JPH0791450A - 真空機器用転がり軸受 - Google Patents

真空機器用転がり軸受

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JPH0791450A
JPH0791450A JP5240888A JP24088893A JPH0791450A JP H0791450 A JPH0791450 A JP H0791450A JP 5240888 A JP5240888 A JP 5240888A JP 24088893 A JP24088893 A JP 24088893A JP H0791450 A JPH0791450 A JP H0791450A
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JP
Japan
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bearing
load
cage
inner ring
balls
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5240888A
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English (en)
Inventor
Hiromitsu Kondo
博光 近藤
Michiyoshi Ishimaru
路芳 石丸
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.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication of JPH0791450A publication Critical patent/JPH0791450A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空雰囲気中において、耐熱性と導電性とを
同時に備えた転がり軸受を提供する。 【構成】 内輪1および外輪2は鉄系材料例えばSUS
440C材に耐熱処理を施した材料、保持器4は金属材
例えばSUS304材で形成されている。複数のボール
3のうち、半数は軸受荷重を負荷する負荷ボール31、
残りの半数は負荷ボール31よりも僅かに小径で、軸受
荷重を負荷しない非負荷ボール32であり、負荷ボール
31と非負荷ボール32とが交互に配されている。負荷
ボール31はセラミック材からなるもの、非負荷ボール
32は金属材例えばSUS440C材からなる金属ボー
ル32aの表面に、良電性の金属被膜例えば金属のうち
で電気伝導度の最も大きい銀からなる銀被膜32bを形
成したものである。保持器4には重量アンバランスが設
けられており、軸受回転時、保持器4は内輪1に接触案
内される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンプレーティング
やスパッタリング処理装置に使用される転がり軸受のよ
うに、真空雰囲気中において耐熱性と通電性とが同時に
必要とされる環境下で使用される転がり軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】イオンプレーティングやスパッタリング
処理装置は、半導体製造に用いられる他、表面処理装置
として例えばドリル等の治工具への硬質被膜処理(Ti
N被膜処理、TiC被膜処理)に適用されている。一般
に、このような硬質被膜処理は、被膜の密着性を高める
ために、ワーク(ドリル等)を高温に加熱しながら行な
う場合が多く、ワーク表面温度は500°C程度にまで
達することがある。
【0003】ところで、上記のようなイオンプレーティ
ング処理装置等では、処理槽内にワーク自転用の機構が
設置されているが、この機構に使用される軸受は、上述
した理由から、高温にさらされるため、その特性として
耐熱性が要求される。一方、被膜処理中、ワーク側はカ
ソード極として電流が流れることが必要であるため、通
電経路となる軸受には通電性が要求される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】軸受の耐熱性を確保す
るための手段として、まず、軸受をオールセラミック製
とすることも考えられるが、コスト的に高くなりすぎる
ため、一般には、転動体をセラミック、軌道輪を耐熱金
属材料で形成したハイブリッド形式とすることが多い。
また、ハイブリッド形式とすることにより、金属同士の
接触による凝着現象が回避できるので、真空中での無潤
滑使用が可能になるという利点もある。その一方で、こ
のようなハイブリッド形式の軸受では、金属・セラミッ
クの接触となるため、通電性を確保することができな
い。
【0005】そこで、本発明は、真空雰囲気中におい
て、耐熱性と導電性とを同時に備えた転がり軸受を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の真空機器用転
がり軸受は、鉄系材料からなる内輪および外輪と、内外
