(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジャケット、架構及び台板に連通して穿設されたタイボルト孔内にタイボルトを挿通しナットで締め付けて、前記ジャケット、架構及び台板を一体に固定するとともに、前記タイボルトの外周とタイボルト孔の内周との間に形成されるタイボルト室内に潤滑油のような低粘度の粘性流体を封入してなる内燃機関において、
前記タイボルトの共振による振幅が最大となる部位の近傍に、一定長さの範囲において他の部位よりも外径を大きく形成した拡径部を設けて、前記タイボルトの外周とタイボルト孔の内周との隙間が他の部位よりも局部的に小さくなるように小隙間部を形成し、タイボルトが共振したときに、前記小隙間部における粘性流体の面圧を高めることで、タイボルトに前記共振による過大振幅が減少せしめるように構成したことを特徴とする内燃機関のタイボルト構造。
【請求項２】
前記拡径部がタイボルト外周に環状のブッシュを圧入して構成されている請求項１記載の内燃機関のタイボルト構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は大型ディ−ゼル機関等、ジャケット、架構及び台板を長尺のタイボルトで一体に締め付けてなる内燃機関におけるタイボルト構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クロスヘッド式大型ディ−ゼル機関においては、機関の全高がきわめて大きいことから、ジャケット、架構及び台板を共通に貫通されるタイボルトにて締め付けて一体化して所要剛性を維持している。
図１０はかかるタイボルトを備えたクロスヘッド式大型ディ−ゼル機関の１例を示す。
図１０において、２はピストン、３はクロスヘッド、５はクランク軸、２２は燃焼室で、該燃焼室２２内の爆発力Ｐはピストン２、ピストン棒１クロスヘッド３及び連接棒４を介してクランク軸５へ伝達され、該クランク軸５の軸端より機関出力として取り出される。
【０００３】
６はジャケット、８は架構、７は台板であり、該ジャケット６、架構８及び台板７は、これらに穿設されたタイボルト孔２４に挿通されるタイボルト９のナット２３及び２６を締め付けることにより一体化され剛性が向上せしめている。
このタイボルト９は図１０に示されるように、シリンダの両側に各１本、軸方向にはシリンダの間毎及び第１列シリンダと最終列シリンダの両側に設けられている。
【０００４】
図１１は前記クロスヘッド式大型ディ−ゼル機関におけるタイボルト構造の従来の一例を示す。
図１１において１１はタイボルト室で、前記タイボルト９の外周９ｃと、ジャケット６、架構８及び台板７に同心にかつ同一径にて穿設されたタイボルト孔２４の内周との間に形成され、その内部には粘性流体１２としての機関の潤滑油が供給されている。
２３、２６は前記タイボルト９の両端を締め付けるためのナットである。また１０はオイルパンである。
【０００５】
かかるタイボルト構造を有する大型ディ−ゼル機関の運転時において、図１０に示すように、燃焼室２２内の爆発力Ｐの反力Ｐ1 は、シリンダジャケット６に作用し、該ジャケット６、架構８及び台板７を互いに引き離そうとする力として上向きに作用し、このＰ1 をタイボルト９が受け持つことになる。従ってタイボルト９には前記Ｐ1 に相当する引張応力が静的応力として作用している。
【０００６】
一方、かかる大型ディ−ゼル機関においては、機関の高さが大なるため水平方向の機関振動が大きく、このためかかる水平方向振動が前記タイボルト９に作用して、該タイボルト９は水平方向に共振し易くなり、この共振が発生すると、共振による繰返し曲げ応力が前記静的な引張応力（平均応力）に重畳される。
従ってかかる大型ディ−ゼル機関においては、このような水平方向振動による共振の発生を防止するため、前記のようにタイボルト室１１内に粘性流体１２を供給して、これの粘性摩擦抵抗により振動を減衰せしめている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
タイボルト９は、機関の組立後、納入先への発送時に一旦分解したり、機関の使用中においても定期的なメンテナンス工事等のためこれを取り外すことがある。
従って、その際における粘性流体１２の排出や再注入のため、かかる大型ディ−ゼル機関においては、ある程度粘度の低い、即ち振動減衰効果の低い粘性流体１２を使用せざるを得ないのが現状である。
また、前記粘性流体１２は、洩出や蒸発等によりその量が自然に減少しない様に、配慮することが必要であり、また一方で、粘性流体が機関内部に洩出しても、これが機関の運転に悪影響を与えないものであることを要する。
【０００８】
然して、図１１に示す従来技術に係るタイボルト構造を備えた大型ディ−ゼル機関においては、前述の様な事情に鑑み、粘性流体１２として機関の潤滑油がタイボルト室１１内に供給されているが、かかる潤滑油は粘度が低いため、次に示すように、十分な振動減衰作用をなすことができない。
