(57)【要約】フレキシブルな接続を介してシステム油を受ける軸方向の孔（５）を備えるクロスヘッドジャーナル（４）を有する、大きめに設計されたクロスヘッド軸受（１）を提供する。システム油は、ピストン、クロスヘッドの軸受面、およびクランクピン軸受に供給される。少なくとも２つの軸方向の潤滑溝（２２）は、下部軸受面に配置される。該少なくとも２つの軸方向の潤滑溝（２２）間の軸受面は、分断されることも、歪められることもない。【選択図】図１
2007532845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大型2サイクルエンジン用クロスヘッド軸受(1)であって、
コネクティングロッド(7)と一体の軸受サドル(11)と、
前記軸受サドル(11)に支持される単一の軸受面を有する下部軸受シェル(12)と、
前記下部軸受シェル(12)の軸受面、または前記下部軸受シェル(12)に面するジャーナル(4)の表面に少なくとも2つ設けられる、軸方向の潤滑溝または潤滑用開口部を成す軸方向のライン(22)と、
前記軸受サドル(11)に固定される軸受キャップ(6)とを備え、
前記軸受は、クロスヘッドジャーナル(4)の周りに回動可能であり、前記ジャーナルには、圧力下で供給される潤滑油を連通させるための軸方向の孔(5)が形成されると共に、前記軸方向の孔(5)から前記軸受キャップ(6) に連関する前記ジャーナルの表面へと前記軸方向の孔(5)に対して実質的に横方向に延びる孔(15)であって、作動中の前記コネクティングロッド(7)の揺動の少なくとも一部において、前記下部軸受シェル(12)の前記軸方向の潤滑溝(22)に達する少なくとも1つの流路(16, 18, 19, 20, 20', 21)と連通するように配される、少なくとも1つの径方向の孔(15)が形成され、
それによって、前記流路(16, 18, 19, 20, 20', 21)は、前記軸方向の孔(5)から、前記軸受面に実質的に隣接し、及び／又は前記軸受シェルの上部または下部のいずれかの背面に実質的に隣接する、前記軸方向の潤滑溝(22)又は潤滑用開口部のラインへと達する、クロスヘッド軸受。
【請求項２】
前記流路(16, 18, 19, 20, 20', 21)は、前記軸受キャップ(6)から前記サドル(11)へと達する円周方向の溝(18)を少なくとも1つ備える、請求項1に記載のクロスヘッド軸受。
【請求項３】
前記径方向の孔(15)は、前記円周方向の溝(18)へ開口する、請求項2に記載のクロスヘッド軸受。
【請求項４】
分割軸受面を有する上部軸受シェル(10)が前記軸受キャップ(6)によって支持されることによって、前記径方向の孔(15)は、前記上部軸受シェル(10)の円周方向のスリット(16)へ開口し、前記スリットが少なくとも部分的に前記円周方向の溝(18)と重なる、請求項2に記載のクロスヘッド軸受。
【請求項５】
前記サドル(11)または前記下部軸受シェル(12)の背面は、前記斜めの溝(18)のそれぞれと中央孔(23)とを接続し、前記軸方向の潤滑溝(22)または潤滑用開口部の軸方向のラインに給油する、2つの対角線上に配置された溝(20')を備える、請求項3または4に記載のクロスヘッド軸受。
【請求項６】
前記軸受キャップ(6)または前記サドル(11)のいずれかは、前記円周方向の溝(18)と、前記下部軸受シェル(12)の背面又は前記サドル(11)に延在し、最終的に前記軸受キャップ(6)に延在する円周方向の溝(20)との両方と交差する、少なくとも1つの好ましくは軸方向の孔(19)を備え、前記円周方向の溝(20)は、前記軸方向の潤滑溝(22)または潤滑用開口部の軸方向のラインに通じ、クランクピンの軸受に潤滑油を供給するために、前記コネクティングロッド(7)を通って延在する給油孔(23)と交差する、少なくとも2つの給油孔(21)へ開口する、請求項3または4に記載のクロスヘッド軸受。
【請求項７】
前記軸受は、大きめに設計される、請求項1乃至6のいずれかに記載のクロスヘッド軸受。
【請求項８】
前記軸受は、小さめに設計される、請求項1乃至6のいずれかに記載のクロスヘッド軸受。
【請求項９】
流路19は、前記円周方向の溝(18)から前記円周方向の溝(20)に斜めに延在する、請求項6乃至8に記載のクロスヘッド軸受。
