JPH0351517A - High speed bearing and turboblower for laser using high speed bearing and laser transmitter - Google Patents
High speed bearing and turboblower for laser using high speed bearing and laser transmitterInfo
- Publication number
- JPH0351517A JPH0351517A JP1188447A JP18844789A JPH0351517A JP H0351517 A JPH0351517 A JP H0351517A JP 1188447 A JP1188447 A JP 1188447A JP 18844789 A JP18844789 A JP 18844789A JP H0351517 A JPH0351517 A JP H0351517A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- bearing
- oil
- rolling
- retainer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 46
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 7
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/38—Ball cages
- F16C33/3837—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the balls, e.g. machined window cages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
- F16C33/6637—Special parts or details in view of lubrication with liquid lubricant
- F16C33/6681—Details of distribution or circulation inside the bearing, e.g. grooves on the cage or passages in the rolling elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
- F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
- F16C19/163—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
- F16C19/546—Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing
- F16C19/547—Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing with two angular contact rolling bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
- F16C33/6637—Special parts or details in view of lubrication with liquid lubricant
- F16C33/6659—Details of supply of the liquid to the bearing, e.g. passages or nozzles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Lasers (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はターボブロア、ターボ分子ポンプ及び工作機械
の主軸等に用いられる高速用軸受に関し、特に軸受の潤
滑性を改善し、軸受の長寿命化を実現させ、信頼性、保
守性を改良した高速用軸受及びこれを用いたレーザ用タ
ーボブロア及びレーザ発振装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to high-speed bearings used in turbo blowers, turbo molecular pumps, main shafts of machine tools, etc., and in particular improves the lubricity of the bearings and extends the life of the bearings. The present invention relates to a high-speed bearing with improved reliability and maintainability, and a laser turbo blower and laser oscillation device using the same.
最近の炭酸(C02)ガスレーザ発振装置は高出力が得
られ、レーザビームの質もよく、金属又は非金属材料等
の切断及び金属材料等の溶接等といったレーザ加工に広
く利用されるようになってきている。特に、CNC (
数値制御装置〉と結合したCNCレーザ加工機として、
複雉な形状を高速かつ高精度で切断する分野において急
速に発展しつつある。Recent carbon dioxide (C02) gas laser oscillators can obtain high output and provide good quality laser beams, and are now widely used for laser processing such as cutting metal or non-metallic materials, welding metal materials, etc. ing. In particular, CNC (
As a CNC laser processing machine combined with a numerical control device,
It is rapidly developing in the field of cutting complex shapes at high speed and with high precision.
以下図面を用いて従来の炭酸(C○2)ガスレーザ発振
装置を説明する。A conventional carbon dioxide (C◯2) gas laser oscillation device will be described below with reference to the drawings.
第5図は従来技術による炭酸(C○2)ガスレーザ発振
装置の全体構成を示す図である。放電管31の両端には
出力結合鏡32と全反射鏡33とからなる光共振器が設
置されている。FIG. 5 is a diagram showing the overall configuration of a carbon dioxide (C◯2) gas laser oscillation device according to the prior art. An optical resonator consisting of an output coupling mirror 32 and a total reflection mirror 33 is installed at both ends of the discharge tube 31.
放電管31の外周上には金属電極34及び35が取り付
けられている。金属電極34は接地され、金属電極35
は高周波電源36に接続されている。Metal electrodes 34 and 35 are attached to the outer periphery of the discharge tube 31. The metal electrode 34 is grounded, and the metal electrode 35
is connected to a high frequency power source 36.
金属電極34及び35の間には高周波電源36から高周
波電圧が印加される。これによって、放電管31内に高
周波グロー放電が発生し、レーザ励起が行われる。A high frequency voltage is applied between the metal electrodes 34 and 35 from a high frequency power supply 36. As a result, a high frequency glow discharge is generated within the discharge tube 31, and laser excitation is performed.
放電管31内のレーザビーム光軸を43で、また出力結
合鏡32から外部に取り出されるレーザビーム光軸を4
4でそれぞれ示す。The optical axis of the laser beam inside the discharge tube 31 is denoted by 43, and the optical axis of the laser beam taken out from the output coupling mirror 32 is denoted by 4.
4 respectively.
