JPH07174135A - 動圧空気軸受装置及びその製造方法 - Google Patents
動圧空気軸受装置及びその製造方法Info
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- JPH07174135A JPH07174135A JP32300493A JP32300493A JPH07174135A JP H07174135 A JPH07174135 A JP H07174135A JP 32300493 A JP32300493 A JP 32300493A JP 32300493 A JP32300493 A JP 32300493A JP H07174135 A JPH07174135 A JP H07174135A
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- pressure air
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、高速回転機器に用いられる動圧空
気軸受装置に関し、かじりや焼き付きの起き難い、高精
度の動圧空気軸受を低コストで提供するとともに、高精
度なめっき膜厚制御を不要にした低コストの製造方法を
実現することを目的とする。 【構成】 回転軸の内周面又は固定軸の外周面のうち何
れか一方に動圧発生用溝を形成した動圧空気軸受装置に
おいて、前記回転軸２及び固定軸６をアルミニウム合金
から形成するとともに、回転軸２の内周面２ａ及び固定
軸６の外周面６ａにそれぞれ耐摩耗性皮膜１を形成す
る。
気軸受装置に関し、かじりや焼き付きの起き難い、高精
度の動圧空気軸受を低コストで提供するとともに、高精
度なめっき膜厚制御を不要にした低コストの製造方法を
実現することを目的とする。 【構成】 回転軸の内周面又は固定軸の外周面のうち何
れか一方に動圧発生用溝を形成した動圧空気軸受装置に
おいて、前記回転軸２及び固定軸６をアルミニウム合金
から形成するとともに、回転軸２の内周面２ａ及び固定
軸６の外周面６ａにそれぞれ耐摩耗性皮膜１を形成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速回転機器に用いら
れる動圧空気軸受装置、例えば画像形成装置に用いられ
るポリゴンスキャナに好適な動圧空気軸受装置に関す
る。
れる動圧空気軸受装置、例えば画像形成装置に用いられ
るポリゴンスキャナに好適な動圧空気軸受装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】高速デジタル複写機、レーザープリンタ
等の画像形成装置においては、画像のスキャニング速
度、高精細性等の点からポリゴンスキャナが用いられて
いるが、近年の高速化・高画像品質の要求に対応して、
そのポリゴンスキャナの高速化と高回転精度化を実現す
べく、非接触型の軸受として動圧空気軸受が多用され始
めている。
等の画像形成装置においては、画像のスキャニング速
度、高精細性等の点からポリゴンスキャナが用いられて
いるが、近年の高速化・高画像品質の要求に対応して、
そのポリゴンスキャナの高速化と高回転精度化を実現す
べく、非接触型の軸受として動圧空気軸受が多用され始
めている。
【０００３】従来、この種の動圧空気軸受装置には、起
動・停止時の回転軸と固定軸との接触、または輸送時の
振動による回転軸と固定軸との接触等によって、軸受が
かじりを起こしたり焼き付いたりして回転不能になると
いう不具合があったため、例えば特開昭６３−２３５７
１９号公報に記載されているように、回転軸あるいは固
定軸の何れか一方の軸受面に耐摩耗性皮膜を形成し、他
方の表面に潤滑性皮膜を形成する第１の方法が採られて
いる。また、軸受面に皮膜を形成する方法として、軸素
材に動圧発生用溝を形成した後、高精度に膜厚制御ので
きるめっき処理を施す第２の方法もある。
動・停止時の回転軸と固定軸との接触、または輸送時の
振動による回転軸と固定軸との接触等によって、軸受が
かじりを起こしたり焼き付いたりして回転不能になると
いう不具合があったため、例えば特開昭６３−２３５７
１９号公報に記載されているように、回転軸あるいは固
定軸の何れか一方の軸受面に耐摩耗性皮膜を形成し、他
方の表面に潤滑性皮膜を形成する第１の方法が採られて
いる。また、軸受面に皮膜を形成する方法として、軸素
材に動圧発生用溝を形成した後、高精度に膜厚制御ので
きるめっき処理を施す第２の方法もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１の方法にあっては、一方の軸受面には耐摩耗性皮膜
を、他方の軸受面には前記皮膜とは材質の異なる潤滑性
皮膜を形成するため、２種類の皮膜を形成する設備が必
要となり、コストが大幅にアップしてしまうという問題
