(57)【要約】  本発明は、ピストンヘッド（１、７、１８、２２、２６）を含む往復ピストン式内燃機関用の作動ピストン（２、６、１３）に関する。往復ピストン式内燃機関の汚染排出物、煤粒子排出物、及び燃焼消費をさらに削減するために、ピストンヘッド（１、７、１８、２２、２６）は、円形であり、作動ピストン（２、６、１３）の長手中心軸（３）に対して同心に配置され、少なくとも所定の領域にナノ構造を有する波状構造（４、８、１６、１７、２１、２５）を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンクラウン（１、７、１８、２２、２６）を含む往復ピストン式内燃機関用の作動ピストン（２、６、１３）であって、前記ピストンクラウン（１、７、１８、２２、２６）は、円形の形態を取り、前記作動ピストン（２、６、１３）の長手中心軸（３）に対して同心に配置され、少なくとも特定の領域にナノ構造を設けられた波状起伏構造（４、８、１６、１７、２１、２５）を含むことを特徴とする作動ピストン（２、６、１３）。
【請求項２】
前記波状起伏構造（４、８、１６、１７、２１、２５）の隣接する波状起伏のピーク（５、９、１４、１９、２３、２７）の半径方向の間隔は、前記作動ピストン（２、６、１３）の直径の０．８〜１．２％であることを特徴とする、請求項１に記載の作動ピストン（２、６、１３）。
【請求項３】
前記波状起伏構造（４、８、１６、１７、２１、２５）の隣接する波状起伏のピーク（５、９、１４、１９、２３、２７）は、互いに対して５〜１５０μｍの半径方向間隔で配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の作動ピストン（２、６、１３）。
【請求項４】
前記波状起伏構造（４、８、１６、１７、２１、２５）の少なくとも１つの波状起伏のピーク（５、９、１４、１９、２３、２７）の横側面（１１、１２）は、互いに対して約５０°〜６５°の角度（α）で延びることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の作動ピストン（２、６、１３）。
【請求項５】
前記ナノ構造は起伏する形態を取り、約５００ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲にあり、特に、約７００ｎｍである周期を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の作動ピストン（２、６、１３）。
【請求項６】
前記波状起伏構造（４、８、１６、１７、２１、２５）は、少なくとも特定の領域において、親水性の形態を取ることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の作動ピストン（２、６、１３）。
【請求項７】
前記波状起伏構造（４、８、１６、１７、２１、２５）の少なくとも１つの波状起伏のピーク（５、９、１４、１９、２３、２７）は、断面が丸みの付いた形態、又は平坦な形態を取ることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の作動ピストン（２、６、１３）。
【請求項８】
前記丸みの付いた波状起伏構造（４、８、１６、１７、２１、２５）の丸みは、２０〜３０μｍの半径を有することを特徴とする、請求項７に記載の作動ピストン（２、６、１３）。
【請求項９】
前記波状起伏構造（４、８、１６、１７、２１、２５）の少なくとも１つの波状起伏のピーク（５、９、１４、１９、２３、２７）の高さは、前記波状起伏のピーク（５、９、１４、１９、２３、２７）の環状輪郭に沿って周期的に変化することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の作動ピストン（２、６、１３）。
【請求項１０】
波状起伏のピーク（１９）の隆起が、前記隣接する波状起伏のピーク（１９）の隆起（２０）に対して周方向にずれるように配置されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の作動ピストン（２、６、１３）。
【請求項１１】
前記波状起伏構造（４、８、１６、１７、２１、２５）の少なくとも１つの波状起伏のピーク（５、９、１４、１９、２３、２７）は、ピラミッド状の隆起（２４）の周回列によって形成されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の作動ピストン（２、６、１３）。
