JPS6388314A

JPS6388314A - 動圧空気軸受

Info

Publication number: JPS6388314A
Application number: JP61231861A
Authority: JP
Inventors: Mutsuki Yamazaki; 六月山崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1988-04-19
Also published as: DE3733117A1; US4797009A

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）この発明は、レーザスキャナ等の高速かつ高精度の回転
を要求される装置に使用される動圧空気軸受に関する。

（従来の技術）例えば、レーザスキャナは１００００ｒｐｆｆｉを超え
る高速で回転するが、この場合に回転ムラが極めて少な
いことが必要である。このため、この種の装置では、回
転を維持する軸受には、極めて高い精度が要求され、こ
の高精度が長期間に亘って維持されることが必要である
。

軸受として、ボールベアリングを使用した回転層ｖＪ装
置があるが、このボールには潤滑剤が必要である。しか
しながら、この潤滑剤は回転と共に周囲に飛散して付着
するので、よごれを嫌う装置にボールベアリングを使用
することはできない。

また、レーザスキャナのように、１１０００ｒｐを超え
る高速回転を長期間継続することはボールが摩耗するの
で、事実上不可能である。

そこで、このような高速回転する回転駆動装置用の軸受
として、動圧空気軸受が多用されている。

この動圧空気軸受においては、固定軸の周囲に軸方向に
傾斜した溝が形成されており、この固定軸に外嵌するス
リーブが回転すると、溝を介して空気が固定軸とスリー
ブとの間に導入される。この動圧により、空気が潤滑剤
となって、スリーブの内周面と固定軸の外周面との接触
が回避され、両者が摺動することなくスリーブが回転す
る。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、動圧空気軸受において、固定軸とスリー
ブとが接触しないのは、定格回転数で回転している期間
である。スリーブの回転起動時及び回転停止時には、ス
リーブと固定軸とは相互に摺動し、このため、摩耗が生
じる。従って、固定軸の溝が形成された動圧部とスリー
ブの内周面は、従来、摩耗しにくいステンレスの焼き入
れ材、超硬合金又は高速度鋼等で作られている。

しかし、このような材料は高価であると共に、加工がし
にくいという難点がある。ところが、動圧空気軸受は、
構造上、極めて高い加工精度が要求され、動圧部とスリ
ーブとの間のクリアランスは数ミクロンである。また、
その真円度及び真直度も高ｙ４度であることが要求され
る。従って、前述の如く加工性が低い材料を使用してこ
のような高精度の加工をすることは極めて困難であり、
このため、従来の動圧空気軸受は量産しにくく高価であ
るという欠点を有する。これは、軸部材が回転し、スリ
ーブ部材が固定されている動圧空気軸受についても同様
である。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
量産性が優れ、安価な動圧空気軸受を提供することを目
的とする。

［発明の構成コ（問題点を解決するための手段）この発明に係る動圧空気軸受は、軸部材と、この軸部材
を外嵌するスリーブ部材とを有し、軸部材又はスリーブ
部材が相対的に回転する動圧空気軸受において、軸部材
の表面又はスリーブ部材の内面の少なくとも一方にセラ
ミックスが被着されていることを特徴とする。

（作用）この発明によれば、回転する部材（軸部材又はスリーブ
部材）の回転起動時又は回転停止時に接触するおそれが
ある面に、セラミックスが被着されている。このため、
この而が摺動してもスリーブ部材又は軸部材自体の摩耗
は防止される。−方、スリーブ部材又は軸部材自体は、
安価な加工しやすい材料でつくることができる。このた
め、この発明に係る動圧空気軸受は、長寿命であると共
に、量産性が優れており、安価である。

（実施例）以下、添附の図面を参照してこの発明の実施例について
具体的に説明する。第１図はこの発明の実施例に係る動
圧空気軸受を使用したレーザスキャナの模式図である。

レーザスキャナのケース１内には、固定軸２がその軸方
向を垂直にして配設されている。この固定軸２は、ケー
ス１の天板及び底板にボルト３で固定されている。この
固定軸２には、スリーブ部材が固定軸２を嵌合して配設
されている。

スリーブ部材４には、その外周面の上半部に円筒状の永
久磁石５がスリーブ４に外嵌して固定されている。スリ
ーブ部材４の中央部外周面には、多面体ミラー６がその
軸方向をスリーブ部材４の軸方向と一致させて固定され
ている。スリーブ部材４の下端外周面には、円筒状の永
久磁石７が嵌合して固定されている。

