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
【課題】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、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。
【解決手段】クロスヘッドジャーナル（４）には、圧力下で供給される潤滑油を通すための軸方向の孔（５）と、軸方向の孔から下部軸受シェル（１２）に面するジャーナルの表面へと軸方向の孔に対して横方向に延びる孔（１５）とが設けられる。この横方向に延びる孔は、コネクティングロッド（７）の揺動過程の少なくとも一点において、下部軸受シェル（１２）の円周上に設けられる列孔の少なくとも１つに接続するか、あるいは下部軸受シェルまたはジャーナルのいずれかに設けられる円周方向のスリット（２５）に接続するように配される。下部軸受シェルの軸受面か、下部軸受シェルに面するジャーナルの表面には、軸方向に走る潤滑溝（２２）が少なくとも１つ設けられ、円周方向のスリットと潤滑溝とは交差する。
【解決手段】クロスヘッドジャーナル（４）には、圧力下で供給される潤滑油を通すための軸方向の孔（５）と、軸方向の孔から下部軸受シェル（１２）に面するジャーナルの表面へと軸方向の孔に対して横方向に延びる孔（１５）とが設けられる。この横方向に延びる孔は、コネクティングロッド（７）の揺動過程の少なくとも一点において、下部軸受シェル（１２）の円周上に設けられる列孔の少なくとも１つに接続するか、あるいは下部軸受シェルまたはジャーナルのいずれかに設けられる円周方向のスリット（２５）に接続するように配される。下部軸受シェルの軸受面か、下部軸受シェルに面するジャーナルの表面には、軸方向に走る潤滑溝（２２）が少なくとも１つ設けられ、円周方向のスリットと潤滑溝とは交差する。
【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、動作時に高い信頼性が必要とされる。このため従来のクロスヘッドは比較的重い可動部品となっており、その結果動的負荷を他のエンジン部品に与える。
【０００３】
ＥＰ０１９９９０６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、長手方向に延び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、「埋め込まれたアーク（embedded arc）」とも称される。したがって、有効な軸受面の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。
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。
【特許文献１】欧州特許公報ＥＰ０１９９９０６
【発明の概要】
【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、軸方向に走る潤滑溝または線状の潤滑用開口部と、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通す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関連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つの流路に接続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、
ただし、前記軸方向の孔から前記軸方向の潤滑溝又は線状の潤滑用開口部への前記流路は、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ように形成される。
【０００８】
前記流路は、前記軸受キャップから前記サドルへ延びる少なくとも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、埋め込まれたアーク（embedded arc）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を減じることができ、その結果、小端部など他のエンジン部品への動的負荷が低くなり、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。
【００１０】
前記径方向の孔は、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び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通す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関連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つと接続するか、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つと接続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、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、埋め込まれたアーク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。
【発明を実施するための形態】
【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、埋め込まれたアーク（embedded arc）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、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。更なる径方向の孔２９が、ガイドシューに潤滑油を供給する。
【００２０】
ピストン（図示せず）を冷却するため、潤滑油が、中空のピストンロッド２へ向かう上向きの径方向の孔１３を介して、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】
軸方向の孔５から軸受キャップ側のジャーナル４の表面へと径方向に延びる孔１５が、上方へ向かう孔１４の各側にそれぞれ２つずつ計４つ設けられる。
【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は、円周方向に走る溝１６が間隔をあけて２つ設けられる。溝１６は、径方向の孔１５の開口部に対向するように配置され、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は、上部シェル１０において、上方に向かう径方向の孔１３の各側の１つずつ設けられる。円周方向の溝１６は、上部シェル１０の全周にわたって走るように設けられる。円周方向の溝１６の中央部は、軸受シェルの貫通するスリットを形成するに十分な深さを有するが、円周方向の溝１６の端部は浅くなっており、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の背部の軸受キャップ６およびサドル１１には、円周方向に走る溝１８が、軸方向に間隔をあけて２つ形成される（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へと流れる。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、径方向の孔１５から円周方向の溝１８へと直接流れる。