【請求項１０】
大型2サイクルエンジン用クロスヘッド軸受(1)であって、
コネクティングロッド(7)と一体の軸受サドル(11)と、
前記軸受サドル(11)に支持される単一の軸受面を有する下部軸受シェル(12)と、
前記軸受サドル(11)に固定される軸受キャップ(6)とを備え、
前記軸受は、クロスヘッドジャーナル(4)の周りに回動可能であり、前記ジャーナルには、圧力下で供給される潤滑油を連通させるための軸方向の孔(5)が形成されると共に、前記軸方向の孔(5)から前記下部軸受シェル(12)に連関する前記ジャーナルの表面へと前記軸方向の孔(5)に対して実質的に横方向に延びる孔(15)であって、作動中の前記コネクティングロッド(7)の揺動の少なくとも一部において、前記下部軸受シェル(12)の円周上に延在する列孔の少なくとも１つと連通するか、または前記下部軸受シェル(12)または前記ジャーナル(4)のいずれかに配置される円周方向のスリット(25)の少なくとも1つと連通するように配される少なくとも1つの半径方向の孔(15)が形成され、前記横スリット(25)は、前記下部軸受シェル(12)の軸受面、または前記下部軸受シェル(12)に面する前記ジャーナル(4)の表面に配置される、軸方向の潤滑溝(22)の少なくとも1つと交差する、クロスヘッド軸受。
【請求項１１】
前記サドル(11)へ延在する円周方向の溝(26)は、前記円周方向のスリット(25)の下に配置され、前記円周方向の溝(26)は、クランクピンに潤滑油を供給するために、前記コネクティングロッド(7)を通って長手方向に延在する前記給油孔(23)と交差する、請求項10に記載のクロスヘッド軸受。
【請求項１２】
軸受が、大きめに設計される、請求項10または11に記載のクロスヘッド軸受。
【請求項１３】
軸受が、小さめに設計される、請求項10または11に記載のクロスヘッド軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は大型2サイクルディーゼルエンジン用クロスヘッドに関し、特に、クロスヘッドの軸受面に潤滑油を供給する配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クロスヘッドは、重要かつ大きな負荷を受けるエンジンの構成要素であり、動作時の高い信頼性が必要とされる。したがって、従来のクロスヘッドは、動的負荷を他のエンジン部品に加えるように、比較的重い可動部品となっている。
【０００３】
EP0199906では、大型2サイクルディーゼルエンジン用のクロスヘッド軸受を開示しており、コネクティングロッドの上部に接続された給油ラインを介して加圧下で供給される潤滑油で潤滑するようにデザインされている。コネクティングロッド上部内側の流路は、シェルの軸受面に形成される潤滑ポケットへ開口する軸受シェルの給油孔へ通じる。潤滑ポケットは、比較的高圧(すなわち、約12bar)での潤滑油の供給を必要とする。しかし、大型2サイクルディーゼルエンジンの主な潤滑供給(システム油)は、約3barの圧力でしか行われない。したがって、潤滑ポケットを使用する場合は、通常の潤滑供給システムに加えて、専用の高圧潤滑供給システムおよびポンプが必要になる。高圧および低圧両方のシステムを、固定されたエンジン部品からフレキシブル管などを介してクロスヘッドに接続する必要がある。すなわち、二重の管系を有するフレキシブルな接続が必要となる。油ポケット型の軸受は、小さめに設計される。すなわち、クロスヘッドピンの半径は、軸受シェルの軸受面よりも小さい。その結果、軸受への負荷が低い、または負である燃焼サイクル中に、潤滑油を12barの供給圧力でポケットから圧送することができる。しかし、クロスヘッドジャーナル面および軸受シェル面が逸脱し、有効な軸受領域の中心から半径方向の所与の距離において、これらの面の間の間隙が大きすぎると、軸受の油膜が形成できないので、小さめに設計できる範囲によって、有効な軸受領域の得られる最大の半径方向の伸長に制限がもたらされる。実用的見地では、有効な軸受領域の半径方向の伸長は40°以上には広がりえないことが示されている。潤滑ポケットの使用における別の不利点は、流速の遅い領域があるために汚れが入り込むという固有の傾向があることである。
【０００４】
