KR102544855B1 - 가동식 급유관 및 크로스헤드식 내연 기관 - Google Patents

Abstract

크로스헤드(40)의 왕복운동을 허용하도록 동작함과 더불어, 당해 크로스헤드(40)에 윤활유를 공급하는 무릎 레버(50)는, 크로스헤드(40)에 접속되는 자유 끝단부(51)와, 프레임(12)에 접속되는 고정 끝단부(54)와, 고정 끝단부(54)로 개구된 도입구(54a)와, 도입구(54a)의 주연에 배치되며, 프레임(12)에 고정되는 장착판(55)을 구비한다. 장착판(55)에는, 하방에 면하는 피지지면(55a)이 형성된다. 장착판(55)은, 프레임(12)에 형성한 지지면(35b) 상에 피지지면(55a)이 얹힌 상태에서 고정된다.

Description

가동식 급유관 및 크로스헤드식 내연 기관

여기에 개시하는 기술은, 가동식 급유관 및 크로스헤드식 내연 기관에 관한 것이다.

선박용 내연 기관 등, 보어-스트로크비가 큰 내연 기관에 있어서는, 하방에서 피스톤을 지지하는 피스톤봉과, 크랭크 샤프트에 연접되는 연접봉을 연결하기 위하여, 크로스헤드라고 불리는 부품을 이용하는 것이 널리 알려져 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에 개시되어 있는 크로스헤드는, 피스톤봉(피스톤로드)의 하측 끝단부에 장착되고, 그 하측 끝단부에 대하여 연접봉(커넥팅로드)을 회동시키는 크로스헤드핀(크로스헤드 저널)을 구비한다. 이 크로스헤드핀의 내부에는 통로(구멍)가 형성되고, 그 통로를 통하여 윤활유를 공급할 수 있다.

한편, 특허문헌 2에는, 크로스헤드에 윤활유를 공급하기 위한 다른 방책으로, 내연 기관의 케이싱과 크로스헤드 사이에 가동식 급유관(윤활유 공급 도관)을 접속하는 것이 개시되어 있다. 특허문헌 2에 따른 가동식 급유관은, 2개 아암의 토글 조인트 형태로 구성된다. 그리고, 토글 조인트로서 구성되는 2개 아암 중, 케이싱에 접속되는 일방의 아암에는, 케이싱에 고정되는 커버가 배치된다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개 2015-057570호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허공개 평1-313609호 공보

그런데, 상기 특허문헌 2에 개시된 바와 같은 가동식 급유관의 경우, 그 미스 얼라이먼트에 기인하여, 동작 시에 어긋남이 발생하거나, 가동부에서 틈새가 생길 가능성이 있다. 이는, 윤활유의 누출을 초래하므로 바람직하지 않다.

따라서, 상기 특허문헌 2에 개시되어 있는 구성을 실시할 때는, 케이싱에 대하여, 커버를 가능한 한 정밀하게 위치 결정시킬 필요가 있다. 이러한 사정으로, 커버는, 케이싱에 대하여 상하 방향, 수평 방향 및 비틀림 방향 각각에 대하여 정밀하게 위치 결정되어야 하나, 이는, 케이싱 내외에서의 공정이 늘어나므로 적합하지 않다.

여기에 개시하는 기술은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 가동식 급유관의 위치 결정에 필요한 공정 수를 삭감하는 데 있다.

본 개시는, 내연 기관의 케이싱과, 피스톤봉 및 연접봉을 연결하는 크로스헤드와의 사이에 접속되고, 상기 크로스헤드의 왕복운동을 허용하도록 동작함과 더불어, 당해 크로스헤드에 윤활유를 공급하도록 구성된 가동식 급유관에 관한다. 이 가동식 급유관은, 상기 크로스헤드에 접속되는 자유 끝단부와, 상기 자유 끝단부의 반대측에 형성되며, 상기 케이싱에 접속되는 고정 끝단부와, 상기 고정 끝단부로 개구된 도입구와, 상기 도입구의 주연에 배치되며, 상기 케이싱에 고정되는 장착판을 구비한다.

그리고, 상기 장착판에는, 하방에 면하는 피지지면이 형성되고, 상기 장착판은, 상기 케이싱에 형성한 지지면 상에 상기 피지지면이 얹힌 상태에서 고정되도록 구성된다.

상기 구성에 의하면, 커버 등으로 구성되는 장착판에는 피지지면이 형성되고, 케이싱에는 지지면이 형성된다. 그리고, 케이싱에 대하여 장착판을 위치 결정하는 공정은, 피지지면을 지지면 상에 얹은 상태에서 실시할 수 있다.

예를 들어, 피지지면 및 지지면을 수평 방향으로 연장되는 가공면으로 한 경우, 지지면 상에 피지지면을 얹으면, 장착판은, 적어도 상하 방향 및 비틀림 방향에 대해서는 위치 결정되게 된다. 이와 같이 얹힌 상태인 채로, 장착판을 수평 방향으로 위치 조정하는 것만으로, 장착판의 위치 결정을 완료할 수 있다.

