(57)【要約】【課題】低熱伝導部材やピストン本体の破損を防止し、更に製造原価を抑えること。【解決手段】ピストン本体１よりも熱伝導率の低い低熱伝導部材５が配置される当該低熱伝導部材５と略同形状の溝３をピストン本体１のピストン頂面に形成すると共に、その低熱伝導部材５をピストン頂面の溝３にカシメ固定する貫通孔５ｃを当該低熱伝導部５に形成し、その低熱伝導部材５の側壁部５ｄと溝３の側壁部３ａとの間に、熱膨張した低熱伝導部材５の側壁部５ｄが溝３の側壁部３ａに当接しないよう設定された隙間Ｇを設けること。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴霧燃料の衝突する位置にピストン本体よりも熱伝導率が低い低熱伝導部材を設けた低熱伝導部材包含ピストンであって、
前記低熱伝導部材が配置される当該低熱伝導部材と略同形状の溝を前記ピストン本体のピストン頂面に形成すると共に、前記低熱伝導部材を前記ピストン頂面の溝にカシメ固定する貫通孔を当該低熱伝導部に形成し、
前記低熱伝導部材の側壁部と前記溝の側壁部との間に、熱膨張した前記低熱伝導部材の側壁部が前記溝の側壁部に当接しないよう設定された隙間を設けたことを特徴とする低熱伝導部材包含ピストン。
【請求項２】
前記低熱伝導部材の側壁部と溝の側壁部との間の隙間を、前記低熱伝導部材が所定温度を超えた際に、熱膨張した当該低熱伝導部材の側壁部が前記溝の側壁部に当接するよう設定したことを特徴とする請求項１記載の低熱伝導部材包含ピストン。
【請求項３】
少なくとも前記低熱伝導部材の貫通孔の壁面に断熱材を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の低熱伝導部材包含ピストン。
【請求項４】
前記低熱伝導部材の側壁部と溝の側壁部との間の隙間をテーパー状に形成したことを特徴とする請求項１又は３に記載の低熱伝導部材包含ピストン。
【請求項５】
前記低熱伝導部材の貫通孔の断面形状を長円や多角形等の真円以外の形状にしたことを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の低熱伝導部材包含ピストン。
【請求項６】
前記低熱伝導部材の貫通孔を、噴霧燃料の衝突する位置を外して少なくとも二つ設けたことを特徴とする請求項１から５の何れか一つに記載の低熱伝導部材包含ピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴霧燃料の衝突する位置にピストン本体よりも熱伝導率が低い低熱伝導部材を設けた低熱伝導部材包含ピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、筒内直接噴射式内燃機関においては、液状の燃料を燃焼室内に直接噴霧し、この噴霧燃料をピストンの頂面に衝突させて気化させ、濃度の高い混合気を点火プラグ近傍へと導き超希薄燃焼状態を作り出す。
【０００３】
ここで、エミッション性能の観点からは、燃焼室内に噴霧された燃料が完全に気化することが好ましいのであるが、一般に、ピストン本体は熱伝導率の高いアルミニウムを素材としており、シリンダの壁面等から熱が逃げ易いので、その表面温度を高温のまま維持し難く、噴霧燃料の全てが気化し得ない、という状況が生じることがある。これが為、ピストン頂面に液状の燃料が残存してしまい、かかる状態で燃焼が為されると、粒子状物質（ＰＭ：ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ｍａｔｔｅｒ）やスモークを発生させてしまう。
【０００４】
そこで、従来、噴霧燃料が衝突するピストン頂面に熱伝導率が低いチタン等の低熱伝導部材を設け、これにより、高温状態を保って噴霧燃料の気化を促進させる、という低熱伝導部材包含ピストンが存在する。例えば、その低熱伝導部材をピストン本体に鋳込み設けた低熱伝導部材包含ピストンが下記の特許文献１，２に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１９３７２１号公報
【特許文献２】特開２００２−３６４３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の低熱伝導部材包含ピストンにおいては、低熱伝導部材が露出面を除き強固にピストン本体へと鋳込まれているので、昇温に伴って熱膨張する低熱伝導部材のピストン周方向への逃げ場が無く、その熱膨張の度合い如何では、低熱伝導部材やピストン本体を破損させてしまう、という不都合があった。
