(57)【要約】【課題】舶用エンジンの架構における摺動板と隔壁のように、略直角に当接する２つの構造面同士を、簡素且つ安価な構成と極力少ない溶接量とによって確実に補強可能にする。【解決手段】補強構造ＲＡは、被補強物３の略直角に当接する第１の構造面１４ａと第２の構造面３３ａとの隅角部Ｃに補強部材４０を接合することにより、第１の構造面１４ａと第２の構造面３３ａとの剛性を向上させる。補強部材４０は、複数の角部４０ａ〜４０ｄを有する金属板であるとともに、これら複数の角部４０ａ〜４０ｄのうちの２つ、例えば４０ａと４０ｂが近づくように屈曲または湾曲しており、近づけられた２つの角部４０ａ，４０ｂが、それぞれ隅角部Ｃに突き当てられ、これら２つの角部４０ａ，４０ｂの各々の両側に隣接する外縁辺４０ｘ，４０ｙが、それぞれ第１の構造面１４ａと第２の構造面３３ａとに溶接されていることを特徴とする。【選択図】図４
2015161242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被補強物の、第１の構造面と第２の構造面とが隅角部を挟んで当接し、前記隅角部に補強部材を接合する補強構造であって、
前記補強部材は、複数の角部を有する金属板であるとともに、屈曲または湾曲してその両端部が前記隅角部に突き当てられ、
前記複数の角部のうち、前記隅角部に突き当てられた角部に隣接する外縁辺が、それぞれ前記第１の構造面と前記第２の構造面とに溶接されていることを特徴とする補強構造。
【請求項２】
前記補強部材は、矩形の平坦な金属板が屈曲または湾曲しているものであり、
その隣り合う２つの角部が前記隅角部に突き当てられ、
前記隅角部に突き当てられた２つの角部の間に位置する前記外縁辺が、屈曲または湾曲されて前記第１または第２の構造面の一方に溶接され、
前記隅角部に突き当てられた２つの角部に対し、屈曲または湾曲している前記外縁辺とは反対側に隣接している外縁辺が、前記第１または第２の構造面の他方に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の補強構造。
【請求項３】
前記補強部材は、４つの角部を有する菱形の金属板であり、
その対向する２つの角部が前記隅角部に突き当てられ、
前記隅角部に突き当てられた２つの角部の間に位置する外縁辺が、それぞれ中間の角部の位置で屈曲し、前記第１および第２の構造面に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の補強構造。
【請求項４】
前記補強部材は、球面状の金属板を、前記隅角部と同じ角度で交差する２つの平面で切り取ったものであり、
その対向する２つの角部が前記隅角部に突き当てられ、
前記隅角部に突き当てられた２つの角部の間に位置する湾曲した外縁辺が、それぞれ前記第１および第２の構造面に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の補強構造。
【請求項５】
前記補強部材は、円筒状の金属板を、前記隅角部と同じ角度で交差する２つの平面で切断して切り取ったものであり、
その対向する２つの角部が前記隅角部に突き当てられ、
前記隅角部に突き当てられた２つの角部の間に位置する湾曲した外縁辺が、それぞれ前記第１および第２の構造面に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の補強構造。
【請求項６】
前記補強部材は、円弧状の第１の外縁辺の両端と、前記第１の外縁辺よりも短い円弧状の第２の外縁辺の両端とが、２本の直線状の第３の外縁辺によって接続された扇形状の金属板を、円錐面をなすように湾曲させたものであり、
前記第１の外縁辺の両端に位置する２つの角部が前記隅角部に突き当てられ、
前記第１の外縁辺が、前記第１または第２の構造面の一方に溶接され、
前記２本の第３の外縁辺が、前記第１または第２の構造面の他方に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の補強構造。
【請求項７】
クロスヘッド型ディーゼル機関であり、その架構の内部の、クロスヘッドが上下に摺動する摺動板と、該摺動板に直角に当接して気筒間の隔離を行う隔壁との間に、請求項１から６のいずれかに記載の補強構造が適用されていることを特徴とする舶用エンジン。
【請求項８】
前記補強部材は、前記摺動板における前記クロスヘッドからのサイドフォースが顕著に作用する部位にのみ設けられていることを特徴とする請求項７に記載の舶用エンジン。
【請求項９】
前記補強部材の大きさは、前記摺動板における前記クロスヘッドからのサイドフォースの大きさに合わせて大きくなることを特徴とする請求項７または８に記載の舶用エンジン。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれかに記載の舶用エンジンを主機として搭載していることを特徴とする船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、略直角に当接する２つの構造面に跨るように補強部材を接合することによって２つの構造面の剛性を向上させるようにした補強構造、これを備えた舶用エンジン、および船舶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
舶用エンジンとして広く用いられているクロスヘッド型の大型ディーゼルエンジンは、図１５および特許文献１の図５等に示されるように、ピストン棒の下端部と連接棒の小端部とが連結されるクロスヘッドａが、架構ｂの内部に設けられて平行に対向する一対の摺動板ｃの間で上下に摺接し、ピストンの往復運動がクランク軸の回転運動に変換されるようになっている。
【０００３】
このようにクロスヘッドａを上下に摺動させる架構ｂの構造としては、平行に対向する一対の摺動板ｃの間に仕切板ｄが固定され、各摺動板ｃの幅方向両外側と外壁との間に、各々２枚の隔壁ｅが固定された二重隔壁式の構造が知られている。