이는, 피지지면 및 지지면을, 수평 방향과는 다른 방향으로 연장되는 가공면으로 한 경우에 대해서도 마찬가지다. 어느 방향으로 연장시킨 경우라도, 그 방향을 따라 장착판을 위치 조정하는 것만으로, 장착판의 위치 결정을 완료할 수 있게 된다. 이로써, 가동식 급유관의 위치 결정에 필요한 공정 수를 삭감할 수 있다.

여기서, 전술한 바와 같이 피지지면 및 지지면을 수평 방향으로 연장되는 가공면으로 한 경우, 예를 들어 비틀림 방향의 정밀도에 대해서는, 피지지면 및 지지면의 기계 가공 공차에 의해 규정할 수 있다. 이와 같이, 위치 결정 정밀도의 좋고 나쁨을 작업자에게 맡기지 않고, 기계 가공 공차에 의해 규정할 수 있게 된다.

또한, 상기 피지지면 및 상기 지지면은, 양쪽 모두 소정 방향을 따라 연장되고, 상기 장착판 및 상기 케이싱에는, 당해 케이싱에 상기 장착판을 고정하기 위한 핀이 삽입 관통되는 삽입관통공이 형성되며, 상기 삽입관통공 중, 상기 장착판 또는 상기 케이싱에 형성한 한쪽은, 상기 소정 방향을 따라 연장되는 타원형으로 형성되어도 된다.

상기 구성에 의하면, 케이싱 및 장착판에 핀을 삽입 관통시킨 채로, 장착판을 소정 방향으로 위치 조정할 수 있게 된다. 이로써, 가동식 급유관의 위치 결정이 용이해진다.

또한, 상기 피지지면 및 상기 지지면은, 양쪽 모두 수평 방향을 따라 연장되어도 된다.

전술한 바와 같이, 지지면 상에 피지지면을 얹으면, 장착판은, 적어도 상하 방향 및 비틀림 방향에 대해서는 위치 결정되게 된다. 이와 같이 얹힌 상태인 채로, 장착판을 수평 방향으로 위치 조정하는 것만으로, 장착판의 위치 결정을 완료할 수 있게 된다.

또한, 상기 케이싱에는, 당해 케이싱의 외부에서 내부를 향해 상기 고정 끝단부가 삽입되는 삽입구가 형성되고, 상기 지지면은, 상기 삽입구의 주연이면서 하방에 배치되어도 된다.

상기 구성에 의하면, 고정 끝단부는, 케이싱의 내부로부터 삽입되는 것이 아니라, 케이싱의 외부에서 삽입되게 된다. 삽입구의 내주면에 의하여, 고정 끝단부를 하방에서 지지할 수 있다.

또한, 상기 가동식 급유관은, 상기 자유 끝단부에 이어지는 제 1 레버와, 상기 제 1 레버와 연결되며, 또한 상기 고정 끝단부에 이어지는 제 2 레버를 구비하고, 상기 케이싱에는, 상기 크로스헤드의 왕복운동에 연동하는 상기 제 1 레버 및 상기 제 2 레버를 수용하도록 외방으로 팽출시킨 수용부가 형성되어도 된다.

상기 구성에 의하면, 제 1 레버 또는 제 2 레버와, 케이싱과의 간섭을 억제할 수 있다.

또한, 상기 장착판은, 상기 도입구를 둘러싸는 원판형의 플랜지로서 형성되며, 상기 피지지면은, 상기 원판의 측면 중, 하측의 측면을 잘라내어 이루어져도 된다.

또한, 본 개시는, 상기 가동식 급유관을 구비하는 크로스헤드식 내연 기관에 관한 것이기도 하다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 구성에 의하면, 가동식 급유관의 위치 결정에 필요한 공정 수를 삭감할 수 있다.

도 1은, 크로스헤드식 내연 기관의 구성을 예시하는 개략도이다.
도 2는, 크로스헤드의 구성을 예시하는 분해사시도이다.
도 3은, 크로스헤드 및 무릎 레버의 구성을 예시하는 도면이다.
도 4는, 프레임의 구성을 예시하는 정면도이다.
도 5는, 프레임의 구성을 예시하는 측면도이다.
도 6a는, 지지부의 구성을 예시하는 정면도이다.
도 6b는, 지지부의 구성을 예시하는 단면도이다.
도 7은, 무릎 레버의 구성을 대각선 하방에서 보아 예시하는 도면이다.
도 8은, 크로스헤드의 왕복운동에 연동한 무릎 레버의 동작을 예시하는 설명도이다.
도 9a는, 장착판의 구성을 예시하는 정면도이다.
도 9b는, 장착판의 구성을 예시하는 단면도이다.
도 9c는, 장착판의 구성을 예시하는 단면도이다.
도 10a는, 지지부에 장착판을 얹은 상태를 예시하는 정면도이다.
도 10b는, 지지부에 장착판을 얹은 상태를 예시하는 단면도이다.
도 11은, 로어 레버의 구성을 예시하는 도면이다.
도 12는, 로어 레버와 어퍼 레버와의 연결부를 예시하는 도면이다.

이하, 본 개시의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 여기서, 이하의 설명은 예시다. 도 1은, 크로스헤드식 내연 기관(이하, 단순히 "엔진(1)"이라고 함)의 구성을 예시하는 개략도이다.

