JP3240680B2 - 固体潤滑皮膜の形成方法 - Google Patents
固体潤滑皮膜の形成方法Info
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- JP3240680B2 JP3240680B2 JP10639292A JP10639292A JP3240680B2 JP 3240680 B2 JP3240680 B2 JP 3240680B2 JP 10639292 A JP10639292 A JP 10639292A JP 10639292 A JP10639292 A JP 10639292A JP 3240680 B2 JP3240680 B2 JP 3240680B2
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- Lubricants (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造設備や真空
機器等に使用される転がり軸受等における固体潤滑皮膜
の形成方法に関する。
機器等に使用される転がり軸受等における固体潤滑皮膜
の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、真空機器や半導体製造設備等に
使用される転がり軸受の潤滑には、固体潤滑剤が用いら
れている。現在、固体潤滑剤として、二硫化モリブデン
等の層状物質、金、銀、鉛等の軟質金属、ＰＴＦＥ（ポ
リテトラフルオロエチレン：平均分子量が１×１０5 以
上、主に、１×１０6〜１×１０7のもの）、ポリイミド
等の高分子化合物が広く用いられており、これらは、通
常、スパッタリング法やイオンプレーティング法によっ
て皮膜処理される。
使用される転がり軸受の潤滑には、固体潤滑剤が用いら
れている。現在、固体潤滑剤として、二硫化モリブデン
等の層状物質、金、銀、鉛等の軟質金属、ＰＴＦＥ（ポ
リテトラフルオロエチレン：平均分子量が１×１０5 以
上、主に、１×１０6〜１×１０7のもの）、ポリイミド
等の高分子化合物が広く用いられており、これらは、通
常、スパッタリング法やイオンプレーティング法によっ
て皮膜処理される。
【０００３】ところで、本出願人は平均分子量が５００
０以下のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から
なる固体潤滑皮膜を形成した固体潤滑転がり軸受につい
て既に出願し（特願平３−１９０１５０号）、この出願
において、上記ＰＴＦＥを固体潤滑剤として用いること
により、軸受の耐久性、低発塵性等が著しく向上するこ
とを示した。さらに、本出願人は、連続した島状分布の
固体潤滑皮膜を形成した半導体製造設備用転がり軸受つ
いて出願し（実願平３−４９９４６号）、この出願にお
いて、上記ＰＴＦＥの固体潤滑皮膜を島状分布とするこ
とにより、軸受の低発塵性がさらに向上することを示す
と共に、島状分布の固体潤滑皮膜がスプレー法によって
容易に形成し得ることを示した。
０以下のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から
なる固体潤滑皮膜を形成した固体潤滑転がり軸受につい
て既に出願し（特願平３−１９０１５０号）、この出願
において、上記ＰＴＦＥを固体潤滑剤として用いること
により、軸受の耐久性、低発塵性等が著しく向上するこ
とを示した。さらに、本出願人は、連続した島状分布の
固体潤滑皮膜を形成した半導体製造設備用転がり軸受つ
いて出願し（実願平３−４９９４６号）、この出願にお
いて、上記ＰＴＦＥの固体潤滑皮膜を島状分布とするこ
とにより、軸受の低発塵性がさらに向上することを示す
と共に、島状分布の固体潤滑皮膜がスプレー法によって
容易に形成し得ることを示した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】スパッタリング法やイ
オンプレーティング法によれば、当然のことながら、真
空チャンバーを中心とした処理設備が必要となる。ま
た、処理時間は、真空排気、冷却等の前後工程を含める
と最短でも約２時間程度必要となり、生産効率がきわめ
て低い。また、真空容器内の形状、大きさ等により、被
皮膜処理物の形状、大きさ、個数等、さらには処理治具
の形状までが制限される。また、最近では、真空排気、
冷却時間の短縮化を目的としたロードロック方式も採用
されつつあるが、装置が高価になるためコストアップに
つながる。さらに、スプレー法は、大量処理には、やや
不適な感がある。
オンプレーティング法によれば、当然のことながら、真
空チャンバーを中心とした処理設備が必要となる。ま
た、処理時間は、真空排気、冷却等の前後工程を含める
と最短でも約２時間程度必要となり、生産効率がきわめ
て低い。また、真空容器内の形状、大きさ等により、被
皮膜処理物の形状、大きさ、個数等、さらには処理治具
の形状までが制限される。また、最近では、真空排気、
冷却時間の短縮化を目的としたロードロック方式も採用
