WO2020070998A1 - クロスヘッドおよびクロスヘッド式内燃機関 - Google Patents

Abstract

クロスヘッド（４０）は、ピストン棒（２１）および連接棒（２５）へ潤滑油を分配する潤滑通路（５０）を備える。潤滑通路（５０）は、クロスヘッドピン（４１）の外面から内部へと延びる導入路（５１）と、導入路（５１）から分岐して延び、ピストン棒（２１）内に設けた油路（２１ｂ）に連通する第１分岐路（５２）と、導入路（５１）から分岐して延び、連接棒（２５）内に設けた油路（２５ｂ）に連通する第２分岐路（５３）と、を有する。第１分岐路（５２）および第２分岐路（５３）は、ピストン棒（２１）および連接棒（２５）を通過する断面視においては互いに連通しない。

Description

クロスヘッドおよびクロスヘッド式内燃機関

　ここに開示する技術は、クロスヘッドおよびクロスヘッド式内燃機関に関する。

　舶用内燃機関など、ボアストローク比が大きい内燃機関においては、下方からピストンを支持するピストン棒と、クランクシャフトに連接される連接棒とを連結するために、クロスヘッドと呼ばれる部品を用いることが広く知られている。

　例えば、特許文献１に開示されているクロスヘッドは、ピストン棒（ピストンロッド）の下端部に取り付けられ、その下端部に対して連接棒（コネクティングロッド）を回動させるクロスヘッドピン（クロスヘッドジャーナル）と、このクロスヘッドピンの内部に設けられ、ピストン棒および連接棒へ潤滑油を分配する通路（孔）と、を備えた構成とされている。

　前記特許文献１に係る通路は、同文献の第２の実施形態において、ピストン棒に設けた油路に連通する通路（上向きの径方向の孔）と、連接棒に設けた油路に連通する通路（斜め下向きの２つの孔）と、に分岐している。そうして分岐した２種類の通路は、ピストン棒および連接棒を通過する断面視においては、互いに連通している。すなわち、この断面で見たときには、ピストン棒に設けた油路と連接棒に設けた油路とが、クロスヘッドピンの内部に設けた通路を介して上下に繋がることになる。

特開２０１５－０５７５７０号公報

　しかしながら、前記特許文献１に記載されているように、ピストン棒側の油路と、連接棒側の油路とが上下に繋がってしまうと、潤滑油をバランスよく分配する上で支障を来たし得ることに、本願発明者らは気付いた。

　すなわち、クロスヘッドピンから連接棒側の油路へ向かって流れる潤滑油は、ピストンが上下動する際の慣性力に起因して、上方へと引っ張られることになる。前記特許文献１に開示されているように構成した場合、そうして引っ張られた潤滑油が、ピストン棒側の油路に流入する可能性がある。この場合、連接棒側の油路を流れる潤滑油に対してピストン棒側の油路を流れる潤滑油が多量になり、連接棒側を流れる潤滑油が負圧になり得ることを本願発明者らは見出した。

　また一般に、連接棒の上端部には、クロスヘッドピンを支持する軸受および軸受シェルが設けられることになるものの、連接棒側を流れる潤滑油が少量になると、これらの部品が十分に潤滑されない虞があるため不都合である。

　ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、クロスヘッドピンを通じて供給される潤滑油を、ピストン棒側の油路と、連接棒側の油路とにバランスよく分配することにある。

　ここに開示する技術は、ピストン棒および連接棒を連結するクロスヘッドに係る。このクロスヘッドは、前記ピストン棒の下端部に取り付けられ、該下端部に対して前記連接棒を回動させるクロスヘッドピンと、前記クロスヘッドピンに設けられ、該クロスヘッドピンから前記ピストン棒および前記連接棒へ潤滑油を分配する潤滑通路と、を備える。

　前記潤滑通路は、前記クロスヘッドピンの外面から内部へと延びる導入路と、前記導入路から分岐して延び、前記ピストン棒に設けた油路に連通する第１分岐路と、前記導入路から分岐して延び、前記連接棒に設けた油路に連通する第２分岐路と、を有する。

　そして、前記第１分岐路および前記第２分岐路は、前記ピストン棒および前記連接棒を通過する断面視においては、互いに連通しないように区画される。

　前記の構成によれば、クロスヘッドピンの潤滑通路に流入した潤滑油は、導入路を流れた後、第１分岐路と、第２分岐路と、に分配される。ここで、第１分岐路および第２分岐路は、ピストン棒および連接棒を通過する断面視においては、互いに連通しない。

