JP6420778B2 - 余剰溶射被膜除去装置、シールド板、およびシールドユニット - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのクランク室内に付着した余剰の溶射被膜を除去する余剰溶射被膜除去装置と、この余剰溶射被膜除去装置の一部として用いられるシールド板およびシールドユニットに関する。

シリンダボアに鉄系溶射被膜を形成したアルミ製のシリンダブロックが知られている。シリンダボアに溶射被膜を形成する際にクランク室内にも溶射被膜が付着する。クランク室内に付着した溶射被膜は不要であるため、この溶射被膜（以下、余剰溶射被膜と言う）を除去することが要求される。クランク室内に付着した余剰溶射被膜を水噴射ノズルからの水噴射によって除去する方法が、例えば特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載の水噴射ノズルは、先端側に設けてある低圧噴射の第１の噴射口と、高圧噴射の第２の噴射口とをそれぞれ備え、第１の噴射口からの低圧噴射によりウオータカーテンを形成し、第２の噴射口からの高圧噴射により余剰皮膜を除去する構成である。特許文献１によれば、低圧噴射のウオータカーテンにより高圧噴射の水がシリンダボアに形成された溶射被膜に向かうのを阻止するように作用するため、溶射被膜の剥離が防止される。

特開２００８−３０３４３９号公報

ところで、シリンダブロックのクランク室の内面には凹凸があるため、特許文献１のように高圧水をノズルの軸方向に対して直交する方向（水平方向）に噴射する構成では、クランク室の凹部に対して高圧水が当たらない。そのため、特許文献１ではクランク室の凹部に付着している余剰溶射被膜を除去することができないという課題がある。この課題を解決するためには、ノズルから噴射される高圧水の向きを、水平方向よりやや先端方向に傾けるようにすれば良いが、ノズルの噴射方向を水平方向より先端方向に傾けると、次に述べる新たな課題が発生する。

すなわち、クランク室は例えばシリンダボア毎に隔壁によって仕切られた複数の小室が形成されており、隔壁にはピストンの往復運動の際にクランク室内の圧力を均一にするための連通孔が設けられている。そのため、ノズルの噴射方向を先端方向に傾けた場合、ノズルから噴射された高圧水が連通孔を通過して隣のシリンダボアに衝突することにより、隣のシリンダボアに形成された溶射被膜が剥離してしまうといった新たな課題が生じる。

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、シリンダボアに形成された溶射被膜の剥離を防止しつつ、エンジンのクランク室内に付着した余剰溶射被膜をより確実に除去することのできる余剰溶射被膜除去装置と、この余剰溶射被膜除去装置の一部として用いられるシールド板およびシールドユニットを提供することにある。

上記目的を達成するため、代表的な本発明は、直列にまたは水平対向に配置される複数のシリンダボアと、前記シリンダボア毎に室内が隔壁で仕切られて複数の小室が形成されたクランク室とを有し、前記隔壁に設けられた連通孔を介して隣り合う前記小室が連通するよう構成された多気筒エンジンの前記クランク室の内面に付着した余剰溶射被膜を除去するための余剰溶射被膜除去装置であって、前記複数の小室のうち第１の小室に挿入されて、前記第１の小室と連通する前記シリンダボアの軸方向に沿った方向に移動可能であり、高圧水を先端方向に噴射する回転自在なノズルと、前記複数の小室のうち前記第１の小室と隣り合う第２の小室に前記連通孔を臨むようにして挿入され、前記第２の小室と連通する前記シリンダボアの内面に溶射された溶射被膜を高圧水から保護するシールドと、を備え、前記シールドは、前記連通孔を臨む領域に、前記ノズルから噴射され前記連通孔を通過した高圧水を堰き止める堰き止め部を有する。

本発明によれば、シリンダボアに形成された溶射被膜の剥離を防止しつつ、エンジンのクランク室内に付着した余剰溶射被膜をより確実に除去することができる。なお、上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。

第１実施形態に係る余剰溶射被膜除去装置の全体構成を示す断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 第２実施形態に係る余剰溶射被膜除去装置の全体構成を示す断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図３のＶ−Ｖ線断面図である。 第３実施形態に係る余剰溶射被膜除去装置の全体構成を示す断面図である。

（第１実施形態）
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。第１実施形態は、直列多気筒エンジンのクランク室内に付着した余剰被膜を除去する場合の例を示す。図１は、第１実施形態に係る余剰溶射被膜除去装置１０のノズル３０を倒立したシリンダブロック１００に挿入した状態における、ノズル３０の回転軸２２を通る断面で切断した縦断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。なお、以下の説明において、「先端側」とは図１における下側を指し、「基端側」とは図１の上側を指す。

余剰溶射被膜除去装置１０は、クランク室１０７の隔壁１０１で区切られたそれぞれの空間（小室）１０８に、ノズル３０を挿入し、ノズル３０の噴口３５から噴出する噴流Ｊ１によって、クランク室１０７に付着する余剰溶射被膜（不図示）を除去する。

余剰溶射被膜除去装置１０は、タレット式の洗浄装置の一部として適用することができる。タレット式の洗浄装置として、例えば特開２０１１−２３０１１８号公報、特開２０１５−５８４７９号公報に開示されている洗浄装置が利用できる。