【０００７】
更に、この鋳込み式の低熱伝導部材包含ピストンは、低熱伝導部材を鋳込む際に、その低熱伝導部材を一旦加熱し、ピストン本体の鋳型に固定してからアルミニウムを鋳型に流し込まなければならず、作業性が悪く生産性が低い。また、この鋳込み式の低熱伝導部材包含ピストンは、その後、低熱伝導部材を表面に露出させる為の切削加工を要するが、例えばチタンは加工性が悪いので、生産性が低い。
【０００８】
そのような生産性の低さから、更に、高価なチタンを切削して廃棄しなければならないので、この鋳込み式の低熱伝導部材包含ピストンは、製造原価の高騰をも招来してしまう、という不都合があった。
【０００９】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、低熱伝導部材やピストン本体の破損を防止し得る安価な製造原価の低熱伝導部材包含ピストンを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、低熱伝導部材が配置される当該低熱伝導部材と略同形状の溝をピストン本体のピストン頂面に形成すると共に、その低熱伝導部材をピストン頂面の溝にカシメ固定する貫通孔を当該低熱伝導部に形成し、その低熱伝導部材の側壁部と溝の側壁部との間に、熱膨張した低熱伝導部材の側壁部が溝の側壁部に当接しないよう設定された隙間を設けている。
【００１１】
この請求項１記載の発明によれば、カシメ固定により、生産性が向上し、低熱伝導部材への機械加工を不要にするだけでなく、熱膨張した低熱伝導部材の逃げ場たる隙間を設けることができる。
【００１２】
上記目的を達成する為、請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の低熱伝導部材包含ピストンにおいて、低熱伝導部材の側壁部と溝の側壁部との間の隙間を、低熱伝導部材が所定温度を超えた際に、熱膨張した低熱伝導部材の側壁部が溝の側壁部に当接するよう設定している。
【００１３】
この請求項２記載の発明によれば、例えば異常燃焼等により低熱伝導部材が所定温度を超えた際に、この低熱伝導部材の熱を溝の側壁部から逃がすことができるので、低熱伝導部材の過加熱を抑制することができる。
【００１４】
上記目的を達成する為、請求項３記載の発明では、上記請求項１又は２に記載の低熱伝導部材包含ピストンにおいて、少なくとも低熱伝導部材の貫通孔の壁面に断熱材を設けている。
【００１５】
この請求項３記載の発明によれば、低熱伝導部材の貫通孔に充填されているピストン本体の素材への熱伝導を抑制することができるので、カシメ部分の耐久性を向上させると共に、その貫通孔の小径化を図ることができる。
【００１６】
上記目的を達成する為、請求項４記載の発明では、上記請求項１又は３に記載の低熱伝導部材包含ピストンにおいて、低熱伝導部材の側壁部と溝の側壁部との間の隙間をテーパー状に形成している。
【００１７】
この請求項４記載の発明によれば、低熱伝導部材が熱膨張した際に、その隙間に堆積したデポジットが排出され易くなるので、熱膨張した低熱伝導部材の逃げ場として設けた隙間を常時確保することができる。
【００１８】
上記目的を達成する為、請求項５記載の発明では、上記請求項１から４の何れか一つに記載の低熱伝導部材包含ピストンにおいて、低熱伝導部材の貫通孔の断面形状を長円や多角形等の真円以外の形状にしている。
【００１９】
この請求項５記載の発明によれば、カシメ固定する際の貫通孔を中心とした低熱伝導部材の回転を防ぐことができるので、その非円形の低熱伝導部材の周囲全体に所期の隙間を確保することができる。
【００２０】
上記目的を達成する為、請求項６記載の発明では、上記請求項１から５の何れか一つに記載の低熱伝導部材包含ピストンにおいて、低熱伝導部材の貫通孔を、噴霧燃料の衝突する位置を外して少なくとも二つ設けている。
【００２１】
