JP4649978B2 - 溶射皮膜のマスキング装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダボア内壁に溶射皮膜を形成する際に使用する溶射皮膜のマスキング装置に関する。

エンジンのシリンダブロックに形成されたシリンダボア内壁に溶融した溶滴を吹き付けて溶射皮膜を形成する際、クランク室内に溶滴がしぶきとなって飛散し付着しないように、シリンダボア下端に円筒状のマスキング治具を密着させてカバーする方法が知られている（例えば、特許文献１など参照）。
米国特許６３９５０９０号明細書

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、左右のバンクに形成されたシリンダボアの位置が左右で前後にずれたＶ型エンジンの場合、クランクシャフトを支持するシリンダブロックに形成されたバルク部の一部がシリンダボアの下方に突き出すため、そのバルク突出部を覆う（マスキングする）ことができず、溶滴がこのバルク突出部やクランク室内に飛散して付着する。

クランク室内に溶滴が付着すると、エンジン稼働時に付着した溶滴が剥がれたりするため、シリンダボア内壁以外に付着した溶滴は、溶射後の後工程で洗浄するなどして取り除いている。そのため、引用文献１に記載の技術では、面倒な洗浄工程をしなくてはならず工数増大を招く。

そこで、本発明は、シリンダボア内壁以外に溶滴が付着しないようにバルク突出部をマスキングすることができる溶射皮膜のマスキング装置を提供することを目的とする。

本発明は、Ｖ型エンジンのシリンダブロックに形成されたシリンダボア内壁に、溶融した溶滴を吹き付けて溶射皮膜を形成する際に、該シリンダブロック下端に形成されたクランク室から前記シリンダボアの下方へ挿入配置させて該クランク室への溶滴の付着を防止する溶射皮膜のマスキング装置である。

このマスキング装置では、クランクシャフトを支持するシリンダブロックに形成されたバルク部の一部が、シリンダボアの下方に突出しており、前記溶滴の吹き付け時に、そのバルク突出部を覆うマスク部材を備えている。そして、前記マスク部材は、マスキング本体に対して開閉自在に取り付けられた蓋からなり、溶滴の吹き付け時には、該蓋が開いてマスキング本体の外側に突出して前記バルク突出部を覆い、溶滴の吹き付け終了時には、該蓋が閉まってマスキング本体に戻るように構成されている。

本発明の溶射皮膜のマスキング装置によれば、溶滴の吹き付け時に、シリンダボアの下方に突出したバルク突出部をマスク部材で覆うようにしたので、このマスク部材で飛散する溶滴がバルク突出部に付着するのを防止できる。したがって、本発明によれば、溶射皮膜をシリンダボア内壁のみに形成することができ、溶射工程後のクランク室へ飛散した溶滴を取り除く面倒な洗浄作業を無くすことができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、溶射ガン装置について説明した後、この溶射ガン装置を用いた溶射皮膜の形成方法を説明する。

「第１の実施の形態」
図１はＶ型エンジンにおけるシリンダブロックの横断面図、図２はＶ型エンジンにおけるシリンダブロックの底面図、図３は蓋が閉じられた状態を示す、第１の実施の形態のマスキング装置の斜視図、図４は蓋が開いた状態を示す、第１の実施の形態のマスキング装置の斜視図、図５はマスキング装置をシリンダボア下端部に挿入配置させた状態を示す要部拡大断面図である。

「シリンダブロックの概略構成」
先ず、本実施の形態の溶射皮膜のマスキング装置を説明する前に、このマスキング装置でマスキングする対象物であるＶ型エンジンのシリンダブロックの構成について説明する。

シリンダブロック１は、図１及び図２に示すように、Ｖ型に傾斜する左右のバンク２、３にそれぞれピストンシリンダを収容配置させるシリンダボア４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ）と、シリンダブロック下端に形成されたクランク室５とを備えている。右側のバンク２に形成されたシリンダボア４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、左側のバンク３に形成されたシリンダボア４Ｄ、４Ｅ、４Ｆに対して、前後方向でその位置をずらして配置されている。

