JPH02158690A - 摺動部材 - Google Patents
摺動部材Info
- Publication number
- JPH02158690A JPH02158690A JP63311390A JP31139088A JPH02158690A JP H02158690 A JPH02158690 A JP H02158690A JP 63311390 A JP63311390 A JP 63311390A JP 31139088 A JP31139088 A JP 31139088A JP H02158690 A JPH02158690 A JP H02158690A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sliding
- sliding member
- film
- carbon film
- recording medium
- 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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- Magnetic Record Carriers (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Lubricants (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〕
本発明はオーディオ、ＶＴＲ、ビデオディスク、ハード
ディスク、コンピュータ等、あるいはこれらの関連部品
等の各種機構部品における軸受、軸等の摺動面、摺動部
、摺接部等の摺動部材に関する。
ディスク、コンピュータ等、あるいはこれらの関連部品
等の各種機構部品における軸受、軸等の摺動面、摺動部
、摺接部等の摺動部材に関する。
近年、エレクトロニクスの進歩に伴い、上記したような
精密機械の各種機構部品の制御は電子制御が主流になり
つつあるとしても摺動部材をなくすことは不可能であり
、これら機械的制御部分の摺動部材の摩耗が各種精密機
械の寿命をもたらすものであった。さらに、例えばコン
ピュータ外部メモリ、ＶＴＲ等に使用されている磁気記
録は高密度、高帯域化に伴い、記録材料も酸化鉄からメ
タルパウダー、メタル蒸着材料が多用されるようになっ
ており、また記録ヘッド材料もフェライト材からセンダ
ストやアモルファス材料に変わってきている。これら各
種材料は硬く摺動部あるいは記録接面を傷付けやすく、
これに伴いドロップアウト、トラックミス等が生じ、長
期安定性に欠けるという問題点を有するものであった。
精密機械の各種機構部品の制御は電子制御が主流になり
つつあるとしても摺動部材をなくすことは不可能であり
、これら機械的制御部分の摺動部材の摩耗が各種精密機
械の寿命をもたらすものであった。さらに、例えばコン
ピュータ外部メモリ、ＶＴＲ等に使用されている磁気記
録は高密度、高帯域化に伴い、記録材料も酸化鉄からメ
タルパウダー、メタル蒸着材料が多用されるようになっ
ており、また記録ヘッド材料もフェライト材からセンダ
ストやアモルファス材料に変わってきている。これら各
種材料は硬く摺動部あるいは記録接面を傷付けやすく、
これに伴いドロップアウト、トラックミス等が生じ、長
期安定性に欠けるという問題点を有するものであった。
従来、これらの摺動部には、５ｔＪＳ、ＡＱ、樹脂等の
材料が単独で用いられていたり、あるいはその上に固体
潤滑剤や各種潤滑剤を塗布やスパッタリング、めっき等
により被覆し、耐摩耗性や潤滑性を向上させる努力がな
されていた。
材料が単独で用いられていたり、あるいはその上に固体
潤滑剤や各種潤滑剤を塗布やスパッタリング、めっき等
により被覆し、耐摩耗性や潤滑性を向上させる努力がな
されていた。
これらの材料には、ＡＱ２０．、Ｔｉｅ、、Ｃｒ。
０１、ＴｉＮ、四弗化エチレン系樹脂、ポリアセタール
樹脂、無定形黒鉛、テフロン（商品名）や各種合金等各
種雑多の材料が使用されている。
樹脂、無定形黒鉛、テフロン（商品名）や各種合金等各
種雑多の材料が使用されている。
しかし、これらの材料も一長一短があり、耐摩耗性には
優れるが潤滑性に劣るものであったり。
優れるが潤滑性に劣るものであったり。
