(57)【要約】【課題】ピストン頂面温度の上昇を抑制するとともにピストンスカート部での摩擦損失を低減する。【解決手段】ピストン外周部におけるピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との間にオイルリング溝２３が形成されており、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との間にオイルリング溝２３に開口するスリット孔２４がピストン周方向に沿って形成されている。オイルリング溝２３内には、ピストンリングと別部品であり、オイルリング溝２３のピストンヘッド部１４側の側面２３ｂ及びピストンスカート部１６側の側面２３ｃの両方を面で押圧することで、ピストンヘッド部１４から伝わる熱をピストンスカート部１６へ伝える伝熱リング３６が装着されている。【選択図】図４
2009121311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン頂面を含むピストンヘッド部と、ピストンヘッド部より下方で且つピストン外周部に設けられたピストンスカート部と、を備える内燃機関用ピストンであって、
ピストン外周部におけるピストンヘッド部とピストンスカート部との間には、溝がピストン周方向に沿って形成されており、
ピストンヘッド部とピストンスカート部との間には、ピストンが熱膨張する場合にピストンヘッド部のピストン径方向変位に伴うピストンスカート部のピストン径方向変位を抑制するためのスリット孔であって、前記溝に開口するスリット孔がピストン周方向に沿って形成されており、
ピストンリングと別部品であり、前記溝内に装着された伝熱部材であって、該溝のピストンヘッド部側の側面及びピストンスカート部側の側面の両方を面で押圧することで、ピストンヘッド部から伝わる熱をピストンスカート部へ伝える伝熱部材が設けられている、内燃機関用ピストン。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関用ピストンであって、
伝熱部材は、ピストン軸方向に関して弾性的に収縮した状態で前記溝内に装着されていることで、該溝のピストンヘッド部側の側面及びピストンスカート部側の側面の両方を面で押圧する部材である、内燃機関用ピストン。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関用ピストンであって、
伝熱部材は、前記溝のピストンヘッド部側の側面を押圧するリング状のヘッド部押圧面と、前記溝のピストンスカート部側の側面を押圧するリング状のスカート部押圧面と、ヘッド部押圧面の内周部とスカート部押圧面の内周部とを接続するリング状の接続部材と、を含むリング状の部材である、内燃機関用ピストン。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関用ピストンであって、
伝熱部材は、前記溝内への装着前の状態においてヘッド部押圧面とスカート部押圧面との距離が外周側へ向かうにつれて広がる形状を呈しており、さらに、ヘッド部押圧面の外周部とスカート部押圧面の外周部との距離を縮めるように弾性的に収縮可能であり、
ヘッド部押圧面の外周部とスカート部押圧面の外周部との距離を縮めた状態で伝熱部材が前記溝内に装着されている、内燃機関用ピストン。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１に記載の内燃機関用ピストンであって、
伝熱部材は、その外周部にピストンリング装着溝が形成されたリング状の部材であり、
ピストンリングが前記ピストンリング装着溝に装着されている、内燃機関用ピストン。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関用ピストンであって、
前記ピストンリング装着溝に装着されたピストンリングはオイルリングであり、
伝熱部材には、前記オイルリングが掻いたオイルをスリット孔へ導くためのオイル穴が形成されている、内燃機関用ピストン。
【請求項７】
ピストン頂面を含むピストンヘッド部と、ピストンヘッド部より下方で且つピストン外周部に設けられたピストンスカート部とを別部品とし、これらを締結した内燃機関用ピストンであって、
ピストンスカート部の上端部は、ピストンヘッド部から熱が伝わる伝熱部であって、ピストン軸方向に関して弾性的に変位可能な伝熱部を含み、
ピストンヘッド部の下端面を前記伝熱部に押し付けて該伝熱部をピストン軸方向下側へ弾性的に変位させた状態でピストンヘッド部とピストンスカート部とが締結されており、
ピストン軸方向下側へ弾性的に変位した伝熱部が、弾性力によってピストンヘッド部の下端面を面で押圧することで、ピストンヘッド部から伝わる熱をピストンスカート部へ伝える、内燃機関用ピストン。
【請求項８】
ピストン頂面を含むピストンヘッド部と、ピストンヘッド部より下方で且つピストン外周部に設けられたピストンスカート部とを別部品とし、これらを締結した内燃機関用ピストンであって、
ピストンヘッド部の下端部は、ピストンスカート部へ熱を伝える伝熱部であって、ピストン軸方向に関して弾性的に変位可能な伝熱部を含み、
ピストンスカート部の上端面を前記伝熱部に押し付けて該伝熱部をピストン軸方向上側へ弾性的に変位させた状態でピストンヘッド部とピストンスカート部とが締結されており、
ピストン軸方向上側へ弾性的に変位した伝熱部が、弾性力によってピストンスカート部の上端面を面で押圧することで、ピストンヘッド部の熱をピストンスカート部へ伝える、内燃機関用ピストン。
【請求項９】
ピストン頂面を含むピストンヘッド部と、ピストンヘッド部より下方で且つピストン外周部に設けられたピストンスカート部とを別部品とし、これらを締結した内燃機関用ピストンであって、
ピストンヘッド部の下端部には、ピストン軸方向の上側から下側にかけて直径が徐々に減少するヘッド側テーパ面が形成されており、
ピストンスカート部の上端部には、ピストン軸方向の上側から下側にかけて直径が徐々に減少するスカート側テーパ面が形成されており、
前記ヘッド側テーパ面と前記スカート側テーパ面とが合わされた状態でピストンヘッド部とピストンスカート部とが締結されており、
ピストン軸方向に対する前記ヘッド側テーパ面及び前記スカート側テーパ面の傾斜角度が４５°より大きい、内燃機関用ピストン。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１に記載の内燃機関用ピストンであって、
ピストンヘッド部を有する部品とピストンスカート部を有する部品とにそれぞれ形成したピストンピン孔にピストンピンを嵌入することで、ピストンヘッド部とピストンスカート部とを締結する、内燃機関用ピストン。
【請求項１１】
ピストン頂面を含むピストンヘッド部と、ピストンヘッド部より下方で且つピストン外周部に設けられたピストンスカート部とを別部品とし、これらを締結した内燃機関用ピストンであって、
ピストンヘッド部を有する部品は、ヘッド側ピストンピン孔が形成されたヘッド側ピンボス部をさらに有し、
ピストンスカート部を有する部品は、スカート側ピストンピン孔が形成されたスカート側ピンボス部をさらに有し、
スカート側ピンボス部には、スカート側ピストンピン孔に対するピストンスカート部のピストン軸方向に関する弾性的な相対変位を許容するための弾性部が設けられており、
