JP3830835B2

JP3830835B2 - Bearing manufacturing apparatus and bearing manufacturing method

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Publication number: JP3830835B2
Application number: JP2002058899A
Authority: JP
Inventors: 淳志木本; トロンロンタン; 聡南波; 雅敏安藤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Industrial Technology Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Industrial Technology Corp
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2022-03-05
Also published as: JP2003254333A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば水車発電機やタービン発電機などに用いられる軸受を製造するための軸受製造装置及び軸受の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、水力発電設備で使用される水車発電機やタービン発電機などの回転機械は、高速化、大容量化の一途をたどり、高周速、高圧及び高荷重下での苛酷な運転を余儀なくされている。しかも、このような回転機械は、発電機器特有の運転形態として、電力需要量の変化に応じて頻繁に起動・停止を行う必要がある。
【０００３】
したがって、上記回転機械の回転体を支持する軸受機構としては、上述した苛酷な運転に耐え得る独自の滑り軸受が採用される。かかる滑り軸受には、高信頼性と高効率化が要求されており、従来、軸受パッドの摺動部分には、ホワイトメタルなどが用いられている。ここで、この摺動部分に生じる損失を低減し高効率化を図るために、軸受パッドを小型化し高面圧化する方法などが採られている。
【０００４】
しかしながら、この方法を採用する場合、回転機械の起動・停止時、つまり低速回転時には、流体潤滑膜の形成が困難となる。すなわち、回転機械の低速回転時には、上記ホワイトメタルで形成された軸受パッドの摺動部分や、この摺動部分に支持される回転体の被支持部分は、境界潤滑状態又は固体潤滑状態になり易い。この際、軸受パッドの摺動部分及び回転体の被支持部分は、摩耗が進み、場合によっては焼損を招くことなどもある。
【０００５】
そこで最近では、軸受パッドの摺動部分の構成材料として樹脂系材料が注目されている。樹脂系材料は、一般に金属材料に比べて軽量であり、また、耐摩擦・耐摩耗特性に優れている。このため、上述したような軸受パッドの小型化が可能である。また、樹脂系材料は、振動の吸収特性が良好であるといった利点なども有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような樹脂系材料を用いて軸受パッドを製造する方法は、図１０に示すように、樹脂粉末５１を常温で台金５２上に成形し、その後、この樹脂粉末５１を加熱して融着処理を施すことにより実現される。しかしながら、このような製造方法では、一般に、プレス用の金型５３が必要となり、製造コストの面で課題がある。また、必要とする軸受パッドの形状を変更する場合、特に、軸受サイズを大型化する場合などには、全く新規の金型が必要となり、さらなるコストの上昇を招く。また、今日のプレス機では、加圧能力に限界があり、大型サイズの軸受パッドを成形することが困難な場合がある。さらに、プレスによる製造方法では、プレス１チャージにつき、１、２個程度の軸受パッドしか製造することができず、生産効率の点でも課題がある。
【０００７】
また、上記金型プレスによる製法の他に、冷間静水圧プレス（ＣＩＰ：Cold Isostatic Press）法を利用した製造方法なども採用されている。この製造方法では、金型が不要であり、製造コストの低減を図ることが可能である。また、この製法では、複数の軸受パッドの同時成形や大型サイズの軸受パッドの成形を行うことが可能である。
【０００８】
しかしながら、ＣＩＰ法を採用する場合、図１１に示すように、樹脂粉末５４を表面に配置した台金５５全体を、圧力容器５６内の水や油などの圧力媒体５７の中に挿置する必要がある。したがって、樹脂粉末５４が圧力媒体５７により浸漬されてしまうことを防止するためにゴム型５８などで厳重に封止処理を行う必要がある。また、台金５５には、一般に、ネジ穴、各種センサの取付穴、配管など、様々な加工が施されている。ここで、機械的強度が弱くなっている台金５５のこの加工部分に圧力媒体５７を通じて等方圧が加わると、この加工部分が変形したり、また、変形したこの加工部分の影響でゴム型５８が損傷し、樹脂粉末５４が圧力媒体５７に浸漬されてしまうおそれなどもある。
【０００９】
そこで本発明は、このような課題を解決するためのもので、高品質で摺動特性に優れた軸受を効率良く製造することができる軸受製造装置及び軸受の製造方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の軸受製造装置は、圧力媒体が充填された圧力媒体充填領域と台金の表面に配置された樹脂粉末が加圧成形される加圧成形領域とが、弾性変形可能な隔膜により区画された圧力容器と、前記加圧成形領域内に収容された前記台金の表面の前記樹脂粉末が、弾性変形した前記隔膜で押し固められ摺動層として成形されるように、前記圧力媒体充填領域内を前記圧力媒体を介して昇圧する昇圧機構とを具備することを特徴とする。
【００１１】
この発明の軸受製造装置によれば、例えば水や油などの液体、さらには空気、ガスなどの流体からなる圧力媒体が充填された領域に対し、台金上の樹脂粉末が加圧されて摺動層が成形される領域が、隔壁により物理的に区画されているので、圧力媒体により樹脂粉末が浸漬されてしまうことを防止する処理、つまり樹脂粉末を表面に配置した台金を封止する処理などが不要となり、効率良く軸受を製造することができる。また、この発明によれば、弾性変形させた隔膜を通じての等方性加圧により、台金上の樹脂粉末に対し均一な成形圧力を加えることができるので、成形密度の均一な摺動層を有する品質の高い軸受を製造することができる。
【００１２】
また、本発明の軸受製造装置は、前記圧力容器の前記加圧成形領域に対し前記台金を搬入又は搬出する搬送機構をさらに具備することを特徴する。
この発明の軸受製造装置は、樹脂粉末を表面に配置した台金を搬送機構に搭載することで、圧力容器の外部から、その加圧成形領域内に前記台金を収容できると共に、樹脂粉末成形後、台金上に摺動層が形成されたこの軸受を搬送機構により圧力容器の外部へ容易に取り出すことができる。したがって、この発明によれば、効率的に軸受を製造することができる。
【００１３】
さらに、本発明の軸受製造装置は、前記台金の所定の部位を前記隔膜を通じて加わる成形圧力から保護する保護部材をさらに具備することを特徴とする。
この発明の軸受製造装置は、台金に予め形成されているネジ穴、配管など、台金において機械的強度が弱くなっているこの加工部位に保護部材を配置することで、圧力媒体から隔壁を通じて前記加工部位に加わえられる等方圧を保護部材により吸収（遮る）ことができる。これにより、台金上の加工部位が変形してしまうことなどが防止され、品質の良い軸受を製造することができる。
【００１４】
また、本発明の軸受製造装置は、前記圧力容器の前記加圧成形領域内を脱気する機構をさらに具備することを特徴とする。
この発明の軸受製造装置は、樹脂粉末が摺動層として成形される前に、台金上の樹脂粉末間に介在された空気を脱気することが可能なので、樹脂粉末成形後、摺動層に割れや膨れなどが発生してしまうことなどが抑制され、高品質な軸受を製造することができる。
【００１５】
さらに、本発明の軸受の製造方法は、台金の表面に樹脂粉末を配置する樹脂配置工程と、圧力媒体が充填された圧力媒体充填領域と前記台金上で前記樹脂粉末が加圧成形される加圧成形領域とが弾性変形可能な隔膜により区画された圧力容器の前記加圧成形領域内に、前記樹脂粉末が表面に配置された前記台金を収容する工程と、前記加圧成形領域内に収容された前記台金の表面の前記樹脂粉末が、弾性変形した前記隔膜で押し固められ摺動層として成形されるように、前記圧力媒体充填領域内を前記圧力媒体を介して昇圧する昇圧工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の軸受の製造方法は、前記樹脂配置工程の実施前に、前記台金の表面に多孔質中間層を形成する工程を有することを特徴とする。
この発明によれば、多孔質中間層の形成により生じるアンカー効果により台金への摺動層の密着性を向上させることができ、摺動特性に優れた軸受を製造することができる。
【００１７】
さらに、本発明の軸受の製造方法は、前記昇圧工程の実施前に、前記隔膜を通じて加わる成形圧力から前記台金の所定の部位を保護する保護部材を配置する工程を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の軸受の製造方法は、前記台金上に配置された前記樹脂粉末が所定の形状で保持されるように、前記昇圧工程の実施前に、前記樹脂粉末の周囲を保持部材で覆う工程を有することを特徴とする。
この発明によれば、成形中の樹脂粉末の飛散防止などは勿論、成形過程において台金上の樹脂粉末の形状を保持できるので、台金上の摺動層を所望の形状に成形でき、製造される軸受の品質を高めることができる。
【００１９】
また、本発明の軸受の製造方法は、前記昇圧工程の実施前に、前記樹脂粉末が表面に配置された前記台金全体を封止材で封止する工程を有することを特徴とする。
さらに、本発明の軸受の製造方法は、前記昇圧工程の実施前に、加熱して液状化された熱溶融材料で前記台金上の少なくとも前記樹脂粉末を覆い、この後、この熱溶融材料を固体化させる工程をさらに有することを特徴とする。
【００２０】
これらの発明によれば、既述した発明と同様、成形中における樹脂粉末の飛散を防止できると共に、成形過程において台金上の樹脂粉末の形状を維持できることから、台金上に摺動層を所望の形状に成形することができる。
【００２１】
また、本発明の軸受の製造方法は、前記台金が前記封止材で封止された後又は前記熱溶融材料が冷却されて固体化した後で、且つ前記昇圧工程の実施前に、前記圧力容器の前記加圧成形領域内を脱気する工程をさらに有することを特徴とする。
さらに、本発明の軸受の製造方法は、前記台金が前記封止材で封止された後又は前記熱溶融材料が冷却されて固体化した後で、且つ前記昇圧工程の実施前に、前記封止材若しくは固体化した前記熱溶融材料の内部の前記樹脂粉末を脱気する工程をさらに有することを特徴とする。
これらの発明によれば、台金上の樹脂粉末間に残存する空気をより確実に除去することができるので、樹脂粉末成形後に、摺動層に割れや膨れなどが生じてしまうことなどを抑制でき、これにより品質の良い軸受を製造することが可能である。
【００２２】
さらに、本発明の軸受の製造方法は、前記熱溶融材料が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、及びアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体から選ばれた１種又は２種以上の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする。
この発明によれば、常温では固体で且つ融点が２００℃以下であるこのような熱可塑性樹脂を上述した発明の熱溶融材料として用いているので、樹脂粉末に熱的な悪影響を与えることなく、台金上のこの樹脂粉末を覆うことができる。
【００２３】
さらに、本発明の軸受の製造方法は、前記昇圧工程の実施前に、成形すべき前記摺動層の表面形状に対応させた中子を、前記樹脂粉末、前記樹脂粉末上の保護部材、前記封止材、若しくは前記熱溶融材料に接触させて配置する工程を有することを特徴とする。
この発明によれば、例えば回転体をラジアル方向から支持する軸受をセグメント化したパッド、すなわち摺動面が湾曲したかたちで凹んでいる軸受パッドなどを効率良く製造することができる。
【００２４】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る軸受製造装置を示す斜視図、図２は、この軸受製造装置を構成する圧力容器を示す断面図、図３は、樹脂粉末が表面に配置された台金が圧力容器内で加圧されている状態を示す断面図である。
【００２５】
これらの図に示すように、この軸受製造装置１は、例えば水車発電機やタービン発電機などに用いられるスラスト軸受の軸受パッド２を製造するための装置である。軸受製造装置１は、主に、冷間静水圧プレスを行うための圧力容器３と、樹脂粉末４が表面（上面）に配置された台金５を圧力容器３内の加圧成形領域６に対し搬入又は搬出する搬送機構７と、圧力容器３内の圧力媒体充填領域８を昇圧する昇圧ポンプ９とを備えている。
【００２６】
圧力容器３は、水、油などの液体や気体などの流体からなる圧力媒体１０が充填された上記圧力媒体充填領域８と、台金５上の樹脂粉末４が加圧成形される上記加圧成形領域６とが、弾性変形可能な例えばゴム製の弾性隔膜１１により区画された気密容器である。昇圧ポンプ９は、圧力媒体１０を圧縮加圧し、圧力媒体充填領域８内を昇圧する。搬送機構７は、樹脂粉末４が表面に配置された台金５が載置されるトレイ１２を有し、このトレイ１２を加圧成形領域６に対し搬入／搬出する。
【００２７】
上述した圧力容器３内の加圧成形領域６は、弾性隔膜１１と、例えばゴム製の側壁１３、１４と、この圧力容器３内に収容されたトレイ１２とで包囲された空間である。台金５における樹脂粉末４が配置される面、つまり軸受パッド２の摺動面は、約１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズに形成されている。
【００２８】
