JP2003327990A

JP2003327990A - グリース組成物、転がり軸受及びスピンドルモータ

Info

Publication number: JP2003327990A
Application number: JP2002146299A
Authority: JP
Inventors: Yasunobu Fujita; 安伸藤田; Masahiko Yamazaki; 雅彦山崎; Michiharu Naka; 道治中; Yoichiro Sugimori; 庸一郎杉森; Takehiro Kudo; 丈洋工藤; Hiroyuki Yamada; 裕普山田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2003-11-19

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】低トルク性、耐フレッチング摩耗性能、低ア
ウトガス性能、音響特性に関して従来よりも総合的に優
れる転がり軸受、前記転がり軸受に好適なグリース組成
物を提供する。【解決手段】特定の分子構造を有する炭酸エステル化
合物を必須成分として含む基油に、アルカリ金属の水酸
化物もしくはアルカリ土類金属の水酸化物と、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
アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩、もしくはウ
レア化合物を増ちょう剤として配合したグリース組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスクド
ライブ装置（ＨＤＤ）、フロッピー（登録商標）ディス
クドライブ装置（ＦＤＤ）、光ディスクドライブ装置
（ＭＯＤ）、ＣＰＵファン、ビデオテープレコーダ（Ｖ
ＴＲ）等の小型機器の駆動モータや、空気調製装置（エ
アコン）等の比較的大型の機器の駆動モータ等、小型モ
ータから大型モータまで幅広く使用可能で、摩擦による
ロスが小さく、低騒音で、特に音響寿命を改善した転が
り軸受、前記転がり軸受に好適なグリース組成物及び前
記転がり軸受を備えるスピンドルモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明の対象の一つであるＨＤＤのスピ
ンドルモータの玉軸受用に封入されるグリースとして、
本出願人は先に、摩擦係数が低く、音響寿命の延長を目
的として、基油の５０〜１００質量％が炭酸エステル化
合物からなり、増ちょう剤がリチウム石けん等からなる
潤滑グリース組成物を提案している（特開２０００−２
６８７５号公報）。

【０００３】同様の用途に適したグリースとして、発塵
（飛散）が少なく、トルクが小さく、音響特性に優れ、
また長寿命化を目的として、炭酸エステル化合物と、ア
ルカリ金属の水酸化物またはアルカリ土類金属の水酸化
物と、炭素数１０以上の高級脂肪酸又は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
ら合成された増ちょう剤とを含む潤滑グリース組成物
（特開２０００−６３８７４号公報）や、アルカリ金属
の水酸化物またはアルカリ土類金属の水酸化物と、炭素
数１０以上の高級脂肪酸又は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
たアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩と、炭酸エ
ステル化合物と、ジエステル系合成油、トリエステル系
合成油、テトラエステル系合成油及び他のネオペンチル
ポリオールエステル系合成油からなる群より選ばれた少
なくとも１種のエステル系合成油とを含むグリース組成
物（特開２００１−７２９８８号公報、特開２００１−
７２９８９号公報、特開２００１−８１４９２号公報）
が知られている。また、炭酸エステル油を基油とし、増
ちょう剤としてリチウム石けんを含む組成物に有機モリ
ブデン化合物を添加したグリース組成物（特開２００１
−１３９９７９号公報）や、このグリース組成物を封入
した情報機器用転動装置（特開２００１−１３９９６９
号公報）も知られている。

【０００４】一方で、ＨＤＤのスピンドルモータやエア
コン用送風ファン、冷却ファンのスピンドルモータで
は、高性能化や多機能化、小型化が進んでおり、それに
伴う問題への対処が重要になってきている。例えば、Ｈ
ＤＤでは、高記録密度化に伴いスピンドルをより高精度
に回転支持する要求に加えて、磁気ヘッドと磁気ディス
クとの間隔（フライングハイト）が極端に狭くなってい
ることから、潤滑剤のアウトガスがディスク等の表面を
汚染して読み取り／書き込みに支障を来たすおそれがあ
るため、潤滑剤の低アウトガス化の要求が強くなってき
ている。、エアコンでは、インバータ制御により一定温
度に達すると低速運転でその状態を維持することが行わ
れるが、低速運転では潤滑油膜が確保し難くなることか
ら、低速運転での長期にわたる低騒音性能の要求が強ま
っている。また、ＨＤＤ、エアコンに共通して、小型化
に伴って装置内部の冷却効率が低下するため、モータに
組み込まれた転がり軸受が温度上昇を起こしてグリース
が劣化するという問題もある。更には、環境への配慮か
ら、モータを低出力化して発熱を抑制することも要求さ
れており、使用される転がり軸受ではトルク特性も重要
な要素になってきている。

【０００５】更に、最近では、これらの機器の輸送時
に、軸受の内輪軌道面や外輪軌道面と転動体との間で繰
り返し起こる微小振動による摩耗（フレッチング摩耗）
が重要な問題になってきている。特に電機機器や情報機
器においては、内輪軌道面、外輪軌道面、転動体の微小
な摩耗痕でも音響不良とされる厳しい仕様が要求されて
おり、このフレッチング摩耗に対する耐久性も要求され
ている。

