JP4497086B2 - シリンダブロックの溶射マスキング方法および同マスキング装置ならびに気体噴出ノズル - Google Patents

Description

本発明は、溶射ガンから溶射用材料を噴出してシリンダボア内面に溶射皮膜を形成する際に、シリンダブロックの一部分に溶射用材料が付着しないように、その一部分を防護するシリンダブロックの溶射マスキング方法および同マスキング装置ならびに気体噴出ノズルに関する。

エンジンのシリンダボア内面に溶射皮膜を形成する際に、シリンダブロックの一部分を防護してその一部分に溶射用材料が付着しないように実施するマスキング方法として、例えば下記特許文献１には、シリンダボア下端に分解式のマスキング管を挿入した後、組み立てた状態で、溶射を行うことが記載されている。
特開平６−６５７１１号公報

しかしながら、上記した従来のマスキング方法では、マスキング管を、解体した後シリンダブロックから取り外す必要が生じるので、作業工程が煩雑になり、特に製品の量産に際しては支障を来すとともに、溶射用材料が付着してしまうマスキング管は、消耗品となるので、多大な費用が発生する。さらに、シリンダボア内面に対する溶射皮膜形成時に、シリンダボア内面からマスキング管にかけて連続して溶射皮膜が形成される可能性があり、このような場合には、マスキング管を取り外す際に、シリンダボア内面に形成した溶射皮膜も一緒に剥がされて損傷する恐れがある。

そこで、本発明は、マスキング材を使用することなく、シリンダブロックの一部分を防護してその一部分への溶射用材料の付着を防止することを目的としており、特にクランクシャフトの軸方向にシリンダボアが並ぶ少なくとも二つのシリンダ列のうちの一つのシリンダ列のシリンダボア内面に溶射皮膜を形成する際に、他のシリンダ列のシリンダボア内面への溶射皮膜の付着を防止することを目的としている。

本発明は、エンジンのシリンダブロックにおけるクランクシャフトの軸方向にシリンダボアが並ぶ少なくとも二つのシリンダ列のうちの一つのシリンダ列のシリンダボア内面に対し、溶射ガンから溶射用材料を噴出して溶射皮膜を形成する際に、他のシリンダ列のシリンダボア内からクランクケース側に向けて気体を流すことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、一つのシリンダ列の溶射皮膜を形成するシリンダボアと他のシリンダ列のシリンダボアとの間に気体を流すことで、溶射ガンから噴出した溶射用材料は、他のシリンダ列のシリンダボア内への侵入が阻止され、この他のシリンダ列のシリンダボア内面への溶射皮膜の付着を防止することができる。

この際、マスキング材を使用していないので、マスキング材をシリンダブロックから取り外すという煩雑な作業工程もなくなり、製品の量産が容易になるとともに、溶射用材料が付着して消耗品となるマスキング材の使用による多大な費用発生を回避できる。さらに、マスキング材をシリンダブロックから取り外す作業が不要であるため、マスキング材を取り外すことによるシリンダボア内面の溶射皮膜の損傷を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係わるシリンダブロックの溶射マスキング方法を示す、図２のＡ−Ａ断面図である。図２は、シリンダブロック１のシリンダヘッド取付面側から見た平面図である。このシリンダブロック１は、左右のバンク３，５をそれぞれ有する、いわゆるＶ型エンジンに適用するものであり、各バンク３および５にそれぞれ３つずつのシリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃおよび９ａ，９ｂ，９ｃを、それぞれ図示しないクランクシャフトの軸方向（エンジン前後方向）に直列に並ぶよう設けている。

すなわち、左バンク３におけるシリンダ列を構成するシリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃと、右バンク５におけるシリンダ列を構成するシリンダボア９ａ，９ｂ，９ｃとは互いに対向配置され、これらシリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃの中心軸線ＳＬとシリンダボア９ａ，９ｂ，９ｃの中心軸線ＳＲとは、その各延長線が、図１中で紙面に直交する方向に相当するエンジン前後方向（クランクシャフトの軸方向）から見て、互いに交差している。

ここでのシリンダブロック１はアルミ合金製であり、そのシリンダボア内面に形成する溶射皮膜となる溶射用材料は鉄系金属材料として、シリンダブロック１全体の軽量化を図りつつ、シリンダボア内面の耐摩耗性を高めている。

上記したシリンダブロック１は、図１に示すように、シリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃおよび９ａ，９ｂ，９ｃの下部にクランクケース１１を有し、クランクケース１１の左右両側に突出するフランジ部１３のオイルパンレール１３ａを、中空のワーク架台１５上に載置して固定する。なお、符号１７は図示しないクランクシャフトを回転支持するクランクジャーナルである。