がある。
１の方法にあっては、一方の軸受面には耐摩耗性皮膜
を、他方の軸受面には前記皮膜とは材質の異なる潤滑性
皮膜を形成するため、２種類の皮膜を形成する設備が必
要となり、コストが大幅にアップしてしまうという問題
がある。
【０００５】また、上記第２の方法にあっては、高軸受
性能を得るために高精度な軸受クリアランスを達成しよ
うとすると、めっき液やめっき作業工程の管理に細心の
注意が必要となるばかりかり、めっき設備が極めて高額
なものとなり、第１の方法と同様にコスト高を招くとい
う問題がある。そこで、本発明は、かじりや焼き付きの
起き難い、高精度の動圧空気軸受を低コストで提供する
とともに、高精度なめっき膜厚制御を不要にした低コス
トの製造方法を実現することを目的とする。
性能を得るために高精度な軸受クリアランスを達成しよ
うとすると、めっき液やめっき作業工程の管理に細心の
注意が必要となるばかりかり、めっき設備が極めて高額
なものとなり、第１の方法と同様にコスト高を招くとい
う問題がある。そこで、本発明は、かじりや焼き付きの
起き難い、高精度の動圧空気軸受を低コストで提供する
とともに、高精度なめっき膜厚制御を不要にした低コス
トの製造方法を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明は、回転軸の内周面又は固定軸の外周
面のうち何れか一方に動圧発生用溝を形成した動圧空気
軸受装置において、前記回転軸及び固定軸をアルミニウ
ム合金から形成するとともに、回転軸の内周面及び固定
軸の外周面にそれぞれ耐摩耗性皮膜を形成したことを特
徴とするものである。
求項１記載の発明は、回転軸の内周面又は固定軸の外周
面のうち何れか一方に動圧発生用溝を形成した動圧空気
軸受装置において、前記回転軸及び固定軸をアルミニウ
ム合金から形成するとともに、回転軸の内周面及び固定
軸の外周面にそれぞれ耐摩耗性皮膜を形成したことを特
徴とするものである。
【０００７】また、請求項２記載の発明は、前記耐摩耗
性皮膜を、耐摩耗性材料を分散させたニッケル複合めっ
き皮膜としたことを特徴とするものであり、請求項３記
載の発明は、前記耐摩耗性材料として、粒径３μｍ以下
の炭化珪素粒子を用いたことを特徴とするものであり、
請求項４記載の発明は、前記ニッケル複合めっき皮膜中
の炭化珪素粒子の分散比率を、０．５〜４重量％とした
ことを特徴とするものである。
性皮膜を、耐摩耗性材料を分散させたニッケル複合めっ
き皮膜としたことを特徴とするものであり、請求項３記
載の発明は、前記耐摩耗性材料として、粒径３μｍ以下
の炭化珪素粒子を用いたことを特徴とするものであり、
請求項４記載の発明は、前記ニッケル複合めっき皮膜中
の炭化珪素粒子の分散比率を、０．５〜４重量％とした
ことを特徴とするものである。
【０００８】また、請求項５記載の発明は、回転軸の内
周面又は固定軸の外周面のうち何れか一方に動圧発生用
溝を形成した動圧空気軸受装置の製造方法であって、動
圧発生用溝を形成すべき前記一方のアルミニウム合金製
の軸素材の円周面に耐摩耗性皮膜を形成した後、該耐摩
耗性皮膜を形成した円周面に転造により動圧発生用溝を
形成し、該転造後に前記円周面からの突出物を除去する
よう軸素材を表面仕上げすることを特徴とするものであ
り、請求項６記載の発明は、前記表面仕上げを該表面仕
上げ後の軸素材の表面粗さが０．５μｍＲｚ以下となる
ようにしたことを特徴とするものである。
周面又は固定軸の外周面のうち何れか一方に動圧発生用
溝を形成した動圧空気軸受装置の製造方法であって、動
圧発生用溝を形成すべき前記一方のアルミニウム合金製
の軸素材の円周面に耐摩耗性皮膜を形成した後、該耐摩
耗性皮膜を形成した円周面に転造により動圧発生用溝を
形成し、該転造後に前記円周面からの突出物を除去する
よう軸素材を表面仕上げすることを特徴とするものであ
り、請求項６記載の発明は、前記表面仕上げを該表面仕
上げ後の軸素材の表面粗さが０．５μｍＲｚ以下となる
ようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】請求項１、２記載の発明では、回転軸及び固定
軸がアルミニウム合金から形成され、且つ回転軸の内周
面及び固定軸の外周面ともに耐摩耗性皮膜が形成され
る。したがって、軸受装置が小型・軽量にできるととも
に、超高速で回転させても焼き付きやかじりが生じ難
い。
軸がアルミニウム合金から形成され、且つ回転軸の内周
面及び固定軸の外周面ともに耐摩耗性皮膜が形成され
る。したがって、軸受装置が小型・軽量にできるととも
に、超高速で回転させても焼き付きやかじりが生じ難
い。
【００１０】請求項３記載の発明では、耐摩耗性材料に
粒径３μｍ以下の炭化珪素粒子が用いられる。したがっ
て、回転軸の内周面及び固定軸の外周面をともに表面粗