この請求項６記載の発明によれば、噴霧燃料が高温の低熱伝導部材のみに衝突するので、より有効に気化が図れる。更に、カシメ部分を二箇所以上設けることによって、カシメ固定する際の低熱伝導部材の回転を防ぐことができるので、特に非円形の低熱伝導部材にあっては、有効にその周囲全体における所期の隙間を確保することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンは、低熱伝導部材が隙間内で熱膨張するので、低熱伝導部材やピストン本体の破損が防止され、更に、カシメ固定による生産性の向上等により鋳込み式よりも製造原価の低減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２４】
本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例１を図１から図５−２に基づいて説明する。
【００２５】
図１の符号１０は、本実施例１の低熱伝導部材包含ピストンを示す。この低熱伝導部材包含ピストン１０は、筒内直接噴射式内燃機関（図示略）に適用されるものであって、高熱伝導材料（ここではアルミニウム）で成型されたピストン本体１のピストン頂面に少なくとも一つの凹状のキャビティ２が形成されている。
【００２６】
ここで、筒内直接噴射式内燃機関においては前述したが如く燃料がキャビティ２に向けて噴霧されるが、ピストン本体１は熱伝導率が高く、噴霧燃料を完全に気化し得るだけの高温状態を維持し難い。
【００２７】
そこで、この低熱伝導部材包含ピストン１０においては、キャビティ２の底面２ａに向けて噴霧した燃料の気化を促進させる為に、高温状態を維持し得る熱伝導率が低い板状の低熱伝導部材５をキャビティ底面２ａに設ける。
【００２８】
本実施例１の低熱伝導部材５は、その熱伝導率がピストン本体１のアルミニウムの約１／１０に相当する数Ｗ／ｍＫ〜数十Ｗ／ｍＫの範囲（好ましくは５０Ｗ／ｍＫ以下）で、その比熱が１ｋＪ／ｋｇＫ以下（好ましくは６００Ｊ／ｋｇＫ以下）に設定される。
【００２９】
この低熱伝導部材５は、例えば、低熱伝導材料たるチタンを円盤状に成形し、その高さと略同等の深さで且つその直径よりも若干大きく形成された図３に示すキャビティ底面２ａの円形溝３に配置して、その露出面で図２及び図３に示す如くキャビティ底面２ａの一部又は全部を形成する。
【００３０】
このような低熱伝導部材５がキャビティ２に配置されることで、機関運転中においては低熱伝導部材５がピストン本体１よりも高温になり、その低熱伝導部材５に衝突した噴霧燃料の気化が促進される。これが為、キャビティ底面２ａに液状の燃料が付着し難くなるので、ＰＭやスモークの発生を抑制することができる。
【００３１】
しかしながら、熱伝導率の異なる低熱伝導部材５と円形溝３との接触面積が大きいと、上昇した低熱伝導部材５の熱がピストン本体１に逃げてしまい、噴霧燃料の気化性能を悪化させる可能性がある。
【００３２】
そこで、本実施例１の円盤状の低熱伝導部材５には、その下面（円形溝３との当接面）に断熱用の溝を少なくとも一つ形成する。本実施例１にあっては、図４に示す如く、同心円上に二つの環状の断熱用溝５ａ，５ｂを形成している。これにより、低熱伝導部材５と円形溝３との接触面積が減少するので、低熱伝導部材５の高温状態が維持され、より有効に噴霧燃料を気化させることができる。
【００３３】
更に、この円盤状の低熱伝導部材５には、その下面から上面（キャビティ底面２ａ）側に向けて同心円で且つ末広がりのテーパー状（円錐台状）の貫通孔５ｃが形成されている。本実施例１の低熱伝導部材５は、その貫通孔５ｃにおいてピストン本体１にカシメ固定される。例えば、本実施例１にあっては、以下の如くしてカシメ固定する。
【００３４】
先ず、ピストン本体１における円形溝３の底面に、その円形溝３と同心円の図５−１に示す柱状部（円柱部）４を予め一体的に設けておく。
【００３５】
ここで、この柱状部４は、その直径を低熱伝導部材５の貫通孔５ｃの最小径部分と略同等にし、その体積を貫通孔５ｃの容積と略同等にする。
【００３６】
このように、柱状部４の直径と貫通孔５ｃの最小径部分とを略同等の径にすることによって、柱状部４と貫通孔５ｃとの間のガタが無くなり、円形溝３内での低熱伝導部材５の位置を規制することができる。即ち、この柱状部４は、低熱伝導部材５の位置決めの役目をも担っている。また、柱状部４の体積と貫通孔５ｃの容積と略同等にすることによって、下記の通電カシメ時において軟化した柱状部４の全てが貫通孔５ｃに充填され、低熱伝導部材５の上面に漏れることがなくなるので、キャビティ底面２ａにおいて低熱伝導部材５を確実に露出させることができる。