【０００６】このような種々の要求や問題に対して、上
記に挙げたような各グリース組成物は、ある程度有効な
性能を示す。特に、特開２００１−１３９９７９号公報
や特開２００１−１３９９６９号公報に記載されたグリ
ース組成物は、基油の主成分となる炭酸エステル油が、
分岐状アルキル基で、炭素長も炭素数１３〜１５と短い
ため、基油動粘度も低く低トルクであり、油膜補修性の
面からもフレッチング摩耗に対して有効であると考えら
れる。しかし、公報記載の試験例のように常温での蒸発
性評価では蒸発量、耐久性に問題がないものの、実使用
条件下では炭酸エステル油の分子量が低いため、揮発し
易く（アウトガス性能低い）、潤滑油膜を確保し難く
（長期間の転がり軸受音響特性低い）、耐熱性が低いと
考えられ、市場が要求している低アウトガス性や長期間
にわたる音響耐久性を充分に満足し得るものではない。

【０００７】このように、従来のグリース組成物を封入
した転がり軸受は、低トルク性、耐フレッチング摩耗性
についてはある程度満足するものの、組み込まれる機器
の高性能化や多機能化、小型化に伴う要求に関しては充
分とは言えない状況にある。また、低トルク化や耐フレ
ッチング摩耗性についても更なる改善要求は必至であ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような状
況に鑑みてなされたものであり、低トルク性、耐フレッ
チング摩耗性能、低アウトガス性能、音響特性に関して
従来よりも総合的に優れる転がり軸受、前記転がり軸受
に好適なグリース組成物及び前記転がり軸受を備えるス
ピンドルモータを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、一般式：Ｒ¹−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−Ｒ
²（Ｒ ¹、Ｒ²はアルキル基であり、互いに同一でもよい
し、異なっていてもよい）で表される炭酸エステル化合
物を必須成分として含む基油に、アルカリ金属の水酸化
物もしくはアルカリ土類金属の水酸化物と、炭素数１０
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ア
ルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩、もしくはウレ
ア化合物を増ちょう剤として配合してなることを特徴と
するグリース組成物を提供する。

【００１０】本発明はまた、内周面に外輪軌道を有する
外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、外輪軌道と
内輪軌道との間に転動自在に設けた複数個の転動体と、
複数個の転動体を転動自在に保持する保持器とを備え、
外輪軌道と内輪軌道との間の空間内に上記に記載のグリ
ース組成物を封入したことを特徴とする転がり軸受を提
供する。

【００１１】本発明は更に、上記に記載の転がり軸受を
備えることを特徴とするスピンドルモータを提供する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の関して図面を参照
して詳細に説明する。

【００１３】本発明の転がり軸受は、その構成自体には
制限はなく、例えば図１に示すような玉軸受を例示する
ことができる。図示される玉軸受１は、内輪１０と外輪
１１との間に保持器１２を介して複数の玉１３を転動自
在に保持してなり、更に内輪１０と外輪１１との間に形
成される軸受内部空間Ｓに、後述するグリースを封入
し、シール部材１４で密封して概略構成される。

【００１４】尚、グリースの封入量は、軸受内部空間Ｓ
の５〜３５％を占める量とすることが好ましい。５％よ
り少ないと耐久性が低下するおそれがあり、３５％を越
えるとグリースの攪拌抵抗が大きくなり、低トルク性を
損なうことが考えられる。

【００１５】グリースの基油は、下記一般式（１）で表
される炭酸エステル化合物を必須成分として含む。Ｒ¹−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−Ｒ² ・・・（１）

【００１６】一般式（１）において、Ｒ¹、Ｒ²はアルキ
ル基であり、互いに同一でもよいし、異なっていてもよ
い。好ましくは、Ｒ¹、Ｒ²は独立して炭素数１８〜３０
の飽和または不飽和の、直鎖または分岐アルキル基であ
り、分岐アルキル基としては−ＣＨ₂ＣＨＲ³Ｒ⁴で表さ
れるものが好ましく、Ｒ³は炭素数１〜１２の飽和直鎖
アルキル基、Ｒ⁴は炭素数４〜１７の飽和直鎖アルキル
基である。耐フレッチング特性には低動粘度の基油が有
効であり、特にＲ¹とＲ²は、炭素数１３〜１５のアルキ
ル基が有効である。

【００１７】また、基油は、上記の炭酸エステル油と、
ジエステル系合成油、トリエステル系合成油、テトラエ
ステル系合成油、エーテル系合成油の少なくとも１種と
を混合した混合油とすることもできる。以下に、それぞ
れの好ましい具体例を例示する。

【００１８】ジエステル系合成油としては、ジオクチル
アジペート（ＤＯＡ）、ジイソブチルアジペート（ＤＩ
ＢＡ）、ジブチルアジペート（ＤＢＡ）、ジオクチルア
ジペート（ＤＯＺ）、ジブチルセバケート（ＤＢＳ）、
ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）、メチル・アセチルリ
シノレート（ＭＡＲ−Ｎ）等が挙げられる。

