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JP5783966B2 - 水中摺動部材、及び水中摺動部材の製造方法、並びに水力機械 - Google Patents

水中摺動部材、及び水中摺動部材の製造方法、並びに水力機械 Download PDF

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JP5783966B2
JP5783966B2 JP2012165761A JP2012165761A JP5783966B2 JP 5783966 B2 JP5783966 B2 JP 5783966B2 JP 2012165761 A JP2012165761 A JP 2012165761A JP 2012165761 A JP2012165761 A JP 2012165761A JP 5783966 B2 JP5783966 B2 JP 5783966B2
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トロンロン タン
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康巳 木崎
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Toshiba Corp
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Description

本発明の実施形態は、水中摺動部材、及び水中摺動部材の製造方法、並びに水力機械に関する。
一般に、水力発電機の摺動部材は油で潤滑されているが、油の流出による河川汚染の環境問題から水潤滑軸受の適用が要求されている。
水潤滑軸受の摺動部材は、金属材料からなる基材と、この基材上に接合され、金属材料からなる多孔質構造の中間層と、この中間層上に形成された樹脂材料からなる摺動層とを有する。
特開平１０−２９２５６号公報
摺動部材の中間層は、金属材料からなる複数の球状部材が基材の主面上に、この主面と結合するようにして形成され、多孔質構造を構成している。複数の球状部材によって構成される多孔質構造の空孔の形状は異方である。
摺動層の樹脂材料を空孔内に充填させる場合、空孔内の隅々まで充填するのは困難であり、空孔内に樹脂材料が充填されない部分がすき間として残留する場合がある。
水中環境においては、中間層の多孔質構造の空孔内に樹脂材料が充填されない部分（すき間）があると、すき間に水が入り込むようになって、すき間を起点として腐食が生じるようになる（すき間腐食）。すき間腐食により、摺動部材（軸受部材）を水中で長時間使用した場合には、機械特性が経時的に劣化する問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、水中環境において長時間使用した場合においても、機械特性が経時的に劣化するのを抑制することができる水中摺動部材、及び水中摺動部材の製造方法、並びに水力機械を提供することである。
実施形態の水中摺動部材は、水中で使用する水中摺動部材であって、第１の金属材料か
らなる基材と、前記基材に接合され、第２の金属材料からなる多孔質構造の中間層と、少
なくとも前記中間層の多孔質構造の空孔内に一部が溶融して充填された腐食防止層と、少
なくとも前記腐食防止層上に形成され、四フッ化エチレン樹脂からなる母材と、前記母材より電気伝導度が高い炭素、グラファイト、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム及び酸化亜鉛の少なくとも一つの、繊維、ウィスカー及び粒子の少なくとも一つからなる充填材とを含む摺動層を備える。
第１の実施形態における水中摺動部材の概略構成を示す外観図である。 第１の実施形態における水中摺動部材の概略構成を示す断面図である。 第１の実施形態における水中摺動部材の製造方法における工程図である。 第１の実施形態における水中摺動部材の製造方法における工程図である。 第１の実施形態における水中摺動部材の製造方法における工程図である。 第１の実施形態における水中摺動部材の製造方法における工程図である。 第２の実施形態における水中摺動部材の概略構成を示す断面図である。 第２の実施形態における水中摺動部材の製造方法における工程図である。 第２の実施形態における水中摺動部材の製造方法における工程図である。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態における水中摺動部材の概略構成を示す外観図であり、図２は、本実施形態における水中摺動部材の概略構成を示す断面図である。
