KR101308787B1

KR101308787B1 - 용사 전처리 형상 및 용사 전처리 방법 및 용사 전처리 장치

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Publication number: KR101308787B1
Application number: KR1020117029771A
Authority: KR
Inventors: 키요시 하세가와; 슈우지 아다치; 미츠오 우치야마; 요시로오 노구치; 다카히로 이와사키; 키미오 니시무라
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2013-09-17
Also published as: JP2011001615A; RU2012101765A; KR20120024762A; US9562279B2; WO2010146977A1; CN102803545B; MX2011013709A; JP5381384B2; EP2444512A4; RU2500832C2; CN102803545A; BRPI1011253B1; EP2444512B1; US20120094063A1; EP2444512A1; BRPI1011253A2

Abstract

본 발명은, 보링용 커터 보디(5)를, 원형의 구멍(3) 내에 삽입하여 회전시키면서 축 방향으로 이동시킴으로써, 선단 외주부에 설치한 바이트(9)에 의해 나사 형상의 골부(11)를 형성하는 동시에, 골부(11)의 형성에 의해 발생하는 산부의 선단을 파단한 파단면(15)을 형성한다. 또한, 바이트(9)에 대해, 보링용 커터 보디(5)의 회전 방향 후방에 설치되어 있는 와이어 전극(17)에 의해, 골부(11)에 대해 방전 가공을 실시하고, 파단면(15)보다도 미세한 요철 형상의 미세 요철부(41)를 형성한다.

Description

용사 전처리 형상 및 용사 전처리 방법 및 용사 전처리 장치 {PRESPRAY PROCESSED FORM, PRESPRAY PROCESSING METHOD, AND PRESPRAY PROCESSING APPARATUS}

본 발명은, 용사 피막을 형성하는 전처리로서 부재의 표면에 조면이 형성된 용사 전처리 형상 및 용사 전처리 방법 및 용사 전처리 장치에 관한 것이다.

자동차용 엔진의 중량 저감 및 배기 처리 대응에 효과가 있는 라이너리스 알루미늄 실린더 블록의 실린더 보어 내면에 대해 용사 피막을 형성할 때에, 그 전 공정으로서, 용사 피막의 밀착성을 높이는 목적으로 실린더 보어 내면을 조면으로 형성할 필요가 있다.

일본 특허 제3780840호 공보는, 실린더 보어 내면에 대해, 보링 가공을 행하여 나사 형상의 요철부를 형성하는 동시에, 나사 형상 부분의 볼록부에 대응하는 산부의 선단을 제거하여 미세 요철부로 되는 파단면을 형성하고 있다.

그러나 상기한 종래의 조면화한 용사 전처리 형상에서는, 산부의 정상부에 파단면을 형성하여 미세화하고 있지만, 골부 내에 대해서는 미세화를 행하고 있지 않아, 한층 밀착성 향상이 요구되고 있다.

따라서 본 발명은, 부재의 표면에 대한 용사 피막의 밀착성을 보다 높이는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 제1 형태는, 용사 피막이 형성되는 부재의 표면에 골부와 산부가 교대로 형성되어, 상기 산부의 정상부에 파단면을 갖는 용사 전처리 형상이며, 상기 골부에, 상기 산부의 정상부에 형성한 상기 파단면보다도 미세한 미세 요철부가 형성되어 있는 용사 전처리 형상이다.

본 발명의 제2 형태는, 절삭 공구에 의해, 용사 피막이 형성되는 부재의 표면에 골부를 형성하면서, 상기 골부의 형성에 의해 발생하는 산부의 정상부에 파단면을 형성하는 파단면 형성 공정과, 미세 요철부 형성 수단에 의해, 상기 골부에, 상기 산부의 정상부에 형성한 상기 파단면보다도 미세한 미세 요철부를 형성하는 미세 요철부 형성 공정을 갖는 용사 전처리 방법이다.

본 발명의 제3 형태는, 용사 피막이 형성되는 부재의 표면에 골부와 산부가 교대로 형성되어, 상기 산부의 정상부에 파단면을 갖고, 상기 골부에 상기 산부의 정상부에 형성한 상기 파단면보다도 미세한 미세 요철부를 형성하는 미세 요철부 형성 수단을 구비하는 용사 전처리 장치이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 용사 전처리 장치를 도시하는 도면으로, (a)는 당해 용사 전처리 장치의 단면도이고, (b)는 (a)의 Ⅰb-Ⅰb 단면도이다.
도 2는 도 1의 (b)의 주요부를 확대한 단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 단면도이다.
도 4는 도 1의 용사 전처리 장치의 바이트에 의해 나선 형상의 골부 및 파단면을 형성하고 있는 상태를 도시하는 작용 설명도이다.
도 5는 도 4의 골부에 대해 방전 가공에 의해 미세 요철부를 형성하고 있는 상태를 도시하는 작용 설명도이다.
도 6은 조면화 가공 후의 원형의 구멍 내면의 일부를 도시하는 도면으로, (a)는 전개도, (b)는 (a)의 Ⅵb-Ⅵb 단면도, (c)는 (a)의 Ⅵc-Ⅵc 단면도이다.
도 7은 조면화 가공 후에 형성한 용사 피막의 밀착성을 도시하는 작용 설명도이다.
도 8은 용사 피막에 대해 원형의 구멍의 축선 방향으로 외력이 작용했을 때의 모습을 도시하는 작용 설명도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태를 도시하는, 도 2에 대응하는 단면도이다.
도 10은 제2 실시 형태의 막대 형상 전극에 의해 미세 요철부를 형성하고 있는 상태를 도시하는 작용 설명도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태를 도시하는, 도 2에 대응하는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시 형태를 도시하는 도면으로, (a)는 제4 실시 형태에 관한 막대 형상 전극을 지그재그 형상으로 배치한 예를 도시하는 설명도, (b)는 제4 실시 형태의 도 5에 대응하는 작용 설명도이다.
도 13은 본 발명의 제5 실시 형태를 도시하는, 도 2에 대응하는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제6 실시 형태를 도시하는 도면으로, (a)는 제6 실시 형태에 관한 가공 표면의 전개도, (b)는 (a)의 ⅩⅣb-ⅩⅣb 단면도, (c)는 (a)의 ⅩⅣc-ⅩⅣc 단면을 방전 온ㆍ오프 상태와 함께 도시하는 설명도, (d)는 (a)의 ⅩⅣd-ⅩⅣd 단면도이다.
도 15는 제6 실시 형태의 변형예를 도시하는, 도 14의 (c)에 대응하는 설명도이다.
도 16은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 용사 전처리 장치를 도시하는 도면으로, (a)는 당해 용사 전처리 장치의 단면도이고, (b)는 (a)의 ⅩⅣb-ⅩⅣb 단면도이다.
도 17은 제7 실시 형태를 도시하는, 도 2에 대응하는 단면도이다.
도 18은 제7 실시 형태의, 도 5에 대응하는 작용 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초해 설명한다.