【請求項１２】
前記波状起伏構造（４、８、１６、１７、２１、２５）の少なくとも１つの波状起伏のピーク（５、９、１４、１９、２３、２７）は、周回する形で互いから離間して配置された、丸みの付いた隆起（２０）の周回列によって形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の作動ピストン（２、６、１３）。
【請求項１３】
モノリシックの形態を取ること、又はピストン本体と、前記ピストン本体に配置され、前記ピストンクラウン（１、７、１８、２２、２６）を形成する、別に製造されたピストン構成要素とを含むことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の作動ピストン（２、６、１３）。
【請求項１４】
往復ピストン式内燃機関の作動ピストン（２、６、１３）を製造する方法であって、以下のステップ、すなわち、
作動ピストン（２、６、１３）のピストンクラウン（１、７、１８、２２、２６）を用意するステップと、
円形形態を取り、前記作動ピストン（２、６、１３）の長手中心軸（３）に対して同心に配置された、少なくとも局所的にナノ構造の波状起伏構造（４、８、１６、１７、２１、２５）を前記ピストンクラウン（１、７、１８、２２、２６）に設けるステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
前記波状起伏構造（４、８、１６、１７、２１、２５）と、前記波状起伏構造（４、８、１６、１７、２１、２５）の前記ナノ構造とは、様々な波長を有するレーザ放射を使用して形成されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンクラウンを含む往復ピストン式内燃機関用の作動ピストンと、往復ピストン式内燃機関の作動ピストンを製造する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
往復ピストン式内燃機関の従来の作動ピストンは、平滑な面を有するピストンクラウンを含み、この平滑な面は、平滑な面と接触する燃料滴を蒸発させる能力が低く、熱放射を反射する能力が低い。これは、往復ピストン式内燃機関の細塵排出物（未燃焼燃料滴、オイル粒子、及び煤粒子）の増加と、排出物の高汚染化（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）とに関係する。
【０００３】
独国特許出願公開第１０  ２０１２  １１３  ２２５Ａ１号は、触媒活性粒子が混在するコーティングをピストンクラウンに設けた往復ピストン式内燃機関用の作動ピストンを開示している。コーティングは、従来の金属燃焼室面と比較して径が大きい微細孔を含む。この方法では、燃料と、空気と、場合によっては、再循環した排気ガスとからなり、排気ガス燃焼室に噴射された発火性混合物のより速く、完全な燃焼が可能であり、特に、その理由は、燃料がより効率的に蒸発し、したがって、燃焼室内にある発火性混合物の滴数が減少するからである。これは、往復ピストン式内燃機関の高効率化又は出力の増大を伴う。さらに、往復ピストン式内燃機関の細塵及び煤粒子排出物を低減することができる。燃焼室にあるオイル粒子を燃焼させることもできる。さらに、往復ピストン式内燃機関の燃料消費も少なくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、往復ピストン式内燃機関の汚染排出物、煤粒子排出物、及び／又は燃料消費をさらに削減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的は、独立請求項の装置及び方法を用いて達成される。有益な実施形態は、以下の説明、従属請求項、及び図で規定され、これらの実施形態は、本発明の改良した又は有益な態様を個別に構成することができるし、或いはこれらの実施形態の少なくとも２つの技術的に適切な様々な相互組み合わせで構成することができる。この場合に、作動ピストンの実施形態は、たとえ個々の場合において下記に明示されないとしても、方法の実施形態に対応することができ、逆も同様である。
【０００６】
