JP2016070091A - ガイド板、隔壁ユニット、架構及びクロスヘッド式内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】ガイド板、隔壁ユニット、架構およびクロスヘッド式内燃機関において、ガイド板と底板との接合部に発生する過大な応力集中を抑制する。【解決手段】下端部が底板３２の上面に接合されてクロスヘッド２９を上下方向へ移動自在に支持するガイド板２８であって、上下方向における下部に応力集中緩和部としての切欠部６１を設ける。【選択図】図４

Description

本発明は、ディーゼルエンジンやガスエンジンなどの内燃機関にて、クロスヘッドを上下方向に移動自在に支持するガイド板、このガイド板を有する隔壁ユニット、この隔壁ユニットを有する架構、この架構が適用されるクロスヘッド式内燃機関に関するものである。

一般に、シリンダ内で燃料を燃焼させて動力を発生させるディーゼルエンジンやガスエンジンなどの内燃機関は、複数のシリンダの下方にシリンダ配列方向に沿ってクランクシャフトが配置されており、このクランクシャフトは、軸受を介してクランクケースに回転自在に支持されている。

このディーゼルエンジンは、台板の上部に架構が配置され、この架構の上部に燃焼装置が設けられて構成されている。従来の架構としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された架構は、隔壁と、この隔壁の上部に連結される天板と、隔壁の下部に連結される底板と、隔壁の側部に連結される側板とを有している。そして、隔壁は、中央部分を形成する中央板と、カム軸側部分または排気側部分を形成する中間板と、中央板と中間板の間に配置されるガイド板とを有している。

特開２０１１−０７４７６５号公報 特開昭６３−２６３２４９号公報

ところで、上述した架構は、クロスヘッドの上下方向の移動により内燃機関における幅方向に対して荷重を受ける。この荷重は左右で非対称となっている。そのため、特許文献２に記載された往復動内燃機関の本体構造では、架構に水平リブなどを左右で非対称に設けている。しかし、クロスヘッドは、架構のガイド板により上下方向に移動自在に支持されていることから、ガイド板は、クロスヘッドの上下方向の移動によりサイドフォースを受ける。このガイド板は、隔壁と天板と底板に溶接されていることから、このサイドフォースにより溶接部に応力が発生する。この溶接部は、ガイド板より強度が低く、溶接部を起点とした疲労による損傷が生じるおそれがある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、ガイド板の接合部に発生する応力を低減することが可能なガイド板、隔壁ユニット、架構及びクロスヘッド式内燃機関を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明のガイド板は、下端部が底板の上面に接合されてクロスヘッドを上下方向へ移動自在に支持するガイド板であって、上下方向における下部に応力集中緩和部が設けられる、ことを特徴とするものである。

従って、クロスヘッドがガイド板に支持されて上下方向に移動するとき、ガイド板に対してサイドフォースが作用する。このとき、ガイド板と底板との接合部に対して応力が集中しやすいが、ガイド板の上下方向における下部に応力集中緩和部が設けられていることから、ガイド板と底板との接合部に発生する応力がこの応力集中緩和部に分散されて緩和される。そのため、ガイド板と底板との接合部に発生する応力を低減することができる。

本発明のガイド板では、前記応力集中緩和部は、前記クロスヘッドの下死点位置における前記クロスヘッドの中心位置と前記下端部との間に設けられることを特徴としている。

従って、応力集中緩和部がクロスヘッドの下死点位置と下端部との間に設けられることで、応力集中緩和部に対して、クロスヘッドの上下方向の移動により発生するサイドフォースが直接作用することはない。そのため、応力集中緩和部への過大な応力集中が抑制され、応力集中緩和部を起点とするガイド板の疲労による損傷を抑制することができる。

本発明のガイド板では、前記応力集中緩和部は、切欠部を備えることを特徴としている。

従って、応力集中緩和部を切欠部とすることで、簡単な構成で適正にガイド板と底板との接合部に集中する応力を分散して緩和し、ガイド板と底板との接合部に発生する応力を低減することができる。

本発明のガイド板では、前記切欠部は、前記クロスヘッドを移動自在に支持する支持面に交差する端面が切欠かれて形成されることを特徴としている。

従って、クロスヘッドを支持する支持面ではなく、その端面に切欠部を設けることで、ガイド板における十分な剛性を確保した上で、ガイド板と底板との接合部へ作用する応力を低減することができる。

