JP2913061B2 - 真空用玉軸受およびそれを用いたターボ分子ポンプ - Google Patents

真空用玉軸受およびそれを用いたターボ分子ポンプ

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、真空用玉軸受およびそれを用いたターボ
分子ポンプに関する。
従来の技術および発明の課題 ターボ分子ポンプ用玉軸受としては、従来、保持器を
備えたグリース潤滑軸受が知られている。
ところで、ターボ分子ポンプ用グリース潤滑玉軸受
は、たとえば75000rpm程度の高速回転で使用されるた
め、保持器のポケット部や保持器と軌道輪との案内面ま
でグリースが十分に供給されない。さらに、真空中であ
るため、軸受の回転によって生じる摩擦熱が外部に伝わ
りにくく、軸受内部に熱が残る。このため、保持器のポ
ケット部と玉との間や保持器の外周と外輪内周の案内面
との間で早期に焼付が発生したり、グリースが早期に劣
化したりしていた。その結果、軸受は大気中よりも許容
温度の面からも寿命的な制限を受けて、寿命が短くな
り、ひいてはターボ分子ポンプの寿命が短いという問題
が生じていた。
この発明の目的は、上記の問題を解決した寿命の長い
真空用玉軸受およびそれを用いたターボ分子ポンプを提
供することにある。
課題を解決するための手段 この発明による真空用玉軸受は、鋼製の内輪および外
輪、窒化ケイ素を主体とするセラミックス製の玉、なら
びにシールド板よりなる密封型総玉軸受であり、ジエス
テル系合成油の基油、有機系凝縮剤および四フッ化エチ
レン樹脂系添加剤を含む低揮発性剤製のグリースが封入
されているものである。
この発明によるターボ分子ポンプは、 ケーシング内に軸方向に多段に設けられた固定翼と、
上記ケーシング内に玉軸受を介して支持され電動機によ
り回転させられる回転体と、この回転体に設けられ上記
固定翼と軸方向に対向する多段の回転翼とを備えたター
ボ分子ポンプにおいて、 上記回転体を支持する玉軸受が、鋼製の内輪および外
輪、窒化ケイ素を主体とするセラミックス製の玉、なら
びにシールド板よりなる密封型総玉軸受であり、軸受内
に封入されるグリースが、ジエステル系合成油の基油、
有機系凝縮剤および四フッ化エチレン樹脂系添加剤を含
むことを特徴とするものである。
作用 保持器のない密封型の総玉軸受であるから、従来のよ
うな保持器の部分の焼付の問題がない。保持器がないた
め、軸受内の無攪拌容積が増大し、グリース封入量が増
す。保持器がないため、グリースが外輪内周に多く付着
し、玉と軌道輪との間のグリース供給性が良くなる。従
来のような保持器と玉との間および保持器と外輪内周の
案内面との間のすべりがなくなるので、トルクが小さく
なり、軸受自体の発熱が少なく、電動機の発熱も少なく
なるため、グリースの蒸発量が少なくなる。しかも、グ
リースがジエステル系合成油の基油、有機系凝縮剤およ
び四フッ化エチレン樹脂系添加剤を含む低揮発性剤製で
あるから、グリースの蒸発がきわめて少なく、しかも高
温での潤滑性に優れている。
玉がセラミックス製であるから、玉相互間の焼付が生
じいない。セラミックス製の玉は軽量であるためジャイ
ロすべりが少なく、摩擦トルクが減少する。このため、
前記同様、軸受自体および電動機の発熱が少なく、グリ
ースの蒸発量が少なくなって、グリース寿命がのびる。
実施例 以下、図面を参照して、この発明の実施例を説明す
る。
第２図は、ターボ分子ポンプの主要部を概略的に示
す。
第２図において、上部に軸方向に多段に設けられた回
転翼（１）を備えた回転体（２）の軸（３）が２個の玉
軸受（４）によってケーシング（５）内に回転支持され
ている。ケーシング（５）内の上部には、回転体（２）
および回転翼（１）と同心で回転翼（１）と軸方向に対
向する多段の固定翼（６）が固定されている。ケーシン
グ（５）の上端部に吸気口（７）が、下部に排気口
（８）が設けられている。ケーシング（５）内の下部に
たとえば高周波電動機（15）のモータステータ（９）が
設けられ、軸（３）の下部にこれと対をなすモータロー
タ（10）が設けられている。そして、軸（３）のモータ
ロータ（10）の上下の部分が、軸受（４）によって支持
されている。
上記のターボ分子ポンプは、以下のように動作する。
すなわち、ケーシング（５）の吸気口（７）と接続され
