JP4160783B2 - 電気防食軸受 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶のプロペラ軸受等に用いられ、円筒状のシェルメタルの内側にゴム系材料からなる円筒状のゴム軸受を接着し、該ゴム軸受の内側とロータ軸の外周との間に海水等の導電体が通流可能にされた隙間が形成されてなる電気防食軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
船舶のプロペラやプロペラ軸系の構成部材は海水中に浸されることから、海水に対する防食のため電気的防食手段が施されている。かかる電気的防食手段のうち、外部電源方式が最も多く用いられている。
かかる外部電源方式による船舶の電気的防食装置として、特開平6−99886号、特開平8−133184号等の発明が提供されている。
【0003】
かかる発明においては、直流電源装置から船体に設置した対極に陽電位を、前記プロペラ、舵等の被防食部材に相対的に陰電位を付与して、前記対極から海水を通して前記被防食部材に防食電流を供給することにより、前記被防食部材の海水からの腐食を防止している。また、前記対極に加えて基準電極(照合電極)を設け該基準電極を用いて海水での前記被防食部材の電位を検出して、前記直流電源装置から出力される防食電流を自動的に制御している。
【0004】
これら従来技術においては、船舶の被防食部材のうち、プロペラ及びこれに連結されているプロペラ軸の電気的防食、特に従来防食が困難であったプロペラの翼根部近傍の電気的防食を可能とし、しかも、電気的防食のための防食電流を低減して直流電源装置の容量低減をなしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、海水中に浸されているゴム軸受方式のプロペラ軸においては、プロペラ軸の外周とゴム軸受の内周との間の隙間が海水の水路となっているため、該水路を流れる高速水流によりプロペラ軸の腐蝕が大きくなる傾向にある。特に銅合金からなるプロペラ軸の場合はかかる腐蝕が発生しやすい。
しかしながら、前記従来技術にあっては、このようなゴム軸受とプロペラ軸の隙間の防食は困難であり、このため該プロペラ軸がプロペラ軸受支持部近傍において腐蝕摩耗を発生しやすいという問題点を有している。
【0006】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、銅合金からなる船舶用プロペラ軸等の、海水中に浸されたゴム軸受方式の水中軸受に支持されるロータ軸の電気的防食を確実に無し、前記ロータ軸の海水による腐蝕摩耗の発生を防止した電気防食軸受を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、円筒状のシェルメタルの内周にゴム系材料からなる円筒状のゴム軸受が固定され、該ゴム軸受にてロータ軸を支持するとともに、該ゴム軸受の内周と前記ロータ軸の外周との間に流体が通流可能にされた軸受隙間が形成されてなる電気防食軸受において、前記ゴム軸受内部には、軸方向に間隔を隔てて複数設けられた環状のリング部材と、これらリング部材を互いに電気的に接続する連結部材とにより構成された対極が埋設され、さらに、前記軸受隙間に対向する前記ゴム軸受の水路面には、軸方向に沿って延びる軸方向水路溝が設けられ、該軸方向水路溝において前記対極の一部が前記軸受隙間に露出していることを特徴とする。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電気防食軸受において、前記軸受隙間に対向する前記ゴム軸受の水路面には、前記対極のリング部材に沿って周方向水路溝が設けられていることにより、該周方向水路溝において該リング部材が前記軸受隙間に露出していることを特徴とする。
【0009】
これらの発明においては、ゴム軸受の内周側の水路面に電位が付与される対極を取り付け、該対極から前記水路面が望む軸受隙間に海水等の導電流体を流通させれば、ロータ軸に防食電流が供給される。
対極の一部分のみを露出させることで、脱落を防止することができる。また、周方向水路溝を設けることでより広い範囲に防食電流を与えることもできる。
なお、軸方向水路溝は一つでもよいし複数でもよい。また、全てのリング部材に対して周方向水路溝を設ける必要はない。
【0010】
