JP4692052B2 - 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 - 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、他の不要な部位へ溶射用材料が付着しないようにマスキング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に関する。

シリンダボア内面に溶射皮膜を形成する際に、他の不要な部位への溶射用材料の付着を防止する方法として、例えば下記特許文献１には、シリンダボア下端にクランクケース側から分解式のマスキング管を挿入した後、組み立てた状態で、クランクケースとは反対側のシリンダヘッド取付側の開口から溶射ガンを挿入して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、マスキング材であるマスキング管を、クランクジャーナル部を備えたクランクケース側からシリンダブロック内に挿入するので、挿入作業を行う上で制約を受け、特に自動化を行うためには、シリンダブロックを設置するベース側にマスキング管を移動させる機構を設ける必要が生じ、設備が複雑化してコストアップを招く。

そこで、本発明は、マスキング材をシリンダブロック内に挿入する作業を容易にすることを目的としている。

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の内面に溶射皮膜を形成する際に、前記シリンダボアに隣接するシリンダボア内に、流体の供給を内部に受けて膨張する膨張体を、膨張前の状態でクランクケースと反対側の開口から挿入し、この挿入した膨張体内に流体を供給して膨張させることで、この膨張した膨張体の外面を前記シリンダボアの内面に密着させることを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、シリンダボアに対し、クランクケースと反対側の開口から、流体の供給を受けて膨張する膨張体を膨張前の状態で挿入し、この挿入した膨張体内に流体を供給して膨張させ、その外面をシリンダボアの内面に密着させるようにしたので、マスキング材を、クランクジャーナル部を備えたクランクケース側からシリンダブロック内に挿入する場合に比較して、挿入作業を行う上で制約を受けにくく、挿入作業が容易となり、特に自動化を行うために、シリンダブロックを設置するベース側にマスキング材を移動させる機構を設ける必要がなく、設備が簡素化してコスト低下を図ることができる。

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、本発明の一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断面図である。このシリンダブロック１は、シリンダブロック隔壁２を間に挟んで左右のバンク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に複数のシリンダボア７，９を、図１中で紙面に直交する方向にそれぞれ直列に設けている。

すなわち、上記した左バンク３および右バンク５の各シリンダボア７および９のそれぞれの中心軸線ＳＬおよびＳＲは、その各延長線が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７，９の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７，９の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、シリンダボア７および９の下部にクランクケース１１を有し、クランクケース１１の下端の図１中で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はクランクジャーナルである。

この状態で、溶射ガン１９を、例えば右バンク５のシリンダボア９内に、クランクケース１１と反対側の開口から挿入する。このとき溶射ガン１９は、その中心をシリンダボア９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、シリンダボア９の内面に溶射皮膜を形成する。

そして、このシリンダボア９に対する溶射作業時には、シリンダボア９に隣接する左バンク３のシリンダボア７内に膨張体２５を挿入しておく。膨張体２５は、内部に流体として例えば空気を供給することで膨張して円筒形状となり、膨張した状態で外面２５ａがシリンダボア７の内面に密着するもので、耐熱性を有するとともに、前記した溶射用材料２３が付着しにくい、袋状に形成した例えばシリコンゴムで構成する。

図２は、膨張体２５の内部に空気を供給する前の状態を示し、この状態で膨張体２５をシリンダボア７内に挿入するが、このとき膨張体２５の外面２５ａはシリンダボア７の内面に対して離間している。

上記した膨張体２５のシリンダボア７への挿入方向前後両端には、前端支持部材として前端支持板２７と、後端支持部材としての後端支持板２９とをそれぞれ設けている。これら各支持板２７，２９は、いずれもシリンダボア７，９の内径より小さい直径の円板状を呈している。

後端支持板２９は、膨張体２５の外部に設置し、前端支持板２７に対向する面に膨張体２５の後端面２５ｂを固定支持させている。一方、前端支持板２７は、膨張体２５の内部に設置して膨張体２５には固定しておらず、図１に示すように、膨張体２５内に空気を供給した状態で、膨張体２５に対して離間した状態となる。前端支持板２７に対向する膨張体２５の前端面２５ｃには、流体噴出口としての空気噴出口２５ｄを複数設けている。

膨張体２５内には、膨張体軸部３１を後端支持板２９側から貫通させ、その先端を前端支持板２７の中央部に連結固定する。膨張体軸部３１内には流体通路としての空気通路３１ａを形成し、空気通路３１ａの下流端は、膨張体２５内のほぼ中心位置にて空気放出口３１ｂを介して膨張体２５内に連通している。

