(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターンテーブルにシリンダを保持させ、該シリンダを回転させながら前記シリンダのボア内で溶射ガンを軸方向へ移動させて前記シリンダのボア内面に溶射するとともに、前記シリンダの下方に該シリンダのボア内の粉塵を吸引する粉塵排気管の吸い込み口を配置させて、前記シリンダのボア内の粉塵を吸引排除するようにしたシリンダの溶射装置において、前記粉塵排気管の吸い込み口の口径を前記シリンダのボア内径よりも大きくし、前記粉塵排気管が回転部と固定部に分割され、前記回転部が前記ターンテーブルと一体的に保持され、かつ前記固定部に隙間を持って差し込まれていることを特徴とするシリンダ溶射装置。
【請求項２】
前記溶射ガンによって噴射される溶射フレームの中心軸と前記粉塵排気管との成す角度が４５度以下であることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ溶射装置。
【請求項３】
前記ターンテーブルの回転軸を管体によって構成し、該回転軸内に前記粉塵排気管を、間隔をもって配設したことを特徴とする請求項１または２に記載のシリンダ溶射装置。
【請求項４】
パレットにシリンダを固定し、そのパレットを前記ターンテーブルに搬送させて固定し、前記パレットと共に前記シリンダを回転させるシリンダ溶射装置において、前記ターンテーブルの上方に前記パレットをガイドするコ字型レールを平行かつ上下動自在に設置し、前記ターンテーブルにピンを立設するとともに、前記パレットに穴を形成し、前記シリンダを固定した前記パレットを前記コ字型レールに案内し、該コ字型レールを降下させることによって前記パレットの穴を前記ターンテーブルの前記突起に嵌合させて前記シリンダをターンテーブル上に位置決めロックさせるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシリンダ溶射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリンダの溶射装置に関するもので、詳しくは、ターンテーブルにシリンダを保持させ、該シリンダを回転させながら前記シリンダのボア内で溶射ガンを軸方向へ移動させて前記シリンダのボア内面に溶射するシリンダ溶射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりシリンダの溶射方法として、２種類の方法が実験され、報告されている。そのうちの１種類は、自転させた内径溶射ガンを上下動させてシリンダボア内に挿入して溶射皮膜を形成する方法であり、もう１種類はシリンダをターンテーブルで回転させて内径溶射ガンを上下動させることでシリンダボア内に溶射皮膜を形成する方法である。
【０００３】
前者の内径溶射ガンを自転させる方法では、内径溶射ガンの耐久性に問題が生じる虞がある。即ち、プラズマ溶射において溶射ガンには、プラズマを発生させるための電気配線と、Ａｒ，Ｈｅ，Ｎ2 ，Ｈ2 ガス等、そして皮膜形成のための溶射粉末，さらに冷却のための水が高圧で流されるが、このように多くの媒体が小さな溶射ガン中を駆けめぐり、さらにそのガン自体が自転するためには多くのシール部が必要となるため構造が複雑になって、その耐久性・メンテナンス性が問題となる。
【０００４】
後者のシリンダをターンテーブルで回転させる方法は、例えば特公昭５９−６１８８号で開示されている。この公報の技術は単気筒シリンダをターンテーブル上にクランプして位置決めした上で回転させながら溶射機を上下動させて溶射するものである。この公報の技術では、シリンダボアを粉塵排気管と連結してボア内に発生する粉塵を除去しており、粉塵排気管は、シリンダおよび接続治具と共に回転され、粉塵排気管が高温になることを考慮して、冷却手段を介設することを進めている。
シリンダ溶射においては、内面に形成される溶射皮膜厚さを一定にするために、溶射フレームはシリンダ最下端よりも下に吹き出して溶射されるが、上記公報の技術では接続治具および粉塵排気管接続部がボア内径と等しいため、シリンダ最下端よりも下に吹き出した溶射フレームにより、接続治具および粉塵排気管接続部に溶射皮膜が堆積し、溶射フレームおよび塵埃の流れを阻害するようになり、シリンダ内面に形成する皮膜内に粉塵が巻き込まれたりして、皮膜性状を悪化させてしまう虞がある。また、シリンダ内面に形成された皮膜と治具および粉塵排気管接続部に形成された皮膜がつながってしまい、シリンダを取り外すときに皮膜が剥がれたりする不具合が生じる虞があるため、量産にはあまり適さない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、シリンダ溶射量産において、粉塵排気管を用いてボア穴下面より粉塵を吸引しながら皮膜形成をすることは、皮膜内に粉塵が取り込まれることを防ぐ意味で重要な技術であるが、接続治具や粉塵排気管接続部（吸い込み口）に堆積する溶射皮膜の対策を施さないと、接続治具や粉塵排気管吸い込み口に堆積した皮膜が、シリンダ内面に形成する皮膜の性状を悪化させたり、皮膜剥離の原因となってしまう。
