JP2005059127A

JP2005059127A - ブラスト加工用マスキング部材

Info

Publication number: JP2005059127A
Application number: JP2003290947A
Authority: JP
Inventors: Manabu Wakuta; 学和久田; Minoru Ota; 稔太田; Tatsuomi Nakayama; 達臣中山; Kazuhiko Takashima; 和彦高嶋
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】良好な製造効率および経済性を有し、高品質の微小凹部のパターンを形成し得る、円筒状内周面のマスキング部材を提供する。
【解決手段】ブラスト加工により凹部を形成するための透孔１２のパターンが形成された円筒状部位３１の直径は、円筒状部位３１が挿入および装着される被加工部材の円筒状内周面の直径より大きいあるいは等しく、円筒状部位３１は、被加工部材の円筒状内周面に挿入および装着される際に、円筒状部位３１の直径が縮小するように弾性変形するための弾性変形手段１４，１７を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブラスト加工用マスキング部材に関する。

従来の軸受や自動車部品の摺動部材は、オイル溜まりとなる微小凹部を表面に形成するために、ブラスト加工が施される（例えば、特許文献１参照。）。当該ブラスト加工においては、所定形状の透孔を有するマスキング部材が、摺動部材の円筒状の外周表面に接着され、硬質粒子が投射される。

また、円筒状のマスキング部材を、シリンダブロックのシリンダ内面に配置し、ブラスト加工を施すものもある（例えば、特許文献２参照。）。
特開平５−５８７６５号公報特開２００２−３０２７５５号公報

しかし、特許文献１に記載されている加工方法においては、マスキング部材がフィルム状であり、その接着作業は熟練を要し、接着剤の厚みを均一にすることが難しい。そのため、硬質粒子によって形成される凹部の深さが場所によって一定せず、加工品質のばらつきを生じ易い。特に、当該加工方法を円筒状内周面に適用する場合、被加工面の周辺が狭いため、接着作業は困難を極め、製造効率を悪化させ、製造コストを上昇させる。

また、マスキング部材および接着剤を取外すために、有機溶剤を使用する場合、有機溶剤を後処理する作業が必要となり、製造コストを増加させる。

特許文献２に記載されている加工方法においては、マスキング部材の外面サイズは、装着を容易にするため、シリンダ内面サイズより小さく設定されており、装着されたマスキング部材の外面とシリンダ内面との間には、隙間が生じる。そのため、密着性が良好でなく、精細な微小凹部のパターンを形成することが困難である。

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、良好な製造効率および経済性を有し、高品質の微小凹部のパターンを形成し得る、円筒状内周面のブラスト加工用マスキング部材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、
ブラスト加工により凹部を形成するための透孔のパターンが形成された円筒状部位を有するマスキング部材であって、
前記円筒状部位の直径は、前記円筒状部位が挿入および装着される被加工部材の円筒状内周面の直径より大きいあるいは等しく、
前記円筒状部位は、前記被加工部材の円筒状内周面に挿入および装着される際に、前記円筒状部位の直径が縮小するように弾性変形するための弾性変形手段を有する
ことを特徴とするマスキング部材である。

上記のように構成した本発明においては、マスキング部材に内向きの外力を加えて弾性変形させ、円筒状部位の直径を縮小させることで、マスキング部材を、被加工部材の円筒状内周面に容易に挿入することが可能であり、挿入されたマスキング部材は、弾性変形の復元力により、円筒状部位の直径が拡大し、円筒状内周面に装着される。装着されたマスキング部材は、ブラスト加工後において、内向きの外力を加えて弾性変形させ、円筒状部位の直径を縮小させることで、容易に取外すことが可能である。

つまり、熟練を要する接着作業は不要であり、また、マスキング部材の装着および装着解除が簡単かつ迅速であるため、製造効率を向上させ、製造コストを低減させることができる。さらに、接着剤を使用しないため、接着剤の厚みの不均一に基づく加工品質のばらつきは生じず、接着剤を取外すための作業および接着剤を取外すために使用される有機溶剤を後処理する作業が不要であり、製造コストを増加させない。

また、マスキング部材の円筒状部位と被加工部材の円筒状内周面とは、弾性変形の復元力により密着するため、隙間の発生が抑制され、透孔が形成されている部位と円筒状内周面との密着性が向上する。そのため、精細な微小凹部のパターンを形成することが可能である。

