JPS6029012B2 - セラミック摺動装置 - Google Patents
セラミック摺動装置Info
- Publication number
- JPS6029012B2 JPS6029012B2 JP54006410A JP641079A JPS6029012B2 JP S6029012 B2 JPS6029012 B2 JP S6029012B2 JP 54006410 A JP54006410 A JP 54006410A JP 641079 A JP641079 A JP 641079A JP S6029012 B2 JPS6029012 B2 JP S6029012B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sliding
- wear
- shaft
- sliding member
- sliding device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、機械装置の軸受、シール部など回転、摺動部
位を構成するのに好適なセラミック摺動装置に関するも
のである。
位を構成するのに好適なセラミック摺動装置に関するも
のである。
機械装置の回転部や情動部には摩擦抵抗が小さく、機械
効率を極力損なわないような摺動装置が各種の材質で構
成されており、例えば、ボールベアリングを用いた金属
性の軸受、平軸受や４鍵化エチレンなどより成る樹脂製
の軸受、その他カーボンを用いた軸受などが実用に供せ
るれている。
効率を極力損なわないような摺動装置が各種の材質で構
成されており、例えば、ボールベアリングを用いた金属
性の軸受、平軸受や４鍵化エチレンなどより成る樹脂製
の軸受、その他カーボンを用いた軸受などが実用に供せ
るれている。
このような軸受においては特殊な使用態様の場合や樹脂
、力−ボン材などを用いた場合を除き、これらの摺動部
には潤滑剤（油）を用いる必要がある。しかしながら機
械装置としての回転、摺動部位が高温条件下におかれて
いる場合や、液中あるし、は腐触性雰囲気中など特殊な
条件下では潤滑油の使用が不可能であり、その他機能的
に潤滑油の使用が好ましくない場合も多い。
、力−ボン材などを用いた場合を除き、これらの摺動部
には潤滑剤（油）を用いる必要がある。しかしながら機
械装置としての回転、摺動部位が高温条件下におかれて
いる場合や、液中あるし、は腐触性雰囲気中など特殊な
条件下では潤滑油の使用が不可能であり、その他機能的
に潤滑油の使用が好ましくない場合も多い。
したがって、侍り高温条件下にて使用される回転摺動部
材にはカーボン、窒化ボロンなどが用いられていた。
材にはカーボン、窒化ボロンなどが用いられていた。
これらは摩擦抵抗が小さく、沼動特性が良好なことから
高温条件下の回転槽動部材として最も多く使用されてい
るが、沼動による摩耗が極めて激しく、摺動部材として
の寿命が短いため交換保守に多額の費用と時間を要して
いたのみならず、材質自体の機械的強度が小さいため、
大きな荷重のかかる装置の摺動部材としては不適当であ
り、装置全体としての信頼性を低下させる元凶となって
いた。
高温条件下の回転槽動部材として最も多く使用されてい
るが、沼動による摩耗が極めて激しく、摺動部材として
の寿命が短いため交換保守に多額の費用と時間を要して
いたのみならず、材質自体の機械的強度が小さいため、
大きな荷重のかかる装置の摺動部材としては不適当であ
り、装置全体としての信頼性を低下させる元凶となって
いた。
本発明は上述の如き在釆の摺動装置の欠点に鑑みて開発
されたものであって、種々の暁結体材料を用いて試験し
た結果、固定部と摺動部を構成する摺動部材のいずれか
一方を窒化珪素を主成分とする嫌結体で、他方を炭化珪
素を主成分とする焼絹体を各々組み合わせた摺動装置が
最良であることが判明した。
されたものであって、種々の暁結体材料を用いて試験し
た結果、固定部と摺動部を構成する摺動部材のいずれか
