JP2003097557A - オイル軸受装置 - Google Patents
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Classifications
-
- 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
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
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- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
-
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- F16C2204/12—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸受材料としての銅合金に添加する鉛と錫の
分量をできるだけ少なくしながら、焼き付き防止効果を
高めることができ、軸受材料に含まれる鉛との反応を抑
制して、軸と軸受スリーブからなる軸受材料の焼き付を
防止し、信頼性の高いオイル軸受装置を得る。 【解決手段】 軸と、軸受スリーブとを有してなるオイ
ル軸受装置において、軸または軸受スリーブは、鉛を
０．００３〜０．５重量％含有するとともに錫を２〜８
重量％含有し、残りを銅とした銅合金からなる。軸と軸
受スリーブとを潤滑させる潤滑オイルは、基油が、ジエ
ステルを主成分とし、その全酸価が０．０２ｍｇＫＯＨ
／ｇ以下である。
分量をできるだけ少なくしながら、焼き付き防止効果を
高めることができ、軸受材料に含まれる鉛との反応を抑
制して、軸と軸受スリーブからなる軸受材料の焼き付を
防止し、信頼性の高いオイル軸受装置を得る。 【解決手段】 軸と、軸受スリーブとを有してなるオイ
ル軸受装置において、軸または軸受スリーブは、鉛を
０．００３〜０．５重量％含有するとともに錫を２〜８
重量％含有し、残りを銅とした銅合金からなる。軸と軸
受スリーブとを潤滑させる潤滑オイルは、基油が、ジエ
ステルを主成分とし、その全酸価が０．０２ｍｇＫＯＨ
／ｇ以下である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸と軸受スリーブ
とを有しその一方が他方に対しオイル動圧によって非接
触で回転するオイル軸受装置およびこのオイル軸受装置
に用いる潤滑オイルに関するものである。
とを有しその一方が他方に対しオイル動圧によって非接
触で回転するオイル軸受装置およびこのオイル軸受装置
に用いる潤滑オイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】軸と、軸受スリーブとを有し、軸と軸受
スリーブの一方に対して他方を回転させ、軸と軸受スリ
ーブとの間に介在する潤滑オイルに動圧力を発生させ、
この動圧力で上記軸と軸受スリーブの一方が他方を非接
触で支持するようにしたオイル軸受装置が知られてい
る。オイル軸受装置は、軸と軸受スリーブが高速で相対
回転する（一般的には軸受スリーブに対して軸が回転す
る）ため、軸と軸受の素材を焼き付き防止効果の高い素
材とし、また、潤滑オイルも焼き付き防止効果を高める
各種の工夫がなされている。
スリーブの一方に対して他方を回転させ、軸と軸受スリ
ーブとの間に介在する潤滑オイルに動圧力を発生させ、
この動圧力で上記軸と軸受スリーブの一方が他方を非接
触で支持するようにしたオイル軸受装置が知られてい
る。オイル軸受装置は、軸と軸受スリーブが高速で相対
回転する（一般的には軸受スリーブに対して軸が回転す
る）ため、軸と軸受の素材を焼き付き防止効果の高い素
材とし、また、潤滑オイルも焼き付き防止効果を高める
各種の工夫がなされている。
【０００３】特開平８−０３４９８７号公報および特開
平１０−１８３１５９号公報記載の発明は上記のような
オイル軸受装置の例である。これらの発明は、鉛を含
む、あるいは鉛と錫を含む銅合金を軸受部材として用い
ている。また、潤滑オイルとして、炭酸エステル化合物
を主成分とする基油中に、フェノール系酸化防止剤を添
加し、さらには亜鉛系極圧添加剤を添加したものを使用
している。上記公報には、従来例として、セバチン酸ジ
エチルヘキシルなどのジエステルを潤滑オイルの組成物
としたものが記載されていて、この従来例は、炭酸エス
テル化合物を主成分とする潤滑オイルと比較すると信頼
性で劣るとしている。
平１０−１８３１５９号公報記載の発明は上記のような
オイル軸受装置の例である。これらの発明は、鉛を含
む、あるいは鉛と錫を含む銅合金を軸受部材として用い
ている。また、潤滑オイルとして、炭酸エステル化合物
を主成分とする基油中に、フェノール系酸化防止剤を添
加し、さらには亜鉛系極圧添加剤を添加したものを使用
している。上記公報には、従来例として、セバチン酸ジ
エチルヘキシルなどのジエステルを潤滑オイルの組成物
としたものが記載されていて、この従来例は、炭酸エス
テル化合物を主成分とする潤滑オイルと比較すると信頼
性で劣るとしている。
【０００４】上記各公報記載の発明の実施例では、軸受