【００１９】トリエステル系合成油及びテトラエステル
系合成油としては、以下に示す多価アルコールと一塩基
酸とを適宜反応させて得られるポリオールエステル油が
挙げられる。多価アルコールに反応させる一塩基酸は単
独でもよいし、複数用いてもよい。更に、多価アルコー
ルと二塩基酸・一塩基酸の混合脂肪酸とのオリゴエステ
ルであるコンプレックスエステルとして用いてもよい。
多価アルコールとしては、トリメチロールプロパン（Ｔ
ＭＰ）、ペンタエリスリトール（ＰＥ）、ジペンタエリ
スリトール（ＤＰＥ）、ネオペンチルグリコール（ＮＰ
Ｇ）、２−メチル−２−プロピル−１，３−プロパンジ
オール（ＭＰＰＤ）等が挙げられる。一塩基酸として
は、主にＣ₄〜Ｃ₁₆の一価脂肪酸が用いられ、具体的に
は酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、エナント
酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリ
ン酸、ミステリン酸、パルミチン酸、牛脂脂肪酸、スレ
アリン酸、カプロレイン酸、パルミトレイン酸、ペトロ
セリン酸、オレイン酸、エライジン酸、アスクレピン
酸、バクセン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン
酸、サビニン酸、リシノール酸等が挙げられる。

【００２０】また、ポリオールエステル油として、トリ
オクチルトリメリテート（ＴＯＴＭ）、トリデシルトリ
メリテート、テトラオクチルピロメリテート等の芳香族
エステルも使用可能である。

【００２１】エーテル系合成油としては、ジフェニル、
トリフェニル、テトラフェニル、のＣ₁₂〜Ｃ₂₀の（ジ）
アルキル基が誘導されたフェニルエーテル油が挙げられ
る。特に、低トルク性を考慮すると、アルキルジフェニ
ルエーテル油が好ましい。

【００２２】基油を炭酸エステル化合物とこれらの合成
油との混合油とする場合、炭酸エステル化合物が基油全
体の５０質量％を占めるように混合する。

【００２３】また、基油は、炭酸エステル化合物単独及
び混合油の場合とも、４０℃における動粘度で２０〜４
０ｍｍ²/ｓとすることが好ましい。４０℃における動粘
度が２０ｍｍ²/ｓ未満では、油膜強度が低く、音響特性
に劣り、アウトガス性能が悪くなる、一方、４０℃にお
ける動粘度が４０ｍｍ²/ｓを越える場合には、回転トル
クが増大し、耐フレッチング性能に劣るようになる。特
に、４０℃における動粘度は、２４〜３５ｍｍ²/ｓであ
ることが好ましい。

【００２４】一方、増ちょう剤は、アルカリ金属の水酸
化物またはアルカリ土類金属の水酸化物と、炭素数１０
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を合成して得られ
るアルカリ金属石けんまたはアルカリ土類石けんであ
る。特に、１価及び／または２価の高級有機脂肪酸また
は高級有機ヒドロキシ脂肪酸と、アルカリ金属水酸化物
またはアルカリ土類金属水酸化物とを合成して得られる
有機脂肪酸金属塩または有機ヒドロキシ脂肪酸金属塩が
好ましい。好ましい高級有機脂肪酸としては、ラウリン
酸（Ｃ₁₂）、ミリスチン酸（Ｃ₁₄）、パルミチン酸（Ｃ
₁₆）、マルガン酸（Ｃ₁₇）、ステアリン酸（Ｃ₁₈）、ア
ラキジン酸（Ｃ₂₀）、ベヘン酸（Ｃ₂₂）、リグノセリン
酸（Ｃ₂₄）、牛脂脂肪酸等等が挙げられる。好ましい高
級有機ヒドロキシ脂肪酸としては、９−ヒドロキシステ
アリン酸、１０−ヒドロキシステアリン酸、１２−ヒド
ロキシステアリン酸、９，１０−ジヒドロキシステアリ
ン酸、リシノール酸、リシノエライジン酸等が挙げられ
る。一方、アルカリ金属水酸化物としては水酸化リチウ
ム、水酸化ナトリウムが好ましく、アルカリ土類水酸化
物としては水酸化アルミニウム、水酸化バリウム、水酸
化カルシウムが好ましい。

【００２５】高級有機脂肪酸または高級有機ヒドロキシ
脂肪酸と、アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金
属水酸化物との組み合わせは制限されるものではない
が、ステアリン酸、牛脂脂肪酸またはヒドロキシステア
リン酸（特に１２−ヒドロキシステアリン酸）と、水酸
化リチウムとの組み合わせが、軸受性能に優れることか
ら好ましい。また、必要に応じて、複数種を併用しても
よい。

【００２６】これらアルカリ金属石けんまたはアルカリ
土類石けんは、基油と増ちょう剤の合計量に対して５〜
３０質量％が好ましく、高級有機脂肪酸、高級有機ヒド
ロキシ脂肪酸、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金
属水酸化物の配合量を適宜選択する。増ちょう剤が５質
量％未満ではグリース状態になり難く、離油し易い。ま
た、３０質量％を超えるとグリースのちょう度が低下し
て潤滑性能が悪くなり、耐フレッチング摩耗性能に劣る
ようになる。

