JPH0783231A - すべり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い摺動特性を持つと共に機器への装着や分
解作業が簡単に行える分割方式のすべり軸受を提供する
こと。 【構成】 回転軸側と固定側との間に介装する摺動部材
をサーメット材及びセラミックス材によって形成した部
材の組合せとし、回転軸の外周に装着する複数のスリー
ブセグメント及び固定側に装着されスリーブセグメント
の周面との間に摺動連接する複数のブッシュセグメント
を備え、これらのスリーブセグメント及びブッシュセグ
メントのそれぞれを複数の固定部材によって回転軸及び
固定側に連接可能とし、各セグメント及び固定部材を全
て分割式とすることによって、回転軸及び固定側に対す
る軸受要素の装着及び分解取外し可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、すべり軸受に係り、特
に多量のスラリー等の流体を揚送及び搬送する水中ポン
プの回転主軸等に好適なすべり軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】スラリーやその他の各種の流体の揚水作
業に用いる水中ポンプの回転主軸の軸受構造として、た
とえば特公昭６３−６７０４８号公報や特開平５−８７
１４５号公報に記載されたものがある。

【０００３】これらは、鉛直姿勢の軸線を持つ回転軸を
すべり軸受によって支持する構成を持つもので、回転軸
周りの回転側摺動部材と固定側摺動部材のいずれか一方
を超硬合金又はサーメットを素材として製作し、他方の
部材を窒化珪素及び炭化珪素を主成分とするセラミック
ス製としたものである。

【０００４】このような素材を適用したすべり軸受で
は、気体中で使用するときの無潤滑条件の下においても
安定した摺動特性が得られるほか、水潤滑の状態でも同
様に優れた潤滑特性が維持されるので、縦軸の水中ポン
プ用として最適である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、無潤滑及び
水潤滑の両面で良好な摺動特性を持つ点では好ましい
が、いずれの公報に記載のものにおいても、すべり軸受
はその全体が一体物として組立てられているので、ポン
プへの組込み等の面での障害が大きい。

【０００６】たとえば、水中ポンプの回転軸が非常に長
いようなとき、すべり軸受は環状体であることから、装
着や分解取外し等の作業は、すべり軸受を回転軸の端部
から外挿していくことになる。このため、すべり軸受の
交換や保守点検には手間と時間がかかるほか、ポンプケ
ーシングや他の部材との位置関係によっては、これらの
部材の分解等も必要になる。

【０００７】このように従来の水中ポンプ用等のすべり
軸受ではその好適な素材の適用による高い摺動特性の維
持はできるものの、組立てや分解作業の面で難点があ
る。

【０００８】本発明において解決すべき課題は、高い摺
動特性を持つと共に機器への装着や分解作業が簡単に行
える分割方式のすべり軸受を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転軸側と固
定側との間に介装する摺動部材をサーメット材及びセラ
ミックス材によって形成した部材の組合せとしたすべり
軸受であって、前記回転軸の外周に装着する複数のスリ
ーブセグメント及び前記固定側に装着され前記スリーブ
セグメントの周面との間に摺動連接する複数のブッシュ
セグメントを備え、これらのスリーブセグメント及びブ
ッシュセグメントのそれぞれを複数の固定部材によって
前記回転軸及び固定側に連接してなることを特徴とす
る。

【００１０】スリーブセグメント及びブッシュセグメン
トのそれぞれの周方向の端面を軸線に対して一定角度で
捩じれたプロフィルの傾斜面とし、スリーブセグメント
及びブッシュのそれぞれの傾斜面の交差角を少なくとも
１°以上とする構成とすることができる。

【００１１】また、スリーブセグメントと回転軸との間
にスリーブガイドを備え、ブッシュセグメントと固定側
との間にブッシュガイドを備え、各セグメントとガイド
の組合せをそれぞれ回転軸及び固定側に着脱自在に連結
したものとしてもよい。

【００１２】

【作用】すべり軸受の摺動部材を複数の分解可能なスリ
ーブセグメント及びブッシュセグメントによって構成し
たので、固定部材の回転軸側及び固定側への着脱によっ
て、たとえば回転軸の端から抜き取る等の作業は不要と
なり、軸受要素の装着及び取外しが簡単に行える。

【００１３】スリーブセグメント及びブッシュセグメン
トの周方向の端面どうしの境目部分は１°以上の交差角
を持つので、スリーブセグメントが回転していくときに
はこの境目部分が互いに点重合するようになり、分割し
たことによる表面の不連続性の影響を受けない摺動が可
能となる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明のすべり軸受を備えた揚水ポン
プの縦断面図である。

