油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶
【課題】伸縮によって発生した潤滑油の圧力変動を抑制することができる油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶を提供することを目的とする。
【解決手段】上下に伸び、潤滑油が流入する固定管８と、固定管８の軸線上を往復動し、固定管８に流入した潤滑油をクロスヘッドピンに供給する可動管と、を備え、潤滑油の圧力に応じて固定管８または可動管の油路の断面積が変化することを特徴とする。
【解決手段】上下に伸び、潤滑油が流入する固定管８と、固定管８の軸線上を往復動し、固定管８に流入した潤滑油をクロスヘッドピンに供給する可動管と、を備え、潤滑油の圧力に応じて固定管８または可動管の油路の断面積が変化することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶に関し、特に、潤滑油の圧力変動の抑制に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶に搭載されている２サイクルのクロスヘッド型ディーゼル機関１は、図６に示すように、ピストン棒２と、ピストン３と、連節棒（図示せず）と、クロスヘッドピン５と、クロスヘッド１１と、テレスコピック管（以下「テレスコ管」という。）６とを備えている。テレスコ管６は、固定管８と、その一端がこの固定管８内に挿入されて固定管８の軸線上を往復動するように上下に可動する可動管９とを備えている。テレスコ管６の可動管９の一端は、クロスヘッド１１に接続されている。クロスヘッド１１に接続されているテレスコ管６は、クロスヘッド１１に接続されているピストン棒２の上部に設けられているピストン３の上下運動にともなって上下に往復動する。
【０００３】
テレスコ管６には、固定管８の上端より供給された潤滑油が導かれる。テレスコ管６に導かれた潤滑油は、固定管８から可動管９を経てクロスヘッド１１の内部に形成されているクロスヘッド油流路２１へと導出される。クロスヘッド油流路２１へと導出された潤滑油は、クロスヘッドピン５へと導かれる。クロスヘッドピン５へと導かれた潤滑油は、クロスヘッドピン５内部の軸方向に穿孔されているクロスヘッドピン油流路２０内に流入する。クロスヘッドピン油流路２０に流入した潤滑油は、ピストン棒２内に形成された冷却油路（図示せず）に供給される。さらに、クロスヘッドピン油流路２０に流入した潤滑油の一部は、クロスヘッドピン５と摺動するクロスヘッド軸受（図示せず）とクロスヘッドピン５との間に供給される。
【０００４】
クロスヘッドピン５から冷却油路に供給された潤滑油は、ピストン棒２の下端から上端へ導かれる。ピストン棒２の上端に導かれた潤滑油は、ピストン棒２の上方に設けられているピストン３の内部へと導出され、ピストン３を冷却する冷却滑油として用いられる。
クロスヘッドピン５からクロスヘッドピン５とクロスヘッド軸受との間に供給された潤滑油は、クロスヘッド軸受とクロスヘッドピン５との潤滑に用いられる。さらにクロスヘッド軸受とクロスヘッドピン５との潤滑に用いられた潤滑油は、クロスヘッドピン５を下方から指示する連節棒（図示せず）の内部を通じて、連節棒の反対端に接続されるクランク軸（図示せず）のクランクピン（図示せず）と、クランクピンとの間に設けられているクランクピン軸受（図示せず）との間に導かれる。クランクピンと、クランクピン軸受との間に導かれた潤滑油は、クランクピンと、クランクピン軸受との潤滑に用いられる。
【０００５】
特許文献１には、テレスコ管をピストン棒の下端に接続することが開示されている。
特許文献２には、クロスヘッドピンの内部に空間を形成してクロスヘッド軸受とクロスヘッドピンとの間における油膜厚さを確保することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３３９００２７号公報
【特許文献２】特開平７−２０８４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
潤滑油が供給されるテレスコ管は、ピストンの上下運動にともなって固定管に対して可動管が上下に往復動する。そのため、可動管の往復動に同期して、テレスコ管の潤滑油流路である内部空間の体積が増減する。テレスコ管が伸長した場合には、テレスコ管の内部空間の体積が増加し潤滑油の圧力が瞬間的に低下する。また、テレスコ管の伸縮とともに潤滑油が上下に移動するため、油柱慣性の影響によって潤滑油の圧力変動が生じる。
【０００８】
このように潤滑油が負圧や圧力変動を生じるため、クロスヘッドピンから導出される潤滑油の圧力が不安定になる。さらに、潤滑油の圧力が低下し負圧になった場合には、クロスヘッドピンから供給される潤滑油によってクロスヘッド軸受には、キャビテーション発生が懸念される。したがって、潤滑油の供給が不安定になり、軸受の潤滑不良を引き起こす可能性がある。
【０００９】
特許文献１の発明は、クロスヘッド軸受の負荷容量を低下させることなくディーゼル機関の全長を短くすることについて開示されているが、テレスコ管の伸縮により発生した油圧変動の抑制については開示されていない。
特許文献２の発明は、クロスヘッド軸受とクロスヘッドピンとの間における油膜厚さを確保することについて開示されているが、テレスコ管の伸縮により発生した油圧変動の抑制については開示されていない。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、テレスコ管の伸縮によって発生した潤滑油の圧力変動を抑制することができる油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る油供給管は、上下に伸び、潤滑油が流入する固定管と、該固定管の軸線上を往復動し、該固定管に流入した潤滑油をクロスヘッドピンに供給する可動管と、を備え、潤滑油の圧力に応じて前記固定管または前記可動管の油路の断面積が変化することを特徴とする。
【００１２】
可動管が固定管に対して往復動することによって油供給管が伸縮した場合、その伸縮に同期して油供給管の内部空間の体積が増減する。そのため、油供給管が伸長した場合には、油供給管の内部空間が増加し油供給管内の油圧が瞬間的に低下する。また、油供給管の伸縮とともに、油供給管内の潤滑油が移動する。そのため、油柱の慣性の影響によって、油供給管内には油圧変動を生じる。本発明の油供給管は、固定管または可動管の断面積が油圧に応じて変化するため、油供給管の伸縮によって生じる油圧変動に応じて油供給管内の体積を変化させることができる。そのため、油供給管内を通過した潤滑油は、圧力変動が抑制される。したがって、油供給管から安定した圧力の潤滑油を導出することができる。
なお、油供給管としては、後述する発明のように断面を楕円形状とする場合のほかに、ゴム製とする場合や、断面の変形が可能な角管等が挙げられる。
【００１３】
本発明に係る油供給管によれば、前記固定管または前記可動管の油路の断面が楕円形状を有し、潤滑油の圧力が所定圧以上の場合には、断面が楕円形状から略円形状に弾性変形することを特徴とする。
【００１４】
固定管または可動管の油路内の油圧が所定圧以上になった場合には、油路の断面が楕円形状から略円形状となる。これにより、油路の断面積が増加するので、油供給管内部の体積が増加する。また、油圧が所定圧よりも低下した場合には、油供給管の弾性変形によって油路の断面が略円形状から楕円形状へと戻り、油供給管内部の体積が減少する。急激な油量不足に陥った際にも、油量減少に体積変化が追従し、圧力低下を防止する。したがって、油供給管の構成や配置を変更することなく、油供給管から安定した圧力の潤滑油を導出することができる。
【００１５】
また、油路の断面が楕円形状の場合は、油路の断面が四角形状の角管に比べて、油路に作用する油圧の応力集中がない。また、油路の断面が楕円形状の鋼管とすることによって、ゴム製の管に比べて耐久性が向上する。したがって、油供給管のメンテナンス費用を削減することができる。
なお、所定圧とは、油供給管に導かれた潤滑油の圧力であって、圧力変動を許容する限界圧力を意味する。
【００１６】
本発明に係るクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピンによれば、油供給管が接続され、該油供給管から導出された油が内部に形成された油流路へと導かれるクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピンであって、前記油流路の内部には、油圧によって体積が変化する弾性体が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
