(57)【要約】【課題】内燃機関のピストンに関し、簡素な構成で多点点火を実現し、燃焼性を改善する。【解決手段】内燃機関の気筒内に摺動自在にピストン本体２を内挿する。また、ピストン本体２に圧電体６を内蔵させ、ピストン本体２の頂面３ｅに作用する圧力で発電させる。さらに、ピストン本体２の頂面３ｅに一端が露出するように導電体７ａを内蔵させ、圧電体６に接続する。【選択図】図３
2013155657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内に摺動自在に内挿されるピストン本体と、
前記ピストン本体に内蔵され、前記ピストン本体の頂面に作用する圧力を受けて発電する圧電体と、
一端を前記頂面に露出して前記ピストン本体に内蔵され、前記圧電体に接続された導電体と
を備えたことを特徴とする、内燃機関のピストン。
【請求項２】
前記ピストン本体及び前記導電体間に介装された絶縁体を備えた
ことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のピストン。
【請求項３】
前記ピストン本体が、前記頂面側に配置されるアッパピストンと前記アッパピストンの下方に設けられるロアピストンとを組み合わせてなる二分割型のピストン本体であって、
前記圧電体が、前記アッパピストン及び前記ロアピストン間に挟装される
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の内燃機関のピストン。
【請求項４】
前記アッパピストン又は前記ロアピストンと前記圧電体との間に介装され、前記アッパピストン及び前記ロアピストンを離接方向へ移動可能に接続する付勢部材を備える
ことを特徴とする、請求項３記載の内燃機関のピストン。
【請求項５】
前記導電体の前記一端が、前記頂面における前記気筒の内周壁の近傍に配置される
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の内燃機関のピストン。
【請求項６】
前記導電体が複数設けられるとともに、前記頂面に露出する複数の前記一端が前記頂面の中心に対して点対称に配置される
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の内燃機関のピストン。
【請求項７】
前記頂面から前記導電体の前記一端に向かって突設された接地体を備えた
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の内燃機関のピストン。
【請求項８】
前記気筒の内周壁から前記導電体の前記一端に向かって突設された第二接地体を備えた
ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の内燃機関のピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガソリン機関やディーゼル機関といった内燃機関のピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関（エンジン）の一つのシリンダーに対して複数の点火プラグを設け、多点で火花点火を実施することで燃焼性を改善する技術が知られている。典型的な多点点火式のエンジンでは、燃焼室の中央部に設けられたメイン点火プラグとは別個に、サブ点火プラグが追加される。
【０００３】
