(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外方部材と、内方部材との間に複数の玉を配設し、かつ４０℃における動粘度が１０〜４００ｍｍ２／ｓである基油を含むグリースを適用してなる転動装置の製造方法であって、前記グリースを適用した後に、温度４０〜１２０℃、真空度１０００Pa以下で、３０分〜４８０分保持する処理を施すことを特徴とする転動装置の製造方法。
【請求項２】
グリース適用後に防錆油を塗布し、温度４０〜１２０℃、真空度１０００Pa以下で、３０分〜４８０分保持する処理を施すことを特徴とする請求項１記載の転動装置の製造方法。
【請求項３】
１００℃で２４時間保持した時の蒸発率を０．２％未満にすることを特徴とする請求項１または２記載の転動装置の製造方法。
【請求項４】
転がり軸受、リニアガイドまたはボールねじに前記処理を施すことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の転動装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は転動装置、特に電子計算機や半導体製造装置等の低揮発性が要求される転動装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子計算機や半導体製造装置等に用いられる転がり軸受、リニアガイド、ボールねじ等の転動装置には、潤滑性能に優れることは勿論のこと、揮発成分の蒸発が少ないことが要求される。
しかし、例えば電子計算機の記憶装置では、転動装置に防錆油（鉱油系またはエステル油系防錆油）を塗布し、更にグリース（リチウム石けん−鉱油またはエステル油）を封入するのが一般的であるが、防錆油やグリース中に含まれる揮発成分が稼働時に転動装置から揮発して記憶媒体を汚染して、データの記録、読み出しに支障を来すことがある。また、半導体製造装置においても、揮発成分が半導体ウエハを汚染し、生産の歩留まりを低下させている。
そこで、近年では低揮発性の成分を配合したグリースや防錆油を使用する傾向にある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、グリースや防錆油に使用されている基油は、ある分子量分布を持っており、その低分子量成分は沸点が低く蒸発し易い。また、原料中に低沸点の不純物が含まれていたり、グリースや防錆油の製造時にも低沸点物質が生成することがあり、これらも同様に揮発成分となって転動装置から揮発する。
近年、電子計算機や半導体製造装置に用いられる転動装置は高速回転で使用される傾向にあり、それに伴い高温に晒されることから、上述したような低沸点物質の蒸発がより顕著になり、従来の転動装置では十分応え得るものではない。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、潤滑性能は維持しつつ、高温、高速回転での使用時においても揮発性の少ない転動装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、転動装置から低沸点成分を予め除去することで、使用時の低沸点成分の蒸発を防止することが有効であることを見い出し、本発明を完成するに至った。
即ち、上記の目的は下記の転動装置の製造方法により達成される。
（１）外方部材と、内方部材との間に複数の玉を配設し、かつ４０℃における動粘度が１０〜４００ｍｍ２／ｓである基油を含むグリースを適用してなる転動装置の製造方法であって、前記グリースを適用した後に、温度４０〜１２０℃、真空度１０００Pa以下で、３０分〜４８０分保持する処理を施すことを特徴とする転動装置の製造方法。
（２）グリース適用後に防錆油を塗布し、温度４０〜１２０℃、真空度１０００Pa以下で、３０分〜４８０分保持する処理を施すことを特徴とする上記（１）記載の転動装置の製造方法。
（３）１００℃で２４時間保持した時の蒸発率を０．２％未満にすることを特徴とする上記（１）または（２）記載の転動装置の製造方法。
（４）転がり軸受、リニアガイドまたはボールねじに前記処理を施すことを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１項に記載の転動装置の製造方法。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
本発明で対象となる転動装置は、従来より電子計算機や半導体製造装置等に用いられる転がり軸受、リニアガイド、ボールねじ等である。以下に各々の代表的な装置構成を図面とともに例示する。
【０００６】
