JP2005042771A - Linear bearing - Google Patents

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JP2005042771A
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oil
porous body
linear motion
fluorine
motion bearing
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JP2003201203A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Takahashi
義孝 高橋
Kazunori Hayashida
一徳 林田
Akihiko Kamimura
明彦 上村
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Koyo Seiko Co Ltd
Nippon Thompson Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
Nippon Thompson Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear bearing with excellent maintainability which can increase an oil impregnating amount of a porous body even when the fluidity of lubricating oil is low and can make an oil replenishing interval in the porous body longer. <P>SOLUTION: The linear bearing is constituted as follows. The porous body 5 supplies fluorine-containing oil (the lubricating oil) to a ball (a rolling body) 3 passing through the inside of a passage hole 4a2. A fluorine-containing coating 6, which is composed of a fluorine-containing compound having excellent affinity with the oil, is formed on the surface of the passage hole of the porous body 5. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置等に使用される直動軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
直動軸受は、複数のボールと、これらのボールによって案内軸に移動自在に配置された移動部材とを備えており、移動部材及びこの部材に連結された機械部品が案内軸に沿って移動するのを支承する。ところで、このような直動軸受では、その案内軸は通常、外部に露出した状態で設けられており、案内軸から潤滑剤(潤滑油)が流出して潤滑油の減少を生じ易く、潤滑油の補給を繰り返し行う必要があった。そこで、従来の直動軸受には、上記移動部材の内部に形成した貫通孔内に、ボールが通過できる通路孔を備えた多孔質状の樹脂製パイプ材を挿入するとともに、このパイプ材に潤滑油を含浸させ、上記通路孔内を通過するボールに対して含浸された潤滑油を当該パイプ材から供給するものがある(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−161916号公報(第2頁、第1図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の直動軸受では、一般に、その樹脂製パイプ材の含油量を十分に確保するのが困難であった。詳細にいえば、上記パイプ材の肉厚寸法を大きくしたり、気孔率を高めたりすることにより、当該パイプ材の含油容量を増加することは可能である。ところが、上記のようにパイプ材の含油容量を増加したときでも、粘性などで規定される潤滑油の流動性によっては、当該油がパイプ材の通路孔表面から奥深くに存在する気孔まで浸透することができずに、パイプ材にその含油容量まで潤滑油を含浸できないことがあり、当該パイプ材の含油量増加を行えないことがあった。この結果、上記通路孔側からボールに潤滑油を供給できる期間が短くなって樹脂製パイプ材(多孔質体)の取付・取外し作業を含むパイプ材への油補給作業を頻繁に行う必要が生じることがあり、直動軸受のメンテナンス性が低下することがあった。
