(57)【要約】【課題】溶射ガンから溶射された溶射粒子のうちヒュームとなったものが溶射を行う対象物の処理面における溶射の済んだ部分よりも同溶射ガンの移動方向前方側の部分に付着することを抑制できるようにする。【解決手段】シリンダボア３の内周面に溶射被膜を形成する際には、溶射装置４の溶射ガン５がライナ２の内部に挿入され、その状態で溶射ガン５からの溶射粒子の溶射が行われるとともに、同溶射ガン５がシリンダボア３の中心線回りに回転されつつ同中心線方向の一方側から他方側へと移動される。溶射ガン５からの溶射粒子の溶射は、シリンダボア３の内周面における同溶射ガン５と最短距離になる部分よりも上記中心線方向の一方側に位置する部分に向けて行われる。これにより、溶射ガン５から溶射された溶射粒子のうちヒュームとなったものが、溶射ガン５の移動方向前方側（上記中心線方向の他方側）に向けて飛びにくくなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶射を行う対象物の処理面に対し平行な直線上を移動方向とする溶射ガンを備え、その溶射ガンから溶融した溶射粒子を前記処理面に向けて溶射しながら同溶射ガンを前記移動方向の一方側から他方側へと移動させる溶射装置において、
前記溶射ガンは、前記処理面における同溶射ガンと最短距離になる部分よりも前記移動方向の一方側に位置する部分に向けて前記溶射を行う
ことを特徴とする溶射装置。
【請求項２】
請求項１記載の溶射装置において、
前記対象物の処理面の近傍で同処理に沿った前記溶射ガンの移動方向の前記他方側から前記一方側に向けての空気の流れを起こす気流装置を更に備える
ことを特徴とする溶射装置。
【請求項３】
シリンダボア内に溶射ガンを挿入し、その溶射ガンから溶融した溶射粒子を前記シリンダボアの内周面に向けて溶射しながら、前記溶射ガンを前記シリンダボアの中心線方向の一方側から他方側へと移動させる溶射方法において、
前記シリンダボアは、シリンダブロックに取り付けられた円筒状のライナの内周面に形成されるものであり、
前記溶射ガンは、前記ライナを前記シリンダブロックから取り外した状態で同ライナの内周面に形成される前記シリンダボア内に挿入され、そのシリンダボアの中心線方向の一方側から他方側へと移動しつつ、同シリンダボアにおける同溶射ガンと最短距離になる部分よりも前記中心線方向の一方側寄りに位置する部分に向けて前記溶射を行う
ことを特徴とする溶射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶射装置及び溶射方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関においては、シリンダブロックのシリンダボア内周面の摺動性向上を意図して、そのシリンダボアに溶融した鉄等の溶射粒子を溶射して溶射被膜を形成することが行われている。こうした溶射被膜の形成に用いられる溶射装置としては、例えば特許文献１に示されるものが知られている。同装置は、シリンダボア内に挿入される溶射ガンを備え、その溶射ガンから溶融した溶射粒子をシリンダボアの内面に向けて溶射しながら、溶射ガンをシリンダボアの中心線周りに回転させつつ同中心線方向の一方側から他方側へと移動させるものである。この溶射装置を用いることにより、シリンダボアの内周面全体に溶融した溶射粒子を溶射して溶射被膜を形成することが可能になる。
【特許文献１】特開２００６−３２２０４９公報（図１、図３、段落［００３２］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、溶射ガンから溶射された溶射粒子のうち粒子径の小さいものは、温度が高くなって酸化してしまい、いわゆるヒューム（酸化鉄）になる。こうしたヒュームは、飛散したりシリンダボアの内周面に当たって跳ね返ったりして、同内周面おける溶射粒子の溶射されていない部分、すなわち溶射ガンにより溶射粒子の溶射が済んだ部分よりも同溶射ガンの移動方向前方側の部分に付着する可能性がある。このようにシリンダボアの内周面における溶射粒子の溶射が済んだ部分よりも溶射ガンの移動方向前方側の部分にヒュームが付着すると、その後の溶射ガンによる溶射粒子の溶射によって上記付着したヒュームに重ねて溶射被膜が形成されることになる。しかし、シリンダボアの内周面全体に形成された溶射被膜のうち、上記付着したヒュームに重なった部分に関しては、同内周面に対する付着力が弱く、その後のシリンダボアの内周面のホーニング加工等によって剥がれるおそれがある。
