JP2009222208A - 軸受および軸受を有するポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦係数が低減でき、熱変形に対する耐久性が良好な軸受を提供する。
【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を持たない樹脂であるフェノールからなる基材と、ＲＢＣとを含み、基材が２０質量％以上含まれ、ＲＢＣが１０質量％以上含まれている。
【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、図５に示すように、スリーブ５０と、スリーブ５０に挿通された軸５１とで構成される水中用のスリーブ軸受５２がある（下記特許文献１参照）。軸５１の材質には、ステンレス鋼系の合金が用いられている。

スリーブ５０は、ＲＢＣの微粉末を合成樹脂中に均一に分散した合成樹脂組成物で作られている。合成樹脂としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂が使用されている。ＲＢＣ：合成樹脂の質量比は、１０〜７０：９０〜３０である。

これによると、スリーブ軸受５２は、水中用であるため、常時水中に水没した状態で使用されている。したがって、スリーブ５０に発生した摩擦熱は周囲の水によって奪われるため、スリーブ５０が熱変形を起こす心配はなかった。

また、下記特許文献２には、ミシンの摺動部位などに用いる摺動部材であって、熱可塑性樹脂にＲＢＣを含有させてなる摺動部材用組成物が開示されている。熱可塑性樹脂としてはポリアセタールを用い、ＲＢＣ：樹脂の質量比が１０〜５０：９０〜５０となるように配合されている。
特開２００４−３６１１ 特開２００２−３０２２２

しかしながら上記図５に示した従来形式では、スリーブ軸受５２を無注水のドライ状態で使用した場合、摩擦熱よってスリーブ５０が熱変形を起こし易いといった虞れがある。
また、上記特許文献２に記載された従来形式では、摺動部材は空気中で使用するものであるが、ポリアセタールを用いていることから、摺動部材に加わる圧力や異物混入等の使用条件として、過酷なものは想定されていないと推察される。従って、摺動条件がより過酷な条件下で使用する場合、その耐久性の点で問題を生じる虞れがあった。

本発明は、摩擦係数が低減でき、さらに、熱変形に対する耐久性が良好な軸受および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、ＲＢセラミックスを１０質量％以上含む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、ＲＢセラミックスを含むことにより、摺動材の摩擦係数が低下する。
また、基材の樹脂は添加物（ＲＢセラミックス）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、カーボンナノフィラーを５質量％以上含むものである。
これによると、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、摩擦係数が低下する。

また、本第３発明における軸受は、固体潤滑材を２〜２０質量％含むものである。
これによると、固体潤滑材は潤滑性が良好であるため、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又は窒化ホウ素であるものである。
これによると、ポリテトラフルオロエチレンと窒化ホウ素はそれぞれ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、基材を２０質量％以上５０質量％未満含むものである。
これによると、適度な粘りを持った摺動材となり、ＲＢセラミックスや他の添加物を必要に応じて含有させることができる。

また、本第６発明における軸受は、直径１μｍ以上の繊維を１０〜３０質量％含むものである。
これによると、基材の樹脂の強度が強化される。

また、本第７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、直径１μｍ以上の繊維としてカーボン繊維を含むものである。

これによると、カーボン繊維は熱伝導率が大きいので、放熱性が向上する。
また、本第８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とを含み、ＲＢセラミックスを２０〜６０質量％、ポリテトラフルオロエチレン又は窒化ホウ素を２〜２０質量％含むものである。

また、本第９発明は、上記第１発明から第８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１０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、ＲＢセラミックスを含むことにより、摺動材の摩擦係数が低下する。

また、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ものである。

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７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７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、下記表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。また、総合評価◎は、全ての評価が○以上で且つ◎が２つの場合である。

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℃になるのに対して、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１００℃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、上記表１中に記載の実施例１〜実施例７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、熱硬化性樹脂の一例であるフェノールを基材樹脂とし、このフェノールを２５質量％、ＲＢＣを７５質量％含んでいる。

これによると、基材樹脂の熱変形温度が２００℃（≧１００℃）で且つガラス転移温度を持たないため、固定側摺接体２０が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、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、ＲＢＣは摩擦係数が小さいため、ＲＢＣを含むことによって、固定側摺接体２０の摩擦係数が低下する。尚、この効果はＲＢＣが１０質量％を下回ると薄れるため、１０質量％以上必要である。