【００２７】また、増ちょう剤としてウレア化合物も使
用できる。このウレア化合物としては、ジウレア、トリ
ウレア、テトラウレア、ポリウレア等が使用できる。好
ましくは、モノアミンとジイソシアネートとの反応で生
成するジウレア化合物を使用できる。更に好適に使用で
きるウレア化合物としては、ステアリルアミン、アクチ
ルアミン等の脂肪族アミン、シクロヘキシルアミン等の
脂環族アミン、アニリン、トルイジン、ドデシルアミン
等の芳香族アミンを単独もしくは混合して用い、ジイソ
シアネートとして４，４´−ジフェニルメタンジイソシ
アネートもしくはトリレンジイソシアネートを単独もし
くは混合して用いて反応させて得られるものを挙げるこ
とができる。これらの中でも、脂肪族系ウレアは軸受音
響も良好であり、好適である。

【００２８】ウレア化合物の量は、アルカリ金属石けん
またはアルカリ土類石けんと同様に、基油と増ちょう剤
の合計量に対して５〜３０質量％が好ましい。５質量％
未満ではグリース状態になり難く、離油し易い。また、
３０質量％を超えるとグリースのちょう度が低下して潤
滑性能が悪くなり、耐フレッチング摩耗性能に劣るよう
になる。

【００２９】また、グリース組成物には、上記した基油
及び増ちょう剤以外に、第１の添加剤として、バリウ
ム、カルシウムまたは亜鉛のスルフォン酸金属塩の少な
くとも１つが添加される。第１の添加剤の添加量は、基
油と増ちょう剤の合計量を１００質量％としたときに
１．１〜６質量％が好ましく、特に１．５〜５質量％が
好ましい。第１の添加剤をこの範囲量で添加することに
より、耐フレッチング性が向上する。

【００３０】更に、グリース組成物には、第２の添加剤
として、有機モリブデン化合物、有機亜鉛化合物、有機
脂肪酸化合物及びその誘導体、有機リン化合物の少なく
とも１つが添加される。これら第２の添加剤により、歌
境界潤滑下における金属表面の摩擦特性が改善されて軸
受摩耗の低減に更に効果的となり、耐フレッチング特性
の更なる向上を図ることができる。

【００３１】有機モリブデン化合物、有機亜鉛化合物と
しては、それぞれモリブデンまたは亜鉛を金属種とす
る、ジアルキルジチオリン酸塩やジアリルジチオリン酸
塩のようなチオリン酸金属塩、ジアルキルジチオカルバ
ミン酸塩やジアリルジチオカルバミン酸塩のようなチオ
カルバミン酸金属塩が好ましい。これらチオリン酸金属
塩やチオカルバミン酸金属塩は、金属表面と反応して硫
黄やリン等を含む化合物を生成し、剪断力の小さい被膜
となって摩耗、焼付きを防ぐ。また、音響性能を考慮す
ると、油溶性を有するチオリン酸金属塩が特に好ましい
といえる。

【００３２】有機脂肪酸化合物または有機脂肪酸誘導体
としては、オレイン酸、ナフテン酸、アビチエン酸（樹
脂酸）、ラノリン脂肪酸、コハク酸、コハク酸誘導体、
アミノ酸誘導体等が挙げられ、中でもコハク酸及びコハ
ク酸誘導体が好ましい。コハク酸誘導体としては、アル
キルコハク酸、アルキルコハク酸ハーフエステル、アル
ケニルコハク酸、アルケニルコハク酸ハーフエステル、
コハク酸イミド等が挙げられるが、中でもアルケニルコ
ハク酸は空気中の水分、結露等の水分の影響を受ける場
合でも、金属材料である軌道面、摺動面に良好に吸着し
て薄膜を形成するため好ましい。また、コハク酸誘導体
も同様の作用があり、好ましい。

【００３３】有機リン酸化合物としては、Ｃ₁〜Ｃ₁₈の
炭化水素鎖（例えば、アルキル基、フェニル基、ベンジ
ル基、クレジル基、シンナミル基、アリル基）を有する
亜リン酸エステル類が好ましい。具体的には、トリオク
チルフォスファイト、トリフェニルフォスファイト、ト
リクレジルフォスファイト、ビス−２−エチルヘキシル
フォスファイト、トリデシルフォスファイト、ジブチル
ハイドロジェンフォスファイト、トリス（ノニルフェニ
ル）フォスファイト、ジラウリルハイドロジェンフォス
ファイト、ジフェニルモノデシルフォスファイト、トリ
ラウリルトリチオフォスファイト、ジフェニルハイドロ
ジェンフォスファイト等が挙げられる。

【００３４】また、有機リン酸化合物として、Ｃ₁〜Ｃ
₁₈の炭化水素鎖（例えば、アルキル基、フェニル基、ベ
ンジル基、クレジル基、シンナミル基、アリル基）を有
する正リン酸エステルも使用できる。具体的には、トリ
フェニルフォスフェート、トリエチルフォスフェート、
トリブチルフォスフェート、トリス（２−エチルヘキシ
ル）フォスフェート、トリデシルフォスフェート、ジフ
ェニルモノ（２−ヘキシル）フォスフェート、トリクレ
ジルフォスフェート、トリオクチルフォスフェート、ト
リステアリルフォスフェート等が挙げられる。

