KR20210094473A - 대판 - Google Patents

Abstract

(과제) 크랭크 샤프트의 베어링부에 대한 상대적인 기울기를 저감시킬 수 있는 대판을 제공하는 것.
(해결 수단) 박용 디젤 엔진의 크랭크 샤프트를 수용하는 크랭크 케이스를 구성하는 대판에 있어서, 크랭크 샤프트를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 베어링부와, 베어링부를 하방으로부터 지지하는 베어링대와, 베어링대의 양측 단부에 접속되고, 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해 교차하는 방향으로 연장되는 격벽을 구비한다. 베어링대에는, 크랭크 샤프트의 중심축보다 하방의 위치에 무게 중심을 갖는 관통공이 형성되어 있다.

Description

대판{BASE PLATE}

본 발명은, 박용 디젤 엔진의 대판 (臺板) 에 관한 것이다.

종래, 선박에 탑재되는 박용 디젤 엔진의 분야에서는, 실린더 내의 피스톤의 왕복동에 의해 회전동하는 크랭크 샤프트 등의 부품을 동작 가능하게 수용하는 대판이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 일반적으로, 박용 디젤 엔진에 있어서, 대판은, 가구 (架構) 아래에 형성되어 있다. 이 가구의 내부에는, 실린더 내의 피스톤의 왕복동을 대판 내의 크랭크 샤프트의 크랭크에 전달하기 위한 크로스 헤드 및 로드 등의 부품이 동작 가능하게 수용되어 있다. 또, 이 가구의 상부에는, 복수의 실린더를 지지하는 실린더 재킷이 형성되어 있다.

상기와 같은 대판은, 예를 들어, 크랭크 샤프트를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 베어링부와, 이 베어링부를 하방으로부터 지지하는 베어링대와, 이 베어링대의 양측단에 접속되는 격벽과, 격벽 등과 접속되는 천판, 바닥판 및 측판을 구비하고 있다. 박용 디젤 엔진에 있어서, 복수의 실린더 내의 각 피스톤의 왕복동은, 각각, 가구 내의 크로스 헤드 및 로드 등을 통해 대판 내의 크랭크 샤프트의 각 크랭크에 전달되어, 각 크랭크의 회전동으로 변환된다. 크랭크 샤프트는, 대판의 베어링부에 축지지된 상태에서, 각 크랭크와 일체로 회전동한다.

일본 공개특허공보 2012-202296호

그런데, 복수의 실린더를 갖는 박용 디젤 엔진에서는, 종래, 이웃하는 실린더 간에 착화 타이밍이 상이하기 때문에, 피스톤의 왕복동시에 피스톤측으로부터 크랭크에 하중이 가해지는 타이밍이, 크랭크 샤프트의 이웃하는 크랭크 간에 상이하다. 그러므로, 크랭크 샤프트에는, 베어링부를 경계로 한 크랭크 간에서의 하중의 불균형이 발생하고, 이 결과, 크랭크 샤프트가 베어링부에 대해 상대적으로 기울어져 버릴 우려가 있다. 이와 같은 크랭크 샤프트의 베어링부에 대한 상대적인 기울기는, 크랭크 샤프트와 베어링부의 각 접촉면 간에 공급되고 있는 윤활유의 유막 두께를 저감시켜, 크랭크 샤프트와 베어링부의 마찰에 의한 손상을 일으키는 원인이 된다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 크랭크 샤프트의 베어링부에 대한 상대적인 기울기를 저감시킬 수 있는 대판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 서술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관련된 대판은, 박용 디젤 엔진의 크랭크 샤프트를 수용하는 크랭크 케이스를 구성하는 대판에 있어서, 상기 크랭크 샤프트를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 베어링부와, 상기 베어링부를 하방으로부터 지지하는 베어링대와, 상기 베어링대의 양측 단부 (端部) 에 접속되어, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해 교차하는 방향으로 연장되는 격벽을 구비하고, 상기 베어링대에는, 상기 크랭크 샤프트의 중심축보다 하방의 위치에 무게 중심을 갖는 관통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 대판은, 상기의 발명에 있어서, 상기 관통공의 무게 중심은, 상기 베어링대 중, 상기 크랭크 샤프트의 중심축으로부터 상기 베어링부의 베어링면 하단부를 지나는 하방향축에 대해 상기 중심축 둘레로 －50 도 이상 ＋50 도 이하의 각도를 이루는 영역 내에 위치하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 대판은, 상기의 발명에 있어서, 상기 관통공은, 호 형상부를 포함하는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 대판은, 상기의 발명에 있어서, 상기 관통공의 상기 격벽측의 단부는, 상기 격벽으로부터 상기 호 형상부의 곡률 반경 이상 이간되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 대판은, 상기의 발명에 있어서, 상기 관통공의 상기 베어링부측의 단부는, 상기 베어링부로부터 상기 호 형상부의 곡률 반경 이상 이간되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 대판은, 상기의 발명에 있어서, 상기 관통공은, 상기 베어링대에 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 대판에 의하면, 크랭크 샤프트의 베어링부에 대한 상대적인 기울기를 저감시킬 수 있는 효과를 발휘한다.

도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 대판이 적용된 박용 디젤 엔진의 일 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 2 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 대판의 일 구성예를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 대판을 축 방향에서 본 도면이다.
도 4 는, 본 발명의 실시형태에 있어서의 베어링대의 접속부와 관통공의 이간 상태의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 5 는, 본 발명의 실시형태에 있어서의 크랭크 샤프트의 베어링부에 대한 기울기의 저감을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 은, 본 발명의 실시형태에 있어서의 베어링대 단부의 응력 완화를 설명하기 위한 도면이다.

이하에, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 관련된 대판의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시형태에 의해, 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 도면은 모식적인 것으로, 각 요소의 치수의 관계, 각 요소의 비율 등은, 현실의 것과는 상이한 경우가 있는 것에 유의할 필요가 있다. 도면의 상호 간에 있어서도, 서로의 치수의 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 경우가 있다. 또, 각 도면에 있어서, 동일 구성 부분에는 동일 부호가 부여되어 있다.

(박용 디젤 엔진의 구성)

먼저, 본 발명의 실시형태에 관련된 대판이 적용된 박용 디젤 엔진의 구성에 대하여 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 대판이 적용된 박용 디젤 엔진의 일 구성예를 나타내는 모식도이다. 이 박용 디젤 엔진 (10) 은, 크로스 헤드식 내연 기관의 일례이며, 프로펠러축을 개재하여 선박의 추진용 프로펠러 (모두 도시 생략) 를 회전 구동시키는 추진용의 기관 (주기관) 이다. 예를 들어, 박용 디젤 엔진 (10) 은, 유니플로 소배기 (掃排氣) 식의 크로스 헤드식 디젤 엔진 등의 2 스트로크 디젤 엔진이다.

본 실시형태에 있어서, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 박용 디젤 엔진 (10) 은, 높이 방향 (D1) 의 하측에 위치하는 대판 (1) 과, 대판 (1) 상에 형성되는 가구 (5) 와, 가구 (5) 상에 형성되는 실린더 재킷 (11) 을 구비한다. 이들 대판 (1) 과 가구 (5) 와 실린더 재킷 (11) 은, 박용 디젤 엔진 (10) 의 높이 방향 (D1) (즉 상하 방향) 으로 연장되는 복수의 타이 볼트 (25) 및 너트 (26) 등의 연결 부재에 의해, 일체로 체결되어 고정되어 있다. 또, 박용 디젤 엔진 (10) 은, 실린더 재킷 (11) 에 형성되는 실린더 (12) 와, 실린더 (12) 내에 형성되는 피스톤 (15) 과, 피스톤 (15) 의 왕복동에 연동하여 회전하는 크랭크 샤프트 (2) 를 구비한다.

