(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水車発電機の水車ケーシングによって規定された水路に配される水車ガイドベーンの回転軸を当該水車ケーシングに設けられた軸受孔において回転自在に支持するための水車発電機用の軸受であって、円筒状の内周面を有していると共に水車ケーシングの軸受孔を規定する内周面に外周面で嵌着するための剛性の金属製裏金と、この金属製裏金の円筒状の内周面に嵌着されていると共に水車ガイドベーンの回転軸を滑り回転自在に受容するための円筒状の滑り内周面を有した主として熱硬化性樹脂からなる滑り層とを具備しており、滑り層は、熱硬化性樹脂としてレゾール型フェノール樹脂と、このレゾール型フェノール樹脂に分散された四フッ化エチレン樹脂とを含んでおり、滑り層の滑り内周面は、熱硬化性樹脂からなる滑り面と、この滑り面に混在されていると共に四フッ化エチレン樹脂からなる滑り面とを含んでおり、滑り層は、更に、補強繊維織布を含んでおり、熱硬化性樹脂は、補強繊維織布に含浸されていると共に補強繊維織布を覆っている水車発電機用の軸受。
【請求項２】
水車ガイドベーンの回転軸を受容するための円孔を滑り内周面で規定した滑り層には、当該滑り内周面の円周方向に延びていると共に当該滑り内周面で円孔に開口した少なくとも一つの円環状の溝が形成されており、この円環状の溝は、一端で当該溝に開口する一方、他端で水車ケーシングの外面において外部に開口した通路を介して、当該外部に連通されるようになっている請求項１に記載の軸受。
【請求項３】
水車発電機の水車ガイドベーンの回転軸に回転源からの回転を伝達して当該回転軸を回転させる複数の回転伝達部材を互いに回転自在に直列に連結する連結軸を各回転伝達部材に設けられた軸受孔において回転自在に支持するための水車発電機用の軸受であって、円筒状の内周面を有していると共に回転伝達部材の軸受孔を規定する内周面に外周面で嵌着するための剛性の金属製裏金と、この金属製裏金の円筒状の内周面に嵌着されていると共に連結軸を滑り回転自在に受容するための円筒状の滑り内周面を有した主として熱硬化性樹脂からなる滑り層とを具備しており、滑り層は、熱硬化性樹脂としてレゾール型フェノール樹脂と、このレゾール型フェノール樹脂に分散された四フッ化エチレン樹脂とを含んでおり、滑り層の滑り内周面は、熱硬化性樹脂からなる滑り面と、この滑り面に混在されていると共に四フッ化エチレン樹脂からなる滑り面とを含んでおり、滑り層は、更に、補強繊維織布を含んでおり、熱硬化性樹脂は、補強繊維織布に含浸されていると共に補強繊維織布を覆っている水車発電機用の軸受。
【請求項４】
金属製裏金は、アルミニウム、ステンレス、銅合金等の耐腐食性の金属からなっている請求項１から３のいずれか一項に記載の軸受。
【請求項５】
金属製裏金は、円筒状の内周面を有した円筒部と、この円筒部に一体的に形成されている環状鍔部とを有している請求項１から４のいずれか一項に記載の軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水車発電機のガイドベーンの回転軸及び斯かるガイドベーンの回転軸を回転させる回転伝達部材を互いに回転自在に連結する連結軸を回転自在に支持するための水車発電機用の軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、フランシス型の水車発電機は、水車の回りに形成された円環（渦巻き）状の渦巻き水路から水車羽根が配された軸方向水路に水流が導入されて、斯かる軸方向水流により水車羽根が回転されて発電がなされるが、渦巻き水路から軸方向水路への水路には、固定ベーンに加えて、軸方向水路への水量を調節するガイドベーンが回転自在に配されている一方、ガイドベーンの回転軸には、当該回転軸を回転させる複数の回転伝達部材が連結軸を介して直列に連結されており、これら回転軸及び連結軸は、軸受を介して夫々回転自在に支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２９３５５６号公報
【特許文献２】特開２００１−１２４０７０号公報
【特許文献３】特開２００２−１７４２２７号公報
【特許文献４】特開２００６−１８９０１４号公報
【特許文献５】特開２００９−９２１３５号公報
【特許文献６】特開２００９−２５７５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、非膨潤性が要求されるガイドベーンの回転軸の軸受において、一つの従来例では、金属素材に削り加工を施してなる一体成形品が使用されているが、斯かる削り加工による一体成形品からなる金属製の滑り軸受では、その重量が大きく、その設置、交換等において取扱が困難であり、クレーン等の重機を必要とする場合があり、他の従来例としての、金属製のハウジング（裏金）と、このハウジングに冷やしバメをもって嵌着されていると共に滑り内周面を有した金属製の滑り部材とからなる金属製の滑り軸受では、保守、交換に当たっての滑り部材のハウジングからの抜け出しが困難であると共に金属製の滑り部材の抜け出しにおいてハウジングの内周面に傷をつけたり変形させたりする結果、ハウジングの再利用にあたっては、ハウジングの寸法仕上げ等の再加工を必要とする虞があって、多大な時間を要する場合があり、一方、非膨潤性がそれ程要求されない回転伝達部材の連結軸においても、金属製の滑り軸受が使用される場合には、ガイドベーンの回転軸の軸受と同様であって、その設置、保守、交換等においてその取扱が困難であると共に多大な時間を要する場合がある。
