JPH0821446A

JPH0821446A - 表面平滑部品

Info

Publication number: JPH0821446A
Application number: JP6154625A
Authority: JP
Inventors: Takao Inoue; 孝夫井上; Junji Ikeda; 順治池田; Naomi Nishiki; 直巳西木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-07-06
Filing date: 1994-07-06
Publication date: 1996-01-23
Also published as: KR960005454A; US5766765A; CN1117434A; KR100222500B1; CN1072105C

Abstract

(57)【要約】【目的】加工コストを低減しかつ磨耗・破損時の作業
を容易にする。【構成】表面平滑部品は滑らかな表面を有する機能部
と、機能部を装置に支持させるための支持部とを備えた
ものであって、機能部は高配向性を有するグラファイト
製であって、その配向方向に平行な面が円滑表面として
使用されている。この機能部は、たとえば、回転ヘッド
部２の上部シリンダ２３を軸方向から支持する上部蓋２
８である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電極部品，放射線フィ
ルター等の表面平滑部品、特に、熱伝導性が高く、電気
伝導性も高い滑らかな表面を有する機能部を備えた表面
平滑部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、表面平滑部品は、摺動又は接触
により損傷を受け易い部位に用いられる。これらの損傷
は摩擦と熱とによる損傷である。このため、表面平滑部
品に用いられる素材としては硬質で熱伝導性が高いのも
のが用いられる。機械の回転部分（例えば、ＶＴＲの回
転ヘッドアッセンブリー）には、回転部分を軸方向から
支持するための例えば高炭素クロム軸受鋼や鉄又は銅系
の焼結含油素材製のスラスト軸受（表面平滑部品の一
例）が設けられている。とくに、回転ヘッドのスラスト
軸受には、高精度な回転性能を実現するため、流体軸受
が用いれらている。スラスト軸受は、たとえば回転軸の
上端に鍔状に形成されたマイクログルーブ及びヘリング
ボーンから構成されている（特公昭５９−４５８４５
号）。この軸受では、回転軸と回転ヘッドとの間に潤滑
液体が封止されており、回転時にラジアル軸受を構成す
るスパイラルグルーブとスラスト軸受を構成するマイク
ログルーブ及びヘリングボーンとにより発生する圧力に
より回転ヘッドがラジアル方向及びスラスト方向に精密
に支持される。

【０００３】一方、エアコンディショナーのコンプレッ
サとして、例えばスクロール型のコンプレッサが知られ
ている。このコンプレッサは、１対の渦巻きを互いに偏
心させて組み合わせることにより圧縮室を形成する固定
スクロール及び揺動スクロールと、揺動スクロールを後
転させる主軸と、主軸と揺動スクロールとを支持する軸
受フレームとを有している。このコンプレッサでは、モ
ータにより揺動スクロールを公転運動させ、揺動スクロ
ールと固定スクロールとの間で形成された圧縮室の容積
を変化させてガスを圧縮し排出する。この主軸および揺
動スクロールの軸方向の支持のためにもスラスト軸受及
び多くのラジアル軸受が設けられている。

【０００４】また、プラズマエッチング装置の電極も表
面平滑部品である。反応性プラズマエッチング装置は、
上下に平行に配置された１対の電極を真空室内に配置し
た構成である。そして試料を一方の電極に配置し、試料
が置かれた電極側に高周波電圧が加わる構造となってい
る。この電極には、例えば、硬質アルマイト等の表面平
滑素材が採用されている。このプラズマエッチング装置
では、電子とイオンの移動部との差と実効電極面積の差
により、試料が配置された電極は負電位となり、プラズ
マ中の電位は電子の拡散によりわずかに正となる。この
結果、試料上面には、ほとんどイオンと中性種だけから
なる陰極降下領域が形成され、活性イオンが試料に垂直
に入射する。そして試料上部の陰極電位降下領域で加速
されたイオンが試料に垂直に入射すると、物理的なスパ
ッタリング効果によりエッチングが生じる。

