JP5713628B2

JP5713628B2 - 架構

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Publication number: JP5713628B2
Application number: JP2010248520A
Authority: JP
Inventors: 剛門脇; 信幸國弘
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2030-11-05
Also published as: CN103026039A; WO2012060144A1; CN103026039B; JP2012097715A; KR20130040225A; KR101413335B1

Description

本発明は、舶用等の大型ディーゼルエンジンを構成する架構に関するものである。

舶用等の大型ディーゼルエンジンを構成する架構としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。

特開２００１−２８９１１４号公報

また、舶用等の大型ディーゼルエンジンを構成する架構としては、図５に示すようなものも知られている。図５に示す架構３１は、シリンダ間を仕切る中央仕切り板１１と、その両側に配置されたカム側の隔壁１２（図２参照）と排気側の隔壁１３（図２参照）を有している。クロスヘッド４（図１参照）から受ける水平方向のスラスト力は、中央仕切り板１１からガイドバー（摺動板）１４を通して隔壁１２，１３に伝わる構造となっている。中央仕切り板１１とガイドバー１４、ガイドバー１４と天板１５、ガイドバー１４と天板１６は、それぞれ溶接によって接合されている。隔壁１２，１３とガイドバー１４は、架構３１に働く筒内圧やスラスト荷重等の荷重による変形を抑制する部材として働く。隔壁１２の上にある天板１５、および隔壁１３の上にある天板１６には、タイボルト１０（図１参照）が貫通するタイボルト穴１７が１４個ずつ設けられている（図２参照）。
なお、図５において後述する実施形態と同一の部材には、後述する実施形態と同一の符号を付している。

そして、図５に示すように、ガイドバー１４と天板１５との（溶接）接合部近傍、およびガイドバー１４と天板１６との接合部近傍、すなわち、タイボルト穴１７の近傍に位置する天板１５，１６には、半径Ｒ１を有するアール部３２がそれぞれ設けられている。アール部３２は、天板１５，１６の内側から対向する天板１６，１５に向かって突出するとともに、ガイドバー１４の外側面１４ａが接合される突出部（舌片部）１９の側面１９ａおよびガイドバー１４の側面１４ｂと同一平面上に、その始点が位置し、タイボルト穴１７に近づくことなく天板１５，１６の外方（外側面１５ｂ，１６ｂの方）およびタイボルト穴１７から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描いた後、天板１５，１６の内側面１５ａ，１６ａと同一平面上に、その終点が位置するように形成されている。
なお、一方のガイドバー１４の側面１４ｂおよび突出部１９の側面１９ａと、他方のガイドバー１４の側面１４ｂおよび突出部１９の側面１９ａと、中央仕切り板１１の表面１１ａとは、互いに平行をなし、ガイドバー１４の外側面１４ａと、ガイドバー１４の内側面１４ｃと、天板１５，１６の内側面１５ａ，１６ａと、天板１５，１６の外側面１５ｂ，１６ｂとは、互いに平行をなしている。

しかしながら、図５に示すようなアール部３２を有するものでは、アール部３２、ガイドバー１４と天板１５（より詳しくは、天板１５の突出部１９）との接合部、ガイドバー１４と天板１６（より詳しくは、天板１６の突出部１９）との接合部に応力が集中し、アール部３２やこれら接合部に亀裂が生じるおそれがあった。

そこで、図６に示すように、アール部４２の半径をＲ１よりも大きいＲ２として、アール部４２、ガイドバー１４と天板１５との接合部、ガイドバー１４と天板１６との接合部に集中する応力を低減させようとする架構４１も考えられているが、このような架構４１では、天板外径幅（天板１５の外側面１５ｂと天板１６の外側面１６ｂとの距離）Ｌが、架構３１よりも大きくなり、ディーゼルエンジンの小型化および軽量化の観点から好ましくない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ディーゼルエンジンの大型化および重量化を招くことなく、タイボルト穴の近傍に位置する天板、およびガイドバーと天板との接合部に集中する応力を低減させることができ、これら天板および接合部に亀裂が生じるのを防止することができる架構を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る架構は、シリンダ間を仕切る中央仕切り板と、その両側に配置されたカム側の隔壁および排気側の隔壁と、前記中央仕切り板と前記カム側の隔壁および前記排気側の隔壁のそれぞれの上側に配置されるとともに、タイボルト穴の形成される位置で内方へ突出する突出部が形成された一対の天板と、を備えた架構であって、前記突出部の両端に切欠部が設けられており、前記切欠部は、前記突出部の側面に位置する始点から前記タイボルト穴に近づくことなく前記天板の外方および前記タイボルト穴から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描いた後に前記天板の内方および前記タイボルト穴から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描いて前記天板の内側面に位置する終点に至るように形成されている。

