JP3191335B2 - セラミック軸受 - Google Patents
セラミック軸受Info
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- JP3191335B2 JP3191335B2 JP22690791A JP22690791A JP3191335B2 JP 3191335 B2 JP3191335 B2 JP 3191335B2 JP 22690791 A JP22690791 A JP 22690791A JP 22690791 A JP22690791 A JP 22690791A JP 3191335 B2 JP3191335 B2 JP 3191335B2
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- ceramic
- ceramics
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポンプ，水車等の水力
機械のセラミック軸受構造に関する。
機械のセラミック軸受構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】水力機械の水中軸受として、近年、耐摩
耗性に優れ自液を潤滑水として用いることができるセラ
ミック軸受が広く用いられるようになっている。軸受に
セラミックスを使用したセラミック軸受構造は実開昭62
−2831号公報，特開昭60−88215号公報で開示されてい
る。これらの構造では、セラミックスを金属ケースの内
側に接着又は焼きばめ等で固定している。図５はその一
例を示すが、本構造では、セグメント状のセラミックス
を金属ケースの内側に接着固定している。また、図６は
焼きばめ等で固定した場合の公知例を示す。
耗性に優れ自液を潤滑水として用いることができるセラ
ミック軸受が広く用いられるようになっている。軸受に
セラミックスを使用したセラミック軸受構造は実開昭62
−2831号公報，特開昭60−88215号公報で開示されてい
る。これらの構造では、セラミックスを金属ケースの内
側に接着又は焼きばめ等で固定している。図５はその一
例を示すが、本構造では、セグメント状のセラミックス
を金属ケースの内側に接着固定している。また、図６は
焼きばめ等で固定した場合の公知例を示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように構成された
セラミック軸受構造では、衝撃荷重等が作用すると金属
ケースとセラミックスの接着面が剥離する恐れがある。
また、セラミックスは脆性材料のため金属ケースとセラ
ミックスとの接着面に隙間があると曲げ応力が発生し、
破損するため金属ケースの内側及びセグメント状のセラ
ミックス外周面の寸法精度を高精度に研削加工する必要
がある。同様に、焼きばめの場合もセラミックスと金属
ケースの接触面で応力集中を避けるため、焼きばめする
面は高精度に研削加工する必要がある。
セラミック軸受構造では、衝撃荷重等が作用すると金属
ケースとセラミックスの接着面が剥離する恐れがある。
また、セラミックスは脆性材料のため金属ケースとセラ
ミックスとの接着面に隙間があると曲げ応力が発生し、
破損するため金属ケースの内側及びセグメント状のセラ
ミックス外周面の寸法精度を高精度に研削加工する必要
がある。同様に、焼きばめの場合もセラミックスと金属
ケースの接触面で応力集中を避けるため、焼きばめする
面は高精度に研削加工する必要がある。
【０００４】このように、従来のセラミック軸受構造で
は軸受摺動面以外の面を高精度に研削加工する必要があ
り、製作コストが高価になる欠点があった。また、接着
による固定法では接触面の剥離に対する考慮がなく、剥
離すると軸受としての機能が無くなるおそれがある。
は軸受摺動面以外の面を高精度に研削加工する必要があ
り、製作コストが高価になる欠点があった。また、接着
による固定法では接触面の剥離に対する考慮がなく、剥
離すると軸受としての機能が無くなるおそれがある。
【０００５】本発明の目的は、軸受に対する機械加工を
必要最少限にして構造簡単な高信頼性のセラミック軸受
を提供することにある。
必要最少限にして構造簡単な高信頼性のセラミック軸受
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によるセラミック
軸受構造は上記目的を達成するために、摺動用セラミッ
クスとこれを格納する金属ケースと押え板及び充填剤で
構成している。
軸受構造は上記目的を達成するために、摺動用セラミッ
クスとこれを格納する金属ケースと押え板及び充填剤で
構成している。
【０００７】すなわち、セグメント状のセラミックスを
金属ケースの内周側に配置し、金属ケースとセラミック
スを金属ケースの内周側に配置し、金属ケースとセラミ