このようなガスレーザ発振装置を起動する時にはまず最
初に真空ポンプ42によって装置内部全体の気体が排気
される。ついでバルブ41が開放になり所定流量のレー
ザガスがガスボンベ40から導かれ装置内のガス圧は規
定値に達する。その後は真空ポンプ42による排気とバ
ルブ41による補給ガス導入が続き、装置内ガス圧は規
定値に保たれたまま、レーザガスの一部は継続して新鮮
ガスに置換される。これによって装置内のガス汚染は防
止される。When starting up such a gas laser oscillation device, first the entire gas inside the device is exhausted by the vacuum pump 42. Then, the valve 41 is opened, a predetermined flow rate of laser gas is introduced from the gas cylinder 40, and the gas pressure within the apparatus reaches a predetermined value. Thereafter, evacuation by the vacuum pump 42 and introduction of supplementary gas by the valve 41 continue, and part of the laser gas is continuously replaced with fresh gas while the gas pressure inside the device is maintained at a specified value. This prevents gas contamination within the device.
さらに第5図では送風機39によってレーザガスを装置
内で循環している。この目的はレーザガスの冷却にある
。炭酸(C○2)ガスレーザでは注入電気エネルギーの
約20%がレーザ光に変換され、他はガス加熱に消費さ
れる。ところが理論によればレーザ発振利得は絶対温度
Tのー(3/2)乗に比例するので発振効率を上昇させ
るためにはレーザガスを強制的に冷却してやる必要があ
る。Furthermore, in FIG. 5, the laser gas is circulated within the apparatus by a blower 39. Its purpose is to cool the laser gas. In a carbon dioxide (C○2) gas laser, about 20% of the injected electrical energy is converted into laser light, and the rest is consumed for gas heating. However, according to theory, the laser oscillation gain is proportional to the -(3/2) power of the absolute temperature T, so in order to increase the oscillation efficiency, it is necessary to forcibly cool the laser gas.
本装置ではレーザガスは約100m/secの流速で放
電管31内を通過し矢印で示す方向に流れ、冷却器38
に導かれる。冷却器38は主として放電による加熱エネ
ルギーをレーザガスから除去する。そして、送風機39
は冷却されたレーザガスを圧縮する。圧縮されたレーザ
ガスは冷却器37を介して放電管31に導かれる。これ
は、送風機39で発生した圧縮熱を放電管31に再度導
かれる前に冷却器37で除去するためである。これらの
冷却器37及び38は周知であるので詳細な説明は省略
する。In this device, the laser gas passes through the discharge tube 31 at a flow rate of about 100 m/sec, flows in the direction shown by the arrow, and passes through the cooler 38.
guided by. The cooler 38 mainly removes heating energy due to discharge from the laser gas. And the blower 39
compresses the cooled laser gas. The compressed laser gas is guided to the discharge tube 31 via the cooler 37. This is because the compression heat generated by the blower 39 is removed by the cooler 37 before being guided to the discharge tube 31 again. Since these coolers 37 and 38 are well known, detailed explanation will be omitted.
第6図に送風機39として採用されるターボブロアの構
造を示す。ターボ翼1とシャフト2とは機械的に結合さ
れている。シャフト2にはロータ3が取り付けられてお
り、ロータ3とステータ4とで高周波モータを構成して
いる。ターボ翼1はこの高周波モータによって、回転数
約10万PPMの高速で回転される。そのため低速回転
のルーツブロアに比較して回転数に逆比例して体積が小
さくなっている。FIG. 6 shows the structure of a turbo blower used as the blower 39. The turbo blade 1 and the shaft 2 are mechanically coupled. A rotor 3 is attached to the shaft 2, and the rotor 3 and stator 4 constitute a high frequency motor. The turbo blade 1 is rotated at a high speed of about 100,000 PPM by this high frequency motor. Therefore, compared to a Roots blower that rotates at low speed, the volume is smaller in inverse proportion to the rotation speed.