されつつあるが、装置が高価になるためコストアップに
つながる。さらに、スプレー法は、大量処理には、やや
不適な感がある。
【０００５】そこで、本発明の目的は、島状分布のＰＴ
ＦＥ固体潤滑皮膜を簡易な処理設備を用いて容易に形成
することができ、しかも大量処理に適した形成方法を提
供することにある。
ＦＥ固体潤滑皮膜を簡易な処理設備を用いて容易に形成
することができ、しかも大量処理に適した形成方法を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、平均分子量
が２５０００以下のポリテトラフルオロエチレンを有機
溶媒に分散させてなる処理液中に軸受部品又は軸受完成
品を浸漬した後、これを乾燥させて、上記ポリテトラフ
ルオロエチレンからなる島状分布の固体潤滑皮膜を上記
軸受部品又は軸受完成品の表面に形成するようにした。
が２５０００以下のポリテトラフルオロエチレンを有機
溶媒に分散させてなる処理液中に軸受部品又は軸受完成
品を浸漬した後、これを乾燥させて、上記ポリテトラフ
ルオロエチレンからなる島状分布の固体潤滑皮膜を上記
軸受部品又は軸受完成品の表面に形成するようにした。
【０００７】
【作用】ポリテトラフルオロエチレンは平均分子量が小
さくなるほど分散性が向上する。特に、平均分子量が２
５０００以下のものは分散性に優れており、これを有機
溶媒に分散させてなる処理液を用いることにより、良好
な島状分布の固体潤滑皮膜を形成することができる。
さくなるほど分散性が向上する。特に、平均分子量が２
５０００以下のものは分散性に優れており、これを有機
溶媒に分散させてなる処理液を用いることにより、良好
な島状分布の固体潤滑皮膜を形成することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【０００９】図１は、本発明に係わる形成方法を用いて
固体潤滑皮膜１ａ、２ａ、３ａを形成した深溝玉軸受を
示す。この軸受は、内輪１、外輪２、内・外輪１、２間
に介在する複数の転動体３、転動体３を円周等間隔に保
持する保持器４といった軸受部品で構成される。そし
て、内・外輪１、２の転走面および転動体３の表面には
それぞれポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の固
体潤滑皮膜１ａ、２ａ、３ａが形成されている。これら
の固体潤滑皮膜は、ＰＴＦＥを有機溶媒に分散させてな
る処理液中に軸受部品または軸受完成品を１０秒程度浸
漬した後、これを大気中で乾燥させて形成したものであ
る。ＰＴＦＥとしては、例えば、バイダックスＡＲ、バ
イダックス１０００（いずれもデュポン社製）、ＭＰ１
２００、ＭＰ１３００（いずれも三井フロロケミカル社
製）、ルブロンＬＤ−１（ダイキン工業社製）等を用い
ることができるが、平均分子量が２５０００以下のもの
を用いるのが望ましい。また、有機溶媒としては、例え
ば、トルエン、ベンゼン、ナフサ等を用いることができ
る。この場合、低分子量ＰＴＦＥの濃度は、平均皮膜厚
さが０．４μｍ〜１．０μｍ程度になるような濃度に調
整すると良い。本実施例においては、乾燥後の固体潤滑
皮膜１ａ、２ａ、３ａの平均皮膜厚さは０．６μｍ程度
であるが、同図ではこれをかなり誇張してある。また、
固体潤滑皮膜は内・外輪１、２の転走面および転動体３
の表面に形成されているが、固体潤滑皮膜は少なくとも
転動体３の表面に形成すれば良い。また、同図では内・
外輪１、２の外表面全体に固体潤滑皮膜１ａ、２ａが形
成されているが、嵌合面等の固体潤滑皮膜が本来不要な
部分については、最終製品となる前に除去するようにす
ると良い。さらに、軸受の形式は、同図に示すような深
溝玉軸受のみならず、転がり軸受一般に適用することが
できる。
固体潤滑皮膜１ａ、２ａ、３ａを形成した深溝玉軸受を
示す。この軸受は、内輪１、外輪２、内・外輪１、２間
に介在する複数の転動体３、転動体３を円周等間隔に保
持する保持器４といった軸受部品で構成される。そし
て、内・外輪１、２の転走面および転動体３の表面には
それぞれポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の固
体潤滑皮膜１ａ、２ａ、３ａが形成されている。これら
の固体潤滑皮膜は、ＰＴＦＥを有機溶媒に分散させてな
る処理液中に軸受部品または軸受完成品を１０秒程度浸
漬した後、これを大気中で乾燥させて形成したものであ
る。ＰＴＦＥとしては、例えば、バイダックスＡＲ、バ
イダックス１０００（いずれもデュポン社製）、ＭＰ１
２００、ＭＰ１３００（いずれも三井フロロケミカル社
製）、ルブロンＬＤ−１（ダイキン工業社製）等を用い
ることができるが、平均分子量が２５０００以下のもの
を用いるのが望ましい。また、有機溶媒としては、例え
ば、トルエン、ベンゼン、ナフサ等を用いることができ
る。この場合、低分子量ＰＴＦＥの濃度は、平均皮膜厚
さが０．４μｍ〜１．０μｍ程度になるような濃度に調
整すると良い。本実施例においては、乾燥後の固体潤滑
皮膜１ａ、２ａ、３ａの平均皮膜厚さは０．６μｍ程度
