(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧水噴射ノズルを有する高圧水噴射装置を用いて、該高圧水噴射ノズルをシリンダブロックに形成されたシリンダボアの内部空間に導入し、該シリンダボアのシリンダボア面に向けた該高圧水噴射ノズルを該シリンダボアの軸芯を回転中心として回転させつつ該シリンダボアの内部空間を軸方向に移動させながら、該高圧水噴射ノズルから該シリンダボア面に高圧水を噴射して該シリンダボア面を洗浄し且つ粗くするシリンダボア面の処理方法において、
前記高圧水噴射ノズルの内径は０．３０〜０．４４ｍｍであり、
前記高圧水噴射ノズルから噴射される高圧水の水量は前記高圧水噴射ノズル１個当たり２．３〜５．６Ｌ／分であり、
前記高圧水噴射ノズルの軸方向の移動速度は１．０〜８．０ｍｍ／秒であることを特徴とするシリンダボア面の処理方法。
【請求項２】
前記高圧水の噴射による前記シリンダボア面の被削の深さは、前記シリンダボア面に形成される凹凸の凹部の最深部の深さが平均０．０５ｍｍ以上である請求項１記載のシリンダボア面の処理方法。
【請求項３】
前記高圧水噴射ノズルの回転数は、１００〜１０００ｒｐｍである請求項１又は２記載のシリンダボア面の処理方法。
【請求項４】
前記高圧水噴射ノズルから噴射される高圧水の圧力は、２０６〜４１５ＭＰａである請求項１、２又は３記載のシリンダボア面の処理方法。
【請求項５】
前記シリンダブロックは、アルミニウム合金製シリンダブロックである請求項１、２、３又は４記載のシリンダボア面の処理方法。
【請求項６】
高圧水噴射ノズルを有する高圧水噴射装置を用いて、該高圧水噴射ノズルを円柱状に形成された穿孔の内部空間に導入し、該穿孔の側壁面に向けた該高圧水噴射ノズルを該穿孔の軸芯を回転中心として回転させつつ該穿孔の内部空間を軸方向に移動させながら、該高圧水噴射ノズルから該穿孔の該側壁面に高圧水を噴射して該側壁面を洗浄し且つ粗くする穿孔側壁面の処理方法において、
前記高圧水噴射ノズルの内径は０．３０〜０．４４ｍｍであり、
前記高圧水噴射ノズルから噴射される高圧水の水量は前記高圧水噴射ノズル１個当たり２．３〜５．６Ｌ／分であり、
前記高圧水噴射ノズルの軸方向の移動速度は１．０〜８．０ｍｍ／秒であることを特徴とする穿孔側壁面の処理方法。
【請求項７】
前記高圧水の噴射による前記穿孔の前記側壁面の被削の程度は、前記側壁面に形成される凹凸の凹部の最深部の深さが平均０．０５ｍｍ以上である請求項６記載の穿孔側壁面の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【従来の技術】
本発明は、シリンダボア面の処理方法及び穿孔側壁面の処理方法に関する。更に詳しくはシリンダボア面及び穿孔側壁面の表面に皮膜を形成する前の表面処理方法であって、高圧水噴射装置を用いた処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年自動車、２輪車、飛行機等のエンジンのシリンダブロックに軽量化等の観点からアルミニウム合金が用いられている。この場合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、耐熱性等の観点から鋳鉄製のシリンダライナーで鋳包んだり、圧入したりしていた。しかし軽量化を更に促進する観点から鋳鉄製のシリンダライナーに代えて、ボア面をアルミニウム合金製のシリンダーライナーで鋳包んだり、炭素等を含んだ鉄基材料等を０．２ｍｍ以下の厚さで溶射したりする技術が検討されてきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしアルミニウム合金製のシリンダライナーは、コストが高い割に高温変形の問題を十分に解決されていない。また鉄基材料等を溶射してシリンダボア面に皮膜を形成する溶射法は、溶射によって形成された皮膜の密着性に代表される信頼性に疑問が残り、改善が求められていた。
【０００４】
本発明者らは溶射によって形成された皮膜の密着性の信頼性に疑問が残る理由について検討を重ね、以下の知見を得た。
【０００５】
ここで図２３に従来行われているシリンダボア面に溶射によって皮膜を形成する工程を示す。従来の工程ではまずシリンダボア面に皮膜を形成するための溶射を行う前の処理として有機溶剤又はアルカリ脱脂剤などの洗浄液に浸すいわゆるディッピングでシリンダボア面を洗浄することを複数回繰り返す。その後ショットブラストによってシリンダボア面の粗面化を行う。そしてエアークリーニングでシリンダボア面を乾燥させる。乾燥したシリンダボア面に溶射を行って、シリンダボア面に皮膜を形成する。その後皮膜が形成されたシリンダボア面を冷却して、その後にホーニング加工を行ったり、再度ボーリング加工を行ってからホーニング加工仕上げを行う等の後加工を行う。
【０００６】
この場合シリンダボアが形成されるシリンダブロックは、通常、鋳造で製造される。しかしダイカストを始めとする現状の鋳造で製造された製品は大なり小なり鋳造欠陥即ち鋳巣の発生を避けることはできない。例えば真空鋳造等のいわゆる無欠陥鋳造を行うことにより、従来の数ミリ単位の鋳巣の発生はおおかた防ぐことができる。しかし径がφ０．０１〜０．８ｍｍ程度の比較的小さな鋳巣の発生を防ぐことができないことが分かった。従ってダイカストによって製造されたシリンダブロックも鋳巣を有することになる。
【０００７】
そして鋳造で形成されたシリンダブロックにボーリングを施してシリンダボアを形成すると、図２４（Ａ）及び（Ｂ）が示すようにボーリングによって形成されたシリンダボア面Ｙに鋳巣Ｘが開口することが生じ、この開口した鋳巣Ｘの内部にボーリングの際に用いたクーランドＺ等の作業油が入り込むということが生じる。
【０００８】
この場合従来の皮膜を形成する工程におけるディッピング方法による洗浄では、図２４（Ｃ）に示すように、シリンダボア面Ｙに開口した鋳巣Ｘの開口部が狭く鋳巣Ｘの内部が広いと鋳巣Ｘの内部に溜まったクーランドＺ等の作業油を十分に除去することができずに鋳巣の内部に残留してしまうことが起こる。
【０００９】
そして図２４（Ｄ）に示すように、このディッピング方法による洗浄の後にシリンダボア面Ｙの粗面化するためにショットブラストを行ってシリンダボア面Ｙを微小に変形させて表面を粗くすると、鋳巣Ｘの内部に残留していたクーランドＺが飛び出すということが生ずる。またその後の被膜を溶射する工程において、皮膜を溶射するときの加熱によって油分が膨張してシリンダボア面に滲み出してくるということも生じる。このようにシリンダボア面に出てきたクーランド等の作業油を残留させたまま溶射を行って皮膜を形成すると、皮膜の密着性に著しい低下が見られることが分かった。