あるいはその逆であったりして耐摩耗性及び潤滑性を共
に満足するものではなかった。
に満足するものではなかった。
より具体的にいえば１例えば特開昭６２−９３５５号公
報では電子写真像形成部材に無定形炭素を含有させ、ま
た特開昭６２−３６０１１号公報では記録媒体にガラス
状カーボン材料を使用している。
報では電子写真像形成部材に無定形炭素を含有させ、ま
た特開昭６２−３６０１１号公報では記録媒体にガラス
状カーボン材料を使用している。
しかしながら、これら無定形炭素、すなわちガラス状カ
ーボン材料は硬度は高いものの、潤滑性が劣るものであ
った。
ーボン材料は硬度は高いものの、潤滑性が劣るものであ
った。
本発明は潤滑性及び耐摩耗性に優れた摺動部−材を提供
することを目的とするものである。
することを目的とするものである。
本発明は各種機構部品の摺動面、摺接部、摺動部等の摺
動部材表面に、炭素原子及び水素原子を主な組織形成元
素とする非晶質材料及び微細結晶材料の少なくとも一方
を含む、硬質炭素膜を被着させたことを特徴とするもの
である。
動部材表面に、炭素原子及び水素原子を主な組織形成元
素とする非晶質材料及び微細結晶材料の少なくとも一方
を含む、硬質炭素膜を被着させたことを特徴とするもの
である。
このように本発明は各種機構部品全般の摺動部材を提供
するものである。本発明の好ましい態様によれば、摺動
部材として、記録媒体と接し、この記録媒体と相対的に
摺動する支持体あるいは記録又は再生・消去用ヘッド、
もしくはこれら支持体又はヘッドと接する記録媒体自体
が挙げられる。
するものである。本発明の好ましい態様によれば、摺動
部材として、記録媒体と接し、この記録媒体と相対的に
摺動する支持体あるいは記録又は再生・消去用ヘッド、
もしくはこれら支持体又はヘッドと接する記録媒体自体
が挙げられる。
これらの摺動面、摺動部、摺接部等の摺動部材表面に、
炭素原子及び水素原子を主な組織形成元素とする非晶質
材料及び微細結晶材料の少なくとも一方を含む硬質炭素
膜を設けることが本発明の特徴となすものであるが、こ
の硬質炭素膜は一般にダイヤモンド状炭素暎又はｉ −
Ｃ膜あるいはアモルファスダイヤモンド膜ないしはダイ
ヤモンド薄膜と称されるものである。
炭素原子及び水素原子を主な組織形成元素とする非晶質
材料及び微細結晶材料の少なくとも一方を含む硬質炭素
膜を設けることが本発明の特徴となすものであるが、こ
の硬質炭素膜は一般にダイヤモンド状炭素暎又はｉ −
Ｃ膜あるいはアモルファスダイヤモンド膜ないしはダイ
ヤモンド薄膜と称されるものである。
この硬質炭素膜はイオンビーム法等によっても作成でき
るが、ここではプラズマＣＶＤ＠による例にて説明する
。まず、装置としては、例えば平行平板型プラズマＣＶ
Ｄ装置が使用される。まず、膜を形成すべき基板はセル
フバイアスのため正イオンの衝撃が促進されるＲＦ＃１
電側に取付けられる。そして、炭化水素（例えばＣＨ４
，Ｃ２Ｈ，、Ｃ３Ｈ，、Ｃ４Ｈ１，、Ｃ，Ｈ４等のパラ
フィン系炭化水素）と水素とを混合した原料ガスを装置
内に導入し、平行平板電極間に１３゜５６ＭＨｚの高周
波電界を印加するとグロー放電が発生する。なお１ｇ料
がオ・レフイン系炭化水素、アセチレン系炭化水素、ジ
オレフィン系炭化水素、さらには芳香族等すべての炭化
水素と水素との混合ガスである場合、このグロー放電に
より原料ガスはラジカルとイオンとに分解され反応する
ことによって、基板上に炭素原子Ｃと水素原子Ｈとから
なるアモルファス（非晶質）或いは微結晶質を一部に含
む硬質炭素膜が堆積する。このような硬質炭素膜の堆積
条件は、ＲＦ出カニ０．１〜５０Ｗ／ｃｄ 圧 カニ １０−３〜１ＯＴｏｒｒ 堆積温度；室温〜９５０℃ である。
るが、ここではプラズマＣＶＤ＠による例にて説明する
。まず、装置としては、例えば平行平板型プラズマＣＶ
Ｄ装置が使用される。まず、膜を形成すべき基板はセル
フバイアスのため正イオンの衝撃が促進されるＲＦ＃１
電側に取付けられる。そして、炭化水素（例えばＣＨ４
，Ｃ２Ｈ，、Ｃ３Ｈ，、Ｃ４Ｈ１，、Ｃ，Ｈ４等のパラ
フィン系炭化水素）と水素とを混合した原料ガスを装置
内に導入し、平行平板電極間に１３゜５６ＭＨｚの高周
波電界を印加するとグロー放電が発生する。なお１ｇ料
がオ・レフイン系炭化水素、アセチレン系炭化水素、ジ