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９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９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、図示しない換気装置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３３を流している。

上記した溶射皮膜を形成する際に、図２に示すように、右バンク５のシリンダボア９に隣接する左バンク３のシリンダボア７に対し、クランクケース１１と反対側の開口から、空気の供給前であって膨張する前の膨張体２５を、中心軸線ＳＬに中心を合わせた状態で挿入する。このとき膨張体２５の外面２５ａはシリンダボア７の内面に対して離間しており、シリンダボア７への挿入作業が容易である。

膨張体２５を、前端支持板２７がシリンダボア７のクランクケース１１側の端部付近となるまで挿入したら、図示しない空気供給源から膨張体軸部３１内の空気通路３１ａを経て膨張体２５内に空気を供給し、膨張体２５を膨張させてその外面２５ａを、図１に示すようにシリンダボア７の内面に密着させる。膨張体２５内に供給した空気は、膨張体２５の前端面２５ｃに設けてある空気噴出口２５ｄからクランクケース１１側に向けて流出する。

ここで、図１に示すように、溶射ガン１９が、特にシリンダボア９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２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、隣接するシリンダボア７に向けて流れシリンダボア７内に侵入しようとするが、この流れは、外面２５ａをシリンダボア７の内面に密着させている膨張体２５が阻止し、シリンダボア７の内面に対する溶射用材料２３の不適正な状態での付着を防止する。

このように、流体の供給により膨張する膨張体２５を、シリンダボア７に対し、膨張前の状態でクランクケース１１と反対側の開口から挿入し、この挿入した膨張体２５内に流体を供給して膨張させてその外面２５ａをシリンダボア７の内面に密着させるようにしたので、マスキング材を、クランクジャーナル部を備えたクランクケース側からシリンダブロック内に挿入する場合に比較して、挿入作業を行う上で制約を受けにくく、挿入作業が容易となる。この場合、特に自動化を行うために、シリンダブロック１を設置するベース側にマスキング材を移動させる機構を設ける必要がなく、設備が簡素化してコスト低下を図ることができ、量産性を高めることができる。

また、このとき、空気噴出口２５ｄからクランクケース１１に向けて噴出する空気３５によって、溶射ノズル２１から噴出する溶射用材料２３が、クランクケース１１の下方に向くよう進行方向が変化するので、溶射用材料２３の膨張体２５への衝突および付着を防止でき、膨張体２５の破損を防止してその長寿命化を達成することができる。

そして、膨張体２５を、耐熱性があり、かつ溶射用材料２３が付着しにくいシリコンゴムで構成することで、膨張体２５の破損をより確実に防止することができ、また例え溶射用材料２３が膨張体２５に微量付着した場合であっても、この付着した溶射用材料２３を膨張体２５の収縮によって容易に脱落させることができる。

さらに、膨張体２５のシリンダボア７内への挿入方向前端部（前端面２５ｃ）を、図２に示すように、膨張前の状態で前端支持板２７に支持させているので、膨張体２５のシリンダボア７内への挿入作業が容易となる。

一方、膨張体２５のシリンダボア７内への挿入方向後端部（後端面２５ｂ）を、後端支持板２９に固定支持させ、この後端支持板２９と前端支持板２７との間で、膨張体２５を膨張させるので、膨張体２５は、両支持板２７，２９相互間で、外面２５ａがシリンダボア７の内面に確実に密着し、溶射用材料２３のシリンダボア７の内面への付着を確実に防止することができる。

また、前端支持板２７に、膨張体２５内に挿入配置した膨張体軸部３１の先端を連結し、この膨張体軸部３１の後端側を、後端支持板２９を貫通させて膨張体２５の外部に引き出し、膨張体軸部３１内に形成した空気通路３１ａから膨張体２５内に空気を供給するようにしたので、膨張体２５内への空気の供給を容易に行うことができる。

上記したような右バンク５におけるシリンダボア９に対する溶射作業を行う際には、左バンク３における他のシリンダボアに対しても、図１に示してあるシリンダボア７と同様に膨張体２５をそれぞれ挿入してもよい。

