(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム又は樹脂からなる軸受用シール部材の、使用環境と接する面に抗菌性を有する金属又は金属化合物の膜厚０．０１μｍ〜０．１μｍの薄膜を、真空蒸着とイオン照射を同時に行なうイオン蒸着薄膜形成法又はヘリカルスパッタリング法により形成してコーティングしたことを特徴とする軸受用シール部材。
【請求項２】
前記抗菌性を有する金属又は金属化合物が、銀、チタン、銅、スズ、亜鉛及びそれらの少なくとも１種を含有する金属化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の軸受用シール部材。
【請求項３】
前記薄膜が、イオンビームもしくはラジカルソースを併用したヘリカルスパッタリング法により形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受用シール部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は軸受部品に関し、詳しくは、衛生的な品質が要求される用途に使用するのに適した軸受部品、特に軸受用シール部材に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、病院などの内部における感染が問題となる場合があり、医療機器などに用いられる軸受部品について、衛生的な品質が要求されるようになっている。また、清潔志向の高まりから、食品関係の機器や家庭用の機器などに使用される軸受部品についても、同様に衛生的な品質が重視されるに至っている。
【０００３】
しかし、従来の軸受部品においては、特に衛生面での対策はとられていないのが実情であり、例えば、医療機器などにおいて、薬液などと接する部分に軸受部品が使用されている場合に、接液部分から雑菌の浸入を許したり、軸受部品が薬液などと接触しない部分に使用されている場合にも、軸受部品において菌が繁殖し、環境（気体雰囲気）を汚染したりすることも考えられる。そのため、菌の浸入や繁殖を防止することが可能な、衛生的に高品質の軸受部品が要求されるようになっている。
【０００４】
本願発明は、上記の要求に応えるものであり、菌の繁殖を抑制、防止することが可能で、衛生的品質の高い軸受部品を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明の軸受部品は、使用環境と接する面に抗菌性を有する金属又は金属化合物の薄膜をコーティングしたことを特徴としている。
本願発明の軸受部品は、その使用環境と接する面に抗菌性を有する金属又は金属化合物の薄膜がコーティングされているため、使用環境と接する面に菌が繁殖することを抑制して、環境の汚染を防止することができるようになる。
なお、本願発明において使用環境と接する面とは、外周面に限らず、各構成部分の接合部の隙間などの、外部雰囲気（使用環境）と接触する可能性のあるような部分を含む広い概念である。また、使用環境は、気体雰囲気である場合もあれば、液体雰囲気である場合もある。
【０００６】
また、本願発明の軸受用シール部材は、ゴム又は樹脂からなる軸受用シール部材の、使用環境と接する面に抗菌性を有する金属又は金属化合物の膜厚０．０１μｍ〜０．１μｍの薄膜を、真空蒸着とイオン照射を同時に行なうイオン蒸着薄膜形成法又はヘリカルスパッタリング法により形成してコーティングしたことを特徴としている。
菌は、通常、金属表面には繁殖しにくく、例えばシール部材などを構成するゴムや樹脂などの有機物質には繁殖しやすい。したがって、このゴムや樹脂からなる軸受用シール部材の使用環境と接する面に抗菌性を有する金属又は金属化合物の薄膜をコーティングすることにより、効率よく菌の繁殖を抑制して、環境の汚染を防止することが可能になる。
【０００７】
また、本願発明においては、シール部材のようなゴムや樹脂などからなる部材の表面に厚みの薄い金属又は金属化合物の膜厚０．０１μｍ〜０．１μｍの薄膜をコーティングするようにしているので、シール部材と内外輪などとの密着性に悪影響を与えることがない。したがって、シール性能を損うことなく、シール部材に抗菌性を付与することが可能になる。
上記のように、シール部材に金属又は金属化合物の薄膜をコーティングする場合の膜厚は、通常、０．０１〜１μmの範囲とすることが好ましい。これは、膜厚が０．０１μm未満の場合、シール部材と薄膜との境界には０．０１μm程度の拡散層が形成されており、これ以下の膜厚では均一な薄膜を得ることができず、よりよい抗菌性を発揮できず、また、１μmを越えた場合、薄膜の応力が大きくなり、シール部材が曲ったりしたときに、薄膜に亀裂が生じやすくなることによる。
【０００８】
また、本願発明においては、上記薄膜が、真空蒸着とイオン照射を同時に行なうイオン蒸着薄膜形成法又はヘリカルスパッタリング法により形成されている。