【０００５】表面平滑部品は、プラズマアーク溶接機の
トーチのオリフィス部材の先端にも用いられている。た
とえばオリフィス部材の先端に平滑なセラミックスをコ
ーティングしたり、オリフィス部材の内面及び先端面に
高融点金属層を配設したりしている。これは、ダブルア
ークの発生によってオリフィス部材が過度に消耗するの
を防ぐためである。

【０００６】サファイアやベリリューム等の平滑面を有
する表面平滑部品は、真空装置の光学窓として用いられ
ている。この光学窓は、真空中における機器等を観察し
たり機器の微小動作の測定、制御のためにＸ線やレーザ
光を導入するために使用される。このように、滑らかな
表面を有する機能部を備えた表面平滑部品が装置の様々
な部位に用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような表面平滑部
品を得るためには、素材を例えば切削加工し、切削加工
後にさらに研磨加工する必要がある。このような機械加
工は表面平滑部品にとってその表面を平滑に仕上げるた
めに重要な工程である。この結果、表面平滑部品の加工
に要する費用が高くなる。

【０００８】一方、このような平滑な素材を用いた表面
平滑部品は、磨耗又は損傷により形状が変化すると交換
する必要がある。この交換時には、装置を分解して部品
を取り出し、新たな部品を装着するという煩雑な作業が
必要である。このため、表面平滑部品の長寿命化を図
り、交換周期を延ばす必要がある。本発明の目的は、加
工コストを低減することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、平面平滑部品の長寿
命化を図ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る表面平滑部
品は、滑らかな表面を有する機能部と機能部を装置に支
持させる支持部とを備えたものであって、機能部は高配
向性を有するグラファイト製であって、その配向方向に
平行な面が平滑表面として使用されている。グラファイ
トは、ロッキング特性が２０度以下であるのが好まし
い。

【００１１】機能部は、回転軸を支持する軸受部材であ
ってもよい。機能部は、移動体を摺動させる摺動部材で
あってもよい。機能部は、プラズマ装置の電極部材であ
ってもよい。機能部は、溶接トーチのオリフィス部であ
ってもよい。機能部は、真空装置もしくは真空容器に設
けられる光学窓部または放射線特にＸ線光等のセンサを
内包する光学窓部であってもよい。

【００１２】これらに用いる高配向性を有するグラファ
イトは、複数枚の高分子樹脂シートを焼成して得られか
つ平滑表面が層状に剥離可能な構造であるのが好まし
い。表面平滑部品は、高配向性を有するグラファイトを
高アスペクトの形状に粉末化し、粉末化したグラファイ
トと溶剤又は接合剤、金属、無機、有機バインダーとを
配合した組成物であってもよい。

【００１３】

【作用】本発明に係る表面平滑部品では、支持部によっ
て装置に支持された機能部が高配向性を有するグラファ
イト素材からなり、その配向方向に平行な面が平滑表面
として使用される。ここでは、機能部が平滑表面を有し
ているので、機械加工することなく平滑面が得られ、加
工コストを低減できる。

【００１４】グラファイトのロッキング特性が２０度以
下である場合には、配向性がより高くなり、表面の平滑
性が向上する。機能部が回転軸を支持する軸受部材であ
る場合には、軸受部材の加工コストを低減できる。機能
部が移動体を摺動させる摺動部材である場合には、摺動
部材の加工コストを低減できる。

【００１５】機能部がプラズマ装置の電極部材である場
合には、電極部材の加工コストを低減できる。機能部が
溶接トーチのオリフィス部材である場合には、オリフィ
ス部材の加工コストを低減できる。機能部が真空装置も
しくは真空容器に設けられる光学窓部または放射線特に
Ｘ線光等のセンサを内包する光学窓部である場合には、
光学窓部の加工コストを低減できる。

【００１６】高配向性を有するグラファイトは、複数枚
の高分子樹脂シートを焼成して得られかつ前記平滑表面
が層状に剥離可能な構造である場合には、磨耗や破損時
に表面の層を剥離することで部品交換することなく新た
な平滑表面が得られ、部品の長寿命化を図れる。表面平
滑部品が、高配向性を有するグラファイトを高アスペク
トの形状に粉末化し、粉末化したグラファイトと溶剤又
は接合剤、金属、無機、有機バインダーとを配合した組
成物である場合には、低コストで任意の形状の成形物が
得られる。

