JPH01122963A - マイクロモーターシャフト - Google Patents
マイクロモーターシャフトInfo
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- JPH01122963A JPH01122963A JP62279580A JP27958087A JPH01122963A JP H01122963 A JPH01122963 A JP H01122963A JP 62279580 A JP62279580 A JP 62279580A JP 27958087 A JP27958087 A JP 27958087A JP H01122963 A JPH01122963 A JP H01122963A
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- partially stabilized
- stabilized zirconia
- motor shaft
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Links
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Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明はマイクロモーターシャフトに関するものであり
、更に詳細には導電性を有するセラミックス製マイクロ
モーターシャフトに関するものである。
、更に詳細には導電性を有するセラミックス製マイクロ
モーターシャフトに関するものである。
〈従来の技術）
近年電子産業分野や自動車、工作機械などの精密機械等
では部品の小型化、精密化が要求され、動力源としての
モーターは極めて精密な小型機械部品に発展している。
では部品の小型化、精密化が要求され、動力源としての
モーターは極めて精密な小型機械部品に発展している。
このためモーターを構成する部品も自ずから小型化され
寸法精密化が要求されているのが現状である。特にビデ
オディスクやハードディスク用のマイクロモーターはこ
の要求が強くこれまで特殊な金属による精密加工品が使
用されてきた。
寸法精密化が要求されているのが現状である。特にビデ
オディスクやハードディスク用のマイクロモーターはこ
の要求が強くこれまで特殊な金属による精密加工品が使
用されてきた。
しかし、金属材料は耐摩耗性が不十分で、長時間運転中
に摩耗し寸法精度が低下するとか、モーター磁石からの
磁気洩れのトラブルを生じる等の欠点を有する。
に摩耗し寸法精度が低下するとか、モーター磁石からの
磁気洩れのトラブルを生じる等の欠点を有する。
このため非磁性で耐摩耗性に優れた材料として種々のセ
ラミックスが検討されてきたがセラミックスは電気絶縁
性のためモーターの運転中にシャフトに静電気が蓄積し
本体の電気機器にノイズを生じるという重大な欠点があ
る。
ラミックスが検討されてきたがセラミックスは電気絶縁
性のためモーターの運転中にシャフトに静電気が蓄積し
本体の電気機器にノイズを生じるという重大な欠点があ
る。
〈発明が解決しようとする問題〉
かかる事情下に鑑み本発明者らは耐摩耗性に優れ、かつ
静電気蓄積のないマイクロモーターシャフトを得るべく
鋭意検討した結果、特定の組成を有するジルコニアセラ
ミックスを用いる場合には上記問題点が解決し得ること
を見出し、本発明を完成するに至った。
静電気蓄積のないマイクロモーターシャフトを得るべく
鋭意検討した結果、特定の組成を有するジルコニアセラ
ミックスを用いる場合には上記問題点が解決し得ること
を見出し、本発明を完成するに至った。
〈問題点を解決するための手段）
すなわち本発明は、部分安定化ジルコニア５０〜８５モ
ル％及び一般式 ＭＸａ （式中、Ｍはチタン及び／
またはジルコニウム元素、Ｘａは炭素、窒素、硼素の中
から選ばれる一種以上の元素、１≦ａ≦２を示す）で示
される物質１５〜５０モル％よりなる焼結体で構成され
たことを特徴とするマイクロモーターシャフトを提供す
るにある。
ル％及び一般式 ＭＸａ （式中、Ｍはチタン及び／