クロスヘッドピンの油流路内に圧力変動を生じた潤滑油が流入した場合には、油圧に応じて油流路内に設けられている弾性体の体積弾性率が変化する。弾性体の体積弾性率が変化するので、油流路内の体積が変化する。油流路内の体積が変化するため、急激な油量不足に陥った際にも、油量減少に体積変化が追従し、圧力低下を防止する。したがって、クロスヘッドピンに接続される油供給管の構造や配置を変更することなく、クロスヘッドピンから圧力変動が抑制された潤滑油を導出することができる。また、クロスヘッドピンから導出される潤滑油は、圧力変動が減衰され潤滑油の流量が減少することがないため、補油用のアキュムレータ等を追設する必要がない。
【００１８】
本発明に係るクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピンによれば、油供給管が接続され、該油供給管から導出された潤滑油が内部に形成された油流路内に導かれるクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピンであって、前記油流路内に連通する空気溜まり室が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
クロスヘッドピンの油流路内に圧力変動を生じた潤滑油が流入した場合には、油流路に連通する空気溜まり室の空気が圧縮される。空気溜まり室の空気が圧縮されることによって、空気溜まり室の体積が変動する。空気溜まり室の体積が変動するため、油流路内の体積も変化する。油流路内の体積が変化するため、クロスヘッドピンからは、圧力変動が抑制された潤滑油が導出される。したがって、クロスヘッドピンに接続される油供給管の構造や配置を変更することなく、圧力変動が抑制された潤滑油をクロスヘッドピンから導出することができる。また、油圧変動を抑制するために、空気が用いられるので弾性体を用いる場合と比較して、繰り返し圧縮による弾性体の劣化が生じない。したがって、油流路内に弾性体を設けた場合と比べて、弾性体のメンテナンスが不要となる。
【００２０】
また、本発明に係るクロスヘッド型ディーゼル機関によれば、上記のいずれかに記載の前記油供給管または前記クロスヘッドピンを備えたことを特徴とする。
【００２１】
油供給管に導入された潤滑油は、クロスヘッドピンの内部に形成された油通路を通過してディーゼル機関の軸受へと供給される。軸受に供給される潤滑油が油圧変動によって負圧になった場合には、軸受にキャビテーションが生じ軸受が損傷する。本発明によると、油供給管の伸縮による油圧変動を防止することができるため、潤滑油が負圧になることを防止できる。軸受に供給される潤滑油が負圧にならないため、キャビテーションの発生を防止することができる。そのため、軸受の損傷を防止することができる。したがって、ディーゼル機関の健全な運転を維持することができる。
【００２２】
また、本発明に係る船舶は、上記に記載のクロスヘッド型ディーゼル機関を備えたことを特徴とする。
【００２３】
ディーゼル機関の健全な運転を維持することができるので、船舶の安定した運航を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、固定管または可動管の断面積が潤滑油の圧力に応じて変化するため、油供給管の伸縮によって生じる潤滑油の圧力変動に応じて油供給管内の体積を変化させることができる。そのため、油供給管内を通過した潤滑油は、圧力変動が抑制される。したがって、油供給管から安定した圧力の潤滑油を導出することができ、軸受部の潤滑を適正に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るクロスヘッド型ディーゼル機関の概略図である。
【図２】図１に示したクロスヘッド型ディーゼル機関の簡易概略図である。
【図３】図２に示した油供給管のＣ−Ｃ部の油路の断面を示し、（Ａ）は油路に油圧がかかってない場合を示し、（Ｂ）は油路に油圧がかかった場合を示している。
【図４】本発明の第２実施形態に係るクロスヘッド型ディーゼル機関の簡易概略図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るクロスヘッド型ディーゼル機関の簡易概略図である。
【図６】従来のクロスヘッド型ディーゼル機関の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１実施形態］
以下に、本発明の第１実施形態について、図１および図２を参照して説明する。
図１および図２には、本実施形態に係る船舶が備えているクロスヘッド型ディーゼル機関が示されている。
クロスヘッド型ディーゼル機関１は、ピストン３と、このピストン３に接続されているピストン棒２と、ピストン棒２の下端に設けられているクロスヘッドピン５と、クロスヘッドピン５を介してピストン棒２に接続されている連節棒４と、連節棒の下端に接続されているクランク軸１７と、クロスヘッドピン５に潤滑油を供給しているテレスコピック管（油供給管）６とを備えている。
【００２７】
クランク軸１７は、クランクアーム１７ａと、クランクジャーナル１７ｂと、クランクピン１７ｃとを備えている。クランクアーム１７ａの上方には、クランクピン１７ｃが設けられている。クランクアーム１７ａの下方には、クランクジャーナル１７ｂが設けられている。クランクジャーナル１７ｂとクランクピン１７ｃとは、軸方向に水平に設けられている。また、クランクジャーナル１７ｂとクランクピン１７ｃとは、クランクアーム１７ａに対して垂直に設けられている。クランクピン１７ｃには、後述する連節棒４が接続されている。
【００２８】
ピストン棒２は、上部にピストン３を備えている。ピストン棒２の下端には、クロスヘッド１１が設けられている。ピストン棒２の内部には、下方から上方に向かって延在する冷却油路２２が穿孔されている。
クロスヘッド１１内部には、その外壁から内壁に向かってクロスヘッド油流路２１（図２参照）が穿孔されている。
【００２９】
ピストン３は、シリンダライナ１５の内側を摺動するように配置される。ピストン３は、シリンダライナ１５とシリンダカバー１６とによって燃焼室を形成している。ピストン３の側壁の外周には、ピストン３に対して同心円状のピストンリング（図２参照）１０が設けられている。ピストンリング１０（図２参照）は、シリンダライナ１５とピストン３の隙間から燃焼ガスがピストン３の下方へと漏洩しないようにシールをしている。
【００３０】
連節棒４は、上端に小端部４ａを有している。小端部４ａには、クロスヘッドピン５が搭載されている。連節棒４の小端部４ａに搭載されているクロスヘッドピン５は、上方からクロスヘッド１１によって覆われている。連節棒４の下端には、クランク軸１７のクランクピン１７ｃと摺動する大端部４ｂが設けられている。連節棒４は、上下に移動するピストン３の往復運動をクランク軸１７の回転運動に変換する。連節棒４の内部には、小端部４ａから下方に向かって延在し大端部４ｂに連通する連節棒油流路２３が設けられている。
【００３１】
連節棒４の小端部４ａには、下部側クロスヘッド軸受（図示せず）が設けられている。下部側クロスヘッド軸受の表面には油溝（図示せず）が設けられ、供給される潤滑油によって油膜を形成することができるようになっている。さらに、下部側クロスヘッド軸受には、下方に穿孔する油孔（図示せず）が設けられ、連節棒油流路２３に連通している。
【００３２】
連節棒２３の大端部４ｂには、下方に穿孔する油孔（図示せず）が設けられている。大端部４ｂには、クランクピン１７ｃが接続されている。大端部４ｂとクランクピン１７ｃとの間には、上下に２分割されたクランクピン軸受の上部側クランクピン軸受（図示せず）が設けられている。上部側クランクピン軸受には、下方に穿孔する油孔（図示せず）が設けられている。大端部４ｂに設けられている油孔と、上部側クランクピン軸受に設けられている油孔とは、連通している。
【００３３】
クロスヘッドピン５は、略円柱形状をしている。クロスヘッドピン５の内部には、軸方向に延在するクロスヘッドピン油流路２０（図２参照）が穿孔されている。クロスヘッドピン油流路２０からは、クロスヘッドピン５の上方に延在する第１分岐路２４と、下方に延在する第２分岐路２５とが穿孔されている。クロスヘッドピン５は、軸方向が水平になるように、クロスヘッド１１によって上方から覆われ下方から連節棒４の小端部４ａによって支持されている。これらクロスヘッドピン５とクロスヘッド１１との間には、上部側クロスヘッド軸受（図示せず）が設けられている。この上部側クロスヘッド軸受と、連節棒４の小端部４ａに備えられている下部側クロスヘッド軸受とによって、クロスヘッドピン５は、クロスヘッド１１および連節棒４の小端部４ａとの間を摺動する。クロスヘッドピン５が摺動することによって、連節棒４がクロスヘッドピン５の軸回りに揺動運動を行うことができるようになっている。
