JPH06297331A - 金属表面にブラストする装置と方法 - Google Patents
金属表面にブラストする装置と方法Info
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- JPH06297331A JPH06297331A JP11661993A JP11661993A JPH06297331A JP H06297331 A JPH06297331 A JP H06297331A JP 11661993 A JP11661993 A JP 11661993A JP 11661993 A JP11661993 A JP 11661993A JP H06297331 A JPH06297331 A JP H06297331A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】アルミニウム合金のシリンダ−孔又は他の目的
物を、耐摩耗性材料をコ−トするような引続いての処理
のためのそのような孔又は他の目的物の表面を調整す
る。 【構成】少なくとも２万５千ポンド／立方インチ（２
５．０００ｐｓｉ）の圧力の極めて高圧の水ジェットで
表面をブラストする。ブラストのためのヘッド５には、
オリフィス６を放射状に設け、回転しつゝ往復動させ
る。
物を、耐摩耗性材料をコ−トするような引続いての処理
のためのそのような孔又は他の目的物の表面を調整す
る。 【構成】少なくとも２万５千ポンド／立方インチ（２
５．０００ｐｓｉ）の圧力の極めて高圧の水ジェットで
表面をブラストする。ブラストのためのヘッド５には、
オリフィス６を放射状に設け、回転しつゝ往復動させ
る。
Description
【０００１】本願発明はアルミニウムのエンジンブロッ
クのシリンダ−の壁に耐摩耗性コ−ティング材料をコ−
ティングするための準備にブラストする機器と方法に関
する。これは又広く他の製品の引続いての処理のための
ブラストする機器と方法にも関係する。
クのシリンダ−の壁に耐摩耗性コ−ティング材料をコ−
ティングするための準備にブラストする機器と方法に関
する。これは又広く他の製品の引続いての処理のための
ブラストする機器と方法にも関係する。
【０００２】近年アルミニウムのピストンとアルミニウ
ムのエンジンブロックが自動車のエンジンに用いられて
きたが、ピストンとシリンダ−壁の間の動きによる摩耗
と損傷が問題となった。１９９２年１月１４日発効され
た米国特許第５．０８０．０５６号はこの問題を開示し
これを解決するための努力が行われている。特許第５．
０８０．０５６号は比較的低シリコン含有量のアルミニ
ウム合金鋳物のエンジンブロックにおける耐摩耗耐損傷
ライナ−形成の方法を教えている。ここではアルミニウ
ム３１９合金のような適当する低シリコンアルミニウム
合金のエンジンブロック鋳物は容易にエンジンブロック
に鋳込まれ、アルミニウムとブロンズ合金組成は熱間ス
プレ−法によりアルミニウム鋳物のシリンダ−の孔の内
径にコ−トされることを開示している。この特許では熱
間スプレ−えされる組成がシリンダ−の孔にコ−トされ
る前に、熱間スプレ−されるコ−ティングがシリンダ−
の孔の壁に接着するように適当な状態とするため徹底的
に清浄化されグリ−スを取り去られることを開示してい
る。
ムのエンジンブロックが自動車のエンジンに用いられて
きたが、ピストンとシリンダ−壁の間の動きによる摩耗
と損傷が問題となった。１９９２年１月１４日発効され
た米国特許第５．０８０．０５６号はこの問題を開示し
これを解決するための努力が行われている。特許第５．
０８０．０５６号は比較的低シリコン含有量のアルミニ
ウム合金鋳物のエンジンブロックにおける耐摩耗耐損傷
ライナ−形成の方法を教えている。ここではアルミニウ
ム３１９合金のような適当する低シリコンアルミニウム
合金のエンジンブロック鋳物は容易にエンジンブロック
に鋳込まれ、アルミニウムとブロンズ合金組成は熱間ス
プレ−法によりアルミニウム鋳物のシリンダ−の孔の内
径にコ−トされることを開示している。この特許では熱
間スプレ−えされる組成がシリンダ−の孔にコ−トされ
る前に、熱間スプレ−されるコ−ティングがシリンダ−
の孔の壁に接着するように適当な状態とするため徹底的
に清浄化されグリ−スを取り去られることを開示してい
る。
【０００３】米国特許第５．０８０．０５６号の所有者
は本願の譲受人に接触し、熱間スプレ−される材料をコ
−トするため鋳物のシリンダ−の孔部分の表面を準備す
る機器を開発するよう依頼した。表面を準備するための
明らかな方法は、コ−ティングがよりしっかりと接着し
保たれるようにシリンダ−孔部分の表面をザラザラにす
る。ガラス、アルミニウムオキサイド、シリコンカ−バ
イド等の砕かれた小片のような荒砂を、乾燥状態又はス
ラリ−でブラストするこであると信ぜられていた。荒砂
をブラストすることを用いるとエンジンの研磨する汚染
部分又は荒砂を避けるために荒砂をエンジンブロックか
ら全部取り去ることを確かにすると云う問題を生ずる。
は本願の譲受人に接触し、熱間スプレ−される材料をコ
−トするため鋳物のシリンダ−の孔部分の表面を準備す
る機器を開発するよう依頼した。表面を準備するための
明らかな方法は、コ−ティングがよりしっかりと接着し
保たれるようにシリンダ−孔部分の表面をザラザラにす
る。ガラス、アルミニウムオキサイド、シリコンカ−バ
イド等の砕かれた小片のような荒砂を、乾燥状態又はス
ラリ−でブラストするこであると信ぜられていた。荒砂
をブラストすることを用いるとエンジンの研磨する汚染