　そのため、少なくとも前記断面で見たときには、第１分岐路に連通するピストン棒側の油路と、第２分岐路に連通する連接棒側の油路と、が上下に繋がらないようになる。その結果、慣性力に起因して上方へと引っ張られた潤滑油が、ピストン棒側の油路に流入するのを抑制することでき、連接棒側を流れる潤滑油が負圧になるのを抑制することが可能となる。このように、クロスヘッドピンを通じて供給される潤滑油を、ピストン棒側の油路と、連接棒側の油路とにバランスよく分配することができる。

　また、前記第１分岐路および前記第２分岐路は、前記ピストン棒および前記連接棒を通過する断面視においては、互いに離れる方向に延びる、としてもよい。

　前記の構成によれば、第１分岐路および第２分岐路を適切に区画する上で有利になる。このことは、潤滑油をバランスよく分配する上で有効である。

　また、前記連接棒の上端部に設けられ、前記クロスヘッドピンを支持する軸受と、前記軸受と、前記クロスヘッドピンの下半部との間に配置される軸受シェルと、を備え、前記軸受シェルには、前記連接棒内に設けた油路に連通する貫通孔が設けられている、としてもよい。

　前記の構成によれば、連接棒の上端部には、クロスヘッドピンを支持する軸受が設けられることになる。この軸受とクロスヘッドピンとの間には軸受シェルが設けられる。軸受シェルに設けた貫通孔を通じて、潤滑油が供給される。この貫通孔は、連接棒側に設けた油路に連通しているため、連接棒側を流れる潤滑油が少量になると、軸受および軸受シェルが十分に潤滑されない虞がある。

　対して、前記の構成は、潤滑油をバランスよく分配することができるため、軸受および軸受シェルを十分に潤滑することができる。

　また、前記第２分岐路は、前記ピストン棒および前記連接棒を通過する断面視においては、前記軸受シェルにおける外縁側の部位を指向するように延びる、としてもよい。

　一般に、クロスヘッドピンの直下には、軸受シェルの内周面の中央部が位置することになる。この部位には、他の部位に比して大きな荷重がかかる。そうした部位においては、潤滑油を薄膜状にすることが有効である。潤滑油を過度に供給してしまっては、薄膜状とならず、かえって不利になる。

　対して、前記の構成によれば、第２分岐路は、軸受シェルの中央部ではなく外縁側の部位を指向しているため、その中央部においては、潤滑油の過度の供給が避けられる。これにより、潤滑油を薄膜状とするのに有利となる。

　また、前記第１分岐路は、前記導入路に接続され、前記クロスヘッドピンのピン軸方向に延びる第１上流路と、前記第１上流路から連続し、前記ピストン棒に向かって延びる第１下流路と、を有し、前記第２分岐路は、前記導入路に接続され、前記ピン軸方向に延びる第２上流路と、前記第２上流路から連続し、前記連接棒に向かって延びる第２下流路と、を有し、前記第１上流路および前記第２上流路は、前記導入路を介して連通するように区画され、前記第１下流路および前記第２下流路は、前記ピストン棒および前記連接棒を通過する断面視においては互いに連通しないように区画される、としてもよい。

　前記の構成によれば、第１分岐路および第２分岐路を適切に区画する上で有利になる。このことは、潤滑油をバランスよく分配する上で有効である。

　ここに開示する技術は、前記クロスヘッドを備えるクロスヘッド式内燃機関にも係る。

　以上説明したように、前記のクロスヘッドによれば、クロスヘッドピンを通じて供給される潤滑油を、ピストン棒側の油路と、連接棒側の油路とにバランスよく分配することができる。

図１は、クロスヘッド式内燃機関の構成を例示する概略図である。 図２は、架構およびクロスヘッドの構成を例示する正面図である。 図３は、クロスヘッドの横断面を例示する図である。 図４は、クロスヘッドの横断面を例示する図である。 図５は、クロスヘッドピンの構成を例示する平面図である。 図６は、クロスヘッドピンの縦断面を例示するVI－VI断面図である。 図７は、クロスヘッドピンの縦断面を例示するVII－VII断面図である。 図８は、クロスヘッドピンの横断面を例示するVIII－VIII断面図である。 図９は、クロスヘッドピンの横断面を例示するIX－IX断面図である。 図１０は、クロスヘッドピンの横断面を例示するX－X断面図である。 図１１は、クロスヘッドの従来例を例示する図３対応図である。 図１２は、クロスヘッドの従来例を例示する図４対応図である。

