JP2009222207A - 軸受および軸受を有するポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦係数の低減を促進することができ、熱変形に対する耐久性を向上させることができる軸受を提供する。
【解決手段】ポンプの軸受１１の固定側摺接体２０の材質は、熱変形温度が１００℃以上で且つガラス転移温度が１００℃以上の樹脂であるポリエーテルエーテルケトンからなる基材と、カーボン繊維と、カーボンナノファイバーとを含み、基材が２０質量％以上含まれ、カーボン繊維が１０質量％以上含まれ、カーボンナノファイバーが５質量％以上含まれ、且つ、カーボン繊維とカーボンナノファイバーとの合計が８０質量％以下である。
【選択図】図２

Description

本発明は、軸受、および、この軸受を有するポンプに関する。

従来、樹脂を用いた軸受としては、例えば図５に示すように、ポンプの回転軸６１にスリーブ６２が設けられ、回転するスリーブ６２と固定された軸受６３とが摺接する軸受６４がある。上記軸受６３は、フッ素樹脂を母材とし、この母材にカーボンナノチューブ（又はカーボンナノファイバー）を充填材として充填して形成されている。尚、このような軸受６４は下記特許文献１に開示されている。

また、下記特許文献２には、軸受け部材が、外周部を形成する軸受け本体と、軸受け本体の内側に設けられた表面層とで構成されている軸受が記載されている。上記軸受け本体は黒鉛質カーボンやセラミック或いは金属を素材としている。また、表面層は、上記軸受け本体の素材とカーボンナノチューブとが混合した混合層である点が記載されている。
特開２００５−２０７４８２ 特開２００３−２３９９７７

一般に、樹脂を用いた軸受については、摩擦係数を低減させることや、熱変形に対する耐久性を向上させることが求められている。これに対して、上記図５に示した特許文献１の軸受６４では、軸受６３の材質であるフッ素樹脂とカーボンナノチューブとの割合には言及していない。同様に、上記特許文献２のものでは、軸受け部材の表面層の材質である黒鉛質カーボン（又はセラミック或いは金属）とカーボンナノチューブとの割合には言及していない。このため、当業者と言えども摩擦係数の低減を促進したり或いは熱変形に対する耐久性を向上させることは困難であった。

本発明は、摩擦係数の低減を促進することができ、さらに、熱変形に対する耐久性を向上させることができる軸受およびこの軸受を有するポンプを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本第１発明における軸受は、熱変形温度が１００℃以上でガラス転移温度が１００℃以上の樹脂又は熱変形温度が１００℃以上でガラス転移温度を持たない樹脂を少なくとも１種類含む基材を用い、前記基材を２０質量％以上含み、直径１μｍ以上の繊維を１０質量％以上含み、カーボンナノフィラーを５質量％以上含み、前記繊維とカーボンナノフィラーとの合計量を８０質量％以下にした材料を摺動材に用いたものである。

これによると、基材は熱変形温度とガラス転移温度とがそれぞれ１００℃以上の樹脂又は熱変形温度が１００℃以上で且つガラス転移温度を持たない樹脂を含有しているため、摺動材が熱変形を起こすまでの耐久時間が長くなり、摺動材の熱変形に対する耐久性が良好になる。

また、カーボンナノフィラーは熱伝導性が良好であり潤滑性もあるため、摺動材の温度上昇が抑制され、摺動材の摩擦係数が低下する。
また、直径１μｍ以上の繊維が１０質量％以上含まれることで、基材の樹脂の強度が強化される。

また、基材の樹脂は添加物（繊維、カーボンナノフィラー）のバインダーとしての役割も果たしており、基材が２０質量％以上含まれることで、摺動中に、摺動材に割れや欠け或いは上記添加物の脱落が起こり難くなる。

また、本第２発明における軸受は、基材がポリエーテルエーテルケトン樹脂とポリベンゾイミダゾール樹脂の少なくともいずれか１つを含み、前記繊維としてカーボン繊維を１５〜３５質量％含み、カーボンナノフィラーを１０〜２５質量％含むものである。

