JP2021532298A - 軸受ケージ - Google Patents

Abstract

本発明は、ターボ分子ポンプのロータ軸受のための軸受ケージ（１３）を提供する。この軸受ケージは、複数の軸受ポケット（１４）を含み、各軸受ポケットは、使用時に軸受球がロータ軸受の内輪及び外輪に動作可能に係合するように軸受球（１５）を収容する。軸受ケージの各軸受ポケットは、軸受球を収容するための一次チャンバ（１７）を有し、各軸受ポケットは、油溜め（２０）をさらに含む。【選択図】図８

Description

本発明は軸受ケージに関し、詳細には、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプの油潤滑式ロータ軸受において使用される軸受ケージに関する。

通常、真空ポンプは、周囲のステータに対して回転するシャフトに取り付けられたロータの形のインペラを含む。通常、シャフトは、シャフトのそれぞれの端部又はその中間に位置する２つの軸受を含む軸受装置によって支持される。或いは、シャフトは、シャフトの一端又はその中間に配置された２つの軸受によって支持される片持ち梁とすることもできる。これらの構成では、一方又は両方の軸受を転がり軸受（ｒｏｌｌｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇｓ）の形態とすることができる。例えば、上側軸受を受動磁気軸受（ｐａｓｓｉｖｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｂｅａｒｉｎｇ）とし、下側軸受を転がり軸受とすることができる。

図１を参照すると、典型的な転がり軸受（１）が、真空ポンプ（４）のシャフト（３）に対して固定された内輪（２）と、外輪（５）と、内輪（２）及び外輪（５）の相対的回転を可能にする、軸受ケージ（７）によって支持された複数の転動体（ｒｏｌｌｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）（６）とを含む。通常、外輪（５）は、真空ポンプのハウジング（９）に固定して取り付けられた軸受支持ダンパー（ｂｅａｒｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔ ｄａｍｐｅｒ）（８）にさらに固定して取り付けられる。軸受支持ダンパー（８）は、典型的には軸受支持ナット（１０）によって適所に保持される。

通常、転がり軸受（１）は、摩擦及び摩耗を最小化するために、転がり接触及び滑り接触する軸受部品を分離する耐荷膜を構築するようにグリース又は油で潤滑できる複数の軸受球（６）を含む。

上述したように、通常、転がり軸受（１）は軸受ケージ（７）を含む。図２及び図３により明確に示すように、軸受ケージ（７）は、複数の等間隔を空けた軸受ポケット（３０）を含むことができ、この軸受ポケットの内部に軸受球（６）が配置される。従って、軸受ケージ（７）は、内輪（２）と外輪（５）との間のチャネルの周囲の均等な軸受球（６）の間隔を保証するとともに、軸受内の油潤滑の分散を補助する。

典型的には、転がり軸受（１）は、各軸受球（６）と、その対応する軸受ポケット（３０）と、内輪（２）及び外輪（５）との間に薄膜を形成する油潤滑によって潤滑される。軸受球（６）と軸受ケージ（７）との間に形成される潤滑油膜は、摩擦に起因する最低限の摩耗及び低い損失で軸受球（６）が回転及びスピンできることを保証する。球の動きは複雑であり、軸受の内部形状及び高速動作中に球が受ける力の結果として、軸受軸の周囲での転動と他の軸の周囲でのスピンとの組み合わせを含むことができる。

図１には、油供給システムからの油供給ナット（ｏｉｌ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｎｕｔ）（３１）が内輪（２）と軸受ケージ（７）との間に延びる外部案内型（ｏｕｔｅｒ ｐｉｌｏｔｅｄ）ケージ設計を示す。油潤滑は、内輪（２）と軸受ケージ（７）との間のチャンネルを通じて（３２）軸受球（６）に供給される。

図１には、インペラシャフト（３）の回転軸（Ａ）が実質的に垂直に配向された垂直直立姿勢（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ｕｐｒｉｇｈｔ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）にあるターボ分子ポンプを示す。垂直直立姿勢にある場合、ロータチャンバは、ロータチャンバ入口がロータチャンバ出口の上方に存在する状態で配置される。