さらに、シャフト2の支持にころがり軸受5及び6が使
用されている。通常、グリース潤滑の高速限界は軸受5
及び6の内径とDm−N値とできまる。Dmは軸受の内
径と外径との平均値であり、Nは回転数である。このD
m−N値は軸受内径が小さい方が高速回転には有利であ
る。例えば、内径6mmの軸受ではDm−N値は170
万Cmm・rpm)であり、内径8mmでは150万〔
mm−r pm:l 、内径10mmでは140万〔m
m・rpm]である。Furthermore, rolling bearings 5 and 6 are used to support the shaft 2. Normally, the high speed limit of grease lubrication is bearing 5
and the inner diameter of 6 and the Dm-N value. Dm is the average value of the inner diameter and outer diameter of the bearing, and N is the rotation speed. This D
Regarding the m-N value, a smaller inner diameter of the bearing is advantageous for high-speed rotation. For example, for a bearing with an inner diameter of 6 mm, the Dm-N value is 170.
1,500,000 Cmm/rpm), and 1,500,000 Cmm/rpm for an inner diameter of 8 mm.
mm-r pm:l, 1.4 million m for inner diameter 10 mm
m・rpm].
また、回転部のアンバランスによる遠心力や自重等の荷
重が軸受に作用しているので、剛性面からあまり小さな
軸受を使用することはできない。In addition, since loads such as centrifugal force and dead weight due to unbalance of the rotating part act on the bearing, it is not possible to use a bearing that is too small in terms of rigidity.
従って、現在では軸受内径8mmのものを使用している
。Therefore, currently, bearings with an inner diameter of 8 mm are used.
ころがり軸受5及び6の潤滑には光学部品の汚染を防止
するために、オイルを定期的に軸受に供給するオイル供
給ユニット9が使用されている。To lubricate the rolling bearings 5 and 6, an oil supply unit 9 is used that periodically supplies oil to the bearings in order to prevent contamination of the optical components.
第6図においては供給ユニット9はオイルを導管10を
介してターボブロア内部にオイルを供給する。ターボブ
ロア内部では通路11及び12を介してころがり軸受5
及び6の内部にオイルが供給される。軸受5及び6を通
過したオイルは導管13を介して再び供給ユニット9に
戻される。In FIG. 6, a supply unit 9 supplies oil to the interior of the turbo blower via a conduit 10. Inside the turbo blower, a rolling bearing 5 is connected via passages 11 and 12.
Oil is supplied to the inside of and 6. The oil that has passed through the bearings 5 and 6 is returned to the supply unit 9 via the conduit 13.
供給ユニット9は図示していないが、オイルを送出する
ポンプと、オイルを貯蔵するタンクと、オイル内のゴミ
を取り除くフィルター等で構成されている。Although not shown, the supply unit 9 is composed of a pump for delivering oil, a tank for storing oil, a filter for removing dust from the oil, and the like.
このような構成によって、レーザガスは矢印8のように
冷却器38からレーザ用ターボブロアへ吸入され、矢印
7のようにレーザ用ターボブロアから冷却器37へ吐出
される。With this configuration, laser gas is drawn from the cooler 38 to the laser turbo blower as shown by arrow 8, and is discharged from the laser turbo blower to the cooler 37 as shown by arrow 7.
上述のようなレーザ用ターボブロアはもちろん、ターボ
分子ポンプ及び工作機械の主軸等においても、高性能化
、高効率化の要求から高速回転の軸受が必要である。航
空機用のジェットエンジンではD−N値300万のもの
が実用化されている。High-speed rotation bearings are required not only in the above-mentioned laser turbo blowers but also in turbomolecular pumps, main shafts of machine tools, etc. due to demands for higher performance and efficiency. Jet engines for aircraft with a D-N value of 3 million are in practical use.
D−N値とは、軸受の内径D (mm)x回転数N(r
pm)である。このD−N値は軸受の周速に比例する量
であり、また実験では軸受の発熱に比例することも分か
っている。軸受の内径Dの代わりに、軸受の内径と外径
との平均値Dmを用い、Dm−N値として表すこともあ
る。Dm−N値はD−N値の約1.4倍の値である。The D-N value is the inner diameter of the bearing D (mm) x rotation speed N (r
pm). This DN value is proportional to the circumferential speed of the bearing, and it has also been found through experiments that it is proportional to the heat generation of the bearing. Instead of the inner diameter D of the bearing, the average value Dm of the inner diameter and outer diameter of the bearing may be used and expressed as a Dm-N value. The Dm-N value is approximately 1.4 times the DN value.
