JPH0830490B2 - 動圧流体軸受 - Google Patents
動圧流体軸受Info
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- JPH0830490B2 JPH0830490B2 JP62222399A JP22239987A JPH0830490B2 JP H0830490 B2 JPH0830490 B2 JP H0830490B2 JP 62222399 A JP62222399 A JP 62222399A JP 22239987 A JP22239987 A JP 22239987A JP H0830490 B2 JPH0830490 B2 JP H0830490B2
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- polymer
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- hydrodynamic bearing
- bearing
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は動圧流体軸受に関するものである。
近年、レーザビームプリンタ等に用いられる多鏡面
（ポリゴンミラー）回転軸、VTRシリンダーヘッドスピ
ンドル、磁気ディスクスピンドル等の軸受は高速、高精
度での回転を満足することが強く要望され、高速回転時
に回転むらが非常に少なく、トルクも小さい等すぐれた
軸受性能を有する空気等の気体または潤滑油のような液
体を媒体にした動圧流体軸受が用いられて来た。このよ
うな動圧流体軸受は、定常回転時固定側と回転側の間に
高圧の流体層を発生させ微小な隙間（２〜10μｍ程度）
を保持しながら、非接触で回転することに特徴があり、
その軸受性能（回転精度、回転ムラ、回転トルク等）も
それに由来している。そしてこのような微小な隙間の保
証は固定側と回転側の摩耗粉によるグリス、オイル等の
劣化に伴う軸受性能の低下や焼付きというような軸受に
とっては致命的なトラブルを防止するうえできわめて重
要である。この種の動圧流体軸受（ラジアル、スラスト
を含む）では、従来から、起動、停止時に対向面が接触
しており、この接触に伴って生じる表面の摩耗を極力抑
えるため対向面に焼入れや硬質メッキを施す等表面を硬
くする必要があった。また焼入れすると軸受に歪が生
じ、硬質メッキの場合、メッキ層の厚みを高精度にコン
トロールしてメッキするのは容易ではないので、表面を
研磨等の方法によって再度仕上げる必要もあった。な
お、このような硬化手段を用いても表面からの摩耗粉は
グリースを始めとする潤滑油等の液体の劣化を早め、回
転トルクの変化を来たすこともしばしばあり、実使用に
おいて決して好ましい状態とは言えなかった。また、こ
れら金属系の表面は、その表面エネルギーが大きいた
め、液体の移動抵抗が大きく、運転開始後定常回転に至
るまでの時間が長くなるなどの欠点も内在していた。
（ポリゴンミラー）回転軸、VTRシリンダーヘッドスピ
ンドル、磁気ディスクスピンドル等の軸受は高速、高精
度での回転を満足することが強く要望され、高速回転時
に回転むらが非常に少なく、トルクも小さい等すぐれた
軸受性能を有する空気等の気体または潤滑油のような液
体を媒体にした動圧流体軸受が用いられて来た。このよ
うな動圧流体軸受は、定常回転時固定側と回転側の間に
高圧の流体層を発生させ微小な隙間（２〜10μｍ程度）
を保持しながら、非接触で回転することに特徴があり、
その軸受性能（回転精度、回転ムラ、回転トルク等）も
それに由来している。そしてこのような微小な隙間の保
証は固定側と回転側の摩耗粉によるグリス、オイル等の
劣化に伴う軸受性能の低下や焼付きというような軸受に
