JP2018178172A

JP2018178172A - ダミーヘッド

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Publication number: JP2018178172A
Application number: JP2017076250A
Authority: JP
Inventors: 肇遠藤; Hajime Endo
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2017-04-06
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2037-04-06
Also published as: JP6909033B2

Abstract

【課題】エンジン性能の悪化を低減すること。【解決手段】シリンダヘッドの形状を模したダミーヘッド３は、シリンダブロック２と着脱可能な本体部と、本体部に形成され、シリンダブロック２のシリンダボア２ａと連通する貫通孔３ａと、貫通孔３ａにガスを噴射する噴射部３ｈと、を有する。また、ダミーヘッド３の貫通孔３ａの径は、シリンダブロック２と接続する接続部Ｓにおいて、シリンダボア２ａの径より大きい径を有し、噴射部３ｈは、貫通孔３ａにおける接続部Ｓにガスを噴射する。【選択図】図６

Description

本発明は、エンジンのシリンダボアの内周面に溶射膜をコーティングする際に使用されるシリンダヘッド状のダミーヘッドに関する。

従来、アルミニウム合金製のシリンダブロックのシリンダボアの内周面に金属材料を溶かした溶滴を吹き付けることにより金属の溶射膜を形成してシリンダライナとする技術がある。

しかしながら、アルミニウム合金からなるシリンダボア周辺の剛性は、鋳鉄に比べて低い。そのため、シリンダヘッドをシリンダブロックにボルトによって締結した場合、その締結力によりシリンダボアの形状（真円度や円筒度）が変形し、これによりエンジン性能（リフリクションやオイル消費量）が悪化する原因となる。

そこで、特許文献１には、シリンダブロックにシリンダヘッドの形状を模したダミーヘッドをボルトによって締結した状態で、シリンダボアに溶射膜を形成することが開示されている。これにより、溶射膜形成後のシリンダブロックにシリンダヘッドをボルトによって締結した場合でも、シリンダボアの形状（真円度や円筒度）が変化することを低減でき、エンジン性能（リフリクションやオイル消費量）が悪化することを低減できる。

特開２００９−１９７３０９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、シリンダボアに溶射膜を形成した後、シリンダブロックからダミーヘッドを取り外す際に、シリンダブロックとダミーヘッドとの境界面付近において形成された溶射膜に割れが生じてしまう。そのため、溶射膜形成後のシリンダブロックにシリンダヘッドをボルトによって締結した場合でも、シリンダボアの真円度および円筒度を保つことができず、エンジン性能が悪化してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、エンジン性能の悪化を低減することが可能なダミーヘッドを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のダミーヘッドは、シリンダブロックと着脱可能な本体部と、前記本体部に形成され、前記シリンダブロックのシリンダボアと連通する貫通孔と、前記貫通孔にガスを噴射する噴射部と、を有し、前記貫通孔の径は、前記シリンダブロックと接続する接続部において、前記シリンダボアの径より大きい径を有し、前記噴射部は、前記貫通孔における前記接続部に前記ガスを噴射する。

前記接続部における前記貫通孔の径と前記シリンダボアの径との差は、前記シリンダボアの内周面に形成される溶射膜の厚さより大きくてもよい。

前記噴射部は、前記噴射部から噴射された前記ガスが前記貫通孔の内周面に沿って流れる第１の回転方向と、前記溶射膜を形成する溶射ガンが回転する第２の回転方向とが同じ方向になるように、前記ガスを噴射してもよい。

前記噴射部は、前記ガスを前記接続部の内周面の接線方向に噴射してもよい。

前記本体部は、前記シリンダブロックを固定するための固定部を有する第１本体部と、前記貫通孔および前記噴射部を有し、前記第１本体部に対し着脱可能に構成される第２本体部と、を備えてもよい。

