JPH06200948A - 転がり軸受 - Google Patents
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Classifications
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- 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
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-
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐熱性、耐蝕性等にすぐれ、しかも量産化が
容易な転がり軸受を提供する。 【構成】 転動体３をセラミック材料で形成し、保持器
４をタンタル、チタンまたはニオブで形成する。
容易な転がり軸受を提供する。 【構成】 転動体３をセラミック材料で形成し、保持器
４をタンタル、チタンまたはニオブで形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、とくに超高真空、高温
条件下、腐蝕性ガス雰囲気中において使用される、耐熱
性、耐蝕性等にすぐれた転がり軸受に関するものであ
る。
条件下、腐蝕性ガス雰囲気中において使用される、耐熱
性、耐蝕性等にすぐれた転がり軸受に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、半
導体製造装置のチャンバ内など、超高真空、高温条件
（約２００℃以上）下、腐蝕性ガス雰囲気中において使
用される転がり軸受としては、Si3 Ｎ4等のセラミック
材料からなる転動体を、同じくセラミック材料やあるい
は耐蝕性の金属材料等で形成した軌道輪と組み合わせ
た、オイルやグリースを用いない無潤滑仕様のものが使
用される。
導体製造装置のチャンバ内など、超高真空、高温条件
（約２００℃以上）下、腐蝕性ガス雰囲気中において使
用される転がり軸受としては、Si3 Ｎ4等のセラミック
材料からなる転動体を、同じくセラミック材料やあるい
は耐蝕性の金属材料等で形成した軌道輪と組み合わせ
た、オイルやグリースを用いない無潤滑仕様のものが使
用される。
【０００３】保持器は通常、ステンレス鋼のうちＳＵＳ
３０４で製造されるが、このＳＵＳ３０４製の保持器は
耐熱性、耐蝕性が低いため、上記のような過酷な条件下
で使用される転がり軸受には使用できない。そこで、ス
テンレス鋼の中でも耐熱性、耐蝕性にすぐれたＳＵＳ４
４０Ｃで保持器を製造することか考えられるが、このＳ
ＵＳ４４０ＣはＳＵＳ３０４のようにプレス加工ができ
ないため、保持器を製造するには切削加工等が必要で、
量産化が難しいという問題がある。
３０４で製造されるが、このＳＵＳ３０４製の保持器は
耐熱性、耐蝕性が低いため、上記のような過酷な条件下
で使用される転がり軸受には使用できない。そこで、ス
テンレス鋼の中でも耐熱性、耐蝕性にすぐれたＳＵＳ４
４０Ｃで保持器を製造することか考えられるが、このＳ
ＵＳ４４０ＣはＳＵＳ３０４のようにプレス加工ができ
ないため、保持器を製造するには切削加工等が必要で、
量産化が難しいという問題がある。
【０００４】本発明は以上の事情に鑑みてなされたもの
であって、耐熱性、耐蝕性等にすぐれ、しかも量産化が
容易な転がり軸受を提供することを目的としている。
であって、耐熱性、耐蝕性等にすぐれ、しかも量産化が
容易な転がり軸受を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の転がり軸受は、耐蝕性の材料で形成された一
対の軌道輪と、両軌道輪間に配置される複数の転動体
と、当該転動体を保持する保持器とを備えた転がり軸受
において、上記転動体がセラミック材料で形成されてい
るとともに、保持器がタンタル、チタンまたはニオブで
形成されていることを特徴とする。
の本発明の転がり軸受は、耐蝕性の材料で形成された一
