JPH0524021A - 凹凸表面を有するセラミツク部材及びその製造方法 - Google Patents

凹凸表面を有するセラミツク部材及びその製造方法

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JPH0524021A
JPH0524021A JP3207592A JP20759291A JPH0524021A JP H0524021 A JPH0524021 A JP H0524021A JP 3207592 A JP3207592 A JP 3207592A JP 20759291 A JP20759291 A JP 20759291A JP H0524021 A JPH0524021 A JP H0524021A
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    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/026Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with helical grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. herringbone grooves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度且つ平滑で耐熱衝撃性等に優れた凹凸
表面のセラミック部材が容易に得られるようにする。 【構成】 表面に凹凸1aを有するセラミック部材1
は、炭化珪素,タングステンカーバイド等の粉末材料を
加圧成形して得られたセラミック塑性体1´を、その表
面に凹凸成形型3を押付けることによって凹凸1´aを
形成させた上で、焼成して得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動圧流体軸受のジャー
ナル等の如く凹凸表面を有するセラミック部材及びこれ
を製造するための方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、動圧流体軸受にあっては、表面
に動圧発生溝を形成したセラミック製のジャーナルが使
用されているが、このような凹凸表面を有するセラミッ
ク部材は、一般に、炭化珪素等の粉末材料を加圧成形し
たものを焼成した上、この焼結体の表面に凹溝等の凹凸
を形成することによって、得られる。
【0003】ところで、焼成して得られる焼結体は極め
て硬質且つ脆いものであり、通常の切削加工によっては
凹溝等を形成し難いことから、従来にあっては、焼結体
の表面にサンドブラスト法,化学エッチング法,放電加
工法,レーザ加工法等の特殊な表面加工法により凹凸を
形成するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような表
面加工法により焼結体の表面に凹凸を形成して得られる
従来のセラミック部材は、凹凸の表面粗度,形状精度,
強度において問題があり、その用途が大幅に制限されて
いるのが実情である。
【0005】すなわち、焼結後のセラミックについて
は、その構成要素である結晶粒と結晶間の粒界とで機械
的強度,化学的性質が全く異なるため、焼結体にサンド
ブラスト法又は化学エッチング法による表面加工を施し
た場合、サンドブラストによる破砕加工や化学エッチン
グによる腐食の進行度合が結晶粒と粒界とで異なること
になり、一般に、2μRa以下の面粗度を得ることは極
めて困難である。したがって、例えば、かかる表面加工
を施して得られるセラミック部材を回転ジャーナルとし
て使用した動圧流体軸受にあっては、動圧発生溝の表面
粗度が大きいために、104 r.p.m.を越える高速回転時
では空気の粘性による抵抗が大きくなって、動力損失や
発熱量が大きくなったり、ジャーナルと軸受部とのクリ
アランスが熱膨張により変動したりするといった好まし
くない現象が生じ易い。
【0006】また、セラミック部材が、焼結体に放電加
工,レーザ加工等による表面加工を施したものである場
合には、凹凸の加工精度(特に、動圧発生溝等の隅部の
加工精度)が低く、設計通りの精密な凹凸表面が要求さ
れる用途においては使用し難い。
【0007】さらに、サンドブラスト法やレーザ加工法
等によって表面加工を施したセラミック部材にあって
は、凹凸表面に加工変質層が残るため、熱衝撃等に対す
る耐力が低下して、クラック等を生じる虞れがある。
【0008】また、上記の表面加工法は、何れも、複雑
な工程を必要とするものであり、多分に一品制作的な手
法であるため、凹凸表面を有するセラミック部材の製造
を容易に且つ経済的に行い得ない。しかも、加工できる
セラミック材質や形成できる表面形状には限度があるた
め、得られるセラミック部材の用途が大幅に制限され
る。
【0009】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、表面粗度が小さく且つ耐熱衝撃性等に優れた製作誤
差の少ない凹凸表面を有するセラミック部材と提供する
と共に、これを容易に且つ経済的に製造しうる方法を提
供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明のセラミック部材は、セラミック成形体を焼成してな
るものであって、特に、セラミック成形体が、粉末セラ
ミック材料を加圧成形してなる塑性体の表面に塑性変形
による凹凸が形成されたものであることを特徴とするも
のである。なお、セラミック部材には、狭義のセラミッ
ク部材の他、金属粉末を成形・焼成して得られる焼結金
属製部材も含まれる。また、セラミック材料としては、
SiC,WC,TiC,B4 C等の炭化物セラミックを
使用するのが好ましい。また、このセラミック部材を製
造するための本発明の方法は、粉末セラミック材料を加
圧成形して得られたセラミック塑性体を、その表面に凹
凸成形型を押付けることによって凹凸を形成させた上
で、焼成するようにするものである。なお、焼成には、
最終的な焼結処理の他、粉末セラミック材料の成形時に
添加される結合剤,可塑剤,分散剤等の成形助剤を除去
するために行う熱処理等が含まれる。
【0011】
【作用】粉末セラミック材料を加圧成形して得られるセ
ラミックス塑性体は、或る程度の塑性を有するものであ
るから、その表面に凹凸成形型を押付けると、塑性変形
により成形型通りの凹凸形状が正確に形成され、成形型
の表面粗さに略一致する表面粗度の凹凸が形成されるこ
とになる。
【0012】したがって、このように塑性変形による凹
凸が形成されたセラミック成形体を焼成することによ
り、成形型の加工精度,表面粗さに応じた凹凸形状のセ
ラミック部材を得ることができる。而して、成形型(例
えば金型)を高精度で表面粗さの極めて小さいものに製
作しておくことは容易であるから、かかる成形型を使用
することによって、設計通りに正確な形状であり且つ極
めて緻密な表面粗度(例えば、0.5μRa以下)の凹
凸を表面に有するセラミック部材を得ることができる。
しかも、かかるセラミック部材を得る場合において、セ
ラミック材質や凹凸形状が冒頭で述べた如く制限される
ようなこともない。
