KR101492746B1

KR101492746B1 - 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드

Info

Publication number: KR101492746B1
Application number: KR1020137002313A
Authority: KR
Inventors: 다케시 가도와키; 노부유키 구니히로
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2015-02-11
Also published as: JP5665488B2; JP2012102630A; KR20130044311A; CN104989526B; WO2012063717A1; CN103038483A; CN103038483B; CN104989526A

Abstract

슬라이딩판의 강도 증대를 실시하지 않고 슬라이딩판과 크로스헤드 사이의 면압을 저하시킬 수 있는 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다. 피스톤봉의 일단과 연접봉의 일단을 회동 가능하게 접속시키는 핀 (14) 과, 가구에 고정된 고정단으로부터 자유단을 향하여 세워 형성된 슬라이딩판에 대하여 슬라이딩하여 왕복동하는 슈 (8) 와, 핀 (14) 과 슈 (8) 를 접속시키는 연결판 (13) 을 구비한 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드 (2) 에 있어서, 슈 (8) 의 왕복동 방향에 있어서의 단부 (8c, 8d) 는, 중앙부 (8e) 보다 얇은 두께의 박육부 (8f) 로 되어 있다.

Description

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

본 발명은, 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에 관한 것이다.

종래부터, 선박 추진용의 주기(主機)로서, 크로스헤드형 디젤 기관이 사용되고 있다 (특허문헌 1 참조). 이와 같은 크로스헤드형 디젤 기관은, 피스톤봉의 일단과 연접봉의 일단을 회동(回動) 가능하게 접속시키는 크로스헤드를 구비하고 있고, 이 크로스헤드는 본체측에 고정된 슬라이딩판 상을 슬라이딩하면서 왕복동한다. 크로스헤드가 슬라이딩판 상을 왕복동할 때에, 피스톤으로부터 피스톤봉을 통하여 크로스헤드에 힘이 전달된다. 이 전달된 힘의 횡방향 (슬라이딩판을 향하는 방향) 으로의 분력은, 사이드 포스라고 칭해지며, 슬라이딩판을 변형시키는 힘이 된다.

이 슬라이딩판의 변형을 억제하기 위하여, 종래에는, 슬라이딩판의 판두께를 증가시키거나, 슬라이딩판의 변형을 억제하는 리브를 추가 설치하거나 함으로써, 슬라이딩판의 강도를 증대시키는 것으로 하고 있었다.

일본 공개특허공보 평11-336560호

그러나, 슬라이딩판의 변형을 억제하기 위하여 슬라이딩판의 강도를 증가시키면, 비용의 증대를 초래할 뿐만 아니라, 슬라이딩판과 크로스헤드 사이의 면압이 상승하여 윤활유의 유막 끊김과 같은 문제를 초래해 버릴 우려가 있다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 슬라이딩판의 강도 증대를 실시하지 않고 슬라이딩판과 크로스헤드 사이의 면압을 저하시킬 수 있는 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

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

즉, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드는, 피스톤봉의 일단과 연접봉의 일단을 회동 가능하게 접속시키는 핀과, 본체측에 고정된 일측단으로부터 타측단을 향하여 세워 형성된 슬라이딩판에 대하여 슬라이딩하면서 왕복동하는 슬라이딩부와, 상기 핀과 상기 슬라이딩부를 접속시키는 접속부를 구비한 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에 있어서, 상기 슬라이딩부의 상기 왕복동 방향에 있어서의 단부(端部)는, 그 단부 이외의 부분보다 얇은 두께의 박육부(薄厚部)로 되어 있다.

슬라이딩부의 왕복동 방향에 있어서의 단부를, 단부 이외의 부분보다 얇은 두께로 하여, 강성을 단부 이외의 부분보다 저하시키는 것으로 하였다. 이로써, 슬라이딩부의 단부를 통하여 슬라이딩판에 전달되는 힘 (사이드 포스) 을 작게 할 수 있기 때문에, 슬라이딩부와 슬라이딩판 사이의 면압의 국소적인 상승을 억제할 수 있다.

