JP3052115B2 - セグメント型セラミックス軸受 - Google Patents

セグメント型セラミックス軸受

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JP3052115B2
JP3052115B2 JP6249230A JP24923094A JP3052115B2 JP 3052115 B2 JP3052115 B2 JP 3052115B2 JP 6249230 A JP6249230 A JP 6249230A JP 24923094 A JP24923094 A JP 24923094A JP 3052115 B2 JP3052115 B2 JP 3052115B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、立軸ポンプや横軸斜流
ポンプ等の主軸の軸支に好適なセグメント型セラミック
ス軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】立軸ポンプや横軸斜流ポンプ等の主軸の
軸支に使用されるラジアル軸受のように、自揚水によっ
て潤滑および冷却される揚水運転時と、自揚水による潤
滑および冷却が遮断された初期運転時等のドライ運転時
に、主軸を安定支持する必要のある軸受として、従来よ
り、図5に示すように、円筒状のセラミックス軸受部材
1を金属製シエル2で保持し、この金属製シエル2を金
属製の軸受ケ−シング3で保持したソリッド型セラミッ
クス軸受が知られている。しかし、セラミックス軸受部
材1の成形には金型を必要とするので、大径のソリッド
型セラミックス軸受の製作は困難である。そこで、図6
および図7に示すように、円周方向に複数分割されたセ
ラミックス軸受部材1を金属製シエル2で保持し、この
金属製シエル2を金属製の軸受ケ−シング3で保持した
セグメント型セラミックス軸受が提供されている。この
種のセグメント型セラミックス軸受によれば、軸受内径
の大小の如何を問わず容易に製作できる。
【0003】このように構成された従来のセグメント型
セラミックス軸受を立軸ポンプや横軸斜流ポンプ等の主
軸4の軸支に使用した場合、揚水運転時には自揚水の一
部により主軸4の外周面または主軸4に外嵌されている
軸スリーブ(図示省略)の外周面とセラミックス軸受部
材1の摺動面の潤滑および冷却を行うとともに、軸支部
を通過する自揚水によってセグメント型セラミックス軸
受全体の冷却を行って安定運転させ、自揚水による前述
の潤滑および冷却を期待できない初期運転時等のドライ
運転時には、摺動面の熱劣化による焼付けや焼損を防止
して安定運転させる。
【0004】しかし、従来のセグメント型セラミックス
軸受は、複数分割されたセラミックス軸受部材1を直接
金属製シエル2で保持しているので、ラジアル荷重の緩
衝機能に劣る。したがって、ラジアル荷重の負荷により
脆性の高いセラミックス軸受部材1にクラックが発生し
て損傷し、使用不能にる虞れがある。また、セラミッ
クス軸受部材1が金属製シエル2から脱落する虞れもあ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来のセグメント型セラミックス軸受では、セラ
ミックス軸受部材を直接金属製シエルで保持する構造に
なっているので、ラジアル荷重の負荷により、脆性の高
いセラミックス軸受部材にクラックが発生して損傷
使用不能にる虞れがあるとともに、セラミックス軸受
部材が金属製シエルから脱落する虞れを有し、セラミッ
クス軸受の使用寿命が短くなる点である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属製のリテ
ーナに軸方向および円周方向に所定の間隔を有して形成
されている複数の透孔に複数のセラミックス軸受部材の
体部を挿通して複数のセラミックス軸受部材の摺動面側
の端部を半径方向内側に突出させるとともに、複数のセ
ラモックス軸受部材の基部を金属製リテーナの外周面に
当接させることにより、複数のセラミックス軸受部材を
金属製リテーナに保持し、この金属製のリテーナの外周
および該金属製のリテーナの外周面に当接位置する前
記複数のセラミックス軸受部材の基部と金属製シエルの
内周面の間に、弾性体よりなる筒状の緩衝材層が形成
されていることを特徴とし、ラジアル荷重の緩衝機能を
もたせることで、セラミックス軸受部材の損傷を防止す
るとともに、セラミックス軸受部材の脱落を防止するこ
とにより、セグメント型セラミックス軸受の延命を図る
目的を達成した。
【0007】
【作用】本発明によれば、弾性体によりなる緩衝材層
存在によりラジアル荷重の緩衝機能を発揮でき、金属製
のリテーナの外周面にセラミックス軸受部材の基部を当
接させる状態で金属製リテーナに複数のセラミックス軸
受部材を保持させていることによりセラミックス軸受部
材の脱落を防止することができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の縦断側面図、図2は図1における
I−I線断面図であり、前記図5ないし図6の従来例と
同一もしくは相当部分には、同一符号を付して説明す
る。図1および図2において1…は複数のセラミックス
軸受部材2は金属製シエル、3は金属製の軸受ケ−シ
ング4は主軸、5は金属製のリテーナ、6はゴム製の
緩衝材層を示す。
【0009】セラミックス軸受部材1は横断面円形のも
ので、図3に示すように、截頭円錐状の体部1Aと鍔状
の基部1Bを備え、体部1A先端の摺動面1aの断面形
状は、主軸4の外周面に一様に摺接し得る曲率半径をも
って形成され、角部を斜めに切欠して片あたり防止のた
めのエッジ6を形成している。そして、図1および図2
のように、金属製のリテーナ5の軸方向および円周方向
に所定の間隔を有して形成されている複数の透孔5Aに
体部1Aを挿通して、摺動面1a側端部を金属製のリテ
ーナ5の半径方向内側に突出させるとともに、基部1B
を金属製のリテーナ5の外周面に当接させることによ
り、金属製のリテーナ5に複数のセラミックス軸受部材