材料として銅合金が使用されていて、その銅合金の例と
して、鉛を９〜１１％、錫を９〜１１％含有するＬＢＣ
３Ｃ、鉛を４〜６％、錫を４〜６％含有するＢＣ６Ｃが
挙げられている。
材料として銅合金が使用されていて、その銅合金の例と
して、鉛を９〜１１％、錫を９〜１１％含有するＬＢＣ
３Ｃ、鉛を４〜６％、錫を４〜６％含有するＢＣ６Ｃが
挙げられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記公報において、潤
滑オイルの組成物として信頼性に劣るとされるセバチン
酸ジエチルヘキシルなどのジエステルは、粘度、粘度温
度特性、蒸発特性において優れており、また、市場に出
回っている量が多く、コストの面でも有利である。一
方、上記各公報記載の発明で使用されている銅合金は、
加工性、耐食性、コストの面で優れている。したがっ
て、ジエステルを含有する潤滑オイルを使用し、軸受材
料として銅合金を使用すれば、信頼性の高い低コストの
オイル軸受装置およびオイル軸受装置用潤滑オイルを得
ることができるはずである。
滑オイルの組成物として信頼性に劣るとされるセバチン
酸ジエチルヘキシルなどのジエステルは、粘度、粘度温
度特性、蒸発特性において優れており、また、市場に出
回っている量が多く、コストの面でも有利である。一
方、上記各公報記載の発明で使用されている銅合金は、
加工性、耐食性、コストの面で優れている。したがっ
て、ジエステルを含有する潤滑オイルを使用し、軸受材
料として銅合金を使用すれば、信頼性の高い低コストの
オイル軸受装置およびオイル軸受装置用潤滑オイルを得
ることができるはずである。
【０００６】従来技術として説明したオイル軸受装置で
は、長期的に見て、スラッジが生成することによりオイ
ル寿命が低下し、長期的な信頼性の面で劣っていた。本
発明は、耐焼き付き性を維持しながら、スラッジの生成
を抑制することができるように軸受材料への鉛と錫の添
加量を求め、長期的な信頼性の維持を図ったオイル軸受
装置を提供することを目的とする。本発明はまた、上記
軸受材料と潤滑オイルの基油として、特定のジエステル
を組み合わせることにより、潤滑オイルのさらなる長寿
命化を図り、長期的な信頼性の維持を図ったオイル軸受
装置を提供することを目的とする。
は、長期的に見て、スラッジが生成することによりオイ
ル寿命が低下し、長期的な信頼性の面で劣っていた。本
発明は、耐焼き付き性を維持しながら、スラッジの生成
を抑制することができるように軸受材料への鉛と錫の添
加量を求め、長期的な信頼性の維持を図ったオイル軸受
装置を提供することを目的とする。本発明はまた、上記
軸受材料と潤滑オイルの基油として、特定のジエステル
を組み合わせることにより、潤滑オイルのさらなる長寿
命化を図り、長期的な信頼性の維持を図ったオイル軸受
装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願にかかる第１の発明
は、軸と、軸受スリーブとを有してなるオイル軸受装置
であって、軸または軸受スリーブは、鉛を０．００３〜
０．５重量％含有する銅合金からなることを特徴とする
オイル軸受装置である。
は、軸と、軸受スリーブとを有してなるオイル軸受装置
であって、軸または軸受スリーブは、鉛を０．００３〜
０．５重量％含有する銅合金からなることを特徴とする
オイル軸受装置である。
【０００８】本願にかかる第２の発明は、軸と、軸受ス
リーブとを有してなるオイル軸受装置において、軸また
は軸受スリーブは、鉛を０．００３〜０．５重量％含有
するとともに錫を２〜８重量％含有する銅合金からなる
ことを特徴とする。
リーブとを有してなるオイル軸受装置において、軸また
は軸受スリーブは、鉛を０．００３〜０．５重量％含有
するとともに錫を２〜８重量％含有する銅合金からなる
ことを特徴とする。
【０００９】本願にかかる第３の発明は、軸と、軸受ス
リーブとを有してなるオイル軸受装置において、対をな
す軸と軸受スリーブの一方側は、鉛を０．００３〜０．
５重量％含有するステンレス鋼から構成され、他方側
は、鉛の含有量が０．００３重量％以下の銅合金からな
ることを特徴とする。
リーブとを有してなるオイル軸受装置において、対をな
す軸と軸受スリーブの一方側は、鉛を０．００３〜０．
５重量％含有するステンレス鋼から構成され、他方側
は、鉛の含有量が０．００３重量％以下の銅合金からな
ることを特徴とする。
【００１０】本願にかかる第４の発明は、請求項１、２
または３記載のオイル軸受装置が、ハードディスクドラ
イブ用モータのオイル軸受装置であることを特徴とす
る。
または３記載のオイル軸受装置が、ハードディスクドラ
イブ用モータのオイル軸受装置であることを特徴とす
る。
【００１１】本願にかかる第５の発明は、請求項１、２
または３記載のオイル軸受装置において、軸と軸受スリ
ーブとを潤滑させる潤滑オイルは、基油が、ジエステル
を主成分とし、その全酸価が０．０２ｍｇＫＯＨ／ｇ以
下であることを特徴とする。
または３記載のオイル軸受装置において、軸と軸受スリ
ーブとを潤滑させる潤滑オイルは、基油が、ジエステル
を主成分とし、その全酸価が０．０２ｍｇＫＯＨ／ｇ以
下であることを特徴とする。
【００１２】本願にかかる第６の発明は、請求項５記載