一方を窒化珪素を主成分とする嫌結体で、他方を炭化珪
素を主成分とする焼絹体を各々組み合わせた摺動装置が
最良であることが判明した。
すなわち、試験試料として、カーボン（試料番号Ｎｏ．
１）、炭化珪素（試料番号Ｎｏ．２）、アルミナ（試料
番号舷．３）窒化珪素（試料番号Ｎｏ．４）の各焼結体
の厚さ８柳、直径３仇吻のディスク状テストピースと、
摩擦係数が比較的小さく、カーボンに比べ機械強度が大
きくて、摩耗量が少〈機械要素の構成に適した材料であ
る炭化珪素の厚さ８肋で直径３仇帆のテストピースの両
者を無給油（無潤滑）で接触荷重１０ｋ９の接触状態の
もとに周速１２２．５肌／ｓｅｃの速さにより１０，０
００回転させた場合の摩擦係数Ａと各誌料の摩耗量との
関係を第１図に示した。第１図の相関関係から明らかな
如く、このうち試料番号Ｍ．１のカーボンとの摩擦にお
いては摩擦係数山こそ小さいが摩耗量が極端に大きい。
１）、炭化珪素（試料番号Ｎｏ．２）、アルミナ（試料
番号舷．３）窒化珪素（試料番号Ｎｏ．４）の各焼結体
の厚さ８柳、直径３仇吻のディスク状テストピースと、
摩擦係数が比較的小さく、カーボンに比べ機械強度が大
きくて、摩耗量が少〈機械要素の構成に適した材料であ
る炭化珪素の厚さ８肋で直径３仇帆のテストピースの両
者を無給油（無潤滑）で接触荷重１０ｋ９の接触状態の
もとに周速１２２．５肌／ｓｅｃの速さにより１０，０
００回転させた場合の摩擦係数Ａと各誌料の摩耗量との
関係を第１図に示した。第１図の相関関係から明らかな
如く、このうち試料番号Ｍ．１のカーボンとの摩擦にお
いては摩擦係数山こそ小さいが摩耗量が極端に大きい。
また試料蛇．４の窒化珪素は摩擦係数、摩耗量ともにき
わめて小さいという好良なる測定結果が得られた。さら
に、相対する沼動部材として一方の炭化珪素に対し、接
触荷重１０ｋ９で１０，０００回転させた後、各試料の
摩耗量を測定した結果を表１に示した如く、無給油（無
潤滑）の場合における摩耗量の最も少ない試料は試料Ｍ
．４の炭化珪素であったが、給油した場合の摩耗量は他
の試料にすらべ比較的大きいことも分った。
わめて小さいという好良なる測定結果が得られた。さら
に、相対する沼動部材として一方の炭化珪素に対し、接
触荷重１０ｋ９で１０，０００回転させた後、各試料の
摩耗量を測定した結果を表１に示した如く、無給油（無
潤滑）の場合における摩耗量の最も少ない試料は試料Ｍ
．４の炭化珪素であったが、給油した場合の摩耗量は他
の試料にすらべ比較的大きいことも分った。
〔接触荷重＝１０＆〕
このような測定結果からして、高温条件下、粉体中、腐
触性ガス雰囲気中など、特に無給油状態で苛酷な条件で
使用される摺動部材の２大要件である‘ｉ｝摩擦係数が
小さいこと、【ｉｉ｝摩耗量が小さい要件に適合し、か
つ酒動に伴う発熱や熱膨張係数が小さいなど、すぐれた
摺動部材である炭化珪素に相対する他方の摺動部材とし
ては窒化珪素の焼給体が最適であることが伴明した。
触性ガス雰囲気中など、特に無給油状態で苛酷な条件で
使用される摺動部材の２大要件である‘ｉ｝摩擦係数が
小さいこと、【ｉｉ｝摩耗量が小さい要件に適合し、か
つ酒動に伴う発熱や熱膨張係数が小さいなど、すぐれた
摺動部材である炭化珪素に相対する他方の摺動部材とし
ては窒化珪素の焼給体が最適であることが伴明した。
それ故、特に無給油の乾式の摺動部を構成する部材とし
ては、炭化珪素を主体とした焼結体と、窒化珪素を主体
とした焼結体とでもつて構成されたものを用いることに
よって摺動部の摩擦や摩耗量が少く、耐久性があり、そ
のため機械装置全体の信頼性を大中に向上させることが
可能となった。
ては、炭化珪素を主体とした焼結体と、窒化珪素を主体
とした焼結体とでもつて構成されたものを用いることに
よって摺動部の摩擦や摩耗量が少く、耐久性があり、そ
のため機械装置全体の信頼性を大中に向上させることが
可能となった。
次に、本発明による摺動部材の機械装置への適用例とし
ては、内燃機関で代表する熱機関の回転酒勤部又は軸封