【００１７】

【実施例】

〔実施例１〕図１において、本発明の一実施例を採用し
たＶＴＲのテープ走行機構１は、テープ２に対して画像
信号を再生・録画するための回転ヘッド部２を有してい
る。回転ヘッド部２は、斜めに傾けて配置されている。
回転ヘッド部２のテープ走行方向上流側には、画像信号
を消去するための全幅消去ヘッド３と、テープの縦振動
を防止するためのインピーダンスローラ４と、回転ヘッ
ド部２にテープを斜めに巻き付けるための１対のテープ
ガイドポスト５，６とがこの順に配置されている。

【００１８】回転ヘッド部２のテープ走行方向下流側に
は、回転ヘッド部２に斜めに巻き付けられたテープを元
に戻すための１対のテープガイドポスト７，８と、１対
の音声消去ヘッド９及び音声コントロールヘッド１０
と、テープを安定して走行させるためのキャプスタン１
１及びピンチローラ１２とが配置されている。ここで
は、供給リール１３に巻き付けられたテープが録画時に
は全幅消去ヘッド３でその画像データが消去され、回転
ヘッド部２により画像データが記録され、巻き取りリー
ル１４に巻き取られる。また再生時には、回転ヘッド部
２でテープに記憶された画像データが再生される。

【００１９】回転ヘッド部２は、下部ハウジング２０
と、下部ハウジング２０に立設された中心軸２１と、下
部ハウジング２０に固定された下部シリンダ２２と、中
心軸２１に回転自在に支持された上部シリンダ２３と、
上部シリンダ２３に装着されたヘッド２４とを有してい
る。上部シリンダ２３は、回転スリーブ２５を介して中
心軸２１に回転自在に支持されている。回転スリーブ２
５には、回転側ロータリートランス２６が固定され、下
部シリンダ２２には、固定側ロータリートランス２７が
固定されている。ロータリートランス２６，２７は、回
転側から固定側へヘッド２４の信号を無接触で伝達する
ものである。

【００２０】下部ハウジング２０内には、ダイレクトド
ライブモータ３０が配置されている。ダイレクトドライ
ブモータ３０は、下部ハウジング２０に固定されたステ
ータ３１と、回転側ロータリートランス２６を介して回
転スリーブ２５に固定されたローターマグネット３２と
を有している。中心軸２１には、非真円軸受の１種であ
るスパイラル・グルーブベアリング３３，３４が上下に
間隔を隔てて形成されている。中心軸２１の上端には、
大径の鍔３５が形成されている。鍔３５の中心部には、
スラストベアリングを構成するマイクログルーブ３６が
形成されている。鍔３５は、磁性流体を介して回転スリ
ーブ２５のスラスト方向の移動を防止するために設けら
れたものである。一方、回転スリーブ２５の上部には、
スラスト軸受の一部をなす上部蓋２８がオイルシール２
９を介して締結されている。中心軸２１と回転スリーブ
２５との間には潤滑油として磁性流体が封じ込まれてい
る。回転スリーブ２５の下端開口部には、磁性流体の漏
洩を防止するための磁気シール３７が設けられている。

【００２１】ここでは、上部蓋２８が鍔３５の中心部に
形成されたマイクログルーブ３６に磁性流体を介して接
触することで回転スリーブ２５のスラスト方向の移動を
防止する。このため、上部蓋２８は、高配向性を有する
グラファイト製となっている。このグラファイトは、例
えばポリイミド等の高分子樹脂を３０００℃程度の高温
で焼成して製造したものであり、面方向に配向方向が揃
っており、かつ層状に剥離可能な平滑な面を有してい
る。このため、経年劣化により上部蓋２８のマイクログ
ルーブ３６を対向する面が磨耗した場合には、上部蓋２
８を外して磨耗した表面層を剥離する事で新たな平滑面
が露出する。したがって、素材が弾性率が高いことと相
まって部品の交換周期が長くなりくなり、長寿命化を図
れる。

