JP4306084B2 - シリンダブロックのブラスト方法およびブラスト装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダブロックのシリンダボアをブラストする際に用いられるシリンダブロックのブラスト方法およびブラスト装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、シリンダブロックのシリンダボアにブラスト加工を施す場合、例えば、シリンダヘッドとの合わせ面を上に向けてかつ軸心が上下方向に沿うようにしてセットしたシリンダブロックのシリンダボアにブラストノズルを挿入し、シリンダボア内において軸心回りに回転させたブラストノズルからブラスト材を噴出させつつ降下させることによって、シリンダボアの全面をブラスト処理するようにしていた。(特開平11−320414号)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来にあっては、シリンダボアとピストンとの間の耐スカッフ性を確保することはできるものの、ブラスト加工を行うことでシリンダボアの全面を粗面として形成するようにしていたため、ピストン摺動部分における潤滑油の消費量が増大すると共に摩擦が増加するのに加えて、潤滑油の消費量増大に伴って高炭素の排出量も増加してしまうという問題を有していた。
【0004】
また、シリンダボアの全面に対してブラスト加工を行う都合上、表面粗さを一定に保つことが困難であると共に、サイクルタイムが大きくなってしまうという問題があった。
【0005】
さらに、上記ブラスト加工に用いるブラスト装置において、シリンダボアに吹き付けたブラスト材をシリンダブロックのクランクケース側から回収するようにしていることから、ブラスト材の粒径を小さくした場合には、シリンダブロックのオイル供給孔などの凹部分にブラスト材が入り込み易く、これらのブラスト材を除去する工程を必要とする分だけ、作業コストが増大してしまううえ、ブラスト材を完全に除去し得ない場合も起こり得るという問題があり、加えて、装置が大型化するのに伴って、設備コストの上昇を招いてしまうという問題を有しており、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。
【0006】
【発明の目的】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、シリンダボアの耐スカッフ性および耐摩耗性が要求される部分での潤滑性を確保したうえで、ピストン摺動部分での潤滑油の消費量削減およびフリクション低減ならびにこれに伴う高炭素の排出量低減を実現することができると共に、ブラスト加工のサイクルタイムを少なくすることが可能であるシリンダブロックのブラスト方法を提供することを目的とし、また、ブラスト材の粒径を小さくした場合であったとしても、ブラスト材を完全に除去することができ、その結果、ブラスト材の除去工程を省略できる分だけ、作業コストを低減させることが可能であり、加えて、装置の小型化を図ってレイアウトの自由度の拡大および設備コストの低減をも実現することが可能であるブラスト装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載したシリンダブロックのブラスト方法は、シリンダボアのピストン上死点近傍でかつピストンからサイドスラストを受けるスラスト受け側及び反スラスト受け側に向けて開口するスリットを設け、かつ、そのスリットの上下側でシリンダボアと当接するシール材を設けたブラスト装置の円筒状をなす本体を、ピストン上死点を上にしてセットしたシリンダブロックのシリンダボアの上方から挿入し、シリンダボアに挿入した上記本体のスリットを通じて、シリンダボアのピストン上死点近傍でかつピストンからサイドスラストを受けるスラスト受け側及び反スラスト受け側のみに、上記スリットを通してシリンダボアに噴射するノズルを本体の内部において略軸心回りに回転させながらブラスト材供給源から送られたブラスト材を吹き付けることを特徴としている。
【0008】
請求項2に記載したブラスト装置は、ピストン上死点を上にしてセットしたシリンダブロックのシリンダボアに上方から挿入され、かつ、シリンダボアのピストン上死点近傍でかつピストンからサイドスラストを受けるスラスト受け側および反スラスト受け側に向けて開口するスリットを設けた円筒状をなす本体と、上記スリットの上下側でシリンダボアと当接するシール材と、本体内に略軸心回りに回転可能にセットされ、スリットを通してシリンダボアのピストン上死点近傍でかつピストンからサイドスラストを受けるスラスト受け側及び反スラスト受け側のみに、ブラスト材供給源から送られたブラスト材を噴射するノズルとを備えていることを特徴としている。
【0009】
