JPS619566A - 有底円筒体への線爆溶射法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、有底円筒体の内周面への線爆溶射を行なう線
爆溶射法に関する。

（従来技術） 有底円筒体（例えば内燃ｌｉＩ関のシリンダヘッド一体
形シリンダ）の内周面に線爆溶射を行なう場合には、有
底円筒体自身を電極として平滑な内周面に単に線材を対
向させて線爆溶射を行なっている。

しかしその構成では、円筒体の底面近傍において溶射粒
子の底面からの跳ね返りと溶射ガスの滞留によって、溶
射粒子の溜りが生じる不具合がある。その結果、底面近
傍の膜厚が異常に厚くなり、かつ密着強さが低下して、
しばしば剥離を生じるという問題を有している。

（発明の効果） 線爆溶射による膜厚が均一でかつ密着強さの高い皮膜の
みを形成することによって、皮膜の剥離を防止できる有
底円筒体への線爆溶射法を提供する。

（発明の構成） 本発明は、有底円筒体内周面に線爆溶射を行なう有底円
筒体への線爆溶射法において、上記円筒体内周面のうち
底面近傍への線爆溶射量を減すか或はなくすようにした
ことを特徴とする有底円筒体への線爆溶射法である。

（実施例） 有底円筒体としてシリンダヘッド−・体形機関のシリン
ダを使用した場合を第１図に示す。第１図において、シ
リンダヘッド１１が底部となるようにヘッド一体形シリ
ンダ１２が例えば銅などの導電体よりなる中間電極１３
上に載置されている。

中間電極１３は水平方向に絶縁板１４上に置かれるとと
もに、中間電極１３には交流電源１５の・方の電極１６
が接続されている。

ヘッド一体形シリンダ１２の概ね円筒状のシリンダ部１
７内の中心部には中心線方向に溶射線材１８が配置され
ており、溶射線材１８の上端部には交流電源１５の他方
の電極１９が接続されている。電極１９と交流電源１５
間にはスイッチ２０が設けられるとともに抵抗２１が設
けられ、又電極１６と電極１９間には並列にコンデンサ
２２が段重Ｊられている。

ヘッド−・体形シリンダ１２内のシリンダヘッド１１の
上面には、概ね板状の円盤２５が載置されており、円盤
２５の上面に溶射線材１８の下端が接している。第２図
に示すように、円５１８２５の外周部上面には外周方向
に下がる環状のテーパ面２６が形成されており、テーパ
面２６の傾斜角は略水平の円盤２５の上面に対して角度
Ａだ（）傾斜している。又円盤２５の下面外周部には環
状のテーパ面２７が形成されている。円盤２５は例えば
、シリンダ部１７の円筒内径が７０ｍｍのどき、外径６
８ｍｍの板状部材であり、厚みＴは７ｍｍに設定されて
いる。テーパ面２６の外周端と内周端との間の高さｔは
１ｍｍに設定されており、又テーパ面２６の半径方向の
幅すは３．５ｍｍに設定されている。

ここで角度ＡはＯ″から９０’の間で任怠に選択できる
が、好ましくは５６から４５°の間に設定される。又テ
ーパ面２６の半径方向の幅すは３ｍｍ以上に設定される
。高さｔは、後述する線爆溶射皮膜のうちテーパ面２６
に対応する部分が極端に薄くならないようにするため、
２ｍｍ以下に設定される。

シリンダ部１７の小端部にはシリンダ部１７の内周面を
ホーニングするときの不具合（後述）を防止するため環
状のえぐり部２８が形成されている。えぐり部２８の高
さは上端が概ねテーパ面２６の外周方向に対応する程度
に設定されている。

次に上記構成に基づいて、本琴明による線爆溶射法を説
明する。第１図において、スイッチ２０をＯＮすると交
流電源１５からの交流電流が回路中を流れ、溶射線材１
８からの溶射粒子がシリンダ部１７の内周面に飛散して
固着される。即ちこれによって、シリンダ部１７の内周
面に線爆溶射による溶射皮膜が形成される。

