JPH1122734A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑油の保持量が多く、しかもその保持力が
高く、長時間にわたり安定した潤滑を維持できると共
に、安価に作製できる保持器を組み込んだ転がり軸受を
提供する。 【解決手段】 転がり軸受に組み込まれる保持器は、潤
滑油を１０〜８０重量％含有する合成樹脂で作製され
る。合成樹脂はポリオレフィンであり、潤滑油は鉱油、
アルキルポリフェニルエーテル油、アルキルナフタレン
油およびポリα−オレフィン油の少なくとも１種とエス
テル油とを必須成分とし、エステル油／非エステル油の
比を０．０５〜３．０とする。

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（ＨＤＤ）、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）、
デジタルオーディオテープレコーダ（ＤＡＴ）、レーザ
ビームプリンタ（ＬＢＰ）等の回転支持部分およびスイ
ングアーム等の揺動運動部分に組み込んだ状態で使用さ
れる転がり軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の転がり軸受は内輪と外輪
との間に介在する複数個の玉を保持器により転動自在に
保持する。保持器は球状の凹面をなす保持部が間隔をあ
けて配置された円環状の主部を有し、各保持部に形成さ
れた一対の弾性片の内側に押し込まれた玉を転動自在に
保持する。

【０００３】このような保持器に使用される材料には、
金属の他に、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポ
リブチレンテレフタレート樹脂などの射出成形可能な合
成樹脂の単体、あるいはこれらの合成樹脂にガラス繊
維、カーボン繊維、有機繊維などを配合した合成樹脂組
成物がある。

【０００４】また、保持器は玉を保持する機能しか有し
ておらず、玉軸受の潤滑には潤滑油やグリースなどの半
固体状潤滑剤が使用される。しかし、特にグリースなど
の半固体状潤滑剤を使用した場合、潤滑剤に起因する攪
拌抵抗のために軸受に支持された軸を回転させるのに要
するトルクが大きくなり、かつ回転に伴ってトルク変動
も大きくなる。

【０００５】このように大きいトルク、トルク変動、軸
受音響の発生はＨＤＤ、ＶＴＲ、ＤＡＴ、ＬＢＰなどに
組み込まれる内径６ｍｍ以下の小径の玉軸受の場合、実
用上大きな問題であり、従来より保持器自体に潤滑機能
を付加した玉軸受が提案されている。

【０００６】例えば、実開平４−１３３０２３号公報に
は、柱部が形成された部分の軸方向断面のＵ字状空間内
に、固形潤滑剤（プラスチックグリース）が充填された
転がり軸受用保持器が開示されているが、１回の射出成
形では作製できず、手間がかかりコスト高となる。ま
た、プラスチックグリースを熱処理して固化する際、熱
処理後放冷すると、外枠であるＵ字部に比べてプラスチ
ックグリース部の方が収縮が大きく、Ｕ字部との間にす
き間が発生しやすい。このすき間は、軸受の使用に伴っ
てグリースが滲み出すことでより大きくなり、その結
果、Ｕ字空間中でプラスチックグリースが動き、異常音
などが発生する問題がある。

【０００７】また、特開昭６１−６４２９号公報には、
体積比で７〜１７％の連通気孔を有するポリアミドイミ
ド樹脂に完全フッ素化油を含浸させた軸受保持器が開示
されているが、連通気孔を作るために手間がかかり、多
くの気孔があるために機械的強度が弱くなりがちであ
る。また、炭化水素系の化合物であるポリアミドイミド
樹脂にはフッ素系の化合物である完全フッ素化油を保持
する能力が不足しているので、比較的早く油が滲み出て
しまい長時間にわたって安定した潤滑を維持することが
できない。しかも、フッ素油はその潤滑性において炭化
水素油に比べて劣るので、軸受の音響特性が悪くなって
しまう問題がある。