MAN B&W Diesel社のMCシリーズ船舶用ディーゼルエンジンでは、クロスヘッド軸受を使用している。これは、クロスヘッドジャーナル内に配置される中央の軸方向の孔に接続される潤滑ラインを介して加圧下で潤滑油を供給することによって潤滑するようにデザインされる。上向きの半径方向の孔は、ピストンに冷却用の潤滑油を供給するピストンロッド内の供給孔に通じる。下方へ向かう孔は、ジャーナル内の横断スリットに通じる。横断スリットは、下部軸受シェルの軸受面の軸方向の潤滑溝を介して、下部軸受面に潤滑油を供給する。横断スリットは、クランクピンの軸受に潤滑油を供給するために、長手方向に延在する給油孔に接続する、下部軸受シェルの大径孔と交わる。クロスヘッドジャーナルの中央の軸方向の孔には、単一のフレキシブル管を介して潤滑油システムから通常3barでシステム油が供給され、専用の高圧の給油を必要としない。この構造のクロスヘッドのジャーナルは、大きめに設計される。すなわち、クロスヘッドのジャーナルの半径は、軸受シェルの軸受面の半径よりも大きい。このデザインは、シェルの軸受面とクロスヘッドのジャーナルの外周全体のジャーナル面との間が狭間隙になるようにするので、「包埋した弧形」とも称される。したがって、有効な軸受面の半径方向の伸長を最大120°にすることが可能である。
【０００５】
横断スリットおよび軸受の最大負荷部分の中央の大径給油孔の不利点は、軸受の油膜の分断、すなわち、油膜が軸方向に分割される点であり、より高いピーク圧力およびより急な圧力傾度を生じさせる。
【特許文献１】欧州特許公報EP0199906
【発明の開示】
【０００６】
この背景に関して、本発明は、軸受の最も負荷を受ける部分に大きくて有効な軸受面を有するクロスヘッドを提供することを目的とする。
【０００７】
本目的は、大型2サイクルエンジン用クロスヘッド軸受を提供する請求項1によって達成される。前記軸受は、コネクティングロッドと一体の軸受サドルと、前記軸受サドルに支持される単一の軸受面を有する下部軸受シェルと、前記下部軸受シェルの軸受面、または前記下部軸受シェルに面するジャーナルの表面に少なくとも2つ設けられる、軸方向の潤滑溝または潤滑用開口部を成す軸方向のラインと、前記軸受サドルに固定される軸受キャップとを備え、
さらに前記軸受は、クロスヘッドジャーナルの周りに回動可能であり、前記ジャーナルには、圧力下で供給される潤滑油を連通させるための軸方向の孔が形成されると共に、前記軸方向の孔から前記軸受キャップに連関する前記ジャーナルの表面へと前記軸方向の孔に対して実質的に横方向に延びる孔であって、作動中の前記コネクティングロッドの揺動の少なくとも一部において、前記下部軸受シェルの前記軸方向の潤滑溝に達する少なくとも1つの流路と連通するように配される、少なくとも1つの径方向の孔が形成され、それによって、前記流路は、前記軸方向の孔から、前記軸方向の潤滑溝に達するか、または前記軸受面に実質的に隣接し、および／または前記軸受シェルの上部または下部のいずれかの背面に実質的に隣接する、潤滑用開口部のラインに達する。
【０００８】
前記流路は、前記軸受キャップから前記サドルへ延在する少なくとも1つの円周方向の溝を備える。
【０００９】
前記軸受の最大荷重部分における軸受面は、広い角度にわたって分断されない。軸受面において潤滑溝を使用することによって、包埋した弧形のデザインが可能である。これらの2つの特徴を組み合わせることによって、前記軸受の最大荷重部分において広範囲に軸受の油膜がもたらされる。前記軸受の油膜の最大圧力が低いことにより、軸受の大きさおよび重量が減じられ、その結果、クランクシャフトの平均主要軸受圧力に好ましい影響をもたらす小端などの他のエンジン部品への動的負荷が低くなる。
【００１０】
前記半径方向の孔は、前記軸受キャップまたは上部軸受シェルの円周方向のスリットへ開口することが好ましく、このスリットは、少なくとも部分的に前記円周方向の溝に重なる。したがって、潤滑油は、前記半径方向の孔から前記円周方向の溝に流れることができる。
【００１１】
前記サドルは、前記円周方向の溝、および前記サドルに延在する円周方向の溝の両方と交差する軸方向の孔を備え、前記サドルの前記円周方向の溝は、前記軸方向の潤滑溝に通じ、クランクピンの軸受に潤滑油を供給するために、前記コネクティングロッドを通って延在する給油孔と交差する、少なくとも2つの給油孔へ開口する。