　以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。図１は、クロスヘッド式内燃機関（以下、単に「エンジン１」という）の構成を例示する概略図である。

　エンジン１は、複数のシリンダを備えた直列多気筒式のディーゼルエンジンである。このエンジン１は、ユニフロー掃気方式を採用した２ストローク１サイクル機関として構成されており、タンカー、コンテナ船、自動車運搬船等、大型の船舶に搭載される。エンジン１の出力軸は、不図示のプロペラに連結されている。エンジン１が運転することにより、その出力がプロペラに伝達されて船舶が推進するようになっている。

　ここに開示するエンジン１は、そのロングストローク化を実現するべく、いわゆるクロスヘッド式内燃機関として構成されている。すなわち、図２に示すように、このエンジン１においては、下方からピストン１５を支持するピストン棒２１と、クランクシャフト２２に連接される連接棒２５と、がクロスヘッド４０により連結されている。

　（１）主要構成
　以下、エンジン１の要部について説明する。

　図１に示すように、エンジン１は、台板１１と、台板１１上に設けられる架構１２と、架構１２上に設けられるシリンダジャケット１３と、を備えている。台板１１、架構１２およびシリンダジャケット１３は、上下方向に延在する複数のタイボルトおよびナットにより締結されている。

　シリンダジャケット１３内には、内筒としてのシリンダライナ１４が配置されている。シリンダライナ１４の内部にはピストン１５が配置されている。ピストン１５は、シリンダライナ１４の内壁に沿って上下方向に往復動する。また、シリンダライナ１４の上部にはシリンダカバー１６が固定されている。シリンダカバー１６には排気弁１７が設けられている。排気弁１７は、シリンダライナ１４、ピストン１５およびシリンダカバー１６とともに燃焼室１８を区画する。排気弁１７は、燃焼室１８と排気管１９との間を開閉するものである。

　よって、燃焼室１８に対し、燃料とガスとが供給されると、燃焼室１８内で燃焼が生じる。この燃焼で発生したエネルギーによってピストン１５がピストン軸方向に往復動する。このとき、排気弁１７が作動して燃焼室１８が開放されると、燃焼によって生じた排ガスが排気管１９に押し出される一方、不図示の掃気ポートを介して燃焼室１８にガスが導入される。

　一方、ピストン１５の下端部には、ピストン棒２１の上端部が連結されている。台板１１は、いわゆるクランクケースを構成しており、軸受２３によって回転自在に支持されたクランクシャフト２２を収容している。クランクシャフト２２には、連接棒２５の下端部が、クランク２４を介して回動自在に連結されている。

　架構１２の内部には、上下方向に沿って設けられる一対のガイド板２６が、所定の間隔を空けて互いに向い合うように配置されている。一対のガイド板２６の間には、前述のクロスヘッド４０が上下動自在に配置されている。クロスヘッド４０は、ピストン棒２１の下端部２１ａと連接棒２５の上端部２５ａとを連結しており、その上下動は、ガイド板２６によって案内される（図４も参照）。クロスヘッド４０は、ピストン棒２１に対しては一体的に上下動するように接続されている一方、連接棒２５に対しては、連接棒２５の上端部を支点として、これを回動させるように接続されている。

　よって、ピストン１５が上下方向に沿って往復移動をすると、ピストン１５とともにピストン棒２１が上下に往復移動をする。これにより、ピストン棒２１に連結されたクロスヘッド４０は、ガイド板２６に沿って上下方向に往復移動をする。クロスヘッド４０はまた、連接棒２５の回動を許容する。そして、連接棒２５の下端部に接続されるクランク２４がクランク運動し、クランクシャフト２２を回転させる。

　（２）架構およびクロスヘッドの構成
　ここで、架構１２とクロスヘッド４０の構成について簡単に説明をする。

　図２は、エンジン１の架構１２およびクロスヘッド４０の構成を例示する正面図であり、図３および図４は、クロスヘッド４０の横断面を例示する図である。

　図２に示すように、架構１２は、天板３１と、底板３２と、側板３３と、複数の隔壁３４とから構成されている。天板３１は、シリンダジャケット１３に配置されており、架構１２の頂部を成す。底板３２は、台板１１に接続されていて架構１２の底部を成す。側板３３は、架構１２における左右の側部を成す。側板３３の下端部は、底板３２に接続されており、側板３３の上端部は、天板３１に接続される。

　複数の隔壁３４は、クランクシャフト２２が延びる方向（クランク軸方向）に沿って並んでおり、互いに所定間隔を空けて配置されている。各隔壁３４は、架構１２内の空間を仕切るパーティションとして機能する。

