JPH11502470A - ピストンエンジン用のシリンダライナーの製造方法及びシリンダライナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 大型の２工程クロスヘッドエンジンのようなピストンエンジン用のシリンダライナー（１）は、該ライナーの内面（７）上にピストンリングに対する駆動面を有する。該シリンダライナーは、25ｃｍ乃至100ｃｍの範囲の内径と、100ｃｍ乃至400ｃｍの範囲の長さとを有する。該駆動面は、最初に、湾曲した刃部分を有する少なくとも１つのカッティング工具により波形の頂部と谷との間の高さ（ｈ）の差が少なくとも0.005ｍｍである波形パターンを内面に切り込むことで設定される。ホーニング加工を行わずに、その高さを上記略平面状領域（１８）内に少なくとも0.004ｍｍ塑性圧縮することにより、波形の頂部を除去し、この圧縮後、波形の谷（１７）の底部が上記領域よりも少なくとも0.001ｍｍだけ低い高さにあるにする。長手方向部分において、仕上がったライナー（１）の内面（７）は、部分的に波形の形状をした面を有し、該面において波形の谷（１７）が略平面状領域（１８）により仕切られている。

Description

【発明の詳細な説明】 ピストンエンジン用のシリンダライナーの製造方法及びシリンダライナー 本発明は、最初に、湾曲した刃部分を有する少なくとも１つの切断工具を使用 して、波形の頂部と谷との間にて高さの異なる波形パターンを少なくとも0.005 ｍｍだけ内面に切り込み、その次に、ピストンの上死点の位置に最も近い少なく とも駆動面にてそのパターンから波形の頂部を除去し、長手方向部分にて、仕上 がったライナーの内面が波形の谷が略平面状領域により仕切られた一部分波形の 面を有するようにすることにより、該ライナーの該内面に該ピストンリングに対 する駆動面が設定されるようにした、大型の２行程クロスヘッドエンジンのよう なピストンエンジン用のシリンダライナーの製造方法に関する。 独国特許第683262号には、ライナーの内面をホーニング加工することにより波 形パターンの波形の頂部が除去されるようにした上記型式の方法で製造されたシ リンダライナーが記載されている。この方法は、内面に波形のパターンを切り込 む１つの機械加工装置からホーニング加工機械の新たな設置位置までシフトする ことを必要とする。更に、ホーニング加工自体が、ライナーが回転する間に、幾 つかのホーニング加工用砥石を有するヘッドがそのライナーを貫通するように進 んでそのホーニング加工砥石が波形の頂部から材料を削って除去する、コスト高 で且つ時間のかかる機械加工の工程である。特に、より大型のシリンダライナー の場合、ホーニング加工装置は、入手するのに高価である。 スイス国特許第342409号には、ライナーの表面に波形のパターンを切り込むこ とによりライナーの内面にピストンリングの駆動面が形成されるようにした、シ リンダライナーが記載されている。かかるライナーは、波形カットと称され、そ のパターンは、通常、ら旋状であり、カッティング工具は、ライナーが回転する 間に、特定の速度にてライナーの長手方向に送られる。このスイス国特許に記載 された１つの有利な点は、溝に潤滑油が溜まり、このために油ポケットが生じ、 この結果、ピストンリングとライナーの内面との間の潤滑が促進されることであ る。 このライナーの内面に波形のパターン（ライナーの長手方向にまとまったパタ ーン）を切り込むことは、波形に切り込むことでライナーが所望の内径寸法に機 械加工されるため、内面のホーニング加工が回避されるという、製造上の有利な 点をもたらすものである。ライナーが作動したとき、ピストンリングが波形の頂 部を摩耗させ、波形の谷の間に平面状領域が生じるが、これと同時に、ピストン リングも摩耗される。 大型の２行程クロスヘッドエンジンの開発は、益々大きいシリンダ出力、従っ て、より大きい有効平均圧力の方向に向かっている。有効平均圧力18.2バール、 シリンダ出力5,700ｋＷの最新のエンジンを製造することができる。このことは 、ピストンリングにおける圧力の低下が大きくなり、また、ライナーの内面との 接触力が増大するため、ピストンリング及びシリンダライナーへの要求が増すこ とを意味する。このため、ライナーの内面に、完全に波形のパターンに切り込む ならば、突き出す鋭い波形の頂部が、ピストン及びライナーの慣らし運転時に、 ピストンリングを焼き付かせる可能性があるという問題点が予測される。 