ピストンヘッド部の下端面をピストンスカート部の上端面に押し付けてピストンスカート部をスカート側ピストンピン孔に対してピストン軸方向下側へ弾性的に変位させた状態で、ピストンピンがヘッド側ピストンピン孔及びスカート側ピストンピン孔に嵌入されていることで、ピストンヘッド部とピストンスカート部とが締結されており、
ピストンスカート部の上端面がピストンヘッド部の下端面を押圧することで、ピストンヘッド部からピストンスカート部へ熱が伝わる、内燃機関用ピストン。
【請求項１２】
シリンダ内を往復運動するピストンを備える内燃機関であって、
前記ピストンが、請求項１〜１１のいずれか１に記載の内燃機関用ピストンである、内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ内を往復運動する内燃機関用ピストン、及びピストンを備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のピストンは移動部材であるため、エンジン実働時において冷却水等で直接冷却することが困難である。例えば、シリンダに設けられたウォータジャケット内の冷却水で冷却されたシリンダと接触しながら摺動することで、ピストンヘッドの熱をシリンダに放熱している。また、オイルジェット等を有する内燃機関では、ピストンの内側へ向けて噴射されたオイルに放熱している。
【０００３】
現行のレシプロ機関では、ピストン慣性力がピストンをシリンダに押し付ける側圧力（スラスト力）の発生要因になっているので、ピストンをできうる限り軽くすることが求められる。また、ピストン頂部の熱を速やかに拡散させるために熱伝導率の高い材料で製作される。このため、内燃機関に使用されるピストンは、一般的にアルミニウム合金で製作される。一方、ピストンが挿入されるシリンダは、アルミニウム合金との耐焼き性において良好な特性を有する鋳鉄が使用される。シリンダは、シリンダブロックごと鋳鉄を用いる場合と、鋳鉄製ライナをアルミニウム合金で鋳包む場合とが一般的であるが、いずれの場合においても熱膨張係数がピストンのアルミニウム合金よりも小さくなる。加えて、燃焼の熱の一部はピストンを介してシリンダに放熱されるので、ピストンの方がシリンダよりも温度が高くなるのが一般的である。
【０００４】
よって、エンジン実働時においては、ピストンの方が高温である上に熱膨張係数が大きい材料で製作されているので、ピストンの熱膨張によってピストンスカート部がシリンダに対して締まり嵌めになりやすい。ピストンスカート部がシリンダに対して締まり嵌めになると、ピストンスカート部での摩擦損失が増大する。逆に、ピストン高温時の締まり嵌めを回避するために、常温時のピストンとシリンダとの間のクリアランスを大きくすると、エンジン冷間時においてピストンがシリンダの中を蛇行して、振動・騒音の原因となる。
【０００５】
上記の問題点の解決を図るために、ピストンヘッド部とピストンスカート部との間にスリット孔を形成したピストンが提案されている。ピストンヘッド部とピストンスカート部との間にスリット孔を形成することで、ピストンの熱膨張に伴ってピストンヘッド部がピストン径方向外側へ変位しても、ピストンスカート部がピストンヘッド部につられてピストン径方向外側へ変位するのが抑制されるので、ピストンスカート部がシリンダに対して締まり嵌めになるのが抑制される。
【０００６】
また、上記の問題点の解決を図るために、ピストンヘッド部とピストンスカート部とを別部品としたピストンも提案されている（例えば下記特許文献１）。ピストンヘッド部とピストンスカート部とを別部品とすることで、ピストンの熱膨張に伴ってピストンヘッド部がピストン径方向外側へ変位しても、ピストンスカート部のピストン径方向外側への変位が抑制されるので、ピストンスカート部がシリンダに対して締まり嵌めになるのが抑制される。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−９３９２７号公報
【特許文献２】特開２００５−３５１１５５号公報
【特許文献３】特開２００５−１２７３００号公報
【特許文献４】特開昭６２−２２５７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ピストンヘッド部は高温の燃焼室に面しているのに対して、ピストンスカート部は冷却水の流れるウォータジャケットを背部に有するシリンダ壁に接しているため、ピストンヘッド部の方がピストンスカート部より温度が高くなる。ピストン頂面温度（ピストンヘッド部温度）の上昇を抑制するためには、ピストンヘッド部からピストンスカート部への放熱を効率よく行うことが望ましい。
【０００９】
ピストンヘッド部とピストンスカート部との間にスリット孔を形成したピストンにおいては、スリット孔によってピストンヘッド部からピストンスカート部への放熱が妨げられることで、ピストン頂面温度（ピストンヘッド部温度）が上昇するという問題点が生じる。また、ピストンヘッド部とピストンスカート部とを別部品としたピストンにおいても、ピストンヘッド部からピストンスカート部への放熱が行われにくいため、ピストン頂面温度が上昇するという問題点が生じる。ピストン頂面温度が上昇すると、ガソリン機関等の火花点火機関ではノッキングが発生しやすくなるという問題点が生じ、ディーゼル機関等の圧縮自着火機関ではもともとピストン温度が高いためにピストンの耐熱温度を超えやすくなるという問題点が生じる。さらに、ピストンヘッド部温度が上昇すると、ピストンリング摺動部の温度も高くなり、潤滑油の粘度低下により良好な油膜形成が困難となるため、ピストンリングの焼き付きや、ピストンランド部での潤滑油の蒸発が発生してオイル中の高沸点成分による堆積物が生成される、等の不具合が発生する。
【００１０】
本発明は、ピストン頂面温度の上昇を抑制することができるとともにピストンスカート部での摩擦損失を低減することができる内燃機関用ピストン及び内燃機関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】
【００１１】
本発明に係る内燃機関用ピストン及び内燃機関は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【００１２】
本発明に係る内燃機関用ピストンは、ピストン頂面を含むピストンヘッド部と、ピストンヘッド部より下方で且つピストン外周部に設けられたピストンスカート部と、を備える内燃機関用ピストンであって、ピストン外周部におけるピストンヘッド部とピストンスカート部との間には、溝がピストン周方向に沿って形成されており、ピストンヘッド部とピストンスカート部との間には、ピストンが熱膨張する場合にピストンヘッド部のピストン径方向変位に伴うピストンスカート部のピストン径方向変位を抑制するためのスリット孔であって、前記溝に開口するスリット孔がピストン周方向に沿って形成されており、ピストンリングと別部品であり、前記溝内に装着された伝熱部材であって、該溝のピストンヘッド部側の側面及びピストンスカート部側の側面の両方を面で押圧することで、ピストンヘッド部から伝わる熱をピストンスカート部へ伝える伝熱部材が設けられていることを要旨とする。
【００１３】
本発明の一態様では、伝熱部材は、ピストン軸方向に関して弾性的に収縮した状態で前記溝内に装着されていることで、該溝のピストンヘッド部側の側面及びピストンスカート部側の側面の両方を面で押圧する部材であることが好適である。
【００１４】
