(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボアの内面に溶射皮膜を形成したシリンダブロックに対し、冷却水や潤滑油の液体漏れ検査を行った後、液体漏れが発生する要因となる欠陥孔に対し、含浸剤を充填して塞ぐ含浸処理を行い、この含浸処理を行う際に前記溶射皮膜に形成されている気孔に入り込んだ前記含浸剤を溶融させて除去することを特徴とするシリンダブロックの製造方法。
【請求項２】
前記含浸処理を行う際に前記溶射皮膜に形成されている気孔に入り込んだ前記含浸剤を、加熱により溶融させて除去することを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックの製造方法。
【請求項３】
前記含浸処理を行う際に前記溶射皮膜に形成されている気孔に入り込んだ前記含浸剤を、薬品により溶融させて除去することを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックの製造方法。
【請求項４】
シリンダボアの内面に溶射皮膜を形成したシリンダブロックに対し、冷却水や潤滑油の液体漏れ検査を行った後、液体漏れが発生する要因となる欠陥孔に対し、含浸剤を充填して塞ぐ含浸処理を行う前に、前記溶射皮膜に形成されている気孔に、エンジン駆動時の熱により溶融する充填剤を充填することを特徴とするシリンダブロックの製造方法。
【請求項５】
シリンダボアの内面に溶射皮膜を形成したシリンダブロックに対し、冷却水や潤滑油の液体漏れ検査を行った後、液体漏れが発生する要因となる欠陥孔に対し、含浸剤を充填して塞ぐ含浸処理を行う前に、前記溶射皮膜に形成されている気孔を、前記溶射皮膜の表面を加熱により溶融させることで塞ぎ、その後、前記含浸処理を行ってから、前記溶射皮膜の表面を研削加工して前記気孔をシリンダボア内面に露出させることを特徴とするシリンダブロックの製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシリンダブロックの製造方法によって製造したことを特徴とするシリンダブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダボア内面に溶射皮膜を形成するシリンダブロックの製造方法及びシリンダブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の出力、燃費、排気性能向上あるいは小型、軽量化といった観点から、アルミシリンダブロックのシリンダボア部に適用しているシリンダライナを廃止することへの設計要求は極めて高く、その代替技術の一つとして、アルミシリンダボア内面に鉄系材料からなる溶射皮膜を形成する溶射技術の適用が進められている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
このようなシリンダボア内面に形成する溶射皮膜内には多数の気孔が存在しており、この気孔のシリンダボア内へ露出する部分は、エンジン駆動時での潤滑油の油溜まりとして機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９１３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、シリンダブロックの製造工程では、鋳造成形後に冷却水経路や潤滑油経路の液体漏れチェックとして一般的にリークテストが行われている。リークテストで不合格となったシリンダブロックは、含浸処理を行うことで、液体漏れの要因となる欠陥孔を含浸剤により塞ぐことができる。
【０００６】
ところが、溶射皮膜を形成するシリンダブロックの製造工程で、加工費の無駄を排除するなどの理由で鋳造工程の直後に溶射工程を設定した場合、その後のリークテストで不合格となったシリンダブロックに対して含浸処理を行うと、含浸剤が、油溜まりとして機能する溶射皮膜の気孔に入り込み、気孔を塞いでしまう。このため、リークテストで不合格となった溶射皮膜を備えるシリンダブロックは、含浸処理を行えず廃棄することになる。
【０００７】
そこで、本発明は、リークテストで不合格となった溶射皮膜を備えるシリンダブロックであっても、含浸処理を行え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】
【０００８】
本発明は、液体漏れ検査により不合格となったシリンダブロックに対して含浸処理を行い、この際、溶射皮膜の気孔に入り込んだ含浸処理に使用した含浸剤を溶融させて除去することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、溶射皮膜の気孔に入り込んだ含浸剤を溶融させて除去することで、含浸処理を行った後でも、気孔を潤滑油の油溜まりとして機能させることができ、リークテストで不合格となった溶射皮膜を備えるシリンダブロックであっても、廃棄することなく含浸処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わるシリンダブロックの断面図である。
【図２】図１のシリンダブロックのシリンダボア内面周辺の拡大した断面図である。
【図３】図１のシリンダブロックの製造工程図である。