この状態で、溶射ガン１９を、図２に示すように、例えば右バンク５の一方のシリンダ列のシリンダボア９ａ内に挿入する。このとき溶射ガン１９は、その中心をシリンダボア９ａの中心軸線ＳＲに合わせ、この状態で、中心軸線ＳＲを中心として回転しながら軸方向に移動しつつ、その先端に設けてある溶射ノズル２１から溶射用材料２３を噴出し、そのボア内面に溶射皮膜を形成する。

そして、このシリンダボア９ａに対する溶射作業時には、シリンダボア９ａに対向配置される左バンク３の他方のシリンダ列のシリンダボア７ａを始めとして左バンク３のシリンダボア７ｂ，７ｃ内に、エアカーテンガン２５ａ，２５ｂ，２５ｃをそれぞれ挿入し、各エアカーテンガン２５ａ，２５ｂ，２５ｃから気体としてのエア２７を噴出させる。

上記したエアカーテンガン２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、いずれも同一のものであるため、ここでは図１に示してあるエアカーテンガン２５ａを用いて説明する。

エアカーテンガン２５ａは、半円筒形状のガン本体２９を備え、このガン本体２９を、シリンダボア７ａのシリンダボア９ａに近い側の内面に沿って配置する。ガン本体２９は、内筒３１と外筒３３とを有して、これら各部材相互の隙間に、気体噴出ノズルとしてのエアノズル３５を収容固定する。

エアノズル３５は、基端側に位置する１本の主通路３７と、主通路３７の先端に連通する拡張空間３９と、拡張空間３９に基端側が連通する複数のノズル部４１とを、それぞれ備えている。複数のノズル部４１は、半円筒形状のガン本体２９に沿って配置している。すなわち、エアノズル３５のノズル部４１は、溶射皮膜を形成するシリンダボア９ａに近い側のシリンダボア７ａの内面に沿ってその半周にわたり配置している。上記した主通路３７には、気体供給手段としてのエア供給装置４２から気体としてのエアを供給する。

また、ガン本体２９は、シリンダボア９ａ側の軸方向長さを最も長くする一方、それと反対側の軸方向長さを最も短く形成し、これにより、先端部が楔状となるよう端面２９ａを傾斜面としている。そして、この傾斜している端面２９ａに、各ノズル部４１の先端すなわち気体噴出口を整合させて開口させている。

すなわち、複数のノズル部４１の長さは、シリンダボア９ａ側に位置するものが最も長く、それから離れるに従って徐々に短く形成し、図１中で左側端部に位置するものが、最も短くなっている。

シリンダボア７ａに挿入した状態のエアカーテンガン２５ａは、その端面２９ａ全体、言い換えれば各ノズル部４１の気体噴出口が、溶射ガン１９における溶射ノズル２１の溶射用材料噴出口とシリンダボア７ａ，９ａ相互間のシリンダブロック隔壁４３の端部とを結ぶ直線の延長線Ｌより、エア噴出方向後方側すなわち図１中で上部側となるよう配置している。

次に作用を説明する。溶射ガン１９を右バンク５におけるシリンダボア９ａに挿入して軸方向に移動させつつ回転させながら、先端の溶射ノズル２１から溶射用材料２３を噴出させることで、シリンダボア９ａの内面全体に溶射皮膜を形成する。このとき、ワーク架台１５の下方からは、エア換気装置４４によってシリンダブロック１内の空気を吸引し、換気エア４５を流している。

上記した溶射皮膜を形成する際に、エアカーテンガン２５ａおよび２５ｂ，２５ｃを、シリンダボア９ａに対向する左バンク３のシリンダボア７ａおよびシリンダボア７ｂ，７ｃにそれぞれ挿入し、エア供給装置４２から供給するエアを、その各ノズル部４１の先端からエア２７として噴出する。

このようなエアカーテンガン２５ａおよび２５ｂ，２５ｃの各ノズル部４１から噴出するエア２７は、クランクケース１１内の図１中で左右のフランジ部１３相互間内にて矢印Ｂと矢印Ｃとの間の角度θの範囲内に指向している。すなわち、ここでのエアノズル３５における各ノズル部４１のエア噴出方向は、シリンダボアに連通するクランクケースのシリンダボアと反対側の開口部としている。

ここで、図１に示すように、溶射ガン１９がシリンダボア９ａの最下端に位置しかつその溶射ノズル２１がシリンダブロック隔壁４３を向いている状態では、溶射ノズル２１から噴出する溶射用材料２３の一部が、対向するシリンダボア７ａに向けて流れシリンダボア７ａ内に侵入しようとするが、この流れは、エアカーテンガン２５ａから噴出するエア２７による気流の壁によって下方に向くよう進行方向が変化する。この結果、溶射ノズル２１から噴出する溶射用材料２３の一部が、対向するシリンダボア７ａの内面に付着することを防止できる。