オレフィン系炭化水素、さらには芳香族等すべての炭化
水素と水素との混合ガスである場合、このグロー放電に
より原料ガスはラジカルとイオンとに分解され反応する
ことによって、基板上に炭素原子Ｃと水素原子Ｈとから
なるアモルファス（非晶質）或いは微結晶質を一部に含
む硬質炭素膜が堆積する。このような硬質炭素膜の堆積
条件は、ＲＦ出カニ０．１〜５０Ｗ／ｃｄ 圧 カニ １０−３〜１ＯＴｏｒｒ 堆積温度；室温〜９５０℃ である。
このような堆積条件により作成された膜物性及び特性は
。
。
比抵抗（ρ）：ｌＯ’〜１０１３Ωｌ
ビッカース硬度（Ｈ）二〜９５００ ｋｇ ／ ｎ＋ｍ
屈折率（ｎ）：１．９〜２．４ 欠陥密度 ：ｘｏｌ？〜１０１９備−１摩擦係数μ
：０．１５〜０．３５ なる物性、特性を有する。但し、比抵抗の測定はコプレ
ナー型セルによるＩ−Ｖ特性により測定し、ビッカース
硬度はマイクロビッカース計。
屈折率（ｎ）：１．９〜２．４ 欠陥密度 ：ｘｏｌ？〜１０１９備−１摩擦係数μ
：０．１５〜０．３５ なる物性、特性を有する。但し、比抵抗の測定はコプレ
ナー型セルによるＩ−Ｖ特性により測定し、ビッカース
硬度はマイクロビッカース計。
屈折率はエリプソメータ、欠陥密度はＥＳＲにより各々
測定したものである。また、Ｘ線及び電子回折分析によ
ればアモルファス状態（ａ−Ｃ：ｌ（）、あるいは約５
０人〜数μｍ程度の微結晶粒を含むアモルファス状態に
あることがわかっている。
測定したものである。また、Ｘ線及び電子回折分析によ
ればアモルファス状態（ａ−Ｃ：ｌ（）、あるいは約５
０人〜数μｍ程度の微結晶粒を含むアモルファス状態に
あることがわかっている。
ラマン分光法及びＩＲ吸収法による分析の結果、第１図
、第２図に示す様に、炭素原子がＳＦ３の混成軌道とＳ
Ｆ２の混成軌道とを形成した原子間結合が混在している
ことが明らかになっている。
、第２図に示す様に、炭素原子がＳＦ３の混成軌道とＳ
Ｆ２の混成軌道とを形成した原子間結合が混在している
ことが明らかになっている。
なお、このような硬質炭素膜はＳＰ’を主体としてＳＦ
３を含むものと、ＳＦ３を主体としてＳＦ３を含むもの
とがある。又、成膜においては、ＲＦ小出力小さく圧力
が低い程、膜の比抵抗値及び硬度が増加し、水素混合比
が大きい程、屈折率が増加して欠陥密度が減少、つまり
、良質な膜を得ることができる。
３を含むものと、ＳＦ３を主体としてＳＦ３を含むもの
とがある。又、成膜においては、ＲＦ小出力小さく圧力
が低い程、膜の比抵抗値及び硬度が増加し、水素混合比
が大きい程、屈折率が増加して欠陥密度が減少、つまり
、良質な膜を得ることができる。
このようにして得られる硬質炭素膜を数１００人〜数μ
ＩＩ摺動部に堆積させることにより、摺動部として潤滑
性に富み耐摩耗性が良く、長期間において信頼性の高い
摺動部が得られる。さらに、この硬質炭素膜は化学的に
安定であり、ピンホールが少ないため、摺動部材として
だけでなく、保護膜としての役割もはたし従来に比べ外
的要因にも強い機械部品の作成が可能となる。
ＩＩ摺動部に堆積させることにより、摺動部として潤滑
性に富み耐摩耗性が良く、長期間において信頼性の高い
摺動部が得られる。さらに、この硬質炭素膜は化学的に
安定であり、ピンホールが少ないため、摺動部材として
だけでなく、保護膜としての役割もはたし従来に比べ外
的要因にも強い機械部品の作成が可能となる。
以下に実施例を示す。
実施例１
ワイヤートッドプリンターのヘッド部を支持しているロ
ッドにＳＵＳの丸棒を使用し、これに接して摺動する摺
動部にＡＱに硬質炭素膜を１μｍ堆積した摺動部材を使
用した。この時、硬質炭素膜の製膜条件は、ＣＨ４／Ｃ
Ｉ＋４＋Ｈ□＝５１５゜トータル流ｉ１０ｓｅｃＭ、圧
力０．１．Ｔｏｒｒ、 ＲＦパワー０．７Ｗ／ａ＋ｆと
した。従来は、摺動部材に自己潤滑性のある樹脂材料を
使用していた。そのため。
ッドにＳＵＳの丸棒を使用し、これに接して摺動する摺
動部にＡＱに硬質炭素膜を１μｍ堆積した摺動部材を使
用した。この時、硬質炭素膜の製膜条件は、ＣＨ４／Ｃ
Ｉ＋４＋Ｈ□＝５１５゜トータル流ｉ１０ｓｅｃＭ、圧
力０．１．Ｔｏｒｒ、 ＲＦパワー０．７Ｗ／ａ＋ｆと
した。従来は、摺動部材に自己潤滑性のある樹脂材料を
使用していた。そのため。
