JP5044756B2 - DLC deposition system - Google Patents
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Description
本発明は、鋼球のような転動体の表面にDLC(ダイヤモンド・ライク・カーボン)膜を成膜するDLC成膜装置に関する。 The present invention relates to a DLC film forming apparatus for forming a DLC (diamond-like carbon) film on the surface of a rolling element such as a steel ball.
ボールねじは、ねじ軸の外周面に形成されているねじ溝と、ナットの内周面に形成されているねじ溝との間で、複数の鋼球が転動するよう構成されている。
潤滑剤の使用が困難な環境においてもボールねじの寿命、作動精度等を向上させるために、従来、ナットの内周面にDLC膜が形成されているボールねじが提案されている(特許文献1)。
特許文献1のボールねじを製造する際には、ナットが分割されてなるナット分割体の内周面にDLC膜を成膜してからナット分割体を接合してナットとなす。このようなナットの内周面はナット分割体同士の接合部分で連続性、円滑性等が低下しているため、鋼球の転動が阻害されることがある。この結果、ボールねじの作動精度の悪化、騒音の発生等の問題が生じることがあった。
The ball screw is configured such that a plurality of steel balls roll between a screw groove formed on the outer peripheral surface of the screw shaft and a screw groove formed on the inner peripheral surface of the nut.
In order to improve the life and operation accuracy of a ball screw even in an environment where it is difficult to use a lubricant, a ball screw having a DLC film formed on the inner peripheral surface of a nut has been proposed (Patent Document 1). ).
When manufacturing the ball screw of
この問題を解決するために、ナットではなくねじ軸に成膜することが考えられるが、DLC成膜装置の寸法上の制約から、特に長尺のねじ軸には十分な範囲に成膜できないことがある。また、均一、均質な成膜が困難であった。
更にまた、ナット及びねじ軸の一方にのみDLC膜を成膜しても、成膜されていない方と鋼球とがDLC膜によって保護されていないため、ボールねじの寿命、作動精度等は向上し難い。
In order to solve this problem, it is conceivable to form a film on a screw shaft instead of a nut. However, due to the dimensional limitation of the DLC film forming apparatus, it is not possible to form a film in a sufficient range, especially on a long screw shaft. There is. Moreover, uniform and uniform film formation was difficult.
Furthermore, even if a DLC film is formed only on one of the nut and the screw shaft, the uncoated film and the steel ball are not protected by the DLC film, so the life of the ball screw, the operation accuracy, etc. are improved. It is hard to do.
以上のような事情から、ボールねじが備える鋼球の表面にDLC膜を成膜することが考えられる。
従来、鋼を用いてなるベアリング球に負電圧を印加しつつ、炭素を含むプラズマ雰囲気中でベアリング球を転動させることによって、ベアリング球の表面全体にDLC膜を成膜する装置が提案されている(特許文献2参照)。
ベアリング球を転動させるために、特許文献2では、ベアリング球を保持する皿状の保持具を略水平方向に回転させている。
Conventionally, an apparatus for forming a DLC film on the entire surface of a bearing ball by rolling the bearing ball in a plasma atmosphere containing carbon while applying a negative voltage to the bearing ball made of steel has been proposed. (See Patent Document 2).
In
しかしながら、保持具を回転させても、保持具に載置されているベアリング球が転動することなく、例えば略一点のみを保持具に接触させた状態で保持具上を滑走する現象が起こりうる。
このような現象が生じた場合、ベアリング球の表面に略均一、均質なDLC膜を成膜することができない。
However, even if the holder is rotated, the bearing ball placed on the holder does not roll, and for example, a phenomenon of sliding on the holder with only one point in contact with the holder may occur. .
When such a phenomenon occurs, a substantially uniform and homogeneous DLC film cannot be formed on the surface of the bearing ball.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、転動体が載置される載置皿、又は、載置皿に載置されている複数の転動体を攪拌する攪拌翼を回転させる構成とすることにより、転動体の表面全体に略均一、均質なDLC膜を成膜することができるDLC成膜装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a situation, The main objective is the stirring which stirs the mounting tray in which a rolling element is mounted, or several rolling elements currently mounted in the mounting dish. An object of the present invention is to provide a DLC film forming apparatus capable of forming a substantially uniform and homogeneous DLC film on the entire surface of a rolling element by rotating the blade.
本発明の他の目的は、モータの出力軸に連結されている回転軸と攪拌翼とを連結する構
成とすることにより、モータに負電圧が印加されることを抑制しつつ、簡易な構成で攪拌翼を回転させることができるDLC成膜装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a simple configuration while suppressing application of a negative voltage to the motor by connecting the rotating shaft connected to the output shaft of the motor and the stirring blade. An object of the present invention is to provide a DLC film forming apparatus capable of rotating a stirring blade.
本発明の他の目的は、支持筒が着脱可能に載置皿を支持する構成とすることにより、載置皿に付着したDLCが転動体に対する成膜を阻害することを抑制することができるDLC成膜装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a structure in which the support cylinder detachably supports the mounting tray, so that DLC attached to the mounting tray can be inhibited from inhibiting film formation on the rolling elements. It is to provide a film forming apparatus.
本発明の他の目的は、絶縁部材を介してモータの出力軸に連結されている回転軸と載置皿とを連結する構成とすることにより、モータに負電圧が印加されることを抑制しつつ、簡易な構成で載置皿を回転させることができるDLC成膜装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to suppress the application of a negative voltage to the motor by connecting the rotating shaft connected to the output shaft of the motor and the mounting plate via an insulating member. However, it is providing the DLC film-forming apparatus which can rotate a mounting tray with a simple structure.
本発明の他の目的は、回転軸と載置皿とを着脱可能に連結する構成とすることにより、載置皿に付着したDLCが転動体に対する成膜を阻害することを抑制することができるDLC成膜装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a configuration in which the rotating shaft and the mounting tray are detachably connected, thereby suppressing the DLC adhering to the mounting tray from hindering the film formation on the rolling elements. It is to provide a DLC film forming apparatus.
本発明の他の目的は、載置皿を傾斜させる構成とすることにより、転動体のランダムな転動を促進することができるDLC成膜装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a DLC film forming apparatus capable of promoting random rolling of the rolling elements by adopting a configuration in which the mounting tray is inclined.
本発明の他の目的は、絶縁部材を介してモータの出力軸に連結されている傾斜回転軸と載置皿とを連結する構成とすることにより、モータに負電圧が印加されることを抑制しつつ、簡易な構成で転動体の表面全体に略均一、均質なDLC膜を成膜することができるDLC成膜装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to suppress the application of a negative voltage to the motor by connecting the inclined rotating shaft connected to the output shaft of the motor via the insulating member and the mounting plate. However, an object of the present invention is to provide a DLC film forming apparatus capable of forming a substantially uniform and homogeneous DLC film on the entire surface of a rolling element with a simple configuration.
本発明の他の目的は、傾斜回転軸と載置皿とを着脱可能に連結する構成とすることにより、載置皿に付着したDLCが転動体に対する成膜を阻害することを抑制することができるDLC成膜装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to prevent the DLC adhering to the mounting plate from obstructing the film formation on the rolling element by detachably connecting the tilt rotation shaft and the mounting plate. An object of the present invention is to provide a DLC film forming apparatus that can be used.
本発明の他の目的は、着脱可能な載置皿は、夫々取り替え可能な複数の部材を組み合わせる構成とすることにより、載置皿に部分的に付着したDLCが転動体に対する成膜を阻害することを抑制することができるDLC成膜装置を提供することにある。 Another object of the present invention is that the detachable mounting tray is configured by combining a plurality of replaceable members, so that DLC partially attached to the mounting tray inhibits film formation on the rolling elements. An object of the present invention is to provide a DLC film forming apparatus that can suppress this.
本発明の更に他の目的は、凹条部及び/又は凸部が載置面に形成してある載置皿を備えることにより、転動体のランダムな転動を促進することができるDLC成膜装置を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a DLC film that can promote random rolling of a rolling element by including a mounting tray in which concave and / or convex portions are formed on the mounting surface. To provide an apparatus.
本発明の他の目的は、載置皿の底面に着脱可能な載置板を敷く構成とすることにより、載置板に付着したDLCが転動体に対する成膜を阻害することを抑制することができるDLC成膜装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to suppress the DLC adhering to the mounting plate from obstructing the film formation on the rolling element by laying a detachable mounting plate on the bottom surface of the mounting plate. An object of the present invention is to provide a DLC film forming apparatus that can be used.
本発明の他の目的は、着脱可能な載置板は、夫々取り替え可能な複数の板部材を組み合わせる構成とすることにより、載置板に部分的に付着したDLCが転動体に対する成膜を阻害することを抑制することができるDLC成膜装置を提供することにある。 Another object of the present invention is that the detachable mounting plate is configured by combining a plurality of replaceable plate members so that DLC partially adhered to the mounting plate inhibits film formation on the rolling elements. An object of the present invention is to provide a DLC film forming apparatus that can suppress this.
本発明の更に他の目的は、凹条部及び/又は凸部が載置板に形成してある載置皿を備えることにより、転動体のランダムな転動を促進することができるDLC成膜装置を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a DLC film that can promote random rolling of a rolling element by including a mounting plate in which concave and / or convex portions are formed on a mounting plate. To provide an apparatus.
第1発明に係るDLC成膜装置は、炭素を含むプラズマ雰囲気中で転動自在に保持された複数の転動体に負電圧を印加することによって、前記転動体の表面にDLC(ダイヤモンド・ライク・カーボン)膜を成膜するDLC成膜装置において、導電性を有し、前記転動体が載置される載置皿と、該載置皿に載置されている転動体を攪拌する攪拌翼と、一端部がモータの出力軸と連結され、他端部が前記攪拌翼と連結されている回転軸と、内部で前記回転軸が回転し、外部で前記載置皿を支持しており、導電性を有する支持筒とを備え、前記攪拌翼が回転するようにしてあり、前記負電圧は、前記支持筒に印加するようにしてあり、前記載置皿は、着脱可能に前記支持筒に支持されており、着脱可能な前記載置皿は、複数の部材を組み合わせてなり、各部材が、該部材と略同一形状の部材と取り替え可能にしてあり、各部材は、少なくとも前記載置皿の底面の一部を有することを特徴とする。 A DLC film forming apparatus according to a first aspect of the present invention is configured to apply a negative voltage to a plurality of rolling elements that are movably held in a plasma atmosphere containing carbon, so that a surface of the rolling element has DLC (Diamond Like). In a DLC film forming apparatus for forming a (carbon) film, a mounting plate having conductivity and on which the rolling element is mounted, and a stirring blade for stirring the rolling element mounted on the mounting plate; A rotating shaft whose one end is connected to the output shaft of the motor and the other end is connected to the stirring blade, the rotating shaft rotates inside, and supports the platen described above, and a support tube having a gender, earlier than Citea so Ki攪拌翼rotates, the negative voltage is Yes so as to apply to said support tube, before described置皿is detachably said support The tableware described above, which is supported by the cylinder and is detachable, combines a plurality of members. Ri, each member is Yes in the replaceable with members of the member and substantially the same shape, each member is characterized Rukoto to have a part of the bottom surface of the at least before described置皿.
