(57)【要約】【課題】  きわめて簡便な手段で以って、互いに噛合う２つの歯車段の噛合い状態の良否を正確に判定可能として、歯車の回転状態の良否を正確に監視できる歯車監視装置を提供する。【解決手段】  歯車軸と該歯車軸に取り付けられた歯車とよりなる歯車段を噛み合わせて構成される歯車伝動装置における歯車の回転状態を監視する歯車監視手段において、互いに噛合う複数の前記歯車段のそれぞれについて前記歯車軸の径方向の移動量を検出し、前記移動量検出値に基づき各歯車段毎の歯車軸の傾き量を算出し、前記各歯車段の傾き量算出値に基づき前記互いに噛合う歯車段の相対傾き量を算出し、該相対傾き量に基づき前記歯車の歯当たりを含む歯車の回転状態の良否を判定することを特徴とする。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車軸と該歯車軸に取り付けられた歯車とよりなる歯車段を噛み合わせて構成される歯車伝動装置における歯車の回転状態を監視する歯車監視方法において、互いに噛合う複数の前記歯車段のそれぞれについて前記歯車軸の径方向の移動量を検出し、前記移動量検出値に基づき各歯車段毎の歯車軸の傾き量を算出し、前記各歯車段の傾き量算出値に基づき前記互いに噛合う歯車段の相対傾き量を算出し、該相対傾き量に基づき前記歯車の歯当たりを含む歯車の回転状態の良否を判定することを特徴とする歯車監視方法。
【請求項２】
前記相対傾き量の算出値を時間表示して、該相対傾き量の時間変化を監視することを特徴とする請求項１記載の歯車監視方法。
【請求項３】
前記歯車軸の回転数と相対傾き量との関係において前記相対傾き量の正常量と異常量との判定境界線を設定したテーブルを作成し、前記歯車軸の回転数を検出して、前記相対傾き量の算出値を前記回転数に対応して前記テーブルにプロットし、相対傾き量の算出値が前記異常量の判定境界線を超えたとき前記歯車軸の回転状態が異常と判定することを特徴とする請求項１記載の歯車監視方法。
【請求項４】
歯車軸と該歯車軸に取り付けられた歯車とよりなる歯車段を噛み合わせて構成される歯車伝動装置における歯車の回転状態を監視する歯車監視方法において、前記歯車を回転させながら歯のパルス信号を検出して該パルス信号から歯のピッチ幅に相当する時間（歯ピッチ幅時間）を測定し、前記歯ピッチ幅時間の測定値（ｔ）が設定された基準歯ピッチ幅時間（Ｔ）よりも大きくなったとき当該歯に欠損が発生しているものと判定することを特徴とする歯車監視方法。
【請求項５】
前記歯車軸の回転数を検出し、該回転数の検出値と前記歯車の歯数から前記基準歯ピッチ幅時間（Ｔ）を算出し、前記歯ピッチ幅時間の測定値（ｔ）と該基準歯ピッチ幅時間（Ｔ）との比Ｒ（Ｒ＝ｔ／Ｔ）が一定値を超えたとき当該歯に欠損が発生しているものと判定して警報信号を発信することを特徴とする請求項４記載の歯車監視方法。
【請求項６】
歯車軸と該歯車軸に取り付けられた歯車とよりなる歯車段を噛み合わせて構成される歯車伝動装置における歯車の回転状態を監視する歯車監視装置において、互いに噛合う複数の前記歯車段のそれぞれについて前記歯車の軸方向前後に取り付けられ該歯車軸の径方向の移動量を検出する複数の移動量検出手段と、前記複数の移動量検出手段からの移動量検出値に基づき各歯車段毎の歯車軸の傾き量を算出する傾き量算出手段と、該傾き量算出手段からの前記各歯車段の傾き量算出値に基づき互いに噛合う複数の前記歯車段の相対傾き量を算出する相対傾き量算出手段と、前記相対傾き量の算出値に基づき前記歯車の歯当たりを含む歯車の回転状態を判断する回転状態判定手段とを備えたことを特徴とする歯車監視装置。
【請求項７】
前記相対傾き量の算出値を時間表示する表示手段を備え、該表示手段における表示に基づき前記歯車の回転状態をモニタニングするモニタ装置を備えたことを特徴とする請求項６記載の歯車監視装置。
【請求項８】
前記歯車が取付けられる歯車軸の回転数と相対傾き量との関係において前記相対傾き量の正常量と異常量との判定境界線が設定されるとともに前記相対傾き量の算出値が前記歯車軸の回転数に対応してプロットされた傾き量判定テーブルを備え、前記回転状態判定手段は、前記傾き量判定テーブルにプロットされた相対傾き量の算出値が前記異常量の判定境界線を超えたとき前記歯車軸の回転状態が異常と判定するように構成されたことを特徴とする請求項６記載の歯車監視装置。