또한, 상기 양태의 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에서는, 상기 박육부는, 상기 슬라이딩판과는 반대측의 면이 제거된 형상으로 되어 있다.

슬라이딩판과는 반대측의 면이 제거된 형상의 박육부로 하였기 때문에, 용이하게 가공할 수 있다. 또한, 슬라이딩판에 대한 슬라이딩 면적을 줄이지 않고 박육부가 형성되기 때문에, 면압을 증대시키지 않고 박육부를 형성할 수 있다.

또한, 상기 양태의 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에서는, 상기 박육부는, 상기 슬라이딩판측의 면이 제거된 형상으로 되어 있다.

슬라이딩판측의 면이 제거된 형상의 박육부로 해도 된다.

또한, 상기 양태의 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에서는, 상기 접속부는, 상기 핀으로부터 상기 슬라이딩부로 향하는 힘이 그 슬라이딩부의 중앙으로부터 상기 슬라이딩판의 상기 타측단측으로 오프셋된 위치에 가해지도록 형성되어 있다.

핀으로부터 슬라이딩부로 향하는 힘 (사이드 포스) 이, 슬라이딩부의 중앙으로부터 슬라이딩판의 타측단측으로 오프셋된 위치에 가해지도록 접속부가 형성되어 있기 때문에, 슬라이딩부에 있어서의 사이드 포스의 작용점이 슬라이딩판의 타측단측으로 오프셋되게 된다. 이로써, 슬라이딩부는, 슬라이딩부의 타측단측의 단부가 슬라이딩판측으로 변위되고, 슬라이딩부의 일측단측의 단부가 핀측으로 변위되는 모멘트를 작용점 주변에 받게 된다. 따라서, 크로스헤드에 사이드 포스가 가해진 경우에는, 슬라이딩부는, 슬라이딩부의 타측부측 단부가 슬라이딩판측으로 변위됨과 함께, 슬라이딩부의 일측단측의 단부가 핀측으로 변위되게 되고, 게다가 슬라이딩부의 일측단측의 단부의 변위를 타측단측의 단부의 변위보다 크게 할 수 있다. 이 변위는, 사이드 포스가 가해졌을 때의 슬라이딩판과 동일한 변형이 된다. 왜냐하면, 슬라이딩판은, 일측단이 본체측에 고정되어 타측단을 향하여 세워 형성되어 있기 때문에, 크로스헤드로부터 사이드 포스가 가해진 경우에는, 일측단보다 타측단이 크게 변위되도록 휘기 때문이다. 따라서, 상기 양태의 크로스헤드는, 사이드 포스가 가해진 경우에, 슬라이딩판의 변형에 대응하도록 슬라이딩부를 변위시킬 수 있기 때문에, 슬라이딩부와 슬라이딩판 사이의 면압을 저하시킬 수 있다.

또한, 상기 양태의 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에서는, 상기 접속부의 상기 슬라이딩부측에 위치하는 아암부가, 상기 슬라이딩부의 중앙보다 상기 슬라이딩판의 상기 타측단측으로 오프셋되어 있다.

접속부의 아암부는, 접속부의 슬라이딩부측에 위치하기 때문에, 이 아암부의 위치에 의해 슬라이딩부에 가해지는 사이드 포스의 작용점을 결정할 수 있다. 상기 양태는, 아암부를 슬라이딩부의 중앙보다 슬라이딩판의 타측단측으로 오프셋시키는 것으로 하였기 때문에, 슬라이딩부의 타측부측 단부를 슬라이딩판측으로 변위시킴과 함께, 슬라이딩부의 일측단측의 단부를 핀측으로 변위시킬 수 있다.

또한, 아암부에 의해 작용점을 결정하기 때문에, 아암부 외에 슬라이딩부로 사이드 포스를 전달하는 리브 등을 형성하지 않고, 아암부만이 슬라이딩부에 접속되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 양태의 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에서는, 상기 접속부의 상기 슬라이딩부측에 위치하는 아암부의 상기 일측단측에는, 상기 타측단을 향하여 형성된 절결부가 형성되어 있다.