【００３７】
本実施例１にあっては、その柱状部４を有するピストン本体１を成型した後、図５−１に示す如く、貫通孔５ｃに柱状部４を挿通して低熱伝導部材５を円形溝３に配置する。しかる後、図５−１に示す上部電極ｅuppと下部電極ｅlowとを用いて柱状部４とピストン本体１の下面とを挟持する。そして、その上部電極ｅuppと下部電極ｅlowとに通電して柱状部４のアルミニウムを軟化させ、上部電極ｅuppと下部電極ｅlowとの間に荷重を加えて柱状部４を押し潰す。
【００３８】
これにより、図５−２に示す如く、軟化したアルミニウムが貫通孔５ｃに充填され、低熱伝導部材５がピストン本体１にカシメ固定される。
【００３９】
ここで、低熱伝導部材５の貫通孔５ｃの最小径は、内燃機関が最高回転数や最高負荷で運転している状態においても低熱伝導部材５がピストン本体１から外れない，換言すれば、充填された柱状部４が破損しないように、実験やシミュレーション等を行って設定する。
【００４０】
ところで、本実施例１にあっては、前述したが如く低熱伝導部材５の直径よりも円形溝３の直径の方が若干大きく形成されているので、低熱伝導部材５の側壁部５ｄと円形溝３の側壁部３ａとの間には、図３に示す隙間Ｇが全周に渡って設けられる。
【００４１】
ここで、低熱伝導部材５は、高温になると周方向に熱膨張して、その側壁部５ｄが円形溝３の側壁部３ａに近づく。その際、本実施例１低熱伝導部材５は、同心円の貫通孔５ｃでカシメ固定しているので、周方向へと均等に熱膨張させることができる。
【００４２】
そこで、本実施例１にあっては、熱膨張により低熱伝導部材５の側壁部５ｄが円形溝３の側壁部３ａに当接しないように上記の隙間Ｇの間隔ＣＬを設定する。
【００４３】
これにより、熱膨張した低熱伝導部材５の側壁部５ｄが円形溝３の側壁部３ａを押圧するのを回避することができるので、低熱伝導部材５の撓みや湾曲等を防ぎ、充填された柱状部４の破断によるピストン本体１からの低熱伝導部材５の外れや、低熱伝導部材５自体の破損を防止することができる。
【００４４】
以上示した如く、本実施例１の低熱伝導部材包含ピストン１０は、低熱伝導部材５とピストン本体１との固定にカシメ固定を採用しているので、低熱伝導部材５の側壁部５ｄと円形溝３の側壁部３ａとの間に隙間Ｇを設けることができる。これが為、その隙間Ｇにより低熱伝導部材５の熱膨張が阻害されず、低熱伝導部材５の破損を防止することができる。また、従来の鋳込み構造にあっては、低熱伝導部材５の熱膨張によりピストン本体１も破損する虞があったが、本実施例１の低熱伝導部材包含ピストン１０によれば、かかる弊害をも回避することができる。
【００４５】
このように、低熱伝導部材５の外れ等が回避されるので、本実施例１の低熱伝導部材包含ピストン１０によれば、噴霧燃料の気化を安定した状態で行うことができる。
【００４６】
更に、カシメ固定構造を採ることで従来の鋳込み構造よりも生産性が向上する。例えば、従来の鋳込み構造においてはピストン本体と低熱伝導部材の位置決めは容易でないが、本実施例１にあっては、カシメ固定用の柱状部４に位置決め機能をも兼ねさせることができる。また、従来の鋳込み構造においては低熱伝導部材を表面に露出させる為に切削加工等を行う必要があったが、本実施例１にあっては、そのような追加工程は不要である。
【００４７】
このように、本実施例１の低熱伝導部材包含ピストン１０によれば生産性が向上するので、その製造原価の低減をも図ることができる。
【実施例２】
【００４８】
次に、本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例２について説明する。
【００４９】
本実施例２の低熱伝導部材包含ピストン１０は、前述した実施例１における低熱伝導部材５の側壁部５ｄと円形溝３の側壁部３ａとの間の隙間Ｇの間隔ＣＬを以下の観点に基づき設定したものである。
【００５０】
通常の燃焼状態において低熱伝導部材５の側壁部５ｄと円形溝３の側壁部３ａとが当接しないように隙間Ｇの間隔ＣＬを設定すれば、その燃焼状態では熱膨張による低熱伝導部材５の破損等の不都合を回避することができる。しかしながら、例えばノッキング等の異常燃焼が起きた場合には、燃焼室内が極端に高温になり、低熱伝導部材５が過度に昇温してしまう。これが為、かかる場合には、低熱伝導部材５が更に熱膨張するので、円形溝３の側壁部３ａを押圧して低熱伝導部材５の外れ等を引き起こす可能性がある。
