JP3334574B2 - スラスト軸受装置 - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/20—Sliding surface consisting mainly of plastics
- F16C33/201—Composition of the plastic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/06—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with tiltably-supported segments, e.g. Michell bearings
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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- F16C2300/30—Application independent of particular apparatuses related to direction with respect to gravity
- F16C2300/34—Vertical, e.g. bearings for supporting a vertical shaft
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2380/00—Electrical apparatus
- F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスラスト軸受装置に
係わり、特に立軸形の水車発電機の如く回転体の周りに
放射状に配置された軸受パッドを備えているものに好適
なスラスト軸受装置に関する。
係わり、特に立軸形の水車発電機の如く回転体の周りに
放射状に配置された軸受パッドを備えているものに好適
なスラスト軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】水力発電設備は発電所の立地的条件，コ
ストの面から揚水発電機に代表される大容量化，高速化
の傾向にある。立軸形水車発電機に用いられるスラスト
軸受は、水車及び発電機の回転体重量とともに水車に加
わる水スラストをも合わせて支持する。大容量機の場
合、スラスト軸受は３０００〜４０００トンの荷重を支
持するとともに、その周速は４０〜５０ｍ／sec に達
し、軸受損失は増大化する。また、揚水発電機において
は昼間発電に使用し下池に貯めた水を、夜間に上池にポ
ンプで揚水するために必ず日常的に起動・停止が行われ
る。
ストの面から揚水発電機に代表される大容量化，高速化
の傾向にある。立軸形水車発電機に用いられるスラスト
軸受は、水車及び発電機の回転体重量とともに水車に加
わる水スラストをも合わせて支持する。大容量機の場
合、スラスト軸受は３０００〜４０００トンの荷重を支
持するとともに、その周速は４０〜５０ｍ／sec に達
し、軸受損失は増大化する。また、揚水発電機において
は昼間発電に使用し下池に貯めた水を、夜間に上池にポ
ンプで揚水するために必ず日常的に起動・停止が行われ
る。
【０００３】このように、スラスト軸受にはあらゆる運
転条件に対応し、長期間安定的に電力供給を行うために
高い信頼性が要求される。
転条件に対応し、長期間安定的に電力供給を行うために
高い信頼性が要求される。
【０００４】ところで、この軸受の摺動材料としては、
従来から長年錫をベースにしたホワイトメタルが用いら
れてきた。しかしながら、ホワイトメタルの融点は２４
０℃前後であり高温疲労強度が低いため、例えば揚水発
電機のように高速・高荷重で起動・停止を頻繁に繰り返
し行われる機種の軸受においては、摺動面に油膜が十分
に形成されない状態で運転されるため、長期に使用して
いると低サイクル疲労等によって摺動面が損傷し、終に
は軸受の焼損にまで発展する場合がある。
従来から長年錫をベースにしたホワイトメタルが用いら
れてきた。しかしながら、ホワイトメタルの融点は２４
