JPH01263517A - 水中推進軸における軸受間隙測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、各種船舶における水中推進軸とその軸受と
の隙間を測定するための軸受間隙測定装置に関する。

「従来の技術」 従来、船舶の水中推進軸と軸受との間隙を測定する方法
としては、船舶をドッグに入れて上架し、ローブガード
やプラグカバーを取り外した後、ノギスやスキマゲージ
等の測定工具を用いて手作業によって測定するようにし
ている。

「発明が解決しようとする課悪」 ところが、前記従来の、測定工具を用いた手作業による
軸受間隙測定方法にあっては、船舶を一度ドッグへ入れ
て、前記水中推進軸を水中から脱出しなけらばならず、
この船舶のドッグ入れは船舶の運航を長時間に渡り停止
させるばかりではなく、経費が増す。したがって、船舶
を定期的に修理する場合等の決められた期間にしか測定
することができず、その間に軸受の摩耗が著しく進んだ
場合には、船舶の運行に支障を来す虞があること、また
、船舶が海上にあって、ダイパー等が海水中に潜って前
記測定作業をすることも不可能ではないが、海水の温度
は場所によって異なるため、これに伴って推進軸の寸法
が変化し、正確な軸受間隙寸法を測定することがでない
という問題点があった。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、任
意の場所の海中においても推進軸と軸受との間隙を、船
舶内で容易に測定できると共に、海水の温度によって軸
受寸法が変化しても、予め設定された温度時の軸受寸法
に換算した場合の軸受間隙を測定し、軸受の摩耗状態を
正確に知ることができる軸受間隙測定装置の提供を目的
としている。

「課題を解決するための手段」 本発明は、船舶等の推進軸の外周に配される船体側部分
に配設されて、該配設位置から前記推進軸の外周面まで
の間隙を計測するための間隙センサと、前記推進軸の温
度を計測するために該推進軸付近に設けられた温度セン
サと、前記間隙センサによって計測された推進軸外周面
までの間隙を予め設定された基準温度時の推進軸の直径
に換算した場合の軸受間隙の平均値に補正する補正回路
と、該補正回路によって求められた軸受間隙の最大値と
最小値との平均値を算出するための演算回路とを備えた
構成とすることにより、前記問題点を解決したものであ
る。

「作用」 本発明の水中推進軸の軸受間隙測定装置によれば、推進
軸の外周に間隙センサを設置したので、船舶が航海中に
も、必要な時に船舶内で推進軸と軸受との間隙を測定す
ることができる。また、演算回路によって前記間隙セン
サによって算出された間隙の最大値と最小値とを逐字平
均化処理することができると共に、補正回路によって測
定された前記間隙を予め設定された基準温度時の軸受直
径に換算した場合の間隙に補正することにより、正確な
軸受の摩耗状態を算出することができる。

「実施例」 以下、図面を参照しながら本発明の水中推進軸における
軸受間隙測定装置について説明する。第１図ないし第４
図は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は水中
推進軸の軸受部分の冷却にオイルバス式を採用した場合
の軸受間隙測定装置である。

図中符号ｌは船舶の推進軸であり、該推進軸１は船尾軸
受２ａと船首軸受２ｂとによって支持されていると共に
、後端部にはプロペラ３が固定されている。そして、船
舶は図示しない駆動源からの動力を前記推進軸ｌによっ
てプロペラ３に伝達することにより、これを回転さ仕て
推進するようになっている。

船尾軸受２ａ及び船首軸受２ｂは、その外側に硬い材質
の軸受保持リング４ａ、４ｂを介して船尾管５に固定さ
れている。船尾管５をスタンフレームボス部Ｆに固定す
る船尾管ナツト５ａの後端部には、推進軸１の外周面と
所定の隙間ｄが形成されると共に、内側に前記隙間ｄを
密封するための複数個のシール部材６　ａ、　６　ｂ、
　６　ｃが取り付けられた円筒体６が固定されており、
円筒体６の軸方向に相互に隔てられている前記複数個の
シール部材の内の前記船尾管５寄りの一対のシール部材
６ｂ、６Ｃの間における円筒体６には、磁気センサ、超
音波センサ等を用いた間隙センサ７が内部に装填された
センサ金物８が取り付けられている。センサ金物８は、
円筒体６の半径方向に沿って円筒体６を貫通して設けら
れており、その先端部は円筒体６の内側へ突出して推進
軸ｌの外周面との間に所定距離離間して面するように設
けられている。センサ金物８の基端部には電線管９の一
端部が接続されており、該電線管９の他端部は船舶の操
船室等に設置された制御装置１１に接続されている。ま
た、船尾管５の側部には、推進軸１の温度を測定するた
めの温度センサ１３が、その感温部を船尾管５の潤滑油
溜め部５ｂ内に臨ませて取り付けられており、該温度セ
ンサ１３は配線１３ａによって前記制御装置１１に接続
されている。なお、第１図中、符号１４は船尾管重力タ
ンクであり、該タンク１４はポンプ（図示せず）を有す
る配管１４ａ、１４ｂによって船尾管５に接続されて、
軸受２ａ。

