った両端のうちのピストンクラウン側の端）側近傍に形成された内向きフランジ部３２４と、を有してなり、側面部分３２３と内向きフランジ部３２４とを含めたＣＣ部分３２１全体としては無蓋無底の中空の直円筒形状を形成している。内向きフランジ部３２４は、直線Ｃに対して垂直な平面に属する環状（ドーナツ状）の接合面３２４ｄを有している。
また、ＣＣ部分３２１の側面部分３２３には、図示しないピストンピンを嵌入するためのピストンピン穴３２３ｈ１、３２３ｈ２が穿設されている（ピストンピン穴３２３ｈ１、３２３ｈ２は、直線Ｃに対して垂直に交わる直線に沿って形成されている。）。
そして、側面部分３２３のクランクシャフト側（即ち、ピストンクラウンとは反対側）の端部３２６（ピストンスカート部のクランクシャフト側の端部）は、外端３２６ｃからクランクシャフトとは反対方向（即ち、ピストンクラウンの方向。図５（ｂ）及び図６（ｂ）中にて、矢印Ｄにて示す。）に行くにつれて内方に向かって狭まっている。側面部分３２３のクランクシャフト側の端部３２６は、具体的には、直線Ｃを軸とする直円錐台形（高さが小さい直円錐台形であり、両底面のうち半径が小さい方の底面をピストンクラウン側に向けており、両底面のうち半径が大きい方の底面の外縁が外端３２６ｃを形成しているので、外端３２６ｃは尖ったエッジ状になっている。）の側面形状をしている。
【００３３】
ボス部３４１は、ＣＣ部分３２１（内向きフランジ部３２４）の接合面３２４ｄ）に裏面３６１ｆ（クランクシャフト側の面。矢印Ｄとは反対方向の面）が接着（この接着には、接着剤として前述した鐘通株式会社の超耐熱エポキシ接着剤の商品名「Ｄｕｒａｌｃｏ４７０３」を用いている。）されるクラウン部分３６１と、裏面３６１ｆ側にクラウン部分３６１と一体に形成されたボス部本体３７１と、を有し、従来のピストンを形成するのに用いられてきたアルミニウム合金によって一体に形成されている。
クラウン部分３６１は、主表面が円形の基礎部３６１ａと、基礎部３６１ａ表面から突出するように形成された突出部３６１ｂと、を有してなるが、突出部３６１ｂは必須のものではなく、本ピストン３０１の運転条件等に応じて逆に基礎部３６１ａ表面から窪むような凹部とされてもよい。
ボス部本体３７１の上端近傍部分に螺刻された雄ねじ部分３７８（直線Ｃを中心とした直円柱の側面外周に沿って螺刻されている。）とＣＣ部分３２１のフランジ部３２４の上部に螺刻された雌ねじ部分３２８とが螺嵌することで、ボス部３４１とＣＣ部分３２１とは互いに固定されている。なお、ボス部３４１とＣＣ部分３２１との固定方法はここに挙げた接着（接合面３２４ｄと裏面３６１ｆとの接着）やネジ止め（雄ねじ部分３７８と雌ねじ部分３２８との螺嵌）に限定されるものではなく種々の方法を用いることができ、接着やネジ止め（螺嵌）以外の方法の一例を挙げれば、かしめや嵌合（はめあい等）を例示できる。
ボス部３４１（ボス部本体３７１）には、図示しないピストンピンを貫入可能なピストンピン穴３４５ｈ１、３４５ｈ２が形成されている。ピストンピン穴３４５ｈ１、３４５ｈ２は、ＣＣ部分３２１の側面部分３２３に形成されたピストンピン穴３２３ｈ１、３２３ｈ２と同軸に形成されており（ピストンピン穴３４５ｈ１、３４５ｈ２とピストンピン穴３２３ｈ１、３２３ｈ２とは、全てが同一直線に沿って形成されている。）、ピストンピン穴３４５ｈ１、３４５ｈ２とピストンピン穴３２３ｈ１、３２３ｈ２とに図示しないピストンピンを貫入することができる（ピストンピンの貫入により、図示しないコンロッドのスモールエンドと本ピストン３０１とを連結できる。）。
なお、ピストンピン穴３４５ｈ１、３４５ｈ２の内周面には、ピストンピンを固定するストップリングを嵌入するためのリング溝３４６ａ１、３４６ａ２が形成されている。
【００３４】
このような本ピストン３０１の製造方法は、様々な方法を用いることができ何ら限定されるものではないが、例えば、次のように製造されてもよい。