０℃前後であり高温疲労強度が低いため、例えば揚水発
電機のように高速・高荷重で起動・停止を頻繁に繰り返
し行われる機種の軸受においては、摺動面に油膜が十分
に形成されない状態で運転されるため、長期に使用して
いると低サイクル疲労等によって摺動面が損傷し、終に
は軸受の焼損にまで発展する場合がある。
【０００５】これに対し、低摩擦，耐熱性のエンジニア
リングプラスチック材が摺動材として注目され、特に大
形回転機の軸受摺動材として熱可塑性樹脂のポリテトラ
フルオロエチレン（以下ＰＴＦＥと称す），ポリエーテ
ルエーテルケトン（以下PEEKと称す）を中心とし、これ
にガラス繊維，炭素繊維，二硫化モリブデン等を添加し
機械的強度，摺動特性及び耐摩耗性等の改善を図った高
分子複合樹脂材料が、水車発電機のスラスト軸受に採用
され始めている。
リングプラスチック材が摺動材として注目され、特に大
形回転機の軸受摺動材として熱可塑性樹脂のポリテトラ
フルオロエチレン（以下ＰＴＦＥと称す），ポリエーテ
ルエーテルケトン（以下PEEKと称す）を中心とし、これ
にガラス繊維，炭素繊維，二硫化モリブデン等を添加し
機械的強度，摺動特性及び耐摩耗性等の改善を図った高
分子複合樹脂材料が、水車発電機のスラスト軸受に採用
され始めている。
【０００６】大形回転機のスラスト軸受にこのような樹
脂を採用する場合は、高荷重を負荷するため必ず高剛性
のスチール製の強度部材に樹脂材を一体的に結合して使
用される。従って、密着強度が不十分だと、運転時に樹
脂摺動部が剥離して致命的な事故を引き起こす要因とな
るため、樹脂材料と強度部材との接合技術が必須の課題
となっている。
脂を採用する場合は、高荷重を負荷するため必ず高剛性
のスチール製の強度部材に樹脂材を一体的に結合して使
用される。従って、密着強度が不十分だと、運転時に樹
脂摺動部が剥離して致命的な事故を引き起こす要因とな
るため、樹脂材料と強度部材との接合技術が必須の課題
となっている。
【０００７】樹脂材料を強度部材に結合する方法に関し
て、特開昭59−2839号公報，特開昭59−182843号公報及
び特開昭63−297457号公報には、金属裏金に多孔質層を
形成し、その表面にＰＥＥＫ複合組成物を含浸及び被覆
してなる摺動部材を形成する方法を開示している。
て、特開昭59−2839号公報，特開昭59−182843号公報及
び特開昭63−297457号公報には、金属裏金に多孔質層を
形成し、その表面にＰＥＥＫ複合組成物を含浸及び被覆
してなる摺動部材を形成する方法を開示している。
【０００８】また、特開平5−296235 号公報には、鉄系
の台金の上面に銅または銅合金材料の金網またはコイル
ボビン等の線状部材を銀ロー等で結合し、この線状部材
の空間にテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）材料など
を高温溶融にし充満させて加圧し、ＰＴＦＥ材料と鉄系
台金とを一体結合させる方法を開示している。
の台金の上面に銅または銅合金材料の金網またはコイル
ボビン等の線状部材を銀ロー等で結合し、この線状部材
の空間にテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）材料など
を高温溶融にし充満させて加圧し、ＰＴＦＥ材料と鉄系
台金とを一体結合させる方法を開示している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
て、特開昭59−2839号公報，特開昭59−182843号公報及
び特開昭63−297457号公報に開示の技術においては、炭
素繊維，ＰＴＦＥ，青銅及び黒鉛等とＰＥＥＫとの混合
物からなる組成物を、多孔質層の凹凸表面部に加圧含浸
して形成するため、アンカー効果で十分な接合強度を得
ることができる。しかしながら、純粋ＰＥＥＫ樹脂自体
は電気絶縁体であるが、導電性の炭素繊維，青銅，黒鉛
等を添加材として用いるため電気絶縁性を大幅に低下さ
せ、回転側から軸受の内部に軸電流が発生して電蝕を起
こし軸受摺動面を損傷させる場合がある。
て、特開昭59−2839号公報，特開昭59−182843号公報及
び特開昭63−297457号公報に開示の技術においては、炭
