JP2531699Y2 - セラミックス製軸スリーブ及び該軸スリーブを用いたポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、すべり軸受の静止側摺
動部材に対向して設けられる軸スリーブに関し、特に、
硬い固形物を混入する水を取扱うポンプの水中軸受等に
用いて好適なセラミックス製軸スリーブ及び該軸スリー
ブを用いたポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、セラミックス製の軸スリーブは、
耐摩耗性などに優れ、種々の用途に使用されている。

【０００３】図５（ａ）及び（ｂ）は、従来例の一つを
示す軸スリーブの断面図及び側面図である。図におい
て、軸スリーブ（本体）１は、内径側及び外径側が共に
同心円筒状をなし、内径側には、図示しない軸が挿入さ
れており、該軸スリーブ１の片側（図で右側）の側面に
は、溝状の切欠き２が設けられている。

【０００４】図６（ａ）及び（ｂ）は、上記した軸スリ
ーブ１の回り止め用部材の正面図及び断面図である。図
において回り止め部材３の内径側に、キー溝４が切られ
ており、図示しない軸に取付けられたキーと嵌合して回
転方向に固定されるようになっている。また、軸スリー
ブと接する端面（図で左側端面）には、突起５が設けら
れており、前記した軸スリーブ１（図５）の側面に設け
られた溝状の切欠き２と嵌着して回り止めするようにな
っている。

【０００５】図７（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、上記し
た軸スリーブ１（図５）をスプライン軸に使用する場合
に使用する回り止め部材１３の正面図、側面図及び上面
図である。図において回り止め部材１３は、鋼板の成形
によって製作され、内径側には突起１４が設けられ、図
示しない軸のスプライン溝と嵌合するようになってい
る。また、一方の端面（図で左側端面）には、山形１５
が成形され、上記した軸スリーブ１側面の溝状の切欠き
２と嵌合し、軸スリーブ１の回り止めを行うようになっ
ている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】上記した従来例におけ
る軸スリーブ１（図５）は、回り止め部材３（図６）又
は１３（図７）によって軸に対して回転方向に固定され
るようになっているが、何れの場合も、軸スリーブの回
り止めを行うために、別部品を使用し、且つ該軸スリー
ブの端面には溝状の加工が必要である。

【０００７】ところが、軸スリーブ１をセラミックスで
構成する場合、該セラミックス材は硬いが、引張り作用
に弱く脆い性質があり、且つ運転時、上記溝状の切欠き
２に力が集中するため、破損し易いという問題点があっ
た。

【０００８】また、軸がスプラインの場合、図８に示す
ように、軸スリーブ２１の内径側とスプライン軸２２と
の接触部分は、該スプライン軸２２の突出部相当部分２
３のみとなり、そのため、軸スリーブ２１に外力が加わ
ると、上記突出部相当部分２３の中央部２４に曲げ応力
が働き、当該軸スリーブ２１が破損することがある。

【０００９】一方、従来のポンプで汎用のものは、液温
０〜１２０℃程度の幅を持つものがあり、この場合、セ
ラミックス製軸スリーブと金属（一般にステンレス）製
軸の膨脹係数の差により、径寸法の２／１０００近いク
リアランスが必要になる（軸径３０mmの場合、６／１０
０mm）。該クリアランスに寸法公差その他を加えると、
約０.１mm 近い値となり、低温でガタが大きくなる。更
に、スプライン等の形状の軸を用いると、軸との当り面
が少ないため、非常に割れ易くなるという問題点があっ
た。

【００１０】本考案は、耐摩耗に優れるが、引張強度が
弱く割れ易い性質を有し且つまた、一般の軸に使用され
る金属材料と熱による膨脹係数が異なることから使用が
限定されているセラミックス製軸スリーブを、従来のよ
うに溶射したり、また金属の母材に嵌合したりすること
なく、特にポンプの軸スリーブとしてスラリが多く、高
温の条件下でも充分使用可能なセラミックス製軸スリー
ブ及び該軸スリーブを用いたポンプを提供することを目
的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本考案のセラミックス製軸スリーブは、セラミッ
クス製軸スリーブにおいて、該軸スリーブの内径側に、
当該軸スリーブに嵌着され、且つ軸の断面形状を内側形
状とする弾性体を、一体にモールドし、前記軸の断面形
状はスプライン軸形状又は多角形形状又は両面を面取り
した二面取形状のいずれかからなることを特徴としてい
る。また本考案のポンプは、ポンプケーシングと、該ポ
ンプケーシング内に回転可能に設けられた主軸と、該主
軸によって支持された羽根車と、前記主軸に設けられた
請求項１記載の軸スリーブと、該軸スリーブを支持する
軸受とを備えたことを特徴としている。

【００１２】

【作用】本考案は、上記のように構成されているので、
当該軸スリーブを軸受に組込んで使用するとき、温度に
よる軸受とハウジング及び軸スリーブと軸との寸法変化
は、軸スリーブの内径側にモールドされ且つ軸の断面形
状を内側形状とする弾性体により吸収され、また、該弾
性体は外力に対する緩衝材として作用する。

【００１３】また、該弾性体が駆動部材として作用する
ため、駆動力はセラミックスの内面に分散し、それによ
る損傷も少なくなる。

【００１４】

【実施例】次に、本考案の実施例を図面と共に説明す
る。図１は、本考案の一実施例を示すセラミックス製軸
スリーブの正面図（軸端面図）、図２は図１のII−II線
断面図である。図において、セラミックス製軸スリーブ
３１の外径側は摺動面３２をなし、内径側３３には、図
示しないスプライン軸の断面形状と同じ内側形状をした
弾性体３４が一体にモールドされている。