엔진(1)은, 복수의 실린더를 구비한 직렬 다기통식 디젤 엔진이다. 이 엔진(1)은, 단류소기식을 채용한 2행정 1사이클 기관으로서 구성되고, 유조선, 컨테이너 선박, 자동차 운반선 등, 대형 선박에 탑재된다. 엔진(1)의 출력축은, 도시하지 않는 프로펠러에 연결된다. 엔진(1)이 운전됨에 따라, 그 출력이 프로펠러에 전달되어 선박이 추진하도록 되어 있다.

또한, 엔진(1)은, 그 롱 스트로크화를 실현하기 위하여, 이른바 크로스헤드식 내연 기관으로서 구성된다. 즉, 이 엔진(1)에 있어서는, 하방에서 피스톤(15)을 지지하는 피스톤봉(21)과, 크랭크 샤프트(22)에 연접되는 연접봉(25)이 크로스헤드(40)에 의해 연결된다.

(1) 주요 구성

이하, 엔진(1)의 주요부에 대하여 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 엔진(1)은, 밑판(11)과, 밑판(11) 상에 배치되며, 본 실시형태에 따른 케이싱을 이루는 프레임(12)과, 프레임(12) 상에 배치되는 실린더재킷(13)을 구비한다. 밑판(11), 프레임(12) 및 실린더재킷(13)은, 상하 방향으로 연장되는 복수의 타이 볼트 및 너트에 의해 체결된다.

실린더재킷(13) 내에는, 내통으로서의 실린더 라이너(14)가 배치된다. 실린더 라이너(14)의 내부에는 피스톤(15)이 배치된다. 피스톤(15)은, 실린더 라이너(14)의 내벽을 따라 상하 방향으로 왕복운동한다. 또한, 실린더 라이너(14)의 상부에는 실린더 커버(16)가 고정된다. 실린더 커버(16)에는 배기 밸브(17)가 배치된다. 배기 밸브(17)는, 실린더 라이너(14), 피스톤(15) 및 실린더 커버(16)와 함께 연소실(18)을 구획한다. 배기 밸브(17)는, 연소실(18)과 배기관(19) 사이를 개폐하는 것이다.

따라서, 연소실(18)에 대하여, 연료와 가스가 공급되면, 연소실(18) 내에서 연소가 발생한다. 이 연소로 발생한 에너지에 의해 피스톤(15)이 피스톤축 방향으로 왕복운동한다. 이때, 배기 밸브(17)가 작동하여 연소실(18)이 개방되면, 연소로 인해 발생한 배기가스가 배기관(19)으로 압출되는 한편, 도시하지 않는 소기포트를 개재하고 연소실(18)에 가스가 도입된다.

한편, 피스톤(15)의 하측 끝단부에는, 피스톤봉(21)의 상측 끝단부가 연결된다. 밑판(11)은, 이른바 크랭크케이스를 구성하고, 베어링(23)에 의해 회전 자유롭게 지지된 크랭크 샤프트(22)를 수용한다. 크랭크 샤프트(22)에는, 연접봉(25)의 하측 끝단부가, 크랭크(24)를 개재하고 회동 자유롭게 연결된다.

프레임(12)의 내부에는, 상하 방향을 따라 배치되는 한 쌍의 가이드판(26)이, 소정의 간격을 두고 서로 마주하도록 배치된다. 한 쌍의 가이드판(26) 사이에는, 전술한 크로스헤드(40)가 상하운동 자유롭게 배치된다. 크로스헤드(40)는, 피스톤봉(21)의 하측 끝단부와 연접봉(25)의 상측 끝단부를 연결하고, 그 상하운동은, 가이드판(26)에 의해 안내된다. 크로스헤드(40)는, 피스톤봉(21)에 대해서는 일체적으로 상하운동하도록 접속되는 한편, 연접봉(25)에 대해서는 연접봉(25)의 상측 끝단부를 받침점(fulcrum)으로 회동시키도록 접속된다.

따라서, 피스톤(15)이 상하 방향으로 왕복운동하면, 피스톤(15)과 함께 피스톤봉(21)이 상하로 왕복운동한다. 이로써, 피스톤봉(21)에 연결된 크로스헤드(40)는, 가이드판(26)을 따라 상하 방향으로 왕복운동한다. 크로스헤드(40)는 또한, 연접봉(25)을 회동시킨다. 그리고, 연접봉(25)의 하측 끝단부에 접속되는 크랭크(24)가 크랭크 연동하여, 크랭크 샤프트(22)를 회전시킨다.

크로스헤드(40)에는, 적절한 윤활유 공급이 요구된다. 그래서, 도 1에 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 프레임(12)과 크로스헤드(40)와의 사이에는, 가동식 급유관으로서 구성된 무릎 레버(50)가 배치된다. 이 무릎 레버(50)는, 토글형 조인트를 개재하고 연결된 복수의 파이프로 이루어지고, 크로스헤드(40)의 왕복운동을 허용하도록 동작(도 8도 참조)함과 더불어, 프레임(12)의 외부로부터 공급된 윤활유를 크로스헤드(40)에 공급한다.

(2) 크로스헤드

여기서, 크로스헤드(40)의 구성에 대하여 간단히 설명한다.

도 2는, 크로스헤드(40)의 구성을 예시하는 분해사시도이다. 또한, 도 3은, 크로스헤드(40) 및 무릎 레버(50)의 구성을 예시하는 도면이다.