【０００８】さらに、特開平１−９３６２３号公報に
は、１０％程度の鉱油を含むバンイダとナイロンプラス
チック（６，６−ナイロン）の母材とからなる含油プラ
スチックを射出成形した保持器（含油率１０％）を、さ
らに鉱油中に１２０℃で７日間浸漬して含油率を３０％
に高めた保持器が開示されているが、高温（１２０〜１
３０℃）で長時間（７日程度）潤滑油中に浸漬させる必
要があり、その際、潤滑油やプラスチックが劣化しがち
である。また、後から潤滑油を浸漬させることによる寸
法変化が著しく、しかも、その変化も安定しないので、
個々のばらつきが大きい。したがって、軸受に組み込ん
だ場合、製品のばらつきが非常に大きくなる。さらに、
潤滑油は保持器の表面近傍の浅い領域に多く保持される
ので、潤滑油の滲み出しが比較的早く、長時間にわたっ
て安定な潤滑を維持することができないという問題があ
った。

【０００９】これらの問題を解決するために、特開平８
−２１４５０号公報には、鉱油、アルキルポリフェニル
エーテル油、アルキルナフタレン油、ポリα−オレフィ
ン油などの潤滑油を１０〜８０重量％含有する合成樹脂
（ポリオレフィン）で形成した潤滑油含有ポリマ部材か
らなる保持器が開示されている。

【００１０】この特開平８−２１４５０号公報に記載さ
れた保持器は、潤滑油として鉱油、アルキルポリフェニ
ルエーテル油、アルキルナフタレン油、ポリα−オレフ
ィン油などの比較的極性の低い油を使用し、ポリエチレ
ンやポリプロピレンの極性の低い射出原料母材との親和
性が高く、ハートディスク（ＨＤＤ）、ビデオテープレ
コーダ（ＶＴＲ）、デジタルオーディオテープレコーダ
（ＤＡＴ）、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）などの従
来からの客先要求に対して長時間にわたる安定な潤滑を
維持することができ、実用上問題なく使用されてきた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
市場動向におけるハードディスク（ＨＤＤ）の高容量
化、高速化、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）などの高
速化に伴って軸受も回転速度の高速化と長寿命化が要求
されており、このような条件下でも十分に使用できるよ
うな転がり軸受の耐久性が要望されている。

【００１２】そこで、本発明は、潤滑油の保持量が多
く、しかもその保持力が高く、長時間にわたり安定した
潤滑を維持できると共に、安価に作製できる保持器を組
み込んだ転がり軸受を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は鋭意研究を行った結果、潤滑油としてエ
ステル油を入れると潤滑性を高めることができる反面、
エステル油を多くいれるとポリオレフィンとの親和性が
低くなり潤滑油を保持することが難しくなるという知見
を得た。

【００１４】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
のであり、その請求項１に記載の転がり軸受は、外輪お
よび内輪の軌道間に複数の転動体を転動自在に保持する
保持器を備えた転がり軸受において、潤滑油を１０〜８
０重量％含有する合成樹脂で前記保持器を形成し、該合
成樹脂はポリオレフィンであり、前記潤滑油は、鉱油、
アルキルポリフェニルエーテル油、アルキルナフタレン
油およびポリα−オレフィン油の少なくとも１種と、エ
ステル油とを必須成分とし、該エステル油／非エステル
油の比を０．０５〜３．０とすることを特徴とする。よ
り好ましくは、エステル油／非エステル油の比を０．１
〜１．０とする。

【００１５】また、前記エステル油は、ジオクチルアジ
ペート、ジオクチルアゼレート、ジオクチルセバケー
ト、ジイソデシルフタレート等のジエステル油、トリオ
クチルホスフェート、トリクレジルホスフェート等の燐
酸エステル油、ピロメリット酸エステル等のテトラエス
テル油、トリメリット酸エステル等のトリエステル油、
ジオレイン酸ペンタエリスリトール、テトラオレイン酸
ペンタエリスリトール等のポリオールエステル油の中の
少なくとも１種であることが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の転がり軸受の実施の形態
について説明する。本実施形態における転がり軸受は玉
軸受に適用される。玉軸受は、外周面に内輪軌道を有す
る内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪とを同心に配
置し、内輪軌道と外輪軌道との間に転動体である複数個
の玉が転動自在に設けられた構造を有する。

【００１７】外輪の内周面の両端部には円輪状のシール
板が設けられており、軌道間に存在するグリースや発生
したダストが外部に漏洩したり、あるいは外部に浮遊す
る塵芥が軌道間に侵入することを防いでいる。