例えば特許文献１には、燃焼室のほぼ中心位置に第一点火プラグが配置され、エンドガス領域に第二点火プラグが配置された多点点火式のエンジンが記載されている。エンドガス領域とは、燃焼室の外周部で相対的に火炎伝播が遅れる部位であり、例えば燃焼室の吸気弁寄りの位置に設定される。また、第二点火プラグが第一点火プラグよりも遅く、かつノッキング（異常燃焼）の発生前に点火される。このように、エンドガス領域に残存する混合気がノッキングに至る前に第二点火プラグで強制点火することにより、ノッキングを確実に回避しながら熱効率を向上させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９０７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の多点点火に関する技術では、一つのシリンダーにつき複数の点火プラグを実装させる必要がある。そのため、部品点数が倍増してコストが高騰するだけでなく、レイアウト上の制約も増大する。また、複数の点火プラグがエンジンに固定されることからシリンダーヘッドのサイズが大型化しやすく、ダウンサイジングが困難であるという課題もある。特に、多気筒エンジンの場合には、気筒数が増大するほど点火プラグの数も増加する。そのため、シリンダーヘッドの構造が複雑化しやすく、コストダウンが極めて困難となる。
【０００６】
本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、簡素な構成で多点点火を実現し、燃焼性を改善することである。
なお、上記の目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用，効果であって従来の技術では得られない作用，効果を奏することも、本件の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）ここで開示する内燃機関のピストンは、内燃機関の気筒内に摺動自在に内挿されるピストン本体と、前記ピストン本体に内蔵され、前記ピストン本体の頂面に作用する圧力を受けて発電する圧電体と、一端を前記頂面に露出して前記ピストン本体に内蔵され、前記圧電体に接続された導電体とを備える。
（２）また、前記ピストン本体及び前記導電体間に介装された絶縁体を備えることが好ましい。すなわち、前記導電体の外周が前記絶縁体によって被覆されることが好ましい。
【０００８】
（３）また、前記ピストン本体が、前記頂面側に配置されるアッパピストンと前記アッパピストンの下方に設けられるロアピストンとを組み合わせてなる二分割型のピストン本体であることが好ましい。この場合、前記圧電体が、前記アッパピストン及び前記ロアピストン間に挟装されることが好ましい。
（４）さらに、前記アッパピストン又は前記ロアピストンと前記圧電体との間に介装され、前記アッパピストン及び前記ロアピストンを離接方向へ移動可能に接続する付勢部材を備えることが好ましい。
【０００９】
（５）また、前記導電体の前記一端が、前記頂面における前記気筒の内周壁の近傍に配置されることが好ましい。
（６）また、前記導電体が複数設けられるとともに、前記頂面に露出する複数の前記一端が前記頂面の中心に対して点対称に配置されることが好ましい。
【００１０】
（７）また、前記頂面から前記導電体の前記一端に向かって突設された接地体を備えることが好ましい。
（８）また、前記気筒の内周壁から前記導電体の前記一端に向かって突設された第二接地体を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
開示の内燃機関のピストンによれば、簡素な構成で多点点火を実現することができ、内燃機関の燃焼性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態のピストンが適用される内燃機関の構成を例示する模式図である。
【図２】図１中のシリンダーヘッドの上方からシリンダー内を透視した平面図である。
【図３】ピストン本体の構成を例示する分解斜視図である。
【図４】ピストン及びシリンダーの縦断面図である。
【図５】変形例としてのピストン及びシリンダーの縦断面図である。
【図６】変形例としてのピストンを説明するための図であり、（ａ），（ｂ）はともに電極の近傍の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を参照して内燃機関のピストンについて説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