また、エアカーテンガン２５ｂ，２５ｃから噴出するエア２７による気流の壁によって、シリンダボア７ａに隣接するシリンダボア７ｂ，７ｃへの溶射用材料２３の付着をも防止することができる。

上記したようなエアカーテンガン２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、シリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃの上方からシリンダブロック１に対して非接触で挿入できるので、作業工程が簡易であり、また、マスキング材を使用していないので、マスキング材をシリンダブロック１から取り外すという煩雑な作業工程もなくなって、製品の量産が容易になるとともに、溶射用材料が付着して消耗品となるマスキング材を使用することによる多大な費用発生を防止できる。さらに、マスキング材をシリンダブロック１から取り外す作業が不要であるため、マスキング材を取り外すことによるシリンダボア内面の溶射皮膜の損傷を防止することができる。

また、ノズル部４１は、溶射皮膜を形成するシリンダボア９ａに近い側のシリンダボア７ａ内面に沿ってそのほぼ半周にわたり半円弧状に配置しているので、各ノズル部４１から噴出するエア２７が、シリンダブロック隔壁４３の下方を通過する溶射用材料を遮るエアカーテン（気流の壁）としての機能を確実に発揮し、溶射用材料のシリンダボア７ａへの付着を効率よく防止することができる。

さらに、ノズル部４１は、シリンダボア７ａの溶射用材料２３が侵入する側の開口部付近に配置しているので、溶射用材料２３のシリンダボア７ａ内への侵入をより確実に防止できる。

また、エアカーテンガン２５ａにおける各ノズル部４１のエア噴出口を、溶射ノズル２１の溶射用材料噴出口とシリンダブロック隔壁４３の端部とを結ぶ直線の延長線Ｌより、エア噴出方向後方側に配置することで、ノズル部４１のエア噴出口への溶射用材料２３の付着を確実に防止でき、これによりエアカーテンガン２５ａを長期にわたり使用することができ、設備費を低く抑えることができる。

エアカーテンガン２５ａにおける各ノズル部４１のエア噴出口が、上記した直線Ｌよりエア噴出方向前方で、特にクランクケース１１側に突出するような場合には、溶射ノズル２１から噴出する溶射用材料２３の一部がノズル部４１のエア噴出口に付着しやすくなり、この結果エアカーテンガンを長期にわたり使用できなくなってしまう。

また、エアカーテンガン２５ａにおける各ノズル部４１のエア噴出方向を、クランクケース１１のシリンダボアと反対側の開口部とすることで、噴出エア２７の流れと換気エア４５の流れとがスムーズに合流して下方に向かうので、換気エア４５の流れが大きく乱れることがなく、溶射作業を効率よく行うことができる。

上記したようなシリンダボア９ａに対する溶射作業を行う際には、他の２つのシリンダボア７ｂ，７ｃに対しても、シリンダボア７ａと同様にエアカーテンガン２５ｂ，２５ｃをそれぞれ挿入し、同一のエア供給装置４２から供給されるエアをそれぞれ噴出することで、シリンダボア９ａに対する溶射皮膜の形成後、シリンダボア９ｂ，９ｃに対する溶射皮膜の形成を、溶射用材料をシリンダボア７ｂ，７ｃに付着させることなく連続して行うことができ、生産性が向上する。

なお、シリンダボア９ａを溶射する際に、エアカーテンガン２５ｂ，２５ｃからエア２７を噴出しなくても、エアカーテンガン２５ａからのみエア２７を噴出することで、このエア２７によるエアカーテンとなる気流の壁が、クラークケース１１内で、溶射皮膜を形成するシリンダボア９ａとシリンダボア７ｂ，７ｃとの間にも形成されるため、シリンダボア７ｂ，７ｃへの溶射用材料２３の付着をある程度防止することができる。

前記したように、エアカーテンガン２５ａ，２５ｂ，２５ｃのエア供給源（エア供給装置４２）を同一のものとした場合に、３つすべてのエアカーテンガン２５ａ，２５ｂ，２５ｃからエア２７を噴出せずに、例えばシリンダボア９ａを溶射する際には、エアカーテンガン２５ａからのみエア２７を噴出させてもよく、この場合には、図示しないエア配管途中に設けたバルブを切り替えることで対応できる。

また、溶射を行う際には、３つのシリンダボア９ａ，９ｂ，９ｃを１つずつ順に行ってもよいが、２つ同時あるいは３つ同時に行っても構わない。シリンダボア９ａ，９ｂ，９ｃに対し２つ同時あるいは３つ同時に溶射を行う場合には、３つのシリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃすべてに対し、それぞれ対応するエアカーテンガン２５ａ，２５ｂ，２５ｃからエア２７を噴出することが好ましい。