【０００４】
また、昨今では、エンジンを軽量化して燃費等を向上させるために、図１６に示すように隔壁ｅを１枚のみとした単一隔壁式の架構ｆが実用化されている。この単一隔壁式の場合、二重隔壁式に比べて摺動板ｃの支持剛性が低下してしまうため、これを補うべく、摺動板ｃと隔壁ｅとの間に多数の補強リブｇを溶接して補強するようにした補強構造が適用される。補強リブｇは、例えば直角三角形の金属板であり、その直角をなす２辺が、それぞれ摺動板ｃと隔壁ｅとに溶接される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３３６５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図１６のように、摺動板ｃと隔壁ｅとの間に多数の補強リブｇを溶接する補強構造では、必然的に溶接箇所が多くなるため、舶用エンジンの製造工数が増加してしまう。しかも、多数の補強リブｇが摺動板ｃに溶接されることにより、摺動板ｃに熱歪みが生じて直線度が低下し、クロスヘッドａのスムーズな摺動が阻害されるため、修正を要するようになる。これらは、舶用エンジンの製造性を低下させ、製造コストを高める原因となっていた。
【０００７】
さらに、クロスヘッドａから摺動板ｃに加わるサイドフォースは、摺動板ｃの上部寄りと下部寄りの特定の部位で高くなる。これは、この付近にクロスヘッドａが来た時に連設棒の傾斜角度が大きくなることによって横方向の力のベクトル成分が多くなることに起因している。ところが、従来では、補強リブｇが摺動板ｃの全長に亘って均等な間隔で設けられていたため、摺動板ｃの中間部位に設けられた補強リブｇが過剰になることがあった。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、舶用エンジンの架構における摺動板と隔壁のように、略直角に当接する２つの構造面同士を、簡素且つ安価な構成と極力少ない溶接量とによって確実に補強可能にする補強構造、これを備えた舶用エンジン、および船舶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
本発明の係る補強構造は、被補強物の、第１の構造面と第２の構造面とが隅角部を挟んで当接し、前記隅角部に補強部材を接合する補強構造であって、前記補強部材は、複数の角部を有する金属板であるとともに、屈曲または湾曲してその両端部が前記隅角部に突き当てられ、前記複数の角部のうち、前記隅角部に突き当てられた角部に隣接する外縁辺が、それぞれ前記第１の構造面と前記第２の構造面とに溶接されていることを特徴とする。
【００１０】
上記構成の補強構造によれば、屈曲または湾曲することによって近付けられた補強部材の２つの角部が、被補強物の第１の構造面と第２の構造面との隅角部に突き当てられ、これら２つの角部の両側の外縁辺が第１の構造面と第２の構造面とに溶接されることにより、第１の構造面と第２の構造面と補強部材とによって箱状をなす補強体が構築される。
【００１１】
このため、従来のように平板状のリブを複数溶接する補強構造に比べ、箱状をなす補強体によって第１の構造面と第２の構造面との間を強固に補強することができる。しかも、補強部材の屈曲または湾曲した外縁辺が第１または第２の構造面に沿って溶接されるため、１つの補強部材を、第１または第２の構造面に広い面積で接合することができ、広範囲の荷重を支持可能にして被補強物の剛性を高めることができる。
【００１２】
したがって、従来のように多数のリブを設ける補強構造に比べ、少ない溶接量、あるいは短い溶接長によって同等以上の剛性を得ることができ、簡素且つ安価な構成と極力少ない溶接量とによって確実な補強を行うことができる。しかも、溶接量の減少により、摺動板に発生する熱歪みを少なくすることができ、その補修処理に掛かる工数を低減させることができる。そして、これらにより、被補強物の製造性を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る補強構造は、前記の補強構造において、前記補強部材は、矩形の平坦な金属板が屈曲または湾曲しているものであり、その隣り合う２つの角部が前記隅角部に突き当てられ、前記隅角部に突き当てられた２つの角部の間に位置する前記外縁辺が、屈曲または湾曲されて前記第１または第２の構造面の一方に溶接され、前記隅角部に突き当てられた２つの角部に対し、屈曲または湾曲している前記外縁辺とは反対側に隣接している外縁辺が、前記第１または第２の構造面の他方に溶接されていることを特徴とする。
【００１４】
上記構成の補強構造によれば、矩形の平坦な金属板を屈曲または湾曲させた簡素な形状の補強部材により、第１の構造面と第２の構造面と補強部材との間で箱状をなす補強体を構築し、第１の構造面と第２の構造面とを強固に補強することができる。また、補強部材の長さや幅を延ばすことにより、第１または第２の構造面に広い面積で接合することができ、より広範囲の荷重を支持可能にして被補強物の剛性を高めることができる。
【００１５】
従来のリブ形状の補強部材の場合は、その長さを延ばしても、リブが第１または第２の構造面から離れる方向に延びるだけであるため、リブが長くなるにつれてリブ自体の剛性が損なわれてしまい、その補強効果は自ずと限られていた。
これに対し、本発明に係る補強構造では、補強部材が一方の構造面から延び、他方の構造面に沿って接合されつつ、屈曲または湾曲して再び一方の構造面に回帰して接合される。このため、補強部材を長くしても、それ自体の剛性が損なわれにくく、この高剛性な補強部材によって高い補強効果を得ることができる。
【００１６】
また、本発明に係る補強構造は、前記の補強構造において、前記補強部材は、４つの角部を有する菱形の金属板であり、その対向する２つの角部が前記隅角部に突き当てられ、前記隅角部に突き当てられた２つの角部の間に位置する外縁辺が、それぞれ中間の角部の位置で屈曲し、前記第１および第２の構造面に溶接されていることを特徴とする。
【００１７】
