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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】P2023059355
(43)【公開日】2023-04-27
(54)【発明の名称】内燃機関用ピストン
(51)【国際特許分類】
F02F 3/00 20060101AFI20230420BHJP
F16J 1/04 20060101ALI20230420BHJP
【ＦＩ】
F02F3/00 M
F16J1/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021169307
(22)【出願日】2021-10-15
(71)【出願人】
【識別番号】000006286
【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100089875
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 茂
(72)【発明者】
【氏名】西本 裕昭
【テーマコード（参考）】
3J044
【Ｆターム（参考）】
3J044AA12
3J044BC04
3J044CA14
3J044DA09
(57)【要約】
【課題】スカート部の外周面とシリンダの内周面との間に油膜圧力を確実に安定して形成することにより、ピストンとシリンダとの摩擦の低減を図る。
【解決手段】スカート部１６の外周面１６０２に複数の凹部１８が形成されている。複数の凹部１８は、ピストン１０の摺動方向および摺動方向と交差する外周面１６０２の周方向において、千鳥状に配置されることで構成されるとともに、複数の凹部１８は、複数の摺動方向列２２および複数の周方向列２４を構成している。複数の摺動方向列２２のうち隣接する一対の摺動方向列２２を構成する複数の凹部１８の各々は、摺動方向において互いに重複しない箇所に設けられている。複数の周方向列２４のうち隣接する一対の周方向列２４を構成する複数の凹部１８の各々は、周方向において互いに重複しない箇所に設けられている。
【選択図】図２
【解決手段】スカート部１６の外周面１６０２に複数の凹部１８が形成されている。複数の凹部１８は、ピストン１０の摺動方向および摺動方向と交差する外周面１６０２の周方向において、千鳥状に配置されることで構成されるとともに、複数の凹部１８は、複数の摺動方向列２２および複数の周方向列２４を構成している。複数の摺動方向列２２のうち隣接する一対の摺動方向列２２を構成する複数の凹部１８の各々は、摺動方向において互いに重複しない箇所に設けられている。複数の周方向列２４のうち隣接する一対の周方向列２４を構成する複数の凹部１８の各々は、周方向において互いに重複しない箇所に設けられている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ピストンのスカート部の外周面に複数の凹部が設けられたピストンの潤滑構造であって、
前記複数の凹部は、前記ピストンの摺動方向および前記摺動方向と交差する前記外周面の周方向において、千鳥状に配置されるとともに、複数の摺動方向列および複数の周方向列を構成し、
前記複数の摺動方向列のうち隣接する一対の摺動方向列を構成する前記複数の凹部の各々は、前記摺動方向において互いに重複しない箇所に設けられ、
前記複数の周方向列のうち隣接する一対の周方向列を構成する前記複数の凹部の各々は、前記周方向において互いに重複しない箇所に設けられている、
ことを特徴とする内燃機関用ピストン。
前記複数の凹部は、前記ピストンの摺動方向および前記摺動方向と交差する前記外周面の周方向において、千鳥状に配置されるとともに、複数の摺動方向列および複数の周方向列を構成し、
前記複数の摺動方向列のうち隣接する一対の摺動方向列を構成する前記複数の凹部の各々は、前記摺動方向において互いに重複しない箇所に設けられ、
前記複数の周方向列のうち隣接する一対の周方向列を構成する前記複数の凹部の各々は、前記周方向において互いに重複しない箇所に設けられている、
ことを特徴とする内燃機関用ピストン。
【請求項2】
前記複数の凹部は、前記周方向に細長の紡錘形状を呈している、
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用ピストン。
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用ピストン。
【請求項3】
前記複数の凹部は、前記外周面の全域に設けられている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関用ピストン。
ことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関用ピストン。
【請求項4】
前記周方向列を構成する各凹部は、周方向において同一円周上に配置されていることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の内燃機関用ピストン。
【請求項5】
前記摺動方向において隣り合う２つの前記周方向列をそれぞれ構成する前記凹部間の摺動方向の距離は、１００μm以上２０００μm以下であり、
前記周方向列において隣り合う２つの前記摺動方向列をそれぞれ構成する前記凹部間の周方向の距離は、１２５μm以上７５０μm以下である、
