(57)【要約】      （修正有）【課題】立軸ポンプにおいて、耐摩耗性を犠牲にすることなく、ドライ運転時やスラリーを含む排水運転時等においても摩擦力や液膜などによる不安定化力による振動を防止する。【解決手段】回転軸１０（１０´）の外周に、金属製のスリーブ１１を有している。スリーブ１１の外周側には、第１のすべり軸受１が設けられている。また、第１の軸受ケース１２の外周面には、第２のすべり軸受９が設けられている。回転軸１０（１０´）には、スリーブケース１５が固定されている。スリーブケース１５の内周面にはスリーブ１４が設けられている。【選択図】図６
2019023470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に第１の摺動部を有し且つ内周面に第２の摺動部を有し、水中及び大気中で回転可能な回転部材と、
前記第１の摺動部を内周面で支持する第１のすべり軸受と、
前記第２の摺動部を外周面で支持する第２のすべり軸受と、を有する、立軸ポンプ。
【請求項２】
前記第１のすべり軸受は、ドライ条件及び排水条件において前記第１の摺動部を支持可能に構成され、
前記第２のすべり軸受は、ドライ条件及び排水条件において前記第２の摺動部を支持可能に構成される、請求項１に記載された立軸ポンプ。
【請求項３】
前記第１の摺動部と前記第１のすべり軸受との直径隙間の寸法は、前記第１のすべり軸受の内径の１／１０００以上１／１００以下であり、
前記第２の摺動部と前記第２のすべり軸受との直径隙間の寸法は、前記第２のすべり軸受の外径の１／１０００以上１／１００以下である、請求項１又は２に記載された立軸ポンプ。
【請求項４】
前記第１の摺動部と前記第１のすべり軸受との直径隙間の寸法に対する前記第２の摺動部と前記第２のすべり軸受との直径隙間の寸法の比率が０．５以上２．０以下である、請求項１ないし３のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項５】
前記第１の摺動部と前記第１のすべり軸受との直径隙間の寸法に対する前記第２の摺動部と前記第２のすべり軸受との直径隙間の寸法の比率が０．７以上１．３以下である、請求項４に記載された立軸ポンプ。
【請求項６】
前記第１のすべり軸受の内径に対する前記第２のすべり軸受の外径の比率が０．２以上２．０以下である、請求項１ないし５のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項７】
前記回転部材の水中に位置する部分の支持は前記すべり軸受のみで行われる、請求項１ないし６のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項８】
前記すべり軸受は、ＰＡ、ＰＢＩ、ＰＯＭ、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＰＥ、ＰＣ、ＵＨＭＷ−ＰＥ、ＰＴＦＥ、ＰＰＳ、ＰＩ、ＰＥＥＫ、ＰＡＲ、ＰＳＦ、ＰＥＩ、ＰＡＩ、ＰＥＳ、及びＰＦのうち少なくとも１つを含む樹脂材料、セラミックス又は金属を含む、請求項１ないし７のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項９】
前記すべり軸受は、炭素繊維、ガラス繊維、炭素粒子、ガラス粒子、及びグラファイトのうち少なくとも１つが添加された樹脂材料を含む、請求項８に記載された立軸ポンプ。
【請求項１０】
前記第１の摺動部と前記第１のすべり軸受との隙間、及び前記第２の摺動部と前記第２のすべり軸受との隙間へ水を通過させる流路が形成されている、請求項１ないし９のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項１１】
排水機場に設置可能に構成される、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項１２】
前記流路に水を通水する給水口にストレーナを備える、請求項１０に記載された立軸ポンプ。
【請求項１３】
前記すべり軸受を保持する軸受ケースを備え、
前記軸受ケースはその内周面に前記第１のすべり軸受を保持し、その外周面に前記第２のすべり軸受を保持する、請求項１ないし１２のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項１４】
前記回転部材は回転軸であり、
前記第２の摺動部は前記回転軸の端部に設けられる、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項１５】
前記第１のすべり軸受及び／又は前記第２のすべり軸受は、周方向に分割して構成される、請求項１ないし１４のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項１６】
複数の軸受装置を備える立軸ポンプであって、前記軸受装置の少なくとも一つが、請求項１ないし１５のいずれか一項に記載された前記第１のすべり軸受及び前記第２のすべり軸受を有する、立軸ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、すべり軸受を有する立軸ポンプに関し、特に、先行待機運転ポンプやドライ条件で管理運転を行うポンプなどの、大気中運転と排水（通水）運転を行う立軸ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市化の進展により、緑地の減少、並びに路面のコンクリート化及びアスファルト化の拡大が進むことでヒートアイランド現象が発生し、いわゆるゲリラ豪雨と呼ばれる局所的な集中豪雨が都市部で頻発している。局所的な大量の降雨は、コンクリート化、アスファルト化した路面では、地中に吸収されることなくそのまま水路に導かれる。その結果、大量の雨水が、短時間のうちに排水機場に流入する。
【０００３】
頻発するこのような集中豪雨によってもたらされる大量の雨水の速やかな排水に備えるために、排水機場に設置される排水ポンプでは、始動遅れによる浸水被害が生じないよう、雨水が排水機場に到達する前に予め始動させておく先行待機運転が行われている。
【０００４】
図１は、先行待機運転を行う立軸ポンプの部分概略図である。排水機場の水槽１００には、縦方向に配置された軸の先端にインペラ２２を備え、インペラ２２に水と共に空気を吸い込ませることにより、水槽１００の水位が最低運転水位ＬＷＬ以下であっても運転（先行待機運転）を継続することが可能な立軸ポンプ３が配置されている。この立軸ポンプ３には、インペラ２２入口側の吸い込みベル２７の側面部に貫通孔５が設けられており、この貫通孔５には、外気に接する開口６ａを備えた空気管６を取付けられている。これにより、この立軸ポンプ３では貫通孔５を介して立軸ポンプ３内に供給する空気の供給量を水位に応じて変化させ、最低運転水位ＬＷＬ以下で立軸ポンプ３の排水量がコントロールされる。
【０００５】
図２は、先行待機運転の運転状態を説明する図である。例えば大都市の雨水排水用として、吸込水位に関係なく降雨情報等に基づいて予め立軸ポンプを始動しておく（Ａ：気中運転）。低水位の状態から水位が上昇するに従って、インペラの位置まで水位が達し、立軸ポンプは空運転（気中運転）からインペラで水を撹拌する運転（Ｂ：気水撹拌運転）、さらに貫通孔から供給される空気を水と共に吸い込ませつつ水量を徐々に増やす運転（Ｃ：気水混合運転）を経て１００％水の排出を行う全量運転（Ｄ：定常運転）へ移行する。また、高水位から水位が低下するときは、全量運転から貫通孔から供給する空気を水と共に吸い込ませつつ水量を徐々に減らす運転（Ｃ：気水混合運転）へ移行する。水位がＬＬＷＬ近くに至ると、水を吸い込まず排水もしない運転（Ｅ：エアロック運転）へ移行する。これら５つの特徴ある運転を総称して先行待機運転という。なお、ポンプ始動は、ケーシング下端よりも低い水位ＬＬＬＷＬから開始する。