【０００４】
なお、こうした問題は、シリンダボアの内周面に溶射被膜を形成する場合に限らず、溶射被膜をシリンダボアの内周面以外の対象物の処理面に形成する場合においても、概ね共通するものとなっている。
【０００５】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、溶射ガンから溶射された溶射粒子のうちヒュームとなったものが溶射を行う対象物の処理面における溶射の済んだ部分よりも同溶射ガンの移動方向前方側の部分に付着することを抑制できる溶射装置及び溶射方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、溶射を行う対象物の処理面に対し平行な直線上を移動方向とする溶射ガンを備え、その溶射ガンから溶融した溶射粒子を前記処理面に向けて溶射しながら同溶射ガンを前記移動方向の一方側から他方側へと移動させる溶射装置において、前記溶射ガンは、前記処理面における同溶射ガンと最短距離になる部分よりも前記移動方向の一方側に位置する部分に向けて前記溶射を行うものであることを要旨とした。
【０００７】
上記構成によれば、移動する溶射ガンから対象物の処理面への溶射粒子の溶射は、その処理面における同溶射ガンよりも上記移動方向後側に位置する部分に向けて行われる。このため、溶射された溶射粒子のうちヒュームとなったものが、溶射ガンの移動方向前方側に向けて飛びにくくなる。従って、上記ヒュームが処理面における溶射粒子の溶射されていない部分、すなわち溶射ガンにより溶射粒子の溶射が済んだ部分よりも同溶射ガンの移動方向前方側の部分に付着することを抑制できる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の溶射装置において、前記対象物の処理面の近傍で同処理に沿った前記溶射ガンの移動方向の前記他方側から前記一方側に向けての空気の流れを起こす気流装置を更に備えた。
【０００９】
上記構成によれば、溶射ガンからの溶射粒子の溶射方向が、気流装置によって起こされる空気の流れの下流側に向かった方向となる。そして、溶射ガンから溶射された溶射粒子のうちヒュームとなったものは、気流装置によって起こされる空気の流れにより、溶射ガンの移動方向後方側（移動方向の一方側）に流される。このため、上記ヒュームが溶射ガンの移動方向前方側（移動方向の他方側）に向けて一層飛びにくくなり、同ヒュームが処理面における溶射が済んだ部分よりも溶射ガンの移動方向前方側の部分に付着することをより的確に抑制できるようになる。
【００１０】
請求項３記載の発明では、シリンダボア内に溶射ガンを挿入し、その溶射ガンから溶融した溶射粒子を前記シリンダボアの内周面に向けて溶射しながら、前記溶射ガンを前記シリンダボアの中心線方向の一方側から他方側へと移動させる溶射方法において、前記シリンダボアは、シリンダブロックに取り付けられた円筒状のライナの内周面に形成されるものであり、前記溶射ガンは、前記ライナを前記シリンダブロックから取り外した状態で同ライナの内周面に形成される前記シリンダボア内に挿入され、そのシリンダボアの中心線方向の一方側から他方側へと移動しつつ、同シリンダボアにおける同溶射ガンと最短距離になる部分よりも前記中心線方向の一方側寄りに位置する部分に向けて前記溶射を行うものとした。
【００１１】
