JP7168404B2 - Crosshead and crosshead internal combustion engines - Google Patents
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Description
ここに開示する技術は、クロスヘッドおよびクロスヘッド式内燃機関に関する。 The technology disclosed herein relates to crossheads and crosshead internal combustion engines.
舶用内燃機関など、ボアストローク比が大きい内燃機関においては、下方からピストンを支持するピストン棒と、クランクシャフトに連接される連接棒とを連結するために、クロスヘッドと呼ばれる部品を用いることが広く知られている。 In internal combustion engines with a large bore-to-stroke ratio, such as marine internal combustion engines, a part called a crosshead is widely used to connect the piston rod that supports the piston from below and the connecting rod that is connected to the crankshaft. Are known.
例えば、特許文献1に開示されているクロスヘッドは、ピストン棒(ピストンロッド)の下端部に取り付けられ、その下端部に対して連接棒(コネクティングロッド)を回動させるクロスヘッドピン(クロスヘッドジャーナル)と、このクロスヘッドピンの内部に設けられ、ピストン棒および連接棒へ潤滑油を分配する通路(孔)と、を備えた構成とされている。 For example, the crosshead disclosed in Patent Document 1 is a crosshead pin (crosshead journal) that is attached to the lower end of a piston rod and rotates a connecting rod with respect to the lower end. and passages (holes) provided inside the crosshead pin for distributing lubricating oil to the piston rod and the connecting rod.
前記特許文献1に係る通路は、同文献の第2の実施形態において、ピストン棒に設けた油路に連通する通路(上向きの径方向の孔)と、連接棒に設けた油路に連通する通路(斜め下向きの2つの孔)と、に分岐している。そうして分岐した2種類の通路は、ピストン棒および連接棒を通過する断面視においては、互いに連通している。すなわち、この断面で見たときには、ピストン棒に設けた油路と連接棒に設けた油路とが、クロスヘッドピンの内部に設けた通路を介して上下に繋がることになる。 In the second embodiment of Patent Document 1, the passage according to Patent Document 1 communicates with the passage (upward radial hole) communicating with the oil passage provided in the piston rod and the oil passage provided in the connecting rod. It branches into a passage (two obliquely downward holes). The two types of passages thus branched communicate with each other in a cross-sectional view passing through the piston rod and the connecting rod. That is, when viewed in cross section, the oil passage provided in the piston rod and the oil passage provided in the connecting rod are vertically connected through the passage provided inside the crosshead pin.
しかしながら、前記特許文献1に記載されているように、ピストン棒側の油路と、連接棒側の油路とが上下に繋がってしまうと、潤滑油をバランスよく分配する上で支障を来たし得ることに、本願発明者らは気付いた。 However, as described in Patent Document 1, if the oil passage on the piston rod side and the oil passage on the connecting rod side are vertically connected, it may hinder the well-balanced distribution of the lubricating oil. In particular, the inventors of the present application have noticed.
すなわち、クロスヘッドピンから連接棒側の油路へ向かって流れる潤滑油は、ピストンが上下動する際の慣性力に起因して、上方へと引っ張られることになる。前記特許文献1に開示されているように構成した場合、そうして引っ張られた潤滑油が、ピストン棒側の油路に流入する可能性がある。この場合、連接棒側の油路を流れる潤滑油に対してピストン棒側の油路を流れる潤滑油が多量になり、連接棒側を流れる潤滑油が負圧になり得ることを本願発明者らは見出した。 That is, the lubricating oil flowing from the crosshead pin to the oil passage on the connecting rod side is pulled upward due to the inertial force when the piston moves up and down. In the configuration disclosed in Patent Document 1, the lubricating oil thus drawn may flow into the oil passage on the piston rod side. In this case, the amount of lubricating oil flowing through the oil passage on the piston rod side is greater than the amount of lubricating oil flowing through the oil passage on the connecting rod side, and the inventors of the present application have found that the pressure of the lubricating oil flowing on the connecting rod side may become negative. found out.
また一般に、連接棒の上端部には、クロスヘッドピンを支持する軸受および軸受シェルが設けられることになるものの、連接棒側を流れる潤滑油が少量になると、これらの部品が十分に潤滑されない虞があるため不都合である。 In general, the upper end of the connecting rod is provided with a bearing for supporting the crosshead pin and a bearing shell. It is inconvenient because
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、クロスヘッドピンを通じて供給される潤滑油を、ピストン棒側の油路と、連接棒側の油路とにバランスよく分配することにある。 The technology disclosed herein has been made in view of this point, and its purpose is to distribute the lubricating oil supplied through the crosshead pin through the oil passage on the piston rod side and the oil passage on the connecting rod side. to be distributed in a well-balanced manner.
ここに開示する技術は、ピストン棒および連接棒を連結するクロスヘッドに係る。このクロスヘッドは、前記ピストン棒の下端部に取り付けられ、該下端部に対して前記連接棒を回動させるクロスヘッドピンと、前記クロスヘッドピンに設けられ、該クロスヘッドピンから前記ピストン棒および前記連接棒へ潤滑油を分配する潤滑通路と、を備える。 The technology disclosed herein relates to a crosshead connecting a piston rod and a connecting rod. The crosshead includes a crosshead pin that is attached to the lower end of the piston rod and rotates the connecting rod with respect to the lower end, and the crosshead pin is provided with the piston rod and the connecting rod from the crosshead pin. lubricating passages for distributing lubricating oil to the
前記潤滑通路は、前記クロスヘッドピンの外面から内部へと延びる導入路と、前記導入路から分岐して延び、前記ピストン棒内に設けた油路に連通する第1分岐路と、前記導入路から分岐して延び、前記連接棒内に設けた油路に連通する第2分岐路と、を有する。 The lubrication passage includes an introduction passage extending inwardly from the outer surface of the crosshead pin, a first branch passage extending from the introduction passage and communicating with an oil passage provided in the piston rod, and a first branch passage extending from the introduction passage. and a second branch path that branches and extends and communicates with the oil path provided in the connecting rod.