【０００６】
そこで、本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、シリンダを連続的に溶射するために、溶射皮膜が堆積しにくい粉塵排気管吸い込み口形状および粉塵排気管と吸い込み口構造、そしてそれを連続的に行なうためのシリンダ量産に適したシリンダの溶射装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のシリンダ溶射装置では、ターンテーブルにシリンダを保持させ、該シリンダを回転させながら前記シリンダのボア内で溶射ガンを軸方向へ移動させて前記シリンダのボア内面に溶射するとともに、前記シリンダの下方に該シリンダのボア内の粉塵を吸引する粉塵排気管の吸い込み口を配置させて、前記シリンダのボア内の粉塵を吸引排除するようにしたシリンダの溶射装置において、前記粉塵排気管の吸い込み口の口径を前記シリンダのボア内径よりも大きくし、前記粉塵排気管が回転部と固定部に分割され、前記回転部が前記ターンテーブルと一体的に保持され、かつ前記固定部に隙間を持って差し込まれていることを特徴としている。
【０００８】
この発明のシリンダ溶射装置によれば、粉塵排気管が回転されるため、粉塵排気管の一部にのみ溶射皮膜が形成されるようなことはなく、ターンテーブルと一体的に保持されているので、粉塵排気管を回転させるための特別な動力を必要とせず、粉塵排気管の回転部と固定部は間隔を持って差し込まれ、ベアリング等を設置する必要がないので、それらの熱対策も必要としない。
【０００９】
本発明の請求項２のシリンダ溶射装置では、請求項１のシリンダ溶射装置であって、前記溶射ガンによって噴射される溶射フレームの中心軸と前記粉塵排気管との成す角度を４５度以下にしたことを特徴としている。
【００１０】
この発明のシリンダ溶射装置によれば、溶射皮膜が粉塵排気管に付着するのを可及的に防止することができる。
【００１１】
本発明の請求項３のシリンダ溶射装置では、請求項１または２のシリンダ溶射装置であって、前記ターンテーブルの回転軸を管体によって構成し、該回転軸内に前記粉塵排気管を間隔をもって配設したことを特徴としている。この発明のシリンダ溶射装置によれば、粉塵排気管とターンテーブルの回転軸とは間隔をもって配設されているので、粉塵排気管の熱がターンテーブルの回転軸に伝達されることが殆どなく、ターンテーブルの回転軸を保持するベアリング等が熱影響を受けることもない。
【００１２】
本発明の請求項４のシリンダ溶射装置では、請求項１〜３のいずれかのシリンダ溶射装置であって、パレットにシリンダを固定し、そのパレットを前記ターンテーブルに搬送させて固定し、前記パレットと共に前記シリンダを回転させるシリンダ溶射装置において、前記ターンテーブルの上方に前記パレットをガイドするコ字型レールを平行かつ上下動自在に設置し、前記ターンテーブルにピンを立設するとともに、前記パレットに穴を形成し、前記シリンダを固定した前記パレットを前記コ字型レールに案内し、該コ字型レールを降下させることによって前記パレットの穴を前記ターンテーブルの前記突起に嵌合させて前記シリンダをターンテーブル上に位置決めロックさせるようにしたことを特徴としている。
この発明のシリンダ溶射装置によれば、シリンダをターンテーブル上に容易に位置決めロックができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るシリンダ溶射装置を図面を参照しながら説明する。
粉塵排気管吸い込み口とシリンダボア内径との関係：
図１に示したように、シリンダ溶射において、内面に形成される溶射皮膜の厚さを一定にするために、溶射ガン１から噴射されるフレーム１ａはシリンダ２の最下端面２ａよりも下に吹き出される。このとき、図２に示したように、粉塵排気管４における吸い込み口５の内径ｄがシリンダボア３の内径Ｄよりも小さいとシリンダボア内面３ａを溶射したフレーム１ａおよび粉塵は、その流れを粉塵排気管４の吸い込み口５に遮られ、吹き返し６がおきボア３内に乱流を呼び起こす。これにより、シリンダボア内面３ａに形成される溶射皮膜７に粉塵が巻き込まれ、皮膜性状が悪化する。また、粉塵排気管４の吸い込み口５にも皮膜７が堆積し、堆積した皮膜７が成長してボア内面３ａの皮膜７と連結してしまうため、シリンダ取り外し時に皮膜７の剥離が発生してしまう。この皮膜７の連結は、図３に示したように、粉塵排気管吸い込み口５の口径ｄがシリンダボア３の内径Ｄと同じ場合でも起こる。したがって、図４に示したように、粉塵排気管吸い込み口５の口径ｄは、シリンダボア３の内径Ｄよりも大きくし、皮膜７の連結を防止する必要がある。
