JPH03255215A - 真空用玉軸受およびそれを用いたターボ分子ポンプ - Google Patents

真空用玉軸受およびそれを用いたターボ分子ポンプ

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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 この発明は、真空用玉軸受およびそれを用いたターボ分
子ポンプに関する。
従来の技術および発明の課題 ターボ分子ポンプ用玉軸受として、従来、保持器を備え
たグリース潤滑軸受が知られている。
ところで、ターボ分子ポンプ用グリース潤滑玉軸受は、
たとえば75000 rpm程度の高速回転で使用され
るため、保持器のポケット部や保持器と軌道輪との案内
面までグリースが十分に供給されない。さらに、真空中
であるため、軸受の回転によって生じる摩擦熱が外部に
伝わりに<<、軸受内部に熱が残る。このため、保持器
のポケット部と玉との間や保持器の外周と外輪内周の案
内面との間で早期に焼付が発生したり、グリースが早期
に劣化したりしていた。
その結果、軸受は大気中よりも許容温度の面からも寿命
的な制限を受けて、寿命が短くなり、ひいてはターボ分
子ポンプの寿命が短いという問題が生じていた。
この発明の目的は、上記の問題を解決した寿命の長い真
空用玉軸受およびそれを用いたターボ分子ポンプを提供
することにある。
課題を解決するための手段 この発明による真空用玉軸受は、ステンレス鋼製の内輪
および外輪、窒化ケイ素を主体とするセラミックス製の
玉、ならびにステンレス鋼製のシールド板よりなる密封
型総玉軸受であり、低揮発性剤製のグリースが封入され
ているものである。
好ましくは、グリースが、ジエステル系合成油の基油、
有機系凝縮剤および四フッ化エチレン樹脂系添加剤を含
むものである。
この発明によるターボ分子ポンプは、 ケーシング内に軸方向に多段に設けられた固定翼と、上
記ケーシング内に玉軸受を介して支持され電動機により
回転させられる回転体と、この回転体に設けられ上記固
定翼と軸方向に対向する多段の回転翼とを備えたターボ
分子ポンプにおいて、 上記回転体を支持する玉軸受が、ステンレス鋼製の内輪
および外輪、窒化ケイ素を主体とするセラミックス製の
玉、ならびにステンレス鋼製のシールド板よりなる密封
型総玉軸受であり、軸受内に封入されるグリースが、ジ
エステル系合成油の基油、有機系凝縮剤および四フッ化
エチレン樹脂系添加剤を含むことを特徴とするものであ
る。
作   用 保持器のない密封型の総玉軸受であるから、従来のよう
な保持器の部分の焼付の問題がない。
保持器がないため、軸受内の無攪拌容積が増大し、グリ
ース封入量が増す。保持器がないため、グリースが外輪
内周に多く付着し、玉と軌道輪との間のグリース供給性
が良くなる。従来のような保持器と玉との間および保持
器と外輪内周の案内面との間のすべりがなくなるので、
トルクが小さくなり、軸受自体の発熱が少なく、電動機
の発熱も少なくなるため、グリースの蒸発量が少なくな
る。しかも、グリースが低揮発性剤製であるから、グリ
ースの蒸発はきわめて少ない。
玉がセラミックス製であるから、玉相互間の焼付が生じ
ない。セラミックス製の玉は軽量であるため、ジャイロ
すべりが少なく、摩擦トルクが減少する。このため、前
記同様、軸受自体および電動機の発熱が少なく、グリー
スの蒸発量が少なくなって、グリース寿命がのびる。さ
らに、軌道輪とシールド板が耐食性のあるステンレス鋼
で形成され、玉も耐食性のあるセラミックスで形成され
ているため、ターボ分子ポンプのように真空環境下で使
用された場合、従来、鋼製の材料で問題となっていた防
錆用オイルの揮発による装置内汚染も解消できる。
実  施  例 以下、図面を参照して、この発明の詳細な説明する。
第2図は、ターボ分子ポンプの主要部を概略的に示す。
第2図において、上部に軸方向に多段に設けられた回転
翼(1〉を備えた回転体(2)の軸(3)が2個の玉軸
受(4)によってケーシング(5)内に回転支持されて
いる。ケーシング(5)内の上部には、回転体(2)お
よび回転翼(1〉と同心で回転翼(1)と軸方向に対向
する多段の固定翼(6)が固定されている。ケーシング