また、例えばステンレス製の台金５には、ネジ穴、各種センサの取付穴、又は配管などの機械的強度が弱くなっている加工部１５が形成されている。本実施形態の軸受製造装置１では、台金５に形成された加工部１５を弾性隔膜１１を通じて加わる等方圧から保護する保護部材１６が設けられている。この保護部材１６は、台金５が圧力容器３の成形領域６内に収容される前に、トレイ１２上に載置した台金５の加工部１５を覆い隠すように配置される。
【００２９】
保護部材１６の材料としては、静水圧による加工部１５の変形を抑えることができるように、例えばイソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ウレタンゴムなどのゴム材や、鉄、銅、アルミといった金属材料など、成形圧力を吸収又は遮ることができるものを用いる。
【００３０】
次に、このように構成された軸受製造装置１により実際に軸受パッド２が製造される場合の製造工程ついて説明する。
まず、図４に示すように、台金５の上面に樹脂粉末４を配置するために、台金５の上面に、例えばＳＵＳ３０４などのステンレス鋼の粉末１７とアルミニウム粉末１８の複合物からなる溶射材料をプラズマ溶射して、多孔質中間層１９を形成する。このような多孔質中間層１９を形成したことにより生じるアンカー効果により台金５への摺動層２０（樹脂粉末４）の密着性を向上させることができ、摺動特性に優れた軸受パッド２を製造することができる。
【００３１】
次に、図５に示すように、台金５上に形成された多孔質中間層１９に樹脂粉末４を充填する。このようにして上面に樹脂粉末４が充填された複数の台金５を、図１に示すように、トレイ１２上にそれぞれ載置すると共に、個々の台金５の加工部１５を覆い隠すように保護部材１６を配置する。次いで、搬送機構７のトレイ１２を動作させ、図２に示すように、圧力容器３内の加圧成形領域６にトレイ１２ごと台金５を収容する。さらに、昇圧ポンプ９を動作させて、圧力媒体１０を圧縮加圧することにより、圧力媒体充填領域８内を例えば５０ＭＰａ程度に昇圧する（昇圧工程）。
【００３２】
これにより、図３に示すように、弾性隔膜１１が、静水圧により成形領域６側に変形し、台金の表面の樹脂粉末４が、この変形した弾性隔膜４で押し固められ摺動層２０として成形される。この際、台金５の加工部１５に加わえられる等方圧を保護部材１６により吸収（遮る）ことができるので、加工部１５が変形してしまうことなどが防止され、品質の良い軸受パッド２を製造することができる。
【００３３】
したがって、本実施形態の軸受製造装置１によれば、水や油といった液体や気体などからなる圧力媒体１０が充填された圧力媒体充填領域８に対し、台金５上の樹脂粉末４が加圧されて摺動層２０が成形される加圧成形領域６が、弾性隔壁１１により物理的に区画されているので、圧力媒体１０の浸漬を防止するための処理、つまり樹脂粉末４を表面に配置した台金５を封止する処理などが不要となり、効率良く軸受パッド２を製造することができる。また、本実施形態の軸受製造装置１によれば、弾性隔膜１１を通じての等方性加圧により、台金５上の樹脂粉末４に対し均一な成形圧力を加えることができるので、成形密度の均一な摺動層２０を有する品質の高い軸受パッド２を製造することができる。
【００３４】
さらに、本実施形態の軸受製造装置１によれば、樹脂粉末４を表面に配置した台金５を搬送機構７に搭載（トレイ１２上に載置）することで、圧力容器３の外部から、その成形領域６内に台金５を収容できると共に、樹脂粉末４成形後、台金５上に摺動層２０が形成された軸受パッド２を搬送機構７により圧力容器３の外部へ容易に取り出すことができ、効率的に軸受パッド２を製造することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
この実施形態では、図１に示した軸受製造装置１を用い、第１の実施形態と同様の方法で軸受パッドを製造する。但し、図６に示すように、台金５上に配置された樹脂粉末４が所定の形状で保持されるように、昇圧工程の実施前、すなわち台金５を圧力容器３の加圧成形領域６内に収容する前に樹脂粉末４の周囲を保持部材２１覆う工程が追加されている。保持部材２１の材料としては、樹脂粉末４間に介在された空気が加工成形時に除去されるように、通気性に優れた例えば麻、木綿、フェルトなどの布を適用することが好ましい。
【００３６】
このように、本実施形態によれば、成形中の樹脂粉末４の飛散防止などは勿論、成形過程において台金５上の樹脂粉末４の形状を維持できるので、台金５上の摺動層２０を所望の形状に成形でき、製造される軸受パッド２の品質を高めることができる。
【００３７】
（第３の実施形態）
この実施形態では、図１に示した軸受製造装置１を用い、第１の実施形態と同様の方法で軸受パッドを製造する。但し、図７に示すように、台金５を圧力容器３の成形領域６内に収容する前（少なくとも昇圧工程を実施前）に、成形すべき摺動層２２の表面形状に対応させた中子２３を樹脂粉末４の表面に接触させて配置する工程が追加されている。本実施形態では、摺動層２２の表面が円弧状の軸受パッド２４を製造することが可能である。
【００３８】
中子２３は、静水圧により変形しないように、その材料として、例えばイソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ウレタンゴムなどのゴム材や、鉄、銅、アルミといった金属材料などが、成形圧に応じて適宜選択される。
【００３９】
したがって、本実施形態によれば、例えば回転体をラジアル方向から支持する軸受をセグメント化したパッド、すなわち摺動層２２の表面が、図７に示したように、湾曲したかたちで凹んでいる軸受パッド２４などを効率良く製造することができる。
【００４０】
（第４の実施形態）
この実施形態では、図１に示した軸受製造装置１に、さらに圧力容器３の加圧成形領域６内を脱気する脱気ポンプ２６を加えた装置を用い、第１の実施形態と同様の方法で軸受パッドを製造する。但し、図８に示すように、台金５を圧力容器３の加圧成形領域６内に収容する前に、樹脂粉末４が上面に配置された台金５全体を封止材２７で封止する工程と、封止された台金５が圧力容器３の加圧成形領域６内に収容された後で且つ昇圧工程の実施前に、この加圧成形領域６内を上記脱気ポンプ２６により脱気する工程とが追加されている。
このとき、封止材２７で封止した台金５における封止材内部の樹脂を脱気してもよい。また、軸受製造装置が脱気装置を備えている場合には、台金５を封止材で封止しなくてもよい。
【００４１】
封止材２７は、例えば、天然ゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴムなど、成形圧に応じて成形が困難にならないものを用いる。このような弾性率の封止材２７を用いることにより、成形過程において台金５上の樹脂粉末４を所定の形状で維持しつつこの封止材２７を介し摺動層２８（樹脂粉末４）を均一の厚さで成形することができる。
【００４２】
また、脱気ポンプ２６による脱気処理では、圧力容器３における加圧成形領域６内の真空度を、好ましくは１Ｔｏｒｒ以下になるように真空引き（脱気）する。加圧成形領域６内をこのように脱気処理することにより、台金５上の樹脂粉末４間に残存する空気を確実に除去することができ、成形後、摺動層２８に割れや膨れなどが生じてしまうことを防止することができる。
【００４３】
なお、台金５全体を封止材２７で封止する前に、台金５上に配置された樹脂粉末４を、第２の実施形態で説明したように、麻、木綿、フェルトなどの保持部材２１で覆うことにより、成形中の樹脂粉末４の飛散をより確実に防止できると共に、成形過程において台金５上の樹脂粉末４の形状の保持効果が高まり、台金５上の摺動層２８を所望の形状に成形することができる。
【００４４】
（第５の実施形態）
この実施形態では、図８に示した第４の実施形態の圧力容器を有する軸受製造装置を用い、第４の実施形態と同様の方法で軸受パッドを製造する。但し、樹脂粉末４が上面に配置された台金５全体を封止材２７で封止する工程に代えて、図９に示すように、昇圧工程の実施前に、加熱して液状化された熱溶融材料２９で台金５上の少なくとも樹脂粉末４を覆い、この後、この熱溶融材料２９を固体化させる工程が追加されている。また、この実施形態の脱気処理は、熱溶融材料２９が冷却されて固体化した後で且つ昇圧工程の実施前に、圧力容器３の加圧成形領域６内を真空引き（又は熱溶融材料２の中を脱気）することによって行われる。
【００４５】
熱溶融材料２９は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、及びアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体から選ばれた１種又は２種以上の熱可塑性樹脂からなることが望ましい。
【００４６】
本実施形態では、例えばポリエチレン系樹脂と油との混合物が、熱溶融材料２９として適用され、このような熱溶融材料２９は、常温では固体であり、融点が２００℃以下なので、樹脂粉末４に熱的悪影響（粉末の変質など）を与えることなく、台金５上のこの樹脂粉末４を覆うことができる。
【００４７】
なお、樹脂粉末４と熱溶融材料２９とが付着しないように、まず、台金５上の樹脂粉末４を第２の実施形態で用いた麻、木綿、フェルトなどの保持部材２１で覆った後、さらにこの上を熱溶融材料２９で覆うようにしてもよい。
【００４８】
したがって、本実施形態では、台金５上の樹脂粉末４間に残存する空気をより確実に除去することができるので、樹脂粉末成形後に、摺動層３０に割れや膨れなどが生じてしまうことなどを抑制できる。また、本実施形態では、前記実施形態と同様、成形中における樹脂粉末４の飛散を防止できると共に、成形過程において台金５上の樹脂粉末４の形状を維持できることから、台金５上に摺動層３０を所望の形状に成形することができる。これにより、本実施形態によれば、品質の良い軸受パッド２を製造することが可能である。
【００４９】
以上、本発明を各実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００５０】
上記実施形態では、台金５上に積層配置する樹脂粉末４の材料を特に例示しなかったが、例えば耐摩擦・耐摩耗特性に優れる四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）や、高強度で耐熱性に優れるポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を樹脂粉末４として適用してもよい。なお、ＰＥＥＫを用いる場合、一般に、加熱状態での静水圧成形が必要になり、またＰＴＦＥを用いる場合、静水圧成形後、焼成処理（加熱処理）などが必要になる。ＰＴＦＥを樹脂粉末４として用い、且つ第４、第５の実施形態のように、圧力容器３の加圧成形領域６内を脱気した後、又は封止材内若しくは熱溶融材料内を脱気した後、加圧成形を行う軸受パッドの製造方法では、軸受パッドの摺動層に、焼成処理（加熱処理）後、割れや膨れなどが発生してしまうことを無論防止することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、例えば水や油といった液体や気体などの流体からなる圧力媒体が充填された領域に対し、台金上の樹脂粉末が加圧されて摺動層が成形される領域が、隔壁により物理的に区画されているので、圧力媒体により樹脂粉末が浸漬されてしまうことを防止する処理、すなわち樹脂粉末を表面に配置した台金を封止する処理などが不要となり、効率良く軸受を製造することができる。また、本発明によれば、弾性変形させた隔膜を通じての等方性加圧により、台金上の樹脂粉末に対し均一な成形圧力を加えることができるので、成形密度の均一な摺動層を有する品質の高い軸受を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る軸受製造装置を示す斜視図である。
【図２】図１の軸受製造装置を構成する圧力容器を示す断面図である。
【図３】樹脂粉末が表面に配置された台金が図３の圧力容器内で加圧されている状態を示す断面図である。
【図４】台金の上面に多孔質中間層が形成された状態を示す断面図である。
【図５】図４の台金の上面の多孔質中間層に樹脂粉末が充填された状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る軸受パッドの製造方法を説明するための断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る軸受パッドの製造方法を説明するための断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る軸受パッドの製造方法を説明するための断面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る軸受パッドの製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】プレス用金型を用いた従来の軸受パッドの製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】ＣＩＰ法を利用した従来の軸受パッドの製造方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１…軸受製造装置、２，２５…軸受パッド、３…圧力容器、４…樹脂粉末、５…台金、６…加圧成形領域、７…搬送機構、８…圧力媒体充填領域、９…昇圧ポンプ、１０…圧力媒体、１１…弾性隔膜、１２…トレイ、１５…加工部、１６…保護部材、１９…多孔質中間層、２０，２２，２４，２８，３０…摺動層、２１…保持部材、２３…中子、２６…脱気ポンプ、２７…封止材、２９…熱溶融材料。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bearing manufacturing apparatus and a bearing manufacturing method for manufacturing a bearing used in, for example, a water turbine generator and a turbine generator.
[0002]
[Prior art]