【0005】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、潤滑油の流動性が低い場合でも、多孔質体の含油量を増加させることができ、多孔質体での油補給間隔を長くすることができるメンテナンス性に優れた直動軸受を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の直動軸受は、複数の転動体を介して案内軸に移動自在に支持された移動部材と、前記移動部材内に設けられ、前記転動体が通過するとともに、通過する転動体に対し、含浸された潤滑油を供給する多孔質体によって構成された通路孔とを備えた直動軸受であって、
前記潤滑油にフッ素系オイルを用いるとともに、前記通路孔の少なくとも表面にフッ素系化合物からなる被膜を形成したことを特徴とするものである。
【0007】
上記のように構成された直動軸受における多孔質体では、その上記通路孔の表面にフッ素系オイルとの親和性がよいフッ素系被膜が形成されているので、当該多孔質体での上記オイルに対する浸透性を高めることができる。この結果、オイルは多孔質体の通路孔表面側から内部側に浸透し易くなり、当該オイルの流動性が低い場合でも、上記従来例と異なり、多孔質体はその通路孔表面から奥深くに存在する気孔内で当該オイルを確実に保持することができ、当該多孔質体の含油量を増加することができる。従って、転動体への通路孔側からの潤滑油を供給できる期間を長くすることができ、よって多孔質体に対する油補給の間隔も長期間なものとして、直動軸受のメンテナンス性を向上させることができる。
【0008】
また、上記直動軸受において、前記多孔質体を、セラミックス材、カーボン材、及びフッ素樹脂の少なくとも1つを用いて構成してもよい。
この場合、上記多孔質体が耐熱性に優れた材料により構成されることとなり、優れた耐熱性を有する上記フッ素系オイルを用いた点とも相まって、直動軸受の耐熱温度を上昇させて、高温環境下で使用することができる直動軸受を構成することができる。
【0009】
また、上記直動軸受において、前記フッ素系オイルの動粘度が、1000〜2200(cSt)であることが好ましい。
この場合、上記フッ素系オイルの動粘度を1000(cSt)以上とすることによって当該オイルの飛散及び発塵性を抑えることができる。また、動粘度を2200(cSt)以下とすることにより、必要な流動性を確保しつつ、当該オイルの粘性抵抗を制限して転動体の移動を円滑に行わせることができる。
【0010】
また、上記直動軸受において、前記多孔質体が、その気孔容積に対して30〜50%のフッ素系オイルを含んでいることが好ましい。
この場合、上記フッ素系オイルのオイル容積率を上記気孔容積の30%以上とすることによって必要な潤滑性を確保しつつ、50%以下に制限することで当該オイルの発塵性を抑えることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の直動軸受の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、高温、真空環境下で使用される半導体製造装置に組み込まれた直動軸受を例示して説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る直動軸受の縦断面図である。図2(a)は図1に示した直動軸受の要部構成を示す同図のII−II線拡大断面図であり、(b)は(a)のA部拡大断面図である。図1及び図2において、本実施形態の直動軸受1は、案内軸2と、この案内軸2に複数のボール(転動体)3を介して移動自在に支持された移動部材4とを備えたものであり、直動軸受1はその移動部材4側に接続された上記半導体製造装置の可動部品(図示せず)が案内軸2に沿って直線的に移動するのを支承する。
上記移動部材4は、ハウジング4aと、このハウジング4aの図の左右側方側にそれぞれ着脱可能に取り付けられた側板4b、4cとを備えている。これらのハウジング4a及び各側板4b、4cには、ボール循環路が設けられており、ボール3が上記可動部品及び移動部材4の移動に応じてボール循環路内を移動することによってこれら可動部品及び移動部材4が円滑に移動可能になっている。
【0012】
詳細にいえば、上記ハウジング4aには、案内軸2の表面に対向して配置され、その案内軸表面との間でボール3が転がる負荷転走部4a1(図1)と、当該ハウジング4aを図の左右方向に例えば断面円形状で貫通するように形成され、上記負荷転走部4a1にボール3を戻すリターン通路を構成する第1の通路孔4a2とが設けられている。