第2発明に係るDLC成膜装置は、炭素を含むプラズマ雰囲気中で転動自在に保持された複数の転動体に負電圧を印加することによって、前記転動体の表面にDLC(ダイヤモンド・ライク・カーボン)膜を成膜するDLC成膜装置において、導電性を有し、前記転動体が載置される載置皿と、該載置皿に載置されている転動体を攪拌する攪拌翼と、一端部が、絶縁部材を介してモータの出力軸と連結され、他端部が前記載置皿と連結されており、導電性を有する回転軸と、内部で前記回転軸が回転し、外部で前記攪拌翼を支持している支持筒とを備え、前記載置皿が回転するようにしてあり、前記負電圧は、前記回転軸に印加するようにしてあり、前記載置皿は、着脱可能に前記回転軸と連結されており、着脱可能な前記載置皿は、複数の部材を組み合わせてなり、各部材が、該部材と略同一形状の部材と取り替え可能にしてあり、各部材は、少なくとも前記載置皿の底面の一部を有することを特徴とする。 A DLC film forming apparatus according to a second aspect of the present invention applies a negative voltage to a plurality of rolling elements that are movably held in a plasma atmosphere containing carbon, so that the surface of the rolling elements has a DLC (Diamond Like In a DLC film forming apparatus for forming a (carbon) film, a mounting plate having conductivity and on which the rolling element is mounted, and a stirring blade for stirring the rolling element mounted on the mounting plate; The one end is connected to the output shaft of the motor via an insulating member, the other end is connected to the table plate, the rotating shaft having conductivity, the rotating shaft rotates inside, and the outside in a support tube which supports the stirring blade, Yes as before described置皿rotates, the negative voltage is Ri Citea as applied to the rotary shaft, before described置皿is Removably connected to the rotating shaft, and the detachable mounting plate is a plurality of mounting plates. Be a combination of wood, each member is Yes in the replaceable with members of the member and substantially the same shape, each member is characterized Rukoto to have a part of the bottom surface of the at least before described置皿.
第3発明に係るDLC成膜装置は、前記載置皿は、水平面に対して傾斜している状態で支持されていることを特徴とする。 A DLC film forming apparatus according to a third aspect of the present invention is characterized in that the placing plate is supported in a state of being inclined with respect to a horizontal plane.
第4発明に係るDLC成膜装置は、炭素を含むプラズマ雰囲気中で転動自在に保持された転動体に負電圧を印加することによって、前記転動体の表面にDLC膜を成膜するDLC成膜装置において、導電性を有し、前記転動体が載置される載置皿と、水平面に対して傾斜している状態で配され、一端部が、絶縁部材を介してモータの出力軸と連結され、他端部が前記載置皿の底面と略垂直に連結されており、導電性を有する傾斜回転軸とを備え、前記負電圧は、前記傾斜回転軸に印加するようにしてあり、前記載置皿は、着脱可能に前記傾斜回転軸と連結されており、着脱可能な前記載置皿は、複数の部材を組み合わせてなり、各部材が、該部材と略同一形状の部材と取り替え可能にしてあり、各部材は、少なくとも前記載置皿の底面の一部を有することを特徴とする。 A DLC film-forming apparatus according to a fourth aspect of the present invention is a DLC film-forming device for forming a DLC film on the surface of a rolling element by applying a negative voltage to the rolling element that is held so as to roll freely in a plasma atmosphere containing carbon. The membrane device has conductivity, is placed in a state where the rolling element is placed thereon, and is inclined with respect to a horizontal plane, and one end thereof is connected to an output shaft of the motor via an insulating member. is connected, the other end is coupled to the bottom surface and substantially perpendicular before described置皿, and a tilt rotary shaft having conductivity, the negative voltage, Ri Citea to apply to the tilt rotation shaft The mounting plate is detachably connected to the inclined rotation shaft, and the mounting plate is detachable by combining a plurality of members, and each member is a member having substantially the same shape as the member. Each member is at least a part of the bottom surface of the tableware. And wherein the Rukoto that Yusuke.
第5発明に係るDLC成膜装置は、前記載置皿の載置面に、凹条部及び/又は凸部が形成してあることを特徴とする。 The DLC film-forming apparatus which concerns on 5th invention is characterized by the concave-line part and / or convex part being formed in the mounting surface of the said mounting plate.
第6発明に係るDLC成膜装置は、前記載置皿の底面に、導電性を有し、前記底面を覆い、前記転動体が載置される載置板が着脱可能に敷いてあり、前記載置板は複数の板部材を組み合わせてなり、各板部材が、該板部材と略同一形状の板部材と取り替え可能にしてあり、前記載置板の表面に、凹条部及び/又は凸部が形成してあることを特徴とする。 DLC film deposition apparatus of the sixth invention, the bottom surface of the front according置皿has conductivity, covering the bottom surface, Ri Oh laid possible mounting plate is detachable to the rolling element is mounted, The mounting plate is a combination of a plurality of plate members, and each plate member can be replaced with a plate member having substantially the same shape as the plate member. protrusions are formed, characterized in tare Rukoto.
第1発明又は第2発明にあっては、炭素を含むプラズマ雰囲気中で、載置皿又は攪拌翼が回転することによって、導電性を有する載置皿に載置されている複数の転動体が攪拌される。
攪拌された転動体は、例えば転動体表面の略一点のみを載置皿に接触させた状態で載置皿上を滑走することなく、略ランダムに転動する。
このため、転動体の表面全体が満遍なくプラズマに暴露され、この状態の転動体に負電圧を印加することによって、転動体の表面全体に略均一、均質なDLC膜が成膜される。
In the 1st invention or the 2nd invention , in the plasma atmosphere containing carbon, when a mounting plate or a stirring blade rotates, a plurality of rolling elements mounted on a mounting plate having conductivity are provided. Stir.
For example, the agitated rolling element rolls almost randomly without sliding on the placing plate in a state where only one point on the surface of the rolling member is in contact with the placing plate.
For this reason, the entire surface of the rolling element is uniformly exposed to the plasma, and by applying a negative voltage to the rolling element in this state, a substantially uniform and homogeneous DLC film is formed on the entire surface of the rolling element.
更に、第1発明にあっては、支持筒の内部で回転軸が回転する。回転軸の一端部はモータの出力軸と連結されており、回転軸の他端部は攪拌翼と連結されているため、モータが出力した回転運動が回転軸を介して伝達されて、攪拌翼が回転する。 Furthermore, in the first invention, the rotation shaft rotates inside the support cylinder. Since one end of the rotating shaft is connected to the output shaft of the motor, and the other end of the rotating shaft is connected to the stirring blade, the rotational motion output by the motor is transmitted via the rotating shaft, and the stirring blade Rotates.
また、導電性を有する支持筒の外部で載置皿が支持されており、支持筒に印加された負電圧は、支持筒及び載置皿を介して、載置皿に載置されている転動体に印加される。
ここで、モータの出力軸と連結されている回転軸には直接的に負電圧が印加されないため、絶縁体を用いて回転軸を形成するか、又は、回転軸とモータの出力軸との間に絶縁部材を配することによって、モータに負電圧が印加されることが抑制される。
Further, the mounting tray is supported outside the conductive supporting cylinder, and the negative voltage applied to the supporting cylinder is transferred to the mounting tray via the supporting cylinder and the mounting tray. Applied to moving objects.
Here, since a negative voltage is not directly applied to the rotating shaft connected to the output shaft of the motor, the rotating shaft is formed using an insulator, or between the rotating shaft and the output shaft of the motor. By disposing the insulating member on the negative electrode, it is possible to suppress a negative voltage from being applied to the motor.
更にまた、第1発明にあっては、導電性を有する支持筒の外部で載置皿が着脱可能に支持されている。
同一の載置皿を用いて何度か成膜作業を行なうと、載置皿にDLCが不要に付着する。仮に、載置皿に付着したDLCを放置しておくと、載置皿の導電性が悪化し、転動体に対する成膜不良が生じる。
そこで、DLCが不要に付着した載置皿が支持筒から取り外され、所要の導電性を有する新たな載置皿が支持筒に取り付けられる。
Furthermore, in the first invention, the mounting tray is detachably supported outside the conductive support cylinder.
When the film forming operation is performed several times using the same mounting tray, DLC is unnecessarily attached to the mounting tray. If the DLC adhering to the mounting tray is left unattended, the conductivity of the mounting tray is deteriorated, resulting in film formation defects on the rolling elements.
Therefore, the mounting plate to which DLC is unnecessarily attached is removed from the support tube, and a new mounting plate having required conductivity is attached to the support tube.
一方、第2発明にあっては、支持筒の外部で攪拌翼が支持されている。
また、支持筒の内部で、導電性を有する回転軸が回転する。回転軸の一端部はモータの出力軸と連結されており、回転軸の他端部は載置皿と連結されているため、モータが出力した回転運動が回転軸を介して伝達されて、載置皿が回転する。
回転軸に印加された負電圧は、回転軸及び載置皿を介して、載置皿に載置されている転動体に印加される。
ここで、モータの出力軸と回転軸とは絶縁部材を介して連結されているため、モータに負電圧が印加されることが抑制される。
On the other hand, in the second invention, the stirring blade is supported outside the support cylinder.
Moreover, the rotating shaft which has electroconductivity rotates inside a support cylinder. Since one end of the rotating shaft is connected to the output shaft of the motor, and the other end of the rotating shaft is connected to the mounting tray, the rotational motion output by the motor is transmitted via the rotating shaft and mounted. The tableware rotates.
The negative voltage applied to the rotating shaft is applied to the rolling elements mounted on the mounting plate via the rotating shaft and the mounting plate.
Here, since the output shaft and the rotating shaft of the motor are connected via an insulating member, application of a negative voltage to the motor is suppressed.
更に、第2発明にあっては、一端部が絶縁部材を介してモータの出力軸と連結されている回転軸の他端部が、載置皿と着脱可能に連結されている。
DLCが不要に付着した載置皿は回転軸から取り外され、所要の導電性を有する新たな載置皿が回転軸に取り付けられる。
Furthermore, in the second invention, the other end portion of the rotating shaft whose one end portion is connected to the output shaft of the motor via the insulating member is detachably connected to the mounting tray.
The mounting plate on which DLC is unnecessarily adhered is removed from the rotating shaft, and a new mounting plate having required conductivity is attached to the rotating shaft.
第3発明にあっては、載置皿が、水平面に対して傾斜している状態で支持されている。ここで、載置皿が回転する場合は、載置皿の回転中心軸が、水平面に対して傾斜している必要があり、載置皿が回転しない場合は、載置皿の載置面が水平面に対して傾斜していればよい。
このような載置皿、又は攪拌翼が、炭素を含むプラズマ雰囲気中で回転することによって、導電性を有する載置皿に載置されている転動体が攪拌される。
傾斜した載置皿上で攪拌されて載置皿の上部へ移動した転動体は、重力によって載置皿の下部へ移動する。このため、例えば転動体表面の略一点のみを載置皿に接触させた状態で転動体が載置皿上を滑走するような現象の発生が更に抑制される。
In the third invention, the mounting tray is supported in a state of being inclined with respect to the horizontal plane. Here, when the mounting tray rotates, the rotation center axis of the mounting tray needs to be inclined with respect to the horizontal plane. When the mounting tray does not rotate, the mounting surface of the mounting tray is What is necessary is just to incline with respect to a horizontal surface.
By rotating such a mounting plate or a stirring blade in a plasma atmosphere containing carbon, the rolling elements mounted on the mounting plate having conductivity are stirred.
The rolling element that has been stirred on the inclined mounting plate and moved to the upper portion of the mounting plate moves to the lower portion of the mounting plate by gravity. For this reason, generation | occurrence | production of the phenomenon that a rolling body slides on a mounting plate in the state which made the mounting plate contact only about one point of the rolling-element surface, for example is further suppressed.