【0013】また、上記セラミック部材は、焼結前の段
階で塑性加工により凹凸を形成させたものであるから、
凹凸を形成することにより発生する内部応力は焼成工程
において緩和され、クラック等の各種外力による破壊も
生じ難いものである。
【0014】
【実施例】以下、本発明を図1〜図7に示す各実施例に
基づいて具体的に説明する。
【0015】第1実施例は、本発明を図3に示す動圧流
体軸受のジャーナル1を製造する場合に適用したもので
ある。この動圧流体軸受は、ジャーナル1の外周面に形
成した動圧発生溝1aにより、ジャーナル1とラジアル
軸受筒2との対向面間に動圧を発生させ、両者1,2を
高速且つ円滑に相対回転させるうるように構成されてい
る。
【0016】すなわち、第1実施例にあっては、まず、
炭化珪素やタングステンカーバイド等の粉末材料(適宜
の成形助剤を含む)を加圧成形して、ジャーナル1の形
状に対応する中実軸形状のセラミック塑性体1´を得
る。
【0017】次に、図1及び図2に示す如く、セラミッ
ク塑性体1´の外周面に、動圧発生溝1aに対応する形
状の凸条3aを成形面に形成した回転体形状の成形型3
を押付け、成形型3をセラミック塑性体1´の外周面に
押付けながら相対的に転動させる。成形型3としては、
一般に、加工精度が高く且つ表面粗さを小さくできる金
型が使用される。
【0018】成形型3の相対転動に伴って、セラミック
塑性体1´の外周面には凸条3aによる凹溝1´aが形
成されていく。かかる凹溝1´aの形成は、セラミック
塑性体1´が未焼成のもので或る程度の塑性を有するも
のであることから、容易に行われる。
【0019】そして、成形型3が一回転すると、セラミ
ック塑性体1´の周方向全面に動圧発生溝1aに相当す
る凹溝1´aが形成されて、被焼成部材たるセラミック
成形体が得られる。
【0020】しかる後、このセラミック成形体を焼成す
る。すなわち、成形助剤の除去処理等のための低温焼成
及び焼結温度での本焼成を行うのである。
【0021】かくして、図3に示す如き外周面に動圧溝
1aが形成されたセラミック部材たるジャーナル1が容
易に得られるのである。
【0022】ところで、図3に示す如き動圧流体軸受に
あっては、ジャーナル1側に動圧発生溝1aを形成せ
ず、ラジアル軸受筒2の内周面に動圧発生溝を形成して
おく場合があるが、本発明によれば、このように内周面
に凹凸を有する筒状のセラミック部材についても、上記
実施例同様に容易に製造することができる。
【0023】すなわち、第2実施例は、かかるラジアル
軸受筒2を製造する例に係り、粉末材料をラジアル軸受
筒2に対応する円筒形状に加圧成形し、得られたセラミ
ック塑性体2´の内周面に、図4に示す如く、動圧発生
溝に対応する形状の凸条4aを形成した回転体形状の成
形型4を押付けながら相対的に転動させていくことによ
って、凸条4aに対応する凹溝2´aを全面的に形成さ
せ、しかる後、これを焼成するものである。
【0024】また、動圧流体軸受にあっては、図6及び
図7に示す如く、ジャーナル1の下端面に対向するスラ
スト軸受板6に螺旋状の動圧発生溝6aを形成して、ジ
ャーナル1のスラスト荷重を受けるようにすることがあ
るが、かかるスラスト軸受板6のような非回転体形状の
セラミック部材についても、容易に製造することができ
る。
【0025】すなわち、第3実施例は、上記したスラス
ト軸受板6を製造する例に係り、粉末材料をスラスト軸
受板6に対応する円盤形状に加圧成形し、得られたセラ
ミック塑性体6´の上面に、図5に示す如く、動圧発生
溝6aに対応する螺旋形状の凸条7aを形成した成形型
7を押付けることによって、凸条7aに対応する凹溝7
´aを形成させ、しかる後、これを焼成するものであ
る。
【0026】上記各実施例においては、溝深さの浅い凹
溝1a,6aを有する動圧流体軸受の構成部材1,2,
6を製造する場合について説明したが、本発明では、セ
ラミック部材表面の凹凸を焼成前の段階で塑性加工する
ようにしているから、成形型の成形面形状やセラミック
塑性体への押付け形態を変更することによって、用途に
応じた表面形状,表面粗度のセラミック部材を容易に得
ることができるのである。勿論、本発明では、凹凸表面
を形成するに当たって、セラミック材質や溝深さ,溝幅
等の表面形状に特に制限はないが、凹溝の溝深さを1〜
200μm(より好ましくは50μm以下)としておく
場合には、本発明の効果が最大限発揮されることになる
であろう。
【0027】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、耐熱衝撃性等に優れ、設計通りに正確で且つ
表面粗さの極めて緻密な凹凸表面を有するセラミック部
材を提供できる。また、塑性を有する焼成前の段階で凹
凸を形成するようにしたから、素材の材質に拘わらず、
凹凸表面を有するセラミック部材を容易に製造すること
ができ、大量生産により製造コストを大幅に低減するこ
とができる。しかも、成形型の形状,加工精度,表面粗
さによって部材表面の凹凸形状(溝深さ,溝幅等),加
工精度,表面粗度を自由に変更することができ、セラミ
ック部材の用途を大幅に拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る方法の第1実施例における凹凸表
面の形成工程を示す平面図である。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図である。
【図3】同方法により得られたセラミック部材を使用し
た動圧流体軸受の断面図である。
【図4】第2実施例の方法における凹凸表面の形成工程
を示す斜視図である。
【図5】第3実施例の方法における凹凸表面の形成工程
を示す断面図である。
【図6】同方法により得られたセラミック部材を使用し
た動圧流体軸受の断面図である。
【図7】図6のVII−VII線断面図である。
【符号の説明】
1…ジャーナル(セラミック部材)、1a,2a,6a
……動圧発生溝(セラミック部材の凹凸表面)、1´,
2´,6´…セラミック塑性体、1´a,2´a,6´
a…凹溝(塑性体表面に形成された凹凸)、2…ラジア
ル軸受筒(セラミック部材)、3,4,7…成形型、6
…スラスト軸受板(セラミック部材)。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック成形体を焼成してなるセラミ
    ック部材であって、セラミック成形体が、炭化珪素,タ
    ングステンカーバイド等の粉末セラミック材料を加圧成
    形してなるセラミック塑性体の表面に塑性変形による凹
    凸が形成されたものであることを特徴とする、凹凸表面
    を有するセラミック部材。
  2. 【請求項2】 炭化珪素,タングステンカーバイド等の
    粉末セラミック材料を加圧成形して得られたセラミック
    塑性体を、その表面に凹凸成形型を押付けることによっ
    て凹凸を形成させた上で、焼成するようにしたことを特
    徴とする、凹凸表面を有するセラミック部材の製造方
    法。
JP3207592A 1991-07-23 1991-07-23 セラミック製の動圧流体軸受部材及びその製造方法 Expired - Lifetime JPH07115947B2 (ja)