デンマーク国特許第139111号には、内面にら旋状に切った溝が形成されたシリ ンダライナーが記載されており、この場合、そのら旋形のピッチが非常に大きい ため、その波形の谷は、例えば、シリンダの長手方向に４ｍｍの長さＬを有する 平面状領域によって仕切られる。その溝を切る前に、このライナーをホーニング 加工しなければならず、このことは、最初に、その１つの設置位置にて略その最 終的な内寸法に機械加工し、その次に、ホーニング加工機械に取り付けて、ホー ニング加工し、再度、溝を切りために最初の設置位置に位置変更しなければなら ないから、ライナーの製造がコスト高となる。大型エンジン用のシリンダライナ ーは、重量のある構成要素であり、このため、それらの位置を変更し且つ機械加 工装置内に設定することは時間がかかる。 日本国特許出願第5-65849号には、ピストンエンジン用のシリンダブロックが 図示されており、この場合、穿孔加工した後のシリンダにホーニング加工が行わ れ、刻み目付きのパターンにて研削条痕又は溝が形成される。こうした研削条痕 は、ピストンリングを傷付ける可能性のある尖った小さい突起物を含む。これを 防止するために、シリンダの内側は、幾つかの圧延加工工具により磨き加工され る。円筒状表面の小さい突起を滑らかにする、かかる磨き工程は、周知の工程で ある。この日本国特許出願の書類に記載されたシリンダブロックは、異なる機械 内の幾つかの設定位置間にて位置変更しなければならない。 本発明の目的は、高価なホーニング加工装置が不要となり、ライナーの取り扱 いが容易となり、また、その製造に要する時間が短縮されるような仕方にて、都 合良く切った波形パターンにてシリンダライナーを製造する方法を提供すること である。 このことに鑑みて、本発明による方法は、シリンダライナーが25ｃｍ乃至100 ｃｍの範囲の内径と、100ｃｍ乃至400ｃｍの範囲の長さとを有し、ホーニング加 工を行わずに、その高さを少なくとも0.004ｍｍだけ上記の略平面状領域内に塑 性圧縮することにより、波形の頂部が除去され、その圧縮後の波形の谷の底部が 上記の領域よりも少なくとも0.001ｍｍ低い高さを有するようにすることを特徴 とする。 この塑性圧縮は、ライナーの内面に波形のパターンが切り込まれ、波形の頂部 が略平面状領域内に圧縮される間に、単一で且つ同一の装置内に極めて大形のラ イナーを保持することができるようにして、比較的簡単で且つ低廉な装置により 技術的に複雑でない方法にて行うことができる。更に、この大形の寸法のライナ ー用に、極めて高価なホーニング加工装置の購入が不要となる。更に、波形の谷 間の略平面状領域において、ライナーの内面は、ライナー及びピストンリングの 慣らし運転にとって極めて有利な表面の特徴を実現する。このロール加工（圧延 加工）した面は、尖った突起物が存在しない一方、ライナーとピストンリングと の間の潤滑にとって問題を生じる可能性があるような完全に平滑、又は鏡の程度 までは磨かれてはいない。波形の頂部の塑性圧縮は、例えば、小型の圧延加工工 具（このための装置は最も簡単なものであるから、かかる工具が好ましい）を使 用して圧延加工（ローリング加工）により行うことができる。これと代替的に、 圧延加工は、ライナーの全長に亙って伸長する単一のローラを使用して行っても よい。波形の面の高さに対する上述した制限値は、圧延加工前は、波形の谷と頂 部との間に、0.01乃至0.02ｍｍの高さの差がある波形のパターンにとって特に有 利である。上述した制限値の範囲内にて波形の頂部が塑性変形することにより、 ライナーの内面は、ピストンリングを穏やかに慣らし運転することを可能にする 面が得られる。この波形の谷の深さが0.001ｍｍ以下になったならば、達成され る潤滑状態は満足し得るものではなくなる。 好ましくは、この波形パターンは、ライナーが回転している間に、ある送り速 度にて中ぐり棒によりライナーの長手方向に進められる少なくとも１つのカッテ ィング工具にてライナーの内面に切り込まれ、波形のパターンが少なくとも１つ のら旋状の切り込みとして形成され、カッティング工具と同一の中ぐり棒によっ て前方に移動される圧延工具とともに内面を回転させることで塑性圧縮が為され るようにする。このことは、シリンダライナーを１つの設定位置から別の機械の 設定位置に位置変更するときの時間の無駄を無くす。