なお、シリンダボア９ａに対して溶射皮膜を形成する際には、シリンダボア９ａにシリンダ列方向に隣接するシリンダボア９ｂおよび９ｃには、溶射用材料２３の付着は発生することはなく、したがってこれらのシリンダボア９ｂおよび９ｃにエアを流す必要はない。

シリンダボア９ａに対して溶射皮膜を形成する際には、これに対向するシリンダ列のシリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃのクランクケース１１側の開口がシリンダボア９ａの同開口と対向し合う形態であることから、溶射用材料２３の侵入が懸念されるので、エア２７を流しているが、シリンダボア９ａとシリンダボア９ｂおよび９ｃとは、各軸線が互いに平行であり、それらのクランクケース１１側の開口が対向し合っていないので、溶射用材料２３が侵入する恐れはない。

右バンク５のシリンダボア９ａ，９ｂ，９ｃに対する溶射皮膜の形成後は、溶射ガン１９を用いて左バンク３のシリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃに対して溶射皮膜をそれぞれ形成するが、このときは、上記と同様にしてエアカーテンガン２５ａ，２５ｂ，２５ｃをシリンダボア９ａ，９ｂ，９ｃにそれぞれ挿入してエア２７を適宜噴出させ、溶射ガン１９から噴出する溶射用材料のシリンダボア９ａ，９ｂ，９ｃへの付着を防止する。

なお、上記した第１の実施形態においては、エア換気装置４４により吸引する換気エアの流量Ｑ1を、シリンダボア９ａに入り込む流量Ｑ2がエアカーテンガン２５ａに供給するエアの流量Ｑ3より多くなるよう設定する。これにより、クランクケース１１側に流出した溶射用材料２３を、シリンダブロック１の外部に確実に排出することができる。

上記したように、第１の実施形態では、シリンダボア９ａに対して溶射皮膜を形成する際に、これに対向するシリンダ列のシリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃにエア２７を流してシリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃへの溶射用材料の付着を防止しているが、仮にこのような措置を講じずに、シリンダボア９ａに対して溶射皮膜を形成する場合には、シリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃに溶射用材料が付着することになる。

この場合、実際に溶射を行うシリンダボア９ａに比較し、シリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃの方が、溶射ガン１９からの距離が離れており、シリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃに付着した溶射用材料は、シリンダボア９ａに付着した溶射用材料に比較して密着強度が低いものとなる。その後この密着強度が低い溶射用材料が付着した状態のまま、シリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃに対し、シリンダボア９ａと同様にしてこれら各ボアに溶射ガン１９を挿入して溶射皮膜を形成すると、この溶射皮膜は極めて剥離しやすいものとなり、安定した溶射皮膜が得られないものとなる。

この場合、剥離しやすいといっても、シリンダボアについては、溶射皮膜形成の前加工として、ショットピーニン加工などを施すことで表面を粗く形成して溶射皮膜の密着強度が高まるようにしているので、洗浄しただけでは完全に除去することが難しい。

したがって、本実施形態のように、シリンダボア９ａに対して溶射皮膜を形成する際には、これに対向するシリンダ列のシリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃにエア２７を流してシリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃへの溶射用材料の付着を防止することで、その後シリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃに形成する溶射皮膜の密着強度を高めることができる。

また、シリンダボア９ａ，９ｂ，９ｃに対して溶射皮膜を形成した後、シリンダボア７ａ，７ｂ，７ｃに対して溶射皮膜を形成する際には、シリンダボア９ａ，９ｂ，９ｃ側にエアを流して、既に溶射皮膜を形成した状態のシリンダボア９ａ，９ｂ，９ｃに対する溶射用材料の付着を防止することで、安定した溶射皮膜が得られるとともに、その後のシリンダボア９ａ，９ｂ，９ｃに対する洗浄作業が容易となる。

図３は、本発明の第２の実施形態に係わるシリンダブロックの溶射マスキング方法を示す、前記図１に対応する断面図である。この実施形態は、前記図１に示したエアカーテンガン２５ａ，２５ｂ，２５ｃに代えてエアカーテンガン２５０を使用しており、エアカーテンガン２５０を除く他の構成については、図１のものと同様であり、図１と同一の構成要素には同一符号を付してある。

第２の実施形態におけるエアカーテンガン２５０は、ハウジングとしてのガン本体２９０が中空の直方体形状を呈し、その内部に、基端側に位置する主通路３７０と、主通路３７０の先端に連通する拡張空間３９０と、拡張空間３９０に基端側が連通する複数のノズル部４１０とをそれぞれ備えるエアノズル３５０を収納している。

エアノズル３５０における各ノズル部４１０のエア噴出方向は、第１の実施形態と同様に、シリンダボアに連通するクランクケース１１のシリンダボアと反対側の開口部内としている。これにより、噴出エア２７０の流れと換気エア４５の流れとがスムーズに合流して下方に向かうので、換気エア４５の流れが大きく乱れることがなく、溶射作業を効率よく行うことができる。