そして、前記第1分岐路および前記第2分岐路は、前記ピストン棒および前記連接棒を通過する断面視においては、互いに連通しないように区画される。 The first branched passage and the second branched passage are partitioned so as not to communicate with each other in a cross-sectional view passing through the piston rod and the connecting rod.
前記の構成によれば、クロスヘッドピンの潤滑通路に流入した潤滑油は、導入路を流れた後、第1分岐路と、第2分岐路と、に分配される。ここで、第1分岐路および第2分岐路は、ピストン棒および連接棒を通過する断面視においては、互いに連通しない。 According to the above configuration, the lubricating oil that has flowed into the lubricating passage of the crosshead pin is distributed to the first branched passage and the second branched passage after flowing through the introduction passage. Here, the first branched passage and the second branched passage do not communicate with each other in a cross-sectional view passing through the piston rod and the connecting rod.
そのため、少なくとも前記断面で見たときには、第1分岐路に連通するピストン棒側の油路と、第2分岐路に連通する連接棒側の油路と、が上下に繋がらないようになる。その結果、慣性力に起因して上方へと引っ張られた潤滑油が、ピストン棒側の油路に流入するのを抑制することでき、連接棒側を流れる潤滑油が負圧になるのを抑制することが可能となる。このように、クロスヘッドピンを通じて供給される潤滑油を、ピストン棒側の油路と、連接棒側の油路とにバランスよく分配することができる。 Therefore, when viewed at least in the cross section, the oil passage on the piston rod side communicating with the first branch passage and the oil passage on the connecting rod side communicating with the second branch passage are not vertically connected. As a result, the lubricating oil pulled upward due to the inertial force can be suppressed from flowing into the oil passage on the piston rod side, and the negative pressure of the lubricating oil flowing on the connecting rod side can be suppressed. It becomes possible to In this way, the lubricating oil supplied through the crosshead pin can be distributed to the piston rod side oil passage and the connecting rod side oil passage in a well-balanced manner.
また、前記第1分岐路および前記第2分岐路は、前記ピストン棒および前記連接棒を通過する断面視においては、互いに離れる方向に延びる、としてもよい。 Further, the first branched passage and the second branched passage may extend in directions away from each other in a cross-sectional view passing through the piston rod and the connecting rod.
前記の構成によれば、第1分岐路および第2分岐路を適切に区画する上で有利になる。このことは、潤滑油をバランスよく分配する上で有効である。 The configuration described above is advantageous in appropriately partitioning the first branched passage and the second branched passage. This is effective in distributing lubricating oil in a well-balanced manner.
また、前記連接棒の上端部に設けられ、前記クロスヘッドピンを支持する軸受と、前記軸受と、前記クロスヘッドピンの下半部との間に配置される軸受シェルと、を備え、前記軸受シェルには、前記連接棒内に設けた油路に連通する貫通孔が設けられている、としてもよい。 a bearing provided at the upper end of the connecting rod for supporting the crosshead pin; and a bearing shell disposed between the bearing and the lower half of the crosshead pin. may be provided with a through-hole communicating with an oil passage provided in the connecting rod.
前記の構成によれば、連接棒の上端部には、クロスヘッドピンを支持する軸受が設けられることになる。この軸受とクロスヘッドピンとの間には軸受シェルが設けられる。軸受シェルに設けた貫通孔を通じて、潤滑油が供給される。この貫通孔は、連接棒側に設けた油路に連通しているため、連接棒側を流れる潤滑油が少量になると、軸受および軸受シェルが十分に潤滑されない虞がある。 According to the above configuration, the upper end of the connecting rod is provided with a bearing that supports the crosshead pin. A bearing shell is provided between the bearing and the crosshead pin. Lubricating oil is supplied through a through hole provided in the bearing shell. Since this through-hole communicates with an oil passage provided on the connecting rod side, if the amount of lubricating oil flowing through the connecting rod side becomes small, there is a risk that the bearing and the bearing shell will not be sufficiently lubricated.
対して、前記の構成は、潤滑油をバランスよく分配することができるため、軸受および軸受シェルを十分に潤滑することができる。 On the other hand, the above-described configuration can distribute the lubricating oil in a well-balanced manner, so that the bearing and the bearing shell can be sufficiently lubricated.
また、前記第2分岐路は、前記ピストン棒および前記連接棒を通過する断面視においては、前記軸受シェルにおける外縁側の部位を指向するように延びる、としてもよい。 Further, the second branch path may extend toward the outer edge side portion of the bearing shell in a cross-sectional view passing through the piston rod and the connecting rod.
一般に、クロスヘッドピンの直下には、軸受シェルの内周面の中央部が位置することになる。この部位には、他の部位に比して大きな荷重がかかる。そうした部位においては、潤滑油を薄膜状にすることが有効である。潤滑油を過度に供給してしまっては、薄膜状とならず、かえって不利になる。 Generally, the central portion of the inner peripheral surface of the bearing shell is positioned directly below the crosshead pin. A larger load is applied to this portion than to other portions. It is effective to form a thin film of lubricating oil in such areas. Excessive supply of lubricating oil does not form a thin film, which is rather disadvantageous.