部分又は荒砂を避けるために荒砂をエンジンブロックか
ら全部取り去ることを確かにすると云う問題を生ずる。
【０００４】更に荒砂そのものがエンジンブロック又は
シリンダ−孔表面そのものの割れ目の中に留ることもあ
り得るであろう。斯くして表面をザラザラにするために
荒砂又は研磨剤を使用すると荒砂が残りそうな全域を引
続いて清浄化する必要がありこれは時間のかか作業であ
る。又凡ての荒砂が完全に洗い去られたと云う保証もな
い。事実ブラスト作業の結果荒砂が含まれ得る領域から
凡ての荒砂が取除かれたことを保証することは実際上不
可能である。
シリンダ−孔表面そのものの割れ目の中に留ることもあ
り得るであろう。斯くして表面をザラザラにするために
荒砂又は研磨剤を使用すると荒砂が残りそうな全域を引
続いて清浄化する必要がありこれは時間のかか作業であ
る。又凡ての荒砂が完全に洗い去られたと云う保証もな
い。事実ブラスト作業の結果荒砂が含まれ得る領域から
凡ての荒砂が取除かれたことを保証することは実際上不
可能である。
【０００５】荒砂又は研磨剤のスラリ−を使用するとき
のもう１つの欠点は、荒砂又は研磨剤が処理される表面
をよごしさえすることがあり得ることで、多くの場合ザ
ラザラにされた表面はコ−ティングを保つのに適してい
るが、ザラザラにされた表面のより強化された引張り強
さが望まれる。本願発明の好ましい実施例に従うと、こ
れらの問題は当業者が考えるよりも経済的な方法で解決
される。
のもう１つの欠点は、荒砂又は研磨剤が処理される表面
をよごしさえすることがあり得ることで、多くの場合ザ
ラザラにされた表面はコ−ティングを保つのに適してい
るが、ザラザラにされた表面のより強化された引張り強
さが望まれる。本願発明の好ましい実施例に従うと、こ
れらの問題は当業者が考えるよりも経済的な方法で解決
される。
【０００６】本願発明によればブラストする媒体として
実質的に純粋な水が用いられる。純粋な水と云う言葉は
荒砂とか本質的に他のものは何も水に加えられていない
ことを意味する。更に高圧のポンプを用いこのポンプは
１平方インチ当り２万５千ポンド（２５．０００ｐｓ
ｉ）の圧力で非常に小さいオリフィスを通して水を噴射
しシリンダ−の孔の表面に向けた水のジェットを作り出
す。水のジェットは２５．０００ｐｓｉから６０．００
０ｐｓｉの間の圧力をもち、好ましくは約５万ポンド／
平方インチ（５０．０００ｐｓｉ）で特に特許第５．０
８０．０５６に開示されたコ−ティングのためにアルミ
ニウム３１９の合金を準備するのに最善の結果をもたら
す。
実質的に純粋な水が用いられる。純粋な水と云う言葉は
荒砂とか本質的に他のものは何も水に加えられていない
ことを意味する。更に高圧のポンプを用いこのポンプは
１平方インチ当り２万５千ポンド（２５．０００ｐｓ
ｉ）の圧力で非常に小さいオリフィスを通して水を噴射
しシリンダ−の孔の表面に向けた水のジェットを作り出
す。水のジェットは２５．０００ｐｓｉから６０．００
０ｐｓｉの間の圧力をもち、好ましくは約５万ポンド／
平方インチ（５０．０００ｐｓｉ）で特に特許第５．０
８０．０５６に開示されたコ−ティングのためにアルミ
ニウム３１９の合金を準備するのに最善の結果をもたら
す。
【０００７】水のジェットはアルミニウムのシリンダ−
の孔の表面をザラザラにすると同時にこれを清浄にする
ことが発見された。水の。ジェットは熱間スプレ−され
た組成が接着する表面領域を増加させるよう表面をザラ
ザラにするばかりでなく、公知の技術に較べてコ−ティ
ングにすぐれた接着力を与える受け口を形成するように
金属の割れ目である極小構造の穴をアタックする。斯く
して本願発明により表面に前から存在した汚染材料を何
等残すことなく除去するよう表面を清浄にし、コ−ティ
ングに対してすぐれた接着力を与えるよう表面をエッチ
ングし、それ自身の有害な残留物を残さない。
の孔の表面をザラザラにすると同時にこれを清浄にする
ことが発見された。水の。ジェットは熱間スプレ−され
た組成が接着する表面領域を増加させるよう表面をザラ
ザラにするばかりでなく、公知の技術に較べてコ−ティ
ングにすぐれた接着力を与える受け口を形成するように
金属の割れ目である極小構造の穴をアタックする。斯く
して本願発明により表面に前から存在した汚染材料を何
等残すことなく除去するよう表面を清浄にし、コ−ティ
ングに対してすぐれた接着力を与えるよう表面をエッチ
ングし、それ自身の有害な残留物を残さない。
【０００８】本願発明の機器及び方法のより詳細な記述
は以下に述べる。これら及び其の他の本願発明の目的及
び利点は添付された図面に関連して述べられた時特に明
らかとなるであろう。
は以下に述べる。これら及び其の他の本願発明の目的及
び利点は添付された図面に関連して述べられた時特に明
らかとなるであろう。
【０００９】図１、２及び６は本願発明の機器と方法を
開示している。図１及び２は４つのシリンダ−室２をも
つ鋳物のアルミニウムエンジン１の概略図を開示し、こ
の中の１つはシリンダ−の壁３を開示するため表層部を
切取ってある。エンジンブロック１はアルミニウム３１
９合金のような適当するアルミニウム合金の鋳物であ
り、これはエンジンブロックのような複雑な構造を容易
に鋳込むことのできる合金としてよく知られている。ア
ルミニウム３１９合金は米国金属協会の金属ハンドブッ
ク第８版の中に規定された組成と特性を有する低シリコ
ンのアルミニウム合金である。これは重量で９０．２％
アルミニウム、６．３シリコン、及び３．５％銅を含む
のみでなく、これはブリネル７０−９５の表面硬度をも