２ｂに潤滑油を供給するようになっている。また、１５
は船首シールタンクであり、該タンク１５は配管１５ａ
、１５ｂによって船首シール１６に接続されて、該船首
シールに潤滑油を循環させるようになっている。１７は
船尾管のエアー抜きである。

前記間隙センサ７はセンサ金物８の内部に配設されてお
り、第２図に示すように、センサ金物８は、筒状に形成
された金物本体８ａと、該金物本体８ａの基端部に螺着
されることにより、該金物本体８ａに電線管９の先端部
をパツキン８ｂを介して接続するための接続金物８ｃと
からなっている。

また、金物本体８ａの先端面には金物本体８ａ内に軸受
部分のオイルが侵入するのを防止するための耐油性のゴ
ムパツキン８ｄが、その外周部に接着性を有するエポキ
シ系樹脂を塗布されて取り付けられると共に、金物本体
８ａの先端外周部にはねじ部８ｅが形成されており、該
ねじ部８ｅを円筒体６の半径方向に形成されたねじ穴６
ｈに硬く螺着させることにより、センサ金物８を円筒体
６に固定するようになっている。そして、前記センサ金
物８の接続部分には、内側に銅又はゴム製のパツキン１
８をはめ込み、さらに、それらの接続部分の外側にエポ
キシ系樹脂１８ａ等を充填して防水処理をし、それらの
外側にカラー１９を装着するようにした防水対策が施さ
れている。間隙センサ７の端部には、電線管９の内部を
挿通されて制御装置１１まで配線される電線９ａが接続
されている。

第３図に示す制御装置１１は、−間隙センサ７、温度セ
ンサ！３から送られてくる信号がアンプ２０．２１によ
って増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ２２に送られてア
ナログ量をデジタル量に変換され、ついで、演算回路や
補正回路が設けられたマイクロ制御装置２３へ信号が送
られる。マイクロ制御装置２３にはプログラムや計算式
等を処理するＲＯＭ２４や、ワーク計算途中計算結果等
を処理するＲＡＭ２５が組み込まれており、これらの部
分は、間隙センサにより測定されたデータを１００　ａ
ｓｅｃ毎に取り込み、計測された間隙と、推進軸温度と
、推進軸直径との３つのデータから基準温度（例えば、
２０℃）換算の間隙データを算出する補正回路として機
能すると共に、該間隙データの平均化処理をｌ　ｓｅｃ
毎に行なう演算回路として機能したりしている。そして
、マイクロコンピュータ２３によって処理された信号は
、表示部２６へ送られ、各表示器■〜■によって表示さ
れるようになっている。

なお、表示器は、上部から順に、■ｄｍａｘ　；推進軸
と軸受との最大間隙（ｍｍ／　２０℃）、■ｄｓｉｎ；
推進軸と軸受との最小間隙（ｍｍ／　２０℃）、■ｄａ
ｖｅ；推進軸と軸受との平均間隙（ｍｍ／　２０℃）、
■ｔ；推進軸温度（’Ｃ）、■Ｄ；推進軸直径（ｍｍ）
が表示されるようになっている。また、ＲＯＭ２４の内
部では、計測されたデータが、次ぎに示す一般式によっ
て２０°Ｃの値に換算されるようになっている。

Δｄ（２０℃）＝Δｄ＋　（（ｔ−２０）αＤ−Ｄ）第
３図中、符号２７は推進軸径設定スイッチであり、船舶
の推進軸の直径を前記表示器■に表示させると共に、該
推進軸の直径に対する間隙限度（本実施例では、ｄ＝０
．２５ｍｍ）をマイクロコンピュータ２３に入力し、前
記平均間隙ｄａｖｅが該間隙限度を超えたとき、ベル等
の警報により知らせるようにしたものである。２８はＲ
５２３２Ｃインターフエイスであり、他の制御装置と信
号のやり取りを行うためのものである。２９は制御装置
ＩｔのＤＣ電源、３０は後述するように推進軸に海水冷
却式を採用した場合に、設置される電磁弁（４０）に信
号を送るための入出力装置（Ｉ　１０）である。また、
第４図は制御装置の表示部を示すものであり、図中符号
３！は作動表示ランプ、３２は起動用のスイッチである
。

