(57)【要約】例示的なピストンおよび方法が開示される。方法は、内燃エンジン内で使用されるピストンピンボアの表面に、溶射法によって耐擦傷性および耐焼付性を有する材料を堆積させることを含んでいてもよい。例示的なピストンはクラウンおよびスカートを備えていてもよい。ピストンクラウンは燃焼ボウルとこの燃焼ボウルの周りを周方向に延びるリングランドとを規定していてもよく、スカートはクラウンを支持しかつ一対のピンボスを有している。各ピンボスはピストンピンを収容するように構成されたピンボアを規定し、各ピンボアはピストンピンボア周りを周方向に延びかつ第１材料で形成されたピンボア表面を規定している。方法は、第１材料とは異なる第２材料を少なくとも含む被覆を、溶射プロセスを用いてピンボア表面に塗布することをさらに含んでいてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンピンボアに被覆を塗布するための方法であって、
ピストンは、クラウンおよび該クラウンを支持するスカートを備え、
上記クラウンは、燃焼ボウルおよび該燃焼ボウルの周りを周方向に延びるリングランドを規定し、
上記スカートは、ピストンピンを収容するように構成されたピンボアを各々が規定する一対のピンボスを有し、
各上記ピンボアは、上記ピストンピンボア周りを周方向に延びるピンボア表面を規定し、
上記方法は、
第１材料で形成された上記ボア表面をターゲット面として規定することと、
上記第１材料とは異なる第２材料を少なくとも含む上記被覆を、溶射プロセスを用いて上記ターゲット面に塗布することとを含んでいる
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記スカートは、エンジンのボア表面と整合するように構成されている
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１において、
上記被覆を塗布することは、プラズマ移行型ワイヤアークプロセスを用いて上記ボア表面に上記被覆を付着させることを含んでいる
ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１において、
上記被覆は、銅−アルミ合金、銅−スズ合金、および銅−亜鉛合金のうち１つを含んでいる
ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４において、
上記被覆は、クロム、タングステン、チタン、モリブデン、およびニッケルのうち少なくとも１つをさらに含んでいる
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１において、
上記被覆を塗布することは、上記第２材料を含むワイヤを溶射部に供給することを含んでいる
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６において、
上記溶射部は、プラズマ溶射部を含んでいる
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項６において、
上記溶射部に上記ワイヤを供給することは、上記第２材料の粒子を上記ワイヤの端部から上記ピンボア表面に向かって進ませることを含んでいる
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８において、
上記被覆を塗布することは、上記第２材料の粒子を上記ピンボア表面にぶつけることを含んでいる
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９において、
上記粒子に関連する運動エネルギーを熱エネルギーに変換することによって上記粒子を上記ピンボア表面に付着させることをさらに含んでいる
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
燃焼ボウルおよび該燃焼ボウルの周りを周方向に延びるリングランドを規定するクラウンと、
上記クラウンを支持し、ピストンピンを収容するように構成されたピンボアを各々が規定する一対のピンボスを有するスカートとを備え、
各上記ピンボアは、ピストンピンボア周りを周方向に延びかつ第１材料で形成されたピンボア表面を規定し、