また、上記側板4b、4cには、図1に示すように、半円状に湾曲された第2の通路孔4b1、4c1がそれぞれ形成されている。そして、負荷転走部4a1の左右の端部側が上記通路孔4b1、4c1の各一端側に繋がれ、通路孔4a2の左右の端部側が通路孔4b1、4c1の各他端側に繋がれて上記ボール循環路が形成されている。
【0013】
また、上記第1の通路孔4a2は、内部を通過するボール3に対して、潤滑油を供給する潤滑油供給手段としての中空円筒状の多孔質体5によって構成されている。この多孔質体5には潤滑油が含浸されており、上記ボール循環路内を循環するボール3に潤滑油を逐次与えて当該ボール3での潤滑性を維持するようになっている。
上記多孔質体5は、ハウジング4a内部の貫通孔4a3に取外し可能に取り付けられたものであり、潤滑油が案内軸表面等の移動部材外部に飛散するのを極力抑えることができるとともに、潤滑油の補給を適宜行うことが可能となっている。
また、上記多孔質体5は、耐熱温度が200℃以上の耐熱性に優れた材料、例えばSiC系のセラミックス材により構成されたものであり、ボール3の直径よりも大きい所定の内径寸法を有するよう形成されている。また、この多孔質体5の長さ寸法は、上記通路孔4a2の長さ寸法と等しいものである。
【0014】
また、上記多孔質体5は、プレス成形によって上記セラミックス素材が固められた後、焼結されたものであり、10〜30%程度の気孔率を有するよう形成されている。さらに、多孔質体5には、高温(例えばMax260℃)、真空環境においても油分が蒸発し難い潤滑油として、例えばフッ素系オイルが含浸されており、多孔質体5は、ボール3が通過するのを許容しつつ、毛細管現象によって内部空間側に上記オイルをしみださせて、当該多孔質体5内を通過するボール3上に付着させ油膜を形成させる。
また、上記多孔質体5の通路孔4a2の表面には、図2に示すように、優れた耐熱性を有するとともに、フッ素系オイルとの親和性がよいフッ素系被膜6が形成されており、当該被膜6は、多孔質体5での上記オイルに対する浸透性を向上させている。
【0015】
具体的には、フッ素系被膜6は、液状の上記フッ素系化合物を満たした処理槽内に多孔質体5を所定時間漬けることによって形成されたものであり、サブミクロンオーダー(好ましくは、0.1〜0.3μm程度)の所定厚みを有するよう多孔質体5の全ての外表面(つまり、内外周面及び図の左右両側の軸方向端面)上に形成されている(但し、図2(a)では、内周面(通路孔4a2の表面)上に形成された被膜6のみ図示。)。
また、図2(b)に示すように、上記被膜6は、多孔質体5の内周面近傍の気孔5aの周囲表面だけでなく、当該多孔質体5内側の内周面から奥深くに存在する気孔5bの周囲表面にも設けられている。詳細には、上記気孔5bは、その一部分が多孔質体5の外部と連通しており(図示せず)、被膜形成時に上記フッ素系化合物が多孔質体外部から気孔5bに向かって成膜しつつ浸入し、被膜6が当該気孔5bを囲む多孔質体表面上に形成されている。このように、フッ素系被膜6は、外部と連通可能な全ての気孔5a、5bの周囲表面を含む多孔質体5の表面上に形成されており、上記オイルはその流動性にかかわらず被膜6に沿って多孔質体5の外部側から内部側にしみとおり易くなり、当該多孔質体5でのオイル浸透性が向上されている。
また、多孔質体5が上記ボール3にオイルを供給するときでも、毛細管現象によって適量のオイルを被膜6に沿ってスムーズにしみださせて通路孔4a2側から供給することができる。さらに、フッ素系被膜6は自己潤滑性を有しており、ボール3に対する多孔質体5の潤滑性を向上することができる。
【0016】
また、上記オイルには、そのオイル動粘度が1000〜2200(cSt;センチストークス)のものが選択されている。また、このオイルは、溶媒によって希釈したものであり、多孔質体5の気孔容積に対して30〜50%のフッ素系オイルを容易に含浸できるようにされている。このように、オイル動粘度及びオイル容積率を選定することにより、上記高温真空環境下でも、多孔質体5がボール3に対して適量の油分を供給できるようになっている。
詳細には、1000(cSt)以上の動粘度を選択することにより、ボール3の表面に対するフッ素系オイルの付着力(保持性)を高めて、高温真空環境下でも当該オイルの飛散及び発塵性を抑えることができ、オイルによる外部汚染の発生を抑制することができる。また、動粘度を2200(cSt)以下とすることにより、必要な流動性を確保してボール表面上に付着される供給油量が低下するのを防ぐことができるとともに、オイルの粘性抵抗を制限して当該オイルが多孔質体5内を転動するボール動作を阻害するのを極力抑えることができる。
また、30%以上のオイル容積率を選択することにより、必要な潤滑性を確保して、焼付きなどの発生を防ぐことができ、直動軸受1の寿命を延ばすことができる。また、オイル容積率を50%以下に制限することで当該オイルの発塵性を抑えることができる。