　前述のクロスヘッド４０は、前記天板３１と、底板３２と、側板３３と、各隔壁３４によって区画されかつ一対のガイド板２６の間に位置する空間に収容されるようになっている。

　具体的に、クロスヘッド４０は、ピストン棒２１の下端部２１ａに取り付けられ、この下端部２１ａに対して連接棒２５を回動させるクロスヘッドピン４１と、クロスヘッドピン４１に取り付けられるガイドシュー４２と、連接棒２５の上端部２５ａに設けられ、クロスヘッドピン４１を回動自在に支持する軸受４３と、を備えている。

　詳しくは、クロスヘッドピン４１は、図３及び図４の紙面に直交する方向に延びる円柱状に形成されており、その上面４１ａの一部分が、略平面上に切り欠けられている。この上面４１ａにピストン棒２１の下端部２１ａを締結することで、クロスヘッドピン４１とピストン棒２１とを、一体的に上下動させることができる。

　ガイドシュー４２は、クロスヘッドピン４１に対して回動不能に取り付けられており、ガイド板２６に対して摺接するように構成されている。この摺接を利用して、クロスヘッド４０の往復移動を案内することができる。

　軸受４３は、上方に向かって開放された略半円状に凹陥しており、クランク軸方向に沿ってクロスヘッドピン４１が挿入されるように構成されている。軸受４３にクロスヘッドピン４１を挿入することで、連接棒２５は、クロスヘッドピン４１に対し、軸受４３を支点として回動自在となる。

　図４に示すように、軸受４３と、クロスヘッドピン４１の下半部との間には、軸受シェル４４が配置されている。この軸受シェル４４は、いわゆる軸受メタルであって、円弧状の横断面を有する。軸受シェル４４は、クロスヘッドピン４１の外面（特に、下半部の外面）に対して摺接するとともに、この外面を下方から支持するようになっている。また、軸受シェル４４には、これを肉厚方向に貫通する複数の貫通孔４４ａが設けられている。これら貫通孔４４ａは、後述のクランク側油路２５ｂに連通している。

　そして、本開示に係るクロスヘッド４０は、エンジン１の各部を潤滑するための潤滑通路５０を備えた構成とされている。この潤滑通路５０は、クロスヘッドピン４１に設けられており、クロスヘッドピン４１を通じて導入された潤滑油を、ピストン棒２１と連接棒２５とに分配することができる。

　ここで、クロスヘッドピン４１からピストン棒２１に分配される潤滑油は、ピストン棒２１の内部に設けた油路（以下、これを「ピストン側油路」という）２１ｂを通じてピストン１５に供給される。このピストン側油路２１ｂは、ピストン棒２１が延びる方向（つまり、上下方向）に沿って延びる貫通孔として構成されている。ピストン側油路２１ｂの下端部は、ピストン棒２１の下面に開口しており、潤滑通路５０に連通している。一方、ピストン側油路２１ｂの上端部はピストン１５に連通している。そうして構成されたピストン側油路２１ｂを介して、潤滑油をピストン１５に供給することができる。

　一方、クロスヘッドピン４１から連接棒２５に分配される潤滑油は、連接棒２５の内部に設けた油路（以下、これを「クランク側油路」という）２５ｂを通じてクランク２４に供給される。このクランク側油路２５ｂは、連接棒２５が延びる方向（上死点においては、上下方向）に沿って延びる貫通孔として構成されている。クランク側油路２５ｂの上端部は、軸受４３の内底面に開口しており、軸受シェル４４を介して潤滑通路５０に連通している。一方、クランク側油路２５ｂの下端部は、クランク２４に通じている。そうして構成されたクランク側油路２５ｂを介して、潤滑油をクランク２４に供給することができる。

　（３）クロスヘッドピンの構成
　以下、クロスヘッドピン４１および潤滑通路５０の構成について詳細に説明する。

　図５はクロスヘッドピン４１の構成を例示する平面図である。また、図６はクロスヘッドピン４１の縦断面を例示するVI－VI断面図であり、図７はクロスヘッドピン４１の縦断面を例示するVII－VII断面図であり、図８はクロスヘッドピン４１の横断面を例示するVIII－VIII断面図であり、図９はクロスヘッドピン４１の横断面を例示するIX－IX断面図であり、図１０はクロスヘッドピン４１の横断面を例示するX－X断面図である。図９に例示したIX－IX断面は、「ピストン棒および連接棒を通過する断面」の例示である。このIX－IX断面は、図４に示す横断面と同一である。図４に示すように、IX－IX断面は、ピストン棒２１に設けたピストン側油路２１ｂと、連接棒２５に設けたクランク側油路２５ｂと、を両方とも縦断する。