さの整えられた滑らかな面に形成することができる。請
求項４記載の発明では、耐摩耗性材料を分散させたニッ
ケル複合めっき皮膜中の炭化珪素の分散比率が０．５〜
４重量％にされる。したがって、皮膜の耐摩耗性を保持
したままその脆性を低く抑えることができる。
粒径３μｍ以下の炭化珪素粒子が用いられる。したがっ
て、回転軸の内周面及び固定軸の外周面をともに表面粗
さの整えられた滑らかな面に形成することができる。請
求項４記載の発明では、耐摩耗性材料を分散させたニッ
ケル複合めっき皮膜中の炭化珪素の分散比率が０．５〜
４重量％にされる。したがって、皮膜の耐摩耗性を保持
したままその脆性を低く抑えることができる。
【００１１】請求項５記載の発明では、軸素材の円周面
に耐摩耗性皮膜を形成した後に、動圧発生用溝を転造に
より形成し、その後、円周面の表面仕上げがなされる。
したがって、耐摩耗性皮膜の膜厚制御を厳密に行う必要
がない。請求項６記載の発明では、前記表面仕上げを行
った軸素材の仕上げ面の表面粗さが０．５μｍＲｚ以下
となる。したがって、軸受クリアランスをμｍ単位の高
精度に保つことができる。
に耐摩耗性皮膜を形成した後に、動圧発生用溝を転造に
より形成し、その後、円周面の表面仕上げがなされる。
したがって、耐摩耗性皮膜の膜厚制御を厳密に行う必要
がない。請求項６記載の発明では、前記表面仕上げを行
った軸素材の仕上げ面の表面粗さが０．５μｍＲｚ以下
となる。したがって、軸受クリアランスをμｍ単位の高
精度に保つことができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１は本発明に係る動圧空気軸受装置の
一実施例を示す図であり、固定軸側に動圧発生用溝を施
した例を示している。図２及び図３は本発明に係る動圧
空気軸受装置の製造方法の一実施例を説明する図であ
る。
的に説明する。図１は本発明に係る動圧空気軸受装置の
一実施例を示す図であり、固定軸側に動圧発生用溝を施
した例を示している。図２及び図３は本発明に係る動圧
空気軸受装置の製造方法の一実施例を説明する図であ
る。
【００１３】まず、装置の構成について説明する。ま
ず、図１（ａ）において、１は略円筒状の回転軸２の内
周面２ａに形成された耐摩耗性皮膜であり、この耐摩耗
性皮膜１は、例えば耐摩耗性材料を分散させたニッケル
（Ｎｉ）複合めっき皮膜、好ましくは耐摩耗性材料とし
て粒径３μｍ以下の炭化珪素（ＳｉＣ）粒子を用い、そ
の炭化珪素粒子の分散比率を０．５〜４重量％（ｗｔ
％）としたものである。回転軸２の中空部分２ｂには図
１（ｂ）に示される円柱状の固定軸６が所定の微小クリ
アランスをもって嵌入されるようになっている。また、
回転軸２の外周部にはフランジ状のポリゴンミラー取付
け部３が形成されており、図示しないポリゴンミラーを
取り付けることができるようになっている。この回転軸
２の軸素材には軽量、加工性の容易さ、磁性粉の付着防
止等の観点から、アルミニウム合金が用いられている。
ず、図１（ａ）において、１は略円筒状の回転軸２の内
周面２ａに形成された耐摩耗性皮膜であり、この耐摩耗
性皮膜１は、例えば耐摩耗性材料を分散させたニッケル
（Ｎｉ）複合めっき皮膜、好ましくは耐摩耗性材料とし
て粒径３μｍ以下の炭化珪素（ＳｉＣ）粒子を用い、そ
の炭化珪素粒子の分散比率を０．５〜４重量％（ｗｔ
％）としたものである。回転軸２の中空部分２ｂには図
１（ｂ）に示される円柱状の固定軸６が所定の微小クリ
アランスをもって嵌入されるようになっている。また、
回転軸２の外周部にはフランジ状のポリゴンミラー取付
け部３が形成されており、図示しないポリゴンミラーを
取り付けることができるようになっている。この回転軸
２の軸素材には軽量、加工性の容易さ、磁性粉の付着防
止等の観点から、アルミニウム合金が用いられている。
【００１４】また、図１（ｂ）において、固定軸６の軸
受面となる外周面６ａには後述の方法により、耐摩耗性
皮膜が形成されている。この耐摩耗性皮膜も、例えば耐
摩耗性材料を分散させたニッケル複合めっき皮膜、好ま
しくは耐摩耗性材料として粒径３μｍ以下の炭化珪素粒
子を用い、その炭化珪素粒子の分散比率を０．５〜４重
量％としたものである。また、固定軸６の外周面６ａに
はそれぞれ深さ数μｍ程度の動圧発生用溝４ａ、４ｂ、
４ｃ、４ｄが形成され、また動圧発生用溝４ａ、４ｂ、
４ｃ、４ｄと略同一の深さの凹部５ａ、５ｂ、５ｃが形
成されている。この固定軸６の軸素材にも、回転軸２の
場合と同様の理由によりアルミニウム合金が用いられて
いる。
受面となる外周面６ａには後述の方法により、耐摩耗性
皮膜が形成されている。この耐摩耗性皮膜も、例えば耐
摩耗性材料を分散させたニッケル複合めっき皮膜、好ま
しくは耐摩耗性材料として粒径３μｍ以下の炭化珪素粒
子を用い、その炭化珪素粒子の分散比率を０．５〜４重
