JP2018135558A - Workpiece rotation device and film deposition apparatus with the same - Google Patents

Workpiece rotation device and film deposition apparatus with the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a workpiece rotation device capable of securely controlling a rotating speed of the workpiece.SOLUTION: A workpiece rotation device 3 comprises a fixed-side body part 4, a rotation part 5 capable of rotating on its axis while holding a workpiece, and a rotation part moving part 6 which allows the rotation part 5 to revolve. The rotation part 5 has a large-diameter first rotation tooth row part 33 and a small-diameter second rotation tooth row part 34. The body part 4 has a first body tooth row part 31 capable of meshing with the first rotation tooth row part 33 and a second body tooth row part 32 capable of meshing with the second rotation tooth row part 34. When the large-diameter first rotation tooth row part 33 meshes with the first body tooth row part 31, the small-diameter second rotation tooth row part 34 is released from meshing with the second body tooth row part 32. When the small-diameter second rotation tooth row part 34 meshes with the second body tooth row part 32, the large-diameter first rotation tooth row part 33 is released from meshing with the first body tooth row part 31.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、ワーク回転装置およびそれを備えた成膜装置に関する。   The present invention relates to a workpiece rotating device and a film forming apparatus including the workpiece rotating device.

従来、エンジンのピストンリングなどのワークの耐摩耗性を向上するために、当該ワークの外周面に窒化クロムなどの硬質皮膜をＰＶＤなどの成膜方法によって形成することが行われる。   Conventionally, in order to improve the wear resistance of a workpiece such as an engine piston ring, a hard film such as chromium nitride is formed on the outer peripheral surface of the workpiece by a film forming method such as PVD.

ピストンリングは、円環の一部が途切れた形状を有する金属製の部材であり、円環の一部が途切れることにより形成された開口部分、すなわち、合口部を有している。ピストンリングは、その外径を小さくするように合口部が閉じる方向へ変形させながらエンジンのシリンダに挿入された状態で使用される。この使用状態では、ピストンリングの合口部の周辺部には、外側に開こうとする力が最も大きくかかる。このため、当該周辺部は、シリンダ内壁に最も強く押し付けられるので、エンジンの使用時に最も摩耗しやすい。   The piston ring is a metal member having a shape in which a part of the ring is interrupted, and has an opening, that is, a joint part formed by part of the ring being interrupted. The piston ring is used in a state of being inserted into the engine cylinder while being deformed in a direction in which the joint portion is closed so as to reduce the outer diameter thereof. In this state of use, the force for opening outward is the largest on the periphery of the joint portion of the piston ring. For this reason, the peripheral portion is most strongly pressed against the inner wall of the cylinder, so that it is most easily worn when the engine is used.

そこで、ピストンリングの合口部の周辺部の摩耗を防止するために、当該周辺部に部分的に上記の硬質皮膜を厚く形成することが考えられる。   Therefore, in order to prevent the peripheral portion of the joint portion of the piston ring from being worn, it is conceivable that the hard coating is partially thickened on the peripheral portion.

従来では、ピストンリングにおける合口部の周辺部における硬質皮膜の膜厚を他の部位の膜厚よりも厚くする成膜方法として、特許文献１の記載の成膜方法が知られている。   Conventionally, a film forming method described in Patent Document 1 is known as a film forming method in which the film thickness of the hard coating in the peripheral portion of the joint portion of the piston ring is made larger than the film thickness of other portions.

この成膜方法では、ピストンリングを自転および公転させる回転テーブルに載せ、当該回転テーブルを駆動するモータに対して速度指令を与えることにより、ピストンリングの合口部が蒸発源にほぼ正対するときにピストンリングの自転速度が遅くなるようにモータを制御する。これにより、ピストンリングの合口部が蒸発源に正対するときのピストンリングの自転速度を、合口部以外の部位が蒸発源に正対するときよりも遅くして、合口部の周辺部において硬質皮膜を厚く形成することを可能にしている。   In this film forming method, the piston ring is placed on a rotary table that rotates and revolves, and a speed command is given to a motor that drives the rotary table, so that the piston ring has a piston when the abutting portion of the piston ring substantially faces the evaporation source. The motor is controlled so that the rotation speed of the ring becomes slow. As a result, the rotation speed of the piston ring when the abutment portion of the piston ring faces the evaporation source is made slower than when the portion other than the abutment portion faces the evaporation source, and a hard film is formed around the abutment portion. It is possible to form it thickly.

特許４６８０３８０号公報Japanese Patent No. 4680380

しかし、上記のようにモータを制御してピストンリングの自転速度を変える成膜方法を行う場合、モータに対して速度指令を与えてから回転テーブル上のピストンリングが所定の自転速度に達するまでにはタイムラグが生じる。そのタイムラグは、ピストンリングなどのワークの重量、または回転テーブルの状態や温度などにより成膜処理中に変化するので、ピストンリングの自転速度の制御に関する再現性が低くなる。そのため、ピストンリングの合口部およびその周辺部が蒸発源に向いているときにピストリンリングの自転速度を遅くする速度制御を確実に行うことが難しい。その結果、合口部の周辺部における膜厚を精度良く制御するのは非常に困難である。   However, when the film forming method for controlling the motor to change the rotation speed of the piston ring as described above is performed, the speed command is given to the motor until the piston ring on the rotary table reaches the predetermined rotation speed. Causes a time lag. Since the time lag changes during the film forming process depending on the weight of the work such as the piston ring or the state and temperature of the rotary table, the reproducibility regarding the control of the rotation speed of the piston ring is lowered. For this reason, it is difficult to reliably perform speed control for reducing the rotation speed of the pistol ring when the joint portion of the piston ring and the peripheral portion thereof are directed to the evaporation source. As a result, it is very difficult to accurately control the film thickness in the peripheral part of the joint part.

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ワークの自転速度を確実に制御することが可能なワーク回転装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the above situations, and it aims at providing the workpiece rotating apparatus which can control the autorotation speed of a workpiece | work reliably.

上記課題を解決するためのものとして、本発明のワーク回転装置は、成膜される外周面を有するワークを、所定の自転軸の回りに自転させながら当該自転軸が延びる方向と異なる所定の移動方向へ移動させるワーク回転装置であって、本体部と、前記ワークを保持して前記自転軸の回りに自転可能な自転部と、前記自転部を前記移動方向へ移動させる自転部移動部と、を備え、前記自転部は、前記ワークを保持して前記自転軸の回りに自転可能な保持部と、前記保持部に連結され、当該保持部とともに前記自転軸の回りに自転可能であり、前記自転軸を中心とする第１のピッチ円に沿って並ぶ複数の歯を有する第１の自転歯列部と、前記保持部に連結され、当該前記保持部とともに前記自転軸の回りに自転可能であり、前記自転軸を中心とする前記第１のピッチ円よりも小さい第２のピッチ円に沿って並ぶ複数の歯を有する第２の自転歯列部とを有し、前記本体部は、前記第１の自転歯列部の歯に噛み合うことが可能な位置で前記移動方向に沿って並ぶ複数の歯を有する第１の本体歯列部と、前記第２の自転歯列部の歯に噛み合うことが可能な位置で前記移動方向に沿って並ぶ複数の歯を有する第２の本体歯列部とを有し、前記第１の自転歯列部、前記第２の自転歯列部、前記第１の本体歯列部、および前記第２の本体歯列部は、前記第１の自転歯列部が前記第１の本体歯列部に噛み合うときには、前記第２の自転歯列部が前記第２の本体歯列部との噛み合いが解除され、かつ、前記第２の自転歯列部が前記第２の本体歯列部に噛み合うときには、前記第１の自転歯列部が前記第１の本体歯列部との噛み合いが解除されていることが可能な位置に、それぞれ配置されていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the work rotation device of the present invention is a predetermined movement different from the direction in which the rotation axis extends while rotating a work having an outer peripheral surface to be formed around the rotation axis. A workpiece rotating device that moves in a direction, a main body portion, a rotation portion that holds the workpiece and can rotate around the rotation axis, and a rotation portion movement portion that moves the rotation portion in the movement direction, The rotation part is capable of rotating around the rotation axis together with the holding part, connected to the holding part and holding part capable of rotating around the rotation axis while holding the workpiece, A first rotation tooth row portion having a plurality of teeth arranged along a first pitch circle centered on the rotation shaft, and connected to the holding portion, and capable of rotating around the rotation shaft together with the holding portion. Yes, with the rotation axis as the center A second rotation tooth row portion having a plurality of teeth arranged along a second pitch circle smaller than the first pitch circle, and the main body portion has teeth of the first rotation tooth row portion. The first body dentition portion having a plurality of teeth arranged in the movement direction at a position where the teeth can engage with each other, and the movement direction at a position where the teeth of the second rotation dentition portion can be engaged with each other. A second body dentition having a plurality of teeth arranged along the first rotation dentition, the second rotation dentition, the first body dentition, and the The second body dentition portion is engaged with the second body dentition portion when the first rotation dentition portion is engaged with the first body dentition portion. Is released, and when the second rotation tooth row portion meshes with the second main body tooth row portion, the first rotation tooth row portion becomes the first rotation tooth portion. The meshing capable being released position of the main teeth portion, characterized in that it is arranged.

かかる構成では、成膜されるワークを保持する自転部が自転部移動部によって所定の移動方向へ一定の速度で移動されたときに、自転部の第１および第２の自転歯列部のいずれかがそれぞれに対応する本体部の第１および第２の本体歯列部に択一的に噛み合うことによって、ワークを所定の移動方向へ一定の速度で移動させながら当該ワークの自転速度を変えて自転させることを可能にする。   In such a configuration, when the rotating part holding the workpiece to be deposited is moved at a constant speed in the predetermined moving direction by the rotating part moving part, any one of the first and second rotating tooth row parts of the rotating part. Are selectively meshed with the first and second body dentitions of the corresponding main body, thereby changing the rotation speed of the work while moving the work in a predetermined moving direction at a constant speed. Allows you to rotate.

具体的には、ワークを保持する自転部は、自転軸を中心とする第１のピッチ円に沿って配置された複数の歯を有する第１の自転歯列部と、前記第１のピッチ円よりも小さい第２のピッチ円に沿って配置された複数の歯を有する第２の自転歯列部を有する。したがって、第１の自転歯列部は、第２の自転歯列部よりも大きい曲率半径を有し（すなわち大径であり）、第２の自転歯列部は、第１の自転歯列部よりも小さい曲率半径を有する（すなわち小径である）。   Specifically, the rotation portion that holds the workpiece includes a first rotation tooth row portion having a plurality of teeth arranged along a first pitch circle centered on the rotation axis, and the first pitch circle. A second rotating tooth row having a plurality of teeth arranged along a second smaller pitch circle. Therefore, the first rotation dentition has a larger radius of curvature than the second rotation dentition (ie, has a larger diameter), and the second rotation dentition is the first rotation dentition. Have a smaller radius of curvature (i.e. smaller diameter).

ワークを保持する自転部が自転しながら前記移動方向に移動している間、大径の第１の自転歯列部が第１の本体歯列部に噛み合い、かつ、小径の第２の自転歯列部が第２の本体歯列部との噛み合いが解除された状態では、自転部および当該自転部に保持されるワークの自転速度が遅くなる。   While the rotating part that holds the workpiece moves in the moving direction while rotating, the first rotating tooth row part having a large diameter meshes with the first body tooth row part, and the second rotating tooth having a small diameter. In a state in which the row portion is disengaged from the second body tooth row portion, the rotation speed of the rotation portion and the work held by the rotation portion is slow.

一方、小径の第２の自転歯列部が第２本体歯列部に噛み合い、かつ、大径の第１の自転歯列部が第１の本体歯列部との噛み合いが解除された状態では、自転部およびワークの自転速度が速くなる。   On the other hand, in a state where the small-diameter second rotation tooth row portion is engaged with the second main body tooth row portion and the large-diameter first rotation tooth row portion is disengaged from the first main body tooth row portion. , The rotation speed of the rotating part and the workpiece is increased.

このように、自転部の第１の自転歯列部および第２の自転歯列部がそれに対応する本体部の第１の本体歯列部および第２の本体歯列部に択一的に噛み合うことによって、当該自転部の自転速度を確実に変速することが可能になる。その結果、自転部に保持されたワークの自転速度を確実に制御することが可能になる。   As described above, the first rotation tooth row portion and the second rotation tooth row portion of the rotation portion selectively mesh with the corresponding first body tooth row portion and second body tooth row portion of the main body portion corresponding thereto. This makes it possible to reliably shift the rotation speed of the rotation section. As a result, it is possible to reliably control the rotation speed of the work held by the rotation portion.

前記移動方向は、前記自転軸と平行に延びる公転軸を回転中心として前記自転部が公転する方向であり、前記第１の本体歯列部は、前記公転軸を中心とする第１の公転円に沿って配置され、前記第２の本体歯列部は、前記公転軸を中心とする前記第１の公転円よりも大きい第２の公転円に沿って配置されているのが好ましい。   The moving direction is a direction in which the rotation portion revolves around a revolution axis extending in parallel with the rotation axis, and the first body tooth row portion is a first revolution circle around the revolution axis. Preferably, the second body dentition portion is arranged along a second revolution circle larger than the first revolution circle around the revolution axis.

かかる構成によれば、ワークを保持する自転部が自転部移動部によって公転軸を回転中心として公転するときに、自転部の第１および第２の自転歯列部のいずれかがそれに対応する本体部の第１および第２の本体歯列部に択一的に噛み合うことによって、ワークを公転させならがら当該ワークの自転速度を変えて自転させることを可能にすることが可能である。   According to this structure, when the rotation part holding a workpiece revolves around the rotation axis by the rotation part moving part, one of the first and second rotation tooth rows of the rotation part corresponds to the main body. By selectively meshing with the first and second main body dentitions of the part, it is possible to change the rotation speed of the work and revolve the work while revolving the work.

具体的には、第１の本体歯列部は、公転軸を中心とする第１の公転円に沿って配置されている。第２の本体歯列部は、公転軸を中心とする前記第１の公転円よりも大きい第２の公転円に沿って配置されている。したがって、第１の本体歯列部は、第２の本体歯列部よりも小さい曲率半径を有し（すなわち小径であり）、第２の本体歯列部は、第１の本体歯列部よりも大きい曲率半径を有する（すなわち大径である）。   Specifically, the first body dentition portion is arranged along a first revolution circle centered on the revolution axis. The second body dentition portion is arranged along a second revolution circle that is larger than the first revolution circle around the revolution axis. Therefore, the first body dentition has a smaller radius of curvature than the second body dentition (ie, has a smaller diameter), and the second body dentition is more than the first body dentition. Also have a large radius of curvature (ie, a large diameter).

ワークを保持する自転部が自転しながら公転軸回りに公転している間、大径の第１の自転歯列部が小径の第１の本体歯列部に噛み合い、かつ、小径の第２の自転歯列部が大径の第２の本体歯列部との噛み合いが解除された状態では、自転部および当該自転部に保持されるワークの自転速度が遅くなる。   While the rotating part holding the workpiece is revolving around the revolving axis while rotating, the first rotating tooth part having the large diameter meshes with the first body tooth part having the small diameter, and the second part having the small diameter. In a state in which the rotation tooth row portion is disengaged from the second main body tooth row portion having a large diameter, the rotation speed of the rotation portion and the work held by the rotation portion is reduced.