その加工精度、耐熱性、耐摩耗性におどっていた。しか
し、今回金属の上に硬質炭素膜を付けたことにより耐摩
耗性、加工精度等が向上し、より長期的に印字精度を維
持することが可能となった。
し、今回金属の上に硬質炭素膜を付けたことにより耐摩
耗性、加工精度等が向上し、より長期的に印字精度を維
持することが可能となった。
実施例２
ハードディスク、記録媒体上に硬質炭素膜を４０００人
堆積させた。この時、製膜条件はＣＨ４／ＣＨ４＋Ｈ，
＝ ４ ／ １、トータル流量２０３ＣＣＭ、圧力０．
１５Ｔｏｒｒ、 ＲＦパワーＩ Ｗ／ｃＩｆとした。こ
のようにして作製したハードディスクを２００００回連
続試験を行った後、表面を観会してみたがなんら表面の
変化がなく、かつ傷等によるビット落ちもなく、硬質炭
素膜をハードディスク上に堆積させることで潤滑性、耐
摩耗性にすぐれ、長期信頼性にあるハードディスクの作
製が可能となった。
堆積させた。この時、製膜条件はＣＨ４／ＣＨ４＋Ｈ，
＝ ４ ／ １、トータル流量２０３ＣＣＭ、圧力０．
１５Ｔｏｒｒ、 ＲＦパワーＩ Ｗ／ｃＩｆとした。こ
のようにして作製したハードディスクを２００００回連
続試験を行った後、表面を観会してみたがなんら表面の
変化がなく、かつ傷等によるビット落ちもなく、硬質炭
素膜をハードディスク上に堆積させることで潤滑性、耐
摩耗性にすぐれ、長期信頼性にあるハードディスクの作
製が可能となった。
実施例３
第３図に示されるように、デジタルオーディオデツキ（
ＤＡＴ）の回転ヘッド１上に硬質炭素膜２を１μｍ堆積
させ、記録ヘッドとした。
ＤＡＴ）の回転ヘッド１上に硬質炭素膜２を１μｍ堆積
させ、記録ヘッドとした。
ヘッドの作製は硬質炭素膜を堆積させるまでは、通常の
磁気ヘッドと同様の工程でヘッドを作製した。硬質炭素
膜の製膜条件は圧力０．０３５Ｔｏｒｒ、Ｃ）１４／Ｃ
１１，＋Ｈ，＝ １０／ Ｏ、トータル流量１１０５Ｃ
Ｃ，ＲＦパワー０．５Ｗ／−とした。このようにして得
られたヘッドを回転シリンダーに取り付け、再生ヘッド
とした。このヘッドを１００時間連続試験を行ったとこ
ろ、はとんど摩耗していないことがわかった。しかもヘ
ッドのヨゴレもＭ察されなかった。本実施例でヘッドを
ＤＡＴの回転ヘッドとしたが、これに限られるものでは
なく、記録、再生消去ヘッドの摺動部を持つヘッドであ
ればオーディオ用、光磁気用等どのようなヘッドでも同
様の良好な結果が得られる。
磁気ヘッドと同様の工程でヘッドを作製した。硬質炭素
膜の製膜条件は圧力０．０３５Ｔｏｒｒ、Ｃ）１４／Ｃ
１１，＋Ｈ，＝ １０／ Ｏ、トータル流量１１０５Ｃ
Ｃ，ＲＦパワー０．５Ｗ／−とした。このようにして得
られたヘッドを回転シリンダーに取り付け、再生ヘッド
とした。このヘッドを１００時間連続試験を行ったとこ
ろ、はとんど摩耗していないことがわかった。しかもヘ
ッドのヨゴレもＭ察されなかった。本実施例でヘッドを
ＤＡＴの回転ヘッドとしたが、これに限られるものでは
なく、記録、再生消去ヘッドの摺動部を持つヘッドであ
ればオーディオ用、光磁気用等どのようなヘッドでも同
様の良好な結果が得られる。
実施例４
家庭用ビデオデツキのテープ走行系の支持体（ローディ
ングポス１−、キャプスタン、ローラー等）にＣｒの丸
棒に硬質炭素膜を６０００人堆積させた。この時、製膜
条件は、圧力０．０７Ｔｏｒｒ、ＣＨ４／ＣＨ４◆Ｈ２
＝２７８． トータル流量２０ＳＣＣＭ、 ＲＦパワ
ー１．２Ｗ／ａ＃とした。テープ走行系の例を第４図に
示した。このように硬質炭素膜を付けたフローディング
ポスト、キャプスタン、パックテンションポスト等のポ
ストローラ３をテープ走行系のテープの支持体に使用し
たところ、テープ走行が安定し、テープテンションが小
さくなったばかりでなく、テープテンションのバラツキ
も小さくなった。さらに、再生試験を５０回行ったとこ
ろ、傷、テープの延びによるドロップアウト等の欠陥は
ほとんど１１察されなかった。
ングポス１−、キャプスタン、ローラー等）にＣｒの丸
棒に硬質炭素膜を６０００人堆積させた。この時、製膜
条件は、圧力０．０７Ｔｏｒｒ、ＣＨ４／ＣＨ４◆Ｈ２
＝２７８． トータル流量２０ＳＣＣＭ、 ＲＦパワ
ー１．２Ｗ／ａ＃とした。テープ走行系の例を第４図に
示した。このように硬質炭素膜を付けたフローディング