ライナーの内面にら旋状の 切り込みが為されたならば、中ぐり棒をライナーから外に出して、圧延加工工具 を取り付け、その後に、中ぐり棒をライナー内に再度差し込んで、圧延加工を行 う。カッティング工具及び圧延加工工具は、また、それぞれのクロススライド又 はそれぞれのホルダ内に取り付け、必要に応じて、ライナーの内面に関して工具 を後方又は前方に駆動することにより、適正な工具の交換が為されるようにする ことができる。カッティング工具を有する中ぐり棒は、該工具の半径方向への変 位によりそのカッティング工具の切り込み深さを調節し得るようにされている。 このため、存在する中ぐり棒の選択的な調節機能を利用して圧延加工工具をライ ナーの半径方向に移動させることにより圧延加工圧力を適宜に調整することがで きる。 また、圧延加工は、工具ヘッド内に取り付けられた幾つかのローラを有する圧 延加工工具で行うこともできる。この工具はパイプの内面を圧延加工（ローリン グ加工）する工具から公知であるが、かかる工具は、パイプ径が一定である、比 較的小さいパイプ径に特に適している。塑性圧縮は、好ましくは単一のローラを 有する圧延加工工具により圧延加工で行い、ライナーの内面に関するその工具の 半径方向位置は調節可能であり、また、該工具は、ライナーが回転されている限 り、ライナーの長手方向に向けて前方に駆動することができる。このことは、同 一の工具を使用して、内径の異なるライナーを圧延加工することを可能にする。 また、使用するローラが単一であることは、該ローラが半径方向に変位すること により、圧延加工圧力を極めて正確に調節し、波形パターンの過剰な圧延加工を 回避することができる。幾つかのローラが使用される場合、それらのローラを狭 い限界値の範囲内で同時に制御しなければならないが、このことは、特に、１つ のローラに加わる力が変化して、その力が別のローラに伝達される可能性がある ため、困難なことである。 圧延加工工具（ローリング加工工具）は、現在の圧延加工圧力を表示するイン ジケータと関係付けて、内面を圧延加工する間に、その圧延加工圧力を監視し且 つ微調整し得るようにすることが望ましい。シリンダライナーは、単一のエンジ ン又は同一寸法の幾つかのエンジンに対して１つのシリーズものとして製造され ることが多く、このようなシリーズものの製造において、適当な圧延加工圧力の 経験を特定寸法のシリンダライナーに再度応用することを可能にし、また、ライ ナーを最初に圧延加工するときに圧延加工工具を調節し得るように、インジケー タを使用することも可能である。 このライナーの製造を容易にするため、波形パターンの切り込みは、ライナー の直径が25ｃｍ乃至100ｃｍの範囲内にあるとき、例えば、±0.1−0.2ｍｍの許 容公差にてライナーの内径を切ることにより行うことができる。この許容公差に も拘わらず、パターンにおける波形の高さは、例えば、±0.003ｍｍ以下といっ た遥かに精密な許容公差にて切ることができ、それは、カッティング工具におけ る工具ビットの円弧状の刃部分は、ライナーの内径及びパターンにおける所望の 波形の高さに依存して、例えば、100ｍｍ乃至800ｍｍといった極めて大きい半径 を有するからである。更に、その直径の変化が極めて遅く、隣の波形を略等しい 直径にて切り込むことができるからである。ライナーの内径はライナーの長さに 亙って変化するものの、この内径の許容公差のため、この圧延加工工具は、ライ ナーの長手方向に向けて工具が動くときの所望の圧延加工圧力を適宜に保つこと ができる。 直径の変化が少ないため、極めて簡単な設計の工具における圧延加工圧力は、 アームにより支持された圧延加工工具により保つことができる。このアームは、 圧延加工圧力が加わったとき、ライナーの半径方向に向けてその弾性限界値の範 囲内で内方に曲がり、これにより、このアームは、半径方向への弾性により直径 の変化を補正する。これと代替的に、現在の圧延加工圧力を示す上記のインジケ ータからの信号に基づいて、調節駆動体により半径方向に連続的に調節可能であ るクロススライドに圧延加工工具を取り付けてもよい。 ピストンエンジンが駆動するとき、ピストンの上方にあるチャンバ内の圧力は 、そのピストンが上死点位置から離れる方向に動くときに低下、その低下する圧 力の結果、ピストンリングとライナーとの間の力が小さくなる。