JP2001139969A - 情報機器用転動装置 - Google Patents

情報機器用転動装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低トルク性、低騒音性、低揮発性でありかつ
フレッチングをおこさない情報機器用軸受を提供する。 【解決手段】 外方部材と内方部材との間に転動体を配
設し、転動体は外方部材との接触面である第一の接触面
と、内方部材との接触面である第二の接触面とに対して
転動する転動装置において、基油としての炭酸エステル
と、増ちょう剤としてのリチウム石けんを含むグリース
組成物に、モリブテンジチオホスフェート及び／又はモ
リブテンジチオカーバメートから選ばれる有機モリブテ
ン化合物の１種又は２種以上を添加したグリース組成物
を封入したことを特徴とする情報機器用転動装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュ−タのＨ
ＤＤ（ハ−ドディスクドライブ）やＦＤＤ（フロッピ−
デスクドライブ）記憶装置、ＣＤＤ（コンパクトディス
クドライブ）、ＭＯＤ（光ディスクドライブ）、ＶＴＲ
（ビデオテープレコーダ）など、情報機器周辺で用いら
れているスピンドルモータに用いる軸受すなわち転動装
置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】一般に、コンピュ−タのＨＤＤ（ハ−ドデ
ィスクドライブ）やＦＤＤ（フロッピ−デスクドライ
ブ）記憶装置、ＣＤＤ（コンパクトディスクドライ
ブ）、ＭＯＤ（光ディスクドライブ）、ＶＴＲ（ビデオ
テープレコーダ）など、情報機器周辺に用いられる軸受
に対する要求性能としては、トルクが小さいこと、音響
性能が優れていること、長寿命であること、グリースの
発塵（飛散）が少ないこと、などが挙げられる。とく
に、清浄な雰囲気下で使用されるこれらの情報機器で
は、回転時に軸受内部より飛散するガス状の油やグリー
スの微小な粒子が、ディスク等の表面を汚染し誤作動の
原因になるため、飛散量を抑えることが重要な事とさ
れ、本発明者等も種々研究してきた。最近、さらに非常
に重要な問題としてクローズアップされてきた問題とし
て、とくに情報機器に用いられている転がり玉軸受、こ
ろベアリング等の転動装置が、情報機器の搬出や搬入、
または、情報機器の携帯の際に生じる５〜１０ヘルツ程
度の低い周波数の震動により、軸受内のボール又はころ
とのレース面が損傷を受け劣化するフレッチングという
現象が問題になっている。フレッチングが起きると、転
がり玉軸受あるいはころベアリングの音響特性が悪くな
るばかりか、情報機器の性能そのものにも悪影響を及ぼ
す。本発明者等は、飛散量を押さえた高性能長寿命とい
う特性と共に、フレッチングを起こさない特性を有する
情報機器用転動装置を提供する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】我々は、コンピュ−タ
のＨＤＤ（ハ−ドディスクドライブ）やＦＤＤ（フロッ
ピ−デスクドライブ）記憶装置、ＣＤＤ（コンパクトデ
ィスクドライブ）、ＭＯＤ（光ディスクドライブ）、Ｖ
ＴＲ（ビデオテープレコーダ）など、情報機器周辺に用
いられる軸受に対して要求される性能すなわち、トルク
が小さいこと、音響性能が優れていること、長寿命であ
ること、高速回転においても、発塵（飛散）が少ないこ
と等の情報機器特有の特性を満足させつつ、フレッチン
グを起こさない特性を兼ね備えた情報機器用転動装置を
開発することを目的としている。
【０００４】なお、本発明において、情報機器用転動装
置というのは、コンピュ−タのＨＤＤ（ハ−ドディスク
ドライブ）やＦＤＤ（フロッピ−デスクドライブ）記憶
装置、ＣＤＤ（コンパクトディスクドライブ）、ＭＯＤ
（光ディスクドライブ）、ＶＴＲ（ビデオテープレコー
ダ）など情報機器周辺で用いられているスピンドルモー
タ等の軸受をいう。本発明の代表的な軸受のひとつであ
る転がり玉軸受を図１に示す。図１において、（イ）〜
（ホ）は本発明の抽象概念を表し、（イ）は外方部材、
（ロ）は内方部材、（ハ）は第一の接触面、（ニ）は第
二の接触面、（ホ）は転動体を表している。より具体的
には、１は外輪、２は玉、３は内輪、４は内輪面取り、
５は保持器（リテーナ）、６は外輪面取り、７はシール
ド、８はスナップリングである。また、ｄは内径、Ｌｉ
は内輪肩径、Ｄｏは外輪肩径、Ｄは外径である。軸受空
間容積とは、内外輪とシールドによって囲まれた空間容