したがって、良好な製造効率および経済性を有し、高品質の微小凹部のパターンを形成し得る、円筒状内周面のブラスト加工用マスキング部材を提供することが可能である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、実施の形態１に係るマスキング部材の斜視図、図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩに関する断面図、図３は、図１のマスキング部材が被加工部材の円筒状内周面に装着された状態を説明するための断面図、図４は、図１のマスキング部材が装着された被加工部材の円筒状内周面に対するブラスト加工を説明するための断面図である。

マスキング部材１０は、例えば、０．１〜０．２ｍｍ厚の円筒状部位１１を有し、被加工部材５０の円筒状内周面５１に挿入および装着される。被加工部材５０は、例えば、鋳鉄製シリンダブロックあるいはアルミニウム製シリンダブロックに挿入された鋳鉄製ライナー部材である。

円筒状部位１１の直径は、被加工部材５０の円筒状内周面５１の直径より大きいあるいは等しくなるように設定されている。また、円筒状部位１１は、投射される小径の硬質粒子により凹部を形成するための透孔（貫通穴）１２が形成されている。硬質粒子は、炭化珪素やアルミナや酸化珪素などである。

透孔１２は、複数設けられており、所定のパターンを形成している。透孔１２の形状は、例えば、５０〜１００μｍ径の円形状である。透孔１２の合算面積を円筒状部位１１の面積によって除した比率（面積率）は、例えば、５〜４０％である。

円筒状部位１１は、被加工部材５０の円筒状内周面５１に挿入および装着される際に、円筒状部位１１の直径が縮小するように弾性変形するための弾性変形手段を有する。

弾性変形手段は、第１スリット１４と第２スリット１７とからなる。第１スリット１４は、円筒状部位１１の端面（一方の端面）１３から端面（他方の端面）１６に向かって延長している。第２スリット１７は、端面１６から端面１３に向かって延長している。そして、第１スリット１４の先端部１５と第２スリット１７の先端部１８とは、円筒状部位１１の軸方向に関し、オーバーラップしている。第１スリット１４および第２スリット１７の長さは、同一であり、先端部１５，１８が、軸方向中央部を越える位置まで、延長していることが好ましい。

第１スリット１４および第２スリット１７は、３対形成されており、円筒状部位１１の周方向に関し、互い違いの位置に等間隔に配置されている。なお、第１スリット１４および第２スリット１７の幅Ｗ_１は、例えば、０．５ｍｍであり、先端部１５，１８まで略一定である。

なお、円筒状部位１１は、透孔１２および第１スリット１４および第２スリット１７が予め形成されているシート材を、円筒状に丸めた後、端面を溶接によって接合することで、形成することが可能である。円筒状部位１１の材質は、特に限定されず、ステンレス等の金属材料や適当な樹脂材料を適用することも可能である。円筒状部位１１の形成は、シート材を溶接することに特に限定されず、シート材を接着剤で接合したり、パイプ材を切断することを適用することも可能である。

次に、マスキング部材１０の作用を説明する。

例えば、マスキング部材１０の円筒状部位１１を把持し、内向きの外力（圧力）を加えると、円筒状部位１１の第１スリット１４および第２スリット１７が弾性変形し、幅Ｗ_１が狭くなり、円筒状部位１１の直径が縮小し、被加工部材５０の円筒状内周面５１の直径より小さくなる。

そして、縮径した円筒状部位１１を、被加工部材５０の円筒状内周面５１に挿入し、所定の位置に到達すると、外力を取り除く。円筒状部位１１は、第１スリット１４および第２スリット１７の幅Ｗ_１が復元する力により、直径が拡大し、被加工部材５０の円筒状内周面５１に密着して装着される（図３参照）。

つまり、マスキング部材１０を、被加工部材５０の円筒状内周面５１に容易に挿入することが可能であり、挿入されたマスキング部材１０は、弾性変形の復元力により、円筒状部位１１の直径が拡大し、円筒状内周面５１に装着される。

したがって、熟練を要する接着作業は不要であり、また、マスキング部材１０の装着が簡単かつ迅速であるため、製造効率を向上させ、製造コストを低減させることができる。なお、接着剤を使用しないため、接着剤の厚みの不均一に基づく加工品質のばらつきは生じない。

その後、ブラストノズル７０を、円筒状部位１１の内部に挿入し、円筒状部位１１の内面に向かって、硬質粒子７１を投射する（図４参照）。硬質粒子７１は、円筒状部位１１の透孔１２を経由し、被加工部材５０の円筒状内周面５１に衝突し、ブラスト加工を施す。この際、円筒状部位１１と円筒状内周面５１とは、弾性変形の復元力により密着しているため、隙間の発生が抑制される。