図２には、垂直直立姿勢にあるターボ分子ポンプの下側転がり軸受に見られるような軸受ケージ（７）及び軸受球（６）を示す。図示のように、軸受ケージ（７）の回転軸（Ｘ）は垂直に配向され、軸受ケージ（７）は、各軸受ポケット（３０）の第１の端部における開口部（１１）が上方に面するように配置される。軸受ケージ（７）は、重力の作用を受けて、各軸受球（６）がその軸受ポケット（３０）の第１の端部の方に近づき、従ってそこに油潤滑膜を形成できるような状態になり得る傾向にある。この配向時には、各軸受球（６）とその軸受ポケット（３０）の開口部（１１）との間の相互作用が油潤滑膜を遮り、これによって真空ポンプの動作中における摩擦損失を低減する。通常、開口部（１１）は、予め両輪間に軸受球が組み立てられた時点でケージが軸受球に留められることを可能にする開いた側部（ｏｐｅｎ ｓｉｄｅ）が存在する「クリップオン」ケージの特徴である。開口部は、組み立て中に球の間隔を不均等にすることができるので、深溝玉軸受（ｄｅｅｐ ｇｒｏｏｖｅ ｂａｌｌ ｂｅａｒｉｎｇｓ）に設けることができる。リベット式玉軸受（ｒｉｖｅｔｅｄ ｂａｌｌ ｂｅａｒｉｎｇｓ）又はアンギュラコンタクト玉軸受（ａｎｇｕｌａｒ ｃｏｎｔａｃｔ ｂａｌｌ ｂｅａｒｉｎｇｓ）などの別の設計では、開いた側部が存在しないこともある。

ターボ分子ポンプを含む真空ポンプは、動作上の理由により、上述した垂直直立姿勢以外の配向、例えばインペラの軸が水平な状態、上下に反転した状態（すなわち、ロータチャンバ出口が入口の上方にある状態）、又はこれらの間のいずれかの角度にある状態で使用することが必要になる場合もある。しかしながら、真空ポンプが垂直直立姿勢以外の姿勢に配向されると、所与のロータ速度での動作温度が上昇して真空ポンプの動作範囲が減少し、所与のロータ速度で真空ポンプを駆動するのに必要な電力が増加し、或いは逆に電力損失の増加によって軸受内の温度が上昇することが観察されている。これらの寄生損失として知られている問題は、ポンプが垂直反転姿勢に配置された時に特に深刻になることが分かっている。配向によっては、軸受内の摩擦による電力損失が１００％程度増加することが測定されている。

従って、寄生損失を抑えた真空ポンプ、特に電力損失が装置の配向に関係しない油潤滑式真空ポンプが必要とされ続けている。

本発明者らは、これらの問題の原因が下側油潤滑式転がり軸受（すなわち、ターボ分子ポンプのロータチャンバ出口端に存在する転がり軸受）の軸受ケージの粘性損失にあることを発見した。

図３に、垂直反転姿勢にあるターボ分子ポンプの下側転がり軸受に見られるような軸受ケージ（７）及び軸受球（６）を示す。図示のように、軸受ケージ（７）の回転軸（Ｘ）は垂直であるが、軸受ケージ（７）は、図１及び図２に示す構成と比べて反転している。この姿勢では、軸受ケージ（７）が、軸受ポケット（３０）の開口部（１１）が下方に面するように配置される。

この姿勢では、軸受ケージ（７）が重力の作用を受けて、各軸受球（６）がその軸受ポケット（３０）の第２の閉鎖端（１２）の方に近づいて位置するような状態になり得る傾向にあることが分かっている。この結果、軸受ポケット（１２）の閉鎖端の表面が、垂直直立姿勢にある時よりも大幅に軸受球（６）に近接して位置するようになる。従って、軸受ポケット（３０）の閉鎖端（１２）における油潤滑の厚みが減少し、軸受ポケットの開口部（１１）によって遮られず、結果として粘性損失が高くなる。

程度は低いが、他の非垂直配向でも同様の問題が発生する恐れがある。

本発明は、先行技術の油潤滑式軸受システムのこれらの及びその他の問題点に対処するものである。

従って、本発明は、第１の態様において、ターボ分子ポンプの油潤滑式ロータ軸受のための軸受ケージを提供する。この軸受ケージは複数の軸受ポケットを含み、各軸受ポケットは、使用時に軸受球がロータ軸受の内輪及び外輪に動作可能に係合できるように軸受球を収容する。各軸受ポケットは、軸受球を収容するための一次チャンバを有し、各軸受ポケットは、油溜めをさらに含む。