図１及び図２に示すように、本実施形態の水中摺動部材（以下、「摺動部材」と略す場合がある）１０は、第１の金属材料からなる基材１１と、この基材１１上に接合され、第２の金属材料からなる多孔質構造の中間層１２と、少なくとも中間層１２の多孔質構造の空孔内に一部が溶融して充填された腐食防止層１２２と、少なくとも腐食防止層１２２上に形成され、樹脂材料からなる摺動層１３とを有している。
この樹脂材料は、機械特性向上の観点からカーボン繊維等の導電性のある充填材を含有している。なお、図１において、参照符号１５で示す部材は、摺動部材１０が摺動する部材である軸を示し、これによって、本実施形態における摺動部材１０は軸受として機能する。
中間層１２は、第２の金属材料からなる複数の球状部材１２１が基材１１の主面１１Ａ上に、この主面１１Ａと結合するようにして形成され、多孔質構造を構成している。なお、複数の球状部材１２１の基材１１の主面１１Ａに対する結合は、例えば以下に説明するろう材を用いる方法（ろう付け接合法）あるいは固相拡散接合法によって行うことができる。球状部材１２１は、一部又は全部が繊維状部材であってもよい。
図１及び図２から明らかなように、複数の球状部材１２１によって構成される多孔質構造の第１の空孔１２１Ａの形状は異方である。摺動層１３の樹脂材料を第１の空孔１２１Ａ中に充填させる場合、第１の空孔１２１Ａの隅々まで充填するのは困難であり、第１の空孔１２１Ａ内に樹脂材料が充填されない部分がすき間として残留する場合がある。
腐食防止層１２２は、基材１１の主面１１Ａ及び複数の球状部材１２１の表面を覆うように形成されている。腐食防止層１２２は、樹脂材料よりも融点が低い材料の場合は、第１の空孔１２１Ａの摺動層１３の樹脂材料が充填されない部分（すき間）に入り込み、すき間を充填する。
摺動層１３は、腐食防止層１２２上に形成され、その一部が中間層１２の第１の空孔１２１Ａを腐食防止層１２２で被覆後の第２の空孔１２２Ａ内に入り込み、第２の空孔１２２Ａに充填される。
本実施形態の水中摺動部材は、基材１１の主面１１Ａ及び複数の球状部材１２１の表面を覆うようにして腐食防止層１２２を形成するようにしているので、摺動層１３の樹脂材料がカーボン繊維等の導電性のある充填材を含む場合であっても、水中環境において軸１５から摺動部材１０を通して軸受基材に流れる腐食電流を遮断することができ、軸の腐食を防止することができる。
また、水中環境において中間層１２の多孔質構造の第１の空孔１２１Ａ内に樹脂材料が充填されない部分（すき間）があると、すき間に水が入り込むようになって、すき間を起点として腐食が生じるようになる（すき間腐食）。
しかしながら、本実施形態においては、基材１１の主面１１Ａ及び複数の球状部材１２１の表面を覆うようにして腐食防止層１２２を形成するようにしているので、上述のようなすき間を抑制することができ、これによってすき間腐食を抑制し、摺動部材１０（軸受部材）を水中で長時間使用した場合においても、機械特性が経時的に劣化するのを抑制することができる。
このように本実施形態によれば、摺動部材１０を水中で長時間使用した場合においても、軸１５から摺動部材１０を通して軸受基材に流れる腐食電流を遮断することで軸の腐食を防止することができるとともに、長期に亘って高い機械特性を呈することができる。
基材１１は耐食性及び機械特性に優れた、鉄及びクロムからなるステンレス鋼、鉄、クロム、及びニッケルからなるステンレス鋼、並びに鉄、クロム、ニッケル、モリブデン、マンガン、シリコン、ニオブ及びチタンからなるステンレス鋼から構成することができる。
中間層１２を構成する球状部材１２１も同じく耐食性及び機械特性に優れた、鉄及びクロムからなるステンレス鋼、鉄、クロム、及びニッケルからなるステンレス鋼、並びに鉄、クロム、ニッケル、モリブデン、マンガン、シリコン、ニオブ及びチタンからなるステンレス鋼から構成することができる。
腐食防止層１２２は、電気的絶縁性を有していれば如何なる材料から構成してもよいが、以下に説明する製造方法に起因して融点の低いフッ素樹脂、特にはパーフルオロエチレン樹脂（融点３００〜３１０℃）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロエチレン共重合体（融点２６０℃）から構成することが好ましい。なお、これらの樹脂及び共重合体には、必要に応じて樹脂系、セラミックス系、金属系の充填材、例えばウィスカーや繊維、粒子状の充填材を含有させることができる。
