JPH0446219A - 真空用転がり軸受およびコーティング層形成方法 - Google Patents

真空用転がり軸受およびコーティング層形成方法

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JPH0446219A
JPH0446219A JP15473090A JP15473090A JPH0446219A JP H0446219 A JPH0446219 A JP H0446219A JP 15473090 A JP15473090 A JP 15473090A JP 15473090 A JP15473090 A JP 15473090A JP H0446219 A JPH0446219 A JP H0446219A
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井上 義幸
Kazunori Hayashida
一徳 林田
Koichi Yamauchi
浩一 山内
Kazuhisa Kitamura
和久 北村
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    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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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】 【産業上の利用分野】
本発明は特に半導体製造装置などに使用される真空用転
がり軸受ならびに真空用転がり軸受の潤滑を行うための
コーティング層の形成方法に関する。
【従来の技術】
従来、真空用転がり軸受にはたとえばAgやM。 S2等の固体潤滑剤が用いられている。これは、通常の
転がり軸受に使用される潤滑油やグリースでは、油分が
蒸発したりして、潤滑性能が劣化したり、使用環境を汚
染したりするおそれがあったからである。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Agを固体潤滑剤として用いた真空周転
がり軸受は、準備工程、加工工程の終了後あるいは補修
時に大気雰囲気にさらされると、Agが酸化に伴って潤
滑性を失うために、軸受の寿命が短くなるという欠点が
ある。また、真空雰囲気のみでの使用であってもその雰
囲気中で腐食性ガスが使用される場合には、Agは耐食
性に劣るたぬ、転がり軸受の軌道部までが腐食される問
題があり、この点においても、軸受の短寿命化を招いて
いる。 また、MoS、の場合には、摩耗粉が発生して、雰囲気
を汚すという欠点がある。 そこで、本発明の目的は、大気雰囲気と真空雰囲気とに
おける使用においても潤滑性能が劣化せず、耐食性にも
優れ、したがって長寿命となり、しかも摩耗粉の発生が
殆んどなく真空雰囲気を汚すことのない真空周転がり軸
受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の真空周転がり軸受
は、耐食性材料でなる軌道輪、転動体および保持器を有
し、少なくとも軌道部に、ポリテトラフルオロエチレン
と有機バインダーとからなるコーティング層を有するこ
とを特徴としている。 上記有機バインダーはポリアミドイミドであるのが望ま
しい。 また、この発明のコーティング層形成方法は、被コーテ
ィング部材を脱脂する工程と、上記被コーティング部材
の被コーティング部分以外の部分をマスクで被覆する工
程と、上記被コーティング部分を所定の表面粗さを有す
るまでサンドブラストを施す工程と、脱砂工程と、上記
被コーティング部分に、ポリテトラフルオロエチレンと
有機バインダーとを溶剤で溶かした流動体を複数回スプ
レーしてボンデットフィルム状にコーティングする工程
と、上記マスクを除去する工程と、上記被コーティング
部材を焼き付け、硬化させる工程とを有する方法によっ
て形成することを特徴としている。 上記有機バインダーはポリアミドイミドであるのが望ま
しい。
【作用】
本発明の真空周転がり軸受のコーティング層の成分であ
るポリテトラフルオロエチレンは耐薬品性、耐摩耗性等
に非常にすぐれた樹脂で、自己潤滑性を有し、大気雰囲
気で使用されても酸化による潤滑性能の劣化がなく、ま
た腐食性ガスのある真空雰囲気で使用されても非常に腐
食されにくい。 したがって、このコーティング層を有する軌道部分等は
上述のごとき使用条件下での使用に対しても摩耗したり
腐食したりする度合が極めて小さく、したがってこの発
明の真空周転がり軸受は長寿命となる。 また、この発明の真空周転がり軸受のコーティング層は
、成分の1つである有機バインダーによりて、軌道部等
に強力に接着されており、またポリテトラフルオロエチ