【００１５】図において、水中に下端を浸漬した揚水管
５０の内部に同軸上に回転軸１が組み込まれ、この回転
軸１の上端を電動機（図示せず）等の駆動源に連接する
ことによって回転駆動し、その下端のインペラ５１によ
って揚水可能とする。

【００１６】回転軸１は揚水管５０の下端部及びほぼ中
央部をすべり軸受２によって支持され、中央部では揚水
管５０の内部に同軸固定されたステー５２によって保持
されている。このステー５２は、たとえば複数のロッド
を放射状に延ばしてすべり軸受２を揚水管５０の中に保
持可能としたもので、揚水管５０の内部流路を遮断しな
い形状を持つものである。

【００１７】図２はステー５２によって保持されたすべ
り軸受２の要部を示す縦断面図、図３は回転軸周りにス
リーブセグメントを装着したときの外観を示す図及び図
４はステー５２の内部にブッシュを組み込んだときの要
部を示す縦断面図である。

【００１８】すべり軸受２は、回転軸１の周りに固定さ
れる複数のスリーブセグメント３とステー５２の内部に
組み込んだ複数の部ブッシュセグメント４とを主な要素
として備えたものである。そして、この例では、各スリ
ーブセグメント３はサーメットによって形成され、ブッ
シュセグメント４はセラミックスによって形成されてい
る。

【００１９】スリーブセグメント３は合計４枚であっ
て、これらを回転軸１の周りに配列することによって、
図３に示すように全体が円筒状に組み立てられる。これ
らのスリーブセグメント３は同じ形状の共通部品であ
り、図２に示すように上端及び下端にはそれぞれ半径方
向の肉厚を小さくした連接座３ａ，３ｂを形成してい
る。そして、各スリーブセグメント３の周方向の両端
は、図３のように、回転軸１の軸線とは平行でなく捩じ
れた端面のプロフィルを持つ。

【００２０】なお、各スリーブセグメント３の内周面と
回転軸１の外周面との間には、たとえばキーとキー溝に
よる係合構造を持たせ、スリーブセグメント３が回転軸
１の周方向に位置がずれないようにする。

【００２１】スリーブセグメント３を回転軸１の周りに
装着するため、複数のリテーナ５及びこれらのリテーナ
５を回転軸１の周面側の拘束するホルダ６を設ける。こ
の例では、これらのリテーナ５及びホルダ６は回転軸１
周りにそれぞれ４個ずつを配置することによって、回転
軸１と同軸配置でスリーブセグメント３の軸線方向の一
端側を拘束可能な環状体を構成する。

【００２２】リテーナ５も全て共通の部品であって、図
２に示すように、スリーブセグメント３の連接座３ａ，
３ｂに突き当たる保持座５ａを内周側に備えると共に、
外周面にはホルダ６によって外側から拘束力を受ける拘
束座５ｂを形成したものである。

【００２３】ホルダ６も同様に全て共通部品であり、リ
テーナ５の拘束座５ｂに外側から重なる重合座６ａを形
成したものである。そして、これらのホルダ６は、それ
自身を回転軸１に固定するための固定ボルト６ｂと、リ
テーナ５の軸線方向の位置を決める拘束ボルト６ｃとを
備える。

【００２４】一方、ブッシュセグメント４はスリーブセ
グメント３と同様に合計４枚がステー５２側に組み込ま
れる。これらのブッシュセグメント４は同じ形状の共通
部品であり、図４に示すように上端及び下端にはそれぞ
れ半径方向の肉厚を小さくした連接座４ａ，４ｂを形成
すると共に、その近傍の内周面には外側の開口度が大き
くなるテーパ面４ｃ，４ｄを備えている。そして、各ブ
ッシュセグメント４の周方向の両端は、スリーブセグメ
ント３と同様に回転軸１の軸線とは平行でなく捩じれた
端面のプロフィルを持つ。

【００２５】なお、それぞれのブッシュセグメント４の
外周面とステー５２の内周面との間も、スリーブセグメ
ント３と回転軸１との関係と同様に、たとえばキーとキ
ー溝による係合構造を持たせ、ブッシュセグメント３の
周方向への位置ずれがないようにする。

【００２６】ブッシュセグメント４は、その上下両端を
複数のホルダ７によってステー５２に固定する。これら
のホルダ７もブッシュセグメント４と同様に合計４枚の
部材を組み合わせることによって環状体として構成可能
としたもので、ブッシュセグメント４の連接座４ａ，４
ｂに接合可能な拘束座７ａを備えている。そして、ステ
ー５２の上面又は下面に突き当たる部分にフランジ７ｂ
を形成し、これを貫通する固定ボルト７ｃによってステ
ー５２に装着可能とする。

【００２７】図５はスリーブセグメント３とブッシュセ
グメント４のそれぞれの端面の回転軸１に対する捩じれ
の傾斜を示す図であって、これらのセグメント３，４を
外側から見た展開図である。