本発明に係る架構は、シリンダ間を仕切る中央仕切り板と、その両側に配置されたカム側の隔壁および排気側の隔壁と、前記中央仕切り板と前記カム側の隔壁および前記排気側の隔壁のそれぞれの上側に配置されるとともに、タイボルト穴の形成される位置で内方へ突出する突出部が形成された一対の天板と、を備えた架構であって、前記突出部の両端に切欠部が設けられており、前記切欠部は、前記突出部の側面に位置する始点から前記タイボルト穴に近づくようにして前記天板の外方に向かって１／４円弧を描いた後に前記天板の外方および前記タイボルト穴から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描き、更に前記天板の内方および前記タイボルト穴から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描いて前記天板の内側面に位置する終点に至るように形成されている。

本発明に係る架構によれば、切欠部を設けることによりタイボルト穴の近傍に位置する天板が柔構造となるので、タイボルト穴の近傍に位置する天板、およびガイドバーと天板との接合部に集中する応力を低減させる（切欠部に沿って分散させる）ことができ、これら天板および接合部に亀裂が生じるのを防止することができる。

本発明に係るディーゼルエンジンは、上記いずれかの架構を具備している。

本発明に係るディーゼルエンジンによれば、タイボルト穴の近傍に位置する天板、およびガイドバーと天板との接合部に集中する応力を低減させる（切欠部に沿って分散させる）ことができ、これら天板および接合部に亀裂が生じるのを防止することができる架構を具備しており、これにより、ディーゼルエンジンの信頼性を向上させることができる。

本発明に係る架構によれば、ディーゼルエンジンの大型化および重量化を招くことなく、タイボルト穴の近傍に位置する天板、およびガイドバーと天板との接合部に集中する応力を低減させることができ、これら天板および接合部に亀裂が生じるのを防止することができるという効果を奏する。

本発明に係る架構を具備した舶用等の大型ディーゼルエンジンの構造例を示す縦断面図である。本発明の第１実施形態に係る架構の斜視図である。図２の要部を拡大して示した平面図である。本発明の第２実施形態に係る架構の要部を拡大して示した平面図である。従来の架構の要部を拡大して示した平面図である。図５に示す架構の、タイボルト穴の近傍に位置する天板、およびガイドバーと天板との接合部に集中する応力を低減させるために考案された架構の要部を拡大して示した平面図である。

以下、本発明の第１実施形態に係る架構について、図１から図３を参照しながら説明する。図１は本発明に係る架構を具備した舶用等の大型ディーゼルエンジンの構造例を示す縦断面図、図２は本実施形態に係る架構の斜視図、図３は図２の要部を拡大して示した平面図である。

図１に示すように、大型ディーゼルエンジン（クロスヘッド型ディーゼルエンジン）Ｅは、大きく分けて３つの部分からなる。１つ目はシリンダ２とピストン３等を収納するジャケット１、２つ目はピストン３の爆発による力をクランク軸８に伝導する連接棒７等を収納する架構６、３つ目は得られた動力をプロペラ等に伝えるクランク軸８を収納する台板９である。これらの台板９、架構６、およびジャケット１は、順次積み重ねられ、ジャケット１の上面から台板９の底面までエンジン全体を鉛直方向に貫通するタイボルト１０により締め付けられて組み立てられる。
図１において、符号５はガイドバー（摺動板）で、これに沿ってクロスヘッド４が上下するようになっている。

