KR101398769B1

KR101398769B1 - 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드

Info

Publication number: KR101398769B1
Application number: KR1020137001538A
Authority: KR
Inventors: 다케시 가도와키; 노부유키 구니히로
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2014-05-27
Also published as: CN103249929B; WO2012066834A1; JP5665498B2; CN103249929A; JP2012107583A; KR20130031898A

Abstract

피스톤봉의 일단부와 연접봉의 일단부를 회전 가능하게 접속하는 핀(14)과, 가구에 고정된 고정 단부로부터 자유 단부(6b)를 향해서 세워 설치된 미끄럼 이동판(6)에 대하여 미끄럼 이동해서 왕복 이동하는 슈(8)와, 핀(14)과 슈(8)를 접속하는 연결판(13)을 구비한 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에 있어서, 연결판의 아암부(13a)의 중앙축선(C1)이, 슈(8)의 중앙으로부터 내측 단부(8b)측으로 오프셋되어 있다.

Description

크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드 {CROSS HEAD FOR CROSS HEAD TYPE DIESEL ENGINE}

본 발명은 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에 관한 것이다.

종래부터 선박 추진용 주기로서, 크로스헤드형 디젤 기관이 사용되고 있다(특허문헌 1 참조). 이러한 크로스헤드형 디젤 기관은, 피스톤봉의 일단부와 연접봉의 일단부를 회전 가능하게 접속하는 크로스헤드를 구비하고 있고, 이 크로스헤드는 본체측에 고정된 미끄럼 이동판 위를 미끄럼 이동하면서 왕복 이동한다. 크로스헤드가 미끄럼 이동판 위를 왕복 이동할 때에, 피스톤으로부터 피스톤봉을 통해서 크로스헤드에 힘이 전달된다. 이 전달된 힘의 횡방향(미끄럼 이동판을 향하는 방향)으로의 분력은, 사이드 포스라 칭해지며, 미끄럼 이동판을 변형하는 힘으로 된다.

이 미끄럼 이동판의 변형을 억제하기 위해서, 종래에는 미끄럼 이동판의 판 두께를 증가시키거나, 미끄럼 이동판의 변형을 억제하는 리브를 추가 설치하거나 함으로써, 미끄럼 이동판의 강도를 증대시키는 것으로 하고 있었다.

일본 특허 출원 공개 평11-336560호 공보

그러나, 미끄럼 이동판의 변형을 억제하기 위해서 미끄럼 이동판의 강도를 증가시키면, 비용의 증대를 초래할 뿐만 아니라, 미끄럼 이동판과 크로스헤드 사이의 면압이 상승해서 윤활유의 유막이 떨어지는 등의 문제를 초래해 버릴 우려가 있다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안해서 이루어진 것으로, 미끄럼 이동판의 강도 증대를 행하지 않고 미끄럼 이동판과 크로스헤드 사이의 면압을 저하시킬 수 있는 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드는 이하의 수단을 채용한다.

즉, 본 발명의 제1 태양에 따른 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드는, 피스톤봉의 일단부와 연접봉의 일단부를 회전 가능하게 접속하는 핀과, 본체측에 고정된 일 측단부로부터 타 측단부를 향해서 세워 설치된 미끄럼 이동판에 대하여 미끄럼 이동하면서 왕복 이동하는 미끄럼 이동부와, 상기 핀과 상기 미끄럼 이동부를 접속하는 접속부를 구비한 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에 있어서, 상기 접속부는, 상기 핀으로부터 상기 미끄럼 이동부를 향하는 힘이 그 미끄럼 이동부의 중앙으로부터 상기 미끄럼 이동판의 상기 타 측단부측으로 오프셋된 위치에 가해지도록 설치되어 있다.