本発明のガイド板では、所定の幅の第１矩形部と、前記第１矩形部より小さい幅の第２矩形部と、前記第１矩形部と前記第２矩形部を連続させるくびれ部とを備え、前記切欠部は、前記第２矩形部の端面に形成されることを特徴としている。

従って、切欠部を小さい幅の第２矩形部の端面に形成することで、切欠部に作用するサイドフォースが低下し、ガイド板における十分な剛性を確保した上で、ガイド板と底板との接合部に発生する応力を低減することができる。

本発明のガイド板では、前記切欠部は、円弧形状をなすことを特徴としている。

従って、切欠部を円弧形状とすることで、切欠部における過大な応力集中を抑制し、切欠部を起点とするガイド板の疲労による損傷を抑制することができる。

本発明のガイド板では、前記切欠部は、Ｕ字形状をなすことを特徴としている。

従って、切欠部をＵ字形状とすることで、切欠部の深さに対して幅を大きくすることができ、切欠部における過大な応力集中を抑制することができ、切欠部を起点とするガイド板の疲労による損傷を抑制することができる。

本発明のガイド板では、前記切欠部は、円弧と弦で構成される形状であり、前記円弧にかかる円の直径が前記弦の長さよりも長く設定されることを特徴としている。

従って、切欠部を円弧と弦で構成される形状とし、円弧にかかる円の直径を弦の長さよりも長く設定することで、切欠部の深さに対して幅を大きくすることができ、切欠部における過大な応力集中を抑制することができ、切欠部を起点とするガイド板の疲労による損傷を抑制することができる。

また、本発明の隔壁ユニットは、中央部分を形成する中央板と、両端部分を形成する中間板と、前記中央板及び前記中間板の間に配置される前記ガイド板と、を備えることを特徴とするものである。

従って、クロスヘッドがガイド板に支持されて上下方向に移動するとき、ガイド板に対してサイドフォースが作用する。このとき、ガイド板と底板との接合部に対して応力が集中しやすいが、ガイド板の上下方向における下部に応力集中緩和部が設けられていることから、ガイド板と底板との接合部に集中する応力がこの応力集中緩和部に分散されて緩和される。そのため、ガイド板と底板との接合部に発生する応力を低減することができ、隔壁ユニットの耐久性を向上することができる。

本発明の隔壁ユニットでは、サポートリブが前記ガイド板に直交するように互いに所定間隔を空けて前記中間板及び前記ガイド板に接続されることを特徴としている。

従って、クロスヘッドがガイド板に支持されて上下方向に移動するとき、ガイド板の受ける荷重がサポートリブに分散される。そのため、応力集中緩和部に作用する応力が減少し、ガイド板と底板との接合部に集中する応力を更に緩和することができる。また、サポートリブを設けることで、ガイド板と底板との接合部に加わる荷重を低減することができ、応力集中緩和部のクランク軸方向の深さを小さくすることができる。

また、本発明の架構は、頂部に配置されて燃焼装置に接続される天板と、底部に配置されて台板に接続される底板と、側部に配置されて上端部が前記天板に接続されると共に下端部が前記底板に接続される側板と、前記天板と前記底板と前記側板に接続される前記隔壁ユニットと、を備えることを特徴とするものである。

従って、クロスヘッドがガイド板に支持されて上下方向に移動するとき、ガイド板に対してサイドフォースが作用する。このとき、ガイド板と底板との接合部に対して応力が集中しやすいが、ガイド板の上下方向における下部に応力集中緩和部が設けられていることから、ガイド板と底板との接合部に集中する応力がこの応力集中緩和部に分散されて緩和される。そのため、ガイド板と底板との接合部に発生する応力を低減することができ、ガイド板と底板との接合部の信頼性を確保すると同時に製作効率の高い架構を提供することができる。

また、本発明のクロスヘッド式内燃機関は、台板と、前記台板上に設けられる前記架構と、前記架構上に設けられる燃焼装置と、を備えることを特徴とするものである。

従って、強度信頼性が高い内燃機関を提供することができる。

本発明のガイド板、隔壁ユニット、架構およびクロスヘッド式内燃機関によれば、クロスヘッドを上下方向へ移動自在に支持するガイド板の下部に応力集中緩和部を設けるので、ガイド板と底板との接合部に発生する応力を低減することができる。