【００１８】また、玉を転動自在に保持する保持器は、
射出成形された合成樹脂で一体に成形された冠型のもの
である。この保持器では、球状の凹面をなす保持部が間
隔をあけて配置されており、複数の玉は各保持部に形成
された一対の弾性片の内側に玉が押し込まれて保持され
る。

【００１９】本実施形態における保持器は潤滑油を１０
〜８０重量％含有する合成樹脂で作製される。合成樹脂
はポリオレフィンであり、潤滑油は鉱油、アルキルポリ
フェニルエーテル油、アルキルナフタレン油およびポリ
α−オレフィン油の少なくとも１種とエステル油とを必
須成分とし、エステル油／非エステル油の比を０．０５
〜３．０とする。

【００２０】エステル油は、ジオクチルアジペート、ジ
オクチルアゼレート、ジオクチルセバケート、ジイソデ
シルフタレート等のジエステル油、トリオクチルホスフ
ェート、トリクレジルホスフェート等の燐酸エステル
油、ピロメリット酸エステル等のテトラエステル油、ト
リメリット酸エステル等のトリエステル油、ジオレイン
酸ペンタエリスリトール、テトラオレイン酸ペンタエリ
スリトール等のポリオールエステル油の中の少なくとも
１種である。

【００２１】合成樹脂としては、高い吸油性を持つと共
に、射出成形に適した材料であることが望まれる。具体
的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペ
ンテン等の射出成形可能な熱可塑性樹脂が好適である。

【００２２】ポリエチレンとしては、射出成形可能な低
分子量から中分子量程度のもの（分子量１万〜１００万
未満）が好適であり、さらに強度向上を目的として超高
分子量ポリエチレン（分子量１００万〜６００万）を加
えてもよい。しかしながら、超高分子量ポリエチレンの
含有量が多すぎると、射出原料が溶融した時点で粘度が
高くなりすぎて射出できなくなるので、添加量としては
全体の重量に対して５０重量％以下であることが望まし
い。また、１０〜８０重量％という多量の潤滑油を含有
した状態では、保持器として使用可能な強度に固化させ
ることができない場合、強度向上を目的として超高分子
量ポリエチレンを添加する。

【００２３】また、潤滑油としては、射出原料母材とな
る極性の低いポリエチレンやポリプロピレンとの親和性
の高い鉱油、オクタデシルジフェニルエーテル等のアル
キルポリフェニルエーテル油、エイコシルナフタレン等
のアルキルナフタレン油、ポリα−オレフィン油などの
比較的極性の低い油が好適である。

【００２４】さらに、潤滑特性が向上することを目的と
して、ジオクチルアジペート、ジオクチルアゼレート、
ジオクチルセバケート、ジイソデシルフタレート等のジ
エステル油、トリオクチルホスフェート、トリクレジル
ホスフェート等の燐酸エステル油、ピロメリット酸エス
テル等のテトラエステル油、トリメリット酸エステル等
のトリエステル油、ジオレイン酸ペンタエリスリトー
ル、テトラオレイン酸ペンタエリスリトール等のポリオ
ールエステル油の中の少なくとも１種を加えることが必
須条件である。

【００２５】しかしながら、エステル油などの極性の高
い潤滑油の含有量が多すぎると、極性の低い射出原料の
母材との親和性が低くなり、潤滑油を保持することが困
難になる。すなわち、エステル油の含有量は、潤滑油中
のエステル油／非エステル油の比で０．０５〜３．０と
することが、母材との親和性、潤滑特性を向上させるた
めには必須条件である。また、これらの潤滑油に予め酸
化防止剤、錆止め剤、摩耗防止剤、あわ消し剤、極圧剤
などの各種添加剤を加えたものを用いてもよい。

【００２６】保持器は、合成樹脂と潤滑油とを混合した
射出原料を、所望の保持器形状に射出成形することによ
り作製される。その際、射出原料の潤滑油の配合割合が
そのまま維持された成形品が得られる。この射出原料の
配合割合は、全重量に対して合成樹脂２０〜９０重量
％、潤滑油１０〜８０重量％とし、潤滑油中のエステル
油／非エステル油の比で０．０５〜３．０とする。より
好ましくは、合成樹脂５０〜８０重量％、潤滑油２０〜
５０重量％とし、潤滑油中、エステル油／非エステル油
の比で０．１〜１．０とする。