【００１４】
粉塵排気管吸い込み口形状：
溶射工程において、粉塵排気管４の吸い込み口５への皮膜７の堆積は避けられないことであるが、溶射フレーム１ａに対する粉塵排気管吸い込み口５の形状を考慮することで、皮膜７の堆積量を抑え、付着力を弱くすることが可能となり、量産に対応することができることを見いだした。
【００１５】
粉塵排気管とシリンダの接続方法
粉塵排気管４は、図５に示したように、シリンダスカート部８が差し込まれていることが好ましい。差込量９は１０ｍｍ程度で良いが、差込量９が浅くなると粉塵排気管４の内径とシリンダスカート部８の外形とのクリアランス１０を小さくしないとシリンダボア３内を吸引する力が小さくなる。また、深くするとシリンダ２もしくは粉塵排気管４の移動量が大きくなり、エネルギーの無駄になる。
しかし、シリンダスカート部８を粉塵排気管４に差し込めるのは、クランクケースと別体の単気筒シリンダのように限られたエンジンである。クランクケースと別体の多気筒シリンダ１１では、図６に示したように、各気筒のスカート部１２がつながっているため、各気筒を分離した状態でスカート部１２を粉塵排気管４に差し込むことはできない。
このようなシリンダ１１の場合、図７に示したように、粉塵排気管４にスカート部１２を差し込むことなく、粉塵排気管４をシリンダ下面１１ａにつなげてもかまわないし、図８に示したように、シリンダ下面１１ａから少し離してもかまわない。粉塵排気管４をシリンダ下面１１ａから離す距離は、集塵機能力によるため限定されないが、１ｍｍ程度が好ましく、シリンダ下面１１ａから離す距離が広がれば、シリンダ１１内で求める吸引力が得られなかったり、溶射による粉塵が外部に漏れて摩耗の原因となる。
【００１６】
溶射フレームと粉塵排気管吸い込み口内面とのなす角：
図９に皮膜膜厚と溶射角度との関係を測定した結果を示す。このグラフによれば、溶射角度が４５度を境に急激に皮膜膜厚が低下することがわかる。溶射フレーム１ａはある角度で広がりを持っているが、溶射フレーム中心軸１４と粉塵排気管吸い込み口内面１５のなす角θ（図１０参照）が４５度以下になれば溶射皮膜７の堆積が少なくなる。
【００１７】
内径溶射ガン１には、４５，６０，９０度の角度θ1 （図１１参照）で溶射フレーム１ａが吹き出す３種類のタイプがある。それぞれについて、シリンダスカート部８が粉塵排気管４に差し込まれている場合と差し込まれていない場合に分けて検討する。
シリンダスカート部８が、粉塵排気管４に差し込まれている場合：
図１１に溶射フレーム吹き出し角度θ1 とシリンダ下面１１ａと粉塵排気管吸い込み口内面１５のなす角θ2 の位置関係を示す。
溶射フレーム吹き出し角度θ1 が４５度の場合、シリンダ下面１１ａと粉塵排気管吸い込み口内面１５のなす角θ2 （図１１参照）が９０度以下であれば良いが、角θ2 が４５度であれば溶射フレーム中心軸１４と粉塵排気管吸い込み口内面１５のなす角θは、０度つまり溶射フレーム中心軸１４と粉塵排気管吸い込み口内面１５は平行になりほとんど皮膜７が付かなくなる。また、角θ2 が４５度未満になると溶射フレーム中心軸１４と粉塵排気管吸い込み口内面１５は接触しなくなり、皮膜７がまったくつかなくなる。したがって、シリンダ下面１１ａと粉塵排気管吸い込み口内面１５のなす角θ2 は、０≦θ2 ≦９０度が好ましく、０≦θ2 ≦４５度がさらに好ましい。
【００１８】
溶射フレーム吹き出し角度θ1 が６０度の場合、シリンダ下面１１ａと粉塵排気管吸い込み口内面１５のなす角θ2 が７５度以下であればよいが、角θ2 が３０度以下であれば溶射フレーム中心軸１４と粉塵排気管吸い込み口内面１５が平行もしくは接触しなくなり皮膜７が付かなくなる。即ち、シリンダ下面１１ａと粉塵排気管吸い込み口内面１５のなす角θ2 は０≦θ2 ≦７５度が好ましく、θ2 は０≦θ2 ≦３０度がさらに好ましい。
溶射フレーム吹き出し角度θ1 が９０度の場合、シリンダ下面１１ａと粉塵排気管吸い込み口内面１５のなす角θ2 が４５度以下であればよい。他のタイプのように溶射フレームと平行にするためには、シリンダ下面１１ａと平行な吸い込み口１５を持つ粉塵排気管を作る必要がある（図１２）。
