(57)【要約】      （修正有）【課題】シリンダライナの内面にウェーブカットパターンを容易に形成する方法及び装置を提供する。【解決手段】ライナ（１）の長手方向に沿って回転運動する内部燃焼エンジン（Ｅ）内でシリンダライナ（１）の内部を機械加工する方法において、ライナ（１）の一側開放端（１Ａ）に取り外し可能な状態で連結された研磨／フライス器具（４０）と、機械加工する間、研磨／フライス器具（４０）をコントロールする駆動部（３０）とを備えた装置（１０）を使用する。【選択図】図１
2007105818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部燃焼エンジン（Ｅ）内でシリンダライナ（１）内部を機械加工する方法において、
機械加工している間、ライナの一側開放端（１Ａ）からライナの長手方向に研磨又はフライス器具（４０）を移動させるとともに、ライナの中心軸（Ｃ）の周りを回転させることによって、ライナ（１）の内部にウェーブカットパターンが機械加工し、
研磨／フライス器具の研磨又はフライス手段（４２）は、ウェーブカットパターンを形成するために、独立して回転されることを特徴とする方法。
【請求項２】
機械加工している間、研磨／フライス器具（４０）は、螺旋状に移動し、ライナ（１）をライナの一側開放端（１Ａ）から長手方向に移動するとともに、機械加工している間、ライナの長手方向への移動に比例して、ライナが中心軸（Ｃ）の周りを回転することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ライナ（１）の長手方向における研磨／フライス器具（４０）の螺旋運動は、機械加工している間、手段（３０）によって固定ナット（３１）を介してネジシャフト（５０）を回転させ、螺合することによってコントロールされることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
機械加工している間、研磨／フライス器具（４０）は、シャフト（５０）のネジのピッチ毎にライナ（１）内で一回転することを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
ライナ（１）内で研磨／フライス器具（４０）の機械加工している間の動きは、
最初に、ライナの長手方向に延在するシャフト（５０）をこの方向に移動させる工程と、
次に、研磨／フライス器具をライナの中心軸（Ｃ）の周りで回転させる工程と、
によってコントロールされることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
ライナ（１）の長手方向における研磨／フライス器具（４０）の動きは、ギア輪を有する手段（３０）によって、ギアシャフト（５０）をライナの長手方向に移動させることによってコントロールされることを特徴とする請求項１，２又は５に記載の方法。
【請求項７】
機械加工する前、シャフト（５０）は、ユニット状に延長されることを特徴とする請求項３−６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
機械加工している間、研磨／フライス器具（４２）は、独立した駆動装置（４３）によって回転することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
内部ウェーブカットパターンＰは、内部燃焼エンジン（Ｅ）内部に取り付けられたライナを用いて、ライナ（１）内で機械加工されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
内部ウェーブカットパターンＰは、内部燃焼エンジン（Ｅ）外部に配置されたライナを用いて、ライナ（１）内で機械加工されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
内部燃焼エンジン（Ｅ）内のシリンダライナ（１）内部を機械加工する装置（１０）において、
内部ウェーブカットパターンＰを設けるライナ（１）を機械加工するために配置された研磨又はフライス器具（４０）と、
ライナの一側開放端（１Ａ）からライナ（１）の長手方向に研磨／フライス器具（４０）を移動させ、ライナの中心軸（Ｃ）の周りで研磨／フライス器具を回転させる手段（３０）とを備え、
研磨／フライス器具は、ライナ（１）内のウェーブカットパターンＰを研磨／フライスするため、独立して回転可能な手段（４２）を有することを特徴とする装置。
【請求項１２】
研磨／フライス器具（４０）は、シャフト（５０）の一端（５０Ａ）に連結され、
このシャフト（５０）は、ライナ（１）の長手方向に延在し、前記手段（３０）によって回転することを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
シャフト（５０）は、ネジが切られるとともに、ジグ（２０）に取り外し可能な状態で連結されている固定ナット（３１）に係合し、
当該ジグ（２０）は、研磨／フライス器具（４０）をライナ（１）の開放端（１Ａ）に取り外し可能な状態で連結していることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