対して、前記の構成によれば、第2分岐路は、軸受シェルの中央部ではなく外縁側の部位を指向しているため、その中央部においては、潤滑油の過度の供給が避けられる。これにより、潤滑油を薄膜状とするのに有利となる。 On the other hand, according to the above configuration, the second branch path is directed to the outer edge side portion of the bearing shell rather than the central portion, so excessive supply of lubricating oil to the central portion can be avoided. This is advantageous for making the lubricating oil into a thin film.
また、前記第1分岐路は、前記導入路に接続され、前記クロスヘッドピンのピン軸方向に延びる第1上流路と、前記第1上流路から連続し、前記ピストン棒に向かって延びる第1下流路と、を有し、前記第2分岐路は、前記導入路に接続され、前記ピン軸方向に延びる第2上流路と、前記第2上流路から連続し、前記連接棒に向かって延びる第2下流路と、を有し、前記第1上流路および前記第2上流路は、前記導入路を介して連通するように区画され、前記第1下流路および前記第2下流路は、前記ピストン棒および前記連接棒を通過する断面視においては互いに連通しないように区画される、としてもよい。 Further, the first branch passage includes a first upstream passage connected to the introduction passage and extending in the axial direction of the crosshead pin, and a first downstream passage continuing from the first upstream passage and extending toward the piston rod. and a second branch path connected to the introduction path and extending in the axial direction of the pin; and a second upstream path continuing from the second upstream path and extending toward the connecting rod. 2 downstream flow paths, wherein the first upstream flow path and the second upstream flow path are partitioned so as to communicate via the introduction path, and the first downstream flow path and the second downstream flow path are connected to the piston A cross-sectional view through the rod and the connecting rod may be partitioned so as not to communicate with each other.
前記の構成によれば、第1分岐路および第2分岐路を適切に区画する上で有利になる。このことは、潤滑油をバランスよく分配する上で有効である。 The configuration described above is advantageous in appropriately partitioning the first branched passage and the second branched passage. This is effective in distributing lubricating oil in a well-balanced manner.
ここに開示する技術は、前記クロスヘッドを備えるクロスヘッド式内燃機関にも係る。 The technology disclosed herein also relates to a crosshead internal combustion engine including the crosshead.
以上説明したように、前記のクロスヘッドによれば、クロスヘッドピンを通じて供給される潤滑油を、ピストン棒側の油路と、連接棒側の油路とにバランスよく分配することができる。 As described above, according to the above-described crosshead, the lubricating oil supplied through the crosshead pin can be distributed to the piston rod side oil passage and the connecting rod side oil passage in a well-balanced manner.
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。図1は、クロスヘッド式内燃機関(以下、単に「エンジン1」という)の構成を例示する概略図である。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described based on the drawings. Note that the following description is an example. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of a crosshead internal combustion engine (hereinafter simply referred to as "engine 1").
エンジン1は、複数のシリンダを備えた直列多気筒式のディーゼルエンジンである。このエンジン1は、ユニフロー掃気方式を採用した2ストローク1サイクル機関として構成されており、タンカー、コンテナ船、自動車運搬船等、大型の船舶に搭載される。エンジン1の出力軸は、不図示のプロペラに連結されている。エンジン1が運転することにより、その出力がプロペラに伝達されて船舶が推進するようになっている。 The engine 1 is an in-line multi-cylinder diesel engine having a plurality of cylinders. This engine 1 is configured as a two-stroke, one-cycle engine employing a uniflow scavenging system, and is mounted on large ships such as tankers, container ships, and car carriers. An output shaft of the engine 1 is connected to a propeller (not shown). As the engine 1 operates, its output is transmitted to the propeller to propel the ship.
ここに開示するエンジン1は、そのロングストローク化を実現するべく、いわゆるクロスヘッド式内燃機関として構成されている。すなわち、図2に示すように、このエンジン1においては、下方からピストン15を支持するピストン棒21と、クランクシャフト22に連接される連接棒25と、がクロスヘッド40により連結されている。
The engine 1 disclosed herein is configured as a so-called crosshead internal combustion engine in order to achieve a long stroke. That is, as shown in FIG. 2 , in this engine 1 , a
(1)主要構成
以下、エンジン1の要部について説明する。
(1) Main Configuration The main parts of the engine 1 will be described below.