このような軸受の潤滑には、オイルやグリース等が使用
されるが、特に高速になると第6図のレーザ用ターボブ
ロアのようにオイルをポンプで循環するオイル強制潤滑
やオイルを霧化してエアで送るオイルミスト潤滑又はエ
アーオイル潤滑等が使用される。Oil, grease, etc. are used to lubricate such bearings, but especially at high speeds, forced oil lubrication, in which the oil is circulated by a pump, as in the laser turbo blower shown in Figure 6, or air lubrication, in which the oil is atomized, are used. Transmitted oil mist lubrication or air oil lubrication is used.
第6図に示した従来のレーザ用ターボブロアのように高
速回転(例えばDm−N値80万以上)のものにおいて
は、供給ユニット9から送出されたオイルはその送出圧
力によって軸受5及び6の内部に流入しようとする。し
かし、軸受5及び6の内輪、保持器及び転動体の高速回
転に伴う遠心力によってオイルがはじきとばされ、安定
した供給ができない。そのために、潤滑不足による焼き
付けが生じたりする。In a high-speed rotating blower (for example, Dm-N value of 800,000 or more), such as the conventional turbo blower for lasers shown in FIG. trying to flow into However, the centrifugal force caused by the high-speed rotation of the inner rings of the bearings 5 and 6, the retainer, and the rolling elements causes the oil to be blown away, making it impossible to provide a stable supply. As a result, seizure may occur due to insufficient lubrication.
逆に送出圧力を上げ過ぎ必要以上にオイルを供給すると
、オイル摩擦による温度上昇やモータのq
負荷増大が生じる。また、オイルの供給が安定しないた
めに、余分なオイルがレーザガスの送風系に進入し、レ
ーザガスを汚染させてしまうといった問題もある。Conversely, if the delivery pressure is increased too much and more oil is supplied than necessary, the temperature will rise due to oil friction and the q load on the motor will increase. Furthermore, since the supply of oil is not stable, there is also the problem that excess oil enters the laser gas blowing system and contaminates the laser gas.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、安
定してオイルを供給することのできる高速用軸受及びそ
れを用いたレーザ用ターボブロア及びレーザ発振装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a high-speed bearing capable of stably supplying oil, and a laser turbo blower and laser oscillation device using the same.
本発明では上記課題を解決するために、内輪と外輪とで
構成される転道輪と、前記内輪と外輪とに挟まれて前記
転道輪上を回転する球形又はコロ形の転動体と、前記転
動体を保持する保持器とからなる高速用軸受において、
前記保持器が前記内輪及び外輪の端面から突出している
ことを特徴とする高速用軸受が、提供される。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes: a rolling ring composed of an inner ring and an outer ring; a spherical or roller-shaped rolling element that is sandwiched between the inner ring and the outer ring and rotates on the rolling ring; A high-speed bearing comprising a cage for holding the rolling elements,
A high-speed bearing is provided, wherein the retainer protrudes from end faces of the inner ring and outer ring.
また、本発明では、先端にターボ翼を有するシャフトと
、前記シャフトを支持する一対の軸受と、前記シャフト
を回転させるためのモータとから構10
戊されるレーザ用ターボブロアにおいて、前記一対の軸
受を前記高速用軸受で構成し、前記保持器の内側からオ
イルを供給するように構成したことを特徴とするレーザ
用ターボブロアが、提供される。The present invention also provides a laser turbo blower comprising: a shaft having a turbo blade at its tip; a pair of bearings supporting the shaft; and a motor for rotating the shaft. There is provided a turbo blower for a laser, comprising the high-speed bearing and configured to supply oil from inside the retainer.
さらに、本発明では、上記レーザ用ターボブロアを用い
たレーザ発振装置が、提供される。Furthermore, the present invention provides a laser oscillation device using the above laser turbo blower.
通常、軸受は転道輪と転動体と保持器とからなり、保持
器は転動体の位置を保持するものであり、転道輪でその
全体を覆われている。本発明では、この保持器を転道輸
を構成する内輪及び外輪の端面から突出させた。この突
出した部分にオイルを供給することによって、オイルは
保持器を伝わり、伝導体及び転道輪内部に供給される。Usually, a bearing consists of a rolling ring, a rolling element, and a cage, and the cage holds the position of the rolling element, and the cage is entirely covered by the rolling ring. In the present invention, this retainer is made to protrude from the end faces of the inner ring and outer ring that constitute the rolling stock. By supplying oil to this protruding portion, the oil is transmitted through the retainer and supplied to the inside of the conductor and rolling wheel.
