JPS62174369A

JPS62174369A - セラミツクスコ−テイング装置

Info

Publication number: JPS62174369A
Application number: JP1624886A
Authority: JP
Inventors: Osamu Hamada; 治浜田; Masatake Hiramoto; 平本　誠剛; Takeshi Morita; 毅森田; Megumi Omine; 大峯　恩
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-01-27
Filing date: 1986-01-27
Publication date: 1987-07-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野Ｊこの発明は、例えば真空ポンプやロークリ圧縮機ナトの
シリンダー内面に、レーザビームによりセラミックスの
被膜形成（以下、セラミックスコーティングと記す）を
行うセラミックスコーティング装置に関するものである
。

〔従来の技術ｌ一般に、真空ポンプやロータリ圧Ｍ機などのシリンダー
内面は、シリンダー内に設置される部品と摺動するため
、アルミナや窒化グイ素等のセラミックス被膜を形成さ
せて耐摩耗性等の特性向丘を図つ°Ｃいる。

第５図は例えば特開昭５９−１１６３７３４公報に記載
された従来のセラミックスコーディング装置を示す構成
図である。図において（１）はレーデ発鉄器で、この場
合Ｉ／１ｃＯ２レーザ発振器、（２）はレーザビーム、
（３）　＃−ｔレーザビーム（２）の方向を変えるベン
ドミラー、（４）はレーザビーム（２）を集光する集光
レーズ、（５）は真空容器、（６）は真空容器（５）に
レーザビーム（２）を収り入れるクインドクレンズ、（
７）は筒状の被コーティング材、（７ａ）は被コーティ
ング材（７）の内周面でセラミックスコーティングが行
なわれる！Ｉｓ分、（８）　ｔＩ′ｉ被コーティング材
（７）を支持する支持台、（９）は外向面に歯車を形成
し、被コーティング材（力の外周面に固定される被コー
ティング材回転用歯車、（ｌｔｌ）　Ｉ／′ｉ被コーテ
ィング材回伝用歯車（９）と噛み合うモータ用歯車、（
１１）は支持台（８）に取付けられ、モータ用歯車（ｌ
Ｏ）に直結するモータ、（１２）は被コーティング材（
７）を加熱する棒状のヒータ、　　（１３）はアルミナ
や窒化ケイ素等の柱状、例えば円柱状のセラミックス部
材で、図示しないモータ等によって矢印の方向に回転さ
れる。（１４）　ｆｉセラミックスの蒸発粒子、　　（
１５）はセラミックス部材（１３）を加熱するヒータ、
（１６）はヒータ（１５）を支持し、外部への熱伝達を
防止する断熱具である。

次に上記装置における前作について説明する。

ます、真空容器（５）内は真空ポンプ（図示せず）等に
よつＣ１０−４〜１０−６　Ｔｏｒｒに真空引きされる
。次いで、ヒータ（１５）、　　（１２）によってセラ
ミックス部材（１３）及び被コーティング材（７）を３
００〜８００℃に加熱する。なお、セラミックス部材（
１３）の加熱はレーザビーム（２）の照射による急激な
温度上昇によつ°Ｃセラミックス部材（１３）が割れる
のを防止するためであり、被コーティング材（力の加熱
は形成膜の付着強度を高めるためである。セラミックス
部材（１３）を矢印の方向に回転させ、次いで、レーデ
発振器（１）を作動させ、レーザビーム（２）を放射す
る。

レーザビーム（２）はペンドミラー（３）によって方向
を変え、集光レンズ（４）によってクインドクレンズ（
６）ｔｍリセラミックス部材（１３）の外向ｌに集光さ
れる。この集光によって七うミ゛ツクス部材（１３）の
外周面は加熱され蒸発粒子（１４）が飛散し、被コーテ
ィング材（７）の内周面（７ａ）に付着する。なお、こ
の状思でコーティングを持続するとコーティング膜は内
周面（７ａ）の一部にしか形成されないので、モータ（
１１）、モータ用歯車（１０）、被コーティング材回転
用歯車（９）によって被コーティング材（７）を回転さ
せ、内周面（７ａ）の全面にわたってコーティング膜が
形成できるようにするものである。