대판 (1) 은, 박용 디젤 엔진 (10) 의 크랭크 샤프트 (2) 를 수용하는 크랭크 케이스를 구성하는 것이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 대판 (1) 내에는, 크랭크 (4) 를 갖는 크랭크 샤프트 (2) 와 베어링부 (3) 가 형성된다. 크랭크 샤프트 (2) 는, 선박의 추진력을 출력하는 출력축의 일례이며, 베어링부 (3) 에 의해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 이 크랭크 샤프트 (2) 에는, 크랭크 (4) 를 개재하여 연접봉 (6) 의 하단부가 자유롭게 회동할 수 있도록 연결되어 있다.

가구 (5) 에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 연접봉 (6) 과, 슬라이딩판 (7) 과, 크로스 헤드 (8) 가 형성된다. 본 실시형태에 있어서, 가구 (5) 는, 피스톤축 방향을 따라 형성되는 슬라이딩판 (7) 이 박용 디젤 엔진 (10) 의 폭 방향 (D2) 에 간격을 두고 1 쌍을 이루도록 배치되어 있다. 연접봉 (6) 은, 그 하단부가 크랭크 샤프트 (2) 에 연접된 양태로, 1 쌍의 슬라이딩판 (7) 사이에 배치되어 있다. 크로스 헤드 (8) 에는, 피스톤봉 (16) 의 하단부에 접속되는 크로스 헤드핀 (9) 과, 연접봉 (6) 의 상단부에 접속되는 크로스 헤드 베어링 (도시 생략) 이, 크로스 헤드핀 (9) 의 하반부에 있어서 각각 자유롭게 회동할 수 있도록 연결된다. 이 크로스 헤드 (8) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이 1 쌍의 슬라이딩판 (7) 사이에 배치되어, 이 1 쌍의 슬라이딩판 (7) 을 따라 자유롭게 왕복동할 수 있도록 지지되어 있다.

실린더 재킷 (11) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 가구 (5) 의 상부에 형성되어, 실린더 (12) 를 지지한다. 본 실시형태에 있어서, 실린더 (12) 는, 실린더 라이너 (13) 와 실린더 커버 (14) 에 의해 구성되는 통상의 구조체 (기통) 이고, 연료를 연소시키기 위한 연소실 (17) 을 갖는다. 실린더 라이너 (13) 는, 예를 들어 원통 형상의 구조체이고, 실린더 재킷 (11) 내에 배치된다. 실린더 라이너 (13) 의 상부에는 실린더 커버 (14) 가 고정되고, 이로써, 실린더 라이너 (13) 내의 공간부 (연소실 (17) 등) 가 구획된다. 이 실린더 라이너 (13) 의 공간부 내에는, 피스톤 (15) 이 피스톤축 방향 (도 1 에서는 높이 방향 (D1)) 으로 자유롭게 왕복동할 수 있도록 형성된다. 이 피스톤 (15) 의 하단부에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 피스톤봉 (16) 의 상단부가 연결되어 있다.

또, 실린더 커버 (14) 에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 배기 밸브 (18) 와 동(動)밸브 장치 (19) 가 형성되어 있다. 배기 밸브 (18) 는, 실린더 (12) 내의 연소실 (17) 로 통하는 배기관 (21) 의 배기구 (배기 포트) 를 개폐 가능하게 폐지하는 밸브이다. 동밸브 장치 (19) 는, 배기 밸브 (18) 를 개폐 구동시키는 장치이다. 연소실 (17) 은, 이와 같은 배기 밸브 (18) 와, 상기 서술한 실린더 라이너 (13), 실린더 커버 (14) 및 피스톤 (15) 에 의해 둘러싸인 공간이다. 또, 박용 디젤 엔진 (10) 은, 실린더 (12) 의 근방에, 배기 매니폴드 (20) 를 구비한다. 배기 매니폴드 (20) 는, 실린더 (12) 의 연소실 (17) 로부터 배기관 (21) 을 통해 배기 가스를 받아들이고, 받아들인 배기 가스를 일시 저류하여, 이 배기 가스의 동압을 정압으로 바꾼다.

또, 박용 디젤 엔진 (10) 은, 공기 등의 연소용 기체를 과급하는 과급기 (22) 와, 압축 후의 연소용 기체를 냉각시키는 냉각기 (23) 와, 냉각 후의 연소용 기체 (압축 가스) 를 일시 저류하는 소기 트렁크 (24) 를 구비한다. 과급기 (22) 는, 배기 가스의 압력을 이용하여 터빈과 함께 압축기 (모두 도시 생략) 를 회전시키고, 이로써, 연소용 기체를 압축한다. 냉각기 (23) 는, 과급기 (22) 에 의해 압축된 연소용 기체를 냉각시킨다. 소기 트렁크 (24) 는, 과급기 (22) 에 의해 압축되고 또한 냉각기 (23) 에 의해 냉각된 연소용 기체를 일시 저류한다. 이 연소용 기체는, 소기 트렁크 (24) 로부터 소기 포트 등 (도시 생략) 을 통해 실린더 라이너 (13) 의 내부 공간 (예를 들어 실린더 (12) 내의 연소실 (17)) 에 송급된다.

특별히 도시하지 않지만, 박용 디젤 엔진 (10) 은, 연료 분사 밸브 및 연료 분사 펌프를 구비한다. 박용 디젤 엔진 (10) 에 있어서, 연료 분사 펌프는, 배관 등을 통해 연료 분사 밸브에 연료를 압송한다. 또, 박용 디젤 엔진 (10) 은, 배기 가스 중의 질소산화물 (NOx) 을 저감시키는 설비로서, 배기 가스 재순환 (EGR : Exhaust Gas Recirculation) 시스템이나 선택식 촉매 환원 (SCR : Selective Catalytic Reduction) 시스템을 구비하고 있어도 된다.

상기 서술한 바와 같은 구성을 갖는 박용 디젤 엔진 (10) 에 있어서, 실린더 (12) 내의 연소실 (17) 에는, 연료 분사 밸브로부터 연료가 공급되고, 또한, 소기 트렁크 (24) 로부터 소기 포트 등을 통해 연소용 기체가 공급된다. 이로써, 연소실 (17) 내에 있어서는, 공급된 연료가 연소용 기체에 의해 착화되어 연소된다. 그리고, 연소실 (17) 에서의 연료의 연소에 의해 발생한 에너지에 의해, 피스톤 (15) 은, 실린더 라이너 (13) 내를 피스톤축 방향으로 왕복동한다. 이 때, 동밸브 장치 (19) 에 의해 배기 밸브 (18) 가 작동하여 실린더 (12) 의 배기 포트가 개방되면, 연료의 연소 후에 실린더 라이너 (13) 내에 잔류하는 잔류 가스가 배기 가스로서 배기관 (21) 으로 배출된다. 이와 함께, 실린더 라이너 (13) 의 내부 공간에는, 소기 트렁크 (24) 로부터 소기 포트 등을 통해 새로 연소용 기체가 도입된다.

