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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022140932
(43)【公開日】2022-09-29
(54)【発明の名称】内燃機関のピストンおよびその製造方法
(51)【国際特許分類】
F02F 3/10 20060101AFI20220921BHJP
F02F 3/00 20060101ALI20220921BHJP
【ＦＩ】
F02F3/10 B
F02F3/00 L
F02F3/00 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021041018
(22)【出願日】2021-03-15
(71)【出願人】
【識別番号】509186579
【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100086232
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 博通
(74)【代理人】
【識別番号】100092613
【弁理士】
【氏名又は名称】富岡 潔
(74)【代理人】
【識別番号】100205682
【弁理士】
【氏名又は名称】高嶋 一彰
(72)【発明者】
【氏名】高橋 智一
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 正登
(72)【発明者】
【氏名】稲葉 宏
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 貴範
(57)【要約】
【課題】固体潤滑被膜の剥離を抑制可能な内燃機関のピストンおよび製造方法を提供する。
【解決手段】内燃機関のピストン１は、その外周に形成された反スラスト側スカート部８を有している。反スラスト側スカート部８の表面には非晶質炭素被膜であるＤＬＣコーティング１０が形成され、該ＤＬＣコーティング１０の表面には、結合樹脂１１ａおよび固体潤滑剤１１ｂを含む固体潤滑被膜１１が形成されている。ＤＬＣコーティング１０は、燃焼生成物である硝酸イオン等を含む水分が固体潤滑被膜１１を通じて反スラスト側スカート部８の表面へ到達することを抑制する。
【選択図】図３
【解決手段】内燃機関のピストン１は、その外周に形成された反スラスト側スカート部８を有している。反スラスト側スカート部８の表面には非晶質炭素被膜であるＤＬＣコーティング１０が形成され、該ＤＬＣコーティング１０の表面には、結合樹脂１１ａおよび固体潤滑剤１１ｂを含む固体潤滑被膜１１が形成されている。ＤＬＣコーティング１０は、燃焼生成物である硝酸イオン等を含む水分が固体潤滑被膜１１を通じて反スラスト側スカート部８の表面へ到達することを抑制する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スカート部の表面に複数の被膜が形成される内燃機関のピストンであって、
樹脂および固体潤滑剤を有した第１被膜と、
前記第１被膜を構成する複数の分子の平均分子間距離よりも小さい平均原子間距離を有した第２被膜と、
を備えることを特徴とする内燃機関のピストン。
樹脂および固体潤滑剤を有した第１被膜と、
前記第１被膜を構成する複数の分子の平均分子間距離よりも小さい平均原子間距離を有した第２被膜と、
を備えることを特徴とする内燃機関のピストン。
【請求項2】
請求項１に記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記平均原子間距離は３Åよりも小さいことを特徴とする内燃機関のピストン。
前記平均原子間距離は３Åよりも小さいことを特徴とする内燃機関のピストン。
【請求項3】
スカート部の表面に複数の被膜が形成される内燃機関のピストンであって、
樹脂および固体潤滑剤を有した第１被膜と、
非晶質炭素被膜として構成された第２被膜と、
を備えることを特徴とする内燃機関のピストン。
樹脂および固体潤滑剤を有した第１被膜と、
非晶質炭素被膜として構成された第２被膜と、
を備えることを特徴とする内燃機関のピストン。
【請求項4】
スカート部の表面に複数の被膜が形成される内燃機関のピストンであって、
固体潤滑剤を有した第１被膜と、
前記第１被膜よりも気体の透過率が小さい第２被膜と、
を備えることを特徴とする内燃機関のピストン。
固体潤滑剤を有した第１被膜と、
前記第１被膜よりも気体の透過率が小さい第２被膜と、
を備えることを特徴とする内燃機関のピストン。
【請求項5】
請求項４に記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記気体は、酸素であることを特徴とする内燃機関のピストン。
前記気体は、酸素であることを特徴とする内燃機関のピストン。
【請求項6】
請求項１，３，４のいずれかに記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記第２被膜は、冠面に形成されることを特徴とする内燃機関のピストン。
前記第２被膜は、冠面に形成されることを特徴とする内燃機関のピストン。
【請求項7】
請求項１，３，４のいずれかに記載の内燃機関のピストンにおいて、
ピストンピンが挿入されるピン孔を有し、
前記第２被膜は、前記ピン孔に形成されることを特徴とする内燃機関のピストン。
ピストンピンが挿入されるピン孔を有し、
前記第２被膜は、前記ピン孔に形成されることを特徴とする内燃機関のピストン。
【請求項8】
請求項１，３，４のいずれかに記載の内燃機関のピストンにおいて、
ピストンリングが嵌め込まれるリング溝を有し、
前記第２被膜は、前記リング溝に形成されることを特徴とする内燃機関のピストン。
ピストンリングが嵌め込まれるリング溝を有し、
前記第２被膜は、前記リング溝に形成されることを特徴とする内燃機関のピストン。
【請求項9】
請求項１，３，４のいずれかに記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記第２被膜は、当該ピストン全体に形成されることを特徴とする内燃機関のピストン。
前記第２被膜は、当該ピストン全体に形成されることを特徴とする内燃機関のピストン。
【請求項10】
請求項１，３，４のいずれかに記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記第１被膜は、当該ピストンの表面に形成されることを特徴とする内燃機関のピストン。
前記第１被膜は、当該ピストンの表面に形成されることを特徴とする内燃機関のピストン。
【請求項11】
請求項１，３，４のいずれかに記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記第２被膜は、当該ピストンの表面に形成されることを特徴とする内燃機関のピストン。
前記第２被膜は、当該ピストンの表面に形成されることを特徴とする内燃機関のピストン。
【請求項12】
請求項１１に記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記第２被膜は、ケイ素を含むことを特徴とする内燃機関のピストン。
前記第２被膜は、ケイ素を含むことを特徴とする内燃機関のピストン。
【請求項13】
請求項１２に記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記第２被膜は、窒素を含むことを特徴とする内燃機関のピストン。
前記第２被膜は、窒素を含むことを特徴とする内燃機関のピストン。
【請求項14】
請求項１１に記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記第２被膜は、１５～３０原子パーセントのケイ素と、３０～６０原子パーセントの炭素と、２～２５原子パーセントの窒素とを含むことを特徴とする内燃機関のピストン。
前記第２被膜は、１５～３０原子パーセントのケイ素と、３０～６０原子パーセントの炭素と、２～２５原子パーセントの窒素とを含むことを特徴とする内燃機関のピストン。
【請求項15】
表面に複数の被膜が形成される内燃機関のピストンの製造方法であって、
金属材料によって前記ピストンを成形する工程と、
前記ピストンの少なくともスカート部の表面に、化学蒸着により、非晶質炭素被膜を形成する工程と、
前記非晶質炭素被膜の表面に固体潤滑被膜を形成する工程と、
を含む内燃機関のピストンの製造方法。
金属材料によって前記ピストンを成形する工程と、
前記ピストンの少なくともスカート部の表面に、化学蒸着により、非晶質炭素被膜を形成する工程と、
前記非晶質炭素被膜の表面に固体潤滑被膜を形成する工程と、
を含む内燃機関のピストンの製造方法。
【請求項16】
表面に複数の被膜が形成される内燃機関のピストンの製造方法であって、
金属材料によって前記ピストンを成形する工程と、
前記ピストンの少なくともスカート部の表面に固体潤滑被膜を形成する工程と、
前記固体潤滑被膜の表面に、化学蒸着により、非晶質炭素被膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする内燃機関のピストンの製造方法。
金属材料によって前記ピストンを成形する工程と、
前記ピストンの少なくともスカート部の表面に固体潤滑被膜を形成する工程と、
前記固体潤滑被膜の表面に、化学蒸着により、非晶質炭素被膜を形成する工程と、
を含む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17】
請求項１５または１６に記載の内燃機関のピストンの製造方法において、
前記化学蒸着は、プラズマ化学蒸着であることを特徴とする内燃機関のピストンの製造方法。
前記化学蒸着は、プラズマ化学蒸着であ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およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
