JPH0562731U - セラミックス製軸スリーブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 セラミックス製の軸スリーブ３１の内径側
に、該軸スリーブに嵌着され且つ軸の断面形状を内側形
状とする弾性体３４を一体にモールドしたもの。 【効果】 従来必要とされていた、セラミックス製軸ス
リーブ３１と軸との膨脹係数差に基づくクリアランスや
寸法公差等による隙間を、弾性体３４によって埋め、寸
法差を吸収できると共に、該弾性体３４は緩衝材として
働く。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、すべり軸受の静止側摺動部材に対向して設けられる軸スリーブに関 し、特に、硬い固形物を混入する水を取扱うポンプの水中軸受等に用いて好適な セラミックス製軸スリーブに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、セラミックス製の軸スリーブは、耐摩耗性などに優れ、種々の用途に使 用されている。

【０００３】 図５（ａ）及び（ｂ）は、従来例の一つを示す軸スリーブの断面図及び側面図 である。図において、軸スリーブ（本体）１は、内径側及び外径側が共に同心円 筒状をなし、内径側には、図示しない軸が挿入されており、該軸スリーブ１の片 側（図で右側）の側面には、溝状の切欠き２が設けられている。

【０００４】 図６（ａ）及び（ｂ）は、上記した軸スリーブ１の回り止め用部材の正面図及 び断面図である。図において回り止め部材３の内径側に、キー溝４が切られてお り、図示しない軸に取付けられたキーと嵌合して回転方向に固定されるようにな っている。また、軸スリーブと接する端面（図で左側端面）には、突起５が設け られており、前記した軸スリーブ１（図５）の側面に設けられた溝状の切欠き２ と嵌着して回り止めするようになっている。

【０００５】 図７（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、上記した軸スリーブ１（図５）をスプライ ン軸に使用する場合に使用する回り止め部材１３の正面図、側面図及び上面図で ある。図において回り止め部材１３は、鋼板の成形によって製作され、内径側に は突起１４が設けられ、図示しない軸のスプライン溝と嵌合するようになってい る。また、一方の端面（図で左側端面）には、山形１５が成形され、上記した軸 スリーブ１側面の溝状の切欠き２と嵌合し、軸スリーブ１の回り止めを行うよう になっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記した従来例における軸スリーブ１（図５）は、回り止め部材３（図６）又 は１３（図７）によって軸に対して回転方向に固定されるようになっているが、 何れの場合も、軸スリーブの回り止めを行うために、別部品を使用し、且つ該軸 スリーブの端面には溝状の加工が必要である。

【０００７】 ところが、軸スリーブ１をセラミックスで構成する場合、該セラミックス材は 硬いが、引張り作用に弱く脆い性質があり、且つ運転時、上記溝状の切欠き２に 力が集中するため、破損し易いという問題点があった。

【０００８】 また、軸がスプラインの場合、図８に示すように、軸スリーブ２１の内径側と スプライン軸２２との接触部分は、該スプライン軸２２の突出部相当部分２３の みとなり、そのため、軸スリーブ２１に外力が加わると、上記突出部相当部分２ ３の中央部２４に曲げ応力が働き、当該軸スリーブ２１が破損することがある。

【０００９】 一方、従来のポンプで汎用のものは、液温０〜１２０℃程度の幅を持つものが あり、この場合、セラミックス製軸スリーブと金属（一般にステンレス）製軸の 膨脹係数の差により、径寸法の２／１０００近いクリアランスが必要になる（軸 径３０mmの場合、６／１００mm）。該クリアランスに寸法公差その他を加えると 、約０.１mm 近い値となり、低温でガタが大きくなる。更に、スプライン等の形 状の軸を用いると、軸との当り面が少ないため、非常に割れ易くなるという問題 点があった。

【００１０】 本考案は、耐摩耗に優れるが、引張強度が弱く割れ易い性質を有し且つまた、 一般の軸に使用される金属材料と熱による膨脹係数が異なることから使用が限定 されているセラミックス製軸スリーブを、従来のように溶射したり、また金属の 母材に嵌合したりすることなく、特にポンプの軸スリーブとしてスラリが多く、 高温の条件下でも充分使用可能なセラミックス製軸スリーブを提供することを目 的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案は、セラミックス製軸スリーブにおいて 、該軸スリーブの内径側に、当該軸スリーブに嵌着され、且つ軸の断面形状を内 側形状とする弾性体を、一体にモールドしたことを特徴としている。

【００１２】

【作用】

本考案は、上記のように構成されているので、当該軸スリーブを軸受に組込ん で使用するとき、温度による軸受とハウジング及び軸スリーブと軸との寸法変化 は、軸スリーブの内径側にモールドされ且つ軸の断面形状を内側形状とする弾性 体により吸収され、また、該弾性体は外力に対する緩衝材として作用する。

【００１３】 また、該弾性体が駆動部材として作用するため、駆動力はセラミックスの内面 に分散し、それによる損傷も少なくなる。

【００１４】

【実施例】

次に、本考案の実施例を図面と共に説明する。 図１は、本考案の一実施例を示すセラミックス製軸スリーブの正面図（軸端面 図）、図２は図１のII−II線断面図である。 図において、セラミックス製軸スリーブ３１の外径側は摺動面３２をなし、内 径側３３には、図示しないスプライン軸の断面形状と同じ内側形状をした弾性体 ３４が一体にモールドされている。