つまり、透孔１２が形成されている部位と円筒状内周面５１との密着性が向上しているため、透孔１２の微小形状に合致した凹部が形成される。したがって、例えば、ブラストノズル７０を回転させながら軸方向に移動するように駆動し、所定範囲のブラスト加工が完了すると、被加工部材５０の円筒状内周面５１には、精細な微小凹部のパターンが形成される。

そして、硬質粒子７１の投射を中止し、ブラストノズル７０を、円筒状部位１１の内部から外部に向かって移動させる。その後、装着されているマスキング部材１０に対し、内向きの外力を加えると、円筒状部位１１の第１スリット１４および第２スリット１７が弾性変形し、幅Ｗ_１が狭くなり、円筒状部位１１の直径が縮小し、被加工部材５０の円筒状内周面５１の直径より小さくなる。そして、マスキング部材１０を、被加工部材５０の円筒状内周面５１から取外す。

つまり、マスキング部材１０を、被加工部材５０の円筒状内周面５１から取外すことが容易であり、マスキング部材１０の装着解除が簡単かつ迅速であるため、製造効率を向上させ、製造コストを低減させることができる。また、マスキング部材１０の装着に接着剤を使用していないため、マスキング部材１０の装着解除のためには、接着剤を取外すための作業および接着剤を取外すために使用される有機溶剤を後処理する作業が不要であり、製造コストを増加させない。

以上のように、実施の形態１においては、良好な製造効率および経済性を有し、高品質の微小凹部のパターンを形成し得る、円筒状内周面のブラスト加工マスキング部材を提供することが可能である。

なお、被加工部材５０として、シリンダブロックを適用し、ブラスト加工によって形成される凹部を、オイル溜まりとして機能させる場合、摩擦し合う摺動面同士の接触部に十分に潤滑油を行き届かせ、潤滑性能を向上させることが可能であるため、特に好ましい。

また、第１スリット１４および第２スリット１７の設置数および幅は、円筒状部位１１の材質、円筒状部位１１の直径、円筒状部位１１の直径と円筒状内周面５１の直径との差などを考慮して、適宜設定することが好ましい。さらに、第１スリット１４および第２スリット１７は、円筒状部位１１の軸方向に関し、平行に延長することに限定されず、傾斜させて延長させることも可能である。

図５は、実施の形態１に係るマスキング部材の変形例を説明するための側面図である。

本変形例においては、第１スリット１４および第２スリット１７の幅は、一定ではなく、円筒状部位１１の軸方向の位置に応じて変化している。

例えば、第１スリット１４および第２スリット１７の先端部１５，１８は、オーバーラップしている領域において、テーパー状になっており、第１スリット１４および第２スリット１７の幅の合計は、円筒状部位１１の軸方向に関し、略一定である。

この場合、オーバーラップしている領域において、第１スリット１４および第２スリット１７の幅Ｗ_１が、弾性変形によって狭くなる際に、隙間が生じ難いため、好ましい。

図６は、実施の形態２に係るマスキング部材の斜視図、図７は、図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩに関する断面図である。なお、実施の形態１と同様の部材については類似する符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。

実施の形態２に係るマスキング部材２０は、弾性変形手段が円筒状部位２１の一部を構成する弾性体２４からなる点で、実施の形態１に係るマスキング部材１０と概して異なる。弾性体２４は、マスキング部材２０の円筒状部位２１における端面（一方の端面）２３から延長し、端面（他方の端面）２６に到達する継ぎ目に、配置される。弾性体２４は、円筒状部位２１の周方向に等間隔で４ヶ所に配置されており、９０°間隔となっている。

弾性体２４の材質は、内向きの外力を加えることで、円筒状部位２１の直径が縮小するように弾性変形するものであれば、特に限定されず、例えば、薄板ゴムが挙げられる。

円筒状部位２１は、例えば、透孔２２が予め形成されている５枚のシート材の間に、弾性体２４をそれぞれ配置して接着し、円筒状に丸めた後、端部に位置するシート材における弾性体２４が配置されていない端面を、溶接によって接合することで、形成することが可能である。なお、この場合、端部に位置する２枚のシート材の幅は、間に配置される３枚のシート材の幅の半分となる。

