KR20190026035A

KR20190026035A - 실린더 재킷 및 크로스헤드식 내연 기관

Info

Publication number: KR20190026035A
Application number: KR1020197005091A
Authority: KR
Inventors: 사토시 이이마
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤; 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2019-03-12
Also published as: JP6813989B2; KR102146229B1; JP2018031273A; CN109642514A; CN109642514B; WO2018037844A1

Abstract

실린더 재킷 및 크로스헤드식 내연 기관에 있어서, 판 두께 방향으로 관통하는 제 1 관통공 (55) 이 형성되는 천판 (51) 과, 판 두께 방향으로 관통함과 함께 제 1 관통공 (55) 에 대향하여 제 2 관통공 (56) 이 형성되는 바닥판 (52) 과, 천판 (51) 과 바닥판 (52) 을 연결하는 측판 (53) 과, 제 1 관통공 (55) 및 제 2 관통공 (56) 에 있어서의 관통 방향을 따라 관통함과 함께 복수의 타이볼트 (14) 가 삽입 통과되는 장착공 (59) 을 형성한다.

Description

실린더 재킷 및 크로스헤드식 내연 기관

본 발명은, 디젤 엔진이나 가스 엔진 등의 내연 기관을 구성하는 실린더 재킷, 이 실린더 재킷을 구비한 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 있다. 크랭크 샤프트는, 피스톤에 접속되어 있고, 베어링을 통하여 크랭크 케이스에 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 한편, 대형 선박에 탑재되는 보어 스트로크비가 큰 내연 기관에 있어서는, 피스톤과 크랭크 샤프트 사이에 크로스헤드가 형성된다. 크로스헤드식 내연 기관은, 크랭크 샤프트가 수용되는 받침판의 상부에 가구 (架構) 가 배치되고, 이 가구의 상부에 실린더 재킷이 배치되고, 복수의 타이볼트에 의해 일체로 연결되어 구성되어 있다.

실린더 재킷과 가구와 받침판은, 피스톤 축 방향을 따라 배치되고, 복수의 타이볼트가 가구에 있어서의 격벽의 양측을, 크랭크 샤프트 축 방향에 있어서 격벽 사이에 오도록 상하로 관통하여 고정된다. 이와 같은 크로스헤드식 내연 기관으로는, 예를 들어, 하기 특허문헌 1 에 기재된 것이 있다.

일본 공개특허공보 2012-097717호

상기 서술한 바와 같이 크로스헤드식 내연 기관은, 실린더 재킷과 가구와 받침판이 피스톤 축 방향을 따라 배치되고, 타이볼트가 피스톤 축 방향으로 관통하기 위한 관통공이 형성되어 있다. 이 경우, 가구는, 격벽의 양측에, 크랭크 샤프트 축 방향에 있어서 격벽을 협지하도록 1 쌍의 관통공이 형성되는 점에서, 실린더 재킷도, 동위치에 1 쌍의 관통공이 형성되어 있다. 그런데, 실린더 재킷에 형성되는 1 쌍의 관통공은, 주변부의 강성의 저하를 억제하기 때문에, 근접하여 배치할 수 없다.

본 발명은, 상기 서술한 과제를 해결하는 것으로, 관통공 주변부의 강성의 저하를 억제하면서, 소형 경량화를 도모하는 실린더 재킷 및 크로스헤드식 내연 기관을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실린더 재킷은, 판 두께 방향으로 관통하는 제 1 관통부가 형성되는 천판과, 판 두께 방향으로 관통함과 함께 상기 제 1 관통부에 대향하여 제 2 관통부가 형성되는 바닥판과, 상기 천판과 상기 바닥판을 연결하고 또한 상기 제 1 관통부 및 상기 제 2 관통부에 있어서의 관통 방향을 따라 관통함과 함께 복수의 연결 부재가 삽입 통과되는 장착공이 형성되는 측판을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 각 관통부의 관통 방향을 따라 관통하여 복수의 연결 부재가 삽입 통과 가능한 장착공을 형성함으로써, 복수의 연결 부재마다 장착공을 형성하는 경우에 비해, 복수의 연결 부재를 근접하여 배치할 수 있고, 실린더 재킷의 길이를 짧게 하여 소형 경량화를 도모할 수 있다.

본 발명의 실린더 재킷에서는, 상기 장착공은, 장공 형상을 이루는 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 장착공을 장공 형상으로 함으로써, 복수의 연결 부재를 효율적으로 배치할 수 있음과 함께, 장착공의 개구 면적을 작게 하여 강성의 저하를 억제할 수 있다.

본 발명의 실린더 재킷에서는, 상기 장착공은, 상기 제 1 관통부 및 상기 제 2 관통부에 있어서의 폭 방향의 양측에 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 장착공을 각 관통부의 양측에 형성함으로써, 실린더 재킷을 양호한 밸런스로 체결할 수 있다.