【0017】
尚、動粘度を1000(cSt)未満とした場合や30%未満のオイル容積率を選択した場合では、上記高温真空環境下ではボール表面上で適切な厚みの油膜が形成または維持され難くなって、油分が飛散したり、軸受寿命の低下を招いたりする。また、2200(cSt)を超える動粘度を選択した場合では、多孔質体5からボール表面側にオイルが供給され難くなって、軸受寿命が低下する。また、オイル容積率が50%を超える場合では、そのオイル供給量が多くなりオイル飛散による外部汚染が生じ易くなる。
【0018】
以上のように構成された本実施形態の直動軸受1では、フッ素系被膜6が多孔質体5でのフッ素系オイルの浸透性を向上させているので、高い粘性などのために流動性が低いオイルを多孔質体5に含浸させる場合でも、多孔質体5はその気孔5a、5b内に当該オイルを浸透させ保持することができる。この結果、オイルの流動性が低い場合でも、多孔質体5の含油量を増加させることができる。この結果、通路孔4a2側からボール3に潤滑油を供給できる期間を長くすることができる。従って、ハウジング4aから多孔質体5を取外して、その多孔質体5にオイル補給を必要とする期間(油補給間隔)を長期間とすることができ、直動軸受1のメンテナンス性を向上させることができる。また、多孔質体5に存在するオイルを保持可能な全ての気孔5a、5bに対して、オイルが浸透し易く構成されているので、当該多孔質体5が含浸し得る含油容量まで短時間でオイルを含浸させることができる。
【0019】
ここで、本願の発明者等が実施した含油量増加の検証試験及び結果例について説明する。
検証試験では、同一寸法形状で同じ気孔率の上記セラミックス材からなる多孔質体に対し、上記フッ素系被膜を表面に形成したものと形成していないものと2種類の試験品を用意した。そして、それらの各試験品に1500(cSt)程度の動粘度を有するフッ素系オイルを同一条件(常温、大気圧中で同じ時間オイル槽に漬ける条件)で含浸させた。この結果、被膜を施した試験品では、その含油容量のほぼ100%のオイルを含んでいた。これに対して、被膜を施していない試験品では、その最大含油量の60%程度のオイルしか含まれていなかった。また、この被膜を施していない試験品に、100%のオイルを同じ時間で含浸させるには、真空含浸装置を用いてオイルの浸透圧を外的にアップさせる必要があった。
【0020】
尚、上記の説明では、高温真空環境下で使用される半導体製造装置に組み込まれた直動軸受に適用した場合について説明したが、本発明は転動体が通過する通路孔側から潤滑油としてのフッ素系オイルを当該転動体に逐次供給する多孔質体において、その通路孔の少なくとも表面に、上記オイルとの親和性のよいフッ素系被膜を形成したものであればよく、半導体製造装置以外に組み込まれた各種直動軸受に適用することができる。
【0021】
具体的にいえば、上記のセラミックス材以外の耐熱性に優れた材料には、カーボン(グラファイト)材、これらセラミックス材とカーボン材との複合材やフッ素樹脂があり、セラミックス材、カーボン材、及びフッ素樹脂の少なくとも1つを用いて多孔質体を構成し、その通路孔の表面にフッ素系被膜を設けてもよい。上記セラミックス材を用いた場合には、耐摩耗性を向上させて多孔質体の寿命を延ばすことができる。また、カーボン材またはフッ素樹脂を用いた場合には、多孔質体の自己潤滑性を高めることができる。しかも、上記セラミックス材などの低摩擦材料を用いた多孔質体の表面に、自己潤滑性を有するフッ素系被膜を形成することにより、上記ボール循環経路上において、ボールが金属接触する面積を低減することができ、さらには潤滑油の不足が生じたとしても、ボールの金属接触面積が低減されていることから、潤滑油不足に起因する金属材料の凝着(焼付き)を防止できる。
【0022】
【発明の効果】
本発明の直動軸受によれば、フッ素系オイル(潤滑油)の流動性が低い場合でも、多孔質体の含油量を増加させて、多孔質体での油補給間隔を長くすることができ、当該軸受のメンテナンス性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る直動軸受の縦断面図である。
【図2】(a)は図1に示した直動軸受の要部構成を示す同図のII−II線拡大断面図であり、(b)は(a)のA部拡大断面図である。
【符号の説明】
1 直動軸受
2 案内軸
3 ボール(転動体)
4 移動部材
4a2 通路孔
5 多孔質体
6 フッ素系被膜
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear bearing used in a semiconductor manufacturing apparatus or the like.
