(57)【要約】【課題】  基材表面を短時間で粗面化できるようにする。【解決手段】  第１荒加工用ブローチ刃９，第２荒加工用ブローチ刃１１および仕上げ加工用ブローチ刃１３をそれぞれ備えたブローチ工具５を、シリンダブロック１のシリンダボア内に挿入してブローチ加工を行って、シリンダボア内面３に凹凸部を形成する。その後、ワイヤブラシをシリンダボア内に回転させつつ挿入することで、ブローチ加工によって形成した凹凸部の凸部先端を破壊して除去し、破断面を形成し、これによりシリンダボア内面３を粗面化する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶射皮膜を形成する前の基材表面を粗面に形成する溶射前処理方法において、前記基材表面に対しブローチ加工を行って凹凸部を形成し、この凹凸部における凸部先端を破壊して破断面を形成することを特徴とする溶射前処理方法。
【請求項２】
前記凸部先端を、ワイヤブラシで擦ることで破壊することを特徴とする請求項１に記載の溶射前処理方法。
【請求項３】
前記基材表面を円筒内面としてこの円筒内面に対して前記ブローチ加工を行って前記凹凸部を形成し、この凹凸部における前記凸部先端の破壊を、前記ワイヤブラシを回転させて行うことを特徴とする請求項２に記載の溶射前処理方法。
【請求項４】
前記ブローチ加工を行う際に使用するブローチ工具に、荒加工用ブローチ刃および仕上げ加工用ブローチ刃を軸方向に沿ってそれぞれ設け、前記ブローチ工具の軸方向移動によって、前記荒加工用ブローチ刃による荒加工に続いて前記仕上げ加工用ブローチ刃による仕上げ加工を連続して行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の溶射前処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の溶射前処理方法によって、溶射皮膜を形成する前の基材表面となるシリンダボア内面を粗面に形成したことを特徴とするエンジンのシリンダブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶射皮膜を形成する前の基材表面を粗面に形成する溶射前処理方法およびエンジンのシリンダブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンの重量低減および排気処理対応に効果のあるライナレスアルミシリンダブロックのシリンダボア内面に対して溶射皮膜を形成する際に、その前工程として、溶射皮膜の密着性を高める目的でシリンダボア内面を粗面に形成する必要がある。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、シリンダボア内面に対し、ボーリング加工を行ってねじ状の凹部を形成するとともに、このとき発生する切削片によって、凹部相互間の凸部を除去して微細凹凸部となる破断面を形成している。
【特許文献１】特開２００２−１５５３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記した従来の溶射前処理方法では、ボーリング加工に時間がかかり、加工能率が低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、基材表面を短時間で粗面化できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、溶射皮膜を形成する前の基材表面を粗面に形成する溶射前処理方法において、前記基材表面に対しブローチ加工を行って凹凸部を形成し、この凹凸部における凸部先端を破壊して破断面を形成することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、基材表面に対しブローチ加工を行って凹凸部を形成した後、その凸部を破壊して破断面を形成するようにしたので、ボーリング加工による場合に比較して、基材表面を短時間で粗面化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態に係わる溶射前処理方法におけるブローチ加工を行っている状態を示す断面図である。溶射皮膜を形成する前の基材表面として、ここでは例えばエンジンのシリンダブロック１における円筒内面となるシリンダボア内面３とする。上記したシリンダブロック１は、アルミ合金（ＡＤＣ１２材）からなるダイカスト製であり、シリンダボア内面３は、一定の精度で加工してある。このシリンダボア内面３を粗面に形成した後、鉄系材料からなる溶射用材料をシリンダボア内面３に溶射して溶射皮膜を形成する。