輪間に介在する複数の転動体と、転動体を保持する金属
製の保持器とを備えたものであって、複数の転動体のう
ち、軸受荷重を負荷する負荷転動体をセラミック材で形
成すると共に、軸受荷重を負荷しない非負荷転動体を金
属材で形成し、かつ、保持器を内輪案内としたものであ
る。
【0007】請求項2の真空機器用転がり軸受は、請求
項1の構成において、保持器に重量アンバランスを設け
ることにより、軸受回転時の触れ回りを通じて保持器を
内輪案内としたものである。
【0008】請求項3の真空機器用転がり軸受は、請求
項1又は2の構成において、非負荷転動体の表面に良電
性の金属被膜を形成したものである。ここで、良電性の
金属被膜とは、非負荷転動体の形成材料よりも電気伝導
度の高い金属材料からなる被膜を言うものとする。
【0009】請求項4の真空機器用転がり軸受は、請求
項1又は2の構成において、保持器の少なくともポケッ
トの壁面と案内面とに良電性の金属被膜を形成したもの
である。ここで、良電性の金属被膜とは、保持器の形成
材料よりも電気伝導度の高い金属材料からなる被膜を言
うものとする。
【0010】請求項5の真空機器用転がり軸受は、請求
項3の構成において、保持器の少なくともポケットの壁
面と案内面とに良電性の金属被膜を形成したものであ
る。
【0011】
【作用】内輪および外輪を鉄系材料で形成し、負荷転動
体をセラミック材で形成することにより、軸受の耐熱性
を向上させることができると同時に、金属同士の接触に
よる凝着現象が回避されるので、真空中における無潤滑
使用を可能にすることができる。また、非負荷転動体を
金属材で形成すると共に、金属性の保持器を内輪案内と
することにより、非負荷転動体を介して、あるいは、非
負荷転動体と保持器とを介して内外輪間に通電経路が形
成されるので、軸受の通電性を確保することができる。
保持器を内輪案内としたのは、保持器と内輪とを接触さ
せることによって両者の間に通電経路を形成するためで
あるが、これにより、軸受を縦軸で使用する場合や高速
回転で使用する場合などのように、非負荷転動体が内輪
から離れてしまうような使用条件下においても通電性を
確保できる。また、保持器と内輪とが線接触になるた
め、通電性が良好になるという利点もある。尚、非負荷
転動体は軸受荷重を負荷しないので、内外輪との接触部
における凝着の問題は生じにくい。
【0012】負荷転動体の表面に良電性の金属被膜を形
成することにより、内外輪と非負荷転動体との間、非負
荷転動体と保持器との間の通電性が向上するので、軸受
の通電性をより一層向上させることができる。
【0013】保持器の少なくともポケットの壁面と案内
面とに良電性の金属被膜を形成することにより、非負荷
転動体と保持器との間、保持器と内輪との間の通電性が
向上するので、軸受の通電性をより一層向上させること
ができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明を深溝玉軸受に適用した実施例
について説明する。
【0015】図1は、この実施例に係わる深溝玉軸受を
縦軸使用(軸受を鉛直方向の軸に装着して使用)で回転
させた状態を示している。この深溝玉軸受は、内輪1お
よび外輪2、内・外輪間1、2に介在する複数のボール
3、ボール3を円周等間隔に保持する保持器4で構成さ
れている。内輪1および外輪2は鉄系材料例えばSUS
440C材に耐熱処理を施した材料、保持器4は金属材
例えばSUS304材で形成されている。
【0016】複数のボール3のうち、半数は軸受荷重を
負荷する負荷ボール31、残りの半数は負荷ボール31
よりも僅かに小径で、軸受荷重を負荷しない非負荷ボー
ル32であり、負荷ボール31と非負荷ボール32とが
交互に配されている。同図に示す状態では、非負荷ボー
ル32が軸受回転に伴う遠心力によって外輪2側に移動
し、内輪1と非接触になっている。この実施例のよう
に、軸受を縦軸使用で回転させる場合には、比較的低速
回転であっても、このような現象が生じる。横軸使用
(軸受を水平方向の軸に装着して使用)の場合には、縦
軸使用の場合に比べ、非負荷ボール32が内輪1と非接
触になる回転数(臨界回転数)は高くなる。図1bに拡
大して示すように、負荷ボール31はセラミック材から
なるもの、非負荷ボール32は金属材例えばSUS44
0C材からなる金属ボール32aの表面に、良電性の金
属被膜例えば金属のうちで電気伝導度の最も大きい銀か
らなる銀被膜32bを形成(イオンプレーティング等に
より)したものである。
【0017】保持器4には重量アンバランスが設けられ
ている。重量アンバランスとは、保持器4の重量が円周
方向に不均一化されている状態を言うが、重量アンバラ
ンスが設けられていることにより、軸受回転時、保持器
4が触れ回り、内輪1の案内面に線接触し、内輪1によ
って接触案内される。このような重量アンバランスは、
例えば保持器4の肉厚を部分的に変えたり、一部の柱部
に穴を形成する等して設けることができる。
【0018】この軸受は、負荷ボール31をセラミック
材、内輪1および外輪2を耐熱処理を施したSUS44
0C材で形成してあるので、鉄系材料のみからなる軸受
