JP2014185533A - シリンダーライナー除去方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダーブロックからシリンダーライナーを除去するにあたり、両者を互いに残留物が残らないように分離する、シリンダーライナー除去方法及びシリンダーライナー除去装置を提供すること。
【解決手段】本発明にかかるシリンダーライナー除去方法は、融点Ｔαのシリンダーブロックに挿入された融点Ｔβ（ただし、Ｔα＜Ｔβとする）のシリンダーライナーを、シリンダーブロックから除去する方法であって、シリンダーライナーの内側に加熱部を挿入する加熱部挿入工程と、シリンダーライナーを介してシリンダーブロックを加熱する加熱工程と、シリンダーライナーをシリンダーブロックから分離する分離工程と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、シリンダーライナー除去方法及びシリンダーライナー除去装置に関する。

レシプロエンジンのシリンダーブロックとしては、アルミニウム合金製のものが広く用いられている（特許文献１、特許文献２）。シリンダーブロックのシリンダー孔内に組み込まれるシリンダーライナーには、鋳鉄製のものが広く用いられている。シリンダーブロックの不良品は、溶解されて、シリンダーブロックの材料として再利用される。シリンダーブロックの溶解時には、鋳鉄製のシリンダーライナーは、引っ張り又は押し出し等の機械的除去方法により、シリンダーブロックから除去される。

特開平６−２９９８９９号公報 特表平７−５０１９８７号公報

シリンダーブロックからシリンダーライナーを除去する場合に、機械的除去方法を用いると、ライナーの凸形状部等の機械強度が弱い部分においてライナー割れが発生し、鋳鉄がアルミニウム合金側に残留することがある。また、アルミニウム合金は鋳鉄よりも機械強度が劣るため、除去されたシリンダーライナーにアルミニウム合金が付着することもある。このように、機械的除去方法を用いた場合には、鋳鉄とアルミニウム合金の選別が困難という問題があった。

本発明は、シリンダーブロックからシリンダーライナーを除去するにあたり、両者を互いに残留物が残らないように分離する、シリンダーライナー除去方法及びシリンダーライナー除去装置を提供することを目的とする。

本発明にかかるシリンダーライナー除去方法は、融点Ｔαのシリンダーブロックに挿入された融点Ｔβ（ただし、Ｔα＜Ｔβとする）のシリンダーライナーを、前記シリンダーブロックから除去する方法であって、前記シリンダーライナーの内側に加熱部を挿入する加熱部挿入工程と、前記シリンダーライナーを介して前記シリンダーブロックを加熱する加熱工程と、前記シリンダーライナーを前記シリンダーブロックから分離する分離工程と、を備える。

上述のシリンダーライナー除去方法における分離工程は、前記シリンダーブロックと前記シリンダーライナーとを相対的に逆方向へ移動させるように加圧することにより、前記シリンダーライナーを前記シリンダーブロックから分離してもよい。

本発明にかかるシリンダーライナー除去装置は、シリンダーライナーを加熱する加熱部と、シリンダーブロックを支えるシリンダーブロック支持部と、前記加熱部を前記シリンダーライナーの内側に挿入する加熱部昇降機構と、を有する。
上述のシリンダーライナー除去装置における加熱部の長さが、前記シリンダーライナーの全長以上であってもよい。

さらに、上述のシリンダーライナー除去装置は、前記シリンダーブロックと前記シリンダーライナーに相対的に逆方向に動くように力を加えることができるリフター機構と、前記シリンダーブロックを移動させるときに、前記シリンダーライナーを押さえるシリンダーライナー押圧部と、を有してもよい。

また、上述のシリンダーライナー除去装置におけるシリンダーライナー押圧部は、前記シリンダーライナーの内径よりも大きく、前記シリンダーブロックのシリンダー孔内径よりも小さくてもよい。
さらにまた、上述のシリンダーライナー除去装置におけるシリンダーライナー押圧部が、前記加熱部と一体的に設けられていてもよい。

本発明により、シリンダーブロックからシリンダーライナーを除去するにあたり、両者を互いに残留物が残らないように分離する、シリンダーライナー除去方法及びシリンダーライナー除去装置を提供することができる。