従って、高速回転時においても遠心力等の影響を受ける
ことなく安定してオイルを供給することができる。また
、このような高速用軸受をターボブロアに使用すること
によって、D−N値は大きくなり、高速1
1
限界が上昇し、ターボブロアを長時間運転することが可
能となる。Therefore, even during high-speed rotation, oil can be stably supplied without being affected by centrifugal force or the like. Further, by using such a high-speed bearing in a turbo blower, the DN value increases, the high speed 1 1 limit increases, and the turbo blower can be operated for a long time.
さらに、このようなターボブロアを用いてレーザ発振装
置を構戒することによって、レーザガス汚染による出力
低下等のないレーザ発振装置を提供することができる。Furthermore, by controlling the laser oscillation device using such a turbo blower, it is possible to provide a laser oscillation device that does not suffer from a decrease in output due to laser gas contamination.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
′i41図は本発明のレーザ用ターボブロアの第1の実
施例を示す図である。第6図と同一の構成要素には同一
の符合が付してあるので、その説明は省略する。ここで
、ターボ翼1は遠心翼を示しているが斜流翼であっても
軸流翼であってもよい。Figure 'i41 is a diagram showing a first embodiment of the laser turbo blower of the present invention. Components that are the same as those in FIG. 6 are given the same reference numerals, so a description thereof will be omitted. Here, the turbo blade 1 is shown as a centrifugal blade, but it may be a diagonal flow blade or an axial flow blade.
本実施例が従来のものと本質的に異なる部分は、軸受5
及び6の保持器が内輪及び外輪の端面から突出し、その
突出した保持器の内側からオイルが供給されている点で
ある。即ち、軸受5の保持器はオイル吸入口方向く図面
上の右側〉に突出し、1
2
軸受6の保持器も同様にオイル吸入口方向(図面上の左
側)に突出している。The essential difference between this embodiment and the conventional one is that the bearing 5
and 6, the retainers protrude from the end faces of the inner ring and the outer ring, and oil is supplied from inside the protruding retainers. That is, the retainer of the bearing 5 protrudes toward the oil inlet (toward the right side in the drawing), and the retainer of the 1 2 bearing 6 similarly protrudes toward the oil inlet (to the left in the figure).
第2図は本発明の高速用軸受の一実施例を示す図である
。本図では高速用軸受の構造を″第工図のオイル吸入口
付近の詳細と共に示す。軸受5は外輪5a、内輪5b、
転動体5c及び保持器5dで構成される。外輪5aと内
輪5bとで転道輪を構成する。転動体5cは外輪5aと
内輪5bとに挟まれて転道輸上を回転する。転動体5c
は球形又はコロ形である。保持器5dは転動体5cを保
持する。本実施例の高速軸受では、保持器5dが外輪5
a及び内輪5bの左側端面から突出している。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the high-speed bearing of the present invention. In this figure, the structure of the high-speed bearing is shown together with the details of the vicinity of the oil inlet in the engineering drawing.The bearing 5 has an outer ring 5a, an inner ring 5b,
It is composed of a rolling element 5c and a cage 5d. The outer ring 5a and the inner ring 5b constitute a rolling ring. The rolling elements 5c are sandwiched between the outer ring 5a and the inner ring 5b and rotate on a rolling path. Rolling element 5c
is spherical or colo-shaped. The cage 5d holds the rolling elements 5c. In the high-speed bearing of this embodiment, the cage 5d is connected to the outer ring 5.
a and protrudes from the left end surfaces of the inner ring 5b.
オイル吸入口14は、保持器5dの突出部の内側に設け
られる。従って、オイルは通路11を通っでオイル吸入
口工4から矢印15の方向に吐出し、保持器5dの内面
に沿って軸受5の内部を移動し、転動体5C及び転道輪
に到達する。さらに、不要なオイルは保持器5dの内面
に沿って移動し、矢印16の方向から排出される。The oil suction port 14 is provided inside the protrusion of the retainer 5d. Therefore, oil passes through the passage 11 and is discharged from the oil suction port 4 in the direction of the arrow 15, moves inside the bearing 5 along the inner surface of the retainer 5d, and reaches the rolling elements 5C and the rolling wheels. Furthermore, unnecessary oil moves along the inner surface of the retainer 5d and is discharged from the direction of arrow 16.
