JP2018025102A - レーザクラッドバルブシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶剤の使用量を低減するとともに、バルブシート形成部への油分の再付着を抑えつつ、バルブシート形成部の鋳造欠陥に含浸した油分を除去する。
【解決手段】シリンダーヘッド１０のバルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…に肉盛層からなるバルブシートを形成するレーザクラッド工程を含むレーザクラッドバルブシートの製造方法である。レーザクラッド工程の前に、溶剤を用いて、バルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…を洗浄する溶剤洗浄工程を含んでいる。溶剤洗浄工程では、吸気側バルブシート形成部１１ａにおける排気側バルブシート形成部１１ｂに近い部位、または、排気側バルブシート形成部１１ｂにおける吸気側バルブシート形成部１１ａに近い部位に溶剤を吹き付けるとともに、溶剤を吹き付けている第１気筒１１と、これに隣接する第２気筒１２との間に、溶剤の飛散を防止する飛散防止カバー３を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、バルブシートの製造方法に関し、特に、レーザビームを照射してバルブシート形成部に肉盛層を形成する工程の前に、バルブシート形成部を洗浄する工程を含む、レーザクラッドバルブシートの製造方法に関するものである。

従来から、シリンダーヘッドのバルブシート形成部に、金属粉末を供給しながらレーザビームを照射し、該金属粉末を溶融固化させて形成される肉盛層（クラッド）によって構成されるレーザクラッドバルブシートが知られている。シリンダーヘッドのバルブシート部は、バルブが繰り返し当接したり、高温に晒されたりするため、軽量化等の観点からシリンダーヘッドをアルミニウム合金製とした場合には摩耗や溶損の発生が懸念されるが、かかるレーザクラッドバルブシートを設けることにより、シリンダーヘッドにおける摩耗や溶損の発生を抑えることができる。

このようなレーザクラッドバルブシートの製造方法では、シリンダーヘッドの基材であるアルミニウム合金の切削加工を行った後、切粉を剥離するべくシリンダーヘッドを洗浄し（切粉洗浄）、レーザビームを照射してシリンダーヘッドに付着した汚れや油分を除去（レーザクリーニング）した後、レーザビームを照射して肉盛層の形成（レーザクラッド加工）を行うことが多い。

しかしながら、切粉の剥離を主眼とする切粉洗浄では水溶性洗浄液を用いるため、油分に対しては好適ではなく、シリンダーヘッドにおけるバルブシート形成部の表面の鋳造欠陥（微小酸化膜、空孔など）に含浸したクーラント油（切削油）を除去しきれないという問題がある。そうして、バルブシート形成部の表面に油分が残ったままの状態でレーザクラッド加工を行うと、油分がガス化して溶融金属粉末の固化の途中に放出されることで、肉盛層にピンホール欠陥が発生するおそれがある。

そこで、例えば特許文献１には、油状物質を溶解可能な溶剤に部品を浸漬し、圧力サイクルを行った後、部品を水で洗浄し、アルカリ性石鹸と水の溶液に部品を浸漬し、圧力サイクルを行った後、部品を水で洗浄し、アミンと水の混合物に部品を浸漬し、圧力サイクルを行った後、部品を乾燥する、多孔性の部品から油状物質を除去する方法が開示されている。

特開平３−９４０８３号公報

しかしながら、上記特許文献１のものでは、部品（シリンダーヘッド）を溶剤に浸漬することから、大量の溶剤を用いることになるため、製造コストが嵩むという問題がある。また、溶剤がきれいなうちは、シリンダーヘッドから油状物質を除去することができても、シリンダーヘッドの浸漬を繰り返すにつれて徐々に溶剤中の油分が増えると、シリンダーヘッドを溶剤に浸漬した際に油分がバルブシート形成部に再付着するという問題もある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、溶剤の使用量を低減するとともに、バルブシート形成部への油分の再付着を抑えつつ、バルブシート形成部の鋳造欠陥に含浸した油分を除去する技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るレーザクラッドバルブシートの製造方法では、レーザクラッド加工の前工程として行う溶剤洗浄工程において、浸漬方式ではなく吹付け方式を採用するとともに、溶剤が不特定の方向に飛び散らないよう、バルブシート形成部における所定の部位に相対的に少量の溶剤を吹き付けるようにしている。