上記構成の補強構造によれば、中間の角部の位置で屈曲した菱形の補強部材が、第１および第２の構造面と、その隅角部とに接合され、この補強部材と、第１の構造面と、第２の構造面とにより、閉鎖された箱状をなす補強体が構築される。
隅角部の軸方向視では、第１の構造面と第２の構造面に対して補強部材の外側の輪郭線が斜めに当接する。
この閉鎖された箱状をなす補強体は、変形が極めて困難であり、この箱状の補強体が広い範囲で第１および第２の構造面に溶接される。このため、第１の構造面と第２の構造面との間をより強固に補強することができる。
【００１８】
しかも、補強部材の先端が先細り状になって第１および第２の構造面に接合されるため、補強部材を接合することによって第１および第２の構造面に発生する応力を低減させることができる。
【００１９】
また、本発明に係る補強構造は、前記の補強構造において、前記補強部材は、球面状の金属板を、前記隅角部と同じ角度で交差する２つの平面で切り取ったものであり、その対向する２つの角部が前記隅角部に突き当てられ、前記隅角部に突き当てられた２つの角部の間に位置する湾曲した外縁辺が、それぞれ前記第１および第２の構造面に溶接されていることを特徴とする。
【００２０】
上記構成の補強構造によれば、球面状の金属板から隅角部と同じ角度で交差する２つの平面で切り取られた補強部材が、第１および第２の構造面と、その隅角部とに接合され、この補強部材と、第１の構造面と、第２の構造面とにより、閉鎖された箱状をなす補強体が構築される。
隅角部の軸方向視では、第１の構造面と第２の構造面に対して補強部材の外側の輪郭線が、外側に膨らむ曲線状となる。
この閉鎖された箱状をなす補強体は、前記の菱形の補強部材を用いた補強体と同じく、変形が極めて困難であり、この箱状の補強体が広い範囲で第１および第２の構造面に溶接される。このため、第１の構造面と第２の構造面との間を強固に補強することができる。
【００２１】
そして、この補強部材は、その外縁辺が湾曲しており、その途中に屈曲部が存在しないため、屈曲部に発生する高い応力を回避することができる。
また、補強部材は球面状であるため、平面状である場合に比べて、第１および第２の構造面に対する当接角度を大きくすることができる。このため、補強部材の内側からの溶接性を高めることができる。
【００２２】
また、本発明に係る補強構造は、前記の補強構造において、前記補強部材は、円筒状の金属板を、前記隅角部と同じ角度で交差する２つの平面で切断して切り取ったものであり、その対向する２つの角部が前記隅角部に突き当てられ、前記隅角部に突き当てられた２つの角部の間に位置する湾曲した外縁辺が、それぞれ前記第１および第２の構造面に溶接されていることを特徴とする。
【００２３】
上記構成の補強構造によれば、パイプ材等を斜めに切断することによって容易に補強部材を製造することができる。このため、前記の球面状の金属板から切り取った補強部材を用いた補強構造と遜色ない補強効果を得ながら、被補強物の製造性を向上させることができる。
【００２４】
また、本発明に係る補強構造は、前記の補強構造において、前記補強部材は、円弧状の第１の外縁辺の両端と、前記第１の外縁辺よりも短い円弧状の第２の外縁辺の両端とが、２本の直線状の第３の外縁辺によって接続された扇形状の金属板を、円錐面をなすように湾曲させたものであり、前記第１の外縁辺の両端に位置する２つの角部が前記隅角部に突き当てられ、前記第１の外縁辺が、前記第１または第２の構造面の一方に溶接され、前記２本の第３の外縁辺が、前記第１または第２の構造面の他方に溶接されていることを特徴とする。
【００２５】
上記構成の補強構造によれば、平坦な金属板を切断および湾曲して円錐面状にするだけで、第１または第２の構造面に対して広い面積で接する補強部材を容易に製造することができる。この補強構造の場合も、第１の構造面と第２の構造面と補強部材とによって箱状をなす補強体が構築されるため、第１の構造面と第２の構造面との間を強固に補強することができる。
【００２６】
しかも、補強部材は、円錐面をなすように湾曲した形状であるため、第１および第２の構造面に対する接合面積が大きい上に、第１および第２の構造面（接合面）から離れるにつれて断面積が小さくなる。このため、簡素且つ必要最小限の形状の補強部材によって多大な補強効果を得ることができる。
【００２７】
また、本発明に係る舶用エンジンは、クロスヘッド型ディーゼル機関であり、その架構の内部の、クロスヘッドが上下に摺動する摺動板と、該摺動板に直角に当接して気筒間の隔離を行う隔壁との間に、前記のいずれかの補強構造が適用されていることを特徴とする。
【００２８】
上記の舶用エンジンによれば、架構の摺動板を支持する隔壁を単一化して軽量化を図っても、本発明に係る補強構造によって隔壁と摺動板との間が確実に補強されるため、摺動板の歪みや変形等を防止して耐久性の高い舶用エンジンにすることができる。
しかも、従来の単一隔壁式の架構のように、多数の補強リブを溶接して補強しなくてもよいため、摺動板に対する溶接量（溶接長）を少なくし、摺動板に熱歪みが発生するリスク、および熱歪みの補修処理に掛かる工数を低減させ、舶用エンジンの製造性を向上させることができる。
【００２９】
また、本発明に係る舶用エンジンは、前記構成において、前記補強部材は、前記摺動板における前記クロスヘッドからのサイドフォースが顕著に作用する部位にのみ設けられていることを特徴とする。
【００３０】
上記の舶用エンジンによれば、摺動板の、クロスヘッドから比較的高いサイドフォースが加わる部位以外には補強部材が設けられない。このため、無駄な補強を省いて舶用エンジンを軽量化するとともに、舶用エンジンの製造コストを低減させることができる。
【００３１】
また、本発明に係る舶用エンジンは、前記構成において、前記補強部材の大きさは、前記摺動板における前記クロスヘッドからのサイドフォースの大きさに合わせて大きくなることを特徴とする。
【００３２】