ケース１の天板の下面には電磁石８が固定されており、
この電磁石８は永久磁石５との間に若干の間隙をおいて
永久磁石５を外嵌するように配設されている。また、ケ
ース１の底板には、円筒状の永久磁石９が、永久磁石７
との間に若干の間隙を有して配設されている。

固定軸２の上半部及び下半部には、夫々動圧部１０及び
１１が設けられており、この動圧部１０゜１１には、そ
の周面に固定軸２の長手方向に対して傾斜する溝１２が
形成されている。スリーブ部材４における動圧部１０，
１１と対向する部分には、夫々スリーブ１３．１４が設
けられている。

この固定軸２の動圧部１０，１１と、スリーブ部材４の
スリーブ１３．１４との間には、若干の間隙（３乃至６
μｍ）が形成されている。

この固定軸２の動圧部１ｏ、ｉｉの外周面及びスリーブ
部材４のスリーブ１３．１４の内周面の少なくとも一方
には、後述するようにして、セラミックス′がコーティ
ング（被着）されている。

このように構成された動圧空気軸受においては、永久磁
石７と永久磁石９との間の吸引力により、スリーブ部材
４の下半部は所定位置に浮遊する。

電磁石８に通電すると、コアとしての永久磁石５には、
周方向に力が加わり、スリーブ４部材が回転する。スリ
ーブ部材４が回転すると、固定軸２の動圧部１０，１１
に形成された溝１２から、スリーブ１３．１４と動圧部
１０．１１との間に空気が導入され、この空気が潤滑作
用をしてスリーブ部材４は固定軸２に非接触で回転する
。従って、１１０００ｒｐを超える高速回転でも、スリ
ーブ部材４及び固定軸２は摩耗することはない。スリー
ブ部材４の回転起動時及び回転停止時には、動圧部１０
．１１とスリーブ１３．１４とが接触するが、両者の接
触面には、その少なくとも一方にセラミックスが被着さ
れている。このセラミックスは硬く摩耗しにくいと共に
、摩擦係数が低いので、スリーブ１３．１４と動圧部１
０．↑１との間を潤滑しなくても、その接触面の摩耗は
回避される。

次ぎに、この動圧空気軸受の動圧部又はスリーブにセラ
ミックスを被着する装置について説明する。第２図はそ
の成膜装置の側面断面図、第３図はその平面断面図であ
る。角筒状の平面断面を有する反応室２１は、その下端
に複数個の排気口２２が設けられた底部部材２３が絶縁
体２４を介して取り付けられている。反応室２１は、メ
カニカルブースタポンプ及び油回転ポンプ　（図示せず
）などにより排気口２２を介して排気され、約１０−３
ｔｏｒｒ（トル）の真空度に保持されるようになってい
る。反応室２１内には、ガス導入口２５を介して種々の
原料ガスが導入される。

反応室２１の上方には、絶縁体２６を介して収納室２７
が設置されており、収納室２７は絶縁体２６により反応
’ｆｆ１２１と電気的に絶縁されている、また、収納室
２７は反応室２１と仕切板２８により仕切られている。

仕切板２８には、複数個の支持ロッド２９がその長手方
向を鉛直にして挿通されている。各ロッド２９には、カ
ラー３０が嵌合されてロフト２つに固定されており、カ
ラー３０が仕切板２８に係止されるごとにより、ロッド
２９が抜は落ちないようになっている。ロッド２９の上
端部には、駆動手段のギア３２が嵌合されており、その
下方にてロッド２９に嵌合して固定された押さえ３１に
より、ギア３２がロッド２９に支持されている。各ギア
３２は隣接するもの同士が相互に噛合しており、駆動装
置により中央のギアが回転駆動されると、全てのギア３
２が回転し、支持ロッド２９が回転するようになってい
る。

各支持ロッド２つの下端部には、雌ネジ（図示せず）が
形成されており、ステンレスｒ！４ａの棒状の支持体２
４の上端部には、雄ネジ（図示せず）が形成されている
。成膜すべき支持体３３の上端部には、雄ネジ（図示せ
ず）が形成されていて、支持体３３と支持ロッド２９と
を螺合することにより、支持体３３がロッド２９に取り
付けられる。