【０００６】
図３は、図１に示した先行待機運転を行う立軸ポンプ３の全体を示す断面図である。なお、図２に示した貫通孔５及び空気管６は図示省略されている。図３に示すように、立軸ポンプ３は、ポンプ設置床に設置固定される吐出エルボ３０と、この吐出エルボ３０の下端に接続されるケーシング２９と、ケーシング２９の下端に接続され、インペラ２２を内部に格納する吐出ボウル２８と、吐出ボウル２８の下端に接続され、水を吸い込むための吸い込みベル２７と、を備えている。
【０００７】
立軸ポンプ３のケーシング２９、吐出ボウル２８、及び吸い込みベル２７の径方向略中心部には、軸継手２６によって互いに接続された回転軸１０、１０´が配置されている。
回転軸１０、１０´は、支持部材を介してケーシング２９に固定されている上部軸受３２と、支持部材を介して吐出ボウル２８に固定されている下部軸受３３によって支持されている。回転軸１０、１０´の一端側（吸い込みベル２７側）には、水をポンプ内に吸い込むためのインペラ２２が接続されている。回転軸１０、１０´の他端側は、吐出エルボ３０に設けられた孔から立軸ポンプ３の外部へ通じ、インペラ２２を回転させる図示しないエンジンやモータ等の駆動機へ接続される。
【０００８】
回転軸１０、１０´と吐出エルボ３０に設けられた孔との間にはフローティングシール、グランドパッキンまたはメカニカルシール等の軸シール３４が設けられており、これにより立軸ポンプ３が扱う水が立軸ポンプ３の外部に流出することを防止する。
【０００９】
駆動機は、保守点検を容易に行うことができるように陸上に設けられる。駆動機の回転は回転軸１０、１０´に伝達され、インペラ２２を回転させることができる。インペラ２２の回転によって水は吸込みベル２７から吸い込まれ、吐出ボウル２８、ケーシング２９を通過して吐出エルボ３０から吐出される。
【００１０】
図４は、図３に示した軸受３２、３３に適用される従来の軸受装置の拡大図であり、図５はすべり軸受の斜視図である。図４に示すように、従来の軸受装置は、回転軸１０（１０´）の外周に、ステンレス鋼等からなる金属製のスリーブ１１を有している。スリーブ１１の外周側には、図５に示す、中空円筒の樹脂材料、セラミックス、焼結金属又は表面改質された金属からなるすべり軸受１が設けられている。スリーブ１１の外周面は、すべり軸受１の内周面（すべり面）と非常に狭いクリアランスを介して対面し、すべり軸受１に対して摺動するように構成されている。すべり軸受１は、金属又は樹脂からなる軸受ケース１２によりつば部１２ａを介してポンプのケーシング２９（図３参照）等へ繋がる支持部材１３に固定されている。
【００１１】
図３に示した立軸ポンプ３は、ポンプ起動時には大気中で運転される。すなわち、軸受３２、３３は液体による潤滑のないドライ条件で運転される。ここでドライ条件とは、ポンプ運転中の軸受３２、３３の雰囲気が、液体による潤滑がない大気中である条件をいい、ドライ運転とはその条件で運転することをいう。また、図３に示した軸受３２、３３は軸受に通水した排水条件でも運転される。ここで、排水条件とは、ポンプ運転中の軸受３２、３３の雰囲気が、土砂等の異物（スラリー）が混入した水中である条件をいい、排水運転とはその条件で運転すること、例えば気水混合運転、全量運転等、エアロック運転等をいう。このような条件で軸受３２、３３が使用されるので、軸受３２、３３には次のような課題があった。
【００１２】
すべり軸受１には様々な材料が使用されるが、ドライ運転を行う立軸ポンプ３の場合には、ドライ摺動性及び排水運転時の信頼性の観点から樹脂又はセラミックス製の軸受が用いられることが多い。この場合、すべり軸受１には、ドライ運転時の摩擦発熱に耐えることとともに、排水運転時の水中のスラリーによる摩耗に強いことが要求される。しかしながら、この二つの特性は相反することが多く、一般に耐摩耗性の高い軸受材料は摩擦係数が高い傾向がある。このため排水運転時の耐摩耗性を優先して軸受材料を選定すると、ドライ条件での摩擦発熱が大きくなり、ドライ条件での摩擦発熱を抑えるために摩擦係数の低い軸受材料を選定すると、排水運転時のスラリーによる軸受材料の摩耗量が増加する。
【００１３】
また、すべり軸受１やすべり軸受１と軸受ケース１２との間に配置する緩衝材に樹脂やゴム等の高分子材料を用いる場合は、材料ごとに決定される使用可能温度の上限があるので、摩擦による発熱限度は、これらの材料の性質により決定される。
【００１４】
以上で説明した特性を有するすべり軸受１において、すべり軸受１の維持管理性を向上
させるためにすべり軸受１の耐摩耗性を向上させると、軸受すべり面の摩擦係数が大きくなる。この軸受すべり面の摩擦が原因となって、以下で説明する振動が発生する可能性がある。
【００１５】
一般に、立軸ポンプ３のような回転機械を運転すると、回転体自体が有する重量の不釣合いや流体荷重によって回転体に強制的に生じる加振力によって回転機械が振動することがある。しかしながら、この他に回転機械の振動の原因として、回転体の振れ回りによる変位方向（回転体の径方向）と直交する方向（回転体の周方向）に発生する力がある。この力は不安定化力と呼ばれ、回転体の減衰作用を打ち消す働きがある。結果、不安定化力によって回転体全体の減衰作用が負になると、発散的な振動（徐々に振れ回りが大きくなるような振動）を引き起こす場合がある。
【００１６】
ここで、立軸ポンプ３の起動時などの気中運転では水中運転と比べて軸受部に潤滑流体がないので、軸受すべり面は摩擦係数が大きい。この摩擦力が上記不安定化力となるので、摩擦係数が高い軸受材料を用いた場合には不安定化力が大きくなり、回転軸１０、１０´に回転方向と逆向きに振れ回る発散的な振動を引き起こすこととなる。また、ドライ運転時にこのような発散的な振動が発生した場合、振動により軸受の面圧が増大し、軸受すべり面で発生する摩擦力が極めて大きくなる。そのため、急激な軸受温度上昇による熱膨張や焼付きによって、軸受が機能不全に陥る可能性がある。
【００１７】
一方で立軸ポンプ３の排水運転時には、すべり軸受１のすべり面に液膜が形成される。この液膜によって不安定化力が発生し、これによって大きな振動が発生する場合がある。この現象は、油で潤滑されるすべり軸受においてオイルホイップ又はオイルホワールと呼ばれる現象と同様のメカニズムで発生する。この現象が発生すると、回転軸１０、１０´は激しく振動し、正常な運転が不可能となる。
【００１８】
これらの振動を防止するには、不安定化力の低減、又は減衰の付加による回転軸１０、１０´の安定性向上を図る必要がある。しかしながら、ドライ運転時における不安定化力の原因である摩擦係数を大きく下げることは上述したように困難であり、また立軸ポンプ３の構造上、回転軸１０、１０´に十分な減衰作用を与えることが難しい。
【００１９】
このように、先行待機運転を行う立軸ポンプ用のすべり軸受では、耐摩耗性、耐発熱性（低摩擦性）、耐振動性といった性能が要求されるが、これらの要求を高いレベルで同時に満たすことはこれまで困難であった。また、耐摩耗性が高い軸受材料はドライ条件時の摩擦係数が高いため使用できないことが多く、結果として軸受寿命が大きく向上できないという問題点があった。
【００２０】