【００１０】
なおシリンダボア面の洗浄のための有機溶剤、アルカリ脱脂液等の洗浄液を複数回繰り返し用いることはコスト的に常識とされている。そのため洗浄液の汚れは避けられず、２回目以降に用いられる洗浄液で洗浄したシリンダボア面は完全にはクリーンではなかった。そこで洗浄液を容れた洗浄槽を複数設けて、洗浄液の汚れを薄める手法が取られている。しかしそれでも洗浄すべきワークの個数が増加するに従い、最終の洗浄槽に容れられた洗浄液の汚染も必然であった。従って洗浄液の汚れによってシリンダボア面を完全にクリーンすることができないという問題が生じていた。その結果汚れが残っているシリンダボア面に溶射して皮膜を形成することから、形成される皮膜の密着性が低下するという問題も生じていた。
【００１１】
なおここでシリンダボア面について述べたことは、シリンダボア面についてだけではなく、鋳巣を有する鋳造製品にボーリングを行って穿孔を形成し、この穿孔の側壁面を従来の方法で洗浄して溶射をして皮膜を形成する場合に等しく生じる問題である。
【００１２】
そこで本発明の目的とするところは、皮膜の形成するための前処理として行われ、従来と比較してシリンダボア面に形成される皮膜の密着性を向上することができるシリンダボア面の処理方法を提供することにある。
【００１３】
また本発明の目的とするところは、皮膜の形成するための前処理として行われ、従来と比較して形成される皮膜の密着強度を向上することができる穿孔側壁面の処理方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、皮膜の密着強度を向上するには、何よりもシリンダボア面を単に粗面化するだけではなく、シリンダボア面を清浄に即ちクリーンに洗浄することが必要であると考えた。そのためには皮膜が形成されるシリンダボア面を粗面化すると同時にシリンダボアに開口している鋳巣の内部に残されているクーランド等の作業油を確実に除去する方法を追求した。そして検討の結果高圧水をシリンダボア面に噴射する手法を用いればシリンダボア面の粗面化することができると同時に鋳巣に残されたクーランド等の作業油を除去することができると考えた。
【００１５】
一方特許公報第２５８６９８６号にはシリンダボア面に高圧水を噴射してシリンダボア面を洗浄する手法が開示されている。発明者らはこの特許公報第２５８６９８６号を検討した。そして特許公報第２５８６９８６号の請求項２及び請求項５に記載された高圧水の圧力及びノズルの直径から算出した１ノズル当たりの流水量は概ね０．３１〜０．７１Ｌ／分となり、研究の結果、この流水量ではシリンダボア面に開口した鋳巣の内部に溜まったクーランド等の作業油を効果的に除去することはできないとの認識に達した。
【００１６】
また本発明者らは請求項５に記載されたノズルの内径では、高圧水のエネルギーが集中して表面が被削される領域と高圧水のエネルギーが集中されず表面が余り被削されない領域とはストライプ状に現れ、シリンダボア面を均一に粗面化することができないことを発見した。
【００１７】
そして本発明者らは、鋭意研究の結果、第１の発明として、高圧水噴射ノズルを有する高圧水噴射装置を用いて、該高圧水噴射ノズルをシリンダブロックに形成されたシリンダボアの内部空間に導入し、該シリンダボアのシリンダボア面に向けた該高圧水噴射ノズルを該シリンダボアの軸芯を回転中心として回転させつつ該シリンダボアの内部空間を軸方向に移動させながら、該高圧水噴射ノズルから該シリンダボア面に高圧水を噴射して該シリンダボア面を洗浄し且つ粗くするシリンダボア面の処理方法において、前記高圧水噴射ノズルの内径は０．３０〜０．４４ｍｍであり、前記高圧水噴射ノズルから噴射される高圧水の水量は前記高圧水噴射ノズル１個当たり２．３〜５．６Ｌ／分であり、前記高圧水噴射ノズルの軸方向の移動速度は１．０〜８．０ｍｍ／秒であることを特徴とするシリンダボア面の処理方法を発明した。
【００１８】
また本発明者らは、第２の発明として、高圧水噴射ノズルを有する高圧水噴射装置を用いて、該高圧水噴射ノズルを円柱状に形成された穿孔の内部空間に導入し、該穿孔の側壁面に向けた該高圧水噴射ノズルを該穿孔の軸芯を回転中心として回転させつつ該穿孔の内部空間を軸方向に移動させながら、該高圧水噴射ノズルから該穿孔の該側壁面に高圧水を噴射して該側壁面を洗浄し且つ粗くする穿孔側壁面の処理方法において、前記高圧水噴射ノズルの内径は０．３０〜０．４４ｍｍであり、前記高圧水噴射ノズルから噴射される高圧水の水量は前記高圧水噴射ノズル１個当たり２．３〜５．６Ｌ／分であり、前記高圧水噴射ノズルの軸方向の移動速度は１．０〜８．０ｍｍ／秒であることを特徴とする穿孔側壁面の処理方法を発明した。
【００１９】
なお第２の発明は、第１の発明のシリンダボア面の処理方法を、表面処理の対象をシリンダボア面に限定せずに円柱状に形成された穿孔の側壁面に適用した発明である。従って以下の記載においてシリンダボア面の処理方法について述べることは、基本的に第２の発明についてそのまま適用可能である。
【００２０】
【発明の作用】
本発明のシリンダボア面の処理方法では、シリンダボア面に向けた高圧水噴射ノズルをシリンダボアの軸芯を回転中心として回転させつつシリンダボアの内部空間を軸方向に移動させながら、高圧水噴射ノズルからシリンダボア面に高圧水を噴射する。
【００２１】
この場合高圧水噴射ノズルから噴射される高圧水の水量を高圧水噴射ノズル１個当たり２．３〜５．６Ｌ／分とし、高圧水噴射ノズルの軸方向への移動速度を１．０〜８．０ｍｍ／秒とすることによって、シリンダボア面の表面を効率よく微小にエロージョン除去して被削することができる。その結果円柱状に形成されたシリンダボアの側壁面即ちシリンダボア面に微小な凹凸を形成して効率よく粗面化することができ、またシリンダボア面の表面を効率よくクリーンな表面とすることができる。更にシリンダボア面に開口した鋳巣の内部に入り込んだクーランド等の作業油を除去してシリンダボア面をクリーンなシリンダボア面とすることができる。
【００２２】
上述した高圧水の水量を高圧水噴射ノズル１個当たり２．３〜５．６Ｌ／分とし、高圧水噴射ノズルの軸方向への移動速度を１．０〜８．０ｍｍ／秒とした場合において、高圧水ノズルの内径を０．３０〜０．４４ｍｍとすることによって、高圧水の衝撃エネルギーが集中して被削される領域と高圧水の衝撃エネルギーが集中されずその結果余り被削されない領域とがストライプ状に形成されるのを避けることができ、シリンダボア面を均等に被削して粗面化して洗浄することができる。
【００２３】