即ち、図１２にはタイボルト９が共振している状態を示す。図１２（Ａ）に示すように、タイボルト９が機関の水平方向振動ｆを受けて、図１２の（Ｂ）におけるＷに示すように共振しようとした場合、図１２（Ａ）のＸ−Ｘ矢視図である（Ｃ）に示すように、タイボルト９はタイボルト室１１の壁に接近する方向に動く。このため、両者の間に挟まれた粘度の低い潤滑油１２ａは大きなすきまＡ1 を通って容易に反対側へ流出してしまい、タイボルト９を反対側へ押し返す面圧Ｆ1 は小さい。
従って、かかる大型ディ−ゼル機関においては、前記すきまＡ1 からの粘性流体（潤滑油）１２ａの流出のため、タイボルト９の水平方向振動を十分に減衰させることが困難となり、このため切損が発生することが多々ある。
【０００９】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、潤滑油のような低粘度の粘性流体としても、タイボルトの振動が充分に減衰されて、共振によるタイボルトの破損の発生を防止し得る内燃機関のタイボルト構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、ジャケット、架構及び台板に連通して穿設されたタイボルト孔内にタイボルトを挿通しナットで締め付けて、前記ジャケット、架構及び台板を一体に固定するとともに、前記タイボルトの外周とタイボルト孔の内周との間に形成されるタイボルト室内に潤滑油のような低粘度の粘性流体を封入してなる内燃機関において、
前記タイボルトの共振による振幅が最大となる部位の近傍に、一定長さの範囲において他の部位よりも外径を大きく形成した拡径部を設けて、前記タイボルトの外周とタイボルト孔の内周との隙間が他の部位よりも局部的に小さくなるように小隙間部を形成し、タイボルトが共振したときに、前記小隙間部における粘性流体の面圧を高めることで、タイボルトに前記共振による過大振幅が減少せしめるように構成したことを特徴とし、例えば前記拡径部がタイボルト外周に環状のブッシュを圧入して構成されていることを特徴とする。
【００１１】
かかる発明によれば、タイボルトが水平方向振動による共振を生起すると、タイボルトの外周とタイボルト孔の内周との隙間が局部的に狭くなっているタイボルトの拡径部では、タイボルトが前記共振により水平方向に変位するとき、粘性流体がこの狭い隙間部を通過する際に大きな抵抗力を受ける。かかる抵抗力によって前記隙間部に高い面圧が発生し、この面圧は該隙間を縮小せしめようとする。上記変位を止める方向に作用し、前記共振による過大振幅が減少せしめられる。
従ってかかる発明によれば、粘性流体に低粘度の機関用潤滑油を使用しても高粘性流体と同等に大きな振動減衰効果が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１３】
図１乃至図３は本発明の第１実施形態を示し、図１はタイボルト取付部の縦断面図、図２は図１のＺ部拡大図、図３は作用説明図である。
また図１０は本発明が適用される大型ディ−ゼル機関のタイボルト装着部近傍の構成図である。
図１０において、２はピストン、３はクロスヘッド、５はクランク軸、２２は燃焼室であり、該燃焼室２２内の爆発力Ｐは、ピストン２、ピストン棒１クロスヘッド３及び連接棒４を介してクランク軸５へ伝達され、該クランク軸５の軸端より機関出力として取り出される。
【００１４】
６はジャケット、８は架構、７は台板であり、該ジャケット６、架構８及び台板７は、これらに穿設されたタイボルト孔２４に挿通されるタイボルト９のナット２３及び２６を締め付けることにより一体化され剛性が向上せしめられている。
このタイボルト９は図１０に示されるように、シリンダの両側に各１本、軸方向にはシリンダの間毎及び第１列シリンダと最終列シリンダの両側に設けられている。
以上の基本構成は従来技術と同様である。
【００１５】
本発明の第１実施形態を示す図１及び図２において、１１はタイボルト室で、前記タイボルト９の外周９ｃと、ジャケット６、架構８及び台板７に同心にかつ同一径にて穿設されたタイボルト孔２４の内周との間に形成され、その内部には粘性流体１２としての機関の潤滑油が供給されている。
２３、２６は前記タイボルト９の両端を締め付けるためのナットである。また１０はオイルパンである。
【００１６】
前記タイボルト９は、Ｚの中間部の共振による振幅が最大となる部位の近傍に、一定長さの範囲において他の部位よりも外径を大きく形成した拡径部９ａを備えている。図２に示すように、この拡径部９ａの外周９ｂとタイボルト孔２４の内周との隙間Ａは、他の部位よりも局部的に充分に小さく形成される。
【００１７】
かかる構造を有するタイボルト９を備えた大型ディ−ゼル機関の動作について、図３を参照して説明する。