In recent years, rotating machines such as turbine generators and turbine generators used in hydroelectric power generation facilities have been steadily increasing in speed and capacity, and are forced to operate harshly at high peripheral speeds, high pressures, and high loads. ing. Moreover, such a rotating machine needs to be frequently started and stopped in accordance with changes in the amount of power demand, as an operation mode unique to power generation equipment.
[0003]
Therefore, as a bearing mechanism for supporting the rotating body of the rotating machine, a unique plain bearing that can withstand the above-described severe operation is employed. Such a sliding bearing is required to have high reliability and high efficiency, and conventionally, a white metal or the like is used for a sliding portion of the bearing pad. Here, in order to reduce the loss generated in the sliding portion and increase the efficiency, a method of reducing the bearing pad size and increasing the surface pressure is employed.
[0004]
However, when this method is employed, it is difficult to form a fluid lubricating film when the rotating machine is started and stopped, that is, when rotating at a low speed. That is, when the rotating machine rotates at a low speed, the sliding portion of the bearing pad formed of the white metal and the supported portion of the rotating body supported by the sliding portion are likely to be in a boundary lubrication state or a solid lubrication state. . At this time, the sliding portion of the bearing pad and the supported portion of the rotating body are increasingly worn, and in some cases, burnout may occur.
[0005]
Therefore, recently, a resin-based material has attracted attention as a constituent material of the sliding portion of the bearing pad. Resin-based materials are generally lighter than metal materials and have excellent friction and wear resistance characteristics. For this reason, the bearing pad as described above can be downsized. In addition, the resin-based material has an advantage that vibration absorption characteristics are good.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 10, a method of manufacturing a bearing pad using such a resin-based material is obtained by forming a resin powder 51 on a base metal 52 at room temperature, and then heating the resin powder 51 for fusion bonding. This is realized by processing. However, such a manufacturing method generally requires a pressing die 53, and there is a problem in terms of manufacturing cost. In addition, when the shape of the required bearing pad is changed, particularly when the bearing size is increased, a completely new mold is required, which further increases the cost. Further, in today's press machines, there is a limit to the pressurization capacity, and it may be difficult to form a large-sized bearing pad. Furthermore, in the manufacturing method using a press, only about one or two bearing pads can be manufactured per charge per press, and there is a problem in terms of production efficiency.
[0007]
In addition to the above-described manufacturing method using a die press, a manufacturing method using a cold isostatic press (CIP) method is also employed. This manufacturing method does not require a mold and can reduce the manufacturing cost. Further, in this manufacturing method, it is possible to simultaneously mold a plurality of bearing pads or to mold a large-sized bearing pad.
[0008]
However, when the CIP method is adopted, as shown in FIG. 11, it is necessary to insert the entire base metal 55 on which the resin powder 54 is arranged in a pressure medium 57 such as water or oil in the pressure vessel 56. There is. Therefore, in order to prevent the resin powder 54 from being immersed in the pressure medium 57, it is necessary to perform a strict sealing process with the rubber mold 58 or the like. The base metal 55 is generally subjected to various processing such as screw holes, attachment holes for various sensors, and piping. Here, when an isotropic pressure is applied to the processed portion of the base metal 55 whose mechanical strength is weakened through the pressure medium 57, the processed portion is deformed, or the rubber mold is affected by the deformed processed portion. 58 may be damaged and the resin powder 54 may be immersed in the pressure medium 57.
[0009]
Therefore, the present invention is to solve such a problem, and provides a bearing manufacturing apparatus and a bearing manufacturing method capable of efficiently manufacturing a bearing having high quality and excellent sliding characteristics.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the bearing manufacturing apparatus of the present invention includes a pressure medium filling region filled with a pressure medium and a pressure forming region where the resin powder disposed on the surface of the base metal is pressure-molded. A pressure vessel partitioned by an elastically deformable diaphragm and the resin powder on the surface of the base metal accommodated in the pressure forming region are pressed and compacted by the elastically deformed diaphragm to form a sliding layer. As described above, the pressure medium filling region is provided with a pressure increasing mechanism for increasing the pressure through the pressure medium.
[0011]
According to the bearing manufacturing apparatus of the present invention, the resin powder on the base metal is pressurized and slid against an area filled with a pressure medium made of a fluid such as water or oil, or a fluid such as air or gas. Since the region where the dynamic layer is molded is physically partitioned by the partition walls, the treatment for preventing the resin powder from being immersed in the pressure medium, that is, sealing the base metal having the resin powder disposed on the surface is sealed. A treatment etc. becomes unnecessary and a bearing can be manufactured efficiently. Further, according to the present invention, a uniform molding pressure can be applied to the resin powder on the base metal by isotropic pressing through the elastically deformed diaphragm, so that a sliding layer having a uniform molding density can be formed. A bearing having high quality can be manufactured.
[0012]
