(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のピストンであって、前記ピストンの上部部分を遮熱コーティングしてあると共に、この遮熱コーティング皮膜の厚さに関しては、前記ピストンの少なくともキャビティーのリップ部分を含む第１領域の厚さを、前記リップ部分を含まず、前記ピストンの頂面とキャビティーの中央部分を含む第２領域の厚さよりも薄く形成していることを特徴とする内燃機関のピストン。
【請求項２】
前記遮熱コーティング皮膜の厚さに関して、前記第１領域の厚さを５μｍ以上で５０μｍ未満に、前記第２領域の厚さを５０μｍ以上で５００μｍ以下に形成している請求項１に記載の内燃機関のピストン。
【請求項３】
前記ピストンのリップ部分の部位を複合強化して形成している請求項１又は２に記載の内燃機関のピストン。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関のピストンを備えていることを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関のピストンの製造方法であり、前記ピストンのピストン本体をアルミニウム合金で形成して、前記第１領域を再溶融した後に、前記ピストンの上部部分を遮熱コーティングすることを特徴とする内燃機関のピストンの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関のピストンの製造方法であり、前記ピストンのピストン本体をアルミニウム合金で形成する際に、前記第１領域のアルミニウム合金を複合強化して形成し、この後に前記ピストンの上部部分を遮熱コーティングすることを特徴とする内燃機関のピストンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のピストン、内燃機関、及び内燃機関のピストンの製造方法に関し、より詳細には、キャビティー内の熱損失を小さくでき、しかも、燃焼状態を良好に維持できて、熱効率の改善ができる内燃機関のピストン、内燃機関、及び内燃機関のピストンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両に搭載されるディーゼルエンジン等の内燃機関等のピストンにおいては、エンジンの燃費を改善するために、ピストンの頂部に設けられたキャビティーを含む燃焼室の温度を保つために、この燃焼室の周囲に遮熱コーティングを施すことが有効な方法として知られている。
【０００３】
例えば、エンジン燃焼室に臨む面などのアルミ合金製母材の表面に陽極酸化処理による空孔を有する断熱性が高いポーラス層（アルマイト膜）を形成し、この凹凸の表面を持つポーラス層の上に、母材よりも熱伝導率が低く表面が平滑なジルコニア等の皮膜層をプラズマ溶射などにより設けた構造としたアルミ合金製品の断熱構造が、エンジンの冷却損失の低減などに利用することができる断熱構造体として提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、この断熱構造体では、熱伝導率はアルミニウム合金製母材が１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、ポーラス側が２４〜５３Ｗ／（ｍ・Ｋ）、被覆層が０．４０〜０．９４Ｗ／（ｍ・Ｋ）とされている。
【０００４】
また、遮熱効果だけでなく、スカッフィングや摩耗などの発生を防止するためにも、アルミニウム合金製のピストンの冠面部に硬質アルマイト処理による酸化被膜を形成することが行われている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
この遮熱コーティングとしてのアルマイト皮膜を燃焼室の周囲の凹部形状をしたキャビティーとその周囲の頂面に形成すると、エンジンの冷却損失を低減できて熱効率を改善できる。このアルマイト皮膜の形成は遮熱効果を上げるために、一般的には厚いアルマイト皮膜を形成することが望まれている。
【０００６】
しかしながら、アルマイト膜を厚く形成するとその表面が荒くなるので、キャビティー全体を厚いアルマイト膜でコーティングしてしまうと、キャビティーの表面が荒くなり、キャビティー内の空気と燃料の流動状態に悪影響を及ぼし、燃焼室内の燃焼状態が悪化する。そのため、遮熱効果は上昇しても燃焼状態が悪化するため、全体としては熱効率の向上効果が減少してしまうという問題がある。この燃料と空気の流動性に関しては、特にキャビティーのリップ部分の表面の粗さの影響が大きい。