【０００５】
特許文献１から６に記載の水中軸受は、回転軸から動摩擦を介在した一定方向の回転を受けるのであるが、ガイドベーンの回転軸及び回転伝達部材の連結軸の夫々の軸受は、斯かる水中軸受と異なり、回転軸又は連結軸から静摩擦と動摩擦とを介在した交代的な回転を受ける結果、静摩擦係数と動摩擦係数との間に甚だしい乖離があると、ガイドベーンを滑らかに回転させることが困難となる。
【０００６】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、非膨潤性に加えて軽量化をも期待できて設置、交換等において取扱が容易であり、金属製の裏金の再加工等を必要としないで容易に滑り部材の交換を行い得、しかも、ガイドベーンを滑らかに回転させることができる水車発電機用の軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
水車発電機の水車ケーシングによって規定された水路に配される水車ガイドベーンの回転軸を当該水車ケーシングに設けられた軸受孔において回転自在に支持するための本発明の水車発電機用の軸受は、円筒状の内周面を有していると共に水車ケーシングの軸受孔を規定する内周面に外周面で嵌着するための剛性の金属製裏金と、この金属製裏金の円筒状の内周面に嵌着されていると共に水車ガイドベーンの回転軸を滑り回転自在に受容するための円筒状の滑り内周面を有した主として熱硬化性樹脂からなる滑り層とを具備している。
【０００８】
本発明の水車発電機用の軸受によれば、熱硬化性樹脂からなる滑り層が金属製裏金の円筒状の内周面に嵌着されているために、金属製の滑り軸受に比較して、軽量化を期待できて設置、交換等において容易に取扱うことができ、熱硬化性樹脂からなる滑り層の金属製裏金の内周面からの抜け出しを、冷やしバメをもって互いに嵌着されている金属製のハウジング（裏金）と金属製の滑り部材とのそれと比較して容易に行うことができる結果、金属製の裏金の再加工等の虞を回避できて容易に滑り層の交換を行い得、しかも、ガイドベーンの金属製の回転軸と熱硬化性樹脂からなる滑り層との摩擦となる結果、静摩擦係数を低減できる上に、静摩擦係数と動摩擦係数とを同等にできて、ガイドベーンの滑らかな回転を期待できる。
【０００９】
水車発電機用の軸受の好ましい例では、水車ガイドベーンの回転軸を受容するための円孔を滑り内周面で規定した滑り層には、当該滑り内周面の円周方向に延びていると共に当該滑り内周面で円孔に開口した少なくとも一つの円環状の溝が形成されており、この円環状の溝は、一端で当該溝に開口する一方、他端で水車ケーシングの外面において外部に開口した通路を介して、当該外部に連通されるようになっている。
【００１０】
斯かる円環状の溝と通路とを具備した水車発電機用の軸受によれば、水路に微小砂を含んだ泥水が供給された場合に、滑り層の内周面と回転軸の外周面との間に侵入した微小砂を円環状の溝で補足して、この補足した微小砂を通路を介して外部に排出できる排砂機能を具備し得る結果、微小砂による滑り層の内周面又は回転軸の外周面への摺動痕の発生を回避できて、長期に亘るガイドベーンの滑らかな回転を確保できる。
【００１１】
円環状の溝は、一個でもよいが、軸方向に互いに離間して複数個の円環状の溝を滑り層に形成してもよく、この場合、複数個の円環状の溝を互いに連通させる相互連通通路を滑り層及び金属製裏金のうちの少なくとも一方に形成して、この相互連通通路を上記の通路を介して外部に連通するようにしてもよい。
【００１２】
水車発電機の水車ガイドベーンの回転軸に回転源からの回転を伝達して当該回転軸を回転させる複数の回転伝達部材を互いに回転自在に直列に連結する連結軸を各回転伝達部材に設けられた軸受孔において回転自在に支持するための本発明の他の水車発電機用の軸受は、円筒状の内周面を有していると共に回転伝達部材の軸受孔を規定する内周面に外周面で嵌着するための剛性の金属製裏金と、この金属製裏金の円筒状の内周面に嵌着されていると共に連結軸を滑り回転自在に受容するための円筒状の滑り内周面を有した主として熱硬化性樹脂からなる滑り層とを具備している。
【００１３】