また本発明の穿孔側壁面の処理方法では、第１の発明と同様に、穿孔の側壁面の表面を効率よく微小に被削してエロージョン除去することができる。その結果穿孔の側壁面に微小な凹凸を形成して効率よく粗面化することができ、また穿孔の側壁面の表面を効率よくクリーンな表面とすることができる。更に穿孔の側壁面に開口した鋳巣の内部に入り込んだクーランド等の作業油を除去して側壁面をクリーンな側壁面とすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明のシリンダボア面の処理方法の実施の形態を説明する。本発明のシリンダボア面の処理方法は、高圧水噴射ノズルを有する高圧水噴射装置を用いて、高圧水噴射ノズルをシリンダブロックに形成されたシリンダボアの内部空間に導入し、シリンダボアのシリンダボア面に向けた高圧水噴射ノズルをシリンダボアの軸芯を回転中心として回転させつつシリンダボアの内部空間を軸方向に移動させながら、高圧水噴射ノズルからシリンダボア面に高圧水を噴射してシリンダボア面を洗浄し且つ粗くするシリンダボア面の処理方法において、高圧水噴射ノズルの内径は０．３０〜０．４４ｍｍであり、高圧水噴射ノズルから噴射される高圧水の水量は高圧水噴射ノズル１個当たり２．３〜５．６Ｌ／分であり、高圧水噴射ノズルの軸方向の移動速度は１．０〜８．０ｍｍ／秒であることを特徴としている。
【００２５】
ここで高圧水噴射装置とは高圧ポンプで高圧水を発生させて、この高圧水を高圧水噴射ノズルから噴射することができる装置である。本発明のシリンダボア面の処理方法においては、内径が０．３０ｍｍ〜０．４４ｍｍの高圧水噴射ノズルをシリンダボアの内部空間に導入でき、導入された高圧水噴射ノズルをシリンダボア面に向けた状態でシリンダボアの軸芯を回転中心として回転させかつ１．０〜８．０ｍｍ／秒の速度で軸方向に移動させながら高圧水噴射ノズルから２．３〜５．６Ｌ／分の水量を噴射することができる高圧水噴射装置を用いることができる。このような高圧噴射装置は、公知の技術で構成することができる。
【００２６】
例えば、高圧水を発生させる高圧ポンプ、内径が０．３０〜０．４４ｍｍの高圧水噴射ノズルを備えたノズルボディ、ノズルボディを回転させ且つ移動させるマニプレータ、高圧水を高圧ポンプから導出する高圧水配管、その他の部材を用いて構成することができる。なおノズルボディは高圧水噴射ノズルを一般に２個備えているが、２個に限定されるわけではない。
【００２７】
上述の構成の高圧水噴射装置を用いる場合には、内径が０．３０〜０．４４ｍｍの高圧水噴射ノズルを備えるノズルボディをマニプレータを操作して、ノズルボディをシリンダボアの内部空間に導入して、このノズルボディをシリンダボアの軸芯を回転中心として回転させかつ軸方向に１．０〜８．０  ｍｍ／秒の速度で軸方向に移動させることによって、高圧水噴射ノズルをシリンダボアの軸芯を回転中心として回転させかつ１．０〜８．０ｍｍ／秒の速度で軸方向に移動させることができる。そしてこのようにノズルボディを回転させつつ軸方向に移動させながら、高圧ポンプを調整して高圧水噴射ノズルから２．３〜５．６Ｌ／分の高圧水を噴出することができる。
【００２８】
この場合高圧水噴射ノズルとシリンダボア面との距離は、通常高圧水噴射処理（ウォータージェット）において用いられる距離とすることができる。概ね８〜２０ｍｍとすることができ、好ましくは１０〜１５ｍｍとすることができる。
【００２９】
高圧水噴射水ノゾルを軸方向に回転させつつかつ１．０〜８．０  ｍｍ／秒の速度で軸方向に移動させて、２．３〜５．６Ｌ／分の水量の高圧水をシリンダボア面にぶつけることによって、シリンダボア面を効率よく適度に被削することができる。
【００３０】
シリンダボア面がアルミニウム合金製のシリンダブロックに設けられたシリンダボア面の場合には、シリンダボア面の表面を形成される凹凸の各凹部の最深部の深さを平均０．０５ｍｍ以上となるように被削するように設定することが好ましい。
【００３１】
被削の程度を各凹部の最深部の深さが平均で０．０５ｍｍ以上となる程度までシリンダボア面を被削して粗面化することにより、その後の工程で形成される皮膜の密着性を向上させることができる。また被削の程度を凹部の深さが平均で０．０５ｍｍ以上にすることによって、シリンダボア面に開口した鋳巣の内部に入り込んだクーランド等の作業油を確実に除去することが可能となる。
【００３２】
従って本発明のシリンダボア面の処理方法においては、凹部の深さが平均で０．０５ｍｍ以上となるように高圧水の流量及び移動速度を調整することが好ましい。
【００３３】
また高圧水噴射ノズルの回転数は、概ね１００〜１０００ｒｐｍ(roll per minute)とすることができ、２００〜６５０ｒｐｍとすることが好ましい。高圧水噴射ノズルから噴出される高圧水の周方向の移動速度は概ね回転数によって規定されることになる。従って高圧水噴射ノズルの軸方向への移動速度に適合した高圧水噴射ノズルの回転数とすることによって、被削の程度を個々の凹部の最深部の深さが平均で０．０５ｍｍとなる程度までシリンダボア面を被削することができる。
【００３４】
また高圧水噴射ノズルから噴射される高圧水の圧力は、概ね１７２〜４８３ＭＰａとすることができ、２０６〜４１５ＭＰａとすることが好ましい。本発明のシリンダボア面の処理方法は噴出する高圧水の衝撃エネルギーによってシリンダボア面の表面を微小にエロージョン除去してシリンダボア面を洗浄しかつ粗面化している。この場合衝撃エネルギーは高圧水の流量だけでなく高圧水の噴出圧力によっても調整することができる。従って高圧水の圧力を適切に調整することによって、高圧水の衝撃エネルギーを調整することができ、従って高圧水によってエロージョン除去されるシリンダボア面の表面の被削の程度を調整することができる。
【００３５】
なお本発明のシリンダボア面の処理方法においては、高圧水噴射ノズルの内径は、０．３０〜０．４４ｍｍに設定されている。高圧水噴射ノズルの内径を小さくするとそれだけ高圧水噴射ノズルの中心に位置して、高圧水の衝撃エネルギーが集中する被照射領域（以下適宜「中心被照射領域」という）の面積が狭くなり、内径を大きくするとそれだけ衝撃エネルギーが集中する中心被照射領域の面積が広くなる。
【００３６】
本発明のシリンダボア面の処理方法においては、高圧水噴射ノズルを回転させながら軸方向に移動させることから、高圧水噴射ノズルの内径が小さすぎると軸方向に隣接する中心被照射領域間に間隙が生じることになる。そしてこの間隙の領域（以下適宜「間隙領域」と言う）と中心被照射領域とでは被削の程度が大きくなる。その結果シリンダボア面に被削の程度が大きい中心被照射領域と被削の程度が小さい間隙領域とがストライプ状に交互に生ずることになる。