【００２２】なお、上部蓋全体を高配向性グラファイト
素材で形成するのではなく、マイクログルーブ３６に対
向する部分のみ高配向性グラファイトを用いても良い。
また、鍔部３５の下面に対向して、リング状のグラファ
イト素材を回転スリーブ２５に固着しても良い。なお、
軸受４５，４６等のラジアル軸受を高配向性を有するグ
ラファイトを高アスペクトの形状に粉末化し、粉末化し
たグラファイトと溶剤又は接合剤、金属、無機、有機バ
インダーとを配合した組成物で製造してもよい。この場
合、潤滑性を損なうことなく小型軽量の軸受を製造でき
る。〔実施例２〕実施例２では、平滑面を有する高配向性グ
ラファイト素材を、表面平滑部品としてのスクロール圧
縮器のスラスト軸受の摺動部に用いた場合を説明する。

【００２３】図３において、スクロール圧縮器４０は、
インボリュートからなる１対の渦巻きを互いに偏心させ
て組み合わせることにより圧縮室を形成する固定スクロ
ール４１及び揺動スクロール４２を有している。揺動ス
クロール４２は、主軸４３の上端部の大径部４３ａに形
成された偏心孔４３ｂ内に固着されたスクロール軸受４
４により回転自在に支持されている。また、揺動スクロ
ール４２は、オルダム継手（図示せず）により、自転が
防止され、公転運動のみが行われるようになっている。
この結果、揺動スクロール４２は主軸４３の回転に伴っ
て固定スクロール４１に対して公転運動する。

【００２４】主軸４３は、モータ５１により回転駆動さ
れ、大径部４５の外周側に配置された軸受４５により上
部が回転自在に支持され、主軸４３の途中に配置された
軸受４６により下部が回転自在に支持されている。これ
らの軸受４５，４６は、ケース４７に固定された固定フ
レーム４８に固定されている。揺動スクロール４２の下
面は、固定フレーム４８の上端に固着されたスラスト軸
受４９により軸方向から支持されている。このスラスト
軸受４９は、高配向性グラファイト素材をリング状に加
工したものである。主軸４３の大径部４３ａと小径部と
の間の段差は、固定フレーム４８の中間上端面に固定さ
れたスラスト軸受５０により軸方向から支持されてい
る。このスラスト軸受５０も同様に高配向性グラファイ
ト素材をリング状に加工したものである。

【００２５】次に、実施例２の動作について説明する。
モータ５１が回転すると、主軸４３が回転し揺動スクロ
ール４２が公転運動を開始する。そして、固定スクロー
ル４１が静止し、揺動スクロール４２が固定スクロール
４１に対して１８０°移相のずれた状態で組み合わさ
れ、固定スクロール４１の中心回りを自転せずに公転運
動だけを行い、図４（ａ）〜（ｄ）に示す如く、０°，
９０°，１８０°，２７０°のように運動する。そして
揺動スクロール４２と固定スクロール４１との間の圧縮
室が、順次その容積を減じ、その中に封入されたガスが
圧縮されて固定スクロール４１の中心部に設けられた排
出ポートより排出される。

【００２６】このような公転運動において、揺動スクロ
ール４２の下面はスラスト軸受４９により支持されてい
る。このスラスト軸受４９は、高配向性グラファイト素
材からなり、その表面が硬質かつ平滑であるので、軸受
寿命が延びる。またグラファイト素材は自己潤滑性を有
しているので、潤滑が削減されるかまたは不要になる。
同様にスラスト軸受５０も寿命が延びかつ潤滑が不要に
なる。さらにこれらの軸受４９，５０は、磨耗した場合
に、その磨耗した表面層を剥離することで新たな平滑表
面が得られる。〔実施例３〕実施例３では、平滑面を有する高配向性グ
ラファイト素材を、表面平滑部品としてのプラズマエッ
チング装置の電極に使用した例について説明する。