구체적으로, 크로스헤드(40)는, 피스톤봉(21)의 하측 끝단부에 장착되고, 이 하측 끝단부에 대하여 연접봉(25)을 회동시키는 크로스헤드핀(41)과, 크로스헤드핀(41)의 양 끝단에 장착되는 한 쌍의 가이드슈(42)와, 연접봉(25)의 상측 끝단부에 배치되고, 크로스헤드핀(41)을 하면측으로부터 회동 자유롭게 지지하는 베어링(43)과, 크로스헤드핀(41)의 상면측에 배치되는 캡부재(45)를 구비한다.

상세하게는, 크로스헤드핀(41)은, 도 1 및 도 3의 지면(紙面)에 직교하는 방향으로 연장되는 원주형으로 형성되고, 그 상면(41a)의 일부분이, 대략 평면 상으로 잘려 있다. 이 상면(41a)에 피스톤봉(21)의 하측 끝단부를 체결함으로써, 크로스헤드핀(41)과 피스톤봉(21)을, 일체적으로 상하운동시킬 수 있다.

가이드슈(42)는, 크로스헤드핀(41)에 대하여 회동 불가능하게 장착되고, 가이드판(26)에 대하여 미끄럼 접촉하도록 구성된다. 이 미끄럼 접촉을 이용하여, 크로스헤드(40)의 왕복운동을 안내할 수 있다.

베어링(43)은, 크로스헤드핀(41)의 중심축(O)에 직교하는 단면에서 봤을 때에, 상방을 향하여 개방된 대략 반원형으로 함몰된다. 베어링(43)에는 크로스헤드핀(41)이 삽입된다. 베어링(43)에 크로스헤드핀(41)을 삽입함으로써, 연접봉(25)은, 크로스헤드핀(41)에 대하여, 베어링(43)을 받침점으로 회동 자유롭게 된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 베어링(43)과, 크로스헤드핀(41)의 하반부와의 사이에는, 베어링 쉘(44)이 배치된다. 이 베어링 쉘(44)은, 이른바 베어링 메탈로서, 상기 중심축(O)에 직교하는 단면에서 봤을 때에, 원호형의 횡단면을 갖는다. 베어링 쉘(44)은, 크로스헤드핀(41)의 외면(특히, 하반부의 외면)에 대하여 미끄럼 접촉함과 더불어, 이 외면을 하방에서 지지하도록 되어 있다. 또한, 베어링 쉘(44)에는, 이를 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통홈(44a)이 형성된다. 이들 관통홈(44a)은, 베어링(43)의 내벽으로 개구된 유로(油路)(43a)에 연통한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 베어링(43)과 베어링 쉘(44)과의 사이에는 공간이 형성되고, 이 공간에 대하여, 전술한 무릎 레버(50)로부터 윤활유가 토출되도록 구성된다.

이를 위하여, 무릎 레버(50)의 일측 끝단부는, 크로스헤드(40)의 베어링(43)에 접속된다. 이 일측 끝단부는, 크로스헤드(40)와 일체적으로 동작하는 자유 끝단부(51)로서 구성되고, 크로스헤드(40)에 윤활유를 토출하기 위하여, 베어링(43)과 베어링 쉘(44)과의 사이의 공간으로 개구된다.

한편, 무릎 레버(50)의 타측 끝단부, 즉 무릎 레버(50)에 있어서 자유 끝단부(51)와는 반대측에 형성된 타측 끝단부는, 프레임(12)의 측판(33)에 접속된다. 이 타측 끝단부는, 크로스헤드(40)와 일체적으로 동작하지 않는 고정 끝단부(54)로서 구성되고, 외부로부터 윤활유를 받아들이기 위하여, 고정 끝단부(54)에는 도입구(54a)가 개구된다.

그리고, 도입구(54a)의 주연에는, 프레임(12)에 고정되는 장착판(55)이 배치된다. 이 장착판(55)은, 프레임(12)의 측판(33)에 배치한 지지부(35)에 의해 지지되도록 되어 있다.

(3) 프레임

이하, 무릎 레버(50)에 대하여 자세히 서술하기 전에, 그 고정 끝단부(54)가 접속되는 프레임(12), 및, 그 측판(33)에 배치한 지지부(35)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

도 4는 프레임(12)의 구성을 예시하는 정면도이고, 도 5는 프레임(12)의 구성을 예시하는 측면도이다. 또한, 도 6a는 지지부(35)의 구성을 예시하는 정면도이고, 도 6b는 지지부(35)의 구성을 예시하는 단면도이다. 여기서, 도 6a는, 프레임(12)으로부터 무릎 레버(50)를 제거한 상태를, 도 3의 화살표 VIA 방향에서 본 도면이다. 또한, 도 6b는, 도 6a의 VIB-VIB 단면에 상당한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 프레임(12)은, 천판(31)과, 지판(32)과, 측판(33)과, 복수의 격벽(34)으로 구성된다. 천판(31)은, 실린더재킷(13)에 배치되고, 프레임(12)의 정상부를 이룬다. 지판(32)은, 밑판(11)에 접속되며 프레임(12)의 바닥부를 이룬다. 측판(33)은, 프레임(12)의 좌우 측부를 이룬다. 측판(33)의 하측 끝단부는 지판(32)에 접속되고, 측판(33)의 상측 끝단부는 천판(31)에 접속된다.