【００３７】
この場合被削の程度が小さい間隙領域は表面の粗面化が十分に行われていないということが生ずる。その結果間隙領域についてはその後の工程において溶射によって形成された皮膜の密着性が十分ではないということが生ずることになる。
【００３８】
本発明のシリンダボア面の処理方法においては、高圧水噴射ノズルの内径を概ね０．３０〜０．４４ｍｍとすることによって被削の程度が大きい中心被照射領域と被削の程度が小さい間隙領域とがストライプ状に生じるという事態を防止することができ、シリンダボア面を均一に被削することができる。
【００３９】
なお高圧水噴射ノズルから噴射される高圧水は、純水を用いることもできるし、通常の水道水、工業用水を用いることもできる。更に炭酸ソーダ水等のアルカリ洗浄液、脱脂液等を用いることもできる。
【００４０】
このように本発明のシリンダボア面の処理方法は、シリンダボア面を微小に被削するので、シリンダボア面に付着した作業油等の汚れ、また鋳巣には入り込んだクーランド等の作業油を洗浄することができる。即ちクリーンなシリンダボア面を形成することができる。またシリンダボア面を微小に被削するので、シリンダボア面に微小な凹凸を形成することができる。本発明のシリンダボアの処理方法を用いることによって、シリンダボア面の表面粗さを概ね旧ＪＩＳの面粗度で３０〜５０Ｒｚ程度とすることができる。ここで旧ＪＩＳの面粗度とは、１９８２年度に規定された面粗度を言う。
【００４１】
なおこの数値は、ショットブラストによって粗面化した場合よりも少々小さい程度である。従ってシリンダボア面に対して本発明のシリンダボア面の処理方法を行った後、シリンダボア面を乾燥させて、そのまま溶射を行って皮膜を形成した場合でもシリンダボア面が適切に清浄で粗面化されているので、形成された皮膜は十分な密着性を得ることができる。
【００４２】
なお高圧水噴射ノズルを軸方向に往復移動させて、シリンダボア面に対する高圧水の噴射を適切な回数を繰り返すことができる。
【００４３】
また本発明のシリンダボア面の処理方法の後に、必要に応じて適宜ショットブラストを施してシリンダボア面を更に粗面化することもできる。
【００４４】
また本発明のシリンダボア面の処理方法は、従来の洗浄槽に代えて高圧水噴射装置を用いるので、洗浄槽を設置して洗浄液を多量に消費するというコストをなくすことができる。
【００４５】
ここで本発明のシリンダボア面の処理方法を用いた場合のシリンダボア面に溶射によって皮膜を形成する工程を図２２に示す。
【００４６】
まずシリンダボア面に皮膜を形成するための溶射を行う前に、本発明のシリンダボア面の処理方法を行う。このシリンダボア面の処理方法によって、シリンダボア面を洗浄すると同時に粗面化する。本発明のシリンダボア面の処理方法は、高圧水噴射を行うのでシリンダボア面をエアー乾燥する。そして乾燥したシリンダボア面に溶射を行って、シリンダボア面に皮膜を形成する。その後皮膜が形成されたシリンダボア面を冷却して、複数のホーニング加工等の後加工を行うことができる。
【００４７】
なお上述したように、シリンダボア面をエアー乾燥した後に、場合によってはショットブラストによってシリンダボア面の粗面化を更に行うことができる。そしてエアークリーニング等の方法でシリンダボア面を乾燥させてからシリンダボア面に溶射を行って、シリンダボア面に皮膜を形成することもできる。その後皮膜が形成されたシリンダボア面を冷却して、後加工を行うことができる。
【００４８】
なお本発明のシリンダボア面の処理方法は、溶射による皮膜を形成するための前処理としてだけではなく、ディッピング、スラリー状物質コーティング、含浸等によって皮膜を形成するための前処理として行うことも可能である。
【００４９】
上記シリンダボア面の処理方法は、上述したようにシリンダボア面以外についても適用可能である。即ちシリンダボア面ではなく、円柱状に形成された穿孔の側壁面についてもそのまま適用することができる。従って実施の形態の内容についてはシリンダボア面の処理方法として記載した内容を円柱状に形成された穿孔の側壁面の処理方法と読み替えることができる。
【００５０】
【実施例】
（被削量の測定試験及び皮膜の密着強度試験）
本発明のシリンダボア面の処理方法を実施して、被削量の測定試験及び皮膜の密着強度試験を行った。
【００５１】
▲１▼  実施例の説明
被削量の測定試験及び皮膜の密着強度試験において用いた高圧水噴射装置の概略及びこれらの試験を行うに際して実施した実施例を図１及び図２を参照しつつ説明する。
【００５２】
高圧水噴射装置１００は、高圧水噴射ポンプ１０、高圧水配管２０、マニプレータ３０、２つの高圧水噴射ノズル５０を備えたノズルボディ４０等を有する。また高圧水噴射ノズル５０の内径はφ０．３８ｍｍである。なお以下で述べる各種試験においても高圧水噴射装置の構成は同じである。
【００５３】
図１及び図２に示すように、マニプレータ３０を操作してノズルボディ４０をシリンダボア１２０の内部空間に導入し、ノズルボディ４０をシリンダボア１２０の軸芯を回転中心として回転させ且つ軸方向に移動させて高圧水噴射ノズル５０をシリンダボア１２０の軸芯を回転中心として回転させかつ軸方向に移動させた。そして高圧水噴射ノズル５０を回転させつつ軸方向に移動させながら高圧水ポンプ１０で発生させた高圧水を高圧水噴射ノズル５０からシリンダボア面１３０に噴射し、シリンダボア面１３０を洗浄し、粗面化した。
【００５４】
なお本実施例では高圧水噴射ノズル５０の回転数を６５０ｒｐｍとし、高圧水噴射ノズル５０の軸方向の移動速度を３ｍｍ／秒とした。
【００５５】
なお本実施例において用いた高圧水噴射装置１００においては高圧水の流量は、２．３〜５．６Ｌ／分の範囲内に複数設定した。なお本実施例における高圧水ポンプの圧力と高圧水噴射ノズルからの高圧水の流量の関係は、２０５ＭＰａのときが３．０７Ｌ／分、２４５ＭＰａのときが３．３２Ｌ／分、２７６ＭＰａのときが３．５５Ｌ／分、３１０ＭＰａのときが３．７６Ｌ／分、３４５ＭＰａのときが３．９７Ｌ／分、３８０ＭＰａのときが４．１６Ｌ／分であった。
【００５６】
▲２▼被削量の測定試験
上述した実施例を実施して、高圧水ポンプの圧力とシリンダボア面の被削量との関係を試験した。即ち高圧水噴射ノズルの内径をφ０．３８ｍｍとし、高圧噴射水ノズル５０の回転数を６５０ｒｐｍとし、高圧水噴射ノズルの軸方向の移動速度を３ｍｍ／秒とした。また本測定試験では高圧水噴射ノズルをシリンダボア面の全長を軸方向に２回移動させた。
【００５７】