また、基材樹脂は添加物（ＲＢＣ）のバインダーとしての役割も果たしており、基材樹脂が２５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。この構成による試験の摺動面の最高温度は１２７℃であり、基材樹脂であるフェノールの熱変形温度２００℃以下に抑えることができている。

尚、上記表１中の最下欄に付記された参考例は、基材樹脂を０質量％にし且つＲＢＣを１００質量％にした場合を示しており、この場合、基材樹脂の粘りが無いため、スラリー磨耗特性が悪くなる。したがって、基材樹脂は２０質量％以上必要である。

（２）実施例２について
実施例２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３０質量％、ＲＢＣを５０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％、ＰＴＦＥ（固体潤滑材の一例）を５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、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、このような効果はカーボンナノファイバーが５質量％未満になるとなくなるため、５質量％以上必要である。

また、カーボンナノファイバーが１０質量％未満になると、ＰＴＦＥを添加した方が良い結果を得ることができる。この場合、ＰＴＦＥは２質量％以上必要であるが、ＰＴＦＥが２０質量％を超えると基材樹脂の強度が低下して摩擦特性が不安定になる。これにより、ＰＴＦＥを２質量％〜２０質量％の範囲内で加えるのが好適である。この構成による試験の摺動面の最高温度は６５℃であり、基材樹脂であるＰＥＥＫのガラス転移温度１４３℃以下に抑えることができている。

（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２のものにカーボン繊維を１５質量％加えたものである。

これによると、カーボン繊維を加えることにより、基材樹脂の強度が強化され放熱性も向上する。また、初期摩擦係数および摺動後摩擦係数は低く、さらに、ドライ摩擦係数安定性および水かけ後の摩擦係数の安定性も非常に優れている。且つ、スラリー磨耗特性も非常に優れており、各実施例の中で総合的に優れている。尚、このような効果はカーボン繊維が５質量％未満になるとなくなるため、５質量％以上必要である。また、カーボン繊維の直径は１μｍ以上であればよい。この構成による試験の摺動面の最高温度は８０℃であり、基材樹脂であるＰＥＥＫのガラス転移温度１４３℃以下に抑えることができている。

（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２のものにカーボン繊維を１５質量％加えたものであり、上記実施例３と同様な効果が得られる。この構成による試験の摺動面の最高温度は９０℃であり、基材樹脂であるＰＥＥＫのガラス転移温度１４３℃以下に抑えることができている。

（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３，４に比べて、ＲＢＣを１５質量％まで減らし、その分、カーボン繊維を２５質量％まで増やすとともにカーボンナノファイバーを１５質量％まで増やしたものである。

これによると、ＲＢＣが上記実施例３，４に比べて少ないため、初期摩擦係数および摺動後摩擦係数が若干高くなっている。また、この構成による試験の摺動面の最高温度は１３８℃であり、基材樹脂であるＰＥＥＫのガラス転移温度１４３℃以下に抑えることができている。

（６）実施例６について
実施例６の固定側摺接体２０は、基材樹脂を、上記実施例１のフェノールの代わりに、熱可塑性樹脂の一例であるＰＥＥＫとＰＢＩ（ポリベンゾイミダゾール）とを混合したものに変えている。ＰＥＥＫとＰＢＩとはそれぞれ２２．５質量％ずつ含まれており、ＲＢＣを５０質量％まで減らしている。また、固体潤滑材として、ＢＮを５質量％加えている。

これによると、異なる２種類の樹脂を混合して基材樹脂としても、基材樹脂の熱変形温度が１５２℃以上で且つガラス転移温度が１４３℃以上になるため、固定側摺接体２０の熱変形に対する耐久性を良好にすることができ、また、固定側摺接体２０の摩擦係数を低下させることができる。この構成による試験の摺動面の最高温度は７７℃であり、基材樹脂（ＰＥＥＫ＋ＰＢＩ）のガラス転移温度１４３℃以下に抑えることができている。

また、ＢＮを加えることによって、固定側摺接体２０の潤滑性と磨耗特性とが向上する。尚、このような効果を得るにはＢＮが２質量％以上必要であるが、２０質量％を超えると固定側摺接体２０が脆くなり、また、固定側摺接体２０が相手方の軸側摺接部３０を傷付け易くなる。したがって、ＢＮを２〜２０質量％の範囲内で加えるのが好適である。

