JP2000266057A - 軸受及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒状エラストマ１２と摺動材１３との接着強
度に優れた軸受を提供する。 【解決手段】 外筒１１の内周面に筒状エラストマ１２
が加硫接着され、この筒状エラストマ１２の内周面に一
定の位相間隔で、複数の摺動材１３が半埋設状態で加硫
接着されている。摺動材１３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棒状又は短冊状に成
形されている。各摺動材１３の背面１３ｂには、この摺
動材１３の一部からなりＬ字形等の抜け止め形状を呈す
る複数の結合突起１３ｃが、長手方向等間隔で形成され
ており、この結合突起１３ｃが、筒状エラストマ１２の
肉厚内へ埋設・接着状態となっている。

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、竪形ポンプの軸支手段等と
して用いられる軸受と、その製造技術に関するものであ
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９に示されるように、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と、そ
の内周面全域に接着された筒状エラストマ１０２と、こ
の筒状エラストマ１０２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１０３からなる水中軸受１
００が知られている。前記摺動材１０３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１０２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１０３，１０
３間の部分１０４が潤滑のための水を導入する潤滑溝と
して機能する。

【０００３】この軸受１００の製造において、摺動材１
０３は、筒状エラストマ１０２との接着面をナトリウム
系表面処理剤等によって活性化させ、前記筒状エラスト
マ１０２の内周面に形成された装着溝に接着剤を用いて
一本一本接着するか、あるいは筒状エラストマ１０２を
加硫成形するための金型の中子に複数の摺動材１０３を
治具等で位置決め固定し、その外周に配置した外筒１０
１との間にエラストマ材料を充填して加硫成形すること
により、前記筒状エラストマ１０２と一体化されたもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来構造
によれば、摺動材１０３を接着する際に、その接着面が
表面処理剤によって十分に活性化されなかったり、接着
剤の塗布が不十分だったりすると、使用中に摺動トルク
によって筒状エラストマ１０２との剥離を生じる恐れが
ある。

【０００５】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、筒状
エラストマと摺動材との接着強度に優れた軸受を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明に係る軸受は、外筒と、この外筒の内周に接着さ
れた筒状エラストマと、この筒状エラストマの内周に接
着された自己潤滑性を有する高分子材料からなる摺動材
とを備え、前記筒状エラストマ及び摺動材のうちいずれ
か一方に他方の肉厚内へ延びる所要数の結合突起が形成
されたものである。このため、前記筒状エラストマと摺
動材は前記結合突起のアンカー機能により結合されると
共に接着面積が増大し、互いの接着強度が高められる。

【０００７】また上記構成の軸受を製造するため、本発
明に係る軸受の製造方法は、摺動材の筒状エラストマと
の接着面に所要数の結合突起を形成するか、前記接着面
へ開口した所要数の結合穴を形成して、この摺動材を外
筒の内周側に配置し、前記外筒と摺動材との間に形成さ
れた円周方向に連続した成形空間に、エラストマ成形材
料を充填して加硫成形するものである。すなわちこの方
法によれば、摺動材の接着面から突出した結合突起が、
前記成形空間に充填されて架橋硬化するエラストマ内に
埋設状態になるか、あるいは前記成形空間に充填された
エラストマ材料の一部が、摺動材に形成された結合穴に
流入して架橋硬化することによって結合突起となり、筒
状エラストマと摺動材との間でアンカー機能を発揮す
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１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よる
軸受１０Ａは、図１（Ａ）に示されるように、外筒１１
と、この外筒１１の内周面全面に加硫接着された筒状エ
ラストマ１２と、この筒状エラストマ１２の内周面にそ
の円周方向４５°の位相間隔で加硫接着された複数（八
本）の摺動材１３とを備える。

【０００９】外筒１１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る。また、筒状エラス
トマ１２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。