実施の形態１にかかるシリンダーライナー除去装置の構成を示す図である。 実施の形態１にかかるシリンダーライナー除去装置の加熱部内部の構成を示す図である。 実施の形態１にかかるシリンダーライナー除去装置の加熱部により、シリンダーブロックが加熱されている状態を示す図である。 実施の形態１にかかるシリンダーライナー除去装置の加熱部により、シリンダーライナーがシリンダーブロックから押し出されている状態を示す図である。 実施の形態１にかかるシリンダーライナー除去方法を示すフロー図である。

[実施の形態１]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。本実施形態では、自動車用エンジンを想定して説明するが、本発明は自動車用エンジンに限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態１にかかるシリンダーライナー除去装置の構成を示す図である。図１では、わかりやすいようにシリンダーブロックにシリンダーライナーがはめ込まれた状態を断面している。図１に示すように、本発明の実施の形態１にかかるシリンダーライナー除去装置１００は、加熱部１０１と、シリンダーブロック支持部１０２と、加熱部昇降機構１０３と、リフター機構１０４と、シリンダーライナー押圧部１０５と、を備える。本実施形態にかかるシリンダーライナー除去装置１００を用いて、シリンダーブロック１１０からシリンダーライナー１２０を除去する。

まず、シリンダーブロック及びシリンダーライナーについて簡単に説明しておく。シリンダーブロック１１０は、レシプロエンジンの主要部品の一つである。シリンダーブロック１１０には、シリンダー孔１１１が設けられている。シリンダーブロック１１０は、一般的には、アルミニウム合金の鋳造により製造される。シリンダーブロック１１０の材料としては、かつては鋳鉄を用いるのが一般的であった。しかし、アルミニウム合金は鋳鉄より軽いので、アルミニウム合金を用いることによりエンジンの軽量化が可能となり、自動車の燃費向上につながる。

シリンダーライナー１２０は、シリンダーブロック１１０のシリンダー孔１１１に挿入して組み付けられる部品である。シリンダーライナー１２０は、例えば、鋳鉄にクロムめっきを施して製造される。アルミニウム合金は耐摩耗性が高くないので、鋳鉄製のシリンダーライナーをピストンとの摩擦面に組み付けることにより、シリンダーの摩耗を防ぎ、ピストンの摺動時の抵抗を小さくすることができる。

本実施形態のシリンダーライナー除去装置１００を説明する。加熱部１０１は、加熱部昇降機構１０３を用いて昇降されることにより、シリンダーライナー１２０に対して抜き挿しされる。加熱部１０１は発熱して、シリンダーライナー１２０を加熱する。加熱されたシリンダーライナー１２０を介して、シリンダーブロック１１０も加熱される。

シリンダーブロック１１０はアルミニウム合金製であり、シリンダーライナー１２０は鋳鉄製である。アルミニウム合金の融点は、鋳鉄の融点よりも低い。そのため、アルミニウム合金の融点以上で鋳鉄の融点より低い温度では、シリンダーライナー１２０は固体のままで、シリンダーライナー１２０の周囲のシリンダーブロック１１０が溶解する。
周囲のシリンダーブロック１１０が溶解した状態で、シリンダーライナー１２０に力を加えると、シリンダーブロック１１０からシリンダーライナー１２０を容易に分離することができる。また、シリンダーブロック１１０からシリンダーライナー１２０を分離する際には、アルミニウム成分は完全に融解していなくてもよい。アルミニウム成分が軟化しているだけでも、シリンダーライナー１２０の分離が可能である。

図２は、加熱部１０１内部の構成を示す図である。図２に示すように、加熱部１０１の内部には、熱源として電熱線２０１が設けられている。電熱線２０１に電流を流して発熱させることにより、加熱部１０１はシリンダーライナー１２０を加熱する。加熱方法は電熱線に限られるものではなく、例えば、誘導加熱であってもよい。

加熱部１０１の長さを、シリンダーライナー１２０の全長以上とすることにより、シリンダーライナー１２０の全体を加熱することができる。これにより、シリンダーライナー１２０の周囲のシリンダーブロック１１０を満遍なく溶解できるので、シリンダーライナー１２０を少ない力でシリンダーブロック１１０から除去できる。