本発明によれば、エンジン性能の悪化を低減することが可能なダミーヘッドを提供することができる。

本実施形態にかかる溶射装置の全体構成図である。溶射ノズル部の概略拡大図である。シリンダブロックおよびダミーヘッドの概略斜視図である。シリンダボアの内周面に溶射膜を形成する工程を説明するためのシリンダブロックおよびダミーヘッドの断面図である。シリンダボアに溶射膜が形成されたシリンダブロックとシリンダヘッドとの組み付けを説明する図である。本実施形態におけるダミーヘッドとシリンダブロックの接続部近傍を拡大した拡大断面図である。変形例におけるダミーヘッドの概略斜視図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態の溶射装置１の全体構成図である。溶射装置１は、シリンダブロック２の内部に設けられたシリンダボア２ａに対し溶射膜を形成する。本実施形態では、シリンダブロック２の上面２ｂ（後述するシリンダヘッドが装着される面）にダミーシリンダヘッド（シリンダヘッドに相当する治具、以下、「ダミーヘッド」という）３が設けられている。ダミーヘッド３の内部には、貫通孔３ａが設けられている。貫通孔３ａは、シリンダブロック２の上面２ｂとダミーヘッド３の下面３ｂとが接続された状態において、シリンダボア２ａと連通（接続）している。

溶射装置１は、溶射ガン４、回転装置５、溶射用ロボット６、供給装置７および排気機構８を含んで構成されている。溶射ガン４の先端には、溶射ノズル部４ａが備えられている。溶射ガン４は、シリンダボア２ａの内周面に溶射粒子を噴射して溶射膜を形成する。回転装置５は、溶射ガン４をシリンダボア２ａの円周方向に沿って回転駆動する。溶射用ロボット６は、溶射ガン４および回転装置５をシリンダボア２ａの軸方向に沿って昇降させる。供給装置７は、電力、補助ガス、溶射用の鉄系金属からなるワイヤなどを、溶射用ロボット６および回転装置５を介して溶射ガン４に供給する。

排気機構８は、排気筒８ａ、排気ダクト８ｂおよび排気ファン８ｃを含んで構成されている。排気筒８ａは、内部に貫通孔８ａ_１を有し、ダミーヘッド３の上面３ｃ（すなわち、ダミーヘッド３のシリンダブロック２と接続する下面３ｂと反対側の面）に固定される。貫通孔８ａ_１は、排気筒８ａとダミーヘッド３が接続（固定）された状態において、シリンダボア２ａおよび貫通孔３ａと連通する。排気ダクト８ｂは、排気筒８ａの貫通孔８ａ_１と排気ファン８ｃを接続する。排気ファン８ｃは、排気筒８ａの貫通孔８ａ_１内の空気を、排気ダクト８ｂを介して吸引する。排気機構８は、排気ファン８ｃにより、排気筒８ａの貫通孔８ａ_１内の空気を吸引することで、シリンダボア２ａおよびダミーヘッド３の貫通孔３ａ内の未溶射粒子や、溶射ガン４から噴射される補助ガスなどを、シリンダボア２ａおよび貫通孔３ａから排出する。なお、シリンダブロック２は、不図示のクランプ機構により支持台９上に固定されている。

図２は、溶射ノズル部４ａの概略拡大図である。供給装置７により供給された溶射用の鉄系金属からなるワイヤ１０は、溶射ガン４の末端から挿入され、溶射ガン４の内部を通って先端にある溶射ノズル部４ａまで移動する。ここで、ワイヤ１０の先端１０ａは、溶射ノズル部４ａ内の所定の位置まで、不図示のワイヤ駆動装置により駆動（調整）される。溶射ノズル部４ａは、供給装置７により供給された水素とアルゴンの混合ガスを噴射する噴射孔１１と、供給装置７により供給されたアトマイズエア（圧縮空気および窒素）を噴射する噴射ノズル１２と、カソード電極１３とを含んで構成されている。供給装置７は、カソード電極１３とアノード電極となるワイヤ１０の先端１０ａとの間に電圧を印加するとともに、混合ガスを噴射孔１１から噴射することで、カソード電極１３とワイヤ１０の先端１０ａとの間にアークを発生させて点火し、アークの熱によってワイヤ１０の先端１０ａを溶融させる。この際、不図示のワイヤ駆動装置は、その溶融に伴って、ワイヤ１０を溶射ガン４の末端から先端に向けて順次送給する。また、供給装置７は、噴射ノズル１２からワイヤ１０の先端１０ａに向けてアトマイズエアを噴射させ、ワイヤ１０の溶融物、すなわち溶融材料をパーティクルジェット１４として前方（すなわち、シリンダボア２ａの内周面）へ向けて噴射させる。このパーティクルジェット１４がシリンダボア２ａの内面に付着することにより、シリンダボア２ａの内周面に溶射膜Ｍが形成される。回転装置５および溶射用ロボット６は、溶射ガン４を回転させつつシリンダボア２ａの軸方向に移動させることで、シリンダボア２ａの内周面全面に溶射膜Ｍを形成することができる。この際、溶射ガン４は、溶射膜Ｍが既定の膜厚となるように回転しながら上下に複数回往復移動する。

