(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケース一体型のシリンダブロックのボア内面への溶射法において、ボア下端とクランクハウジング上端との間のホーニングにげ部に傾斜治具を設置することにより、ボア下端より下方に向かってボア中心軸方向に向かう傾斜を設け、このように構成したシリンダブロックに対し溶射を行うようにしたことを特徴とするクランクケース一体型のシリンダブロックのボア内面への溶射法。
【請求項２】
クランクケース一体型のシリンダブロックのボア内面への溶射法において、ボア下端とクランクハウジング上端との間のホーニングにげ部に傾斜面を備えた形状とすることにより、 ボア下端より下方に向かってボア中心軸方向に向かう傾斜を設け、このように構成したシリンダブロックに対し溶射を行うようにしたことを特徴とするクランクケース一体型のシリンダブロックのボア内面への溶射法。
【請求項３】
クランクケース一体型のシリンダブロックのボア内面への溶射法において、ボアのすぐ下にホーニングにげ部を設け、その下のクランクハウジングに傾斜面を備えた形状とすることにより、ボア下端より下方に向かってボア中心軸方向に向かう傾斜を設け、このように構成したシリンダブロックに対し溶射を行うようにしたことを特徴とするクランクケース一体型のシリンダブロックのボア内面への溶射法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランクケース一体型のシリンダブロックに関し、シリンダブロックのボア内面に溶射皮膜を形成する際の溶射法及びシリンダブロックの形状の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、金属又は金属酸化物等の溶射材料を加熱し、溶融状態にした溶射材料の微粉末等を相手素材に吹き付けてコーテイングする各種の溶射法が提案されており、これら溶射法によって耐摩耗性などが要求される部品の素材表面に硬質層の溶射皮膜を形成することができる。このような溶射法は、クランクケース一体型のシリンダブロックについても適用されている。
ここで、クランクケース一体型のシリンダブロックは、通常、図５に示すような形状をしている。すなわち、このシリンダブロック５１は、鋳鉄又はアルミニウム合金等を鋳造し、機械加工することによって製作され、シリンダボア５２がボア径Ｄで設けられている。このボア５２のすぐ下にボア内面をホーニング加工する際に必要なボア径よりも径の大きい部分（以下ホーニングにげ部）５６が設けられ、さらに連続してクランクハウジング５３が、クランクハウジング間距離Ｌをもって設けられている。
【０００３】
この形状のシリンダブロック５１に溶射すると、ボア５２の内面以外の不要な部分に溶射皮膜が付着する。また、ボア５２の内面より内側にせり出したクランクハウジング５３によって生じた段差５４が溶射時の気流を乱すことによって、ボア５２方向へのはね返り粒子を発生させ、それがボア５２の内面へ付着したり、溶射皮膜内に取り込まれてしまう。このはね返り粒子は密着性が悪いため、皮膜の密着性を低下させる原因となり、さらには、皮膜剥離を引き起こす場合もある。
これまで、特開平６−６５７１１号等のような溶射時のマスキング治具については、提案がなされて来たが、ボア５２の内面以外への溶射皮膜付着防止対策に関するものがほとんどであり、エンジンブロック内での溶射気流をスムーズにし、溶射皮膜の密着性を向上させることは、従来ほとんど考えられなかった。したがって、シリンダブロック５１あるいは治具に段差が存在しているため、溶射時の気流の乱れにより、ボア５２の内面に形成された溶射皮膜、特に下側において密着性や膜質にバラつきが生じ易く、製品間の品質に違いが生じるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の技術の問題点を解消し、シリンダブロックの形状を変更し、又は治具を用いることで、溶射時の気流をスムーズにし、はね返り粒子を軽減することにより、溶射皮膜の密着性を向上させるようにしたクランクケース一体型のシリンダブロックのボア内面への溶射法及びシリンダブロックを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、上記目的を達成するため、請求項１の発明は、クランクケース一体型のシリンダブロックのボア内面への溶射法において、ボア下端とクランクハウジング上端との間のホーニングにげ部に傾斜治具を設置することにより、ボア下端より下方に向かってボア中心軸方向に向かう傾斜を設け、このように構成したシリンダブロックに対し溶射を行うようにしたことを特徴とする。