【００２３】
円周方向の溝１８の長さは軸受キャップ６の全周に及び、その端部はサドル１１まで延伸する。サドル１１における円周方向の溝１８の端部は、サドル１１に埋設された軸方向の孔１９と交差する。
【００２４】
軸方向の孔１９は、軸方向に間隔をあけて形成されている２つの溝１８の端部を、サドル１１の軸方向中央部に設けられる円周方向の溝２０に接続する。
円周方向の溝２０の長さはサドル１１の全周にわたる。軸方向の孔１９を軸受キャップ６内に位置させることも可能である。その場合、軸方向に間隔をあけて設けられる溝１８をサドル１１まで延ばす必要はなくなるが、その代わり、軸方向中央の円周方向の溝２０を、軸受キャップ６まで延ばして軸方向の孔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）の給油孔２１へ開口するが、下部シェル１２の給油孔２１は、下部シェル１２の軸受面に配置される軸方向の潤滑溝２２に通じている。図に示されるように、軸方向の潤滑溝２２は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へと流れる。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）において受けられるが、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の中央で径方向に伸びる溝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びる大径給油孔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、軸方向に走る潤滑溝２２または線状の潤滑用開口部への流路は、実質的に軸受面に隣接するように、または、いずれかの軸受シェルの背面に沿って、延びている。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、軸受の油膜の径方向の圧力分布を示す。これは、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は、軸受の大きな荷重のかかる部分における軸受の油膜の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ように密に積み重ねた２つ以上の要素で形成することも可能である。この場合、シェルを形成する要素は、要素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、埋め込まれたアーク（embedded arc）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が、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】
斜め下向きの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の表面へと延びる。
【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が、下部シェル１２の軸受面に設けられ、その１つは径方向の孔２４のそれぞれの開口部に対向し、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びる。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を斜め下向きの孔２４に接続する開口部（図示せず）を備える。
【００３８】
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）において受けられる。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、その軸方向の中央部に、サドル１１の円周方向に端から端まで設けられる溝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、径方向中央の部分よりも幅が広くなっている。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、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、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びる大径給油孔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クロスヘッドジャーナルの上向きの流路１５を備え、軸受キャップ６上で軸方向に間隔をあけて設けられる溝１８に、スリット１６を介して潤滑油を導く。軸方向に間隔を開けて配される溝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に斜めに配置される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、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の方へ延び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。
【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、動作時に高い信頼性が必要とされる。このため従来のクロスヘッドは比較的重い可動部品となっており、その結果動的負荷を他のエンジン部品に与える。
【０００３】
ＥＰ０１９９９０６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、長手方向に延び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、「埋め込まれたアーク（embedded arc）」とも称される。したがって、有効な軸受面の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。
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。
【特許文献１】欧州特許公報ＥＰ０１９９９０６
【発明の概要】
【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、軸方向に走る潤滑溝または線状の潤滑用開口部と、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通す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関連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つの流路に接続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、