【００１２】
上述の目的は、大型2サイクルエンジン用クロスヘッド軸受を提供する請求項10に従って達成される。前記軸受は、コネクティングロッドと一体の軸受サドルと、前記軸受サドルに支持される単一の軸受面を有する下部軸受シェルと、前記軸受サドルに固定される軸受キャップとを備え、
さらに前記軸受は、クロスヘッドジャーナルの周りに回動可能であり、前記ジャーナルには、圧力下で供給される潤滑油を連通させるための軸方向の孔が形成されると共に、前記軸方向の孔から前記下部軸受シェルに連関する前記ジャーナルの表面へと前記軸方向の孔に対して実質的に横方向に延びる孔であって、作動中の前記コネクティングロッドの揺動の少なくとも一部において、前記下部軸受シェルの円周上に延在する列孔の少なくとも１つと連通するか、または前記下部軸受シェルまたは前記ジャーナルのいずれかに配置される円周方向のスリットの少なくとも1つと連通するように配される少なくとも1つの半径方向の孔が形成され、前記横スリットは、前記下部軸受シェルの軸受面、または前記下部軸受シェルに面する前記ジャーナルの表面に配置される、軸方向の潤滑溝の少なくとも1つと交差する。
【００１３】
その効果は、請求項1によるクロスヘッド軸受で述べられたものと同じである。前記軸受の最大荷重部分における軸受面は、広い角度にわたって分断されない。軸受面において潤滑溝を使用することによって、包埋した弧形のデザインが可能である。これらの2つの特徴を組み合わせることによって、前記軸受の最大荷重部分において広範囲に軸受の油膜がもたらされる。前記軸受の油膜の最大圧力が低いことにより、軸受の大きさおよび重量が減じられ、その結果、他のエンジン部品への動的負荷が低くなる。
【００１４】
前記サドルに延在する円周方向の溝は、前記円周方向のスリットの下に配置され、前記円周方向の溝は、クランクピンの軸受に潤滑油を供給するために、前記コネクティングロッドを通って長手方向に延在する給油孔と交差することが好ましい。
【００１５】
本発明によるクロスヘッドの更なる目的、機能、利点、および特性は、以下の詳細な説明によって明らかになろう。
【詳細な説明】
【００１６】
本説明の以下の詳細部分において、図面に示される例示的な実施形態を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１７】
図1に、第1の実施形態による大型2サイクルディーゼルエンジン用クロスヘッド軸受1を示す。ピストンロッド2は、その軸端で閉じている軸方向の孔5を備えるクロスヘッドジャーナル4に、油圧締め付けスタッドによって接続される。ある角度のカットアウトを有するピストンロッド2用の一体型クロスヘッド軸受キャップ6は、油圧ジャッキによって締め付けられるスタッド8およびナット9によってコネクティングロッド7に固定される。軸受キャップ6は、薄壁の上部鋼シェル10を備え、軸受の内面にはホワイトメタルが裏打ちされる。コネクティングロッド7は、薄壁下部鋼シェル12を保持する一体型サドル11を備え、軸受の内面にはホワイトメタルなどが裏打ちされる。サドル11の下部シェル12は、事実上一体の構成要素として機能するが、連続する軸受面を形成する密に積み重ねた2つ以上の部品で形成することも可能である。すなわち、シェルを形成する部品間の移動が抑えられ、水平が保たれる。サドル11および軸受キャップ6は、互いにクロスヘッド軸受のハウジングを形成する。下部シェル12上の軸受面は、上部シェル10の軸受面と協働して、クロスヘッドジャーナル4を受ける軸受孔を形成する。この軸受は大きめに設計される。すなわち、クロスヘッドジャーナル4の半径は、軸受シェルの半径よりも大きく、軸受の外周全体に完全な油膜を形成するために、ジャーナルの正面およびシェルの軸受面を十分に接近させることができる。このデザインは、包埋した弧形とも称される。
【００１８】
クロスヘッドは鍛鋼製であり、動作面にホワイトメタルを裏打ちした鋳鋼製のガイドシュー(図示せず)を備える。伸縮はめ合管(図示せず)は、シリンダフレームの最上部のシステム油ライン(図示せず)から、クロスヘッドの方へ下り、ガイドシューのうちの1つに載置され、伸縮はめ合管から注入されるオイルのためのブラケット(図示せず)の方へ下って延在する。