또, 피스톤 (15) 이 상기 서술한 바와 같이 피스톤축 방향으로 왕복동하면, 피스톤 (15) 과 함께 피스톤봉 (16) 이 피스톤축 방향으로 왕복동한다. 이것에 연동하여, 크로스 헤드 (8) 는, 슬라이딩판 (7) 을 따라 피스톤축 방향으로 왕복동한다. 이로써, 크로스 헤드 (8) 의 크로스 헤드핀 (9) 은, 크로스 헤드 베어링을 통해 연접봉 (6) 에 회전 구동력을 가한다. 이 회전 구동력에 의해, 연접봉 (6) 의 하단부에 접속되는 크랭크 (4) 가 크랭크 운동 (회전동) 하고, 이 결과, 크랭크 샤프트 (2) 가 회전한다. 크랭크 샤프트 (2) 는, 이와 같이 피스톤 (15) 의 왕복동을 크랭크 (4) 에 의해 회전동으로 변환하여, 프로펠러축과 함께 선박의 추진용 프로펠러를 회전시킨다. 이로써, 크랭크 샤프트 (2) 는, 선박의 추진력을 출력한다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 박용 디젤 엔진 (10) 의 높이 방향 (D1) 은, 상하 방향이고, 예를 들어, 피스톤 (15) 의 왕복동의 방향에 대해 평행이다. 박용 디젤 엔진 (10) 의 폭 방향 (D2) 은, 높이 방향 (D1) 및 축 방향 (D3) 에 대해 수직인 방향이다. 박용 디젤 엔진 (10) 의 축 방향 (D3) 은, 도 1 에 나타내는 크랭크 샤프트 (2) 의 길이 방향 (즉 출력축 방향) 에 대해 평행이다. 즉, 이들 높이 방향 (D1), 폭 방향 (D2) 및 축 방향 (D3) 은, 서로 수직인 방향이다. 또한, 높이 방향 (D1), 폭 방향 (D2) 및 축 방향 (D3) 은, 박용 디젤 엔진 (10) 에 대해서는 물론, 박용 디젤 엔진 (10) 을 구성하는 각 구성부 (예를 들어 대판 (1), 가구 (5) 및 실린더 (12) 등) 에 대해서도 동일하다. 또, 간단히「배기 가스」라고 하면, 박용 디젤 엔진 (10) 의 실린더 (12) 로부터 배출된 배기 가스를 의미한다.

(대판의 구성)

다음으로, 본 발명의 실시형태에 관련된 대판의 구성에 대하여 설명한다. 도 2 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 대판의 일 구성예를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 3 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 대판을 축 방향에서 본 도이다. 도 2, 3 에는, 본 실시형태에 관련된 대판 (1) 을 설명하기 쉽게 하기 위해, 이 대판 (1) 을 구성하는 단위 유닛이 도시되어 있다. 즉, 대판 (1) 은, 도 2, 3 에 나타내는 바와 같은 단위 유닛을 축 방향 (D3) 에 복수 연결함으로써 형성된다. 이와 같은 대판 (1) 의 단위 유닛의 수는, 도 1 에 나타내는 박용 디젤 엔진 (10) 이 보유하는 실린더 (12) 의 수에 「1」을 가산한 수와 일치한다. 예를 들어, 박용 디젤 엔진 (10) 에 있어서의 실린더 (12) 의 보유수가 6 개인 경우, 대판 (1) 은, 7 개의 상기 단위 유닛에 의해 구성된다.

대판 (1) 은, 상기 서술한 바와 같이 크랭크 샤프트 (2) 를 수용하는 크랭크 케이스를 구성하는 것이고, 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 천판 (31) 과, 바닥판 (32) 과, 측판 (33) 과, 크랭크 샤프트 (2) 를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 베어링부 (3) 를 구비한다. 또, 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 대판 (1) 은, 베어링부 (3) 를 하방으로부터 지지하는 베어링대 (36) 와, 베어링대 (36) 의 양측 단부에 접속되는 격벽 (37a, 37b) 과, 박용 디젤 엔진 (10) 내에 있어서 윤활유를 수용하기 위한 오일팬 (38) 을 구비한다. 또, 이 대판 (1) 에 있어서, 베어링대 (36) 에는, 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 관통공 (40a, 40b) 이 형성되어 있다.

천판 (31) 은, 대판 (1) 에 있어서의 높이 방향 (D1) 의 정상부를 구성하는 판재이다. 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 천판 (31) 에는, 타이 볼트 (25) (도 1 참조) 를 삽입 통과하는 삽입 통과공 (31a) 이 복수 형성되어 있다. 천판 (31) 은, 이들 복수의 삽입 통과공 (31a) 에 삽입 통과된 타이 볼트 (25) 등에 의해, 상부의 가구 (5) (도 1 참조) 와 접속된다.

바닥판 (32) 은, 대판 (1) 의 각종 구성 부재를 지지하는 바닥부를 이루는 판재이다. 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 바닥판 (32) 의 상면 (높이 방향 (D1) 의 상측의 면) 에는, 베어링대 (36), 격벽 (37a, 37b) 및 측판 (33) 등이 형성되어 있다. 또, 바닥판 (32) 의 하면 (높이 방향 (D1) 의 하측의 면) 에는, 오일팬 (38) 이 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 바닥판 (32) 은, 오일팬 (38) 의 상방의 위치에, 베어링대 (36), 격벽 (37a, 37b) 및 측판 (33) 등의 부재를 지지한다.

측판 (33) 은, 대판 (1) 에 있어서의 폭 방향 (D2) 의 양측의 외벽을 구성하는 판재이다. 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 측판 (33) 은, 사각형상의 판재에 의해 구성되고, 격벽 (37a, 37b) 에 있어서의 폭 방향 (D2) 의 각 단부 (구체적으로는, 베어링대 (36) 와는 반대측의 각 단부) 에, 예를 들어 격벽 (37a, 37b) 과 직교하도록 접속된다. 측판 (33) 의 상단부는 천판 (31) 에 접속되고, 측판 (33) 의 하단부는 바닥판 (32) 에 접속된다. 또, 측판 (33) 의 외벽면에는, 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 측판 (33) 을 보강하는 보강 부재의 일례인 수평 리브 (33a) 및 연직 리브 (33b) 가 형성되어 있다. 수평 리브 (33a) 는, 수평 방향 (본 실시형태에서는 축 방향 (D3)) 으로 연장되는 판부재이고, 연직 리브 (33b) 보다 높이 방향 (D1) 의 상측의 위치에, 측판 (33) 과 직교하도록 접속된다. 연직 리브 (33b) 는, 연직 방향 (본 실시형태에서는 높이 방향 (D1)) 으로 연장되는 판부재이고, 바닥판 (32) 및 측판 (33) 과 직교하도록 접속된다. 이들 측판 (33) 의 각 부와 천판 (31), 바닥판 (32), 격벽 (37a, 37b), 수평 리브 (33a) 및 연직 리브 (33b) 는, 예를 들어, 용접 등에 의해 접합되어 있다.

베어링부 (3) 는, 상기 서술한 바와 같이, 크랭크 샤프트 (2) 를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 것이고, 예를 들어 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 하측 베어링부 (34) 와, 상측 베어링부 (35) 와, 베어링 부재 (39) 에 의해 구성된다.