シャフト（５０）のネジピッチは、機械加工している間、手段（３０）が研磨／フライス器具（４０）をシャフト（５０）のネジピッチ毎にライナ（１）内で一回転させるようになっていることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
シャフト（５０）はギアラックからなり、手段（３０）においてギア輪と係合し、
手段（３０）は、取り外し可能な状態で、ライナ（１）の開放端（１Ａ）に研磨／フライス器具（４０）を連結させるジグ（２０）に配置されていることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１６】
シャフト（５０）は、機械加工する前にユニット状に延長されることを特徴とする請求項１２−１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
シャフト（５０）は、次のシャフト（５０）に嵌め込まれる連結部（５１，５２）を有する第二端部（５０Ｂ）において折り畳め、かつ延長でき、これにより端部同士で相互に連結することを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
研磨／フライス器具（４０）は、回転可能な研磨／フライス手段（４２）を有する研磨ヘッド（４１）を支持するアーム（６０）と、
機械加工している間、ライナ（１）の内部に対して研磨ヘッドを支持する支持アーム（６０）に対して所定の角度オフセットしている少なくとも一つのアーム（７０，８０）と、
を備えたことを特徴とする請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
研磨／フライス器具（４０）を移動させる手段（３０）は、ライナ（１）内部の支持アーム（６０）に対して所定の角度オフセットしているアーム（７０，８０）に配置されていることを特徴とする請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
研磨／フライス器具（４０）を移動する手段（３０）は、ライナ（１）の外方に配置されていることを特徴とする請求項１１乃至１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
研磨／フライス器具（４０）を移動する手段部分（３０）は、ライナ（１）の外方であって、ライナ内部で支持アーム（６０）に対して所定の角度オフセットしているアーム（７０，８０）上に配置されていることを特徴とする請求項１８記載の装置。
【請求項２２】
研磨／フライス器具（４２）は、独立した駆動装置（４３）に回転可能な状態で連結していることを特徴とする請求項１１−２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
研磨／フライス器具（４２）は、ライナ（１）の機械加工に適するよう形成された研磨表面を有する研磨輪からなることを特徴とする請求項１１−２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
研磨／フライス器具（４２）の研磨表面の少なくとも一部は、円形であることを特徴とする請求項１１−２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
研磨／フライス手段（４２）の研磨表面全体は、上方に湾曲していることを特徴とする請求項２４記載の装置。
【請求項２６】
研磨／フライス手段（４２）の研磨表面の少なくとも一部は、平板となっていることを特徴とする請求項１−２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
研磨／フライス手段（４２）の研磨表面全体は、平板になっていることを特徴とする請求項２６記載の装置。
【請求項２８】
研磨／フライス手段（４２）の研磨表面の少なくとも一部は、平板となっており、研磨／フライス手段の研磨表面の少なくとも他の部分は、円形となっていることを特徴とする請求項１−２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２９】
研磨／フライス手段（４２）の研磨表面の少なくとも部分的に円形の部分は、少なくとも部分的に上方に湾曲していることを特徴とする請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
研磨／フライス手段（４２）の研磨表面の少なくとも一部は、尖っていることを特徴とする請求項１−２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
内部燃焼エンジン（Ｅ）内部に取り付けられたライナを用いて、ライナ（１）内部に内部ウェーブカットパターンＰを機械加工するのに適用されることを特徴とする請求項１１−３０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３２】