【図４】（ａ）は図２の溶射皮膜の気孔に含浸用の樹脂が入り込んだ状態を示す作用説明図、（ｂ）は（ａ）の気孔内の樹脂を加熱により溶融している状態を示す作用説明図、（ｃ）は（ｂ）の加熱より気孔内の樹脂が溶融して除去された状態を示す作用説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係わる、図４（ｂ）に対応する作用説明図で、気孔内の樹脂を薬品により除去している状態を示す。
【図６】本発明の第３の実施形態に係わる作用説明図で、気孔内にエンジン駆動時の熱で溶融する充填剤を充填した状態を示す。
【図７】本発明の第４の実施形態に係わる作用説明図で、気孔を塞ぐために溶射皮膜の表面を加熱により溶融させて溶融層を形成している状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１２】
［第１の実施形態］
図１に示す自動車用Ｖ型エンジンのシリンダブロック１は、アルミニウム合金製であり、そのシリンダボア３の内面に、溶射皮膜５を形成して耐磨耗性などの特性を高めている。溶射皮膜５を形成する手法は、従来からよく知られているもので、図示しない溶射ガンをシリンダボア３内に回転させながら挿入して軸方向に往復移動させ、溶射ガンの先端のノズル部から溶滴を噴出してシリンダボア３の内面に付着させる。ノズル部には、溶射ガンの外部から溶射用材料となる鉄系材料からなるワイヤを順次供給し、このワイヤをプラズマアークなどの熱源によって溶融させて溶滴を発生させる。
【００１３】
ここで、溶射皮膜５内には図２に示すように微細な気孔７が多数形成されており、この多数の気孔７のうちシリンダボア３の内面の露出するものが、エンジン駆動時での潤滑油を保持する油溜まり（オイルピット）として機能することになる。
【００１４】
上記図１に示したシリンダブロック１のクランクケース８側の下面には、図示しないベアリングキャップをボルトによって締結固定する。ベアリングキャップは、シリンダブロック１との間で、それらのべアリング部によって、図示しないクランクシャフトを回転可能に支持する。
【００１５】
ベアリングキャップのシリンダブロック１と反対側の下面には、図示しないオイルパンが取り付けられ、シリンダブロック１のベアリングキャップと反対側の上面には、図示しないシリンダヘッドが取り付けられる。
【００１６】
このようなリンダブロック１の製造工程を図３に示す。鋳造工程９でシリンダブロック１を鋳造加工した後、溶射工程１１でシリンダボア３の内面に対して溶射皮膜５を形成する。溶射工程１１の後は、前加工工程１３として、シリンダブロック１の外形の機械加工を行ってから、リークテスト１５を実施する。
【００１７】
リークテスト１５は、ウォータジャケット１６内の冷却水漏れと、クランクケース８内の潤滑油漏れに関する液体漏れ検査である。このリークテスト１５は従来からよく知られているもので、例えばウォータジャケット１６内やクランクケース８内を密閉した状態で加圧し、所定時間経過後のウォータジャケット１６内やクランクケース８内の内圧が規定値以上に維持されているか否かを判断する。
【００１８】
そして、リークテスト１５の結果、液体漏れがあると判断して不合格となったシリンダブロック１は、含浸処理工程１７で、液体漏れが発生する要因となる欠陥孔に対し、含浸剤として樹脂を充填して塞ぐ含浸処理を行う。
【００１９】
含浸処理も一般的によく知られた手法で、例えば有機系樹脂であるメタアクリル酸エステルからなる含浸剤中にシリンダブロック１を浸漬し、この含浸剤を満たした容器内を真空減圧することで、含浸剤を欠陥孔に浸透させる。
【００２０】
含浸処理工程１７では、欠陥孔に含浸剤を浸透させる際に、図４（ａ）に示すように、溶射皮膜５の表面に露出している前記図２に示した気孔７、すなわち油溜まりとして機能する気孔７にも浸透して浸透樹脂１８となる。このため、このままでは、シリンダボア３の内面に露出する位置にある気孔７が、油溜まりとして機能しなくなってしまう。
【００２１】
そこで、本実施形態では、含浸処理を実施したシリンダブロック１について、図４（ｂ）に示すように、熱源１９を用いて加熱することで、浸透樹脂１８を溶融させて除去する。これにより、図４（ｃ）に示すように、図４（ａ）、（ｂ）に示してある浸透樹脂１８が除去されて、気孔７がシリンダボア３の内面に露出し油溜まりとして機能することとなる。
【００２２】
上記図４（ｂ）での熱源１９を用いた加熱方法としては、シリンダボア３内にコイルを挿入して高周波加熱を行うか、あるいは、ヒータをシリンダボア３内に挿入配置して行うなどの方法がある。
【００２３】
このように、本実施形態によれば、溶射皮膜５の気孔７に入り込んだ浸透樹脂１８を加熱により溶融させて除去するので、気孔７を潤滑油の油溜まりとして機能させることができる。このため、リークテストで不合格となった溶射皮膜５を備えるシリンダブロック１であっても、廃棄することなく含浸処理を行うことができる。
【００２４】
なお、本実施形態によるシリンダブロック１の製造工程では、鋳造工程９の直後に溶射工程１１を設定している。これは、溶射工程１１を後工程に設定した場合には、溶射する際に鋳造欠陥が見つかったときにシリンダブロック１を廃棄することになり、鋳造作業から溶射作業に至るまでの間の例えば前加工工程１３などに要する加工費が無駄になってしまうからである。
【００２５】
また、鋳造工程９の直後に溶射工程１１を設定することで、その後の製造工程のライン改造部分をより少なくすることができ、設備コストの低減にも寄与することができる。後工程に溶射工程１１を設定すると、溶射工程１１を現行ラインの途中に組み込む必要が生じ、ラインの改造規模が大きくなってしまう。