[0002]
[Prior art]
The linear motion bearing includes a plurality of balls and a moving member that is movably disposed on the guide shaft by these balls, and the moving member and the mechanical component connected to the member move along the guide shaft. To support. By the way, in such a linear motion bearing, the guide shaft is usually provided in a state of being exposed to the outside, and the lubricant (lubricating oil) tends to flow out from the guide shaft, and the lubricating oil tends to decrease. It was necessary to repeat the replenishment. Therefore, in a conventional linear motion bearing, a porous resin pipe material having a passage hole through which a ball can pass is inserted into a through hole formed in the moving member, and the pipe material is lubricated. There is one in which oil is impregnated and lubricating oil impregnated into the ball passing through the passage hole is supplied from the pipe material (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-161916 (second page, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional linear motion bearing, it is generally difficult to ensure a sufficient oil content of the resin pipe material. Specifically, it is possible to increase the oil content of the pipe material by increasing the thickness of the pipe material or increasing the porosity. However, even when the oil content of the pipe material is increased as described above, depending on the fluidity of the lubricating oil specified by the viscosity, the oil may penetrate from the surface of the passage hole of the pipe material to the pores existing deeply. In some cases, the pipe material cannot be impregnated with lubricating oil up to its oil content, and the oil content of the pipe material cannot be increased. As a result, the period during which the lubricating oil can be supplied to the ball from the passage hole side is shortened, and it is necessary to frequently replenish the pipe material including the mounting and detaching operations of the resin pipe material (porous body). In some cases, the maintainability of the linear motion bearing may deteriorate.
[0005]
In view of the conventional problems as described above, the present invention can increase the oil content of the porous body even when the fluidity of the lubricating oil is low, and increase the oil replenishment interval in the porous body. An object of the present invention is to provide a linear motion bearing with excellent maintainability.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The linear motion bearing of the present invention includes a moving member that is movably supported by a guide shaft via a plurality of rolling elements, and is provided in the moving member. The rolling element passes through the rolling element and passes through the rolling element. A linear motion bearing provided with a passage hole constituted by a porous body for supplying impregnated lubricating oil,
A fluorine-based oil is used as the lubricating oil, and a film made of a fluorine-based compound is formed on at least the surface of the passage hole.
[0007]
In the porous body in the linear motion bearing configured as described above, since the fluorine-based film having good affinity with the fluorine-based oil is formed on the surface of the passage hole, the oil in the porous body is formed. The permeability to can be increased. As a result, the oil easily penetrates from the surface side of the passage hole of the porous body to the inner side, and even if the fluidity of the oil is low, the porous body exists deep from the surface of the passage hole unlike the conventional example. The oil can be reliably held within the pores to be increased, and the oil content of the porous body can be increased. Accordingly, the period during which the lubricating oil can be supplied from the passage hole side to the rolling element can be lengthened, and therefore the maintenance interval of the linear motion bearing can be improved by providing a long oil replenishing interval for the porous body. Can do.
[0008]
In the linear motion bearing, the porous body may be configured using at least one of a ceramic material, a carbon material, and a fluororesin.
In this case, the porous body is composed of a material having excellent heat resistance, and in combination with the use of the fluorine-based oil having excellent heat resistance, the heat resistance temperature of the linear motion bearing is increased to increase the temperature. A linear motion bearing that can be used in an environment can be configured.
[0009]
Moreover, in the linear motion bearing, it is preferable that the kinetic viscosity of the fluorinated oil is 1000 to 2200 (cSt).
In this case, by setting the kinematic viscosity of the fluorinated oil to 1000 (cSt) or more, scattering and dust generation of the oil can be suppressed. In addition, by setting the kinematic viscosity to 2200 (cSt) or less, it is possible to smoothly move the rolling elements by restricting the viscosity resistance of the oil while ensuring necessary fluidity.
[0010]
Moreover, in the linear motion bearing, it is preferable that the porous body contains 30 to 50% fluorine-based oil with respect to the pore volume.