하측 베어링부 (34) 는, 베어링부 (3) 중, 크랭크 샤프트 (2) 를 높이 방향 (D1) 의 하측으로부터 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 부분이다. 본 실시형태에 있어서, 하측 베어링부 (34) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 베어링대 (36) 보다 두껍고, 예를 들어 주조 등에 의해 베어링대 (36) 와 일체로 형성되어 있다. 또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 하측 베어링부 (34) 의 상단부에는, 천판 (31) 이 용접 등에 의해 접속되어 있다. 하측 베어링부 (34) 의 상부에는, 상기 서술한 타이 볼트 (25) (도 1 참조) 를 나선 장착하기 위한 나사공 (34a) 이, 천판 (31) 의 삽입 통과공 (31a) 과 연통하도록 형성되어 있다. 한편, 상측 베어링부 (35) 는, 베어링부 (3) 중, 크랭크 샤프트 (2) 를 높이 방향 (D1) 의 상측으로부터 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 부분이다. 본 실시형태에 있어서, 상측 베어링부 (35) 는, 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 볼트 등의 체결 부재에 의해 하측 베어링부 (34) 에 착탈 가능하게 고정되어 있다. 또, 베어링 부재 (39) 는, 원통 형상을 이루는 금속제 부재이고, 하측 베어링부 (34) 및 상측 베어링부 (35) 의 각 내주면과 크랭크 샤프트 (2) 의 외주면 사이에 끼워 형성되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 베어링부 (3) 의 베어링면 (39a) 과 크랭크 샤프트 (2) 의 외주면 (슬라이딩면) 사이에는, 크랭크 샤프트 (2) 의 회전을 원활하게 하기 위한 윤활유 (도시 생략) 가 공급되고, 이 윤활유에 의한 유막이 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 베어링부 (3) 가 크랭크 샤프트 (2) 를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 베어링면 (39a) 은, 베어링 부재 (39) 의 내주면이다.

베어링대 (36) 는, 베어링부 (3) 를 지지하는 것이다. 상세하게는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 베어링대 (36) 는, 상기 서술한 하측 베어링부 (34) 보다 얇은 판상부이고, 예를 들어 주조 등에 의해 하측 베어링부 (34) 와 일체로 형성된다. 또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 베어링대 (36) 는, 하측 베어링부 (34) 가 높이 방향 (D1) 의 상측에 위치하도록, 바닥판 (32) 상에 형성된다. 구체적으로는, 베어링대 (36) 의 하단부는, 용접 등에 의해 바닥판 (32) 과 접속된다. 베어링대 (36) 의 폭 방향 (D2) 의 양측 단부는, 용접 등에 의해 격벽 (37a, 37b) 과 각각 접속된다. 이와 같은 베어링대 (36) 는, 베어링부 (3) 를 하방 (본 실시형태에서는 높이 방향 (D1) 의 하측) 으로부터 지지한다.

격벽 (37a, 37b) 은, 대판 (1) 의 내부 공간을 베어링대 (36) 와 협동하여 크랭크 샤프트 (2) 의 크랭크 (4) 마다의 공간으로 구획하는 판상 구조체이다. 또한, 당해 크랭크 (4) 마다의 공간은, 크랭크 샤프트 (2) 의 길이 방향의 중심축 (C1) 둘레로 크랭크 (4) 가 회전할 수 있는 공간이다. 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 격벽 (37a, 37b) 은, 각각, 평면판에 의해 구성되고, 크랭크 샤프트 (2) 의 축 방향 (D3) 에 대해 교차하는 방향 (예를 들어 수직인 방향) 으로 연장되도록 대판 (1) 에 형성된다. 구체적으로는, 격벽 (37a, 37b) 의 각 상단부는 천판 (31) 에 접속되고, 격벽 (37a, 37b) 의 각 하단부는 바닥판 (32) 에 접속된다. 또, 격벽 (37a, 37b) 에 있어서의 폭 방향 (D2) 의 양 단부 중, 크랭크 샤프트 (2) 측 (내측) 의 각 단부는 베어링대 (36) 에 각각 접속되고, 크랭크 샤프트 (2) 와는 반대측 (외측) 의 각 단부는 측판 (33) 에 각각 접속된다. 이들 격벽 (37a, 37b) 의 각 부와 천판 (31), 바닥판 (32), 측판 (33) 및 베어링대 (36) 는, 예를 들어, 용접 등에 의해 접합되어 있다. 이와 같은 격벽 (37a, 37b) 은, 측판 (33) 과 베어링대 (36) 사이에 개재되는 벽판을 구성한다.

오일팬 (38) 은, 박용 디젤 엔진 (10) 내의 각종 슬라이딩 부분에서 사용된 윤활유를 수용하는 것이다. 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 오일팬 (38) 은, 상자 형상을 이루도록 구성되고, 바닥판 (32) 의 하면 (높이 방향 (D1) 의 하측의 면) 에 접속된다. 예를 들어, 오일팬 (38) 은, 크랭크 샤프트 (2) 와 베어링부 (3) 사이로부터 흘러넘친 윤활유를 수용한다.

또, 본 실시형태에 관련된 대판 (1) 에 있어서, 베어링대 (36) 에는, 예를 들어, 복수 (도 3 에서는 2 개) 의 관통공 (40a, 40b) 이 형성되어 있다. 이들 관통공 (40a, 40b) 은, 크랭크 샤프트 (2) 의 베어링부 (3) 에 대한 상대적인 기울기를 저감시키거나 하기 위해 베어링대 (36) 에 형성된 관통공의 일례이다.

상세하게는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 일방의 관통공 (40a) 은, 크랭크 샤프트 (2) 의 중심축 (C1) 보다 하방의 위치에 무게 중심 (G1) 을 갖고, 베어링대 (36) 에 있어서의 베어링부 (3) 의 하측 베어링부 (34) 와 일방 (도 3 에서는 좌측) 의 격벽 (37a) 사이에 형성되어 있다. 타방의 관통공 (40b) 은, 크랭크 샤프트 (2) 의 중심축 (C1) 보다 하방의 위치에 무게 중심 (G2) 을 갖고, 베어링대 (36) 에 있어서의 베어링부 (3) 의 하측 베어링부 (34) 와 타방 (도 3 에서는 우측) 의 격벽 (37b) 사이에 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 관통공 (40a) 의 무게 중심 (G1) 은, 관통공 (40a) 과 동 형상 (도 3 에서는 원 형상) 으로 형성된 판상 구조체의 무게 중심에 대응하는 관통공 (40a) 내의 위치로서 정의된다. 즉, 관통공 (40a) 의 무게 중심 (G1) 은, 이 관통공 (40a) 에 끼워넣어진 상기 판상 구조체의 무게 중심과 동일한 위치이다. 타방의 관통공 (40b) 의 무게 중심 (G2) 은, 상기 관통공 (40a) 의 무게 중심 (G1) 과 동일하게 정의된다. 또, 크랭크 샤프트 (2) 의 중심축 (C1) 보다 상방의 위치는, 당해 중심축 (C1) 보다 높이 방향 (D1) 의 상측의 위치, 구체적으로는, 크랭크 (4) 와 연동되는 피스톤 (15) 측 (천판 (31) 측) 의 위치이다. 크랭크 샤프트 (2) 의 중심축 (C1) 보다 하방의 위치는, 당해 중심축 (C1) 보다 높이 방향 (D1) 의 하측의 위치, 구체적으로는, 피스톤 (15) 과는 반대측 (바닥판 (32) 측) 의 위치이다.

본 실시형태에서는, 크랭크 샤프트 (2) 로부터 베어링부 (3) 를 통해 베어링대 (36) 에 가해지는 하중의 분포를 가미하면, 관통공 (40a, 40b) 은, 베어링대 (36) 중 당해 하중이 비교적 크게 가해지는 특정 영역 (36a) 에 형성되는 것이 바람직하다. 베어링대 (36) 의 특정 영역 (36a) 은, 도 3 중의 파선에 의해 나타나도록, 베어링대 (36) 에 있어서의 상기 중심축 (C1) 보다 하방의 영역이고, 크랭크 샤프트 (2) 로부터의 하방향축 (C2) 에 대해 중심축 (C1) 둘레로 각도 θ1, θ2 를 이루는 영역이다. 하방향축 (C2) 은, 크랭크 샤프트 (2) 의 중심축 (C1) 으로부터 베어링부 (3) 의 베어링면 하단부 (39b) (베어링면 (39a) 의 하단부) 를 지나는 하방향의 축선이다. 각도 θ1, θ2 는, 서로 방향 (부호) 이 상이한 각도이다.

