JPH08338425A - 水中軸受装置 - Google Patents
水中軸受装置Info
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- JPH08338425A JPH08338425A JP7144331A JP14433195A JPH08338425A JP H08338425 A JPH08338425 A JP H08338425A JP 7144331 A JP7144331 A JP 7144331A JP 14433195 A JP14433195 A JP 14433195A JP H08338425 A JPH08338425 A JP H08338425A
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- Japan
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- lubricating water
- rotary shaft
- stirring member
- sliding portion
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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
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
- F16C17/14—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load specially adapted for operating in water
-
- 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
- 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
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
-
- 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
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- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/1045—Details of supply of the liquid to the bearing
-
- 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
- F16C2210/00—Fluids
- F16C2210/10—Fluids water based
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】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、安全性および信頼性の向上が図れる
水中軸受装置を提供する。 【構成】回転軸７の外周側に環状の隙間をあけて固定配
置される軸受ハウジング８と、軸受ハウジングの内周側
に配置されて回転軸を支承する軸受９とを備える。回転
軸の摺動部ａを回転軸に被着したスリーブ１０で構成
し、スリーブの外周面に超硬合金またはセラミックスを
コーティングする。軸受の摺動部に超硬合金またはセラ
ミックスをコーティングし、軸受ハウジング内に軸受の
軸方向両端に位置して潤滑水供給側空間２１および潤滑
水排出側空間２２を設ける。両空間を連通するスリット
１１を周方向に間隔的に形成し、回転軸の潤滑水供給空
間内位置に回転軸と一体回転して潤滑水を摺動部および
スリットに供給する攪拌部材１５を取付け、攪拌部材に
摺動部側へ流れる潤滑水の異物除去用濾過材１６を設け
る。
止することができ、安全性および信頼性の向上が図れる
水中軸受装置を提供する。 【構成】回転軸７の外周側に環状の隙間をあけて固定配
置される軸受ハウジング８と、軸受ハウジングの内周側
に配置されて回転軸を支承する軸受９とを備える。回転
軸の摺動部ａを回転軸に被着したスリーブ１０で構成
し、スリーブの外周面に超硬合金またはセラミックスを
コーティングする。軸受の摺動部に超硬合金またはセラ
ミックスをコーティングし、軸受ハウジング内に軸受の
軸方向両端に位置して潤滑水供給側空間２１および潤滑
水排出側空間２２を設ける。両空間を連通するスリット
１１を周方向に間隔的に形成し、回転軸の潤滑水供給空
間内位置に回転軸と一体回転して潤滑水を摺動部および
スリットに供給する攪拌部材１５を取付け、攪拌部材に
摺動部側へ流れる潤滑水の異物除去用濾過材１６を設け
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水車またはポンプ水車等
の水力機械に適用される水中軸受装置に関するものであ
る。
の水力機械に適用される水中軸受装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図８は、水車またはポンプ水車に適用さ
れている従来の水中軸受装置の構成を示している。同図
に示す水車では、流体がケーシング１からステーベーン
２に流入し、上カバー３および下カバー４の間に設けた
ガイドベーン５によって流量および流れ方向を調整され
た後、ランナ６に流入してこれを回転するようになって
いる。ランナ６には回転軸７が直結されており、この回
転軸７を介して図示しない発電機を回転させることによ
り、発電等が行われる。
れている従来の水中軸受装置の構成を示している。同図
に示す水車では、流体がケーシング１からステーベーン
２に流入し、上カバー３および下カバー４の間に設けた
ガイドベーン５によって流量および流れ方向を調整され
た後、ランナ６に流入してこれを回転するようになって
いる。ランナ６には回転軸７が直結されており、この回
転軸７を介して図示しない発電機を回転させることによ
り、発電等が行われる。
【０００３】このものにおいて、回転軸７が水中軸受に