一方、小径の第２の自転歯列部が大径の第２本体歯列部に噛み合い、かつ、大径の第１の自転歯列部が小径の第１の本体歯列部との噛み合いが解除された状態では、自転部およびワークの自転速度が速くなる。   On the other hand, the small-diameter second rotation tooth row portion meshes with the large-diameter second main body tooth row portion, and the large-diameter first rotation tooth row portion meshes with the small-diameter first main body tooth row portion. In the released state, the rotation speed of the rotating portion and the workpiece is increased.

このように、自転部の第１の自転歯列部および第２の自転歯列部がそれに対応する本体部の第１の本体歯列部および第２の本体歯列部に択一的に噛み合うことによって、当該自転部は公転軸の回りに公転しながら自転速度を確実に変速することが可能になる。その結果、自転部に保持されたワークを公転させながら当該ワークの自転速度を確実に制御することが可能になる。   As described above, the first rotation tooth row portion and the second rotation tooth row portion of the rotation portion selectively mesh with the corresponding first body tooth row portion and second body tooth row portion of the main body portion corresponding thereto. As a result, the rotation part can reliably shift the rotation speed while revolving around the revolution axis. As a result, it is possible to reliably control the rotation speed of the workpiece while revolving the workpiece held by the rotation portion.

前記本体部は、前記第１の本体歯列部を有する第１の本体ギアと、前記第２の本体歯列部を有する第２の本体ギアとを有し、前記第１の本体ギアおよび前記第２の本体ギアは、前記公転軸に沿って同軸に連結され、前記自転部は、前記第１の自転歯列部を有する第１の自転ギアと、前記第２の自転歯列部を有する第２の自転ギアとを有し、前記第１の自転ギアおよび前記第２の自転ギアは、前記自転軸に沿って同軸に連結されているのが好ましい。   The main body portion includes a first main body gear having the first main body tooth row portion and a second main body gear having the second main body tooth row portion, and the first main body gear and the The second main body gear is coaxially connected along the revolution axis, and the rotation portion includes a first rotation gear having the first rotation tooth row portion and the second rotation tooth row portion. It is preferable that the first rotation gear and the second rotation gear are coaxially connected along the rotation axis.

かかる構成によれば、本体部が具備する２枚の本体ギアの組み合わせ、および自転部が具備する２枚の自転ギアの組み合わせによって、ワークの自転速度を容易に設定することが可能である。したがって、回転装置の設計および製造を容易に行なうことが可能である。   According to such a configuration, it is possible to easily set the rotation speed of the workpiece by a combination of two main body gears included in the main body portion and a combination of two rotation gears included in the rotation portion. Therefore, it is possible to easily design and manufacture the rotating device.

前記本体部は、前記第１の本体歯列部および前記第２の本体歯列部が前記公転軸に直交する同一の平面に配置されるように形成された１枚の共通本体ギアを備え、前記自転部は、前記第１の自転歯列部および前記第２の自転歯列部が前記自転軸に直交する同一の平面に配置されるように形成された１枚の共通自転ギアを備えていてもよい。   The main body portion includes one common main body gear formed such that the first main body tooth row portion and the second main body tooth row portion are arranged on the same plane orthogonal to the revolution axis, The rotation portion includes one common rotation gear formed so that the first rotation tooth row portion and the second rotation tooth row portion are arranged on the same plane orthogonal to the rotation axis. May be.

かかる構成によれば、第１の本体歯列部および第２の本体歯列部は、１枚の共通本体ギアにおいて同一の平面に並ぶように配置され、かつ、第１の自転歯列部および第２の自転歯列部は、１枚の共通自転ギアにおいて同一の平面に並ぶように配置されるので、本体部および自転部の占有スペースが小さくなり、回転装置の小型化が可能になる。   According to such a configuration, the first body dentition and the second body dentition are arranged so as to be aligned in the same plane in one common body gear, and the first rotation dentition and Since the second rotation tooth row portion is arranged so as to be aligned on the same plane in one common rotation gear, the space occupied by the main body portion and the rotation portion is reduced, and the size of the rotation device can be reduced.

前記移動方向は、前記自転軸と直交する方向へ直進する直進方向であり、前記第１の本体歯列部および前記第２の本体歯列部は、互いに平行に並んで前記直進方向に沿って直線的に配置されていてもよい。   The moving direction is a rectilinear direction that goes straight in a direction orthogonal to the rotation axis, and the first body dentition portion and the second body dentition portion are arranged in parallel with each other along the rectilinear direction. You may arrange | position linearly.

かかる構成によれば、ワークを保持する自転部が自転部移動部によって自転軸と直交する方向へ真っ直ぐに移動されたときに、自転部の第１および第２の自転歯列部のいずれかがそれに対応する本体部の第１および第２の本体歯列部に択一的に噛み合うことによって、ワークを直進させならがら自転速度を変えて自転させることを可能にすることが可能である。   According to such a configuration, when the rotating part holding the workpiece is moved straight in the direction orthogonal to the rotation axis by the rotating part moving part, one of the first and second rotating dentitions of the rotating part is By selectively meshing with the first and second main body dentitions of the main body corresponding thereto, it is possible to rotate the work while changing the rotation speed while moving straight.

すなわち、ワークを保持する自転部が自転しながら直進している間、大径の第１の自転歯列部が直線的に延びる第１の本体歯列部に噛み合い、小径の第２の自転歯列部が直線的に延びる第２の本体歯列部との噛み合いが解除された状態では、自転部および当該自転部に保持されるワークの自転速度が遅くなる。   That is, while the rotating part holding the workpiece is moving straight while rotating, the first rotating tooth row part with the large diameter is engaged with the first main body tooth part extending linearly, and the second rotating tooth with the small diameter is engaged. In a state where the meshing with the second main body tooth row portion in which the row portion extends linearly is released, the rotation speed of the rotation portion and the work held by the rotation portion becomes slow.

一方、小径の第２の自転歯列部が第２本体歯列部に噛み合い、かつ、大径の第１の自転歯列部が第１の本体歯列部との噛み合いが解除された状態では、自転部およびワークの自転速度が速くなる。   On the other hand, in a state where the small-diameter second rotation tooth row portion is engaged with the second main body tooth row portion and the large-diameter first rotation tooth row portion is disengaged from the first main body tooth row portion. , The rotation speed of the rotating part and the workpiece is increased.

このように、自転部は第１の自転歯列部および第２の自転歯列部がそれに対応する本体部の直線的に延びる第１の本体歯列部および第２の本体歯列部に択一的に噛み合うことによって、自転部は直進しながら自転速度を確実に変速することが可能になる。その結果、自転部に保持されたワークを直進させながら当該ワークの自転速度を確実に制御することが可能になる。   In this way, the rotation part is selected as the first body dentition part and the second body dentition part in which the first rotation dentition part and the second rotation dentition part extend linearly of the corresponding body part. By meshing with each other, the rotation portion can surely shift the rotation speed while going straight. As a result, it is possible to reliably control the rotation speed of the workpiece while moving the workpiece held by the rotation portion straight.

前記自転部は、前記自転軸を中心とする前記第１のピッチ円より小さく、かつ、前記第２のピッチ円よりも大きい第３のピッチ円に沿って配置された複数の歯を有する第３の自転歯列部をさらに有し、前記本体部は、前記第３の自転歯列部の歯に噛み合うことが可能な位置で前記移動方向に沿って並ぶ複数の歯を有する第３の本体歯列部とを有し、前記第３の自転歯列部および前記第３の本体歯列部は、前記第３の自転歯列部が前記第３の本体歯列部に噛み合うときには、前記第１の自転歯列部と前記第１の本体歯列部との噛み合いおよび前記第２の自転歯列部と前記第２の本体歯列部との噛み合いが解除され、かつ、前記第１の自転歯列部と前記第１の本体歯列部との噛み合いおよび前記第２の自転歯列部と前記第２の本体歯列部との噛み合いのいずれかが行われている状態のときには、前記第３の自転歯列部が前記第３の本体歯列部との噛み合いが解除されていることが可能な位置に配置されていてもよい。   The rotation portion has a plurality of teeth arranged along a third pitch circle smaller than the first pitch circle centered on the rotation axis and larger than the second pitch circle. A third tooth having a plurality of teeth arranged along the moving direction at a position where the body portion can mesh with the teeth of the third rotation tooth row portion. And when the third rotation tooth row part meshes with the third main body tooth row part, the third rotation tooth row part and the third body tooth row part are The engagement between the rotation tooth row portion and the first body tooth row portion and the engagement between the second rotation tooth row portion and the second body tooth row portion are released, and the first rotation tooth Engagement between the row portion and the first body tooth row portion and engagement between the second rotation tooth row portion and the second body tooth row portion When any of the above is performed, the third rotation tooth row portion may be disposed at a position where the meshing with the third body tooth row portion can be released. .

かかる構成によれば、自転部が第１の自転歯列部および第２の自転歯列部の他に第３の自転歯列部をさらに有し、かつ、本体部が第３の本体歯列部をさらに有しているので、ワークの自転速度を多段階に変えることが可能であり、ワークの自転速度をより円滑に変えることが可能である。   According to this configuration, the rotation portion further includes the third rotation tooth row portion in addition to the first rotation tooth row portion and the second rotation tooth row portion, and the main body portion has the third body tooth row. Further, since the rotation speed of the workpiece can be changed in multiple stages, the rotation speed of the workpiece can be changed more smoothly.

本発明の成膜装置は、上記のワーク回転装置と、当該ワーク回転装置の前記自転部に保持される前記ワークの外周面に成膜するための材料となる粒子が飛び出す出射面を有する蒸発源と、を備え、前記自転部の前記移動方向への移動領域は、前記ワークの外周面のうち皮膜を厚く形成すべき特定部分を含む範囲が前記蒸発源が設けられている側に対向する第１領域と、当該第１領域以外の第２領域とを有し、前記第１の自転歯列部、前記第２の自転歯列部、前記第１の本体歯列部、および前記第２の本体歯列部は、前記第１領域では、前記第１の自転歯列部が前記第１の本体歯列部に噛み合い、かつ、前記第２の自転歯列部が前記第２の本体歯列部との噛み合いが解除され、一方、前記第２領域では、前記第２の自転歯列部が前記第２の本体歯列部に噛み合い、かつ、前記第１の自転歯列部が前記第１の本体歯列部との噛み合いが解除されていることが可能な位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする。   The film forming apparatus of the present invention is an evaporation source having the work rotating device described above and an emission surface from which particles as a material for forming a film on the outer peripheral surface of the work held by the rotating portion of the work rotating device are ejected. And a moving region of the rotating portion in the moving direction is a first region in which a range including a specific portion of the outer peripheral surface of the workpiece on which the film is to be formed thicker faces the side where the evaporation source is provided. 1 area | region and 2nd area | regions other than the said 1st area | region, Said 1st rotation dentition part, said 2nd rotation dentition part, said 1st main body dentition part, and said 2nd In the first region, the first dentition is meshed with the first main dentition, and the second dentition is the second main dentition in the first region. The meshing with the part is released, while in the second region, the second rotating tooth row part is the second main body. Meshing the row part, and said first rotation teeth portion is characterized in that it is arranged on the possible locations that engagement being released when said first body teeth portion.

かかる構成によれば、ワーク回転装置の自転部が自転しながら前記移動方向に移動している間、当該自転部に保持されたワークの外周面のうち皮膜を厚く形成すべき特定部分を含む範囲が蒸発源が設けられている側に対向している自転部の第１領域では、大径の第１の自転歯列部が第１の本体歯列部に噛み合い、かつ、小径の第２の自転歯列部が第２の本体歯列部との噛み合いが解除されるので、自転部および当該自転部に保持されるワークの自転速度が遅くなる。その結果、ワークの外周面のうち当該特定部分を含む範囲は、蒸発源の出射面に対向している時間が長くなり、当該特定部分に厚い皮膜を形成することが可能になる。   According to such a configuration, while the rotating part of the work rotating device moves in the moving direction while rotating, a range including a specific part where the film should be thickly formed on the outer peripheral surface of the work held by the rotating part. In the first region of the rotation portion facing the side where the evaporation source is provided, the large-diameter first rotation dentition meshes with the first main body dentition and the small-diameter second Since the rotation tooth row portion is disengaged from the second body tooth row portion, the rotation speed of the rotation portion and the work held by the rotation portion is reduced. As a result, in the range including the specific portion of the outer peripheral surface of the work, the time facing the emission surface of the evaporation source becomes long, and a thick film can be formed on the specific portion.

一方、ワークの外周面のうち前記特定部分が蒸発源が設けられている側に対向していない自転部の第２領域では、小径の第２の自転歯列部が第２本体歯列部に噛み合い、かつ、大径の第１の自転歯列部が第１の本体歯列部との噛み合いが解除されるので、自転部およびワークの自転速度が速くなる。その結果、特定部分以外の部分は、蒸発源の出射面に対向している時間が短くなり、当該特定部分以外の部分に形成される皮膜の厚さを低減することが可能になる。   On the other hand, in the second region of the rotation portion where the specific portion of the outer peripheral surface of the workpiece does not face the side on which the evaporation source is provided, the second rotation tooth row portion having a small diameter becomes the second body tooth row portion. The meshing and large-diameter first rotation tooth row portion is disengaged from the first main body tooth row portion, so that the rotation speed of the rotation portion and the workpiece is increased. As a result, the time other than the specific portion is opposed to the emission surface of the evaporation source, and the thickness of the film formed on the portion other than the specific portion can be reduced.

このように、自転部は第１の自転歯列部および第２の自転歯列部がそれに対応する本体部の第１の本体歯列部および第２の本体歯列部に択一的に噛み合うことによって、ワークの特定部分が蒸発源が設けられている側に対向している間だけワークの自転速度を確実に減速させて、当該特定部分の成膜時間を長くし、当該特定部分に厚い皮膜を確実に形成することが可能になる。その結果、ワークの外周面における特定部分の成膜面の厚さと当該特定部分以外の部分の成膜面の厚さの比である膜厚比を精度良く制御することが可能である。   As described above, the first rotation tooth row portion and the second rotation tooth row portion alternatively mesh with the first main body tooth row portion and the second main body tooth row portion of the main body portion corresponding to the first rotation tooth row portion and the second rotation tooth row portion, respectively. Thus, the rotation speed of the work is reliably reduced only while the specific part of the work faces the side where the evaporation source is provided, and the film formation time of the specific part is lengthened, and the specific part is thick. A film can be reliably formed. As a result, it is possible to accurately control the film thickness ratio, which is the ratio of the thickness of the film forming surface of the specific portion on the outer peripheral surface of the workpiece to the thickness of the film forming surface of the portion other than the specific portion.

前記移動方向は、前記自転軸と平行に延びる公転軸を回転中心として前記自転部が公転する方向であり、前記第１の本体歯列部は、前記公転軸を中心とする第１の公転円に沿って配置され、前記第２の本体歯列部は、前記公転軸を中心とする前記第１の公転円よりも大きい第２の公転円に沿って配置され、前記蒸発源は、前記自転部が前記公転軸を回転中心として公転する軌道よりも外側に配置されているのが好ましい。   The moving direction is a direction in which the rotation portion revolves around a revolution axis extending in parallel with the rotation axis, and the first body tooth row portion is a first revolution circle around the revolution axis. The second body dentition is disposed along a second revolution circle that is larger than the first revolution circle around the revolution axis, and the evaporation source is configured to rotate the rotation source. It is preferable that the portion is disposed outside a track that revolves around the revolution axis.