摺動層１３は所定の樹脂材料から構成することができ、例えば四フッ化エチレン樹脂（融点３２７℃）、パーフルオロエチレン系樹脂（融点３００〜３１０℃）、ヘキサフルオロプロピレン樹脂（融点２６０℃）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（融点３３４℃）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（融点２８０℃）などを使用することができる。四フッ化エチレン樹脂などのフッ素系樹脂は摩擦係数が低いが、機械特性が若干低い。一方、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などの樹脂は摩擦係数は高いが、機械特性も高い。したがって、摺動層１３、すなわち摺動部材１０に対して要求される特性を適宜考慮して、最適な材料を選択する必要がある。
但し、本実施形態で示すように、摺動部材１０を軸受部材として使用する場合において、摺動部材１０の機械特性は基材１１によってある程度担保されているので、摺動層１３は主として摩擦係数が低く、摺動特性に優れることが好ましい。したがって、上述した材料の中でもフッ素系樹脂、特に四フッ化エチレン樹脂が好ましい。なお、これらの樹脂材料は、機械特性向上の観点からウィスカーや繊維、粒子等の充填材を含有させている。
樹脂材料に含有させる充填材は、炭素及びグラファイトの少なくとも一方を含む繊維及び粒子からなる充填材、さらには、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム及び酸化亜鉛の少なくとも一種のウィスカー、繊維及び粒子からなる追加の充填材を含む。これらの充填材は、特に、摺動する相手部材がステンレス鋼等からなる場合において、相手部材を摩耗させたり、損傷させたりすることなく、高い耐摩耗性を有することができる。
次に、本実施形態の摺動部材１０の製造方法について説明する。図３〜図６は、摺動部材１０の製造方法の一例を示す工程図である。なお、図３〜図６は、図２に示す摺動部材１０の断面図に関連させて、摺動部材１０の製造過程における各工程の状態を示したものである。
最初に、図３に示すように、金型１７を準備し、この金型１７内に基材１１を配置し、基材１１の主面１１Ａ上に図示しないろう材を塗布する。次いで、基材１１の主面１１Ａ上に、複数の球状部材１２１を所定のピッチで配置するとともに、基材１１及び球状部材１２１、並びにろう材を減圧雰囲気下、加熱してろう材を溶融させ、その後、冷却することによって、複数の球状部材１２１を基材１１の主面１１Ａ上にろう材を介して結合する（ろう付け接合法）。
なお、ろう材を用いる代わりに、固相拡散接合法により、複数の球状部材１２１を基材１１の主面１１Ａに対して直接結合させることもできる。
次いで、フッ素樹脂等の原料粉末をあらかじめ有機溶媒中に溶解あるいは分散させて溶液あるいは分散液を得、この溶液あるいは分散液に複数の球状部材１２１を結合した基材１１を含浸させながら、この溶液あるいは分散液を基材１１の主面１１Ａ及び複数の球状部材１２１の表面に塗布及び乾燥することによって、上記原料粉末を基材１１の主面１１Ａ及び複数の球状部材１２１上に付着させる。その後、上記原料粉末を加熱して溶融処理させることによって腐食防止層１２２を形成する。
なお、原料粉末の加熱溶融処理は、以下に説明する摺動層１３を形成する際の焼成の工程において同時に行うことができる。この場合、腐食防止層１２２を形成する場合の工程を別途設ける必要がないので、摺動部材１０の製造工程を簡略化することができる。
次いで、図４に示すように、摺動層１３の原料粉末である四フッ化エチレン樹脂等の原料粉末１３Ｘを、複数の球状部材１２１を内包した腐食防止層１２２上に分散配置させるとともに、分散配置した原料粉末１３Ｘ上に不織布１６及び圧力伝達媒体１８を配置する。なお、不織布１６及び圧力伝達媒体１８は、後に上パンチを用いて圧縮成型した際に、当該上パンチの離型性を向上させるためのものであり、このような観点から、圧力伝達媒体１８としては、摩擦係数の低いフッ素系樹脂、特には四フッ化エチレン樹脂の粉末から構成することが好ましい。
なお、この工程において、原料粉末１３Ｘの一部は腐食防止層１２２で被覆後の多孔質構造の第２の空孔１２２Ａに充填されるようになる。
次いで、図５に示すように、不織布１６及び圧力伝達媒体１８を介し、上パンチ１９を用いて原料粉末１３Ｘを圧縮成型するとともに、所定の温度で加熱して原料粉末１３Ｘを焼成させ、摺動層１３を形成する。なお、上述したように、図５に示す工程において、原料粉末Ｘを焼成する際に併せて腐食防止層１２２の原料粉末を加熱溶融処理させ、当該腐食防止層１２２を形成することもできる。
