JP2006105191A

JP2006105191A - 回転支持装置

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Publication number: JP2006105191A
Application number: JP2004289714A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Hosoya; 眞幸細谷
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】高清浄環境下、真空環境下で使用する為、潤滑条件が厳しい場合でも、鍔部４ａ及び鍔輪５ａの片側面とローラ２ａの軸方向両端面と摺接部の摩耗を抑える。
【解決手段】鍔部４ａ及び鍔輪５ａの片側面とローラ２ａの軸方向両端面との内の少なくとも一方の面に、多数の小凹部を形成する、硬質膜を設ける、フッ素樹脂を含有する皮膜により覆う等の処理を施す。この結果、上記摺接部の摩耗を抑えて、上記課題を解決できる。
【選択図】図１

Description

本発明に係る回転支持装置は、カムの外周面（カム面）を倣ってこのカム面の変位を取り出す為のカムフォロア装置として、或は移動物品をガイドレールに沿って案内する為のローラフォロア装置として利用する。特に本発明は、半導体製造装置内の搬送装置、位置決め装置の様に、高清浄環境下、或は真空環境下で好適に使用される、低発塵、且つ、低アウトガス特性を要求されるカムフォロア装置或はローラフォロア装置の耐久性向上を図るものである。

半導体製造装置内の搬送装置、位置決め装置等に組み込まれるカムフォロア装置或はローラフォロア装置として従来から、非特許文献１に記載されたもの（ＪＩＳＢ１５１１）が知られてる。この非特許文献１に記載された従来構造の場合、図１８に示す様に、スタッド１の基端（図１８の左端）寄り部分の周囲にローラ２を、ラジアルニードル軸受３により回転自在に支持している。又、このローラ２を、上記スタッド１の基端部に形成した鍔部４と、このスタッド１の中間部に外嵌固定した鍔輪５とで軸方向両側から挟持している。

この様なカムフォロア装置或はローラフォロア装置の使用時、上記スタッド１の先端部に形成した雄ねじ部６を図示しない基体に設けた螺子孔に螺合し緊締すると共に、上記ローラ２の外周面を図示しないカムの外周面或はガイドレールに当接させる。又、上記スタッド１内に設けた給油路７内に潤滑油を送り込んで、可動部を潤滑する。可動部の潤滑は、上記ラジアルニードル軸受３部分に充填したグリースにより行なう場合もある。

上述の様なカムフォロア装置或はローラフォロア装置が、半導体製造装置内の搬送装置、位置決め装置等に組み込まれるものである場合、高清浄環境下、真空環境下で使用される事になる。この様な場合には、可動部を潤滑油により潤滑する事はできず、グリースによる潤滑となる。又、グリースによる潤滑にしても、一般的なグリースを使用した場合には、グリース中の油脂分の蒸発やグリース自体の飛散等によって、使用環境を汚染する可能性がある。

この為、上述の様な環境下で使用するカムフォロア装置或はローラフォロア装置の潤滑は、従来から、低蒸気圧グリース、低発塵グリースである、シリコングリースやフッ素グリース等の、低蒸発性、低発塵性のグリースにより行なっている。更には、カムフォロア装置或はローラフォロア装置に充填するグリースの量を制限して、グリースの油分の蒸発やグリース自体の飛散等を極力少なくする事も行なわれる。

しかしながら、上述の様な低蒸発性、低発塵性のグリース（低蒸気圧グリース、低発塵グリース）は、一般的なグリースに比べて潤滑性が劣る為、カムフォロア装置或はローラフォロア装置の潤滑が不十分となり、可動部に摩耗が発生し易くなるという問題がある。特に、摺動接触部分は、転がり接触部分に比べて摩擦力が大きく、摩耗が発生し易い。更に、グリースの充填量を制限する事も潤滑不足の原因となり、摩耗が発生する原因になっている。例えば、図１８に示した構造では、ローラ２の軸方向両側面と鍔部４及び鍔輪５の側面との摺接部で、摩耗が発生し易い。

「ＪＩＳハンドブック機械要素」、財団法人日本規格協会、１９９５年４月２０日、ｐ．１０５７

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、厳しい潤滑条件の下でも、摺動部に摩耗が発生しにくい、カムフォロア装置或はローラフォロア装置として使用可能な回転支持装置を実現すべく発明したものである。

本発明の回転支持装置は何れも、外周面に円筒形の内輪軌道を有し回転しない内径側部材と、内周面に円筒形の外輪軌道を有し回転する外径側部材と、この外輪軌道と上記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、この外径側部材の軸方向端面に対向する側板とを備える。