架構６は、図２に示すように、シリンダ間を仕切る中央仕切り板１１と、その両側に配置されたカム側の隔壁１２と排気側の隔壁１３を有している。クロスヘッド４から受ける水平方向のスラスト力は、中央仕切り板１１からガイドバー（摺動板）１４を通して隔壁１２，１３に伝わる構造となっている。中央仕切り板１１とガイドバー１４、ガイドバー１４と天板１５、ガイドバー１４と天板１６は、それぞれ溶接によって接合されている。隔壁１２，１３とガイドバー１４は、架構６に働く筒内圧やスラスト荷重等の荷重による変形を抑制する部材として働く。隔壁１２の上にある天板１５、および隔壁１３の上にある天板１６には、タイボルト１０（図１参照）が貫通するタイボルト穴１７が１４個ずつ設けられている。
なお、このように構成された架構６では、シリンダ筒内圧、およびクロスヘッド４からのサイドスラスト力を受ける。そのため、中央仕切り板１１の上端・下端付近で高応力が発生しやすい傾向にある。

また、図３に示すように、ガイドバー１４と天板１５との（溶接）接合部近傍、およびガイドバー１４と天板１６との接合部近傍、すなわち、タイボルト穴１７の近傍に位置する天板１５，１６には、平面視半円状を呈する切欠部１８がそれぞれ設けられている。切欠部１８は、天板１５，１６の内側から対向する天板１６，１５に向かって突出するとともに、ガイドバー１４の外側面１４ａが接合される突出部（舌片部）１９の側面１９ａおよびガイドバー１４の側面１４ｂと同一平面上に、その始点が位置し、タイボルト穴１７に近づくことなく天板１５，１６の外方（外側面１５ｂ，１６ｂの方）およびタイボルト穴１７から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描き、天板１５，１６の内方（内側面１５ａ，１６ａの方）およびタイボルト穴１７から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描いて、天板１５，１６の内方（内側面１５ａ，１６ａの方）およびタイボルト穴１７から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描いた後、天板１５，１６の内側面１５ａ，１６ａと同一平面上に、その終点が位置するように形成されている。
なお、一方のガイドバー１４の側面１４ｂおよび突出部１９の側面１９ａと、他方のガイドバー１４の側面１４ｂおよび突出部１９の側面１９ａと、中央仕切り板１１の表面１１ａとは、互いに平行をなし、ガイドバー１４の外側面１４ａと、ガイドバー１４の内側面１４ｃと、天板１５，１６の内側面１５ａ，１６ａと、天板１５，１６の外側面１５ｂ，１６ｂとは、互いに平行をなしている。

本実施形態に係る架構６によれば、切欠部１８を設けることによりタイボルト穴１７の近傍に位置する天板１５，１６が柔構造となるので、タイボルト穴１７の近傍に位置する天板１５，１６、およびガイドバー１４と天板１５，１６との接合部に集中する応力を低減させる（切欠部１８に沿って分散させる）ことができ、これら天板１５，１６および接合部に亀裂が生じるのを防止することができる。

本発明に係る架構の第２実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４は本実施形態に係る架構の要部を拡大して示した平面図である。
本実施形態に係る架構２１は、切欠部１８の代わりに、切欠部２２が設けられているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

図４に示すように、切欠部２２は、天板１５，１６の内側から対向する天板１６，１５に向かって突出するとともに、ガイドバー１４の外側面１４ａが接合される突出部（舌片部）１９の側面１９ａおよびガイドバー１４の側面１４ｂと同一平面上に、その始点が位置し、タイボルト穴１７に近づくようにして天板１５，１６の外方（外側面１５ｂ，１６ｂの方）に向かって１／４円弧を描き、天板１５，１６の外方（外側面１５ｂ，１６ｂの方）およびタイボルト穴１７から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描いて、天板１５，１６の内方（内側面１５ａ，１６ａの方）およびタイボルト穴１７から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描いた後、天板１５，１６の内方（内側面１５ａ，１６ａの方）に向かってガイドバー１４の側面１４ｂ、突出部１９の側面１９ａ、中央仕切り板１１の表面１１ａに平行となる直線を描いて、天板１５，１６の内側面１５ａ，１６ａと同一平面上に、その終点が位置するように形成されている。