第１に、ピストンピン穴３２３ｈ１、３２３ｈ２が穿設されていない状態のＣＣ部分３２１をＣＣコンポジットにより形成する。
第２に、アルミニウム合金によりボス部３４１を形成する。
第３に、接合面３２４ｄに接着剤を塗布する。
第４に、ボス部３４１をＣＣ部分３２１に取り付ける。このとき雄ねじ部分３７８と雌ねじ部分３２８とを螺合させ、接合面３２４ｄと裏面３６１ｆとが接着されるようにする。
第５に、ピストンピン穴３４５ｈ１、３４５ｈ２の位置に対応するよう、ＣＣ部分３２１にピストンピン穴３２３ｈ１、３２３ｈ２を穿設する。
以上のようにして、本ピストン３０１が完成される。
【００３５】
上述したように、本ピストン３０１は、ＣＣコンポジットによって形成された部分であるＣＣ部分３２１と、ＣＣコンポジット以外の材料たるアルミニウム合金によって形成された部分である他材質部分たるボス部３４１と、を備えてなる、内燃機関に用いられるピストンである。
そして、本ピストン３０１においては、シリンダ内部に内嵌され往復動（直線Ｃに沿って往復動する）するとき、該シリンダの内面に面する側面部分３２３の少なくとも一部（ここでは全部）がＣＣ部分３２１により形成されるものである。
さらに、本ピストン３０１においては、シリンダ内部に内嵌され往復動（直線Ｃに沿って往復動する）するとき、該シリンダの内面に面する側面部分３２３の全部がＣＣ部分３２１により形成されており、本ピストン３０１はピストンリング溝を有さないものである。
本ピストン３０１においては、ピストンスカート部のクランクシャフト側の端部（側面部分３２３のクランクシャフト側（即ち、ピストンクラウンとは反対側）の端部３２６）は、外端３２６ｃからクランクシャフトとは反対方向（矢印Ｄ）に行くにつれて内方に向かって狭まっている。
本ピストン３０１においては、ピストンピンが嵌入されるピストンピン穴（ここではピストンピン穴３４５ｈ１、３４５ｈ２とピストンピン穴３２３ｈ１、３２３ｈ２とにより構成される。）の内面の少なくとも一部（ここではピストンピン穴３４５ｈ１、３４５ｈ２）が、他材質部分（ＣＣコンポジット以外の材料たるアルミニウム合金によって形成された部分）によって形成されるものである。
本ピストン３０１においては、シリンダ内部に内嵌され往復動（直線Ｃに沿って往復動する）するとき、該シリンダの内面に面する側面部分３２３を有するＣＣ部分３２１と、ピストンピン穴（ピストンピン穴３４５ｈ１、３４５ｈ２）を有する他材質部分たるボス部３４１と、が互いに固定されているものである。また、ここではＣＣ部分３２１とボス部３４１とが、接着及びネジ止めされることで互いに固定されている。
加えて、本ピストン３０１においては、前記ＣＣコンポジット以外の材料が、金属材料たるアルミニウム合金である。
そして、本ピストン３０１においては、ピストンクラウンの表面（裏面３６１ｆとは反対の面（クランクシャフトとは反対側（矢印Ｄ方向）の面））の少なくとも一部（ここでは側面部分３２３の縁部（図５（ａ）に現れる側面部分３２３の部分）を除き、ピストンクラウンの表面のほとんど）が、金属材料たるアルミニウム合金によって形成されるものである。
本ピストン３０１においては、シリンダ内部に内嵌され往復動（直線Ｃに沿って往復動する）する往復運動方向（直線Ｃに沿った方向）に対して垂直なピストンの断面が円形である（側面部分３２３は、直線Ｃを軸とする直円柱の側面に沿った側面３２３ａを有する）。
本ピストン３０１においては、ピストン側面３２３ａが直円柱の側面に沿っているものである（側面部分３２３は、直線Ｃを軸とする直円柱の側面に沿った側面３２３ａを有する）。
【００３６】
（本ピストンが内嵌されるシリンダ）