本発明による往復ピストン式内燃機関用の作動ピストンはピストンクラウンを含み、ピストンクラウンは、実質的に円形の形態を取り、作動ピストンの長手中心軸に対して実質的に同心に配置され、少なくとも特定の領域にナノ構造物を設けられた波状起伏構造を含む。
【０００７】
これは、このピストンクラウンが、共通中心点のまわりに、同心の波状起伏のピーク及び波状起伏の谷を含むことを意味すると解釈することができ、共通中心点は、ピストンクラウンの中心点とすることができる。これは、湖に投げ込まれた石のまわりの波構造のように見える。波状起伏構造は、マイクロ構造と解釈することができ、これは、波状起伏がマイクロメートルレンジの周期を有することができることを意味する。マイクロ構造の隣接する波状起伏のピークは、例えば、５〜１５０μｍ離れて位置することができる。
【０００８】
この同心波状起伏構造は、少なくとも特定の領域にナノ構造を有する。これは、マイクロメートルレンジの円形波状起伏構造が、これに重なるナノ構造を有することを意味すると解釈することができる。ナノ構造は、波状起伏が、ナノメートルレンジの周期を有することと意味すると解釈することができる。ナノ構造の隣接する波状起伏のピークは、例えば、５００〜１０００ｎｍ離れて位置することができる。ナノ構造は、同様に起伏することができる。
【０００９】
したがって、結果として、マイクロメートルレンジの波状起伏構造は、それに重なるナノメートルレンジの波状起伏構造を有することが可能である。したがって、マイクロメートルレンジの波状起伏構造の単一の波状起伏は、ナノメートルレンジのより小さい多数の波状起伏を有することができる。
【００１０】
円形の波状起伏構造と、その部分的な、又は完全なナノ構造とは、ピストンクラウンの面を拡大する。特に、平滑なピストンクラウンと比較して、例えば、３〜１０倍の面の拡大が可能である。
【００１１】
本発明によるピストンクラウンの面がより広いことで、ピストンクラウンと接触する燃料滴のほぼ完全な蒸発が可能である。さらに、ピストンクラウンの面が広くなったことで、作動ピストンの熱吸収能力が改善される。さらに、円形の波状起伏構造は、燃料、空気、並びに、場合によっては、再循環した排気ガス及び／又は水などからなる混合物の燃焼を改善し、混合物は、混合物内の従来の入口スワール流の方向で燃焼室に導入される。円形の形態の波状起伏構造及びナノ構造は、ピストンクラウン上に渦及び微小渦からなるシステムを発生させることができ、このシステムは、渦及び微小渦、並びにピストンクラウン上での上記混合物の（層流）流れの滑りをより容易にする。この方法では、一種の「自己潤滑効果」を得ることができ、この自己潤滑効果は、流れの抵抗と混合物からピストンクラウンへのエネルギ及び熱の導入との両方を低減する。
【００１２】
円形波状起伏構造及びそのナノ構造は、それぞれマイクロメートルレンジ及びナノメートルレンジの異なるレーザ放射を用いて形成され、このレーザ放射は、ピストンクラウンの面のレーザ活性をもたらす。
【００１３】
レーザを使用する円形波状起伏構造のナノ構造を用いて、ピストンクラウンの面のいわゆるレーザ活性をもたらすことができる。レーザを用いて、ピストン材料の相境界又は粒界にあるピストン材料の合金成分が解放される。解放された合金成分は、対応する酸化物を少なくとも部分的に形成する。これらの酸化物は、燃焼室に導入された混合物内の成分に対する触媒作用を有し、それにより、混合物のより速く、完全な燃焼をもたらす。さらに、相境界において、ピストン材料の合金成分から窒化物又は炭化物を生成することができ、この窒化物又は炭化物も同様に、対応する触媒作用を有する。相応して生成することができる触媒活性化材料の例として、酸化アルミニウム、酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、及び酸化バナジウムがある。言い換えると、ナノ構造は、レーザを用いて、粒界に酸化物、窒化物、及び／又は炭化物を形成し、酸化物、窒化物、及び／又は炭化物は、触媒作用で混合物のより速く、完全な燃焼をもたらすことができる。この方法では、ピストンクラウンの面は拡大されるし、機能化もされる。
【００１４】
したがって、総括すると、円形波状起伏構造及びその少なくとも部分的なナノ構造を用いて、燃焼室内での燃焼が改善され、それにより、往復ピストン式内燃機関の汚染排出物、煤粒子排出物、及び燃料消費が削減される。さらに、混合物のより速く、完全な燃焼により、燃料の準備に対して時間を消費することと、特に、低レベルの汚染物、特に、低レベルの窒素酸化物を出力し、且つ／又は消費量の少ないエンジン用の特別なエンジン設定とが可能である。
