JPS63163016A - セラミツク製回転軸 - Google Patents
セラミツク製回転軸Info
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- JPS63163016A JPS63163016A JP31254886A JP31254886A JPS63163016A JP S63163016 A JPS63163016 A JP S63163016A JP 31254886 A JP31254886 A JP 31254886A JP 31254886 A JP31254886 A JP 31254886A JP S63163016 A JPS63163016 A JP S63163016A
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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〕
本発明はレーザー用回転ミラー、ジャイロ、磁気ドラム
等に適用されるセラミック製動圧型回転軸に関するもの
である。
等に適用されるセラミック製動圧型回転軸に関するもの
である。
従来からレーザー用回転ミラー、ジャイロ及び磁気ドラ
ム等に使用される高速用の動圧型回転軸として鉄鋼材料
を主体とした金属よりなる回転軸が一般に採用されてお
り、軸受面に対向する該回転軸の外周面には流体圧力発
生用の溝が研削等の機械加工やエツチング等の化学的処
理により形成されている。
ム等に使用される高速用の動圧型回転軸として鉄鋼材料
を主体とした金属よりなる回転軸が一般に採用されてお
り、軸受面に対向する該回転軸の外周面には流体圧力発
生用の溝が研削等の機械加工やエツチング等の化学的処
理により形成されている。
ところが、かかる同転軸哄採用される機械構造用炭素鋼
、合金鋼等は機械加工性に優れ、機械的強度が大きいと
いう特長がある反面、比重（鉄鋼の比重：約７〜８）が
比較的大きいため、ラジアル動圧作動流体及びスラスト
動圧作動流体として空気を使用する場合においてはスラ
スト剛性または浮上■が不足し、スラスト軸受での焼付
が発生し易く、一方、油等の液体を使用する場合には、
損失トルクが高くなり勝ちであり、駆動源の出力を大と
する等の処置を講じなければならないという欠点があっ
た。更に、金属より成る回転軸は起動時及び停止時の軸
受との接触による摩耗が避は難く、その結果、起動トル
クが増大するとともに回転軸の耐久性に問題があった。
、合金鋼等は機械加工性に優れ、機械的強度が大きいと
いう特長がある反面、比重（鉄鋼の比重：約７〜８）が
比較的大きいため、ラジアル動圧作動流体及びスラスト
動圧作動流体として空気を使用する場合においてはスラ
スト剛性または浮上■が不足し、スラスト軸受での焼付
が発生し易く、一方、油等の液体を使用する場合には、
損失トルクが高くなり勝ちであり、駆動源の出力を大と
する等の処置を講じなければならないという欠点があっ
た。更に、金属より成る回転軸は起動時及び停止時の軸
受との接触による摩耗が避は難く、その結果、起動トル
クが増大するとともに回転軸の耐久性に問題があった。
かかる問題を解決するために、スラスト剛性が高くかつ
浮上量が充分に得られ、かつ損失トルクを減少させるこ
とが可能な上記金属よりも比重が小さく、耐摩耗性に優
れた窒化珪素、ザイアロン、炭化珪素、ジルコニア、ア
ルミナ、セラミック剤が動圧型回転軸として採用される
ようになってきている。
浮上量が充分に得られ、かつ損失トルクを減少させるこ
とが可能な上記金属よりも比重が小さく、耐摩耗性に優
れた窒化珪素、ザイアロン、炭化珪素、ジルコニア、ア
ルミナ、セラミック剤が動圧型回転軸として採用される
ようになってきている。
しかしながら、かかるセラミック材よりなる回転軸の流
体圧力発生用のへリングボーン型の溝を形成するに際し
、研削等の機械加工にて溝加工を行う場合、例えばマシ
ニングセンターと角度割り出し盤及びダイヤモンド砥石
等を使用し、線溝を加工するには１本の溝を数回に分割
して加工する必要があり、加工した流体圧力発生用の溝
の深さに数μ情から数十μＩのバラツキを生じ、かつ溝
・底面の平均粗さく ＲＩＩＩａｘ）も１０μｍ程度と
なりこのバラツキが振動、回転むらを蒸起し上記回転軸
の回転精度を損ない、信頼性に大きな影響を与えるとい
う問題と共に、２方向の多数の溝で構成されるヘリング
ボーン型の溝加工には非常に長時間を要すという課題も
有していた。
体圧力発生用のへリングボーン型の溝を形成するに際し
、研削等の機械加工にて溝加工を行う場合、例えばマシ
ニングセンターと角度割り出し盤及びダイヤモンド砥石