測定試験の対象となったシリンダボア面はアルミニウム合金ダイカスト、ＪＩＳ Ｈ５３０２ ＡＤＣ１２の材質のシリンダブロックに設けられたシリンダボア面である。シリンダボアの軸方向の長さは１３５ｍｍであり、シリンダボアの内径はφ８２ｍｍであった。シリンダボア面の表面には平均でφ０．５ｍｍの大きさの鋳巣が１ｃｍ2当たり０．２個存在していた。
【００５８】
高圧水ポンプの圧力は、２０５ＭＰａ、２４５ＭＰａ、２７６ＭＰａ、３１０ＭＰａ、３４５ＭＰａ、３８０ＭＰａというように複数の圧力を設定して、本発明のシリンダボア面の処理方法をそれぞれ実施した。そしてそれぞれの圧力のときのシリンダボア面の被削量を測定した。ここでは高圧水として通常の水道水を用いた。
【００５９】
なおこのときの高圧水噴射ノズルからの高圧水の流量は先に述べたとおりである。
【００６０】
図３に高圧水ポンプの圧力とシリンダボア面の被削量（被削深さの平均）との関係を示す。本測定試験の結果、高圧ポンプの圧力、高圧水の水量と被削量との関係は次のようであった。圧力が２０５ＭＰａで水量が３．０７Ｌ／分のときは０．０２ｍｍ、２４５ＭＰａで３．３２Ｌ／分のときは０．０４３ｍｍ、２７６ＭＰａで３．５５Ｌ／分のときは０．０７５ｍｍ、３１０ＭＰａで３．７６Ｌ／分のときは０．１１ｍｍ、３４５ＭＰａで３．９７Ｌ／分のときは０．１５ｍｍ、３８０ＭＰａで４．１６Ｌ／分のときは０．２１ｍｍであった。
【００６１】
尚被削量の測定は本実施例のシリンダボア面の処理方法が実施された個所とまだ実施されていない個所とを同時に表面形状測定器にかけて、そのチャートにより見積もった数値である。従ってこの数値は、先に述べた個々の凹凸の凹部の最深部の深さの平均値ではなく、被削した深さの平均値である。
【００６２】
なお圧力を２７６ＭＰａで水量を３．５５Ｌ／分としてシリンダボア面の表面を０．０７５ｍｍ被削したときのシリンダボア面を拡大した写真を図４及び図５に示す。なお図５は、図４を更に拡大した図である。
【００６３】
図４及び図５からシリンダボア面の表面が微小に被削され、凹凸が形成されていることが分かる。このときのシリンダボア面の表面粗さは、旧ＪＩＳの面粗度で概ね４０Ｒｚであった。
【００６４】
▲３▼皮膜の密着強度試験
更に上述した実施例で実施して処理したシリンダボア面に溶射によって形成した皮膜の密着強度を測定した。即ち高圧水噴射ノズルの内径をφ０．３８ｍｍとし、高圧水噴射ノズル５０の回転数を６５０ｒｐｍとし、高圧水噴射ノズルの軸方向の移動速度を３ｍｍ／秒とした。なお高圧水ポンプの圧力、高圧水の水量、高圧水の種類は複数設定した。また本密着強度試験では高圧水噴射ノズルをシリンダボア面の全長を軸方向に２回移動させた。
【００６５】
密着強度試験の対象となったシリンダボア面はアルミニウム合金ダイカスト、ＪＩＳ Ｈ５３０２ ＡＤＣ１２の材質のシリンダブロックに設けられたシリンダボア面である。シリンダボアの軸方向の長さは１３５ｍｍであり、シリンダボアの内径はφ８２ｍｍでった。シリンダボア面の表面には平均でφ０．５ｍｍの大きさの鋳巣が１ｃｍ2当たり０．２個存在していた。
【００６６】
なお比較のために試験例１として従来の方法で洗浄し、ショットブラストによって粗面化したシリンダボア面及び試験例２として洗浄をせずにショットによって粗面化したシリンダボア面に溶射によって形成した皮膜の密着強度を測定した。従って試験例３から試験例９までが本実施例でシリンダボア面を処理した例である。ここで各試験例の条件を表１に示す。
【００６７】
【表１】
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【００６８】
なお表１中で高圧水の種類とは、本実施例において高圧水噴射ノズルから噴射する高圧水の種類である。圧力とは高圧水ポンプの圧力を意味し、水量とは高圧水噴射ノズルから噴射される高圧水の水量をいう。またブラスト材はショットブラストに用いる粒子を意味し、本試験においてはアルミナ粒子を用いた。アルミナ粒子としては、アルミナ＃２４を用いた。なおシリンダボア面に溶射する溶射材は、全てＦｅ−１％Ｃの鉄基材料を用いた
試験例１では、有機溶媒の洗浄液に浸すディッピングでシリンダボア面を洗浄することを３回繰り返して洗浄した。その後アルミナ粒子によるショットブラストによってシリンダボア面の粗面化を行う。そしてエアークリーニングの方法でシリンダボア面を乾燥させてからＦe−１％Ｃの鉄基材料をシリンダボア面に溶射して皮膜を形成した。
【００６９】
試験例２では、洗浄を行わず、アルミナ粒子によるショットブラストによってシリンダボア面の粗面化を行う。そしてエアークリーニングの方法でシリンダボア面を乾燥させてからＦe−１％Ｃの鉄基材料をシリンダボア面に溶射して皮膜を形成した。
【００７０】
試験例３〜試験例７では、本実施例を実施してシリンダボア面を処理した。即ち本発明のシリンダボア面の処理方法を実施した。そしてシリンダボア面をエアー乾燥した。その後乾燥したシリンダボア面にＦｅ−１％Ｃの鉄基材料をシリンダボア面に溶射して皮膜を形成した。なお試験例３〜試験例５は高圧水として水道水を用い、試験例６と試験例７は高圧水として炭酸ソーダ水を用いた。なお圧力、水量は表１に記載の通りである。
【００７１】
試験例８と試験例９は、本実施例を実施してシリンダボア面を処理し、シリンダボア面をエアー乾燥した後に、アルミナ粒子によるショットブラストによってシリンダボア面の粗面化を更に行った。そしてエアークリーニングの方法でシリンダボア面を乾燥させてからシリンダボア面にＦｅ−１％Ｃの鉄基材料を溶射してシリンダボア面に皮膜を形成そた・
なお試験例１〜試験例９のいずれの例も皮膜が形成されたシリンダボア面を冷却して、ホーニング加工等の後加工を行った。
【００７２】
皮膜密着強度試験の結果を図６に示す。なお皮膜の密着強度は剪断法にて測定した。図６においては、棒グラフは密着強度の平均値を示し、矢印は密着強度のばらつきを示す。
【００７３】
試験例１は、試験例３〜９の本発明の実施例を用いた場合と比較すると概ね同程度の密着強度の平均値を有しているが、密着強度のばらつきが著しく大きいことが分かる。このように試験例１において、皮膜の密着強度のばらつきが大きいのは鋳巣に残留したクーランド等の作業油を洗浄において除去することができず、シリンダボア面における作業油の油分が完全に洗浄された領域とショットブラストによって鋳巣から作業油が飛び出したり溶射によって作業油が滲み出て油分に汚染された領域との相違によると考えられる。
【００７４】
試験例２のように洗浄せずにショットブラストのみをシリンダボア面に施した場合には、皮膜の密着強度の平均値自体が低く、また密着強度のばらつきも大きかった。
【００７５】