【００１９】
図2に示されるように、ジャーナル4の軸方向の孔5は、半径方向の孔28およびクロスヘッド内の溝および孔(図示せず)を介して伸縮はめ合管に接続され、約3barという比較的低圧の潤滑油をエンジンの潤滑システム(システム油)から供給する。しかし、潤滑システムと軸方向の孔5との間の接続には、伸縮はめ合管を使用する必要はなく、公知技術であるヒンジ付管および/またはフレキシブル管を使用することも可能である。更なる半径方向の孔29は、ガイドシューに潤滑油を供給する。
【００２０】
潤滑油は、中空のピストンロッド2へ向かう上向きの半径方向の孔13を介して、ピストン(図示せず)を冷却するために、軸方向の孔5からピストンへ流れる。ピストンロッド2を通ってピストンから戻ってくる油は、油溜に通じる2つの上向きの孔14で受ける。
【００２１】
2つが上方へ向かう孔14の各側にある、4つの半径方向の孔15は、軸受キャップを伴うジャーナル4の表面の軸方向の孔5に延在する。
【００２２】
図3に示されるように、上部シェル10の軸受面の軸方向に間隔をあけた2つの円周方向の溝16は、半径方向の孔15の開口部の反対側に配置され、半径方向の孔15の孔から流出する潤滑油を受ける。円周方向の溝16の1つは、上方に向かう半径方向の孔13の各側の上部シェル10に備えられる。円周方向の溝16は、上部シェル10の全範囲にわたって延在する。円周方向の溝16の中央部は、軸受シェルの貫通スリットを形成するに十分な深さであるが、円周方向の溝16の端部は浅く、上部軸受シェル12の軸受面に形成される軸方向の潤滑溝17に向かう。円周方向の溝16の後方に配置される軸方向にの間隔をあけた2つの円周方向の溝18は、軸受キャップ6およびサドル11に形成される(図4および5)。潤滑油は、円周方向の溝16の中心部を通って、それぞれの円周方向の溝18に流れる。また、上部軸受シェルを省略することも可能である。この場合、上部軸受キャップの表面が上部軸受面として機能し、潤滑油は半径方向の孔15から円周方向の溝18に直接流れる。
【００２３】
円周方向の溝18は、軸受キャップ6全体に掛かり、円周方向の溝18の端部はサドル11へ延在する。サドル11の円周方向の溝18の端部は、サドル11に包埋される軸方向の孔19と交差する。
【００２４】
軸方向の孔19は、軸方向にの間隔をあけた2つの溝18の端部を、サドル11に掛かる軸方向中央の円周方向の溝20に接続する。軸受キャップ6の軸方向の孔19に位置させることも可能である。その結果、軸方向にの間隔をあけた溝18をサドル11に延在させる必要がなくなる。その代わりとして、軸方向中央の円周方向の溝20を、軸受キャップ6に延在させて軸方向の孔19に接続させる。別様には、孔19をある長さ円周方向に掛けることによって軸方向に間隔をあけた溝18および中央の円周方向の溝20のいずれかの長さを減じるように、孔19をこれらの溝の間に斜めに延在させてもよい(図示せず)。
【００２５】
円周方向の溝20は、下部シェル12(図3)の軸受面に配置される軸方向の潤滑溝22に通じる、下部シェル12の給油孔21へ開口する。図に示されるように、軸方向の潤滑溝22が2つあることが好ましいが、状況に応じて、例えば4つなどとしてもよい。軸方向の孔19から円周方向の溝20に流れる潤滑油の一部は、給油孔21を介して軸方向の潤滑溝22に流れる。潤滑溝22内の大部分の油は、その端部から圧送されて、油溜(図示せず)において受ける。軸方向の潤滑溝22を通って流れる一部の潤滑油は、横断方向に圧送され、ジャーナル4を担持する油膜の形成を補助し、実質的に下部シェル12のジャーナル面と軸受面との直接的な接触を防ぎ、潤滑を提供する。
【００２６】
軸方向の孔19から円周方向の溝20に流れる潤滑油の大部分は、給油孔21には流れないが、代わりに、クランクピンの軸受(図示せず)に潤滑油を供給するために、サドル11の中央で半径方向の溝20と交差し、コネクティングロッド7を通って長手方向に延在する大径給油孔23へさらに流れる。
【００２７】
軸方向の潤滑溝22は、記述される実施形態のすべてにおいて、軸受面の開口部の列(図示せず)に置き換えることができる。この開口部は、軸受シェル12の背面またはサドル11のいずれかにおいて、それらの下部に軸方向の給油流路を備える。