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用ピストン。
前記周方向列において隣り合う２つの前記摺動方向列をそれぞれ構成する前記凹部間の周方向の距離は、１２５μm以上７５０μm以下である、
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用ピストン。
【請求項6】
前記複数の凹部は、前記周方向における長さが１００μｍ以上６００μｍ以下であり、前記摺動方向における幅が４０μｍ以上２５０μm以下であり、深さが５μｍ以上３５μm以下である、
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用ピストン。
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用ピストン。
【請求項7】
前記外周面の面積に対する、前記複数の凹部が形成された領域の面積率は、５％以上４０％以下である、
ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項記載の内燃機関用ピストン。
ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項記載の内燃機関用ピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内燃機関用ピストンに関する。
【背景技術】
【0002】
内燃機関は、シリンダ内におけるピストンの往復運動を回転運動に変換して駆動力を発生する。
このような内燃機関では、ピストンのスカート部の外周面とシリンダの内周面との間に潤滑油の油膜を確実に形成し、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成することが、ピストンとシリンダとの摩擦の低減を図り、内燃機関の効率の向上を図る上で重要となる。
特許文献１には、スカート部の外周面に複数の凹部を設け、凹部に一時的に貯留した潤滑油によってスカート部の外周面とシリンダの内周面との間に油膜を形成する技術が提案されている。
このような内燃機関では、ピストンのスカート部の外周面とシリンダの内周面との間に潤滑油の油膜を確実に形成し、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成することが、ピストンとシリンダとの摩擦の低減を図り、内燃機関の効率の向上を図る上で重要となる。
特許文献１には、スカート部の外周面に複数の凹部を設け、凹部に一時的に貯留した潤滑油によってスカート部の外周面とシリンダの内周面との間に油膜を形成する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００６－２７５００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来技術では、単に複数の凹部を設けることに留まっており、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間に発生する油膜圧力を確実に安定して形成する上で改善の余地がある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間に油膜圧力を確実に安定して形成することにより、ピストンとシリンダとの摩擦の低減を図り、内燃機関の効率の向上を図る上で有利なピストンの潤滑構造を提供することにある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間に油膜圧力を確実に安定して形成することにより、ピストンとシリンダとの摩擦の低減を図り、内燃機関の効率の向上を図る上で有利なピストンの潤滑構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述の目的を達成するため、本発明の一実施形態は、ピストンのスカート部の外周面に複数の凹部が設けられたピストンの潤滑構造であって、前記複数の凹部は、前記ピストンの摺動方向および前記摺動方向と交差する前記外周面の周方向において、千鳥状に配置されるとともに、複数の摺動方向列および複数の周方向列を構成し、前記複数の摺動方向列のうち隣接する一対の摺動方向列を構成する前記複数の凹部の各々は、前記摺動方向において互いに重複しない箇所に設けられ、前記複数の周方向列のうち隣接する一対の周方向列を構成する前記複数の凹部の各々は、前記周方向において互いに重複しない箇所に設けられていることを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記複数の凹部は、前記周方向に細長の紡錘形状を呈していることを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記複数の凹部は、前記外周面の全域に設けられていることを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記周方向列を構成する各凹部は、周方向において同一円周上に配置されていることを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記摺動方向において隣り合う２つの前記周方向列をそれぞれ構成する前記凹部間の摺動方向の距離は、１００μm以上２０００μm以下であり、前記周方向列において隣り合う２