内部燃焼エンジン（Ｅ）外部に取り付けられたライナを用いて、ライナ（１）内部に内部ウェーブカットパターンＰを機械加工するのに適用されることを特徴とする請求項１１−３０のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術範囲】
【０００１】
本発明は、燃焼エンジン内におけるシリンダライナの内部にウェーブカットパターンを設ける方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に船舶を駆動するとともに、船舶内における電気及び／又は熱を作り出したり、備え付けの発電所に使用されたりする、オット及びディーゼルエンジンや、特に大きなエンジンである内部燃焼エンジンは、シリンダライナとピストン／ピストンリングとの間を剥離するために使用される間、使い古されていく。ある場合には、新しいエンジンや修復されたエンジンを起動したり、慣らし運転したりする間に、たいていの摩耗が起こる。
【０００３】
起動時や慣らし運転時と、操作時の両方における摩耗を減らすために、波形状のような、時には螺旋形状のようなパターン、いわゆるウェーブカットパターンが、シリンダライナの内部表面に設けられる。このウェーブカットパターンは、シリンダライナを慣習的に砥石で研ぐ間に設けられるネット/クロスパターンと比べてシリンダライナの内部をよりなめらかに維持することができる。シリンダライナは、エンジンの内部に取り付けるためのものであり、ウェーブカットパターンは、最初に、好ましくは回転させてシリンダライナの内部を機械加工し、深さよりも大きな幅を有するとともに、シリンダライナに沿った断面に見られる、尖った“波頂点/頂上”を有する波状やネジ状のパターンを設けることによって形成される。シリンダライナの内部は、次に、突起/頂点を“平らにする/平面にする”ために研磨処理される。研磨処理によって均一で平らな表面を得ることができ、この表面は、これらの表面とライナ内部を移動するピストンのピストンリングとの間に隣接する“波の谷”の間にある。
【０００４】
従来技術の例としては、“クリス−マリーンが出願した、最適解決：２−ストロークディーゼルエンジンのためのマシンセレクションガイド”によって発行されたパンフレットであり、このパンフレットには、例えば付加的な研磨によって工場研磨の後のネット/クロスパターンを再形成するだけでなく、例えば、入口及び排出バルブと、燃料バルブと、それらに結合するバルブシートとの間の異なる摩耗密封表面に対する密封交差を再形成したり、回転点におけるピストンによる摩耗エッジと表面の擦り傷を取り除いたりすることによって、燃焼エンジンを維持するために使用される異なるタイプの研磨装置が図示されている。
【０００５】
シリンダライナの摩耗は、ライナ内の構造的な変化（融着耗）が大きな原因となっており、いくつかのケースでは、摩耗の範囲と期間による所定の操作時間が経過すると、ウェーブカットパターンが完全に消えてしまう。シリンダライナの摩耗は均一ではなく、すなわち、例えばどの程度の摩耗が融着耗によるものであるかということによって、ライナ内部に沿って、その範囲や深さが変わる。
【０００６】
既知の技術を用いてライナを処理する、すなわち均一でない構造の変化/摩耗をゆるやかにし、及び/又はウェーブパターンを再形成するためには、ライナはメンテナンスの際、エンジンから取り外され、備え付けられた切断機械内でライナが機械加工される機械加工作業場に移動させられ、ライナ表面の大部分の材料を取り除くことによって、少なくともわずかにウェーブパターンを再形成し、及び/又は摩耗をゆるやかにし、その後、作業場から元の位置に移動させられ、エンジンに取り付けられる。この手順は、一又は数日から数週間までかかり、長い休止時間の原因となり、高いコストがかかってしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主な目的は、上記の欠点を取り除くか、少なくとも緩和する新しい技術を提供することである。
【０００８】
ある特定の目的は、要求される仕事効率だけでなく、起動時間や機械加工時間を減らすことである。
【０００９】
これらの目的は、添付した独立項や、従属項で特定される好ましい実施の形態によって定義される本発明による方法や、装置によって達成される。
【００１０】
本発明によるシリンダライナを元の位置で機械加工するために使用する装置や方法は、後述する有利な点を必要とする。装置はコンパクトで、高さが低く、持ち運びでき、使用しやすく、自分でセンタリングするようになっている。さらに、エンジン成分をモータプラントから移動させたり、モータプラントへ移動させたりする必要がなくなり、機械加工を起動する時間を減らし、元の位置における機械加工、すなわち本発明による研磨／フライスは、数時間すなわち短い時間で実行され、ダメージを受けた材料及び/又は構造変化を受けた材料を半径方向に約０．１−０．２ｍｍ切断することによって取り除くことができる。装置は、エンジン内のシリンダライナを分解し再組み立てする必要がない。操作者は、本発明による装置を使用する前に簡単な導入/トレーニングをするだけでよく、また本発明による装置は、好ましくはエンジン内に取り付けられたライナを有するシリンダライナを機械加工し、しかし必要ならば、エンジンの外方に設けられたライナ、すなわちエンジンから取り外され/取り除かれたライナを機械加工することもできる。
