JP2000227112A - 軸 受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造における材料コストやメンテナンスコス
トを低減可能な構造の軸受とする。 【解決手段】 外筒１と、この外筒１の内周面に形成さ
れた装着凹部１２に取り付けられる一対の軸受本体２
と、前記外筒１の軸方向両端の雌螺子溝１３に螺合され
て各軸受本体２を外筒１に固定する一対のストッパリン
グ３とを備える。軸受本体２は、装着凹部１２にほぼ密
接状態に挿入可能な環状エラストマ２１と、その内周に
円周方向等間隔で半埋設状態に固定され自己潤滑性を有
する高分子材料で成形された多数のブロック状摺動材２
２からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば船舶におけ
る水潤滑式の船尾管軸受や、堅形ポンプの軸支手段等と
して用いられる軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の軸受の典型的な従来技術として
は、図１１あるいは図１２に示すようなものがある。こ
のうち、図１１に示す軸受は、水や海水等に対する耐蝕
性を有する合金製又はプラスチック製の外筒１０１の内
周面全域に、耐摩耗性の優れたエラストマからなる軸受
本体１０２を加硫接着等により一体的に接着したもので
ある。筒状摺動材１０２の内周面には潤滑のための水を
導入する軸方向に延びる多数の潤滑溝１０２ａが円周方
向等間隔で形成されている。

【０００３】また図１２に示す軸受は、軸受本体１０２
が、外筒１０１の内周面全域に接着された筒状エラスト
マ１０３と、この筒状エラストマ１０３の内周面に円周
方向等間隔で設けられた棒状の多数の摺動材１０４から
なるものである。前記摺動材１０４は、ＰＴＦＥ等のよ
うな自己潤滑性を有する高分子材料で成形されたもので
あって、筒状エラストマ１０３の軸方向全長に亘って半
埋設状態に接着されており、各摺動材料１０４，１０４
間の部分が潤滑のための水を導入する溝として機能す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、次のような問題が指摘される。まずこの種の軸受
は、船尾部の構造等、条件によっては軸受本来の機能が
不要な部分まで取付長を長くする必要があるが、軸受本
体１０２が、外筒１０１の内周にその軸方向全長にわた
って一体化された構造であるため、軸受本来の機能が不
要な部分にも軸受本体１０２が存在することになり、無
駄である。しかも軸受本体１０２の一部が損傷した場合
は、軸受全体を交換する必要があるため、メンテナンス
コストが高いことが指摘されている。

【０００５】外筒１０１には海水等に対する耐蝕性の高
い材料を選択する必要があるが、軸受本体１０２のエラ
ストマとの接着適合性も考慮する必要があるため、材質
選択の自由度が著しく制限されている。また、図１２に
示す形態のものは、軸受本体１０２における摺動材１０
４がＰＴＦＥ等で成形されるが、軸方向寸法が長いもの
は成形が困難であり、材料コストも高いものであった。

【０００６】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたもので、その主な技術的課題とするところは、製造
における材料コストやメンテナンスコストを低減可能な
構造の軸受を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題を有
効に解決するための手段として、本発明に係る軸受は、
外筒と、この外筒の内周面における軸方向所定位置に着
脱可能に固定された所要数の軸受本体とからなるもので
ある。この構成によれば、軸受本体が外筒の内周面全域
に設けられるものではなく、しかも外筒に対して着脱可
能に取り付けられるため、両者の材料選択に際して互い
の接着適合性を考慮する必要がなく、軸受本体に損傷を
生じた場合はこの軸受本体のみを交換すれば良い。

【０００８】軸受本体としては、環状エラストマ単体、
又は環状エラストマとその内周面に接合された板状又は
膜状の摺動材との複合材からなり、内周面に多数の潤滑
溝が形成されたものや、環状エラストマとその内周面に
円周方向所定間隔で固定された多数のブロック状摺動材
との複合材からなるものや、エラストマからなる基部に
摺動材が接合されたブロック状としたもの等が好適であ
る。ブロック状の軸受本体の場合は、そのエラストマか
らなる基部が、外筒の内周面における軸方向所定位置に
円周方向所定間隔で形成された多数の嵌合凹部の各々に
嵌着される。また、前記軸受本体は、外筒の内周面に圧
入又は凹凸係合により固定されるか、外筒に装着したス
トッパリングにより固定される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図１０を参照しな
がら、本発明に係る軸受の種々の実施形態について説明
する。