【００３４】
テレスコピック管（以下「テレスコ管」という。）６は、弾性変形が可能な固定管８と可動管９とを備えている。可動管９は、固定管８の内部を固定管８の軸線上を往復動するように移動することができる。可動管９の一端は、クロスヘッド１１の外壁に接続されている。そのため、ピストン３の上下運動に伴いクロスヘッド１１に接続されているテレスコ管６の可動管９が往復動し、テレスコ管６が伸縮する。
【００３５】
図３は、図２に示したテレスコ管６の固定管８のＣ−Ｃ部の断面図を示し、（Ａ）は、油路に作用する潤滑油が所定圧以下の場合の固定管８の断面を示し、（Ｂ）は、油路に作用する潤滑油が所定圧以上の場合の固定管８の断面を示している。
固定管８は、内部を通過する潤滑油の圧力に応じて断面形状が変化する鋼管となっている。固定管８は、内部を通過する潤滑油の圧力が作用してないときや、潤滑油の圧力が所定圧以下の場合には、図３（Ａ）に示すように、断面が楕円形状となる。固定管８に作用する潤滑油が所定圧以上になった場合には、図３（Ｂ）に示すように、固定管８の断面は、潤滑油の圧力によって楕円形状が膨らみ略円形状となる。
なお、所定圧とは、固定管８に導かれる潤滑油の圧力であって、圧力変動を許容する限界圧力を意味する。
【００３６】
次に、潤滑油の回路について図２および図３に基づいて説明する。
テレスコ管６の固定管８には、クロスヘッド型ディーゼル機関１の外部からシステム油（潤滑油）が導かれる。
ピストン３が上下運動するのに伴いクロスヘッド１１が上下運動する。クロスヘッド１１が上下運動することによって、クロスヘッド１１の外壁に接続されているテレスコ管６の可動管９が固定管８に対して直線運動する。可動管９が固定管８に対して直線運動することによって、テレスコ管６が伸縮する。テレスコ管６は、伸縮しながらシステム油をクロスヘッド１１へと供給する。テレスコ管６の可動管９が固定管８に対して下方へ伸長した場合には、テレスコ管６の内部体積が増加する。テレスコ管６には、所定圧のシステム油が供給されているため、テレスコ管６の可動管９が固定管８に対して下方へ伸長した場合には、瞬間的にシステム油の圧力が低下する。また、テレスコ管６の可動管９が固定管８に対して往復動することによって、テレスコ管６内の油柱が上下に移動するため、油柱慣性の影響によって供給されたシステム油の圧力が変動する。
【００３７】
テレスコ管６の伸縮によってシステム油の圧力が所定圧以上になった場合には、固定管８の内壁には、システム油の圧力が固定管８の内側から外側に向かって作用する。そのため、固定管８が膨らみ固定管８の油路の断面形状が略円形状になる。固定管８の断面形状が楕円形状から略円形状になることによって、固定管８の油路の断面積が増加する。固定管８の油路の断面積が増加するので、テレスコ管６内の体積が増加する。
【００３８】
テレスコ管６の伸縮によってシステム油の圧力が所定圧以下になった場合には、固定管８の油路の断面形状は、固定管８の弾性変形によって略円形状から楕円管形状へと戻る。略円形状に比べて楕円形状の方が面積は、小さく。そのため、固定管８の油路の断面積は、減少する。固定管８の油路の断面積が減少するので、テレスコ管６内の体積が減少する。テレスコ管６内の体積が減少するので、固定管８を通過するシステム油の潤滑油量が低下し、システム油の圧力変動が抑制される。
なお、所定圧とは、テレスコ管６に導かれたシステム油の圧力であって、圧力変動を許容する限界圧力を意味する。
【００３９】
圧力変動が抑制された固定管８内のシステム油は、図２に示すように、可動管９を経てクロスヘッド１１へと導出される。クロスヘッド１１へと導出されたシステム油は、クロスヘッド油流路２１からクロスヘッドピン油流路２０へと導出される。クロスヘッドピン油流路２０へと導出されたシステム油は、第１分岐路２４と第２分岐路２５との２つに分岐される。
【００４０】
第１分岐路２４へと導かれたシステム油は、クロスヘッドピン５からピストン棒２の冷却油路２２へと供給される。冷却油路２２に供給されたシステム油は、ピストン棒２の下方から上方へと導かれる。ピストン棒２の上方に導かれたシステム油は、ピストン棒２の上方に接続されているピストン３の触火面の反対側であるピストン３の内側へと導出される。ピストン３の内側へと導出されたシステム油は、ピストン３を触火面の反対側から冷却する冷却油として用いられる。
【００４１】
第２分岐路２５へと導かれたシステム油は、クロスヘッドピン５と下部側クロスヘッド軸受との間に導出される。導出されたシステム油は、軸受用の潤滑油としてクロスヘッドピン５と下部側クロスヘッド軸受との間の油膜の形成に用いられる。下部側クロスヘッド軸受に導かれたシステム油は、下部側クロスヘッド軸受の油孔に連通している連節棒油流路２３へと導かれる。
【００４２】
連節棒油流路２３へと導かれたシステム油は、連節棒油流路２３から連節棒４の大端部４ｂ（図１参照）へと供給される。図１に示すように、大端部４ｂに供給されるシステム油は、大端部４ｂに連通している油孔から上部側クランクピン軸受の油孔へと導出される。上部側のランクピン軸受の油孔へ導かれたシステム油は、軸受用の潤滑油としてクランクピン１７ｃと上部側クランクピン軸受との間に導出される。導出された潤滑油は、クランクピン１７ｃとクランクピン軸受との間の油膜の形成に用いられる。
【００４３】
以上の通り、本実施形態に係る油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶によれば、以下の作用効果を奏する。
テレスコピック管（油供給管）６は、固定管８の断面積が油圧に応じて変化するため、テレスコピック管６の伸縮によって生じる油圧変動に応じてテレスコピック管６内の体積を変化させることができる。そのため、テレスコピック管６内を通過したシステム油（潤滑油）は、圧力変動が抑制される。したがって、テレスコピック管６から安定した圧力のシステム油を導出することができる。
【００４４】
固定管８の油路内の油圧が所定圧以上になった場合には、油路の断面が楕円形状から略円形状となる。これにより、油路の断面積が増加するので、テレスコピック管６内部の体積が増加する。また、油圧が所定圧よりも低下した場合には、固定管８の弾性変形によって油路の断面が略円形状から楕円形状へと戻り、テレスコピック管６内部の体積が減少する。急激な油量不足に陥った際にも、油量減少に体積変化が追従し、圧力低下を防止する。したがって、テレスコピック管６の構成や配置を変更することなく、テレスコピック管６から安定した圧力のシステム油を導出することができる。
【００４５】
また、固定管８の油路の断面が楕円形状の場合は、油路の断面が四角形状の角管に比べて、油路に作用する油圧の応力集中がない。また、固定管８の油路の断面が楕円形状の鋼管とすることによって、ゴム製の固定管８に比べて耐久性が向上する。したがって、テレスコピック管６のメンテナンス費用を削減することができる。
【００４６】
テレスコピック管６の伸縮による油圧変動を防止することができるため、潤滑油（システム油）が負圧になることを防止できる。クロスヘッド軸受に供給される潤滑油が負圧にならないため、キャビテーションの発生を防止することができる。そのため、クロスヘッド軸受の損傷を防止することができる。したがって、クロスヘッド型ディーゼル機関１の健全な運転を維持することができる。
【００４７】
クロスヘッド型ディーゼル機関１の健全な運転を維持することができるので、船舶の安定した運航を行うことができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、固定管８が弾性変形するとして説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、可動管９であっても良い。
また、本実施形態では、固定管８が弾性変形するとして説明したが、固定管８の内部に内管を設けた二重管構造として、その内管の断面形状が楕円形状の弾性変形するものとしても良い。
【００４９】
また、本実施形態では、固定管８は、システム油の圧力が作用していない場合、または、所定圧以下の場合には、断面が楕円形状として説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、断面の変形が可能な角管や扁平形状の管であっても良い。この場合、固定管８の油路の断面が楕円形状の場合に比べて、油路に応力集中を生じる。そのため、断面は、楕円形状が好ましい。
