(57)【要約】【課題】短い時間及び少ない手間で容易に鋳物の内周面をなめらかに加工できる鋳物の加工方法、及びこの加工に使用する粗面化装置を提供することである。【解決手段】鋳物６０の内周面６２の粗面化に使用する粗面化装置は、本体１０，１５と；本体に枢支された一対の枢動部材２０ａ及び２２ａ等と；第１斜め方向に延びる第１ローレット２６ａを備え枢動部材に回転可能に保持された第１ローレット部材２５ａ、及び第１斜め方向と交差する第２斜め方向に延びる第２ローレット２６ｂを備え第２枢動部材に回転可能に保持された第２ローレット部材２５ｂと；第１枢動部材及び第２枢動部材を鋳物の内周面に押圧する押圧位置と押圧しない開放位置とに変位させる変位機構５１，５３ａ及び５３ｂと；鋳物６０の内周面６２への押圧時、第１ローレット部材及び第２ローレット部材を自転及び公転させる駆動機構３０，４０等と；から成る。【選択図】図１
2004306130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳物の内周面に粗面化装置で網目状の粗面を形成する粗面化工程と、
前記粗面に溶射装置で溶射皮膜を形成する溶射工程と、
から成ることを特徴とする鋳物の内周面の加工方法。
【請求項２】
前記粗面化装置はローレット部材を含む請求項１に記載の加工方法。
【請求項３】
前記ローレット部材は、前記鋳物の内周面に押圧された押圧位置と押圧されない開放位置との間で変位可能である請求項２に記載の加工方法。
【請求項４】
前記粗面化工程において、前記ローレット部材を回転させ、前記鋳物を移動させる請求項１に記載の加工方法。
【請求項５】
本体と、
前記本体に枢支された一対の枢動部材と、
第１斜め方向に延びる第１ローレットを備え前記枢動部材に回転可能に保持された第１ローレット部材、及び第１斜め方向と交差する第２斜め方向に延びる第２ローレットを備え前記第２枢動部材に回転可能に保持された第２ローレット部材と、
前記第１枢動部材及び前記第２枢動部材を鋳物の内周面に押圧する押圧位置と押圧しない開放位置とに変位させる変位機構と、
鋳物の内周面への押圧時、前記第１ローレット部材及び前記第２ローレット部材を自転及び公転させる駆動機構と、
から成ることを特徴とする鋳物の内周面の粗面化装置。
【請求項６】
前記本体は主軸と、該主軸に回転可能に保持された回転部材とを含み、該主軸に前記各枢動部材が枢支されている請求項５に記載の粗面化装置。
【請求項７】
前記各枢動部材は一端が前記主軸に枢支された枢動アームと、該各枢動アームの他端に立設され前記主軸と平行に延びる作動軸とを含む請求項６に記載の粗面化装置。
【請求項８】
前記変位機構は前記主軸をその軸線と直交する方向に変位させる主軸変位部材と、前記各作動軸をその軸線と直交する方向に変位させる一対の作動軸変位部材とを含む請求項５に記載の粗面化装置。
【請求項９】
前記駆動機構は、前記一対のローレット部材の公転のために前記回転部材を回転させる公転機構部と、前記一対のローレット部材の自転のために前記作動軸を回転させる自転機構部とを含む請求項５に記載の粗面化装置。
【請求項１０】
本体に枢支された枢動部材と、
網目形状のローレットを備え前記枢動部材に回転可能に保持されたローレット部材と、
前記ローレット部材を鋳物の内周面に押圧する押圧位置及び押圧しない開放位置に変位させる変位機構と、
鋳物の内周面への押圧時、該各ローレット部材を回転させる駆動機構と、