ただし、前記軸方向の孔から前記軸方向の潤滑溝又は線状の潤滑用開口部への前記流路は、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ように形成される。
【０００８】
前記流路は、前記軸受キャップから前記サドルへ延びる少なくとも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、埋め込まれたアーク（embedded arc）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を減じることができ、その結果、小端部など他のエンジン部品への動的負荷が低くなり、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。
【００１０】
前記径方向の孔は、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び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通す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関連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つと接続するか、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つと接続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、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、埋め込まれたアーク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。
【発明を実施するための形態】
【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、埋め込まれたアーク（embedded arc）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、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。更なる径方向の孔２９が、ガイドシューに潤滑油を供給する。
【００２０】
ピストン（図示せず）を冷却するため、潤滑油が、中空のピストンロッド２へ向かう上向きの径方向の孔１３を介して、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】
軸方向の孔５から軸受キャップ側のジャーナル４の表面へと径方向に延びる孔１５が、上方へ向かう孔１４の各側にそれぞれ２つずつ計４つ設けられる。
【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は、円周方向に走る溝１６が間隔をあけて２つ設けられる。溝１６は、径方向の孔１５の開口部に対向するように配置され、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は、上部シェル１０において、上方に向かう径方向の孔１３の各側の１つずつ設けられる。円周方向の溝１６は、上部シェル１０の全周にわたって走るように設けられる。円周方向の溝１６の中央部は、軸受シェルの貫通するスリットを形成するに十分な深さを有するが、円周方向の溝１６の端部は浅くなっており、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の背部の軸受キャップ６およびサドル１１には、円周方向に走る溝１８が、軸方向に間隔をあけて２つ形成される（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へと流れる。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、径方向の孔１５から円周方向の溝１８へと直接流れる。
【００２３】
円周方向の溝１８の長さは軸受キャップ６の全周に及び、その端部はサドル１１まで延伸する。サドル１１における円周方向の溝１８の端部は、サドル１１に埋設された軸方向の孔１９と交差する。
【００２４】
軸方向の孔１９は、軸方向に間隔をあけて形成されている２つの溝１８の端部を、サドル１１の軸方向中央部に設けられる円周方向の溝２０に接続する。
円周方向の溝２０の長さはサドル１１の全周にわたる。軸方向の孔１９を軸受キャップ６内に位置させることも可能である。その場合、軸方向に間隔をあけて設けられる溝１８をサドル１１まで延ばす必要はなくなるが、その代わり、軸方向中央の円周方向の溝２０を、軸受キャップ６まで延ばして軸方向の孔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）の給油孔２１へ開口するが、下部シェル１２の給油孔２１は、下部シェル１２の軸受面に配置される軸方向の潤滑溝２２に通じている。図に示されるように、軸方向の潤滑溝２２は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へと流れる。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）において受けられるが、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の中央で径方向に伸びる溝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びる大径給油孔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、軸方向に走る潤滑溝２２または線状の潤滑用開口部への流路は、実質的に軸受面に隣接するように、または、いずれかの軸受シェルの背面に沿って、延びている。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、軸受の油膜の径方向の圧力分布を示す。これは、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は、軸受の大きな荷重のかかる部分における軸受の油膜の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ように密に積み重ねた２つ以上の要素で形成することも可能である。この場合、シェルを形成する要素は、要素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、埋め込まれたアーク（embedded arc）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が、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】
斜め下向きの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の表面へと延びる。
【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が、下部シェル１２の軸受面に設けられ、その１つは径方向の孔２４のそれぞれの開口部に対向し、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びる。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を斜め下向きの孔２４に接続する開口部（図示せず）を備える。
