JPH0193620A

JPH0193620A - 電子機器用の軸受装置

Info

Publication number: JPH0193620A
Application number: JP24684487A
Authority: JP
Inventors: Isao Miyagawa; 宮川　功男
Original assignee: Toshiba Tungaloy Co Ltd
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 1987-10-01
Filing date: 1987-10-01
Publication date: 1989-04-12

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電子機器用の軸受装置に関し、特に５００℃
位までの条件下でも高精度の回転が長期にわたって維持
できるように改善されたものである。

（従来の技術）従来、この種の電子機器例えばビデオの軸受装置では、
転がり軸受を小型化したいわゆるミニチュアベアリング
が適用されている。また、一般の軸受装置では、最近に
なって、高温領域での使用が多くなってきたことから、
例えば、特開昭６２−１４１３１４号公報にみられるよ
うに高温用セラミックス転がり軸受などが提案されてい
る。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、電子機器用の軸受装置例えばビデオの軸
受装置では、高画質の維持、長期の高精度維持等の必要
性から、軽喰化、絶縁性、５００℃位までの条件下にお
ける高剛性等が要求されているものである。

これに対し、前述したミニチュアベアリングでは、高精
度回転の長期的保証が出しにくいこと、温度上界による
剛性低下などがあり、これに代わる単純構成の軸受装置
の開発が問題点になっている。

（問題点を改善するための手段）本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、電子機器用
の軸受装置は、最も単純な構成として、回転軸およびこ
の回転軸を内周部分に嵌合させたスリーブからなるもの
を対象にし、特に材質の絹合せにより改善したものであ
る。

すなわち、本発明では、前記回転軸およびスリーブにつ
いては、一方がＴｉＣ，ＴｉＮをそれぞれ主体としたサ
ーメットで、他方がＳｉｓＮ４、　ＳｉＣ，Ｃｒ１ｅｓ
をそれぞれ主体としたセラミックスからなる組合せとし
たものである。

そして、ＴｉＣ，ＴｉＮをそれぞれ主体としたサーメッ
トは、ＴｉＣ，ＴｉＮを主成分とし、結合金属として、
一般的には、Ｃｏ、　Ｆｅ、　Ｎｉ等の鉄族金属、Ｗ。

ＭＯ等の高融点金属、Ｎｉ　−Ａ氾、Ｎｉ−Ｔｉなどの
金属間化合物などを選択したものである。また、実用に
供されているものは、これらの組成分に対して、材質改
善をするため、ＷＣ，ＺｒＣ，Ｍｏｔｅ、　ＶＣ。

ＴａＣなどが添加されている。

また、前述したＳｉＪ４．　ＳｉＣおよびＣｒａｂｓを
主体としたセラミックスは、　ＳｉｓＮ４．　ＳｉＣお
よびＣｒ１ｅｓをそれぞれ単味として焼結したものでも
よいが。

一般的には、ＳｉｓＮｎ、　ＳｉＣおよびＣｒ１ｅｓに
対し、Ａβｇ［！４、　Ａｎ　Ｎ、　ＭｇＯ，Ｙ２Ｏ３
などの焼結助材を２０重量％以下含むようにしたもので
ある。また、前述したサーメットと同様材質改善として
ＴｉＣ，ＴｉＮなどを添加しているものである。

（作用）本発明における電子機器用の軸受装置は、回転軸および
スリーブからなるものを改遷対象としていることから、
単純構成となり、特に小形のものに好適する。

また１回転軸およびスリーブは、材質上の組合せを配慮
して、一方がＴｉＣ，ＴｉＮをそれぞれ主体としたサー
メットで、他方が、ＳｉｚＮ４．　ＳｉＣ，Ｃｒ１ｅ３
をそれぞれ主体としたセラミックスからなるようにした
ものである。これによって、本質的理由は判然としない
が、潤滑剤が存在しない条件下でも摩擦係数が減少し、
また摩耗率が減少する作用をなすものである。

（実施例）以下、本発明電子機器用の軸受装置における一実施例に
ついて、図を参照しながら説明する。

第１図において、（１）は１回転軸であり、この回転軸
（１）は、図示しない駆動源例えばモータに連設され、
スリーブ（２）の内周部分で高速回転する。

しかして、これらの回転軸（＋）およびスリーブ（２）
は、電子機器用の軸受装置を構成するが、−方がＴｉＣ
，ＴｉＮをそれぞれ主体としたサーメットであり、他方
が、　Ｓｉ３Ｎ４．　ＳｉＣ，Ｃｒ１ｅｓをそれぞれ主
体としたセラミックスからなるものである。