本発明の他の水車発電機用の軸受によれば、上記の軸受と同様に、熱硬化性樹脂からなる滑り層が金属製裏金の円筒状の内周面に嵌着されているために、金属製の滑り軸受に比較して、軽量化を期待できて設置、交換等において容易に取扱うことができ、熱硬化性樹脂からなる滑り層の金属製裏金の内周面からの抜け出しを、冷やしバメをもって互いに嵌着されている金属製のハウジング（裏金）と金属製の滑り部材とのそれと比較して容易に行うことができる結果、金属製のハウジング（裏金）の再加工等の虞を回避できて容易に滑り層の交換を行い得、しかも、回転伝達部材の金属製の連結軸と熱硬化性樹脂からなる滑り層との摩擦となる結果、静摩擦係数を低減できる上に、静摩擦係数と動摩擦係数とを同等にできて、回転伝達部材を介するガイドベーンの滑らかな回転を期待できる。
【００１４】
本発明の滑り層は、熱硬化性樹脂としてレゾール型フェノール樹脂を含んでいるとよく、斯かるレゾール型フェノール樹脂は、摩擦摩耗性に優れ、高い剛性を有して機械的強度に優れていると共に水中等の湿潤雰囲気でも極めて小さい膨潤量となり、乾燥摩擦条件下、グリース潤滑条件下及び水潤滑条件下のいずれの条件下でも好ましい滑り特性を発揮できる上に、滑り層がポリエステル繊維織布等の特定の補強繊維織布を含んでいる場合には、当該補強繊維織布との親和性に優れているために、補強繊維織布をしっかりと接合保持した滑り層を提供できる。
【００１５】
好ましい例では、滑り層の滑り内周面は、熱硬化性樹脂からなる滑り面を含んでいる。
【００１６】
滑り層は、熱硬化性樹脂に加えて、当該熱硬化性樹脂に分散された四フッ化エチレン樹脂（以下、「ＰＴＦＥ」という）を更に含んでいるとよく、斯かるＰＴＦＥは、滑り層の滑り内周面をより低摩擦性にし得る。
【００１７】
ＰＴＦＥを含んでいる滑り層の内周面は、好ましい例では、熱硬化性樹脂からなる滑り面と、この滑り面に混在されていると共にＰＴＦＥからなる滑り面とを含んでいる。
【００１８】
滑り層の内周面でこのように熱硬化性樹脂からなる滑り面とＰＴＦＥからなる滑り面とが混在していると、滑り層の滑り内周面がより低摩擦になって、好ましい滑り性（摺動性）を得ることができる。
【００１９】
滑り層は、更に、好ましくは補強繊維織布を含んでいてもよく、この場合、熱硬化性樹脂は、補強繊維織布に含浸されていると共に補強繊維織布を覆っているとよい。
【００２０】
このような補強繊維織布を含んだ滑り層によれば、滑り層の形状維持性を向上できて、滑り層のクリープ変形等を好ましく防止できる。
【００２１】
補強繊維織布は、合成樹脂製の繊維、例えば、ポリエステル樹脂繊維又はふっ素樹脂繊維が好ましく、ポリエステル樹脂繊維としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂（以下、ＰＥＴという）繊維が特に好ましいが、ポリブチレンテレフタレート樹脂繊維、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂繊維、ポリエチレンナフタレート樹脂繊維又はポリブチレンナフタレート樹脂繊維であってもよく、ふっ素樹脂繊維としては、ＰＴＦＥ繊維が特に好ましいが、例えば、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体樹脂繊維、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂繊維又はエチレン−ポリテトラフルオロエチレン共重合体樹脂繊維であってもよいが、本発明は、これらの例に限定されず、滑り層における補強基材としての補強機能を達成できて低摩擦性を有する上に、回転軸及び連結軸の表面との関連で当該回転軸及び連結軸の表面を損傷させる虞のないものであれば他の樹脂繊維、例えば、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等からなる繊維であってもよい。
【００２２】
補強繊維織布を含んだ滑り層の一つの例は、補強繊維織布と熱硬化性樹脂とを含んでいる層を複数個積層した積層体からなっており、この場合、積層体の各層の熱硬化性樹脂は、補強繊維織布に含浸されていると共に補強繊維織布を覆っているとよく、斯かる例での滑り層の滑り内周面は、熱硬化性樹脂からなる滑り面を含んでいるとよい。
【００２３】
積層体からなっている滑り層において、当該積層体の各層は、熱硬化性樹脂に加えて、当該熱硬化性樹脂に分散されたＰＴＦＥを含んでいてもよく、この場合、滑り層の滑り内周面は、熱硬化性樹脂からなる滑り面と、この滑り面に混在されていると共にＰＴＦＥからなる滑り面とを含んでいるとよい。
【００２４】
レゾール型フェノール樹脂、ＰＴＦＥ及び補強繊維織布を含んだ滑り層は、レゾール型フェノール樹脂を３５質量％から５０質量％、ＰＴＦＥ１０質量％から３０質量％及び補強基材を３５質量％から５０質量％含んでいるとよい。
【００２５】
以上の軸受において、金属製裏金は、アルミニウム、ステンレス、銅合金等の耐腐食性の金属からなっているとよく、また、当該金属製裏金は、円筒状の内周面を有している円筒部と、この円筒部に一体的に形成されている環状鍔部とを有していてもよいが、これに代えて、鍔部なしの円筒状の内周面を有した円筒部のみからなっていてもよく、これら鍔部付き軸受及び鍔部なし軸受は、使用箇所に適合するように適宜選択し得る。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、非膨潤性に加えて軽量化をも期待できて設置、交換等において取扱が容易であり、金属製の裏金の再加工等を必要としないで容易に滑り層の交換を行い得、しかも、ガイドベーンを滑らかに回転させることができる水車発電機用の軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、水車発電機の例の全体概略断面説明図である。