かかる構成によれば、蒸発源が自転部の公転軌道よりも外側に配置されているので、蒸発源を自転部および本体部に干渉しない位置に自由に配置することが可能である。また、蒸発源を本体部の外周を取り囲む位置に複数個配置することが可能である。   According to such a configuration, since the evaporation source is arranged outside the revolution track of the rotation part, the evaporation source can be freely arranged at a position that does not interfere with the rotation part and the main body part. A plurality of evaporation sources can be arranged at positions surrounding the outer periphery of the main body.

前記移動方向は、前記自転軸と平行に延びる公転軸を回転中心として前記自転部が公転する方向であり、前記第１の本体歯列部は、前記公転軸を中心とする第１の公転円に沿って配置され、前記第２の本体歯列部は、前記公転軸を中心とする前記第１の公転円よりも大きい第２の公転円に沿って配置され、前記蒸発源は、前記第１の公転円の内側に配置されていてもよい。   The moving direction is a direction in which the rotation portion revolves around a revolution axis extending in parallel with the rotation axis, and the first body tooth row portion is a first revolution circle around the revolution axis. The second body dentition is disposed along a second revolution circle that is larger than the first revolution circle around the revolution axis, and the evaporation source includes the first It may be arranged inside one revolution circle.

かかる構成によれば、蒸発源が第１の公転円の内側、すなわち、第１の本体歯列部および第２の本体歯列部よりも公転軸に近い位置に配置されているので、本体部および自転部の外周側に蒸発源を設置するためのスペースが不要になる。その結果、成膜装置の小型化が可能である。   According to such a configuration, the evaporation source is disposed inside the first revolution circle, that is, at a position closer to the revolution axis than the first body dentition portion and the second body dentition portion. In addition, a space for installing the evaporation source on the outer peripheral side of the rotation portion is not necessary. As a result, the film forming apparatus can be downsized.

前記蒸発源は、前記公転軸に沿うように配置され、前記出射面は、前記公転軸の周囲を取り囲むように配置され、前記公転軸から離れる方向を向くのが好ましい。   It is preferable that the evaporation source is disposed along the revolution axis, and the emission surface is disposed so as to surround the revolution axis, and is directed in a direction away from the revolution axis.

かかる構成によれば、公転軸に沿って配置された蒸発源によって、複数のワークを同時に成膜することが可能である。したがって、蒸発源の数が少なくて済む。   According to this configuration, it is possible to form a plurality of workpieces at the same time by using the evaporation source arranged along the revolution axis. Therefore, the number of evaporation sources can be reduced.

前記ワークは、円環の一部が途切れた形状を有する部材であり、前記ワークの特定部分は、前記円環の一部が途切れた部分の周辺部であってもよい。   The workpiece may be a member having a shape in which a part of the ring is interrupted, and the specific part of the workpiece may be a peripheral portion of a part in which the part of the ring is interrupted.

上記のように成膜されるワークとして円環の一部が途切れた形状を有するピストンリングなどの部材が適用される場合には、ワークの特定部分である前記円環の一部が途切れた部分（いわゆる合口部）の周辺部が蒸発源の出射面に対して対向している間だけワークの自転速度を確実に減速させて、当該周辺部に厚い皮膜を確実に形成することが可能になる
。 When a member such as a piston ring having a shape in which a part of the ring is interrupted is applied as a work to be formed as described above, a part in which the part of the ring that is a specific part of the work is interrupted It is possible to reliably reduce the rotation speed of the work only while the peripheral part of the so-called abutment part faces the emission surface of the evaporation source, and to reliably form a thick film on the peripheral part. .

以上説明したように、本発明のワーク回転装置によれば、ワークの自転速度を確実に制御することが可能である。   As described above, according to the workpiece rotating device of the present invention, the rotation speed of the workpiece can be reliably controlled.

また、本発明の成膜装置によれば、上記のワーク回転装置を備えた成膜装置によって、ワークの特定部分に厚い皮膜を確実に形成することが可能になり、ワークの特定の向きの成膜面とそれ以外の成膜面の膜厚比を精度良く制御することが可能である。   In addition, according to the film forming apparatus of the present invention, it is possible to reliably form a thick film on a specific part of the work by the film forming apparatus provided with the work rotating device described above, and to achieve a specific orientation of the work. It is possible to accurately control the film thickness ratio between the film surface and the other film formation surfaces.

本発明の実施形態に係わるワーク回転装置を備えた成膜装置の全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the film-forming apparatus provided with the workpiece | work rotation apparatus concerning embodiment of this invention. 図１のワーク回転装置の正面図である。It is a front view of the workpiece | work rotation apparatus of FIG. 図２の自転部のワーク載置部およびそれに載置されたピストンリングの平面図である。It is a top view of the workpiece | work mounting part of the autorotation part of FIG. 2, and the piston ring mounted in it. 図１の成膜装置を用いたピストンリングの成膜方法を説明するための図であって、ピストンリングの合口部の向きおよびそれに関連する第１の本体歯列部と第１の自転歯列部との噛合状態ならびに第２の本体歯列部と第２の自転歯列部との噛合状態を示す説明図である。It is a figure for demonstrating the film-forming method of the piston ring using the film-forming apparatus of FIG. 1, Comprising: Direction of the abutment part of a piston ring, the 1st main body dentition part related to it, and a 1st rotation dentition It is explanatory drawing which shows the meshing state with a part, and the meshing state of a 2nd main body tooth row | line | column part and a 2nd rotation tooth row | line | column part. 本発明のワーク回転装置の変形例として、第１の本体歯列部および第２の本体歯列部を有する共通本体ギアと第１の自転歯列部および第２の自転歯列部を有する共通自転ギアとを備えたワーク回転装置の構成を概略的に説明した図である。As a modification of the workpiece rotating device of the present invention, a common main body gear having a first main body dentition and a second main body dentition and a common having a first rotation dentition and a second rotation dentition. It is the figure which demonstrated roughly the structure of the workpiece | work rotation apparatus provided with the autorotation gear. 本発明のワーク回転装置の他の変形例として、複数の歯が直線的に並ぶ第１の本体歯列部および第２の本体歯列部の組とこれらの本体歯列部に択一的に噛み合うことが可能な第１の自転歯列部および第２の自転歯列部の組とを備えた構成を概略的に説明した図である。As another modification of the workpiece rotating device of the present invention, a set of a first main body dentition portion and a second main body dentition portion in which a plurality of teeth are linearly arranged and these main body dentition portions are alternatively selected. It is the figure which demonstrated schematically the structure provided with the group of the 1st rotation tooth row | line | column part and 2nd rotation tooth row | line | column part which can be meshed | engaged. 本発明のワーク回転装置のさらに他の変形例として、３段階の自転速度の変更が可能な構成として、第１の本体歯列部、第２の本体歯列部、および第３の本体歯列部の組とこれら３つの本体歯列部に択一的に噛み合うことが可能な第１の自転歯列部、第２の自転歯列部、および第３の自転歯列部の組とを備えた構成を概略的に説明した図である。As still another modification of the workpiece rotating device of the present invention, the first body dentition portion, the second body dentition portion, and the third body dentition are configured so that the rotation speed can be changed in three stages. And a set of a first rotation tooth row portion, a second rotation tooth row portion, and a third rotation tooth row portion that can selectively engage with the three main body tooth row portions. FIG. 本発明の成膜装置の変形例として、蒸発源が自転部の公転軌道の内側、例えば、公転軸Ｓ１に沿う位置に配置された構成を概略的に示す平面図である。FIG. 6 is a plan view schematically showing a configuration in which an evaporation source is arranged inside a revolution track of a rotation part, for example, at a position along a revolution axis S1, as a modification of the film forming apparatus of the present invention. 本発明の成膜装置で成膜されるワークの他の例としての切削加工用のバイトの斜視図である。It is a perspective view of the cutting tool as another example of the workpiece formed by the film forming apparatus of the present invention. 図９のバイトが自転部の保持部に立直状態で保持されている状態を示す斜視説明図である。FIG. 10 is a perspective explanatory view showing a state in which the cutting tool of FIG. 9 is held in a standing state on the holding part of the rotation part.

つぎに、図面を参照しながら本発明の成膜装置およびそれを用いた成膜方法の実施形態について詳細に説明する。   Next, embodiments of a film forming apparatus and a film forming method using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１に示される成膜装置１は、成膜されるワークである複数のピストンリング１００を自公転させながらピストンリング１００の外周面にＰＶＤなどによって成膜処理を行なう装置である。成膜装置１は、チャンバ２と、複数のピストンリング１００を自公転させるワーク回転装置３と、ターゲット２０を含む蒸発源１９とを備えている。   A film forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is an apparatus that performs film forming processing on the outer peripheral surface of a piston ring 100 by PVD or the like while revolving a plurality of piston rings 100 that are workpieces to be formed. The film forming apparatus 1 includes a chamber 2, a work rotating device 3 that rotates and revolves a plurality of piston rings 100, and an evaporation source 19 that includes a target 20.

チャンバ２は、中空の筐体からなり、具体的には、天壁２ａと、天壁２ａの下方に位置する底壁２ｂと、当該天壁２ａおよび底壁２ｂの側縁同士を連結する複数の側壁２ｃと、側壁２ｃに形成された開口２ｄを開閉する扉２ｆとを有する。これら天壁２ａ、底壁２ｂ、複数の側壁２ｃ、および扉２ｆによって、密閉された空間２ｅが形成される。この空間２ｅには、ピストンリング１００およびワーク回転装置３が収納される。扉２ｆが開かれた状態では、ワーク回転装置３を、ピストンリング１００を保持した状態で開口２ｄを通してチャンバ２から外部へ取り出し、またはチャンバ２内部へ挿入することが可能である。   The chamber 2 is formed of a hollow casing, and specifically, a plurality of top walls 2a, a bottom wall 2b positioned below the top wall 2a, and a plurality of side edges of the top wall 2a and the bottom wall 2b are connected to each other. Side wall 2c and a door 2f for opening and closing an opening 2d formed in the side wall 2c. A sealed space 2e is formed by the top wall 2a, the bottom wall 2b, the plurality of side walls 2c, and the door 2f. In this space 2e, the piston ring 100 and the workpiece rotating device 3 are accommodated. In a state where the door 2f is opened, the workpiece rotating device 3 can be taken out from the chamber 2 through the opening 2d while holding the piston ring 100, or inserted into the chamber 2.

蒸発源１９は、ターゲット２０と、ターゲット２０と電気的に接続されたターゲット電極２１と、ターゲット電極２１を介してターゲット２０に電圧を印加するアーク電源２２とを有する。   The evaporation source 19 includes a target 20, a target electrode 21 electrically connected to the target 20, and an arc power source 22 that applies a voltage to the target 20 through the target electrode 21.

ターゲット２０は、当該ワーク回転装置３の後述の自転部５に保持されるピストンリング１００の外周面に成膜するための材料（例えば、例えば、窒化クロムや窒化チタンの硬質皮膜を形成するためのチタンやクロムなどの材料）を含む。ターゲット２０は、当該材料となる粒子が飛び出す出射面２０ａを有する。蒸発源１９のターゲット２０は、自転部５が公転軸Ｓ１を回転中心として公転する軌道Ｑ（図４参照）よりも外側に配置されている。   The target 20 is a material (for example, for forming a hard film of chromium nitride or titanium nitride) for forming a film on the outer peripheral surface of the piston ring 100 held by the rotation unit 5 described later of the workpiece rotating device 3. Materials such as titanium and chromium). The target 20 has an emission surface 20a from which particles as the material are ejected. The target 20 of the evaporation source 19 is disposed outside the trajectory Q (see FIG. 4) in which the rotating portion 5 revolves around the revolution axis S1.

ワークであるピストンリング１００は、図３に示されるように、円環の一部が途切れた形状を有する部材である。すなわち、ピストンリング１００は、円環の一部が途切れた開口部分である合口部１０１を有する。ピストンリング１００の外周面には、摩耗防止のために上記の成膜装置１によって硬質皮膜が形成される。ピストンリング１００の外周面のうち皮膜を厚く形成すべき周辺部１０２は、エンジンの使用時にシリンダの内部で最も磨耗が激しい合口部１０１の周辺部１０２である。   As shown in FIG. 3, the piston ring 100 that is a workpiece is a member having a shape in which a part of the ring is interrupted. That is, the piston ring 100 has the joint part 101 which is an opening part in which a part of the annular ring is interrupted. A hard film is formed on the outer peripheral surface of the piston ring 100 by the film forming apparatus 1 to prevent wear. Of the outer peripheral surface of the piston ring 100, the peripheral portion 102 where the coating is to be thick is the peripheral portion 102 of the joint portion 101 that is most worn out inside the cylinder when the engine is used.

ピストンリング１００の成膜を行う場合、チャンバ２内部がほぼ真空状態まで減圧された環境下で、ピストンリング１００は、ワーク回転装置３を介してバイアス電位印加部２３からバイアス電位が印加される。この状態で、アーク電源２２からターゲット２０へ電圧を印加することにより、ターゲット２０の出射面２０ａから当該ターゲット２０の材料が蒸発して高エネルギーの粒子が飛び出てピストンリング１００の外周面に衝突することにより、ピストンリング１００の外周面に被膜が形成される。   When film formation of the piston ring 100 is performed, a bias potential is applied to the piston ring 100 from the bias potential application unit 23 via the work rotation device 3 in an environment where the inside of the chamber 2 is decompressed to a substantially vacuum state. In this state, by applying a voltage from the arc power source 22 to the target 20, the material of the target 20 evaporates from the emission surface 20 a of the target 20, and high-energy particles fly out and collide with the outer peripheral surface of the piston ring 100. As a result, a coating film is formed on the outer peripheral surface of the piston ring 100.

ワーク回転装置３は、成膜プロセス中に、ピストンリング１００を所定の自転軸Ｓ２の回りに自転させながら当該自転軸Ｓ２が延びる方向と異なる所定の移動方向として公転方向Ｓへ移動させる装置である。ここで、公転方向Ｓとは、自転軸Ｓ２と平行に延びる公転軸Ｓ１を回転中心として自転部５が公転する方向のことである。   The work rotation device 3 is a device that moves the piston ring 100 in the revolution direction S as a predetermined movement direction different from the direction in which the rotation axis S2 extends while rotating the piston ring 100 around the predetermined rotation axis S2 during the film forming process. . Here, the revolution direction S is a direction in which the rotation part 5 revolves around the revolution axis S1 extending in parallel with the rotation axis S2.

図１〜２に示されるように、ワーク回転装置３は、本体部４と、積層された複数のピストンリング１００を保持して自転軸Ｓ２の回りに自転可能な複数の自転部５と、当該複数の自転部５を公転方向Ｓへ回転移動させる自転部移動部６とを備える。自転部５は、自転軸Ｓ２が円環状のピストンリング１００の中心に位置するように、当該ピストンリング１００を保持する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the workpiece rotating device 3 includes a main body portion 4, a plurality of rotation portions 5 that are capable of rotating around the rotation axis S <b> 2 while holding a plurality of piston rings 100 that are stacked. A rotation unit moving unit 6 that rotates the plurality of rotation units 5 in the revolution direction S is provided. The rotation portion 5 holds the piston ring 100 so that the rotation axis S2 is positioned at the center of the annular piston ring 100.