特に、本発明のうち、請求項１に係る回転支持装置に於いては、互いに対向するこれら外径側部材の軸方向端面と側板の片側面とのうちの、少なくとも一方の面に、多数の小凹部（ディンプル）を形成している。この様な小凹部は、エッチング或はショットブラスト等により、材料表面に多数の窪みとして形成される。
又、請求項３に係る回転支持装置に於いては、互いに対向するこれら外径側部材の軸方向端面と側板の片側面とのうちの、少なくとも一方の面が、硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜により覆われている。
更に、請求項５に係る回転支持装置に於いては、互いに対向するこれら外径側部材の軸方向端面と側板の片側面とのうちの、少なくとも一方の面が、フッ素樹脂を含有する皮膜により覆われている。

上述の様に構成する本発明の回転支持装置によれば、互いに対向する外径側部材の軸方向端面と側板の片側面との摺接部に有害な摩耗が発生する事を防止できる。
先ず、請求項１に係る回転支持装置の場合には、少なくとも一方の面に形成された多数の小凹部が油溜りとして働く。そして、上記外径側部材の軸方向端面と上記側板の片側面との相対変位に伴って、これら多数の小凹部に保持されたグリースの油分が、これら両面同士の摺接部に連続的に送り出されてこの摺接部を潤滑する。この為、この摺接部が潤滑不足に陥る事を防止して、この摺接部に有害な摩耗が発生する事を防止できる。
又、請求項３に係る回転支持装置の場合には、上記外径側部材の軸方向端面と上記側板の片側面とのうちの、少なくとも一方の面が、硬質膜により覆われている為、当該面の耐摩耗性が向上し、当該面に有害な摩耗が発生する事を防止できる。
更に、請求項５に係る回転支持装置の場合には、上記外径側部材の軸方向端面と上記側板の片側面とのうちの、少なくとも一方の面が、フッ素樹脂を含有する皮膜により覆われている為、これら両面同士の摺接部での摩擦係数が低くなり、これら両面に有害な摩耗が発生する事を防止できる。

請求項１に係る発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に係る発明の様に、多数の小凹部をショットブラストにより形成する。この場合には、油溜りとなる小凹部を形成すると同時に、加工硬化により、被加工物である外径側部材の軸方向端面又は側板の片側面の表面硬度を高くできて、これら外径側部材の軸方向端面或は側板の片側面の耐摩耗性がより向上する。尚、十分な耐摩耗性を得られる程に表面層硬度を高くする為には、被加工物を構成する材料と同等以上の硬度を有し、粒径が２０〜２００μｍである粒状の研磨材を、噴射速度５０ｍ／ｓ以上で被加工面に向け直角に噴射する事が望ましい。
尚、上記多数の小凹部は、互いに摺接する上記外径側部材の軸方向端面と上記側板の片側面とのうちの少なくとも一方の面に形成すれば、これら両面の摩耗防止を図れる。但し、両方の面に形成する事により、油溜りとして機能する上記多数の小凹部の個数、更にはこれら小凹部内に貯溜できるグリースの量が増加して潤滑性が向上し、より耐摩耗性が向上する。

又、請求項３に係る発明を実施する場合に好ましい硬質膜として代表的なものは、メッキ系のもの、カーボン系のもの、フッ素系のもの、Ｓｉ系のもの、チタン系のもの、クロム系のもの、溶射膜が挙げられる。
このうちのメッキ系のものとしては、無電解ニッケルメッキ、セラミックカニゼン、カニボロン等が挙げられる。
又、カーボン系のものとしては、ＧＬＣ（グラファイトライクカーボン）、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等が挙げられる。
又、フッ素系のものとしては、ＦＨＣ（フッ素重合硬質膜）等が挙げられる。
又、Ｓｉ系のものとしては、ＳｉＣ等が挙げられる。
又、チタン系のものとしては、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ（炭窒化チタン）、ＴｉＡｌＮ（窒化チタンアルミニウム）、ＴｉＣｒＮ（窒化チタンクロム）等が挙げられる。
又、クロム系のものとしては、ＣｒＮ等が挙げられる。
更に、溶射膜としては、セラミックス、サーメット、炭化物等の溶射材料を溶射したものが挙げられる。例えば、Ｃｒ₃ Ｃ₂ 、ＴｉＯ₂ −Ａｌ₂ ０₃ 、Ｃｏ−ＷＣ、（Ｎｉ−Ｃｒ）−Ｃｒ₃ Ｃ₂ 、Ａｌ₂ ０₃ 、Ｃｒ₂ Ｃ₃ 、Ｃｒ₂ Ｃ₃ −ＳｉＯ−ＴｉＯ₂ 、（Ｃｏ−ＷＣ）−（Ｎｉ−Ａｌ）等が、上記溶射材料として適している。
何れの場合でも、硬質膜の膜厚は、１〜４０μｍ程度が好ましい。この膜厚が小さ過ぎる（１μｍ未満）の場合には、十分な期間に亙って必要とする耐摩耗性を確保する事が難しくなる。これに対して、上記膜厚が大き過ぎる（４０μｍを越える）と、上記硬質膜の厚み以下の大きさ（厚さ方向に関して表面側一部）の剥離、欠落が生じ易くなる。