量％としたものである。また、固定軸６の外周面６ａに
はそれぞれ深さ数μｍ程度の動圧発生用溝４ａ、４ｂ、
４ｃ、４ｄが形成され、また動圧発生用溝４ａ、４ｂ、
４ｃ、４ｄと略同一の深さの凹部５ａ、５ｂ、５ｃが形
成されている。この固定軸６の軸素材にも、回転軸２の
場合と同様の理由によりアルミニウム合金が用いられて
いる。
【００１５】次に、この装置を製造する方法を図２、図
３を用いて説明する。まず所定の形状に加工した軸素材
８に必要部分を残してマスキングを施した後、図２
（ａ）に示すように、その軸素材８に耐摩耗性材料を分
散させたニッケル複合めっき処理を施して、回転軸２で
あればその内周面２ａに、固定軸６であればその外周面
６ａに耐摩耗性皮膜であるニッケル複合めっき皮膜７を
形成する。ニッケル複合めっき皮膜７が表面に形成され
た軸素材８は、その軸素材８が回転軸２ならば図３
（ａ）に示すような凸型の動圧発生用溝パターン14が刻
印された転造用ダイス型13を回転軸２の内周面２ａに押
し付けて加圧するとともに、その状態を維持しながら転
造用ダイス13を回転させ、回転軸２の内周面２ａに図２
（ｂ）に示すような動圧発生用溝40を形成する。また、
固定軸６に溝を形成するのであれば、図３（ｂ）に示す
ような凸型の動圧発生用溝パターン11が刻印された転造
用ダイス型10を外周面６ａに押し付けて加圧し、さらに
その状態を維持したまま転造用ダイス型10を支持台41の
表面41ａと平行に移動させ、固定軸６の外周面６ａに動
圧発生用溝40を形成する。動圧発生用溝40が形成される
と、軸素材８が回転軸２である場合には、その内周面２
ａはホーニング加工又はダイヤモンドバイトによる切削
加工によって表面仕上げして、転造工程によって動圧発
生用溝40の縁に生じたばり９や表面上の突出物が除去さ
れるとともに、内径寸法及び表面粗さを所定の数値以内
に整える。また、軸素材８が固定軸６の場合も、外周面
６ａを円筒研削又はセンタレス加工によって同様に表面
仕上げして、外径寸法及び表面粗さを所定の数値以内に
整える。
３を用いて説明する。まず所定の形状に加工した軸素材
８に必要部分を残してマスキングを施した後、図２
（ａ）に示すように、その軸素材８に耐摩耗性材料を分
散させたニッケル複合めっき処理を施して、回転軸２で
あればその内周面２ａに、固定軸６であればその外周面
６ａに耐摩耗性皮膜であるニッケル複合めっき皮膜７を
形成する。ニッケル複合めっき皮膜７が表面に形成され
た軸素材８は、その軸素材８が回転軸２ならば図３
（ａ）に示すような凸型の動圧発生用溝パターン14が刻
印された転造用ダイス型13を回転軸２の内周面２ａに押
し付けて加圧するとともに、その状態を維持しながら転
造用ダイス13を回転させ、回転軸２の内周面２ａに図２
（ｂ）に示すような動圧発生用溝40を形成する。また、
固定軸６に溝を形成するのであれば、図３（ｂ）に示す
ような凸型の動圧発生用溝パターン11が刻印された転造
用ダイス型10を外周面６ａに押し付けて加圧し、さらに
その状態を維持したまま転造用ダイス型10を支持台41の
表面41ａと平行に移動させ、固定軸６の外周面６ａに動
圧発生用溝40を形成する。動圧発生用溝40が形成される
と、軸素材８が回転軸２である場合には、その内周面２
ａはホーニング加工又はダイヤモンドバイトによる切削
加工によって表面仕上げして、転造工程によって動圧発
生用溝40の縁に生じたばり９や表面上の突出物が除去さ
れるとともに、内径寸法及び表面粗さを所定の数値以内
に整える。また、軸素材８が固定軸６の場合も、外周面
６ａを円筒研削又はセンタレス加工によって同様に表面
仕上げして、外径寸法及び表面粗さを所定の数値以内に
整える。
【００１６】このようにして、回転軸２及び固定軸６が
製造されると、回転軸２の内周面２ａ内に固定軸６が嵌
入され、動圧空気軸受装置が構成される。次に、作用を
説明する。まず、固定軸６の回転軸２の内周面２ａへの
嵌入時において、固定軸６の外周面６ａ及び回転軸２の
内周面２ａとも、上記方法により耐摩耗性皮膜が形成さ
れ、且つ所定の表面粗さ以下に表面仕上げがなされてい
るので、組立時や輸送時の衝撃等により固定軸６の外周
面６ａと回転軸２の内周面２ａとが接触しても、摩耗粉
が発生したりかじりが発生せず、動圧空気軸受としての
性能を劣化させることがない。
製造されると、回転軸２の内周面２ａ内に固定軸６が嵌
入され、動圧空気軸受装置が構成される。次に、作用を
説明する。まず、固定軸６の回転軸２の内周面２ａへの
嵌入時において、固定軸６の外周面６ａ及び回転軸２の
内周面２ａとも、上記方法により耐摩耗性皮膜が形成さ
れ、且つ所定の表面粗さ以下に表面仕上げがなされてい
るので、組立時や輸送時の衝撃等により固定軸６の外周
面６ａと回転軸２の内周面２ａとが接触しても、摩耗粉
が発生したりかじりが発生せず、動圧空気軸受としての