ポスト、キャプスタン、パックテンションポスト等のポ
ストローラ３をテープ走行系のテープの支持体に使用し
たところ、テープ走行が安定し、テープテンションが小
さくなったばかりでなく、テープテンションのバラツキ
も小さくなった。さらに、再生試験を５０回行ったとこ
ろ、傷、テープの延びによるドロップアウト等の欠陥は
ほとんど１１察されなかった。
以上のような本発明によれば、各種機構部品の摺動部に
硬質炭素膜を設けているので、耐摩耗性及び潤滑性に優
れ、長期安定性を有する摺動部材が得られる。また１本
発明を記録媒体と接する支持体に用いれば、記録媒体に
傷が付かず、記録のドロップアウト等が少なくなり、記
録媒体の長期安定性が増す。同様に、本発明をヘッドに
用いることによっても同様の効果が得られる。このこと
は記録媒体面に適用しても同様の効果が得られることを
も示すものである。
硬質炭素膜を設けているので、耐摩耗性及び潤滑性に優
れ、長期安定性を有する摺動部材が得られる。また１本
発明を記録媒体と接する支持体に用いれば、記録媒体に
傷が付かず、記録のドロップアウト等が少なくなり、記
録媒体の長期安定性が増す。同様に、本発明をヘッドに
用いることによっても同様の効果が得られる。このこと
は記録媒体面に適用しても同様の効果が得られることを
も示すものである。
第１図及び第２図はそれぞれラマンスペクトル図及びＩ
Ｒ吸収図である。 第３図は本発明の一例を示し、磁気ヘッドに本発明を適
用した場合の説明図である。 第４図は本発明の他の例を示し、ＶＴＲテープ走行系に
本発明を適用した場合の説明図である。 ｌ・・・ヘッド ２・・・硬質炭素膜３・・
ローディングポスト 特許出願人 株式会社 リ コ − 第１図 第２図
Ｒ吸収図である。 第３図は本発明の一例を示し、磁気ヘッドに本発明を適
用した場合の説明図である。 第４図は本発明の他の例を示し、ＶＴＲテープ走行系に
本発明を適用した場合の説明図である。 ｌ・・・ヘッド ２・・・硬質炭素膜３・・
ローディングポスト 特許出願人 株式会社 リ コ − 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、各種機構部品の摺動面、摺動部、摺接部等の摺動部
材表面に、炭素原子及び水素原子を主な組織形成元素と
する非晶質材料及び微細結晶材料の少なくとも一方を含
む硬質炭素膜を被着させたことを特徴とする摺動部材。 ２、前記摺動部材表面が、記録媒体と接し、この記録媒
体と相対的に摺動する支持体の摺動面、摺接部である請
求項１記載の摺動部材。 ３、前記摺動部材表面が、記録媒体と接し、この記録媒
体と相対的に摺動する記録又は再生・消去用ヘッドの摺
動面である請求項１記載の摺動部材。 ４、前記摺動部材表面が、記録媒体表面である請求項１
記載の摺動部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63311390A JPH02158690A (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63311390A JPH02158690A (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 摺動部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02158690A true JPH02158690A (ja) | 1990-06-19 |
Family
ID=18016609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63311390A Pending JPH02158690A (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02158690A (ja) |
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-
1988
- 1988-12-09 JP JP63311390A patent/JPH02158690A/ja active Pending
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