【００１４】
［１．エンジン］
本実施形態のピストン１は圧力感応型の可変圧縮比ピストンであり、図１に示す車載のガソリンエンジン１０（内燃機関）に適用される。このエンジン１０は、シリンダーブロック１１内に複数のシリンダー１２（気筒）を備えた多気筒エンジンであり、図１では複数のシリンダー１２のうちの一つを示す。エンジン１０のピストン１は、ピストン本体２とコネクティングロッド２１とから構成される。ピストン本体２は、中空円筒状に形成されたシリンダー１２の内周面に沿って、シリンダー１２の中心軸Ｃ方向に往復摺動自在に内装される。
【００１５】
コネクティングロッド２１は、ピストン本体２とクランクシャフト２０とを連結するものであり、その上端はピストンピン２２を介してピストン本体２の下部に軸支される。一方、コネクティングロッド２１の下端は、クランクシャフト２０の軸心から偏心した中心軸を持つクランクアームに軸支される。ピストン１の往復動作は、コネクティングロッド２１を介してクランクアームに伝達され、クランクシャフト２０の回転運動に変換される。
【００１６】
シリンダーブロック１１の上部には、シリンダー１２の天井面をなすシリンダーヘッド１３がガスケットを介して固定される。また、シリンダーヘッド１３の内部には、各シリンダー１２内に空気を供給するための吸気ポート１４と、シリンダー１２内で燃焼した空気を排出するための排気ポート１５とがそれぞれ二個ずつ穿孔される。
【００１７】
ピストン１の頂面とシリンダー１２の内周面とシリンダーヘッド１３の下面とで囲まれた空間は、燃料混合気の燃焼室１６として機能する。また、吸気ポート１４及び排気ポート１５のそれぞれの燃焼室１６側の端部には、吸気弁１７及び排気弁１８が設けられる。これらの吸気弁１７，排気弁１８は、シリンダーヘッド１３の上部に設けられる動弁機構によって各々の動作を個別に制御される。
燃焼室１６のほぼ中央の天井側には、点火プラグ１９が配置される。点火プラグ１９は、例えば図２に示すように、一対の吸気ポート１４と一対の排気ポート１５とに挟まれた中央部に配置される。
【００１８】
［２．ピストン本体］
［２−１．概要］
図３にピストン本体２の分解斜視図を示し、図４にピストン本体２の組み付け時の断面図を示す。このピストン本体２は、アッパピストン３，ロアピストン４及び皿ばね５（付勢部材）を組み合わせてなる二分割型の可変圧縮比ピストンである。
【００１９】
アッパピストン３はピストン本体２の頂面側に配置される部材であり、ロアピストン４はアッパピストン３の下方に設けられてコネクティングロッド２１に接続される部材である。アッパピストン３は、ロアピストン４に対してシリンダー１２の筒軸方向（中心軸Ｃの方向）に移動可能に設けられる。また、皿ばね５は、円錐台の錐面状に形成された付勢部材であり、アッパピストン３とロアピストン４との間に重ね合わされて複数枚挿入される。皿ばね５は、アッパピストン３をシリンダー１２の筒軸方向の上向きに付勢する。
【００２０】
また、このピストン本体２の内部には、アッパピストン３の頂面３ｅに作用する圧力を受けて発電する圧電体６と電極７とが挿入される。圧電体６は、応力を受けて起電力を生じる素子を積層した圧電変成器であり、例えばジルコン酸チタン酸鉛に代表される圧電セラミックスや、ポリフッ化ビニリデンに代表される圧電高分子膜として構成される。本実施形態では、圧電体６が皿ばね５とロアピストン４との間に介装される。
【００２１】
皿ばね５からアッパピストン３に与えられる付勢力の作用方向は、アッパピストン３の頂面３ｅに対して燃焼室１６から与えられるシリンダー内圧の作用方向と正反対の向きとなる。したがって、皿ばね５の付勢力がシリンダー内圧よりも高い状態では、アッパピストン３がロアピストン４から離隔する方向に押し上げられる。一方、シリンダー内圧が皿ばね５の付勢力よりも高い状態では、アッパピストン３がロアピストン４に近接する方向に押し縮められる。圧電体６はこのようなピストン本体２の縮小時に発生する応力を利用して発電し、その起電力を電極７に供給する。