等を使用し、線溝を加工するには１本の溝を数回に分割
して加工する必要があり、加工した流体圧力発生用の溝
の深さに数μ情から数十μＩのバラツキを生じ、かつ溝
・底面の平均粗さく ＲＩＩＩａｘ）も１０μｍ程度と
なりこのバラツキが振動、回転むらを蒸起し上記回転軸
の回転精度を損ない、信頼性に大きな影響を与えるとい
う問題と共に、２方向の多数の溝で構成されるヘリング
ボーン型の溝加工には非常に長時間を要すという課題も
有していた。
一方、エツチング等の化学的処理にて上記溝加工を行う
場合、線溝の深さに数十μｍものバラツキを生し、かつ
溝底面の平均粗さくＲｗａｘ）も数十７ノ１１１以上と
なり、機械加工と同様の問題と共に、とりわけ窒化珪素
質セラミック材においてはエツチング技術が確立されて
いないという課題も有していた。
場合、線溝の深さに数十μｍものバラツキを生し、かつ
溝底面の平均粗さくＲｗａｘ）も数十７ノ１１１以上と
なり、機械加工と同様の問題と共に、とりわけ窒化珪素
質セラミック材においてはエツチング技術が確立されて
いないという課題も有していた。
本発明はセラミックより成る回転軸に、形成しようとす
る流体圧力発生用溝と同一形状の溝を転写したマスクを
固着し、例えば天然ケイ砂、ガーネット等の天然研磨材
または炭化ケイ素、溶融アルミナ等の人工研摩材を用い
てサンドブラストを行い、ヘリングボーン型等の溝を形
成することにより、該の溝の深さ精度が＝２μｍ乃至＋
２μｍの範囲内と溝の深さのバラツキが小さくかつ溝底
面が平滑な高精度の流体圧力発生用の溝を得ることがで
き、回転精度及び耐摩耗性に極めて優れた高信頼性の回
転軸を実現したものである。
る流体圧力発生用溝と同一形状の溝を転写したマスクを
固着し、例えば天然ケイ砂、ガーネット等の天然研磨材
または炭化ケイ素、溶融アルミナ等の人工研摩材を用い
てサンドブラストを行い、ヘリングボーン型等の溝を形
成することにより、該の溝の深さ精度が＝２μｍ乃至＋
２μｍの範囲内と溝の深さのバラツキが小さくかつ溝底
面が平滑な高精度の流体圧力発生用の溝を得ることがで
き、回転精度及び耐摩耗性に極めて優れた高信頼性の回
転軸を実現したものである。
次に実施例によって本発明を更に詳細に説明する。
実施例 Ｉ
窒化珪素質焼結体から成る直径１５＋＋ｕｗ、長さ１０
０ｍｍの鏡面仕上げしたセラミック性回転軸を被加工物
とし、該回転軸のラジアル軸受面に対向する外周面に、
ヘリングボーン型の巾１．４１１Ｉ１ｍ、長さ６ｍｍの
多数の溝から成る透孔部を形成した耐サンドブラスト性
のあるマスキングシートを貼付する。次に、該マスキン
グシートを貼付した回転軸を回転させながら、該回転軸
に対して直角方向から４Ｋｇ／ｃ１の空気圧でｌ４００
のアルミナ質研磨材を６０秒間吹き付け、溝深さ６．５
μｍの動圧発生溝としてのへリングボーン型溝を形成し
た。、その後、貼付したマスキングシートを除去し、電
子式測長器を使用して該測長器の探触子を上記回転軸の
鏡面部および溝部の表面に接触走査させ溝の深さを測定
し、＋２μｍの溝の深さ精度を得た。また、表面粗さ計
を使用して、溝底面の表面粗さを測定し、平均粗さくＲ
ｍａｘ） ３μｍを得た。
０ｍｍの鏡面仕上げしたセラミック性回転軸を被加工物
とし、該回転軸のラジアル軸受面に対向する外周面に、
ヘリングボーン型の巾１．４１１Ｉ１ｍ、長さ６ｍｍの
多数の溝から成る透孔部を形成した耐サンドブラスト性
のあるマスキングシートを貼付する。次に、該マスキン
グシートを貼付した回転軸を回転させながら、該回転軸
に対して直角方向から４Ｋｇ／ｃ１の空気圧でｌ４００
のアルミナ質研磨材を６０秒間吹き付け、溝深さ６．５
μｍの動圧発生溝としてのへリングボーン型溝を形成し
た。、その後、貼付したマスキングシートを除去し、電
子式測長器を使用して該測長器の探触子を上記回転軸の
鏡面部および溝部の表面に接触走査させ溝の深さを測定
し、＋２μｍの溝の深さ精度を得た。また、表面粗さ計
を使用して、溝底面の表面粗さを測定し、平均粗さくＲ
ｍａｘ） ３μｍを得た。
実施例 ■
炭化珪素質焼結体から成る外径５０ｍｍ、内径３抛ｍ、
長さ１５０ｍｍの鏡面仕上げした円筒状のセラミック性
回転軸を被加工物とし、実施例Ｉと同様にしてヘリング
ボーン型の巾３１１１１１１％長さ１２ｍｍの多数の溝
から成る透孔部を形成したマスキングシートを貼付し、
３Ｋｇ／ｃｍ”の空気圧でｌ５００の炭化珪素質研磨材
を１０分間吹き付け、溝深さ１３μｍのへリングボーン
型溝を形成した。その後、実施例■と同様に測定し、溝
の深さ精度±２μｍおよび溝底面の平均粗さくＲｍａｘ
）３μｍを得た。
長さ１５０ｍｍの鏡面仕上げした円筒状のセラミック性
回転軸を被加工物とし、実施例Ｉと同様にしてヘリング