また、エアカーテンガン２５０は、ガン本体２９０の先端部すなわちノズル部４１０のエア噴出口を、第１の実施形態と同様に、溶射ガン１９における溶射ノズル２１の溶射用材料噴出口と左右のバンク３，５相互間のシリンダブロック隔壁４３の端部とを結ぶ直線の延長線Ｌより、エア噴出方向後方側すなわち図３中で上部側に配置することで、ノズル部４１０のエア噴出口への溶射用材料２３の付着を確実に防止でき、これによりエアカーテンガン２５０を長期にわたり使用することができ、設備費を低く抑えることができる。

このような第２の実施形態においても、溶射ガン１９がシリンダボア９ａの最下端に位置しかつその溶射ノズル２１がシリンダブロック隔壁４３を向いている状態では、溶射ノズル２１から噴出する溶射用材料２３の一部が、対向するシリンダボア７ａに向けて流れるが、この流れは、エアカーテンガン２５０から噴出するエア２７０による気流の壁によって下方に向くように矯正される。この結果、溶射ノズル２１から噴出する溶射用材料２３の一部が、対向するシリンダボア７ａや７ｂ，７ｃの内面に付着することを防止できる。

上記した第２の実施形態によれば、ガン本体２９０を直方体形状としているので、エアカーテンガン２５０全体の形状が第１の実施形態に比較して単純化し、製造が容易となってコスト低下が達成できる。

また、複数のノズル部４１０を、図３のように、すべてシリンダボアの軸方向前方へ向けて形成せずに、一部のノズル部４１０を外側に向けて傾斜させてもよい。このように形成することで、シリンダボア径の異なる多種のシリンダブロックへの対応が容易であり、汎用性が高いものとなる。

図４は、本発明の第３の実施形態に係わるシリンダブロックの溶射マスキング方法を示す、前記図１に対応する断面図、図５は、図４のＤ−Ｄ断面図である。なお、図４，図５では、図１，図２における各構成要素の同一部分または同等部分に対しては、同一の符号を付してある。また、図４，図５では、シリンダボア９ｂに対して溶射皮膜を形成する例を示しており、このシリンダボア９ｂに対向するシリンダボア７ｂに対してエアカーテンガン２５ｂを挿入している。

この実施形態におけるエアカーテンガン２５ｂは、前記図１に示したものと基本的に同等な構造であるが、図１におけるノズル部４１を、図５に示すように、図５中で上部，下部にそれぞれ位置するクランクジャーナル壁４７，４９に指向するクランクジャーナル壁指向ノズル５１，５３と、図５中で右側の溶射皮膜を形成するシリンダボア９ｂ側に指向するシリンダボア指向ノズル５５とを、それぞれ備えている。クランクジャーナル壁４７，４９は、図示しないクランクシャフトを回転可能に支持するクランクジャーナル１７を備えている。

クランクジャーナル壁指向ノズル５１，５３は、それぞれ図５中で左右方向に沿って複数（ここでは４つ）設けてあり、クランクジャーナル壁４７，４９の図５中で左右方向ほぼ中央位置付近の溶射用材料が付着しやすい部位に指向している。

一方、シリンダボア指向ノズル５５は、半円筒形状のガン本体２９の円弧形状に沿って複数（ここでは５つ）設けてあり、溶射皮膜を形成するシリンダボア９ｂのクランクケース１１内への開口部付近に指向している。

また、図４中で溶射皮膜を形成するシリンダボア９ｂの下方のワーク架台１５には、図４中で上方に向けて気体としてのエアを噴出する外部気体噴出ノズルとなる外部エアノズル５７，５９を設けている。

外部エアノズル５７は、クランクケース１１の内壁１１ａに沿ってシリンダボア９ｂに向けてエア６１を噴出するもので、ワーク架台１５の壁部内からクランクケース１１内に開口するよう形成している。

一方外部エアノズル５９は、ワーク架台１５の壁部より内側で、図４中で左右方向に沿って複数（ここでは３つ）配置し、前記図５に示したクランクジャーナル壁４７，４９に向けてエア６３，６５をそれぞれ噴出する。これら複数の外部エアノズル５９は、パイプ材を図４中で上下方向に延長して配置し、その下端を左右方向に延びる連通管６７に連通させる。

連通管６７の基端部は、ワーク架台１５の壁部に形成した、前記外部エアノズル５７の下端が連通する連通孔１５ａに接続し、連通孔１５ａのワーク架台１５の外部への開口部は、エア供給配管６９に連通する。このエア供給配管６９に図示しないエア源からエアを供給する。