　なお、以下の説明においては、クロスヘッドピン４１の中心軸に沿う方向（ピン軸方向）の一方を“前方向”と定義し、他方を“後方向”と定義する。また、前述のように、この構成例において、ピストン軸方向は上下方向と一致する。そして、前後方向と上下方向の双方に直交する方向の一方を“左方向”と定義し、他方を“右方向”と定義する。

　また、本明細書においては、上下方向および左右方向は、それぞれ、図１～図４の紙面上下方向および紙面左右方向に一致する。

　図５～図１０に示すように、潤滑通路５０は、ドリル等を用いて形成した複数の穿孔を組み合わせて成る。具体的に、本開示に係る潤滑通路５０は、クロスヘッドピン４１の外面から内部へと延びる導入路５１と、この導入路５１から分岐して延び、ピストン側油路２１ｂに連通する第１分岐路５２と、導入路５１から分岐して延び、クランク側油路２５ｂに連通する第２分岐路５３と、を有している。

　各図に示すように、第１分岐路５２と第２分岐路５３は、双方とも、クロスヘッドピン４１の中心軸を挟んで左右に１本ずつ設けられている。また、第１分岐路５２と第２分岐路５３は、双方とも、左右に設けたそれぞれが上下に並んでいる。

　詳しくは、導入路５１は、クロスヘッドピン４１の外面から下方に向かって延びる上流側導入路５１ａと、クロスヘッドピン４１の左側面から右方に向かって延びる上下一対の下流側導入路５１ｂ、５１ｂと、を有している。

　図５に示すように、上流側導入路５１ａは、クロスヘッドピン４１の前側かつ若干左側の上面に開口している。この開口を通じて、クロスヘッドピン４１の内部へと潤滑油を導くことができる。図８に示すように、上流側導入路５１ａの上下方向中央部と、上流側導入路５１ａの下端部とは、それぞれ、下流側導入路５１ｂと繋がっている。

　図７～図８に示すように、一対の下流側導入路５１ｂ、５１ｂは、左右方向に沿って互いに平行に延びており、前述のように、それぞれが上流側導入路５１ａに連通している。

　そして、一対の下流側導入路５１ｂ、５１ｂのうち、上方に位置する一方は第１分岐路５２に連通しており、下方に位置する他方は第２分岐路５３に連通している。

　詳しくは、上方に位置する下流側導入路５１ｂは、上流側導入路５１ａと交わる部位の近傍と、当該下流側導入路５１ｂの右端部と、において第１分岐路５２（具体的には、後述の第１上流路５２ａ）と連通している。

　一方、下方に位置する下流側導入路５１ｂは、上流側導入路５１ａと交わる部位の近傍と、当該下流側導入路５１ｂの右端部と、において第２分岐路５３（具体的には、後述の第２上流路５３ａ）と連通している。

　図８に示すように、一対の下流側導入路５１ｂ、５１ｂは上流側導入路５１ａを介して相互に連通することになる。これを換言すれば、一対の下流側導入路５１ｂ、５１ｂは、上流側導入路５１ａを介さずには連通しないようになっている。

　なお、一対の下流側導入路５１ｂ、５１ｂは、双方ともクロスヘッドピン４１の左側面に開口しているものの、図３に示すように、それらの開口はガイドシュー４２によって閉塞されている。

　図７～図９に示すように、第１分岐路５２は、導入路５１に接続されかつクロスヘッドピン４１のピン軸方向に延びる第１上流路５２ａと、第１上流路５２ａから連続して延びかつピストン棒２１に向かって延びる第１下流路５２ｂと、を有している。

　詳しくは、第１上流路５２ａは、左右一対の通路として構成されており、ピン軸方向としての前後方向に沿って略ストレートに延びている。各第１上流路５２ａは、クロスヘッドピン４１の中心軸よりも上側に配置されている。

　図７～図９に示すように、各第１上流路５２ａは、前後方向における前側の部位（図６のVIII－VIII断面に相当）において、上側の下流側導入路５１ｂに連通している。また、図９に示すように、各第１上流路５２ａは、前後方向における中央部（図６のIX－IX断面に相当）において、第１下流路５２ｂの下端部と連通している。さらに、図１０に示すように、左右に並んだ第１上流路５２ａ、５２ａのうち、左側に位置する第１上流路５２ａは、その後端部近傍において、第３下流路５２ｃに連通している。