【００５０】
また、本実施形態では、固定管８は、弾性変形する鋼管として説明したが、ゴム製などの弾性体としても良い。この場合、鋼管に比べて耐久性が劣る恐れがある。
【００５１】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について図４に基づいて説明する。本実施形態の油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶の構成および潤滑油の回路は、クロスヘッドピンの構造が第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および潤滑油の回路については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
テレスコピック管６は、断面形状が略円形状の管路を有する固定管８と、可動管９とを備えている。
クロスヘッドピン５の内部に設けられているクロスヘッドピン油流路２０の内壁の上方の軸方向には、ゴム（弾性体）１２が設けられている。
【００５３】
テレスコピック管６の伸縮によって油圧変動を生じたシステム油（潤滑油）は、テレスコピック管６からクロスヘッド１１の内部に設けられているクロスヘッド油流路２１へと導かれる。クロスヘッド油流路２１に導かれた圧力変動を生じたシステム油は、クロスヘッドピン５の内部に設けられているクロスヘッドピン油流路２０へと導出される。
【００５４】
圧力変動したシステム油がクロスヘッドピン油流路２０に供給されることによって、クロスヘッドピン油流路２０内部に設けられているゴム１２は、体積弾性率が変化する。ゴム１２の体積弾性率が変化するため、クロスヘッドピン油流路２０内部の体積が変化する。クロスヘッドピン油流路２０内部の体積が変化するので、クロスヘッドピン油流路２０内から導出されるシステム油の流量が減って油圧が低下することを防止することができる。
【００５５】
以上の通り、本実施形態に係る油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶によれば、以下の作用効果を奏する。
クロスヘッドピン油流路２０内に設けられているゴム（弾性体）１２の体積弾性率が変化するので、クロスヘッドピン油流路２０内の体積が変化する。クロスヘッドピン油流路２０内の体積が変化するため、クロスヘッドピン油流路２０内から導出されるシステム油（潤滑油）の流量が減って油圧が低下することを防止することができる。したがって、クロスヘッドピン５に接続されているテレスコピック管（油供給管）６の構造や配置を変更することなく、クロスヘッドピン５から圧力変動が抑制されたシステム油を導出することができる。また、クロスヘッドピン５から導出されるシステム油は、圧力変動が減衰されシステム油の流量が減少することがないため、補油用のアキュムレータ等を追設する必要がない。
【００５６】
なお、本実施形態においては、ゴム１２を設けるとして説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、弾性体であれば良い。
また、本実施形態においては、ゴム１２は、クロスヘッドピン油流路２０の内壁の上部に設けるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、クロスヘッドピン油流路２０内であればよく、例えば、クロスヘッドピン油流路２０の軸方向であって、システム油の流入口の反対のクロスヘッドピン油流路２０の側壁に設けても良い。
【００５７】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について図５に基づいて説明する。本実施形態の油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶の構成および潤滑油の回路は、クロスヘッドピンの構造が第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および潤滑油の回路については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５８】
テレスコピック管６は、断面が略円形状を有する固定管８と可動管９とを備えている。
クロスヘッドピン５の内部に設けられているクロスヘッドピン油流路２０の内壁の上方の一部には、クロスヘッドピン油流路２０に連通した空気溜まり室１３が設けられている。
【００５９】
空気溜まり室１３は、クロスヘッドピン油流路２０に開口している空洞で、空気が充満している。空気溜まり室１３の内部には、空気が充満している空間部とクロスヘッドピン油流路２０から流入するシステム油（潤滑油）とを隔離するためにベローズ（図示せず）が設けられている。このベローズによって、空気溜まり室１３内の空気がシステム油に溶解することが回避される。
【００６０】
テレスコピック管６の伸縮によって、圧力変動を生じたシステム油がテレスコピック管からクロスヘッド１１内部に設けられているクロスヘッド油流路２１へと導かれる。クロスヘッド油流路２１に導かれた圧力変動を生じたシステム油は、クロスヘッドピン５のクロスヘッドピン油流路２０へと導出される。クロスヘッドピン油流路２０に導出されたシステム油は、その圧力変動によってクロスヘッドピン油流路２０に設けられている空気溜まり室１３内の空気を圧縮する。空気溜まり室１３内の空気が圧縮されることによって、空気溜まり室１３の体積が変動する。そのため、クロスヘッドピン５から圧力変動が抑制された潤滑油が導出される。
【００６１】
以上の通り、本実施形態に係る油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶によれば、以下の作用効果を奏する。
クロスヘッドピン油流路２０内に圧力変動を生じたシステム油（潤滑油）が流入した場合には、クロスヘッドピン油流路２０に連通する空気溜まり室１３の空気が圧縮される。空気溜まり室１３の空気が圧縮されることによって、空気溜まり室１３の体積が変動する。空気溜まり室１３の体積が変動するため、クロスヘッドピン油流路２０内の体積も変化する。クロスヘッドピン油流路２０内の体積が変化するため、クロスヘッドピン５からは、圧力変動が抑制されたシステム油が導出される。したがって、クロスヘッドピン５に接続されるテレスコピック管（油供給管）６の構造や配置を変更することなく、圧力変動が抑制されたシステム油をクロスヘッドピン５から導出することができる。
【００６２】
また、油圧変動を抑制するために、空気が用いられるので弾性体（例えばゴムなど）を用いる場合と比較して、繰り返し圧縮による弾性体の劣化が生じない。したがって、クロスヘッドピン油流路２０内に弾性体を設けた場合と比べて、弾性体のメンテナンスが不要となる。
【符号の説明】
【００６３】
１ クロスヘッド型ディーゼル機関
５ クロスヘッドピン
６ テレスコピック管（油供給管）
８ 固体管
９ 可動管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶に関し、特に、潤滑油の圧力変動の抑制に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶に搭載されている２サイクルのクロスヘッド型ディーゼル機関１は、図６に示すように、ピストン棒２と、ピストン３と、連節棒（図示せず）と、クロスヘッドピン５と、クロスヘッド１１と、テレスコピック管（以下「テレスコ管」という。）６とを備えている。テレスコ管６は、固定管８と、その一端がこの固定管８内に挿入されて固定管８の軸線上を往復動するように上下に可動する可動管９とを備えている。テレスコ管６の可動管９の一端は、クロスヘッド１１に接続されている。クロスヘッド１１に接続されているテレスコ管６は、クロスヘッド１１に接続されているピストン棒２の上部に設けられているピストン３の上下運動にともなって上下に往復動する。
【０００３】
テレスコ管６には、固定管８の上端より供給された潤滑油が導かれる。テレスコ管６に導かれた潤滑油は、固定管８から可動管９を経てクロスヘッド１１の内部に形成されているクロスヘッド油流路２１へと導出される。クロスヘッド油流路２１へと導出された潤滑油は、クロスヘッドピン５へと導かれる。クロスヘッドピン５へと導かれた潤滑油は、クロスヘッドピン５内部の軸方向に穿孔されているクロスヘッドピン油流路２０内に流入する。クロスヘッドピン油流路２０に流入した潤滑油は、ピストン棒２内に形成された冷却油路（図示せず）に供給される。さらに、クロスヘッドピン油流路２０に流入した潤滑油の一部は、クロスヘッドピン５と摺動するクロスヘッド軸受（図示せず）とクロスヘッドピン５との間に供給される。