【００２６】
このようなことから、溶射工程１１はできるだけ鋳造工程９の直後に設定することが望ましい。
【００２７】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、図４に示した第１の実施形態の浸透樹脂１８を除去するための熱源１９による加熱に代えて、図５に示すように、溶射皮膜５の表面に対し薬品２１の塗布や吹き付けによって、浸透樹脂１８を化学的に溶融させて除去する。これにより、浸透樹脂１８が除去されて、第１の実施形態で示した図４（ｃ）と同様に、気孔７がシリンダボア３の内面に露出し油溜まりとして機能することになる。
【００２８】
上記図５で使用する薬品２１としては、例えば有機系化合物であるアセトンを溶剤として使用する。
【００２９】
このように、第２の実施形態によれば、溶射皮膜５の気孔７に入り込んだ浸透樹脂１８を薬品２１により除去するので、気孔７を潤滑油の油溜まりとして機能させることができる。このため、リークテストで不合格となった溶射皮膜５を備えるシリンダブロックであっても、廃棄することなく含浸処理を行うことができる。
【００３０】
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、図３に示した含浸処理工程１７で含浸処理を実施する前に、図６に示すように、シリンダボア３の内面に露出している気孔７に、エンジン駆動時の熱で溶融する充填剤２３をあらかじめ充填しておく。充填剤２３の気孔７内への充填は、例えば溶射皮膜５の表面に充填剤２３を塗布することによって行う。
【００３１】
そして、上記した充填剤２３をシリンダボア３の内面に露出している気孔７に充填した状態で、含浸処理工程１７にて含浸処理を実施する。含浸処理を行う際には、溶射後にシリンダボア３の内面に露出する位置にある気孔７は充填剤２３で充填された状態となっている。このため、気孔７に含浸処理で使用する樹脂が入り込むことを抑制できる。
【００３２】
気孔７に充填した充填剤２３は、シリンダブロック１を使用したエンジンの駆動時の熱で溶融し、第１の実施形態で示した図４（ｃ）と同様に、気孔７がシリンダボア３に露出し油溜まりとして機能することになる。なお、上記したエンジン駆動時とは、エンジンを車両である自動車に搭載する前の状態と搭載した後の状態とのいずれをも含むものとする。
【００３３】
気孔７に充填する充填剤２３としては、パラフィンや低融点樹脂などのエンジン駆動時に溶融して潤滑油に混入しても特に問題のない材料を使用する。
【００３４】
このように、第３の実施形態によれば、気孔７に充填剤２３を充填した状態で含浸処理を行い、充填剤２３はエンジン駆動時に溶融させる。これにより、気孔７を潤滑油の油溜まりとして機能させることができ、リークテストで不合格となった溶射皮膜５を備えるシリンダブロックであっても、廃棄することなく含浸処理を行うことができる。
【００３５】
［第４の実施形態］
第４の実施形態は、図３に示した含浸処理工程１７で含浸処理を実施する前に、図７に示すように、加熱装置２５を用いて溶射皮膜５の表面を溶融（リメルト）させて溶融層２７を形成し、この溶融層２７によりシリンダボア３の内面に露出している気孔７を塞ぐ。
【００３６】
加熱装置２５としては、放電現象で発生するアークやレーザ光を利用可能な装置を利用する。
【００３７】
そして、溶射皮膜５の表面に溶融層２７を形成して気孔７を塞いだ状態で含浸処理を実施する。含浸処理を行う際には、溶射後にシリンダボア３の内面に露出する位置にある気孔７は溶融層２７によって塞がれた状態となっている。このため、気孔７に含浸処理で使用する樹脂が入り込むことを抑制できる。
【００３８】
含浸処理を実施した後は、溶射皮膜５の表面をホーニング加工によって仕上加工する際に、溶融層２７を除去することで、溶射皮膜５の表面に気孔７が新たに露出し、この露出した気孔７が油溜まりとして機能する。
【００３９】
このように、第４の実施形態によれば、溶射皮膜５の表面に溶融層２７を形成して気孔７を塞いだ状態で含浸処理を行い、その後のホーニング加工で溶融層２７を研削して新たに気孔７を露出させるようにしている。このため、気孔７を潤滑油の油溜まりとして機能させることができ、リークテストで不合格となった溶射皮膜５を備えるシリンダブロックであっても、廃棄することなく含浸処理を行うことができる。
【００４０】
なお、上記した第４の実施形態に行ったホーニング加工による仕上加工は、第１〜第３の各実施形態でも実施する。図４、図５に示した第１、第２の各実施形態では、浸透樹脂１８を除去した後にホーニング加工を実施し、図６に示した第３の実施形態においては、含浸処理を行った後にホーニング加工を実施する。
【００４１】
また、上記した各実施形態では、自動車用Ｖ型エンジンのシリンダブロック１を用いて説明したが、直列エンジンのシリンダブロックに対しても本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  シリンダブロック
３  シリンダボア
５  溶射皮膜
７  気孔
１８  浸透樹脂（気孔に入り込んだ含浸剤）
２１  薬品
２３  エンジン駆動時の熱で溶融する充填剤
【図１】
0005724750.tif 000002
【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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