〔発明が解決しようとする問題点］従来のレーデによるセラミックスコーティング装置は以
上のように構成されているので、細い筒の内向や、深い
長さの筒には適用が困難であり、また被コーティング材
（７）の回転は不可欠であることから被コーティング材
（７）の外向面や内周面（７ａ）の形状が複雑な場合は
その取付けや回転に工夫を要し、装置とＣも複雑なもの
になる。また、セラミックスの蒸発粒子（１４）は膜形
成部分である内向ｍ　（７ａ）に対して、垂直に衝突し
ないことから粒子の付着性が悪く、しかも被コーティン
グ材（７）のセラミックス側端部からの距離に応じて蒸
発粒子（１４）の移動距離も異なることから、形成され
たセラミックス膜厚が均一にならないなどの問題点があ
った。

この発明は上記のような問題点を解決するためのもので
、簡単な機構の装置によって、従来、コーティングが不
可能であった形状の被コーティング材においても膜厚が
均一となるセラミックスの被膜形成が達成できるセラミ
ックスコーティング装置を得ることを目的とし“Ｃいる
。

〔問題点を解決するための手段」この発明に係るセラミックスコーティング装置は、セラ
ミックス部材を被コーティング材の内径よりも小さな外
径の回転可能な柱状とし、その一端面を回転軸方向に対
して傾斜させ、レーザビームを一端向の回転中心から所
定距離離れた位置に照射するようにｉ成したものである
。

１作用ｊこの発明に督けるセラミックス部材のレーザビーム照射
口は、被コーティング材の内周面に対向して配置され、
セラミックス部材の回転軸方向に対して傾斜しており、
レーザビームは回転中心より所定距ａ離れた位置に照射
されるので、セラミックスの蒸発粒子は被コーティング
材の内周面に垂直に衝突しながらセラミックス部材の回
転に従って連続的に内周面全体にコーティングされる。

このため、均一な膜厚のコーティングが可能となリ、被
コーティング材を回転させる必要がないため、被コーテ
ィング材の形状や大きさに制約を受けない。

〔実施例Ｊ第１図はこの発明の一実施例によるセラミックスコーテ
ィング装置を示す構成図で、図においＣ（１３ａ）はセ
ラミックス部材（１３）の回転軸方向に対して、例えば
３０°〜６０°程度傾斜するように加工された一端面、
（１７）はセラミックス部材（１３）を固定するための
固定共、（１８）は固定具（１７）を介してセラミック
ス部材（１３）を矢印Ａ方向に回転するためのモータ、
（１９）は支持台（８）が、Ｅ面に取付けられたテーブ
ル、（１９ａ）はテーブル（１９）の一方の側面に加工
された歯部、（２０）は歯部（１９ａ）と噛み合う歯車
、（２１）は歯車（２０）を矢印Ｂ方向に回転させ、テ
ーブル（１９）を移動するためのモータであし、この部
分の千曲図を第２図に示す。（２２）はテーブル（２１
）を保持する保持台である。第２図における矢印Ｃはテ
ーブル（１９）の移動方向を示す。

次にこの発明における動作について説明する。

ます、真空容器（５）内は真空ポンプ（図示せず）等に
よってｌｏ−４〜ＩＩＪ””Ｔｏｒｒに真空引きされる
。次いで、ヒータ（１２）　、　　（１５）によって被
コーティング材（力及びセラミックス部材（１３）　ヲ
３００〜８００℃に加熱する。しかるのち、セラミック
ス部材（１３）を回転させ、次いで、レーデ発振器（１
）を作動させ、レーザビーム（２）を放射する。レーザ
ビーム（２）は集光レーズ（４）によって集光され、ク
インドクレンズ（６）を介し°Ｃ真空容器（５）内に導
入され、′−一端面１３ａ）の回転中心から所定距離離
れた位置、例えはビーム■ の中央が一端面（１３ａ）の回転中心からその半径の７
〜ｉ程度離れた位置に照射される。この−Ｉ￥ｉＩ向（
１３ａ）は回転軸に対して傾斜しているためセラミック
ス部材（１３）の蒸発粒子（１４）は第３図に示すよう
な方向に飛散する。さらに、セラミックス部材（１３）
は矢印Ａ方向に回転し、一端１１１ｊ（１３ａ）が第３
図１示す位置から第４図に示す位置に連続的に移動する
と、これに伴って蒸発粒子（１４）の飛散方向を第３図
から第４図に示すように連続的Ｖｃｇ、化する。