また、本第３発明における軸受は、固体潤滑材を２〜２０質量％含み、前記繊維とカーボンナノフィラーと固体潤滑材との合計量を８０質量％以下にしたものである。
これによると、固体潤滑材は潤滑性が良好であるため、摺動後の摩擦係数が低下し、且つ、水かけ後の摩擦係数も安定化する。尚、このような効果は固体潤滑材が２質量％未満では薄れてしまう。また、固体潤滑材が２０質量％を超えると、基材の樹脂の強度が低下して摩擦特性が不安定になってしまうため、固体潤滑材を２〜２０質量％の範囲にすることで、摩擦特性が安定する。

また、本第４発明における軸受は、固体潤滑材がポリテトラフルオロエチレンであるものである。
これによると、ポリテトラフルオロエチレンは特に潤滑性が良好であるため、摩擦係数が低下する。

また、本第５発明における軸受は、固体潤滑材がグラファイトであり、グラファイトを５〜２０質量％含むものである。
これによると、グラファイトは潤滑性が良好であるため、摩擦係数が低下する。尚、このような効果は５質量％未満ではやや薄れてしまうため、５質量％以上にすることが望ましい。

また、本第６発明は、上記第１発明から第５発明のいずれか１項に記載の軸受を有するポンプであって、
羽根車を回転駆動する主軸が軸受によって回転自在に支持されているものである。

これによると、摩擦係数が小さく、熱変形に対する耐久性のある軸受を備えたポンプを実現できる。
また、本第７発明におけるポンプは、羽根車が回転して水を吸い上げる排水運転と、羽根車が回転しているが水を吸い上げない気中運転との少なくとも２つの運転パターンで運転できるものである。

これによると、吸水位が低い時に気中運転を行い、その際には、軸受がドライ状態で摺動し、排水運転開始時に突然に水が侵入して温度が急激に変動したり水に混入した固形物が侵入するといった過酷な条件で使用される先行待機型のポンプにおいても、摩擦係数が小さく、熱変形に対する耐久性のある軸受を備えたポンプを実現できる。

以上のように、本発明によると、摺動材が熱変形を起こすまでの耐久時間が長くなり、摺動材の熱変形に対する耐久性が良好になる。また、摺動材の摩擦係数の低下を促進することができる。さらに、基材の樹脂の強度が強化され放熱性も向上する。また、基材を２０質量％以上含むことで、摺動中に、摺動材に割れや欠け或いは添加物の脱落が起こり難くなる。

以下、本発明における第１の実施の形態を図面を参照して説明する。
軸受を有するポンプとしては、例えば図１〜図３に示すように、先行待機運転が可能な立軸斜流ポンプ１がある。このポンプ１のポンプケーシング２の下端には吸込口３が形成されている。ポンプケーシング２内には回転自在な主軸４が挿通されており、主軸４の下端に羽根車５が設けられている。上記主軸４は上下複数の軸受１１によって回転自在に支持されている。これら軸受１１はそれぞれ、ポンプケーシング２内に固定された円筒状の固定部材６に設けられている。また、上記吸込口３に空気を吸気する吸気管１４が設けられ、この吸気管１４は気水切替装置１０（弁等）によって開閉される。尚、上記立軸斜流ポンプ１は、羽根車５が回転してピット３２内の水を吸い上げる排水運転と、羽根車５が回転しているが水を吸い上げない気中運転との少なくとも２つの運転パターンで運転できる。

尚、前記のようなポンプ１では、軸受１１は、気中運転時においてドライ状態で摺動し、排水運転開始時に突然に水が侵入して温度が急激に変動したり水に混入した固形物が侵入するといった過酷な条件で使用される。

上記軸受１１は、主軸４を回転自在に保持する円筒状の軸受体１５と、軸受体１５の径方向外側に配置された円筒状のハウジング１６とを有している。軸受体１５はハウジング１６に嵌め込まれており、軸受体１５とハウジング１６との間には円筒状のゴム製の緩衝部材１７が設けられている。