(5)の上端部に吸気口(7)が、下部に排気口(8)
が設けられている。ケーシング(5)内の下部にたとえ
ば高周波電動機(15)のモータステータ(9〉が設け
られ、軸(3)の下部にこれと対をなすモータロータ〈
10)が設けられている。そして、軸(3〉のモータロ
ータ(10)の上下の部分が、軸受(4〉によって支持
されている。
上記のターボ分子ポンプは、以下のように動作する。す
なわち、ケーシング(5)の吸気口(7)と接続される
チャンバ(図示路)、ケーシング(5〉、さらに粗引き
用ロータリポンプ(図示路)とつながる排気口(8〉で
真空系が構成されており、まず、粗引き用ロータリポン
プを運転して真空系全体を低真空雰囲気に維持する。次
に、電動機(15)を始動し軸(3)を回転すると、回
転翼(()と固定翼(6)との相互作用により、上記チ
ャンバ内およびターボ分子ポンプ内の気体分子を排気口
(8)から連続排気し、双方内に高真空雰囲気を実現す
るようになっている。
第1図は、軸受(4〉の1例を示す。
第1図において、軸受(4〉は、カウンタボアが形成さ
れた内輪(tl〉、カウンタボアが形成されていない外
輪(12L玉(13)および外輪(12)の両端部に取
付けられたシールド板(14)よりなるアンギュラコン
タクト総玉軸受である。
内輪(11)、外輪(12)およびシールド板(14)
は、ステンレス鋼製である。玉(13)は、窒化ケイ素
を主体とするセラミックス製である。そして、内輪(1
1)と外輪(12〉の間に、低揮発性剤製のグリース(
蒸気圧7.5XIC1−6Torr(20℃))、好ま
しくは、従来のフッ素系基油に比べ高温・高速潤滑性に
優れたジエステル系合成油の基油、たとえばベントンな
どの有機系凝縮剤1%および高温での安定性が良好で潤
滑性に優れる四フッ化エチレン樹脂系添加剤29%を含
むグリースが封入されている。とくにこのようなグリー
スを用いた場合、従来のフッ素系基油のグリースを用い
た場合に比べて寿命がより長くなった。
発明の効果 この発明によれば、上述のように、玉軸受内に封入され
たグリースの蒸発が少なく、長期間にわたって良好な潤
滑性が保たれ、焼付も生しにくく、したがって、玉軸受
の寿命が向上し、ひいてはターボ分子ポンプの寿命が向
上する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示すターボ分子ポンプ用玉
軸受の要部縦断面図、第2図は第1図の玉軸受を使用し
たターボ分子ポンプの1例を概略的に示す要部縦断面図
である。 (1)・・・回転翼、(2)・・・回転体、(4)・・
・玉軸受、(5〉・・・ケーシング、(6)・・・固定
翼、(11)・・・内輪、(12)・・・外輪、(13
)・・・玉、〈14)・・・シールド板、(15)・・
・電動機。 以  上 9

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ステンレス鋼製の内輪および外輪、窒化ケイ素を
    主体とするセラミックス製の玉、ならびにステンレス鋼
    製のシールド板よりなる密封型総玉軸受であり、低揮発
    性剤製のグリースが封入されている真空用玉軸受。
  2. (2)上記グリースが、ジエステル系合成油の基油、有
    機系凝縮剤および四フッ化エチレン樹脂系添加剤を含む
    請求項(1)の真空用玉軸受。
  3. (3)ケーシング内に軸方向に多段に設けられた固定翼
    と、上記ケーシング内に玉軸受を介して支持され電動機
    により回転させられる回転体と、この回転体に設けられ
    上記固定翼と軸方向に対向する多段の回転翼とを備えた
    ターボ分子ポンプにおいて、 上記回転体を支持する玉軸受が、ステンレス鋼製の内輪
    および外輪、窒化ケイ素を主体とするセラミックス製の
    玉、ならびにステンレス鋼製のシールド板よりなる密封
    型総玉軸受であり、軸受内に封入されるグリースが、ジ
    エステル系合成油の基油、有機系凝縮剤および四フッ化
    エチレン樹脂系添加剤を含むことを特徴とするターボ分
    子ポンプ。
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