なおここで試験例２のシリンダボア面に現れた鋳巣の外観写真を図７、図８、図９に示す。図７の鋳巣は概ねφ０．６５ｍｍの鋳巣である。図８の鋳巣は概ね１．１×０．４ｍｍの鋳巣である。そして図９の鋳巣は１．８×０．６ｍｍの鋳巣である。
【００７６】
更に試験例１のシリンダボア面の鋳巣が顕著に多かった領域の鋳巣付近での皮膜の密着強度と全く鋳巣が見られなかった領域での皮膜の密着強度を測定した。ここでも剪断法によって測定した。図１０にその測定結果を示す。
【００７７】
鋳巣の付近の皮膜の密着強度は、鋳巣が無い領域の皮膜の密着強度よりも著しく低いことが分かる。このように試験例１において鋳巣付近の領域と鋳巣がない領域とでは皮膜の密着強度が大きく異なるのは、鋳巣付近の領域は油分に汚染されているからと考えられる。
【００７８】
試験例３から試験例９は本実施例のシリンダボア面の処理方法を用いた例である。なお試験例８及び試験例９は、本実施例のシリンダボア面の処理方法を行った後にショットブラストを行った例である。
【００７９】
試験例３は、密着強度のばらつきが試験例１よりも少ないが、試験例４〜試験例９よりは大きくなっている。試験例１よりはばらつきが少なくなっているのは、試験例１よりは均等に油分を除去できているからと考えられる。また試験例４〜試験例９よりはばらつきが大きくなっているのは、高圧水ポンプの圧力が低く、高圧水の水量が少ないからと考えられる。即ち先の被削量の測定試験によれば、２０５ＭＰａ、３．０７Ｌ／分のときは０．０２ｍｍであるので、鋳巣中の油分が十分に除去されなかったからと考えられる。
【００８０】
試験例４から試験例９は、密着強度の平均値は試験例１と概ね同程度であるが、密着強度のばらつきは試験例１よりは大幅に小さくなっている。これは試験例４から試験例９については、表面の被削量が大きくなることによって、試験例１と比較すると確実に鋳巣の内部に残留した油分を除去できているからだと考えられる。
【００８１】
詳しく述べると試験例３から試験例５は、高圧水ポンプの圧力及び高圧水の水量が異なるのみで後は同じ条件である。なお高圧水の種類は水道水である。圧力及び水量が大きくなるにしたがって、密着強度の平均値が大きくなり、密着強度のばらつきが小さくなっていることが分かる。これは被削量が大きくなることによって、表面の粗さが大きくなり密着強度が向上し、また鋳巣に残留した油分をより多く除去しているからと考えられる。
【００８２】
なお表１で示す条件で行った試験以外に、高圧水の種類を水道水、圧力を３８０ＭＰａ、水量を高圧水噴射ノズル１個当たり４．１６Ｌ／分という条件で表面を０．２１ｍｍまで被削した場合についても密着強度を確認したが、試験例５の場合と大きく変化しなかった。
【００８３】
なお試験例６と試験例７は、高圧水としてアルカリ洗浄において用いられる炭酸ソーダ水を用いた例である。試験例６は高圧水の種類が異なるのみで、後の条件は試験例４と同じである。同様に試験例７も高圧水の種類が異なるのみで、後の条件は試験例５と同じである。試験例４と試験例６を比較すると、密着強度の平均値は試験例６の方が若干向上しており、密着強度のばらつきも試験例６の方が向上している。試験例５と試験例７を比較すると、密着強度の平均は試験例５の方が若干よく、密着強度のばらつきも若干試験例５の方が小さかった。いずれにせよ水道水を用いても炭酸ソーダ水を用いてもそれほどの違いは出ないことが分かる。
【００８４】
試験例８と試験例９は、試験例４と試験例５の後にショットブラストを行った例である。密着強度の平均値及び密着強度のばらつきについてそれぞれ若干向上していることが分かる。
【００８５】
なおこの試験はシリンダボア面について行った試験であるが、特にシリンダボア面というように形成されていなくても、円柱状に形成された穿孔の側壁面であれば同等の結果を得ることができる。
【００８６】
（鋳巣の観察試験）
本観察試験では、本発明のシリンダボア面の処理方法を用いてシリンダボア面を処理して、溶射皮膜を形成したときの鋳巣の断面を観察した。なおシリンダボア面を構成する材料はＡＤＣ１２を用いた。
【００８７】
本観察試験では、シリンダボア面に開口した鋳巣として内径がφ０．８ｍｍの人工鋳巣を設けた。またシリンダボア面の処理方法の設定条件は、高圧水噴射ノズルの内径をφ０．３８１ｍｍとし、高圧水噴射ノズルからの水量を３．０７Ｌ／分と４．１６Ｌ／分と２種類設定した。またこのときの高圧水ポンプの圧力は３８０ＭＰａとした。また高圧水噴射ノズルの軸方向への移動速度は、水量が３．０７Ｌ／分の方を２ｍｍ／秒とし、水量が４．１６Ｌ／分の方を４ｍｍ／秒として設定した。更に高圧水噴射ノズルの回転数はいずれも６５０ｒｐｍとした。高圧水噴射ノズルをシリンダボア面の全長を軸方向に１回移動させた。なおシリンダボアの軸方向の長さは１３５ｍｍであり、シリンダボアの内径はφ８２ｍｍであった。
【００８８】
更に上記条件でシリンダボア面の表面を処理した後、溶射によって鉄基系の皮膜を形成した。厚さが０．１ｍｍとなるように皮膜を形成した。
【００８９】
このように皮膜を形成したときの人工鋳巣の断面の写真を図１１及び図１２に示す。図１１は、水量が３．０７Ｌ／分で移動速度が２ｍｍ／秒で処理した場合の断面の写真であり、図１２は水量が４．１６Ｌ／分で移動速度が４ｍｍ／秒で処理した場合の断面の写真である。
【００９０】
図１１及び図１２から本発明のシリンダボア面の処理方法を実施することにより、人工鋳巣の開口部が押しつぶされて小さくなっていることが分かる。これは高圧の流体で効率よく、シリンダボア面をエロージョン除去してシリンダボア面の表面を微小に切削して洗浄すると同時に、大量の流体を一定の移動速度で人工鋳巣の上を移動させることによって人工鋳巣の開口部のエッジ部分を塑性流動させるからである。
【００９１】
低炭素鉄合金を溶射して０．１〜０．２ｍｍの膜厚の皮膜を形成する場合には内径がφ０．５ｍｍ以下の鋳巣については溶射による皮膜で埋めることが可能であることが見出されている。従って内径がφ０．５〜０．８ｍｍの鋳巣についての対策が課題とされていた。
【００９２】
本発明のシリンダボア面の処理方法においては、水量を３．０７Ｌ／分で移動速度が２ｍｍ／秒に設定したときも、水量を４．１６Ｌ／分で移動速度を４ｍｍ／秒で設定した場合も鋳巣の開口部のエッジ部分を塑性流動させて開口部を閉口しながら洗浄していることが分かる。
【００９３】
なお参考までに特許２５８６９８６号の請求項２及び請求項５に記載された条件の範囲内のシリンダボア面を処理した場合の人工鋳巣の断面の写真を図１３に示す。シリンダボア面の処理条件を更に具体的に述べると、高圧水噴射ノズルの内径をφ０．１５ｍｍ、水量を０．５７Ｌ／分、高圧水噴射ノズルの軸方向の移動速度を２ｍｍ／秒、高圧水噴射ノズルの回転数を６５０ｒｐｍとした。なおここではシリンダボア面に設けられた人工鋳巣の内径はφ０．６ｍｍとし、溶射による皮膜は膜厚が０．３ｍｍとなるように形成した。この条件でシリンダボア面を処理した場合には開口部には変化が生じていないことが分かる。