図1に示すように、エンジン1は、台板11と、台板11上に設けられる架構12と、架構12上に設けられるシリンダジャケット13と、を備えている。台板11、架構12およびシリンダジャケット13は、上下方向に延在する複数のタイボルトおよびナットにより締結されている。
As shown in FIG. 1 , the engine 1 includes a
シリンダジャケット13内には、内筒としてのシリンダライナ14が配置されている。シリンダライナ14の内部にはピストン15が配置されている。ピストン15は、シリンダライナ14の内壁に沿って上下方向に往復動する。また、シリンダライナ14の上部にはシリンダカバー16が固定されている。シリンダカバー16には排気弁17が設けられている。排気弁17は、シリンダライナ14、ピストン15およびシリンダカバー16とともに燃焼室18を区画する。排気弁17は、燃焼室18と排気管19との間を開閉するものである。
A
よって、燃焼室18に対し、燃料とガスとが供給されると、燃焼室18内で燃焼が生じる。この燃焼で発生したエネルギーによってピストン15がピストン軸方向に往復動する。このとき、排気弁17が作動して燃焼室18が開放されると、燃焼によって生じた排ガスが排気管19に押し出される一方、不図示の掃気ポートを介して燃焼室18にガスが導入される。
Therefore, when fuel and gas are supplied to the
一方、ピストン15の下端部には、ピストン棒21の上端部が連結されている。台板11は、いわゆるクランクケースを構成しており、軸受23によって回転自在に支持されたクランクシャフト22を収容している。クランクシャフト22には、連接棒25の下端部が、クランク24を介して回動自在に連結されている。
On the other hand, the lower end of the
架構12の内部には、上下方向に沿って設けられる一対のガイド板26が、所定の間隔を空けて互いに向い合うように配置されている。一対のガイド板26の間には、前述のクロスヘッド40が上下動自在に配置されている。クロスヘッド40は、ピストン棒21の下端部21aと連接棒25の上端部25aとを連結しており、その上下動は、ガイド板26によって案内される(図4も参照)。クロスヘッド40は、ピストン棒21に対しては一体的に上下動するように接続されている一方、連接棒25に対しては、連接棒25の上端部を支点として、これを回動させるように接続されている。
Inside the
よって、ピストン15が上下方向に沿って往復移動をすると、ピストン15とともにピストン棒21が上下に往復移動をする。これにより、ピストン棒21に連結されたクロスヘッド40は、ガイド板26に沿って上下方向に往復移動をする。クロスヘッド40はまた、連接棒25の回動を許容する。そして、連接棒25の下端部に接続されるクランク24がクランク運動し、クランクシャフト22を回転させる。
Therefore, when the
(2)架構およびクロスヘッドの構成
ここで、架構12とクロスヘッド40の構成について簡単に説明をする。
(2) Configuration of Frame and Crosshead Here, the configuration of the
図2は、エンジン1の架構12およびクロスヘッド40の構成を例示する正面図であり、図3および図4は、クロスヘッド40の横断面を例示する図である。
2 is a front view illustrating the configuration of the
図2に示すように、架構12は、天板31と、底板32と、側板33と、複数の隔壁34とから構成されている。天板31は、シリンダジャケット13に配置されており、架構12の頂部を成す。底板32は、台板11に接続されていて架構12の底部を成す。側板33は、架構12における左右の側部を成す。側板33の下端部は、底板32に接続されており、側板33の上端部は、天板31に接続される。
As shown in FIG. 2 , the
複数の隔壁34は、クランクシャフト22が延びる方向(クランク軸方向)に沿って並んでおり、互いに所定間隔を空けて配置されている。各隔壁34は、架構12内の空間を仕切るパーティションとして機能する。
The plurality of
前述のクロスヘッド40は、前記天板31と、底板32と、側板33と、各隔壁34によって区画されかつ一対のガイド板26の間に位置する空間に収容されるようになっている。
The
具体的に、クロスヘッド40は、ピストン棒21の下端部21aに取り付けられ、この下端部21aに対して連接棒25を回動させるクロスヘッドピン41と、クロスヘッドピン41に取り付けられるガイドシュー42と、連接棒25の上端部25aに設けられ、クロスヘッドピン41を回動自在に支持する軸受43と、を備えている。
Specifically, the
詳しくは、クロスヘッドピン41は、図3及び図4の紙面に直交する方向に延びる円柱状に形成されており、その上面41aの一部分が、略平面上に切り欠けられている。この上面41aにピストン棒21の下端部21aを締結することで、クロスヘッドピン41とピストン棒21とを、一体的に上下動させることができる。
Specifically, the
ガイドシュー42は、クロスヘッドピン41に対して回動不能に取り付けられており、ガイド板26に対して摺接するように構成されている。この摺接を利用して、クロスヘッド40の往復移動を案内することができる。
The
軸受43は、上方に向かって開放された略半円状に凹陥しており、クランク軸方向に沿ってクロスヘッドピン41が挿入されるように構成されている。軸受43にクロスヘッドピン41を挿入することで、連接棒25は、クロスヘッドピン41に対し、軸受43を支点として回動自在となる。
The
図4に示すように、軸受43と、クロスヘッドピン41の下半部との間には、軸受シェル44が配置されている。この軸受シェル44は、いわゆる軸受メタルであって、円弧状の横断面を有する。軸受シェル44は、クロスヘッドピン41の外面(特に、下半部の外面)に対して摺接するとともに、この外面を下方から支持するようになっている。また、軸受シェル44には、これを肉厚方向に貫通する複数の貫通孔44aが設けられている。これら貫通孔44aは、後述のクランク側油路25bに連通している。
As shown in FIG. 4, a bearing
そして、本開示に係るクロスヘッド40は、エンジン1の各部を潤滑するための潤滑通路50を備えた構成とされている。この潤滑通路50は、クロスヘッドピン41に設けられており、クロスヘッドピン41を通じて導入された潤滑油を、ピストン棒21と連接棒25とに分配することができる。
The
ここで、クロスヘッドピン41からピストン棒21に分配される潤滑油は、ピストン棒21の内部に設けた油路(以下、これを「ピストン側油路」という)21bを通じてピストン15に供給される。このピストン側油路21bは、ピストン棒21が延びる方向(つまり、上下方向)に沿って延びる貫通孔として構成されている。ピストン側油路21bの下端部は、ピストン棒21の下面に開口しており、潤滑通路50に連通している。一方、ピストン側油路21bの上端部はピストン15に連通している。そうして構成されたピストン側油路21bを介して、潤滑油をピストン15に供給することができる。
Here, the lubricating oil distributed from the