この場合には、各膨張体２５内に同一の空気供給源から空気をそれぞれ供給することで、シリンダボア９に対する溶射皮膜の形成後、右バンク５における他のシリンダボアに対する溶射皮膜の形成を、隣接する左バンク３側のシリンダボアに溶射用材料を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、このときの各膨張体２５への空気供給源は、同一のものを用いずに、個別に設けて隣接する位置のシリンダボアを溶射するときのみ空気を供給するようにしてもよい。

右バンク５の各シリンダボア９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の各シリンダボア７に対して溶射皮膜をそれぞれ形成するが、このときは、上記と同様にして膨張体２５をシリンダボア９に挿入した後、空気を供給して膨張させ、溶射ガン１９から噴出する溶射用材料の、既に溶射作業が終了しているシリンダボア９への付着を防止する。

なお、上記した実施形態では、膨張体２５に供給する流体として空気を使用したが、水や潤滑油などの液体を使用しても、空気を使用した場合と同様の効果を得ることができる。

本発明の一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断面図である。 図１のマスキング方法に使用する膨張体の膨張前の状態を示す断面図である。

符号の説明

７，９ シリンダボア
１１ クランクケース
１９ 溶射ガン
２３ 溶射用材料
２５ 膨張体
２５ａ 膨張体の外面
２５ｂ 膨張体の後端面（膨張体のシリンダボア内への挿入方向後端部）
２５ｃ 膨張体の前端面（膨張体のシリンダボア内への挿入方向前端部）
２５ｄ 膨張体の空気噴出口（流体噴出口）
２７ 前端支持板（前端支持部材）
２９ 後端支持板（後端支持部材）
３１ 膨張体軸部
３１ａ 空気通路（流体通路）
３５ クランクケースに向けて噴出する空気（流体噴出口から噴出する流体）

Claims (12)

1. 溶射ガンから溶射用材料を噴出してシリンダボアの内面に溶射皮膜を形成する際に、前記シリンダボアに隣接するシリンダボア内に、流体の供給を内部に受けて膨張する膨張体を、膨張前の状態でクランクケースと反対側の開口から挿入し、この挿入した膨張体内に流体を供給して膨張させることで、この膨張した膨張体の外面を前記シリンダボアの内面に密着させ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方法。
2. 前記膨張体の前記シリンダボア内への挿入方向前端部に流体噴出口を設け、この流体噴出口から噴出する流体を、クランクケース内に向けて流す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. 前記膨張体をシリコンゴムで構成した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. 前記膨張体の前記シリンダボア内への挿入方向前端部を、膨張体内に設置した前端支持部材に膨張前の状態で支持させることを特徴とする請求項１ないし３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方法。
5. 前記膨張体の前記シリンダボア内への挿入方向後端部を後端支持部材に固定支持させ、この後端支持部材と前記前端支持部材との間で、前記膨張体を膨張させ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方法。
6. 前記前端支持部材に、前記膨張体内に挿入配置した膨張体軸部の先端を連結し、この膨張体軸部の後端側を、前記後端支持部材を貫通させて前記膨張体の外部に引き出し、前記膨張体軸部内に形成した流体通路から前記膨張体内に流体を供給することを特徴とする請求項５に記載のシリンダブロックの溶射マスキング方法。
7. 溶射ガンから溶射用材料を噴出してシリンダボアの内面に溶射皮膜を形成する際に、前記シリンダボアに隣接するシリンダボア内に、クランクケースと反対側の開口から、膨張前の状態で挿入され、挿入後に流体の供給を内部に受けて膨張し、外面が前記シリンダボアの内面に密着する膨張体を設けた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。
8. 前記膨張体は、供給された流体をクランクケース側に向けて流す流体噴出口を備えていることを特徴とする請求項７に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。
9. 前記膨張体をシリコンゴムで構成したことを特徴とする請求項７または８に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。
10. 前記膨張体の前記シリンダボア内への挿入方向前端部を、膨張体内に設置した前端支持部材に膨張前の状態で支持させることを特徴とする請求項７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. 前記膨張体の前記シリンダボア内への挿入方向後端部を後端支持部材に固定支持させ、この後端支持部材と前記前端支持部材との間で、前記膨張体を膨張させることを特徴とする請求項１０に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。
12. 前記前端支持部材に、前記膨張体内に挿入配置した膨張体軸部の先端を連結し、この膨張体軸部の後端側を、前記後端支持部材を貫通させて前記膨張体の外部に引き出し、前記膨張体軸部内に、前記膨張体内に流体を供給する流体通路を設けたことを特徴とする請求項１１に記載のシリンダブロックの溶射マスキング装置。

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