上記のイオン蒸着薄膜形成法は、電子ビーム加熱あるいはスパッタリングなどにより基体（薄膜形成対象）上に金属又は金属化合物などを蒸着し、同時にイオンビームを照射して薄膜を形成する方法である。このイオン蒸着薄膜形成法においては、照射するイオン種により、窒化物や酸化物などの化合物薄膜を形成することが可能である。また、金属薄膜を形成する場合には、不活性ガスイオンを用い、イオンの持つエネルギーのみを補助的に薄膜形成に利用する。なお、イオン蒸着薄膜形成法で用いるイオンのエネルギーは、数十ｅＶ〜数十ｋｅＶの広い範囲に及ぶ。この方法では、高エネルギーイオンの衝突により蒸着原子の押し込みやはじき出しを積極的に行なわせることにより薄膜を形成するようにしているため、従来の薄膜形成法に比べて低温下で高密着性薄膜を形成することができるという特徴を有している。
また、ヘリカルスパッタリング法は、高周波（ＲＦ）と磁場とを併用して、１０-2Ｐａ付近の密度の高いプラズマを生じさせてスパッタリングする方法であり、基板にバイアス電圧を印加したり、イオンビームもしくはラジカルソースを併用したりすることも可能で、低温下で高密度性を有する薄膜を形成することができるという特徴を有している。
【０００９】
また、本願発明の軸受用シール部材は、前記抗菌性を有する金属又は金属化合物が、銀、チタン、銅、スズ、亜鉛及びそれらの少なくとも１種を含有する金属化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴としている。
このように、銀、チタン、銅、スズ、亜鉛及びそれらの少なくとも１種を含有する金属化合物のいずれか１種をコーティングすることにより、確実に抗菌作用を奏させることが可能になり、本願発明を実効あらしめることができる。例えば、銀薄膜をコーティングすることによって、大腸菌、アルカリ糞便菌などの菌を減少させることが可能になり、良好な抗菌作用を奏する軸受用シール部材を得ることができるようになる。
【００１０】
また、本願発明の軸受用シール部材は、前記薄膜が、イオンビームもしくはラジカルソースを併用したヘリカルスパッタリング法により形成されていることを特徴としている。
この場合、薄膜がイオンビームもしくはラジカルソースを併用したヘリカルスパッタリング法により形成されているので、低温下で高密度性及び十分な密着強度を有する薄膜の形成を行うことができる。
【００１１】
このように、抗菌性を有する金属又は金属化合物のコーティング方法として、低温プロセスが可能なイオン蒸着薄膜形成法又はヘリカルスパッタリング法を用いることにより、例えばゴムや樹脂などの有機物質からなるシール部材に薄膜を形成する場合にも、ゴムや樹脂などにダメージを与えることなく、その表面に抗菌性を有する金属又は金属化合物からなる薄膜を確実にコーティングすることが可能になり、上記本願発明の軸受用シール部材を確実に製造することができるようになる。
特に、イオンビーム照射もしくはラジカルソース照射を行なった場合、物理的な混合によって目的物質を対象にさらに強固にコーティングすることができる。それゆえ、高い安全性と幅広い抗菌スペクトルを有しているが、軟質の高分子材料上へは十分な密着強度を持って形成することが困難である銀などの金属を、ゴムや樹脂からなるシール部材の表面にコーティングして、剥離や割れなどの生じにくい薄膜を形成することができるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を示してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。
図１は、本願発明の一実施の形態にかかる軸受部品の要部を示す断面図である。
【００１３】
この実施の形態にかかる軸受部品はころがり軸受であって、ステンレス鋼からなる内輪１及び外輪２を組み合わせてなる軌道輪３と、同じくステンレス鋼からなる玉（転動体）４と、玉４を転動可能に保持する炭素鋼板からなる保持器５と、金属板７に弾性材料（この実施の形態ではニトリルゴム）を加硫接着したシール部材６とを備えて構成されている。
そして、本願発明の軸受部品としての上記シール部材６においては、当該シール部材６の環境と接する面である外側面に銀薄膜８のコーティングが施されている。この銀薄膜８は、ヘリカルスパッタリング法を用いて形成されており、シール部材６の表面に確実にコーティングされている。
【００１４】
上記のように、本願発明の軸受用シール部材６は、他の金属からなる内輪１、外輪２に比べて、菌が繁殖しやすい高分子材料（ニトリルゴム）からなる当該シール部材６の外側面に銀薄膜８がコーティングされているため抗菌性を向上させることができる。したがって、本願発明の軸受用シール部材６を用いることにより、菌の繁殖を確実に抑制して、環境の汚染を防止することができる。
【００１５】
また、上記の実施の形態にかかる軸受部品においては、ヘリカルスパッタリング法を用いて低温でシール部材６の外側面に銀薄膜８をコーティングするようにしているので、ニトリルゴムからなるシール部材６にダメージを与えることなく、抗菌性を有する金属を大きな接着強度を持ってシール部材６にコーティングすることが可能になり、優れた抗菌性を長期間にわたって持続する軸受部品を得ることができる。また、シール部材６に形成される銀薄膜８は厚みが０．０１μｍ〜０．１μｍと薄いため、シール部材６のシール性能を損うことはなく、また、シール部材６が変形しても銀薄膜８には亀裂や剥離が生じることがないため、必要な抗菌性を付与することができる。
【００１６】