上記の舶用エンジンによれば、補強部材の大きさがサイドフォースの大きさに合わせて適宜設定されるため、過剰な大きさの補強部材になることがなく、これによって無駄な補強を省き、軽量化と製造コスト低減に貢献することができる。
【００３３】
また、本発明に係る船舶は、前記いずれかの舶用エンジンを主機として搭載していることを特徴とする。これにより、軽量且つ耐久性の高い架構を備えた舶用エンジンが搭載されることとなり、船舶の信頼性を高めるとともに、燃費を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上のように、本発明に係る補強構造によれば、舶用エンジンの架構における摺動板と隔壁のように、略直角に当接する２つの構造面同士を、簡素且つ安価な構成と極力少ない溶接量とによって確実に補強することができる。
また、本発明に係る舶用エンジンは、上記の補強構造を架構における摺動板と隔壁との突き当て部に採用しているため、軽量で耐久性が高く、製造が容易な舶用エンジンとすることができる。
さらに、本発明に係る船舶は、上記の舶用エンジンを搭載しているため、高い信頼性を得るとともに、軽量な舶用エンジンによって燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係る補強構造を適用可能な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。
【図２】本発明の実施形態に係る補強構造を適用可能な架構の斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示す架構および補強構造の正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態を示す架構および補強構造の斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態を示す架構および補強構造の平面図である。
【図６】本発明の第２実施形態を示す架構および補強構造の斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態を示す架構および補強構造の平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態を示す架構および補強構造の斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態を示す架構および補強構造の平面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態を示す架構および補強構造の斜視図である。
【図１１】本発明の第４実施形態を示す架構および補強構造の平面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態を示す架構および補強構造の平面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態を示す架構および補強構造の斜視図である。
【図１４】本発明の第６実施形態を示す架構および補強構造の平面図である。
【図１５】従来の技術を示す二重壁式の架構の斜視図である。
【図１６】従来の技術を示す単一壁式の架構および補強構造の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に、本発明に係る補強構造の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３７】
図１は、本発明に係る補強構造が架構の部分に適用された舶用大型ディーゼルエンジンの縦断面図である。この大型ディーゼルエンジン１は、船舶推進用の主機として用いられる公知のユニフロー方式の２ストローク機関であり、下方に位置する台板２の上にエンジンの本体をなす架構３（被補強物）が設けられ、架構３上にシリンダジャケット４が載置されている。これら台板２、架構３、およびシリンダジャケット４は、上下方向に延在する複数のタイボルト５によって一体的に締め付けられて固定されている。
【００３８】
シリンダジャケット４にはシリンダライナ６が鉛直に固定されており、このシリンダライナ６の上端にシリンダカバー７が固定されている。そして、シリンダライナ６の内部にピストン８が摺動自在に挿入され、このピストン８にはピストン棒９の上端部が連結されている。
【００３９】
台板２はクランクケースを構成しており、その内部にクランク軸１１が軸支され、クランク軸１１のクランクアーム１１ａ先端に、連接棒１２の大端部（下端）が回動自在に接続されている。さらに、架構３には、ピストン棒９の下端と連接棒１２の小端部（上端）とを回動可能に接続するクロスヘッド１３が上下摺動自在に設けられている。このクロスヘッド１３は、架構３の内部に垂設されて対向する摺動板１４の間に保持されて上下に摺動する。
【００４０】
シリンダライナ６の下部には複数の掃気ポート１６が円周方向に並んで形成されている。また、これらの掃気ポート１６の周囲を取り囲むように、シリンダジャケット４の内部に掃気通路１７が画成されている。一方、シリンダカバー７の頂部には排気ポート１８およびこれを開閉する排気弁１９が設けられている。排気弁１９は、図示しないカムシャフトを内蔵する油圧装置２１によって開閉駆動され、ピストン８がシリンダライナ６の内部を上昇するタイミングに同期して開弁する。なお、この排気弁１９を保持する排気弁箱１９ａがシリンダカバー７の頂部に設けられている。
【００４１】
この大型ディーゼルエンジン１の複数の気筒の排気ポート１８は、それぞれ気筒配列方向に沿って延在する円筒状の排気静圧室（サージタンク）２２に接続され、この排気静圧室２２にターボチャージャー（過給機）２３の排気タービン側流路２４が接続される。また、ターボチャージャー２３の吸気タービン側流路２５が、空気冷却器２６と空気導管２７と掃気トランク２８とを介して掃気通路１７に接続されている。
【００４２】
図２は架構３の斜視図である。