또, 본 발명의 크로스헤드식 내연 기관은, 받침판과, 상기 받침판 상에 형성되는 가구와, 상기 가구 상에 형성되는 상기 실린더 재킷과, 상기 받침판과 상기 가구를 관통함과 함께 상기 실린더 재킷의 상기 장착공을 관통하여 상기 받침판과 상기 가구와 상기 실린더 재킷을 연결하는 복수의 연결 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 복수의 연결 부재가 실린더 재킷의 장착공과 받침판과 가구를 관통하여 고정됨으로써, 실린더 재킷과 받침판과 가구가 일체로 체결된다. 이 때, 복수의 연결 부재가 1 개의 장착공에 삽입 통과됨으로써, 복수의 연결 부재를 근접하여 배치할 수 있고, 내연 기관의 길이를 짧게 하여 소형 경량화를 도모할 수 있다.

본 발명의 크로스헤드식 내연 기관에서는, 상기 복수의 연결 부재는, 상기 가구의 관통공을 관통하여, 일단부가 상기 받침판에 나사 결합하여 고정되고, 타단부가 상기 장착공에 삽입 통과됨과 함께, 상기 장착공의 단부에 배치되는 와셔를 관통하여, 너트가 나사 결합하여 체결되는 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 복수의 연결 부재는, 일단부가 받침판에 나사 결합하여 고정되고, 타단부가 장착공에서 와셔를 통하여 너트가 나사 결합하여 체결됨으로써, 복수의 연결 부재와 와셔와 너트에 의해 실린더 재킷과 받침판과 가구가 압축 상태에서 적정하게 체결되게 되어, 높은 체결력을 확보할 수 있다.

본 발명의 크로스헤드식 내연 기관에서는, 상기 와셔의 경도는, 상기 실린더 재킷의 경도보다 높은 재질인 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 와셔의 경도를 실린더 재킷의 경도보다 높은 재질로 함으로써, 복수의 연결 부재와 너트의 체결력에 의해 경도가 높은 와셔가 실린더 재킷에 대해 높은 면압을 갖고 접촉하게 되어, 실린더 재킷과 받침판과 가구를 적정하게 체결할 수 있다.

본 발명의 실린더 재킷 및 크로스헤드식 내연 기관에 의하면, 실린더 재킷에 복수의 연결 부재가 삽입 통과되는 장착공을 형성하므로, 복수의 연결 부재를 근접하여 배치함으로써, 실린더 재킷의 길이를 짧게 할 수 있어, 소형 경량화를 도모할 수 있다.

도 1 은, 본 실시형태의 디젤 엔진을 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는, 본 실시형태의 실린더 재킷을 나타내는 사시도이다.
도 3 은, 가구를 나타내는 사시도이다.
도 4 는, 받침판을 나타내는 사시도이다.
도 5 는, 실린더 재킷의 고정부를 나타내는 평면도이다.
도 6 은, 실린더 재킷의 고정부를 나타내는 종단면도이다.
도 7 은, 실린더 재킷과 가구의 연결부를 나타내는 종단면도이다.
도 8 은, 가구와 받침판의 연결부를 나타내는 종단면도이다.

이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 관련된 실린더 재킷 및 크로스헤드식 내연 기관의 바람직한 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 또, 실시형태가 복수 있는 경우에는, 각 실시형태를 조합하여 구성하는 것도 포함하는 것이다.

도 1 은, 본 실시형태의 디젤 엔진을 나타내는 개략도이다.

본 실시형태에서, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 디젤 엔진 (10) 은, 예를 들어, 선박 추진용의 주기로서 사용되고, 2 스트로크 1 사이클의 유니플로 소기 방식의 크로스헤드식 내연 기관이다. 이 디젤 엔진 (10) 은, 하방에 위치하는 받침판 (11) 과, 받침판 (11) 상에 형성되는 가구 (12) 와, 가구 (12) 상에 형성되는 실린더 재킷 (13) 을 구비하고 있다. 이 받침판 (11) 과 가구 (12) 와 실린더 재킷 (13) 은, 피스톤 축 방향으로 연장되는 복수의 타이볼트 (연결 부재) (14) 및 너트 (15) 에 의해 일체로 체결되어 고정되어 있다.

실린더 라이너 (16) 는, 실린더 재킷 (13) 내에 배치되고, 상부에 실린더 커버 (17) 가 고정되어 공간부를 구획하고 있으며, 이 공간부 내에 피스톤 (18) 이 피스톤 축으로 자유롭게 왕복동할 수 있도록 형성됨으로써, 연소실 (19) 이 형성된다. 또, 실린더 커버 (17) 는, 배기 밸브 (20) 가 형성되어 있고, 배기 밸브 (20) 는, 동 (動) 밸브 장치 (21) 에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 이 배기 밸브 (20) 는, 연소실 (19) 과 배기관 (22) 을 개폐하는 것이다.