핀으로부터 미끄럼 이동부를 향하는 힘(사이드 포스)이, 미끄럼 이동부의 중앙으로부터 미끄럼 이동판의 타 측단부측으로 오프셋된 위치에 가해지도록 접속부가 설치되어 있으므로, 미끄럼 이동부에 있어서의 사이드 포스의 작용점이 미끄럼 이동판의 타 측단부측으로 오프셋되게 된다. 이에 의해, 미끄럼 이동부는, 미끄럼 이동부의 타 측단부측의 단부가 미끄럼 이동판측으로 변위하고, 미끄럼 이동부의 일 측단부측의 단부가 핀측으로 변위하는 모멘트를 작용점 주위에 받게 된다. 따라서, 크로스헤드에 사이드 포스가 가해진 경우에는, 미끄럼 이동부는, 미끄럼 이동부의 타측부 측단부가 미끄럼 이동판측으로 변위함과 함께, 미끄럼 이동부의 일 측단부측의 단부가 핀측으로 변위하게 되고, 게다가 미끄럼 이동부의 일 측단부측의 단부의 변위가 타 측단부측의 단부의 변위보다도 크게 할 수 있다. 이 변위는, 사이드 포스가 가해졌을 때의 미끄럼 이동판과 마찬가지의 변형이 된다. 왜냐하면, 미끄럼 이동판은, 일 측단부가 본체측에 고정되어 타 측단부를 향해서 세워 설치되어 있기 때문에, 크로스헤드로부터 사이드 포스가 가해진 경우에는, 일 측단부보다도 타 측단부가 크게 변위하도록 휘기 때문이다. 따라서, 본 발명의 제1 태양에 따른 크로스헤드는, 사이드 포스가 가해진 경우에, 미끄럼 이동판의 변형에 대응하도록 미끄럼 이동부를 변위시킬 수 있으므로, 미끄럼 이동부와 미끄럼 이동판 사이의 면압을 저하시킬 수 있다.

본 발명의 제1 태양에 따른 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에 있어서는, 상기 접속부의 상기 미끄럼 이동부측에 위치하는 아암부가, 상기 미끄럼 이동부의 중앙보다도 상기 미끄럼 이동판의 상기 타 측단부측으로 오프셋되어 있는 것이 바람직하다.

접속부의 아암부는, 접속부의 미끄럼 이동부측에 위치하므로, 이 아암부의 위치에 따라 미끄럼 이동부에 가해지는 사이드 포스의 작용점을 결정할 수 있다. 상기 구성에서는, 아암부를 미끄럼 이동부의 중앙보다도 미끄럼 이동판의 타 측단부측으로 오프셋시키는 것으로 했으므로, 미끄럼 이동부의 타측부 측단부를 미끄럼 이동판측으로 변위시키는 동시에, 미끄럼 이동부의 일 측단부측의 단부를 핀측으로 변위시킬 수 있다.

또한, 아암부에 의해 작용점을 정하기 때문에, 아암부 외에 미끄럼 이동부로 사이드 포스를 전달하는 리브 등을 설치하지 않고, 아암부만이 미끄럼 이동부에 접속되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 제1 태양에 따른 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에 있어서는, 상기 접속부의 상기 미끄럼 이동부측에 위치하는 아암부의 상기 일 측단부측에는, 상기 타 측단부를 향해서 형성된 절결부가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

아암부의 일 측단부측에, 타 측단부를 향해서 형성된 절결부가 설치되어 있으므로, 사이드 포스의 작용점을 미끄럼 이동부의 중앙보다도 미끄럼 이동판의 타 측단부측으로 오프셋시킬 수 있다. 또한, 절결부를 기점으로 한 아암부의 변형을 허용할 수 있다. 이에 의해, 미끄럼 이동부의 타측부 측단부를 미끄럼 이동판측으로 변위시키는 동시에, 미끄럼 이동부의 일 측단부측의 단부를 핀측으로 변위시키는 것이 더 원활하게 행해진다.

또한, 절결부로서는, 반복 하중에 의한 수명 저하를 피하기 위해서 R 형상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 제1 태양에 따른 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에 있어서는, 상기 미끄럼 이동부의 상기 왕복 운동 방향에 있어서의 단부는, 그 단부 이외의 부분보다도 얇은 두께의 박후부로 되어 있는 것이 바람직하다.

미끄럼 이동부의 왕복 운동 방향에 있어서의 단부를, 단부 이외의 부분보다도 얇은 두께로 하고, 강성을 단부 이외의 부분보다도 저하시키는 것으로 하였다. 이에 의해, 미끄럼 이동부의 단부를 통해서 미끄럼 이동판으로 전달되는 사이드 포스를 작게 할 수 있으므로, 미끄럼 이동부와 미끄럼 이동판 사이의 면압의 국소적인 상승을 억제할 수 있다.

상기 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에 있어서는, 상기 박후부는 상기 미끄럼 이동판과는 반대측의 면이 제거된 형상으로 되어 있는 것이 바람직하다.