図１は、転動装置の一例である、単列深溝玉軸受の部分断面図であり、外方部材である外輪１と内方部材である内輪２との間に転動体である玉３が配設され、更に保持器４で玉３を保持した構成となっている。
【０００７】
図２は、転動装置の他の例である、小型リニアガイドの一部を切り欠いて示す正面図であり、横断面略角型の内方部材である案内レール１１の上に、外方部材である断面コ字形のスライダ１２が跨架され、更に両部材の間に転動体である多数個の玉１３が配設された構成となっている。より詳しくは、案内レール１１の両側面に軸方向に長い軌道溝１５が形成されており、一方スライダ１２の本体１２Ａには内側面に前記軌道溝１５に対向する軌道溝１６が形成され、また軌道溝１６に平行する貫通孔からなる転動体戻り路１７が袖部内に形成されている。また、スライダ本体１２Ａの両端にはエンドキャップ１２Ｂがねじ１８でそれぞれ取り付けてあり、これらのエンドキャップ１２Ｂに前記軌道溝１６と転動体戻り路１７とを連通させる図示されない半ドーナツ状の湾曲路が形成され、軌道溝１６、転動体戻り路１７及び湾曲路からなる転動体１３の循環経路が構成される。そして、循環経路内に多数の転動体１３が装填されて脱落しないように保持されている。
【０００８】
図３は、転動装置のその他の例である、ボールねじの要部の断面図であり、螺旋状のねじ溝２１を外周面に有する内方部材としてのねじ軸２２に、外方部材であるナット２３が多数の玉からなる転動体２４を介して螺合された構成となっている。ナット２３は、ねじ軸２２のねじ溝２１に対応するねじ溝２５を内周面に有する。転動体２４は、前記両ねじ溝２１，２５によって形成された螺旋状空間をねじ軸２２の回転方向に転動しつつナット２３の胴部に設けられた例えば循環駒等のボール循環路（図示せず）に導かれてナット２３の軸方向両端部間を循環移動する。そして、ねじ軸２２が回転すると、転動体２４の転動を介してナット２３がねじ軸２２に沿って直線方向に送られるように構成されている。
【０００９】
これら転動装置には、潤滑のためにグリースが適用される。グリースは特に制限されるものではなく、従来より電子計算機や半導体製造装置の転動装置に使用されるもので構わない。また、グリースは低揮発性である方がより好ましいが、特に必須要件ではない
【００１０】
グリースは、例えば以下の組成のものを使用することができる。
増ちょう剤は、金属石けん、ウレア化合物から選択される。金属石けんとしては、リチウムやナトリウム等のアルカリ金属石けん、または複合金属石けんを挙げることができる。またウレア化合物としては、ジウレア、トリウレア、テトラウレア化合物、あるいは基本骨格中にウレア基をそれ以上に含むポリウレア化合物を挙げることができる。
また、これらは単独で、もしくは混合して使用される。
【００１１】
基油は、鉱油、エステル油、合成炭化水素油、エーテル油から選択して、それらを単独もしくは混合して使用される。
鉱油はパラフィン系の潤滑油が一般的であり、これを減圧蒸留、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等を、適宜組み合わせて精製したものが用いられる。
エステル油としては、ジオクチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ジブチルアジペート、ジオクチルアゼレート、ジブチルセパケート、ジオクチルセバケート、メチルアセチルリシレート等が挙げられる。また、トリオクチルトリメリテート、トリデシルトメリテート、テトラオクチルピオメリテート等の芳香族エステル油も使用できる。更に、多価アルコールと一塩基酸とを反応させて得られるヒンダードエステル油も使用できる。
合成炭化水素油としては、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、１−デセンオリゴマー、１−デセンとエチレンとのコオリゴマー等のポリ−α−オレフィンまたはこれらの水素化物からなる潤滑油が挙げられる。また、この合成炭化水素油として芳香族系の合成炭化水素油も使用可能であり、例えばモノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン、ポリアルキルベンゼンなどのアルキルベンゼン、あるいはモノアルキルナフタレン、ジアルキルナフタレン、ポリアルキルナフタレン等のアルキルナフタレン等からなる潤滑油が挙げられる。
エーテル油はフェニルエーテル油が一般的であり、高温高速耐久性を考慮すれば、（ジ）アルキルジフェニルエーテル油が好ましく使用される。
また、上記基油の粘度は、実用上、４０℃での動粘度が１５〜４００ｍｍ2 ／ｓｅｃ、好ましくは２０〜２００ｍｍ2 ／ｓｅｃの範囲である。