に比べ耐熱性に優れている。また、負荷ボール31と内
輪1および外輪2とが金属・セラミック接触であるの
で、両者の接触部に凝着現象が生じず、真空中での無潤
滑使用が可能である。さらに、保持器4を内輪1に接触
案内させることにより、非負荷ボール32が内輪1と非
接触になるような条件下においても、内輪1 保持器4
非負荷ボール32 外輪2といった通電経路が形成さ
れるので、縦軸使用、横軸使用、低速回転、高速回転の
如何を問わず、広く通電性を必要とする箇所に使用する
ことができ、かつ、確実で良好な通電を達成することが
できる。また、この実施例では、非負荷ボール32の表
面に銀被膜32bを形成してあるので、金属ボール32
aのみの場合に比べ、通電性は良好である。しかも、銀
被膜32bは軸受荷重を直接受けないのでダメージ(摩
耗、剥離)が少なく、良好な通電性が長期にわたって維
持される。銀は大気中での摩耗劣化が著しいので、銀被
膜32bのダメージを抑制し得る構成とすることは、大
気中での回転が避けられないような場合に特に有効であ
る。
【0019】尚、横軸使用で、比較的低速回転(臨界回
転数以下の回転数)の場合には、上記通電経路に加え、
内輪1 非負荷転動体32 外輪2、あるいは、内輪1
非負荷転動体32 保持器4 他の非負荷転動体32
外輪2といった通電経路も形成される。
【0020】図2に示す実施例は、保持器4のポケット
の壁面に銀被膜4a、案内面に銀被膜4bを形成したも
のである。上記通電経路において、保持器4と内輪1と
の間、保持器4と非負荷ボール32との間の通電性が向
上するので、通電性の不足が予想される場合に有効な手
段となる。尚、内輪1の案内面にも銀被膜を形成する
と、通電性はさらに向上する。
【0021】図3に示す実施例は、負荷ボール31の表
面に結晶性のPTFEからなる潤滑被膜31bを形成し
たものである。潤滑被膜31bを形成することにより、
負荷ボール21と内・外輪1、2との間の潤滑がなされ
るので、軸受の耐久性をより一層向上させることができ
る。耐熱温度が300°C程度の場合に有効な手段とな
る。尚、結晶性のPTFEからなる潤滑被膜とは、いわ
ゆるスパッタリング被膜のようにPTFEの結晶構造
(分子構造)が細分化されていないものをいい、例え
ば、PTFEの処理液を被処理物にスプレーすることに
より、あるいは被処理物を処理液中に浸漬することによ
り形成することができる。
【0022】以上説明した実施例において、非負荷ボー
ル32の表面に銀被膜32bを形成することなく、金属
ボール32aのみで通電を行なわせる構成とすることも
可能である。この場合、金属ボール32aは軸受荷重を
負荷しないので、内・外輪1、2との接触部における凝
着現象は生じにくい。また、銀被膜32b、4a、4b
に代えて、金被膜、銅被膜等を形成するようにしても良
い。さらに、本発明は深溝玉軸受に限らず、ころ軸受を
含む転がり軸受一般に適用することができる。尚、本発
明をころ軸受に適用する場合には、内輪案内の標準保持
器を使用することができる。
【0023】
【発明の効果】本発明は、以下に示す効果を有する。
【0024】(1)内輪および外輪を鉄系材料で形成
し、負荷転動体をセラミック材で形成することにより、
軸受の耐熱性を向上させることができると同時に、金属
同士の接触による凝着現象が回避されるので、真空中に
おける無潤滑使用を可能にすることができる。また、非
負荷転動体を金属材で形成すると共に、金属性の保持器
を内輪案内とすることにより、非負荷転動体を介して、
あるいは、非負荷転動体と保持器とを介して内外輪間に
通電経路が形成されるので、軸受の通電性を確保するこ
とができる。特に、保持器を内輪案内とすることによ
り、非負荷ボールが内輪と非接触になるような条件下に
おいても、内輪 保持器 非負荷ボール 外輪といった
通電経路が形成されるので、縦軸使用、横軸使用、低速
回転、高速回転の如何を問わず、広く通電性を必要とす
る箇所に使用することができ、かつ、確実で良好な通電
を達成することができる。
【0025】(2)負荷転動体の表面に良電性の金属被
膜を形成することにより、内外輪と非負荷転動体との
間、非負荷転動体と保持器との間の通電性が向上するの
で、軸受の通電性をより一層向上させることができる。
金属被膜は軸受荷重を受けないので、金属被膜のダメー
ジ(摩耗等)が少なく、良好な通電性が長期にわたって
維持される。
【0026】(3)保持器の少なくともポケットの壁面
と案内面とに良電性の金属被膜を形成することにより、
非負荷転動体と内輪との間、非負荷転動体と保持器との
間の通電性が向上するので、軸受の通電性をより一層向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す断面図(図a)、図aの
部分拡大断面図(図b)である。
【図2】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 内輪 2 外輪 3 ボール 31 負荷ボール 32 非負荷ボール 32b 銀被膜 4 保持器 4a 銀被膜 4b 銀被膜

