(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持する台車を真空中で搬送するためのガイドローラ装置であって、
支軸部材と、
この支軸部材に外嵌している転がり軸受と、
この転がり軸受の径方向外側に設けられ表面硬化処理が施されている筒状のガイドローラ部材と、を備え、
このガイドローラ部材の外周面に前記台車との接触面が形成されており、
前記ガイドローラ部材の内周面は、機械加工によって平滑とされている平滑面部と、この平滑面部から凹んで底部が機械加工されずに表面硬化処理面のままとされている凹部と、を有する凹凸面とされていることを特徴とするガイドローラ装置。
【請求項２】
前記凹凸面は、旋削により形成された旋削目面が旋削目を残すように機械加工されて形成されたものである請求項１に記載のガイドローラ装置。
【請求項３】
前記凹凸面は、機械的処理によって粗く形成された面が粗面模様を残すように機械加工されて形成されたものである請求項１に記載のガイドローラ装置。
【請求項４】
前記凹凸面は、前記転がり軸受の外輪の外周面の軸方向両端部に当接している環状の凸部と、この凸部の間で当該外周面の軸方向中央部に非接触の環状の凹溝部とからなり、前記凸部の頂面が前記平滑面部とされ、前記凹溝部が前記表面硬化処理面のままとされている請求項１に記載のガイドローラ装置。
【請求項５】
前記ガイドローラ部材は、ＴＤ処理されて表面が硬化された部材である請求項１〜４のいずれか一項に記載のガイドローラ装置。
【請求項６】
支軸部材と、
この支軸部材に外嵌している転がり軸受と、
この転がり軸受の径方向外側に設けられている筒状のガイドローラ部材とを備えたガイドローラ装置の製造方法において、
前記ガイドローラ部材となる中間品の内周面に、仕上げ内径寸法となる面よりも径方向外側に凹んだ部分と当該仕上げ内径寸法となる面よりも径方向内側に突出する部分とを形成した後に、前記中間品に表面硬化処理を施し、ついで前記中間品の内周面を機械加工で前記仕上げ内径寸法に仕上げることを特徴とするガイドローラ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、真空中でワークを搬送するために用いられるガイドローラ装置及びガイドローラ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被処理物である各種部品（ワーク）を搭載した台車又はトレイを真空中で搬送しながら当該部品に処理を施す装置として、例えばハードディスク装置用のディスクの表面に処理を施す蒸着装置がある。この蒸着装置は、複数の真空チャンバーとこれらを連結する真空搬送路とを備え、台車が真空チャンバー内を順次移動し、その台車に搭載したディスクの表面に対して蒸着処理を施すものである。図８はこのような装置の一部の概略図である。
この蒸着装置において、部品Ｐを搭載した台車Ｗを搬送するために真空中で使用される搬送装置として、例えば特許文献１に示すようなガイドローラ装置がある。特許文献１のガイドローラ装置Ａは、図８を参考にして説明すると、蒸着装置の固定ベース１０に固定された支軸部材１と、これに外嵌している転がり軸受（図示せず）と、この転がり軸受に外嵌しているガイドローラ部材４とを備えている。このガイドローラ部材４のうち径方向外方に延びている（突出している）ローラ部の外周面には前記台車Ｗとの接触面が形成されている。
前記台車Ｗの下面には断面Ｖ字形のガイド溝７が形成されており、ガイドローラ部材４の前記ローラ部がこのガイド溝７に接触して台車Ｗを支持し、ガイドローラ部材４が回転することで台車Ｗを搬送している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４０４４号公報（図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなガイドローラ装置は真空環境下にあるチャンバー内及び搬送路内で使用されるためメンテナンスが困難であり、その頻度をできるだけ低減させることが必要とされている。