図３は、シリンダブロック２およびダミーヘッド３の概略斜視図である。

シリンダブロック２は、軽量化を目的としてアルミニウム合金により鋳造で形成される。シリンダブロック２には、不図示のピストンを収容するためのシリンダボア２ａと、シリンダヘッドをシリンダブロック２の上面２ｂに取り付ける際にボルトが螺合されるネジ溝２ｃとが形成されている。ネジ溝２ｃは、シリンダボア２ａの周囲を取り囲むように設けられている。

ダミーヘッド３は、シリンダブロック２と着脱可能な本体部３Ａを有する。本体部３Ａには、シリンダブロック２のシリンダボア２ａに対応する位置に、貫通孔３ａが形成されている。また、ダミーヘッド３には、シリンダブロック２に形成されたネジ溝２ｃに対応する位置に、ボルト挿入孔３ｄを中心に有した円筒状のボス３ｅが形成されている。ボルトＢは、ボルト挿入孔３ｄを通ってネジ溝２ｃに進入し、ダミーヘッド３をシリンダブロック２に締結（固定）する。ボルトＢの締結力によってダミーヘッド３はシリンダブロック２を押圧する。貫通孔３ａは、ボルトＢによりダミーヘッド３をシリンダブロック２に締結した状態でシリンダボア２ａと連通し、この貫通孔３ａを介して溶射ガン４がシリンダボア２ａ内に挿入される。ダミーヘッド３がシリンダブロック２に組み付けられる際には、まず、ダミーヘッド３がシリンダブロック２の上面２ｂに載置される。そして、ボルト挿入孔３ｄを通してネジ溝２ｃにボルトＢが螺合されることで、ダミーヘッド３がシリンダブロック２に締結される。ダミーヘッド３がシリンダブロック２に締結されると、その締結力によりシリンダボア２ａが変形する。

本実施形態にかかる溶射装置１は、シリンダブロック２の上面２ｂ（すなわち、最終的にシリンダヘッドが装着される面）がダミーヘッド３により所定の圧力で押圧された状態で、シリンダボア２ａの内周面に溶射膜を形成する。具体的に、溶射装置１は、シリンダブロック２およびダミーヘッド３がボルトＢにより締結された状態で、シリンダボア２ａの内周面に溶射膜を形成する。実際のエンジンにおいては、シリンダブロック２にシリンダヘッドがボルトによって締結されると、その締結力によりシリンダボア２ａが変形する。

このように、予めシリンダブロック２の上面２ｂにダミーヘッド３がボルトＢにより締結され、シリンダボア２ａが変形された状態で、シリンダボア２ａに溶射膜Ｍを形成する。その後、ダミーヘッド３が装着された状態を維持したまま、溶射膜Ｍの表面が、仕上げ工具を用いたホーニング加工により仕上げられると、シリンダボア２ａの形状（真円度や円筒度）が変化することを低減でき、エンジン性能（リフリクションやオイル消費量）が悪化することを低減できる。

図４は、シリンダボア２ａの内周面に溶射膜Ｍを形成する工程を説明するためのシリンダブロック２およびダミーヘッド３の断面図である。

図４（ａ）に示すように、シリンダブロック２が支持台９上に載置され、シリンダブロック２が不図示のクランプ機構により固定保持される。そして、ダミーヘッド３がボルトＢ（図４では不図示）によりシリンダブロック２に固定（締結）される。このとき、ボルトＢの締結力によりシリンダボア２ａの内周面は変形する。

シリンダブロック２にダミーヘッド３が締結された後で、シリンダボア２ａの内周面を微細に荒らすボア面下地加工処理が行われる。ボア面下地加工処理では、例えば、ファインボーリングなどを用いてシリンダボア２ａの内周面を粗い凹凸面にする。ボア面下地加工処理は、シリンダボア２ａの内周面に微細な凹凸を形成して溶射膜Ｍの密着力を向上させるために行う。