上記方法によれば、移動する溶射ガンからシリンダボア内周面への溶射粒子の溶射は、その内周面における同溶射ガンよりも上記中心線方向の一方側、すなわち溶射ガンの移動方向の後方側に位置する部分に向けて行われる。このため、溶射された溶射粒子のうちヒュームとなったものが、溶射ガンの移動方向前方側に向けて飛びにくくなる。従って、上記ヒュームがシリンダボアの内周面における溶射粒子の溶射されていない部分、すなわち溶射ガンにより溶射粒子の溶射が済んだ部分よりも同溶射ガンの移動方向前方側の部分に付着することを抑制できる。
【００１２】
また、シリンダボアの内周面への溶射粒子の溶射は、そのシリンダボアの形成されたライナをシリンダブロックから取り外した状態で行われる。仮に、シリンダボアの形成されたライナをシリンダブロックに取り付けた状態で、シリンダボアの内周面に溶射粒子の溶射を行うとすると、シリンダブロックにマスキング等を施してシリンダボアの内周面以外の部分に溶射粒子が付着しないようにしなければならない。しかし、上記方法によれば、こうしたマスキングを行う手間を省くことができる。
【００１３】
更に、シリンダボアの内周面に溶射粒子を溶射する際に同シリンダボア内に空気の流れを起こしてヒュームをシリンダボアの外に流そうとする場合には、上記空気を流すためのダクト等を円筒状のライナに接続すればよい。このため、ライナに対する上記ダクト等の接続作業を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明をエンジンのシリンダボアの内周面に溶射被膜を形成する溶射装置及び溶射方法に具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
エンジンにおいては、図１に示されるように、シリンダブロック１に円筒状のライナ２が取り付けられ、そのライナ２の内周面にシリンダボア３が形成されている。そして、シリンダボア３の内周面への溶射被膜の形成は、シリンダブロック１からライナ２を取り外した状態で、図２に示される溶射装置４によって行われることとなる。
【００１５】
この溶射装置４は、シリンダボア３内に挿入されて同シリンダボア３の中心線方向に移動可能な溶射ガン５と、その溶射ガン５をシリンダボア３の中心線回りに回転させつつ同中心線方向の一方側から他方側（図中の下側から上側）へと移動させる駆動装置６とを備えている。シリンダボア３の中心線方向に移動可能な上記溶射ガン５は、シリンダボア３の内周面と平行な直線上を移動方向としていることになる。また、上記溶射ガン５は、溶融した鉄等の溶射粒子を、シリンダボア３の内周面における同溶射ガン５と最短距離になる部分よりも上記中心線方向の一方側（図中の下側）に位置する部分に向けて、溶射するものである。すなわち、このように溶射粒子の溶射が行われるよう溶射ガン５の噴孔が上記中心線に対し傾斜している。
【００１６】
また、溶射装置４は、シリンダボア３の内周面の近傍において、上記中心線方向の他方側から一方側（図中の上側から下側）に向けての空気の流れ、すなわち溶射ガン５における溶射時の移動方向と逆の方向への空気の流れを起こす気流装置７を備えている。この気流装置７にはシリンダボア３の形成されたライナ２の開口部分に接続されるダクト８が設けられている。そして、ライナ２の開口部分にダクト８を接続した状態で気流装置７を駆動すると、ライナ２の内の空気がダクト８を介して吸引され、同ライナ２内に上記中心線方向の他方側から一方側に向けての空気の流れが起こされる。
【００１７】
次に、溶射装置４を用いてシリンダボア３の内周面に溶射被膜を形成する方法について説明する。
シリンダボア３の内周面に溶射被膜を形成するに当たり、まずシリンダボア３の形成されたライナ２がシリンダブロック１から取り外された状態で、溶射ガン５がライナ２の他方側に位置する開口部分から同ライナ２の内部に挿入され、溶射ガン５の先端がライナ２の内部におけるシリンダボア３の中心線方向一方側の開口部分付近に位置させられる。更に、ライナ２の他方側の開口部分には気流装置７のダクト８が接続される。そして、溶射ガン５からの溶射粒子の溶射を行うとともに、その溶射ガン５を駆動装置６の駆動を通じてシリンダボア３の中心線回りに回転させつつ同中心線方向の一方側から他方側へと移動させる。これにより、シリンダボア３の内周面における上記中心線方向の一方側から他方側に亘る周方向全体に溶射ガン５からの溶射粒子の溶射が行われ、シリンダボア３の内周面全体に溶射被膜が形成される。また、溶射ガン５からの溶射粒子の溶射が行われているときには、気流装置７の駆動を通じてライナ２内に上記中心線方向の他方側から一方側に向けての空気の流れが起こされる。