【０００４】
クロスヘッドピン５から冷却油路に供給された潤滑油は、ピストン棒２の下端から上端へ導かれる。ピストン棒２の上端に導かれた潤滑油は、ピストン棒２の上方に設けられているピストン３の内部へと導出され、ピストン３を冷却する冷却滑油として用いられる。
クロスヘッドピン５からクロスヘッドピン５とクロスヘッド軸受との間に供給された潤滑油は、クロスヘッド軸受とクロスヘッドピン５との潤滑に用いられる。さらにクロスヘッド軸受とクロスヘッドピン５との潤滑に用いられた潤滑油は、クロスヘッドピン５を下方から指示する連節棒（図示せず）の内部を通じて、連節棒の反対端に接続されるクランク軸（図示せず）のクランクピン（図示せず）と、クランクピンとの間に設けられているクランクピン軸受（図示せず）との間に導かれる。クランクピンと、クランクピン軸受との間に導かれた潤滑油は、クランクピンと、クランクピン軸受との潤滑に用いられる。
【０００５】
特許文献１には、テレスコ管をピストン棒の下端に接続することが開示されている。
特許文献２には、クロスヘッドピンの内部に空間を形成してクロスヘッド軸受とクロスヘッドピンとの間における油膜厚さを確保することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３３９００２７号公報
【特許文献２】特開平７−２０８４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
潤滑油が供給されるテレスコ管は、ピストンの上下運動にともなって固定管に対して可動管が上下に往復動する。そのため、可動管の往復動に同期して、テレスコ管の潤滑油流路である内部空間の体積が増減する。テレスコ管が伸長した場合には、テレスコ管の内部空間の体積が増加し潤滑油の圧力が瞬間的に低下する。また、テレスコ管の伸縮とともに潤滑油が上下に移動するため、油柱慣性の影響によって潤滑油の圧力変動が生じる。
【０００８】
このように潤滑油が負圧や圧力変動を生じるため、クロスヘッドピンから導出される潤滑油の圧力が不安定になる。さらに、潤滑油の圧力が低下し負圧になった場合には、クロスヘッドピンから供給される潤滑油によってクロスヘッド軸受には、キャビテーション発生が懸念される。したがって、潤滑油の供給が不安定になり、軸受の潤滑不良を引き起こす可能性がある。
【０００９】
特許文献１の発明は、クロスヘッド軸受の負荷容量を低下させることなくディーゼル機関の全長を短くすることについて開示されているが、テレスコ管の伸縮により発生した油圧変動の抑制については開示されていない。
特許文献２の発明は、クロスヘッド軸受とクロスヘッドピンとの間における油膜厚さを確保することについて開示されているが、テレスコ管の伸縮により発生した油圧変動の抑制については開示されていない。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、テレスコ管の伸縮によって発生した潤滑油の圧力変動を抑制することができる油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る油供給管は、上下に伸び、潤滑油が流入する固定管と、該固定管の軸線上を往復動し、該固定管に流入した潤滑油をクロスヘッドピンに供給する可動管と、を備え、潤滑油の圧力に応じて前記固定管または前記可動管の油路の断面積が変化することを特徴とする。
【００１２】
可動管が固定管に対して往復動することによって油供給管が伸縮した場合、その伸縮に同期して油供給管の内部空間の体積が増減する。そのため、油供給管が伸長した場合には、油供給管の内部空間が増加し油供給管内の油圧が瞬間的に低下する。また、油供給管の伸縮とともに、油供給管内の潤滑油が移動する。そのため、油柱の慣性の影響によって、油供給管内には油圧変動を生じる。本発明の油供給管は、固定管または可動管の断面積が油圧に応じて変化するため、油供給管の伸縮によって生じる油圧変動に応じて油供給管内の体積を変化させることができる。そのため、油供給管内を通過した潤滑油は、圧力変動が抑制される。したがって、油供給管から安定した圧力の潤滑油を導出することができる。
なお、油供給管としては、後述する発明のように断面を楕円形状とする場合のほかに、ゴム製とする場合や、断面の変形が可能な角管等が挙げられる。
【００１３】
本発明に係る油供給管によれば、前記固定管または前記可動管の油路の断面が楕円形状を有し、潤滑油の圧力が所定圧以上の場合には、断面が楕円形状から略円形状に弾性変形することを特徴とする。
【００１４】
固定管または可動管の油路内の油圧が所定圧以上になった場合には、油路の断面が楕円形状から略円形状となる。これにより、油路の断面積が増加するので、油供給管内部の体積が増加する。また、油圧が所定圧よりも低下した場合には、油供給管の弾性変形によって油路の断面が略円形状から楕円形状へと戻り、油供給管内部の体積が減少する。急激な油量不足に陥った際にも、油量減少に体積変化が追従し、圧力低下を防止する。したがって、油供給管の構成や配置を変更することなく、油供給管から安定した圧力の潤滑油を導出することができる。
【００１５】
また、油路の断面が楕円形状の場合は、油路の断面が四角形状の角管に比べて、油路に作用する油圧の応力集中がない。また、油路の断面が楕円形状の鋼管とすることによって、ゴム製の管に比べて耐久性が向上する。したがって、油供給管のメンテナンス費用を削減することができる。
なお、所定圧とは、油供給管に導かれた潤滑油の圧力であって、圧力変動を許容する限界圧力を意味する。
【００１６】
本発明に係るクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピンによれば、油供給管が接続され、該油供給管から導出された油が内部に形成された油流路へと導かれるクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピンであって、前記油流路の内部には、油圧によって体積が変化する弾性体が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
クロスヘッドピンの油流路内に圧力変動を生じた潤滑油が流入した場合には、油圧に応じて油流路内に設けられている弾性体の体積弾性率が変化する。弾性体の体積弾性率が変化するので、油流路内の体積が変化する。油流路内の体積が変化するため、急激な油量不足に陥った際にも、油量減少に体積変化が追従し、圧力低下を防止する。したがって、クロスヘッドピンに接続される油供給管の構造や配置を変更することなく、クロスヘッドピンから圧力変動が抑制された潤滑油を導出することができる。また、クロスヘッドピンから導出される潤滑油は、圧力変動が減衰され潤滑油の流量が減少することがないため、補油用のアキュムレータ等を追設する必要がない。
【００１８】
本発明に係るクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピンによれば、油供給管が接続され、該油供給管から導出された潤滑油が内部に形成された油流路内に導かれるクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピンであって、前記油流路内に連通する空気溜まり室が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
クロスヘッドピンの油流路内に圧力変動を生じた潤滑油が流入した場合には、油流路に連通する空気溜まり室の空気が圧縮される。空気溜まり室の空気が圧縮されることによって、空気溜まり室の体積が変動する。空気溜まり室の体積が変動するため、油流路内の体積も変化する。油流路内の体積が変化するため、クロスヘッドピンからは、圧力変動が抑制された潤滑油が導出される。したがって、クロスヘッドピンに接続される油供給管の構造や配置を変更することなく、圧力変動が抑制された潤滑油をクロスヘッドピンから導出することができる。また、油圧変動を抑制するために、空気が用いられるので弾性体を用いる場合と比較して、繰り返し圧縮による弾性体の劣化が生じない。したがって、油流路内に弾性体を設けた場合と比べて、弾性体のメンテナンスが不要となる。
【００２０】
また、本発明に係るクロスヘッド型ディーゼル機関によれば、上記のいずれかに記載の前記油供給管または前記クロスヘッドピンを備えたことを特徴とする。
【００２１】