余剰溶射被膜除去装置１０は、直交３軸形移動装置（不図示）に設けられたタレット（主軸台）１１を備えている。直交３軸形移動装置は例えば数値制御装置によって制御される。タレット１１の内部に、回転可能に支持された主軸１２が設けられている。主軸１２は、回転軸２２を中心に回転する。主軸１２の先端部に、受容部１２ａが設けられる。受容部１２ａは、図面を貫く方向に長さを有するコ字状断面の溝状をなしている。受容部１２ａは後述するノズル支持部材１６の係合部１６ａと係合し、ノズル支持部材１６と主軸１２とを一体的に回転させる役割を持つ。

タレット１１に、回転軸２２を中心として円筒状のハウジング１３が設けられている。ハウジング１３は、円筒穴１３ｂを備える。円筒穴１３ｂに、ベアリング１４、後述するパッキン１５とノズル支持部材１６とが挿入される。ノズル支持部材１６は、ベアリング１４でハウジング１３に回転可能に支持されている。

ノズル支持部材１６は、互いに異径の部材である係合部１６ａ、軸１６ｂ、フランジ１６ｃを同軸上に一体的に設けて成り、全体として略円筒状に形成される。係合部１６ａは、２面取り又はキーであり、その両面が平面に形成されている。係合部１６ａの両平面が僅かの隙間をもって受容部１２ａに挟まっている。このため、主軸１２の回転に伴って、ノズル支持部材１６が回転する。フランジ１６ｃは円板状をなし、受容部１６ｄとねじ穴１６ｅとを有する。受容部１６ｄは、ノズル３０の突起部３３ｂと嵌合する円筒穴である。

円筒穴１３ｂには、パッキン１５が設けられている。パッキン１５は、中空円筒状をなし、その外周中央部に長方形断面の円周溝１５ａが設けられている。パッキン１５の内周中央部にも長方形断面の円周溝１５ｃが設けられている。パッキン１５には、円周溝１５ａと円周溝１５ｃとを連通する貫通穴１５ｂが少なくとも１つ設けられている。パッキン１５は、ハウジング１３とノズル支持部材１６との間を封止し、かつ、後述の流路１９と流路２４を連通する。パッキン１５は、エンジニアリングプラスチック若しくはスーパーエンジニアリングプラスチックで製作され得る。

洗浄液供給装置１７は、１０〜８０ＭＰａ、好ましくは３０〜５０ＭＰａの洗浄液を供給する。洗浄液供給装置１７は、ピストンポンプを選択できる。洗浄液供給装置１７は、図示しない洗浄液タンクに貯留される洗浄液を吐き出す。洗浄液は、アルカリ性又は中性の水溶性洗浄液、又は油性洗浄液を利用できる。

バルブ１８は、洗浄液供給装置１７から供給された洗浄液をタレット１１へ送液するか、遮断するかを切り換える。バルブ１８は、例えば電磁開閉式のシリンダ弁を利用できる。バルブ１８の開閉は例えば数値制御装置によって自動制御される。バルブ１８は、洗浄液を遮断する際に、洗浄液を洗浄液タンクに戻す流路切り換え弁として構成できる。

流路１９は、タレット１１とハウジング１３を通して設けられる。流路１９は、パッキン１５の円周溝１５ａに連通するように設けられている。流路２４は、Ｔ字状をなし、ノズル支持部材１６の内部に設けられる。流路２４の一方端は、受容部１６ｄに貫通している。流路２４の他方端は、パッキン１５の円周溝１５ｃに開口している。流路１９と流路２４は、円周溝１５ａ、１５ｃと貫通穴１５ｂを介して接続している。円周溝１５ａ、１５ｃは洗浄液を円周方向に分配する。

ノズル３０は、フランジ３３ａと、軸体３３とを備える。フランジ３３ａは、円板状をなす。フランジ３３ａには、貫通穴３２ａと、突起部３３ｂが設けられる。ノズル３０は、貫通穴３２ａに挿入されたボルト２１によってノズル支持部材１６のフランジ１６ｃに固定される。フランジ３３ａに設けられた突起部３３ｂは、ノズル支持部材１６の受容部１６ｄに嵌合して挿入される。ノズル３０は、突起部３３ｂが受容部１６ｄに嵌合し、フランジ３３ａとフランジ１６ｃとが当接することによって、正確にノズル支持部材１６に固定される。

なお、ノズル３０は、上述の構成に替えて、フランジ３３ａを備えない棒状に構成できる。この場合、ノズル支持部材１６はフランジ１６ｃに替えてコレットを備える。そして棒状のノズルは、コレットによってノズル支持部材に固定しても良い。

軸体３３は回転軸２２に沿って延びた棒状体であり、好ましくは細長い円柱状をなす。軸体３３の中心に流路３４が設けられている。流路３４は軸体３３の先端付近まで延びている。流路３４はノズル支持部材１６の流路２４と接続する。

軸体３３の先端部には、斜め先端方向に傾いて噴口３５が設けられる。噴口３５は、流路３４と連通している。ノズル３０の噴射角度、すなわち噴口３５の中心軸３１とノズル３０の回転軸２２と直交する水平軸３２との間の角度θ１は、１０°以上２５°以下の範囲に設定されている。噴射角度θ１をこの範囲に設定したのは、クランク室１０７内のシリンダボア側に形成されている凹部１１０およびオイルジェット装置取付け座１１１の周囲等の段差部１１２（図２参照）に付着した余剰溶射被膜を効果的に除去でき、かつ、シリンダボア１０４内に形成された溶射被膜１０５の剥離を防止するのに適した角度だからである。なお、噴口３５から噴出する噴流Ｊ１は、中心軸３１に沿って円筒状に現れる。ここで、軸体３３の断面形状は例えば矩形等でも良い。この場合には、軸体３３の重心が回転軸２２と同軸になるように構成される。