シリンダーブロック支持部１０２は、シリンダーブロック１１０を支える部材である。シリンダーブロック支持部１０２は、シリンダーブロック１１０のシリンダーヘッドとの合わせ面を支持することにより、シリンダーブロック１１０を安定した状態で固定して、位置決めすることができる。

加熱部昇降機構１０３は、シリンダーライナー１２０の内側に加熱部１０１を挿入するために、加熱部１０１を移動させる。加熱部昇降機構１０３は、例えば、Ｘリンク機構、ボールねじ、多関節ロボット等を用いることができる。

リフター機構１０４は、シリンダーブロック支持部１０２を上下に移動させる。シリンダーブロック支持部１０２を上下に移動させることにより、シリンダーブロック支持部１０２上に配置されたシリンダーブロック１１０が上下に移動する。リフター機構１０４は、例えば、Ｘリンク機構、ボールねじ等を用いることができる。

シリンダーライナー押圧部１０５は、シリンダーブロック１１０の内側から、シリンダーライナー１２０に力を加える。すなわち、シリンダーライナー押圧部１０５がシリンダーライナー１２０を下方に押圧するとともに、リフター機構１０４がシリンダーブロックを上方に押圧する。
シリンダーライナー１２０の周囲のシリンダーブロック１１０が溶解した状態で、シリンダーライナー１２０に力を加えると、シリンダーブロック１１０からシリンダーライナー１２０を容易に分離することができる。

本実施形態では、シリンダーライナー押圧部１０５の外径を、シリンダーライナー１２０の内径よりも大きくしている。これにより、シリンダーライナー１２０を確実に押圧することができる。

また、本実施形態では、シリンダーライナー押圧部１０５の外径を、シリンダーブロック１１０のシリンダー孔１１１内径よりも小さくしている。これにより、シリンダーライナー押圧部１０５がシリンダー孔１１１を通過することができ、シリンダーライナー１２０をシリンダー孔１１１の最下部まで押し下げることができる。結果として、シリンダーライナー１２０をシリンダーブロック１１０から確実に分離することができる。

シリンダーライナー押圧部１０５が、加熱部１０１と一体的に設けられていてもよい。一体とすることで、装置の省スペースに寄与する。部品点数の削減により、シリンダーライナー除去装置１００の製造コストが低減できる。

本実施形態にかかるシリンダーライナー除去装置１００には、シリンダーブロック１１０を搬入出するための搬送機構を設けることもできる。搬送機構としては、例えば、多関節ロボット、ガントリーローダー等を用いることができる。

続いて、図１、図３、図４、及び図５を用いて、本実施形態にかかるシリンダーライナー除去装置１００の動作、及び本実施形態にかかるシリンダーライナー除去方法を説明する。
図５は、本実施形態にかかるシリンダーライナー除去方法を示すフロー図である。本実施形態にかかるシリンダーライナー除去方法では、融点Ｔαのシリンダーブロック１１０に挿入された融点Ｔβ（ただし、Ｔα＜Ｔβである）のシリンダーライナー１２０を、シリンダーブロック１１０から除去する。

まず、図１に示すように、シリンダーブロック１１０をシリンダーブロック支持部１０２上に配置する（Ｓ５０１）。この時点では、シリンダーライナー１２０は、シリンダーブロック１１０のシリンダー孔１１１に挿入されて組み付けられた状態である。加熱部１０１は、初期設定では、シリンダーブロック１１０の上方に位置する。

次に、シリンダーライナー１２０の内側に加熱部１０１を挿入するため、加熱部昇降機構１０３を用いて加熱部１０１を下降させる（Ｓ５０２）。加熱部１０１を下降させながら、加熱部１０１が下降端に達したか否かを判断する。加熱部１０１が下降端に達したと判断すると（Ｓ５０３ ＹＥＳ）、加熱部１０１は下降を停止する（Ｓ５０４）。加熱部１０１が下降端に達していないと判断すると（Ｓ５０３ ＮＯ）、加熱部１０１は下降を続ける。