つの前記摺動方向列をそれぞれ構成する前記凹部間の周方向の距離は、１２５μm以上７５０μm以下であることを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記複数の凹部は、前記周方向における長さが１００μｍ以上６００μｍ以下であり、前記摺動方向における幅が４０μｍ以上２５０μm以下であり、深さが５μｍ以上３５μm以下であることを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記外周面の面積に対する、前記複数の凹部が形成された領域の面積率は、５％以上４０％以下であることを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記複数の凹部は、前記周方向に細長の紡錘形状を呈していることを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記複数の凹部は、前記外周面の全域に設けられていることを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記周方向列を構成する各凹部は、周方向において同一円周上に配置されていることを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記摺動方向において隣り合う２つの前記周方向列をそれぞれ構成する前記凹部間の摺動方向の距離は、１００μm以上２０００μm以下であり、前記周方向列において隣り合う２つの前記摺動方向列をそれぞれ構成する前記凹部間の周方向の距離は、１２５μm以上７５０μm以下であることを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記複数の凹部は、前記周方向における長さが１００μｍ以上６００μｍ以下であり、前記摺動方向における幅が４０μｍ以上２５０μm以下であり、深さが５μｍ以上３５μm以下であることを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記外周面の面積に対する、前記複数の凹部が形成された領域の面積率は、５％以上４０％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明の一実施の形態によれば、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実にかつ安定して形成する上で有利となり、ピストンとシリンダとが固体接触することを防止して、ピストンとシリンダとの摩擦の低減を図り、内燃機関の効率の向上を図る上で有利となる。
また、複数の凹部が、周方向に細長の紡錘形状を呈していると、潤滑油の凹部への導入および潤滑油の凹部からの供給を円滑に行なう上で有利となり、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でより有利となる。
また、複数の凹部を、ピストンのスカート部の外周面の全域に設けると、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でさらに有利となり、ピストンとシリンダとの摩擦の低減を図り、内燃機関の効率の向上を図る上でより有利となる。
また、周方向列を構成する各凹部が、周方向において同一円周上に配置されていると、スカート部の外周面に複数の凹部を形成する加工を簡単に行なう上で有利となる。
また、摺動方向において隣り合う２つの前記周方向列をそれぞれ構成する凹部間の摺動方向の距離を、１００μm以上２０００μm以下とし、周方向列において隣り合う２つの前記摺動方向列をそれぞれ構成する凹部間の周方向の距離を、１２５μm以上７５０μm以下とすると、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でより有利となる。
また、複数の凹部を、周方向における長さが１００μｍ以上６００μｍ以下とし、摺動方向における幅が４０μｍ以上２５０μm以下とし、深さが５μｍ以上３５μm以下とすると、潤滑油の凹部への導入および潤滑油の凹部からの供給を円滑に行なう上でより有利となり、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でより有利となる。
また、外周面の面積に対する、複数の凹部が形成された領域の面積率を、５％以上４０％以下とすると、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でより有利となる。
また、複数の凹部が、周方向に細長の紡錘形状を呈していると、潤滑油の凹部への導入および潤滑油の凹部からの供給を円滑に行なう上で有利となり、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でより有利となる。
また、複数の凹部を、ピストンのスカート部の外周面の全域に設けると、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でさらに有利となり、ピストンとシリンダとの摩擦の低減を図り、内燃機関の効率の向上を図る上でより有利となる。
また、周方向列を構成する各凹部が、周方向において同一円周上に配置されていると、スカート部の外周面に複数の凹部を形成する加工を簡単に行なう上で有利となる。