性能を劣化させることがない。
【００１７】また、動圧空気軸受としての使用時におい
て、起動時と停止時等では回転数が低いため、十分な動
圧が発生せず、回転軸２の内周面２ａと固定軸６の外周
面６ａとが接触することがあるが、内周面２ａと外周面
６ａの両面に耐摩耗性皮膜を形成しているので、焼き付
きやかじりを起こすことがなく、常に安定した性能を得
ることができるとともに、装置寿命が長くなる。
て、起動時と停止時等では回転数が低いため、十分な動
圧が発生せず、回転軸２の内周面２ａと固定軸６の外周
面６ａとが接触することがあるが、内周面２ａと外周面
６ａの両面に耐摩耗性皮膜を形成しているので、焼き付
きやかじりを起こすことがなく、常に安定した性能を得
ることができるとともに、装置寿命が長くなる。
【００１８】このように本実施例においては、回転軸２
の内周面２ａと固定軸６の外周面６ａの両軸受面に耐摩
耗性皮膜１、７を形成した後、耐摩耗性皮膜１、７を形
成した一方の軸受面に転造により動圧発生用溝４ａ、４
ｂ、４ｃ、４ｄ、40を形成し、さらに転造後に該軸受面
上の突出物を除去するように表面仕上げがなされるの
で、耐摩耗性皮膜１、７の膜厚制御を厳密に行う必要が
なく、量産効率が格段に改善される。その結果、動圧空
気軸受装置を低コストで提供することができる。
の内周面２ａと固定軸６の外周面６ａの両軸受面に耐摩
耗性皮膜１、７を形成した後、耐摩耗性皮膜１、７を形
成した一方の軸受面に転造により動圧発生用溝４ａ、４
ｂ、４ｃ、４ｄ、40を形成し、さらに転造後に該軸受面
上の突出物を除去するように表面仕上げがなされるの
で、耐摩耗性皮膜１、７の膜厚制御を厳密に行う必要が
なく、量産効率が格段に改善される。その結果、動圧空
気軸受装置を低コストで提供することができる。
【００１９】次に、図４は請求項４記載の発明に係る動
圧空気軸受装置の一実施例を説明するための比較例の要
部断面図である。なお、上述の実施例と同様の構成には
同一の符号を付してその説明を省略する。図４におい
て、17は回転軸あるいは固定軸の軸素材であり、アルミ
ニウム合金から形成されている。15は軸素材17上に上述
の方法により形成された耐摩耗性を有するニッケル複合
めっき皮膜である。16はそのニッケル複合めっき皮膜に
発生したひび割れである。43は転造によって形成された
動圧発生用溝である。
圧空気軸受装置の一実施例を説明するための比較例の要
部断面図である。なお、上述の実施例と同様の構成には
同一の符号を付してその説明を省略する。図４におい
て、17は回転軸あるいは固定軸の軸素材であり、アルミ
ニウム合金から形成されている。15は軸素材17上に上述
の方法により形成された耐摩耗性を有するニッケル複合
めっき皮膜である。16はそのニッケル複合めっき皮膜に
発生したひび割れである。43は転造によって形成された
動圧発生用溝である。
【００２０】このひび割れ16の発生は、転造による動圧
発生用溝43を形成する際の、ニッケル複合めっき皮膜15
中の炭化珪素粒子の分散比率と関係しており、ニッケル
複合めっき皮膜15中の炭化珪素粒子の分散比率が４重量
％よりも大きくなると、ニッケル複合めっき皮膜15の脆
性が増加するために生じるものである。また、この炭化
珪素粒子の分散比率が０．５重量％よりも小さくなる
と、耐摩耗性が著しく低下するため、例えばポリゴンス
キャナのような高速回転機器の動圧空気軸受に適用する
と、軸受が焼き付いたり、かじりを生じる可能性があ
る。したがって、ニッケル複合めっき皮膜15中の炭化珪
素粒子の分散比率は０．５〜４重量％の範囲内にするの
が好ましい。
発生用溝43を形成する際の、ニッケル複合めっき皮膜15
中の炭化珪素粒子の分散比率と関係しており、ニッケル
複合めっき皮膜15中の炭化珪素粒子の分散比率が４重量
％よりも大きくなると、ニッケル複合めっき皮膜15の脆
性が増加するために生じるものである。また、この炭化
珪素粒子の分散比率が０．５重量％よりも小さくなる
と、耐摩耗性が著しく低下するため、例えばポリゴンス
キャナのような高速回転機器の動圧空気軸受に適用する
と、軸受が焼き付いたり、かじりを生じる可能性があ
る。したがって、ニッケル複合めっき皮膜15中の炭化珪
素粒子の分散比率は０．５〜４重量％の範囲内にするの
が好ましい。
【００２１】本実施例においては、ニッケル複合めっき
皮膜中の炭化珪素粒子の分散比率を０．５〜４重量％に
しているので、ニッケル複合めっき皮膜15にひび割れ16
が発生せず、また、軸受が焼き付いたり、かじりを生じ
ることがなく高品質の動圧空気軸受装置を提供すること
ができる。図５は請求項３又は６記載の発明に係る動圧
空気軸受装置の一実施例に対応する比較例と一実施例の
要部断面図である。
皮膜中の炭化珪素粒子の分散比率を０．５〜４重量％に