以上説明した本ピストン１０１、２０１、３０１が内嵌（挿入）されるシリンダの一例を図７（後述の直線Ｋを含む平面による断面を示している。）に示す。図７に示すシリンダ５０１は、両端が開放された中空の略円筒形状（後述する円錐台形状）をしたスリーブ状のシリンダライナー５２１と、シリンダライナー５２１の外周を取り囲みシリンダライナー５２１を支持するシリンダブロック５１１と、を有してなる。
シリンダライナー５２１はＣＣコンポジットにより一体に形成されており、仮想上の直線Ｋを軸とする両端が開放された中空の円錐台形状をしている。シリンダライナー５２１はそれが形成する中空の円錐台形状の開放された一端５２３ａ（上端）は燃焼室６０１に連通すると共に、他端５２３ｂ（下端）はクランクケース６１１に連通している。シリンダライナー５２１はそれが形成する中空の円錐台形状の２の底面のうち短径の底面が一端５２３ａ側（燃焼室６０１側）に向き、該２の底面のうち長径の底面が他端５２３ｂ側（クランクケース６１１側）に向いている。なお、この該２の底面の径の違いを理解しやすくするため、図７では径の違いを誇張してあらわしている。
【００３７】
ここに本ピストン１０１、２０１、３０１のいずれも、シリンダ５０１のシリンダライナー５２１の内部５２５に内嵌（挿入）して運転することができ（無論、ピストンクラウン側を燃焼室６０１方向に向けて内嵌される。）、かかる場合には本ピストン１０１、２０１、３０１の説明に用いた直線Ｃが直線Ｋと略一致する。本ピストン１０１、２０１、３０１がシリンダ５０１に内嵌されると、上死点位置Ｐ１と下死点Ｐ２との間で直線Ｋに沿ってシリンダ５０１内部（内部５２５）にて往復動する。
一端５２３ａ側（燃焼室６０１側）のシリンダライナー５２１の内径ｄ１は本ピストン１０１、２０１、３０１のボア径とほぼ同じであり、他端５２３ｂ側（クランクケース６１１側）のシリンダライナー５２１の内径ｄ２は本ピストン１０１、２０１、３０１のボア径よりも大きくされており、シリンダライナー５２１の内部５２５は他端５２３ｂ側（クランクケース６１１側）から一端５２３ａ側（燃焼室６０１側）に向けて先細り形状にされている（シリンダライナー５２１の内径は他端５２３ｂ側（クランクケース６１１側）のｄ２から一端５２３ａ側（燃焼室６０１側）のｄ１に向けて単調減少である。本ピストン１０１、２０１、３０１がシリンダ５０１内部（内部５２５）にて往復動する往復運動方向（直線Ｋに沿った方向）に対して垂直な断面の面積（円形の面積）は、上死点Ｐ１から下死点Ｐ２に行くにつれて単調増加であり、上死点Ｐ１付近が最小である。）。このため本ピストン１０１、２０１、３０１は、上死点位置Ｐ１ではシリンダライナー５２１内壁との間に隙間がないか又は極めて小さく、下死点位置Ｐ２ではシリンダライナー５２１内壁との間に十分な隙間を有する。
【００３８】
このようなシリンダ５０１は、シリンダライナー５２１をＣＣコンポジットにより一体に形成した後、該形成したシリンダライナー５２１を別形成したシリンダブロック５１１に圧入したり、又は該形成したシリンダライナー５２１をシリンダブロック５１１製造の鋳造段階で鋳込むようにしてもよい。
その後、シリンダ全長にわたってシリンダライナー５２１の内径が（ｄ１ーｚ）の内径（但し、ｚは仕上シロ）になるようボーリング加工し、シリンダライナー５２１の内径が他端５２３ｂ側（クランクケース６１１側）のｄ２から一端５２３ａ側（燃焼室６０１側）のｄ１に向けて単調減少となるように他端５２３ｂ側（クランクケース６１１側）からホーニング加工をするようにしてシリンダ５０１を完成させてもよい。
【００３９】
以上のようにシリンダ５０１は、本ピストン１０１、２０１、３０１が内嵌されるシリンダであって、ピストン（本ピストン１０１、２０１、３０１）がシリンダ５０１内部（内部５２５）にて往復動する往復運動方向（直線Ｋに沿った方向）に対して垂直な断面の面積のうち上死点Ｐ１と下死点Ｐ２との間では上死点Ｐ１付近が最小となるものである、シリンダである。