駆ｖＪ装置３４が収納室２７の上方に設けられており、
この駆動装置３４の駆動によりギア３２が回転すると、
支持体３３はその軸を回転中心として回転する。

第３図に示すように、支持体３３は、反応室２１、内に
その実質的に中央にて一列に配列されている。そして、
この支持体列を挟むようにして、その両側に、一対の平
板状の電１３５．３６が対設されている。ｍ１３５，３
６には、多数の孔が開設されており、ガス導入口２５を
介して反応室２１に導入されたガスはこの孔を介して反
応室２１の中心部に供給される。電極３５．３６は反応
室２１と同一の電位になるように反応室２１に取り付け
られている。そして、この電極３５゜３６は、マツチン
グボックス３７を介して高周波′Ｉ！Ｉｉ源３８に接続
されている。

次に、このようにして構成される装置の動作について説
明する。先ず、反応室２１内に複数個の支持体３３を取
り付けた後、駆動装置３４により支持体３３を適宜の速
度で自転させると共に、反応室２１内を約１０”３　ト
ルに排気する。そして、排気を継続しつつ、ガス導入口
２５を介して原料ガスを導入し、反応室２１内を例えば
０．１トル乃至１０トルの圧力に調節する。そして、マ
ツチングボックス３７を介して高周波電源３８から高周
波電力を電極３５．３６に印加する。そうすると、支持
体３３は収納室２７を介して接地されているから、電極
３５．３６と、支持体３３との間に、プラズマが生起さ
れ、原料ガス中の主な構成元素を含有する組成の１１１
１が支持体上に形成される。

この場合に、支持体は自転しているので、薄膜は支持体
の周面に均一に形成される。また、支持体を回転駆動す
る駆動手段（駆動装置、ギアなど）は支持体の上方に配
設されているので、反応苗内に粉体が発生してもこの粉
体が駆動手段の上に堆積してしまうことがなく、粉体の
巻き上げが防止され、駆動手段の清掃が容易である。ま
た、収納室２７内に接地されたギア３２．ロッド２９及
びカラー３０等は収納室２７と同一の電位（接地電位）
にあるから、収納室２７で放電が発生してしまうことが
ない。一方、高周波電源３８による電力が印加される反
応室２１は、接地されている底部部材２３及び収納ｖ２
７と、小さな絶縁体２４゜２６を介して連結されている
。このため、この絶縁体を介して漏洩する電力は極めて
少ない。

なお、成膜すべき薄膜がアモルファス＄１、ＳｉＣ又は
ＳｉＮなどの場合には、支持体を１５０乃至３００℃に
加熱することが好ましく、ＴｉＣ又はＴｉＮの場合には
、支持体を３００乃至６５０℃に加熱することが好まし
い。このため、反応室２１内にランプヒータ（図示せず
）を設けて支持体を加熱しても良いし、反応室内に、Ｎ
２ガス又はＡｒガスを導入してこのガスのプラズマによ
って支持体を加熱しても良い。また、上記実施例におい
ては、プラズマ形成のために高周波電源を使用したが、
直流電源を使用してプラズマを生起させても良い。この
場合には、マツチングボックスは不要である。更に、こ
の実施例においては、電力印加用に電極３５．３６を使
用し、接地された支持体３３との間にプラズマを生起さ
せているが、この電極３５．３６を格別に設けずに反応
室２１と支持体３３との間にグロー放電を生じさせでも
良い。更にまた、複数個の支持体を複数列に配設するこ
とも可能である。

次に、第４図を参照して、セラミックスの他の成膜装置
について説明する。第４図において、第２図と同一物に
は同一符号を付して説明を省略する。この成膜装置にお
いては、反応室２１が接地されており、収納室２７にマ
ツチングボックス３７を介して高周波電源３８が接続さ
れている。

これにより、支持体３３に高周波電力が印加され、接地
されているＮ極３５．３６との間でプラズマが生起され
る。このような構成は反応室と収納室とが電気的に絶縁
されているから可能になるが、これにより、支持体の自
己バイアスが変化し、膜質に影冑する。従って、成膜す
べき材料の種類によって、第２図又は第４図の成膜装置
を使い分ければよい。

次に、第５図を参照して更に他の成膜装置について説明
する。この装置は、収納室２７に直流電源３９が接続さ
れている点が、第２図の装置と異なる。このように、直
流電１ｖｉ３９を接続することによって、支持体の自己
バイアスを可変にすることができる。