又、請求項３に係る発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に係る発明の様に、硬質膜にフッ素樹脂を含有させる。フッ素樹脂を含有させる事で、硬質膜による耐摩耗性の向上に加え、フッ素樹脂による潤滑性向上に基づく耐摩耗性の向上効果を得られ、より耐摩耗性が良好になる。この場合に関しても、前記外径側部材の軸方向端面と前記側板の片側面との両方の面に施す事が、より優れた耐摩耗性を得る面からは好ましい。
尚、上述の様に硬質膜にフッ素樹脂を含有させる処理として代表的なものとして、無電解ニッケルメッキの皮膜中にＰＴＦＥ等のフッ素樹脂の粒子を分布させた複合皮膜（カニフロン）等が挙げられる。この場合にこの複合皮膜の厚さは、５〜４０μｍ程度に規制する事が好ましい。この膜厚が小さ過ぎる（５μ未満）の場合には、十分な期間に亙って必要とする耐摩耗性を確保する事が難しくなる。これに対して、上記膜厚が大き過ぎる（４０μｍを越える）と、上記硬質膜の厚み以下の大きさ（厚さ方向に関して表面側一部）の剥離、欠落が生じ易くなる。尚、上記フッ素樹脂の粒径は、１μm 以下である事が望ましい。これ以上粒径が大きくなると、このフッ素樹脂を硬質膜中に一様に分布させる事が難しくなり、このフッ素樹脂が塊となって局在化し易くなり、十分な摩擦低減効果を得る事が難しくなる。又、フッ素樹脂の含有量は、３〜４０重量％程度とする事が好ましい。含有量がこれよりも少ない（３重量％未満である）と、フッ素樹脂を含有させる事による摩擦低減効果が不十分となる。これに対して、上記含有量が多過ぎる（４０重量％を越える）と、本来硬質膜を構成する硬質材の量が少なくなり、複合皮膜の硬度を（Ｈｖ１０００以上に）確保する事が難しくなる。

又、請求項５に係る発明を実施する場合に好ましくは、互いに対向するこれら外径側部材の軸方向端面と側板の片側面との両面に、フッ素樹脂を含有する皮膜を形成する。
この皮膜を形成する面を一方の面のみにするか、両方の面にするかに関係なく、この皮膜中に含有させるフッ素樹脂として好ましくは、ＰＴＦＥの他、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ等が、好ましく使用できる。上記皮膜の膜厚は、１０〜５０μm 程度が好ましい。この膜厚が小さ過ぎると（１０μ未満の場合には）、上記皮膜の耐久性を確保する事が難しくなる。これに対して、上記膜厚が大き過ぎると、上記皮膜からフッ素樹脂の一部が剥離、欠落し易くなり、剥離、欠落した場合には、フッ素樹脂がダストとなって清浄環境を汚染する可能性がある。
又、上記皮膜は、単一種類のフッ素樹脂で形成されていても、或は複数種類のフッ素樹脂で形成されていても良い。更には、フッ素樹脂とフッ素樹脂以外の樹脂との複合皮膜であっても良い。複合皮膜の例としては、ポリイミド樹脂による皮膜の中にＰＴＦＥの粒子が一様に分布させたというもの等が挙げられる。この例の場合、ＰＴＦＥの潤滑性により耐摩耗性が向上する事に加えて、硬度が大きなポリイミド樹脂の働きにより、皮膜の硬度がＰＴＦＥ単体の皮膜の場合よりも大きくなって、より優れた耐摩耗性を得られる。

又、請求項５に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項６に係る発明の様に、フッ素樹脂を含有する皮膜とこの皮膜により覆われた面の下地との間に、硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜を存在させる。この硬質膜としては、前述した、メッキ系のもの、カーボン系のもの、Ｓｉ系のもの、フッ素系のもの、チタン系のもの、クロム系のもの、溶射膜が使用できる。又、膜厚は、前述した理由により、硬質膜に関しては１〜４０μｍ、フッ素樹脂皮膜に関しては１０〜５０μｍとする。
この様な構成を採用した場合、上記フッ素樹脂を含有した皮膜が、互いに対向する外径側部材の軸方向端面と側板の片側面との摺動部の摩擦係数を低減させて、この摺動部の耐摩耗性を向上させる。又、上記硬質膜は、上記フッ素樹脂を含有させた皮膜の下地皮膜としても機能する。即ち、この硬質膜の表面の凹部分にフッ素樹脂を含有した皮膜の一部が入り込んでアンカーの働きをし、これら硬質膜とフッ素樹脂を含有した皮膜との結合力を増大させる。この結果、このフッ素樹脂を含有した皮膜が、上記硬質膜から容易には剥離、欠落する事がなくなり、フッ素樹脂を含有した皮膜の耐久性が向上する。
更に、仮に上記フッ素樹脂を含有した皮膜が剥離、欠落しても、上記硬質膜が表面に現れて相手面と摺接する為、耐摩耗性の低下を抑えられる。