In this case, by setting the oil volume ratio of the fluorinated oil to 30% or more of the pore volume, the necessary lubricity is secured, and the dust generation property of the oil is suppressed by limiting it to 50% or less. it can.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the linear bearing of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, a linear motion bearing incorporated in a semiconductor manufacturing apparatus used in a high temperature and vacuum environment will be described as an example.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a linear motion bearing according to an embodiment of the present invention. 2A is an enlarged cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1 and shows a main part configuration of the linear motion bearing shown in FIG. 1, and FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG. 1 and 2, a linear motion bearing 1 according to this embodiment includes a guide shaft 2 and a moving member 4 supported by the guide shaft 2 through a plurality of balls (rolling elements) 3 so as to be movable. The linear motion bearing 1 supports a movable part (not shown) of the semiconductor manufacturing apparatus connected to the moving member 4 side that moves linearly along the guide shaft 2.
The moving member 4 includes a housing 4a and side plates 4b and 4c that are detachably attached to the left and right sides of the housing 4a. The housing 4a and the side plates 4b and 4c are provided with a ball circulation path, and the ball 3 moves in the ball circulation path in accordance with the movement of the movable part and the moving member 4, so that these movable parts and The moving member 4 can move smoothly.
[0012]
More specifically, the housing 4a is disposed so as to face the surface of the guide shaft 2, and includes a load rolling part 4a1 (FIG. 1) on which the ball 3 rolls between the surface of the guide shaft 2 and the housing 4a. For example, a first passage hole 4a2 forming a return passage for returning the ball 3 to the load rolling part 4a1 is provided so as to penetrate in the left-right direction in the figure in a circular shape in cross section.
Further, as shown in FIG. 1, the side plates 4b and 4c are respectively formed with second passage holes 4b1 and 4c1 that are curved in a semicircular shape. The left and right end sides of the load rolling part 4a1 are connected to one end sides of the passage holes 4b1 and 4c1, and the left and right end sides of the passage hole 4a2 are connected to the other end sides of the passage holes 4b1 and 4c1. The ball circulation path is formed.
[0013]
The first passage hole 4a2 is constituted by a hollow cylindrical porous body 5 as lubricating oil supply means for supplying lubricating oil to the ball 3 passing through the inside. The porous body 5 is impregnated with lubricating oil, and the lubricating oil is sequentially applied to the balls 3 circulating in the ball circulation path to maintain the lubricity of the balls 3.
The porous body 5 is detachably attached to the through hole 4a3 inside the housing 4a, and can prevent the lubricating oil from splashing outside the moving member such as the guide shaft surface as much as possible. It is possible to replenish as appropriate.
The porous body 5 is made of a material having a heat resistance of 200 ° C. or higher, such as a SiC-based ceramic material, and has a predetermined inner diameter larger than the diameter of the ball 3. It is formed as follows. The length of the porous body 5 is equal to the length of the passage hole 4a2.
[0014]
The porous body 5 is sintered after the ceramic material is hardened by press molding, and has a porosity of about 10 to 30%. Furthermore, the porous body 5 is impregnated with, for example, fluorine-based oil as a lubricating oil whose oil content hardly evaporates even in a high temperature (for example, Max 260 ° C.) and vacuum environment, and the ball 3 passes through the porous body 5. The oil is oozed out to the inner space side by capillary action and adheres onto the ball 3 passing through the porous body 5 to form an oil film.
Further, on the surface of the passage hole 4a2 of the porous body 5, as shown in FIG. 2, a fluorine-based coating 6 having excellent heat resistance and good affinity with fluorine-based oil is formed. The coating 6 improves the permeability of the porous body 5 with respect to the oil.
[0015]
Specifically, the fluorine-based coating 6 is formed by immersing the porous body 5 in a treatment tank filled with the liquid fluorine-based compound for a predetermined time, and is in the submicron order (preferably, 0.1. It is formed on all the outer surfaces (that is, the inner and outer peripheral surfaces and the axial end surfaces on the left and right sides in the figure) of the porous body 5 so as to have a predetermined thickness of about 1 to 0.3 μm (however, FIG. 2 ( In a), only the coating 6 formed on the inner peripheral surface (surface of the passage hole 4a2) is shown.)