【００１５】上記セラミックス本体３１の摺動面３２
は、研磨などを行い、充分な精度に仕上げる必要がある
が、内径側３３はその必要がなく、焼結状態のままでも
十分である。また、モールドされる弾性体３４は、ゴム
などの弾性体からなり、軸に対し、取付け必要なクリア
ランスを持った、スプライン、角形などの軸と同一形状
に成形されており、その最小の厚さｔは、熱による膨脹
を吸収できる厚さが望ましく、内径の１〜１０％、０.
５〜５mm程度に形成される。

【００１６】上記のような構成により、当該軸スリーブ
３１を軸受に組込んで使用するとき、温度による軸受と
ハウジング及び軸スリーブと軸との寸法変化は、当該軸
スリーブ３１の内径側にモールドされた弾性体３４によ
り吸収され、また該弾性体３４が該軸受に対する外力の
緩衝材としても作用する。

【００１７】図１及び図２に示した実施例においては、
スプライン軸を用いた場合の構造について説明したが、
図３は他の断面形状を有する軸に本考案を適用した例を
示す端面図である。すなわち、図３（ａ）は、多角形断
面を有する軸に適用したセラミックス製軸スリーブ３１
を示し、弾性体３４の内側形状は６角形状をなし、軸の
断面形状と同一形状をなしている。また、図３（ｂ）
は、軸の両面を面取りした二面取形状の軸に適用したセ
ラミックス製軸スリーブ３１を示し、弾性体３４の内側
形状は相対向する円弧状部分と相対向する直線部分とを
有した二面取形状をなし、軸の断面形状と同一形状をな
している。

【００１８】図３（ａ），（ｂ）に示す実施例において
も、図１及び図２に示す実施例と同様の作用効果が得ら
れる。

【００１９】次に、図１乃至図３に示すセラミックス製
軸スリーブをポンプに適用した例を図４を参照して説明
する。

【００２０】図４は多段遠心ポンプに本考案のセラミッ
クス製軸スリーブを適用した例であり、主軸４１には複
数段の羽根車４２，４２が設けられている。主軸４１の
一端には、本考案に係るセラミックス製軸スリーブ３１
が装着されている。軸スリーブ３１の両端面には、座金
４３，４３が配設されていて、この座金４３，４３によ
って軸方向の力を分散させるようになっている。軸スリ
ーブ３１の外方には、軸受４４が軸受ハウジング４５を
介して、ポンプのケーシング４６に固定されており、主
軸４１および軸スリーブ３１の回転を保持する構造とな
っている。

【００２１】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
セラミックス製の軸スリーブにおいて、該軸スリーブの
内径側に、当該軸スリーブに嵌着され且つ軸の断面形状
を内側形状とする弾性体を、モールドしたことにより、
次のような効果が奏される。 （１）汎用ポンプ等において液温によるセラミックス製
軸スリーブと金属製軸との熱膨脹係数の差により通常設
けられるクリアランス及び寸法公差を、該軸スリーブ内
径側にモールドされる弾性体によって埋められるので、
上記寸法差を吸収すると共に、軸受に作用する衝撃的な
外力に対する緩衝材として働き、また弾性体が駆動部材
として作用するため、駆動力はセラミックスの内面に分
散し、それによる損傷も少なくなる。 （２）表面仕上げ等の加工は、軸スリーブの外径側の摺
動面のみでよいので、製作コストを下げることができ
る。 （３）特に、スプライン形状や断面多角形の軸に使用す
る場合、セラミックス製軸スリーブの内径側を軸の断面
形状に合わせる必要がないので、従来例におけるように
セラミックスの内径側の加工の困難さや割れ易い点が解
決されるし、端面に溝を設けた回り止め機構も不要とな
る。また、加えられた力や振動などによる曲げ応力に基
づく折損の恐れもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すセラミックス製軸スリ
ーブの端面図である。

【図２】図１のII−II線による断面図である。

【図３】本考案のセラミックス製軸スリーブの他の実施
例を示す端面図である。

【図４】本考案のセラミックス製軸スリーブをポンプに
適用した例を示す断面図である。

【図５】（ａ）は従来例の軸スリーブの断面図、（ｂ）
は側面図である。

【図６】（ａ）は従来例の回り止め部材の正面図、
（ｂ）は断面図である。

【図７】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は軸スリーブをスプ
ライン軸に使用する場合の回り止め部材の正面図、側面
図及び上面図である。

【図８】軸スリーブをスプライン軸に使用した場合の軸
直角の断面図である。

【符号の説明】

３１ セラミックス製軸スリーブ ３２ 摺動面 ３３ 内径側 ３４ 弾性体

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックス製の軸スリーブにおいて、
   該軸スリーブの内径側に、当該軸スリーブに嵌着され且
   つ軸の断面形状を内側形状とする弾性体を、一体にモー
   ルドし、前記軸の断面形状はスプライン軸形状又は多角
   形形状又は両面を面取りした二面取形状のいずれかから
   なることを特徴とするセラミックス製軸スリーブ。
2. 【請求項２】 ポンプケーシングと、該ポンプケーシン
   グ内に回転可能に設けられた主軸と、該主軸によって支
   持された羽根車と、前記主軸に設けられた請求項１記載
   の軸スリーブと、該軸スリーブを支持する軸受とを備え
   たことを特徴とするポンプ。