JPS6272921A - ダイヤモンド被覆回転軸及び/又は軸受 - Google Patents
ダイヤモンド被覆回転軸及び/又は軸受Info
- Publication number
- JPS6272921A JPS6272921A JP21110785A JP21110785A JPS6272921A JP S6272921 A JPS6272921 A JP S6272921A JP 21110785 A JP21110785 A JP 21110785A JP 21110785 A JP21110785 A JP 21110785A JP S6272921 A JPS6272921 A JP S6272921A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- bearing
- coated
- coating
- rotating shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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)
本発明はダイヤモンド被覆回転軸及び/又は軸受に係り
、特にミニチュアおよび/もしくはマイクロベアリング
用に好適なダイヤモンド被覆回転軸及び/又は軸受に関
する。
、特にミニチュアおよび/もしくはマイクロベアリング
用に好適なダイヤモンド被覆回転軸及び/又は軸受に関
する。
(従来技術)
従来のミニチュアベアリング、マイクロベアリング等い
わゆる小型ベアリングは炭素−クロム−マンガン系合金
鋼、クロムーマンガンーパナノンーモリブデン系鋼など
の超硬合金鋼、青銅系合金製またはサファイア、ガーネ
ット等の硬質宝石製を通常とするが、いづれも構成材料
の硬度および耐摩耗性不十分なため長期の使用ては満足
できないものであった。特に近年、エレクトロニクス分
野において長期間、高信頼性が要求される密閉型小型回
転機器においては従来の超硬軸受といえどもなお不十分
であり、更に一層の高硬度、坩摩耗性、耐久性、長寿命
性が要望されるに至った。
わゆる小型ベアリングは炭素−クロム−マンガン系合金
鋼、クロムーマンガンーパナノンーモリブデン系鋼など
の超硬合金鋼、青銅系合金製またはサファイア、ガーネ
ット等の硬質宝石製を通常とするが、いづれも構成材料
の硬度および耐摩耗性不十分なため長期の使用ては満足
できないものであった。特に近年、エレクトロニクス分
野において長期間、高信頼性が要求される密閉型小型回
転機器においては従来の超硬軸受といえどもなお不十分
であり、更に一層の高硬度、坩摩耗性、耐久性、長寿命
性が要望されるに至った。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は上記従来技術の問題点である硬度、耐摩耗性、
耐久性を向上し、回転軸又は1軸受の耐用寿命を延長す
る目的を以て硬度、耐摩耗性が犬であシ長寿命性のある
ダイヤモンドにて表面を被覆したダイヤモンド回転軸及
び/又は軸受を提供するものである。
耐久性を向上し、回転軸又は1軸受の耐用寿命を延長す
る目的を以て硬度、耐摩耗性が犬であシ長寿命性のある
ダイヤモンドにて表面を被覆したダイヤモンド回転軸及
び/又は軸受を提供するものである。
(問題点解決の手段)
上記問題点を解決する手段として本発明は回転軸及び/
又は軸受の摺動面を、CVD法によってダイヤモンド被
覆した。CVD被覆面は通常粗面であるが化学研摩法等
によって平滑にして回転軸等に供することができる。
又は軸受の摺動面を、CVD法によってダイヤモンド被
覆した。CVD被覆面は通常粗面であるが化学研摩法等
によって平滑にして回転軸等に供することができる。
そもそも回転軸、軸受の耐用寿命を延ばし、信頼性を向
上するには回転軸と軸受との接触部の硬度を高め、耐摩
耗性を強化する必要があり、そのため、超硬、耐摩耗性
物質にて構成することは必須である。超硬、耐摩耗性は
軸と軸受との接触部に限定するだけで足シ、必ずしも軸
および軸受の芯部に及ぶ必要はない。材料経済的にもそ
れが望ましい。斯様な観点から本発明は回転軸と軸受と
の摺動面を超硬、耐摩耗性材料であるダイヤモンドにて
被覆することに想到したものである。
上するには回転軸と軸受との接触部の硬度を高め、耐摩
耗性を強化する必要があり、そのため、超硬、耐摩耗性
物質にて構成することは必須である。超硬、耐摩耗性は
軸と軸受との接触部に限定するだけで足シ、必ずしも軸
および軸受の芯部に及ぶ必要はない。材料経済的にもそ
れが望ましい。斯様な観点から本発明は回転軸と軸受と
