(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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）を製造する方法であって、
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シリンダライナー（１）の内面（７）に波形の頂部と谷との間に少なくとも０．００５ｍｍの高さ（ｈ）の差を有する波形パターンを切り込み、次に少なくともピストンの上死点位置に最も近いピストンリングの駆動面における前記波形の頂部を前記波形パターンから除去し、長手方向部分における仕上がったシリンダライナー（１）の内面（７）が部分的な波形の形状の面を有し、該部分的な波形の形状の面において波形の谷（１７）が平坦領域（１８）により仕切られるようにすることによって、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確立され、
前記シリンダライナーが２５ｃｍ乃至１００ｃｍの範囲の内径及び１００ｃｍ乃至４００ｃｍの範囲の長さを有し、
高価なホーニング装置の使用を回避し且つシリンダライナー及びピストンリングの好ましい慣らし運転を達成するため、少なくともピストンの下降行程の最初の２０％におけるピストンリングにより摺動される領域が前記波形パターンを具備し、
前記波形パターンの頂部の高さの少なくとも０．００４ｍｍが、前記平坦領域（１８）内に塑性圧縮されることにより、前記波形パターンの頂部がホーニング加工をせずに除去され、
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シリンダライナーの内面に関して調節可能であり、該圧延加工工具が前記シリンダライナー（１）が回転されている間に、該シリンダライナーの長手方向に向けて前方に駆動可能であり、
圧縮後の前記波形の谷（１７）の底部が前記平坦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方法。
【請求項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シリンダライナーの内面に切り込まれ、該カッティング工具は、前記シリンダ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シリンダ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。
【請求項３】
請求項１又は２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）を備えることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１乃至２の何れかの項に記載の方法にして、前記シリンダライナー（１）の内径が前記シリンダ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、該工具がシリンダライナーの長手方向に動くとき、所望の圧延加工圧力を保つことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかの項に記載の方法にして、前記圧延加工は、前記ピストン（４）が上死点位置から動くとき最上方のピストンリングが摺動する領域及び下死点位置に向けて下降するピストン行程の一部を含むシリンダライナーの上方部分においてのみ行われることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項２乃至５の何れかの項に記載の方法にして、前記波形の谷（１７）間の平坦領域（１８）の面積が圧延加工領域におけるシリンダライナー（１）の総面積の２５％乃至７５％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。
【請求項７】
請求項６に記載の方法にして、連続した波形の谷（１７）間の平坦領域（１８）がシリンダライナーの長手方向にある距離だけ伸長する部分を有し、該伸長部分が、最小のリング高さを有する前記ピストンリングのリング高さの１／４の±１ｍｍの範囲となるように、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。
【請求項８】
請求項１乃至７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が前記平坦領域（１８）内に圧縮され、前記波形の谷（１７）の底部が、前記平坦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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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0.005ｍｍ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、仕上げライナー内面が、波形の谷が略平面状領域である平坦領域によって仕切られた部分的な波形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。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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、波形の谷の間に平坦領域が生じるが、これと同時に、ピストンリングも摩耗される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【０００６】
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を有する平坦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、溝を切る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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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100ｃｍ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だけ上記の平坦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。
【００１０】
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である平坦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、波形の谷間の平坦領域において、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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
圧延加工することにより、波形の谷の間における平坦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。その平坦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。その平坦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、波形の谷間の平坦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。
【００１８】
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平坦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つの平坦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。
【００１９】
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だけ平坦領域内に圧縮され、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。
【００２０】
本発明の一つの好適な実施の形態において、平坦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。
【００２１】
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で、長手方向部分に、波形の谷が平坦領域によって仕切られた部分的な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、平坦領域は、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平坦領域は、ライナーの長手方向への伸長部分を有し、該伸長部分は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の±１ｍｍの範囲内であ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。
【００２２】
【発明の実施の形態】
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25ｃｍ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。
【００２３】
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。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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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50ｃｍ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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、平面状領域である平坦領域１８により仕切られている。
【００２９】
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。
【００３０】
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l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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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＝0.15ｍｍ、及びｓ＝4.0ｍ／１回転のパラメータにて行った。
【００３６】
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。
【００３７】
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＝0.20ｍｍ、及びｓ＝4.0ｍｍ／１回転のパラメータにて行った。
【００３８】
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。
【００３９】
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（Ｐｅｒｔｈｅｎ）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。
【００４０】
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平坦領域内における多数の小さい点があることが分かる。
【００４１】
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坦領域は、尖った突出点が少ないが、その表面は、依然として、その平坦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。
【００４２】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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】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】圧延加工工具の斜視図である。
【図４】別の圧延加工工具の側面図である。
【図５】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】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】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】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】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。
【符号の説明】
１  シリンダライナー                    ２  長手方向軸線
３  環状の下向きの面                    ４  ピストン
５  ピストンリング                      ６  環状の上向きの面
７  ライナー                            ８  掃気穴
９  チャック                            １０  ホルダ
１１  支持ローラ                        １２  ヘッド
１３  中ぐり棒                          １４  工具ホルダー
１５  工具                              １７  波形の谷
１８  平坦領域                        １９  ローラ
２０  フォーク状ヘッド                  ２１  クロスアーム
２２  工具ホルダ                        ２３  ローラ
２４  ヘッド                            ２５  支持ローラ
２６ａ、２６ｂ  部分                    ２７  インジケータ
２８  中間部品
【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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