【００９４】
（開口部縮小率の測定試験）
本測定試験では、シリンダボア面に開口した鋳巣として内径がφ０．８ｍｍの人工鋳巣を設けて、このシリンダボア面に高圧水を噴射して開口部がどの程度縮小するか即ちどの程度閉口するかを測定した。なおシリンダボア面を構成する材料はＡＤＣ１２を用いた。
【００９５】
シリンダボア面の処理方法の設定条件は、高圧水噴射ノズルの内径をφ０．３８１ｍｍとし、高圧水噴射ノズルの回転数はいずれも６５０ｒｐｍとした。高圧水噴射ノズルからの高圧水の水量及び高圧水噴射ノズルの移動速度は、複数設定した。即ち高圧水噴射ノズルの移動速度は、１ｍｍ／秒、１．５ｍｍ／秒、２ｍｍ／秒、４ｍｍ／秒の４種類設定した。また一つの高圧水噴射ノズルからの水量は、２．１７Ｌ／分、２．５１Ｌ／分、３．０７Ｌ／分、３．５５Ｌ／分、４．３５Ｌ／分と設定した。高圧水噴射ノズルをシリンダボアの全長を軸方向に１回移動させた。
【００９６】
なおシリンダボアの軸方向の長さは１３５ｍｍであり、シリンダボアの内径はφ８２ｍｍであった。
【００９７】
これらの結果を図１４に示す。これらの結果から水量が３．０７Ｌ／分を超えた場合であって、高圧水噴射ノズルの移動速度が１ｍｍ／秒、１．５ｍｍ／秒、２ｍｍ／秒のときに、内径がφ０．８ｍｍの開口部が閉口して径が０．５ｍｍ以下となることが分かる。従って高圧水噴射ノズルの軸方向の移動速度は１〜３ｍｍ／秒程度に設定することが好ましいと考えられる。
【００９８】
（被照射領域の観察試験）
次に高圧水噴射ノズルの内径と高圧水が被照射される領域即ち被照射領域との関係について観察した。
【００９９】
図１５及び図１６に特許２５８６９８６号の請求項２及び請求項５に記載された条件の範囲内で高圧水を噴射した場合のシリンダボア面の写真を示す。図１６は図１５の一部を拡大した写真である。また本発明のシリンダボア面の処理方法を実施して処理した場合のシリンダボア面の写真を図１７に示す。
【０１００】
ここで特許２５８６９８６号の請求項２及び請求項５に記載された条件の範囲内で高圧水を噴射する場合の具体的な条件を述べると、高圧水噴射ノズルの内径はφ０．１５ｍｍ、高圧水ポンプの圧力は２７６ＭＰａ、水量は０．５７Ｌ／分、高圧水噴射ノズルの軸方向の移動速度は２ｍｍ／秒、高圧水噴射ノズルの回転数は６５０ｒｐｍである。なお以下の記載で特許２５８６９８６号の条件とは、ここで述べた条件を言う。
【０１０１】
なお特許２５８６９８６号の請求項２には圧力として「２５．０００ｐｓｉと６０．０００ｐｓｉの間に」と記載され、請求項５には高圧水噴射ノズルの内径として「０．００５インチから０．００６インチ」と記載されている。
【０１０２】
これに対して本発明の具体的な条件を述べると、高圧水噴射ノズルの内径はφ０．３８ｍｍ、高圧水ポンプの圧力は３１０ＭＰａ、水量は３．７６Ｌ／分、高圧水噴射ノズルの軸方向の移動速度は１．５ｍｍ／秒、高圧水噴射ノズルの回転数は６５０ｒｐｍである。なお以下の記載で本発明の条件とはここで述べた条件を言う。
【０１０３】
なおいずれの場合も、なおシリンダボアの軸方向の長さは１３５ｍｍであり、シリンダボアの内径はφ８２ｍｍであった。また高圧水噴射ノズルをシリンダボアの全長を軸方向に１回移動させた。
【０１０４】
特許２５８６９８６号の条件で高圧水を噴射した場合には、図１５及び図１６からシリンダボア面がストライプ状に処理されたが分かる。即ち処理のあり方にむらができると言うことが分かる。これに対して、本発明の条件でシリンダボア面を処理した場合にはむらが生じていないことが分かる。
【０１０５】
これは特許２５６６９８６号の条件で処理する場合には、高圧水噴射ノズルの内径が小さいために高圧水の衝撃エネルギーが集中する被照射領域の面積が狭くなっているからと考えられる。これに対して本発明の条件で処理した場合には高圧水噴射ノズルの内径が大きくなっているために高圧水の衝撃エネルギーが集中する被照射領域の面積が適度な広さになっていると考えられる。
【０１０６】
ここで高圧水の噴射の様子、照射パターン、エネルギーパターンを図１８に示す。図１８（Ａ）は特許２５８６９８６号の条件で処理する場合を示し、図１８（Ｂ）は本発明の条件で処理する場合を示す。
【０１０７】
このように特許２５８６９８６号の条件で処理する場合においては、高圧水噴射ノズルを回転させながら軸方向に移動させることから、例えば硬度がブリネル５０〜１００のダクタイル金属では高圧水噴射ノズルの中心の被照射領域（以下適宜「中心被照射領域」という）とこの被照射領域に軸方向に隣接する高圧水噴射ノズルの中心被照射領域との間に間隙の領域（以下適宜「間隙領域」という）が生じることになる。そしてこの間隙領域と中心被照射領域とでは被削の程度が大きくなる。その結果シリンダボア面に被削の程度が大きい中心被照射領域と被削の程度が小さい間隙領域とがストライプ状に生ずることになる。
【０１０８】
これに対して本発明の条件でシリンダボア面を処理する場合には中心被照射領域が適度な面積を有するので、高圧水噴射ノズルの中心被照射領域とこの中心被照射領域に軸方向に隣接する中心被照射領域との間に間隙が生じるということはない。
【０１０９】
ここで図１９（Ａ）は特許２５８６９８６号の条件で処理した場合のシリンダボア面の被削の状態を示し、図１９（Ｂ）は本発明の条件で処理した場合のシリンダボア面の被削の状態を示す。図１９（Ａ）が示すように、特許２５８６９８６号の条件で処理した場合には、中心被照射領域と隣接する中心被照射領域との間に間隙が生じて、大きなうねりが形成される。これに対して図１９（Ｂ）に示すように本発明の条件で処理した場合にはうねりは存在しない。
【０１１０】
ここで処理されたシリンダボア面の表面の粗さのグラフを図２０に示す。図２０（Ａ）は特許２５８６９８６号の条件で処理した場合のシリンダボア面の表面の粗さを示し、図２０（Ｂ）は本発明の条件で処理した場合のシリンダボア面の表面の粗さを示す。
【０１１１】
図２０（Ａ）において示すように、特許２５８６９８６号の条件で処理した場合にはシリンダボア面に山部と谷部が形成された。図２０においては中心被照射領域を▲１▼で示し、間隙領域を▲２▼で示した。衝撃エネルギーが集中する中心被照射領域が谷部となり、間隙領域が山部を構成した。特許２５８６９８６号で処理した場合にはシリンダボア面の表面粗さは全体としては旧ＪＩＳで概ね４０〜６０Ｒｚの数値を得ることができたが、間隙領域である山部については概ね５〜２０Ｒｚ程度の数値しか得ることができなかった。なお経験上溶射した皮膜に必要な密着強度を得ることができる表面粗さは概ね旧ＪＩＳの表面粗さで１３Ｒｚであることが確認されており、この数値では溶射した皮膜に必要な密着強度を得ることはできない。
