KR101944643B1 - 보강 부재, 격벽 유닛, 가구, 크로스헤드식 내연 기관 - Google Patents

Abstract

보강 부재, 격벽 유닛, 가구, 크로스헤드식 내연 기관에 있어서, 크로스헤드(29)를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 가이드판(28)과 가이드판(28)의 측부에 접속되는 중간판(42)을 보강하는 판 형상을 이루는 수평 리브(61)로서, 가이드판(28)에 접합되는 제1 단면(61a)과, 제1 단면(61a)과 직각을 이루고 중간판(42)에 접합되는 제2 단면(6lb)과, 제2 단면(6lb)에 대향하는 제3 단면(61c)과, 제1 단면(61a)에 대향하며 제1 단면(61a)보다 짧은 치수인 제4 단면(61d)을 구비하고, 제1 단면(61a)이 아랫변이 되고 제4 단면(61d)변이 윗변이 되는 사다리꼴형상으로 하며, 텐션 볼트(14)가 관통하는 관통부(72)를 제1 단면(61a)과 제2 단면(6lb)이 교차하는 위치에 마련하고, 작용하는 응력을 분산시키는 절결부(71)를 제3 단면(61c)을 따라 마련함으로써, 가이드판에 있어서의 보강 부재의 접합부에 발생하는 응력을 저감시킨다.

Description

보강 부재, 격벽 유닛, 가구, 크로스헤드식 내연 기관{REINFORCING MEMBER, PARTITION WALL UNIT, FRAME, CROSSHEAD-TYPE INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은, 디젤 엔진이나 가스 엔진 등의 내연 기관에서, 크로스헤드를 상하 방향으로 이동 가능하게 격벽 유닛에 이용되는 보강 부재, 이 수평 리브를 구비한 격벽 유닛, 이 격벽 유닛을 구비한 가구(架構), 이 가구가 적용되는 크로스헤드식 내연 기관에 관한 것이다.

일반적으로, 실린더 내에서 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 가스 엔진이나 가솔린 엔진 등의 내연 기관은, 복수의 실린더의 하방에 실린더 배열 방향을 따라 크랭크 샤프트가 배치되어 있으며, 이 크랭크 샤프트는, 베어링을 통하여 크랭크 케이스에 회전 가능하게 지지되어 있다.

이 디젤 엔진은, 대판(臺板)의 상부에 가구가 배치되고, 이 가구의 상부에 연소 장치가 마련되어 구성되어 있다. 종래의 가구로서는, 예를 들면, 하기 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 이 특허문헌 1에 기재된 가구는, 격벽과, 이 격벽의 상부에 연결되는 천판과, 격벽의 하부에 연결되는 바닥판과, 격벽의 측부에 연결되는 측판을 갖고 있다. 그리고, 격벽은, 중앙 부분을 형성하는 중앙판과, 연료 펌프측 부분 또는 배기측 부분을 형성하는 중간판과, 중앙판과 중간판 사이에 배치되는 가이드판을 갖고 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2011-074765호

그런데, 상술한 가구는, 크로스헤드의 상하 방향의 이동에 의하여 내연 기관에 있어서의 폭 방향에 대하여 하중을 받는다. 이 응력은 좌우 비대칭으로 되어 있다. 이로 인하여, 종래의 가구에서는, 중간판에 보강재로서의 수평 리브를 좌우 비대칭으로 마련하고 있다. 그러나, 대판과 가구와 연소 장치는, 상하 방향으로 뻗어 있는 복수의 타이 볼트에 의하여 일체로 체결되어 있는 점에서, 수평 리브는, 이 타이 볼트를 회피한 형상이 되게 되어, 가이드판과 수평 리브의 접합부(용접부)의 길이가 제한된다. 가이드판은, 크로스헤드의 상하 방향의 이동에 의하여 사이드 포스를 받고, 이 사이드 포스가 수평 리브를 지나 중간판에 전달된다. 그러나, 가이드판과 수평 리브의 접합부의 길이가 제한되고 있는 점에서, 가이드판으로부터 수평 리브에 의하여 전달되는 사이드 포스의 흐름이 수평 리브의 외측에 집중되어, 접합부를 기점으로 한 피로에 의한 손상이 발생할 우려가 있다.

본 발명은, 상술한 과제를 해결하는 것이며, 가이드판에 있어서의 보강 부재와의 접합부에 발생하는 응력을 저감하는 것이 가능한 보강 부재, 격벽 유닛, 가구, 크로스헤드식 내연 기관을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보강 부재는, 크로스헤드를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 가이드판과 상기 가이드판의 측부에 접속되는 지지판을 보강하는 판 형상을 이루는 보강 부재에 있어서, 상기 가이드판에 접합되는 제1 변과, 상기 제1 변과 직각을 이루고 상기 지지판에 접합되는 제2 변과, 상기 제2 변에 대향하는 제3 변과, 상기 제1 변에 대향하며 상기 제1 변보다 짧은 치수인 제4 변을 구비하고, 상기 제1 변이 아랫변이 되고 상기 제4 변이 윗변이 되는 사다리꼴형상을 이루며, 연결 부재가 관통하는 관통부가 상기 제1 변과 상기 제2 변이 교차하는 위치에 마련되고 작용하는 응력을 분산시키는 응력 분산부가 상기 제3 변을 따라 마련되는 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 크로스헤드가 가이드판에 지지되어 상하 방향으로 이동할 때, 가이드판에 대하여 사이드 포스가 작용한다. 이때, 보강 부재의 제1 변에 대하여 응력이 집중되기 쉽지만, 응력 분산부가 마련되어 있는 점에서, 여기에 작용하는 응력이 응력 분산부에 의하여 주위로 분산된다. 이로 인하여, 가이드판에 있어서의 보강 부재와의 접합부에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

본 발명의 보강 부재에서는, 일정한 두께를 갖고 수평 방향을 따라 배치되는 수평 리브 형상을 이루는 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 보강 부재의 구성을 간소화하여 저비용화할 수 있다.

본 발명의 보강 부재에서는, 상기 제1 변과 상기 제2 변이 직각을 이루고, 상기 제2 변과 상기 제4 변이 직각을 이루며, 상기 제3 변이 상기 제2 변에 대하여 소정의 경사 각도를 이루는 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 제3 변이 경사진 사다리꼴형상으로 함으로써, 보강 부재의 형상을 낭비가 없는 것으로 하여 저비용화할 수 있다.

본 발명의 보강 부재에서는, 상기 응력 분산부는, 상기 관통부로부터 상기 제3 변측에 마련되는 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 응력 분산부를 관통부로부터 제3 변측에 마련함으로써, 응력이 가이드판으로부터 제1 변을 지나 보강 부재에 전달될 때, 관통부로 인하여 길이가 짧아진 제1 변에 있어서의 응력을 영역 내에서 효율적으로 분산시킬 수 있어, 제1 변에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

본 발명의 보강 부재에서는, 상기 응력 분산부는, 상기 제3 변의 길이 방향에 있어서의 중간 위치에 마련되는 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 제1 변으로부터 보강 부재에 전달된 응력을 영역 내에서 효율적으로 분산시킬 수 있다.

본 발명의 보강 부재에서는, 상기 응력 분산부는, 상기 제3 변에 형성되는 절결부인 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 응력 분산부를 절결부로 함으로써, 간단한 구성으로 적정하게 가이드판과 보강 부재의 접합부에 작용하는 응력을 분산시켜, 가이드판과 보강 부재의 접합부에 대한 응력 집중을 억제할 수 있다.