またはジルコニウム元素、Ｘａは炭素、窒素、硼素の中
から選ばれる一種以上の元素、１≦ａ≦２を示す）で示
される物質１５〜５０モル％よりなる焼結体で構成され
たことを特徴とするマイクロモーターシャフトを提供す
るにある。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の実施に際し、部分安定化ジルコニアはジルコニ
ア粉末の製造に際し安定化剤として通常Ｙｚ Ｏｓ Ｏ
，５モル％〜４モル％、Ｃｅ０゜４モル％〜１２モル％
、ＭｇＯ２モル％〜９モル％、Ｃａ０２モル％〜９モル
％等を１ｍあるいはそれらを混合したものが使用される
が、より好ましくは焼結時その結晶系が常温で正方晶を
有し機械的応力によりマルテンサイト変態を生じる部分
安定化ジルコニア、例えばＹｚＯｉ３モル％、Ｃｅ０ｔ
９モル％〜１０モル％−Ｍｇｏ ４モル％〜５モル％
、Ｃｅ Ｏ！ ９モル％〜１０モル％−ＹｚＯｓ Ｏ，
５モル％〜１．０モル％などを添加、固溶させたものが
好適に選ばれる。
ア粉末の製造に際し安定化剤として通常Ｙｚ Ｏｓ Ｏ
，５モル％〜４モル％、Ｃｅ０゜４モル％〜１２モル％
、ＭｇＯ２モル％〜９モル％、Ｃａ０２モル％〜９モル
％等を１ｍあるいはそれらを混合したものが使用される
が、より好ましくは焼結時その結晶系が常温で正方晶を
有し機械的応力によりマルテンサイト変態を生じる部分
安定化ジルコニア、例えばＹｚＯｉ３モル％、Ｃｅ０ｔ
９モル％〜１０モル％−Ｍｇｏ ４モル％〜５モル％
、Ｃｅ Ｏ！ ９モル％〜１０モル％−ＹｚＯｓ Ｏ，
５モル％〜１．０モル％などを添加、固溶させたものが
好適に選ばれる。
これら部分安定化ジルコニアは通常１μｍ以下の平均粒
子径を有する粉末を使用する。
子径を有する粉末を使用する。
一方、一般式 Ｍ Ｘ ａで示される物質は具体的には
ＴｉＣ，ＴｉＮ、ＴｉＢｙ 、ＺｒＣ，Ｚｒ Ｎ ｓお
よびＺｒＢ、の単独あるいは混合物さらにはこれらの固
溶体の粉末であり、通常１μｍ以下の粉末が使用される
。
ＴｉＣ，ＴｉＮ、ＴｉＢｙ 、ＺｒＣ，Ｚｒ Ｎ ｓお
よびＺｒＢ、の単独あるいは混合物さらにはこれらの固
溶体の粉末であり、通常１μｍ以下の粉末が使用される
。
しかし、Ｍ Ｘ ａは必ずしも部分安定化ジルコニアと
混合する段階でＭＸａの化学式で示される物質である必
要は無く、最終的にセラミックス化した段階でＭＸａと
なれば良い。
混合する段階でＭＸａの化学式で示される物質である必
要は無く、最終的にセラミックス化した段階でＭＸａと
なれば良い。
例えば、ＭＸａの出発物質としてＴｉ０ｂ（ｂ＝１）を
使用し、焼成を窒素雰囲気あるいは炭素や硼素雰囲気で
行い焼結後の組成をＴｌｃ、Ｔ ｉ Ｎ ＳＴ ｉ Ｂ
＊ とする事も可能である。
使用し、焼成を窒素雰囲気あるいは炭素や硼素雰囲気で
行い焼結後の組成をＴｌｃ、Ｔ ｉ Ｎ ＳＴ ｉ Ｂ
＊ とする事も可能である。
部分安定化ジルコニアとＭＸａとの焼結体組織内での存
在状態は、単なる混合状態でも、−部固溶した状態でも
良い。
在状態は、単なる混合状態でも、−部固溶した状態でも
良い。
本発明では相互に固溶し、Ｘ線回折で相互にピーク位置
のシフトが観察される場合（固溶を生じているケース）
を含む。
のシフトが観察される場合（固溶を生じているケース）
を含む。
部分安定化ジルコニアとＭＸａとの割合はセラミックス
化（焼結）した状態での強度、導電率、耐摩耗性を総合
的に考えて決定されるが、部分安定化ジルコニア５０〜
８５モル％、−Ｃ弐ＭＸａで示される物質１５〜５０モ
ル％を必須とする。
化（焼結）した状態での強度、導電率、耐摩耗性を総合
的に考えて決定されるが、部分安定化ジルコニア５０〜
８５モル％、−Ｃ弐ＭＸａで示される物質１５〜５０モ
ル％を必須とする。
この範囲を越えた場合、たとえば部分安定化ジルコニウ
ムが５０モル％以下では機械的強度の不足を生じ、ＭＸ
ａが１５モル％以下では導電率が不足するので好ましく
ない。
ムが５０モル％以下では機械的強度の不足を生じ、ＭＸ
ａが１５モル％以下では導電率が不足するので好ましく
ない。
本発明に於けるマイクロモーターシャフトの製造方法は
公知のジルコニア質焼結体の精密加工品の製法が適用し