のオイル軸受装置において、潤滑オイル基油は、添加剤
として、アミン系またはフェノール系の酸化防止剤を
０．１〜１．０重量％、金属不活性剤を０．０１〜０．
５重量％、防錆財を０．０１〜０．５重量％含有し、こ
れら添加剤の全酸価が０．１〜０．２ｍｇＫＯＨ／ｇで
あることを特徴とする。
のオイル軸受装置において、潤滑オイル基油は、添加剤
として、アミン系またはフェノール系の酸化防止剤を
０．１〜１．０重量％、金属不活性剤を０．０１〜０．
５重量％、防錆財を０．０１〜０．５重量％含有し、こ
れら添加剤の全酸価が０．１〜０．２ｍｇＫＯＨ／ｇで
あることを特徴とする。
【００１３】オイル軸受装置を構成する軸と軸受スリー
ブの素材として加工性、耐食性、コストの面で優れた銅
合金を用いるとともに、銅合金に鉛を０．００３〜０．
５重量％含有させるころにより、軸と軸受スリーブとの
摺動状態がマイルドになり、焼き付き防止効果を高める
ことができる。ただ、鉛の含有量が多くなると、潤滑オ
イルと反応して酸化しやすくなるので、鉛の含有比率
を、上記のように０．００３〜０．５重量％と、最小限
度にとどめた。
ブの素材として加工性、耐食性、コストの面で優れた銅
合金を用いるとともに、銅合金に鉛を０．００３〜０．
５重量％含有させるころにより、軸と軸受スリーブとの
摺動状態がマイルドになり、焼き付き防止効果を高める
ことができる。ただ、鉛の含有量が多くなると、潤滑オ
イルと反応して酸化しやすくなるので、鉛の含有比率
を、上記のように０．００３〜０．５重量％と、最小限
度にとどめた。
【００１４】本願にかかる第２の発明のように、軸と軸
受スリーブの素材である銅合金に、鉛を０．００３〜
０．５重量％含有するほか、錫を２〜８重量％含有して
いてもよい。鉛を含有させることにより上記のように焼
き付き防止効果を高めることができるとともに、錫を含
有させることによっても、焼き付き防止効果を高めるこ
とができる。ここでも、錫の含有比率は、２〜８重量％
と、最小限度にとどめている。
受スリーブの素材である銅合金に、鉛を０．００３〜
０．５重量％含有するほか、錫を２〜８重量％含有して
いてもよい。鉛を含有させることにより上記のように焼
き付き防止効果を高めることができるとともに、錫を含
有させることによっても、焼き付き防止効果を高めるこ
とができる。ここでも、錫の含有比率は、２〜８重量％
と、最小限度にとどめている。
【００１５】オイル軸受装置を構成する軸と軸受スリー
ブの一方側の素材として、上記のような銅合金に代え
て、ステンレス鋼にしてもよい。この場合、ステンレス
鋼で構成する側は鉛を０．００３〜０．５重量％含有さ
せ、他方の銅合金で構成する側は鉛の含有量を０．００
３重量％以下とする。素材がステンレス鋼の場合も、こ
れに鉛を含有させることにより、軸と軸受スリーブとの
摺動状態がマイルドになり、焼き付き防止効果を高める
ことができる。ここでも、鉛の含有量は０．００３〜
０．５重量％と、最小限にとどめている。銅合金で構成
する側にも鉛を含有させて焼き付き防止効果を高めてお
り、鉛の含有量は０．００３重量％以下と、最小限にと
どめている。
ブの一方側の素材として、上記のような銅合金に代え
て、ステンレス鋼にしてもよい。この場合、ステンレス
鋼で構成する側は鉛を０．００３〜０．５重量％含有さ
せ、他方の銅合金で構成する側は鉛の含有量を０．００
３重量％以下とする。素材がステンレス鋼の場合も、こ
れに鉛を含有させることにより、軸と軸受スリーブとの
摺動状態がマイルドになり、焼き付き防止効果を高める
ことができる。ここでも、鉛の含有量は０．００３〜
０．５重量％と、最小限にとどめている。銅合金で構成
する側にも鉛を含有させて焼き付き防止効果を高めてお
り、鉛の含有量は０．００３重量％以下と、最小限にと
どめている。
【００１６】なお、銅合金には、鉛や錫のほかに、０．
５重量％以下の燐が含有されていてもよく、４０重量％
以下の亜鉛が含まれていてもよい。亜鉛を含有すること
によって耐磨耗性を高めることができる。
５重量％以下の燐が含有されていてもよく、４０重量％
以下の亜鉛が含まれていてもよい。亜鉛を含有すること
によって耐磨耗性を高めることができる。
【００１７】これまで説明してきたような本発明にかか
るオイル軸受装置は、ハードディスクドライブ用モータ
のオイル軸受装置として好適である。もっとも、ハード
ディスクドライブの用途に限らず、高速回転体の軸受装
置として用いることができる。
るオイル軸受装置は、ハードディスクドライブ用モータ
のオイル軸受装置として好適である。もっとも、ハード
ディスクドライブの用途に限らず、高速回転体の軸受装
置として用いることができる。
【００１８】上記のように、軸と軸受スリーブの素材と
しての銅合金、あるいはステンレス鋼に鉛を含有させる
場合、潤滑オイルの組成を工夫して軸と軸受スリーブの
酸化を抑制するようにする必要がある。そこで、以上説
明したとおりの、鉛を０．００３〜０．５重量％含有
し、残りを銅とした銅合金、あるいは、鉛を０．００３
〜０．５重量％含有するとともに錫を２〜８重量％含有
し、残りを銅とした銅合金を軸または軸受スリーブの素
材とするオイル軸受装置、または、対をなす軸と軸受ス
リーブの一方側は、鉛を０．００３〜０．５重量％含有