【００３８】
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）において受けられる。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、その軸方向の中央部に、サドル１１の円周方向に端から端まで設けられる溝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、径方向中央の部分よりも幅が広くなっている。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、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、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びる大径給油孔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クロスヘッドジャーナルの上向きの流路１５を備え、軸受キャップ６上で軸方向に間隔をあけて設けられる溝１８に、スリット１６を介して潤滑油を導く。軸方向に間隔を開けて配される溝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に斜めに配置される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、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の方へ延び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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
を備える、大型２サイクルエンジン用のクロスヘッド軸受（１）であって、
前記クロスヘッド軸受（１）は、クロスヘッドジャーナル（４）の周りに回動可能であり、
前記クロスヘッドジャーナル（４）は、圧力下で供給される潤滑油を通すための軸方向の孔（５）を有すると共に、前記軸方向の孔（５）から前記下部軸受シェル（１２）に対峙する前記ジャーナルの表面へと前記軸方向の孔（５）から前記ジャーナルの径方向に延びる少なくとも２つの径方向の孔（２４）を有し、
ただし前記少なくとも２つの径方向の孔（２４）は、各々、作動中の前記コネクティングロッド（７）の揺動過程の少なくとも一点において、前記下部軸受シェル（１２）において最も大きな荷重がかかる部分の外側に配される２本の円周方向のスリット（２５）のうち対応するものに接続するように配され、
前記下部軸受シェル（１２）に面する前記ジャーナル（４）の表面には、軸方向に走る潤滑溝（２２）が２本、互いに周方向に隔てられて設けられ、前記下部軸受シェル（１２）において最も大きな荷重がかかる部分は連続的な軸受面になっており、
前記２つの円周方向のスリット（２５）は、各々、前記２つの潤滑溝（２２）のうち対応するものと交差するように配される、
クロスヘッド軸受。
【請求項２】
前記軸受サドル（１１）において、前記円周方向のスリット（２５）の下に円周方向の溝（２６）が設けられ、ただし前記円周方向の溝（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びる給油孔（２３）と交差する、請求項１に記載のクロスヘッド軸受。
【請求項３】
軸受シェルの軸受面の径が、クロスヘッドジャーナルの径よりも大きくなるように設計される、請求項１または２に記載のクロスヘッド軸受。
【請求項４】
軸受シェルの軸受面の径が、クロスヘッドジャーナルの径よりも小さくなるように設計される、請求項１または２に記載のクロスヘッド軸受。
【請求項１】
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、
を備える、大型２サイクルエンジン用のクロスヘッド軸受（１）であって、
前記クロスヘッド軸受（１）は、クロスヘッドジャーナル（４）の周りに回動可能であり、
前記クロスヘッドジャーナル（４）は、圧力下で供給される潤滑油を通すための軸方向の孔（５）を有すると共に、前記軸方向の孔（５）から前記下部軸受シェル（１２）に対峙する前記ジャーナルの表面へと前記軸方向の孔（５）から前記ジャーナルの径方向に延びる少なくとも２つの径方向の孔（２４）を有し、
ただし前記少なくとも２つの径方向の孔（２４）は、各々、作動中の前記コネクティングロッド（７）の揺動過程の少なくとも一点において、前記下部軸受シェル（１２）において最も大きな荷重がかかる部分の外側に配される２本の円周方向のスリット（２５）のうち対応するものに接続するように配され、
前記下部軸受シェル（１２）に面する前記ジャーナル（４）の表面には、軸方向に走る潤滑溝（２２）が２本、互いに周方向に隔てられて設けられ、前記下部軸受シェル（１２）において最も大きな荷重がかかる部分は連続的な軸受面になっており、
前記２つの円周方向のスリット（２５）は、各々、前記２つの潤滑溝（２２）のうち対応するものと交差するように配される、
クロスヘッド軸受。
【請求項２】
前記軸受サドル（１１）において、前記円周方向のスリット（２５）の下に円周方向の溝（２６）が設けられ、ただし前記円周方向の溝（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びる給油孔（２３）と交差する、請求項１に記載のクロスヘッド軸受。
【請求項３】
軸受シェルの軸受面の径が、クロスヘッドジャーナルの径よりも大きくなるように設計される、請求項１または２に記載のクロスヘッド軸受。
【請求項４】
軸受シェルの軸受面の径が、クロスヘッドジャーナルの径よりも小さくなるように設計される、請求項１または２に記載のクロスヘッド軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−５７４００（Ｐ２０１３−５７４００Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２３４３５４（Ｐ２０１２−２３４３５４）
【出願日】平成２４年１０月２４日（２０１２．１０．２４）
【分割の表示】特願２００９−２０５６６１（Ｐ２００９−２０５６６１）の分割
【原出願日】平成１６年５月１８日（２００４．５．１８）
【出願人】（５９７０６１３３２）エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド (98)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月２４日（２０１２．１０．２４）
【分割の表示】特願２００９−２０５６６１（Ｐ２００９−２０５６６１）の分割
【原出願日】平成１６年５月１８日（２００４．５．１８）
【出願人】（５９７０６１３３２）エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド (98)
【Ｆターム（参考）】
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