　ここで、第１下流路５２ｂは、第１上流路５２ａと同様に左右一対の通路として構成されており、上方向に向かって略ストレートに延びている。各第１下流路５２ｂは、クロスヘッドピン４１の上面４１ａに開口している。そうして開口した各第１下流路５２ｂは、図４に示すように、ピストン棒２１に設けたピストン側油路２１ｂに連通している。各第１下流路５２ｂはまた、IX－IX断面上に配置されている。すなわち、各第１下流路５２ｂと、ピストン側油路２１ｂと、クランク側油路２５ｂと、は同一平面上に配置されるようになっている（図４を参照）。

　第３下流路５２ｃは、斜め上方向に向かって放射状に延びており、クロスヘッドピン４１における上側の外面に開口している。この第３下流路５２ｃは、ピストン側油路２１ｂには連通しておらず、ガイドシュー４２等を潤滑するように、潤滑油を吐出する。

　一方、第２分岐路５３は、導入路５１に接続されかつピン軸方向に延びる第２上流路５３ａと、第２上流路５３ａから連続して延びかつ連接棒２５に向かって延びる第２下流路５３ｂと、を有している。

　詳しくは、第２上流路５３ａは、第１上流路５２ａと同様に左右一対の通路として構成されており、ピン軸方向としての前後方向に沿って略ストレートに延びている。各第２上流路５３ａは、クロスヘッドピン４１の中心軸よりも下側に配置されている。

　図７～図９に示すように、各第２上流路５３ａは、前後方向における前側の部位（図６のVIII－VIII断面に相当）において、下側の下流側導入路５１ｂに連通している。また、図９に示すように、各第２上流路５３ａは、前後方向における中央部（図６のIX－IX断面に相当）において、第２下流路５３ｂの上端部と連通している。

　ここで、第２下流路５３ｂは、第２上流路５３ａと同様に左右一対の通路として構成されており、斜め下方向に向かって放射状に延びている。各第２下流路５３ｂは、クロスヘッドピン４１における下側の外面に開口している。そうして開口した各第２下流路５３ｂは、図４に示すように、軸受シェル４４に設けた複数の貫通孔４４ａを介してクランク側油路２５ｂに連通している。

　さらに詳しくは、第２下流路５３ｂは、少なくともIX－IX断面視においては、軸受シェル４４の周方向中央部ではなく、その外縁側の部位（周方向中央部に比して、外縁寄りの部位）を指向するように延びている。つまり、第２下流路５３ｂは、下方向に対して若干傾斜して延びており、その結果、既に説明したように斜め下方向に向かって延びることになる。

　なお、各第２下流路５３ｂは、各第１下流路５２ｂと同様にIX－IX断面上に配置されている。すなわち、各第２下流路５３ｂと、ピストン側油路２１ｂと、クランク側油路２５ｂと、各第２下流路５３ｂとは、同一平面上に配置されるようになっている（図４を参照）。

　そして、第１分岐路５２は、少なくともIX－IX断面視においては、上方に向かって延びている。一方、第２分岐路５３は、同断面視において斜め下方に向かって延びている。その結果、第１分岐路５２と第２分岐路５３とは、少なくともピストン棒２１および連接棒２５を通過する断面視においては、互いに離れる方向に延びることになる。

　このように構成した結果、第１分岐路５２および前記第２分岐路５３は、ピストン棒２１および連接棒２５を通過する断面視においては、互いに連通しないように区画される。すなわち、図９に示すIX－IX断面視において、第１分岐路５２と前記第２分岐路５３とは、互いに独立した通路として構成されるようになっている。

　具体的に、第１上流路５２ａと第２上流路５３ａとは、図８に示すように、導入路５１を介して間接的に連通している。対して、第１下流路５２ｂと第２下流路５３ｂとは、図９に示す断面上では、直接的な連通はおろか、間接的にさえも連通しないように区画されている。

　潤滑通路５０はさらに、クロスヘッドピン４１の中心軸を通過する中央通路５４と、中央通路５４に連通する戻り通路５５と、を有している。

　詳しくは、中央通路５４は、クロスヘッドピン４１の中心軸を通過するように、前後方向に延設されている。中央通路５４の前後一側には不図示の装置が接続されており、潤滑油を吐出することができるようになっている。

　一方、戻り通路５５は、中央通路５４における前後方向の中央部から上方に向かって延びており、クロスヘッドピン４１の上面４１ａに開口している。戻り通路５５は、ピストン側油路２１ｂに連通している。戻り通路５５は、ピストン１５を冷却してクロスヘッド４０側に戻ってきた潤滑油が流れる通路である。