特定の場合、ピ ストンがその上死点から離れ、ピストンの下降行程の一部にて下死点位置に向け て動くとき、最上方ピストンリングがその上を摺動する領域を含む、ライナーの 上方部分においてのみ圧延加工が為されるように、ライナーを製造することも可 能である。この内面の圧延加工は極めて迅速に行われるため、ライナーの上方部 分への圧延加工を制限することにより何ら実質的な時間の短縮は為されないが、 400ｃｍ程度の長さの極めて大形のライナーの場合、中ぐり棒はそれほど長い必 要は無いから、圧延加工装置の寸法の縮小化が可能となる。 圧延加工することにより、波形の谷の間における略平面状の領域の面積がロー ル加工領域のライナーの総面積の25％乃至75％を占めるように波形の頂部を変形 させることができる。その平面状領域が占める面積が25％以下である場合、ピス トンリングとの接触面積は極めて小さくなり、このため、過剰な加熱のため、リ ングの材料が損傷する可能性がある。その理由は、熱がライナーに十分に伝達さ れないからである。また、この不十分な接触面積は、ピストンリングの圧力密封 効果を損なう可能性がある。その平面状領域が占める面積が75％以上である場合 、油ポケットは極めて小さくなるため、潤滑状態（局所的状態）は劣化する。圧 延加工により、波形の谷間の略平面状領域が圧延加工領域内にてライナーの総面 積の40％乃至60％を占めるように、波形の頂部が変形するようにすることが好ま しい。これは、潤滑状態と、熱負荷及び圧力密封状態との相反する条件の妥協で あると同時に、特定の製造許容公差がライナーの作動状態に対して重要でないよ うに、上記の閾値の限界値に対して適宜の距離を提供するものである。 燃焼室内での極めて高圧に対して密封し得るピストンリングの機能は、圧延加 工することで、連続する波形の谷間の略平面状領域がライナーの長手方向に伸長 するある値（±１ｍｍの範囲内にて、最小のリング高さを有するピストンリング のリング高さの１／４に等しい値）を有するように波形の頂部が変形されるよう にすることで確実にすることができる。このように製造したシリンダライナー内 のピストンが波形のパターンにてこの領域に沿って長手方向に駆動されるとき、 ピストンリングの各々は、連続する少なくとも２つの平面状領域により取り巻か れており、このことは、ピストン上方にある加圧空気がら旋状の溝又は谷を通じ て吹き出され、ピストンリングの下方に流れるのを防止する。 波形の頂部の高さの少なくとも0.006ｍｍ、最大0.018ｍｍ、好ましく最大は0. 015ｍｍだけ略平面状領域内に圧縮され、波形の谷の底部がこれらの領域よりも 少なくとも0.002ｍｍだけ低い高さにあるように、波形の頂部を変形させること が最も適当である。局所的にこれらの狭い制限値を超えても、ライナーの内面が 許容可能な面を保つことは、依然、可能である。 本発明の一つの好適な実施の形態において、略平面状領域と波形の谷との間に 提供される高さの半径方向への平均差が、圧縮前のパターン内にて波形の頂部と 波形の谷との間の高さの平均差の７％乃至66％を占め、好ましくは、16％乃至36 ％を占めるように、波形に切ったパターンを変形させる。 また、本発明は、ライナーの内面上にピストンリング用の駆動面を有する、大 型の２行程クロスヘッドのような、ピストンエンジン用のシリンダライナーに関 し、この駆動面が少なくともピストンの上死点位置に最も近い領域にて、波形の 谷が略平面状領域によって仕切られた、一部分波形のパターンを有する。本発明 によるこのシリンダライナーは、25ｃｍ乃至100ｃｍの範囲の内径と、100ｃｍ乃 至400ｃｍの範囲の長さとを有し、略平面状領域は、尖った突起の無いロール加 工面（圧延加工面）であり、波形の谷の底部がこれらの領域よりも少なくとも0. 001ｍｍだけ低い高さを有し、連続的な波形の谷間の略平面状領域は、ライナー の長手方向への伸長距離（±１ｍｍの範囲内にて、最小のリング高さを有するピ ストンリングのリング高さの１／４に等しい有し距離）を有することを特徴とす る。このシリンダライナーは、駆動面の上述した有利な点を有している。 本発明の実施例について、極めて概略図的な図面を参照しつつ、以下に更に詳 細に説明する。添付図面において、 図１は、シリンダライナーの長手方向部分の部分側面図である。 図２は、一部分図示した機械加工装置内に取り付けられたシリンダライナーの 斜視図である。 図３は、圧延加工工具の斜視図である。 