図１は、ディーゼルエンジンを表す概略図である。 図２は、第１実施形態の架構を表す斜視図である。 図３は、架構の要部を表す斜視図である。 図４は、隔壁ユニットを表す正面図である。 図５は、ガイド板を表す要部正面図である。 図６は、ガイド板を表す要部斜視図である。 図７−１は、ガイド板の切欠部の変形例を表す概略図である。 図７−２は、ガイド板の切欠部の変形例を表す概略図である。 図８は、第２実施形態の架構における隔壁ユニットを表す正面図である。 図９は、第３実施形態の架構における隔壁ユニットを表す正面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係るガイド板、隔壁ユニット、架構およびクロスヘッド式内燃機関の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

［第１実施形態］
図１は、ディーゼルエンジンを表す概略図である。

第１実施形態にて、図１に示すように、ディーゼルエンジン１０は、例えば、船舶推進用の主機として用いられ、２ストローク１サイクルのユニフロー掃気方式のクロスヘッド式内燃機関である。このディーゼルエンジン１０は、下方に位置する台板１１と、台板１１上に設けられる架構１２と、架構１２上に設けられる燃焼装置１３とを有している。この台板１１と架構１２と燃焼装置１３は、上下方向に延在する複数のテンションボルト（タイボルト）１４，１５により一体に締結されて固定されている。

燃焼装置１３は、シリンダライナ１６が設けられており、このシリンダライナ１６の上端にシリンダカバー１７が設けられている。シリンダライナ１６とシリンダカバー１７は、空間部１８を区画しており、この空間部１８内にピストン１９が上下に往復動自在に設けられることで、燃焼室２０が形成される。また、シリンダカバー１７は、排ガス弁２１が設けられている。この排ガス弁２１は、燃焼室２０と排ガス管２２とを開閉するものである。なお、排ガス弁２１は、燃焼室２０と排ガス管２２とを開閉する機能を有していればよく、必ずしもシリンダカバー１７の中央部に設ける必要はない。

そのため、燃焼室２０に対して、図示しない燃料噴射ポンプから供給された燃料（例えば、低質油、天然ガス、またはその混合燃料）と、図示しない圧縮機により圧縮された燃焼用ガス（例えば、空気、ＥＧＲガス、またはその混合ガス）が供給されることで燃焼する。そして、この燃焼で発生したエネルギによりピストン１９が上下動する。また、このとき、排ガス弁２１により燃焼室２０が開放されると、燃焼によって生じた排ガスが排ガス管２２に押し出される一方、図示しない掃気ポートから燃焼用ガスが燃焼室２０に導入される。

ピストン１９は、下端部にピストン棒２３の上端部が回動可能に連結されている。台板１１は、クランクケースとされており、クランクシャフト２４を回転自在に支持する軸受２５が設けられている。また、クランクシャフト２４は、クランク２６を介して連接棒２７の下端部が回動自在に連結されている。架構１２は、上下方向に延在する一対のガイド板２８が所定間隔を空けて固定されており、一対のガイド板２８の間にクロスヘッド２９が上下に移動自在に支持されている。クロスヘッド２９は、ピストン棒２３の下端部と連接棒２７の上端部がそれぞれ回動自在に連結されている。

そのため、燃焼装置１３からエネルギが伝達されたピストン１９は、ピストン棒２３と共に、ディーゼルエンジン１０の設置面の方向（台板１１側の方向、即ち、鉛直方向における下向き）に押し下げる。すると、ピストン棒２３は、クロスヘッド２９を同方向に押し下げ、連接棒２７及びクランク２６を介してクランクシャフト２４を回転させる。

ここで、ディーゼルエンジン１０を構成する架構１２について詳細に説明する。図２は、第１実施形態の架構を表す斜視図、図３は、架構の要部を表す斜視図、図４は、隔壁ユニットを表す正面図、図５は、ガイド板を表す要部正面図、図６は、ガイド板を表す要部斜視図である。

図２及び図３に示すように、架構１２は、天板３１と、底板３２と、側板３３と、複数（本実施形態では、７個）の隔壁ユニット３４とを有している。天板３１は、頂部に配置されて燃焼装置１３（図１参照）に接続される。底板３２は、底部に配置されて台板１１（図１参照）に接続される。側板３３は、左右の側部に配置されてピストン動作方向（上下方向）における一端部（下端部）が底板３２に接続され、他端部（上端部）が天板３１に接続される。複数の隔壁ユニット３４は、クランク軸方向に沿って一定間隔を空けて平行に配置される。