つ可鍛のダクタイル金属である。３１９アルミニウム合
金は容易にエンジンブロックに鋳込まれ且つ本願発明の
目的と利点を生み出すための方法と機器によって処理さ
れるので我々が馴れている唯一の金属であるが、他の可
鍛のダクタイル金属も我々の方法によって同じ目的と利
点を生むために処理されることができると信じられる。
正しく表面を処理するために我々の発明に必要な基準は
ブリネル硬度で約５０−１００度の間の硬度を有する金
属を必要とする。
開示している。図１及び２は４つのシリンダ−室２をも
つ鋳物のアルミニウムエンジン１の概略図を開示し、こ
の中の１つはシリンダ−の壁３を開示するため表層部を
切取ってある。エンジンブロック１はアルミニウム３１
９合金のような適当するアルミニウム合金の鋳物であ
り、これはエンジンブロックのような複雑な構造を容易
に鋳込むことのできる合金としてよく知られている。ア
ルミニウム３１９合金は米国金属協会の金属ハンドブッ
ク第８版の中に規定された組成と特性を有する低シリコ
ンのアルミニウム合金である。これは重量で９０．２％
アルミニウム、６．３シリコン、及び３．５％銅を含む
のみでなく、これはブリネル７０−９５の表面硬度をも
つ可鍛のダクタイル金属である。３１９アルミニウム合
金は容易にエンジンブロックに鋳込まれ且つ本願発明の
目的と利点を生み出すための方法と機器によって処理さ
れるので我々が馴れている唯一の金属であるが、他の可
鍛のダクタイル金属も我々の方法によって同じ目的と利
点を生むために処理されることができると信じられる。
正しく表面を処理するために我々の発明に必要な基準は
ブリネル硬度で約５０−１００度の間の硬度を有する金
属を必要とする。
【００１０】これらの合金は、９５．９６％亜鉛、４％
のアルミニウム、０．０４％マグネシウムの組成とブリ
ネル硬度８２度をもつ亜鉛合金ＡＧ４０Ａ；９９％亜鉛
と１％銅の組成とブリネル硬度６０度をもつ銅により硬
化されたロ−ルされた亜鉛；９８．９９％亜鉛、１％銅
及び０．０１０％マグネシウムの組成とブリネル硬度８
０度の組成をもつロ−ルされた亜鉛合金；８９．９％マ
グネシウム、１０％アルミニウム、及び０．１％マンガ
ンの組成でブリネル硬度５２−６９度をもつマグネシウ
ム合金ＡＭ１００Ａ；９０−９８％マグネシウム、６％
アルミニウム。３％亜鉛及び０．２％マンガンの組成で
ブリネル硬度５０−７３度をもつマグネシウム合金ＡＺ
６３Ａ；８８．９％マグネシウム、９％アルミニウム、
２％亜鉛及び０．１％マンガンの組成でブリネル硬度６
３−８１度もつマグネシウム合金ＡＺ９２Ａ；９５．８
％マグネシウム、３％アルミニウム、１％亜鉛及び０．
２％マンガンの組成でブリネル硬度４９−７３度をもつ
マグネシウム合金ＡＺ３１Ｂである。この方法と機器は
上に記載した其の他の合金を正しく処理すると信ずる
が、この中で唯テストされた組成は３１９アルミニウム
合金である。
のアルミニウム、０．０４％マグネシウムの組成とブリ
ネル硬度８２度をもつ亜鉛合金ＡＧ４０Ａ；９９％亜鉛
と１％銅の組成とブリネル硬度６０度をもつ銅により硬
化されたロ−ルされた亜鉛；９８．９９％亜鉛、１％銅
及び０．０１０％マグネシウムの組成とブリネル硬度８
０度の組成をもつロ−ルされた亜鉛合金；８９．９％マ
グネシウム、１０％アルミニウム、及び０．１％マンガ
ンの組成でブリネル硬度５２−６９度をもつマグネシウ
ム合金ＡＭ１００Ａ；９０−９８％マグネシウム、６％
アルミニウム。３％亜鉛及び０．２％マンガンの組成で
ブリネル硬度５０−７３度をもつマグネシウム合金ＡＺ
６３Ａ；８８．９％マグネシウム、９％アルミニウム、
２％亜鉛及び０．１％マンガンの組成でブリネル硬度６
３−８１度もつマグネシウム合金ＡＺ９２Ａ；９５．８
％マグネシウム、３％アルミニウム、１％亜鉛及び０．
２％マンガンの組成でブリネル硬度４９−７３度をもつ
マグネシウム合金ＡＺ３１Ｂである。この方法と機器は
上に記載した其の他の合金を正しく処理すると信ずる
が、この中で唯テストされた組成は３１９アルミニウム
合金である。
【００１１】図１及び２に簡単に開示されているよう
に、水は回転するコンヂット４を通って、その円筒状の
ヘッド５に高圧で供給される。ヘッド５は複数のオリフ
イス６を有するが、これらは非常に小さい径、好ましく
は０．００５インチ及び０．００６インチの間のものを
もつ。コンヂット４を強制的に通過されオリフイス６か
ら出る水の圧力は少なくとも１平方イント当り２万５千
ポンド（２５．０００ｐｓｉ）及び６万ポンド（６０．
０００ｐｓｉ）又はそれ以上もの圧力をもつ。水ジェッ
ト７の好ましい圧力は約１平方インチ当り５万ポンド
（５０．０００ｐｓｉ）である。コンジット４とヘッド
が回転するとき、水ジェットが処理される表面８を打つ
ように上下に動かされる。
に、水は回転するコンヂット４を通って、その円筒状の
ヘッド５に高圧で供給される。ヘッド５は複数のオリフ
イス６を有するが、これらは非常に小さい径、好ましく
は０．００５インチ及び０．００６インチの間のものを
もつ。コンヂット４を強制的に通過されオリフイス６か
ら出る水の圧力は少なくとも１平方イント当り２万５千
ポンド（２５．０００ｐｓｉ）及び６万ポンド（６０．
０００ｐｓｉ）又はそれ以上もの圧力をもつ。水ジェッ
ト７の好ましい圧力は約１平方インチ当り５万ポンド
（５０．０００ｐｓｉ）である。コンジット４とヘッド
が回転するとき、水ジェットが処理される表面８を打つ
ように上下に動かされる。
【００１２】３１９アルミニウムシリンダ−の穴の表面