그 때문에, 연소실 (19) 에 대해, 도시되지 않은 연료 분사 펌프로부터 공급된 연료 (예를 들어, 저질유, 천연 가스, 또는, 그 혼합 연료 등) 와, 도시되지 않은 압축기에 의해 압축된 연소용 가스 (예를 들어, 공기, EGR 가스, 또는, 그 혼합 가스 등) 가 공급됨으로써, 연소실 (19) 에서 연료와 연소용 가스가 연소된다. 그리고, 이 연소에 의해 발생한 에너지에 의해 피스톤 (18) 이 왕복동한다. 이 때, 동밸브 장치 (21) 에 의해 배기 밸브 (20) 가 작동하여 연소실 (19) 이 개방되면, 연소에 의해 발생한 배기 가스가 배기관 (22) 으로 밀려 나오는 한편, 도시되지 않은 소기 포트로부터 연소용 가스가 연소실 (19) 에 도입된다.

피스톤 (18) 은, 하단부에 피스톤봉 (23) 의 상단부가 연결되어 있다. 받침판 (11) 은, 크랭크 케이스를 구성하고 있고, 크랭크 샤프트 (24) 가 베어링 (25) 에 의해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 이 크랭크 샤프트 (24) 는, 크랭크 (26) 를 개재하여 연접봉 (27) 의 하단부가 자유롭게 회동할 수 있도록 연결되어 있다. 가구 (12) 는, 피스톤 축 방향을 따라 형성되는 가이드판 (28) 이 폭 방향으로 소정 간격을 두고 1 쌍을 이루도록 배치되어 있고, 이 1 쌍의 가이드판 (28) 사이에 크로스헤드 (29) 가 피스톤 축 방향을 따라 자유롭게 이동할 수 있도록 지지되어 있다. 이 크로스헤드 (29) 는, 피스톤봉 (23) 의 하단부가 자유롭게 회동할 수 있도록 연결됨과 함께, 연접봉 (27) 의 상단부가 자유롭게 회동할 수 있도록 연결되어 있다.

그 때문에, 연소실 (19) 로부터 에너지가 전달된 피스톤 (18) 은, 피스톤봉 (23) 과 함께 피스톤 축 방향 (디젤 엔진 (10) 의 설치면의 방향) 으로 압하된다. 그러면, 피스톤봉 (23) 은, 크로스헤드 (29) 를 동 방향으로 압하하고, 연접봉 (27) 및 크랭크 (26) 를 개재하여 크랭크 샤프트 (24) 를 회전시킨다.

여기서, 디젤 엔진 (10) 을 구성하는 받침판 (11) 과 가구 (12) 와 실린더 재킷 (13) 에 대해 상세하게 설명한다. 도 2 는, 본 실시형태의 실린더 재킷을 나타내는 사시도, 도 3 은, 가구를 나타내는 사시도, 도 4 는, 받침판을 나타내는 사시도이다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 받침판 (11) 은, 베어링대 (31) 와, 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 격벽 (32) 과, 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 측판 (33) 과, 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 바닥판 (34) 과, 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 천판 (35) 으로 구성되어 있다. 베어링대 (31) 는, 가구 (12) 에 연결되는 것으로, 피스톤 축 방향 (Z) 을 따라 크랭크축 방향 (X) 으로 연장되는 크랭크 샤프트 (24) 의 베어링 (25) (모두 도 1 참조) 을 하방으로부터 지지한다. 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 격벽 (32) 은, 피스톤 축 방향 (Z) 을 따라 베어링대 (31) 의 폭 방향 (Y) 의 양측부에 연결된다. 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 측판 (33) 은, 피스톤 축 방향 (Z) 을 따라 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 격벽 (32) 의 각각 양측에 교차하도록 연결된다. 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 바닥판 (34) 은, 수평 방향을 따라 격벽 (32) 및 측판 (33) 의 하부에 연결된다. 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 천판 (35) 은, 수평 방향을 따라 격벽 (32) 및 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 측판 (33) 의 상부에 연결된다. 또한, 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 격벽 (32) 은, 일체로 구성해도 된다.

이 경우, 받침판 (11) 은, 베어링대 (31) 와 격벽 (32) 과 측판 (33) 과 바닥판 (34) 과 천판 (35) 이 용접에 의해 일체로 고정되어 구성되어 있다. 그 때문에, 받침판 (11) 은, 측판 (33) 과 바닥판 (34) 과 천판 (35) 에 의해 격벽 (32) 에 고정된 베어링대 (31) 를 둘러싸는 구성으로 되어 있다. 또, 바닥판 (34) 은, 하부에 오일 팬 (36) 이 연결되어 있다. 그리고, 격벽 (32) 은, 베어링대 (31) 에 대해 받침판 (11) 의 폭 방향 (Y) 의 양측에 크랭크축 방향에 직교하는 방향으로 배치되어 있다. 측판 (33) 은, 격벽 (32) 에 대해 받침판 (11) 의 폭 방향 (Y) 의 양측에 크랭크축 방향 (X) 을 따름과 함께, 격벽 (32) 에 직교하는 방향을 따라 배치되어 있다. 바닥판 (34) 은, 격벽 (32) 및 측판 (33) 에 있어서의 피스톤 축 방향 (Z) 의 하단부에 배치되고, 천판 (35) 은, 격벽 (32) 및 측판 (33) 에 있어서의 피스톤 축 방향 (Z) 의 상단부에 배치되어 있다.

