JP2021110298A - 架構 - Google Patents

Abstract

【課題】クロスヘッドの往復動を摺動自在に案内する一対の摺動板の変形を抑制して、シリンダ内のピストン位置調整に掛かる作業時間の短縮に寄与できる架構を提供すること。【解決手段】舶用ディーゼルエンジンの高さ方向の下側に位置する台板と上側に位置するシリンダとの間に設けられる架構５において、シリンダジャケットに接続される天板３１と台板に接続される底板３２との間のクロスヘッド８をピストン軸方向へ案内する摺動板７と、クロスヘッド８が摺動する一対の摺動板７を連結するように設けられ、クロスヘッド８が往復動する空間を仕切る仕切り板３５と、摺動板７に対して仕切り板３５とは反対側に設けられる隔壁３６，３７と、を備える。隔壁３６，３７には、摺動板７に向かって凸の弧形状部４１ａ、４１ｂ，４２ａ，４２ｂを含み、仕切り板３５の下端部よりも高さ方向の下側の位置に重心を有する貫通孔４０ａ，４０ｂが形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、クロスヘッド式内燃機関に設けられる架構に関するものである。

従来、船舶に搭載される舶用ディーゼルエンジン等のクロスヘッド式内燃機関の分野では、シリンダ内のピストンの往復動をクランクシャフトのクランクに伝えるためのクロスヘッドおよびロッド等の部品を動作可能に収容する架構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。一般に、舶用ディーゼルエンジンにおいて、架構は、クランクケースを構成する台板の上部に設けられている。また、この架構の上部には、複数のシリンダを支持するシリンダジャケットが設けられている。

このような架構は、クロスヘッド等の部品の収容空間を区画する複数の壁ユニットと、上記複数の壁ユニットの上端部に配置されてシリンダジャケットと接続される天板と、上記複数の壁ユニットの下端部に配置されて台板と接続される底板と、上記複数の壁ユニットの側部に連結される側板とを備えている。また、上記複数の壁ユニットの各々は、特許文献１に例示されるように、上記シリンダ内のピストンの往復動に連動するクロスヘッドを当該往復動と同じ方向へ摺動自在に案内する一対の摺動板と、当該一対の摺動板同士の間に配置される中央板と、当該一対の摺動板と架構の側板との間に配置される中間板とを備えている。

特許第５５１１３０２号公報

ところで、上述した架構は、舶用ディーゼルエンジンの高さ方向（上下方向）に延在するタイボルトにより、下側の台板および上側のシリンダジャケットと一体に締結される。この結果、架構は、下側の台板と上側のシリンダジャケットとの間に挟まれた態様で、これらと強固に連結された状態となっている。しかしながら、このように架構が台板およびシリンダジャケットと連結された場合、上記タイボルトによる締結力が、架構を上下方向の両側（台板側およびシリンダジャケット側）から押圧する押圧力として作用し、当該押圧力によって架構が変形する恐れがある。特に、注目すべき架構の変形としては、クロスヘッドの往復動を摺動自在に案内する一対の摺動板が、当該押圧力を上下方向の両側から受けて、互いに離間する方向に変形（例えば八の字状に湾曲変形）することが例示される。このように架構の摺動板が変形してしまうと、舶用ディーゼルエンジンにおいて、以下に示すような問題が生じる恐れがある。

例えば、舶用ディーゼルエンジンの組立または部品交換の際、ピストンは、シリンダの内部に往復動自在に設けられる。この際、所定のクランク角度におけるピストンとシリンダ内壁（シリンダライナ）との隙間が計測され、この隙間の計測値に基づいて、ピストンの中心軸とシリンダの中心軸とが合うようにシリンダ内部におけるピストンの位置が調整される。このようなピストンの位置調整には、ロッド等を介してピストンと連結されるクロスヘッドの架構内部における配置状態、すなわち、一対の摺動板間の中心位置に対するクロスヘッドの相対位置が大きく影響する。具体的には、一対の摺動板が上述のように変形した場合、これら一対の摺動板とクロスヘッド（例えば下死点近傍に位置するクロスヘッド）との隙間が過度に広がってしまい、この結果、一対の摺動板に対するクロスヘッドの相対的な位置ずれが増大する。これに伴い、シリンダの中心軸に対するピストンの相対的な位置ずれが起こり易くなることから、上記シリンダ内部におけるピストンの位置調整に掛かる作業時間が大幅に増加してしまうという問題が生じる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、クロスヘッドの往復動を摺動自在に案内する一対の摺動板の変形を抑制して、シリンダ内部におけるピストンの位置調整に掛かる作業時間の短縮に寄与することができる架構を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る架構は、舶用ディーゼルエンジンの高さ方向の下側に位置する台板と上側に位置するシリンダとの間に設けられる架構において、前記シリンダを支持するシリンダジャケットに接続される天板と前記台板に接続される底板との間に延在し、前記シリンダ内のピストンの往復動に連動して往復動するクロスヘッドを前記ピストンの往復動と同じ方向へ摺動自在に案内する摺動板と、前記クロスヘッドが摺動する一対の前記摺動板を連結するように設けられ、前記クロスヘッドが往復動する空間を仕切る仕切り板と、前記摺動板に対して前記仕切り板とは反対側に延在するように設けられる隔壁と、を備え、前記隔壁には、前記摺動板に向かって凸の弧形状部を含み、前記仕切り板の下端部よりも前記高さ方向の下側の位置に重心を有する貫通孔が形成されている、ことを特徴とする。