素繊維，ＰＴＦＥ，青銅及び黒鉛等とＰＥＥＫとの混合
物からなる組成物を、多孔質層の凹凸表面部に加圧含浸
して形成するため、アンカー効果で十分な接合強度を得
ることができる。しかしながら、純粋ＰＥＥＫ樹脂自体
は電気絶縁体であるが、導電性の炭素繊維，青銅，黒鉛
等を添加材として用いるため電気絶縁性を大幅に低下さ
せ、回転側から軸受の内部に軸電流が発生して電蝕を起
こし軸受摺動面を損傷させる場合がある。
【００１０】また、特開平5−296235 号公報に開示の技
術においては、銀ローで台金に固定された線状部材の空
間に、ＰＴＦＥを高温溶融して結合するので十分な密着
強度を得られる。しかしながら、ＰＴＦＥ及び線状部材
とも弾性体であるため、大荷重を支持する場合は歪等の
変形を生じるので、この点を考慮する必要がある。
術においては、銀ローで台金に固定された線状部材の空
間に、ＰＴＦＥを高温溶融して結合するので十分な密着
強度を得られる。しかしながら、ＰＴＦＥ及び線状部材
とも弾性体であるため、大荷重を支持する場合は歪等の
変形を生じるので、この点を考慮する必要がある。
【００１１】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
改善し、軸受内部に発生する軸電流を遮断して電蝕を防
止し、軸受摺動面が損傷しないようにして軸受性能を向
上させて信頼性の高いスラスト軸受装置を提供すること
にある。
改善し、軸受内部に発生する軸電流を遮断して電蝕を防
止し、軸受摺動面が損傷しないようにして軸受性能を向
上させて信頼性の高いスラスト軸受装置を提供すること
にある。
【００１２】
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、軸受パッドを構成する強度部材の
裏金と樹脂系摺動材との間に接合媒体として焼結体を介
在させると共に、該焼結体の気孔部及び表面に前記樹脂
系摺動材と同材質の電気絶縁層を設け、これらを加熱融
着によって一体的に接合するか、或いは焼結体の片面あ
るいは両面に剣山，山形、又はローレット状の凹凸部を
成形すると共に、電気絶縁性のフィルムを介して樹脂系
摺動材を積層し、かつ、樹脂の融点以上までに加熱して
溶融接合し、前記樹脂系摺動材を前記焼結体に一体的に
結合することを特徴とする。
に本発明においては、軸受パッドを構成する強度部材の
裏金と樹脂系摺動材との間に接合媒体として焼結体を介
在させると共に、該焼結体の気孔部及び表面に前記樹脂
系摺動材と同材質の電気絶縁層を設け、これらを加熱融
着によって一体的に接合するか、或いは焼結体の片面あ
るいは両面に剣山，山形、又はローレット状の凹凸部を
成形すると共に、電気絶縁性のフィルムを介して樹脂系
摺動材を積層し、かつ、樹脂の融点以上までに加熱して
溶融接合し、前記樹脂系摺動材を前記焼結体に一体的に
結合することを特徴とする。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１，
図２，図３，図４及び図５を用いて説明する。図１は本
発明になる水車発電機に用いられるスラスト軸受装置の
断面図である。図２は図１のスラスト軸受パッドの斜視
図である。図３及び図４は本発明の他の実施例によるス
ラスト軸受パッドの側面図である。図５は樹脂の接合強
度と焼結体の気孔径との関係を示した特性図である。
図２，図３，図４及び図５を用いて説明する。図１は本
発明になる水車発電機に用いられるスラスト軸受装置の
断面図である。図２は図１のスラスト軸受パッドの斜視
図である。図３及び図４は本発明の他の実施例によるス
ラスト軸受パッドの側面図である。図５は樹脂の接合強
度と焼結体の気孔径との関係を示した特性図である。
【００１７】図１において、本実施例のスラスト軸受装
置は、回転軸１に固定されたスラストカラ２，スラスト
ランナ３等で構成される回転体の重量と、水車に加わる
水スラストとの総重量を、オイルタンク１２内の潤滑油
１４中に、放射状に配置された複数のスラスト軸受パッ
ド４で支持するように構成されている。スラスト軸受パ
ッド４は、ピボット１５により傾動可能に支持され、回
り止め１１によって位置決めされている。