바닥판 (34) 은, 크랭크 샤프트 (24) 측으로 볼록상이 되는 아치상의 굴곡부 (37) 를 가지고 있다. 이 바닥판 (34) 의 굴곡부 (37) 는, 바닥판 (34) 과 평행하게 배치된 수평 부재 (37a) 와, 2 개의 경사 부재 (37b) 를 가지고 있다. 수평 부재 (37a) 는, 베어링대 (31) 의 하방에 위치하며 바닥판 (34) 보다 상방에 위치하고, 베어링대 (31) 의 하부에 연결되어 있다. 각 경사 부재 (37b) 는, 수평 부재 (37a) 의 양측에 위치하며 바닥판 (34) 과 수평 부재 (37a) 를 서로 연결하도록 경사 상태에서 측판 (33) 의 하부에 연결되어 있다. 그 때문에, 굴곡부 (37) 는, 각 경사 부재 (37b) 가 수평 부재 (37a) 를 폭 방향에 있어서의 비스듬히 하방으로부터 각각 지지하고 있고, 수평 부재 (37a) 의 근방의 강성을 높일 수 있다. 또한, 받침판 (11) 의 강성을 충분히 확보하고 있으면, 바닥판 (34) 은, 아치상의 굴곡부 (37) 를 구비할 필요는 없고, 평판으로 구성되어도 된다.

또, 측판 (33) 의 하단부와 바닥판 (34) 의 상면이 용접에 의해 연결되어 있고, 측판 (33) 과 바닥판 (34) 의 연결부에 있어서의 외측에 연직 리브 (38) 가 용접에 의해 고정되어 있다. 연직 리브 (38) 는, 크랭크축 방향 (X) 에 있어서, 격벽 (32) 과 동일한 위치에 양측 1 쌍으로 설치되고, 받침판 (11) 의 하부측의 강성을 높여, 운전시의 크랭크축 방향 (X) 에 대한 직각 방향의 변형을 억제할 수 있다. 즉, 연직 리브 (38) 는, 받침판 (11) 의 폭 방향 (Y) 의 강성을 높여, 운전시에 있어서의 받침판 (11) 의 폭 방향 (Y) 의 변형을 억제할 수 있다.

또, 베어링대 (31) 는, 상부에 U 자 형상을 이루는 후육부 (39) 가 형성되고, 이 후육부 (39) 에 의해 베어링 (25) (도 1 참조) 을 하방으로부터 지지할 수 있다. 그리고, 이 후육부 (39) 는, 천판 (35) 을 관통하여 상방에 개구되도록 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 나사공 (40) 이 형성되어 있다. 이 나사공 (40) 은, 폭 방향에 있어서의 양측에 각각 2 개씩 형성되고, 크랭크축 방향 (X) 을 따라 병설되어 있다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 가구 (12) 는, 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 천판 (41) 과, 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 바닥판 (42) 과, 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 측판 (43) 과, 복수 (본 실시형태에서는, 7 개) 의 격벽 유닛 (44) 으로 구성되어 있다. 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 천판 (41) 은, 상부에 수평 방향을 따라 배치되어 실린더 재킷 (13) (도 1 참조) 이 연결된다. 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 바닥판 (42) 은, 바닥부에 수평 방향을 따라 배치되어 받침판 (11) (도 1 참조) 이 연결된다. 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 측판 (43) 은, 폭 방향 (Y) 에 있어서의 측부에 배치되어 피스톤 축 방향 (Z) 에 있어서의 일단부 (하단부) 가 바닥판 (42) 에 접속되고, 타단부 (상단부) 가 천판 (41) 에 접속된다. 격벽 유닛 (44) 은, 피스톤 축 방향 (Z) 을 따라 배치됨과 함께, 크랭크축 방향 (X) 을 따라 일정 간격을 두고 평행하게 복수 배치된다.

이 경우, 가구 (12) 는, 천판 (41) 과 바닥판 (42) 과 측판 (43) 이 용접에 의해 연결됨으로써 구성되고, 각 격벽 유닛 (44) 에 의해 공간부 (45) 가 형성되어 있다. 이 공간부 (45) 는, 크로스헤드 (29) (도 1 참조) 가 가이드판 (28) 에 지지되어 이동할 수 있는 공간부이고, 크로스헤드 (29) 는, 이 공간부 (45) 에 수용되어, 피스톤 축 방향 (Z) 을 따라 왕복 이동할 수 있다.

천판 (41) 은, 피스톤 축 방향 (Z) 으로 관통하는 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 관통공 (46) 이 형성되어 있다. 이 관통공 (46) 은, 폭 방향의 양측에 각각 2 개씩 형성되고, 크랭크축 방향 (X) 을 따라 병설되어 있다. 바닥판 (42) 은, 피스톤 축 방향 (Z) 으로 관통하는 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 관통공 (47) 이 형성되어 있다. 이 관통공 (47) 은, 폭 방향의 양측에 각각 2 개씩 형성되고, 크랭크축 방향 (X) 을 따라 병설되어 있다.