上記加熱温度は、原料粉末１３Ｘを四フッ化エチレン樹脂等の低融点のフッ素系樹脂から構成する場合は、４００℃以下の温度に設定する。また、腐食防止層１２２を図５に示す工程において、その原料粉末を上述のようにパーフルオロエチレン樹脂等とし、上記同様に４００℃以下の温度で加熱することにより、原料粉末１３Ｘの焼成と同時に加熱溶着処理することができ、目的とする腐食防止層１２２を形成することができる。
なお、この工程において、原料粉末１３Ｘは中間層１２の多孔質構造の第２の空孔１２２Ａ内に十分に充填される。この際、空孔内にすき間が生じたとしても、上述のように、中間層１２を構成する腐食防止層１２２によって、第１の空孔１２１Ａのすき間が生じるような箇所には予め腐食防止層１２２が形成されて、当該すき間を埋設しているので、すき間腐食の原因となるすき間の生成を抑制することができる。
次いで、図６に示すように、上パンチ１９を開放した後、不織布１６及び圧力伝達媒体１８を除去することによって、図１及び図２に示すような目的とする摺動部材１０を得ることができる。
上記例では、金型１７内で基材１１上に中間層１２を形成したが、金型１７外で、基材１１上に中間層１２を予め形成した後、図４に関連させて説明する、摺動層１３を形成する段階で、基材１１及び中間層１２を含むアセンブリを金型１７内に配置するようにすることもできる。
なお、本実施形態の摺動部材１０（軸受部材）は、例えば、水車、水車発電機、ポンプなどの水力機械における摺動部材（軸受部材）として好適に用いることができる。
（第２の実施形態）
図７は、本実施形態における水中摺動部材の概略構成を示す断面図である。なお、本実施形態の水中摺動部材の外観図は、第１の実施形態における図１に示す形態と同様の構成を有する。
図７に示すように、本実施形態の水中摺動部材（以下、「摺動部材」と略す場合がある）２０は、中間層２２の構成が、図２に示す第１の実施形態における中間層１２の構成と異なるのみで、その他の構成については同様であるので、本実施形態において、中間層２２の構造を中心に説明する。なお、図１及び図２に示す構成要素と同一あるいは類似の構成要素については、同一の参照符号を用いている。
図７に示すように、本実施形態の摺動部材２０は、第１の金属材料からなる基材１１と、この基材１１に接合され、第２の金属材料からなる多孔質構造の中間層２２と、少なくとも中間層２２の多孔質構造の空孔２２１Ａ内に一部が溶融して充填された腐食防止層２２２と、少なくとも腐食防止層２２２上に形成され、樹脂材料からなる摺動層１３とを有している。この樹脂材料は、機械特性向上の観点からカーボン繊維等の導電性のある充填材を含有している。なお、本実施形態における摺動部材２０も、第１の実施形態における摺動部材１０と同様に、軸受として機能させることができる。
中間層２２は、第２の金属材料からなり、例えば、複数のパンチングプレートのパンチ穴の少なくとも一部が連通するように積層させて、その厚さ方向に沿った断面が、例えばＴ字型の複数の楔型部材２２１が基材１１の主面１１Ａ上に、この主面１１Ａと結合するようにして形成され、多孔質構造を構成している。腐食防止層２２２は、基材１１の主面１１Ａ及び複数の楔型部材２２１の表面を覆うように形成されている。
本実施形態の水中摺動部材は、基材１１の主面１１Ａ及び複数の楔型部材２２１の表面を覆うようにして腐食防止層１２２を形成するようにしているので、摺動層１３の樹脂材料がカーボン繊維等の導電性のある充填材を含む場合であっても、水中環境において軸１５から摺動部材１０を通して軸受基材に流れる腐食電流を遮断することができ、軸の腐食を防止することができる。
また、水中環境において中間層２２の多孔質構造の第１の空孔２２１Ａ内に樹脂材料が充填されない部分（すき間）があると、すき間に水が入り込むようになって、すき間を起点として腐食が生じるようになる（すき間腐食）。
しかしながら、本実施形態においては、基材１１の主面１１Ａ及び複数の楔型部材２２１の表面を覆うようにして腐食防止層２２２を形成するようにしているので、上述のような第１のすき間を抑制することができ、これによってすき間腐食を抑制し、摺動部材２０（軸受部材）を水中で長時間使用した場合においても、機械特性が経時的に劣化するのを抑制することができる。
このように本実施形態によれば、摺動部材２０を水中で長時間使用した場合においても、軸１５から摺動部材２０を通して軸受基材に流れる腐食電流を遮断することで軸の腐食を防止することができるとともに、長期に亘って高い機械特性を呈することができる。
なお、その他の特徴、例えば、中間層２２の楔型部材２２１の構成材料等は第１の実施形態における摺動部材１０における球状部材１２１と同一であるので、説明を省略する。