であるが、同図ではこれをかなり誇張してある。また、
固体潤滑皮膜は内・外輪１、２の転走面および転動体３
の表面に形成されているが、固体潤滑皮膜は少なくとも
転動体３の表面に形成すれば良い。また、同図では内・
外輪１、２の外表面全体に固体潤滑皮膜１ａ、２ａが形
成されているが、嵌合面等の固体潤滑皮膜が本来不要な
部分については、最終製品となる前に除去するようにす
ると良い。さらに、軸受の形式は、同図に示すような深
溝玉軸受のみならず、転がり軸受一般に適用することが
できる。
【００１０】図２は、上記固体潤滑皮膜の皮膜分布状態
を模式的に示す。島１２と島１２とは薄い皮膜部分１５
によって連続しており、固体潤滑皮膜１１ａの表面は微
小な凹凸になって母材１１の表面を覆っている。凸状の
島１２は相手面１３との接触によって削りとられ潤滑粉
１２ａを発生させるが、この潤滑粉１２ａは凹状の皮膜
部分１５に入り込み、その部分に転着する。このよう
に、固体潤滑皮膜１１ａの表面から削り取られた潤滑粉
１２ａが皮膜部分１５によって捕捉される結果、軸受の
発塵量が低減する（詳細については、実願平３−４９９
４６参照。）。
を模式的に示す。島１２と島１２とは薄い皮膜部分１５
によって連続しており、固体潤滑皮膜１１ａの表面は微
小な凹凸になって母材１１の表面を覆っている。凸状の
島１２は相手面１３との接触によって削りとられ潤滑粉
１２ａを発生させるが、この潤滑粉１２ａは凹状の皮膜
部分１５に入り込み、その部分に転着する。このよう
に、固体潤滑皮膜１１ａの表面から削り取られた潤滑粉
１２ａが皮膜部分１５によって捕捉される結果、軸受の
発塵量が低減する（詳細については、実願平３−４９９
４６参照。）。
【００１１】図３〜図５は、種々のＰＴＦＥの処理液を
用いて形成した固体潤滑皮膜の皮膜分布状態および性能
についての評価を示す。尚、皮膜分布状態は顕微鏡観察
により（図４および図５）、性能は寿命試験と発塵試験
とにより評価した。また、図３の試料ＮＯは図４および
図５の試料ＮＯにそれぞれ対応している。
用いて形成した固体潤滑皮膜の皮膜分布状態および性能
についての評価を示す。尚、皮膜分布状態は顕微鏡観察
により（図４および図５）、性能は寿命試験と発塵試験
とにより評価した。また、図３の試料ＮＯは図４および
図５の試料ＮＯにそれぞれ対応している。
【００１２】まず、試料ＮＯ１は平均分子量が３７００
のＰＴＦＥを用いたもの、試料ＮＯ２は平均分子量が２
５０００のＰＴＦＥを用いたものであるが、図４に示す
ように、いずれの固体潤滑皮膜も島の大きさおよび分布
がほぼ均一になっており、良好な島状分布をなしてい
る。そして、図３に示すように、これらの固体潤滑皮膜
は良好な耐久性、低発塵性を示す。次に、試料ＮＯ３、
４は平均分子量が比較的大きなＰＴＦＥを用いたもので
あるが、これらの固体潤滑皮膜は試料ＮＯ１およびＮＯ
２の固体潤滑皮膜に比べ、島の大きさ、分布ともやや不
均一になっている。そのため、図３に示すように、耐久
性、低発塵性はやや低下している。但し、従来の固体潤
滑皮膜に比べると、耐久性、低発塵性とも良好である。
尚、試料ＮＯ５のＰＴＦＥは平均分子量がかなり大きい
にもかかわらず、試料ＮＯ３、４と同程度の耐久性、低
発塵性を示している。これは、他の処理液に比べ、ＰＴ
ＦＥの濃度を高くしていることによるものと考えられ
る。
のＰＴＦＥを用いたもの、試料ＮＯ２は平均分子量が２
５０００のＰＴＦＥを用いたものであるが、図４に示す
ように、いずれの固体潤滑皮膜も島の大きさおよび分布
がほぼ均一になっており、良好な島状分布をなしてい
る。そして、図３に示すように、これらの固体潤滑皮膜
は良好な耐久性、低発塵性を示す。次に、試料ＮＯ３、
４は平均分子量が比較的大きなＰＴＦＥを用いたもので
あるが、これらの固体潤滑皮膜は試料ＮＯ１およびＮＯ
２の固体潤滑皮膜に比べ、島の大きさ、分布ともやや不
均一になっている。そのため、図３に示すように、耐久
性、低発塵性はやや低下している。但し、従来の固体潤
滑皮膜に比べると、耐久性、低発塵性とも良好である。
尚、試料ＮＯ５のＰＴＦＥは平均分子量がかなり大きい
にもかかわらず、試料ＮＯ３、４と同程度の耐久性、低
発塵性を示している。これは、他の処理液に比べ、ＰＴ
ＦＥの濃度を高くしていることによるものと考えられ
る。
【００１３】以上、本発明を転がり軸受に適用した場合
について説明したが、本発明は転がり軸受に限らず、広
く、滑りまたは転がり要素一般について適用可能であ
り、例えば、滑り軸受、ボールねじ等にも適用すること
ができる。
について説明したが、本発明は転がり軸受に限らず、広
く、滑りまたは転がり要素一般について適用可能であ
り、例えば、滑り軸受、ボールねじ等にも適用すること
ができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
平均分子量２５０００以下のポリテトラフルオロエチレ
ンを有機溶媒に分散させてなる処理液中に軸受部品又は
軸受完成品を浸漬することによって島状分布の固体潤滑
皮膜を形成するようにしたので、スパッタリング法やイ