の摺動面を超硬、耐摩耗性材料であるダイヤモンドにて
被覆することに想到したものである。
被覆材としてはSiC、TiNなども考えられるが近年
の高耐摩耗性、長寿命性の要望に応じられる最適の材料
としてダイヤモンドにまさるものけない。そして特徴的
なことはダイヤモンドは高い硬度を有すると共に、ダイ
ヤモンドとダイヤモンドとの間の相互摩擦係数は0.0
5〜0.10の範囲にあり極めて小さいことであシ、そ
のため軸と軸受との摺動面における摩擦損失は極めて小
さいことである。またダイヤモンドと他の材料でも摩擦
係数はそれ程大きくはない。これらのことから回転軸と
軸受の双方ともダイヤモンド被覆が望ましいが、一方だ
けでも可能であり、これも本発明に含まれる。
の高耐摩耗性、長寿命性の要望に応じられる最適の材料
としてダイヤモンドにまさるものけない。そして特徴的
なことはダイヤモンドは高い硬度を有すると共に、ダイ
ヤモンドとダイヤモンドとの間の相互摩擦係数は0.0
5〜0.10の範囲にあり極めて小さいことであシ、そ
のため軸と軸受との摺動面における摩擦損失は極めて小
さいことである。またダイヤモンドと他の材料でも摩擦
係数はそれ程大きくはない。これらのことから回転軸と
軸受の双方ともダイヤモンド被覆が望ましいが、一方だ
けでも可能であり、これも本発明に含まれる。
ダイヤモンドを被覆するには各種の方法が提案されてい
るが、天然ダイヤモンドに近い特性を示す合成ダイヤモ
ンドが得られるのはマイクロ波、高周波プラズマ法また
はホント・フィラメント法であり、これらの各法によれ
ば天然ダイヤモンドに極めて近い非常に硬い被覆膜が得
られることが知られている。たとえば特開昭58−11
0494゜同59−3098 、同58−91100.
同58−135117等の方法である。
るが、天然ダイヤモンドに近い特性を示す合成ダイヤモ
ンドが得られるのはマイクロ波、高周波プラズマ法また
はホント・フィラメント法であり、これらの各法によれ
ば天然ダイヤモンドに極めて近い非常に硬い被覆膜が得
られることが知られている。たとえば特開昭58−11
0494゜同59−3098 、同58−91100.
同58−135117等の方法である。
しかしながら回転軸、軸受表夏のダイヤモンド被覆にお
いては、被着ダイヤモンドの硬度、耐摩耗性にすぐれて
いるだけでなく、表面が十分に平滑でなければならない
。
いては、被着ダイヤモンドの硬度、耐摩耗性にすぐれて
いるだけでなく、表面が十分に平滑でなければならない
。
CVDによるダイヤモンド析出面の平滑化のためにはダ
イヤモンド微粉を用いた共摺り等の機械的研摩や高温で
ダイヤモンドを溶解する鉄、ニッケル等の金属板をダイ
ヤモンド面に押しつけ、摺り合せする方法によって達成
される(特願昭6O−175665)。
イヤモンド微粉を用いた共摺り等の機械的研摩や高温で
ダイヤモンドを溶解する鉄、ニッケル等の金属板をダイ
ヤモンド面に押しつけ、摺り合せする方法によって達成
される(特願昭6O−175665)。
このようにして平滑化した後のダイヤモンド被覆膜の厚
さは、上限には制限ないが、経済性等も考慮すれば例え
ば1〜5μm程度が適当である。
さは、上限には制限ないが、経済性等も考慮すれば例え
ば1〜5μm程度が適当である。
(実施例1)
第1図に示すCr −Mo合金製回転11] 2の先端
部2′及び軸受1の、回転軸2との摺動面3にス・ぐツ
タリング法にてTiを厚さ300久、更にその上面にS
iを5oooX厚さに被覆した後、マイクロ波プラズマ
装置にてダイヤモンドをCVD法により被覆した。スタ
ート・ガスの組成はCH4=I VoZ%。
部2′及び軸受1の、回転軸2との摺動面3にス・ぐツ
タリング法にてTiを厚さ300久、更にその上面にS
iを5oooX厚さに被覆した後、マイクロ波プラズマ
装置にてダイヤモンドをCVD法により被覆した。スタ
ート・ガスの組成はCH4=I VoZ%。
残部H2ガスとし、その気圧30Torr、温度=80
0〜810℃、マイクロ波励起電力=500W、2.4
5GHzをCVDダイヤモンドの析出条件とした。ダイ
ヤモンド被膜の厚さは約3μmであった。
0〜810℃、マイクロ波励起電力=500W、2.4
5GHzをCVDダイヤモンドの析出条件とした。ダイ
ヤモンド被膜の厚さは約3μmであった。
軸受の寸法は5.0咽φ、厚さ2咽、穴の深さ0.5咽
、軸部寸法は1.0+mφ、長さ10mmであった。
、軸部寸法は1.0+mφ、長さ10mmであった。
被覆後、軸の先端部と軸受の皿部分のレゾリカに相当す
る治具を鋳鉄にて作製し、8oo℃のH2雰囲気中にお