よって支持されており、水中軸受は上カバー３の内周側
に配置された軸受ハウジング８と、この軸受ハウジング
８内に配置されて回転軸７を支承する軸受９とからなっ
ている。そして、回転軸７と軸受９との間に潤滑材とし
ての水が供給され、この水を介して回転軸７が軸受９に
円滑回転可能な状態に支持される。
よって支持されており、水中軸受は上カバー３の内周側
に配置された軸受ハウジング８と、この軸受ハウジング
８内に配置されて回転軸７を支承する軸受９とからなっ
ている。そして、回転軸７と軸受９との間に潤滑材とし
ての水が供給され、この水を介して回転軸７が軸受９に
円滑回転可能な状態に支持される。
【０００４】ところで、水は油と比較して粘度が低いた
め、水中軸受における負荷容量、すなわち軸受９におい
て潤滑材の圧力によって支持できる回転軸の重量が小さ
い。このため、回転軸７の起動時や停止時、または回転
軸７に外力が加わった時、いわゆる過渡時には、回転軸
７と軸受９とが接触し易く、軸受９の摺動面を損傷する
可能性がある。
め、水中軸受における負荷容量、すなわち軸受９におい
て潤滑材の圧力によって支持できる回転軸の重量が小さ
い。このため、回転軸７の起動時や停止時、または回転
軸７に外力が加わった時、いわゆる過渡時には、回転軸
７と軸受９とが接触し易く、軸受９の摺動面を損傷する
可能性がある。
【０００５】そこで従来では、摺動面の損傷を防止する
ために、種々の軸受装置が提案されている。その提案の
一つとして、軸受９に回転軸との接触に耐え得る材料を
適用するとともに、潤滑油を供給するようにした軸受装
置がある。この軸受装置では、例えばホワイトメタルな
どの金属材を軸受９に適用するとともに、グリース等の
潤滑油を潤滑給油手段によって摺動面に供給するように
している。
ために、種々の軸受装置が提案されている。その提案の
一つとして、軸受９に回転軸との接触に耐え得る材料を
適用するとともに、潤滑油を供給するようにした軸受装
置がある。この軸受装置では、例えばホワイトメタルな
どの金属材を軸受９に適用するとともに、グリース等の
潤滑油を潤滑給油手段によって摺動面に供給するように
している。
【０００６】しかし、この軸受装置では、グリース等の
潤滑油が流出する可能性があるため保護装置が必要とな
り、そのために面倒なメンテナンスを要したり、コスト
アップを招く等の問題がある。
潤滑油が流出する可能性があるため保護装置が必要とな
り、そのために面倒なメンテナンスを要したり、コスト
アップを招く等の問題がある。
【０００７】また、他の提案として軸受９にフェノール
樹等の軟質な合成樹脂を適用するとともに、真水潤滑材
の供給を行う潤滑給水手段を設けた軸受装置も知られて
いる。
樹等の軟質な合成樹脂を適用するとともに、真水潤滑材
の供給を行う潤滑給水手段を設けた軸受装置も知られて
いる。
【０００８】この軸受装置では、軸受９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材として用
いた場合に軸受９が摩耗することがあり、安全性および
信頼性に欠ける問題がある。
いため、特にスラリー等が混入した水を潤滑材として用
いた場合に軸受９が摩耗することがあり、安全性および
信頼性に欠ける問題がある。
【０００９】そこで、これらの問題点を解決する軸受装
置として硬質ゴム軸受が開発され、この装置は特に船舶
用軸受として適用されている。ところが、この軸受装置
では、スラリー等の異物の混入に対してゴムの変形によ
って対応するようにしているが、異物の排除作用を行う
ためには常に潤滑材を供給し続けなければならず、潤滑
材の供給が不足した場合には焼付け損傷を生じる可能性
がある。
置として硬質ゴム軸受が開発され、この装置は特に船舶
用軸受として適用されている。ところが、この軸受装置
では、スラリー等の異物の混入に対してゴムの変形によ
って対応するようにしているが、異物の排除作用を行う
ためには常に潤滑材を供給し続けなければならず、潤滑
材の供給が不足した場合には焼付け損傷を生じる可能性
がある。
【００１０】また、上述した各軸受装置では、面圧（単
位面積当りの荷重）に制限があり、高荷重の回転軸７を
支持することが困難である。この面圧を小さくするため
には軸受９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て、設計の自由度
に限界がある。
位面積当りの荷重）に制限があり、高荷重の回転軸７を
支持することが困難である。この面圧を小さくするため
には軸受９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て、設計の自由度
に限界がある。
【００１１】なお、軸受９を超硬質特性を有するセラミ
ックスにより円筒状に形成し、軸受ハウジング８内に固
定する軸受装置も提案されているが、この装置ではセラ
ミックス自体の脆性が高いために、衝撃等を受けた場合
に軸受９が折損する虞れがある。
ックスにより円筒状に形成し、軸受ハウジング８内に固
定する軸受装置も提案されているが、この装置ではセラ
ミックス自体の脆性が高いために、衝撃等を受けた場合
に軸受９が折損する虞れがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来の軸受装置では、
過渡時に回転軸７と軸受９とが接触して、軸受９の摺動
面を損傷したり、グリース等の潤滑油が流出したり、面
倒なメンテナンスを要したり、コストアップを招く等の
問題があった。
過渡時に回転軸７と軸受９とが接触して、軸受９の摺動
面を損傷したり、グリース等の潤滑油が流出したり、面
倒なメンテナンスを要したり、コストアップを招く等の
問題があった。
【００１３】また、スラリー等が混入した水を潤滑材と
して用いた場合に軸受９が摩耗する等、安全性および信
頼性に問題があったり、また潤滑材の供給が不足した場
合に焼付け損傷を生じるとか、また高荷重の回転軸７を
支持することが困難で設計の自由度に制限を受けたり、
衝撃による折損の虞れがある等、種々の問題があった。
して用いた場合に軸受９が摩耗する等、安全性および信
頼性に問題があったり、また潤滑材の供給が不足した場
合に焼付け損傷を生じるとか、また高荷重の回転軸７を