とっては致命的なトラブルを防止するうえできわめて重
要である。この種の動圧流体軸受（ラジアル、スラスト
を含む）では、従来から、起動、停止時に対向面が接触
しており、この接触に伴って生じる表面の摩耗を極力抑
えるため対向面に焼入れや硬質メッキを施す等表面を硬
くする必要があった。また焼入れすると軸受に歪が生
じ、硬質メッキの場合、メッキ層の厚みを高精度にコン
トロールしてメッキするのは容易ではないので、表面を
研磨等の方法によって再度仕上げる必要もあった。な
お、このような硬化手段を用いても表面からの摩耗粉は
グリースを始めとする潤滑油等の液体の劣化を早め、回
転トルクの変化を来たすこともしばしばあり、実使用に
おいて決して好ましい状態とは言えなかった。また、こ
れら金属系の表面は、その表面エネルギーが大きいた
め、液体の移動抵抗が大きく、運転開始後定常回転に至
るまでの時間が長くなるなどの欠点も内在していた。
以上述べたように、従来の技術においては、簡易な加
工により摩耗粉の発生を極力防止抑制し、しかも運転開
始後定常回転に至るまでの時間の短い動圧流体軸受は得
られないという問題点があった。
工により摩耗粉の発生を極力防止抑制し、しかも運転開
始後定常回転に至るまでの時間の短い動圧流体軸受は得
られないという問題点があった。
上記の問題点を解決するために、この発明は相対回転
する対向面の少なくとも一方に流体を定方向に導く溝を
形成した動圧軸受の前記対向面のうち少なくとも一方の
面を含む相対する表面の少なくとも一方に、官能基を有
するポリフルオロアルキル重合体または官能基を有する
フルオロポリエーテル重合体を被覆した動圧流体軸受と
する手段を採用したものである。以下その詳細を述べ
る。
する対向面の少なくとも一方に流体を定方向に導く溝を
形成した動圧軸受の前記対向面のうち少なくとも一方の
面を含む相対する表面の少なくとも一方に、官能基を有
するポリフルオロアルキル重合体または官能基を有する
フルオロポリエーテル重合体を被覆した動圧流体軸受と
する手段を採用したものである。以下その詳細を述べ
る。
なお、後述する参考例における官能基を有するオルガ
ノポリシロキサンは、たとえばジメチルシロキサン、メ
チルフェニルシロキサン、トリメチルフルオロプロピル
シロキサン等のシロキサンの単独重合体または２種以上
の共重合体に官能基を導入したものであり、その官能基
はたとえばエポキシ基、アミノ基、カルボキシル基、水
酸基、メルカプト基、イソシアネート基、シアネート
基、ビニル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル
基などである。なおビニル基含有ポリシロキサンはケイ
素原子結合水素含有ポリシロキサンが同時併用されるこ
とが望ましい。
ノポリシロキサンは、たとえばジメチルシロキサン、メ
チルフェニルシロキサン、トリメチルフルオロプロピル
シロキサン等のシロキサンの単独重合体または２種以上
の共重合体に官能基を導入したものであり、その官能基
はたとえばエポキシ基、アミノ基、カルボキシル基、水
酸基、メルカプト基、イソシアネート基、シアネート
基、ビニル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル
基などである。なおビニル基含有ポリシロキサンはケイ
素原子結合水素含有ポリシロキサンが同時併用されるこ
とが望ましい。
これら官能基を導入した具体的な例はつぎのとおりで
あるが、各官能基ごとの例は記載されたものに限られる
ものではない。
あるが、各官能基ごとの例は記載されたものに限られる
ものではない。
エポキシ基含有のものとして アミノ基含有のものとして カルボキシル基含有のものとして アルコール性水酸基含有のものとして メルカプト基含有のものとして イソシアネート基含有のものとして ビニル基含有のものとして このビニル基含有のものと併用がのぞましいケイ素原