【００３５】また、有機リン酸化合物として、Ｃ₁〜Ｃ
₂₀のモノまたはジヒドロカルピルアシッドフォスフェー
ト等の酸性リン酸エステルも使用できる。具体的には、
メチルアシッドフォスフェート、イソプロピルアシッド
フォスフェート、ブチルアシッドフォスフェート、２−
エチルヘキシルアシッドフォスフェート、イソデシルア
シッドフォスフェート、トリデシルアシッドフォスフェ
ート、ラウリルアシッドフォスフェート等が挙げられ
る。

【００３６】これら有機リン化合物の中でも亜リン酸ジ
エステルが特に好ましく、金属表面との適度な反応性を
有し、極圧性や耐摩耗性に優れる反応性の薄膜を転動面
や軌道面に良好に形成する。

【００３７】特に、第２の添加剤としては、モリブデン
または亜鉛のジチオリン酸金属塩またはジチオカルバミ
ン酸金属塩が好ましい。

【００３８】また、これらの添加剤は単独使用でも構わ
ないが、併用することで相乗効果が得られる。そのとき
の混合比率は、制限されるものではないが、１：１〜
１：３とすることが好ましい。相乗効果を得るためには
できるだけ等しい量を組み合わせることが望ましく、有
機モリブデン化合物、有機亜鉛化合物、有機リン化合物
がコロージョンに及ぼす影響を考慮すると、後述される
添加量の範囲内で、有機脂肪酸化合物、有機脂肪酸誘導
体をより多く含有することが望ましい。但し、併用する
場合は、合計で後述される添加量の範囲を満たす必要が
ある。

【００３９】第２の添加剤は、基油と増ちょう剤の合計
量を１００質量％としたときに０．１〜５質量％の範囲
で添加することが好ましい。添加量が０．１質量％未満
では、転動面や軌道面（金属表面）での反応膜が均一に
充分に形成されず、所期の耐フレッチング摩耗性能や耐
摩耗性能が充分に達成されない。特に、耐フレッチング
摩耗性能を考慮すると、０．４質量％以上添加すること
が望ましい。また、５質量％を越えて添加しても、耐フ
レッチング摩耗性能が飽和しすることに加え、転動面や
軌道面のコロージョンが生じ易くなり、軸受音響の劣化
につながる。

【００４０】尚、第１の添加剤と、第２の添加剤とは、
トルクの増大を誘発しないために、合計量で、基油と増
ちょう剤の合計量を１００質量％としたときに６質量％
以下とすることが好ましい。

【００４１】更に、グリース組成物には、その他にも、
酸化防止剤、防錆剤、金属不活性化剤、油性剤、極圧
剤、摩耗防止剤、粘度指数向上剤等を、単独または２種
以上を組み合わせて添加することもできる。これらは何
れも公知のもので構わず、その添加量も本発明の効果を
損なわない範囲で適宜選択できる。

【００４２】例えば、酸化防止剤としては、ゴムやプラ
スチック、潤滑油等に通常添加される老化防止剤、オゾ
ン劣化防止剤、酸化防止剤の中から適宜選択することが
できる。

【００４３】防錆剤としては、有機スルフォン酸のアン
モニウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩、バリウム塩、有機
カルボン酸塩、フェネート、ホスホネート、アルキルも
しくはアルケニルこはく酸エステル等のアルキル、アル
ケニルこはく酸誘導体、ソルビタンモノオレエート等の
多価アルコールの部分エステル、オレオイルザルコシン
等のヒドロキシ脂肪酸類、１−メルカプトステアリン酸
等のメルカプト脂肪酸類あるいはその金属塩、ステアリ
ン酸等の高級脂肪酸類、イソステアリルアルコール等の
高級アルコール類、高級アルコールと高級脂肪酸とのエ
ステル、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジア
ゾール、２−メルカプトチアジアゾール等のチアゾール
類、２−（デシルジチオ）−ベンゾイミダゾール、ベン
ズイミダゾール等のイミダゾール系化合物、あるいは、
２，５−ビス（ドデシルジチオ）ベンズイミダゾール等
のジスルフィド系化合物、あるいは、トリスノニルフェ
ニルフォスファイト等のリン酸エステル類、ジラウリル
チオプロピオネート等のチオカルボン酸エステル系化合
物等を使用することができる。また、亜硝酸塩等も使用
することができる。中でも、スルフォン酸金属塩のカル
シウム塩、ガリウム塩、亜鉛塩が防錆性以外の特性とし
て潤滑性に優れるため好適であり、これらをグリース組
成物全量に対して２質量％以上添加することにより耐フ
レッチング特性に更に効果的となる。

【００４４】金属不活性化剤として、例えばベンゾトリ
アゾールやトリルトリアゾール等のトリアゾール系化合
物を使用することができる。

【００４５】油性剤として、オレイン酸やステアリン酸
等の脂肪酸、オレイルアルコール等の脂肪酸アルコー
ル、ポリオキシエチレンステアリン酸エステルやポリグ
リセリルオレイン酸エステル等の脂肪酸エステル、リン
酸、トリクレジルホスフェート、ラウリル酸エステルま
たはポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸等のリ
ン酸エステル等を使用することができる。

