JPH11336560A - ディーゼル機関のクロスヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディーゼル機関のクロスヘッド装置におい
て、クロスシューと摺動板とが均一に摺接するようにし
て、上記２部材の摺接面における過大面圧及びこれによ
り引き起される摺接面の損傷の発生を防止する。 【解決手段】 クロスヘッド型ディーゼル機関におい
て、クロスヘッドを、架構に固定された摺動板と摺接す
るクロスシューの両端部に、クロスヘッドピンが固着さ
れる連結板から突設されたリブ部材を固着するととも
に、上記クロスシューの中央部の裏側に空洞部を形成し
て、クロスシューの中央部が両端部よりも軟剛性になる
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクロスヘッド型ディ
ーゼル機関におけるクロスヘッドの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は舶用クロスヘッド型ディーゼル機
関のクランク軸に直角かつシリンダ軸心線に沿う断面の
概略図である。

【０００３】図４において、２０は台板、５は架構、２
１はジャケットでこれらはテンションボルト（図示省
略）により一体に締め付けられている。２２はシリンダ
ライナ、２３はシリンダカバー、１は同シリンダライナ
２２の内面を往復摺動するピストン、２４はピストン
棒、４はクランク軸、３は連接棒であり、上記ピストン
棒２４の下端と連接棒３の上端とはクロスヘッド２によ
り連結されている。６は摺動板で、上記架構５に固着さ
れており、同摺動板６を案内として上記クロスヘッド２
が往復動することにより、ピストン及びピストン棒２４
の往復運動を連接棒３を介してクランク軸４の回転運動
に変換するようになっている。

【０００４】図５は上記クロスヘッド型ディーゼル機関
における、従来のクロスヘッド及びその近傍の斜視構成
図である。図５において、２はクロスヘッド、５は架
構、６，６は同架構５に対をなして固着された摺動板
で、同摺動板６，６は中央仕切板９によって連結されて
いる。７はシリンダ間を仕切る隔壁である。上記クロス
ヘッド２は、上記摺動板６上を摺動する対をなすクロス
シュー８、同クロスシュー８が取付けられる前後の連結
板１３、同前後の連結板１３間に設けられ、上記連接棒
３の小端部が嵌合されるクロスヘッドピン１４等により
構成される。

【０００５】図６は図５に示す従来のクロスヘッド型デ
ィーゼル機関のクロスシュー８及び摺動板６の作用説明
用断面図である。図６に示されるように、クロスヘッド
２においては、クロスシュー８が摺動板６上を摺動する
が、ピストン１によって側圧（サイドスラスト）Ｔが作
用すると、クロスシュー８及び摺動板６の双方に変形が
起り、同クロスシュー８と摺動板との摺接面に面圧Ｐの
分布が発生する。

【０００６】図７は、図６のものよりもクロスシュー８
の剛性を高めるため、同クロスシュー８の背部にリブ１
０を装着したものである。この場合はクロスシュー８の
剛性が高いので、上記摺接面に図６の場合よりも狭い面
圧（Ｐ）分布となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のクロスヘッ
ド構造においては、次のような問題点がある。図５〜図
６に示すようなクロスヘッド構造においては、摺動板６
の隔壁７との結合部近傍の剛性が高いため、上記側圧Ｔ
の作用時に、図６に示すように、上記結合部の面圧Ｐが
局部的に高くなる反面、面圧の低い端部ではクロスシュ
ー８と摺動板６とが接触しない部分が発生することがあ
る。このため、上記局部的な高面圧によってクロスシュ
ー８の表面に鋳込まれているホワイトメタル等の軸受材
に損傷の発生をみる。

【０００８】また図７に示すようなクロスヘッド構造で
はクロスシュー８の剛性は増大するが、リブ１０の設置
によって同クロスシュー８の剛性が高くなり過ぎると剛
性の大なるクロスシュー８と比較的軟剛性の摺動板６と
が端部で片当りを生じ易く、この片当り部に局部的な過
大面圧が発生する。