【００２２】
電極７は、アッパピストン３の頂面３ｅにその一端が露出するように設けられた多点点火用の補助点火装置である。この電極７は、点火プラグ１９とは別個に燃焼室１６内の混合気を点火するように機能する。シリンダー１２及びピストン１はともにボディーアースされている（エンジン１０が搭載される車両の車体に対してアーシングされている）ため、シリンダー１２及びピストン１の何れもが電極７に対する接地電極となりうる。したがって、電極７から発せられるスパークは、シリンダー１２の内周面やアッパピストン３の頂面３ｅに対して放電される。
【００２３】
電極７の配設位置は、点火プラグ１９からの距離が比較的大きいエンドガス部（シリンダー１２の内周面の近傍）とされ、例えばシリンダー１２の内周面に沿ってほぼ同一の間隔で複数箇所に配置される。電極７での点火時期は、点火プラグ１９での点火によってシリンダー内圧が急上昇した後であり、少なくとも点火プラグ１９での点火時期よりもやや遅れた時刻となる。点火プラグ１９での点火時期を基準とした電極７での点火時期のリタード量は、アッパピストン３の頂面３ｅに作用するシリンダー内圧と皿ばね５の付勢力とに応じて圧電体６で発生する起電力の大きさやそのタイミングに依存する。したがって、皿ばね５のスプリングの強さを変更することで電極７の点火時期のリタード量を調整することが可能である。
【００２４】
以下、アッパピストン３とロアピストン４との相対距離が最も短くなったピストン本体２の状態を縮小状態と呼び、相対距離が最も長くなったピストン本体２の状態を伸長状態と呼ぶ。縮小状態では、ピストンピン２２の中心からアッパピストン３の頂面３ｅまでの距離が短くなるため、ピストン本体２が上死点に位置するときの燃焼室１６の容積が増大し、すなわち燃焼室１６の圧縮比が低下する。一方、伸長状態ではピストンピン２２の中心からアッパピストン３の頂面３ｅまでの距離が長くなり、燃焼室１６の圧縮比が上昇する。
【００２５】
［２−２．アッパピストン］
図３，図４に示すように、アッパピストン３には、ヘッド部３ａ，スカート部３ｂ及び突起部３ｃが設けられる。ヘッド部３ａは、シリンダー１２の中心軸と同軸に形成された円盤状の部位である。アッパピストン３のヘッド部３ａの頂面３ｅは燃焼室１６側に向かって膨出しており、燃焼室１６の底面となる。図３では、ヘッド部３ａの膨出形状がシリンダー１２の中心軸Ｃよりもやや排気ポート１５側に偏った形状のものを例示する。
【００２６】
また、ヘッド部３ａには、頂面３ｅから裏面３ｆに向かって四つの貫通孔３ｄが穿孔される。これらの貫通孔３ｄの位置はそれぞれ、図２に示すように、吸気ポート１４及び排気ポート１５の鉛直下方の位置に設けられ、互いにほぼ等間隔に配置される。本実施形態では、各貫通孔３ｄの中心とシリンダー１２の中心軸Ｃとを結ぶ直線が互いに直角となるように配置され、点火プラグ１９を挟んで互いに向かい合う貫通孔３ｄは、シリンダー１２の中心軸Ｃに対して点対称配置とされる。
これらの貫通孔３ｄには、電極７が埋め込まれて固定される。したがって、電極７は、頂面３ｅ上でシリンダー１２の中心軸Ｃに対して点対称に配置されることになる。なお、頂面３ｅの表面にプラチナ合金の被膜を形成することで、電極７による着火性を向上させてもよい。
【００２７】
ヘッド部３ａの側面となるピストン本体２の外周面には、ピストンリングやオイルリングを取り付けるための複数の外周溝が刻設される。ピストンリングは、ピストン本体２とシリンダー１２との隙間を塞ぐための部材であり、ピストン本体２の熱をシリンダー１２側へ伝達するとともに燃焼室１６の圧力低下やオイル漏れを抑制するように機能する。また、オイルリングは、シリンダー１２の壁面に付着するエンジンオイルの膜厚を調整する機能を持つ。
【００２８】