支持することが困難で設計の自由度に制限を受けたり、
衝撃による折損の虞れがある等、種々の問題があった。
【００１４】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、安全性および信頼性の向上が図れる
水中軸受装置を提供することを目的とする。
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、安全性および信頼性の向上が図れる
水中軸受装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、水力機械の回転軸の外周側に環状の隙
間をあけて固定配置される軸受ハウジングと、この軸受
ハウジングの内周側に配置されて前記回転軸を支承する
軸受とを備え、前記回転軸と前記軸受との摺動部に潤滑
水を供給してその摺動部の潤滑を行う水中軸受におい
て、前記回転軸の摺動部をその回転軸に被着したスリー
ブで構成し、そのスリーブの外周面に超硬合金またはセ
ラミックスをコーティングする一方、前記軸受の摺動部
にも超硬合金またはセラミックスをコーティングし、か
つ前記軸受ハウジング内には、前記軸受の軸方向両端に
位置して潤滑水供給側空間および潤滑水排出側空間を設
けるとともに、これら両空間を連通する複数のスリット
を周方向に間隔的に形成し、さらに前記回転軸の潤滑水
供給空間内位置に、その回転軸と一体回転して潤滑水を
前記摺動部およびスリットに供給する攪拌部材を取付
け、この攪拌部材には前記摺動部側へ流れる潤滑水の異
物を除去する濾過材を設けたことを特徴とする。
めに、本発明は、水力機械の回転軸の外周側に環状の隙
間をあけて固定配置される軸受ハウジングと、この軸受
ハウジングの内周側に配置されて前記回転軸を支承する
軸受とを備え、前記回転軸と前記軸受との摺動部に潤滑
水を供給してその摺動部の潤滑を行う水中軸受におい
て、前記回転軸の摺動部をその回転軸に被着したスリー
ブで構成し、そのスリーブの外周面に超硬合金またはセ
ラミックスをコーティングする一方、前記軸受の摺動部
にも超硬合金またはセラミックスをコーティングし、か
つ前記軸受ハウジング内には、前記軸受の軸方向両端に
位置して潤滑水供給側空間および潤滑水排出側空間を設
けるとともに、これら両空間を連通する複数のスリット
を周方向に間隔的に形成し、さらに前記回転軸の潤滑水
供給空間内位置に、その回転軸と一体回転して潤滑水を
前記摺動部およびスリットに供給する攪拌部材を取付
け、この攪拌部材には前記摺動部側へ流れる潤滑水の異
物を除去する濾過材を設けたことを特徴とする。
【００１６】本発明において望ましくは、攪拌部材が全
体として略円盤状で、潤滑水を回転軸の軸方向に沿って
導入する環状流路と、この環状流路に連通して潤滑水を
遠心力で外周側に放出する複数の放射状流路とを有し、
かつその放射状流路の上流側位置で摺動部に連通する部
位に濾過材を設けてなるものとする。
体として略円盤状で、潤滑水を回転軸の軸方向に沿って
導入する環状流路と、この環状流路に連通して潤滑水を
遠心力で外周側に放出する複数の放射状流路とを有し、
かつその放射状流路の上流側位置で摺動部に連通する部
位に濾過材を設けてなるものとする。
【００１７】また、潤滑水供給空間側には、攪拌部材の
外周側からスリットに流れる外周側水流と、攪拌部材か
ら濾過材を介して摺動部に流れる内周側水流とを区画す
る周方向に沿う仕切部を設ける。
外周側からスリットに流れる外周側水流と、攪拌部材か
ら濾過材を介して摺動部に流れる内周側水流とを区画す
る周方向に沿う仕切部を設ける。
【００１８】また、仕切部は軸受と一体または別体に設
けられた環状壁によって構成する。さらに、仕切部の内
周側のスペースを、攪拌部材から濾過材を介して摺動部
に流れる潤滑水を一定量保持する潤滑水保持スペースと
する。
けられた環状壁によって構成する。さらに、仕切部の内
周側のスペースを、攪拌部材から濾過材を介して摺動部
に流れる潤滑水を一定量保持する潤滑水保持スペースと
する。
【００１９】
【作用】上述した本発明に係る水中軸受けによれば、潤
滑水供給側から流入する潤滑水は回転軸と一体回転する
攪拌部材によって粘性遠心作用を受け、回転軸のスリー
ブと軸受との摺動部および軸受ハウジングに設けたスリ
ットに供給される。
滑水供給側から流入する潤滑水は回転軸と一体回転する
攪拌部材によって粘性遠心作用を受け、回転軸のスリー
ブと軸受との摺動部および軸受ハウジングに設けたスリ
ットに供給される。
【００２０】この場合、潤滑水中に含まれる質量の大き
い異物は摺動部に入り込むことなく、軸受ハウジングの
スリットを通過するので、摺動面へのスラリー混入が防
止され、スリーブと軸受と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。
い異物は摺動部に入り込むことなく、軸受ハウジングの
スリットを通過するので、摺動面へのスラリー混入が防
止され、スリーブと軸受と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。
【００２１】また、スリーブと軸受との摺動面には超硬
合金またはセラミックスのコーティングが施されている
ので、セラミックスのもつ耐摩耗性は向上し、バルク材
にセラミックスを用いた場合に比べて耐衝撃性も向上す
る。つまり、コーティングしてあるセラミックスも基材
としての軸受の変形に対して、ある程度までは変形する
ので、軸受そのものをセラミックスとした場合に比べて
脆性に優れたものとなる。
合金またはセラミックスのコーティングが施されている
ので、セラミックスのもつ耐摩耗性は向上し、バルク材
にセラミックスを用いた場合に比べて耐衝撃性も向上す
る。つまり、コーティングしてあるセラミックスも基材
としての軸受の変形に対して、ある程度までは変形する
ので、軸受そのものをセラミックスとした場合に比べて
脆性に優れたものとなる。
【００２２】したがって、従来のフェノール樹脂等の軟
質な合成樹脂軸受はもちろん、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翼
なり、水中軸受装置の信頼性および安全性をさらに向上