본 발명의 보강 부재에서는, 상기 절결부는, 원호 형상을 이루는 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 절결부를 원호 형상으로 함으로써, 보강 부재에 모서리부가 없어져, 절결부에 있어서의 과대한 응력 집중을 억제하여, 절결부를 기점으로 하는 보강 부재의 손상을 억제할 수 있다.

본 발명의 보강 부재에서는, 상기 응력 분산부는, 상기 관통부로부터 상기 제3 변측에 마련되는 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 응력 분산부가 관통부로부터 제3 변측에 마련됨으로써, 응력이 가이드판으로부터 제1 변을 지나 보강 부재에 전달될 때, 제1 변에 있어서의 응력을 영역 내에서 효율적으로 분산시킬 수 있어, 제1 변에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

본 발명의 보강 부재에서는, 상기 응력 분산부는, 상기 제3 변을 따라 형성되는 후육부(厚肉部)인 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 응력 분산부를 후육부로 함으로써, 간단한 구성으로 적정하게 가이드판과 보강 부재의 접합부에 집중되는 응력을 분산시켜, 가이드판과 보강 부재의 접합부에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

본 발명의 보강 부재에서는, 상기 후육부는, 상기 제1 변을 향하여 두꺼워지는 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 보강 부재에 단차부가 없어져, 후육부에 있어서의 과대한 응력 집중을 억제하여, 후육부를 기점으로 하는 보강 부재의 손상을 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 격벽 유닛은, 크로스헤드를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 한 쌍의 가이드판과, 상기 한 쌍의 가이드판을 연결하는 중앙판과, 상기 한 쌍의 가이드판의 양측에 마련되는 한 쌍의 지지판과, 상기 가이드판과 상기 지지판을 접속하는 상기 보강 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 가이드판과 보강 부재의 접합부에 응력 분산부가 마련되어 있는 점에서, 가이드판과 보강 부재의 접합부에 집중되는 응력이 이 응력 분산부에 의하여 분산되어, 가이드판에 있어서의 보강 부재와의 접합부에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

또, 본 발명의 가구는, 정상부에 배치되어 연소 장치에 접속되는 천판과, 바닥부에 배치되어 대판에 접속되는 바닥판과, 측부에 배치되어 상단부가 상기 천판에 접속됨과 함께 하단부가 상기 바닥판에 접속되는 측판과, 상기 천판과 상기 바닥판과 상기 측판에 접속되는 상기 격벽 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 가이드판과 보강 부재의 접합부에 응력 분산부가 마련되어 있는 점에서, 가이드판과 보강 부재의 접합부에 집중되는 응력이 이 응력 분산부에 의하여 분산되어, 가이드판에 있어서의 보강 부재와의 접합부에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

또, 본 발명의 크로스헤드식 내연 기관은, 대판과, 상기 대판 상에 마련되는 상기 가구와, 상기 가구 상에 마련되는 연소 장치와, 상기 대판과 상기 가구와 상기 연소 장치를 연결하는 연결 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 가이드판과 보강 부재의 접합부에 응력 분산부가 마련되어 있는 점에서, 가이드판과 보강 부재의 접합부에 집중되는 응력이 이 응력 분산부에 의하여 분산되어, 가이드판에 있어서의 보강 부재와의 접합부에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있고, 그 결과, 신뢰성이 높은 내연 기관을 제공할 수 있다.

본 발명의 보강 부재, 격벽 유닛, 가구, 크로스헤드식 내연 기관에 의하면, 크로스헤드를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 가이드판과 중간판을 보강 부재에 의하여 접속하고, 가이드판과 보강 부재의 접합부에 작용하는 응력을 분산시키는 응력 분산부를 마련하므로, 가이드판에 있어서의 보강 부재와의 접합부에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

도 1은, 디젤 엔진을 나타내는 개략도이다.
도 2는, 제1 실시형태의 가구를 나타내는 사시도이다.
도 3은, 가구의 주요부를 나타내는 사시도이다.
도 4는, 격벽 유닛을 나타내는 정면도이다.
도 5는, 가이드판과 중간판과 수평 리브의 접합 관계를 나타내는 도 4의 V-V 단면도이다.
도 6은, 수평 리브의 상세 형상을 나타내는 개략도이다.
도 7은, 제2 실시형태의 가구에 있어서의 가이드판과 중간 위치와 수평 리브의 접합 관계를 나타내는 수평 단면도이다.
도 8은, 수평 리브를 나타내는 정면도이다.
도 9는, 수평 리브의 상세 형상을 나타내는 개략도이다.
도 10은, 제3 실시형태의 가구에 있어서의 가이드판과 중간 위치와 수평 리브의 접합 관계를 나타내는 수평 단면도이다.
도 11은, 제4 실시형태의 가구에 있어서의 가이드판과 중간 위치와 수평 리브의 접합 관계를 나타내는 수평 단면도이다.
도 12는, 수평 리브를 나타내는 정면도이다.

이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 보강 부재, 격벽 유닛, 가구, 크로스헤드식 내연 기관의 적합한 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 또, 실시형태가 복수 있는 경우에는, 각 실시형태를 조합하여 구성하는 것도 포함하는 것이다.

[제1 실시형태]

도 1은, 디젤 엔진을 나타내는 개략도이다.

제1 실시형태에서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 디젤 엔진(10)은, 예를 들면, 선박 추진용의 주기(主機)로서 이용되고, 2스트로크 1사이클의 유니플로 소기(掃氣) 방식의 크로스헤드식 내연 기관이다. 이 디젤 엔진(10)은, 하방에 위치하는 대판(11)과, 대판(11) 상에 마련되는 가구(12)와, 가구(12) 상에 마련되는 연소 장치(13)를 갖고 있다. 이 대판(11)과 가구(12)와 연소 장치(13)는, 상하 방향으로 뻗어 있는 복수의 텐션 볼트(타이 볼트/연결 부재)(14) 및 너트(15)에 의하여 일체로 체결되어 고정되어 있다.

연소 장치(13)는, 실린더 라이너(16)가 마련되어 있고, 이 실린더 라이너(16)의 상단에 실린더 커버(17)가 마련되어 있다. 실린더 라이너(16)와 실린더 커버(17)는, 공간부(18)를 구획하고 있으며, 이 공간부(18) 내에 피스톤(19)이 상하로 왕복 이동 가능하게 마련됨으로써, 연소실(20)이 형성된다. 또, 실린더 커버(17)는, 배기 가스 밸브(21)가 마련되어 있다. 이 배기 가스 밸브(21)는, 연소실(20)과 배기 가스관(22)을 개폐하는 것이다. 또한, 배기 가스 밸브(21)는, 연소실(20)과 배기 가스관(22)을 개폐하는 기능을 갖고 있으면 되고, 반드시 실린더 커버(17)의 중앙부에 마련할 필요는 없다.

이로 인하여, 연소실(20)에 대하여, 도시하지 않은 연료 분사 펌프로부터 공급된 연료(예를 들면, 저질유, 천연 가스, 또는 그 혼합 연료)와, 도시하지 않은 압축기에 의하여 압축된 연소용 가스(예를 들면, 공기, EGR 가스, 또는 그 혼합 가스)가 공급됨으로써 연소한다. 그리고, 이 연소로 발생한 에너지에 의하여 피스톤(19)이 상하 이동한다. 또, 이때, 배기 가스 밸브(21)에 의하여 연소실(20)이 개방되면, 연소에 의하여 발생한 배기 가스가 배기 가스관(22)으로 밀려나는 한편, 도시하지 않은 소기 포트로부터 연소용 가스가 연소실(20)에 도입된다.

