JPS61167718A - 軸受材および軸受材の製造方法 - Google Patents

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〕 本発明は工作機械等の軸受材に係り、特に軸支部及び回
転軸をセラミックで形成した工作機械等の軸受材に係る
。

〔従来の技術〕

従来、セラミックはもろいという概念があったが、近年
、その素材１組成、焼結方法等の開発改良が著しく進歩
して従来のセラミックに見られなかった物性を有するよ
うになって来ている。これらのセラミックのもつ特性を
生かして諸機械の部材を製作しようとする傾向が見られ
るようになった。特にセラミックのもつ耐摩耗性、耐熱
性、耐熱膨張性、耐薬品性を利用して工作機械等の軸支
部９回転軸等をセラミックで形成することが考えられる
が、セラミックは硬度が高いということが逆に加工性が
悪いという欠点となっており、例えば第３図に示すよう
に、精密工作機の主軸台５をセラミックで形成し、軸支
部６の軸支孔７にセラミックの軸受材１を嵌合させ、該
軸受材ｌにセラミックの回転軸８を軸支させる場合、軸
支部６゜軸受材１９回転軸８ともにセラミックなので、
芯合わせ、同軸度を高めることが極めて困難である。

〔発明が解消しようとする問題点〕

すなわち、セラミックはダイヤモンドを使用した研削、
研摩しか加工手段がなく、セラミックの工作機械への応
用技術が未開発であるため、加工機の問題、加工技術の
問題等幾多の難点がある。

その点はさておいて、セラミックの回転軸８をセラミッ
クの軸受材１で軸支回転させた場合、その滑り面におい
て貼りつき状態が発生し、滑り面に焼きつき、カジリ現
象が発生する場合が実験の結果確認され、実用化に対し
て大きな問題があることが判明した。

この原因を各方向から検討してみると、次のことが判っ
た。すなわち、 （１１セラミック軸受材の滑り面とセラミック回転軸の
滑り面とが鏡面仕上げにした場合、両滑り面は密着しす
ぎて遊びがないため、潤滑油が円滑に供給されず貼りつ
き現象を生じる。

（２）　　滑り面を鏡面仕上げしない場合には、セラミ
ックは粒子の微細なものを選択して製作しても、乾燥時
、焼成時に気泡孔が発生、或いは粒子の浮き立ち等が生
じる。従って表面は拡大すると７バタ面に等しく不規則
な凹凸面となっていて、軸受材と回転軸が同硬度で、し
かも高い硬度を有しているので、凹凸面が引っかかり合
って、カジリ現象が生じる難があり、セラミックの硬度
が高い故に逆に精度が落ちることになる。

（３）　　これらの難点を解消するためにセラミック軸
受材の滑り面にセラミックより硬度の低い軸振材層を形
成することによって、芯出し間怠性確保と貼りつき現象
、カジリ現象回避を試みたところ、良好な効果を保持す
ることができたが、軸振材層は金属であるために、セラ
ミックとの接着性が悪く、抜は出し現象が生じることも
あることが判明した。

〔問題点を解消するための手段〕

本発明は上記問題点を解消し、貼りつき現象が起らず、
芯出し加工性にすぐれ、かっ軸振材層の抜出し現象が起
きないセラミック製の軸受材を提供することを目的とし
て発明したものであり、具体的手段としては、ファイン
セラミック製回転軸を軸支する軸受材をファインセラミ
ックで形成し、その滑り面に適宜凹窪部を成形して、該
凹窪部の形成された滑り面を被覆するよう、セラミック
より硬度の低い軸振材層を被着一体に形成して成ること
を特徴とする工作機械等の軸受材として構成した。

また、軸受材をファインセラミックで形成し、その軸孔
周面に適宜凹窪部を形成すると共に、該軸孔にセラミッ
クより硬度の低い軸振材層を被着一体に形成し、しかる
後、該摺材層軸孔周面を研削により芯出し加工をするこ
とを特徴とする軸受材の製造方法として構成した。

〔作　用〕

上記構成により成る本発明によれば、軸受材をファイン
セラミックで形成、焼成してからその軸孔周面に例えば
環状、螺旋状、斜行状、凹穴状等適宜の凹窪部をダイヤ
モンド研削によって形成し、しかる後にその軸孔にセラ
ミックより硬度の低い例えば通常鋼の軸振材層を、環体
の圧入、焼付。