ワーク回転装置３の本体部４は、チャンバ２の内部に静止状態で配置され、図示されない固定手段によってチャンバ２の内部に固定される。   The main body 4 of the work rotating device 3 is disposed in a stationary state inside the chamber 2 and is fixed inside the chamber 2 by fixing means (not shown).

本体部４は、具体的には、台車部７と、当該台車部７に搭載された第１の本体ギア８、第２の本体ギア９、および円形案内部１０とを備えている。第２の本体ギア９は、第１の本体ギア８の上に配置されている。第１の本体ギア８および第２の本体ギア９は、公転軸Ｓ１に沿って同軸に連結されている。   Specifically, the main body portion 4 includes a cart portion 7, a first main body gear 8, a second main body gear 9, and a circular guide portion 10 mounted on the cart portion 7. The second body gear 9 is disposed on the first body gear 8. The first main body gear 8 and the second main body gear 9 are connected coaxially along the revolution axis S1.

台車部７は、テーブルベース７ａと、当該テーブルベース７ａの下部に取り付けられた複数の車輪７ｂとを備えている。車輪７ｂがチャンバ２外部の平坦面（例えば、ワーク回転装置３を搬送するための搬送台車の載置面、または建物の床面など）の上を転がることにより、ワーク回転装置３は、チャンバ２の内部と外部との間を自由に移動することが可能である。なお、車輪７ｂを省略して、テーブルベース７ａがチャンバ２の底壁２ｂに固定されていてもよい。   The cart unit 7 includes a table base 7a and a plurality of wheels 7b attached to the lower part of the table base 7a. When the wheel 7b rolls on a flat surface outside the chamber 2 (for example, a placement surface of a transport carriage for transporting the work rotation device 3 or a floor surface of a building), the work rotation device 3 is It is possible to move freely between the inside and the outside of the. The wheel base 7b may be omitted and the table base 7a may be fixed to the bottom wall 2b of the chamber 2.

テーブルベース７ａの上面には、環状の突起７ｃが形成されている。第１の本体ギア８および第２の本体ギア９は、テーブルベース７ａ上面の環状の突起７ｃの上端に回転できないように固定されている。   An annular protrusion 7c is formed on the upper surface of the table base 7a. The first main body gear 8 and the second main body gear 9 are fixed to the upper end of the annular projection 7c on the upper surface of the table base 7a so as not to rotate.

図２および図４に示されるように、第１の本体ギア８は、その外周面の全周において、公転方向Ｓに沿って並ぶ複数の歯を有する第１の本体歯列部３１を有する。第１の本体歯列部３１は、公転軸Ｓ１を中心とする第１の公転円Ｄ１に沿って配置される。第１の公転円Ｄ１は、第１の本体歯列部３１のピッチ円である。   As shown in FIG. 2 and FIG. 4, the first main body gear 8 has a first main body tooth row portion 31 having a plurality of teeth arranged along the revolution direction S on the entire circumference of the outer peripheral surface thereof. The first main body dentition 31 is arranged along a first revolution circle D1 centered on the revolution axis S1. The first revolution circle D <b> 1 is a pitch circle of the first main body dentition portion 31.

第２の本体ギア９は、第１の本体ギア８よりも大きい直径を有する歯車である。第２の本体ギア９は、公転方向Ｓに沿って並ぶ複数の歯を有する第２の本体歯列部３２を有する。具体的には、その外周面の全周において、第２の本体歯列部３２は、公転軸Ｓ１を中心とする第２の公転円Ｄ２に沿って配置される。第２の公転円Ｄ２の直径は、上記の第１の公転円Ｄ１よりも大きい。第２の公転円Ｄ２は、第２の本体歯列部３２のピッチ円である。   The second main body gear 9 is a gear having a larger diameter than the first main body gear 8. The second main body gear 9 has a second main body tooth row portion 32 having a plurality of teeth arranged along the revolution direction S. Specifically, the second main body dentition portion 32 is disposed along the second revolution circle D2 centering on the revolution axis S1 along the entire circumference of the outer peripheral surface. The diameter of the second revolution circle D2 is larger than the first revolution circle D1. The second revolution circle D <b> 2 is a pitch circle of the second main body dentition portion 32.

したがって、第２の本体歯列部３２は、第１の本体歯列部３１よりも大きい曲率半径を有する（すなわち大径である）。言い換えれば、第１の本体歯列部３１は、第２の本体歯列部３２よりも小さい曲率半径を有する（すなわち小径である）。   Therefore, the second body dentition part 32 has a larger radius of curvature than the first body dentition part 31 (that is, has a larger diameter). In other words, the first body dentition 31 has a smaller radius of curvature than the second body dentition 32 (ie, has a smaller diameter).

第１の本体ギア８および第２の本体ギア９の上面には、後述の自転移動部６の回転テーブル１５を公転軸Ｓ１を回転中心として回転できるように当該公転軸Ｓ１の周方向に案内する円形案内部１０が取り付けられている。円形案内部１０は、環状のレール部１０ａと、当該レール部１０ａに沿って設けられた複数のボール１０ｂとを備えている。レール部１０ａは、第１の本体ギア８および第２の本体ギア９の上面に固定されている。ボール１０ｂは、レール部１０ａの上面において当該レール部１０ａに沿って転動自在に配置されている。   On the upper surfaces of the first main body gear 8 and the second main body gear 9, a rotation table 15 of the rotation moving unit 6 described later is guided in the circumferential direction of the revolution shaft S1 so as to be able to rotate about the revolution shaft S1. A circular guide 10 is attached. The circular guide portion 10 includes an annular rail portion 10a and a plurality of balls 10b provided along the rail portion 10a. The rail portion 10 a is fixed to the upper surfaces of the first main body gear 8 and the second main body gear 9. The ball 10b is arranged to roll along the rail portion 10a on the upper surface of the rail portion 10a.

自転部移動部６は、複数の自転部５のそれぞれの自転を許容しながら当該複数の自転部５を公転方向Ｓへ回転移動させる構成を有する。具体的は、自転部移動部６は、回転テーブル１５と、駆動モータ１６と、駆動モータ１６の駆動軸１６ａに固定された駆動ギア１７と、駆動ギア１７に噛み合う従動ギア１８とを有する。   The rotation part moving part 6 has a configuration for rotating the plurality of rotation parts 5 in the revolution direction S while allowing the rotation of each of the plurality of rotation parts 5. Specifically, the rotation unit moving unit 6 includes a rotary table 15, a drive motor 16, a drive gear 17 fixed to the drive shaft 16 a of the drive motor 16, and a driven gear 18 that meshes with the drive gear 17.

回転テーブル１５は、円盤状の部材であり、複数の自転部５を自転可能に保持するための複数の貫通孔１５ａを有する。複数の貫通孔１５ａは、公転軸Ｓ１回りに等間隔に配置されている。回転テーブル１５は、上記の本体部４の円形案内部１０のボール１０ｂによって下方から支持されている。そのため、ボール１０ｂがレール部１０ａ上で転がることによって、回転テーブル１５が公転軸Ｓ１を回転中心として回転することが許容される。このように構成された回転テーブル１５は、ピストンリング１００を保持する自転部５とともにで公転軸Ｓ１回りに回転することが可能である。   The turntable 15 is a disk-shaped member, and has a plurality of through holes 15a for holding the plurality of rotation portions 5 so as to be able to rotate. The plurality of through holes 15a are arranged at equal intervals around the revolution axis S1. The turntable 15 is supported from below by the balls 10b of the circular guide portion 10 of the main body portion 4 described above. Therefore, when the ball 10b rolls on the rail portion 10a, the rotary table 15 is allowed to rotate about the revolution axis S1. The rotary table 15 configured in this way can rotate around the revolution axis S <b> 1 together with the rotation portion 5 that holds the piston ring 100.

回転テーブル１５は、その下面から公転軸Ｓ１に沿って下方に延びる軸部１５ａを有する。軸部１５ａは、上記のテーブルベース７ａおよび第１の本体ギア８および第２の本体ギア９の中央部にそれぞれ形成された貫通孔を通してテーブルベース７ａの下方に突出している。これら貫通孔の内径は、軸部１５ａの回転を許容する大きさに設定されている。軸部１５ａの下端には、従動ギア１８が当該軸部１５ａと同軸に固定されている。従動ギア１８は、チャンバ２内部に配置された駆動ギア１７に噛み合っている。駆動ギア１７は、モータ１６の駆動軸１６ａに連結されている。モータ１６の回転駆動力は、駆動ギア１７および従動ギア１８を介して回転テーブル１５に伝達され、当該回転テーブル１５および自転部５を公転軸Ｓ１回りに公転させる。   The turntable 15 has a shaft portion 15a extending downward from the lower surface along the revolution axis S1. The shaft portion 15a protrudes below the table base 7a through a through hole formed in the center portion of the table base 7a, the first main body gear 8, and the second main body gear 9, respectively. The inner diameters of these through holes are set to a size that allows the shaft portion 15a to rotate. A driven gear 18 is fixed to the lower end of the shaft portion 15a coaxially with the shaft portion 15a. The driven gear 18 meshes with a drive gear 17 disposed inside the chamber 2. The drive gear 17 is connected to the drive shaft 16 a of the motor 16. The rotational driving force of the motor 16 is transmitted to the rotary table 15 via the drive gear 17 and the driven gear 18, and revolves the rotary table 15 and the rotation part 5 around the revolution axis S1.

自転部５は、図２〜４に示されるように、保持部１１と、第１の自転ギア１３と、当該保持部１１と第１の自転ギア１３とを連結する軸部１３と、第２の自転ギア１４とを有する。第１の自転ギア１３および第２の自転ギア１４は、自転軸Ｓ２に沿って同軸に連結されている。   As shown in FIGS. 2 to 4, the rotation unit 5 includes a holding unit 11, a first rotation gear 13, a shaft unit 13 that connects the holding unit 11 and the first rotation gear 13, and a second rotation unit 13. And the rotation gear 14. The first rotation gear 13 and the second rotation gear 14 are coaxially connected along the rotation axis S2.

軸部１３は、回転テーブル１５の貫通孔１５ａに回転可能に挿入されている。これにより、自転部５は、回転テーブル１５の貫通孔１５ａが形成された部分において回転自在に支持される。自転部５は、回転テーブル１５とともに公転軸Ｓ１を回転中心として公転方向Ｓへ公転することが可能である。自転部５は、公転している間、第１の自転ギア１３および第２の自転ギア１４が上記の本体部４の第１の本体ギア８および第２の本体ギア９に択一的に噛み合うことにより、自転軸Ｓ２を回転中心として自転することが可能である。なお、択一的な噛み合いについては、後段で詳述する。   The shaft portion 13 is rotatably inserted into the through hole 15 a of the turntable 15. Thereby, the rotation part 5 is rotatably supported in the part in which the through-hole 15a of the turntable 15 was formed. The rotation part 5 can revolve in the revolution direction S around the revolution axis S1 together with the rotation table 15. While the rotating part 5 is revolving, the first rotating gear 13 and the second rotating gear 14 are selectively engaged with the first main body gear 8 and the second main body gear 9 of the main body part 4. Thus, it is possible to rotate about the rotation axis S2 as a rotation center. The alternative engagement will be described in detail later.

保持部１１は、ピストンリング１００を保持して自転軸Ｓ２の回りに自転可能な構成を有する。保持部１１は、積層された複数のピストンリング１００が載置される台座部１１ａと、自転軸Ｓ２に沿って延びる円柱状の支柱部１１ｂとを有する。支柱部１１ｂは、積層された複数のピストンリング１００の内部に挿入されることにより、これらのピストンリング１００を内側から保持する。支柱部１１ｂの周面には、ピストンリング１００の合口部１０１の周辺部１０２の向く方向を決めるためのリブ１１ｂ１が形成されている。リブ１１ｂ１は、自転軸Ｓ２と同じ方向に延び、ピストントンリング１００の合口部１０１に挿入可能な幅を有する。   The holding part 11 has a configuration capable of holding the piston ring 100 and rotating around the rotation axis S2. The holding part 11 includes a pedestal part 11a on which the plurality of stacked piston rings 100 are placed, and a columnar column part 11b extending along the rotation axis S2. The support column 11b is inserted into the plurality of stacked piston rings 100 to hold these piston rings 100 from the inside. A rib 11b1 for determining a direction in which the peripheral portion 102 of the joint portion 101 of the piston ring 100 faces is formed on the peripheral surface of the column portion 11b. The rib 11b1 extends in the same direction as the rotation axis S2, and has a width that can be inserted into the joint portion 101 of the piston ton ring 100.

第１の自転ギア１３は、軸部１２を介して保持部１１に連結され、当該保持部１１とともに自転軸Ｓ２の回りに自転可能である。第１の自転ギア１３は、自転軸Ｓ２を中心とする第１のピッチ円Ｃ１に沿って並ぶ複数の歯を有する第１の自転歯列部３３を有する。   The first rotation gear 13 is connected to the holding portion 11 via the shaft portion 12, and can rotate around the rotation shaft S2 together with the holding portion 11. The 1st rotation gear 13 has the 1st rotation tooth row part 33 which has a plurality of teeth arranged along the 1st pitch circle C1 centering on rotation axis S2.

図２および図４に示されるように、第１の自転歯列部３３は、第１の自転ギア１３の外周面の一部に形成されている。当該第１の自転ギア１３の外周面の他の部分は、滑らかな円弧状の周面が形成されている。   As shown in FIGS. 2 and 4, the first rotation tooth row portion 33 is formed on a part of the outer peripheral surface of the first rotation gear 13. A smooth arc-shaped peripheral surface is formed on the other part of the outer peripheral surface of the first rotation gear 13.

第２の自転ギア１４は、保持部１１に連結され、当該保持部１１とともに自転軸Ｓ２の回りに自転可能であり、自転軸Ｓ２を中心とする第１のピッチ円Ｃ１よりも小さい第２のピッチ円Ｃ２に沿って並ぶ複数の歯を有する第２の自転歯列部３４を有する。したがって、第２の自転歯列部３４は、第１の自転歯列部３３よりも小さい曲率半径を有する（すなわち小径である）。言い換えれば、第１の自転歯列部３３は、第２の自転歯列部３４よりも大きい曲率半径を有する（すなわち大径である）。   The second rotation gear 14 is connected to the holding portion 11, can rotate around the rotation axis S <b> 2 together with the holding portion 11, and is smaller than the first pitch circle C <b> 1 centering on the rotation axis S <b> 2. A second rotation tooth row portion 34 having a plurality of teeth arranged along the pitch circle C2 is provided. Therefore, the second rotation tooth row portion 34 has a smaller radius of curvature (that is, a smaller diameter) than the first rotation tooth row portion 33. In other words, the first rotation tooth row portion 33 has a radius of curvature larger than that of the second rotation tooth row portion 34 (that is, has a large diameter).