この架構１２は、天板３１と底板３２と側板３３と各隔壁ユニット３４により空間部Ｓが形成されている。この空間部Ｓは、クロスヘッド２９（図１参照）がガイド板２８に支持されて移動することができる空間部であり、クロスヘッド２９は、この空間部Ｓに収容され、ピストン動作方向（上下方向）を往復移動することができる。

なお、ディーゼルエンジン１０にて、この空間部Ｓの数（Ｓｎ）は、燃焼装置１３における気筒（燃焼室２０）の数（Ｃｎ）と一致するように設けられるため、隔壁ユニット３４は、Ｃｎ＋１の数のユニットが必要となる。即ち、本実施形態のように、６気筒のディーゼルエンジン１０であれば、７個の隔壁ユニット３４が設けられることとなる。

天板３１は、架構１２におけるピストン動作方向の頂部を構成する板材である。この天板３１は、テンションボルト１５（図１参照）が貫通する貫通孔３１ａが複数形成されており、この各貫通孔３１ａを通るテンションボルト１５により燃焼装置１３に固定される。底板３２は、架構１２におけるピストン動作方向の底部を構成する板材である。この底板３２は、天板３１と同様に、テンションボルト１４（図１参照）が貫通する貫通孔３２ａが複数形成されており、この各貫通孔３２ａを通るテンションボルト１４により台板１１に固定される。

側板３３は、矩形状をなす平面板であり、側板３３におけるピストン動作方向の上端部が天板３１に接続され、側板３３におけるピストン動作方向の下端部が底板３２に接続される。また、側板３３は、矩形状をなす平面部が隔壁ユニット３４におけるピストン動作方向及びクランク軸方向に直交する方向（内燃機関幅方向）の両側部に接続される。

図４に示すように、隔壁ユニット３４は、中央板４１と、中間板４２と、ガイド板２８とを有している。中央板４１は、隔壁ユニット３４における内燃機関幅方向の中央部分を形成するものである。各中間板４２は、隔壁ユニット３４における内燃機関幅方向の両端部分を形成するものである。ガイド板２８は、隔壁ユニット３４における中央板４１と各中間板４２との間に配置され、溶接により接続されている。

中央板４１は、一辺に切欠部４１ａが形成された矩形状をなす平面板であり、切欠部４１ａが隔壁ユニット３４の下部に位置するように配置される。中央板４１は、内燃機関幅方向における両端部がガイド板２８に溶接により接続されている。

各中間板４２は、上辺が下辺よりも短い寸法に設定され、且つ、上辺と下辺に垂直な一辺を有する台形状をなす平面板であり、隔壁ユニット３４に２個設けられている。この各中間板４２は、上辺側端部が天板３１に接続され、下辺側端部が底板３２に接続される。また、各中間板４２は、上辺と下辺に垂直な一辺側端部がガイド板２８に接続され、他辺側端部がそれぞれ側板３３に接続される。

ガイド板２８は、図４及び図５に示すように、クロスヘッド２９をピストン動作方向（上下方向）に移動自在に支持できるような左右一対の平面板であり、それぞれが第１矩形部５１と、第２矩形部５２と、くびれ部５３とを有している。第１矩形部５１は、クランク軸方向での所定幅Ｈ１を有し、第２矩形部５２は、第１矩形部５１の幅Ｈ１より小さいクランク軸方向での所定幅Ｈ２を有している。くびれ部５３は、第１矩形部５１と第２矩形部５２との間に位置し、幅Ｈ１と幅Ｈ２とを連続させる湾曲形状となっている。この場合、第１矩形部５１と第２矩形部５２とくびれ部５３は、中央板４１（中間板４２）に対して、左右対称形状となっている。

そして、ガイド板２８にて、第１矩形部５１と第２矩形部５２とくびれ部５３を有する平面部のうち、対向する一方の平面部が中央板４１の内燃機関幅方向における端部に接続され、対向しない他方の平面部が中間板４２の一辺側端部に接続されている。また、第１矩形部５１は、上端部が天板３１に接続され、第２矩形部５２は、下端部が底板３２に接続されている。

一対のガイド板２８は、中央板４１の内燃機関幅方向における端部が接続された一面にクロスヘッド２９を移動自在に支持する摺動面２８ａが形成され、この対向する一対の摺動面２８ａによりクロスヘッド２９を上下方向に移動自在に支持することができる。ここで、クロスヘッド２９は、一対のガイド板２８に沿って上下方向へ移動するとき、天板３１の下面から第２矩形部５２の上部側までの間が移動ストロークＳｔに設定されている。なお、図４にて、２点鎖線で表したクロスヘッド２９は、下死点位置（クロスヘッド２９の上下方向の移動における最下点位置）を示している。