ックス外周面との間に充填剤の層を形成し、この充填剤
の層を設けセラミックスと金属ケースとの固定を押え板
で行い、セラミック軸受を構成したことを特徴としてい
る。
金属ケースの内周側に配置し、金属ケースとセラミック
スを金属ケースの内周側に配置し、金属ケースとセラミ
ックス外周面との間に充填剤の層を形成し、この充填剤
の層を設けセラミックスと金属ケースとの固定を押え板
で行い、セラミック軸受を構成したことを特徴としてい
る。
【０００８】
【作用】上記のようにしたことにより、セグメント状の
セラミックスと金属ケース及び固定部材が接する面は充
填剤の層を設けているので、セラミックスと金属ケース
との接合面に隙間があっても充填剤によってこの隙間が
充填剤で満たされるので密着固定できる。さらに、セラ
ミックスは押え板によって機械的に金属ケースに固定さ
れるので衝撃荷重が作用しても、充填剤の層で衝撃荷重
をある程度吸収させることもでき応力集中を回避するこ
とができセラミックスの破損等に対する信頼性が向上す
る。
セラミックスと金属ケース及び固定部材が接する面は充
填剤の層を設けているので、セラミックスと金属ケース
との接合面に隙間があっても充填剤によってこの隙間が
充填剤で満たされるので密着固定できる。さらに、セラ
ミックスは押え板によって機械的に金属ケースに固定さ
れるので衝撃荷重が作用しても、充填剤の層で衝撃荷重
をある程度吸収させることもでき応力集中を回避するこ
とができセラミックスの破損等に対する信頼性が向上す
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を図を参照しながら説明する。
【００１０】図１は本発明によるセラミック軸受構造の
摺動面斜視図を示し、図２は図１のII−II矢視断面図を
示す。図３は摺動面の部分断面図を示す。本発明による
セラミック軸受構造は本実施例の場合、二分割の金属ケ
ース２に四分割のセグメント状のセラミックス１と押え
板Ｂ１が交互に配置され、更に、金属ケース２の内周側
でセラミックス１の外周側の隙間及び押え板Ｂ１とセラ
ミックス１との隙間の部分には充填剤Ｃを入れて密着固
定している。また、押え板Ｂ２とセラミックス１の両端
面の隙間にも充填剤Ｃをいれて上，下方向も密着固定し
ている。この場合の固定順序は、二分割の金属ケース２
に左右どちらか一方の押え板Ｂ１をボルト（図示せず）
で固定し、次に、セラミックス１外周面に充填剤をぬっ
てあらかじめ固定してある押え板Ｂ１に隙間ｈ１，金属
ケース２との隙間ｈ２をおいて固定する。この作業を繰
返し行い二分割の金属ケース２にセラミックス１が密着
固定される。図示のようなすきまｈ１，ｈ２及びｈ３の
寸法はセラミックス１の焼成後の寸法精度により決まる
が０.５mm から１mm程度である。セラミックス１が二分
割の金属ケース２に密着固定されたあとは二分割の金属
ケース２を合わせて一体リング状のセラミック軸受に
し、内径の摺動面Ｓのみ研削加工をしてセラミック軸受
を製作する。充填剤Ｃは充填後セラミックスと密着固定
状態で硬化しほとんど変形しない。一方、押え板Ｂ１及
び押え板Ｂ２は、金属ケース２にボルト（図示せず）に
より強固に固定されている。
摺動面斜視図を示し、図２は図１のII−II矢視断面図を
示す。図３は摺動面の部分断面図を示す。本発明による
セラミック軸受構造は本実施例の場合、二分割の金属ケ
ース２に四分割のセグメント状のセラミックス１と押え
板Ｂ１が交互に配置され、更に、金属ケース２の内周側
でセラミックス１の外周側の隙間及び押え板Ｂ１とセラ
ミックス１との隙間の部分には充填剤Ｃを入れて密着固
定している。また、押え板Ｂ２とセラミックス１の両端
面の隙間にも充填剤Ｃをいれて上，下方向も密着固定し
ている。この場合の固定順序は、二分割の金属ケース２
に左右どちらか一方の押え板Ｂ１をボルト（図示せず）
で固定し、次に、セラミックス１外周面に充填剤をぬっ
てあらかじめ固定してある押え板Ｂ１に隙間ｈ１，金属
ケース２との隙間ｈ２をおいて固定する。この作業を繰
返し行い二分割の金属ケース２にセラミックス１が密着
固定される。図示のようなすきまｈ１，ｈ２及びｈ３の
寸法はセラミックス１の焼成後の寸法精度により決まる
が０.５mm から１mm程度である。セラミックス１が二分
割の金属ケース２に密着固定されたあとは二分割の金属
ケース２を合わせて一体リング状のセラミック軸受に
し、内径の摺動面Ｓのみ研削加工をしてセラミック軸受
を製作する。充填剤Ｃは充填後セラミックスと密着固定
状態で硬化しほとんど変形しない。一方、押え板Ｂ１及
び押え板Ｂ２は、金属ケース２にボルト（図示せず）に
より強固に固定されている。
【００１１】従って、セラミックス１は硬質の充填剤Ｃ
の層及び押え板Ｂ１，Ｂ２で、金属ケース２に固定位置
決めされる。また、セラミックス１及び押え板Ｂ１の外
周側の長さが内周側の長さより長いのでセラミックス１