【００２７】すなわち、射出原料の潤滑油の配合割合が
そのまま保持器の含油量となるので、射出原料の潤滑油
の配合割合が１０重量％未満の場合、絶対的に潤滑油の
量が不足し、保持器から玉の転動部分に供給される潤滑
油が早期に枯渇して玉軸受の耐久性を損なう。一方、配
合割合が８０重量％を越える場合、保持器として実用上
必要な機械的強度を確保することが難しくなる。

【００２８】射出原料には、保持器の機械的強度の補強
や、成形向上の目的で次のような充填材を添加してもよ
い。例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、チタ
ン酸カリウムウィスカーやホウ酸アルミニウムウィスカ
ーなどの無機ウィスカー類、あるいはポリイミドやポリ
ベンゾイミダゾールなどの各種熱硬化性樹脂を添加して
もよい。

【００２９】また、合成樹脂の熱による劣化を防止する
目的で、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミ
ン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブ
チルフェノール）などの老化防止剤を添加してもよい。
これらの添加量としては、射出原料全量の２０重量％以
下であることが、保持器とした場合の潤滑性の面で好ま
しい。

【００３０】射出原料の調製はつぎのように行う。ま
ず、上記配合割合で潤滑油を混合する（Ａ）。次に上記
配合割合で合成樹脂並びに必要に応じて各種添加物を加
えて均一に混合する（Ｂ）。そして、合成樹脂（Ｂ）に
潤滑油（Ａ）を加えて一様に均一になるまで攪拌混合
し、均一なペースト状あるいは粉末状の混合物にして射
出原料を得る。尚、合成樹脂（Ｂ）に潤滑油（Ａ）を混
合する際、潤滑油を一度に所定量加えると両者が均一に
混合しないことがあるので、潤滑油を数回に分けて加え
ていき、均一な混合物にすることが好ましい。

【００３１】このように均一な混合物となった射出原料
を 射出成形することにより保持器が作製される。射出
成形機としては、特開平８−３０９７９３号公報に開示
されているホッパー改良型射出成形機を使用する。この
ときの成形条件は特に限定されるものではなく、潤滑油
を含有しない合成樹脂の成形条件と同等で構わない。

【００３２】転がり軸受の一種である玉軸受は、転動体
である複数の玉を保持する保持器を内輪と外輪との間に
組み込んで完成される。このようにして得られた玉軸受
を、潤滑油あるいは潤滑油を適当な揮発性有機溶媒で適
当な濃度に希釈した液に浸漬し、軸受表面に一様な油膜
を形成させるオイルプレーティング処理を行ってもよ
い。

【００３３】オイルプレーティング用の潤滑油として
は、射出原料に含有される潤滑油と同じでもよいし、異
なっていてもよい。具体的には、ジオクチルセバケート
のようなエステル油、鉱油、ポリα−オレフィン油、ア
ルキルジフェニルエーテル油などが適当である。また、
オイルプレーティング用潤滑油に、防錆剤としてバリウ
ムスルフォネートやカルシウムスルフォネートなどを３
〜６重量％、酸化防止剤として２，６−ジ−ｔｅｒｔ−
ブチル−ｐ−クレゾールなどを１〜２重量％、さらに油
性向上剤としてオレイン酸やリン酸トリクレジルなどを
２〜７重量％添加して内部防錆性や潤滑性を向上させる
ようにしてもよい。

【００３４】このように、合成樹脂、特に吸油性能の高
いポリオレフィンと潤滑油との混合物を射出原料とする
ので、射出原料自身が多量の潤滑油を保持する。そし
て、射出成形に際して合成樹脂がその骨格中に潤滑油を
取り込んだ状態で固化するので、成形品は射出原料の当
初の含油量を維持した状態で得られる。

【００３５】したがって、成形品である保持器は多量の
潤滑油を保持すると共に、潤滑油に浸漬して含有させた
保持器のように表面近傍だけに潤滑油が豊富に存在する
構造とは異なり、潤滑油の滲み出しが緩やかであり、よ
り長時間にわたって安定な潤滑を維持することができ
る。

【００３６】さらに、保持器は通常のポリアミド樹脂の
ような合成樹脂と同じように射出成形で作製されるの
で、通常の玉軸受の作製とほとんど製造コストが変わら
ず安価である。また、潤滑油を含有させる後処理が不要
になるので、製造時間を短縮できると共に、潤滑油の含
有量のばらつきのない品質の均一な保持器を作製するこ
とができる。