また、本発明に係る架構は、上記の発明において、前記貫通孔の前記摺動板側の端部は、前記摺動板から前記弧形状部の曲率半径以上離間している、ことを特徴とする。

また、本発明に係る架構は、上記の発明において、前記貫通孔の前記底板側の端部は、前記底板から前記弧形状部の曲率半径以上離間している、ことを特徴とする。

また、本発明に係る架構は、上記の発明において、前記貫通孔の前記摺動板側の端部は、前記隔壁の高さ方向および厚さ方向に対して垂直な幅方向の中心位置よりも前記摺動板に近い、ことを特徴とする。

本発明に係る架構によれば、クロスヘッドの往復動を摺動自在に案内する一対の摺動板の変形を抑制して、シリンダ内部におけるピストンの位置調整に掛かる作業時間の短縮に寄与することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態に係る架構が適用された舶用ディーゼルエンジンの一構成例を示す模式図である。 図２は、本発明の実施形態に係る架構の全体構成の一例を模式的に示す斜視図である。 図３は、本発明の実施形態に係る架構の一構成例を示す模式図である。 図４は、本発明の実施形態に係る架構において対象とする摺動板の変形を例示する模式図である。 図５は、本発明の実施形態に係る架構において対象とする摺動板の変形矯正を例示する模式図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る架構の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、各図面において、同一構成部分には同一符号が付されている。

（クロスヘッド式内燃機関の構成）
まず、本発明の実施形態に係る架構が適用されたクロスヘッド式内燃機関の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る架構が適用された舶用ディーゼルエンジンの一構成例を示す模式図である。この舶用ディーゼルエンジン１０は、クロスヘッド式内燃機関の一例であり、プロペラ軸を介して船舶の推進用プロペラ（いずれも図示せず）を回転駆動させる推進用の機関（主機関）である。例えば、舶用ディーゼルエンジン１０は、ユニフロー掃排気式のクロスヘッド式ディーゼルエンジン等の２ストロークディーゼルエンジンである。

本実施形態において、図１に示すように、舶用ディーゼルエンジン１０は、高さ方向Ｄ１の下側に位置する台板１と、台板１上に設けられる架構５と、架構５上に設けられるシリンダジャケット１１とを備える。これらの台板１と架構５とシリンダジャケット１１とは、舶用ディーゼルエンジン１０の高さ方向Ｄ１（すなわち上下方向）に延在する複数のタイボルト２５およびナット２６等の連結部材により、一体に締結されて固定されている。また、舶用ディーゼルエンジン１０は、シリンダジャケット１１に設けられるシリンダ１２と、シリンダ１２内に設けられるピストン１５と、ピストン１５の往復動に連動して回転するクランクシャフト２とを備える。

台板１は、舶用ディーゼルエンジン１０のクランクケースを構成するものである。図１に示すように、台板１内には、クランク４を有するクランクシャフト２と軸受３とが設けられる。クランクシャフト２は、船舶の推進力を出力する出力軸の一例であり、軸受３によって回転自在に支持されている。このクランクシャフト２には、クランク４を介して連接棒６の下端部が回動自在に連結されている。

架構５には、図１に示すように、連接棒６と、摺動板７と、クロスヘッド８とが設けられる。本実施形態において、架構５は、ピストン軸方向に沿って設けられる摺動板７が舶用ディーゼルエンジン１０の幅方向Ｄ２に間隔を空けて一対をなすように配置されている。連接棒６は、その下端部がクランクシャフト２に連接された態様で、一対の摺動板７の間に配置されている。クロスヘッド８には、ピストン棒１６の下端部に接続されるクロスヘッドピン９と、連接棒６の上端部に接続されるクロスヘッド軸受（図示せず）とが、クロスヘッドピン９の下半部においてそれぞれ回動自在に連結される。このクロスヘッド８は、図１に示すように一対の摺動板７の間に配置され、この一対の摺動板７に沿って往復動自在に支持されている。

シリンダジャケット１１は、図１に示すように、架構５の上部に設けられ、シリンダ１２を支持する。本実施形態において、シリンダ１２は、シリンダライナ１３とシリンダカバー１４とによって構成される筒状の構造体（気筒）であり、燃料を燃焼させるための燃焼室１７を有する。シリンダライナ１３は、例えば円筒形状の構造体であり、シリンダジャケット１１内に配置される。シリンダライナ１３の上部にはシリンダカバー１４が固定され、これにより、シリンダライナ１３内の空間部（燃焼室１７等）が区画される。このシリンダライナ１３の空間部内には、ピストン１５がピストン軸方向（図１では高さ方向Ｄ１）に往復動自在に設けられる。このピストン１５の下端部には、図１に示すように、ピストン棒１６の上端部が連結されている。

また、シリンダカバー１４には、図１に示すように、排気弁１８と動弁装置１９とが設けられている。排気弁１８は、シリンダ１２内の燃焼室１７に通じる排気管２１の排気口（排気ポート）を開閉可能に閉止する弁である。動弁装置１９は、排気弁１８を開閉駆動させる装置である。燃焼室１７は、このような排気弁１８と、上述したシリンダライナ１３、シリンダカバー１４およびピストン１５とによって囲まれた空間である。また、舶用ディーゼルエンジン１０は、シリンダ１２の近傍に、排気マニホールド２０を備える。排気マニホールド２０は、シリンダ１２の燃焼室１７から排気管２１を通じて排ガスを受け入れ、受け入れた排ガスを一時貯留して、この排ガスの動圧を静圧に変える。

また、舶用ディーゼルエンジン１０は、空気等の燃焼用気体を過給する過給機２２と、圧縮後の燃焼用気体を冷却する冷却器２３と、冷却後の燃焼用気体（圧縮ガス）を一時貯留する掃気トランク２４とを備える。過給機２２は、排ガスの圧力を利用してタービンとともに圧縮機（いずれも図示せず）を回転させ、これにより、燃焼用気体を圧縮する。冷却器２３は、過給機２２によって圧縮された燃焼用気体を冷却する。掃気トランク２４は、過給機２２によって圧縮され且つ冷却器２３によって冷却された燃焼用気体を一時貯留する。この燃焼用気体は、掃気トランク２４から掃気ポート等（図示せず）を通じてシリンダライナ１３の内部空間（例えばシリンダ１２内の燃焼室１７）に送給される。