上記軸受体１５は、金属製の円筒状のシェル２１と、シェル２１の内周側に嵌め込まれて一体的に取付けられた円筒状の固定側摺接体２０（摺動材の一例）とで構成されている。ハウジング１６は固定部材６に設けられている。ハウジング１６のフランジ部１６ａは、固定部材６と、軸受体１５の上方を覆うカバー部材２５との間に挟まれており、複数のボルト２６によってカバー部材２５と共に固定部材６に取付け固定されている。

また、シェル２１の鍔部２１ａとカバー部材２５との間には一方の滑り板２２ａが介在し、さらに、上記鍔部２１ａとハウジング１６との間には他方の滑り板２２ｂが介在している。

また、主軸４には円筒状のスリーブ２９が外嵌され、スリーブ２９の外周部には円筒状の軸側摺接部３０が形成されている。固定側摺接体２０は、軸側摺接部３０の周囲に配置され、軸側摺接部３０に摺接する。

これによると、主軸４を回転させることにより、羽根車５が回転するとともに、主軸４と一体に軸側摺接部３０が回転し、軸側摺接部３０と固定側摺接体２０とが摺接する。
ピット３２内の水位３３が排水開始水位Ａよりも低い場合、気水切替装置１０で吸気管１４を開き、吸気管１４からポンプケーシング２内に吸気することにより、気中運転を行うことができる。気中運転を行っている場合、上記軸受１１は無注水のドライ状態で使用されている。

また、ピット３２内の水位３３が排水開始水位Ａに達すると、気水切替装置１０で吸気管１４を閉じて吸気管１４からポンプケーシング２内への吸気を遮断することにより、排水運転を行うことができる。排水運転を行っている場合、上記軸受１１は、水没し、水によって潤滑される注水状態で使用される。尚、ここでは、前記２つの運転パターンを切り替える気水切替方式の先行待機運転ポンプについて説明しているが、水と空気の両方を吸い込んで排水する運転パターン（排水運転の一例）でも運転を行う気水混合方式の先行待機運転ポンプであっても同様である。

ここで、上記固定側摺接体２０の材質を下記表１に示す。尚、下記表１において、実施例１〜実施例５が本発明における実施の形態のものであり、上記実施例１〜実施例５に対する比較例として比較例１〜比較例３を記載している。

尚、上記表１中の上欄に記載のＲＢＣは、ＲＢセラミックスの粉末であり、脱脂ぬかの炭化物とフェノール樹脂の炭化物であるガラス状炭素から構成される硬質多孔性炭素材料である。また、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレン、ＢＮは窒化ホウ素である。

また、上記表１中のカーボン繊維の物性および形状を下記表２に、カーボンナノファイバーの物性および形状を下記表３に示す。

また、上記表１中の熱変形温度はＡＳＴＭ Ｄ６４８に規定されている方法に基づいて測定した値である。また、ガラス転移温度については、測定器として示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定しており、測定方法として、一定速度で昇温している。ガラス転移温度は、ＤＳＣ曲線におけるベースラインの接点及びガラス転移による吸熱領域の急峻な下降位置の接点との交点から求められる。

また、摩擦特性の測定は下記のような条件で行った。
・試験装置：ジャーナル摩擦磨耗試験機
・軸受／スリーブ２９の呼びサイズ：Φ３０ｍｍ
・主軸４の周速度：３ｍ／秒
・軸受面圧：３ｋｇｆ／ｃｍ^２
また、スラリー磨耗特性の測定は下記のような条件で行った。
・試験装置：スラリー試験装置
・軸受／スリーブ２９の呼びサイズ：Φ３０ｍｍ
・運転時間：８号珪砂混合水（１０００ｐｐｍ）中で１００時間
・回転速度：３５６０ｒｐｍ
・主軸４の周速度：５．７ｍ／秒
尚、上記表１中の組成の欄の数値の単位は質量％であるが、重量％でもよく、この場合、数値は変わらない。