本発明における油溜めは、その通常の意味を有する。典型的には、使用時に潤滑用液状油（ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｌｉｑｕｉｄ ｏｉｌ）が一次チャンバから流入できる中空部である。実質的に固体のグリースを保持するように構成されたグリース溜めを有するグリース潤滑式軸受が知られているが、本発明は、このようなグリース潤滑式軸受と共に使用するためのものではない。

通常、油溜めは、ポケットの第１の端部とは反対側の第２の端部に配置される。通常、各ポケットの第１の端部は開口部を含む。通常、開口部の幅は、油溜めの開口部の幅と同じか又はそれよりも広い。通常、開口部の幅は、軸受球の直径よりも狭い。

通常、各ポケットの第１の端部の開口部は、軸受ケージの実質的に環状の表面内に定められる。

本発明者らは、各軸受ポケットに油溜めを設けると、とりわけ軸受ポケットの開口部が下方に面するような軸受ケージの配向時に粘性損失が抑えられることを発見した。本発明による軸受ケージをターボ分子ポンプの油潤滑式下側転がり軸受に使用した場合、ポンプを垂直反転姿勢で動作させると、標準的な軸受ケージを使用した時に比べて寄生損失が大幅に減少するという利点がある。また、動作中のケージ振動の振幅が有利に減少することも分かった。

一次チャンバを、内部に収容された軸受球の一部を包囲する実質的に円弧状の表面によって少なくとも部分的に定めることができる。一次チャンバは、２又は３以上の円弧状表面を含むことができる。通常、（単複の）円弧状表面は、円周方向の虚円（ｉｍａｇｉｎａｒｙ ｃｉｒｃｌｅ）によって定められる円弧を有する。一次チャンバは、２又は３以上の円弧状表面を含む場合、同じ虚円の円周によって定められる。

実施形態では、一次チャンバを定める（単複の）実質的に円弧状の表面を、軸受ケージの回転軸と半径方向に整列する中心軸を有する仮想的な円柱の外面の一部の形態とすることができる。一次チャンバを定める実質的に円弧状の表面の半径は、軸受球の半径と、軸受球の回転及び油潤滑層の形成を可能にする狭い空隙とを加えたものとすることができる。一次チャンバを定める実質的に円弧状の表面の半径は、約０．２５ｍｍ〜約６ｍｍ、好ましくは約１ｍｍ〜約５ｍｍとすることができる。

油溜めは、一次チャンバを定める実質的に円弧状の表面から半径方向外向きに広がる二次チャンバの形態とすることができる。

典型的には、各ポケットは、軸受ケージの実質的に環状の表面内に定められた開口部を第１の端部に含む。通常、各ポケットは、ポケットの第１の端部の開口部を定める２つのポケットジョー（ｐｏｃｋｅｔ ｊａｗｓ）を含む。実質的に円弧状の表面及び環状表面は連続することができる。通常、ポケットジョーは、実質的に円弧状の表面と環状表面とが交わるエッジを含む。

軸受ポケットを、円周方向に実質的に均等に離してもよい。

使用時には、軸受球が一次チャンバ内に少なくとも部分的に封入されるように、軸受球を各軸受ポケット内に収容することができる。油潤滑は、軸受球の外面と一次チャンバの表面との間、及び油溜め内に存在することができる。油潤滑は、軸受球を支持してこれらを軸受ケージ、内輪及び外輪から分離することにより、軸受部品の摩擦及び摩耗を低減するように作用する。また、油潤滑は、軸受球の酸化及び／又は腐食を防ぎ、汚染物質に対する障壁として機能し、軸受から離して熱を伝える。典型的には、油潤滑は、軸受球と油溜め表面との間における油潤滑膜の圧縮を実質的に防ぐように油溜めから流出するのがよい。

使用時には、油供給ナットによって軸受に油潤滑を供給することができる。油潤滑を、フェルト状油リザーバ（ｆｅｌｔ ｏｉｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）から芯を介して油供給ナットに供給することができる。

