JPH06240444A - バレル式アークイオンプレーティング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コーティング効率が良好で、生産性の高いア
ークイオンプレーティング装置を提供することを目的と
する。 【構成】 真空チャンバ１内に設置され、蒸発粒子を複
数方向に照射することができるアーク蒸発手段１２と、
被処理物を収容して水平方向に配設された中心軸回りに
回転自在に支持されたバレル６と、該バレル６を回転さ
せるための回転手段４、５、９とを備え、前記バレル６
は蒸発粒子の照射方向に複数個設置され、その側周面が
網体で形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は小物機械部品等の被処理
物の多数個をバレル内に収め、これらの表面に耐食性や
耐摩耗性等の特性を有する薄膜を一度にコーティングす
るためのバレル式アークイオンプレーティング装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ボルト、ナット等の小物機械部品の多数
個の表面に耐食性や耐摩耗性等の特性を有する薄膜を一
度にコーティングするアークイオンプレーティング装置
が特開平2 -125869 号公報に開示されている。この装置
は、真空チャンバ内に設けられた水平軸回りに回転自在
に円筒状バレルを配置し、バレルのほぼ中心部にアーク
蒸発源( ターゲット) を設置したものである。この装置
によると、前記バレル内に多数の被処理物を収容し、バ
レルを回転させてバレル内の被処理物を転動攪拌すると
共に、バレル内周面上を転動する被処理物に向けて、前
記アーク蒸発源からコーティング材料の蒸発粒子を照射
し、被処理物の全表面に所期の特性を有する薄膜をコー
ティングする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バレル
の回転によりバレル内で転動する被処理物は、バレルの
鉛直方向下部内周面に堆積するため、アーク蒸発源の蒸
発面を概ね下向きにしなければならない。このため、ア
ーク蒸発源の設置位置より上部の空間は全く活用され
ず、生産性に劣る。従って、被処理物1 個当たりの処理
単価も高くなる。

【０００４】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、コーティング効率が良好で、生産正の高いアークイ
オンプレーティング装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のアークイオンプ
レーティング装置は、真空チャンバ内に設置され、蒸発
粒子を複数方向に照射することができるアーク蒸発手段
と、被処理物を収容して水平方向に配設された中心軸回
りに回転自在に支持されたバレルと、該バレルを回転さ
せるための回転手段とを備え、前記バレルは蒸発粒子の
照射方向に複数個設置され、その側周面が網体で形成さ
れている。この場合、複数個のバレルをアーク蒸発手段
を中心とする鉛直面内の円周上に配置するとよい。

【０００６】

【作用】各バレル内に被処理物を収め、バレルを回転す
ると、前記被処理物はバレル内周側面上を転動する。こ
の状態でアーク蒸発手段から蒸発粒子を複数の方向に照
射すると、照射された蒸発粒子は照射方向に対応した位
置に設置されたバレルの周側面を形成する網体を介して
バレル内で転動する被処理物に付着する。バレルはアー
ク蒸発手段の複数の照射方向に対応して設置されるた
め、真空チャンバ内の空間を有効に利用することができ
る。

【０００７】また、アーク蒸発手段を中心とする鉛直面
内の円周上に複数のバレルを配置することにより、全バ
レルをアーク蒸発手段を中心として公転させることがで
き、個々のバレルを同時に回転することができる。ま
た、各バレル内の被処理物に対して均質なコーティング
を行うことができる。

【０００８】

【実施例】図１は実施例にかかるバレル式アークイオン
プレーティング装置の断面を示しており、一端開口が基
盤２により開閉自在に取り付けられた真空チャンバ１を
備え、該基盤２の中央部には軸受部３が設けられ、該軸
受部３を介してテーブル軸４が水平方向で、基盤２に対
して電気的に絶縁状態で気密かつ回転自在に支持されて
いる。テーブル軸４のチャンバ側端にはテーブル５がテ
ーブル軸４に対して垂直に取り付けられており、該テー
ブル５の周縁部にはテーブル軸４を中心とする円周上に
複数個のバレル６が支持軸７を介して水平方向に立設さ
れている。該バレル６はその周側面が網体で形成されて
おり、支持軸７に取り付け、取り外し自在とされてい
る。一方、テーブル軸４の他端は絶縁カップリング８を
介してモータ等の回転駆動源９に連結されている。尚、
前記テーブル軸４、テーブル５および回転駆動源９によ
り回転手段が構成されている。また、支持軸７の配設方
向が水平とは、厳密に水平であることを要せず、要は被
処理物がバレル６の内周側面上を転動すればよい。

【０００９】前記複数個のバレル６の中央空間部には、
４個の平板型アーク蒸発源１１からなるアーク蒸発手段
１２が設けられており、各々のアーク蒸発源１１の蒸発
面が四方に向けられている。アーク蒸発手段１２は支持
部材１３に取り付けられ、該支持部材１３は真空チャン
バ１の端板に固定されている。尚、アーク蒸発源１１は
アーク放電の陰極を構成し、図示省略した陽極が各アー
ク蒸発源の近傍に付設され、各電極はチャンバ外に設け
られたアーク電源に接続されている。また、前記テーブ
ル５を介してバレル６には真空チャンバ１に対して負の
バイアス電圧が印加されている。