また、タレット１１には、回転軸２２に対して対称となる位置に一対の隔壁シールド（シールド）７１，７２が着脱自在に固定されている。タレット１１が移動すると、隔壁シールド７１，７２もタレット１１と一体で移動する。よって、ノズル３０が軸方向に移動すると、その移動に伴って隔壁シールド７１，７２も移動する。

隔壁シールド７１は、ノズル３０の噴口３５からの噴流Ｊ１を受け止めるシールド板７１ａと、シールド板７１ａを補強する補強板７１ｂ，７１ｃとからなる。シールド板７１ａは、シリンダブロック１００の左右方向（図１の紙面に直交する方向）から見て、逆Ｌ字状に折り曲げた板であって、連通孔１０３の横幅Ｄより大きい短辺Ｙ１（図２参照）と、ノズル３０の長さを超える長辺Ｘ１とを有する形状をなし、ノズル３０の水平軸３２に沿ってノズル３０から所定の間隔を空けて配置される。

さらに、シールド板７１ａの先端部には、ノズル３０の方向を向くように屈曲した屈曲先端部７１ａ１が設けられ、この屈曲先端部７１ａ１のやや基端側（上側）に噴流Ｊ１と衝突して噴流Ｊ１を堰き止める堰き止め部７１ａ２が形成される。この堰き止め部７１ａ２は、シールド板７１ａのうち連通孔１０３を臨む位置に形成されている。こうして、シールド板７１ａは、ノズル３０がシリンダボア１０４のボア中心１０６に沿って下端付近まで挿入されたときに、隔壁１０１に設けられた連通孔１０３を空間１０８の隣の空間１０８ａの側から覆うことが可能となる。

なお、要求される噴流Ｊ１の圧力等の条件如何によっては、屈曲先端部７１ａ１，７２ａ１を設けなくても良い。また、シールド板７１ａの中央部は、堰き止め部７１ａ２以外の部分がくりぬかれていても良い。くりぬかれている場合、シールド板７１ａの軽量化が図れる。

堰き止め部７１ａ２は、シールド板７１ａ又はシールド板７２ａと一体に形成されているため、単純な構成となっている。堰き止め部７１ａ２は、噴流の衝突によって壊食する。堰き止め部７１ａ２は、平板状の他、平面視において中央部がノズル３０の方向に向いて隆起していても良い。また、先端方向に向くに従ってノズル３０から遠ざかるように堰き止め部７１ａ２の表面を傾斜させて構成できる。この場合には、堰き止め部７１ａ２に衝突した噴流は、ノズル３０の先端方向に逃げるため、堰き止め部７１ａ２の摩耗量が分散し、堰き止め部７１ａ２の長寿命化を図れる。

堰き止め部７１ａ２は、例えばボルトによってシールド板７１ａに固定されてもよい。この場合には、シールド板７１ａは、堰き止め部７１ａ２の支持部材として作用する。この場合、支持部材であるシールド板７１ａは、ノズル３０と平行して設けられる２本の梁であっても良い。補強板７１ｂ，７１ｃは設けることを要しない。堰き止め部７１ａ２はまた、シールド板７１ａよりも厚みを持って構成できる。堰き止め部７１ａ２は、複数の層からなる積層材から構成しても良い。

補強板７１ｂは、シールド板７１ａの上部の折り曲げ部を内側から支える。補強板７１ｃは、シールド板７１ａの外側に、ノズル３０に沿う方向に長く伸びて設けられている。補強板７１ｂ、補強板７１ｃはシールド板７１ａの横幅中央に設けられて、噴流Ｊ１の動圧を受けてシールド板７１ａが変形することを防ぐ。

なお、隔壁シールド（シールド）７２は、シールド板７２ａ、補強板７２ｂ，７２ｃを備え、シールド板７２ａには、屈曲先端部７２ａ１、堰き止め部７２ａ２が形成されているが、それらの構成は隔壁シールド７１と同じであるため、説明は省略する。

次に、このように構成された余剰溶射被膜除去装置１０の使用方法および作用効果について説明する。

シリンダブロック１００は、直列多気筒エンジンのシリンダブロックである。シリンダブロック１００は、シリンダヘッド組付け面（不図示）が鉛直方向下向きとなるように、倒立して設置されている。シリンダブロック１００は、複数のシリンダボア１０４を備える。クランク室１０７は、シリンダボア１０４毎に隔壁１０１によって空間（小室）１０８に区切られている。隔壁１０１には、ジャーナル穴１０２、連通孔１０３が設けられている。連通孔１０３は、いわゆる通気孔である。シリンダブロック１００のシリンダボア１０４は、溶射被膜１０５を製膜される。このときクランク室１０７の内面のほとんど全面に、余剰溶射被膜が付着する。

余剰溶射被膜除去装置１０を使用するにあたって、最初に洗浄液供給装置１７を運転する。そして主軸１２を回転させる。主軸１２の回転と共に、ノズル支持部材１６とノズル３０とが回転する。ノズル３０の回転軸２２をシリンダボア１０４のボア中心１０６の延長上で、クランク室１０７の上に間隙を設けて位置決めする。数値制御装置は、バルブ１８を切り換えてタレット１１に洗浄液を供給する。洗浄液は、洗浄液供給装置１７から、バルブ１８、流路１９、流路２４、流路３４を通り噴口３５に供給される。洗浄液は、噴口３５から噴流Ｊ１として噴出する。