典型的には、第１の端部はロータ側端部であり、第２の端部はポンプ出口側端部である。

油溜めは、軸受ケージの外輪側表面に広がってもよい。これに加えて、又はこれとは別に、油溜めは、軸受ケージの内輪側表面に広がってもよい。

ある実施形態では、油溜めの側部が開放されている（ｏｐｅｎ−ｓｉｄｅｄ）。側部が開放されているとは、油溜めが軸受ケージの壁の幅にわたって途切れずに広がっている構成を意味する。側部が開放された油溜めには、製造が単純であるという利点がある。

ある実施形態では、油溜めが軸受ケージの全幅に広がらないこともできる。例えば、油溜めの内輪側又は外輪側の一方のみを開放することもできる。油溜めの内輪側及び／又は外輪側は、油溜めの基部から長手方向に延びる壁によって定めることができる。この壁の厚みは、軸受のサイズ及び設計に応じて約１ｍｍ〜約６ｍｍとすることができる。

長手方向に延びる壁は、一次チャンバを定める実質的に円弧状の表面の一部を形成する軸受球側表面を含むことができる。

軸受ケージ壁の全幅に広がらない油溜めには、使用中により良好に油潤滑を保持するという利点がある。理論に縛られることを望むわけではないが、壁を採用すると、使用時に油潤滑に働く遠心力の結果として油溜め内からの油潤滑の動きが制限されると考えられる。

実施形態では、油溜めを実質的に円弧状の表面によって定めることができる。通常は、単一の実質的に円弧状の表面である。実質的に円弧状の表面は、油溜めの幅にわたって実質的に均一な半径を有することができる。従って、実質的に円弧状の表面は、軸受の回転軸と半径方向に整列する中心軸を有する仮想的な円柱の外面の一部を形成することができる。或いは、油溜めの実質的に円弧状の表面の半径は、油溜めの幅にわたって変化することもできる。通常、円弧は、油溜めの幅にわたって虚円の一部を形成し、すなわち円弧の半径は、油溜めの幅にわたって変化するが、油溜めの円周の周囲では変化しないことができる。

通常、油溜めの実質的に円弧状の表面の半径は、約０．５ｍｍ〜約１０ｍｍであり、好ましくは約０．７５ｍｍ〜約２ｍｍであり、一例として０．９ｍｍである。本明細書で規定する他の寸法と同様に、当業者であれば、本発明は多くの異なる軸受サイズに適用することができ、これらの寸法は、好ましいものではあるが限定ではないと理解するであろう。

限定するわけではないが、通常、油溜めを定める実質的に円弧状の表面は、一次チャンバを定める実質的に円弧状の表面の半径よりも小さな半径を有することができる。

一次チャンバを定める実質的に円弧状の表面の半径は、約０．２５ｍｍ〜約６ｍｍとすることができる。

典型的には、油溜めを定める実質的に円弧状の表面と、例えば１又は２以上の実質的に円弧状の表面などの一次チャンバを定める表面とは連続する。一次チャンバを定める表面及び油溜めを定める表面は、エッジで交わることができる。或いは、一次チャンバを定める表面と油溜めを定める表面との間の交点に丸みを与えることもできる。

実施形態では、油溜めが、軸受ケージの回転軸に対して実質的に接線方向の基部などの表面を含むことができる。油溜めは、例えば平らな基部を有することができる。油溜めの基部は、１又は２以上の側壁によって一次チャンバに接合することができる。通常、これらの側壁は、８５度以上、典型的には９０度以上、一例として９０度の角度で基部に交わる。或いは、側壁は、油溜めの基部において互いに交わることもできる。

典型的には、使用時には、軸受球の一部が軸受ポケットの開口部を通じて及び／又は油溜め内に広がることができる。油溜めは、油溜めを定める表面に軸受球が係合しないように構成されることが好ましい。これにより、軸受球の表面と一次チャンバの表面との間に形成される油潤滑層が遮られたままになることが保証される。

典型的には、軸受ケージは、６個〜１１個の軸受ポケット、好ましくは６個の軸受ポケットを含むように構成することができる。通常、各軸受ポケットは、単一の軸受球を収容する。

本発明は、さらなる態様において、ターボ分子ポンプのための油潤滑式転がり軸受であって、内輪と、外輪と、複数の軸受球と、本発明の前述の態様において開示したような軸受ケージとを含む転がり軸受を提供する。このような転がり軸受は、軸受油潤滑システムを含むターボ分子ポンプに有利に組み込むことができる。