In addition, as shown in FIG. 2 (b), the coating 6 exists not only from the peripheral surface of the pore 5 a near the inner peripheral surface of the porous body 5 but also from the inner peripheral surface inside the porous body 5. It is also provided on the peripheral surface of the pore 5b. Specifically, a part of the pores 5b communicates with the outside of the porous body 5 (not shown), and the fluorine-based compound is formed from the outside of the porous body toward the pores 5b at the time of film formation. The coating 6 is formed on the porous body surface surrounding the pores 5b. Thus, the fluorine-based coating 6 is formed on the surface of the porous body 5 including the peripheral surfaces of all the pores 5a and 5b that can communicate with the outside, and the oil is coated 6 regardless of its fluidity. It becomes easy to penetrate from the outer side to the inner side of the porous body 5 along the line, and the oil permeability in the porous body 5 is improved.
Further, even when the porous body 5 supplies oil to the ball 3, an appropriate amount of oil can be smoothly oozed along the coating 6 by the capillary phenomenon and supplied from the passage hole 4a2. Further, the fluorine-based coating 6 has self-lubricating properties, and the lubricity of the porous body 5 with respect to the balls 3 can be improved.
[0016]
Moreover, the oil whose oil dynamic viscosity is 1000-2200 (cSt; centistokes) is selected. Further, this oil is diluted with a solvent, and can be easily impregnated with 30 to 50% of fluorine-based oil with respect to the pore volume of the porous body 5. Thus, by selecting the oil kinematic viscosity and the oil volume ratio, the porous body 5 can supply an appropriate amount of oil to the balls 3 even under the high temperature vacuum environment.
Specifically, by selecting a kinematic viscosity of 1000 (cSt) or more, the adhesion (retention property) of the fluorinated oil to the surface of the ball 3 is enhanced, and the oil is scattered and dusting even in a high temperature vacuum environment. And the occurrence of external contamination by oil can be suppressed. In addition, by setting the kinematic viscosity to 2200 (cSt) or less, the required fluidity can be secured and the amount of oil supplied on the ball surface can be prevented from decreasing, and the oil viscosity resistance is limited. Thus, it is possible to suppress the oil from hindering the ball motion of rolling in the porous body 5 as much as possible.
Further, by selecting an oil volume ratio of 30% or more, necessary lubricity can be ensured, seizure or the like can be prevented, and the life of the linear bearing 1 can be extended. Moreover, the dust generation property of the oil can be suppressed by limiting the oil volume ratio to 50% or less.
[0017]
When the kinematic viscosity is less than 1000 (cSt) or when an oil volume ratio of less than 30% is selected, it is difficult to form or maintain an oil film having an appropriate thickness on the ball surface under the high temperature vacuum environment. , Oil may splatter and bearing life may be reduced. In addition, when a kinematic viscosity exceeding 2200 (cSt) is selected, it becomes difficult to supply oil from the porous body 5 to the ball surface side, and the bearing life is reduced. Further, when the oil volume ratio exceeds 50%, the oil supply amount increases, and external contamination due to oil scattering tends to occur.
[0018]
In the linear motion bearing 1 of the present embodiment configured as described above, since the fluorine-based coating 6 improves the permeability of the fluorine-based oil in the porous body 5, the fluidity is high due to high viscosity and the like. Even when the porous body 5 is impregnated with low oil, the porous body 5 can permeate and hold the oil in the pores 5a and 5b. As a result, even when the fluidity of the oil is low, the oil content of the porous body 5 can be increased. As a result, the period during which the lubricating oil can be supplied to the ball 3 from the passage hole 4a2 side can be lengthened. Therefore, the porous body 5 can be removed from the housing 4a, and the period (oil replenishment interval) in which the porous body 5 needs to be replenished with oil can be extended to improve the maintainability of the linear motion bearing 1. be able to. In addition, since the oil can easily permeate all the pores 5a and 5b that can hold the oil present in the porous body 5, the oil content capacity that can be impregnated by the porous body 5 is reduced in a short time. Oil can be impregnated.
[0019]
Here, the verification test and result example of the oil content increase performed by the inventors of the present application will be described.