아암부의 일측단측에, 타측단을 향하여 형성된 절결부가 형성되어 있기 때문에, 사이드 포스의 작용점을 슬라이딩부의 중앙보다 슬라이딩판의 타측단측으로 오프셋시킬 수 있다. 또한, 절결부를 기점으로 한 아암부의 변형을 허용할 수 있다. 이로써, 슬라이딩부의 타측부측 단부를 슬라이딩판측으로 변위시킴과 함께, 슬라이딩부의 일측단측의 단부를 핀측으로 변위시키는 것이 더욱 원활히 행해진다.

또한, 절결부로는, 반복 하중에 의한 수명 저하를 피하기 위하여 R 형상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 제 2 양태의 크로스헤드형 디젤 기관은, 상기 중 어느 하나에 기재된 크로스헤드를 구비하고 있다.

상기 중 어느 하나의 크로스헤드를 구비하고 있기 때문에, 슬라이딩판의 면압을 저하시킬 수 있어, 슬라이딩판의 두께를 얇게 할 수 있거나, 혹은 과잉의 보강이 불필요해지므로, 전체 중량을 저하시켜 비용을 낮출 수 있다.

본 발명의 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에 의하면, 슬라이딩판과 크로스헤드 사이의 면압을 저하시킬 수 있기 때문에, 슬라이딩판의 두께 증대나 보강을 가급적 줄일 수 있어, 크로스헤드형 디젤 기관의 경량화 및 비용 절감을 도모할 수 있다.

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

이하에, 본 발명에 관련된 일 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 에는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 크로스헤드형 디젤 기관의 개략이 나타내어져 있다. 동 도면에 나타내어진 디젤 기관은, 전형적으로는 선박 추진용의 주기로서 사용되고, 2 스트로크 1 사이클의 유니플로우 소기 방식으로 되어 있다.

이 디젤 기관은, 하방에 위치하는 대판(臺板) (20) 과, 대판 (20) 상에 형성된 가구(架構) (본체) (5) 와, 가구 (5) 상에 형성된 재킷 (21) 을 구비하고 있다. 이들 대판 (20), 가구 (5) 및 재킷 (21) 은, 상하 방향으로 연장되는 복수의 텐션 볼트 (도시 생략) 에 의해 일체적으로 조여져 고정되어 있다.

재킷 (21) 에는 실린더 라이너 (22) 가 형성되어 있고, 이 실린더 라이너 (22) 의 상단에는 실린더 커버 (23) 가 형성되어 있다. 실린더 라이너 (22) 및 실린더 커버 (23) 에 의해 형성된 공간 내에 피스톤 (1) 이 왕복동 가능하게 형성되어 있다. 피스톤 (1) 의 하단에는, 피스톤봉 (24) 의 상단이 회동 가능하게 장착되어 있다.

대판 (20) 은 크랭크 케이스로 되어 있고, 크랭크축 (4) 이 형성되어 있다. 크랭크축 (4) 의 상단에는, 연접봉 (3) 의 하단이 회동 가능하게 접속되어 있다.

가구 (5) 에는, 피스톤봉 (24) 과 연접봉 (3) 을 회동 가능하게 접속시키는 크로스헤드 (2) 가 형성되어 있다. 즉, 피스톤봉 (24) 의 하단 및 연접봉 (3) 의 상단이 크로스헤드 (2) 에 접속되어 있다. 크로스헤드 (2) 의 양측 (도 1 에 있어서 좌우) 에는, 상하 방향으로 연장되는 1 쌍의 슬라이딩판 (6) 이 가구 (5) 측에 고정된 상태로 형성되어 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 슬라이딩판 (6) 은, 가구 (5) 의 격벽 (9) 에 대하여 고정되어 있다. 즉, 슬라이딩판 (6) 은, 그 일측단인 고정단 (6a) 이 격벽 (9) 에 대하여 고정되어, 타측단을 향하여 세워 형성되어 있다. 또한, 타측단은, 격벽 (9) 에 고정되어 있지 않은 자유단 (6b) 으로 되어 있다.

