JP4198872B2 - 転がり軸受 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は転がり軸受に関し、特に真空中で使用され、高速で回転する転がり軸受、具体的にはターボ分子ポンプのタービン翼支持用として好適な転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空用途に使用される転がり軸受の潤滑グリースとしては従来、フッ素グリースが利用されてきた。しかし、フッ素グリースは蒸気圧が低く、真空用途に適するものの、炭化水素系グリースに比して潤滑性に劣り、また軸受回転時の発熱も大きいため、高速回転される軸受には使用できない。
【０００３】
また、真空装置において、気体の分子を取り除く目的で使用する機器を一般に真空ポンプと呼んでいるが、その中でもターボ分子ポンプは、タービン翼先端の回転速度を気体分子の運動速度よりも速く運動させることでガス分子をかき出す方式のポンプである。通常、ターボ分子ポンプのタービン翼は毎分１万回転以上の速度で回転し、軸受部には磁気軸受が用いられている。また、タービン翼支持部の軸受は真空中に晒されるため、通常のグリースを用いた転がり軸受では、グリースの油分の蒸発が激しく、長寿命を期待することができない。しかも、転がり軸受は回転時の発熱が大きく、その熱によってグリース油分の蒸発が助長されてしまう。
【０００４】
しかし、グリース潤滑方式の転がり軸受によりタービン翼支持が実現できれば、装置の簡略化、運転経費の削減等大きなメリットが得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、封入グリースの高速回転下における発熱並びに高真空下における油分の蒸発が従来に比べて格段に小さく、真空用途、特にターボ分子ポンプのタービン翼支持用として好適な転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の転がり軸受は、内輪と外輪との間に保持器を介して複数の転動体を略等間隔で保持してなり、かつ４０℃における動粘度が５０〜３００ｃｓｔであるトリス（２−ヘキシルドデシル）シクロペンタンを基油とするグリースを封入したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明の転がり軸受の一実施形態（玉軸受）を示す要部断面図である。図示されるように、この玉軸受は外周面に内輪軌道面１を有する内輪２と、内周面に外輪軌道面３を有する外輪４との間に、複数の転動体である玉５が保持器７により略等間隔で保持され、更に内輪２、外輪４及び玉５で形成される空所に、後述されるグリース（図示せず）を充填し、シール６により封止して概略構成されている。
【０００９】
本発明において、グリースの基油として、４０℃における動粘度が５０〜３００ｃｓｔであるトリス（２−ヘキシルドデシル）シクロペンタンを使用する。トリス（２−ヘキシルドデシル）シクロペンタンは、８０℃における蒸気圧が１．５×１０^−５Ｐa であり本発明が目的とする発熱及び油分の蒸発を抑制する。
【００１２】
一般に、基油の粘度が低くなるほど、即ち基油の分子量が小さくなると蒸気圧が増し、基油の動粘度が大きすぎると軸受回転時に発熱量が増大して焼付きに至ることがあるため、前記の動粘度範囲とする。
【００１３】
増ちょう剤は特に限定されないが、リチウム石鹸、リチウムコンプレックス石鹸、バリウム石鹸、バリウムコンプレックス石鹸、アルミニウム石鹸、アルミニウムコンプレックス石鹸、ナトリウム石鹸、ウレア化合物、カルシウムスルフォネート、また混合石鹸であるナトリウム−カルシウム石鹸、リチウム−カルシウム石鹸、ナトリウム−アルミニウム石鹸等を使用することができる。これら増ちょう剤の配合量は上記基油との間でグリースを形成し得る量であり、グリース全量の５〜３０重量％が適当である。
【００１４】
上記のグリースには、従来よりグリースに添加される各種添加剤を適量添加してもよい。例えば、酸化防止剤として、フェニル−α−ナフチルアミンなどのアミン系化合物、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールなどのフェノール類、フェノチアジンなどのチオアミン類、ジアルキルジチオリン酸塩類、ジアルキルジチオカルバミン酸塩類等を添加することができる。その他、公知の油性剤、極圧剤、防錆剤等を添加してもよい。
【００１５】
また、グリースの製造方法は特に制限されるものではなく、基油に増ちょう剤並びに各種添加剤を所定量配合し、ロールミルやニーダ等の公知の混練機を用いて混練することにより容易に得られる。
【００１６】
本発明の転がり軸受は、特に１．５Ｐa以下の真空中においてその性能を十分に発揮し、各種の真空ポンプのタービン翼支持部に好適に使用できる。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明する。
（実施例１、比較例１〜３）
表１に示す如く蒸気圧の異なる各基油にリチウム石鹸を配合して試験グリースを調製し、アンギュラ玉軸受７２０８（内径４０ｍｍ，外径８０ｍｍ，幅１８ｍｍ）にフルパックして試験軸受とし、これを簡易スピンドルに組み付けて予圧２０ｋｇにて真空中（０．０１３Ｐａ）、最高回転数（ｄｍｎ）１３０万で回転させ、異常昇温や異常振動によりスピンドルが停止するまでの時間（軸受寿命）を測定した。結果を図２に示すが、トリス（２−ヘキシルドデシル）シクロペンタン以外の基油を用いたグリースを封入した転がり軸受は、耐久性能が急速に衰えることがわかる。
【００２３】
【表３】

【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、特定の基油を用いたグリースを封入したことにより、高速回転下における発熱並びに高真空下における油分の蒸発が従来に比べて格段に小さく、真空用途、特にターボ分子ポンプのタービン翼支持用として好適な転がり軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る転がり軸受の一実施形態を示す要部断面図である。
【図２】 実施例において、基油の蒸気圧と軸受け寿命比との関係を求めたグラフである。

Claims (3)

1. 内輪と外輪との間に保持器を介して複数の転動体を略等間隔で保持してなり、かつ４０℃における動粘度が５０〜３００ｃｓｔであるトリス（２−ヘキシルドデシル）シクロペンタンを基油とするグリースを封入したことを特徴とする転がり軸受。
2. 前記グリースの増ちょう剤がリチウム石けんであることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
3. 真空ポンプのタービン翼支持部に用いられることを特徴とする請求項１または２記載の転がり軸受。

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