第６図は、更に他の成Ｍｉ　ｇｉ＠を示す側面断面図、
第７図は、同じくその平面断面図である。この装置は、
？ｌ数個の支持体を円周に沿って配設することにより、
各支持体における成膜速度の均一化を図ったものである
。反応室４１は円筒状をなし、同じく円筒状の収納室４
２が反応室４１の上に絶縁体４３を介して設置されてい
る。反応室４１と収納室４２とは、仕切板４４により仕
切られている。反応室４１の下端には、排気手段（図示
せず）に接続された底部部材４５が、絶縁体４６を介し
て取り付けられている。反応室４１内には、ガス導入口
４７を介して原料ガスが導入されるようになっている。

反応室２１内には、円柱状の接地電極５０、複数個の支
持体３３及び円柱状の高周波電極５１が配設されている
。接地電極５０は反応室４１の中心に配設され、仕切板
４４に懸架されている。複数個の支持体３３は接地電極
５０と同軸の円周に沿って配設されており、支持ロッド
５２を介して仕切板４４に懸架されている。高周波電極
５１は接地電極５０と同軸的に配設されており、反応室
４１に取り付けられていて、反応室４１と同電位になっ
ている。高周波ｆｆｉ源３８はマツチングボックス３７
を介して、反応ｖ４１及び高周波？１ｔ１５１に接続さ
れている。また、高周波電源３８には、多数の孔が開設
されており、ガス導入口４７を介して反応室４１内に導
入された原料ガスは、この孔を通流して反応室４１の中
心部に供給される。

収納室４２には、各支持体３３及び接地電極５０につい
てギア５３が設けられており、駆１ｌｌｌＩ装置５４に
よりこれらのギア５３が回転駆動されると、各支持体３
３及び接地電極５０は自転するようになっている。収納
室４２は接地されており、この収納室４２に電気的に接
続された支持体３３及び接地電極５０も接地されている
。

このようにして構成された成１［１においても、第２図
の装置と同様の条件で支持体に薄膜が成膜される。駆動
装置５４の駆動により、ギア５３を介して各支持体３３
及び接地電極５０が自転し、０．１乃至１０トルの反応
圧力に調整した後、高周波電力をＴｉ極５１に印加する
。そうすると、反応室内にプラズマが生起され、支持体
３３の周面に簿膿が形成される。

この場合に、各支持体３３は電極５０．５２間にいずれ
も同一の幾何的条件で配設されている。

従って、全ての支持体は同一の成膜速度で成膜される。

また、各支持体は自転しているので、ＲＩＱは支持体の
周面に均一に形成される。

第８図は、更に池の成膜装置を示す断面図である。この
装置においては、反応室４１が接地されており、収納室
４２が高周波電源３８に接続されている点がＭ６図の成
膜装置と異なる。この構成においては、支持体３３の自
己バイアスが変化する。

第９図は、更に他の成膜装置を示す。この８置において
は、反応室４２に＠流電源３９が接続されている点が第
６図の実施例と異なる。このような構成により、自己バ
イアスを可変にすることができる。

なお、この装置においても接地電極５０を省略すること
は可能である。接地電極５０は放電空間を規制する機能
を有するが、この接地電極は第２図の装置と同様に必ず
しも必要ではない。この接地電極の替りに、複数個の支
持体を円周に沿って配設しても良い。つまり、支持体を
同心的な複数個の円周に沿って配設することも可能であ
る。

これらの成膜装置によれば、複数個の支持体が懸架され
る懸架手段及び支持体の駆動手段が収納室内に配設され
ているので、反応室内に粉体が発生しても、この粉体が
駆動手段により舞い上がることがなく、ピンホール等の
欠陥がない高品質の薄膜を安定して成膜することができ
る。また、この副生物が駆動手段に付着することも抑制
されると共に、副生物は反応室の底部に堆積するから装
置の清掃が容易である。特に、支持体を円周に沿って配
設することにより、各支持体の成膜速度を同一にし、−
層均質な薄膜を形成することができる。

更に、収納室と反応室とは電気的に絶縁されているので
、収納室内の懸架手段及び駆動手段は同一の電位にある
。つまり、反応苗内にのみ電位が異なる部材がある。従
って、反応至内以外の箇所で放電が発生することが防止
されると共に、電気的に浮いた反応室内でプラズマが生
起されるので、反応苗から外部に漏出する高周波電力が
少ない。