処理において、５００−１５００ｒ．ｐ．ｍ．の回転速
度で毎分５．０インチの率のヘッドの横の動きをもつも
のが、１回約５．５インチのパスで２度のパスが行われ
るならば満足な結果を生むことが判明した。ヘッドの端
からシリンダ−の穴の壁迄の距離である理想的な離間距
離は２分の１インチから１インチである。明らかに離間
距離、回転速度、横移動の率の変数は、処理される金
属、希望される果敢な表面の程度、水ジェットの圧力に
よって変化する。より大きい水ジェットの圧力及び／又
は処理の時間の増加はより果敢な表面を生む。
処理において、５００−１５００ｒ．ｐ．ｍ．の回転速
度で毎分５．０インチの率のヘッドの横の動きをもつも
のが、１回約５．５インチのパスで２度のパスが行われ
るならば満足な結果を生むことが判明した。ヘッドの端
からシリンダ−の穴の壁迄の距離である理想的な離間距
離は２分の１インチから１インチである。明らかに離間
距離、回転速度、横移動の率の変数は、処理される金
属、希望される果敢な表面の程度、水ジェットの圧力に
よって変化する。より大きい水ジェットの圧力及び／又
は処理の時間の増加はより果敢な表面を生む。
【００１３】表面８が上述したように処理され準備され
た後、表面８又はその１部は特許第５．０８０．０５６
号に記述された方法によってコ−トされる。簡単に云え
ば、アルミニウム−ブロンズ合金がワイヤ−１６の形成
でコ−ティングヘッドの中心に供給され、これはスプ−
ルの上に設けられている。市販されている熱間スプレ−
ガン装置がシリンダ−をコ−トするために用いられる。
このことは高速の酸素−燃料の熱間スプレ−法を用いる
ことにより達成される。
た後、表面８又はその１部は特許第５．０８０．０５６
号に記述された方法によってコ−トされる。簡単に云え
ば、アルミニウム−ブロンズ合金がワイヤ−１６の形成
でコ−ティングヘッドの中心に供給され、これはスプ−
ルの上に設けられている。市販されている熱間スプレ−
ガン装置がシリンダ−をコ−トするために用いられる。
このことは高速の酸素−燃料の熱間スプレ−法を用いる
ことにより達成される。
【００１４】プロピレンと酸素の燃燒混合物（ＨＶＯ
Ｆ）が超音速の速さで流れてコ−ティングヘッド１７の
中心を下って導入され、コ−ティングヘッド１７のティ
ップの内側で高電圧低電流の電気のスパ−ク（示されて
いない）を用いて点火される。一旦点火されると炎は自
足する。アルミニウム−ブロンズ合金は融かされヘッド
１７の高速のガスによってスプレ−として吹きとばさ
れ、シリンダ−壁３の内部の壁８の上に沈積される。金
属スプレ−ガン装置は自動的にコ−ティングヘッド１７
をワイヤ−１６のまわりに回転し、ヘッドをシリンダ−
壁の軸の上下に動かすことによってシリンダ−壁表面８
に対して融けたワイヤ−材料の飛沫１８を向ける。
Ｆ）が超音速の速さで流れてコ−ティングヘッド１７の
中心を下って導入され、コ−ティングヘッド１７のティ
ップの内側で高電圧低電流の電気のスパ−ク（示されて
いない）を用いて点火される。一旦点火されると炎は自
足する。アルミニウム−ブロンズ合金は融かされヘッド
１７の高速のガスによってスプレ−として吹きとばさ
れ、シリンダ−壁３の内部の壁８の上に沈積される。金
属スプレ−ガン装置は自動的にコ−ティングヘッド１７
をワイヤ−１６のまわりに回転し、ヘッドをシリンダ−
壁の軸の上下に動かすことによってシリンダ−壁表面８
に対して融けたワイヤ−材料の飛沫１８を向ける。
【００１５】図７は図１及び２に関連して記述された動
きを生むためのロボット機構を開示している。図７にお
いて、図番４は図１及び２に開示されたようにコンヂッ
ト４を示す。これは回転ランス駆動機構１０によって回
転される。モ−タ−１１はコンヂット４とシリンダ−ヘ
ッド５が取付けられて一緒に回転できるランス１２を駆
動する。ユニット１０は水のコンヂット１３が接続され
ている１つの側から伸びる通路部材を含む。超高圧水強
化装置として知られルタイプの高圧ポンプ１４はフロ−
システムズ インタ−ナショナル社によりモデル１２
ＸＴとして市販されて居り、高圧水を回転するコンヂッ
ト４とシリンダ−ヘッド５に供給するためコンヂット１
３に接続される。
きを生むためのロボット機構を開示している。図７にお
いて、図番４は図１及び２に開示されたようにコンヂッ
ト４を示す。これは回転ランス駆動機構１０によって回
転される。モ−タ−１１はコンヂット４とシリンダ−ヘ
ッド５が取付けられて一緒に回転できるランス１２を駆
動する。ユニット１０は水のコンヂット１３が接続され
ている１つの側から伸びる通路部材を含む。超高圧水強
化装置として知られルタイプの高圧ポンプ１４はフロ−
システムズ インタ−ナショナル社によりモデル１２
ＸＴとして市販されて居り、高圧水を回転するコンヂッ
ト４とシリンダ−ヘッド５に供給するためコンヂット１
３に接続される。
【００１６】ユニット１０はマスト組立２０の底の端に
固定され、このマスト組立２０は室２１の屋根を通って
上方に伸び、矢印２２によって示されているように上下
に動くようになっている。このことはハウジング２４の
中に位置するスクリュ−２３に接続されたマストによっ
て達成される。スクリュ−２３はモ−タ−２４によって
回転される。このマストの垂直上下方向の作動は、１９
９１年１１月２６日“５つの近接ロボット”と題する譲
受人の共にペンディングの特許第５．０６７．２８５号
の開示されたものと類似している。
固定され、このマスト組立２０は室２１の屋根を通って
上方に伸び、矢印２２によって示されているように上下