から成ることを特徴とする鋳物の内周面の粗面化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鋳物の内周面を加工する加工方法、及び加工時に内周面を粗面化する粗面化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、軽量化等の観点から自動車、２輪車、飛行機等のエンジンのシリンダブロックにアルミニウム合金が使用されている。そして、対熱性等の観点から、アルミニウム合金製シリンダブロックのボア面を耐摩耗性鋳鉄製のシリンダライナで鋳包んだり、圧入していた。しかし、軽量化を更に促進するために、鋳鉄製のシリンダライナに代えて、ボア面をアルミニウム合金製のシリンダライナで鋳包んだり、炭素等を含んだ鉄基材料等を０．２ｍｍ以下の厚さで容射したりする技術が検討されている。
【０００３】
一方、容射前の鋳物の表面には鋳巣が形成される場合がある。ボア面上に鋳巣が形成されると、オイルが鋳巣に入り込んで燃焼し、消滅する。これにより、オイル消費量が悪化するのみならず、ボア面と円筒部内を摺動するピストンの外周面との間の気密性が損なわれる。
【０００４】
第１従来例（特許文献１参照）では、ボア面に真空アークを放電して表層部を溶融させ、溶融金属を鋳巣内に流入させている。
【０００５】
また、第２従来例（特許文献２参照）では、鋳物の内周面にねじ状の凹部と凸部とを交互に形成している。その上で、隣り合う凹部間の凸部の先端に微細凹凸から成る破断部を形成している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３２８２２２号
【特許文献２】
特開２００２−１５５３５０号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記第１実施例及び第２実施例は何れも改良の余地がある。第１従来例が採用している真空アークは相当高温であり、真空アークを放電されたボア面は加熱により温度が上昇しすぎる。その結果、シリンダブロックの強度が低下し易いのみならず、アーク放電の長いサイクルタイムのために加工時間が長くなる。
【０００８】
第２従来例において、凸部の先端の微細な凹凸を持つ破断面の形成は容易ではない。このような破断面を凹部及び凸部の形成と同時に形成することは実質的に不可能で、結局凹部及び凸部の形成と、破断面の形成との２つの工程が必要になると考えられる。これでは、内周面の加工に時間と手間がかかり、コストが上昇する。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、短い時間及び少ない手間で容易に鋳物の内周面をなめらかに加工できる鋳物の加工方法、及びこの加工の一部である内周面の粗面化に使用する粗面化装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、一工程による鋳物の内周面の粗面化が、鋳巣の除去及び溶射の前処理の両方に有効であることを見い出して、本発明を完成した。
▲１▼本願の第１発明による加工方法は、請求項１に記載したように、鋳物の内周面に粗面化装置で網目状の粗面を形成する粗面化工程と；粗面に溶射装置で溶射皮膜を形成する溶射工程と；から成ることを特徴とする。
【００１１】
この加工方法において、鋳物の内周面を粗面化装置が粗面化し、粗面化された内周面（粗面）に溶射装置で溶射皮膜を形成する。
【００１２】
請求項２の加工方法は、請求項１において、粗面化装置はローレット部材を含む。請求項３の加工方法は、請求項２において、ローレット部材は、鋳物の内周面に押圧された押圧位置と押圧されない開放位置との間で変位可能である。請求項４の加工方法は、請求項１の粗面化工程において、ローレット部材を回転させ、鋳物を移動させる。