上記ピンボア表面に付着しかつ第２材料を含む被覆をさらに備えている
ことを特徴とするピストン。
【請求項１２】
請求項１１において、
上記被覆は、プラズマ移行型ワイヤアークプロセスを用いて上記ボア表面に付着されている
ことを特徴とするピストン。
【請求項１３】
請求項１１において、
上記被覆は、銅−アルミ合金、銅−スズ合金、および銅−亜鉛合金のうち１つを含んでいる
ことを特徴とするピストン。
【請求項１４】
請求項１１において、
上記被覆は、クロム、タングステン、チタン、モリブデン、およびニッケルのうち少なくとも１つをさらに含んでいる
ことを特徴とするピストン。
【請求項１５】
燃焼ボウルおよび該燃焼ボウルの周りを周方向に延びるリングランドを規定するクラウンと、
上記クラウンを支持し、ピストンピンを収容するように構成されたピンボアを各々が規定する一対のピンボスを有するスカートとを有し、
各上記ピンボアは、ピストンピンボア周りを周方向に延びかつ第１材料で形成されたピンボア表面を規定するピストンと、
少なくとも第２材料を含み、溶射プロセスによって上記ピンボア表面に付着される被覆を形成するように構成されたワイヤとを備えている
ことを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１５において、
上記ワイヤは、銅−アルミ合金、銅−スズ合金、および銅−亜鉛合金のうち１つを含んでいる
ことを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１６において、
上記ワイヤは、クロム、タングステン、チタン、モリブデン、およびニッケルのうち少なくとも１つをさらに含んでいる
ことを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１５において、
上記ワイヤは、単一の均質な材料を含んでいる
ことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１５において、
上記ワイヤは、スリーブを形成する第１材料および該スリーブ内に取り囲まれて配置された第２材料を含んでいる
ことを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１９において、
上記ワイヤの上記第１材料は、銅−アルミ合金および銅−スズ合金のうち１つを含み、
上記ワイヤの上記第２材料は、クロム、タングステン、チタン、モリブデン、およびニッケルのうち少なくとも１つを含んでいる
ことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１４年１月２９日に出願された米国仮特許出願第６１／９６５４００号の優先権を主張するものであり、当該出願はその全体が引用により本明細書に組み入れられる。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンの製造者は、製品の出力および燃料効率を高めようと常に努めている。概して効率および出力を高める一つの方法は、エンジンの、例えばピストンの、コネクティングロッドの、および他のエンジン内の可動部品の振動質量を低減することである。エンジンの出力および／または効率を高めようとすることは、また、作動中における燃焼室内の圧力および／または温度の上昇にもつながり得る。
【０００３】
プラズマ被覆プロセスは、内燃エンジン内の軸受面を合金で被覆するためにアークワイヤ溶射を実行することによって使用され得る。公知のアークワイヤ溶射プロセスとしてツインワイヤアーク溶射（ＴＷＡＳ）プロセスがあり、このＴＷＡＳプロセスでは２本のワイヤが当該ワイヤを電流が伝わる態様で噴霧ヘッドに供給される。他の例では、プラズマ移行型ワイヤアーク（ＰＴＷＡ）プロセスが用いられ得る。ＰＴＷＡ法は、概して、内部に陰極が設けられる作動プラズマを生成し、１本の消耗ワイヤの自由端部が、ターゲット面に溶融金属粒子が連続的に供給されかつ射出されるように溶かされる。
【０００４】