슬라이딩판 (6) 은, 고정단 (6a) 으로 격벽 (9) 에 대하여 고정되어 있을 뿐, 슬라이딩판 (6) 의 변형을 방지하기 위한 리브 등의 보강 부재는 형성되어 있지 않다.

크로스헤드 (2) 는, 피스톤봉 (24) 의 하단과 연접봉 (3) 의 상단이 회동 가능하게 접속된 핀 (14) 과, 슬라이딩판 (6) 에 대하여 슬라이딩하면서 왕복동하는 슈 (슬라이딩부) (8) 와, 핀 (14) 과 슈 (8) 를 접속시키는 연결판 (접속부) (13) 을 구비하고 있다.

도 3 에는, 핀 (14) 의 단면측에서 본 크로스헤드 (2) 의 측면도가 나타내어져 있다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 슈 (8) 는, 핀 (14) 의 양측에 1 쌍 형성되어 있다. 연결판 (13) 의 슈 (8) 측에는, 아암부 (13a) 가 형성되어 있다. 이 아암부 (13a) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 슈 (8) 와 연결판 (13) 의 본체부 (13b) 를 연결시킨다. 이 아암부 (13a) 를 통하여, 핀 (14) 으로부터의 사이드 포스가 슬라이딩판 (6) 으로 전달된다. 또한, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 슈 (8) 에 대해서는 아암부 (13a) 만이 접속되어 있고, 아암부 (13a) 이외에 슈에 대하여 힘을 전달하는 부재는 형성되어 있지 않다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 아암부 (13a) 는, 핀 (14) 의 축선 방향에 있어서의 슈 (8) 의 중앙부 (동 도면에 있어서 좌우 방향에서의 중앙부) 보다, 핀 (14) 의 축선 방향 중앙측 (동 도면에 있어서 좌측) 으로 오프셋하여 위치되어 있다. 보다 구체적으로는, 아암부 (13a) 의 중앙 축선 (C1) 은, 슈 (8) 의 중앙 축선 (C2) 보다 핀 (14) 의 축선 방향 중앙측으로 오프셋량 (d0) 만큼 오프셋되어 있다. 따라서, 핀 (14) 으로부터 아암부 (13a) 를 통하여 슈 (8) 에 전달되는 사이드 포스의 작용점 (P) 은, 슈 (8) 의 중앙 축선 (C2) 으로부터 오프셋된 아암부 (13a) 의 중앙 축선 (C1) 상에 위치하게 된다. 따라서, 사이드 포스가 작용점 (P) 에 가해지면, 작용점 (P) 주변에 도 4 에 있어서 반시계 회전 방향의 모멘트가 발생하여, 슈 (8) 의 내측 단부 (8b) 가 슬라이딩판 (6) 측 (도 4 에 있어서 하방) 으로 변위됨과 함께, 슈 (8) 의 외측 단부 (8a) 가 핀 (14) 의 축선측 (도 4 에 있어서 상방) 으로 변위된다.

또한, 작용점 (P) 을 슈 (8) 의 중앙으로부터 오프셋함으로써, 슬라이딩판 (6) 의 고정단 (6a) 측에 위치하는 슈 (8) 의 외측 단부 (슬라이딩부의 일측단측의 단부) (8a) 와 작용점 (P) 의 거리 (d1) 가, 슬라이딩판 (6) 의 자유단 (6b) 측에 위치하는 슈 (8) 의 내측 단부 (슬라이딩부의 타측단측의 단부) (8b) 와 작용점 (P) 의 거리 (d2) 보다 커진다. 이로써, 사이드 포스에 의해 작용점 (P) 에 힘이 가해진 경우, 외측 단부 (8a) 의 변위가 내측 단부 (8b) 의 변위보다 커진다 (후술하는 도 5(b) 참조).