本発明の一態様では、伝熱部材は、前記溝のピストンヘッド部側の側面を押圧するリング状のヘッド部押圧面と、前記溝のピストンスカート部側の側面を押圧するリング状のスカート部押圧面と、ヘッド部押圧面の内周部とスカート部押圧面の内周部とを接続するリング状の接続部材と、を含むリング状の部材であることが好適である。この態様では、伝熱部材は、前記溝内への装着前の状態においてヘッド部押圧面とスカート部押圧面との距離が外周側へ向かうにつれて広がる形状を呈しており、さらに、ヘッド部押圧面の外周部とスカート部押圧面の外周部との距離を縮めるように弾性的に収縮可能であり、ヘッド部押圧面の外周部とスカート部押圧面の外周部との距離を縮めた状態で伝熱部材が前記溝内に装着されていることが好適である。
【００１５】
本発明の一態様では、伝熱部材は、その外周部にピストンリング装着溝が形成されたリング状の部材であり、ピストンリングが前記ピストンリング装着溝に装着されていることが好適である。この態様では、前記ピストンリング装着溝に装着されたピストンリングはオイルリングであり、伝熱部材には、前記オイルリングが掻いたオイルをスリット孔へ導くためのオイル穴が形成されていることが好適である。
【００１６】
また、本発明に係る内燃機関用ピストンは、ピストン頂面を含むピストンヘッド部と、ピストンヘッド部より下方で且つピストン外周部に設けられたピストンスカート部とを別部品とし、これらを締結した内燃機関用ピストンであって、ピストンスカート部の上端部は、ピストンヘッド部から熱が伝わる伝熱部であって、ピストン軸方向に関して弾性的に変位可能な伝熱部を含み、ピストンヘッド部の下端面を前記伝熱部に押し付けて該伝熱部をピストン軸方向下側へ弾性的に変位させた状態でピストンヘッド部とピストンスカート部とが締結されており、ピストン軸方向下側へ弾性的に変位した伝熱部が、弾性力によってピストンヘッド部の下端面を面で押圧することで、ピストンヘッド部から伝わる熱をピストンスカート部へ伝えることを要旨とする。
【００１７】
また、本発明に係る内燃機関用ピストンは、ピストン頂面を含むピストンヘッド部と、ピストンヘッド部より下方で且つピストン外周部に設けられたピストンスカート部とを別部品とし、これらを締結した内燃機関用ピストンであって、ピストンヘッド部の下端部は、ピストンスカート部へ熱を伝える伝熱部であって、ピストン軸方向に関して弾性的に変位可能な伝熱部を含み、ピストンスカート部の上端面を前記伝熱部に押し付けて該伝熱部をピストン軸方向上側へ弾性的に変位させた状態でピストンヘッド部とピストンスカート部とが締結されており、ピストン軸方向上側へ弾性的に変位した伝熱部が、弾性力によってピストンスカート部の上端面を面で押圧することで、ピストンヘッド部の熱をピストンスカート部へ伝えることを要旨とする。
【００１８】
また、本発明に係る内燃機関用ピストンは、ピストン頂面を含むピストンヘッド部と、ピストンヘッド部より下方で且つピストン外周部に設けられたピストンスカート部とを別部品とし、これらを締結した内燃機関用ピストンであって、ピストンヘッド部の下端部には、ピストン軸方向の上側から下側にかけて直径が徐々に減少するヘッド側テーパ面が形成されており、ピストンスカート部の上端部には、ピストン軸方向の上側から下側にかけて直径が徐々に減少するスカート側テーパ面が形成されており、前記ヘッド側テーパ面と前記スカート側テーパ面とが合わされた状態でピストンヘッド部とピストンスカート部とが締結されており、ピストン軸方向に対する前記ヘッド側テーパ面及び前記スカート側テーパ面の傾斜角度が４５°より大きいことを要旨とする。
【００１９】
本発明の一態様では、ピストンヘッド部を有する部品とピストンスカート部を有する部品とにそれぞれ形成したピストンピン孔にピストンピンを嵌入することで、ピストンヘッド部とピストンスカート部とを締結することが好適である。
【００２０】
また、本発明に係る内燃機関用ピストンは、ピストン頂面を含むピストンヘッド部と、ピストンヘッド部より下方で且つピストン外周部に設けられたピストンスカート部とを別部品とし、これらを締結した内燃機関用ピストンであって、ピストンヘッド部を有する部品は、ヘッド側ピストンピン孔が形成されたヘッド側ピンボス部をさらに有し、ピストンスカート部を有する部品は、スカート側ピストンピン孔が形成されたスカート側ピンボス部をさらに有し、スカート側ピンボス部には、スカート側ピストンピン孔に対するピストンスカート部のピストン軸方向に関する弾性的な相対変位を許容するための弾性部が設けられており、ピストンヘッド部の下端面をピストンスカート部の上端面に押し付けてピストンスカート部をスカート側ピストンピン孔に対してピストン軸方向下側へ弾性的に変位させた状態で、ピストンピンがヘッド側ピストンピン孔及びスカート側ピストンピン孔に嵌入されていることで、ピストンヘッド部とピストンスカート部とが締結されており、ピストンスカート部の上端面がピストンヘッド部の下端面を押圧することで、ピストンヘッド部からピストンスカート部へ熱が伝わることを要旨とする。
【００２１】
また、本発明に係る内燃機関は、シリンダ内を往復運動するピストンを備える内燃機関であって、前記ピストンが、本発明に係る内燃機関用ピストンであることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ピストンの熱膨張によりピストンヘッド部がピストン径方向外側へ変位しても、ピストンスカート部がピストンヘッド部につられてピストン径方向外側へ変位するのを抑制することができるとともに、ピストンヘッド部の熱をピストンスカート部へ効率よく伝えることができる。したがって、ピストン頂面温度の上昇を抑制することができるとともに、ピストンスカート部での摩擦損失を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００２４】
「実施形態１」
図１〜４は、本発明の実施形態１に係る内燃機関用ピストン１２を備える内燃機関の概略構成を示す図である。図１はクランクシャフトの軸線方向から見た内燃機関の内部構成の概略を示す図であり、図２はクランクシャフトの軸線方向から見たピストン１２の概略構成を示す断面図（ピストンスラスト方向の断面図）であり、図３はクランクシャフトの軸線方向及びシリンダ１１の軸線方向と直交する方向から見たピストン１２の概略構成を示す外観図（ピストンピンボス方向の外観図）であり、図４は図２のＡ部の拡大図である。図１では、コネクティングロッドやクランクシャフトや動弁機構等の具体的構成の図示を省略しているが、公知の構成で実現可能である。本実施形態に係るピストン１２は、シリンダ１１内をその軸線方向に沿って往復運動するものであり、シリンダ１１内のガスに面するピストン頂面１２ａを含むピストンヘッド部１４と、ピストンヘッド部１４より下方で且つピストン１２外周部に設けられ、シリンダ内周壁１１ａに面する一対のピストンスカート部１６と、ピストンヘッド部１４より下方に設けられ、ピストンピンが嵌入されるピストンピン孔１９が形成されたピストンピンボス部１８と、を備える。一対のピストンスカート部１６は、ピストン１２のスラスト面１２ｂ（ピストン１２をシリンダ１１へ押し付ける側圧力（スラスト力）が作用する面）及び反スラスト面１２ｃ（スラスト面１２ｂと反対側の面）にそれぞれ設けられている。ピストン１２の材料としては、例えばアルミニウム合金等、熱伝導率の高い材料が用いられる。
【００２５】