本実施形態に係る架構２１によれば、タイボルト穴１７と切欠部２２との最短距離が第１実施形態の切欠部１８よりも短くなり、また、切欠部２２の湾曲した部分の長さが第１実施形態の切欠部１８よりも長くなるので、タイボルト穴１７の近傍に位置する天板１５，１６、およびガイドバー１４と天板１５，１６との接合部に集中する応力を第１実施形態のものよりも低減させる（切欠部２２に沿って分散させる）ことができ、これら天板１５，１６および接合部に亀裂が生じるのを防止することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更・変形が可能である。

６架構
１１中央仕切り板
１２隔壁
１３隔壁
１５天板
１６天板
１７タイボルト穴
１８切欠部
２１架構
２２切欠部
３１架構
４１架構
Ｅディーゼルエンジン

Claims

シリンダ間を仕切る中央仕切り板と、
その両側に配置されたカム側の隔壁および排気側の隔壁と、
前記中央仕切り板と前記カム側の隔壁および前記排気側の隔壁のそれぞれの上側に配置されるとともに、タイボルト穴の形成される位置で内方へ突出する突出部が形成された一対の天板と、
を備えた架構であって、
前記突出部の両端に切欠部が設けられており、
前記切欠部は、前記突出部の側面に位置する始点から前記タイボルト穴に近づくことなく前記天板の外方および前記タイボルト穴から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描いた後に前記天板の内方および前記タイボルト穴から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描いて前記天板の内側面に位置する終点に至るように形成されていることを特徴とする架構。
シリンダ間を仕切る中央仕切り板と、
その両側に配置されたカム側の隔壁および排気側の隔壁と、
前記中央仕切り板と前記カム側の隔壁および前記排気側の隔壁のそれぞれの上側に配置されるとともに、タイボルト穴の形成される位置で内方へ突出する突出部が形成された一対の天板と、
を備えた架構であって、
前記突出部の両端に切欠部が設けられており、
前記切欠部は、前記突出部の側面に位置する始点から前記タイボルト穴に近づくようにして前記天板の外方に向かって１／４円弧を描いた後に前記天板の外方および前記タイボルト穴から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描き、更に前記天板の内方および前記タイボルト穴から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描いて前記天板の内側面に位置する終点に至るように形成されていることを特徴とする架構。
シリンダ間を仕切る中央仕切り板と、
その両側に配置されたカム側の隔壁および排気側の隔壁と、
これら中央仕切り板および隔壁の上側に配置されるとともに、タイボルト穴の形成された天板と
を備えた架構であって、
前記タイボルト穴の近傍に位置する天板に、前記中央仕切り板が延びる方向において前記タイボルト穴が設けられる位置であって前記中央仕り板および前記天板のそれぞれに接合される摺動板の側面と同一平面上の位置を始点として前記タイボルト穴に近づくことなく前記天板の外方および前記タイボルト穴から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描いた後に前記天板の内方および前記タイボルト穴から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描いて延びる切欠部が設けられていることを特徴とする架構。
シリンダ間を仕切る中央仕切り板と、
その両側に配置されたカム側の隔壁および排気側の隔壁と、
これら中央仕切り板および隔壁の上側に配置されるとともに、タイボルト穴の形成された天板と
を備えた架構であって、
前記タイボルト穴の近傍に位置する天板に、前記中央仕切り板が延びる方向において前記タイボルト穴が設けられる位置を中心とした円弧を描く切欠部が設けられており、
前記切欠部は、前記中央仕切り板が延びる方向において前記中心よりも前記天板の内方の位置であって前記中央仕り板および前記天板のそれぞれに接合される摺動板の側面と同一平面上の位置を始点として前記タイボルト穴に近づくようにして前記天板の外方に向かって１／４円弧を描き、前記天板の外方および前記タイボルト穴から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描いて、前記天板の内方および前記タイボルト穴から遠ざかる方に向かって１／４円弧を描いて延びることを特徴とする架構。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の架構を具備してなることを特徴とするディーゼルエンジン。