JP2005344935A - 潤滑剤の保持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 フレッチング耐久性に優れ、低トルクでトルク変動が少ないスイングアーム用軸受内のすきまに潤滑剤を保持する方法を提供する。
【解決手段】 転動体表面、外側部材の軌道及び内側部材の軌道のすきまに潤滑剤を保持する方法であって潤滑剤として合成油あるいは鉱物油を用い、転勤体表面、外側部材の軌道及び内側部材の軌道にフッ素系の改質膜を用いて撥油処理を施すことにより、潤滑剤が表面張力により転動体と軌道との間に集まるようにしたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、転がり軸受に関し、特に、磁気ディスク装置、光磁気ディスク装置、光ディスク装置等のディスク駆動装置、ＶＴＲ、ＤＡＴ、レーザービームプリンタ等の情報・映像・音響機器や精密機器などに用いられる転がり軸受に関するものである。

従来の転がり軸受としては、例えば磁気ディスク装置用スイングアーム用軸受装置に使用されているものがある。このスイングアーム用軸受装置は、グリースが封入された玉軸受２個に予圧をかけて使用されており、その玉軸受の玉１と軌道２の接触部３は図３に示すように軸受すきま内の油膜を介して接触している。

最近、磁気ディスク装置はますます高密度化が要求されている。このため、ディスクに信号を記録する幅はますます狭くなってきており、信号を記録再生するヘッドを搭載するスイングアームには目標トラックへのアクセスの高速化と位置決め性能の高精度化が要求されている。従って、スイングアームを支持する玉軸受には制御の高速化と高精度化を満たすために、低トルクとトルクスパイク（急激なトルク変動）のようなトルク変動がないことが求められている。また、そこに使用される転がり軸受はますます高速微小揺動で使用されることになる。

従来のスイングアーム用の玉軸受では、低トルク化のためにグリース量を極端に少なくすると、図３に示すように長時間使用しているうちに潤滑剤例えばグリース４が軌道２と玉１との接触部３からにじみ出て接触部ではグリース４が枯渇し、揺動により、玉軸受の軌道２がフレッチングにより損傷しやすくなるという問題があった。そこで、本発明は、フレッチング耐久性に優れ、低トルクでトルク変動が少ないスイングアーム用軸受を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明の転がり軸受は、転動体の表面、外側部材の軌道及び内側部材の軌道の少なくとも一つに撥油処理を施している。

本発明においては、転動体（玉、ころ等）表面、外側部材の軌道及び内側部材の軌道などの軸受内部表面の少なくとも一つの表面に撥油処理を施しているため、軸受内の潤滑剤として油又はグリースを用いる場合は油又はグリースからにじみ出た油などの潤滑剤はそれ自身の表面張力の作用で転動体と軌道の接触部の軸受すきま及び軸受すきまに隣接する玉と軌道との間のすきまに保持される。従って、接触部は油などの潤滑剤で常時覆われた状態となり、微小揺動時でも接触部に充分な潤滑剤が供給され、接触部分の潤滑剤は枯渇することはなくなり、接触部分のフレッチング損傷を防止することができる。また、潤滑剤として油を使用すると、低トルクでトルク変動が少ない軸受を得ることができる。潤滑剤として油を使用しても、軸受内部に撥油処理を施しているため、油は上記の軸受すきま及び軸受すきまに隣接する玉と軌道との間のすきま部分に油自身の表面張力で保持され、軸受外部に流出することはない。

転動体表面、外側部材の軌道及び内側部材の軌道の少なくとも一つに撥油剤を塗布する処理を施しているため、油、グリースからにじみ出た油などの潤滑剤はそれ自身の表面張力の作用で転動体と軌道との間のすきまに保持される。従って、軸受すきまは油などの潤滑剤で常時覆われた状態となり、微小揺動時でも軸受すきまに充分な潤滑剤が供給され、転動体と軌道との接触部分の潤滑剤は枯渇することはなくなり、接触部分のフレッチング損傷を防止することができる。また、潤滑剤として油を使用すると、低トルクでトルク変動が少ない転がり軸受を得ることができる。潤滑剤として油を使用しても、転がり軸受内部に撥油処理を施しているため、油は上記のすきま部分に保持され、軸受外部に流出することはない。