スカート部３ｂは、ヘッド部３ａの裏面３ｆの外周縁から下方に向けて延設された壁状の部位である。スカート部３ｂの形状は中空円筒の一部をなしており、その外周面はヘッド部３ａの外周面と同径の筒面となり、その内周面３ｇはヘッド部３ａの外周面よりもやや小径の筒面となる。このスカート部３ｂは、ピストン本体２をその上面から見たときに、シリンダー１２の中心軸Ｃからピストンピン２２の延在方向と垂直な方向の両端部に位置するように形成される。これにより、シリンダー１２内を摺動するピストン本体２の頂面３ｅが常に中心軸Ｃに対して垂直になるように、ピストン本体２の傾きが矯正される。
【００２９】
突起部３ｃは、ヘッド部３ａの裏面３ｆの中央から下方に向けて延設された円筒状の部位である。この突起部３ｃの筒軸は、ヘッド部３ａの中心（シリンダー１２の中心軸Ｃ）と一致する位置に設けられ、その外周面が後述するロアピストン４のスライド部４ｃの内筒面に摺接する寸法に形成される。突起部３ｃの筒軸の延在方向は、アッパピストン３のロアピストン４に対する摺動方向に一致する。なお、スカート部３ｂの内周面には、スナップリングを固定するための内周溝が刻設される。スナップリングは、アッパピストン３とロアピストン４との組み付け後の外れ止めとなる部材であり、アッパピストン３の突起部３ｃとロアピストン４のスライド部４ｃとをはめ合わせた状態で装着される。
【００３０】
［２−３．ロアピストン］
ロアピストン４には、台座部４ａ，ボス部４ｂ及びスライド部４ｃが設けられる。台座部４ａは、シリンダー１２の中心軸と同軸に形成された円盤状の部位であり、アッパピストン３のスカート部３ｂの内周面よりもやや小径に形成される。台座部４ａの上面４ｅはほとんど凹凸のない平坦な平面として形成される。
【００３１】
また、台座部４ａの下部には、ピストンピン２２が挿入されるピンボス４ｄを台座部４ａに固定するためのボス部４ｂが形成される。ピンボス４ｄは、ピストン本体２をシリンダー１２内に挿入したときに、クランクシャフト２０の延在方向と平行に配置される。したがって、図２に示すように、ピストンピン２２はシリンダー１２内をその上面から見て吸気ポート１４側と排気ポート１５側とに二分するような向きで配置される。
【００３２】
なお、ピストンピン２２がピンボス４ｄに対して圧入されて嵌合固定される構造としてもよいし、回転可能に軸支される構造としてもよい。前者の場合、ピストンピン２２とコネクティングロッド２１とをピン接合して回動自在とすればよい。
台座部４ａの上面４ｅには、上方に向かって延設された中空円筒状のスライド部４ｃが設けられる。このスライド部４ｃの内筒面は、アッパピストン３の突起部３ｃの外周面と摺接する部位であり、アッパピストン３はその突起部３ｃをスライド部４ｃに支持された状態でロアピストン４に対して摺動自在となる。
【００３３】
［２−４．皿ばね，圧電体，電極］
ピストン本体２の内部には、アッパピストン３のヘッド部３ａの裏面３ｆ，スカート部３ｂの内周面３ｇ，ロアピストン４の台座部４ａの上面４ｅ，スライド部４ｃの外筒面４ｆで囲まれた空間Ｓが形成される。この空間Ｓの内部には、前述の皿ばね５及び圧電体６が挿入される。
皿ばね５及び圧電体６は、アッパピストン３のヘッド部３ａの裏面３ｆとロアピストン４の台座部４ａの上面４ｅとの間に、皿ばね５が押し縮められた状態でともに挿入される。これにより、アッパピストン３のヘッド部３ａに作用するシリンダー内圧は皿ばね５を介して圧電体６に伝達され、圧電体６で起電力が発生する。
【００３４】
また、アッパピストン３の貫通孔３ｄには、電極７が挿入される。この電極７は、図３に示すように、導電体で形成された芯部７ａ（導電体）と、絶縁体で形成された被覆部７ｂ（絶縁体）とから構成される。芯部７ａは、点火プラグ１９の中心電極に相当する部位であり、例えば銅棒の表面にニッケル合金やイリジウム合金を被覆して形成される。また、被覆部７ｂは、芯部７ａとアッパピストン３との短絡を防止するための絶縁層をなす部位であり、芯部７ａの外周を覆うように形成される。この被覆部７ｂは、例えばアルミナを主体とするセラミックスで形成される。芯部７ａの先端は被覆部７ｂの端部よりも突出するように設けられ、その先端は屈曲形成される。
【００３５】