するステンレス鋼から構成され、他方側は、鉛の含有量
が０．００３重量％以下の銅合金からなるオイル軸受装
置において、上記軸と軸受スリーブとを潤滑させる潤滑
オイルの基油は、ジエステルを主成分とし、その全酸価
が０．０２ｍｇＫＯＨ／ｇ以下となるように構成した。
ジエステルとしてセバシン酸−２−エチルヘキシルがあ
る。その構造式は次のとおりである
しての銅合金、あるいはステンレス鋼に鉛を含有させる
場合、潤滑オイルの組成を工夫して軸と軸受スリーブの
酸化を抑制するようにする必要がある。そこで、以上説
明したとおりの、鉛を０．００３〜０．５重量％含有
し、残りを銅とした銅合金、あるいは、鉛を０．００３
〜０．５重量％含有するとともに錫を２〜８重量％含有
し、残りを銅とした銅合金を軸または軸受スリーブの素
材とするオイル軸受装置、または、対をなす軸と軸受ス
リーブの一方側は、鉛を０．００３〜０．５重量％含有
するステンレス鋼から構成され、他方側は、鉛の含有量
が０．００３重量％以下の銅合金からなるオイル軸受装
置において、上記軸と軸受スリーブとを潤滑させる潤滑
オイルの基油は、ジエステルを主成分とし、その全酸価
が０．０２ｍｇＫＯＨ／ｇ以下となるように構成した。
ジエステルとしてセバシン酸−２−エチルヘキシルがあ
る。その構造式は次のとおりである
【００１９】軸または軸受スリーブの素材である銅合金
またはステンレス鋼に鉛と錫を含有させることにより、
軸と軸受スリーブとの摺動を円滑にして焼き付き防止を
図ることができ、かつ、鉛と錫の量を上記のように限定
することにより、潤滑オイルとの酸化反応を最小限にと
どめている。これとあいまって、軸と軸受スリーブとを
潤滑させる潤滑オイルは、ジエステルを主成分とする基
油とし、その全酸価を０．０２ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とす
ることによって、鉛と錫（特に鉛）を含む軸受素材の酸
化を抑制することができ、オイル軸受装置の信頼性の向
上と、長寿命化を図ることができる。
またはステンレス鋼に鉛と錫を含有させることにより、
軸と軸受スリーブとの摺動を円滑にして焼き付き防止を
図ることができ、かつ、鉛と錫の量を上記のように限定
することにより、潤滑オイルとの酸化反応を最小限にと
どめている。これとあいまって、軸と軸受スリーブとを
潤滑させる潤滑オイルは、ジエステルを主成分とする基
油とし、その全酸価を０．０２ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とす
ることによって、鉛と錫（特に鉛）を含む軸受素材の酸
化を抑制することができ、オイル軸受装置の信頼性の向
上と、長寿命化を図ることができる。
【００２０】本願第６の発明のように、基油は、添加剤
として、アミン系またはフェノール系の酸化防止剤を
０．１〜１．０重量％、金属不活性剤を０．０１〜０．
５重量％、防錆剤を０．０１〜０．５重量％含有し、こ
れら添加剤の全酸価が０．１〜０．２ｍｇＫＯＨ／ｇと
なるように構成しておけば、酸化防止剤、金属不活性
剤、防錆剤の機能によって潤滑オイルによる軸受材料の
酸化防止効果を高めることができ、さらに、上記添加剤
の全酸価を０．１〜０．２ｍｇＫＯＨ／ｇに調製するこ
とによっても、軸受材料の酸化防止効果を高めることが
できる。
として、アミン系またはフェノール系の酸化防止剤を
０．１〜１．０重量％、金属不活性剤を０．０１〜０．
５重量％、防錆剤を０．０１〜０．５重量％含有し、こ
れら添加剤の全酸価が０．１〜０．２ｍｇＫＯＨ／ｇと
なるように構成しておけば、酸化防止剤、金属不活性
剤、防錆剤の機能によって潤滑オイルによる軸受材料の
酸化防止効果を高めることができ、さらに、上記添加剤
の全酸価を０．１〜０．２ｍｇＫＯＨ／ｇに調製するこ
とによっても、軸受材料の酸化防止効果を高めることが
できる。
【００２１】鉛や錫、特に鉛は、軸と軸受との摺動状態
をマイルドにし、軸と軸受の焼き付を防ぐのに有用であ
る。しかし、潤滑オイルとの反応性が高いため、鉛や
錫、特に鉛が多いと潤滑オイルを劣化させ、かえって軸
受の損傷を促進してしまうことになる。特に、オイル動
圧軸受では、軸と軸受スリーブとの隙間に潤滑オイルが
介在しているだけであり、かつ、この隙間は非常に小さ
いため、潤滑オイルの量が非常に少なく、加えて、潤滑
オイルの全体量に対して軸受面に触れている潤滑オイル
量の比率（面積／体積）が非常に大きく、極端に言え
ば、潤滑オイルのほとんどが軸受面に存在しており、よ
って、鉛と錫の含有量のコントロールが重要になる。こ
れに対して、焼結含油軸受の場合は、潤滑オイル量が多
く、潤滑オイルの全体量に対する軸受面に存在する潤滑
オイル量の比率は小さいため、鉛と錫の含有量のコント
ロールは問題にされなかった。
をマイルドにし、軸と軸受の焼き付を防ぐのに有用であ
る。しかし、潤滑オイルとの反応性が高いため、鉛や
錫、特に鉛が多いと潤滑オイルを劣化させ、かえって軸
受の損傷を促進してしまうことになる。特に、オイル動
圧軸受では、軸と軸受スリーブとの隙間に潤滑オイルが
介在しているだけであり、かつ、この隙間は非常に小さ
いため、潤滑オイルの量が非常に少なく、加えて、潤滑
オイルの全体量に対して軸受面に触れている潤滑オイル
