JP4979860B2 - クロスヘッドの滑動シュー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前段で規定されるクロスヘッド滑動シュー、および、この種の滑動シューを有するディーゼルエンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
往復動ピストン機械、特に、シリンダー空間がエンジン区画から離れており、２ストローク方式で作動する大型ディーゼルエンジンでは、ピストンロッドがその長手方向軸線に沿って直線的に案内される。ピストンロッドからエンジンの推力棒への力の伝達は、案内部材によって直線滑動路に沿って案内されるクロスヘッドを介して行なわれる。クロスヘッドの滑動シューと支持構造との間で作用する案内力の伝達では、大きい面圧力が生じる。適切な材料を組合わせるとともに潤滑を行なうことによって、滑動運動の摩擦力を最小限に維持し、材料の摩損を大きく防ぐことができる。既知のディーゼルエンジンでは、クロスヘッドの滑動シューは、鋳鉄の担持体と、ホワイトメタルの被覆によって形成される支承層または滑動表面層から成り、その滑動表面材料は担持体上に溶融状態で被着されて被覆となる。支承層と担持体材料との間の結合は、種々のパラメータに依存し、該パラメータは、被覆を行う間、制御状態に置かなければならない。このことは、どちらかと言うと問題があり、補修で形成される滑動面には、時として欠陥がある。さらに、鋳造法で被着される被覆材料に対する制約は不利である。その使用材料を、比較的大きな面積で滑動面に形成しなければならないからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、多様な滑動表面材料の選択を行なうことのできるクロスヘッドの滑動シューを創出することである。この場合、滑動表面材料と担持体の間の結合は滑動力から生じる剪断力に耐えなければならない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項１で規定される滑動シューにより達成される。
【０００５】
クロスヘッドの滑動シューは、ピストンロッド（特に、滑動シューに支持されたクロスヘッドが滑動路に沿って動く、２ストローク・ディーゼルエンジンにおけるピストンロッド）を案内する役をする。滑動シューの支承材料が支承板として形成される。後者は、担持体である滑動シューの一部に予め作られた部品として固定される。この予め作られた部品と担持体との結合は、少なくとも部分的に嵌合固定（ｆｏｒｍ ｌｏｃｋ）を利用して行なわれる。
【０００６】
従属請求項である請求項２〜請求項８は、本発明によるクロスヘッドの滑動シューの有利な実施形態に関するものである。請求項９は、この種の滑動シューを有するディーゼルエンジンに関するものである。以下、図面を見ながら本発明の説明を行なう。
【０００７】
【発明の実施の形態】
ディーゼルエンジン１が、部分断面図として模式的に図１に示されている。ディーゼルエンジン１は単流掃気式２ストロークエンジンである。本エンジンは、エンジン区画２００から離れたシリンダー空間１００内に複数のシリンダー１０を有する。力は、シリンダ１０内を上下動するピストン１１から、ピストンロッド１２、クロスヘッド２のクロスヘッド・スピゴット（ｓｐｉｇｏｔ：差し込み口）２０、推力棒（スラストロッド）２１、クランクを経て、最後にエンジンのクランク軸２０１に伝達される。
クロスヘッド２は、直線滑動路の案内部材である滑動シュー３と軌条４とによって案内される。滑動シュー３を潤滑し、ピストン１１を冷却するためのオイル１３’が、オイル入口点１３および連結供給管１３０を経て、クロスヘッドに供給される。
【０００８】
図２に、クロスヘッド２の詳細が示されている。クロスヘッドの４つの滑動シュー３が、クロスヘッド２（したがって、ピストンロッド１２）を軌条４の滑動路４５に沿って直線的に、または、軌条４の方向に平行な経路に沿って直線的に案内する。本発明によれば、滑動シュー３を支承する材料は支承板５として形成される。支承板５は、担持体３０である滑動シュー３の一部に、予め作られた単一体として取付けられている。支承板５と担持体３０とは互いに接触する領域において、互いに補足し合う形状を有し、これによって、担持体３０と支承板５とが嵌合固定関係をもって結合されている。具体的に説明すると、担持体の横方向に開いた室（凹所）内に支承板５を配置したて嵌合固定が行われる。前記室は、滑動路４５の方向に位置する２箇所の端部間に存在する細長い基礎面を有する。リブ状（突条形態）の室壁３０ａが２箇所の端部それぞれに存在するが、上側の室壁３０ａのみが図示されている。長方形の平行六面体形状を有し、室壁３０ａを越えて僅かに突出する支承板５が前記室内に配置される。嵌合固定は、相補的なその他の輪郭、または部分的に相補関係となる輪郭によっても構成可能である。
【０００９】
支承板５は、担持体材料の融点よりも高い融点を有する材料から成る鋳造品として製造される。鋳造品は、機械加工（例えば、研磨および／または被覆）によって、滑動面の摩擦特性を好適に修正できる。
【００１０】
支承板５は、滑動面５４を潤滑する潤滑オイル１３’用の分配溝５２と入口通路５２ａを有する。図３に示すように、担持体３０と支承板５との間に、少なくとも部分的に密封結合を行う堅固な媒体５３０が接触面３５と５３上に施され、それによって嵌合固定が行われる。この媒体は接着剤または鑞合金であってよい。この種の媒体は、微少な動きを防ぐとともに、潤滑オイル１３’の浸透に対する封止効果を発揮する。
【００１１】
担持体３０と支承板５との間の結合は追加的に、担持体３０と支承板５とに定着される固定部材によって行なわれる。この固定部材の具体例は、支承板５を担持体３０上に留めるネジ５１である。この種の固定部材５１は、担持体３０が支承板５から浮き上がらないようにする。
【００１２】
好適には、支承板５は単体品として形成されている（すなわち、均質な単一材料で形成されている）。しかしながら、例えば層状複合材のような複数の異種成分材料で支承板５を形成してもよい。また、隣接配置した複数部片で支承板５を形成してもよく、その場合、これらの部片は同質材でも、異質材でもよい。
【００１３】
支承用滑動表面５４における支承板５の材料は、例えば鉛青銅である。滑動路４５と滑動表面５４の間で、低摩擦力と低磨耗をもって案内力が伝達されるならば、その他の材料を使用してもよい。
【００１４】
支承材料には多くの選択肢がある。すなわち、非鉄金属、アルミニウム、ホワイトメタル、鋳鉄、および、これらの金属の組み合わせ（例えば、アルミニウムで裏打ちされた鋳鉄）、さらには、セラミック材料、および／またはプラスチックス等を挙げることができる。
【００１５】
滑動シューの公知のホワイトメタル被覆と比較して、本発明による滑動シューの支承板５は抵抗性を大きくすることができる。被覆を行なってもよく、支承板３０の基板に対する被覆の結合は、ホワイトメタルよりも問題が少ない。抵抗性の向上により、支承板５のより高い面圧力が許容され、本発明による滑動シューのサイズを小さくすることができる。滑動シューが小さくなれば、エンジン区画２００もまた小さくできる。
【００１６】
クロスヘッドで案内されるピストンロッド１２と、本発明によるクロスヘッド滑動シュー３とを備えたディーゼルエンジンは、可動用（特に、船舶推進用）としても、定置用（特に、発電装置用）としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディーゼルエンジンの部分模式図。
【図２】４つの滑動シューを有するクロスヘッドの斜視図。
【図３】本発明による滑動シューの部分的縦断面図。
【符号の説明】
１ ディーゼルエンジン
２ クロスヘッド
３ 滑動シュー
４ 軌条
５ 支承板
１０ シリンダー
１１ ピストン
１２ ピストンロッド
１３’ 潤滑オイル