【００２７】図５において、プラズマエッチング装置５
５は、処理槽６０と、処理槽６０内に上下に並行に配置
された上部電極６１及び下部電極６２とを備えている。
上部電極６１は、図６に示すように、直径が異なる２枚
の高配向性グラファイト円板を貼り合わせたものであ
り、大径部６１ａと、大径部６１ａに同心に配置された
小径部６１ｂとを有している。小径部６１ｂの下面に
は、レーザ加工により０．３ｍｍ径の孔６８が縦横に開
けられている。下部電極６２には、ウエハ等の被加工物
６５が例えば静電吸着により保持されている。下部電極
６５の周囲には電場を被加工物６５上に集中させるため
の電極カバー材６４が配置されている。下部電極６５
は、高周波電源６６に接続されており、そこから高周波
電圧が印加される。また上部電極６１は接地されてい
る。処理槽５５内にはガスパイプ６７が接続されてお
り、そこから例えばフッ素系ガスが導入される。なお、
電極としては全てをグラファイト製とする必要はなく、
表面に高配向性を有するグラファイト層が形成されてい
ればよい。

【００２８】次に、上述の実施例３の動作について説明
する。このプラズマエッチング装置６０では、下部電極
６２に高周波が印加されると、電子とイオンの移動度の
差と実効電極面積の差とにより、下部電極６２は負電位
になる。一方、プラズマ中の電位は電子の拡散によりわ
ずかに正になる。この結果、被加工物６５上面にはほと
んどイオンと中性種からなる陰極降下領域が形成され、
活性イオンは被加工物６５上に垂直に入射する。イオン
が被加工物６５に垂直に入射すると、物理的なスパッタ
リング効果によりエッチングが生じる。

【００２９】このとき、被加工物６５がエッチングされ
て飛散してスパッタが上部電極６１や下部電極６２に付
着し易いが、上部電極６１が高配向性グラファイト素材
製であり、その表面が滑らかであるので、スパッタが付
着しにくい。この結果、スパッタの付着による被加工物
６５の汚染を防止できる。また、スパッタの付着や破損
が生じた場合には、表面層を剥離することで新たな平滑
面が得られる。このため、簡単な作業で電極の交換周期
を延長でき、長寿命化を図れる。〔実施例４〕実施例４では、平滑面を有する高配向性グ
ラファイト素材を、表面平滑部品としてのトーチのオリ
フィス部材に使用した場合を説明する。

【００３０】図７において、プラズマアーク溶接用のト
ーチ７０は、その加工用の電極７１と、電極７１の周囲
に配置されたプラズマ用のオリフィス部材７２とを有し
ている。オリフィス部材７２の先端には、プラズマ粒の
噴出するためのオリフィス７３が形成されており、その
下面には、高配向性グラファイト素材からなる保護層７
４が固着されている。高配向性グラファイトは、配向方
向に沿って表面が層状に剥離可能である。この保護層７
４は、溶接時の衝撃力によるオリフィス部材７２の欠落
を防止するためである。また、先端にスパッタが付着す
るのを防止するためでもある。

【００３１】このような溶接用トーチでは、加工に先立
って、電極７１とオリフィス部材７２とに電力を供給
し、所謂パイロットアークを発生させる。この後、加工
時に電極７１と被加工物（図示せず）との間に電力を供
給し、電極７１と被加工物との間にメインアークを発生
させる。またパイロットアークの発生と相前後して適宜
の作動ガスを電極７１とオリフィス部材７２との間に供
給し、この作動ガスにより狭窄されたメインアークをオ
リフィス部材７２のオリフィス７３から被加工物側に噴
射し、プラズマアーク溶接加工が行われる。

【００３２】この加工中において、オリフィス部材７２
と電極７１との間や、オリフィス部材７２と被加工物と
の間に不測のアーク、所謂ダブルアークが発生する。こ
のダブルアークが発生すると、オリフィス部材７２が過
度に消耗する。これに対処するために、高配向性グラフ
ァイト素材からなる保護層７４が設けられている。また
保護層７４の表面は平滑であるため、スパッタが付着し
にくい。さらに保護層７４が磨耗してもオリフィス部材
７２を交換する必要はない。ここでは、保護層７４の表
面が剥離可能となっているので、その表面層を僅かに剥
離するだけで新たな平滑面が生じる。この結果、保護層
の厚みを厚くしておけば、簡単な作業でオリフィス部材
７２の交換周期を延長できトーチの長寿命化を図れる。〔実施例５〕実施例５では、平滑面を有する高配向性グ
ラファイト素材を、表面平滑部品としての真空容器の光
学窓に用いている。