量の比率（面積／体積）が非常に大きく、極端に言え
ば、潤滑オイルのほとんどが軸受面に存在しており、よ
って、鉛と錫の含有量のコントロールが重要になる。こ
れに対して、焼結含油軸受の場合は、潤滑オイル量が多
く、潤滑オイルの全体量に対する軸受面に存在する潤滑
オイル量の比率は小さいため、鉛と錫の含有量のコント
ロールは問題にされなかった。
【００２２】本発明にかかるオイル軸受装置およびオイ
ル軸受装置用潤滑オイルによれば、上記のように、軸受
材料の合金組成をコントロールすることによって、軸受
材料の焼き付き防止および磨耗防止と、オイル劣化との
バランスがよくなり、信頼性が高く、寿命の長いオイル
動圧軸受装置およびオイル動圧軸受装置用潤滑オイルを
得ることができる。一方、軸受素材に含まれる鉛と潤滑
オイルとの反応には、有機酸その他の全酸価が著しく影
響するため、本発明では潤滑オイルの全酸価を前述のよ
うに所定の範囲内に限定し、潤滑オイル側から見ても軸
受素材が酸化されないように考慮した。
ル軸受装置用潤滑オイルによれば、上記のように、軸受
材料の合金組成をコントロールすることによって、軸受
材料の焼き付き防止および磨耗防止と、オイル劣化との
バランスがよくなり、信頼性が高く、寿命の長いオイル
動圧軸受装置およびオイル動圧軸受装置用潤滑オイルを
得ることができる。一方、軸受素材に含まれる鉛と潤滑
オイルとの反応には、有機酸その他の全酸価が著しく影
響するため、本発明では潤滑オイルの全酸価を前述のよ
うに所定の範囲内に限定し、潤滑オイル側から見ても軸
受素材が酸化されないように考慮した。
【００２３】このようにして、軸および軸受スリーブの
素材と、潤滑オイルの両面から組成をコントロールする
ことにより、軸と軸受の焼き付を効果的に防止すること
ができる。特に、潤滑オイルの量が非常に少なく、潤滑
オイルのほとんどが軸受面に存在しているオイル動圧軸
受装置およびオイル動圧軸受装置用潤滑オイルとして、
より顕著な効果を得ることができる。
素材と、潤滑オイルの両面から組成をコントロールする
ことにより、軸と軸受の焼き付を効果的に防止すること
ができる。特に、潤滑オイルの量が非常に少なく、潤滑
オイルのほとんどが軸受面に存在しているオイル動圧軸
受装置およびオイル動圧軸受装置用潤滑オイルとして、
より顕著な効果を得ることができる。
【００２４】
【実施例および比較例】軸と軸受材に含まれる鉛の比率
と、潤滑油基油の全酸価および添加剤を含む潤滑油基油
の全酸価をさまざまに変えてモータ寿命試験を行った。
その結果を表１に示す。
と、潤滑油基油の全酸価および添加剤を含む潤滑油基油
の全酸価をさまざまに変えてモータ寿命試験を行った。
その結果を表１に示す。
【００２５】表１
【００２６】試験はＡ法とＢ法の二つの方法で行った。
Ａ方法は、８０℃環境で起動停止を繰り返し行い、オイ
ル劣化とそれに伴う軸受磨耗により回転振れ精度の悪化
が認められれば不良と判定する方法である。Ｂ方法は、
軸受隙間に異物を意図的に適量入れ、８０℃環境で連続
回転試験を実施し、焼き付き、停止が発生すれば不良と
判定する方法である。上記の異物としては、粒径が５μ
ｍ以下のアルミナ粉を用いた。いずれの方法も、評価台
数は１０台とした。
Ａ方法は、８０℃環境で起動停止を繰り返し行い、オイ
ル劣化とそれに伴う軸受磨耗により回転振れ精度の悪化
が認められれば不良と判定する方法である。Ｂ方法は、
軸受隙間に異物を意図的に適量入れ、８０℃環境で連続
回転試験を実施し、焼き付き、停止が発生すれば不良と
判定する方法である。上記の異物としては、粒径が５μ
ｍ以下のアルミナ粉を用いた。いずれの方法も、評価台
数は１０台とした。
【００２７】表１に示す試験結果から、軸と軸受部材
は、鉛の含有量が０．００３〜０．５重量％の範囲にあ
り、添加剤を含む潤滑オイルの全酸価が０．１〜０．２
ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲にあるＮＯ．２、ＮＯ．５が総合
判定で合格と判定されている。これが本発明の実施例で
あり、その他は比較例である。
は、鉛の含有量が０．００３〜０．５重量％の範囲にあ
り、添加剤を含む潤滑オイルの全酸価が０．１〜０．２
ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲にあるＮＯ．２、ＮＯ．５が総合
判定で合格と判定されている。これが本発明の実施例で
あり、その他は比較例である。
【００２８】なお、各請求項において規定した軸受材に
含まれる鉛および／または錫の含有量は、軸または軸受
スリーブのいずれか一方の含有量であればよく、軸と軸
受の両方ともに鉛および／または錫を含有する場合は、
両者を含めて各請求項において規定した含有量になって
いればよい。
含まれる鉛および／または錫の含有量は、軸または軸受
スリーブのいずれか一方の含有量であればよく、軸と軸
受の両方ともに鉛および／または錫を含有する場合は、
両者を含めて各請求項において規定した含有量になって
いればよい。
【００２９】図１はオイル軸受装置を有するハードディ
スク駆動用モータの例を示している。図１において、モ
ータフレーム１０の中心部には円筒形をなすボス部９が
形成され、ボス部９の内周側にはオイル動圧軸受の軸受
