JPH05271930A - 球体のコーティング方法及びコーティング装置 - Google Patents
球体のコーティング方法及びコーティング装置Info
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- JPH05271930A JPH05271930A JP9706192A JP9706192A JPH05271930A JP H05271930 A JPH05271930 A JP H05271930A JP 9706192 A JP9706192 A JP 9706192A JP 9706192 A JP9706192 A JP 9706192A JP H05271930 A JPH05271930 A JP H05271930A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 球体の表面に欠陥の無い均一な被膜をコーテ
ィングする。 【構成】 球体はトレーの上に乗せられる。トレーに振
動が与えられることによって、球体が回動する。球体は
その回動状態において、気相化手段により気相化された
被膜物質が球体の表面に堆積し、被膜のコーティングが
なされる。
ィングする。 【構成】 球体はトレーの上に乗せられる。トレーに振
動が与えられることによって、球体が回動する。球体は
その回動状態において、気相化手段により気相化された
被膜物質が球体の表面に堆積し、被膜のコーティングが
なされる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は各種機械用の転がり軸受
に用いられる球体やころ、ボールペン用の小径ボール、
その他の球状やころ状をした製品（本件明細書中では、
何れか一方からみた形状が円形である物を球体と呼ぶ）
の表面に、耐摩耗性、耐焼付き性、潤滑性、耐蝕性など
の付与を目的として被膜をコーティングする方法及びそ
の為の装置に関する。
に用いられる球体やころ、ボールペン用の小径ボール、
その他の球状やころ状をした製品（本件明細書中では、
何れか一方からみた形状が円形である物を球体と呼ぶ）
の表面に、耐摩耗性、耐焼付き性、潤滑性、耐蝕性など
の付与を目的として被膜をコーティングする方法及びそ
の為の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記球体の表面にコーティングする方法
としては、球体をメッシュ製の回転ドラムの中に入れ、
該ドラムを回転させることによってその内部で球体を攪
拌し転がらせ、一方ドラムの外部に配置した気相化手段
例えばスパッタリング装置やイオンプレーティング装置
によって被膜物質を気相化させ、その気相化した被膜物
質を上記ドラム内で転がる球体の表面に堆積させコーテ
ィングする方法がある。
としては、球体をメッシュ製の回転ドラムの中に入れ、
該ドラムを回転させることによってその内部で球体を攪
拌し転がらせ、一方ドラムの外部に配置した気相化手段
例えばスパッタリング装置やイオンプレーティング装置
によって被膜物質を気相化させ、その気相化した被膜物
質を上記ドラム内で転がる球体の表面に堆積させコーテ
ィングする方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この従来の方法では、
球体がドラム内で転がる際に球体どうしが互いに激しく
衝突したり、球体がドラムと激しく衝突あるいは擦れた
りすることにより、球体の表面に付着したばかりの被膜
の一部が剥離することがある。そしてそのような被膜が
コーティング過程の継続中に球体の表面に再付着する。
するとその再付着した被膜がコーティングの過程でマス
キング材として作用し、その周囲に隙間の多い柱状のポ
ーラスな被膜を成長させる。このような被膜は緻密度が
低くまた密着性も低くて、前述の如き表面特性、機能が
劣る問題点があった。また上記再付着した被膜は容易に
脱落し、ピット状の膜欠陥を生ずる問題点もあった。
球体がドラム内で転がる際に球体どうしが互いに激しく
衝突したり、球体がドラムと激しく衝突あるいは擦れた
りすることにより、球体の表面に付着したばかりの被膜
の一部が剥離することがある。そしてそのような被膜が
コーティング過程の継続中に球体の表面に再付着する。
するとその再付着した被膜がコーティングの過程でマス
キング材として作用し、その周囲に隙間の多い柱状のポ