피스톤(19)은, 하단부에 피스톤 봉(23)의 상단부가 회동(回動) 가능하게 연결되어 있다. 대판(11)은, 크랭크 케이스가 되고, 크랭크 샤프트(24)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(25)이 마련되어 있다. 또, 크랭크 샤프트(24)는, 크랭크(26)를 통하여 연접 봉(27)의 하단부가 회동 가능하게 연결되어 있다. 가구(12)는, 상하 방향으로 뻗어 있는 한 쌍의 가이드판(28)이 소정 간격을 두고 고정되어 있으며, 한 쌍의 가이드판(28)의 사이에 크로스헤드(29)가 상하로 이동 가능하게 지지되어 있다. 크로스헤드(29)는, 피스톤 봉(23)의 하단부와 연접 봉(27)의 상단부가 각각 회동 가능하게 연결되어 있다.

이로 인하여, 연소 장치(13)로부터 에너지가 전달된 피스톤(19)은, 피스톤 봉(23)과 함께, 디젤 엔진(10)의 설치면의 방향(대판(11)측의 방향, 즉, 연직 방향에 있어서의 하향)으로 압하한다. 그러면, 피스톤 봉(23)은, 크로스헤드(29)를 동 방향으로 압하하고, 연접 봉(27) 및 크랭크(26)를 통하여 크랭크 샤프트(24)를 회전시킨다.

여기에서, 디젤 엔진(10)을 구성하는 가구(12)에 대하여 상세하게 설명한다. 도 2는, 제1 실시형태의 가구를 나타내는 사시도, 도 3은, 가구의 주요부를 나타내는 사시도, 도 4는, 격벽 유닛을 나타내는 정면도, 도 5는, 가이드판과 중간 위치와 수평 리브의 접합 관계를 나타내는 도 4의 V-V 단면도, 도 6은, 수평 리브의 상세 형상을 나타내는 개략도이다.

도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 가구(12)는, 천판(31)과, 바닥판(32)과, 측판(33)과, 복수(본 실시형태에서는, 7개)의 격벽 유닛(34)을 갖고 있다. 천판(31)은, 정상부에 배치되어 연소 장치(13)(도 1 참조)에 접속된다. 바닥판(32)은, 바닥부에 배치되어 대판(11)(도 1 참조)에 접속된다. 측판(33)은, 좌우의 측부에 배치되어 피스톤 동작 방향(상하 방향)에 있어서의 일단부(하단부)가 바닥판(32)에 접속되고, 타단부(상단부)가 천판(31)에 접속된다. 복수의 격벽 유닛(34)은, 크랭크축 방향을 따라 일정 간격을 두고 평행하게 배치된다.

이 가구(12)는, 천판(31)과 바닥판(32)과 측판(33)과 각 격벽 유닛(34)에 의하여 공간부(S)가 형성되어 있다. 이 공간부(S)는, 크로스헤드(29)(도 1 참조)가 가이드판(28)에 지지되어 이동할 수 있는 공간부이며, 크로스헤드(29)는, 이 공간부(S)에 수용되어, 피스톤 동작 방향(상하 방향)을 왕복 이동할 수 있다.

또한, 디젤 엔진(10)에서, 이 공간부(S)의 수(Sn)는, 연소 장치(13)에 있어서의 기통(연소실20)의 수(Cn)와 일치하도록 마련되기 때문에, 격벽 유닛(34)은, Cn+1의 수의 유닛이 필요하게 된다. 즉, 본 실시형태와 같이, 6기통의 디젤 엔진(10)이면, 7개의 격벽 유닛(34)이 마련되게 된다.

천판(31)은, 가구(12)에 있어서의 피스톤 동작 방향의 정상부를 구성하는 판재이다. 이 천판(31)은, 텐션 볼트(14)(도 1 참조)가 관통하는 관통 구멍(31a)이 복수 형성되어 있고, 이 각 관통 구멍(31a)을 통과하는 텐션 볼트(14)에 의하여 연소 장치(13)에 고정된다. 바닥판(32)은, 가구(12)에 있어서의 피스톤 동작 방향의 바닥부를 구성하는 판재이다. 이 바닥판(32)은, 천판(31)과 마찬가지로, 텐션 볼트(14)(도 1 참조)가 관통하는 관통 구멍(32a)이 복수 형성되어 있고, 이 각 관통 구멍(32a)을 통과하는 텐션 볼트(14)에 의하여 대판(11)에 고정된다.

측판(33)은, 직사각형상을 이루는 평면판이며, 측판(33)에 있어서의 피스톤 동작 방향의 상단부가 천판(31)에 접속되고, 측판(33)에 있어서의 피스톤 동작 방향의 하단부가 바닥판(32)에 접속된다. 또, 측판(33)은, 직사각형상을 이루는 평면부가 격벽 유닛(34)에 있어서의 피스톤 동작 방향 및 크랭크축 방향에 직교하는 방향(내연 기관폭 방향)의 양측부에 접속된다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 격벽 유닛(34)은, 중앙판(41)과, 중간판(42)과, 가이드판(28)을 갖고 있다. 중앙판(41)은, 격벽 유닛(34)에 있어서의 내연 기관폭 방향의 중앙 부분을 형성하는 것이다. 각 중간판(42)은, 격벽 유닛(34)에 있어서의 내연 기관폭 방향의 양단 부분을 형성하는 것이다. 가이드판(28)은, 격벽 유닛(34)에 있어서의 중앙판(41)과 각 중간판(42)의 사이에 배치되어, 용접에 의하여 접속되어 있다.

중앙판(41)은, 일변에 절결부(41a)가 형성된 직사각형상을 이루는 평면판이며, 절결부(41a)가 격벽 유닛(34)의 하부에 위치하도록 배치된다. 중앙판(41)은, 내연 기관폭 방향에 있어서의 양단부가 가이드판(28)에 용접에 의하여 접속되어 있다.

각 중간판(42)은, 상변이 하변보다 짧은 치수로 설정되고, 또한, 상변과 하변에 수직인 일변을 갖는 사다리꼴형상을 이루는 평면판이며, 격벽 유닛(34)에 2개 마련되어 있다. 이 각 중간판(42)은, 상변측 단부가 천판(31)에 접속되고, 하변측 단부가 바닥판(32)에 접속된다. 또, 각 중간판(42)은, 상변과 하변에 수직인 일변측 단부가 가이드판(28)에 접속되고, 타변측 단부가 각각 측판(33)에 접속된다.

가이드판(28)은, 크로스헤드(29)를 피스톤 동작 방향(상하 방향)으로 이동 가능하게 지지할 수 있는 좌우 한 쌍의 평면판이며, 각각이 제1 직사각형부(51)와, 제2 직사각형부(52)와, 잘록부(53)를 갖고 있다. 제1 직사각형부(51)는, 크랭크축 방향에서의 소정 폭을 갖고, 제2 직사각형부(52)는, 제1 직사각형부(51)의 폭보다 작은 크랭크축 방향에서의 소정 폭을 갖고 있다. 잘록부(53)는, 제1 직사각형부(51)와 제2 직사각형부(52)의 사이에 위치하고, 양자의 단면(端面)을 연속시키는 만곡 형상으로 되어 있다. 이 경우, 제1 직사각형부(51)와 제2 직사각형부(52)와 잘록부(53)는, 중앙판(41)(중간판(42))에 대하여, 좌우 대칭 형상으로 되어 있다.