特に図示しないが、舶用ディーゼルエンジン１０は、燃料噴射弁および燃料噴射ポンプを備える。舶用ディーゼルエンジン１０において、燃料噴射ポンプは、配管等を通じて燃料噴射弁に燃料を圧送する。また、舶用ディーゼルエンジン１０は、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減する設備として、排ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）システムや選択式触媒還元（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）システムを備えていてもよい。

上述したような構成を有する舶用ディーゼルエンジン１０において、シリンダ１２内の燃焼室１７には、燃料噴射弁から燃料が供給され、且つ、掃気トランク２４から掃気ポート等を通じて燃焼用気体が供給される。これにより、燃焼室１７内においては、供給された燃料が燃焼用気体によって燃焼する。そして、燃焼室１７での燃料の燃焼によって発生したエネルギーにより、ピストン１５は、シリンダライナ１３内をピストン軸方向に往復動する。このとき、動弁装置１９によって排気弁１８が作動してシリンダ１２の排気ポートが開放されると、燃料の燃焼後にシリンダライナ１３内に残留する残留ガスが排ガスとして排気管２１に排出される。これとともに、シリンダライナ１３の内部空間には、掃気トランク２４から掃気ポート等を通じて新たに燃焼用気体が導入される。

また、ピストン１５が上述したようにピストン軸方向に往復動すると、ピストン１５とともにピストン棒１６がピストン軸方向に往復動する。これに連動して、クロスヘッド８は、摺動板７に沿ってピストン軸方向に往復動する。これにより、クロスヘッド８のクロスヘッドピン９は、クロスヘッド軸受を介して連接棒６に回転駆動力を加える。この回転駆動力により、連接棒６の下端部に接続されるクランク４がクランク運動し、この結果、クランクシャフト２が回転する。クランクシャフト２は、このようにピストン１５の往復動を回転動に変換してプロペラ軸とともに船舶の推進用プロペラを回転させ、これにより、船舶の推進力を出力する。

なお、本実施形態において、舶用ディーゼルエンジン１０の高さ方向Ｄ１は、上下方向であり、例えば、ピストン１５の往復動の方向に対して平行である。舶用ディーゼルエンジン１０の幅方向Ｄ２は、高さ方向Ｄ１および軸方向Ｄ３に対して垂直な方向である。舶用ディーゼルエンジン１０の軸方向Ｄ３は、図１に示すクランクシャフト２の長手方向（すなわち出力軸方向）に対して平行である。すなわち、これらの高さ方向Ｄ１、幅方向Ｄ２および軸方向Ｄ３は、互いに垂直な方向である。なお、高さ方向Ｄ１、幅方向Ｄ２および軸方向Ｄ３は、舶用ディーゼルエンジン１０については勿論、舶用ディーゼルエンジン１０を構成する各構成部（例えば台板１、架構５およびシリンダ１２等）についても同様である。また、単に「排ガス」といえば、舶用ディーゼルエンジン１０のシリンダ１２から排出された排ガスを意味する。

（架構の構成）
つぎに、本発明の実施形態に係る架構の構成について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る架構の全体構成の一例を模式的に示す斜視図である。本実施形態に係る架構５は、図１に示した舶用ディーゼルエンジン１０の高さ方向Ｄ１の下側に位置する台板１と上側に位置するシリンダ１２との間に設けられる構造体であり、図２に示すように、天板３１と、底板３２と、側板３３と、壁ユニット３４と、上述した摺動板７とを備える。

天板３１は、架構５における高さ方向Ｄ１の頂部を構成する板材である。図２に示すように、天板３１には、タイボルト２５（図１参照）を挿通する挿通孔３１ａが複数形成されている。天板３１は、これら複数の挿通孔３１ａに挿通したタイボルト２５等により、上部のシリンダジャケット１１（図１参照）に接続される。なお、シリンダジャケット１１は、上述したように、舶用ディーゼルエンジン１０の高さ方向Ｄ１の上側に位置するシリンダ１２を支持する構造体である。

底板３２は、架構５における高さ方向Ｄ１の底部を構成する板材である。特に図示しないが、底板３２には、上述した天板３１と同様に、タイボルト２５を挿通する挿通孔が複数形成されている。底板３２は、これら複数の挿通孔に挿通したタイボルト２５等により、下部（高さ方向Ｄ１の下側）の台板１（図１参照）に接続される。

側板３３は、架構５における幅方向Ｄ２の両側の外壁を構成する板材である。例えば図２に示すように、側板３３は、矩形状をなす平面板である。側板３３の上端部は天板３１に接続され、側板３３の下端部は底板３２に接続される。また、側板３３の内壁面は、壁ユニット３４における幅方向Ｄ２の両側端部に接続される。これら側板３３の各部と天板３１、底板３２および壁ユニット３４とは、例えば、溶接等によって接合されている。

壁ユニット３４は、架構５の天板３１と底板３２との間の空間（すなわち架構５の内部空間）をクロスヘッド８毎に区画する壁を構成するユニットである。図２に示すように、壁ユニット３４は、舶用ディーゼルエンジン１０の軸方向Ｄ３に間隔を空けて（例えば等間隔で）並ぶように複数配置され、上述したように天板３１と底板３２と側板３３とに接続される。また、これら複数の壁ユニット３４は、互いに平行（例えば舶用ディーゼルエンジン１０の高さ方向Ｄ１および幅方向Ｄ２に対して平行）となるように配置されている。これら複数の壁ユニット３４は、図２に示すように、天板３１と底板３２と側板３３とによって囲まれる架構５の内部空間を、クロスヘッド８毎の空間Ｓ１に区画する。この空間Ｓ１には、摺動板７に沿ってピストン１５の往復動と同じ方向（図２では高さ方向Ｄ１）にクロスヘッド８が往復動する空間Ｓ２が含まれる。摺動板７は、壁ユニット３４毎に、架構５の幅方向Ｄ２に間隔を空けて一対をなすように設けられている。