このように、サーメットおよびセラミックスを選択した
理由は、第１に、軽量化を図ること、第２に、高硬度性
から摩耗量を減少させることである。

また、回転軸ｉｌｌ　は１通常直径カ月Ｏｍｍφ以下に
設定され、２０ｍｍφ以下の外径を有するスリーブ（２
）に対して、高速回転例えば、４０００〜５０００ｒｐ
ｍ以上の回転速度で回転する。この場合、回転軸（＋１
　およびスリーブ（２）間の間隙量は、両側で３〜ＩＯ
μｍに設定される。これは、高精度の回転を維持するた
めである。

（発明の効果）このようにして構成された本発明電子機器用の軸受装置
は、摩擦係数が小さく、また摩耗量が少ないものであり
、これに伴って高速回転の条件下で高精度回転が長期間
にわたって維持できる効果を有するものである。そして
、本発明では、次のような実験を行い前述した効果を確
認した。

［実験例１］実験例１は、サーメットとしては、ＴｉＣを主体とした
ものが選択され、セラミックスとしては、ＳｉｓＮｓ、
　ＳｉＣ，Ｃｒａｂｓ、　ＡＱ　ｘＱａをそれぞれ主体
としたものが選択された（以下ＴｉＣ系、ＳｉＯＬ系、
　ＳｉＣ系、ＣｒＪｓ系、　　Ａｌ２ａＯｓ系という）
。そして、これらのサーメットおよびセラミックスは、
第１表のように示されるが、その配合組成（重量％）は
、以下のとおりである。

ＴｉＣ系　　：６０％ＴｉＣ−１０％ＭｏａＣ−５％Ｗ
Ｃ−２５％Ｎ１ＳｉｓＮ４系　：８８％５ｔｓＮ４−８
％ＹｉＯａ−４％ｌＮＳｉＣ系　　：１００％ＳｉＣＣｒＪｓ系　　：　９０％Ｃｒ、Ｌ　　−１０％Ｚｒ口
。

八ぶ、０．系：９０．５％Ａｌ２Ｊｓ　−［１，５％Ｍ
ｇ０また、前述したＴｉＣ系のサーメットについては、
所定の混合粉砕の工程を経た後１　ｔ／ａｍ”の圧力で
圧粉体を作成し、真空中、１４５０℃の条件下で１時間
保持して焼結したものである。さらに、ＳｉｓＮａ系等
のセラミックスについては、前述したサーメットと同様
に１　ｔ／ｃｍ”の圧力で圧粉体を作成し、真空中、１
５００℃、２００ｋｇ／ｃｍ”の圧力の条件下で１時間
保持してホットプレス焼結した。なお、ＳｉＣについて
は反応焼結させたものである。

得られた焼結体は、所定の研削工程を経た後、回転軸ｍ
およびスリーブ（２）からなる軸受装置として構成され
た。この場合、回転軸（＋１およびスリーブ（２）の形
状寸法は、回転軸＋１）の直径＝５ｍｍφ、長さ＝　２
０ｍｍ、スリーブ（２）の外径＝ｌＯｍｍφ、長さ＝ｌ
Ｏｍｍに設定され、回転軸（１）およびスリーブ（２）
間の間隙量については、両側で３〜５μｍの範囲内に入
るように設定した。