に動くようになっている。このことはハウジング２４の
中に位置するスクリュ−２３に接続されたマストによっ
て達成される。スクリュ−２３はモ−タ−２４によって
回転される。このマストの垂直上下方向の作動は、１９
９１年１１月２６日“５つの近接ロボット”と題する譲
受人の共にペンディングの特許第５．０６７．２８５号
の開示されたものと類似している。
【００１７】コンヂット４と円筒状ヘッド５の横の位置
が一旦確立されると、１つのシリンダ−の処理の間にこ
のような横の位置を変更する必要はないが、図１及び図
７に開示されたように１つのヘッド５が色々なシリンダ
−の処理に利用されるときには、全体のユニット１０と
マスト２０を図７に開示されたように、右から左へ横に
動かすことがのぞましい。この目的のために、スクリュ
−３２上を動くように取付けられたナット３１に取付け
られて可動台部３０が設けられている。スクリュ−３２
はこのスクリュ−３２が回転するとナット３１と可動台
部３０を動かすようにモ−タによって作動される。この
タイプの機器の実例は１９９１年１１月２６日発効の本
願発明の譲受人によって所有される米国特許第５．０６
７．２８５号に開示されている。このような特許の開示
は又参考例としてこの文書の中に組込まれている。
が一旦確立されると、１つのシリンダ−の処理の間にこ
のような横の位置を変更する必要はないが、図１及び図
７に開示されたように１つのヘッド５が色々なシリンダ
−の処理に利用されるときには、全体のユニット１０と
マスト２０を図７に開示されたように、右から左へ横に
動かすことがのぞましい。この目的のために、スクリュ
−３２上を動くように取付けられたナット３１に取付け
られて可動台部３０が設けられている。スクリュ−３２
はこのスクリュ−３２が回転するとナット３１と可動台
部３０を動かすようにモ−タによって作動される。この
タイプの機器の実例は１９９１年１１月２６日発効の本
願発明の譲受人によって所有される米国特許第５．０６
７．２８５号に開示されている。このような特許の開示
は又参考例としてこの文書の中に組込まれている。
【００１８】図４ａ、４ｂ及び４ｃは本願の方法及び機
器によって得られた特別な結果を例示している。図４ａ
はシリンダ−２の中の１つの表面８の非常に小さい部分
のような表面を開示している。これは特許第５．０８
０．０５６号で開示されたようにして準備された比較的
円滑な表面を開示している。図４ｂは我々の方法により
我々の装置をもって処理された後の表面８を開示してい
る。高圧の水ジェットが事実表面を侵食したことが注目
されるであろう。これはガラスの粒子のような荒砂で起
し得るように表面の中に切りこまれていないが実際上侵
食されて９ａ、９ｂ及び９ｃの受け口部分を形成され
る。
器によって得られた特別な結果を例示している。図４ａ
はシリンダ−２の中の１つの表面８の非常に小さい部分
のような表面を開示している。これは特許第５．０８
０．０５６号で開示されたようにして準備された比較的
円滑な表面を開示している。図４ｂは我々の方法により
我々の装置をもって処理された後の表面８を開示してい
る。高圧の水ジェットが事実表面を侵食したことが注目
されるであろう。これはガラスの粒子のような荒砂で起
し得るように表面の中に切りこまれていないが実際上侵
食されて９ａ、９ｂ及び９ｃの受け口部分を形成され
る。
【００１９】ある種の金属構造は表面の侵食に曝されて
受け口の表面を残す多孔性をもっている。表面の中に受
け口を追加するこよにより表面の接着特性を向上させ
る。又侵食は表面積を大巾に増加させる。従って我々の
方法と装置による処理の後の不規則な表面８の構造はす
ぐれた接着力を与える。これは受４ｃによって図示され
この図４ｃは増加された表面積特に受け口９ａ、９ｂ、
９ｃ、及び特に示されていない他のものによって保持さ
れ取付けられているコ−ティング４０を開示している。
受け口の表面を残す多孔性をもっている。表面の中に受
け口を追加するこよにより表面の接着特性を向上させ
る。又侵食は表面積を大巾に増加させる。従って我々の
方法と装置による処理の後の不規則な表面８の構造はす
ぐれた接着力を与える。これは受４ｃによって図示され
この図４ｃは増加された表面積特に受け口９ａ、９ｂ、
９ｃ、及び特に示されていない他のものによって保持さ
れ取付けられているコ−ティング４０を開示している。
【００２０】アルミニウムエンジンブロックの円筒形の
壁を極めて高圧の水のジェットに曝すことによって壁を
処理するこの方法よ機器を考えついた時に、我々の方法
と機器は平らな金属片又は他の形のものにも利用され得
ると考えた。特に上記に参照されたアルミニウム３１９
合金の硬度に似た表面硬度をもつ可鍛ダクタイル金属に
は利用できるものと考えられた。図５及び６はこのよう
な表面を処理するための機器の概略を開示する。
壁を極めて高圧の水のジェットに曝すことによって壁を
処理するこの方法よ機器を考えついた時に、我々の方法
と機器は平らな金属片又は他の形のものにも利用され得
ると考えた。特に上記に参照されたアルミニウム３１９
合金の硬度に似た表面硬度をもつ可鍛ダクタイル金属に
は利用できるものと考えられた。図５及び６はこのよう
な表面を処理するための機器の概略を開示する。
【００２１】図５は円筒形ヘッド１０５に接続されたチ
ュ−ブ状水コンヂット１０４を開示している。ヘッドは
図１及び２のオリフィス６と同じ寸法の複数のオリフィ
ス１０６はシリンダ−１０５の底の表面上に位置する。
斯くしてジェット１０７は表面１０８の上に下向きに配