また、摺動方向において隣り合う２つの前記周方向列をそれぞれ構成する凹部間の摺動方向の距離を、１００μm以上２０００μm以下とし、周方向列において隣り合う２つの前記摺動方向列をそれぞれ構成する凹部間の周方向の距離を、１２５μm以上７５０μm以下とすると、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でより有利となる。
また、複数の凹部を、周方向における長さが１００μｍ以上６００μｍ以下とし、摺動方向における幅が４０μｍ以上２５０μm以下とし、深さが５μｍ以上３５μm以下とすると、潤滑油の凹部への導入および潤滑油の凹部からの供給を円滑に行なう上でより有利となり、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でより有利となる。
また、外周面の面積に対する、複数の凹部が形成された領域の面積率を、５％以上４０％以下とすると、スカート部の外周面とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でより有利となる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本実施の形態に係るピストンの側面図である。
【図2】本実施の形態に係るピストンのスカート部の外周面の拡大図である。
【図3】（Ａ）は第１比較例を示す説明図、（Ｂ）は第２比較例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、ピストン１０は、その頂面１２０４と不図示のエンジンのシリンダとの間に燃焼室を形成し、燃焼室内で発生する燃料の爆発燃焼によって往復運動するものであり、その往復運動がコンロッド、クランクシャフトを介して回転運動に変換され駆動力が発生される。
ピストン１０は、ピストンヘッド部１２と、一対のサイドウォール部１４と、一対のスカート部１６とを含んで構成されている。
ピストンヘッド部１２は、不図示のシリンダの内周面に対向する円筒面状の外周面１２０２と、外周面１２０２の上端全周を接続する頂面１２０４とを有している。
外周面１２０２は、ピストン１０の中心軸方向に間隔をおいて複数のリング溝１２０６が形成されている。本実施の形態では、３つのリング溝１２０６が形成され、これらリング溝１２０６には、不図示のピストンリングが嵌合される。
図１に示すように、ピストン１０は、その頂面１２０４と不図示のエンジンのシリンダとの間に燃焼室を形成し、燃焼室内で発生する燃料の爆発燃焼によって往復運動するものであり、その往復運動がコンロッド、クランクシャフトを介して回転運動に変換され駆動力が発生される。
ピストン１０は、ピストンヘッド部１２と、一対のサイドウォール部１４と、一対のスカート部１６とを含んで構成されている。
ピストンヘッド部１２は、不図示のシリンダの内周面に対向する円筒面状の外周面１２０２と、外周面１２０２の上端全周を接続する頂面１２０４とを有している。
外周面１２０２は、ピストン１０の中心軸方向に間隔をおいて複数のリング溝１２０６が形成されている。本実施の形態では、３つのリング溝１２０６が形成され、これらリング溝１２０６には、不図示のピストンリングが嵌合される。
【0009】
サイドウォール部１４は、ピストンヘッド部１２の直径方向において対向するピストンヘッド部１２の下部の箇所からそれぞれ下方に垂設され、ピストンヘッド部１２の下方に一対設けられている。
サイドウォール部１４は、ピストンヘッド部１２の外周面１２０２よりも半径方向内側に偏位した箇所に位置し、不図示ではあるが一対のサイドウォール部１４にはそれぞれピン孔が設けられ、それらピン孔にピストンピンを介してコンロッドが連結される。
サイドウォール部１４は、ピストンヘッド部１２の外周面１２０２よりも半径方向内側に偏位した箇所に位置し、不図示ではあるが一対のサイドウォール部１４にはそれぞれピン孔が設けられ、それらピン孔にピストンピンを介してコンロッドが連結される。
【0010】
スカート部１６は、不図示のピストンピンの軸心と直交する方向において、ピストンヘッド部１２の下部の箇所からそれぞれ下方に垂設され、一対のサイドウォール部１４を接続している。
スカート部１６の外周面１６０２は、ピストン１０の往復運動に伴いシリンダの内周面と摺動してピストン１０の往復運動を案内する箇所である。
スカート部１６の外周面１６０２は、ピストン１０の往復運動に伴いシリンダの内周面と摺動してピストン１０の往復運動を案内する箇所である。
【0011】
図１、図２に示すように、スカート部１６の外周面１６０２に複数の凹部１８が形成されている。
それら凹部１８は、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間に供給される潤滑油を一時的に貯留し、それら外周面１６０２と内周面との間に潤滑油を供給してそれら外周面１６０２と内周面との間に油膜圧力を形成するものである。
複数の凹部１８は、ピストン１０の摺動方向および摺動方向と交差する外周面１６０２の周方向において、千鳥状に配置されることで構成されるとともに、複数の凹部１８は、複数の摺動方向列２２および複数の周方向列２４を構成している。
各摺動方向列２２は、複数の凹部１８がピストン１０の摺動方向に直線上に並べられることで構成され、各摺動方向列２２は、外周面１６０２の周方向において互いに平行している。
各周方向列２４は、複数の凹部１８が周方向において同一円周上に位置するように配置されることで構成され、各周方向列２４は摺動方向に間隔をおいて設けられている。