請求項3に記載の発明は、円筒状のシェルメタルの内周にゴム系材料からなる円筒状のゴム軸受が固定され、該ゴム軸受にてロータ軸を支持するとともに、該ゴム軸受の内周と前記ロータ軸の外周との間に流体が通流可能にされた軸受隙間が形成されてなる電気防食軸受において、前記ゴム軸受には凹部が設けられ、該凹部に対極の一部が挿入された状態で、該対極と前記凹部との間の隙間に接着剤が充填されるとともに、前記対極の前記凹部に挿入される側の端縁は、前記ゴム軸受から露出する部位より幅広に構成されているていることを特徴とする。
【0011】
対極をゴム軸受に固定する方法として、平板状の対極をゴム軸受に形成されたスリットに嵌合させることも考えられる。しかしながら、対極を挿入して嵌合させるためにはスリットを精度よく加工しなければならない。本発明においては、凹部と対極との間に接着剤を入れて固定するから、凹部の加工精度は高くなくてよい。また、凹部に挿入され接着剤によって固定される部位が幅広となっているため、接着剤に係合して対極が脱落しにくい。
【0014】
請求項4に記載の発明は、円筒状のシェルメタルの内周にゴム系材料からなる円筒状のゴム軸受が固定され、該ゴム軸受にてロータ軸を支持するとともに、該ゴム軸受の内周と前記ロータ軸の外周との間に流体が通流可能にされた軸受隙間が形成されてなる電気防食軸受において、前記ゴム軸受の軸方向端面から対極の端部が露出し、該端部に配線が接続されており、さらに、前記対極の端部を取り囲むカバー部材が設けられ、該カバー部材により取り囲まれた空間には、充填材が充填されていることを特徴とする。
【0015】
この発明によれば、対極と配線との接続部が充填材に覆われ、さらにカバー部材で取り囲まれているため、外部との接触が避けられ、接続部の劣化を防止することができる。
【0016】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の電気防食軸受において、前記シェルメタルの軸方向端面よりも前記ゴム軸受の軸方向端面が軸方向内側に位置し、前記対極の端部は前記シェルメタルの端面より軸方向内側に位置し、前記カバー部材は、円筒状壁部と、該円筒状壁部の軸方向外側から延びるフランジ状壁部とにより構成され、前記フランジ状壁部が前記シェルメタルの端面に当接された状態で、前記円筒状壁部の端面が前記ゴム軸受に対して押圧され、この状態で該カバー部材が前記シェルメタルに固定されていることを特徴とする。
【0017】
この発明によれば、カバー部材がゴム軸受に対して押圧された状態でシェルメタルに固定されているため、カバー部材に覆われている領域内部への流体の浸入が防止される。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明が適用される船舶のプロペラ軸及びプロペラ軸受近傍を示す図1において、51は船体、53はプロペラ、52は該プロペラ53の駆動軸であるプロペラ軸(ロータ軸)、70は該プロペラ軸52を支持するプロペラ軸受、51aは該プロペラ軸受70を船体51に支持するためのブラケットである。前記プロペラ軸52の前記プロペラ軸受70に支持される部分の外周には銅合金からなるスリーブ3が圧入されている。
また、前記プロペラ軸受70は後述するような電気防食軸受からなり、1はシェルメタル、2は該シェルメタルの内側に固着された円筒状のゴム軸受で、軸受隙間5を隔てて前記プロペラ軸52のスリーブ3外周を支持している。
58は前記プロペラ軸52の防食電気回路で、外部電源57から配線を介して一方は前記プロペラ軸受70のゴム軸受2に設けられた対極(詳細は後述)75に、他方はスリーブ3、プロペラ軸52,及び軸アース61に接続されている。
【0019】
本発明にかかる電気防食軸受は、前記プロペラ軸52の防食電気回路58におけるゴム軸受式電気防食軸受からなるプロペラ軸受70の、対極の取り付け構造に関するものである。
本発明にかかる電気防食軸受の第1実施形態について説明する。
図2は、本実施形態にかかる対極75である。対極75は、軸受の中心軸を取り囲む複数のリング部材76が中心軸を共通にして配置され、互いに連結部材77によって電気的に接続されている。対極75は、白金、チタン+白金コーティング材により形成されている。
このように構成された対極75は、次のようにして取り付けられている。