복수의 격벽(34)은, 크랭크 샤프트(22)가 연장되는 방향(크랭크축 방향)을 따라 나열되며, 서로 소정 간격을 두고 배치된다. 각 격벽(34)은, 프레임(12) 내의 공간을 구획하는 칸막이로서 기능한다.

전술한 크로스헤드(40)는, 상기 천판(31)과, 지판(32)과, 측판(33)과, 각 격벽(34)에 의하여 구획되며 또한 한 쌍의 가이드판(26) 사이에 위치하는 공간에 수용되도록 되어 있다.

본 실시형태에 따른 엔진(1)은, 직렬 6기통식 디젤 엔진이다. 이에 따라, 프레임(12) 내는 6개의 공간으로 구획되고, 각 공간에 크로스헤드(40)가 수용된다. 이와 같이 수용된 6개의 크로스헤드(40)의 각각에, 무릎 레버(50)가 접속된다. 따라서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 프레임(12)의 측판(33)에는, 각 무릎 레버(50)를 지지하기 위한 지지부(35)가 나열된다.

상세하게는, 도 6a 및 도 6b에 나타내는 바와 같이, 프레임(12)의 측판(33)에는 짧은 통형의 지지부(35)가 배치된다. 이 지지부(35)에는, 측판(33)을 관통하는 삽입구(35a)와, 삽입구(35a)의 하방에 배치되는 지지면(35b)과, 삽입구(35a)를 둘러싸도록 배치된 복수의 삽입관통공(35c)이 형성된다.

보다 상세하게는, 삽입구(35a)는, 측판(33)을 판두께 방향으로 관통하는 관통공으로서 형성된다. 이 삽입구(35a)는, 프레임(12)의 외부에서 내부로 향하는 방향(도 6b의 도면 우측에서 좌측으로 향하는 방향)을 따라, 무릎 레버(50)의 고정 끝단부(54)가 삽입되도록 구성된다.

또한, 지지면(35b)은, 삽입구(35a)의 주연이면서 하방에 배치되고, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 지지부(35)의 개구 둘레(35d)로부터 외방을 향하여 돌출한다. 도 6a에 나타내는 바와 같이, 지지면(35b)은, 소정 방향으로서의 수평 방향을 따라 평탄하게 연장되고, 상방향에 면한다. 여기서 말하는 개구 둘레(35d)란, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 삽입구(35a)의 주위에 형성되는 둘레부 중, 프레임(12)의 외부에 면하는 일방을 가리킨다.

또한, 복수의 삽입관통공(35c)은, 지지부(35)의 개구 둘레(35d)에 형성되고, 각각, 전술한 장착판(55)을 측판(33)에 고정하기 위한 핀(60)이 삽입 관통되도록 되어 있다. 핀(60)에 대해서는 도 3을 참조한다.

또한, 각 지지부(35)의 상측에는, 측판(33)을 외방(구체적으로는, 피스톤봉(21) 및 크로스헤드(40)로부터 멀어지는 방향이며, 도 3의 지면 우방)으로 팽출시킨 수용부(36)가 형성된다. 이 수용부(36)는, 크로스헤드(40)에 연동하여 무릎 레버(50)가 동작했을 때에, 이 무릎 레버(50)와 측판(33)의 내면이 간섭하는 것을 억제할 수 있다.

(4) 무릎 레버

이하, 무릎 레버(50)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

도 7은, 무릎 레버(50)의 구성을 대각선 하방에서 보아 예시하는 도면이다. 또한 도 8은, 크로스헤드(40)의 왕복운동에 연동한 무릎 레버(50)의 동작을 예시하는 설명도이다. 전술한 바와 같이, 무릎 레버(50)는, 크로스헤드(40)와 일체적으로 동작하는 자유 끝단부(51)와, 크로스헤드(40)와 일체적으로 동작하지 않는 고정 끝단부(54)와, 고정 끝단부(54)에 배치되며 프레임(12)에 고정되는 장착판(55)을 구비한다.

이와 더불어, 무릎 레버(50)는, 자유 끝단부(51)에 이어지는 어퍼 레버(52)와, 이 어퍼 레버(52)와 연결되며, 또한 고정 끝단부(54)에 이어지는 로어 레버(53)를 구비한다. 여기서, 어퍼 레버(52)는 “제 1 레버”의 예시이며, 로어 레버(53)는 “제 2 레버”의 예시다.

무릎 레버(50)는, 2개 아암의 토글 조인트 형태로 구성된다. 즉, 자유 끝단부(51)와 어퍼 레버(52)와의 연결부, 어퍼 레버(52)와 로어 레버(53)와의 연결부, 및, 로어 레버(53)와 고정 끝단부(54)와의 연결부는, 모두, 토글형의 조인트를 이룬다.

따라서, 크로스헤드(40)가 상하로 왕복 이동하면, 어퍼 레버(52)는, 도 8의 (a)∼(c)에 나타내는 바와 같이, 자유 끝단부(51)와의 연결부를 받침점으로 요동한다. 이에 연동하여, 로어 레버(53)는, 고정 끝단부(54)와의 연결부를 받침점으로 하면서도, 어퍼 레버(52)와의 연결을 유지하도록 요동하게 된다.