接着、溶着、メッキ電着等の方法により形成し、芯出し
加工をするものであるから、軸振材層がセラミンクの軸
受材から抜出すようなことはなく、かつ芯出し加工が極
めて容易となり、セラミックの回動軸を軸支して高速回
転させても、セラミック軸受材はその滑り面がセラミッ
クより軟質の軸振材層で形成されているため、一時的に
無理な力が生じてもその軸振材層が摩耗変移形してしま
い、セラミック同士のような貼りつき現象が生じない効
果がある。

軸振材層は極薄のものとすれば、熱変化があっても全体
に及ぼす影響は極めて小さいからセラミックを用いた高
精度の保持ができる特長がある。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は軸受材の斜視図、第２図は第１図におけるＡ−
Ａ　’断面図である。

軸受材１はファインセラミックで管状に形成され基端外
周縁部にフランジ１ａが突設しである。

この軸受材１の回転軸との滑り面は軸孔２と基端面１ｂ
であり、軸孔２には軸孔周面に沿った環状の凹窪部３．
３・・・が刻設されている。この凹窪部３・・・の深さ
はミクロン単位の浅いものであってもよい。すなわち、
この凹窪部３の形成目的は後記する軸振材層の軸線方向
への抜は出しを防止するためのものである。従って軸振
材層の厚さを薄くするときは浅いものでよく、また成程
度厚さが厚いときは深いものとする。

前記軸受材１の軸孔２を含む滑り面２．ｌｂにチタン系
合金又は銅合金より成る、セラミックより硬度の低い軸
振材層４を被着一体に形成しである。

前記軸振材層４は、あらかじめフランジ付管状体を形成
し、その外周面に金属粉体を塗布してセラミック軸受材
１の軸孔２に圧入し、加熱して金属粉体を熔融して接着
一体とし、内面仕上をしたものである。

前記軸振材層４は圧入形成する場合には１ｆ１前後の厚
さのものとしておき、圧入して一体に形成後、その軸孔
４ａを研削により内面加工をして厚さ０．１〜０．５ｆ
１前後の適宜厚さに調整し、第３図に示すような例えば
主軸台５の軸支部６に嵌装し、その軸孔４ａに対して芯
出し加工を実施する。

上記構成の本実施例によれば、 （イ）軸受材１の軸孔２周面に凹窪部３・・・を形成し
たので、軸振材層４の抜出しが防止される。

（［Ｉ）軸孔２周面に軸振材層４を被着形成したので、
軸受材とセラミック回転軸との貼り付き現象、カジリ現
象が生じることがない。

（ハ）軸孔２周面にセラミックより硬度の低い軸振材層
４を形成したので芯出し加工が楽になった。

本発明は前記構成に限定されるものではない。

例えば軸受材ｌはセラミックの組成分の異なる二種の２
層状にする。すなわち、外管を通常セラミックで形成し
、内管を導電性セラミックで形成し、内管の軸孔周面に
凹窪部を形成し、その軸孔に電気メッキ（電着法、電鋳
法）によって金属の軸振材層を形成することができる。

前記導電性セラミックにおいて、金属の含有比が多く、
軸支するセラミック回転軸よりも硬度が　　　　　　）
顕著に低い場合にはこれを軸振材層として利用すること
ができる。

〔効　果〕

本発明は前記したように （イ）軸受材の軸孔から軸振材層の抜出しが防止される
効果がある。

（ロ）軸振材層はセラミック回転軸より硬度が低いので
、高速回転時における貼り付現象、カジリ現象をなくす
ことができる効果がある。

（ハ）軸振材層は加工性にすぐれているので芯出し加工
が通常工具で実施することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る軸受材の斜視図、第２図は第１図
のＡ−Ａ　’断面図、第３図は旋盤の主軸部分断面図。 １・・・軸受材　　　１ａ・・・フランジ部１ｂ・・・
基端面　　２・・・軸　孔 ３・・・凹窪部　　　４・・・軸振材層４ａ・・・軸　
孔　　５・・・主軸台 ６・・・軸支部　　　７・・・軸支孔 ８・・・回転軸 第１図 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック製回転軸を軸支する軸受材をファイン
   セラミックで形成し、その滑り面に適宜凹窪部を形成し
   て、該凹窪部の形成された滑り面を被覆するよう、セラ
   ミックより硬度の低い軸摺材層を被着一体に形成して成
   ることを特徴とする工作機械等の軸受材。
2. （２）軸受材をファインセラミックで形成し、その軸孔
   周面に適宜凹窪部を形成すると共に該軸孔にセラミック
   より硬度の低い軸摺材層を被着一体に形成し、しかる後
   該軸摺材層軸孔周面に研削による芯出し加工することを
   特徴とする軸受材の製造方法。