【請求項９】
歯車軸と該歯車軸に取り付けられた歯車とよりなる歯車段を噛み合わせて構成される歯車伝動装置における歯車の回転状態を監視する歯車監視装置において、回転駆動される前記歯車の歯のパルス信号を検出する歯車パルス検出器をそなえるとともに、該歯車パルス検出器からの歯のパルス信号検出値に基づき歯のピッチ幅に相当する時間（歯ピッチ幅時間）を測定する歯ピッチ幅時間測定部と、該歯ピッチ幅時間測定部からの歯ピッチ幅時間の測定値と設定された基準歯ピッチ幅時間とを比較し、前記歯ピッチ幅時間の測定値が前記基準歯ピッチ幅時間よりも大きくなったとき当該歯における欠損の発生を判定する歯欠損判定部とを有する歯欠損監視装置をそなえたことを特徴とする歯車監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンを主機関とする船舶用減速機等に適用され歯車伝動装置であって、歯車軸と該歯車軸に取り付けられた歯車とよりなる歯車段を噛み合わせて構成される歯車伝動装置の歯車監視方法及び歯車監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンを主機関とする船舶用減速機は、高速回転する蒸気タービンから１００ＲＰＭ以下の超低速回転まで大減速比での減速を行うため、はすば歯車で構成されるピニオン側とホイール側との歯数比が大きく、運転中に噛合い歯の片当たり等の歯当たり不良が発生し易い状態にあることから、前記歯当たり等の歯車の回転状態を監視して減速の運転を行うようになっている。
【０００３】
従来、かかる前記歯当たり等の歯車の回転状態を監視する手段として、減速機を運転した状態で、歯車軸の移動量等を検出し、この検出結果に基づいて人手により前記回転状態を判断し監視する手段が定期的になされている。
尚、回転軸の回転状態を監視する技術として、特許文献１（特開２０００−７４６５９号公報）にて、蒸気タービンロータ、ガスタービンロータ等の回転機械における回転軸の曲がり状態を監視する監視装置の技術が提案されている。
また、特許文献２（特開２００４−１３８６０８号公報）においては、船舶用減速機等の大減速比の歯車伝動装置において、１段の歯車段について軸方向前後に２個設けた移動量検出手段による歯車軸の径方向移動量の検出値に基づき算出した歯車段の傾き量によって、歯車の歯当たりを含む歯車の回転状態の良否を判定することにより、歯車の回転状態を監視するように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−７４６５９号公報
【特許文献２】特開２００４−１３８６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１（特開２０００−７４６５９号公報）の技術にあっては、監視装置により蒸気タービンロータ、ガスタービンロータ等の回転機械における回転軸の曲がり状態を監視するように構成されているにとどまり、船舶用減速機のように、ピニオン側とホイール側との歯数比が大きく、歯当たり等の歯車の回転状態を監視して減速の運転を行う手段には触れられていない。
【０００６】
また、前記特許文献２（特開２００４−１３８６０８号公報）の技術にあっては、１段の歯車段について軸方向前後に２個設けた移動量検出手段による歯車軸の径方向移動量の検出値に基づき算出した歯車段の傾き量によって歯車の歯当たりを含む歯車の回転状態の良否を判定しているが、互いに噛合う２つの歯車段のうち一方側の歯車段の歯車軸の傾き量の大きさのみで前記回転状態の良否判定を行い、他方側の歯車段の傾き量は考慮しないので、互いに噛合う２つの歯車段の実際の噛合い状態の良否つまり回転状態の良否を正確に判定出来ない事態が発生し易い。
【０００７】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、きわめて簡便な手段で以って、互いに噛合う２つの歯車段の噛合い状態の良否を正確に判定可能として、歯車の回転状態の良否を正確に監視できる歯車監視装置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】
