JP2001146920A - 転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 セラミックスの転動体を用いた転がり軸受に
おいて、帯電防止の構成を簡素化し、かつ、軸受剛性及
び正確な位置決め精度を確保する。 【解決手段】 転動体３を、ヤング率が２００ＧＰａ以
上、かつ、体積固有抵抗値が１０５Ω・ｃｍ以下の焼結
体とする。
おいて、帯電防止の構成を簡素化し、かつ、軸受剛性及
び正確な位置決め精度を確保する。 【解決手段】 転動体３を、ヤング率が２００ＧＰａ以
上、かつ、体積固有抵抗値が１０５Ω・ｃｍ以下の焼結
体とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックスの転
動体を用いた転がり軸受に関する。
動体を用いた転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハードディスクドライブやフロッピーデ
ィスクドライブ等の磁気記録装置のスピンドルに使用さ
れる転がり軸受には、回転性能、静音性、耐フレッチン
グ性能等を考慮して、セラミックスの転動体が採用され
ている。このセラミックスは一般に窒化ケイ素又はジル
コニアであるが、これらは絶縁体であり、帯電する。帯
電を放置すると、ヘッドクラッシュ等の不具合を生じる
恐れがあるため、これを防止すべく、アース手段として
の磁性流体シールにより電荷を逃がすようにしている。
ィスクドライブ等の磁気記録装置のスピンドルに使用さ
れる転がり軸受には、回転性能、静音性、耐フレッチン
グ性能等を考慮して、セラミックスの転動体が採用され
ている。このセラミックスは一般に窒化ケイ素又はジル
コニアであるが、これらは絶縁体であり、帯電する。帯
電を放置すると、ヘッドクラッシュ等の不具合を生じる
恐れがあるため、これを防止すべく、アース手段として
の磁性流体シールにより電荷を逃がすようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような磁性流体
シールを用いる場合、シール構造により軸受の構成が複
雑になり、製造コストも高くつく。また、セラミックス
の転動体に関しては、所定の軸受剛性、及び、磁気記録
装置等の用途に特有の高い位置決め精度が要求されるた
め、ヤング率が鋼球の転動体と同等以上であることが望
まれる。
シールを用いる場合、シール構造により軸受の構成が複
雑になり、製造コストも高くつく。また、セラミックス
の転動体に関しては、所定の軸受剛性、及び、磁気記録
装置等の用途に特有の高い位置決め精度が要求されるた
め、ヤング率が鋼球の転動体と同等以上であることが望
まれる。
【０００４】上記のような従来の問題点に鑑み、本発明
は、セラミックスの転動体を用いた転がり軸受におい
て、帯電防止の構成を簡素化し、かつ、軸受剛性と正確
な位置決め精度とを確保することを目的とする。
は、セラミックスの転動体を用いた転がり軸受におい
て、帯電防止の構成を簡素化し、かつ、軸受剛性と正確
な位置決め精度とを確保することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、導電金属製の
内輪及び外輪と、セラミックスからなる転動体とを備え
た転がり軸受において、前記セラミックスが、ヤング率
が２００ＧＰａ以上、かつ、体積固有抵抗値が１０５Ω
・ｃｍ以下の焼結体であることを特徴とするものである
（請求項１）。上記のように構成された転がり軸受にお
いては、体積固有抵抗値が１０５Ω・ｃｍ以下であるこ
とにより、転動体の帯電が防止される。従って、磁性流
体等のアース手段を別途設ける必要がない。なお、さら
に好ましい体積固有抵抗値は、１０−１Ω・ｃｍ以下で
ある。また、ヤング率が２００ＧＰａ以上であることに
より、軸受剛性及び高い回転精度が確保される。
内輪及び外輪と、セラミックスからなる転動体とを備え
た転がり軸受において、前記セラミックスが、ヤング率
が２００ＧＰａ以上、かつ、体積固有抵抗値が１０５Ω
・ｃｍ以下の焼結体であることを特徴とするものである