そこで従来では、台車のガイド溝との接触による耐摩耗性を向上させるべくガイドローラ部材の表面に硬化処理を施している。そしてこの処理の後、ころがり軸受の外周面との嵌め合わせのためにガイドローラ部材の内周面に仕上げ加工（研削加工）が必要とされている。しかし、表面硬化処理が全表面に施されることでガイドローラ部材の内周面においても硬くなり、仕上げ加工が困難となる。従来のガイドローラ装置のガイドローラ部材は、台車のガイド溝との接触面における耐摩耗性を向上させることができるが、その内周面における仕上げ加工では多くの時間を要し、生産性を低下させてしまうという問題点を有している。
【０００５】
そこで、この発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、ガイドローラ部材において、表面硬化処理が施されて耐摩耗性を向上させることができるとともに、表面硬化処理が施されていても仕上げ加工時間を少なくできるガイドローラ装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、ワークを保持する台車を真空中で搬送するためのガイドローラ装置であって、支軸部材と、この支軸部材に外嵌している転がり軸受と、この転がり軸受の径方向外側に設けられ表面硬化処理が施されている筒状のガイドローラ部材とを備え、このガイドローラ部材の外周面に前記台車との接触面が形成されており、前記ガイドローラ部材の内周面は、機械加工によって平滑とされている平滑面部と、この平滑面部から凹んで底部が機械加工されずに表面硬化処理面のままとされている凹部とを有する凹凸面とされているものである。
【０００７】
この構成によれば、ガイドローラ部材の内周面において、機械加工された平滑面部と、底部が機械加工されずに表面硬化処理面が残されたままの凹部とを有している。つまり、機械加工された面は表面硬化処理がされた内周面の全域にわたるものではなく一部とされている。従って、ガイドローラ部材に表面硬化処理が施され内周面が硬くても、機械加工面積が減少されており、機械加工時間を短縮させることができる。
さらに、ガイドローラ部材の内周面は、機械加工によって平滑とされている平滑面部を有していることによって、内径側の部材との嵌め合い精度を確保することができる。そして、ガイドローラ部材の外周面は表面硬化処理が施されていることによって、耐摩耗性を向上させることができる。また、平滑面部を形成するための機械加工の際、凹部に潤滑油が保たれるので加工性がよくなる。
【０００８】
また、このガイドローラ装置において、前記凹凸面は、旋削により形成された旋削目面が旋削目を残すように機械加工されて形成されたものとすることができる。この場合、旋削目面の山部が機械加工されて平滑面部とされ、残された旋削目の谷部が凹部とされる。これにより機械加工部分を少なくでき、加工時間の短縮が図れる。また、機械加工の際、旋削目に潤滑油が保たれるので加工性がよくなる。
【０００９】
または、前記凹凸面は、機械的処理によって粗く形成された面が粗面模様を残すように機械加工されて形成されたものとすることができる。この場合、ガイドローラ部材となる中間品の内周面に対して機械的処理によって凹凸を形成して粗くし、その凸部を機械加工することで平滑面部と凹部とが形成される。これにより機械加工部分を少なくでき、加工時間の短縮が図れる。
【００１０】
または、前記凹凸面は、前記転がり軸受の外輪の外周面の軸方向両端部に当接している環状の凸部と、この凸部の間で当該外周面の軸方向中央部に非接触の環状の凹溝部とからなり、前記凸部の頂面が前記平滑面部とされ、前記凹溝部が前記表面硬化処理面のままとされている構成とすることができる。
この場合、凹溝部が機械加工されずに表面硬化処理面のまま残されている凹部とされる。凸部により転がり軸受の外周面との嵌め合わせのための寸法精度を確保することができる。そして、転がり軸受の外周面と接触しない凹溝部によって機械加工面積を少なくさせ、加工時間の短縮が図れる。
【００１１】
また、前記ガイドローラ部材は、ＴＤ処理されて表面が硬化された部材であるのが好ましい。これにより、台車との接触面における耐摩耗性を向上させることができる。