置は、回転軸１に固定されたスラストカラ２，スラスト
ランナ３等で構成される回転体の重量と、水車に加わる
水スラストとの総重量を、オイルタンク１２内の潤滑油
１４中に、放射状に配置された複数のスラスト軸受パッ
ド４で支持するように構成されている。スラスト軸受パ
ッド４は、ピボット１５により傾動可能に支持され、回
り止め１１によって位置決めされている。
【００１８】オイルタンク１２の最内周部にはオイルダ
ム１３が設けられており、潤滑油１４を自蔵するととも
に外部への油漏れを防止している。潤滑油１４を冷却す
る冷却装置（図示せず）はオイルタンク１２の外部に配
置されており、ポンプ（図示せず）及び給排油管（図示
せず）等を介し循環して冷却するように配置構成されス
ラスト軸受装置を成している。
ム１３が設けられており、潤滑油１４を自蔵するととも
に外部への油漏れを防止している。潤滑油１４を冷却す
る冷却装置（図示せず）はオイルタンク１２の外部に配
置されており、ポンプ（図示せず）及び給排油管（図示
せず）等を介し循環して冷却するように配置構成されス
ラスト軸受装置を成している。
【００１９】図２は本実施例におけるスラスト軸受パッ
ド４の斜視図で、該図の如く、スラスト軸受パッド４
は、樹脂摺動材５とスチール製の裏金６とを焼結体７，
電気絶縁層８を介して加熱融着によって一体的に接合し
構成されている。また、電気絶縁層８は焼結体７の気孔
部９に含浸若しくは表面に保持されている。
ド４の斜視図で、該図の如く、スラスト軸受パッド４
は、樹脂摺動材５とスチール製の裏金６とを焼結体７，
電気絶縁層８を介して加熱融着によって一体的に接合し
構成されている。また、電気絶縁層８は焼結体７の気孔
部９に含浸若しくは表面に保持されている。
【００２０】一般的に、熱可塑性高分子樹脂は電気絶縁
体であるが、大形回転機の摺動材料として使用する際に
は、通常、炭素繊維，グラファイト，青銅，二硫化モリ
ブデン等の導電性物質を添加し、機械的強度，摺動特
性，耐摩耗性等の改善を図ることが不可欠であり、その
含有量もかなりの割合になる。例えば、ＰＥＥＫの場
合、カタログ値で純粋ＰＥＥＫの電気比抵抗は約１０
15〜17Ω・cmであるが、炭素繊維３０％含有の場合の電
気比抵抗は１／３以下に低下し絶縁性を損なう。
体であるが、大形回転機の摺動材料として使用する際に
は、通常、炭素繊維，グラファイト，青銅，二硫化モリ
ブデン等の導電性物質を添加し、機械的強度，摺動特
性，耐摩耗性等の改善を図ることが不可欠であり、その
含有量もかなりの割合になる。例えば、ＰＥＥＫの場
合、カタログ値で純粋ＰＥＥＫの電気比抵抗は約１０
15〜17Ω・cmであるが、炭素繊維３０％含有の場合の電
気比抵抗は１／３以下に低下し絶縁性を損なう。
【００２１】水車発電機の場合、主機が運転中に軸電流
がスラスト軸受パッド４に流れると、スラストランナ３
とスラスト軸受パッド４との摺動面接触部分において、
薄い潤滑油膜を通してスパークやアークが生じ、摺動面
が局所的に溶融し、この状態で長期間運転されると油温
が上昇し、摺動面を荒損させて終にはスラスト軸受パッ
ド４の焼損に至る。
がスラスト軸受パッド４に流れると、スラストランナ３
とスラスト軸受パッド４との摺動面接触部分において、
薄い潤滑油膜を通してスパークやアークが生じ、摺動面
が局所的に溶融し、この状態で長期間運転されると油温
が上昇し、摺動面を荒損させて終にはスラスト軸受パッ
ド４の焼損に至る。
【００２２】このような、電蝕によるスラスト軸受パッ
ド４の損傷を未然に防止するためには、電気回路の中で
軸電流を遮断することが必須であり、その処置は回転側
より固定側に設けた方が得策で、通常はオイルタンク１
２の合せ目や軸受フレーム端部などに絶縁体を設置して
対策している。
ド４の損傷を未然に防止するためには、電気回路の中で
軸電流を遮断することが必須であり、その処置は回転側
より固定側に設けた方が得策で、通常はオイルタンク１
２の合せ目や軸受フレーム端部などに絶縁体を設置して
対策している。
【００２３】本発明においては、強度部材の裏金６と樹
脂摺動材５とを接合する際に、接合媒体となる焼結体７
の気孔部９及び表面に、電気比抵抗の大きい純粋な樹脂