内燃機関のピストンとして、例えば以下の特許文献１に記載されたピストンが知られている。
【0003】
特許文献１に記載のピストンのスカート部には、シリンダとの間の摺動抵抗を低減するために、樹脂を含む固体潤滑被膜が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第６４８５９５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記内燃機関では、燃焼時に、例えば水や硫酸イオン、硝酸イオン等を含む燃焼生成物が生成され、この燃焼生成物が固体潤滑被膜を通じてスカート部の表面に到達することがある。このため、燃焼生成物がスカート部の表面を腐食し、これにより、固体潤滑被膜が剥離する虞がある。
【0006】
本発明は、従来の実情に鑑みて案出されたもので、固体潤滑被膜の剥離を抑制可能な内燃機関のピストンおよび製造方法を提供することを１つの目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明では、その一態様として、内燃機関のピストンが、樹脂および固体潤滑剤を有した第１被膜と、前記第１被膜を構成する樹脂の複数の分子の平均分子間距離よりも小さい平均原子間距離を有した第２被膜と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、内燃機関のピストンからの第１被膜の剥離を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１の実施形態のピストンおよびシリンダの要部縦断面図である。
【図2】第１の実施形態のピストンの半断面図である。
【図4】第１の実施形態のＤＬＣコーティングおよび固体潤滑被膜と水分子を示す概略図である。
【図5】第１の実施形態のピストンの製造方法を示すフローチャートである。
【図6】第１の実施形態のピストンの製造方法の非晶質炭素被膜形成工程を示す工程図である。
【図7】第１の実施形態のピストンの製造方法の固体潤滑被膜塗布工程を示す工程図である。
【図8】第２の実施形態のピストンの反スラスト側スカート部の拡大断面図である。
【図9】第２の実施形態のピストンの製造方法を示すフローチャートである。
【図10】第３の実施形態のピストンの反スラスト側スカート部の拡大断面図である。
【図11】第３の実施形態のピストンの製造方法を示すフローチャートである。
【図12】第４の実施形態のピストンの反スラスト側スカート部の拡大断面図である。
【図13】第４の実施形態のピストンの製造方法を示すフローチャートである。
【図14】第５の実施形態のピストンの反スラスト側スカート部の拡大断面図である。
【図15】第５の実施形態のピストンの製造方法を示すフローチャートである。
【図16】第６の実施形態のピストンの反スラスト側スカート部の拡大断面図である。
【図17】第６の実施形態のピストンの製造方法を示すフローチャートである。
【図18】第７の実施形態のピストンの反スラスト側スカート部の拡大断面図である。
【図19】第７の実施形態のピストンの製造方法を示すフローチャートである。
【図20】第８の実施形態のピストンの反スラスト側スカート部の拡大断面図である。
【図21】第８の実施形態のピストンの製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本発明に係る内燃機関のピストンの各実施形態につき、図面に基づいて詳細に説明する。なお、下記の各実施形態では、当該ピストンを自動車に適用した例を基に説明する。
[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態のピストンおよびシリンダの要部縦断面図である。図２は、第１の実施形態のピストンの半断面図である。図３は、図２のＡ部分を示した反スラスト側スカート部８の拡大断面図である。図４は、第１の実施形態のＤＬＣコーティング１０および固体潤滑被膜１１と水分子を示す概略図である。なお、図４では、間隔の広いドットで結合樹脂１１ａを示しており、結合樹脂１１ａよりも間隔の狭いドットで固体潤滑剤１１ｂを示してある。また、図４では、説明の便宜のため、固体潤滑被膜１１の厚みがＤＬＣコーティング１０の厚みよりも大幅に大きくなるように示してある。
[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態のピストンおよびシリンダの要部縦断面図である。図２は、第１の実施形態のピストンの半断面図である。図３は、図２のＡ部分を示した反スラスト側スカート部８の拡大断面図である。図４は、第１の実施形態のＤＬＣコーティング１０および固体潤滑被膜１１と水分子を示す概略図である。なお、図４では、間隔の広いドットで結合樹脂１１ａを示しており、結合樹脂１１ａよりも間隔の狭いドットで固体潤滑剤１１ｂを示してある。また、図４では、説明の便宜のため、固体潤滑被膜１１の厚みがＤＬＣコーティング１０の厚みよりも大幅に大きくなるように示してある。
【0011】
ピストン１は、図１に示すように、シリンダブロック２に形成された円筒状のシリンダ壁３に対して摺動可能に設けられ、該シリンダ壁３と図外のシリンダヘッドとの間に燃焼室Ｃを形成するようになっている。また、図１および図２に示すように、ピストン１の周壁部には、ピストンピン４が挿入される円形のピン孔１ａが、ピストン１の径方向に沿って貫通形成されている。ピストンピン４は、コンロッド５に連結されており、該コンロッド５を介して図外のクランクシャフトに連係されている。
【0012】
このピストン１は、全体が例えばＡＣ８ＡなどＡｌ－Ｓｉ系のアルミニウム合金材によって円筒状に一体に鋳造されている。また、ピストン１は、図１および図２に示すように、冠面６ａ上に燃焼室Ｃを画定する冠部６と、該冠部６の下端側外周に一体に設けられた一対のスラスト側スカート部７および反スラスト側スカート部８と、該スカート部７，８の周方向の両端部に接続される一対のエプロン部９，９と、を備えている。スカート部７，８は、ピストン１の外周に沿って円弧面状に延びており、ピストン１の径方向に互いに対向する位置に設けられている。
【0013】
ピストン１の表面には、後述するプラズマ化学蒸着装置１２を用いて、非晶質炭素被膜、例えばＤＬＣ（ｄｉａｍｏｎｄ－ｌｉｋｅ ｃａｒｂｏｎ）コーティング１０が形成されており、さらに、ＤＬＣコーティング１０の表面のうちスカート部７，８に対応する箇所に、固体潤滑被膜１１が形成されている。なお、本実施形態では、ＤＬＣコーティング１０がピストン１の表面全体、つまり後述の反応ガス１８が接触可能なピストン１の露出した表面全体に形成されるが、図３および図４では、代表して、反スラスト側スカート部８の表面に形成された例について説明する。
【0014】
ＤＬＣコーティング１０は、１５～３０ａｔ％（原子パーセント）のケイ素（Ｓｉ）と、３０～６０ａｔ％の炭素（Ｃ）と、２～２５ａｔ％の窒素（Ｎ）とを含む。ＤＬＣコーティング１０を構成する複数の原子の平均原子間距離は約１Åであり、固体潤滑被膜１１を構成する複数の分子の平均分子間距離である約５Åよりも小さくなっている。また、ＤＬＣコーティング１０における気体、例えば酸素の透過率は、固体潤滑被膜１１における酸素の透過率よりも小さくなっている。従って、酸素分子よりも大きい水分子は、固体潤滑被膜１１と比べてＤＬＣコーティング１０を通過し難くなっている。このため、ＤＬＣコーティング１０は、内燃機関の燃料時に生じた燃焼生成物がエンジンオイル（エンジンオイル中の水分）に混入し、燃焼生成物を含む水分が反スラスト側スカート部８の表面に到達することを抑制する。より詳細には、ＤＬＣコーティング１０は、燃焼生成物を含む水分の平均分子間距離である約３Åよりも小さい平均原子間距離である約１Åを有しており、図４に示すように、矢印Ｂで示す水分子の反スラスト側スカート部８側への移動を抑制する。燃焼生成物としては、例えば、硝酸イオン（ＮＯ3
-）、亜硝酸イオン（ＮＯ2-）、硫酸イオン（ＳＯ4
2-）、亜硫酸イオン（ＳＯ3
2-）が挙げられ、これらは、特に希薄燃焼時に生じやすい。
【0015】
また、図３および図４に示すように、反スラスト側スカート部８に対応する箇所におけるＤＬＣコーティング１０の外側の表面、つまり反スラスト側スカート部８と反対側にある表面１０ａには、後述するスクリーン印刷装置２０を用いて固体潤滑被膜１１が形成されている。固体潤滑被膜１１は、結合樹脂１１ａであるエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂またはポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）のいずれか１種が５０ｗｔ％以上となるように設定されるとともに、被膜自体の形成に供する固体潤滑剤１１ｂであるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、二流化モリブデン（ＭｏＳ2）または黒鉛（グラファイト）のいずれか１種以上が５０ｗｔ％以下となるように設定されている。この設定は、固体潤滑被膜１１において、結合樹脂１１ａが５０ｗｔ％未満であると、ＤＬＣコーティング１０との密着性が低下することに基づくものである。
【0016】
また、固体潤滑被膜１１の結合樹脂１１ａの平均分子間距離（隙間）は約５Åであり、このため、図４に示すように、燃焼生成物を含む水分が結合樹脂１１ａの隣接する分子間の隙間を通過することが可能となっている。
【0017】
冠部６は、図２に示すように、比較的厚肉に形成された円盤状をなしており、冠面６ａには、図外の吸排気弁との干渉の回避に供するバルブリセス６ｂが設けられている。また、この冠部６の外周部には、プレッシャリングやオイルリングなどの３つのピストンリングＰＬ１～ＰＬ３の保持に供するリング溝６ｃ～６ｅが切欠形成されている。
【0018】