【００１９】
シリンダスカート部８が、粉塵排気管４に差し込まれていない場合：
シリンダ下面１１ａと粉塵粉塵排気管吸い込み口内面１５とのなす角θ2 は、基本的にはシリンダスカート部８が粉塵排気管４に差し込まれている場合と同じであるが、溶射フレーム吹き出し角度θ1 が９０度の場合、溶射フレーム中心軸１４と粉塵粉塵排気管吸い込み口内面１５を平行にするためには、シリンダ下面１１ａと平行な吸い込み口内面１５を持つ粉塵排気管４を作る必要がある。その場合に、粉塵排気管４の板厚または端部形状によっては、粉塵排気管４の端部に皮膜７が付着してしまう。そこで、この場合には、図１３に示すように、粉塵排気管４の端部２３をθ3 ≦４５度になるようなピン角にすることが好ましい。
【００２０】
粉塵排気管の回転：
ターンテーブルを用いたシリンダ溶射の場合
ターンテーブルを用いてシリンダを回転させ、溶射ガンを回転しないでシリンダ溶射する場合に、粉塵排気管が回転しないと溶射フレームが粉塵排気管の同じ箇所だけあたるため、排気管が高温になって溶けたり、著しい皮膜堆積量により気流を妨げる部分が形成されてしまい、粉塵排気管内で乱流が発生し皮膜性状を悪化させてしまう。したがって、粉塵排気管は回転させる必要がある。
しかし、粉塵排気管は集塵機もしくは排気ファンに接続する必要があるため、回転しない部分を設ける必要がある。
そこで、粉塵排気管４を、溶射フレーム１ａが当たる回転部１７と、集塵機等に連結させる固定部１８とによって分割構成することが好ましい。
その場合の回転部１７と固定部１８の連結構造を図１４に示す。
図１４（ａ）は回転部１７の下端部１７ａの管径の方が固定部１８の上端部１８ａの管径よりも大きい場合を示している。この場合、吸引力は落ちないが、回転部１７の内面１７ｂに当たったフレーム１ａの一部が内面１７ｂを伝わって固定部１８の上端部１８ａとのクリアランス１９から外部に排出されることがある。これは、クリアランス１９への溶射粉末もしくは溶射皮膜７の詰まりにもつながるため、粉塵排気管回転部１７の回転に支障をきたす虞がある。
【００２１】
図１４（ｂ）は回転部１７の下端部１７ａの管径の方が固定部１８の上端部１８ａの管径よりも小さい場合を示している。この場合、管外に溶射フレーム１ａが排出されることはないが、回転部１７の下端部１７ａと固定部１８の上端部１８ａとのクリアランス１９から外部の空気が吸い込み易くなるため、吸引力が落ちる虞がある。
図１４（ｃ）は、上記問題を考慮して、回転部１７の下端部１７ａに凹状部２１を形成し、該凹状部２１に固定部１８の上端部１８ａをクリアランスをもうけて挿嵌させたものである。なお、回転部１７ではなく固定部１８の上端部１８ａに凹状部を形成した場合には、溶射フレーム１ａがその凹状部に当たり、そこに皮膜を形成するため、凹状部は回転部１７に形成することが好ましい。
なお、図１４では、回転部１７の下端部１７ａと固定部１８の上端部１８ａとにクリアランス１９を形成しているが、それらの間にベアリングやその他駆動部を設けてもかまわない。しかし、図１４（ａ），（ｂ）の場合、ベアリングやその他駆動部が粉塵に晒される虞があるし、熱にも晒されるため、ベアリングやその他駆動部を採用することなく、クリアランス１９を設けるほうが好ましい。
【００２２】
また、粉塵排気管回転部１７を回転させる方法は各種態様を採用することができるが、図１５に示したように、ターンテーブル２２からアーム２０を上方に向けて延設し、該アーム２０の先端で回転部１７を一体的に保持させてターンテーブル２２の回転を利用して回転部１７を回転させることが好ましい。
また、粉塵排気管４の固定部１８は、内面に高温の粉塵が通過するため温度が上昇し易いため、図１６に示したように、ターンテーブル２２の回転軸３９を筒状にし、該回転軸３９内に粉塵排気管４を空間部３８をもって配設することが好ましい。
【００２３】
即ち、ターンテーブル２２はリング状（中央に孔を有する）を成しており、空間３８を隔てて回転中心に粉塵排気管４が設けられている。これは、溶射時高温になった粉塵を流す粉塵排気管４は高温になるため、もし粉塵排気管４とターンテーブル回転軸３９が接していると、粉塵排気管４の熱が回転軸３９に伝達され、ベアリンググリースの劣化やターンテーブル回転軸外周部のエアー供給・排出通路を隔てているシール材４０の劣化を促進してしまう。
なお、図１６に示したターンテーブル２２の回転軸３９は、ベアリング４７によって機枠４８に回転自在に支持されている。そして、回転軸３９にはプーリ４９が配設され、該プーリ４９はベルト４２，プーリ５０を介してモータ３６の駆動軸３６ａ連係されている。