In the verification test, two types of test products were prepared for the porous body made of the ceramic material having the same size and shape and the same porosity, with and without the fluorine-based coating formed on the surface. Then, each of these test products was impregnated with a fluorine-based oil having a kinematic viscosity of about 1500 (cSt) under the same conditions (conditions of being immersed in an oil tank at room temperature and atmospheric pressure for the same time). As a result, the test product with the coating contained almost 100% of the oil content. On the other hand, the test product without the coating contained only about 60% of the maximum oil content. Further, in order to impregnate 100% oil in the same time into a test product without the coating, it was necessary to externally increase the oil osmotic pressure using a vacuum impregnation apparatus.
[0020]
In the above description, the case where the present invention is applied to a linear motion bearing incorporated in a semiconductor manufacturing apparatus used in a high-temperature vacuum environment has been described. In a porous body that sequentially supplies fluorine-based oil to the rolling elements, any porous film having a good affinity with the oil may be formed on at least the surface of the passage hole. It can be applied to various linear motion bearings.
[0021]
Specifically, materials having excellent heat resistance other than the above ceramic materials include carbon (graphite) materials, composite materials of these ceramic materials and carbon materials, and fluororesins. Ceramic materials, carbon materials, and A porous body may be formed using at least one of fluororesin, and a fluorine-based film may be provided on the surface of the passage hole. When the ceramic material is used, the wear resistance can be improved and the life of the porous body can be extended. Moreover, when a carbon material or a fluororesin is used, the self-lubricating property of the porous body can be enhanced. In addition, by forming a self-lubricating fluorine-based coating on the surface of the porous body using a low-friction material such as the ceramic material, the area where the ball contacts the metal on the ball circulation path is reduced. In addition, even if a shortage of lubricating oil occurs, the metal contact area of the ball is reduced, so that adhesion (seizure) of the metal material due to the shortage of lubricating oil can be prevented.
[0022]
【The invention's effect】
According to the linear motion bearing of the present invention, even when the fluidity of the fluorinated oil (lubricating oil) is low, the oil content of the porous body can be increased and the oil supply interval in the porous body can be increased. The maintainability of the bearing can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a linear motion bearing according to an embodiment of the present invention.
2A is an enlarged cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1 and shows an essential configuration of the linear motion bearing shown in FIG. 1, and FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of part A of FIG. .
[Explanation of symbols]
1 Linear motion bearing 2 Guide shaft 3 Ball (rolling element)
4 Moving member 4a2 Passage hole 5 Porous body 6 Fluorine coating

Claims (4)

複数の転動体を介して案内軸に移動自在に支持された移動部材と、前記移動部材内に設けられ、前記転動体が通過するとともに、通過する転動体に対し、含浸された潤滑油を供給する多孔質体によって構成された通路孔とを備えた直動軸受であって、
前記潤滑油にフッ素系オイルを用いるとともに、
前記通路孔の少なくとも表面にフッ素系化合物からなる被膜を形成したことを特徴とする直動軸受。
A movable member supported by a guide shaft through a plurality of rolling elements, and a moving member provided in the movable member, through which the rolling elements pass, and supply impregnated lubricating oil to the passing rolling elements A linear motion bearing provided with a passage hole constituted by a porous body,
While using a fluorine-based oil for the lubricating oil,
A linear motion bearing characterized in that a coating made of a fluorine compound is formed on at least the surface of the passage hole.
前記多孔質体を、セラミックス材、カーボン材、及びフッ素樹脂の少なくとも1つを用いて構成したことを特徴とする請求項1に記載の直動軸受。The linear motion bearing according to claim 1, wherein the porous body is configured by using at least one of a ceramic material, a carbon material, and a fluororesin. 前記フッ素系オイルの動粘度が、1000〜2200(cSt)であることを特徴とする請求項1または2に記載の直動軸受。The linear motion bearing according to claim 1, wherein the fluorinated oil has a kinematic viscosity of 1000 to 2200 (cSt). 前記多孔質体が、その気孔容積に対して30〜50%のフッ素系オイルを含んでいることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の直動軸受。The linear motion bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein the porous body contains 30 to 50% of fluorinated oil with respect to the pore volume.
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