複数の摺動方向列２２のうち隣接する一対の摺動方向列２２を構成する複数の凹部１８の各々は、摺動方向において互いに重複しない箇所に設けられている。言い換えると、複数の摺動方向列２２のうち隣接する一対の摺動方向列２２を構成する複数の凹部１８の各々は、周方向において互いに一致しない箇所に設けられている。
複数の周方向列２４のうち隣接する一対の周方向列２４を構成する複数の凹部１８の各々は、周方向において互いに重複しない箇所に設けられている。言い換えると、複数の周方向列２４のうち隣接する一対の周方向列２４を構成する複数の凹部１８の各々は、摺動方向において互いに一致しない箇所に設けられている。
本実施の形態では、複数の凹部１８は、外周面１６０２の全域に設けられている。
本実施の形態では、摺動方向において隣り合う２つの周方向列２４をそれぞれ構成する２つの凹部１８間の摺動方向の距離（短手ピッチ）Ａは均一であり、この距離（短手ピッチ）Ａは、１００μｍ以上２０００μm以下に形成されている。
また、本実施の形態では、周方向列２４において隣り合う２つの凹部１８間の周方向の距離（長手ピッチ）Ｂは均一であり、この距離（長手ピッチ）Ｂは、１２５μm以上７５０μm以下に形成されている。
なお、図２に示すように、本明細書において、短手ピッチＡは、摺動方向において隣り合う２つの周方向列２４をそれぞれ構成する２つの凹部１８の摺動方向における幅Ｗの中央位置の間の距離であり、長手ピッチＢは、上記２つの凹部１８の周方向における長さＬの中央位置の間の距離であるものとする。
それら凹部１８は、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間に供給される潤滑油を一時的に貯留し、それら外周面１６０２と内周面との間に潤滑油を供給してそれら外周面１６０２と内周面との間に油膜圧力を形成するものである。
複数の凹部１８は、ピストン１０の摺動方向および摺動方向と交差する外周面１６０２の周方向において、千鳥状に配置されることで構成されるとともに、複数の凹部１８は、複数の摺動方向列２２および複数の周方向列２４を構成している。
各摺動方向列２２は、複数の凹部１８がピストン１０の摺動方向に直線上に並べられることで構成され、各摺動方向列２２は、外周面１６０２の周方向において互いに平行している。
各周方向列２４は、複数の凹部１８が周方向において同一円周上に位置するように配置されることで構成され、各周方向列２４は摺動方向に間隔をおいて設けられている。
複数の摺動方向列２２のうち隣接する一対の摺動方向列２２を構成する複数の凹部１８の各々は、摺動方向において互いに重複しない箇所に設けられている。言い換えると、複数の摺動方向列２２のうち隣接する一対の摺動方向列２２を構成する複数の凹部１８の各々は、周方向において互いに一致しない箇所に設けられている。
複数の周方向列２４のうち隣接する一対の周方向列２４を構成する複数の凹部１８の各々は、周方向において互いに重複しない箇所に設けられている。言い換えると、複数の周方向列２４のうち隣接する一対の周方向列２４を構成する複数の凹部１８の各々は、摺動方向において互いに一致しない箇所に設けられている。
本実施の形態では、複数の凹部１８は、外周面１６０２の全域に設けられている。
本実施の形態では、摺動方向において隣り合う２つの周方向列２４をそれぞれ構成する２つの凹部１８間の摺動方向の距離（短手ピッチ）Ａは均一であり、この距離（短手ピッチ）Ａは、１００μｍ以上２０００μm以下に形成されている。
また、本実施の形態では、周方向列２４において隣り合う２つの凹部１８間の周方向の距離（長手ピッチ）Ｂは均一であり、この距離（長手ピッチ）Ｂは、１２５μm以上７５０μm以下に形成されている。
なお、図２に示すように、本明細書において、短手ピッチＡは、摺動方向において隣り合う２つの周方向列２４をそれぞれ構成する２つの凹部１８の摺動方向における幅Ｗの中央位置の間の距離であり、長手ピッチＢは、上記２つの凹部１８の周方向における長さＬの中央位置の間の距離であるものとする。
【0012】
また、本実施の形態では、複数の凹部１８は、周方向に細長の紡錘形状を呈している。
また、本実施の形態では、複数の凹部１８は、周方向における長さＬが１００μｍ以上６００μｍ以下であり、摺動方向における幅Ｗが４０μｍ以上２５０μm以下に形成されている。
また、凹部１８の深さは、凹部１８の中心部が最も深く、中心部の深さｄが５μｍ以上３５μm以下で形成されている。
このようなスカート部１６の外周面１６０２への凹部１８の形成は、刃物による切削加工、サンドブラスト加工、レーザー加工など従来公知の様々な加工方法によってなされる。
また、本実施の形態では、複数の凹部１８は、周方向における長さＬが１００μｍ以上６００μｍ以下であり、摺動方向における幅Ｗが４０μｍ以上２５０μm以下に形成されている。
また、凹部１８の深さは、凹部１８の中心部が最も深く、中心部の深さｄが５μｍ以上３５μm以下で形成されている。
このようなスカート部１６の外周面１６０２への凹部１８の形成は、刃物による切削加工、サンドブラスト加工、レーザー加工など従来公知の様々な加工方法によってなされる。
【0013】
また、本実施の形態では、スカート部１６の外周面１６０２の面積をＳ１とし、複数の凹部１８が形成された領域の面積をＳ２としたとき、複数の凹部１８が形成された領域の面積率はＳ２／Ｓ１で定義され、この面積率Ｓ２／Ｓ１は、５％以上４０％以下とされている。