尚、実施例６では固体潤滑材の一例としてＢＮを用いたが、ＢＮの代わりにＰＴＦＥを用いてもよい。
（７）実施例７について
実施例７の固定側摺接体２０は、上記実施例６と同様に、基材樹脂を、ＰＥＥＫとＰＢＩとの異なる２種類の材質で構成しているものである。ＰＥＥＫは３６質量％、ＰＢＩは９質量％含まれている。

これによると、粘りと潤滑性に優れたＰＥＥＫの含有量が多いため、上記実施例６よりも総合的に優れている。この構成による試験の摺動面の最高温度は６９℃であり、基材樹脂（ＰＥＥＫ＋ＰＢＩ）のガラス転移温度１４３℃以下に抑えることができている。

尚、実施例７では固体潤滑材の一例としてＢＮを用いたが、ＢＮの代わりにＰＴＦＥを用いてもよい。
上記実施例１では、基材樹脂の熱変形温度が２００℃で且つガラス転移温度を持たないが、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。尚、上記実施例１で示したように、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２〜実施例７では、基材樹脂の熱変形温度が１５２℃以上で且つガラス転移温度が１４３℃以上であるが、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を基材樹脂に用いてもよい。このような熱可塑性樹脂としては、例えば下記表４（ｂ）に示すものがあり、これらのものを使用してもよい。尚、上記実施例で示したように、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。

上記実施例１では、基材樹脂としてフェノールを２５質量％含んでいるが、２０質量％以上含んでいればよく、好ましくは２０質量％以上５０質量％未満含むのがよい。

上記実施例２〜実施例５では、基材樹脂としてＰＥＥＫをそれぞれ３０質量％又は４０質量％含んでいるが、２０質量％以上含んでいればよく、好ましくは２０質量％以上５０質量％未満含むのがよい。

上記実施例６および実施例７では、基材樹脂としてＰＥＥＫとＰＢＩとの混合物を４５質量％含んでいるが、２０質量％以上含んでいればよく、好ましくは２０質量％以上５０質量％未満含むのがよい。

尚、上記各実施例において、基材樹脂の含有量を２０質量％以上５０質量％未満にすることで、固定側摺接体２０が適度な粘りを有し、ＲＢセラミックスや他の添加物を必要に応じて含有させることができる。

上記実施例１〜実施例７では、ＲＢＣを１５〜７５質量％の範囲で含んでいるが、１０質量％以上含んでいればよい。
上記実施例２〜実施例５では、カーボンナノファイバーを１０質量％又は１５質量％含んでいるが、５質量％以上含んでいればよい。

上記実施例２〜実施例５では、ＰＴＦＥを５質量％含んでいるが、２〜２０質量％含んでいればよい。
上記実施例６および実施例７では、ＢＮを５質量％含んでいるが、２〜２０質量％含んでいればよい。また、ＢＮの代わりにＰＴＦＥを２〜２０質量％含んでもよい。

上記実施例３〜実施例５では、カーボン繊維を１５質量％又は２５質量％含んでいるが、１０〜３０質量％含んでいればよい。
上記実施例６および実施例７では、ＲＢＣを５０質量％含んでいるが、１０質量％以上、好ましくは２０〜６０質量％含むのがよい。

尚、上記実施例２〜実施例７では、固体潤滑剤の一例としてＰＴＦＥ又はＢＮを用いたが、その他の固体潤滑剤として、グラファイト、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又は複数を用いてもよい。

上記実施例２〜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７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７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７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７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 (10)

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、ＲＢセラミックスを１０質量％以上含む材料を摺動材に用いたことを特徴とする軸受。
2. カーボンナノフィラーを５質量％以上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％含む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又は窒化ホウ素であることを特徴とする請求項３に記載の軸受。
5. 基材を２０質量％以上５０質量％未満含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の軸受。
6. 直径１μｍ以上の繊維を１０〜３０質量％含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の軸受。
7. 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、繊維としてカーボン繊維を含むことを特徴とする請求項６に記載の軸受。
8. 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とを含み、ＲＢセラミックスを２０〜６０質量％、ポリテトラフルオロエチレン又は窒化ホウ素を２〜２０質量％含むことを特徴とする請求項１に記載の軸受。
9. 上記請求項１から請求項８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。
10. 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９に記載のポンプ。

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