この場合には、シリンダ部１７の下端部は円盤２５の外
周部分によって覆われており、えぐり部２８（第２図）
には殆んど溶射粒子が到達しない。

線爆溶射後の膜厚分布を第３図に示す。シリンダ部１７
の内周面の下端からの距＠ｃ　（ｘ２０）と膜厚Ｍ（Ｘ
１００）との関係を示す第３図において、点Ｂの部分が
えぐり部２８の上端部に対応しており、えぐり部２８で
は膜厚が極端に減少しているのが分る。この結果、従来
の方法ではシリンダ部１７の一ト端内周面に生じていた
剥離しやすい厚みの大なる溶射皮膜は形成されないこと
となり、剥離による不具合の生じることのない溶射皮膜
のみをシリンダ部１７の内周面に形成することができる
。

上記方法によって得られた溶射皮膜を有するヘッド一体
形シリンダ１２は、例えば次のような箇所に採用される
。４勺イクル水冷ディーゼルエンジンの縦断面部分図で
ある第４図において、ピストン３０の摺動面を形成する
ライナー３１は鋳鉄製で、シリンダ本体３２内に鋳ぐる
みにより組込まれている。ライナー３１とシリンダ本体
３２の接触面には鋳ぐるみに時に合金層が形成され、そ
の合金層によりライブ−３１はシリンダ本体３２に一体
的に固着されてライナー３１とシリンダ本体３２により
上記シリンダ部１７が形成されている。ライナー３１の
先端３１ａは図示の上死点にあるピストン３０のトップ
リング３３よりもシリンダヘッド１１側へ僅かな距離Ｄ
１だけ突出し、かつシリンダヘッド１１の爆発面３５か
ら比較的離れた位置にある。即ち爆発面３５から先端３
１ａまでの距離りはトップリング３３の摺動に支障のな
い範囲で可及的に大ぎく設定されている。３６は爆発面
３５の外周近傍のコーナ部分、換言すれば燃焼室３７の
近傍においてシリンダ本体３２とシリンダヘッド１１が
連続する部分である。このコーナ一部分３６の燃焼室３
７に面するコーナー面３６ａの断面は半径Ｒ１の円弧状
に成形されている。爆発力に基因する応力はコーナ一部
分３６に集中しやすいが、このようにコーナー面３６ａ
にアールを付けることにより、コーナ一部分３６に対す
る応力を分散させ、コーナ一部分３６に亀裂などが生じ
ることを防止できる。

第４図の拡大部分略図である第５図において、ライナー
３１の内面にはホーニングが施されている。そのホーニ
ング面４１はライナー内面のクランク室側の部分から先
端寄りの部分４２まで設けられている。又ホーニング面
４１の内周面には更に上記線爆溶射法によって得られた
溶射皮膜（図示せず）が形成されており、この場合の溶
射皮膜は例えばモリブデンよりなる。部分４２は上死点
位置にあるトップリング３３から約１〜４ｍｍ程度の距
離Ｄ２だけ爆発面３５側へ偏倚した位置となるように設
定されており、トップリング３３は常にホーニング面４
１上を摺動するようになっている。ライナー３１の部分
４２から先端３１ａまでのえぐり部２８はホーニング面
４１に対して０゜１〜０．２ｍｍ程度の距離Ｄ３だけ半
径方向外方へ窪みホーニング逃げを構成している。これ
により次のような利点を得ることができる。即ち製作時
にホーニング工具はクランク室側からライナー３１内に
挿入されるが、その際にシリンダヘッド１１が邪魔にな
るので先端３１ａまでホーニングを施すことはできない
。従っ“Ｃ仮にホーニング前のライナー３１が先端３１
ａまで同一直径を有しているとすると、ホーニング後に
先端近傍にホーニングの境目（段差）が生じるとともに
、先端内周面がホーニング面４１に比べて小径となり、
ピストン３０がその小径先端部に噛みこむが、図示の構
造ではえぐり部２８に逃げが形成されているので、その
様な不具合は生じない。又えぐり部２８がライブ−３１
に設けであるので、アルミニウム製のシリンダ本体３２
にホーニングが施されることはなく、従ってホーニング
工具の目詰りが生しることもない。