【００１１】
本発明による装置は、異なる大きさのライナを機械加工するのに使用することもできる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
好ましい実施の形態によると、本発明による装置は、内部ウェーブカットパターンを設けるためにシリンダライナを機械加工するために配置された研磨／フライス器具と、ライナの一側開放端からライナの長手方向に研磨／フライス器具を移動させ、ライナの中心軸の周りで研磨／フライス器具を回転させる手段とを備え、研磨／フライス器具は、ライナ内のウェーブカットパターンを研磨／フライスするための独立した、回転可能な手段を有している。
【００１３】
さらに、軸シャフトは、突き合わせて結合して端部同士で相互に連結することによって次の軸シャフトと連結するため、折り畳んだり延長したりすることができ、装置の高さをケース毎に調整することができる。
【００１４】
本発明は、添付された図面を参照として、より詳細に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１乃至図１１は、本発明による研磨又はフライス装置１０を形成する機械加工装置を示し、研磨又はフライス装置１０は、船を駆動する及び/又は船内の熱及び/又は電気を生成する又は備え付けの発電所内の熱及び/又は電気を生成する内部燃焼エンジンＥ内で、シリンダライナ１の上部開口端１Ａに連結している。研磨装置１０は、大きなピストン直径を有する２ストロークディーゼルエンジン内で使用されることが好ましいが、小さな中型エンジンや、４ストロークディーゼルエンジン及びオットーエンジンで使用しても良い。
【００１６】
図１及び図１０において、明確にするために取り除かれたシリンダライナ１の一部分と一緒に、研磨装置１０が示されている。研磨装置１０は、部分的に示されたライナ１上に、軸方向に対称で、円形のジグ２０によって配置されており、ジグ２０の下端は、平板ガイド表面２１を介してライナ上の機械加工ガイド表面２に連結し、ライナの研磨／フライス前と研磨／フライス中に研磨装置１０をライナの中心に配置する。このジグは図６に別途示されている。本実施の形態において、研磨装置１０はジグ２０と連結された装置の重荷によって所定の位置に保持されているが、研磨装置１０はチャック装置型又はクランプ装置型や、例えば凹部等に係合する突出部のような係合型等によって、クランプされたり、ロックされたりすることもできる。
【００１７】
図１及び図２に示される研磨装置１０の実施の形態としては、駆動部がエンジンＥのライナ１内に配置していることが好ましいが、別の実施の形態としては、ライナの外方に配置されていても良い。駆動部３０は、ライナの内部に隣接する駆動輪３８を有する支持駆動アーム７０の外方端７０Ａに取り付けられている。図２にジグ２０なしで示されている研磨装置１０は、結合部Ｒによって駆動アームの外方端７０Ａに連結し駆動輪３８を回転させる駆動部３０と、研磨ヘッド４１を形成する研磨又はフライス器具によってライナ１を機械加工するための研磨アームに取り付けられ、シリンダの長手方向に延在するシャフト５０を介して駆動部３０に回転自在に連結される部分４０とを有している。シャフト５０は、ユニット状に延長可能なネジ軸シャフト５０である。図８に示すように、駆動部３０は、ライナを機械加工して、ライナ１の内部に、波の谷Ｇ及び/又はその間の基盤でない平面表面Ｓ又は平面基盤表面Ｓを有するウェーブカットパターンＰを形成する間、研磨部４０と軸シャフト５０を回転させる。本発明による機械加工は、ライナ１がエンジンＥ内に配置された際に行われることが好ましいが、ライナがエンジンから取り外された状態で行われてもよい。さらに、他の部位がライナの外方に配置される際、駆動部３０の所定の部位がライナ１の内部に配置されてもよい。
【００１８】
図１−図２及び図１０に示される研磨部４０は、軸シャフト５０によって支持され、少なくとも二つの支持アーム、好ましくは研磨アーム６０、駆動アーム７０及び支持アーム８０の３つの支持アームを有しており、３つの支持アームの各々は、端部６０Ｂ，７０Ｂ，８０Ｂにおいて、軸シャフト５０の下端部５０Ａに連結し、軸シャフトの下端部５０Ａから略垂直に延在し、すなわち、そこから互いにライナ１の縦軸/中心軸Ｃに半径方向に突出し、ライナ１に向かって突出する自由端６０Ａ、７０Ａ、８０Ａを有している。
【００１９】
図２は、互いに約１２０°の角度でオフセットしている３つのアーム６０，７０，８０を示している。駆動アームは、機械加工している間、軸シャフト５０によってライナの中心軸Ｃの周りを駆動部３０によって回転する。より多くの支持アームを使用することは可能であるが、この場合には、アーム間の雄セット角度は異なる必要がある。
【００２０】