一方、クロスヘッドピン41から連接棒25に分配される潤滑油は、連接棒25の内部に設けた油路(以下、これを「クランク側油路」という)25bを通じてクランク24に供給される。このクランク側油路25bは、連接棒25が延びる方向(上死点においては、上下方向)に沿って延びる貫通孔として構成されている。クランク側油路25bの上端部は、軸受43の内底面に開口しており、軸受シェル44を介して潤滑通路50に連通している。一方、クランク側油路25bの下端部は、クランク24に通じている。そうして構成されたクランク側油路25bを介して、潤滑油をクランク24に供給することができる。
On the other hand, the lubricating oil distributed from the
(3)クロスヘッドピンの構成
以下、クロスヘッドピン41および潤滑通路50の構成について詳細に説明する。
(3) Configuration of Crosshead Pin Hereinafter, configurations of the
図5はクロスヘッドピン41の構成を例示する平面図である。また、図6はクロスヘッドピン41の縦断面を例示するVI-VI断面図であり、図7はクロスヘッドピン41の縦断面を例示するVII-VII断面図であり、図8はクロスヘッドピン41の横断面を例示するVIII-VIII断面図であり、図9はクロスヘッドピン41の横断面を例示するIX-IX断面図であり、図10はクロスヘッドピン41の横断面を例示するX-X断面図である。図9に例示したIX-IX断面は、「ピストン棒および連接棒を通過する断面」の例示である。このIX-IX断面は、図4に示す横断面と同一である。図4に示すように、IX-IX断面は、ピストン棒21に設けたピストン側油路21bと、連接棒25に設けたクランク側油路25bと、を両方とも縦断する。
FIG. 5 is a plan view illustrating the configuration of the
なお、以下の説明においては、クロスヘッドピン41の中心軸に沿う方向(ピン軸方向)の一方を“前方向”と定義し、他方を“後方向”と定義する。また、前述のように、この構成例において、ピストン軸方向は上下方向と一致する。そして、前後方向と上下方向の双方に直交する方向の一方を“左方向”と定義し、他方を“右方向”と定義する。 In the following description, one of the directions along the center axis of the crosshead pin 41 (pin axis direction) is defined as "forward direction" and the other is defined as "rearward direction". Further, as described above, in this configuration example, the piston axis direction coincides with the vertical direction. One of the directions orthogonal to both the front-back direction and the up-down direction is defined as the "left direction", and the other is defined as the "right direction".
また、本明細書においては、上下方向および左右方向は、それぞれ、図1~図4の紙面上下方向および紙面左右方向に一致する。 In this specification, the up-down direction and the left-right direction correspond to the up-down direction and the left-right direction of the paper of FIGS. 1 to 4, respectively.
図5~図10に示すように、潤滑通路50は、ドリル等を用いて形成した複数の穿孔を組み合わせて成る。具体的に、本開示に係る潤滑通路50は、クロスヘッドピン41の外面から内部へと延びる導入路51と、この導入路51から分岐して延び、ピストン側油路21bに連通する第1分岐路52と、導入路51から分岐して延び、クランク側油路25bに連通する第2分岐路53と、を有している。
As shown in FIGS. 5-10, the
各図に示すように、第1分岐路52と第2分岐路53は、双方とも、クロスヘッドピン41の中心軸を挟んで左右に1本ずつ設けられている。また、第1分岐路52と第2分岐路53は、双方とも、左右に設けたそれぞれが上下に並んでいる。
As shown in each figure, both the first
詳しくは、導入路51は、クロスヘッドピン41の外面から下方に向かって延びる上流側導入路51aと、クロスヘッドピン41の左側面から右方に向かって延びる上下一対の下流側導入路51b、51bと、を有している。
Specifically, the
図5に示すように、上流側導入路51aは、クロスヘッドピン41の前側かつ若干左側の上面に開口している。この開口を通じて、クロスヘッドピン41の内部へと潤滑油を導くことができる。図8に示すように、上流側導入路51aの上下方向中央部と、上流側導入路51aの下端部とは、それぞれ、下流側導入路51bと繋がっている。
As shown in FIG. 5 , the
図7~図8に示すように、一対の下流側導入路51b、51bは、左右方向に沿って互いに平行に延びており、前述のように、それぞれが上流側導入路51aに連通している。
As shown in FIGS. 7 and 8, the pair of
そして、一対の下流側導入路51b、51bのうち、上方に位置する一方は第1分岐路52に連通しており、下方に位置する他方は第2分岐路53に連通している。
Of the pair of
詳しくは、上方に位置する下流側導入路51bは、上流側導入路51aと交わる部位の近傍と、当該下流側導入路51bの右端部と、において第1分岐路52(具体的には、後述の第1上流路52a)と連通している。
Specifically, the
一方、下方に位置する下流側導入路51bは、上流側導入路51aと交わる部位の近傍と、当該下流側導入路51bの右端部と、において第2分岐路53(具体的には、後述の第2上流路53a)と連通している。
On the other hand, the
図8に示すように、一対の下流側導入路51b、51bは上流側導入路51aを介して相互に連通することになる。これを換言すれば、一対の下流側導入路51b、51bは、上流側導入路51aを介さずには連通しないようになっている。
As shown in FIG. 8, the pair of
なお、一対の下流側導入路51b、51bは、双方ともクロスヘッドピン41の左側面に開口しているものの、図3に示すように、それらの開口はガイドシュー42によって閉塞されている。
Although the pair of
図7~図9に示すように、第1分岐路52は、導入路51に接続されかつクロスヘッドピン41のピン軸方向に延びる第1上流路52aと、第1上流路52aから連続して延びかつピストン棒21に向かって延びる第1下流路52bと、を有している。
As shown in FIGS. 7 to 9, the
詳しくは、第1上流路52aは、左右一対の通路として構成されており、ピン軸方向としての前後方向に沿って略ストレートに延びている。各第1上流路52aは、クロスヘッドピン41の中心軸よりも上側に配置されている。
Specifically, the first