【００１２】
また、この発明のガイドローラ装置の製造方法は、支軸部材と、この支軸部材に外嵌している転がり軸受と、この転がり軸受の径方向外側に設けられている筒状のガイドローラ部材とを備えたガイドローラ装置の製造方法において、前記ガイドローラ部材となる中間品の内周面に、仕上げ内径寸法となる面よりも径方向外側に凹んだ部分と当該仕上げ内径寸法となる面よりも径方向内側に突出する部分とを形成した後に、前記中間品に表面硬化処理を施し、ついで前記中間品の内周面を機械加工で前記仕上げ内径寸法に仕上げることにより行われる。
【００１３】
これにより、ガイドローラ部材に表面硬化処理が施されることで、台車に対する接触面における耐摩耗性を向上させることができる。また、中間品の内周面を機械加工によって所定の仕上げ内径寸法に仕上げる際、機械加工を施す部分は、内周面のうち、径方向内側に突出した部分のみとなるため機械加工量を少なくでき、仕上げ加工時間の短縮化が図れる。そして、仕上げ内径寸法に機械加工されることで、内径側の部材との嵌め合い精度を確保できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ガイドローラ部材に表面硬化処理が施されることによって、台車に対する接触面での耐摩耗性を向上させることができる。さらに、ガイドローラ部材の内周面において機械加工部分を少なくできるため、表面硬化処理が施されていても仕上げ加工時間を少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明のガイドローラ装置の一実施の形態を示す断面図である。図８はこのガイドローラ装置が用いられている装置の一部の概略図であり、例えば、ハードディスク装置用のディスクに対して蒸着を施す蒸着装置の一部を示している。
図８において、この蒸着装置は複数の真空チャンバー（図示せず）とこれらを連結する真空搬送路（図示せず）とを備えており、被処理物（ワーク）を保持又は搭載する台車又はトレイ（以下、「台車」で代表させる）Ｗが搬送装置によってこの真空チャンバー内を順次移動するように構成されている。そして、これらチャンバー内においてこの台車Ｗに搭載したワークであるディスクＰの表面に対して蒸着処理を施すことができる。このような台車Ｗを搬送するために真空中で使用される搬送装置として、図１に示されるガイドローラ装置Ａがある。
【００１６】
図１において、ガイドローラ装置Ａは、蒸着装置内部の固定ベース１０に固定される支軸部材１と、この支軸部材１に外嵌して取り付けられている２列の転がり軸受２，３と、これら転がり軸受２，３に外嵌して取り付けられているほぼ筒状のガイドローラ部材４とを備えている。そして、ガイドローラ部材４のうちの径方向外方へ延びているローラ部６の外周面には台車Ｗのガイド溝７に接触する接触面６ａが形成されており、ガイドローラ部材４が回転することによって台車Ｗを支持して真空中で搬送することができる。
【００１７】
支軸部材１は、一端部側（図１の右側）からネジ部１１と、このネジ部１１よりも径が大きくされた軸部１２と、この軸部１２よりもさらに径が大きくされた端部の鍔部１３とを有している。
また、このガイドローラ装置Ａは、支軸部材１のネジ部１１に外嵌して取り付けられている環状の座部材８を備えており、座部材８は支軸部材１の軸部１２の外径と同径とされている小径部８ａと、一方側の転がり軸受２の内輪２１の端面に接触している大径部８ｂとを有している。
支軸部材１の軸部１２の軸方向寸法は、一対の転がり軸受２，３の軸方向の合計寸法よりも短くされており、一対の転がり軸受２，３は、支軸部材１の軸部１２と座部材８の小径部８ａとに外嵌している。そして、他方側の転がり軸受３の内輪２３の端面と支軸部材１の鍔部１３の側面とが接触した状態とされており、一対の転がり軸受２，３は軸方向に並んで接触した状態で設けられている。