【００２８】
したがって、軸方向の孔5の開口部から軸方向の潤滑溝22または潤滑用開口部の軸方向のラインへの流路は、実質的に軸受面に隣接するまで、または、いずれかの軸受シェルの背面に沿って、延在する。流路19はサドル内に形成されているが、それでもこの部分の流路は軸受シェルの背面に実質的に隣接するとみなされる。
【００２９】
図6は、第1の実施形態によるクロスヘッド軸受の軸受の油膜の半径方向の圧力分布を示し、幅広い基部と比較的低い最大振幅を有する単一のピークを有する。図8は、基部が狭く、最大振幅が非常に高い潤滑ポケットを有する、従来技術の構造の対応する半径方向の圧力分布を示す。
【００３０】
図7は、軸受の油膜の軸方向の圧力分布を示し、幅広い基部と比較的低い最大振幅を有する。図9は、クロスヘッドジャーナルにおいて横断方向のスリットを有する従来技術の構造の対応する半径方向の圧力分布を示し、最大圧力が非常に高い2つの別々のピークを有する。
【００３１】
図1および3に示されるように、軸方向の潤滑溝22は、大きな荷重のかかる部分の境界域に配置される。潤滑溝22の角距離は、最大120°とすることができる。これにより、クロスヘッド軸受には、軸受の大きな荷重のかかる部分に有効な軸受領域がもたらされ、この領域は、この種の軸受を小さめに設計することにより、潤滑ポケットを有するクロスヘッド軸受を備えることが可能なものよりも著しく広くなる。小さめの寸法にすることで、軸受の大きな荷重のかかる部分における軸受の油膜の半径方向の最大伸長は、約40°に制限される。
【００３２】
図10は、クロスヘッド軸受1の第2の実施形態を示す。ピストンロッド2は、軸方向の孔5を備えるクロスヘッドジャーナル4に、油圧締め付けスタッド(図示せず)によって接続される。ある角度のカットアウトを有するピストンロッド2用の一体型クロスヘッド軸受キャップ6は、油圧ジャッキによって締め付けられるスタッドおよびナット9によってコネクティングロッド7に固定される。軸受キャップ6は、薄壁の上部鋼シェル10を備え、軸受の内面にはホワイトメタルが裏打ちされる。コネクティングロッド7は、薄壁下部鋼シェル12を保持する一体型サドル11を備え、軸受内面にはホワイトメタルが裏打ちされる。サドル11の下部シェル12は、事実上一体の構成要素として機能するが、連続する軸受面を形成する密に積み重ねた2つ以上の部品で形成することも可能である。すなわち、シェルを形成する部品間の移動が抑えられ、水平が保たれる。サドル11および軸受キャップ6は、互いにクロスヘッド軸受のハウジングを形成する。下部シェル12上の軸受面は、上部シェル10の軸受面と協働して、クロスヘッドジャーナル4を受ける軸受孔を形成する。この軸受は大きめに設計される。すなわち、クロスヘッドジャーナル4の半径は、軸受シェルの半径よりも大きく、軸受の外周全体に完全な油膜を形成するために、ジャーナルの正面およびシェルの軸受面を十分に接近させることができる。このデザインは、包埋した弧形とも称される。
【００３３】
クロスヘッドは鍛鋼製であり、動作面にホワイトメタルを裏打ちした鋳鋼製のガイドシュー(図示せず)を備える。伸縮はめ合管(図示せず)は、シリンダフレームの最上部のシステム油ライン(図示せず)から、クロスヘッドの方へ下り、ガイドシューのうちの1つに載置され、伸縮はめ合管から注入されるオイルのためのブラケット(図示せず)の方へ下って延在する。
【００３４】
図11に示されるように、ジャーナル4の軸方向の孔5は、半径方向の孔28およびクロスヘッド内の溝および孔(図示せず)を介して伸縮はめ合管に接続され、約3barという比較的低圧の潤滑油をエンジンの潤滑システム(システム油)から供給する。しかし、潤滑システムと軸方向の孔5との間の接続は、伸縮はめ合管によって形成する必要はなく、公知技術であるヒンジ付管および/またはフレキシブル管を使用することも可能である。更なる半径方向の孔29は、ガイドシューに潤滑油を供給する。
【００３５】
潤滑油は、中空のピストンロッド2へ向かう上向きの半径方向の孔13を介して、ピストン(図示せず)を冷却するために、軸方向の孔5からピストンへ流れる。ピストンロッド2を通ってピストンから戻ってくる油は、2つの上向きの孔14で受ける。油は、孔14から油溜(図示せず)に導かれる。