請求項3に記載したブラスト装置は、請求項2に記載したノズルが、本体のフランジに取り付けるプレートに回転可能に取り付けられていることを特徴としている。
【0010】
請求項4に記載したブラスト装置は、請求項3に記載した構成において、ピストン上死点を上にしてセットされるシリンダブロックの上方に位置する油圧シリンダが設けられており、本体は、この油圧シリンダの作動により降下してシリンダブロックのシリンダボアに上方から挿入されてクランプされると共に上昇してシリンダボアから離脱するようになっていることを特徴としている。
【0011】
請求項5に記載したブラスト装置は、請求項4に記載したプレートを通して本体に挿入される回収管と、この回収管を介して本体の底部に溜ったブラスト材を吸引して回収タンクに回収する回収ポンプを具備した回収機構が設けられており、ノズルには、供給ポンプで生じた圧縮空気とともにブラスト材供給源から送られたブラスト材を送給するための送給管が接続されていることを特徴としている。
【0012】
請求項1に記載したシリンダブロックのブラスト方法では、シリンダボアのピストン上死点近傍でかつピストンからサイドスラストを受けるスラスト受け側及び反スラスト受け側に向けて開口するスリットを設け、かつ、そのスリットの上下側でシリンダボアと当接するシール材を設けたブラスト装置の円筒状をなす本体を、ピストン上死点を上にしてセットしたシリンダブロックのシリンダボアの上方から挿入し、シリンダボアに挿入した上記本体のスリットを通じて、シリンダボアのピストン上死点近傍でかつピストンからサイドスラストを受けるスラスト受け側及び反スラスト受け側のみに、上記スリットを通してシリンダボアに噴射するノズルを本体の内部において略軸心回りに回転させながらブラスト材供給源から送られたブラスト材を吹き付けている。
これにより、シリンダボアの耐スカッフ性および耐摩耗性が要求される部分では、すなわち、シリンダボアのピストン上死点近傍部分では、表面粗さおよび硬度が確保されることとなって、優れた潤滑性が得られることとなり、一方、ピストン摺動部分では、すなわち、シリンダボアのピストン上死点近傍部分を除く部分では、鏡面状態が維持されることとなる。
その結果、潤滑油膜の厚さが少なくて済む分だけ潤滑油消費量の削減がなされると共に、摩擦が低減することとなり、これらに伴って高炭素の排出量の低減も図られることとなり、加えて、上記のようにブラスト加工を部分的に行うので、ブラスト加工のサイクルタイムが少なくなる。
【0013】
請求項2に記載したブラスト装置では、ブラスト材供給源から送られたブラスト材を噴出させつつノズルを本体内で略軸心回りに回転させると、ブラスト材は、スリットを通してシリンダボアのピストン上死点近傍でかつピストンからサイドスラストを受けるスラスト受け側および反スラスト受け側にのみ吹き付けられることから、耐スカッフ性および耐摩耗性が要求されるシリンダボアのピストン上死点近傍部分では、表面粗さおよび硬度が確保されて優れた潤滑性を有することとなり、一方、シリンダボアのピストン上死点近傍部分を除くピストン摺動部分では、鏡面状態が維持されて、潤滑油消費量の削減および摩擦の低減ならびにこれらに伴う高炭素の排出量の低減が図られることとなり、加えて、シリンダボアの全面に対してブラスト加工を行わないため、ブラスト加工のサイクルタイムの短縮化が図られることとなる。
【0014】
請求項4に記載したブラスト装置では、本体が、油圧シリンダの作動により降下してシリンダブロックのシリンダボアに上方から挿入されてクランプされると共に上昇してシリンダボアから離脱する。
【0017】
【発明の効果】
本発明の請求項1に係わるシリンダブロックのブラスト方法では、上記した構成としたから、シリンダボアのピストン上死点近傍部分に要求される潤滑性が得られるだけの表面粗さおよび硬度を確保することができると共に、ピストン摺動部分での潤滑油の消費量削減および摩擦の低減ならびにこれらに伴う高炭素の排出量低減を実現することが可能であり、加えて、ブラスト加工のサイクルタイムの短縮をも実現することができるという非常に優れた効果がもたらされる。
【0018】
請求項2に記載したブラスト装置では、上記した構成としたから、シリンダボアのピストン上死点近傍部分に要求される潤滑性が得られるだけの表面粗さおよび硬度を確保したうえで、ピストン摺動部分での潤滑油の消費量削減および摩擦の低減ならびにこれらに伴う高炭素の排出量低減を実現することができ、加えて、ブラスト加工のサイクルタイムの短縮をも実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【0022】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【0023】