また、請求項２の発明は、クランクケース一体型のシリンダブロックのボア内面への溶射法において、ボア下端とクランクハウジング上端との間のホーニングにげ部に傾斜面を備えた形状とすることにより、 ボア下端より下方に向かってボア中心軸方向に向かう傾斜を設け、このように構成したシリンダブロックに対し溶射を行うようにしたことを特徴とする。
【０００６】
さらに、請求項3の発明は、クランクケース一体型のシリンダブロックのボア内面への溶射法において、ボアのすぐ下にホーニングにげ部を設け、その下のクランクハウジングに傾斜面を備えた形状とすることにより、ボア下端より下方に向かってボア中心軸方向に向かう傾斜を設け、このように構成したシリンダブロックに対し溶射を行うようにしたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、シリンダブロックのボア下端より下方に向かう傾斜を設け、段差をなくすことにより、溶射時のボア付近での気流をスムーズにし、上方へのはね返り粒子を軽減することを特徴としている。その結果、ボア内面に形成された溶射皮膜の密着性が向上し、製品間の品質のバラツキを軽減することができる。
【０００８】
本発明において、「ボア下端より下方に向かう」とは、シリンダブロックの上方からクランクハウジング側に向かう方向で溶射ガンを挿入した場合に、溶射フレームの流れで見て、ボア下端より下流側の位置から下方に向けることを意味する。したがって、以下の実施の形態で示されるように、一体型のシリンダブロックのうち、ホーニングにげ部に傾斜を設けることのみならず、クランクハウジングに傾斜を設けることも含まれる。ただし、ボア内面に溶射を行うにあたって、ボア付近での気流をスムーズにするという効果を十分発揮する位置に設定される。
また、「傾斜を設ける」とは、シリンダブロック自体の形状として、傾斜面を設けることのみでなく、以下の実施の形態で示されるように適切な治具を採用して傾斜を設けることも含まれる。
なお、溶射材料については、ボア内面に耐摩耗性等を付与するためのものであれば、金属、サーメット等特に限定されるものではない。
本発明にかかる溶射方法について、以下に添付図面に示した実施の形態を参照しながら説明する。
【０００９】
治具を採用した実施の形態（第１の実施の形態）
上記説明した従来のシリンダブロックは、図５に示した形状をしており、ボア５２の内径Ｄと、クランクハウジング５３の内部端面間距離間ＬとはＤ＞Ｌの関係にあるため、クランクハウジング５３の上端面に段差５４が存在した。
これに対し、図１に本発明にかかる第１の実施の形態を示す。この実施の形態のシリンダブロック１では、傾斜治具６をボア下端２ａとクランクハウジング３の内面上端３ａとの間のホーニングにげ部１１に設置し、これによって段差のない形状としている。この時、傾斜治具６の傾斜は点２ａと３ａを結ぶ直線にほぼ一致し、設置したときに段差のない形状が好ましい。図１に示した傾斜治具６の断面形状は台形であるが、直角三角形あるいは傾斜面が曲面であっても良い。
【００１０】
さらに、ボア２の内面２ｂと傾斜治具６に形成された溶射皮膜７を不連続とし、皮膜７に影響を与えることなく容易に治具を取り外すために、傾斜治具６の上端とボア２の下端との間に隙間Ｈ（０．５ｍｍ＜Ｈ＜２ｍｍ）を設けることがより好ましい。
なお、図２に示すように板状の治具６ａで傾斜を持たせても良い。
【００１１】
なお、必要に応じてクランクハウジング３のマスキングをしても良く、この時傾斜治具６はそれ単体でも、クランクハウジング３のマスキング治具と一体でも良い。
傾斜治具６の材質は、溶射時の溶射フレームの熱により変形しないものであれば、金属、セラミックス等特に限定されるものではない。また、設置方法は、例えばボア内面以外に溶射皮膜が形成されるのを防ぐためにテープ等でマスキングする場合、それと同時にテープで傾斜治具６をシリンダブロックに固定する等、設置方法についても特に限定されるものではない。
【００１２】
シリンダブロックのボア下端とクランクハウジングの間に傾斜を設けた実施の形態（第２の実施の形態）
図３に示すように、この実施の形態では、ボア下端２ａとクランクハウジング３の内面上端３ａとの間のホーニングにげ部１１において、クランクハウジング上端３ａに至る傾斜を持たせて段差をなくしている。この実施の形態では、傾斜治具の設置が不要となるため、製造工程が簡略になる。図３では、ボア２の下端２ａから傾斜が始まっているが、傾斜の始まる位置はホーニングにげ部１１の範囲であればよい。また、この実施の形態では、溶射後点線８で示した形状に機械加工する必要がある。これは、ボア２の内面２ａをホーニング加工する際に、ボア径よりも径の大きい部分がボア２のすぐ下に必要となるためである。また、ボア内面以外の部分については必要に応じてマスキングしても良い。なお、この実施の形態では、機械加工することにより従来と同一形状のシリンダブロックを得ることができる。
図３において、シリンダブロック１のホーニングにげ部１１に持たせた傾斜面９の傾斜角度θは、ボア２の中心線に対する溶射ガン５の噴射口の角度をαとすると、α＜θ＜９０゜であることが好ましい。