このように壁ユニット３４によって区画される架構５の空間Ｓ１の数は、架構５を備える舶用ディーゼルエンジン１０のシリンダ１２の数と一致する。また、このような空間Ｓ１を区画するために必要な壁ユニット３４の数は、シリンダ１２の数に「１」を加算した数と一致する。例えば、図２に示すように、シリンダ１２と同数である６つの空間Ｓ１は、７つの壁ユニット３４によって区画されている。

つぎに、架構５を構成する単位ユニット（図２中の破線によって示されるユニット）を例示して、本実施形態に係る架構５の構成をより詳細に説明する。図３は、本発明の実施形態に係る架構の一構成例を示す模式図である。図３には、この架構５を構成する単位ユニットを軸方向Ｄ３から見た図が示されている。図３に示すように、架構５は、上述した天板３１、底板３２、側板３３、壁ユニット３４および摺動板７を備える。この架構５において、壁ユニット３４は、仕切り板３５と、隔壁３６、３７とを備える。隔壁３６、３７には、高さ方向Ｄ１からの荷重による摺動板７の変形を矯正するための矯正孔４０ａ、４０ｂが設けられている。

摺動板７は、架構５の内部空間において往復動するクロスヘッド８を摺動自在に案内する板状構造体である。図３に示すように、摺動板７は、上述した天板３１と底板３２との間に延在（図３では高さ方向Ｄ１に延在）し、クロスヘッド８が摺動する摺動面同士が架構５の幅方向Ｄ２に対向するように対をなして設けられている。具体的には、摺動板７の上端部は天板３１に接続され、摺動板７の下端部は底板３２に接続される。また、一対の摺動板７における幅方向Ｄ２の両端面のうち、摺動面側の各端面には仕切り板３５が接続され、摺動面とは反対側の各端面には隔壁３６、３７が各々接続される。これら摺動板７の各部と天板３１、底板３２、仕切り板３５および隔壁３６、３７とは、例えば、溶接等によって接合されている。上記のように対をなす摺動板７は、シリンダ１２内のピストン１５の往復動に連動して往復動するクロスヘッド８を、ピストン１５の往復動と同じ方向（図３では高さ方向Ｄ１）へ摺動自在に案内する。

仕切り板３５は、クロスヘッド８が往復動する空間（例えば図２に示す空間Ｓ２）を仕切る板状構造体である。図３に示すように、仕切り板３５は、クロスヘッド８の往復動方向に延在し、クロスヘッド８が摺動する一対の摺動板７を連結するように設けられている。具体的には、仕切り板３５の上端部は天板３１に接続され、仕切り板３５における幅方向Ｄ２の両端部は一対の摺動板７の各摺動面に接続される。これら仕切り板３５の各部と天板３１および摺動板７とは、例えば、溶接等によって接合されている。本実施形態において、仕切り板３５は、壁ユニット３４の中央板を構成する。また、図３に示すように、仕切り板３５は、下端部に切欠部３５ａを有する。切欠部３５ａは、仕切り板３５における幅方向Ｄ２の両端部から中央部に向かって仕切り板３５側へ凹む湾曲形状をなすように形成されている。仕切り板３５は、切欠部３５ａが高さ方向Ｄ１の上側に凸となるように設けられている。

本実施形態において、仕切り板３５は、クロスヘッド８が往復動する空間を仕切るように構成されている。すなわち、仕切り板３５は、図３に示すように、天板３１からクロスヘッド８の下死点の位置に亘って、一対の摺動板７の間に介在している。具体的には、仕切り板３５は、高さ方向Ｄ１における切欠部３５ａの下端部（切欠下端部３５ｂ）の位置と底板３２の位置との間に所定の間隔が空くように設けられている。例えば、仕切り板３５において、切欠部３５ａの頂部３５ｃの位置は、下死点に位置するクロスヘッド８の高さ方向Ｄ１の中心位置と一致する。なお、図３に二点鎖線で示されるクロスヘッド８は、下死点に位置した状態にある。

隔壁３６、３７は、架構５の内部空間を仕切り板３５と協同してクロスヘッド８毎の空間（図２に示す空間Ｓ１）に区画する板状構造体である。図３に示すように、隔壁３６、３７は、各々、上辺の寸法が下辺の寸法よりも短く且つ上辺および下辺に垂直な一辺を有する台形状をなす平面板によって構成され、摺動板７に対して仕切り板３５とは反対側に延在するように設けられる。具体的には、隔壁３６、３７の各上端部は天板３１に接続され、隔壁３６、３７の各下端部は底板３２に接続される。また、隔壁３６、３７における幅方向Ｄ２の両端部のうち、台形状の上辺および下辺に垂直な一辺をなす各端部は摺動板７に接続され、当該垂直な一辺とは反対側の各端部は側板３３に各々接続される。これら隔壁３６、３７の各部と天板３１、底板３２、側板３３および摺動板７とは、例えば、溶接等によって接合されている。本実施形態において、隔壁３６、３７は、壁ユニット３４の中間板、すなわち、側板３３と摺動板７との間に介在する壁板を構成する。