油供給管に導入された潤滑油は、クロスヘッドピンの内部に形成された油通路を通過してディーゼル機関の軸受へと供給される。軸受に供給される潤滑油が油圧変動によって負圧になった場合には、軸受にキャビテーションが生じ軸受が損傷する。本発明によると、油供給管の伸縮による油圧変動を防止することができるため、潤滑油が負圧になることを防止できる。軸受に供給される潤滑油が負圧にならないため、キャビテーションの発生を防止することができる。そのため、軸受の損傷を防止することができる。したがって、ディーゼル機関の健全な運転を維持することができる。
【００２２】
また、本発明に係る船舶は、上記に記載のクロスヘッド型ディーゼル機関を備えたことを特徴とする。
【００２３】
ディーゼル機関の健全な運転を維持することができるので、船舶の安定した運航を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、固定管または可動管の断面積が潤滑油の圧力に応じて変化するため、油供給管の伸縮によって生じる潤滑油の圧力変動に応じて油供給管内の体積を変化させることができる。そのため、油供給管内を通過した潤滑油は、圧力変動が抑制される。したがって、油供給管から安定した圧力の潤滑油を導出することができ、軸受部の潤滑を適正に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るクロスヘッド型ディーゼル機関の概略図である。
【図２】図１に示したクロスヘッド型ディーゼル機関の簡易概略図である。
【図３】図２に示した油供給管のＣ−Ｃ部の油路の断面を示し、（Ａ）は油路に油圧がかかってない場合を示し、（Ｂ）は油路に油圧がかかった場合を示している。
【図４】本発明の第２実施形態に係るクロスヘッド型ディーゼル機関の簡易概略図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るクロスヘッド型ディーゼル機関の簡易概略図である。
【図６】従来のクロスヘッド型ディーゼル機関の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１実施形態］
以下に、本発明の第１実施形態について、図１および図２を参照して説明する。
図１および図２には、本実施形態に係る船舶が備えているクロスヘッド型ディーゼル機関が示されている。
クロスヘッド型ディーゼル機関１は、ピストン３と、このピストン３に接続されているピストン棒２と、ピストン棒２の下端に設けられているクロスヘッドピン５と、クロスヘッドピン５を介してピストン棒２に接続されている連節棒４と、連節棒の下端に接続されているクランク軸１７と、クロスヘッドピン５に潤滑油を供給しているテレスコピック管（油供給管）６とを備えている。
【００２７】
クランク軸１７は、クランクアーム１７ａと、クランクジャーナル１７ｂと、クランクピン１７ｃとを備えている。クランクアーム１７ａの上方には、クランクピン１７ｃが設けられている。クランクアーム１７ａの下方には、クランクジャーナル１７ｂが設けられている。クランクジャーナル１７ｂとクランクピン１７ｃとは、軸方向に水平に設けられている。また、クランクジャーナル１７ｂとクランクピン１７ｃとは、クランクアーム１７ａに対して垂直に設けられている。クランクピン１７ｃには、後述する連節棒４が接続されている。
【００２８】
ピストン棒２は、上部にピストン３を備えている。ピストン棒２の下端には、クロスヘッド１１が設けられている。ピストン棒２の内部には、下方から上方に向かって延在する冷却油路２２が穿孔されている。
クロスヘッド１１内部には、その外壁から内壁に向かってクロスヘッド油流路２１（図２参照）が穿孔されている。
【００２９】
ピストン３は、シリンダライナ１５の内側を摺動するように配置される。ピストン３は、シリンダライナ１５とシリンダカバー１６とによって燃焼室を形成している。ピストン３の側壁の外周には、ピストン３に対して同心円状のピストンリング（図２参照）１０が設けられている。ピストンリング１０（図２参照）は、シリンダライナ１５とピストン３の隙間から燃焼ガスがピストン３の下方へと漏洩しないようにシールをしている。
【００３０】
連節棒４は、上端に小端部４ａを有している。小端部４ａには、クロスヘッドピン５が搭載されている。連節棒４の小端部４ａに搭載されているクロスヘッドピン５は、上方からクロスヘッド１１によって覆われている。連節棒４の下端には、クランク軸１７のクランクピン１７ｃと摺動する大端部４ｂが設けられている。連節棒４は、上下に移動するピストン３の往復運動をクランク軸１７の回転運動に変換する。連節棒４の内部には、小端部４ａから下方に向かって延在し大端部４ｂに連通する連節棒油流路２３が設けられている。
【００３１】
連節棒４の小端部４ａには、下部側クロスヘッド軸受（図示せず）が設けられている。下部側クロスヘッド軸受の表面には油溝（図示せず）が設けられ、供給される潤滑油によって油膜を形成することができるようになっている。さらに、下部側クロスヘッド軸受には、下方に穿孔する油孔（図示せず）が設けられ、連節棒油流路２３に連通している。
【００３２】
連節棒２３の大端部４ｂには、下方に穿孔する油孔（図示せず）が設けられている。大端部４ｂには、クランクピン１７ｃが接続されている。大端部４ｂとクランクピン１７ｃとの間には、上下に２分割されたクランクピン軸受の上部側クランクピン軸受（図示せず）が設けられている。上部側クランクピン軸受には、下方に穿孔する油孔（図示せず）が設けられている。大端部４ｂに設けられている油孔と、上部側クランクピン軸受に設けられている油孔とは、連通している。
【００３３】
クロスヘッドピン５は、略円柱形状をしている。クロスヘッドピン５の内部には、軸方向に延在するクロスヘッドピン油流路２０（図２参照）が穿孔されている。クロスヘッドピン油流路２０からは、クロスヘッドピン５の上方に延在する第１分岐路２４と、下方に延在する第２分岐路２５とが穿孔されている。クロスヘッドピン５は、軸方向が水平になるように、クロスヘッド１１によって上方から覆われ下方から連節棒４の小端部４ａによって支持されている。これらクロスヘッドピン５とクロスヘッド１１との間には、上部側クロスヘッド軸受（図示せず）が設けられている。この上部側クロスヘッド軸受と、連節棒４の小端部４ａに備えられている下部側クロスヘッド軸受とによって、クロスヘッドピン５は、クロスヘッド１１および連節棒４の小端部４ａとの間を摺動する。クロスヘッドピン５が摺動することによって、連節棒４がクロスヘッドピン５の軸回りに揺動運動を行うことができるようになっている。
【００３４】
テレスコピック管（以下「テレスコ管」という。）６は、弾性変形が可能な固定管８と可動管９とを備えている。可動管９は、固定管８の内部を固定管８の軸線上を往復動するように移動することができる。可動管９の一端は、クロスヘッド１１の外壁に接続されている。そのため、ピストン３の上下運動に伴いクロスヘッド１１に接続されているテレスコ管６の可動管９が往復動し、テレスコ管６が伸縮する。
【００３５】
図３は、図２に示したテレスコ管６の固定管８のＣ−Ｃ部の断面図を示し、（Ａ）は、油路に作用する潤滑油が所定圧以下の場合の固定管８の断面を示し、（Ｂ）は、油路に作用する潤滑油が所定圧以上の場合の固定管８の断面を示している。
固定管８は、内部を通過する潤滑油の圧力に応じて断面形状が変化する鋼管となっている。固定管８は、内部を通過する潤滑油の圧力が作用してないときや、潤滑油の圧力が所定圧以下の場合には、図３（Ａ）に示すように、断面が楕円形状となる。固定管８に作用する潤滑油が所定圧以上になった場合には、図３（Ｂ）に示すように、固定管８の断面は、潤滑油の圧力によって楕円形状が膨らみ略円形状となる。
なお、所定圧とは、固定管８に導かれる潤滑油の圧力であって、圧力変動を許容する限界圧力を意味する。
【００３６】
次に、潤滑油の回路について図２および図３に基づいて説明する。
テレスコ管６の固定管８には、クロスヘッド型ディーゼル機関１の外部からシステム油（潤滑油）が導かれる。
ピストン３が上下運動するのに伴いクロスヘッド１１が上下運動する。クロスヘッド１１が上下運動することによって、クロスヘッド１１の外壁に接続されているテレスコ管６の可動管９が固定管８に対して直線運動する。可動管９が固定管８に対して直線運動することによって、テレスコ管６が伸縮する。テレスコ管６は、伸縮しながらシステム油をクロスヘッド１１へと供給する。テレスコ管６の可動管９が固定管８に対して下方へ伸長した場合には、テレスコ管６の内部体積が増加する。テレスコ管６には、所定圧のシステム油が供給されているため、テレスコ管６の可動管９が固定管８に対して下方へ伸長した場合には、瞬間的にシステム油の圧力が低下する。また、テレスコ管６の可動管９が固定管８に対して往復動することによって、テレスコ管６内の油柱が上下に移動するため、油柱慣性の影響によって供給されたシステム油の圧力が変動する。