又、何れの請求項に係る発明を実施する場合にも、好ましくは、請求項７に記載した様に、
内輪軌道と、外輪軌道と、各転動体の転動面とのうちの少なくとの１種類の面を、次の(1) 〜(5) のうちの少なくとも１の要件を満たしたものとする。
(1) 多数の小凹部を形成している。
(2) 硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜により覆われている。
(3) フッ素樹脂を含有し、硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜により覆われている。
(4) フッ素樹脂を含有する皮膜により覆われている。
(5) 表面をフッ素樹脂を含有する皮膜により覆われ、このフッ素樹脂を含有する皮膜とこの皮膜により覆われた面の下地との間に、硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜が存在する。
この様な構成を採用すれば、上記各転動体の転動面と上記内輪軌道或は上記外輪軌道との転がり接触部の耐摩耗性を向上させて、潤滑不良時にもこの転がり接触部で有害な摩耗が発生する事を防止できる。

又、何れの請求項に係る発明を実施する場合にも、好ましくは、請求項８に記載した様に、内輪軌道と、外輪軌道と、各転動体の転動面とのうちの少なくとの１種類の面を、官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜で覆う。
この潤滑膜は流動性を有する為、比較的大きな荷重が作用する様な場合でも、転動体の負荷により剥離や欠落を生じる可能性が低く、発塵量が小さい。この為、上述の様な構成を採用した場合には、半導体製造装置等の、塵等の異物を極端に嫌う、高清浄環境下での使用に適している。
又、含フッ素重合体だけでなくＰＦＰＥが配合されている為、低アウトガスである。この為、特にウエハの処理プロセスの様に、有機物による汚染を極端に嫌う高清浄環境下、及び真空環境下での使用に適している。
更に、比較的大きな荷重が作用する様な場合でも、転動、摺接する部分で金属同士が無潤滑で接触する状態となりにくく、当該部分を、常に潤滑剤が付着している状態に維持し易い。この為、当該部分で凝着や摩耗が起りにくくして、より優れた耐久性と低発塵性とを得られる。

尚、上記官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテルとを含有する潤滑膜を形成する場合、これら含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテルとを混合したもので上記潤滑膜を形成しても良いし、官能基を有する含フッ素重合体の層とパーフルオロポリエーテルの層とを重ね合わせた二層構造としても良い。二層構造とする場合には、前記内輪軌道と、外輪軌道と、各転動体の転動面とのうちの少なくとの１種類の面に、官能基を有する含フッ素重合体の層を設け、その上にパーフルオロポリエーテルの層を設ける。この様に構成すれば、含フッ素重合体の層と、パーフルオロポリエーテルの層との漏れ性が良好である為、上側に設けたこのパーフルオロポリエーテルの層を、薄く且つ均一に被覆する事ができて、上記各転動体の転動に伴って、このパーフルオロポリエーテルが飛散しにくい（低発塵である）。これに対して、金属面である、内輪軌道、外輪軌道、各転動体の転動面に直接パーフルオロポリエーテルを被覆すると、金属とパーフルオロポリエーテルとの漏れ性が悪いので、このパーフルオロポリエーテルを薄く且つ均一に被覆する事が難しくなる。

又、請求項１〜７に係る発明に関する表面処理は、何れも、上記含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテルとを含有する潤滑膜と同様、発塵量やアウトガス量が小さい。従って、上記請求項１〜７に係る発明に関する表面処理と、上述の請求項８に係る発明の様な、含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテルとを含有する潤滑膜と併用する事は、カムフォロア装置或はローラフォロア装置全体としての発塵量やアウトガス量を少なく抑える面から、極めて有用である。

尚、請求項１に係る発明の様に、摺動面に多数の小凹部を形成する構造と、請求項３に係る発明の様に、摺動面を硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜により覆う構造とは、摺動部の摩擦低減はグリースにより図るもので、それぞれの構造自身の潤滑性は低い。従って、上記請求項１、３に係る発明を実施する場合には、互いに対向する外径側部材の軸方向端面と側板の片側面とのうちの、少なくとも一方の面を、上記含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテルとを含有する潤滑膜で覆う事が望ましい。
これに対して、他の請求項４〜６に係る発明の構成要件である皮膜は、何れも、それ自身が良好な潤滑性を有する。従って、上記含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテルとを含有する潤滑膜で覆う必要性は、上記請求項１、３に係る発明の場合に比べて乏しい。但し、上記少なくとも一方の面を上記潤滑膜で覆えば、より潤滑性が向上して、より優れた耐摩耗性を得られる。従って、上記請求項４〜６に係る発明を実施する場合に好ましくは、上記少なくとも一方の面にそれぞれの皮膜を形成した後、この皮膜を上記潤滑膜で覆うか、或は相手面をこの潤滑膜で覆う事が好ましい。