のパウダーを含浸処理し、その後加熱融着によって一体
的に接合するものであり、これら一連の作業工程の中で
軸電流防止策を施してしまうものである。このため、軸
電流を確実に遮断することができるとともに、これまで
軸電流の防止に使用していたベークライト板等が不要と
なりコスト低減も図れる。
脂摺動材５とを接合する際に、接合媒体となる焼結体７
の気孔部９及び表面に、電気比抵抗の大きい純粋な樹脂
のパウダーを含浸処理し、その後加熱融着によって一体
的に接合するものであり、これら一連の作業工程の中で
軸電流防止策を施してしまうものである。このため、軸
電流を確実に遮断することができるとともに、これまで
軸電流の防止に使用していたベークライト板等が不要と
なりコスト低減も図れる。
【００２４】尚、前述の電気絶縁層８は摺動材に使用す
る樹脂と同種で、純粋樹脂のフィルムであっても同等の
効果を得られるものである。
る樹脂と同種で、純粋樹脂のフィルムであっても同等の
効果を得られるものである。
【００２５】次に、図３は本発明の他の実施例における
スラスト軸受パッドの側面図を示す。本実施例では、ス
ラスト軸受パッド４の接合媒体である焼結体７の表面
を、剣山状１０に成形するとともに電気絶縁性フィルム
８ｂを介して熱可塑性樹脂摺動材５を積層し、樹脂の融
点以上まで加熱して溶融接合し、樹脂摺動材５を焼結体
７に一体的に結合させスラスト軸受パッド４を構成して
いる。ここで電気絶縁性フィルム８ｂは樹脂摺動材５に
用いる樹脂と同系列で混合物のない純粋な樹脂を適用す
るものである。尚、焼結体７は強度部材であるスチール
製の裏金６に溶着若しくは機械的に締結固定されてい
る。
スラスト軸受パッドの側面図を示す。本実施例では、ス
ラスト軸受パッド４の接合媒体である焼結体７の表面
を、剣山状１０に成形するとともに電気絶縁性フィルム
８ｂを介して熱可塑性樹脂摺動材５を積層し、樹脂の融
点以上まで加熱して溶融接合し、樹脂摺動材５を焼結体
７に一体的に結合させスラスト軸受パッド４を構成して
いる。ここで電気絶縁性フィルム８ｂは樹脂摺動材５に
用いる樹脂と同系列で混合物のない純粋な樹脂を適用す
るものである。尚、焼結体７は強度部材であるスチール
製の裏金６に溶着若しくは機械的に締結固定されてい
る。
【００２６】本実施例においては、剣山状１０に成形さ
れた焼結体７の表面に、電気絶縁性フィルム８ｂ，樹脂
摺動材５を順次積層した状態で、樹脂の融点以上まで加
熱するので溶融した樹脂が焼結体７の凹凸部に流動し、
気孔部９に充填するので接合強度を向上させることがで
きる。すなわち、樹脂摺動材５は気孔部９と剣山状１０
に成形された凹凸部との双方のアンカー効果で密着保持
されるので、接合強度をより以上に強化することができ
る。尚、凹凸形状は、山形，ローレット状に成形しても
同様の効果を期待できるものである。
れた焼結体７の表面に、電気絶縁性フィルム８ｂ，樹脂
摺動材５を順次積層した状態で、樹脂の融点以上まで加
熱するので溶融した樹脂が焼結体７の凹凸部に流動し、
気孔部９に充填するので接合強度を向上させることがで
きる。すなわち、樹脂摺動材５は気孔部９と剣山状１０
に成形された凹凸部との双方のアンカー効果で密着保持
されるので、接合強度をより以上に強化することができ
る。尚、凹凸形状は、山形，ローレット状に成形しても
同様の効果を期待できるものである。
【００２７】また、図４は本発明の他の実施例における
スラスト軸受パッドの側面図を示す。前述の実施例にお
ける焼結体７は、形状もサイズも異なる粉末を高温，高
圧で成形した鉄系及び銅系の焼結金属であるが、本実施
例における焼結体７では均一のサイズに調整されたブロ
ンズの球体粒子を融着だけで成形し、気孔率を均一に規
正している。
スラスト軸受パッドの側面図を示す。前述の実施例にお
ける焼結体７は、形状もサイズも異なる粉末を高温，高
圧で成形した鉄系及び銅系の焼結金属であるが、本実施
例における焼結体７では均一のサイズに調整されたブロ
ンズの球体粒子を融着だけで成形し、気孔率を均一に規
正している。
【００２８】この焼結素材は、主にフィルターエレメン
トに用いられるものであり、気孔率は粒子径のサイズを
