JPH08152021A - 水中軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主軸２０による偏荷重に対して強く、しかも
主軸２０の挿入作業等の際には従前と同程度の慎重度で
足りる無注水起動可能な水中軸受を提供する。 【構成】 円筒形弾性体１０の外周を金属筒体１２で被
覆する。円筒形弾性体１０の内側に、円周方向に分割さ
れ軸方向に一体で硬くて耐摩耗性に富むセラミックで形
成された複数の軸受摺動片１４，１４…を、間隔を開け
て円周方向に等間隔に配設する。さらに、円筒形弾性体
１０の内周で間隔が開けられた部分に、軸方向のＵ溝１
０ｂ，１０ｂ…を刻設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、揚水ポンプ等の主軸を
軸支し、無注水起動が可能な水中軸受に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】無注水起動が可能な水中軸受の一例とし
て、円筒形状のセラミックを摺動部材とし、この摺動部
材を弾性体を介して金属筒体に接着したものが実用化さ
れている。この水中軸受にあっては、主軸による偏荷重
に対して、摺動部材に異常摩耗や割れを発生させ易いと
いう不具合があった。

【０００３】そこで、上記水中軸受を改善する技術とし
て、特開平５−１２６１３８号公報に記載されたものが
提案されている。この水中軸受は、外周が金属シェルで
被覆されたゴム等の筒状の緩衝材の内周面に、円周方向
および軸方向にともに分割されたセラミック等の硬質材
料からなる硬質摺動片を配設したものである。硬質摺動
片が、円周方向と軸方向にともに分割されて、独立配置
されることで自由度を増したので、主軸による偏荷重に
対しても個々の硬質摺動片が変位および姿勢を変化させ
ることにより分散して負担することができ、偏荷重に強
い軸受が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
技術にあっては、挿入された主軸の偏荷重に対しては、
硬質摺動片の自由度が大きい分だけ強いという効果が得
られる。しかるに、セラミックは脆くて衝撃力が極めて
弱く、かかる軸受に主軸を挿入等する際には、硬質摺動
片が軸方向にも分割されているために、主軸の先端が硬
質摺動片の端面に衝撃力を加える可能性が高く、これに
より硬質摺動片を破壊する虞がある。そこで、主軸を挿
通および引き抜く際には、極めて慎重な取り扱いが必要
であり、それだけ作業性が悪い。

【０００５】本発明は、上記技術の事情に鑑みてなされ
たもので、主軸による偏荷重に強く、しかも主軸の挿入
作業等の際には、従前のセラミックを用いたものと同程
度の慎重度で足りる水中軸受を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の水中軸受は、円筒形弾性体の外周を金属
筒体で被覆し、円周方向に分割され軸方向に一体で硬く
て耐摩耗性に富むセラミックで形成された複数の軸受摺
動片を、前記円筒形弾性体の内側に間隔を開けて円周方
向に等間隔に配設し、前記円筒形弾性体の内周で前記軸
受摺動片が間隔を開けた部分に軸方向の溝を刻設して構
成されている。

【０００７】そして、軸心方向のすくなくとも主軸が挿
通される一方の側に、前記セラミックより弾性に富む樹
脂で形成された軸受保護片を前記軸受摺動片の端面に密
接させてそれぞれ配設し、前記軸受保護片で形成する内
径が前記軸受摺動片で形成する内径と一致するように構
成しても良い。

【０００８】

【作 用】軸受摺動片が間隔を開けて配設された円筒形
弾性体の内周で間隔を開けた部分に、軸方向に溝を刻設
したので、溝の周面の分だけ円筒形弾性体の自由表面の
面積が拡大され、それだけ円筒形弾性体は弾性変形し易
い。そこで、主軸による偏荷重に対して円筒形弾性体が
容易に弾性変形し、荷重を受ける複数の軸受摺動片が適
正に主軸に当接して荷重を分散させて負担し得る。しか
も、軸受摺動片は、軸方向には分割されておらずに一体
であり、主軸を挿入するに際して、その先端面が軸受摺
動片の端部を通過するときには慎重な作業が必要である
が、従前の円筒状のセラミックを用いた水中軸受と同様
である。