従って、支軸部材１のネジ部１１を固定ベース１０にねじ込むことによって、このガイドローラ装置Ａを蒸着装置内に固定することができるとともに、支軸部材１の鍔部１３と固定ベース１０の壁面との間に一対の転がり軸受２，３と座部材８の大径部８ｂとを挟んで圧縮力を作用させた状態とすることで、転がり軸受２，３を軸方向に固定することができる。
【００１８】
２つの転がり軸受２，３は同じものとされており、それぞれ内輪２１，２３と外輪２２，２４とこれらの間で転動自在である転動体４１，４２とを有しており、図１においては転がり軸受２，３が単列深溝玉軸受とされている。
【００１９】
ガイドローラ部材４は内径側の筒状の本体部５と、外径側の環状のローラ部６とを有している。本体部５が転がり軸受２，３の外周面に外嵌しており、ローラ部６は本体部５の外周面から所定の軸方向幅寸法Ｂを有して径方向外方へ延びて（突出して）形成されている。
本体部５には軸方向一端部の内周面側に内鍔部１４が形成されており、この内鍔部１４の側面に転がり軸受３の外輪２４の端面を接触させることができる。また、本体部５の他端部側の内周面に凹周溝１６が形成されており、この凹周溝１６に止め輪９が嵌め込まれている。本体部５の内周面は一対の転がり軸受２，３の軸方向の合計寸法よりも長い軸方向寸法を有しており、止め輪９と内鍔部１４との間で転がり軸受２，３の軸方向の移動を制限している。つまり、一対の転がり軸受２，３よりも軸方向に長い本体部５により、これら転がり軸受２，３をその外周側から安定して保持しており、逆に言えば、一対の転がり軸受２，３に対してこの本体部５を介してローラ部６の姿勢を安定させている。
【００２０】
ローラ部６は本体部５と一体に形成されており、本体部５の軸方向一端部寄りの外周面から径方向外方へ延びている。ローラ部６の外周面は曲面で構成されており、前記台車Ｗに形成されている断面Ｖ字形のガイド溝７に接触する接触面６ａを有している。接触面６ａは断面Ｖ字形のガイド溝７の左右傾斜面にそれぞれ点接触する円弧面とされている。このようにローラ部６は円弧面によってガイド溝７に対して２点で接触して支持するため台車Ｗは安定する。
【００２１】
そして、ガイドローラ部材４は硬化処理が施されて表面が硬化された部材とされている。この表面硬化処理はＴＤ処理であり、このＴＤ処理は、ガイドローラ部材４となる部材を溶融塩浴中に浸漬保持させ、表面に炭化物層を形成するものである。この処理が施されたガイドローラ部材４は表面硬さがＨＶ２０００以上となり、接触面６ａを硬くすることができ、また、耐焼き付き特性を向上させることができる。これにより、ガイドローラ部材４の接触面６ａにおける耐摩耗性を向上させ、メンテナンス頻度を低減することができ、真空環境下において用いられる搬送装置として適したものとすることができる。
【００２２】
そして、図２と図３は、それぞれガイドローラ部材４の断面図とその内周面の拡大断面図である。このガイドローラ部材４の本体部５の内周面４ａは凹凸面１９とされており、この凹凸面１９は、図２のように機械加工（研削加工）によって平滑とされている平滑面部１８と、この平滑面部１８から凹んだ状態とされており底部（谷部）が機械加工されないで表面硬化処理面のままとされている凹部１７とを有している。なお、この凹凸面１９は内径側部材である転がり軸受２，３との接触面とされている。
この凹凸面１９をさらに説明すると、図３の左側の図において、ガイドローラ部材４となる中間品３４は、表面硬化処理の前に先ずその内周面が旋削されて旋削目面３１が形成される。そして、この旋削目面３１に対して旋削目（谷部）を残すように研削加工することで前記凹凸面１９が形成される（図３の右側の図）。破線Ｃで示す内周面が研削加工された仕上がり面とされ、その仕上がり内径寸法をＤで示している。これにより、中間品３４の旋削目面３１の山部が機械加工されてその機械加工面が前記平滑面部１８とされ、残された旋削目の谷部が前記凹部１７とされる。
【００２３】