【０００７】
一方、アルミニウム合金製のピストンにアルマイト皮膜を形成すると、燃焼室の口縁部（リップ部）、特にピストンピンの方向の両側の互いに対向する口縁部において大きな熱応力が発生し、しばしば亀裂が発生して、ピストン及びこのピストンを使用している内燃機関の耐久性が低下するという問題がある。
【０００８】
この対策として、スラストとアンチスラスト側のリップ部、頂面や燃焼室底面にアルマイト皮膜を形成して、フロントとリア方向のリップ部と頂面部分にはアルマイト皮膜を形成しない方法が取られている。
【０００９】
また、別の方法として、例えば、頂面に凹型の燃焼室を有する内燃機関用アルミニウム合金ピストンにおいて、頂面に施すアルマイト処理をこの亀裂発生部分には施さずに、この亀裂発生部分を無機繊維等で複合強化し、残りの領域に硬質アルマイト皮膜を形成した内燃機関用アルミニウム合金ピストンが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
しかしながら、これらの方法では、キャビティーの内部の燃焼温度が高く、このキャビティーにおける熱損失が多いので、ピストン全体の熱損失を小さくするができない。つまり、ピストンのリップ部分以上の頂面側のみをアルマイト遮熱しているだけでは、キャビティー内の熱損失が大きく、熱効率の改善が限定的となってしまう。その上、キャビティーを単にアルマイトやジルコニア等の遮熱膜でコーディングしても、表面が荒いと、燃焼状態が悪化し、熱効率の向上効果が相殺されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１２−７２７４５号公報
【特許文献２】特開平１１−２６７９２９号公報
【特許文献３】特開昭６１−２９４１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
一方、本発明者は、アルマイト膜の厚さと表面の粗さとの関係に注目して、膜の厚さが薄いと表面の平滑度合いが良くなるとの知見を得た。
【００１３】
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関のピストンにおいて、遮熱コーティング皮膜の厚みをピストンの部位に応じて変化させることにより、ピストン全体の遮熱効果を向上させながら、しかも、キャビティー内における表面における平滑度合いを維持して燃焼状態を良好に維持できて、内燃機関の熱効率を向上できる、内燃機関のピストン、内燃機関、及び内燃機関のピストンの製造方法を提供することにある。
【００１４】
さらなる目的は、遮熱コーティング皮膜により、ピストン全体の遮熱効果を向上させながらも、キャビティーのリップ部分（口縁部）の比較的亀裂が発生し易い部位における亀裂の発生を抑制することができて、ピストン及びこのピストンを使用している内燃機関の耐久性を向上することができる内燃機関のピストン、内燃機関、及び内燃機関のピストンの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関のピストンは、内燃機関のピストンであって、前記ピストンの上部部分を遮熱コーティングしてあると共に、この遮熱コーティング皮膜の厚さに関しては、前記ピストンの少なくともキャビティーのリップ部分を含む第１領域の厚さを、前記リップ部分を含まず、前記ピストンの頂面とキャビティーの中央部分を含む第２領域の厚さよりも薄く形成している。
【００１６】
この構成によれば、遮熱コーティング皮膜は厚いとその表面が荒くなり、薄いとその表面が平滑になるので、遮熱コーティング皮膜が厚い第２領域では面積当たりの遮熱効果が大きく、一方、遮熱コーティング皮膜が薄い第１領域では、第２領域よりも面積当たりの遮熱効果は少ないが、第１領域では高温になるので遮熱効果自体は大きくなり、また、その表面は平滑で、荒くなっていないので燃焼状態を良好に維持できる。そのため、ピストン全体としての熱効率を向上できる。
【００１７】
また、遮熱コーティング皮膜により、ピストン全体の遮熱効果を向上させながらも、キャビティーのリップ部分の比較的熱応力により亀裂が発生し易い部位における遮熱コーティング皮膜の厚さを、熱応力が大きくなって亀裂が発生するほどには厚くせずに、適度な厚さに抑えているので、この部位の熱応力による亀裂の発生を抑制することができる。