図４は、別の圧延加工工具の側面図である。 図５は、本発明に従って圧延加工したシリンダライナーの内面に沿った縦断面 図である。 図６は、波形を切り込み且つ一部分をホーニング加工したシリンダライナーの 内面の写真を示す、５倍の拡大図である。 図７は、本発明に従って波形を切り込み且つ圧延加工したシリンダライナーの 同様の写真である。 図８は、図６に図示したライナーの表面上における粗さ測定の写真である。 図９は、図７に図示したライナーの内面における粗さ測定の写真である。 図１には、大型の２行程クロスヘッドエンジン用のシリンダライナー１が図示 されている。エンジン寸法に依存して、シリンダライナーは、内径が典型的に25 ｃｍ乃至100ｃｍの範囲であり、対応する典型的な長さが100ｃｍ乃至400ｃｍの 範囲の各種の寸法にて製造することができる。このライナーは、通常、鋳鉄から 製造され、また、ライナーは、一体に鋳造するか、又は２つの部分に分けて、そ の端部同士を合わせて共に接合することもできる。図面において、長手方向軸線 ２の右側に図したライナー半体は、縦断面図で示してある。周知の方法にて、ラ イナーは、環状の下向きの面３をエンジンフレームボックス又はシリンダブロッ クの頂部板上に位置決めすることにより、エンジン（図示せず）内に取り付ける ことができ、その後に、ピストンリング５を有するピストン４をシリンダ内に取 り付ける。シリンダカバーをその環状の上向き面６上にてライナーの頂部に配置 し且つ頂部板にクランプ止めする。 ピストンリング５は、ライナー７の内面に沿って摺動する。このため、その内 面は、リングの外側部とライナーの内面との擦り減り又は焼き付きを防止し得る ように、リングと内面との間に十分な潤滑を確保する構造とすることが重要であ る。新しいエンジ内にてピストン及びライナーを慣らし運転する間に、この表面 の構造は極めて重要である。上述したように、このため、その内面に波形のパタ ーンを有するシリンダライナーを製造し、波形の頂部を除去するようにすること が望まれる。内面の全体に沿って当該パターンを有するライナーを製造すること が可能である。また、このパターンは、ライナーの上方部分においてのみ機械加 工することもでき、従って、この部分が、ピストンの下降行程の最初の40％にて ピストンリング５によって掃引されるようにする。また、この部分は、20％、25 ％、30％、35％又は中間的な値のようなその他の相対的寸法を有することができ る。 ライナーの下方部分に掃気穴８を機械加工する前に、ライナーの内面７の機械 加工が終了する。これは、図２にその一部のみを示した大寸法の旋盤の一種とし て設計された極めて大型の中ぐり機械にて行われる。以下の説明において、この 機械は旋盤と称する。クレーンによって、水平な長手方向軸線を有するライナー が持ち上げられ、旋盤の回転軸線に関して中心決めされる。その後に、旋盤の一 端を４つのチャック９により旋盤の駆動主軸にクランプ止めする一方、ライナー の他端は、幾つかの支持ローラ１１（ライナーの外面上を走行する）を有するホ ルダ１０により、中心に位置決めして支持される。該ホルダ1０は、旋盤のベッ ド１２上にて変位可能である。 主軸と反対側の他端にて、旋盤は、図示しないサドルを有している。このサド ルは、極めて重く且つ剛性な中ぐり棒１３を支持している。このバー１３は、旋 盤床の上にてサドルが変位することで駆動されて、その長手方向軸線に対して同 軸状にシリンダライナーに出入りする。この主軸に最も近い端部にて、中ぐり棒 は、ライナーの半径方向に向けて工具１５を調節し得るクロススライドの形態を した工具ホルダ１４を有する。 ライナーを取り付けたとき、ライナーを有する回転軸は回転され、内面７は、 例えば、直径に対して５ｍｍの精度で粗旋削される。次に、湾曲した刃部分を有 する工具ビットにて精密旋削を行い、この精密な旋削により形成されたライナー の内面に波形を切ったパターン内に波形の谷の所望の形状を形成する切り込みが 為される。連続する２つの波形の頂部間の距離Ｓ（図５）は、中ぐり棒を長手方 向に変位させる間に前方送りすることにより、所望通りに調節される。この距離 は、送り量と同一の長さとする。内径98ｃｍのシリンダライナーにおいて、シリ ンダライナー１回転当りの送り量は８ｍｍであることが適している一方、内径50 ｃｍ以下のシリンダライナーの場合、４ｍｍの送り量を選択することができる。 