도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이, 무릎 레버(50) 중, 어퍼 레버(52)와 로어 레버(53)와의 연결부 주변의 부위는, 상방을 향하여 돌출할 수 있다. 그러나, 측판(33)에 형성된 전술한 수용부(36)는, 이와 같이 돌출한 부위가 들어가도록 팽출하여, 어퍼 레버(52)와 로어 레버(53)를 수용할 수 있다. 이로써, 측판(33)과 무릎 레버(50)의 접촉을 억제할 수 있다.

또한, 무릎 레버(50)는, 전술한 바와 같이 하여 동작하면서도, 크로스헤드(40)로 윤활유를 공급할 수 있다. 즉, 어퍼 레버(52) 및 로어 레버(53)는, 양쪽 모두 중공이고, 고정 끝단부(54)의 도입구(54a)로부터 흘러 들어온 윤활유는, 로어 레버(53)와 어퍼 레버(52)를 차례로 통과하여, 자유 끝단부(51)로부터 크로스헤드(40)의 내부(구체적으로는, 베어링(43)과 베어링 쉘(44) 사이의 공간)로 토출되도록 되어 있다(도 7의 화살표를 참조).

이하, 윤활유의 흐름 방향 상류측에서 차례로, 무릎 레버(50)의 구성에 대하여 설명한다.

－고정 끝단부 및 장착판－

도 9a는 장착판(55)의 구성을 예시하는 정면도이고, 도 9b는 장착판(55)의 구성을 예시하는 단면도이며, 도 9c는 장착판(55)의 구성을 예시하는 단면도이다. 또한, 도 10a는 지지부(35)에 장착판(55)을 얹은 상태를 예시하는 정면도이고, 도 10b는 지지부(35)에 장착판(55)을 얹은 상태를 예시하는 단면도이다.

여기서, 도 9a는, 무릎 레버(50)의 고정 끝단부(54) 및 장착판(55)을, 도 3의 화살표 VIA 방향에서 본 도면이다. 또한, 도 9b는, 도 9a의 IXB-IXB 단면에 상당한다. 마찬가지로, 도 9c는, 도 9a의 IXC-IXC 단면에 상당한다. 또한, 도 10a는, 지지부(35)의 삽입구(35a)에 대하여 고정 끝단부(54)를 삽입한 상태를, 도 3의 화살표 VIA 방향에서 본 도면이다. 또한, 도 10b는, 도 10a의 XB-XB 단면에 상당한다.

고정 끝단부(54)는, 측판(33)에 배치한 지지부(35)(구체적으로는 삽입구(35a))에 대하여 삽입 가능하게 형성된다. 전술한 바와 같이, 고정 끝단부(54)에는 도입구(54a)가 개구되고, 그 도입구(54a)의 주연에는 플랜지 형상의 장착판(55)이 배치된다.

구체적으로, 장착판(55)은, 도입구(54a)를 둘러싸도록 형성된, 원판형의 플랜지로서 구성된다. 이를 원판으로 간주했을 때의 외경은, 적어도 삽입구(35a)보다 큰 직경이다. 장착판(55)은, 지지부(35)의 개구 둘레(35d)에 체결된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 장착판(55)은, 지지부(35)에 고정 끝단부(54)를 삽입했을 때의 빠짐 방지로서도 기능한다.

그리고, 장착판(55)에는, 이 장착판(55)의 하부를 잘라내어 이루어지며, 또한 하방에 면하는 피지지면(55a)과, 도입구(54a)를 둘러싸도록 배치된 복수의 삽입관통공(55b)이 형성된다.

상세하게는, 피지지면(55a)은, 도입구(54a)의 하방에 배치되고, 도 9a∼도 9b에 나타내는 바와 같이, 장착판(55)을 이루는 원판의 측면 중, 하측의 측면을 잘라내어 이루어진다. 또한, 피지지면(55a)은, 소정 방향으로서의 수평 방향을 따라 평탄하게 연장되고, 하방향에 면한다.

도 10a∼도 10b에 나타내는 바와 같이, 지지부(35)의 삽입구(35a)에 고정 끝단부(54)를 삽입함과 더불어, 이 삽입구(35a)의 개구 둘레(35d)에 대하여 장착판(55)의 후면을 접촉시켰을 때, 장착판(55)에 배치한 피지지면(55a)이, 지지부(35)에 형성한 지지면(35b) 상에 얹히도록 되어 있다.

지지면(35b) 상에 피지지면(55a)이 얹힌 상태에서는, 지지부(35)의 삽입구(35a)와, 고정 끝단부(54)의 도입구(54a)가 실질적으로 동일축이 된다. 이때, 지지면(35b)을 따라 피지지면(55a)을 미끄럼 접촉시킴으로써, 장착판(55)을 수평 방향으로 위치 조정할 수 있게 된다.