ピストン１２（ピストンヘッド部１４）の外周部には、ピストンリング（コンプレッションリング）が装着されるリング溝として、トップリング溝２１及びセカンドリング溝２２がピストン周方向に沿って形成されており、トップリング溝２１及びセカンドリング溝２２には、コンプレッションリングとしてトップリング３１及びセカンドリング３２がそれぞれ装着されている。ピストン１２の外周部におけるピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との間には、ピストンリング（オイルリング３３）が装着されるリング溝として、オイルリング溝２３がピストン周方向に沿って形成されている。
【００２６】
本実施形態では、図４に示すように、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との間には、オイルリング溝２３に開口するスリット孔２４がピストン周方向に沿って形成されている。ここでのスリット孔２４は、ピストン１２のスラスト面１２ｂ及び反スラスト面１２ｃにそれぞれ形成されており、スリット孔２４の長手方向はピストン周方向に一致している。このスリット孔２４によって、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との間のピストン径方向に関する相対変位が許容され、ピストン１２が熱膨張する場合に、ピストンヘッド部１４のピストン径方向変位に伴って生じるピストンスカート部１６のピストン径方向変位が抑制される。なお、図４は、スリット孔２４がオイルリング溝２３の底面２３ａの下方位置でオイルリング溝２３に開口する例を示している。ただし、スリット孔２４は、例えば図５に示すように、オイルリング溝２３の底面２３ａの中央位置でオイルリング溝２３に開口していてもよいし、例えば図６に示すように、オイルリング溝２３のピストンスカート部１６側の側面２３ｃでオイルリング溝２３に開口していてもよい。
【００２７】
さらに、本実施形態では、図４に示すように、オイルリング溝２３内には、ピストンリング（トップリング３１、セカンドリング３２、及びオイルリング３３）と別部品である伝熱リング（リング状の伝熱部材）３６が装着されている。オイルリング溝２３内に装着された伝熱リング３６は、オイルリング溝２３のピストンヘッド部１４側の側面２３ｂ及びピストンスカート部１６側の側面２３ｃの両方を面で押圧することにより、オイルリング溝２３の側面２３ｂ，２３ｃの両方に密着している。ここでの伝熱リング３６は、ピストン１２が熱膨張する場合にピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との間のピストン径方向に関する相対変位を許容しつつ、ピストンヘッド部１４から伝わる熱をピストンスカート部１６へ伝える役割を果たす。この伝熱リング３６の材料としては、例えばアルミニウム合金や銅合金や炭素繊維複合材料等、熱伝導率の高い材料が用いられる。この伝熱リング３６は、ピストンリング（トップリング３１、セカンドリング３２、及びオイルリング３３）と異なり、シリンダ内周壁１１ａには密着しない。
【００２８】
図７，８に、伝熱リング３６の構成例を示す。伝熱リング３６は、オイルリング溝２３のピストンヘッド部１４側の側面２３ｂを押圧するリング状のヘッド部押圧面３６ｂと、オイルリング溝２３のピストンスカート部１６側の側面２３ｃを押圧するリング状のスカート部押圧面３６ｃと、ヘッド部押圧面３６ｂの内周部とスカート部押圧面３６ｃの内周部とを接続するリング状の接続部材３６ａと、を含んで構成されており、略コ字状の断面形状を有する。オイルリング溝２３のピストンヘッド部１４側の側面２３ｂとピストンスカート部１６側の側面２３ｃは、互いに平行である。一方、伝熱リング３６は、オイルリング溝２３内への装着前の状態においては、図８に示すように、ヘッド部押圧面３６ｂとスカート部押圧面３６ｃとの距離が内周側から外周側へ向かうにつれて徐々に広がる形状を呈している。そして、オイルリング溝２３内への装着前の状態においては、ヘッド部押圧面３６ｂの内周部とスカート部押圧面３６ｃの内周部との距離は、オイルリング溝２３の幅（側面２３ｂ，２３ｃ間の距離）と略等しく（あるいはオイルリング溝２３の幅よりも若干長く）、ヘッド部押圧面３６ｂの外周部とスカート部押圧面３６ｃの外周部との距離は、オイルリング溝２３の幅よりも長い。さらに、伝熱リング３６のヘッド部押圧面３６ｂ及びスカート部押圧面３６ｃは、接続部材３６ａを支点として弾性変形可能であり、ヘッド部押圧面３６ｂの外周部とスカート部押圧面３６ｃの外周部との距離を縮めるように弾性的に収縮可能である。伝熱リング３６は、ヘッド部押圧面３６ｂの外周部とスカート部押圧面３６ｃの外周部との距離を弾性的に縮めた状態でオイルリング溝２３内に装着されている。つまり、伝熱リング３６は、ピストン軸方向（図１〜４の上下方向、シリンダ１１の軸線方向と一致する）に関して弾性的に収縮した状態でオイルリング溝２３内に装着されていることで、弾性力によってオイルリング溝２３のピストンヘッド部１４側の側面２３ｂ及びピストンスカート部１６側の側面２３ｃの両方を面で押圧する。ここでは、伝熱リング３６のヘッド部押圧面３６ｂ及びスカート部押圧面３６ｃがオイルリング溝２３の側面２３ｂ，２３ｃを押圧する力は、オイルリング溝２３内への装着前の状態におけるヘッド部押圧面３６ｂの外周部とスカート部押圧面３６ｃの外周部との距離を調整することにより調整可能である。そして、伝熱リング３６がオイルリング溝２３の側面２３ｂ，２３ｃを押圧する力は、ピストン１２が熱膨張する場合に、オイルリング溝２３の側面２３ｂと伝熱リング３６のヘッド部押圧面３６ｂとの間の相対すべり、及びオイルリング溝２３の側面２３ｃと伝熱リング３６のスカート部押圧面３６ｃとの間の相対すべりが許容される程度に調整されている。
【００２９】
また、伝熱リング３６の外周部には、ヘッド部押圧面３６ｂとスカート部押圧面３６ｃと接続部材３６ａとにより、オイルリング装着溝（ピストンリング装着溝）３６ｄがその周方向に沿って形成されている。オイルリング３３（ピストンリング）は、図９に示すように、このオイルリング装着溝３６ｄに装着される。伝熱リング３６（接続部材３６ａ）には、図７，９に示すように、複数のオイル穴３６ｅがその周方向に互いに間隔をおいて形成されている。オイルリング３３がシリンダ内周壁１１ａに対し摺動する際に掻き落としたオイル（潤滑油）は、これらのオイル穴３６ｅを通ってスリット孔２４へ導かれ、スリット孔２４を通った後、図示しないオイルパン内へ落下する。
【００３０】
ピストンヘッド部１４は高温の燃焼室に面しているのに対して、ピストンスカート部１６は冷却水の流れるウォータジャケットを背部に有するシリンダ内周壁１１ａに接しているため、ピストンヘッド部１４の方がピストンスカート部１６より温度が高くなる。本実施形態において、ピストン１２が熱膨張する場合は、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６とがスリット孔２４によって分離されているため、ピストンヘッド部１４が径方向外側へ変位（熱膨張）しても、ピストンスカート部１６がピストンヘッド部１４につられてピストン径方向外側へ変位するのが抑制される。むしろ、ピストンピンボス部１８のピストン径方向外側への変位によって、ピストンスカート部１６が径方向内側へ変位することになる。そのため、ピストンスカート部１６がシリンダ１１に対して締まり嵌めになるのを抑制することができるので、ピストン１２の往復運動による振動・騒音の増大を招くことなく、ピストンスカート部１６での摩擦損失を低減することができる。ピストンヘッド部１４が径方向外側へ変位するときは、オイルリング溝２３のピストンヘッド部１４側の側面２３ｂは、伝熱リング３６のヘッド部押圧面３６ｂに対してすべり接触しながら径方向外側へ相対変位する。