【００１０】まず図１の分解斜視図及び図２の断面図
は、本発明の第一の実施形態を示すものである。すなわ
ちこの第一の実施形態における軸受は、外筒１と、この
外筒１の内周面に取り付けられる一対の軸受本体２と、
各軸受本体２を前記外筒１に固定する一対のストッパリ
ング３とを備える。

【００１１】外筒１は水や海水等に対する優れた耐蝕性
及び所要の機械的強度を有する合金あるいは強化プラス
チック等で製作されたものであり、その内周面１１に
は、軸受本体２を装着するための装着凹部１２と、スト
ッパリング３を取り付けるための雌螺子溝１３が形成さ
れている。雌螺子溝１３は外筒１の軸方向両側の開口端
部に位置して設けられ、また、装着凹部１２は各雌螺子
溝１３の軸方向内側に隣接して設けられ、すなわち、各
一対の装着凹部１２及び雌螺子溝１３は、軸方向に対し
て互いに対称な位置関係にある。

【００１２】軸受本体２は、それぞれ外筒１における装
着凹部１２にほぼ密接状態に挿入可能な環状エラストマ
２１と、その内周に円周方向等間隔で固定された多数
（図示の例では４５°間隔；８個）のブロック状摺動材
２２からなる。環状エラストマ２１のエラストマ材質
は、海水等に対する耐老化性、耐熱性、耐オゾン性、弾
性等を考慮して選択される。ブロック状摺動材２２は、
ＰＴＦＥ等のような顕著な自己潤滑性を有する高分子材
料で成形されたもので、前記環状エラストマ２１の内周
面２１ａに半埋設状態で加硫接着されている。また、こ
のブロック状摺動材２２は、内周側を向いた摺動面２２
ａが外筒１の内周面１１よりも内径側にあって、図示さ
れていない回転軸の外周面と対応する湾曲面をなしてい
る。

【００１３】ストッパリング３は、例えば外筒１と同材
質の合金あるいは強化プラスチックで製作されたもので
あって、その外周面には外筒１における雌螺子溝１３と
螺合可能な雄螺子溝３１が形成されている。すなわちこ
のストッパリング３は、装着凹部１２の内周に挿入した
軸受本体２を締め付けることによって、この軸受本体２
を外筒１に対して回り止めすると共に抜け止めするもの
である。前記雌螺子溝１３及び雄螺子溝３１は、回転軸
との摺動トルクによってストッパリング３が弛緩したり
脱落することがないように、前記摺動トルクが螺子の締
め付け方向に作用するような逆螺子とするか、あるいは
図２に示す状態に螺合させた後で、その螺合部の一部に
ポンチ等による回り止めを施す。

【００１４】上記構成を備える第一の実施形態の軸受
は、例えば船舶における水潤滑式の船尾管軸受あるいは
堅形ポンプ用軸受等として用いられ、軸受本体２のブロ
ック状摺動材２２と前記回転軸との摺動部は機外の海水
あるいは淡水で潤滑されるものである。軸受本体２は、
環状エラストマ２１の内周面２１ａがブロック状摺動材
２２の摺動面２２ａよりも大径であるため、各ブロック
状摺動材２２の間では、前記環状エラストマ２１の内周
面２１ａと回転軸の外周面との間に溝状の隙間が形成さ
れ、摺動部を潤滑・冷却する水は、この隙間を通じて軸
受外部から流通される。

【００１５】軸受本体２は、ＰＴＦＥ等の自己潤滑性を
有する高分子材料からなるブロック状摺動材２２で回転
軸と摺接するため、起動時に無潤滑状態となるような条
件でも使用可能である。また、外筒１の内周面１１にお
ける装着凹部１２の軸方向幅、言い換えれば軸受本体２
の軸方向幅と、この軸受本体２における各ブロック状摺
動材２２の円周方向幅又はブロック状摺動材２２の数
は、要求される軸受面圧等に応じて適切に設定されるも
のである。