典型的には、使用時には、転がり軸受が、転がり軸受の回転軸がターボ分子ポンプのロータの回転軸と実質的に同じであるように配向される。通常、転がり軸受は、ターボ分子ポンプの下側軸受である。

本発明は、さらなる態様において、本発明の前述の態様による軸受ケージを含む油潤滑式転がり軸受を備えたターボ分子ポンプを提供する。このような油潤滑式ターボ分子ポンプは、有利にあらゆる配向で使用することができる。

本発明は、さらなる態様において、油潤滑式軸受を含むターボ分子ポンプを垂直直立以外の姿勢で使用できるように、好ましくは垂直反転姿勢で使用できるように変換する方法であって、転がり軸受を除去するステップと、転がり軸受を、それぞれが軸受球を収容する複数の軸受ポケットを含む軸受ケージを含む玉軸受に置き換えるステップとを含み、各軸受ポケットが油溜めを含む、方法を提供する。

本発明は、さらなる態様において、本発明の前述の態様による軸受ケージを含む油転がり軸受のターボ分子ポンプにおける使用を提供する。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい特徴を一例として説明する。

ターボ分子ポンプ内の原位置にある先行技術の油潤滑式軸受を示す図である。 垂直直立配向にある先行技術の油潤滑式軸受を示す図である。 垂直反転配向に整列された先行技術の油潤滑式軸受を示す図である。 本発明による軸受ケージを示す図である。 本発明による軸受ケージを示す図である。 本発明による別の軸受ケージを示す図である。 本発明による別の軸受ケージを示す図である。 本発明による別の軸受ケージを示す図である。

本発明は、ターボ分子ポンプの油潤滑式ロータ軸受のための軸受ケージを提供する。

図４を参照すると、１つの例では、軸受ケージ（１３）が、それぞれが軸受球（１５）を収容するように構成された複数の軸受ポケット（１４）を含む。軸受ポケット（１４）は円周方向に均等に分離され、使用時には、円周方向に均等に分離した軸受球（１５）を軸受ケージ（１３）が保持する。

軸受ケージ（１３）は、実質的に円筒形の管である。軸受ケージは、約２．５ｍｍ〜約６．５ｍｍの、一例として３．５ｍｍの内半径（ｒ）を有することが好ましい。通常、軸受ケージは、約１ｍｍ〜約６ｍｍの壁厚（ｔ）を有する。

軸受ケージ（１３）は、軸受ケージ（１３）から半径方向外向きに広がる案内フランジ（ｐｉｌｏｔｉｎｇ ｆｌａｎｇｅ）（１６）を有する。使用中、案内フランジ（１６）は、軸受の外輪（図示せず）に摺動可能に係合して、ターボ分子ポンプのロータシャフトの回転軸を中心とする軸受ケージ（１３）の半径方向位置を維持する。

軸受ケージは、典型的にはフェノール類、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＹＦＥ）を含むリストから選択された高性能高分子であるいずれかの好適な材料から製造することができる。ポケット及び油溜めを含む軸受ケージは、機械加工、射出成形、付加製造法、又はこれらの組み合わせによって製造することができる。

各軸受ポケット（１４）は、一次チャンバ（１７）を含む。一次チャンバは、軸受ケージ（１３）の環状表面（３２）内に定められた開放端（１８）を有する。一次チャンバ（１７）は、内部に収容された軸受球（１５）の一部を包囲する実質的に円弧状の表面（１９）によって定められる。図示のように、各軸受球は、外輪に動作可能に係合できるように軸受ケージから半径方向外向きに突出する。同様に、各軸受球は、内輪に動作可能に係合できるように半径方向内向きにも突出する。各軸受球は、そのポケットの開口部を通じて油溜め内へも突出する。軸受球がいずれかの方向に突出する量は、使用時に、例えば軸受の配向に依存して変化することができる。

各軸受ポケット（１４）は、油溜め（２０）をさらに含む。図示の油溜め（２０）は、一次チャンバ（１７）を定める実質的に円弧状の表面（１９）から半径方向外向きに広がる、開放端（１８）とは反対側の二次チャンバの形態である。