[제1 실시 형태]

제1 실시 형태는, 도 1에 도시한 바와 같이, 작업물(1)의 원형의 구멍(또는 원통 형상의 구멍)(3) 내에, 가공구의 본체 보디로서의 보링용 커터 보디(5)를 회전시키면서 삽입함으로써, 상기 원형의 구멍(3)의 용사 피막이 형성되는 부재의 표면인 내면(7)에 대해, 조면화 가공을 실시한다. 조면화 가공 실시 후의 가공 표면에 대해, 철계 금속 재료의 용사 피막을 형성한다.

또한, 작업물(1)로서는, 예를 들어 자동차용 엔진의 알루미늄 합금(JIS ADC12재)으로 구성한 실린더 블록으로, 따라서 원형의 구멍(3)이 실린더 보어로 된다.

보링용 커터 보디(5)의 선단 외주부에는 절삭 공구로서의 바이트(9)를 설치하고 있다. 바이트(9)의 재질로서는, 예를 들어 JIS K10으로 한다. 따라서 보링용 커터 보디(5)를 원형의 구멍(3) 내에 삽입하고, 회전시키면서 축 방향으로 이동시킴으로써, 도 4에 도시하는 골부(11)가 형성된다. 이 골부(11)는 나사 형상의 나선 홈으로 구성되어 있고, 원주 방향을 따라 연장 설치되어 있게 된다. 이때, 골부(11) 상호 간에는 산부(13)가 형성되지만, 이 산부(13)는, 상술한 일본 특허 제3780840호 공보에도 기재하고 있는 바와 같이, 선단의 일부가 바이트(9) 혹은 절삭 시에 발생하는 절삭칩에 의해 벗겨져 파단면(15)을 구비하고 있다.

즉, 본 실시 형태에서는, 용사 피막이 형성되는 부재의 표면인 원형의 구멍(3)의 내면(7)에 골부(11)와 산부(13)가 교대로 형성되어, 산부(13)의 정상부에, 골부(11)와 산부(13)로 이루어지는 요철 형상부보다도 미세한 파단면(요철 형상부보다도 미세한 요철을 갖는 파단면)(15)을 갖는 용사 전처리 형상으로 되어 있다.

상기 도 1에 도시하는 보링용 커터 보디(5)의 선단 외주부에는, 상기한 바이트(9)에 대해, 보링용 커터 보디(5)의 회전 방향 후방측의 둘레 방향 위치에 위치하는 방전 가공용 전극인 와이어 전극(17)을, 미세 요철부 형성 수단으로서 설치하고 있다.

와이어 전극(17)은 보링용 커터 보디(5) 내에 설치되어 있는 와이어 공급부로서의 공급용 회전 릴(19)에 권취되어 있고, 이 공급용 회전 릴(19)로부터 와이어 전극(17)을 가공 부위에 순차 공급하고, 가공에서 사용이 종료된 와이어 전극(17)은, 보링용 커터 보디(5) 내의 기부측에 설치되어 있는 와이어 회수부로서의 회수용 회전 릴(21)에 권취하여 회수한다. 또한, 와이어 전극(17)은 특별히 한정되지 않지만, 본 실시 형태에서는 황동제이고, 그 직경은 0.1㎜ 정도의 것이면 된다.

이들 공급용 회전 릴(19) 및 회수용 회전 릴(21)은, 회전 중심이, 보링용 커터 보디(5)의 회전 중심과 일치하고 있고, 회수용 회전 릴(21)의 상부에는, 회수용 회전 릴(21)을 회전 구동하는 구동 수단으로서의 모터(23)를 설치하고 있다.

상기한 와이어 전극(17)은, 도 2에 확대하여 도시한 바와 같이, 바이트(9)에 대해, 보링용 커터 보디(5)의 회전 방향 후방측의 둘레 방향 위치에 설치되어 있는 가이드 부재로서의 와이어 전극 가이드(25)에 가이드되어 있다. 즉, 와이어 전극(17)은 공급용 회전 릴(19)로부터 와이어 전극 가이드(25)를 거쳐서 회수용 회전 릴(21)로 순차 보내진다.

따라서 보링용 커터 보디(5) 내에는, 공급용 회전 릴(19)로부터 와이어 전극 가이드(25)에 이르는 경로에 와이어 전극(17)이 이동하는 공급측 가이드 구멍(27)이 형성되어 있는 동시에, 와이어 전극 가이드(25)로부터 회수용 회전 릴(21)에 이르는 경로에 와이어 전극(17)이 이동하는 회수측 가이드 구멍(29)이 형성되어 있다.

공급측 가이드 구멍(27)은, 공급용 회전 릴(19)의 와이어 인출부(19a)에 일단부가 개방되어 보링용 커터 보디(5)의 축 방향으로 연장되는 축 방향 구멍(27a)과, 축 방향 구멍(27a)의 타단부[도 1의 (a) 중에서 하단부]에 일단부가 연통하고 보링용 커터 보디(5)의 표면에 타단부가 개방되는 직경 방향 구멍(27b)을 구비하고 있다. 이 축 방향 구멍(27a)의 타단부 개구(27c)(도 2)는 와이어 전극 가이드(25)의 도 2 중에서 좌측에 위치하는 한쪽의 단부에 대응하고 있다.

한편, 회수측 가이드 구멍(29)은, 회수용 회전 릴(21)의 와이어 도입부(21a)에 일단부가 개방되어 보링용 커터 보디(5)의 축 방향으로 연장되는 축 방향 구멍(29a)과, 축 방향 구멍(29a)의 타단부[도 1의 (a) 중에서 하단부]에 일단부가 연통하고 보링용 커터 보디(5)의 표면에 타단부가 개방되는 직경 방향 구멍(29b)을 구비하고 있다. 이 직경 방향 구멍(29b)의 타단부 개구(29c)(도 2)는, 와이어 전극 가이드(25)의 도 2 중에서 우측에 위치하는 다른 쪽의 단부에 대응하고 있다.

와이어 전극 가이드(25)는, 외주면(31)이, 원형의 구멍(3)의 내면(7)과 대략 동등한 곡률을 구비하여 상기 내면(7)에 근접하여 배치되는 볼록 곡면 형상의 선단면(31a)과, 선단면(31a)의 양단부에 연속하여 형성되어 선단면(31a)보다도 곡률이 작은 볼록 곡면 형상의 양측면(31b)을 구비하고 있다. 그리고 이 외주면(31)에는, 선단면(31a) 및 양측면(31b)에 걸쳐, 와이어 전극(17)의 대략 반경 분이 들어가는 가이드 홈(31c)을 형성하고 있다. 이 가이드 홈(31c)은, 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 단면도인 도 3에 도시한 바와 같이, 예를 들어 대략 V자 형상으로 되어 있다.

그리고 방전 가공용 전원(33)의 마이너스 단자(33a)를, 도전성 부재로 구성한 작업물(1)의 적절 부위에 배선(35)에 의해 접속하는 동시에, 전원(33)의 플러스 단자(33b)를 배선(37)에 의해 와이어 전극(17)에 접속한다.

또한, 상기 방전 가공용 전원(33)에 접속하는 배선(37)과 와이어 전극(17)의 전기적 접속은, 예를 들어 보링용 커터 보디(5)의 외주면 등에, 와이어 전극(17)에 전기적으로 접속한 환 형상의 전극 단자를 설치하고, 이 전극 단자에 배선(37)의 단부에 설치한 집전 브러시를 미끄럼 접촉시키면 된다. 모터(23)에 대한 통전에 대해서도, 상기와 동일한 전극 단자 및 집전 브러시를 사용하면 된다.