【００２４】
シリンダの位置決め・クランプ機構
量産においてターンテーブル２２を用いてシリンダ溶射する場合、次々に流れてくるシリンダを精密に位置決めし、さらに耐久性をもってクランプする必要がある。図１７および図１８は、そのシリンダ位置決め・クランプ機構を示している。
ターンテーブル２２には、粉塵排気管４を挟んでシリンダ移動方向（図１７における矢印方向）に対して垂直な位置に２本の位置決めピン３２が立設されている。また、ターンテーブル２２の上面には、粉塵排気管４を挟んでシリンダ移動方向に２つのエアシリンダ３４が設置され、該エアシリンダ３４のピストンロッドにはシリンダ移動方向に延設されたコ字型レール３３が固定されている。
【００２５】
一方、機枠４８には、ターンテーブル２２を挟んでパレット搬入用ガイドローラ２８とパレット搬出用ガイドローラ２９が配設されている。
また、パレット搬入用ガイドローラ２８とパレット搬出用ガイドローラ２９の側方には、それらのガイドローラ２８，２９に差し渡すようにしてパレット移動用ロボット２４のテーブル２４ａを移動させるガイド部材２４ｂが配設され、該テーブル２４ａはモータ２４ｃによりガイド部材２４ｂに沿って移動される。また、テーブル２４ａは、先端が上下動する連結用バー２４ｄを有している。
そして、シリンダ４４は、シリンダ設置台４３を介してシリンダ搬送用パレット２６上に設置され、該パレット２６はパレット搬入用ガイドローラ２８上に載置される。そのパレット２６は、連結用バー２４ｄの先端を降下させることによってロボット２４のテーブル２４ａに係合され、モータ２４ｃを作動させることによって上記コ字型レール３３まで移送される。
コ字型レール３３まで移送されたパレット２６は、エアシリンダ３４を作動させることによって降下され、パレット２６に形成したパレット位置決め用穴４５が上記位置決めピン３２に嵌合することによって位置決めされる。なお、パレット位置決め用穴４５は、シリンダ４４のボア４４ａにそれぞれ対応させて形成されている。
【００２６】
したがって、精度の高い位置決めが可能となる。これにより、シリンダボア４４ａの内径が小さい場合でも、ボア４４ａの周面に溶射ガン３０が接触することがなく位置される。
また、このシリンダ位置決め機構では、ターンテーブル２２が常に一定位置に停止するようにターンテーブル２２にキー溝４１が形成され、該ターンテーブル２２の周囲にターンテーブル停止位置位置決めキー３５が配設されている。
そして、キー３５がターンテーブル２２のキー溝４１に差し込まれることで、ターンテーブル２２は、常に一定位置で停止される。
したがって、ターンテーブル２２上の各シリンダボア４４ａは、常にシリンダ移動方向に沿って位置され、パレット２６をボアピッチ分移動するだけで、各ボア４４ａの位置決めが容易にできる。
また、ターンテーブル２２は水平状態で回転するため、シリンダ４４およびパレット２６は遠心力により横方向の力を受ける。これに対し、シリンダ４４はパレット２６上の位置決めピン３２に差し込まれることで、横方向の力が抑制される。さらに、位置決めされたパレット２６はコ字型レール３３内にあるため、上方向の動きも抑制される。
また、パレット２６のクランプにより一番力を受ける部分は、ターンテーブル２２上の位置決めピン３２であるが、耐久性はピンの太さにより変えられ、交換も非常に容易であるため、耐久性もメンテナンス性も十分ある。
【００２７】
さらに、パレット２６は、エアーシリンダ３４が下降してクランプ状態となるため、シリンダ回転時に何らかの事故によりエアーの供給が中断されたとしても、クランプが外れることがなく、パレット２６が飛び出す等の事故が発生しないため、安全性も優れている。
なお、図１７（および図１８）において、符号２５は溶射ガン移動用ロボットを示しており、該ロボット２５は溶射ガン３０をターンテーブル２２の中心上方に保持し、溶射ガン３０を上下方向に移動させる。
そして、シリンダ４４の溶射作業が完了したら、そのシリンダ４４のパレット２６はモータ２４ｃによってパレット搬出用ガイドローラ２９へ移送される。
【００２８】
上記したシリンダの溶射装置の溶射シリンダ製造工程を図１９に示したフローチャートによって説明する。
先ず、ブラスト処理された多気筒シリンダ４４をパレット２６上にセットする（ステップ１０１）。この時、シリンダ４４の各ボア４４ａは、シリンダ移動方向に対して一列になるようにセットされる。シリンダ４４のボア４４ａとパレット２６に開けられた穴４５は、シリンダ４４をセットすることで、互いに対応するように構成されている。