（請求項１）。上記のように構成された転がり軸受にお
いては、体積固有抵抗値が１０５Ω・ｃｍ以下であるこ
とにより、転動体の帯電が防止される。従って、磁性流
体等のアース手段を別途設ける必要がない。なお、さら
に好ましい体積固有抵抗値は、１０−１Ω・ｃｍ以下で
ある。また、ヤング率が２００ＧＰａ以上であることに
より、軸受剛性及び高い回転精度が確保される。
【０００６】また、上記転がり軸受において、セラミッ
クスのヤング率は、３２０ＧＰａ未満であることが好ま
しい（請求項２）。一般に、セラミックスの転動体は、
鋼球よりヤング率が大きいので、鋼球に比べて軸受剛性
や回転精度には優れているが、あまりヤング率が大きく
なりすぎると転動体と内外輪との接触面圧が過大にな
る。このため、衝撃荷重等に対して、内外輪軌道面に圧
痕が付与され、軸受性能が低下する場合がある。特に、
磁気記録装置のスピンドルに使用される場合には、耐衝
撃性が問題となる場合がある。そこで、セラミックスの
ヤング率を３２０ＧＰａ未満に抑えることにより、接触
面圧が過大になることを防止するのである。
クスのヤング率は、３２０ＧＰａ未満であることが好ま
しい（請求項２）。一般に、セラミックスの転動体は、
鋼球よりヤング率が大きいので、鋼球に比べて軸受剛性
や回転精度には優れているが、あまりヤング率が大きく
なりすぎると転動体と内外輪との接触面圧が過大にな
る。このため、衝撃荷重等に対して、内外輪軌道面に圧
痕が付与され、軸受性能が低下する場合がある。特に、
磁気記録装置のスピンドルに使用される場合には、耐衝
撃性が問題となる場合がある。そこで、セラミックスの
ヤング率を３２０ＧＰａ未満に抑えることにより、接触
面圧が過大になることを防止するのである。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態によ
る転がり軸受の断面図である。図において、当該転がり
軸受は、導電性を有するＪＩＳ軸受用鋼ＳＵＪ２やＳＵ
Ｓ４４０Ｃ等の鋼製（鋼以外の金属でも可）の内輪１及
び外輪２と、セラミックスの転動体３と、外輪２に取り
付けられた防塵用のシール４とにより構成されている。
転動体３を構成するセラミックスは、体積固有抵抗値
（比抵抗）が１０５Ω・ｃｍ以下の焼結体であり、以下
の（１）〜（３）のいずれかの材料からなる。
る転がり軸受の断面図である。図において、当該転がり
軸受は、導電性を有するＪＩＳ軸受用鋼ＳＵＪ２やＳＵ
Ｓ４４０Ｃ等の鋼製（鋼以外の金属でも可）の内輪１及
び外輪２と、セラミックスの転動体３と、外輪２に取り
付けられた防塵用のシール４とにより構成されている。
転動体３を構成するセラミックスは、体積固有抵抗値
（比抵抗）が１０５Ω・ｃｍ以下の焼結体であり、以下
の（１）〜（３）のいずれかの材料からなる。
【０００８】（１）窒化ケイ素を主成分とし、チタンの
窒化物又は炭化物を添加した材料 例えば、３０ｗｔ％のＴｉＮ、６４ｗｔ％のＳｉ
３Ｎ４、及び、６ｗｔ％のＹ ２Ｏ３と少量のＡｌ２Ｏ３
である。この場合の体積固有抵抗値は２×１０−２Ω・
ｃｍ、ヤング率は３３０ＧＰａである。 （２）ジルコニアを主成分とし、チタンの窒化物又は炭
化物を添加した材料 例えば、６４ｗｔ％のＺｒＯ２、３０ｗｔ％のＴｉＮ、
及び、６ｗｔ％のＹ２Ｏ３と少量のＡｌ２Ｏ３である。
この場合の体積固有抵抗値は３×１０−３Ω・ｃｍ、ヤ
ング率は２９０ＧＰａである。なお、ジルコニアは、熱
膨張率が鋼と同等であるため、ジルコニアを主成分とす
る転動体３を用いた転がり軸受は、温度が変化しても、
内輪１や外輪２との間に隙間ができないという利点があ
る。 （３）アルミナを主成分とし、チタンの窒化物又は炭化
物を添加した材料 例えば、７０ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、及び、３０ｗｔ％の
ＴｉＣである。この場合の体積固有抵抗値は２×１０
−２Ω・ｃｍ、ヤング率は４００ＧＰａである。
窒化物又は炭化物を添加した材料 例えば、３０ｗｔ％のＴｉＮ、６４ｗｔ％のＳｉ
３Ｎ４、及び、６ｗｔ％のＹ ２Ｏ３と少量のＡｌ２Ｏ３