그리고, 가이드판(28)에서, 제1 직사각형부(51)와 제2 직사각형부(52)와 잘록부(53)를 갖는 평면부 중, 대향하는 한쪽의 평면부가 중앙판(41)의 내연 기관폭 방향에 있어서의 단부에 접속되고, 대향하지 않는 다른 한쪽의 평면부가 중간판(42)의 일변측 단부에 접속되어 있다. 또, 제1 직사각형부(51)는, 상단부가 천판(31)에 접속되고, 제2 직사각형부(52)는, 하단부가 바닥판(32)에 접속되어 있다. 이 한 쌍의 가이드판(28)은, 중앙판(41)의 내연 기관폭 방향에 있어서의 단부가 접속된 일면에 크로스헤드(29)를 이동 가능하게 지지하는 슬라이드면(28a)이 형성되고, 이 대향하는 한 쌍의 슬라이드면(28a)에 의하여 크로스헤드(29)를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지할 수 있다.

하기 벽 유닛(34)은, 가이드판(28)과 중간판(42)을 접속하는 수평 리브(보강 부재)(61, 62)가 마련되어 있다. 수평 리브(61)는, 한쪽(도 4에서, 좌측)의 중간판(42)과 가이드판(28)을 접속하도록 고정되고, 수평 리브(62)는, 다른 한쪽(도 4에서, 우측)의 중간판(42)과 가이드판(28)을 접속하도록 고정되어 있다. 각 수평 리브(61, 62)는, 동일한 형상이며, 동일한 길이이고 동일한 두께의 판 형상을 이루고 있다. 그리고, 각 수평 리브(61, 62)는, 가이드판(28) 및 중간판(42)에 대하여 직교하도록 고정되어 있다.

즉, 각 수평 리브(61, 62)는, 내연 기관폭 방향을 길이 방향이 따르도록 중간판(42) 및 가이드판(28)에 접속된다. 각 수평 리브(61, 62)는, 크로스헤드(29)가 상하 방향을 따라 이동할 때에, 발생한 사이드 포스에 의하여 가이드판(28)의 손상을 방지하는 것이며, 사이드 포스에 의한 응력이 크게 가해지는 위치에 배치된다. 본 실시형태에서는, 보다 강한 사이드 포스를 받는 측(도 4에서, 좌측)의 가이드판(28)에 대하여, 보다 많은 수평 리브(61)를 배치하고 있다. 즉, 한쪽(도 4에서, 좌측)의 중간판(42)과 가이드판(28)에 대하여 소정의 위치에 복수(본 실시형태에서는, 4개)의 수평 리브(61)가 연직 방향(피스톤 동작 방향)으로 소정 간격을 두고 배치되어 있다. 또, 다른 한쪽(도 4에서, 우측)의 중간판(42)과 가이드판(28)에 대하여 소정의 위치에 1개의 수평 리브(62)가 배치되어 있다. 또, 수평 리브(61, 62)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 중간판(42)에 있어서의 양쪽 모두의 각 평면부에 대칭으로 배치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 실시형태의 격벽 유닛(34)은, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 가이드판(28)과 수평 리브(61)의 제1 접합부(J1)에 작용하는 응력을 분산시키는 응력 분산부로서의 절결부(리세스 가공, 릴리프 가공)(71)가 수평 리브(61)에 마련되어 있다. 이 절결부(71)는, 복수의 수평 리브(61) 중 적어도 하나의 수평 리브(61)에 마련되어 있다. 이 경우, 절결부(71)는, 복수의 수평 리브(61) 중 강한 사이드 포스를 받는 위치에 배치되는 수평 리브(61)에 마련하는 것이 바람직하다. 단, 복수의 수평 리브(61) 중 1개 또는 복수 또는 모든 수평 리브(61)에 마련해도 된다. 또, 가이드판(28)과 수평 리브(61)의 제1 접합부(J1)에 작용하는 응력을 분산시키는 응력 분산부로서의 절결부를 마련해도 된다.

도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 수평 리브(61)는, 평면에서 보았을 때 사다리꼴형상(도 6의 2점 쇄선 형상)을 이루는 판재이며, 소정의 일정 두께로 설정되어 있다. 수평 리브(61)는, 제1 단면(제1 변)(61a)과, 제2 단면(제2 변)(6lb)과, 제3 단면(31변)(61c)과, 제4 단면(제4 변)(61d)이 마련되어 있다. 여기에서, 제1 단면(61a)이 가이드판(28)에 접합되는 것이고, 제2 단면(6lb)이 중간판(42)에 접합되는 것이며, 제1 단면(61a)과 제2 단면(6lb)은 직각을 이루고 있다. 제3 단면(61c)은 제1 단면(61a)에 대향하는 위치에 마련되어 있다. 제4 단면(61d)은 제1 단면(61a)에 대향하는 위치에 마련되고, 또한, 제4 단면(61d)과 제1 단면(61a)은 평행을 이루고 있다. 제4 단면(61d)과 제2 단면(6lb)은 직각을 이루고 있다.

또, 수평 리브(61)는, 평면에서 보았을 때 사다리꼴형상을 이루는 점에서, 도 6의 2점 쇄선을 포함하는 제1 단면(61a)의 길이가, 도 6의 2점 쇄선을 포함하는 제4 단면(61d)의 길이보다 길게 설정되어 있다. 즉, 도 6의 2점 쇄선으로 나타내는 수평 리브(61)는, 제1 단면(61a)이 아랫변이 되고 제4 단면(61d)이 윗변이 되는 사다리꼴형상을 이루며, 제3 단면(61c)이 제2 단면(6lb)에 대하여 경사져 있다.

그리고, 수평 리브(61)는, 제1 단면(61a)과 제2 단면(6lb)이 교차(직교)하는 위치에, 텐션 볼트(14)가 상하 방향으로 관통하는 관통부(72)가 절결되어 마련되어 있다. 이로 인하여, 수평 리브(61)는, 제1 단면(61a)이 가이드판(28)의 접합면(28b)에 밀착하여 용접됨으로써 제1 접합부(J1)가 형성되고, 제2 단면(6lb)이 중간판(42)의 평면부(42a(42b))에 밀착하여 용접됨으로써 제2 접합부(J2)가 형성되어 있다.

또, 수평 리브(61)는, 제3 단면(61c)을 따라 작용하는 응력을 분산시키는 응력 분산부로서의 절결부(71)가 형성되어 있다. 이 경우, 수평 리브(61)에서, 절결부(71)는, 관통부(72)보다 제4 단면(61d)측에 마련되어 있고, 제1 접합부(J1)에 집중되는 응력을 분산시킨다. 또, 수평 리브(61)에서, 절결부(71)는, 제3 단면(61c)의 길이 방향에 있어서의 중간 위치에 마련되고, 이 제3 단면(61c)에 형성되는 절결부이다.

또한, 수평 리브(61)는, 제3 단면(61c)과 제4 단면(61d)이 교차하는 위치에, 절결부(73)가 형성되어 있다.