【００５１】
そこで、かかる異常燃焼時を考慮して、通常の燃焼状態における低熱伝導部材５の最高温度を基準にし、その温度においては熱膨張しても低熱伝導部材５の側壁部５ｄと円形溝３の側壁部３ａとが当接せず、その温度よりも低熱伝導部材５の温度が高くなった後に、熱膨張した低熱伝導部材５の側壁部５ｄが図６に示す如く円形溝３の側壁部３ａに当接するよう隙間Ｇの間隔ＣＬを設定する。但し、この間隔ＣＬは、低熱伝導部材５の側壁部５ｄが円形溝３の側壁部３ａに当接した後、燃焼室内の温度が更に上昇したとしても、低熱伝導部材５の外れ等が発生しないように設定する。
【００５２】
これにより、本実施例２の低熱伝導部材包含ピストン１０は、低熱伝導部材５が過度に昇温し始めると、その側壁部５ｄが円形溝３の側壁部３ａに当接してピストン本体１へと熱を逃がすことができる。これが為、この低熱伝導部材５の過加熱が抑制され、異常燃焼時においても、低熱伝導部材５の外れや低熱伝導部材５自体の破損を防止することができる。
【００５３】
ここで、上述した基準温度は、低熱伝導部材５が噴霧燃料を少なくとも略完全に気化し得る温度であることが好ましく、仮に通常の燃焼状態においてその温度に達し得ないのであれば、過加熱による低熱伝導部材５の破損等が生じない範囲で高めてもよい。
【実施例３】
【００５４】
次に、本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例３を図７及び図８に基づいて説明する。
【００５５】
図７の符号２０は、本実施例３の低熱伝導部材包含ピストンを示す。この低熱伝導部材包含ピストン２０は、前述した実施例１又は実施例２の低熱伝導部材包含ピストン１０において、低熱伝導部材５の貫通孔５ｃの壁面に図７に示す断熱材６を予め塗布又は形成したものである。例えば、その断熱材６としては、セラミクスやバーミキュライト等の融点が充分に高い低熱伝導材料を使用する。
【００５６】
これにより、その貫通孔５ｃの壁面からピストン本体１におけるカシメ部分（充填された柱状部４）への熱伝導を低下させる（熱逃げを抑制する）ことができる。これが為、低熱伝導部材５の昇温性能が向上し、噴霧燃料をより有効に気化させることができる。また、ピストン本体１におけるカシメ部分の昇温が抑制されるので、そのカシメ部分の耐熱強度を低めに設定することができ、そのカシメ部分の小径化が可能になる。
【００５７】
ここで、その断熱材６は、図８に示す如く低熱伝導部材５の下面（円形溝３との当接面）にも設けることが好ましく、これにより、低熱伝導部材５からピストン本体１への熱伝導を更に低下させることができ、噴霧燃料の更なる気化の促進が図れる。
【実施例４】
【００５８】
次に、本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例４を図９−１及び図９−２に基づいて説明する。
【００５９】
前述した実施例１の低熱伝導部材包含ピストン１０においては、円形溝３と低熱伝導部材５との間に隙間Ｇが形成されている。この隙間Ｇは、前述したが如く低熱伝導部材５が熱膨張した際の破損や低熱伝導部材５の過加熱を防止する為に有用であるが、その一方でデポジットを堆積させてしまう。そして、その隙間Ｇがデポジットで埋められると、低熱伝導部材５の熱膨張が阻害されるので、この低熱伝導部材５にはピストン本体１からの外れや破損が生じる虞がある。
【００６０】
そこで、本実施例４にあっては、その隙間Ｇを以下の如く構成し、デポジットの堆積を抑制している。
【００６１】
図９−１の符号３０は、本実施例４の低熱伝導部材包含ピストンを示す。この低熱伝導部材包含ピストン３０は、前述した実施例１の低熱伝導部材包含ピストン１０において、ピストン本体１における円形溝３の側壁部３ａと低熱伝導部材５の側壁部５ｄとの間の隙間Ｇをテーパー状に形成したものである。
【００６２】
即ち、本実施例４の低熱伝導部材包含ピストン３０においては、実施例１の円形溝３の代わりに、キャビティ底面２ａ側に向けて末広がりの図９−１に示す円錐台状の溝（以下「円錐台溝」という。）２３を形成している。更に、その円錐台溝２３には、実施例１の円盤状の低熱伝導部材５の代わりに、キャビティ底面２ａ側から円錐台溝２３の底面に向けて末広がりの円錐台状の低熱伝導部材２５を配置している。これが為、その円錐台溝２３の傾斜面２３ａと低熱伝導部材２５の傾斜面２５ｄとによって、夫々の間の隙間Ｇがテーパー状に形成される。