▲２▼第２発明による粗面化装置は、請求項５に記載したように、本体と；本体に枢支された一対の枢動部材と；第１斜め方向に延びる第１ローレットを備え枢動部材に回転可能に保持された第１ローレット部材、及び第１斜め方向と交差する第２斜め方向に延びる第２ローレットを備え第２枢動部材に回転可能に保持された第２ローレット部材と；第１枢動部材及び第２枢動部材を鋳物の内周面に押圧する押圧位置と押圧しない開放位置とに変位させる変位機構と；鋳物の内周面への押圧時、第１ローレット部材及び第２ローレット部材を自転及び公転させる駆動機構と；から成ることを特徴とする。
【００１３】
この粗面化装置において駆動機構を介して枢動部材の回りに自転しつつ主軸の回りに公転する一対のローレットコマ部材により鋳物の内周面が粗面化される。粗面化装置の鋳物の中空部への挿入時は、変位機構で枢動部材を枢動させる。
【００１４】
請求項６の粗面化装置は、請求項５において、本体は主軸と、主軸に回転可能に保持された回転部材とを含み、主軸に各枢動部材が枢支されている。請求項７の粗面化装置は、請求項６において、各枢動部材は一端が前記主軸に枢支された枢動アームと、各枢動アームの他端に立設され主軸と平行に延びる作動軸とを含む。請求項８の粗面化装置は、請求項５において、変位機構は主軸をその軸線と直交する方向に変位させる主軸変位部材と、各作動軸をその軸線と直交する方向に変位させる一対の作動軸変位部材とを含む。
【００１５】
請求項９の粗面化装置は、請求項５において、駆動機構は、一対のローレット部材の公転のために回転部材を回転させる公転機構部と、一対のローレット部材の自転のために作動軸を回転させて自転機構部とを含む。
▲３▼第３発明による粗面化装置は、請求項１０に記載したように、本体に枢支された枢動部材と；網目形状のローレットを備え前記枢動部材に回転可能に保持されたローレット部材と；ローレット部材を鋳物の内周面に押圧する押圧位置及び押圧しない開放位置に変位させる変位機構と；鋳物の内周面への押圧時、各ローレット部材を回転させる駆動機構と；から成ることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
＜加工方法＞
▲１▼本発明による鋳物の加工方法は、少なくとも、粗面化装置による粗面化工程と、溶射装置による溶射工程とを含む。更に、粗面化工程の前の前処理や、粗面化工程と溶射工程との間の中間処理や溶射工程の後の後処理を含むことができる。
【００１７】
粗面化工程では、粗面化装置のローレット部材により鋳物の内周面に網目形状の粗面を形成する。ローレット面は第１斜め方向に延びる第１凸条及び第１凹溝と、第１斜め方向と交差する第２斜め方向に延びる第２凸条及び第２凹溝とから成る。
【００１８】
粗面の形成のために１つ又は２つのローレット部材を使用する。これについては粗面化装置の欄で詳述する。粗面化の際、鋳物と粗面化装置とは、鋳物の軸方向において相対移動するとともに、円周方向において相対回転する。相対移動のためには粗面化装置が移動しても良いが、鋳物が移動することが望ましい。相対回転のためには鋳物が回転しても良いが粗面化装置が回転することが望ましい。
▲２▼溶射工程では粗面化工程で形成された粗面に溶射皮膜を形成する。溶射皮膜は、鋳物と溶射装置とが軸方向で相対移動するとともに、円周方向で相対回転すれば良い。そのためには、溶射装置を固定しておき鋳物を軸方向に移動及び軸線の回りに回転させることもできる。但し、鋳物を固定しておき溶射装置を鋳物の中空部内で軸方向に移動及び軸線の回りに回転させる方が望ましい。
＜粗面化装置＞
本発明の粗面化装置は、少なくとも本体、一対の枢動部材、１つ又は２つのローレット部材、変位機構及び駆動機構を含む。このうち、本体は主軸と、これに回転可能に保持された回転部材とを含むことができる。
【００１９】