この構成によれば、ガイドローラ部材４の内周面において、旋削目面３１を研削加工して平滑面部１８が形成され、かつ表面硬化処理面がそのまま残されている凹部１７を有していることから、機械加工された部分は旋削目面３１の山部における部分のみとされている。つまり、表面硬化処理された凹部１７を研削加工されない部分とすることによって、研削加工量を低減でき、加工時間を短縮できる。例えば、図３において、中間品３４の内周面に形成された旋削目面３１による凹凸の高さの差Δｈが０．５ｍｍ程度とされ、この差Δｈのうち１／２〜１／３程度の高さについて研削加工される。さらに、旋削目面３１における旋削目は螺旋状となることから、研削加工の際、その旋削目に潤滑油が保たれ加工性がよくなる。
【００２４】
このように内周面４ａを研削加工して得られたガイドローラ部材４は転がり軸受２，３の径方向外側に設けられ、転がり軸受２，３の外周面にガイドローラ部材４の内周面４ａが嵌合するが、ガイドローラ部材４の内周面４ａは、研削加工によって平滑とされている平滑面部１８を有していることによって、転がり軸受２，３の外周面との嵌め合い精度を確保することができる。そして、ガイドローラ部材４のローラ部６の外周面は表面硬化処理が施された接触面６ａとされていることによって、耐摩耗性を向上させることができる。
【００２５】
次に、この発明のガイドローラ装置におけるガイドローラ部材４の製造方法について説明すると、図３において、ガイドローラ部材４となる中間品３４の内周面に、仕上げ内径寸法Ｄとなる面よりも径方向外側に凹んだ部分と、仕上げ内径寸法Ｄとなる面よりも径方向内側に突出する部分とを、旋削によって形成する。そして、これに表面硬化処理を施した後、この内周面を研削加工で前記仕上げ内径寸法Ｄに仕上げ加工を施す。仕上げ内径寸法Ｄに仕上げる際、研削加工を施す部分は、中間品３４の内周面のうち、仕上げ内径寸法Ｄとなる面よりも径方向内側に突出した部分のみとなるため研削加工量を少なくでき、仕上げ加工時間の短縮化が図れる。
【００２６】
図４と図５は本発明のガイドローラ装置の他の実施の形態を示すものであり、それぞれガイドローラ部材４の断面図とその内周面の拡大断面図である。このガイドローラ部材４の本体部５の内周面４ａは第１の実施の形態（図２と図３）と同様に、凹凸面１９とされており、この凹凸面１９は、底部が機械加工されないで表面硬化処理面のままとされている凹部１７と、機械加工（研削加工）によって平滑とされている平滑面部１８とを有している。
この凹凸面１９をさらに説明すると、図５の左側の図において、ガイドローラ部材４となる中間品３４は、表面硬化処理の前に先ずその内周面が機械的処理によって粗く形成された面とされている。この機械的処理としては、例えばショットブラスト加工を挙げることができ、かかる機械的処理を中間品３４の内周面に対して行うことで粗い凹凸を有する面が形成される。そして、この面に対して粗面模様を残すように研削加工することで前記凹凸面１９が形成される（図５の右側の図）。つまり、破線Ｃで示す内周面が研削加工された仕上がり面とされ、その仕上がり内径寸法をＤで示している。
これにより、中間品３４の粗く加工された面の凸部が機械加工されて前記平滑面部１８とされ、残された部分が前記凹部１７とされる。この構成によれば、研削量を少なくでき、加工時間の短縮化が図れる。また、研削加工の際、凹部に潤滑油が保たれて作業性がよくなる。
なお、前記機械的処理としてはショットブラスト加工以外に、ローレット加工があり、これにより中間品３４の内周面に粗面を形成してもよい。
【００２７】
図６と図７は、本発明のガイドローラ装置のさらに別の実施の形態を示すものであり、それぞれガイドローラ部材４の断面図とその内周面の拡大断面図である。このガイドローラ部材４の本体部５の内周面４ａは第１の実施の形態及び第２の実施の形態（図２と図４）と同様に、凹凸面１９とされており、この凹凸面１９は、底部が機械加工されないで表面硬化処理面のままとされている凹部１７と、機械加工（研削加工）によって平滑とされている平滑面部１８とを有している。
【００２８】
この凹凸面１９をさらに説明すると、図６と図７において、転がり軸受２，３の外輪２２，２４のそれぞれの外周面の軸方向両端部に当接している環状の凸部３６と、これら凸部３６の間であって各外輪２２，２４の外周面の軸方向中央部において前記外輪２２，２４と非接触である環状の凹溝部３７とからなり、この凸部３６の頂面が研削加工による平滑面部１８とされ、この凹溝部３７が表面硬化処理面のままとされた凹部１７とされている。つまり、図７の破線Ｃで示す内周面が研削加工された仕上がり面とされ、その仕上がり内径寸法をＤで示している。