本実施形態の摺動部材２０の製造方法は、基本的には、中間層２２の多孔質構造が複数の球状部材１２１で構成される代わりに、複数の楔型部材２２１で構成される点で異なり、その他の点については、図３〜図６に示すような工程を経て得ることができる。
なお、複数の楔型部材２２１は、複数の球状部材１２１のように、予め断面形状がＴ字型の複数の楔型部材２２１を準備し、これらを複数の球状部材１２１の代わりに用いることもできる。一方、例えば大きさの異なる複数のパンチ穴が形成された２枚の板状部材を、当該パンチ穴が重複するようにして積層することによって、複数の楔型部材２２１とすることもできる。
図８及び図９は、パンチ穴が形成された２枚の板状部材を用いて複数の楔型部材２２１を形成する場合の一例を示す工程図である。
図８に示すように、基板１１の主面１１Ａ上に、パンチ穴２２１−２Ａが形成された下板状部材２２１−２Ｘをろう付け等によって結合配置し、次いで、図９に示すように、パンチ穴２２１−１Ａが形成された上板状部材２２１−２Ｘを、パンチ穴２２１−１Ａとパンチ穴２２１−２Ａとが一致するようにして、ろう付け等によって下板状部材２２１−１Ｘに対して結合配置する。この結果、図７に示すような楔型部材２２１を形成することができる。
なお、その他の腐食防止層１２２や摺動層１３等を形成する工程は、図３〜図６に示す工程と同じであるので、説明を省略する。
本実施形態の摺動部材２０（軸受部材）は、例えば、水車、水車発電機、ポンプなどの水力機械における摺動部材（軸受部材）として好適に用いることができる。
上記第１の実施形態及び第２の実施形態においては、中間層１２及び２２の多孔質構造を構成する部材を球状及び楔型としたが、中間層１２及び２２の多孔質構造が摺動層１３に対するアンカー効果を奏するという要件を満足すれば、上記部材の形状は特に限定されるものではない。例えば、中間層１２及び２２の多孔質構造の空孔は貫通していなくてもよい。
（実施例１）
まず、円筒形状を持つＳＵＳ３１６ステンレスからなる基材１１の主面１１ＡにＡｇ−５６質量％Ｃｕろう材を塗布し、直径３ｍｍのＳＵＳ３１６ステンレスからなる複数の鋼球１２１をその上に散布した後、１０５０℃、１０−３Ｔｏｒｒの真空中で加熱処理を行い、複数の鋼球１２１を基材１１の主面１１Ａに結合させ、多孔質構造を形成した。
次いで、基材１１の主面１１Ａ及び複数の鋼球１２１の表面に、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の樹脂粉末を溶媒に分散してなる分散液を塗布し、乾燥させるという工程を、最終的な厚さが０．５ｍｍとなるまで繰り返し、基材１１の主面１１Ａ及び複数の鋼球１２１の表面に上記樹脂粉末を付着させた。
次いで、基材１１及び複数の鋼球１２１を内包し、腐食防止層１２２を含む中間層１２からなるアセンブリを金型１７内に配置し、このアセンブリ上に３０質量％炭素繊維を含有した四フッ化エチレン樹脂の原料粉末を充填した。炭素繊維は、直径７〜１０μｍ、長さ３ｍｍの短繊維を用いた。
次いで、原料粉末上に厚さ０．３ｍｍの不織布１６及びＰＴＦＥからなる圧力伝達媒体（粉末）１８を配置し、平面形状を有する成形パンチ１９により、圧力５０ＭＰａで一方向に圧縮成形した。
次いで、不織布１６及び圧力伝達媒体１８を除去した後、上記原料粉末の成型体を３７０℃、２時間加熱し、成型体を加熱溶融して摺動層１３を形成するとともに、基材１１の主面１１Ａ及び複数の鋼球１２１の表面に付着した樹脂粉末を加熱溶融して、当該表面に腐食防止層１２２を形成した。
このようにして得た摺動部材の腐食電流の流れ具合を調べたところ、腐食電流は遮断され、すき間腐食が生じないことを確認した。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、水中環境において長時間使用した場合においても、機械特性が経時的に劣化するのを抑制することができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として掲示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１０ 水中摺動部材（軸受部材）
１１ 基材
１１Ａ 基材の主面
１２、２２ 中間層
１２１ 球状部材
１２２ 腐食防止層
１３ 摺動層
１５ 軸
２０ 水中摺動部材（軸受部材）
２２１ 楔型部材

Claims (9)

  1. 水中で使用する水中摺動部材であって、
    第１の金属材料からなる基材と、
    前記基材に接合され、第２の金属材料からなる多孔質構造の中間層と、