【００３７】このようにして作製された保持器を組み込
んだ転がり軸受は、回転に要するトルク、そのトルク変
動、軸受音響のいずれもが小さくなる。しかも、保持器
が含有する潤滑油は長時間にわたって滲み出すので、長
時間にわたって良好な潤滑が行われ、優れた耐久性が得
られる。

【００３８】

【実施例】本発明の転がり軸受の実施例について説明す
る。 （外観・形状観察）まず、超高分子量ポリエチレン１０
重量％、高密度ポリエチレン６０重量％、潤滑油３０重
量％をベースとし、潤滑油中のエステル油／非エステル
油の比を表１に示す射出原料を得る。ここで、超高分子
量ポリエチレンは三井石油化学工業（株）製ミペロンＸ
Ｍ２２０、高密度ポリエチレンは三井石油化学工業
（株）製ハイゼックス６２００ＢＰ、非エステル油は日
本石油（株）製ＦＢＫ−ＲＯ１００（鉱油）、エステル
油はチバガイギー（株）製ＬＰＥ６０２（ペンタエリス
リトールテトラエステル）である。

【００３９】

【表１】 これらの射出原料を用いて射出成形機により冠型の保持
器を成形し、その外観・形状を観察した。観察した結
果、エステル油／非エステル油の比が０．０５〜３．０
である実施例１〜５およびその比が０である比較例１で
は成形された保持器の外観・形状に問題がなかった。一
方、エステル油／非エステル油の比が３．０を越え４．
０である比較例２では、極性の低い射出原料の母材との
親和性が低くなり、潤滑油を保持することが困難にな
り、外観・形状に変形が認められた。

【００４０】つぎに、外観・形状観察で用いた射出原料
と同様の射出原料を用いて射出成形機により、前述と同
様に冠型の保持器を成形し、成形した保持器を内径５ｍ
ｍ、外径１３ｍｍ、幅４ｍｍのミニアチュア玉軸受に組
み込み、回転試験、音響測定、回転トルク測定を行っ
た。

【００４１】また、超高分子量ポリエチレン１０重量
％、ポリエチレン３０重量％、潤滑油６０重量％をベー
スとし、潤滑油中のエステル油／非エステル油の比を表
２に示す射出原料を得る。この射出原料を用いて射出成
形機により前述と同様に冠型の保持器を成形し、成形し
た保持器を内径５ｍｍ、外径１３ｍｍ、幅４ｍｍのミニ
アチュア玉軸受に組み込み、揺動耐久試験を行った。

【００４２】（回転試験）実施例および比較例の各玉軸
受に予圧２ｋｇｆを付与し、周囲温度６５℃の状態かつ
外輪１００００ｒｐｍの回転数で回転試験を行った。試
験の結果、各実施例１〜５の玉軸受では回転が良好であ
った。

【００４３】（音響測定）予圧２ｋｇｆを付与した状態
で内輪を３６００ｒｐｍの回転数で回転させた時に発生
する音響を測定した。音響測定に関しては、一般的に使
用されている、ＭｉｄＢａｎｄ（周波数１０００Ｈｚ前
後）およびＨｉＢａｎｄ（周波数１０００Ｈｚ以上）の
アンデロン値を測定した。アンデロン値の測定は、回転
試験前と回転試験２００時間毎に測定し、ＭｉｄＢａｎ
ｄのアンデロン値が２．５アンデロンを越えた時間を音
響寿命とした。図１はエステル油／非エステル油の比に
対する音響寿命を示す特性図である。測定の結果、エス
テル油／非エステル油の比が０．０５〜３．０にある各
実施例１〜５の玉軸受は、音響寿命ｈｒが長く、優れた
音響特性を示すことが分かる。特に、エステル油／非エ
ステル油の比が０．１〜１．０の範囲では音響特性が良
好である。

【００４４】（回転トルク測定）予圧２ｋｇｆを付与し
た状態で内輪を３６００ｒｐｍの回転数で回転させた時
のトルクを測定した。図２はエステル油／非エステル油
の比に対するトルクの値を示す特性図である。測定の結
果、エステル油／非エステル油の比が０．０５〜３．０
の各実施例１〜５の玉軸受では、回転トルクが小さく安
定した回転が得られることが分かる。