更に、内輪軌道と、外輪軌道と、各転動体の転動面とのうちの少なくとの１種類の面に、上記含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテルとを含有する潤滑膜を形成するのに加えて、前述した請求項７に係る発明の様な処理を施せば、この潤滑膜の存在に基づく、優れた耐久性と低発塵性とを得られるのに加えて、耐摩耗性、耐焼き付き性、耐凝着性が向上して、より優れた耐久性を得られる。
尚、摩耗によって新生面が露出した金属表面は触媒的に作用し、上記潤滑膜中のパーフルオロポリエーテルを分解してアウトガスを発生させる場合がある。これに対して、上記請求項７に係る発明の様な処理｛但し、(1) の多数の小凹部を形成する処理を除く。｝を施せば、摩耗により新生面が露出する事を防止して、上記潤滑膜中のパーフルオロポリエーテルの分解に基づく、アウトガスの発生を抑制できる。

尚、上述の様な請求項８に係る発明を実施する場合、上記含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテルとを含有する潤滑膜の膜厚は特に限定しないが、好ましくは、請求項９に係る発明の様に、０．３〜２．０μｍとすれば、特に優れた発塵性及び耐久性を得られる。上記膜厚が０．３μｍ未満の場合には潤滑性が不十分となり、耐久性に問題が生じる可能性がある。これに対して、上記膜厚が２．０μｍを超えると、潤滑性が十分になる反面、発塵量が多くなる可能性がある。

又、各請求項１〜９に係る発明を実施する場合に、好ましくは、請求項１０に係る発明の様に、各転動体を、内輪軌道と外輪軌道との間に回転自在に配設された保持器に設けた複数のポケット内に転動自在に保持する。そして、これら各ポケットの内面を、フッ素樹脂を含有する皮膜で覆う。
この様な構成を採用すれば、仮にグリースによる潤滑が不足したり、或は上記含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテルとを含有する潤滑膜が剥離、欠落しても、上記各ポケット内面を覆った、フッ素樹脂を含有する皮膜からフッ素樹脂が供給される。この為、上記各転動体の転動面と上記内輪軌道及び外輪軌道との転がり接触部の潤滑性の低下を抑えて、カムフォロア装置或はローラフォロア装置の耐久性向上を図れる。しかも、上記各ポケットの内面から上記各転動体の転動面にフッ素樹脂を転移させる、所謂転移潤滑である為、発塵量も少なくて済む。

図１〜３は、本発明の実施例１として、本発明をカムフォロア装置として実施する場合の構造を示している。スタッド１ａの基端（図１の左端）寄り部分の周囲にローラ２ａを、ラジアルニードル軸受３ａにより回転自在に支持している。又、このローラ２ａを、上記スタッド１ａの基端部に形成した鍔部４ａと、このスタッド１ａの中間部に外嵌固定した鍔輪５ａとで軸方向両側から挟持している。この鍔輪５ａは、上記ローラ２ａと、上記ラジアルニードル軸受３ａを構成する、特許請求の範囲に記載した転動体であるニードル８、８とが、上記スタッド１ａから脱落するのを防止する為に設けられている。尚、上記鍔輪５ａは、このスタッド１ａと、上記ローラ２ａと、上記各ニードル８、８とを組み立てた後、このスタッド１ａの中間部に圧入固定する。このスタッド１ａの中間部外周面には段差部９を形成し、上記鍔輪５ａの片側面（図１、３の左側面）内径側端部を、この段差部９に突き当てている。

上記鍔部４ａの片側面（図１、２の右側面）からこの段差部９までの距離は、上記各ニードル８、８の長さ、及び、上記ローラ２ａの軸方向長さよりも少しだけ大きくしている。従って、これら各ニードル８、８の軸方向両端面が、上記鍔輪５ａの片側面及び上記鍔部４ａの片側面に強く押し付けられる事はなく、上記各ニードル８、８は、上記スタッド１ａの基端寄り部分の外周面に形成した内輪軌道１０と、上記ローラ２ａの内周面に形成した外輪軌道１１との間で、転動自在である。又、このローラ２ａの軸方向両端面に関しても、上記鍔輪５ａの片側面及び上記鍔部４ａの片側面に強く押し付けられる事はなく、上記ローラ２ａは、これら両片側面同士の間で回転自在である。尚、実際の場合、上記ローラ２ａが回転していない場合には、このローラ２ａの軸方向両端面と、上記鍔輪５ａの片側面及び上記鍔部４ａの片側面とが接触していない事もある。これに対して、上記ローラ２ａが回転している場合には、このローラ２ａが軸方向に変位し、このローラ２ａの軸方向一端面が、上記鍔輪５ａの片側面又は上記鍔部４ａの片側面に摺接する事が多い。但し、実施例を示す各図には、上記ローラ２ａの軸方向両端面と上記鍔輪５ａの片側面及び上記鍔部４ａの片側面との間の隙間を記載せず、上記ローラ２ａの軸方向両端面がこれら鍔輪５ａの片側面及び鍔部４ａの片側面に摺接している状態を表している。