또한, 공급용 회전 릴(19)에는, 와이어 전극(17)이 인출될 때에 장력을 부여하는 장력 부여 수단으로서의 장력 부여 기구(39)가 설치되어 있다. 이 장력 부여 기구(39)는, 예를 들어 낚싯대의 릴로부터 인출되는 낚싯줄에 대해 장력을 부여하는 것과 동일한 기구를 사용할 수 있다.

한편, 회수용 회전 릴(21)은, 모터(23)와 함께 보링용 커터 보디(5) 내에서 축 방향으로 왕복 이동 가능하게 하고, 이에 의해 회수측 가이드 구멍(29)의 축 방향 구멍(29a)의 상단부로부터 순차 회수되는 와이어 전극(17)을, 회수용 회전 릴(21)의 축 방향 전체에 균일하게 권취하도록 하고 있다.

회수용 회전 릴(21)을 축 방향으로 이동시키는 기구로서는, 예를 들어 회수용 회전 릴(21)의 축 방향 한쪽의 면에 원주 방향을 따라 파형 형상의 요철 캠면을 설치하고, 이 요철 캠면에 보링용 커터 보디(5)의 축 방향 일측으로부터 돌출시킨 압박 돌기를 미끄럼 접촉 가능하게 압박시키면서, 회수용 회전 릴(21)의 축 방향 타측을 스프링 등의 탄성 수단을 통해 보링용 커터 보디(5)의 축 방향 타측에 대해 압박하는 구조로 한다. 이에 의해, 회수용 회전 릴(21)은 보링용 커터 보디(5)에 대한 회전에 수반하여, 보링용 커터 보디(5)에 대해 축 방향으로 왕복 이동하게 된다.

또한, 이때, 상기 스프링 등의 탄성 수단과, 보링용 커터 보디(5)의 축 방향 타측, 또는 회수용 회전 릴(21) 사이에는, 베어링 등 마찰 저항이 작은 부재를 개재 장착함으로써, 회수용 회전 릴(21)이 회전할 때의 저항을 경감시킨다.

이와 같은 공급용 회전 릴(19) 및 회수용 회전 릴(21)을 내장하는 보링용 커터 보디(5)는, 예를 들어 이들 각 회전 릴(19, 21) 상호 간에 도 1의 (a) 중에서 상하 2개로 분할하는 구조로 함으로써, 각 회전 릴(19, 21)을 보링용 커터 보디(5) 내에 대해 착탈 가능해진다.

또한, 와이어 전극(17)의 공급측 가이드 구멍(27) 및 회수측 가이드 구멍(29)으로의 삽입에 대해서는, 예를 들어 보링용 커터 보디(5)를 직경 방향 구멍(27b) 및 직경 방향 구멍(29b)에 대응하는 부분에서 도 1의 (a) 중에서 상하로 더욱 분할 가능한 구조로 하고, 직경 방향 구멍(27b) 및 직경 방향 구멍(29b)이 외부에 노출되도록 하면, 대응 가능해진다.

다음에, 제1 실시 형태의 작용을 설명한다. 보링용 커터 보디(5)를 원형의 구멍(3) 내에 삽입하고, 예를 들어 회전수 2000rpm, 축 방향의 이송 속도를 0.2㎜/rev에서 가공을 실시한다. 이때, 우선 바이트(9)에 의해 도 2, 도 4에 도시한 바와 같이, 나사 형상의 나선 홈으로 구성되는 골부(11)를 형성한다.

이때, 전술한 바와 같이, 골부(11)의 축 방향[도 2 중에서 지면(紙面)에 직교하는 방향, 도 4 중에서는 상하 방향] 상호 간에는 산부(13)가 형성되지만, 이 산부(13)는, 선단의 일부가 바이트(9) 혹은 절삭 시에 발생하는 절삭칩에 의해 벗겨져 파단면(15)이 형성된다. 이 파단면(15)은 상기한 골부(11)와 산부(13)로 이루어지는 요철 형상부보다도 미세하게 형성되어 있다.

상기 바이트(9)에 의한 절삭 가공 시에는, 바이트(9)에 대해, 보링용 커터 보디(5)의 회전 방향 후방 근방에 위치하는 와이어 전극(17)이, 도 3에 도시한 바와 같이 골부(11) 내에 위치하고 있고, 이 와이어 전극(17)에 대해, 방전용 전원(33)이 작업물(1)과의 사이에 전압을 인가함으로써, 도 5에 도시한 바와 같이 골부(11)의 대략 전체 영역에 걸쳐 미세 요철부(41)를 형성한다.

이와 같이, 미세 요철부(41)는 부재의 표면에 2번의 기계 가공을 실시함으로써 형성된다. 보다 상세하게는, 미세 요철부(41)는, 부재의 표면을 바이트(9)의 날 끝 선단에서 절삭 가공(1번째의 기계 가공)하면서 와이어 전극(17)에 의해 방전 가공(2번째의 기계 가공)함으로써 형성된다. 또한, 본 명세서에 있어서 기계 가공이라 함은, 절삭 가공, 연삭 가공, 전조 등, 공구를 부재의 표면에 직접 접촉시키면서 행하는 것 외에, 본 실시 형태의 방전 가공이나, 후술하는 레이저 가공 등, 공구와 부재의 표면이 비접촉의 상태에서 행해지는 것을 포함하는 의미이다.

이와 같은 골부(11)의 미세 요철부(41)는 바이트(9)에 의한 절삭 가공 시에 형성한 볼록부(15)의 파단면(15)보다도 미세하게 형성하고 있다. 이와 같은 미세화 가공은, 방전 전극인 와이어 전극(17)을 가공 표면인 골부(11)의 표면에 대해, 통상의 방전 가공에서의 간격보다도 넓게 하고, 또한 인가 전압을 높게 설정함으로써 가능해진다.

통상의 방전 가공에서는, 가공 표면에 대해 방전 전극을 보다 근접시키고, 또한 인가 전압을 보다 작게 설정함으로써, 가공 표면을 평활한 면으로 가공한다. 이에 대해 본 실시 형태에서는, 이와 같은 평활면은 불필요하므로, 보다 높은 전압이고 또한 방전갭을 크게 함으로써, 가공 표면을 극히 미세한 요철 형상으로 할 수 있다.

이와 같은 미세 요철부(41)를 형성할 때에, 와이어 전극(17)은, 모터(23)의 구동에 의해 공급용 회전 릴(19)로부터 순차 조출되고, 골부(11)에서의 방전 가공 시에는 와이어 전극 가이드(25)에 가이드되고, 그 후, 회수용 회전 릴(21)에 권취되어 회수된다.