子結合水素含有のものとして などである。ここで式中のＲはアルキレン基など、ｍは
５〜1000、ｎは２〜100である。
子結合水素含有のものとして などである。ここで式中のＲはアルキレン基など、ｍは
５〜1000、ｎは２〜100である。
この発明におけるポリフルオロアルキル重合体または
フルオロポリエーテル重合体のうち、ポリフルオロアル
キル重合体はフルオロアルキル基、たとえば F3CCF2 ７、ＨCF2 ６、ClF2CCF2 11、 などを有する重合体であり、フルオロポリエーテル重合
体は一般式 −CXF2X−Ｏ−〔ただしＸは１〜４の整数〕 で示される主要構造単位を有し、平均分子量が約1000〜
50000の重合体である。そしてこれら含フッ素重合体も
前記オルガノポリシロキサンと同様にエポキシ基、アミ
ノ基、カルボキシル基、水酸基、メルカプト基、イソシ
アネート基、シアネート基などの官能基が導入されてい
て、具体的にはつぎのようなものを例示することができ
る。すなわち、 OCNCH2 6NHCO−C6F12−CONHCH2NCO、 C8F17C2H4OH、C10F21CONHC2H4OH、 C6F13SCH2CH2OCOCH2 5NH2、C8F17SO2F、 HOOC−CF2OC2F4OｍCF2OnCF2COOH、 H3COOC−CF2OC2F4OｍCF2OnCF2COOCH3、 HOCH2−CF2C2F4OｍCF2OnCF2−CH2OH、 などである。
フルオロポリエーテル重合体のうち、ポリフルオロアル
キル重合体はフルオロアルキル基、たとえば F3CCF2 ７、ＨCF2 ６、ClF2CCF2 11、 などを有する重合体であり、フルオロポリエーテル重合
体は一般式 −CXF2X−Ｏ−〔ただしＸは１〜４の整数〕 で示される主要構造単位を有し、平均分子量が約1000〜
50000の重合体である。そしてこれら含フッ素重合体も
前記オルガノポリシロキサンと同様にエポキシ基、アミ
ノ基、カルボキシル基、水酸基、メルカプト基、イソシ
アネート基、シアネート基などの官能基が導入されてい
て、具体的にはつぎのようなものを例示することができ
る。すなわち、 OCNCH2 6NHCO−C6F12−CONHCH2NCO、 C8F17C2H4OH、C10F21CONHC2H4OH、 C6F13SCH2CH2OCOCH2 5NH2、C8F17SO2F、 HOOC−CF2OC2F4OｍCF2OnCF2COOH、 H3COOC−CF2OC2F4OｍCF2OnCF2COOCH3、 HOCH2−CF2C2F4OｍCF2OnCF2−CH2OH、 などである。
また上記の官能基を有する二種類以上の重合体を組み
合わせて使用する際は、それぞれの重合体が単位として
有する官能基が互いに反応し合うように組み合わせる
と、その反応によって重合体の分子量はさらに増大して
潤滑性のある強固な膜で被覆出来て好ましい。たとえば
官能基がエポキシ基である重合体とアミノ基、カルボキ
シル基、水酸基、メルカプト基の官能基の中から選ばれ
る少なくとも一種類の基を含む重合体との組み合わせ、
官能基がカルボキシル基またはエステル基である重合体
とアミノ基、水酸基の中から選ばれる少なくとも一種類
の基を含む重合体との組み合わせ、官能基がイソシアネ
ート基もしくはシアネート基を含む重合体と水酸基、ア
ミノ基、メルカプト基、カルボキシル基の中から選ばれ
る少なくとも一種類の基を含む重合体との組み合わせ、
官能基がビニル基を含む重合体とケイ素原子結合水素を
含む重合体との組み合わせ、または水酸基、アルコキシ
ル基、アルコキシカルボニル基など縮合反応により高分
子量化するような組合わせなどは好ましい例である。こ
のような組み合わせに際してはそれぞれの官能基間の反