また、立軸ポンプ３は、回転軸１０、１０´の長さに応じてより多くの軸受が必要とされる。この場合、前述の振動の発生で、全ての軸受が影響を受けて摩耗が進行するので、短いメインテナンス・スパンで全ての軸受を交換しなければならなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は上記従来の問題に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、耐摩耗性を犠牲にすることなく、ドライ運転時やスラリーを含む排水運転時等においても摩擦力や液膜などによる不安定化力による振動を低減することである。
【００２２】
また、他の目的の一つは、軸受すべり面に加わる摩擦力を低減することである。
【００２３】
また、さらに他の目的の一つは、立軸ポンプに設けた全てのすべり軸受の摩耗を全体的
に少なくし、寿命を全体的に延ばす効果的な手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る立軸ポンプは、外周面に第１の摺動部を有し且つ内周面に第２の摺動部を有し、水中及び大気中で回転可能な回転部材と、前記第１の摺動部を内周面で支持する第１のすべり軸受と、前記第２の摺動部を外周面で支持する第２のすべり軸受と、を有する。
【００２５】
本発明の別の形態に係る立軸ポンプは、第１のすべり軸受が、ドライ条件及び排水条件において前記第１の摺動部を支持可能に構成され、前記第２のすべり軸受が、ドライ条件及び排水条件において前記第２の摺動部を支持可能に構成される。
【００２６】
本発明の別の形態に係る立軸ポンプは、前記第１の摺動部と前記第１のすべり軸受との直径隙間の寸法が、前記第１のすべり軸受の内径の１／１０００以上１／１００以下であり、前記第２の摺動部と前記第２のすべり軸受との直径隙間の寸法が、前記第２のすべり軸受の外径の１／１０００以上１／１００以下である。
【００２７】
なお、前記第１の摺動部と前記第１のすべり軸受との直径隙間の寸法とは、第１のすべり軸受の内径と第１の摺動部の外径との差をいい、前記第２の摺動部と前記第２のすべり軸受との直径隙間の寸法とは、第２の摺動部の内径と第２のすべり軸受の外径との差をいう。
【００２８】
本発明の別の形態に係る立軸ポンプは、前記第１の摺動部と前記第１のすべり軸受との直径隙間の寸法に対する前記第２の摺動部と前記第２のすべり軸受との直径隙間の寸法の比率が０．５以上２．０以下である。
【００２９】
本発明の別の形態に係る立軸ポンプは、前記第１の摺動部と前記第１のすべり軸受との直径隙間の寸法に対する前記第２の摺動部と前記第２のすべり軸受との直径隙間の寸法の比率が０．７以上１．３以下である。
【００３０】
本発明の別の形態に係る立軸ポンプは、前記第１のすべり軸受の内径に対する前記第２のすべり軸受の外径の比率が０．２以上２．０以下である。
【００３１】
本発明の別の形態に係る立軸ポンプは、前記回転部材の水中に位置する部分の支持が前記すべり軸受のみで行われる。
【００３２】
本発明の別の形態に係る立軸ポンプは、前記すべり軸受は、ＰＡ、ＰＢＩ、ＰＯＭ、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＰＥ、ＰＣ、ＵＨＭＷ−ＰＥ、ＰＴＦＥ、ＰＰＳ、ＰＩ、ＰＥＥＫ、ＰＡＲ、ＰＳＦ、ＰＥＩ、ＰＡＩ、ＰＥＳ、及びＰＦのうち少なくとも１つを含む樹脂材料、セラミックス又は金属を含む。
【００３３】
本発明の別の形態に係る立軸ポンプは、前記すべり軸受は、炭素繊維、ガラス繊維、炭素粒子、ガラス粒子、及びグラファイトのうち少なくとも１つが添加された樹脂材料を含む。
【００３４】
本発明の別の形態に係る立軸ポンプは、前記第１の摺動部と前記第１のすべり軸受との隙間、及び前記第２の摺動部と前記第２のすべり軸受との隙間へ水を通過させる流路が形成されている。
【００３５】
本発明の別の形態に係る立軸ポンプは、排水機場に設置可能に構成される。
【００３６】
本発明の別の形態に係る立軸ポンプは、前記流路に水を通水する給水口にストレーナを備える。
【００３７】
本発明の別の形態に係る立軸ポンプは、前記すべり軸受を保持する軸受ケースを備え、前記軸受ケースはその内周面に前記第１のすべり軸受を保持し、その外周面に前記第２のすべり軸受を保持する。
【００３８】
本発明の別の形態に係る立軸ポンプは、前記回転部材は回転軸であり、前記第２の摺動部は前記回転軸の端部に設けられる。
【００３９】
本発明の別の形態に係る立軸ポンプは、前記第１のすべり軸受及び／又は前記第２のすべり軸受は、周方向に分割して構成される。
【００４０】
本発明の別の形態に係る立軸ポンプは、複数の軸受装置を備える立軸ポンプであって、前記軸受装置の少なくとも一つが、前記第１のすべり軸受及び前記第２のすべり軸受を有する。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、耐摩耗性を犠牲にすることなく、ドライ運転時やスラリーを含む排水運転時等においても摩擦力や液膜などによる不安定化力による振動を低減することができる。また、本発明によれば、軸受すべり面に加わる摩擦力を低減することができ、その結果、すべり軸受の発熱量を低減できるので、より摩擦係数の高い軸受材料、即ち耐摩耗性の高い軸受材料を使用することができる。
【００４２】
さらに、複数のすべり軸受を備えた立軸ポンプに、前記すべり軸受の少なくとも一組が、第１のすべり軸受と前記第２のすべり軸受の組み合わせとなる構成を備えることにより、立軸ポンプに備えたすべり軸受の摩耗を全体的に少なくし、寿命を全体的に延ばす効果的な手段を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】先行待機運転行う立軸ポンプの部分概略図である。
【図２】先行待機運転の運転状態を説明する図である。
【図３】先行待機運転を行う立軸ポンプの全体を示す断面図である。
【図４】従来の軸受装置の拡大図である。
【図５】すべり軸受の斜視図である。
【図６】本実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の縦断面図である。
【図７】図６に示すＸＸ´断面における断面図である。
【図８】ドライ運転時における軸受装置の動作を示す図である。
【図９】排水運転時における軸受装置の動作を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る立軸ポンプがドライ運転したときの振動速度を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る立軸ポンプがドライ運転したときの軸受温度を示す図である。
【図１２】本実施形態に係る立軸ポンプが排水運転したときの振動速度を示す図である。
【図１３】他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の縦断面図である。
【図１４】他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の縦断面図である。
【図１５】他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の縦断面図である。
【図１６】他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の縦断面図である。