具体的には、本発明は、シリンダーヘッドのバルブシート形成部に、金属粉末を供給しながらレーザビームを照射することにより肉盛層からなるバルブシートを形成するレーザクラッド工程を含むレーザクラッドバルブシートの製造方法を対象としている。

そして、上記製造方法は、上記レーザクラッド工程の前に、溶剤を用いて、機械加工された上記シリンダーヘッドのバルブシート形成部を洗浄する溶剤洗浄工程を含んでおり、上記溶剤洗浄工程では、吸気側のバルブシート形成部における排気側のバルブシート形成部に近い部位、または、排気側のバルブシート形成部における吸気側のバルブシート形成部に近い部位に溶剤を吹き付けるとともに、溶剤を吹き付けている気筒と、これに隣接する気筒との間に、溶剤の飛散を防止するカバーを配置することを特徴とするものである。

この構成によれば、レーザクラッド工程の前工程としてバルブシート形成部に溶剤を吹き付ける溶剤洗浄工程を含むことで、例えば従来の切粉洗浄工程では除去しきれなかった、バルブシート形成部の表面の含浸油分を溶剤の溶解力によって溶かし出すことが可能となる。また、シリンダーヘッドを溶剤に含浸するのではなく、バルブシート形成部に溶剤を吹き付けることから、溶剤の使用量を低減することができる。

もっとも、バルブシート形成部の全面に溶剤を吹き付けると、溶剤の吹付けや例えば乾燥用エアブローによって、溶け出した油分を含む吹付け後の溶剤が不特定の方向に飛散し、既に洗浄済みの他のバルブシート形成部に油分が再付着するおそれがある。

ここで、バルブシート形成部は一般的にシリンダーヘッドにおける燃焼室側の表面から段差を介して窪んだ円環状の段差面として構成されている。そうして、本発明では、吸気側（または排気側）のバルブシート形成部における排気側（または吸気側）のバルブシート形成部に近い部位に溶剤を吹き付けることから、吹き付けられた溶剤は、吹付け箇所から二手に分かれて円環状の段差面を流れ、排気側（または吸気側）のバルブシート形成部から遠い部位で合流し、そこから段差を乗り越えてバルブシート形成部外に流れたり、吸気（または排気）ポートに流下したりすることになる。

このように、バルブシート形成部の全面に溶剤を吹き付けるのではなく、バルブシート形成部における所定の１箇所に溶剤を吹き付けることから、溶剤を不特定の方向に飛散させることなく、排気側（または吸気側）のバルブシート形成部から遠い部位において、吹付け後の溶剤の大半をバルブシート形成部外へ排出することができる。加えて、吹き付けられた溶剤は、円環状の段差面を流れることから、一箇所に吹付けた溶剤をバルブシート形成部全面に作用させることができるので、溶剤の使用量をより一層低減することができる。

さらに、本発明では、溶剤を吹き付けている気筒と、これに隣接する気筒との間に、溶剤の飛散を防止するカバーを配置することから、例えば、既に洗浄済みの隣接する気筒に油分が再付着するのを抑えることができる。

以上説明したように、本発明に係るレーザクラッドバルブシートの製造方法によれば、溶剤の使用量を低減するとともに、バルブシート形成部への油分の再付着を抑えつつ、バルブシート形成部の鋳造欠陥に含浸した油分を除去することができる。

本発明の実施形態に係るレーザクラッドバルブシートの製造方法における溶剤洗浄工程を模式的に説明する平面図である。 図１のII−II線の矢視断面図である。 吹付け後の溶剤の流れを模式的に説明する図である。 図３のIV−IV線の矢視断面図である。 自動溶剤洗浄機の一例を模式的に示す図である。 洗浄ヘッドの一例を模式的に示す図である。 その他の実施形態に係る溶剤洗浄工程を模式的に説明する平面図である。 その他の実施形態に係る溶剤洗浄工程を模式的に説明する平面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

