JPH08224805A - ガイド軸受装置とその製造方法 - Google Patents

ガイド軸受装置とその製造方法

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JPH08224805A
JPH08224805A JP7033205A JP3320595A JPH08224805A JP H08224805 A JPH08224805 A JP H08224805A JP 7033205 A JP7033205 A JP 7033205A JP 3320595 A JP3320595 A JP 3320595A JP H08224805 A JPH08224805 A JP H08224805A
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JP
Japan
Prior art keywords
bearing device
guide bearing
segment
metal
bearing
Prior art date
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Pending
Application number
JP7033205A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Kubo
徹 久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH08224805A publication Critical patent/JPH08224805A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2300/00Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/30Application independent of particular apparatuses related to direction with respect to gravity
    • F16C2300/34Vertical, e.g. bearings for supporting a vertical shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2380/00Electrical apparatus
    • F16C2380/26Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators

Landscapes

  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は簡略化した構造で高性能、低損失、高
信頼性、長寿命を備えたガイド軸受装置を提供すること
にある。 【構成】本発明は、回転軸の周りに放射状に配置され、
前記回転軸のジャーナル面を当該軸の垂直方向から摺動
可能に支持する複数のセグメントメタルを有するガイド
軸受装置において、回転軸のジャーナル面と摺接するセ
グメントメタルの軸受すべり面をグラスファイバー,二
硫化モリブデン等を充填したポリテトラフルオルエテレ
ン材料で形成している。このポリテトラフルオルエチレ
ン材料は極めて耐摩耗性に優れ、摩擦係数も非常に小さ
く、熱絶縁材料でかつ電気絶縁材料であるため、安定し
た流体潤滑特性、低軸受損失、熱遮断性に優れ、電気的
閉回路を形成させないので、簡略化した構造で高性能、
低損失、高信頼性、長寿命を備えたガイド軸受装置を提
供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転電気等に用いられ
る高面圧、高周速、大荷重のガイド軸受装置とその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に回転電気、例えば立形水車発電機
等に用いられるガイド軸受装置は、図6に示すように主
軸1をその周囲に放射状に配置された静止板(セグメン
トメタル)2により垂直方向に支持し、主軸ジャーナル
面をセグメントメタルすべり面が油槽3中に貯えられた
潤滑油4中にて摺接するセグメントメタル2は軸受支え
5上に設置され、電気的な閉回路が形成されない様絶縁
部材6が設けられた構造をとっている。
【0003】また、静止板2は、図7に示すように一般
的に鋼製の軸受台金7にホワイトメタル8を有するすず
条台金材料を接合し、すべり面を形成する構造からな
り、このホワイトメタル8の溶触温度は240℃〜30
0℃程度であり、台金7にTIG溶接あるいは台金7の
すべり面側に凹凸を設け、その凹凸面側にホワイトメタ
ル8を鋳込む方法により製造される。また、従来のホワ
イトメタル材料を用いた軸受の許容温度限界は、その圧
縮耐力により120℃程度すべり面の静止摩擦係数はμ
=0.15〜0.2程度である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術によるガイド軸受装置は、主軸ジャーナル面とセグ
メントメタルすべり面との間の摩擦により損失が生ず
る。その摩擦損失により発生した熱は、すべり面のホワ
イトメタルから軸受台金に伝導し、セグメントメタルの
熱変形を招き、軸受性能を低下させる。同時にセグメン
トメタルすべり面のホワイトメタルは、長期間の運転を
繰り返えされる起動・停止により摩耗し、潤滑油中にホ
ワイトメタルの金属板が混入し、潤滑油が劣化するため
保守管理が必要である。また、主軸とセグメントメタル
を通る電気的な閉回路が形成されると軸電流が生じ、主
軸ジャーナル面とセグメントメタルすべり面の間の油膜
が破壊され、主軸ジャーナル面とセグメントメタルすべ
り面を損傷する恐れがあるため、特別に電気的閉回路を
生じさせぬように絶縁部材等を設けていた。
【0005】本発明は事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、すべり面の摩擦係数が小さく摩擦損失も少な