対の軌道輪と、両軌道輪間に配置される複数の転動体
と、当該転動体を保持する保持器とを備えた転がり軸受
において、上記転動体がセラミック材料で形成されてい
るとともに、保持器がタンタル、チタンまたはニオブで
形成されていることを特徴とする。
【０００６】
【作用】上記構成からなる本発明の転がり軸受は、軌道
輪が耐蝕性の材料で形成され、かつ転動体がやはり耐蝕
性のセラミック材料で形成されているとともに、保持器
が、ＳＵＳ３０４より耐熱性、耐蝕性にすぐれたタンタ
ル、チタンまたはニオブで形成されているため、とくに
超高真空、高温条件下、腐蝕性ガス雰囲気中で使用する
際の耐熱性、耐蝕性にすぐれている。
輪が耐蝕性の材料で形成され、かつ転動体がやはり耐蝕
性のセラミック材料で形成されているとともに、保持器
が、ＳＵＳ３０４より耐熱性、耐蝕性にすぐれたタンタ
ル、チタンまたはニオブで形成されているため、とくに
超高真空、高温条件下、腐蝕性ガス雰囲気中で使用する
際の耐熱性、耐蝕性にすぐれている。
【０００７】また上記タンタル、チタンまたはニオブは
ＳＵＳ３０４とほぼ同等の機械特性を持ち加工性にすぐ
れるため、当該材料からなる保持器は、従来どおりプレ
ス加工によって製造することができ、量産化が容易であ
る。
ＳＵＳ３０４とほぼ同等の機械特性を持ち加工性にすぐ
れるため、当該材料からなる保持器は、従来どおりプレ
ス加工によって製造することができ、量産化が容易であ
る。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の転がり軸受を、実施例を示す
図面を参照しつつ説明する。本実施例の転がり軸受は、
図１に示すように、内外一対の軌道輪１，２の間に転動
体３を介在し、この転動体３を保持器４によって保持し
たものである。内外の軌道輪１，２は、ＳＵＳ４４０
Ｃ、ＳＵＳ６３０等のマルテンサイト系のステンレス鋼
など、硬質でかつ耐熱性、耐蝕性の金属材料、あるいは
Si3 Ｎ4等のセラミック材料等、耐蝕性を有する種々の
材料から製造できるが、とくに高温条件下で使用するこ
とを考慮すると、セラミック材料で製造するのが好まし
い。また転動体３は、Si3 Ｎ4 等のセラミック材料で形
成される。
図面を参照しつつ説明する。本実施例の転がり軸受は、
図１に示すように、内外一対の軌道輪１，２の間に転動
体３を介在し、この転動体３を保持器４によって保持し
たものである。内外の軌道輪１，２は、ＳＵＳ４４０
Ｃ、ＳＵＳ６３０等のマルテンサイト系のステンレス鋼
など、硬質でかつ耐熱性、耐蝕性の金属材料、あるいは
Si3 Ｎ4等のセラミック材料等、耐蝕性を有する種々の
材料から製造できるが、とくに高温条件下で使用するこ
とを考慮すると、セラミック材料で製造するのが好まし
い。また転動体３は、Si3 Ｎ4 等のセラミック材料で形
成される。
【０００９】保持器４は、タンタル、チタンまたはニオ
ブによって形成されるもので、図２に示すように実施例
の保持器４は、２枚の環状部材４０を重ね合わせて、複
数のリベットｒで固定した、いわゆる波型保持器であ
る。環状部材４０は、２枚を重ね合わせた際に、転動体
３を保持するためのポケットＰを構成する複数の凹部４
０ａが、環状の板材上に等間隔で形成されたもので、タ
ンタル、チタンまたはニオブの板材から、プレス加工に
より、打抜きと同時に１工程で製造される。
ブによって形成されるもので、図２に示すように実施例
の保持器４は、２枚の環状部材４０を重ね合わせて、複
数のリベットｒで固定した、いわゆる波型保持器であ
る。環状部材４０は、２枚を重ね合わせた際に、転動体
３を保持するためのポケットＰを構成する複数の凹部４
０ａが、環状の板材上に等間隔で形成されたもので、タ
ンタル、チタンまたはニオブの板材から、プレス加工に
より、打抜きと同時に１工程で製造される。
【００１０】保持器４を構成する材料としては、上記タ
ンタル、チタンまたはニオブ単独が最も好ましいが、耐
熱性、耐蝕性、加工性等の改善のために、種々の金属材
料を配合したタンタル合金、チタン合金またはニオブ合