架構３は、前述した１気筒あたり４枚の摺動板１４と、これらの摺動板１４の間を接続する２枚の仕切板３１と、摺動板１４と外壁３２との間を隔てる４枚の隔壁３３とが組み合わされて構成されている。なお、図２は架構３の１気筒分の長さのみを示している。多気筒エンジンの場合は、図２に示す架構３が気筒数分並び、隣り合う気筒の間で摺動板１４と仕切板３１と隔壁３３とが共用される。図１中に示すクロスヘッド１３は、図２中に示す４枚の摺動板１４にガイドされながら上下に摺動する。
【００４３】
この架構３において、隔壁３３は、摺動板１４の外側面１４ａに直角に当接し、仕切板３１は、摺動板１４の内側面１４ｂに直角に当接し、それぞれ溶接により固定されている。この架構３は、１枚の摺動板１４を１枚の隔壁３３で支持するようにした単一隔壁式である。このため、図１５に示すように１枚の摺動板ｃを２枚の隔壁ｅで支持するようにした二重隔壁式の架構ｂに比べて格段に軽量ではあるものの、摺動板１４の支持剛性がやや低下する懸念がある。
【００４４】
［第１実施形態］
図３は、本発明の第１実施形態を示す架構３および補強構造の正面図である。
前述のように、二重隔壁式に比べて軽量な反面、剛性が低い単一隔壁式の架構３は、その剛性を高めるべく、摺動板１４と、この摺動板１４に直角に当接する隔壁３３との隅角部Ｃに、後述するように金属板で形成された複数の補強部材４０を接合する補強構造ＲＡが適用されている。
【００４５】
ここで、補強部材４０は、摺動板１４におけるクロスヘッド１３からのサイドフォースが顕著に作用する部位にのみ設けられている。図３中に示す曲線ＳＦは、大型ディーゼルエンジン１の作動時にクロスヘッド１３から摺動板１４に加わるサイドフォースの位置および大きさを概略的に示している。
【００４６】
曲線ＳＦが示すように、クロスヘッド１３からのサイドフォースは、一般には、シリンダ軸線（架構３の中心線）に対して非対称であり、架構３の、図示しないカムシャフトが内蔵された油圧装置２１（図１参照）が設置されている側（図３に向かって右側）の摺動板１４においては、その中間部付近に最も大きなサイドフォースＦ１が加わる。これは、爆発・膨張行程時にピストン８が押し下げられる際に連接棒１２が大きく傾斜し、横方向の力のベクトル成分が多くなることに起因している。このため、この部位には大型の補強部材４０が配置されている。
【００４７】
また、排気側（図３に向かって左側）の摺動板１４においては、その中間部付近に、前記のＦ１程ではないが、比較的大きなサイドフォースＦ２が加わる。これは、圧縮行程時にピストン８がリンダライナ６の内部の空気を圧縮する際に、やはり連接棒１２が大きく傾斜し、横方向の力のベクトル成分が多くなることに起因している。このため、この部位には中型の補強部材４０が配置されている。
【００４８】
さらに、クロスヘッド１３の上死点付近においても、比較的小さなサイドフォースＦ３，Ｆ４が発生する。このうちの大きな方のサイドフォースＦ３はカムシャフト側（図３に向かって右側）の摺動板１４の上部に加わるため、この部位にも小型の補強部材４０が配置されている。反対側（左側）の摺動板１４の上部に加わるサイドフォースＦ４は無視できる大きさであるため、この部位には補強部材４０は設けられていない。
【００４９】
図４は、本発明の第１実施形態を示す架構３の一部および補強構造ＲＡの斜視図であり、図５は同じく平面図である。
補強構造ＲＡは、被補強物である架構３の、摺動板１４の外側面１４ａ（第１の構造面）と、この外側面１４ａに直角に当接する隔壁３３の前面および後面３３ａ（第２の構造面）との隅角部Ｃに前述の補強部材４０を接合することによって摺動板１４と隔壁３３との連結剛性を向上させるようにしたものである。
【００５０】
補強部材４０は、４つの角部４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄを有する矩形の金属板が、その中間部分で屈曲されたものである。金属板の種類としては、板金材料や鋳鋼の板材等が考えられる。ここでは、例えば角部４０ａ，４０ｄと、角部４０ｂ，４０ｃとの間に例えば９０度の屈曲部４０ｅが設けられており、これによって角部４０ａ，４０ｄと、角部４０ｂ，４０ｃとが互いに近づけられている。なお、１枚の金属板を屈曲成形する変わりに、２枚の平坦な金属板を屈曲部４０ｅの位置で直角に溶接して屈曲形状の補強部材４０を形成してもよい。
【００５１】
上記のように近づけられた角部４０ａ，４０ｄと、角部４０ｂ，４０ｃとのうち、隔壁３３側に位置する２つの隣り合う角部４０ａと４０ｂとが、それぞれ隅角部Ｃに突き当てられ、これら２つの角部４０ａと４０ｂの各々の両側に隣接する外縁辺４０ｘと４０ｙとが、それぞれ摺動板１４の外側面１４ａと隔壁３３の前後面３３ａとに溶接されている。
【００５２】
つまり、隅角部Ｃに突き当てられた上下２つの角部４０ａと４０ｂとの間に挟まれている屈曲した外縁辺４０ｙが隔壁３３の前後面３３ａに溶接され、角部４０ａ，４０ｂに対し、屈曲している外縁辺４０ｙとは反対側に隣接している上下２本の外縁辺４０ｘが摺動板１４の外側面１４ａに溶接されている。
【００５３】
補強部材４０の外縁辺４０ｘ，４０ｙは、それぞれ摺動板１４と隔壁３３への溶接に際し、金属板の両面側から開先溶接、突合せ溶接、隅肉溶接等により溶接される。なお、各補強部材４０には、図１に示すタイボルト５を通すためのボルト穴５ａが穿設されている。タイボルト５は、上下の補強部材４０に形成された４つのボルト穴５ａを貫通する。
【００５４】
上記構成の補強構造ＲＡによれば、屈曲することによって近付けられた補強部材４０の２つの角部４０ａ，４０ｂが、摺動板１４の外側面１４ａと隔壁３３の前後面３３ａとの隅角部Ｃに突き当てられ、これら２つの角部４０ａ，４０ｂの両側の外縁辺４０ｘ，４０ｙが、それぞれ外側面１４ａと前後面３３ａとに溶接されることにより、外側面１４ａと前後面３３ａと補強部材４０とによって箱状をなす補強体が構築される。
【００５５】
