オーバーホールで交換するパーツを入手
メイン

ベアリングメタル

インターミディエイト
シャフト用

1992年ポルシェ カレラ2
走行距離：92000km◀▲クランクシャフトの回転の1/2で回るインタ
ーミディエイトシャフト用のメタル。前後に2組計4枚ある。片方はスラスト部が付いている。

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フリクション低下と耐久性向上のための表面処理

パワー、フィーリング、耐久性を現代のレベルへ引き上げたい

エンジンのオーバーホールでは、消耗したパーツを交換したり修正して、新品あるいはそれ以上のコンディションに仕上げることを目指すわけだが、今回はより＋αの性能を目指し、パーツのフリクションや摩耗を極力下げるような加工を実施することにした。

エンジンを OH するとよく分かるのピストンリング

クランクメタルは 7 カ所あるので 14 枚ある。
うち一組はクランクの前後方向の動きを規制するスラストメタルのため、サイドまで折り曲げられている。コンロッドは12枚（6組）。

ピストンリングのセット。
オイルリングは1ピース式で、内側にスプリングが入るタイプ。ちょっと古くさい形式に思える。これらの交換用パーツは市販のOHキットに含まれるもの。

コンロッド

だが、基本的なオイル交換などのメンテナンスをキチンと行っていても、しメインメタルは7+1カ所

ゅう動部の各部に摩耗が発生するのは避けられないことだ。

コンロッド

ポルシェのエンジンは、これまでのクランクシャフト
メインＮｏ.7

レポートで報告してきたように、メカ部分の程度は悪くない。排気のバルブシートやガイドの摩耗は驚くべきもの

Ｎｏ.8
メタル

水平対向なので、メインベ
アリングは気筒を挟むように配置され全部で7つ。ポルシェのエンジンはインターミディエイトの駆動部があり、プーリー部まで長さがあるので、これを支持するNo.8ベアリングがある。

だったが、ポルシェの世界ではヘッドのOHでバルブガイドを替えるのは珍しくはないようだ。もう一つ、動弁系

Ｎｏ.3 Ｎｏ.4 Ｎｏ.5

がらみではカムノーズの虫食い摩耗がＮｏ.6ある。これは、964で材質変更されてから顕著になったトラブルのようであ

メインＮｏ.1（スラスト兼用）

る。それらを除くと、クランクやピストン周りの主運動部は、標準的な摩耗状態なので、そのままでも再使用が可能で、メタルやピストンリングの交換メインＮｏ.2という、一般的なOHと同様の内容にインターミディエイトシャフトなりそうだ。
標準的に起こる摩耗は、異常ではないのだが、減らなくて済むならそれに先月号越したことはない。目視ではわずかな摩耗でも、音質やノイズにはそれなりに影響が出るし、余計なオイル消費も極力抑えたいところ。ましてや、ポル
シェのエンジンパーツは高価だし、OH するにもかなりの労力が必要なのバラバラにしたのだから、摩耗だけで計面はもちろん、フリクション低減ので、一度組み上げたエンジンはできるなくフリクションも減らすような加工ために金属表面に様々な処理が行われだけ長期間使えるようにしておきたをしたいところである。最近のエンジることが多いが、これを 18 年前のエい。また、せっかく個々のパーツまでンでは、燃費向上のためにパーツの設ンジンに適用してみたのだ。

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内外出版社 オートメカニック2010年6月～2011年3月号連載記事より、2010年12月号をカラー化して転載しています（使用許諾済み）。

ポルシェのエンジン寿命についての補足

先月号で GT3 のエンジン寿命はモータースポーツ走行で 30 時間という記述がありましたが訂正です。これは、ポルシェモータースポーツが制作するレース用車両をモータースポーツ条件下で使用した際に E/Gおよびミッション OH および各部点検が強く推奨される時間です。

交換または修正する主要パーツ
交換あるいは交換済みのパーツ

クランクメタル、コンロッドメタル、インターミディエイト
シャフトメタル、ピストンリング、排気側バルブガイド、カムチェ ーン、チェ ーンガイド、ケース締め付け用ボルト＆ナット、コンロッドボルト、ガスケット＆Oリング＆オイルシール

修正、チューニングして再使用するパーツ

クランクシャフト、シリンダー、シリンダーヘッド、ピストン、ピストンピン、バルブ、カムシャフト、ロッカーアーム＆ロッカーシャフト、インターミディエイトシャフトのギヤ、チェーンスプロケット