レン同士も互いに強固に接着されているたぬ、コーティ
ング層の剥離が殆んど生じず、また、万一剥離が生じて
も、再度軌道部への付着が容易に行なわれるので、摩耗
粉の発生は殆んどなく、したがって、真空雰囲気を汚す
ことがない。 なお、上記コーティング層を上述の方法で形成した場合
には、スパッタリングとか粉体塗装方法などの方法に比
して、均一膜厚の制御が簡単にでき、しかもコーティン
グ層の軌道部分等の被コーティング部材に対する付着強
度を高ぬることができる。また、極小軸受や小型軸受な
どの小形でかつ複雑な形状のものにも均一なコーティン
グ膜を形成することができる。
【実施例】
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。 第1図に本発明の一実施例である真空周転がり軸受を示
す。第1図において、lはステンレス製内輪、2はステ
ンレス製外輪、3はステンし・ス製ホール、5はステン
レス製保持器である。これらステンレスは、例えば5U
S440Cや5US630などである。ステンレス製に
することにより無潤滑下での腐食を防いでいる。上記内
輪lの軌道部1aを含む外周面、上記外輪2の軌道部2
aを含む内周面、および上記保持器5のポケット表面に
は、それぞれコーティング層6が形成されている。上記
コーティング層6は、上記内外輪1.2の外周面および
内周面においては3〜5μ−の膜厚を、また保持器5に
おいては8μ諷±3μ曙の膜厚を有し、その成分は、ポ
リテトラフルオロエチレン(以下、PTFEと言う。)
75〜90vt%とポリアミドイミド25〜1(let
%からなる。ポリアミドイミドはPTFE粉末のバイン
ダーとして作用し、また、被コーティング面への接着性
を向上させる。 上記コーティング層6は以下の方法で形成されたもので
ある。 ■ まず、被コーティング部材である内輪1、外輪2お
よび保持器5のそれぞれを脱脂する。 ■ 次に、上記被コーティング部材の被コーティング部
分すなわち内輪■の外周面、外輪2の内周面、および保
持器5の表面以外の部分を図示しないマスクで被覆する
。 ■ 次に、上記被コーティング部分にサンドブラストを
施すことによって、表面粗さを、Ra−〇38、Rma
x=3S程度とする。この処理を行う目的は、被コーテ
ィング面に対するコーティング層の付着力を高ぬると共
に、軌道面が高面圧に耐えるようにすることである。 ■ 次に、上記サンドブラスト処理で使用したサンドを
除去する。 上記工程■■■■はコーティング層6形成のための前処
理というべきものである。 ■ 続いて、マスクで覆われていない上記被コーティン
グ面に、ポリテトラフルオロエチレンとポリアミドイミ
ドとを溶剤であるN−メチルピロリドンで溶かした流動
体を複数回スプレーすることによって、上記流動体を被
コーティング面に塗布する。この方法をホンデッドフィ
ルム法と言う。 J−、配流動体の成分比は、ポリアミドイミド粉末5%
、PTFE粉末25%、N−メチルピロリドン70%で
ある。 第2図はこのホンデッドフィルム法による塗布工程を説
明する図である。この塗布方法はディスバージョン法と
も言われる方法で、溶剤を分散媒体として樹脂粉末等を
被コーティング面に塗布する方法である。本実施例にお
いては、この第2図に示すように、1回のスプレーによ
ってPTFEおよびポリアミドイミドの粉末がまばらに
被コーティング面に付着し、それを数回繰り返すことに
よって、精度高く膜厚の制御が行え、均一なコーティン
グ層が形成される。 コーティング層の成分にポリアミドイミドを含ませるの
は、本来、PTFEは被コーティング面に付着しにくく
、この欠点を補うために、有機バインダーとしてポリア
ミドイミドを使用するのである。有機バインダーとして
は、本実施例におけるポリアミドイミドの他に、ポリイ
ミド、ポリアミドを使用することができる。このような
バインダーの使用により、PTFEの被コーティング面
への付着力を高ぬると共に、後の加熱・溶融処理を経る
ことによってPTFE間の結合力を高めることができる
。 ■ 次に、上記マスクを除去した後、上記内輪1、外輪
2、保持器5を180℃±IO℃の温度で約90分、焼
き付け・硬化処理を行って、コーティング層6の形成工
程を完了する。 この焼き付け・硬化処理を施すことにより、高圧下では
外側に逃げやすいというPTFE膜の性質を最小限に抑
えることができる。 上記構成の真空用転がり軸受は、自己潤滑性を有するP
TFEが耐薬品性等に非常にすぐれているため、真空雰
囲気ばかりでなく大気雰囲気中でも高頻度に使用されて
も、酸化による潤滑性の劣化がなく、また、軌道面がP
TFEでコーティングされているため、腐食性ガスのあ
る雰囲気中で使用されても、腐食されないため、Ag等
の固体潤滑剤を使用していた従来の軸受の寿命に比して
、寿命を延ばすことができる。また、PTFEはポリア