−全体構成−
図１は、本実施形態に係るレーザクラッドバルブシートの製造方法における溶剤洗浄工程を模式的に説明する平面図であり、図２は、図１のII−II線の矢視断面図である。本実施形態のレーザクラッドバルブシートの製造方法は、鋳造により成形されたシリンダーヘッド１０を切削加工する切削工程と、水溶性洗浄液等を用いて、切削加工によって生じた切粉を剥離する切粉洗浄工程と、溶剤を用いて、機械加工されたシリンダーヘッド１０のバルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂを洗浄する溶剤洗浄工程と、レーザビームを照射してシリンダーヘッド１０に付着した汚れや油分を除去するレーザクリーニング工程と、バルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…に、金属粉末を供給しながらレーザビームを照射することにより肉盛層（クラッド）からなるバルブシートを形成するレーザクラッド工程と、を含んでいる。

切粉の剥離を主眼とする切粉洗浄工程では水溶性洗浄液を用いるため、バルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…の表面の鋳造欠陥に含浸したクーラント油を除去しきれないところ、このような油分が残ったままの状態でレーザクラッド加工を行うと、油分がガス化して溶融金属粉末の固化の途中に放出されることで、肉盛層にピンホール欠陥が発生する場合がある。そこで、本実施形態ではレーザクラッド工程の前工程として溶剤洗浄工程を追加し、切粉洗浄工程では除去しきれなかった、バルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…の表面の含浸油分を溶剤の溶解力によって溶かし出すことで、かかるピンホール欠陥の発生を抑制するようにしている。

この溶剤洗浄工程での具体的な作業は、溶剤の溶解力によって鋳造欠陥に含浸したクーラント油を溶かし出すために行われる、バルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…への溶剤吹付けと、溶け出した油分を含む溶剤を除去するために行われる乾燥用エアブローである。また、この溶剤洗浄工程では、溶剤吹付けを行っている気筒に隣接する気筒に、油分が再付着するのを抑えるべく、これらの気筒の間に飛散防止カバー３を設置した状態で、溶剤吹付けや乾燥用エアブローを行うようにしている。以下、第１〜第４の４つの気筒１１，１２，１３，１４を有し、気筒毎に吸気バルブと排気バルブとが２つずつ設けられる所謂４バルブエンジンのシリンダーヘッド１０を例にとって、かかる溶剤洗浄工程について詳細に説明する。

−溶剤洗浄工程−
本実施形態の溶剤洗浄工程では、シリンダーヘッド１０を溶剤に浸漬する浸漬方式ではなく、洗浄が必要な最小部位にのみ、具体的には、バルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…にのみ溶剤を吹き付ける吹付け方式を採用している。このような吹付け方式の採用により、本実施形態では、浸漬方式に比して溶剤の使用量を低減することができる。また、本実施形態では、きれいな溶剤をバルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…に吹き付けてバルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…外に流す「かけ流し」とすることから、浸漬を重ねる度に溶剤中の油分が増えて溶剤が劣化する浸漬方式と異なり、溶剤の劣化に起因するバルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…への油分の再付着を抑制することができる。

もっとも、バルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…へ大量の溶剤をかけ流すと、溶剤の使用量が増えるとともに、溶剤吹付けや乾燥用エアブローによって、油分を含む吹付け後の溶剤が不特定の方向に飛散し、既に洗浄済みのバルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…に油分が再付着するおそれがある。そこで、本実施形態では、バルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…の全面ではなく、バルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…における所定の１箇所に溶剤を吹き付けるようにしている。

具体的には、図１および図２に示すように、溶剤吐出ノズルおよびエアブローノズルとして兼用されるノズル２と、当該ノズル２を挟むようにノズル２の両側に配置された２枚の飛散防止カバー３と、飛散防止カバー３の内側（ノズル２側）に配置された２つのエアカーテンノズル４と、を備える洗浄ヘッド１を用いて、バルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…への溶剤吹付けを行う。そうして、吸気側バルブシート形成部１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａの溶剤洗浄を行う場合には、溶剤吐出ノズル２から、吸気側バルブシート形成部１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａにおける排気側バルブシート形成部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂに近い部位に溶剤を吹き付ける。換言すると、吸気側バルブシート形成部１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａにおける、吸気側バルブシート形成部と排気側バルブシート形成部との間の部位１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ，１４ｃの近傍部に溶剤を吹き付ける。これとは逆に、排気側バルブシート形成部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂの溶剤洗浄を行う場合には、排気側バルブシート形成部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂにおける吸気側バルブシート形成部１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａに近い部位に、換言すると、排気側バルブシート形成部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂにおける部位１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ，１４ｃの近傍部に溶剤を吹き付ける。なお、溶剤洗浄工程において用いられる溶剤は、油分を溶解可能であり且つ揮発性を有するのであれば、どのような溶剤を用いてもよい。