이와 같이 수평 리브(61)는, 도 6의 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 사다리꼴형상을 이루고 있지만, 주위에 절결부(71)와 관통부(72)와 절결부(73)가 형성된 것으로 되어 있다. 또한, 수평 리브(61)는, 절결부(71)와 관통부(72)에 더하여 절결부(73)를 마련했지만, 절결부(73)는 없어도 되고, 또, 다른 형상이어도 된다. 즉, 수평 리브(61)는, 제4 단면(61d)의 단부의 형상이, 끝이 좁아지는 사다리꼴형상 또는 삼각형상이어도 된다. 즉, 본 발명의 수평 리브는, 본 실시형태와 같이, 사다리꼴의 모서리부에 절결부(73)를 마련한 형상이어도 되고, 도 6에 2점 쇄선으로 나타낸 사다리꼴형상이어도 된다. 또, 본 발명의 수평 리브는, 절결부(73)의 일단을 제2 단면(6lb)과 제4 단면(61d)의 교차부까지 연장시킨 선단 삼각형상이어도 되고, 절결부(73)를 마련하지 않고 제3 단면(61c)의 일단을 제2 단면(6lb)과 제4 단면(61d)의 교차부까지 연장시킨 전체가 삼각형상이어도 된다. 수평 리브의 선단부를 삼각형상으로 한 경우, 도 6에 점선으로 나타낸 61e가 제4 단면이 되고, 61d가 제5 단면(제5 변)이 된다. 그리고, 수평 리브(61)의 사다리꼴형상은, 제1 단면(61a)과 제4 단면(61d)이 평행일 필요는 없고, 제1 단면(61a)에 대하여 제4 단면(61d)이 경사져 있어도 된다.

여기에서, 절결부(71)는, 원호 형상을 이루고 있다. 그리고, 수평 리브(61)의 폭(크랭크축 방향의 길이)을 W, 수평 리브(61)에 있어서의 제1 접합부(J1)(제1 단면(61a))의 폭(크랭크축 방향의 길이)을 W1, 수평 리브(61)에 있어서의 절결부(71)의 폭(크랭크축 방향의 길이)을 W2로 하면, W1=W2<W로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 절결부(71)와 관통부(72)의 최소 폭을 W3으로 하면, W3=(1.0∼1.5)W1로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 수평 리브(61)에 있어서의 관통부(72)의 길이(내연 기관폭 축 방향의 길이)를 L1, 수평 리브(61)에 있어서의 제1 단면(61a)으로부터 절결부(71)까지의 길이(내연 기관폭 축 방향의 길이)를 L2로 하면, L1=L2로 설정하는 것이 바람직하다.

이로 인하여, 도 5에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 가이드판(28)에 대하여 크로스헤드(29)가 상하 방향을 따라 이동할 때, 이 가이드판(28)에 대하여 사이드 포스가 작용한다. 이 사이드 포스는, 가이드판(28)으로부터 중간판(42)에 입력되는데, 그 사이에서 수평 리브(61)가 일부를 받아낸다. 즉, 사이드 포스는, 가이드판(28)으로부터 제1 접합부(J1)를 지나 수평 리브(61)에 전달되고, 이 수평 리브(61)로부터 제2 접합부(J2)를 지나 중간판(42)에 전달된다. 이때, 수평 리브(61)는, 가이드판(28)과의 제1 접합부(용접부)(J1)에 응력이 집중되기 쉽고, 특히, 제1 접합부(J1)에 있어서의 제3 단면(61c)측에 과대한 응력이 집중된다.

그러나, 본 실시형태에서, 수평 리브(61)의 제3 단면(61c)에 절결부(응력 분산부)(71)가 마련되어 있는 점에서, 가이드판(28)으로부터 제1 접합부(J1)를 지나 수평 리브(61)에 전달된 응력은, 도 5에 1점 쇄선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 제1 접합부(J1)에 있어서의 제3 단면(61c)측으로부터 관통부(72)측을 향하여 수평 리브(61)의 면내 방향(크랭크축 방향)으로 분산된다. 그러면, 수평 리브(61)는, 제1 접합부(J1)의 제3 단면(61c)측에 작용하는 응력이 저감된다. 또한, 수평 리브(61)의 제3 단면(61c)에 절결부(71)를 마련함으로써, 수평 리브(61)의 제1 접합부(J1)에 작용하는 응력이 저감되는 한편, 절결부(71)에 작용하는 응력이 증가하지만, 절결부(71)가 용접부는 아닌 점에서, 이 응력에 의하여 손상되는 일은 없다.

또한, 상술의 설명에서는, 절결부(71)를 원호 형상으로 했지만, 이 형상에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 직선 형상, 삼각 형상 등의 다각형 형상 등으로 해도 된다. 또, 수평 리브(61)에 1개의 절결부(71)를 마련했지만, 복수 마련해도 된다.

이와 같이 제1 실시형태의 보강 부재에 있어서는, 크로스헤드(29)를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 가이드판(28)과 가이드판(28)의 측부에 접속되는 중간판(42)을 보강하는 판 형상을 이루는 수평 리브(61)로서, 가이드판(28)에 접합되는 제1 단면(61a)과, 제1 단면(61a)과 직각을 이루고 중간판(42)에 접합되는 제2 단면(6lb)과, 제2 단면(6lb)에 대향하는 제3 단면(61c)과, 제1 단면(61a)에 대향하며 제1 단면(61a)보다 짧은 치수인 제4 단면(61d)을 구비하고, 제1 단면(61a)이 아랫변이 되고 제4 단면(61d)변이 윗변이 되는 사다리꼴형상으로 하며, 텐션 볼트(14)가 관통하는 관통부(72)를 제1 단면(61a)과 제2 단면(6lb)이 교차하는 위치에 마련하고, 작용하는 응력을 분산시키는 절결부(71)를 제3 단면(61c)을 따라 마련하고 있다.

따라서, 크로스헤드(29)가 가이드판(28)에 지지되어 상하 방향으로 이동할 때, 가이드판(28)에 대하여 사이드 포스가 작용한다. 이때, 수평 리브(61)의 제1 단면(61a)에 대하여 응력이 집중되기 쉽지만, 절결부(71)가 마련되어 있는 점에서, 여기에 작용하는 응력이 절결부(71)에 의하여 주위로 분산된다. 이로 인하여, 가이드판(28)에 있어서의 수평 리브(61)와의 제1 접합부(J1)에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

이 경우, 보강 부재를 수평 리브(61)로 하고, 응력 분산부로서 수평 리브(61)에 절결부(71)를 마련하고 있다. 따라서, 간단한 구성으로 적정하게 가이드판(28)과 수평 리브(61)의 제1 접합부(J1)에 작용하는 응력을 분산시켜, 이 제1 접합부(J1)로의 응력 집중을 억제할 수 있다. 또, 보강 부재의 구성을 간소화하여 저비용화할 수 있다.

그리고, 수평 리브(61)는, 관통부(72)가 마련되어 있는 점에서 제1 접합부(J1)의 영역(면적)이 작아져, 응력이 가이드판(28)으로부터 제1 접합부(J1)를 지나 수평 리브(61)에 전달될 때, 제1 접합부(J1)에 있어서의 제3 단면(61c)측에 응력이 집중되기 쉽다. 이로 인하여, 수평 리브(61)에 절결부(71)를 마련함으로써, 가이드판(28)으로부터 제1 접합부(J1)를 지나 수평 리브(61)에 전달되는 응력은, 제1 접합부(J1)를 지날 때에 제3 단면(61c)측으로부터 관통부(72)측으로 퍼져 분산되게 되어, 이 제1 접합부(J1)에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

제1 실시형태의 보강 부재에서는, 수평 리브(61)를 관통부(72)보다 제3 단면(61c) 및 제4 단면(61d)측에 마련하고 있다. 따라서, 응력이 가이드판(28)으로부터 제1 접합부(J1)를 지나 수평 리브(61)에 전달될 때, 제1 접합부(J1)에 있어서의 응력을 영역 내에서 효율적으로 분산시킬 수 있어, 제1 접합부(J1)에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

제1 실시형태의 보강 부재에서는, 제3 단면(61c)의 길이 방향의 중간 위치에 절결부(71)를 형성하고 있다. 따라서, 응력이 제1 접합부(J1)를 지날 때에, 이 응력이 수평 리브(61)의 면내 방향으로 분산되게 되어, 제1 접합부(J1)에 있어서의 응력을 영역 내에서 효율적으로 분산시킬 수 있으며, 또, 수평 리브(61)에 있어서의 충분한 강성을 확보한 뒤에, 가이드판(28)과의 제1 접합부(J1)에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

제1 실시형태의 보강 부재에서는, 절결부(71)를 원호 형상으로 형성하고 있다. 따라서, 수평 리브(61)에 모서리부가 없어져, 절결부(71)에 있어서의 과대한 응력 집중을 억제하여, 절결부(71)를 기점으로 하는 수평 리브(61)의 손상을 억제할 수 있다.