예를 들어, 각도 θ1 은, 크랭크 (4) 의 회전 방향과 동일한 순방향의 각도(정의 각도) 이다. 각도 θ2 는, 이 각도 θ2 와는 역방향의 각도 (부의 각도) 이다. 이들 각도 θ1, θ2 로는, 예를 들어, －50 도 이상 ＋50 도 이하가 바람직하다. 즉, 관통공 (40a, 40b) 의 각 무게 중심 (G1, G2) 은, 베어링대 (36) 중 크랭크 샤프트 (2) 로부터의 하방향축 (C2) 에 대해 중심축 (C1) 둘레로 －50 도 이상 ＋50 도 이하의 각도를 이루는 영역 내에 위치하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 관통공 (40a, 40b) 의 각 무게 중심 (G1, G2) 은, 당해 하방향축 (C2) 에 대해 중심축 (C1) 둘레로 －50 도 이상 -40 도 이하의 각도를 이루는 제 1 영역 내와, 당해 하방향축 (C2) 에 대해 중심축 (C1) 둘레로 ＋40 도 이상 ＋50 도 이하의 각도를 이루는 제 2 영역 내에 각각 위치하는 것이 특히 바람직하다. 본 실시형태에 있어서, 관통공 (40a, 40b) 의 각 무게 중심 (G1, G2) 은, 예를 들어, 당해 하방향축 (C2) 에 대해 대칭으로 위치하고 있다.

또, 본 실시형태에서는, 크랭크 샤프트 (2) 측으로부터 베어링대 (36) 의 접속부 (구체적으로는 격벽 (37a, 37b) 또는 바닥판 (32) 과 베어링대 (36) 의 접속부) 에 가해지는 응력을 저감시킨다는 관점에서, 관통공 (40a, 40b) 은, 호 형상부를 포함하는 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 관통공 (40a, 40b) 의 형상으로는, 예를 들어, 도 3 에 나타내는 바와 같은 원 형상, 서로 반대 방향으로 볼록한 호 형상부와 직선 형상부를 포함하는 오벌 형상 (장공 형상) 등을 들 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 관통공 (40a, 40b) 은, 예를 들어, 크랭크 샤프트 (2) 로부터의 하방향축 (C2) 에 대해 대칭인 형상을 이루도록 형성되어 있다.

도 4 는, 본 발명의 실시형태에 있어서의 베어링대의 접속부와 관통공의 이간 상태의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 4 에는, 베어링대 (36) 에 있어서의 관통공 (40a) 의 형성 부분의 단면 구조가 모식적으로 나타나 있다.

관통공 (40a) 은, 베어링대 (36) 와 격벽 (37a) 의 접속부 (36b) 에 발생하는 응력 집중을 완화시킨다는 관점에서, 이 접속부 (36b) 로부터 소정의 거리 이상 이간되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 베어링대 (36) 와 격벽 (37a) 의 접속부 (36b) 에는, 크랭크 (4) 의 회전에 수반하여 크랭크 샤프트 (2) (도 2, 3 참조) 로부터 베어링부 (3) 의 하측 베어링부 (34) 를 통해 베어링대 (36) 에 전달되는 하중에 의해, 응력이 집중되는 경우가 있다. 이와 같은 접속부 (36b) 에서의 응력 집중을 완화시키기 위해서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 관통공 (40a) 의 격벽 (37a) 측의 단부는, 이 격벽 (37a) 으로부터 관통공 (40a) 의 호 형상부의 곡률 반경 (r) 이상 이간되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 관통공 (40a) 의 격벽 (37a) 측 단부와 베어링대 (36) 및 격벽 (37a) 의 접속부 (36b) 의 거리 (L1) 는, 이 곡률 반경 (r) 이상인 것이 바람직하다.

또, 관통공 (40a) 은, 베어링부 (3) 의 하측 베어링부 (34) 와 베어링대 (36) 의 경계부에 발생하는 응력 집중을 완화시킨다는 관점에서, 당해 경계부로부터 소정의 거리 이상 이간되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 4 에 나타내는 하측 베어링부 (34) 와 베어링대 (36) 의 경계부 (34b) 에는, 크랭크 (4) 의 회전에 수반하여 크랭크 샤프트 (2) 로부터 베어링부 (3) 의 하측 베어링부 (34) 를 통해 베어링대 (36) 에 전달되는 하중에 의해, 응력이 집중되는 경우가 있다. 본 실시형태에 있어서, 경계부 (34b) 는, 서로 일체로 형성되어 있는 베어링대 (36) 와 하측 베어링부 (34) 사이에 있어서, 베어링대 (36) 의 두께가 두꺼운 하측 베어링부 (34) 의 두께로 바뀌기 시작하는 부위이다. 이와 같은 경계부 (34b) 에서의 응력 집중을 완화시키기 위해서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 관통공 (40a) 의 베어링부 (3) 측의 단부는, 이 베어링부 (3) 로부터 관통공 (40a) 의 호 형상부의 곡률 반경 (r) 이상 이간되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 관통공 (40a) 의 베어링부 (3) 측 단부와 하측 베어링부 (34) 의 경계부 (34b) 의 거리 (L2) 는, 이 곡률 반경 (r) 이상인 것이 바람직하다.

특별히 도시하지 않지만, 타방의 관통공 (40b) (도 3 참조) 의 격벽 (37b) 및 하측 베어링부 (34) 에 대한 이간 상태는, 상기 서술한 관통공 (40a) 의 경우와 동일하다. 즉, 관통공 (40b) 의 격벽 (37b) 측의 단부는, 이 격벽 (37b) 으로부터 관통공 (40b) 의 호 형상부의 곡률 반경 이상 이간되어 있는 것이 바람직하다. 관통공 (40b) 의 베어링부 (3) 측의 단부는, 이 베어링부 (3) (상세하게는 하측 베어링부 (34) 와 베어링대 (36) 의 경계부 (34b)) 로부터 관통공 (40b) 의 호 형상부의 곡률 반경 이상 이간되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 이 관통공 (40b) 의 호 형상부의 곡률 반경은, 상기 서술한 관통공 (40a) 의 호 형상부의 곡률 반경 (r) 과 동일한 것이어도 되고, 상이한 것이어도 된다.

(크랭크 샤프트의 경동)

다음으로, 상기 서술한 크랭크 샤프트 (2) 가 베어링부 (3) 에 대해 상대적으로 기울어지는 현상 (즉 크랭크 샤프트 (2) 의 경동) 과, 이 크랭크 샤프트 (2) 의 베어링부 (3) 에 대한 상대적인 기울기의 저감에 대하여 설명한다. 도 5 는, 본 발명의 실시형태에 있어서의 크랭크 샤프트의 베어링부에 대한 기울기의 저감을 설명하기 위한 도면이다. 도 5 에는, 본 실시형태에 관련된 대판 (1) 중 베어링부 (3) 및 베어링대 (36) 를 포함하는 부분을 폭 방향 (D2) 에서 본 단면 구조가 모식적으로 도시되어 있다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 크랭크 샤프트 (2) 는, 축 방향 (D3) 을 따라 복수 (실린더 (12) 와 동수) 의 크랭크 (4) 를 갖고, 대판 (1) 의 베어링부 (3) 에 의해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 또한, 도 5 에는, 이들 복수의 크랭크 (4) 중 하나가 도시되어 있다. 크랭크 샤프트 (2) 의 외주면과 베어링부 (3) 의 베어링면 (39a) (베어링 부재 (39) 의 내주면) 사이에는, 크랭크 샤프트 (2) 의 회전을 원활하게 하기 위한 윤활유의 유막이 형성되어 있다. 또, 복수의 크랭크 (4) 의 각각은, 상기 서술한 도 1 에 나타낸 바와 같이, 연접봉 (6), 크로스 헤드 (8) 및 피스톤봉 (16) 등 (이하, 이것들을 총칭하여 「연동 부재」라고 적절히 칭한다) 을 개재하여 피스톤 (15) 과 연동 가능하게 접속되어 있다. 즉, 복수의 크랭크 (4) 의 각각은, 상기 서술한 실린더 (12) 내의 연소실 (17) 에서의 연료의 연소 (착화) 에 의한 피스톤 (15) 의 왕복동에 연동하여, 크랭크 샤프트 (2) 의 중심축 (C1) 둘레로 회전한다. 이 때, 각 크랭크 (4) 에는, 피스톤 (15) 으로부터 연동 부재를 개재하여 하중이 가해진다.