である。この場合の体積固有抵抗値は２×１０−２Ω・
ｃｍ、ヤング率は３３０ＧＰａである。 （２）ジルコニアを主成分とし、チタンの窒化物又は炭
化物を添加した材料 例えば、６４ｗｔ％のＺｒＯ２、３０ｗｔ％のＴｉＮ、
及び、６ｗｔ％のＹ２Ｏ３と少量のＡｌ２Ｏ３である。
この場合の体積固有抵抗値は３×１０−３Ω・ｃｍ、ヤ
ング率は２９０ＧＰａである。なお、ジルコニアは、熱
膨張率が鋼と同等であるため、ジルコニアを主成分とす
る転動体３を用いた転がり軸受は、温度が変化しても、
内輪１や外輪２との間に隙間ができないという利点があ
る。 （３）アルミナを主成分とし、チタンの窒化物又は炭化
物を添加した材料 例えば、７０ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、及び、３０ｗｔ％の
ＴｉＣである。この場合の体積固有抵抗値は２×１０
−２Ω・ｃｍ、ヤング率は４００ＧＰａである。
【０００９】上記のような転動体３における１０５Ω・
ｃｍ以下という体積固有抵抗値は、発生する電荷を逃が
すに十分な導電性であり、従って、転動体３には電荷が
蓄積しない。このため、磁性流体等のアース手段を別途
設ける必要がなく、軸受の構成が簡素化される。なお、
さらに好ましくは、体積固有抵抗値が１０−１Ω・ｃｍ
以下である。また、上記の材料からなる転動体３は、い
ずれもヤング率が２００ＧＰａ以上である。仮に、ヤン
グ率が２００ＧＰａに満たない値であれば、転動体３が
内輪１や外輪２の鋼と同等未満の特性となって、軸受の
剛性及び回転精度が低下する。
ｃｍ以下という体積固有抵抗値は、発生する電荷を逃が
すに十分な導電性であり、従って、転動体３には電荷が
蓄積しない。このため、磁性流体等のアース手段を別途
設ける必要がなく、軸受の構成が簡素化される。なお、
さらに好ましくは、体積固有抵抗値が１０−１Ω・ｃｍ
以下である。また、上記の材料からなる転動体３は、い
ずれもヤング率が２００ＧＰａ以上である。仮に、ヤン
グ率が２００ＧＰａに満たない値であれば、転動体３が
内輪１や外輪２の鋼と同等未満の特性となって、軸受の
剛性及び回転精度が低下する。
【００１０】一方、転動体３のヤング率を２００ＧＰａ
以上とすることにより軸受剛性や回転精度を確保すると
しても、あまりヤング率が大きくなりすぎると転動体３
と内外輪１，２との接触面圧が高くなりすぎる。このた
め、衝撃荷重等に対して、内外輪軌道面に圧痕が付与さ
れ、軸受性能が低下する場合がある。特に、磁気記録装
置のスピンドルに使用される場合には、耐衝撃性が問題
となる場合がある。しかしながら、上記（２）に示すジ
ルコニアを主成分とするもののようにヤング率が３２０
未満であれば、内輪１及び外輪２と転動体３との接触面
圧の増大が抑制され、軸受としての耐衝撃性が向上す
る。すなわち、ヤング率が２００ＧＰａ以上で３２０Ｇ
Ｐａ未満の転動体３を有する転がり軸受は、良好な耐衝
撃性を備えるとともに、軸受としての剛性及び回転精度
にも優れている。
以上とすることにより軸受剛性や回転精度を確保すると
しても、あまりヤング率が大きくなりすぎると転動体３
と内外輪１，２との接触面圧が高くなりすぎる。このた
め、衝撃荷重等に対して、内外輪軌道面に圧痕が付与さ
れ、軸受性能が低下する場合がある。特に、磁気記録装
置のスピンドルに使用される場合には、耐衝撃性が問題
となる場合がある。しかしながら、上記（２）に示すジ
ルコニアを主成分とするもののようにヤング率が３２０
未満であれば、内輪１及び外輪２と転動体３との接触面
圧の増大が抑制され、軸受としての耐衝撃性が向上す
る。すなわち、ヤング率が２００ＧＰａ以上で３２０Ｇ
Ｐａ未満の転動体３を有する転がり軸受は、良好な耐衝
撃性を備えるとともに、軸受としての剛性及び回転精度
にも優れている。
【００１１】なお、上記実施形態は玉軸受の例を示して
いるが、ころ軸受であってもよいことはいうまでもな
い。
いるが、ころ軸受であってもよいことはいうまでもな
い。
【００１２】
【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項１の転がり軸受によれば、体積固