させることができる。
質な合成樹脂軸受はもちろん、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翼
なり、水中軸受装置の信頼性および安全性をさらに向上
させることができる。
【００２３】本発明において、攪拌部材が全体として略
円盤状で、潤滑水を回転軸の軸方向に沿って導入する環
状流路と、この環状流路に連通して潤滑水を遠心力で外
周側に放出する複数の放射状流路とを有し、かつその放
射状流路の上流側位置で摺動部に連通する部位に濾過材
を設けてなるものとすることで、濾過材のメッシュの大
きさや、放射状流路の径や数等を変えることにより、摺
動面へ供給されるスラリーの濃度や粒径を調整すること
ができ、軸受特性の向上が図れる。
円盤状で、潤滑水を回転軸の軸方向に沿って導入する環
状流路と、この環状流路に連通して潤滑水を遠心力で外
周側に放出する複数の放射状流路とを有し、かつその放
射状流路の上流側位置で摺動部に連通する部位に濾過材
を設けてなるものとすることで、濾過材のメッシュの大
きさや、放射状流路の径や数等を変えることにより、摺
動面へ供給されるスラリーの濃度や粒径を調整すること
ができ、軸受特性の向上が図れる。
【００２４】また、潤滑水供給空間側に、攪拌部材の外
周側からスリットに流れる外周側水流と、攪拌部材から
濾過材を介して摺動部に流れる内周側水流とを区画する
周方向に沿う仕切部を設けることで、摺動面側へのスラ
リーの流入を、より確実に防止することができる。
周側からスリットに流れる外周側水流と、攪拌部材から
濾過材を介して摺動部に流れる内周側水流とを区画する
周方向に沿う仕切部を設けることで、摺動面側へのスラ
リーの流入を、より確実に防止することができる。
【００２５】さらに、仕切部の内周側のスペースを、攪
拌部材から濾過材を介して摺動部に流れる潤滑水を一定
量保持する潤滑水保持スペースとすることで、濾過材か
ら摺動面への潤滑水の供給量が減少することを防止でき
るようになる。
拌部材から濾過材を介して摺動部に流れる潤滑水を一定
量保持する潤滑水保持スペースとすることで、濾過材か
ら摺動面への潤滑水の供給量が減少することを防止でき
るようになる。
【００２６】
【実施例】以下、本発明に係る水中軸受装置の一実施例
を図１〜図７を参照して説明する。なお、従来の構成と
同一または対応する部分には、図８と同一の符号を付し
て説明する。
を図１〜図７を参照して説明する。なお、従来の構成と
同一または対応する部分には、図８と同一の符号を付し
て説明する。
【００２７】図１は本実施例による水中軸受装置の全体
構成を示す縦断面図である。同図に示すように、本実施
例では、回転軸７の外周側に環状の隙間をあけて固定配
置される軸受ハウジング８と、この軸受ハウジング８の
内周側に配置されて回転軸７を支承する分割構成の軸受
９とが備えられ、回転軸７と軸受９との摺動部ａに潤滑
水を供給してその摺動部ａの潤滑を行うようになってい
る。
構成を示す縦断面図である。同図に示すように、本実施
例では、回転軸７の外周側に環状の隙間をあけて固定配
置される軸受ハウジング８と、この軸受ハウジング８の
内周側に配置されて回転軸７を支承する分割構成の軸受
９とが備えられ、回転軸７と軸受９との摺動部ａに潤滑
水を供給してその摺動部ａの潤滑を行うようになってい
る。
【００２８】この水中軸受において、回転軸７の摺動部
分にスリーブ１０が被着され、このスリーブ１０の外周
面に超硬合金またはセラミックスがコーティングされて
いる。
分にスリーブ１０が被着され、このスリーブ１０の外周
面に超硬合金またはセラミックスがコーティングされて
いる。
【００２９】一方、軸受９の摺動部分にも超硬合金また
はセラミックスがコーティングされている。そして、軸
受ハウジング８内には、軸受９の軸方向両端に位置して
潤滑水供給側空間２１および潤滑水排出側空間２２が設
けられるとともに、これら両空間２１，２２を連通する
複数のスリット１１が周方向に間隔的に形成されてい
る。
はセラミックスがコーティングされている。そして、軸
受ハウジング８内には、軸受９の軸方向両端に位置して
潤滑水供給側空間２１および潤滑水排出側空間２２が設
けられるとともに、これら両空間２１，２２を連通する
複数のスリット１１が周方向に間隔的に形成されてい
る。
【００３０】さらに、回転軸７の潤滑水供給空間２１内
位置に、その回転軸７と一体回転して潤滑水を摺動部ａ
およびスリット１１に供給する攪拌部材１３が取付けら
れ、この攪拌部材１３には摺動部ａ側へ流れる潤滑水の
異物を除去する濾過材１６が設けられている。
位置に、その回転軸７と一体回転して潤滑水を摺動部ａ
およびスリット１１に供給する攪拌部材１３が取付けら
れ、この攪拌部材１３には摺動部ａ側へ流れる潤滑水の
異物を除去する濾過材１６が設けられている。
【００３１】図２は図１のＸ−Ｘ線に沿う撹拌部材１３
の断面図である。図１および図２に示すように、拡大攪
拌部材１３は全体として略円盤状で、潤滑水を回転軸７
の軸方向に沿って導入する環状流路１４と、この環状流
路１４に連通して潤滑水を遠心力で外周側に放出する複
数の放射状流路１５とを有している。そして、その放射
状流路１５の上流側位置で摺動部ａに連通する部位に、
前記の濾過材１６が板状に設けられている。
の断面図である。図１および図２に示すように、拡大攪
拌部材１３は全体として略円盤状で、潤滑水を回転軸７
の軸方向に沿って導入する環状流路１４と、この環状流
路１４に連通して潤滑水を遠心力で外周側に放出する複
数の放射状流路１５とを有している。そして、その放射
状流路１５の上流側位置で摺動部ａに連通する部位に、
前記の濾過材１６が板状に設けられている。
【００３２】また、潤滑水供給空間２１側には、攪拌部
材１３の外周側からスリット１１に流れる外周側水流
と、攪拌部材１３から濾過材１６を介して摺動部ａに流
れる内周側水流とを区画する周方向に沿う仕切部として
の環状壁１８が、軸受９と一体に設けられている。な
お、潤滑水排出側空間２２にも環状の仕切板１２が設け
られている。
材１３の外周側からスリット１１に流れる外周側水流
と、攪拌部材１３から濾過材１６を介して摺動部ａに流
れる内周側水流とを区画する周方向に沿う仕切部として