【００１０】本実施例により小形の被処理物に耐食性、
耐摩耗性等の薄膜をコーティングするには、まず基盤２
をテーブル５ごと真空チャンバ１から引き出し、バレル
６を支持軸７から取り外し、その中に多数の被処理物を
入れた後、再びバレル６を支持軸７に取り付ける。そし
て、基盤２を真空チャンバ１に再び気密に取り付け、真
空チャンバ１内を真空に脱気した後、テーブル５を回転
させると共にアーク放電を開始し、４個のアーク蒸発源
１１から蒸発粒子を四方に照射する。このとき、各バレ
ル６はアーク蒸発手段１２の回りを公転し、その位置が
移動すると共に中心軸回りに回転することになる。従っ
て、各バレル６内の多数の被処理物は同時にバレル６の
内周側面上を転動して攪拌され、回転中の各位置におい
て対向するアーク蒸発源１１から照射された蒸発粒子を
受けて均一にコーティングされる。このため、従来に対
して、同寸法の真空チャンバであれば、多量の被処理物
を短時間で効率良く処理することができる。

【００１１】図１では、４個の平板型アーク蒸発源１１
によりアーク蒸発手段１２を構成したが、アーク蒸発源
の数はこれに限らず、例えば上下２個でもよい。また、
特公平３−７３６３１号公報に開示されているようなロ
ッド状のアーク蒸発源をアーク蒸発手段として用いれ
ば、蒸発粒子をロッドの軸心に対して垂直な全方向に照
射することができ、更にコーティング効率を向上するこ
とができる。

【００１２】また、図１ではテーブル５を回転すること
により、バレル６をアーク蒸発手段１２の回りに公転さ
せると共に回転させるようにしたが、図３に示すように
テーブル５を回転することなく、バレル６のみを自転す
るようにしてもよく、また図４に示すように両者を同時
に行うようにしてもよい。尚、図３および図４におい
て、１１（１２）は前記ロッド状のアーク蒸発源（アー
ク蒸発手段）を示している。

【００１３】図５はかかる操作を行うための機構例を示
しており、バレル６の支持軸７はテーブル５を貫通して
回転自在に支持されており、その基盤２側の末端に遊星
ギア２１が固設され、一方テーブル軸４の外周部に軸受
部材２２を介してテーブル軸４と相対回転自在かつ気密
に駆動軸２３が同心状に設けられており、該駆動軸２３
は基盤２に取り付けられた軸受部３に回転自在かつ気密
に支承されている。駆動軸２３の先端部には前記遊星ギ
ア２１に噛み合う太陽ギア２４が設けられている。

【００１４】かかる構成によると、テーブル軸４の回転
を止めてテーブル５を固定した状態で、駆動軸２３を回
転すると、太陽ギア２４の回転に伴ってこれに噛み合う
遊星ギア２１が回転し、支持軸７を介して全てのバレル
６が自転する。一方、駆動軸２３の回転を止めて、テー
ブル軸４を回転するとテーブル５自体が回転すると共に
太陽ギア２４の回りに遊星ギア２１が転動して各バレル
６も自転する。尚、駆動軸２３とテーブル軸４とを同方
向、同速度で回転すれば、図１の場合と同様、テーブル
５のみが回転し、これによりバレル６がアーク蒸発手段
１２の回りに公転すると共に回転する。

【００１５】図５では、バレル６の回転機構として歯車
を用いたが、他の機構を用いてもよいことは勿論であ
る。例えば、遊星ギア２１の代わりにスプロケットを用
い、各遊星スプロケットにチェーンを巻き掛けて、この
チェーンを駆動、停止するようにしてもよい。

【００１６】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明のバレル式ア
ークイオンプレーティング装置によれば、蒸発粒子を複
数方向に照射することができるアーク蒸発手段を真空チ
ャンバ内に設置し、被処理物を転動状態で収容するため
のバレルを蒸発粒子の照射方向に複数個設置したので、
真空チャンバ内の空間を有効に利用することができ、し
かもバレルの周側面を形成する網体を介して各バレル内
で転動する被処理物にアーク蒸発手段からの蒸発粒子を
付着させることができるため、生産性に優れる。また、
アーク蒸発手段を中心とする鉛直面内の円周上に複数の
バレルを配置することにより、全バレルをアーク蒸発手
段を中心として公転させることができ、個々のバレルを
同時に回転することができ、バレルの回転手段を簡単化
することができ、しかも各バレル内の被処理物に対して
均質なコーティングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例にかかるバレル式アークイオンプレーテ
ィング装置の断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図３】バレルの回転状態を示すテーブルの正面説明図
である。

【図４】バレルの他の回転状態を示すテーブルの正面説
明図である。

【図５】テーブルおよびバレルの回転機構を示す部分断
面図である。

【符号の説明】

１ 真空チャンバ ６ バレル ４ テーブル軸 ５ テーブル ９ 回転駆動源（４、５、９で回転手段） １１ アーク蒸発源 １２ アーク蒸発手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空チャンバ（１）内に設置され、蒸発
   粒子を複数方向に照射することができるアーク蒸発手段
   （１２）と、被処理物を収容して水平方向に配設された
   中心軸回りに回転自在に支持されたバレル（６）と、該
   バレル（６）を回転させるための回転手段（４、５、
   ９）とを備え、前記バレル（６）は蒸発粒子の照射方向
   に複数個設置され、その側周面が網体で形成されている
   ことを特徴とするバレル式アークイオンプレーティング
   装置。
2. 【請求項２】 複数個のバレル（６）がアーク蒸発手段
   （１２）を中心とする鉛直面上の円周上に配置されてい
   る請求項１に記載したバレル式アークイオンプレーティ
   ング装置。