【００１２】
更に、必要に応じて、以下に例示するような酸化防止剤や防錆剤、極圧剤、油性剤等が添加されてもよい。
酸化防止剤としては、含窒素化合物系酸化防止剤とフェノール系酸化防止剤との混合物が好適に使用しようされる。
含窒素化合物系酸化防止剤としては、フェニルαナフチルアミン、ジフェニルアミン、フェニレンジアミン、オレイルアミドアミン、フェノチアジン等がある。
フェノール系酸化防止剤としては、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチル−フェニルサリシレート、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−フェニルフェノール、２，２′−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２′−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール）、４，４′−ブチリデンビス−６−ｔｅｒｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）、テトラキス〔メチレン−３−（３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４′−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕メタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、ｎ−オクタデシル−β−（４′−ヒドロキシ−３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）プロピオネート、２−ｎ−オクチル・チオ−４，６−ジ（４′−ヒドロキシ−３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェノキシ−１，３，５−トリアジン、４，４′−チオビス−〔６−ｔｅｒｔ−ブチル−ｍ−クレゾール〕、２−（２′−ヒドロキシ−３′−ｔｅｒｔ−ブチル−５′−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール等のヒンダードフェノールがある。
【００１３】
防錆剤としては、有機系スルホン酸金属塩又はエステル類が単独もしくは混合して使用される。
有機系スルホン酸塩としては、例えばジノニルナフタレンスルホン酸及び重質アルキルベンゼンスルホン酸等が使用され、その金属塩としてカルシウムスルホネート、バリウムスルホネート、ナトリウムスルホネート等がある。
エステル類としてソルビタン誘導体では多塩基カルボン酸及び多価アルコールの部分エステルとしてソルビタンモノラウレート、ソルビタントリラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート等がある。アルキル・エステル型ではポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンオレエート、ポリオキシエチレンステアレート等がある。
【００１４】
極圧剤としては、ＭｏＳ2 等の固体潤滑剤、硫黄系、燐系、硫黄−燐系有機化合物、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、ジアルキルジチオリン酸モリブデン、ジアルキルジチオリン酸亜鉛等が単独もしくは混合して使用される。
【００１５】
油性剤としては、高級脂肪酸としてオレイン酸、ステアリン酸等、高級アルコールとしては、ラウリルアルコール、オレイルアルコール等、アミンではステアリルアミン、セチルアミン等、リン酸エステルではリン酸トリクレジル等が単独もしくは混合して使用される。
【００１６】
本発明は、グリースを適用した転動装置を真空下で加熱処理することにより、グリース中に含まれる低沸点成分を除去することを特徴とするものである。
本発明において、主たる除去対象は沸点６０℃未満の低沸点成分である。電子計算機の記録装置や半導体製造装置に用いられる転動装置は、装置稼働時に５０℃以上の高温に晒されることがあり、その場合特に沸点が６０℃未満の成分の蒸発が著しい。従って、転動装置から低沸点成分を予め除去することにより、稼働時におけるこれら低沸点成分の蒸発による汚染を防止することができる。
【００１７】
上記低沸点成分を除去するための処理条件は、加熱温度４０〜１２０℃、真空度１０００Ｐａ以下であり、処理時間は３０分〜４８０分である。加熱温度が高い程、また真空度が高い程、低沸点成分の除去効果が大きくなるが、上記の範囲を越える条件で処理してもそれに見合う効果の向上が得られないばかりか、不利益となる場合がある。