清掃して再使用するパーツ

クランクケース、カムシャフトハウジング、オイルポンプ

December 2010 automechanic 71ポルシェのメッキシリンダーへも処理可能だ

フリクション低下と耐久性向上を狙い金属表面処理を行う

処理前

処理後

この処理は微粒子を高速で対象物にぶつけることで、金属の表面を鍛え直す効果とマイクロディンプルによる潤滑性能向上がある。二硫化モリブデンによWPC処理 る低フリクション化も大きな魅力だ。

処理その1

WPC処理の種類と効果

微細なディンプルを形成する
WPC（MD）

金属表面を鍛えるとともに、マイクロMDディンプルを形成して潤滑効果を高め（マイクロディンプル） る。オイルの性能を有効に発揮するので、フリクション低減効果も期待できる。エ処理

未処理

ンジンやミッションなどで使用される。

二硫化モリブデンのパウダーを対象物にMOS2投射する。コーティングと違って、バイ（ 二 硫 化 モリブデン） ンダー（接着剤）を使わないので、モリブデンの効果がフルに発揮される。ピスト
ショット
ンやメタルと相性がいい。

ワーク

微粒子

メーカーで純正採用されている技術を我がポルシェにもヘッドカバー

潤滑性能とは関係がないが、パーツのクリーニングとしても応用が可能だ。質感は、バフがけのようなテカテカとは違い、いぶし銀。細かい梨地表面のため、反射光が拡散しているのだと思われる。

高圧エア

贅沢だが表面のクリーニングでも使える

高速でワークに噴射

WPC処理のイメージ。微粒子を高速でぶつけることで、金属表面に結晶レベルで大きなエネルギーが加わえられる。寸法変化がないので、一度使った部品でも使える。

ポルシェのアルミシリンダーは鉄のスリーブはなく、ボア内面をメッキしたもの。WPC処理（MD）すると、マイクロディンプルによって表面に鈍いツヤが出る。

金属表面の拡大写真。右列の未処理面は研磨したスジがついている。潤滑面の場合、このスジからオイルが流れやすい。MD処理では、ディンプルが形成され、オイル溜まりとなる。

表面組織を鍛える効果もある

WPCによる微細化部分

各種エンジンパーツや駆動系パーツの寿命向上やフリクション低下技術として、自動車メーカーやチューニングカーで幅広く使われているのが WPC

シリンダーフィンだ。これは、小麦粉のような微粒子を高圧エアで噴射して、対象物の表面にぶつける技術。自動車やバイクだけでなく、切削工具（ドリルなど）や金型金属表面の断面を電子顕微鏡で観察した例。左が未処理で、写真の上側が最表面になる。WPC処理
では、金属の組織が細かく均一になるので、摩耗や欠けの起点となる部分がなくなるという。の寿命延長など産業界でも使われておーなどのしゅう動部で使うと、上記のもう一つは、二硫化モリブデンショり、十分な実績を持っている。

効果の他、表面にできた細かいディンットと呼ばれるもの。これは粉末の二クルマに使われているWPC 処理はプル（凹部）がオイル保持性を高める

硫化モリブデンを吹き付けるもので、大別すると2種類ある。
まずMD処理は、ので、フリクションや摩耗を抑える効

主にピストンやメタルに使われる（一金属表面の組織を強固にして、表面に果が期待できる。例えば、ピストンの部、ロータリーのローターハウジング

細かいディンプルを形成するもの。微スカートには、条痕という横方向の溝等にも使われる）。二硫化モリブデン

粒子が金属表面にぶつかった時のエネが作られていて、ここにオイルが溜まは昔から摩擦低減材として広く使われルギーで、表面が加熱されつつ鍛造さるようになっているが、圧力が加わるている物質だが、アルミなどの柔らかれるような状態になり、組織が緻密化と溝方向にオイルが逃げやすい。ディい金属に対してショットすると、二硫する。さらに圧縮残留応力が加わるのンプルがあると、溜まったオイルが逃化モリブデンが内部まで潜り込んで、でギヤなどに使うと、歯面の異常摩耗げにくいので油膜保持効果が高くなる長期間効果を維持できる。
この技術は、やギヤ欠けを予防できる。このためハのだ。自動車メーカーではピストンリ

初代ホンダフィットのピストンに使わイパワー化したチューニングカーのミングで使う例があり、初期なじみ性のれ、低燃費化に大きく貢献した。最近

ッションにもよく使われている。

向上やフリクション低減策として使わでは、軸受けメタルメーカーでも同種れることがある。の処理を行ったタイプがある。

また、軸受けやピストン、シリンダ
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燃焼室
燃焼室は内面にこびりついたカーボンやスクレーパーやガスケットの当たり面にある小キズを落とすために処理してもらった。ここだけ、新品になったような感じだ。