【００１５】
ナノ構造は、起伏構造として形成することができる。リップル構造とも称される起伏構造は、例えば、フェムト秒レーザを用いて容易に形成することができる。リップル又はリッフル構造は、入射レーザ放射と基材面の１つ又は複数の材料との間の相互作用の結果として形成される準周期性直線溝構造を意味すると解釈することができる。構造として、リップル構造、リッフル構造、二重リップル構造、又は遮断二重リップル構造の様々な実施形態を提供することができる。二重リップル構造は、Ｖ字状の形態とすることができる。しかし、遮断二重リップル構造又は単一のリップル構造がＶ字状設計であることも可能である。構造は、起伏形態の少なくとも２つの十字交差下部構造によって形成することもできる。起伏形態の構造は、ナノメートルレンジの周期を有する。波状起伏構造のナノ構造は、独国特許出願公開第１０  ２０１２  １１３  ２２５Ａ１号と同様の多孔質の触媒活性面を形成することができる。
【００１６】
作動ピストンは、鋼製ピストン又はアルミニウム製ピストンとして形成することができる。作動ピストンは、既存の作動ピストンを機械加工することで再製造することができるし、又は形成することができる。作動ピストンは、ディーゼルエンジン又はガソリンエンジンの形態の往復ピストン式内燃機関で使用することができる。
【００１７】
波状起伏構造の隣接する波状起伏のピークは、互いに対して約１００μｍの半径方向間隔で配置することができる。１つの有益な実施形態では、波状起伏構造の隣接する波状起伏のピークは、ピストン径が５〜１５０ｍｍの場合に、互いに対して５〜１５０μｍの半径方向間隔で配置される。波状起伏のピークの半径方向間隔は、ピストン径の０．８〜１．２％であるのが好ましいと分かった。驚いたことに、波状起伏のピークの最良間隔はピストン径に依存する。
【００１８】
したがって、実質的に円形の波状起伏構造はマイクロ構造である。「実質的に円形」とは、理想的な円形の波状起伏構成だけではなく、すべての非多角形波状起伏構成、特に、長円形、楕円形、又は卵形の波状起伏構成を意味すると解釈すべきである。
【００１９】
波状起伏構造の少なくとも１つの波状起伏のピークの横側面が、互いに対して約５０°〜６５°、又は約６０°の角度で延びるならば、それは有益である。この角度範囲は、面に衝突した滴が、特に効果的な態様で蒸発することを特徴とする。これは、跳ね返った滴が、対向する波状起伏のピーク上で直接跳ね返されることによる。さらに、この角度の場合に、横側面からの熱放射が、隣接する横側面上で反射される。多数の隣接する波状起伏のピークが同様に設計されるのが好ましい。
【００２０】
さらに有益な実施形態は、起伏する形態であり、約５００ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲にあり、特に、約７００ｎｍである周期を有するナノ構造を形成する。ナノ構造は、フェムト秒レーザを使用して形成することができ、フェムト秒レーザの波長は、対応するナノメートルレンジにある。
【００２１】
波状起伏構造は、有利にも、少なくとも特定の領域において親水性の形態を取る。したがって、滴は吸収され、この方法では、下の面から熱を吸収し、より効率的に蒸発する。
【００２２】
さらに有益な実施形態では、波状起伏構造の少なくとも１つの波状起伏のピークは、断面が丸みの付いた形態、又は平坦な形態である。付加的な丸みは、不点火の発生を少なくすると分かった。
【００２３】
さらに有益な実施形態では、波状起伏構造の少なくとも１つの波状起伏のピークの高さは、波状起伏のピークの環状輪郭に沿って周期的に変わる。この方法では、ピストンクラウンに沿って流れる混合物流れは、平滑なピストンクラウン面と比較して持ち上げることができ、それにより、混合物流れとピストンクラウンとの間の摩擦が低減される。この方法では、ピストンクラウンに沿った所望の混合物流れは、ピストンクラウンとの接触による影響をほとんど受けない。さらに、この実施形態を用いて、ピストンクラウンは、入射熱放射を反射する能力が強化され、熱を放射する能力が改善され、それにより、ピストンクラウンへの熱の導入が少なくなる。さらに、この実施形態は、ピストンクラウンと接触したオイル滴が燃焼するのも可能にする。さらに、この実施形態は、燃焼時に形成するオイルカーボンのピストンクラウンへの堆積を防止し、それにより、往復ピストン式内燃機関の細塵排出物がさらに削減される。波状起伏構造のすべての波状起伏のピークが同様に設計されることも可能である。