【００４６】極圧剤、摩耗防止剤としては、有機金属系
のものとしては、亜鉛フェネート等の有機亜鉛化合物、
ジチオカルバミン酸アンチモン、ジチオリン酸アンチモ
ン等の有機アンチモン化合物、ジチオカルバミン酸セレ
ン等の有機セレン化合物、ナフテン酸ビスマス、ジチオ
カルバミン酸ビスマス等の有機ビスマス化合物、ジチオ
カルバミン酸鉄、オクチル酸鉄等の有機鉄化合物、ジチ
オカルバミン酸銅、ナフテン酸銅等の有機銅化合物、ナ
フテン酸鉛、ジチオカルバミン酸鉛等の有機鉛化合物、
マレイン酸スズ、ジブチルスズスルファイド等の有機ス
ズ化合物、あるいは、アルカリ金属、アルカリ土類金属
の有機スルホネート、フェネート、ホスホネート、金、
銀、チタン、カドミウム等の有機金属化合物も必要なら
使用できる。硫黄系化合物としては、ジベンジルジスル
フィド等のスルフィドあるいはポリスルフィド化合物、
硫化油脂類、無灰系カルバミン酸化合物類、チオウレア
系化合物、もしくはチオカーボネート類等を使用ことが
できる。また、その他、塩素化パラフィン等のハロゲン
系の極圧剤、あるいは、二硫化モリブデン、二硫化タン
グステン、グラファイト、ＰＴＦＥ、硫化アンチモン、
窒化硼素などの硼素化合物等の固体潤滑剤を使用するこ
とができる。

【００４７】尚、グリースのちょう度は用途により異な
るが、転がり軸受用とする場合は１５０〜３５０の範囲
であり、特にスピンドルモータの転がり軸受用としては
１８０〜３００が好ましい。

【００４８】本発明は更に、上記の転がり軸受を備える
スピンドルモータを提供する。スピンドルモータの種類
には制限が無く、何れも図示は省略するが、例えば上記
したＨＤＤ、ＦＤＤ、ＭＯＤ、ＣＰＵファン、ＶＴＲ、
エアコン等に組み込まれるスピンドルモータを例示でき
る。

【００４９】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更
に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるもの
ではない。

【００５０】[実施例１〜８、比較例１〜４]表１に示す
配合にて、実施例１〜８及び比較例１〜４の各試験グリ
ースを調製した。尚、配合は、基油と増ちょう剤につい
ては両者の合計量を１００質量％としたときのそれぞれ
の比率（質量％）であり、添加物については基油と増ち
ょう剤の合計量を１００質量％としたときの比率（質量
％）で示してある。また、添加剤のＭｏＤＴＰはモリブ
デンジチオホスフェート、ＭｏＤＴＣはモリブデンジチ
オカルバメート、ＺｎＤＴＰは亜鉛ジチオホスフェート
を示す。また、比較例４は市販のグリースであり、表中
の「＋」はその成分が含まれていることを示す。

【００５１】（評価試験）内径５ｍｍ、外径１３ｍｍ、
幅５ｍｍ、プラスチック保持器付き玉軸受（図１参照；
日本精工（株）製呼び番号６９５）に、軸受内部空間の
１５体積％を占めるように上記の試験グリースを封入し
て試験軸受とした。そして、試験軸受を用いて下記に示
す各試験を行った。

【００５２】（１）音響耐久性能評価図２に示すように、試験軸受Ａを一対、モータ２３のシ
ャフト２１に取り付け、ケーシング２２で固定した。そ
して、７０℃で、１９．６Ｎのアキシアル荷重を負荷し
た状態で試験軸受Ａの内輪を７２００ｍｉｎ^-1にて５０
０時間回転させた後、軸受ラジアル方向加速度を測定し
た。

【００５３】（２）トルク性能評価図３に示すトルク測定装置を用い、試験軸受の起動トル
ク及び安定時におけるトルクを測定した。図３におい
て、試験軸受Ａはその内輪がエアスピンドル３１にアー
バ３２を介して固定され、外輪がエアベアリング３３を
備えたアルミキャップ３４に固定されている。そして、
エアスピンドル３１を回転させると、試験軸受Ａの内輪
も回転し、そのときのトルク値をアルミキャップ３４に
接続したストレインゲージ３５で測定し、測定値がスト
レインアンプ３６及びローパスフィルタ３７を経由して
レコーダ３８にて記録される。試験は、室温で、アキシ
アル荷重１９．６Ｎを負荷した状態で内輪を７２００ｍ
ｉｎ^-1で回転させ、そのときの起動トルクを測定した。
また、室温で回転を続け、安定した時のトルクを測定し
た。