このため、図１６に示す従来の補強構造のように多数の補強リブｇを溶接するものに比べ、箱状をなす補強体によって摺動板１４の外側面１４ａと隔壁３３の前後面３３ａとの間を強固に補強することができる。しかも、補強部材４０の屈曲した外縁辺４０ｙが前後面３３ａ（または外側面１４ａ）に沿って溶接されるため、１つの補強部材４０を、隔壁３３（または摺動板１４）に広い面積で接合することができ、広範囲の荷重を支持可能にして架構３の剛性を飛躍的に高めることができる。なお、補強部材４０の長さや幅を延ばすことにより、より広範囲の荷重を支持可能にして架構３の剛性を高めることができる。
【００５６】
したがって、従来のように多数の補強リブｇを溶接する補強構造（図１６参照）に比べ、少ない溶接量、あるいは短い溶接長によって同等以上の剛性を得ることができる。従来の補強リブｇを用いた補強構造の場合は、補強リブｇの長さを延ばしても、補強リブｇが構造面（接合面）から離れる方向に延びるだけであるため、補強リブｇが長くなるにつれて補強リブｇ自体の剛性が損なわれてしまい、その補強効果は自ずと限られていた。
【００５７】
これに対し、本実施形態の補強構造ＲＡでは、補強部材４０が一方の構造面（外側面１４ａ）から延び、他方の構造面（前後面３３ａ）に沿って接合されつつ屈曲し、再び一方の構造面（外側面１４ａ）に回帰して接合されるようになっている。このため、補強部材４０を長くしても、それ自体の剛性が損なわれにくく、この高剛性な補強部材４０によって高い補強効果を得ることができる。
【００５８】
補強部材４０は、略矩形の平坦な１枚の金属板を屈曲するか、または１枚の金属板を屈曲した角度で接合した非常に簡素な形状であり、この補強部材４０を少ない（短い）溶接量で摺動板１４および隔壁３３に接合することができる。しかも、溶接量の減少により、摺動板１４に発生する熱歪みを少なくすることができ、その補修処理に掛かる工数を低減させることができる。これらのため、簡素且つ安価な構成と、極力少ない溶接量とによって確実な補強を行うとともに、架構３、ひいては大型ディーゼルエンジン１の製造性を向上させることができる。
【００５９】
［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態を示す架構３の一部および補強構造ＲＢの斜視図であり、図７は同じく平面図である。この補強構造ＲＢも、被補強物である架構３の、摺動板１４の外側面１４ａ（第１の構造面）と、この外側面１４ａに直角に当接する隔壁３３の前後面３３ａ（第２の構造面）との隅角部Ｃに補強部材５０を接合することによって摺動板１４と隔壁３３との連結剛性を向上させるようになっている。
【００６０】
第１実施形態の補強構造ＲＡでは、その補強部材４０が矩形の金属板を屈曲した形状にしたものであったが、この第２実施形態の補強構造ＲＢにおける補強部材５０は、矩形の金属板を半円筒状に湾曲させたものとなっている。それ以外の構成は第１実施形態の補強構造ＲＡとほぼ同様である。
【００６１】
補強部材５０は、４つの角部５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄを有する矩形の金属板が半円筒状に湾曲されており、これによって角部５０ａ，５０ｄと、角部５０ｂ，５０ｃとが互いに近づけられている。
【００６２】
上記のように近づけられた角部５０ａ，５０ｄと、角部５０ｂ，５０ｃとのうち、隔壁３３側に位置する２つの隣り合う角部５０ａと５０ｂとが、それぞれ隅角部Ｃに突き当てられ、これら２つの角部５０ａと５０ｂの各々の両側に隣接する外縁辺５０ｘと５０ｙとが、それぞれ摺動板１４の外側面１４ａと隔壁３３の前後面３３ａとに溶接されている。
【００６３】
つまり、隅角部Ｃに突き当てられた上下２つの角部５０ａと５０ｂとの間に挟まれて湾曲している外縁辺５０ｙが隔壁３３の前後面３３ａに溶接され、角部５０ａと５０ｂに対し、外縁辺５０ｙとは反対側に隣接している直線状の上下２本の外縁辺５０ｘが摺動板１４の外側面１４ａに溶接されている。この補強部材５０にもタイボルト５を通すためのボルト穴５ａが穿設されている。
【００６４】
上記構成の補強構造ＲＢによれば、第１実施形態の補強構造ＲＡと同様な作用・効果が得られる。第１実施形態の補強構造ＲＡに無い効果としては、補強部材５０が湾曲しており、その外縁辺５０ｙに屈曲部が生じないことから、接合される側（隔壁３３の前後面３３ａ）に応力集中が発生しにくい点と、補強部材５０を製造するのが容易な点である。補強部材５０は半円筒状であるため、例えば大径の金属パイプ材を切断することによって容易に製造することができ、パイプ材も端材等を容易に調達することができる。このため、より安価で信頼性の高い補強構造とすることができる。
【００６５】
［第３実施形態］
図８は、本発明の第３実施形態を示す架構３の一部および補強構造ＲＣの斜視図であり、図９は同じく平面図である。この補強構造ＲＣも、被補強物である架構３の、摺動板１４の外側面１４ａ（第１の構造面）と、この外側面１４ａに直角に当接する隔壁３３の前後面３３ａ（第２の構造面）との隅角部Ｃに補強部材６０を接合することによって摺動板１４と隔壁３３との連結剛性を向上させるようになっている。
【００６６】
この第３実施形態の補強構造ＲＣにおける補強部材６０は、４つの角部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄを有する菱形の金属板であり、その対向する２つの角部６０ａと６０ｂとが、それぞれ隅角部Ｃに突き当てられ、これら２つの角部６０ａと６０ｂとの間に位置する一対の外縁辺６０ｘと６０ｙとが、それぞれ中間の角部６０ｃ，６０ｄの位置で屈曲し、それぞれ外側面１４ａと前後面３３ａに溶接されている。即ち、中間の角部６０ｃと６０ｄとを結ぶ直線状の屈曲部６０ｅが設けられており、これによって角部６０ａと角部６０ｂとが互いに近づけられている。なお、１枚の金属板を屈曲成形する変わりに、２枚の三角形の金属板を屈曲部６０ｅの位置で溶接して屈曲形状の補強部材６０を形成してもよい。
【００６７】