【００３１】
さらに、ピストンヘッド部１４の熱は、伝熱リング３６を介してピストンスカート部１６へ伝わることで放熱される。その際には、伝熱リング３６がオイルリング溝２３の側面２３ｂ，２３ｃを押圧する状態で密着していることにより、ピストンヘッド部１４がピストンスカート部１６に対して径方向外側へ変位しても、伝熱リング３６とオイルリング溝２３の側面２３ｂ，２３ｃとの接触状態を安定して保つことができる。そのため、ピストンヘッド部１４からピストンスカート部１６への放熱性能を向上させることができ、ピストンヘッド部１４（ピストン頂面１２ａ）の温度上昇を抑制することができる。
【００３２】
このように、本実施形態によれば、ピストン１２が熱膨張する場合に、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との間のピストン径方向に関する相対変位を許容しつつ、ピストンヘッド部１４から伝熱リング３６を介してピストンスカート部１６へ熱を効率よく伝えることができる。したがって、ピストンスカート部１６がシリンダ１１に対して締まり嵌めになるのを抑制してピストンスカート部１６での摩擦損失を低減することができるとともに、ピストン頂面１２ａの温度上昇を抑制することができる。ピストン頂面１２ａの温度上昇を抑制することで、ガソリン機関等の火花点火機関では耐ノック性能を向上させることができ、ディーゼル機関等の圧縮自着火機関ではピストンヘッド部１４（ピストン頂面１２ａ）の温度が耐熱温度を超えるのを防ぐことができる。さらに、ピストンリングの焼き付き、及びピストンランド部への堆積物の付着を防止することができる。また、ピストンスカート部１６での摩擦損失を低減することで、内燃機関の燃料消費率を向上させることができる。
【００３３】
本実施形態では、例えば図１０に示すように、伝熱リング３６にオイルリング３３を支持する支持部３６ｆを設けることもできる。図１０に示す構成例では、オイルリング３３は、ヘッド部押圧面３６ｂと支持部３６ｆとの間に保持される。図１０に示す構成例によれば、オイルリング３３の構成を簡略化することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、例えば図１１，１２に示すように、伝熱リング３６をオイルリング溝２３と別に設けた伝熱リング溝２５内に装着することもできる。ここで、図１１はクランクシャフトの軸線方向から見たピストン１２の概略構成を示す断面図（ピストンスラスト方向の断面図）であり、図１２は図１１のＢ部の拡大図である。図１１，１２に示す構成例では、ピストン１２の外周部におけるピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との間（オイルリング溝２３より下方の位置）には、伝熱リング溝２５がピストン周方向に沿って形成されており、伝熱リング溝２５内には、複数（図１２では３つ）の伝熱リング３６が装着されている。スリット孔２４は、伝熱リング溝２５に開口している。ここでの各伝熱リング３６についても、オイルリング溝２３内に装着する例と同様の構成である。つまり、各伝熱リング３６は、例えば図１３に示すように、伝熱リング溝２５のピストンヘッド部１４側の側面２５ｂを押圧するリング状のヘッド部押圧面３６ｂと、伝熱リング溝２５のピストンスカート部１６側の側面２５ｃを押圧するリング状のスカート部押圧面３６ｃと、ヘッド部押圧面３６ｂの内周部とスカート部押圧面３６ｃの内周部とを接続するリング状の接続部材３６ａと、を含んで構成することができる。そして、各伝熱リング３６は、伝熱リング溝２５内への装着前の状態においては、ヘッド部押圧面３６ｂとスカート部押圧面３６ｃとの距離が内周側から外周側へ向かうにつれて徐々に広がる形状を呈している。各伝熱リング３６は、ヘッド部押圧面３６ｂの外周部とスカート部押圧面３６ｃの外周部との距離を弾性的に縮めた状態（ピストン軸方向に関して弾性的に収縮した状態）で伝熱リング溝２５内に装着されていることで、弾性力によって伝熱リング溝２５の側面２５ｂ，２５ｃの両方を面で押圧する。ただし、伝熱リング３６を伝熱リング溝２５内に装着する場合は、図１３に示すように、伝熱リング３６（接続部材３６ａ）にオイル穴３６ｅを形成する必要は無い。
【００３５】
図１１，１２に示す構成例によれば、伝熱リング溝２５内に伝熱リング３６を複数装着することで、ピストンヘッド部１４から伝熱リング３６を介してピストンスカート部１６へ伝わる熱量をさらに増大させることができるので、ピストンヘッド部１４からピストンスカート部１６への放熱性能をさらに向上させることができる。したがって、ピストン頂面１２ａの温度上昇をさらに抑制することができる。
【００３６】
「実施形態２」
図１４〜１７は、本発明の実施形態２に係る内燃機関用ピストン１２の概略構成を示す図である。図１４はクランクシャフトの軸線方向から見たピストン１２の概略構成を示す断面図（ピストンスラスト方向の断面図）であり、図１５はクランクシャフトの軸線方向及びシリンダ１１の軸線方向と直交する方向から見たピストン１２の概略構成を示す断面図（ピストンピンボス方向の断面図）であり、図１６はクランクシャフトの軸線方向から見たピストンヘッド部１４及びピストンスカート部１６の概略構成を示す断面図（ピストンスラスト方向の断面図）であり、図１７はピストンスカート部１６の概略構成を示す斜視図である。以下の実施形態２の説明では、実施形態１と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３７】
本実施形態では、実施形態１と比較して、ピストンヘッド部１４を有するヘッド側部品６４と、ピストンスカート部１６を有するスカート側部品６６とを別部品としている。ヘッド側部品６４は、ピストンピン１７が嵌入されるヘッド側ピストンピン孔６９が形成されたヘッド側ピンボス部６８をさらに有し、スカート側部品６６は、ピストンピン１７が嵌入されるスカート側ピストンピン孔７９が形成されたスカート側ピンボス部７８をさらに有する。ヘッド側ピストンピン孔６９の直径はスカート側ピストンピン孔７９の直径に等しく（あるいはほぼ等しく）、図１５に示すように、ヘッド側ピストンピン孔６９及びスカート側ピストンピン孔７９にピストンピン１７が嵌入されていることで、ヘッド側部品６４とスカート側部品６６とが締結されている。このように、本実施形態に係るピストン１２においては、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６とを別部品とし、これらを締結している。なお、図１６，１７は、ヘッド側部品６４（ピストンヘッド部１４）とスカート側部品６６（ピストンスカート部１６）との締結前の状態を示している。
【００３８】
ヘッド側部品６４（ピストンヘッド部１４）の材料としては、例えばアルミニウム合金を用いることができる。一方、スカート側部品６６（ピストンスカート部１６）の材料としては、ヘッド側部品６４と同一の材料（例えばアルミニウム合金）を用いることもできるし、ヘッド側部品６４と異なる材料（例えば鋼）を用いることもできる。
【００３９】