各スカート部７，８は、ピストン１の軸心を中心として左右対称に配置され、比較的薄肉の厚さ幅をもって横断面円弧状となるように形成されている。そして、スラスト側スカート部７については、膨張行程時などにおいてピストン１が下降ストロークした際に、コンロッド５の角度との関係からシリンダ壁３に対して傾きながら接触する。一方、反スラスト側スカート部８については、圧縮行程時などにおいてピストン１が上昇ストロークした際に、シリンダ壁３に対して反対に傾きながら接触する。なお、各スカート部７，８のシリンダ壁３に作用する荷重については、燃焼圧力を受けてシリンダ壁３に接触するスラスト側スカート部７の方が大きくなる。
【0019】
図５は、第１の実施形態のピストンの製造方法を示すフローチャートである。図６は、第１の実施形態のピストンの製造方法の非晶質炭素被膜形成工程を示す工程図である。図７は、第１の実施形態のピストンの製造方法の固体潤滑被膜塗布工程を示す工程図である。
【0020】
まず、図５のステップＳ１の素材作製工程において、アルミニウム合金材料を用いた所定の製法、例えば鋳造により、ピストン１の素材を製作（成形）する。
【0021】
次に、ステップＳ２の熱処理工程において、ピストン１の素材に所定の熱処理、例えば焼入れ等を行う。
【0022】
そして、ステップＳ３の切削工程において、所定の切削工具を用いて、熱処理後のピストン１の素材を切削加工し、スラスト側スカート部７、反スラスト側スカート部８、リング溝６ｃ～６ｅ、冠面６ａおよびピン孔１ａを形成する。
【0023】
次に、ステップＳ４の非晶質炭素被膜形成工程において、プラズマ化学蒸着装置１２を用いて、ピストン１の表面全体に非晶質炭素被膜であるＤＬＣコーティング１０を形成する。より詳細には、冠面６ａが上方を向く姿勢で切削加工後のピストン１をプラズマ化学蒸着装置１２の真空チャンバ１３内に配置する。そして、図６に示すように、真空チャンバ１３の外壁に陽極１４を接続するとともに、ピストン１の露出した表面、例えば外周部の表面に図示せぬ治具を介して陰極１５を接続しておく。さらに、陰極１５をコンデンサ１６を介して高周波電源１７に接続しておく。次に、図示省略したポンプ装置を用いて真空チャンバ１３内を所定の圧力まで真空引きする。そして、真空チャンバ１３に設けられた導入口１９から真空チャンバ１３内へ、ＤＬＣコーティング１０の原料となる反応ガス１８、例えばアセチレンを導入する。また、反応ガス１８として、メタンまたはベンゼンを用いても良い。アセチレンの導入後には、高周波電源１７をオンにし、真空チャンバ１３に高周波を照射することで、プラズマを発生させ、これにより、ピストン１の表面全体にＤＬＣコーティング１０を形成する。
【0024】
ＤＬＣコーティング１０の形成後には、ステップＳ５の固体潤滑被膜塗布工程において、スクリーン印刷装置２０を用いて、ＤＬＣコーティング１０の表面のうちスカート部７，８に対応する箇所に固体潤滑被膜１１を塗布する。この固体潤滑被膜１１の塗布の際には、スクリーン印刷装置２０を用いて、ＤＬＣコーティング１０の表面のうちスカート部７，８に対応する箇所に、結合樹脂１１ａおよび固体潤滑剤１１ｂを含む被膜組成物を所定の有機溶剤に溶かしてなる被膜形成塗料１１ｃを塗布する。具体的には、図７に示すように、枠部材２１に張ったスクリーン２２に被膜形成塗料１１ｃを載せ、スクリーン２２を擦るように該スクリーン２２に対してスキージ２３を所定の圧力でもって接触させつつ移動させることによって、被膜形成塗料１１ｃを、スクリーン２２を通じて、ＤＬＣコーティング１０の表面のうちスカート部７，８に対応する箇所に転写させる。
【0025】
次に、ステップＳ６の焼成工程において、被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１の焼成を行う。より詳細には、被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１を乾燥炉に投入し、所定の温度で所定の時間だけ加熱することによって、被膜形成塗料１１ｃ中の有機溶剤を揮発させつつエポキシ樹脂等の被膜組成物を硬化させて、固体潤滑被膜１１を形成する。
【0026】
[第１の実施形態の効果]
第１の実施形態では、ピストン１のスカート部７，８の表面に隣接した位置に、固体潤滑被膜１１に加えて、ＤＬＣコーティング１０が設けられている。そして、ＤＬＣコーティング１０を構成する複数の原子の平均原子間距離（約１Å）が、固体潤滑被膜１１の結合樹脂１１ａの平均原子間距離（約５Å）よりも小さくなっている。このため、硝酸イオン等の燃焼生成物を含む水分が、固体潤滑被膜１１を通過するが、ＤＬＣコーティング１０を通過し難くなる。これにより、燃焼生成物を含む水分がスカート部７，８の表面に到達し難くなり、該表面の腐食が抑制される。従って、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
第１の実施形態では、ピストン１のスカート部７，８の表面に隣接した位置に、固体潤滑被膜１１に加えて、ＤＬＣコーティング１０が設けられている。そして、ＤＬＣコーティング１０を構成する複数の原子の平均原子間距離（約１Å）が、固体潤滑被膜１１の結合樹脂１１ａの平均原子間距離（約５Å）よりも小さくなっている。このため、硝酸イオン等の燃焼生成物を含む水分が、固体潤滑被膜１１を通過するが、ＤＬＣコーティング１０を通過し難くなる。これにより、燃焼生成物を含む水分がスカート部７，８の表面に到達し難くなり、該表面の腐食が抑制される。従って、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
【0027】
また、第１の実施形態では、ＤＬＣコーティング１０の平均原子間距離が約３Åよりも小さくなっている。つまり、ＤＬＣコーティング１０の約１Åである平均原子間距離は、硝酸イオン等が溶け込む水分（水）の約３Åである平均分子間距離よりも小さくなっている。このため、硝酸イオン等を含む水分がＤＬＣコーティング１０を通じてスカート部７，８に到達する虞がなくなり、やはりスカート部７，８の表面の腐食をより効果的に抑制することができる。従って、上記固体潤滑被膜１１の剥離の抑制およびスカート部７，８の摺動抵抗の増加の抑制を達成することができる。
【0028】
さらに、第１の実施形態では、ＤＬＣコーティング１０は、固体潤滑被膜１１よりも気体の透過率が小さい。より詳細には、ＤＬＣコーティング１０は、固体潤滑被膜１１よりも酸素の透過率が小さい。酸素分子は水分子に比べて小さいため、酸素分子がＤＬＣコーティング１０を透過し難ければ、水分子はＤＬＣコーティング１０を尚更透過し難くなる。よって、上記のように酸素の透過率を設定することで、上記固体潤滑被膜１１の剥離の抑制およびスカート部７，８の摺動抵抗の増加の抑制をより確実に達成することができる。
【0029】
また、第１の実施形態では、ＤＬＣコーティング１０は、ピストン１の表面に形成されている。さらに、固体潤滑被膜１１は、ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａに形成されている。このため、固体潤滑被膜１１がシリンダ壁３との摺動により摩耗したとしても、ＤＬＣコーティング１０により、硝酸イオン等を含む水分がスカート部７，８の表面に到達し難くなり、固体潤滑被膜１１の剥離およびスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。換言すれば、ピストン１の摺動によりＤＬＣコーティング１０が摩耗せず、固体潤滑被膜１１の剥離およびスカート部７，８の摺動抵抗の増加の抑制の効果を長期的に持続させることができる。
【0030】
また、第１の実施形態では、ＤＬＣコーティング１０は、ピストン１の表面の一部だけでなく、ピストン１の表面全体に形成されていることから、ピストン１の製造時にマスキングの取付工程や除去工程が必要ない。従って、ピストン１の製造作業の簡素化が図れ、ピストン１の製造時間を短縮するとともに、製造コストを削減することができる。
【0031】
さらに、第１の実施形態では、ＤＬＣコーティング１０は、ケイ素を含む。これにより、アルミニウム合金材から形成されるピストン１の表面とＤＬＣコーティング１０との密着度が向上し、ピストン１の摺動時の振動等の要因によりＤＬＣコーティング１０がピストン１から剥がれ落ちることを抑制することができる。
【0032】
また、第１の実施形態では、ＤＬＣコーティング１０は、ケイ素に加えて、窒素を含んでも良い。具体的には、ＤＬＣコーティング１０は、ケイ素と窒素とが化合してなる窒化ケイ素を含む。このため、窒化ケイ素を含むＤＬＣコーティング１０は、窒化ケイ素を含まないＤＬＣコーティングと比べて、平均原子間距離がさらに小さくなり、硝酸イオン等を含む水分をさらに通過させ難くする。よって、窒化ケイ素を含まないＤＬＣコーティングと比べて、固体潤滑被膜１１の剥離をさらに抑制するとともに、スカート部７，８の摺動抵抗の増加をさらに抑制することができる。
【0033】
さらに、第１の実施形態では、ＤＬＣコーティング１０は、１５～３０原子パーセントのケイ素と、３０～６０原子パーセントの炭素と、２～２５原子パーセントの窒素とを含んでも良い。このようにＤＬＣコーティング１０を構成すると、ピストン１の表面とＤＬＣコーティング１０の密着度や耐薬品性を向上させることができる。
【0034】
また、第１の実施形態では、ＤＬＣコーティング１０は、プラズマ化学蒸着により、ピストン１の表面に形成される。このようにプラズマ化学蒸着を適用すると、反応ガスの選択肢を広げる、つまりメタン、アセチレンおよびベンゼン等から様々な反応ガスを適宜選択することができる。さらに、反応ガスの濃度を変える、または１つの反応ガスに他の反応ガスを加えることにより、ＤＬＣコーティング１０の平均原子間距離等の特性を調整することができる。また、プラズマ化学蒸着によって、他の化学蒸着と比べて被膜を均一に形成することができる。
【0035】