一対の枢動部材のそれぞれは、一端が本体に枢支され半径方向外向きに延びる枢動アームと、この枢動アームの他端に立設され主軸と平行に延びる作動軸とを含むことができる。
【００２０】
１つのローレット部材の外周面には、網目形状のローレット面が形成されている。一対のローレット部材の一方には第１斜め方向に延びた多数の第１凸条及び第１凹溝が形成され、他方には第１斜め方向と交差する第２斜め方向に延びた多数の第２凸条及び第２凹溝が形成されている。何れの場合も、凸条及び凹溝の本数や傾斜角度は任意に選定できる。
【００２１】
変位機構は、主軸変位部材と作動軸変位部材とを含むことができる。主軸変位部材は、一端が主軸に連結され他端が半径方向外向きに延び、主軸に軸線と直交する方向の力を加える。一対の作動軸変位部材の各々は、一端が作動軸に連結され他端が半径方向外向きに延び、作動軸に軸線と直交する方向の力を加える。
【００２２】
駆動機構は、一対のローレット部材を主軸の回りに公転させるための公転機構部と、作動軸の回りに自転させるための自転機構部とを含む。ローレット部材を公転させるためには回転部材を回転させれば良い。自転させるためには主軸の回転力をローレット部材に伝達すれば良い。主軸と平行に配置され駆動力を受けて回転する補助軸を導入し、ギヤ等により補助軸の回転部材及び主軸に伝達すれば、両方の目的が同時に達成できる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。この実施例では、シリンダブロックのボアの内周面（ボア面）を粗面化装置により粗面化する。
＜粗面化装置＞
図１、図２及び図３に粗面化装置を示す。この粗面化装置は１本の主軸１０と、１つのモータ３０と、本体１０、１５と、一対の枢動部材２０ａ・２２ａ、２０ｂ・２２ａと、補助軸４０等から成る。主軸１０には上端部にギヤ１１が、下端にギヤ１２が、中間部にギヤ１３が固定されている。主軸１０の中間部にはまた、回転部材１５が回転可能に取り付けられ、この回転部材１５に一対の枢動アーム２０ａ及び２０ｂの一端部が枢動可能に枢支されている。主軸１０と回転部材１５とが本体を構成する。回転部材１５にギヤ１６が一体化され、後述するギヤ４７を介して回転されるようになっている。
【００２４】
第１枢動アーム２０ａの他端部に立設された第１作動軸２２ａの上端にギヤ２３ａが固定され、下端に円柱状の第１ローレットコマ２５ａ及びギヤ２４ａが固定されている。同様に、第２枢動アーム２０ｂの他端部に立設された第２作動軸２２ｂの上端にギヤ２３ｂが固定され、下端に円柱形状のローレットコマ２５ｂ及びギヤ２４ｂが固定されている。第１枢動アーム２０ａと第１作動軸２２ａとが第１揺動部材を構成し、第２枢動アーム２０ｂと第２作動軸２２ｂとが第２揺動部材を構成する。
【００２５】
図５（ａ）に示すように、第１ローレットコマ２５ａは第１斜め方向に延び交互に形成された多数の第１凸条２７ａと多数の第１凹溝２８ａから成る第１ローレット２６ａが形成されている。第２ローレットコマ２５ｂは第１斜め方向と交差する第２斜め方向に延び交互に形成された多数の第２凸条２７ｂと多数の第２凹溝２８ｂから成る第２ローレット２６ｂが形成されている。
【００２６】
第１作動軸２２ａのギヤ２３ａ及び２４ａと、第２作動軸２２ｂのギヤ２３ｂ、２４ｂが、それぞれ主軸１０のギヤ１３、１２に噛合している。
【００２７】
図３に示すように、主軸１０には半径方向に延びる主軸移動アーム５１が結合され、第１作動軸２２ａ及び第２作動軸２２ｂにはそれぞれ第１作動軸移動アーム５３ａ及び第２作動軸移動アーム５３ｂが結合されている。主軸移動アーム５１に押し力を加え作動軸移動アーム５３ａ及び５３ｂに引き力を加えるか、又は主軸移動アーム５１に引き力を加え作動軸移動アーム５３及び５３ｂに押し力を加える。これにより、第１枢動アーム２０ａ及び第２枢動アーム２０ｂが矢印Ｘで示す方向に枢動し、作動軸移動アーム５３ａ及び５３ｂが矢印Ｙで示す方向に移動し、主軸１０と第１作動軸２２ａ及び第２作動軸２２ｂとの相対位置を変更することができる。
