(57)【要約】【課題】使い勝手を向上した摺動部材を提供する。【解決手段】耐食性、耐熱性および衝撃吸収性に優れたカーボンナノチューブを含有する薄肉部９，１０を、スリーブ３とスラストカラー４に対して相対的に回転する軸受５の第２の摺動面８ａ，８ｂの表面に設ける。耐食性、耐熱性および衝撃吸収性を向上でき、比較的高価なカーボンナノチューブを薄肉部９，１０にのみ使用することで、カーボンナノチューブの使用量を抑制して製造コストを抑制できるなど、使い勝手を向上できる。【選択図】        図１
2005003006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の摺動面を備えた第１の部材と、
この第１の部材の前記第１の摺動面に対して相対的に摺動する第２の摺動面を備えた第２の部材とを具備し、
前記第１の摺動面および第２の摺動面の少なくともいずれか一方は、カーボンナノチューブを含有する薄肉部を表面の少なくとも一部に有している
ことを特徴とした摺動部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の部材の第１の摺動面に対して相対的に摺動する第２の摺動面を有する第２の部材を備えた摺動部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばキャンドモータポンプなどの液中で軸受、あるいはシール部に使用されるこの種の摺動部材としては、第１の部材としての可動側部材である回転軸と、セラミックなどにより形成され、回転軸の外周面に対して相対的に摺動する第２の部材としての静止側部材である軸受とを備えたものがある。そして、セラミックとしては、焼成時に中空ビーズを混ぜることにより、独立気孔を有し摩擦係数を小さくしたもの（例えば、特許文献１参照）、あるいはセラミック粉末と高吸水性樹脂とを混合して成形および焼成し自己潤滑性を持たせたセラミック（例えば、特許文献２参照）などが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２９６５８０号公報（第４−６頁、図１）
【０００４】
【特許文献２】
特許第３３７８４０４号公報（第４―８頁、図２および図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近、製品の製造コストの低減が要求される一方で、製品の製造プロセスが多様化していることにより、上述のような摺動部材に対して過酷な使用条件を課することが増加している。その際には、対象とする液体として腐食性が高い薬品、あるいは高温の液体などが指定されることが多く、製造コストを抑制し、かつ耐食性、耐熱性などの面に対してより一層の改善が要求されてきている。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、使い勝手を向上した摺動部材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の摺動部材は、第１の摺動面を備えた第１の部材と、この第１の部材の前記第１の摺動面に対して相対的に摺動する第２の摺動面を備えた第２の部材とを具備し、前記第１の摺動面および第２の摺動面の少なくともいずれか一方は、カーボンナノチューブを含有する薄肉部を表面の少なくとも一部に有しているものである。
【０００８】
そして、耐食性、耐熱性および衝撃吸収性などに優れたカーボンナノチューブを含有する薄肉部を、第１の部材の第１の摺動面およびこの第１の摺動面に対して相対的に摺動する第２の部材の第２の摺動面の少なくともいずれか一方の表面の少なくとも一部に設けることで、耐食性、耐熱性および衝撃吸収性が向上するとともに、比較的高価なカーボンナノチューブを薄肉部にのみ使用することで、カーボンナノチューブの使用量を抑制して製造コストを抑制するなど、使い勝手が向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の摺動部材の一実施の形態を図１および図２を参照して説明する。
【００１０】
図１は、図２に示すキャンドモータポンプ１１に本発明を適用した一実施の形態を示し、図中同一構成要素は同一符号を付してその説明を省略する。
【００１１】
１は摺動部材で、この摺動部材１は、回転軸２に一体的に取り付けられた第１の部材としての可動側部材であるスリーブ３およびスラストカラー４と、第２の部材としての静止側部材である軸受５とを備えている。
【００１２】
回転軸２は、例えばステンレス鋼などを主体として略円柱状に形成されている。この回転軸２は、例えば超硬合金、あるいはセラミックなどを主体として円筒状に形成されたスリーブ３および円盤状に形成されたスラストカラー４を外周面に備えている。これらスリーブ３およびスラストカラー４は、回転軸２の外周面に圧入されて回転軸２と一体的となっている。そして、回転軸２は、スリーブ３およびスラストカラー４とともに軸受５内に挿通され、回転可能に軸支されている。すなわち、スリーブ３の外周面は、第１の摺動面６ａとなっている。
【００１３】
また、軸受５は、カーボンを主体として設けられた軸受本体７を備え、内部に断面円形状の第２の摺動面８ａを備えている。この第２の摺動面８ａは、回転軸２が周方向に沿って回転することで回転軸２のスリーブ３の第１の摺動面６ａに対して相対的に摺動する。
【００１４】
そして、第２の摺動面８ａは、表面に薄肉部９を備えている。この薄肉部９は、第２の摺動面８ａの表面全体に薄い層状に設けられ、回転軸２のスリーブ３の第１の摺動面６ａに対して相対的に摺動する。また、薄肉部９は、カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏ  ｔｕｂｅ）を含有している。したがって、薄肉部９は、軸受本体７と比較して、耐食性、耐熱性および衝撃吸収性などが大きい。