また、上記の実施の形態においては、シール部材６に銀薄膜８をコーティングした場合について説明したが、銀以外にも、チタン、銅、スズ、亜鉛などの金属を用いることが可能である。また、金属だけでなく、銀、チタン、銅、スズの少なくとも１種を含有する金属化合物をコーティングすることによっても抗菌性を有する軸受部品を得ることができる。
【００１７】
また、上記の実施の形態においては、シール部材の外側面に銀薄膜をコーティングした場合について説明したが、軸受部品の外周面全体、すなわち、内輪１、外輪２、及びシール部材６の使用環境と接する面全体に抗菌性を有する金属又は金属化合物をコーティングすることも可能であり、その場合には、コストはやや上昇するが、より抗菌性の高い軸受部品を得ることができる。
【００１８】
また、上記実施の形態においては、内輪及び外輪を構成する材質がステンレス鋼である場合について説明したが、内輪及び外輪の材質はこれに限られるものではなく、セラミックス、軸受鋼などの種々の材料を用いることができる。
【００１９】
また、上記実施の形態においては、ニトリルゴムからなるシール部材を用いた場合について説明したが、シール部材の材質がニトリルゴムである場合に限らず、例えば、シリコンゴム、フッ素ゴムなどを用いる場合にも本願発明を適用することが可能であり、その場合にも上記実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００２０】
また、上記実施の形態においては、ステンレス鋼からなる玉及び炭素鋼板からなる保持器を用いた場合について説明したが、これらに関しても、その構成材料に特別の制約はなく、種々の材料を用いることが可能であり、例えば保持器の構成材料としてステンレス鋼や樹脂などを用いることも可能である。
また、内部に充填するグリースの種類などに関しても特別の制約はない。
また、上記実施の形態においては、ヘリカルスパッタリング法により銀薄膜のコーティングを行なった場合について説明したが、コーティング方法はこれに限られるものではなく、イオン蒸着薄膜形成法を用いることも可能であり、その場合にも上記実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。また、さらにその他のコーティング方法を用いることも可能である。なお、その場合、低温で薄膜を形成することが可能な方法を用いることが望ましい。
【００２１】
本願発明は、さらにその他の点においても上記実施の形態に限定されるものではなく、軸受部品の具体的な構成、ゴム又は樹脂からなる部分の形状や具体的な材質、抗菌性を有する金属又は金属化合物のコーティング条件などに関し、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００２２】
【発明の効果】
上述のように、本願発明の軸受部品は、使用環境と接する面に抗菌性を有する金属又は金属化合物の薄膜をコーティングしているので、大腸菌やアルカリ糞便菌などの菌を減少させて環境の汚染を確実に防止することができる。
【００２３】
また、本願発明の軸受用シール部材は、ゴム又は樹脂からなる部分の、使用環境と接する面に抗菌性を有する金属又は金属化合物の薄膜をコーティングしているので、菌が繁殖しやすいゴムや樹脂などからなる部分で菌の繁殖を効率よく抑制することが可能になり、菌を減らして環境の汚染を防止することができる。
【００２４】
また、本願発明の軸受用シール部材においては、抗菌性を有する金属又は金属化合物の膜厚０．０１μｍ〜０．１μｍの薄膜をコーティングするようにしているので、例えば、弾性材料を用いたシール部材にコーティングした場合にもそのシール性能を損うことなく抗菌性を付与することができる。
【００２５】
また、抗菌性を有する金属又は金属化合物として、銀、チタン、銅、スズ、亜鉛及びそれらの少なくとも１種を含有する金属化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種を用いることにより、確実に抗菌作用を奏させることが可能になり、本願発明を実効あらしめることができる。
【００２６】
また、本願発明の軸受用シール部材においては、抗菌性を有する金属又は金属化合物の薄膜を、低温プロセスが可能なイオン蒸着薄膜形成法又はヘリカルスパッタリング法を用いて形成しているので、例えば当該シール部材にゴムや樹脂などの有機物質が用いられているような場合にも、ゴムや樹脂などにダメージを与えることなく、その表面に抗菌性を有する金属又は金属化合物の薄膜を確実にコーティングすることが可能で、本願発明をより実効あらしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施の形態にかかる軸受部品の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１                内輪
２                外輪
３                軌道輪
４                玉（転動体）
５                保持器
６                シール部材
７                金属板
８                銀薄膜
【図１】
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