タレット１１をボア中心１０６に沿って下向きに移動すると、ノズル３０が空間１０８（第１の小室）に挿入され、噴流Ｊ１が空間１０８を区画するスカート１０９、隔壁１０１の内面に衝突して、それら内面に付着している余剰溶射被膜を剥離する。このときにおいて、シリンダブロック１００にはクランクキャップが取り付けられていても、取り付けられていなくても良い。

タレット１１が引き続き降下すると、噴流Ｊ１が連通孔１０３を通過して隣のシリンダボア１０４ａ，１０４ｂに向かう。ところが、隔壁シールド７１，７２が空間１０８と隔壁１０１を隔てて隣り合う空間１０８ａ，１０８ｂ（第２の小室）に挿入されて連通孔１０３を臨むようにして覆っており、噴流Ｊ１は隔壁シールド７１，７２の堰き止め部７１ａ２，７２ａ２に衝突する。

堰き止め部７１ａ２，７２ａ２に衝突した噴流Ｊ１は、シールド板７１ａ，７２ａの表面に沿うように流れ方向を変え、屈曲先端部７１ａ１，７２ａ１によりさらに運動エネルギが減衰される。そのため、噴流Ｊ１は隣のシリンダボア１０４ａ，１０４ｂの内面に形成された溶射被膜１０５ａ，１０５ｂを剥離することはない。

そして、１つの空間１０８内の余剰溶射被膜が除去されると、余剰溶射被膜除去装置１０は、ノズル３０を引き上げて、同様の手順を繰り返して全てのクランク室１０７の空間１０８に付着した余剰溶射被膜を除去する。

このように、噴流Ｊ１は、θ１が１０°以上２５°以下の範囲で水平軸３２よりやや先端方向に傾いて噴射されるため、従来のように高圧水を水平軸３２に沿う方向に噴射する場合と比べて、クランク室１０７の内面の凹部１１０やオイルジェット装置取付け座１１１の周囲等の段差部１１２にも噴流Ｊ１が的確に当たるから、凹部１１０や段差部１１２に付着した余剰溶射被膜を効果的に除去できる。しかも、連通孔１０３を通過した噴流Ｊ１は、隔壁シールド７１，７２によって堰き止められるため、噴流Ｊ１によってシリンダボア１０４の隣のシリンダボア１０４ａ，１０４ｂに形成された必要な溶射被膜１０５ａ，１０５ｂを剥離することはない。

なお、本実施形態において、ノズル３０の他に、軸線方向下向きに洗浄液を噴射する直射ノズル、軸線方向に延びる軸部と軸部の先端部から軸線と垂直に洗浄液を噴射する噴口とを備えるＬ形ノズル等を、タレット面毎にタレット１１に装着して、これらのノズルを適宜使い分けることにより、シリンダブロック１００に付着する余剰溶射被膜をより効果的に除去できる。

また、本実施形態の余剰溶射被膜除去装置１０は、直列多気筒エンジンのシリンダブロック１００の他、水平対向型多気筒エンジンにおいても同様の手順により余剰溶射被膜を除去することができることは言うまでもない。さらに、上述の説明では、シリンダブロック１００を倒立した状態で説明したが、シリンダブロックの向きを変更できることは勿論である。また、余剰溶射被膜除去装置１０は、タレット式の洗浄装置を用いて説明したが、タレットを備えない洗浄装置についても適用できる。

（第２実施形態）
第２実施形態について図３ないし図５を参照して説明する。図３は、第２実施形態に係る余剰溶射被膜除去装置４０のノズル３０を倒立したシリンダブロック２００に挿入した状態における、ノズル３０の回転軸２２を通る断面で切断した縦断面図である。また、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は図３のＶ−Ｖ線断面図である。

第２実施形態の余剰溶射被膜除去装置４０は、Ｖ型多気筒エンジンのシリンダブロック２００に適用される。シリンダブロック２００のクランク室２０７は、位相をずらした２つのバンク２０１、２０２内にそれぞれ設けられたシリンダボア２０３、２０４を２気筒ずつ収める空間（小室）２０８に、隔壁１０１で区切られている。それぞれのシリンダボア２０３、２０４は前後方向にその位置をずらして設けられている。

余剰溶射被膜除去装置４０は、タレット（主軸台）１１に一対の隔壁シールド（第１のシールド）７１，７２と、バンクシールド（第２のシールド）４１とを備える。一対の隔壁シールド７１，７２およびバンクシールド４１は、タレット１１に着脱自在に固定され、タレット１１と一体で移動する。よって、ノズル３０が軸方向に移動すると、それに伴って、隔壁シールド７１，７２、バンクシールド４１も移動する。隔壁シールド７１と隔壁シールド７２とはノズル３０の回転方向に対して１８０°ピッチで配置される。また、バンクシールド４１は、隔壁シールド７２からノズル３０の回転方向に９０°ずれた位置に配置される（図５参照）。

隔壁シールド７１は、第１実施形態と同じ構成であって、シールド板（第１のシールド板）７１ａと、シールド板７１ａを補強する補強板７１ｂ，７１ｃとからなる。シールド板の先端部には噴流Ｊ１を堰き止める堰き止め部（第１の堰き止め部）７１ａ２が形成され、この堰き止め部７１ａ２より先端側に屈曲先端部７１ａ１が設けられている。また、隔壁シールド７２も隔壁シールド７１と同様に構成される。