図7~図9に示すように、各第1上流路52aは、前後方向における前側の部位(図6のVIII-VIII断面に相当)において、上側の下流側導入路51bに連通している。また、図9に示すように、各第1上流路52aは、前後方向における中央部(図6のIX-IX断面に相当)において、第1下流路52bの下端部と連通している。さらに、図10に示すように、左右に並んだ第1上流路52a、52aのうち、左側に位置する第1上流路52aは、その後端部近傍において、第3下流路52cに連通している。
As shown in FIGS. 7 to 9, each of the first
ここで、第1下流路52bは、第1上流路52aと同様に左右一対の通路として構成されており、上方向に向かって略ストレートに延びている。各第1下流路52bは、クロスヘッドピン41の上面41aに開口している。そうして開口した各第1下流路52bは、図4に示すように、ピストン棒21に設けたピストン側油路21bに連通している。各第1下流路52bはまた、IX-IX断面上に配置されている。すなわち、各第1下流路52bと、ピストン側油路21bと、クランク側油路25bと、は同一平面上に配置されるようになっている(図4を参照)。
Here, the first
第3下流路52cは、斜め上方向に向かって放射状に延びており、クロスヘッドピン41における上側の外面に開口している。この第3下流路52cは、ピストン側油路21bには連通しておらず、ガイドシュー42等を潤滑するように、潤滑油を吐出する。
The third
一方、第2分岐路53は、導入路51に接続されかつピン軸方向に延びる第2上流路53aと、第2上流路53aから連続して延びかつ連接棒25に向かって延びる第2下流路53bと、を有している。
On the other hand, the
詳しくは、第2上流路53aは、第1上流路52aと同様に左右一対の通路として構成されており、ピン軸方向としての前後方向に沿って略ストレートに延びている。各第2上流路53aは、クロスヘッドピン41の中心軸よりも下側に配置されている。
Specifically, the second
図7~図9に示すように、各第2上流路53aは、前後方向における前側の部位(図6のVIII-VIII断面に相当)において、下側の下流側導入路51bに連通している。また、図9に示すように、各第2上流路53aは、前後方向における中央部(図6のIX-IX断面に相当)において、第2下流路53bの上端部と連通している。
As shown in FIGS. 7 to 9, each of the second
ここで、第2下流路53bは、第2上流路53aと同様に左右一対の通路として構成されており、斜め下方向に向かって放射状に延びている。各第2下流路53bは、クロスヘッドピン41における下側の外面に開口している。そうして開口した各第2下流路53bは、図4に示すように、軸受シェル44に設けた複数の貫通孔44aを介してクランク側油路25bに連通している。
Here, the second
さらに詳しくは、第2下流路53bは、少なくともIX-IX断面視においては、軸受シェル44の周方向中央部ではなく、その外縁側の部位(周方向中央部に比して、外縁寄りの部位)を指向するように延びている。つまり、第2下流路53bは、下方向に対して若干傾斜して延びており、その結果、既に説明したように斜め下方向に向かって延びることになる。
More specifically, the second
なお、各第2下流路53bは、各第1下流路52bと同様にIX-IX断面上に配置されている。すなわち、各第2下流路53bと、ピストン側油路21bと、クランク側油路25bと、各第2下流路53bとは、同一平面上に配置されるようになっている(図4を参照)。
Each second
そして、第1分岐路52は、少なくともIX-IX断面視においては、上方に向かって延びている。一方、第2分岐路53は、同断面視において斜め下方に向かって延びている。その結果、第1分岐路52と第2分岐路53とは、少なくともピストン棒21および連接棒25を通過する断面視においては、互いに離れる方向に延びることになる。
Then, the
このように構成した結果、第1分岐路52および前記第2分岐路53は、ピストン棒21および連接棒25を通過する断面視においては、互いに連通しないように区画される。すなわち、図9に示すIX-IX断面視において、第1分岐路52と前記第2分岐路53とは、互いに独立した通路として構成されるようになっている。
As a result of this configuration, the first
具体的に、第1上流路52aと第2上流路53aとは、図8に示すように、導入路51を介して間接的に連通している。対して、第1下流路52bと第2下流路53bとは、図9に示す断面上では、直接的な連通はおろか、間接的にさえも連通しないように区画されている。
Specifically, the first
潤滑通路50はさらに、クロスヘッドピン41の中心軸を通過する中央通路54と、中央通路54に連通する戻り通路55と、を有している。
The
詳しくは、中央通路54は、クロスヘッドピン41の中心軸を通過するように、前後方向に延設されている。中央通路54の前後一側には不図示の装置が接続されており、潤滑油を吐出することができるようになっている。
Specifically, the
一方、戻り通路55は、中央通路54における前後方向の中央部から上方に向かって延びており、クロスヘッドピン41の上面41aに開口している。戻り通路55は、ピストン側油路21bに連通している。戻り通路55は、ピストン15を冷却してクロスヘッド40側に戻ってきた潤滑油が流れる通路である。
On the other hand, the
(4)潤滑油の分配について
図11はクロスヘッドの従来例を例示する図3対応図であり、図12は従来例のクロスヘッドを例示する図4対応図である。図11~図12に示すクロスヘッド140は、前記実施形態に類似したクロスヘッドピン141、軸受143および軸受シェル144を備えているものの、このクロスヘッドピン141に設けられる潤滑通路150は、前述の実施形態とは異なる構成とされている。
(4) Distribution of lubricating oil FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 3 illustrating a conventional example of a crosshead, and FIG. 12 is a diagram corresponding to FIG. 4 illustrating a conventional crosshead. Although the
すなわち、図11~図12に示す潤滑通路150は、クロスヘッドピン141の外面に開口した導入路151と、この導入路151に連通した分岐路152と、を備えている。
That is, the
具体的に、導入路151は、上下方向に延びる上流側導入路151aと、この上流側導入路151aに連通しかつ左右方向に延びる下流側導入路151bと、を有している。
Specifically, the
一方、分岐路152は、左右一対の構成とされており、下流側導入路151bに連通しかつ前後方向に延びる上流路152aと、上流路152aから連続しかつ上下方向に延びる下流路152bと、を有している。
On the other hand, the
図12に示すように、左右の下流路152bのうち、右側に位置する一方の通路は、上流路152aから上方に向かって延びていて、クロスヘッドピン141の上面に開口している。対して、左側の下流路152bは、上流路152aとの連通部から上方および下方に向かって延びていて、クロスヘッドピン141を上下方向に貫通している。