図３は、吹付け後の溶剤の流れを模式的に説明する図であり、図４は、図３のIV−IV線の矢視断面図である。バルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…は一般的にシリンダーヘッド１０における燃焼室側の表面１０ａから段差を介して窪んだ円環状の段差面として構成されている。第１気筒１１の吸気側バルブシート形成部１１ａを例にとると、図３および図４に示すように、溶剤吐出ノズル２から、吸気側バルブシート形成部１１ａにおける排気側バルブシート形成部１１ｂに近い部位（部位１１ｃの近傍部）に吹き付けられた溶剤（矢印Ａ参照）は、吸気側バルブシート形成部１１ａの表面の鋳造欠陥に含浸したクーラント油を溶解しながら、矢印Ｂに示すように吹付け箇所から二手に分かれて円環状の段差面を流れて、吸気側バルブシート形成部１１ａにおける排気側バルブシート形成部１１ｂから遠い部位１１ｄで合流する。溶解した油分を含んだ状態にて部位１１ｄで合流した溶剤は、その一部が、矢印Ｃに示すように段差を乗り越えて吸気側バルブシート形成部１１ａ外へ排出されるとともに、残りの一部が、矢印Ｄに示すように吸気ポート１０ｂに流下して吸気側バルブシート形成部１１ａ外へ排出される。

吸気側バルブシート形成部１１ａへの溶剤吹付けが終わると即座に、溶剤吐出ノズル２と兼用されるエアブローノズル２から空気を噴射して乾燥用エアブローを行う。この乾燥用エアブローにおいて空気が勢いよく吹付けられた際にも、溶剤の一部は、矢印Ｃに示すように吸気側バルブシート形成部１１ａ外へ飛ばされて揮発するとともに、残りの一部は、矢印Ｄに示すように吸気ポート１０ｂに飛ばされて揮発することになる。吸気側バルブシート形成部１１ａへの乾燥用エアブローが終わると、図１の白抜き矢印で示すように、洗浄ヘッド１を第２気筒１２、第３気筒１３および第４気筒１４へと順次移動させ、これら第２気筒１２、第３気筒１３および第４気筒１４においても第１気筒１１と同様の動作にて溶剤吹付けおよび乾燥用エアブローを行う。

このように、本実施形態の溶剤洗浄工程では、吹付けられた溶剤が円環状の段差面を流れることで、少量の溶剤を吸気側バルブシート形成部１１ａ全体に作用させることが可能となるので、溶剤の使用量をより一層低減することができる。また、油分を含む溶剤が不特定の方向に飛散する可能性のある全面吹付けと異なり、溶剤吹付けや乾燥用エアブローによって、吹付け後の溶剤を吸気側バルブシート形成部１１ａから特定の方向（矢印Ｃや矢印Ｄ）に排出することができる。しかも、矢印Ｃの場合には、排気側バルブシート形成部１１ｂから遠い側へ溶剤が排出されるので、例えば、排気側バルブシート形成部１１ｂを先に溶剤洗浄したような場合には、溶剤に含まれる油分が排気側バルブシート形成部１１ｂに再付着するのを抑制することができる。

なお、これらの効果は、吸気側バルブシート形成部１１ａの溶剤洗浄を行う場合と同様の動作にて、排気側バルブシート形成部１１ｂの溶剤洗浄を行う場合や、第２気筒１２、第３気筒１３および第４気筒１４の吸気側バルブシート形成部１２ａ，１３ａ，１４ａおよび排気側バルブシート形成部１２ｂ，１３ｂ，１４ｂの溶剤洗浄を行う場合にも、当然に得られる。

このように、本実施形態の溶剤洗浄工程では、少量の溶剤にて、同一気筒における反対側のバルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…に油分を再付着させることなく、対象とするバルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…の洗浄を行うことができるが、溶剤吹付けや乾燥用エアブローの際に、隣接する気筒のバルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…に油分を含む溶剤が飛散することが懸念される。