【０００９】本発明の目的は、ディーゼル機関のクロス
ヘッド装置において、クロスシューと摺動板とが均一に
摺接するようにして、上記２部材の摺接面における過大
面圧及びこれにより引き起される摺接面に損傷の発生を
防止することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題点を解決するもので、その要旨とする手段は、ピスト
ン棒の下端部及び連接棒の小端部が連結されるクロスヘ
ッドを、架構に固定された摺動板に摺接させて往復動
し、ピストンの往復運動を回転運動に変換するようにし
たクロスヘッド型ディーゼル機関において、上記クロス
ヘッドは、上記摺動板と摺接するクロスシューの両端部
に、クロスヘッドピンが固着される連結板から突設され
たリブ部材を固着するとともに、上記クロスシューの中
央部の裏側に空洞部を形成して、クロスシューの中央部
を両端部よりも軟剛性に構成したことを特徴とするディ
ーゼル機関のクロスヘッドにある。

【００１１】上記手段によれば、クロスシューは、その
両端部がリブ部材によって高剛性となるとともに、中央
部が空洞部を裏側に有しているため低（軟）剛性となっ
ており、この低剛性の中央部が、隔壁の形成により高剛
性構造の摺動板の中央部に摺接するため、上記クロスシ
ューは摺動板の変形に追従した形で摺動する。これによ
り、クロスシューと摺動板とは全摺接面においてほぼ均
一な面圧で摺接することとなり、従来のもののような片
当り等による局部的な過大面圧の発生が回避される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図１〜図３及び図４を参照し
て本発明の実施形態を詳細に説明する。図４は本発明が
適用される舶用クロスヘッド型ディーゼル機関の概略全
体構成図である。

【００１３】図４において、２０は台板、５は架構、２
１はジャケットでこれらはテンションボルト（図示省
略）により一体に締め付けられている。２２はシリンダ
ライナ、２３はシリンダカバー、１は同シリンダライナ
２２の内面を往復摺動するピストン、２４はピストン
棒、４はクランク軸、３は連接棒であり、上記ピストン
棒２４の下端と連接棒３の上端とはクロスヘッド２によ
り連結されている。６は摺動板で、上記架構５に固着さ
れており、同摺動板６を案内として上記クロスヘッド２
が往復動することにより、ピストン１及びピストン棒２
４の往復運動を連接棒３を介してクランク軸４の回転運
動に変換するようになっている。

【００１４】本発明は上記クロスヘッド型ディーゼル機
関において、クロスヘッド及びその摺動部の改良に係る
ものである。即ち図１は本発明の実施の第１形態に係る
クロスヘッドの斜視構成図、図２はクロスヘッドと摺動
板との摺接部の要部断面図である。

【００１５】図１において、２はクロスヘッドである。
同クロスヘッド２は次のような構成からなる。８はクロ
スシューであり、上記摺動板６と同数（１シリンダにつ
き４個）設けられ各摺動板６と摺接して往復動するよう
になっている。１３は前後に各１個設けられた連結板で
あり、左右のクロスシューを後述するリブ１１，１２を
介して結合している。１４はクロスヘッドピンであり、
その両端を上記各連結板１３，１３に複数のボルト１５
によって固着され、外周に連接棒３（図４参照）の小端
部が嵌合される。

【００１６】上記各連結板１３とクロスシュー８との間
は、リブ１１及び１２を介して平面方向において略三角
形状に溶接して結合されるとともに、同リブ１１，１２
とクロスシュー８とによって略三角形状の空洞部３０が
形成されている。これにより、クロスシュー８は上記連
結板１３の両端にそれぞれ２板のリブ１１及び１２によ
り、上記空洞部３０を存して支持されることとなる。