【００２８】
主軸１０の上方にモータ３０が、その出力軸３１が主軸１０と同軸上となるように配置されている。
【００２９】
主軸１０と平行に配置された補助軸４０の上端部、中間部及び下端部にそれぞれギヤ４１、４４及び４７が固定されている。上端のギヤ４１はアイドルギヤ４２及び４３を介して上記ギヤ３２と噛合し、モータ３０の回転力を補助軸４０に伝達している。中間のギヤ４４はアイドルギヤ４５を介して主軸１０のギヤ１１と噛合し、補助軸４０の回転を主軸１０に伝達している。下端のギヤ４７は回転部材１５のギヤ１６と噛合し補助軸４０の回転を回転部材１５に伝達している。その結果、主軸１０と回転部材１５とは反対方向に回転する。
＜加工方法＞
次に、シリンダブロックのボア面の粗面化について説明する。図６（ａ）に示すように、鋳造されたシリンダブロック６０のボア６１の内周面（ボア面）６２に鋳巣６４が形成されている。粗面化はボーリング工程、粗面化工程、洗浄工程、溶射工程及び仕上げ工程から成る。
【００３０】
先ず、ボーリング加工を施し、ボア面６２を粗面化（Ｒｚ：１２．５）する。
【００３１】
次に、図６（ｂ）に示すように、上記粗面化装置によりボア面６２を更に粗面化する。詳述すると、図３に示すように主軸移動アーム５１を引き、作動軸移動アーム５３ａ及び５３ｂを押す。すると、主軸１０の中心がボア６１の中心からオフセットし、第１枢動アーム２０ａ及び第２枢動アーム２０ｂが主軸１０の回りに枢動する。その結果、主軸１０、第１作動軸２２ａ及び第２作動軸２２ｂが三角形の各頂点に位置する。第１ローレットコマ３０ａと第２ローレットコマ２５ｂとの間の距離がボア６１の内径よりも小さくなり、ローレットコマ３０ａ及び３０ｂがボア６１に挿入可能となる。
【００３２】
次に、シリンダブロック６０の上端部を粗面化装置の下端部のローレットコマ２５ａ及び２５ｂ等の半径方向外側に挿入し、主軸移動アーム５１を押すとともに作動移動アーム５３ａ及び５３ｂを引く。すると、図４に示すように、第１枢動アーム２０ａが反時計方向に、第２枢動アーム２０ｂが時計方向にそれぞれ枢動し、主軸１０と作動軸２２ａ及び２２ｂとが一直線上に位置する。両方のローレットコマ２５ａ及び２５ｂ間の距離はボア６１の内径にほぼ等しくなり、各ローレットコマ２５ａ及び２５ｂの外周面がボア面６２に押圧される。
【００３３】
この状態でモータ３０を一方向に回転させると、ギヤ３２、４１から４３を介して補助軸４０がモータ１５と反対方向に回転する。ギヤ４４、４５及び１１を介して主軸１０が補助軸４０と同方向に回転する。また、ギヤ４７、１６を介して回転部材１５が補助軸４０と反対方向に回転する。
【００３４】
主軸１０の回転がギヤ１２、２４ａ及び２４ｂと、ギヤ１３、２３ａ及び２３ｂとを介して第１作動軸２２ａ及び第２作動軸２２ｂに伝達され、各ローレットコマ２５ａ及び２５ｂ各作動軸２２ａ及び２２ｂの回りに自転する。これと同時に、回転部材１５の回転（自転）により第１及び第２ローレットコマ２５ａ及び２５ｂが主軸１０の回りを公転する。
【００３５】
１及び第２ローレットコマ２５ａ及び２５ｂをボア面６２上で円周方向に移動させつつ、シリンダブロック６０を軸方向に移動させると、ローレットコマ２５ａ及び２５ｂの外周面でボア面６２にローレット加工が施される。即ち、図５（ｃ）に示すように、第１ローレットコマ２５ａによりボア面６２に右上方から左下方に向かって斜め方向に延びる凸条６７ａ及び凹溝６８ａが形成される。一方、図６（ｄ）に示すように、第２ローレットコマ２５ｂが左上方から右下方に向かって斜め方向に延びる凸条６７ｂ及び凹溝６８ｂを形成する。結局、両方のローレットコマ２５ａ及び２５ｂにより図６（ｅ）に示す網目形状の粗面７０が形成される。