余剰溶射被膜除去装置４０は、シリンダブロック２００を揺動する揺動装置（不図示）を更に備える。その他の部分は、第１実施形態と同じであるため、第１実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

揺動装置は、一方のバンク２０１のシリンダボア２０３が鉛直方向下向き、又は他方のバンク２０２のシリンダボア２０４が鉛直方向下向きになるように、シリンダブロック２００を揺動する。揺動装置は、公知の揺動装置（例えば回転テーブル）を使用できる。

図３を参照して、バンクシールド４１は、ノズル３０の噴口３５からの噴流Ｊ１を受け止めるシールド板（第２のシールド板）４１ａと、シールド板４１ａを補強する補強板４１ｂ，４１ｃとからなる。シールド板４１ａは、シリンダブロック２００の前後方向（図３の紙面に直交する方向）から見て、逆Ｌ字状に折り曲げた板であって、シリンダボア２０４（他方のシリンダボア）の直径の３分の一以上、シリンダボア２０４の直径未満の短辺Ｙ２（図４参照）と、ノズル３０の長さを超える長辺Ｘ２とを有する形状をなし、ノズル３０の水平軸３２に沿ってノズル３０からシリンダボア２０３の略半径と等しい距離だけオフセットされた位置に配置される。

ノズル３０がボア中心１０６に沿って挿入されたときに、エンジンの前後方向のうちシリンダボア２０４が設けられていない側（図５の下向き方向）のシールド板４１ａの端部は、少なくとも、ボア中心１０６とシリンダボア２０４の接線４８（図５参照）に到達するようにその短辺Ｙ２の長さが定められる。

この構成により、ノズル３０がボア中心１０６に挿入されたときに、シールド板４１ａは、バンク２０１，２０２の境目Ｋ（一方のシリンダボア２０３と他方のシリンダボア２０４との境目）の真上に位置する。そして、ノズル３０が最下端まで挿入されたときに、僅かの隙間をもってシールド板４１ａがシリンダブロック２００に接触しないように、シールド板４１ａの長さが設定されている。そして、シールド板４１ａの先端部に噴流Ｊ１を堰き止める堰き止め部（第２の堰き止め部）４１ａ２が形成される。なお、シールド板４１ａの中央部は、堰き止め部４１ａ２以外の部分がくりぬかれていても良い。

堰き止め部４１ａ２は、シールド板４１ａと一体に形成されているため、単純な構成となっている。堰き止め部４１ａ２は、噴流の衝突によって壊食する。堰き止め部４１ａ２は、平板状の他、平面視で中央部がノズルの方向に向いて隆起していても良い。また、先端方向に向くに従ってノズル３０から遠ざかるように堰き止め部４１ａ２の表面を傾斜させて構成できる。堰き止め部４１ａ２は、例えばボルトによってシールド板４１ａに固定されてもよい。この場合には、シールド板４１ａは、堰き止め部４１ａの支持部材として作用する。この場合、補強板４１ｂ，４１ｃは設けることを要しない。堰き止め部４１ａはまた、シールド板４１ａよりも厚みを持って構成できる。堰き止め部４１ａは、複数の層からなる積層材から構成しても良い。

補強板４１ｂは、シールド板４１ａの上部の折り曲げ部を内側から支える。補強板４１ｃは、シールド板４１ａの外側に、ノズル３０に沿う方向に長く伸びて設けられている。補強板４１ｂ，４１ｃはそれぞれシールド板４１ａの横幅中央に設けられて（図５参照）、噴流Ｊ１の動圧を受けてシールド板４１ａが変形することを防ぐ。

図３、図５を参照して、シールド板４１ａの前後方向の一端のうち、バンク２０２のシリンダボア２０４が設けられている側には、ノズル３０の方向に折り曲げられた屈曲側部４１ａ１が設けられている。ノズル３０がシリンダボア２０３のボア中心に位置決めされたときに、平面視で屈曲側部４１ａ１は、少なくとも、シリンダボア２０３のボア中心を通るシリンダボア２０４の接線４７に到達する高さをもつ。このときに、好ましくは、屈曲側部４１ａ１はできるだけ隔壁１０１に近づくように設けられる。屈曲側部４１ａ１は、噴流Ｊ１がシリンダボア２０４の内面に設けられた溶射被膜１０５に衝突するのを防ぐ。屈曲側部４１ａ１の先端部は、堰き止め部４１ａ２の一部を構成する。なお、要求される噴流Ｊ１の圧力等の条件如何によっては、屈曲側部４１ａ１を設けなくても良い。

次に、このように構成された余剰溶射被膜除去装置４０の使用方法および作用効果について説明する。揺動装置は、シリンダボア２０３が下向きになるようにシリンダブロック２００を揺動する。そして、洗浄液を噴射しながら回転しているノズル３０を空間２０８（第１の小室）に挿入し、バンク２０１に属する全てのシリンダボア２０３（一方のシリンダボア）のボア中心１０６に沿ってノズル３０を下げながら空間２０８の内面に付着した余剰溶射被膜を除去する。このとき、バンクシールド４１が空間２０８と連通する他のシリンダボア２０４（他方のシリンダボア）の開口に臨むように位置して、シールド板４１ａの先端部に形成された堰き止め部４１ａ２が噴流Ｊ１を堰き止めて、噴流Ｊ１がシリンダボア２０４の内面に衝突するのを防止する。