Moreover, the bearing manufacturing apparatus of this invention is further equipped with the conveyance mechanism which carries in or carries out the said base metal with respect to the said pressure molding area | region of the said pressure vessel.
The bearing manufacturing apparatus according to the present invention can accommodate the base metal in the pressure molding region from the outside of the pressure vessel by mounting the base metal having the resin powder disposed on the surface thereof on the transport mechanism, and can form the resin powder. Thereafter, the bearing having the sliding layer formed on the base metal can be easily taken out of the pressure vessel by the transport mechanism. Therefore, according to this invention, a bearing can be manufactured efficiently.
[0013]
Furthermore, the bearing manufacturing apparatus of the present invention further includes a protective member for protecting a predetermined portion of the base metal from a molding pressure applied through the diaphragm.
The bearing manufacturing apparatus according to the present invention arranges a protective member at this processing site where mechanical strength is weak in the base metal, such as a screw hole and a pipe formed in advance in the base metal, so that the pressure medium passes through the partition wall. The isotropic pressure applied to the processing site can be absorbed (blocked) by the protective member. Thereby, it is prevented that the processing site on the base metal is deformed, and a high-quality bearing can be manufactured.
[0014]
Moreover, the bearing manufacturing apparatus of the present invention further includes a mechanism for degassing the inside of the pressure forming region of the pressure vessel.
Since the bearing manufacturing apparatus of the present invention can deaerate the air interposed between the resin powders on the base metal before the resin powder is molded as the sliding layer, the sliding layer is formed after the resin powder molding. It is possible to suppress the occurrence of cracks, blisters, etc., and to manufacture a high-quality bearing.
[0015]
Further, the bearing manufacturing method of the present invention includes a resin placement step of placing resin powder on the surface of a base metal, a pressure medium filling region filled with a pressure medium, and the resin powder is pressure-molded on the base metal. A step of accommodating the base metal on the surface of which the resin powder is placed in the pressure molding region of a pressure vessel partitioned by an elastically deformable diaphragm, and the pressure molding region The pressure medium filling region is pressurized via the pressure medium so that the resin powder on the surface of the base metal accommodated in the base is pressed by the elastically deformed diaphragm and formed as a sliding layer. And a step-up step.
[0016]
Moreover, the manufacturing method of the bearing of this invention has the process of forming a porous intermediate | middle layer in the surface of the said base metal before implementation of the said resin arrangement | positioning process.
According to this invention, the adhesion of the sliding layer to the base metal can be improved by the anchor effect generated by the formation of the porous intermediate layer, and a bearing having excellent sliding characteristics can be manufactured.
[0017]
Furthermore, the bearing manufacturing method of the present invention includes a step of disposing a protective member that protects a predetermined portion of the base metal from a molding pressure applied through the diaphragm before the pressurizing step.
[0018]
Further, the bearing manufacturing method of the present invention is configured so that the resin powder is placed around the resin powder before the pressurizing step so that the resin powder arranged on the base metal is held in a predetermined shape. It has the process of covering, It is characterized by the above-mentioned.
According to this invention, the shape of the resin powder on the base metal can be maintained in the molding process as well as prevention of scattering of the resin powder during molding, so that the sliding layer on the base metal can be molded into a desired shape and manufactured. Can improve the quality of bearings.
[0019]
In addition, the bearing manufacturing method of the present invention includes a step of sealing the whole base metal on which the resin powder is arranged on the surface with a sealing material before the step of boosting.
Furthermore, the bearing manufacturing method of the present invention covers at least the resin powder on the base metal with a hot melt material liquefied by heating before the pressurizing step, and thereafter It further has the process of making it solidify.
[0020]
According to these inventions, like the previously described invention, the resin powder can be prevented from being scattered during molding, and the shape of the resin powder on the base metal can be maintained during the molding process. It can be formed into a desired shape.
[0021]
Further, the bearing manufacturing method of the present invention includes the step of sealing the base metal with the sealing material or after the heat-melting material is cooled and solidified and before the pressurizing step. The method further comprises a step of degassing the inside of the pressure forming region of the pressure vessel.
Furthermore, in the method for manufacturing a bearing according to the present invention, after the base metal is sealed with the sealing material or after the hot-melt material is cooled and solidified, and before the pressurizing step, The method further includes the step of degassing the resin powder inside the sealing material or the solidified hot-melt material.
According to these inventions, the air remaining between the resin powders on the base metal can be more reliably removed, so that the sliding layer is prevented from being cracked or swollen after the resin powder molding. This makes it possible to produce a high-quality bearing.
[0022]
Furthermore, in the method for producing a bearing of the present invention, the heat-melting material is one or more kinds of heat selected from polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polycarbonate, and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer. It is characterized by comprising a plastic resin.