置されており、円筒形ヘッド１０５の底との間の間隔は
約１インチから２分の１インチである。コンヂット１０
４とヘッド１０５の回転速度、水ジェット１０７の圧力
及び離間距離即ちヘッド１０５の底面と表面１０８の間
の距離は、凡て上述したように多くの場合に対応してこ
れらのパラメ−タ−は変化することができるが、好まし
くは図１及び２に関して前に開示されたものと同様であ
ると了解されるべきである。
ュ−ブ状水コンヂット１０４を開示している。ヘッドは
図１及び２のオリフィス６と同じ寸法の複数のオリフィ
ス１０６はシリンダ−１０５の底の表面上に位置する。
斯くしてジェット１０７は表面１０８の上に下向きに配
置されており、円筒形ヘッド１０５の底との間の間隔は
約１インチから２分の１インチである。コンヂット１０
４とヘッド１０５の回転速度、水ジェット１０７の圧力
及び離間距離即ちヘッド１０５の底面と表面１０８の間
の距離は、凡て上述したように多くの場合に対応してこ
れらのパラメ−タ−は変化することができるが、好まし
くは図１及び２に関して前に開示されたものと同様であ
ると了解されるべきである。
【００２２】コンヂット１０４とヘッド１０５は図７に
開示されたような装置によって動かされる。斯くしてコ
ンヂット１０４はランス１２に取付けられエンジンブロ
ック１の代りに作業片１００が置き換えられる。上にあ
げられた図１及び２に関する凡ての利点は、図５及び６
の作業片１００のような平ら又は輪郭をもったものに適
用されたときにも又我々の発明によって得られるもので
ある。
開示されたような装置によって動かされる。斯くしてコ
ンヂット１０４はランス１２に取付けられエンジンブロ
ック１の代りに作業片１００が置き換えられる。上にあ
げられた図１及び２に関する凡ての利点は、図５及び６
の作業片１００のような平ら又は輪郭をもったものに適
用されたときにも又我々の発明によって得られるもので
ある。
【００２３】ここ迄本願発明を記述したが、ここに好ま
しい実施例が開示されたが他の改造及び実施例も又本発
明の精神から離れることなく利用され得ることを了解さ
れるべきものである。従って本願発明はここに例示した
実施例のみに限定されるべきではない。
しい実施例が開示されたが他の改造及び実施例も又本発
明の精神から離れることなく利用され得ることを了解さ
れるべきものである。従って本願発明はここに例示した
実施例のみに限定されるべきではない。
【図１】４シリンダ−のアルミニウム鋳物のエンジンブ
ロックでシリンダ−の中に本発明の装置の主要部分をも
つものを本願発明を例示するように、表層部を切り取っ
て内部を見せる透視画法の概略図である。
ロックでシリンダ−の中に本発明の装置の主要部分をも
つものを本願発明を例示するように、表層部を切り取っ
て内部を見せる透視画法の概略図である。
【図２】本発明の装置の主要部分をその中に含み、更に
本発明を例示する、シリンダ−の表層部を切り取って内
部を見せる透視図である。
本発明を例示する、シリンダ−の表層部を切り取って内
部を見せる透視図である。
【図３】図２及び３に示されたように、本発明によって
事前に準備されたシリンダ−の内部表面に、熱間スプレ
−されるコ−ティングの段階を示す、シリンダ−の表層
部を切り取って内部を見せる透視図である。
事前に準備されたシリンダ−の内部表面に、熱間スプレ
−されるコ−ティングの段階を示す、シリンダ−の表層
部を切り取って内部を見せる透視図である。
【図４】本願発明に従って処理されその後コ−トされた
金属表面の引続いて起る状態を例示する；図４ａは未処
理の表面を示す；図４ｂは本発明の方法及び装置によっ
て処理された後の表面を示し図４ｃはコ−トされた表面
を開示する。
金属表面の引続いて起る状態を例示する；図４ａは未処
理の表面を示す；図４ｂは本発明の方法及び装置によっ
て処理された後の表面を示し図４ｃはコ−トされた表面
を開示する。
【図５】本発明が円筒状表面でなく平らな表面の処理に
用いられるときの本発明のもう１つの実施例を開示す
る。
用いられるときの本発明のもう１つの実施例を開示す
る。
【図６】本発明が円筒状表面でなく平らな表面の処理に
用いられるときの本発明のもう１つの実施例を開示す
る。
用いられるときの本発明のもう１つの実施例を開示す
る。
【図７】図１、２、３及び５に開示された２つの回転す
るヘッドの何れかを動かす装置を開示する。
るヘッドの何れかを動かす装置を開示する。
１ エンジンブロック ２ シリンダ−室 ３ シリンダ−壁 ４ 回転コンヂット ５ ヘッド ６ オリフィス ７ 水ジェット ８ 表面 ９ａ 受け口部分 ９ｂ 受け口部分 ９ｃ 受け口部分 １０ ランス駆動機構 １１ モ−タ− １２ ランス １３ 水コンヂット １４ 高圧ポンプ １６ ワイヤ− １７ コ−ティングヘッド １８ 飛沫 ２０ マスト組立 ２１ 室の屋根 ２２ 矢印 ２３ スクリュ− ２４ ハウジング ２４ モ−タ− ３０ 可動台部 ３１ ナット ３２ スクリュ− ３３ モ−タ− ４０ コ−ティング １００ 作業片 １０４ コンヂット １０５ ヘッド １０６ オリフィス １０７ ジェット １０８ 表面
Claims (33)
- 【請求項１】 耐摩耗性コ−ティングをコ−トするため
エンジンブロックのシリンダ−の壁部分の表面を準備す
るための装置において：接着特性を増加するように不規
則な表面を与えるため、当該シリンダ−の壁部分の表面
を清浄にし且つ侵食するに十分な高い圧力をもつ水のジ
ェットを発生する手段と；増加した接着特性をもつ当該
不規則表面を与えるため当該表面を清浄にし且つ侵食す