【００１０】摺動材１３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棒状又は短冊状に成形さ
れたものであって、筒状エラストマ１２の内周面１２ａ
に軸方向全長に亘って半埋設状態に接着されており、内
周側を向いた摺動面１３ａが図示されていない回転軸の
外周面と対応する曲率の凹面をなしている。また、各摺
動材１３の背面（摺動面１３ａと反対側の面）１３ｂに
は、図１（Ｂ）に示されるように、この摺動材１３の一
部からなりＬ字形に屈曲した形状を呈する複数の結合突
起１３ｃが、長手方向等間隔で形成されており、この結
合突起１３ｃが、筒状エラストマ１２の肉厚内へ埋設・
接着状態となっている。

【００１１】上記構成を備える軸受１０Ａは、例えば船
舶における水潤滑式の船尾管軸受あるいは竪形ポンプ用
軸受等として水中で用いられるもので、外筒１１が機体
に固定され、摺動材１３の内周に、支持対象の回転軸が
その軸心の周りを回転可能な状態で挿通される。この回
転軸の外周面と前記摺動材１３の摺動面１３ａとの間
は、各摺動材１３，１３間の、筒状エラストマ１２の内
周面１２ａが露出した溝状部分を通じて外部から流入し
た水によって、潤滑・冷却される。

【００１２】回転軸と摺接する摺動材１３は、ＰＴＦＥ
等の自己潤滑性を有する高分子材料からなるため、この
実施形態による軸受１０Ａは、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、前記各摺動材
１３は、筒状エラストマ１２に半埋設状態に加硫接着さ
れているばかりでなく、その背面１３ｂから突出した複
数の結合突起１３ｃが筒状エラストマ１２の肉厚内にア
ンカー状に結合しているので、この筒状エラストマ１２
との接着強度が高く、摺動トルク等による剥離が生じに
くい構造となっている。

【００１３】この実施形態による軸受１０Ａの製造にお
いては、外筒１１は合金あるいは強化プラスチックによ
り円筒状に製作し、摺動材１３はＰＴＦＥ等の自己潤滑
性を有する高分子材料によって、図１（Ｂ）に示される
ように、回転軸の外周面と対応する曲率の凹面状をなす
摺動面１３ａと、その背面の結合突起１３ｃを有する棒
状又は短冊状に成形する。

【００１４】図２は、筒状エラストマ１２を外筒１１及
び摺動材１３と一体的に加硫成形する工程を示すもので
ある。すなわちこの工程においては、外筒１１をインジ
ェクション方式の加硫成形装置２０における円筒状成形
空間２１の外周部にセットすると共に、前記成形空間２
１の内周の中子２２に円周方向４５°の位相間隔で形成
された装着溝２２ａに、各摺動材１３をセットする。な
お、前記中子２２の外径は筒状エラストマ１２の内径に
相当するものであり、前記装着溝２２ａの深さＤは摺動
材１３の径方向肉厚Ｔよりも小さく、摺動材１３は、結
合突起１３ｃが外周側となるようにセットする。

【００１５】各摺動材１３の表面のうち、筒状エラスト
マ１２と接着される面、言い換えれば中子２２の装着溝
２２ａから露出した面は、結合突起１３ｃの表面も含
め、例えばナトリウム系表面処理材の塗布によって活性
化させる。そして外筒１１と、中子２２と、各摺動材１
３とで囲まれた円筒状の成形空間２１内に、溶融状態の
未加硫エラストマ材料（図示省略）を充填し、加硫成形
を行う。

【００１６】成形空間２１に充填されたエラストマ材料
は、架橋硬化して筒状エラストマ１２となる過程で、外
周が外筒１１の内周面と加硫接着されると共に、内周が
筒状の摺動材１３の活性化された表面と加硫接着され
る。また、摺動材１３の背面１３ｂから突出した各結合
突起１３ｃは、前記エラストマ材料内に埋設された状態
でこのエラストマと加硫接着状態となる。そしてこれに
よって、図１（Ａ）に示された構造の軸受１０Ａが得ら
れる。

【００１７】なお、摺動材１３の大きさ及び数は、使用
条件に応じて適切に決定されるものである。また、結合
突起１３ｃの大きさや数は、要求される結合強度に応じ
て適切に決定され、その形状も、Ｌ字形のほか、例えば
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示されるようなＪ字形、Ｏ形、キ
ノコ形等が考えられ、抜け止め可能な形状であれば特に
限定されるものではない。