即ち、加熱温度に関しては、４０℃未満では真空度を１０００Ｐａ以下とした場合でも、低沸点成分の除去に時間がかかり過ぎて好ましくないが、１２０℃以上の高温で行っても処理時間の短縮にそれほど効果が認められないばかりか、グリースの主要成分が蒸発して潤滑性能を低下させることがある。また、真空度に関しては、１０００Ｐａ未満では処理時間が長くなってしまう。従って、真空度１０００Ｐａ以下で、温度４０〜１２０℃の範囲とする。
【００１８】
尚、真空度は高真空であることが好ましいが、真空装置が高価になったり、運転コストの上昇を招く。従って、高真空側の上限としては１０-4Ｐａ程度が現実的である。
また、処理時間が３０分未満では、上記の真空度並びに加熱温度とした場合でも低沸点成分が除去されない。一方、４８０分を超えて長時間行ってもそれに見合う効果の向上は得られず、不経済となる。
【００１９】
また、グリースの適用後、更に防錆油を塗布し、その後に上記の真空下での加熱処理を行ってもよい。
上記の真空下での加熱処理により、転動装置は１００℃で２４時間保持した時の蒸発率が０．２％未満に調整されることが好ましい。
この蒸発率とは、１００℃で２４時間保持した時の加熱前後における重量変化率であり、下式により定義される。
蒸発率＝〔（加熱前の転動装置の重量−加熱後の転動装置の重量）／加熱前の
転動装置の潤滑剤組成物の重量〕×１００
尚、この蒸発率は、実質的に転動装置中のグリースの加熱前後における重量変化率である。蒸発率が０．２％未満である転動装置は、一般的な電子計算機の記録装置や半導体製造装置の稼働温度では実質的に蒸発や発塵が起こらず、装置が汚染されることはない。
上記の処理は、例えばステンレス板上に転動装置を置き、所定真空度並びに所定温度で、所定時間真空ベーキングを行う。
【００２０】
以下、実施例を基に本発明を更に説明する。
（実施例１〜９、比較例１〜４）
転がり軸受（深溝玉軸受：呼び番号６９５）を洗浄乾燥後、グリースを封入し、更に防錆油を塗布した。その後、ステンレス板上に転がり軸受を置き、表１及び表２に示す条件で真空加熱ベーキングを行った。尚、封入グリースの種類を同表に併記する。
その後、各転がり軸受を以下に示す試験に供した。
【００２１】
（１）蒸発試験
上記の転がり軸受を恒温槽中で１００℃で２４時間保持し、この処理前後の重量から蒸発率を求めた。
試験結果を表１及び表２に併記する。蒸発率が０．２％未満を合格とし、表中に「○」を記してある。また、蒸発率０．２％以上には「×」を記してある。
【００２２】
（２）軸受耐久試験
上記の転がり軸受を１２０℃において７２００rpm で回転させ、軸受音響が回転初期より３アンデロン上昇した時点を寿命と見なし、その寿命に至るまでの時間を計測した。
計測結果を表１及び表２に併記する。３０００時間以上を合格とし、表中に「○」を記してある。また、３０００時間未満には「×」を記してある。
【００２３】
【表１】
0003959554.tif 000002
【００２４】
【表２】
0003959554.tif 000003
【００２５】
【表３】
0003959554.tif 000004
【００２６】
実施例に示す転動装置は、比較例に示す転動装置に比べて蒸発試験並びに軸受耐久試験ともに優れた結果を示している。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、潤滑性能に優れることは勿論のこと、高温、高速回転での使用でも揮発や発塵が少なく、高い清浄度が要求される電子計算機の記録装置や半導体装置に使用される転動装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  転動装置の第１の実施形態の部分断面図である。
【図２】  転動装置の第２の実施形態の一部を切り欠いて示す正面図である。
【図３】  転動装置の第３の実施形態の要部の断面図である。
【符号の説明】
１  外方部材（外輪）
２  内方部材（内輪）
３  転動体（玉）
５  第１の接触面
６  第２の接触面
１１  内方部材（案内レール）
１２  外方部材（スライダ）
１３  転動体
１５  第２の接触面
１６  第１の接触面
２１  第２の接触面
２２  内方部材（ねじ軸）
２３  外方部材（ナット）
２４  転動体
２５  第１の接触面
【図１】
0003959554.tif 000005
【図２】
0003959554.tif 000006
【図３】
0003959554.tif 000007