仮に、回転する載置皿の回転中心軸が略鉛直であり、載置皿の載置面のみが水平面に対
して傾斜している場合、載置皿の一部は常に下側に、他部は常に上側に配されるため、載置皿の一部に転動体が集合し、転動体のランダムな転動が阻害される。
If the rotation center axis of the rotating mounting plate is substantially vertical and only the mounting surface of the mounting plate is inclined with respect to the horizontal plane, a part of the mounting plate is always on the lower side, Are always arranged on the upper side, so that rolling elements gather on a part of the mounting tray, and random rolling of the rolling elements is hindered.
第4発明にあっては、傾斜回転軸の一端部はモータの出力軸と連結されており、傾斜回転軸の他端部は載置皿と連結されているため、モータが出力した回転運動が傾斜回転軸を介して伝達されて、載置皿が回転する。
傾斜回転軸に印加された負電圧は、傾斜回転軸及び載置皿を介して、載置皿に載置されている転動体に印加される。
ここで、モータの出力軸と傾斜回転軸とは絶縁部材を介して連結されているため、モータに負電圧が印加されることが抑制される。
In the fourth invention, one end portion of the tilt rotation shaft is connected to the output shaft of the motor, and the other end portion of the tilt rotation shaft is connected to the mounting plate. It is transmitted via the inclined rotation shaft, and the mounting tray rotates.
The negative voltage applied to the tilt rotation shaft is applied to the rolling elements mounted on the mounting plate via the tilt rotation shaft and the mounting plate.
Here, since the output shaft of the motor and the inclined rotation shaft are connected via an insulating member, application of a negative voltage to the motor is suppressed.
この傾斜回転軸は、水平面に対して傾斜した状態で配され、載置皿の底面と略垂直に連結されている。即ち、載置皿は、回転中心軸が水平面に対して傾斜した状態で、傾斜している。
このような載置皿が、炭素を含むプラズマ雰囲気中で回転することによって、導電性を有する載置皿に載置されている転動体が転動する。
The inclined rotation shaft is arranged in an inclined state with respect to the horizontal plane, and is connected substantially perpendicularly to the bottom surface of the mounting tray. That is, the mounting tray is tilted with the rotation center axis tilted with respect to the horizontal plane.
When such a mounting plate rotates in a plasma atmosphere containing carbon, the rolling elements mounted on the conductive mounting plate roll.
傾斜した載置皿の回転に伴って載置皿の上部へ移動した転動体は、重力によって載置皿の下部へ移動する。このため、例えば転動体表面の略一点のみを載置皿に接触させた状態で転動体が載置皿上を滑走するような現象の発生が抑制され、転動体は略ランダムに転動する。
以上の結果、転動体の表面全体が満遍なくプラズマに暴露され、この状態の転動体に負電圧を印加することによって、転動体の表面全体に略均一、均質なDLC膜が成膜される。
The rolling elements that have moved to the upper portion of the mounting plate with the rotation of the inclined mounting plate move to the lower portion of the mounting plate by gravity. For this reason, for example, generation | occurrence | production of the phenomenon that a rolling body slides on a mounting plate in the state which contacted only one point of the rolling-element surface with the mounting plate is suppressed, and a rolling member rolls substantially randomly.
As a result, the entire surface of the rolling element is uniformly exposed to the plasma, and by applying a negative voltage to the rolling element in this state, a substantially uniform and homogeneous DLC film is formed on the entire surface of the rolling element.
また、第4発明にあっては、一端部が絶縁部材を介してモータの出力軸と連結されている傾斜回転軸の他端部が、載置皿と着脱可能に連結されている。
DLCが不要に付着した載置皿は傾斜回転軸から取り外され、所要の導電性を有する新たな載置皿が傾斜回転軸に取り付けられる。
Moreover, in the 4th invention, the other end part of the inclination rotating shaft by which one end part is connected with the output shaft of the motor via the insulating member is connected with the mounting plate so that attachment or detachment is possible.
The mounting plate on which DLC is unnecessarily attached is removed from the tilting rotary shaft, and a new mounting plate having required conductivity is attached to the tilting rotary shaft.
更に、第1発明、第2発明、又は第4発明にあっては、着脱可能な載置皿が、複数の部材を組み合わせてなる。各部材は、少なくとも前記載置皿の底面の一部を有する。
同一の載置皿を用いて何度か成膜作業を行なうと、載置皿にDLCが不要に付着するが、この付着の度合いは均一ではない。このため、載置皿に関し、DLCが不要に付着している部材が、略同一形状の新たな部材と取り替えられる。
Furthermore, in the 1st invention, the 2nd invention, or the 4th invention, the mounting tray which can be attached or detached is formed by combining a plurality of members. Each member has at least a part of the bottom surface of the placing plate.
When the film forming operation is performed several times using the same mounting tray, DLC adheres unnecessarily to the mounting tray, but the degree of this deposition is not uniform. For this reason, regarding the mounting plate, the member to which DLC is unnecessarily attached is replaced with a new member having substantially the same shape.
第5発明にあっては、凹条部及び/又は凸部が載置皿の載置面に形成してある。
仮に、凹条部及び/又は凸部が形成されていない場合、例えば複数の転動体が載置皿に載置されているとき、隣り合う転動体同士が略同一部分を接触させた状態で転動する現象が起こりうる。
しかしながら、複数の転動体が個々に凹条部又は凸部に当接し、また、この凹条部に沿って、又は凸部に反射して個々に移動するため、隣り合う転動体同士が自動的に離隔する。又は、仮に接触した状態であっても、略同一部分を接触させた状態で転動する現象が抑制される。
In the fifth invention, the concave strip and / or the convex are formed on the mounting surface of the mounting tray.
If the concave and / or convex portions are not formed, for example, when a plurality of rolling elements are placed on the placing plate, the rolling elements adjacent to each other roll in a state where substantially the same part is in contact. A moving phenomenon can occur.
However, since a plurality of rolling elements individually contact the concave or convex portions and move individually along the concave portions or reflected by the convex portions, adjacent rolling elements are automatically Separate. Or even if it is in the state contacted, the phenomenon which rolls in the state which made the substantially identical part contact is suppressed.
なお、凸部は凸条部でもよいが、仮に、凹条部の代わりに凹部が載置皿の載置面に形成してある場合、転動体が凹部の底部に落ち込んで転動困難となることがある。このため、条部内で、又は条部に沿って転動体が転動可能な凹条部が好適である。 In addition, although a convex part may be a convex part, if the recessed part is formed in the mounting surface of a mounting tray instead of a concave part, a rolling element will fall into the bottom part of a recessed part and will become difficult to roll. Sometimes. For this reason, the concave strip part which a rolling element can roll within a strip or along a strip is suitable.
第6発明にあっては、載置皿の底面に、転動体が載置される載置板が着脱可能に敷いてある。載置板は載置皿の底面を覆うため、載置皿の底面にはDLCが付着しない。また、載置板は導電性を有するため、載置皿の底面を覆っていても、転動体に対する成膜を阻害しない。
同一の載置板が敷いてある載置皿を用いて何度か成膜作業を行なうと、載置板にDLCが不要に付着する。仮に、載置板に付着したDLCを放置しておくと、載置板の導電性が悪化し、転動体に対する成膜不良が生じる。
そこで、DLCが不要に付着した載置板が載置皿から取り外され、所要の導電性を有する新たな載置板が載置皿に取り付けられる。
In the sixth invention, the mounting plate on which the rolling elements are mounted is detachably laid on the bottom surface of the mounting tray. Since the mounting plate covers the bottom surface of the mounting plate, DLC does not adhere to the bottom surface of the mounting plate. Moreover, since a mounting plate has electroconductivity, even if it covers the bottom face of a mounting plate, the film formation with respect to a rolling element is not inhibited.
When a film forming operation is performed several times using a mounting plate on which the same mounting plate is laid, DLC adheres unnecessarily to the mounting plate. If the DLC adhering to the mounting plate is left unattended, the conductivity of the mounting plate is deteriorated, resulting in film formation defects on the rolling elements.
Therefore, the mounting plate to which DLC is unnecessarily attached is removed from the mounting plate, and a new mounting plate having required conductivity is attached to the mounting plate.
また、第6発明にあっては、載置皿の底面を覆う着脱可能な載置板が、複数の板部材を組み合わせてなる。
同一の載置板が敷いてある載置皿を用いて何度か成膜作業を行なうと、載置板にDLCが不要に付着するが、この付着の度合いは均一ではない。このため、載置板に関し、DLCが不要に付着している板部材が、略同一形状の新たな板部材と取り替えられる。
Moreover, in the sixth invention, the detachable mounting plate that covers the bottom surface of the mounting tray is formed by combining a plurality of plate members.
When a film forming operation is performed several times using a mounting plate on which the same mounting plate is laid, DLC adheres unnecessarily to the mounting plate, but the degree of this adhesion is not uniform. For this reason, regarding the mounting plate, the plate member to which DLC is unnecessarily attached is replaced with a new plate member having substantially the same shape.
更に、第6発明にあっては、凹条部及び/又は凸部が、載置皿の底面を覆う載置板に形成してある。
この結果、複数の転動体が個々に凹条部又は凸部に当接し、また、この凹条部に沿って、又は凸部に反射して個々に移動するため、隣り合う転動体同士が自動的に離隔する。又は、仮に接触した状態であっても、略同一部分を接触させた状態で転動する現象が抑制される。なお、凸部は凸条部でもよい。
Furthermore, in the sixth invention, the concave strip portion and / or the convex portion are formed on the mounting plate that covers the bottom surface of the mounting tray.
As a result, a plurality of rolling elements abut against the concave or convex portions individually and move individually along the concave portions or reflected by the convex portions. Separate. Or even if it is in the state contacted, the phenomenon which rolls in the state which made the substantially identical part contact is suppressed. In addition, a convex part may be sufficient as a convex part.
第1発明又は第2発明のDLC成膜装置による場合、載置皿に載置されている転動体を攪拌翼で攪拌するため、転動体をランダムに転動させて、転動体の表面全体に略均一、均質なDLC膜を成膜することができる。
この結果、成膜された転動体表面の硬度、摺動性、転動性、耐摩耗性等を満遍なく向上させることができる。
更に、転動体に対する成膜の際に、転動体を分割する必要がないため、転動体の表面の連続性、円滑性等が低下することを防止することができる。また、一般に、このような転動体はボールねじのねじ軸のように長尺ではないため、小型のDLC成膜装置で転動体に成膜することができる。
In the case of the DLC film forming apparatus of the first invention or the second invention , in order to agitate the rolling elements mounted on the mounting tray with the stirring blade, the rolling elements are randomly rolled to the entire surface of the rolling elements. A substantially uniform and homogeneous DLC film can be formed.
As a result, the hardness, slidability, rolling property, wear resistance and the like of the surface of the formed rolling element can be improved evenly.
Furthermore, since it is not necessary to divide the rolling element when forming a film on the rolling element, it is possible to prevent the surface continuity, smoothness, and the like of the rolling element from being lowered. In general, since such a rolling element is not as long as the screw shaft of a ball screw, it is possible to form a film on the rolling element with a small DLC film forming apparatus.
