JP3066163B2 - 半導体製造設備用転がり軸受 - Google Patents
半導体製造設備用転がり軸受Info
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Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造設備に使用
される固体潤滑転がり軸受に関する。
される固体潤滑転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造設備用転がり軸受は、高い清
浄度が要求される密封真空下で運転されるため、その潤
滑には、一般に、二硫化モリブデン等の層状物質、金、
銀、鉛等の軟質金属、ＰＴＦＥ、ポリイミド等の高分子
材料などの固体潤滑剤が用いられている。
浄度が要求される密封真空下で運転されるため、その潤
滑には、一般に、二硫化モリブデン等の層状物質、金、
銀、鉛等の軟質金属、ＰＴＦＥ、ポリイミド等の高分子
材料などの固体潤滑剤が用いられている。
【０００３】ところで、近年、半導体製造分野では半導
体の集積度が増すにつれて回路パターンの線幅が微細化
しており、軸受から排出される固体潤滑剤の摩耗粉がパ
ターン上に付着すると種々の弊害を引き起こす可能性が
あることから、固体潤滑剤の特性として、本来の潤滑性
・耐久性の他に、特に低発塵性を要求するようになって
きている。
体の集積度が増すにつれて回路パターンの線幅が微細化
しており、軸受から排出される固体潤滑剤の摩耗粉がパ
ターン上に付着すると種々の弊害を引き起こす可能性が
あることから、固体潤滑剤の特性として、本来の潤滑性
・耐久性の他に、特に低発塵性を要求するようになって
きている。
【０００４】このような現状に鑑み、本出願人は、転が
り軸受を構成する部品のうち少なくとも転がり摩擦また
は滑り摩擦を生ずる表面に、平均分子量が５０００以下
のポリテトラフルオロエチレン（以下、簡単のため、低
分子量ＰＴＦＥと称す。）からなる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ている（特願平
３−１９０１５０号等）。従来より、転がり軸受の固体
潤滑剤として用いられているＰＴＦＥは平均分子量が１
×１０5 以上、主に、１×１０6〜１×１０7のものであ
るが、低分子量ＰＴＦＥを用いて潤滑皮膜を形成するこ
とにより、潤滑性、耐久性、低発塵性等に優れた潤滑皮
膜を得ることができることを上記出願において示した。
これらの効果は、低分子量ＰＴＦＥが、従来より固体潤
滑剤として用いられているＰＴＦＥに比べて、剪断強度
が著しく小く、また、転着性に優れていることによるも
のであった。
り軸受を構成する部品のうち少なくとも転がり摩擦また
は滑り摩擦を生ずる表面に、平均分子量が５０００以下
のポリテトラフルオロエチレン（以下、簡単のため、低
分子量ＰＴＦＥと称す。）からなる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ている（特願平
３−１９０１５０号等）。従来より、転がり軸受の固体
潤滑剤として用いられているＰＴＦＥは平均分子量が１
×１０5 以上、主に、１×１０6〜１×１０7のものであ
るが、低分子量ＰＴＦＥを用いて潤滑皮膜を形成するこ
とにより、潤滑性、耐久性、低発塵性等に優れた潤滑皮
膜を得ることができることを上記出願において示した。
これらの効果は、低分子量ＰＴＦＥが、従来より固体潤
滑剤として用いられているＰＴＦＥに比べて、剪断強度
が著しく小く、また、転着性に優れていることによるも
のであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体製造
工程で真空軸受が使用されるのは主にウェーハ処理工程
であり、特に、図３に示すようなウェーハ搬送装置に多
用されている。この搬送装置は、各製造装置間でのウェ
ーハの搬送など半導体製造工程の搬送全般に使用される
もので、ウェーハ昇降部５とウェーハ搬送部６とを有す
る。ウェーハ昇降部５は、ウェーハ７を収納したカセッ
ト８をリニアボールベアリング９で案内しつつボールね
