JPH10501875A - Ｐｔｆｅ軸受ライナーがはめ込まれたｐｅｅｋ軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ＰＴＦＥを押し出すに充分な実働荷重が課される回転式バルブシャフトに用いるための円筒状軸受であり、好ましくはＰＥＥＫからなる円筒状の非金属軸受被覆体を含んでいる。軸受被覆体は、対向する環状のキャビティ端部縁間に規定される円筒状の内側キャビティを有しており、そのキャビティ内には円筒状のＰＴＦＥライナーが配設される。円筒状の非金属軸受被覆体の内周面上の環状のキャビティ端部縁は端部縁表面まで内面に広がり、その端部縁表面の直径は制御バルブの回転シャフトの直径よりもわずかに大きい。ライナーを軸受被覆体に固着させるために適切な接着剤が用いられる。キャビティ端部縁は、接着が不具合でもライナーをその位置に保持する。端部縁構造と、端部縁と回転シャフトとの間の密着したクリアランスとは、ＰＴＦＥが押し出され始める前の段階において、ＰＴＦＥライナーが他のＰＴＦＥ軸受構造に比べより大きな荷重に耐えることができるようにする。ＰＴＦＥライナーがＰＴＦＥを押し出し始めた後も、密着したクリアランスによりいかなる過剰荷重のＰＴＦＥも非金属軸受被覆体のキャビティ内に保持される。

Description

【発明の詳細な説明】 ＰＴＦＥ軸受ライナーがはめ込まれたＰＥＥＫ軸受 本発明は回転シャフトのための軸受に関し、特に流体制御バルブの回転シャフ トのための円筒状軸受に関する。 発明の背景 金属製の軸受被覆体又は他の金属製の支持層を備えた円筒状軸受の軸受材料と してポリテトラフルオロエチレン（”ＰＴＦＥ”）の利用が提案されている。例 えば、表題が”フルオロカーボン円筒状軸受”である米国特許第３０３３６２３ 号において、その支持領域にわたり実質的に単一の厚みを有し、容易に移動可能 な円筒が内配された穴を持つハウジングやボディからなる金属製ハウジングを備 えたＰＴＦＥ軸受が開示されている。円筒は、被覆構造であり、ＰＴＦＥのよう な低摩擦係数を呈する耐摩耗性の合成樹脂の表面が設けられている。この耐摩耗 性合成樹脂は薄い層を形成し、かつ半径方向に充分に変形容易で周方向に硬質な 金属製支持層又はシートにしっかり固着されているため、軸受穴の直径と丸みは ハウジングの穴の直径と形状に支配される。低摩擦係数を呈する耐摩耗性合成樹 脂の金属製裏材は、円筒に成形されたりハウジングの穴に配設されるときも円周 方向に硬質であるに充分な厚みであるため、被覆ライナー部分が運転中に円周方 向にしわになったりひだ状になったりすることがなく、シャフトとハウジングと の間にはめ込まれたときでも他の変形をおこすことがない。金属製裏材は、穴や ハウジングの表面に正確に一致させるに充分な変形容易性を呈するため、耐摩耗 性の合成の摩擦面からの放熱性に優れ、また、ハウジング穴の正確な寸法を踏襲 する。 しかしながら、この従来のＰＴＦＥ軸受においては、流体制御バルブの回転シ ャフト式円筒状軸受として一般的な実働運転荷重が課せられたときには、ＰＴＦ Ｅ軸受表面が低温流れ点（系の温度４５０°Ｆ又は２３２°Ｃにおいてほぼ５０ ０ｐｓｉ又は３４４８Ｋｐａ）を生じ、金属製の軸受被覆体とバルブシャフトと の間から押し出され、軸受けが不具合となる。 さらに、従来のＰＴＦＥ軸受構造においては、流体制御バルブの通常運転にお いてＰＴＦＥ軸受の金属裏材又はハウジング部材が流体制御バルブの回転シャフ トに接触し、シャフトの傷つき、焼け着きや他の損傷を引き起こすおそれが強い 。この結果、バルブ性能が減退したり、不具合となるであろう。 また、全体的にポリエーテルエーテルケトン（”ＰＥＥＫ”）からなる流体制 御バルブの回転シャフトのための円筒状の軸受の製品が、従来から知られている 。この製品は軸受に高運転荷重が課されたときの回転シャフトのダメージの間題 を解決するが、このような軸受は摩擦係数と耐摩耗性の面で劣る。 すなわち、使用が容易で、摩擦を減じ、コストを減じ、化学的に安定で、軸受 許容荷重が改善され、しかも運転寿命特性が改善された、流体制御バルブの回転 シャフトのための軸受の提供が望まれている。 発明の概要 本発明によれば、過剰荷重となってＰＴＦＥが押し出されるに充分な運転荷重 が課される回転シャフトを有する流体制御バルブに使用されるための軸受が提供 される。