【００１６】したがって、この軸受本体２の装着領域は
当該軸受の取付長、言い換えれば外筒１の軸方向長さに
関係なく設定することができる。すなわち、軸受本来の
機能が不要な部分には軸受本体２を設ける必要がなく、
製造の際の材料コストが低減される。しかもその結果、
摺動による発熱量も減少し、軸受本体２の材質劣化や損
傷の発生要因が減少することになる。

【００１７】長期使用のうちに、例えば一方の軸受本体
２のブロック状摺動材２２等が損傷したような場合は、
外筒１に対するストッパリング３の螺合を解除し、この
損傷した軸受本体２を新しいものと交換して、再びスト
ッパリング３で固定する。すなわち、損傷していない他
方の軸受本体２や、外筒１及びストッパリング３はその
後も継続使用することができるので、軸受全体を交換す
る必要はない。しかも軸受全体を交換する場合に比較し
て、作業が容易であるため、補修作業時間の短縮やメン
テナンスコストの低減を図ることができる。

【００１８】また、軸受本体２はストッパリング３で外
筒１に固定されるものであって、接着されたものではな
いため、当該軸受の製造において、外筒１及び環状エラ
ストマ２１の接着性を考慮する必要がなく、したがっ
て、材料選択の自由度が高まる。

【００１９】次に、図３の分解斜視図及び図４の断面図
は、本発明の第二の実施形態を示すものである。すなわ
ちこの実施形態における軸受は、軸受本体２が、環状エ
ラストマ２１と、その内周面に一体的に加硫接着された
ＰＴＦＥ等の低摩擦の高分子材料からなる薄板状摺動材
２３との複合材からなる。軸受本体２の内周面（薄板状
摺動材２３の摺動面２３ａ）には、薄板状摺動材２３の
成形に際して形成された屈曲部からなり軸方向に延びる
多数の潤滑溝２３ｂが円周方向等間隔（図示の例では４
５°間隔；８個）で設けられている。その他の部分は第
一の実施形態と同様の構成を有する。

【００２０】上記第二の実施形態の軸受においては、軸
受本体２の薄板状摺動材２３の摺動面２３ａと回転軸と
の摺動部を潤滑・冷却する水は、潤滑溝２３ｂを通じて
軸受外部から流通される。また軸受本体２は、ＰＴＦＥ
等からなる薄板状摺動材２３の外周全面が環状エラスト
マ２１と加硫接着されているため、接合強度が大きい。
その他の作用・効果は、第一の実施形態とほぼ同様であ
る。

【００２１】次に、図５の分解斜視図及び図６の断面図
は、本発明の第三の実施形態を示すものである。なお、
図６において（Ａ）は軸心を通る平面で切断した断面
図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。

【００２２】この第三の実施形態による軸受によれば、
外筒１の内周面１１には、その軸方向両側の開口端部に
位置する雌螺子溝１３との間の環状段差面１４から軸方
向内側へ向けて多数の嵌合凹部１５が、円周方向等間隔
（図示の例では４５°間隔；８個）で設けられている。
すなわち嵌合凹部１５は、両雌螺子溝１３，１３に沿っ
て円周方向に二列設けられており、各嵌合凹部１５は、
外周部の円周方向両側に拡張溝部１５ａを有する形状と
なっている。

【００２３】軸受本体２はブロック状を呈するものであ
って、エラストマからなる基部２４に、ＰＴＦＥ等の低
摩擦の高分子材料からなる摺動材２５が一体的に加硫接
着されており、前記基部２４において外筒１の嵌合凹部
１５に嵌合状態に固定されるようになっている。すなわ
ち、各軸受本体２は、その基部２４が外筒１の嵌合凹部
１５に環状段差面１４側から挿入可能な形状であって、
嵌合凹部１５における両側の拡張溝部１５ａと対応する
一対のフランジ部２４ａを有する。また、前記摺動材２
５の内周側を向いた摺動面２５ａは、図示されていない
回転軸の外周面と対応する湾曲面をなしており、基部２
４を嵌合凹部１５に挿入固定した状態では、前記摺動面
２５ａは外筒１の内周面１１よりも内径側にある。