【図１７】他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の縦断面図である。
【図１８】図１７に示すＸＸ´断面における断面図である。
【図１９】他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の縦断面図である。
【図２０】他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の横断面図である。
【図２１】他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の横断面図である。
【図２２】他の実施形態に係る立軸ポンプの概略断面図である。
【図２３】ボトム軸受として用いられる軸受装置の横断面図である。
【図２４】ボトム軸受として用いられる他の軸受装置の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図６から図２４において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００４５】
図６は、本実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の縦断面図である。なお、本実施形態に係る立軸ポンプは、図３に示した先行待機運転を行う立軸ポンプ３の軸受３２、３３に代えて、図６に示す軸受装置を適用したものであり、軸受３２、３３を除いて図３に示した立軸ポンプ３と同一の構成であるので、本実施形態に係る立軸ポンプ３全体の説明は省略する。
【００４６】
本軸受装置は、回転軸１０（１０´）の外周に、超硬合金やステンレス鋼等からなる金属製のスリーブ１１を有している。スリーブ１１の外周側には、図５に示した中空円筒の樹脂材料、セラミックス、焼結金属又は表面改質された金属からなる第１のすべり軸受１が設けられている。スリーブ１１の外周面（第１の摺動部１７）は、第１のすべり軸受１の内周面（すべり面）と非常に狭い第１のクリアランス７を介して対面し、第１のすべり軸受１のすべり面に対して摺動するように構成されている。第１のすべり軸受１の外周部は、金属又は樹脂からなる軸受ケース１２の内周面に固定されており、軸受ケース１２は、つば部１２ａを介して立軸ポンプ３のケーシング２９（図３参照）等へ繋がる支持部材１３にボルト等の固定手段２１ｂにより固定されている。
【００４７】
また、第１の軸受ケース１２の外周面には、中空円筒の樹脂材料、セラミックス、焼結金属又は表面改質された金属からなる第２のすべり軸受９が設けられている。回転軸１０（１０´）には、固定ピン又はボルト等の固定手段２１ａによってスリーブケース１５が固定されている。スリーブケース１５は、回転軸１０（１０´）が回転することで回転軸１０（１０´）と同様に回転するように構成されている。スリーブケース１５の内周面にはスリーブ１４が設けられる。スリーブ１４の内周面（第２の摺動部１８）は第２のすべり軸受９の外周面（すべり面）と非常に狭い第２のクリアランス８を介して対面し、第２のすべり軸受９のすべり面に対して摺動するように構成されている。
【００４８】
スリーブケース１５には、スラリー等を含む水を第１のクリアランス７及び第２のクリアランス８に通水する給水口１９が設けられている。給水口１９に流入した水は、流路としての第１のクリアランス７及び第２のクリアランス８を通過する。このように、第１のクリアランス７及び第２のクリアランス８へ水を通過させる流路が形成され、第１のクリアランス７及び第２のクリアランス８も流路として機能するので、排水運転時に空気が滞留することなく速やかに第１のクリアランス７及び第２のクリアランス８に水が流れ、第１のすべり軸受１及び第２のすべり軸受９の機能を速やかに発揮することができる。
【００４９】
第１のすべり軸受１及び第２のすべり軸受９は、立軸ポンプ３の始動時はドライ条件下でスリーブ１１及びスリーブ１４を支持し、排水条件においては極めて薄い液膜を介してスリーブ１１及びスリーブ１４を支持する。
【００５０】
回転軸１０（１０´）の定常的な振れ回りを抑制し、また振れ回りによって第１のすべり軸受１及び第２のすべり軸受９に加わる荷重を抑制するために、第１のクリアランス７の直径隙間寸法（第１のすべり軸受１の内径−スリーブ１１の外径）及び第２のクリアランス８の直径隙間寸法（スリーブ１４の内径−第２のすべり軸受９の外径）は、それぞれ第１のすべり軸受１の内径の１／１０００以上１／１００以下、第２のすべり軸受９の外径の１／１０００以上１／１００以下であることが好ましい。第１のクリアランス７及び第２のクリアランス８の寸法がこれらの範囲より大きい場合は、回転軸１０（１０´）の定常的な振れ回りが大きくなり、この振れ回りによって第１のすべり軸受１及び第２のすべり軸受９に加わる荷重も大きくなり、安定的な運転が困難になる場合がある。また、第１のクリアランス７及び第２のクリアランス８の寸法がこれらの範囲より小さい場合は、第１のクリアランス７及び第２のクリアランス８が異物により閉塞したり、第１のすべり軸受１及び第２のすべり軸受９が異物との摩擦により焼きついたりすることがある。
【００５１】
第１のクリアランス７の直径隙間寸法と第２のクリアランス８の直径隙間寸法は同一であることが好ましいが、第１のすべり軸受１、第２のすべり軸受９、スリーブ１４、又はスリーブ１１が樹脂で形成されている等、これらの部材が弾性を有していれば、その寸法に差があっても本発明の機能を発揮する。この場合は、第１のクリアランス７の直径隙間寸法に対する第２のクリアランス８の直径隙間寸法の比率は、好ましくは０．５以上２．０以下であり、より好ましくは０．７以上１．３以下である。ただし、後述するように、第１のすべり軸受１、第２のすべり軸受９、スリーブ１４、又はスリーブ１１が、さらにゴムなどの緩衝材を介して固定される場合は（図１３参照）、緩衝材の変形によって上記寸法の範囲でなくとも第１のすべり軸受１と第２のすべり軸受９が同時に夫々スリーブ１１及びスリーブ１４と接触可能であり、本発明の機能を発揮する。
【００５２】
図７は、図６に示すＸＸ´断面における断面図である。図示のように、スリーブ１１の外周面、第１のすべり軸受１の内周面、第２のすべり軸受９の外周面、及びスリーブ１４の内周面のそれぞれの中心が中心軸Ｏと略一致するように構成されている。なお、図７においては、第１のクリアランス７及び第２のクリアランス９の寸法は、便宜上拡大されて示されている。
【００５３】
図８は、ドライ運転時における軸受装置の動作を示す図である。回転軸１０（１０´）が回転すると、回転軸１０（１０´）に固定されたスリーブ１１、及びスリーブケース１５に固定されたスリーブ１４も回転する。ドライ条件においては、スリーブ１１の外周面が第１のすべり軸受１に点Ａにて接触したときに、回転軸１０（１０´）には軸受反力ＦＡＮが発生する。この軸受反力ＦＡＮによって、回転軸１０（１０´）の回転方向とは逆方向に摩擦力ＦＡＦが発生し、この摩擦力ＦＡＦが回転軸１０（１０´）に回転方向とは逆方向の振れ回り振動を引き起こす不安定化力となる。
【００５４】
一方で、スリーブ１４が第２のすべり軸受９に点Ｂにて接触することで、軸受反力ＦＢＮが発生し、この軸受反力ＦＢＮによって、摩擦力ＦＡＦと逆方向の力である摩擦力ＦＢＦが発生する。回転軸１０（１０´）の系にとって、摩擦力ＦＡＦと摩擦力ＦＢＦは相殺されるので、回転軸１０（１０´）は安定して回転することができる。また、回転軸１０（１０´）に係る荷重（軸受反力）が点Ａと点Ｂに分散されることで、すべり軸受に加わる摩擦力も分散される。その結果摩擦による発熱が低減され、ドライ運転時における軸受の温度上昇が抑制される。