また、反応室と収納室とを電気的に絶縁する絶縁体は、
その面積を小さくすることが可能である。

従って、絶縁体を通過して漏洩する電力が少ない。

これにより、印加する高周波電力が有効に利用される。

また、複数個の支持体を同時に成膜することができるの
で、生産性が高いと共に、駆動手段の清掃が容易である
ので保守性が高い。

次に、スリーブ部材４の内周面にセラミックスを被着す
る装置について、第１０図を参照して、説明する。円筒
状の反応容器６２の上方に副チャンバ６３が相互に連通
ずるように配設されている。

反応容器６２には絶縁体６７を介して排気口６５が取り
付けられており、この排気口６５は適宜の真空ポンプ（
図示せず）に接続されている。この排気口６５を介して
反応容器６２の内部は真空ポンスにより排気される。副
チャンバ６３には、ガス導入口６４が配設されていて、
このガス導入口６４を介して原料ガスが副チャンバ６３
及び反応容器６２内に導入される。

副チャンバ６３の上端には、絶縁体６８を介して平板状
の電極６６が、副チャンバ６３を密閉するように、取り
付けられている。この電極６６は接地されており、その
中央には、棒状の１！極６９が垂架されている。この１
ｗ１６９は、電極６６を介して接地されており、反応容
器６２の中央にてその下端部まで延長している。反応容
器６２にはマツチングボックス７０を介して高周波電源
７１が接続されている。

このように構成される成膜装置においては、複数個のス
リーブ部材６１（図示例は２個）はその軸方向を反応容
器６２の軸方向と一致させ、その軸心部に棒状電極６９
を位置させて、反応容器６２内に配設される。そして、
排気口６５を介して排気しつつ、ガス導入口６４から原
料ガスを反応容器６２内に導入し、反応容器６２内を所
定圧力の原料ガスの雰囲気下に保持する。次いで、高周
波電源７１から高周波電力を反応容器６２及びスリーブ
部材６１に印加すると、スリーブ部材６１と接地された
電極６９との間でプラズマが生起され、スリーブ部材６
１の内周面に原料ガスの構成成分を主成分とするセラミ
ックスが被着される。

第１１図は他の成膜装置を示す。この装置においては、
反応容器６２が接地されており、電極６６．６９がマツ
チングボックス７０を介して高周波電源７１に接続され
ている。この装置の場合は、第１０図に示す装置に比し
て構造を簡単にすることができると共に、スリーブ部材
６１内に挿入された電極６９をターゲット電極として、
スパッタリングによりセラミックスをスリーブ部材６１
に被着することもできる。例えば、Ｓ１製棒状Ｎ極６９
を使用し、反応容器５２内にＡｒ及びＮ２の混合ガスを
導入してスパッタリングすることによりＳｉＮを被着す
ることができる。一方、Ｔｉ製の棒状電極６９を使用す
れば、ＴｉＮを被着することができる。

なお、＾周波電力の替りに直流電源を使用して成膜する
ことも可能である。また、反応容器６２内に複数個のス
リーブ部材６１を配置することにより、−度に多数のス
リーブ部材を成膜することができる。