次に、マスキング部材２０の作用を説明する。

マスキング部材２０に、内向きの外力を加えると、弾性体２４が屈曲し、弾性変形することで、弾性体２４の周方向の幅Ｗ_２が狭くなり、弾性体２４に両側に位置する継ぎ目端面２９が互いに接近する。したがって、円筒状部位２１の直径が縮小し、被加工部材の円筒状内周面の直径より小さくなるため、マスキング部材２０を、被加工部材の円筒状内周面に容易に挿入することが可能である。

また、挿入されたマスキング部材２０は、外力を取り除くと、弾性体２４の弾性変形の復元力により、弾性体２４の周方向の幅Ｗ_２が広がり、弾性体２４に両側に位置する継ぎ目端面２９が互いに離間する。そのため、円筒状部位２１の直径が拡大し、被加工部材の円筒状内周面に密着して装着される。

一方、ブラスト加工後において、マスキング部材２０に、内向きの外力を加えると、弾性体２４が屈曲し、弾性変形することで、弾性体２４の周方向の幅Ｗ_２が狭くなり、弾性体２４に両側に位置する継ぎ目端面２９が互いに接近する。したがって、円筒状部位２１の直径が縮小し、被加工部材の円筒状内周面の直径より小さくなるため、マスキング部材２０を容易に取外すことが可能である。

つまり、熟練を要する接着作業は不要であり、また、マスキング部材２０の装着および装着解除が簡単かつ迅速であるため、製造効率を向上させ、製造コストを低減させることができる。なお、接着剤を使用しないため、接着剤の厚みの不均一に基づく加工品質のばらつきは生じず、接着剤を取外すための作業および接着剤を取外すために使用される有機溶剤を後処理する作業が不要であり、製造コストを増加させない。

また、マスキング部材２０の円筒状部位２１と被加工部材の円筒状内周面とは、弾性体２４の弾性変形の復元力により密着するため、隙間の発生が抑制され、透孔２２が形成されている部位と円筒状内周面との密着性が向上する。そのため、精細な微小凹部のパターンを形成することが可能である。

以上のように、実施の形態２においても、良好な製造効率および経済性を有し、高品質の微小凹部のパターンを形成し得る、円筒状内周面のマスキング部材を提供することが可能である。

なお、弾性体２４の設置数および幅は、弾性体２４の材質、円筒状部位２１の直径、円筒状部位２１の直径と被加工部材の円筒状内周面の直径との差などを考慮して、適宜設定することが好ましい。また、弾性体２４は、円筒状部位２１の軸方向に関し、平行に延長することに限定されず、傾斜させたり、螺旋状に延長させることも可能である。

図８は、実施の形態３に係るマスキング部材の斜視図、図９は、図８の線ＩＸ−ＩＸに関する断面図である。なお、実施の形態１と同様の部材については類似する符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。

実施の形態３に係るマスキング部材３０は、弾性変形手段が溝部３４からなる点で、実施の形態１に係るマスキング部材１０と概して異なる。溝部３４は、円筒状部位３１の端面（一方の端面）３３から延長し、端面（他方の端面）３６に到達している。溝部３４は、円筒状部位３１の内側にした断面形状を有する。溝部３４は、円筒状部位３１の周方向に等間隔で４ヶ所に配置されており、９０°間隔となっている。

溝部３４の断面形状は、内向きの外力を加えることで、円筒状部位３１の直径が縮小するように弾性変形するものであれば、特に限定されない。しかし、製造が簡単でかつ弾性変形が容易である点で、Ｖ字状の断面形状を有することが好ましい。

円筒状部位３１は、例えば、透孔３２および溝部３４が予め形成されているシート材を、円筒状に丸めた後、端面を溶接によって接合することで、形成することが可能である。

次に、マスキング部材３０の作用を説明する。

マスキング部材３０に、内向きの外力を加えると、溝部３４が弾性変形することで、溝部３４の周方向の幅Ｗ_３が狭くなり、溝部３４に両側に位置するエッジ３５が互いに接近する。したがって、円筒状部位３１の直径が縮小し、被加工部材の円筒状内周面の直径より小さくなるため、マスキング部材３０を、被加工部材の円筒状内周面に容易に挿入することが可能である。

また、挿入されたマスキング部材３０は、外力を取り除くと、溝部３４の弾性変形の復元力により、溝部３４の周方向の幅Ｗ_３が広くなり、溝部３４に両側に位置するエッジ３５が互いに離間する。その結果、円筒状部位３１の直径が拡大するため、被加工部材の円筒状内周面に密着して装着される。