    少なくとも前記中間層の多孔質構造の空孔内に一部が溶融して充填された腐食防止層と、
    少なくとも前記腐食防止層上に形成され、四フッ化エチレン樹脂からなる母材と、前記母材より電気伝導度が高い炭素、グラファイト、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム及び酸化亜鉛の少なくとも一つの、繊維、ウィスカー及び粒子の少なくとも一つからなる充填材とを含む摺動層と、
    を備えることを特徴とする水中摺動部材。
  2. 前記基材の前記第１の金属材料は、鉄及びクロムからなるステンレス鋼、鉄、クロム、及びニッケルからなるステンレス鋼、並びに鉄、クロム、ニッケル、モリブデン、マンガン、シリコン、ニオブ及びチタンからなるステンレス鋼の少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１に記載の水中摺動部材。
  3. 前記中間層の前記第２の金属材料は、鉄及びクロムからなるステンレス鋼、鉄、クロム、及びニッケルからなるステンレス鋼、並びに鉄、クロム、ニッケル、モリブデン、マンガン、シリコン、ニオブ及びチタンからなるステンレス鋼の少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の水中摺動部材。
  4. 前記腐食防止層は、フッ素樹脂からなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載の水中摺動部材。
  5. 水中で使用する水中摺動部材の製造方法であって、
    第１の金属材料からなる基材に第２の金属材料からなる多孔質構造の中間層を結合させる工程と、
    少なくとも前記中間層の多孔質構造の空孔内に一部が溶融して充填された腐食防止層を形成する工程と、
    少なくとも前記腐食防止層上に、四フッ化エチレン樹脂からなる母材と、前記母材より電気伝導度が高い炭素、グラファイト、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム及び酸化亜鉛の少なくとも一つの、繊維、ウィスカー及び粒子の少なくとも一つからなる充填材とを含む摺動層を形成する工程と、
    を備えることを特徴とする水中摺動部材の製造方法。
  6. 前記腐食防止層は、原料粉末を、溶媒中にあらかじめ分散させた分散液又は溶媒中に溶解させた溶液を、少なくとも前記中間層上に含浸させながら付着させた後、加熱して溶融処理することによって形成することを特徴とする、請求項５に記載の水中摺動部材の製造方法。
  7. 前記摺動層は、前記樹脂材料の粉末を前記腐食防止層上に分散配置させた後、圧縮成型及び焼成させることによって形成することを特徴とする、請求項５又は６に記載の水中摺動部材の製造方法。
  8. 請求項１〜４のいずれか一に記載の水中摺動部材を含むことを特徴とする、水中軸受部材。
  9. 請求項８に記載の水中軸受部材を含むことを特徴とする、水力機械。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012158266A2 (en) * 2011-05-17 2012-11-22 Dresser-Rand Company Coast down bushing for magnetic bearing systems
US9105561B2 (en) * 2012-05-14 2015-08-11 The Boeing Company Layered bonded structures formed from reactive bonding of zinc metal and zinc peroxide
JP6193032B2 (ja) * 2013-07-18 2017-09-06 株式会社荏原製作所 すべり軸受装置およびこれを備えたポンプ
DE102014113971A1 (de) * 2014-09-26 2016-03-31 Thyssenkrupp Ag Außenbordvorrichtung und Verfahren zum Beschichten einer Außenbordvorrichtung
JP6570637B2 (ja) * 2014-12-19 2019-09-04 サン−ゴバン パフォーマンス プラスチックス パンプス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 摺動部品及びその形成方法