상기한 바와 같은 바이트(9)에 의한 절삭 가공에서의 산부(13) 선단의 파단면(15)의 형성 및 와이어 전극(17)에 의한 방전 가공에서의 골부(11)의 미세 요철부(41)의 형성은, 도 1의 원형의 구멍(3)의 내면(7)의 대략 전체 영역에 걸쳐 실시한다. 가공 완료 후에는, 보링용 커터 보디(5)를, 그 회전을 정지시킨 상태에서, 바이트(9) 및 와이어 전극(17)이 가공 표면으로부터 이격되는 방향[도 1의 (b) 중에서 상방]으로 이동시킨 후, 원형의 구멍(3)으로부터 외부로 인발한다.

도 6의 (a)는 원형의 구멍(3)의 내면(7)의 조면화 가공 후의 일부를 취출하여 전개한 도면으로, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 가공 후의 표면은, 축 방향을 따라, 파단면(15)과 미세 요철부(41)가 교대로 형성되고, 또한 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 미세 요철부(41)는 원주 방향을 따라서도 미세한 요철부가 형성되어 있다. 물론, 특별히 도시하지 않지만, 파단면(15)에 대해서도 원주 방향을 따라 축 방향과 동일한 파단면이 형성되어 있다.

또한, 상기한 산부(13) 선단의 파단면(15)의 표면 거칠기는, Rz(10점 평균 거칠기)＝25㎛, Rmax(최대 높이)＝40㎛ 내지 50㎛이고, 골부(11)의 미세 요철부(41)의 표면 거칠기는, Rz(10점 평균 거칠기)＝4㎛ 내지 7㎛, Rmax(최대 높이)＝10㎛ 내지 12㎛이다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 바이트(9)에 의한 절삭 가공으로 산부(13)의 선단에 파단면(15)을 형성하여 조면화하는 동시에, 당해 절삭 가공으로 형성한 골부(11)에 대해서도, 방전 가공에 의해 미세 요철부(41)를 형성하여 조면화하고 있으므로, 골부(11)를 조면화하고 있지 않은 경우에 비교하여 그 후 형성하는 용사 피막(43)(도 7)의 밀착성을 높일 수 있다.

이때, 도 7에 도시한 바와 같이, 골부(11) 내에 들어간 용사 피막(43)에 대해, 미세 요철부(41)가, 화살표 F와 같이 양측으로부터 끼워 넣어 파고들어가는 상태로 되므로, 용사 피막(43)의 밀착성을 보다 높일 수 있다. 또한, 골부(11) 전체에 미세 요철부(41)를 형성함으로써, 도 8에 도시한 바와 같이, 용사 피막(43)에 원형의 구멍(3)의 축선 방향을 따르는 외력(G)이 작용했을 때에, 특히 골부(11)의 측면에만 미세 요철부(41)를 형성한 경우에 비교하여 박리의 기점이 되는 부위가 존재하기 어려워지므로, 용사 피막(43)의 박리 억제에 유효하다.

또한, 용사 피막(43)을 형성하는 데 있어서, 용사용 재료를 용융시켜 입상으로서 가공 표면에 분사함으로써, 파단면(15)이나 미세 요철부(41)의 미세한 오목부에 입상의 용사 비말이 들어가게 되고, 이에 의해 용사 피막(43)으로서는, 용사용 재료의 입자 레벨(상기 입상의 용사 비말)에서 파단면(15)이나 미세 요철부(41)에 밀착하므로, 밀착성을 높이는 데 극히 유효하다.

상기한 바와 같이 용사 피막(43)의 밀착성이 보다 높아짐으로써, 도 7에 도시하는 최대 산 높이[산부(13)의 높이(H)]를 보다 낮게 할 수 있고, 그만큼 용사 피막(43)의 막 두께를 얇게 하는 것이 가능해져, 용사용 재료의 사용량을 저감시킬 수 있어 비용 저하를 도모할 수 있다.

여기서, 본 실시 형태에서는, 골부(11)의 미세 요철부(41)를 산부(13)의 파단면(15)에 대해, 보다 미세한 미세 요철부로 되도록 미세화하고 있다. 이에 의해, 산부(13)의 근원이 크게 제거되는 것을 억제하여, 근원의 강도를 확보할 수 있다. 미세 요철부(41)를 산부(13)의 파단면(15)과 동등하거나 혹은 그것보다 거칠게 할 경우에는, 산부(13)의 근원이 크게 제거되게 되어, 산부(13)의 근원의 강도가 저하되어 버린다. 이 결과, 밀착성 높게 밀착하고 있는 용사 피막(43)이, 벗겨지는 힘을 받았을 때에, 이 용사 피막(43)의 밀착성이 높기 때문에 벗겨지지 않고, 산부(13)가 근원으로부터 파단되어 버릴 우려가 있다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 용사 피막(43)의 밀착성을 높임과 동시에, 산부(13)의 근원의 강도를 확보하여 그 파단을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 골부(11)에 형성한 미세 요철부(41)는 원주 방향을 따라 형성되어 있으므로, 용사 피막(43)의 형성 후에 마무리 가공으로서 실시하는 호닝 가공 시에서의 용사 피막(43)의 박리를 억제하는 데 유효하다. 호닝 가공에서는, 지석을 구비한 호닝 헤드를, 가공면(용사 피막면)에 압박하면서 원주 방향을 따라 회전시키므로, 용사 피막(43)에는 원주 방향으로 끌리는 힘을 받는다.

또한, 작업물(1)을 실린더 블록으로 하여 그 실린더 보어 내면에 미세 요철부(41)를 형성함으로써, 피스톤의 왕복 이동 시에서의 용사 피막의 박리를 억제할 수 있는 동시에, 피스톤 링에 대해서는 실린더 보어에 대해 원주 방향으로 회전하므로, 미세 요철부(41)가 상기한 바와 같이 원주 방향을 따라 형성되어 있음으로써, 피스톤 링의 회전에 대한 용사 피막(43)의 박리를 억제할 수 있다.

용사 피막(43)의 밀착성이 높아짐으로써, 작업물(1)을 실린더 블럭으로 한 경우에, 용사 피막(43)과 가공 표면인 알루미늄 모재측 사이의 간극 발생을 억제할 수 있으므로, 엔진(연소실)의 냉각 성능이 향상되고, 내노킹 성능 향상이나 흡기 온도 저하에 의한 흡기 충전 효율의 향상을 기대할 수 있는 등, 엔진 성능 향상에 기여할 수 있다.

또한, 상기한 실시 형태에서는, 미세 요철부(41)를 골부(11)의 대략 전체 영역에 형성하고 있지만, 골부(11)의 적어도 저부에 형성하는 것만이라도 좋다. 이 경우, 와이어 전극(17)을 골부(11)의 보다 저부에 가까운 위치로 되도록 하거나, 혹은 사용하는 와이어 전극(17)의 직경을 보다 작은 것으로 하는 등의 고안을 하면 된다.

이와 같이, 미세 요철부(41)를 골부(11)에만 형성한 경우에는, 골부(11)의 측면에만 미세 요철부(41)를 형성한 경우에 비교하여, 용사 피막(43)을 원형의 구멍(3)의 내면(7)으로부터 이격하는 방향으로 벗기는 외력이 작용했을 때에, 용사 피막(43)의 박리를 보다 유효하게 억제할 수 있다.