【０００８】
本発明はかかる目的を達成するもので、歯車軸と該歯車軸に取り付けられた歯車とよりなる歯車段を噛み合わせて構成される歯車伝動装置における歯車の回転状態を監視する歯車監視方法において、互いに噛合う複数の前記歯車段のそれぞれについて前記歯車軸の径方向の移動量を検出し、前記移動量検出値に基づき各歯車段毎の歯車軸の傾き量を算出し、前記各歯車段の傾き量算出値に基づき前記互いに噛合う歯車段の相対傾き量を算出し、該相対傾き量に基づき前記歯車の歯当たりを含む歯車の回転状態の良否を判定することを特徴とする。
【０００９】
また、かかる歯車監視方法を実施する装置の発明は、歯車軸と該歯車軸に取り付けられた歯車とよりなる歯車段を噛み合わせて構成される歯車伝動装置における歯車の回転状態を監視する歯車監視装置であって、互いに噛合う複数の前記歯車段のそれぞれについて前記歯車の軸方向前後に取り付けられ該歯車軸の径方向の移動量を検出する複数の移動量検出手段と、前記複数の移動量検出手段からの移動量検出値に基づき各歯車段毎の歯車軸の傾き量を算出する傾き量算出手段と、該傾き量算出手段からの前記各歯車段の傾き量算出値に基づき互いに噛合う複数の前記歯車段の相対傾き量を算出する相対傾き量算出手段と、前記相対傾き量の算出値に基づき前記歯車の歯当たりを含む歯車の回転状態を判断する回転状態判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
かかる発明によれば、互いに噛合う複数の歯車段のそれぞれについて前記歯車の軸方向前後に２個、及び好ましくは円周方向に９０°の間隔で２個取り付けられ移動量検出手段によって歯車軸の径方向の移動量を検出し、軸方向前後に２個設けられた移動量検出手段
からの歯車軸の径方向移動量検出値から各歯車段の傾き量を好ましくは円周方向９０°の部位の２箇所で算出し、互いに噛合う２個の歯車段個々の前記傾き量の算出値から前記２個の歯車段間の相対傾き量を算出することにより、該相対傾き量の算出値に基づいて歯車の歯当たりを含む歯車の回転状態を監視することができる。
【００１１】
従ってかかる発明によれば、互いに噛合う２つの歯車段の個々の歯車軸傾き量の算出値から前記２つの歯車段の相対傾き量を算出して、２つの歯車段間の歯当たりを含む歯車の回転状態の良否を判定するので、互いに噛合う２つの歯車段の噛合い状態の良否を正確に判定でき、従来技術のように互いに噛合う２つの歯車段のうち一方側の歯車段の歯車軸の傾き量の大きさのみで前記回転状態の良否判定を行うもののような実際の噛合い状態の良否つまり回転状態の良否を正確に判定出来ない事態の発生を回避でき、歯車の回転状態の良否を正確に監視できる。
【００１２】
かかる発明において好ましくは、前記相対傾き量の算出値を時間表示して、該相対傾き量の時間変化を監視する。
そしてかかる方法発明を実施する装置の発明は、前記相対傾き量の算出値を時間表示する表示手段を備え、該表示手段における表示に基づき前記歯車の回転状態をモニタニングするモニタ装置を備える。
このように構成すれば、互いに噛合う歯車の回転状態の時間変化をモニタニング装置を用いて把握でき、歯車の回転状態の良否をリアルタイムで監視できる。
【００１３】
また、かかる発明において好ましくは、前記歯車軸の回転数と相対傾き量との関係において前記相対傾き量の正常量と異常量との判定境界線を設定したテーブルを作成し、前記歯車軸の回転数を検出して、前記相対傾き量の算出値を前記回転数に対応して前記テーブルにプロットし、相対傾き量の算出値が前記異常量の判定境界線を超えたとき前記歯車軸の回転状態が異常と判定する。
【００１４】
そしてかかる方法発明を実施する装置の発明は、前記歯車が取付けられる歯車軸の回転数と相対傾き量との関係において前記相対傾き量の正常量と異常量との判定境界線が設定されるとともに前記相対傾き量の算出値が前記歯車軸の回転数に対応してプロットされた傾き量判定テーブルを備え、前記回転状態判定手段は、前記傾き量判定テーブルにプロットされた相対傾き量の算出値が前記異常量の判定境界線を超えたとき前記歯車軸の回転状態が異常と判定するように構成する。