なお、外部エアノズル５７は、図４中で紙面に直交する方向に複数設けるか、あるいは同紙面に直交する方向に開口部を長く形成してもよく、また、ワーク架台１５の壁部の肉厚を図１のものと同等とした上で、外部エアノズル５９と同様にパイプ材としてもよい。

一方、外部エアノズル５９は、パイプ材の先端に両側のクランクジャーナル壁４７，４９に指向するエア噴出口をそれぞれ設けるか、あるいは両側のクランクジャーナル壁４７，４９に指向するパイプ材を別々に設けるようにしてもよい。

次に、第３の実施形態における作用を説明する。第３の実施形態は、シリンダボア指向ノズル５５から噴出するエア７１により、溶射ノズル２１から噴出する溶射用材料２３の一部が、対向するシリンダボア７ｂに向けて流れシリンダボア７ｂ内に侵入しようとするのを、その進行方向を変化させて阻止する。この結果、溶射ノズル２１から噴出する溶射用材料２３の一部が、対向するシリンダボア７ｂおよび７ａ，７ｃの内面に付着することを防止できる。

また、クランクジャーナル壁指向ノズル５１，５３から噴出するエア７３，７５がクランクジャーナル壁４７，４９に向けてそれぞれ流れ、これによりクランクジャーナル壁４７，４９への溶射用材料２３の付着を防止する。

また、外部エアノズル５９から噴出するエア６３，６５が、上記したエア７３，７５と同様にして、クランクジャーナル壁４７，４９に向けてそれぞれ流れ、これによりクランクジャーナル壁４７，４９への溶射用材料２３の付着を防止する。

さらに、外部エアノズル５７から噴出するエア６１が、クランクケース１１の内壁１１ａに沿って流れ、これによりクランクケース１１の内壁１１ａへの溶射用材料２３の付着を防止する。

なお、外部エアノズル５７，５９から噴出するエア６１，６３，６５は、クランクケース１１内に流出した溶射用材料２３がシリンダボア９ｂに逆流しないような速度もしくは流量に設定する。

また、図４に示した第３の実施形態においては、エア換気装置４４により吸引する換気エアの流量Ｑ1を、シリンダボア９ｂに入り込む流量Ｑ2が、エアカーテンガン２５ａに供給するエアの流量Ｑ3とエア供給配管６９に供給するエアの流量Ｑ4との和より多くなるよう設定する。

これにより、クランクケース１１側に流出した溶射用材料２３を、シリンダブロック１の外部に確実に排出することができる。

また、外部エアノズル５７，５９は、シリンダブロック１を載置するワーク架台１５に設けているので、シリンダブロック１をワーク架台１５の規定の位置に位置決め載置することで、外部エアノズル５７，５９の位置調整を行うことなく、噴出するエア６１，６３，６５を、クランクケース１１の内壁１１ａおよびクランクジャーナル壁４７，４９に向けて正確に噴出することができる。

なお、第３の実施形態では、クランクケース１１の内壁１１ａおよびクランクジャーナル壁４７，４９に対してエア６１および６３，６５を吹き付けているものの、前記した第１，第２の各実施形態では、このようなことを実施していないが特に問題となることはない。

仮に、クランクケース１１の内壁１１ａおよびクランクジャーナル壁４７，４９に溶射用材料２３の一部が付着したとしても、この付着した溶射用材料２３は、溶射ガン１９とクランクケース１１の内壁１１ａおよびクランクジャーナル壁４７，４９との間の距離が、溶射ガン１９と溶射を行うシリンダボア９ａとの間の距離よりも離れているので、クランクケース１１の内壁１１ａおよびクランクジャーナル壁４７，４９に対する溶射皮膜の密着強度が、シリンダボア９ａに対する同密着強度より低く、したがってクランクケース１１の内壁１１ａおよびクランクジャーナル壁４７，４９に付着した溶射用材料は、その後の洗浄処理などで容易に除去することができる。

特に、クランクケース１１の内壁１１ａおよびクランクジャーナル壁４７，４９は、鋳造成形後に、シリンダボアのように後加工を行わず、酸化膜が形成された状態のままであることから、付着した溶射用材料は極めて除去しやすいものとなっている。

図６は、本発明の第４の実施形態に係わるシリンダブロックの溶射マスキング方法を示す、前記図１に対応する断面図である。なお、図６では、図１における各構成要素の同一部分または同等部分に対しては、同一の符号を付している。

この実施形態におけるエアカーテンガン２５ａは、前記図１に示したものと基本的に同等な構造であるが、エアカーテンガン２５ａに供給するエアの供給源を、図１におけるエア供給装置４２に代えて冷却エア供給装置７７とし、エアカーテンガン２５ａの全体、もしくは壁部の少なくとも外壁面を断熱材で構成している。