これにより、転がり軸受２，３の外周面と接触しない凹溝部３７によって研削加工面積を少なくでき、加工時間の短縮化が図れる。そして、凸部３６は転がり軸受２，３の外周面との嵌め合わせのための寸法精度を確保することができ、各転がり軸受２，３の外輪２２，２４の軸方向両端部に平滑面部１８とされた凸部３６が接触しているため、ガイドローラ部材４と転がり軸受２，３との間における姿勢を安定させることができる。
【００２９】
以上各実施の形態において、転がり軸受２，３は、内側の支軸部材１と外側のガイドローラ部材４（本体部５）に対してルーズなはめあい（すきま嵌め）とすれば、転がり軸受２，３が摩耗して交換が必要な場合、ガイドローラ部材４及び支軸部材１を取り換えることなくそのままにして、転がり軸受２，３のみを簡単に外して取り換えることができる。また、この交換の際、図１において、支軸部材１に新しい転がり軸受２，３を当該支軸部材１の鍔部１３に接触させ位置決めして取り付け、ガイドローラ部材４の本体部５に形成した前記内鍔部１４と転がり軸受３とを接触させて当該ガイドローラ部材４が位置決めされて取り付けられる。従って、ガイドローラ部材４のローラ部６を支軸部材１に対して再現性よく再度組み立てることができ、転がり軸受２，３の交換後においても、ローラ部６の接触面６ａの位置が搬送対象である台車Ｗのガイド溝７に対して位置ずれしてしまうのを防ぐことができる。
【００３０】
また、本発明は図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであってもよく、図示したガイドローラ装置Ａでは、ガイドローラ部材４が転がり軸受２，３に外嵌しているものであるが、これ以外に図示しないが転がり軸受２，３の外周側において筒状の他の部材を介してガイドローラ部材４が外嵌したものであってもよい。この場合、ガイドローラ部材４の内周面４ａは、この筒状の他の部材の外周面との嵌め合い精度を確保するために研削加工が行われることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のガイドローラ装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１のガイドローラ装置のガイドローラ部材を示す断面図である。
【図３】図２のガイドローラ部材の要部及び製造方法を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態におけるガイドローラ部材の断面図である。
【図５】図４のガイドローラ部材の要部及び製造方法を示す拡大断面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施の形態におけるガイドローラ部材の断面図である。
【図７】図６のガイドローラ部材の要部及び製造方法を示す拡大断面図である。
【図８】本発明のガイドローラ装置が用いられている装置の一部の概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  支軸部材
２  転がり軸受
３  転がり軸受
４  ガイドローラ部材
４ａ  内周面
６ａ  接触面
１７  凹部
１８  平滑面部
１９  凹凸面
３１  旋削目面
３４  中間品
３６  凸部
３７  凹溝部
Ａ  ガイドローラ装置
Ｗ  台車
【図１】
0004517991.tif 000002
【図２】
0004517991.tif 000003
【図３】
0004517991.tif 000004
【図４】
0004517991.tif 000005
【図５】
0004517991.tif 000006
【図６】
0004517991.tif 000007
【図７】
0004517991.tif 000008
【図８】
0004517991.tif 000009