【００６３】
ここで、本実施例４の低熱伝導部材包含ピストン３０においても、低熱伝導部材２５には、その下面に環状の断熱用溝２５ａ，２５ｂが形成され、更に、その同心円上に円錐台状の貫通孔２５ｃが形成されている。そして、この低熱伝導部材２５は、その貫通孔２５ｃにおいて、実施例１と同様にピストン本体１へカシメ固定される。
【００６４】
このように、本実施例４の低熱伝導部材包含ピストン３０においては隙間Ｇがテーパー状に形成されているので、図９−１に示す如く堆積したデポジットＤは、図９−２に示す如く、周方向に熱膨張した低熱伝導部材２５により押し出される。これが為、本実施例４の低熱伝導部材包含ピストン３０によれば、簡易的な形状のみによりデポジットＤの堆積を有効に防ぐことができる。
【００６５】
尚、前述した実施例３の低熱伝導部材包含ピストン２０においても、その隙間Ｇを本実施例４の如くテーパー状にしてもよい。
【実施例５】
【００６６】
次に、本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例５を図１０及び図１１に基づいて説明する。
【００６７】
図１０の符号４０は、本実施例５の低熱伝導部材包含ピストンを示す。この低熱伝導部材包含ピストン４０は、前述した実施例１から実施例４の低熱伝導部材包含ピストン１０，２０，３０において、その円盤状の低熱伝導部材５や円錐台状の低熱伝導部材２５の断面形状を図１０に示す如く略楕円形状に変更すると共に、その円形溝３や円錐台溝２３の断面形状も図１０に示す如く略楕円形状に変更したものである。
【００６８】
即ち、本実施例５の低熱伝導部材包含ピストン４０は、断面が略楕円状の低熱伝導部材３５を、その高さと略同等の深さで且つその外周形状よりも若干大きめに形成された断面が略楕円状の溝３３に配置したものである。
【００６９】
本実施例５にあっても、その低熱伝導部材３５の下面（略楕円状の溝３３との当接面）には、実施例１から実施例４の断熱用溝５ａ，５ｂ又は断熱用溝２５ａ，２５ｂと同様の機能を為す少なくとも一つの断熱用溝（図示略）が形成されている。また、この低熱伝導部材３５の側壁部と溝３３の側壁部との間には、全周に渡って実施例１から実施例４と同様の隙間Ｇが設けられている。
【００７０】
更に、本実施例５の低熱伝導部材３５は、実施例１から実施例４と同様にして溝３３にカシメ固定される。
【００７１】
ここで、そのカシメ固定を行う為に本実施例５の低熱伝導部材３５においても実施例１から実施例４と同様の円錐台状の貫通孔５ｃ，２５ｃが形成されたと仮定すると、その低熱伝導部材３５は、カシメ固定を終える前において図５−１に示す柱状部（円柱部）４を中心に回転してしまう。
【００７２】
そして、その回転により、ある部分においては低熱伝導部材３５の側壁部と溝３３の側壁部とが当接し、ある部分においては夫々の側壁部間の隙間Ｇが設計値よりも大きくなってしまう可能性が高い。
【００７３】
このように、夫々の側壁部が一部でも当接した状態で低熱伝導部材包含ピストン４０が形成されると、かかる当接部分において低熱伝導部材３５の温度上昇が阻害され、その低熱伝導部材３５に期待される性能を発揮することができない虞がある。
【００７４】
そこで、本実施例５の低熱伝導部材３５においては、その略中央に図１０に示す断面が長円の貫通孔３５ｃを形成する。この貫通孔３５ｃは、実施例１から実施例４の貫通孔５ｃ，２５ｃと同様に、低熱伝導部材３５の下面からキャビティ底面２ａ側に向けて末広がりのテーパー状（錐台状）に形成される。
【００７５】
その一方、本実施例５における溝３３の底面の略中央には、図５−１に示す柱状部４と同様の通電カシメが為された後にカシメ部分を形成する断面長円の柱状部（図示略）を立設する。
【００７６】
これが為、この低熱伝導部材３５は、溝３３へ配置した際に柱状部を中心として回転しないので、所期の隙間Ｇを保ったままカシメ固定される。
【００７７】
このように、本実施例５の低熱伝導部材包含ピストン４０によれば、断面が円形以外の低熱伝導部材３５を適用する際に、例えば所期の隙間Ｇを保つ為の治具等を用いずとも、その隙間Ｇを容易に確保することができ、その生産性の高さ故に製造原価の低減をも図ることができる。