そこで、本実施形態の溶剤洗浄工程では、溶剤を吹き付けている気筒と、これに隣接する気筒との間に、溶剤の飛散を防止する飛散防止カバー３を配置するようにしている。具体的には、洗浄ヘッド１に備えられた２枚の飛散防止カバー３を、溶剤を吹き付けようとする気筒（例えば第２気筒１２）と、これに隣接する気筒（例えば第１気筒１１および第３気筒１３）との間に配置し、これら２枚の飛散防止カバー３の間で、溶剤吐出ノズル２からの溶剤吹付けおよびエアブローノズル２からの空気の噴射を行うようにしている。これにより、例えば第１気筒１１を洗浄した後に第２気筒１２を洗浄しようとする場合には、仮に第２気筒１２の吸気側バルブシート形成部１２ａの洗浄中に溶剤が飛散しても、飛散した溶剤が飛散防止カバー３に当接するので、既に洗浄済みの第１気筒１１の吸気側バルブシート形成部１１ａに油分が再付着するのを抑えることができる。

ここで、揮発性の溶剤が飛散防止カバー３に付着し、気化熱によって飛散防止カバー３が冷えると、油分を含む溶剤が結露する場合がある。そうして、例えば洗浄ヘッド１を移動しているときに、かかる結露した溶剤がバルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…上に滴下すると、溶剤に含まれる油分がガス化源となり、肉盛層にピンホール欠陥を生じさせる場合がある。

そこで、本実施形態では、飛散防止カバー３の内側面（溶剤吐出ノズル２乃至エアブローノズル２側の面）に、断熱性および耐溶剤性に優れるテフロン（登録商標）シート（図示せず）を貼り付けて断熱を行うことで、結露の発生を抑えるようにしている。加えて、本実施形態では、洗浄ヘッド１における飛散防止カバー３の内側にエアカーテンノズル４を配置し、飛散防止カバー３の内側にエアカーテンを生じさせることで、そもそも揮発性の溶剤が飛散防止カバー３に付着するのを抑えるようにしている。これらにより、飛散防止カバー３で結露した溶剤がバルブシート形成部１１ａ，１１ｂ，…上に滴下するのを抑えることができる。

−自動溶剤洗浄機−
次に、溶剤洗浄工程において吸気側バルブシート形成部１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａの洗浄に用いられる自動溶剤洗浄機２０の一例について説明する。なお、溶剤洗浄工程において排気側バルブシート形成部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂの洗浄に用いられる自動溶剤洗浄機（図示せず）については、自動溶剤洗浄機２０とほぼ同様の構成ゆえ、その説明を省略する。

図５は、自動溶剤洗浄機２０の一例を模式的に示す図であり、図６は、洗浄ヘッド１の一例を模式的に示す図である。この自動溶剤洗浄機２０は、上記洗浄ヘッド１の他、搬送コンベア２１と、溶剤補給ポンプ２２と、溶剤タンク２３と、溶剤吐出ポンプ２４と、モータ２５と、吸引ファン２６と、吸引配管２７と、吸気ポート吸引ダクト２８と、排気ポート吸引ダクト２９と、支持アーム３０と、前後移動機構３１と、横移動機構３２と、を備えている。なお、自動溶剤洗浄機２０は、制御装置（図示せず）によって自動運転されるように構成されている。

搬送コンベア２１は、ワークであるシリンダーヘッド１０を、図５の白抜き矢印の向きに搬送するとともに、制御装置からの指令に基づき、溶剤洗浄が行われる所定位置にシリンダーヘッド１０を停止させる。

溶剤タンク２３は、吸気側バルブシート形成部１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａに吹付けられる溶剤を貯留するものであり、その内部に溶剤の残量を検出するためのセンサ（図示せず）が設けられている。溶剤補給ポンプ２２は、溶剤補給配管３３を介して溶剤タンク２３と接続されている。溶剤タンク２３内の溶剤の残量が少ないことがセンサによって検出されると、制御装置からの指令に基づき、溶剤補給ポンプ２２が、溶剤が収容された溶剤缶３４から溶剤タンク２３へ溶剤を補給する。制御装置は、溶剤缶３４が空になると、溶剤の供給源を別の溶剤缶３４に切り替える。溶剤吐出ポンプ２４は、制御装置からの指令に基づき、溶剤供給路３５を介して溶剤タンク２３内に貯留された溶剤を洗浄ヘッド１に供給するように構成されている。