じ１０で駆動する。カセット８がウェーハ搬送部６と同
じレベルまで上昇したら、図には現われていないプッシ
ャが作動してウェーハ７を１枚ずつウェーハ搬送部６の
テーブル６ａ上へ押し出す。テーブル６ａの両側には駆
動ローラ１１で駆動されるベルト１２が配置されてお
り、テーブル６ａ上に順次押し出されたウェーハ７は、
ベルト１２上を矢印方向に整列して搬送される。テーブ
ル６ａの両側に配置されるベルト１２の案内部、駆動ロ
ーラ１１の軸やボールねじ１０のねじ軸の支持部等に真
空軸受が使用されている。
工程で真空軸受が使用されるのは主にウェーハ処理工程
であり、特に、図３に示すようなウェーハ搬送装置に多
用されている。この搬送装置は、各製造装置間でのウェ
ーハの搬送など半導体製造工程の搬送全般に使用される
もので、ウェーハ昇降部５とウェーハ搬送部６とを有す
る。ウェーハ昇降部５は、ウェーハ７を収納したカセッ
ト８をリニアボールベアリング９で案内しつつボールね
じ１０で駆動する。カセット８がウェーハ搬送部６と同
じレベルまで上昇したら、図には現われていないプッシ
ャが作動してウェーハ７を１枚ずつウェーハ搬送部６の
テーブル６ａ上へ押し出す。テーブル６ａの両側には駆
動ローラ１１で駆動されるベルト１２が配置されてお
り、テーブル６ａ上に順次押し出されたウェーハ７は、
ベルト１２上を矢印方向に整列して搬送される。テーブ
ル６ａの両側に配置されるベルト１２の案内部、駆動ロ
ーラ１１の軸やボールねじ１０のねじ軸の支持部等に真
空軸受が使用されている。
【０００６】このようなウェーハ搬送装置には低発塵性
が要求され、特に、ウェーハ７と接触あるいは近接する
ことになるテーブル６ａ、ベルト１２等は定期的にメイ
ンテナンスを行なってこの要求に対応している。そし
て、このメインテナンス時にベルト１２の案内部に使用
される軸受等を交換するようにしている。ところが、駆
動ローラ１１やボールねじ１０等の駆動部に使用される
軸受ついては、定期的な交換を行なっていない。したが
って、駆動部に使用される軸受は定期的な交換を前提と
したものではなく、低発塵性もさることながら、耐久性
も強く要求されることになる。
が要求され、特に、ウェーハ７と接触あるいは近接する
ことになるテーブル６ａ、ベルト１２等は定期的にメイ
ンテナンスを行なってこの要求に対応している。そし
て、このメインテナンス時にベルト１２の案内部に使用
される軸受等を交換するようにしている。ところが、駆
動ローラ１１やボールねじ１０等の駆動部に使用される
軸受ついては、定期的な交換を行なっていない。したが
って、駆動部に使用される軸受は定期的な交換を前提と
したものではなく、低発塵性もさることながら、耐久性
も強く要求されることになる。
【０００７】そこで、本発明の目的は、低分子量ＰＴＦ
Ｅを用いた転がり軸受の優れた低発塵性を維持しつつ、
その耐久性をさらに向上させることにある。尚、前述し
たように、低分子量ＰＴＦＥを用いた転がり軸受の耐久
性は従来のものに比べて高くなるが、本発明は、これを
さらに向上させ、いわゆるメインテナンスフリーの段階
まで到らしめようとするものである。
Ｅを用いた転がり軸受の優れた低発塵性を維持しつつ、
その耐久性をさらに向上させることにある。尚、前述し
たように、低分子量ＰＴＦＥを用いた転がり軸受の耐久
性は従来のものに比べて高くなるが、本発明は、これを
さらに向上させ、いわゆるメインテナンスフリーの段階
まで到らしめようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に介
在する複数の転動体と、転動体を保持する保持器とを備
え、前記内輪の転走面、前記外輪の転走面、及び前記転
動体の表面のうち、少なくとも前記転動体の表面に平均
分子量が５０００以下のポリテトラフルオロエチレンか
らなる潤滑皮膜を形成すると共に、前記保持器を自己潤
滑性を有する高分子材で形成した構成を提供する。
め、本発明は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に介
在する複数の転動体と、転動体を保持する保持器とを備
え、前記内輪の転走面、前記外輪の転走面、及び前記転