【００５５】
図９は、排水運転時における軸受装置の動作を示す図である。第１のクリアランス７及び第２のクリアランス８は水で満たされており、この水は夫々液膜４１、液膜４２を構成し、これにより本軸受装置は流体潤滑軸受装置として機能する。このとき液膜４１には、回転軸１０（１０´）の回転による周方向の圧力不均一が生じ、その結果回転軸１０（１
０´）に半径方向流体力ＦＡＲと周方向流体力ＦＡＴが発生する。この周方向流体力ＦＡＴは排水運転時に振動を発生させる不安定化力となる。なお、この周方向流体力ＦＡＴは上記ドライ運転で発生する摩擦力ＦＡＦとは逆方向の力である。
【００５６】
従来は、立型の回転軸においてこの液膜による不安定振動を防止するために、軸受の内面形状を真円形状ではなく多円弧形状に形成することが行われていた。しかしながら、スラリーを多く含有する水中において、樹脂からなる軸受を用いた場合、摩耗によって軸受の内面形状が真円形状に近づき、振動抑制効果を失うことがあった。
【００５７】
ここで、本軸受装置によれば、第２のクリアランス８における液膜４２において、スリーブ１４の回転による周方向の圧力不均一が生じ、その結果回転軸１０（１０´）に半径方向流体力ＦＢＲと周方向流体力ＦＢＴが発生する。このとき、周方向流体力ＦＡＴと周方向流体力ＦＢＴとは互いに逆方向であるので、液膜４１、液膜４２による不安定化力は相殺され、回転軸１０（１０´）は不安定化力による振動を発生することなく安定して回転することができる。
【００５８】
図１０は、図６に示した軸受装置を備えた本実施形態に係る立軸ポンプ３がドライ運転したときの振動速度を示す図である。立軸ポンプ３との比較のため、図４に示した従来構造の軸受装置を備えた立軸ポンプ（従来構造）がドライ運転したときの振動速度が示されている。なお、従来構造の軸受装置及び図６に示した軸受装置は、共にすべり軸受として耐摩耗性が高く摩擦係数が大きい同一の材料を使用している。図示のように、本軸受装置を備えた立軸ポンプ３（本実施形態）では、始動開始から停止まで一定して従来構造と比較して低い振動速度で運転されていることがわかる。
【００５９】
図１１は、図６に示した軸受装置を備えた本実施形態に係る立軸ポンプ３がドライ運転したときの軸受温度を示す図である。立軸ポンプ３との比較のため、図４に示した従来構造の軸受装置を備えた立軸ポンプ（従来構造）がドライ運転したときの軸受温度が示されている。なお、従来構造の軸受装置及び図６に示した軸受装置は、共にすべり軸受として耐摩耗性が高く摩擦係数が大きい同一の材料を使用している。図示のように、本軸受装置を備えた立軸ポンプ３（本実施形態）では、始動開始から停止まで一定して従来構造と比較して低い軸受温度が保たれていることがわかる。
【００６０】
図１０及び図１１に示したように、従来構造の軸受装置を備えた立軸ポンプでは、回転軸に加わる摩擦力が大きいため、大きな振動が発生し、その結果軸受の温度上昇が大きくなっている。一方、本軸受装置を備えた立軸ポンプ３では、図８において説明したように、振動を低減すると共に摩擦力を低減することができ、軸受温度の上昇を抑制することができる。
【００６１】
図１２は、図６に示した軸受装置を備えた本実施形態に係る立軸ポンプ３が排水運転したときの振動速度を示す図である。立軸ポンプ３との比較のため、図４に示した従来構造の軸受装置を備えた立軸ポンプ（従来構造）が排水運転したときの振動速度が示されている。なお、図１２に示す結果は、立軸ポンプの運転条件として振動が発生しやすい条件で運転して、そのときの振動を計測したものである。図示のように、本軸受装置を備えた立軸ポンプ３（本実施形態）では、始動開始から停止まで一定して従来構造と比較して低い振動速度で運転されていることがわかる。
【００６２】
以上で説明したように、本実施形態に係る立軸ポンプ３によれば、ドライ運転時において回転軸１０（１０´）の軸の振れ回りにより、第１のすべり軸受１及び第２のすべり軸受９に回転体（スリーブ１１及びスリーブ１４）が衝突しても、その衝突時に摩擦力の向きが互いに逆向きに作用して相殺するので、回転軸１０（１０´）の振れ回りの発散を抑
制し、不安定化による振動を防止することができる。加えて、この振動に起因する摩擦を低減して、軸受温度の上昇を抑制することができる。
【００６３】
本実施形態に係る立軸ポンプ３は第１のすべり軸受１と第２のすべり軸受９を有するので、ドライ運転時における軸受すべり面の摩擦力を分散して、軸受すべり面の摩擦による発熱を抑制することができる。これにより、従来構造よりも摩擦係数の高い軸受材料、即ち耐摩耗性の高い軸受材料を使用することができ、長期間にわたって安定した運転をすることができる。
【００６４】
また、本実施形態に係る立軸ポンプ３では、軸受ケース１２の内周面に第１のすべり軸受１を保持し、その外周面に第２のすべり軸受９を保持するので、立軸ポンプ３の軸方向にコンパクトな構造とすることができる。
【００６５】
なお、立軸ポンプ３では、回転軸１０（１０´）の水中に位置する部分（スリーブ１１及びスリーブ１４）の支持は第１のすべり軸受１及び第２のすべり軸受９等のすべり軸受のみで行われる。即ち、立軸ポンプ３のような排水運転を行う回転機械には、玉軸受やコロ軸受のような転がり軸受は適しておらず、すべり軸受によって本実施形態の効果を奏することができる。
【００６６】
次に、他の実施形態に係る立軸ポンプを説明する。図１３は、他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の縦断面図である。図示のように、この軸受装置では、第１のすべり軸受１の背面側（外周側）及びスリーブ１４の背面側（外周側）にゴムなどの緩衝材２０ａ及び緩衝材２０ｂが配置されている。
【００６７】
これら緩衝材２０ａ及び緩衝材２０ｂを設けることで、第１のすべり軸受１及びスリーブ１４に窒化珪素や炭化珪素等の衝撃に弱い材料を用いても、運転時の衝撃による破損を防止することができる。また、上述したように、第１のクリアランス７と第２のクリアランス８の寸法が上述の範囲でなくとも、緩衝材２０ａ及び／又は緩衝材２０ｂが変形することで、第１のすべり軸受１と第２のすべり軸受９が同時に夫々スリーブ１１及びスリーブ１４と接触でき、上述した不安定化力の相殺効果を十分に得ることができる。
【００６８】
なお、緩衝材２０ａ及び緩衝材２０ｂは第１のすべり軸受１の背面側及びスリーブ１４の背面側に配置されているが、配置場所はこれに限られない。例えば、スリーブ１１の背面側（内周側）及び第２のすべり軸受９の背面側（内周側）、スリーブ１１の背面側及びスリーブ１４の背面側、又は第１のすべり軸受１の背面側及び第２のすべり軸受９の背面側に、緩衝材２０ａ及び緩衝材２０ｂを設けることができる。
【００６９】
図１４は、他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の縦断面図である。図示のように、この軸受装置では、樹脂材料からなる第１のすべり軸受１の背面側（外周側）に金属製のバックメタル３１ａが配置され、このバックメタル３１ａの背面側（外周側）に緩衝材２０ａが配置されている。同様に、スリーブ１４の背面側（外周側）に金属製のバックメタル３１ｂが配置され、このバックメタル３１ｂの背面側（外周側）に緩衝材２０ｂが配置されている。このような複雑な構造であっても、図６に示した軸受装置と同様の効果を奏することができる。
【００７０】