図3に示したものはプロペラ軸を支持するプロペラ軸受である。符号2はシェルメタル1の内側に固定された円筒状のゴム軸受で、該ゴム軸受2加硫成型時と同時に同ゴム軸受2の内面から一定の間隔を存して対極36がゴム材内に包み込まれている。
【0020】
該ゴム軸受2の内周パッド面2aには軸方向に沿って等間隔に(不等間隔でもよい)、海水が通流可能な水路溝(軸方向水路溝)6が軸方向に凹設されて、前記プロペラ軸52(図1参照)の外周面とゴム軸受2のパッド面2aとの間に形成される軸受隙間5(図1参照)に海水が連通せしめられている。またこの水路溝6が形成されていることにより、対極75の一部が露出している。
【0021】
なお、図示は省略するが、水路溝6には塩化銀電極等からなる基準電極が設けられている。基準電極は、被防食部材である前記プロペラ軸52およびスリーブ3の海水中での電位を検出して、前記外部電源57(直流電源)から出力される防食電流を自動的に制御するものであり、前記水路溝6の中の1カ所以上に取り付けられている。基準電極と対極75とは同一水路溝6に併設してよい。
【0022】
かかる構成からなる船舶用電気防食軸受装置において、直流電流からなる外部電源57から前記ゴム軸受2における水路溝6内に露出した対極75に陽電位を付与するとともに、被防食部材である前記プロペラ軸52及びスリーブ3側に相対的に陰電位を付与する。
これにより、対極75から前記水路溝6内を通流している海水を通して前記スリーブ3及びプロペラ軸52側に防食電流が供給されて、図1に示すような防食電気回路が形成され、被防食部材である前記スリーブ3及びプロペラ軸52の海水による電気化学腐蝕が抑制される。
また、前記基準電極により前記プロペラ軸52及びスリーブ3の海水中での電位を検出して前記外部電源57の制御手段に送り、該外部電源57から出力される防食電流を自動的に制御する。
【0023】
かかる実施形態によれば、ゴム軸受2の内周側に陽電位が付与される対極75を取り付け、該対極75から水路溝6内を通流している海水を通して前記スリーブ3およびプロペラ軸52側に防食電流を供給するという、極めて簡単な手段により従来電気的防食が困難であったプロペラ軸52に圧入されている銅合金のスリーブの電気化学腐蝕を確実に抑制することができる。また、対極75全体が導電状態であるため、少なくとも一カ所に給電を行うだけで全体に電位を与えることができる。
また、対極75の全体が露出しているのではなく、一部分がゴム軸受2に埋設された状態であるので、ゴム軸受2から脱落してしまうおそれもない。
【0024】
さらに、図4のように構成することもできる。
図4に示したものは軸方向の水路溝6だけでなく、リング部材76に沿って環状溝(周方向水路溝)79が設けられており、これによってリング部材76全体が露出している。
このように構成することにより、さらに広い面積を常に防食することができる。
【0025】
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、上記第1実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を省略する。
図5(a)に示したものは本実施形態にかかる対極80である。対極80はゴム軸受2に形成された水路溝6内に固定されている。
具体的には、対極80は、ゴム軸受2内に固定される固定部80aと、固定部80aから垂直に立ち上がって、軸受中心方向を向く露出部80bとにより構成された断面視略T字状の部材である。露出部80bの先端がゴム軸受2から露出していることにより、対極としての用を成す。一方のゴム軸受2には、固定部80aが挿入される凹部83が形成されている。凹部83は固定部80aより大きい丸溝形状であり、単に固定部80aを凹部83に挿入しただけでは対極80は固定されない。本実施形態においては凹部83に固定部80aを挿入した後、隙間に接着剤としてのゴム82を注入して固定する。
【0026】
対極をゴム軸受2に固定する方法として、図6に示すように平板状の対極84をゴム軸受2に形成されたスリット85に嵌合させることも考えられる。しかしながら、対極84を挿入して固定するためにはスリット85を精度よく加工しなければならない。
本実施形態においては、凹部83と固定部80aとの間にゴム82を入れて固定するから、凹部83の加工精度はスリットほど高くなくてよい。