격벽 유닛 (44) 은, 중앙판 (48) 과, 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 중간판 (49) 과, 가이드판 (28) 으로 구성되어 있다. 중앙판 (48) 은, 격벽 유닛 (44) 에 있어서의 폭 방향 (Y) 의 중앙 부분을 형성하는 것이고, 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 중간판 (49) 은, 격벽 유닛 (44) 에 있어서의 폭 방향 (Y) 의 양단 부분을 형성하는 것이다. 가이드판 (28) 은, 격벽 유닛 (44) 에 있어서의 중앙판 (48) 과 각 중간판 (49) 사이에 배치되고, 용접에 의해 접속되어 있다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 실린더 재킷 (13) 은, 천판 (51) 과, 바닥판 (52) 과, 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 측판 (53) 과, 칸막이판 (54) 으로 구성되어 있다. 천판 (51) 은, 수평 방향을 따른 사각형상을 이루고, 피스톤 축 방향 (Z) 을 따른 제 1 관통공 (제 1 관통부) (55) 이 크랭크축 방향 (X) 으로 소정 간격으로 복수 (본 실시형태에서는, 2 개) 형성되어 있다. 바닥판 (52) 은, 수평 방향을 따른 사각형상을 이루고, 피스톤 축 방향 (Z) 을 따른 제 2 관통공 (제 2 관통부) (56) 이 크랭크축 방향 (X) 으로 소정 간격으로 복수 (본 실시형태에서는, 2 개) 형성되어 있다. 제 1 관통공 (55) 과 제 2 관통공 (56) 은, 피스톤 축 방향 (Z) 에 대향하여, 제 1 관통공 (55) 은, 실린더 라이너 (16) (도 1 참조) 가 끼워 맞춰지고, 제 2 관통공 (56) 은, 피스톤봉 (23) 이 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 삽입 통과된다.

폭 방향에 있어서의 1 쌍의 측판 (53) 은, 피스톤 축 방향 (Z) 의 일단부가 천판 (51) 에 접속되고, 타단부가 바닥판 (52) 에 접속되어 있고, 일방의 측판 (53) 은, 연통공 (57) 이 형성되어 있다. 일방의 측판 (53) 의 연통공 (57) 은, 소기 트렁크에 연통되어 있다.

또, 천판 (51) 및 바닥판 (52) 에 있어서의 폭 방향 (Y) 의 일단부와 일방의 측판 (53) 측에 피스톤 축 방향 (Z) 으로 연속하는 돌출부 (58) 가 형성되어 있다. 그리고, 각 돌출부 (58) 에 피스톤 축 방향 (Z) 을 따라 장착공 (59) 이 형성되어 있다. 또, 천판 (51) 및 바닥판 (52) 에 있어서의 폭 방향 (Y) 의 타단부와 타방의 측판 (53) 측에 피스톤 축 방향 (Z) 을 따라 장착공 (59) 이 형성되어 있다. 천판 (51) 에 있어서의 폭 방향 (Y) 의 일단부의 장착공 (59) 과 타단부의 장착공 (59) 은, 각 관통공 (55, 56) 의 양측에서, 폭 방향 (Y) 에 대향하는 위치에 형성되어 있다.

이 경우, 실린더 재킷 (13) 은, 천판 (51) 과 바닥판 (52) 과 폭 방향에 있어서의 1 쌍의 측판 (53) 과 칸막이판 (54) 이 용접에 의해 일체로 고정되어 구성되어 있다. 그 때문에, 실린더 재킷 (13) 은, 전체적으로 직방체 형상을 이루는 블록체이다.

그리고, 도 1 내지 도 4 에 나타내는 바와 같이, 받침판 (11) 상에 가구 (12) 가 배치되고, 가구 (12) 상에 실린더 재킷 (13) 이 재치 (載置) 됨으로써, 받침판 (11) 과 가구 (12) 와 실린더 재킷 (13) 은, 피스톤 축 방향 (Z) 을 따라 적층된다. 이 상태에서, 복수의 타이볼트 (14) 가 실린더 재킷 (13) 의 각 장착공 (59), 가구 (12) 의 각 관통공 (46, 47) 을 관통하여, 받침판 (11) 의 각 나사공 (40) 에 나사 결합됨과 함께, 각 타이볼트 (14) 의 상단부에 너트 (15) 가 각각 나사 결합됨으로써, 체결된다. 받침판 (11) 과 가구 (12) 와 실린더 재킷 (13) 이 일체로 체결된다.

본 실시형태에서는, 복수의 타이볼트 (14) 가 실린더 재킷 (13) 과 가구 (12) 와 받침판 (11) 을 관통하지만, 인접하는 2 개의 타이볼트 (14) 는, 가구 (12) 에 대해, 격벽 유닛 (44) (중앙판 (48)) 의 양측에 배치되고, 대응하는 각 관통공 (46, 47) 을 각각 관통하고 있다. 한편, 이 인접하는 2 개의 타이볼트 (14) 는, 실린더 재킷 (13) 에 대해, 하나의 장착공 (59) 에 삽입 통과되어 있다.