As shown in FIG. 12 , one of the right and left
よって、図12に示す断面で見たとき、ピストン棒121に設けた油路121bと、連接棒125に設けた油路125bとは、左側の下流路152bを介して上下に繋がることになる。
12, the
しかしながら、図12に示すように、ピストン棒121側の油路121bと、連接棒125側の油路125bとが上下に繋がってしまうと、潤滑油をバランスよく分配する上で支障を来たし得ることに、本願発明者らは気付いた。
However, if the
すなわち、クロスヘッドピン141から、連接棒125側の油路125bへ向かって流れる潤滑油は、ピストン15が上下動する際の慣性力に起因して、上方へと引っ張られることになる(図12の矢印Fを参照)。前記従来例のように構成した場合、そうして引っ張られた潤滑油が、ピストン棒121側の油路121bに流入する可能性がある。この場合、連接棒125側の油路125bを流れる潤滑油に対してピストン棒121側の油路121bを流れる潤滑油が多量になり、連接棒125側を流れる潤滑油が負圧になり得ることを本願発明者らは見出した。
That is, the lubricating oil flowing from the
また一般に、連接棒125の上端部には、クロスヘッドピン141を支持する軸受143および軸受シェル144が設けられることになるものの、連接棒125側を流れる潤滑油が少量になると、これらの部品が十分に潤滑されない虞があるため不都合である。
In general, a
これに対し、前記実施形態によれば、図3に示すように、クロスヘッドピン41の潤滑通路50に流入した潤滑油は、導入路51を流れた後、第1分岐路52と、第2分岐路53と、に分配される。図4に示すように、第1分岐路52および第2分岐路53は、ピストン棒21および連接棒25を通過する断面視においては、互いに連通しない。
On the other hand, according to the above-described embodiment, as shown in FIG. 3, the lubricating oil that has flowed into the
そのため、少なくとも前記断面で見たときには、第1分岐路52に連通するピストン側油路21bと、第2分岐路53に連通するクランク側油路25bと、が上下に繋がらないようになる。その結果、慣性力に起因して上方へと引っ張られた潤滑油が、ピストン側油路21bに流入するのを抑制することでき、連接棒25、軸受43および軸受シェル44側を流れる潤滑油が負圧になるのを抑制することが可能となる。
Therefore, at least when viewed in cross section, the piston-
このように、前記実施形態によれば、クロスヘッドピン41を通じて供給される潤滑油を、ピストン側油路21bと、クランク側油路25bとにバランスよく分配することができる。
Thus, according to the embodiment, the lubricating oil supplied through the
また、図9に示すように、第1下流路52bと第2下流路53bとを互いに離れる方向に延設することで、第1分岐路52と第2分岐路53とが互いに連通しないように構成する上で有利になる。このことは、潤滑油をバランスよく分配する上で有効である。
Further, as shown in FIG. 9, by extending the first
また、図4に示すように、連接棒25の上端部25aには、クロスヘッドピン41を支持する軸受43が設けられることになる。この軸受43とクロスヘッドピン41との間には軸受シェル44が設けられる。軸受シェル44に設けた貫通孔44aを通じて、潤滑油が供給される。この貫通孔44aは、クランク側油路25bに連通しているため、連接棒25側を流れる潤滑油が少量になると、軸受43および軸受シェル44が十分に潤滑されない虞がある。
Further, as shown in FIG. 4, the
対して、前記実施形態に係る構成は、潤滑油をバランスよく分配することができるため、軸受43および軸受シェル44を十分に潤滑することができる。
On the other hand, the configuration according to the above embodiment can distribute the lubricating oil in a well-balanced manner, so that the
一般に、クロスヘッドピン41の直下には、軸受シェル44の内周面の中央部が位置することになる。この部位には、他の部位に比して大きな荷重がかかる。そうした部位においては、潤滑油を薄膜状にすることが有効である。潤滑油を過度に供給してしまっては、薄膜状とならず、かえって不利になる。
Generally, the central portion of the inner peripheral surface of the bearing
対して、図3に示すように、第2分岐路53は、軸受シェル44の中央部ではなく外縁側の部位を指向しているため、その中央部においては、潤滑油の過度の供給が避けられる。これにより、潤滑油を薄膜状とするのに有利となる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the
1 エンジン(クロスヘッド式内燃機関)
21 ピストン棒
21a ピストン棒の下端部
21b ピストン側油路(ピストン棒内に設けた油路)
25 連接棒
25a 連接棒の上端部
25b クランク側油路(連接棒内に設けた油路)
40 クロスヘッド
41 クロスヘッドピン
43 軸受
44 軸受シェル
44a 貫通孔
50 潤滑通路
51 導入路
52 第1分岐路
52a 第1上流路
52b 第1下流路
53 第2分岐路
53a 第2上流路
53b 第2下流路
1 engine (crosshead internal combustion engine)
21
25
40
Claims (6)
前記ピストン棒の下端部に取り付けられ、該下端部に対して前記連接棒を回動させるクロスヘッドピンと、
前記クロスヘッドピンに設けられ、該クロスヘッドピンから前記ピストン棒および前記連接棒へ潤滑油を分配する潤滑通路と、を備え、
前記潤滑通路は、
前記クロスヘッドピンの外面から内部へと延びる導入路と、
前記導入路から分岐して延び、前記ピストン棒内に設けた油路に連通する第1分岐路と、
前記導入路から分岐して延び、前記連接棒内に設けた油路に連通する第2分岐路と、を有し、
前記ピストン棒、前記連接棒、前記第1分岐路および前記第2分岐路を通過するとともに、前記クロスヘッドのピン軸方向に直交する所定の断面視においては、前記導入路、前記第1分岐路および前記第2分岐路は、互いに連通しないように区画される
ことを特徴とするクロスヘッド。 A crosshead connecting the piston rod and the connecting rod,
a crosshead pin attached to the lower end of the piston rod for pivoting the connecting rod relative to the lower end;