図１乃至図５に示す研磨部４０は、研磨アーム６０の自由端６０Ａに取り付けられた研磨ヘッド４１を有している。空圧モータ４３によって回転し、機械加工をしている間ライナ１に接する研磨輪４２を形成する部分的に示された研磨手段４２を有している。二つのアーム７０，８０は研磨アーム６０に対する橋台/金敷として機能し、このため研磨輪４２は機械加工をしている間、ライナに接触し続けることができる。研磨アーム６０上の研磨ヘッド４１は、研磨輪４２の両側方に配置された案内輪９０を有している。支持アーム８０は、一つの案内輪９０を有し、駆動アーム７０は、駆動機能と支持機能の両方を有し、機械加工をしている間、ライナに接触する駆動輪３８を有している。その外方端７０Ａにおいて、駆動アーム７０は、ライナ方向を向いたフォーク形状端７３を有するピストン７２に設けた圧縮空気シリンダ７１を有している。圧縮空気シリンダ７１は、ウェーブカットパターンＰを機械加工する前や機械加工している間に、ピストン７２によって圧力を供給して研磨部４０を中心に配置し、かつ適当な力でライナの内部に駆動輪３８を接触させる二つの機能を有している。
【００２１】
図２に示される研磨部４０は、図１及び図１０に示すように、研磨中、不動の、つまり固定されたジグ２０上方に配置された定着/固定供給ナット３１（図１参照）によってコントロールされて垂直方向に移動し、軸シャフト５０はナットを通過して延在している。
【００２２】
図１１に示される供給ナット３１は、軸シャフト５０を回転させると同時に垂直方向に移動させるよう、軸シャフトが通り抜けて係合するネジ通過穴を有するシリンダとなっている。本実施の形態において、供給ナット３１は、ナットが回転しないようにジグ２０の上側面上に固定ネジによって取り外し可能な状態で取り付けられている。供給ナット３１は、取り付けられている間、軸シャフト５０にネジ止めされており、固定ネジによって固定されている。
【００２３】
図２は、軸アーム７４の配置を示しており、軸アーム７４は、駆動アームの外方端７０Ａの結合部Ｒ周りを回転し、このため、中心シリンダ７１は、軸シャフト５０を回転させる軸結合部Ｒ周りのモーメントによる適度な力によって、駆動輪３８をライナ１に接触させ、駆動輪３８のない研磨部４０と駆動部３０をライナ１上でスリップさせることができる。駆動輪の接触は、中心シリンダのフォーク端７３をライナ１へ押したり、ライナ１から離したりすることによって達成される。フォーク端がライナ方向へ押されると、軸駆動輪アーム７４は、時計周りに回転し、駆動輪３８をライナ１から離すよう移動させ、フォーク端がライナから引き離されると、軸駆動輪アーム７４は、反時計回りに回転し、駆動輪をライナ１方向へ移動させ、駆動輪をライナ１に接触させる。駆動輪３８は、ライナ１の内部を十分に“把持する”接触面を有している。
【００２４】
ライナ１の内部を機械加工している間、軸シャフト５０と研磨部４０とが、駆動部３０の回転速度と、軸シャフト５０と供給ナット３１の対応するネジのピッチとに比例して、研磨部４０に対して螺旋状の動きで、ライナの中心軸Ｃの周りを回転しながら、ライナ１の縦軸Ｃを下方に移動し、そのことにより、本実施の形態の螺旋形状のウェーブカットパターンを供給することが、図１１に示される固定供給ナット３１によりわかる。駆動部３０は、モータ３２によって研磨部４０を回転させ、モータ３２は、図１−図２に部分的に示される付随手段３３，４４，４５，４６と、図１及び図１０のジグ２０上に配置され、電気、圧縮空気及び研磨装置１０を操作しコントロールするのに必要な装置を連結するコントロール部/コントロール盤３４とによって、駆動輪３８を回転させる。本実施の形態において、モータ３２，４３は、例えば水や油を使用する液圧式の液体駆動か、圧縮空気駆動であるが、電気的に駆動されるものでもよい。
【００２５】
図１１に示すように、調整停止手段３５も、供給ナット３１上の軸シャフト５０に取り付けられたスリーブ/シリンダ又はリングを形成している。停止リング３５は、軸シャフト５０と共に移動し、研磨部４０が機械加工操作を完成すると、すなわち、ライナの縦軸Ｃを下方に十分移動し、停止リング３５がセンサ３６とは反対の最下位置に達すると、センサがコントロール部３４に信号を送り、このことにより空気供給部３９が閉じて機械加工処置を終了させて、ジグ２０の頂点に立った状態で組み込まれたセンサ３６を駆動させることにより、下方への動きを停止する。これらの停止手段は図１１に明確に示されている。
【００２６】
図２は研磨部４０と駆動部３０を詳細に示している。従来からあるタイプであるため、モータ３２，４３と、センサ３６等をコントロールし、モニタリングする図１及び図１０に示されるコントロール部３４のハードウェアとソフトウェアは、詳細な説明しない。
【００２７】
図３−図５は、ジグ２０，軸シャフト５０，研磨アーム６０，駆動及び支持アーム７０，８０並びに駆動部のない研磨部４０を示している。研磨輪４２は、ライナ１の長手方向に延在し、圧縮空気を供給することにより別途駆動されるモータ４３によって回転させられるモータ軸に、中心で取り付けられている。空気は、螺旋状に軸シャフト５０の周りに巻き付けられた空気ホース４４を通して供給され、空気ホース４４は、その上端（図示せず）において、当業者の知っている密封方法で静止成分から、例えばコンプレッサなどの圧縮空気供給源（図示せず）に連結された手段３９に接続された回転成分に空気を送る図１及び図１０に示された回り継手に連結され、下端部において、駆動部３２のための手段３３と、手動で操作できるバルブ４６とに設けられ、研磨輪４２を駆動する駆動モータ４３の上端部の空気入口に下端部で繋がったホース又はチューブに連結されている（図１及び図１０参照）。研磨輪は適度な速度で独立して回転され、研磨が、例えば切断、抵抗及び表面平滑性に関して、期待された要求に合致する。