この軸受は、対向する環状のキャビティ端部縁の間に規定される円筒状 の内側キャビティを有する円筒状の非金属軸受被覆体を含み、そのキャビティは 円筒状のライナーの中に位置される。円筒状の非金属軸受被覆体は、好ましくは ＰＥＥＫからなる。 ライナーは、低摩擦係数を呈する耐摩耗性の合成樹脂であるＰＴＦＥからなる 。このＰＴＦＥライナーはさらに流体制御バルブの回転シャフトの周りに適用さ れ、そして寸法取りされているので、過剰荷重が課されＰＴＦＥが押し出される に充分な運転荷重のもとでも、シャフトはライナーとの関係において回転が可能 である。さらにライナーは全長にわたって単一の厚みであり、また、対向するキ ャビティ端部縁の間の非金属軸受被覆体の円筒状内側キャビティの中にはめ込ま れかつ保持されるときにおいても、キャビティ内のいかなる過剰荷重のＰＴＦＥ をも保持できるように、ライナーの直径はキャビティ端部縁の内周面の直径と一 致させられている。ＰＴＦＥライナーと端部縁との内周直径は実質的に同じ直径 である。 適切な接着剤がライナーを軸受被覆体に固着する。もし接着が不具合でも、キ ャビティ端部縁がライナーをその位置に保持する。 非金属軸受被覆体はＰＥＥＫから作られることが好ましいが、他の非金属材料 も適用しうる。 図面の簡単な説明 全ての図面を通して、同じ符号は一致する要素や部品を表す。 図１は、流体制御バルブの回転シャフトの周りに位置する取り付けられたＰＴ ＦＥを備えた、本発明の円筒状非金属軸受を示した垂直断面図である。そして、 図２は、ＰＴＦＥライナーを省略した、図１の円筒状の軸受被覆体を示した垂 直断面図である。 発明の詳細な説明 図面を参照して、非金属軸受被覆体１１と、流体制御バルブの回転シャフト１ ４を取り囲む円筒状のＰＴＦＥライナー１２とを含む本発明の軸受１０の実施例 が示されている。 軸受被覆体１１は円筒状の形状で、内周面１６と外周面１８よりなる。軸受被 覆体１１の内周面１６は、対向する環状のキャビティ縁２２、２４と流体制御バ ルブの回転シャフト１４との間に規定される、円筒状の内側キャビディ２０を含 む。好ましい実施例によれば、軸受被覆体１１は全体的にＰＥＥＫから作られる 。 環状のキャビティ縁２２、２４は、軸受被覆体１１の内周面１６の上側及び下 側の最端部に位置される。環状のキャビティ縁２２、２４は、軸受被覆体１１の 内周面１６から端部縁表面２６、２８にわたり、内面に広がっている。端部縁表 面２６、２８は流体制御バルブの回転シャフト１４に近接している。このため、 それぞれの端部縁表面２６、２８の内周直径は、回転シャフト１４の直径よりも わずかに大きい。好ましい実施例によれば、クリアランス又はそれぞれの端部縁 表面２６、２８と回転シャフト１４との距離は、０．００７５ｉｎｃｈ（０．０ １９ｃｍ）以下であり、これによりゼロクリアランス状態が達成される。 軸受被覆体１１の外周面１８は、一般的には円筒状の形状である。しかし、外 周面１８の上方端部３０の上には、合い口３２が外周面から張り出している。 円筒状のＰＴＦＥライナー１２は、対向する環状のキャビティ縁２２、２４と 流体制御バルブの回転シャフト１４との間に規定される円筒状内側キャビティ２ ０にフィットする寸法である。ＰＴＦＥが押し出されるに充分な運転荷重にて円 筒状ＰＴＦＥライナー１２とともに流体制御バルブが用いられる間、ライナーと の関連においてシャフトを回転させることができるように、円筒状ＰＴＦＥライ ナー１２は流体制御バルブの回転シャフト１４の周りに適合させられる。適切な 接着剤が、ライナー１２を軸受被覆体１１に固着させるために用いられる。 円筒状ＰＴＦＥライナー１２は、端部縁表面２６、２８の直径に適合した内周 直径を備えており、キャビティ端部縁２２、２４の間のキャビティ２０にぴった りはまり込むに充分な厚みを有しているので、通常であればＰＴＦＥを押し出す に充分な運転荷重のもとで回転式制御バルブのシャフト１４とともにある場合で も、過剰に荷重されたＰＴＦＥは、キャビティ２０と、その軸受被覆体１１のキ ャビティ端部縁２２、２４と、流体制御バルブの回転シャフト１４との領域内に 保持される。このように閉じこめられるので、ＰＴＦＥの荷重限界は実質的に通 常の押出低温流動点よりも上に上昇させられることとなる。 運転中、流体制御バルブの回転シャフト１４は、軸受の内周面の９０度近い角 度にわたって円筒状のＰＴＦＥライナー１２とキャビティ端部縁２２、２４の端 部縁表面２６、２８とに接触するようになる。