또한, 미세 요철부(41)를 형성할 때에, 방전 가공을 이용하고 있으므로, 예를 들어 레이저 빔을 이용하는 경우에 비교하여 보다 저렴한 설비에서 실시할 수 있다.

또한, 상기 방전 가공용 전극으로서 와이어 전극(17)을 사용하고 있으므로, 이 와이어 전극(17)을 골부(11) 내에 들어가게 함으로써, 도 5에 도시한 바와 같이, 골부(11)의 대략 전체 영역에 미세 요철부(41)를 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 본체 보디인 보링용 커터 보디(5)에, 바이트(9)와 와이어 전극(17)을 설치하고, 보링용 커터 보디(5)를 원형의 구멍(3) 내에 대해 삽입하면서 상대 회전시킴으로써, 바이트(9)에 의해 골부(11) 및 파단면(15)을 형성한 직후에, 상기 골부(11)에 대해 와이어 전극(17)에 의해 미세 요철부(41)를 연속하여 형성하고 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 골부(11) 및 파단면(15)의 가공과 미세 요철부(41)의 가공을, 1개의 가공 설비에서 실시하고 있다.

이로 인해, 미세 요철부(41)를, 골부(11) 및 파단면(15)의 가공과는 다른 설비에서 행하는 경우에 비교하여 작업 효율이 향상되는 동시에, 골부(11)에 대한 와이어 전극(17)의 위치 결정도 용이하게 할 수 있어, 작업 효율 향상에 보다 유효하게 되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 와이어 전극(17)을, 골부(11) 내에서 그 원주 방향을 따라 이동시킬 때에, 보링용 커터 보디(5) 내에 설치한 와이어 공급부인 공급용 회전 릴(19)로부터 골부(11) 내로 순차 송출하는 동시에, 가공에 사용한 와이어 전극(17)을 보링용 커터 보디(5) 내에 설치한 와이어 회수부인 회수용 회전 릴(21)에 회수하고 있다.

이로 인해, 원형의 구멍(3)의 내면(7)에 대해, 가공에 의해 마모된 와이어 전극(17)을 순차 새것으로 교체하여 가공을 계속할 수 있고, 미세 요철부(41)를 내면(7) 전체에 대해 효율적으로 형성할 수 있다. 또한, 공급용 회전 릴(19) 및 회수용 회전 릴(21)을 보링용 커터 보디(5) 내에 수용하고 있으므로, 와이어 전극(17)을 외부로부터 공급하는 구조로 할 필요가 없고, 바이트(9)를, 예를 들어 자동 공구 교환기를 사용하여 교환할 때의 작업성이 향상된다.

이때, 와이어 공급부 및 와이어 회수부를, 보링용 커터 보디(5)의 회전 중심에 대해 회전 중심이 일치하는 공급용 회전 릴(19) 및 회수용 회전 릴(21)로 구성하고 있다. 이로 인해, 보링용 커터 보디(5)를 특히 고속으로 회전시켰을 때에, 회전 무게 중심 위치가 대략 일정하게 되어 있으므로, 공구 밸런스를 적정하게 유지하면서 안정된 가공을 실시할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 와이어 전극(17)을 모터(23)에 의해 회수용 회전 릴(21)에 권취하면서, 와이어 전극 가이드(25)에 가이드된 상태의 와이어 전극(17)에 대해 장력 부여 기구(39)에 의해 장력을 부여하고 있다. 이로 인해, 골부(11)의 가공 표면에 대한 와이어 전극(17)의 위치 관계를 대략 일정하게 유지할 수 있고, 고정밀도의 방전 가공을 실시할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 바이트(9)와 와이어 전극(17)을, 보링용 커터 보디(5)의 원주 방향을 따르는 대략 90도의 각도 범위 내에 배치하고 있다. 이 경우, 보링용 커터 보디(5)를, 원형의 구멍(3) 내에 삽입하여 가공이 종료된 후에, 원형의 구멍(3)으로부터 인발할 때에, 이들 바이트(9) 및 와이어 전극(17)이 설치된 측과 반대측에 보링용 커터 보디(5)를 이동시켜 바이트(9) 및 와이어 전극(17)을 가공 표면으로부터 이격시킨다. 이에 의해, 가공 후의 표면에 대한, 특히 바이트(9)의 접촉에 의한 손상을 억제할 수 있다.

[제2 실시 형태]

제2 실시 형태는, 도 9에 도시한 바와 같이 상기 제1 실시 형태에서 사용한 와이어 전극(17) 대신에, 방전 가공용 전극으로서 막대 형상 전극(45)을 사용하고 있다. 막대 형상 전극(45)은 절연재로 이루어지는 설치구로서의 홀더 부재(47)에 기단부(45a)측을 설치하고 있고, 그 선단부(45b)를 골부(11) 내에 위치시키고 있다.

홀더 부재(47)는, 가공구의 본체 보디로서의 보링용 커터 보디(5A)의 외주부에, 그 회전 방향을 따라 설치되어 있고, 이 홀더 부재(47)의 회전 방향 후방측의 단부에 막대 형상 전극(45)을 설치하고, 회전 방향 전방측의 단부에는 바이트(9)를 설치하고 있다.

막대 형상 전극(45)의 기단부(45a)는, 홀더 부재(47)에 대해 선단부(45b)와 반대측의 보링용 커터 보디(5A)측으로 돌출되어 있고, 이 기단부(45a)에, 방전 가공용 전원(33)의 플러스 단자(33b)에 접속하는 배선(37)을 접속하고, 마이너스 단자(33a)를 제1 실시 형태와 마찬가지로 배선(35)에 의해 도전성 부재로 이루어지는 작업물(1)에 접속한다.

또한, 여기서의 플러스 단자(33b)에 접속하는 배선(37)에 대해서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 보링용 커터 보디(5A)의 외주면 등에, 막대 형상 전극(45)의 기단부(45a)에 전기적으로 접속한 환 형상의 전극 단자를 설치하고, 이 전극 단자에 배선(37)의 단부에 설치한 집전 브러시를 미끄럼 접촉시키면 된다.

또한, 막대 형상 전극(45)의 선단부(45b)측의 홀더 부재(47)에 근접하는 위치에는, 중공의 원통 부재로 이루어지는 가공액 가이드(49)를, 막대 형상 전극(45)과의 사이에 간극을 형성하도록 하여 설치하고, 이 간극 내에 외부로부터 방전 가공액을 공급한다. 방전 가공액은 보링용 커터 보디(5A)를 회전 지지하는 머시닝 센터의 후단부 중심으로부터 보링용 커터 보디(5A) 내에 공급하고, 그 후 적절하게 보링용 커터 보디(5A) 내에 형성한 방전 가공액 통로로부터 홀더 부재(47) 내를 거쳐 가공액 가이드(49) 내에 공급하는 것으로 한다.

다음에, 제2 실시 형태의 작용을 설명한다. 보링용 커터 보디(5A)를, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 원형의 구멍(3) 내에 삽입하고, 회전시키면서 축 방향으로 이동시킴으로써, 나사 형상의 나선 홈으로 구성되는 골부(11)를 형성하고, 이때 형성되는 산부(13)는, 상기 도 4에 도시한 바와 같이, 골부(11)와 산부(13)로 이루어지는 요철 형상부보다도 미세한 파단면(15)을 구비하고 있다.