応を促進させる触媒を添加しても差し支えない。
合わせて使用する際は、それぞれの重合体が単位として
有する官能基が互いに反応し合うように組み合わせる
と、その反応によって重合体の分子量はさらに増大して
潤滑性のある強固な膜で被覆出来て好ましい。たとえば
官能基がエポキシ基である重合体とアミノ基、カルボキ
シル基、水酸基、メルカプト基の官能基の中から選ばれ
る少なくとも一種類の基を含む重合体との組み合わせ、
官能基がカルボキシル基またはエステル基である重合体
とアミノ基、水酸基の中から選ばれる少なくとも一種類
の基を含む重合体との組み合わせ、官能基がイソシアネ
ート基もしくはシアネート基を含む重合体と水酸基、ア
ミノ基、メルカプト基、カルボキシル基の中から選ばれ
る少なくとも一種類の基を含む重合体との組み合わせ、
官能基がビニル基を含む重合体とケイ素原子結合水素を
含む重合体との組み合わせ、または水酸基、アルコキシ
ル基、アルコキシカルボニル基など縮合反応により高分
子量化するような組合わせなどは好ましい例である。こ
のような組み合わせに際してはそれぞれの官能基間の反
応を促進させる触媒を添加しても差し支えない。
この発明において、ポリフルオロアルキル重合体また
はフルオロポリエーテル重合体はそれ自体優れた潤滑性
を示す重合体であり、その分子には反応性の大きい官能
基があるので、金属表面と反応し結合する潤滑性皮膜が
形成されることになる。この皮膜により、動圧軸受にお
いて、起動停止後の対向面の接触による摩耗も発生せ
ず、また、表面エネルギーが低下するため、液体の移動
抵抗が小さいので、運転開始後定常回転に至るまでの時
間が短く、また錆の発生がない。
はフルオロポリエーテル重合体はそれ自体優れた潤滑性
を示す重合体であり、その分子には反応性の大きい官能
基があるので、金属表面と反応し結合する潤滑性皮膜が
形成されることになる。この皮膜により、動圧軸受にお
いて、起動停止後の対向面の接触による摩耗も発生せ
ず、また、表面エネルギーが低下するため、液体の移動
抵抗が小さいので、運転開始後定常回転に至るまでの時
間が短く、また錆の発生がない。
実施例1: イソシアネート基含有ポリフルオロエーテル（伊国モ
ンテフルオス社製:Fomblin Z DISOC−2000、分子量200
0）をたとえばフロンR113のような高フッ化有機溶剤に
均一に分散させた液を図に示すような動圧流体軸受のハ
ウジング１の内面に塗布し、150℃で２時間焼成し塗膜
を形成した。塗布の具体的方法は浸漬法、スプレー法、
刷毛塗り法など通常広く用いられる方法であれば特に限
定されるものではないが、液の浪費などの点を考慮すれ
ば浸漬法が最も経済的で好ましい。塗布後は溶媒を蒸散
させると皮膜４が得られるが、その膜厚は0.01〜2.0μ
ｍの範囲が望ましい。なぜならば、0.01μｍ未満の薄膜
では期待される耐摩耗性および潤滑性が得難く、また2.
0μｍを越える厚い膜では末端反応基が充分反応せず未
反応のまま残存して、樹脂本来の潤滑性を低下させるよ
うになり、かつ寸法管理が困難となって好ましくないか
らである。
ンテフルオス社製:Fomblin Z DISOC−2000、分子量200
0）をたとえばフロンR113のような高フッ化有機溶剤に
均一に分散させた液を図に示すような動圧流体軸受のハ
ウジング１の内面に塗布し、150℃で２時間焼成し塗膜
を形成した。塗布の具体的方法は浸漬法、スプレー法、
刷毛塗り法など通常広く用いられる方法であれば特に限
定されるものではないが、液の浪費などの点を考慮すれ
ば浸漬法が最も経済的で好ましい。塗布後は溶媒を蒸散
させると皮膜４が得られるが、その膜厚は0.01〜2.0μ
ｍの範囲が望ましい。なぜならば、0.01μｍ未満の薄膜
では期待される耐摩耗性および潤滑性が得難く、また2.