また、本実施形態に係る架構５において、隔壁３６、３７には、図３に示すように、矯正孔４０ａ、４０ｂが形成されている。矯正孔４０ａ、４０ｂは、架構５の高さ方向Ｄ１の両側から摺動板７に加わる荷重によって発生する摺動板７の変形を矯正するための貫通孔の一例である。例えば図３に示すように、一方の隔壁３６には、一対の摺動板７のち、隔壁３６側（図３では左側）の摺動板７の対象部分７ａに対応して、矯正孔４０ａが形成されている。また、他方の隔壁３７には、一対の摺動板７のち、隔壁３７側（図３では右側）の摺動板７の対象部分７ｂに対応して、矯正孔４０ｂが形成されている。上記対象部分７ａ、７ｂは、各々、摺動板７において変形の矯正対象となる部位であり、具体的には、仕切り板３５が接続されておらず、架構５の高さ方向Ｄ１の両側から摺動板７に加わる荷重によって比較的変形し易い摺動板部分である。

詳細には、図３に示すように、矯正孔４０ａは、弧形状部４１ａ、４２ａと直線形状部４３ａ、４４ａとを含むオーバル形状（長孔形状ともいう）の貫通孔である。この矯正孔４０ａにおいて、一方の弧形状部４１ａは、摺動板７の対象部分７ａに向かって凸の弧形状部の一例である。この弧形状部４１ａは、曲率半径ｒの弧形状（例えば円弧形状）に形成される。他方の弧形状部４２ａは、摺動板７の対象部分７ａと対向する弧形状部４１ａとは反対側に凸となるように形成され、上記弧形状部４１ａと同じ形状および曲率半径（＝ｒ）を有する。直線形状部４３ａ、４４ａは、これらの弧形状部４１ａ、４２ａ同士を繋げる直線形状の部分である。一方の直線形状部４３ａは、高さ方向Ｄ１の下側（底板３２側）の部分であり、他方の直線形状部４４ａは、高さ方向Ｄ１の上側（天板３１側）の部分である。

また、矯正孔４０ａは、図３に示すように、重心Ｇ１を有する。本発明において、矯正孔４０ａの重心Ｇ１は、矯正孔４０ａと同形状（本実施形態ではオーバル形状）に形成された板状構造体の重心に対応する矯正孔４０ａ内の位置として定義される。すなわち、矯正孔４０ａの重心Ｇ１は、この矯正孔４０ａに嵌め込まれた上記板状構造体の重心と同じ位置である。このような矯正孔４０ａの重心Ｇ１は、図３に示すように、仕切り板３５の下端部よりも高さ方向Ｄ１の下側に位置する。この仕切り板３５の下端部としては、例えば、仕切り板３５の切欠部３５ａの下端部である切欠下端部３５ｂが挙げられる。

また、矯正孔４０ａは、摺動板７の対象部分７ａの変形をより効率よく矯正（抑制）するという観点から、この対象部分７ａの近傍に形成されることが好ましい。例えば、図３に示すように、矯正孔４０ａの摺動板７側の端部は、この矯正孔４０ａが形成されている隔壁３６の幅方向Ｄ２の中心位置Ｐ１よりも摺動板７に近いことが好ましい。本実施形態において、隔壁３６の幅方向Ｄ２は、この隔壁３６の高さ方向Ｄ１および厚さ方向に対して垂直な方向である。隔壁３６の厚さ方向は、上述した軸方向Ｄ３と同じ方向である。上記中心位置Ｐ１は、隔壁３６のうち矯正孔４０ａが形成されている孔形成部３６ａにおける幅方向Ｄ２の中心位置である。また、矯正孔４０ａの摺動板７側の端部は、弧形状部４１ａの頂点である。

また、矯正孔４０ａは、摺動板７の対象部分７ａの変形を矯正する際に当該対象部分７ａと隔壁３６との接続部位に生じる応力集中を緩和するという観点から、この対象部分７ａから所定の距離以上離間していることが好ましい。例えば、図３に示すように、矯正孔４０ａの摺動板７側の端部は、この摺動板７から弧形状部４１ａの曲率半径ｒ以上離間していることが好ましい。すなわち、矯正孔４０ａの弧形状部４１ａの頂点と摺動板７の対象部分７ａとの距離Ｌ１は、この弧形状部４１ａの曲率半径ｒ以上であることが好ましい。

また、矯正孔４０ａは、摺動板７の対象部分７ａの変形を矯正する際に底板３２と隔壁３６との接続部位に生じる応力集中を緩和するという観点から、底板３２から所定の距離以上離間していることが好ましい。例えば、図３に示すように、矯正孔４０ａの底板３２側の端部は、この底板３２から弧形状部４１ａの曲率半径ｒ以上離間していることが好ましい。すなわち、矯正孔４０ａの底板３２側の端部である直線形状部４３ａと底板３２との距離Ｌ２は、この弧形状部４１ａの曲率半径ｒ以上であることが好ましい。

一方、図３に示すように、矯正孔４０ｂは、弧形状部４１ｂ、４２ｂと直線形状部４３ｂ、４４ｂとを含むオーバル形状の貫通孔である。この矯正孔４０ｂにおいて、一方の弧形状部４１ｂは、摺動板７の対象部分７ｂに向かって凸の弧形状部の一例である。この弧形状部４１ｂは、曲率半径ｒの弧形状（例えば円弧形状）に形成される。他方の弧形状部４２ｂは、摺動板７の対象部分７ｂと対向する弧形状部４１ｂとは反対側に凸となるように形成され、上記弧形状部４１ｂと同じ形状および曲率半径（＝ｒ）を有する。直線形状部４３ｂ、４４ｂは、これらの弧形状部４１ｂ、４２ｂ同士を繋げる直線形状の部分である。一方の直線形状部４３ｂは、高さ方向Ｄ１の下側（底板３２側）の部分であり、他方の直線形状部４４ｂは、高さ方向Ｄ１の上側（天板３１側）の部分である。