【００５４】（３）低アウトガス性能評価試験グリースを１０ｍｇ採取して１２０℃で、７２０時
間保持し、そのときの蒸発減量を測定した。

【００５５】（４）耐フレッチング性能評価図４に示すフレッチング試験装置を用い、試験軸受の耐
フレッチング性能を評価した。図示される試験装置は、
フレーム４０に取り付けられ、ＡＣサーボモータなどの
駆動源を含む駆動機構４１と、フレーム４０に固定され
た固定軸４２と、下端部４３が駆動機構４１の駆動軸４
４に連結され、該駆動機構４１の駆動力により軸線の周
りに回転駆動される外筒４５とを備える。固定軸４２は
外筒４５に挿入され、その下端部はサポート軸受４６を
介して外筒４５に支持されている。固定軸４２の上端部
は予圧ばね機構４７により支持され、その上端部と下端
部との間の途中部位には、被試験軸受固定部４８が設け
られている。この被試験軸受固定部４８には、複数の試
験軸受Ａの内輪が固定され、各試験軸受Ａの外輪は外筒
４５に固定される。予圧ばね機構４７は、固定軸４２を
その上端部から所定の圧力で押し付けることによって、
試験軸受Ａに予圧を掛けるように構成されている。そし
て、フレッチング試験時には、予圧ばね機構４７により
試験軸受Ａに予圧を掛け、駆動機構４１により外筒４５
をその軸線の周りに所定の周期でかつ所定の角度で所定
回数揺動させることにより、外筒４５の揺動により試験
軸受Ａには揺動運動が与えられる。耐フレッチング性能
を評価する指標として、フレッチング試験前後の軸受ラ
ジアル方向加速度を測定し、その測定値の比較を行っ
た。尚、指標として軸受ラジアル方向加速度を採用した
のは、試験軸受Ａの内・外輪及びボールに発生した微小
なフレッチング摩耗痕を感度良く測定できるためであ
る。また、試験条件は以下の通りである。・周波数：５０Ｈｚ・振幅：１００μｍ・予圧（アキシアル荷重）：１９．６Ｎ・振動回数：１．８×１０⁴回

【００５６】上記の各評価結果において、特に良好
「◎」、良好「○」、やや劣る「△」、劣る「×」の４
段階評価を行い、さらに総合評価として優、良、可、不
可の４段階評価を行った。結果を表１に併記した。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】表１に示すように、本発明に従う実施例１
〜８では、総合評価に優れることに加え、試験項目毎に
みても総じて優れた結果が得られている。これに対し、
比較例１〜３では、何れも、基油として４０℃における
動粘度が２０ｍｍ²／ｓ未満（１８ｍｍ²／ｓ）の炭酸エ
ステル化合物を用いているために、耐フレッチング摩耗
性能及び音響耐久性が劣っている。また、市販のグリー
スを用いた比較例４でも、同様に耐フレッチング摩耗性
能及び音響耐久性が劣っている。

【００６０】（実施例９〜２０、比較例５〜１０）表２
に示す配合にて、実施例９〜２０及び比較例５〜１０試
験グリースを調製した。尚、配合は、基油と増ちょう剤
については両者の合計量を１００質量％としたときのそ
れぞれの比率（質量％）であり、添加物については基油
と増ちょう剤の合計量を１００質量％としたときの比率
（質量％）で示してある。ウレア化合物として、４，４
−ジフェニルメタンジイソシアネートとオクチルアミン
とをモル比１：２で反応させ得た脂肪族ジウレア（ウレ
アＡ）、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネートと
シクロヘキシルアミンとをモル比１：２で反応させて得
た脂環族ジウレア（ウレアＢ）、４，４−ジフェニルメ
タンジイソシアネートとｐ−トルイジンとオクチルアミ
ンとをモル比１：１：１で反応させて得た芳香−脂肪族
ジウレア（ウレアＣ）を使用した。尚、使用した基油、
添加物は実施例１〜８と同様であり、比較例９、１０は
市販のグリースであり、表中の「＋」はその成分が含ま
れていることを示す。

【００６１】そして、各試験グリースを、上記試験軸受
（日本精工（株）製呼び番号６９５）に軸受内部空間の
１５体積％を占めるように封入して試験軸受とし、上記
と同様の（１）音響耐久性能評価（但し、回転速度５４
００ｍｉｎ^-1、雰囲気温度６０℃）、（２）トルク性能
評価、（３）耐フレッチング性能評価（但し、周波数６
０Ｈｚ、振幅５０μｍ）を行った。同様の評価基準によ
る評価結果を表２に示す。

【００６２】

【表３】

【００６３】

【表４】

【００６４】

【表５】

【００６５】表２に示すように、本発明に従う各実施例
では、総合評価に優れることに加え、試験項目毎にみて
も総じて優れた結果が得られている。これに対し、比較
例５〜８、並びに市販のグリースを用いた比較例９、１
０では、何れも、第１の添加剤、第２の添加剤を含まな
い、もしくは添加量が不足しているため、耐フレッチン
グ摩耗性能及び音響耐久性が劣っている。

【００６６】また、図５に、グリース中の第１の添加剤
の含有量（基油と増ちょう剤の合計量を１００質量％と
したときの値）と、耐フレッチング性能及びトルクとの
関係を示す。尚、第１の添加剤の含有量が２．５質量％
のときの耐フレッチング及びトルクを１とし、その相対
値で示してある。図示されるように、耐フレッチング性
能については、第１の添加剤の含有量が１．１質量％以
上、特に１．５質量％以上の範囲で良好な結果が得られ
ている。トルクについても、第１の添加剤の含有量が６
質量％以下、好ましくは５質量％以下とすることにより
小さく抑えることができる。これらのことから、第１の
添加剤の含有量を１．１〜６質量％、特に１．５〜５質
量％とすることが好ましいこといえる。尚、図示はしな
いが、第２の添加剤を併用する場合は、これらの合計添
加量がトルク特性に影響するため、合計量で６質量％以
下とすることが好ましい。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低トルク性能、耐フレッチング摩耗性能、低アウトガス
性能及び音響耐久性能等に総合的に優れる転がり軸受が
得られ、更にはこれらの優れた諸性能を備えるスピンド
ルモータが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の転がり軸受の一実施形態である玉軸受
を示す断面図である。