ボア面下地加工処理が終わると、図４（ｂ）に示すように、溶射ガン４をダミーヘッド３の貫通孔３ａおよびシリンダブロック２のシリンダボア２ａに挿入し、溶射ノズル部４ａをシリンダボア２ａの軸方向、および、シリンダボア２ａの軸回り方向（円周方向）に回転移動させながら溶融材料を吹き付けて溶射膜Ｍを形成する溶射膜形成処理が行われる。溶射膜形成処理では、溶射ノズル部４ａをシリンダボア２ａの軸回り方向（例えば、時計回り）に回転させながら溶融材料を吹き付けて溶射膜Ｍを形成する。このとき、シリンダボア２ａの内周面に均一に溶融材料が被着されるように溶射ノズル部４ａを回転させるとともにシリンダボア２ａの軸方向に沿って上下動させる。その結果、シリンダボア２ａの内周面には、均一な皮膜となる溶射膜Ｍが形成される。このとき、排気ファン８ｃが作動し、溶射ガン４の作動により発生する高温のガスや余分な溶射粒子が排気機構８により吸引される。

溶射膜形成処理が終わると、図４（ｃ）に示すように、溶射膜Ｍが形成されたシリンダボア２ａの内周面（溶射膜Ｍ）をホーニング加工するボア面仕上げ処理が行われる。ボア面仕上げ処理では、ホーニング加工装置のホーニングヘッドＨが貫通孔３ａおよびシリンダボア２ａ内に挿入され、ホーニングヘッドＨを回転させながらシリンダボア２ａの軸方向にストロークさせて溶射膜Ｍを研磨して仕上げる。ホーニングヘッドＨの先端部には砥石Ｔが把持されており、この砥石Ｔを溶射膜Ｍが形成されたシリンダボア２ａに接触させることにより、溶射膜Ｍを研磨することができる。このホーニング加工により、溶射膜Ｍの表面の凹凸を平滑にすることができる。

ボア面下地加工処理、溶射膜形成処理、およびボア面仕上げ処理が終了すると、シリンダブロック２からボルトＢおよびダミーヘッド３が取り外される。

図５は、シリンダボア２ａに溶射膜Ｍが形成されたシリンダブロック２とシリンダヘッド１５との組み付けを説明する図である。

ボア面仕上げ処理が終わると、シリンダブロック２にシリンダヘッド１５を組み付ける組付け処理が行われる。シリンダヘッド１５には、シリンダブロック２に形成されたネジ溝２ｃに対応する位置にボルト挿入孔１５ａが形成されている。ボルトＢは、ボルト挿入孔１５ａを通ってネジ溝２ｃに螺合されることで、シリンダヘッド１５をシリンダブロック２に締結（固定）する。

ここで、ボア面下地加工処理、溶射膜形成処理、およびボア面仕上げ処理が終了すると、シリンダブロック２にシリンダヘッド１５を組み付けるため、シリンダブロック２からダミーヘッド３を取り外す必要がある。しかし、シリンダブロック２のシリンダボア２ａに溶射膜Ｍが形成された後、シリンダブロック２からダミーヘッド３が取り外される際に、シリンダブロック２とダミーヘッド３との境界面付近において溶射膜Ｍが割れてしまうことがある。そうすると、溶射膜Ｍが形成されたシリンダボア２ａの真円度および円筒度を保つことができない。

そこで、本実施形態では、ダミーヘッド３は、少なくともシリンダブロック２と接続する接続面（図１における下面３ｂ）を含む接続部Ｓにおいて、貫通孔３ａの径（内径）を、シリンダボア２ａの径（内径）と異なる大きさにしている。具体的には、接続部Ｓにおける貫通孔３ａの径は、シリンダボア２ａの径より大きい径に形成されている。そして、ダミーヘッド３は、この接続部Ｓにおいて、貫通孔３ａ内にガスを噴射する噴射部３ｈを有している。