そして、対極80の凹部83に挿入される側の端縁は、ゴム軸受2から露出する部位より幅広の固定部80aであり、固定部80aを取り囲んでゴム82が注入されるため、固定部80aがゴム82に係合して対極80が脱落しにくいという効果も有する。
なお、脱落しない対極として、図5(b)に示すように、ゴム軸受2中心側が幅狭に構成された断面視台形の対極80’を採用してもよい。この対極80’の前記凹部83に挿入される側の端縁は、前記ゴム軸受2から露出する部位より幅広に構成されており、脱落が防止されている。
【0027】
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、上記各実施形態と同一の構成については同一の符号を用いその説明を省略する。
図7は本実施形態にかかるプロペラ軸受88の端部を示した図であり、一部が破断されている。
シェルメタル1の端部にはフランジ1aが設けられており、該フランジ1aには、端子箱90が設置されている。
端子箱90は箱体91と、箱体91内部の複数の端子92により構成されている。これら端子92は、対極80と外部電源57とを電気的に接続するものである。なお端子箱90内は結線後にシリコンパテが充填される。
端子92には、複数の対極80から配線96がシェルメタル1に径方向に形成された配線孔93内部を通って接続されている。
【0028】
図8に対極80に対する配線96の取り付け構造を示した。図8はプロペラ軸受88の端部縦断面である。図のように、ゴム軸受2の軸方向端面である第1の端面98と、該第1の端面98より軸方向外側に位置したシェルメタル1の第2の端面99とが設けられている。第1の端面98と第2の端面99とは軸方向に延びる壁部100により連続し階段状となっている。この階段状の部位にL字金具(カバー部材)101が覆い重なっていることにより配線空間Sが形成されている。より具体的には、L字金具101は断面視L字状の環状部材であり、円筒状壁部103と、円筒状壁部103の軸方向外側から延びるフランジ状壁部102とにより構成され、フランジ状壁部102が第2の端面99に当接した状態で、円筒状壁部103の端面104全周が第1の端面98(ゴム軸受2)に対して押圧され、この状態で周方向に複数設けられたボルト106によってシェルメタル1に固定されている。
【0029】
このように形成された配線空間Sにおいて、対極80の端部108がゴム軸受2の第1の端面98から露出し、配線96が固定されている。配線96はこの配線空間S内を周方向に通り、他の対極80に接続された配線96とともに配線空間Sに開口している前記配線孔93を集合線の状態で通って前記端子92に接続される。
図9に示したように、この対極80端部には、L字金具101固定前にエポキシパテコーティング110がなされた後、L字金具101に設けられた孔111(図8参照)よりシリコンパテ112が充填される。なお孔111は周方向に複数(例えば6箇所)形成されている。シリコンパテ112充填後にはこの孔111にはボルトを螺合して閉塞させる。
【0030】
このように、配線96と対極80の接続部が充填材(エポキシパテコーティング110およびシリコンパテ112)によって覆われているため露出せず、しかもL字金具101ゴム軸受2に押圧されているため、シリコンパテ112は海水に触れることがなく、劣化を防ぐことができる。
【0031】
なお、本実施形態において対極80を例に示したが、この対極に限定されないのは言うまでもない。また、充填剤も上記に限定されるものではない。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては以下の効果を得ることができる。
請求項1に記載の発明によれば、ゴム軸受の内周側の水路面に電位が付与される対極を取り付け、該対極から前記水路面が望む軸受隙間に海水等の導電流体を流通させれば、ロータ軸に防食電流が供給される。すなわち、極めて簡単な手段でもって従来電気的防食が困難であった水中軸受近傍のロータ軸の電気化学腐蝕を確実に抑制することが可能となる。
また、対極の一部分のみを露出させることで、対極の脱落を防止することができる。
【0033】
請求項2に記載の発明によれば、周方向水路溝を設けることでより広い範囲に防食電流を与えることができる。
【0034】
請求項3に記載の発明によれば、高い加工精度を必要とせず対極を固定することができるとともに、凹部に挿入され接着剤によって固定される対極の部位が幅広となっているため、接着剤に係合して対極が脱落しにくいという効果を得ることができる。