るように当該ジェットを当該シリンダ−の壁部分の当該
表面に対して向けるための手段とを含むことを特徴とす
る装置。 - 【請求項２】 請求項１の装置において、当該ジェット
の圧力は当該表面を侵食しこれに受け口部分を与えるよ
うに２５．０００ｐｓｉと６０．０００ｐｓｉの間にあ
ることを特徴とする装置。 - 【請求項３】 請求項１の装置において、当該ジェット
の圧力は約５０．０００ｐｓｉであることを特徴とする
装置。 - 【請求項４】 請求項１の装置において、ジェットの方
向をきめる手段は軸のまわりを回転できる回転部材であ
って、当該シリンダ−壁部分の表面に対して、当該軸か
ら実質的に放射状外方向にジェットを向ける手段をもつ
ことを特徴とする装置。 - 【請求項５】 請求項１の装置において、当該ジェット
を発生する手段は、実質的に０．００５インチから０．
００６インチの直径を有するジェットノズルを通って水
を押出す高圧ポンプを含むことを特徴とする装置。 - 【請求項６】 請求項４の装置において、ジェットの方
向をきめる手段は軸のまわりを回転できる回転部材であ
って、シリンダ−の内壁表面を形成する金属に対して、
当該軸から実質的に放射状外方向にジェットを向ける手
段と；当該部材と当該表面の間の実質的に当該軸に沿っ
た方向に相対的な運動を起させる手段とをもつことを特
徴とする装置。 - 【請求項７】 引続いての処理のため金属表面を用意す
る装置において：少なくとも２５．０００ｐｓｉの圧力
をもつ水のジェットを発生する手段と；当該ジェットを
コ−ト用に用意される金属表面に対して向ける手段とを
含むことを特徴とする装置。 - 【請求項８】 請求項７の装置において、当該ジェット
の圧力は２５．０００ｐｓｉと６０．０００ｐｓｉの間
であることを特徴とする装置。 - 【請求項９】 請求項７の装置において、ジェットの方
向をきめる手段は、軸のまわりを回転できる回転部材で
あって、シリンダ−の内壁表面を形成する金属に対し
て、当該軸から実質的に放射状外方向にジェットを向け
る手段と；当該部材と当該表面の間の実質的に当該軸に
沿った方向に相対的な運動を起させる手段とを持つこと
を特徴とする装置。 - 【請求項１０】 請求項７の装置において、ジェットの
方向をきめる手段は、軸のまわりを回転できる回転部材
であって、金属の表面に対して当該軸に実質的に平行な
方向にジェットを向ける手段と；当該回転部材と金属表
面の間に実質的に当該軸に垂直な方向に相対的な運動を
起させる手段とをもつことを特徴とする装置。 - 【請求項１１】 請求項７の装置において、当該ジェッ
トを発生する手段は実質的に０．００５インチから０．
００６インチの直径をもつジェットノズルを通って水を
押し出す高圧ポンプを含むことを特徴とする装置。 - 【請求項１２】 請求項７の装置において、当該ジェッ
トの圧力は２５．０００ｐｓｉと６０．０００ｐｓｉの
間にあることを特徴とする装置。 - 【請求項１３】 請求項１２の装置において、当該ジェ
ットの圧力は約５０．０００ｐｓｉであることを特徴と
する装置。 - 【請求項１４】 耐摩耗性コ−ティングをコ−トするた
めにエンジンブロックの円筒形壁部分の表面を調整する
方法において：接着特性を増加させるように不規則表面
を与えるため、当該シリンダ−壁部分の表面を清浄にし
侵食するのに十分なだけ高い圧力をもつ水のジェットを
発生させる段階と；増加された接着特性をもつ当該不規
則表面を与えるように当該表面を清浄にし侵食するた
め、当該ジェットを当該シリンダ−壁部分当該表面に対
して向ける手段とを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１５】 請求項１４の方法において、発生され
たジェットの圧力は当該表面を侵食しその受け口を与え
るように２５．０００ｐｓｉと６０．０００ｐｓｉの間
にあることを特徴とする方法。 - 【請求項１６】 請求項１４の方法において、当該壁部
分の表面は可鍛ダクタイル軽金属から作られていること
を特徴とする方法。 - 【請求項１７】 請求項１６の方法において、当該金属
は約５０と１００の間のブリネル表面硬度を有すること
を特徴とする方法。 - 【請求項１８】 請求項１７の方法において、金属は約
７０と９５の間のブリネル表面硬度を有することを特徴
とする方法。 - 【請求項１９】 請求項１８の方法において、金属はア
ルミニウム合金であることを特徴とする方法。 - 【請求項２０】 エンジンブロックのシリンダ−壁部分
の表面に耐摩耗性コ−ティング材料をコ−トする方法に
おいて：接着特性を増加させるように不規則表面を与え
るため、当該シリンダ−壁部分の表面を清浄にし侵食す
るのに十分なだけ高い圧力をもつ水のジェットを発生さ
せる段階と；当該表面を清浄にし侵食することにより受
け口を与え、当該耐摩耗性コ−ティングをコ−トするた
め当該表面を準備するように当該シリンダ−壁部分の当
該表面に対してジェットを向ける段階と；耐摩耗性コ−
ティング材料を準備する段階と；当該耐摩耗性コ−ティ
ング材料を当該表面にコ−トする段階とを含むことを特
徴とする方法。 - 【請求項２１】 請求項２０の方法において、当該コ−
ティングを塗る段階は熱間スプレ−によることを特徴と
する方法。 - 【請求項２２】 請求項２０の方法において、当該壁部
分の表面は可鍛軽金属で作られていることを特徴とする
方法。 - 【請求項２３】 請求項２２の方法において、当該金属
は約５０と１００の間のブリネル表面硬度をもつことを
特徴とする方法。 - 【請求項２４】 請求項２３の方法において、金属は約