動体の表面のうち、少なくとも前記転動体の表面に平均
分子量が５０００以下のポリテトラフルオロエチレンか
らなる潤滑皮膜を形成すると共に、前記保持器を自己潤
滑性を有する高分子材で形成した構成を提供する。
【０００９】
【作用】低分子量ＰＴＦＥを用いて潤滑皮膜を形成する
ことにより、潤滑性、耐久性、低発塵性に優れた潤滑皮
膜を得ることができる。この潤滑皮膜は相手面との転動
接触によって皮膜形成面から削り取られ潤滑粉となる。
この潤滑粉は相手面等に転着して再び転着皮膜を形成す
る。このように、潤滑皮膜は皮膜形成面からの剥離・転
着を繰り返しながら潤滑作用をなすが、長時間運転によ
り、潤滑粉の供給量が徐々に減少をきたし、潤滑作用が
低下してゆく。本発明の転がり軸受では、保持器が自己
潤滑性を有する高分子材で形成されており、保持器と転
動体との接触により保持器からも潤滑粉が供給される。
すなわち、保持器は一種の潤滑剤供給源の役割をなし、
転動接触面における潤滑剤の枯渇を防止すると共に、低
分子量ＰＴＦＥ潤滑皮膜の摩耗、部分的剥離等を防止
し、その良好な潤滑性を長期にわたって維持させるとい
う補完的作用をなす。一方、保持器から供給される潤滑
粉は、転着性に優れた低分子量ＰＴＦＥの潤滑皮膜によ
って捕捉され、軸受外への排出が抑制される。したがっ
て、軸受の優れた低発塵性も維持される。
ことにより、潤滑性、耐久性、低発塵性に優れた潤滑皮
膜を得ることができる。この潤滑皮膜は相手面との転動
接触によって皮膜形成面から削り取られ潤滑粉となる。
この潤滑粉は相手面等に転着して再び転着皮膜を形成す
る。このように、潤滑皮膜は皮膜形成面からの剥離・転
着を繰り返しながら潤滑作用をなすが、長時間運転によ
り、潤滑粉の供給量が徐々に減少をきたし、潤滑作用が
低下してゆく。本発明の転がり軸受では、保持器が自己
潤滑性を有する高分子材で形成されており、保持器と転
動体との接触により保持器からも潤滑粉が供給される。
すなわち、保持器は一種の潤滑剤供給源の役割をなし、
転動接触面における潤滑剤の枯渇を防止すると共に、低
分子量ＰＴＦＥ潤滑皮膜の摩耗、部分的剥離等を防止
し、その良好な潤滑性を長期にわたって維持させるとい
う補完的作用をなす。一方、保持器から供給される潤滑
粉は、転着性に優れた低分子量ＰＴＦＥの潤滑皮膜によ
って捕捉され、軸受外への排出が抑制される。したがっ
て、軸受の優れた低発塵性も維持される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１１】図１は、本発明を深溝玉軸受に適用した実
施例について説明する。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。
施例について説明する。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。
【００１２】保持器４は自己潤滑性を有する高分子材で
形成されている。この高分子材としては、例えば、ＮＴ
Ｎ精密樹脂製ルーロンＥ（平均分子量２×１０5〜３×
１０5のＰＴＦＥを主成分とする。）、あるいは、同社
製メルディンＲ（ポリイミド樹脂を主成分とする。）等
を用いると良い。特に、メルディンＲは軟化点が最大３
００℃であり、高温部への使用も可能である。
形成されている。この高分子材としては、例えば、ＮＴ
Ｎ精密樹脂製ルーロンＥ（平均分子量２×１０5〜３×
１０5のＰＴＦＥを主成分とする。）、あるいは、同社
製メルディンＲ（ポリイミド樹脂を主成分とする。）等
を用いると良い。特に、メルディンＲは軟化点が最大３
００℃であり、高温部への使用も可能である。
【００１３】内・外輪１、２の転走面および転動体３の
表面にはそれぞれ平均分子量が５０００以下のＰＴＦＥ
（低分子量ＰＴＦＥ）の潤滑皮膜１ａ、２ａ、３ａが形
成されている。これらの潤滑皮膜は、低分子量ＰＴＦＥ
（例えば、日本アチソン製ＡＲＣ７）を、２５ｃｍ離れ
た位置から皮膜形成面にスプレーして付着させたもの
で、この場合の平均皮膜厚さは０．６μｍ程度であっ
た。ただし、同図では皮膜厚さをかなり誇張してある。