図示の例では、油溜め（２０）の幅（ｗ）が開口部（ｖ）の幅よりも小さい。油溜めの幅（ｗ）は、一次チャンバに収容された軸受球の直径よりも小さいことが好ましい。

図示の油溜め（２０）は、矩形断面を有する。油溜めは、あらゆる断面を有することができるが、矩形、鋭い台形（ａｃｕｔｅ ｔｒａｐｅｚｏｉｄ）、三角形又は円弧状（例えば、円形又は楕円形）の断面であることが好ましい。

図４及び図５の油溜め（２０）は、回転軸（Ｘ）に対して実質的に接線方向（半径方向）の表面（２１）によって定められる基部を有する。油溜め（２０）は、回転軸に対して接線方向の表面（２１）に実質的に垂直な、実質的に向かい合った配向の一対の側壁表面（２２、２３）によってさらに定められる。側壁表面（２２、２３）は、回転軸に対して接線方向の表面（２１）と一次チャンバ（１７）を定める実質的に円弧状の表面（１９、３３）との間を長手方向に延びる。この実施形態では、実質的に円弧状の表面（１９、３３）と側壁表面（２２、２３）との間の交点がエッジによって定められる。好ましい場合には、これらの交点に丸みを与えることもできる。

図示の油溜め（２０）は、軸受ケージ（１３）の内輪側表面（２４）及び外輪側表面（３６）の両方に広がる。従って、油溜め（２０）は側部が開放されている。

図４には、回転軸（Ｘ）が垂直であって油溜め（２０）が開放端（１８）の垂直方向上方に位置する垂直反転姿勢にある軸受ケージ（１３）を示す。この構成では、軸受ケージ（１３）に作用する重力の影響により、軸受球（１５）が部分的に油溜め（２０）内に広がるようになる。軸受球は、回転軸に対して実質的に接線方向の表面（２１）又は側壁（２２、２３）に係合しない。油溜め（２０）の存在は、軸受球（１５）と一次チャンバ（１７）との間に形成される潤滑層を有利に妨げる。これにより、軸受ケージ（１３）に起因する電力損失が軸受の配向と実質的に無関係になる。従って、図示のような軸受ケージ（１３）を含むあらゆる真空ポンプは、軸受ケージによっていずれの特定の配向にも制限されない。

図５には、異なる視点から見た図４の軸受ケージ（１３）を示す。

図６には、図４及び図５に示すものとは別の軸受ケージ（１３）を示す。この例では、油溜め（２０）が、その基部から長手方向に延びる壁（２５）をさらに含み、この壁（２５）によって内輪側に定められる。壁（２５）は、油溜め（２０）の全幅にわたって延びる。

この実施形態では、長手方向に延びる壁（２５）が、一次チャンバ（１７）を定める実質的に円弧状の表面（１９）の一部を形成する軸受球側表面（２６）を有する。この実施形態では、長手方向に延びる壁（２５）及び一次チャンバ（１７）を定める実質的に円弧状の表面（１９）が、実質的に一定の半径で連続する。この半径は、一次チャンバの幅にわたって一定である。

図７に、さらに別の軸受ケージ（１３）を示す。油溜め（２０）は、同様に、一次チャンバ（１７）を定める実質的に円弧状の表面（１９）から半径方向外向きに広がる、軸受ケージポケット（１４）の開放端（１８）とは反対側の二次チャンバの形態である。油溜め（２０）は側部が開放されており、実質的に円弧状の表面（２６）によって定められる。

典型的には、油溜め（２０）を定める実質的に円弧状の表面（２６）は、一次チャンバ（１７）を定める実質的に円弧状の表面（１９）の半径よりも小さな半径を有する。この例では、油溜め（２０）の実質的に円弧状の表面（２６）を定める虚円の直径（２７）が、一次チャンバを定める実質的に円弧状の表面を定める虚円の直径の０．７倍である。通常は、約０．５〜約０．９の比率が好ましい。

図示のように、一次チャンバ（１７）を定める実質的に円弧状の表面（１９）及び油溜め（２０）を定める実質的に円弧状の表面（２６）は連続しており、その交点（２８）はエッジによって定められる。望ましい場合には、交点に丸みを与えることもできる。

図８に、別の視点から見た図７の軸受ケージ（１３）を示す。軸受ケージ（１３）は、軸受ケージ（２４）内側面から回転軸に向かって半径方向内向きに延びる内側案内フランジ（２９）を含む。内側案内フランジ（２９）は、使用時に軸受の内輪に摺動可能に係合して、回転軸を中心とした軸受ケージの半径方向位置を維持するように構成される。