積よりボール、リテーナの体積を引いた残部空間容積を
いう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、基油として炭
酸エステル及び、増ちょう剤としてリチウム石けんを含
むグリース組成物に、一般式（ｉｉ）
【化６】 （式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ炭素数
が１〜２４のアルキル基、または、炭素数が６〜３０の
アリール基である。）で表わされるモリブデンジチオホ
スフェート及び／又は一般式（ｉｉｉ）
【化７】 （式中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は炭素数１〜２４のア
ルキル基であり、ＸはＯ又はＳである。）で表わされる
モリブデンジチオカーバメートから選ばれる有機モリブ
デン化合物の１種又は２種以上を添加したグリース組成
物を封入した転動装置が情報機器用軸受としての特性が
優れ、かつ、フレッチングを起こさないことを見出し
て、本発明を完成するに至った。基油として、一般式
（ｉ）
【化８】 （Ｒ、Ｒ′は炭素数１３〜１５の分岐状アルキル基であ
り、同一であっても異なっていても良い。）で示される
炭酸エステル化合物を用いたグリースを封入した転動装
置は、高速回転においても、トルクが小さいこと、音響
性能が優れていること、長寿命であること、発塵（飛
散）が少ないこと等の情報機器特有の特性を満足させつ
つ、かつ、フレッチングを起こさない特性を兼ね備えた
優れた情報機器用転動装置として用いることが出来た。
本発明の情報機器用転動装置に封入するグリースの基油
である炭酸エステルは、前記の（ｉ）で示されるもので
あるが、Ｒ及びＲ‘は炭素数１３〜１５の分岐状アルキ
ル基であれば良く、同一であっても異なっていても良
い。具体例には、次の式（ｖ）（ｖｉ）（ｖｉｉ）で示
される。
【化９】
【化１０】
【化１１】 本発明の情報機器用転動装置に封入するグリース組成物
は、炭酸エステルを７０〜９５質量部およびリチウム金
属塩５〜３０質量部が望ましい配合割合である。リチウ
ム金属塩が５質量部未満では、混和ちょう度が軟らかく
なり、軸受回転時に漏洩または飛散し、ＨＤＤ，ＦＤＤ
等を汚染する恐れがある。一方、３０質量部を越えると
硬くなりすぎて、軸受内部でのグリースの流動性が悪く
なり、潤滑不良の原因となる恐れがあるので好ましくな
い。さらに、本発明の情報機器用転動装置に封入するグ
リース組成物は、第三の成分として通常グリース組成物
に用いられている添加剤すなわち、酸化防止剤、防錆剤
等を併用することができる。本発明の情報機器用転動装
置に封入するグリース組成物中のモリブデンジチオホス
フェート及びモリブデンジチオカーバメートから選ばれ
る有機モリブデン化合物の１種又は２種以上の添加量
は、グリース組成物の０．５質量％〜５質量％とくに１
質量％〜３質量％が望ましい。本発明において、転動装
置に用いた外方部材、内方部材及び転動体の材質は、高
性能クロム軸受鋼、耐食性の高いマルテンサイト系ステ
ンレス鋼を用いた。高性能クロム軸受鋼としては、高品
位の真空脱ガス高性能クロム軸受鋼（ＪＩＳＧ４８０５
ＳＵＪ２、ＡＩＳＩ／ＳＡＥ５２１００）があり、マル
テンサイト系ステンレス鋼としては、ＤＤ４００、ＳＵ
Ｓ４４０Ｃ（ＪＩＳＧ４３０３４４Ｃ、ＡＩＳＩ４４０
Ｃ）がある。また、転動体の材料としては、上記のほか
に、チッ化ホウ素系のセラミックスがある。
【０００６】
【本発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態を、
以下に示す。 （１） 外方部材と内方部材との間に転動体を配設し、
転動体は外方部材との接触面である第一の接触面と、内
方部材との接触面である第二の接触面とに対して転動す
る転動装置において、一般式（ｉ）
【化１２】 （Ｒ、Ｒ′は炭素数１３〜１５の分岐状アルキル基であ
り、同一であっても異なっていても良い。）で示される
基油としての炭酸エステル化合物と、増ちょう剤として
リチウム石けんを含むグリース組成物に、一般式（ｉ
ｉ）
【化１３】 （式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ炭素数
が１〜２４のアルキル基、または、炭素数が６〜３０の
アリール基である。）で表わされるモリブデンジチオホ
スフェート及び／又は一般式（ｉｉｉ）
【化１４】 （式中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は炭素数１〜２４のア