前記転動体の表面、前記外側部材の軌道及び前記内側部材の軌道の少なくとも一つに油をはじく性質を有する撥油剤が被着される撥油処理が施されている。前記撥油処理はあらかじめ撥油剤を希釈した溶剤中に前記転動体、前記外側部材、前記内側部材又は転がり軸受を浸け、その後前記転動体、前記外側部材、前記内側部材又は転がり軸受に付着した溶剤を乾燥させることによって行うのが好ましい。
前記転がり軸受は、磁気ディスク装置、光磁気ディスク装置、又は光ディスク装置のスイングアーム用軸受装置に使用することができる。前記転動体は球状またはローラー状であることが好ましい。前記撥油処理はフッ素系の改質膜によって行っても良い。前記撥油剤はシリコン油またはフッ素系の撥水撥油剤であるのが好ましい。
この場合、撥油処理が施された撥油処理層と潤滑剤との接触角は２゜以上であって９０゜未満にすることが、軸受すきま内の潤滑剤を充分にするために好ましい。前記接触角が２゜より小さい場合は潤滑剤が撥油処理層を広まって軸受すきま内の潤滑剤が少なくなり、また接触角が９０゜以上の場合は軸受すきま内に潤滑剤が入りにくくなる。なお、前記接触角は１０゜以上の場合が軸受すきま内の潤滑剤をより充分にするために好ましい。このように前記接触角が２゜以上、より好ましくは１０゜以上であって９０゜未満に潤滑剤及び撥油剤をそれぞれ選ぶことが好ましい。

図２ａおよび図２ｂは本発明の玉軸受の断面図であり、図２ａは、弾性体５と補強板６とからなるシール７を用いた玉軸受８（例えば実開平６−５１５５５号のようなシール付玉軸受）を示し、図２ｂは金属シールド板９を用いた玉軸受１０を示している。玉軸受８、１０は、外側部材の外輪１１（軌道輪）と、内側部材の内輪１２（軌道輪）と、外輪１１の軌道２と内輪１２の軌道２の間で転がり運動をするように保持器１３によって保持された玉１とを有する。外輪１１回転で使用する場合は、弾性体５が外輪１１に接して取付けられるシール７を用いた玉軸受８は、遠心力による油の軸受外への飛散の防止に好ましい。

図１は、図２ａおよび図２ｂに示す本発明の保持器付き玉軸受の玉１と外輪１１の軌道２との接触部の拡大図であり、また玉１と内輪１２の軌道２との接触部の拡大図でもある。軸受内の潤滑剤としては油又はグリースを用いている。玉軸受の玉１の表面、軌道２、軌道２の軸方向両側の外輪１１の内周面及び軌道２の軸方向両側の内輪１２の外周面には撥油処理により撥油処理層１４がそれぞれ形成されている。油又はグリースからにじみ出た油１５は、自身の表面張力によって玉１と軌道２との接触部３の軸受すきま、軸受すきまに円周方向に隣接する玉１と軌道２との間のすきま及び軸受すきまに軸方向に隣接する玉１と軌道輪１１、１２との間のすきま１７に保持される。その結果軸受すきま及び軸受すきまの隣接部には常時油１５が保持された状態となり、軸受すきま内の油膜には充分な油が常時供給される。
潤滑剤として油を用いると、油は玉１と軌道２との接触部での長期保持性が高まるとともに、トルク変動が少ないので好ましい。
潤滑剤として合成油、鉱物油を使用する場合は、フッ素系の改質膜等を使用して撥油処理を施すのがよい。
また、潤滑剤としてフッ素油を使用する場合は、撥油剤としてシリコン油やフッ素系の撥水撥油剤（例えば日本メクトロン株式会社製のノックスガードＳＴー４２０など）等を使用するのがよい。