　（４）潤滑油の分配について
　図１１はクロスヘッドの従来例を例示する図３対応図であり、図１２は従来例のクロスヘッドを例示する図４対応図である。図１１～図１２に示すクロスヘッド１４０は、前記実施形態に類似したクロスヘッドピン１４１、軸受１４３および軸受シェル１４４を備えているものの、このクロスヘッドピン１４１に設けられる潤滑通路１５０は、前述の実施形態とは異なる構成とされている。

　すなわち、図１１～図１２に示す潤滑通路１５０は、クロスヘッドピン１４１の外面に開口した導入路１５１と、この導入路１５１に連通した分岐路１５２と、を備えている。

　具体的に、導入路１５１は、上下方向に延びる上流側導入路１５１ａと、この上流側導入路１５１ａに連通しかつ左右方向に延びる下流側導入路１５１ｂと、を有している。

　一方、分岐路１５２は、左右一対の構成とされており、下流側導入路１５１ｂに連通しかつ前後方向に延びる上流路１５２ａと、上流路１５２ａから連続しかつ上下方向に延びる下流路１５２ｂと、を有している。

　図１２に示すように、左右の下流路１５２ｂのうち、右側に位置する一方の通路は、上流路１５２ａから上方に向かって延びていて、クロスヘッドピン１４１の上面に開口している。対して、左側の下流路１５２ｂは、上流路１５２ａとの連通部から上方および下方に向かって延びていて、クロスヘッドピン１４１を上下方向に貫通している。

　よって、図１２に示す断面で見たとき、ピストン棒１２１に設けた油路１２１ｂと、連接棒１２５に設けた油路１２５ｂとは、左側の下流路１５２ｂを介して上下に繋がることになる。

　しかしながら、図１２に示すように、ピストン棒１２１側の油路１２１ｂと、連接棒１２５側の油路１２５ｂとが上下に繋がってしまうと、潤滑油をバランスよく分配する上で支障を来たし得ることに、本願発明者らは気付いた。

　すなわち、クロスヘッドピン１４１から、連接棒１２５側の油路１２５ｂへ向かって流れる潤滑油は、ピストン１５が上下動する際の慣性力に起因して、上方へと引っ張られることになる（図１２の矢印Ｆを参照）。前記従来例のように構成した場合、そうして引っ張られた潤滑油が、ピストン棒１２１側の油路１２１ｂに流入する可能性がある。この場合、連接棒１２５側の油路１２５ｂを流れる潤滑油に対してピストン棒１２１側の油路１２１ｂを流れる潤滑油が多量になり、連接棒１２５側を流れる潤滑油が負圧になり得ることを本願発明者らは見出した。

　また一般に、連接棒１２５の上端部には、クロスヘッドピン１４１を支持する軸受１４３および軸受シェル１４４が設けられることになるものの、連接棒１２５側を流れる潤滑油が少量になると、これらの部品が十分に潤滑されない虞があるため不都合である。

　これに対し、前記実施形態によれば、図３に示すように、クロスヘッドピン４１の潤滑通路５０に流入した潤滑油は、導入路５１を流れた後、第１分岐路５２と、第２分岐路５３と、に分配される。図４に示すように、第１分岐路５２および第２分岐路５３は、ピストン棒２１および連接棒２５を通過する断面視においては、互いに連通しない。

　そのため、少なくとも前記断面で見たときには、第１分岐路５２に連通するピストン側油路２１ｂと、第２分岐路５３に連通するクランク側油路２５ｂと、が上下に繋がらないようになる。その結果、慣性力に起因して上方へと引っ張られた潤滑油が、ピストン側油路２１ｂに流入するのを抑制することでき、連接棒２５、軸受４３および軸受シェル４４側を流れる潤滑油が負圧になるのを抑制することが可能となる。

　このように、前記実施形態によれば、クロスヘッドピン４１を通じて供給される潤滑油を、ピストン側油路２１ｂと、クランク側油路２５ｂとにバランスよく分配することができる。

　また、図９に示すように、第１下流路５２ｂと第２下流路５３ｂとを互いに離れる方向に延設することで、第１分岐路５２と第２分岐路５３とが互いに連通しないように構成する上で有利になる。このことは、潤滑油をバランスよく分配する上で有効である。