【００２８】
図３−図５は、研磨ヘッド４１、研磨輪４２、研磨前に各々研磨深さとスタート位置をセットする二つの部分１００，１１０、ライナ１の縦軸Ｃに略平行な中心軸を有する同軸輪である案内輪９０とを示している。研磨部４０は、研磨深さを微調整する部分１００と、研磨前のスタート位置を手動で大雑把に調整する部分１１０とを有している。研磨部４０は、図３−図５によって異なる角度から示されている。
【００２９】
図３−図５は、分割可能なモータ支持部内に取り付けられるとともに、研磨ヘッド４１の上端に取り外し可能なように取り付けられた研磨モータ４３を有する研磨ヘッド４１を示している。空気で駆動される研磨モータ４３からの騒音を抑えるために、サイレンサ４７がモータ支持部を介して研磨モータに連結されている。更に、研磨ヘッド４１は、研磨ヘッドの上端部のホルダ部１２０上に冷却剤供給部４８を設けている。冷却剤は連続的に供給することができ、研磨粉が循環して回転することを防ぐために研磨ダストを洗い流すことと、より強力に研磨／切断できるようにより冷却することの両方の目的を達成するよう機能する。
【００３０】
図３−図４は、研磨輪４２の両側方における、研磨深さセッティング部１００と開始位置セッティング部１１０を示している。図３の右側の開始位置セッティング部１１０は、図５でより詳細に示されており、回転するとともに、ライナ１の内側に面するよう取り付けられた案内輪９０が設けられた第一端部を有する可動部１１１と、ホルダ部１２０の下側に固定手段によって取り付けられた固定部１１２と、クイックロック１１３と、調整ネジ１１４とを有している。調整ネジ１１４は、回転するよう内蔵され、固定粗調整部１１２の長手方向に固定されており、可動粗調整部１１１に係合するようライナの内側に向かって半径方向にそこから突出している。クイックロック１１３は、ホルダ部１２０の上端部に配置され、手動で十分堅く締められ、粗調整部１１１に調整可能／柔軟に係合するために、ホルダ部を通って垂直に延在するトルクアームを有している。研磨部４０がライナ１内まで降ろされる前に、クイックロック１１３を完全に締めないで研磨前の開始位置の粗調整が行われ、研磨部が降ろされると、開始位置セッティング部の可動部１１１が、ライナ１の内側に接触するよう外方へ移動し、次にライナの方向の調整ネジ１１４を締め／回して、研磨輪が適度な力でライナの内側に隣接し、最終的に、可動調整部１１１を固定するためにクイックロックを締める。
【００３１】
図３は、研磨深さセッティング部１００と開始位置セッティング部１１０の斜視図である。研磨深さを微調整する調整部１００は、案内輪９０を有するライナ１方向を向いた第一端部と、電気モータ１０２を有する調整装置に柔軟／調整可能に係合するために、ライナ１から遠ざかる第二端部とを有するアーム１０１を有している。アーム１０１は結合部Ｇを介してホルダ部１２０に回転するよう取り付けられている。軸アーム１０１の第二端部は、モータホルダ１０３に取り付けられた電気モータ１０２のモータ軸と、目盛り付き供給指示輪１０４とに柔軟／調整可能に係合している。図５は、研磨部４０の下方端において、研磨アームの外方端６０Ａに取り外し可能で、回転するよう研磨ヘッド４１を取り付けるための軸１３０を示している。取り付けた後、ライナ１を研磨している間、可能な限り研磨ヘッド４１の動き／働きを減らすため、軸１３０は支持される。
【００３２】
図３に示された軸アーム１０１は、軸アームの第二端部が研磨輪４２から離れたり、代わりに研磨輪４２に近づいたりするよう、電気モータ１０２によって回転させられ、軸アームの第一端部は、軸アームの第二端部の動きに従うが、研磨輪４２に相対的に逆の方向に動く。電気モータ１０２が時計回りに回転すると、指示輪１０４はそれと一緒に動き、軸アームの第二端部は、研磨輪に向かって内側に移動し、ライナ１に最も近い軸アームの第一端部は研磨輪から離れて外方へ移動し、研磨深さは浅くなる。電気モータ１０２が反時計回りに回転すると、代わりに研磨深さは深くなる。
【００３３】
図３−図４に示された電気モータ１０２は、ラジオコントロール、好ましくは干渉ラジオ周波数を除去するか、少なくとも最小にするワイヤコントロールによって操作される研磨深さをセッティングするための電気モータ１０２によって達成される細かな供給は、固定された工程、又は固定されたコントロールパネル３４及び/又は携帯部（図示せず）上でボタンを押すか又は輪を回転させることにより得られる連続的な供給によって実行される。
【００３４】
図３−図４において、研磨輪４２の左方と右方に設けられた保護カバー１２１は、研磨中に粒子/研磨材料が侵入することを防ぐ。所定の長さのクリーニングブラシが、支持アームの外方端８０Ａに取り付けられており、図１−図２に示されている。クリーニングブラシは、ライナ１の内部を研磨輪４２によって研磨された表面を、ブラシの長さに対応した幅を有する研磨輪とだいたい同じ高さに磨く/擦るように作動し、機械加工している間の駆動輪３８と案内輪９０の汚れを最小にする。