多くの非常に要求の厳しいアプリケーションにおいて、現代の内燃ピストンは鋳鉄から作られている。ピンボア表面は、ピンボアとピストンピンのシステム内での金属同士の接触のためにすり減る傾向にある。不十分な給油量と高い作動ストレスとが表面のすり減りの直接的な原因である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジン部品における十分な給油量の欠如と高い実働荷重とは、相まってそれらの部品への非常に高いストレスを生じさせる。例えば鋳鉄よりも優れた耐擦傷性を提供する材料が、エンジンの耐用年数を延ばすために望まれる。したがって、ピンボア表面とピストンピンとの間の仲介物としてブッシュが設けられているアプリケーションもある。しかしながら、そのようなブッシュは、ピストンアセンブリのコスト、複雑性、および重量を増加させる。
【０００６】
したがって、上述の問題に対処するピストンへの要求が存在する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、代表的な例に係るピストンの斜視図である。
【図２】図２は、図１の代表的なピストンの拡大図である。
【図３Ａ】図３Ａは、代表的な例に係る、第２金属成分で満たされた中空部を有する固体外装を含む代表的なワイヤの部分断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、代表的な例に係る、被覆プロセスで使用される別の代表的なワイヤである、単一材料で形成された中実ワイヤの部分断面図である。
【図４】図４は、ある例示的なアプローチに係る、被覆が塗布された後のピストンピンボア表面の拡大断面図である。
【図５】図５は、代表的な方法のプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して説明的な例を詳細に説明する。図面は本明細書に記載される代表的な例を示すものであるが、図面は必ずしも正確な縮尺にしたがっておらず、また代表的な例の革新的な面をより良く示して説明するために特定の特徴が誇張されているかも知れない。さらに、本明細書に記載する代表的な例は網羅的なものではなく、図面に示されかつ以下の詳細な説明において開示される厳密な形態および構成に限定あるいは制限することを意図するものではない。本発明の代表的な例を図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
本明細書における「代表的な例」や「例」または似たような語は、代表的な方法を伴う特定の特性、構造、または特徴が少なくとも１つの例に含まれていることを意味する。本明細書におけるさまざまな場所での「例において」というフレーズまたは似たタイプの言葉の出現は、必ずしも同じ例に言及しているわけではない。
【００１０】
代表的な方法が本明細書において開示され、当該方法はクラウンおよびスカートを備えたピストンを提供することを含んでいてもよい。ピストンクラウンは燃焼ボウルおよびこの燃焼ボウルの周りを周方向に延びるリングランドを規定していてもよい。スカートは、クラウンを支持していて、一対のピンボスを含んでいる。ピンボスの各々はピストンピンを収容するように構成されたピンボアを規定している。各ピンボアはピストンピンボア周りを周方向に延びるピンボア表面を規定しており、ボア表面は第１材料で形成されている。方法は、少なくとも第１材料とは異なる第２材料を含む被覆を、溶射プロセスを用いてピンボア表面に塗布することをさらに含んでいてもよい。
【００１１】
代表的な例はまたピストンに関するものであり、当該ピストンは、燃焼ボウルおよびこの燃焼ボウルの周りを周方向に延びるリングランドを規定するクラウンと、このクラウンを支持するスカートとを備えていてもよい。スカートは一対のピンボスを含んでいてもよく、ピンボスの各々はピストンピンを収容するように構成されたピンボアを規定している。各ピンボアはピストンピンボア周りを周方向に延びるピンボア表面を規定しており、ボア表面は第１材料で形成されている。ピストンは、ピンボア表面に付着した被覆をさらに備えていてもよく、当該被覆は第２材料を含んでいる。
【００１２】
本明細書で開示される代表的なシステムはピストン、例えば上述したピストンを備えていてもよい。代表的なシステムは、少なくとも第２材料を含むワイヤをさらに備えていてもよい。ワイヤは、溶射プロセス、例えばＰＴＷＡプロセスによって、ピンボア表面に付着した被覆を形成するために使用されてもよい。