撥油処理の方法としては、あらかじめ撥油剤を希釈した溶剤中に転がり軸受の各部品単体（外輪１１、内輪１２、玉１、保持器１３等）又は転がり軸受を浸け、その後溶剤を乾燥させると良い。特に転がり軸受の場合は、各部品ごとに撥油処理をする必要がなくなり、転がり軸受をどぶ浸けすればよいため、加工コストが安くなる利点がある。撥油剤を希釈した溶剤中に外輪と内輪との間に転動体と保持器とを配設した転がり軸受を浸し、その後転がり軸受の溶剤を乾燥しても良い。それから転がり軸受にシールを取付けても良い。撥油剤を希釈した溶剤中に外輪と内輪との間に転動体を配設した転がり軸受を浸し、その後転がり軸受の溶剤を乾燥しても良い。

また、油の飛散防止のために外輪端面及び内輪端面に撥油処理を施す場合があるが、軌道輪の端面だけに撥油剤を塗布するためには、撥油剤を希釈した溶剤を綿棒などにつけて軌道輪の端面に塗布する作業が必要となり、高コストとなる。
それに比べて本発明は、転がり軸受又は、各部品単体を撥油剤を希釈した溶剤に浸けるだけで処理できるため、加工コストが安くなる。

本発明の実施例では、外側部材の軌道、内側部材の軌道、転動体及び保持器の少なくとも一つに潤滑油をはじく性質を有する撥油剤が塗布されているが、外側部材の軌道と内側部材の軌道と転動体とに撥油剤を塗布することにより、転動体と外側部材の軌道との間の軸受すきま、転動体と内側部材の軌道との間の軸受すきま及び軸受すきまに隣接する玉と軌道との間のすきまに潤滑剤がそれぞれ保持されるので好ましい。また、転動体と保持器とに撥油剤を塗布することは、転動体と保持器との間に潤滑剤が保持されるので好ましい。転動体と軌道（内側部材の軌道、外側部材の軌道）に撥油剤が塗布されていると、転動体と軌道との間の油は撥油剤にはじかれて表面張力によって転動体と軌道との間に集まる。外輪が内輪に対して円周方向に変位すると転動体が軌道に対して円周方向に変位するが、転動体と軌道との間の油は撥油剤にはじかれて変位して転動体と軌道との間に常に位置し続ける。
本発明は、保持器付きころ軸受、総玉軸受、総ころ軸受にも適用できる。また、外側部材をハウジングとしてハウジングの内周面に軌道２を設けても良く、内側部材を軸として軸の外周面に軌道２を設けても良い。さらに、軌道２は単列でも複列でも良い。

本発明の実施例に係る玉軸受の玉と軌道の接触部の拡大断面図である。 本発明の実施例に係る玉軸受の断面図である。 本発明の実施例に係る玉軸受の断面図である。 従来の玉軸受の玉と軌道の接触部の拡大断面図である。

符号の説明

１ 玉
２ 軌道
３ 接触部
４ グリース
５ 弾性体
６ 補強板
７ シール
８ 玉軸受
９ 金属シールド板
１０ 玉軸受
１１ 外輪
１２ 内輪
１３ 保持器
１４ 撥油処理層
１５ 油
１７ すきま

Claims (3)

1. 転動体表面、外側部材の軌道及び内側部材の軌道のすきまに潤滑剤を保持する方法であって前記潤滑剤として合成油あるいは鉱物油を用い、前記転勤体表面、前記外側部材の軌道及び前記内側部材の軌道にフッ素系の改質膜を用いて撥油処理を施すことにより、前記潤滑剤が表面張力により転動体と軌道との間に集まるようにしたことを特徴とする潤滑剤の保持方法。
2. 前記撥油処理が施された撥油処理層と前記潤滑剤との接触角が２°以上で９０°未満であることを特徴とする請求項1に記載の潤滑剤の保持方法。
3. 前記接触角が、１０゜以上９０゜未満であることを特徴とする請求項２に記載の潤滑剤の保持方法。
   

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