도 5 는, 실린더 재킷의 고정부를 나타내는 평면도, 도 6 은, 실린더 재킷의 고정부를 나타내는 종단면도, 도 7 은, 실린더 재킷과 가구의 연결부를 나타내는 종단면도, 도 8 은, 가구와 받침판의 연결부를 나타내는 종단면도이다.

가구 (12) 에 있어서의 격벽 유닛 (44) (중앙판 (48)) 의 양측에 배치되는 2 개의 타이볼트 (14) 는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 하단부가 가구 (12) 의 바닥판 (42) 에 형성된 관통공 (47) 을 관통하여, 이 하단부에 형성된 나사부 (14a) 가 받침판 (11) 의 후육부 (39) 에 형성된 나사공 (40) 에 나사 결합되어 있다.

또, 가구 (12) 에 있어서의 격벽 유닛 (44) (중앙판 (48)) 의 양측에 배치되는 2 개의 타이볼트 (14) 는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 길이 방향의 중간부의 세경부 (14b) 에 흔들림 방지 부시 (흔들림 방지 부재) (61) 가 고정되고, 각 타이볼트 (14) 가 가구 (12) 의 천판 (41) 에 형성된 관통공 (46) 을 관통함과 함께, 각 세경부 (14b) 에 고정된 흔들림 방지 부시 (61) 가 각각 관통공 (46) 에 소정 간극을 갖고 위치하고 있다.

또한, 가구 (12) 에 있어서의 격벽 유닛 (44) (중앙판 (48)) 의 양측에 배치되는 2 개의 타이볼트 (14) 는, 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 상단부가 실린더 재킷 (13) 에 형성된 하나의 장착공 (59) 내에 맞춰져 삽입 통과되고, 이 상단부에 형성된 나사부 (14c) 가 상방으로 돌출되어 있다. 실린더 재킷 (13) 은, 각 장착공 (59) 이 개구되는 상면부에 와셔 (62) 가 형성되어 있고, 2 개의 타이볼트 (14) 는, 각각 상단부 (나사부 (14c)) 가 이 와셔 (62) 에 형성된 각 관통공 (63) 을 관통하여, 각 나사부 (14c) 에 각각 너트 (15) 가 나사 결합되어 있다.

즉, 실린더 재킷 (13) 에 형성된 장착공 (59) 은, 크랭크축 방향 (X) 으로 긴 장공 형상을 이루고, 2 개의 타이볼트 (14) 가 서로 접촉하지 않고, 또한, 2 개의 타이볼트 (14) 가 장착공 (59) 의 내면에 접촉하지 않는 내경으로 설정되어 있다. 와셔 (62) 는, 장착공 (59) 과 동일하게, 크랭크축 방향 (X) 으로 긴 장공 형상을 이루지만, 외경이 장착공 (59) 의 내경보다 큰 치수로 설정되어 있다. 그리고, 와셔 (62) 는, 2 개의 타이볼트 (14) 가 서로 접촉하지 않는 위치에 관통공 (63) 이 형성되어 있다. 이 경우, 실린더 재킷 (13) 은 주철제이고, 와셔 (62) 는, 경도가 실린더 재킷 (13) 의 경도보다 높은 재질이 되도록, 예를 들어, 일반 구조용 압연 강재에 의해 형성되어 있다. 또, 타이볼트 (14) 는, 상단부에 나사부 (14c) 가 형성되어 있고, 이 와셔 (62) 에 형성된 각 관통공 (63) 을 관통하여, 각 나사부 (14c) 에 너트 (15) 가 나사 결합될 수 있다.

이 경우, 복수의 타이볼트 (14) 는, 가구 (12) 에 있어서의 격벽 유닛 (44) 의 양측에서, 중앙판 (48) 에 접촉하지 않도록 배치되는 점에서, 이로써 타이볼트 (14) 에 있어서의 크랭크축 방향 (X) 의 위치가 정해진다. 그 때문에, 타이볼트 (14) 의 위치가 정해지면, 이 타이볼트 (14) 의 위치에 따라 받침판 (11) 에 있어서의 나사공 (40) 의 형성 위치, 가구 (12) 에 있어서의 관통공 (46, 47) 의 형성 위치, 실린더 재킷 (13) 에 있어서의 장착공 (59) 의 형성 위치가 정해진다.

그리고, 받침판 (11) 과 가구 (12) 와 실린더 재킷 (13) 을 조립할 때, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 이 받침판 (11) 과 가구 (12) 와 실린더 재킷 (13) 을 피스톤 축 방향 (Z) 을 따라 배치하고, 나사공 (40) 과 관통공 (46, 47) 과 장착공 (59) 의 위치가 피스톤 축 방향 (Z) 을 따라 일직선상으로 위치하도록 위치 결정한다. 그리고, 타이볼트 (14) 를 실린더 재킷 (13) 의 상방으로부터 장착공 (59), 관통공 (46, 47) 의 순서로 삽입하고, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 나사부 (14a) 를 나사공 (40) 에 나사 결합한다. 각 타이볼트 (14) 가 받침판 (11) 의 나사부 (14a) 에 각각 나사 결합되면, 각 타이볼트 (14) 자체가 자립하여, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 중간부의 흔들림 방지 부시 (61) 가 가구 (12) 에 있어서의 각 관통공 (46) 에 배치되고, 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 상단부가 실린더 재킷 (13) 에 있어서의 장착공 (59) 으로부터 상방으로 돌출된다.