【図２】図２は、図１に示す例の一部拡大断面説明図である。
【図３】図３は、図１に示す例の一部拡大平面説明図である。
【図４】図４は、図１に示す例の一部拡大断面説明図である。
【図５】図５は、図１に示す例の水車ガイドベーンの回転軸の一方の軸受の図６に示すＶ−Ｖ線矢視断面説明図である。
【図６】図６は、図５に示す軸受の平面説明図である。
【図７】図７は、図１に示す例の水車ガイドベーンの回転軸の他方の軸受の断面説明図である。
【図８】図８は、図１に示す例の連結軸の軸受の例の断面説明図である。
【図９】図９は、図８に示す連結軸の軸受の例の斜視説明図である。
【図１０】図１０は、図５、図７及び図８に示す滑り層の製造方法の説明図である。
【図１１】図１１は、図５、図７及び図８に示す滑り層の製造方法の説明図である。
【図１２】図１２は、図５、図７及び図８に示す滑り層の製造方法の説明図である。
【図１３】図１３は、図１に示す例の水車ガイドベーンの回転軸の軸受の他の例の断面説明図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す例のＸＩＶ−ＸＩＶ線矢視断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に本発明を、図に示す好ましい実施の形態の例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
【００２９】
図１から図９において、本例の水車発電機用の軸受１は、水車発電機２の水車ケーシング３の水車ケーシング本体３ａ、水車上カバー３ｂ及び水車下カバー３ｃによって規定された水路４に円周方向に等角度間隔をもって配された複数枚の水車ガイドベーン５の回転軸６ａ及び６ｂを当該水車ケーシング３の水車上カバー３ｂ及び水車下カバー３ｃに設けられた軸受孔７ａ及び７ｂにおいて軸心８を中心としてＲ１及びＲ２方向に回転自在に支持するようになっている。
【００３０】
本例の水車発電機２は、フランシス型であって、水路４を規定すると共に水車ケーシング本体３ａ、水車上カバー３ｂ及び水車下カバー３ｃを有した水車ケーシング３と、水車上カバー３ｂに回転自在に支持された水車１１と、水車ケーシング３外に配された発電機１２と、水車１１の回転を発電機１２に伝達する回転軸１３と、夫々が軸受１を介して水車ケーシング３の水車上カバー３ｂ及び３ｃに軸心８を中心としてＲ１及びＲ２方向に回転自在に支持されている上記の複数枚の水車ガイドベーン５と、各水車ガイドベーン５に対応して水車ケーシング３の水車ケーシング本体３ａに固定的に設けられた複数枚のステーベーン１４と、各水車ガイドベーン５の回転軸６ａに回転源１５からのＲ３及びＲ４方向の回転を伝達して当該各回転軸６ａをＲ１及びＲ２方向に回転させるように各水車ガイドベーン５に対応して設けられた回転伝達部材１６、１７及び１８とを主として具備している。
【００３１】
水車ケーシング３は、リベット、溶接、ボルト等により上下方向で互いに連結された水車上カバー３ｂ及び水車下カバー３ｃと、水車上カバー３ｂ及び水車下カバー３ｃの周囲にリベット、溶接、ボルト等により連結された水車ケーシング本体３ａとを具備している。
【００３２】
水路４は、水車ケーシング本体３ａによって規定された円環（渦巻き）状の渦巻き水路２１と、水車上カバー３ｂ及び水車下カバー３ｃによって規定されていると共に水車１１が配される軸方向水路２２と、水車ケーシング本体３ａ、水車上カバー３ｂ及び水車下カバー３ｃによって規定されていると共に水路２１から軸方向水路２２に水流を導く環状水路２３とを有しており、水車１１を回転させて回転軸１３を介して発電機１２を発電作動させるべく水路２１に導入された水流は、環状水路２３においてステーベーン１４により案内されて水車ガイドベーン５によりその水量が調節されて当該環状水路２３を介して軸方向水路２２に導入されて軸方向水路２２において水車１１を回転させ、その後、軸方向水路２２の下方から送出されるようになっている。
【００３３】
水車ガイドベーン５は、環状水路２３に配されるガイドベーン本体２５と、ガイドベーン本体２５の上端及び下端に一体的に設けられていると共に軸受１を介して水車ケーシング３の水車上カバー３ｂ及び水車下カバー−３ｃにＲ１及びＲ２方向に回転自在に支持されている回転軸６ａ及び６ｂとを具備しており、回転軸６ａ及び６ｂの回転で環状水路２３においてガイドベーン本体２５が所定角に回転設定されることにより環状水路２３の開度を決定して環状水路２３を介する軸方向水路２２に導入される水量を決定するようになっている。
【００３４】