オンプレーティング法等に比べ、簡易な処理設備を用い
て容易にしかも耐久性及び低発塵性に優れた固体潤滑皮
膜を形成することができる。また、本発明の形成方法は
皮膜処理に要するサイクルタイムが短く、さらに、大量
の軸受部品又は軸受完成品を同時に処理することができ
るため、固体潤滑皮膜の形成工程における生産効率の向
上に大きく寄与することができる。
平均分子量２５０００以下のポリテトラフルオロエチレ
ンを有機溶媒に分散させてなる処理液中に軸受部品又は
軸受完成品を浸漬することによって島状分布の固体潤滑
皮膜を形成するようにしたので、スパッタリング法やイ
オンプレーティング法等に比べ、簡易な処理設備を用い
て容易にしかも耐久性及び低発塵性に優れた固体潤滑皮
膜を形成することができる。また、本発明の形成方法は
皮膜処理に要するサイクルタイムが短く、さらに、大量
の軸受部品又は軸受完成品を同時に処理することができ
るため、固体潤滑皮膜の形成工程における生産効率の向
上に大きく寄与することができる。
【図１】本発明に係わる深溝玉軸受を示す断面図であ
る。
る。
【図２】島状分布の固体潤滑皮膜を模式的に示す図であ
る。
る。
【図３】種々の処理液を用いて形成した固体潤滑皮膜の
皮膜分布状態および性能についての評価を示す図であ
る。
皮膜分布状態および性能についての評価を示す図であ
る。
【図４】種々の処理液を用いて形成した固体潤滑皮膜を
顕微鏡により観察した組織図である。
顕微鏡により観察した組織図である。
【図５】種々の処理液を用いて形成した固体潤滑皮膜を
顕微鏡により観察した組織図である。
顕微鏡により観察した組織図である。
１ 内輪 １ａ 固体潤滑皮膜 ２ 外輪 ２ａ 固体潤滑皮膜 ３ 転動体 ３ａ 固体潤滑皮膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−119095（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−90226（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−187446（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−24156（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 33/62 F16C 33/32
Claims (1)
- 【請求項１】 平均分子量が２５０００以下のポリテト
ラフルオロエチレンを有機溶媒に分散させてなる処理液
中に軸受部品又は軸受完成品を浸漬した後、これを乾燥
させて、上記ポリテトラフルオロエチレンからなる島状
分布の固体潤滑皮膜を上記軸受部品又は軸受完成品の表
面に形成することを特徴とする固体潤滑皮膜の形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10639292A JP3240680B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-04-24 | 固体潤滑皮膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-4213 | 1992-01-13 | ||
| JP421392 | 1992-01-13 | ||
| JP10639292A JP3240680B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-04-24 | 固体潤滑皮膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256321A JPH05256321A (ja) | 1993-10-05 |
| JP3240680B2 true JP3240680B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=26337943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10639292A Expired - Lifetime JP3240680B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-04-24 | 固体潤滑皮膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3240680B2 (ja) |
-
1992
- 1992-04-24 JP JP10639292A patent/JP3240680B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05256321A (ja) | 1993-10-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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