このように構成された本実施形態のガイド板２８は、図４から図６に示すように、上下方向における下部に応力集中緩和部としての切欠部６１が設けられている。この切欠部（応力集中緩和部）６１は、隔壁ユニット３４を構成する２個のガイド板２８のうちの少なくとも１個のガイド板２８に設けられている。本実施形態にて、切欠部６１は、図４にて、右側のガイド板２８における第２矩形部５２に設けられ、ガイド板２８におけるクランク軸と垂直な面（隔壁面）に形成されている。

この切欠部６１は、クロスヘッド２９を移動自在に支持する摺動面（支持面）２８ａに交差する端面が切欠かれて形成されている。即ち、切欠部６１は、ガイド板２８における第２矩形部５２の端面一部が幅方向の深さを持って切欠かれて形成されている。そして、切欠部６１は、内燃機関幅方向から見た形状が円弧形状、具体的に、半円形状をなしている。即ち、切欠部６１は、幅Ｗ１に対して深さＤ１が半分（Ｄ１＝Ｗ１／２）に設定されており、幅Ｗ１が直径、深さＤ１が半径の寸法となっている。

また、切欠部６１は、クロスヘッド２９の下死点位置（図４に二点鎖線で表す位置）におけるクロスヘッド２９の中心位置Ｏと、ガイド板２８の下端部（底板３２との接合部）との間に設けられている。また、切欠部６１は、ガイド板２８における幅方向の左右の端面にそれぞれ設けられている。

そのため、一対のガイド板２８に対してクロスヘッド２９が上下方向へ沿って移動するとき、このガイド板２８に対してサイドフォースが作用する。このとき、ガイド板２８は、底板３２との接合部（溶接部）に対して過大な応力が集中しやすい。しかし、ガイド板２８は、下部に切欠部（応力集中緩和部）６１が設けられていることから、ガイド板２８と底板３２との接合部に作用する応力の一部がこの切欠部６１に分散される。すると、ガイド板２８と底板３２との接合部に作用する応力が低減される。

また、切欠部６１は、ガイド板２８におけるクロスヘッド２９の下死点位置と底板３２との間の領域に設けられていることから、クロスヘッド２９の上下方向の移動により発生するサイドフォースが切欠部６１に対して直接作用することはない。そのため、切欠部６１への過大な応力集中が抑制される。

なお、上述の説明では、切欠部６１を半円形状としたが、この形状に限定されるものではない。図７−１及び図７−２は、ガイド板の切欠部の変形例を表す概略図である。

図７−１に示すように、ガイド板２８は、上下方向における下部に応力集中緩和部としての切欠部６２が設けられている。この切欠部（応力集中緩和部）６２は、Ｕ字形状をなしている。この切欠部６２は、クロスヘッド２９を移動自在に支持する摺動面（支持面）２８ａに交差する端面が切欠かれて形成されている。即ち、切欠部６２は、ガイド板２８における第２矩形部５２の端面一部が幅方向の深さをもって切欠かれることで、内燃機関幅方向から見た形状がＵ字形状をなしている。つまり、切欠部６２は、１対の円弧部６２ａとの間に直線部６２ｂが形成されて構成されている。ここで、切欠部６２は、幅Ｗ２に対して深さＤ２が半分以下（Ｄ２＜Ｗ２／２）に設定されている。そのため、切欠部６２は、直線部６２ｂを有することで、各円弧部６２ａへの応力集中が緩和される。

また、図７−２に示すように、ガイド板２８は、上下方向における下部に応力集中緩和部としての切欠部６３が設けられている。この切欠部（応力集中緩和部）６３は、円弧と弦で構成される形状であり、この円弧にかかる円の直径が弦の長さよりも長く設定されている。この切欠部６３は、クロスヘッド２９を移動自在に支持する摺動面（支持面）２８ａに交差する端面が切欠かれて形成されている。即ち、切欠部６３は、ガイド板２８における第２矩形部５２の端面一部が幅方向の深さをもって切欠かれることで、内燃機関幅方向から見た形状が円弧形状をなしている。つまり、切欠部６３は、円弧にかかる円の直径２Ｒが弦の長さ（幅Ｗ３）よりも長い形状となるように設定されてもよい。結果として、幅Ｗ３に対して深さＤ３が半分以下（Ｄ３＜Ｗ３／２）に設定されている。そのため、切欠部６３は、円弧にかかる円の直径２Ｒが比較的大きいことで、応力集中が緩和される。