しているので、ニッケル複合めっき皮膜15にひび割れ16
が発生せず、また、軸受が焼き付いたり、かじりを生じ
ることがなく高品質の動圧空気軸受装置を提供すること
ができる。図５は請求項３又は６記載の発明に係る動圧
空気軸受装置の一実施例に対応する比較例と一実施例の
要部断面図である。
【００２２】図５において、19、22はそれぞれ回転軸又
は固定軸の軸素材であり、アルミニウム合金から形成さ
れている。18、23はそれぞれニッケル複合めっき皮膜の
主成分である。20、24はそれぞれニッケル複合めっき皮
膜18、23中に分散されている炭化珪素粒子である。21、
25はそれぞれ炭化珪素粒子がニッケル複合めっき皮膜1
8、23の表面から脱離した後の凹部である。
は固定軸の軸素材であり、アルミニウム合金から形成さ
れている。18、23はそれぞれニッケル複合めっき皮膜の
主成分である。20、24はそれぞれニッケル複合めっき皮
膜18、23中に分散されている炭化珪素粒子である。21、
25はそれぞれ炭化珪素粒子がニッケル複合めっき皮膜1
8、23の表面から脱離した後の凹部である。
【００２３】前述したように、高精度の軸受クリアラン
ス、特にμｍ単位以下の軸受クリアランスを達成するた
めには、回転軸と固定軸の両軸受面の膜厚ばらつきをそ
れぞれ０．５μｍ以下に抑えるのが好ましいが、図５
（ａ）に示すように、ニッケル複合めっき皮膜18中に分
散している炭化珪素粒子の粒径が３μｍより大きい場
合、表面仕上げ加工後のニッケル複合めっき皮膜18の表
面には、大きな炭化珪素粒子20が突出したり、また、そ
の炭化珪素粒子が脱離して大きな凹部21を形成し、所要
の値以下に抑えることができない。しかし、図５（ｂ）
に示すように、粒径３μｍ以内の炭化珪素粒子24を用い
れば、軸受面の表面仕上げ加工後においても、大きな突
出部や凹部25を生じることがなく、容易に表面粗さを所
要の値、例えば０．５μｍＲｚ（又はＲｍａｘ表示で
０．５Ｓ以下）に抑えることができる。したがって、こ
のとき動圧空気軸受の性能を大きく左右する軸受クリア
ランスをμｍ単位で保持することができる。
ス、特にμｍ単位以下の軸受クリアランスを達成するた
めには、回転軸と固定軸の両軸受面の膜厚ばらつきをそ
れぞれ０．５μｍ以下に抑えるのが好ましいが、図５
（ａ）に示すように、ニッケル複合めっき皮膜18中に分
散している炭化珪素粒子の粒径が３μｍより大きい場
合、表面仕上げ加工後のニッケル複合めっき皮膜18の表
面には、大きな炭化珪素粒子20が突出したり、また、そ
の炭化珪素粒子が脱離して大きな凹部21を形成し、所要
の値以下に抑えることができない。しかし、図５（ｂ）
に示すように、粒径３μｍ以内の炭化珪素粒子24を用い
れば、軸受面の表面仕上げ加工後においても、大きな突
出部や凹部25を生じることがなく、容易に表面粗さを所
要の値、例えば０．５μｍＲｚ（又はＲｍａｘ表示で
０．５Ｓ以下）に抑えることができる。したがって、こ
のとき動圧空気軸受の性能を大きく左右する軸受クリア
ランスをμｍ単位で保持することができる。
【００２４】このように本実施例においては、ニッケル
複合めっき皮膜23中に粒径３μｍ以下の炭化珪素粒子24
を分散させ、また、同時に表面仕上げ後の表面粗さを
０．５μｍＲｚ以下になるよう表面仕上げしたので、優
れた耐摩耗性が得られると同時に軸受クリアランスをμ
ｍ単位に保持することができ、高性能な動圧空気軸受を
得ることができる。
複合めっき皮膜23中に粒径３μｍ以下の炭化珪素粒子24
を分散させ、また、同時に表面仕上げ後の表面粗さを
０．５μｍＲｚ以下になるよう表面仕上げしたので、優
れた耐摩耗性が得られると同時に軸受クリアランスをμ
ｍ単位に保持することができ、高性能な動圧空気軸受を
得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、軸受を構
成する回転軸及び固定軸をアルミニウウム合金から形成
するとともに、両軸受面に耐摩耗性皮膜を形成したの
で、両軸を小型・軽量にすることができ、超高速で回転
させても焼き付きやかじりを起こすことのない高性能な
動圧空気軸受装置を提供することができる。
成する回転軸及び固定軸をアルミニウウム合金から形成
するとともに、両軸受面に耐摩耗性皮膜を形成したの
で、両軸を小型・軽量にすることができ、超高速で回転
させても焼き付きやかじりを起こすことのない高性能な
動圧空気軸受装置を提供することができる。
【００２６】請求項２記載の発明によれば、耐摩耗性材
料を分散させたニッケル複合めっき皮膜を両軸受面に形
成したので、焼き付きやかじりを起こすことのない高性
能な動圧空気軸受装置を提供することができる。請求項
３記載の発明によれば、耐摩耗性材料として、粒径３μ
ｍ以下の炭化珪素粒子を用いているので、軸受クリアラ
ンスをμｍ単位の高精度に保持することができ、高性能