According to the present invention, since such a thermoplastic resin that is solid at room temperature and has a melting point of 200 ° C. or less is used as the hot-melt material of the above-described invention, without adversely affecting the resin powder, This resin powder on the base metal can be covered.
[0023]
Furthermore, the bearing manufacturing method of the present invention includes a resin core, a protective member on the resin powder, a core corresponding to the surface shape of the sliding layer to be molded before the pressurizing step, It has the process of arrange | positioning in contact with a sealing material or the said hot-melt material, It is characterized by the above-mentioned.
According to the present invention, it is possible to efficiently manufacture, for example, a pad in which a bearing for supporting a rotating body in a radial direction is segmented, that is, a bearing pad in which a sliding surface is recessed in a curved shape.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a bearing manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a pressure vessel constituting the bearing manufacturing apparatus, and FIG. It is sectional drawing which shows the state by which the made base metal is pressurized within the pressure vessel.
[0025]
As shown in these drawings, the bearing manufacturing apparatus 1 is an apparatus for manufacturing a bearing pad 2 of a thrust bearing used in, for example, a water turbine generator or a turbine generator. The bearing manufacturing apparatus 1 mainly includes a pressure vessel 3 for performing cold isostatic pressing and a base metal 5 on which a resin powder 4 is arranged on the surface (upper surface) in a pressure molding region 6 in the pressure vessel 3. On the other hand, a transport mechanism 7 that carries in or out and a pressure pump 9 that pressurizes the pressure medium filling region 8 in the pressure vessel 3 are provided.
[0026]
The pressure vessel 3 includes the pressure medium filling region 8 filled with a pressure medium 10 made of a liquid such as water or oil, or a fluid such as gas, and the pressurization in which the resin powder 4 on the base metal 5 is pressure-molded. The molding region 6 is an airtight container defined by an elastic diaphragm 11 made of, for example, rubber that can be elastically deformed. The pressure pump 9 compresses and pressurizes the pressure medium 10 to increase the pressure in the pressure medium filling region 8. The transport mechanism 7 has a tray 12 on which a base metal 5 on which the resin powder 4 is arranged is placed, and carries the tray 12 into and out of the pressure molding region 6.
[0027]
The pressure molding region 6 in the pressure vessel 3 described above is a space surrounded by the elastic diaphragm 11, for example, rubber side walls 13 and 14, and the tray 12 accommodated in the pressure vessel 3. The surface of the base metal 5 on which the resin powder 4 is disposed, that is, the sliding surface of the bearing pad 2 is formed in a size of about 100 mm × 100 mm.
[0028]
Further, for example, a stainless steel base 5 is formed with a processed portion 15 having a weak mechanical strength such as a screw hole, a mounting hole for various sensors, or a pipe. In the bearing manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, a protection member 16 that protects the processed portion 15 formed on the base metal 5 from isotropic pressure applied through the elastic diaphragm 11 is provided. This protective member 16 is arranged so as to cover the processed portion 15 of the base metal 5 placed on the tray 12 before the base metal 5 is accommodated in the molding region 6 of the pressure vessel 3.
[0029]
Examples of the material of the protective member 16 include rubber materials such as isoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, and urethane rubber, and metals such as iron, copper, and aluminum so that deformation of the processed portion 15 due to hydrostatic pressure can be suppressed. A material that can absorb or block the molding pressure is used.
[0030]
Next, a manufacturing process when the bearing pad 2 is actually manufactured by the bearing manufacturing apparatus 1 configured as described above will be described.
First, as shown in FIG. 4, in order to dispose the resin powder 4 on the upper surface of the base metal 5, a thermal spray consisting of a composite of a stainless steel powder 17 such as SUS304 and an aluminum powder 18 is formed on the upper surface of the base metal 5. The material is plasma sprayed to form the porous intermediate layer 19. Due to the anchor effect produced by forming such a porous intermediate layer 19, the adhesion of the sliding layer 20 (resin powder 4) to the base metal 5 can be improved, and the bearing pad 2 having excellent sliding characteristics. Can be manufactured.
[0031]
Next, as shown in FIG. 5, the resin powder 4 is filled in the porous intermediate layer 19 formed on the base metal 5. As shown in FIG. 1, the plurality of base metals 5 whose upper surfaces are filled with the resin powder 4 are placed on the tray 12 as shown in FIG. 1 so as to cover the processing portions 15 of the individual base metals 5. The protective member 16 is disposed on the surface. Next, the tray 12 of the transport mechanism 7 is operated, and the base metal 5 is accommodated together with the tray 12 in the pressure molding region 6 in the pressure vessel 3 as shown in FIG. Further, the pressure pump 9 is operated to compress and pressurize the pressure medium 10 to increase the pressure in the pressure medium filling region 8 to, for example, about 50 MPa (pressure increase process).
[0032]
As a result, as shown in FIG. 3, the elastic diaphragm 11 is deformed to the molding region 6 side by hydrostatic pressure, and the resin powder 4 on the surface of the base metal is pressed and solidified by the deformed elastic diaphragm 4. As molded. At this time, since the isotropic pressure applied to the processed portion 15 of the base metal 5 can be absorbed (blocked) by the protective member 16, the deformed portion 15 is prevented from being deformed, and a high-quality bearing pad. 2 can be manufactured.
[0033]