【００１８】
図３は、シリンダボア３の内周面において、溶射ガン５により溶射粒子の溶射が行われている部分を示す拡大断面図である。
溶射ガン５から溶射された溶射粒子のうち粒子径の小さいものは、温度が高くなって酸化してしまい、いわゆるヒューム（酸化鉄）９になる。
【００１９】
仮に溶射ガン５の溶射方向がシリンダボア３の内周面に対し垂直となるような場合、こうしたヒューム９が飛散したりシリンダボア３の内周面に当たって跳ね返ったりして、同内周面における溶射粒子の溶射されていない部分、すなわち溶射が済んだ部分よりも同溶射ガン５の移動方向の前方側（図中上側）の部分に付着する可能性がある。なお、図３のシリンダボア３の内周面において、溶射の済んだ部分は「Ａ」で示され、その部分よりも溶射ガン５の移動方向の前方側の部分は「Ｂ」で示されている。そして、シリンダボア３の内周面における「Ｂ」で示される部分に二点鎖線で示されるようにヒューム９が付着し、その付着したヒューム９に重ねて溶射被膜１０（二点鎖線）が形成されると、その部分の溶射被膜１０の付着力が弱くなって剥がれ発生のおそれがある。
【００２０】
しかし、溶射ガン５からの溶射粒子の溶射は、シリンダボア３の内周面における同溶射ガン５と最短距離になる部分よりも上記中心線方向の一方側（図中の下側）に位置する部分に向けて行われる。これにより、溶射ガン５から溶射された溶射粒子のうちヒューム９となったものが、溶射ガン５の移動方向前方側、すなわち上記中心線方向の他方側（図中の上側）に向けて飛びにくくなる。従って、上記ヒューム９がシリンダボア３の内周面における溶射粒子が溶射されていない部分（図中の「Ｂ」）に付着することを抑制でき、ひいては上述した剥がれ発生を抑制できるようになる。なお、溶射ガン５からの溶射粒子の溶射方向に関しては、シリンダボア３の内周面の垂線に対する上記中心線方向についての上記溶射方向の傾斜角度が、その内周面への溶射粒子の溶射を的確に行うことができ、かつ上記「Ｂ」で示される部分にヒューム９の付着が生じることを的確に抑制できる角度となるように設定することが好ましい。
【００２１】
また、シリンダボア３の内周面の近傍には、気流装置７の駆動によって上記中心線方向の他方側から一方側（図中の上方側から下方側）に向けての空気の流れが起こされる。このため、溶射ガン５からの溶射粒子の溶射方向は、気流装置７によって起こされる空気の流れの下流側に向かった方向となる。そして、溶射ガン５から溶射された溶射粒子のうちヒューム９となったものは、上記空気の流れにより、溶射ガン５の移動方向後方、すなわち上記中心線方向の一方側に流され、シリンダボア３の内周面における「Ｂ」で示される部分に向かう方向とは逆の方向に流されることとなる。従って、上記ヒューム９が溶射ガン５の移動方向前方側に向けて一層飛びにくくなり、同ヒューム９のシリンダボア３の内周面における「Ｂ」で示される部分への付着をより的確に抑制できるようになる。
【００２２】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）溶射ガン５からの溶射粒子の溶射は、シリンダボア３の内周面における同溶射ガン５と最短距離になる部分よりも上記中心線方向の一方側（図３の下側）、すなわち溶射ガン５の移動方向とは逆側に位置する部分に向けて行われる。これにより、溶射ガン５から溶射された溶射粒子のうちヒューム９となったものが、溶射ガン５の移動方向前方側に飛びにくくなる。従って、上記ヒューム９がシリンダボア３の内周面における溶射が済んだ部分よりも溶射ガン５の移動方向前方側に位置する部分（図中の「Ｂ」）に付着することを抑制できる。