한편, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 슈 (8) 의 왕복동 방향 (동 도면에 있어서 상하 방향) 에 있어서의 상단부 (8c) 및 하단부 (8d) 에는, 슈 (8) 의 상하 방향에 있어서의 중앙부 (8e) 보다 얇은 두께로 된 박육부 (8f) 가 형성되어 있다. 이 박육부 (8f) 는, 도 3 과 같이 크로스헤드 (2) 를 측면에서 본 경우에, 아암부 (13a) 의 외형선 (13b) 과 연속하도록 테이퍼상으로 형성되어 있다. 즉, 박육부 (8f) 는, 슬라이딩판 (6) 과는 반대측의 면이 테이퍼상으로 제거됨으로써 형성되어 있다. 도 6(b) 에는, 슈 (8) 의 단부를 확대하여 나타낸 도면이 나타내어져 있고, 동 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 아암부 (13a) 의 외형선 (13b) 과 박육부 (8f) 의 테이퍼부 (8g) 가 연속해서 형성되어 있다. 이 형상은, 아암부 (13a) 로부터 슈 (8) 로 향하는 사이드 포스의 응력선을 따라 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 동 도면에는 파선으로 비교예의 형상이 나타내어져 있다. 이 비교 형상은 일반적으로 사용되며, 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 실시형태보다 큰 강성을 갖는 형상으로 되어 있다.

다음으로, 도 7 및 도 8 을 사용하여, 사이드 포스에 의한 슬라이딩판 (6) 의 변형에 대하여 설명한다.

도 7 은, 크로스헤드 (2) 의 위치에 대한 사이드 포스의 변화를 나타내고 있고, 동 도면에 있어서, 가로축은 크로스헤드 (2) 를 통하여 슬라이딩판에 가해지는 사이드 포스의 크기를 나타내며, 세로축은 크로스헤드 (2) 의 왕복동 방향 위치를 나타낸다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 위치 Z1 및 위치 Z2 에서 사이드 포스가 극대치를 나타내도록 되어 있다. 이는, 위치 Z1 에서는, 실린더 내의 연소 공간에서의 폭발에 의해 사이드 포스가 증대하는 것을 나타내고, 위치 Z2 에서는, 피스톤봉 (24) (도 1 참조) 이 연직 방향으로부터 기울어져 슬라이딩판 (6) 을 향하는 방향 (사이드 방향) 으로의 분력이 커지는 것을 나타낸다. 이와 같이, 사이드 포스의 크기는, 크로스헤드 (2) 의 왕복동 방향 위치에 따라 변화된다.

도 8 에는, 사이드 포스를 받은 경우의 슬라이딩판 (6) 의 변형 패턴이 2 가지 나타내어져 있다.

변형 패턴 A 는, 사이드 포스를 받아 슬라이딩판 (6) 의 자유단 (6b) 이 고정단 (6a) 을 지지점으로 하여 휘어 변형되는 패턴이다.

변형 패턴 B 는, 슈 (8) 가 슬라이딩판 (6) 을 국소적으로 가압하여, 슬라이딩판 (6) 이 국소적으로 오목 변형되는 패턴이다.

이하에, 변형 패턴 A 및 변형 패턴 B 각각에 대해, 본 실시형태의 작용 효과에 대하여 설명한다.

[변형 패턴 A]

본 실시형태의 크로스헤드 (2) 는, 변형 패턴 A 에 대해, 도 4 에 나타낸 작용점 (P) 의 오프셋이 유효하게 기능한다.

즉, 도 5(a) 에 나타내는 바와 같이, 사이드 포스가 동 도면에 있어서 우측에서부터 좌측으로 가해진 경우, 슬라이딩판 (6) 은, 2 점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 자유단 (6b) 이 좌측으로 변위된다 (변형 패턴 A).