【００１８】
なお、この第１領域は、リップ部分を含むが、この第１領域を広げる場合には、リップ部分からキャビティーの底面側に伸ばして、キャビティーの側面部分を含めるように広げることが好ましい。
【００１９】
上記の内燃機関のピストンにおいて、前記遮熱コーティング皮膜の厚さに関して、前記第１領域の厚さを５μｍ以上で５０μｍ未満に、前記第２領域の厚さを５０μｍ以上で５００μｍ以下に形成しているように構成される。
【００２０】
第１領域の遮熱コーティング皮膜の厚さを５μｍ以上で５０μｍ未満の厚さにすると、表面の状態を燃焼状態が悪化せずに良好な状態を維持できる程度まで平滑な状態に保つことができ、遮熱効果を発揮できる。また、第２領域の遮熱コーティング皮膜の厚さを、５０μｍ以上で５００μｍ以下の厚さにすると、適度なアルマイト皮膜の形成処理で、この厚さの遮熱コーティング皮膜を比較的容易に形成できる上に、比較的大きな遮熱効果を発揮できる。
【００２１】
また、上記の内燃機関のピストンにおいて、前記ピストンのリップ部分の部位を複合強化して形成していると、ピストンのピストンピン孔の方向の両側の互いに対向するリップ部分の部位は亀裂が発生し易いので、アルマイト皮膜などを厚くすると、このアルマイト皮膜に亀裂が発生するという問題が生じるが、この構成では遮熱コーティング皮膜の厚さを亀裂が発生し難い厚さに留めると共に、さらに、この部位をアルミニウム合金の複合強化により強化でき、この部位における亀裂の発生を防止できるようになる。
【００２２】
そして、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、上記の内燃機関のピストンを備えていることを特徴とする内燃機関であり、上記の内燃機関のピストンと同様の効果を奏することができる。
【００２３】
また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関のピストンの製造方法は、上記の内燃機関のピストンの製造方法であり、前記ピストンのピストン本体をアルミニウム合金で形成して、前記第１領域を再溶融した後に、前記ピストンの上部部分を遮熱コーティングすることを特徴とする方法である。
【００２４】
この方法は、合金組成の制御により膜の厚さを調整する方法であり、アルミニウム合金をレーザーやアークなどを用いることにより再溶融（リメルト）すると、その組織（粒径）が細かくなり、アルマイト皮膜の成膜速度を遅くすることができ、薄い膜形成となることを利用する方法である。
【００２５】
あるいは、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関のピストンの製造方法は、上記の内燃機関のピストンの製造方法であり、前記ピストンのピストン本体をアルミニウム合金で形成する際に、前記第１領域のアルミニウム合金を複合強化して形成し、この後に前記ピストンの上部部分を遮熱コーティングすることを特徴とする。
【００２６】
この方法は、アルミニウム合金の複合化により膜の厚さを調整する方法であり、アルミニウム合金の中にウィスカーまたはセラミックス繊維などで複合強化しておくと、アルマイト皮膜などの遮熱コーティング皮膜の成長速度を遅くすることができ、薄い膜形成となることを利用する方法である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の内燃機関のピストン、内燃機関、及び内燃機関のピストンの製造方法によれば、キャビティーのリップ部分を含む第１領域も、キャビティーのリップ部分を含まず、ピストンの頂面とキャビティーの中央部分を含む第２領域の両方のピストンの上部部分を遮熱コーティングするので、内部の温度が高温になり、遮熱効果が比較的大きいキャビティー内も遮熱コーティング皮膜により遮熱することができ、また、第１領域の遮熱コーティング皮膜の厚さを第２領域の遮熱コーティング皮膜の厚さよりも薄く形成していることにより、第１領域のその表面は平滑で、荒くなっていないので燃焼状態を良好に維持できる。そのため、ピストン全体としての熱効率を向上できる。
【００２８】