【００７８】
また、所期の隙間Ｇを確保することができるので、低熱伝導部材３５の外れや破損等を有効に回避することができる。
【００７９】
ここで、図１０においては断面が長円の貫通孔３５ｃを例示したが、例えば、図１１に示す低熱伝導部材包含ピストン５０の如く、その断面を三角形にしてもよい。即ち、断面が略楕円状の溝４３の略中央に三角柱の柱状部を設け、この柱状部を略楕円状の低熱伝導部材４５における三角錘台状の貫通孔４５ｃに挿通することによっても同様の効果を奏することができる。
【００８０】
即ち、円形以外の断面からなる低熱伝導部材における貫通孔は、長円や三角形等の多角形に限らず、真円以外の断面形状であれば何れのものであってもよい。
【００８１】
また、その低熱伝導部材を周方向へ均等に熱膨張させる為に、低熱伝導部材の断面形状と同一の断面形状にしてもよい。
【実施例６】
【００８２】
次に、本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例６を図１２から図１４に基づいて説明する。
【００８３】
図１２の符号６０は、本実施例６の低熱伝導部材包含ピストンを示す。この低熱伝導部材包含ピストン６０は、燃料がキャビティ底面２ａの略中央に噴霧される場合の構成について示したものである。
【００８４】
前述した実施例１から実施例３の低熱伝導部材包含ピストン１０，２０においては、カシメ部分が低熱伝導部材５の略中央（換言すればキャビティ底面２ａの略中央）に設けられており、かかる位置にはピストン本体１を構成する高熱伝導部材のアルミニウムが露出している。これが為、キャビティ底面２ａの略中央に燃料が噴霧されると、かかる位置の昇温性能の低さから噴霧燃料の気化が行われ難い。
【００８５】
そこで、本実施例６の低熱伝導部材包含ピストン６０においては、図１２に示す如く、噴霧燃料の当たるキャビティ底面２ａの領域Ｆを外した位置でカシメ固定を行う。
【００８６】
即ち、本実施例６の低熱伝導部材包含ピストン６０は、キャビティ底面２ａの略中央に貫通孔５ｃが形成されている実施例１から実施例３の低熱伝導部材５に代えて、その領域Ｆを外した位置に二つの貫通孔５５ｃ，５５ｃが形成された円盤状の低熱伝導部材５５を備えている。尚、本実施例６にあってはカシメ部分（貫通孔５５ｃ，５５ｃ）を二箇所にしているが、このカシメ部分は、少なくとも二つ設けられていればよい。
【００８７】
この低熱伝導部材包含ピストン６０は、その二つの貫通孔５５ｃ，５５ｃにおいて実施例１から実施例３と同様にカシメ固定される。ここで、この貫通孔５５ｃは、実施例１から実施例３の貫通孔５ｃと同様に、図１３に示す如く円錐台状に形成されている。
【００８８】
このようなことから、この低熱伝導部材包含ピストン６０においては噴霧燃料の全体が低熱伝導部材５５に当たるので、その噴霧燃料の気化が促進される。
【００８９】
また、その二つの貫通孔５５ｃ，５５ｃは、実施例１から実施例３と同様に、カシメ固定時における低熱伝導部材５５の位置決めとしての役目を持つだけでなく、回り止めの役目をも果たしている。
【００９０】
尚、本実施例６の如き噴霧燃料の当たる領域Ｆを外した二箇所の貫通孔５５ｃ，５５ｃは、前述した実施例４の円錐台状の低熱伝導部材２５に適用してもよく、これにより本実施例６と同様の効果を奏することができる。
【００９１】
また、そのような二箇所の貫通孔５５ｃ，５５ｃは、前述した実施例５における断面が略楕円状の低熱伝導部材３５に適用してもよい。即ち、図１４に示す如く、その低熱伝導部材３５と外形が同一の低熱伝導部材６５に、噴霧燃料の当たる領域Ｆを外して二つの貫通孔６５ｃ，６５ｃを設けてもよい。
【００９２】
この図１４に示す低熱伝導部材包含ピストン７０によれば、上述した本実施例６の低熱伝導部材包含ピストン６０と同様に噴霧燃料の気化の促進が図れ、更に、その二つの貫通孔６５ｃ，６５ｃが低熱伝導部材６５の回り止めになるので、カシメ部分の貫通孔を長円や多角形等にせずとも低熱伝導部材６５の周囲の隙間Ｇを確保することができる。
【００９３】
尚、前述した各実施例１〜６においては低熱伝導部材５，２５，３５，４５，５５，６５をキャビティ底面２ａに設けているが、そのような低熱伝導部材５，２５，３５，４５，５５，６５は、キャビティ底面２ａに限らず、ピストン頂面における噴霧燃料の当たる位置に設ければよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