한편, 본 실시형태의 크로스헤드 (2) 는, 아암부 (13a) 를 자유단 (6b) 측으로 오프셋하고 있기 때문에, 작용점 (P) 이 슈 (8) 의 중앙 축선 (C2) 으로부터 자유단 (6b) 측으로 어긋나게 된다. 이로써 시계 회전 방향의 모멘트가 슈 (8) 에 가해져, 도 5(b) 에 나타내는 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, 슬라이딩판 (6) 의 변형 패턴 A 와 동일한 변형이 되므로, 슬라이딩판 (6) 의 변형을 본떠 슈 (8) 를 변형시키게 되어, 슬라이딩판 (6) 과 슈 (8) 사이의 면압을 저하시킬 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 슬라이딩판 (6) 의 변형 패턴 A 의 변형을 허용하면서 면압을 저하시킬 수 있기 때문에, 슬라이딩판 (6) 의 판두께 증대나 다른 리브 등의 보강 부재의 추가와 같은 보강 대책이 불필요해진다. 따라서, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 슬라이딩판 (6) 의 자유단 (6b) 의 변형을 억제하는 리브를 폐지한 구조를 채용할 수 있다. 따라서, 크로스헤드형 디젤 기관의 경량화 및 비용 절감을 도모할 수 있다. 나아가서는, 보강용 리브를 슬라이딩판 (6) 및 격벽 (9) (도 2 참조) 에 대하여 용접하는 공정을 생략할 수 있기 때문에, 제조 기간 및 제조 비용을 대폭 삭감할 수 있다.

[변형 패턴 B]

본 실시형태의 크로스헤드 (2) 는, 변형 패턴 B 에 대해, 도 3 에 나타낸 박육부 (8f) 가 유효하게 기능한다.

즉, 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 슈 (8) 의 단부 (8c, 8d) 에 박육부 (8f) 를 형성하고 있기 때문에, 이 박육부 (8f) 의 강성은 슈 (8) 의 중앙부 (8e) 보다 저하되어 있다. 이로써, 슈 (8) 의 단부 (8c, 8d) 를 통하여 슬라이딩판 (6) 에 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 통하여 전달되는 사이드 포스는, 도 6(a) 의 파선으로 나타내는 바와 같이 극대치를 나타낸다. 이에 반해, 본 실시형태에서는, 도 6(a) 의 실선으로 나타내는 바와 같이, 단부 (8c, 8d) 의 강성을 중앙부 (8e) 에 비해 저하시켰기 때문에, 슈 (8) 의 단부 (8c, 8d) 의 면압을 중앙부 (8e) 와 마찬가지로 거의 일정하게 할 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 슬라이딩판 (6) 의 변형 패턴 B 의 변형을 허용하면서 슈 단부 (8c, 8d) 의 면압을 저하시켜 균일화할 수 있기 때문에, 슬라이딩판 (6) 의 판두께 증대나 다른 리브 등의 보강 부재의 추가와 같은 보강 대책이 불필요해진다. 따라서, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 슬라이딩판 (6) 의 자유단 (6b) 의 변형을 억제하는 리브를 폐지한 구조를 채용할 수 있다. 따라서, 크로스헤드형 디젤 기관의 경량화 및 비용 절감을 도모할 수 있다. 나아가서는, 보강용 리브를 슬라이딩판 (6) 및 격벽 (9) (도 2 참조) 에 대하여 용접하는 공정을 생략할 수 있기 때문에, 제조 기간 및 제조 비용을 대폭 삭감할 수 있다.

또한, 슬라이딩판 (6) 과는 반대측의 면이 제거된 형상의 박육부 (8f) 로 하였기 때문에, 용이하게 가공할 수 있다. 또한, 슬라이딩판 (6) 에 대한 슬라이딩 면적을 줄이지 않고 박육부 (8f) 가 형성되기 때문에, 면압을 증대시키지 않고 박육부 (8f) 를 형성할 수 있다.

다음으로, 본 실시형태의 변형예에 대하여 설명한다.