このように構成すれば、相対傾き量の正常量と異常量との判定境界線を設定した傾き量判定テーブルに、実際の相対傾き量の値をプロットするのみで、きわめて簡便に回転状態の良否判定を行うことができる。
【００１５】
また本発明は、歯車軸と該歯車軸に取り付けられた歯車とよりなる歯車段を噛み合わせて構成される歯車伝動装置における歯車の回転状態を監視する歯車監視方法において、前記歯車を回転させながら歯のパルス信号を検出して該パルス信号から歯のピッチ幅に相当する時間（歯ピッチ幅時間）を測定し、前記歯ピッチ幅時間の測定値（ｔ）が設定された基準歯ピッチ幅時間（Ｔ）よりも大きくなったとき当該歯に欠損が発生しているものと判定することを特徴とする。
【００１６】
かかる発明において、具体的には、前記歯車軸の回転数を検出し、該回転数の検出値と前記歯車の歯数から前記基準歯ピッチ幅時間（Ｔ）を算出し、前記歯ピッチ幅時間の測定値（ｔ）と該基準歯ピッチ幅時間（Ｔ）との比Ｒ（Ｒ＝ｔ／Ｔ）が一定値を超えたとき当該歯に欠損が発生しているものと判定して警報信号を発信するように構成するのが好ましい。
【００１７】
また、かかる歯車監視方法を実施する装置の発明は、歯車軸と該歯車軸に取り付けられた歯車とよりなる歯車段を噛み合わせて構成される歯車伝動装置における歯車の回転状態を監視する歯車監視装置において、回転駆動される前記歯車の歯のパルス信号を検出する歯車パルス検出器をそなえるとともに、該歯車パルス検出器からの歯のパルス信号検出値に基づき歯のピッチ幅に相当する時間（歯ピッチ幅時間）を測定する歯ピッチ幅時間測定部と、該歯ピッチ幅時間測定部からの歯ピッチ幅時間の測定値と設定された基準歯ピッチ幅時間とを比較し、前記歯ピッチ幅時間の測定値が前記基準歯ピッチ幅時間よりも大きくなったとき当該歯における欠損の発生を判定する歯欠損判定部とを有する歯欠損監視装置をそなえたことを特徴とする。
【００１８】
かかる発明によれば、歯車パルス検出器により回転中の歯車における歯のパルス信号の検出値から歯のピッチ幅に相当する歯ピッチ幅時間を測定し、前記歯ピッチ幅時間の測定値と予め設定された基準歯ピッチ幅時間とを比較して、歯ピッチ幅時間の測定値が基準歯ピッチ幅時間よりも大きくなったとき当該歯に欠損が発生しているものと判定するので、きわめて簡便な方法で歯車の歯における欠損の有無を判定できるとともに、歯車伝動装置の運転中においても、格別な措置を施すことなく歯車の異常の発生を検知できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、互いに噛合う２つの歯車段の相対傾き量を算出して、２つの歯車段間の噛合い歯当たりを含む歯車の回転状態の良否を判定するので、互いに噛合う２つの歯車段の噛合い状態の良否を正確に判定でき、互いに噛合う２つの歯車段のうち一方側の歯車段の歯車軸の傾き量の大きさのみで前記回転状態の良否判定を行うもののように実際の噛合い状態の良否つまり回転状態の良否を正確に判定出来ない事態の発生を回避でき、歯車の回転状態の良否を正確に監視できる。
【００２０】
また本発明によれば、歯のパルス信号の検出値から歯のピッチ幅に相当する歯ピッチ幅時間を測定し、該歯ピッチ幅時間の測定値と設定された基準歯ピッチ幅時間とを比較して、歯ピッチ幅時間の測定値が基準歯ピッチ幅時間よりも大きくなったとき当該歯に欠損が発生しているものと判定するので、きわめて簡便な方法で歯車の歯における欠損の有無を判定できるとともに、歯車伝動装置の運転中においても、格別な措置を施すことなく歯車の異常の発生を検知できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【実施例１】
【００２２】
図１は本発明の第１実施例に係る蒸気タービンを主機関とする船舶用減速機の歯車監視装置の要部概略斜視図である。
図１において、１は減速機であり、図示しない蒸気タービンに連結された入力軸（ピニオン軸）２と、該入力軸２の上方及び下方にそれぞれ設けられた上側ホイール軸３及び下側ホイール軸４と、図１において前記入力軸２及び上側ホイール軸３の斜め下方で前記下側ホイール軸４の設置高さと略同一高さに設置され図示しないプロペラ軸に連結される出力軸５とを備えている。