７０と９５の間のブリネル表面硬度をもつことを特徴と
する方法。 - 【請求項２５】 請求項２１の方法において、発生され
るジェットの圧力は当該表面を侵食してその受け口部分
を与えるように２５．０００ｐｓｉと６０．０００ｐｓ
ｉの間にあることを特徴とする方法。 - 【請求項２６】 請求項２５の方法において、当該ジェ
ットの圧力は約５０．０００ｐｓｉであることを特徴と
する方法。 - 【請求項２７】 金属表面を引続いての処理のために調
整する方法において： 少なくとも２５．０００ｐｓｉ
の圧力をもつ水ジェットを発生する段階と；当該ジェッ
トを当該表面に対して向ける段階とを含むことを特徴と
する方法。 - 【請求項２８】 請求項２７の方法において、発生され
るジェットの圧力は２５．０００ｐｓｉと６０．０００
ｐｓｉの間にあることを特徴とする方法。 - 【請求項２９】 請求項２８の方法において、発生され
るジェットの圧力は約５０．０００ｐｓｉであることを
特徴とする方法。 - 【請求項３０】 請求項２８の方法において、当該金属
表面は可鍛ダクタイル軽金属で作られていることを特徴
とする方法。 - 【請求項３１】 請求項３０の方法において、当該金属
は約５０と１００の間のブリネル表面硬度をもつことを
特徴とする方法。 - 【請求項３２】 請求項３１の方法において、金属は約
７０と９５の間のブリネル表面硬度をもつことを特徴と
する方法。 - 【請求項３３】 請求項３２の方法において、金属はア
ルミニウム合金であることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US87528092A | 1992-04-28 | 1992-04-28 | |
| US07/875280 | 1992-04-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06297331A true JPH06297331A (ja) | 1994-10-25 |
| JP2586986B2 JP2586986B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=25365519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5116619A Expired - Lifetime JP2586986B2 (ja) | 1992-04-28 | 1993-04-21 | 金属表面にブラストする装置と方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0568315B1 (ja) |
| JP (1) | JP2586986B2 (ja) |
| CA (1) | CA2094954C (ja) |
| DE (1) | DE69311626T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2003181619A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-07-02 | Daimler Chrysler Ag | 鋳造によって金属半製品を鋳込む方法 |
| JP2003260559A (ja) * | 2002-03-08 | 2003-09-16 | Toyota Motor Corp | シリンダブロックの製造方法 |
| US8209831B2 (en) | 2006-02-02 | 2012-07-03 | Daimler Ag | Surface conditioning for thermal spray layers |
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| DE102009049323B4 (de) | 2009-10-14 | 2011-11-10 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verbrennungsmotor mit einem Kurbelgehäuse sowie Verfahren zur Herstellung eines Kurbelgehäuses |
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1993
- 1993-04-21 JP JP5116619A patent/JP2586986B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-27 EP EP19930303275 patent/EP0568315B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-27 CA CA 2094954 patent/CA2094954C/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-27 DE DE1993611626 patent/DE69311626T2/de not_active Expired - Lifetime
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| CA2094954C (en) | 1999-12-14 |
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