여기서, 복수의 실린더 (12) 를 갖는 박용 디젤 엔진 (10) 에서는, 이웃하는 실린더 (12) 끼리 간에 연소실 (17) 에서의 연료의 착화 타이밍이 상이하다. 이 때문에, 피스톤 (15) 으로부터 연동 부재를 통해 크랭크 (4) 에 하중이 가해지는 타이밍은, 크랭크 샤프트 (2) 에 있어서 축 방향 (D3) 으로 이웃하는 각 크랭크 (4) 간에 상이하다. 예를 들어, 도 5 에 예시하는 크랭크 (4) 에 피스톤 (15) 으로부터의 하중 (F1) 이 가해지는 타이밍은, 이 크랭크 (4) 와 베어링부 (3) 를 경계로 이웃하는 다른 크랭크 (4) (도시 생략) 와는 상이하다. 그러므로, 크랭크 샤프트 (2) 에는, 도 5 에 나타내는 편방의 크랭크 (4) 측으로 치우쳐 하중 (F1) 이 가해진다. 이 결과, 크랭크 샤프트 (2) 의 중심축 (C1) 은, 도 5 의 화살표 (Y1) 에 의해 예시되는 바와 같이, 베어링부 (3) 를 경계로 하여 하중 (F1) 의 방향과 동일한 측 (도 5 에서는 지면 (紙面) 을 향해 우하측) 으로 기울어진다.

만일, 대판 (1) 의 베어링대 (36) 에 상기 서술한 관통공 (40a, 40b) (도 3 참조) 이 형성되어 있지 않은 경우, 베어링대 (36) 는, 크랭크 샤프트 (2) 로부터 베어링부 (3) 를 개재하여 하중 (F1) 을 받았다고 해도, 이 하중 (F1) 에 의한 변형을 일으키기 어렵다. 이 경우, 베어링부 (3) 는, 크랭크 샤프트 (2) 의 경동에 저항하여, 원래의 상태 (예를 들어 기울어지기 전의 크랭크 샤프트 (2) 의 축 방향 (D3) 에 대해 베어링면 (39a) 이 평행한 상태) 를 유지한다. 이 결과, 크랭크 샤프트 (2) 는, 베어링부 (3) 에 대해 상대적으로 기울어진 상태가 되어 버린다.

이에 반해, 본 실시형태에 관련된 대판 (1) 에서는, 상기 서술한 바와 같이 베어링대 (36) 에 관통공 (40a, 40b) 이 형성되어 있다 (도 3, 5 참조). 이와 같은 베어링대 (36) 는, 예를 들어 도 5 에 나타내는 바와 같이, 크랭크 샤프트 (2) 로부터 베어링부 (3) 를 개재하여 하중 (F1) 을 받은 경우, 관통공 (40a, 40b) 을 하중 (F1) 의 방향으로 눌러 찌부러뜨리도록 변형된다. 이 베어링대 (36) 의 변형에 수반하여, 베어링부 (3) 는, 도 5 의 화살표 (Y2) 에 의해 예시되는 바와 같이, 크랭크 샤프트 (2) 의 경동에 추종하여 경동된다. 이 결과, 베어링부 (3) 의 베어링면 (39a) 이 크랭크 샤프트 (2) 의 중심축 (C1) 에 대해 평행이 되도록 기울어지기 때문에, 크랭크 샤프트 (2) 의 베어링부 (3) 에 대한 상대적인 기울기가 저감된다.

(베어링대 단부의 응력 완화)

다음으로, 상기 서술한 베어링대 (36) 의 단부에 발생하는 응력의 완화에 대하여 설명한다. 도 6 은, 본 발명의 실시형태에 있어서의 베어링대 단부의 응력 완화를 설명하기 위한 도면이다. 도 6 에는, 본 실시형태에 관련된 대판 (1) 중 베어링부 (3), 베어링대 (36) 및 격벽 (37a, 37b) 을 포함하는 부분을 축 방향 (D3) 에서 본 구조가 모식적으로 도시되어 있다. 이하에서는, 베어링대 (36) 의 단부로서, 베어링대 (36) 와 격벽 (37a, 37b) 의 접속부 (36b) 와, 베어링대 (36) 와 베어링부 (3) 의 하측 베어링부 (34) 의 경계부 (34b) 를 예시하여, 이들의 접속부 (36b) 및 경계부 (34b) 에 있어서의 응력의 완화를 설명한다.

도 6 에 나타내는 바와 같이, 베어링대 (36) 에는, 호 형상부를 갖는 관통공 (40a, 40b) 이 형성되어 있다. 상세하게는, 베어링대 (36) 의 특정 영역 (36a) (도 3 참조) 내이고 하측 베어링부 (34) 와 격벽 (37a) 사이의 부분에, 일방의 관통공 (40a) 이 형성되어 있다. 베어링대 (36) 의 특정 영역 (36a) 내이고 하측 베어링부 (34) 와 격벽 (37b) 사이의 부분에, 타방의 관통공 (40b) 이 형성되어 있다. 이들 관통공 (40a, 40b) 은, 크랭크 샤프트 (2) 로부터 베어링부 (3) 를 개재하여 베어링대 (36) 에 하중 (예를 들어 도 5 에 예시한 하중 (F1)) 이 가해진 경우, 이 하중의 방향 (도 6 중의 실선 화살표 참조) 으로 눌러 찌부러지도록 변형된다.

예를 들어, 원래 원 형상의 관통공 (40a) 은, 가해진 하중에 의해, 이 하중의 방향에 대해 수직인 방향으로 길어지도록 변형된다. 이와 같이 변형된 관통공 (40a) 의 호 형상부 (41a, 42a) 의 근방에는, 상기 하중에 의한 응력이 집중된다 (도 6 중의 해칭 부분 참조). 이로써, 본래 크랭크 샤프트 (2) 측으로부터 베어링대 (36) 와 격벽 (37a) 의 접속부 (36b) 에 전달되려고 하고 있던 하중에 의한 응력이, 베어링대 (36) 중 관통공 (40a) 의 호 형상부 (41a, 42a) 의 근방 부분에 흡수된 상태가 된다. 이 결과, 베어링대 (36) 와 격벽 (37a) 의 접속부 (36b) 에 발생하는 응력이 저감된다. 또, 본 실시형태에 있어서, 관통공 (40a) 은, 베어링대 (36) 와 격벽 (37a) 의 접속부 (36b) 로부터 소정의 거리 (예를 들어 변형 전의 관통공 (40a) 에 있어서의 호 형상부의 곡률 반경 (r)) 이상 이간된 부분에 형성되어 있다. 이 때문에, 변형 후의 관통공 (40a) 으로부터 당해 접속부 (36b) 에 이르는 응력이 억제된다.