【００２３】
前記入力軸２には、２個の入力はすば歯車２ａが歯筋方向が互い違いになるように嵌合、固定されている。前記上側ホイール軸３の一端側には２個の第１はすば歯車３ａが歯筋方向が互い違いになるように嵌合、固定され、他端側には２個の第２はすば歯車３ｂが歯筋方向が互い違いになるように嵌合、固定されている。
前記下側ホイール軸４の一端側には２個の第１はすば歯車４ａが歯筋方向が互い違いになるように嵌合、固定され、他端側には２個の第２はすば歯車４ｂが歯筋方向が互い違いになるように嵌合、固定されている。
また前記出力軸５には２個の出力はすば歯車５ａが歯筋方向が互い違いになるように嵌合、固定されている。
【００２４】
かかる構成において、前記入力軸２の入力はすば歯車２ａが前記上側ホイール軸３の第１はすば歯車３ａ及び下側ホイール軸４の第１はすば歯車４ａと噛合い、前記上側ホイール軸３の第２はすば歯車３ｂ及び下側ホイール軸４の第２はすば歯車４ｂが前記出力軸５の出力はすば歯車５ａと噛合うようになっている。
そして、前記蒸気タービンから入力軸２に伝達された回転力は、前記入力はすば歯車２ａと上側ホイール軸３の第１はすば歯車３ａ及び下側ホイール軸４の第１はすば歯車４ａとの噛合いによって第１段の減速がなされ、上側ホイール軸３の第２はすば歯車３ｂ及び下側ホイール軸４の第２はすば歯車４ｂと出力はすば歯車５ａとの噛合いによって第２段の減速がなされた後、前記出力軸５から図示しないプロペラ軸に伝達されるようになっている。
【００２５】
本発明の第１実施例は、以上のように構成された減速機の各歯車の回転状態を監視する歯車監視装置に係るものである。
図１及び図２において、前記入力軸２の入力はすば歯車２ａの軸方向前方及び後方には移動量検出器１１ａ、１１ｂが各１組取り付けられ、前記上側ホイール軸３の第１はすば歯車３ａの軸方向前方及び後方には移動量検出器１１ｅ、１１ｆが各１組取り付けられ、前記下側ホイール軸４の第１はすば歯車４ａの軸方向前方及び後方には移動量検出器１１ｃ、１１ｄが各１組取り付けられている。
前記移動量検出器１１ａ、１１ｂは、図２に示すように、前記入力軸２の直上方と、この位置から反時計廻り（反回転方向）に９０°ずれた位置とに各々１個づつ設けられ、前記入力軸２の入力側および出力側それぞれの、図２に示すＸ方向及びＹ方向の移動量を検出できるようになっている（以下、前記Ｘ方向及びＹ方向のＸ−Ｙ座標をセンサー座標系という）。
【００２６】
図２のように、前記入力軸２と上側ホイール軸３及び下側ホイール軸４とは、その側面視において、上側ホイール軸３及び下側ホイール軸４の中心軸同士を結ぶ直線Ｙ’が、前記入力軸２の中心軸を含むような位置関係を有して設けられている。かかる構成において、直線Ｙ’と直交するとともに、入力軸２の中心軸を含む直線Ｘ’と直線Ｙ’とよりなる座標系を、以下、歯車座標系という。
この歯車座標系Ｘ’−Ｙ’は、図２に示すように、前記センサー座標系Ｘ−Ｙを基準として、時計廻り（回転方向）にθ１（たとえば４５°）入力軸２の中心軸を中心に回転したところに位置している。
また、前記入力軸２と上側ホイール軸３及び下側ホイール軸４とが構成する歯車系の作用線即ち歯車に作用する力の方向は、前記歯車座標系を構成するＸ’軸に対して入力軸２の中心軸を中心に反時計廻り（反回転方向）θ２（たとえばインボリュート角度である２３°）回転したところに位置する軸線Ｘ”となる。以下該軸線Ｘ”を作用線という。
【００２７】
以上は、入力軸２の入力はすば歯車２ａの軸方向前方及び後方に取り付けられた移動量検出器１１ａ、１１ｂについて説明したが、上側ホイール軸３の第１はすば歯車３ａの軸方向前方及び後方に取り付けられた移動量検出器１１ｅ、１１ｆ、及び下側ホイール軸４の第１はすば歯車４ａの軸方向前方及び後方に取り付けられた移動量検出器１１ｃ、１１ｄについても、前記移動量検出器１１ａ、１１ｂの場合と同様な関係が成り立つ。
【００２８】
次に、図３及び図２に基づきかかる第１実施例の動作について説明する。