【００２４】ストッパリング３は、先に説明した第一あ
るいは第二の実施形態と同様のものであり、外周の雄螺
子溝３１を外筒１の雌螺子溝１３に螺合することによっ
て、各嵌合凹部１５に挿入した軸受本体２を抜け止めす
るものである。第一の実施形態と同様、前記雌螺子溝１
３及び雄螺子溝３１は、回転軸の回転方向に回転させる
ことによってストッパリング３が弛緩したり脱落するこ
とがないように、逆螺子とするか、あるいは図６（Ａ）
に示す状態に螺合させた後で、その螺合部の一部にポン
チ等による回り止めを施す。

【００２５】上記構成を備える第三の実施形態の軸受に
よれば、ブロック状の各軸受本体２が、ＰＴＦＥ等の自
己潤滑性を有する高分子材料からなる摺動材２５の摺動
面２５ａにおいて回転軸と摺接する。円周方向に並んだ
前記各摺動材２５間では、外筒１の内周面１１と回転軸
の外周面との間に溝状の隙間が形成され、摺動部を潤滑
・冷却する水は、この隙間を通じて軸受外部から流通さ
れる。

【００２６】各軸受本体２は円周方向に分離したブロッ
ク状であることによって、エラストマからなる基部２４
の弾性的な自由度が大きく、したがって、この基部２４
によって回転軸の外周面に弾性的に接触する摺動材２５
は、一種のティルティングパッド軸受のように機能し、
回転軸の回転に伴って生じる動圧によるクサビ効果によ
って優れた潤滑性が得られる。しかも前記基部２４の弾
性によって、軸の振動及び不整合に対する吸収性能も著
しく向上する。

【００２７】なお、軸受本体２の大きさ及び数は、要求
される基部２４の弾性及び支持強度や、摺動材２５の軸
受面圧等に応じて適切に設定されるものである。また、
嵌合凹部１５と基部２４との嵌合形状も、外筒１から軸
受本体２が脱落しないような形状であれば良く、図示の
形状には限定されない。

【００２８】長期使用のうちに、ブロック状軸受本体２
の一部が損傷したような場合は、外筒１に対するストッ
パリング３の螺合を解除し、この損傷した軸受本体２の
みを新しいものと交換して、再びストッパリング３で固
定する。すなわち、図示の実施形態においては、各列８
個、合計１６個の軸受本体が取り付けられているが、こ
のうち例えば１個の軸受本体が損傷した場合は、それだ
けを交換し、他の１５個はその後も継続使用することが
できるので、メンテナンスコストの低減において一層有
利になる。

【００２９】その他の作用・効果については、先に説明
した第一あるいは第二の実施形態とほぼ同様である。

【００３０】次に、図７の分解斜視図及び図８の断面図
は、本発明の第四の実施形態を示すものである。この第
四の実施形態においては、環状の軸受本体２が、外筒１
の内周面１１における軸方向両側の開口端部に円周方向
に連続して形成された各装着凹部１２に、圧入により固
定されるようになっている。

【００３１】軸受本体２は、図１及び図２に示す第一の
実施形態によるものと基本的には同様の構成を有するも
のであって、すなわち環状エラストマ２１と、その内周
に円周方向等間隔で半埋設状態に固定されたＰＴＦＥ等
の自己潤滑性を有する高分子材料で成形された多数（図
示の例では４５°間隔；８個）のブロック状摺動材２２
からなる。環状エラストマ２１の外周面には、外筒１の
装着凹部１２との静止摩擦力を高めるための多数の溝２
１ｂが形成されている。この溝２１ｂは、好ましくは例
えば自動車のラジアルタイヤにおけるクラウン部の溝形
状のように形成される。