金を使用することもできる。また、耐蝕性のさらなる向
上のため、製造された保持器４の表面に酸化、窒化等の
処理を施してもよい。なおとくにチタン製の保持器４
は、セラミック材料製の転動体と組み合わせて全くのオ
イルレス状態で使用しても、ステンレス鋼製の保持器と
同等もしくはそれ以上の低発塵性を有するため、使用に
耐える固体潤滑剤が少ない過酷な条件下における、オイ
ルレス状態での使用に適している。
ンタル、チタンまたはニオブ単独が最も好ましいが、耐
熱性、耐蝕性、加工性等の改善のために、種々の金属材
料を配合したタンタル合金、チタン合金またはニオブ合
金を使用することもできる。また、耐蝕性のさらなる向
上のため、製造された保持器４の表面に酸化、窒化等の
処理を施してもよい。なおとくにチタン製の保持器４
は、セラミック材料製の転動体と組み合わせて全くのオ
イルレス状態で使用しても、ステンレス鋼製の保持器と
同等もしくはそれ以上の低発塵性を有するため、使用に
耐える固体潤滑剤が少ない過酷な条件下における、オイ
ルレス状態での使用に適している。
【００１１】なお、以上で説明した図１の実施例はラジ
アル玉軸受であったが、本発明の構成は、上記ラジアル
玉軸受以外の、従来公知の種々の形式の転がり軸受に適
用することができる。また、保持器の形式は図２に示し
たリベットかしめタイプの波型保持器に限定されず、リ
ベットかしめに代えてつめ付などの波型保持器や冠型や
Ｓ型など、種々の形式の打抜き保持器を使用することが
できる。 〈具体例〉試料の作製 具体例１ タンタルの板材（０．１５mm厚）よりプレス加工で製造
した２枚の環状部材４０から、図２に示す形状の波型保
持器４を作製した。
アル玉軸受であったが、本発明の構成は、上記ラジアル
玉軸受以外の、従来公知の種々の形式の転がり軸受に適
用することができる。また、保持器の形式は図２に示し
たリベットかしめタイプの波型保持器に限定されず、リ
ベットかしめに代えてつめ付などの波型保持器や冠型や
Ｓ型など、種々の形式の打抜き保持器を使用することが
できる。 〈具体例〉試料の作製 具体例１ タンタルの板材（０．１５mm厚）よりプレス加工で製造
した２枚の環状部材４０から、図２に示す形状の波型保
持器４を作製した。
【００１２】そしてこの波型保持器４を、Si3 Ｎ4 製の
転動体３（直径１．５８８mm）およびＳＵＳ４４０Ｃ製
の内外軌道輪１，２（外輪：外径１２mm×幅３mm、内
輪：内径６mm×幅３mm）と組み合わせて、図１に示すラ
ジアル玉軸受を作製した。具体例２ 波型保持器４を同厚のチタンの板材で製造したこと以外
は、上記具体例１と同様にして、図１に示すラジアル玉
軸受を作製した。
転動体３（直径１．５８８mm）およびＳＵＳ４４０Ｃ製
の内外軌道輪１，２（外輪：外径１２mm×幅３mm、内
輪：内径６mm×幅３mm）と組み合わせて、図１に示すラ
ジアル玉軸受を作製した。具体例２ 波型保持器４を同厚のチタンの板材で製造したこと以外
は、上記具体例１と同様にして、図１に示すラジアル玉
軸受を作製した。
【００１３】具体例３ 波型保持器４を同厚のニオブの板材で製造したこと以外
は、上記具体例１と同様にして、図１に示すラジアル玉
軸受を作製した。比較例１ 波型保持器４をステンレス鋼ＳＵＳ３０４で製造したこ
と以外は、上記具体例１と同様にして、図１に示すラジ
アル玉軸受を作製した。
は、上記具体例１と同様にして、図１に示すラジアル玉
軸受を作製した。比較例１ 波型保持器４をステンレス鋼ＳＵＳ３０４で製造したこ
と以外は、上記具体例１と同様にして、図１に示すラジ
アル玉軸受を作製した。
【００１４】発塵性試験 上記具体例、比較例のラジアル玉軸受をそれぞれ２個ず
つ、大気中、クラス１０のクリーンベンチ内で、回転数
２００r.p.m.、ラジアル荷重２．９Ｎの条件で回転させ
た際の６分間毎の発塵量を、当該ラジアル玉軸受の下方
に配置したパーティクルカウンタで計数した。試験時間
２０時間当りの、粒子径０．３μｍ以上のパーティクル
の全発塵量を集計したグラフを図３に示す。
つ、大気中、クラス１０のクリーンベンチ内で、回転数