【００３６】
次に、ボア面６２に温水を噴射して洗浄する。続いて、図６（ｃ）に示すように、溶射ガン（不図示）により溶射材料を噴射し、粗面７０上に溶射皮膜５６をプラズマ溶射する。溶射ガンはボア６１の中心部にセットし、軸線の回りに回転させるとともに軸方向に移動させる。
【００３７】
溶射材料としては、Ｆｅ−０．８Ｃ−２Ｍｎ−１．５Ｓｉをガスアトマイズしたた粉を用い、溶射ガンの回転数は２００ｒｐｍとし、溶射のパス回数は８回とする。また、溶射皮膜５６の形成と同時にヒュームの吸引を行い、吸引速度は８ｍ／秒とする。その結果、膜厚が０．２から０．３ｍｍの溶射皮膜５６が形成された。最後に、溶射皮膜５６に粗ホーニング、中ホーニング及び仕上げホーニングから成るホーニング加工を施す。図６（ｄ）に示すように、ホーニング加工で溶射皮膜５６が０．１ｍｍ程度除去され、仕上げ加工面５７はＲａ０．２程度となった。
【００３８】
網目状の粗面７０の形成により、鋳巣６４が除去されるとともに、溶射の準備がなされる。即ち、図６（ｂ）に示すように、粗面化により鋳巣６４が粗面の凸条６７ａに位置したと仮定する。粗面７０上に溶射皮膜５６を形成すると、溶射皮膜５６の表面は粗面７０に倣った形状になる（図６（ｃ）参照）。但し、鋳巣６４に相当する部分は皮膜材料が鋳巣に進入し、少し薄くなる。溶射材料の侵入により鋳巣６４が消滅する。その後、溶射皮膜５６の表面をホーニング加工すると、なめらかな仕上げ面５７が得られる。
（効果）
図７に、従来例及び本実施例における溶射皮膜の密着強度を示す。
【００３９】
従来例ではＡで示すように、溶射皮膜の形成前にボア面６２をブラスト材＃３０によりショットブラストしている。溶射皮膜の形成後、引張試験及び剪断試験を行った。試験の際は、薄い矩形状の試験片の一部を一対の把持部材で挟みで、自由端に引張力又は剪断力を加えた。その結果、引張試験における密着強度は約４８ＭＰａであり、剪断試験における剪断強さは約６０ＭＰａであった。
【００４０】
一方、本実施例の粗面化装置で鋳物６０のボア面６２を粗面化した後溶射皮膜５６を形成した試験片を用いて、同様に引張試験及び剪断試験を行った。その結果、Ｂで示すように、引張試験における密着強度は約４７ＭＰａで、剪断試験における密着強度が約７４ＭＰａであった。
【００４１】
これから分かるように、本実施例によれば、従来例に比べて、引張試験での密着強度は従来例とほぼ同等であるが、剪断試験における密着強度が大幅に向上した。その理由は以下のように推察される。一対のローレットコマ２５ａ及び２５ｂがシリンダブロック６０のボア面６２に形成した網目形状の粗面７０では、軸方向及び円周方向において、小さな凸部と小さな凹部とが交互に位置している。溶射皮膜５６の内周面は凹部内に進入するとともに、凸部に対応する部分ではへこむ。凹部に皮膜が入り込むため、剪断試験ではそれを剪断破壊する力が大きく働く。このような特性は、大きな剪断強さが必要とされるシリンダブロック６０では望ましいことである。
【００４２】
なお、参考例として、ショットブラスト及び粗面化の両方を施した場合、Ｃで示すように、引張試験での密着強度は約６５ＭＰａで、剪断試験での密着強度は約８９Ｍｐａであった。本実施例の粗面化に加え、必要に応じてショットブラスと加工を施すことにより、溶射皮膜５６の密着強度が更に向上する。
【００４３】