【００２３】
（２）溶射ガン５からの溶射粒子の溶射方向は、気流装置７によって起こされる空気の流れの下流側に向かった方向となる。そして、溶射ガン５から溶射された溶射粒子のうちヒューム９となったものは、上記空気の流れにより、溶射ガン５の移動方向とは逆の方向、言い換えればシリンダボア３の内周面における図３の「Ｂ」で示される部分に向かう方向とは逆の方向に流される。このため、上記ヒューム９が溶射ガン５の移動方向前方側に向けて一層飛びにくくなり、同ヒューム９のシリンダボア３の内周面における溶射粒子が溶射されていない部分（図中の「Ｂ」）への付着をより的確に抑制できるようになる。
【００２４】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・図４に示されるように、ライナ２をシリンダブロック１に取り付けた状態で、同ライナ２のシリンダボア３の内周面に溶射被膜を形成するようにしてもよい。この場合、シリンダブロック１におけるクランクケース１ａ側の部分の内面などにマスキング材１１を貼り付け、溶射ガン５からの溶射粒子の溶射時に上記部分の内面に同溶射粒子が付着しないようにする。更に、シリンダブロック１におけるクランクケース１ａ側の部分に気流装置７のダクト８が接続され、その気流装置７の駆動を通じてライナ２内にその中心線方向の他方側から一方側（図中の上側から下側）に向けての空気の流れが起こされる。このようにシリンダボア３の内周面に溶射被膜を形成する場合も、上記（１）及び（２）と同等の効果が得られるようになる。
【００２５】
なお、シリンダブロック１におけるクランクケース側の部分は凹凸形状などの複雑な形状をしており、そうした部分にダクト８を接続することは困難な作業を要する。しかし、上記実施形態のように円筒状のライナ２をシリンダブロック１から取り外し、そのライナ２にダクト８を接続するようにすれば、上述した困難な接続作業を行わずにすみ同接続作業が容易になる。また、上記実施形態のようにシリンダブロック１から取り外された状態のライナ２にダクト８を接続するようにすれば、気流装置７により起こされる空気の流れに壁面の凹凸形状に起因するよどみ等が生じないため、同ライナ２内の排気の流れを的確に上記他方側から一方側への一方向に定めることができる。更に、シリンダブロック１のクランクケース側の部分へのマスキング材１１の貼り付けを行う必要もなくなる。
【００２６】
・上記のように溶射被膜を形成する場合、ライナ２を省略してシリンダブロック１に直接シリンダボア３を形成したエンジンに適用することも可能である。ただし、この場合にはシリンダボア３の内周面にくぼみ等の製造不良が生じたとき、シリンダブロック１全体を取り替えなければならなくなる。この点、上記実施形態のようにライナ２を用いた場合には、シリンダボア３の内周面にくぼみ等の製造不良が生じたときライナ２だけを取り替えればよく、その取り替えに起因する無駄なコストの発生を低減することができる。
【００２７】
・気流装置７に関しては必ずしも設ける必要はない。
・上記実施形態では、シリンダボア３の内周面に溶射被膜を形成する溶射装置４に本発明を適用したが、シリンダボア３の内周面以外の対象物の処理面に溶射被膜を形成する溶射装置に本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】エンジンにおけるシリンダブロックの構造を示す断面図。
【図２】本実施形態の溶射装置の構成を示す概略図。
【図３】シリンダボアの内周面における溶射被膜形成部分を示す拡大図。
【図４】シリンダボアの内周面に溶射被膜を形成する別の方法を示す断面図。
【符号の説明】
【００２９】
１…シリンダブロック、１ａ…クランクケース、２…ライナ、３…シリンダボア、４…溶射装置、５…溶射ガン、６…駆動装置、７…気流装置、８…ダクト、９…ヒューム、１０…溶射皮膜、１１…マスキング材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008214708.tif 000006