軸受１において、水車上カバー３ｂの軸受孔７ａに配されて回転軸６ａを回転自在に支持する軸受１ａは、円筒状の内周面３１ａを有していると共に水車上カバー３ｂの軸受孔７ａを規定する内周面３２ａに外周面３３ａで嵌着するための剛性の金属製裏金３４ａと、金属製裏金３４ａの円筒状の内周面３１ａに円筒状の外周面３５ａで嵌着されていると共に水車ガイドベーン５の一方の回転軸６ａを軸心８を中心としてＲ１及びＲ２方向に滑り回転自在に受容するための円筒状の滑り内周面３６ａを有した主として熱硬化性樹脂からなる滑り層３７ａとを具備している。
【００３５】
アルミニウム、ステンレス、銅合金等の耐腐食性の金属からなっている金属製裏金３４ａは、円筒状の外周面３３ａ及び内周面３１ａを有した円筒部４１ａと、円筒部４１ａに一体的に形成されていると共に一対の貫通孔４２ａが軸対称に形成された環状鍔部４３ａと、外周面３３ａ及び滑り内周面３６ａの夫々に形成された環状のシールリング溝４４ａ及び４５ａと有している。
【００３６】
円筒状の滑り層３７ａは、ＰＥＴ繊維又はＰＴＦＥ繊維からなる補強繊維織布と、この補強繊維織布に含浸されていると共に補強繊維織布を覆っている熱硬化性樹脂としてのレゾール型フェノール樹脂と、斯かるレゾール型フェノール樹脂に分散されたＰＴＦＥとを含んでいる。
【００３７】
レゾール型フェノール樹脂と、斯かるレゾール型フェノール樹脂に分散されたＰＴＦＥとを含んでいる円筒状の滑り層３７ａの露出した滑り内周面３６ａは、熱硬化性樹脂からなる滑り面と、この滑り面に混在されていると共に四フッ化エチレン樹脂からなる滑り面とを含んでいるが、滑り層３７ａにＰＴＦＥを含ませない場合には、円筒状の滑り層３７ａの露出した滑り内周面３６ａは、四フッ化エチレン樹脂からなる滑り面の存在しない熱硬化性樹脂からなる滑り面を含んだ面となる。
【００３８】
環状のシールリング溝４４ａには、図示しない弾性Ｏリングが、シールリング溝４５ａには、弾性Ｙリング４６ａが夫々嵌着されている一方、滑り層３７ａの一方の端面４７ａには、当該端面４７ａ及び内周面３１ａに接して弾性Ｙリング４８ａが嵌着されており、円筒部４１ａ及び環状鍔部４３ａに形成された環状の段部溝４９ａには、弾性Ｙリング４８ａの内周面３１ａからの抜け出しを防止するための抜け出し防止リング５０ａが円筒部４１ａにねじ５１ａにより固定されて配されており、滑り層３７ａの他方の端面５２ａは、シールリング溝４５ａの一方の面を規定すると共に円筒部４１ａの内周面３１ａに一体的に形成された一方の突部５３ａに接触しており、突部５３ａの頂面５４ａと、シールリング溝４５ａの他方の面を規定して突部５３ａと協働してシールリング溝４５ａを規定すると共に円筒部４１ａの内周面３１ａに一体的に形成された他方の突部５５ａの頂面５６ａとは、滑り内周面３６ａの径よりも大きい径を有している。
【００３９】
斯かる軸受１ａは、水車上カバー３ｂの軸受孔７ａに挿入されて、その外周面３３ａで水車上カバー３ｂの内周面３２ａに嵌着されて、貫通孔４２ａに挿入される図示しないボルトにより水車上カバー３ｂに固定される一方、その滑り内周面３６ａで規定する円孔６１ａに挿入される回転軸６ａを軸心８を中心としてＲ１及びＲ２方向に回転自在に支持する。
【００４０】
軸受１において、水車下カバー３ｃの軸受孔７ｂに配されて回転軸６ｂを回転自在に支持する軸受１ｂは、円筒状の内周面３１ｂを有していると共に水車下カバー３ｃの軸受孔７ｂを規定する内周面３２ｂに外周面３３ｂで嵌着するための剛性の金属製裏金３４ｂと、金属製裏金３４ｂの円筒状の内周面３１ｂに円筒状の外周面３５ｂで嵌着されていると共に水車ガイドベーン５の他方の回転軸６ｂを軸心８を中心としてＲ１及びＲ２方向に滑り回転自在に受容するための円筒状の滑り内周面３６ｂを有した主として熱硬化性樹脂からなる滑り層３７ｂとを具備している。
【００４１】
金属製裏金３４ａと同様に、アルミニウム、ステンレス、銅合金等の耐腐食性の金属からなっている金属製裏金３４ｂは、円筒状の外周面３３ｂ及び内周面３１ｂを有した円筒部４１ｂと、外周面３３ｂに形成された環状のシールリング溝４４ｂと有して、鍔なしとして形成されている。
【００４２】
円筒状の滑り層３７ｂは、円筒状の滑り層３７ａと同様に形成されており、補強繊維織布と、この補強繊維織布に含浸されていると共に補強繊維織布を覆っている熱硬化性樹脂としてのレゾール型フェノール樹脂と、斯かるレゾール型フェノール樹脂に分散されたＰＴＦＥとを含んでおり、補強繊維織布は、ＰＥＴ繊維又はＰＴＦＥ繊維からなり、レゾール型フェノール樹脂と、斯かるレゾール型フェノール樹脂に分散されたＰＴＦＥとを含んでいる円筒状の滑り層３７ｂの露出した滑り内周面３６ｂは、熱硬化性樹脂からなる滑り面と、この滑り面に混在されていると共に四フッ化エチレン樹脂からなる滑り面とを含んでいるが、円筒状の滑り層３７ａと同様に、滑り層３７ｂにＰＴＦＥを含ませない場合には、円筒状の滑り層３７ｂの露出した滑り内周面３６ｂは、四フッ化エチレン樹脂からなる滑り面の存在しない熱硬化性樹脂からなる滑り面を含んだ面となる。