なお、バックメタル３１ａ及びバックメタル３１ｂは第１のすべり軸受１の背面側及びスリーブ１４の背面側に配置されているが、配置場所はこれに限られない。例えば、スリーブ１１の背面側及び第２のすべり軸受９の背面側、スリーブ１１の背面側及びスリーブ１４の背面側、又は第１のすべり軸受１の背面側及び第２のすべり軸受９の背面側に、バックメタル３１ａ及びバックメタル３１ｂを緩衝材２０ａ及び緩衝材２０ｂとともに設け
ることができる。
【００７１】
図１５は、他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の縦断面図である。本軸受装置では、第２のすべり軸受９の材料として超硬合金やステンレス等の金属材料が使用され、スリーブ１４の材料として樹脂材料が使用されている。このように、すべり軸受とスリーブの材料が逆であっても、図６に示した軸受装置と同様の効果を奏することができる。
【００７２】
図１６は、他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の縦断面図である。本軸受装置では、構成部品が回転軸１０（１０´）の軸方向で逆向きになるように配置されている。このような構造でも、図６に示した軸受装置と同様の効果を奏することができる。
【００７３】
図１７は、他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の縦断面図であり、図１８は、図１７に示すＸＸ´断面における断面図である。立軸ポンプ３は、排水機場に設置された状態で、点検や消耗部品の交換等、メンテナンスを容易に行うことが要求される。また、組み立てのとき、立軸ポンプ３の形状によっては回転軸１０（１０´）を第１のすべり軸受１の内側を通過させてからスリーブケース１５及びスリーブ１４を回転軸１０（１０´）に固定する必要がある。
【００７４】
そこで、本軸受装置では、図１８に示すようにスリーブケース１５及びスリーブ１４が２つに分割されて形成されており、分割されたスリーブケース１５を固定ボルト２４で互いに結合することで、回転軸１０（１０´）に固定可能に構成されている。このようにスリーブケース１５及びスリーブ１４を構成することで、立軸ポンプ３の設置場所においても容易に組み立て・分解を行うことができる。
【００７５】
図１９は、他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の縦断面図である。本軸受装置は、第１のクリアランス７の寸法及び第２のクリアランス８の寸法より小さい開口（メッシュ幅）を有するストレーナ２３が給水口１９に設けられている。これにより、排水中に土砂等のスラリーが混入していても、第１のクリアランス７の寸法及び第２のクリアランス８の寸法より大きいスラリーが第１のクリアランス７及び第２のクリアランス８に侵入することを防止することができる。その結果、第１のクリアランス７及び第２のクリアランス８を通過する水に含まれるスラリーの径が十分小さくなり、第１のすべり軸受１のすべり面及び第２のすべり軸受９のすべり面の摩耗を低減することができる。即ち、第１のクリアランス７の寸法及び第２のクリアランス８の寸法を維持することができ、図８及び図９において説明した不安定化力の相殺を継続的に行うことができる。
【００７６】
なお、ストレーナ２３の開口径は、第１のクリアランス７及び第２のクリアランス８の寸法の半分以下であることが好ましい。また、給水口１９は、回転軸１０（１０´）の中心軸を中心とした円周に沿って等間隔でスリーブケース１５に設けられることが好ましい。
【００７７】
図２０は、他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の横断面図である。この軸受装置では、第１のすべり軸受１の内周面（すべり面）及び第２のすべり軸受９の外周面（すべり面）に、溝３５ａが軸方向に沿って複数形成されている。スリーブ１１と第１のすべり軸受１の内周面（すべり面）との曲率の差、及びスリーブ１４の摺動面と第２のすべり軸受９の外周面（すべり面）との曲率の差が極めて小さいので、このように溝３５ａが形成されていても、第１のすべり軸受１とスリーブ１１との接触状態及び第２のすべり軸受９とスリーブ１４との接触状態に生じる影響は小さく、図６に示した軸受装置と同様の効果を奏することができる。また、このように溝３５ａを形成することで、第１の
クリアランス７及び第２のクリアランス８を通過する水の流量を増加させることができる。
【００７８】
なお、溝３５ａは、第１のすべり軸受１及び第２のすべり軸受９のいずれか一方のみに形成されていてもよい。また、溝３５ａはスリーブ側に設けられていてもよい。溝３５ａは、回転軸１０（１０´）の軸方向だけでなく、周方向、軸方向に対して斜め方向、或いは１条又は複数条のネジ状に形成されてもよい。
【００７９】
図２１は、他の実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置の横断面図である。この軸受装置では、第１のすべり軸受１及び第２のすべり軸受９が周方向に複数に分割され、スリーブケース１５の内周面に隙間３５ｂを介して配置されている。このような軸受装置であっても、図６に示した軸受装置と同様の効果を奏することができる。
【００８０】
なお、第１のすべり軸受１及び第２のすべり軸受９のいずれか一方のみが分割されて形成されてもよい。また、隙間３５ｂはスリーブ側に設けられていてもよい、即ち、スリーブ１１及び／又はスリーブ１４が分割されてもよい。
【００８１】
以上で説明した各実施形態に係る立軸ポンプの軸受装置では、第２のすべり軸受９の回転軸１０（１０´）上の配置は限定されず、回転軸１０（１０´）上の接液部、即ち立軸ポンプ内であればどこに設けても本発明の効果を奏する。また、立軸ポンプ内でなくとも揚水時に接液する構造、例えば立軸ポンプ外部（駆動機側）に第２のすべり軸受９を配置し、立軸ポンプ内と配管を連結して、排水運転時に立軸ポンプが排出する水により潤滑される構造であれば、同様に本発明の効果を奏する。
【００８２】
なお、以上で説明した各実施形態に係る立軸ポンプにおいては、図３に示した先行待機運転を行う立軸ポンプ３の軸受３２及び軸受３３に代えて、図６、１３、１４、１５、１６、１７、１９に示した軸受装置を夫々適用するものとして説明したが、これに限らず軸受３２及び軸受３３のいずれか一つに代えて、これらの軸受装置を適用してもよい。この場合、立軸ポンプ３がこれらの軸受装置を少なくとも一つ備えることにより、回転軸１０（１０´）の振れ回りを著しく低減することができる。その結果、全ての軸受に加わる振動が低減して軸受の摩耗が少なくなり、全ての軸受の寿命を全体的に延ばすことができ、メインテナンス・スパンを長くとることができる。
【００８３】
また、立軸ポンプは回転軸１０（１０´）の長さに応じて軸受装置の配備数が増し、軸受装置が３つ以上となる場合がある。このような場合でも、この軸受装置として、図６、１３、１４、１５、１６、１７、１９に示した軸受装置を少なくとも一つ、すなわち、回転軸１０（１０´）とともに回転可能な部材の内周面と摺接可能な第１のすべり軸受１、及び回転軸１０（１０´）とともに回転可能な部材の外周面と摺接可能な第２のすべり軸受９を少なくとも一組備えることにより、回転軸１０（１０´）の振れ回りを著しく低減することができる。その結果、全ての軸受に加わる振動が低減して軸受の摩耗が少なくなり、全ての軸受の寿命を全体的に延ばすことができ、メインテナンス・スパンを長くとることができる。