スリーブ３が圧入によって固定されている。軸受スリー
ブ３の外周側には積層コアからなるステータコア５が圧
入され、ボス部９の上端に当たることによってステータ
コア５の軸方向の位置決めがなされている。ステータコ
ア５は適宜数の突極を放射状に有し、各突極には駆動コ
イル４が巻き回されている。
スク駆動用モータの例を示している。図１において、モ
ータフレーム１０の中心部には円筒形をなすボス部９が
形成され、ボス部９の内周側にはオイル動圧軸受の軸受
スリーブ３が圧入によって固定されている。軸受スリー
ブ３の外周側には積層コアからなるステータコア５が圧
入され、ボス部９の上端に当たることによってステータ
コア５の軸方向の位置決めがなされている。ステータコ
ア５は適宜数の突極を放射状に有し、各突極には駆動コ
イル４が巻き回されている。
【００３０】軸受スリーブ３の内周側には軸１が回転可
能に嵌められている。軸１の下端部外周にはスラスト板
７が圧入によって固定され、スラスト板７は軸受スリー
ブ３の底部に形成された段部に微小間隙の介在のもとに
嵌まっている。軸受スリーブ３の底部にはまたスラスト
受け８が嵌められて固定され、スラスト板７の底面とス
ラスト受け８の上面との間に微小な間隙が生じている。
軸１にはその上端に連続してディスクハブ２が一体に形
成されている。ディスクハブ２はカップ状に形成されて
上記ステータコア５を囲む周壁２２を有し、周壁２２の
内周側には円筒形のロータマグネット６が嵌められて一
体化されている。ロータマグネット６の内周面はステー
タコア５の突極外周面と適宜の間隙をおいて対向してい
る。ディスクハブ２の周壁２２の外周には図示されない
ハードディスクが少なくとも１枚嵌められ、周壁２２の
下端部外周に形成されたフランジ２１によってハードデ
ィスクが位置決めされるようになっている。
能に嵌められている。軸１の下端部外周にはスラスト板
７が圧入によって固定され、スラスト板７は軸受スリー
ブ３の底部に形成された段部に微小間隙の介在のもとに
嵌まっている。軸受スリーブ３の底部にはまたスラスト
受け８が嵌められて固定され、スラスト板７の底面とス
ラスト受け８の上面との間に微小な間隙が生じている。
軸１にはその上端に連続してディスクハブ２が一体に形
成されている。ディスクハブ２はカップ状に形成されて
上記ステータコア５を囲む周壁２２を有し、周壁２２の
内周側には円筒形のロータマグネット６が嵌められて一
体化されている。ロータマグネット６の内周面はステー
タコア５の突極外周面と適宜の間隙をおいて対向してい
る。ディスクハブ２の周壁２２の外周には図示されない
ハードディスクが少なくとも１枚嵌められ、周壁２２の
下端部外周に形成されたフランジ２１によってハードデ
ィスクが位置決めされるようになっている。
【００３１】相対向する軸受スリーブ３の内周面と軸１
の外周面との間には微小間隙が形成されるとともに、軸
受スリーブ３の内周面と軸１の外周面の少なくとも一方
にはラジアル動圧溝が形成されている。また、スラスト
板７の上面とこれに対向する軸受スリーブの面との間に
も微小間隙が形成されるとともに上記対向面の少なくと
も一方にはスラスト動圧溝が形成され、さらに、スラス
ト板７の下面とこれに対向するスラスト受け８の上面と
の間にも微小間隙が形成されるとともに上記対向面の少
なくとも一方にはスラスト動圧溝が形成されている。こ
れらの微小間隙には潤滑オイルが充填され、ラジアル動
圧軸受とスラスト動圧軸受が構成されている。
の外周面との間には微小間隙が形成されるとともに、軸
受スリーブ３の内周面と軸１の外周面の少なくとも一方
にはラジアル動圧溝が形成されている。また、スラスト
板７の上面とこれに対向する軸受スリーブの面との間に
も微小間隙が形成されるとともに上記対向面の少なくと
も一方にはスラスト動圧溝が形成され、さらに、スラス
ト板７の下面とこれに対向するスラスト受け８の上面と
の間にも微小間隙が形成されるとともに上記対向面の少
なくとも一方にはスラスト動圧溝が形成されている。こ
れらの微小間隙には潤滑オイルが充填され、ラジアル動
圧軸受とスラスト動圧軸受が構成されている。
【００３２】ロータマグネット６の回転位置に応じて各
駆動コイル４への通電を切り替えることにより、ロータ
マグネット６が回転付勢され、ロータマグネット６と一
体のディスクハブ２、ディスクは部２に搭載されている
ハードディスク、軸１が回転駆動される。軸１およびス
ラスト板７が回転することにより、上記ラジアル動圧軸
受とスラスト動圧軸受の潤滑オイルに動圧力が発生し、
軸１が軸受スリーブ３に非接触で回転する。上記軸１お
よび／または軸受スリーブ３の組成を前述のとおりと
し、また、上記潤滑オイルの組成を前述のとおりとする
ことにより、長寿命で、長期的な信頼性の維持を図るこ
とができるオイル軸受装置を得ることができる。なお、
本発明は、オイル動圧軸受に限らず、潤滑オイルを使用
する軸受装置に適用することができる。
駆動コイル４への通電を切り替えることにより、ロータ
マグネット６が回転付勢され、ロータマグネット６と一
体のディスクハブ２、ディスクは部２に搭載されている
ハードディスク、軸１が回転駆動される。軸１およびス
ラスト板７が回転することにより、上記ラジアル動圧軸
受とスラスト動圧軸受の潤滑オイルに動圧力が発生し、