電極７の芯部７ａと圧電体６との間は、導線８で接続される。これにより、圧電体６に発生した起電力が導線８を介して電極７の芯部７ａの先端に印加され、芯部７ａの先端とこれに近接するアッパピストン３のヘッド部３ａの頂面３ｅとの間にスパークが生じる。なお、芯部７ａの径を貫通孔３ｄの孔径よりも小さく形成することで電極７とアッパピストン３との間に僅かな間隙を設け、短絡を防止する構造としてもよい。
【００３６】
［３．作用，効果］
上記のピストン１が適用されたエンジン１０での多点点火作用について説明する。燃焼室１６内の混合気が点火プラグ１９によって点火されると、点火プラグ１９を中心として燃焼反応が爆発的に進行し、シリンダー内圧が上昇する。シリンダー内圧はアッパピストン３の頂面３ｅを下方へ押し込むように作用し、アッパピストン３がロアピストン４側に押圧される。ピストン本体２の状態が縮小状態になると、燃焼室１６の容積が増大して燃焼室１６の圧縮比が低下するため、ノッキングの発生が抑制される。
【００３７】
また、アッパピストン３がロアピストン４側に押し込まれることで、皿ばね５を介して圧電体６にシリンダー内圧が伝達され、圧電体６に起電力が生じる。これにより、電極７の芯部７ａの先端と頂面３ｅとの間にスパークが生じ、ノッキングが発生する前にエンドガス部の混合気に点火される。これにより、ノッキングが回避されるとともに、クエンチゾーンに残存する未燃ガス量が減少し、エンジンアウトのHC排出量が減少する。
【００３８】
（１）このように、上記のピストン１は、ピストン本体２の内部に圧電体６を内蔵し、アッパピストン３の頂面３ｅに電極７の一端を露出させるという簡素な構成で多点点火を実現することができる。つまり、点火プラグ１９を新たに追加する必要がなく、コストやレイアウト上の制約の有無に関わらず、燃焼性を改善することができる。また、これによりシリンダー１２の圧縮比を予め高圧縮比寄りに設定しておくことが可能となり、エンジン１０の出力性能を改善することが容易となる。
【００３９】
（２）また、上記のピストン１の電極７は、図３に示すように、芯部７ａの周囲に絶縁体からなる被覆部７ｂが形成されている。これにより、圧電体６から供給される電流の短絡を確実に防止することができ、電極７での点火性を向上させることができる。
（３）さらに、上記のピストン本体２は、アッパピストン３とロアピストン４とからなる二分割構造であるため、ピストン本体２に圧電体６を容易かつ確実に内蔵させることができる。すなわち、二分割構造を備えた既存のピストン本体２に対する適用性が高く、実施が容易であるという利点がある。
【００４０】
（４）また、上記のピストン１では、圧電体６で発生する起電力の大きさが、アッパピストン３の頂面３ｅに作用するシリンダー内圧と皿ばね５の付勢力とに応じたものとなる。つまり、皿ばね５の弾性係数（ばねの柔らかさ）を変更することで圧電体６の起電力の大きさを変更することが容易であり、電極７での点火のタイミングを自在に設定することができる。少なくとも、点火プラグ１９での点火によるシリンダー内圧の急上昇によってエンドガス部で混合気が自然発火する時刻よりも前に電極７で点火することで、ノッキングを回避することができる。
【００４１】
（５）また、上記のピストン１では、点火プラグ１９からの距離が比較的大きいエンドガス部に電極７が配置されるため、燃焼室１６内におけるエンドガス部での燃焼性が改善される。したがって、ノッキングの原因となる異常燃焼が発生しやすいエンドガス部の混合気を、異常燃焼が発生する前に点火することができる。
（６）また、上記のピストン１では、図２に示すように、電極７がシリンダー１２の内周面に沿ってほぼ同一の間隔で複数箇所に配置され、シリンダー１２の中心軸Ｃに対して点対称配置とされる。これにより、シリンダー１２内での電極７による点火位置の分布をほぼ均一にすることができ、ノッキングの抑制効果を高めることができる。
【００４２】
［４．変形例］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