低分子量ＰＴＦＥの皮膜コーティング法としては、上記
スプレー法による他、浸漬法等がある。尚、本実施例で
は内・外輪１、２の転走面および転動体３の表面に潤滑
皮膜を形成するようにしたが、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ａでは内・
外輪１、２の外表面全体に潤滑皮膜１ａ、２ａが形成さ
れているが、同図ｂに示すように、嵌合面等の潤滑皮膜
が本来不要な部分については、マスキングによって皮膜
処理を施さない、あるいは、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に限らず、広く転がり軸受一般に適
用することができる。
表面にはそれぞれ平均分子量が５０００以下のＰＴＦＥ
（低分子量ＰＴＦＥ）の潤滑皮膜１ａ、２ａ、３ａが形
成されている。これらの潤滑皮膜は、低分子量ＰＴＦＥ
（例えば、日本アチソン製ＡＲＣ７）を、２５ｃｍ離れ
た位置から皮膜形成面にスプレーして付着させたもの
で、この場合の平均皮膜厚さは０．６μｍ程度であっ
た。ただし、同図では皮膜厚さをかなり誇張してある。
低分子量ＰＴＦＥの皮膜コーティング法としては、上記
スプレー法による他、浸漬法等がある。尚、本実施例で
は内・外輪１、２の転走面および転動体３の表面に潤滑
皮膜を形成するようにしたが、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ａでは内・
外輪１、２の外表面全体に潤滑皮膜１ａ、２ａが形成さ
れているが、同図ｂに示すように、嵌合面等の潤滑皮膜
が本来不要な部分については、マスキングによって皮膜
処理を施さない、あるいは、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に限らず、広く転がり軸受一般に適
用することができる。
【００１４】図２は、上記構成の転がり軸受（軸受Ａと
する）と、上記構成において保持器を鋼板製とした転が
り軸受（軸受Ｂとする）とについて行なった耐久性試験
の結果を示す。耐久性試験は、軸を支承させた２個の試
験軸受を、室温、真空度１０ -6Ｔｏｒｒ以下、スラスト
荷重１０Ｎ、回転数２５００ｒｐｍの条件下に回転さ
せ、２個の試験軸受の摩擦トルクの総和が１０-2Ｎｍに
達した時点を寿命とした。同図に示すように、軸受Ａは
軸受Ｂに比べ４倍以上の耐久性を示した。
する）と、上記構成において保持器を鋼板製とした転が
り軸受（軸受Ｂとする）とについて行なった耐久性試験
の結果を示す。耐久性試験は、軸を支承させた２個の試
験軸受を、室温、真空度１０ -6Ｔｏｒｒ以下、スラスト
荷重１０Ｎ、回転数２５００ｒｐｍの条件下に回転さ
せ、２個の試験軸受の摩擦トルクの総和が１０-2Ｎｍに
達した時点を寿命とした。同図に示すように、軸受Ａは
軸受Ｂに比べ４倍以上の耐久性を示した。
【００１５】また、回転数：５０ｒｐｍ、スラスト荷
重：１０Ｎ、真空度：１０-6Ｔｏｒｒ、温度：室温の条
件下で発塵試験を行なったが、両軸受Ａ、Ｂとも同程度
の低発塵性を示した。
重：１０Ｎ、真空度：１０-6Ｔｏｒｒ、温度：室温の条
件下で発塵試験を行なったが、両軸受Ａ、Ｂとも同程度
の低発塵性を示した。
【００１６】
【発明の効果】本発明は以下に示す効果を有する。（１）低分子量ＰＴＦＥを用いて潤滑皮膜を形成するこ
とにより、潤滑性、耐久性、低発塵等に優れた潤滑皮膜
を得ることができる 。（２）自己潤滑性を有する高分子材で形成された保持器
は一種の潤滑剤供給源の役割をなし、接触面における潤
滑剤の枯渇を防止すると共に、低分子量ＰＴＦＥ潤滑皮
膜の摩耗、部分的剥離等を防止し、その良好な潤滑性を
長期にわたって維持させるという補完的作用をなす 。（３）一方、保持器から供給される潤滑粉は、転着性に
優れた低分子量ＰＴＦＥの潤滑皮膜によって捕捉され、
軸受外への排出が抑制される。したがって、軸受の優れ
た低発塵性も維持される 。（４）以上の効果の相互作用により 、低発塵性に加え、
特に優れた耐久性を具えた転がり軸受を提供することが
できる。そのため、本発明の転がり軸受は、半導体製造
設備においてメインテナンスフリーで使用することが可