さらに、第１の実施形態では、ＤＬＣコーティング１０は、プレッシャリングが嵌めこまれるリング溝６ｃに形成されている。このため、ＤＬＣコーティング１０によって、プレッシャリングよるリング溝６ｃの壁面の摩耗を抑制することができる。より詳細には、ＤＬＣコーティング１０が無い一般的なピストンでは、プレッシャリングによる摩耗の低減のため、リング溝に陽極酸化被膜を形成するが、陽極酸化被膜を改めて形成することなく、ピストン１の表面全体へのＤＬＣコーティング１０の形成時に設けられたリング溝６ｃのＤＬＣコーティング１０によって、リング溝６ｃの壁面の摩耗を効率的に抑制することができる。
【0036】
また、第１の実施形態では、ＤＬＣコーティング１０は、ピストン１の冠面６ａに形成される。このため、ＤＬＣコーティング１０を密着層とし、この密着層の上に撥油性の被膜を形成することにより、冠面６ａへの煤等の燃焼生成物の付着および堆積を抑制することができる。
【0037】
さらに、第１の実施形態では、ＤＬＣコーティング１０は、ピストンピン４が挿入されるピン孔１ａに形成される。このため、ＤＬＣコーティング１０によって、ピストンピン４の外周面とピン孔１ａの内周面との間の摩擦を低減し、ピストン１を円滑に移動させることができる。
【0038】
【0039】
第２の実施形態では、図８に示すように、反スラスト側スカート部８の表面に固体潤滑被膜１１が形成されており、さらに、該固体潤滑被膜１１の外側の表面１１ｄにＤＬＣコーティング１０が形成されている。
【0040】
以下に、図９を参照して、第２の実施形態のピストン１の製造方法について説明する。なお、第２の実施形態のピストン１の製造方法の各工程は、第１の実施形態のピストン１の製造方法の対応する工程と同様の工程であり、工程の順序のみが異なる。
【0041】
まず、図９のステップＳ１１の素材作製工程において、アルミニウム合金材料を用いた所定の製法、例えば鋳造により、ピストン１の素材を製作する。
【0042】
次に、ステップＳ１２の熱処理工程において、ピストン１の素材に所定の熱処理、例えば焼入れ等を行う。
【0043】
そして、ステップＳ１３の切削工程において、所定の切削工具を用いて、熱処理後のピストン１の素材を切削加工し、スラスト側スカート部７、反スラスト側スカート部８、リング溝６ｃ～６ｅ、冠面６ａおよびピン孔１ａを形成する。
【0044】
次に、ステップＳ１４の固体潤滑膜塗布工程において、スクリーン印刷装置２０（図７参照）を用いて、スカート部７，８の表面に固体潤滑被膜１１を塗布する。この固体潤滑被膜１１の塗布の際には、スクリーン印刷装置２０を用いて、スカート部７，８の表面に、結合樹脂１１ａおよび固体潤滑剤１１ｂを含む被膜組成物を所定の有機溶剤に溶かしてなる被膜形成塗料１１ｃを塗布する。
【0045】
次に、ステップＳ１５の焼成工程において、被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１の焼成を行う。より詳細には、被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１を乾燥炉に投入し、所定の温度で所定の時間だけ加熱することによって、被膜形成塗料１１ｃ中の有機溶剤を揮発させつつエポキシ樹脂等の被膜組成物を硬化させて、固体潤滑被膜１１を形成する。
【0046】
固体潤滑被膜１１の形成後には、ステップＳ１６の非晶質炭素被膜形成工程において、プラズマ化学蒸着装置１２（図６参照）を用いて、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄと、該固体潤滑被膜１１が塗布されていないピストン１の残りの表面に、非晶質炭素被膜であるＤＬＣコーティング１０を形成する。より詳細には、ポンプ装置を用いて真空チャンバ１３内を所定の圧力まで真空引きした後、真空チャンバ１３に設けられた導入口１９から真空チャンバ１３内へ、ＤＬＣコーティング１０の原料となる反応ガス１８、例えばアセチレンを導入する（図６参照）。アセチレンの導入後には、高周波電源１７をオンにし、真空チャンバ１３に高周波を照射することで、プラズマを発生させ、これにより、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄと、固体潤滑被膜１１が塗布されていないピストン１の残りの表面に、ＤＬＣコーティング１０を形成する。
【0047】
[第２の実施形態の効果]
第２の実施形態では、固体潤滑被膜１１は、ピストン１のスカート部７，８の表面に形成されている。そして、ＤＬＣコーティング１０は、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに形成されている。このように固体潤滑被膜１１の外側にＤＬＣコーティング１０が形成される場合であっても、硝酸イオン等の燃焼生成物を含む水分がスカート部７，８の表面に到達し難くなり、該表面の腐食が抑制される。従って、ＤＬＣコーティング１０によって、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
第２の実施形態では、固体潤滑被膜１１は、ピストン１のスカート部７，８の表面に形成されている。そして、ＤＬＣコーティング１０は、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに形成されている。このように固体潤滑被膜１１の外側にＤＬＣコーティング１０が形成される場合であっても、硝酸イオン等の燃焼生成物を含む水分がスカート部７，８の表面に到達し難くなり、該表面の腐食が抑制される。従って、ＤＬＣコーティング１０によって、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
【0048】
また、第２の実施形態において、スカート部７，８の外側に固体潤滑被膜１１およびＤＬＣコーティング１０を形成する際には、スクリーン印刷および焼成によってスカート部７，８の表面に固体潤滑被膜１１を形成した後に、プラズマ化学蒸着により固体潤滑被膜１１の表面１１ｄにＤＬＣコーティング１０を形成することになる。従って、ＤＬＣコーティング１０の形成の際には、プラズマ化学蒸着の際に生じる熱により、既に焼成された固体潤滑被膜１１がさらに焼成される。このため、固体潤滑被膜１１の結合樹脂１１ａの分子が大きくなり、分子間力が強くなる。よって、スカート部７，８の表面に対する固体潤滑被膜１１の密着力を増加させることができる。
【0049】
また、スカート部の表面に固体潤滑被膜を形成してなる従来のピストン１の構成にＤＬＣコーティング１０を付加するだけで第２の実施形態のピストン１を製造することができるから、生産ラインの設計の大幅な変更を伴うことなく容易にピストン１を製造することができる。
【0050】
【0051】
第３の実施形態のピストン１は、第２の実施形態の固体潤滑被膜１１とＤＬＣコーティング１０との間に高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４が形成されたものとして構成されている。つまり、第３の実施形態のピストン１では、図１０に示すように、反スラスト側スカート部８の表面に固体潤滑被膜１１が形成され、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに固体潤滑剤として比較的高い濃度の二硫化モリブデンを含む高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４が形成され、さらに、高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４の表面２４ａにＤＬＣコーティング１０が形成されている。
【0052】
以下に、図１１を参照して、第３の実施形態のピストン１の製造方法について説明する。なお、高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４の塗布工程およびその後の焼成工程を除く第３の実施形態のピストン１の製造方法の各工程は、第１および第２実施形態のピストン１の製造方法の対応する工程と同様の工程である。
【0053】
まず、図１１のステップＳ２１の素材作製工程において、アルミニウム合金材料を用いた所定の製法、例えば鋳造により、ピストン１の素材を製作する。
【0054】
次に、ステップＳ２２の熱処理工程において、ピストン１の素材に所定の熱処理、例えば焼入れ等を行う。
【0055】
そして、ステップＳ２３の切削工程において、所定の切削工具を用いて、熱処理後のピストン１の素材を切削加工し、スラスト側スカート部７、反スラスト側スカート部８、リング溝６ｃ～６ｅ、冠面６ａおよびピン孔１ａを形成する。
【0056】
次に、ステップＳ２４の固体潤滑被膜の塗布工程において、スクリーン印刷装置２０（図７参照）を用いて、スカート部７，８の表面に固体潤滑被膜１１を塗布する。この固体潤滑被膜１１の塗布の際には、スクリーン印刷装置２０を用いて、スカート部７，８の表面に、結合樹脂１１ａと固体潤滑剤１１ｂを含む被膜組成物を所定の有機溶剤に溶かしてなる被膜形成塗料１１ｃを塗布する。
【0057】
固体潤滑被膜１１の塗布後には、ステップＳ２５の焼成工程において、被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１の焼成を行う。被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１を乾燥炉に投入し、所定の温度で所定の時間だけ加熱することによって、被膜形成塗料１１ｃ中の有機溶剤を揮発させつつエポキシ樹脂等の被膜組成物を硬化させて、固体潤滑被膜１１を形成する。
【0058】