補強部材６０の略中央部には溶接作業孔６０ｆが穿設されている。この溶接作業孔６０ｆは、外縁辺６０ｘと６０ｙとをそれぞれ外側面１４ａと前後面３３ａとに溶接する際に、補強部材６０の内側からも溶接作業を行えるように設けられた穴である。したがって、この溶接作業孔６０ｆは外縁辺６０ｘと６０ｙから離れるように形成する必要がある。なお、この溶接作業孔６０ｆの上下両側にタイボルト５を通すためのボルト穴５ａが穿設されている。
【００６８】
上記構成の補強構造ＲＣによれば、中間の角部６０ｃ，６０ｄの位置（屈曲部６０ｅ）で屈曲した菱形の補強部材６０が、摺動板１４の外側面１４ａおよび隔壁３３の前後面３３ａと、その隅角部Ｃとに接合され、この補強部材６０と、外側面１４ａと、前後面３３ａとにより、閉鎖された箱状をなす補強体が構築される。隅角部Ｃの軸方向視（図９参照）では、外側面１４ａと前後面３３ａに対して補強部材６０の外側の輪郭線（屈曲部６０ｅ）が斜めに当接する。
【００６９】
この閉鎖された箱状をなす補強構造ＲＣは、変形が極めて困難であり、この箱状の補強構造ＲＣが広い範囲で外側面１４ａと前後面３３ａに溶接される。このため、摺動板１４と隔壁３３との間をより強固に補強することができる。
しかも、補強部材６０の先端が先細り状になって外側面１４ａと前後面３３ａとに接合されるため、補強部材６０を接合することによって外側面１４ａと前後面３３ａに発生する応力を低減させることができる。したがって、長期間に亘り摺動板１４の変形を防止し、大型ディーゼルエンジン１の性能低下を防止して信頼性を高めることができる。
【００７０】
［第４実施形態］
図１０は、本発明の第４実施形態を示す架構３の一部および補強構造ＲＤの斜視図であり、図１１は同じく平面図である。この補強構造ＲＤも、被補強物である架構３の、摺動板１４の外側面１４ａ（第１の構造面）と、この外側面１４ａに直角に当接する隔壁３３の前後面３３ａ（第２の構造面）との隅角部Ｃに補強部材７０を接合することによって摺動板１４と隔壁３３との連結剛性を向上させるようになっている。
【００７１】
この第４実施形態の補強構造ＲＤにおける補強部材７０は、球面状の金属板を、隅角部Ｃと同じ角度（ここでは直角）で交差する２つの平面で切り取ったものであり、その対向する２つの角部７０ａ，７０ｂが隅角部Ｃに突き当てられ、この２つの角部７０ａ，７０ｂの間に位置する湾曲した外縁辺７０ｘ，７０ｙが、それぞれ外側面１４ａと前後面３３ａに溶接されている。
【００７２】
第３実施形態の補強部材６０と同様に、補強部材７０の略中央部には、外縁辺７０ｘと７０ｙとをそれぞれ外側面１４ａと前後面３３ａとに溶接する際に、補強部材７０の内側からも溶接作業を行うための溶接作業孔７０ｆが穿設され、この溶接作業孔７０ｆの上下両側にタイボルト５を通すためのボルト穴５ａが穿設されている。
【００７３】
上記構成の補強構造ＲＤによれば、球面状の金属板から隅角部Ｃと同じ角度で交差する２つの平面で切り取られた補強部材７０が、摺動板１４の外側面１４ａおよび隔壁３３の前後面３３ａと、その隅角部Ｃとに接合され、この補強部材７０と、外側面１４ａと、前後面３３ａとにより、閉鎖された箱状をなす補強体が構築される。隅角部Ｃの軸方向視（図１１参照）では、外側面１４ａと前後面３３ａに対して補強部材７０の外側の輪郭線が、外側に膨らむ曲線状となる。
【００７４】
この閉鎖された箱状をなす補強体は、第３実施形態の補強構造ＲＣと同じく、変形が極めて困難であり、この箱状の補強体が広い範囲で外側面１４ａおよび前後面３３ａに溶接される。このため、摺動板１４と隔壁３３との間をより強固に補強することができる。
【００７５】
そして、この補強部材７０は、その外縁辺７０ｘ，７０ｙが湾曲しており、その途中に屈曲部が存在しないため、屈曲部に発生する高い応力を回避することができる。
しかも、補強部材７０は球面状であるため、図１１中に示すように、第３実施形態の補強構造ＲＣの補強部材６０のように平面状である場合に比べて、外側面１４ａおよび前後面３３ａに対する当接角度θ１を大きくすることができる。実施形態３の補強部材６０の当接角度θ２はθ１よりも小さい角度になる。このため、補強部材７０の内側からの溶接性を高めて接合強度を高めることができる。
【００７６】
［第５実施形態］
図１２は、本発明の第５実施形態を示す架構３の一部および補強構造ＲＥの平面図である。この補強構造ＲＥも、被補強物である架構３の、摺動板１４の外側面１４ａ（第１の構造面）と、この外側面１４ａに直角に当接する隔壁３３の前後面３３ａ（第２の構造面）との隅角部Ｃに補強部材８０を接合することによって摺動板１４と隔壁３３との連結剛性を向上させるようになっている。
【００７７】
この第５実施形態の補強構造ＲＥにおける補強部材８０は、円筒状の金属板Ｐ（パイプ材等）を、隅角部Ｃと同じ角度θａ（ここでは直角）で交差する２つの平面で切断して切り取った切断片８０´に、その略中央部に溶接作業孔８０ｆを穿設し、この溶接作業孔８０ｆの上下両側にタイボルト５を通すためのボルト穴５ａを穿設したものである。
【００７８】
そして、この補強部材８０の対向する２つの角部８０ａ，８０ｂが隅角部Ｃに突き当てられ、角部８０ａ，８０ｂの間に位置する湾曲した外縁辺８０ｘ，８０ｙが、それぞれ外側面１４ａと前後面３３ａに溶接される。
【００７９】
上記構成の補強構造ＲＥによれば、金属板Ｐとなるパイプ材等を斜めに切断することによって容易に補強部材８０を製造することができる。このため、第４実施形態の補強構造ＲＤにおける球面状の金属板から切り取った補強部材７０と遜色ない補強効果を得ながら、被補強物である架構３の製造性を向上させることができる。
【００８０】
［第６実施形態］
図１３は、本発明の第６実施形態を示す架構３の一部および補強構造ＲＦの斜視図であり、図１４は同じく平面図である。この補強構造ＲＦも、被補強物である架構３の、摺動板１４の外側面１４ａ（第１の構造面）と、この外側面１４ａに直角に当接する隔壁３３の前後面３３ａ（第２の構造面）との隅角部Ｃに補強部材９０を接合することによって摺動板１４と隔壁３３との連結剛性を向上させるようになっている。