上述の様な構造を有するカムフォロア装置の可動部を潤滑する為の潤滑剤の種類は特に規定しない。但し、半導体製造装置の搬送装置、位置決め装置の如く、高清浄環境下、真空環境下で使用する事を考えると、低発塵グリース或は低蒸気圧グリースである、シリコングリース或はフッ素グリース、又は、低発塵油或は低蒸気圧油である、シリコンオイルやフッ素オイル等を使用する事が好ましい。

又、前記スタッド１ａ、上記ローラ２ａ、上記各ニードル８、８、及び、上記鍔輪５ａの材料に就いても特に限定しない。但し、上記潤滑剤として、フッ素グリース等の防錆能力の低いグリースを用いる場合は、耐食材料を使用する事が好ましい。この場合に、上記スタッド１ａ、上記ローラ２ａ、上記鍔輪５ａの材料としては、例えば、ＳＵＳ４４０Ｃに代表されるマルテンサイト系、又はフェライト系のステンレス鋼に、適切な硬化熱処理を施したもの、或はＳＵＳ６３０等の析出硬化系ステンレス鋼、或はＳＵＳ３１６等のオーステナイト系ステンレス鋼に表面硬化処理を施したもの等が挙げられる。又、上記各ニードル８、８の材料としては、上述した各ステンレス鋼の他、セラミックス材や超硬合金等のサーメットが挙げられる。尚、セラミックス材としては、窒化ケイ素（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）、を主体とするものの他、アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ジルコニア（ＺｒＯ₂ ）等を主体とするものが好ましい。

本実施例の場合、上述の様な構造を有するカムフォロア装置で、図２、３に斜格子で示した領域、即ち、上記鍔輪５ａの片側面及び前記鍔部４ａの片側面で、上記ローラ２ａの軸方向両端面及び上記各ニードル８、８の軸方向両端面と対向する部分に、多数の小凹部を形成している。これら各小凹部を形成する方法、及び、これら多数の小凹部を油溜りとして機能させる事により、上記鍔輪５ａ及び前記鍔部４ａの片側面、上記ローラ２ａの軸方向両端面の摩耗防止を図る事は、前述した通りである。又、上記小凹部をショットブラストにより形成した場合には、上記図２、３に斜格子で示した部分の表面硬度が高くなるので、より耐摩耗性が向上する事も、前述した通りである。更に、上記小凹部を、上記鍔輪５ａの片側面及び前記鍔部４ａの片側面だけでなく、上記ローラ２ａの軸方向両端面にも形成すれば、上記耐摩耗性をより一層向上させられる事も、前述した通りである。尚、図１に示した構造で、上記スタッド１ａに代えて内輪を設ければ、ローラフォロア装置を得られる。

図４〜５は、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合、ローラ２ａの軸方向両端面、即ち、図４〜５に斜格子で示した部分に、多数の小凹部を形成している。カムフォロア装置の全体構成に就いては、上述した実施例１と同様である。上記各小凹部を設けた事による摩擦低減作用は、前述した通りである。尚、本実施例と、上述の実施例１とを組み合わせて、上記ローラ２ａの軸方向両端面と、鍔輪５ａの片側面及び鍔部４ａの片側面とに、多数の小凹部を形成すれば、耐摩耗性をより一層向上させる事ができる。又、本実施例に関しても、スタッド１ａに代えて内輪を設ければ、ローラフォロア装置を得られる。

図６〜７は、本発明の実施例３を示している。本実施例の場合、鍔輪５ａの片側面及び鍔部４ａの片側面で、ローラ２ａの軸方向両端面及び各ニードル８の軸方向両端面と対向する部分、即ち、図６〜７の斜格子で示した部分に、硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜１２を形成している。カムフォロア装置の全体構成に就いては、前述した実施例１と同様である。又、上記各硬質膜１２の形成方法及びその作用は、前述した通りである。即ち、これら各硬質膜１２が形成された、上記鍔輪５ａの片側面及び鍔部４ａの片側面は、耐摩耗性が向上し、上記ローラ２ａの軸方向両端面との摺接により摩耗粉を生じない。その為、摩耗粉が砥粒の様に働いて相手面であるこのローラ２ａの軸方向両端面を摩耗させる現象が発生せず、互いに摺接する両面の摩耗を抑えられる。尚、本実施例に関しても、スタッド１ａに代えて内輪を設ければ、ローラフォロア装置を得られる。