図３は前記第１実施例における歯車監視装置の制御ブロック図である。
図３において、１０は次の制御動作を行う回転状態監視装置である。
前記入力軸２における移動量検出器１１ａ、１１ｂで検出された入力はすば歯車２ａの軸方向前方及び後方のＸ方向及びＹ方向の移動量検出値、並びに前記上側ホイール軸３における移動量検出器１１ｅ、１１ｆで検出された第１はすば歯車３ａの軸方向前方及び後方のＸ方向及びＹ方向の移動量検出値、並びに前記下側ホイール軸４における移動量検出器１１ｃ、１１ｄで検出された第１はすば歯車４ａの軸方向前方及び後方のＸ方向及びＹ方向の移動量検出値はローパスフィルタ１２ａに入力される。
【００２９】
ローパスフィルタ１２ａにおいては、前記各移動量検出値中の振動成分である高周波成分を除去して、前記入力軸２、上側ホイール軸３、及び下側ホイール軸４の移動量検出値である低周波成分をＡ／Ｄ変換器１２ｂに入力する。Ａ／Ｄ変換器１２ｂにおいては前記各移動量検出値をデジタル信号に変換する。
また、回転数検出器５６で検出された入力軸２の回転数は前記Ａ／Ｄ変換器１２ｂに入力されてデジタル信号に変換され、表示装置１４の回転数表示部１４ｂに表示されるとともに、ＣＰＵ１５に送られて記憶される。
尚、前記ＣＰＵ１５には外部入力部から、回転数フルスケール等の外部入力信号が入力されている。
【００３０】
前記Ａ／Ｄ変換器１２ｂにおいてデジタル化された、前記入力軸２のＸ方向及びＹ方向の移動量検出値、並びに前記上側ホイール軸３のＸ方向及びＹ方向の移動量検出値、並びに前記下側ホイール軸４のＸ方向及びＹ方向の移動量検出値は傾き量演算部１２ｃに入力される。
該傾き量演算部１２ｃにおいては、次の手順で前記入力軸２の傾き量、上側ホイール軸３の傾き量、下側ホイール軸４の傾き量を算出し、ＣＰＵ１５及び相対傾き量演算部５７に入力するとともに、表示装置１４の移動量表示部１４ｃに表示する。
【００３１】
図２に示すように、前記傾き量演算部１２ｃにおいては、まず、センサー座標系Ｘ−Ｙの値である（ｄｘ１，ｄｙ１），（ｄｘ２，ｄｙ２）を、歯車座標系とセンサー座標系とのなす角度θ１に基づいて、歯車座標系Ｘ’−Ｙ’の値（ｄｘ１’，ｄｙ１’），（ｄｘ２’，ｄｙ２’）に変換する。これらの値に基づいて、歯車座標系におけるピニオン軸２の入力側及び出力側の軸心のずれ量がそれぞれ算出されることになり、図２に示す、入力側の軸心の位置ＦＰ及び出力側の軸心の位置ＡＰが算出される。
【００３２】
さらに、前記歯車座標系の値を、歯車座標系を構成するＸ’軸と作用線Ｘ”とがなす角度θ２に基づいて、歯車の作用線Ｘ”上に投影し、その距離すなわち傾き量Ｌを算出する。具体的には、次式により得られることになる。まず、歯車座標系における入力側及び出力側の軸心位置（ｄｘ１’，ｄｙ１’）及び（ｄｘ２’，ｄｙ２’）を作用線Ｘ”上に投影した値ａ１及ａ２は、
ａ１＝ｄｘ１’ｃｏｓθ２＋ｄｙ１’ｓｉｎθ２
ａ２＝ｄｘ２’ｃｏｓθ２＋ｄｙ２’ｓｉｎθ２
により算出される。従って、ピニオン軸２の作用線Ｘ”方向における傾き量Ｌは、
Ｌ＝ａ１−ａ２
により算出される。
【００３３】
前記のようにして、傾き量演算部１２ｃにおいて算出された入力軸２の傾き量、上側ホイール軸３の傾き量、及び下側ホイール軸４の傾き量は相対傾き量演算部５７に入力される。
該相対傾き量演算部５７においては、前記入力軸２の傾き量、上側ホイール軸３の傾き量、及び下側ホイール軸４の傾き量に基づき、互いに噛合う歯車の軸間の傾き量の偏差、即ち、入力軸２の上側ホイール軸３及び下側ホイール軸４との傾き量の偏差（相対傾き量Ａ）、上側ホイール軸３の入力軸２との傾き量の偏差（相対傾き量Ｂ）、及び下側ホイール軸４の入力軸２との傾き量の偏差（相対傾き量Ｃ）をそれぞれ算出し、前記ＣＰＵ１５に入力するとともに、前記表示装置１４の相対傾き量表示部１４ａに表示せしめる。
【００３４】
前記ＣＰＵ１５では、前記相対傾き量Ａ、相対傾き量Ｂ、及び相対傾き量Ｃを保存し、該ＣＰＵ１５の内部及びフロッピー（登録商標）ディスク等の外部媒体１４１及び傾き量履歴グラフ１４０に記憶させるとともに、判定手段１３に入力する。
該判定手段１３には、前記相対傾き量Ａ及び相対傾き量Ｂ相対傾き量Ｃの許容範囲が、予め次のように設定されている。