【００３５】
図１−図２，図７及び図１０に示される本発明の軸シャフト５０は、複数のネジが切られた板と、向き合って連結される手段、すなわち、図１における停止リング３５のちょうど上の上端部５０Ｂに設けられ、軸シャフト５０の縦軸に延在するキー又は突起部５２を形成するキージョイントによって、取り外し可能な状態で連結された下方板を形成し、軸シャフト５０は、上方板５０の下方端５０Ａに設けられたキー溝５１にはめ込まれている。上方板５０は別々に図７に示されており、図１に示す下方板と上方板５０との相違点は、図７に示すように、下方板が、上端部５０Ｂだけで上方板にはめ込まれるキージョイントを形成する取り外し可能な係合手段によって設けられているのに対して、上方板は、２つの取り外し可能な係合手段、すなわち上端部５０Ａにおけるキージョイントと、下端部５０Ｂにおけるキージョイントとを有しているという点だけである。図２には下方板５０だけが示されている。
【００３６】
図７に示すように、軸シャフト５０の設計は、端部がこのような方法で形成された板５０が、別の同型の板の端部と、端部で連結するができるようになっている。本実施の形態において、板５０は、互いの端部５０Ａ，５０Ｂで、軸シャフトの大きさ/重さによって決まる適当な型/大きさのネジ結合によって固定されている。
【００３７】
図７は、上方板５０を示しており、上方板５０は、板５０のユニットとなる延長板としても使用され、それらは、分解できるとともに、ウェーブカットパターンＰが研磨されるライナ１内での距離や、研磨されるライナの距離に従って長くなったり、短くなったりすることができる。このため、１つ以上の板５０を使用することができ、研磨装置を使用しないときは、全体ジグ２０，駆動部３０及び研磨部４０をたった一つのネジ板に集めて、容易に収納及び/又は運搬することができ、機械加工ライナ１として使用するときには、１つ以上のネジ板５０が、既に取り付けられている下方板５０の端部と、端部で容易かつ迅速に連結されるため、その高さや重さを減らすことができ、研磨装置１０をコンパクトな移動式にすることができる。
【００３８】
研磨装置１０が、例えば備え付けの複合火力発電や、暖房設備等の設備でより永続的に収納されて使用されるならば、別の実施の形態として、研磨装置１０内において、全ての研磨工程を実施することのできる長さを有するたった１つの長くて一体となった軸シャフト５０を有するものを用いることができる。しかしながら、研磨装置をモータプラント内だけでなく、モータプラント内に入れたり、出したりするとき、分割でき延長できる型の軸シャフト５０が好ましい。
【００３９】
エンジンの外方に配置されてもよいが、好ましくもライナがエンジンＥ内に設けられているとき、内部のウェーブカットパターンＰを提供するために、ライナ１の内部を研磨する前、研磨中、研磨後に、研磨装置１０を操作することについて、図１−図２と図１０−図１１を参照として、後述する。
【００４０】
本実施の形態において、ライナ１の内部の摩耗した表面層を取り除く、及び/又はウェーブカットパターンＰを提供するライナ１の研磨は、研磨装置１０内の研磨部４０を軸シャフト５０のネジ切られたピッチ毎に一回転するよう回転させることによって達成され、それと同時に、研磨モータ４３によって研磨輪４２を中心軸周りで回転させ、ライナの内部を研磨する。図８は研磨後のウェーブカットパターンの大きさではない拡大された部分図であり、ウェーブカットパターンＰや基盤表面Ｓ内の溝Ｇを図示している。
【００４１】
研磨装置１０と本発明による装置の使用方法は、ウェーブカット研磨に広く適用して使用できるが、水平研磨、表面除去及びピストンリング回転ポイントの摩耗エッジを除去すること又は少なくとも回転ポイントの摩耗エッジをなだらかにすることにも適用して使用することができる。
【００４２】
ライナ１を機械加工する前と機械加工する間、本発明によって後述する工程が実行される。
【００４３】
意図した機械加工操作に適するよう形成された研磨輪４２とともに取り付けられた研磨装置１０は、ジグ２０に取り付けられたアイボルト２２を持ち上げ、ガイド表面２１を異なるデザインと大きさを有するライナ上のライナガイド表面２に合わせることにより、ライナ上の適所に持ち上げられる。適所に持ち上げられる前に、必要ならばジグの最下位置より上方に配置されるまで研磨ヘッド４０を半時計回り/時計回りに回転させて、研磨ヘッド４０全体が、ジグの最下位置より上方にあり、かつモータバルブが閉じていることを確実にするためにチェックする。
【００４４】
次に、空気、電気及び冷水供給部が連結手段３３，３４，３９を介して研磨装置１０に連結される。
【００４５】
ウェーブカットパターンＰの研磨を開始しようとする高さにおける研磨輪４２の位置まで、研磨装置１０は下げられ、つまり手動で回転される。
【００４６】
研磨深さ微調整部１００が、スタート位置にあり、作動範囲の中心にあることを確実にするためにチェックする。
【００４７】
研磨モータバルブ４６は閉じられている。コントロール部３４のバルブを開けることにより空気が供給され、駆動輪３８は空気シリンダ７１によってライナ壁に押しつけられる。