図２および図４に示されるように、第２の自転歯列部３４は、第２の自転ギア１４の外周面のうち上記の第１の自転歯列部３３と当該第２の自転ギア１４の径方向において重なり合わない範囲に形成されている。当該第１の自転ギア１４の外周面のうち上記の第１の自転歯列部３３と上記の径方向において重なり合う範囲には、滑らかな円弧状の周面が形成されている。   As shown in FIG. 2 and FIG. 4, the second rotation tooth row portion 34 includes the first rotation tooth row portion 33 and the second rotation gear 14 on the outer peripheral surface of the second rotation gear 14. Are formed in a range that does not overlap in the radial direction. A smooth arc-shaped peripheral surface is formed in the outer peripheral surface of the first rotating gear 14 in a range overlapping with the first rotating tooth row portion 33 in the radial direction.

これらの第１の自転歯列部３３および第２の自転歯列部３４は、本体部４における第１の本体歯列部３１および第２の本体歯列部３２に対して択一的に噛み合うことが可能な位置に配置されている。第１の自転歯列部３３および第２の自転歯列部３４の具体的な配置は、以下のようにして決定される。   The first rotation tooth row portion 33 and the second rotation tooth row portion 34 selectively mesh with the first body tooth row portion 31 and the second body tooth row portion 32 in the main body portion 4. It is arranged in a possible position. The specific arrangement of the first rotation tooth row portion 33 and the second rotation tooth row portion 34 is determined as follows.

図４に示されるように、自転部５の公転方向Ｓへの移動領域は、ピストンリング１００の外周面のうち皮膜を厚く形成すべき特定部分である合口部１０１の周辺部１０２を含む範囲がターゲット２０が設けられている側（具体的には、自転部５の公転軌道Ｑの外側）に対向する第１領域Ｐ１と、当該第１領域Ｐ１以外の第２領域Ｐ２とを有する。第２領域Ｐ２では、当該合口部１０１の周辺部１０２を含む範囲がターゲット２０のが設けられている側に対向していない。   As shown in FIG. 4, the range of movement of the rotating portion 5 in the revolution direction S includes a range including the peripheral portion 102 of the joint portion 101, which is a specific portion of the outer peripheral surface of the piston ring 100 where the coating should be formed thick. It has a first region P1 that faces the side where the target 20 is provided (specifically, the outer side of the revolution track Q of the rotating portion 5) and a second region P2 other than the first region P1. In the second region P2, the range including the peripheral portion 102 of the joint portion 101 does not face the side where the target 20 is provided.

したがって、第１の自転歯列部３３、第２の自転歯列部３４、第１の本体歯列部３１、および第２の本体歯列部３２は、第１領域Ｐ１では、第１の自転歯列部３３が第１の本体歯列部３１に噛み合い、かつ、第２の自転歯列部３４が第２の本体歯列部３２との噛み合いが解除され、一方、第２領域Ｐ２では、第２の自転歯列部３４が第２の本体歯列部３２に噛み合い、かつ、第１の自転歯列部３３が第１の本体歯列部３１との噛み合いが解除されていることが可能な位置にそれぞれ配置されている。   Therefore, the first rotation tooth row portion 33, the second rotation tooth row portion 34, the first main body tooth row portion 31, and the second main body tooth row portion 32 are not rotated in the first region P1. The tooth row portion 33 is engaged with the first body tooth row portion 31 and the second rotation tooth row portion 34 is disengaged from the second body tooth row portion 32, while in the second region P2, It is possible that the second rotation tooth row portion 34 is engaged with the second main body tooth row portion 32 and the first rotation tooth row portion 33 is disengaged from the first main body tooth row portion 31. It is arranged at each position.

すなわち、第１の自転歯列部３３は、第１の自転ギア１３の外周面において、第１領域Ｐ１において第１の本体ギア８の第１の本体歯列部３１に噛み合う範囲に配置されている。具体的には、図２および図４に示されるように、第１の自転歯列部３３は、自転軸Ｓ２に関して、ピストンリング１００の合口部１０１の周辺部１０２および当該周辺部１０２の方向を決めるリブ１１ｂ１と反対側の位置を向くように配置されている。   That is, the first rotation tooth row portion 33 is disposed on the outer peripheral surface of the first rotation gear 13 in a range where the first rotation tooth row portion 33 is engaged with the first body tooth row portion 31 of the first body gear 8 in the first region P1. Yes. Specifically, as shown in FIG. 2 and FIG. 4, the first rotation tooth row portion 33 has the direction of the peripheral portion 102 of the joint portion 101 of the piston ring 100 and the peripheral portion 102 with respect to the rotation axis S2. It arrange | positions so that it may face the position on the opposite side to the rib 11b1 to determine.

第２の自転歯列部３４は、第２の自転ギア１４の外周面において、第２領域Ｐ２において第２の本体ギア９の第２の本体歯列部３３に噛み合う範囲に配置されている。   The second rotation tooth row portion 34 is disposed on the outer peripheral surface of the second rotation gear 14 in a range where it engages with the second body tooth row portion 33 of the second body gear 9 in the second region P2.

上記のように構成された本実施形態のワーク回転装置３では、成膜されるピストンリング１００を保持する自転部５が自転部移動部６からの駆動力を受けて公転軸Ｓ１を回転中心として所定の公転方向Ｓへ一定の回転速度で公転するときに、自転部５の第１自転歯列部３３および第２の自転歯列部３４のいずれかがそれぞれに対応する本体部４の第１の本体歯列部３２および第２の本体歯列部３３に択一的に噛み合うことによって、ピストンリング１００を一定の回転速度で公転させながら当該ピストンリング１００の自転速度を変えて自転させることを可能にする。   In the workpiece rotating device 3 of the present embodiment configured as described above, the rotation unit 5 that holds the piston ring 100 to be formed receives the driving force from the rotation unit moving unit 6 and uses the revolution axis S1 as the rotation center. When revolving at a constant rotational speed in a predetermined revolution direction S, the first rotation tooth row 33 of the rotation portion 5 and the first rotation tooth row 34 corresponding to the first rotation tooth row portion 34 respectively correspond to the first rotation of the main body portion 4. By selectively meshing with the main body tooth row portion 32 and the second main body tooth row portion 33, the piston ring 100 is rotated at a constant rotational speed, and the rotation speed of the piston ring 100 is changed to rotate. to enable.

具体的には、ピストンリング１００を保持する自転部５が自転しながら公転軸Ｓ１を回転中心として公転している間、大径の第１の自転歯列部３３が小径の第１の本体歯列部３１に噛み合い、かつ、小径の第２の自転歯列部３４が大径の第２の本体歯列部３２との噛み合いが解除される状態になったときには、自転部５および当該自転部５に保持されるピストンリング１００の自転速度が遅くなる。   Specifically, while the rotating part 5 holding the piston ring 100 rotates and revolves around the revolution axis S1 as the center of rotation, the large-diameter first rotating tooth row 33 has a small-diameter first body tooth. When the engagement with the row portion 31 and the engagement of the small-diameter second rotation tooth row portion 34 with the large-diameter second body tooth row portion 32 are released, the rotation portion 5 and the rotation portion are concerned. The rotation speed of the piston ring 100 held by 5 becomes slow.

一方、小径の第２の自転歯列部３４が大径の第２本体歯列部に噛み合い、かつ、大径の第１の自転歯列部３３が小径の第１の本体歯列部３１との噛み合いが解除された状態になったときには、自転部５およびピストンリング１００の自転速度が速くなる。   On the other hand, the small-diameter second rotation tooth row 34 meshes with the large-diameter second body tooth row portion, and the large-diameter first rotation tooth row portion 33 and the small-diameter first body tooth row portion 31 When the meshing state is released, the rotation speeds of the rotation portion 5 and the piston ring 100 are increased.

ここで、ピストンリング１００の自転速度の比率は以下のようにして考えられる。まず、半径ｒ１の第１の自転歯列部３３および当該半径ｒ１よりも小さい半径ｒ２の第２の自転歯列部３４がそれぞれ自転軸Ｓ２の全周に亘って形成されていると仮定する。ピストンリング１００が公転軸Ｓ１の周囲を半径Ｒの公転軌道Ｑに沿って１回公転する間、大径（半径ｒ１）の第１の自転歯列部３３がそれに対応する第１の本体歯列部３１に噛み合う場合のピストンリング１００の自転数は、（Ｒ―ｒ１）／ｒ１＋１＝Ｒ／ｒ１回である。   Here, the ratio of the rotation speed of the piston ring 100 is considered as follows. First, it is assumed that a first rotation tooth row portion 33 having a radius r1 and a second rotation tooth row portion 34 having a radius r2 smaller than the radius r1 are formed over the entire circumference of the rotation axis S2. While the piston ring 100 revolves once around the revolution axis S1 along the revolution path Q having the radius R, the first main body dentition corresponding to the first rotation dentition 33 having a large diameter (radius r1) corresponds thereto. The rotation number of the piston ring 100 when meshing with the portion 31 is (R−r1) / r1 + 1 = R / r1 times.

一方、小径（半径ｒ２）の第２の自転歯列部３４がそれに対応する第２の本体歯列部３２に噛み合う場合のピストンリング１００の自転数は、（Ｒ―ｒ２）／ｒ２＋１＝Ｒ／ｒ２回である。したがって、大径（半径ｒ１）の第１の自転歯列部３３が噛み合うときの自転数（Ｒ／ｒ１）は、小径（半径ｒ２）の第２の自転歯列部３４が噛み合うときの自転数（Ｒ／ｒ２）よりも小さい。したがって、自転数の逆比である自転速度を考えた場合、大径（半径ｒ１）の第１の自転歯列部３３が噛み合うときの自転速度ｖ１と小径（半径ｒ２）の第２の自転歯列部３４が噛み合うときの自転速度ｖ２との比は、ｖ１／ｖ２＝ｒ２／ｒ１になる。   On the other hand, the rotation number of the piston ring 100 when the second rotation tooth row portion 34 having a small diameter (radius r2) meshes with the corresponding second body tooth row portion 32 is (R−r2) / r2 + 1 = R / r2 times. Therefore, the rotation number (R / r1) when the first rotation tooth row portion 33 with the large diameter (radius r1) is engaged is the rotation number when the second rotation tooth row portion 34 with the small diameter (radius r2) is engaged. Smaller than (R / r2). Accordingly, when considering the rotation speed that is the inverse ratio of the rotation speed, the rotation speed v1 when the first rotation tooth row 33 having the large diameter (radius r1) is engaged with the second rotation tooth having the small diameter (radius r2). The ratio with the rotation speed v2 when the row portions 34 mesh is v1 / v2 = r2 / r1.

このように、自転部５の第１の自転歯列部３３および第２の自転歯列部３４がそれに対応する本体部４の第１の本体歯列部３１および第２の本体歯列部３２に択一的に噛み合うことによって、当該自転部５は公転軸の回りに公転しながら自転速度を確実に変速することが可能になる。その結果、自転部５に保持されたピストンリング１００を公転させながら当該ピストンリング１００の自転速度を確実に制御することが可能になる。   In this way, the first rotation tooth row portion 33 and the second rotation tooth row portion 34 of the rotation portion 5 correspond to the first body tooth row portion 31 and the second body tooth row portion 32 of the body portion 4 corresponding thereto. By selectively meshing with each other, the rotation part 5 can reliably shift the rotation speed while revolving around the revolution axis. As a result, it is possible to reliably control the rotation speed of the piston ring 100 while revolving the piston ring 100 held by the rotation portion 5.

したがって、上記のように構成されたワーク回転装置３を備えた成膜装置１では、ピストンリング１００の外周面において皮膜を厚く形成すべき合口部１０１の周辺部１０２における成膜厚さと他の部分との成膜厚さとの比である膜厚比を精度良く制御することが可能になる。すなわち、図４に示されるように、ワーク回転装置３の自転部５が自転しながら公転方向Ｓに移動している間、当該自転部５に保持されたピストンリング１００の外周面のうち皮膜を厚く形成すべき合口部１０１の周辺部１０２を含む範囲が蒸発源１９のターゲット２０が設けられている側（具体的には、自転部５の公転軌道Ｑの外側）に対向している第１領域Ｐ１では、大径の第１の自転歯列部３３が第１の本体歯列部３１に噛み合い、かつ、小径の第２の自転歯列部３４が第２の本体歯列部３２との噛み合いが解除されるので、自転部５および当該自転部５に保持されるピストンリング１００の自転速度が遅くなる。その結果、ピストンリング１００の外周面のうち合口部１０１の周辺部１０２を含む範囲は、蒸発源１９のターゲット２０の出射面２０ａに対向している時間が長くなり、当該周辺部１０２に厚い皮膜を形成することが可能になる。   Therefore, in the film forming apparatus 1 provided with the workpiece rotating device 3 configured as described above, the film forming thickness and other portions in the peripheral portion 102 of the joint portion 101 where the film should be formed thick on the outer peripheral surface of the piston ring 100. It is possible to accurately control the film thickness ratio, which is the ratio to the film thickness. That is, as shown in FIG. 4, while the rotating part 5 of the work rotating device 3 rotates and moves in the revolution direction S, a coating is formed on the outer peripheral surface of the piston ring 100 held by the rotating part 5. The range including the peripheral portion 102 of the joint portion 101 to be formed thick is opposed to the side where the target 20 of the evaporation source 19 is provided (specifically, the outer side of the revolution orbit Q of the rotation portion 5). In the region P <b> 1, the large-diameter first rotation tooth row portion 33 is engaged with the first main body tooth row portion 31, and the small-diameter second rotation tooth row portion 34 is in contact with the second main body tooth row portion 32. Since the meshing is released, the rotation speed of the rotation portion 5 and the piston ring 100 held by the rotation portion 5 is reduced. As a result, the range including the peripheral portion 102 of the abutment portion 101 in the outer peripheral surface of the piston ring 100 increases the time facing the emission surface 20 a of the target 20 of the evaporation source 19, and a thick film is formed on the peripheral portion 102. Can be formed.

例えば、複数のピストンリング１００が自転しながら公転軸Ｓ１回りを公転するとき、各ピストンリング１００の周辺部１０２を含む範囲が公転軌道Ｑの外側を向いたときに自転速度が遅くなる。このとき、複数のピストンリング１００のうちの少なくとも１個のピストンリング１００の周辺部１０２を含む範囲がターゲット２０の出射面２０ａに対向することにより、当該周辺部１０２に厚い皮膜を形成することが可能になる。   For example, when the plurality of piston rings 100 revolve around the revolution axis S <b> 1 while rotating, the rotation speed becomes slow when the range including the peripheral portion 102 of each piston ring 100 faces the outside of the revolution track Q. At this time, when a range including the peripheral portion 102 of at least one piston ring 100 among the plurality of piston rings 100 is opposed to the emission surface 20a of the target 20, a thick film can be formed on the peripheral portion 102. It becomes possible.

