JP2017040321A - カットレス軸受の取り外し方法およびカットレス軸受の取り外し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カットレス軸受を軸受ケーシングから容易に取り外すことができる方法を提供する。
【解決手段】軸受ケーシング４２に保持されたカットレス軸受３６を取り外す方法は、カットレス軸受３６の両開口端３６ａ，３６ｂを閉止部材５６，５７によって閉止することで、カットレス軸受３６内に密閉空間５９を形成し、冷却流体を密閉空間５９内に供給して、カットレス軸受３６を冷却し、収縮させ、収縮したカットレス軸受３６を軸受ケーシング４２から引き抜く。
【選択図】図３

Description

本発明は、カットレス軸受の取り外し方法およびカットレス軸受の取り外し装置に関するものである。

カットレス軸受は、すべり軸受の一種であり、例えば、各種ポンプの回転軸や船舶のスクリュープロペラが固定される回転軸を支持する水中軸受として使用される。カットレス軸受はソードン軸受とも呼ばれる。

カットレス軸受は、金属から構成されたシェルと呼ばれる外筒の内面にゴムが接着された構造を有している。このゴムの内周面は、回転軸にすべり接触する軸受面を構成する。ゴムの内周面には、軸方向に延びる複数の溝が形成されており、これら溝に水などの液体が流れることによって液体が潤滑剤として機能する。このようなカットレス軸受は、一般に、軸受ケーシングに保持された状態で使用される。

実開平５−８９８９０号公報 特開２００７−２８５２５３号公報 特開２００８−１２１６０３号公報 特開２０１２−９２７０１号公報

ところで、カットレス軸受の内径に不具合が生じた場合に、カットレス軸受を軸受ケーシングから取り外す必要がある。カットレス軸受を取り外す方法として、カットレス軸受に切り込みを入れて、カットレス軸受を切断する方法が知られている。しかしながら、このような方法では、軸受ケーシングを傷つけるおそれがあり、カットレス軸受のみを切断することは非常に困難である。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、カットレス軸受を軸受ケーシングから容易に取り外すことができる方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、カットレス軸受を軸受ケーシングから容易に取り外すための取り外し装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、軸受ケーシングに保持されたカットレス軸受を取り外す方法であって、前記カットレス軸受の両開口端を閉止部材によって閉止することで、前記カットレス軸受内に密閉空間を形成し、冷却流体を前記密閉空間内に供給して、前記カットレス軸受を冷却し、収縮させ、収縮した前記カットレス軸受を前記軸受ケーシングから引き抜くことを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記閉止部材に接続された冷却流体流入管を通じて前記冷却流体を前記密閉空間内に供給することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記冷却流体は、液体窒素、または固体二酸化炭素とアルコール液との混合物であることを特徴とする。

本発明の他の態様は、軸受ケーシングに保持されたカットレス軸受を取り外すための装置であって、前記カットレス軸受の両開口端を閉止するための閉止部材と、前記閉止部材を前記カットレス軸受に固定する固定機構と、前記カットレス軸受と前記閉止部材によって前記カットレス軸受内に形成された密閉空間内に冷却流体を供給する冷却流体供給システムとを備えることを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記冷却流体供給システムは、冷却流体供給源と、該冷却流体供給源と前記閉止部材とを接続する冷却流体流入管とを備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記冷却流体供給源は、前記冷却流体として液体窒素、または固体二酸化炭素とアルコール液との混合物を供給することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記固定機構は、前記閉止部材および前記カットレス軸受を貫通して延びる通しボルトと、該通しボルトが螺合されるナットとを備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記固定機構は、前記カットレス軸受の外から前記閉止部材を前記カットレス軸受の前記両開口端に押し付けるクランプであることを特徴とする。

本発明によれば、冷却流体を密閉空間内に供給してカットレス軸受を冷却し、収縮させる。その結果、カットレス軸受を軸受ケーシングから容易に取り外すことができる。

立軸ポンプを示す模式図である。 軸受を下から見た図である。 軸受を軸受ケーシングから取り外すための取り外し装置を示す図である。 図３の矢印Ａで示す方向から見た図である。 他の実施形態に係る取り外し装置を示す図である。

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、立軸ポンプを示す模式図である。図１に示すように、立軸ポンプは吸込ベルマウス１０および吐出ボウル１２を有するポンプケーシング１４と、ポンプケーシング１４を水槽内に吊り下げる揚水管１６と、揚水管１６の上端に接続される吐出エルボ管１８と、ポンプケーシング１４内に収容された羽根車２０と、羽根車２０が固定された回転軸２２とを備えている。

揚水管１６は、水槽上部のポンプ据付床２４に形成された挿通孔２６を通して下方に延びている。ポンプ据付床２４にはポンプベース２８が固定されており、揚水管１６の上端はポンプベース２８に接続されている。回転軸２２は吐出エルボ管１８、揚水管１６、およびポンプケーシング１４内を通って鉛直方向に延びている。