【００４５】（揺動耐久試験）予圧３ｋｇｆを付与し、
周囲温度を常温、揺動周波数３０Ｈｚ、外輪揺動角８°
の状態で揺動繰り返し回数５００万回の揺動耐久試験を
行った。耐久性の合否の判定は、耐久試験後の各軸受を
分解し、内輪、外輪、保持器の摩耗状態を監視し、摩耗
箇所が存在しないものを○、内輪軌道面、外輪軌道面に
走行跡があるものを△、内輪軌道面、外輪軌道面に摩耗
箇所が発生しているものを×とした。ここで、○と△は
合格、×は不合格とした。

【００４６】試験の結果、表２に示すようにエステル油
／非エステル油の比が０．０５〜３．０にある各実施例
１〜５の玉軸受は優れた揺動耐久性を有することがわか
る。

【００４７】

【表２】 上記結果により、本実施例の玉軸受は回転トルクおよび
トルク変動が小さく、しかも音響特性、揺動特性に優れ
ていることが確認された。

【００４８】つぎに、上記実施形態の玉軸受が使用され
る軸受装置の実施例について説明する。第１の実施例は
転がり軸受が内部に配設されたハードディスクドライブ
（ＨＤＤ）スイングアーム用転がり軸受装置である。

【００４９】従来のＨＤＤスイングアーム用転がり軸受
装置は、グリースで密閉されており、玉軸受２個に予圧
をかけた状態で使用されている。これらの玉軸受に一般
に使用されている保持器材料には、金属（ステンレス
鋼，鉄）、またはポリアミド樹脂，ポリアセタール樹
脂，ポリブチレンテレフタレート樹脂などの射出成形可
能な樹脂が使用されている。

【００５０】最近の市場動向では、磁気ディスク装置の
高密度化、高速化が要求されている。したがって、ＨＤ
Ｄスイングアームを支持する玉軸受には、低トルクかつ
トルク変動が少ないことが求められている。

【００５１】従来のグリースを封入したＨＤＤスイング
アーム用の玉軸受では、潤滑剤となるグリースの攪拌抵
抗のために揺動起動時のトルクが大きくなる。また、低
トルク化のためにグリース封入量を極端に少なくする
と、軌道面と玉との接触部の潤滑剤が長時間使用すると
枯渇し、玉軸受の軌道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。

【００５２】そこで、上記実施形態の転がり軸受を組み
込むことにより、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く、潤滑剤の飛散や蒸発が少ないＨ
ＤＤスイングアーム用軸受装置を提供することとする。

【００５３】上記転がり軸受を組み込んだ装置では、回
転トルクおよびトルク変動が小さくなる。また、保持器
が含有する潤滑油が長時間にわたって滲み出すので、長
時間にわたって良好な潤滑が行われ、優れた耐久性が得
られる。さらに、グリースを使用した場合に比べて余分
なグリースが周囲に飛散することもないので、ＨＤＤス
イングアーム用の転がり軸受装置として最適である。

【００５４】第２の実施例は転がり軸受が内部に配設さ
れたハードディスクドライブ（ＨＤＤ）スピンドル用転
がり軸受装置である。

【００５５】従来のＨＤＤスピンドル用転がり軸受装置
は、グリースで密閉されており、玉軸受２個に予圧をか
けた状態で使用されている。一般に使用されている保持
器材料には、金属（ステンレス鋼，鉄）、またはポリア
ミド樹脂，ポリアセタール樹脂，ポリブチレンテレフタ
レート樹脂などの射出成形可能な樹脂が使用されてい
る。

【００５６】最近の市場動向では、ＨＤＤスピンドル用
転がり軸受装置の小型化、つまりＨＤＤの記憶容量の高
容量化および高速化が要求されている。したがって、転
がり軸受には、高速時の低トルク化、ＮＲＲＯ（回転非
同期振れ）の低減が求められている。また、長寿命化も
求められている。

