JPH04109685A - レーザ用ターボブロワ - Google Patents

レーザ用ターボブロワ

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JPH04109685A
JPH04109685A JP2228902A JP22890290A JPH04109685A JP H04109685 A JPH04109685 A JP H04109685A JP 2228902 A JP2228902 A JP 2228902A JP 22890290 A JP22890290 A JP 22890290A JP H04109685 A JPH04109685 A JP H04109685A
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JP
Japan
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bearing
laser
turbo blower
rolling
shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP2228902A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Funakubo
舟久保 勤
Kenji Nakahara
賢治 中原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
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Publication of JPH04109685A publication Critical patent/JPH04109685A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14Bearings 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
    • F16C19/16Bearings 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
    • F16C19/163Bearings 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/546Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • F16C19/547Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing with two angular contact rolling bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/70Diameters; Radii
    • F16C2240/80Pitch circle diameters [PCD]
    • F16C2240/82Degree of filling, i.e. sum of diameters of rolling elements in relation to PCD
    • F16C2240/84Degree of filling, i.e. sum of diameters of rolling elements in relation to PCD with full complement of balls or rollers, i.e. sum of clearances less than diameter of one rolling element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/44Centrifugal pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ発振器の送風用に使用されるレーザ用タ
ーボブロワに関し、特に軸受の寿命を改良したレーザ用
ターボブロワに関する。
〔従来の技術〕
レーザ発振器にはレーザガスを強制的に循環させるた約
にレーザ用ターボブロワが用いられる。
このレーザ用ターボブロワには、ターボ翼のシャフトを
支持するためにころがり軸受が使用され、その高速回転
化に対応している。
第4図は従来のレーザ用ターボブロワのころがり軸受の
断面図である。図において、軸受40はアンギュラ玉軸
受である。軸受40は、内輪41、外輪42、転動体(
ボール)43及び保持器44からなる。
内輪41、外輪42及び転動体43はスチール、セラミ
ック等からなる。保持器44は、高速回転での遠心力を
回避するためにナイロン樹脂、フェノール樹脂等からな
る。
潤滑は、オイルミストによるレーザガス汚染を防止する
ためにグリース潤滑が行われ、軸受の摩耗を抑えている
〔発明が解決しようとする課題〕1 しかし、従来の軸受では、保持器44は、軸受40内部
の回転中の滑り部で最も強度が弱い部分であり、このた
めに、保持器44の摩耗が大きくなるという問題点があ
った。
第5図は保持器の部分拡大図である。保持器44の摩耗
は、ボールが入る部分であるポケット部45とその外周
部46において特に著しい。
連続回転試験をした結果を調べると、グリースの劣化が
早い部分は、このポケット部45及び外周部46である
ことが判明した。これは、ポケット部45及び外周部4
6では、摩耗粉の発生が多く、そのだ狛に温度が上昇し
てグリースの劣化が早くなるためである。
このように、保持器44の摩耗によってグリースの劣化
が早くなり、その結果、グリース補給を頓繁に行わなけ
ればならなかった。
グリース寿命は、計算上では10万PPMの高速連続回
転で5000時間程度である。しかし、実際は、グリー
スの劣化のために、半分程度の時間で軸受が破壊する場
合がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、軸
受の摩耗を抑えて軸受の寿命を長くしたレーザ用ターボ
ブロワを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、グリースの定期的な補充の
間隔を長くし、または補充を不要とし、軸受の保守性と
信頼性を向上させたレーザ用ターボブロワを提供するこ
とである。
〔課題を解決するた約の手段〕
本発明では上記課題を解決するた島に、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こ
ろがり軸受と、前記シャフトを回転させるた約のモータ
とから構成されるレーザ用ターボブロワにおいて、前記
ころがり軸受を総ボール型にしたことを特徴とするレー
ザ用ターボブロワが、提供される。
〔作用〕
ころがり軸受を総ボール型に構成する。したがって、軸
受の摩耗が抑えられる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明のレーザ用ターボブロワの構成を示す図
である。図において、ターボ翼1は遠心翼であり、シャ
フト2にナツト3によって結合されている。シャフト2
にはロータ4が、またハウジング5にはステータ6が、
それぞれやきばめ、圧入等で取り付けられている。ロー
タ4とステータ6とで高周波モータ7を構成している。
ターボ翼1はこの高周波モータ7によって、回転数10
万PPMの高速で回転する。
シャフト2の支持のために、シャフト2の両サイドに一
対のころがり軸受8及び9が使用されている。ころがり
軸受8及び9はアンギュラ玉軸受である。その詳細は後
述する。ころがり軸受8及び9の内輪と外輪との間の空
間内には適量のグリースが封入され、グリース潤滑が行
われる。これによって、オイルミストによるレーザガス
汚染を防止している。
さらに、シャフト2には、ころがり軸受8.9と高周波
モータ7との間に放熱フィン10.11が取り付けられ
ている。ハウジング5には、通路12.13が設けられ
、空冷用のレーザガスが放熱フィン10.11を通過す
るようになっている。
このレーザ用ターボブロワにおいて、レーザガスは矢印
14のように吸入され、矢印15のように吐出される。
その結果、レーザ発振器(図示せず)にレーザガスが循
環する。
また、空冷用のレーザガスは、通路12.13を矢印1
6から矢印17の方向に流れる。このため、ロータ4で
発生した熱は放熱フィン10.11で放熱され、軸受8
及び9に到達しなくなる。
第2図は本発明のレーザ用ターボブロワのころがり軸受
の断面図である。ころがり軸受8.9は上述したように
アンギュラ玉軸受であり、内輪81、外輪82及び転動
体(ボール)83から成り、保持器を取り除いた総ボー
ル型の構成になっている。内輪81及び外輪82はスチ
ールによって形成されている。
転動体83は窒化珪素(SisN*)によって形成され
ている。転動体83の数は、従来の保持器を用いた軸受
における転動体の数(例えば8個)に対して2〜3個増
加させており、転動体83の間隔を狭釣るようにしてい
る。
このように、ころがり軸受を総ボール型の構成にし、従
来摩耗が著しかった保持器を使用しないため、ころがり
軸受の摩耗を抑えることができる。
このため、ころがり軸受の寿命を長くすることができる
また、摩耗粉が大幅に低減されるため、グリースの劣化
が抑制される。このため、グリースの定期的な補充の間
隔が長くなり、または補充が不要となる。したがって、
ころがり軸受の保守性と信頼性が向上する。
さらに、転動体をセラミックで構成し、その転動体の数
を増加させたので、ころがり軸受の許容荷重を、従来の
ころがり軸受に比べて20%程度増加させることができ
る。
第3図は本発明のレーザ用ターボブロワの他の実施例を
示す図である。第1の実施例との相違点は、ころがり軸
受8及び9の外周にオイルフィルムダンパ30を設けた
構成にした点にある。
オイルフィルムダンパ30は、ころがり軸受8.9の外
周に設けられたスリーブ31、ハウジング5及び0リン
グ32.33によって構成され、その空間にグリースま
たはオイルが充填されている。
このオイルフィルムダンパ30を設けることによって、
ターボ翼1及びシャフト2が高速回転したときの振動を
流体力学的な減衰効果で減衰させることができる。
上記の説明では、転動体のみをセラミックで構成するよ
うにしたが、転動体と内輪をセラミックで構成し、外輪
をスチールで構成することもできる。
また、転動体、内輪及び外輪をセラミックで構成し、こ
ろがり軸受の全ての要素をセラミックにすることもでき
る。
また、ころがり軸受をアンギュラ玉軸受にしたが、ころ
がり軸受をころ軸受にし、ころの保持器を取り除いて、
総ボール型(総ころ型)に構成することもできる。
さらに、ターボ翼は遠心翼にしたが、斜流翼または軸流
翼にすることもできる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明では、ころがり軸受を総ボー
ル型にし、従来摩耗が著しかった保持器を使用しない構
成にしたので、ころがり軸受の摩耗を抑えることができ
る。このため、ころがり軸受の寿命を長くすることがで
きる。
また、摩耗粉が大幅に低減されるたt1グリースの劣化
が抑制される。このため、グリースの定期的な補充の間
隔が長くなり、または補充が不要となる。したがって、
ころがり軸受の保守性と信頼性を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のレーザ用ターボブロワの構成を示す図
、 第2図は本発明のレーザ用ターボブロワのころがり軸受
の断面図、 第3図は本発明のレーザ用ターボブロワの他の実施例を
示す図、 第4図は従来のレーザ用ターボブロワの軸受の断面図、 第5図は保持器の部分拡大図である。 1     ターボ翼 2     シャフト 7・    高周波モータ 8.9 ころがり軸受 オイルフィルムダンパ 内輪 外輪 転結体