なお、複数のピストンリング１００について周辺部１０２とそれ以外の膜厚比を精度良く（すなわち、膜厚比が自転ピッチ円半径比ｒ２／ｒ１になるように）制御するためには、複数のピストンリング１００の成膜条件（すなわち、周辺部１０２がターゲット２０の出射面２０ａを向く時間や頻度など）を同等の条件にする必要がある。そのためには、特定のピストンリング１００のみの周辺部１０２が出射面２０ａに頻繁に向かないように、自公転のためのギア比、すなわち、自転部５の第１の自転歯列部３３と本体部４の第１の本体歯列部３１とのギア比、および第２の自転歯列部３４と第２の本体歯列部３２とのギア比をそれぞれ整数ではないギア比（例えば、１．３３など）に設定すればよい。これにより、複数のピストンリング１００のそれぞれのピストンリング１００が公転軌道Ｑの外側を向く位置は、１公転ごとに公転方向Ｓにずれていくので、複数のピストンリング１００の成膜条件（すなわち、周辺部１０２がターゲット２０の出射面２０ａを向く時間や頻度など）を同等の条件にすることが可能になる。その結果、ターゲット２０もピストンリング１００の移動方向（すなわち公転方向Ｓ）に自由に配置することが可能である。一方、ピストンリング１００の外周面のうち当該周辺部１０２がターゲット２０が設けられている側に対向していない自転部５の第２領域Ｐ２では、小径の第２の自転歯列部３４が第２本体歯列部に噛み合い、かつ、大径の第１の自転歯列部３３が第１の本体歯列部３１との噛み合いが解除されるので、自転部５およびピストンリング１００の自転速度が速くなる。その結果、周辺部１０２以外の部分は、ターゲット２０の出射面２０ａに対向している時間が短くなり、当該周辺部１０２以外の部分に形成される皮膜の厚さを低減することが可能になる。   In order to control the peripheral portion 102 and the other film thickness ratios of the plurality of piston rings 100 with high precision (that is, the film thickness ratio becomes the rotation pitch circle radius ratio r2 / r1), a plurality of pistons The film forming conditions for the ring 100 (that is, the time and frequency with which the peripheral portion 102 faces the emission surface 20a of the target 20) must be set to the same conditions. For that purpose, the gear ratio for rotation and revolution, that is, the first rotation tooth row portion 33 of the rotation portion 5 and the main body are set so that the peripheral portion 102 of only the specific piston ring 100 does not frequently face the emission surface 20a. The gear ratio of the portion 4 with the first body tooth row portion 31 and the gear ratio between the second rotation tooth row portion 34 and the second body tooth row portion 32 are non-integer gear ratios (for example, 1.. 33). Thereby, the position where each piston ring 100 of the plurality of piston rings 100 faces the outside of the revolution track Q is shifted in the revolution direction S for each revolution. It is possible to make the conditions such as time and frequency at which the peripheral portion 102 faces the emission surface 20a of the target 20 equivalent. As a result, the target 20 can also be freely arranged in the moving direction of the piston ring 100 (that is, the revolution direction S). On the other hand, in the second region P2 of the rotation portion 5 where the peripheral portion 102 of the outer peripheral surface of the piston ring 100 does not face the side where the target 20 is provided, the second rotation tooth row portion 34 having a small diameter is the first. 2 Since the meshing with the main body tooth row and the first rotation tooth row 33 having the large diameter with the first main body tooth row 31 is released, the rotation speed of the rotation portion 5 and the piston ring 100 is increased. Get faster. As a result, the time other than the peripheral portion 102 is opposed to the emission surface 20a of the target 20, and the thickness of the film formed on the portion other than the peripheral portion 102 can be reduced. .

このように、自転部５は第１の自転歯列部３３および第２の自転歯列部３４がそれに対応する本体部４の第１の本体歯列部３１および第２の本体歯列部３２に択一的に噛み合うことによって、ピストンリング１００の周辺部１０２がターゲット２０が設けられている側（具体的には、自転部５の公転軌道Ｑの外側）に対向している間だけピストンリング１００の自転速度を確実に減速させて、当該周辺部１０２の成膜時間を長くし、当該周辺部１０２に厚い皮膜を確実に形成することが可能になる。その結果、ピストンリング１００の外周面における周辺部１０２の成膜面の厚さと当該周辺部１０２以外の部分の成膜面の厚さの比である膜厚比を精度良く制御することが可能である。   As described above, the rotation unit 5 includes the first body dentition part 31 and the second body dentition part 32 of the body part 4 corresponding to the first rotation dentition part 33 and the second rotation dentition part 34. As a result, the piston ring 100 is only engaged while the peripheral portion 102 of the piston ring 100 faces the side where the target 20 is provided (specifically, the outer side of the revolution track Q of the rotating portion 5). It is possible to reliably reduce the rotation speed of 100, increase the film formation time of the peripheral portion 102, and reliably form a thick film on the peripheral portion 102. As a result, it is possible to accurately control the film thickness ratio that is the ratio of the thickness of the film formation surface of the peripheral portion 102 on the outer peripheral surface of the piston ring 100 to the thickness of the film formation surface of the portion other than the peripheral portion 102. is there.

また、本実施形態の成膜装置１では、蒸発源１９のターゲット２０が自転部５の公転軌道Ｑよりも外側に配置されているので、ターゲット２０を自転部５および本体部４に干渉しない位置に自由に配置することが可能である。また、ターゲット２０を本体部４の外周を取り囲む位置に複数個配置することが可能である。   Further, in the film forming apparatus 1 of the present embodiment, the target 20 of the evaporation source 19 is disposed outside the revolution trajectory Q of the rotation unit 5, so that the target 20 does not interfere with the rotation unit 5 and the main body unit 4. It is possible to arrange freely. Further, a plurality of targets 20 can be arranged at positions that surround the outer periphery of the main body 4.

本実施形態のワーク回転装置３では、本体部４が第１の本体ギア８および第２の本体ギア９を有し、自転部５が第１の自転ギア１３および第２の自転ギア１４を有している。そのため、本体部４が具備する２枚の本体ギア８、９の組み合わせ、および自転部５が具備する２枚の自転ギア１３、１４の組み合わせによって、ピストンリング１００の自転速度を容易に設定することが可能である。したがって、ワーク回転装置３の設計および製造を容易に行なうことが可能である。   In the work rotation device 3 of the present embodiment, the main body 4 has the first main body gear 8 and the second main body gear 9, and the rotation section 5 has the first rotation gear 13 and the second rotation gear 14. doing. Therefore, the rotation speed of the piston ring 100 can be easily set by the combination of the two main body gears 8 and 9 included in the main body portion 4 and the combination of the two rotation gears 13 and 14 included in the rotation portion 5. Is possible. Therefore, the work rotating device 3 can be easily designed and manufactured.

（変形例）
（Ａ）
上記の実施形態のワーク回転装置３は、本体部４が第１の本体ギア８および第２の本体ギア９を有し、自転部５が第１の自転ギア１３および第２の自転ギア１４を有しているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明では、本体部４が第１の本体歯列部３１および第２の本体歯列部３２を有し、自転部５が第１の自転歯列部３３および第２の自転歯列部３４を有していれば他の構成でもよい。 (Modification)
(A)
In the workpiece rotating device 3 of the above embodiment, the main body 4 has the first main body gear 8 and the second main body gear 9, and the rotation section 5 has the first rotation gear 13 and the second rotation gear 14. However, the present invention is not limited to this. In this invention, the main-body part 4 has the 1st main body dentition part 31 and the 2nd main-body dentition part 32, and the rotation part 5 has the 1st rotation dentition part 33 and the 2nd rotation dentition part 34. Other configurations may be used as long as they have.

例えば、本発明のワーク回転装置の変形例として、図５に示されるように、本体部４が第１の本体歯列部３１および第２の本体歯列部３２が公転軸に直交する同一の平面に配置されるように形成された１枚の共通本体ギア３５を備え、それに対応して、自転部５が、第１の自転歯列部３３および第２の自転歯列部３４が自転軸Ｓ２に直交する同一の平面に配置されるように形成された１枚の共通自転ギア３６を備えていてもよい。   For example, as a modification of the workpiece rotating device of the present invention, as shown in FIG. 5, the main body portion 4 is the same as the first main body tooth row portion 31 and the second main body tooth row portion 32 orthogonal to the revolution axis. A single common main body gear 35 formed so as to be arranged in a plane is provided, and the rotation portion 5 corresponds to the first rotation tooth row portion 33 and the second rotation tooth row portion 34 corresponding to the rotation shaft. One common rotation gear 36 formed so as to be arranged on the same plane orthogonal to S2 may be provided.

第１の本体歯列部３１は、共通本体ギア３５の外周面のうち、ピストンリング１００の合口部１０１の周辺部１０２を含む範囲がターゲット２０が設けられている側（具体的には、自転部５の公転軌道Ｑの外側）に対向する第１領域Ｐ１の範囲に形成されている。また、第２の本体歯列部３２は、周辺部１０２が出射面２０ａに対向しない第２領域Ｐ２の範囲に形成されている。   The first body dentition part 31 has a range including the peripheral part 102 of the joint part 101 of the piston ring 100 on the outer peripheral surface of the common body gear 35 (specifically, rotation). It is formed in the range of the first region P1 that faces the outer orbit of the revolving track Q of the part 5. Moreover, the 2nd main body dentition part 32 is formed in the range of 2nd area | region P2 in which the peripheral part 102 does not oppose the output surface 20a.

図５に示されるワーク回転装置の構成においても、上記図４に示される成膜装置と同様に、自転部５は第１の自転歯列部３３および第２の自転歯列部３４がそれに対応する本体部４の第１の本体歯列部３１および第２の本体歯列部３２に択一的に噛み合うことによって、ピストンリング１００の周辺部１０２がターゲット２０の出射面２０ａに対向している間だけピストンリング１００の自転速度を確実に減速させて、当該周辺部１０２の成膜時間を長くし、当該周辺部１０２に厚い皮膜を確実に形成することが可能になる。   Also in the configuration of the work rotation device shown in FIG. 5, as with the film forming device shown in FIG. 4, the rotation portion 5 corresponds to the first rotation tooth row portion 33 and the second rotation tooth row portion 34. The peripheral portion 102 of the piston ring 100 faces the emission surface 20a of the target 20 by selectively meshing with the first main body tooth portion 31 and the second main body tooth portion 32 of the main body portion 4 to be operated. It is possible to reliably reduce the rotation speed of the piston ring 100 only during this time, to increase the film formation time of the peripheral portion 102, and to reliably form a thick film on the peripheral portion 102.

この図５に示されるワーク回転装置の構成では、第１の本体歯列部３１および第２の本体歯列部３２は、１枚の共通本体ギア３５において同一の平面に並ぶように配置されている。しかも、第１の自転歯列部３３および第２の自転歯列部３４は、１枚の共通自転ギア３６において同一の平面に並ぶように配置されている。したがって、本体部４および自転部５の占有スペースが小さくなり、回転装置の小型化が可能になる。   In the configuration of the workpiece rotating device shown in FIG. 5, the first main body tooth portion 31 and the second main body tooth portion 32 are arranged so as to be aligned on the same plane in one common main body gear 35. Yes. Moreover, the first rotation tooth row portion 33 and the second rotation tooth row portion 34 are arranged so as to be aligned on the same plane in one common rotation gear 36. Therefore, the space occupied by the main body portion 4 and the rotation portion 5 is reduced, and the rotating device can be downsized.

（Ｂ）
上記の実施形態のワーク回転装置３では、図４に示されるように、固定側の本体部４の第１の本体歯列部３１および第２の本体歯列部３２が公転軸Ｓ１を中心とする第１および第２の公転円Ｄ１、Ｄ２に沿って円弧状に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の他の変形例として、図６に示されるワーク回転装置は、自転部５が自転軸Ｓ２と直交する方向へ直進しながら自転することが可能な構成であってもよい。この場合の自転部５の直進方向は、自転軸Ｓ２と直交する方向で、かつ、ターゲット２０の出射面２０ａに沿う方向に設定される。 (B)
In the workpiece rotating device 3 of the above embodiment, as shown in FIG. 4, the first main body tooth part 31 and the second main body tooth part 32 of the main body part 4 on the fixed side are centered on the revolution axis S <b> 1. The first and second revolution circles D1 and D2 are formed in a circular arc shape, but the present invention is not limited to this. As another modification of the present invention, the work rotation device shown in FIG. 6 may have a configuration in which the rotation unit 5 can rotate while moving straight in a direction orthogonal to the rotation axis S2. In this case, the rectilinear direction of the rotation portion 5 is set to a direction perpendicular to the rotation axis S <b> 2 and along the emission surface 20 a of the target 20.

図６のワーク回転装置の構成では、本体部４の第１の本体歯列部４１および第２の本体歯列部４２は、互いに平行に並んで自転部５の直進方向に沿って直線的に配置されている。例えば、平行に延びる２本の直線状のラックのそれぞれにおいて、上記の第１の本体歯列部４１および第２の本体歯列部４２が形成されている。さらに、図６に示されるワーク回転装置は、自転部５を直進方向へ移動させる自転部移動部４３を備える。自転部移動部４３は、直進方向へ移動可能（往復直線移動または一方向への直線移動どちらでもよい）な構成を有しており、自転部５の軸部１２を回転自在に支持する支持孔４３ａを有する。自転部移動部４３は、軸部１２から自転部５へ直進駆動力を与えることにより、自転部５を自転させながら直線移動（往復直線移動または一方向への直線移動）させることが可能である。   In the configuration of the work rotation device of FIG. 6, the first main body dentition portion 41 and the second main body dentition portion 42 of the main body portion 4 are arranged in parallel with each other and linearly along the rectilinear direction of the rotation portion 5. Has been placed. For example, in each of two linear racks extending in parallel, the first main body tooth row portion 41 and the second main body tooth row portion 42 are formed. Furthermore, the work rotation device shown in FIG. 6 includes a rotation portion moving unit 43 that moves the rotation portion 5 in the straight direction. The rotation part moving part 43 has a configuration that can move in a straight direction (either reciprocating linear movement or linear movement in one direction), and a support hole that rotatably supports the shaft part 12 of the rotation part 5. 43a. The rotation part moving part 43 can linearly move (reciprocating linear movement or linear movement in one direction) while rotating the rotation part 5 by applying a straight driving force from the shaft part 12 to the rotation part 5. .

図６に示されるワーク回転装置の構成では、ピストンリング１００を保持する自転部５が自転部移動部４３によって自転軸Ｓ２と直交する方向へ真っ直ぐに移動されたときに、自転部５の第１および第２の自転歯列部３３、３４のいずれかがそれに対応する本体部４の第１および第２の本体歯列部３２に択一的に噛み合うことによって、ピストンリング１００を直進させながら自転速度を変えて自転させることを可能にすることが可能である。   In the configuration of the workpiece rotating device shown in FIG. 6, when the rotation unit 5 holding the piston ring 100 is moved straight in the direction orthogonal to the rotation axis S <b> 2 by the rotation unit moving unit 43, And either one of the second rotation tooth row portions 33, 34 selectively meshes with the first and second body tooth row portions 32 of the corresponding main body portion 4, thereby rotating the piston ring 100 while moving straight. It is possible to rotate at different speeds.

すなわち、ピストンリング１００を保持する自転部５が自転しながら直進している間、ピストンリング１００の合口部１０１の周辺部１０２がターゲット２０が設けられている側（具体的には、第１の本体歯列部４１および第２の本体歯列部４２に対して反対側）に対向する第１領域Ｐ１では、大径の第１の自転歯列部３３が直線的に延びる第１の本体歯列部４１に噛み合い、かつ、小径の第２の自転歯列部３４が直線的に延びる第２の本体歯列部４２との噛み合いが解除された状態では、自転部５および当該自転部５に保持されるピストンリング１００の自転速度が遅くなる。   That is, while the rotating portion 5 that holds the piston ring 100 moves straight while rotating, the peripheral portion 102 of the joint portion 101 of the piston ring 100 is on the side where the target 20 is provided (specifically, the first portion In the first region P <b> 1 facing the main body tooth part 41 and the second main body tooth part 42), the first main body tooth in which the large-diameter first rotation tooth part 33 extends linearly. In a state where the meshing with the second body tooth row part 42 that is meshed with the row part 41 and the second rotation tooth row part 34 with a small diameter linearly extends is released, the rotation part 5 and the rotation part 5 are in contact with each other. The rotation speed of the piston ring 100 to be held becomes slow.