更にまた、第1発明のDLC成膜装置による場合、モータの出力軸に連結されている回転軸と攪拌翼とが連結してあるため、簡易な構成で攪拌翼を回転させることができる。
また、載置皿を支持する支持筒を介して転動体に負電圧を印加することができ、しかも、モータの出力軸と連結されている回転軸には直接的に負電圧が印加されないため、モータに負電圧が印加されることを抑制することができる。
Furthermore, in the case of the DLC film forming apparatus according to the first aspect of the present invention , since the rotating shaft connected to the output shaft of the motor and the stirring blade are connected, the stirring blade can be rotated with a simple configuration.
In addition, a negative voltage can be applied to the rolling elements via the support cylinder that supports the mounting tray, and because the negative voltage is not directly applied to the rotating shaft connected to the output shaft of the motor, Application of a negative voltage to the motor can be suppressed.
更に、第1発明のDLC成膜装置による場合、載置皿が着脱可能であるため、DLCが不要に付着した載置皿を支持筒から取り外し、所要の導電性を有する新たな載置皿を支持筒に取り付けることができる。この結果、載置皿の導電性の悪化を抑制することができるため、転動体に良好に成膜することができる。 Furthermore, in the case of the DLC film forming apparatus according to the first aspect of the invention, since the mounting tray is detachable, the mounting tray on which DLC is unnecessarily attached is removed from the support tube, and a new mounting tray having the required conductivity is obtained. It can be attached to a support tube. As a result, since the deterioration of the conductivity of the mounting tray can be suppressed, a film can be favorably formed on the rolling elements.
一方、第2発明のDLC成膜装置による場合、モータの出力軸に連結されている回転軸と載置皿とが連結してあるため、簡易な構成で載置皿を回転させることができる。
また、載置皿と連結されている回転軸を介して転動体に負電圧を印加することができ、しかも、モータの出力軸と回転軸とが絶縁部材を介して連結されているため、モータに負電圧が印加されることを抑制することができる。
On the other hand, in the case of the DLC film forming apparatus according to the second aspect of the invention , since the rotary shaft connected to the output shaft of the motor and the mounting plate are connected, the mounting plate can be rotated with a simple configuration.
In addition, a negative voltage can be applied to the rolling element via a rotating shaft connected to the mounting tray, and the motor output shaft and the rotating shaft are connected via an insulating member, so that the motor It is possible to suppress a negative voltage from being applied.
更に、第2発明のDLC成膜装置による場合、載置皿が着脱可能であるため、DLCが不要に付着した載置皿を回転軸から取り外し、所要の導電性を有する新たな載置皿を回転軸に取り付けることができる。この結果、載置皿の導電性の悪化を抑制することができるため、転動体に良好に成膜することができる。 Furthermore, in the case of the DLC film forming apparatus according to the second aspect of the invention, the mounting tray can be attached and detached. Can be attached to a rotating shaft. As a result, since the deterioration of the conductivity of the mounting tray can be suppressed, a film can be favorably formed on the rolling elements.
第3発明のDLC成膜装置による場合、傾斜した載置皿に載置されている転動体を攪拌翼で攪拌するため、転動体を更にランダムに転動させることができ、転動体の表面全体に略均一、均質なDLC膜を成膜することができる。 In the case of the DLC film forming apparatus according to the third aspect of the invention, since the rolling elements mounted on the inclined mounting tray are agitated by the stirring blade, the rolling elements can be further randomly rolled, and the entire surface of the rolling elements A substantially uniform and homogeneous DLC film can be formed.
第4発明のDLC成膜装置による場合、傾斜した載置皿を回転させるため、載置皿に載置されている転動体をランダムに転動させて、転動体の表面全体に略均一、均質なDLC膜を成膜することができる。
この結果、成膜された転動体表面の硬度、摺動性、転動性、耐摩耗性等を満遍なく向上させることができる。
更に、転動体に対する成膜の際に、転動体を分割する必要がないため、転動体の表面の連続性、円滑性等が低下することを防止することができる。また、一般に、このような転動体はボールねじのねじ軸のように長尺ではないため、小型のDLC成膜装置で転動体に成膜することができる。
In the case of the DLC film forming apparatus according to the fourth aspect of the invention, in order to rotate the inclined mounting tray, the rolling elements placed on the mounting tray are randomly rolled, and the entire surface of the rolling elements is substantially uniform and homogeneous. A suitable DLC film can be formed.
As a result, the hardness, slidability, rolling property, wear resistance and the like of the surface of the formed rolling element can be improved evenly.
Furthermore, since it is not necessary to divide the rolling element when forming a film on the rolling element, it is possible to prevent the surface continuity, smoothness, and the like of the rolling element from being lowered. In general, since such a rolling element is not as long as the screw shaft of a ball screw, it is possible to form a film on the rolling element with a small DLC film forming apparatus.
また、モータの出力軸に連結されている傾斜回転軸と載置皿とが連結してあるため、簡易な構成で載置皿を回転させることができる。
更に、載置皿と連結されている傾斜回転軸を介して転動体に負電圧を印加することができ、しかも、モータの出力軸と傾斜回転軸とが絶縁部材を介して連結されているため、モータに負電圧が印加されることを抑制することができる。
In addition, since the inclined rotation shaft connected to the output shaft of the motor and the mounting plate are connected, the mounting plate can be rotated with a simple configuration.
Furthermore, a negative voltage can be applied to the rolling element via the inclined rotating shaft connected to the mounting tray, and the motor output shaft and the inclined rotating shaft are connected via an insulating member. The negative voltage applied to the motor can be suppressed.
また、第4発明のDLC成膜装置による場合、載置皿が着脱可能であるため、DLCが不要に付着した載置皿を傾斜回転軸から取り外し、所要の導電性を有する新たな載置皿を傾斜回転軸に取り付けることができる。この結果、載置皿の導電性の悪化を抑制することができるため、転動体に良好に成膜することができる。 Further, in the case of the DLC film forming apparatus according to the fourth aspect of the invention, since the mounting tray is detachable, the mounting tray to which DLC is unnecessarily attached is removed from the inclined rotation shaft, and a new mounting tray having the required conductivity is obtained. Can be attached to the inclined rotation shaft. As a result, since the deterioration of the conductivity of the mounting tray can be suppressed, a film can be favorably formed on the rolling elements.
更に、第1発明、第2発明、又は第4発明のDLC成膜装置による場合、載置皿に関し、DLCが不要に付着している部材のみを、略同一形状の新たな部材と取り替えることができるため、載置皿全体を取り替える無駄を生じることなく、所要の導電性を有する新たな載置皿を用いることができる。この結果、載置皿の導電性の悪化を効率よく抑制することができる。 Furthermore, in the case of the DLC film forming apparatus of the first invention, the second invention, or the fourth invention, only the member to which DLC is unnecessarily attached can be replaced with a new member having substantially the same shape. Therefore, it is possible to use a new mounting tray having required conductivity without causing waste of replacing the entire mounting tray. As a result, the deterioration of the conductivity of the mounting tray can be efficiently suppressed.
第5発明のDLC成膜装置による場合、載置皿の載置面に形成してある凹条部及び/又は凸部に転動体が自動的に当接、反射等することによって、転動体を更にランダムに転動させることができ、転動体の表面全体に略均一、均質なDLC膜を成膜することができる。 In the case of the DLC film forming apparatus according to the fifth aspect of the present invention, the rolling element is automatically brought into contact with, reflected from, or the like on the concave strip portion and / or the convex portion formed on the mounting surface of the mounting tray. Furthermore, it can be made to roll randomly, and a substantially uniform and homogeneous DLC film can be formed on the entire surface of the rolling element.
第6発明のDLC成膜装置による場合、載置皿の底面を覆う載置板が着脱可能であるため、DLCが不要に付着した載置板を載置皿から取り外し、所要の導電性を有する新たな載置板を載置皿に取り付けることができる。この結果、載置板の導電性の悪化を抑制することができるため、転動体に良好に成膜することができる。また、転動体が載置される載置板が取り替え可能であるため、DLCが付着しても転動体の成膜状況に悪影響を及ぼさない載置皿全体を取り替える必要がない。即ち取り替えの無駄を省くことができる。 In the case of the DLC film forming apparatus according to the sixth aspect of the invention, since the mounting plate that covers the bottom surface of the mounting plate is detachable, the mounting plate to which DLC is unnecessarily attached is removed from the mounting plate and has the required conductivity. A new mounting plate can be attached to the mounting tray. As a result, since the deterioration of the conductivity of the mounting plate can be suppressed, the film can be satisfactorily formed on the rolling elements. In addition, since the mounting plate on which the rolling element is mounted can be replaced, it is not necessary to replace the entire mounting plate that does not adversely affect the film formation state of the rolling element even if DLC adheres. In other words, waste of replacement can be eliminated.
更に、第6発明のDLC成膜装置による場合、載置皿の底面を覆う載置板に関し、DLCが不要に付着している板部材のみを、略同一形状の新たな板部材と取り替えることができるため、載置板全体を取り替える無駄を生じることなく、所要の導電性を有する新たな載置板を用いることができる。この結果、載置板の導電性の悪化を効率よく抑制することができる。 Furthermore, in the DLC film forming apparatus according to the sixth aspect of the present invention, only the plate member to which DLC is unnecessarily attached can be replaced with a new plate member having substantially the same shape with respect to the mounting plate covering the bottom surface of the mounting plate. Therefore, a new mounting plate having required conductivity can be used without waste of replacing the entire mounting plate. As a result, the deterioration of the conductivity of the mounting plate can be efficiently suppressed.
更にまた、第6発明のDLC成膜装置による場合、載置皿の底面を覆う載置板に形成してある凹条部及び/又は凸部に転動体が自動的に当接、反射等することによって、転動体を更にランダムに転動させることができ、転動体の表面全体に略均一、均質なDLC膜を成膜することができる。 Furthermore, in the case of the DLC film forming apparatus according to the sixth aspect of the invention, the rolling elements automatically come into contact with, reflect, or the like on the concave portions and / or convex portions formed on the mounting plate that covers the bottom surface of the mounting tray. As a result, the rolling elements can be rolled more randomly, and a substantially uniform and homogeneous DLC film can be formed on the entire surface of the rolling elements.
以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
実施の形態 1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るDLC成膜装置1の構成を示す縦断面図である。
また、図2は、DLC成膜装置1が備える載置皿21及び攪拌翼31近傍の構成を示す縦断面図であり、図3は、同じく平面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a DLC
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration in the vicinity of the mounting
鋼球Bは、炭素鋼を用いてなる外径約10mmの転動体である。複数の鋼球B,B,…の表面全体にDLC膜を成膜すべく、DLC成膜装置1は、炭素を含むプラズマ雰囲気中で転動自在に保持された鋼球B,B,…を略ランダムに転動させつつ、鋼球B,B,…に負電圧を印加する。
このために、DLC成膜装置1は、図1に示すように、真空排気装置61によって内部の気体が排出され、ガス流入装置62によって、炭素を含む原料ガスが供給されるチャンバC1を備える。
The steel ball B is a rolling element made of carbon steel and having an outer diameter of about 10 mm. In order to form a DLC film on the entire surface of the plurality of steel balls B, B,..., The DLC
For this purpose, as shown in FIG. 1, the DLC
チャンバC1は、略水平な天板及び載置板、並びに4枚の側板で構成されている密封容器であり、例えばアルゴンガスのような不活性ガスによって内部を洗浄されてから、メタンガス、アセチレンガス、トルエンガス等の原料ガスを供給される。
このような原料ガスはチャンバC1へ連続的に供給される。そして、後述するようにRF(高周波)パルス及びパルス状の負電圧が印加されることによって、チャンバC1内でプラズマが発生し、各鋼球Bの表面にDLCが堆積する。
The chamber C1 is a sealed container composed of a substantially horizontal top plate, a mounting plate, and four side plates. For example, the chamber C1 is cleaned with an inert gas such as argon gas, and then methane gas, acetylene gas is used. A source gas such as toluene gas is supplied.