選択することにより、自在に変えることが可能である。
トに用いられるものであり、気孔率は粒子径のサイズを
選択することにより、自在に変えることが可能である。
【００２９】樹脂の接合強度を高めるためには、樹脂を
焼結体気孔内部に十分に含浸させることが必要条件であ
り、そのためには気孔率を適正な大きさに管理すること
も重要なポイントとなる。図５は樹脂の接合強度と気孔
径の関係を検討したものであり、強度的には気孔径が１
００μｍ付近で最適値を示す。また、気孔径を拡大して
も強度的に低下する傾向となり、４０〜２００μｍの範
囲内に管理すれば、十分な接合強度を得られる。さら
に、樹脂摺動材５と焼結体７の接合面を図３と同様の形
状にすれば、より以上の強化が図れるものである。
焼結体気孔内部に十分に含浸させることが必要条件であ
り、そのためには気孔率を適正な大きさに管理すること
も重要なポイントとなる。図５は樹脂の接合強度と気孔
径の関係を検討したものであり、強度的には気孔径が１
００μｍ付近で最適値を示す。また、気孔径を拡大して
も強度的に低下する傾向となり、４０〜２００μｍの範
囲内に管理すれば、十分な接合強度を得られる。さら
に、樹脂摺動材５と焼結体７の接合面を図３と同様の形
状にすれば、より以上の強化が図れるものである。
【００３０】以上述べた各実施例においては、スラスト
軸受パッド４の摺動面を形成する樹脂材料は、炭素繊
維，グラファイト，青銅，ガラス繊維やふっ素化合物等
が目的に応じて適宜添加された熱可塑性の組成物であ
り、ホワイトメタルに比べて耐摩耗性に優れ摩擦係数も
小さいので、高面圧下でも安定的な流体潤滑作用が得ら
れる。また、起動・停止時の運転状態における油膜厚さ
が極めて薄い場合でも、面荒れや摩耗を生じないで良好
な潤滑状態を維持できる。このような、樹脂材料特有の
自己潤滑性効果により、これまで起動・停止時に不可欠
だった、高圧油ポンプによる摺動面への静圧油の供給
（オイルリフタ装置）が不要となるため、発電設備の簡
素化が図れるとともに保守・管理が容易になる。
軸受パッド４の摺動面を形成する樹脂材料は、炭素繊
維，グラファイト，青銅，ガラス繊維やふっ素化合物等
が目的に応じて適宜添加された熱可塑性の組成物であ
り、ホワイトメタルに比べて耐摩耗性に優れ摩擦係数も
小さいので、高面圧下でも安定的な流体潤滑作用が得ら
れる。また、起動・停止時の運転状態における油膜厚さ
が極めて薄い場合でも、面荒れや摩耗を生じないで良好
な潤滑状態を維持できる。このような、樹脂材料特有の
自己潤滑性効果により、これまで起動・停止時に不可欠
だった、高圧油ポンプによる摺動面への静圧油の供給
（オイルリフタ装置）が不要となるため、発電設備の簡
素化が図れるとともに保守・管理が容易になる。
【００３１】さらに、ホワイトメタルの融点が約２４０
℃前後であるのに対し、ＰＥＥＫ樹脂の場合は約１００
℃程高く高温疲労強度に優れており、摺動面に油膜が十
分に形成されない状態で長時間運転されても、摺動面に
損傷を来すことはない。
℃前後であるのに対し、ＰＥＥＫ樹脂の場合は約１００
℃程高く高温疲労強度に優れており、摺動面に油膜が十
分に形成されない状態で長時間運転されても、摺動面に
損傷を来すことはない。
【００３２】一方、スラスト軸受パッド４は端部がピボ
ット１５で支持されており、円周方向及び半径方向に傾
動が可能であり、スラスト軸受パッド４が傾くことによ
り動圧を発生し、回転体を接触することなしに支持でき
る。ところが、回転中は潤滑油１４のせん断摩擦作用に
より摺動面が発熱し、スラスト軸受パッド４の厚み方向
に温度差を生じ、この温度差によりスラスト軸受パッド
４は凸形状の変形を発生させる。この変形は円周方向及
び半径方向のいずれにも発生するが、特に半径方向の変
形量は油膜圧力の発生領域を減退させるため、耐荷重性
を大幅に低下させてしまう。
ット１５で支持されており、円周方向及び半径方向に傾
動が可能であり、スラスト軸受パッド４が傾くことによ
り動圧を発生し、回転体を接触することなしに支持でき
る。ところが、回転中は潤滑油１４のせん断摩擦作用に
より摺動面が発熱し、スラスト軸受パッド４の厚み方向
に温度差を生じ、この温度差によりスラスト軸受パッド