【００１８】次に図４は、本発明の第二の実施形態を示
すものである。すなわち同図（Ａ）に示されるように、
この実施形態による軸受１０Ｂも、基本的には上述の第
一の実施形態と同様、外筒１１と、この外筒１１の内周
面全面に加硫接着された筒状エラストマ１２と、この筒
状エラストマ１２の内周面にその円周方向４５°の位相
間隔で半埋設状態に加硫接着された複数（八本）の摺動
材１３とを備える。

【００１９】この軸受１０Ｂにおいて第一の実施形態と
異なる点は、Ｌ字形に屈曲した形状を呈する複数の結合
突起１２ｂが、筒状エラストマ１２における各摺動材１
３の半埋設部に形成されており、この結合突起１２ｂ
が、前記摺動材１３の肉厚内に加硫接着されて結合され
た状態となっていることにある。また前記結合突起１２
ｂは、図４（Ｂ）に示されるように、摺動材１３にその
背面１３ｂから肉厚内へ向けて形成された複数の結合穴
１３ｄ内に、筒状エラストマ１２の加硫成形時にそのエ
ラストマ材料の一部が侵入することによって形成された
ものである。したがって、先の第一の実施形態によるも
のと同様の効果が得られる。

【００２０】この実施形態による軸受１０Ｂの製造にお
いては、摺動材１３はＰＴＦＥ等の自己潤滑性を有する
高分子材料によって、図４（Ｂ）に示されるように、回
転軸の外周面と対応する曲率の凹面状をなす摺動面１３
ａと、その背面１３ｂから肉厚内へ向けて複数の結合穴
１３ｄを有する棒状又は短冊状に成形する。

【００２１】そして図５に筒状エラストマ１２の加硫成
形工程を示すように、先の第一の実施形態における製造
方法と同様、外筒１１を加硫成形装置２０における円筒
状成形空間２１の外周部にセットすると共に、その内周
の中子２２に４５°の位相間隔で形成された装着溝２２
ａに各摺動材１３をセットし、前記装着溝２２ａから露
出した各摺動材１３の表面にナトリウム系表面処理材等
を塗布し、外筒１１と、中子２２と、各摺動材１３とで
囲まれた円筒状の成形空間２１内に、溶融状態の未加硫
エラストマ材料（図示省略）を充填し、加硫成形を行
う。

【００２２】成形空間２１に充填されたエラストマ材料
は、架橋硬化して筒状エラストマ１２となる過程で、外
周が外筒１１の内周面と加硫接着されると共に、内周が
筒状の摺動材１３の活性化された表面と加硫接着され
る。また、前記エラストマ材料の一部は摺動材１３の背
面１３ｂに開口した各結合穴１３ｄ内に賦形されて架橋
硬化することによって、先に説明した結合突起１２ｂと
なる。そしてこれによって、図４（Ａ）に示された構造
の軸受１０Ｂが得られる。

【００２３】なお、この実施形態においても、摺動材１
３の大きさ及び数は使用条件に応じて適切に決定される
ものであり、結合突起１２ｂの大きさや数は、要求され
る結合強度に応じて適切に決定され、その形状も上述の
Ｌ字形のほか、先の図２に示されるような例えばＪ字
形、Ｏ字形、キノコ形等が考えられ、抜け止め可能な形
状であれば良い。

【００２４】次に図６は、本発明の第三の実施形態を示
すものである。すなわちこの実施形態による軸受１０Ｃ
は、外筒１１と、この外筒１１の内周面全面に加硫接着
により接着された筒状エラストマ１２と、この筒状エラ
ストマ１２の内周面全面に加硫接着により接着された筒
状の摺動材１４とを備える。この摺動材１４の内周面に
は軸方向に連続した複数の潤滑溝１０ａが形成されてい
る。