Therefore, according to the bearing manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, the resin powder 4 on the base metal 5 is pressurized against the pressure medium filling region 8 filled with the pressure medium 10 made of liquid or gas such as water or oil. Since the pressure forming region 6 where the sliding layer 20 is formed is physically partitioned by the elastic partition wall 11, the treatment for preventing the pressure medium 10 from being immersed, that is, the resin powder 4 is arranged on the surface. The process of sealing the base metal 5 is no longer necessary, and the bearing pad 2 can be manufactured efficiently. Further, according to the bearing manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, a uniform molding pressure can be applied to the resin powder 4 on the base metal 5 by isotropic pressing through the elastic diaphragm 11, so that the molding density can be reduced. A high-quality bearing pad 2 having a uniform sliding layer 20 can be manufactured.
[0034]
Furthermore, according to the bearing manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, by mounting the base metal 5 on which the resin powder 4 is disposed on the transport mechanism 7 (placed on the tray 12), from the outside of the pressure vessel 3, The base metal 5 can be accommodated in the molding region 6, and after molding the resin powder 4, the bearing pad 2 having the sliding layer 20 formed on the base metal 5 is easily taken out of the pressure vessel 3 by the transport mechanism 7. The bearing pad 2 can be manufactured efficiently.
[0035]
(Second Embodiment)
In this embodiment, a bearing pad is manufactured by the same method as that of the first embodiment, using the bearing manufacturing apparatus 1 shown in FIG. However, as shown in FIG. 6, before the pressurization step, that is, the base metal 5 is pressed into the pressure vessel 3 so that the resin powder 4 disposed on the base metal 5 is held in a predetermined shape. A step of covering the periphery of the resin powder 4 with the holding member 21 before being accommodated in the inside 6 is added. As the material of the holding member 21, it is preferable to apply a cloth such as hemp, cotton, felt, etc., which is excellent in air permeability so that the air interposed between the resin powders 4 is removed during processing and molding.
[0036]
As described above, according to the present embodiment, the shape of the resin powder 4 on the base metal 5 can be maintained in the molding process as well as the prevention of the scattering of the resin powder 4 during molding. 20 can be formed into a desired shape, and the quality of the manufactured bearing pad 2 can be improved.
[0037]
(Third embodiment)
In this embodiment, a bearing pad is manufactured by the same method as that of the first embodiment, using the bearing manufacturing apparatus 1 shown in FIG. However, as shown in FIG. 7, before the base metal 5 is accommodated in the molding region 6 of the pressure vessel 3 (at least before the pressurizing step is performed), the base metal 5 is made to correspond to the surface shape of the sliding layer 22 to be molded. A step of placing the child 23 in contact with the surface of the resin powder 4 is added. In the present embodiment, it is possible to manufacture the bearing pad 24 whose surface of the sliding layer 22 has an arc shape.
[0038]
The core 23 is made of, for example, a rubber material such as isoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber or urethane rubber, or a metal material such as iron, copper or aluminum as a molding pressure so as not to be deformed by hydrostatic pressure. It is selected as appropriate.
[0039]
Therefore, according to the present embodiment, for example, a pad in which a bearing that supports a rotating body in the radial direction is segmented, that is, the surface of the sliding layer 22 is recessed in a curved shape as shown in FIG. The pad 24 and the like can be manufactured efficiently.
[0040]
(Fourth embodiment)
In this embodiment, a device in which a deaeration pump 26 that deaerates the inside of the pressure forming region 6 of the pressure vessel 3 is further added to the bearing manufacturing device 1 shown in FIG. The bearing pad is manufactured by the method. However, as shown in FIG. 8, before the base metal 5 is accommodated in the pressure molding region 6 of the pressure vessel 3, the whole base metal 5 on which the resin powder 4 is arranged is sealed with a sealing material 27. And after the sealed base metal 5 is accommodated in the pressure forming region 6 of the pressure vessel 3 and before the pressurizing step is performed, the inside of the pressure forming region 6 is evacuated by the deaeration pump 26. And a degassing step.
At this time, the resin inside the sealing material in the base metal 5 sealed with the sealing material 27 may be degassed. Moreover, when the bearing manufacturing apparatus is equipped with the deaeration apparatus, the base metal 5 does not need to be sealed with a sealing material.
[0041]
As the sealing material 27, for example, natural rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, or the like that does not become difficult to mold according to the molding pressure is used. By using the sealing material 27 having such a modulus of elasticity, the sliding layer 28 (resin powder 4) is interposed through the sealing material 27 while maintaining the resin powder 4 on the base metal 5 in a predetermined shape during the molding process. Can be formed with a uniform thickness.
[0042]
Further, in the deaeration process by the deaeration pump 26, vacuuming (deaeration) is performed so that the degree of vacuum in the pressure forming region 6 in the pressure vessel 3 is preferably 1 Torr or less. By degassing the inside of the pressure molding region 6 in this way, the air remaining between the resin powders 4 on the base metal 5 can be surely removed. After molding, the sliding layer 28 is cracked or swollen. And the like can be prevented.
[0043]
In addition, before sealing the whole base metal 5 with the sealing material 27, the resin powder 4 arrange | positioned on the base metal 5 hold | maintains hemp, cotton, felt, etc. as demonstrated in 2nd Embodiment. By covering with the member 21, the resin powder 4 during molding can be more reliably prevented from being scattered, and the effect of retaining the shape of the resin powder 4 on the base metal 5 is increased during the molding process. 28 can be formed into a desired shape.