次に、ステップＳ２６の高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４の塗布工程において、スクリーン印刷装置２０（図７参照）を用いて、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４を塗布する。高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４の塗布の際には、スクリーン印刷装置２０を用いて、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに、結合樹脂と固定潤滑剤としての二硫化モリブデンとを含む被膜組成物を所定の有機溶剤に溶かしてなる被膜形成塗料を塗布する。
【0059】
そして、ステップＳ２７の焼成工程において、被膜形成塗料が塗布されたピストン１の焼成を行う。より詳細には、被膜形成塗料が塗布されたピストン１を乾燥炉に投入し、所定の温度で所定の時間だけ加熱することによって、被膜形成塗料中の有機溶剤を揮発させつつエポキシ樹脂等の被膜組成物を硬化させて、高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４を形成する。
【0060】
次に、ステップＳ２８の非晶質炭素被膜形成工程において、プラズマ化学蒸着装置１２（図６参照）を用いて、高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４の表面２４ａと、固体潤滑被膜１１，２４が塗布されていないピストン１の残りの表面に、非晶質炭素被膜であるＤＬＣコーティング１０を形成する。より詳細には、ポンプ装置を用いて真空チャンバ１３内を所定の圧力まで真空引きした後、真空チャンバ１３に設けられた導入口１９から真空チャンバ１３内へ、ＤＬＣコーティング１０の原料となる反応ガス、例えばアセチレンを導入する。アセチレンの導入後には、高周波電源１７をオンにし、真空チャンバ１３に高周波を照射することで、プラズマを発生させ、これにより、高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４の表面２４ａと、固体潤滑被膜１１，２４が塗布されていないピストン１の残りの表面に、ＤＬＣコーティング１０を形成する。
【0061】
[第３の実施形態の効果]
第３の実施形態では、スカート部７，８の表面に固体潤滑被膜１１が形成され、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４が形成され、さらに、高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４の表面２４ａにＤＬＣコーティング１０が形成されている。従って、第３実施形態のピストン１においても、ＤＬＣコーティング１０によって、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
第３の実施形態では、スカート部７，８の表面に固体潤滑被膜１１が形成され、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４が形成され、さらに、高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４の表面２４ａにＤＬＣコーティング１０が形成されている。従って、第３実施形態のピストン１においても、ＤＬＣコーティング１０によって、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
【0062】
【0063】
第４の実施形態のピストン１は、第１の実施形態のピストン１の固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４が形成されたものとして構成されている。つまり、第４の実施形態のピストン１では、図１２に示すように、反スラスト側スカート部８の表面にＤＬＣコーティング１０が形成され、該ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａのうち反スラスト側スカート部８に対応する箇所に固体潤滑被膜１１が形成され、さらに、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４が形成されている。
【0064】
以下に、図１３を参照して、第４の実施形態のピストン１の製造方法について説明する。なお、第４の実施形態のピストン１の製造方法の各工程は、第３の実施形態のピストン１の製造方法の対応する工程と同様の工程であり、工程の順序のみが異なる。
【0065】
まず、図１３のステップＳ３１の素材作製工程において、アルミニウム合金材料を用いた所定の製法、例えば鋳造により、ピストン１の素材を製作する。
【0066】
次に、ステップＳ３２の熱処理工程において、ピストン１の素材に所定の熱処理、例えば焼入れ等を行う。
【0067】
そして、ステップＳ３３の切削工程において、所定の切削工具を用いて、熱処理後のピストン１の素材を切削加工し、スラスト側スカート部７、反スラスト側スカート部８、リング溝６ｃ～６ｅ、冠面６ａおよびピン孔１ａを形成する。
【0068】
次に、ステップＳ３４の非晶質炭素被膜形成工程において、プラズマ化学蒸着装置１２（図６参照）を用いて、ピストン１の表面全体に非晶質炭素被膜であるＤＬＣコーティング１０を形成する。より詳細には、ポンプ装置を用いて真空チャンバ１３内を所定の圧力まで真空引きした後、真空チャンバ１３に設けられた導入口１９から真空チャンバ１３内へ、ＤＬＣコーティング１０の原料となる反応ガス１８、例えばアセチレンを導入する（図６参照）。アセチレンの導入後には、高周波電源１７をオンにし、真空チャンバ１３に高周波を照射することで、プラズマを発生させ、これにより、ピストン１の表面全体にＤＬＣコーティング１０を形成する。
【0069】
ＤＬＣコーティング１０の形成後には、ステップＳ３５の固体潤滑被膜塗布工程において、スクリーン印刷装置２０（図７参照）を用いて、ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａのうちスカート部７，８に対応する箇所に固体潤滑被膜１１を塗布する。この固体潤滑被膜１１の塗布の際には、スクリーン印刷装置２０を用いて、ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａのうちスカート部７，８に対応する箇所に、結合樹脂１１ａと固体潤滑剤１１ｂを含む被膜組成物を所定の有機溶剤に溶かしてなる被膜形成塗料１１ｃを塗布する。
【0070】
次に、ステップＳ３６の焼成工程において、被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１の焼成を行う。被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１を乾燥炉に投入し、所定の温度で所定の時間だけ加熱することによって、被膜形成塗料１１ｃ中の有機溶剤を揮発させつつエポキシ樹脂等の被膜組成物を硬化させて、固体潤滑被膜１１を形成する。
【0071】
固体潤滑被膜１１の形成後には、ステップＳ３７の高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４の塗布工程において、スクリーン印刷装置２０（図７参照）を用いて、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４を塗布する。
【0072】
高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４の塗布後には、ステップＳ３８の焼成工程において、被膜形成塗料が塗布されたピストン１を乾燥炉に投入し、所定の温度で所定の時間だけ加熱することによって、被膜形成塗料中の有機溶剤を揮発させつつエポキシ樹脂等の被膜組成物を硬化させて、高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４を形成する。
【0073】
[第４の実施形態の効果]
第４の実施形態では、ピストン１の表面にＤＬＣコーティング１０が形成され、該ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａのうちスカート部７，８に対応する箇所に固体潤滑被膜１１が形成され、さらに、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４が形成されている。従って、第４実施形態のピストン１においても、ＤＬＣコーティング１０によって、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
第４の実施形態では、ピストン１の表面にＤＬＣコーティング１０が形成され、該ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａのうちスカート部７，８に対応する箇所に固体潤滑被膜１１が形成され、さらに、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４が形成されている。従って、第４実施形態のピストン１においても、ＤＬＣコーティング１０によって、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
【0074】
また、第４実施形態では、固体潤滑被膜１１および高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４がＤＬＣコーティング１０の外側に位置している。このため、高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４がシリンダ壁３との摺動により摩耗しても、固体潤滑被膜１１によりシリンダ壁３との摺動抵抗を低減することができる。
また、仮に、固体潤滑被膜１１がシリンダ壁３との摺動により摩耗しても、ＤＬＣコーティング１０により、硝酸イオン等を含む水分がスカート部７，８の表面に到達し難くなり、固体潤滑被膜１１の剥離およびスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