タイボルト９が水平方向の機関振動ｆを受けて図３（Ｂ）に示すＷ1 のようなモ−ドで共振しようとした際において、タイボルト９は図３（Ａ）のＸ−Ｘ矢視図である（Ｃ）に示すようにタイボルト室１１の内面つまりタイボルト孔２４の内周面に接近する方向に変位し、該タイボルト９とタイボルト孔２４とが接近する。
【００１８】
本発明の実施形態においてはタイボルト９に拡径部９ａが形成されているので、図３（Ｃ）に示すように、上記水平方向変位によって前記タイボルト室１１内の粘性流体１２が該拡径部９ａの外周９ｂとタイボルト孔２４の内周との隙間Ａを通って流出しようとする。
この際において、前記微小隙間Ａを粘性流体１２が流出するときの抵抗により面圧Ｆが発生する。
この面圧Ｆがタイボルト９を振動する方向と反対方向に押し返す力となり、これによってタイボルト９の振動が抑制される。これにより、機関用潤滑油のような粘度の低い粘性流体であっても、上記隙間Ａの量を調整することにより、充分に大きな振動減衰効果が得られる。
【００１９】
図４及び図５は本発明の第２実施形態を示す。
この実施形態においては、タイボルト９は等径として、該タイボルト９の前記第１実施形態（図１及び図２）における拡径部９ａと同一部位の外周に環状のブッシュ１４を圧入している。
このブッシュ１４は銅合金、アルミニウム合金等の比較的軟質の金属、あるいは樹脂材によって構成される。この場合、ブッシュ１４の外周１４ａとタイボルト孔２４の内周との間に形成される微小隙間Ａの量は前記第１実施形態と同程度とする。
【００２０】
かかる第２実施形態においては、前記第１実施形態のようにタイボルト９の素材径を大きくすることなく、簡単な形状のブッシュ１４を別途製作して圧入するのみで拡径部を構成することができるので、低コストとなる。
また、タイボルト９に過大な水平方向振幅が発生した際においては、軟質材料から成るブッシュ１４がタイボルト孔２４に接触しこれが保護部材の役目を果たすので、タイボルト９の表面が損傷することは無い。
【００２１】
図６及び図７は本発明の比較形態を示す。
この実施形態においては、タイボルト９は等径とし、タイボルト孔２４の一部に一定の長さに亘って内径を縮小した縮径部２５を設けている。
前記縮径部２５の長手方向位置は、前記第１実施形態における拡径部９ａと同一部位とする。また、該縮径部２５の内周２５ａとタイボルト９の外周９ｃとの間の微小隙間Ａの量は前記第１実施形態と同程度とする。
この実施形態においては、タイボルト９の外周に前記縮径部２５に対応する位置よりも上方に振れ止め用ブッシュ（図示省略）を嵌着した場合には、該縮小部２５がブッシュの落下防止のためのストッパの機能をなす。
【００２２】
図８及び図９は本発明の第３実施形態を示す。
この実施形態は、図４及び図５に示す第２実施形態と、図６及び図７に示す比較形態とを組合せたもので、タイボルト９の外周にブッシュ１４を圧嵌するとともに、タイボルト孔２４の内周に縮径部２５を設けている。
この場合は、前記第２実施形態及び比較形態の効果を併せ備える。
【００２３】
尚、図４乃至図９に示す第２乃至第３実施形態及び比較形態において、第１実施形態と同一の部材はこれと同一の符号にて示す。
【００２４】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、タイボルトの外周とタイボルト孔の内周との間の隙間をタイボルトの長さ方向において局部的に小さく構成したので、粘度の小さい粘性流体であっても、該粘性流体がこの微小隙間を通過する際に、タイボルトの振動方向と逆方向の大きな抵抗力が発生し、この抵抗力によって振動を減衰せしめることができる。
【００２５】
これにより、粘性流体に低粘度の潤滑油を使用しても高粘性流体と同等の大きな振動減衰効果を得ることができ、共振によるタイボルトの切損の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る大型ディ−ゼル機関用タイボルト構造を示す縦断面図である。
【図２】  図１のＺ部拡大図である。
【図３】  上記第１実施形態における作用説明図である。
【図４】  本発明の第２実施形態を示す図１に対応する図である。
【図５】  図４のＺ部拡大図である。
【図６】  本発明の比較形態を示す図１に対応する図である。
【図７】  図６のＺ部拡大図である。
【図８】  本発明の第３実施形態を示す図１に対応する図である。
【図９】  図８のＺ部拡大図である。
【図１０】  大型ディ−ゼル機関におけるタイボルト取付構造を示す構成図である。
【図１１】  従来の大型ディ−ゼル機関用タイボルト取付構造を示す図１に対応する図である。
【図１２】  図１１に示す従来技術における作用説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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