一方、周辺部１０２が出射面２０ａに対向しない第２領域Ｐ２では、小径の第２の自転歯列部３４が第２の本体歯列部４２に噛み合い、かつ、大径の第１の自転歯列部３３が第１の本体歯列部４１との噛み合いが解除された状態になり、自転部５およびピストンリング１００の自転速度が速くなる。   On the other hand, in the second region P2 where the peripheral portion 102 does not face the emission surface 20a, the small-diameter second rotation tooth row portion 34 meshes with the second main body tooth row portion 42 and the large-diameter first rotation tooth. The row portion 33 is disengaged from the first body tooth row portion 41, and the rotation speed of the rotation portion 5 and the piston ring 100 is increased.

このように、自転部５は第１の自転歯列部３３および第２の自転歯列部３４がそれに対応する本体部４の直線的に延びる第１の本体歯列部４１および第２の本体歯列部４２に択一的に噛み合うことによって、自転部５は直進しながら自転速度を確実に変速することが可能になる。その結果、自転部５に保持されたピストンリング１００を直進させながら当該ピストンリング１００の自転速度を確実に制御することが可能になる。   Thus, the rotation part 5 includes the first body tooth part 41 and the second body that the first rotation tooth part 33 and the second rotation tooth part 34 extend linearly of the body part 4 corresponding thereto. By selectively meshing with the tooth row portion 42, the rotation portion 5 can surely shift the rotation speed while going straight. As a result, it is possible to reliably control the rotation speed of the piston ring 100 while moving the piston ring 100 held by the rotation portion 5 straight.

自転部移動部４３は、自転部５を自転させながら往復直線移動させることにより、ピストンリング１００の自転および直進移動を連続的に実行することが可能になり、ピストンリング１００をターゲット２０の出射面２０ａの前を複数回横切って当該ピストンリング１００の成膜を行うことが可能である。   The rotation part moving part 43 can continuously execute the rotation and rectilinear movement of the piston ring 100 by moving the rotation part 5 in a reciprocating linear manner while rotating the rotation part 5. It is possible to perform the film formation of the piston ring 100 across a plurality of times in front of 20a.

（Ｃ）
上記の実施形態のワーク回転装置３は、ピストンリング１００の自転速度を２段階に変更する構成を有しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、多段階（３段階以上）にピストンリング１００の自転速度を変更可能な構成であってもよい。 (C)
Although the workpiece | work rotating apparatus 3 of said embodiment has the structure which changes the autorotation speed of the piston ring 100 to two steps, this invention is not limited to this, and is multistage (three steps or more). Alternatively, the rotation speed of the piston ring 100 may be changed.

図７に示されるように、本発明の他の変形例のワーク回転装置では、自転部５は、第１および第２の自転ギア１３、１４の他に、第３の自転ギア５１を有する。第３の自転ギア５１は、第３の自転歯列部５２を有する。第３の自転歯列部５２は、自転軸Ｓ２を中心とする第１のピッチ円Ｃ１より小さく、かつ、第２のピッチ円Ｃ２よりも大きい第３のピッチ円Ｃ３に沿って配置された複数の歯を有する。第３の自転歯列部５２は、自転軸Ｓ２の周方向において、第１および第２の自転歯列部３３、３４が形成されていない範囲に形成されている。   As shown in FIG. 7, in the work rotation device according to another modified example of the present invention, the rotation unit 5 includes a third rotation gear 51 in addition to the first and second rotation gears 13 and 14. The third rotation gear 51 has a third rotation tooth row portion 52. The third rotation tooth row portion 52 is arranged along a third pitch circle C3 that is smaller than the first pitch circle C1 around the rotation axis S2 and larger than the second pitch circle C2. Have teeth. The 3rd rotation tooth row part 52 is formed in the range in which the 1st and 2nd rotation tooth row parts 33 and 34 are not formed in the peripheral direction of rotation axis S2.

一方、本体部４は、、第１および第２の本体ギア８、９の他に、第３の本体ギア５３を有する。第３の本体ギア５３は、第３の本体歯列部５４を有する。第３の本体歯列部５４は、第３の自転歯列部５２の歯に噛み合うことが可能な位置で公転方向Ｓに沿って並ぶ複数の歯を有する。第３の自転歯列部５２および第３の本体歯列部５４は、第３の自転歯列部５２が第３の本体歯列部５４に噛み合うときには、第１の自転歯列部３３と第１の本体噛合部３１との噛み合いおよび第２の自転歯列部３４と第２の本体歯列部３２との噛み合いが解除され、かつ、第１の自転歯列部３３と第１の本体歯列部３１との噛み合いおよび第２の自転歯列部３４と第２の本体歯列部３２との噛み合いのいずれかが行われている状態のときには、第３の自転歯列部５２が第３の本体歯列部５４との噛み合いが解除されていることが可能な位置に配置されている。   On the other hand, the main body 4 has a third main body gear 53 in addition to the first and second main body gears 8 and 9. The third main body gear 53 has a third main body tooth row portion 54. The third main body dentition part 54 has a plurality of teeth arranged along the revolution direction S at a position where it can mesh with the teeth of the third rotation dentition part 52. The third rotation tooth row portion 52 and the third body tooth row portion 54 are connected to the first rotation tooth row portion 33 and the third rotation tooth row portion 52 when the third rotation tooth row portion 52 is engaged with the third body tooth row portion 54. Meshing with the first body meshing portion 31 and the meshing between the second rotation tooth row portion 34 and the second body tooth row portion 32 are released, and the first rotation tooth row portion 33 and the first body tooth. When the meshing with the row portion 31 and the meshing with the second rotation tooth row portion 34 and the second main body tooth row portion 32 are performed, the third rotation tooth row portion 52 is in the third state. It is arrange | positioned in the position where the meshing | engagement with the main body tooth row | line | column part 54 of this can be cancelled | released.

図７に示されるワーク回転装置の構成によれば、自転部５が第１の自転歯列部３３および第２の自転歯列部３４の他に第３の自転歯列部５２をさらに有し、かつ、本体部４が当該第３の自転歯列部５２に対応する第３の本体歯列部５４をさらに有している。そのため、ピストンリング１００の自転速度を多段階に変えることが可能であり、ピストンリング１００の自転速度をより円滑に変えることが可能である。   According to the configuration of the work rotation device shown in FIG. 7, the rotation portion 5 further includes a third rotation tooth row portion 52 in addition to the first rotation tooth row portion 33 and the second rotation tooth row portion 34. And the main-body part 4 further has the 3rd main body dentition part 54 corresponding to the said 3rd rotation dentition part 52 concerned. Therefore, the rotation speed of the piston ring 100 can be changed in multiple stages, and the rotation speed of the piston ring 100 can be changed more smoothly.

（Ｄ）
上記の実施形態の成膜装置１では蒸発源１９のターゲット２０が自転部５の公転軌道Ｑの外側に配置されているが、本発明はこれに限定されるのものではない。本発明の成膜装置１の他の変形例として、図８に示されるように、蒸発源のターゲット６１は、第１の公転円Ｄ１の内側に配置されていてもよい。 (D)
In the film forming apparatus 1 of the above-described embodiment, the target 20 of the evaporation source 19 is disposed outside the revolution trajectory Q of the rotation unit 5, but the present invention is not limited to this. As another modification of the film forming apparatus 1 of the present invention, as shown in FIG. 8, the target 61 of the evaporation source may be disposed inside the first revolution circle D1.

図８に示される成膜装置では、ターゲット６１は、公転軸Ｓに沿うように配置された円筒状の出射面２０ａを有する。円筒状の出射面２０ａは、公転軸Ｓ１の周囲を取り囲むように配置され、公転軸Ｓ１から離れる方向を向く。   In the film forming apparatus shown in FIG. 8, the target 61 has a cylindrical emission surface 20 a arranged along the revolution axis S. The cylindrical emission surface 20a is disposed so as to surround the revolution axis S1 and faces away from the revolution axis S1.

図８に示される成膜装置では、自転部５の移動領域のうちの第１領域Ｐ１では、ピストンリング１００の合口部１０１の周辺部１０２は、ターゲット６１が設けられている側、すなわち、公転軌道Ｑの内側を向き、そのとき円筒状の出射面２０ａを向く。第１の自転歯列部３３は、第１の自転ギア１３の外周面において、当該第１領域Ｐ１において、第１の本体ギア８の第１の本体歯列部３１に噛み合う範囲に配置されている。具体的には、第１の自転歯列部３３は、自転軸Ｓ２に関して、ピストンリング１００の合口部１０１の周辺部１０２と同じ側に配置されている。この構成であっても、ピストンリング１００の合口部１０１の周辺部１０２がターゲット６１が設けられている側を向く第１領域Ｐ１において、大径の第１の自転歯列部３３がそれに対応する第１の本体歯列部３１に噛み合うことにより、ピストンリング１００の自転速度を遅くして、当該周辺部１０２の成膜時間を長くして、厚い皮膜を形成することが可能である。   In the film forming apparatus shown in FIG. 8, in the first region P <b> 1 of the moving region of the rotation unit 5, the peripheral portion 102 of the joint portion 101 of the piston ring 100 is the side where the target 61 is provided, that is, revolution. It faces the inside of the track Q, and then faces the cylindrical exit surface 20a. The first rotation tooth row 33 is disposed on the outer peripheral surface of the first rotation gear 13 in a range where the first rotation tooth row 33 meshes with the first body tooth row 31 of the first body gear 8 in the first region P1. Yes. Specifically, the first rotation tooth row portion 33 is disposed on the same side as the peripheral portion 102 of the joint portion 101 of the piston ring 100 with respect to the rotation shaft S2. Even in this configuration, in the first region P1 in which the peripheral portion 102 of the joint portion 101 of the piston ring 100 faces the side where the target 61 is provided, the large-diameter first rotation tooth row portion 33 corresponds to the first region P1. By meshing with the first main body dentition 31, it is possible to slow down the rotation speed of the piston ring 100, increase the film formation time of the peripheral portion 102, and form a thick film.

第２の自転歯列部３４は、上記図４の第２の第２の自転歯列部３４と同様に、自転ギア１４の外周面において、第２領域Ｐ２において第２の本体ギア９の第２の本体歯列部３３に噛み合う範囲に配置されている。   The second rotation tooth row 34 is similar to the second rotation tooth row 34 of FIG. 4 described above, on the outer peripheral surface of the rotation gear 14, in the second region P 2, the second rotation of the second body gear 9. It arrange | positions in the range which meshes | engages with the 2 main body tooth part 33. FIG.

図８に示される成膜装置では、蒸発源のターゲット６１が第１の公転円Ｄ１の内側、すなわち、第１の本体歯列部３１および第２の本体歯列部３２よりも公転軸Ｓ１に近い位置に配置されている。そのため、本体部４および自転部５の外周側に蒸発源のターゲットを設置するためのスペースが不要になる。その結果、成膜装置１の小型化が可能である。   In the film forming apparatus shown in FIG. 8, the evaporation source target 61 is located on the revolution axis S <b> 1 inside the first revolution circle D <b> 1, that is, more than the first main body tooth portion 31 and the second main body tooth portion 32. It is arranged at a close position. Therefore, a space for installing the evaporation source target on the outer peripheral side of the main body 4 and the rotation portion 5 becomes unnecessary. As a result, the film forming apparatus 1 can be downsized.

また、図８に示される成膜装置１では、公転軸Ｓ１に沿って配置されたターゲット６１によって、複数のピストンリング１００を同時に成膜することが可能である。したがって、蒸発源のターゲットの数が少なくて済む。   Further, in the film forming apparatus 1 shown in FIG. 8, a plurality of piston rings 100 can be simultaneously formed by the target 61 arranged along the revolution axis S1. Therefore, the number of evaporation source targets is small.

なお、蒸発源のターゲットは、第１の公転円の内側に配置されていれば、公転軸Ｓ１からずれた位置に配置されていてもよい。その場合も本体部４および自転部５の外周側に蒸発源のターゲットを設置するためのスペースが不要になり、成膜装置１の小型化が可能である。   The target of the evaporation source may be arranged at a position shifted from the revolution axis S1 as long as it is arranged inside the first revolution circle. Also in this case, a space for installing the evaporation source target on the outer peripheral side of the main body 4 and the rotation unit 5 becomes unnecessary, and the film forming apparatus 1 can be downsized.

（Ｅ）
上記実施形態では、成膜装置で成膜されるワークの一例として、ピストンリング１００を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明の成膜装置で成膜されるワークには、当該ワークの外周面のうち皮膜を厚く形成すべき特定部分を有するものであれば、円筒状のワークや種々の形状のワークが含まれる。円筒状のワークの場合、自転軸が円筒状のワークの中心にあるようにワーク回転装置の自転部を構成すればよい。 (E)
In the above-described embodiment, the piston ring 100 has been described as an example of a workpiece formed by the film forming apparatus, but the present invention is not limited to this. The workpiece formed by the film forming apparatus of the present invention includes a cylindrical workpiece and workpieces of various shapes as long as the workpiece has a specific portion on the outer peripheral surface of which the coating should be formed thick. . In the case of a cylindrical workpiece, the rotation portion of the workpiece rotating device may be configured so that the rotation axis is at the center of the cylindrical workpiece.

例えば、図９に示される切削加工用のバイト２００をワークとして採用することも可能である。バイト２００は、高速回転する切削加工対象（回転ワーク）に当接するすくい面２０１と、当該回転ワークとの接触を避ける方向に延びる逃げ面２０２と、当該すくい面２０１と逃げ面２０２との間に形成された鋭利な切れ刃２０３とを有する。バイト２００のすくい面２０１は、回転ワークに当接して摩耗しやすいので、厚い硬質皮膜が必要である。他方、バイト２００のすくい面２０１以外の部分に硬質皮膜を厚く形成すると、バイト２００が折れやすくなるので、硬質皮膜を厚くしない方が好ましい。   For example, a cutting tool 200 shown in FIG. 9 can be used as a workpiece. The cutting tool 200 includes a rake face 201 that contacts a cutting target (rotating workpiece) that rotates at a high speed, a flank face 202 that extends in a direction that avoids contact with the rotating workpiece, and the rake face 201 and the flank face 202 And a sharp cutting edge 203 formed. The rake face 201 of the cutting tool 200 abuts against the rotating workpiece and easily wears, so a thick hard coating is required. On the other hand, if the hard coating is formed thick on the part other than the rake face 201 of the cutting tool 200, the cutting tool 200 is likely to be broken.