次に、第１ローレットコマ２５ａのローレット２６ａ、及び第２ローレットコマ２５ｂのローレット２６ｂの形状について検討する。図８（ａ）に示すように、ローレット２５ａの凹溝２８ａの深さ（凸条２７ａの高さ）をｄ、凸条２７ａの幅をｗ、隣接する凸条２７ａのピッチをｐとする。
【００４４】
図８（ｂ）において横軸はローレットの幅ｗであり、縦軸は溶射皮膜５６の密着強度であり、ローレット２６ａの深さｄをパラメータにして両者の関係を示している。
【００４５】
なお、シリンダブロック用の鋳物の内周面に発生する鋳巣の孔径は１ｍｍ以上の場合が多く、これに対応する対策を直線ｙで示す。また、直線ｘで示すように、シリンダブロック６０で必要とされる溶射皮膜５６の密着強度は約３５ＭＰａ以上である。
【００４６】
図８（ａ）により、孔径１．０ｍｍの鋳巣が形成されている場合に、凸条２７ａのある幅ｗに対して必要な密着強度を得るための凹溝２８ａの深さｄを探る。鋳巣５４の孔径が１．０ｍｍの場合、経験則によると凸条２７ａの幅ｗは鋳巣５４の孔径の半分以上であることが望ましい。ここでは、孔径の半分即ち０．５ｍｍとする。
【００４７】
曲線ａ及びｂから分かるように、凹溝２８ａの深さｄが０．５ｍｍ及び０．４ｍｍの場合の密着強度はそれぞれ約５４ＭＰａ及び４７ＭＰａであり、強度的に十分である。曲線ｃから分かるように、深さｄが０．３ｍｍの場合の密着強度は約３６ＭＰａであり、十分とはいえないが足りる。
【００４８】
また、このグラフから以下のことが分かる。全体的傾向として、凹溝２８ａの深さｄが深いほど密着強度が大きく、また深さの浅深を問わず凸条２７ａの幅ｗが大きくなるにつれて密着強度が低下している。
【００４９】
尚、凸条の幅ｗが０．２ｍｍの場合、所定の密着強度を得るためには凹溝２８ａの深さｄが０．１ｍｍ以上で、ピッチｐが０．２ｍｍであることが必要である。幅ｗが０．３ｍｍの場合、所定の密着強度を得るためには深さｄが０．２ｍｍ以上で、ピッチｐが０．３ｍｍであることが必要である。同様に、幅ｗが０．５ｍｍ及び０．７ｍｍの場合、所定の密着強度を得るためにはそれぞれ深さｄが０．３ｍｍ以上及び０．４ｍｍ以上で、ピッチｐがそれぞれ０．５ｍｍ及び０．７ｍｍあることが必要となる。以上を総合すると、ｄ≧０．５６ｗ、ｐ≒ｗが望ましいことが分かる。
【００５０】
なお、孔径が０．５ｍｍである鋳巣６４への対策は直線ｚで示し、凸条２７ａのｗを約０．２５ｍｍにすれば良い。
＜鋳巣と粗面の関係＞
図９、図１０及び図１１に鋳巣６４と粗面７０との種々の関係を示す。
【００５１】
図９に示す第１変形例は、粗面化により鋳巣６４が粗面の凹溝（谷部）６８ａに位置した場合である。図９（ａ）に示すように、粗面の凸条６７ａ及び凹溝６８ａに沿ってほぼ一定膜厚の波形状の溶射皮膜５６が形成される。その結果、図９（ｂ）に示すように、凹溝６８ａの鋳巣６４のうち前方向側（図９で下方側）の鋳巣部は消滅する。後方側の鋳巣部は残るが、溶射皮膜５６に覆われるので、表面には露出しない。その後、溶射皮膜５６の表面をホーニング加工するとなめらかな仕上げ面が得られる。
【００５２】
図１０に示す第２変形例では、溶射と同時に吸引する。図１０（ａ）に示すように、粗面化の結果、鋳巣６４が凹溝（谷部）７８ａの吸引方向前方に位置したと仮定する。次に、図１０（ｂ）に示すように  溶射皮膜５６の形成と同時に軸方向一方向（各図で下方向）に吸引する。すると、凸条７８ａの前方側（図１０で下方側）に多くの溶射材料が堆積し、鋳巣６４が形成された凹溝７８ａは消滅する。その後、溶射皮膜５６の表面をホーニング加工するとなめらかな仕上げ面が得られる。
【００５３】