また、矯正孔４０ｂは、図３に示すように、重心Ｇ２を有する。この矯正孔４０ｂの重心Ｇ２は、上述した矯正孔４０ａの重心Ｇ１と同様に定義される。矯正孔４０ｂの重心Ｇ２は、図３に示すように、仕切り板３５の下端部（詳細には切欠下端部３５ｂ）よりも高さ方向Ｄ１の下側に位置する。

また、矯正孔４０ｂは、摺動板７の対象部分７ｂの変形をより効率よく矯正（抑制）するという観点から、この対象部分７ｂの近傍に形成されることが好ましい。例えば、図３に示すように、矯正孔４０ｂの摺動板７側の端部は、この矯正孔４０ｂが形成されている隔壁３７の幅方向Ｄ２の中心位置Ｐ２よりも摺動板７に近いことが好ましい。本実施形態において、隔壁３７の幅方向Ｄ２は、この隔壁３７の高さ方向Ｄ１および厚さ方向に対して垂直な方向である。隔壁３７の厚さ方向は、上述した軸方向Ｄ３と同じ方向である。上記中心位置Ｐ２は、隔壁３７のうち矯正孔４０ｂが形成されている孔形成部３７ａにおける幅方向Ｄ２の中心位置である。また、矯正孔４０ｂの摺動板７側の端部は、弧形状部４１ｂの頂点である。

また、矯正孔４０ｂは、摺動板７の対象部分７ｂの変形を矯正する際に当該対象部分７ｂと隔壁３７との接続部位に生じる応力集中を緩和するという観点から、この対象部分７ｂから所定の距離以上離間していることが好ましい。例えば、図３に示すように、矯正孔４０ｂの摺動板７側の端部は、この摺動板７から弧形状部４１ｂの曲率半径ｒ以上離間していることが好ましい。すなわち、矯正孔４０ｂの弧形状部４１ｂの頂点と摺動板７の対象部分７ｂとの距離Ｌ３は、この弧形状部４１ｂの曲率半径ｒ以上であることが好ましい。

また、矯正孔４０ｂは、摺動板７の対象部分７ｂの変形を矯正する際に底板３２と隔壁３７との接続部位に生じる応力集中を緩和するという観点から、底板３２から所定の距離以上離間していることが好ましい。例えば、図３に示すように、矯正孔４０ｂの底板３２側の端部は、この底板３２から弧形状部４１ｂの曲率半径ｒ以上離間していることが好ましい。すなわち、矯正孔４０ｂの底板３２側の端部である直線形状部４３ｂと底板３２との距離Ｌ４は、この弧形状部４１ｂの曲率半径ｒ以上であることが好ましい。

一方、上述した矯正孔４０ａ、４０ｂは、加工し易さという観点から、図３に例示するようなオーバル形状または円形状の貫通孔であることが好ましい。矯正孔４０ａ、４０ｂの形状がオーバル形状または円形状であれば、例えば、ドリルを用いた穿孔加工等によって隔壁３６、３７に矯正孔４０ａ、４０ｂを容易に形成することができる。また、これらの矯正孔４０ａ、４０ｂは、仕切り板３５の幅方向Ｄ２の中心軸について線対称となるように形成されることが好ましい。

（摺動板の変形）
つぎに、上述した摺動板７の変形について説明する。図４は、本発明の実施形態に係る架構において対象とする摺動板の変形を例示する模式図である。本実施形態に係る架構５は、上述したように、タイボルト２５等の締結部材により、下部の台板１および上部のシリンダジャケット１１と一体に締結されて固定されている（図１参照）。この結果、架構５は、高さ方向Ｄ１の下側から台板１との締結による荷重を受けるとともに、高さ方向Ｄ１の上側からシリンダジャケット１１との締結による荷重を受ける。架構５における一対の摺動板７は、上記のように高さ方向Ｄ１の上下両側から架構５が受ける荷重により、互いに離間する方向に変形する恐れがある。

例えば、図４に示すように、架構５には、高さ方向Ｄ１の下側から、架構５と台板１（図１参照）との締結による荷重Ｆ１が加わる。これと同時に、架構５には、高さ方向Ｄ１の上側から、架構５とシリンダジャケット１１（図１参照）との締結による荷重Ｆ２が加わる。これらの荷重Ｆ１、Ｆ２は、一対の摺動板７に対し、高さ方向Ｄ１の上下両側から押圧するように、当該一対の摺動板７に加わる。これにより、一対の摺動板７のうち、仕切り板３５が接続されていないことから比較的剛性が弱い対象部分７ａ、７ｂが、図４に示すように、互いに離間する方向に変形（具体的には八の字状に湾曲変形）する。

仮に、図４に示すように、架構５の隔壁３６、３７に上述した矯正孔４０ａ、４０ｂ（図３参照）が形成されていない場合、隔壁３６、３７には、上記のように変形した状態の摺動板７の対象部分７ａ、７ｂを元の直線状の形状（高さ方向Ｄ１に延在する形状）に矯正しようとする力が発生しない。この場合、一対の摺動板７の対象部分７ａ、７ｂは、図４の実線によって示されるように、八の字状に湾曲変形した状態のままになってしまう。

（摺動板の変形矯正）
つぎに、上述した隔壁３６、３７に形成されている矯正孔４０ａ、４０ｂによる摺動板７の変形矯正について説明する。図５は、本発明の実施形態に係る架構において対象とする摺動板の変形矯正を例示する模式図である。仮に架構５の隔壁３６、３７に矯正孔４０ａ、４０ｂが形成されていない場合、図４を参照しつつ説明したように、高さ方向Ｄ１の上下両側から架構５が受ける荷重Ｆ１、Ｆ２により、一対の摺動板７における対象部分７ａ、７ｂが、互いに離間する方向に変形した状態のままとなってしまう。これに対し、本実施形態における矯正孔４０ａ、４０ｂが隔壁３６、３７に形成されている架構５では、一対の摺動板７における対象部分７ａ、７ｂを変形前の元の状態に戻すべく、当該対象部分７ａ、７ｂを矯正することができる。