【００１５】 上記セラミックス本体３１の摺動面３２は、研磨などを行い、充分な精度に仕 上げる必要があるが、内径側３３はその必要がなく、焼結状態のままでも十分で ある。 また、モールドされる弾性体３４は、ゴムなどの弾性体からなり、軸に対し、 取付け必要なクリアランスを持った、スプライン、角形などの軸と同一形状に成 形されており、その最小の厚さｔは、熱による膨脹を吸収できる厚さが望ましく 、内径の１〜１０％、０.５〜５mm程度に形成される。

【００１６】 上記のような構成により、当該軸スリーブ３１を軸受に組込んで使用するとき 、温度による軸受とハウジング及び軸スリーブと軸との寸法変化は、当該軸スリ ーブ３１の内径側にモールドされた弾性体３４により吸収され、また該弾性体３ ４が該軸受に対する外力の緩衝材としても作用する。

【００１７】 図１及び図２に示した実施例においては、スプライン軸を用いた場合の構造に ついて説明したが、図３は他の断面形状を有する軸に本考案を適用した例を示す 端面図である。すなわち、図３（ａ）は、多角形断面を有する軸に適用したセラ ミックス製軸スリーブ３１を示し、弾性体３４の内側形状は６角形状をなし、軸 の断面形状と同一形状をなしている。また、図３（ｂ）は、軸の両面を面取りし た二面取形状の軸に適用したセラミックス製軸スリーブ３１を示し、弾性体３４ の内側形状は相対向する円弧状部分と相対向する直線部分とを有した二面取形状 をなし、軸の断面形状と同一形状をなしている。

【００１８】 図３（ａ），（ｂ）に示す実施例においても、図１及び図２に示す実施例と同 様の作用効果が得られる。

【００１９】 次に、図１乃至図３に示すセラミックス製軸スリーブをポンプに適用した例を 図４を参照して説明する。

【００２０】 図４は多段遠心ポンプに本考案のセラミックス製軸スリーブを適用した例であ り、主軸４１には複数段の羽根車４２，４２が設けられている。主軸４１の一端 には、本考案に係るセラミックス製軸スリーブ３１が装着されている。軸スリー ブ３１の両端面には、座金４３，４３が配設されていて、この座金４３，４３に よって軸方向の力を分散させるようになっている。軸スリーブ３１の外方には、 軸受４４が軸受ハウジング４５を介して、ポンプのケーシング４６に固定されて おり、主軸４１および軸スリーブ３１の回転を保持する構造となっている。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、セラミックス製の軸スリーブにおいて 、該軸スリーブの内径側に、当該軸スリーブに嵌着され且つ軸の断面形状を内側 形状とする弾性体を、モールドしたことにより、次のような効果が奏される。 （１）汎用ポンプ等において液温によるセラミックス製軸スリーブと金属製軸 との熱膨脹係数の差により通常設けられるクリアランス及び寸法公差を、該軸ス リーブ内径側にモールドされる弾性体によって埋められるので、上記寸法差を吸 収すると共に、軸受に作用する衝撃的な外力に対する緩衝材として働き、また弾 性体が駆動部材として作用するため、駆動力はセラミックスの内面に分散し、そ れによる損傷も少なくなる。 （２）表面仕上げ等の加工は、軸スリーブの外径側の摺動面のみでよいので、 製作コストを下げることができる。 （３）特に、スプライン形状や断面多角形の軸に使用する場合、セラミックス 製軸スリーブの内径側を軸の断面形状に合わせる必要がないので、従来例におけ るようにセラミックスの内径側の加工の困難さや割れ易い点が解決されるし、端 面に溝を設けた回り止め機構も不要となる。また、加えられた力や振動などによ る曲げ応力に基づく折損の恐れもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すセラミックス製軸スリ
ーブの端面図である。

【図２】図１のII−II線による断面図である。

【図３】本考案のセラミックス製軸スリーブの他の実施
例を示す端面図である。

【図４】本考案のセラミックス製軸スリーブをポンプに
適用した例を示す断面図である。

【図５】（ａ）は従来例の軸スリーブの断面図、（ｂ）
は側面図である。

【図６】（ａ）は従来例の回り止め部材の正面図、
（ｂ）は断面図である。

【図７】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は軸スリーブをスプ
ライン軸に使用する場合の回り止め部材の正面図、側面
図及び上面図である。

【図８】軸スリーブをスプライン軸に使用した場合の軸
直角の断面図である。

【符号の説明】

３１ セラミックス製軸スリーブ ３２ 摺動面 ３３ 内径側 ３４ 弾性体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックス製の軸スリーブにおいて、
   該軸スリーブの内径側に、当該軸スリーブに嵌着され且
   つ軸の断面形状を内側形状とする弾性体を、一体にモー
   ルドしたことを特徴とするセラミックス製軸スリーブ。