【０１１２】
本発明の条件で処理した場合においては、図２０（Ｂ）で示すように、中心被照射領域と間隙領域との区別がない。従って山部、谷部を構成することはなく、中心被照射領域と間隙領域の部分的な表面粗さとシリンダボア面全体の表面粗さの間に差が生じることはなかった。これはシリンダボア面全体について表面を均一に被削したからと考えられる。
【０１１３】
なお特許２５８６９８６号の条件で処理した場合のように、シリンダボア面に山部と谷部とが生じてその深さに差が生じると、溶射後の後加工ではシリンダボア面の表面を平滑にする必要があるために必然的に深い谷部に合わせて溶射皮膜の厚さを決定しなければならない。このことはサイクルタイムの増加に加えて、皮膜の厚さの増大に伴う皮膜内の引っ張り残留応力も増大し、皮膜の密着強度に悪影響を与えることになる。
【０１１４】
更に山部と谷部が存在するとその山部によって谷部への溶射に対して悪影響を与える場合がある。これは溶射施工でよく言われる遮断効果が現れるということである。ここで遮断効果が現れたシリンダボア面を示す写真を図２１に示す。図２１に示すシリンダボア面は図１５で示したシリンダボア面に対して溶射を行ったものである。このように遮断効果の典型的な空孔が観察される。これは皮膜の品質にとって好ましいものではない。
【０１１５】
本発明の条件で処理した場合においては、山部と谷部との区別が発生しないので上述の欠点を免れることができる。
【０１１６】
なお以上述べたことは、シリンダボア面に限らず、円柱状に形成された穿孔の側壁面についても同様に述べることができる。
【０１１７】
【発明の効果】
皮膜の形成するための前処理として、本発明のシリンダボア面の処理方法及び本発明の穿孔側壁面の処理方法を用いて皮膜シリンダボア面、穿孔の側壁面を処理することによって、皮膜の密着強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  被削量の測定試験及び皮膜の密着強度試験において用いた高圧水噴射装置の概略を模式的に示した図である。
【図２】  被削量の測定試験及び皮膜の密着強度試験において用いた高圧水噴射装置のノズルボディの概略を示した図である。
【図３】  高圧水ポンプの圧力とシリンダボア面の被削量との関係を示すグラフである。
【図４】  圧力を２７６ＭＰａで水量を３．５５Ｌ／分としてシリンダボア面の表面を０．０７５ｍｍ被削したときのシリンダボア面を拡大した写真である。
【図５】  図４を更に拡大した図である。
【図６】  皮膜密着強度試験の結果を示す図である。
【図７】  シリンダボア面に現れた鋳巣の外観を示す写真である。
【図８】  シリンダボア面に現れた鋳巣の外観を示す写真である。
【図９】  シリンダボア面に現れた鋳巣の外観を示す写真である。
【図１０】  シリンダボア面の鋳巣が顕著に多かった領域の鋳巣付近での皮膜の密着強度と全く鋳巣が見られなかった領域での皮膜の密着強度を測定した結果を示す図である。
【図１１】  皮膜を形成したときの人工鋳巣の断面の写真であって、水量が３．０７Ｌ／分で移動速度が２ｍｍ／秒で処理した場合の断面の写真である。
【図１２】  皮膜を形成したときの人工鋳巣の断面の写真であって、水量が４．１６Ｌ／分で移動速度が４ｍｍ／秒で処理した場合の断面の写真である。
【図１３】  皮膜を形成したときの人工鋳巣の断面写真であって、特許２５８６９８６号の請求項２及び請求項５に記載された条件の範囲内のシリンダボア面を処理した場合の人工鋳巣の断面の写真である。
【図１４】  開口部縮小率測定試験の結果を示す図である。
【図１５】  特許２５８６９８６号の請求項２及び請求項５に記載された条件の範囲内で高圧水を噴射した場合のシリンダボア面の写真である。
【図１６】  特許２５８６９８６号の請求項２及び請求項５に記載された条件の範囲内で高圧水を噴射した場合のシリンダボア面の写真である。
【図１７】  本発明のシリンダボア面の処理方法を実施して処理した場合のシリンダボア面の写真である。
【図１８】  高圧水の噴射の様子、照射パターン、エネルギーパターンを示す図である。図１８（Ａ）は特許２５８６９８６号の条件で処理する場合を示し、図１８（Ｂ）は本発明の条件で処理する場合を示す。
【図１９】  シリンダボア面の被削の状態を示した図である。図１９（Ａ）は特許２５８６９８６号の条件で処理した場合のシリンダボア面の被削の状態を示し、図１９（Ｂ）は本発明の条件で処理した場合のシリンダボア面の被削の状態を示す
【図２０】  処理されたシリンダボア面の表面の粗さのグラフを示す図である。図２０（Ａ）は特許２５８６９８６号の条件で処理した場合のシリンダボア面の表面の粗さを示し、図２０（Ｂ）は本発明の条件で処理した場合のシリンダボア面の表面の粗さを示す。
【図２１】  遮断効果が現れたシリンダボア面を示す写真である。
【図２２】  本発明のシリンダボアの処理方法を用いて皮膜を形成する場合の工程を示す図である。
【図２３】  従来行われているシリンダボア面に溶射によって皮膜を形成する工程を示す。
【図２４】  従来の工程においてクーランドが鋳巣内部に残留して、ショットブラスト後にクーランドが飛び出す様子を示した図である。
【符号の説明】
Ｘ：鋳巣
Ｙ：シリンダボア面
Ｚ：クーランド
１０：高圧水噴射ポンプ
２０：高圧水配管
３０：マニプレータ
４０：ノズルボディ
５０：高圧水噴射ノズル
１００：高圧水噴射装置
１１０：シリンダブロック
１２０：シリンダボア
１３０：シリンダボア面
【図１】
0003838344.tif 000003
【図２】
0003838344.tif 000004
【図３】
0003838344.tif 000005
【図４】
0003838344.tif 000006
【図５】
0003838344.tif 000007
【図６】
0003838344.tif 000008
【図７】
0003838344.tif 000009
【図８】
0003838344.tif 000010
【図９】
0003838344.tif 000011
【図１０】
0003838344.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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