つぎに、前記のように構成された本発明の軸受間隙測定
装置の作用について、その測定方法と共に説明する。

まず、制御装置１１のスイッチ３２を入れると、作動表
示ランプ３１が点灯して、制御装置が作動を開始する。

そして、推進軸径設定スイッチ２７により、船舶の推進
軸の直径をマイクロコンピュータ２３に人力すると、表
示器■に前記直径が表示される。同時に、間隙センサ７
によって現在の間隙センサから推進軸ｌの外周囲までの
間隙を、また、温度センサ１３によって現在の推進軸の
温度の測定値が逐字制御装置１１に送られてくる。

この送信されてきた信号は、上述したように所要時間毎
に制御装置１１内にマイクロコンピュータ２３に取り込
まれ、該マイクロコンピュータｌｉ内で処理（補正や演
算）された後、表示部２６の表示器■〜■によって表示
される。

このように、推進軸１の外周に設けられた円筒体６のシ
ール部材６　ｂ、　６　ｃの間に間隙センサ７を設置し
たので、船舶が航海中にも、必要な時に間隙誉ンサ７と
推進軸ｌの外周面との間隙を測定することができる。ま
た、前記間隙センサ７によって測定された間隙を、予め
設定された２０℃の時点での軸受直径りに換算した場合
の間隙に補正すると共に、この補正された間隙の最大値
（ｄＩＩｌａｘ）と最小値（ｄＩＩｌｉｎ）との平均値
（ｄａｖｅ）を算出する補正回路を用いることによって
、測定する場所の海水の温度に影響を受けることなく、
正確な軸受の摩耗状態、を算出することができる。そし
て、前記間隙の平均値ｄａｖｅが、前記間隙限度を超え
たときは、警報が発生されて、その状況を確実に知るこ
とができる。

つぎに、第５図ないし第７図を用いて、第２の実施例を
示す。この実施例は水中推進軸の軸受部分の冷却に海水
又は水を用いた冷却式を採用した場合を示すものである
。なお、この第２の実施例において、前記第１の実施例
に示す構成要素と同一の要素については、同一符号を付
してその説明を省略する。

この第２の実施例にあっては、推進軸ｌの船尾側に青銅
鋳物（ＢＣ材）により製作された船尾スリ、−ブｌａが
嵌合固定されており、また同様に船首側には船首スリー
ブｌｂが嵌合固定されている。

そして、前記船尾スリーブｌ−ａと船首スリーブｌｂの
部分には、該スリーブを回転自在に保持するためのりグ
ナンバイタ、ゴム等で製作された軸受２ａ、　２　ｂが
設けられ、さらに、該軸受２　ａ、　２　ｂは船尾管５
の内側に嵌合された状態で設けられている。

そして船尾管５の船尾側には推進軸ｌと平行に配設され
た支持金物５ａによってセンサ金物８が取り付けられて
おり、該センサ金物８の内部には間隙センサ７が配設さ
れ、該間隙センサ７の測定表面と船尾スリーブｌａの外
周面との間には所定の間隔があけられるようになってい
る。センサ金物８の基端部には電線管９の一端部が接続
されており、該電線管９の他端部は制御装置１１まで配
管されている。さらに、前記電線管９のセンサ金物８側
には、該センサ金物８の内部に空気を供給するための空
気配管９ａの一端部が継手９ｂを介して接続されており
、該空気配管９ａの基端部は、電磁弁４０を介してエア
ータンク４１に接続されている。そして、エアータンク
４１と電磁弁４０との間の配管には元弁４２、減圧弁４
３、圧力計４４等が取り付けられていると共に、電磁弁
４０は制御装置１１に電気的に接続されて制御されるよ
うになっている。そして、前記実施例と同様に船尾管５
には、推進軸■の温度を測定するための温度センサ１３
が取り付けられており、該温度センサ１３は配線１３ａ
によって前記制御装置１１に接続されている。

前記間隙センサ７が配設されたセンサ金物８は、ねじに
よって着脱自在に接続された上下２つの筒状の金物本体
８ａの内側に、その内部に間隙センサ７を装填する内筒
８ｇを金物本体８ａの内側との間に間隔をあけて固定し
て設けたものである。該内筒８ｇの先端部には開口部８
ｈが形成されていると共に、上部開口部はエポキシ樹脂
によって閉塞されている。さらに、下方の金物本体８ａ
の先端部にはシリンダ部材８１が螺着されており、該シ
リンダ部材８１の内部にばばね８ｊが配設されると共に
、該ばね８ｊの上部側にはシリンダ部材８１内をその軸
方向に気密を保って摺動するピストン８ｋが配設されて
いる。そして、ピストン８にの摺動軸８ｎ先端部は、シ
リンダ部材８１の端部に形成された貫通孔８ｍから前記
船尾スリーブｌａの外周面に向って直交するように突出
し、常時は、ピストン８ｋが前記ばね８ｊの弾力により
前記内筒８ｇの下面に当接するまで、上方に押しあげら
れていることにより、推進軸ｌの外周面との間に所要の
間隙が保たれている。なお、前記センサ金物８の接続部
分には、前記実施例と同様に、内側にエボキノ系樹脂１
８ａ等を充填して、その外側にカラー１９を装着すると
共に、各接続面および摺動面には０リング４５を装着す
ることにより防水対策が施されたしのとなっている。そ
の他は前記第１実施例と同様の構成となっている。