の半径方向の脱落は防止される。ここで、セラミックス
１及び押え板Ｂ１は円周方向に分割された断面円弧状の
セグメントである このように、金属ケース２及び押え板Ｂ１，押え板Ｂ２
とセラミックス１が接する部分は隙間なく充填剤Ｃの層
が形成されているので衝撃荷重が作用した場合でも応力
集中はなく、充填剤Ｃの層で均一に受けるのでセラミッ
クス１の破損が防止され高信頼性のセラミックス軸受が
得られる。図４はリング状のセラミックス１ａを金属ケ
ース２ａの内側に配置し、金属ケース２ａとセラミック
ス１の隙間に充填剤Ｃを流し込み固定した場合の実施例
を示したものである。セラミックス１ａの外周で金属ケ
ース２ａの内周側に形成される隙間は充填剤が流し込め
るような大きさに設定している。この隙間に充填剤を流
し込む方法についてはとくに限定しない。また、上，下
方向は押え板Ｂ２で固定される。このような構成にする
とセラミックスの外周面及び両端面の寸法精度が悪くて
も金属ケースとの隙間が充填剤で満たされるので密着固
定される。セラミックスは充填剤Ｃの層で均一に支持さ
れているので衝撃荷重が作用しても局部接触による応力
集中がなく均等に受けるので破損が回避される。従っ
て、高信頼性のセラミック軸受が得られる。ここでは、
リング状のセラミックスとして真円形状の実施例を示し
たが楕円形状であっても同等の作用効果がある。また、
本発明では、セグメント状のセラミックスとして高さ方
向に分割されていないが、セラミックスの大きさにより
決まるので特に高さ方向や周方向の分割数については規
定しない。ここで、充填剤は充填後硬化するものでエポ
キシ系接着剤，セラミックス系の耐熱接着剤が好まし
い。
の層及び押え板Ｂ１，Ｂ２で、金属ケース２に固定位置
決めされる。また、セラミックス１及び押え板Ｂ１の外
周側の長さが内周側の長さより長いのでセラミックス１
の半径方向の脱落は防止される。ここで、セラミックス
１及び押え板Ｂ１は円周方向に分割された断面円弧状の
セグメントである このように、金属ケース２及び押え板Ｂ１，押え板Ｂ２
とセラミックス１が接する部分は隙間なく充填剤Ｃの層
が形成されているので衝撃荷重が作用した場合でも応力
集中はなく、充填剤Ｃの層で均一に受けるのでセラミッ
クス１の破損が防止され高信頼性のセラミックス軸受が
得られる。図４はリング状のセラミックス１ａを金属ケ
ース２ａの内側に配置し、金属ケース２ａとセラミック
ス１の隙間に充填剤Ｃを流し込み固定した場合の実施例
を示したものである。セラミックス１ａの外周で金属ケ
ース２ａの内周側に形成される隙間は充填剤が流し込め
るような大きさに設定している。この隙間に充填剤を流
し込む方法についてはとくに限定しない。また、上，下
方向は押え板Ｂ２で固定される。このような構成にする
とセラミックスの外周面及び両端面の寸法精度が悪くて
も金属ケースとの隙間が充填剤で満たされるので密着固
定される。セラミックスは充填剤Ｃの層で均一に支持さ
れているので衝撃荷重が作用しても局部接触による応力
集中がなく均等に受けるので破損が回避される。従っ
て、高信頼性のセラミック軸受が得られる。ここでは、
リング状のセラミックスとして真円形状の実施例を示し
たが楕円形状であっても同等の作用効果がある。また、
本発明では、セグメント状のセラミックスとして高さ方
向に分割されていないが、セラミックスの大きさにより
決まるので特に高さ方向や周方向の分割数については規
定しない。ここで、充填剤は充填後硬化するものでエポ
キシ系接着剤，セラミックス系の耐熱接着剤が好まし
い。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、 (１) セラミックスは摺動面を残して寸法精度を必要と
しないので製作コストが安価である。
しないので製作コストが安価である。
【００１３】(２) セラミックスの金属と接する部分に
は隙間なく充填剤で満たされているので密着固定でき
る。このため、衝撃荷重が作用した場合でも応力集中は
なく、充填剤の層で均一に受けるのでセラミックスの破
損が防止され高信頼性のセラミックス軸受が得られる。
は隙間なく充填剤で満たされているので密着固定でき
る。このため、衝撃荷重が作用した場合でも応力集中は
なく、充填剤の層で均一に受けるのでセラミックスの破
損が防止され高信頼性のセラミックス軸受が得られる。
【００１４】(３) セラミックスは押え板で機械的に金
属ケースに固定されるので脱落することもない。
属ケースに固定されるので脱落することもない。
【図１】本発明のセグメント状のセラミックスを用いた
場合のセラミック軸受の摺動面の斜視図。
場合のセラミック軸受の摺動面の斜視図。
【図２】図１のII−II矢視断面図。
【図３】本発明の摺動面の部分断面図。
【図４】本発明のリング状のセラミックスを用いた場合
のセラミック軸受の縦断面図。
のセラミック軸受の縦断面図。