【００２４】
波状起伏構造の少なくとも１つの波状起伏のピークが、ピラミッド状の隆起の周回列によって形成されるならば、それはさらに有益である。この方法では、波状起伏のピークの高さは、波状起伏のピークの環状輪郭に沿って周期的に変わる。各ピラミッド状の隆起は、対角線の長さが異なる菱形のベース領域を有することができ、長い方の対角線は、波状起伏のピークの環状輪郭に対して接線方向に向けることができる。波状起伏構造のすべての波状起伏のピークが同様に設計されることも可能である。
【００２５】
波状起伏構造の少なくとも１つの波状起伏のピークが、周回する形で互いから離間して配置された、丸みの付いた隆起の周回列によって形成されることは有益である。この方法では、波状起伏のピークの高さは、波状起伏のピークの環状輪郭に沿って周期的に変わる。丸みの付いた隆起は、例えば、側面図で見て半円形、円弧状、又は半楕円形の形態とすることができる。波状起伏構造のすべての波状起伏のピークが同様に設計されることも可能である。
【００２６】
作動ピストンが、モノリシック形態であるならば、又は作動ピストンが、ピストン本体と、ピストン本体に配置され、ピストンクラウンを形成する、別に製造されたピストン構成要素とを有するならば、それは有益であるとさらに考えられる。後者の実施形態の場合に、本発明による作動ピストンを形成するのに、ピストン構成要素だけを本発明に従って製造しさえすればよく、それに対して、ピストン本体は従来の形態とすることができる。したがって、従来のピストンが、場合によってはピストンの機械加工後に、ピストン構成要素を後付けされることも可能である。ピストン構成要素は、係止ロックの態様、非係止ロックの態様、及び／又は粘着性のある態様でピストン本体に連結することができる。
【００２７】
本発明による往復ピストン式内燃機関の作動ピストンを製造する方法では、円形の形態を取り、作動ピストンの長手中心軸に対して同心に配置された、少なくとも部分的にナノ構造の波状起伏構造を有する作動ピストンのピストンクラウンが製造される。
【００２８】
往復ピストン式内燃機関の作動ピストンを製造する方法は、以下のステップ、すなわち、
−作動ピストンのピストンクラウンを用意するステップと、
−円形形態を取り、作動ピストンの長手中心軸に対して同心に配置された、少なくとも局所的にナノ構造の波状起伏構造をピストンクラウンに持たせるステップと、
を含むことができる。
【００２９】
作動ピストンに関する上記の利点は、この方法にも同様に当てはまる。特に、作動ピストンは、この方法を使用して上記の実施形態の１つにより、又は前記実施形態の少なくとも２つの任意の望ましい、技術的に適切な相互組み合わせにより製造することができる。
【００３０】
１つの有益な実施形態では、波状起伏構造と、波状起伏構造のナノ構造とは、様々な波長を有するレーザ放射を使用して形成される。この場合に、波状起伏構造は、波長がマイクロメートルレンジにあるフェムト秒レーザを使用して形成することができ、それに対して、ナノ構造は、波長がナノメートルレンジにあるフェムト秒レーザを使用して形成することができる。
【００３１】
本発明は、添付図を参照し、好ましい実施形態に基づいて下記に例として説明され、下記に提示される特徴は、それぞれ個々に、及び前記特徴の少なくとも２つの技術的に適切な様々な相互組み合わせで、本発明の改良を加えた、又は有益な態様を成す。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による作動ピストンの例示的な実施形態のピストンクラウンの概略的な平面図を示している。
【図２】本発明による作動ピストンのさらなる例示的な実施形態の一部分の概略的な断面図である。
【図３】本発明による作動ピストンのさらなる例示的な実施形態の一部分の概略的な断面図である。
【図４】本発明による作動ピストンのさらなる例示的な実施形態のピストンクラウンの円形波状起伏構造の一部分の概略的な斜視図である。
【図５】本発明による作動ピストンのさらなる例示的な実施形態のピストンクラウンの円形波状起伏構造の一部分の概略的な斜視図である。