【0014】
次に作用効果について図２を参照して説明する。
ピストン１０の往復運動に伴いスカート部１６の外周面１６０２がシリンダの内周面と摺動する。
この際、不図示のオイル供給路からシリンダの内周面に供給された潤滑油は、スカート部１６の外周面１６０２がシリンダの内周面と摺動することにより、スカート部１６の凹部１８に導入され凹部１８に一時的に貯留される。
そして、スカート部１６の外周面１６０２がシリンダの内周面と摺動することに伴い、凹部１８に貯留されていた潤滑油が凹部１８からシリンダの内周面とスカート部１６の外周面１６０２との間に供給される。
この場合、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間で、図２に想像線で示すように、各摺動方向列２２において摺動方向に隣り合う凹部１８間の帯状の領域に、凹部１８から供給された潤滑油によって発生する油膜圧力を保持する油膜圧力保持部２６が形成される。
油膜圧力保持部２６は、周方向に沿った寸法の幅Ｘと、ピストン１０の摺動方向に沿った長さＹとを有している。
油膜圧力保持部２６の幅Ｘは、凹部１８の長さＬに対応しており、油膜圧力保持部２６の長さＹは、摺動方向において隣り合う２つの周方向列２４をそれぞれ構成する２つの凹部１８の縁部間（凹部１８の下縁と凹部の上縁との間）の摺動方向の距離に対応している。したがって、油膜圧力保持部２６の長さＹは、上述した短手ピッチＡよりも凹部１８の摺動方向における幅Ｗ分小さい値となる。
ピストン１０の往復運動に伴いスカート部１６の外周面１６０２がシリンダの内周面と摺動する。
この際、不図示のオイル供給路からシリンダの内周面に供給された潤滑油は、スカート部１６の外周面１６０２がシリンダの内周面と摺動することにより、スカート部１６の凹部１８に導入され凹部１８に一時的に貯留される。
そして、スカート部１６の外周面１６０２がシリンダの内周面と摺動することに伴い、凹部１８に貯留されていた潤滑油が凹部１８からシリンダの内周面とスカート部１６の外周面１６０２との間に供給される。
この場合、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間で、図２に想像線で示すように、各摺動方向列２２において摺動方向に隣り合う凹部１８間の帯状の領域に、凹部１８から供給された潤滑油によって発生する油膜圧力を保持する油膜圧力保持部２６が形成される。
油膜圧力保持部２６は、周方向に沿った寸法の幅Ｘと、ピストン１０の摺動方向に沿った長さＹとを有している。
油膜圧力保持部２６の幅Ｘは、凹部１８の長さＬに対応しており、油膜圧力保持部２６の長さＹは、摺動方向において隣り合う２つの周方向列２４をそれぞれ構成する２つの凹部１８の縁部間（凹部１８の下縁と凹部の上縁との間）の摺動方向の距離に対応している。したがって、油膜圧力保持部２６の長さＹは、上述した短手ピッチＡよりも凹部１８の摺動方向における幅Ｗ分小さい値となる。
【0015】
ここで、図３を参照して比較例１、２と比較しつつ説明する。
図３（Ａ）は、本実施の形態において隣接する一対の摺動方向列２２を一列の摺動方向列２２に変更し、この摺動方向列２２を周方向に並べた第１比較例を示し、第１比較例に設けられる凹部１８の数と、本実施の形態の凹部１８の数とは同一である。
図３（Ｂ）は、本実施の形態において複数の凹部１８を千鳥状ではなく格子状に並べた第２比較例を示し、したがって、第２比較例では、摺動方向列２２を構成する各凹部１８が周方向に同一円周上に並べられ、第２比較例に設けられる凹部１８の数と、本実施の形態の凹部１８の数とは同一である。
図３（Ａ）、（Ｂ）において、本実施の形態と、凹部１８の長さＬ、幅Ｗ、深さｄは同一寸法としている。
図３（Ａ）は、本実施の形態において隣接する一対の摺動方向列２２を一列の摺動方向列２２に変更し、この摺動方向列２２を周方向に並べた第１比較例を示し、第１比較例に設けられる凹部１８の数と、本実施の形態の凹部１８の数とは同一である。
図３（Ｂ）は、本実施の形態において複数の凹部１８を千鳥状ではなく格子状に並べた第２比較例を示し、したがって、第２比較例では、摺動方向列２２を構成する各凹部１８が周方向に同一円周上に並べられ、第２比較例に設けられる凹部１８の数と、本実施の形態の凹部１８の数とは同一である。
図３（Ａ）、（Ｂ）において、本実施の形態と、凹部１８の長さＬ、幅Ｗ、深さｄは同一寸法としている。
【0016】
図３（Ａ）の第１比較例では、摺動方向において隣り合う２つの周方向列２４をそれぞれ構成する２つの凹部１８間の摺動方向の距離（短手ピッチ）Ａが小さくなり、油膜圧力保持部２６の長さＹが小さくなり、油膜圧力保持部２６の面積が小さくなる。
油膜圧力保持部２６の面積が小さくなると、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間に形成された油膜が摺動方向で隣り合う凹部１８に逃げてしまうため、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間に発生する油膜圧力を確実に形成する効果を得る上で不利となる。
これに対して本実施の形態では、図２に示すように、複数の凹部１８は、ピストン１０の摺動方向および摺動方向と交差する外周面１６０２の周方向において、千鳥状に配置されることで構成されているので、第１比較例に比べて摺動方向において隣り合う２つの周方向列２４をそれぞれ構成する２つの凹部１８間の摺動方向の距離（短手ピッチ）Ａを大きく確保でき、油膜圧力保持部２６の長さＹを大きく確保できるため、油膜圧力保持部２６の面積を大きく確保できる。