くかつ耐摩耗性能を向上させ構造を簡略化し保守性を高
めた高性能、低損失、高信頼性、長寿命を兼ね備えたガ
イド軸受装置とその製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1は、回転軸の周りに放射状に配置
され、前記回転軸のジャーナル面を当該軸の垂直方向か
ら摺動可能に支持する複数のセグメントメタルを有する
ガイド軸受装置において、前記回転軸のジャーナル面と
摺接する前記セグメントメタルの軸受すべり面をグラス
ファイバー,二硫化モリブデン等を充填したポリテトラ
フルオルエテレン材料で形成したことを特徴とする。
【0007】本発明の請求項2は、請求項1記載のガイ
ド軸受装置において、グラスファイバー,二硫化モリブ
デン等を充填したポリテトラフルオルエチレン材料によ
りすべり面を形成する軸受のすべり面近傍に、熱電対を
埋込んだ構造を特徴とする。
【0008】本発明の請求項3は、請求項1記載のガイ
ド軸受装置において、前記ガイド軸受装置のセグメント
メタルのすべり面に電気的絶縁材料を用いたことを特徴
とする。
【0009】本発明の請求項4は、請求項1記載のガイ
ド軸受装置において、前記ガイド軸受装置のセグメント
メタルのすべり面に熱絶縁材料を用いたことを特徴とす
る。本発明の求項5は、回転軸の周りに放射状に配置さ
れ、前記回転軸のジャーナル面を当該軸の垂直方向から
摺動可能に支持する複数のセグメントメタルを有するガ
イド軸受装置の製造方法において、前記ガイド軸受装置
のセグメントメタルを形成する鋼製の軸受台金と、グラ
スファイバー,二硫化モリブデン等を充填したポリテト
ラフルオルエチレン材料で形成されたすべり面部材を複
数の小孔を有する金属板に熱塑性変形を与えて接着し、
そのすべり面部材を前記軸受台金に接合することを特徴
とする。
【0010】
【作用】本発明によれば、ガイド軸受におけるセグメン
トメタルの軸受すべり面を形成するグラスファイバー,
二硫化モリブデン等を充填したポリテトラフルオルエチ
レン材料は従来の金属材料、例えばホワイトメタルに比
べ極めて耐摩耗性に優れているので、安定した流体潤滑
特性が得られる。また、ポリテトラフルオルエチレン材
料は摩擦係数が非常に小さいため軸受損失が小さくな
る。更にポリテトラフルオルエチレン材料は熱絶縁材料
であるため軸受すべり面に発生する熱を遮断し、ポリテ
トラフルオルエチレン材料を支持する部材への断熱効果
を呈すると同時に、ポリテトラフルオルエチレンは電気
絶縁材料であるため回転軸と軸受を通る電気的閉回路を
形成することがない。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して詳細に
説明する。図1は本発明の一実施例であるガイド軸受の
回転軸の周りに放射状に配置され、回転軸ジャーナル面
を摺動可能に支持するセグメントメタル2Aの斜視図で
ある。
【0012】同図において、グラスファイバー,二硫化
モリブデン等の充填材を混入したポリテトラフルオルエ
チレン材料10は、多数の小孔11を有するバックメタ
ル9に高温、高圧の条件下で一体接合される。このポリ
テトラフルオルエチレン材料10とバックメタル9を一
体接合した部材を軸受台金7に接合してセグメントメタ
ル2Aを構成している。
【0013】図2は図1の充填材が混入されたポリテト
ラフルオルエチレン材料10とバックメタル9を一体接
合した部材を、軸受台金7に接合したセグメントメタル
2Aの断面図であり、バックメタル9と軸受台金7はハ
ンダ12により接合されている。
【0014】図3は本発明の他の実施例の断面図であ
り、図2で示したバックメタル9と軸受台金7の接合に
TIG溶接を用いた例であり、バックメタル9は軸受す
べり面14を形成するポリテトラフルオルエチレン材料
10よりオーバーハングしており、その部分をTIG溶
接し、セグメントメタル2Bを構成する。なお、図中1
3はTIG溶接ビートである。
【0015】図4は本発明のさらに他の実施例の断面図
であり、図2に示したハンダ12によりポリテトラフル
オルエチレン材料10とバックメタル9を一体接合し、
部材を組合せ接合する方法と、図3に示したTIG溶接
によりポリテトラフルオルエチレン材料10とバックメ
タル9と軸受台金7を接合する方法を併用してセグメン
トメタル2Cを構成したものである。
【0016】上述した実施例によりポリテトラフルオル
エチレン材料10とバックメタル9を一体接合し、軸受
台金7に接合し構成されたセグメントメタル2A,2
B,2Cは、従来のホワイトメタルに比べて極めて耐摩
耗性能に優れているので、安定した流体潤滑特性が得ら
れる。また、ポリテトラフルオルエチレン材料は摩耗係
数が非常に小さく、軸受損失が小さくなる。更にポリテ
トラフルオルエチレン材料10は熱絶縁材料であるため
軸受すべり面に発生する熱を遮断し、ポリテトラフルオ
ルエチレン材料を支持するバックメタル、軸受台金への
断熱効果を呈すると同時に、ポリテトラフルオルエチレ
ン材料10は電気絶縁材料であるため回転軸と軸受を通
る電気的閉回路を形成することがない。
【0017】また、上述した各実施例によると、以下に
示すような効果がある。ポリテトラフルオルエチレン材
料はホワイトメタルに対し極めて耐摩耗性能に優れてお
り、長時間の運転に対しても安定した潤滑性能が持続さ
れると同時に、摩耗量が極めて少ない。また、軸受すべ
り面材料の摩耗により生ずる摩耗粉の潤滑油中に混入す
る量が少なく、潤滑油の劣化が防止でき、保守管理の労
力が低減される。
【0018】さらに、ポリテトラフルオルエチレン材料
は摩耗係数が非常に小さく軸受損失が小さいため、経済
的な運転ができると同時に軸受け損失により発生する熱
量が小さく、軸受け温度を低く保つことができる為軸受
及び軸受け冷却が可能となる。またポリテトラフルオル
エチレン材料は熱絶縁材料であるため、すべり面で発生
した熱を軸受台金に伝えにくく、軸受台金の熱変形が小
さく軸受性能の低下を招くことがない。またポリテトラ
フルオルエチレン材料は電気絶縁材料であるため、回転
軸と軸受を通る電気的閉回路が形成されない為に、特別