そして、この第２実施例の場合の軸受間隙測定装置を作
動させる場合には、まず、エアータンク４１の元弁４２
を開（、そうするとエアータンク４１内のエアーは減圧
弁４３によって３ｋｇ／ｃｍ”程度に減圧された後、電
磁弁４０へ送られる。この状態において、制御装置１１
のスイッチ３２をＯＮの状態にすると、作動表示ランプ
３１が点灯し、電磁弁４０が作動する。これによって、
エアータンク４１内の空気は、配管を９８を通って電線
管９の途中から該電線管９の中に導入された後、センサ
金物８内に供給され、センサ金物８内のピストン８ｋを
、摺動軸８ｎの先端が推進軸ｌの表面に接触するまで、
ばね８ｊの付勢力に抗して押し下げる。そうすることに
より、センサ金物８の内筒８ｈの下端面とピストン８に
の上端面との間に、ピストン８にの移動量に相当する隙
間ｄが形成される。そして、以下前記第１実施例と同様
の工程に従って、前記形成された隙間ｄを間隙センサ７
によって測定する。ただし、本実施例においては、測定
推進軸１を適宜角度づつ間欠回転させる。この場合には
、その都度ピストン８ｋを−たん推進軸ｌから離し、該
ピストン８にの先端と推進軸ｌの外周面とが摺動してそ
れが損傷するのを防止する。

したがって、この第２実施例においては、前記第！実施
例と同様の効果を奏すると共に、推進軸ｌに青銅鋳物等
のセンサの測定精度が著しく低下するような材質を使用
した場合にも、前記間隔ｄから推進軸ｌと軸受２　ａ、
　２　ｂとの隙間を間接的に計測することにより、軸受
の摩耗状態を正確に測定することができる。

なお、前記実施例のおいては、間隙センサを推進軸の軸
受の船尾側に設けた円筒体６や支持金物５ａ内に設ける
ようにしたが、これに限られることなく、回転する推進
軸ｌに対して固定側となる船体側の部分で、該推進軸ｌ
の外周部分、例えば軸受自体あるいは、軸受の外周部に
間隙センサを設け、これによって軸受と推進軸との間の
間隙を測定するようにしてもよい。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明の水中推進軸における軸受
間隙測定装置にあっては、推進軸の外周に間隙センサを
設置したので、船舶が航海中においても、必要な時に任
伍の場所で間隙センサと推進軸との間隙を測定すること
ができる。また、前記間隙センサによって測定された前
記間隙を、補正回路によって予め設定された基準温度時
の軸受直径に換算した場合の間隙に補正することができ
ると共に、該補正された間隙の最大値と最小値とを逐次
平均化することができるため、測定する場所の温度に左
右されることなく、正確な軸受の摩耗状態を算出するこ
とができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１の実施例を示すしの
であり、第１図はオイルバス式の軸受間隙測定装置の概
要を示す側面図、第２図は間隙センサが収納された測定
金物の側断面図、第３図は制御装置の機能を説明するた
めのブロック図、第４図は制御装置の表示面を示す正面
図、第５図ないし第７図は第２の実施例を示す図であり
、第５図は海水（あるいは水）冷却式の軸受間隙測定装
置の概要を示す側面図、第６図は間隙センサが収納され
た測定金物の側断面図、第７図は間隙センサが作動して
いる状態の測定金物の一部分の側断面図である。 ■・・・・・・推進軸、Ｉａ・・・・・・船尾（青銅鋳
物製）スリーブ、６・・・・・・円筒体（軸受船尾管）
、ｄ・・・・・・間隙、７・・・・・・間隙センサ、１
３・・・・・・温度センサ、１１・・・・・・制御装置
（演算回路、補正回路）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 船舶等の推進軸の外周に配される船体側部分に配設され
   て、該配設位置から前記推進軸の外周面までの間隙を計
   測するための間隙センサと、前記推進軸の温度を計測す
   るために該推進軸付近に設けられた温度センサと、前記
   間隙センサによって計測された推進軸外周面までの間隙
   を予め設定された基準温度時の推進軸の直径に換算した
   場合の軸受間隙の平均値に補正する補正回路と、該補正
   回路によって求められた軸受間隙の最大値と最小値との
   平均値を算出するための演算回路とを備えたことを特徴
   とする水中推進軸における軸受間隙測定装置。