【００１３】
代表的な方法は、概して、内燃エンジンで使用されるピストンに、通常のエンジン動作中における向上された耐擦傷性および耐焼付性を有するピンボアを提供してもよい。シングルワイヤ・プラズマ移行型ワイヤアーク（ＰＴＷＡ）技術を用いて軸受面に塗布される材料は、概して、ディーゼルおよびガソリン内燃エンジンで使用される鋳造または鍛造ピストンにおいて従来より用いられているベース金属に比べて、耐擦傷性および耐焼付性に優れていてもよい。
【００１４】
プラズマ移行型ワイヤアーク（ＰＴＷＡ）プロセスは、例えば通常は金属ワイヤまたはロッドの形態における連続的に進行する供給原料材を、（陽極電極として接続された）ワイヤまたはロッドの先端部のみを溶かすために収斂されたプラズマアークを使用することによって溶かす溶射プロセスである。溶融粒子がそれによりターゲット面に向かって進む。プラズマは、陰極電極の下流側のノズルオリフィスを通過することによって望ましくは直線軸周りに収斂かつ集束されたイオン化ガスの高速ジェットであってもよい。高電流アークは、陰極電極と陽極ノズルとの間で放出され得るものであり、陽極として維持されているワイヤ先端部に伝達されてもよい。その代わりに、高電流アークは、ワイヤ先端部に直接的に伝達されてもよい。
【００１５】
ＰＴＷＡプロセスによってターゲット面に塗布される、結果として得られる被覆は、供給原料ワイヤを構成する材料と実質的に同じものであってもよい。供給原料ワイヤは、強制ガス流に乗って溶かされかつ加速され得る、ほぼ任意の材料で構成されていてもよい。ある例では、単一の材料または概して均質な構成を有するワイヤが使用されてもよい。別の例示的なアプローチでは、複数の材料を含むワイヤが使用されてもよい。例えば、外装内に配置されたフィラー材料を概して取り囲む、外装に設けられた第１材料を有するワイヤが使用されてもよい。
【００１６】
図１および図２を見ると、代表的なピストン１００が図示されている。ピストン１００はピストンスカート１０２およびクラウン１０４を備えていてもよい。ある例では、ピストン１００は、例えば鍛造または鋳造によって一体部品として形成されていてもよい。別の例では、後述するように、クラウン１０４とスカート１０２とが、初めは別個の部品として形成され、そして一体に結合されてもよい。
【００１７】
スカート１０２および／またはクラウン１０４は燃焼ボウル１２０を規定していてもよい。クラウン１０４は、ピストン１００を収容するエンジンボア（図示せず）に対してシールするように構成されたリングベルト部１０６を有していてもよい。例えば、リングベルト部１０６はピストンリング（図示せず）を収容する１つ以上の周方向溝１０７を規定していてもよく、当該周方向溝１０７は、エンジンボア内でのピストン１００の往復運動の間においてエンジンボア表面に対してシールする。
【００１８】
スカート１０２は、例えばエンジンボア（図示せず）内での往復運動の間ピストンアセンブリ１００を安定させるために当該ボアの表面と整合することによって、エンジン作動中にピストンアセンブリ１００を概して支持するスカート面１０３を有していてもよい。例えば、スカート面１０３は、概して、ピストンアセンブリ１００の周縁部の少なくとも一部の周りの円状外形を規定していてもよい。当該外形はエンジンボア表面に対応していてもよく、当該エンジンボア表面は概して円筒形状であってもよい。
【００１９】
スカート１０２は、また、ピストンピンボス１０５を規定していてもよい。ピストンピンボス１０５は、概して、ピストンピン（図示せず）を収容するように構成された開口またはピンボア１０９を有して形成されていてもよい。例えば、ピストンピンはピストンピンボス１０５のピンボア１０９に挿通され、それにより概してピストン１００をコネクティングロッド（図示せず）に固定してもよい。ピストン１００の特徴部分、例えばそれに形成されたリング溝１０７、ピンボス１０５および／またはピンボア１０９は、スカート１０２および／またはクラウン１０４を形成するために用いられる同一プロセスの、例えば鋳造、鍛造等の一部として一体的に形成されることにより設けられてもよい。その代わりに、それらは引き続き、例えば機械加工、パンチング、またはその他の材料除去プロセスによって形成されてもよい。後述するように、被覆１３０はピンボア１０９に設けられてもよい。ピンボア表面１０９は、被覆１３０の塗布に先立って、例えば機械加工によって、ホーニングによって、または被覆１３０の塗布に先立ってピンボア１０９の所望の表面粗さを作り出すことによって、処理されてもよい。そのような処理は、被覆１３０とピンボア１０９との間の結合を促進し得る。