な絶縁部材を別に設けて軸絶縁をせずとも完全な軸絶縁
が可能であり、軸電流により油膜が破壊され、軸受すべ
り面が損傷することがない。したがって、構造が簡略化
できると共に信頼性も向上する。
【0019】図5は本発明の別な実施例の断面図であ
る。同図に示すように、軸受台金7にポリテトラフルオ
ルエチレン材料10とバックメタル9を一体接合した部
材を接合したガイド軸受セグメントメタル2Dにおい
て、すべり面14近傍のポリテトラフルオルエチレン材
料10に熱電対15を埋込んだ構成を示している。熱電
対15は、軸受台金7に設けられた計器用穴16に挿入
され、感温部17はすべり面14近傍に設置されてい
る。
【0020】本実施例によれば、すべり面近傍のポリテ
トラフルオルエチレン材料10の穴16中に熱電対15
を埋込んだことにより、熱を伝えにくいポリテトラフル
オルエチレン材料10を軸受すべり面材料に用いられた
ガイド軸受セグメントメタル2Dにおいても軸受の温度
を測定することが可能となり、運転中の温度監視がで
き、信頼性の向上につながる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のホワイトメタルを軸受すべり面に用いたガイド軸
受に対し、ポリテトラフルオルエチレン材料の特性であ
る極めて優れた耐摩耗性能、小さい摩擦係数及び熱絶縁
性並びに電気絶縁性により高性能、低損失、高信頼性、
長寿命を兼ね備えたガイド軸受装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の斜視図。
【図2】図1の断面図。
【図3】本発明の他の実施例の断面図。
【図4】本発明のさらに他の実施例の断面図。
【図5】本発明の別な実施例の断面図。
【図6】従来のガイド軸受装置の断面図。
【図7】図6のガイド軸受セグメントメタルの斜視図。
【符号の説明】
1…主軸、2,2A,2B,2C,2D…セグメントメ
タル、3…油槽、4…潤滑油、5…軸受支え、6…絶縁
部材、7…軸受台金、8…ホワイトメタル、9…バック
メタル、10…ポリテトラフルオルエチレン材料、14
…すべり面、15…熱電対、16…計器用穴、17…感
温部。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸の周りに放射状に配置され、前記
    回転軸のジャーナル面を当該軸の垂直方向から摺動可能
    に支持する複数のセグメントメタルを有するガイド軸受
    装置において、前記回転軸のジャーナル面と摺接する前
    記セグメントメタルの軸受すべり面をグラスファイバ
    ー,二硫化モリブデン等を充填したポリテトラフルオル
    エテレン材料で形成したことを特徴とするガイド軸受装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のガイド軸受装置におい
    て、グラスファイバー,二硫化モリブデン等を充填した
    ポリテトラフルオルエチレン材料によりすべり面を形成
    する軸受のすべり面近傍に、熱電対を埋込んだ構造を特
    徴とするガイド軸受装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のガイド軸受装置におい
    て、前記ガイド軸受装置のセグメントメタルのすべり面
    に電気的絶縁材料を用いたことを特徴とするガイド軸受
    装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のガイド軸受装置におい
    て、前記ガイド軸受装置のセグメントメタルのすべり面
    に熱絶縁材料を用いたことを特徴とするガイド軸受装
    置。
  5. 【請求項5】 回転軸の周りに放射状に配置され、前記
    回転軸のジャーナル面を当該軸の垂直方向から摺動可能
    に支持する複数のセグメントメタルを有するガイド軸受
    装置の製造方法において、前記ガイド軸受装置のセグメ
    ントメタルを形成する鋼製の軸受台金と、グラスファイ
    バー,二硫化モリブデン等を充填したポリテトラフルオ
    ルエチレン材料で形成されたすべり面部材を複数の小孔
    を有する金属板に熱塑性変形を与えて接着し、そのすべ
    り面部材を前記軸受台金に接合することを特徴とするガ
    イド軸受装置の製造方法。
JP7033205A 1995-02-22 1995-02-22 ガイド軸受装置とその製造方法 Pending JPH08224805A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6416846B2 (en) 1996-05-17 2002-07-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Composite material and manufacturing method thereof
US7682084B2 (en) 2003-07-18 2010-03-23 Kobe Steel, Ltd. Bearing and screw compressor
WO2015025416A1 (ja) * 2013-08-23 2015-02-26 株式会社日立製作所 回転機械及び冷凍サイクル機器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6416846B2 (en) 1996-05-17 2002-07-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Composite material and manufacturing method thereof
US7682084B2 (en) 2003-07-18 2010-03-23 Kobe Steel, Ltd. Bearing and screw compressor
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