また、上記表１中の摩擦特性については、ジャーナル摩擦磨耗試験機を用いて、軸受／スリーブの呼びサイズがΦ３０ｍｍの試験体にて、軸周速度が３．０ｍ／秒、軸受面圧が３ｋｇｆ／ｃｍ^２で試験を実施した。

また、スラリー磨耗特性は、スラリー試験装置を用いて、軸受／スリーブの呼びサイズがΦ３０ｍｍの試験体にて、８号珪砂混合水（１０００ｐｐｍ）中で回転速度が３５６０回転／分、軸周速度が５．７ｍ／秒の条件で１００時間運転した後、固定側摺接体２０の内径の増加量をｍｍ単位で示したものである。尚、この値が２未満であれば○、２以上であれば×という判定をすることとした。

また、初期摩擦係数はドライ状態での値であり、試験開始直後は、表面粗さ等の材料組成以外の要因もあって異常値を示すことがあるので、試験開始３０秒後の動摩擦係数を初期摩擦係数とし、０．３以下であれば○、０．３より大きい場合は×という判定をすることとした。

また、定常摩擦係数はドライ状態での値であり、試験開始後３分間（なじみ時間）が経過した時点から試験終了までの平均の摩擦係数であり、０．３以下であれば○、０．３より大きい場合は×という判定をすることとした。

また、ドライ状態での摩擦係数安定性は、試験開始後３分間（なじみ時間）を除いて、摺動中の摩擦係数の最大値と最小値との差を評価値として、その差が０．２０以上で×、０．１５以上０．２０未満で△、０．０５以上０．１５未満で○、０．０５未満で◎とした。

また、水かけ後の摩擦係数安定性は、水が乾いた後の、３分後と８分後との摩擦係数の差が、０．１５以上で×、０．０５以上０．１５未満で△、０．０２以上０．０５未満で○、０．０２未満で◎とした。

尚、前記各評価項目について、前記評価が△、○、◎のいずれかであれば当該項目について合格と判定し、×を不合格とした。そして、総合評価は、全ての評価項目が合格であれば総合評価も○、１つでも不合格があれば総合評価を×と判定している。

先ず、上記表１中に記載の比較例１〜比較例３について説明する。
比較例１の固定側摺接体２０はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を基材樹脂とし、比較例２の固定側摺接体２０はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を基材樹脂とし、比較例３の固定側摺接体２０はＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）を基材樹脂としている。

上記比較例１のように基材樹脂にＰＴＦＥを用いたものでは、ドライ摩擦係数が高く且つ不安定である。これは、摩擦試験での摺動面の最高温度が１００℃であるのに対して、ＰＴＦＥの熱変形温度が５５℃と低く、且つ、ガラス転移温度も２０℃と低いためであると考えられる。

また、上記比較例２のように基材樹脂にＰＰＳを用いたものでは、摩擦係数が高く且つ５分間で熱変形してしまう。これは、摩擦試験での摺動面の最高温度が１８０℃を越えており、ＰＰＳの熱変形温度は２３０℃と高いものの、ガラス転移温度が９０℃と低いことが影響しているためであると考えられる。

また、上記比較例３のように基材樹脂にＰＥＥＫを用いたものでは、熱変形温度が１５２℃と高く、且つ、ガラス転移温度も１４３℃と高いため、上記比較例１，２に比べてかなり改善されるが、初期摩擦係数が０．３５と高い。

次に、下記表１中に記載の実施例１〜実施例５について説明する。
（１）実施例１について
実施例１の固定側摺接体２０は熱可塑性樹脂の一例であるＰＥＥＫを基材樹脂とし、このＰＥＥＫを６０質量％、カーボン繊維（直径１μｍ以上の繊維の一例）を２５質量％、カーボンナノファイバー（カーボンナノフィラーの一例）を１５質量％含んでいる。