【００５７】従来のグリースを封入したＨＤＤスピンド
ル用転がり軸受では、グリース封入形態が一様でないた
めに、潤滑態様が一様でなく、トルク変動を助長するこ
ともあった。すなわち、グリース潤滑では、グリースの
攪拌抵抗のため、回転トルクが大きくなり、ＨＤＤの作
動に影響を及ぼす。また、低トルク化対策として、グリ
ース封入量を極端に少なくした場合、軌道面と玉との接
触部の潤滑剤が長時間使用すると枯渇して潤滑作用の不
足や潤滑耐久性の低下などの問題が生じた。また、ＨＤ
Ｄの高密度化に伴うグリース潤滑では、ＮＲＲＯが悪く
なり、ディスクの読み取りエラーを生じるなどの問題が
あった。

【００５８】そこで、上記実施形態の転がり軸受を組み
込むことにより、低トルクでトルク変動が少なく、長寿
命または高速時におけるＮＲＲＯが低いＨＤＤスピンド
ル用軸受装置を提供する。

【００５９】本願発明の転がり軸受を組み込んだ装置で
は、回転トルクおよびトルク変動が小さくなる。また、
保持器が含有する潤滑油は長時間にわたって滲み出すの
で、長時間良好な潤滑が行われ、優れた耐久性が得られ
る。また、グリースを使用した場合に比べて余分な潤滑
剤（グリース）がＨＤＤディスク表面に飛散することも
なく、ＨＤＤスピンドル用転がり軸受装置として最適で
ある。

【００６０】第３の実施例は転がり軸受が内部に配設さ
れたレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）スキャナーモータ
用転がり軸受装置である。このＬＢＰスキャナーモータ
用転がり軸受装置は、潤滑油を１０〜８０重量％含有す
る合成樹脂を形成してなる潤滑油含有ポリマ部材であ
り、合成樹脂がポリオレフィンであり、かつ潤滑油が鉱
油，アルキルフェニルエーテル油，アルキルナフタレン
油およびα−オレフィン油の少なくとも一種とエステル
油を必須成分とした保持器を用いた転がり軸受を組込ん
でいることを特徴とする。

【００６１】従来のＬＢＰスキャナーモータ用転がり軸
受装置は、グリースで密閉されており、玉軸受２個に予
圧をかけた状態で使用されている。一般に使用されてい
る保持器材料には、金属（ステンレス鋼，鉄）、または
ポリアミド樹脂，ポリアセタール樹脂，ポリブチレンテ
レフタレート樹脂などの射出成形可能な樹脂が使用され
ている。

【００６２】ＬＢＰスキャナーモータにおける要求は、
モータの回転むらによるジッターの低減とポリゴンミラ
ーの取付精度の向上である。したがって、玉軸受にはト
ルクむらを少なくする低トルク変動が求められる。ま
た、ＬＢＰスキャナーモータの回転速度は低速から高速
へと幅広く、特に高速時の低振動、低騒音が求められて
いる。

【００６３】従来のグリースを封入したＬＢＰスキャナ
ーモータ用転がり軸受では、グリース封入形態が一様で
ないために潤滑態様が一様でなく、トルク変動を助長す
ることがあった。このトルク変動によりＬＢＰスキャナ
ーモータの回転むらが生じてジッタ不良を起こすことが
あった。また、高速回転時にトルクが大きくなり、騒
音、振動が大きくなり、軸受と回転軸との精度が悪くな
り、印刷文字に面倒れを生じることがあった。

【００６４】そこで、上記実施形態の転がり軸受を組み
込むことにより、低速から高速回転域において低トルク
でトルク変動が少ないＬＢＰスキャナーモータ用転がり
軸受を提供する。

【００６５】転がり軸受を組み込んだ装置では、回転ト
ルクおよびトルク変動が小さくなり、ジッタ不良を低減
できる。また、保持器が含有する潤滑油は長時間にわた
って滲み出すので、長時間良好な潤滑が行われ、優れた
耐久性が得られる。したがって、ＬＢＰスキャナーモー
タ用転がり軸受装置として最適である。

【００６６】第４の実施例は集積回路（ＩＣ）の冷却フ
ァンモータ用転がり軸受である。冷却ファンモータ用転
がり軸受には転がり軸受が配設されている。この装置
は、ＯＡ機器などに使用されるＩＣの集積素子内部で発
生する熱を外部へ取り去るために高速で回転する部位に
使用されるＩＣ冷却ファンモータ用転がり軸受装置であ
る。