このため、本実施の形態のシリンダブロック１においては、図示を省略するクランクシャフトを支持するバルク部６の一部（以下、バルク突出部６ａという）が、各シリンダボア４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆの下方に突出する。なお、バルク部６は、クランクシャフトのジャーナル部を、軸受けを介して支持する部分に相当し、シリンダブロック１に対して一体的に形成されている。本実施の形態では、溶融した溶滴をシリンダボア内壁４ａに吹き付けるときに、該溶滴がバルク突出部６ａに付着しないように、マスキング装置に設けたマスク部材で当該バルク突出部６ａを覆って保護する。

「マスキング装置の構成」
マスキング装置７は、図３から図５に示すように、シリンダボア４内に挿入された溶射ガン８のノズル９から溶射粉末を溶融させた溶滴１０をシリンダボア内壁４ａに吹き付ける時に、溶滴１０がシリンダボア４の下方に連通するクランク室５の内壁に付着するのを防止するための装置である。

このマスキング装置７は、クランク室５から挿入されてシリンダボア４の下端部に配置され、当該シリンダボア４の下端部を閉塞するマスキング本体１１と、このマスキング本体１１に対して開閉自在に取り付けられた蓋１２と、溶滴１０の吹き付け時に該蓋１２を開くためのロッド１３とから構成される。

マスキング本体１１は、バルク突出部６ａの逃げとなるフラット部１４を一部に形成した略円筒体として形成されている。そして、このマスキング本体１１には、溶滴吹き付け時の換気口となる排気孔１５が、その上下方向に貫通して形成されている。

蓋１２は、フラット部１４に固定された蝶番１６に回動自在に取り付けられている。かかる蓋１２は、シリンダボア４の内径に応じた円弧形状として形成されており、バルク突出部６ａの上方位置にてこのバルク突出部６ａを覆うようになっている。すなわち、シリンダボア４を上から見たときには、バルク突出部６ａは、マスキング本体１１に開閉自在に取り付けられた蓋１２によって完全に覆われた形となる。

かかる蓋１２は、溶滴１０の吹き付け前の状態及び溶滴１０の吹き付け終了時には、図３に示すように、排気孔１５の一部を閉じるようにマスキング本体１１の先端に閉じた状態にある。また、この蓋１２は、溶滴１０の吹き付け時には、図４に示すように、マスキング本体１１の外側に突出してバルク突出部６ａを覆う開いた状態となる。

ロッド１３は、フラット部１４の近傍に形成されたマスキング本体１１の上下方向に貫通するロッド挿入孔１７に挿入され、図示を省略する駆動源によって上下方向に突き上げ自在とされている。溶滴１０の吹き付け時には、ロッド１３を突き上げて、そのロッド先端で蓋１２を開く。溶滴１０の吹き付け終了時には、マスキング本体１１をクランク室５から引き下げたときに蓋１２がバルク突出部６ａに当接して閉じる。

「作用・効果」
本実施の形態のマスキング装置７によれば、溶滴１０の吹き付け時には、ロッド１３を突き上げて蓋１２を開いてバルク突出部６ａを覆うことができるため、バルク突出部６ａへの溶滴１０の付着を防止することができる。また、シリンダボア４の下部は、マスキング本体１１によって覆われることからクランク室５内への溶滴１０の進入を防止できる。

また、本実施の形態のマスキング装置７によれば、溶滴１０の吹き付け終了時には、マスキング本体１１を単にクランク室５から引き下げることのみで蓋１２がバルク突出部６ａに当接して閉じるため、蓋１２を閉める機構を簡略化することができる。

このように、本実施の形態のマスキング装置７を使用すれば、溶滴１０がバルク突出部６ａやクランク室５内に飛散して付着するのを防止することができるため、溶射後の後工程である洗浄工程を行う必要が無くなり、溶射皮膜の成膜工数を大幅に削減することができる。