【００８４】
図２２は、他の実施形態に係る立軸ポンプの概略断面図である。図示のように立軸ポンプ３では、回転軸１０´がインペラ２２を貫通し、その先端部に支持部材１３に支持されたボトム軸受３７が設けられている。ボトム軸受３７の回転軸１０´とは反対側には水流を調整するための軸受カバー３８が設けられている。
【００８５】
図２３は、図２２に示した立軸ポンプ３のボトム軸受３７として用いられる軸受装置の横断面図である。図示のように、本軸受装置は、回転軸１０´の外周にスリーブ１１が設
けられ、回転軸１０´の端部が凹状に形成されている。この凹状の端部の内周には、緩衝材２０ｂを介してスリーブ１４が設けられている。スリーブ１１と第１のクリアランス７を介して相対する第１のすべり軸受１は、その背面側（外周側）に緩衝材２０ａが配置され、軸受ケース１２に固定されている。スリーブ１４の内周側には、第２のクリアランス８を介して相対する第２のすべり軸受９が配置されており、スリーブ１４の内周面と第２のすべり軸受９の外周面とが摺接するように構成されている。第２のすべり軸受９は、軸受ケース１６によって固定されており、軸受ケース１６は、ボルト２１ｃによって支持部材１３に固定されている。軸受ケース１６には給水口１９が設けられており、給水口１９から通水された水が第１のクリアランス７及び第２のクリアランス８を通過することで、本軸受装置は流体潤滑軸受装置として機能する。
【００８６】
本軸受装置によれば、図６に示した軸受装置と同様の効果を奏することができる。これに加えて、回転軸１０´の端部にスリーブ１４を設けることで、スリーブ１４の内周面（第２の摺動面）の直径を小さくすることができる。これにより、スリーブ１４の内周面の周速度を低減させることができ、第２のすべり軸受９の摩擦による発熱を抑制することができる。また、第２のすべり軸受９が回転軸１０´の端部付近に配置されているので、第２のすべり軸受９の取り付け・交換を容易に行うことができ、既存の立軸ポンプに本軸受装置を容易に適用することができる。なお、図示していないが、軸受ケース１６の下側（水の流入側）には、水流を阻害しないように略半球状の軸受カバー３８（図２２参照）を設けることが好ましい。この場合、水に混入しているスラリーの第１のクリアランス７及び第２のクリアランス８への混入を低減するために、軸受カバー３８には水流方向と直角方向に給水口を設け、この給水口を軸受ケース１６の給水口１９と接続するように構成することがより好ましい。
【００８７】
図２４は、図２２に示した立軸ポンプ３のボトム軸受３７として用いられる他の軸受装置の横断面図である。本軸受装置では、回転軸１０´の端部が凹状に形成されており、この凹状の端部の内周に緩衝材２０ｂを介してスリーブ１４が設けられている。スリーブ１４は、押さえ板３６により下方向から押さえられ、回転軸１０´に固定されている。また、このスリーブ１４は、スリーブ１１に対して軸方向略同一位置に配置されている。これにより、本軸受装置の設置体積を小さくすることができる。
【００８８】
以上で説明した各実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置においては、第１のすべり軸受１の内径に対する第２のすべり軸受９の外径の比率が０．２以上２．０以下であることが好ましい。第２のすべり軸受９の外周面（すべり面）の径の比率がこの範囲を上回ると、スリーブ１４の周速度が大きくなり、ドライ運転時の摩擦による発熱が大きくなるので好ましくない。なお、内径の異なる複数の第１のすべり軸受１が用いられる場合は、その最小径の０．２倍以上であって最大径の２．０倍以下となる外径を有する第２のすべり軸受９を用いることが好ましい。
【００８９】
また、以上で説明した各実施形態に係る立軸ポンプに適用される軸受装置においては、第１のすべり軸受１及び第２のすべり軸受９に用いる材料は、ドライ運転及び排水運転において長期間軸受として機能するために、ドライ運転時の低い摩擦係数、及びスラリーを含んだ水中での高い耐摩耗性が要求される。このため、第１のすべり軸受１及び第２のすべり軸受９は、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＢＩ（ポリベンゾイミダゾール）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＵＨＭＷ−ＰＥ（超高分子ポリエチレン）、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＡＲ（ポリアリレート）、ＰＳＦ（ポリサルフォン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、及びＰＦ（フェノ
ール樹脂）のうち少なくとも１つを含む樹脂材料を含む、耐摩耗性の高い材料で形成されることが好ましい。
【００９０】
さらに、第１のすべり軸受１及び第２のすべり軸受９は、上記樹脂材料に炭素繊維、ガラス繊維、炭素粒子、ガラス粒子、又はグラファイト等を添加した材料を含む、強化・改質された材料で形成されることがより好ましい。また、第１のすべり軸受１及び第２のすべり軸受９は、高い耐摩耗性を備える必要がある観点から、窒化珪素や炭化珪素等のセラミックス又は金属を含む材料で形成されてもよい。
【００９１】
これらの材料の比摩耗量（摩擦体積／軸受荷重／走行距離で定義される耐摩耗性の指標）は少なくとも１×１０−６ｍｍ２／Ｎ以下であり、材料によっては１×１０−７ｍｍ２／Ｎ以下である。このため、従来構造では低摩擦性と耐摩耗性を両立する材料を選択する必要があったが、上記の材料では低摩擦性有するので耐摩耗性のみを考慮すればよい。
【００９２】
スリーブ１１及びスリーブ１４は、超硬合金及びステンレス等の金属材料、セラミックス、又は上記の樹脂材料を含む材料で形成することができ、耐摩耗性が高い材料が好ましい。第１のすべり軸受１と第２のすべり軸受９の材料は互いに異なる材料であってもよい。スリーブ１１とスリーブ１４の材料は互いに異なる材料であってもよい。本発明は、どのような摩擦係数を有する材料を第１のすべり軸受１、第２のすべり軸受９、スリーブ１１及びスリーブ１４に用いたとしても、不安定化力を低減することができる。
【００９３】
本発明は、上述した実施形態に係る立軸ポンプに限らず、すべり軸受を有する立軸ポンプ、特に先行待機運転における気中運転、気水撹拌運転、気水混合運転、定常運転、エアロック運転のような、運転状態毎に軸受に加わる負荷が変化し、不安定化力が変化する立軸ポンプに好適に使用することができる。
【００９４】
また、上記各実施形態に係る立軸ポンプは、排水機場に設置可能に構成されている。合流式等の下水道用雨水を排水する排水機場はスラリーを含む水を排出するので、上記各実施形態に係る立軸ポンプは排水機場に好適である。特に、大深度型雨水排水設備であって、沈砂池をポンプの吐出側に設ける後沈砂方式を採用している排水機場においては、ポンプの流入前に沈砂池を設ける前沈砂方式の排水機場に比べてスラリー量が多いため、上記各実施形態に係る立軸ポンプはより好適に使用することができる。
【００９５】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用し得る。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
【符号の説明】
【００９６】