軸１が軸受スリーブ３に非接触で回転する。上記軸１お
よび／または軸受スリーブ３の組成を前述のとおりと
し、また、上記潤滑オイルの組成を前述のとおりとする
ことにより、長寿命で、長期的な信頼性の維持を図るこ
とができるオイル軸受装置を得ることができる。なお、
本発明は、オイル動圧軸受に限らず、潤滑オイルを使用
する軸受装置に適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、軸または
軸受スリーブを、鉛を０．００３〜０．５重量％含有
し、残りを銅とした銅合金で構成することにより、軸と
軸受スリーブとの摺動状態がマイルドになり、焼き付き
防止効果を高めることができる。また、鉛の含有量が多
くなると、潤滑オイルと反応して酸化しやすくなるが、
鉛の含有量を上記のように規定することにより、潤滑オ
イルとの酸化を抑制することができる。
軸受スリーブを、鉛を０．００３〜０．５重量％含有
し、残りを銅とした銅合金で構成することにより、軸と
軸受スリーブとの摺動状態がマイルドになり、焼き付き
防止効果を高めることができる。また、鉛の含有量が多
くなると、潤滑オイルと反応して酸化しやすくなるが、
鉛の含有量を上記のように規定することにより、潤滑オ
イルとの酸化を抑制することができる。
【００３４】請求項２記載の発明によれば、軸または軸
受スリーブを、鉛を０．００３〜０．５重量％含有する
とともに錫を２〜８重量％含有し、残りを銅とした銅合
金で構成することにより、請求項１記載の発明と同様の
効果を得ることができるとともに、錫を含有させること
によっても、焼き付き防止効果を高めることができる。
ここでも、錫の含有比率は、２〜８重量％と、最小限度
にとどめて、潤滑オイルとの酸化を抑制している。
受スリーブを、鉛を０．００３〜０．５重量％含有する
とともに錫を２〜８重量％含有し、残りを銅とした銅合
金で構成することにより、請求項１記載の発明と同様の
効果を得ることができるとともに、錫を含有させること
によっても、焼き付き防止効果を高めることができる。
ここでも、錫の含有比率は、２〜８重量％と、最小限度
にとどめて、潤滑オイルとの酸化を抑制している。
【００３５】請求項３記載の発明によれば、軸と軸受ス
リーブの一方側の素材として、銅合金に代えてステンレ
ス鋼にし、ステンレス鋼で構成する側は鉛を０．００３
〜０．５重量％含有させ、他方の銅合金で構成する側は
鉛の含有量を０．００３重量％以下とすることにより、
軸と軸受スリーブとの摺動状態がマイルドになり、焼き
付き防止効果を高めることができる。ここでも、鉛の含
有量は最小限にとどめることにより、潤滑油との酸化を
抑制することができる。
リーブの一方側の素材として、銅合金に代えてステンレ
ス鋼にし、ステンレス鋼で構成する側は鉛を０．００３
〜０．５重量％含有させ、他方の銅合金で構成する側は
鉛の含有量を０．００３重量％以下とすることにより、
軸と軸受スリーブとの摺動状態がマイルドになり、焼き
付き防止効果を高めることができる。ここでも、鉛の含
有量は最小限にとどめることにより、潤滑油との酸化を
抑制することができる。
【００３６】本発明にかかるオイル軸受装置は、請求項
４記載の発明のように、ハードディスクドライブ用モー
タのオイル軸受装置として好適である。すなわち、オイ
ル動圧軸受では、軸と軸受スリーブとの隙間に潤滑オイ
ルが介在しているだけであり、かつ、この隙間は非常に
小さいため、潤滑オイルのほとんどが軸受面に存在して
おり、よって、鉛と錫の含有量のコントロールが重要に
なる。かかるハードディスクドライブ用モータのオイル
軸受装置において、軸受素材に添加する鉛および／また
は錫の量を請求項１、２または３記載の発明のように規
定することにより、軸受素材の酸化を効果的に抑制する
ことができる。
４記載の発明のように、ハードディスクドライブ用モー
タのオイル軸受装置として好適である。すなわち、オイ
ル動圧軸受では、軸と軸受スリーブとの隙間に潤滑オイ
ルが介在しているだけであり、かつ、この隙間は非常に
小さいため、潤滑オイルのほとんどが軸受面に存在して
おり、よって、鉛と錫の含有量のコントロールが重要に
なる。かかるハードディスクドライブ用モータのオイル
軸受装置において、軸受素材に添加する鉛および／また
は錫の量を請求項１、２または３記載の発明のように規
定することにより、軸受素材の酸化を効果的に抑制する
ことができる。
【００３７】請求項５記載の発明によれば、軸または軸
受スリーブの素材である銅合金またはステンレス鋼に鉛
と錫を含有させることにより、軸と軸受スリーブとの摺
動を円滑にして焼き付き防止を図ることができ、かつ、
鉛と錫の量を限定することにより、潤滑オイルとの酸化
反応を最小限にとどめることができる。これとあいまっ
て、軸と軸受スリーブとを潤滑させる潤滑オイルは、ジ
エステルを主成分とする基油とし、その全酸価を０．０
２ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とすることによって、鉛と錫を含
む軸受素材の酸化を抑制することができ、オイル軸受装
置の信頼性の向上と、長寿命化を図ることができる。
受スリーブの素材である銅合金またはステンレス鋼に鉛
と錫を含有させることにより、軸と軸受スリーブとの摺