なお、図４に示すように、隔壁シールド７１は空間２０８と隣り合う空間２０８ａ（第２の小室）に挿入され、隔壁シールド７２は空間２０８と隣り合う空間２０８ｂ（第２の小室）に挿入されており、第１実施形態で既に述べた通り、隔壁シールド７１，７２により連通孔１０３を通過した噴流Ｊ１が堰き止められている。

次に、揺動装置は、シリンダボア２０４が下向きになるようにシリンダブロック２００を揺動する。この際、バンクシールド４１のタレット１１に対する取付位置をノズル３０の回転方向に１８０°だけ移動させる。もしくは、図５においてバンクシールド４１を１８０°回転させた構成のものを別のタレット１１に予め用意しておき、シリンダボア２０３が下向きとなっている状態で余剰溶射被膜を除去するときには図５の構成のタレット１１を用い、シリンダボア２０４が下向きとなっている状態で余剰溶射被膜を除去するときにはバンクシールド４１が図５と反対の位置に取り付けられた別のタレット１１を用いるようにしても良い。

そして、同様に洗浄液を噴射しながら回転しているノズル３０を空間２０８に挿入し、バンク２０２に属する全てのシリンダボア２０４のボア中心に沿ってノズル３０を下げながら空間２０８にまだ残っている余剰溶射被膜を除去する。このとき、バンクシールド４１が噴流Ｊ１を堰き止めて、シリンダボア２０３の内面の溶射被膜１０５の剥離を防止する。こうして、余剰溶射被膜除去装置４０は、Ｖ型多気筒エンジンに対してもシリンダボアに形成された溶射被膜１０５を剥離することなく、クランク室２０７内の余剰溶射被膜を確実に除去することができる。

なお、上述の説明では、バンク２０１、２０２に対して、バンクシールド４１の取付位置を変えて適用した例、あるいはバンク２０１用のタレット１１とバンク２０２用のタレット１１を予め用意しておき、タレット１１を使い分ける例を挙げたが、これに替えて、シリンダブロック２００を平面視で１８０°旋回する旋回装置を設けても良い。この場合には、旋回前のシリンダボア２０３に対するシリンダボア２０４の位置と、シリンダブロック２００を１８０°旋回してシリンダブロック２００を揺動したときにおける、シリンダボア２０４に対するシリンダボア２０３の位置とが、同一になる。そのため、ノズル３０とバンクシールド４１との組合せを、バンク２０１及びバンク２０２に共通して適用できる。また、余剰溶射被膜除去装置を２台設け、１台は一方のバンク（例えば右側）側を、もう一台は他方のバンク（例えば左バンク）側を処理しても良い。また、１つのタレット１１に１８０°ピッチで一対のバンクシールドを取り付ける構成としても良い。

（第３実施形態）
第３実施形態について図６を参照して説明する。図６は、第３実施形態に係る余剰溶射被膜除去装置５０のノズル６０を倒立したシリンダブロック１００に挿入した状態における、ノズル６０の回転軸２２を通る断面で切断した縦断面図である。

第３実施形態は、自動工具交換式の洗浄機を用いている点で第１実施形態の余剰溶射被膜除去装置１０と異なる。自動工具交換式の洗浄機は、概ねマシニングセンターと同様の構造である。ただし、マシニングセンターは切削に用いられるが、自動工具交換式の洗浄機は洗浄又は噴流によるバリ取りに用いられる。そして、主軸には１０ないし８０ＭＰａの高圧洗浄液が供給される。そのため、マシニングセンターと自動工具交換式の洗浄機は、主に精度・機械剛性・防錆性能が異なるが、主たる構成は同様である。このような前提に基づいて、以下の説明は、第１実施形態と異なる点について詳細に行い、同じ部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。

余剰溶射被膜除去装置５０は、直交３軸移動装置に設けられた主軸頭（主軸台）５２に、シャンク穴５１ａを備えた主軸５１がベアリング５３によって回転可能に支持されている。主軸頭５２には、シャンク穴５１ａと隣り合うように回り止め穴５６が設けられている。主軸頭５２には、回り止め穴５６に開口する流路５５が設けられている。回り止め穴５６には、挿入部６２との間を封止するパッキン（不図示）が設けられる。

ノズル６０は、図示しない自動工具交換装置によって交換される。ノズル６０は、ボディ６１と、ボディ６１に軸支された回転体６５と、回り止め穴５６から回転体６５の内部に洗浄液を供給する流路６７，６８とを備える。

ボディ６１は、その大部分が略円筒状をなし、その腹部に突起部６１ａを備えている。突起部６１ａは、回り止め穴５６に挿入される挿入部６２を備えている。ノズル６０が主軸５１に装着されたときに、挿入部６２は、回り止め穴５６に嵌合して挿入される。ボディ６１の中央部には段付きの貫通穴である円筒穴６４が設けられている。円筒穴６４の両端にベアリング６３が設けられている。

回転体６５は、テーパシャンク６５ａと、フランジ６５ｂと、円筒部６５ｃと、軸体６５ｄとが一体に成形されている。テーパシャンク６５ａはシャンク穴５１ａと密着する円錐面を備える。テーパシャンク６５ａとシャンク穴５１ａとが密着することによりノズル６０が主軸５１に装着される。このとき、挿入部６２が回り止め穴５６に挿入されるため、ボディ６１は回転しない。フランジ６５ｂは、円板状をなす。円筒部６５ｃは、円筒穴６４と摺動する円筒面６５ｃ１を備えている。円筒面６５ｃ１には、円周溝６５ｃ２が設けられている。円筒部６５ｃの両端部はベアリング６３に支持される。軸体６５ｄは、第１実施形態のノズル３０に対応するため、その詳細な説明を省略する。