なお、本明細書に開示した発明は、外側案内設計の軸受ケージ又は内側案内設計の軸受ケージと共に等しく使用することができる。

図示の実施形態には、特許法の下で解釈される添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な修正を行うことができると理解されるであろう。

Claims (18)

1. ターボ分子ポンプの油潤滑式ロータ軸受のための軸受ケージであって、該軸受ケージは複数の軸受ポケットを備え、該軸受ポケットの各々は、使用時に軸受球が前記ロータ軸受の内輪及び外輪に動作可能に係合できるように前記軸受球を収容し、各軸受ポケットは、前記軸受球を収容するための一次チャンバを有し、各軸受ポケットは、油溜めをさらに含む、
   ことを特徴とする軸受ケージ。
2. 前記一次チャンバは、内部に収容された軸受球の一部を包囲する実質的に円弧状の表面によって少なくとも部分的に定められ、前記油溜めは、前記実質的に円弧状の表面から半径方向に外向きに延びる二次チャンバの形態である、
   請求項１に記載の軸受ケージ。
3. 前記油溜めは、前記ポケットの第１の端部とは反対側の第２の端部に位置し、前記第１の端部はロータ側端部であり、前記第２の端部はポンプ出口側端部である、
   請求項１又は２に記載の軸受ケージ。
4. 各ポケットは、前記軸受ケージの実質的に環状の表面内に定められ、前記第１の端部がロータ側端部であり、前記第２の端部がポンプ出口側端部である、
   請求項３に記載の軸受ケージ。
5. 前記油溜めは、前記軸受ケージの外輪側表面に延びている、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の軸受ケージ。
6. 前記油溜めは、前記軸受ケージの内輪側表面に延びている、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の軸受ケージ。
7. 前記油溜めは、内輪側又は外輪側のみにおいて開口する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の軸受ケージ。
8. 前記油溜めは、その基部から長手方向に延びる壁によって内輪側又は外輪側が定められ、前記長手方向に延びる壁は、前記一次チャンバを定める前記実質的に円弧状の表面の一部を形成する軸受球側表面を含む、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の軸受ケージ。
9. 前記油溜めは、側部が開放されている、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の軸受ケージ。
10. 前記油溜めは、実質的に円弧状の表面によって定められる、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の軸受ケージ。
11. 前記油溜めを定める前記実質的に円弧状の表面と、前記一次チャンバを定める前記実質的に円弧状の表面とは連続する、
    請求項２に従属する請求項１０に記載の軸受ケージ。
12. 前記油溜めを定める前記実質的に円弧状の表面は、前記一次チャンバを定める前記実質的に円弧状の表面の半径よりも小さな半径を有する、
    請求項２又は１１に従属する請求項１０に記載の軸受ケージ。
13. 前記油溜めは、前記軸受ケージの回転軸に対して実質的に接線方向の表面、好ましくは 前記軸受ケージの回転軸に対して実質的に接線方向の平面を含む、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の軸受ケージ。
14. 使用時に、軸受球の一部が前記軸受ポケットの開口部を通じて及び／又は前記油溜め内に延びることができる、
    請求項１から１３のいずれか１項に記載の軸受ケージ。
15. ターボ分子ポンプのための油潤滑式転がり軸受であって、内輪と、外輪と、複数の軸受球と、請求項１から１４のいずれか１項に記載の軸受ケージとを備える、ことを特徴とする油潤滑式転がり軸受。
16. 請求項１５に記載の油潤滑式転がり軸受を備える、ことを特徴とするターボ分子ポンプ。
17. 油潤滑式ころ軸受を備えたターボ分子ポンプを垂直反転配向又は非垂直配向で使用できるように変換する方法であって、
    ａ．前記転がり軸受を除去するステップと、
    ｂ．前記転がり軸受を、それぞれが軸受球を収容する複数の軸受ポケットを含む軸受ケージを含む玉軸受に置き換えるステップと、を含み、
    前記代替軸受の各軸受ポケットは、油溜めを含む、ことを特徴とする方法。
18. 内輪と、外輪と、複数の軸受球と、請求項１から１４のいずれか１項に記載の軸受ケージとを備えたターボ分子ポンプのための転がり軸受を含む油転がり軸受のターボ分子ポンプの使用。

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