ルキル基であり、ＸはＯ又はＳである。）で表わされる
モリブデンジチオカーバメートから選ばれる有機モリブ
デン化合物の１種又は２種以上を添加したグリース組成
物を封入したことを特徴とする情報機器用転動装置。 （２） 基油として、一般式（ｉ）及び（ｉｖ）
【化１５】 （Ｒ、Ｒ‘は下記の一般式＜ｉｖ＞で表される分岐状ア
ルキル基であり、同一であっても異なっていても良い。
ただし、ｎ＝１３〜１５、ｍ＝０〜６である。）
【化１６】 で示される炭酸エステル化合物を用いた上記（１）に記
載された情報機器用転動装置。 （３） 転動体が球体である上記（１）または上記
（２）のいずれかひとつに記載された情報機器用転動装
置。 （４） 転動体が円筒体である上記（１）ないし上記
（３）のいずれかひとつに記載された情報機器用転動装
置。
【０００７】（５） 基油として、一般式（ｉ）及び
（ｉｖ）
【化１７】 （Ｒ、Ｒ‘は下記の一般式（ｉｖ）で表される分岐状ア
ルキル基であり、同一であっても異なっていても良い。
ただし、ｎ＝１３〜１５、ｍ＝０〜６である。）
【化１８】 で示される炭酸エステル化合物７０〜９５質量部と、リ
チウム石けん５〜３０質量部とからなるグリース組成物
を封入する上記（１）ないし上記（４）のいずれかひと
つに記載された情報機器用転動装置。 （６） リチウム石けんが、水酸化リチウムと炭素数１
０以上の高級脂肪酸または１個以上の水酸基を有する炭
素数１０以上の高級ヒドロキシ脂肪酸とから合成された
リチウム金属塩である上記（１）ないし上記（５）のい
ずれかひとつに記載された情報機器用転動装置。 （７） 複数の増ちょう剤を添加した上記（１）ないし
（６）のいずれかひとつに記載された情報機器用転動装
置。 （８） 第４の成分を含む上記（１）ないし上記（７）
のいずれかひとつに記載された情報機器用転動装置。 （９） モリブデンジチオホスフェート及びモリブデン
ジチオカーバメートから選ばれる有機モリブデン化合物
の１種又は２種以上の添加量は、グリース組成物の０．
５質量％〜５質量％とくに１質量％〜３質量％である上
記（１）ないし上記（８）のいずれかひとつに記載され
た情報機器用転動装置。
【０００８】
【実施例】実施例により本発明を更に詳細に説明する。 ＜グリース製造例＞まず、情報機器用転動装置に用いる
典型的なグリース組成物の例である実施例１〜８につい
て説明する。一般式（ｉ）において、Ｒが化学式（ｖ
ｉ）及びＲ‘が化学式（ｖｉｉ）で表される分岐状アル
キルを持つ化学式（ｖｉｉｉ）
【化１９】 で示される炭酸エステル（以下炭酸エステル油Ａとい
う）と、ステアリン酸リチウム及び／または１２ヒドロ
キシステアリン酸リチウムとの合計が１００質量％にな
るように、表１に示す割合で混合し、全体が液体になる
まで撹拌しながら２２０℃〜２３０℃に加熱した。これ
をステンレス容器に厚さ３〜５ｍｍになるように流し込
み、８０℃以下に冷却した後、有機モリブデン化合物と
してモリブデンジチオフォスフェート及び又はモリブデ
ンジチオカーバメイトを添加する。三本ロ−ルで均質化
することによりグリース組成物を得た。同様にして、炭
酸エステルとリチウム石けん成分と有機モリブデンの他
に、アルキルジフェニルエ−テルまたはポリオ−ルエス
テルを用いて表１の配合割合により、実施例７及び実施
例８のグリース組成物を得た。
【０００９】（比較グリース製造例）また、比較のため
に、基油と増ちょう剤が知られている二種類の市販のグ
リースについて、比較例１、２として示した。表２にお
いて、＋の記号は配合されている成分を示す。さらに、
基油及びリチウム石けんを表２に示す配合割合で、実施
例と同様にしてグリース組成物を得て、比較例３、４、
として示した。実施例及び比較例のグリース組成物に対
して、ともに以下に示す混和ちょう度、滴点およびモー
タ特性試験を同じ条件で行った。
【００１０】混和ちょう度は、ＪＩＳ Ｋ２２２０
５．３を、滴点は、ＪＩＳ Ｋ２２２０ ５．４をそれ
ぞれ用いて求めたものである。モータ特性試験は、スピ
ンドルモータに被検体であるグリース組成物を封入した
軸受を組み込み、常温にて５，４００ｒｐｍで回転させ
て行い、発生するノイズ、蒸発（飛散）量、回転トルク
について測定した。ノイズは、モータ回転時にモータの
ハブ端面より１ｍの所でマイクロホンにより測定した。
蒸発（飛散）量は、回転前後のモータの重量を測定し、
その差により求めた。トルクは、モータ回転時の電流値
を電流計により測定し、またトルク安定性として最大電