Such source gas is continuously supplied to the chamber C1. Then, as described later, an RF (radio frequency) pulse and a pulse-like negative voltage are applied to generate plasma in the chamber C1, and DLC is deposited on the surface of each steel ball B.
チャンバC1の中央部には、導電性を有する載置皿21が配されている。載置皿21は、基材としての鋼球B,B,…を転動自在に保持する基材ホルダであって、本実施の形態においてはステンレスを用いてなり、図2及び図3に示すように、約200mmの直径を有する平面視円形状の略平坦な載置面21aと、載置面21aの周縁から立ち上がる平面視円環状の側壁21bとを備える。
A
載置皿21の載置面21aは略水平に配され、載置面21aには鋼球B,B,…が載置される。載置皿21に載置すべき鋼球B,B,…の個数は、載置面21aに対する鋼球B,B,…の投影面積が、載置面21aの面積の30%以下を占める程度の個数が好ましい。仮に、30%を上回る場合は鋼球B,B,…同士が互いに接触又は接近することが多くなり、各鋼球Bの周辺にプラズマが回りきらないため、鋼球B,B,…の表面全体に均一、均質なDLC膜が成膜され難くなる。
The mounting surface 21a of the mounting
載置面21a上の鋼球B,B,…のランダムな転動を促進するために、図1〜図3に示すように、載置皿21内部には、載置皿21に載置されている鋼球B,B,…を載置面21aの周方向(図3中白抜矢符方向)に攪拌するステンレス製の攪拌翼31が、載置面21aから僅かに上方に離隔して配されている。
具体的には、攪拌翼31は、ステンレス製の略鉛直な回転軸41の下端部外周面に、略水平に配された4本の矩形棒材311,311,…の各基端部を溶接してなる平面視十字状の回転部材である。対向する2本の矩形棒材311,311の先端部同士の距離は載置
面21aの直径よりも僅かに短く、また、回転軸41の下端部は載置面21aの中心点の上方に離隔配置されているため、回転軸41及び攪拌翼31が載置皿21に摺動することはない。
In order to promote random rolling of the steel balls B, B,... On the mounting surface 21a, the mounting
Specifically, the stirring
攪拌翼31の矩形棒材311,311,…によって、載置皿21は4個の区画に分割されるため、これらの区画に鋼球B,B,…が略均等に配分されていることが望ましい。なお、形状、寸法、材質等が異なる転動体(例えば鋼球B,B,…と、鋼球Bより小さい複数の鋼球と)を、区画毎に配分してもよい。
The mounting
攪拌翼31に攪拌される鋼球B,B,…のランダムな転動を更に促進するために、載置皿21の載置面21aには、互いに略平行な2本のV字溝D,Dが形成されている。V字溝D,Dは載置面21aの中心点の両側に配されている凹条部であり、各V字溝Dの幅は鋼球Bの直径よりも充分に短い。このため、鋼球BはV字溝D内に落ち込むことなく、V字溝Dを乗り越え、又は、V字溝Dに沿って、転動可能である。
In order to further promote the random rolling of the steel balls B, B,... Stirred by the stirring
例えば、図3に示すように、互いに隣接して転動している鋼球B,Bの内、一方の鋼球BのみがV字溝D上に位置した場合、攪拌翼31の回転に伴い、V字溝D上の鋼球BはV字溝Dに沿って直進するが、他方のV字溝Dは円弧状に進行するため、隣接していた鋼球B,Bが離隔し、互いに接触していた部分がプラズマ雰囲気に暴露される。
For example, as shown in FIG. 3, when only one of the steel balls B, B rolling adjacent to each other is positioned on the V-shaped groove D, the stirring
仮に、V字溝D,Dが形成されていない場合、鋼球B,Bは互いに接触したまま円弧状の転動を継続することがあり、互いに接触している部分がプラズマ雰囲気に暴露され難く、この部分にDLC膜が成膜されないことがある。
なお、V字溝Dに限らず、他の形状の凹条部及び/又は凸部(例えば転動する鋼球Bが乗り越え可能な逆V字状の凸条部)が載置面21aに形成されていてもよいが、攪拌翼31の回転を阻害しないために、凸部よりは凹条部が好ましい。
If the V-shaped grooves D and D are not formed, the steel balls B and B may continue to roll in an arc shape while being in contact with each other, and the portions in contact with each other are not easily exposed to the plasma atmosphere. The DLC film may not be formed on this part.
In addition, not only the V-shaped groove D but other shapes of concave stripes and / or convex parts (for example, inverted V-shaped convex stripes on which the rolling steel balls B can get over) are formed on the mounting surface 21a. However, in order not to inhibit the rotation of the
前述のようにして下端部が攪拌翼31と連結されている回転軸41は、図1に示すように、回転軸41の上端部が、継ぎ手11を介して、電動モータM1の出力軸と連結されている。電動モータM1は、毎分数回転の回転運動を出力する。
回転軸41と電動モータM1の出力軸とは略一直線上に配されており、継ぎ手11は、回転軸41の上端部と電動モータM1の出力軸とを連結するナイロン製のカップリングであって、絶縁部材としての機能を有する。即ち、継ぎ手11は、導電性を有する回転軸41に漏電した電力が、出力軸を介して電動モータM1へ更に漏電して電動モータM1に悪影響を与えることを防止している。
As shown in FIG. 1, the rotating
The
電動モータM1が出力した回転運動を、継ぎ手11及び回転軸41を介して伝達されることによって、攪拌翼31は毎分数回転で回転して鋼球B,B,…を攪拌する。
The rotating motion output by the electric motor M1 is transmitted through the joint 11 and the
ここで、チャンバC1天板外面には、外筒641が略鉛直に立設されており、電動モータM1は、外筒641の上端部に、取付フランジ642を介して取り付けられている。電動モータM1の出力軸及び回転軸41夫々は、外筒641の内部に配されている。
Here, an
この外筒641内部には支持筒51が略鉛直に配されており、回転軸41は、両端部が支持筒51の両端開口から突出するよう配されて、支持筒51内部で回転可能に支持されている。支持筒51はステンレス製であって導電性を有し、支持筒51の軸長方向を略鉛直方向に配して、チャンバC1の天板を貫通した状態で、チャンバC1に取り付けられている。このため、支持筒51の上端部はチャンバC1の外部に配され、支持筒51の下端部はチャンバC1の内部に配されている。図2に示すように、支持筒51の下端部には、回転軸41が挿通されている円筒部材511の上端部がネジ留めされている。
A
図1に示すように、回転軸41の外周面と支持筒51の上部内周面との間にOリング631を配することによって、回転軸41と支持筒51との空隙は密閉されており、回転軸41はOリング631に摺動しつつ回転する。また、支持筒51の外周面と、チャンバC1天板の内面及び外面夫々との間にOリング632,632を配することによって、支持筒51とチャンバC1との空隙は密閉されている。以上の結果、支持筒51がチャンバC1の天板を貫通していることによってチャンバC1に対し気体が流入出することはない。
As shown in FIG. 1, by arranging an O-
図2及び図3に示すように、載置皿21の側壁21bには、載置面21aの周縁を4等分する位置に、4個の支持部材211,211,…の一端部が着脱可能にネジ留めされている。このため、載置皿21は支持部材211,211,…に対して取り付け及び取り外しが容易である。
各支持部材211は、矩形平板を変形Z字状に折り曲げてなり、各支持部材211の他端部は、円筒部材511の下端部にネジ留めされている。
As shown in FIGS. 2 and 3, one end of four
Each
このような支持部材211,211,…は載置皿21を、載置面21aを略水平にした状態でチャンバC1内に、着脱可能に吊り下げ支持している。つまり、支持筒51は、円筒部材511及び支持部材211,211,…を介して、支持筒51の外部で載置皿21を着脱可能に支持している。
円筒部材511、支持部材211,211,…及び支持部材211,211,…をネジ留めするネジは、夫々ステンレス製であって、導電性を有する。
These supporting
The screws for fastening the
鋼球B,B,…に印加すべき負電圧は、支持筒51に印加され、支持筒51、円筒部材511、支持部材211,211,…及び載置皿21を介して、鋼球B,B,…に印加される。つまり、支持筒51、円筒部材511、支持部材211,211,…及び載置皿21は、チャンバC1外部からチャンバC1内部の鋼球B,B,…に負電圧を印加するためのフィードスルー(電流導入端子)としても機能する。
また、本実施の形態では、原料ガスをプラズマにするためのRFパルスも支持筒51に印加される。
A negative voltage to be applied to the steel balls B, B,... Is applied to the
In the present embodiment, an RF pulse for making the source gas into plasma is also applied to the
このために、支持筒51には、重畳整合回路70を介してパルスRF電源71とパルス電源72とが電気的に接続されており、パルスRF電源71が出力するプラズマ発生用のRFパルスと、パルス電源72が出力する負の高電圧パルスとが、鋼球B,B,…に対して重畳的に印加されるようにしてある。
重畳整合回路70は、パルスRF電源71及びパルス電源72夫々の出力を制御する制御部を備え、パルスRF電源71とパルス電源72との相互干渉を防止し、また、パルスRF電源71と鋼球B,B,…とのインピーダンスを整合するように構成されている。
For this purpose, a pulse
The
以上のようなDLC成膜装置1においては、載置皿21に対して相対的に回転する攪拌翼31と、V字溝D,Dとによって、各鋼球Bが自公転し、載置皿21及び他の鋼球Bとの接触点を連続的且つ略ランダムに変化させて転動する。このため、各鋼球Bの表面が満遍なくプラズマ雰囲気に暴露され、所定の成膜条件下で、各鋼球Bの表面全体に、厚さ約1.0μmの略均一、均質なDLC膜が成膜される。
なお、DLC膜の膜厚は、成膜条件を変更することによって、0.2μ〜2.0μmの範囲で変更することが可能である。
In the DLC
The film thickness of the DLC film can be changed in the range of 0.2 μm to 2.0 μm by changing the film forming conditions.
また、載置皿21は取り付け及び取り外しが容易であるため、同一の載置皿21を使用して成膜作業を繰り返した後、作業者は、DLCが不要に付着した載置皿21を、新たな載置皿21と取り替える。この結果、載置皿21の導電性が向上されるため、鋼球B,B,…に対する成膜不良が抑制される。
In addition, since the mounting
実施の形態 2.