ボーン型の巾３１１１１１１％長さ１２ｍｍの多数の溝
から成る透孔部を形成したマスキングシートを貼付し、
３Ｋｇ／ｃｍ”の空気圧でｌ５００の炭化珪素質研磨材
を１０分間吹き付け、溝深さ１３μｍのへリングボーン
型溝を形成した。その後、実施例■と同様に測定し、溝
の深さ精度±２μｍおよび溝底面の平均粗さくＲｍａｘ
）３μｍを得た。
実施例 ■
窒化珪素質焼結体から成る直径９ ｍｍ、長さ８０ｍｍ
の鏡面仕上げしたセラミック性回転軸を被加工物とし、
実施例１と同様にしてｒｔｌＯ，５ｍｍ、長さ１０ｍｍ
の多数の溝から成るヘリングボーン型溝の透孔部を形成
したマスキングシートを貼付し、ｌ Ｋｇ／ｃｍ”の空
気圧で１１１２００のガラス粉末を６０秒間吹き付け、
溝深さ２．５μｍのへリングボーン型溝を形成した。
の鏡面仕上げしたセラミック性回転軸を被加工物とし、
実施例１と同様にしてｒｔｌＯ，５ｍｍ、長さ１０ｍｍ
の多数の溝から成るヘリングボーン型溝の透孔部を形成
したマスキングシートを貼付し、ｌ Ｋｇ／ｃｍ”の空
気圧で１１１２００のガラス粉末を６０秒間吹き付け、
溝深さ２．５μｍのへリングボーン型溝を形成した。
その後、実施例Ｉと同様に測定し、溝の深さ精度±０．
１ μｍおよび溝底面の平均粗さくＲｍａｘ）０．１μ
ｍを得た。
１ μｍおよび溝底面の平均粗さくＲｍａｘ）０．１μ
ｍを得た。
実施例 ■
アルミナ質焼結体から成る直径１４ｆｆＩＩ１１、長さ
７６ｍｍの鏡面仕上げしたセラミック性回転軸を被加工
物とし、該回転軸のスラスト軸受面に対向する端面に、
螺旋形状のスパイラル溝からなる透孔部を形成した耐サ
ンドブラスト性のあるマスキングシートを貼付し、該回
転軸を回転しながら、該回転軸に対して直角方向から、
５Ｋｇ／ｃｍ”の空気圧で＃６００のアルミナ質研磨材
を１２分間吹き付け、溝深さ２０μｍのスパイラル溝を
形成した。その後、実施例Ｉと同様に測定し、溝の深さ
精度±１μｍおよび溝底面の平均粗さくＲｍａｘ）０．
８μｍを得た。
７６ｍｍの鏡面仕上げしたセラミック性回転軸を被加工
物とし、該回転軸のスラスト軸受面に対向する端面に、
螺旋形状のスパイラル溝からなる透孔部を形成した耐サ
ンドブラスト性のあるマスキングシートを貼付し、該回
転軸を回転しながら、該回転軸に対して直角方向から、
５Ｋｇ／ｃｍ”の空気圧で＃６００のアルミナ質研磨材
を１２分間吹き付け、溝深さ２０μｍのスパイラル溝を
形成した。その後、実施例Ｉと同様に測定し、溝の深さ
精度±１μｍおよび溝底面の平均粗さくＲｍａｘ）０．
８μｍを得た。
実施例■
ジルコニア質焼結体からなる直径９ｍｍ、長さ６２ｍ糟
の鏡面仕上げしたセラミック製回転軸を被加工物とし、
実施例■と同様にして螺旋形状のスパイラル溝から成る
透孔部を形成した耐サンドブラスト性のあるマスキング
シートを貼付し、２にｇ／ｃｍ” （７）空気圧で＃６
００のアルミナ質研磨材を１０分間吹き付け、溝深さ１
５μｍのスパイラル溝を形成した。その後、実施例Ｉと
同様に測定し、溝の深さ精度上１μｍおよび溝底面の平
均粗さくＲｍａｘ）０．６ ｔｔｍを得た。
の鏡面仕上げしたセラミック製回転軸を被加工物とし、
実施例■と同様にして螺旋形状のスパイラル溝から成る
透孔部を形成した耐サンドブラスト性のあるマスキング
シートを貼付し、２にｇ／ｃｍ” （７）空気圧で＃６
００のアルミナ質研磨材を１０分間吹き付け、溝深さ１
５μｍのスパイラル溝を形成した。その後、実施例Ｉと
同様に測定し、溝の深さ精度上１μｍおよび溝底面の平
均粗さくＲｍａｘ）０．６ ｔｔｍを得た。
以上の実施例工乃至実施例Ｖで製作したセラミック製回
転軸に基準球を取り付け、回転速度３６００ｒｐｍで回
転させ該基準球の振れを軸の回転方向と軸心方向に配置
した非接触変位計を用いて測定し、ラジアルモーション
とアキシャルモーシコンを求め回転精度を比較した。
転軸に基準球を取り付け、回転速度３６００ｒｐｍで回
転させ該基準球の振れを軸の回転方向と軸心方向に配置
した非接触変位計を用いて測定し、ラジアルモーション
とアキシャルモーシコンを求め回転精度を比較した。
その結果を第１表に示す。
尚、実施例Ｉと同寸法の窒化珪素質焼結体を用い、同一
仕様のへリングボーン型の溝を研削によるｎ械加工した
ものを比較例とした。
仕様のへリングボーン型の溝を研削によるｎ械加工した
ものを比較例とした。
なお、本発明において用いるセラミック材としては酸化
イツトリウムＹ２Ｏ３等の希土類元素酸化物を添加した
もの等の公知の窒化珪素質焼結体及びホウ素Ｂとカーボ
ンＣの他、アルミナＡｌ２Ｏ３、窒化アルミニウムＡＩ
Ｎ 、更にこれに加えて酸化イツトリウム等の希土類元
素酸化物を添加したもの等の公知の炭化珪素質焼結体が
良好な結果が得られることを確認している。