図８〜９は、本発明の実施例４を示している。本実施例の場合、ローラ２ａの軸方向両端面、即ち、図８〜９に斜格子で示した部分に、硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜１２ａを形成している。カムフォロア装置の全体構成に就いては、前述した実施例１と同様である。又、上記各硬質膜１２ａの形成方法及びその作用は、前述した通りである。即ち、これら各硬質膜１２ａが硬い事に伴い、耐摩耗性向上効果を得られる。尚、本実施例と、上述の実施例３とを組み合わせて、上記ローラ２ａの軸方向両端面と、上記鍔輪５ａの片側面及び鍔部４ａの片側面とに、硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜１２、１２ａを形成すれば、耐摩耗性をより一層向上させる事ができる。本実施例に関しても、スタッド１ａに代えて内輪を設ければ、ローラフォロア装置を得られる。
更に、本実施例４及び上述した実施例３と同様の構造で、上記硬質膜１２、１２ａ中にフッ素樹脂を含有させれば、この硬質膜１２、１２ａによる耐摩耗性の向上に加え、フッ素樹脂による潤滑性向上に基づく耐摩耗性の向上効果を得られ、より耐摩耗性が良好になる。

図１０〜１１は、本発明の実施例５を示している。本実施例の場合には、鍔輪５ａの片側面及び鍔部４ａの片側面で、ローラ２ａの軸方向両端面及び上記各ニードル８の軸方向両端面と対向する部分が硬質膜１２ｂで覆われており、更にこの硬質膜１２ｂがフッ素樹脂を含有した皮膜１３で覆われている。本実施例の場合、この硬質膜１２ｂは、このフッ素樹脂を含有した皮膜１３の下地皮膜となっている。カムフォロア装置の全体構成に就いては、前述した実施例１と同様である。この様な本実施例の場合、前述した様な作用により、優れた耐久性を得られる。本実施例に関しても、スタッド１ａに代えて内輪を設ければ、ローラフォロア装置を得られる。

図１２〜１３は、本発明の実施例６を示している。本実施例の場合、ローラ２ａの軸方向両端面が硬質膜１２ｃで覆われており、更にこの硬質膜１２ｃがフッ素樹脂を含有した皮膜１３ａで覆われている。本実施例の場合、この硬質膜１２ｃは、このフッ素樹脂を含有した皮膜１３ａの下地皮膜となっている。カムフォロア装置の全体構成に就いては、前述した実施例１と同様である。この様な本実施例の場合、前述した様な作用により、優れた耐久性を得られる。尚、本実施例と、上述の実施例５とを組み合わせて、上記ローラ２ａの軸方向両端面と、上記鍔輪５ａの片側面及び鍔部４ａの片側面とに、硬質膜１２ｂ、１２ｃと皮膜１３、１３ａとを形成すれば、耐摩耗性をより一層向上させる事ができる。本実施例に関しても、スタッド１ａに代えて内輪を設ければ、ローラフォロア装置を得られる。

図１４〜１５は、本発明の実施例７を示している。本実施例の場合、鍔輪５ａの片側面及び鍔部４ａの片側面で、ローラ２ａの軸方向両端面及び上記各ニードル８の軸方向両端面と対向する部分と、スタッド１ａの外周面基端寄り部分に形成した内輪軌道１０と、ローラ２ａの内周面に形成した外輪軌道１１と（図１４〜１５に斜格子で示した部分）に、それぞれ次の(1) 〜(5) のうちから選択される、耐摩耗性向上の為の処理を施している。(1) 多数の小凹部を形成している。
(2) 硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜により覆われている。
(3) フッ素樹脂を含有し、硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜により覆われている。
(4) フッ素樹脂を含有する皮膜により覆われている。
(5) 表面をフッ素樹脂を含有する皮膜により覆われ、このフッ素樹脂を含有する皮膜とこの皮膜により覆われた面の下地との間に、硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜が存在する。
この様な本実施例の場合、上記鍔輪５ａの片側面及び鍔部４ａの片側面だけでなく、上記各ニードル８により構成されるラジアルニードル軸受３ａ部分の耐摩耗性も良好にできて、より優れた耐久性及び低発塵性を得られる。尚、上述した耐摩耗性向上の為の処理は、上記内輪軌道１０及び外輪軌道１１に代えて、ニードル８の外周面（転動面）に施しても良い。