また、仮に、固体潤滑被膜１１がシリンダ壁３との摺動により摩耗しても、ＤＬＣコーティング１０により、硝酸イオン等を含む水分がスカート部７，８の表面に到達し難くなり、固体潤滑被膜１１の剥離およびスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
【0075】
【0076】
第５の実施形態のピストン１は、第２の実施形態のピストン１のＤＬＣコーティング１０の表面１０ａに高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４が形成されたものとして構成されている。つまり、第５の実施形態のピストン１では、図１４に示すように、反スラスト側スカート部８の表面に固体潤滑被膜１１が形成され、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄにＤＬＣコーティング１０が形成され、さらに、ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａに高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４が形成されている。
【0077】
以下に、図１５を参照して、第５の実施形態のピストン１の製造方法について説明する。なお、第５の実施形態のピストン１の製造方法の各工程は、第３および第４の実施形態のピストン１の製造方法の対応する工程と同様の工程であり、工程の順序のみが異なる。
【0078】
まず、図１５のステップＳ４１の素材作製工程において、アルミニウム合金材料を用いた所定の製法、例えば鋳造により、ピストン１の素材を製作する。
【0079】
次に、ステップＳ４２の熱処理工程において、ピストン１の素材に所定の熱処理、例えば焼入れ等を行う。
【0080】
そして、ステップＳ４３の切削工程において、所定の切削工具を用いて、熱処理後のピストン１の素材を切削加工し、スラスト側スカート部７、反スラスト側スカート部８、リング溝６ｃ～６ｅ、冠面６ａおよびピン孔１ａを形成する。
【0081】
次に、ステップＳ４４の固体潤滑被膜の塗布工程において、スクリーン印刷装置２０（図７参照）を用いて、スカート部７，８の表面に固体潤滑被膜１１を塗布する。この固体潤滑被膜１１の塗布の際には、スクリーン印刷装置２０を用いて、スカート部７，８の表面に、結合樹脂１１ａと固体潤滑剤１１ｂを含む被膜組成物を所定の有機溶剤に溶かしてなる被膜形成塗料１１ｃを塗布する。
【0082】
固体潤滑被膜１１の塗布後には、ステップＳ４５の焼成工程において、被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１の焼成を行う。被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１を乾燥炉に投入し、所定の温度で所定の時間だけ加熱することによって、被膜形成塗料１１ｃ中の有機溶剤を揮発させつつエポキシ樹脂等の被膜組成物を硬化させて、固体潤滑被膜１１を形成する。
【0083】
固体潤滑被膜１１の形成後には、ステップＳ４６の非晶質炭素被膜形成工程において、プラズマ化学蒸着装置１２（図６参照）を用いて、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄと、固体潤滑被膜１１が塗布されていないピストン１の残りの表面に、非晶質炭素被膜であるＤＬＣコーティング１０を形成する。より詳細には、ポンプ装置を用いて真空チャンバ１３内を所定の圧力まで真空引きした後、真空チャンバ１３に設けられた導入口１９から真空チャンバ１３内へ、ＤＬＣコーティング１０の原料となる反応ガス１８、例えばアセチレンを導入する。アセチレンの導入後には、高周波電源１７をオンにし、真空チャンバ１３に高周波を照射することで、プラズマを発生させ、これにより、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄと、固体潤滑被膜１１が塗布されていないピストン１の残りの表面に、ＤＬＣコーティング１０を形成する。
【0084】
ＤＬＣコーティング１０の形成後には、ステップＳ４７の高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４の塗布工程において、スクリーン印刷装置２０（図７参照）を用いて、ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａのうちスカート部７，８に対応する箇所に高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４を塗布する。
【0085】
高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４の塗布後には、ステップＳ４８の焼成工程において、被膜形成塗料が塗布されたピストン１の焼成を行う。より詳細には、被膜形成塗料が塗布されたピストン１を乾燥炉に投入し、所定の温度で所定の時間だけ加熱することによって、被膜形成塗料中の有機溶剤を揮発させつつエポキシ樹脂等の被膜組成物を硬化させて、高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４を形成する。
【0086】
[第５の実施形態の効果]
第５の実施形態では、スカート部７，８の表面に固体潤滑被膜１１が形成され、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄにＤＬＣコーティング１０が形成され、さらに、ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａのうちスカート部７，８に対応する箇所に高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４が形成されている。従って、ＤＬＣコーティング１０によって、第５実施形態のピストン１においても、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
第５の実施形態では、スカート部７，８の表面に固体潤滑被膜１１が形成され、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄにＤＬＣコーティング１０が形成され、さらに、ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａのうちスカート部７，８に対応する箇所に高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４が形成されている。従って、ＤＬＣコーティング１０によって、第５実施形態のピストン１においても、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
【0087】
また、第５の実施形態では、高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４がＤＬＣコーティング１０の外側に位置している。従って、高濃度二硫化モリブデン含有固体潤滑被膜２４がシリンダ壁３との摺動により摩耗しても、ＤＬＣコーティング１０により、硝酸イオン等を含む水分がスカート部７，８の表面に到達し難くなり、固体潤滑被膜１１の剥離およびスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
【0088】
【0089】
第６の実施形態のピストン１は、第１の実施形態のピストン１の固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに電着ポリマー被膜２５が形成されたものとして構成されている。つまり、第６の実施形態のピストン１では、図１６に示すように、反スラスト側スカート部８の表面にＤＬＣコーティング１０が形成され、該ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａに固体潤滑被膜１１が形成され、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに電着ポリマー被膜２５が形成されている。
電着ポリマー被膜２５は、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄの平滑性を向上させるものである。電着ポリマー被膜２５は、結合樹脂としてエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂またはポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）のいずれか１種が所定の量だけ含まれるように設定されている。電着ポリマー被膜２５は、所定の電着装置を用いて電着塗料を電着し、乾燥させることにより、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに形成される。
電着ポリマー被膜２５は、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄの平滑性を向上させるものである。電着ポリマー被膜２５は、結合樹脂としてエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂またはポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）のいずれか１種が所定の量だけ含まれるように設定されている。電着ポリマー被膜２５は、所定の電着装置を用いて電着塗料を電着し、乾燥させることにより、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに形成される。
【0090】
以下に、図１７を参照して、第６の実施形態のピストン１の製造方法について説明する。
【0091】