【００１５】
さらに、キャンドモータポンプ１１の運転条件によっては、回転子２３の位置が前後に移動し、スラストカラー４が軸受５と摺動することがある。このため、スラストカラー４の軸受５に対向する面は、第１の摺動面６ｂとなっているとともに、軸受５のスラストカラー４に対向する面が第２の摺動面８ｂとなっている。この第２の摺動面８ｂには、表面全体に薄い層状に薄肉部１０が設けられている。この薄肉部１０も、薄肉部９と同様に、カーボンナノチューブを含有している。したがって、薄肉部１０は、軸受本体７と比較して、耐食性、耐熱性および衝撃吸収性などが大きい。
【００１６】
また、キャンドモータポンプ１１は、ポンプ１２と半径方向空隙型のキャンドモータ１３とが液密に一体に結合されて構成されている。
【００１７】
キャンドモータ１３は、固定子鉄心１４の固定子溝１５に固定子巻線１６が巻回されて構成される固定子１７が固定子枠１８に挿着され、固定子１７の内周面にステンレスなどの非磁性体で薄肉円筒状に形成された固定子キャン１９が密着挿入されてその両端縁が固定子枠１８に液密に溶着され、また、回転子鉄心２０の回転子溝２１に回転子導体２２が装着されて構成される回転子２３に回転軸２が挿着され、回転子２３の外周面にステンレスなどの非磁性体で薄肉円筒状に形成された回転子キャン２５が被着され、さらに、固定子１７に回転子２３が固定子キャン１９と回転子キャン２５とのキャン隙間２６を介して対向配設され、回転軸２が軸受箱２７，２７に装着したすべり軸受である軸受５，５にてスリーブ３，３およびスラストカラー４，４を介して軸支されて構成されている。
【００１８】
固定子鉄心１４には固定子鉄心１４の軸心に対して空間角で１８０度離しかつ固定子鉄心１４の１つの歯部全体に巻回するように一対の半径方向位置検出コイルＣ１，Ｃ２が配設されている。
【００１９】
キャンドモータ１３には固定子枠１８の一部からその固定子枠１８内に連通する端子箱３３が突設され、この端子箱３３の上部には、ガラス製の覗き窓の付いた防爆構造対応の密閉容器３５が設置されている。この密閉容器３５内にキャンドモータ１３の運転監視装置に含まれる軸方向軸受摩耗検出装置の一部が収納されている。
【００２０】
また、ポンプ１２は、キャンドモータ１３の固定子枠１８に液密に取り付けられたケーシング３７、およびこのケーシング３７内で回転軸２に取り付けられた羽根車３８を有している。ポンプ１２内の羽根車３８はスリーブ３，３を介して軸受５，５に支持された回転子２３によって回転駆動され、軸方向にはスラストカラー４，４と軸受５，５とによって動きが制限されている。
【００２１】
このように、耐食性、耐熱性および衝撃吸収性などに優れたカーボンナノチューブを含有する薄肉部９，１０を、軸受５の第２の摺動面８ａ，８ｂの表面に層状に設けることで、摺動部材１の耐食性、耐熱性および衝撃吸収性を向上できるとともに、比較的高価なカーボンナノチューブを薄肉部９，１０にのみ使用することで、カーボンナノチューブの使用量を抑制して製造コストを抑制できるなど、使い勝手を向上できる。
【００２２】
また、軸受５の強度および衝撃吸収性を向上できることで、摺動部材１の使用寿命を長くできる。
【００２３】
さらに、軸受５の軸受本体７を、カーボンを主体として形成することにより、薬品への耐性を向上できる。
【００２４】
なお、上記一実施の形態において、回転軸２、スリーブ３、スラストカラー４および軸受５は、他の様々な部材で構成することが可能である。
【００２５】
さらに、スリーブ３を使用せずに、軸受５にて回転軸２を直接軸支する構成、すなわち回転軸２の外周面が第１の摺動面となる構成も可能である。
【００２６】
そして、スラストカラー４を使用せずに、軸受５にて回転子２３の端面を直接軸支する構成、すなわち回転子２３の端面が第１の摺動面となる構成も可能である。
【００２７】
また、薄肉部９，１０を第１の摺動面６ａ，６ｂ、あるいは第１の摺動面６ａ，６ｂと第２の摺動面８ａ，８ｂとの両方に設ける構成も可能である。
【００２８】
さらに、薄肉部９，１０は、第１の摺動面６ａ，６ｂの表面全体に限らず、第１の摺動面６ａ，６ｂの一部にそれぞれ設けるだけでもよい。
【００２９】
そして、摺動部材１は、キャンドモータポンプ１１のみでなく、第１の部材と第２の部材とが相対的に摺動する他の様々な摺動部を有する装置に適用しても同様の作用効果を得ることが可能であるが、特にポンプなどの軸受、あるいはシール部などのように、液中で使用され、高温および薬品への耐性が要求される部分に好適に用いることができる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１記載の摺動部材によれば、耐食性、耐熱性および衝撃吸収性などに優れたカーボンナノチューブを含有する薄肉部を、第１の部材の第１の摺動面およびこの第１の摺動面に対して相対的に摺動する第２の部材の第２の摺動面の少なくともいずれか一方の表面の少なくとも一部に設けることで、耐食性、耐熱性および衝撃吸収性を向上できるとともに、比較的高価なカーボンナノチューブを薄肉部にのみ使用することで、カーボンナノチューブの使用量を抑制して製造コストを抑制できるなど、使い勝手を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の摺動部材の一実施の形態を拡大して示す平面図である。
【図２】同上摺動部材を適用したキャンドモータポンプを一部を切り欠いて示す正面図である。
【符号の説明】
１    摺動部材
３    第１の部材としてのスリーブ
４    第１の部材としてのスラストカラー
５    第２の部材としての軸受
６ａ，６ｂ    第１の摺動面
８ａ，８ｂ    第２の摺動面
９，１０    薄肉部
【図１】
2005003006.tif 000003
【図２】
2005003006.tif 000004