次に、セラミックスの成膜条件及び成膜されたセラミッ
クスの層厚の代表例について説明する。

（ａ）　Ｓ　ｉ　Ｎの場合ＳｉＨ＋ガス流量：　１００ＳＣＣＭＮ２ガス流量：３００ＳＣＣＭ反応圧カニ１．Ｏトル高周波電カニ５００Ｗ成膜時間：３０分居厚：約３μｍ（ｂ）Ｓ　ｉ　ＣＮの場合ＳｉＨ＋ガス流ｍ　：　１０ＳＣＣＭＮ２　ガスｍｍ　：　５０ＳＣＣＭＣｈｈガス流伍：３０ＳＣＣＭ反応圧カニｉ、ｏトル高周波筒カニ５００Ｗ成膜時間：４０分層厚：約３μｍ（ｃ）ＳｉＣの場合ＳｉＨ＋ガス流徂：１０ＳＣ１０５ＣＣガス流量：３０ＳＣＣＭ反応圧カニ１．Ｏトル高周波型カニ５００Ｗ成膜時間：４０分層厚：約３μｍ（ｄ）ＳｉＯの場合Ｓ　ｉ　Ｈ４カスａｍ　：　１０ＳＣＣＭＯ２ガス流量
：３０ＳＣＣＭ反応圧カニ１．Ｏトル高周波型カニ５００Ｗ成膜時間：４０分層厚：約３μｍ（ｅ）ＴｉＮの場合ＴｉＣｌ４　ガスＲＭ：　１０Ｓ１０５ＣＣガス流囚：
５０ＳＣＣＭＨ２ガス流凹：２００ＳＣＣＭ反応圧カニ１．Ｏトル高周波型カニ　１　ｋＷ成膜時間：６０分層厚：約３μｍ（ｆ）Ｔｉｃの場合Ｔ１Ｃｌ＋ガス流［１：　１０ＳＣＣＭＣＨ＜ガス流量
：３０ＳＣＣＭＨ２ガス流ｆｆｉ　：　２００ＳＣＣＭ反応圧カニ１．
Ｏトル高周波型カニ　１　ｋＷ成膜時間二６０分層厚：約３μｍ（ｏ）ＴｉＣＮの場合ＴｉＣｌ４ガス流倒：１０ＳＣ１０５ＣＣガス流量：　２０ＳＣＣＭＮ２ガス流聞：５０ＳＣＣＭＨ２ガス流ｍ　：　２００ＳＣＣＭ反応圧カニｉ、ｏトル高周波型カニ　１　ｋＷ成膜時間：６０分層厚：約３μｍ（ｈ）ＢＮの場合８２　Ｈ６ガスｍｍ　：　１０ＳＣＣＭＮ２ガス流泄：
　５０ＳＣＣＭ反応圧カニ１．Ｏトル高周波型カニ５００Ｗ成膜時間：３０分層厚：杓３μｍ（ｉ　）ＢＣの場合Ｂ２　Ｈｓガス流量：　１　Ｏ５ＣＣＭＣＨ４ガス流昂
：３０ＳＣ８Ｍ反応圧カニ１．Ｏトル高周波型カニ５００Ｗ成膜時間＝３０分腐厚：約３μｍ（ｊ＞ＢＣＮの場合Ｂ２　Ｈ６ガスＦＥｌ　：　１　Ｏ５ＣＣＭＣＨ４１１
２１ｍ　：　２０ＳＣＣＭＮ２ガス流吊：５０ＳＣＣＭ反応圧カニ１．０トル＾周波筒カニ５００Ｗ成膜時間：３０分層厚：約３μｍ（ｋ）Ａ　Ｉ２０３の場合ＡＩ　（ＣＨ３）３　ガス１！：　１０８００Ｍ０２　
ガスＦＥＩ：３０ＳＣＣＭ反応圧カニｉ、ｏトル高周波型カニａｏｏｗ成膜時間二６０分層厚：約３μｍ（＋）ＷＣの場合ＷＦｓ　カス流ｆｌｉ　：　１０Ｓ　ＣＣＭＣＨ４ガス
流邑：５０８ＣＣＭ反応圧カニ１．Ｏトル高周波型カニ　１　ｋＷ成躾時間：６０分Ｗ４厚：約３μｍ（ｍ）ダイアモンドの場合Ｃｌ−１４ガス流岱：５０ＳＣＣＭ反応圧カニｉ、ｏトル高周波電カニ　１　ｋＷ成膜時間：６０分層厚：杓３μｍこのような条件で、ステンレスｔＡ（ＳＵＳ４１６）製
の固定軸の表面にセラミックス層を被着して得た動圧空
気軸受を、レーザスキャナとして使用したところ、その
耐久性については、超硬合金で作られた動圧空気軸受と
比較して何等劣るものではなく、同等の耐久性が得られ
た。この発明に係る動圧空気軸受の加工コストは、超硬
合金製動圧空気軸受の１／１０以下であり、低コストで
あると共に、示度性も高い。

第１２図はこの発明の第２の実施例に係る動圧空気軸受
を示す模式図である。第１２図において、第１図と同一
物には同一符号を付して説明を省略する。この実施例に
おいては、固定軸２の動圧部１０．１１を、スリーブ部
材４のスリーブ１３゜１４よりも長くした点が第１の実
施例と異なる。

これにより９回転中にスリーブ部材４が多少上下に振動
しても、スリーブ１３．１４は一定の動圧を受けること
ができ、回転が滑らかになる。例えば、回転中に、５乃
至５０Ｈｚまでスィーブさせ、０．３Ｇの加速度で振動
を付加しても、固定軸とスリーブ部材とは、接触するこ
となく円滑に回転する。