有抵抗値が１０５Ω・ｃｍ以下であることにより転動体
の帯電が防止されるので、磁性流体等のアース手段を別
途設ける必要がなく、構造が簡素化される。また、ヤン
グ率が２００ＧＰａ以上であることにより、軸受の剛性
が低下することはなく、また回転精度も良好であって、
磁気記録装置で必要とされる正確な位置決め精度を確保
することができる。
効果を奏する。請求項１の転がり軸受によれば、体積固
有抵抗値が１０５Ω・ｃｍ以下であることにより転動体
の帯電が防止されるので、磁性流体等のアース手段を別
途設ける必要がなく、構造が簡素化される。また、ヤン
グ率が２００ＧＰａ以上であることにより、軸受の剛性
が低下することはなく、また回転精度も良好であって、
磁気記録装置で必要とされる正確な位置決め精度を確保
することができる。
【００１３】請求項２の転がり軸受によれば、転動体と
内外輪との接触面圧が過大になることを防止できるの
で、優れた耐衝撃性が得られる。
内外輪との接触面圧が過大になることを防止できるの
で、優れた耐衝撃性が得られる。
【図１】本発明の一実施形態による転がり軸受の断面図
である。
である。
１ 内輪 ２ 外輪 ３ 転動体
Claims (2)
- 【請求項１】導電金属製の内輪及び外輪と、セラミック
スからなる転動体とを備えた転がり軸受において、 前記セラミックスは、ヤング率が２００ＧＰａ以上、か
つ、体積固有抵抗値が１０５Ω・ｃｍ以下の焼結体であ
ることを特徴とする転がり軸受。 - 【請求項２】前記セラミックスのヤング率は、３２０Ｇ
Ｐａ未満である請求項１記載の転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33139399A JP2001146920A (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33139399A JP2001146920A (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 転がり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001146920A true JP2001146920A (ja) | 2001-05-29 |
Family
ID=18243204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33139399A Pending JP2001146920A (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001146920A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004132486A (ja) * | 2002-10-11 | 2004-04-30 | Nsk Ltd | 車輪支持用転がり軸受ユニット |
-
1999
- 1999-11-22 JP JP33139399A patent/JP2001146920A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004132486A (ja) * | 2002-10-11 | 2004-04-30 | Nsk Ltd | 車輪支持用転がり軸受ユニット |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050208 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050408 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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|
| A521 | Written amendment |
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