上述の実施形態では、皿ばね５を用いて付勢力を与える可変圧縮比ピストンを例示したが、付勢力を付与するための具体的な手段はこれに限定されない。皿ばね５に代えて、あるいは加えて、アッパピストン３とロアピストン４との間に相対変位を生じさせる任意の弾性部材を用いることができる。例えば、板ばねやコイルばねといった金属ばねや、耐熱樹脂ばね，セラミックばねといった非金属ばねや、空気ばね、磁気ばね等を用いてもよい。
【００４３】
また、上述の実施形態のピストン１は、圧力感応型の可変圧縮比ピストンであるが、電極７による多点点火を実施する上でシリンダー１２の圧縮比が可変であるか否かは問題とならない。例えば、図５に示すように、アッパピストン３とロアピストン４との間に圧電体６のみを介装し、アッパピストン３とロアピストン４とが相対変位しない構造とすることも考えられる。この場合、アッパピストン３の頂面３ｅに作用するシリンダー内圧を直接的に圧電体６に作用させることができ、急上昇する燃焼圧に対する起電力の応答性を向上させることができる。なお、電極７の芯部７ａを圧電体６に直接的に接続することにより、導線８を省略することも可能である。
【００４４】
また、上述の実施形態では二分割構造のピストン本体２を例示したが、ピストン１の構造はこれに限定されない。つまり、圧電体６や電極７が少なくともピストン本体２に内蔵されていればよく、ピストン本体２自体が複数の部品を組み合わせてなる構造である必要はない。例えば、上述の実施形態のアッパピストン３及びロアピストン４を一体形成するとともに外筒面から内側に向かって窪みを形成し、その窪みの内部に圧電体６を収容するような構造とすることも可能である。
また、上述の実施形態では、上記のピストン１をガソリンエンジンに適用したものを例示したが、ディーゼルエンジンに適用してもよい。つまり、図５に示すように、点火プラグ１９を持たないエンジン１０に対して上記のピストン１を適用することも可能である。
【００４５】
また、電極７の先端形状に関して、上述の実施形態ではアッパピストン３の頂面３ｅに電極７の一端が露出するように設けられたシンプルな形状を例示したが、芯部７ａからピストン１又はシリンダー１２への放電性を考慮して、接地電極として機能する部位をピストン１又はシリンダー１２に形成してもよい。例えば、図６（ａ）に示すように、アッパピストン３の頂面３ｅから電極７の芯部７ａの近傍に向かって突設された接地体９ａを形成してもよい。この場合、電極７の放電性は芯部７ａと接地体９ａとの距離に依存する。芯部７ａは、必ずしもその先端をアッパピストン３の頂面３ｅよりも燃焼室１６側に突出した形状でなくてもよく、少なくとも燃焼室１６側に露出した構造であればよい。
【００４６】
あるいは、図６（ｂ）に示すように、シリンダー１２の内周面から電極７の芯部７ａの近傍に向かって突設された第二接地体９ｂを形成してもよい。この場合、電極７をできるだけシリンダー１２の内周面に近い位置に配設するか、電極７の芯部７ａをシリンダー１２の内周面側へ向かって延設することが好ましい。このように、接地体９ａや第二接地体９ｂを設けることにより、ピストン本体２やシリンダー１２に対する放電性を向上させることができ、電極７による点火性能の信頼性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  ピストン
２  ピストン本体
３  アッパピストン
３ｅ  頂面
４  ロアピストン
５  皿ばね（付勢部材）
６  圧電体
７  電極
７ａ  芯部（導電体）
７ｂ  被覆部（絶縁体）
８  導線
９ａ  接地体
９ｂ  第二接地体
１０  エンジン（内燃機関）
１２  シリンダー（気筒）
【図１】
2013155657.tif 000003
【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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