「第２の実施の形態」
図６はシャッターが閉じられた状態を示す、第２の実施の形態のマスキング装置をシリンダボア下端部に挿入配置させた状態を示す要部拡大断面図、図７はシャッターが開いた状態を示す、第２の実施の形態のマスキング装置をシリンダボア下端部に挿入配置させた状態を示す要部拡大断面図、図８（Ａ）はシャッターの正面図、図８（Ｂ）はシャッターの裏面図、図８（Ｃ）はシャッターの断面図、図９（Ａ）はシャッターにロッドを係合させた状態を示す正面図、図９（Ｂ）はロッドを引き下げてシャッターをスライドさせた状態を示す断面図、図９（Ｃ）はロッドを突き上げてシャッターをスライドさせた状態の断面図、である。

第２の実施の形態のマスキング装置１８は、第１の実施の形態のマスキング装置７とマスク部材の構造が異なる他はほぼ同一の構成であり、同一の構成部品については同一の符号を付し、またその説明は省略するものとする。

第２の実施の形態におけるマスク部材は、図６から図９に示すように、マスキング本体１１に対してスライド自在に取り付けられたシャッター１９と、このシャッター１９に係合して該シャッター１９をスライドさせるロッド２０とからなる。

シャッター１９は、バルク突出部６ａを覆うに足る大きさの円弧形状とされている。このシャッター１９には、ロッド２０の先端に形成された球体２１と摺接する上下の傾斜面２２、２３を有した球体収容部２４が形成されている。かかる球体収容部２４は、前記球体２１を内部に収容させるつば部２５を有した逆Ｌ字状の突片２６を一対有し、互いのつば部２５を向かい合わせるようにしてこれら突片２６同士が対向配置することで形成されている。

この球体収容部２４に形成される傾斜面２２、２３は、互いに同一方向（平行）に傾斜する傾斜面とされると共に、ロッド２０の先端に設けられた球体２１と摺接するようになっている。また、つば部２５は、このつば部２５に形成された下側の傾斜面２３と同じ方向に傾斜された傾斜片とされている。さらに、つば部２５には、球体収容部２４に収容される球体２１が外に飛び出さないようにするための飛び出し防止突起２９がその長手方向端部に形成されている。

ロッド２０は、第１の実施の形態と同様、ロッド挿入孔１７に挿入され、図示を省略する駆動源によって上下方向に突き上げ自在とされている。このロッド２０の先端には、前記球体収容部２４内に収容される球体２１が設けられている。かかる球体２１は、左右のつば部２５に引っ掛けられるようにして当該球体収容部２４に収容配置される。

このように構成されたシャッター１９は、マスキング本体１１の先端に取り付けられたリング形状の押え板２７と、当該マスキング本体１１の一部を傾斜させた傾斜部２８の間にスライド自在に取り付けられる。そして、溶滴１０の吹き付け時には、ロッド２０を突き上げることでシャッター１９をスライドさせマスキング本体１１の外側に突出させてバルク突出部６ａを覆う。すなわち、ロッド２０を突き上げると、ロッド２０の先端に設けられた球体２１がシャッター１９に形成された上側の傾斜面２２と接触し、その接触点で発生する力のベクトルによってシャッター１９がバルク突出部６ａに向かってスライドし、当該バルク突出部６ａが前記シャッター１９によって覆われる。

溶滴１０の吹き付け終了時には、ロッド２０を引き下げることでシャッター１９をスライドさせマスキング本体１１内に収納させる。すなわち、ロッド２０を引き下げると、今度は球体２１がシャッター１９に形成された下側の傾斜面２３と接触し、その接触点で発生する力のベクトルによってシャッター１９がマスキング本体１１に向かってスライドしてマスキング本体１１内に戻る。

「作用・効果」
本実施の形態のマスキング装置１８によれば、溶滴１０の吹き付け時には、ロッド２０を突き上げてシャッター１９をスライドさせることでバルク突出部６ａを該シャッター１９によって覆うことができるため、バルク突出部６ａへの溶滴１０の付着を防止することができる。

また、本実施の形態のマスキング装置１８によれば、溶滴１０の吹き付け終了時には、ロッド２０を引き下げる操作をすることで、簡単にシャッター１９をマスキング本体１１内に収納させることができる。