そして、得られた軸受装置は、２０．０００ｒｐｒｎで
４０時間連続回転したところ、第１表のような結果を得
た。

第　　１　　表　　　（実験例１）表中−Ｅ段は摩擦係数μ、下段は摩耗率δを示す。

摩擦係数μの評価基準は、次のとおり、　　Ｏ：　ｌ／
１００以下で良好。

Δニスティップ・スリップ現象を起す。

Ｘ：不良。

摩耗率δの評価基準は、次のとおり。　　０：検出てき
す。

Δ：相手材に傷をつける。

Ｘ：摩耗が大きく溶着な起す。

ＴｉＣ系　　：６０％ＴｉＣ−１０％勘、Ｃ−５％Ｅ　
　−２５％ＮｉＳｉ、Ｎａ系　：８８％ＳｉｓＮ４−８
％ＹＩＯＩ−４％ＡｆｉＮＳｉＣ系　　：１００％Ｓｉ
ＣＣｒｘ口、系　　　：　９０　％　Ｃｒ５Ｏｓ−１０％
Ｚ「０゜Ａｌ１．．０．　　系　：９９．５　　％　＾
Ｕ、ロ、−０．５　　％　Ｍ、０（％はｍ１１％）第１表において、ＴｉＣ系およびＳｉｓＮａ系、　Ｓｉ
Ｃ系、ＣｒＪ＋＋系の組合せでは、摩擦係数μが小さく
、また摩耗率δもほとんど検出できなかった。これに対
し、本発明で対象としたサーメット、セラミックスにお
ける同系同士の場合では、摩擦係数μあるいは摩耗率δ
の一方または両方が不具合であった。なお、第１表にみ
られる摩擦係数μにおけるΔ印のスティッフ・スリップ
減少では０．１ｍｍ以上の発生がみられ、また摩耗率δ
におけるΔ印の相手材に傷をつける程度については、５
μｍ以上のひっかき傷を生じる程度を基準とした。また
、比較のために実験したＡＪＢ２ｏｓ系については、い
ずれの組合せにおいても不具合で摩耗粉により溶着現象
を起していた。しかし、本発明における組合せにおいて
、このような良結果が出た理由については、組成、自己
潤滑性等各種の面が考えられるが本質的な理由について
は判然としなかった。

［実験例２］実験例２は、サーメットとしてＴｉＮを主体としたもの
が適用され、セラミックスとしては、ＳｉｓＮｍ、　Ｓ
ｉＣ、Ｃｒ２Ｏｓ、　ＺｒＯ＊をそれぞれ主体としたも
のが選択された（以下ＴｉＮ系、ＳｉｓＮ４系、　Ｓｉ
Ｃ系、　ＣｒａＯａ系、　ＺｒＯｓ系という）。そして
、これらのサーメットおよびセラミックスは、第２表の
ように示されるが、その配合組成（重量％）は、以下の
とおりである。

ＴｉＮ系　　：６０％ＴｉＮ　−２５％ＴｉＣ−７％Ｍ
ｏａＣ−８％旧Ｓｉ、Ｎ、系　：９３％ＳｉＪ４−４％
Ｙ、０３−３％　Ａｎ＊０ｉＳｉＣ系　　　　：　９８
％ＳｉＣ−１％　カーボン　−１％ＢＣｒＪｓ系　＝９
２％Ｃｒ＊Ｏｉ　−８％ｚ「０゜Ｚｒ口、　系　＝　９
５％Ｚｒ０ｔ　　−５％Ｙ、０３そして、これらのサー
メットおよびセラミックスは、実験例１と同様の条件で
、圧粉体、焼結体を経て、回転軸（１）およびスリーブ
（２）からなる軸受装置を構成し、前述した２０．００
ｒｐｍで４０時間連続回転させた。この結果は、第２表
に示すとおりである。

以下余白第　　２　　表　　　（実験例２）表中上段は摩擦係数μ、下段は摩耗率δを示す。

摩擦係数μの評価基準は、次のとおり。　Ｑ　、　ｌ／
１００以下で良好。

Δニスティップ・スリップ現象を起す。

×；不良。− 摩耗率δの評価基準は、次のとおり６　０：検出できず
。

△：相手材に傷をつける。

×：摩耗が大きく溶着な起す。

ＴｉＮ系：５０％ＴｉＮ　−２５％ＴｉＣ−７％Ｍｏｔ
Ｃ８％Ｎ１ＳｉＪ４系：９３％ＳｉｓＮ４−４％Ｙ、０
．−３％ＡβａＯ＊ＳｉＣ系　：９８％ＳｉＣ−Ｉ％カ
ーボン−１％ＢＣｒａｂｓ系：９２％Ｃｒ１ｅｓ　−８
０％Ｚｒ０ａＺｒＯｚ系　　：　９５％Ｚｒ０ｔ−５％
Ｙ８口。

（％は重量％）第２表においても、ＴｉＮ系およびＳｉｓＮａ系。

ＳｉＣ系、　Ｃｒ５Ｑｓ系の組合せでは、摩擦係数μが
小さく、また摩耗率δもほとんど検出できなかった。

これに対し、比較のＺｒＯイについては、相手材がいず
れのものであっても不具合であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明電子機器用の軸受装置における一実施
例を示す断面図である。（１１−・・回転軸　　　　　　　　（２１−・・スリ
ーブ特許出願人　東芝タンガロイ株式会社

Claims

【特許請求の範囲】回転軸およびこの回転軸を内周部分に嵌合させたスリー
ブからなる電子機器用の軸受装置において、前記回転軸およびスリーブは、一方がＴｉＣ、ＴｉＮを
それぞれ主体としたサーメットで、他方が、Ｓｉ＿３Ｎ
＿４、ＳｉＣ、Ｃｒ＿２Ｏ＿３をそれぞれ主体としたセ
ラミックスからなっていることを特徴とする電子機器用
の軸受装置。