いて上記治具を1009/cm2の押圧力にて押圧しな
がら回転してダイヤモンド析出面を研摩した。
る治具を鋳鉄にて作製し、8oo℃のH2雰囲気中にお
いて上記治具を1009/cm2の押圧力にて押圧しな
がら回転してダイヤモンド析出面を研摩した。
上記によって製作した回転軸及び軸受てて回転試験装置
を作り回転数2000 rpm、3000時間、無給油
にて回転試行後、ダイヤモンド被覆面をSEM(走査電
子顕微鏡)観察した結果は何等の損1易も認められなか
った。上記でTi 、 Si被覆を中間に介したのはC
r −Mo合金上に直接ダイヤモンドを被覆するよシ、
この中間層(CVDダイヤモンド析出時にTiSi2が
生成する)を介した方がダイヤモンドの被覆が強固に結
合するからである。
を作り回転数2000 rpm、3000時間、無給油
にて回転試行後、ダイヤモンド被覆面をSEM(走査電
子顕微鏡)観察した結果は何等の損1易も認められなか
った。上記でTi 、 Si被覆を中間に介したのはC
r −Mo合金上に直接ダイヤモンドを被覆するよシ、
この中間層(CVDダイヤモンド析出時にTiSi2が
生成する)を介した方がダイヤモンドの被覆が強固に結
合するからである。
(実施例2)
第2図に示す液膜静圧軸受4の、回転軸5との摺動面6
に実施例1と同一の方法によシマイクロ波プラズマCV
D法ダイヤモンド被覆を被着した。被覆厚さは2μmで
あった。
に実施例1と同一の方法によシマイクロ波プラズマCV
D法ダイヤモンド被覆を被着した。被覆厚さは2μmで
あった。
上記ダイヤモンド被覆を実施例1と同様に化学研摩処理
して仕上げ被覆を得た。
して仕上げ被覆を得た。
この軸受とダイヤモンド被覆しない回転軸(Cr−Mo
合金)を組合せて長時間使用した結果は回転軸の摩耗は
従来(ダイヤモンド被覆しない軸受けとの組合せ)と殆
んど変らないが、軸受けは殆んど摩耗しなかった。
合金)を組合せて長時間使用した結果は回転軸の摩耗は
従来(ダイヤモンド被覆しない軸受けとの組合せ)と殆
んど変らないが、軸受けは殆んど摩耗しなかった。
上記回転軸及び/又は軸受は従来のものに比べ摩耗を大
巾に減小することが可能となり、回転軸及び/又は軸受
寿命を従来のものの少くとも数倍延長することができた
。
巾に減小することが可能となり、回転軸及び/又は軸受
寿命を従来のものの少くとも数倍延長することができた
。
(効果)
以上により説明した通り1本発明のダイヤモンド回転軸
及び/又は軸受は従来のものに比し、硬度、耐摩耗性、
耐久性においていちじるしくすぐれており、耐用寿命を
大巾に延長することが出来だ点においてその効果は極め
て顕著である。
及び/又は軸受は従来のものに比し、硬度、耐摩耗性、
耐久性においていちじるしくすぐれており、耐用寿命を
大巾に延長することが出来だ点においてその効果は極め
て顕著である。
第1図は点接触回転軸及び軸受、第2図は液膜静圧回転
軸及び軸受を示す。 1・・・軸受、2・・・回転軸、2′、3・・・ダイヤ
モンド被覆面、4・・・軸受、5・・・回転軸、6・・
ダイヤモンド被覆面。
軸及び軸受を示す。 1・・・軸受、2・・・回転軸、2′、3・・・ダイヤ
モンド被覆面、4・・・軸受、5・・・回転軸、6・・
ダイヤモンド被覆面。
Claims (2)
- (1)摺動面を表面が平滑なダイヤモンドで被覆したこ
とを特徴とする回転軸及び/又は軸受 - (2)ダイヤモンド被覆を化学的気相法(CVD法)に
て形成することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のダイヤモンド被覆回転軸及び/又は軸受
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21110785A JPS6272921A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | ダイヤモンド被覆回転軸及び/又は軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21110785A JPS6272921A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | ダイヤモンド被覆回転軸及び/又は軸受 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6272921A true JPS6272921A (ja) | 1987-04-03 |
Family