lubricating passages in the crosshead pin for distributing lubricating oil from the crosshead pin to the piston rod and the connecting rod;
The lubrication passage is
an introduction path extending inwardly from the outer surface of the crosshead pin;
a first branch passage extending from the introduction passage and communicating with an oil passage provided in the piston rod;
a second branch path that branches off from the introduction path and communicates with an oil path provided in the connecting rod;
In a given cross-sectional view passing through the piston rod, the connecting rod, the first branched passage and the second branched passage and orthogonal to the pin axial direction of the crosshead, the introduction passage and the first branched passage and the second branch path are partitioned so as not to communicate with each other .
前記第1分岐路および前記第2分岐路は、前記ピストン棒および前記連接棒を通過する断面視においては、互いに離れる方向に延びる
ことを特徴とするクロスヘッド。 A crosshead according to claim 1, wherein
A crosshead, wherein the first branched passage and the second branched passage extend in directions away from each other in a cross-sectional view passing through the piston rod and the connecting rod.
前記連接棒の上端部に設けられ、前記クロスヘッドピンを支持する軸受と、
前記軸受と、前記クロスヘッドピンの下半部との間に配置される軸受シェルと、を備え、
前記軸受シェルには、前記連接棒内に設けた油路に連通する貫通孔が設けられている
ことを特徴とするクロスヘッド。 In the crosshead according to claim 1 or 2,
a bearing provided at the upper end of the connecting rod and supporting the crosshead pin;
a bearing shell disposed between the bearing and the lower half of the crosshead pin;
A crosshead, wherein the bearing shell is provided with a through hole communicating with an oil passage provided in the connecting rod.
前記第2分岐路は、前記ピストン棒および前記連接棒を通過する断面視においては、前記軸受シェルにおける外縁側の部位を指向するように延びる
ことを特徴とするクロスヘッド。 A crosshead according to claim 3, wherein
The crosshead is characterized in that the second branch path extends toward an outer edge side portion of the bearing shell in a cross-sectional view passing through the piston rod and the connecting rod.
前記第1分岐路は、
前記導入路に接続され、前記クロスヘッドピンのピン軸方向に延びる第1上流路と、
前記第1上流路から連続し、前記ピストン棒に向かって延びる第1下流路と、を有し、
前記第2分岐路は、
前記導入路に接続され、前記ピン軸方向に延びる第2上流路と、
前記第2上流路から連続し、前記連接棒に向かって延びる第2下流路と、を有し、
前記第1上流路および前記第2上流路は、前記導入路を介して連通するように区画され、
前記第1下流路および前記第2下流路は、前記ピストン棒および前記連接棒を通過する断面視においては、互いに連通しないように区画される
ことを特徴とするクロスヘッド。 In the crosshead according to any one of claims 1 to 4,
The first branch road is
a first upstream channel connected to the introduction channel and extending in the axial direction of the crosshead pin;
a first downstream channel continuous from the first upstream channel and extending toward the piston rod;
The second branch road is
a second upstream channel connected to the introduction channel and extending in the axial direction of the pin;
a second downstream channel continuous from the second upstream channel and extending toward the connecting rod;
The first upstream channel and the second upstream channel are partitioned so as to communicate via the introduction channel,
A crosshead, wherein the first downstream channel and the second downstream channel are partitioned so as not to communicate with each other in a cross-sectional view passing through the piston rod and the connecting rod.
ことを特徴とするクロスヘッド式内燃機関。 A crosshead internal combustion engine comprising the crosshead according to any one of claims 1 to 5.
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