詳細には、図５に示すように、架構５には、下部の台板１（図１参照）との締結による荷重Ｆ１と、上部のシリンダジャケット１１（図１参照）との締結による荷重Ｆ２とが、高さ方向Ｄ１の上下両側から加わる。これらの荷重Ｆ１、Ｆ２により、架構５における一対の摺動板７は、高さ方向Ｄ１の上下両側から押圧される。この結果、一対の摺動板７の対象部分７ａ、７ｂは、図５中の破線によって例示されるように、互いに離間する方向に変形しようとする。

上記一対の摺動板７における対象部分７ａ、７ｂの変形挙動と同時に、隔壁３６、３７は、上述した荷重Ｆ１、Ｆ２により、高さ方向Ｄ１の上下両側から押圧される。このように押圧された状態の隔壁３６、３７は、図５に示すように、矯正孔４０ａ、４０ｂを高さ方向Ｄ１に押し潰すように変形する。この際、一方の矯正孔４０ａは、下側の直線形状部４３ａと上側の直線形状部４４ａとを近づけるとともに、弧形状部４１ａ、４２ａを幅方向Ｄ２に広げて曲率半径ｒ（図３参照）が小さくなるように変形する。特に、矯正孔４０ａのうち摺動板７の対象部分７ａと対向する弧形状部４１ａは、この対象部分７ａに近づくように変形する。このような矯正孔４０ａの変形に伴い、隔壁３６には、矯正孔４０ａの弧形状部４１ａと摺動板７の対象部分７ａとの間の隔壁部分を当該対象部分７ａに押し付ける力が発生する。隔壁３６は、この発生した力（以下、矯正力と適宜いう）により、摺動板７の対象部分７ａを変形前の元の状態とするように当該対象部分７ａの変形を矯正する。

上記一方の矯正孔４０ａの変形に並行して、他方の矯正孔４０ｂは、下側の直線形状部４３ｂと上側の直線形状部４４ｂとを近づけるとともに、弧形状部４１ｂ、４２ｂを幅方向Ｄ２に広げて曲率半径ｒ（図３参照）が小さくなるように変形する。特に、矯正孔４０ｂのうち摺動板７の対象部分７ｂと対向する弧形状部４１ｂは、この対象部分７ｂに近づくように変形する。このような矯正孔４０ｂの変形に伴い、隔壁３７には、矯正孔４０ｂの弧形状部４１ｂと摺動板７の対象部分７ｂとの間の隔壁部分を当該対象部分７ｂに押し付ける力（矯正力）が発生する。隔壁３７は、この発生した矯正力により、摺動板７の対象部分７ｂを変形前の元の状態とするように当該対象部分７ｂの変形を矯正する。

以上、説明したように、本発明の実施形態に係る架構５では、天板３１と底板３２との間の空間内で往復動するクロスヘッド８をピストン軸方向へ摺動自在に案内する一対の摺動板７に対して、一対の摺動板７同士の間の仕切り板３５とは反対側に延在するように隔壁３６、３７が設けられ、これらの隔壁３６、３７には矯正孔４０ａ、４０ｂが各々形成され、矯正孔４０ａ、４０ｂの各々は、摺動板７に向かって凸の弧形状部を含み、仕切り板３５の下端部よりも高さ方向Ｄ１の下側の位置に重心を有するように構成している。

上記の構成により、隔壁３６、３７には、架構５が高さ方向Ｄ１の上下両側から押圧された際に、矯正孔４０ａ、４０ｂを高さ方向Ｄ１に押し潰すように変形して、一対の摺動板７の対象部分７ａ、７ｂを互いに近づける方向に押す力（矯正力）を発生させることができる。このため、タイボルト２５等の締結部材によって下部の台板１および上部のシリンダジャケット１１と架構５とが一体に締結固定された際、高さ方向Ｄ１の上下両側（天板３１側および底板３２側）から架構５が受ける荷重Ｆ１、Ｆ２に起因して、一対の摺動板７に生じる、対象部分７ａ、７ｂが互いに離間する方向の変形（八の字状の湾曲変形）を、上記隔壁３６、３７に発生させた矯正力によって矯正することができる。例えば、矯正孔が形成されていない従来の架構に発生する摺動板の変形量を１００とした場合、当該変形量を上記矯正力によって３０以下に低減することができる。この結果、一対の摺動板７の上記変形を抑制するできることから、一対の摺動板７の各摺動面とクロスヘッド８との隙間が過度に広がる事態を防止して、一対の摺動板７に対するクロスヘッド８の相対的な位置ずれを抑制することができ、これにより、シリンダ１２内部におけるピストン１５の位置調整に掛かる手間を低減し且つ作業時間を短縮することができる。

また、一対の摺動板７に対するクロスヘッド８の相対的な位置ずれを抑制することにより、一対の摺動板７の各摺動面に対するクロスヘッド８の傾いた状態または片寄った状態での摺動を防止することができ、延いては、クロスヘッド８と連動するピストン１５のシリンダ１２に対する傾いた状態または片寄った状態での摺動を防止することができる。この結果、舶用ディーゼルエンジン１０の運転中等において、一対の摺動板７およびクロスヘッド８の損傷を防止するとともに、シリンダ１２およびピストンの損傷を防止することができる。