図１１に示す第３変形例は、第２変形例と比べて、図１１（ａ）に示すように、鋳巣６４が凹溝６８ａの吸引方向後方に位置したと仮定している点が異なる。この場合も、図１１（ｂ）に示すように、溶射皮膜５６の形成と同時に軸方向一方向（各図で下方向）に吸引する。すると、溶射材料が凸条６７ａの後方側から頂上部にかけて堆積する。その後、吸引を停止すると、図１１（ｃ）に示すように、鋳巣６４が凹溝６８ａの谷間に位置し、波形状でほぼ一定厚さの溶射皮膜５６が内周面に形成される。その後溶射皮膜５６の表面をホーニング加工するとなめらかな仕上げ面を得ることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上述べてきたように、第１発明及び第２発明の加工方法によれば、粗面化工程での粗面の形成により鋳物の内周面の鋳巣が除去される。粗面の形成は同時に溶射工程の前処理に相当する。短い時間と手間で内周面が加工でき、しかも内周面と溶射皮膜との接触面積の増加により内周面への溶射皮膜の密着強度が向上する。
【００５５】
請求項２の加工方法によれば、網目形状のローレットを備えたローレット部材により網目形状の粗面が形成される。請求項３の加工方法によれば、粗面化装置の鋳物の中空部への挿入が容易になる。請求項４の加工方法によれば、鋳物を移動させ、粗面化装置を回転させつつ粗面を容易に形成できる。
【００５６】
第２発明の粗面化装置によれば、駆動機構を介して枢動部材の回りに自転しつつ主軸の回りに公転する一対のローレットコマ部材により鋳物の内周面が粗面化される。また、変位機構のおかげで粗面化装置の鋳物の中空部への挿入が容易になる。
【００５７】
請求項６及び７の粗面化装置によれば、本体を構成する主軸と回転部材とを反対方向に回転させることができる。請求項８の粗面化装置によれば、一対のローレット部材を押圧位置及び開放位置に確実かつ迅速に変位させることができる。
【００５８】
請求項９の粗面化装置によれば、一対のローレット部材を所定の軌跡に沿って容易に自転及び公転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による粗面化装置の正面図でである。
【図２】同じく側面図である。
【図３】同じく横断面図である。
【図４】実施例の作動を説明する断面図である。
【図５】（ａ）は第１ローレット部材の斜視図、（ｂ）は第１ローレット美部材により形成される粗面部の平面図、（ｃ）は第２ローレット部材の斜視図、（ｄ）は第２ローレット美部材により形成される粗面部の平面図、（ｅ）は粗面の平面図である。
【図６】本発明の加工方法を示し、（ａ）は粗面化工程前、（ｂ）は粗面化工程、（ｃ）は溶射工程、（ｄ）は仕上げ工程を示す。
【図７】従来例による試験及び実施例による試験での密着強度を示すグラフである。
【図８】（ａ）はローレット部材の一部縦断面図、（ｂ）はローレット部材の凸条の幅と溶射皮膜の密着強度との関係を示すグラフである。
【図９】（ａ）は鋳巣と粗面との関係の第１態様を示す断面図、（ｂ）は溶射被膜形成後の断面図である。
【図１０】（ａ）は鋳巣と粗面との関係の第２態様を示す断面図、（ｂ）は溶射被膜形成後の断面図である。
【図１１】（ａ）は鋳巣と粗面との関係の第３態様を示す断面図、（ｂ）は溶射被膜形成中の断面図、（ｃ）は溶射被膜形成後の断面図である
【符号の説明】
１０：主軸                          １５：回転部材
２０ａ、２０ｂ：枢動アーム          ２２ａ、２２ｂ：作動軸
２５ａ、２５ｂ：ローレットコマ      ３０：モータ
４０：補助軸                        ５１、５３ａ、５３ｂ：作動アーム
【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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