JPH04281349A - 水中軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば水車やポンプ水
車等の水力機械における水潤滑軸受等に利用される水中
軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に水中軸受装置は、軸受ケーシング
内に配設された軸受部材により、水または海水等を潤滑
剤として回転軸を支承するようになっている。すなわち
、回転軸と軸受部材との間に、水または海水等が潤滑剤
として潤滑剤供給手段から供給され、この水を介して回
転軸が支持されている。

【０００３】ところで、水は油と比較して粘度が低いた
め、軸受の負荷容量（軸受において潤滑剤の圧力によっ
て支持できる回転軸の重量）が小さくなり、回転軸の起
動または停止時や、回転軸に外力が加わった時の、いわ
ゆる過渡時には、回転軸と軸受部材とが接触しやすく、
軸受部材の潤滑膜が破損しやすいという問題があった。

【０００４】このため、軸受部材には、回転軸との接触
に耐えられる材料が用いられている。すなわち、ホワイ
トメタル等の金属材を軸受部材に用いるとともに、グリ
ースまたは潤滑油を給油する潤滑給油手段を設けた軸受
装置や、フェノール樹脂等の軟質な合成樹脂を軸受部材
に用い、かつ真水潤滑剤として給水する潤滑給水手段等
が設けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
グリースまたは潤滑油を用いる軸受装置においては、グ
リースまたは潤滑油が軸受装置から外に流出して、河川
等の環境汚染を引き起こしたり、または給排油系統の回
収やメンテナンスに問題がある。

【０００６】また、フェノール樹脂等の軟質な合成樹脂
を軸受部材に用いるとともに真水潤滑剤として給水する
潤滑給水手段による軸受装置においては、軸受部材の耐
摩耗性が低いため、特にスラリー等が混入した水を潤滑
剤として使用した場合には、軸受部材摩耗等により、信
頼性や安全性等に問題がある。

【０００７】この点を解決する軸受装置として、特に船
舶用軸受として開発された硬質ゴム軸受が提案されてい
る。この軸受では、スラリー等の異物に対してゴムの変
形で対応している。しかし、この軸受については、異物
の排除作用に関し、常に潤滑剤を供給し続けなければな
らず、潤滑剤の供給が不足すると、焼き付け焼損が生じ
る可能性がある。さらに、これらの軸受では、面圧（単
位面積当たりの荷重）に制限があり、高荷重の回転軸を
支持することが困難である。また、面圧を小さくするた
めに、軸受の径と比較して軸受面の長さを大きく設定す
る必要がある等、構造上の制約が生じ、設計上の自由度
に限界があった。

【０００８】なお、軸受体を超硬質特性を有するセラミ
ックス材を用いて円筒状に形成し、軸受ケーシング内に
固定する軸受装置が提案されている。しかし、セラミッ
クス自体が脆いために、セラミックス材をそのまま用い
た軸受体は、衝撃等によって、折損する等の問題があっ
た。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、耐摩耗性に優れるとともに脆性による損傷を防
止することができ、信頼性および安全性の向上が図れる
水中軸受装置を提供することを目的とする。 ［発明の構成］

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の水中軸受装置は、表面に超硬合金材料または
セラミックスをコーティングしたスリーブと、このスリ
ーブの外周側に周方向に分割して配設され表面に超硬合
金材料またはセラミックスをコーティングした軸受と、
この軸受をそれぞれ１ケ所で支持し軸受ハウジング内周
側に弾性体を介して弾性支持されたピボットとを備えた
構成とする。

【００１１】

【作用】上記の構成を有する本発明においては、軸受を
周方向に分割しピボット支持したことにより、スリーブ
と軸受の隙間には常に潤滑膜が形成され良好な軸受特性
が得られる。

【００１２】また、スリーブと軸受の摺動面には超硬合
金材料またはセラミックスのコーティング加工が施され
ているため、耐摩耗性にも優れ、またバルク材にセラミ
ックスを用いた場合に比べ耐衝撃性は向上し、さらにピ
ボットを弾性体を介して弾性支持しているのでセラミッ
クスの耐衝撃性をさらに配慮している。

【００１３】従って、セラミックスの耐摩耗性を有効に
発揮させることができ、また軸受潤滑特性も良くなり軸
受装置の信頼性および安全性を大幅に向上させることが
できる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１と図２は本発明に係る流体軸受装置
の一実施例を示しており、この実施例では本発明を水中
軸受装置に適用した例を示している。

【００１５】図１において、回転軸１にスリーブ２が設
置されこのスリーブ２の表面には超硬合金材料またはセ
ラミックス材料（以下セラミックスコーティング３と言
う）がコーティングされ、この周囲には分割型（本実施
例では周方向に４分割）の表面がセラミックスコーティ
ング３された軸受４が配設されている。この軸受４の外
周部中央には球面の加工が施されており、この部分をピ
ボット５で支持している。ピボット５も軸受４と同様に
球面加工が施されているが、ピボット５の方が軸受４よ
り球面の曲率がわずかに小さい。ピボット５の外側には
軸受ハウジング７に配設してあるゴム等の弾性体６があ
り、ピボット５は弾性体６により弾性支持されている。 次に上記の構成における本実施例の作用を説明する。

【００１６】スリーブ２の移動に伴って軸受４はピボッ
ト４の支持部を支点に傾き、スリーブ２と軸受４の隙間
には常に潤滑膜が形成されるので良好な軸受持性が得ら
れる。

【００１７】次にピボット４と軸受ハウジング７との間
に配設した弾性体６は、外力による瞬時の衝撃荷重が生
じた場合に、この外力を吸収しながら変形するため、セ
ラミックスコーティング３で外力の衝撃荷重を直接的に
受けることなく、緩和荷重として受けることになる。こ
れによりセラミックスコーティング３の衝撃による脆性
破壊を防止することができる。また、コーティングされ
たセラミックスも基材（本実施例では軸受４）の変形に
対してある程度までは変形するので、軸受４そのものを
セラミックス材にしたものに比べ脆性は優れており上述
したように、セラミックスコーティング３の衝撃による
脆性破壊の防止を弾性体６によりさらに向上させている
。また、弾性体６は軸受部分に自由度を与えるので組立
時における回転軸側と軸受側の軸心の精度および加工精
度をさほど高くしなくても良くなる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る水中軸
受装置によれば、軸受部の組立精度を緩和すると共に、
軸受部に外力による衝撃荷重が生じた場合でも緩和荷重
に変えることができるので、セラミックスコーティング
の脆性による特性を大幅に改善でき、また、セラミック
スの持つ耐摩耗性も有効に発揮させることができるので
高性能で高信頼性の水中軸受装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による水中軸受装置を示す横
断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【符号の説明】

１…回転軸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　２…スリーブ３…セラミックスコーティン
グ　　　　　　　　４…軸受５…ピボット　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　６…弾性体７…
軸受ハウジング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　表面に超硬合金材料またはセラミック
   スをコーティングしたスリーブと、このスリーブの外周
   側に周方向に分割して配設され表面に超硬合金材料また
   はセラミックスをコーティングした軸受と、この軸受を
   それぞれ１ケ所で支持し軸受ハウジング内周側に弾性体
   を介して弾性支持されたピボットとを備えたことを特徴
   とする水中軸受装置。