止部、あるいは高温炉内の軸受装置などの潤滑油の使用
不可能な高温条件下のもとで作動する摺動装置や、腐触
性液体又は気体中の回転摺動部、粉体輸送袋鷹、スラリ
ー状液体タンク内の蝿梓軸受けの如き摩耗性流体内で作
動する回転摺装置、その他ポンプ用のメカニカルシール
部など多方面の機器装置に適用できる。
ては、内燃機関で代表する熱機関の回転酒勤部又は軸封
止部、あるいは高温炉内の軸受装置などの潤滑油の使用
不可能な高温条件下のもとで作動する摺動装置や、腐触
性液体又は気体中の回転摺動部、粉体輸送袋鷹、スラリ
ー状液体タンク内の蝿梓軸受けの如き摩耗性流体内で作
動する回転摺装置、その他ポンプ用のメカニカルシール
部など多方面の機器装置に適用できる。
これらのうち、いま粉体輸送装置におけるスクリューコ
ンベア軸受に本発明摺動装置を適用した実施例を図によ
って具体的に詳述すれ‘よ、第１図、第２図においては
、１はスクリューコンベアを形成するケーシングで、こ
のケーシング１にはリテーナ２，２′が取付けられてお
り、２個のりテーナ２，２′によって回転軸受部が保持
されるようになっている。この回転軸受機構には、回転
軸として金属製のシャフト３を回転自在に支承するべく
、該シャフト３には炭化珪素（以下Ｓｉｃという）を主
成分とする焼結体を円筒状に成形した摺動部材４が隣着
され、シャフト３と一体に回転する如く、回り止め用の
金属ピン５でもつてシャフト３に対して摺動部材４が係
止されている。
ンベア軸受に本発明摺動装置を適用した実施例を図によ
って具体的に詳述すれ‘よ、第１図、第２図においては
、１はスクリューコンベアを形成するケーシングで、こ
のケーシング１にはリテーナ２，２′が取付けられてお
り、２個のりテーナ２，２′によって回転軸受部が保持
されるようになっている。この回転軸受機構には、回転
軸として金属製のシャフト３を回転自在に支承するべく
、該シャフト３には炭化珪素（以下Ｓｉｃという）を主
成分とする焼結体を円筒状に成形した摺動部材４が隣着
され、シャフト３と一体に回転する如く、回り止め用の
金属ピン５でもつてシャフト３に対して摺動部材４が係
止されている。
また６は固定側の摺敷部材でシャフト３に一体的に取付
けられた超動部材４の外周面と直接に接触し摺動するも
のであって、前述したようにＳｉｃ競絹体に対し、摩擦
抵抗が小さく耐摩耗性を有するなど摺動特性にすぐれた
材料である窒化珪素（以ＴＳｉ３Ｍ４という）を主成分
とした焼結体で形成して成るＳｉ３Ｍ４摺動部材である
。この場合、上記シャフト３に隊着したＳｉｃ摺動部材
４を回転自在に軸支するようにＳｉ３Ｍ４摺動部材６を
鉄合するが、Ｓｉ３Ｎ４楢勤部材６としての形状は円筒
形状としてもよいが、円筒形を縦方向に２分割した形状
のものをスベーサ７を介在させて装着したものを前記リ
テーナ２，２′で挟持する如く螺着することによって構
成されている。なお、第１図中の８はストップリングで
、シャフト３に隊着したＳｉｃ摺動部材４を所定位置に
固定するとともに金属ピン５の離脱を防ぐためのもので
あるが、特に必要とするものではない。したがって、上
記のように構成された回転機構において、シャフト３が
回転すると、該シャフト３に舷着した円筒状のＳｉｃ摺
動部材４の外周面が、リテーナ２，２′によって保持さ
れているＳｊ３Ｍ４摺動部材６の内周面に対して摺動す
ることによってシャフト３は回転するが、Ｓｉｃ−Ｓｉ
３Ｍ４を一対に絹合せて成る情動機横は叙上したように
軸受けとしての摺敷特性が良好であるため、すぐれた摺
動機横を構成することができる。ところで、本発明実施
例においては回転側にＳｉｃ摺動部材を、固定支持側に
Ｓｉ３Ｍ摺動部材４を用いた例を挙げたが、何もこれに
限らず回転側にＳｉ３Ｍ４擢動部材を、固定側にＳｉｃ
摺動部材を用いてもよく、要するにＳｉｃ−Ｓｉ３Ｍよ
り各々成る摺動部材を縦合せることによって摺動装置を
構成してもよい。
けられた超動部材４の外周面と直接に接触し摺動するも