ーラスな被膜を成長させる。このような被膜は緻密度が
低くまた密着性も低くて、前述の如き表面特性、機能が
劣る問題点があった。また上記再付着した被膜は容易に
脱落し、ピット状の膜欠陥を生ずる問題点もあった。
【０００４】本願発明は上記従来技術の問題点（技術的
課題）を解決する為になされたもので、球体の表面にコ
ーティングをする場合、球体に衝撃を与えたりすること
なく滑らかに球体を回動させることができて、球体の全
周に均一な被膜をコーティングできるようにした球体の
コーティング方法及びコーティング装置を提供すること
を目的としている。
課題）を解決する為になされたもので、球体の表面にコ
ーティングをする場合、球体に衝撃を与えたりすること
なく滑らかに球体を回動させることができて、球体の全
周に均一な被膜をコーティングできるようにした球体の
コーティング方法及びコーティング装置を提供すること
を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本願発明における球体のコーティング方法は、球体
を回動させながら、その表面に気相化させた被膜物質を
堆積させて、上記表面をコーティングする方法におい
て、上記球体の回動は、球体をトレーの上に乗せ、該ト
レーを振動させることによって上記球体を回動させるも
のである。
に、本願発明における球体のコーティング方法は、球体
を回動させながら、その表面に気相化させた被膜物質を
堆積させて、上記表面をコーティングする方法におい
て、上記球体の回動は、球体をトレーの上に乗せ、該ト
レーを振動させることによって上記球体を回動させるも
のである。
【０００６】
【作用】球体はトレーの振動によって回動する。球体は
そのような回動を続ける過程で、その表面に気相化され
た被膜物質が堆積し被膜のコーティングがなされる。
そのような回動を続ける過程で、その表面に気相化され
た被膜物質が堆積し被膜のコーティングがなされる。
【０００７】
【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。コーティング装置を示す図１において、１はコーテ
ィング用のチャンバーで、金属性の真空チャンバーをも
って構成され、図示の如く接地されている。２は該チャ
ンバーにおける排気口で、真空ポンプに接続してある。
３はガス導入口で、コーティング時の作動用ガス例えば
アルゴン、或いは被膜形成用の反応性ガスを導入する為
の口である。次に４はチャンバー１内に備えられた球体
の支持機構を示す。５は該機構における支持台で、導電
材料で形成され、振動吸収用のクッション材６を介して
チャンバー１の底板に取付けてある。尚上記クッション
材６は支持台５とチャンバー１との電気的な絶縁も兼ね
ている。７は支持台５に乗載させたトレーで、後から述
べる如き振動に耐え得る程度の剛性を有し、かつこれに
乗せるべき球体に傷を付けぬようその球体よりも軟質
で、しかも導電性を有する材料で形成される。その材料
の一例としてはステンレス材（例えばＳＵＳ３０４）が
用いられる。８はトレー７の上面に形成した凹部で、球
体を個別に存置させる為のものであり、多数がトレー７
の上面に並べて形成してある。上記凹部８の平面的な大
きさは球体の直径の２〜３倍にされる。またそれらの凹
部８の形成は例えばエンボス加工によって行われる。９
は上記各凹部８に個別に乗せた球体を示す。10は支持台
５に取付けたバイブレータで、支持台５を介してトレー
７に振動を与えるようにしたものである。このバイブレ
ータ10は１分間あたり数千回の極めて微細な振幅の振動
を発するようにしたものである。該バイブレータ10とし
ては例えば周知の電磁バイブレータが用いられる。11は
トレー７と一体形成した保護カバーで、バイブレータ10
をそれに被膜が付くことから保護する為のものである。
12は支持台５に接続したケーブルで、支持台５及びトレ
ー７を介して球体９にバイアスを加えるようにしたもの
であり、図示外の周知のバイアス・エッチング電源に接
続してある。次に15は気相化手段の一例として示すスパ
ッタリング装置で、マグネトロン方式のものが用いてあ
り、図示される如くトレー７と対向するようチャンバー
１の天井部分に取付けてある。16は該スパッタリング装
置におけるカソード、17はカソード16に取付けたターゲ
ット材、18は永久磁石で、図示の如き極性を有してい