一方、ブラスト加工後において、マスキング部材３０に、内向きの外力を加えると、溝部３４が弾性変形することで、溝部３４の周方向の幅Ｗ_３が狭くなり、溝部３４に両側に位置するエッジ３５が互いに接近する。したがって、円筒状部位３１の直径が縮小し、被加工部材の円筒状内周面の直径より小さくなるため、マスキング部材３０を容易に取外すことが可能である。

つまり、熟練を要する接着作業は不要であり、また、マスキング部材３０の装着および装着解除が簡単かつ迅速であるため、製造効率を向上させ、製造コストを低減させることができる。なお、接着剤を使用しないため、接着剤の厚みの不均一に基づく加工品質のばらつきは生じず、接着剤を取外すための作業および接着剤を取外すために使用される有機溶剤を後処理する作業が不要であり、製造コストを増加させない。

また、マスキング部材３０の円筒状部位３１と被加工部材の円筒状内周面とは、溝部３４の弾性変形の復元力により密着するため、隙間の発生が抑制され、透孔３２が形成されている部位と円筒状内周面との密着性が向上する。そのため、精細な微小凹部のパターンを形成することが可能である。

以上のように、実施の形態３においても、良好な製造効率および経済性を有し、高品質の微小凹部のパターンを形成し得る、円筒状内周面のマスキング部材を提供することが可能である。

なお、溝部３４の設置数および幅は、円筒状部位３１の材質、円筒状部位３１の直径、円筒状部位３１の直径と円筒状内周面の直径との差などを考慮して、適宜設定することが好ましい。また、溝部３４は、円筒状部位３１の軸方向に関し、平行に延長することに限定されず、傾斜させたり、螺旋状に延長させることも可能である。

実施の形態１に係るマスキング部材の斜視図である。図１の線ＩＩ−ＩＩに関する断面図である。図１のマスキング部材が被加工部材の円筒状内周面に装着された状態を説明するための断面図である。図１のマスキング部材が装着された被加工部材の円筒状内周面に対するブラスト加工を説明するための断面図である。実施の形態１に係るマスキング部材の変形例を説明するための側面図である。実施の形態２に係るマスキング部材の斜視図である。図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩに関する断面図である。実施の形態３に係るマスキング部材の斜視図である。図８の線ＩＸ−ＩＸに関する断面図である。

符号の説明

１０，２０，３０・・マスキング部材、
１１，２１，３１・・円筒状部位、
１２，２２，３２・・透孔、
１３，１６，２３，２６，３３，３６・・端面、
１４・・第１スリット、
１５・・先端部、
１７・・第２スリット、
１８・・先端部、
２４・・弾性体、
２９・・継ぎ目端面、
３４・・溝部、
３５・・エッジ、
５０・・被加工部材、
５１・・円筒状内周面、
７０・・ブラストノズル、
７１・・硬質粒子、
Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３・・幅。

Claims

ブラスト加工により凹部を形成するための透孔のパターンが形成された円筒状部位を有するマスキング部材であって、
前記円筒状部位の直径は、前記円筒状部位が挿入および装着される被加工部材の円筒状内周面の直径より大きいあるいは等しく、
前記円筒状部位は、前記被加工部材の円筒状内周面に挿入および装着される際に、前記円筒状部位の直径が縮小するように弾性変形するための弾性変形手段を有する
ことを特徴とするマスキング部材。
前記弾性変形手段は、前記円筒状部位の一方の端面から他方の端面に向かって延長する第１スリットと、前記円筒状部位の他方の端面から一方の端面に向かって延長する第２スリットとからなり、前記第１スリットの先端部と前記第２スリットの先端部とは、前記円筒状部位の軸方向に関し、オーバーラップしていることを特徴とする請求項１に記載のマスキング部材。
前記第１スリットおよび前記第２スリットの先端部は、オーバーラップしている領域において、テーパー状になっており、前記第１スリットおよび前記第２スリットの幅の合計は、前記円筒状部位の軸方向に関し、略一定であることを特徴とする請求項２に記載のマスキング部材。
前記円筒状部位は、一方の端面から延長し、他方の端面に到達する継ぎ目を有し、前記弾性変形手段は、前記継ぎ目に配置されて前記円筒状部位の一部を構成する弾性体からなることを特徴とする請求項１に記載のマスキング部材。
前記弾性変形手段は、前記円筒状部位の一方の端面から延長し、他方の端面に到達する溝部からなり、前記溝部は、前記円筒状部位の内側に突出した断面形状を有することを特徴とする請求項１に記載のマスキング部材。
前記断面形状は、Ｖ字状であることを特徴とする請求項５に記載のマスキング部材。