通常の運転においては、ギャビテ ィ端部縁２２、２４の端部縁表面２６、２８の非金属の又はＰＥＥＫの材料組成 は、回転シャフト１４を傷つきから保護する。さらに、キャビティ端部縁２２、 ２４と回転シャフト１４との間にはめ込まれたＰＴＦＥライナー１２は、ＰＴＦ Ｅライナーが押し出され始める前の段階において、他のＰＴＦＥ軸受構造に比べ より大きな荷重に耐えるであろう。ＰＴＦＥライナー１２が過剰荷重を課された 後も、キャビティ端部縁２２、２４の端部縁表面２６、２８と、回転シャフト１ ４−円筒状ＰＴＦＥライナー１２間の高荷重側と全く反対側に位置する回転シャ フト１４との間の０．００７５ｉｎｃｈ（．００１９ｃｍ）の最大クリアランス は、いかなる過剰荷重が課されたＰＴＦＥをもキャビティ２０内に保持するに充 分である。 本発明の軸受は、例えば５００°Ｆ又は２６０°Ｃで６００＋ｐｓｉ又は４１ ３７＋Ｋｐａの系での運転に相当の回転式流体制御バルブに置かれるであろう。 このような条件の下、軸受はキャビティ２０からＰＴＦＥが押し出されることを 許容せずに、４５０°Ｆ又は２３２°Ｃで５０００＋ｐｓｉ又は３４４７５＋Ｋ ｐａの圧力に耐えるであろう。 このような０．７５００ｉｎｃｈの直径（１．９１ｃｍ）の回転式流体制御バ ルブのシャフトの用途のためには、ＰＥＥＫの軸受被覆体１１は０．９０４ｉｎ ｃｈと０．９０８ｉｎｃｈとの間（２．３０ｃｍと２．３１ｃｍとの間）の外周 直径で、１．２５ｉｎｃｈ（３．１８ｃｍ）の長さとされるであろう。軸受被覆 体１１の内周面１６のキャビティ２０は、０．７８５ｉｎｃｈと０．７８９ｉｎ ｃｈとの間（１．９９ｃｍと２．０２ｃｍとの間）の内周直径で、１．１２ｉｎ ｃｈ（２．８４ｃｍ）の長さとされるであろう。端部縁表面２６、２８の直径は ０．７５２ｉｎｃｈと０．７５６ｉｎｃｈとの間（１．９１ｃｍと１．９２ｃｍ との間）の範囲となるであろう。 このような用途のための円筒状ＰＴＦＥライナー１２は、１．１２ｉｎｃｈ（ ２．８４ｃｍ）の長さと、０．０１４５と０．０１７５との間（０．０３６８ｃ ｍと０．０４４５ｃｍとの間）の厚みと、端部縁表面２６、２８の内周直径と一 致する０．７５２ｉｎｃｈと０．７５６ｉｎｃｈとの間（１．９１ｃｍと１．９ ２ｃｍとの間）の内周直径とを備え、キャビティ２０にフィットさせられるであ ろう。 上記記述は、理解の明確のためのみになされたものであり、当業者にとって修 正・変更は明らかであろうから、これにより無用の限定が解釈されるべきではな い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】 る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．円筒状のＰＴＦＥライナーを備えており、その円筒状のＰＴＦＥライナーは 、ＰＴＦＥを押し出すに充分であろう運転荷重を支えるその円筒状ＰＴＦＥライ ナーを有する流体制御バルブの使用中に、ライナーとの関係でシャフトを回転可 能とするため回転シャフトの周りに適合させられており、 内周面を有し、ライナーを保持するための対向する環状のキャビティ端部縁 間に規定される円筒状内側キャビティを含む円筒状の非金属軸受被覆体を備えて おり、そのキャビティ端部縁は内周面から端部縁表面にわたり内面に広がってお り、その端部縁表面の直径は回転シャフトの直径よりもわずかに大きくされてお り、 ＰＴＦＥを押し出すに充分な実働運転荷重のもとで回転式制御バルブととも にあっても、過剰荷重ＰＴＦＥがキャビティと軸受被覆体のキャビティ端部縁間 との内に保持されるように、その円筒状ＰＴＦＥライナーはキャビティ端部縁間 のキャビティにはまり込むに充分な厚みを有しており、ライナーの内周直径は端 部縁表面の直径と一致している、 過剰荷重とＰＴＦＥを押し出すこととに充分な運転荷重が課される、回転シ ャフトを有する流体制御バルブの利用のための軸受。 ２．円筒状軸受被覆体がフルオロカーボンから形成される請求項１に記載の軸受 。 ３．円筒状軸受被覆体がＰＥＥＫから形成される請求項１に記載の軸受。 ４．端部縁表面と回転シャフトとの間のクリアランスが０．００７５ｉｎｃｈ以 下である請求項１に記載の軸受。 ５．端部縁表面と回転シャフトとの間のクリアランスが実質的にゼロクリアラン スである請求項１に記載の軸受。