次いで、搬入用ガイドローラ２８上にシリンダ搬送用パレット２６をセットする。（ステップ１０２）
次いで、パレット移動用ロボット２４のテーブル２４ａから連結レバー２４ｄを降ろして、シリンダ搬送用パレット２６上に配設された連結レバー差込治具２６ａを介して、テーブル２４ａをパレット２６に連結する（ステップ１０３）。
【００２９】
次いで、モータ２４ｃを作動させて、シリンダ搬送用パレット２６を、コ字型レール３３を通ってシリンダ溶射用ターンテーブル２２上の溶射位置まで移動させる（ステップ１０４）。溶射位置は、溶射されるシリンダボア４４ａの中心がターンテーブル２２の回転中心と一致した位置のことである。
次いで、シリンダ搬送用パレット２６は、コ字型レール３３と一体をなして下降し、ターンテーブル２２上にセットされた位置決めピン３２およびターンテーブル２２の中心に位置した粉塵排気管回転部１７が接続され、クランプされる（ステップ１０５）。これにより、粉塵排気管４，パレット２６，シリンダボア４４ａがつながり、ほぼ連続した一つの管となる。即ち、溶射時、粉塵排気管４に接続された集塵機２７を動かすことで、溶射粉塵は効率的に吸引され、粉塵が飛散することがない。
【００３０】
次いで、シリンダ搬送用パレット２６と連結されていた連結バー２４ｄを上げ、シリンダ搬送用パレット２６とパレット移動用ロボット２４を分離する（ステップ１０６）。分離することで、ターンテーブル２２およびパレット２６はパレット移動用ロボット２４から独立し、回転できるようになる。
次いで、ターンテーブル停止位置位置決めキー３５をターンテーブル２２から抜く（ステップ１０７）。
次いで、シリンダ搬送用パレット２６をターンテーブル２２と一体をなして回転させる（ステップ１０８）。パレット２６はコ字型レール３３により上下方向の動きが制約され、かつ位置決めピン３２により左右の動きが制約されるため、強固にクランプされており、２０ｋｇある４輪用シリンダを１００ｒｐｍで回転させてもシリンダ４４およびパレット２６が飛び出したりすることはなかった。
次いで、溶射ガン移動用ロボット２５に固定された内径溶射ガン３０を、回転しているシリンダの溶射位置まで移動させ、溶射を開始する（ステップ１１０）。溶射中は、集塵機２７によりボア内部の集塵が続けられる。
【００３１】
溶射終了（ステップ１１１）後、内径溶射ガン３０は、溶射ガン移動用ロボット２５により待避位置に移動されるとともに、ターンテーブル２２は停止する（ステップ１１３）。ターンテーブル停止時、ターンテーブル停止位置位置決めキー３５が差し込まれ、ターンテーブル２２が常に同じ方向を向いて停止する（ステップ１１４）。即ち、ターンテーブル２２上に位置決めされているパレット２６も常に一定方向を向く。したがってパレット移動用ロボット２４から延びる連結用レバー２４ｄがパレット２６上の連結レバー差込治具２６ａに差し込める。
次いで、シリンダ搬送用パレット２６は、コ字型レール３３と一体となして上昇し、位置決めピン３２および粉塵排気管回転部１７と分離され、クランプが解かれる（ステップ１１５）。
【００３２】
そして、シリンダ搬送用パレット２６上にセットされたシリンダ４４で、まだ溶射するボアがあるか否かが判断、即ち全シリンダボアの溶射が完了したか否かが判断され（ステップ１１６）、未完了の場合には、パレット移動用ロボット２４により、次ぎに溶射すべきボアが回転中心となるように移動されクランプされ（ステップ１０３）、上記作業が繰り返される。
このようにして、次々に各ボアが溶射される。すべてのボアが溶射されるとクランプが解かれ、シリンダ搬送用パレット２６はパレット移動用ロボット２４に連結され（ステップ１１７）、搬出用ガイドローラ２９に排出され（ステップ１１８）て、次のパレットに移行する。
【００３３】
【実施例】
上記のシリンダ溶射において、粉塵排気管への付着量を調べた。実験では、単気筒シリンダスカートを粉塵排気管に差し込む形で、かつ溶射フレーム中心軸１４と粉塵排気管吸い込み口内面１５を用いた場合の付着量も求めた。
実験条件：
溶射方法              プラズマ溶射
溶射角度              ４５度
供給電流              ８００Ａ
主動ガス流量（Ａｒ）  ５６．８リットル／ｍｉｎ
補助ガス流量（Ｈｅ）    ７．６リットル／ｍｉｎ
粉末供給ガス流量（Ａｒ）５．３リットル／ｍｉｎ
１工程での形成膜厚      ２００μｍ
シリンダ溶射個数        １２個
【００３４】
この実施例に基づいた粉塵排気管には、ほとんど皮膜が形成されていなかった。また皮膜内にはほとんど気孔が無く健全な皮膜であった。また、１２個のシリンダ溶射においてシリンダの位置決めおよびクランプは十分な機能を果たした。