図4は、本発明の実施の形態2に係るDLC成膜装置が備える載置皿22及び攪拌翼31近傍の構成を示す縦断面図である。
実施の形態1のDLC成膜装置1においては、載置皿21は、載置面21aが略水平となるよう支持部材211,211,…によって吊り下げ支持されていたが、本実施の形態のDLC成膜装置においては、載置皿22は、水平面に対して傾斜した状態で支持されている。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a configuration in the vicinity of the mounting
In the DLC
載置皿22、載置皿22の載置面22a及び側壁22b、並びに支持部材221,221,…は、実施の形態1の載置皿21、載置皿21の載置面21a及び側壁21b、並びに支持部材211,211,…に対応する。
ただし、支持部材221,221,…は、載置皿22を、載置面22aが水平面に対して僅かに傾斜した状態で吊り下げ支持している。
このため、攪拌翼31の回転に伴って、傾斜の上側に移動した鋼球Bは、重力によって自然と傾斜の下側へ移動するため、鋼球B,B,…のランダムな転動が更に促進される。
The mounting
However, the supporting
For this reason, since the steel ball B that has moved to the upper side of the inclination naturally moves to the lower side of the inclination due to gravity as the stirring
ところで、載置面22aに形成されているV字溝D,Dの長手方向は、載置面22aの傾斜方向と交差する方向に配される。このため、例えば前述のように重力によって移動する鋼球Bが、傾斜の上側から下側へ真っ直ぐ移動することなく、V字溝Dに沿って斜めに移動することがあり、鋼球B,B,…のランダムな転動が促進される。
仮に、V字溝D,Dの長手方向を載置面22aの傾斜方向に沿って配した場合は、鋼球B,B,…はV字溝D,Dが形成されていない場合と略同様の動きをする。
By the way, the longitudinal direction of the V-shaped grooves D and D formed on the mounting surface 22a is arranged in a direction crossing the inclination direction of the mounting surface 22a. For this reason, for example, the steel ball B that moves by gravity as described above may move obliquely along the V-shaped groove D without moving straight from the upper side to the lower side of the inclination. , ... random rolling is promoted.
If the longitudinal direction of the V-shaped grooves D, D is arranged along the inclination direction of the mounting surface 22a, the steel balls B, B,... Are substantially the same as when the V-shaped grooves D, D are not formed. To move.
その他、実施の形態1に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。 Other parts corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
以上のようなDLC成膜装置においても、各鋼球Bの表面全体に略均一、均質なDLC膜が成膜される。また、DLCが不要に付着した載置皿22を適宜のタイミングで新たな載置皿22に取り替えることが可能である。
In the DLC film forming apparatus as described above, a substantially uniform and homogeneous DLC film is formed on the entire surface of each steel ball B. Moreover, it is possible to replace the mounting
実施の形態 3.
図5は、本発明の実施の形態3に係るDLC成膜装置が備える載置皿21及び攪拌翼33近傍の構成を示す縦断面図であり、図6は、同じく平面図である。
実施の形態1,2のDLC成膜装置1が備える攪拌翼31は十字状であったが、DLC成膜装置が備えるべき攪拌翼の形状は、十字状に限定されるものではない。このため、本実施の形態においては、他の形状の攪拌翼を例示する。
Embodiment 3. FIG.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the configuration in the vicinity of the mounting
Although the
本実施の形態のDLC成膜装置は、実施の形態1の攪拌翼31及び回転軸41に夫々対応する攪拌翼33及び回転軸43を備える。
攪拌翼33は、回転軸43の下端面に、略水平に配された1本の矩形棒材331の中心部を溶接し、更に、矩形棒材331の両端部下面に、略水平に配された4本の矩形棒材332,332,…の上面を溶接してなる回転部材である。攪拌翼33の平面視の形状は、回転軸43を中心とする点対称形状である。
The DLC film forming apparatus of the present embodiment includes a
The stirring
矩形棒材331,332,332,…及び回転軸43は、載置皿21から夫々適長離隔配置されている。
矩形棒材331の下面と載置面21aとの離隔距離は鋼球Bの直径よりも大きいため、矩形棒材331は鋼球B,B,…に当接しない。
一方、矩形棒材332,332,…の下面と載置面21aとの離隔距離は鋼球Bの直径よりも小さい。即ち、矩形棒材332,332,…が鋼球B,B,…に当接することによ
って、攪拌翼33は、図6中白抜矢符方向の回転に伴い、鋼球B,B,…を攪拌する。
このような攪拌翼33は載置皿21を複数の区画に分割しないため、鋼球B,B,…は、載置皿21内を更に自由に移動する。
The
Since the separation distance between the lower surface of the
On the other hand, the separation distance between the lower surface of the
Since such a
その他、実施の形態1,2に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。 Other parts corresponding to those of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
以上のようなDLC成膜装置においても、各鋼球Bの表面全体に略均一、均質なDLC膜が成膜される。 In the DLC film forming apparatus as described above, a substantially uniform and homogeneous DLC film is formed on the entire surface of each steel ball B.
実施の形態 4.
図7は、本発明の実施の形態4に係るDLC成膜装置100の構成を示す縦断面図であり、図8は、本発明の実施の形態4に係るDLC成膜装置100が備える電動モータM4近傍の構成を示す側面図である。
また、図9は、DLC成膜装置100が備える載置皿24及び攪拌翼34近傍の構成を示す縦断面図であり、図10は、同じく平面図である。更に詳細には、図9は、図10に示すA−B線の断面図である。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a DLC
Moreover, FIG. 9 is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the mounting
本実施の形態のDLC成膜装置100は、実施の形態1のDLC成膜装置1と同様、複数の鋼球B,B,…の表面全体にDLC膜を成膜すべく、炭素を含むプラズマ雰囲気中で転動自在に保持された鋼球B,B,…を略ランダムに転動させつつ、鋼球B,B,…に負電圧を印加する。
Like the DLC
このために、DLC成膜装置100は、図7に示すように、図示しない真空排気装置によって内部の気体が排出され、図示しないガス流入装置によって、炭素を含む原料ガスが供給される金属製のチャンバC4を備える。
チャンバC4は、実施の形態1のチャンバC1同様、略水平な天板及び載置板、並びに4枚の側板で構成されている密封容器であり、例えばアルゴンガスのような不活性ガスによって内部を洗浄されてから、メタンガス、アセチレンガス、トルエンガス等の原料ガスを供給される。
For this purpose, as shown in FIG. 7, the DLC
The chamber C4 is a sealed container composed of a substantially horizontal top plate and mounting plate and four side plates, similar to the chamber C1 of the first embodiment. The chamber C4 is surrounded by an inert gas such as argon gas. After the cleaning, raw material gases such as methane gas, acetylene gas, and toluene gas are supplied.
チャンバC4の中央部には、導電性を有する載置皿24が配されている。載置皿24は、基材としての鋼球B,B,…を転動自在に保持する基材ホルダであって、本実施の形態においてはステンレスを用いてなり、図7、図9及び図10に示すように載置面24aと側壁24bとを備える。
載置面24a上の鋼球B,B,…のランダムな転動を促進するために、載置皿24内部には、載置皿24に載置されている鋼球B,B,…を載置面24aの周方向(図10中白抜矢符方向)に攪拌する攪拌翼34が配されている。
このような載置皿24及び攪拌翼34は、実施の形態1の載置皿21及び攪拌翼31と略同様である。
In the central portion of the chamber C4, a
In order to promote the random rolling of the steel balls B, B,... On the mounting
Such a mounting
ただし、実施の形態1においては載置皿21が支持筒51に固定支持され、攪拌翼31が、支持筒51内部で回転する回転軸41に連結されて回転する構成であったが、本実施の形態においては、攪拌翼34が支持筒54に固定支持され、載置皿24が支持筒54内部で回転する回転軸44に着脱可能に連結されて回転する構成である。
However, in the first embodiment, the mounting
このために、実施の形態1の支持筒51の下端は載置皿21の載置面21aから大きく離隔していたが、本実施の形態の支持筒54の下端は載置皿24の載置面24aに接近配置されている。また、実施の形態1の回転軸41の下端は載置皿21の載置面21aから僅かに離隔していたが、本実施の形態の回転軸44の下端は載置皿24の載置面24aの
中心部に略垂直に、着脱可能にネジ留めされている。この結果、載置皿24は回転軸44に対して取り付け及び取り外しが容易である。
For this reason, the lower end of the
また、攪拌翼31と攪拌翼34とは、作用及び効果は略同じであるが、形状及び寸法が大きく異なる。
具体的には、攪拌翼34は、中心部に孔を有し、更に、羽根部341,341と羽根部342,342とを有する平面視十字状の部材が、ステンレス製の略鉛直な支持筒54の下端部外周面に外嵌及び溶接されてなる。
羽根部341,341は、支持筒54を中心に対向配置されている。各羽根部341の先端と載置皿24の側壁24b内面とは鋼球Bの外径よりも僅かに長く離隔されており、各羽根部341の先端と側壁24b内面との間が、1個の鋼球Bが通過可能な鋼球通路W1 となるようにしてある。
In addition, the stirring
Specifically, the stirring
The
また、羽根部342,342は、羽根部341,341から約90°離隔して、支持筒54を中心に対向配置されており、各羽根部342の中途には、鋼球Bの外径よりも僅かに長い高さ及び幅(ここでは載置面24aの径方向の長さ)を有するアーチ部34aが形成されている。このアーチ部34aの内側は、1個の鋼球Bが通過可能な鋼球通路W2 となる。
以上のような羽根部341,341,342,342の側面は、鋼球B,B,…を鋼球通路W1 ,W2 へ案内する案内面としての機能も有する。
Further, the
The side surfaces of the
各羽根部342の先端と載置皿24の側壁24b内面と、並びに、羽根部341,341,342,342夫々の最下面及び支持筒54の下端夫々と載置皿24の載置面24aとは、僅かに離隔している。このため、支持筒54及び攪拌翼34に対して載置皿24が摺動することはない。
The tip of each
回転軸44の両端部は、支持筒54の両端開口から突出しており、支持筒54の下端開口から僅かに突出している回転軸44の下端部は、前述のように、載置皿24と連結されている。
Both end portions of the
一方、支持筒54の上端開口から突出している回転軸44の最上端部には、図7及び図8に示すように、歯数が100の絶縁歯車12が外嵌してあり、この絶縁歯車12と、歯数が50の絶縁歯車13とが噛合している。更に、この絶縁歯車13が、電動モータM4の出力軸に外嵌してある。ここで、電動モータM4の出力軸と回転軸44とは略平行に配されている。電動モータM4はブラシレスDCモータを用いてなり、毎分数回転の回転運動を出力する。
On the other hand, as shown in FIGS. 7 and 8, an insulating
絶縁歯車12,13夫々はナイロン製の絶縁部材である。つまり、回転軸44は、上端部が、絶縁部材である絶縁歯車12,13を介して電動モータM4の出力軸と連結されている。
回転軸44と電動モータM4との間に絶縁歯車12,13が介在しているため、導電性を有する回転軸44に通電された電力が、出力軸を介して電動モータM4へ漏電して電動モータM4に悪影響を与えることが防止されている。
The insulating gears 12 and 13 are nylon insulating members. That is, the rotating
Since the
電動モータM4が出力した回転運動を、絶縁歯車12,13及び回転軸44を介して伝達されることによって、載置皿24は毎分数回転で回転する。この結果、攪拌翼34が載置皿24に対して相対回転して、鋼球B,B,…を攪拌する。
攪拌された鋼球B,B,…は、各羽根部341と羽根部342との間で転動し、また、例えば互いに接触して転動する鋼球B,Bが、他の鋼球Bに押されたり羽根部341,341,342,342の側面に案内されたりして1個ずつ鋼球通路W1 ,W2 を通過する
ことによって離隔するため、鋼球B,B,…のランダムな転動が促進される。
By transmitting the rotational motion output by the electric motor M4 via the insulating
The stirred steel balls B, B,... Roll between the
ところで、チャンバC4天板には、内部に回転軸44が配された支持筒54が挿通されている開口が形成されており、この開口の周縁部の天板外面側に、外筒651が略鉛直に立設されている。
By the way, the chamber C4 top plate is formed with an opening through which a
チャンバC4天板と支持筒54との空隙を密封するために、金属板を用いてなる保護カバー652が備えられている。保護カバー652は、中央部に支持筒54が貫通する孔が形成されており、この孔の周縁部と支持筒54の外周面とが溶接されている。更に、保護カバー652は、チャンバC4天板の孔を閉鎖して、チャンバC4天板内面に溶接されている。
このような保護カバー652は、チャンバC4外の各部(チャンバC4外に配されている支持筒54の外周面、外筒651内周面等)にDLCが付着することを防止している。
In order to seal the gap between the chamber C4 top plate and the
Such a
支持筒54の上端開口から突出している回転軸44の下部は、テフロン(登録商標)製の絶縁筒654に囲繞されており、同じく上部は、ジュラコン(登録商標)製の絶縁筒655に囲繞されている。回転軸44は、絶縁筒654,655内で、ベアリングを用いて回転可能に支持されており、また、絶縁筒654,655によって、回転軸44からの漏電が防止されている。更に、絶縁筒654内周面と回転軸44外周面との空隙は、バイトン(登録商標)を用いてなるゴム製のパッキンとオイルシールとで密封してある。
ここで、支持筒54の上端部は、絶縁筒654の下部に固定されている。
The lower part of the
Here, the upper end portion of the
外筒651の上部には、回転軸44上部に取り付けられている絶縁歯車12と、絶縁歯車13と、電動モータM4とを収容する収容箱653が配されている。収容箱653の下面には開口が設けられており、回転軸44及び回転軸44を囲繞する絶縁筒654は、収容箱653下面の開口を貫通している。
絶縁筒654,655は取付フランジ656の下面及び上面にネジ留めされており、この取付フランジ656が、収容箱653の下面開口を閉鎖して収容箱653の下面にネジ留めされている。
絶縁筒654と取付フランジ656との空隙は、バイトンを用いてなるゴム製のOリングで密封されている。
A
The insulating
The space between the insulating
以上のように、各空隙が密封されているため、チャンバC4に対し気体が流入出することはない。 As described above, since each gap is sealed, gas does not flow into and out of the chamber C4.