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄系材料からなる内輪および外輪と、内
    外輪間に介在する複数の転動体と、転動体を保持する金
    属製の保持器とを備えたものであって、複数の転動体の
    うち、軸受荷重を負荷する負荷転動体をセラミック材で
    形成すると共に、軸受荷重を負荷しない非負荷転動体を
    金属材で形成し、かつ、保持器を内輪案内としたことを
    特徴とする真空機器用転がり軸受。
  2. 【請求項2】 保持器に重量アンバランスを設けること
    により、軸受回転時の触れ回りを通じて保持器を内輪案
    内としたことを特徴とする請求項1の真空機器用転がり
    軸受。
  3. 【請求項3】 非負荷転動体の表面に良電性の金属被膜
    を形成したことを特徴とする請求項1又は2の真空機器
    用転がり軸受。
  4. 【請求項4】 保持器の少なくともポケットの壁面と案
    内面とに良電性の金属被膜を形成したことを特徴とする
    請求項1又は2の真空機器用転がり軸受。
  5. 【請求項5】 保持器の少なくともポケットの壁面と案
    内面とに良電性の金属被膜を形成したことを特徴とする
    請求項3の真空機器用転がり軸受。
JP5240888A 1993-09-28 1993-09-28 真空機器用転がり軸受 Withdrawn JPH0791450A (ja)

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JP5240888A JPH0791450A (ja) 1993-09-28 1993-09-28 真空機器用転がり軸受

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JPH0791450A true JPH0791450A (ja) 1995-04-04

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JP5240888A Withdrawn JPH0791450A (ja) 1993-09-28 1993-09-28 真空機器用転がり軸受

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008184019A (ja) * 2007-01-30 2008-08-14 Railway Technical Res Inst 通電回転装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20001128