１  第１のすべり軸受、３  立軸ポンプ、５  貫通孔、６  空気管、６ａ  開口、７  第１のクリアランス、８  第２のクリアランス、９  第２のすべり軸受、１０  回転軸、１０´  回転軸、１１  スリーブ、１２  軸受ケース、１２ａ  つば部、１３  支持部材、１４  スリーブ、１５  スリーブケース、１６  軸受ケース、１７  第１の摺動部、１８
第２の摺動部、１９  給水口、２０ａ  緩衝材、２０ｂ  緩衝材、２１ａ  固定手段、２１ｂ  固定手段、２２  インペラ、２３  ストレーナ、２４  固定ボルト、２７  吸い込みベル、２８  吐出ボウル、２９  ケーシング、３０  吐出エルボ、３１ａ  バックメタル、３１ｂ  バックメタル、３２  上部軸受、３３  下部軸受、３４  軸シール、３５ａ  溝、３５ｂ  隙間、３６  押さえ板、３７  ボトム軸受、３８  軸受カバー、１００
水槽。
【図１】
2019023470.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年9月25日(2018.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも回転軸を含み、第１の摺動部と、第２の摺動部とを有し、水中及び大気中で回転可能な回転部材と、
前記回転軸に取り付けられたインペラと、
前記第１の摺動部を内周面で支持する第１のすべり軸受と、
前記第２の摺動部を外周面で支持する第２のすべり軸受と、を有し、
前記回転軸は、前記インペラを貫通して延在し、
前記第１のすべり軸受及び前記第２のすべり軸受は、前記インペラよりも下方に設けられる、立軸ポンプ。
【請求項２】
少なくとも回転軸を含み、第１の摺動部と、第２の摺動部とを有し、水中及び大気中で回転可能な回転部材と、
前記第１の摺動部を内周面で支持する第１のすべり軸受と、
前記第２の摺動部を外周面で支持する第２のすべり軸受と、を有し、
前記第１のすべり軸受の外周側及び前記第２のすべり軸受の内周側の少なくとも一方に緩衝材を有する、立軸ポンプ。
【請求項３】
少なくとも回転軸を含み、第１の摺動部と、第２の摺動部とを有し、水中及び大気中で回転可能な回転部材と、
前記第１の摺動部を内周面で支持する第１のすべり軸受と、
前記第２の摺動部を外周面で支持する第２のすべり軸受と、を有し、
前記第１の摺動部と前記第２の摺動部は、共にスリーブを含み、
前記第１の摺動部のスリーブの内周面及び前記第２の摺動部のスリーブの外周面の少なくとも一方に緩衝材を有する、立軸ポンプ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載された立軸ポンプにおいて、
前記第１の摺動部は前記回転軸に取り付けられたスリーブの外周面であり、前記第２の摺動部は、前記回転軸に取り付けられたスリーブケースの内周面に取り付けられたスリーブの内周面であることを特徴とする立軸ポンプ。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか一項に記載された立軸ポンプにおいて、
前記第１の摺動部は前記回転軸に取り付けられたスリーブの外周面であり、前記第２の摺動部は、前記回転軸に取り付けられたスリーブの内周面であることを特徴とする立軸ポンプ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載された立軸ポンプにおいて、
前記第１のすべり軸受及び前記第２のすべり軸受は、前記回転軸の先端部を支持するように構成される、立軸ポンプ。
【請求項７】
前記第１のすべり軸受は、ドライ条件及び排水条件において前記第１の摺動部を支持可能に構成され、
前記第２のすべり軸受は、ドライ条件及び排水条件において前記第２の摺動部を支持可能に構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項８】
前記第１の摺動部と前記第１のすべり軸受との直径隙間の寸法は、前記第１のすべり軸受の内径の１／１０００以上１／１００以下であり、
前記第２の摺動部と前記第２のすべり軸受との直径隙間の寸法は、前記第２のすべり軸受の外径の１／１０００以上１／１００以下である、請求項１から７のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項９】
前記第１の摺動部と前記第１のすべり軸受との直径隙間の寸法に対する前記第２の摺動部と前記第２のすべり軸受との直径隙間の寸法の比率が０．５以上２．０以下である、請求項１から８のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項１０】
前記第１の摺動部と前記第１のすべり軸受との直径隙間の寸法に対する前記第２の摺動部と前記第２のすべり軸受との直径隙間の寸法の比率が０．７以上１．３以下である、請求項９に記載された立軸ポンプ。
【請求項１１】
前記第１のすべり軸受の内径に対する前記第２のすべり軸受の外径の比率が０．２以上２．０以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項１２】
前記回転軸の水中に位置する部分の支持は前記第１のすべり軸受及び前記第２のすべり軸受のみで行われる、請求項１から１１のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項１３】
前記第１のすべり軸受及び第２のすべり軸受は、ＰＡ、ＰＢＩ、ＰＯＭ、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＰＥ、ＰＣ、ＵＨＭＷ−ＰＥ、ＰＴＦＥ、ＰＰＳ、ＰＩ、ＰＥＥＫ、ＰＡＲ、ＰＳＦ、ＰＥＩ、ＰＡＩ、ＰＥＳ、及びＰＦのうち少なくとも１つを含む樹脂材料、セラミックス又は金属を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項１４】
前記第１のすべり軸受及び第２のすべり軸受は、炭素繊維、ガラス繊維、炭素粒子、ガラス粒子、及びグラファイトのうち少なくとも１つが添加された樹脂材料を含む、請求項１３に記載された立軸ポンプ。
【請求項１５】
前記第１の摺動部と前記第１のすべり軸受との隙間、及び前記第２の摺動部と前記第２のすべり軸受との隙間へ水を通過させる流路が形成されている、請求項１から１４のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項１６】
排水機場に設置可能に構成される、請求項１から１５のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項１７】
前記流路に水を通水する給水口にストレーナを備える、請求項１５に記載された立軸ポンプ。
【請求項１８】
内周面に前記第１のすべり軸受を保持し、外周面に前記第２のすべり軸受を保持する軸受ケースを備える、請求項１から１７のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項１９】
前記第２の摺動部は前記回転軸の端部に設けられる、請求項１から１８のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項２０】
前記第１のすべり軸受及び／又は前記第２のすべり軸受は、周方向に分割して構成される、請求項１から１９のいずれか一項に記載された立軸ポンプ。
【請求項２１】
複数の軸受装置を備える立軸ポンプであって、前記軸受装置の少なくとも一つが、請求項１から２０のいずれか一項に記載された前記第１のすべり軸受及び前記第２のすべり軸受を有する、立軸ポンプ。