吸込ベルマウス１０は下方を向いて開口し、吸込ベルマウス１０の上端は吐出ボウル１２の下端に固定されている。羽根車２０は回転軸２２の下端に固定されており、羽根車２０と回転軸２２とは一体的に回転するようになっている。この羽根車２０の上方（吐出側）には複数のガイドベーン（静翼）３４が配置されている。これらガイドベーン３４は吐出ボウル１２の内面に固定されている。回転軸２２は吐出エルボ管１８の上部に設けられた外軸受４０と、吐出ボウル１２内に設けられたカットレス軸受３６により回転自在に支持されている。カットレス軸受３６は水中軸受であり、ソードン軸受とも呼ばれる。カットレス軸受３６を保持する軸受ケーシング４２は保持体４４の内面に固定されており、さらに、保持体４４はガイドベーン３４を介してポンプケーシング１４に支持されている。カットレス軸受３６は、回転軸２２にすべり接触するすべり軸受である。以下の説明では、カットレス軸受３６を単に軸受３６と呼ぶ。

図２は軸受３６を下から見た図である。図２において、回転軸２２の図示は省略されている。軸受３６は、金属から構成されたシェルと呼ばれる外筒５０の内面５０ａにゴムなどの弾性部材５１が接着された構造を有している。外筒５０の外面５０ｂは軸受ケーシング４２の内面４２ａに隙間なく嵌合しており、軸受３６は軸受ケーシング４２に保持される。

弾性部材５１の内周面は、回転軸２２にすべり接触する軸受面を構成する。弾性部材５１の内周面には、軸方向に延びる複数の溝５１ａが弾性部材５１の周方向に沿って等間隔に形成されている。これら溝５１ａに水などの液体が流れることによって液体が潤滑剤として機能し、軸受３６は回転軸２２を回転自在に支持することができる。本実施形態では、軸受３６が水槽内の水中に没されると、水槽内の水が複数の溝５１ａに供給される。

軸受３６を長期間にわたって使用し続けることによって弾性部材５１が摩耗するなどの原因によって、軸受３６の内径に不具合が生じる場合がある。この場合、軸受３６を軸受ケーシング４２から取り外す必要がある。図３は軸受３６を軸受ケーシング４２から取り外すための取り外し装置５５を示す図である。図３において、複数の溝５１ａの図示は省略されている。図３に示すように、取り外し装置５５は、軸受３６の両開口端３６ａ，３６ｂを閉止するための閉止部材５６，５７と、閉止部材５６，５７を軸受３６に固定する固定機構５８と、軸受３６と閉止部材５６，５７によって軸受３６内に形成された密閉空間５９内に冷却流体を供給する冷却流体供給システム６０とを備えている。

図４は図３の矢印Ａで示す方向から見た図である。閉止部材５６は円板形状を有しており、その直径は軸受３６の外径よりも小さく、軸受３６の内径よりも大きい。より具体的には、閉止部材５６の直径は外筒５０の外径よりも小さく、弾性部材５１の内径よりも大きい。閉止部材５７は閉止部材５６と同じ形状および同じ大きさを有している。

固定機構５８は、閉止部材５６，５７および軸受３６を貫通して延びる通しボルト６２と、通しボルト６２が螺合されるナット６３とを備えている。閉止部材５６，５７には、通しボルト６２が貫通する貫通孔５６ａ，５７ａがそれぞれ形成されており、通しボルト６２は貫通孔５６ａ，５７ａを通って延びている。通しボルト６２が閉止部材５６，５７および軸受３６を貫通した状態で、通しボルト６２をナット６３に螺合させて、通しボルト６２を締め付ける。その結果、閉止部材５６，５７は軸受３６を介して互いに締結され、軸受３６の両開口端３６ａ，３６ｂは閉止部材５６，５７によって閉止される。このようにして、軸受３６内に密閉空間５９が形成される。

図３に示すように、冷却流体供給システム６０は、冷却流体を供給するための冷却流体供給源６５と、冷却流体供給源６５と閉止部材５６とを接続する冷却流体流入管６６とを備えている。冷却流体流入管６６の一端は閉止部材５６に接続されており、他端は冷却流体供給源６５に接続されている。密閉空間５９は冷却流体流入管６６を介して冷却流体供給源６５に連通しており、冷却流体が冷却流体流入管６６を通じて冷却流体供給源６５から密閉空間５９内に供給されるようになっている。冷却流体として、例えば、液体窒素、または固体二酸化炭素とアルコール液との混合物が挙げられる。

閉止部材５７には、密閉空間５９内に存在する空気を排出するためのガス排出ライン７０が接続されている。冷却流体流入管６６を通じて冷却流体が密閉空間５９内に注入されると、この冷却流体によって密閉空間５９内の空気はこのガス排出ライン７０を通って外部に追い出される。密閉空間５９内が冷却流体で満たされた後、ガス排出ライン７０に取り付けられた弁７１が閉じられ、冷却流体は密閉空間５９内に保持される。冷却流体流入管６６は閉止部材５７に接続されてもよく、ガス排出ライン７０は閉止部材５６に接続されてもよい。

