JP2006226267A - 真空ポンプの軸受構造及びこれを用いた真空ポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ローター2と、ローター2を収納するハウジング3と、ローター2をハウジング3に対して回転可能に支持する転がり軸受4と、ローター2を軸線回りに回転駆動する電動モータ等の駆動装置とを有するターボ分子ポンプ(真空ポンプ)において、転がり軸受4を、熱伝導体からなる軸受ホルダ16を介してハウジング3に保持する。軸受ホルダ16の表面において、少なくとも転がり軸受4を受ける円環状平面17b(当接部)に、硬質の陽極酸化被膜19を形成する。
【選択図】 図2
Description
ターボ分子ポンプは、外周に動翼を有するローターと、ローターを収納するハウジングと、ローターをハウジングに対して回転可能に支持する軸受と、ローターを回転駆動する駆動装置とを有している。
また、軸受は、径方向においては軸受ホルダに対して若干あそびを持って設けられていて、軸受が軸受ホルダに対して径方向に相対的に変位可能とされている。このように軸受が径方向に変位することによってローターの振動が吸収されて、ローターの異常振動が防止される。
軸受内には、前記のようにグリースが封入されているので、軸受の温度があまり高くなると、グリースが蒸発あるいは、溶け出して流出してしまい、十分な潤滑を行えなくなる可能性がある。
このため、従来は、軸受ホルダを銅合金(例えば真鍮)等の熱伝導率の高い材質によって構成し、軸受の熱を軸受ホルダに逃がすことによって軸受温度の異常上昇を防止していた。
また、このように軸受ホルダが銅合金であると、軸受との摩擦によって削れてしまい、金属粉を発生させてしまう可能性がある。このような金属粉が軸受内に侵入すると、軸受の磨耗が進行し、寿命が短くなってしまうので、好ましくない。
すなわち、本発明に係る真空ポンプの軸受構造は、ローターと、該ローターを収納するハウジングと、前記ローターを前記ハウジングに対して回転可能に支持する転がり軸受と、該転がり軸受を前記ハウジングに保持する軸受ホルダとを有する真空ポンプの軸受構造であって、前記軸受ホルダを熱伝導体によって構成し、該軸受ホルダの表面のうち、少なくとも前記転がり軸受を受ける受け面に、硬質皮膜を形成したことを特徴としている。
ここで、硬質皮膜は、例えば、軸受ホルダが金属である場合にはその表面に酸化被膜を形成することによって得ることができる。
また、硬質皮膜は、軸受ホルダにCVD処理やPVD処理等の被膜形成処理を施すことによって硬質被膜を形成してもよい。この場合には、軸受ホルダを熱伝導率の高い任意の材質(例えば真鍮等の銅合金)によって構成することができる。
ここで、軸受ホルダの材質としてアルミニウム基合金を用いる場合には、強度や加工性の高いA5000系のアルミニウム基合金を用いることが好ましい。
このように構成される真空ポンプでは、軸受ホルダが熱伝導体によって構成されていて、かつ、軸受ホルダの表面のうち、少なくとも転がり軸受を受ける受け面に硬質皮膜が形成されているので、軸受ホルダを介した転がり軸受の熱の放出を可能にしながら、軸受ホルダの磨耗が防止される。
図1に示すように、本実施形態に係るターボ分子ポンプ(真空ポンプ)1は、ローター2と、ローター2を収納するハウジング3と、ローター2をハウジング3に対して回転可能に支持する転がり軸受4と、ローター2を軸線回りに回転駆動する電動モータ等の駆動装置5とを有している。
ハウジング3は、上端が開口された略有底円筒形状をなしており、その内面においてローター2の翼部2bの外周に対向する部位には、複数の静翼3aが設けられている。なお、ハウジング3の上端は、気体取入口を構成している。
固定側転がり軸受4aは、後述する軸受ホルダ16を介してハウジング3に保持されており、非固定側転がり軸受4bは、外輪12の外周面を、ハウジング3の下部内周面に設けられたOリングSを介してハウジング3に保持されている。
これら転がり軸受4は、図2に示すように、シャフト部2cを受ける内輪11と、ハウジング3に支持される外輪12と、これら内外輪11,12の間に設けられてこれら内外輪11,12を互いの軸線回りの相対回転を可能にするボール13とを有している。また、内外輪11、12間にはグリースが封入されており、このグリースによって内外輪11,12とボール13との間の潤滑が行われている。なお、図2では、例として、固定側転がり軸受4aを示している。
軸受ホルダ16の内周部には、下面側に、固定側転がり軸受4aの外輪12を収納する切り欠き状の凹部17が設けられている。凹部17は、軸受ホルダ16の軸線に略平行な内周面17aと、軸受ホルダ16の軸線に略直交する下向きの円環状平面17bとを有している。
また、内周面17aには、その全周にわたって溝17cが形成されており、この溝17c内には、外輪12の外周面を弾性的に支持するOリング18が嵌め込まれている。
これにより、外輪12がローター2の振動によって軸線に略直交する方向に変位した際に、外輪12を変位させる力がOリング18の弾性力によって緩衝されて、ローター2の振動が減衰されるようになっている。
固定側転がり軸受4aは、コイルスプリング等の図示せぬ付勢部材によって外輪12の上端面を円環状平面17bに対して所定の圧力で押し付けられており、これによって内輪11と外輪12との供回りが防止されて、ローター2の安定した回転が保たれるようになっている。
さらに、軸受ホルダ16において固定側転がり軸受4aの外輪12の上端面を受ける円環状平面17b(受け面)には、硬質皮膜である陽極酸化被膜19が形成されているので、固定側転がり軸受4aとの摺動による軸受ホルダ16の磨耗が生じにくい。
さらに、陽極酸化被膜19は、アルミニウム基合金の地金に比べて摩擦係数が小さいので、軸受ホルダ16に対する固定側転がり軸受4aの摺動がより円滑に行われることとなり、ローター2の異常振動をより効果的に防止することができる。
また、硬質皮膜は、上記のように軸受ホルダ16にアルマイト処理を施して得られる陽極酸化被膜19によって構成する以外にも、例えば任意の熱伝導体からなる軸受ホルダ16の表面にCVD処理やPVD処理等の被膜形成技術によって硬質被膜を形成してもよい。
2 ローター
3 ハウジング
4 転がり軸受
16 軸受ホルダ
17b 円環状平面(受け面)
19 陽極酸化被膜(硬質皮膜)
Claims (3)
- ローターと、該ローターを収納するハウジングと、前記ローターを前記ハウジングに対して回転可能に支持する転がり軸受と、該転がり軸受を前記ハウジングに保持する軸受ホルダとを有する真空ポンプの軸受構造であって、
前記軸受ホルダを熱伝導体によって構成し、該軸受ホルダの表面のうち、少なくとも前記転がり軸受を受ける受け面に、硬質皮膜を形成した真空ポンプの軸受構造。 - 前記軸受ホルダがアルミニウムまたはアルミニウム基合金製とされ、
前記硬質皮膜が、前記軸受ホルダをアルマイト処理して得られる陽極酸化被膜とされている請求項1記載の真空ポンプの軸受構造。 - 請求項1または2に記載の真空ポンプの軸受構造を備えた真空ポンプ。
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