シリンダーのフィンは、ブラシなどでは完全なクリーニングが難しいが、WPC処理で見違えるような色になった。これは部屋に飾っておきたいくらい。

December 2010 automechanic 73

パーツをWPC処理する際の注意点

WPC処理を行ったパーツ

・組み合わせてあるパーツは分解Ⓐロッカーシャフト Ⓑシリンダー Ⓒメタル（円筒状のNo.8メタル含む ） Ⓓカム
シャフト Ⓔインターミディエイトシャフ
トのギヤ Ⓕチェーンスプロケット

A

インターミディエイトシャフトを処理に出す際に、チェーンスプロケットを外す。これは、スプロケットを傷つけないよう、慎重に作業。

CWPC 処理では微粒子をパーツに吹き付けるのだが、MD 処理の微粒子は硬いため、洗浄を徹底して行う必要がある。シャフトにギヤが圧入されているような場合は、あらかじめ外しておくといい。今回のインターミディエイトシャフトでは、シャフト内部にオイル通路が設けてあるので、フタを外して内部までクリーニングした。クランクなどの油穴がある場合も同様である。なお、二硫化モリブデンショットでは、それ自体が潤滑作用を持っているので、残留しても悪影響はない（もちろん、洗っておくのは常識）。

クリーニングは入念に！

B

Professional's Talk
F

D

しゅう動部の当たりの良さは大きな魅力です

ポルシェのエンジンは、現在組み付け工程が着々と進んでいるのだが、その現場に不二 WPCの下平さんを招いて、WPCユーザーでもある小西さんとプロならではの意見交換を行ってもらった。

E

AM（高） 不二 WPC の下平さんと小西さんはかなり以前からの知り合いで小西さんは、WPC 処理のユー

ロッカーアーム＆シャフトの処理ザーですよね？

カムシャフトの虫食い摩耗部の保護

小西 もう 10 年前からですよ。それより前から別の固体潤滑剤を利用シャフトしゅう動部していましたが、メタルの当たりを▲ノーズ部に異常摩耗が目立っているが、段付き摩耗ではないので何とか再使用できる（交換したいが高価）。これもWPC処理で補修する。

処理前
テーパー面
表面仕上げ
虫食い摩耗

スリッパー部

処理後

ロッカーアームには、バルブを押し下げる時に大きなストレスが加わるので、支点やスリッパー部のフリクションはできるだけ低減しておきたい。また、ステムの接触面は首振り機構になっているが、ここの滑り性も向上させる。
74▲▶ノーズに金属をショットすることで、虫食い部が広がらず、他の部分のなじみ性を良くしてやる。窪みを埋めるわけではないが、キズを広げずに済むというわけだ。

ステム接触面観察すると、納得したものが得られなかったんです。そんな時に紹介され、以後良い結果を得ています。

不二WPC 代表取締役

下平英二さん

ケージーヴェルク
小西さん

下平 当社の二硫化モリブデンショシャフトのメタルもベースの銅が出います。古いクルマともなると、パットは、モリブデンのみを投射するることが多いので、両方モリブデンーツ代が高価ですし、希少品となるので効果的なんです。表面に塗る方ショットしてもらいます。そこまでとお金で解決できないこともありま式のコーティングでは、バインダーやるなら親メタルも一緒にやったほ

すから、部品を痛めないことが大事。という結合材が必要なので、これにうが良いでしょう。また、インターAM（高） 今回はフルWPCです。

潤滑性能が妨げられてしまうんです。

ミディエイトシャフトのメタル接触

小西 シリンダーを組んだ状態でもAM（高） オススメのパーツは？

部やピストン＆シリンダー、ピスト手の力でスルスル回ると思いますよ。

小西 子メタルは傷みが激しくなりンリングにも使っていて、私は上記

下平 組んでいる人ならではの実感がちですし、インターミディエイトを OH 時の基本処理として実施してでしょうね。完成が楽しみです。

December 2010 automechanic 75

最新の表面処理「DLC」にもトライしてみる
処理その2DLC処理してもらったパーツ

次世代のコーティングとして有望視される技術の一つ。金属表面
DLCコーティング にダイヤモンドに似た特性を持つ薄膜を作り、フリクションを大幅に低減させる。

ダイヤモンドライクカーボン

ピストンリングAB

特徴：低フリクション 耐摩耗性
耐カジリ性 低攻撃性 初期なじみ性向上

すでにレーシングカーでは当たり前の処理技術
現在の環境配慮型エンジンでは、処理後CO2 低減や燃費向上という項目が開発

バルブステムへの処理例

目標のトップに据えられているが、メカニカル面では、フリクションをいかに低く抑えるかがポイントになってくC

バルブステムは、すでにダイヤモン
ドエンジニアリングでスーパーラッピングしてあり、表面の平滑性は良好。これにDLCを行ったところ黒光りの美しい膜ができた。

未処理

Dシリンダーとのフリクションの原因となるピストンリングはフリクション低下が期待できる。
日産もマーチの過給エンジンでDLCピストンリングを採用するとアナウンスしている。