のであって、前述したようにＳｉｃ競絹体に対し、摩擦
抵抗が小さく耐摩耗性を有するなど摺動特性にすぐれた
材料である窒化珪素（以ＴＳｉ３Ｍ４という）を主成分
とした焼結体で形成して成るＳｉ３Ｍ４摺動部材である
。この場合、上記シャフト３に隊着したＳｉｃ摺動部材
４を回転自在に軸支するようにＳｉ３Ｍ４摺動部材６を
鉄合するが、Ｓｉ３Ｎ４楢勤部材６としての形状は円筒
形状としてもよいが、円筒形を縦方向に２分割した形状
のものをスベーサ７を介在させて装着したものを前記リ
テーナ２，２′で挟持する如く螺着することによって構
成されている。なお、第１図中の８はストップリングで
、シャフト３に隊着したＳｉｃ摺動部材４を所定位置に
固定するとともに金属ピン５の離脱を防ぐためのもので
あるが、特に必要とするものではない。したがって、上
記のように構成された回転機構において、シャフト３が
回転すると、該シャフト３に舷着した円筒状のＳｉｃ摺
動部材４の外周面が、リテーナ２，２′によって保持さ
れているＳｊ３Ｍ４摺動部材６の内周面に対して摺動す
ることによってシャフト３は回転するが、Ｓｉｃ−Ｓｉ
３Ｍ４を一対に絹合せて成る情動機横は叙上したように
軸受けとしての摺敷特性が良好であるため、すぐれた摺
動機横を構成することができる。ところで、本発明実施
例においては回転側にＳｉｃ摺動部材を、固定支持側に
Ｓｉ３Ｍ摺動部材４を用いた例を挙げたが、何もこれに
限らず回転側にＳｉ３Ｍ４擢動部材を、固定側にＳｉｃ
摺動部材を用いてもよく、要するにＳｉｃ−Ｓｉ３Ｍよ
り各々成る摺動部材を縦合せることによって摺動装置を
構成してもよい。
また、本発明槽動装置は潤滑剤としての給油が不可能な
条件下で作動するに充分な摺動特性を有しているが、給
油が可能な条件のもとでは潤滑油を給油して一般的な摺
動装置として使用してよいことは言までもない。
条件下で作動するに充分な摺動特性を有しているが、給
油が可能な条件のもとでは潤滑油を給油して一般的な摺
動装置として使用してよいことは言までもない。
以上の如く本発明摺動装置によれば、摩擦係数が４・さ
く、かつ摩耗量が極めて少し、ことから摺動装置として
の寿命が延びると共に交換保守の必要性が大中に軽減さ
れる。
く、かつ摩耗量が極めて少し、ことから摺動装置として
の寿命が延びると共に交換保守の必要性が大中に軽減さ
れる。
また、無潤滑の場合でも摺動部の焼付き現像は皆無であ
るなど摺動部分の信頼性が高いため、これを用いた装置
全体の信頼性並びに耐久性を向上させることができるな
ど、すぐれた効果を有する。
るなど摺動部分の信頼性が高いため、これを用いた装置
全体の信頼性並びに耐久性を向上させることができるな
ど、すぐれた効果を有する。
第１図は摺動部村としての炭化珪素と粗合せた他の競結
体との摩擦係数と摩耗量との関係を測定結果よりプロッ
トしたグラフである。 第２図は本発明摺動装置の応用例としてのスクリューコ
ンベア軸受けの断面図。第３図は第２図におけるＡ−Ａ
線断面図を示したものである。３・・・…シャフト、４
，６・・・・・・摺動部材、７・・・・・・スベーサ。 ８……ストップリング。 第１図 第２図 第３図
体との摩擦係数と摩耗量との関係を測定結果よりプロッ
トしたグラフである。 第２図は本発明摺動装置の応用例としてのスクリューコ
ンベア軸受けの断面図。第３図は第２図におけるＡ−Ａ
線断面図を示したものである。３・・・…シャフト、４
，６・・・・・・摺動部材、７・・・・・・スベーサ。 ８……ストップリング。 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- １ 機械装置における回転部、固定部の摺動部材である
回転部材及び固定部材のいずれか一方を窒化珪素を主成
分とする焼結体で、他方を炭化珪素を主成分とする焼結