２００r.p.m.、ラジアル荷重２．９Ｎの条件で回転させ
た際の６分間毎の発塵量を、当該ラジアル玉軸受の下方
に配置したパーティクルカウンタで計数した。試験時間
２０時間当りの、粒子径０．３μｍ以上のパーティクル
の全発塵量を集計したグラフを図３に示す。
【００１５】図３の結果より、大気中では、とくにチタ
ン製の保持器を使用した具体例２の軸受が、全くのオイ
ルレス状態で使用した際の低発塵性に著しくすぐれてい
ることが確認された。なお後述する腐蝕雰囲気下放置試
験と同条件の腐蝕雰囲気下で同様の試験を行ったとこ
ろ、ＳＵＳ３０４製の保持器を使用した比較例１の軸受
は全発塵量が９００万個前後まで急増したが、具体例１
〜３の軸受はいずれも、大気中での測定値に比べて発塵
量が殆ど増加しなかった。
ン製の保持器を使用した具体例２の軸受が、全くのオイ
ルレス状態で使用した際の低発塵性に著しくすぐれてい
ることが確認された。なお後述する腐蝕雰囲気下放置試
験と同条件の腐蝕雰囲気下で同様の試験を行ったとこ
ろ、ＳＵＳ３０４製の保持器を使用した比較例１の軸受
は全発塵量が９００万個前後まで急増したが、具体例１
〜３の軸受はいずれも、大気中での測定値に比べて発塵
量が殆ど増加しなかった。
【００１６】このことから、大気中でも発塵量が少なか
った具体例２は、保持器の耐蝕性ゆえに、腐蝕雰囲気下
でも低発塵性に著しくすぐれていることがわかった。ま
たタンタル製の保持器を使用した具体例１の軸受、なら
びにニオブ製の保持器を使用した具体例３の軸受は、同
様に保持器の耐蝕性ゆえ、腐蝕雰囲気下ではＳＵＳ３０
４製の保持器を使用した比較例１の軸受と同様またはそ
れ以上の低発塵性を発揮することもわかった。
った具体例２は、保持器の耐蝕性ゆえに、腐蝕雰囲気下
でも低発塵性に著しくすぐれていることがわかった。ま
たタンタル製の保持器を使用した具体例１の軸受、なら
びにニオブ製の保持器を使用した具体例３の軸受は、同
様に保持器の耐蝕性ゆえ、腐蝕雰囲気下ではＳＵＳ３０
４製の保持器を使用した比較例１の軸受と同様またはそ
れ以上の低発塵性を発揮することもわかった。
【００１７】腐蝕雰囲気下放置試験 上記各具体例、比較例のラジアル玉軸受を密閉容器内に
収容し、当該容器内にＨBrガスを封入して１４時間放置
した。容器内の雰囲気条件は以下のとおりである。 雰囲気圧力：大気圧 雰囲気温度：２４±１℃ ＨBr濃度：１００ppm Ｈ2 Ｏ濃度：２５０ppm この時の保持器の重量変化を図４に示す。
収容し、当該容器内にＨBrガスを封入して１４時間放置
した。容器内の雰囲気条件は以下のとおりである。 雰囲気圧力：大気圧 雰囲気温度：２４±１℃ ＨBr濃度：１００ppm Ｈ2 Ｏ濃度：２５０ppm この時の保持器の重量変化を図４に示す。
【００１８】図４にみるように、ＳＵＳ３０４製の保持
器を使用した比較例１の軸受は重量が著しく減少したの
に対し、本発明の構成であるタンタル、チタンおよびニ
オブ製の保持器を使用した具体例１，２および３の軸受
はいずれも、全く重量が変化しなかった。また軸受を取
り出して観察したところ、比較例１の軸受はＳＵＳ３０
４製の保持器の全面に腐蝕が見られたのに対し、上記具
体例１，２および３の軸受は、いずれの保持器部材にも
全く腐蝕は観察されなかった。
器を使用した比較例１の軸受は重量が著しく減少したの
に対し、本発明の構成であるタンタル、チタンおよびニ
オブ製の保持器を使用した具体例１，２および３の軸受
はいずれも、全く重量が変化しなかった。また軸受を取
り出して観察したところ、比較例１の軸受はＳＵＳ３０
４製の保持器の全面に腐蝕が見られたのに対し、上記具
体例１，２および３の軸受は、いずれの保持器部材にも
全く腐蝕は観察されなかった。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の転がり軸
受は、軌道輪、転動体が耐蝕性の材料で形成されている
とともに、保持器が耐熱性、耐蝕性にすぐれたタンタ
ル、チタンまたはニオブで形成されているため、半導体