また、遮熱コーティング皮膜により、ピストン全体の遮熱効果を向上させながらも、キャビティーのリップ部分の比較的熱応力による亀裂が発生し易い部位における遮熱コーティング皮膜の厚さを、熱応力による亀裂の発生の原因になるほど厚くせずに、適度な厚さに抑えているので、この部位の熱応力による亀裂の発生を抑制することができて、ピストン及びこのピストンを使用している内燃機関の耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る実施の形態のピストンの構成を模式的に示す側断面図である。
【図２】図１のピストンの構成を模式的に示す平面図である。
【図３】ピストンにおける第１領域と第２領域の例を模式的に示す拡大側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関のピストン、内燃機関、及び内燃機関のピストンの製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明に係る実施の形態の内燃機関は、本発明に係る実施の形態の内燃機関のピストン１０を備えている構成をしており、後述する内燃機関のピストン１０が奏する作用効果と同様の作用効果を奏することができる。
【００３１】
図１に示すように、本発明に係る実施の形態の内燃機関のピストン（以下、ピストン）１０は、シリンダ（図示しない）内で上下運動し、コンロッド（図示しない）を介してクランクシャフト（図示しない）を回転させる機能を有している。
【００３２】
このピストン１０のピストン本体１１の上部部分（ピストン頭頂部：ピストンクラウン）Ｒｔに凹部形状のキャビティー１２（燃焼室）が形成され、そのリップ部分（口縁部）１３の外側に平坦な頂面１４が形成されている。また、それより下のピストン本体１１の外周面には、コンプレッションリング用のピストンリング溝１５ａ、１５ｂとオイルリング用のピストンリング溝１５ｃが形成されており、その下側はピストンスカート１６となっている。また、ピストン本体１１には、ピストン本体１１とコンロッド（図示しない）をつなぐピストンピン１７が挿入されるピストンピン孔１８が設けられている。
【００３３】
なお、必要に応じて、ピストン１０が上昇した際に排気バルブや吸気バルブが開いた状態でもピストン１０と接触しないように逃げの部分となるバルブリセスが設けられるが、図１〜図３では図を簡略化するためにこれらを省略している。また、ピストン本体１１を冷却するためのエンジンオイルの冷却通路（クーリングチャンネル）やピストンの裏側にエンジンオイルを噴射する噴射機構なども図示していない。
【００３４】
図１〜図３に示すように、本発明においては、このピストン１０の上部部分Ｒｔの表面は遮熱コーティングしてある。つまり、ピストン本体１１は、熱膨張率が低く、耐熱性に優れ、さらに軽量であるためにアルミニウム合金で製作されることが多い。このアルミニウム合金は熱伝導率が高く、ピストン上部部分Ｒｔの熱を早く逃がすことができ冷却性に優れているが、エンジンにおいては燃焼状態を良好に保ち燃焼における熱効率を高く維持するためには、燃料が燃焼する部分の遮熱が重要となる。そのため、ピストン上部部分Ｒｔの遮熱性を高めるために、遮熱コーティングして遮熱コーティング皮膜をピストン１０の上部部分Ｒｔに形成する。
【００３５】
この遮熱コーティング皮膜を形成する方法としては、アルマイト皮膜やジルコニア皮膜などを形成する方法がある。このアルマイト層の遮熱コーティング皮膜は、アルミニウム合金製のピストンを陽極として、シュウ酸、硫酸、クロム酸などの水溶液である電解液に浸漬して電解を行うことで、ピストン１０の上部部分Ｒｔを酸化して、この部分のアルミニウム合金の表面上に酸化アルミニウムを成長させて酸化皮膜を形成する陽極酸化処理で容易に形成することができる。なお、一般的に、エンジンのピストンにおいては、「硬質アルマイト」と呼ばれる皮膜硬さと耐摩耗性能に優れたアルマイト皮膜の形成が行われる。なお、このアルマイト皮膜の熱伝導率はアルミニウムの約３分の１程度である。
【００３６】
また、ジルコニア層の遮熱コーティング皮膜は、一般的にはプラズマ溶射等の溶射により形成れ、ジルコニア（ＺｒＯ2）等のセラミック材料の遮熱皮膜をピストンなどのエンジン部品に成膜させる。なお、このジルコニア等の遮熱コーティング皮膜の内部の気孔率は２０％〜３０％であり、このジルコニア皮膜の熱伝導率は約１Ｗ／ｍ・Ｋ程度の低いものとなる。
【００３７】