또한, 지지면(35b) 상에 피지지면(55a)을 얹으면, 지지부(35)에 대한 장착판(55)의 하강이 규제됨과 동시에, 지지부(35)에 대한 장착판(55)의 비틀림이 규제된다. 지지면(35b) 상에 피지지면(55a)을 얹음으로써, 상하 방향 및 비틀림 방향에서의 장착판(55)의 위치 조정을 완료하게 된다. 이 경우, 상하 방향 및 비틀림 방향에서의 미스 얼라이먼트는, 피지지면(55a) 및 지지면(35b)의 제조 공차에 기인하여 발생하게 된다.

또한, 복수의 삽입관통공(55b)은, 장착판(55)의 둘레 방향을 따라 배치되고, 각각, 장착판(55)을 측판(33)에 고정하기 위한 핀(60)이 삽입 관통되도록 구성된다.

구체적으로, 복수의 삽입관통공(55b)은, 지지면(35b) 상에 피지지면(55a)이 얹힌 상태에서는, 도 10a에 나타내는 바와 같이, 지지부(35)에 형성한 각 삽입관통공(35c)에 대하여 겹쳐지도록 배치된다. 이와 같이 겹쳐진 삽입관통공(35c, 55b)은 서로 연통하게 되므로, 그 곳에 핀(60)을 삽입 관통시킴으로써, 지지부(35)에 대하여 장착판(55)을 고정시킬 수 있게 된다.

이와 같이, 본 실시형태에 따른 장착판(55)은, 측판(33)의 지지부(35)에 형성한 지지면(35b) 상에 피지지면(55a)이 얹힌 상태에서 고정되도록 구성된다.

또한, 장착판(55)에 형성한 삽입관통공(55b)은, 피지지면(55a)이 연장되는 방향(소정 방향으로서의 수평 방향)을 따라 연장되는 타원형으로 형성된다. 따라서, 장착판(55)을 수평 방향으로 위치 조정했다 하더라도, 지지부(35)에 형성한 삽입관통공(35c)과, 장착판(55)에 형성한 삽입관통공(55b)과의 연통을 유지할 수 있다.

－고정 끝단부보다 하류측의 부위－

도 11은, 로어 레버(53)의 구성을 예시하는 도면이다. 또한 도 12는, 로어 레버(53)와 어퍼 레버(52)와의 연결부를 예시하는 도면이다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 로어 레버(53)는, 2개의 관로부(53a)를 판부(53b)에 의해 접속하여 이루어진다. 2개의 관로부(53a)는, 각각, 고정 끝단부(54)의 도입구(54a)에 연통한다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 각 관로부(53a)의 하류 끝단부(53d)는, 상방에서 볼트를 삽입하기 위하여, 평탄한 상면(53f)을 상방을 향하게 하며, 또한 모따기가 실시된 하면(53e)을 하방을 향하게 한 자세가 된다. 또한, 로어 레버(53)의 상하를 오인하지 않도록, 판부(53b)의 상면에는 각인(53c)이 실시된다.

여기서, 각 관로부(53a)의 하류 끝단부(53d)는, 어퍼 레버(52)의 상류 끝단부에 개구된 유로에 연통한다. 상세하게는 생략하나, 어퍼 레버(52)는, 로어 레버(53)와 마찬가지로, 2개의 관로부를 판부에 의해 접속하여 이루어진다. 어퍼 레버(52)의 하류 끝단부는, 자유 끝단부(51)에 형성한 유로에 연통한다. 이 유로는, 크로스헤드(40) 안으로 개구되어, 크로스헤드(40)로 윤활유를 토출할 수 있다.

(5) 무릎 레버의 위치 조정에 대하여

그런데, 도 3에 나타내는 바과 같은 무릎 레버(50)의 경우, 그 미스 얼라이먼트에 기인하여, 동작 시에 어긋남이 발생하거나, 어퍼 레버(52)와 로어 레버(53)와의 연결부를 비롯한 가동부에서 틈새가 생길 가능성이 있다. 이는, 윤활유의 누출을 초래하므로 바람직하지 않다.

미스 얼라이먼트를 억제하기 위해서는, 프레임(12)에 대하여, 장착판(55)을 가능한 한 정밀하게 위치 결정할 필요가 있다. 이러한 사정으로, 장착판(55)은, 프레임(12)에 대하여 상하 방향, 수평 방향 및 비틀림 방향 각각에 대하여 정밀하게 위치 결정되어야 하나, 이는, 프레임(12) 내외에서의 공정 수가 늘어나므로 적합하지 않다.

한편, 도 10a 및 도 10b에 나타내는 바와 같이, 장착판(55)에는 피지지면(55a)이 형성됨과 더불어, 프레임(12)의 지지부(35)에는 지지면(35b)이 형성된다. 그리고, 이 지지부(35)에 장착판(55)을 위치 결정하는 공정은, 피지지면(55a)을 지지면(35b) 상에 얹은 상태에서 실시할 수 있다.

특히, 도 10a 및 도 10b에 나타내는 바와 같이, 피지지면(55a) 및 지지면(35b)을 수평 방향으로 연장되는 가공면으로 한 경우, 지지면(35b) 상에 피지지면(55a)을 얹으면, 장착판(55)은, 적어도 상하 방향 및 비틀림 방향에 대해서는 위치 결정되게 된다. 이와 같이 얹힌 상태인 채로, 장착판(55)을 수평 방향으로 위치 조정하는 것만으로, 장착판(55)의 위치 결정을 완료할 수 있다.