本実施形態では、ピストンスカート部１６は、その上端部に、薄肉状（薄板状）の伝熱部８６を複数有する。各伝熱部８６は、スラスト面１２ｂ及び反スラスト面１２ｃからピストン径方向内側へ折り込まれた形状を呈しており、ピストンヘッド部１４の下端面１４ａを面で押圧することにより、ピストンヘッド部１４の下端面１４ａに密着している。ここでの伝熱部８６は、ピストン１２が熱膨張する場合にピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との間のピストン径方向に関する相対変位を許容しつつ、ピストンヘッド部１４から伝わる熱をピストンスカート部１６へ伝える役割を果たす。
【００４０】
図１６，１７に示すように、各伝熱部８６は、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との締結前の状態においては、その根元部から先端部へ向かうにつれて（ピストン径方向の外側から内側へ向かうにつれて）、ピストン軸方向の下方から上方へ徐々に向かう形状を呈している。そして、各伝熱部８６は、その根元部を支点として弾性変形可能であり、ピストン軸方向に関して弾性的に変位可能である。また、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との締結前の状態においては、スカート側部品６６における伝熱部８６の先端部とスカート側ピストンピン孔７９の中心７９ａとの高さ差Ｈ１が、ヘッド側部品６４におけるピストンヘッド部１４の下端面１４ａとヘッド側ピストンピン孔６９の中心６９ａとの高さ差Ｈ２よりも大きい値に設定されている。
【００４１】
ヘッド側部品６４（ピストンヘッド部１４）とスカート側部品６６（ピストンスカート部１６）とを締結する際には、図１６から図１４に示すように、ピストンヘッド部１４の下端面１４ａを各伝熱部８６に押し付けて各伝熱部８６をピストン軸方向下側へ弾性的に変位させることで、ヘッド側ピストンピン孔６９の中心６９ａとスカート側ピストンピン孔７９の中心７９ａとを一致させる。その状態で、ピストンピン１７をヘッド側ピストンピン孔６９及びスカート側ピストンピン孔７９に嵌入することで、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６とを締結することができる。ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との締結前後においては、前述した高さ差Ｈ１の値が減少する。ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との締結後は、ピストン軸方向下側へ弾性変形している各伝熱部８６が、弾性力によってピストンヘッド部１４の下端面１４ａを面で押圧する。ここでは、各伝熱部８６がピストンヘッド部１４の下端面１４ａを押圧する力は、前述した高さ差Ｈ１と高さ差Ｈ２との差Ｈ１−Ｈ２を調整することにより調整可能である。そして、各伝熱部８６がピストンヘッド部１４の下端面１４ａを押圧する力は、ピストン１２が熱膨張する場合に、各伝熱部８６とピストンヘッド部１４の下端面１４ａとの間の相対すべりが許容される程度に調整されている。
【００４２】
本実施形態において、ピストン１２が熱膨張する場合は、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６とが別部品で分離されているため、ピストンヘッド部１４が径方向外側へ変位（熱膨張）しても、ピストンスカート部１６がピストンヘッド部１４につられてピストン径方向外側へ変位するのが抑制される。そのため、ピストンスカート部１６がシリンダ１１に対して締まり嵌めになるのを抑制することができ、ピストンスカート部１６での摩擦損失を低減することができる。ピストンヘッド部１４が径方向外側へ変位するときは、ピストンヘッド部１４の下端面１４ａが、各伝熱部８６に対してすべり接触しながら径方向外側へ相対変位する。さらに、ピストンヘッド部１４の熱は、各伝熱部８６を介してピストンスカート部１６へ伝わることで放熱される。その際には、各伝熱部８６がピストンヘッド部１４の下端面１４ａを押圧する状態で密着していることにより、ピストンヘッド部１４がピストンスカート部１６に対して径方向外側へ変位しても、各伝熱部８６とピストンヘッド部１４の下端面１４ａとの接触状態を安定して保つことができる。そのため、ピストンヘッド部１４からピストンスカート部１６への放熱性能を向上させることができ、ピストンヘッド部１４（ピストン頂面１２ａ）の温度上昇を抑制することができる。
【００４３】
このように、本実施形態においても、ピストン１２が熱膨張する場合に、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との間のピストン径方向に関する相対変位を許容しつつ、ピストンヘッド部１４から各伝熱部８６を介してピストンスカート部１６へ熱を効率よく伝えることができる。したがって、ピストンスカート部１６での摩擦損失を低減することができるとともに、ピストン頂面１２ａの温度上昇を抑制することができる。
【００４４】
さらに、本実施形態では、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６とを別材料で製作することが可能であるため、例えば、ピストンヘッド部１４をアルミニウム合金、ピストンスカート部１６をシリンダ内周壁１１ａと同一材料の鋼で製作することにより、ピストンスカート部１６がシリンダ１１に対して締まり嵌めになるのをさらに抑制することができる。
【００４５】
「実施形態３」
図１８，１９は、本発明の実施形態３に係る内燃機関用ピストン１２の概略構成を示す図である。図１８はクランクシャフトの軸線方向から見たピストン１２の概略構成を示す断面図（ピストンスラスト方向の断面図）であり、図１９はクランクシャフトの軸線方向から見たピストンヘッド部１４及びピストンスカート部１６の概略構成を示す断面図（ピストンスラスト方向の断面図）である。図１９は、ヘッド側部品６４（ピストンヘッド部１４）とスカート側部品６６（ピストンスカート部１６）との締結前の状態を示している。以下の実施形態３の説明では、実施形態１，２と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４６】
本実施形態では、実施形態２と比較して、ピストンヘッド部１４は、その下端部に、薄肉状（薄板状）の伝熱部８４を有する。伝熱部８４は、ピストンスカート部１６の上端面１６ａを面で押圧することにより、ピストンスカート部１６の上端面１６ａに密着している。ここでの伝熱部８４も、ピストン１２が熱膨張する場合にピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との間のピストン径方向に関する相対変位を許容しつつ、ピストンヘッド部１４の熱をピストンスカート部１６へ伝える役割を果たす。
【００４７】
図１９に示すように、伝熱部８４は、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との締結前の状態においては、その根元部から先端部へ向かうにつれて（ピストン径方向の内側から外側へ向かうにつれて）、ピストン軸方向の上方から下方へ徐々に向かう形状を呈している。そして、伝熱部８４は、その根元部を支点として弾性変形可能であり、ピストン軸方向に関して弾性的に変位可能である。また、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との締結前の状態においては、ヘッド側部品６４における伝熱部８４の先端部とヘッド側ピストンピン孔６９の中心６９ａとの高さ差Ｈ４が、スカート側部品６６におけるピストンスカート部１６の上端面１６ａとスカート側ピストンピン孔７９の中心７９ａとの高さ差Ｈ３よりも小さい値に設定されている。