図1は本発明の一実施例に係わるシリンダブロックのブラスト方法を説明する図であり、図2は本発明に係わるシリンダブロックのブラスト方法に用いるブラスト装置、すなわち、本発明に係わるブラスト装置の一実施例を示している。
【0024】
図2に示すように、このブラスト装置1は、ピストン上死点Puを上にしてセットされるシリンダブロックCの上方に位置する油圧シリンダ2と、この油圧シリンダ2の作動により降下してシリンダブロックCのシリンダボアCBに上方から挿入されてクランプされると共に上昇してシリンダボアCBから離脱する円筒状をなす本体3と、この本体3に設けたスリット4と、供給ポンプ5で生じた圧縮空気とともにブラスト材供給源6から送給管7を介して送られたブラスト材8をスリット4を通して本体3の外部に噴射するノズル9を備えており、このノズル9は、本体3の上部に位置するプレート10に設けたモータ11の出力をピニオン12およびノズル9に嵌装した平歯車13を介してこのノズル9に伝達することにより、本体3の内部において略軸心回りに回転可能となっている。
【0025】
この場合、本体3に設けたスリット4は、図1(a)〜(c)に示すように、エンジン実働時にシリンダボアCB内を摺動するピストンPの上死点Puの近傍でかつピストンPからサイドスラストを受けるスラスト受け側(図1(a)のクランク軸Crの上側)Lおよび反スラスト受け側(図1(a)のクランク軸Crの下側)Rに向けて開口している。
【0026】
つまり、シリンダボアCBのピストン上死点Pu近傍でかつ燃焼圧によって荷重(サイドスラスト)を受けるスラスト受け側Lおよび反スラスト受け側Rにのみノズル9から粒径が40μm以上のブラスト材8を吹き付けるようになすことにより、耐スカッフ性および耐摩耗性が要求されるシリンダボアCBのピストン上死点Pb近傍部分において、上記耐スカッフ性および耐摩耗性を満足させる表面粗さRa0.15〜1.0μmおよび硬度を確保して、ピストンリングPrとの間で優れた潤滑性が得られるようにし、一方、シリンダボアCBのピストン上死点Pu近傍部分を除くピストンPの摺動部分において、表面粗さRa0.1μm以下を維持して、潤滑油消費量の削減および摩擦の低減ならびにこれらに伴う高炭素の排出量の低減を図るようにしている。
【0027】
また、このブラスト装置1は、本体3の底部3aに溜ったブラスト材8の回収機構20を備えており、この回収機構20は、プレート10を通して本体3に挿入される回収管21と、この回収管21を介して本体3の底部3aに溜ったブラスト材8を吸引して回収タンク22にする回収ポンプ23を具備している。
【0028】
さらに、このブラスト装置1は、プレート10を取り付けた本体3のフランジ3bにシール材14を設けていると共に、図2(b)に示すように、本体3のスリット4の上下側に同じくシール材14を設けており、いずれのシール材14も、シリンダブロックCあるいはシリンダボアCBと当接してブラスト材8がシリンダボアCBの下方にこぼれ落ちるのを阻止するようになっている。
【0029】
上記したブラスト装置1により、シリンダブロックCのシリンダボアCBのブラスト加工を行うに際しては、まず、治具19にピストン上死点Puを上にした状態でシリンダブロックCをセットした後、油圧シリンダ2を動作させて本体3を降下させ、シリンダブロックCのシリンダボアCBに上方から挿入してクランプする。
【0030】
次いで、供給ポンプ5で生じた圧縮空気とともにブラスト材供給源6から送給管7を介して送られた粒径が40μm以上のブラスト材8を噴出させつつ、モータ11を動作させてノズル9を本体3の内部において略軸心回りに回転させると、ブラスト材8はスリット4を通して本体3の外部に噴出する。
【0031】
このとき、スリット4は、エンジン実働時にシリンダボアCB内を摺動するピストンPの上死点Puの近傍でかつピストンPからサイドスラストを受けるスラスト受け側Lおよび反スラスト受け側Rに向けて開口しているので、ブラスト材8は上記した所定の部分にのみ吹き付けられることとなり、したがって、耐スカッフ性および耐摩耗性が要求されるシリンダボアCBのピストン上死点Pu近傍部分では、表面粗さRa0.15〜1.0μmの範囲が確保されると共に硬度が確保されて優れた潤滑性を有することとなる。
【0032】
一方、シリンダボアCBのピストン上死点Pu近傍部分を除くピストンPの摺動部分には、ブラスト材8がまったく吹き付けられないので、表面粗さRa0.1μm以下が維持されて、すなわち、鏡面状態が維持されて、潤滑油消費量の削減および摩擦の低減ならびにこれらに伴う高炭素の排出量の低減が図られることとなる。
【0033】
そして、上記した所定の部分に対するブラスト処理が終了した時点で、供給ポンプ5およびモータ11の作動を停止させ、続いて、回収機構20の回収ポンプ23を動作させて、回収管21を介して本体3の底部3aに溜ったブラスト材8を吸引して回収タンク22に回収する。