図６は、本実施形態におけるダミーヘッド３およびシリンダブロック２の接続部近傍を拡大した拡大断面図である。

図６（ａ）に示すように、ダミーヘッド３の接続部Ｓには、貫通孔３ａの径方向において、貫通孔３ａ（およびシリンダボア２ａ）の中心軸Ｏから離れる方向に窪んだ凹部３ｆが形成されている。凹部３ｆは、貫通孔３ａの周方向に沿って全周に亘って延在し、シリンダブロック２（シリンダボア２ａ）とダミーヘッド３（貫通孔３ａ）との間で段差部を形成している。したがって、中心軸Ｏから接続部Ｓ（凹部３ｆ）の内周面までの第１の距離Ｌ_１は、中心軸Ｏからシリンダボア２ａの内周面までの第２の距離Ｌ_２より大きい。

本実施形態では、第１の距離Ｌ_１と、第２の距離Ｌ_２との差は、図６（ｂ）に示されるダミーヘッド３の接続部Ｓ以外の貫通孔３ａの内周面およびシリンダボア２ａの内周面に形成される溶射膜Ｍの膜厚（厚さ）ｔより大きい。ここで、図６（ｂ）は、図４（ｂ）に示す溶射膜形成処理が行われた後（図４（ｃ）に示すボア面仕上げ処理が行われる前）の状態を示すものである。なお、図６（ｂ）には、ダミーヘッド３の接続部Ｓ以外の貫通孔３ａの内周面およびシリンダボア２ａの内周面に形成される溶射膜Ｍと同じ膜厚ｔを有する仮想溶射膜Ｖが、接続部Ｓに形成された場合を破線で示している。図６（ｂ）から見て分かるように、貫通孔３ａの径方向における凹部３ｆの幅ｗ（すなわち、第１の距離Ｌ_１と第２の距離Ｌ_２との差）は、溶射膜Ｍの膜厚ｔより大きい。

また、ダミーヘッド３の接続部Ｓの凹部３ｆの内周面には、貫通孔３ａ（例えば、図６における凹部３ｆ）内にガス（気体）を噴射する噴射部３ｈが形成されている。噴射部３ｈは、一端が不図示のガス供給装置に接続され、他端が凹部３ｆの内周面に接続される。これにより、噴射部３ｈは、不図示のガス供給装置から送られてくるガスを凹部３ｆ（貫通孔３ａ）内に噴射することができる。

図６（ｄ）は、図６（ａ）に示す凹部３ｆおよび噴射部３ｈのＡ−Ａ断面図である。本実施形態では、図６（ｄ）に示すように、ダミーヘッド３の凹部３ｆには、噴射部３ｈが４つ接続されている。噴射部３ｈは、図６（ｄ）に示すように、貫通孔３ａの内周面の接線方向に沿って、互いに等間隔に形成されている。そして、噴射部３ｈは、ドーナツ状に形成された凹部３ｆの接線方向に向かってガスを噴射する。凹部３ｆの接線方向にガスを噴射することにより、凹部３ｆ内にガスの流れ（図６（ｄ）では時計回りのガス流）を形成することができる。

また、凹部３ｆ内を流れるガスの流れ方向（回転方向）は、回転装置５により溶射ガン４が回転する方向と同じ方向（同一方向）である。換言すれば、噴射部３ｈは、噴射部３ｈから噴射されたガスが貫通孔３ａの内周面に沿って流れる第１の回転方向と、溶射膜Ｍを形成する溶射ガン４が回転する第２の回転方向とが同じ方向になるように、ガスを噴射する。

このように、噴射部３ｈが凹部３ｆ内にガスの流れを形成することにより、溶射ガン４から射出されるパーティクルジェット１４が凹部３ｆの内周面に付着することを低減することができる。すなわち、溶射ガン４から射出されるパーティクルジェット１４は、凹部３ｆの内周面に付着する前に、噴射部３ｈから噴射されるガスによって図６（ｄ）の矢印方向に沿って流され、凹部３ｆ内から凹部３ｆ外（貫通孔３ａの中心軸側）へ排除される。そして、貫通孔３ａの中心軸側へ排除されたパーティクルジェット１４は、排気機構８により吸引され、貫通孔３ａからも排除される。