る。19, 20は夫々冷却水の入口及び出口を示す。21はカ
ソード16とチャンバー１とを絶縁する為の絶縁体、22は
ダークスペースシールドを夫々示す。23はスパッタリン
グ用電源である。
る。コーティング装置を示す図１において、１はコーテ
ィング用のチャンバーで、金属性の真空チャンバーをも
って構成され、図示の如く接地されている。２は該チャ
ンバーにおける排気口で、真空ポンプに接続してある。
３はガス導入口で、コーティング時の作動用ガス例えば
アルゴン、或いは被膜形成用の反応性ガスを導入する為
の口である。次に４はチャンバー１内に備えられた球体
の支持機構を示す。５は該機構における支持台で、導電
材料で形成され、振動吸収用のクッション材６を介して
チャンバー１の底板に取付けてある。尚上記クッション
材６は支持台５とチャンバー１との電気的な絶縁も兼ね
ている。７は支持台５に乗載させたトレーで、後から述
べる如き振動に耐え得る程度の剛性を有し、かつこれに
乗せるべき球体に傷を付けぬようその球体よりも軟質
で、しかも導電性を有する材料で形成される。その材料
の一例としてはステンレス材（例えばＳＵＳ３０４）が
用いられる。８はトレー７の上面に形成した凹部で、球
体を個別に存置させる為のものであり、多数がトレー７
の上面に並べて形成してある。上記凹部８の平面的な大
きさは球体の直径の２〜３倍にされる。またそれらの凹
部８の形成は例えばエンボス加工によって行われる。９
は上記各凹部８に個別に乗せた球体を示す。10は支持台
５に取付けたバイブレータで、支持台５を介してトレー
７に振動を与えるようにしたものである。このバイブレ
ータ10は１分間あたり数千回の極めて微細な振幅の振動
を発するようにしたものである。該バイブレータ10とし
ては例えば周知の電磁バイブレータが用いられる。11は
トレー７と一体形成した保護カバーで、バイブレータ10
をそれに被膜が付くことから保護する為のものである。
12は支持台５に接続したケーブルで、支持台５及びトレ
ー７を介して球体９にバイアスを加えるようにしたもの
であり、図示外の周知のバイアス・エッチング電源に接
続してある。次に15は気相化手段の一例として示すスパ
ッタリング装置で、マグネトロン方式のものが用いてあ
り、図示される如くトレー７と対向するようチャンバー
１の天井部分に取付けてある。16は該スパッタリング装
置におけるカソード、17はカソード16に取付けたターゲ
ット材、18は永久磁石で、図示の如き極性を有してい
る。19, 20は夫々冷却水の入口及び出口を示す。21はカ
ソード16とチャンバー１とを絶縁する為の絶縁体、22は
ダークスペースシールドを夫々示す。23はスパッタリン
グ用電源である。
【０００８】次に上記コーティング装置による球体９へ
のコーティング操作について説明する。先ずトレー７の
多数の凹部８に夫々球体９を乗せる。次にその状態のト
レー７をチャンバー１内の支持台５の上に図示の如くセ
ットする。然る後チャンバー１内を真空排気すると共
に、ガス導入口３からチャンバー１内に作動用ガスを導
入する。この状態においてスパッタリング用電源23から
スパッタリング装置15に通電すると共に球体９にバイア
ス電源からバイアスを加え、またバイブレータ10を作動
させる。上記のようにバイブレータ10が作動されること
によりその振動が支持台５を介してトレー７に伝わり、
トレー７が微細な振動を行う。この振動によって球体９
は凹部８に位置したままの状態で回動し常にランダムな
回転運動を行う。一方スパッタリング装置15に通電がな
されることによりターゲット材17がスパッタリングさ
れ、被膜物質が気相化する。気相化した被膜物質はバイ
アスが加えられている球体９に向かいその表面に堆積す
る。この場合、球体９は回転運動を行っている為、上記
被膜物質はその全周に一様に堆積し、球体９の全周には
一様な厚みの被膜が生成されていく。上記被膜の生成が
所定時間継続されて球体９の表面に付着した被膜の厚み
が予定の厚みとなったならば、スパッタリング装置15へ
の通電、球体９へのバイアスの印加、トレー７への振動
の付与を停止し、またチャンバー１内を常圧に復圧して
コーティング処理を終えた球体９を取り出す。
のコーティング操作について説明する。先ずトレー７の
多数の凹部８に夫々球体９を乗せる。次にその状態のト
レー７をチャンバー１内の支持台５の上に図示の如くセ
ットする。然る後チャンバー１内を真空排気すると共