ボディ６１の挿入部６２から円筒穴６４の間には流路６７が設けられている。流路６７は、回転体６５の円周溝６５ｃ２に開口している。流路６８は、回転体６５の内部に設けられている。流路６８はＴ字状をなし、円周溝６５ｃ２に両端が開口する貫通穴と、軸体６５ｄの中心軸に沿って設けられている縦穴とからなる。流路６７と流路６８とは、円周溝６５ｃ２を介して連通している。円周溝６５ｃ２は、流路６７から供給された洗浄液を円周方向に均等に配給し、回転体６５の回転方向が変化しても連続的に噴口３５へ洗浄液を供給する。噴口３５は流路６８に連通している。そして、ノズル６０が主軸５１に装着されたときに、流路６７は、流路５５と連通する。洗浄液供給装置１７から供給される洗浄液は、流路５５，６７，６８を伝わって噴口３５から噴流Ｊ１として噴出する。

隔壁シールド７１，７２は、ノズル６０のボディ６１に固定される。自動工具交換装置によってノズル６０が交換されたときに、隔壁シールド７１，７２はノズル６０と共に洗浄領域から取り外される。そのため、ノズル６０と異なるノズルが主軸５１に装着されたときに、隔壁シールド７１，７２が、交換されたノズルの邪魔にならない。

なお、隔壁シールド７１，７２は主軸頭５２に固定されても良い。隔壁シールド７１，７２を主軸頭５２に固定するときは、隔壁シールド７１，７２の取付け部の構造は、自動工具交換時にノズル、交換アームと干渉しないように適宜変更できる。この構成によっても、シリンダボア１０４に形成された溶射被膜１０５を保護しつつ、クランク室１０７の内面に付着した余剰溶射被膜を確実に除去することができる。このときにおいて、隔壁シールド７１，７２を随時、交換アーム、ノズルと干渉しない退避位置へ移動する移動機構を更に設けても良い。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

例えば、バンクシールド４１のシールド板４１ａや隔壁シールド７１，７２のシールド板７１ａ，７２ａの形状はフラットな板状体に限らず、例えば、ハーフパイプ状の曲面で形成しても良いし、表面に凹凸を形成したり波状に形成したりしても良い。また、バンクシールド４１と隔壁シールド７１，７２をタレット１１に取り付ける構成に替えて、各シールドをタレット１１の動作と連動する多関節アーム等に固定して、ノズル３０の軸方向に移動する構成としても良い。また、上述の実施形態では、タレット１１の移動に直交３軸移動装置を利用したが、これに替えて垂直多関節ロボット、パラレルリンクロボットを利用してもよい。

１０，４０，５０ 余剰溶射被膜除去装置
１１ タレット（主軸台）
３０，６０ ノズル
４１ バンクシールド（第２のシールド）
４１ａ シールド板（第２のシールド板）
４１ａ１ 屈曲側部
４１ａ２ 堰き止め部（第２の堰き止め部）
５２ 主軸頭（主軸台）
７１，７２ 隔壁シールド（シールド、第１のシールド）
７１ａ，７２ａ シールド板（シールド板、第１のシールド板）
７１ａ１，７２ａ１ 屈曲先端部
７１ａ２，７２ａ２ 堰き止め部（第１の堰き止め部）
１００，２００ シリンダブロック
１０３ 連通孔
１０４，１０４ａ，１０４ｂ，２０３，２０４ シリンダボア
１０７ クランク室
１０８ 空間（小室）
Ｊ１ 噴流
Ｋ 境目
θ１ 噴射角度

Claims (9)