[0044]
(Fifth embodiment)
In this embodiment, a bearing pad is manufactured by the same method as that of the fourth embodiment using the bearing manufacturing apparatus having the pressure vessel of the fourth embodiment shown in FIG. However, instead of the step of sealing the entire base metal 5 on which the resin powder 4 is arranged on the upper surface with the sealing material 27, as shown in FIG. A step of covering at least the resin powder 4 on the base metal 5 with the hot melt material 29 and then solidifying the hot melt material 29 is added. Further, in the deaeration process of this embodiment, after the hot melt material 29 is cooled and solidified and before the pressurizing step, the inside of the pressure forming region 6 of the pressure vessel 3 is evacuated (or the hot melt material). 2 is degassed).
[0045]
The hot-melt material 29 is preferably made of one or more thermoplastic resins selected from polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polycarbonate, and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer.
[0046]
In the present embodiment, for example, a mixture of a polyethylene resin and oil is applied as the hot melt material 29. Since such a hot melt material 29 is solid at room temperature and has a melting point of 200 ° C. or less, the resin powder 4 The resin powder 4 on the base metal 5 can be covered without adversely affecting the heat (such as powder alteration).
[0047]
First, after the resin powder 4 on the base metal 5 is covered with the holding member 21 such as hemp, cotton, or felt used in the second embodiment so that the resin powder 4 and the heat melting material 29 do not adhere. Further, this may be covered with a hot-melt material 29.
[0048]
Therefore, in this embodiment, since the air remaining between the resin powders 4 on the base metal 5 can be more reliably removed, the sliding layer 30 may be cracked or swollen after the resin powder molding. Etc. can be suppressed. Further, in this embodiment, as in the above embodiment, the resin powder 4 can be prevented from being scattered during molding, and the shape of the resin powder 4 on the base metal 5 can be maintained in the molding process. The dynamic layer 30 can be formed into a desired shape. Thereby, according to this embodiment, it is possible to manufacture the bearing pad 2 with good quality.
[0049]
Although the present invention has been specifically described above by the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
[0050]
In the above embodiment, the material of the resin powder 4 laminated on the base metal 5 is not particularly exemplified. For example, tetrafluoroethylene (PTFE) having excellent friction / wear resistance, and high strength and heat resistance. Excellent polyetheretherketone (PEEK) may be applied as the resin powder 4. In the case of using PEEK, generally, hydrostatic pressure molding in a heated state is required. In the case of using PTFE, firing treatment (heat treatment) is required after isostatic pressing. PTFE is used as the resin powder 4, and after degassing the inside of the pressure molding region 6 of the pressure vessel 3, or in the sealing material or the heat melting material as in the fourth and fifth embodiments. After that, in the bearing pad manufacturing method in which pressure forming is performed, it is possible to naturally prevent the sliding layer of the bearing pad from being cracked or swollen after firing (heating).
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the sliding layer is formed by pressurizing the resin powder on the base metal to the region filled with a pressure medium made of a fluid such as water or oil or a fluid such as gas. Since the region to be molded is physically partitioned by the partition wall, there is a process for preventing the resin powder from being immersed in the pressure medium, that is, a process for sealing a base metal on which the resin powder is arranged. It becomes unnecessary and a bearing can be manufactured efficiently. In addition, according to the present invention, a uniform molding pressure can be applied to the resin powder on the base metal by isotropic pressing through the elastically deformed diaphragm. A bearing having high quality can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a bearing manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a pressure vessel constituting the bearing manufacturing apparatus of FIG.
3 is a cross-sectional view showing a state in which a base metal on which resin powder is arranged is pressed in the pressure vessel of FIG. 3;
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a porous intermediate layer is formed on the upper surface of the base metal.
5 is a cross-sectional view showing a state where a porous intermediate layer on the upper surface of the base metal of FIG. 4 is filled with resin powder.
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a bearing pad manufacturing method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a bearing pad manufacturing method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a bearing pad manufacturing method according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a bearing pad manufacturing method according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a conventional method of manufacturing a bearing pad using a pressing die.
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a conventional method of manufacturing a bearing pad using the CIP method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bearing manufacturing apparatus, 2,25 ... Bearing pad, 3 ... Pressure vessel, 4 ... Resin powder, 5 ... Base metal, 6 ... Pressure molding area, 7 ... Conveyance mechanism, 8 ... Pressure medium filling area, 9 ... Pressure increase Pump, 10 ... Pressure medium, 11 ... Elastic diaphragm, 12 ... Tray, 15 ... Processing part, 16 ... Protection member, 19 ... Porous intermediate layer, 20, 22, 24, 28, 30 ... Sliding layer, 21 ... Holding Member, 23 ... core, 26 ... deaeration pump, 27 ... sealing material, 29 ... hot melt material.