ID=16600525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21110785A Pending JPS6272921A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | ダイヤモンド被覆回転軸及び/又は軸受 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6272921A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0532490A (ja) * | 1991-07-26 | 1993-02-09 | Japan Steel Works Ltd:The | ダイヤモンド被覆金型用ピン及びその製造方法 |
US5462772A (en) * | 1957-06-27 | 1995-10-31 | Lemelson; Jerome H. | Methods for forming artificial diamond |
US5688557A (en) * | 1995-06-07 | 1997-11-18 | Lemelson; Jerome H. | Method of depositing synthetic diamond coatings with intermediates bonding layers |
US5714202A (en) * | 1995-06-07 | 1998-02-03 | Lemelson; Jerome H. | Synthetic diamond overlays for gas turbine engine parts having thermal barrier coatings |
US6083570A (en) * | 1987-03-31 | 2000-07-04 | Lemelson; Jerome H. | Synthetic diamond coatings with intermediate amorphous metal bonding layers and methods of applying such coatings |
US9909677B2 (en) | 2002-12-18 | 2018-03-06 | Delta Faucet Company | Faucet component with coating |
-
1985
- 1985-09-26 JP JP21110785A patent/JPS6272921A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5462772A (en) * | 1957-06-27 | 1995-10-31 | Lemelson; Jerome H. | Methods for forming artificial diamond |
US6083570A (en) * | 1987-03-31 | 2000-07-04 | Lemelson; Jerome H. | Synthetic diamond coatings with intermediate amorphous metal bonding layers and methods of applying such coatings |
JPH0532490A (ja) * | 1991-07-26 | 1993-02-09 | Japan Steel Works Ltd:The | ダイヤモンド被覆金型用ピン及びその製造方法 |
US5688557A (en) * | 1995-06-07 | 1997-11-18 | Lemelson; Jerome H. | Method of depositing synthetic diamond coatings with intermediates bonding layers |
US5714202A (en) * | 1995-06-07 | 1998-02-03 | Lemelson; Jerome H. | Synthetic diamond overlays for gas turbine engine parts having thermal barrier coatings |
US9909677B2 (en) | 2002-12-18 | 2018-03-06 | Delta Faucet Company | Faucet component with coating |
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