【図５】従来の接着によるセラミック軸受構造を示す平
面図。
面図。
【図６】従来の焼きばめによるセラミック軸受構造を示
す縦断面図。
す縦断面図。
１…セグメント状セラミックス、１ａ…リング状セラミ
ックス、２，２ａ…金属ケース、Ｂ１，Ｂ２…押え板、
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…充填剤の層、ｈ１，ｈ２，ｈ３…隙
間、Ｓ…摺動面。
ックス、２，２ａ…金属ケース、Ｂ１，Ｂ２…押え板、
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…充填剤の層、ｈ１，ｈ２，ｈ３…隙
間、Ｓ…摺動面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 雅之 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社 日立製作所 土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭54−106747（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−48424（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 33/24
Claims (3)
- 【請求項１】滑り面にセラミック材を使用したセラミッ
ク軸受であって、セグメント状のセラミックスを金属ケ
ースの内部に、前記セラミックスの摺動面を除く残りの
面に形成された充填材の層を介して押え板で前記セラミ
ックスを挟み込み固定するセラミック軸受において、前
記セグメント状のセラミックス及び前記押え板が円周方
向に分割された断面円弧状のセグメントであるセラミッ
ク軸受。 - 【請求項２】請求項１に記載の前記充填材は充填後硬化
するものでエポキシ系接着剤、セラミックス系の耐熱接
着剤であることを特徴とするセラミック軸受。 - 【請求項３】滑り面にセラミック材を使用したセラミッ
ク軸受であって、セグメント状のセラミックスを金属ケ
ースの内側に、前記セラミックスの摺動面を除く残りの
面に形成された充填材の層を介して押え板で前記セラミ
ックスを挟み込み固定するセラミック軸受において、前
記充填剤は充填後硬化するものでエポキシ系接着剤、セ
ラミックス系の耐熱接着剤であるセラミック軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22690791A JP3191335B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | セラミック軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22690791A JP3191335B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | セラミック軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0565921A JPH0565921A (ja) | 1993-03-19 |
| JP3191335B2 true JP3191335B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=16852471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22690791A Expired - Fee Related JP3191335B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | セラミック軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3191335B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263185A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Kubota Corp | すべり軸受装置およびポンプ装置 |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP22690791A patent/JP3191335B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0565921A (ja) | 1993-03-19 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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