【図２】実施例で用いたモータ試験機の構成を示す断面
図である。

【図３】実施例で用いたトルク測定装置の構成を示す断
面図である。

【図４】実施例で用いたフレッチング試験用装置の構成
を示す断面図である。

【図５】第１の添加剤の添加量と、耐フレッチング及び
トルクとの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１玉軸受１０内輪１１外輪１２保持器１３玉１４シール部材

───────────────────────────────────────────────────── 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 107/34 Ｃ１０Ｍ 107/34 115/08 115/08 117/02 117/02 117/04 117/04 135/10 135/10 135/18 135/18 159/24 159/24 Ｆ１６Ｃ 33/66 Ｆ１６Ｃ 33/66 ＺＨ０２Ｋ 29/00 Ｈ０２Ｋ 29/00 Ｚ // Ｃ１０Ｍ 137/10 Ｃ１０Ｍ 137/10 ＡＣ１０Ｎ 10:04 Ｃ１０Ｎ 10:04 10:12 10:12 20:02 20:02 50:10 50:10 (72)発明者中道治神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内 (72)発明者杉森庸一郎神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内 (72)発明者工藤丈洋神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内 (72)発明者山田裕普神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA32 AA42 AA52 AA62 EA64 FA01 GA53 4H104 BB16B BB17B BB19B BB33A BB34A BB37A BE13B BG06C BG10C BH02C BH03C BH07C DB07C EA02A FA01 FA02 FA06 PA01 QA18 5H019 AA04 AA06 FF03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式：Ｒ¹−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−Ｒ
²（Ｒ¹、Ｒ²はアルキル基であり、互いに同一でもよい
し、異なっていてもよい）で表される炭酸エステル化合
物を必須成分として含む基油に、アルカリ金属の水酸化
物もしくはアルカリ土類金属の水酸化物と、炭素数１０
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ア
ルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩、もしくはウレ
ア化合物を増ちょう剤として配合してなることを特徴と
するグリース組成物。
【請求項２】一般式：Ｒ¹−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−Ｒ²におい
て、Ｒ¹、Ｒ²は独立して炭素数１８〜３０の飽和または
不飽和の、直鎖または分岐アルキル基を表し、少なくと
も一方のアルキル基は−ＣＨ₂ＣＨＲ³Ｒ⁴（Ｒ³は炭素数
１〜１２の飽和直鎖アルキル基、Ｒ⁴は炭素数４〜１７
の飽和直鎖アルキル基である）で表され、かつ炭酸エス
テル化合物の４０℃における動粘度が２０〜４０ｍｍ²/
ｓであることを特徴とする請求項１記載のグリース組成
物。
【請求項３】第１の添加剤として、バリウム、カルシ
ウムまたは亜鉛のスルフォン酸金属塩の少なくとも１つ
を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の
グリース組成物。
【請求項４】第２の添加剤として、有機モリブデン化
合物、有機亜鉛化合物、有機脂肪酸化合物及びその誘導
体、有機リン化合物の少なくとも１つを含有することを
特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のグリース
組成物。
【請求項５】モリブデンまたは亜鉛のジチオリン酸金
属塩またはジチオカルバミン酸金属塩の少なくとも１つ
を含有することを特徴とする請求項４に記載のグリース
組成物。
【請求項６】基油と増ちょう剤の合計量を１００質量
％としたときに、炭酸エステル化合物が７０〜９５質量
％、増ちょう剤が５〜３０質量％、第１の添加剤が１．
１〜６質量％の割合でそれぞれ含有されていることを特
徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のグリース組
成物。
【請求項７】基油と増ちょう剤の合計量を１００質量
％としたときに、第２の添加剤が０．１〜５質量％で、
かつ第１の添加剤と第２の添加剤との合計で６質量％以
下となるように含有されていることを特徴とする請求項
３〜６の何れか１項に記載のグリース組成物。
【請求項８】基油が、ジエステル系合成油、トリエス
テル系合成油、テトラエステル系合成油、エーテル系合
成油の少なくとも１種を、構成比で炭酸エステル化合物
が基油全体の５０質量％を占めるように混合してなる混
合油であり、かつ該混合油の４０℃における動粘度が２
０〜４０ｍｍ²/ｓであることを特徴とする請求項１〜７
記載のグリース組成物。
【請求項９】内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周
面に内輪軌道を有する内輪と、外輪軌道と内輪軌道との
間に転動自在に設けた複数個の転動体と、複数個の転動
体を転動自在に保持する保持器とを備え、外輪軌道と内
輪軌道との間の空間内に請求項１〜８の何れか１項に記
載のグリース組成物を封入したことを特徴とする転がり
軸受。
【請求項１０】請求項９に記載の転がり軸受を備える
ことを特徴とするスピンドルモータ。