【００３３】光学窓８１は、ステンレス合金製のフラン
ジ部材８２と、このフランジ部材８２の内側に基部が溶
接されて接続されたステンレス合金製のスリーブ８３
と、スリーブ８３の先端側に挿入された高配向性グラフ
ァイト素材からなる円板状の窓材８４とを有している。
窓材８４は、スリーブ８３にコバール等のろう付け材に
より溶接されて気密に容器内部を封止する。

【００３４】フランジ部材８２は、ステンレス合金製の
真空容器本体８５に銅製のガスケット８６を介して締結
されている。このような窓材８４は、高配向性を有かつ
平滑面を有しているためにＸ線やレーザ光を乱反射する
ことなく透過しやすい。また、耐熱性も高く、外側や内
側が傷ついた場合にも、表面層を剥離するだけで新たな
平滑面を露出できる。この結果、光学窓の交換周期を延
長でき長寿命化を図れる。〔実施例６〕実施例６を示す図１１および図１２におい
て、蛍光Ｘ線分析装置のガス封入型Ｘ線検出器９０は、
有底円筒状のケース９１と、ケース９１の前面に配置さ
れた高配向性グラファイト性のＸ線窓９２と、Ｘ線窓を
押さえるリング９３とを備えている。また、内部の空間
９４には、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｎ，Ｘｅ等の封入ガスが封入
されているとともに、検出用の芯線９５が上下に配置さ
れている。芯線９５には信号端子９６が接続されてい
る。このように構成されたＸ線検出器９０は、封入ガス
の種類により異なる元素のＸ線を異なる感度で分析でき
る。ここでは、Ｘ線窓９２が高配向性グラファイトであ
るので、たとえば、密度が高く薄くする必要があるベリ
リウムに比べて面積を大きくとれ感度を高くできる。

【００３５】本発明の表面平滑部品に使用される高配向
性グラファイト素材は、グラファイト結晶の配向方向を
面方向にそろえたグラファイト、特にロッキング特性が
２０度以下のグラファイトであればよく、炭化水素ガス
を用いＣＶＤ法によって炭素原子を基板上に積層させて
からアニーリングして得られるもの、高分子化合物のフ
ィルムをグラファイト化したものを挙げることができ
る。中でも、高分子化合物のフィルムをグラファイト化
したものを使用すると表面が平滑であるので好ましい。
ここで測定したロッキング特性は、理学電機社製ロータ
フレックスＲＵ−２００Ｂ型Ｘ線回折装置を用い、グラ
ファイト（０００２）線のピーク位置におけるロッキン
グ特性である。

【００３６】前記高分子化合物として、各種ポリオキサ
ジアゾール（ＰＯＤ）、ポリベンゾチアゾール（ＰＢ
Ｔ）、ポリベンゾビスチアゾール（ＰＢＢＴ）、ポリベ
ンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、ポリベンゾビスオキサゾ
ール（ＰＢＢＯ）、各種ポリイミド（ＰＩ）、各種ポリ
アミド（ＰＡ）、ポリフェニレンベンゾイミダゾール
（ＰＢＩ）、ポリフェニレンベンゾビスイミダゾール
（ＰＰＢＩ）、ポリチアゾール（ＰＴ）、ポリパラフェ
ニレンビニレン（ＰＰＶ）からなる群の中から選ばれる
少なくとも１つを使用することができる。

【００３７】上記各種ポリオキサジアゾールとしては、
ポリパラフェニレン−１，３，４−オキサジアゾールお
よびそれらの異性体がある。上記各種ポリイミドには下
記の一般式（１）で表される芳香族ポリイミドがある。