得るもので、その製法は特に限定されないが、マイクロ
シャフトの形状（細長い円柱状を基本形とする）、製造
コスト等を考慮して、焼成後の焼結体組成が上記組成と
成る如く調整した原料を押出成形あるいは射出成形する
方法が好適に選ばれる。
公知のジルコニア質焼結体の精密加工品の製法が適用し
得るもので、その製法は特に限定されないが、マイクロ
シャフトの形状（細長い円柱状を基本形とする）、製造
コスト等を考慮して、焼成後の焼結体組成が上記組成と
成る如く調整した原料を押出成形あるいは射出成形する
方法が好適に選ばれる。
成形後の生成形体は通常のセラミックスと同様の方法で
焼結し、必要に応じて仕上げ加工を行えばよい。勿論Ｍ
Ｘａとして金属の塩類或いは該金属の酸化物を用いた場
合には目的とするＭＸａとなる焼成雰囲気で焼成せしめ
る。この場合焼成は原料として用いた金属の塩類或いは
酸化物が成形体の中心まで完全にＭＸａに転換するまで
行う必要はなく、シャフト表面が所望の導電性を示す程
度まで焼成することもできる。
焼結し、必要に応じて仕上げ加工を行えばよい。勿論Ｍ
Ｘａとして金属の塩類或いは該金属の酸化物を用いた場
合には目的とするＭＸａとなる焼成雰囲気で焼成せしめ
る。この場合焼成は原料として用いた金属の塩類或いは
酸化物が成形体の中心まで完全にＭＸａに転換するまで
行う必要はなく、シャフト表面が所望の導電性を示す程
度まで焼成することもできる。
特にマイクロモーターシャフトは高い寸法精度を要求さ
れ約１〜１０μｍの寸法精度に仕上げるため通常両頭研
削盤などの精密仕上げ加工機械を使用する。
れ約１〜１０μｍの寸法精度に仕上げるため通常両頭研
削盤などの精密仕上げ加工機械を使用する。
〈発明の効果〉
このようにして得られた本発明のマイクロモーターシャ
フトは、通常部分安定化ジルコニアの結晶系が主として
正方晶であり、８Ｑｋｇ／’ｗ”以上の曲げ強度と１Ω
−１１−１以上の導電率を有し、耐摩耗性に優れるとい
うセラミック本来の特性を失うことなく、従来同種のシ
ャフトの有する静電気によるノイズ発生を防止せしめる
という効果をも有するものでその工業的価値は極めて大
なるものである。
フトは、通常部分安定化ジルコニアの結晶系が主として
正方晶であり、８Ｑｋｇ／’ｗ”以上の曲げ強度と１Ω
−１１−１以上の導電率を有し、耐摩耗性に優れるとい
うセラミック本来の特性を失うことなく、従来同種のシ
ャフトの有する静電気によるノイズ発生を防止せしめる
という効果をも有するものでその工業的価値は極めて大
なるものである。
尚、本発明は上記においてマイクロモーターシャフトと
して記載してきたが、該記載が３ワツト以下のいわゆる
マイクロモーターの用途に限定されないことは明らかで
ある。
して記載してきたが、該記載が３ワツト以下のいわゆる
マイクロモーターの用途に限定されないことは明らかで
ある。
〈実施例）
以下本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発
明はこれらの実施例によって制限されるものではない。
明はこれらの実施例によって制限されるものではない。
実施例１
共沈法で得た部分安定化ジルコニア粉末（自社試作品、
ＹｇＯｓ３モル％含有、粒径０．５μｍ）７０モル％と
ＴｔＢｚ（新日本金属化学型＝２μｍ）３０モル％を乾
式ボールミルで混合し、この混合粉末１００重量部にメ
チルセルロース（信越化学製）５．０重量部、ユニルー
プ（日本油脂Ｊ！ｕ）１．０重量部、水１５重量部を添
加しニーグーで十分混線後、押出成形機で円柱状（５φ
×２０１鶴）に成形した。
ＹｇＯｓ３モル％含有、粒径０．５μｍ）７０モル％と
ＴｔＢｚ（新日本金属化学型＝２μｍ）３０モル％を乾
式ボールミルで混合し、この混合粉末１００重量部にメ
チルセルロース（信越化学製）５．０重量部、ユニルー
プ（日本油脂Ｊ！ｕ）１．０重量部、水１５重量部を添
加しニーグーで十分混線後、押出成形機で円柱状（５φ
×２０１鶴）に成形した。
この成形体を乾燥、脱脂後、アルゴン中で１５５０℃で
２Ｈｒ焼結した。
２Ｈｒ焼結した。
得られた焼結体は、曲げ強度（ＪＩＳ−Ｒ１６０１に準
拠し測定） １００ ｋｇ７ｍ” 、導電率（４端子法