미끄럼 이동판과는 반대측의 면이 제거된 형상의 박후부로 했으므로, 용이하게 가공할 수 있다. 또한, 미끄럼 이동판에 대한 미끄럼 이동 면적을 줄이지 않고 박후부가 형성되므로, 면압을 증대시키지 않고 박후부를 형성할 수 있다.

또한, 상기 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에 있어서는, 상기 박후부는, 상기 미끄럼 이동판측의 면이 제거된 형상으로 되어 있는 것이 바람직하다.

미끄럼 이동판측의 면이 제거된 형상의 박후부로 해도 된다.

또한, 본 발명의 제2 태양에 따른 크로스헤드형 디젤 기관은, 상기 어느 하나에 기재된 크로스헤드를 구비하고 있다.

상기 어느 하나의 크로스헤드를 구비하고 있으므로, 미끄럼 이동판의 면압을 저하시킬 수 있고, 미끄럼 이동판의 두께를 얇게 할 수 있고, 또는 과잉의 보강이 불필요하게 되므로, 전체 중량을 저하시켜서 비용을 내릴 수 있다.

본 발명의 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에 따르면, 미끄럼 이동판과 크로스헤드 사이의 면압을 저하시킬 수 있으므로, 미끄럼 이동판의 두께 증가나 보강을 가급적으로 줄일 수 있어, 크로스헤드형 디젤 기관의 경량화 및 비용 절감을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 크로스헤드형 디젤 기관을 도시한 개략 종단면도이다.
도 2는 도 1의 크로스헤드 주위를 도시한 확대 사시도이다.
도 3은 크로스헤드의 측면도이다.
도 4는 도 3의 크로스헤드의 부분 확대 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 크로스헤드의 작용을 도시한 도면이며, (a)는 미끄럼 이동판에 대한 슈의 위치 관계를 도시한 평면도, (b)는 미끄럼 이동판 및 슈의 변형을 도시한 평면도이다.
도 6은 도 3에 도시한 크로스헤드의 슈 단부의 작용을 도시한 도면이며, (a)는 슈의 미끄럼 이동 방향에 대한 면압을 나타낸 그래프, (b)는 슈 단부의 형상을 비교예와 함께 도시한 부분 확대 측면도이다.
도 7은 크로스헤드의 위치에 대한 사이드 포스의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 미끄럼 이동판의 변형 패턴을 도시한 부분 확대 사시도이다.
도 9는 도 4에 도시한 크로스헤드의 변형예를 도시한 부분 확대 평면도이다.
도 10은 도 3에 도시한 크로스헤드의 슈 단부의 변형예를 도시한 부분 확대 측면도이다.

이하에, 본 발명에 따른 일 실시 형태에 대해서, 도면을 참조해서 설명한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 크로스헤드형 디젤 기관의 개략이 도시되어 있다. 이 도면에 도시된 디젤 기관은, 전형적으로는 선박 추진용 주기로서 사용되며, 2 스트로크 1 사이클의 유니 플로우 소기 방식으로 되어 있다.

이 디젤 기관은, 하방에 위치하는 대판(20)과, 대판(20) 위에 설치된 가구(架構)(본체)(5)와, 가구(5) 위에 설치된 재킷(21)을 구비하고 있다. 이들 대판(20), 가구(5) 및 재킷(21)은, 상하 방향으로 연장하는 복수의 텐션 볼트(도시하지 않음)에 의해 일체적으로 조여져서 고정되어 있다.

재킷(21)에는 실린더 라이너(22)가 설치되어 있고, 이 실린더 라이너(22)의 상단부에는 실린더 커버(23)가 설치되어 있다. 실린더 라이너(22) 및 실린더 커버(23)에 의해 형성된 공간 내에 피스톤(1)이 왕복 이동 가능하게 설치되어 있다. 피스톤(1)의 하단부에는, 피스톤봉(24)의 상단부가 회전 가능하게 장착되어 있다.

대판(20)은 크랭크 케이스로 되어 있고, 크랭크축(4)이 설치되어 있다. 크랭크축(4)의 상단부에는, 연접봉(3)의 하단부가 회전 가능하게 접속되어 있다.