モータ２５は、制御装置からの指令に基づいて吸引ファン２６を駆動させて、吸引力を発生させる。吸引ファン２６は、吸引配管２７および吸気側吸引配管２７ａを介して吸気ポート吸引ダクト２８と接続されている一方、吸引配管２７および排気側吸引配管２７ｂを介して排気ポート吸引ダクト２９と接続されている。吸引ファン２６が駆動すると、例えば、吸気側バルブシート形成部１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａに吹き付けられた後に吸気ポート１０ｂに流下して揮発した溶剤蒸気が吸気ポート吸引ダクト２８に吸引されるとともに、揮発して排気側バルブシート形成部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ側や排気ポート１０ｃに流れた溶剤蒸気が排気ポート吸引ダクト２９に吸引され、これらにより、溶剤蒸気の拡散が抑えられることになる。

支持アーム３０は、搬送コンベア２１の搬送方向と上下方向とに直交する搬送直角方向に延びており、その先端部に洗浄ヘッド１が取り付けられている。前後移動機構３１は、制御装置からの指令に基づいて、搬送直角方向に横移動機構３２および支持アーム３０を移動させるように構成されている。これにより、シリンダーヘッド１０の長手直角方向（気筒１１，１２，１３，１４の配列方向である長手方向と上下方向とに直交する方向）における洗浄ヘッド１の位置が調整可能となっている。また、横移動機構３２は、制御装置からの指令に基づいて、搬送コンベア２１の搬送方向に支持アーム３０を移動させるように構成されている。これにより、シリンダーヘッド１０の長手方向における洗浄ヘッド１の位置が調整可能となっている。

洗浄ヘッド１は、上述の如く、溶剤吐出ノズルおよびエアブローノズルとして兼用されるノズル２と、２枚の飛散防止カバー３と、２つのエアカーテンノズル４と、を備える他、ノズル２を支持する支持部材５を備えている。支持部材５は、回動軸５ａを介して支持アーム３０の先端部に回動自在に取り付けられている。支持部材５には円弧状の長穴５ｂが形成されていて、支持アーム３０の先端部に設けられたストッパピン３０ａが長穴５ｂに挿通されることで、支持部材５の回動範囲が所定範囲に規制されている。なお、回動軸５ａを中心としたノズル２の角度調整、溶剤吐出ノズル２からの溶剤の吐出、エアブローノズル２からの空気の噴射、エアカーテンノズル４からの空気の噴射等は制御装置によって制御されるようになっている。

以上のように構成された自動溶剤洗浄機２０を用いて溶剤洗浄工程を実施する場合には、先ず、制御装置が、カメラ（図示せず）やセンサ（図示せず）等からの情報に基づいて、搬送コンベア２１によって搬送されているシリンダーヘッド１０を所定位置に停止させる。

次いで、制御装置が、前後移動機構３１および横移動機構３２を駆動させ、シリンダーヘッド１０の長手方向および長手直角方向において支持アーム３０を移動させて、一方の飛散防止カバー３が第１気筒１１と第２気筒１２との間に配置されるように、洗浄ヘッド１を吸気側バルブシート形成部１１ａの上方に配置する。

洗浄ヘッド１の配置が完了すると、制御装置が、エアカーテンノズル４から空気を噴射させて、飛散防止カバー３の内側にエアカーテンを生じさせるとともに、吸引ファン２６を駆動させて、吸気ポート吸引ダクト２８および排気ポート吸引ダクト２９に吸引力を発生させる。これにより、溶剤吐出ノズル２から吐出された溶剤が飛散防止カバー３の内側に付着し難く、且つ、揮発した溶剤蒸気が拡散し難い状態が作り出される。

次いで、制御装置が、溶剤吐出ポンプ２４から溶剤吐出ノズル２に至る、溶剤供給系統における全てのバルブを開き、吐出量および吐出時間を調整しながら、溶剤吐出ノズル２から、吸気側バルブシート形成部１１ａにおける排気側バルブシート形成部１１ｂに近い部位に溶剤を吹き付ける。