여기서, 실린더 재킷 (13) 에 있어서의 장착공 (59) 으로부터 상방으로 돌출된 각 타이볼트 (14) 의 상단부에 하나의 와셔 (62) 를 삽입하고, 각 나사부 (14c) 에 각각 너트 (15) 를 나사 결합한다. 그러면, 타이볼트 (14) 의 나사부 (14c) 에 대한 너트 (15) 의 나사 결합에 의해, 타이볼트 (14) 는, 축 방향 (피스톤 축 방향 (Z)) 의 상방으로 인장력이 작용하여, 실린더 재킷 (13) 의 상면과 와셔 (62) 의 하면, 와셔 (62) 의 상면과 너트 (15) 의 하면에 압축력이 작용함으로써, 받침판 (11) 과 가구 (12) 와 실린더 재킷 (13) 이 서로 밀착하여 체결된다.

이 때, 인접하는 너트 (15) 끼리가 접촉하지 않도록, 인접하는 타이볼트 (14) 사이의 피치를 설정하는 것이 바람직하다. 또, 실린더 재킷 (13) 의 상면과 와셔 (62) 의 하면의 접촉 면적은, 와셔 (62) 의 상면과 너트 (15) 의 하면의 접촉 면적보다 커지도록 설정하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 실린더 재킷 (13) 의 상면과 와셔 (62) 의 하면 사이에 큰 면압이 발생하여, 실린더 재킷 (13) 에 대한 와셔 (62) 의 이동이 저지된다.

이와 같이 본 실시형태의 실린더 재킷에 있어서는, 판 두께 방향으로 관통하는 제 1 관통공 (55) 이 형성되는 천판 (51) 과, 판 두께 방향으로 관통함과 함께 제 1 관통공 (55) 에 대향하여 제 2 관통공 (56) 이 형성되는 바닥판 (52) 과, 천판 (51) 과 바닥판 (52) 을 연결하는 측판 (53) 과, 제 1 관통공 (55) 및 제 2 관통공 (56) 에 있어서의 관통 방향을 따라 관통됨과 함께 복수의 타이볼트 (14) 가 삽입 통과되는 장착공 (59) 을 형성하고 있다.

따라서, 1 개의 장착공 (59) 에 복수의 타이볼트 (14) 가 삽입 통과되는 점에서, 복수의 타이볼트 (14) 마다 장착공을 형성하는 구성에 비해, 복수의 타이볼트 (14) 를 근접하여 배치할 수 있고, 실린더 재킷 (13) 에 있어서의 크랭크축 방향 (X) 의 길이를 짧게 하여 실린더 재킷 (13) 의 소형 경량화를 도모할 수 있다.

본 실시형태의 실린더 재킷에서는, 장착공 (59) 을 장공 형상으로 하고 있다. 따라서, 복수의 타이볼트 (14) 를 장착공 (59) 의 길이 방향을 따라 병설함으로써, 복수의 타이볼트 (14) 를 효율적으로 배치할 수 있고, 또, 장착공 (59) 의 개구 면적을 작게 하여 실린더 재킷 (13) 의 강성의 저하를 억제할 수 있다.

본 실시형태의 실린더 재킷에서는, 장착공 (59) 을 제 1 관통공 (55) 및 제 2 관통공 (56) 의 양측에 형성하고 있다. 따라서, 실린더 재킷 (13) 을 양호한 밸런스로 체결할 수 있다.

또, 본 실시형태의 크로스헤드식 내연 기관에 있어서는, 받침판 (11) 과, 받침판 (11) 상에 형성되는 가구 (12) 와, 가구 (12) 상에 형성되는 실린더 재킷 (13) 과, 받침판 (11) 과 가구 (12) 를 관통함과 함께 실린더 재킷 (13) 의 장착공 (59) 을 관통하여 받침판 (11) 과 가구 (12) 와 실린더 재킷 (13) 을 연결하는 복수의 타이볼트 (14) 를 형성하고 있다.

따라서, 복수의 타이볼트 (14) 에 의해 실린더 재킷 (13) 과 가구 (12) 와 받침판 (11) 이 일체로 체결되게 되고, 이 때, 복수의 타이볼트 (14) 가 1 개의 장착공 (59) 에 삽입 통과됨으로써, 복수의 타이볼트 (14) 를 근접하여 배치할 수 있어, 디젤 엔진 (10) 의 전체 길이를 단축시켜 소형 경량화를 도모할 수 있다.