図１６〜１７は、本発明の実施例８を示している。本実施例の場合、鍔輪５ａの片側面及び鍔部４ａの片側面で、ローラ２ａの軸方向両端面及び上記各ニードル８の軸方向両端面と対向する部分（図１６〜１７に斜格子で示した部分）に、それぞれ上述の(1) 〜(5) のうちから選択される、耐摩耗性向上の為の処理が施されている。更に本実施例の場合には、スタッド１ａの外周面基端寄り部分に形成した内輪軌道１０と、ローラ２ａの内周面に形成した外輪軌道１１とに、それぞれ上述した官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜１４を形成している。本実施例の場合、この潤滑膜１４を形成する事により、前述した様に、高清浄環境下や真空環境下の使用でも、低発塵性、低アウトガス性を確保し、しかも十分な耐久性を有するカムフォロア装置を得られる。尚、上述した実施例７の様に、鍔輪５ａの片側面及び鍔部４ａの片側面と、内輪軌道１０及び外輪軌道１１とに、上述の(1) 〜(5) のうちから選択される、耐摩耗性向上の為の処理を施し、更にこれら内輪軌道１０及び外輪軌道１１に潤滑膜１４を形成しても良い。これにより、より耐久性を向上させられる。

本発明の実施例１を示す断面図。図１のＡ部拡大図。同Ｂ部拡大図。本発明の実施例２を示す、図２と同様の図。同じく、図３と同様の図。本発明の実施例３を示す、図２と同様の図。同じく、図３と同様の図。本発明の実施例４を示す、図２と同様の図。同じく、図３と同様の図。本発明の実施例５を示す、図２と同様の図。同じく、図３と同様の図。本発明の実施例６を示す、図２と同様の図。同じく、図３と同様の図。本発明の実施例７を示す、図２と同様の図。同じく、図３と同様の図。本発明の実施例８を示す、図２と同様の図。同じく、図３と同様の図。従来構造の１例を示す断面図。

符号の説明

１、１ａスタッド
２、２ａローラ
３、３ａラジアルニードル軸受
４、４ａ鍔部
５、５ａ鍔輪
６雄ねじ部
７給油路
８ニードル
９段差部
１０内輪軌道
１１外輪軌道
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ硬質膜
１３、１３ａ皮膜
１４潤滑膜

Claims

外周面に円筒形の内輪軌道を有し回転しない内径側部材と、内周面に円筒形の外輪軌道を有し回転する外径側部材と、この外輪軌道と上記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、この外径側部材の軸方向端面に対向する側板とを備えた回転支持装置に於いて、互いに対向するこれら外径側部材の軸方向端面と側板の片側面とのうちの、少なくとも一方の面に、多数の小凹部を形成した事を特徴とする回転支持装置。
多数の小凹部がショットブラストにより形成されたものである、請求項１に記載した回転支持装置。
外周面に円筒形の内輪軌道を有し回転しない内径側部材と、内周面に円筒形の外輪軌道を有し回転する外径側部材と、この外輪軌道と上記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、この外径側部材の軸方向端面に対向する側板とを備えた回転支持装置に於いて、互いに対向するこれら外径側部材の軸方向端面と側板の片側面とのうちの、少なくとも一方の面が、硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜により覆われている事を特徴とする回転支持装置。
硬質膜がフッ素樹脂を含有している、請求項３に記載した回転支持装置。
外周面に円筒形の内輪軌道を有し回転しない内径側部材と、内周面に円筒形の外輪軌道を有し回転する外径側部材と、この外輪軌道と上記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、この外径側部材の軸方向端面に対向する側板とを備えた回転支持装置に於いて、互いに対向するこれら外径側部材の軸方向端面と側板の片側面とのうちの、少なくとも一方の面が、フッ素樹脂を含有する皮膜により覆われている事を特徴とする回転支持装置。
フッ素樹脂を含有する皮膜とこの皮膜により覆われた面の下地との間に、硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜が存在する、請求項５に記載した回転支持装置。
内輪軌道と、外輪軌道と、各転動体の転動面とのうちの少なくとの１種類の面が、次の(1) 〜(5) のうちの少なくとも１の要件を満たしている、請求項１〜６の何れかに記載した回転支持装置。
(1) 多数の小凹部を形成している。
(2) 硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜により覆われている。
(3) フッ素樹脂を含有し、硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜により覆われている。
(4) フッ素樹脂を含有する皮膜により覆われている。
(5) 表面をフッ素樹脂を含有する皮膜により覆われ、このフッ素樹脂を含有する皮膜とこの皮膜により覆われた面の下地との間に、硬度がＨｖ１０００以上である硬質膜が存在する。
内輪軌道と、外輪軌道と、各転動体の転動面とのうちの少なくとの１種類の面が、官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテルとを含有する潤滑膜で覆われている、請求項１〜７の何れかに記載した回転支持装置。
潤滑膜の厚さが０．３〜２．０μｍである、請求項８に記載した回転支持装置。
各転動体が、内輪軌道と外輪軌道との間に回転自在に配設された保持器に設けた複数のポケット内に転動自在に保持されており、これら各ポケットの内面がフッ素樹脂を含有する皮膜で覆われている、請求項１〜９の何れかに記載した回転支持装置。