また、本発明の実施形態に係る架構５では、矯正孔４０ａ、４０ｂの摺動板７側の各端部を、矯正孔４０ａ、４０ｂの弧形状部４１ａ、４１ｂの曲率半径ｒ以上、摺動板７から離間させている。このため、上述した摺動板７の変形矯正の際に摺動板７と隔壁３６、３７との間に生じる応力の集中を緩和することができる。これにより、摺動板７と隔壁３６、３７との各接続部位の応力集中による損傷を防止することができる。

また、本発明の実施形態に係る架構５では、矯正孔４０ａ、４０ｂの底板３２側の各端部を、矯正孔４０ａ、４０ｂの弧形状部４１ａ、４１ｂの曲率半径ｒ以上、底板３２から離間させている。このため、上述した摺動板７の変形矯正の際に底板３２と隔壁３６、３７との間に生じる応力の集中を緩和することができる。これにより、底板３２と隔壁３６、３７との各接続部位の応力集中による損傷を防止することができる。

また、本発明の実施形態に係る架構５では、矯正孔４０ａの摺動板７側の端部を、隔壁３６における幅方向Ｄ２の中心位置Ｐ１よりも摺動板７に近くなるように構成し、矯正孔４０ｂの摺動板７側の端部を、隔壁３７における幅方向Ｄ２の中心位置Ｐ２よりも摺動板７に近くなるように構成している。このため、一対の摺動板７の各対象部分７ａ、７ｂの変形を、矯正孔４０ａ、４０ｂの変形に伴って隔壁３６、３７に発生する矯正力によって効率よく矯正することができる。

なお、上述した実施形態では、オーバル形状の矯正孔４０ａ、４０ｂが隔壁３６、３７に形成された場合を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、矯正孔４０ａ、４０ｂの各形状は、摺動板７の対象部分７ａ、７ｂに向かって凸の弧形状部を含むものであれば、オーバル形状に限らず、円形状、楕円形状、半円弧形状、弧形状と矩形状とを組み合わせた形状等、様々な形状であってもよい。また、矯正孔４０ａ、４０ｂの各形状は互いに同じでなくてもよいし、矯正孔４０ａ、４０ｂの各面積は互いに同じでなくてもよいし、矯正孔４０ａ、４０ｂは仕切り板３５について線対称でなくてもよい。また、矯正孔４０ａ、４０ｂの摺動板７側の各弧形状部４１ａ、４１ｂは、互いに同じ曲率半径を有するものであってもよいし、互いに異なる曲率半径を有するものであってもよい。

また、上述した実施形態では、隔壁３６、３７に矯正孔４０ａ、４０ｂを各々１つずつ形成していたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明において、隔壁３６、３７の各々に形成する矯正孔４０ａ、４０ｂの数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。

また、上述した実施形態では、架構５に含まれる複数の壁ユニット３４のうち、軸方向Ｄ３の両端部に位置する壁ユニット３４の隔壁３６、３７には上述の矯正孔４０ａ，４０ｂが形成されていないが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、軸方向Ｄ３の両端部に位置する壁ユニット３４の隔壁３６、３７にも、上述の矯正孔４０ａ，４０ｂが形成されていてもよい。

また、上述した実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ 台板
２ クランクシャフト
３ 軸受
４ クランク
５ 架構
６ 連接棒
７ 摺動板
７ａ、７ｂ 対象部分
８ クロスヘッド
９ クロスヘッドピン
１０ 舶用ディーゼルエンジン
１１ シリンダジャケット
１２ シリンダ
１３ シリンダライナ
１４ シリンダカバー
１５ ピストン
１６ ピストン棒
１７ 燃焼室
１８ 排気弁
１９ 動弁装置
２０ 排気マニホールド
２１ 排気管
２２ 過給機
２３ 冷却器
２４ 掃気トランク
２５ タイボルト
２６ ナット
３１ 天板
３１ａ 挿通孔
３２ 底板
３３ 側板
３４ 壁ユニット
３５ 仕切り板
３５ａ 切欠部
３５ｂ 切欠下端部
３５ｃ 頂部
３６、３７ 隔壁
３６ａ、３７ａ 孔形成部
４０ａ、４０ｂ 矯正孔
４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ 弧形状部
４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂ 直線形状部
Ｄ１ 高さ方向
Ｄ２ 幅方向
Ｄ３ 軸方向
Ｇ１、Ｇ２ 重心
Ｐ１、Ｐ２ 中心位置
Ｓ１、Ｓ２ 空間

Claims (4)

1. 舶用ディーゼルエンジンの高さ方向の下側に位置する台板と上側に位置するシリンダとの間に設けられる架構において、
   前記シリンダを支持するシリンダジャケットに接続される天板と前記台板に接続される底板との間に延在し、前記シリンダ内のピストンの往復動に連動して往復動するクロスヘッドを前記ピストンの往復動と同じ方向へ摺動自在に案内する摺動板と、
   前記クロスヘッドが摺動する一対の前記摺動板を連結するように設けられ、前記クロスヘッドが往復動する空間を仕切る仕切り板と、
   前記摺動板に対して前記仕切り板とは反対側に延在するように設けられる隔壁と、
   を備え、
   前記隔壁には、前記摺動板に向かって凸の弧形状部を含み、前記仕切り板の下端部よりも前記高さ方向の下側の位置に重心を有する貫通孔が形成されている、
   ことを特徴とする架構。
2. 前記貫通孔の前記摺動板側の端部は、前記摺動板から前記弧形状部の曲率半径以上離間している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の架構。
3. 前記貫通孔の前記底板側の端部は、前記底板から前記弧形状部の曲率半径以上離間している、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の架構。
4. 前記貫通孔の前記摺動板側の端部は、前記隔壁の高さ方向および厚さ方向に対して垂直な幅方向の中心位置よりも前記摺動板に近い、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の架構。

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