【０００９】そして、軸受摺動片の主軸が挿入される一
端に軸受保護片をそれぞれ設けるならば、主軸を挿入等
する際の衝撃力が軸受保護片に加わり、また軸受保護片
が案内となって主軸が軸受摺動片に挿入され、軸受摺動
片に衝撃力を加えることがない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図１ないし図
４を参照して説明する。図１は、本発明の水中軸受の軸
方向と直交する切断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ
切断面矢視図であり、図３は、図１のＢ−Ｂ切断端面図
であり、図４は、円筒形弾性体に刻設したＵ溝の作用を
説明する図である。

【００１１】図において、合成ゴム等からなる円筒形弾
性体１０の外周が金属筒体１２で被覆され、接着により
固定される。そして、円筒形弾性体１０の内周面に円周
方向に等間隔で浅いコ字状の凹溝１０ａ，１０ａ…が間
隔を開けて軸方向に形成され、凹溝１０ａ，１０ａ…の
間に断面がＵ字状のＵ溝１０ｂ，１０ｂ…が軸方向に形
成される。炭化珪素や窒化珪素等の硬くて耐摩耗性に富
むセラミックで軸受摺動片１４，１４…が形成される。
これらの軸受摺動片１４，１４…は、円周方向に分割さ
れて、凹溝１０ａ，１０ａ…に嵌合し得る幅を備え、軸
方向には一体であり、しかも主軸２０の外周に沿う凹状
の円弧状面１４ａ，１４ａ…が形成される。そして、こ
れらの軸受摺動片１４，１４…が凹溝１０ａ，１０ａ…
に嵌合した状態で、円筒形弾性体１０に接着固定され
る。なお、軸受の両端部において、軸受摺動片１４，１
４…に、主軸２０の挿入を容易にするための面取りが適
宜になされる。

【００１２】かかる構成の水中軸受において、図４のご
とく、挿入された主軸２０による偏荷重で、一部の軸受
摺動片１４が強く押圧されると、その近くの円筒形弾性
体１０の一部分が強く押圧され、近くにあるＵ溝１０
ｂ，１０ｂ…の溝幅が狭くなるとともにその肩部が盛り
上がる等して、軸受摺動片１４で強く押圧される円筒形
弾性体１０の一部分の厚みを減少させる。これと同時
に、この軸受摺動片１４の隣りに設けられた軸受摺動片
１４，１４…にも主軸２０からの荷重が加わり、適宜に
その姿勢を変える。このように、円筒形弾性体１０は、
Ｕ溝１０ｂ，１０ｂ…により自由表面の面積が増加した
分だけ容易に弾性変形可能であり、主軸２０の荷重を複
数の軸受摺動片１４，１４…でなるべく分散させて負担
するように、その位置と姿勢が変化される。

【００１３】そこで、主軸２０の偏荷重に対しても、軸
受摺動片１４，１４…はその凹状の円弧状面１４ａ，１
４ａ…で主軸２０に弾接することとなり、面接触が維持
でき、潤滑状態は流体潤滑が保たれて摩擦係数は小さ
く、焼き付け等を生ずることがない。

【００１４】しかも、軸受摺動片１４，１４…は軸方向
には一体であり、主軸２０を挿入等する際には、主軸２
０の端部が軸受の端面を通過する際に慎重な作業がなさ
れれば良く、円筒状のセラミックを用いた従前のものと
同様である。

【００１５】図５は、本発明の水中軸受の他の実施例の
軸方向の面での切断面図である。図５に示す他の実施例
において、図１ないし図４に示す実施例と相違するとこ
ろは、以下の通りである。