【００３６】
対角線上に下向きの2つの孔24は、軸方向の孔5から下部軸受シェル12を伴うジャーナル4の表面へ延在する。
【００３７】
図12に示されるように、（軸方向中央の）2つの円周方向のスリット25は、下部シェル12の軸受面に配置され、その1つは半径方向の孔24のそれぞれの開口部に対向し、半径方向の孔24から流出する潤滑油を受ける。円周方向のスリット25は、下部軸受シェル12の上縁から、2つの軸方向の潤滑溝22のそれぞれの下方に向かって延在する。潤滑油の一部は、円周方向のスリット25を通って軸方向の潤滑溝22に流れる。別様には、円周方向のスリット25は、下部軸受シェルの真下のサドル11に配置させることも可能である。また、下部軸受シェルは、サドル11の円周方向のスリット25を対角線上に下向きの孔24に接続する開口部(図示せず)を備える。
【００３８】
波形方向の孔24から半径方向のスリット25に流れる潤滑油の一部は、軸方向の潤滑溝22に流れる。潤滑溝22内の大部分の油は、その端部から圧送されて、油溜(図示せず)において受ける。軸方向の潤滑溝22を通って流れる一部の潤滑油は、横断方向に圧送され、ジャーナル4を担持する油膜の形成を補助し、実質的に下部シェル12のジャーナル面と軸受面との直接的な接触を防ぎ、潤滑を提供する。図に示されるように、軸方向の潤滑溝22が2つあることが望ましいが、円周方向のスリット25のそれぞれと交差する2つの軸方向の潤滑溝とともに、状況に応じて、例えば4つなどとしてもよい。
【００３９】
図13および14に示されるように、サドル11は、完全なサドル11に掛かる軸方向中央の円周方向の溝26を備える。この円周方向の溝26は、幅が変化し、円周方向のスリット25の下に配置される。円周方向のスリット25へ開く円周方向の溝26の一部は、半径方向中央の部分よりも幅が広くなっている。半径方向の孔24から円周方向のスリット25に流れる潤滑油の大部分は、潤滑溝22には流れないが、代わりに、半径方向の溝26を介して、クランクピンの軸受(図示せず)に潤滑油を供給するために、半径方向の溝26の中央部分と交差し、コネクティングロッド7を通って長手方向に延在する大径給油孔23へ流れる。
【００４０】
第2の実施形態による軸受の油膜の圧力分布状態は、図6および8に示される第1の実施形態と実質的に同一である。軸受の油膜の得られる半径方向の延在は、第2の実施形態においても最大120°に達する。
【００４１】
図15および16は、本発明の第3の実施形態を示す。第3の実施形態は、第1の実施形態と同様に、スリット16を介して潤滑油を軸受キャップ6の軸方向に間隔をあけた溝18に導く、クロスヘッドジャーナルの上向きの流路15を備える。軸方向に間隔をあけた溝18は、（サドル、または示されるように軸受キャップにおいて）サドル11に対角線上に配置される2つの溝20'と交差する。この溝20'は、サドル中央の大径給油孔23と交差する。斜めの溝20'は、軸方向の潤滑溝22のそれぞれにおいて軸方向に間隔をあけた2つの給油孔21に開き、下部軸受面に潤滑油を供給する。
【００４２】
別の実施形態(図示せず)によれば、軸方向の潤滑溝22は、ジャーナル4に配置することができる。ジャーナルの軸方向の潤滑溝22は、半径方向の孔24の開口部から軸受面に沿ってジャーナル4の軸方向の潤滑溝22の方へ延在する円周方向の溝を介して、給油されることが可能である。円周方向の溝は、ジャーナル面または下部軸受シェルの表面で受けられることが可能である。
【００４３】
上述の全ての実施形態に対して、軸方向の潤滑溝22は、下部軸受シェル12の間隔をあけた潤滑用開口部(図示せず)の列と置き換えることが可能である。軸受シェルの後面の軸方向の溝(図示せず)は、開口部の列に潤滑油を供給することが可能である。
【００４４】
本発明は、大きめに設計した軸受において最も好都合であるように思われるが、小さめに設計した軸受でも使用することが可能である。
【００４５】
本発明は、例証のために詳述したが、当該の詳細は単にその目的のためのものであり、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく変更できると理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明によるクロスヘッドの第1の実施形態の斜視断面図である。