このピッチは、ピストンの内、最小高さのリングに対して、リングのリング高さ の１／２に等しい値となるように選択することができる。 波形の頂部と谷との間の高さｈの半径方向の差（図５）は、工具ビットの刃部 分の曲率により決まる。この曲率が大きければこの高さの差はより大きくなる。 この高さの差は、0.06ｍｍ程度とすることができるが、通常、0.01乃至0.02ｍｍ の範囲であることが好ましい。 波形パターンを切り込んだ後、中ぐり棒をライナーから除去し、圧延加工工具 を内面７に関して半径方向に配置し、これにより、内面がロール加工（圧延加工 ）され、波形の頂部の材料が塑性変形される、即ち、半径方向外方に圧縮されて 、仕上がった内面が、図５に図示した、ら旋溝又は波形の谷１７を有する形状と なるようにする。図５に図示したライナーの内面の長手方向部分は、明確化のた め変形させてあり、半径方向への寸法は何倍にも拡大してある。波形の谷は、こ の長手方向へ向けて、波形のパターンを有するライナーの長さの25乃至75％、典 型的に、40乃至60％を占める、平面状領域１８により仕切られている。 図３に図示した簡単な設計において、圧延加工工具は、ローラ１９を備え、そ のローラが工具ホルダ２２（中ぐり棒１３により支持されている）の凹所内に固 定されたクロスアーム２１の端部にてフォーク状ヘッド２０内に回転可能に取り 付けられるようにすることができる。工具ホルダ又は工具自体は、ライナーの半 径方向に特定の僅かな可撓性を有し、ライナーの直径が数１０ｍｍ変化しても、 このホルダの弾性的な曲がりにより吸収され、クロスアームは、長手方向、即ち 、ライナーの半径方向に調節可能である。 圧延加工工具の設計のもう一つの例が図４に図示されている。この場合、ロー ラ２３は、ヘッド２４内に片側1のみ埋め込まれており、その後方にて該ローラ は支持ローラ２５と接触する。該ヘッドは、２つの部分２６ａ、２６ｂ（相互に 弾性的であるが、所定の圧延加工圧力を保つ部分）に仕切られた斜め方向に伸長 する角度部分上に取り付けられる。インジケータ２７は、現在の圧延加工圧力の 程度を示す。視覚的なインジケータに代えて、該工具には、圧延加工圧力を測定 し且つ調節目的又は遠隔測定に利用可能な電気信号を発生させる誘電システムを 設けることもできる。この角度部分は、中間部品２８を介して中ぐり棒の工具ホ ルダ１４内に取り付けられ、この工具ホルダの軸方向への変位によりその圧延加 工圧力を調節することができる。この型式の工具は、ドイツの会社である、Ｗ・ ヒゲンシェイト（Hegenscheidt）ＧｍｂＨ、セレー（Celle）から、ＥＧ14とい う型式にて市販されている。 この圧延加工圧力インジケータは、中ぐり棒のクロススライドに組み込むこと ができる。該クロススライドは、圧延加工工具と略同一の半径方向への圧力を受 ける。また、この旋盤は、例えば、半径方向及び軸方向へのクロススライドの変 位をそれぞれデジタル表示するディスプレイを備えることもできる。かかるディ スプレイは、圧延加工工具がライナーの内面と小さい力で接触し得るように配置 したとき、リセット可能であり、このため、クロススライドの外方への変位が圧 延加工圧力を表示する。 ローラの長手方向軸線は、ライナーの内面に関して自由角度αを形成し、この 角度の頂点は、矢印Ａで示した送り方向に向けて前方を向いている。 以下に、内径35ｃｍのシリンダライナーに関する一例について説明する。 実施例１ 該ライナーは、通常、大型エンジンの場合、鋳鉄である、ライナー材料で出来 ており、粗旋削した後、ライナーの内面をら旋状の波形に切ったパターンにてそ の全長にわたって最終的に旋削して、波形の頂部間の距離ｓ＝４ｍｍ、波形の高 さｈ＝約0.015ｍｍとなるようにする。次に、中ぐり棒のカッティング工具に代 えて、図３に示した圧延加工工具を使用した。最初に、ローラを小さい力にてラ イナーの内面と接触させることにより、圧延加工圧力を調節し、その後に、直径 にて測定したとき、Ｆ＝0.03ｍｍだけ外方に変位するように、即ち、半径方向へ の変位が0.015ｍｍとなるように、中ぐり棒のクラススライドを設定した。クロ スヘッドの調節に伴って圧延加工工具が対応して半径方向に変位しないことに留 意すべきである。その理由は、その変位の相当部分を使用して、クロススライド 、工具ホルダ及び工具に圧力を付与する、即ち、圧延加工圧力を高めるからであ る。