또, 제1 실시형태의 격벽 유닛에 있어서는, 크로스헤드(29)를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 한 쌍의 가이드판(28)과, 가이드판(28)을 연결하는 중앙판(41)과, 가이드판(28)의 양측에 마련되는 한 쌍의 중간판(42)과, 가이드판(28)과 중간판(42)을 접속하는 수평 리브(61)를 마련하고 있다. 따라서, 수평 리브(61)에 절결부(61)를 마련하고 있는 점에서, 수평 리브(61)에 작용하는 응력이 절결부(71)에 의하여 주위로 분산된다. 이로 인하여, 가이드판(28)에 있어서의 수평 리브(61)와의 제1 접합부(J1)에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

또, 제1 실시형태의 가구에 있어서는, 정상부에 배치되어 연소 장치(13)에 접속되는 천판(31)과, 바닥부에 배치되어 대판(11)에 접속되는 바닥판(32)과, 측부에 배치되어 상단부가 천판(31)에 접속됨과 함께 하단부가 바닥판(32)에 접속되는 측판(33)과, 천판(31)과 바닥판(32)과 측판(33)에 접속되는 격벽 유닛(34)을 마련하고 있다. 따라서, 수평 리브(61)에 절결부(61)를 마련하고 있는 점에서, 수평 리브(61)에 작용하는 응력이 절결부(71)에 의하여 주위로 분산된다. 이로 인하여, 가이드판(28)에 있어서의 수평 리브(61)와의 제1 접합부(J1)에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

또, 제1 실시형태의 크로스헤드식 내연 기관에 있어서는, 대판(11)과, 대판(11) 상에 마련되는 가구(12)와, 가구(12) 상에 마련되는 연소 장치(13)를 마련하고 있다. 따라서, 수평 리브(61)에 절결부(61)를 마련하고 있는 점에서, 수평 리브(61)에 작용하는 응력이 절결부(71)에 의하여 주위로 분산된다. 이로 인하여, 가이드판(28)에 있어서의 수평 리브(61)와의 제1 접합부(J1)에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

[제2 실시형태]

도 7은, 제2 실시형태의 가구에 있어서의 가이드판과 중간 위치와 수평 리브의 접합 관계를 나타내는 수평 단면도, 도 8은, 수평 리브를 나타내는 정면도, 도 9는, 수평 리브의 상세 형상을 나타내는 개략도이다. 또한, 상술한 실시형태와 동일한 기능을 갖는 부재에는, 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.

제2 실시형태의 보강 부재에 있어서, 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 가이드판(28)은, 크로스헤드(29)를 피스톤 동작 방향(상하 방향)으로 이동 가능하게 지지하는 것이며, 한쪽의 평면부가 중앙판(41)의 내연 기관폭 방향에 있어서의 단부에 접속되고, 다른 한쪽의 평면부가 중간판(42)에 일변측 단부에 접속되어 있다. 가이드판(28)은, 중앙판(41)의 내연 기관폭 방향에 있어서의 단부가 접속된 일면에 크로스헤드(29)를 이동 가능하게 지지하는 슬라이드면(28a)이 형성되어 있다.

가구는, 가이드판(28)과 중간판(42)을 접속하는 수평 리브(보강 부재)(81)가 마련되어 있다. 수평 리브(81)는, 크로스헤드(29)가 상하 방향을 따라 이동할 때에, 발생한 사이드 포스에 의하여 가이드판(28)의 손상을 방지하는 것이며, 사이드 포스에 의한 응력이 크게 가해지는 위치에 배치된다. 그리고, 가구는, 가이드판(28)과 수평 리브(81)의 제1 접합부(J11)에 작용하는 응력을 분산시키는 응력 분산부로서의 후육부(82)가 수평 리브(81)에 마련되어 있다.

수평 리브(81)는, 평면에서 보았을 때 삼각형상을 이루는 판재이며, 소정의 두께로 설정되고, 제1 단면(81a)과 제2 단면(8lb)과 제3 단면(81c)이 마련되어 있다. 또, 수평 리브(81)는, 삼각형상의 모서리부, 즉, 제1 단면(81a)과 제2 단면(8lb)이 직교하는 위치에, 텐션 볼트(14)가 상하 방향으로 관통하는 관통부(83)가 절결되어 마련되어 있다. 그리고, 수평 리브(81)는, 제1 단면(81a)이 가이드판(28)의 접합면(28b)에 밀착하여 용접됨으로써 제1 접합부(J11)가 형성되고, 제2 단면(8lb)이 중간판(42)의 평면부(42a(42b))에 밀착하여 용접됨으로써 제2 접합부(J12)가 형성되어 있다.

그리고, 후육부(82)는, 관통부(83)보다 제1 접합부(J11)측에 마련되고, 제1 접합부(J11)를 향하여 점차 두꺼워지도록 마련되어 있다. 즉, 수평 리브(81)는, 관통부(83)보다 제3 단면(83c)측에 상면부 및 하면부에 덧댐부(84, 85)가 마련되어 있다. 이 덧댐부(84, 85)는, 일단부가 수평 리브(81)의 평면부에 매끄럽게 연속되고, 타단부가 수평 리브(81)의 제1 단면(81a)을 향하여 두꺼워지는 경사면을 형성하고 있다. 수평 리브(81) 및 후육부(82)는, 제1 단면(81a)과 덧댐부(84, 85)가 제1 접합부(J11)에 의하여 가이드판(28)에 접합된다.

여기에서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 수평 리브(81)에 있어서의 관통부(83)의 길이(내연 기관폭 축 방향의 길이)를 L11, 수평 리브(81)에 있어서의 후육부(82)의 길이(내연 기관폭 축 방향의 길이)를 L12로 하면, L11=L12로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 크로스헤드 핀(29a)의 외경을 R, 수평 리브(81)에 있어서의 후육부(82)의 경사면의 연장선과 슬라이드면(28a)의 교점에 있어서의 높이(피스톤 동작 방향의 길이)를 H로 하면, 수평 리브 R=H로 설정하는 것이 바람직하다.

이로 인하여, 도 8에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 가이드판(28)에 대하여 크로스헤드(29)가 상하 방향을 따라 이동할 때, 이 가이드판(28)에 대하여 사이드 포스가 작용한다. 이 사이드 포스는, 가이드판(28)으로부터 중간판(42)에 입력되는데, 그 사이에서 수평 리브(81)가 일부를 받아낸다. 즉, 사이드 포스는, 가이드판(28)으로부터 제1 접합부(J11)를 지나 수평 리브(81)에 전달되고, 이 수평 리브(81)로부터 제2 접합부(J12)를 지나 중간판(42)에 전달된다. 이때, 수평 리브(81)는, 가이드판(28)과의 제1 접합부(용접부)(J11)에 응력이 집중되기 쉽고, 특히, 제1 접합부(J11)에 있어서의 제3 단면(81c)측에 과대한 응력이 집중된다.