【図２】図1のクロスヘッドジャーナルの詳細な透視および切断図である。
【図３】上部および下部軸受シェルの詳細な斜視切断図である。
【図４】軸受キャップおよびサドルの詳細な切断図である。
【図５】サドルの溝および給油孔が示されるように、クロスヘッドジャーナルおよび軸受シェルを取り除いたクロスヘッドの斜視図である。
【図６】第1の実施形態によるクロスヘッド軸受の油膜における横断方向の圧力分布を示す。
【図７】第1の実施形態によるクロスヘッド軸受の油膜における軸方向の圧力分布を示す。
【図８】油ポケットを使用する種類の従来技術のクロスヘッド軸受の油膜における横断方向の圧力分布を示す。
【図９】クロスヘッドジャーナルの横断方向のスリットの油を使用する種類の従来技術のクロスヘッド軸受の油膜における軸方向の圧力分布を示す。
【図１０】本発明によるクロスヘッドの第2の実施形態の斜視断面図である。
【図１１】図10のクロスヘッドジャーナルの詳細な切断図である。
【図１２】上部および下部軸受シェルの詳細な斜視図である。
【図１３】軸受キャップおよびサドルの詳細な切断図である。
【図１４】サドルの溝および給油孔が示されるように、クロスヘッドジャーナルおよび軸受シェルを取り除いたクロスヘッドの斜視図である。
【図１５】本発明の第3の実施形態を示す。
【図１６】本発明の第3の実施形態を示す。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年6月19日(2006.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
大型2サイクルエンジン用クロスヘッド軸受(1)であって、
コネクティングロッド(7)と一体の軸受サドル(11)と、
前記軸受サドル(11)に支持される単一の軸受面を有する下部軸受シェル(12)と、
前記下部軸受シェル(12)の軸受面、または前記下部軸受シェル(12)に面するジャーナル(4)の表面に少なくとも2つ設けられる、軸方向の潤滑溝または潤滑用開口部を成す軸方向のライン(22)と、
前記軸受サドル(11)に固定される軸受キャップ(6)とを備え、
前記軸受は、クロスヘッドジャーナル(4)の周りに回動可能であり、前記ジャーナルには、圧力下で供給される潤滑油を連通させるための軸方向の孔(5)が形成されると共に、前記軸方向の孔(5)から前記軸受キャップ(6) に連関する前記ジャーナルの表面へと前記軸方向の孔(5)に対して実質的に横方向に延びる孔(15)であって、作動中の前記コネクティングロッド(7)の揺動の少なくとも一部において、前記下部軸受シェル(12)の前記軸方向の潤滑溝(22)に達する少なくとも1つの流路(16, 18, 19, 20, 20', 21)と連通するように配される、少なくとも1つの径方向の孔(15)が形成され、
それによって、前記流路(16, 18, 19, 20, 20', 21)は、その全ての流路に沿って、前記軸方向の孔(5)の開口部から、前記軸受面に実質的に隣接し、及び／又は前記軸受シェルの上部または下部のいずれかの背面に実質的に隣接する、前記軸方向の潤滑溝(22)又は潤滑用開口部のラインへと達する、クロスヘッド軸受。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
横断スリットおよび軸受の最大負荷部分の中央の大径給油孔の不利点は、軸受の油膜の分断、すなわち、油膜が軸方向に分割される点であり、より高いピーク圧力およびより急な圧力傾度を生じさせる。
GB1524757およびGB2020783は、2つの別々の下部軸受シェルおよび軸受シェルの大きな負荷を受ける領域に配置される軸方向の潤滑スリットを備える、クロスヘッド軸受を開示している。油膜形状は、これらの構造では1つの大きな弧形ではなく、むしろ一群の小さな弧形である。したがって、単一の弧形の油膜を有する軸受の圧力曲線と比較すると、等しい負荷における最大油圧が非常に高くなる。
【国際調査報告】
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