가구(5)에는, 피스톤봉(24)과 연접봉(3)을 회전 가능하게 접속하는 크로스헤드(2)가 설치되어 있다. 즉, 피스톤봉(24)의 하단부 및 연접봉(3)의 상단부가 크로스헤드(2)에 접속되어 있다. 크로스헤드(2)의 양측(도 1에 있어서 좌우)에는, 상하 방향으로 연장하는 한 쌍의 미끄럼 이동판(6)이 가구(5)측에 고정된 상태에서 설치되어 있다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 미끄럼 이동판(6)은 가구(5)의 격벽(9)에 대하여 고정되어 있다. 즉, 미끄럼 이동판(6)은 그 일 측단부인 고정 단부(6a)가 격벽(9)에 대하여 고정되고, 타 측단부를 향해서 세워 설치되어 있다. 또한, 타 측단부는 격벽(9)에 고정되어 있지 않은 자유 단부(6b)로 되어 있다.

미끄럼 이동판(6)은 고정 단부(6a)에서 격벽(9)에 대하여 고정되어 있을 뿐이며, 미끄럼 이동판(6)의 변형을 방지하기 위한 리브 등의 보강 부재는 설치되어 있지 않다.

크로스헤드(2)는 피스톤봉(24)의 하단부와 연접봉(3)의 상단부가 회전 가능하게 접속된 핀(14)과, 미끄럼 이동판(6)에 대하여 미끄럼 이동하면서 왕복 이동하는 슈(미끄럼 이동부)(8)와, 핀(14)과 슈(8)를 접속하는 연결판(접속부)(13)을 구비하고 있다.

도 3에는 핀(14)의 단부면측에서 본 크로스헤드(2)의 측면도가 도시되어 있다. 이 도면에 도시한 있는 바와 같이, 슈(8)는 핀(14)의 양측에 1대 설치되어 있다. 연결판(13)의 슈(8)측에는 아암부(13a)가 설치되어 있다. 이 아암부(13a)는, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 슈(8)와 연결판(13)의 본체부(13b)를 연결한다. 이 아암부(13a)를 통해서, 핀(14)으로부터의 사이드 포스가 미끄럼 이동판(6)으로 전달된다. 또한, 이 도면에 도시한 바와 같이, 슈(8)에 대해서는 아암부(13a)만이 접속되어 있고, 아암부(13a) 이외에 슈에 대하여 힘을 전달하는 부재는 설치되어 있지 않다.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 아암부(13a)는 핀(14)의 축선 방향에 있어서의 슈(8)의 중앙부(이 도면에 있어서 좌우 방향에 있어서의 중앙부)보다도, 핀(14)의 축선 방향 중앙측(이 도면에 있어서 좌측)으로 오프셋해서 위치되어 있다. 보다 구체적으로는, 아암부(13a)의 중앙축선(C1)은, 슈(8)의 중앙축선(C2) 보다도 핀(14)의 축선 방향 중앙측으로 오프셋량(d0)만큼 오프셋되어 있다. 따라서, 핀(14)으로부터 아암부(13a)를 통해서 슈(8)로 전달되는 사이드 포스의 작용점(P)은, 슈(8)의 중앙축선(C2)으로부터 오프셋된 아암부(13a)의 중앙축선(C1) 상에 위치하게 된다. 따라서, 사이드 포스가 작용점(P)에 가해지면, 작용점(P) 주위에 도 4에 있어서 반시계 방향의 모멘트가 발생하고, 슈(8)의 내측 단부(8b)가 미끄럼 이동판(6)측(도 4에 있어서 하방)으로 변위함과 함께, 슈(8)의 외측 단부(8a)가 핀(14)의 축선측(도 4에 있어서 상방)으로 변위한다.

또한, 작용점(P)을 슈(8)의 중앙으로부터 오프셋함으로써, 미끄럼 이동판(6)의 고정 단부(6a)측에 위치하는 슈(8)의 외측 단부(미끄럼 이동부의 일 측단부측의 단부)(8a)와 작용점(P)과의 거리(d1)가, 미끄럼 이동판(6)의 자유 단부(6b)측에 위치하는 슈(8)의 내측 단부(미끄럼 이동부의 타 측단부측의 단부)(8b)와 작용점(P)의 거리(d2)보다도 커진다. 이에 의해, 사이드 포스에 의해 작용점(P)에 힘이 가해진 경우, 외측 단부(8a)의 변위가 내측 단부(8b)의 변위보다도 커진다(후술하는 도 5의 (b) 참조).