【図６】本発明による作動ピストンのさらなる例示的な実施形態のピストンクラウンの円形波状起伏構造の一部分の概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
機能的に同一の、又は同一の構成要素は、同じ参照符号で図に示されている。
【００３４】
図１は、本発明による往復ピストン式内燃機関（図示せず）用の作動ピストン２の例示的な実施形態のピストンクラウン１の概略的な平面図を示している。
【００３５】
ピストンクラウン１は、円形形態を取り、作動ピストン２の長手中心軸３に対して同心に配置され、少なくとも特定の領域にナノ構造（図示せず）を設けた波状起伏構造４を含む。
【００３６】
波状起伏構造４は、５つの波状起伏のピーク５を含み、波状起伏のピーク５間には波状起伏の谷（図示せず）が形成される。波状起伏構造４の隣接する波状起伏のピーク５は、互いに対して約１００μｍの半径方向間隔で配置することができる。波状起伏構造４の各波状起伏のピーク５の横側面（図示せず）は、互いに対して約６０°の角度で延びることができる。さらに、波状起伏構造４は、少なくとも特定の領域において親水性の形態とすることができる。
【００３７】
波状起伏構造４のナノ構造は起伏する形態を取り、約５００ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲にあり、特に、約７００ｎｍである周期を有することができる。
【００３８】
波状起伏構造４の少なくとも１つの波状起伏のピーク５は、断面が丸みの付いた形態、又は平坦な形態とすることができる。波状起伏構造４の少なくとも１つの波状起伏のピーク５の高さは、波状起伏のピーク５の環状輪郭に沿って周期的に変わることができる。特に、波状起伏のピーク５は、周回する形で互いから離間して配置されたピラミッド状の隆起の周回列（図示せず）、又は丸みの付いた隆起の周回列（図示せず）によって形成することができる。
【００３９】
作動ピストン２は、モノリシックの形態とすることができる。或いは、作動ピストン２は、ピストン本体（図示せず）と、ピストン本体に配置され、ピストンクラウン１を形成する、別に製造されたピストン構成要素（図示せず）とを有することができる。
【００４０】
図２は、本発明による往復ピストン式内燃機関（図示せず）用の作動ピストン６のさらなる例示的な実施形態の一部分の概略的な断面図である。
【００４１】
作動ピストン６はピストンクラウン７を含み、このピストンクラウンは、円形形態を取り、作動ピストン６の長手中心軸（図示せず）に対して同心に配置され、少なくとも特定の領域にナノ構造（図示せず）を設けた波状起伏構造８を含む。
【００４２】
波状起伏構造８は複数の波状起伏のピーク９を含み、波状起伏のピーク９間には波状起伏の谷１０が形成されている。波状起伏構造８の隣接する波状起伏のピーク９は、互いに対して約１００μｍの半径方向間隔で配置することができる。波状起伏構造８の各波状起伏のピーク９の横側面１１、１２は、互いに対して約６０°の角度αで延びることができる。波状起伏構造８、特に、波状起伏構造８の横側面１１、１２は、少なくとも特定の領域において親水性の形態とすることができる。
【００４３】
ナノ構造は起伏する形態を取り、約５００ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲にあり、特に、約７００ｎｍである周期を有することができる。
【００４４】
波状起伏構造８の少なくとも１つの波状起伏のピーク９の高さは、波状起伏のピーク９の環状輪郭に沿って周期的に変わることができる。特に、波状起伏のピーク９は、周回する形で互いから離間して配置されたピラミッド状の隆起の周回列（図示せず）、又は丸みの付いた隆起の周回列（図示せず）によって形成することができる。
【００４５】
作動ピストン６は、モノリシックの形態とすることができる。或いは、作動ピストン６は、ピストン本体（図示せず）と、ピストン本体に配置され、ピストンクラウン７を形成する、別に製造されたピストン構成要素（図示せず）とを有することができる。
【００４６】
図３は、本発明による往復ピストン式内燃機関（図示せず）用の作動ピストン１３のさらなる例示的な実施形態の一部分の概略的な断面図である。作動ピストン１３は、波状起伏構造１６の波状起伏のピーク１４及び波状起伏の谷１５が、断面において丸みの付いた形態である点で、図２に示す例示的な実施形態と異なっている。それぞれの丸みは、約２０μｍ〜約３０μｍの範囲にある半径を有する。再度の説明を回避するために、その他の点については、図２に関する上記の説明を参照するものとする。