４は凸形状の変形を発生させる。この変形は円周方向及
び半径方向のいずれにも発生するが、特に半径方向の変
形量は油膜圧力の発生領域を減退させるため、耐荷重性
を大幅に低下させてしまう。
【００３３】しかしながら、樹脂材料の熱伝導率はホワ
イトメタルに比べて、１／２００以下と小さいため裏金
６への断熱効果が大きく作用し、スラスト軸受パッド４
の熱変形を最小限に止めることができる。従って、変形
量を小さく抑制することができるためスラスト軸受パッ
ド４の摺動面には、適正な油膜の圧力分布が形成されて
耐荷重性を損なうことがなくなる。
イトメタルに比べて、１／２００以下と小さいため裏金
６への断熱効果が大きく作用し、スラスト軸受パッド４
の熱変形を最小限に止めることができる。従って、変形
量を小さく抑制することができるためスラスト軸受パッ
ド４の摺動面には、適正な油膜の圧力分布が形成されて
耐荷重性を損なうことがなくなる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、軸受内部
に発生する軸電流を遮断することができるので電蝕が防
止され、軸受摺動面が損傷しないので軸受性能が向上し
て信頼性の高いこの種スラスト軸受装置を得ることがで
きる。
に発生する軸電流を遮断することができるので電蝕が防
止され、軸受摺動面が損傷しないので軸受性能が向上し
て信頼性の高いこの種スラスト軸受装置を得ることがで
きる。
【００３５】
【図１】本発明の一実施例による水車発電機のスラスト
軸受装置の断面図である。
軸受装置の断面図である。
【図２】本発明によるスラスト軸受パッドの斜視図であ
る。
る。
【図３】本発明の他の実施例によるスラスト軸受パッド
の側面図である。
の側面図である。
【図４】本発明の他の実施例によるスラスト軸受パッド
の側面図である。
の側面図である。
【図５】樹脂の接合強度と焼結体の気孔径との関係を示
した特性図である。
した特性図である。
１…回転軸、２…スラストカラ、３…スラストランナ、
４…スラスト軸受パッド、５…樹脂摺動材、６…裏金、
７…焼結体、８ａ…電気絶縁層、８ｂ…電気絶縁性フィ
ルム、９…気孔部、１０…剣山状、１１…回り止め、１
２…オイルタンク、１３…オイルダム、１４…潤滑油、
１５…ピボット。
４…スラスト軸受パッド、５…樹脂摺動材、６…裏金、
７…焼結体、８ａ…電気絶縁層、８ｂ…電気絶縁性フィ
ルム、９…気孔部、１０…剣山状、１１…回り止め、１
２…オイルタンク、１３…オイルダム、１４…潤滑油、
１５…ピボット。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−117095（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−180231（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−54402（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−6247（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−52719（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−167466（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−162130（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭53−27419（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 17/00 - 17/26 F16C 33/00 - 33/28
Claims (3)
- 【請求項１】回転軸に固定されたスラストランナの端部
に配置され、回転体を支承する複数の軸受パッドに樹脂
系摺動材を有するスラスト軸受装置において、 前記軸受パッドを構成する強度部材の裏金と前記樹脂系
摺動材との間に接合媒体として焼結体を介在させると共