このように第１実施形態のガイド板にあっては、下端部が底板３２の上面に接合されてクロスヘッド２９を上下方向へ移動自在に支持するガイド板２８であって、上下方向における下部に応力集中緩和部としての切欠部６１を設けている。

従って、クロスヘッド２９がガイド板２８に支持されて上下方向に移動するとき、ガイド板２８に対してサイドフォースが作用する。このとき、ガイド板２８と底板３２との接合部に対して応力が集中しやすいが、ガイド板２８の上下方向における下部に切欠部６１が設けられていることから、ガイド板２８と底板３２との接合部に集中する応力がこの切欠部６１に分散されて緩和される。そのため、ガイド板２８と底板３２との接合部に発生する応力を低減することができる。

この場合、応力集中緩和部を切欠部６１とすることで、簡単な構成で適正にガイド板２８と底板３２との接合部に集中する応力を分散して緩和し、この接合部に発生する応力を低減することができる。

第１実施形態のガイド板では、切欠部６１をクロスヘッド２９の下死点位置におけるクロスヘッド２９の中心位置Ｏと、底板３２との接合部下端部との間に設けている。従って、切欠部６１に対して、クロスヘッド２９の上下方向の移動により発生するサイドフォースが直接作用することはない。そのため、切欠部６１への過大な応力集中が抑制され、切欠部６１を起点とするガイド板２８の疲労による損傷を抑制することができる。

第１実施形態のガイド板では、切欠部６１は、クロスヘッド２９を移動自在に支持する支持面２８ａに交差する端面が切欠かれて形成されている。従って、クロスヘッド２９を支持する支持面２８ａではなく、その端面に切欠部６１を設けることで、ガイド板２８における十分な剛性を確保した上で、ガイド板２８と底板３２との接合部へ作用する応力を低減することができる。

第１実施形態のガイド板では、所定の幅を有する第１矩形部５１と、第１矩形部５１より小さい幅を有する第２矩形部５２と、第１矩形部５１と第２矩形部５２を連続させるくびれ部５３とを設け、切欠部６１を第２矩形部５２の端面に形成している。従って、切欠部６１を小さい幅の第２矩形部５２の端面に形成することで、切欠部６１に作用するサイドフォースが低下し、ガイド板２８における十分な剛性を確保した上で、ガイド板２８と底板３２との接合部に発生する応力を低減することができる。

第１実施形態のガイド板では、切欠部６１を円弧形状としている。従って、切欠部６１における過大な応力集中を抑制し、切欠部６１を起点とするガイド板２８の疲労による損傷を抑制することができる。

第１実施形態のガイド板では、切欠部６２をＵ字形状としている。従って、切欠部６２の深さＤ２に対して幅Ｗ２を大きくすることができ、切欠部６２における過大な応力集中を抑制することができ、切欠部６２を起点とするガイド板２８の疲労による損傷を抑制することができる。

第１実施形態のガイド板では、切欠部６３を円弧と弦で構成される形状とし、円弧にかかる円の直径を弦の長さよりも長く設定している。従って、切欠部６３の深さＤ３に対して幅Ｗ３を大きくすることができ、切欠部６３における過大な応力集中を抑制することができ、切欠部６３を起点とするガイド板２８の疲労による損傷を抑制することができる。

また、第１実施形態の隔壁ユニットにあっては、中央部分を形成する中央板４１と、両端部分を形成する中間板４２と、中央板４１及び中間板４２の間に配置されるガイド板２８とを設けている。従って、ガイド板２８と底板３２との接合部に発生する応力を低減することができ、隔壁ユニット３４の耐久性を向上することができる。

また、第１実施形態の架構にあっては、頂部に配置されて燃焼装置１３に接続される天板３１と、底部に配置されて台板１１に接続される底板３２と、側部に配置されて上端部が天板３１に接続されると共に下端部が底板３２に接続される側板３３と、天板３１と底板３２と側板３３に接続される隔壁ユニット３４とを設けている。従って、ガイド板２８と底板３２との接合部に発生する応力を低減することができ、ガイド板２８と底板３２との接合部の信頼性を確保すると同時に、製作効率の高い架構１２を提供することができる。