このようなバイト２００の成膜を行う場合に、上記の実施形態の成膜装置を用いれば、バイト２００のすくい面２０１における硬質皮膜の膜厚を厚くする制御が可能である。例えば、図１０に示されるように、複数のバイト２００は、複数の自転部５の保持部１１にそれぞれ立直状態で取り付られる。自転部移動部６の回転テーブル１５を回転すれば、自転部５に保持されたバイト２００は、上記の成膜装置のように、バイト２００の自転速度を変えながら自公転することが可能である。この場合も、自転部５の移動領域のうち、バイト２００のすくい面２０１がターゲット２０が設けられている側に対向している範囲では、バイト２００の自転速度を遅くして、すくい面２０１の成膜時間を長くして形成される皮膜の厚さを厚くする。一方、すくい面２０１がターゲット２０が設けられている側に対向していない範囲では、バイト２００の自転速度を速くして、すくい面２０１以外の部分における皮膜の厚さを抑えることが可能である。   When forming the cutting tool 200 like this, if the film forming apparatus of the above-described embodiment is used, it is possible to increase the thickness of the hard film on the rake face 201 of the cutting tool 200. For example, as shown in FIG. 10, the plurality of bits 200 are attached to the holding units 11 of the plurality of rotation units 5 in an upright state. If the rotary table 15 of the rotation unit moving unit 6 is rotated, the bite 200 held by the rotation unit 5 can revolve while changing the rotation speed of the bite 200 as in the film forming apparatus described above. . Also in this case, in the range where the rake face 201 of the cutting tool 200 faces the side where the target 20 is provided in the moving region of the rotating portion 5, the rotation speed of the cutting tool 200 is reduced to reduce the rake face 201. The film thickness is increased by increasing the film formation time. On the other hand, in a range where the rake face 201 does not face the side where the target 20 is provided, it is possible to increase the rotation speed of the cutting tool 200 and to suppress the thickness of the coating in a portion other than the rake face 201. .

１ 成膜装置
３ ワーク回転装置
４ 本体部
５ 自転部
６、４３ 自転部移動部
８ 第１の本体ギア
９ 第２の本体ギア
１１ 保持部
１３ 第１の自転ギア
１４ 第２の自転ギア
１９ 蒸発源
２０、６１ ターゲット
２０ａ、６２ 出射面
３１、４１ 第１の本体歯列部
３２、４２ 第２の本体歯列部
３３ 第１の自転歯列部
３４ 第２の自転歯列部
３５ 本体共通ギア
３６ 自転共通ギア
５２ 第３の自転歯列部
５４ 第３の本体歯列部
Ｓ１ 公転軸
Ｓ２ 自転軸
Ｃ１ 第１のピッチ円
Ｃ２ 第２のピッチ円
Ｄ１ 第１の公転円
Ｄ２ 第２の公転円 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film-forming apparatus 3 Work rotating apparatus 4 Main-body part 5 Autorotation part 6,43 Autorotation part moving part 8 1st main body gear 9 2nd main-body gear 11 Holding part 13 1st autorotation gear 14 2nd autorotation gear 19 Evaporation Source 20, 61 Target 20a, 62 Outgoing surface 31, 41 First body dentition 32, 42 Second body dentition 33 First rotation dentition 34 Second rotation dentition 35 Main body common gear 36 Rotating common gear 52 Third rotating tooth row portion 54 Third body tooth row portion S1 Revolving shaft S2 Rotating shaft C1 First pitch circle C2 Second pitch circle D1 First revolving circle D2 Second revolving circle

Claims (11)

成膜される外周面を有するワークを、所定の自転軸の回りに自転させながら当該自転軸が延びる方向と異なる所定の移動方向へ移動させるワーク回転装置であって、
本体部と、
前記ワークを保持して前記自転軸の回りに自転可能な自転部と、
前記自転部を前記移動方向へ移動させる自転部移動部と、
を備え、
前記自転部は、前記ワークを保持して前記自転軸の回りに自転可能な保持部と、前記保持部に連結され、当該保持部とともに前記自転軸の回りに自転可能であり、前記自転軸を中心とする第１のピッチ円に沿って並ぶ複数の歯を有する第１の自転歯列部と、前記保持部に連結され、当該前記保持部とともに前記自転軸の回りに自転可能であり、前記自転軸を中心とする前記第１のピッチ円よりも小さい第２のピッチ円に沿って並ぶ複数の歯を有する第２の自転歯列部とを有し、
前記本体部は、前記第１の自転歯列部の歯に噛み合うことが可能な位置で前記移動方向に沿って並ぶ複数の歯を有する第１の本体歯列部と、前記第２の自転歯列部の歯に噛み合うことが可能な位置で前記移動方向に沿って並ぶ複数の歯を有する第２の本体歯列部とを有し、
前記第１の自転歯列部、前記第２の自転歯列部、前記第１の本体歯列部、および前記第２の本体歯列部は、前記第１の自転歯列部が前記第１の本体歯列部に噛み合うときには、前記第２の自転歯列部が前記第２の本体歯列部との噛み合いが解除され、かつ、前記第２の自転歯列部が前記第２の本体歯列部に噛み合うときには、前記第１の自転歯列部が前記第１の本体歯列部との噛み合いが解除されていることが可能な位置に、それぞれ配置されている、
ワーク回転装置。 A work rotating device that moves a workpiece having an outer peripheral surface to be formed in a predetermined movement direction different from a direction in which the rotation axis extends while rotating around a predetermined rotation axis,
The main body,
A rotation part capable of holding the workpiece and rotating around the rotation axis;
A rotation unit moving unit that moves the rotation unit in the moving direction;
With
The rotation unit is configured to hold the workpiece and rotate around the rotation axis, and is connected to the holding unit, and can rotate around the rotation axis together with the holding unit. A first rotating tooth row portion having a plurality of teeth arranged along a first pitch circle as a center, and connected to the holding portion, and capable of rotating around the rotation axis together with the holding portion; A second rotation tooth row portion having a plurality of teeth arranged along a second pitch circle smaller than the first pitch circle around the rotation axis;
The main body portion includes a first main body dentition portion having a plurality of teeth arranged along the moving direction at a position where the main portion can mesh with teeth of the first rotation dentition portion, and the second rotation teeth. A second body tooth row portion having a plurality of teeth arranged along the moving direction at a position capable of meshing with the teeth of the row portion;
The first rotation tooth row portion, the second rotation tooth row portion, the first main body tooth row portion, and the second main body tooth row portion are the first rotation tooth row portion, and the first rotation tooth row portion is the first rotation tooth row portion. When the second tooth row is engaged with the second body tooth portion, and the second tooth portion is released from the second tooth portion. When meshing with the row portion, the first rotation tooth row portion is disposed at a position where the meshing with the first body tooth row portion can be released, respectively.
Work rotation device. 前記移動方向は、前記自転軸と平行に延びる公転軸を回転中心として前記自転部が公転する方向であり、
前記第１の本体歯列部は、前記公転軸を中心とする第１の公転円に沿って配置され、
前記第２の本体歯列部は、前記公転軸を中心とする前記第１の公転円よりも大きい第２の公転円に沿って配置されている、
請求項１に記載のワーク回転装置。 The moving direction is a direction in which the rotation part revolves around a rotation axis extending in parallel with the rotation axis,
The first main body dentition is disposed along a first revolution circle centered on the revolution axis,
The second body dentition is disposed along a second revolution circle that is larger than the first revolution circle around the revolution axis.
The work rotating apparatus according to claim 1. 前記本体部は、前記第１の本体歯列部を有する第１の本体ギアと、前記第２の本体歯列部を有する第２の本体ギアとを有し、前記第１の本体ギアおよび前記第２の本体ギアは、前記公転軸に沿って同軸に連結され、
前記自転部は、前記第１の自転歯列部を有する第１の自転ギアと、前記第２の自転歯列部を有する第２の自転ギアとを有し、前記第１の自転ギアおよび前記第２の自転ギアは、前記自転軸に沿って同軸に連結されている、
請求項２に記載のワーク回転装置。 The main body portion includes a first main body gear having the first main body tooth row portion and a second main body gear having the second main body tooth row portion, and the first main body gear and the The second body gear is coaxially coupled along the revolution axis,
The rotation portion includes a first rotation gear having the first rotation tooth row portion and a second rotation gear having the second rotation tooth row portion, and the first rotation gear and the The second rotation gear is coaxially connected along the rotation axis.
The work rotation device according to claim 2. 前記本体部は、前記第１の本体歯列部および前記第２の本体歯列部が前記公転軸に直交する同一の平面に配置されるように形成された１枚の共通本体ギアを備え、
前記自転部は、前記第１の自転歯列部および前記第２の自転歯列部が前記自転軸に直交する同一の平面に配置されるように形成された１枚の共通自転ギアを備えている、
請求項２に記載のワーク回転装置。 The main body portion includes one common main body gear formed such that the first main body tooth row portion and the second main body tooth row portion are arranged on the same plane orthogonal to the revolution axis,
The rotation portion includes one common rotation gear formed so that the first rotation tooth row portion and the second rotation tooth row portion are arranged on the same plane orthogonal to the rotation axis. Yes,
The work rotation device according to claim 2. 前記移動方向は、前記自転軸と直交する方向へ直進する直進方向であり、
前記第１の本体歯列部および前記第２の本体歯列部は、互いに平行に並んで前記直進方向に沿って直線的に配置されている、
請求項１に記載のワーク回転装置。 The moving direction is a straight direction that goes straight in a direction perpendicular to the rotation axis,
The first body dentition and the second body dentition are arranged in parallel with each other and linearly along the straight direction.
The work rotating apparatus according to claim 1. 前記自転部は、前記自転軸を中心とする前記第１のピッチ円より小さく、かつ、前記第２のピッチ円よりも大きい第３のピッチ円に沿って配置された複数の歯を有する第３の自転歯列部をさらに有し、
前記本体部は、前記第３の自転歯列部の歯に噛み合うことが可能な位置で前記移動方向に沿って並ぶ複数の歯を有する第３の本体歯列部とを有し、
前記第３の自転歯列部および前記第３の本体歯列部は、前記第３の自転歯列部が前記第３の本体歯列部に噛み合うときには、前記第１の自転歯列部と前記第１の本体歯列部との噛み合いおよび前記第２の自転歯列部と前記第２の固定噛合との噛み合いが解除され、かつ、前記第１の自転歯列部と前記第１の本体歯列部との噛み合いおよび前記第２の自転歯列部と前記第２の本体歯列部との噛み合いのいずれかが行われている状態のときには、前記第３の自転歯列部が前記第３の本体歯列部との噛み合いが解除されていることが可能な位置に配置されている、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のワーク回転装置。 The rotation portion has a plurality of teeth arranged along a third pitch circle smaller than the first pitch circle centered on the rotation axis and larger than the second pitch circle. A rotation dentition of
The main body portion includes a third main body dentition portion having a plurality of teeth arranged along the moving direction at a position where the main portion can mesh with teeth of the third rotation dentition portion,
When the third rotation dentition meshes with the third body dentition, the third rotation dentition and the third body dentition are the same as the first rotation dentition and the third rotation dentition. The meshing with the first body tooth row and the meshing between the second rotation tooth row and the second fixed mesh are released, and the first rotation tooth row and the first body tooth. When the engagement with the row portion and the engagement between the second rotation tooth row portion and the second body tooth row portion are performed, the third rotation tooth row portion is the third rotation tooth row portion. Is arranged at a position where the meshing with the main body dentition portion can be released,
The work rotation device according to any one of claims 1 to 5. 請求項１に記載のワーク回転装置と、
当該ワーク回転装置の前記自転部に保持される前記ワークの外周面に成膜するための材料となる粒子が飛び出す出射面を有する蒸発源と、
を備え、
前記自転部の前記移動方向への移動領域は、前記ワークの外周面のうち皮膜を厚く形成すべき特定部分を含む範囲が前記蒸発源が設けられている側に対向する第１領域と、当該第１領域以外の第２領域とを有し、
前記第１の自転歯列部、前記第２の自転歯列部、前記第１の本体歯列部、および前記第２の本体歯列部は、前記第１領域では、前記第１の自転歯列部が前記第１の本体歯列部に噛み合い、かつ、前記第２の自転歯列部が前記第２の本体歯列部との噛み合いが解除され、一方、前記第２領域では、前記第２の自転歯列部が前記第２の本体歯列部に噛み合い、かつ、前記第１の自転歯列部が前記第１の本体歯列部との噛み合いが解除されていることが可能な位置にそれぞれ配置されている、
ことを特徴とする成膜装置。 The work rotation device according to claim 1;
An evaporation source having an exit surface from which particles as a material for forming a film on the outer peripheral surface of the work held by the rotation portion of the work rotation device are projected;
With
The moving region of the rotating portion in the moving direction includes a first region facing a side where the evaporation source is provided in a range including a specific portion of the outer peripheral surface of the workpiece on which a film is to be thickly formed. A second region other than the first region,
The first rotation tooth row portion, the second rotation tooth row portion, the first main body tooth row portion, and the second main body tooth row portion are the first rotation teeth in the first region. The row portion meshes with the first main body tooth row portion, and the second rotation tooth row portion is disengaged from the second main body tooth row portion, while the second region A position where the two rotation tooth row portions can mesh with the second body tooth row portion, and the first rotation tooth row portion can be disengaged from the first body tooth row portion. Are arranged respectively,
A film forming apparatus. 前記移動方向は、前記自転軸と平行に延びる公転軸を回転中心として前記自転部が公転する方向であり、
前記第１の本体歯列部は、前記公転軸を中心とする第１の公転円に沿って配置され、
前記第２の本体歯列部は、前記公転軸を中心とする前記第１の公転円よりも大きい第２の公転円に沿って配置され、
前記蒸発源は、前記自転部が前記公転軸を回転中心として公転する軌道よりも外側に配置されている、
請求項７に記載の成膜装置。 The moving direction is a direction in which the rotation part revolves around a rotation axis extending in parallel with the rotation axis,
The first main body dentition is disposed along a first revolution circle centered on the revolution axis,
The second body dentition is disposed along a second revolution circle that is larger than the first revolution circle around the revolution axis,
The evaporation source is disposed outside the orbit where the rotating part revolves around the revolution axis as a rotation center.
The film forming apparatus according to claim 7. 前記移動方向は、前記自転軸と平行に延びる公転軸を回転中心として前記自転部が公転する方向であり、
前記第１の本体歯列部は、前記公転軸を中心とする第１の公転円に沿って配置され、
前記第２の本体歯列部は、前記公転軸を中心とする前記第１の公転円よりも大きい第２の公転円に沿って配置され、
前記蒸発源は、前記第１の公転円の内側に配置されている、
請求項７に記載の成膜装置。 The moving direction is a direction in which the rotation part revolves around a rotation axis extending in parallel with the rotation axis,
The first main body dentition is disposed along a first revolution circle centered on the revolution axis,
The second body dentition is disposed along a second revolution circle that is larger than the first revolution circle around the revolution axis,
The evaporation source is disposed inside the first revolution circle.
The film forming apparatus according to claim 7. 前記蒸発源は、前記公転軸に沿うように配置され、
前記出射面は、前記公転軸の周囲を取り囲むように配置され、前記公転軸から離れる方向を向く、
請求項９に記載の成膜装置。 The evaporation source is disposed along the revolution axis,
The exit surface is disposed so as to surround the revolution axis and faces a direction away from the revolution axis.
The film forming apparatus according to claim 9. 前記ワークは、円環の一部が途切れた形状を有する部材であり、
前記ワークの特定部分は、前記円環の一部が途切れた部分の周辺部である、
請求項７〜１０のいずれか１項に記載の成膜装置。 The workpiece is a member having a shape in which a part of the ring is interrupted,
The specific part of the work is a peripheral part of a part where a part of the ring is interrupted,
The film-forming apparatus of any one of Claims 7-10.
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