ミドイミドによってしっかりと付着しているため、Mo
5tのように摩耗粉を発生させることがなく、真空雰囲
気を汚すおそれもない。また、コーティング層6は内輪
1の軌道面1aばかりではなく外周面全体に形成してい
るので、肩部ibの摩耗を防止できる。 上記構成の真空用転がり軸受を従来の固体潤滑剤を備え
た真空用転がり軸受とを、低速用スラスト荷重試験機に
よる試験を行い、大気、真空雰囲気中での寿命を調べた
。その結果を次頁の表1に示す。 (以下、余白) 表  1 (条件) 試験軸受:#608(φ8×φ22xt7)圧  カニ
1.3X10−3Pa以下 回転速度:200rp@ 荷  重:Fr=9.8N、Fa= 147N表1に示
した試験結果からも明らかなように、本実施例のPTF
Eコーティングを有する真空用転がり軸受は他の軸受に
比して、真空雰囲気においても真空雰囲気においても格
段に長い寿命を有することがわかる。 なお、上記実施例では、保持器5におけるコーティング
層6はポケット部分だけに形成したが、保持器をたとえ
ば軌道輪肩部で案内する場合には、コーティング層を保
持器の内周面や外周面にも形成するのが望ましい。こう
することにより、保持器の摩耗を防止できる。 上記実施例では、耐食性を考慮して軌道輪や玉をステン
レス製としているが、窒化珪素を主体としたセラミック
ス製としてもよい。さらに、保持器をPTFEやナイロ
ンあるいはポリアセタールなどの合成樹脂で形成しても
よい。
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明の真空用転がり軸受は
、少なくとも軌道部に、優れた耐薬品性、自己潤滑性等
の特性を有するポリテトラフルオロエチレンと有機バイ
ンダーとからなるコーティング層を有しているので、大
気雰囲気で使用されても酸化による潤滑性能の劣化がな
く、また腐食性ガスのある真空雰囲気で使用されても非
常に腐食されにくい。したがつて、本発明の真空用転が
り軸受は長寿命となる。 また、この発明の真空用転がり軸受のコーティング層は
成分の1つである打機バインダーによって軌道部等に強
力に接着されているため、コーティング層の剥離が生じ
ず、したかって、摩耗粉により真空雰囲気を汚すことが
ない。 また、この発明のコーティング層の形成方法によれば、
スパッタリングとか粉体塗装方法などの方法に比して、
ポリテトラフルオロエチレンと有機バインダーからなる
コーティング層を形成するに際して、均一膜厚の制御が
簡単にてき、しかもコーティング層を軌道部分等の被コ
ーティング部材に対して強力に付着させるとともにポリ
テトラフルオロエチレン同士を互いに強固に接着させる
ことができる。したかって、この方法で形成されたコー
ティング層を有する真空用転がり軸受は、長期の使用に
よっても、従来使用されていたM。 Stとは異なり、摩耗粉の発生かなく、真空雰囲気を汚
すおそれがない。また、極小軸受や小型軸受などの小さ
くて複雑な形状のものにコーティングが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の真空用転がり軸受の一実施例の断面図
、第2図は本発明のコーティング層の影成の1工程であ
るボノデットフイルム工程を説明する図である。 1・・内輪、2 外輪、3・・ボール、5・保持器。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)耐食性材料でなる軌道輪、転動体および保持器を
    有し、少なくとも軌道部に、ポリテトラフルオロエチレ
    ンと有機バインダーとからなるコーティング層を有する
    真空用転がり軸受。
  2. (2)請求項1に記載の真空用転がり軸受において、上
    記有機バインダーはポリアミドイミドである真空用転が
    り軸受。
  3. (3)真空用転がり軸受の被コーティング部材にコーテ
    ィング層を形成するコーティング層形成方法であって、 被コーティング部材を脱脂する工程と、 上記被コーティング部材の被コーティング部分以外の部
    分をマスクで被覆する工程と、 上記被コーティング部分を所定の表面粗さを有するまで
    サンドブラストを施す工程と、 脱砂工程と、 上記被コーティング部分に、ポリテトラフルオロエチレ
    ンと有機バインダーとを溶剤で溶かした流動体を複数回
    スプレーしてボンデットフィルム状にコーティングする
    工程と、 上記マスクを除去する工程と、 上記被コーティング部材を焼き付け、硬化させる工程と
    を有するコーティング層形成方法。
  4. (4)請求項3に記載のコーティング層形成方法におい
    て、上記有機バインダーはポリアミドイミドであるコー
    ティング層形成方法。
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