これによると、基材樹脂の熱変形温度が１５２℃（≧１００℃）で且つガラス転移温度が１４３℃（≧１００℃）であるため、熱変形を起こすまでの耐久時間が比較例２よりも長くなり、これにより、固定側摺接体２０の熱変形に対する耐久性が良好になる。

また、カーボンナノファイバーは熱伝導性が良好であり潤滑性もあるため、カーボンナノファイバーを１５質量％（≧５質量％）含むことによって、摩擦係数が比較例１〜比較例３に比べて低下する。また、軸受１１をドライ状態で使用している際に発生する摩擦熱を十分に放散させることができる。尚、本実施例１と同程度の摩擦係数を得るためには、カーボンナノファイバーが５質量％以上必要である。

また、直径１μｍ以上のカーボン繊維が２５質量％（≧１０質量％）含まれることで、基材樹脂の強度が強化され放熱性も向上する。
また、基材樹脂は添加物（カーボン繊維、カーボンナノファイバー）のバインダーとしての役割も果たしており、基材樹脂が６０質量％（≧２０質量％）含まれることで、摺動中に、固定側摺接体２０に割れや欠け或いは上記添加物の脱落が起こり難くなる。

（２）実施例２について
実施例２の固定側摺接体２０は上記実施例１のものにＰＴＦＥ（固体潤滑材の一例）を５質量％加えるとともに、基材樹脂のＰＥＥＫを５５質量％に減らしたものである。

これによると、ＰＴＦＥは潤滑性が良好であるため、定常摩擦係数を上記実施例１よりも低下させることができる。そして、摺動面の最高温度を前記実施例１の１５０℃から、ＰＥＥＫのガラス転移温度１４３℃より低い１１９℃に低下させることができている。また、水かけ後の摩擦係数を安定化させることも可能である。

尚、ＰＴＦＥが２質量％未満になると、上記のような効果は薄れるため、２質量％以上必要である。但し、ＰＴＦＥが２０質量％を超えると基材樹脂の強度が低下して摩擦係数が不安定になるため、２０質量％以下に抑える必要がある。

その他の効果は上記実施例１と同様である。
（３）実施例３について
実施例３の固定側摺接体２０は上記実施例１のものにグラファイト（固体潤滑材の一例）を１５質量％加えるとともに、基材樹脂のＰＥＥＫを４５質量％に減らし、カーボン繊維とカーボンナノファイバーとグラファイトとの合計を５５質量％（≦８０質量％）にしたものである。

これによると、グラファイトは潤滑性が良好であるため、初期の摩擦係数と定常摩擦係数とをそれぞれ上記実施例１よりも低下させることができる。尚、グラファイトが５質量％未満になると、上記のような効果がやや薄れるため、５質量％以上加えることが望ましい。また、前記実施例２のＰＴＦＥと同様に、グラファイトが２０質量％を超えると基材の強度が低下して摩擦係数が不安定になるため、２０質量％以下に抑える必要がある。

その他の効果は上記実施例１と同様である。
（４）実施例４について
実施例４の固定側摺接体２０は、上記実施例１の基材樹脂を熱可塑性樹脂の一例であるＰＢＩ（ポリベンゾイミダゾール）に変えたものである。

これによると、基材樹脂の熱変形温度が４３５℃（≧１００℃）で且つガラス転移温度が４２７℃（≧１００℃）であるため、熱変形を起こすまでの耐久時間が比較例２よりも長くなり、これにより、固定側摺接体２０の熱変形に対する耐久性が良好になる。

また、この構成による試験の摺動面の最高温度は１９３℃であり、ＰＢＩのガラス転移温度４２７℃より低い値に抑えることができる。
その他の効果は上記実施例１とほぼ同様である。

（５）実施例５について
実施例５の固定側摺接体２０は、上記実施例１の基材樹脂を熱可塑性樹脂の一例であるＰＩ（ポリイミド）に変えたものである。

これによると、基材樹脂の熱変形温度が２３８℃（≧１００℃）で且つガラス転移温度が２５０℃（≧１００℃）であるため、熱変形を起こすまでの耐久時間が比較例２よりも長くなる。