【００４８】
ヘッド側部品６４（ピストンヘッド部１４）とスカート側部品６６（ピストンスカート部１６）とを締結する際には、図１９から図１８に示すように、ピストンスカート部１６の上端面１６ａを伝熱部８４に押し付けて伝熱部８４をピストン軸方向上側へ弾性的に変位させることで、ヘッド側ピストンピン孔６９の中心６９ａとスカート側ピストンピン孔７９の中心７９ａとを一致させる。その状態で、ピストンピン１７をヘッド側ピストンピン孔６９及びスカート側ピストンピン孔７９に嵌入することで、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６とを締結する。ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との締結前後においては、前述した高さ差Ｈ４の値が増大する。ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との締結後は、ピストン軸方向上側へ弾性変形している伝熱部８４が、弾性力によってピストンスカート部１６の上端面１６ａを面で押圧する。ここでは、伝熱部８４がピストンスカート部１６の上端面１６ａを押圧する力は、前述した高さ差Ｈ３と高さ差Ｈ４との差Ｈ３−Ｈ４を調整することにより調整可能である。そして、伝熱部８４がピストンスカート部１６の上端面１６ａを押圧する力は、ピストン１２が熱膨張する場合に、伝熱部８４とピストンスカート部１６の上端面１６ａとの間の相対すべりが許容される程度に調整されている。
【００４９】
本実施形態においても、ピストン１２の熱膨張によりピストンヘッド部１４が径方向外側へ変位しても、ピストンスカート部１６がピストンヘッド部１４につられてピストン径方向外側へ変位するのが抑制される。ピストンヘッド部１４が径方向外側へ変位するときは、伝熱部８４がピストンスカート部１６の上端面１６ａに対してすべり接触しながら径方向外側へ相対変位する。さらに、ピストンヘッド部１４の熱は、伝熱部８４を介してピストンスカート部１６へ伝わることで放熱される。その際には、伝熱部８４がピストンスカート部１６の上端面１６ａを押圧する状態で密着していることにより、ピストンヘッド部１４からピストンスカート部１６への放熱性能を向上させることができる。したがって、本実施形態においても、ピストンスカート部１６での摩擦損失を低減することができるとともに、ピストン頂面１２ａの温度上昇を抑制することができる。
【００５０】
「実施形態４」
図２０〜２２は、本発明の実施形態４に係る内燃機関用ピストン１２の概略構成を示す図である。図２０はクランクシャフトの軸線方向から見たピストン１２の概略構成を示す図であり、図２１はクランクシャフトの軸線方向から見たピストンヘッド部１４及びピストンスカート部１６の概略構成を示す断面図（ピストンスラスト方向の断面図）であり、図２２はピストンスカート部１６の概略構成を示す斜視図である。図２１，２２は、ヘッド側部品６４（ピストンヘッド部１４）とスカート側部品６６（ピストンスカート部１６）との締結前の状態を示している。以下の実施形態４の説明では、実施形態１〜３と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５１】
本実施形態では、実施形態２と比較して、スカート側ピンボス部７８には、長穴が形成されていることで、ピストン軸方向に関して弾性変形可能な弾性ヒンジ部８０が設けられている。この弾性ヒンジ部８０により、スカート側ピストンピン孔７９に対するピストンスカート部１６のピストン軸方向に関する弾性的な相対変位が許容される。ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との締結前の状態においては、スカート側部品６６におけるピストンスカート部１６の上端面１６ａとスカート側ピストンピン孔７９の中心７９ａとの高さ差Ｈ３が、ヘッド側部品６４におけるピストンヘッド部１４の下端面１４ａとヘッド側ピストンピン孔６９の中心６９ａとの高さ差Ｈ２よりも大きい値に設定されている。
【００５２】
ヘッド側部品６４（ピストンヘッド部１４）とスカート側部品６６（ピストンスカート部１６）とを締結する際には、図２１から図２０に示すように、ピストンヘッド部１４の下端面１４ａをピストンスカート部１６の上端面１６ａに押し付けて弾性ヒンジ部８０を弾性変形させることで、ピストンスカート部１６をスカート側ピストンピン孔７９に対してピストン軸方向下側へ弾性的に変位させる。これによって、ヘッド側ピストンピン孔６９の中心６９ａとスカート側ピストンピン孔７９の中心７９ａとを一致させる。その状態で、ピストンピン１７をヘッド側ピストンピン孔６９及びスカート側ピストンピン孔７９に嵌入することで、ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６とを締結する。ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との締結前後においては、前述した高さ差Ｈ３の値が減少する。ピストンヘッド部１４とピストンスカート部１６との締結後は、ピストン軸方向下側へ弾性的に変位しているピストンスカート部１６の上端面１６ａが、弾性ヒンジ部８０の弾性力によってピストンヘッド部１４の下端面１４ａを押圧する。ここでは、ピストンスカート部１６の上端面１６ａがピストンヘッド部１４の下端面１４ａを押圧する力は、前述した高さ差Ｈ３と高さ差Ｈ２との差Ｈ３−Ｈ２を調整することにより調整可能である。そして、ピストンスカート部１６の上端面１６ａがピストンヘッド部１４の下端面１４ａを押圧する力は、ピストン１２が熱膨張する場合に、ピストンヘッド部１４の下端面１４ａとピストンスカート部１６の上端面１６ａとの間の相対すべりが許容される程度に調整されている。
【００５３】
本実施形態においても、ピストン１２の熱膨張によりピストンヘッド部１４が径方向外側へ変位しても、ピストンスカート部１６がピストンヘッド部１４につられてピストン径方向外側へ変位するのが抑制される。ピストンヘッド部１４が径方向外側へ変位するときは、ピストンヘッド部１４の下端面１４ａがピストンスカート部１６の上端面１６ａに対してすべり接触しながら径方向外側へ相対変位する。さらに、ピストンヘッド部１４の熱は、ピストンスカート部１６へ伝わることで放熱される。その際には、ピストンスカート部１６の上端面１６ａがピストンヘッド部１４の下端面１４ａを押圧する状態で密着していることにより、ピストンヘッド部１４からピストンスカート部１６への放熱性能を向上させることができる。したがって、本実施形態においても、ピストンスカート部１６での摩擦損失を低減することができるとともに、ピストン頂面１２ａの温度上昇を抑制することができる。
【００５４】
「実施形態５」
図２３〜２５は、本発明の実施形態５に係る内燃機関用ピストン１２の概略構成を示す図である。図２３はクランクシャフトの軸線方向から見たピストン１２の概略構成を示す断面図（ピストンスラスト方向の断面図）であり、図２４はクランクシャフトの軸線方向及びシリンダ１１の軸線方向と直交する方向から見たピストン１２の概略構成を示す断面図（ピストンピンボス方向の断面図）であり、図２５はクランクシャフトの軸線方向から見たピストンヘッド部１４及びピストンスカート部１６の概略構成を示す断面図（ピストンスラスト方向の断面図）である。図２５は、ヘッド側部品６４（ピストンヘッド部１４）とスカート側部品６６（ピストンスカート部１６）との締結前の状態を示している。以下の実施形態５の説明では、実施形態１〜４と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５５】