상기 바이트(9)에 의한 절삭 가공 시에는, 바이트(9)에 대해, 보링용 커터 보디(5A)의 회전 방향 후방 근방에 위치하는 막대 형상 전극(45)의 선단부(45b)가, 도 10에 도시한 바와 같이 골부(11) 내에 위치하고 있고, 이 막대 형상 전극(45)에 대해 방전용 전원(33)에 의해, 작업물(1)과의 사이에 전압을 인가함으로써, 골부(11)의 대략 전체 영역에 걸쳐 미세 요철부(41)를 형성한다.

이와 같은 미세 요철부(41)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 바이트(9)에 의한 절삭 가공 시에 형성한 볼록부(15)의 미세 요철부로 구성되는 파단면(15)보다도 미세하고, 보다 미세화하고 있다. 이 경우의 미세화 가공에 있어서도, 방전 전극인 막대 형상 전극(45)을 가공 표면인 골부(11)의 표면에 대해, 통상의 방전 가공에서의 간격보다도 넓게 하고, 또한 인가 전압을 높게 설정함으로써 가능해진다.

상기한 미세 요철부(41)를 방전 가공할 때에, 본 실시 형태에서는, 원통 부재(49) 내를 통해 막대 형상 전극(45)의 주위에 방전 가공액을 공급하고 있다. 방전 가공액은, 방전용 전극을 막대 형상으로 함으로써, 그 주위에 공급하기 쉬워지는 동시에, 그 폐액을 가공칩과 함께 배출하기 쉬워지고, 또한 방전 가공액을 사용함으로써 막대 형상 전극(45)의 소모를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 막대 형상 전극(45)을, 바이트(9)와 함께 홀더 부재(47)에 설치하여 유닛화하고 있으므로, 이들 막대 형상 전극(45) 및 바이트(9)의 보링용 커터 보디(5A)로의 설치 작업이 용이해진다.

[제3 실시 형태]

제3 실시 형태는, 상기 도 9에 도시한 제2 실시 형태에 대해, 도 11에 도시한 바와 같이, 막대 형상 전극(45)을 골부(11)를 따라 직렬로 복수(여기서는 3개) 설치하고 있고, 이들 복수의 막대 형상 전극(45)의 일부를 중공의 가공액 가이드(51)로 덮고 있다.

막대 형상 전극(45)을 복수 설치함으로써, 제2 실시 형태와 동일한 미세 요철부(41)를 형성하는 데 있어서, 1개의 막대 형상 전극(45)에 인가하는 전압을 낮게 설정할 수 있고, 그만큼 막대 형상 전극(45)의 수명을 길게 할 수 있다. 또한, 특히 보링용 커터 보디(5A)를 고속으로 회전시켰을 때에, 회전 방향 전방측의 막대 형상 전극(45)에서 가공 불충분으로 된 경우의 미세 요철부(41)를, 회전 방향 후방측의 막대 형상 전극(45)에서 보충하도록 하여 가공할 수 있으므로, 미세 요철부(41)의 가공을 보다 확실하게 실시할 수 있다.

또한, 도 11에서는 막대 형상 전극(45)을 3개로 하고 있지만, 2개 혹은 4개 이상 있어도 된다.

[제4 실시 형태]

상기한 제3 실시 형태에서는, 복수의 막대 형상 전극(45)을 골부(11)를 따라 직선 형상으로 배치하고 있지만, 이 제4 실시 형태에서는, 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, 막대 형상 전극(45)을 골부(11)를 따라 지그재그 형상으로 배치하고 있다.

이에 의해 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 도 12의 (a)에서 상하로 어긋나게 하여 배치한 막대 형상 전극(45)을, 골부(11)의 측면에 보다 근접시킬 수 있어, 골부(11) 전체를 보다 확실하게 미세 요철부(41)에 가공할 수 있다.

[제5 실시 형태]

제5 실시 형태는, 상기 도 11에 도시한 제3 실시 형태에 있어서의 복수의 막대 형상 전극(45) 대신에, 도 13에 도시한 바와 같이 판 형상 전극(53)을 사용하고 있다. 이 판 형상 전극(53)은 골부(11)를 따라 긴 판 형상으로 하고 있다. 방전용의 전극으로서 판 형상 전극(53)으로 함으로써, 도 11과 같이 막대 형상 전극(45)을 복수 설치한 경우에 비교하여, 골부(11) 내의 가공 표면에 대향하는 전극면을 넓게 취할 수 있어, 전극의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 방전면(전극면)이 넓어짐으로써, 보다 큰 전압을 인가할 수 있고, 보다 거칠어진 조면의 미세 요철부(41)로 할 수 있다.

[제6 실시 형태]

제6 실시 형태는, 상기 제1 내지 제5 각 실시 형태 있어서의 방전용 전극에 대한 방전용 전원(33)으로부터의 전압 인가를, 방전용 전극이 골부(11)를 따라 이동하는 것에 수반하여, 도 14의 (c)에 도시한 바와 같이, 온과 오프를 반복하도록 하고 있다. 이에 의해, 골부(11)에는, 미세 요철부(41)를 형성하는 부위와, 미세 요철부(41)를 형성하지 않는 골부(11)인 상태의 부위(11a)가 교대로 형성되게 되고, 미세 요철부(41)와 부위(11a)의 조합에 의해, 원형의 구멍(3)의 둘레 방향을 따라 보다 거친 면 성상으로 할 수 있고, 용사 피막(43)의 원주 방향에 대한 밀착성을 보다 높일 수 있다.

또한, 상기 제6 실시 형태에서는, 방전용 전원(33)의 전압 인가를 온ㆍ오프시키고 있지만, 전원 오프시키는 대신에, 전원 온일 때의 인가 전압보다도 낮은 전압을 인가하도록 해도 된다. 즉, 방전 가공용 전극에 인가하는 전압을, 골부(11)의 원주 방향을 따라 변화시키면 된다.

또한, 상기 도 14에 도시한 제6 실시 형태에서는, 온의 시간을 오프의 시간보다도 길게 설정하고 있지만, 도 15와 같이, 온과 오프의 시간을 동등하게 해도 되며, 그 시간 배분은 한정되는 것이 아니다.

[제7 실시 형태]

제7 실시 형태는, 도 16 내지 도 18에 도시한 바와 같이, 상기 제1 내지 제6의 각 실시 형태 있어서의 방전 가공 대신에, 레이저 빔(55)을 원형의 구멍(3)의 내면(7)에 형성한 골부(11)에 조사하여 미세 요철부(41)를 형성하고 있다.

이 경우, 보링용 커터 보디(5B) 내에, 레이저 빔(55)이 통과하는 레이저 빔 경로가 되는 레이저 통과 구멍(57)을 형성하고 있다. 레이저 통과 구멍(57)은 보링용 커터 보디(5B)의 중심 위치에서 그 후단부로부터 선단측의 바이트(9)의 설치 위치 부근까지 연장하는 축 방향 구멍(57a)과, 축 방향 구멍(57a)의 선단부에 연통하여 직경 방향 외측을 향해 연장 외주면으로 개방되는 직경 방향 구멍(57b)을 구비하고 있다.