【００１６】まず、軸受摺動片２４，２４…は、円筒形
弾性体１０より軸方向に短かく形成され、円筒形弾性体
１０に設けられた凹溝１０ａ，１０ａ…の軸方向で中央
に接着固定される。そして、軸受摺動片２４，２４…の
両端に、軸受摺動片２４，２４…と同じ断面形状を有す
る軸受保護片２６，２６…が、軸受摺動片２４，２４…
の端面に密接させて、円筒形弾性体１０および軸受摺動
片２４，２４…に接着固定される。この軸受保護片２
６，２６…は、ポリ４弗化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）ま
たはカーボン含有フェノール樹脂等の、セラミックより
弾性に富んだ樹脂で形成される。そして、軸受保護片２
６，２６…にも、軸受摺動片２４，２４…に設けられた
凹状の円弧状面と同一面となる円弧状面が設けられてい
る。

【００１７】かかる構成において、主軸２０を挿入する
際には、軸受保護片２６，２６…に主軸２０からの衝撃
力が加わる。また、軸受保護片２６，２６…が主軸２０
の案内として作用する。そこで、軸受摺動片２４，２４
…に衝撃力が加わるようなことがなく、破壊される虞が
なく、作業が容易である。

【００１８】なお、図５に示す他の実施例にあっては、
軸受保護片２６，２６…は円周方向に分割されて間隔を
開けて配設されているが、分割されずに筒状であっても
良い。また、円筒形弾性体１０の内周に刻設される溝
は、実施例のごとくＵ溝に限られず、Ｖ溝やコ字状溝お
よびアリ溝等であっても良い。そして、図５に示す他の
実施例で、水中軸受の両端側に軸受保護片２６，２６…
を設けたが、主軸２０が挿入されるすくなくとも一方の
側に軸受保護片２６，２６…が設けられていれば良い。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の水中軸受
は、円筒形弾性体の内周にＵ溝を設けたので、軸受摺動
片に強い荷重が加わると円筒形弾性体のその部分が容易
に弾性変形し、複数の軸受摺動片で荷重が分散して負担
されるようになる。そして、円筒形弾性体の容易な弾性
変形により軸受摺動片はその姿勢を容易に変化させて主
軸に面接触することができ、流体潤滑作用を常に維持で
き、摩擦係数が小さい。しかも、軸受摺動片が軸方向に
一体であるので、主軸の挿入等の際の作業は、セラミッ
クで形成された筒状の軸受を用いる従前のものと同様で
ある。

【００２０】そして、軸受摺動片の端面に密接させて軸
受保護片を設けるならば、主軸の挿入等の際に軸受摺動
片に衝撃力が加わらず、挿入等の作業が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水中軸受の軸方向と直交する切断面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ切断面矢視図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ切断端面図である。

【図４】円筒形弾性体に刻設したＵ溝の作用を説明する
図である。

【図５】本発明の水中軸受の他の実施例の軸方向の面で
の切断面図である。

【符号の説明】

１０ 円筒形弾性体 １０ｂ Ｕ溝 １２ 金属筒体 １４，２４ 軸受摺動片 ２０ 主軸 ２６ 軸受保護片

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形弾性体の外周を金属筒体で被覆
   し、円周方向に分割され軸方向に一体で硬くて耐摩耗性
   に富むセラミックで形成された複数の軸受摺動片を、前
   記円筒形弾性体の内側に間隔を開けて円周方向に等間隔
   に配設し、前記円筒形弾性体の内周で前記軸受摺動片が
   間隔を開けた部分に軸方向の溝を刻設して構成したこと
   を特徴とする水中軸受。
2. 【請求項２】 請求項１記載の水中軸受において、軸心
   方向のすくなくとも主軸が挿通される一方の側に、前記
   セラミックより弾性に富む樹脂で形成された軸受保護片
   を前記軸受摺動片の端面に密接させてそれぞれ配設し、
   前記軸受保護片で形成する内径が前記軸受摺動片で形成
   する内径と一致するように構成したことを特徴とする水
   中軸受。