るチャンバ（図示略）、ケーシング（５）、さらに粗引
き用ロータリポンプ（図示略）とつながる排気口（８）
で真空系が構成されており、まず、粗引き用ロータリポ
ンプを運転して真空系全体を低真空雰囲気に維持する。
次に、電動機（15）と始動し軸（３）を回転すると、回
転翼（１）と固定翼（６）との相互作用により、上記チ
ャンバ内およびターボ分子ポンプ内の気体分子を排気口
（８）から連続排気し、双方内に高真空雰囲気を実現す
るようになっている。
第１図は、軸受（４）の１例を示す。
第１図において、軸受（４）には、カウンタボアが形
成された内輪（11）、カウンタボアが形成されていない
外輪（12）、玉（13）および外輪（12）の両端部に取付
けられたシールド板（14）よりなるアンギュラコンタク
ト総玉軸受である。
内輪（11）、外輪（12）およびシールド板（14）は、
ステンレス鋼製である。玉（13）は、窒化ケイ素を主体
とするセラミックス製である。そして、内輪（11）と外
輪（12）の間に、低揮発性剤製のグリース（蒸気圧7.5
×10-6Torr（20℃））であって、従来のフッ素系基油に
比べ高温・高速潤滑性に優れたジエステル系合成油の基
油、たとえばベントンなどの有機系凝縮剤１％および高
温での安定性が良好で潤滑性に優れる四フッ化エチレン
樹脂系添加剤29％を含むグリースが封入されている。こ
のようなグリースを用いたことにより、従来のフッ素系
基油のグリースを用いた場合に比べて寿命がより長くな
った。また、内輪（11）、外輪（12）およびシールド板
（14）が耐食性のあるステンレス鋼で形成され、玉（1
3）も耐食性のあるセラミックスで形成されているた
め、ターボ分子ポンプのように真空環境下で使用された
場合、従来、鋼製の材料で問題となっていた防錆用オイ
ルの揮発による装置内汚染も解消できる。
発明の効果 この発明によれば、上述のように、玉軸受内に封入さ
れたグリースの蒸発が少なく、高温での潤滑性に優れて
いるため、長期間にわたって良好な潤滑性が保たれ、焼
付も生じにくく、したがって、玉軸受の寿命が向上し、
ひいてはターボ分子ポンプの寿命が向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の実施例を示すターボ分子ポンプ用玉
軸受の要部縦断面図、第２図は第１図の玉軸受を使用し
たターボ分子ポンプの１例を概略的に示す要部縦断面図
である。 （１）…回転翼、（12）…回転体、（４）…玉軸受、
（５）…ケーシング、（６）固定翼、（11）…内輪、
（12）…外輪、（13）…玉、（14）…シールド板、（1
5）…電動機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ (Ｃ１０Ｍ 169/04 105:32 147:02） (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16C 33/32 F16C 33/62 F16C 33/66 F04D 19/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】鋼製の内輪および外輪、窒化ケイ素を主体
    とするセラミックス製の玉、ならびにシールド板よりな
    る密封型総玉軸受であり、ジエステル系合成油の基油、
    有機系凝縮剤および四フッ化エチレン樹脂系添加剤を含
    む低揮発性剤製のグリースが封入されている真空用玉軸
    受。
  2. 【請求項２】ケーシング内に軸方向に多段に設けられた
    固定翼と、上記ケーシング内に玉軸受を介して支持され
    電動機により回転させられる回転体と、この回転体に設
    けられ上記固定翼と軸方向に対向する多段の回転翼とを
    備えたターボ分子ポンプにおいて、 上記回転体を支持する玉軸受が、鋼製の内輪および外
    輪、窒化ケイ素を主体とするセラミックス製の玉、なら
    びにシールド板よりなる密封型総玉軸受であり、軸受内
    に封入されるグリースが、ジエステル系合成油の基油、
    有機系凝縮剤および四フッ化エチレン樹脂系添加剤を含
    むことを特徴とするターボ分子ポンプ。
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