ところで、鋼球B,B,…に印加すべき負電圧は、図9に示すように、回転軸44に印加され、回転軸44及び載置皿24を介して、鋼球B,B,…に印加される。つまり、回転軸44及び載置皿24は、チャンバC4外部からチャンバC4内部の鋼球B,B,…に負電圧を印加するためのフィードスルー(電流導入端子)としても機能する。
また、本実施の形態では、原料ガスをプラズマにするためのRFパルスも回転軸44に印加される。
By the way, the negative voltage to be applied to the steel balls B, B,... Is applied to the
In the present embodiment, an RF pulse for turning the source gas into plasma is also applied to the
このために、回転軸44には、実施の形態1と同様に、重畳整合回路70を介してパルスRF電源71とパルス電源72とが電気的に接続されている。
For this purpose, a pulse
その他、実施の形態1〜3に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part corresponding to Embodiment 1-3, and those description is abbreviate | omitted.
以上のようなDLC成膜装置100においては、載置皿24に対して相対的に回転する攪拌翼34によって、各鋼球Bが自公転し、載置皿24及び他の鋼球Bとの接触点を連続
的且つ略ランダムに変化させて転動する。このため、各鋼球Bの表面が満遍なくプラズマ雰囲気に暴露され、各鋼球Bの表面全体に略均一、均質なDLC膜が成膜される。
なお、DLC成膜装置100が備えるべき攪拌翼は、攪拌翼34に限定されるものではない。
In the DLC
Note that the stirring blade that the DLC
また、載置皿24は回転軸44に対する取り付け及び取り外しが容易であるため、同一の載置皿24を使用して成膜作業を繰り返した後、作業者は、DLCが不要に付着した載置皿24を、新たな載置皿24と取り替える。この結果、載置皿24の導電性が向上されるため、鋼球B,B,…に対する成膜不良が抑制される。
なお、載置皿24と回転軸44とをネジ留めする構成ではなく、例えば、回転軸44の下端部を雄ネジとし、この雄ネジと対応する雌ネジを載置皿24の載置面24aの中心部に形成する構成でもよい。
In addition, since the mounting
In addition, it is not the structure which screws the mounting
実施の形態 5.
図11は、本発明の実施の形態5に係るDLC成膜装置が備える載置皿25近傍の構成を示す縦断面図であり、図12は、同じく平面図である。
本実施の形態のDLC成膜装置は、実施の形態4のDLC成膜装置100と略同様である。つまり、実施の形態4において、回転軸44の下端部と載置皿24とが連結されていた構成と同様に、本実施の形態においては、傾斜回転軸45の下端部と載置皿25の底面である載置面25aとが略垂直に連結されている。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a configuration in the vicinity of the mounting
The DLC film forming apparatus of the present embodiment is substantially the same as the DLC
また、鋼球B,B,…に印加すべき負電圧及び原料ガスをプラズマにするためのRFパルスは、夫々傾斜回転軸45に印加される。このために、傾斜回転軸45には、実施の形態4と同様に、重畳整合回路70を介してパルスRF電源71とパルス電源72とが電気的に接続されている。
更に、傾斜回転軸45の上端部は、実施の形態4の絶縁歯車12,13のような絶縁部材を介して、実施の形態4の電動モータM4のような電動モータの出力軸と連結されている。
Further, a negative voltage to be applied to the steel balls B, B,... And an RF pulse for making the raw material gas into plasma are applied to the
Further, the upper end portion of the
しかしながら、本実施の形態のDLC成膜装置は攪拌翼を備えておらず、このため、実施の形態4の支持筒54に相当する図示しない支持筒は、載置皿25から大きく離隔して配されている。
また、傾斜回転軸45は、水平面に対して僅かに傾斜した状態で配されている。このために、載置皿25を回転させる回転機構全体が、実施の形態4のチャンバC4のようなチャンバに対して傾斜して取り付けられている。
However, the DLC film forming apparatus of the present embodiment does not include a stirring blade, and therefore a support cylinder (not shown) corresponding to the
Further, the
載置皿25は、実施の形態4の載置皿24と同様、基材としての鋼球B,B,…を転動自在に保持する基材ホルダであって、載置面25aと側壁25bとを備える。
載置皿25には、載置面25aを二等分に区画するための隔壁251,251が、傾斜回転軸45の径方向両側に配されている。
また、隔壁251,251によって分割されている各区画には、載置面25aから突出する凸条部Pが1本形成されている。
凸条部P,Pは、実施の形態1のV字溝D,D同様に鋼球B,B,…のランダムな転動を促進するために載置面25aに形成されている凸部である。
The mounting
In addition, one ridge P projecting from the mounting surface 25a is formed in each section divided by the
The ridges P, P are projections formed on the mounting surface 25a in order to promote random rolling of the steel balls B, B,... As in the V-shaped grooves D, D of the first embodiment. is there.
その他、実施の形態1〜4に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part corresponding to Embodiment 1-4, and those description is abbreviate | omitted.
以上のようなDLC成膜装置においては、鋼球B,B,…は一方の区画から隔壁251,251を越えて他方の区画へ移動することなく、また、凸条部P,Pに沿って、載置面
25aで転動する。特に、隔壁251,251は、傾斜の下側に滑り落ちた鋼球B,B,…を、載置皿25の回転に伴って傾斜の上側へ運ぶ役割も果たし、傾斜の上側へ移送された鋼球B,B,…が、重力に従って自動的に傾斜の下側へ移動する。このため、鋼球B,B,…のランダムな転動が更に促進される。
このようにして各鋼球Bが自公転し、載置皿25及び他の鋼球Bとの接触点が連続的且つ略ランダムに変化する。この結果、各鋼球Bの表面全体に略均一、均質なDLC膜が成膜される。
In the DLC film forming apparatus as described above, the steel balls B, B,... Do not move from one section to the other section beyond the
In this way, each steel ball B revolves and the contact points with the mounting
また、載置皿25は傾斜回転軸45に対する取り付け及び取り外しが容易であるため、同一の載置皿25を使用して成膜作業を繰り返した後、作業者は、DLCが不要に付着した載置皿25を、新たな載置皿25と取り替える。この結果、載置皿25の導電性が向上されるため、鋼球B,B,…に対する成膜不良が抑制される。
In addition, since the mounting
なお、本実施の形態1〜5においては、回転軸41〜45は載置皿21〜25の上側に配されているが、これに限定されず、載置皿の下側に配される構成でもよい。
また、回転軸41〜45及び載置皿21〜25両方を回転(例えば互いに逆方向に回転)させる構造でもよい。
更に、本実施の形態1〜5における載置皿21、攪拌翼31、回転軸41、傾斜回転軸45、支持筒51等の各部材はステンレス製であるが、これに限定されず、例えばDLCが付着し難い銅製の部材を用いてもよい。
更にまた、鋼球Bに限定されず、鉄、セラミック等を用いてなる転動体にDLC膜を成膜してもよい。
In addition, in this Embodiment 1-5, although the rotating shafts 41-45 are distribute | arranged above the mounting trays 21-25, it is not limited to this, The structure distribute | arranged below the mounting tray But you can.
Moreover, the structure which rotates both the rotating shafts 41-45 and the mounting dishes 21-25 (for example, mutually reverse direction) may be sufficient.
Furthermore, although each member, such as the mounting
Furthermore, it is not limited to the steel ball B, and a DLC film may be formed on a rolling element using iron, ceramic or the like.
実施の形態 6.
図13は、本発明の実施の形態6に係るDLC成膜装置が備える載置皿26の平面図である。
実施の形態1〜5においては、DLCが不要に付着した場合に、載置皿21〜25全体を取り替えていたが、DLCの付着は載置皿21〜25全面ではなく、部分的に生じることがある。このため、載置皿21〜25に関し、DLCが付着した部分だけを取り替える方が効率がよい。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 13 is a plan view of the mounting
In the first to fifth embodiments, when the DLC is unnecessarily attached, the entire mounting
本実施の形態における載置皿26は、実施の形態1〜5の載置皿21〜25と略同様であり、例えば実施の形態1の載置皿21の代わりに、支持部材211,211,…に着脱可能にネジ留めされる。このために、載置皿26の載置面26a及び側壁26bは、実施の形態1の載置皿21の載置面21a及び側壁21bに対応し、載置面26aにはV字溝D,Dが形成されている。
The mounting
ところで、載置皿26は、載置皿26を周方向に3等分してなる皿部材261,262,263を組み合わせてなる。各皿部材261,262,263は、夫々自身と略同一形状の皿部材261,262,263と取り替え可能にしてある。
このため、例えば皿部材263が、DLCの不要な付着によって導電性が悪化した場合、DLCが付着した皿部材263と新たな皿部材263とが取り替えられる。
ここで、皿部材261,262,263同士は、例えば載置皿26の外側から、板状の補助部材とネジとで連結してある。
By the way, the mounting
For this reason, for example, when the conductivity of the
Here, the
以上のようなDLC成膜装置においては、載置皿26全体を取り替えることなく、DLCが付着した皿部材261,262,263の何れか1つ又は2つを個々に取り替えることが可能であるため、無駄がない。
In the DLC film forming apparatus as described above, any one or two of the
実施の形態 7.
図14は、本発明の実施の形態7に係るDLC成膜装置が備える載置皿27の斜視図である。
実施の形態6においては、3分割された載置皿26を用い、DLCが付着した皿部材261,262,263の何れか1つ又は2つを個々に取り替えていたが、DLCの付着による導電性の悪化が鋼球B,B,…の成膜に悪影響を及ぼすのは主に載置皿26の底面である載置面26aに対するDLCの付着である。このため、皿部材261,262,263ではなく、DLCが付着によって鋼球B,B,…の成膜に悪影響を及ぼす載置面26aだけを取り替える方が効率がよい。
Embodiment 7 FIG.