【００８１】
この第６実施形態の補強構造ＲＦにおける補強部材９０は、半円錐状に湾曲している。即ち、円弧状の第１の外縁辺９０ｙａの両端と、この第１の外縁辺９０ｙａよりも短い円弧状の第２の外縁辺９０ｙｂの両端とが、２本の直線状の第３の外縁辺９０ｘによって接続された扇形状の金属板を、円錐面をなすように湾曲させたものである。
【００８２】
そして、第１の外縁辺９０ｙａの両端に位置する２つの角部９０ａ，９０ｂが、それぞれ隅角部Ｃに突き当てられ、上下２本の第３の外縁辺９０ｘが外側面１４ａに溶接され、第１の外縁辺９０ｙａが前後面３３ａに溶接されている。角部９０ａ，９０ｂの近傍にはタイボルト５を通すためのボルト穴５ａが穿設されている。
【００８３】
上記構成の補強構造ＲＦによれば、平坦な金属板を切断および湾曲して円錐面状にするだけで、隔壁３３（前後面３３ａ）に対して広い面積で接する補強部材９０を容易に製造することができる。この補強構造ＲＦの場合も、外側面１４ａと前後面３３ａと補強部材９０とによって箱状をなす補強体が構築されるため、外側面１４ａと前後面３３ａとの間を強固に補強することができる。
【００８４】
しかも、補強部材９０は、円錐面をなすように湾曲した形状であるため、外側面１４ａおよび前後面３３ａに対する接合面積が大きい上に、外側面１４ａおよび前後面３３ａから離れるにつれて断面積が小さくなる。このため、簡素且つ必要最小限の形状の補強部材９０によって多大な補強効果を得ることができる。なお、補強部材９０の内側の溶接作業は、第２の外縁辺９０ｙｂのアーチ形状に手を入れて容易に行うことができるため、溶接作業孔を穿設する必要がない。
【００８５】
以上説明したように、第１〜第６実施形態に係る補強構造ＲＡ〜ＲＦによれば、大型ディーゼルエンジン１の架構３における摺動板１４と隔壁３３のように、略直角に当接する２つの構造面同士を、簡素で軽量、且つ安価な構成と極力少ない溶接量とによって確実に補強することができる。
【００８６】
また、このような補強構造を架構３に採用した大型ディーゼルエンジン１によれば、架構３の摺動板１４を支持する隔壁３３を単一化して軽量化を図っても、本発明に係る補強構造によって隔壁３３と摺動板１４との間が確実に補強されるため、摺動板１４の歪みや変形等を防止して耐久性の高い舶用エンジンにすることができる。
【００８７】
しかも、従来の単一隔壁式の架構のように、多数の補強リブを溶接して補強しなくてもよいため、摺動板１４に対する溶接量（溶接長）を少なくし、摺動板１４に熱歪みが発生するリスク、および熱歪みの補修処理に掛かる工数を低減させ、大型ディーゼルエンジン１の製造性を向上させることができる。
【００８８】
また、大型ディーゼルエンジン１の架構３において、補強部材４０〜９０を、摺動板１４におけるクロスヘッド１３からのサイドフォースが顕著に作用する部位にのみ設けたり、サイドフォースの大きさに合わせて補強部材４０〜９０の大きさを変更したりすることにより、無駄な補強を省いてエンジンを軽量化するとともに、その製造コストを低減させることができる。
【００８９】
さらに、このような舶用エンジンを主機として船舶に搭載することにより、軽量且つ耐久性の高い架構を備えた舶用エンジンが搭載されることとなり、船舶の信頼性を高めるとともに、燃費を向上させることができる。
【００９０】
なお、本発明は、上記実施形態の構成のみ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内において適宜変更や改良を加えたり、適用分野を変更したりすることもでき、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。
【００９１】
例えば、上記実施形態では、舶用ディーゼルエンジン１の架構３における補強構造について説明したが、本発明に係る補強構造は、舶用エンジンに限らず、船体および他の機械類、車両等の車体、航空機および宇宙船等の機体、建造物等の躯体、タンク類、圧力容器類等にも幅広く適用することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１  大型ディーゼルエンジン（舶用エンジン）
３  架構（被補強物）
５ａ  ボルト穴
６  シリンダライナ
８  ピストン
９  ピストン棒
１１  クランク軸
１２  連接棒
１３  クロスヘッド
１４  摺動板
１４ａ  摺動板の外側面（第１の構造面）
３１  仕切板
３３  隔壁
３３ａ  隔壁の前後面（第２の構造面）
４０，５０，６０，７０，８０，９０  補強部材
４０ａ〜４０ｄ，５０ａ〜５０ｄ，６０ａ〜６０ｄ，７０ａ，７０ｂ，８０ａ，８０ｂ，９０ａ〜９０ｄ  角部
４０ｘ，４０ｙ，５０ｘ，５０ｙ，６０ｘ，６０ｙ，７０ｘ，７０ｙ，８０ｘ，８０ｙ，９０ｘ，９０ｙａ，９０ｙｂ  外縁辺
Ｃ  隅角部
Ｆ１〜Ｆ４  サイドフォース
ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤ，ＲＥ，ＲＦ  補強構造
【図１】
2015161242.tif 000003
【図２】
2015161242.tif 000004
【図３】
2015161242.tif 000005
【図４】
2015161242.tif 000006
【図５】
2015161242.tif 000007
【図６】
2015161242.tif 000008
【図７】
2015161242.tif 000009
【図８】
2015161242.tif 000010
【図９】
2015161242.tif 000011
【図１０】
2015161242.tif 000012
【図１１】
2015161242.tif 000013
【図１２】
2015161242.tif 000014
【図１３】
2015161242.tif 000015
【図１４】
2015161242.tif 000016
【図１５】
2015161242.tif 000017
【図１６】
2015161242.tif 000018