このように、本実施形態では、ダミーヘッド３に凹部３ｆおよび噴射部３ｈを設け、噴射部３ｈから噴射されるガスにより凹部３ｆ内にガスの流れを形成する。これにより、凹部３ｆの内周面に溶射粒子が付着することを低減することができる。その結果、中心軸Ｏに沿った軸方向において、溶射膜形成処理後の溶射膜Ｍを、接続部Ｓにおいて不連続とすることができる。したがって、図６（ｃ）に示すように、シリンダブロック２からダミーヘッド３が取り外される際に、シリンダブロック２とダミーヘッド３との境界面（上面２ｂおよび下面３ｂ）付近において生じる溶射膜Ｍの割れを低減することができる。これにより、ダミーヘッド３は、エンジン性能の悪化を低減することができる。

また、本実施形態では、凹部３ｆの幅ｗを溶射膜Ｍの膜厚ｔより大きく形成している。図６（ｂ）から見て分かるように、溶射膜形成処理後の溶射膜Ｍと仮想溶射膜Ｖは、中心軸Ｏに沿った軸方向において、凹部３ｆが形成された接続部Ｓにおいて不連続となる。したがって、ダミーヘッド３に凹部３ｆおよび噴射部３ｈを設け、凹部３ｆの幅を溶射膜Ｍの膜厚ｔより大きく形成することにより、溶射膜Ｍの割れを効果的に低減することができる。これにより、ダミーヘッド３は、エンジン性能の悪化を低減することができる。

（変形例）
図７は、変形例におけるダミーヘッド３００の概略斜視図である。

図７に示されるように、変形例のダミーヘッド３００は、第１本体部１７と、第１本体部１７に対し着脱可能な第２本体部１８と、を備える。第１本体部１７には、シリンダブロック２に形成されたネジ溝２ｃに対応するボルト挿入孔３ｄを中心に有した円筒状のボス３ｅ（固定部）が形成されている。また、第２本体部１８には、シリンダブロック２のシリンダボア２ａに対応（連通）する貫通孔３ａが形成されている。なお、第２本体部１８には、図示を省略しているが、ダミーヘッド３００のシリンダブロック２と接続する接続面（図７における下面３ｂ）を含む接続部Ｓにおいて、貫通孔３ａの径方向において貫通孔３ａの中心軸から離れる方向に窪んだ凹部３ｆがドーナツ状に形成されている。また、第２本体部１８には、ガス供給装置１６から送られてくるガスを凹部３ｆ内に噴射する噴射部３ｈが形成されている。噴射部３ｈは、第２本体部１８の上面と第２本体部１８の凹部３ｆの内周面とを接続する不図示の貫通孔で構成される。そのため、噴射部３ｈは、この貫通孔を介してガス供給装置１６から送られてくるガスを凹部３ｆ内に噴射することができる。

ガス供給装置１６と噴射部３ｈとの間には、不図示の配管が着脱可能に設けられ、不図示の配管によってガス供給装置１６と噴射部３ｈが接続されている。また、第２本体部１８を第１本体部１７に固定するため、第２本体部１８には、貫通孔３ａの径方向の外側に突出する突起部１８ａが設けられ、突起部１８ａには、ボルト挿入孔１８ｂが形成されている。一方、第１本体部１７には、突起部１８ａと嵌合する嵌合部（凹部）１７ａが設けられるとともに、ボルト挿入孔１８ｂに対応する位置にネジ溝１７ｂが形成されている。そして、突起部１８ａが嵌合部１７ａと嵌合した状態で、不図示のボルトがボルト挿入孔１８ｂを通じてネジ溝１７ｂに螺合されることで、第１本体部１７と第２本体部１８とが固定される。

このように、ダミーヘッド３００は、第２本体部１８を第１本体部１７に対し着脱可能に構成することで、第２本体部１８（貫通孔３ａ）の内周面に溶射膜Ｍが形成された場合でも、貫通孔３ａの内周面に溶射膜Ｍが形成されていない新しい第２本体部１８と交換することができる。ここで、上述した溶射膜形成処理によりシリンダボア２ａの内周面に溶射膜Ｍを形成した場合、ダミーヘッド３の貫通孔３ａの内周面にも溶射膜Ｍが形成される。そのダミーヘッド３を交換せずに複数のシリンダブロック２のシリンダボア２ａに対し溶射膜形成処理を複数回行っていくと、ダミーヘッド３の内周面に形成された溶射膜Ｍが堆積し、その後のボア面仕上げ処理や次の溶射膜形成処理に支障をきたすようになる。