　また、図４に示すように、連接棒２５の上端部２５ａには、クロスヘッドピン４１を支持する軸受４３が設けられることになる。この軸受４３とクロスヘッドピン４１との間には軸受シェル４４が設けられる。軸受シェル４４に設けた貫通孔４４ａを通じて、潤滑油が供給される。この貫通孔４４ａは、クランク側油路２５ｂに連通しているため、連接棒２５側を流れる潤滑油が少量になると、軸受４３および軸受シェル４４が十分に潤滑されない虞がある。

　対して、前記実施形態に係る構成は、潤滑油をバランスよく分配することができるため、軸受４３および軸受シェル４４を十分に潤滑することができる。

　一般に、クロスヘッドピン４１の直下には、軸受シェル４４の内周面の中央部が位置することになる。この部位には、他の部位に比して大きな荷重がかかる。そうした部位においては、潤滑油を薄膜状にすることが有効である。潤滑油を過度に供給してしまっては、薄膜状とならず、かえって不利になる。

　対して、図３に示すように、第２分岐路５３は、軸受シェル４４の中央部ではなく外縁側の部位を指向しているため、その中央部においては、潤滑油の過度の供給が避けられる。これにより、潤滑油を薄膜状とするのに有利となる。

１　　　エンジン（クロスヘッド式内燃機関）
２１　　ピストン棒
２１ａ　ピストン棒の下端部
２１ｂ　ピストン側油路（ピストン棒内に設けた油路）
２５　　連接棒
２５ａ　連接棒の上端部
２５ｂ　クランク側油路（連接棒内に設けた油路）
４０　　クロスヘッド
４１　　クロスヘッドピン
４３　　軸受
４４　　軸受シェル
４４ａ　貫通孔
５０　　潤滑通路
５１　　導入路
５２　　第１分岐路
５２ａ　第１上流路
５２ｂ　第１下流路
５３　　第２分岐路
５３ａ　第２上流路
５３ｂ　第２下流路

Claims (6)

1. 　ピストン棒および連接棒を連結するクロスヘッドであって、
   　前記ピストン棒の下端部に取り付けられ、該下端部に対して前記連接棒を回動させるクロスヘッドピンと、
   　前記クロスヘッドピンに設けられ、該クロスヘッドピンから前記ピストン棒および前記連接棒へ潤滑油を分配する潤滑通路と、を備え、
   　前記潤滑通路は、
   　　前記クロスヘッドピンの外面から内部へと延びる導入路と、
   　　前記導入路から分岐して延び、前記ピストン棒内に設けた油路に連通する第１分岐路と、
   　　前記導入路から分岐して延び、前記連接棒内に設けた油路に連通する第２分岐路と、を有し、
   　前記第１分岐路および前記第２分岐路は、前記ピストン棒および前記連接棒を通過する断面視においては、互いに連通しないように区画される
   ことを特徴とするクロスヘッド。
2. 　請求項１に記載されたクロスヘッドにおいて、
   　前記第１分岐路および前記第２分岐路は、前記ピストン棒および前記連接棒を通過する断面視においては、互いに離れる方向に延びる
   ことを特徴とするクロスヘッド。
3. 　請求項１又は２に記載されたクロスヘッドにおいて、
   　前記連接棒の上端部に設けられ、前記クロスヘッドピンを支持する軸受と、
   　前記軸受と、前記クロスヘッドピンの下半部との間に配置される軸受シェルと、を備え、
   　前記軸受シェルには、前記連接棒内に設けた油路に連通する貫通孔が設けられている
   ことを特徴とするクロスヘッド。
4. 　請求項３に記載されたクロスヘッドにおいて、
   　前記第２分岐路は、前記ピストン棒および前記連接棒を通過する断面視においては、前記軸受シェルにおける外縁側の部位を指向するように延びる
   ことを特徴とするクロスヘッド。
5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載されたクロスヘッドにおいて、
   　前記第１分岐路は、
   　　前記導入路に接続され、前記クロスヘッドピンのピン軸方向に延びる第１上流路と、
   　　前記第１上流路から連続し、前記ピストン棒に向かって延びる第１下流路と、を有し、
   　前記第２分岐路は、
   　　前記導入路に接続され、前記ピン軸方向に延びる第２上流路と、
   　　前記第２上流路から連続し、前記連接棒に向かって延びる第２下流路と、を有し、
   　前記第１上流路および前記第２上流路は、前記導入路を介して連通するように区画され、
   　前記第１下流路および前記第２下流路は、前記ピストン棒および前記連接棒を通過する断面視においては、互いに連通しないように区画される
   ことを特徴とするクロスヘッド。
6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載されたクロスヘッドを備える
   ことを特徴とするクロスヘッド式内燃機関。

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