【００３２】上記構成を備える第四の実施形態の軸受
は、外筒１の装着凹部１２に対する環状エラストマ２１
の外周面の静止摩擦力によって軸受本体２が外筒１に固
定されるものであって、先に説明した第一乃至第三の実
施形態のようなストッパリング３が存在しないため、雌
螺子溝１３の形成も不要になり、製造における材料コス
ト及び製造コストを一層低減することができる。その他
の作用・効果は、図１及び図２に示す第一の実施形態と
ほぼ同様である。

【００３３】また、図９の斜視図は本発明の第五の実施
形態を示すもので、この実施形態も上述した第四の実施
形態と同様、環状の軸受本体２が、外筒１の内周面１１
における軸方向両側の開口端部に円周方向に連続して形
成された各装着凹部１２に圧入により固定されるように
なっている。軸受本体２は環状エラストマ２１のみから
なるものであって、その外周面には、外筒１の装着凹部
１２との摩擦力を高めるための多数の溝２１ｂが形成さ
れており、外筒１の内周面１１より小径に形成された内
周面が回転軸との摺動面２１ｃをなし、この摺動面２１
ｃには、軸方向に延びる多数の潤滑溝２１ｄが円周方向
等間隔（図示の例では４５°間隔；８個）で設けられて
いる。

【００３４】すなわちこの第五の実施形態においては、
軸受本体２を構成する環状エラストマ２１が回転軸外周
面と摺接するものであるため、その材料選定は、海水等
に対する耐老化性、耐熱性、耐オゾン性、弾性等のほ
か、耐摩耗性も考慮して行われる。また、この環状エラ
ストマ２１の摺動面２１ｃと回転軸の外周面との摺動部
を潤滑・冷却する水は、潤滑溝２１ｄを通じて軸受外部
から流通される。

【００３５】なお、この第五の実施形態における軸受本
体２は、図３及び図４に示す第二の実施形態のものと同
様に、環状エラストマ２１の内周面にＰＴＦＥ等の高分
子材料からなる薄板状摺動材を一体的に加硫接着し、こ
の薄板状摺動材による摺動面に軸方向に延びる多数の潤
滑溝を形成した構成とすることもできる。

【００３６】次に図１０に示す断面図は、本発明の第六
の実施形態を示すものである。この実施形態における軸
受は、軸受本体２が、外筒１の内周面１１における軸方
向両側の開口端部に円周方向に連続して形成された各装
着凹部１２に、凹凸係合により係止・固定されるように
なっている。

【００３７】すなわち、外筒１の装着凹部１２には、断
面形状が鋸状のジグザグ形状の係止凹凸１２ａが形成さ
れている。また軸受本体２は、図１及び図２に示す第一
の実施形態によるものと基本的には同様の構成を有する
ものであって、すなわち外筒１の装着凹部１２に挿入さ
れる環状エラストマ２１と、その内周に円周方向等間隔
で半埋設状態に固定されたＰＴＦＥ等の自己潤滑性を有
する高分子材料で成形された多数（図示の例では４５°
間隔；８個）のブロック状摺動材２２からなり、前記環
状エラストマ２１の外周面には、前記装着凹部１２の係
止凹凸１２ａと対応する被係止凹凸２１ｅが形成されて
いる。その他の部分の構成は、先の図７及び図８に示す
実施形態と同様である。

【００３８】上記構成を備える第六の実施形態の軸受
は、外筒１の装着凹部１２に挿入された環状エラストマ
２１の被係止凹凸２１ｅが、前記装着凹部１２の係止凹
凸１２ａと凹凸係合することによって、回り止め及び抜
け止めされるものであり、したがつて、この場合もスト
ッパリング３は不要である。特に、図示の例のように、
係止凹凸１２ａ及び被係止凹凸２１ｅを、軸方向内側へ
向けて小径になる斜面と、ほぼ径方向への立上り面とが
反復した断面形状とすることによって、軸受本体２の挿
入は容易であるが、脱落は確実に防止することができ
る。

【００３９】なお、この構成においては、軸受本体２の
固定を環状エラストマ２１の圧接による静止摩擦力に依
存するものではないので、この環状エラストマ２１に外
筒１に対する圧入代を設定する必要はない。また、この
第六の実施形態においても、軸受本体２は図３のように
環状エラストマ２１と薄板状摺動材２３との複合構造と
したり、図９のように環状エラストマ２１のみからなる
構造とすることが可能である。