このように、本実施の形態のマスキング装置１８を使用すれば、第１の実施の形態と同様、溶滴１０がバルク突出部６ａやクランク室５内に飛散して付着するのを防止することができるため、溶射後の後工程である洗浄工程を行う必要が無くなり、溶射皮膜の成膜工数を大幅に削減することができる。

「第３の実施の形態」
図１０は第３の実施の形態のマスキング装置をシリンダボア下端部に挿入配置させた状態を示す要部拡大断面図、図１１は翼を回転させてバルク突出部を覆うように構成した第３の実施の形態のマスキング装置の斜視図である。

第３の実施の形態のマスキング装置３０は、第１の実施の形態のマスキング装置７とマスク部材の構造が異なる他はほぼ同一の構成であり、同一の構成部品については同一の符号を付し、またその説明は省略するものとする。

第３の実施の形態におけるマスク部材は、図１０及び図１１に示すように、マスキング本体１１内に設けられた回動軸３１と、この回動軸３１の先端に垂れ下がるように取り付けられた複数の翼３２とからなる。これら回動軸３１と翼３２とからなるマスク部材は、回転したときにお互いの翼３２同士が接触しない程度の距離を置いて２組設けられている。

回動軸３１は、排気孔１５内のフラット部１４に形成された軸受け部３３に回動自在に取り付けられ、図示を省略する駆動源によって回動自在とされている。翼３２は、例えば布やゴム状の弾性体からなり、前記回動軸３１の先端に複数取り付けられている。かかる翼３２は、回動軸３１を回転させる前の状態では、図１０中二点鎖線で示すように垂れ下がった状態とされ、回動軸３１を回転させると、バルク突出部６ａを覆う。

このように構成されたマスキング装置３０では、溶滴１０の吹き付け時には、回動軸３１を回転させてその先端に取り付けた翼３２を回転させることでバルク突出部６ａを覆い、溶滴１０の吹き付け終了時には、回動軸３１の回転を停止させて翼３２の回転を止める。

「作用・効果」
本実施の形態のマスキング装置３０によれば、溶滴１０の吹き付け時には、翼３２を回転させることでバルク突出部６ａを該翼３２によって覆うことができるため、バルク突出部６ａへの溶滴１０の付着を防止することができる。また、このマスキング装置３０では、翼３２をバルク突出部６ａの表面に接触させることで、このバルク突出部６ａに付着する溶滴１０を掻き落とすことができる。

また、本実施の形態のマスキング装置３０によれば、翼３２を布又はゴム状の弾性体から形成しているので、クランク室５からシリンダボア下部への挿入時に、これら翼３２が邪魔してシリンダボア下部への挿入を妨げることなくスムーズな挿入を可能となす。

また、本実施の形態のマスキング装置３０を使用すれば、第１の実施の形態と同様、溶滴１０がバルク突出部６ａやクランク室５内に飛散して付着するのを防止することができるため、溶射後の後工程である洗浄工程を行う必要が無くなり、溶射皮膜の成膜工数を大幅に削減することができる。

「第４の実施の形態」
図１２はマスキング本体に形成したスリット内にシャッターを戻した状態を示す第４の実施の形態のマスキング装置の斜視図、図１３はマスキング本体に形成したスリットからシャッターを突出させた状態を示す第４の実施の形態のマスキング装置の斜視図である。

第４の実施の形態のマスキング装置３４は、第１の実施の形態のマスキング装置７とマスク部材の構造が異なる他はほぼ同一の構成であり、同一の構成部品については同一の符号を付し、またその説明は省略するものとする。

第４の実施の形態におけるマスク部材は、図１２及び図１３に示すように、フラット部１４の上端部に形成された細長いスリット３５から突出自在とされたシャッター３６を有している。このシャッター３６は、下端部にロッド３７を有し、図示しない駆動源によって該ロッド３７を上下方向に突き上げたり引き下げたりすることで、スリット３５からシャッター３６が突出した状態とスリット３５内に戻った状態とされる。

かかるシャッター３６は、可撓性を有すると共に、スリット３５から外方へ向かって突出したときには垂れ下がることなくバルク突出部６ａを覆い、スリット３５内に戻るときにはスムーズにマスキング本体１１内に戻ることができるように形成されている。