また、第１実施形態のクロスヘッド式内燃機関にあっては、台板１１と、台板１１上に設けられる架構１２と、架構１２上に設けられる燃焼装置１３とを設けている。従って、強度信頼性が高い内燃機関を提供することができる。

［第２実施形態］
図８は、第２実施形態の架構における隔壁ユニットを表す正面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第２実施形態において、図８に示すように、架構７０は、天板３１と、底板３２と、側板３３と、複数の隔壁ユニット７１とを有している。隔壁ユニット７１は、中央板４１と、中間板４２と、ガイド板２８とを有している。そして、隔壁ユニット７１は、中間板４２及びガイド板２８に複数のサポートリブ７２，７３が設けられている。サポートリブ７２は、一方（図８にて、右側）の中間板４２及びガイド板２８に固定され、サポートリブ７３は、他方（図８にて、左側）の中間板４２及びガイド板２８に固定されている。サポートリブ７２，７３は、ガイド板２８に直交するように互いに所定間隔を空けて設けられている。

即ち、サポートリブ７２，７３は、内燃機関幅方向に長手方向が沿うように中間板４２及びガイド板２８に接続される。サポートリブ７２，７３は、クロスヘッド２９が上下方向に沿って移動するときに、発生したサイドフォースによりガイド板２８の疲労による損傷を防止するものであり、サイドフォースによって発生する応力が大きくなる位置に配置される。本実施形態では、より強いサイドフォースを受ける側のガイド板２８に対して、より多くのサポートリブ７２，７３を配置している。

このように第２実施形態の隔壁ユニットにあっては、サポートリブ７２，７３をガイド板２８に直交するように互いに所定間隔を空けて中間板４２及びガイド板２８に接続している。

従って、クロスヘッド２９がガイド板２８に支持されて上下方向に移動するとき、ガイド板２８の受ける応力がサポートリブ７２，７３に分散される。そのため、切欠部６１に作用する応力が減少し、ガイド板２８と底板３２との接合部に集中する応力を更に緩和することができ、切欠部６１を起点とするガイド板２８の疲労による損傷を抑制することができる。また、サポートリブ７２，７３を設けることで、ガイド板２８と底板３２との接合部に加わる応力を低減することができ、切欠部６１のクランク軸方向深さを小さくすることができる。

また、第２実施形態の架構にあっては、サポートリブ７２，７３を有する隔壁ユニット７１を採用している。従って、ガイド板２８と底板３２との接合部へ作用する応力を低減することができ、ガイド板２８と底板３２との接合部の信頼性を確保すると同時に、製作効率の高い架構７０を提供することができる。

また、第２実施形態のクロスヘッド式内燃機関にあっては、台板１１と、台板１１上に設けられる架構７０と、架構７０上に設けられる燃焼装置１３とを設けている。従って、強度信頼性が高い内燃機関を提供することができる。

［第３実施形態］
図９は、第３実施形態の架構における隔壁ユニットを表す正面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第３実施形態において、図９に示すように、架構８０は、天板３１と、底板３２と、側板３３と、複数の隔壁ユニット８１とを有している。隔壁ユニット８１は、中央板４１と、中間板４２と、ガイド板２８とを有している。そして、ガイド板２８は、上下方向における下部に応力集中緩和部としての切欠部８２が設けられている。この切欠部（応力集中緩和部）８２は、クロスヘッド２９の下死点位置（図９に二点鎖線で表す位置）におけるクロスヘッド２９の中心位置Ｏと、底板３２との接合部下端部との間に設けられている。

このように第３実施形態のガイド板にあっては、上下方向における下部に応力集中緩和部としての切欠部８２を設け、この切欠部８２をクロスヘッド２９の下死点位置におけるクロスヘッド２９の中心位置Ｏと、底板３２との接合部下端部との間に設けている。

従って、ガイド板２８と底板３２との接合部に集中する応力がこの切欠部８２に分散されて緩和されるため、ガイド板２８と底板３２との接合部に発生する応力を低減することができる。また、ガイド板２８の十分な強度を確保しつつ、切欠部８２によりガイド板２８と底板３２との接合部に発生する応力を低減することができ、切欠部８２を起点とするガイド板２８の疲労による損傷を抑制することができる。