体で各々を構成したことを特徴とするセラミツク摺動装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54006410A JPS6029012B2 (ja) | 1979-01-22 | 1979-01-22 | セラミック摺動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54006410A JPS6029012B2 (ja) | 1979-01-22 | 1979-01-22 | セラミック摺動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55100421A JPS55100421A (en) | 1980-07-31 |
| JPS6029012B2 true JPS6029012B2 (ja) | 1985-07-08 |
Family
ID=11637592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54006410A Expired JPS6029012B2 (ja) | 1979-01-22 | 1979-01-22 | セラミック摺動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029012B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5882440U (ja) * | 1981-11-28 | 1983-06-03 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の可変圧縮比機構 |
| JPS5954217U (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-09 | 京セラ株式会社 | 回転駆動機構 |
| JPS60131724U (ja) * | 1984-02-13 | 1985-09-03 | 株式会社 ダイリツ | 軸受け |
| JPS61167718A (ja) * | 1985-01-22 | 1986-07-29 | Eguro Tekkosho:Kk | 軸受材および軸受材の製造方法 |
| EP0286127B1 (en) * | 1987-04-10 | 1993-10-27 | Hitachi, Ltd. | Ceramic composite and process for production thereof |
| JPH0814284B2 (ja) * | 1989-02-02 | 1996-02-14 | 株式会社ウイング・ハイセラ | セラミックス製軸受 |
| JPH10292868A (ja) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Honda Motor Co Ltd | 液体ポンプの軸封機構 |
| JP6059008B2 (ja) * | 2012-12-27 | 2017-01-11 | 京セラ株式会社 | 回転継手 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2064318A1 (de) * | 1970-12-29 | 1972-07-06 | Motoren Turbinen Union | Lagerung schwenkbarer Leitschaufeln von thermischen Turbomaschinen |
| JPS539251B2 (ja) * | 1973-05-14 | 1978-04-04 |
-
1979
- 1979-01-22 JP JP54006410A patent/JPS6029012B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55100421A (en) | 1980-07-31 |
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