FIG. 14 is a perspective view of the mounting
In the sixth embodiment, the mounting
本実施の形態における載置皿27は、実施の形態1〜6の載置皿21〜26と略同様であり、例えば実施の形態1の載置皿21の代わりに、支持部材211,211,…に着脱可能にネジ留めされる。このために、載置皿27の底面27a及び側壁27bは、実施の形態1の載置皿21の載置面21a及び側壁21bに対応する。
ここで、底面27aには直接的に鋼球B,B,…が載置されないので、例えばV字溝D,Dが形成されている必要はないが、後述する載置板8の敷設に影響がなければ、凸部、凹条部等が形成されていても問題はない。
The mounting
Here, since the steel balls B, B,... Are not placed directly on the bottom surface 27a, for example, it is not necessary to form the V-shaped grooves D, D, but it affects the laying of the placing plate 8 described later. If there is no protrusion, there is no problem even if a convex part, a concave line part, etc. are formed.
この底面27a上には、底面27aと略同一形状同一寸法の(又は僅かに直径が小さい)円形薄板であるステンレス製の載置板8が着脱可能に敷いてある。載置板8の底面27aに対する取り付けは、自重による載置のみであってもよく、導電性を有する着脱可能な部材で固定してもよい。なお、載置板8はアルミニウム製、銅製等でもよい。 On this bottom surface 27a, a stainless steel mounting plate 8 which is a circular thin plate having substantially the same shape and the same size as the bottom surface 27a (or a slightly smaller diameter) is detachably laid. The mounting of the mounting plate 8 on the bottom surface 27a may be only mounting by its own weight, or may be fixed by a detachable member having conductivity. The mounting plate 8 may be made of aluminum, copper, or the like.
載置板8は、載置板8を周方向に3等分してなる板部材81,82,83を組み合わせてなる。各板部材81,82,83は、夫々自身と略同一形状の板部材81,82,83と取り替え可能にしてある。
このため、例えば板部材83が、DLCの不要な付着によって導電性が悪化した場合、DLCが付着した板部材83と新たな板部材83とが取り替えられる。
ここで、板部材81,82,83同士は互いに連結される構成でもよく、連結されず個々に底面27aに載置される構成でもよい。
The mounting plate 8 is formed by combining
For this reason, for example, when the conductivity of the
Here, the
以上のようなDLC成膜装置においては、載置皿27全体又は載置板8全体を取り替えることなく、DLCが付着した板部材81,82,83の何れか1つ又は2つを個々に取り替えることが可能であるため、無駄がない。
なお、載置板8の全面にDLCが付着するような場合は、分割されていない一枚板を用いてなる載置板と取り替える構成でもよい。
In the DLC film forming apparatus as described above, any one or two of the
In addition, when DLC adheres to the whole surface of the mounting board 8, the structure replaced with the mounting board which uses the board | plate which is not divided | segmented may be sufficient.
ところで、各鋼球Bを、載置板8及び他の鋼球Bとの接触点を連続的且つ略ランダムに変化させつつ転動させるために、載置板8にも凸部及び/又は凹条部が形成してあることが好ましい。 By the way, in order to roll each steel ball B, changing the contact point with the mounting plate 8 and the other steel balls B continuously and substantially randomly, the mounting plate 8 also has a convex portion and / or a concave portion. It is preferable that a strip is formed.
図15及び図16は、板部材81の一例を示す平面図及び側面図であり、図17は、板部材81の他の一例を示す平面図であり、図18は、板部材81の更に他の一例を示す平面図である。
図15及び図16に示すように、載置板8の各板部材81(82,83)夫々には、夫々長手方向が楕円弧状のV字溝(凹条部)D1及び山形に突出する凸条部(凸部)P1が形成されている。
又は、図17に示すように、載置板8の各板部材81(82,83)には、径方向に交差するV字溝Dが形成されている。
或いは、図18に示すように、載置板8の各板部材81(82,83)には、放射状のV字溝(凹条部)D2,D2が形成されている。
15 and 16 are a plan view and a side view showing an example of the
As shown in FIGS. 15 and 16, each plate member 81 (82, 83) of the mounting plate 8 has a V-shaped groove (concave portion) D <b> 1 having an elliptical arc shape in the longitudinal direction and a convex shape protruding in a mountain shape. A strip (projection) P1 is formed.
Alternatively, as shown in FIG. 17, each plate member 81 (82, 83) of the mounting plate 8 is formed with a V-shaped groove D that intersects in the radial direction.
Alternatively, as shown in FIG. 18, radial V-shaped grooves (concave portions) D <b> 2 and D <b> 2 are formed in each plate member 81 (82, 83) of the mounting plate 8.
以上のようなV字溝D1及び凸条部P1、V字溝D、又はV字溝D2,D2と接触しつつ転動することによって、各鋼球Bの表面が満遍なくプラズマ雰囲気に暴露される。 The surface of each steel ball B is evenly exposed to the plasma atmosphere by rolling while being in contact with the V-shaped groove D1 and the ridge P1, the V-shaped groove D, or the V-shaped grooves D2 and D2. .
1,100 DLC成膜装置
11 継ぎ手 (絶縁部材)
12,13 絶縁歯車(絶縁部材)
21,22,24,25,26,27 載置皿
21a,22a,24a,26a 載置面
25a 載置面(底面)
27a 底面
261,262,263 皿部材(部材)
31,33,34 攪拌翼
41,43,44 回転軸
45 傾斜回転軸
51,54 支持筒
8 載置板
81,82,83 板部材
B 鋼球(転動体)
D,D1,D2 V字溝(凹条部)
M1,M4 電動モータ(モータ)
P,P1 凸条部(凸部)
1,100
12, 13 Insulated gear (insulating member)
21, 22, 24, 25, 26, 27
31, 33, 34
D, D1, D2 V-shaped groove (concave portion)
M1, M4 Electric motor (motor)
P, P1 Convex section (convex section)
Claims (6)
導電性を有し、前記転動体が載置される載置皿と、
該載置皿に載置されている転動体を攪拌する攪拌翼と、
一端部がモータの出力軸と連結され、他端部が前記攪拌翼と連結されている回転軸と、
内部で前記回転軸が回転し、外部で前記載置皿を支持しており、導電性を有する支持筒と
を備え、
前記攪拌翼が回転するようにしてあり、
前記負電圧は、前記支持筒に印加するようにしてあり、
前記載置皿は、着脱可能に前記支持筒に支持されており、
着脱可能な前記載置皿は、複数の部材を組み合わせてなり、各部材が、該部材と略同一形状の部材と取り替え可能にしてあり、
各部材は、少なくとも前記載置皿の底面の一部を有することを特徴とするDLC成膜装置。 A DLC film forming apparatus for forming a DLC (Diamond Like Carbon) film on the surface of a rolling element by applying a negative voltage to a plurality of rolling elements held in a plasma atmosphere containing carbon so as to freely roll. In
A mounting plate having conductivity and on which the rolling element is mounted;
An agitation blade for agitating the rolling elements mounted on the mounting plate ;
A rotary shaft having one end connected to the output shaft of the motor and the other end connected to the stirring blade;
The rotating shaft rotates inside, supports the tableware described above outside, and includes a conductive support cylinder ,
Ri Citea As before Ki攪拌翼is rotated,
The negative voltage is applied to the support cylinder,
The mounting plate is detachably supported by the support cylinder,
The above-described detachable mounting dish is formed by combining a plurality of members, and each member can be replaced with a member having substantially the same shape as the member.
Each member, DLC film forming apparatus according to claim Rukoto to have a part of the bottom surface of the at least before described置皿.
導電性を有し、前記転動体が載置される載置皿と、
該載置皿に載置されている転動体を攪拌する攪拌翼と、
一端部が、絶縁部材を介してモータの出力軸と連結され、他端部が前記載置皿と連結されており、導電性を有する回転軸と、
内部で前記回転軸が回転し、外部で前記攪拌翼を支持している支持筒と
を備え、
前記載置皿が回転するようにしてあり、
前記負電圧は、前記回転軸に印加するようにしてあり、
前記載置皿は、着脱可能に前記回転軸と連結されており、
着脱可能な前記載置皿は、複数の部材を組み合わせてなり、各部材が、該部材と略同一形状の部材と取り替え可能にしてあり、
各部材は、少なくとも前記載置皿の底面の一部を有することを特徴とするDLC成膜装置。 A DLC film forming apparatus for forming a DLC (Diamond Like Carbon) film on the surface of a rolling element by applying a negative voltage to a plurality of rolling elements held in a plasma atmosphere containing carbon so as to freely roll. In
A mounting plate having conductivity and on which the rolling element is mounted;
An agitation blade for agitating the rolling elements mounted on the mounting plate;
One end portion is connected to the output shaft of the motor via an insulating member, the other end portion is connected to the mounting plate, and a rotating shaft having conductivity,
A rotating cylinder that rotates inside and a support cylinder that supports the stirring blades outside;
The previous table is designed to rotate,
The negative voltage, Ri Citea as applied to the rotary shaft,
The mounting plate is detachably connected to the rotating shaft,
The above-described detachable mounting dish is formed by combining a plurality of members, and each member can be replaced with a member having substantially the same shape as the member.
Each member, characterized Rukoto to have a part of the bottom surface of the at least before described置皿 D LC deposition apparatus.
導電性を有し、前記転動体が載置される載置皿と、
水平面に対して傾斜している状態で配され、一端部が、絶縁部材を介してモータの出力軸と連結され、他端部が前記載置皿の底面と略垂直に連結されており、導電性を有する傾斜回転軸と
を備え、
前記負電圧は、前記傾斜回転軸に印加するようにしてあり、
前記載置皿は、着脱可能に前記傾斜回転軸と連結されており、
着脱可能な前記載置皿は、複数の部材を組み合わせてなり、各部材が、該部材と略同一形状の部材と取り替え可能にしてあり、
各部材は、少なくとも前記載置皿の底面の一部を有することを特徴とするDLC成膜装置。 In a DLC film forming apparatus for forming a DLC film on the surface of the rolling element by applying a negative voltage to the rolling element held in a freely rotating manner in a plasma atmosphere containing carbon,
A mounting plate having conductivity and on which the rolling element is mounted;
It is arranged in a state of being inclined with respect to the horizontal plane, one end is connected to the output shaft of the motor via an insulating member, and the other end is connected to the bottom surface of the table dish substantially vertically, An inclined rotation shaft having
The negative voltage, Ri Citea to apply to the tilt rotation shaft,
The mounting plate is detachably connected to the inclined rotation shaft,
The above-described detachable mounting dish is formed by combining a plurality of members, and each member can be replaced with a member having substantially the same shape as the member.
Each member, DLC film forming apparatus according to claim Rukoto to have a part of the bottom surface of the at least before described置皿.
前記載置板は複数の板部材を組み合わせてなり、各板部材が、該板部材と略同一形状の板部材と取り替え可能にしてあり、
前記載置板の表面に、凹条部及び/又は凸部が形成してあることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のDLC成膜装置。 The bottom surface of the front according置皿has conductivity, covering the bottom surface, Ri Oh laid possible mounting plate for the rolling element is mounted is removable,
The mounting plate is formed by combining a plurality of plate members, and each plate member can be replaced with a plate member having substantially the same shape as the plate member.
On the surface of the mounting plate, DLC film forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the tare Rukoto form the concave portion and / or projections.
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