密閉空間５９内に冷却流体を供給すると、軸受３６が冷却されて、軸受３６は収縮する。その結果、外筒５０の外面５０ｂと軸受ケーシング４２の内面４２ａとの間に隙間が形成される。この隙間が形成された状態で、収縮した軸受３６を軸受ケーシング４２から引き抜くことにより、軸受３６を軸受ケーシング４２から取り外すことができる。閉止部材５６，５７の直径は軸受３６の外径よりも小さいため、閉止部材５６，５７が軸受ケーシング４２に接触することなく、スムーズに軸受３６を軸受ケーシング４２から引き抜くことができる。

本実施形態によれば、冷却流体を密閉空間５９内に供給して軸受３６を冷却し、収縮させることによって、軸受３６を軸受ケーシング４２から容易に取り外すことができる。したがって、軸受３６を切断する必要はなく、軸受ケーシング４２を傷つけることはない。さらに、本実施形態によれば、短時間で軸受３６を軸受ケーシング４２から取り外すことができる。

図５は他の実施形態に係る取り外し装置５５を示す図である。図５において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。本実施形態では、固定機構５８は通しボルト６２およびナット６３を備えておらず、固定機構５８は軸受３６の外から閉止部材５６，５７を軸受３６の両開口端３６ａ，３６ｂに押し付けるクランプから構成される。固定機構５８は、２本のクランプアーム８１，８２を備えている。

軸受３６の両開口端３６ａ，３６ｂが閉止部材５６，５７で塞がれた状態で、閉止部材５６，５７をクランプアーム８１，８２で締め付けると、閉止部材５６，５７は軸受３６の両開口端３６ａ，３６ｂに押し付けられる。結果として、軸受３６の両開口端３６ａ，３６ｂは閉止部材５６，５７によって閉止され、軸受３６内に密閉空間５９が形成される。

上述した実施形態では、立軸ポンプに用いられる軸受を取り外す例について説明したが、本実施形態に係る軸受の取り外し方法および／または取り外し装置５５は、立軸ポンプ以外のポンプや攪拌機などの回転機械や船舶のスクリュープロペラを回転させる回転機械に用いられる軸受にも適用することができる。

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

１０ 吸込ベルマウス
１２ 吐出ボウル
１４ ポンプケーシング
１６ 揚水管
１８ 吐出エルボ管
２０ 羽根車
２２ 回転軸
２４ ポンプ据付床
２６ 挿通孔
２８ ポンプベース
３４ ガイドベーン
３６ カットレス軸受
３６ａ，３６ｂ 開口端
４０ 外軸受
４２ 軸受ケーシング
４４ 保持体
５０ 外筒
５０ａ 内面
５０ｂ 外面
５１ 弾性部材
５１ａ 溝
５５ 取り外し装置
５６，５７ 閉止部材
５６ａ，５７ａ 貫通孔
５８ 固定機構
５９ 密閉空間
６０ 冷却流体供給システム
６２ 通しボルト
６３ ナット
６５ 冷却流体供給源
６６ 冷却流体流入管
７０ ガス排出ライン
７１ 弁
８１，８２ クランプアーム

Claims (8)

1. 軸受ケーシングに保持されたカットレス軸受を取り外す方法であって、
   前記カットレス軸受の両開口端を閉止部材によって閉止することで、前記カットレス軸受内に密閉空間を形成し、
   冷却流体を前記密閉空間内に供給して、前記カットレス軸受を冷却し、収縮させ、
   収縮した前記カットレス軸受を前記軸受ケーシングから引き抜くことを特徴とする方法。
2. 前記閉止部材に接続された冷却流体流入管を通じて前記冷却流体を前記密閉空間内に供給することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記冷却流体は、液体窒素、または固体二酸化炭素とアルコール液との混合物であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 軸受ケーシングに保持されたカットレス軸受を取り外すための装置であって、
   前記カットレス軸受の両開口端を閉止するための閉止部材と、
   前記閉止部材を前記カットレス軸受に固定する固定機構と、
   前記カットレス軸受と前記閉止部材によって前記カットレス軸受内に形成された密閉空間内に冷却流体を供給する冷却流体供給システムとを備えることを特徴とする装置。
5. 前記冷却流体供給システムは、冷却流体供給源と、該冷却流体供給源と前記閉止部材とを接続する冷却流体流入管とを備えていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記冷却流体供給源は、前記冷却流体として液体窒素、または固体二酸化炭素とアルコール液との混合物を供給することを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記固定機構は、前記閉止部材および前記カットレス軸受を貫通して延びる通しボルトと、該通しボルトが螺合されるナットとを備えていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記固定機構は、前記カットレス軸受の外から前記閉止部材を前記カットレス軸受の前記両開口端に押し付けるクランプであることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の装置。

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