真空環境

真空環境下での複数の特殊プロセスに対応したベアリング

半導体やFPDの製造工程のような、真空環境下でのプロセスでは、製品品質や生産効率向上のため、高温、高速回転など複合的な環境性能が求められる場合があります。
このため、真空性能単体ではなく、複合環境に適応したベアリングが必要になります。
ジェイテクトでは複合的な環境性能が求められる真空環境用のベアリングとして、ステンレス鋼製のベアリングに、それぞれの用途に合わせた潤滑剤(潤滑方法)を組み合わせることで複合的な真空環境への適応を実現しました。

真空環境性能データ

軸受材料

真空中で使用する軸受の軌道輪・玉の材料はマルテンサイト系ステンレス鋼(SUS440C)を標準としています。耐食性が必要な場合は析出硬化系ステンレス鋼(SUS630)、高温を伴う場合は高速度工具鋼(SKH4、M50 など)を用います。また条件によっては、耐熱・耐食性ともに優れたセラミックスを用いることがあります。

潤滑剤

一般的な真空チャンバの場合、大気圧と真空の繰り返し雰囲気となり、これらの広範囲な圧力域で用いることができる適当な転がり軸受用潤滑剤はありません。常用する圧力と温度、さらに必要に応じてクリーン性・耐食性などを考慮して最適な潤滑剤を選定する必要があります。

1)クリーン性が必要でない場合

図3-2 にクリーン性を必要としない真空用途に適応するEXSEV 軸受を示します。

雰囲気温度が室温程度で、圧力が10 - 5Pa 程度までは潤滑にふっ素グリースを用います。ただ徐々にふっ素油分が蒸発するため油分飛散を嫌う用途では固体潤滑剤を用いる必要があります。10 - 5Pa よりも圧力の低い超高真空領域では軸受からの放出ガスが問題となります。この圧力領域では、軟質金属系の銀を潤滑剤とするMG ベアリングを用います。

図3-2 クリーン性が必要でない真空に適応するEXSEV 軸受
図3-2 クリーン性が必要でない真空に適応するEXSEV 軸受

2)クリーン性が必要な場合

軸受にクリーン性を必要とする場合は、軟質金属系や層状結晶構造物質の固体潤滑剤は発じんが多く用いることができませんので、高分子系の潤滑剤またはふっ素グリースを使用します。
図3-3 と図3-4 にそれぞれクリーン度100、10 に応じた真空用途に適応するEXSEV 軸受を示します。

図3-3 クリーン度100 に適応するEXSEV 軸受
図3-3 クリーン度100 に適応するEXSEV 軸受
図3-4 クリーン度10 に適応するEXSEV 軸受
図3-4 クリーン度10 に適応するEXSEV 軸受
多彩な個体潤滑剤シリーズにてワンランク上の真空環境に対応
ジェイテクトでは、耐荷重性を重視する場合は、長寿命である二硫化タングステンなどの層状結晶構造の固体潤滑剤、超高真空+高速回転に対応する場合は、銀などの軟質金属系の固体潤滑剤というように、用途に合った潤滑材で、多様な真空環境に適応するベアリングをご提案致します。

真空環境対応製品

製品名 許容回転速度 使用温度
(℃)
真空度
(Pa)
クリーン度(2)
(クラス)
即納対応
可能サイズ
の有無
dn値(1) 最大(min-1
クリーンプロPRZベアリング <10,000 1,000 ~200 10-5 10
高温クリーンプロベアリング <10,000 1,000 ~260 10-5 10
クリーンプロベアリング <10,000 1,000 ~200 10-5 10
DLベアリング <40,000 ~200 10-5 100
FAベアリング <10,000 1,000 ~200 10-5 1,000
高耐食セラミック軸受 <10,000 1,000 ~200 10-5 1,000
耐食セラミック軸受 <10,000 1,000 ~200 10-5 1,000
セラミック軸受 <10,000 1,000 ~200 10-5 1,000
コロガードプロベアリング <10,000 1,000 ~300 10-5
耐食組合せセラミック軸受 <10,000 1,000 ~200 10-5 1,000
総玉形セラミック軸受 <4,000 500 ~800 10-10
WSベアリング <4,000 500 ~350 10-5
MGベアリング <10,000 1,000 ~350 10-10
大気不可
PNベアリング <10,000 1,000 ~300 10-5
MOベアリング <10,000 1,000 ~300 10-5
非磁性組合せセラミック軸受 <10,000 1,000 ~200 10-5 1,000

(1)dn値:軸受内径(mm)×回転速度(min-1
(2)クリーン性は使用条件や周囲の構造などにより異なる場合があります。

真空環境使用事例

  • 真空蒸着装置

    製品名
    高温組合せセラミック軸受(特殊仕様)

    真空蒸着装置のプラネタリ部に使用される軸受は、高温・高荷重(モーメント)での耐久性が要求されます。高温環境下での寿命向上のため、特殊仕様の高温組合せセラミック軸受が採用されています。

    • 真空、高温環境での信頼性向上
    使用条件
    回転速度 1min-1 ~ 30min-1
    温度 200℃ ~ 400℃
    雰囲気圧力 10-6Pa ~ 10-8Pa
    潤滑 ニ硫化モリブデンまたは銀
    真空蒸着装置
  • ターボ分子ポンプ

    製品名
    総玉形組合せセラミック軸受(特殊仕様)

    超高速で使用されるターボ分子ポンプには、磁気軸受が用いられます。万一電源が切れたり、磁気装置が故障したときブレードが破損しないように、保護用としてタッチダウン軸受が使用されます。過酷な環境下でのタッチダウン軸受の寿命向上のために総玉形組合せセラミック軸受が採用されています。

    • 真空環境での信頼性向上
    使用条件
    回転速度 20,000min-1 ~ 60,000min-1
    雰囲気圧力 10-7Pa
    潤滑 ニ硫化モリブデンまたは銀
    ターボ分子ポンプ
  • X 線管

    製品名
    総玉形軸受ユニット

    回転陽極X 線管用軸受には、フランジと内輪軸を一体化した総玉形軸受ユニットが採用されています。この軸受ユニットには、耐真空・高速性・耐熱性・耐荷重性が要求されます。

    • 真空、高温環境での信頼性向上
    使用条件
    回転速度 3,000min-1 ~ 10,000min-1
    温度 250℃ ~ 500℃
    雰囲気圧力 10-6Pa
    潤滑
    X 線管

サポート・お問い合わせ