動を円滑にして焼き付き防止を図ることができ、かつ、
鉛と錫の量を限定することにより、潤滑オイルとの酸化
反応を最小限にとどめることができる。これとあいまっ
て、軸と軸受スリーブとを潤滑させる潤滑オイルは、ジ
エステルを主成分とする基油とし、その全酸価を０．０
２ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とすることによって、鉛と錫を含
む軸受素材の酸化を抑制することができ、オイル軸受装
置の信頼性の向上と、長寿命化を図ることができる。
【００３８】請求項６記載の発明によれば、潤滑油の基
油に、アミン系またはフェノール系の酸化防止剤を０．
１〜１．０重量％、金属不活性剤を０．０１〜０．５重
量％、防錆財を０．０１〜０．５重量％添加し、これら
添加剤の全酸価が０．１〜０．２ｍｇＫＯＨ／ｇとなる
ように構成したことにより、酸化防止剤。金属不活性
剤、防錆財の機能によって潤滑オイルによる軸受材料の
酸化防止効果を高めることができ、さらに、上記添加剤
の全酸価を０．１〜０．２ｍｇＫＯＨ／ｇに調整するこ
とによっても、軸受材料の酸化防止効果を高めることが
できる。
油に、アミン系またはフェノール系の酸化防止剤を０．
１〜１．０重量％、金属不活性剤を０．０１〜０．５重
量％、防錆財を０．０１〜０．５重量％添加し、これら
添加剤の全酸価が０．１〜０．２ｍｇＫＯＨ／ｇとなる
ように構成したことにより、酸化防止剤。金属不活性
剤、防錆財の機能によって潤滑オイルによる軸受材料の
酸化防止効果を高めることができ、さらに、上記添加剤
の全酸価を０．１〜０．２ｍｇＫＯＨ／ｇに調整するこ
とによっても、軸受材料の酸化防止効果を高めることが
できる。
【図１】本発明にかかるオイル軸受装置を有するモータ
の例を示す断面図である。
の例を示す断面図である。
１ 軸
３ 軸受スリーブ
─────────────────────────────────────────────────────
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）
// Ｃ１０Ｍ 105/36 Ｃ１０Ｍ 105/36
Ｃ１０Ｎ 40:02 Ｃ１０Ｎ 40:02
Claims (6)
- 【請求項１】 軸と、軸受スリーブとを有してなるオイ
ル軸受装置において、上記軸または軸受スリーブは、鉛
を０．００３〜０．５重量％含有する銅合金からなるこ
とを特徴とするオイル軸受装置。 - 【請求項２】 軸と、軸受スリーブとを有してなるオイ
ル軸受装置において、上記軸または軸受スリーブは、鉛
を０．００３〜０．５重量％含有するとともに錫を２〜
８重量％含有する銅合金からなることを特徴とするオイ
ル軸受装置。 - 【請求項３】 軸と、軸受スリーブとを有してなるオイ
ル軸受装置において、対をなす上記軸と軸受スリーブの
一方側は、鉛を０．００３〜０．５重量％含有するステ
ンレス鋼から構成され、他方側は、鉛の含有量が０．０
０３重量％以下の銅合金からなることを特徴とするオイ
ル軸受装置。 - 【請求項４】 ハードディスクドライブ用モータのオイ
ル軸受装置である請求項１、２または３記載のオイル軸
受装置。 - 【請求項５】 請求項１、２または３記載のオイル軸受
装置において、軸と軸受スリーブとを潤滑させる潤滑オ
イルは、基油が、ジエステルを主成分とし、その全酸価
が０．０２ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることを特徴とする
オイル軸受装置。 - 【請求項６】 請求項５記載のオイル軸受装置におい
て、潤滑オイルの基油は、添加剤として、アミン系また
はフェノール系の酸化防止剤を０．１〜１．０重量％、
金属不活性剤を０．０１〜０．５重量％、防錆財を０．
０１〜０．５重量％含有し、これら添加剤の全酸価が
０．１〜０．２ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とする
オイル軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001288846A JP2003097557A (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | オイル軸受装置 |
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003097557A true JP2003097557A (ja) | 2003-04-03 |
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ID=19111421
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (3)
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- 2001-09-21 JP JP2001288846A patent/JP2003097557A/ja not_active Withdrawn
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