한편, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 슈(8)의 왕복 운동 방향(이 도면에 있어서 상하 방향)에 있어서의 상단부(8c) 및 하단부(8d)에는, 슈(8)의 상하 방향에 있어서의 중앙부(8e)보다도 얇은 두께로 된 박후부(8f)가 설치되어 있다. 이 박후부(8f)는 도 3과 같이 크로스헤드(2)를 측면에서 본 경우에, 아암부(13a)의 외형선(13b)과 연속하도록 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 즉, 박후부(8f)는 미끄럼 이동판(6)과는 반대측의 면이 테이퍼 형상으로 제거됨으로써 형성되어 있다. 도 6의 (b)에는, 슈(8)의 단부를 확대해서 도시한 도면이 도시되어 있고, 이 도면에서 알 수 있듯이, 아암부(13a)의 외형선(13b)과 박후부(8f)의 테이퍼부(8g)가 연속해서 형성되어 있다. 이 형상은 아암부(13a)로부터 슈(8)를 향하는 사이드 포스의 응력선을 따라 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 이 도면에는 파선으로 비교예의 형상이 도시되어 있다. 이 비교 형상은 일반적으로 사용되고, 슈(8)의 단부의 두께가 중앙부와 동등하게 되어 있고, 게다가 아암부(13a')의 외형선(13b')이 슈(8)에 접속되기 전에 슈(8)와 동등한 폭으로 되어 있다. 즉, 비교예의 형상은, 슈(8)의 단부가 본 실시 형태보다도 큰 강성을 갖는 형상으로 되어 있다.

다음으로, 도 7 및 도 8을 사용하여, 사이드 포스에 의한 미끄럼 이동판(6)의 변형에 대해서 설명한다.

도 7은 크로스헤드(2)의 위치에 대한 사이드 포스의 변화를 도시하고 있으며, 이 도면에 있어서, 횡축은 크로스헤드(2)를 통해서 미끄럼 이동판에 가해지는 사이드 포스의 크기를 나타내고, 종축은 크로스헤드(2)의 왕복 운동 방향 위치를 나타낸다. 이 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 위치 Z1 및 위치 Z2에서 사이드 포스가 극대값을 나타내게 되어 있다. 이것은 위치 Z1에서는 실린더 내의 연소 공간에서의 폭발에 의해 사이드 포스가 증대한 것을 나타내고, 위치 Z2에서는 피스톤봉(24)(도 1 참조)이 연직 방향으로부터 기울어서 미끄럼 이동판(6)을 향하는 방향(사이드 방향)으로의 분력이 커지는 것을 나타낸다. 이와 같이, 사이드 포스의 크기는 크로스헤드(2)의 왕복 운동 방향 위치에 따라서 변화된다.

도 8에는 사이드 포스를 받은 경우의 미끄럼 이동판(6)의 변형 패턴이 두 가지 나타나 있다.

변형 패턴 A는 사이드 포스를 받아서 미끄럼 이동판(6)의 자유 단부(6b)가 고정 단부(6a)를 지지점으로 해서 휘어서 변형하는 패턴이다.

변형 패턴 B는 슈(8)가 미끄럼 이동판(6)을 국소적으로 압박하고, 미끄럼 이동판(6)이 국소적으로 오목 변형되는 패턴이다.

이하에, 변형 패턴 A 및 변형 패턴 B의 각각에 대하여, 본 실시 형태의 작용 효과에 대해서 설명한다.

[변형 패턴 A]

본 실시 형태의 크로스헤드(2)는 변형 패턴 A에 대하여, 도 4에 도시한 작용점(P)의 오프셋이 유효하게 기능한다.

즉, 도 5의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이, 사이드 포스가 이 도면에 있어서 우측으로부터 좌측으로 가해진 경우, 미끄럼 이동판(6)은 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이 자유 단부(6b)가 좌측으로 변위한다(변형 패턴 A).