직경 방향 구멍(57b) 내에는, 미세 요철부 형성 수단으로서의 레이저 가공용 헤드가 되는 통 형상의 레이저 건(59)을 수용하고 있다. 레이저 건(59)은, 그 후단부의 축 방향 구멍(57a)에 대응하는 위치에, 보링용 커터 보디(5B)의 중심 축선에 대해 45도의 각도로 경사진 미러(60)를 구비하고 있고, 축 방향 구멍(57)을 따라 도입한 레이저 빔(55)을, 이 미러(60)에서 반사시켜 직경 방향 구멍(57b) 내를 전방으로 진행시킨다. 레이저 건(59)의 선단부는 보링용 커터 보디(5B)의 외주면으로부터 돌출시키고 있지만, 돌출시키지 않아도 된다.

상기 레이저 건(59)을 수용하는 직경 방향 구멍(57b)과 바이트(9)는, 보링용 커터 보디(5B)의 중심 축선 방향의 대략 동일한 위치이고, 또한 원주 방향을 따라 90도의 각도를 이격한 위치로 설정되어 있다. 또한, 바이트(9)와 레이저 건(59)의 상기 축선 방향 및 원주 방향의 위치 관계는, 바이트(9)에 의해 가공한 골부(11)에 대해, 레이저 건(59)으로부터의 레이저 빔(55)을 조사할 수 있으면 된다.

또한, 보링용 커터 보디(5B) 내의 레이저 빔(55)은, 외부에 설치되어 있는 도시하지 않은 레이저 발진기에서 발진시킨 후, 보링용 커터 보디(5B)를 보유 지지하여 회전시키는 도시하지 않은 머시닝 센터의 후단부 중심으로부터 보링용 커터 보디(5B) 내에 도입하면 된다.

다음에, 제7 실시 형태의 작용을 설명한다. 보링용 커터 보디(5B)를, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여 원형의 구멍(3) 내에 삽입하고, 회전시키면서 축 방향으로 이동시킴으로써, 나사 형상의 나선 홈으로 구성되는 골부(11)를 형성하고, 이때 형성되는 산부(13)는, 상기 도 4에 도시한 바와 같이 골부(11)와 산부(13)로 이루어지는 요철 형상부보다도 미세한 파단면(15)을 구비하고 있다.

상기 바이트(9)에 의한 절삭 가공 시에는, 바이트(9)에 대해, 보링용 커터 보디(5B)의 회전 방향 후방 근방에 위치하는 레이저 건(59)으로부터의 레이저 빔(55)을 골부(11) 내에 조사함으로써, 골부(11)의 대략 전체 영역에 걸쳐 미세 요철부(41)를 형성한다. 이와 같이, 미세 요철부(41)는, 부재의 표면을 바이트(9)의 날 끝 선단에서 절삭 가공(1번째의 기계 가공)하면서 레이저 빔(55)에 의해 레이저 가공(2번째의 기계 가공)함으로써 형성된다. 이와 같은 미세 요철부(41)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 바이트(9)에 의한 절삭 가공 시에 볼록부(13)의 선단을 벗겨내도록 하여 형성한 파단면(15)보다도 미세하고, 보다 미세화된 것으로 된다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 레이저 빔(55)을 골부(11)에 조사하는 레이저 가공에 의해, 미세 요철부(41)를 형성할 수 있다. 이에 의해, 바이트(9)에 의한 절삭 가공에서 산부(13)의 선단에 파단면(15)을 형성하여 조면화하는 동시에, 골부(11)에 대해서도, 미세 요철부(41)를 형성하여 조면화하고 있으므로, 골부(11)를 조면화하고 있지 않은 경우에 비교하여 그 후의 용사 피막(43)(도 7)의 밀착성을 높일 수 있는 등, 제1 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

상기한 레이저 빔(55)의 조사에 대해서도, 상기 도 14 및 도 15에 도시한 방전 가공과 마찬가지로, 온ㆍ오프를 반복함으로써, 골부(11)에는, 미세 요철부(41)를 형성하는 부위와, 미세 요철부(41)를 형성하지 않은 골부(11)인 상태의 부위(11a)가 교대로 형성되게 되고, 미세 요철부(41)와 부위(11a)의 조합에 의해, 원형의 구멍(3)의 둘레 방향을 따라 보다 거친 면 성상으로 할 수 있고, 용사 피막(43)의 원주 방향에 대한 밀착성을 보다 높일 수 있다.

또한, 상기 제7 실시 형태에서는, 직경 방향 구멍(57b) 내에, 레이저 가공용 헤드로서 통 형상의 레이저 건(59)을 설치하고 있지만, 단순히 직경 방향 구멍(57b) 내에, 축 방향 구멍(57a)과 마찬가지로 하여 레이저 빔(55)을 진행시키는 것이라도 좋다. 즉, 이 경우에는 직경 방향 구멍(57b) 자체가 레이저 가공용 헤드로 된다. 또한, 이 경우에는, 축 방향 구멍(57a)의 저부에 미러(60)를 설치하게 되지만, 이 미러(60)에 대해서는, 예를 들어 축 방향 구멍(57a)을 선단측을 향해 관통시키고, 그 관통한 선단의 개구부를 막도록 하여 장착하는 덮개 부재에, 미러(60)를 일체화시키면 된다.

이상 설명한 각 실시 형태는, 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해 기재된 단순한 예시에 지나지 않는다. 본 발명은, 그들 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 범위 내에 있어서 다양하게 개변할 수 있다. 예를 들어, 상기 각 실시 형태에서는, 가공 표면을 원형의 구멍(3)의 내면(7)으로 하여 설명하였지만, 가공 표면은, 평면 형상이라도 좋다.

본 출원은, 2009년 6월 19일에 출원된 일본 특허 출원 제2009-146877호에 기초하는 우선권을 주장하고 있고, 이들 출원의 전체 내용이 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

본 발명에 따르면, 산부의 정상부에 형성한 파단면에 의해, 용사 피막의 밀착성을 높이는 동시에, 골부에 형성한 미세 요철부에 의해, 용사 피막의 밀착성을 보다 높일 수 있고, 또한 그때, 골부의 미세 요철부를 산부의 파단면보다도 미세하게 함으로써, 산부의 근원의 강도를 확보하는 것이 가능한 용사 전처리 형상, 용사 전처리 방법 및 용사 전처리 장치를 제공할 수 있다.