「作用・効果」
本実施の形態のマスキング装置３４によれば、溶滴１０の吹き付け時には、ロッド３７を突き上げてシャッター３６をスライドさせることでバルク突出部６ａを該シャッター３６によって覆うことができるため、バルク突出部６ａへの溶滴１０の付着を防止することができる。

また、本実施の形態のマスキング装置３４によれば、溶滴１０の吹き付け終了時には、ロッド３７を引き下げる操作をすることで、簡単にシャッター３６をマスキング本体１１内に収納させることができる。

このように、本実施の形態のマスキング装置３４を使用すれば、第１の実施の形態と同様、溶滴１０がバルク突出部６ａやクランク室５内に飛散して付着するのを防止することができるため、溶射後の後工程である洗浄工程を行う必要が無くなり、溶射皮膜の成膜工数を大幅に削減することができる。

「その他の実施の形態」
本実施の形態では、第４の実施の形態のシャッター３６は廃止してスリット３５を右と左にそれぞれ独立して設け、溶滴１０の吹き付け時には、一方のスリットからオイルをバルク突出部６ａの表面に供給すると共に他方のスリットでその供給されたオイルを回収するようにする。

このように、溶滴１０の吹き付け時に、バルク突出部６ａの表面にオイルを流すことで表面の密着力を低下させ、溶滴１０の該バルク突出部６ａへの付着を防止する。オイルを流すタイミングとしては、表面がオイルで濡れればよいので、溶射開始前に１回行うだけでよい。こうすることで、バルク突出部６ａへの溶滴１０の付着を防止することができる。

Ｖ型エンジンにおけるシリンダブロックの横断面図である。 Ｖ型エンジンにおけるシリンダブロックの底面図である。 蓋が閉じられた状態を示す、第１の実施の形態のマスキング装置の斜視図である。 蓋が開いた状態を示す、第１の実施の形態のマスキング装置の斜視図である。 マスキング装置をシリンダボア下端部に挿入配置させた状態を示す要部拡大断面図である。 シャッターが閉じられた状態を示す、第２の実施の形態のマスキング装置をシリンダボア下端部に挿入配置させた状態を示す要部拡大断面図である。 シャッターが開いた状態を示す、第２の実施の形態のマスキング装置をシリンダボア下端部に挿入配置させた状態を示す要部拡大断面図である。 図８（Ａ）はシャッターの正面図、図８（Ｂ）はシャッターの裏面図、図８（Ｃ）はシャッターの断面図である。 図９（Ａ）はシャッターにロッドを係合させた状態を示す正面図、図９（Ｂ）はロッドを引き下げてシャッターをスライドさせた状態を示す断面図、図９（Ｃ）はロッドを突き上げてシャッターをスライドさせた状態の断面図である。 第３の実施の形態のマスキング装置をシリンダボア下端部に挿入配置させた状態を示す要部拡大断面図である。 翼を回転させてバルク突出部を覆うように構成した第３の実施の形態のマスキング装置の斜視図である。 マスキング本体に形成したスリット内にシャッターを戻した状態を示す第４の実施の形態のマスキング装置の斜視図である。 マスキング本体に形成したスリットからシャッターを突出させた状態を示す第４の実施の形態のマスキング装置の斜視図である。

符号の説明

１…シリンダブロック
４…シリンダボア
５…クランク室
６…バルク部
６ａ…バルク突出部
７、１８、３０、３４…マスキング装置
１１…マスキング本体
１２…蓋
１３、２０、３１、３７…ロッド
１９、３６…シャッター
２１…球体
３２…翼

Claims (7)