このことは、通常、旋盤にて使用されるカッティング工具の設定と著しく相 違す るものである。ライナーは、90ｒｐｍにて回転し得るようにされており、その結 果、圧延加工工具とライナーとの内面との間の相対速度Ｖ＝100ｍ／分となり、 中ぐり棒は、送り速度ｓ＝0.5ｍｍ／１回転にてライナー内に変位された。 目視検査の結果、より大きい圧延加工圧力であることが望ましく、その送り速 度は著しくより高速であることが分かった。 実施例２ 圧延加工パラメータを別にして、このシリンダライナーは、実施例１と同一の 方法にて製造した。その圧延加工は、Ｖ＝100ｍ／分、直径上のＦ＝0.10ｍｍ、 及びｓ＝4.0ｍｍ／１回転のパラメータにて行った。 目視検査及び粗さ測定の結果、この送り速度は適当であり、波形の谷間の領域 は十分に画成された伸長距離を有し且つ略平面状であることが分かった。 実施例３ 圧延加工パラメータを別にして、このシリンダライナーは、実施例１と同一の 方法で製造した。その圧延加工は、Ｖ＝100ｍ／分、直径上におけるＦ＝0.15ｍ ｍ、及びｓ＝4.0ｍ／１回転のパラメータにて行った。 目視検査及び粗さ測定の結果、送り速度は依然として適当であり、波形の谷間 の領域は大きい伸長距離を有し、ライナーの内面の約30％を占めることが分かっ た。 実施例４ 圧延加工パラメータを別にして、このシリンダライナーは、実施例１と同一の 方法で製造した。その圧延加工は、Ｖ＝100ｍ／分、直径上におけるＦ＝0.20ｍ ｍ、及びｓ＝4.0ｍｍ／１回転のパラメータにて行った。 目視検査及び粗さ測定の結果、送り速度は依然として適当であり、波形の谷間 の領域は、大きい伸長距離を有し、ライナーの内面の40％を占めることが判明し た。 シリンダライナーを実施例１と同一の方法にて製造したが、圧延加工に代えて 、部分的にホーニング加工を行い、波形の頂部を除去する比較実験を行った。 実施例４にて製造し且つ部分的にホーニング加工したライナーの表面を５倍の 倍率にて写真撮影した（図６及び図７）。表面の粗さは、パーセン（Ｐｅｒｔｈ ｅｎ）粗さ試験計測器にて測定した（図８及び図９）。この場合、半径方向への 倍率が極めて大きいように調節した。記録したストリップの場合、ｙ軸方向への 10ｍｍは、0.025ｍｍの距離を示す一方、ｘ軸方向への10ｍｍは１ｍｍの距離を 示す。 図６は、ホーニング加工による明瞭な環状の研削条痕又は溝を示し、図８の粗 さ試験から、波形の頂部が除去された略平面状領域内における多数の小さい点が あることが分かる。 図７に示したロール加工面は、著しく細かい外観を呈し、図９の粗さ試験から 波形の谷間の平面状領域は、尖った突出点が少ないが、その表面は、依然として 、その平面状領域にて高さの差のある、丸味を付けた小さい部分を多数、有して いる。このことは、その表面への十分な油の付着に寄与する。 波形に切ったパターン及びローる加工したパターンについて上述した寸法上の 説明において、上述した値は平均値であることを理解すべきである。粗さ試験の ストリップで示したように、この表面は、寸法に含まれない、大きい局所的凹所 を有する。これらは、典型的に、表面における黒鉛付着分、又は合金により形成 される同様の変化物である。これらの凹所は、平坦領域とも呼ばれる略平面状領 域にも存在する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．大型の２工程クロスヘッドエンジンのようなピストンエンジン用のシリン ダライナー（１）であって、該シリンダライナーの内面（７）におけるピストン リングの駆動面が、最初に、湾曲した刃部分を有する少なくとも１つのカッティ ング工具により、波形の頂部と谷との間にて少なくとも0.005ｍｍの高さ（ｈ） の差を有する波形パターンを前記内面に切り込み、 次に、前記ピストンの上死点位置に最も近い少なくとも駆動面にて前記波形の 頂部を前記パターンから除去し、長手方向部分にて、前記仕上がったライナー（ １）の前記内面（７）が前記波形の谷（１７）が略平面状領域（１８）により仕 切られた一部波形の形状の面を有する、前記シリンダライナー（１）を製造する 方法にして、 前記シリンダライナーが、25ｃｍ乃至100ｃｍの範囲の内径と、100ｃｍ乃至40 0ｃｍの範囲の長さとを有し、その高さの少なくとも0.004ｍｍが前記略平面状領 域（１８）内に塑性圧縮されることにより、前記波形の頂部がホーニング加工を せずに除去され、該圧縮後の前記波形の谷（１７）の底部が、前記領域よりも少 なくとも0.001ｍｍ低い高さとなるようにすることを特徴とする、製造方法。 ２．請求項１に記載の方法にして、前記少なくとも１つのカッティング工具に より前記波形パターンが前記ライナーの前記内面に切り込まれ、 該カッティング工具は、前記ライナーが回転している間に、送り速度（ｓ）に て中ぐり棒により前記ライナーの長手方向に向けて前進され、 前記波形パターンが少なくとも１つのら旋状切り込みとして形成され、 前記塑性圧縮が、前記カッティング工具と同一の中ぐり棒により前方に駆動さ れる圧延加工工具により前記内面を圧延加工することにより行われることを特徴 とする、方法。 ３．請求項１又は請求項２に記載の方法にして、圧延加工による前記塑性圧縮 が、単一のローラ（１９、２３）を有する圧延加工工具により行われ、 該圧延加工工具の半径方向位置が、前記ライナーの前記内面に関して調節可能 であり、 該圧延加工工具が、前記ライナー（１）が回転されている間に、該ライナーの 前記長手方向に向けて前方に駆動可能であることを特徴とする、方法。 ４．請求項３に記載の方法にして、前記圧延加工工具が、現在の圧延加工圧力 を表示するインジケータ（２７）と関係付けられることを特徴とする、方法。 ５．請求項３又は請求項４に記載の方法にして、前記ライナー（１）の前記内 径が前記ライナーの長さに亙って変化するが、前記圧延加工工具は、該工具が前 記ライナーの前記長手方向に動くとき、前記所望の圧延加工圧力を保つことを特 徴とする、方法。 ６．請求項２乃至請求項５の何れかの項に記載の方法にして、前記ピストン（ ４）がその上死点位置から動き、前記ピストン行程の一部が前記下死点位置に向 けて下方に動くとき、最上方のピストンリングがその上を摺動する領域である、 領域を含むライナーの上方部分においてのみ、前記圧延加工が行われることを特 徴とする、方法。 ７．請求項２乃至請求項６の何れかの項に記載の方法にして、前記波形の谷（ １７）間の略平面状領域（１８）の前記面積が前記ロール加工領域における前記 ライナー（１）の前記総面積の25％乃至75％、好ましくは、40％乃至60％を占め るように、前記波形の頂部が変形されることを特徴とする、方法。 ８．請求項７に記載の方法にして、連続した波形の谷（１７）間の前記略平面 状領域（１８）が前記ライナーの前記長手方向にある距離だけ伸長し、該距離が 、±１ｍｍの範囲にて、最小のリング高さを有する前記ピストンリングの前記リ ング高さの1／4に等しいように、圧延加工により前記波形の頂部が変形されるこ とを特徴とする、方法。 ９．請求項１乃至請求項８の何れかの項に記載の方法にして、前記波形の頂部 の少なくとも0.006ｍｍ、最大0.018ｍｍ、好ましくは最大0.015ｍｍが前記略平 面状領域（１８）内に圧縮され、 前記波形の谷（１７）の前記底部が、前記領域よりも少なくとも0.002ｍｍ低 い位置にあるように、前記波形の頂部が変形されることを特徴とする、方法。 １０．請求項１乃至請求項９の何れかの項に記載の方法にして、前記略平面状領 域（１８）と前記波形の谷（１７）との間の高さの半径方向への平均的な差が、 圧縮前の前記パターン内の波形の頂部と波形の谷との間の高さ（ｈ）の平均差の ７％乃至66％、好ましくは、その16％乃至36％の範囲を占めるように前記波形に 切ったパターンが変形されることを特徴とする、方法。 １１．ライナーの内面（７）上にピストンリングに対する駆動面を有し、該駆動 面が、前記ピストンの上死点位置に最も近い少なくとも領域内にて、一部波形の 形状をしたパターンを有し、該パターンにおいて、波形の谷（１７）が、略平面 状領域（１８）により仕切られた、大型の２工程クロスヘッドエンジンのような ピストンエンジン用のシリンダライナー（１）にして、 該シリンダライナーが25ｃｍ乃至100ｃｍの範囲の内径と、100ｃｍ乃至400ｃ ｍの範囲の長さとを有し、前記略平面状領域（１８）が尖った突起が存在しない ロール加工面であり、前記波形の谷（１７）の前記底部が該領域よりも少なくと も0.001ｍｍだけ低い高さであり、連続する波形の谷（１７）間の前記略平面状 領域（１８）がライナーの長手方向にある距離だけ伸長し、該距離が±１ｍｍの 範囲内にて最小のリング高さを有するピストンリングの前記リング高さの1／4に 等しいことを特徴とする、シリンダライナー。