流値と最小電流値との差により求めた。各々の評価項目
につき、情報機器用等軸受グリース組成物に要求される
性能に従った判定結果を、表４に示した。ノイズは小さ
いものほど、蒸発（飛散）量は少ないものほど、トルク
は低いものほど、トルク安定性は変動の少ないものほど
優れている。評価は次の３段階で評価した。 ○は、良好 △は、普通 ×は、劣っている。 グリース組成物を軸受空間容積の１０〜１５Ｖｏｌ％充
填した転がり玉軸受に９ヘルツの震動と２９．３ラジア
ン／Ｓｅｃ２の角加速度を与えながら、発生する音を６
０分間測定した。その結果を表３に示す。また、情報機
器用軸受としての総合評価を優良可不可の４段階で、表
４に示す。
【００１１】
【表１】 注）ＳｔＬｉ ：ステアリン酸リチウム １２０Ｈ Ｓｔ−Ｌｉ ：１２ヒドロキシステアリン酸リチウム ＡＤＥ ：アルキルジフェニルエ−テル ＰＯＥ ：ポリオ−ルエステル油
【００１２】
【表２】 注）Ｎａ−Ｃｏｍｐｌｅｘ ：ナトリウムコンプレックス石けん １２０Ｈ Ｓｔ−Ｌｉ ：１２ヒドロキシステアリン酸リチウム ＰＯＥ ：ポリオ−ルエステル油 なお、表１、表２において示した基油粘度の単位は、ｍ
ｍ２／Ｓである。
【００１３】
【表３】
【００１４】
【表４】
【００１５】
【本発明の効果】本発明の情報機器用軸受は、表１〜表
４に示すように、蒸発（飛散）が少なく、ノイズが低
く、低トルク性であって、しかもトルクが安定している
ばらりか、フレッチングが起きないことが判った。
【００１６】
【図面の簡単な説明】
図１は、代表的な情報機器用軸受の断面図である。
【符号の説明】
１ 外輪 ２ 玉 ３ 内輪 ４ 内輪面取り ５ 保持器 ６ 外輪面取り ７ シールド ８ スナップリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｎ 40:06 Ｃ１０Ｎ 40:06 50:10 50:10 Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA13 AA32 AA42 AA54 AA62 EA63 FA01 FA35 FA60 GA53 4H104 BB17B BB37A BG10C BH07C FA01 FA06 LA20 PA01 PA04 QA18

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外方部材と内方部材との間に転動体を配
    設し、転動体は外方部材との接触面である第一の接触面
    と、内方部材との接触面である第二の接触面とに対して
    転動する転動装置において、一般式（ｉ） 【化１】 （Ｒ、Ｒ′は炭素数１３〜１５の分岐状アルキル基であ
    り、同一であっても異なっていても良い。）で示される
    基油としての炭酸エステル化合物と、増ちょう剤として
    リチウム石けんを含むグリース組成物に、一般式（ｉ
    ｉ） 【化２】 （式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ炭素数
    が１〜２４のアルキル基、または、炭素数が６〜３０の
    アリール基である。）で表わされるモリブデンジチオホ
    スフェート及び／又は一般式（ｉｉｉ） 【化３】 （式中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は炭素数１〜２４のア
    ルキル基であり、ＸはＯ又はＳである。）で表わされる
    モリブデンジチオカーバメートから選ばれる有機モリブ
    デン化合物の１種又は２種以上を添加したグリース組成
    物を封入したことを特徴とする情報機器用転動装置。
  2. 【請求項２】 基油として、一般式（ｉ）及び（ｉｖ） 【化４】 （Ｒ、Ｒ‘は下記の一般式＜ｉｖ＞で表される分岐状ア
    ルキル基であり、同一であっても異なっていても良い。
    ただし、ｎ＝１３〜１５、ｍ＝０〜６である。） 【化５】 で示される炭酸エステル化合物を用いた請求項１に記載
    された情報機器用転動装置。
  3. 【請求項３】 転動体が球体である請求項１または請求
    項２のいずれかひとつに記載された情報機器用転動装
    置。
  4. 【請求項４】 転動体が円筒体である請求項１ないし請
    求項３のいずれかひとつに記載された情報機器用転動装
    置。
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