Claims

A pressure vessel in which a pressure medium filling region filled with a pressure medium and a pressure forming region where a resin powder disposed on the surface of the base metal is pressure-molded are partitioned by an elastically deformable diaphragm;
The pressure medium is filled in the pressure medium filling region so that the resin powder on the surface of the base metal accommodated in the pressure forming region is pressed by the elastically deformed diaphragm and formed as a sliding layer. And a booster mechanism for boosting the pressure through the bearing.

The bearing manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a transport mechanism that carries the base metal into or out of the pressure forming region of the pressure vessel.

The bearing manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a protection member that protects a predetermined portion of the base metal from a molding pressure applied through the diaphragm.

The bearing manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a mechanism for degassing the inside of the pressure forming region of the pressure vessel.

A resin placement step of placing resin powder on the surface of the base metal;
A pressure medium filling region filled with a pressure medium and a pressure molding region where the resin powder is pressure-molded on the base metal are formed in the pressure molding region of the pressure vessel partitioned by an elastically deformable diaphragm. Accommodating the base metal on the surface of which the resin powder is disposed;
The pressure medium is filled in the pressure medium filling region so that the resin powder on the surface of the base metal accommodated in the pressure forming region is pressed by the elastically deformed diaphragm and formed as a sliding layer. And a boosting step for boosting the pressure through the bearing.

The bearing manufacturing method according to claim 5, further comprising a step of forming a porous intermediate layer on a surface of the base metal before the resin arranging step.

The bearing manufacturing method according to claim 5, further comprising a step of arranging a protective member that protects a predetermined portion of the base metal from a molding pressure applied through the diaphragm before the pressurizing step.

The step of covering the periphery of the resin powder with a holding member before the pressurizing step is performed so that the resin powder disposed on the base metal is held in a predetermined shape. A manufacturing method of a bearing given in any 1 paragraph of 5 thru / or 7.

The bearing according to any one of claims 5 to 8, further comprising a step of sealing the whole base metal on which the resin powder is disposed on a surface with a sealing material before the pressurizing step. Manufacturing method.

Before performing the pressurizing step, the method further comprises a step of covering at least the resin powder on the base metal with a hot melt material liquefied by heating, and thereafter solidifying the hot melt material. The manufacturing method of the bearing of any one of Claim 5 thru | or 9.

After the base metal is sealed with the sealing material or after the hot melt material is cooled and solidified, and before the pressurization step, the pressure forming region of the pressure vessel is removed. The method of manufacturing a bearing according to claim 9, further comprising a step of worrying.

After the base metal is sealed with the sealing material or after the heat-melting material is cooled and solidified, and before the pressurization step, the sealing material or the solidified heat-melting material The method for manufacturing a bearing according to claim 9, further comprising a step of degassing the resin powder in the interior of the bearing.

The said heat-melting material consists of 1 type, or 2 or more types of thermoplastic resins chosen from polyethylene, a polypropylene, a polyvinyl chloride, a polystyrene, a polycarbonate, and an acrylonitrile butadiene styrene copolymer. A method for manufacturing the bearing according to 11 or 12.

Prior to the pressurizing step, the core corresponding to the surface shape of the sliding layer to be molded is brought into contact with the resin powder, the protective member on the resin powder, the sealing material, or the hot-melt material. The method for manufacturing a bearing according to claim 5, further comprising a step of arranging them.