の環状壁１８が、軸受９と一体に設けられている。な
お、潤滑水排出側空間２２にも環状の仕切板１２が設け
られている。
【００３３】さらに、仕切部の内周側のスペースは、攪
拌部材１３から濾過材１６を介して摺動部ａに流れる潤
滑水を一定量保持する潤滑水保持スペース１７とされて
いる。 次に本実施例の作用を説明する。
拌部材１３から濾過材１６を介して摺動部ａに流れる潤
滑水を一定量保持する潤滑水保持スペース１７とされて
いる。 次に本実施例の作用を説明する。
【００３４】潤滑水供給側から流入してくる流体中に
は、これを濾過するストレーナのメッシュよりも小さい
スラリー（異物）が含まれ、回転軸７の回転に伴い攪拌
されながら軸受９部分に供給されるのであるが、ここで
回転軸７に取り付けられた攪拌部材１３により回転軸７
近傍を流れてくる潤滑水は、攪拌部材１３に設けてある
環状流路１４と複数の放射状流路１５とによって粘性遠
心作用を受け、半径方向に流れが変えられる。
は、これを濾過するストレーナのメッシュよりも小さい
スラリー（異物）が含まれ、回転軸７の回転に伴い攪拌
されながら軸受９部分に供給されるのであるが、ここで
回転軸７に取り付けられた攪拌部材１３により回転軸７
近傍を流れてくる潤滑水は、攪拌部材１３に設けてある
環状流路１４と複数の放射状流路１５とによって粘性遠
心作用を受け、半径方向に流れが変えられる。
【００３５】この時、潤滑水には遠心力（Ｆ＝ｍｒω2
（但し、ｍは質量、ｒは半径、ωは角速度））が作用す
る。したがって、スラリー中でも質量の大きいものは特
に遠心力効果があり、半径方向へ流出してゆく。そし
て、供給側から流入してくる潤滑水は連続して流れてい
るため、攪拌部材１３により半径方向へ移動したスラリ
ーは、スリット１１を通過して排出側に流れることとな
る。
（但し、ｍは質量、ｒは半径、ωは角速度））が作用す
る。したがって、スラリー中でも質量の大きいものは特
に遠心力効果があり、半径方向へ流出してゆく。そし
て、供給側から流入してくる潤滑水は連続して流れてい
るため、攪拌部材１３により半径方向へ移動したスラリ
ーは、スリット１１を通過して排出側に流れることとな
る。
【００３６】また、攪拌部材１３の軸受９側には濾過材
１６が設置されているので、摺動面へ供給される潤滑水
は放射状流路１５を通過するときに濾過材１６により濾
過される。
１６が設置されているので、摺動面へ供給される潤滑水
は放射状流路１５を通過するときに濾過材１６により濾
過される。
【００３７】このようにして、殆どのスラリーはスリー
ブ１０と軸受９との隙間には流入せず、またこの隙間に
流入してくるスラリーは水膜厚さよりも極めて小さいも
のであって水膜を破断させることがないから、流体潤滑
に影響を与えることがない。
ブ１０と軸受９との隙間には流入せず、またこの隙間に
流入してくるスラリーは水膜厚さよりも極めて小さいも
のであって水膜を破断させることがないから、流体潤滑
に影響を与えることがない。
【００３８】また、濾過材１６のストレーナのメッシュ
を変えることにより、スリーブ１０と軸受９との隙間に
潤滑水を供給するときのスラリーの濃度ならびに粒径を
調整することができる。
を変えることにより、スリーブ１０と軸受９との隙間に
潤滑水を供給するときのスラリーの濃度ならびに粒径を
調整することができる。
【００３９】また、濾過材１６は放射状流路１５の例え
ば上部の面を構成しているので、遠心作用を受けてここ
を通過する潤滑水の流速は速いので、濾過材１６への目
詰まりを防止できスリーブ１０と軸受９との隙間である
摺動面には常に流体が供給される。
ば上部の面を構成しているので、遠心作用を受けてここ
を通過する潤滑水の流速は速いので、濾過材１６への目
詰まりを防止できスリーブ１０と軸受９との隙間である
摺動面には常に流体が供給される。
【００４０】さらに、粘性遠心作用を受けた潤滑水は放
射状流路１５と濾過材１６との間を通過する時に濾過材
１６で濾過されてスリーブ１０と軸受９との隙間である
摺動面ａに流入する。しかし、軸受９と攪拌部材１３あ
るいは濾過材１６とが接近し過ぎると、この間でも潤滑
水は粘性遠心作用を受け、軸受９摺動面へ潤滑水が供給
されないことになるので、環状壁１８によって潤滑水保
持スペース１７を形成したものである。
射状流路１５と濾過材１６との間を通過する時に濾過材
１６で濾過されてスリーブ１０と軸受９との隙間である
摺動面ａに流入する。しかし、軸受９と攪拌部材１３あ
るいは濾過材１６とが接近し過ぎると、この間でも潤滑
水は粘性遠心作用を受け、軸受９摺動面へ潤滑水が供給
されないことになるので、環状壁１８によって潤滑水保
持スペース１７を形成したものである。
【００４１】つまり、潤滑水供給空間側に、攪拌部材１
３の外周側からスリット１１に流れる外周側水流と、攪
拌部材１３から濾過材を介して摺動部に流れる内周側水
流とを区画する周方向に沿う仕切部としての環状壁１８
を設けることで、摺動面側へのスラリーの流入を、より
確実に防止することができる。
３の外周側からスリット１１に流れる外周側水流と、攪
拌部材１３から濾過材を介して摺動部に流れる内周側水
流とを区画する周方向に沿う仕切部としての環状壁１８
を設けることで、摺動面側へのスラリーの流入を、より
確実に防止することができる。
【００４２】さらに、環状壁１８の内周側のスペース
を、攪拌部材１３から濾過材を介して摺動部に流れる潤
滑水を一定量保持する潤滑水保持スペース１７とするこ
とで、濾過材１６から摺動面への潤滑水の供給量が減少
することを防止できるようになる。
を、攪拌部材１３から濾過材を介して摺動部に流れる潤
滑水を一定量保持する潤滑水保持スペース１７とするこ
とで、濾過材１６から摺動面への潤滑水の供給量が減少
することを防止できるようになる。
【００４３】図３は攪拌部材１３の放射状流路１５の変
形例を示している。すなわち、図２に示した放射状流路
１５は回転軸７の軸心と同心方向に形成したもんである
が、図３に示した放射状流路１５は回転軸７の軸心から
偏心した一点から放射状に形成されて、いわゆる螺旋状
に潤滑水を噴出するようになっている。このような構成
によれば、環状流路１４から放射状流路１５に潤滑水が
流入するとき、あるいはその放射状流路１５から潤滑水