且つ耐久性の優れた動圧空気軸受装置を提供することが
できる。
料を分散させたニッケル複合めっき皮膜を両軸受面に形
成したので、焼き付きやかじりを起こすことのない高性
能な動圧空気軸受装置を提供することができる。請求項
３記載の発明によれば、耐摩耗性材料として、粒径３μ
ｍ以下の炭化珪素粒子を用いているので、軸受クリアラ
ンスをμｍ単位の高精度に保持することができ、高性能
且つ耐久性の優れた動圧空気軸受装置を提供することが
できる。
【００２７】請求項４記載の発明によれば、ニッケル複
合めっき皮膜中の炭化珪素粒子の分散比率が０．５〜４
重量％としているので、耐摩耗性を保持するとともに、
脆性を低く抑えることができ、ニッケル複合めっき皮膜
にひび割れが発生することを防止することができる。請
求項５記載の発明では、軸素材の円周面に耐摩耗性皮膜
を形成した後に動圧発生用溝を転造により形成し、その
後円周面の表面仕上げをするので、耐摩耗性皮膜の膜厚
制御を厳密に行う必要をなくし、量産効率を格段に改善
して、高性能な動圧空気軸受装置を低コストで製造する
ことができる。
合めっき皮膜中の炭化珪素粒子の分散比率が０．５〜４
重量％としているので、耐摩耗性を保持するとともに、
脆性を低く抑えることができ、ニッケル複合めっき皮膜
にひび割れが発生することを防止することができる。請
求項５記載の発明では、軸素材の円周面に耐摩耗性皮膜
を形成した後に動圧発生用溝を転造により形成し、その
後円周面の表面仕上げをするので、耐摩耗性皮膜の膜厚
制御を厳密に行う必要をなくし、量産効率を格段に改善
して、高性能な動圧空気軸受装置を低コストで製造する
ことができる。
【００２８】請求項６記載の発明では、前記表面仕上げ
をした軸受表面の粗さを０．５μｍＲｚ以下にするの
で、空気軸受の性能を左右する軸受クリアランスをμｍ
単位の高精度に保持することができる。
をした軸受表面の粗さを０．５μｍＲｚ以下にするの
で、空気軸受の性能を左右する軸受クリアランスをμｍ
単位の高精度に保持することができる。
【図１】請求項１、２記載の発明に係る動圧空気軸受装
置の一実施例を示す図であり、（ａ）はその回転軸を示
す断面図、（ｂ）はその固定軸を示す平面図である。
置の一実施例を示す図であり、（ａ）はその回転軸を示
す断面図、（ｂ）はその固定軸を示す平面図である。
【図２】請求項５記載の発明に係る動圧空気軸受装置の
製造方法の一実施例を説明するその工程説明図である。
製造方法の一実施例を説明するその工程説明図である。
【図３】その製造方法における動圧発生用溝の形成法の
例を示す図で、（ａ）は回転軸に形成する場合、（ｂ）
は固定軸に形成する場合を示している。
例を示す図で、（ａ）は回転軸に形成する場合、（ｂ）
は固定軸に形成する場合を示している。
【図４】請求項４記載の発明の一実施例に対応する比較
例の説明図である。
例の説明図である。
【図５】請求項３、６記載の発明の一実施例に対応する
比較例と一実施例の説明図で、（ａ）はその比較例の説
明図であり、（ｂ）はその実施例の説明図である。
比較例と一実施例の説明図で、（ａ）はその比較例の説
明図であり、（ｂ）はその実施例の説明図である。
１ 耐摩耗性皮膜 ２ 回転軸 ２ａ 内周面（円周面） ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、40、43 動圧発生用溝 ６ 固定軸 ６ａ 外周面（円周面） ７、15、18、23 ニッケル複合めっき皮膜（耐摩耗性
皮膜） ８、17、19、22 軸素材 20、24 炭化珪素粒子
皮膜） ８、17、19、22 軸素材 20、24 炭化珪素粒子
Claims (6)
- 【請求項１】回転軸の内周面又は固定軸の外周面のうち
何れか一方に動圧発生用溝を形成した動圧空気軸受装置
において、 前記回転軸及び固定軸をアルミニウム合金から形成する
とともに、回転軸の内周面及び固定軸の外周面にそれぞ
れ耐摩耗性皮膜を形成したことを特徴とする動圧空気軸
受装置。 - 【請求項２】前記耐摩耗性皮膜を、耐摩耗性材料を分散
させたニッケル複合めっき皮膜としたことを特徴とする
請求項１記載の動圧空気軸受装置。 - 【請求項３】前記耐摩耗性材料として、粒径３μｍ以下
の炭化珪素粒子を用いたことを特徴とする請求項２記載
の動圧空気軸受装置。 - 【請求項４】前記ニッケル複合めっき皮膜中の炭化珪素
粒子の分散比率を、０．５〜４重量％としたことを特徴
とする請求項２記載の動圧空気軸受装置。 - 【請求項５】回転軸の内周面又は固定軸の外周面のうち
何れか一方に動圧発生用溝を形成した動圧空気軸受装置
の製造方法であって、 動圧発生用溝を形成すべき前記一方のアルミニウム合金
製の軸素材の円周面に耐摩耗性皮膜を形成した後、該耐
摩耗性皮膜を形成した円周面に転造により動圧発生用溝
を形成し、該転造後に前記円周面からの突出物を除去す