1. Ｖ型エンジンのシリンダブロックに形成されたシリンダボア内壁に、溶融した溶滴を吹き付けて溶射皮膜を形成する際に、該シリンダブロック下端に形成されたクランク室から前記シリンダボアの下方へ挿入配置させて該クランク室への溶滴の付着を防止する溶射皮膜のマスキング装置であって、
   クランクシャフトを支持する前記シリンダブロックに形成されたバルク部の一部が、前記シリンダボアの下方に突出しており、前記溶滴の吹き付け時に、そのバルク突出部を覆うマスク部材を備え、
   前記マスク部材は、マスキング本体に対して開閉自在に取り付けられた蓋からなり、前記溶滴の吹き付け時には、該蓋が開いてマスキング本体の外側に突出して前記バルク突出部を覆い、溶滴の吹き付け終了時には、該蓋が閉まってマスキング本体に戻る
   ことを特徴とする溶射皮膜のマスキング装置。
2. 請求項１に記載の溶射皮膜のマスキング装置であって、
   前記マスキング本体内にロッドを設け、前記溶滴の吹き付け時には、該ロッドを突き上げて前記蓋を開くことで前記バルク突出部を覆い、前記溶滴の吹き付け終了時には、マスキング本体をクランク室から引き下げたときに蓋が前記バルク突出部に当接して閉じることでマスキング本体に戻る
   ことを特徴とする溶射皮膜のマスキング装置。
3. Ｖ型エンジンのシリンダブロックに形成されたシリンダボア内壁に、溶融した溶滴を吹き付けて溶射皮膜を形成する際に、該シリンダブロック下端に形成されたクランク室から前記シリンダボアの下方へ挿入配置させて該クランク室への溶滴の付着を防止する溶射皮膜のマスキング装置であって、
   クランクシャフトを支持する前記シリンダブロックに形成されたバルク部の一部が、前記シリンダボアの下方に突出しており、前記溶滴の吹き付け時に、そのバルク突出部を覆うマスク部材を備え、
   前記マスク部材は、マスキング本体に対してスライド自在に取り付けられたシャッターからなり、前記溶滴の吹き付け時には、該シャッターがスライドしマスキング本体の外側に突出して前記バルク突出部を覆い、溶滴の吹き付け終了時には、該シャッターがスライドしてマスキング本体内に戻る
   ことを特徴とする溶射皮膜のマスキング装置。
4. 請求項３に記載の溶射皮膜のマスキング装置であって、
   前記マスキング本体内に前記シャッターと係合するロッドを設け、前記溶滴の吹き付け時には、該ロッドを突き上げて該シャッターをスライドさせマスキング本体の外側に突出させて前記バルク突出部を覆い、前記溶滴の吹き付け終了時には、該ロッドを引き下げて該シャッターをスライドさせマスキング本体内に収納させる
   ことを特徴とする溶射皮膜のマスキング装置。
5. 請求項４に記載の溶射皮膜のマスキング装置であって、
   前記シャッターは、下端部にロッドを有し、該ロッドを突き上げることで前記マスキング本体に形成されたスリットから突出して前記バルク突出部を覆い、前記溶滴の吹き付け終了時には、該ロッドを引き下げて該シャッターをスリット内に戻す
   ことを特徴とする溶射皮膜のマスキング装置。
6. Ｖ型エンジンのシリンダブロックに形成されたシリンダボア内壁に、溶融した溶滴を吹き付けて溶射皮膜を形成する際に、該シリンダブロック下端に形成されたクランク室から前記シリンダボアの下方へ挿入配置させて該クランク室への溶滴の付着を防止する溶射皮膜のマスキング装置であって、
   クランクシャフトを支持する前記シリンダブロックに形成されたバルク部の一部が、前記シリンダボアの下方に突出しており、前記溶滴の吹き付け時に、そのバルク突出部を覆うマスク部材を備え、
   前記マスク部材は、マスキング本体内に設けられた回動軸と、この回動軸の先端に垂れ下がるように取り付けられた複数の翼とを有し、前記溶滴の吹き付け時には、該回動軸を回転させて該翼を回転させ前記バルク突出部を覆い、溶滴の吹き付け終了時には、該回転軸の回転を止めて該翼を垂れ下げた状態とする
   ことを特徴とする溶射皮膜のマスキング装置。
7. 請求項６に記載の溶射皮膜のマスキング装置であって、
   前記翼は、布又はゴム状の弾性体からなる
   ことを特徴とする溶射皮膜のマスキング装置。

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