冷却エア供給装置７７から供給する冷却エアは、クランクケース１１内に流出する溶射用材料２３の、シリンダボア７ａやクランクジャーナル壁４７，４９およびクランクケース１１の内壁１１ａへの付着力を低下させるように低温化させたものとする。

溶射用材料は、温度がある程度低いと、密着強度が低くなるので、このような状態で付着した溶射用材料は、後工程での洗浄により容易に除去することができる。このため、シリンダボア９ａに付着せずにクランクケース１１側に飛散した溶射用材料を、上記したように冷却エアで低温化することで、溶射を行っているシリンダボア９ａ以外の、シリンダボア７ａや、クランクジャーナル壁４７，４９あるいはクランクケース１１の内壁１１ａに仮に付着した溶射用材料を容易に除去することができる。

また、エアノズル３５を含むエアカーテンガン２５ａの全体、もしくは壁部の少なくとも外壁面を、断熱材で構成することで、エアカーテンガン２５ａの内部に冷却エアを流す際に、エアカーテンガン２５ａの外壁面への水滴の付着を防止できる。水滴が発生した場合には、この水滴がクランクケース１１側に流出し、これに伴いシリンダブロック１の内部に発生する水蒸気によってシリンダボア９ａへの溶射皮膜の形成に悪影響を及ぼすこととなるので、このような事態を回避することができる。

なお、外部エアノズル５７，５９から噴出するエア６１，６３，６５についても、冷却エアとしてもよく、またこの外部エアノズル５７，５９の全体もしくは壁部の少なくとも外壁面を断熱材で構成してもよい。

なお、上記した各実施形態においては、Ｖ型エンジンについて説明したが、クランクシャフトの軸方向にシリンダボアが並ぶ三つ以上のシリンダ列を備えるエンジンにおいても、本発明を実施することができる。この場合には、三つ以上のシリンダ列のうちの一つのシリンダ列のシリンダボア内面に対し、溶射ガン１９から溶射用材料を噴出して溶射皮膜を形成する際に、この溶射被膜を形成するシリンダボアに対し、少なくとも最も隣接（対向）する他のシリンダ列のシリンダボア内からクランクケース１１側に向けて気体を流せばよく、もちろん他のすべてのシリンダ列のシリンダボアから気体を流すようにしてもよい。

また、上記した各実施形態において、溶射ガン１９やエアカーテンガン２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５０は、作業者が手に持って作業を行うのではなく、これらを図示しない駆動機構により移動させるようすべて自動化している。

本発明の第１の実施形態に係わるシリンダブロックの溶射マスキング方法を示す、図２のＡ−Ａ断面図である。 第１の実施形態におけるシリンダブロックのシリンダヘッド取付面側から見た平面図である。 本発明の第２の実施形態に係わるシリンダブロックの溶射マスキング方法を示す、図１に対応する断面図である。 本発明の第３の実施形態に係わるシリンダブロックの溶射マスキング方法を示す、図１に対応する断面図である。 図４のＤ−Ｄ断面図である。 本発明の第４の実施形態に係わるシリンダブロックの溶射マスキング方法を示す、図１に対応する断面図である。

符号の説明

７ａ，７ｂ，７ｃ，９ａ，９ｂ，９ｃ シリンダボア
１１ クランクケース
１５ ワーク架台
１７ クランクジャーナル
１９ 溶射ガン
２７，６１，６３，６５，７１，７３，７５，２７０ エア（気体）
３５，３５０ エアノズル（気体噴出ノズル）
４２，７７ エア供給装置（気体供給手段）
２９０ ガン本体（ハウジング）
４７，４９ クランクジャーナル壁
５１，５３ クランクジャーナル壁指向ノズル
５５ シリンダボア指向ノズル
５７，５９ 外部エアノズル（外部気体噴出ノズル）
Ｌ 溶射ガンの溶射用材料噴出口とシリンダブロック隔壁の端部とを結ぶ直線の延長線

Claims (20)