【００２０】
スカート１０２とクラウン１０４とがまずは別個の部品として形成され、引き続き一体に結合される代表的なアプローチでは、スカート１０２と本体１０４とは、スカート１０２の上面が燃焼ボウルの下側部を部分的に規定するように結合されてもよい。より具体的には、クラウン１０４は、まず、その中にスカート１０２を収容するリング状に形成されてもよい。その代わりに、クラウン１０４とスカート１０２とは、全体的に燃焼ボウル１２０の下方に配置された結合面を介して結合されてもよく、その場合には燃焼ボウルはクラウン１０４のみによって形成される。
【００２１】
スカート１０２とクラウン１０４とは、都合のよい任意のプロセスにおいて固定されて結合されてもよい。単なる例として、スカート１０２とクラウン１０４とは、摩擦溶接、レーザ溶接、またはロウ付けプロセスにおいて結合されてもよい。スカート１０２とクラウン１０４とを固定して結合することにより、ピストン１００が概して一体型アセンブリとして形成され得る。
【００２２】
ピストンスカート１０２とクラウン１０４とは、都合のよい任意の材料から構成されていてもよい。スカートとクラウンとが共に摩擦またはレーザ溶接される例では、各々の材料はそれぞれ摩擦またはレーザ溶接されやすいものであってもよい。ある代表的な例では、スカート１０２とクラウン１０４とは異なる材料で形成されている。したがって、各構成要素に使用される材料は、それぞれに関連する一般的要求および作動状態によりしっかりと適合し得る。ピストンスカート１０２は、単なる例として、クラウン１０４とは異なる機械的特性、例えば降伏点、引張強さ、または切欠き粘さを有していてもよい。都合のよい任意の材料または組み合わせがスカート１０２およびクラウン１０４のために用いられてもよい。単なる例として、スカート１０２および／またはクラウン１０４は鋼材料、鋳鉄、アルミ材料、複合材料、または粒状金属材料で形成されていてもよい。また、都合のよい任意の成形プロセスがスカート１０２およびクラウン１０４のために使用されてもよい。都合のよい任意の材料および／または成形作業の組み合わせが用いられてもよい。
【００２３】
上述したように、ピンボア被覆１３０はピンボア１０９の内面に塗布されてもよい。後述するように、被覆１３０は溶射プロセス、例えば溶射プロセスに供給されるワイヤ（図１および図２には示されていない）によって被覆１３０が塗布されるＰＴＷＡプロセスを用いて塗布されてもよい。被覆１３０はそれにより概して恒久的にピンボア表面１０９に付着され得る。例えば、図４に示すように、例示的な被覆１３０は、ピンボス１０５の基材および／またはピンボア１０９に付着された概して恒久的な層を形成し得る。加えて、被覆１３０は、図４に示すように、ピンボア表面１０９の表面粗さを実質的に埋める。被覆１３０は、ピンボス１０５および／またはピンボア１０９の材料とは異なる材料で形成されていてもよい。被覆１３０の材料はピンボス１０５および／またはピンボア１０９を形成するベース材料と比較して向上した耐擦傷性を提供し得、それによりピストンピンとピンボア１０９との間の摩擦に関する性能が向上する。
【００２４】
例示的なピストン１００は、概して制限なく、小さなおよび大きなボア径のアプリケーションにおいて用いられてもよい。また、例示的なピストン１００は、典型的には高耐荷重海洋アプリケーションであるディーゼル、天然ガス、ガソリン、エタノール、および石油燃料アプリケーションを含む、都合のよい任意の燃料アプリケーションにおいて使用されてもよい。
【００２５】
図３Ａおよび図３Ｂを見ると、被覆プロセス、例えばＰＴＷＡプロセスにおいて使用され得る例示的なワイヤが図示されている。ワイヤ３００を使用して形成された例示的な被覆１３０は、概して、ワイヤ３００と実質的に同じ組成を有していてもよい。例えば、被覆１３０（例えば、図４に示されている）は、被覆１３０を形成するために使用されるワイヤ３００（例えば、図３Ｂに示されている）が９０％の銅と１０％のスズの組成を有しているなら、９０％の銅と１０％のスズの組成を概して有するだろう。