が流出するときの流れ（旋回流）を小さくして、供給側
から排出側への流れを良好とすることができる。なお、
このことから、攪拌部材１３は、例えば羽根車状に構成
してもよい。
形例を示している。すなわち、図２に示した放射状流路
１５は回転軸７の軸心と同心方向に形成したもんである
が、図３に示した放射状流路１５は回転軸７の軸心から
偏心した一点から放射状に形成されて、いわゆる螺旋状
に潤滑水を噴出するようになっている。このような構成
によれば、環状流路１４から放射状流路１５に潤滑水が
流入するとき、あるいはその放射状流路１５から潤滑水
が流出するときの流れ（旋回流）を小さくして、供給側
から排出側への流れを良好とすることができる。なお、
このことから、攪拌部材１３は、例えば羽根車状に構成
してもよい。
【００４４】図４および図５は攪拌部材１３の放射状流
路１５の断面形状を示している。図４に示した放射状流
路１５は断面角形であり、図５に示した放射状流路１５
は断面半円形である。このように、放射状流路１５は、
種々の断面形状とすることができる。
路１５の断面形状を示している。図４に示した放射状流
路１５は断面角形であり、図５に示した放射状流路１５
は断面半円形である。このように、放射状流路１５は、
種々の断面形状とすることができる。
【００４５】図６は攪拌部材１３の変形例を示してい
る。すなわち、図１に示した攪拌部材１３では放射上流
路が略水平な向きであるが、図６に示した攪拌部材１３
では放射状流路１５が上向きに傾斜している。このよう
に傾斜を設けた場合には、供給側から排出側への潤滑水
の流れが、さらに円滑になる。
る。すなわち、図１に示した攪拌部材１３では放射上流
路が略水平な向きであるが、図６に示した攪拌部材１３
では放射状流路１５が上向きに傾斜している。このよう
に傾斜を設けた場合には、供給側から排出側への潤滑水
の流れが、さらに円滑になる。
【００４６】図７は、軸受９下部の環状壁１８について
の変形例を示している。図１に示した環状壁１８は軸受
９と一体的に突設したものであるが、図７に示した環状
壁１８は軸受９と別体に構成されている。このような構
成でも、前記同様の作用が得られる。
の変形例を示している。図１に示した環状壁１８は軸受
９と一体的に突設したものであるが、図７に示した環状
壁１８は軸受９と別体に構成されている。このような構
成でも、前記同様の作用が得られる。
【００４７】
【発明の効果】以上の実施例で詳述したように、本発明
によれば、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、安全性および信頼性の向上が図れ
る。すなわち、潤滑水中に含まれる質量の大きい異物は
摺動部に入り込むことなく、軸受ハウジングのスリット
を通過するので、摺動面へのスラリー混入が防止され、
スリーブと軸受と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。また、スリーブと軸受との摺
動面には超硬合金またはセラミックスのコーティングが
施されているので、セラミックスのもつ耐摩耗性は向上
し、バルク材にセラミックスを用いた場合に比べて耐衝
撃性も向上する。つまり、コーティングしてあるセラミ
ックスも基材としての軸受の変形に対して、ある程度ま
では変形するので、軸受そのものをセラミックスとした
場合に比べて脆性に優れたものとなる。
によれば、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、安全性および信頼性の向上が図れ
る。すなわち、潤滑水中に含まれる質量の大きい異物は
摺動部に入り込むことなく、軸受ハウジングのスリット
を通過するので、摺動面へのスラリー混入が防止され、
スリーブと軸受と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。また、スリーブと軸受との摺
動面には超硬合金またはセラミックスのコーティングが
施されているので、セラミックスのもつ耐摩耗性は向上
し、バルク材にセラミックスを用いた場合に比べて耐衝
撃性も向上する。つまり、コーティングしてあるセラミ
ックスも基材としての軸受の変形に対して、ある程度ま
では変形するので、軸受そのものをセラミックスとした
場合に比べて脆性に優れたものとなる。
【００４８】したがって、従来のフェノール樹脂等の軟
質な合成樹脂軸受はもちろん、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翼
なり、水中軸受装置の信頼性および安全性をさらに向上
させることができる。
質な合成樹脂軸受はもちろん、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翼
なり、水中軸受装置の信頼性および安全性をさらに向上
させることができる。
【００４９】本発明において、攪拌部材が全体として略
円盤状で、潤滑水を回転軸の軸方向に沿って導入する環
状流路と、この環状流路に連通して潤滑水を遠心力で外
周側に放出する複数の放射状流路とを有し、かつその放
射状流路の上流側位置で摺動部に連通する部位に濾過材
を設けてなるものとすることで、濾過材のメッシュの大
きさや、放射状流路の径や数等を変えることにより、摺
動面へ供給されるスラリーの濃度や粒径を調整すること
ができ、軸受特性の向上が図れる。
円盤状で、潤滑水を回転軸の軸方向に沿って導入する環
状流路と、この環状流路に連通して潤滑水を遠心力で外
周側に放出する複数の放射状流路とを有し、かつその放
射状流路の上流側位置で摺動部に連通する部位に濾過材
を設けてなるものとすることで、濾過材のメッシュの大
きさや、放射状流路の径や数等を変えることにより、摺
動面へ供給されるスラリーの濃度や粒径を調整すること
ができ、軸受特性の向上が図れる。
【００５０】また、潤滑水供給空間側に、攪拌部材の外
周側からスリットに流れる外周側水流と、攪拌部材から
濾過材を介して摺動部に流れる内周側水流とを区画する
周方向に沿う仕切部を設けることで、摺動面側へのスラ
リーの流入を、より確実に防止することができる。
周側からスリットに流れる外周側水流と、攪拌部材から
濾過材を介して摺動部に流れる内周側水流とを区画する