【００２８】スリーブセグメント３は周方向の端面が右
斜め上がりの形状を持ち、ブッシュセグメント４は逆に
左斜め上がりの形状である。そして、このような傾斜に
よって、セグメント３，４を重ね合わせたときには、そ
れぞれの端面どうしの間には交差角θが形成される。こ
の交差角θは少なくとも１°以上であって好ましくは１
０°以上である。

【００２９】回転軸１が回転するときにはスリーブセグ
メント３は図中の矢印方向に移動することになる。この
場合、セグメント３，４のそれぞれの端面どうしは、一
定の交差角θを持つ関係が維持されるので、端面どうし
は点接触（図中に示す点Ａ）することになる。

【００３０】このようにセグメント３，４は、それぞれ
の端面であって表面が不連続の形状を帯びる域で互いに
点接触し合うので、端面を面取り加工することによっ
て、一旦接触した後には噛み合い等を伴うことなく滑ら
かに接触が継続される。したがって、互いにすべり軸受
２の摺動面を互いに形成するスリーブセグメント３及び
ブッシュセグメント４が分割された部材であっても、一
体物の摺動面と同様な作動が可能となる。

【００３１】以上の構成において、回転軸１へのスリー
ブセグメント３の装着は、図３においてスリーブセグメ
ント３の下端を受ける側のリテーナ５及びホルダ６を予
め回転軸１にセットする作業から行なう。各リテーナ５
は固定ボルト６ｂによって回転軸１の周りに固定するホ
ルダ６を介して回転軸１の周面側へ拘束されると共に、
拘束ボルト６ｃによってレベルが設定される。

【００３２】次いで、各スリーブセグメント３を図３に
示す姿勢としてリテーナ５の上に載せていき、周方向の
両端をきっちりと合わせて全体を円筒状にして回転軸１
の周りに配列する。そして、各スリーブセグメント３の
上端のそれぞれに上側配置のリテーナ５を被せるように
し、これらのリテーナ５をホルダ６の固定ボルト６ｂに
よる回転軸１側への拘束によって固定する。

【００３３】以上により、回転軸１の周りにはスリーブ
セグメント３が環状に配列される。このとき、先に説明
したように、スリーブセグメント３と回転軸１周りのキ
ー及びキー溝等を利用した係合によって、各スリーブセ
グメント３が回転軸１の周方向にずれることなく保持さ
れる。

【００３４】一方、ステー５２に対するブッシュセグメ
ント４の組み込みも同様に下側配置のホルダ７を固定ボ
ルト７ｃによって固定しておき、このホルダ７の拘束座
７ａに各ブッシュセグメント４の連接座４ｂが落ち込む
ようにセットする。このとき、各ブッシュセグメント４
は図４に示すように、それぞれの周方向の両端面をきっ
ちりと合わせた配列姿勢とし、これらを上側配置のホル
ダ７によってステー５２に固定する。

【００３５】このように、回転軸１側及びステー５２側
のそれぞれのすべり軸受の分割された部材を、回転軸１
側及びステー５２側のそれぞれに組み込むことによっ
て、すべり軸受による連接構造を得ることができる。そ
して、各部材を順に分解していくことによって、たとえ
ば回転軸１を揚水管５０から取り外したりする等の必要
もない。

【００３６】また、図５で説明したように、スリーブセ
グメント３及びブッシュセグメント４の端面どうしの間
に交差角θを持たせたことによって、回転軸１が回転す
るときにセグメント３，４の端面どうしの滑らかな摺動
が可能であり、回転の不良を発生することが防止され
る。

【００３７】図６〜図８は別の実施例であって、図５は
要部の縦断面図、図６は回転軸周りにスリーブセグメン
トを装着したときの外観図、図７はステー５２の内部に
ブッシュを組み込んだときの要部を示す縦断面図であ
る。なお、先の例と同じ部材については共通の符号で指
示し、その詳細な説明は省略する。

【００３８】この例では回転軸１とスリーブセグメント
３との間にスリーブガイド８を設け、ステー５２とブッ
シュセグメント４との間にはブッシュガイド９を組み込
む。これらのスリーブガイド８及びブッシュガイド９
は、それぞれ４個ずつのスリーブセグメント３及びブッ
シュセグメント４に対応する形状としたものである。

【００３９】スリーブガイド８はそれぞれの上下に配置
する４個のホルダ１０によって回転軸１に対してスリー
ブ３と一緒に固定される。これらのホルダ１０は、先の
例と同様に回転軸１に固定するための固定ボルト１０ａ
とスリーブセグメント３の軸線方向の位置を決める拘束
ボルト１０ｂを備えたものである。