또, 관통공 (40a) 이 상기 서술한 바와 같이 변형됨으로써, 베어링대 (36) 와 하측 베어링부 (34) 의 경계부 (34b) 에 발생하는 응력은, 베어링대 (36) 중 호 형상부 (41a, 42a) 의 근방 부분에 흡수된 상태가 된다. 이 결과, 베어링대 (36) 와 하측 베어링부 (34) 의 경계부 (34b) 에 발생하는 응력이 저감된다. 또, 본 실시형태에 있어서, 관통공 (40a) 은, 베어링대 (36) 와 하측 베어링부 (34) 의 경계부 (34b) 로부터 소정의 거리 (예를 들어 변형 전의 관통공 (40a) 에 있어서의 호 형상부의 곡률 반경 (r)) 이상 이간된 부분에 형성되어 있다. 이 때문에, 변형 후의 관통공 (40a) 으로부터 당해 경계부 (34b) 에 이르는 응력이 억제된다.

상기 관통공 (40a) 과 동일하게, 원래 원 형상의 관통공 (40b) 은, 가해진 하중에 의해, 이 하중의 방향에 대해 수직인 방향으로 길어지도록 변형된다. 이와 같이 변형된 관통공 (40b) 의 호 형상부 (41b, 42b) 의 근방에는, 상기 하중에 의한 응력이 집중된다 (도 6 중의 해칭 부분 참조). 이로써, 본래 크랭크 샤프트 (2) 측으로부터 베어링대 (36) 와 격벽 (37b) 의 접속부 (36b) 에 전달되려고 하고 있던 하중에 의한 응력이, 베어링대 (36) 중 관통공 (40b) 의 호 형상부 (41b, 42b) 의 근방 부분에 흡수된 상태가 된다. 이 결과, 베어링대 (36) 와 격벽 (37b) 의 접속부 (36b) 에 발생하는 응력이 저감된다. 또, 본 실시형태에 있어서, 관통공 (40b) 은, 베어링대 (36) 와 격벽 (37b) 의 접속부 (36b) 로부터 소정의 거리 (예를 들어 변형 전의 관통공 (40b) 에 있어서의 호 형상부의 곡률 반경) 이상 이간된 부분에 형성되어 있다. 이 때문에, 변형 후의 관통공 (40b) 으로부터 당해 접속부 (36b) 에 이르는 응력이 억제된다.

또, 관통공 (40b) 이 상기 서술한 바와 같이 변형됨으로써, 베어링대 (36) 와 하측 베어링부 (34) 의 경계부 (34b) 에 발생하는 응력은, 베어링대 (36) 중 호 형상부 (41b, 42b) 의 근방 부분에 흡수된 상태가 된다. 이 결과, 베어링대 (36) 와 하측 베어링부 (34) 의 경계부 (34b) 에 발생하는 응력이 저감된다. 또, 본 실시형태에 있어서, 관통공 (40b) 은, 베어링대 (36) 와 하측 베어링부 (34) 의 경계부 (34b) 로부터 소정의 거리 (예를 들어 변형 전의 관통공 (40b) 에 있어서의 호 형상부의 곡률 반경) 이상 이간된 부분에 형성되어 있다. 이 때문에, 변형 후의 관통공 (40b) 으로부터 당해 경계부 (34b) 에 이르는 응력이 억제된다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 관련된 대판 (1) 에서는, 크랭크 샤프트 (2) 를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 베어링부 (3) 와, 베어링부 (3) 를 하방으로부터 지지하는 베어링대 (36) 와, 베어링대 (36) 의 양측 단부에 접속되는 격벽 (37a, 37b) 이 형성되고, 베어링대 (36) 에는, 크랭크 샤프트 (2) 의 중심축 (C1) 보다 하방의 위치에 무게 중심을 갖는 관통공 (40a, 40b) 이 형성되어 있다.

상기의 구성에 의해, 크랭크 샤프트 (2) 를 자유롭게 회전할 수 있도록 축지하는 베어링부 (3) 를 하방으로부터 지지할 수 있는 범위 내에서 베어링대 (36) 의 강성을 적당히 낮출 수 있다. 이 때문에, 피스톤 (15) 의 왕복동에 연동하여 크랭크 샤프트 (2) 가 크랭크 (4) 와 일체로 회전할 때, 피스톤 (15) 으로부터 연동 부재를 개재하여 크랭크 (4) 에 가해진 하중에 의해, 크랭크 샤프트 (2) 가 베어링부 (3) 를 경계로 당해 크랭크 (4) (상기 하중이 가해진 크랭크 (4)) 측으로 치우쳐 경동되어도, 이 크랭크 샤프트 (2) 의 경동에 추종하여, 베어링대 (36) 를 관통공 (40a, 40b) 이 찌부러지도록 변형시킴과 함께 베어링부 (3) 의 베어링면 (39a) 을 경동시킬 수 있다. 이로써, 크랭크 샤프트 (2) 의 베어링부 (3) (상세하게는 베어링면 (39a)) 에 대한 상대적인 기울기를 저감시킬 수 있다. 이 결과, 크랭크 샤프트 (2) 와 베어링면 (39a) 사이에 공급되어 있는 윤활유의 유막 두께의 저감을 억제할 수 있기 때문에, 크랭크 샤프트 (2) 및 베어링부 (3) 의 마찰에 의한 손상을 방지할 수 있다.

또, 상기의 작용 효과에 더하여, 피스톤 (15) 으로부터 크랭크 샤프트 (2) 및 베어링부 (3) 등을 통해 베어링대 (36) 에 전달되는 하중에 의해, 예를 들어 베어링대 (36) 와 격벽 (37a, 37b) 의 접속부 (36b) 나 베어링대 (36) 와 베어링부 (3) 의 경계부 (34b) 등의 베어링대 (36) 의 단부에 발생하는 응력을, 베어링대 (36) 에 있어서의 관통공 (40a, 40b) 의 근방 부분에 집중시켜 흡수할 수 있다. 이 때문에, 상기 하중에 의한 베어링대 (36) 의 단부에서의 응력 집중을 억제할 수 있고, 이 결과, 베어링대 (36) 의 단부의 응력을 저감시킬 수 있기 때문에, 당해 베어링대 (36) 의 단부의 손상을 방지할 수 있다.

또, 본 발명의 실시형태에 관련된 대판 (1) 에서는, 베어링대 (36) 중, 크랭크 샤프트 (2) 의 중심축 (C1) 으로부터 베어링부 (3) 의 베어링면 하단부 (39b) 를 지나는 하방향축 (C2) 에 대해 중심축 (C1) 둘레로 －50 도 이상 ＋50 도 이하의 각도를 이루는 특정 영역 (36a) 내에 관통공 (40a, 40b) 의 각 무게 중심 (G1, G2) 이 위치하도록, 관통공 (40a, 40b) 이 형성되어 있다. 이 때문에, 베어링대 (36) 중, 피스톤 (15) 으로부터 크랭크 샤프트 (2) 및 베어링부 (3) 등을 통해 베어링대 (36) 에 전달되는 하중이 비교적 큰 부분에, 관통공 (40a, 40b) 을 위치시킬 수 있다. 이로써, 크랭크 샤프트 (2) 의 경동에 추종하여, 베어링대 (36) 의 변형과 함께 베어링부 (3) 의 베어링면 (39a) 을 효율적으로 경동시킬 수 있다.

또, 본 발명의 실시형태에 관련된 대판 (1) 에서는, 관통공 (40a, 40b) 을, 호 형상부를 포함하는 형상으로 형성하고 있다. 이 때문에, 베어링대 (36) 의 단부에 발생하는 응력을, 베어링대 (36) 에 있어서의 관통공 (40a, 40b) 의 호 형상부의 근방 부분에 효율적으로 집중시켜 흡수할 수 있다. 이로써, 상기 서술한 하중에 의한 베어링대 (36) 의 단부에서의 응력 집중을 효율적으로 억제할 수 있기 때문에, 베어링대 (36) 의 단부의 응력을 보다 저감시킬 수 있다.