【００４７】
図４は、往復ピストン式内燃機関（図示せず）の（これ以上詳細に示さない）本発明による作動ピストンのさらなる例示的な実施形態のピストンクラウン１８の円形波状起伏構造１７の一部分の概略的な斜視図を示している。
【００４８】
波状起伏構造１７は、作動ピストンの長手中心軸（図示せず）に対して同心に配置され、少なくとも特定の領域にナノ構造（図示せず）を設けられる。波状起伏構造１７は、複数の波状起伏のピーク１９を含み、波状起伏のピーク間には波状起伏の谷（図示せず）が形成される。波状起伏構造１７の隣接する波状起伏のピーク１９は、互いに対して約１００μｍの半径方向間隔で配置することができる。各波状起伏のピーク１９の横側面（図示せず）は、互いに対して約６０°の角度で延びることができる。波状起伏構造８、特に、波状起伏構造の横側面１１、１２は、少なくとも特定の領域において親水性の形態とすることができる。
【００４９】
ナノ構造は起伏する形態を取り、約５００ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲にあり、特に、約７００ｎｍである周期を有することができる。
【００５０】
各波状起伏のピーク１９の高さは、波状起伏のピーク１９の環状輪郭に沿って周期的に変わる。特に、各波状起伏のピーク１９は、周回する形で互いから離間して配置された、丸みの付いた隆起２０の周回列によって形成される。波状起伏のピーク１９の隆起は、隣接する波状起伏のピーク１９の隆起２０に対して周方向にずれるように配置されている。少なくとも１つの波状起伏のピーク１９は、断面が丸みの付いた形態、又は平坦な形態とすることができる。
【００５１】
作動ピストンは、モノリシックの形態とすることができる。或いは、作動ピストンは、ピストン本体（図示せず）と、ピストン本体に配置され、ピストンクラウン１８を形成する、別に製造されたピストン構成要素（図示せず）とを有することができる。
【００５２】
図５は、往復ピストン式内燃機関（図示せず）の（これ以上詳細に示さない）本発明による作動ピストンのさらなる例示的な実施形態のピストンクラウン２２の円形波状起伏構造２１の一部分の概略的な斜視図である。波状起伏構造２１は、各波状起伏のピーク２３が、ピラミッド状の隆起２４の周回列によって形成される点で、図４に示す例示的な実施形態と異なっている。各ピラミッド状の隆起２４は、対角線の長さが異なる菱形のベース領域（図示せず）を含み、長い方の対角線は、それぞれの波状起伏のピーク２３の環状輪郭に対して接線方向に向けられている。再度の説明を回避するために、その他の点については、図４に関する上記の説明を参照するものとする。
【００５３】
図６は、往復ピストン式内燃機関（図示せず）の（これ以上詳細に示さない）本発明による作動ピストンのさらなる例示的な実施形態のピストンクラウン２６の円形波状起伏構造２５の一部分の概略的な斜視図である。波状起伏構造２５は、特に、各波状起伏のピーク２７が平坦な形態を取る点で、図４に示す例示的な実施形態と異なっている。再度の説明を回避するために、その他の点については、図４に関する上記の説明を参照するものとする。
【符号の説明】
【００５４】
参照符号のリスト
１  ピストンクラウン
２  作動ピストン
３  長手中心軸
４  波状起伏構造
５  波状起伏のピーク
６  作動ピストン
７  ピストンクラウン
８  波状起伏構造
９  波状起伏のピーク
１０  波状起伏の谷
１１  横側面
１２  横側面
１３  作動ピストン
１４  波状起伏のピーク
１５  波状起伏の谷
１６  波状起伏構造
１７  波状起伏構造
１８  ピストンクラウン
１９  波状起伏のピーク
２０  丸みの付いた隆起
２１  波状起伏構造
２２  ピストンクラウン
２３  波状起伏のピーク
２４  ピラミッド状の隆起
２５  波状起伏構造
２６  ピストンクラウン
２７  波状起伏のピーク
【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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【国際調査報告】
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