図３は、本実施形態にかかる加熱部１０１により、シリンダーブロック１１０が加熱されている状態を示す図である。図３に示すように、シリンダーライナー押圧部１０５がシリンダーライナー１２０に接触した状態になると、加熱部１０１は下降を一旦停止する。下降端は予め位置を定めておいてもよいし、加熱部１０１がシリンダーライナー１２０に接触した位置を検出して、その位置を下降端としてもよい。

次に、加熱部１０１によりシリンダーライナー１２０を加熱し、シリンダーライナー１２０を介してシリンダーブロック１１０を加熱する（Ｓ５０５）。加熱部１０１は、予め定めた加熱時間が終了したら、加熱を終了する（Ｓ５０６ ＹＥＳ）。加熱時間が終了していない場合は、加熱を継続する（Ｓ５０６ ＮＯ）。加熱の終了条件は時間ではなく、温度により管理してもよい。例えば、温度が予め定めた基準温度に達すると加熱を終了してもよい。

図４は、本実施形態にかかる加熱部１０１により、シリンダーライナー１２０がシリンダーブロック１１０から押し出されている状態を示す図である。図４に示すように、シリンダーライナー１２０の周囲のシリンダーブロック１１０が溶解した後に、リフター機構１０４を用いて、シリンダーブロック支持部１０２を上昇させる。シリンダーブロック支持部１０２とともに、シリンダーブロック１１０も上昇する（Ｓ５０７）。これに合わせて、シリンダーライナー押圧部１０５を用いてシリンダーライナー１２０を下方に押圧する。これにより、シリンダーライナー１２０は、シリンダーブロック１１０のシリンダー孔１１１の下方から抜ける方向に押圧される。

シリンダーライナー１２０を下方に押圧するとともに、シリンダーブロック１１０を上方に押圧することにより、シリンダーライナー１２０はシリンダー孔１１１の下方に押し出される。
シリンダーライナー１２０の周囲のシリンダーブロック１１０は溶解しているので、加えられた力によってシリンダーライナー１２０はシリンダーブロック１１０から分離し、除去される（Ｓ５０８）。

なお、シリンダーブロック１１０とシリンダーライナー１２０には相対的に逆方向に動くように力を加えればよく、上下方向に限定されるものではない。また、シリンダーライナー１２０を自重で落下させることにより、シリンダーブロック１１０から分離してもよい。

シリンダーライナー１２０がシリンダーブロック１１０から除去された後、リフター機構１０４によりシリンダーブロック支持部１０２とともにシリンダーブロック１１０を下降させ、開始位置に戻す（Ｓ５０９）。続けて、加熱部１０１も加熱部昇降機構１０３を用いて上昇させ、開始位置に戻す（Ｓ５１０）。シリンダーブロック１１０と加熱部１０１が開始位置に戻って停止したら、シリンダーブロック１１０をシリンダー支持部１０２から取り外して、終了する（Ｓ５１１）。

以上、説明したように、本発明の実施の形態１にかかるシリンダーライナー除去装置１００では、シリンダーブロック１１０が溶解した状態でシリンダーライナー１２０に力を加えるので、シリンダーブロック１１０からシリンダーライナー１２０を小さな力で分離することができる。これにより、シリンダーブロック１１０の一部が破断して、シリンダーライナー１２０に付着することを防げる。また、シリンダーライナー１２０の一部が破断して、シリンダーブロック１１０の内部に残留することを防げる。

したがって、本発明の実施の形態１にかかるシリンダーライナー除去装置１００により、シリンダーブロック１１０からシリンダーライナー１２０を引き抜くにあたり、両者を互いに残留物が残らないように分離することができる。

また、本発明の実施の形態１にかかるシリンダーライナー除去方法では、シリンダーブロック１１０を加熱して一部を溶解した後に、シリンダーブロック１１０とシリンダーライナー１２０とを相対的に逆方向へ移動させるように加圧する。これにより、シリンダーブロック１１０からシリンダーライナー１２０を、常温で強制的に引き抜くときよりも小さな力で分離することができる。