그러나, 본 실시형태에서, 수평 리브(81)의 관통부(83)에 인접하여 후육부(응력 분산부)(82)가 마련되어 있는 점에서, 가이드판(28)으로부터 제1 접합부(J11)를 지나 수평 리브(81)에 전달된 응력은, 도 8에 1점 쇄선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 제1 접합부(J11)에 있어서의 제3 단면(81c)측으로부터 수평 리브(81) 및 후육부(82)의 두께 방향을 향하여 수평 리브(81)의 면외 방향(피스톤 동작 방향)으로 분산된다. 그러면, 수평 리브(81)는, 제1 접합부(J11)의 제3 단면(81c)측에 작용하는 응력이 저감된다.

이와 같이 제2 실시형태의 보강 부재에 있어서는, 크로스헤드(29)를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 한 쌍의 가이드판(28)과, 한 쌍의 가이드판(28)을 연결하는 중앙판(41)과, 한 쌍의 가이드판(28)의 양측에 마련되는 한 쌍의 중간판(42)과, 가이드판(28)과 중간판(42)을 접속하는 보강 부재로서의 수평 리브(81)와, 가이드판(28)과 수평 리브(81)의 제1 접합부(J1)에 작용하는 응력을 분산시키는 응력 분산부로서의 후육부(82)를 마련하고 있다.

따라서, 크로스헤드(29)가 가이드판(28)에 지지되어 상하 방향으로 이동할 때, 가이드판(28)에 대하여 사이드 포스가 작용한다. 이때, 가이드판(28)과 수평 리브(81)의 제1 접합부(J11)에 대하여 응력이 집중되기 쉽지만, 수평 리브(81)에 후육부(82)가 마련되어 있는 점에서, 가이드판(28)과 수평 리브(81)의 제1 접합부(J11)에 작용하는 응력이 이 후육부(82)에 의하여 주위로 분산된다. 이로 인하여, 가이드판(28)과 수평 리브(81)의 제1 접합부(J11)에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

이 경우, 응력 분산부로서 수평 리브(81)에 후육부(82)를 마련함으로써, 간단한 구성으로 적정하게 가이드판(28)과 수평 리브(81)의 제1 접합부(J11)에 작용하는 응력을 분산시켜, 이 제1 접합부(J11)로의 응력 집중을 억제할 수 있다.

제2 실시형태의 보강 부재에서는, 후육부(82)를 관통부(83)보다 제1 접합부(J11)측에 마련하고 있다. 따라서, 응력이 가이드판(28)으로부터 제1 접합부(J11)를 지나 후육부(82)에 전달될 때, 제1 접합부(J11)에 있어서의 응력을 영역 내에서 효율적으로 분산시킬 수 있어, 제1 접합부(J11)에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

제2 실시형태의 보강 부재에서는, 수평 리브(81)에 있어서의 관통부(83)에 인접하여 후육부(82)를 형성하고 있다. 따라서, 응력이 제1 접합부(J11)를 지날 때에 면외 방향으로 분산되게 되어, 제1 접합부(J11)에 있어서의 응력을 영역 내에서 효율적으로 분산시킬 수 있으며, 또, 후육부(82)에 있어서의 충분한 강성을 확보한 뒤에, 가이드판(28)과의 제1 접합부(J11)에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

제2 실시형태의 보강 부재에서는, 후육부(82)를 제1 접합부(J11)를 향하여 두꺼워지도록 형성하고 있다. 따라서, 후육부(82)에 단차부가 없어져, 후육부(82)에 있어서의 과대한 응력 집중을 억제하여, 후육부(82)를 기점으로 하는 수평 리브(81)의 손상을 억제할 수 있다.

[제3 실시형태]

도 10은, 제3 실시형태의 가구에 있어서의 가이드판과 중간 위치와 수평 리브의 접합 관계를 나타내는 수평 단면도이다. 또한, 상술한 실시형태와 동일한 기능을 갖는 부재에는, 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.

제3 실시형태의 보강 부재는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 가이드판(28)과 중간판(42)을 접속하는 수평 리브(보강 부재)(91)가 마련되어 있다. 수평 리브(91)는, 크로스헤드(29)가 상하 방향을 따라 이동할 때에, 발생한 사이드 포스에 의하여 가이드판(28)의 손상을 방지하는 것이며, 사이드 포스에 의한 응력이 크게 가해지는 위치에 배치된다. 그리고, 가구는, 가이드판(28)과 수평 리브(91)의 제1 접합부(J21)에 작용하는 응력을 분산시키는 응력 분산부로서의 복수의 관통 구멍(92, 93, 94)이 수평 리브(91)에 마련되어 있다.

수평 리브(91)는, 평면에서 보았을 때 삼각형상을 이루는 판재이며, 소정의 두께로 설정되고, 삼각형상의 모서리부에 텐션 볼트(14)가 상하 방향으로 관통하는 관통부(95)가 절결되어 마련되어 있다. 그리고, 수평 리브(91)는, 일단부가 가이드판(28)의 접합면(28b)에 밀착하여 용접됨으로써 제1 접합부(J21)가 형성되며, 타단부가 중간판(42)의 평면부(42a(42b))에 밀착하여 용접됨으로써 제2 접합부(J22)가 형성되어 있다.

그리고, 각 관통 구멍(92, 93, 94)은, 관통부(95)보다 제2 접합부(J22)측에 마련되어 있다. 또한, 각 관통 구멍(92, 93, 94)의 수는, 1개여도 되고, 복수여도 된다. 또, 각 관통 구멍(92, 93, 94)의 형상은, 원형, 타원형, 다각형 등 중 어느 것이어도 되고, 상이한 것을 조합해도 된다. 또한, 각 관통 구멍(92, 93, 94)의 크기는, 동일해도 되고, 상이해도 된다.

또한, 본 실시형태의 작용 효과는, 제1 실시형태와 거의 동일한 점에서 설명은 생략한다.

이와 같이 제3 실시형태의 보강 부재에 있어서는, 가이드판(28)과 중간판(42)을 접속하는 보강 부재로서의 수평 리브(91)에, 가이드판(28)과 수평 리브(91)의 제1 접합부(J21)에 작용하는 응력을 분산시키는 응력 분산부로서의 관통 구멍(92, 93, 94)을 마련하고 있다.

따라서, 가이드판(28)과 수평 리브(91)의 제1 접합부(J21)에 대하여 응력이 집중되기 쉽지만, 수평 리브(91)에 관통 구멍(92, 93, 94)이 마련되어 있는 점에서, 가이드판(28)과 수평 리브(91)의 제1 접합부(J21)에 작용하는 응력이 이 관통 구멍(92, 93, 94)에 의하여 주위로 분산된다. 이로 인하여, 가이드판(28)과 수평 리브(91)의 제1 접합부(J21)에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

[제4 실시형태]

도 11은, 제4 실시형태의 가구에 있어서의 가이드판과 중간 위치와 수평 리브의 접합 관계를 나타내는 수평 단면도, 도 12는, 수평 리브를 나타내는 정면도이다. 또한, 상술한 실시형태와 동일한 기능을 갖는 부재에는, 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.