周方向に沿う仕切部を設けることで、摺動面側へのスラ
リーの流入を、より確実に防止することができる。
【００５１】さらに、仕切部の内周側のスペースを、攪
拌部材から濾過材を介して摺動部に流れる潤滑水を一定
量保持する潤滑水保持スペースとすることで、濾過材か
ら摺動面への潤滑水の供給量が減少することを防止でき
るようになる。
拌部材から濾過材を介して摺動部に流れる潤滑水を一定
量保持する潤滑水保持スペースとすることで、濾過材か
ら摺動面への潤滑水の供給量が減少することを防止でき
るようになる。
【図１】本発明の一実施例による水中軸受装置の全体構
成を示す縦断面図。
成を示す縦断面図。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図。
【図３】図２に示す攪拌部材の変形例を示す断面図。
【図４】図１に示す放射状流路を示す断面図。
【図５】図４に示す放射状流路の変形例を示す断面図。
【図６】図１に示す攪拌部材の変形例を示す断面図。
【図７】図１に示す環状壁の変形例を示す断面図。
【図８】従来例を説明するための軸受全体の断面図。
１ ケーシング ２ ステーベーン ３ 上カバー ４ 下カバー ５ ガイドベーン ６ ランナ ７ 回転軸 ８ 軸受ハウジング ９ 軸受 １０ スリーブ １１ スリット １２ 仕切板 １３ 撹拌部材 １４ 環状流路 １５ 放射状流路 １６ 濾過材 １７ 潤滑水保持スペース １８ 環状壁（仕切部） ２１ 潤滑水供給空間 ２２ 潤滑水排出側空間 ａ 摺動部
Claims (5)
- 【請求項１】 水力機械の回転軸の外周側に環状の隙間
をあけて固定配置される軸受ハウジングと、この軸受ハ
ウジングの内周側に配置されて前記回転軸を支承する軸
受とを備え、前記回転軸と前記軸受との摺動部に潤滑水
を供給してその摺動部の潤滑を行う水中軸受において、
前記回転軸の摺動部をその回転軸に被着したスリーブで
構成し、そのスリーブの外周面に超硬合金またはセラミ
ックスをコーティングする一方、前記軸受の摺動部にも
超硬合金またはセラミックスをコーティングし、かつ前
記軸受ハウジング内には、前記軸受の軸方向両端に位置
して潤滑水供給側空間および潤滑水排出側空間を設ける
とともに、これら両空間を連通する複数のスリットを周
方向に間隔的に形成し、さらに前記回転軸の潤滑水供給
空間内位置に、その回転軸と一体回転して潤滑水を前記
摺動部およびスリットに供給する攪拌部材を取付け、こ
の攪拌部材には前記摺動部側へ流れる潤滑水の異物を除
去する濾過材を設けたことを特徴とする水中軸受装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の水中軸受において、攪拌
部材は全体として略円盤状で、潤滑水を回転軸の軸方向
に沿って導入する環状流路と、この環状流路に連通して
潤滑水を遠心力で外周側に放出する複数の放射状流路と
を有し、かつその放射状流路の上流側位置で摺動部に連
通する部位に濾過材を設けてなることを特徴とする水中
軸受。 - 【請求項３】 請求項２記載の水中軸受において、潤滑
水供給空間側には、攪拌部材の外周側からスリットに流
れる外周側水流と、攪拌部材から濾過材を介して摺動部
に流れる内周側水流とを区画する周方向に沿う仕切部を
設けたことを特徴とする水中軸受。 - 【請求項４】 請求項３記載の水中軸受において、仕切
部は軸受と一体または別体に設けられた環状壁によって
構成したことを特徴とする水中軸受。 - 【請求項５】 請求項３または４記載の水中軸受におい
て、仕切部の内周側のスペースを、攪拌部材から濾過材
を介して摺動部に流れる潤滑水を一定量保持する潤滑水
保持スペースとしたことを特徴とする水中軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7144331A JPH08338425A (ja) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | 水中軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7144331A JPH08338425A (ja) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | 水中軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08338425A true JPH08338425A (ja) | 1996-12-24 |
Family
ID=15359631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7144331A Pending JPH08338425A (ja) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | 水中軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08338425A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6425689B1 (en) | 1999-08-13 | 2002-07-30 | Jenbacher Aktiengesellschaft | Bearing arrangement for supporting a movable component, in particular the crankshaft of an internal combustion engine |
| DE20213002U1 (de) * | 2002-08-24 | 2004-01-15 | Scheefeldt, Manfred | Unterwasserlager |
| WO2009021093A2 (en) * | 2007-08-07 | 2009-02-12 | Baker Hughes Incorporated | New and improved esp motor design |
| DE102008052287A1 (de) | 2008-10-18 | 2010-04-22 | Schaeffler Kg | Lageranordnung |