このため蒸発粒子（１４）は内向向（７ａ）に対して常
にほぼ垂直に衝突し、付着性も良く％膜厚のリーなコー
ティングが可能となる。さらに被コーティング材（７）
は回転する必要もなく、複雑な形状の被コーティング材
にも適用できる。また、上記実施例ではセラミックス部
材（１３）の一端（ｆｉ（１３ａ）を被コーティング材
（力の内面に挿入してコーティングするので、従来にな
い細い穴の内面へも適用でき、さらに深い長さの穴に対
してはモータ（２１）　、歯車（２０）、歯部（Ｌ９ａ
）によって被コーティング材（７）を軸方向に移動すれ
ば上げ対応できるものである。

なお１．上記実施例では一端面（１３ａ）の回転軸に対
する傾斜角度を３０°〜６υ０としているがこれに限ら
ず、被コーティング材（７）の内１ｔｉｌ＠（７ａ）の
形状に応じて、内向向（７ａ）に蒸発粒子（１４）がほ
ぼ垂直に飛散するように傾斜していればよい。また、レ
ーザビーム（２）が一端面（１３ａ）に照射される位置
も１．Ｅ記−実施例に限るものではなく、セラミックス
部材（１３）の回転に応じて、蒸発粒子（１４）が内向
向（７ａ）の全周にわたって移動するように、回転中心
から所定距Ｍ離れた位置であればよい。

また、上記実施例では被コーティング材（力にセラミッ
クス部材（１３）の一端面（１３ａ）を挿入してコーテ
ィングするように構成し°Ｃいるが、被コーティング材
（７）の形状が軸方向に浅い場合には、挿入しなくても
上針コーティングでき、さらに被コーティング材（力を
軸方向に移動しなく”Ｃもよい。

また、上記実施例では、レーデ発振器（１）としてＣＯ
２レーデ発振器を使用したが、他のルビーレーデやＹＡ
Ｇレーザなどの工業用レーデであれば同等の効果を奏す
る。さらに、レーザビームは発振器から直接集光レンズ
に導入するようにしたが、これＶＣ限らずペンドミラー
にて方向を変換してもよく、また、被コーティング材の
軸方向の移＃Ｊは歯車の組み合せによって行なったが、
これも他の空圧シリンダーなど何れの手段でもよい。

〔発明の効果１以上のように、この発明によれば真空容器内でセラミッ
クス部材にレーザビームを集光照射し、セラミックス粒
子を蒸発させて筒状の被コーティング材の内周面にセラ
ミックスのコーチイン９’ｔ行うものにおい°Ｃ、セラ
ミック支部材ヲ被コーティング材の内径よりも小さな外
径の回転可能な柱状とし、その一端面を口伝軸方向に対
して傾斜面させ、レーザビームを一端面の回転中心から
所定距離離れた位置に照射するように構成したので、従
来困難であった細い筒状のものや長い筒状のものなど複
雑な形状の被コーティング材の内周面への被膜形成が簡
単な装置によって容易にで＠、さらに均一な膜厚でコー
ティングできるセラミックスコーティング装置が得られ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるセラミックスコーテ
ィング装置を示す構成図、第２図はこの発明の一実施例
に係る被コーティング材の移動を示すための部分子−図
、第３図、第４図はそれぞｔＬこの発明の一実施例に係
る蒸発粒子の水飲方向を示す説明図、第５図は従来のセ
ラミックスコーティング装置を示す構成図である。ｌ・・・レーデ発振器、２・・・レーザビーム、４・・
・集光レーダ、５・・・真空容器、７・・・被コーティ
ング材。１３・・・セラミックス部材、１３ａ・・・一端面。なお、図中、同−符Ｊｉ３は同一、又は相当部分を示す
っ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）真空容器内でセラミックス部材にレーザビームを
集光照射し、セラミックス粒子を蒸発させて筒状の被コ
ーティング材の内周面にセラミックスのコーティングを
行うものにおいて、上記セラミックス部材を上記被コー
ティング材の内径よりも小さな外径の回転可能な柱状と
し、その一端面を回転軸方向に対して傾斜させると共に
、上記レーザビームを上記一端面の回転中心から所定距
離離れた位置に照射するように構成したことを特徴とす
るセラミックスコーティング装置。
（２）セラミックス部材の傾斜面を構成する一端面部は
、被コーティング材の内側に挿入されることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のセラミックスコーティン
グ装置。
（３）被コーティング材は、軸方向に移動可能に構成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
第２項記載のセラミックスコーティング装置。