本発明においては、さらに、このピストン１０の上部部分Ｒｔにおいて、ピストン１０の少なくともキャビティー１２のリップ部分１３を含む第１領域（図１〜図３のクロスハッチング部分）Ｒ１と、キャビティー１２のリップ部分１３を含まず、ピストン１０の頂面１４とキャビティー１２の中央部分を含む第２領域（図１〜図３の斜線ハッチング部分）Ｒ２とに分ける。そして、遮熱コーティングの膜の厚さに関して、この第１領域Ｒ１の厚さを、第２領域Ｒ２の厚さよりも薄く形成する。
【００３８】
なお、この第１領域は、リップ部分を含むが、この第１領域を広げる場合には、リップ部分からキャビティーの底面側に伸ばして、キャビティーの側面部分を含めるように広げることが好ましい。
【００３９】
また、この遮熱コーティング皮膜の厚さに関して、第１領域Ｒ１の厚さを５μｍ以上で５０μｍ未満に、第２領域Ｒ２の厚さを５０μｍ以上で５００μｍ以下に形成することが好ましい。
【００４０】
第１領域Ｒ１の遮熱コーティング皮膜の厚さを５μｍ以上で５０μｍ未満の厚さにすると、表面の状態を燃焼状態が悪化せずに良好な状態を維持できる程度まで平滑な状態に保つことができ、遮熱効果を発揮できる。また、第２領域Ｒ２の遮熱コーティング皮膜の厚さを５０μｍ以上で５００μｍ以下の厚さにすると、適度なアルマイト皮膜の形成処理でこの厚さの遮熱コーティング皮膜を比較的容易に形成できる上に、比較的大きな遮熱効果を発揮できる。
【００４１】
上記の構成により、遮熱コーティングの膜は厚いとその表面が荒くなり、薄いとその表面が平滑になるので、遮熱コーティングの膜が厚い第２領域Ｒ２では面積当たりの遮熱効果が大きく、一方、遮熱コーティングの膜が薄い第１領域Ｒ１では、第２領域Ｒ２よりも面積当たりの遮熱効果は少ないが、第１領域Ｒ１では高温になるので遮熱効果自体は大きくなる。
【００４２】
従って、キャビティー１２のリップ部分１３を含む第１領域Ｒ１も、キャビティー１２のリップ部分１３を含まず、ピストン１０の頂面１４を含む第２領域Ｒ２の両方のピストン１０の上部部分Ｒｔを遮熱コーティングするので、内部の温度が高温になり、遮熱効果が比較的大きいキャビティー１２内も遮熱コーティング皮膜により遮熱することができる。
【００４３】
また、第１領域Ｒ１の遮熱コーティング皮膜の厚さを第２領域Ｒ２の遮熱コーティング皮膜の厚さよりも薄く形成していることにより、第１領域Ｒ１のその表面は平滑で、荒くなっていないのでシリンダ内の燃焼状態を良好に維持できる。そのため、ピストン全体としての熱効率を向上できる。
【００４４】
また、遮熱コーティングにより、ピストン１０の全体の遮熱効果を向上させながらも、キャビティー１２のリップ部分１３の比較的熱応力による亀裂が発生し易い部位における遮熱コーティングの皮膜の厚さを、熱応力による亀裂の発生の原因になるほど厚くせずに、適度な厚さに留めているので、このリップ部分１３の部位、特に、図２に一点鎖線で囲んで示す、ピストン１０のピストンピン孔１８の方向の両側の互いに対向する部位Ｒｃに熱応力による亀裂が発生するのを抑制することができて、ピストン１０及びこのピストン１０を使用している内燃機関の耐久性を向上することができる。
【００４５】
また、さらに、この部位をアルミニウム合金の複合強化により強化できるので、この部位Ｒｃにおける熱応力による亀裂の発生を防止できるようになる。
【００４６】
次に、本発明に係る実施の形態の内燃機関のピストンの製造方法について説明する。この内燃機関のピストンの製造方法は、上記のピストン１０を製造するため方法であり、ここでは、第１の実施の形態としての第１領域Ｒ１を再溶融する方法と、第２の実施の形態としての第１領域Ｒ１を複合強化しておく方法とについて説明する。
【００４７】
この第１の実施の形態の内燃機関のピストンの製造方法は、ピストン本体１１をアルミニウム合金で形成して、第１領域Ｒ１を再溶融した後に、このピストン１０の上部部分Ｒｔを遮熱コーティングする方法である。
【００４８】
この方法は、合金組成の制御により膜の厚さを調整する方法であり、アルミニウム合金をレーザーを当てたり、アークを飛ばしたりして再溶融（リメルト）すると、その組織（粒径）が細かくなり、アルマイト皮膜の成膜速度を遅くすることができ、薄い膜形成ができることを利用する方法である。
【００４９】
例えば、アルマイト皮膜の厚さを約４０μｍにすると、このアルマイト皮膜の表面は加工前のアルミニウム合金の表面とほぼ同じ粗さを有することになる。つまり、平滑度合いの高い表面を有する遮熱コーティング皮膜を必要とする第１領域においては、アルミニウム合金を再溶融してから遮熱コーティングする。これにより、表面が平滑で、かつ、ある程度の遮熱効果を有する遮熱コーティング皮膜を得ることができる。