に、ガス導入口３からチャンバー１内に作動用ガスを導
入する。この状態においてスパッタリング用電源23から
スパッタリング装置15に通電すると共に球体９にバイア
ス電源からバイアスを加え、またバイブレータ10を作動
させる。上記のようにバイブレータ10が作動されること
によりその振動が支持台５を介してトレー７に伝わり、
トレー７が微細な振動を行う。この振動によって球体９
は凹部８に位置したままの状態で回動し常にランダムな
回転運動を行う。一方スパッタリング装置15に通電がな
されることによりターゲット材17がスパッタリングさ
れ、被膜物質が気相化する。気相化した被膜物質はバイ
アスが加えられている球体９に向かいその表面に堆積す
る。この場合、球体９は回転運動を行っている為、上記
被膜物質はその全周に一様に堆積し、球体９の全周には
一様な厚みの被膜が生成されていく。上記被膜の生成が
所定時間継続されて球体９の表面に付着した被膜の厚み
が予定の厚みとなったならば、スパッタリング装置15へ
の通電、球体９へのバイアスの印加、トレー７への振動
の付与を停止し、またチャンバー１内を常圧に復圧して
コーティング処理を終えた球体９を取り出す。
【０００９】上記ターゲット材17としては球体９にコー
ティングすべき被膜物質例えば金、銀、二硫化モリブデ
ン等に対応した材質ものが用いられる。又コーティング
すべき被膜物質が炭化チタン或いは窒化チタン等の場合
は、ターゲット材17としてチタンを用い、またチャンバ
ー１内に導入するガスとして夫々アセチレン或いは窒素
等の反応性ガスが用いられる。
ティングすべき被膜物質例えば金、銀、二硫化モリブデ
ン等に対応した材質ものが用いられる。又コーティング
すべき被膜物質が炭化チタン或いは窒化チタン等の場合
は、ターゲット材17としてチタンを用い、またチャンバ
ー１内に導入するガスとして夫々アセチレン或いは窒素
等の反応性ガスが用いられる。
【００１０】次に、上記コーティング装置に用いられる
気相化手段としては、上記スパッタリング装置に代えて
カソードアーク蒸発源によるアークイオンプレーティン
グ装置を用い、その装置におけるカソードが前記トレー
７に対向するようチャンバー１の上方位置に設置しても
よい。また気相化手段の他の例としては、プラズマＣＶ
Ｄ装置或いはプラズマ重合装置を用いてもよい。尚それ
らプラズマＣＶＤ装置或いはプラズマ重合装置を用いる
場合、チャンバー１内においてはプラズマが各所に回り
込む為、トレー７を複数段の段積み構造にし、各々のト
レーに球体を夫々乗せてそれらの球体のコーティング処
理を行ってもよい。又トレーにおける凹部の形成法とし
て、エンボス加工の他に、平板状のトレーにリング材を
固定させる方法で凹部の形成を行っても良い。
気相化手段としては、上記スパッタリング装置に代えて
カソードアーク蒸発源によるアークイオンプレーティン
グ装置を用い、その装置におけるカソードが前記トレー
７に対向するようチャンバー１の上方位置に設置しても
よい。また気相化手段の他の例としては、プラズマＣＶ
Ｄ装置或いはプラズマ重合装置を用いてもよい。尚それ
らプラズマＣＶＤ装置或いはプラズマ重合装置を用いる
場合、チャンバー１内においてはプラズマが各所に回り
込む為、トレー７を複数段の段積み構造にし、各々のト
レーに球体を夫々乗せてそれらの球体のコーティング処
理を行ってもよい。又トレーにおける凹部の形成法とし
て、エンボス加工の他に、平板状のトレーにリング材を
固定させる方法で凹部の形成を行っても良い。
【００１１】
【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、球体
９の表面をコーティングする場合、球体９を回動させな
がらその表面に被膜物質を堆積させるから、その全周を
被膜でコーティングできるは勿論のこと、
９の表面をコーティングする場合、球体９を回動させな
がらその表面に被膜物質を堆積させるから、その全周を
被膜でコーティングできるは勿論のこと、
【００１２】上記の如きコーティングの為に行なう球体
９の回動は、トレー７を振動させることによって球体９
を回動させるものだから、球体は恰も自転するが如き状
態で滑るように回動させられる特長がある。このこと
は、上記コーティング中、球体の表面にできたばかりの
被膜の一部を剥離させてしまうような衝撃を与えること
なく球体を回動させられることであって、球体の全周の