1…を保持している。
【0010】ゴム製の緩衝材層6は筒状のもので、金属
製シエル2と金属製のリテーナ5を図4の緩衝材層成形
枠(ゴム成形用治具)7の所定位置にセットし、金属製
シエル2の内周面2Aと金属製のリテーナ5の外周面お
よびセラミックス軸受部材1…の基部1B並びに緩衝材
層成形枠7で囲まれた空間部に対して、注入孔7Aから
生ゴムを加圧注入し、その後加硫接着することにより金
属製のリテーナ5の外周に一体に形成されている。ま
た、金属製シエル2の内周面2Aには、複数の縦溝2B
が設けられており、金属製シエル2と緩衝材層6の相
対回転、すなわち金属製シエル2と複数のセラミックス
軸受部材1…および金属製のリテーナ5の相対回転を防
止しており、この金属製シエル2を金属製の軸受ケ−シ
ング3で保持することによって、セグメント型セラミッ
クス軸受を構成している。
【0011】このように構成されたセグメント型セラミ
ックス軸受を立軸ポンプや横軸斜流ポンプ等の主軸4の
軸支部に使用すれば、ポンプの揚水運転時には、自揚水
の一部により主軸4の外周面または主軸4に外嵌されて
いる軸スリーブ(図示省略)の外周面と複数のセラミッ
クス軸受部材1…それぞれの摺動面1aの潤滑および冷
却を行うとともに、軸支部を通過する自揚水によってセ
グメント型セラミックス軸受全体の冷却を行って安定運
転させる。
【0012】一方、自揚水による摺動面1aの潤滑およ
び冷却とセグメント型セラミックス軸受全体の冷却を期
待できない初期運転時等のドライ運転時でも、耐熱性に
すぐれたセラミックス軸受部材1…の摺動面1aを摺動
させて、摺動面1aの熱劣化による焼付けや焼損を防止
して安定運転させる。
【0013】他方、セラミックス軸受部材1…の基部1
Bと金属製シエル2の間に、ゴム製の緩衝材層6が形成
されているので、ラジアル荷重の緩衝機能を発揮でき
る。すなわち、所定のラジアル荷重が負荷されている場
合は勿論、大きいラジアル荷重が負荷されたとしても、
この大きいラジアル荷重を緩衝して、セラミックス軸受
部材1の損傷を防止し、セグメント型セラミックス軸
受の延命を図ることができる。また、金属製のリテーナ
の外周面に基部1Bを当接させて該リテーナ5にセラ
ミックス軸受部材1…を保持していることによりセラミ
ックス軸受部材1の脱落を防止することができるの
で、この点からもセグメント型セラミックス軸受の延命
を図ることができる。
【0014】本発明によれば、セラミックス軸受部材1
の摺動面1aの断面形状を平坦面もしくは半球状突型
にしておけば、図4に示すように、金属製のリテーナ5
の透孔5Aに対して、セラミックス軸受部材1を挿
通してセットしたのち、金属製のリテーナ5と金属製シ
エル2を緩衝材層成形枠7に枠込めし、しかるのち、注
入孔7Aから生ゴムを加圧注入し、その後加硫接着する
簡単な方法により、セラミックス軸受部材1、金属製
シエル2、金属製のリテーナ5、ゴム製の緩衝材層6を
一体化できるので、容易に製作できる。しかも、セラミ
ックス軸受部材1と、金属製のリテーナ5および金属
製シエル2を精度よく加工し、ゴム製の緩衝材層6を精
度よく成形することにより、組立後における内径面の仕
上げ加工を省略できる。
【0015】なお、前記実施例では、横断面形状が円形
のセラミックス軸受部材1を使用して説明している
が、横断面形状が角形のセラミックス軸受部材1を使
用してもよい。ただし、この場合、金属製のリテーナ5
に角形の透孔5Aを形成する必要がある。また、ゴムに
代えて合成樹脂製の緩衝材層6を形成してもよい。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、金属製
のリテーナの外周面に当接させて該リテーナに保持した
セラミックス軸受部材の基部と金属製シエルの間に形成
されている弾性体よりなる緩衝材層によりラジアル荷重
の緩衝機能を発揮できるので、ラジアル荷重の負荷によ
るセラミックス軸受部材の損傷を防止して、セグメント
型セラミックス軸受の延命を図ることができるととも
に、金属製のリテーナによりセラミックス軸受部材の脱
落を防止することができるので、この点からもセグメン
ト型セラミックス軸受の延命を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す縦断側面図である。
【図2】図1におけるI−I線断面図である。
【図3】要部の拡大断面図である。
【図4】製作方法の一例を示す説明図である。
【図5】従来例の縦断側面図である。
【図6】他の従来例を示す縦断側面図である。
【図7】図6のII−II線断面図である。
【符号の説明】
1 セラミックス軸受部材 1a セラミックス軸受部材の摺動面1A セラミックス軸受部材の体部 1B セラミックス軸受部材の基部 2 金属製シエル 2A 金属製シエルの内周面 5 金属製のリテーナ5A 透孔 6 ゴム製の緩衝材層(弾性体によってなる緩衝材層)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16C 33/24 F16C 17/02 F16C 17/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製のリテーナに軸方向および円周方
    向に所定の間隔を有して形成されている複数の透孔に複
    数のセラミックス軸受部材の体部を挿通して複数のセラ
    ミックス軸受部材の摺動面側の端部を半径方向内側に突
    出させるとともに、複数のセラモックス軸受部材の基部
    を金属製リテーナの外周面に当接させることにより、複
    数のセラミックス軸受部材を金属製リテーナに保持し、
    この金属製のリテーナの外周および該金属製のリテー
    ナの外周面に当接位置する前記複数のセラミックス軸受
    部材の基部と金属製シエルの内周面の間に、弾性体
    なる筒状の緩衝材層が形成されていることを特徴とす
    るセグメント型セラミックス軸受。
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