【００４０】なお、上述の各実施形態による軸受は、船
舶における水潤滑式の船尾管軸受等に用いられるものと
して説明したが、用途がこれに限定されるものではな
く、例えばポンプ用の軸受等にも適用可能である。ま
た、先に説明したように、軸受本体２及びこれを装着す
る装着凹部１２の軸方向幅、軸受本体２の摺動面の潤滑
溝の幅や本数、エラストマの剛性や大きさ等は、使用条
件に応じて適切に設定されるものである。

【００４１】

【発明の効果】本発明に係る軸受によると、軸受の取付
長（外筒１の軸方向長さ）に関係なく軸受本体の大きさ
を設定することができ、この軸受本体は外筒に対して着
脱自在であるため、軸受本体の一部が損傷した場合にそ
の部分のみを交換することによってメンテナンスコスト
を低減することができ、製造における材質選択の自由度
も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る軸受の第一の実施形態を示す一部
断面を表す分解斜視図である。

【図２】上記第一の実施形態を軸心を通る平面で切断し
て示す断面図である。

【図３】本発明に係る軸受の第二の実施形態を示す一部
断面を表す分解斜視図である。

【図４】上記第二の実施形態を軸心を通る平面で切断し
て示す断面図である。

【図５】本発明に係る軸受の第三の実施形態を示す一部
断面を表す分解斜視図である。

【図６】上記第三の実施形態を示す断面図で、（Ａ）は
軸心を通る平面で切断した断面図、（Ｂ）は（Ａ）にお
けるＢ−Ｂ’断面図である。

【図７】本発明に係る軸受の第四の実施形態を示す一部
断面を表す分解斜視図である。

【図８】上記第四の実施形態を軸心を通る平面で切断し
て示す断面図である。

【図９】本発明に係る軸受の第五の実施形態を示す一部
断面を表す分解斜視図である。

【図１０】本発明に係る軸受の第六の実施形態を軸心を
通る平面で切断して示す断面図である。

【図１１】従来技術による軸受を一部切断して示す斜視
図である。

【図１２】他の従来技術による軸受を一部切断して示す
斜視図である。

【符号の説明】

１ 外筒 １２ 装着凹部 １２ａ 係止凹凸 １５ 嵌合凹部 ２ 軸受本体 ２１ 環状エラストマ ２１ｄ 潤滑溝 ２１ｅ 被係止凹凸 ２２ ブロック状摺動材 ２３ 薄板状摺動材 ２３ｂ 潤滑溝 ２４ 基部 ２５ 摺動材 ３ ストッパリング

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒と、 この外筒の内周面における軸方向所定位置に着脱可能に
   固定された所要数の軸受本体と、からなることを特徴と
   する軸受。
2. 【請求項２】 軸受本体が環状エラストマからなり、内
   周面に多数の潤滑溝が形成されたことを特徴とする請求
   項１に記載の軸受。
3. 【請求項３】 軸受本体が、環状エラストマと、その内
   周面に接合された板状又は膜状の摺動材との複合材から
   なり、内周面に多数の潤滑溝が形成されたことを特徴と
   する請求項１に記載の軸受。
4. 【請求項４】 軸受本体が、環状エラストマと、その内
   周面に円周方向所定間隔で固定された多数のブロック状
   摺動材との複合材からなることを特徴とする請求項１に
   記載の軸受。
5. 【請求項５】 軸受本体がエラストマからなる基部に摺
   動材が接合されたものであってブロック状を呈し、 前記各軸受本体の基部が、外筒の内周面における軸方向
   所定位置に円周方向所定間隔で形成された多数の嵌合凹
   部の各々に嵌着されたことを特徴とする請求項１に記載
   の軸受。
6. 【請求項６】 軸受本体が、外筒の内周面に圧入又は凹
   凸係合により固定されたことを特徴とする請求項１に記
   載の軸受。
7. 【請求項７】 軸受本体が、外筒に装着したストッパリ
   ングにより固定されたことを特徴とする請求項１に記載
   の軸受。