本実施形態では、実施形態２と比較して、ピストンヘッド部１４の下端部には、ピストン軸方向の上側から下側へ向かって先細りとなるヘッド側テーパ面１４ｂが形成されている。そして、ピストンスカート部１６の上端部には、ピストン軸方向の上側から下側へ向かって先細りとなるスカート側テーパ面１６ｂがヘッド側テーパ面１４ｂと対向して形成されている。ヘッド側テーパ面１４ｂは、ピストン軸方向の上側から下側にかけて外径（直径）が徐々に減少するテーパ外周面であり、スカート側テーパ面１６ｂは、ピストン軸方向の上側から下側にかけて内径（直径）が徐々に減少するテーパ内周面である。ピストン軸方向に対するヘッド側テーパ面１４ｂの傾斜角度αは、ピストン軸方向に対するスカート側テーパ面１６ｂの傾斜角度βに等しく（あるいはほぼ等しく）、ピストン軸方向に対するヘッド側テーパ面１４ｂ及びスカート側テーパ面１６ｂの傾斜角度α，βは、４５°よりも大きい。例えば、ピストン軸方向に対するヘッド側テーパ面１４ｂ及びスカート側テーパ面１６ｂの傾斜角度α，βは、８０°〜８５°程度の角度とすることができる。そして、ヘッド側テーパ面１４ｂとスカート側テーパ面１６ｂとが合わされた状態で、ピストンピン１７をヘッド側ピストンピン孔６９及びスカート側ピストンピン孔７９に嵌入することで、ヘッド側部品６４（ピストンヘッド部１４）とスカート側部品６６（ピストンスカート部１６）とが締結されている。ここでは、ヘッド側テーパ面１４ｂとスカート側テーパ面１６ｂとを接触させた状態でヘッド側ピストンピン孔６９の中心６９ａとスカート側ピストンピン孔７９の中心７９ａとが一致するように、ヘッド側テーパ面１４ｂ及びスカート側テーパ面１６ｂが形成されている。
【００５６】
本実施形態において、ピストン１２の熱膨張によりピストンヘッド部１４が径方向外側へ変位すると、図２６に示すように、ピストンヘッド部１４のヘッド側テーパ面１４ｂがピストンスカート部１６のスカート側テーパ面１６ｂをピストン軸方向下側へ押し下げる力が発生する。この力によって、ピストンヘッド部１４のヘッド側テーパ面１４ｂとピストンスカート部１６のスカート側テーパ面１６ｂとの密着性が高まるので、ピストンヘッド部１４の熱をピストンスカート部１６へ効率よく伝えて放熱することができ、ピストンヘッド部１４（ピストン頂面１２ａ）の温度上昇を抑制することができる。さらに、ピストン軸方向に対するヘッド側テーパ面１４ｂ及びスカート側テーパ面１６ｂの傾斜角度α，βは４５°よりも大きいため、ピストンヘッド部１４の径方向外側への変位の多くはピストンスカート部１６をピストン軸方向下側へ押し下げる力に変換され、ピストンヘッド部１４の径方向外側への変位によるピストンスカート部１６の径方向外側への変位を小さくすることができる。したがって、本実施形態においても、ピストンスカート部１６での摩擦損失を低減することができるとともに、ピストン頂面１２ａの温度上昇を抑制することができる。
【００５７】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施形態１に係る内燃機関用ピストンを備える内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】実施形態１に係る内燃機関用ピストンの概略構成を示す図である。
【図３】実施形態１に係る内燃機関用ピストンの概略構成を示す図である。
【図４】実施形態１に係る内燃機関用ピストンの概略構成を示す図である。
【図５】実施形態１に係る内燃機関用ピストンの他の概略構成を示す図である。
【図６】実施形態１に係る内燃機関用ピストンの他の概略構成を示す図である。
【図７】実施形態１に係る内燃機関用ピストンにて用いられる伝熱リングの構成例を示す図である。
【図８】実施形態１に係る内燃機関用ピストンにて用いられる伝熱リングの構成例を示す図である。
【図９】実施形態１に係る内燃機関用ピストンにて用いられる伝熱リングの構成例を示す図である。
【図１０】実施形態１に係る内燃機関用ピストンの他の概略構成を示す図である。
【図１１】実施形態１に係る内燃機関用ピストンの他の概略構成を示す図である。
【図１２】実施形態１に係る内燃機関用ピストンの他の概略構成を示す図である。
【図１３】実施形態１に係る内燃機関用ピストンにて用いられる伝熱リングの他の構成例を示す図である。
【図１４】実施形態２に係る内燃機関用ピストンの概略構成を示す図である。
【図１５】実施形態２に係る内燃機関用ピストンの概略構成を示す図である。
【図１６】実施形態２に係る内燃機関用ピストンの概略構成を示す図である。
【図１７】実施形態２に係る内燃機関用ピストンの概略構成を示す図である。
【図１８】実施形態３に係る内燃機関用ピストンの概略構成を示す図である。
【図１９】実施形態３に係る内燃機関用ピストンの概略構成を示す図である。
【図２０】実施形態４に係る内燃機関用ピストンの概略構成を示す図である。
【図２１】実施形態４に係る内燃機関用ピストンの概略構成を示す図である。
【図２２】実施形態４に係る内燃機関用ピストンの概略構成を示す図である。
【図２３】実施形態５に係る内燃機関用ピストンの概略構成を示す図である。
【図２４】実施形態５に係る内燃機関用ピストンの概略構成を示す図である。
【図２５】実施形態５に係る内燃機関用ピストンの概略構成を示す図である。
【図２６】実施形態５に係る内燃機関用ピストンの動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００５９】
１１  シリンダ、１２  ピストン、１２ａ  ピストン頂面、１４  ピストンヘッド部、１４ａ  下端面、１４ｂ  ヘッド側テーパ面、１６  ピストンスカート部、１６ａ  上端面、１６ｂ  スカート側テーパ面、１７  ピストンピン、１８  ピストンピンボス部、１９  ピストンピン孔、２１  トップリング溝、２２  セカンドリング溝、２３  オイルリング溝、２３ａ  底面、２３ｂ，２３ｃ  側面、２４  スリット孔、２５  伝熱リング溝、３１  トップリング、３２  セカンドリング、３３  オイルリング、３６  伝熱リング、３６ａ  接続部材、３６ｂ  ヘッド部押圧面、３６ｃ  スカート部押圧面、３６ｄ  オイルリング装着溝、３６ｅ  オイル穴、３６ｆ  支持部、６４  ヘッド側部品、６６  スカート側部品、６８  ヘッド側ピンボス部、６９  ヘッド側ピストンピン孔、７８  スカート側ピンボス部、７９  スカート側ピストンピン孔、８０  弾性ヒンジ部、８４，８６  伝熱部。
【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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【図８】
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【図９】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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