第3図は本発明の高速用軸受の他の実施例を示13
す図である。本実施例では保持器5eの形状に特徴があ
る。即ち、保持器5eが突出した部分から転動体5cに
向かってテーパ状になっている。これによって、吸入口
14から矢印l5の方向に吐出したオイルは、軸受5の
回転遠心力によってテーパ状の傾斜面に沿って容易に転
動体5Cの方向に移動し、さらに矢印l6の方向から排
出される。FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the high-speed bearing of the present invention. This embodiment is characterized by the shape of the cage 5e. That is, the retainer 5e is tapered from the protruding portion toward the rolling elements 5c. As a result, the oil discharged from the suction port 14 in the direction of the arrow l5 easily moves along the tapered inclined surface in the direction of the rolling element 5C due to the rotational centrifugal force of the bearing 5, and is further discharged in the direction of the arrow l6. be done.
第4図は本発明のレーザ用ターボブロアの第2の実施例
の構成を示す図である。本実施例はレーザ用ターボブロ
アの軸受5及び6の周囲にオイルフィルムダンパーを取
り付け、軸受の振動を吸収したものである。オイルフィ
ルムダンパーはスリーブ24と、Oリング22及び23
と、ハウジングとス′リーブ24との間に充填されたオ
イルとによって構成される。ころがり軸受5及び6の内
輪はシャフト2に固定され、外輪はスリーブ24に固定
されている。ハウジングとスリーブ24との間には10
〜100μmのすきまが設けられ、そこにグリース又は
オイルが充填される。○リング22及び23はすきまに
充填されたグリース又は14
オイルとレーザガスとを遮断するためのものである。こ
のような構成にすることによって、ターボ翼l及びシャ
フト2が高速で回転したときの振動はオイルフィルムダ
ンパーの流体力学的な減衰効果によって減衰する。FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a second embodiment of the laser turbo blower of the present invention. In this embodiment, an oil film damper is attached around the bearings 5 and 6 of a laser turbo blower to absorb vibrations of the bearings. The oil film damper includes a sleeve 24 and O-rings 22 and 23.
and oil filled between the housing and the sleeve 24. The inner rings of the rolling bearings 5 and 6 are fixed to the shaft 2, and the outer rings are fixed to the sleeve 24. 10 between the housing and the sleeve 24
A gap of ~100 μm is provided and filled with grease or oil. ○Rings 22 and 23 are for blocking grease or oil filled in the gap from laser gas. With this configuration, vibrations caused when the turbo blades 1 and the shaft 2 rotate at high speed are attenuated by the hydrodynamic damping effect of the oil film damper.
以上の実施例ではころがり軸受について説明したが、ア
ンギュラ玉軸受、円筒コロ玉軸受又は円錐コロ玉軸受で
もよい。さらに、軸受の材料として窒化ケイ素等のセラ
ミックを用いたセラミック軸受を用いてもよい。このセ
ラミック軸受は高価であるため、その構成要素の一部分
、例えば、転動体のみにセラミックを用いた場合でもそ
の効果は大きい。In the above embodiments, a rolling bearing has been described, but an angular ball bearing, a cylindrical ball bearing, or a conical ball bearing may also be used. Furthermore, a ceramic bearing using ceramic such as silicon nitride as the bearing material may be used. Since this ceramic bearing is expensive, even if ceramic is used only for some of its components, for example, the rolling elements, the effect is significant.
また、オイル供給ユニット9にポンプを使用したが、タ
ーボブロアやターボ分子ポンプを垂直に立てて、シャフ
トの中心軸に円錐形の穴を形或して、シャフトの遠心力
によってオイルを汲み上げ、軸受に振り掛ける方式でも
よい。In addition, although a pump was used in the oil supply unit 9, a turbo blower or a turbo molecular pump was set vertically, and a conical hole was formed in the center axis of the shaft, and the oil was pumped up by the centrifugal force of the shaft, and the oil was pumped up to the bearing. You can also use the sprinkling method.