1. 直列にまたは水平対向に配置される複数のシリンダボアと、前記シリンダボア毎に室内が隔壁で仕切られて複数の小室が形成されたクランク室とを有し、前記隔壁に設けられた連通孔を介して隣り合う前記小室が連通するよう構成された多気筒エンジンの前記クランク室の内面に付着した余剰溶射被膜を除去するための余剰溶射被膜除去装置であって、
   前記複数の小室のうち第１の小室に挿入されて、前記第１の小室と連通する前記シリンダボアの軸方向に沿った方向に移動可能であり、高圧水を先端方向に噴射する回転自在なノズルと、
   前記複数の小室のうち前記第１の小室と隣り合う第２の小室に前記連通孔を臨むようにして挿入され、前記第２の小室と連通する前記シリンダボアの内面に溶射された溶射被膜を高圧水から保護するシールドと、を備え、
   前記シールドは、前記連通孔を臨む領域に、前記ノズルから噴射され前記連通孔を通過した高圧水を堰き止める堰き止め部を有する余剰溶射被膜除去装置。
2. 請求項１において、
   前記ノズルを回転自在に支持する主軸台をさらに備え、
   前記シールドは前記主軸台に固定され、前記ノズルと一体で前記ノズルの軸方向へ移動する余剰溶射被膜除去装置。
3. 請求項１または２において、
   前記シールドは、前記ノズルの軸方向と直交する方向に間隔を空けて設けられ、先端側に前記堰き止め部が形成されたシールド板を有し、
   前記シールド板は、前記堰き止め部より先端側に前記ノズルを向く方向に屈曲した屈曲先端部を有する余剰溶射被膜除去装置。
4. Ｖ型に配置される複数のシリンダボアと、Ｖ型を構成する一対の前記シリンダボア毎に室内が隔壁で仕切られて複数の小室が形成されたクランク室とを有し、前記隔壁に設けられた連通孔を介して隣り合う前記小室が連通するよう構成された多気筒エンジンの前記クランク室の内面に付着した余剰溶射被膜を除去するための余剰溶射被膜除去装置であって、
   前記複数の小室のうち第１の小室に挿入され、前記第１の小室と連通する前記シリンダボアの軸方向に沿った方向に移動可能であり、高圧水を先端方向に噴射する回転自在なノズルと、
   前記複数の小室のうち前記第１の小室と隣り合う第２の小室に前記連通孔を臨むようにして挿入され、前記第２の小室と連通する前記一対のシリンダボアの各内面に溶射された溶射被膜を高圧水から保護する第１のシールドと、
   前記第１の小室と連通する前記一対のシリンダボアのうち前記ノズルが臨む一方のシリンダボアとは異なる他方のシリンダボアを臨むようにして前記第１の小室に挿入され、前記他方のシリンダボアの内面に溶射された溶射被膜を高圧水から保護する第２のシールドと、を備え、
   前記第１のシールドは、前記連通孔を臨む領域に、前記ノズルから噴射され前記連通孔を通過した高圧水を堰き止める第１の堰き止め部を有し、
   前記第２のシールドは、前記ノズルから噴射された高圧水を堰き止める第２の堰き止め部を有する余剰溶射被膜除去装置。
5. 請求項４において、
   前記ノズルを回転自在に支持する主軸台をさらに備え、
   前記第１のシールドおよび前記第２のシールドは前記主軸台に固定され、前記ノズルと一体で前記ノズルの軸方向へ移動する余剰溶射被膜除去装置。
6. 請求項４または５において、
   前記第１のシールドは、前記ノズルの軸方向と直交する方向に間隔を空けて設けられ、先端側に前記第１の堰き止め部が形成された第１のシールド板を有し、
   前記第２のシールドは、前記ノズルの軸方向と直交する方向に間隔を空けて、かつ前記第１のシールドから前記ノズルの回転方向に間隔を空けて設けられ、先端側に前記第２の堰き止め部が形成された第２のシールド板を有し、
   前記第２のシールド板は、前記エンジンの前後方向のうち、前記一方のシリンダボアから前記他方のシリンダボアに向かう方向の側方端部に、前記ノズルを向く方向に屈曲した屈曲側部を有し、前記一方のシリンダボアと前記他方のシリンダボアとの境目に配置される余剰溶射被膜除去装置。
7. 請求項１〜６の何れか１項において、
   前記ノズルの噴射角度は、前記ノズルの軸方向に直交する方向に対して先端方向に１０°以上２５°以下である余剰溶射被膜除去装置。
8. 直列にまたは水平対向に配置される複数のシリンダボアと、前記シリンダボア毎に室内が隔壁で仕切られて複数の小室が形成されたクランク室とを有し、前記隔壁に設けられた連通孔を介して隣り合う前記小室が連通するよう構成された多気筒エンジンの前記クランク室の内面に付着した余剰溶射被膜を除去するために、前記小室に挿入されて高圧水を先端方向に噴射するノズルと組み合わせて用いられるシールド板であって、
   前記シールド板は、前記連通孔の直径より大きな短辺と、前記ノズルの長さを超える長辺とを有する形状を成し、前記ノズルが挿入される小室と前記隔壁を介して隣り合う小室に挿入された状態において、前記ノズルから噴射され前記連通孔を通過した高圧水を堰き止めて、前記シリンダボアの内面に溶射された溶射被膜を高圧水から保護するシールド板。
9. Ｖ型に配置される複数のシリンダボアと、Ｖ型を構成する一対の前記シリンダボア毎に室内が隔壁で仕切られて複数の小室が形成されたクランク室とを有し、前記隔壁に設けられた連通孔を介して隣り合う前記小室が連通するよう構成された多気筒エンジンの前記クランク室の内面に付着した余剰溶射被膜を除去するために、前記小室に挿入されて高圧水を先端方向に噴射するノズルと組み合わせて用いられ、複数のシールド板を有するシールドユニットであって、
   前記複数のシールド板のうち１つである第１のシールド板は、前記連通孔の直径より大きな短辺と、前記ノズルの長さを超える長辺とを有する形状を成し、その先端部に前記ノズルから噴射された高圧水を堰き止める第１の堰き止め部を備え、
   前記複数のシールド板のうち他の１つである第２のシールド板は、前記ノズルが挿入される小室と連通する前記一対のシリンダボアのうち前記ノズルが臨む一方のシリンダボアとは異なる他方のシリンダボアの直径の３分の１以上、前記他方のシリンダボアの直径未満の短辺と、前記ノズルの長さを超える長辺とを有する形状を成し、その先端部に前記ノズルから噴射された高圧水を堰き止める第２の堰き止め部を備え、
   前記第１のシールド板は、前記ノズルが挿入される小室と前記隔壁を介して隣り合う小室に挿入された状態において、前記ノズルから噴射され前記連通孔を通過した高圧水を堰き止めて、前記隣り合う小室と連通する前記一対のシリンダボアの各内面に溶射された溶射被膜を高圧水から保護し、
   前記第２のシールド板は、前記ノズルが挿入される小室に前記他方のシリンダボアを臨むように挿入された状態において、前記ノズルから噴射された高圧水を堰き止めて、前記他方のシリンダボアの内面に溶射された溶射被膜を高圧水から保護するシールドユニット。