イツトリウムＹ２Ｏ３等の希土類元素酸化物を添加した
もの等の公知の窒化珪素質焼結体及びホウ素Ｂとカーボ
ンＣの他、アルミナＡｌ２Ｏ３、窒化アルミニウムＡＩ
Ｎ 、更にこれに加えて酸化イツトリウム等の希土類元
素酸化物を添加したもの等の公知の炭化珪素質焼結体が
良好な結果が得られることを確認している。
以上、説明したように本発明は、セラミック製回転軸の
外周面に形成した流体圧力発生用の溝の深さを一２μｍ
乃至＋２μｍの範囲に極めて高精度に形成することによ
り耐摩耗性に優れ、振動や回転むらのない回転精度に極
めて優れた高信頼性のセラミック製同圧型回転軸を得る
ことができる。
外周面に形成した流体圧力発生用の溝の深さを一２μｍ
乃至＋２μｍの範囲に極めて高精度に形成することによ
り耐摩耗性に優れ、振動や回転むらのない回転精度に極
めて優れた高信頼性のセラミック製同圧型回転軸を得る
ことができる。
Claims (1)
- セラミックより成る動圧型回転軸の外周面及び／もしく
は端面にヘリングボーン、施線状などをした動圧発生溝
を形成し、該動圧発生溝の深さ精度が−２μｍ乃至＋２
μｍの範囲であることを特徴とするセラミック製回転軸
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31254886A JPS63163016A (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | セラミツク製回転軸 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31254886A JPS63163016A (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | セラミツク製回転軸 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63163016A true JPS63163016A (ja) | 1988-07-06 |
Family
ID=18030538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31254886A Pending JPS63163016A (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | セラミツク製回転軸 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63163016A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0842561A (ja) * | 1994-07-29 | 1996-02-13 | Kyocera Corp | セラミック製動圧軸受及びその製造方法 |
| WO2012165540A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 日立金属株式会社 | すべり軸受装置用摺動部材 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6014615A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-25 | Ebara Corp | スラスト軸受およびその製造方法 |
-
1986
- 1986-12-25 JP JP31254886A patent/JPS63163016A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6014615A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-25 | Ebara Corp | スラスト軸受およびその製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0842561A (ja) * | 1994-07-29 | 1996-02-13 | Kyocera Corp | セラミック製動圧軸受及びその製造方法 |
| WO2012165540A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 日立金属株式会社 | すべり軸受装置用摺動部材 |
| JP5664777B2 (ja) * | 2011-05-31 | 2015-02-04 | 日立金属株式会社 | すべり軸受装置用摺動部材 |
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