また、この構成による試験の摺動面の最高温度は１７３℃であり、ＰＩのガラス転移温度２５０℃より低い値に抑えることができる。
尚、下記表１の最下欄に付記された参考例は、ＰＥＥＫとＰＢＩとを混合した基材樹脂を用いたものであり、カーボン繊維の代わりにＲＢＣを含み、固体潤滑材としてＢＮを含んでいる。

これによると、複数種類の樹脂を混合した基材を用いても、上記実施例１〜実施例５とほぼ同等な効果を得ることが可能である。
上記実施例１〜実施例３では、基材樹脂の熱変形温度が１５２℃で且つガラス転移温度が１４３℃であるが、熱変形温度およびガラス転移温度がそれぞれ１００℃以上の熱可塑性樹脂であればよい。上記実施例４では、基材樹脂の熱変形温度が４３５℃で且つガラス転移温度が４２７℃であるが、熱変形温度およびガラス転移温度がそれぞれ１００℃以上の熱可塑性樹脂であればよい。尚、このとき、摺動面の最高温度が基材樹脂の熱変形温度より低くなる条件で使用することが望ましい。上記実施例５では、基材樹脂の熱変形温度が２３８℃で且つガラス転移温度が２５０℃であるが、熱変形温度およびガラス転移温度がそれぞれ１００℃以上の熱可塑性樹脂であればよい。そして、摺動面の最高温度が基材樹脂の熱変形温度およびガラス転移温度より低くなる条件で使用することが望ましい。尚、上記のように熱変形温度およびガラス転移温度がそれぞれ１００℃以上の熱可塑性樹脂としては、例えば下記表４（ａ）に示すものがあり、これらのものを使用してもよい。

上記実施例１〜実施例３では、基材樹脂としてＰＥＥＫをそれぞれ６０、５５、４５質量％含んでいるが、２０質量％以上含んでいればよい。尚、基材樹脂に適度な粘りを与え、所定量の添加物を含ませるためには、４０〜６５質量％の範囲とすることが望ましい。

上記実施例４では、基材樹脂としてＰＢＩを６０質量％含んでいるが、２０質量％以上含んでいればよい。尚、基材樹脂に適度な粘りを与え、所定量の添加物を含ませるためには、４０〜６５質量％の範囲とすることが望ましい。

上記実施例５では、基材樹脂としてＰＩを６０質量％含んでいるが、２０質量％以上含んでいればよい。尚、基材樹脂に適度な粘りを与え、所定量の添加物を含ませるためには、４０〜６５質量％の範囲とすることが望ましい。

上記実施例１〜実施例５では、カーボン繊維を２５質量％含んでいるが、１０質量％以上（好ましくは１５〜３５質量％）含んでいればよい。
上記実施例１〜実施例５では、カーボンナノファイバーを１５質量％含んでいるが、５質量％以上（好ましくは１０〜２５質量％）含んでいればよい。

上記実施例１，２，４，５では、カーボン繊維とカーボンナノファイバーとの合計を４０質量％にしているが、８０質量％以下であればよい。
上記実施例２では、ＰＴＦＥを５質量％含んでいるが、ＰＴＦＥを２〜２０質量％含んでいればよい。

上記実施例３では、グラファイトを１５質量％含んでいるが、５〜２０質量％含んでいればよい。また、カーボン繊維とカーボンナノファイバーとグラファイトとの合計を５５質量％にしているが、８０質量％以下であればよい。

尚、上記実施例２および実施例３では、固体潤滑剤の一例としてＰＴＦＥ又はグラファイトを用いたが、その他の固体潤滑剤として、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、二硫化チタン、二硫化ニオブ、ダイヤモンド、フッ化カルシウム、フッ化バリウムのいずれか１種類又は複数種類を用いてもよい。