【００３７】
テレスコ管６の伸縮によってシステム油の圧力が所定圧以上になった場合には、固定管８の内壁には、システム油の圧力が固定管８の内側から外側に向かって作用する。そのため、固定管８が膨らみ固定管８の油路の断面形状が略円形状になる。固定管８の断面形状が楕円形状から略円形状になることによって、固定管８の油路の断面積が増加する。固定管８の油路の断面積が増加するので、テレスコ管６内の体積が増加する。
【００３８】
テレスコ管６の伸縮によってシステム油の圧力が所定圧以下になった場合には、固定管８の油路の断面形状は、固定管８の弾性変形によって略円形状から楕円管形状へと戻る。略円形状に比べて楕円形状の方が面積は、小さく。そのため、固定管８の油路の断面積は、減少する。固定管８の油路の断面積が減少するので、テレスコ管６内の体積が減少する。テレスコ管６内の体積が減少するので、固定管８を通過するシステム油の潤滑油量が低下し、システム油の圧力変動が抑制される。
なお、所定圧とは、テレスコ管６に導かれたシステム油の圧力であって、圧力変動を許容する限界圧力を意味する。
【００３９】
圧力変動が抑制された固定管８内のシステム油は、図２に示すように、可動管９を経てクロスヘッド１１へと導出される。クロスヘッド１１へと導出されたシステム油は、クロスヘッド油流路２１からクロスヘッドピン油流路２０へと導出される。クロスヘッドピン油流路２０へと導出されたシステム油は、第１分岐路２４と第２分岐路２５との２つに分岐される。
【００４０】
第１分岐路２４へと導かれたシステム油は、クロスヘッドピン５からピストン棒２の冷却油路２２へと供給される。冷却油路２２に供給されたシステム油は、ピストン棒２の下方から上方へと導かれる。ピストン棒２の上方に導かれたシステム油は、ピストン棒２の上方に接続されているピストン３の触火面の反対側であるピストン３の内側へと導出される。ピストン３の内側へと導出されたシステム油は、ピストン３を触火面の反対側から冷却する冷却油として用いられる。
【００４１】
第２分岐路２５へと導かれたシステム油は、クロスヘッドピン５と下部側クロスヘッド軸受との間に導出される。導出されたシステム油は、軸受用の潤滑油としてクロスヘッドピン５と下部側クロスヘッド軸受との間の油膜の形成に用いられる。下部側クロスヘッド軸受に導かれたシステム油は、下部側クロスヘッド軸受の油孔に連通している連節棒油流路２３へと導かれる。
【００４２】
連節棒油流路２３へと導かれたシステム油は、連節棒油流路２３から連節棒４の大端部４ｂ（図１参照）へと供給される。図１に示すように、大端部４ｂに供給されるシステム油は、大端部４ｂに連通している油孔から上部側クランクピン軸受の油孔へと導出される。上部側のランクピン軸受の油孔へ導かれたシステム油は、軸受用の潤滑油としてクランクピン１７ｃと上部側クランクピン軸受との間に導出される。導出された潤滑油は、クランクピン１７ｃとクランクピン軸受との間の油膜の形成に用いられる。
【００４３】
以上の通り、本実施形態に係る油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶によれば、以下の作用効果を奏する。
テレスコピック管（油供給管）６は、固定管８の断面積が油圧に応じて変化するため、テレスコピック管６の伸縮によって生じる油圧変動に応じてテレスコピック管６内の体積を変化させることができる。そのため、テレスコピック管６内を通過したシステム油（潤滑油）は、圧力変動が抑制される。したがって、テレスコピック管６から安定した圧力のシステム油を導出することができる。
【００４４】
固定管８の油路内の油圧が所定圧以上になった場合には、油路の断面が楕円形状から略円形状となる。これにより、油路の断面積が増加するので、テレスコピック管６内部の体積が増加する。また、油圧が所定圧よりも低下した場合には、固定管８の弾性変形によって油路の断面が略円形状から楕円形状へと戻り、テレスコピック管６内部の体積が減少する。急激な油量不足に陥った際にも、油量減少に体積変化が追従し、圧力低下を防止する。したがって、テレスコピック管６の構成や配置を変更することなく、テレスコピック管６から安定した圧力のシステム油を導出することができる。
【００４５】
また、固定管８の油路の断面が楕円形状の場合は、油路の断面が四角形状の角管に比べて、油路に作用する油圧の応力集中がない。また、固定管８の油路の断面が楕円形状の鋼管とすることによって、ゴム製の固定管８に比べて耐久性が向上する。したがって、テレスコピック管６のメンテナンス費用を削減することができる。
【００４６】
テレスコピック管６の伸縮による油圧変動を防止することができるため、潤滑油（システム油）が負圧になることを防止できる。クロスヘッド軸受に供給される潤滑油が負圧にならないため、キャビテーションの発生を防止することができる。そのため、クロスヘッド軸受の損傷を防止することができる。したがって、クロスヘッド型ディーゼル機関１の健全な運転を維持することができる。
【００４７】
クロスヘッド型ディーゼル機関１の健全な運転を維持することができるので、船舶の安定した運航を行うことができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、固定管８が弾性変形するとして説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、可動管９であっても良い。
また、本実施形態では、固定管８が弾性変形するとして説明したが、固定管８の内部に内管を設けた二重管構造として、その内管の断面形状が楕円形状の弾性変形するものとしても良い。
【００４９】
また、本実施形態では、固定管８は、システム油の圧力が作用していない場合、または、所定圧以下の場合には、断面が楕円形状として説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、断面の変形が可能な角管や扁平形状の管であっても良い。この場合、固定管８の油路の断面が楕円形状の場合に比べて、油路に応力集中を生じる。そのため、断面は、楕円形状が好ましい。
【００５０】
また、本実施形態では、固定管８は、弾性変形する鋼管として説明したが、ゴム製などの弾性体としても良い。この場合、鋼管に比べて耐久性が劣る恐れがある。
【００５１】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について図４に基づいて説明する。本実施形態の油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶の構成および潤滑油の回路は、クロスヘッドピンの構造が第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および潤滑油の回路については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
テレスコピック管６は、断面形状が略円形状の管路を有する固定管８と、可動管９とを備えている。
クロスヘッドピン５の内部に設けられているクロスヘッドピン油流路２０の内壁の上方の軸方向には、ゴム（弾性体）１２が設けられている。
【００５３】
テレスコピック管６の伸縮によって油圧変動を生じたシステム油（潤滑油）は、テレスコピック管６からクロスヘッド１１の内部に設けられているクロスヘッド油流路２１へと導かれる。クロスヘッド油流路２１に導かれた圧力変動を生じたシステム油は、クロスヘッドピン５の内部に設けられているクロスヘッドピン油流路２０へと導出される。
【００５４】
圧力変動したシステム油がクロスヘッドピン油流路２０に供給されることによって、クロスヘッドピン油流路２０内部に設けられているゴム１２は、体積弾性率が変化する。ゴム１２の体積弾性率が変化するため、クロスヘッドピン油流路２０内部の体積が変化する。クロスヘッドピン油流路２０内部の体積が変化するので、クロスヘッドピン油流路２０内から導出されるシステム油の流量が減って油圧が低下することを防止することができる。
【００５５】
以上の通り、本実施形態に係る油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶によれば、以下の作用効果を奏する。