能である。
とにより、潤滑性、耐久性、低発塵等に優れた潤滑皮膜
を得ることができる 。（２）自己潤滑性を有する高分子材で形成された保持器
は一種の潤滑剤供給源の役割をなし、接触面における潤
滑剤の枯渇を防止すると共に、低分子量ＰＴＦＥ潤滑皮
膜の摩耗、部分的剥離等を防止し、その良好な潤滑性を
長期にわたって維持させるという補完的作用をなす 。（３）一方、保持器から供給される潤滑粉は、転着性に
優れた低分子量ＰＴＦＥの潤滑皮膜によって捕捉され、
軸受外への排出が抑制される。したがって、軸受の優れ
た低発塵性も維持される 。（４）以上の効果の相互作用により 、低発塵性に加え、
特に優れた耐久性を具えた転がり軸受を提供することが
できる。そのため、本発明の転がり軸受は、半導体製造
設備においてメインテナンスフリーで使用することが可
能である。
【図１】本発明の実施例に係わる深溝玉軸受を示す断面
図（ａ）、嵌合面等の潤滑皮膜を除去等した状態を示す
断面図（図ｂ）である。
図（ａ）、嵌合面等の潤滑皮膜を除去等した状態を示す
断面図（図ｂ）である。
【図２】耐久性試験の結果を示す図である。
【図３】ウェーハ搬送装置の概念図である。
１ 内輪 １ａ 潤滑皮膜 ２ 外輪 ２ａ 潤滑皮膜 ３ 転動体 ３ａ 潤滑皮膜 ４ 保持器
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 33/32 F16C 33/34 F16C 33/44 F16C 33/56 F16C 33/62
Claims (1)
- 【請求項１】 内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に介
在する複数の転動体と、転動体を保持する保持器とを備
え、前記内輪の転走面、前記外輪の転走面、及び前記転動体
の表面のうち、少なくとも前記転動体の表面に平均分子
量が５０００以下のポリテトラフルオロエチレンからな
る潤滑皮膜を形成すると共に、前記保持器を自己潤滑性
を有する高分子材で形成した ことを特徴とする半導体製
造設備用転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4008938A JP3066163B2 (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | 半導体製造設備用転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4008938A JP3066163B2 (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | 半導体製造設備用転がり軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196045A JPH05196045A (ja) | 1993-08-06 |
| JP3066163B2 true JP3066163B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=11706614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4008938A Expired - Lifetime JP3066163B2 (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | 半導体製造設備用転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3066163B2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-22 JP JP4008938A patent/JP3066163B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05196045A (ja) | 1993-08-06 |
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