【００２６】
ワイヤは、例えば図３Ｂのワイヤ３００ｂに示すように、単一の材料で形成されていてもよい。そのような例では、合金ワイヤに含まれる個々の成分は、被覆を塗布するために使用されるプラズマ流において完全に均質化され得る。したがって、堆積された材料のむらのない均一な化学的特性が実現され得る。
【００２７】
他の例では、ワイヤ３００が複数の層または材料組成を有していてもよい。例えば、図３Ａに最もよく示されているように、ワイヤ３００ａは、第２材料３０４を取り囲むスリーブまたは外装として設けられた第１材料３０２を有していてもよい。単なる例として、第１材料３０２は、ワイヤ合金ストランドの中央部に中空部を形成する銅およびアルミ合金を含んでいてもよい。ある例では、第１材料３０２の組成は銅合金、例えば銅−アルミ合金、銅−スズ合金、または銅−亜鉛合金である。例示的な合金の比率は、第１材料３０２が銅−アルミ合金を含んでいる例では、５０〜９０％の銅と５０〜１０％のアルミニウムの範囲であってもよい。第１材料３０２が銅−スズ合金を含んでいる例では、金属の比率は９０〜９６％の銅と１０〜４％のスズの範囲であってもよい。
【００２８】
フィラー材料３０４は、これらに限定されるものではないが、次の金属、すなわち銅、アルミニウム、スズ、クロム、タングステン、チタン、モリブデンおよびニッケルの炭化物から構成されるさまざまな金属材料の混合物を含んでいてもよい。他の例では、第２材料３０４は次の金属、すなわち銅、アルミニウム、スズ、クロム、タングステン、チタン、モリブデンおよびニッケルの合金を含んでいてもよい。
【００２９】
ある例では、追加的な材料がプラズマ適用プロセス、例えばＰＴＷＡの間にワイヤ３００に組み合わせられてもよい。例えば、これらに限定されるものではないが、銅、アルミニウム、スズ、クロム、タングステン、チタン、モリブデンおよびニッケルから構成される金属が、例示的なプラズマプロセスの間にワイヤの構成物に加えられてもよい。
【００３０】
図５を見ると、例示的なプロセス５００が図示されている。プロセス５００は摺動面、例えばピストンピンボア１０９を被覆するために使用されてもよい。溶射プロセス、例えばプラズマ溶射法がピストンのピンボア表面を合金材料で被覆するために用いられてもよく、当該ピストン自体はアルミニウムまたは鉄から製造または鋳造されてもよい。
【００３１】
プロセス５００はブロック５０１から始まってもよく、当該ブロック５０１ではターゲット面が規定されるかあるいは提供される。例えば、上述したように、ピンボア１０９を有するピストン１００が提供されてもよい。上述したように、ピストン１００は都合のよい任意の態様で形成されてもよい。ある例では、ピストン１００は例えば鍛造または鋳造によって一体部品として形成されてもよい。他の例では、クラウン１０４とスカート１０２とがまずは別個の構成要素として形成され、そして一体的に結合されてもよい。さらに、クラウン１０４およびスカート１０２は都合のよい任意の材料で形成されてもよい。ある例では、ピストン１００およびピンボア表面１０９は第１材料で形成されてもよい。ピストン１００および／またはピンボア１０９の第１材料は、単なる例として、鋼材料、鋳鉄、アルミ材料、複合材料、または粒状金属材料であってもよい。ピンボア１０９は、全体または一部が、本明細書に記載される例示的な被覆方法を用いて、第１材料とは異なる第２材料で被覆されてもよい。ピンボア１０９の表面は、例えば機械加工によって、ホーニングによって、またはピンボア１０９への被覆１３０の付着を促進するための所望の表面粗さを提供することによって、被覆のために処理されてもよい。プロセス５００は、続いてブロック５０２へ進んでもよい。
【００３２】
ブロック５０２では、例示的なワイヤがプラズマ内へ供給されてもよい。例えば、ワイヤ３００ａ，３００ｂが、当該ワイヤ３００ａ，３００ｂの端部を溶かすように構成されたプラズマを生成するために設計された装置内に供給されてもよい。プラズマに加えて、キャリアガスが高圧力下でプラズマ流内に導入されてもよい。プロセス５００は、続いてブロック５０４に進んでもよい。
【００３３】
