(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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５】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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）
【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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【図８】
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【図９】
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