上記実施例１〜実施例５では、カーボンナノフィラーの一例としてカーボンナノファイバーを用いたが、カーボンナノチューブやカーボンナノホーン、カーボンフラーレンなどを用いてもよい。また、繊維としてカーボン繊維を用いたが、直径１〜２００μｍのガラス繊維やＳｉＣ繊維などを用いてもよい。

上記実施例１〜実施例５では、熱変形温度およびガラス転移温度がそれぞれ１００℃以上の熱可塑性樹脂を基材樹脂に用いたが、熱変形温度が１００℃以上で且つガラス転移温度を持たない熱硬化性樹脂を基材樹脂に用いてもよい。このような熱硬化性樹脂としては、例えば上記表４（ｂ）に示すものがあり、これらのものを使用してもよい。

上記第１の実施の形態では、図２に示すように、摺動材の一例として固定側摺接体２０を上記表１の実施例１〜実施例５に記載された材質にしているが、摺動材の一例として軸側摺接部３０を実施例１〜実施例５に記載された材質にしてもよい。また、固定側摺接体２０と軸側摺接部３０との両者を実施例１〜実施例５に記載された材質にしてもよい。

また、上記第１の実施の形態では、図２に示すように、軸側摺接部３０をスリーブ２９に形成しているが、軸側摺接部３０を形成せず、スリーブ２９を固定側摺接体２０に摺接させてもよい。この場合、摺動材の一例としてスリーブ２９を実施例１〜実施例５に記載された材質にしてもよい。

上記第１の実施の形態では、図３に示すように、固定側摺接体２０が円筒状に形成されているが、第２の実施の形態として、図４に示すように、固定側摺接体２０が周方向に所定間隔をあけて配置された複数のセグメント２０ａからなるものであってもよい。

上記各実施の形態では、先行待機運転可能に構成された立軸斜流ポンプ１に設けられた軸受１１を挙げたが、立軸斜流ポンプ１に限定されるものではなく、他の形式のポンプに設けられた軸受であってもよい。また、ポンプ１以外の機器に使用される軸受であってもよい。

本発明の第１の実施の形態における軸受を有するポンプの縦断面図である。 同、軸受の縦断面図である。 図２におけるＸ−Ｘ矢視図である。 本発明の第２の実施の形態における軸受の横断面図である。 従来の軸受の縦断面図である。

符号の説明

１ ポンプ
４ 主軸
５ 羽根車
１１ 軸受
２０ 固定側摺接体（摺動材）

Claims (7)

1. 熱変形温度が１００℃以上でガラス転移温度が１００℃以上の樹脂又は熱変形温度が１００℃以上でガラス転移温度を持たない樹脂を少なくとも１種類含む基材を用い、前記基材を２０質量％以上含み、直径１μｍ以上の繊維を１０質量％以上含み、カーボンナノフィラーを５質量％以上含み、前記繊維とカーボンナノフィラーとの合計量を８０質量％以下にした材料を摺動材に用いたことを特徴とする軸受。
2. 基材がポリエーテルエーテルケトン樹脂とポリベンゾイミダゾール樹脂の少なくともいずれか１つを含み、前記繊維としてカーボン繊維を１５〜３５質量％含み、カーボンナノフィラーを１０〜２５質量％含むことを特徴とする請求項１に記載の軸受。
3. 固体潤滑材を２〜２０質量％含み、前記繊維とカーボンナノフィラーと固体潤滑材との合計量を８０質量％以下にしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の軸受。
4. 固体潤滑材がポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項３に記載の軸受。
5. 固体潤滑材がグラファイトであり、グラファイトを５〜２０質量％含むことを特徴とする請求項３に記載の軸受。
6. 上記請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の軸受を有するポンプであって、
   羽根車を回転駆動する主軸が軸受によって回転自在に支持されていることを特徴とするポンプ。
7. 羽根車が回転して水を吸い上げる排水運転と、羽根車が回転しているが水を吸い上げない気中運転との少なくとも２つの運転パターンで運転できることを特徴とする請求項６に記載のポンプ。

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