또, 본 발명의 실시형태에 관련된 대판 (1) 에서는, 관통공 (40a) 의 격벽 (37a) 측의 단부를, 관통공 (40a) 의 호 형상부의 곡률 반경 이상, 격벽 (37a) 으로부터 이간시켜, 관통공 (40b) 의 격벽 (37b) 측의 단부를, 관통공 (40b) 의 호 형상부의 곡률 반경 이상, 격벽 (37b) 으로부터 이간시키고 있다. 이 때문에, 관통공 (40a, 40b) 의 각 호 형상부의 근방에 상기 서술한 하중에 의한 응력을 집중시킴과 함께, 이와 같이 응력을 집중시킨 각 호 형상부로부터 베어링대 (36) 와 격벽 (37a, 37b) 의 각 접속부 (36b) 에 이르는 응력의 영향을 저감시킬 수 있다. 이로써, 상기 서술한 하중에 의한 베어링대 (36) 와 격벽 (37a, 37b) 의 각 접속부 (36b) 에서의 응력 집중을 보다 효율적으로 억제할 수 있기 때문에, 당해 각 접속부 (36b) 의 응력을 한층 더 저감시켜 당해 각 접속부 (36b) 의 손상을 방지할 수 있다.

또, 본 발명의 실시형태에 관련된 대판 (1) 에서는, 관통공 (40a, 40b) 의 베어링부 (3) 측의 각 단부를, 관통공 (40a, 40b) 의 호 형상부의 곡률 반경 이상, 베어링부 (3) (상세하게는 베어링대 (36) 와 베어링부 (3) 의 경계부 (34b)) 로부터 이간시키고 있다. 이 때문에, 관통공 (40a, 40b) 의 각 호 형상부의 근방에 상기 서술한 하중에 의한 응력을 집중시킴과 함께, 이와 같이 응력을 집중시킨 각 호 형상부로부터 베어링대 (36) 와 베어링부 (3) 의 경계부 (34b) 에 이르는 응력의 영향을 저감시킬 수 있다. 이로써, 상기 서술한 하중에 의한 베어링대 (36) 와 베어링부 (3) 의 경계부 (34b) 에서의 응력 집중을 보다 효율적으로 억제할 수 있기 때문에, 당해 경계부 (34b) 의 응력을 한층 더 저감시켜 당해 경계부 (34b) 의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 원 형상의 관통공 (40a, 40b) 이 베어링대 (36) 에 형성된 경우를 예시했지만, 본 발명은, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 관통공 (40a, 40b) 의 각 형상은, 원 형상에 한정되지 않고, 오벌 형상, 타원 형상, 반원호 형상, 사각 형상, 다각 형상, 호 형상과 사각형상을 조합한 형상 등, 여러 가지 형상이어도 된다. 관통공 (40a, 40b) 의 호 형상부를 포함하는 형상은, 원 형상, 오벌 형상, 타원 형상, 반원호 형상, 호 형상과 사각 형상을 조합한 형상 등, 여러 가지 형상이어도 된다. 또, 관통공 (40a, 40b) 의 형상 및 면적은, 서로 동일해도 되고, 상이해도 되며, 관통공 (40a, 40b) 은 크랭크 샤프트 (2) 에 대한 하방향축 (C2) 에 대해 선대칭이어도 되고, 선대칭이 아니어도 된다.

또, 상기 서술한 실시형태에서는, 베어링대 (36) 에 2 개의 관통공 (40a, 40b) 이 형성되어 있었지만, 본 발명은, 이것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 있어서, 베어링대 (36) 에 형성하는 관통공의 수는, 1 개여도 되고, 복수여도 된다.

또, 상기 서술한 실시형태에서는, 베어링대 (36) 중, 격벽 (37a, 37b) 과 베어링부 (3) 사이의 부분에 관통공 (40a, 40b) 이 형성되어 있었지만, 본 발명은, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 베어링대 (36) 중, 베어링부 (3) 와 바닥판 (32) 사이의 부분에 관통공이 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 당해 관통공의 바닥판 (32) 측의 단부는, 당해 관통공의 호 형상부의 곡률 반경 이상, 바닥판 (32) 으로부터 이간되어 있어도 되고, 베어링대 (36) 의 단부의 일례로서, 베어링대 (36) 와 바닥판 (32) 의 접속부에 발생하는 응력을, 상기 관통공의 형성에 의해 저감시켜도 된다.

또, 상기 서술한 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 상기 서술한 각 구성 요소를 적절히 조합하여 구성한 것도 본 발명에 포함된다. 그 이외에, 상기 서술한 실시형태에 기초하여 당업자 등에 의해 이루어지는 다른 실시형태, 실시예 및 운용 기술 등은 모두 본 발명의 범주에 포함된다.

1 : 대판
2 : 크랭크 샤프트
3 : 베어링부
4 : 크랭크
5 : 가구
6 : 연접봉
7 : 슬라이딩판
8 : 크로스 헤드
9: 크로스 헤드핀
10 : 박용 디젤 엔진
11 : 실린더 재킷
12 : 실린더
13 : 실린더 라이너
14 : 실린더 커버
15 : 피스톤
16 : 피스톤봉
17 : 연소실
18 : 배기 밸브
19 : 동밸브 장치
20 : 배기 매니폴드
21 : 배기관
22 : 과급기
23 : 냉각기
24 : 소기 트렁크
25 : 타이 볼트
26 : 너트
31 : 천판
31a : 삽입 통과공
32 : 바닥판
33 : 측판
33a : 수평 리브
33b : 연직 리브
34 : 하측 베어링부
34a : 나사공
34b : 경계부
35 : 상측 베어링부
36 : 베어링대
36a : 특정 영역
36b : 접속부
37a, 37b : 격벽
38 : 오일팬
39 : 베어링 부재
39a : 베어링면
39b : 베어링면 하단부
40a, 40b : 관통공
41a, 41b, 42a, 42b : 호 형상부
C1 : 중심축
C2 : 하방향축
D1 : 높이 방향
D2 : 폭 방향
D3 : 축 방향
G1, G2 : 무게 중심

Claims (6)

1. 박용 디젤 엔진의 크랭크 샤프트를 수용하는 크랭크 케이스를 구성하는 대판에 있어서,
   상기 크랭크 샤프트를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 베어링부와,
   상기 베어링부를 하방으로부터 지지하는 베어링대와,
   상기 베어링대의 양측 단부에 접속되고, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해 교차하는 방향으로 연장되는 격벽을 구비하고,
   상기 베어링대에는, 상기 크랭크 샤프트의 중심축보다 하방의 위치에 무게 중심을 갖는 관통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 대판.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 관통공의 무게 중심은, 상기 베어링대 중, 상기 크랭크 샤프트의 중심축으로부터 상기 베어링부의 베어링면 하단부를 지나는 하방향축에 대해 상기 중심축 둘레로 －50 도 이상 ＋50 도 이하의 각도를 이루는 영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 대판.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 관통공은, 호 형상부를 포함하는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 대판.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 관통공의 상기 격벽측의 단부는, 상기 격벽으로부터 상기 호 형상부의 곡률 반경 이상 이간되어 있는 것을 특징으로 하는 대판.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 관통공의 상기 베어링부측의 단부는, 상기 베어링부로부터 상기 호 형상부의 곡률 반경 이상 이간되어 있는 것을 특징으로 하는 대판.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 관통공은, 상기 베어링대에 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 대판.

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