製造装置のチャンバ内など、とくに過酷な条件下で使用
する際の耐熱性、耐蝕性にすぐれている。
受は、軌道輪、転動体が耐蝕性の材料で形成されている
とともに、保持器が耐熱性、耐蝕性にすぐれたタンタ
ル、チタンまたはニオブで形成されているため、半導体
製造装置のチャンバ内など、とくに過酷な条件下で使用
する際の耐熱性、耐蝕性にすぐれている。
【００２０】また上記タンタル、チタンおよびニオブは
いずれもプレス加工が可能であるため、本発明の転がり
軸受は、従来のＳＵＳ３０４製の保持器を有するものと
同様に、量産化が容易である。
いずれもプレス加工が可能であるため、本発明の転がり
軸受は、従来のＳＵＳ３０４製の保持器を有するものと
同様に、量産化が容易である。
【図１】本発明の実施例に係る転がり軸受の断面図であ
る。
る。
【図２】図１の実施例に使用する保持器の一例を示す斜
視図である。
視図である。
【図３】発塵性試験の結果を示すグラフである。
【図４】腐蝕雰囲気下放置試験の結果を示すグラフであ
る。
る。
１ 軌道輪 ２ 軌道輪 ３ 転動体 ４ 保持器
Claims (1)
- 【請求項１】耐蝕性の材料で形成された一対の軌道輪
と、両軌道輪間に配置される複数の転動体と、当該転動
体を保持する保持器とを備えた転がり軸受において、上
記転動体がセラミック材料で形成されているとともに、
保持器がタンタル、チタンまたはニオブで形成されてい
ることを特徴とする転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP202893A JPH06200948A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP202893A JPH06200948A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 転がり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06200948A true JPH06200948A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=11517885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP202893A Pending JPH06200948A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06200948A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10255374A1 (de) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Siemens Ag | Lagersystem für Ventilatoren und elektrische Maschinen |
| JP2018128182A (ja) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 中国電力株式会社 | 防火ダンパー |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05187445A (ja) * | 1992-01-10 | 1993-07-27 | Nippon Seiko Kk | 溶融亜鉛めっき浴中のロール支持装置 |
-
1993
- 1993-01-08 JP JP202893A patent/JPH06200948A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05187445A (ja) * | 1992-01-10 | 1993-07-27 | Nippon Seiko Kk | 溶融亜鉛めっき浴中のロール支持装置 |
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