【００２５】摺動材１４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薄肉に成形されたもの
である。この摺動材１４には、外周側へ断面略Ｖ字形あ
るいは略Ｕ字形の突出形状で屈曲すると共に軸方向へ直
線的に連続した屈曲部１４ａが、円周方向４５°の位相
間隔で形成されており、各屈曲部１４ａ，１４ａの間の
部分の内周面１４ｂは、図示されていない回転軸の外周
面と対応する曲率で湾曲しており、前記屈曲部１４ａの
内面が、当該軸受１０Ｃの潤滑溝１０ａをなすものであ
る。

【００２６】摺動材１４における筒状エラストマ１２と
の接着面のうち、屈曲部１４ａ，１４ａの間の部分の外
周面には、この摺動材１４の一部からなりＬ字形に屈曲
した形状を呈する複数の結合突起１４ｃが、前記屈曲部
１４ａの延長方向等間隔で形成されており、この結合突
起１４ｃは、筒状エラストマ１２の肉厚内へ埋設・接着
状態となっている。

【００２７】上記構成を備える軸受１０Ｃも、先の実施
形態と同様、例えば船舶における水潤滑式の船尾管軸受
あるいは竪形ポンプ用軸受等として水中で用いられるも
のである。摺動材１４の内周面１４ｂとその内周に挿通
された回転軸との間は、潤滑溝１０ａを通じて当該軸受
１０Ｃの外部から流入した水によって潤滑・冷却され
る。

【００２８】摺動材１４は、ＰＴＦＥ等の自己潤滑性を
有する高分子材料からなるため、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り、前記摺動材１４
は、潤滑溝１０ａを除く内周面１４ｂで回転軸と摺接す
るため、摺動面積を大きくして面圧を小さくすることが
できる。また、この摺動材１４は、その外周面全面が筒
状エラストマ１２の内周面に加硫接着されているばかり
でなく、その外周面から突出した多数の結合突起１４ｃ
が筒状エラストマ１２の肉厚内にアンカー状に結合して
いるので、筒状エラストマ１２との接着強度が高く、摺
動トルク等による剥離が生じにくい構造となっている。

【００２９】この実施形態による軸受１０Ｃの製造にお
いては、ＰＴＦＥ等の自己潤滑性を有する高分子材料に
よって、図７に示されるように、厚さが均一な薄板状の
摺動材１４を成形する、この摺動材１４には、その肉厚
方向へ断面略Ｖ字形あるいは略Ｕ字形の突出形状に屈曲
した互いに平行な屈曲部１４ａを等間隔に形成され、前
記各屈曲部１４ａ，１４ａ間の各平面部に、それぞれ前
記屈曲部１４ａの延長方向等間隔で複数の結合突起１４
ｃが形成される。

【００３０】一方、外筒１１は合金あるいは強化プラス
チックにより円筒状に製作される。そしてこの外筒１１
を、図８に示されるように、インジェクション方式の加
硫成形装置２０における円筒状成形空間２１の外周部に
セットすると共に、上述の工程によって成形した薄板状
の摺動材１４を、前記成形空間２１の内周に設けられ外
径が軸受１０の内径と同一の中子２２に、屈曲部１４ａ
の突出側が外周側となるように筒状に巻き付けることに
よって、前記外筒１１の内周に同心的にセットする。ま
た、これによって互いに衝合した摺動材１４の両端縁１
４ｄ，１４ｅ同士を例えばナトリウム系表面処理材の塗
布によって互いに接着し、外周側を向いた前記摺動材１
４の表面及び結合突起１４ｃも、前記表面処理材の塗布
によって活性化させる。

【００３１】次に、上記加硫成形装置２０にセットされ
た外筒１１と摺動材１４との間の円筒状成形空間２１に
溶融状態の未加硫エラストマ材料（図示省略）を射出充
填して、筒状エラストマ１２を加硫成形する。前記エラ
ストマ材料は、架橋硬化して筒状エラストマ１２となる
過程で、外周が外筒１１の内周面と加硫接着され、内周
が筒状の摺動材１４の活性化された外周面と加硫接着さ
れ、また、摺動材１４の外周面から突出した各結合突起
１４ｃを埋設した状態でこの結合突起１４ｃと加硫接着
される。これによって、先の図６に示された軸受１０Ｃ
が得られる。