【００５０】
また、第２の実施の形態の内燃機関のピストンの製造方法は、ピストン本体１１をアルミニウム合金で形成する際に、第１領域Ｒ１のアルミニウム合金を複合強化して形成し、この後にピストン１０の上部部分Ｒｔを遮熱コーティングする方法である。
【００５１】
この方法は、アルミニウム合金の複合化により膜の厚さを調整する方法であり、アルミニウム合金の中にウィスカーまたはセラミックス繊維などで複合強化しておくと、アルマイト皮膜などの遮熱コーティング皮膜の成長速度を遅くすることができ、薄い膜形成となることを利用する方法である。
【００５２】
この複合化処理は、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）のウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカーやアルミナ繊維などによって形成されたプリフォームを第１領域Ｒ１に配置して、アルミニウム合金でピストンを鋳造することにより、第１領域Ｒ１を複合強化することができる。
【００５３】
例えば、第１領域Ｒ１をホウ酸アルミニウムウィスカーで強化したアルミニウム合金複合材料では、同じ処理時間で、通常の強化なしのアルミニウム合金部分のアルマイト膜の厚さを約１８０μｍとした場合に、第１領域Ｒ１の複合材料部分ではアルマイト膜の厚さは約２０μｍで、表面はアルマイト加工前と同じ粗さであった。
【００５４】
特に、この方法では、キャビティー１２のリップ部分１３の比較的亀裂が発生し易い部位Ｒｃにおいても、複合強化できるので熱応力による亀裂が発生するのを抑制することができて、ピストン１０及びこのピストン１０を使用している内燃機関の耐久性を向上することができる。
【００５５】
上記の構成の内燃機関のピストン１０、内燃機関、及び内燃機関のピストンの製造方法によれば、ピストン１０の少なくともキャビティー１２のリップ部分１３を含む第１領域Ｒ１も、キャビティー１２のリップ部分１３を含まず、ピストン１０の頂面１４を含んで形成される第２領域Ｒ２も含めて、ピストン１０の上部部分Ｒｔを遮熱コーティングするので、内部の温度が高温になり、遮熱効果が比較的大きいキャビティー１２内も遮熱することができ、また、第１領域Ｒ１の厚さを第２領域Ｒ２の厚さよりも薄く形成していることにより、第１領域Ｒ１のその表面は平滑で、荒くなっていないので燃焼状態を良好に維持できる。そのため、ピストン全体としての熱効率を向上できる。
【００５６】
従って、内燃機関のピストン１９において、遮熱コーティング皮膜の厚みをピストン１０の部位に応じて変化させることにより、ピストン全体の遮熱効果を向上させながら、しかも、キャビティー１２内における表面における平滑度合いを維持して燃焼状態を良好に維持できて、内燃機関の熱効率を向上できる。
【００５７】
また、遮熱コーティング皮膜により、ピストン全体の遮熱効果を向上させながらも、キャビティー１２のリップ部分（口縁部）１３の比較的熱応力による亀裂が発生し易い部位Ｒｃにおける熱応力による亀裂の発生を抑制することができて、ピストン１０及びこのピストン１０を使用している内燃機関の耐久性を向上することができる。
【００５８】
そして、本発明の段付きアルマイト遮熱膜を形成したピストン１０と、従来技術のアルマイト遮熱膜を全く形成しない比較例１のピストンと、頂面のみにアルマイト遮熱膜を形成して、キャビティーにはアルマイト遮熱膜を形成しない比較例２のピストンとを比べると、実験例ではあるが、本発明の実施例のピストン１０は、比較例１のピストンよりも熱効率で３．５％程度向上でき、比較例２のピストンよりも熱効率で１％改善されているとの結果を得ている。
【符号の説明】
【００５９】
１０  ピストン（内燃機関のピストン）
１１  ピストン本体
１２  キャビティー
１３  リップ部分
１４  頂面
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ  ピストンリング溝
１６  ピストンスカート
１７  ピストンピン
１８  ピストンピン孔
【図１】
0006701726.tif 000002
【図２】
0006701726.tif 000003
【図３】
0006701726.tif 000004