即ち、たとえば入力軸２の相対傾き量Ａの場合を例にとると、図４に示されるように、入力軸回転数に対する前記相対傾き量Ａの範囲を歯の応力で判定し、応力Ｓ１線以上が異常範囲、応力Ｓ２線以下が正常範囲、応力Ｓ１線とＳ２線の間が注意範囲と、許容範囲を予めテーブルにて設定する。
【００３５】
そして、該判定手段１３においては、前記相対傾き量演算部５７からの前記相対傾き量Ａ及び相対傾き量Ｂ及び相対傾き量Ｃの算出値を、図４に示されるテーブル（図４は相対傾き量Ａについて示しているが、相対傾き量Ｂ及び相対傾き量Ｃも図４と同様に示す）にプロットし、該相対傾き量Ａ及び相対傾き量Ｂ及び相対傾き量Ｃの算出値が、応力Ｓ１線以上の異常範囲、あるいは応力Ｓ２線以下の正常範囲、あるいは応力Ｓ１線とＳ２線の間の注意範囲の何れの範囲にあるかを判定し、その結果を表示装置１４の判定表示ランプ１４ｄに表示せしめる。
かかる判定表示ランプ１４ｄの表示は、図３に示すように、正常は緑色、注意は黄色、異常は赤色のようなランプ表示で行う。
また、その際において、前記相対傾き量Ａあるいは相対傾き量Ｂあるいは相対傾き量Ｃの算出値が前記異常範囲（赤色ランプ）にあると判定されたときには、その判定信号を警報装置１３０に送り警報を発信させる。
【００３６】
図４に示されるような、前記相対傾き量Ａ、Ｂ、Ｃの正常量と異常量との判定境界線を設定した傾き量判定テーブルに、歯車軸つまり前記入力軸２、上側ホイール軸３、及び下側ホイール軸４の実際の相対傾き量の値（前記相対傾き量Ａ、Ｂ、Ｃの算出値）をプロットするのみで、きわめて簡便に前記各歯車軸の回転状態の良否判定を行うことができる。
【００３７】
また、前記表示装置１４においては、図５に示すように、前記相対傾き量Ａ（図５のＡ線）、相対傾き量Ｂ（図５のＢ線）、及び相対傾き量Ｃ（図５のＣ線）の算出値を相対傾き量表示部１４ａに時間表示する。
このように構成することにより、互いに噛合う歯車の回転状態の時間変化を相対傾き量表示部１４ａ（モニタリング装置）を用いて把握でき、歯車の回転状態の良否をリアルタイムで監視できる。
【００３８】
従ってかかる第１実施例によれば、入力軸２の歯車段と上側ホイール軸３の歯車段、及び入力軸２の歯車段と下側ホイール軸４の歯車段のように、互いに噛合う２つの歯車段の個々の歯車軸の傾き量の算出値から前記２つの歯車段の相対傾き量（相対傾き量Ａ、Ｂ、Ｃ）を算出して、２つの歯車段間の歯当たりを含む歯車の回転状態の良否を判定するので、互いに噛合う２つの歯車段の噛合い状態の良否を正確に判定でき、従来技術のように互いに噛合う２つの歯車段のうち一方側の歯車段の歯車軸の傾き量の大きさのみで前記回転状態の良否判定を行うもののような実際の噛合い状態の良否つまり回転状態の良否を正確に判定出来ない事態の発生を回避でき、歯車の回転状態の良否を正確に監視できる。
【実施例２】
【００３９】
図６は本発明の第２実施例を示す図１対応図、図７（Ａ）は前記第２実施例における歯車監視装置の制御ブロック図、（Ｂ）は歯の欠損状態の説明図である。
図６及び図７（Ａ）において、５８は歯車（たとえば第１はすば歯車３ａ）の歯のパルス信号を検出する歯車パルス検出器、５６は歯車軸（たとえば上側ホイール軸３）の回転数を検出する回転数検出器、７０は歯欠損監視装置である。
前記歯車パルス検出器５８からの歯のパルス信号検出値は歯欠損監視装置７０の歯ピッチ幅時間設定部５９に入力され、該歯ピッチ幅時間設定部５９において前記歯のパルス信号から実際の歯ピッチ幅時間ｔを算出して、演算部６１に入力する。
一方前記回転数検出器５６からの歯車軸（たとえば上側ホイール軸３）の回転数検出値は、歯欠損監視装置７０の回転数測定部６０で信号処理され歯ピッチ幅基準時間設定部６２に入力される。
【００４０】
歯ピッチ幅基準時間設定部６２においては、前記回転数の検出値と歯車（たとえば第１はすば歯車３ａ）の歯数から当該歯車（たとえば第１はすば歯車３ａ）の正規の歯ピッチに相当する歯ピッチ幅の時間即ち基準歯ピッチ幅時間Ｔを算出し、前記演算部６１に入力する。