それに対し、シリンダ内径と同じ内径の円筒状の粉塵排気管を用いた場合、５個目からシリンダの皮膜とつながってしまい、シリンダを取り外すときに剥離が生じてしまった。
以上の結果からも、粉塵排気管の形状により皮膜性状に影響を与えることがわかる。また、本発明の粉塵排気管を用いると粉塵排気管に形成される皮膜が軽減でき、これにより、粉塵排気管の交換が必要なくなり、量産効果を出せるとともに、安定した皮膜形成ができることがわかる。
【００３５】
【発明の効果】
上述の如く、本発明の請求項１のシリンダ溶射装置では、ターンテーブルにシリンダを保持させ、該シリンダを回転させながら前記シリンダのボア内で溶射ガンを軸方向へ移動させて前記シリンダのボア内面に溶射するとともに、前記シリンダの下方に該シリンダのボア内の粉塵を吸引する粉塵排気管の吸い込み口を配置させて、前記シリンダのボア内の粉塵を吸引排除するようにしたシリンダの溶射装置において、前記粉塵排気管の吸い込み口の口径を前記シリンダのボア内径よりも大きくし、前記粉塵排気管が回転部と固定部に分割され、前記回転部が前記ターンテーブルと一体的に保持され、かつ前記固定部に隙間を持って差し込まれていることを特徴としている。
この発明のシリンダ溶射装置によれば、粉塵排気管が回転されるため、粉塵排気管の一部にのみフレームが当たるようなことはなく、したがって溶射フレームによる粉塵排気管の溶融が防げるとともに、粉塵排気管の内面に分散されて溶射皮膜が形成される、皮膜形成速度が遅くかつ粉塵排気の流れを妨げることもない。また、粉塵排気管の回転部はターンテーブルと一体的に保持されているので、粉塵排気管を回転させるための特別な動力を必要とせず、粉塵排気管の回転部と固定部は間隔を持って差し込まれ、ベアリング等を設置する必要がないので、それらの熱対策も必要としない。
【００３６】
また、本発明の請求項２のシリンダ溶射装置では、請求項１のシリンダ溶射装置であって、前記溶射ガンによって噴射される溶射フレームの中心軸と前記粉塵排気管との成す角度を４５度以下にしたことを特徴としている。
この発明のシリンダ溶射装置によれば、溶射皮膜が粉塵排気管に付着するのを可及的に防止することができ、粉塵排気管の交換が必要なくなり、量産効果を出せるとともに、安定した皮膜形成ができる。
【００３７】
また、本発明の請求項３のシリンダ溶射装置では、請求項１または２のシリンダ溶射装置であって、前記ターンテーブルの回転軸を管体によって構成し、該回転軸内に前記粉塵排気管を間隔をもって配設したことを特徴としている。
【００３８】
この発明のシリンダ溶射装置によれば、粉塵排気管とターンテーブルの回転軸とは間隔をもって配設されているので、粉塵排気管の熱がターンテーブルの回転軸に伝達されることが殆どなく、ターンテーブルの回転軸を保持するベアリングのグリース，シール部等が熱的悪影響を受けることもなく、耐久性が向上する。
【００３９】
また、本発明の請求項４のシリンダ溶射装置では、請求項１〜３のいずれかのシリンダ溶射装置であって、パレットにシリンダを固定し、そのパレットを前記ターンテーブルに搬送させて固定し、前記パレットと共に前記シリンダを回転させるシリンダ溶射装置において、前記ターンテーブルの上方に前記パレットをガイドするコ字型レールを平行かつ上下動自在に設置し、前記ターンテーブルにピンを立設するとともに、前記パレットに穴を形成し、前記シリンダを固定した前記パレットを前記コ字型レールに案内し、該コ字型レールを降下させることによって前記パレットの穴を前記ターンテーブルの前記突起に嵌合させて前記シリンダをターンテーブル上に位置決めロックさせるようにしたことを特徴としている。この発明のシリンダ溶射装置によれば、構造が簡単で、メンテナンス性に優れ，耐久性に富み、しかもシリンダをターンテーブル上に容易に位置決めロックができ、ターンテーブル回転中にエアー等の動力減が断たれても、クランプが外れることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリンダ溶射装置におけるシリンダボアと溶射フレームとの位置関係を示した概念的な断面図である。
【図２】シリンダ溶射装置におけるシリンダボア下端部と粉塵排気管吸い込み口との位置関係およびそこに形成される溶射皮膜の状態を示した概念的な断面図である。
【図３】シリンダ溶射装置におけるシリンダボア内径と粉塵排気管吸い込み口内径が同一な場合にそこに形成される溶射皮膜の状態を示した概念的な断面図である。