1. エンジンのシリンダブロックにおけるクランクシャフトの軸方向にシリンダボアが並ぶ少なくとも二つのシリンダ列のうちの一つのシリンダ列のシリンダボア内面に対し、溶射ガンから溶射用材料を噴出して溶射皮膜を形成する際に、他のシリンダ列のシリンダボア内からクランクケース側に向けて気体を流すことを特徴とするシリンダブロックの溶射マスキング方法。
2. 前記クランクケース側に流す前記気体により、前記溶射皮膜を形成するシリンダボアと前記他のシリンダ列のシリンダボアとの間に気流の壁を形成することを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックの溶射マスキング方法。
3. 前記クランクケース内に気体を流すことで、クランクシャフトを回転支持するクランクジャーナルを備えるクランクジャーナル壁と、前記クランクケースの内壁との少なくともいずれか一方に前記気体を吹き付けることを特徴とする請求項１または２に記載のシリンダブロックの溶射マスキング方法。
4. エンジンのシリンダブロックにおけるクランクシャフトの軸方向にシリンダボアが並ぶ少なくとも二つのシリンダ列のうちの一つのシリンダ列のシリンダボア内面に対し、溶射ガンから溶射用材料を噴出して溶射皮膜を形成する際に、他のシリンダ列のシリンダボア内面を前記溶射用材料から防護する溶射マスキング装置において、前記他のシリンダ列のシリンダボア内からクランクケース側に向けて気体を流す気体噴出ノズルと、この気体噴出ノズルに気体を供給する気体供給手段とを有することを特徴とするシリンダブロックの溶射マスキング装置。
5. 前記気体噴出ノズルは、前記クランクケース側に流す前記気体により、前記溶射皮膜を形成するシリンダボアと前記他のシリンダ列のシリンダボアとの間に気流の壁を形成することを特徴とする請求項４に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。
6. 前記気体噴出ノズルを、前記溶射皮膜を形成するシリンダボアに近い側のシリンダボア内面に沿ってその半周部分にわたり配置することを特徴とする請求項４または５に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。
7. 前記気体噴出ノズルは、そのハウジング全体が直方体形状となっていることを特徴とする請求項４または５に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。
8. 前記気体噴出ノズルの気体噴出口を、前記他方のシリンダ列におけるシリンダボアの前記クランクケース側の開口部付近に配置することを特徴とする請求項６または７に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。
9. 前記気体噴出ノズルの気体噴出口を、前記溶射ガンが溶射皮膜を形成するシリンダボアに対向する前記他のシリンダ列におけるシリンダボアの開口部付近に位置するときの溶射用材料噴出口と、前記各シリンダ列相互間のシリンダブロック隔壁の端部とを結ぶ直線の延長線より、気体噴出方向後方側に配置することを特徴とする請求項４ないし８のいずれか１項に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。
10. 前記気体噴出ノズルの気体噴出方向を、前記クランクケースのシリンダボアと反対側の開口部とすることを特徴とする請求項４ないし９のいずれか１項に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。
11. 前記気体噴出ノズルは、クランクシャフトを回転支持するクランクジャーナルを備えるクランクジャーナル壁に指向するクランクジャーナル壁指向ノズルと、前記溶射被膜を形成するシリンダボア側に指向するシリンダボア指向ノズルとを、それぞれ備えていることを特徴とする請求項４ないし１０のいずれか１項に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。
12. 前記溶射皮膜を形成するシリンダボアを有する前記一つのシリンダ列に対向する前記他のシリンダ列のすべてのシリンダボア内に前記気体噴出ノズルを設けたことを特徴とする請求項４ないし１１のいずれか１項に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。
13. 前記溶射皮膜を形成するシリンダボアの前記溶射用材料が流出する前記クランクケース側のシリンダブロック外部から、クランクシャフトを回転支持するクランクジャーナルを備えるクランクジャーナル壁と、前記クランクケースの内壁との少なくともいずれか一方に向けて気体を噴出する外部気体噴出ノズルを設けたことを特徴とする請求項４ないし１２のいずれか１項に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。
14. 前記外部気体噴出ノズルは、シリンダブロックを載置するワーク架台に設けたことを特徴とする請求項１３に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。
15. 前記気体噴出ノズルと前記外部気体噴出ノズルとの少なくとも一方から噴出する気体を、前記溶射用材料の付着力を低下させるように低温化させたことを特徴とする請求項４ないし１４のいずれか１項に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。
16. 前記低温化させた気体を噴出する前記気体噴出ノズルと前記外部気体噴出ノズルとの少なくとも一方の壁部に断熱材を設けたことを特徴とする請求項１５に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。
17. エンジンのシリンダブロックにおけるクランクシャフトの軸方向にシリンダボアが並ぶ少なくとも二つのシリンダ列のうちの一つのシリンダ列のシリンダボア内面に対し、溶射ガンから溶射用材料を噴出して溶射皮膜を形成する際に、他のシリンダ列のシリンダボア内からクランクケース側に向けて気体を流すことを特徴とする気体噴出ノズル。
18. 前記クランクケース側に流す前記気体により、前記溶射皮膜を形成するシリンダボアと前記他のシリンダ列のシリンダボアとの間に気流の壁を形成することを特徴とする請求項１７に記載の気体噴出ノズル。
19. 前記溶射皮膜を形成するシリンダボアに近い側のシリンダボア内面に沿ってその半周部分にわたり配置することを特徴とする請求項１７または１８に記載の気体噴出ノズル。
20. ハウジング全体が直方体形状となっていることを特徴とする請求項１７または１８に記載の気体噴出ノズル。

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