なお、スリーブ部材を５ＵＳ４１６で作製し、その内壁
をセラミックスで被着した場合でも、前記各実施例と同
様の効果がある。また、固定軸とスリーブ部材の双方に
セラミックスを被着しても良いことは勿論である。この
場合に、固定軸に被着するセラミックスとスリーブ部材
に被着するセラミックスとを異なるものにしても良い。

例えば、固定軸をＳｉＮで被着し、スリーブ部材をＴ　
ｉ　Ｎで被着すること、及びその逆も可能である。

更にまた、固定軸及びスリーブ部材の母材は、ＳＵＳに
限らず、鋳鉄、快削鋼、焼結材等、安価で加工しやすい
ものを選択することができる。なお、固定軸に被着する
セラミックスの種類によっては、スリーブの材質を広範
囲に選択することができる。例えば、ＴＡＮを固定軸に
被着した場合、Ｔｉ系セラミックスは相手方のスリーブ
部材を削る傾向があるので、スリーブ部材としては高速
度鋼のように固いもののほうが好ましい。しかしながら
、ＳｉＮ及びＳｉＣ等の３ｉ系セラミツクスは、相手方
を削らないので、相手方の材料を選ばず、テフロン及び
ルーロン等のポリマ材料でも良い。

更にまた、前記各実施例は、軸部材が固定され、スリー
ブ部材が回転する形式の動圧空気軸受であったが、これ
に限らず、スリーブ部材が固定され、軸部材が回転する
形式のものにもこの発明を適用することができることは
勿論である。

更にまた、セラミックスの被着方法は、上記実施例のよ
うに、プラズマＣＶＤに限らず、熱ＣＶＤによっても良
いことは勿論である。しかし、被着される部材の変形な
どを抑制するためには、低温処理可能のプラズマＣＶＤ
の方が好ましい。

また、スパッタリング及びイオンブレーティング等のＰ
ＶＤによりプラズマを形成しても良い。更に、プラズマ
ＣＶＤにおいても、高周波電力以外に、マイクロ波又は
電子サイクロトロン共鳴により成膜することもできる。

この場合には、成ｇ１質の形状が被着される部材によら
ないという利点がある。

［発明の効果］この発明によれば、回転起動時又は回転停止時に、接触
するおそれがある部分に、セラミラックスを被着し、こ
れにより耐久性を高めたものであるから、各部材の母材
としては安価で加工性が高いものを使用することができ
、動圧空気軸受を安価にかつ高量産性で製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例に係る動圧空気軸受を
示す模式図、第２図乃至第１１図はセラミックスを被着
する装置を示す断面図、第１２図はこの発明の第２の実
施例を示す模式図である。１；ケース、２；固定軸、４ニスリ一ブ部材、５．７．
９：永久磁石、６：ミラー、８；電磁石、１０．１１；
動圧部、１２；溝、１３．１４ニスリーブ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軸部材と、この軸部材を外嵌するスリーブ部材と
を有し、軸部材又はスリーブ部材が相対的に回転する動
圧空気軸受において、軸部材の表面又はスリーブ部材の
内面の少なくとも一方にセラミックスが被着されている
ことを特徴とする動圧空気軸受。
（２）前記軸部材は固定され、スリーブ部材が回転可能
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
動圧空気軸受。
（３）前記セラミックスは、シリコン、チタン、ボロン
、アルミニウム、及びタングステンから選択された少な
くとも一種の元素と、酸素、窒素、及び炭素から選択さ
れて少なくとも一種の元素とを有することを特徴とする
特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の動圧空気軸受
。
（４）前記セラミックスは、減圧下でスラズマを形成す
ることにより被着されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の動圧空気軸
受。
（５）前記軸部材に形成され溝を有する動圧部と、前記
スリーブ部材に形成され動圧部に対応するスリーブとを
有し、前記動圧部はスリーブよりも長いことを特徴とす
る特許請求の範囲第２項乃至第４項のいずれか１項に記
載の動圧空気軸受。
（６）スリーブには、多面体がその軸をスリーブの軸と
一致させて取付けられており、スリーブの回転により多
面体が回転すると、多面体に入射する光ビームが走査さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の動
圧空気軸受。