る。そ こ で 最 近 の 注 目 株 の 一 つ がDLC という技術である。これは、金属表面にダイヤモンドに似た性質の薄いカーボン皮膜を作り、パーツの摩耗や摩擦を極力減らそうというもの。
市販車のエンジンでは、RX-8 のコ表面に丈夫なカーボン膜を生成するテクノロジー

バルブ

DLC成膜装置

装置概略図

ガスⒶ吸排気バルブ（ステム部） Ⓑクランクシャフト ⒸピストンⒹピストンピン Ⓔピストンリング

回転Eーナーシール、日産 VQ エンジンのバルブリフターなどに使われているのが基材有名である。例えば、日産の VQ-HR
では、カム - バルブリフター間のフリクションを 40％低減し、リフターのみで 1%、DLC 対応省燃費オイルとの併用で 2% の燃費向上が得られたと発効果も含む）。日産 VQ はデモ展示のヘッドで、カムシャフトを手回ししたプラズマ発生源DLC はあくまでコーティン
グの分類であり、膜の生成プロセスや装置は様々である。
これは、P-CVD 方法の概略図。気密容器に入れ、真空にしたところに炭素（カーボン）を持つガスを入れて、対象物（基材）に炭素だけを密着させる。

ことがあるが、最初の動きだしが明ら

ピストンかに軽くてコジリやギクシャクした動きがなく、バルブスプリングがスムーズに縮んでいく感じだった。
また、F1 や MotoGP のようなカテ▲膨張行程で大きな荷重が加わるピストンピンのフリクション低下策としてコーティング。黒光りしているので、なかなか見応えもある。余談だが、ゴルフクラブなどでもDLCが使われる。

表されている（オイルは動弁系以外のピストンピン

実際の処理装置

排気

ゴリーでは、出力向上策として様々なDLC はピストンのアルミに対して密着性が低いのだが、不二WPCではこれを改善する技術を開発しており、今年の神奈川工業技術大賞で大賞に選ばれた。

部分に DLC が使われていると聞くし、取材協力特別に装置を見せてもらった。中央の円筒が成膜装置。真空ポンプや高電圧発生部などが接続されている。エンジン部品だけでなくバイクのフロントフォークなども処理できるそうだ。

国内でもフォーミュラニッポンをはじめ、チューニングカーでも徐々に使われ出してきている。
ちなみに工業的にはドリルの凝着防止、光ディスクの金型、身近なところ
ではカミソリの刃や時計の表面保護、ペットボトル内面の酸化防止コーティ
ングなどで使われるなど、一口にDLCといっても全て同じではなく、用途にツにもテスト処理してもらった。といングを徹底的に行った後、必要に応じにマッチングしたものが選ばれる。っても、ホイホイとお手軽にできるもてマスキングして、成膜装置に入れてのではない。パーツの脱脂やクリーニ数時間掛けて仕上げられる。

そんな DLC をポルシェの主要パー76（株）不二WPC

クランクシャフト何とクランクシャフトまで丸ごと処理してもらった。油穴があるので残留オイル分を除去するのが大変だったようだ。

応じた様々な種類がある。当然、エンジンやミッションには、この使用条件

バルブガイドの摩耗がひどかったことから、ロッカーアームの動きによるコジリが大きいと想像できる。ステムのフリクションを下げることで、ガイドの寿命延長を狙っている。

What’sNext
What’？ s Next？

〒252-0331
神奈川県相模原市南区大野台4 -1-83
Tel:042-707-0776
www.fujiwpc.co.jp

クルマやバイク、産業機械など、様々な分野の WPC 処理を手がけている。レーシングカーやチューニングカーのユーザーも多く、フォーミュラニッポンのナカジマレーシングのミッションギヤなどはDLC 処理だ。一般ユーザーはショップ経由で処理可能。

次回はいよいよエンジンの組み付けスタートです。乞うご期待！！
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