【００４３】
環状のシールリング溝４４ｂには、図示しない弾性Ｏリングが嵌着されている一方、円筒部４１ｂの内周面３１ｂの一方の端部に一体的に形成された突部５３ｂと滑り層３７ｂの一方の端面４７ｂとの間には、これら突部５３ｂと端面４７ｂとに接触して弾性Ｙリング４８ｂが嵌着されており、円筒部４１ｂの内周面３１ｂの他方の端部には、環状のスラスト軸受片５７ｂが挿入されており、突部５３ｂの頂面５４ｂは、滑り内周面３６ｂの径よりも大きい径を有している。
【００４４】
斯かる軸受１ｂは、水車下カバー３ｃの軸受孔７ｂに挿入されて、その外周面３３ｂで水車下カバー３ｃの内周面３２ｂに嵌着されて固定される一方、その滑り内周面３６ｂで規定する円孔６１ｂに挿入される回転軸６ｂを軸心８を中心としてＲ１及びＲ２方向に回転自在に支持しており、軸受１ｂ内に配されている環状のスラスト軸受片５７ｂは、その中央部に排水用の貫通孔５８ｂを有すると共に回転軸６ｂの端面５９ｂに接触して回転軸６ｂのスラスト荷重を受けるようになっており、回転軸６ｂの端面５９ｂとスラスト軸受片５７ｂとの間又はスラスト軸受片５７ｂと水車下カバー３ｃとの間に、適宜なシムを介在させることにより、スラスト軸受片５７ｂで受ける回転軸６ｂの軸方向のスラスト荷重を調整することができる。
【００４５】
各水車ガイドベーン５は、以上の対応の軸受１ａ及び１ｂにより、軸心８を中心としてＲ１及びＲ２方向に回転自在に支持される。
【００４６】
各水車ガイドベーン５の回転軸６ａを、対応の二個の回転伝達部材１６及び１７を介してＲ１及びＲ２方向に回転させる回転源１５は、図示しない油圧シリンダのピストンロッド７１に軸７２を介して揺動自在に連結された連結部材７３と、水車ケーシング３の水車上カバー３ｂに滑り案内機構７４を介して回転軸１３を中心としてＲ３及びＲ４方向に回転自在に支持されていると共に連結部材７３が軸７５及びブラケット７６を介して揺動自在に連結された円筒部材７７とを具備しており、油圧シリンダのピストンロッド７１のＡ方向の移動で、円筒部材７７を回転軸１３を中心としてＲ３方向に回転させる一方、油圧シリンダのピストンロッド７１のＢ方向の移動で、円筒部材７７を回転軸１３を中心としてＲ４方向に回転させるようになっている。
【００４７】
回転伝達部材１６は、軸受孔８１を有すると共に円筒部材７７の内周面８２に一体的に形成された環状の突起からなり、回転伝達部材１７は、一端部８３及び他端部８４の夫々に軸受孔８５及び８６を有する板状の腕部材からなり、回転伝達部材１８は、一端部８７及び他端部８８に夫々に軸受孔８９及び９０を有する板状の腕部材からなり、回転伝達部材１８の軸受孔９０に回転軸６ａの上部が嵌入されて当該回転軸６ａの上部が他端部８８に固着されており、回転軸６ａは、回転伝達部材１８の軸心８を中心とするＲ１及びＲ２方向の回転と共に回転するようになっており、軸受孔８１において回転伝達部材１６に一端部９１が軸受９２を介して軸心９３を中心としてＲ５方向に回転自在に支持された連結軸９４は、その他端部９５が軸受孔８５に嵌合されて回転伝達部材１７に固着されて、回転伝達部材１６と回転伝達部材１７とを互いにＲ５方向に回転自在に直列に連結しており、軸受孔８９において回転伝達部材１８に一端部９６が軸受９７を介して軸心９８を中心としてＲ６方向に回転自在に支持された連結軸９９は、その他端部１００が軸受孔８６に嵌合されて回転伝達部材１７に固着されて、回転伝達部材１７と回転伝達部材１８とを互いにＲ６方向に回転自在に直列に連結している。
【００４８】
各水車ガイドベーン５は、油圧シリンダのピストンロッド７１のＡ方向の移動による円筒部材７７の回転軸１３を中心としたＲ３方向の回転で、回転伝達部材１７のＲ５方向の回転と回転伝達部材１８のＲ６方向の回転との回転による回転軸６ａのＲ１方向の回転を介してＲ１方向に回転される一方、油圧シリンダのピストンロッド７１のＢ方向の移動による円筒部材７７の軸心８を中心としたＲ４方向の回転で、回転伝達部材１７のＲ５方向の回転と回転伝達部材１８のＲ６方向の回転との回転による回転軸６ａのＲ２方向の回転を介してＲ２方向に回転されるようになっており、而して、油圧シリンダのピストンロッド７１のＡ方向又はＢ方向の適宜の移動量で、各ガイドベーン本体２５の環状水路２３に対する開度が決定された値に設定され、各ガイドベーン本体２５による環状水路２３に対する開度の大小は、水車発電機２による発電量が一定となるように、渦巻き水路２１の流量等によって決定される。
【００４９】
水車発電機２の水車ガイドベーン５の回転軸６ａに回転源１５からのＲ３方向及びＲ４方向の回転を伝達して当該回転軸６ａをＲ１及びＲ２方向に回転させる回転伝達部材１６、１７及び１８を互いに回転自在に直列に連結する連結軸９４及び９９を回転伝達部材１６及び１８の夫々に設けられた軸受孔８１及び８９においてＲ５方向及びＲ６方向の夫々に回転自在に支持するための水車発電機用の軸受９２及び９７の夫々は、円筒状の内周面１１１を有していると共に回転伝達部材１６及び１８の軸受孔８１及び８９の夫々を規定する内周面１１２及び１１３の夫々に外周面１１４で嵌着するための剛性の金属製裏金１１５と、金属製裏金１１５の円筒状の内周面１１１の夫々に嵌着されていると共に連結軸９４及び９９の夫々をＲ５及びＲ６方向の夫々に滑り回転自在に受容するための円筒状の滑り内周面１１６を有した主として熱硬化性樹脂からなる滑り層１１７とを具備している。