ブロック５０４では、合金ワイヤとノズル本体と陰極との間でプラズマガスをイオン化する高電圧放電によってイオン化またはプラズマプロセスが開始または駆動される。生成されるプラズマはプラズマノズルを通って高速で流れ得る。ある例では、プラズマガスが、連続的に供給される合金ワイヤ３００に例えばノズルに対して垂直に搬送され、それにより電気回路が閉じられる。プロセス５００は、続いてブロック５０６に進んでもよい。
【００３４】
ブロック５０６では、キャリアガスが合金ワイヤから生成されたイオン化金属をターゲット面、例えば被覆されるピストンのピンボアに向かって加速させてもよい。ワイヤ３００は、あってもよい。
【００３５】
ブロック５０８に進むと、加速された金属イオンがターゲット面、例えばピストンピンボアに衝突し、塑性変形によってターゲット面に機械的に付着する。ターゲット面にぶつかる金属粒子の急な減速は、粒子の運動エネルギーを熱エネルギーに変換する。この放出エネルギーは粒子の塑性変形に必要なエネルギーを提供し、それにより粒子をターゲット面に付着させる。したがって、粒子がピンボア表面に付着し、ピンボア表面上に被覆１３０を作り出す。
【００３６】
鋳鉄材料よりも優れた耐腐食性を有する被覆を生成するワイヤアーク堆積溶射プロセスによってピストンピンボアを被覆することが有利であり得、それによりねずみ鋳鉄合金からなる従来のライニングと比べてエンジンの耐用年数が長くなる。さらに、例示的な被覆１３０は、ピストンピンボス１０５およびピンボア１０９を形成するために典型的に使用されるベース材料のみでなく、塗布される被覆と似た材料組成を有するブッシュ材料よりも耐摩耗性および耐擦傷性において実質的に優れていることがわかった。ある例では、ＰＴＷＡプロセスを用いて塗布された被覆材料１３０の摩耗試験における体積減少は、同じ材料組成を有するベアリングのそれよりも４０倍以上少なかった。したがって、例示的な溶射被覆プロセスは、思いがけず材料の性能を向上させた。
【００３７】
本明細書に記載されたプロセス、システム、方法、発見的方法等に関しては、そのようなプロセス等のステップは一定の順序に従って起こるように記載されているが、そのようなプロセスは本明細書に記載された順序以外の順序でも実行され得る。さらに、一定のステップが同時に実行されてもよく、他のステップが追加されてもよく、あるいは本明細書に記載された一定のステップが省略されてもよい。換言すれば、本明細書におけるプロセスの説明は、一定の実施形態を例示するためのものであり、クレームされた発明を限定するものと解釈されてはならない。
【００３８】
したがって、上記の説明は、説明的なものであって限定的なものではないことを意図していることを理解されたい。提供された例以外の多くの実施形態およびアプリケーションが、上記の説明の中に存在するだろう。発明の範囲は、上記の説明を参照して決められるものではなく、その代わりに添付されたクレームを参照して決められるべきであり、そのようなクレームによって権利が与えられる均等物の全範囲に沿って決められるべきである。本明細書で述べた技術における将来的な開発が予想されまたは意図されるが、開示されたシステムおよび方法はそのような将来的な実施形態にも含まれる。要するに、本発明は、変更および変形が可能であって、下記のクレームによってのみ限定されることが理解されるべきである。
【００３９】
クレームで用いられる全ての用語は、本明細書における相容れない明白な指示がない限り、その最も広い妥当な構成、および、当業者によって理解されるその通常の意味を与えるように意図されている。特に、クレームにおける明確な相容れない限定がない限り、名詞は、単数および複数の両方を含む。
【図１】
2017506303.tif 000003
【図２】
2017506303.tif 000004
【図４】
2017506303.tif 000005
【図５】
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【図３Ａ】
2017506303.tif 000007
【図３Ｂ】
2017506303.tif 000008
【国際調査報告】
2017506303.tif 000009
2017506303.tif 000010
2017506303.tif 000011