【００３８】

【化１】

【００３９】

【化２】

【００４０】

【化３】

【００４１】上記各種ポリアミドには下記一般式（２）
で表される芳香族ポリアミドがある。

【００４２】

【化４】

【００４３】使用されるポリイミド、ポリアミドはこれ
らの構造を有するものに限定されない。前記高分子化合
物のフィルムをグラファイト化する焼成条件は、特に限
定されないが、２０００℃以上、好ましくは３０００℃
近辺の温度域に達するように焼成すると、より高配向性
が優れたものが出来るため好ましい。焼成は、普通、不
活性ガス中で行われる。焼成の際、処理雰囲気を加圧雰
囲気にしてグラファイト化の過程で発生するガスの影響
を抑えるためには、高分子化合物のフィルム厚みが１０
０μｍ以上であるのが好ましい。焼成時の圧力は、フィ
ルムの厚みにより異なるが、通常、０．１〜５０ｋｇ／
ｃｍ²の圧力が好ましい。最高温度が２０００℃未満で
焼成する場合は、得られたグラファイトは硬くて脆くな
る傾向がある。この場合には焼成後、さらに必要に応じ
て圧延処理するようにしてもよい。前記高分子化合物の
フィルムのグラファイト化は、たとえば、高分子化合物
のフィルムを適当な大きさに切断し、切断されたフィル
ムを約１０００枚程度積層してから焼成炉に入れ、３０
００℃に昇温してグラファイト化するプロセスで製造さ
れる。焼成後、さらに必要に応じて圧延処理される。

【００４４】このようにして得られる高配向性グラファ
イト素材は、フィルム状、シート状、板状のいずれの形
態でもよい。たとえば、芳香族ポリイミドを焼成して得
られた高配向性グラファイト素材は、比重が２．２５
（Ａｌは２．６７）、熱伝導性がＡＢ面方向で８６０ｋ
ｃａｌ／ｍ・ｈ・℃（Ｃｕの２．５倍，Ａｌの４．４
倍）であり、ＡＢ面方向の電気伝導性が２５０，０００
Ｓ／ｃｍ、ＡＢ面方向の弾性率が８４，３００ｋｇｆ／
ｍｍ²である。

【００４５】高配向性グラファイト素材として、フィル
ム状のものを使用する場合は、原料の高分子化合物のフ
ィルムの厚さは４００μｍ以下の範囲であるのが好まし
く、より好ましくは５〜２００μｍである。原料フィル
ムの厚さが４００ミクロンを超えると、熱処理過程時に
フィルム内部より発生するガスによって、フィルムがボ
ロボロの崩壊状態になり、単独で良質のグラファイト素
材として使用することは難しい。

【００４６】しかし、崩壊状態のグラファイトも、例え
ば、所謂テフロンとして知られるポリテトラフルオロエ
チレンのようなフッ素樹脂とのコンポジット体とすれば
使用可能なグラファイト素材になる。また、上述した高
配向性グラファイト素材をリン片粉末化し、粉末化した
グラファイトとアルミニウム等の金属バインダー、無機
バインダー、有機バインダーやフッ素樹脂等の高分子樹
脂とをコンジット体にしてヒートシンク２０や封止ケー
ス１４や各種軸受に使用することも可能である。コンポ
ジット体の場合、グラファイトと高分子樹脂の割合（重
量比率）は、グラファイト：高分子樹脂＝５０：１〜
２：１の範囲が適当である。このコンジット体を押し出
し成形すると、図９及び図１０に示すように、バインダ
ー８８内の押し出し方向の直交する方向にカーボン結晶
８７が配向するので、その方向の弾性率が高くなる。ま
た、コンジット体を塗布することで、同様に塗布方向に
配向方向を揃えることができる。

【００４７】なお、本発明の機能部は上記実施例に限定
されず、高配向性を有するグラファイト製であり、平滑
面を有するグラファイト素材を用いた全ての回転体の軸
受部材、移動体の摺動部材、プラズマ装置の電極部材、
溶接トーチのオリフィス部材及び真空容器の光学窓に適
用できる。

【００４８】

【発明の効果】本発明に係る表面平滑部品では、支持部
によって装置に支持された機能部が高配向性を有するグ
ラファイト素材からなり、その配向方向に平行な面が平
滑表面として使用される。ここでは、機能部が平滑表面
を有しているので、機械加工することなく平滑面が得ら
れ、加工コストを低減できる。