본 실시형태의 실린더 재킷에서는, 복수의 타이볼트 (14) 는, 가구 (12) 의 관통공 (46) 을 관통하여, 일단부가 받침판 (11) 에 나사 결합하여 고정되고, 타단부가 장착공 (59) 에 삽입 통과됨과 함께, 장착공 (59) 의 단부에 배치되는 와셔 (62) 를 관통하여, 너트 (15) 가 나사 결합하여 체결된다. 따라서, 복수의 타이볼트 (14) 와 와셔 (62) 와 너트 (15) 에 의해 실린더 재킷 (13) 과 가구 (12) 와 받침판 (11) 이 압축 상태에서 적정하게 체결되게 되어, 높은 체결력을 확보할 수 있다.

본 실시형태의 실린더 재킷에서는, 와셔 (62) 의 경도를 실린더 재킷 (13) 의 경도보다 높은 재질로 형성하고 있다. 따라서, 복수의 타이볼트 (14) 와 너트 (15) 의 체결력에 의해 경도가 높은 와셔 (62) 가 실린더 재킷 (13) 에 대해 높은 면압을 갖고 접촉하게 되어, 실린더 재킷 (13) 과 가구 (12) 와 받침판 (11) 을 적정하게 체결할 수 있다.

본 실시형태의 크로스헤드식 내연 기관에서는, 복수의 타이볼트 (14) 는, 가구 (12) 의 관통공 (46) 과 대향하는 위치에 흔들림 방지 부시 (61) 가 형성되어 있다. 따라서, 각 단부가 실린더 재킷 (13) 과 받침판 (11) 에 고정된 타이볼트 (14) 는, 중간부가 흔들림 방지 부시 (61) 를 개재하여 가구 (12) 에 지지되게 되고, 타이볼트 (14) 의 요동을 억제하여 실린더 재킷 (13) 과 가구 (12) 와 받침판 (11) 을 적정하게 체결할 수 있다.

또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 실린더 재킷 (13) 의 장착공 (59) 을 장공 형상으로 했지만, 이 형상에 한정되는 것은 아니고, 진원 형상, 타원 형상, 다각형 형상 등이어도 된다.

10 : 디젤 엔진 (크로스헤드식 내연 기관)
11 : 받침판
12 : 가구
13 : 실린더 재킷
14 : 타이볼트 (연결 부재)
15 : 너트
16 : 실린더 라이너
17 : 실린더 커버
18 : 피스톤
19 : 연소실
21 : 동밸브 장치
22 : 배기관
23 : 피스톤봉
24 : 크랭크 샤프트
25 : 베어링
26 : 크랭크
27 : 연접봉
28 : 가이드판
29 : 크로스헤드
31 : 베어링대
32 : 격벽
33 : 측판
34 : 바닥판
35 : 천판
39 : 후육부
40 : 나사공
41 : 천판
42 : 바닥판
43 : 측판
44 : 격벽 유닛
46, 47 : 관통공
51 : 천판
52 : 바닥판
53 : 측판
54 : 칸막이판
55 : 제 1 관통공 (제 1 관통부)
56 : 제 2 관통공 (제 2 관통부)
58 : 돌출부
59 : 장착공
61 : 흔들림 방지 부시 (흔들림 방지 부재)
62 : 와셔
63 : 관통공

Claims

판 두께 방향으로 관통하는 제 1 관통부가 형성되는 천판과,
판 두께 방향으로 관통함과 함께 상기 제 1 관통부에 대향하여 제 2 관통부가 형성되는 바닥판과,
상기 천판과 상기 바닥판을 연결하고 또한 상기 제 1 관통부 및 상기 제 2 관통부에 있어서의 관통 방향을 따라 관통함과 함께 복수의 연결 부재가 삽입 통과되는 장착공이 형성되는 측판을 구비하고,
상기 복수의 연결 부재는 서로 접촉하지 않고, 또한, 상기 장착공의 내면에 접촉하지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 실린더 재킷.
제 1 항에 있어서,
상기 장착공은, 장공 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 실린더 재킷.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 장착공은, 상기 제 1 관통부 및 상기 제 2 관통부에 있어서의 폭 방향의 양측에 형성되는 것을 특징으로 하는 실린더 재킷.
받침판과,
상기 받침판 상에 형성되는 가구와,
상기 가구 상에 형성되는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 실린더 재킷과,
상기 받침판과 상기 가구를 관통함과 함께 상기 실린더 재킷의 상기 장착공을 관통하여 상기 받침판과 상기 가구와 상기 실린더 재킷을 연결하는 복수의 연결 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 크로스헤드식 내연 기관.
제 4 항에 있어서,
상기 복수의 연결 부재는, 상기 가구의 관통공을 관통하여, 일단부가 상기 받침판에 나사 결합하여 고정되고, 타단부가 상기 장착공에 삽입 통과됨과 함께, 상기 장착공의 단부에 배치되는 와셔를 관통하여, 너트가 나사 결합하여 체결되는 것을 특징으로 하는 크로스헤드식 내연 기관.
제 5 항에 있어서,
상기 와셔의 경도는, 상기 실린더 재킷의 경도보다 높은 재질인 것을 특징으로 하는 크로스헤드식 내연 기관.