【００５０】
連結軸９４用の軸受９２と連結軸９９用の軸受９７とは、互いに同様に形成されているので、以下、軸受９２について説明すると、軸受９２において、軸受１ａにおける金属製裏金３４ａと同様にアルミニウム、ステンレス、銅合金等の耐腐食性の金属からなっている金属製裏金１１５は、円筒状の外周面１１４及び内周面１１１を有した円筒部１２１と、円筒部１２１に一体的に形成されている環状鍔部１２２とを具備しており、滑り層１１７は、軸受１ａにおける滑り層３７ａと同様に形成されており、補強繊維織布と、この補強繊維織布に含浸されていると共に補強繊維織布を覆っている熱硬化性樹脂としてのレゾール型フェノール樹脂と、斯かるレゾール型フェノール樹脂に分散されたＰＴＦＥとを含んでおり、補強繊維織布は、ＰＥＴ繊維又はＰＴＦＥ繊維からなり、レゾール型フェノール樹脂と、斯かるレゾール型フェノール樹脂に分散されたＰＴＦＥとを含んでいる円筒状の滑り層１１７の露出した内周面１１６は、熱硬化性樹脂からなる滑り面と、この滑り面に混在されていると共に四フッ化エチレン樹脂からなる滑り面とを含んでいるが、軸受１ａにおける滑り層３７ａと同様に、滑り層１１７にＰＴＦＥを含ませない場合には、円筒状の滑り層１１７の露出した内周面１１６は、四フッ化エチレン樹脂からなる滑り面の存在しない熱硬化性樹脂からなる滑り面を含んだ面となる。
【００５１】
斯かる軸受９２は、その円筒部１２１が回転伝達部材１６の軸受孔８１に挿入されて、その外周面１１４で回転伝達部材１６の内周面１１２に嵌着されると共にその環状鍔部１２２が回転伝達部材１７の一端部８３と回転伝達部材１６との間に配されて回転伝達部材１６に固定される一方、その滑り層１１７の内周面１１６で規定する円孔１２５に挿入される連結軸９４を軸心９３を中心としてＲ５方向に回転自在に支持する。
【００５２】
軸受９７も同様に、その円筒部１２１が回転伝達部材１８の軸受孔８９に挿入されて、その外周面１１４で回転伝達部材１８の内周面１１３に嵌着されると共にその環状鍔部１２２が回転伝達部材１７の他端部８４と回転伝達部材１８との間に配されて回転伝達部材１８の一端部８７に固定される一方、その滑り層１１７の内周面１１６で規定する円孔１２５に挿入される連結軸９９を軸心９８を中心としてＲ６方向に回転自在に支持する。
【００５３】
以上の軸受１ａ、１ｂ、９２及び９７のいずれも、熱硬化性樹脂からなる滑り層３７ａ、３７ｂ及び１１７の夫々が金属製裏金３４ａ、３４ｂ及び１１５の円筒状の内周面３１ａ、３１ｂ及び１１１の夫々に嵌着されているために、金属製の滑り軸受に比較して、軽量化を期待できて設置、交換等において容易に取扱うことができ、熱硬化性樹脂からなる滑り層３７ａ，３７ｂ及び１１７の夫々の金属製裏金の内周面３１ａ、３１ｂ及び１１１の夫々からの抜け出しを、冷やしバメをもって互いに嵌着されている金属製のハウジング（裏金）と金属製の滑り部材とのそれと比較して容易に行うことができる結果、金属製の裏金３４ａ、３４ｂ及び１１５の再加工等の虞を回避できて容易に滑り層３７ａ、３７ｂ、及び１１７の交換を行い得、しかも、軸受１ａ及び１ｂでは、ガイドベーン５の金属製の回転軸６ａ及び６ｂの夫々と熱硬化性樹脂からなる滑り層３７ａ、３７ｂの夫々との摩擦となる結果、静摩擦係数を低減できる上に、静摩擦係数と動摩擦係数とを同等にできて、ガイドベーン５の滑らかな回転を期待できる一方、軸受９２及び９７では、回転伝達部材１６、１７及び１８を介するガイドベーン５の滑らかな回転を期待できる。
【００５４】
滑り層３７ａ、３７ｂ及び１１７の夫々を作製する場合には、ＰＥＴ繊維又はＰＴＦＥ繊維からなる補強繊維織布を準備し、次に、希釈したレゾール型フェノール樹脂ワニスを作成し、更に、この作成したレゾール型フェノール樹脂ワニスに、低分子量ＰＴＦＥ粉末を所定量配合して分散含有させ、レゾール型フェノール樹脂ワニスと低分子量ＰＴＦＥ粉末との混合液を作成する。斯かる準備したレゾール型フェノール樹脂ワニスを、準備した補強繊維織布に、当該ワニスを収容した容器内での浸漬により又はローラ塗り、スプレー塗り、刷毛塗り等により塗工し、このワニスを塗工した補強繊維織布を一対のローラに間に通して、補強繊維織布に塗工したワニスを補強繊維織布の隙間に隙間なしに十分に充填し、その後、ワニスを塗工した補強繊維織布を乾燥炉に配置してワニスを乾燥して、乾燥後、適宜の手段により目的の大きさをもった方形状に切断することにより、補強繊維織布と、補強繊維織布の含浸されていると共に補強繊維織布を覆っている熱硬化性樹脂とてしてのレゾール型フェノール樹脂と、斯かるレゾール型フェノール樹脂に分散された低分子量ＰＴＦＥからなる図１０に示す平板状の軸受素材１５１を形成し、こうして形成した軸受素材１５１を１４５℃の温度で加熱しつつ７Ｍｐａの圧力を加えつつ所定の径をもったローラに巻きつけて円筒状に捲回することにより単層の滑り層３７ａ、３７ｂ及び１１７を得ることができる。