なお、上述した各実施形態では、一方のガイド板２８に切欠部（応力集中緩和部）６１，６２，６３，８２を設けたが、両方のガイド板２８に切欠部を設けてもよい。また、切欠部６１，６２，６３，８２をクロスヘッド２９の下死点位置と底板３２との間に設けたが、クロスヘッド２９の下死点位置より上方に切欠部を設けてもよい。更に、切欠部６１，６２，６３，８２の形状は、円弧形状に限らず、三角や四角などの多角形の形状であってもよい。更に、応力集中緩和部は、切欠部６１，６２，６３，８２に限らず、開口部や薄肉部であってもよい。

また、切欠部（応力集中緩和部）６１，６２，６３，８２を、図示しない給油管を固定するための固定部として併用してもよい。これにより、天板３１と底板３２と側板３３と隔壁ユニット３４，７１，８１によって形成される空間部Ｓをより有効に活用することができる。

また、上述した各実施形態では、ガイド板２８を左右一対の平面板としたが、この形状に限定されるものではない。例えば、ガイド板をその摺動面が矩形状の平面板となるように形成してもよく、この場合、ガイド板の製造が容易となる。

また、ガイド板２８と各構成部品との接続は、溶接等の冶金学的接合が好ましいが、ボルト止め等の機械的接合によって接続されてもよい。この場合、溶接欠陥等の冶金学的接合に伴う欠陥による接合部の強度不足を考慮する必要がないため、応力集中緩和部を比較的容易に設計することができる。

１０ ディーゼルエンジン（クロスヘッド式内燃機関）
１１ 台板
１２，７０，８０ 架構
１３ 燃焼装置
１４，１５ テンションボルト
１６ シリンダライナ
１７ シリンダカバー
１８ 空間部
１９ ピストン
２０ 燃焼室
２１ 排ガス弁
２２ 排ガス管
２３ ピストン棒
２４ クランクシャフト
２５ 軸受
２６ クランク
２７ 連接棒
２８ ガイド板
２９ クロスヘッド
３１ 天板
３２ 底板
３３ 側板
３４，７１，８１ 隔壁ユニット
４１ 中央板
４２ 中間板
５１ 第１矩形部
５２ 第２矩形部
５３ くびれ部
６１，６２，６３，８２ 切欠部（応力集中緩和部）
７２，７３ サポートリブ

Claims (12)

1. 下端部が底板の上面に接合されてクロスヘッドを上下方向へ移動自在に支持するガイド板であって、
   上下方向における下部に応力集中緩和部が設けられる、
   ことを特徴とするガイド板。
2. 前記応力集中緩和部は、前記クロスヘッドの下死点位置における前記クロスヘッドの中心位置と前記下端部との間に設けられることを特徴とする請求項１に記載のガイド板。
3. 前記応力集中緩和部は、切欠部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガイド板。
4. 前記切欠部は、前記クロスヘッドを移動自在に支持する支持面に交差する端面が切欠かれて形成されることを特徴とする請求項３に記載のガイド板。
5. 所定の幅の第１矩形部と、前記第１矩形部より小さい幅の第２矩形部と、前記第１矩形部と前記第２矩形部を連続させるくびれ部とを備え、前記切欠部は、前記第２矩形部の端面に形成されることを特徴とする請求項４に記載のガイド板。
6. 前記切欠部は、円弧形状をなすことを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のガイド板。
7. 前記切欠部は、Ｕ字形状をなすことを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のガイド板。
8. 前記切欠部は、円弧と弦で構成される形状であり、前記円弧にかかる円の直径が前記弦の長さよりも長く設定されることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のガイド板。
9. 中央部分を形成する中央板と、
   両端部分を形成する中間板と、
   前記中央板及び前記中間板の間に配置される請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のガイド板と、
   を備えることを特徴とする隔壁ユニット。
10. サポートリブが前記ガイド板に直交するように互いに所定間隔を空けて前記中間板及び前記ガイド板に接続されることを特徴とする請求項９に記載の隔壁ユニット。
11. 頂部に配置されて燃焼装置に接続される天板と、
    底部に配置されて台板に接続される底板と、
    側部に配置されて上端部が前記天板に接続されると共に下端部が前記底板に接続される側板と、
    前記天板と前記底板と前記側板に接続される請求項９または請求項１０に記載の隔壁ユニットと、
    を備えることを特徴とする架構。
12. 台板と、
    前記台板上に設けられる請求項１１に記載の架構と、
    前記架構上に設けられる燃焼装置と、
    を備えることを特徴とするクロスヘッド式内燃機関。

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