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JPH07115947B2 JPH07115947B2 (ja) 1995-12-13

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0661470A3 (en) * 1993-12-27 1996-08-14 Starlite Ind Smooth and hanging contact bearing.
WO2007057934A1 (en) * 2005-11-15 2007-05-24 Meccanotecnica Umbra S.P.A. Surface treatment process for ceramic mechanical seal rings of pumps and ring obtained with said process

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62288721A (ja) * 1986-06-09 1987-12-15 Brother Ind Ltd 固体潤滑剤埋め込み型セラミツクス軸受およびその製造方法
JPH02204006A (ja) * 1989-02-01 1990-08-14 Murata Mfg Co Ltd スリットプレス金型およびその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62288721A (ja) * 1986-06-09 1987-12-15 Brother Ind Ltd 固体潤滑剤埋め込み型セラミツクス軸受およびその製造方法
JPH02204006A (ja) * 1989-02-01 1990-08-14 Murata Mfg Co Ltd スリットプレス金型およびその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0661470A3 (en) * 1993-12-27 1996-08-14 Starlite Ind Smooth and hanging contact bearing.
WO2007057934A1 (en) * 2005-11-15 2007-05-24 Meccanotecnica Umbra S.P.A. Surface treatment process for ceramic mechanical seal rings of pumps and ring obtained with said process
JP2009516130A (ja) * 2005-11-15 2009-04-16 メッカノテクニカ ウンブラ エス.ピー.エー. ポンプのセラミック製機械用シールリングに対する表面処理工程および前述の工程により得られたリング

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