まず、図１７のステップＳ５１の素材作製工程において、アルミニウム合金材料を用いた所定の製法、例えば鋳造により、ピストン１の素材を製作する。
【0092】
次に、ステップＳ５２の熱処理工程において、ピストン１の素材に所定の熱処理、例えば焼入れ等を行う。
【0093】
そして、ステップＳ５３の切削工程において、所定の切削工具を用いて、熱処理後のピストン１の素材を切削加工し、スラスト側スカート部７、反スラスト側スカート部８、リング溝６ｃ～６ｅ、冠面６ａおよびピン孔１ａを形成する。
【0094】
次に、ステップＳ５４の非晶質炭素被膜形成工程において、プラズマ化学蒸着装置１２（図６参照）を用いて、ピストン１の表面全体に非晶質炭素被膜であるＤＬＣコーティング１０を形成する。より詳細には、ポンプ装置を用いて真空チャンバ１３内を所定の圧力まで真空引きした後、真空チャンバ１３に設けられた導入口１９から真空チャンバ１３内へ、ＤＬＣコーティング１０の原料となる反応ガス１８、例えばアセチレンを導入する（図６参照）。アセチレンの導入後には、高周波電源１７をオンにし、真空チャンバ１３に高周波を照射することで、プラズマを発生させ、これにより、ピストン１の表面全体にＤＬＣコーティング１０を形成する。
【0095】
ＤＬＣコーティング１０の形成後には、ステップＳ５５の固体潤滑被膜塗布工程において、スクリーン印刷装置２０（図７参照）を用いて、ＤＬＣコーティング１０の表面のうちスカート部７，８に対応する箇所に固体潤滑被膜１１を塗布する。この固体潤滑被膜１１の塗布の際には、スクリーン印刷装置２０を用いて、ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａのうちスカート部７，８に対応する箇所に、結合樹脂１１ａおよび固体潤滑剤１１ｂを含む被膜組成物を所定の有機溶剤に溶かしてなる被膜形成塗料１１ｃを塗布する。
【0096】
次に、ステップＳ５６の焼成工程において、被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１の焼成を行う。より詳細には、被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１を乾燥炉に投入し、所定の温度で所定の時間だけ加熱することによって、被膜形成塗料１１ｃ中の有機溶剤を揮発させつつエポキシ樹脂等の被膜組成物を硬化させて、固体潤滑被膜１１を形成する。
【0097】
固体潤滑被膜１１の形成後には、ステップＳ５７の電着塗装工程において、所定の電着装置を用いて、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに電着塗料を電着する。
【0098】
次に、ステップＳ５８の乾燥工程において、固体潤滑被膜１１の表面に電着された電着塗料を、所定の温度で所定の時間だけ乾燥させ、電着ポリマー被膜２５を形成する。
【0099】
[第６の実施形態の効果]
第６の実施形態では、ピストン１の表面にＤＬＣコーティング１０が形成され、該ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａに固体潤滑被膜１１が形成され、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに電着ポリマー被膜２５が形成されている。従って、第６実施形態のピストン１においても、ＤＬＣコーティング１０によって、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
第６の実施形態では、ピストン１の表面にＤＬＣコーティング１０が形成され、該ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａに固体潤滑被膜１１が形成され、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに電着ポリマー被膜２５が形成されている。従って、第６実施形態のピストン１においても、ＤＬＣコーティング１０によって、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
【0100】
また、第６の実施形態では、電着ポリマー被膜２５がピストン１の最も外側に形成されているので、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄの平滑性が向上する。従って、固体潤滑被膜１１のみを有するピストンと比べて、シリンダ壁３に対する摺動抵抗を低減させることができる。
【0101】
【0102】
第７の実施形態では、第２の実施形態のピストン１のＤＬＣコーティング１０の表面１０ａに第６の実施形態と同様の電着ポリマー被膜２５が形成されたものとして構成されている。つまり、第７の実施形態のピストン１では、図１８に示すように、反スラスト側スカート部８の表面に固体潤滑被膜１１が形成され、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄにＤＬＣコーティング１０が形成され、さらに、ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａに電着ポリマー被膜２５が形成されている。
【0103】
以下に、図１９を参照して、第７の実施形態のピストン１の製造方法について説明する。なお、第７の実施形態のピストン１の製造方法の各工程は、第６の実施形態のピストン１の製造方法の対応する工程と同様の工程であり、工程の順序のみが異なる。
【0104】
まず、図１９のステップＳ６１の素材作製工程において、アルミニウム合金材料を用いた所定の製法、例えば鋳造により、ピストン１の素材を製作する。
【0105】
次に、ステップＳ６２の熱処理工程において、ピストン１の素材に所定の熱処理、例えば焼入れ等を行う。
【0106】
そして、ステップＳ６３の切削工程において、所定の切削工具を用いて、熱処理後のピストン１の素材を切削加工し、スラスト側スカート部７、反スラスト側スカート部８、リング溝６ｃ～６ｅ、冠面６ａおよびピン孔１ａを形成する。
【0107】
次に、ステップＳ６４の固体潤滑膜塗布工程において、スクリーン印刷装置２０（図７参照）を用いて、スカート部７，８の表面に固体潤滑被膜１１を塗布する。この固体潤滑被膜１１の塗布の際には、スクリーン印刷装置２０を用いて、スカート部７，８の表面に、結合樹脂１１ａおよび固体潤滑剤１１ｂを含む被膜組成物を所定の有機溶剤に溶かしてなる被膜形成塗料１１ｃを塗布する。
【0108】
次に、ステップＳ６５の焼成工程において、被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１の焼成を行う。被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１を乾燥炉に投入し、所定の温度で所定の時間だけ加熱することによって、被膜形成塗料１１ｃ中の有機溶剤を揮発させつつエポキシ樹脂等の被膜組成物を硬化させて、固体潤滑被膜１１を形成する。
【0109】
固体潤滑被膜１１の形成後には、ステップＳ６６の非晶質炭素被膜形成工程において、プラズマ化学蒸着装置１２（図６参照）を用いて、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄと、該固体潤滑被膜１１が塗布されていないピストン１の残りの表面に、非晶質炭素被膜であるＤＬＣコーティング１０を形成する。より詳細には、ポンプ装置を用いて真空チャンバ１３内を所定の圧力まで真空引きした後、真空チャンバ１３に設けられた導入口１９から真空チャンバ１３内へ、ＤＬＣコーティング１０の原料となる反応ガス１８、例えばアセチレンを導入する（図６参照）。アセチレンの導入後には、高周波電源１７をオンにし、真空チャンバ１３に高周波を照射することで、プラズマを発生させ、これにより、固体潤滑被膜１１の表面１１ｄと、該固体潤滑被膜１１が塗布されていないピストン１の残りの表面に、ＤＬＣコーティング１０を形成する。
【0110】
ＤＬＣコーティング１０の形成後には、ステップ６７の電着塗装工程において、所定の電着装置を用いて、ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａのうちスカート部７，８に対応する箇所に電着塗料を電着する。
【0111】
次に、ステップＳ６８の乾燥工程において、ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａに電着された電着塗料を、所定の温度で所定の時間だけ乾燥させ、電着ポリマー被膜２５を形成する。
【0112】
[第７の実施形態の効果]
第７の実施形態では、スカート部７，８の表面に固体潤滑被膜１１が形成され、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄにＤＬＣコーティング１０が形成され、さらに、ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａに電着ポリマー被膜２５が形成されている。従って、第７実施形態のピストン１においても、ＤＬＣコーティング１０によって、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
第７の実施形態では、スカート部７，８の表面に固体潤滑被膜１１が形成され、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄにＤＬＣコーティング１０が形成され、さらに、ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａに電着ポリマー被膜２５が形成されている。従って、第７実施形態のピストン１においても、ＤＬＣコーティング１０によって、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
【0113】