제4 실시형태의 보강 부재는, 도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 가이드판(28)과 중간판(42)을 접속하는 수평 리브(보강 부재)(101)가 마련되어 있다. 수평 리브(101)는, 크로스헤드(29)가 상하 방향을 따라 이동할 때에, 발생한 사이드 포스에 의하여 가이드판(28)의 손상을 방지하는 것이며, 사이드 포스에 의한 응력이 크게 가해지는 위치에 배치된다. 그리고, 가구는, 가이드판(28)과 수평 리브(101)의 제1 접합부(J31)에 작용하는 응력을 분산시키는 응력 분산부로서의 박육부(薄肉部)(102)가 수평 리브(101)에 마련되어 있다.

수평 리브(101)는, 평면에서 보았을 때 삼각형상을 이루는 판재이며, 소정의 두께로 설정되고, 삼각형상의 모서리부에 텐션 볼트(14)가 상하 방향으로 관통하는 관통부(103)가 절결되어 마련되어 있다. 그리고, 수평 리브(101)는, 일단부가 가이드판(28)의 접합면(28b)에 밀착하여 용접됨으로써 제1 접합부(J31)가 형성되고, 타단부가 중간판(42)의 평면부(42a(42b))에 밀착하여 용접됨으로써 제2 접합부(J32)가 형성되어 있다. 그리고, 박육부(102)는, 관통부(103)보다 제2 접합부(J32)측에 마련되어 있다.

또한, 본 실시형태의 작용 효과는, 제1 실시형태와 거의 동일한 점에서 설명은 생략한다.

이와 같이 제4 실시형태의 보강 부재에 있어서는, 가이드판(28)과 중간판(42)을 접속하는 보강 부재로서의 수평 리브(101)에, 가이드판(28)과 수평 리브(101)의 제1 접합부(J31)에 작용하는 응력을 분산시키는 응력 분산부로서의 박육부(102)를 마련하고 있다.

따라서, 가이드판(28)과 수평 리브(101)의 제1 접합부(J31)에 대하여 응력이 집중되기 쉽지만, 수평 리브(101)에 박육부(102)가 마련되어 있는 점에서, 가이드판(28)과 수평 리브(101)의 제1 접합부(J31)에 작용하는 응력이 이 박육부(102)에 의하여 주위로 분산된다. 이로 인하여, 가이드판(28)과 수평 리브(101)의 제1 접합부(J31)에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

또한, 상술한 각 실시형태에서는, 보강 부재를 수평 리브(61, 62, 81, 91, 101)로 했지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니고, 가이드판(28)과 중간판(42)을 접속하는 것이면 된다. 예를 들면, 경사 리브나 연결 로드 등이어도 된다.

또, 상술한 각 실시형태에서는, 가이드판(28)을 좌우 한 쌍의 평면판으로 했지만, 이 형상에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 가이드판을 그 슬라이드면이 직사각형상의 평면판이 되도록 형성해도 되고, 이 경우, 가이드판의 제조가 용이해진다.

또, 가이드판(28)과 각 구성 부품의 접속은, 용접 등의 야금학적 접합이 바람직하지만, 볼트 고정 등의 기계적 접합에 의하여 접속되어도 된다. 이 경우, 용접 결함 등의 야금학적 접합에 따르는 결함에 의한 접합부의 강도 부족을 고려할 필요가 없기 때문에, 응력 집중 완화부를 비교적 용이하게 설계할 수 있다.

10 디젤 엔진(크로스헤드식 내연 기관)
11 대판
12 가구
13 연소 장치
14 텐션 볼트(연결 부재)
15 너트
16 실린더 라이너
17 실린더 커버
18 공간부
19 피스톤
20 연소실
21 배기 가스 밸브
22 배기 가스관
23 피스톤 봉
24 크랭크 샤프트
25 베어링
26 크랭크
27 연접 봉
28 가이드판
28a 슬라이드면
28b 접합면
29 크로스헤드
31 천판
32 바닥판
33 측판
34 격벽 유닛
41 중앙판
42 중간판(지지판)
42a, 42b 평면부
51 제1 직사각형부
52 제2 직사각형부
53 잘록부
61, 62, 81, 91, 101 수평 리브(보강 부재)
61a, 81a 제1 단면(제1 변)
6lb, 8lb 제2 단면(제2 변)
61c, 81c 제3 단면(제3 변)
61d 제4 단면(제4 변)
71 절결부(응력 분산부)
72, 83, 95, 103 관통부
82 후육부(응력 분산부)
84, 85 덧댐부
92, 93, 94 관통 구멍(응력 분산부)
102 박육부(응력 분산부)
J1, J11, J21, J31 제1 접합부
J2, J12, J22, J32 제2 접합부

Claims (13)

1. 크로스헤드를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 평면 형상을 이루는 가이드판과 상기 가이드판의 측부에 접속되는 지지판을 보강하는 판 형상을 이루는 보강 부재에 있어서,
   상기 가이드판에 접합되는 제1 변과,
   상기 제1 변과 직각을 이루고 상기 지지판에 접합되는 제2 변과,
   상기 제2 변에 대향하는 제3 변과,
   상기 제1 변에 대향하며 상기 제1 변보다 짧은 치수인 제4 변을 구비하고,
   상기 제1 변이 아랫변이 되고 상기 제4 변이 윗변이 되는 사다리꼴형상을 이루며,
   연결 부재가 관통하는 관통부가 상기 제1 변과 상기 제2 변이 교차하는 위치에 마련되고,
   상기 제1 변으로부터 작용하는 응력을 분산시키는 응력 분산부가 상기 제3 변을 따라 마련되고, 상기 응력 분산부는, 상기 제4 변보다 상기 관통부측에 근접하여 마련되는,
   것을 특징으로 하는 보강 부재.
2. 청구항 1에 있어서,
   일정한 두께를 갖고 수평 방향을 따라 배치되는 수평 리브 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 보강 부재.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 변과 상기 제2 변이 직각을 이루고, 상기 제2 변과 상기 제4 변이 직각을 이루며, 상기 제3 변이 상기 제2 변에 대하여 소정의 경사 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 보강 부재.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 응력 분산부는, 상기 관통부로부터 상기 제4 변측에 마련되는 것을 특징으로 하는 보강 부재.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 응력 분산부는, 상기 제3 변에 형성되는 절결부인 것을 특징으로 하는 보강 부재.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 절결부는, 원호 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 보강 부재.
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 응력 분산부는, 상기 관통부로부터 상기 제3 변측에 마련되는 것을 특징으로 하는 보강 부재.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 응력 분산부는, 상기 제3 변을 따라 형성되는 후육부인 것을 특징으로 하는 보강 부재.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 후육부는, 상기 제1 변을 향하여 두꺼워지는 것을 특징으로 하는 보강 부재.
10. 크로스헤드를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 한 쌍의 가이드판과,
    상기 한 쌍의 가이드판을 연결하는 중앙판과,
    상기 한 쌍의 가이드판의 양측에 마련되는 한 쌍의 지지판과,
    상기 가이드판과 상기 지지판을 접속하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 보강 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 격벽 유닛.
11. 정상부에 배치되어 연소 장치에 접속되는 천판과,
    바닥부에 배치되어 대판에 접속되는 바닥판과,
    측부에 배치되어 상단부가 상기 천판에 접속됨과 함께 하단부가 상기 바닥판에 접속되는 측판과,
    상기 천판과 상기 바닥판과 상기 측판에 접속되는 청구항 10에 기재된 격벽 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 가구.
12. 대판과,
    상기 대판 상에 마련되는 청구항 11에 기재된 가구와,
    상기 가구 상에 마련되는 연소 장치와,
    상기 대판과 상기 가구와 상기 연소 장치를 연결하는 연결 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 크로스헤드식 내연 기관.
    
13. 삭제

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