そのため、変形例においては、溶射膜形成処理により内周面に溶射膜Ｍが形成された第２本体部１８を第１本体部１７から取り外し、交換できるように構成している。溶射膜Ｍが形成された第２本体部１８を交換する場合、まず、溶射膜Ｍが形成された第２本体部１８を第１本体部１７から取り外す。そして、溶射膜Ｍが形成されていない新しい第２本体部１８を第１本体部１７に取り付ける。なお、第１本体部１７から取り外された第２本体部１８は、廃棄される。その場合、第１本体部１７は溶射膜Ｍが形成されないため、廃棄する必要はない。第１本体部１７と第２本体部１８を着脱可能に構成し、溶射膜形成処理後に第２本体部１８のみを交換するように構成したことにより、溶射膜形成処理後にダミーヘッド３００全体（すなわち、第１本体部１７および第２本体部１８）を廃棄し、新しいダミーヘッド３００と交換する場合に比べて、コストを低減することができる。

なお、第１本体部１７から取り外された第２本体部１８を廃棄せずに、第２本体部１８の溶射膜Ｍが形成された内周面を洗浄して内周面に形成された溶射膜Ｍを除去するようにしてもよい。例えば、第１本体部１７から取り外された第２本体部１８は、不図示の洗浄装置によりその内周面が洗浄され、内周面に形成された汚染物（溶射膜Ｍ）が除去される。汚染物が除去された第２本体部１８は、次のシリンダブロック２のシリンダボア２ａに対し溶射膜形成処理を行うために、再び第１本体部１７に取り付けられる。このように構成すれば、第２本体部１８を廃棄する回数を少なくできるので、さらにコストを低減することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、排気機構８を、ダミーヘッド３の上に設けているが、本発明はこれに限定されず、シリンダブロック２の下に設けてもよい。

また、上記実施形態では、噴射部３ｈによって凹部３ｆ内を流れるガスの流れ方向を、回転装置５により溶射ガン４が回転する方向と同一の方向としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、噴射部３ｈによって凹部３ｆ内を流れるガスの流れ方向を、回転装置５により溶射ガン４が回転する方向と逆方向にしてもよい。また、噴射部３ｈから噴射するガスの噴射方向をダミーヘッド３の貫通孔３ａの径方向にしてもよい。すなわち、溶射ガン４から射出されるパーティクルジェット１４の射出方向とは反対の方向にガスを噴射させてもよい。また、上記実施形態では、ダミーヘッド３の１つの貫通孔３ａに対し噴射部３ｈを４つ設けたが、噴射部３ｈの数はこれに限定されず、複数あれば、２つでも、３つでも、５つ以上でもよい。

本発明は、エンジンのシリンダボアの内周面に溶射膜をコーティングする際に使用されるシリンダヘッド状のダミーヘッドに利用できる。

２シリンダブロック
２ａシリンダボア
３ダミーヘッド
３ａ貫通孔
３ｈ噴射部

Claims

シリンダブロックと着脱可能な本体部と、
前記本体部に形成され、前記シリンダブロックのシリンダボアと連通する貫通孔と、
前記貫通孔にガスを噴射する噴射部と、
を有し、
前記貫通孔の径は、前記シリンダブロックと接続する接続部において、前記シリンダボアの径より大きい径を有し、
前記噴射部は、前記貫通孔における前記接続部に前記ガスを噴射するダミーヘッド。
前記接続部における前記貫通孔の径と前記シリンダボアの径との差は、前記シリンダボアの内周面に形成される溶射膜の厚さより大きい請求項１に記載のダミーヘッド。
前記噴射部は、前記噴射部から噴射された前記ガスが前記貫通孔の内周面に沿って流れる第１の回転方向と、前記溶射膜を形成する溶射ガンが回転する第２の回転方向とが同じ方向になるように、前記ガスを噴射する請求項１または２に記載のダミーヘッド。
前記噴射部は、前記ガスを前記接続部の内周面の接線方向に噴射する請求項１から３のいずれか１項に記載のダミーヘッド。
前記本体部は、
前記シリンダブロックを固定するための固定部を有する第１本体部と、
前記貫通孔および前記噴射部を有し、前記第１本体部に対し着脱可能に構成される第２本体部と、
を備える請求項１から４のいずれか１項に記載のダミーヘッド。