이 경우, 예를 들어 비틀림 방향의 정밀도에 대해서는, 피지지면(55a) 및 지지면(35b)의 기계 가공 공차에 의해 규정할 수 있다. 이와 같이, 위치 결정 정밀도의 좋고 나쁨을 작업자에게 맡기지 않고, 기계 가공 공차에 의해 규정할 수 있게 된다.

또한, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 장착판(55)측의 삽입관통공(55b)이, 수평 방향으로 연장되는 타원형으로 형성되므로, 지지부(35)와 장착판(55)에 핀(60)을 삽입 관통시킨 채로, 장착판(55)을 수평 방향으로 위치 조정할 수 있게 된다. 이로써, 무릎 레버(50)의 위치 결정이 용이해진다.

또한, 도 3 및 도 10b에 나타내는 바와 같이, 고정 끝단부(54)는, 프레임(12)의 내측으로부터 장착되는 것이 아니라, 프레임(12)의 외방에서 삽입되도록 되어 있다. 따라서, 삽입구(35a)의 내주면에 의하여, 고정 끝단부(54)를 하방에서 지지할 수 있다.

《그 밖의 실시형태》

상기 실시형태에서는, 피지지면(55a) 및 지지면(35b)은, 수평 방향을 따라 연장되도록 구성되었으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 수평 방향에 대하여 경사시킨 방향으로 피지지면(55a)과 지지면(35b)을 연장시켜도 된다. 어느 방향으로 연장시킨 경우라도, 그 방향을 따라 장착판(55)을 위치 조정하는 것만으로, 장착판(55)의 위치 결정을 완료할 수 있게 된다.

또한 상기 실시형태에서는, 장착판(55)에 형성되는 삽입관통공(55b)이 타원형으로 구성되었으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 지지부(35)에 형성되는 삽입관통공(35c)을 타원형으로 구성하여도 된다.

1 : 엔진(내연 기관, 크로스헤드식 내연 기관)
12 : 프레임(케이싱)
21 : 피스톤봉
25 : 연접봉
35 : 지지부
35a : 삽입구
35b : 지지면
35c : 삽입관통공
36 : 수용부
40 : 크로스헤드
50 : 무릎 레버(가동식 급유관)
51 : 자유 끝단부
52 : 어퍼 레버(제 1 레버)
53 : 로어 레버(제 2 레버)
54 : 고정 끝단부
54a : 도입구
55 : 장착판
55a : 피지지면
55b : 삽입관통공
60 : 핀

Claims (7)

1. 내연 기관의 케이싱과, 피스톤봉 및 연접봉을 연결하는 크로스헤드와의 사이에 접속되고, 상기 크로스헤드의 왕복운동을 허용하도록 동작함과 더불어, 당해 크로스헤드에 윤활유를 공급하도록 구성된 가동식 급유관으로서,
   상기 크로스헤드에 접속되는 자유 끝단부와,
   상기 자유 끝단부의 반대측에 형성되며, 상기 케이싱에 접속되는 고정 끝단부와,
   상기 고정 끝단부로 개구된 도입구와,
   상기 도입구의 주연에 배치되며, 상기 케이싱에 고정되는 장착판을 구비하고,
   상기 장착판에는, 하방에 면하는 피지지면이 형성되고,
   상기 장착판은, 상기 케이싱에 형성한 지지면 상에 상기 피지지면이 얹힌 상태에서 고정되도록 구성되는
   것을 특징으로 하는 가동식 급유관.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 피지지면 및 상기 지지면은, 양쪽 모두 소정 방향을 따라 연장되고,
   상기 장착판 및 상기 케이싱에는, 당해 케이싱에 상기 장착판을 고정하기 위한 핀이 삽입 관통되는 삽입관통공이 형성되며,
   상기 삽입관통공 중, 상기 장착판 또는 상기 케이싱에 형성한 한쪽은, 상기 소정 방향을 따라 연장되는 타원형으로 형성되는
   것을 특징으로 하는 가동식 급유관.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 피지지면 및 상기 지지면은, 양쪽 모두 수평 방향을 따라 연장되는
   것을 특징으로 하는 가동식 급유관.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 케이싱에는, 당해 케이싱의 외부에서 내부를 향해 상기 고정 끝단부가 삽입되는 삽입구가 형성되고,
   상기 지지면은, 상기 삽입구의 주연이면서 하방에 배치되는
   것을 특징으로 하는 가동식 급유관.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 자유 끝단부에 이어지는 제 1 레버와,
   상기 제 1 레버와 연결되며, 또한 상기 고정 끝단부에 이어지는 제 2 레버를 구비하고,
   상기 케이싱에는, 상기 크로스헤드의 왕복운동에 연동하는 상기 제 1 레버 및 상기 제 2 레버를 수용하도록 외방으로 팽출시킨 수용부가 형성되는
   것을 특징으로 하는 가동식 급유관.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 장착판은, 상기 도입구를 둘러싸는 원판형의 플랜지로서 형성되며,
   상기 피지지면은, 상기 원판의 측면 중, 하측의 측면을 잘라내어 이루어지는
   것을 특징으로 하는 가동식 급유관.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 가동식 급유관을 구비하는
   것을 특징으로 하는 크로스헤드식 내연 기관.

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