한편, 본 실시 형태의 크로스헤드(2)는, 아암부(13a)를 자유 단부(6b)측으로 오프셋하고 있으므로, 작용점(P)이 슈(8)의 중앙축선(C2)으로부터 자유 단부(6b)측으로 어긋나게 된다. 이에 의해 시계 방향의 모멘트가 슈(8)에 가해져서, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 슈(8)의 외측 단부(8a)를 핀(14)측(도면에 있어서 우측)으로 크게 변위시킬 수 있다. 이 슈(8)의 변형은 미끄럼 이동판(6)의 변형 패턴 A와 마찬가지의 변형으로 되므로, 미끄럼 이동판(6)의 변형에 따라서 슈(8)를 변형시키게 되어, 미끄럼 이동판(6)과 슈(8) 사이의 면압을 저하시킬 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 미끄럼 이동판(6)의 변형 패턴 A의 변형을 허용하면서 면압을 저하시킬 수 있으므로, 미끄럼 이동판(6)의 판 두께 증대나 다른 리브 등의 보강 부재의 추가라고 한 보강 대책이 불필요하게 된다. 따라서, 도 2에 도시한 바와 같이, 미끄럼 이동판(6)의 자유 단부(6b)의 변형을 억제하는 리브를 폐지한 구조를 채용할 수 있다. 따라서, 크로스헤드형 디젤 기관의 경량화 및 비용 절감을 도모할 수 있다. 나아가서는, 보강용 리브를 미끄럼 이동판(6) 및 격벽(9)(도 2 참조)에 대하여 용접하는 공정을 생략할 수 있으므로, 제조 기간 및 제조 비용을 대폭으로 삭감할 수 있다.

[변형 패턴 B]

본 실시 형태의 크로스헤드(2)는 변형 패턴 B에 대하여, 도 3에 도시한 박후부(8f)가 유효하게 기능한다.

즉, 도 6의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이, 슈(8)의 단부(8c, 8d)에 박후부(8f)를 설치하고 있으므로, 이 박후부(8f)의 강성은 슈(8)의 중앙부(8e)보다도 저하하고 있다. 이에 의해, 슈(8)의 단부(8c, 8d)를 통해서 미끄럼 이동판(6)으로 전달되는 사이드 포스를 작게 할 수 있다. 따라서, 슈(8) 단부에서의 면압의 국소적 증대를 회피할 수 있다. 예를 들어, 파선으로 나타낸 비교예와 같이 슈(8)의 단부의 두께를 중앙부와 마찬가지로 일정하게 한 경우에는, 슈(8)의 단부를 통해서 전달되는 사이드 포스는, 도 6의 (a)의 파선으로 나타낸 바와 같이 극대값을 나타낸다. 이에 반해, 본 실시 형태에서는, 도 6의 (a)의 실선으로 나타내는 바와 같이, 단부(8c, 8d)의 강성을 중앙부(8e)에 비해 저하시켰으므로, 슈(8)의 단부(8c, 8d)의 면압을 중앙부(8e)와 마찬가지로 대략 일정하게 할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 미끄럼 이동판(6)의 변형 패턴 B의 변형을 허용하면서 슈 단부(8c, 8d)의 면압을 저하시켜서 균일화할 수 있으므로, 미끄럼 이동판(6)의 판 두께 증대나 다른 리브 등의 보강 부재의 추가라고 한 보강 대책이 불필요하게 된다. 따라서, 도 2에 도시한 바와 같이, 미끄럼 이동판(6)의 자유 단부(6b)의 변형을 억제하는 리브를 폐지한 구조를 채용할 수 있다. 따라서, 크로스헤드형 디젤 기관의 경량화 및 비용 절감을 도모할 수 있다. 나아가서는, 보강용 리브를 미끄럼 이동판(6) 및 격벽(9)(도 2 참조)에 대하여 용접하는 공정을 생략할 수 있으므로, 제조 기간 및 제조 비용을 대폭으로 삭감할 수 있다.

또한, 미끄럼 이동판(6)과는 반대측의 면이 제거된 형상의 박후부(8f)로 했으므로, 용이하게 가공할 수 있다. 또한, 미끄럼 이동판(6)에 대한 미끄럼 이동 면적을 줄이지 않고 박후부(8f)가 형성되므로, 면압을 증대시키지 않고 박후부(8f)를 형성할 수 있다.

다음으로, 본 실시 형태의 변형예에 대해서 설명한다.

도 4에 도시한 작용점(P)의 오프셋 방법 대신에, 도 9에 도시한 오프셋 방법을 채용할 수 있다. 즉, 도 9에 도시한 아암부(30)는, 그 기단부(30a)에서는 아암부(30)의 중앙축선이 슈(8)의 중앙축선(C2)에 일치하지만, 기단부(30a)보다도 슈(8)측에 절결부(31)가 형성되어 있다. 이 절결부(31)는 미끄럼 이동판(6)의 고정 단부(6a)측(즉 슈(8)의 외측 단부(8a)측; 이 도면에 있어서 상측)에 설치되고, 미끄럼 이동판(6)의 자유 단부(6b)측(즉 슈(8)의 내측 단부(8b); 이 도면에 있어서 하측)을 향해서 형성되어 있다. 이와 같이 절결부(31)를 설치함으로써, 작용점(P)을 슈(8)의 내측 단부(8b)측으로 오프셋시켜, 절결부(31)에 있어서의 변형을 허용할 수 있다.