【００５５】
斯かる平板状の軸受素材１５１から補強繊維織布と熱硬化性樹脂とを含んでいる層を複数個積層した積層体からなる滑り層３７ａ、３７ｂ及び１１７の夫々を作製する場合には、図１１に示すように複数枚の平板状の軸受素材１５１を準備し、この複数枚の平板状の軸受素材１５１を重ね合わせて配置し、この重ね合わせた複数枚の平板状の軸受素材１５１からなる積層体１５２を、例えば１４５℃の温度で加熱しつつ７Ｍｐａの圧力を加えて成形し、この平板状の積層体１５２をローラに複数回巻きつけて、ローラに捲回された積層体を、上記温度で加熱しつつ押圧ローラにより上記圧力を加えて成形すると、図１２に示す積層体からなる滑り層３７ａ、３７ｂ及び１１７の夫々を得ることができる。
【００５６】
軸受１ａ及び１ｂの夫々では、夫々平坦な円筒状の滑り内周面３６ａ及び３６ｂを有した滑り層３７ａ及び３７ｂとしたが、例えば、図１３及び１４に示す軸受１ａのように、滑り層３７ａに、滑り内周面３６ａの円周方向に延びていると共に当該滑り内周面３６ａで円孔６１ａに開口した少なくとも一つ、本例では、三つの円環状の溝１６１を軸方向において離間して形成して、一端では当該溝１６１に開口する一方、他端では水車ケーシング３の外面１６２において開口した通路１６３を介して斯かる溝１６１を水車ケーシング３の外部に連通するようにしてもよく、この場合、通路１６３は、滑り層３７ａの円筒状の外周面３５ａに円周方向において離間して形成された四つの溝１６４及び四つの溝１６４を溝１６１に連通させるべく、一端では溝１６１に開口し、他端では溝１６４に開口して各溝１６１に対して四つずつ滑り層３７ａに形成された貫通孔１６５からなる相互連通通路と、一端では四つの溝１６４に開口して、他端では円筒部４１ａの外周面３３ａで開口して円筒部４１ａに形成された四つの貫通孔１６６と、一端では貫通孔１６６に開口して、他端では水車ケーシング３の水車上カバー３ｂの外面１６２で開口して水車ケーシング３の水車上カバー３ｂに形成された貫通孔１６７とからなっていてもよい。
【００５７】
斯かる円環状の溝１６１と通路１６３とを具備した水車発電機用の軸受１ａによれば、水路２３に微小砂を含んだ泥水が供給された場合に、滑り層３７ａの滑り内周面３６ａと回転軸６ａの外周面１７１との間に侵入した微小砂を円環状の溝１６１で補足して、この補足した微小砂を通路１６３を介して水車ケーシング３の外部に排出できる排砂機能を具備し得る結果、微小砂による滑り層３７ａの滑り内周面３６ａ又は回転軸６ａの外周面１７１への摺動痕の発生を回避できて、長期に亘るガイドベーン５の滑らかな回転を確保できる。
【００５８】
水車発電機２の保守等において、水車ケーシング３の外部から通路１６３を介して滑り内周面３６ａと外周面１７１との間の隙間に圧力浄水（清水）を注入して、当該隙間を清掃するようにしてもよく、斯かる通路１６３は、排砂機能に加えて、清掃機能にも使用し得て好ましい。
【００５９】
軸受１ｂにも、上記と同様の排砂機能を設けてもよく、また図１３に示すように、シールリング溝４５ａ、弾性Ｙリング４６ａ、弾性Ｙリング４８ａ、段部溝４９ａ、抜け出し防止リング５０ａ、突部５３ａ及び突部５５ａを設けない一方、円筒部４１ａの軸方向の一方の端面１７２に弾性Ｕリング装着用の環状のシールリング溝１７３を設けて軸受１ａを形成してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１  軸受
２  水車発電機
３  水車ケーシング
３ａ  水車ケーシング本体
３ｂ  水車上カバー
３ｃ  水車下カバー
４  水路
５  水車ガイドベーン
６ａ、６ｂ  回転軸
７ａ、７ｂ  軸受孔
８  軸心
３１ａ、３１ｂ  内周面
３２ａ、３２ｂ  内周面
３３ａ、３３ｂ、３５ａ、３５ｂ外周面
３４ａ、３４ｂ  金属製裏金
３６ａ、３６ｂ  滑り内周面
３７ａ、３７ｂ  滑り層
【図１】
0005836665.tif 000002
【図２】
0005836665.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005836665.tif 000005
【図５】
0005836665.tif 000006
【図６】
0005836665.tif 000007
【図７】
0005836665.tif 000008
【図８】
0005836665.tif 000009
【図９】
0005836665.tif 000010
【図１０】
0005836665.tif 000011
【図１１】
0005836665.tif 000012
【図１２】
0005836665.tif 000013
【図１３】
0005836665.tif 000014
【図１４】
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