【0035】
請求項4に記載の発明によれば、対極と配線との接続部が充填材に覆われ、さらにカバー部材で取り囲まれているため、外部との接触が避けられ、接続部の劣化を防止することができる。請求項5に記載の発明によれば、カバー部材がゴム軸受に対して押圧された状態でシェルメタルに固定されているため、カバー部材に覆われている領域内部への流体の浸入が防止される。これによっても接続部の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態が適用される船舶のプロペラ軸及びプロペラ軸受近傍の側面図である。
【図2】 本発明の第1実施形態に用いられる対極の斜視図である。
【図3】 同対極が用いられたプロペラ軸受の斜視図である。
【図4】 同プロペラ軸受の変形例を示した斜視図である。
【図5】 本発明の第2実施形態として示した対極を示した図である。
【図6】 比較例として示した対極の取り付け構造を示した図である。
【図7】 本発明の第3実施形態として示したプロペラ軸受である。
【図8】 同プロペラ軸受の端部を示した破断図である。
【図9】 同プロペラ軸受における、対極と配線との接続状態を示した断面図である。
【符号の説明】
1 シェルメタル
2 ゴム軸受
5 軸受隙間
6 水路溝(軸方向水路溝)
70 プロペラ軸受
75 対極
76 リング部材
79 環状溝(周方向水路溝)
80 対極
83 凹部
101 L字金具(カバー部材)
102 フランジ状壁部
103 円筒状壁部
110 エポキシパテコーティング(充填材)
112 シリコンパテ(充填材)
Claims (5)
- 円筒状のシェルメタルの内周にゴム系材料からなる円筒状のゴム軸受が固定され、該ゴム軸受にてロータ軸を支持するとともに、該ゴム軸受の内周と前記ロータ軸の外周との間に流体が通流可能にされた軸受隙間が形成されてなる電気防食軸受において、前記ゴム軸受内部には、軸方向に間隔を隔てて複数設けられた環状のリング部材と、これらリング部材を互いに電気的に接続する連結部材とにより構成された対極が埋設され、さらに、前記軸受隙間に対向する前記ゴム軸受の水路面には、軸方向に沿って延びる軸方向水路溝が設けられ、該軸方向水路溝において前記対極の一部が前記軸受隙間に露出していることを特徴とする電気防食軸受。
- 請求項1に記載の電気防食軸受において、前記軸受隙間に対向する前記ゴム軸受の水路面には、前記対極のリング部材に沿って周方向水路溝が設けられていることにより、該周方向水路溝において該リング部材が前記軸受隙間に露出していることを特徴とする電気防食軸受。
- 円筒状のシェルメタルの内周にゴム系材料からなる円筒状のゴム軸受が固定され、該ゴム軸受にてロータ軸を支持するとともに、該ゴム軸受の内周と前記ロータ軸の外周との間に流体が通流可能にされた軸受隙間が形成されてなる電気防食軸受において、
前記ゴム軸受には凹部が設けられ、該凹部に対極の一部が挿入された状態で、該対極と前記凹部との間の隙間に接着剤が充填され、
前記対極の前記凹部に挿入される側の端縁は、前記ゴム軸受から露出する部位より幅広に構成されていることを特徴とする電気防食部材。 - 円筒状のシェルメタルの内周にゴム系材料からなる円筒状のゴム軸受が固定され、該ゴム軸受にてロータ軸を支持するとともに、該ゴム軸受の内周と前記ロータ軸の外周との間に流体が通流可能にされた軸受隙間が形成されてなる電気防食軸受において、前記ゴム軸受の軸方向端面から対極の端部が露出し、該端部に配線が接続されており、さらに、前記対極の端部を取り囲むカバー部材が設けられ、該カバー部材により取り囲まれた空間には、充填材が充填されていることを特徴とする電気防食軸受。
- 請求項4に記載の電気防食軸受において、前記シェルメタルの軸方向端面よりも前記ゴム軸受の軸方向端面が軸方向内側に位置し、前記対極の端部は前記シェルメタルの端面より軸方向内側に位置し、前記カバー部材は、円筒状壁部と、該円筒状壁部の軸方向外側から延びるフランジ状壁部とにより構成され、前記フランジ状壁部が前記シェルメタルの端面に当接された状態で、前記円筒状壁部の端面が前記ゴム軸受に対して押圧され、この状態で該カバー部材が前記シェルメタルに固定されていることを特徴とする電気防食軸受。
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