による）１０２Ω−’ ０１ｌ−’でＸ線回折結果によ
るとジルコニア（一部立方晶含む正方晶約９５％、単斜
晶５％）とＴｉＢｇの存在を示した。
拠し測定） １００ ｋｇ７ｍ” 、導電率（４端子法
による）１０２Ω−’ ０１ｌ−’でＸ線回折結果によ
るとジルコニア（一部立方晶含む正方晶約９５％、単斜
晶５％）とＴｉＢｇの存在を示した。
次いでこの焼結体を精密仕上げ加工して、４゜５φ±０
．００３ ａｍの円柱状にして、一端に３．０φｘ４ｕ
深さの孔を設けた。
．００３ ａｍの円柱状にして、一端に３．０φｘ４ｕ
深さの孔を設けた。
次に市販のマイクロモーターシャフトの一部を切断加工
して嵌合一体化し、市販のモーターシャフトとの摩耗比
較試験を行った。
して嵌合一体化し、市販のモーターシャフトとの摩耗比
較試験を行った。
その結果１０００Ｈｒ後のＶＴＲ駆動用マイクロモータ
ーシャフトの摩耗は金属製（ＳＵＳ４２０）で２０μｍ
１本発明のセラミンクシャフトで約３μであった争 また金属製と同様に折損、静電気発生のトラブルは無か
った。
ーシャフトの摩耗は金属製（ＳＵＳ４２０）で２０μｍ
１本発明のセラミンクシャフトで約３μであった争 また金属製と同様に折損、静電気発生のトラブルは無か
った。
実施例２
共沈法で得た部分安定化ジルコニア粉末（自社試作品、
ＹｘＯｓ３モル％含有、粒径０．５μｍ）７０モル％と
チタンブラック（三菱金属製、はぼＴｉＯ組成）３０モ
ル％を乾式ボールミルで混合し、得られた混合粉末１０
０重量部にメチルセルロース（信越化学製）５．０重量
部、ユニループ（日本油脂型）１．０重量部、水１５重
量部を添加し、ニーグーで十分混練後押出成形機で円柱
状（５φＸ２０１ｍ）に成形した。
ＹｘＯｓ３モル％含有、粒径０．５μｍ）７０モル％と
チタンブラック（三菱金属製、はぼＴｉＯ組成）３０モ
ル％を乾式ボールミルで混合し、得られた混合粉末１０
０重量部にメチルセルロース（信越化学製）５．０重量
部、ユニループ（日本油脂型）１．０重量部、水１５重
量部を添加し、ニーグーで十分混練後押出成形機で円柱
状（５φＸ２０１ｍ）に成形した。
この成形体を、乾燥、脱脂後、窒素中で１５５０℃２１
１ｒ焼結した。
１ｒ焼結した。
得られた焼結体は曲げ強度は８０ｋｇ／關！、導電率は
ｌ０Ｑ−’ｃｍ−’で、クリスタルカッターで切断した
焼結体の断面のＸ線回折結果によると成形体表層部はジ
ルコニア（一部立方品を含む正方晶約９５％、単斜晶５
％）とＴｔＮの存在を示した。また成形体の中心部はジ
ルコニア（一部立方品を含む正方晶約９５％、単斜晶５
５％）とＴＩＯであった。
ｌ０Ｑ−’ｃｍ−’で、クリスタルカッターで切断した
焼結体の断面のＸ線回折結果によると成形体表層部はジ
ルコニア（一部立方品を含む正方晶約９５％、単斜晶５
％）とＴｔＮの存在を示した。また成形体の中心部はジ
ルコニア（一部立方品を含む正方晶約９５％、単斜晶５
５％）とＴＩＯであった。
この焼結体を精密仕上げ加工して実施例１と同じ摩耗試
験を行った結果１０００１１ｒ後約４μｍの摩耗が見ら
れた。
験を行った結果１０００１１ｒ後約４μｍの摩耗が見ら
れた。
また折損、静電気発生のトラブルは無かった。
実施例３
実施例１あるいは２と同様に、して、第１表に示すよう
なセラミックスのマイクロモーターシャフトを試作し、
性能を評価した。その結果を第１表に示す。
なセラミックスのマイクロモーターシャフトを試作し、
性能を評価した。その結果を第１表に示す。
Claims (3)
- （１）部分安定化ジルコニア５０〜８５モル％及び一般
式ＭＸａ （式中、Ｍはチタン及び／またはジルコニウム元素、Ｘ
ａは炭素、窒素、硼素の中から選ばれる一種以上の元素
、１≦ａ≦２を示す）で示される物質１５〜５０モル％
よりなる焼結体で構成されたことを特徴とするマイクロ
モーターシャフト - （２）焼結体中の部分安定化ジルコニアの結晶系が主と
して正方晶であり、ジルコニア粒子径が約１μｍ以下で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマイ
クロモーターシャフト - （３）導電率が１Ω＾−＾１ｃｍ＾−＾１以上であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマイクロモ
ーターシャフト
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62279580A JPH01122963A (ja) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | マイクロモーターシャフト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62279580A JPH01122963A (ja) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | マイクロモーターシャフト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01122963A true JPH01122963A (ja) | 1989-05-16 |
Family
ID=17612960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62279580A Pending JPH01122963A (ja) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | マイクロモーターシャフト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01122963A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03146473A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-21 | Hajime Saito | ホウ化チタンセラミックス焼結体 |
| JPH06219851A (ja) * | 1993-01-26 | 1994-08-09 | Agency Of Ind Science & Technol | ＺｒＯ２添加高靱性ホウ化物系セラミックス |
| EP0828077A1 (en) * | 1996-09-06 | 1998-03-11 | Eastman Kodak Company | Zirconia and zirconia composite ceramic shafts for gear micropumps and method of making same |
-
1987
- 1987-11-04 JP JP62279580A patent/JPH01122963A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03146473A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-21 | Hajime Saito | ホウ化チタンセラミックス焼結体 |
| JPH06219851A (ja) * | 1993-01-26 | 1994-08-09 | Agency Of Ind Science & Technol | ＺｒＯ２添加高靱性ホウ化物系セラミックス |
| EP0828077A1 (en) * | 1996-09-06 | 1998-03-11 | Eastman Kodak Company | Zirconia and zirconia composite ceramic shafts for gear micropumps and method of making same |
| US5762485A (en) * | 1996-09-06 | 1998-06-09 | Eastman Kodak Company | Zirconia and zirconia composite ceramic shafts for gear micropumps and method of making same |
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