또한, 절결부(31)는 R 형상으로 되어 있으므로, 응력 집중을 완화시킴으로써 반복 하중에 의한 수명 저하를 피할 수 있게 되어 있다.

또한, 도 9에 도시한 아암부(30)의 기단부(30a)의 중심 축선은, 슈(8)의 중앙축선(C2)에 일치한 형상으로 되어 있지만, 기단부(30a)의 중심 축선을 슈(8)의 내측 단부(8b)측으로 오프셋시켜도 된다.

또한, 도 3에 도시한 박후부(8f)는 슈(8)의 아암부(13a)측의 면을 테이퍼 형상으로 했지만(도 10의 (a) 참조), 이 대신에 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 슈(8)의 아암부(13a)측의 면을 직사각 형상으로 해도 된다. 또한, 도 10의 (c)에 도시한 바와 같이, 슈(8)의 아암부(13a)측의 면을 R 형상으로 해도 된다.

또한, 도 10의 (d)에 도시한 바와 같이, 슈(8) 단부의 미끄럼 이동판(6)측의 면을, 미끄럼 이동판(6)로부터 이격하도록 테이퍼 형상으로 형성함으로써 박후부(8f)를 설치하는 것으로 해도 된다.

또한, 도 10의 (d)에 도시한 박후부(8f)의 미끄럼 이동판(6)측의 형상은, 미끄럼 이동판(6)의 반대측의 면(아암부(13a)측의 면)을 가공한 도 10의 (a) 내지 (c)와 조합해도 된다.

2 : 크로스헤드
3 : 연접봉
5 : 가구
6 : 미끄럼 이동판
6a : 고정 단부(일 측단부)
6b : 자유 단부(타 측단부)
8 : 슈(미끄럼 이동부)
8a : 외측 단부(일 측단부측의 단부)
8b : 내측 단부(타 측단부측의 단부)
8c : 상단부(단부)
8d : 하단부(단부)
8e : 중앙부(단부 이외의 부분)
8f : 박후부
13 : 연결판(접속부)
13a : 아암부
14 : 핀

Claims

피스톤봉의 일단부와 연접봉의 일단부를 회전 가능하게 접속하는 핀과,
본체측에 고정된 일 측단부로부터 타 측단부를 향해서 세워 설치된 미끄럼 이동판에 대하여 미끄럼 이동하면서 왕복 이동하는 미끄럼 이동부와,
상기 핀과 상기 미끄럼 이동부를 접속하는 접속부를 구비한 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에 있어서,
상기 접속부는 상기 핀으로부터 상기 미끄럼 이동부를 향하는 힘이 그 미끄럼 이동부의 중앙으로부터 상기 미끄럼 이동판의 상기 타 측단부측으로 오프셋된 위치에 가해지도록 설치되고,
상기 미끄럼 이동부의 전(全)부분이, 상기 미끄럼 이동판의 상기 일 측단부보다도 상기 타 측단부측에 배치되어 있는, 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드.
제1항에 있어서, 상기 접속부의 상기 미끄럼 이동부측에 위치하는 아암부가, 상기 미끄럼 이동부의 중앙보다도 상기 미끄럼 이동판의 상기 타 측단부측으로 오프셋되어 있는, 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드.
제1항에 있어서, 상기 접속부의 상기 미끄럼 이동부측에 위치하는 아암부의 상기 일 측단부측에는, 상기 타 측단부를 향해서 형성된 절결부가 설치되어 있는, 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드.
제1항에 있어서, 상기 미끄럼 이동부의 상기 왕복 운동 방향에 있어서의 단부는, 그 단부 이외의 부분보다도 얇은 두께의 박후부로 되어 있는, 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드.
제4항에 있어서, 상기 박후부는, 상기 미끄럼 이동판과는 반대측의 면이 제거된 형상으로 되어 있는, 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드.
제4항에 있어서, 상기 박후부는, 상기 미끄럼 이동판측의 면이 제거된 형상으로 되어 있는, 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 크로스헤드를 구비하고 있는, 크로스헤드형 디젤 기관.