도 4 에 나타낸 작용점 (P) 의 오프셋 방법 대신에, 도 9 에 나타낸 오프셋 방법을 채용할 수 있다. 즉, 도 9 에 나타낸 아암부 (30) 는, 그 기단부 (30a) 에서는 아암부 (30) 의 중앙 축선이 슈 (8) 의 중앙 축선 (C2) 과 일치하지만, 기단부 (30a) 보다 슈 (8) 측에 절결부 (31) 가 형성되어 있다. 이 절결부 (31) 는, 슬라이딩판 (6) 의 고정단 (6a) 측 (즉 슈 (8) 의 외측 단부 (8a) 측 ; 동 도면에 있어서 상측) 에 형성되어, 슬라이딩판 (6) 의 자유단 (6b) 측 (즉 슈 (8) 의 내측 단부 (8b) ; 동 도면에 있어서 하측) 을 향하여 형성되어 있다. 이와 같이 절결부 (31) 를 형성함으로써, 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 있기 때문에, 응력 집중을 완화시킴으로써 반복 하중에 의한 수명 저하를 피할 수 있게 되어 있다.

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

또한, 도 3 에 나타낸 박육부 (8f) 는, 슈 (8) 의 아암부 (13a) 측의 면을 테이퍼상으로 하였지만 (도 10(a) 참조), 이 대신에, 도 10(b) 에 나타내는 바와 같이, 슈 (8) 의 아암부 (13a) 측의 면을 사각형상으로 해도 된다. 또한, 도 10(c) 에 나타내는 바와 같이, 슈 (8) 의 아암부 (13a) 측의 면을 R 형상으로 해도 된다.

또한, 도 10(d) 에 나타내는 바와 같이, 슈 (8) 단부의 슬라이딩판 (6) 측의 면을, 슬라이딩판 (6) 으로부터 이간하도록 테이퍼상으로 형성함으로써 박육부 (8f) 를 형성하는 것으로 해도 된다.

또한, 도 10(d) 에 나타낸 박육부 (8f) 의 슬라이딩판 (6) 측의 형상은, 슬라이딩판 (6) 의 반대측의 면 (아암부 (13a) 측의 면) 을 가공한 도 10(a) 내지 (c) 와 조합해도 된다.

2 : 크로스헤드
3 : 연접봉
5 : 가구
6 : 슬라이딩판
6a : 고정단 (일측단)
6b : 자유단 (타측단)
8 : 슈 (슬라이딩부)
8a : 외측 단부 (일측단측의 단부)
8b : 내측 단부 (타측단측의 단부)
8c : 상단 (단부)
8d : 하단 (단부)
8e : 중앙부 (단부 이외의 부분)
8f : 박육부
13 : 연결판 (접속부)
13a : 아암부
14 : 핀

Claims

피스톤봉의 일단과 연접봉의 일단을 회동 가능하게 접속시키는 핀과,
본체측에 고정된 일측단으로부터 타측단을 향하여 세워 형성된 슬라이딩판에 대하여 슬라이딩하면서 왕복동하는 슬라이딩부와,
상기 핀과 상기 슬라이딩부를 접속시키는 접속부를 구비한 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드에 있어서,
상기 슬라이딩부의 상기 왕복동 방향에 있어서의 단부는, 그 단부 이외의 부분보다 얇은 두께의 박육부로 되어 있고,
상기 박육부는, 상기 슬라이딩판과는 반대측의 면이 제거된 형상으로 되어 있는 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드.
제 1 항에 있어서,
상기 박육부는, 상기 슬라이딩판측의 면이 제거된 형상으로 되어 있는 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드.
제 1 항에 있어서,
상기 접속부는, 상기 핀으로부터 상기 슬라이딩부로 향하는 힘이 그 슬라이딩부의 중앙으로부터 상기 슬라이딩판의 상기 타측단측으로 오프셋된 위치에 가해지도록 형성되어 있는 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드.
제 3 항에 있어서,
상기 접속부의 상기 슬라이딩부측에 위치하는 아암부가, 상기 슬라이딩부의 중앙보다 상기 슬라이딩판의 상기 타측단측으로 오프셋되어 있는 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드.
제 3 항에 있어서,
상기 접속부의 상기 슬라이딩부측에 위치하는 아암부의 상기 일측단측에는, 상기 타측단을 향하여 형성된 절결부가 형성되어 있는 크로스헤드형 디젤 기관의 크로스헤드.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 크로스헤드를 구비하고 있는 크로스헤드형 디젤 기관.
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