油膜圧力保持部２６の面積を大きく確保できると、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間に形成された油膜が摺動方向で隣り合う凹部１８に逃げることが抑制されるため、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間に発生する油膜圧力を確実に形成する上で有利となる。
油膜圧力保持部２６の面積が小さくなると、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間に形成された油膜が摺動方向で隣り合う凹部１８に逃げてしまうため、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間に発生する油膜圧力を確実に形成する効果を得る上で不利となる。
これに対して本実施の形態では、図２に示すように、複数の凹部１８は、ピストン１０の摺動方向および摺動方向と交差する外周面１６０２の周方向において、千鳥状に配置されることで構成されているので、第１比較例に比べて摺動方向において隣り合う２つの周方向列２４をそれぞれ構成する２つの凹部１８間の摺動方向の距離（短手ピッチ）Ａを大きく確保でき、油膜圧力保持部２６の長さＹを大きく確保できるため、油膜圧力保持部２６の面積を大きく確保できる。
油膜圧力保持部２６の面積を大きく確保できると、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間に形成された油膜が摺動方向で隣り合う凹部１８に逃げることが抑制されるため、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間に発生する油膜圧力を確実に形成する上で有利となる。
【0017】
図３（Ｂ）の第２比較例では、各摺動方向列２２を構成する凹部１８が周方向において同一円周上に位置するよう並べられているため、例えば、図３（Ｂ）に破線Ｃで示すように、摺動方向において隣り合う２つの周方向列２４をそれぞれ構成する２つの凹部１８間の摺動方向の距離（短手ピッチ）Ａの１／２の寸法の範囲で、外周面１６０２を周方向に延在する領域Ｄで分割した場合、領域Ｄに含まれる凹部１８の数が４つの場合とゼロの場合とに分かれる。
したがって、スカート部１６の周方向における油膜圧力が摺動方向においてばらつく不具合がある。
これに対して本実施の形態では、図２に示すように、複数の凹部１８は、ピストン１０の摺動方向および摺動方向と交差する外周面１６０２の周方向において、千鳥状に配置されることで構成されているので、例えば、図２に破線Ｃで示すように、摺動方向において隣り合う２つの周方向列２４をそれぞれ構成する２つの凹部１８間の摺動方向の距離（短手ピッチ）Ａの１／２の寸法の範囲で、外周面１６０２を周方向に延在する領域Ｄで分割した場合、領域Ｄに含まれる凹部１８の数は全て２つとなる。
したがって、第２比較例に比べて、スカート部１６の周方向における油膜圧力が摺動方向においてばらつく不具合を解消でき、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を安定して形成する上で有利となる。
したがって、スカート部１６の周方向における油膜圧力が摺動方向においてばらつく不具合がある。
これに対して本実施の形態では、図２に示すように、複数の凹部１８は、ピストン１０の摺動方向および摺動方向と交差する外周面１６０２の周方向において、千鳥状に配置されることで構成されているので、例えば、図２に破線Ｃで示すように、摺動方向において隣り合う２つの周方向列２４をそれぞれ構成する２つの凹部１８間の摺動方向の距離（短手ピッチ）Ａの１／２の寸法の範囲で、外周面１６０２を周方向に延在する領域Ｄで分割した場合、領域Ｄに含まれる凹部１８の数は全て２つとなる。
したがって、第２比較例に比べて、スカート部１６の周方向における油膜圧力が摺動方向においてばらつく不具合を解消でき、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を安定して形成する上で有利となる。
【0018】
したがって、本実施の形態によれば、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実にかつ安定して形成する上で有利となり、ピストン１０とシリンダとが固体接触することを防止して、ピストン１０とシリンダとの摩擦の低減を図り、内燃機関の効率の向上を図る上で有利となる。
また、本実施の形態では、複数の凹部１８を、ピストン１０のスカート部１６の外周面１６０２の全域に設けたので、油膜圧力保持部２６の面積を大きく確保する上でより有利となることから、油膜圧力を確実に形成する上でより有利となり、ピストン１０とシリンダとの摩擦の低減を図り、内燃機関の効率の向上を図る上でより有利となる。
また、本実施の形態では、複数の凹部１８を、ピストン１０のスカート部１６の外周面１６０２の全域に設けたので、油膜圧力保持部２６の面積を大きく確保する上でより有利となることから、油膜圧力を確実に形成する上でより有利となり、ピストン１０とシリンダとの摩擦の低減を図り、内燃機関の効率の向上を図る上でより有利となる。
【0019】