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)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ころがり軸受と、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
    ブロワにおいて、 前記ころがり軸受を総ボール型にしたことを特徴とする
    レーザ用ターボブロワ。
  2. (2)前記ころがり軸受は、セラミック軸受であること
    を特徴とする請求項1記載のレーザ用ターボブロワ。
  3. (3)前記セラミック軸受は、転動体がセラミックで、
    内輪及び外輪がスチールであることを特徴とする請求項
    2記載のレーザ用ターボブロワ。
  4. (4)前記セラミック軸受は、転動体及び内輪がセラミ
    ックで、外輪がスチールであることを特徴とする請求項
    2記載のレーザ用ターボブロワ。
  5. (5)前記セラミック軸受は、転動体、内輪及び外輪が
    全てセラミックであることを特徴とする請求項2記載の
    レーザ用ターボブロワ。
  6. (6)前記セラミック軸受は、セラミックの材質が窒化
    珪素(Si_3N_4)であることを特徴とする請求項
    2記載のレーザ用ターボブロワ。
  7. (7)前記ころがり軸受は、玉軸受であることを特徴と
    する請求項1記載のレーザ用ターボブロワ。
  8. (8)前記ころがり軸受は、コロ軸受であることを特徴
    とする請求項1記載のレーザ用ターボブロワ。
  9. (9)前記ころがり軸受は、外周にオイルフィルムダン
    パが設けられていることを特徴とする請求項1記載のレ
    ーザ用ターボブロワ。
JP2228902A 1990-08-30 1990-08-30 レーザ用ターボブロワ Pending JPH04109685A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6208675B1 (en) 1998-08-27 2001-03-27 Cymer, Inc. Blower assembly for a pulsed laser system incorporating ceramic bearings
JP2013515938A (ja) * 2009-12-29 2013-05-09 ロールス−ロイス・コーポレーション 減衰システムを有する回転機械

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6208675B1 (en) 1998-08-27 2001-03-27 Cymer, Inc. Blower assembly for a pulsed laser system incorporating ceramic bearings
JP2013515938A (ja) * 2009-12-29 2013-05-09 ロールス−ロイス・コーポレーション 減衰システムを有する回転機械

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