【００４８】
必要ならば、スタート位置調整部１１０を保持するクイックロック１１３がわずかに緩められ、研磨スタート位置が手動でセッティングされ、研磨輪４２がほぼライナ壁に接触し、案内輪９０はライナに隣接する。その後、クイックロック１１３は締められる。
【００４９】
研磨深さ微調整部１００は、研磨輪４２がライナに接触することなく自由に回転するまで、電気モータコントロール１０２によって操作される。
【００５０】
冷却水ノズルは正確な位置まで調整される。
【００５１】
冷却ブラシ１４０がライナ１に確実に接触するようチェックする。
【００５２】
研磨装置１０内の空気は、コントロール部３４のバルブによって開放され、空気シリンダ７１によってライナ壁から駆動輪３８を引っ込める。
【００５３】
所望の最終研磨深さに達するのに必要なネジ板５０の数だけ取り付けられる。
【００５４】
ストップリング３５は、軸シャフト５０上であって、供給ナット３１に隣接するセンサ３６からライナの総合研磨距離と同じ距離だけ離れた位置に取り付けられている。
【００５５】
冷水供給部の電源が切られる。
【００５６】
ライナが損傷していない場合には、下記の内容が実行される。コントロール部３４のバルブによって駆動部モータ３２が始動し、空気バルブ４６を開けることによって研磨モータ４３が始動する。基盤溝Ｇの幅がエンジニアデザイナからの仕様書による要求にあうように、溝深さがセットされる。損傷していないライナを研磨し、材料が取り除かれた損傷したライナのピーク/エッジを平らにしている間、基盤溝Ｇと基盤表面Ｓとの間の正しい割合を確実に維持するためチェックする。
【００５７】
駆動部３０と研磨モータ４３は、ライナの機械加工が完成するとセンサ３６によって自動的に止まる。
【００５８】
ライナ１の機械加工が完成すると、研磨装置１０は後述のようにリセットされる。
【００５９】
ジグ２０の供給ナット３１を保持するネジ３７が、ジグから緩められる。
【００６０】
供給ナット３１とストップリング３５とを有する軸シャフト５０は、スタート地点まで持ち上げられる。
【００６１】
供給ナット３１は、軸シャフト５０上をジグ２０まで手動で回転され下げられる。
【００６２】
供給ナット３１は、ネジ止めすることによってジグ２０上に再び固定される。
【００６３】
研磨装置１０全体が次のライナ１まで持ち上げて運ばれ、上述した手順が繰り返される。
【００６４】
図８は最終的なライナ１を示している。
【００６５】
本発明による研磨装置１０は、軸シャフト５０を、例えば供給ナット３１の代わりにライナの内部/外部に配置されたギア輪に係合するギアラックに取り替えることによって、ライナ１の内周の同じ平面における別の溝Ｇを研磨することもできる。独立した最初の水平な溝が研磨された後、ギア輪は最初にギアラックを下方に移動させ、期待された研磨長さが得られるまで、独立した次の溝毎に別途段階的にこれを繰り返す。
【００６６】
図９は、断面図Ａ，Ｂ及びＣにおいて、同時に溝を研磨し、突起を平らにするための異なる研磨表面型を有する研磨輪４２を示しており、例えば、図Ａにおいて、少なくとも表面の一部又は全表面が丸く、例えば上方に湾曲しており、図Ｂにおいて、少なくとも部分的に平らな又は全体的に平らな表面になっており、図Ｃにおいて、少なくとも部分的に丸く、例えば上方に湾曲した表面が、少なくとも部分的に平らな表面に結合している。研磨輪４２は、立方窒化ホウ素によってコーティングすることができるが、例えば産業ダイヤモンドのような他の耐摩耗性の材料によってコーティングすることもでき、凸状又は丸い表面の代わりに、例えば少なくとも部分的に尖った表面といった、別の溝形状を提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】燃焼エンジン内のシリンダに取り付けられた本発明の第１の実施の形態による研磨／フライス装置の斜視図。
【図２】図１によるシリンダライナを機械加工する間回転する回転可能な研磨／フライス部を有する研磨／フライス装置の詳細な斜視図。
【図３】図１及び図２における研磨／フライス装置における研磨／フライスヘッドの異なる角度からの図。
【図４】図１及び図２における研磨／フライス装置における研磨／フライスヘッドの異なる角度からの図。
【図５】図１及び図２における研磨／フライス装置における研磨／フライスヘッドの異なる角度からの図。
【図６】研磨／フライス装置をシリンダに連結し、それを中心に配置するために適用される部分の図。
【図７】延長可能な軸シャフトを示す図。
【図８】左側のシリンダライナ内部におけるウェーブパターンと、右側のライナの断面図。
【図９】本発明による研磨／フライス装置に使用される研磨／フライス輪の異なる実施形態を示した図。
【図１０】シリンダライナの機械加工が始まる前における研磨／フライス装置の斜視図。
【図１１】本発明による研磨／フライス装置の部分図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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