US9835200B2 (en) * 2015-04-15 2017-12-05 Siemens Energy, Inc. Generator bearing assembly and a method for lubricating a generator bearing assembly
EP3333437B1 (en) * 2015-08-10 2021-03-03 Dalian Sanhuan Composite Material Technology Development Co., Ltd. Water lubricated composite thrust bearing of nuclear main pump
JP6885719B2 (ja) * 2016-12-27 2021-06-16 大豊工業株式会社 摺動部材およびコンプレッサー用ブシュ
US10767696B2 (en) * 2017-12-29 2020-09-08 Saint-Gobain Performance Plastics Pampus Gmbh Bearing component and method of making and using the same

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59140298A (ja) * 1983-01-31 1984-08-11 N D C Kk 複層軸受
JPS63314372A (ja) * 1987-06-15 1988-12-22 Hitachi Ltd 水車の水潤滑軸受装置
EP0581185B1 (en) * 1992-07-30 1998-03-25 Oiles Corporation Multilayered sliding member
EP0590488B1 (en) * 1992-09-25 1999-12-22 Oiles Corporation Multilayered sliding member
JP3194866B2 (ja) * 1996-05-17 2001-08-06 株式会社東芝 複合材料およびその製造方法
US6416846B2 (en) * 1996-05-17 2002-07-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Composite material and manufacturing method thereof
CN2313097Y (zh) * 1997-11-14 1999-04-07 何绍宗 新型水润滑轴套
JPH11315294A (ja) * 1998-02-17 1999-11-16 Oiles Ind Co Ltd 含油複層摺動部材
JP2000055054A (ja) * 1998-08-11 2000-02-22 Ntn Corp 複層軸受
JP2000145785A (ja) 1998-11-10 2000-05-26 Hitachi Ltd スラスト軸受装置
JP2001263340A (ja) * 2000-03-16 2001-09-26 Hitachi Ltd 軸受の製造方法
JP2002194380A (ja) * 2000-12-27 2002-07-10 Daido Metal Co Ltd 複層摺動部材
JP2002225164A (ja) * 2001-02-05 2002-08-14 Toshiba Corp 摺動材料および摺動材料の製造方法
JP4519355B2 (ja) 2001-04-25 2010-08-04 オイレス工業株式会社 水中用摺動部材ならびにその製造方法
JP2003021144A (ja) * 2001-07-10 2003-01-24 Toshiba Corp 樹脂系複合摺動部材およびその製造方法
US8083414B2 (en) * 2003-11-25 2011-12-27 Oiles Corporation Bush bearing
JP2005036819A (ja) * 2003-07-15 2005-02-10 Daido Metal Co Ltd 複層摺動部材
JP2006063279A (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Ntn Corp 液中摺動材料
CN100398855C (zh) * 2005-07-21 2008-07-02 重庆大学 圆弧槽水润滑橡胶合金轴承
CN103459865B (zh) 2011-04-05 2016-08-24 株式会社东芝 轴承装置、水力机械

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