【0034】
上記したように、このブラスト装置1を用いたブラスト方法では、シリンダボアCBの全面に対してブラスト加工を行わないため、ブラスト加工のサイクルタイムの短縮化が図られることとなり、加えて、ブラスト材8に粒径が40μm以上のものを用いているため、図1(d)に示すように、鋳鉄製シリンダブロックCのシリンダボアCB内における固体潤滑剤の黒鉛Gを損傷させることなく、粗面を形成し得ることとなる。
【0035】
また、上記したブラスト装置1では、ブラスト材8を本体3の底部3aに溜めて回収機構20により回収するようにしているので、ブラスト材8の粒径を40μm程度にした場合であったとしても、ブラスト材8を完全に除去し得ることとなり、ブラスト材8の除去工程を省略し得る分だけ、作業コストの低減が図れるうえ、装置1全体が小型化するのに伴って、レイアウトの自由度が拡大すると共に、設備コストが大幅に低減することとなる。
【0036】
さらに、このブラスト装置1では、回収機構20を回収管21と、この回収管21を介してブラスト材8を吸引する回収ポンプ23とから主として構成していることから、簡単な構造でブラスト材8を完全に除去し得ることとなる。
【0037】
なお、本発明に係わるシリンダブロックのブラスト方法およびブラスト装置の詳細な構成は上記した実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるシリンダブロックのブラスト方法が適用されるシリンダブロックの簡略平面説明図(a),シリンダブロックの部分断面説明図(b),シリンダボアのピストン上死点近傍部分での拡大断面説明図(c)およびシリンダボアの表面での拡大断面説明図(d)である。
【図2】本発明の一実施例によるシリンダブロックのブラスト方法に用いるブラスト装置の全体構成説明図(a)および図2(a)A−A線位置での断面説明図(b)である。
【符号の説明】
1 ブラスト装置
3 本体
3a 本体の底部
4 スリット
6 ブラスト材供給源
8 ブラスト材
9 ノズル
14 シール材
20 ブラスト材の回収機構
21 回収管
23 回収ポンプ
C シリンダブロック
CB シリンダボア
L スラスト受け側
P ピストン
Pu ピストン上死点
R 反スラスト受け側
Claims (5)
- シリンダボアのピストン上死点近傍でかつピストンからサイドスラストを受けるスラスト受け側及び反スラスト受け側に向けて開口するスリットを設け、かつ、そのスリットの上下側でシリンダボアと当接するシール材を設けたブラスト装置の円筒状をなす本体を、ピストン上死点を上にしてセットしたシリンダブロックのシリンダボアの上方から挿入し、シリンダボアに挿入した上記本体のスリットを通じて、シリンダボアのピストン上死点近傍でかつピストンからサイドスラストを受けるスラスト受け側及び反スラスト受け側のみに、上記スリットを通してシリンダボアに噴射するノズルを本体の内部において略軸心回りに回転させながらブラスト材供給源から送られたブラスト材を吹き付けることを特徴とするシリンダブロックのブラスト方法。
- ピストン上死点を上にしてセットしたシリンダブロックのシリンダボアに上方から挿入され、かつ、シリンダボアのピストン上死点近傍でかつピストンからサイドスラストを受けるスラスト受け側および反スラスト受け側に向けて開口するスリットを設けた円筒状をなす本体と、
上記スリットの上下側でシリンダボアと当接するシール材と、
本体内に略軸心回りに回転可能にセットされ、スリットを通してシリンダボアのピストン上死点近傍でかつピストンからサイドスラストを受けるスラスト受け側及び反スラスト受け側のみに、ブラスト材供給源から送られたブラスト材を噴射するノズルとを備えていることを特徴とするブラスト装置。 - 上記ノズルは、本体のフランジに取り付けるプレートに回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項2に記載のブラスト装置。
- ピストン上死点を上にしてセットされるシリンダブロックの上方に位置する油圧シリンダが設けられており、
本体は、この油圧シリンダの作動により降下してシリンダブロックのシリンダボアに上方から挿入されてクランプされると共に上昇してシリンダボアから離脱するようになっていることを特徴とする請求項3に記載のブラスト装置。 - プレートを通して本体に挿入される回収管と、この回収管を介して本体の底部に溜ったブラスト材を吸引して回収タンクに回収する回収ポンプを具備した回収機構が設けられており、
ノズルには、供給ポンプで生じた圧縮空気とともにブラスト材供給源から送られたブラスト材を送給するための送給管が接続されていることを特徴とする請求項4に記載のブラスト装置。
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