0μｍを越える厚い膜では末端反応基が充分反応せず未
反応のまま残存して、樹脂本来の潤滑性を低下させるよ
うになり、かつ寸法管理が困難となって好ましくないか
らである。
参考例1: エポキシ基含有オルガノポリシロキサン（信越化学工
業社製：エポキシ変性シリコーンオイルKF102）とアミ
ノ基含有オルガノポリシロキサン（信越化学工業社製：
アミノ変性シリコーンオイルKF861）の1:1の混合物をフ
ロンR113に分散させた液を図に示す動圧流体軸受の軸２
の表面に塗布し、150℃で２時間焼成し塗膜を形成し
た。実施例１と同様の好結果を得た。
業社製：エポキシ変性シリコーンオイルKF102）とアミ
ノ基含有オルガノポリシロキサン（信越化学工業社製：
アミノ変性シリコーンオイルKF861）の1:1の混合物をフ
ロンR113に分散させた液を図に示す動圧流体軸受の軸２
の表面に塗布し、150℃で２時間焼成し塗膜を形成し
た。実施例１と同様の好結果を得た。
以上のことからこの発明の動圧流体軸受は軸受表面の
効果処理を実施する必要はなく、簡易な加工により寸法
精度を維持したまま、しかも耐摩耗性のある表面を作る
ことが出来るので、回転始動時等における面接触による
摩耗粉の発生は極力抑制され、摩耗粉によるグリス、オ
イルの劣化等のような軸受にとって致命的な問題の防止
にきわめて効果的であること、また、停止状態からの定
常回転への到達時間の短縮にも役立つことが明らかとな
った。また、未処理の軸受が発錆するような環境でも錆
は出なかった。よってこの発明の意義はきわめて大きい
と言える。
効果処理を実施する必要はなく、簡易な加工により寸法
精度を維持したまま、しかも耐摩耗性のある表面を作る
ことが出来るので、回転始動時等における面接触による
摩耗粉の発生は極力抑制され、摩耗粉によるグリス、オ
イルの劣化等のような軸受にとって致命的な問題の防止
にきわめて効果的であること、また、停止状態からの定
常回転への到達時間の短縮にも役立つことが明らかとな
った。また、未処理の軸受が発錆するような環境でも錆
は出なかった。よってこの発明の意義はきわめて大きい
と言える。
【図面の簡単な説明】 図は実施例に用いた動圧流体軸受の構造を示すための模
式化した断面図である。 １……ハウジング、２……軸、３……スラスト軸受、４
……皮膜、５……ヘリングボン溝。
式化した断面図である。 １……ハウジング、２……軸、３……スラスト軸受、４
……皮膜、５……ヘリングボン溝。
Claims (1)
- 【請求項１】相対回転する対向面の少なくとも一方に流
体を定方向に導く溝を形成した動圧軸受の前記対向面の
うち少なくとも一方の面を含む相対する表面の少なくと
も一方に、官能基を有するポリフルオロアルキル重合体
または官能基を有するフルオロポリエーテル重合体を被
覆したことを特徴とする動圧流体軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62222399A JPH0830490B2 (ja) | 1987-09-04 | 1987-09-04 | 動圧流体軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62222399A JPH0830490B2 (ja) | 1987-09-04 | 1987-09-04 | 動圧流体軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6465322A JPS6465322A (en) | 1989-03-10 |
| JPH0830490B2 true JPH0830490B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=16781765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62222399A Expired - Fee Related JPH0830490B2 (ja) | 1987-09-04 | 1987-09-04 | 動圧流体軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830490B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0515687A4 (en) * | 1990-10-25 | 1993-11-24 | Ebara Corporation | Gas dynamic bearing |
| JPH0565917A (ja) * | 1991-09-06 | 1993-03-19 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 動圧空気軸受装置 |
| US6490137B1 (en) * | 1997-03-25 | 2002-12-03 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Information equipment with polymer film in bearing and disk |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6055093A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-03-29 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 複合摺動部材 |
| JPS62106210U (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-07 |
-
1987
- 1987-09-04 JP JP62222399A patent/JPH0830490B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6465322A (en) | 1989-03-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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