【００４９】グラファイトのロッキング特性が２０度以
下である場合には、配向性がより高くなり、表面の平滑
性が向上する。機能部が回転軸を支持する軸受部材であ
る場合には、軸受部材の加工コストを低減できる。機能
部が移動体を摺動させる摺動部材である場合には、摺動
部材の加工コストを低減できる。

【００５０】機能部がプラズマ装置の電極部材である場
合には、電極部材の加工コストを低減できる。機能部が
溶接トーチのオリフィス部材である場合には、オリフィ
ス部材の加工コストを低減できる。機能部が真空装置も
しくは真空容器に設けられる光学窓部または放射線特に
Ｘ線光等のセンサを内包する光学窓部である場合には、
光学窓部の加工コストを低減できる。

【００５１】高配向性を有するグラファイトは、複数枚
の高分子樹脂シートを焼成して得られかつ前記平滑表面
が層状に剥離可能な構造である場合には、磨耗や破損時
に表面の層を剥離することで部品交換することなく新た
な平滑表面が得られ、部品の長寿命化を図れる。表面平
滑部品が、高配向性を有するグラファイトを高アスペク
トの形状に粉末化し、粉末化したグラファイトと溶剤又
は接合剤、金属、無機、有機バインダーとを配合した組
成物である場合には、低コストで任意の形状の成形物が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を採用したＶＴＲのテープ走
行機構の斜視模式図。

【図２】その回転ヘッド部の縦断面図。

【図３】本発明の実施例２を採用したスクロール圧縮器
の縦断面図。

【図４】そのスクロール圧縮動作を示す模式図。

【図５】本発明の実施例３を採用したプラズマエッチン
グ装置の断面模式図。

【図６】その上部電極の平面図。

【図７】本発明の実施例４を採用したプラズマアーク溶
接用のトーチの縦断面図。

【図８】本発明の実施例５を採用した光学窓の断面図。

【図９】グラファイト粉末の平面拡大模式図。

【図１０】その断面模式図。

【図１１】本発明の実施例６を採用した光学窓の正面
図。

【図１２】その光学窓の断面図。

【符号の説明】

２１中心軸２３上部シリンダー２８上部蓋４２揺動スクロール４３主軸４９，５０スラスト軸受５５プラズマエッチング装置６１上部電極７０トーチ７２オリフィス部材７４保護層８１光学窓８４窓材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】滑らかな表面を有する機能部と、前記機能
部を装置に支持させるための支持部とを備えた表面平滑
部品であって、前記機能部は高配向性を有するグラファ
イト製であって、その配向方向に平行な面が前記表面と
して使用されていることを特徴とする表面平滑部品。
【請求項２】前記グラファイトは、ロッキング特性が２
０度以下である、請求項１に記載の表面平滑部品。
【請求項３】前記機能部は、回転軸を支持する軸受部材
である、請求項１または２に記載の表面平滑部品。
【請求項４】前記機能部は、移動体を摺動させる摺動部
材である、請求項１または２に記載の表面平滑部品。
【請求項５】前記機能部は、プラズマ装置の電極部材で
ある、請求項１または２に記載の表面平滑部品。
【請求項６】前記機能部は、溶接トーチのオリフィス部
材である、請求項１または２に記載の表面平滑部品。
【請求項７】前記機能部は、真空装置もしくは真空容器
に設けられる光学窓部または放射線特にＸ線光等のセン
サを内包する光学窓部である、請求項１または２に記載
の表面平滑部品。
【請求項８】前記高配向性を有するグラファイトは、複
数枚の高分子樹脂シートを焼成して得られかつ前記平滑
表面が層状に剥離可能な構造である、請求項１から７の
いずれかに記載の表面平滑部品。
【請求項９】前記表面平滑部品は、高配向性を有するグ
ラファイトを高アスペクトの形状に粉末化し、粉末化し
たグラファイトと溶剤又は接合剤、金属、無機、有機バ
インダーとを配合した組成物である、請求項１から７の
いずれかに記載の表面平滑部品。