【００４０】ブッシュガイド９も同様にその上下を複数
のホルダ１１によってブッシュセグメント４と一緒にス
テー５２に固定される。これらのホルダ１１は固定ボル
ト１１ａによってステー５２に連結され、ホルダ１１自
身にはブッシュセグメント４の軸線方向の位置を規制す
るための拘束ボルト１１ｂを備える。

【００４１】スリーブセグメント３及びブッシュセグメ
ント４の端面の回転軸１に対する捩じれは先の例と同様
であり、図７及び図８に示すようにそれぞれの端面は交
差角を持つ形状である。

【００４２】このように、スリーブセグメント３及びブ
ッシュセグメント４をそれぞれのガイド８，９によって
回転軸１及びステー５２側に連接する場合でも、スリー
ブセグメント３とブッシュセグメント４との間の摺動を
利用したすべりが可能である。

【００４３】ここで、固定側のブッシュセグメント４と
ステー５２との間に適切な弾力を持つゴム等の素材の弾
性体１２を組み込むことができる。この弾性体１２は、
ブッシュセグメント４又はステー５２の何れか一方の表
面に貼り付けたものとして組み込むことができる。ま
た、固定ボルト１１ａによって締結されるステー５２と
ホルダ１１との間にも適切な弾性体１３を組み込む。

【００４４】このような弾性１２，１３を備えておけ
ば、ブッシュセグメント４はステー５２側に対して弾性
支持されるので、回転軸１が回転しているときの振動等
が吸収され、部材の破損等の防止が可能となる。

【００４５】

【発明の効果】本発明では、すべり軸受の摺動部材やこ
れらを回転軸及び固定側に装着するための固定部材を分
割しているので、運搬や回転軸周りへの組み込みの作業
負担が軽減され、分解や保守点検等のときでも回転軸の
軸端から抜き取るような作業が不要となり、長い回転軸
であっても作業が簡単に行える。

【００４６】また、スリーブセグメントとブッシュセグ
メントははれぞれが分割したものを組み立てたものであ
っても、各セグメントの間の境目どうしが点接触しなら
が摺動していくので、通常の一体物と同様に良好なすべ
りによる円滑な回転が得られる。

【００４７】更に、スリーブセグメントやブッシュセグ
メントをそれぞれのガイドによって回転軸及び固定側に
連接すれば、各セグメントの強度の補強や弾性支持構造
も可能となり、回転軸の振動等も吸収した円滑な作動が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のすべり軸受を備えた揚水ポンプの縦断
面図である。

【図２】図１の回転軸周りに備えるすべり軸受の要部を
示す縦断面図である。

【図３】回転軸の周りにスリーブセグメントを装着した
ときの外観図である。

【図４】ステーにブッシュセグメントを装着したときの
縦断面図である。

【図５】スリーブセグメントとブッシュセグメントを外
側から見たときの展開図であって、それぞれの周方向の
端面が造る交差角を説明する図である。

【図６】別の実施例を示す要部の縦断面図である。

【図７】図６の例における回転軸にスリーブセグメント
を装着したときの外観図である。

【図８】図６の例におけるステーにブッシュセグメント
を装着したときの縦断面図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ すべり軸受 ３ スリーブセグメント ４ ブッシュセグメント ５ リテーナ ６ ホルダ ７ ホルダ ８ スリーブガイド ９ ブッシュガイド １０ ホルダ １１ ホルダ １２ 弾性体 １３ 弾性体 ５２ ステー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸側と固定側との間に介装する摺動
   部材をサーメット材及びセラミックス材によって形成し
   た部材の組合せとしたすべり軸受であって、前記回転軸
   の外周に装着する複数のスリーブセグメント及び前記固
   定側に装着され前記スリーブセグメントの周面との間に
   摺動連接する複数のブッシュセグメントを備え、これら
   のスリーブセグメント及びブッシュセグメントのそれぞ
   れを複数の固定部材によって前記回転軸及び固定側に連
   接してなるすべり軸受。
2. 【請求項２】 前記スリーブセグメント及びブッシュセ
   グメントのそれぞれの周方向の端面を軸線に対して一定
   角度で捩じれたプロフィルの傾斜面とし、前記スリーブ
   セグメント及びブッシュのそれぞれの傾斜面の交差角を
   少なくとも１°以上としてなる請求項１記載のすべり軸
   受。
3. 【請求項３】 前記スリーブセグメントと回転軸との間
   にスリーブガイドを備え、前記ブッシュセグメントと固
   定側との間にブッシュガイドを備え、各セグメントとガ
   イドの組合せをそれぞれ前記回転軸及び固定側に着脱自
   在に連結してなる請求項１又は２記載のすべり軸受。