Claims (8)

1. ピストンロッド、とりわけ、滑動シューで支持されるクロスヘッド（２）が滑動路（４５）に沿って動く２ストロークディーゼルエンジン１におけるピストンロッドを案内するクロスヘッドの前記滑動シュー（３）において、
   前記滑動シュー（３）の支承用材料が支承板（５）として形成され、該支承板が予め成形された部材として、担持体である前記滑動シューの一部（３０）に固定されており、前記支承板（５）と前記担持体（３０）の間の結合が、少なくとも部分的に嵌合固定関係で行われ、
   前記担持体（３０）と前記支承板（５）の間の結合が、更に、前記担持体と前記支承板との内に定着された複数の固定要素（５１）によって行われ、これら固定要素が、特に前記支承板を前記担持体に締着するネジであり、前記固定要素（５１）は、前記支承板（５）の滑動方向において、潤滑オイル分配溝（５２）を介して相対して配置されることを特徴とするクロスヘッドの滑動シュー。
2. 前記担持体（３０）の横向きの開放室と、該開放室内に設置した前記支承板（５）とで前記嵌合固定がなされていることを特徴とする請求項１に記載されたクロスヘッドの滑動シュー。
3. 前記担持体（３０）の前記開放室が、前記滑動路（４５）の方向にある２箇所の端部間に存在する細長い基礎面を有し、リブ状の室壁３０ａが前記２箇所の端部の各々に存在していることを特徴とする請求項２に記載されたクロスヘッドの滑動シュー。
4. 堅固な媒体（５３０）が前記担持体（３０）と前記支承板（５）の間の接触面（３５、５３）に施されており、前記媒体を介して前記嵌合固定が行われ、特に媒体が接着剤または鑞材から成っていて密封結合を作りだしていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたクロスヘッドの滑動シュー。
5. 滑動表面（５４）を潤滑するために、前記支承板（５）が、潤滑オイル（１３’）用分配溝（５２）と入口通路（５２ａ）とを有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載されたクロスヘッドの滑動シュー。
6. 前記支承板５が、単一の同質材、複数の異質材、および／または、隣接配置された複数の部片から成っていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載されたクロスヘッドの滑動シュー。
7. 前記支承板（５）が、支承用として設けた前記滑動表面（５４）における前記支承板（５）の材料が、低摩擦力、低磨耗条件下で、前記滑動路（４５）から前記クロスヘッド（２）に案内力を伝達することのできる鉛青銅またはその他の好適材料であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載されたクロスヘッドの滑動シュー。
8. 可動用または定置用のディーゼルエンジン１であり、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載されたクロスヘッドで案内されるピストンロッド（１２）と、クロスヘッド滑動シュー（３）とを有する、特に船舶推進用または発電用のディーゼルエンジン。

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