に、該焼結体の気孔部及び表面に前記樹脂系摺動材と同
材質の電気絶縁層を設け、これらを加熱融着によって一
体的に接合し形成したことを特徴とするスラスト軸受装
置。 - 【請求項２】回転軸に固定されたスラストランナの端部
に配置され、回転体を支承する複数の軸受パッドに樹脂
系摺動材を有するスラスト軸受装置において、 前記軸受パッドを構成する強度部材の裏金と前記樹脂系
摺動材との間に接合媒体として焼結体を介在させ、該焼
結体の片面あるいは両面に剣山，山形、又はローレット
状の凹凸部を成形すると共に、電気絶縁性のフィルムを
介して前記樹脂系摺動材を積層し、かつ、樹脂の融点以
上までに加熱して溶融接合し、前記樹脂系摺動材を前記
焼結体に一体的に結合して形成したことを特徴とするス
ラスト軸受装置。 - 【請求項３】前記焼結体は均一のサイズに調整されたブ
ロンズの球体粒子を融着だけで形成され、気孔率を均一
に規正すると共に、気孔の大きさを４０乃至２００μｍ
の範囲に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載
のスラスト軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26326397A JP3334574B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | スラスト軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26326397A JP3334574B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | スラスト軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11101227A JPH11101227A (ja) | 1999-04-13 |
| JP3334574B2 true JP3334574B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=17387038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26326397A Expired - Fee Related JP3334574B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | スラスト軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3334574B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007270895A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Daido Metal Co Ltd | 摺動部材およびその被覆層形成方法 |
| JP5253857B2 (ja) * | 2008-03-27 | 2013-07-31 | 株式会社東芝 | 摺動材料、摺動材料の製造方法およびそれを用いた軸受装置 |
| JP5000575B2 (ja) * | 2008-04-08 | 2012-08-15 | 麒麟麦酒株式会社 | キャップによるボトルの封緘構造及び封緘方法 |
| CN111927874B (zh) * | 2020-06-29 | 2021-10-15 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种以凸轮联动实现瓦块间载荷均布的滑动推力轴承 |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP26326397A patent/JP3334574B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11101227A (ja) | 1999-04-13 |
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