【００３２】また、上述の工程において、図７に示され
る形状に成形した摺動材１４は、予め筒状に曲げて、そ
の両端縁１４ｄ，１４ｅ同士をナトリウム系表面処理材
等の塗布によって互いに接着してから、加硫成形装置２
０の中子２２に嵌め込んでセットしても良い。

【００３３】なお、この実施形態においても、摺動材１
４の肉厚や、屈曲部１４ａ（潤滑溝１０ａ）の大きさ及
び数は使用条件に応じて適切に決定され、結合突起１４
ｃの大きさや数は、要求される結合強度に応じて適切に
決定され、その形状も上述のＬ字形のほか、先の図２に
示されるような例えばＪ字形、Ｏ字形、キノコ形等が考
えられ、抜け止め可能な形状であれば良い。また、図示
の例では単一の摺動材１４を筒状に巻いて円周方向一箇
所で衝合・接着しているが、複数の摺動材１４を円周方
向に衝合・接着した構造としても良い。

【００３４】また、結合突起は筒状エラストマ１２側に
設けても良い。そしてこの場合は、先の第二の実施形態
のように、予め摺動材１４に、筒状エラストマ１２との
接着面に開口した所要数の結合穴を形成し、筒状エラス
トマ１２の加硫成形工程においてエラストマ材料の一部
が前記結合穴に流入することにより前記結合突起が形成
されるようにすることができる。

【００３５】なお、上述した各実施形態による軸受１０
Ａ〜１０Ｃ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。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、筒状エラストマとその
内周に加硫接着された摺動材が、そのいずれか一方に形
成され他方の肉厚内へ延びる所要数の結合突起のアンカ
ー機能によって、互いの接着強度が増大するので、摺動
材の剥離等の生じにくい信頼性の高い軸受を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第一の実施形態を示すもので、
（Ａ）はこの実施形態の軸受を一部切断した斜視図、
（Ｂ）は前記軸受の摺動材の斜視図である。

【図２】上記第一の実施形態における筒状エラストマの
成形工程を示す説明図である。

【図３】結合突起の形状例を示す説明図である。

【図４】本発明に係る第二の実施形態の軸受を一部切断
して示す斜視図である。

【図５】上記第二の実施形態における筒状エラストマの
成形工程を示す説明図である。

【図６】本発明に係る第三の実施形態の軸受を一部切断
して示す斜視図である。

【図７】上記第三の実施形態の軸受を製造する過程で成
形された薄板状摺動材を示す斜視図である。

【図８】上記第三の実施形態における筒状エラストマの
成形工程を示す説明図である。

【図９】従来技術に係る軸受を示す一部切断した分解斜
視図である。

【符号の説明】

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 軸受 １０ａ 潤滑溝 １１ 外筒 １２ 筒状エラストマ １２ｂ，１３ｃ，１４ｃ 結合突起 １３，１４ 摺動材 １３ｄ 結合穴 ２０ 加硫成形装置 ２１ 成形空間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒と、 この外筒の内周に接着された筒状エラストマと、 この筒状エラストマの内周に接着された自己潤滑性を有
   する高分子材料からなる摺動材とを備え、 前記筒状エラストマ及び摺動材のうちいずれか一方に他
   方の肉厚内へ延びる所要数の結合突起が形成されたこと
   を特徴とする軸受。
2. 【請求項２】 摺動材の筒状エラストマとの接着面に所
   要数の結合突起を形成してこの摺動材を外筒の内周側に
   配置し、 前記外筒と摺動材との間に形成された円周方向に連続し
   た成形空間に、エラストマ成形材料を充填して加硫成形
   することを特徴とする請求項１に記載された軸受の製造
   方法。
3. 【請求項３】 摺動材に筒状エラストマとの接着面へ開
   口した所要数の結合穴を形成してこの摺動材を外筒の内
   周側に配置し、 前記外筒と摺動材との間に形成された円周方向に連続し
   た成形空間に、エラストマ成形材料を充填して加硫成形
   することを特徴とする請求項１に記載された軸受の製造
   方法。