クロスヘッドピン油流路２０内に設けられているゴム（弾性体）１２の体積弾性率が変化するので、クロスヘッドピン油流路２０内の体積が変化する。クロスヘッドピン油流路２０内の体積が変化するため、クロスヘッドピン油流路２０内から導出されるシステム油（潤滑油）の流量が減って油圧が低下することを防止することができる。したがって、クロスヘッドピン５に接続されているテレスコピック管（油供給管）６の構造や配置を変更することなく、クロスヘッドピン５から圧力変動が抑制されたシステム油を導出することができる。また、クロスヘッドピン５から導出されるシステム油は、圧力変動が減衰されシステム油の流量が減少することがないため、補油用のアキュムレータ等を追設する必要がない。
【００５６】
なお、本実施形態においては、ゴム１２を設けるとして説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、弾性体であれば良い。
また、本実施形態においては、ゴム１２は、クロスヘッドピン油流路２０の内壁の上部に設けるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、クロスヘッドピン油流路２０内であればよく、例えば、クロスヘッドピン油流路２０の軸方向であって、システム油の流入口の反対のクロスヘッドピン油流路２０の側壁に設けても良い。
【００５７】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について図５に基づいて説明する。本実施形態の油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶の構成および潤滑油の回路は、クロスヘッドピンの構造が第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および潤滑油の回路については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５８】
テレスコピック管６は、断面が略円形状を有する固定管８と可動管９とを備えている。
クロスヘッドピン５の内部に設けられているクロスヘッドピン油流路２０の内壁の上方の一部には、クロスヘッドピン油流路２０に連通した空気溜まり室１３が設けられている。
【００５９】
空気溜まり室１３は、クロスヘッドピン油流路２０に開口している空洞で、空気が充満している。空気溜まり室１３の内部には、空気が充満している空間部とクロスヘッドピン油流路２０から流入するシステム油（潤滑油）とを隔離するためにベローズ（図示せず）が設けられている。このベローズによって、空気溜まり室１３内の空気がシステム油に溶解することが回避される。
【００６０】
テレスコピック管６の伸縮によって、圧力変動を生じたシステム油がテレスコピック管からクロスヘッド１１内部に設けられているクロスヘッド油流路２１へと導かれる。クロスヘッド油流路２１に導かれた圧力変動を生じたシステム油は、クロスヘッドピン５のクロスヘッドピン油流路２０へと導出される。クロスヘッドピン油流路２０に導出されたシステム油は、その圧力変動によってクロスヘッドピン油流路２０に設けられている空気溜まり室１３内の空気を圧縮する。空気溜まり室１３内の空気が圧縮されることによって、空気溜まり室１３の体積が変動する。そのため、クロスヘッドピン５から圧力変動が抑制された潤滑油が導出される。
【００６１】
以上の通り、本実施形態に係る油供給管、クロスヘッドピン、これを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関およびこれを備えた船舶によれば、以下の作用効果を奏する。
クロスヘッドピン油流路２０内に圧力変動を生じたシステム油（潤滑油）が流入した場合には、クロスヘッドピン油流路２０に連通する空気溜まり室１３の空気が圧縮される。空気溜まり室１３の空気が圧縮されることによって、空気溜まり室１３の体積が変動する。空気溜まり室１３の体積が変動するため、クロスヘッドピン油流路２０内の体積も変化する。クロスヘッドピン油流路２０内の体積が変化するため、クロスヘッドピン５からは、圧力変動が抑制されたシステム油が導出される。したがって、クロスヘッドピン５に接続されるテレスコピック管（油供給管）６の構造や配置を変更することなく、圧力変動が抑制されたシステム油をクロスヘッドピン５から導出することができる。
【００６２】
また、油圧変動を抑制するために、空気が用いられるので弾性体（例えばゴムなど）を用いる場合と比較して、繰り返し圧縮による弾性体の劣化が生じない。したがって、クロスヘッドピン油流路２０内に弾性体を設けた場合と比べて、弾性体のメンテナンスが不要となる。
【符号の説明】
【００６３】
１ クロスヘッド型ディーゼル機関
５ クロスヘッドピン
６ テレスコピック管（油供給管）
８ 固体管
９ 可動管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に伸び、潤滑油が流入する固定管と、
該固定管の軸線上を往復動し、該固定管に流入した潤滑油をクロスヘッドピンに供給する可動管と、を備え、
潤滑油の圧力に応じて前記固定管または前記可動管の油路の断面積が変化する油供給管。
【請求項２】
前記固定管または前記可動管の油路の断面が楕円形状を有し、潤滑油の圧力が所定圧以上の場合には、断面が楕円形状から略円形状に弾性変形する請求項１に記載の油供給管。
【請求項３】
油供給管が接続され、該油供給管から導出された油が内部に形成された油流路へと導かれるクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピンであって、
前記油流路の内部には、油圧によって体積が変化する弾性体が設けられているクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピン。
【請求項４】
油供給管が接続され、該油供給管から導出された潤滑油が内部に形成された油流路内に導かれるクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピンであって、
前記油流路内に連通する空気溜まり室が設けられているクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピン。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の油供給管またはクロスヘッドピンを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関。
【請求項６】
請求項５に記載のクロスヘッド型ディーゼル機関を備えた船舶。
【請求項１】
上下に伸び、潤滑油が流入する固定管と、
該固定管の軸線上を往復動し、該固定管に流入した潤滑油をクロスヘッドピンに供給する可動管と、を備え、
潤滑油の圧力に応じて前記固定管または前記可動管の油路の断面積が変化する油供給管。
【請求項２】
前記固定管または前記可動管の油路の断面が楕円形状を有し、潤滑油の圧力が所定圧以上の場合には、断面が楕円形状から略円形状に弾性変形する請求項１に記載の油供給管。
【請求項３】
油供給管が接続され、該油供給管から導出された油が内部に形成された油流路へと導かれるクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピンであって、
前記油流路の内部には、油圧によって体積が変化する弾性体が設けられているクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピン。
【請求項４】
油供給管が接続され、該油供給管から導出された潤滑油が内部に形成された油流路内に導かれるクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピンであって、
前記油流路内に連通する空気溜まり室が設けられているクロスヘッド型ディーゼル機関のクロスヘッドピン。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の油供給管またはクロスヘッドピンを備えたクロスヘッド型ディーゼル機関。
【請求項６】
請求項５に記載のクロスヘッド型ディーゼル機関を備えた船舶。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−６９３１８（Ｐ２０１１−６９３１８Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２２４６６（Ｐ２００９−２２２４６６）
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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