小さな力で分離することができる結果、シリンダーブロック１１０の一部が破断して、シリンダーライナー１２０に付着することを防げる。また、シリンダーライナー１２０の一部が破断して、シリンダーブロック１１０の内部に残留することも防げる。
よって、本実施形態にかかるシリンダーライナー除去方法により、シリンダーブロックからシリンダーライナー１２０を引き抜くにあたり、両者を互いに残留物が残らないように分離することができる。

本実施形態にかかるシリンダーライナー除去方法により、シリンダーライナー１２０の一部が破断して、シリンダーブロック１１０の内部に残留することを防げる。よって、シリンダーライナー１２０を除去してアルミニウム合金のみとなったシリンダーブロック１１０は、そのまま溶解して再利用することができる。
シリンダーブロック１１０の内部にシリンダーライナー１２０が残留すると、鉄分による不良品の発生を防止するための特殊な溶解法が必要となる。しかし、シリンダーライナー１２０を破断させずに除去できれば、通常の溶解法で再利用することが可能である。

また、本実施形態にかかるシリンダーライナー除去方法により、シリンダーブロック１１０の一部が破断して、シリンダーライナー１２０に付着することを防げる。シリンダーライナー１２０に付着するアルミニウム合金の量を減らせるので、シリンダーライナー１２０を溶解して、鉄材として再利用することが容易となる。そして、再利用した鉄材を用いることにより、シリンダーライナー１２０の製造コストの低減につながる。

さらに、シリンダーライナー１２０を溶解する前に、シリンダーライナー１２０を加熱することにより、シリンダーライナー１２０に付着したアルミニウム合金を溶解して回収することができる。これにより、アルミニウム合金材料の無駄を防ぐことができ、シリンダーブロック１１０の製造コストの低減につながる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、シリンダーブロックやシリンダーライナーは必ずしも自動車エンジン用に限定されず、航空機等のエンジンに用いるものであってもよい。

１１０ シリンダーブロック
１１１ シリンダー孔
１２０ シリンダーライナー
１０１ 加熱部
１０２ シリンダーブロック支持部
１０３ 加熱部昇降機構
１０４ リフター機構
１０５ シリンダーライナー押圧部

Claims (7)

1. 融点Ｔαのシリンダーブロックに挿入された融点Ｔβ（ただし、Ｔα＜Ｔβとする）のシリンダーライナーを、前記シリンダーブロックから除去する方法であって、
   前記シリンダーライナーの内側に加熱部を挿入する加熱部挿入工程と、
   前記シリンダーライナーを介して前記シリンダーブロックを加熱する加熱工程と、
   前記シリンダーライナーを前記シリンダーブロックから分離する分離工程と、
   を備えるシリンダーライナー除去方法。
2. 前記分離工程は、前記シリンダーブロックと前記シリンダーライナーとを相対的に逆方向へ移動させるように加圧することにより、前記シリンダーライナーを前記シリンダーブロックから分離する、請求項１に記載のシリンダーライナー除去方法。
3. シリンダーライナーを加熱する加熱部と、
   シリンダーブロックを支えるシリンダーブロック支持部と、
   前記加熱部を前記シリンダーライナーの内側に挿入する加熱部昇降機構と、
   を有するシリンダーライナー除去装置。
4. 前記加熱部の長さが、前記シリンダーライナーの全長以上であることを特徴とする、請求項３に記載のシリンダーライナー除去装置。
5. 前記シリンダーブロックと前記シリンダーライナーに相対的に逆方向に動くように力を加えることができるリフター機構と、
   前記シリンダーブロックを移動させるときに、前記シリンダーライナーを押さえるシリンダーライナー押圧部と、
   を有する請求項３又は４に記載のシリンダーライナー除去装置。
6. 前記シリンダーライナー押圧部は、前記シリンダーライナーの内径よりも大きく、前記シリンダーブロックのシリンダー孔内径よりも小さいことを特徴とする、請求項５に記載のシリンダーライナー除去装置。
7. 前記シリンダーライナー押圧部が、前記加熱部と一体的に設けられていることを特徴とする、請求項５又は６に記載のシリンダーライナー除去装置。

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