この場合にも、本発明による線爆溶射法によればえぐり
部２８部分に剥離しゃすい溶射皮膜が形成されることが
ないので、常に正常なエンジンの作動を得ることができ
る。

（発明の効果） 有底円筒体（例えばヘッド一体形シリンダ１７）内周面
に線爆溶射を行なう有底円筒体への線爆溶射法において
、上記円筒体内周面のうち底面近傍への線爆溶射量を減
すか或はなくすようにしたので；膜厚が均一でかつ密着
強さの高い皮膜のみを形成することによって、皮膜の剥
離を防止できる有底円筒体への線爆溶射法を得ることが
できる。

（別の実施例） （ａ）円盤２５として第６図のような段付の構成を採用
することもできる。第６図では、テーパ面２６の外周部
に円盤２５の上面と平行な環状の段部５０が形成されて
いる。

（ｂ）円盤２５として第７図のような構成を採用するこ
とも可能である。第７図において、円盤２５（外径＝５
８ｍｍ）の上面には同心の環状四部５１が形成されてお
り、環状凹部５１の最底部は円盤２５の半径の１／２の
半径を有し−Ｃいる。円盤２５の上面と環状四部５１の
内周側のテーパ面５２との間の角度Ａ１は例えば２０’
に設定されており、又環状凹部５１の外周側のテーパ面
５３との間の角度Ａ２は例えば３００に設定されている
。

環状凹部５１の底部のアールは１０Ｒに設定されており
、円盤２５の厚み下が７ｍｍであるのに対し、円盤２５
の底面から環状凹部５１の底までの距離ｔ１は２ｍｍに
設定されている。

角度Ａ１及び角度Ａ２はＯｏから９０’の間で選択可能
であるが、角度Ａ２としては？６から９０°までの間に
設定するのが好ましく、又角度Ａ１としては、角度Ａ２
との関係で、（Ａ２−Ａ１）／Ａ２を０．７±０．１程
度に設定するのが望ましい。又環状凹部５１の底のアー
ルは溶射粒子の飛行をよりスムーズにするために設けら
れているが、無くてもよい。

この場合には、中心に配置された溶射線材１８からの溶
射粒子のうち外周側下方、に飛散する粒子はテーパ面５
３に衝・突することによってシリンダ部１７側へは跳返
らなくなる。従ってこの構成でも、シリンダ部１７のド
端部に膜厚が犬で剥離しゃすい溶射皮膜が形成されるこ
とを防止することができる。

（Ｃ）本発明による線爆溶射法は、第８図に示すような
一般的な有底円筒体に対して実施することができる。も
ちろん有底円筒体６０の円筒部６１のうち、底板６２近
傍には、第２図のえぐり部２８に対応するような窪みが
設けられておらなくてもよい。

（ｄ）第４図、第５図のコーナー面３６ａのように、シ
リンダ部１７の下端にアールが形成されている場合には
、円盤２５の外周側下端部に対応するアールを形成して
もよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をヘッド一体形シリンダへの線爆溶射に
採用した場合の線爆溶射装置のレイアウト略図、第２図
は円盤部分の詳細を示す縦断面部分図、第３図は溶射皮
膜の膜厚分布を示すグラフ、第４図は本発明による線爆
溶射法によって得たヘッド一体形シリンダを４サイクル
水冷デイーゼルエンジンに装着した場合の縦断面部分図
。第５図は第４図の拡大部分図、第６図、第７図はそれ
ぞれ別の実施例の縦断面部分図、第８図は更に別の実施
例の縦断面部分図である。１７・・・ヘッド一体形シリ
ンダ（有底円筒体の一例） 特許出願人　ヤンマーディーゼル株式会社第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有底円筒体内周面に線爆溶射を行なう有底円筒体への線
   爆溶射法において、上記円筒体内周面のうち底面近傍へ
   の線爆溶射量を減すか或はなくすようにしたことを特徴
   とする有底円筒体への線爆溶射法。