さらに、保持器の材質としては、高速回転で使用する点
及び潤滑性、重量等から判断して、自己1
5
潤滑性が高く、軽量のナイロンを使用することが望まし
い。この他にも自己潤滑性の高い銅合金や加工の容易な
フェノール樹脂等が適している。Furthermore, as the material for the cage, it is desirable to use nylon, which has high self-lubricating properties and is lightweight, judging from the fact that it is used at high speed, lubricity, weight, etc. Other suitable materials include copper alloys with high self-lubricating properties and phenol resins that are easy to process.
以上説明したように本発明によれば、軸受内部に安定し
てオイルを供給することができ、潤滑不良がなくなり、
軸受の寿命が向上し、ターボブロアを長時間運転するこ
とが可能となる。As explained above, according to the present invention, oil can be stably supplied inside the bearing, eliminating poor lubrication.
This improves the bearing life and allows the turbo blower to operate for a longer period of time.
第■図は本発明のレーザ用ターボブロアの第1の実施例
を示す図、
第2図は本発明の高速用軸受の一実施例を示す図、
第3図は本発明の高速用軸受の他の実施例を示す図、
第4図は本発明のレーザ用ターボブロアの第2の実施例
を示す図、
第5図は従来の炭酸(C○2)ガスレーザ発振1
6
装置の全体構成を示す図、
第6図は従来のレーザ用ターボブロアの構成を示す図で
ある。
22、
1 2、
ターボ翼
シャフト
ロータ
ステータ
軸受
外輪
内輪
転動体
保持器
オイル供給ユニッ
13
オイル導管
オイル供給口
○リング
スリーブ
放電管
ト
1
7
34、
37、
出力結合鏡
全反射鏡
電極
高周波電源
冷却器
送風機
ガスボンベ
真空ポンプ
共振器内レーザビーム光軸
共振器外レーザビーム光軸Fig. 3 shows a first embodiment of the laser turbo blower of the present invention, Fig. 2 shows an embodiment of the high-speed bearing of the present invention, and Fig. 3 shows other embodiments of the high-speed bearing of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the laser turbo blower of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the overall configuration of a conventional carbon dioxide (C○2) gas laser oscillation device. , FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a conventional laser turbo blower. 22, 1 2, Turbo blade shaft Rotor stator bearing Outer ring Inner ring Rolling element retainer Oil supply unit 13 Oil conduit Oil supply port ○Ring sleeve Discharge tube 1 7 34, 37, Output coupling mirror Total reflection mirror Electrode High frequency power supply Cooler Blower Gas cylinder Vacuum pump Laser beam optical axis inside the resonator Laser beam optical axis outside the resonator
Claims (8)
外輪とに挟まれて前記転道輪上を回転する球形又はコロ
形の転動体と、前記転動体を保持する保持器とからなる
高速用軸受において、 前記保持器が前記内輪及び外輪の端面から突出している
ことを特徴とする高速用軸受。(1) A rolling ring composed of an inner ring and an outer ring, a spherical or roller-shaped rolling element that is sandwiched between the inner ring and the outer ring and rotates on the rolling ring, and a cage that holds the rolling element. A high-speed bearing comprising: The retainer protrudes from end faces of the inner ring and outer ring.
向かってテーパ状になっていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の高速用軸受。(2) The high-speed bearing according to claim 1, wherein the retainer is tapered from the protruding portion toward the rolling element.
とを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の高速用軸受
。(3) The high-speed bearing according to claim 2, wherein only the inner side of the cage is tapered.
する特許請求の範囲第1項記載の高速用軸受。(4) The high-speed bearing according to claim 1, wherein the bearing is an angular contact ball bearing.
る特許請求の範囲第1項記載の高速用軸受。(5) The high-speed bearing according to claim 1, wherein the bearing is a ceramic bearing.
トを支持する一対の軸受と、前記シャフトを回転させる
ためのモータとから構成されるレーザ用ターボブロアに
おいて、 前記一対の軸受を特許請求の範囲第1項記載の高速用軸
受で構成し、前記保持器の内側からオイルを供給するよ
うに構成したことを特徴とするレーザ用ターボブロア。(6) A laser turbo blower comprising a shaft having a turbo blade at the tip, a pair of bearings supporting the shaft, and a motor for rotating the shaft, wherein the pair of bearings is A turbo blower for a laser, comprising the high-speed bearing according to item 1, and configured to supply oil from inside the retainer.