該演算部６１においては、前記実際の歯ピッチ幅時間ｔと前記基準歯ピッチ幅時間Ｔとの比Ｒ＝ｔ／Ｔを算出して比較部６３に入力する。該比較部６３においては、前記比Ｒ＝ｔ／Ｔが許容値（この例では１．５であるが、１．０ないし１．５であればよい）未満（Ｒ＜１．５）か，あるいは許容値以上（Ｒ≧１．５）かを算出し、歯欠損判定部６４に入力する。
【００４１】
該歯欠損判定部６４においては、前記比Ｒ＝ｔ／Ｔの比較結果から、前記比Ｒ＝ｔ／Ｔが許容値未満（Ｒ＜１．５）のときは当該歯車（たとえば第１はすば歯車３ａ）の歯に欠損の発生がなく正常であるものと判定し、前記比Ｒ＝ｔ／Ｔが許容値以上（Ｒ≧１．５）のときは、当該歯車（たとえば第１はすば歯車３ａ）の歯に欠損が発生しているものと判定する。
即ち、図７（Ｂ）に示すように、当該歯車（たとえば第１はすば歯車３ａ）の歯３ｔに欠損の発生がない場合には、当該歯の検出パルス波形Ｓの前記歯ピッチ幅時間ｔと前記基準歯ピッチ幅時間Ｔとの比Ｒ＝ｔ／Ｔがおよそ１となる。
一方、当該歯車（たとえば第１はすば歯車３ａ）の歯３ｔに完全な欠損が発生している場合には、当該歯の検出パルス波形Ｓの前記歯ピッチ幅時間ｔが欠損歯の分だけ長くなって前記歯ピッチ幅時間ｔと前記基準歯ピッチ幅時間Ｔとの比Ｒ＝ｔ／Ｔがおよそ２となる。
前記歯欠損判定部６４における判定結果は表示装置１４にリアルタイムで表示される。
また、前記歯欠損判定部６４において、当該歯車（たとえば第１はすば歯車３ａ）の歯に欠損が発生しているものと判定した場合には、警報装置６５にて警報が発信される。
【００４２】
従ってかかる第２実施例によれば、歯車パルス検出器５８からの回転中の歯車における歯のパルス信号Ｓの検出値から当該歯のピッチ幅に相当する歯ピッチ幅時間ｔを測定し、前記歯ピッチ幅時間の測定値ｔと予め設定された基準歯ピッチ幅時間Ｔとを比較して、歯ピッチ幅時間の測定値ｔが基準歯ピッチ幅時間Ｔよりも大きくなったとき当該歯に欠損が発生しているものと判定するので、きわめて簡便な方法で歯車の歯における欠損の有無を判定できるとともに、減速機１の運転中においても、格別な措置を施すことなく歯車の異常の発生を検知できる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によれば、きわめて簡便な手段で以って、互いに噛合う２つの歯車段の噛合い状態の良否を正確に判定することが可能となり、歯車の回転状態の良否を正確に監視できる歯車監視装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施例に係る蒸気タービンを主機関とする船舶用減速機の歯車監視装置の要部概略斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】前記第１実施例における歯車監視装置の制御ブロック図である。
【図４】前記第１実施例における表示装置の判定表示内容を示す線図である。
【図５】前記第１実施例における表示装置の相対傾き量時間表示内容を示す線図である。
【図６】本発明の第２実施例を示す図１対応図である。
【図７】（Ａ）は前記第２実施例における歯車監視装置の制御ブロック図、（Ｂ）は歯の欠損状態の説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    減速機
２    入力軸（ピニオン軸）
３    上側ホイール軸
４    下側ホイール軸
２ａ  入力はすば歯車
３ａ、４ａ    第１はすば歯車
３ｂ、４ｂ    第２はすば歯車
５ａ    出力はすば歯車
５    出力軸
１０    回転状態監視装置
１１ａ、１１ｂ    移動量検出器
１１ｃ、１１ｄ    移動量検出器
１１ｅ、１１ｆ    移動量検出器
１２ｃ    傾き量演算部
１３    判定手段
１４    表示装置
１４ａ    相対傾き量表示部
１５    ＣＰＵ
５６    回転数検出器
５７    相対傾き量演算部
５８    歯車パルス検出器
６４    歯欠損判定部
６５、１３０    警報装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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