また、第７の実施形態では、ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａが電着ポリマー被膜２５により平滑になるので、ＤＬＣコーティング１０の表面１０ａの凸部１０ｂがシリンダ壁３に直接接触する場合と比べて、ＤＬＣコーティング１０の摩耗量を減少させることができる。
【0114】
【0115】
第８の実施形態のピストン１は、第７の実施形態のＤＬＣコーティング１０の配置と電着ポリマー被膜２５の配置を入れ替えたものとして構成されている。つまり、第８の実施形態のピストン１では、図２０に示すように、反スラスト側スカート部８の表面に固体潤滑被膜１１が形成され、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに電着ポリマー被膜２５が形成され、さらに、電着ポリマー被膜２５の表面２５ａにＤＬＣコーティング１０が形成されている。
【0116】
以下に、図２１を参照して、第８の実施形態のピストン１の製造方法について説明する。なお、第８の実施形態のピストン１の製造方法の各工程は、第６および第７の実施形態のピストン１の製造方法の対応する工程と同様の工程であり、工程の順序のみが異なる。
【0117】
まず、図２１のステップＳ７１の素材作製工程において、アルミニウム合金材料を用いた所定の製法、例えば鋳造により、ピストン１の素材を製作する。
【0118】
次に、ステップＳ７２の熱処理工程において、ピストン１の素材に所定の熱処理、例えば焼入れ等を行う。
【0119】
そして、ステップＳ７３の切削工程において、所定の切削工具を用いて、熱処理後のピストン１の素材を切削加工し、スラスト側スカート部７、反スラスト側スカート部８、リング溝６ｃ～６ｅ、冠面６ａおよびピン孔１ａを形成する。
【0120】
次に、ステップＳ７４の固体潤滑膜塗布工程において、スクリーン印刷装置２０（図７参照）を用いて、スカート部７，８の表面に固体潤滑被膜１１を塗布する。この固体潤滑被膜１１の塗布の際には、スクリーン印刷装置２０を用いて、スカート部７，８の表面に、結合樹脂１１ａおよび固体潤滑剤１１ｂを含む被膜組成物を所定の有機溶剤に溶かしてなる被膜形成塗料１１ｃを塗布する。
【0121】
次に、ステップＳ７５の焼成工程において、被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１の焼成を行う。より詳細には、被膜形成塗料１１ｃが塗布されたピストン１を乾燥炉に投入し、所定の温度で所定の時間だけ加熱することによって、被膜形成塗料１１ｃ中の有機溶剤を揮発させつつエポキシ樹脂等の被膜組成物を硬化させて、固体潤滑被膜１１を形成する。
【0122】
固体潤滑被膜１１の形成後には、ステップＳ７６の電着塗装工程において、所定の電着装置を用いて、固体潤滑被膜１１に電着塗料を電着する。
【0123】
次に、ステップＳ７７の乾燥工程において、固体潤滑被膜１１の表面に電着された電着塗料を、所定の温度で所定の時間だけ乾燥させ、電着ポリマー被膜２５を形成する。
【0124】
電着ポリマー被膜２５の形成後には、ステップＳ７８の非晶質炭素被膜形成工程において、プラズマ化学蒸着装置１２（図６参照）を用いて、電着ポリマー被膜２５の表面２５ａと、該電着ポリマー被膜２５が形成されていないピストン１の残りの表面に、非晶質炭素被膜であるＤＬＣコーティング１０を形成する。より詳細には、ポンプ装置を用いて真空チャンバ１３内を所定の圧力まで真空引きした後、真空チャンバ１３に設けられた導入口１９から真空チャンバ１３内へ、ＤＬＣコーティング１０の原料となる反応ガス１８、例えばアセチレンを導入する（図６参照）。アセチレンの導入後には、高周波電源１７をオンにし、真空チャンバ１３に高周波を照射することで、プラズマを発生させ、これにより、電着ポリマー被膜２５の表面２５ａと、該電着ポリマー被膜２５が形成されていないピストン１の残りの表面とに、ＤＬＣコーティング１０を形成する。
【0125】
[第８の実施形態の効果]
第８の実施形態では、スカート部７，８の表面に固体潤滑被膜１１が形成され、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに電着ポリマー被膜２５が形成され、さらに、電着ポリマー被膜２５の表面２５ａにＤＬＣコーティング１０が形成されている。従って、第８実施形態のピストン１においても、ＤＬＣコーティング１０によって、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
第８の実施形態では、スカート部７，８の表面に固体潤滑被膜１１が形成され、該固体潤滑被膜１１の表面１１ｄに電着ポリマー被膜２５が形成され、さらに、電着ポリマー被膜２５の表面２５ａにＤＬＣコーティング１０が形成されている。従って、第８実施形態のピストン１においても、ＤＬＣコーティング１０によって、スカート部７，８の表面の腐食に伴う固体潤滑被膜１１の剥離を抑制することができ、さらに、固体潤滑被膜１１の剥離に起因するスカート部７，８の摺動抵抗の増加を抑制することができる。
【0126】
以上説明した実施形態に基づく内燃機関のピストンとしては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
【0127】
スカート部の表面に複数の被膜が形成される内燃機関のピストンは、その一態様として、樹脂および固体潤滑剤を有した第１被膜と、前記第１被膜を構成する複数の分子の平均分子間距離よりも小さい平均原子間距離を有した第２被膜と、を備える。
【0128】
前記内燃機関のピストンの好ましい態様において、前記平均原子間距離は３Åよりも小さい。
【0129】
また、以上説明した実施形態に基づく他の内燃機関のピストンとしては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
【0130】
スカート部の表面に複数の被膜が形成される内燃機関のピストンは、その一態様として、樹脂および固体潤滑剤を有した第１被膜と、非晶質炭素被膜として構成された第２被膜と、を備える。
【0131】
さらに、以上説明した実施形態に基づく別の内燃機関のピストンとしては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
【0132】
スカート部の表面に複数の被膜が形成される内燃機関のピストンは、その一態様として、固体潤滑剤を有した第１被膜と、前記第１被膜よりも気体の透過率が小さい第２被膜と、を備える。
【0133】
前記内燃機関のピストンの好ましい態様において、前記気体は、酸素である。
【0134】
別の好ましい態様では、前記内燃機関のピストンの態様のいずれかにおいて、前記第２被膜は、冠面に形成される。
【0135】
別の好ましい態様では、前記内燃機関のピストンの態様のいずれかにおいて、前記内燃機関のピストンは、ピストンピンが挿入されるピン孔を有し、前記第２被膜は、前記ピン孔に形成される。
【0136】
別の好ましい態様では、前記内燃機関のピストンの態様のいずれかにおいて、前記内燃機関のピストンは、ピストンリングが嵌め込まれるリング溝を有し、前記第２被膜は、前記リング溝に形成される。
【0137】
別の好ましい態様では、前記内燃機関のピストンの態様のいずれかにおいて、前記第２被膜は、当該ピストン全体に形成される。
【0138】
別の好ましい態様では、前記内燃機関のピストンの態様のいずれかにおいて、前記第１被膜は、当該ピストンの表面に形成される。
【0139】
別の好ましい態様では、前記内燃機関のピストンの態様のいずれかにおいて、前記第２被膜は、当該ピストンの表面に形成される。
【0140】
別の好ましい態様では、前記内燃機関のピストンの態様のいずれかにおいて、前記第２被膜は、ケイ素を含む。
【0141】
別の好ましい態様では、前記内燃機関のピストンの態様のいずれかにおいて、前記第２被膜は、窒素を含む。
【0142】
別の好ましい態様では、前記内燃機関のピストンの態様のいずれかにおいて、前記第２被膜は、１５～３０原子パーセントのケイ素と、３０～６０原子パーセントの炭素と、２～２５原子パーセントの窒素とを含む。
【0143】
また、以上説明した実施形態に基づく内燃機関のピストンの製造方法としては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
【0144】
表面に複数の被膜が形成される内燃機関のピストンの製造方法は、その一態様として、金属材料によって前記ピストンを成形する工程と、前記ピストンの少なくともスカート部の表面に、化学蒸着により、非晶質炭素膜を形成する工程と、前記非晶質炭素膜の表面に固体潤滑被膜を形成する工程と、を含む。
【0145】
さらに、以上説明した実施形態に基づく他の内燃機関のピストンの製造方法としては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
【0146】
表面に複数の被膜が形成される内燃機関のピストンの製造方法は、その一態様として、金属材料によって前記ピストンを成形する工程と、前記ピストンの少なくともスカート部の表面に固体潤滑被膜を形成する工程と、前記固体潤滑被膜の表面に、化学蒸着により、非晶質炭素膜を形成する工程と、を含む。
【0147】
別の好ましい態様では、前記内燃機関のピストンの製造方法の態様のいずれかにおいて、前記化学蒸着は、プラズマ化学蒸着である。
【符号の説明】
【0148】
１・・・ピストン、１ａ・・・ピン孔、６・・・冠部、６ａ・・・冠面、７・・・スラスト側スカート部、８・・・反スラスト側スカート部、１０・・・ＤＬＣコーティング、１１・・・固体潤滑被膜、１１ａ・・・結合樹脂、１１ｂ・・・固体潤滑剤、１２・・・プラズマ化学蒸着装置、１３・・・真空チャンバ、１４・・・陽極、１５・・・陰極、１７・・・高周波電源、２０・・・スクリーン印刷装置、２５・・・電着ポリマー被膜
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】