【００１０】
上記したシリンダボア内面３を粗面化する際に、図２に拡大して示すようなブローチ工具５を使用する。図２（ａ）はブローチ工具の正面図、図２（ｂ）は同平面図である。
【００１１】
このブローチ工具５は、図示しないブローチ盤の主軸６に装着するブローチ刃支持部７に、図２中で下部側から、いずれも星形形状で、最も小径の第１荒加工用ブローチ刃９，第１荒加工用ブローチ刃９より大径の第２荒加工用ブローチ刃１１，第２荒加工用ブローチ刃１１よりさらに大径の仕上げ加工用ブローチ刃１３を順次取り付けてある。
【００１２】
次に作用を説明する。図示しないブローチ盤の駆動により、上記したブローチ工具５を、図１に示すように、シリンダブロック１の上方からシリンダボア内に挿入することで、第１荒加工用ブローチ刃９および第２荒加工用ブローチ刃１１が、シリンダボア内面３を順次荒加工によるブローチ加工を行い、続いて仕上げ加工用ブローチ刃１３が、仕上げブローチ加工を行う。
【００１３】
図３は、上記したブローチ加工後のシリンダボア内面３の形状を示す斜視図であり、シリンダボアの軸方向（図３中で上下方向）に延びる凹部１５および凸部１７からなる凹凸部１９が形成されている。
【００１４】
図４（ａ）は、その凹凸部１９の一部を拡大して示した斜視図であり、ブローチ加工後は、ブローチ工具５をシリンダボア内から引き抜いた後、図５に示すように、ワイヤブラシ２１をシリンダボア内に対し、回転させつつ挿入する。ワイヤブラシ２１は、図示しない駆動装置の主軸に２３に取り付けられ、軸部２５と、軸部２５の外周面に設けた多数の金属製のピン状部材２７とをそれぞれ備えている。
【００１５】
上記した図示しない駆動装置に駆動により、ワイヤブラシ２１を回転させつつシリンダボア内に挿入することで、シリンダボア内面３は、図４（ａ）の状態から、凹凸部１９における凸部１７の先端を破壊して除去し、これにより図４（ｂ）に示すような破断面２９を形成する。
【００１６】
この結果、シリンダボア内面３を、所望の粗面形状とすることができる。このようなシリンダボア内面３に対する粗面化加工は、ブローチ加工を行って凹凸部１９を形成した後、その凸部１７を破壊して破断面２９を形成すればよいので、ボーリング加工によって粗面化する場合に比較して短時間で行うことができ、加工能率を向上させることができる。
【００１７】
また、得られる粗面形状も、特にその凸部１７を破壊して得る破断面２９については、ボーリング加工時に切削片によって凸部を破壊する場合に比較して、ワイヤブラシ２１を用いることから安定化し、また工具についても、ボーリング加工時の場合のような鋳巣による破損なども回避でき、工具の長寿命化も達成することができる。
【００１８】
また、ブローチ工具５は、仕上げ加工用ブローチ刃１３に加え、第１，第２荒加工用ブローチ刃１１，１３を備えているので、粗面化加工に先立つシリンダボアのラフボーリング加工やファインボーリング加工工程を削減することができる。
【００１９】
なお、上記した基材表面としては、エンジンのシリンダブロックにおけるシリンダボア内面３に限ることはなく、他の円筒内面に対してこの発明を適用可能であり、また円筒内面に限ることもない。
【００２０】
また、上記のようにして溶射前処理加工したシリンダボア内面３の粗面形状については、レーザなどの被接触型の形状測定機などにより形状を測定し、その精度を保証している。
【００２１】
図６は、シリンダボア内面３を粗面化した後に溶射皮膜を形成するための溶射装置の概略を示す全体構成図である。この溶射装置は、シリンダボア内の中心に、ガス溶線式の溶射ガン３１を挿入し、その溶射口３１ａから溶射用材料として溶融した鉄系金属材料を溶滴３３として溶射してシリンダボア内面３に溶射皮膜３２を形成する。
【００２２】