以上のように、本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンは、燃焼室内における噴霧燃料の気化の促進に有用であり、特に、製造原価を抑えつつ、その気化を低熱伝導部材の破損等の無い安定した状態で行うことができる技術として適している。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例１の構成を上面から見た上面図である。
【図２】実施例１の低熱伝導部材包含ピストンを図１のＸ−Ｘ線で切った断面図である。
【図３】図２に示す実施例１の低熱伝導部材包含ピストンのＡ部を拡大した拡大断面図である。
【図４】実施例１の低熱伝導部材を下面から見た下面図である。
【図５−１】本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンにおける低熱伝導部材とピストン本体とのカシメ方法を説明する説明図であって、カシメ前の状態を示す図である。
【図５−２】本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンにおける低熱伝導部材とピストン本体とのカシメ方法を説明する説明図であって、カシメ後の状態を示す図である。
【図６】本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例２について説明する図３と同様の拡大断面図である。
【図７】本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例３について説明する図３と同様の拡大断面図である。
【図８】本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例３の他の例について説明する図３と同様の拡大断面図である。
【図９−１】本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例４について説明する図３と同様の拡大断面図であって、隙間にデポジットが堆積した状態を示す図である。
【図９−２】本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例４について説明する図３と同様の拡大断面図であって、隙間に堆積したデポジットが排出された状態を示す図である。
【図１０】本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例５の構成を上面から見た上面図である。
【図１１】本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例５の他の例の構成を上面から見た上面図である。
【図１２】本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例６の構成を上面から見た上面図である。
【図１３】実施例６の低熱伝導部材包含ピストンを図１２のＹ−Ｙ線で切った断面図である。
【図１４】本発明に係る低熱伝導部材包含ピストンの実施例６の他の例の構成を上面から見た上面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１  ピストン本体
３  円形溝
３ａ  溝の側壁部
５ｃ，２５ｃ，３５ｃ，４５Ｃ，５５ｃ，６５ｃ  貫通孔
５ｄ  側壁部
５ａ，５ｂ，２５ａ，２５ｂ  断熱用溝
５，２５，３５，４５，５５，６５  低熱伝導部材
６  断熱材
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０  低熱伝導部材包含ピストン
２３  円錐台溝
２３ａ  傾斜面
２５ｄ  傾斜面
３３，４３  溝
ＣＬ  間隔
Ｇ  隙間
【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５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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