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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