本ピストン１０１、２０１、３０１は、シリンダ５０１内部（内部５２５）に内嵌され往復動（直線Ｋに沿った方向に往復動）するとき、該シリンダ５０１の内面（シリンダライナー５２１の内面）に面する側面部分１２３、２２３、３２３の全部がＣＣ部分１２１、２２１、３２１により形成されており、本ピストン１０１、２０１、３０１はピストンリング溝を有さないものであり、シリンダ５０１は、側面部分１２３、２２３、３２３に面する前記内面（シリンダ５０１の内面（シリンダライナー５２１の内面））がＣＣコンポジットにより形成されているものである、シリンダである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１実施形態の本ピストンを示す図である。
【図２】第１実施形態の本ピストンを示す図である。
【図３】第２実施形態の本ピストンを示す図である。
【図４】第２実施形態の本ピストンを示す図である。
【図５】第３実施形態の本ピストンを示す図である。
【図６】第３実施形態の本ピストンを示す図である。
【図７】本ピストンが内嵌（挿入）されるシリンダを示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０１        本ピストン（第１実施形態）
１２１        ＣＣ部分
１２３        側面部分
１２３ａ      側面
１２３ｈ１、１２３ｈ２  ピストンピン穴
１２４        端部
１２４ｃ      外端
１２５        クラウン部分
１２５ｆ      裏面
１２６ａ      基礎部
１２６ｂ      突出部
１２８        雌ねじ部分
１４１        ボス部
１４３        上面
１４５ｈ１、１４５ｈ２  ピストンピン穴
１４６ａ１、１４６ａ２  リング溝
１４８        雄ねじ部分
２０１        本ピストン（第２実施形態）
２２１        ＣＣ部分
２２３        側面部分
２２３ａ      側面
２２３ｈ１、２２３ｈ２  ピストンピン穴
２２４        端部
２２４ｃ      外端
２２５        クラウン部分
２２５ｅ      表面
２２５ｆ      裏面
２２６ａ      基礎部
２２６ｂ      突出部
２２８        貫通孔
２４１        ボス部
２４３        上面
２４５ｈ１、２４５ｈ２  ピストンピン穴
２４６        雌ねじ部分
２４７ａ１、２４７ａ２  リング溝
２３０        締結ネジ
３０１        本ピストン（第３実施形態）
３２１        ＣＣ部分
３２３        側面部分
３２３ａ      側面
３２３ｈ１、３２３ｈ２  ピストンピン穴
３２４        内向きフランジ部
３２４ｄ      接合面
３２６        端部
３２６ｃ      外端
３２８        雌ねじ部分
３４１        ボス部
３４５ｈ１、３４５ｈ２  ピストンピン穴
３４６ａ１、３４６ａ２  リング溝
３６１        クラウン部分
３６１ａ      基礎部
３６１ｂ      突出部
３６１ｆ      裏面
３７１        ボス部本体
３７８        雄ねじ部分
５０１        シリンダ
５１１        シリンダブロック
５２１        シリンダライナー
５２３ａ      一端
５２３ｂ      他端
５２５        内部
６０１        燃焼室
６１１        クランクケース
Ｐ１          上死点
Ｐ２          下死点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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