【００１３】
クランクハウジングに傾斜を設けた実施の形態（第３の実施の形態）
図４に示すように、この実施の形態では、ボア２のすぐ下にホーニングにげ部１１を設け、その下のクランクハウジング３に、クランクハウジング上端３ａからその下方の点３ｂ（断面上の点３ｂ）に至る傾斜面１０を形成している。
そのため、傾斜治具の設置が不要となり、上記第２の実施の形態のような溶射後の機械加工も不要となる。また、ボア内径以外の部分については必要に応じてマスキングしても良い。
図４において、シリンダブロック１のクランクハウジング３に持たせた傾斜面１０の傾斜角度θは、図３の実施の形態と同様に、ボア２の中心線に対する溶射ガン５（図４では省略）の噴射口の角度をαとすると、α＜θ＜９０゜であることが好ましい。
【００１４】
他の実施の形態
本発明は、内燃機関への溶射時に溶射気流をスムーズにし、溶射皮膜の密着性を向上させるためのものであって、上記実施の形態によって限定されるものではなく、その趣旨から逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００１５】
【実施例】
実施例１
図１に示すように、傾斜治具６を設置した従来のシリンダブロックに対して、α＝４５゜の溶射ガン５をボア２内に挿入し、シリンダブロック１をボア２の中心軸を中心にして回転させ、溶射ガン５を上または下方向に移動させることによりボア２内面へ溶射皮膜７を形成した。また、ボア内径Ｄを８５ｍｍとし、クランクハウジング間距離Ｌを６２ｍｍ、傾斜治具６上端とボア下端２ａとの距離を１ｍｍとした。傾斜治具６を設置しない従来の方法でも同条件で溶射したところ、形成された溶射皮膜がボア２の下側約１／３の範囲において剥離した。しかし、上記のように傾斜治具６を設置した方法では皮膜の剥離はなく、ボア２の内面２ｂのホーニング加工後においても剥離はなかった。したがって、密着性に優れた良質の皮膜が形成されたことが確認された。
【００１６】
実施例２
図３に示すような形状のシリンダブロック１を作製し、実施例１の溶射法と同様にしてボア内面２ｂに皮膜を形成した。この時、シリンダブロック１のホーニングにげ部１１に持たせた傾斜角度θを７０゜とした。溶射皮膜形成後、ボア下端２ａとクランクハウジング上端３ａとの間の不要な部分を取り除くための中ぐり加工、ボア２の内面２ｂのホーニング加工を行ったが、溶射皮膜の剥離はなく、実施例１と同様に密着性に優れた皮膜が形成された。
【００１７】
実施例３
図４に示すような形状のシリンダブロック１を作製し、実施例１、２の溶射法と同様にしてボア２の内面２ｂに皮膜を形成した。この時、シリンダブロック１のクランクハウジング３に持たせた傾斜角度θを７０°とした。溶射皮膜形成後、皮膜の剥離はなく、ボア２内面２ｂのホーニング加工後においても剥離はなかった。したがって、実施例１、２と同様に密着性に優れた皮膜が形成された。
【００１８】
【発明の効果】
上記したところから明かなように、本発明にかかる溶射法によれば、溶射時の気流をスムーズにし、はね返り粒子を軽減することにより、ボア内面に形成した溶射皮膜の密着性を向上し、安定した品質の溶射シリンダを製造することができる。
傾斜治具を用いてシリンダブロックに傾斜を設けた場合には、従来のシリンダブロックにそのまま傾斜治具を設ければ良く、容易にこのような傾斜を持たせることができる。また、ホーニングボア下端とクランクハウジング上端との間に傾斜面を設けた場合には、傾斜治具を不要とでき、加工後のシリンダは従来と同一形状となる。さらに、クランクハウジングに傾斜面を設けた場合には、溶射皮膜形成後の機械加工を不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる溶射法の第１の実施の形態を説明する概念的断面図である。
【図２】本発明にかかる溶射法の第１の実施の形態を変形した形態を説明する概念的断面図である。
【図３】本発明にかかる溶射法の第２の実施の形態を説明する概念的断面図である。
【図４】本発明にかかる溶射法の第３の実施の形態を説明する概念的断面図である。
【図５】従来の溶射法を説明する概念的断面図である。
【符号の説明】
１、５１        シリンダブロック
２、５２        ボア
３、５３        クランクハウジング
５              溶射ガン
６              傾斜治具
１１、５６      ホーニングにげ部
５４            段差
【図１】
0003893697.tif 000002
【図２】
0003893697.tif 000003
【図３】
0003893697.tif 000004
【図４】
0003893697.tif 000005
【図５】
0003893697.tif 000006