を特徴とする特許請求の範囲第6項記載のレーザ用ター
ボブロア。(7) The turbo blower for a laser according to claim 6, wherein the bearing is provided with an oil film damper.
ーザ発振を行わせる光共振器と、送風機及び冷却器によ
ってレーザガスを強制冷却させるガス循環装置とから構
成されるレーザ発振装置において、 前記送風機が特許請求の範囲第6項記載のレーザ用ター
ボブロアで構成されていることを特徴とするレーザ発振
装置。(8) A laser oscillation device comprising a discharge tube that excites the laser by gas discharge, an optical resonator that causes laser oscillation, and a gas circulation device that forcibly cools the laser gas using a blower and a cooler, wherein the blower is A laser oscillation device comprising the laser turbo blower according to claim 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1188447A JPH0351517A (en) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | High speed bearing and turboblower for laser using high speed bearing and laser transmitter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1188447A JPH0351517A (en) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | High speed bearing and turboblower for laser using high speed bearing and laser transmitter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0351517A true JPH0351517A (en) | 1991-03-05 |
Family
ID=16223851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1188447A Pending JPH0351517A (en) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | High speed bearing and turboblower for laser using high speed bearing and laser transmitter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0351517A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008240728A (en) * | 2007-03-23 | 2008-10-09 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Vacuum pump |
JP2009019600A (en) * | 2007-07-13 | 2009-01-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Turbo compressor and turbo refrigerator |
JP2009215931A (en) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Turbo compressor and turbo refrigerator |
CN111852933A (en) * | 2020-07-24 | 2020-10-30 | 贵州永红航空机械有限责任公司 | Bearing pressure balance structure of fan supporting system |
-
1989
- 1989-07-20 JP JP1188447A patent/JPH0351517A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008240728A (en) * | 2007-03-23 | 2008-10-09 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Vacuum pump |
EP1972794B1 (en) | 2007-03-23 | 2018-01-24 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Vacuum pump |
JP2009019600A (en) * | 2007-07-13 | 2009-01-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Turbo compressor and turbo refrigerator |
JP2009215931A (en) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Turbo compressor and turbo refrigerator |
CN111852933A (en) * | 2020-07-24 | 2020-10-30 | 贵州永红航空机械有限责任公司 | Bearing pressure balance structure of fan supporting system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5124997A (en) | Turbo blower for a laser device and a laser oscillator device | |
JPH08335731A (en) | Air blower in gas laser system | |
US5461636A (en) | Turbo blower for lasers | |
JPH0351517A (en) | High speed bearing and turboblower for laser using high speed bearing and laser transmitter | |
EP0446369B1 (en) | Turbo blower for laser and laser oscillator using the same | |
EP0392027A1 (en) | Gas laser oscillator | |
JP2793612B2 (en) | Laser turbo blower and laser oscillation device | |
EP0411134B1 (en) | Turbo-blower for laser and laser oscillator using the same | |
US5111474A (en) | Laser oscillator device | |
US5966398A (en) | Blower for a gas laser | |
JPH0344986A (en) | Turbo-blower for laser and laser oscillator using same | |
JPH0344082A (en) | Turbo-blower for laser and laser oscillator using same | |
JPH0316285A (en) | Turbo-blower for laser and lasing device using same | |
JPH07211965A (en) | Turboblower for laser | |
JPH07211961A (en) | Turboblower for laser | |
JPH07211964A (en) | Turboblower for laser | |
JP2001020895A (en) | Motor-driven turbomachine | |
JPH01189974A (en) | Laser oscillator | |
JPH04311075A (en) | Laser turbo-blower | |
JPH07211963A (en) | Turboblower for laser | |
JP3097386B2 (en) | Vacuum pump | |
JPH07211962A (en) | Turboblower for laser | |
JPH02174282A (en) | Gas laser oscillator | |
JPH10184593A (en) | Blower for laser oscillator | |
JPH022696A (en) | Laser oscillator |