るよう軸素材を表面仕上げすることを特徴とする動圧空
気軸受の製造方法。 - 【請求項６】前記表面仕上げを該表面仕上げ後の軸素材
の表面粗さが０．５μｍＲｚ以下となるようにしたこと
を特徴とする請求項５記載の動圧空気軸受装置の製造方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32300493A JPH07174135A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 動圧空気軸受装置及びその製造方法 |
| US08/707,499 US5769544A (en) | 1993-05-12 | 1996-09-24 | Dynamic pressure pneumatic bearing device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32300493A JPH07174135A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 動圧空気軸受装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07174135A true JPH07174135A (ja) | 1995-07-11 |
Family
ID=18150067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32300493A Pending JPH07174135A (ja) | 1993-05-12 | 1993-12-22 | 動圧空気軸受装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07174135A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2351781A (en) * | 1997-03-06 | 2001-01-10 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | Method of producing a hydrodynamic porous oil-impregnated bearing with inclined grooves |
| GB2322915B (en) * | 1997-03-06 | 2001-06-06 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | Hydrodynamic type porous oil-impregnated bearing |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP32300493A patent/JPH07174135A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2351781A (en) * | 1997-03-06 | 2001-01-10 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | Method of producing a hydrodynamic porous oil-impregnated bearing with inclined grooves |
| GB2322915B (en) * | 1997-03-06 | 2001-06-06 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | Hydrodynamic type porous oil-impregnated bearing |
| GB2351781B (en) * | 1997-03-06 | 2001-09-12 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | Hydrodynamic type porous oil-impregnated bearing |
| US6299356B1 (en) | 1997-03-06 | 2001-10-09 | Ntn Corporation | Hydrodynamic type porous oil-impregnated bearing |
| US7059052B2 (en) | 1997-03-06 | 2006-06-13 | Ntn Corporation | Hydrodynamic type porous oil-impregnated bearing |
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