【図４】本発明に係るシリンダ溶射装置におけるシリンダボア下端部と粉塵排気管吸い込み口との位置関係およびそこに形成される溶射皮膜の状態を示した概念的な断面図である。
【図５】本発明に係るシリンダ溶射装置におけるシリンダボア下端部と粉塵排気管吸い込み口との連接状態の一例を示した概念的な断面図である。
【図６】多気筒シリンダを示した概念図で、図６（ａ）はその側面図，図６（ｂ）はその底面図である。
【図７】本発明に係るシリンダ溶射装置を多気筒シリンダに適用した状態のシリンダと粉塵排気管吸い込み口との連接状態の一例を示した概念的な断面図である。
【図８】本発明に係るシリンダ溶射装置を多気筒シリンダに適用した状態のシリンダと粉塵排気管吸い込み口との連接状態の他の例を示した概念的な断面図である。
【図９】シリンダ溶射装置によって溶射角度と溶射皮膜膜厚との関係を測定した結果を示したグラフである。
【図１０】図９のグラフを説明するための溶射状態を示した断面図である。
【図１１】本発明に係るシリンダ溶射装置におけるシリンダボア下端部と粉塵排気管吸い込み口と溶射フレームとの関係を示した概念的な断面図である。
【図１２】本発明に係るシリンダ溶射装置において、溶射角度が９０度の場合の溶射フレームとシリンダボア下端部と粉塵排気管吸い込み口との関係を示した概念的な断面図である。
【図１３】本発明に係るシリンダ溶射装置において、溶射角度が９０度の場合の溶射フレームとシリンダボア下端部と粉塵排気管吸い込み口との関係を示した概念的な断面図である。
【図１４】本発明に係るシリンダ溶射装置において、粉塵排気管を回転部と固定部とによって構成した場合の連結構造の態様を示した概念的な断面図であり、図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれらの各形態を示している。
【図１５】本発明に係るシリンダ溶射装置における粉塵排気管の回転部とターンテーブルの連結状態を示した概念的な断面図である。
【図１６】本発明に係るシリンダ溶射装置におけるターンテーブルの回転軸と粉塵排気管の位置関係を示した断面図である。
【図１７】本発明に係るシリンダ溶射装置におけるシリンダ搬送用パレットのターンテーブルへの位置決めロック機構を示した平面図である。
【図１８】本発明に係るシリンダ溶射装置におけるシリンダ搬送用パレットのターンテーブルへの位置決めロック機構を示した側面図である。
【図１９】本発明に係るシリンダの溶射装置の溶射シリンダ製造工程を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１        溶射ガン
１ａ      フレーム
２        シリンダ
２ａ      最下端
３        シリンダボア
３ａ      シリンダボア内面
４        粉塵排気管
５        吸い込み口
６        吹き返し
７        溶射皮膜
８        シリンダスカート部
９        差込量
１０      クリアランス
１１      多気筒シリンダ
１１ａ    シリンダ下面
１２      スカート部
１４      溶射フレーム中心軸
１５      粉塵排気管吸い込み口内面
１７      回転部
１７ａ    下端部
１８      固定部
１８ａ    上端部
１９      クリアランス
２０      アーム
２１      凹状部
２２      ターンテーブル
２４      パレット移動用ロボット
２４ａ    テーブル
２４ｂ    ガイド部材
２４ｃ    モータ
２４ｄ    連結用バー
２５      溶射ガン移動用ロボット
２６      シリンダ搬送用パレット
２６ａ    連結レバー差込治具
２８      パレット搬入用ガイドローラ
２９      パレット搬出用ガイドローラ
３０      内径溶射ガン
３２      位置決めピン
３３      コ字型レール
３４      エアシリンダ
３５      キー
３６      モータ
３６ａ    駆動軸
３８      空間部
３９      回転軸
４０      シール材
４１      キー溝
４２      ベルト
４３      シリンダ載置台
４４      シリンダ
４４ａ    ボア
４５      パレット位置決め用穴
４７      ベアリング
４８      機枠
４９      プーリ
５０      プーリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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