また、周方向列２４を構成する各凹部１８が、周方向において同一円周上に配置されているので、スカート部１６の外周面１６０２に凹部１８を形成する加工を簡単に行なう上で有利となる。
【0020】
また、本実施の形態では、摺動方向において隣り合う２つの周方向列２４をそれぞれ構成する２つの凹部１８間の摺動方向の距離（短手ピッチ）Ａを１００μm以上２０００μm以下に形成し、周方向列２４において隣り合う２つの凹部１８間の周方向の距離（長手ピッチ）Ｂを１２５μm以上７５０μm以下に形成したので、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でより有利となる。
すなわち、距離（短手ピッチ）Ａを、１００μｍ以上２０００μm以下とし、距離（長手ピッチ）Ｂを、１２５μm以上７５０μm以下とした場合に、比較例１、２に比べてより高い油膜圧力が確保されたことが確認された。
また、距離（短手ピッチ）Ａを、３００μm以上１９００μm以下とし、距離（長手ピッチ）Ｂを、５００μm以上７５０μm以下とした場合に、比較例１、２に比べてさらに高い油膜圧力が確保されたことが確認された。
すなわち、距離（短手ピッチ）Ａを、１００μｍ以上２０００μm以下とし、距離（長手ピッチ）Ｂを、１２５μm以上７５０μm以下とした場合に、比較例１、２に比べてより高い油膜圧力が確保されたことが確認された。
また、距離（短手ピッチ）Ａを、３００μm以上１９００μm以下とし、距離（長手ピッチ）Ｂを、５００μm以上７５０μm以下とした場合に、比較例１、２に比べてさらに高い油膜圧力が確保されたことが確認された。
【0021】
また、本実施の形態では、凹部１８は、周方向に細長の紡錘形状を呈しているので、潤滑油の凹部１８への導入および潤滑油の凹部１８からの供給を円滑に行なう上で有利となり、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でより有利となる。
【0022】
また、本実施の形態では、凹部１８は、周方向における長さＬを、１００μｍ以上６００μｍ以下とし、摺動方向における幅Ｗを、４０μｍ以上２５０μm以下とし、深さｄを、５μｍ以上３５μm以下としたので、潤滑油の凹部１８への導入および潤滑油の凹部１８からの供給を円滑に行なう上でより有利となり、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でより有利となる。
なお、長さＬを、４００μｍ以上６００μｍ以下とし、幅Ｗを、１３０μｍ以上２００μｍ以下とし、深さｄを、５μｍ以上１５μｍ以下とした場合、潤滑油の凹部１８への導入および潤滑油の凹部１８からの供給を円滑に行なう上でさらに有利となり、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でさらに有利となる。
なお、長さＬを、４００μｍ以上６００μｍ以下とし、幅Ｗを、１３０μｍ以上２００μｍ以下とし、深さｄを、５μｍ以上１５μｍ以下とした場合、潤滑油の凹部１８への導入および潤滑油の凹部１８からの供給を円滑に行なう上でさらに有利となり、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でさらに有利となる。
【0023】
また、本実施の形態では、スカート部１６の外周面１６０２の面積をＳ１とし、複数の凹部１８が形成された領域の面積をＳ２としたとき、複数の凹部１８が形成された領域の面積率Ｓ２／Ｓ１を、５％以上４０％以下としたので、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でより有利となる。
なお、面積率Ｓ２／Ｓ１を、５％以上２０％以下とした場合、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でさらに有利となる。
なお、面積率Ｓ２／Ｓ１を、５％以上２０％以下とした場合、スカート部１６の外周面１６０２とシリンダの内周面との間で発生する油膜圧力を確実に形成する上でさらに有利となる。
【符号の説明】
【0024】
１０ ピストン
１２ ピストンヘッド部
１２０２ 外周面
１２０４ 頂面
１２０６ リング溝
１４ サイドウォール部
１６ スカート部
１６０２ 外周面
１８ 凹部
２２ 摺動方向列
２４ 周方向列
２６ 油膜圧力保持部
Ｌ 凹部１８の周方向における長さ
Ｗ 凹部１８の摺動方向における幅
Ａ 摺動方向において隣り合う２つの周方向列２４をそれぞれ構成する２つの凹部１８間の摺動方向の距離（短手ピッチ）であり、２つの凹部１８の摺動方向における幅Ｗの中央位置の間の距離
Ｂ 周方向列２４において隣り合う２つの凹部１８間の周方向の距離（長手ピッチ）であり、２つの凹部１８の周方向における長さＬの中央位置の間の距離
１２ ピストンヘッド部
１２０２ 外周面
１２０４ 頂面
１２０６ リング溝
１４ サイドウォール部
１６ スカート部
１６０２ 外周面
１８ 凹部
２２ 摺動方向列
２４ 周方向列
２６ 油膜圧力保持部
Ｌ 凹部１８の周方向における長さ
Ｗ 凹部１８の摺動方向における幅
Ａ 摺動方向において隣り合う２つの周方向列２４をそれぞれ構成する２つの凹部１８間の摺動方向の距離（短手ピッチ）であり、２つの凹部１８の摺動方向における幅Ｗの中央位置の間の距離
Ｂ 周方向列２４において隣り合う２つの凹部１８間の周方向の距離（長手ピッチ）であり、２つの凹部１８の周方向における長さＬの中央位置の間の距離
【図1】
【図2】
【図3】