吸気側バルブシート形成部１１ａへの溶剤の吹き付けが完了すると、制御装置が、溶剤吐出ノズル２と兼用されるエアブローノズル２から即座に空気を噴射して、吸気側バルブシート形成部１１ａへの乾燥用エアブローを行う。これにより、油分を含んだ吹付け後の溶剤が吸気側バルブシート形成部１１ａから除去される。

次いで、制御装置が、前後移動機構３１および横移動機構３２を駆動させ、洗浄ヘッド１を第２気筒１２、第３気筒１３および第４気筒１４へと順次移動させて、これら第２気筒１２、第３気筒１３および第４気筒１４において第１気筒１１と同様の動作にて溶剤吹付けおよび乾燥用エアブローを行う。

このようにして、第１〜第４の４つの気筒１１，１２，１３，１４における吸気側バルブシート形成部１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａの溶剤洗浄が完了すると、制御装置が、再び搬送コンベア２１を起動させて、後工程であるレーザクリーニング工程へシリンダーヘッド１０を搬送する。

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神または主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

上記実施形態では、溶剤吐出ノズル２（またはエアブローノズル２）の両側に飛散防止カバー３を設けたが、これに限らず、例えば図７に示すように、洗浄ヘッド１の移動の向き（白抜き矢印参照）と反対側にのみ飛散防止カバー３を設けるようにしてもよい。このように、溶剤を吹き付けようとする気筒と、これに隣接し且つ既に洗浄済みの気筒との間に、１枚の飛散防止カバー３を配置する構成によっても、洗浄済みの吸気側バルブシート形成部１１ａ，１２ａ，１３ａに油分が再付着するのを抑えることができるので、洗浄ヘッド１の構造を簡単にすることができる。

また、上記実施形態では、溶剤吐出ノズル２とエアブローノズル２とを兼用させるようにしたが、これに限らず、例えば図８に示すように、溶剤吐出ノズル２とエアブローノズル６とを別体としてもよい。ただし、油分を含んだ吹付け後の溶剤が吸気側バルブシート形成部１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ上で揮発すると、油分が吸気側バルブシート形成部１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ上に残るので、吹付け後の溶剤を直ぐに乾燥用エアブローで除去することができるように、洗浄ヘッド１において飛散防止カバー３の溶剤吐出ノズル２側とは反対側にエアブローノズル６を設け、溶剤吐出ノズル２とエアブローノズル６とを平行移動させることが好ましい。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明によると、溶剤の使用量を低減するとともに、バルブシート形成部への油分の再付着を抑えつつ、バルブシート形成部の鋳造欠陥に含浸した油分を除去することができるので、バルブシート形成部を洗浄する工程を含む、レーザクラッドバルブシートの製造方法に適用して極めて有益である。

３ 飛散防止カバー
１０ シリンダーヘッド
１１ 第１気筒
１１ａ 吸気側バルブシート形成部
１１ｂ 排気側バルブシート形成部
１２ 第２気筒
１２ａ 吸気側バルブシート形成部
１２ｂ 排気側バルブシート形成部
１３ 第３気筒
１３ａ 吸気側バルブシート形成部
１３ｂ 排気側バルブシート形成部
１４ 第４気筒
１４ａ 吸気側バルブシート形成部
１４ｂ 排気側バルブシート形成部

Claims (1)

1. シリンダーヘッドのバルブシート形成部に、金属粉末を供給しながらレーザビームを照射することにより肉盛層からなるバルブシートを形成するレーザクラッド工程を含むレーザクラッドバルブシートの製造方法であって、
   上記レーザクラッド工程の前に、溶剤を用いて、機械加工された上記シリンダーヘッドのバルブシート形成部を洗浄する溶剤洗浄工程を含んでおり、
   上記溶剤洗浄工程では、吸気側のバルブシート形成部における排気側のバルブシート形成部に近い部位、または、排気側のバルブシート形成部における吸気側のバルブシート形成部に近い部位に溶剤を吹き付けるとともに、溶剤を吹き付けている気筒と、これに隣接する気筒との間に、溶剤の飛散を防止するカバーを配置することを特徴とするレーザクラッドバルブシートの製造方法。

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