どの部分においても成膜を間断なく行なわせることがで
き、全周に均一な被膜をコーティングすることができて
欠陥のない優れた表面特性及び機能を持った良質の製品
を作ることのできる有用性がある。
９の回動は、トレー７を振動させることによって球体９
を回動させるものだから、球体は恰も自転するが如き状
態で滑るように回動させられる特長がある。このこと
は、上記コーティング中、球体の表面にできたばかりの
被膜の一部を剥離させてしまうような衝撃を与えること
なく球体を回動させられることであって、球体の全周の
どの部分においても成膜を間断なく行なわせることがで
き、全周に均一な被膜をコーティングすることができて
欠陥のない優れた表面特性及び機能を持った良質の製品
を作ることのできる有用性がある。
【図１】コーティング装置の縦断面図。
１ チャンバー ７ トレー ９ 球体 10 バイブレータ 15 気相化手段
Claims (2)
- 【請求項１】 球体を回動させながら、その表面に気相
化させた被膜物質を堆積させて、上記表面をコーティン
グする方法において、上記球体の回動は、球体をトレー
の上に乗せ、該トレーを振動させることによって上記球
体を回動させることを特徴とする球体のコーティング方
法。 - 【請求項２】 コーティング用のチャンバー内に、球体
を支える為の支持手段と、上記球体の表面にコーティン
グする為の被膜物質を気相化するようにした気相化手段
とを備える球体のコーティング装置において、上記支持
手段は上記球体を乗せ得るようにしたトレーであり、該
トレーには、上記球体を回動させる為の振動を該トレー
に加えるようにしたバイブレータを付設していることを
特徴とする球体のコーティング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9706192A JPH05271930A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 球体のコーティング方法及びコーティング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9706192A JPH05271930A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 球体のコーティング方法及びコーティング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05271930A true JPH05271930A (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=14182138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9706192A Pending JPH05271930A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 球体のコーティング方法及びコーティング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05271930A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112921326A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-08 | 王修强 | 一种汽车零件压铸铝合金表面处理工艺 |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP9706192A patent/JPH05271930A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112921326A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-08 | 王修强 | 一种汽车零件压铸铝合金表面处理工艺 |
| CN112921326B (zh) * | 2021-01-22 | 2022-11-08 | 广东威圳兴技术有限公司 | 一种汽车零件压铸铝合金表面处理工艺 |
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