溶射ガン３１は、溶線送給機３５から溶射用材料として鉄系金属材料の溶線３７の送給を受けるとともに、アセチレンまたはプロパンあるいはエチレンなどの燃料を貯蔵した燃料ガスボンベ３９および酸素を貯蔵した酸素ボンベ４１から、配管４３および４５を介して燃料ガスおよび酸素の供給をそれぞれ受ける。
【００２３】
上記した溶線３７は、溶射ガン３１に対し、中央部の上下に貫通する溶線送給孔４７の上端から下方に向けて送給する。また、燃料および酸素は、溶線送給孔４７の外側の円筒部４９に、上下方向に貫通して形成してあるガス案内流路５１に供給する。この供給した燃料および酸素の混合ガスは、ガス案内流路５１の図６中で下端開口部５１ａから流出し、点火されることで燃焼炎５３が形成される。
【００２４】
前記円筒部４９の外周側には、アトマイズエア流路５５を設けてあり、さらにその外周側には、いずれも円筒形状の隔壁５７と外壁５９との間に形成したアクセラレータエア流路６１を設けてある。
【００２５】
アトマイズエア流路５５を流れるアトマイズエアは、燃焼炎５３の熱を前方（図６中で下方）へ送って周辺部に対する冷却を行うとともに、溶融した溶線３７を同前方へ送る。一方、アクセラレータエア流路６１を流れるアクセラレータエアは、上記前方へ送られ溶融した溶線３７を、この送り方向と交差するように前記シリンダボア内面３に向けて溶滴３３として送り、シリンダボア内面３に溶射皮膜３２を形成する。
【００２６】
アトマイズエア流路５５には、アトマイズエア供給源６７から、減圧弁６９を備えたエア供給管７１を通してアトマイズエアを供給する。一方、アクセラレータエア流路６１には、アクセラレータエア供給源７３から、減圧弁７５およびマイクロミストフィルタ７７をそれぞれ備えたエア供給管７９を通してアクセラレータエアを供給する。
【００２７】
アトマイズエア流路５５とアクセラレータエア流路６１との間の隔壁５７は、図６中で下部側の先端部に、外壁５９に対しベアリング８１を介して回転可能となる回転筒部８３を備えている。この回転筒部８３の上部外周に、アクセラレータエア流路６１に位置する回転翼８５を設けてある。回転翼８５に、アクセラレータエア流路６１を流れるアクセラレータエアが作用することで、回転筒部８３が回転する。
【００２８】
回転筒部８３の先端（下端）面８３ａには、回転筒部８３と一体となって回転する先端部材８７を固定してある。先端部材８７の周縁の一部には、前記したアクセラレータエア流路６１にベアリング８１を通して連通する噴出流路８９を備えた突出部９１を設けてあり、噴出流路８９の先端に、溶滴３３を噴出させる前記した溶射口３１ａを設けている。
【００２９】
溶射口３１ａを備える先端部材８７が回転筒部８３と一体となって回転しつつ溶射ガン３１をシリンダボアの軸方向に移動させることで、シリンダボア内面３のほぼ全域に溶射皮膜３２形成する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係わる溶射前処理方法におけるブローチ加工を行っている状態を示す断面図である。
【図２】（ａ）は図１の実施形態におけるブローチ工具の正面図、（ｂ）は同平面図である。
【図３】図１の実施形態によるブローチ加工後のシリンダボア内面の形状を示す斜視図である。
【図４】（ａ）はブローチ加工後のシリンダボア内面の凹凸部の一部を拡大して示す斜視図、（ｂ）はブローチ加工後にワイヤブラシで凹凸部の凸部を除去した状態を示す斜視図である。
【図５】ブローチ加工後にワイヤブラシにより加工を行っている状態を示す断面図である。
【図６】溶射装置の概略を示す全体構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  シリンダブロック
３  シリンダボア内面（基材表面，円筒内面）
５  ブローチ工具
９  第１荒加工用ブローチ刃
１１  第２荒加工用ブローチ刃
１３  仕上げ加工用ブローチ刃
１７  凸部
１９  凹凸部
２１  ワイヤブラシ
２９  破断面
３２  溶射皮膜
【図１】
2006097045.tif 000003
【図２】
2006097045.tif 000004
【図３】
2006097045.tif 000005
【図４】
2006097045.tif 000006
【図５】
2006097045.tif 000007
【図６】
2006097045.tif 000008