【００１７】上記のようなクロスヘッド構造を備えたデ
ィーゼル機関において、図２に示すように、摺動板６
は、隔壁７との結合部７ａの剛性が高いため、同結合部
７ａを中心にして両端部が外側に反るように変形する。
一方本発明の実施形態に係るクロスヘッド構造では、ク
ロスシュー８は、その両端にリブ１１，１２を溶接し、
同リブ１１，１２によって連結板１３に結合されている
ため、両端部のリブ１１，１２との結合部近傍の剛性が
高く、中央部の上記空洞部３０に臨む部位の剛性は小さ
くなる。

【００１８】従って、上記クロスシュー８は両端部が摺
動板６と同様に外側に反り、軟剛性の中央部が高剛性の
摺動板６中央部の変形に追従した形で同摺動板６に摺接
されることとなり、結果として摺動板６に均一に摺接す
る。これにより、クロスシュー８と摺動板６との間はほ
ぼ均一な面圧Ｐの分布となり、従来のもののような局部
的な面圧上昇は発生しない。

【００１９】図３は本発明の実施の第２形態に係るクロ
スヘッド構造を示す図２応当図である。この実施形態に
おいては、連結板１３を鋳物製として外側に突設された
リブ部１６ａ，１６ｂの先端にクロスシュー８の両端部
を溶接する一方、上記摺動板６の隔壁７結合部に対応す
る中央部を、上記２つのリブ部１６ａ，１６ｂ及びクロ
スシュー８により区画形成される略三角形状の鋳抜き穴
からなる空洞部１６に対向させて軟剛性に構成してい
る。

【００２０】従ってこの実施形態においても、図３に示
すように、クロスシュー８は、両端部が高剛性となると
ともに、上記摺動板６の隔壁７結合部に対向する中央部
が軟剛性となって摺動板６の変形に追従して摺接可能と
なる。これによって上記摺接部は均一な面圧Ｐの分布と
なる。尚上記空洞部１６は機械加工によって形成するこ
ともできる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
本発明によれば、クロスシューのリブ部材により支持さ
れる両端部が高剛性に、空洞部を裏側に有する中央部が
低（軟）剛性に構成されているので、摺動板の隔壁の形
成によって高剛性構造の中央部に上記クロスシューの低
剛性部が摺接することにより、クロスシューは摺動板の
変形に追従して摺動することとなり、クロスシューと摺
動板との間は均一に摺接され、全摺動面においてほぼ均
一な面圧分布となる。

【００２２】これにより、従来のもののような局部的な
面圧上昇による軸受材の損傷等の事故の発生を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係るクロスヘッドの
外観斜視構成図。

【図２】上記第１形態におけるクロスヘッドと摺動板と
の摺接部の作用説明用要部断面図。

【図３】本発明の実施の第２形態を示す図２応当図。

【図４】本発明が適用されるクロスヘッド型ディーゼル
機関の概略構成図。

【図５】従来のクロスヘッド部の外観斜視構成図。

【図６】上記従来例の図２応当図。

【図７】他の従来例を示す図２応当図。

【符号の説明】

１ ピストン ２ クロスヘッド ３ 連接棒 ４ クランク軸 ５ 架構 ６ 摺動板 ７ 隔壁 ８ クロスシュー ９ 中央仕切板 １１，１２，１６ａ，１６ｂ リブ １３ 連結板 １４ クロスヘッドピン １６，３０ 空洞部 ２４ ピストン棒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン棒の下端部及び連接棒の小端部
   が連結されるクロスヘッドを、架構に固定された摺動板
   に摺接させて往復動し、ピストンの往復運動を回転運動
   に変換するようにしたクロスヘッド型ディーゼル機関に
   おいて、上記クロスヘッドは、上記摺動板と摺接するク
   ロスシューの両端部に、クロスヘッドピンが固着される
   連結板から突設されたリブ部材を固着するとともに、上
   記クロスシューの中央部の裏側に空洞部を形成して、ク
   ロスシューの中央部を両端部よりも軟剛性に構成したこ
   とを特徴とするディーゼル機関のクロスヘッド。