| WO2010130247A1 (de) | 2009-05-14 | 2010-11-18 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Lageranordnung mit filtereinrichtung |
| DE102009032629A1 (de) | 2009-07-10 | 2011-01-13 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Lageranordnung mit einem Rotationsabscheider |
| WO2011006470A1 (de) | 2009-07-15 | 2011-01-20 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Lageranordnung für ein mediengeschmiertes lager mit einem rotationsabscheider |
| DE102009035740A1 (de) | 2009-08-01 | 2011-02-03 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Lageranordnung mit einem mediengeschmierten Lager |
-
1995
- 1995-06-12 JP JP7144331A patent/JPH08338425A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6425689B1 (en) | 1999-08-13 | 2002-07-30 | Jenbacher Aktiengesellschaft | Bearing arrangement for supporting a movable component, in particular the crankshaft of an internal combustion engine |
| AT409410B (de) * | 1999-08-13 | 2002-08-26 | Jenbacher Ag | Lagereinrichtung zum lagern eines beweglichen bauteiles, insbesondere der kurbelwelle eines verbrennungsmotors |
| DE20213002U1 (de) * | 2002-08-24 | 2004-01-15 | Scheefeldt, Manfred | Unterwasserlager |
| US7808140B2 (en) | 2007-08-07 | 2010-10-05 | Baker Hughes Incorporated | ESP motor design |
| WO2009021093A3 (en) * | 2007-08-07 | 2009-04-02 | Baker Hughes Inc | New and improved esp motor design |
| WO2009021093A2 (en) * | 2007-08-07 | 2009-02-12 | Baker Hughes Incorporated | New and improved esp motor design |
| DE102008052287A1 (de) | 2008-10-18 | 2010-04-22 | Schaeffler Kg | Lageranordnung |
| WO2010130247A1 (de) | 2009-05-14 | 2010-11-18 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Lageranordnung mit filtereinrichtung |
| DE102009021289A1 (de) | 2009-05-14 | 2010-11-18 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Lageranordnung |
| DE102009032629A1 (de) | 2009-07-10 | 2011-01-13 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Lageranordnung mit einem Rotationsabscheider |
| DE102009032629B4 (de) | 2009-07-10 | 2018-09-20 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Lageranordnung mit einem Rotationsabscheider |
| WO2011006470A1 (de) | 2009-07-15 | 2011-01-20 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Lageranordnung für ein mediengeschmiertes lager mit einem rotationsabscheider |
| DE102009033130A1 (de) | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Lageranordnung für ein mediengeschmiertes Lager mit einem Rotationsabscheider |
| DE102009035740A1 (de) | 2009-08-01 | 2011-02-03 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Lageranordnung mit einem mediengeschmierten Lager |
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