3 : 원형의 구멍
5, 5A, 5B : 보링용 커터 보디(가공구의 본체 보디)
7 : 원형의 구멍의 내면(용사 피막이 형성되는 부재의 표면)
9 : 바이트(절삭 공구)
11 : 골부
13 : 산부
15 : 산부의 정상부에 형성한 파단면
17 : 와이어 전극(방전 가공용 전극, 미세 요철부 형성 수단)
19 : 공급용 회전 릴(와이어 공급부)
21 : 회수용 회전 릴(와이어 회수부)
23 : 회수용 회전 릴을 회전 구동하는 모터(구동 수단)
25 : 와이어 전극 가이드(가이드 부재)
39 : 장력 부여 기구(장력 부여 수단)
41 : 골부에 형성한 미세 요철부
45 : 막대 형상 전극(방전 가공용 전극, 미세 요철부 형성 수단)
47 : 홀더 부재(설치구)
53 : 판 형상 전극(방전 가공용 전극, 미세 요철부 형성 수단)
55 : 레이저 빔
59 : 레이저 건(레이저 가공용 헤드, 미세 요철부 형성 수단)

Claims

용사 피막이 형성되는 부재의 표면에 골부와 산부가 교대로 형성되고,
상기 산부의 정상부에는 파단면이 설치되고,
교대로 형성된 상기 산부와 상기 골부 중 상기 골부에 대해 가공을 실시함으로써 형성한, 상기 파단면보다도 미세한 미세 요철부가 상기 골부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 형상.
제1항에 있어서, 상기 부재의 표면은 원형의 구멍의 내면이고, 상기 골부는 상기 원형의 구멍의 내면의 원주 방향을 따라 연장 설치되고, 상기 골부의 미세 요철부는 상기 골부의 원주 방향을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 형상.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 골부의 미세 요철부는 상기 골부의 적어도 저부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 형상.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 골부의 미세 요철부는 상기 가공을 포함하는 2번의 기계 가공에 의해 형성된 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 형상.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가공은 방전 가공인 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 형상.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가공은 레이저 가공인 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 형상.
절삭 공구에 의해, 용사 피막이 형성되는 부재의 표면에 골부를 형성하면서, 상기 골부의 형성에 의해 발생하는 산부의 정상부에 파단면을 형성하는 파단면 형성 공정과, 미세 요철부 형성 수단에 의해, 상기 산부와 상기 골부 중 상기 골부에 대해 가공을 실시함으로써, 상기 골부에 상기 파단면보다도 미세한 미세 요철부를 형성하는 미세 요철부 형성 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 방법.
제7항에 있어서, 상기 부재의 표면은 원형의 구멍의 내면이고, 상기 절삭 공구에 의해, 상기 원형의 구멍의 내면의 원주 방향을 따라 상기 골부를 형성하는 동시에 상기 산부의 정상부에 상기 파단면을 형성하고, 상기 미세 요철부 형성 수단을 상기 골부의 원주 방향을 따라 이동시킴으로써, 상기 미세 요철부를 형성하는 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 방법.
제8항에 있어서, 상기 미세 요철부 형성 수단은 방전 가공용 전극을 구비하고, 이 방전 가공용 전극을 사용한 방전 가공을 상기 가공으로서 실시함으로써 상기 미세 요철부를 형성하는 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 방법.
제9항에 있어서, 상기 방전 가공용 전극에 인가하는 전압을, 상기 골부의 원주 방향을 따라 변화시키는 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 방법.
제8항에 있어서, 상기 미세 요철부 형성 수단은 레이저 가공용 헤드를 구비하고, 이 레이저 가공용 헤드를 사용한 레이저 가공을 상기 가공으로서 실시함으로써 상기 미세 요철부를 형성하는 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 방법.
제11항에 있어서, 상기 레이저 가공용 헤드로부터 조사하는 레이저 빔의 출력을, 상기 골부의 원주 방향을 따라 변화시키는 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 방법.
제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭 공구와 상기 미세 요철부 형성 수단을 가공구의 본체 보디에 설치하고, 이 본체 보디를 상기 원형의 구멍에 대해 삽입하면서 상대 회전시킴으로써, 상기 절삭 공구에 의해 상기 골부를 형성한 후에, 상기 골부에 대해 상기 미세 요철부 형성 수단에 의해 상기 미세 요철부를 형성하는 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 방전 가공용 전극으로서 와이어 전극을 사용하는 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 방법.
제14항에 있어서, 상기 와이어 전극을, 상기 골부 내에서 그 원주 방향을 따라 이동시킬 때에, 가공구의 본체 보디 내에 설치한 와이어 공급부로부터 상기 골부 내로 순차 송출하는 동시에, 상기 방전 가공에 사용한 와이어 전극을 상기 본체 보디 내에 설치한 와이어 회수부에 회수하는 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 방법.
용사 피막이 형성되는 부재의 표면에 골부와 산부를 교대로 형성하면서, 상기 산부의 정상부에 파단면을 형성하는 파단면 형성 수단과, 교대로 형성된 상기 산부와 상기 골부 중 상기 골부에 대해 가공을 실시함으로써, 상기 골부에 상기 파단면보다도 미세한 미세 요철부를 형성하는 미세 요철부 형성 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 장치.
제16항에 있어서, 상기 부재의 표면은 원형의 구멍의 내면이고, 이 원형의 구멍의 내면의 원주 방향을 따라 상기 골부를 형성하는 절삭 공구와, 이 절삭 공구에 의해 형성한 상기 골부의 원주 방향을 따라 이동하는 상기 미세 요철부 형성 수단을, 상기 원형의 구멍 내에서 회전 가능한 가공구의 본체 보디에 설치한 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 장치.
제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 미세 요철부 형성 수단은 방전 가공용 전극을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 장치.
제18항에 있어서, 상기 방전 가공용 전극을 와이어 전극으로 한 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 장치.
제19항에 있어서, 상기 와이어 전극을 상기 골부에 순차 공급하는 와이어 공급부와, 상기 방전 가공에 사용한 와이어 전극을 순차 회수하는 와이어 회수부를, 상기 본체 보디 내에 설치한 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 장치.
제20항에 있어서, 상기 와이어 공급부 및 와이어 회수부를, 상기 본체 보디의 회전 중심과 회전 중심이 일치하는 공급용 회전 릴 및 회수용 회전 릴로 각각 구성한 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 장치.
제21항에 있어서, 상기 회수용 회전 릴을 회전 구동하는 구동 수단을 상기 본체 보디 내에 설치하는 한편, 상기 공급용 회전 릴로부터 조출되는 와이어 전극을 상기 골부 내에서 가이드하는 가이드 부재를 상기 본체 보디에 설치하고, 이 가이드 부재에 가이드된 상태의 와이어 전극에 대해 장력을 부여하는 장력 부여 수단을 설치한 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 장치.
제18항에 있어서, 상기 방전 가공용 전극을 막대 형상 전극으로 한 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 장치.
제23항에 있어서, 상기 막대 형상 전극을 상기 골부를 따라 복수 설치한 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 장치.
제24항에 있어서, 상기 복수의 막대 형상 전극을 상기 골부를 따라 지그재그 형상으로 배치한 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 장치.
제18항에 있어서, 상기 방전 가공용 전극을 상기 골부를 따라 긴 판 형상 전극으로 한 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 장치.
제17항에 있어서, 상기 미세 요철부 형성 수단은 방전 가공용 전극을 구비하고,
상기 본체 보디에 설치한 설치구에, 상기 절삭 공구와 상기 방전 가공용 전극을 설치하여 유닛화한 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 장치.
제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 미세 요철부 형성 수단은 레이저 가공용 헤드를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 장치.
제17항에 있어서, 상기 절삭 공구 및 상기 미세 요철부 형성 수단을, 상기 본체 보디의 회전 방향 90도의 범위 내에 배치한 것을 특징으로 하는, 용사 전처리 장치.