【００６７】従来のＩＣ冷却ファンモータ用転がり軸受
装置で使用される転がり軸受は、グリースで密閉されて
おり、玉軸受２個に予圧がかけられた状態で使用されて
いる。一般に使用されている保持器材料には、金属（ス
テンレス鋼，鉄）、またはポリアミド樹脂，ポリアセタ
ール樹脂，ポリブチレンテレフタレート樹脂などの射出
成形可能な樹脂が使用されている。

【００６８】ＩＣ冷却ファンモータにおける要求は、Ｉ
Ｃで発生した熱を外部へ放出することが目的であり、高
速回転時の低騒音、低トルク、長寿命を図ることであ
る。

【００６９】従来のＩＣ冷却ファンモータ用転がり軸受
に鉄保持器を使用した場合、保持器，玉，軌道面でそれ
ぞれが接触を起こして摩耗し、金属粉が発生し、これが
ごみ音、キズ音といった騒音を招くことがあった。

【００７０】また、グリースを封入した場合、グリース
封入形態が一様でないために潤滑態様が一様でなく、ト
ルク変動を助長することもあった。すなわち、グリース
潤滑では、グリースの攪拌抵抗のために回転トルクが大
きくなり、ＩＣ冷却ファンモータの作動に影響を及ぼ
す。すなわち、ＩＣ冷却ファンが作動し始めて一定の回
転数に達するまでに数時間から数十時間を要する。

【００７１】また、低トルク化対策として、グリース封
入量を極端に少なくした場合、軌道面と玉との接触部の
潤滑剤が長時間使用すると枯渇し、潤滑作用の不足や潤
滑耐久性の低下などの問題が生じた。

【００７２】そこで、本実施形態の転がり軸受を組み込
むことにより、高速回転時においても低トルクでトルク
変動が少なく、低騒音のＩＣ冷却ファンモータ用転がり
軸受装置を提供する。

【００７３】転がり軸受を組み込んだ装置は、グリース
封入時と比べて回転トルクおよびトルク変動が小さくな
る。また、保持器が含有する潤滑油は長時間にわたって
滲み出すので、長時間良好な潤滑が行われ、優れた耐久
性が得られる。したがって、ＩＣ冷却ファンモータ用転
がり軸受装置として最適である。

【００７４】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の転がり軸受に
よれば、潤滑油を１０〜８０重量％含有する合成樹脂で
保持器を形成し、合成樹脂はポリオレフィンであり、潤
滑油は、鉱油、アルキルポリフェニルエーテル油、アル
キルナフタレン油およびポリα−オレフィン油の少なく
とも１種と、エステル油とを必須成分とし、エステル油
／非エステル油の比を０．０５〜３．０とするので、射
出原料を合成樹脂、特に吸油性の高いポリオレフィンと
潤滑油との混合物にすることにより、射出原料自身が多
量の潤滑油を保持する。そして、射出成形に際して合成
樹脂がその骨格中に潤滑油を取り込んだ状態で固化する
ので、成形品は射出原料の当初の含有量を維持した状態
で得られる。

【００７５】したがって、成形品である保持器は多量の
潤滑油を保持すると共に、成形品を潤滑油中に浸漬して
含油させた保持器のように、表面近傍だけに潤滑油が豊
富に存在する構造とは異なり、潤滑油の滲み出しが緩や
かであり、より長時間にわたって安定な潤滑を維持する
ことができる。

【００７６】さらに、保持器は通常のポリアミド樹脂の
ような合成樹脂と同じように射出成形で作製されるの
で、通常の玉軸受と製造コストがほとんど変わらず安価
である。また、潤滑油を含有させる後処理が不要になる
ので、製造時間を短縮できるばかりでなく、潤滑油の含
有量のばらつきのない品質の均一な保持器を作製するこ
とができる。

【００７７】また、このような保持器を組み込んだ転が
り軸受は、回転に要するトルク、そのトルク変動、軸受
音響特性のいずれもが優れている。しかも、保持器が含
有する潤滑油が長時間にわたって滲み出すので、長時間
にわたって良好な潤滑が行われ、優れた耐久性が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】エステル油／非エステル油の比に対する音響寿
命を示す特性図である。

【図２】エステル油／非エステル油の比に対するトルク
の値を示す特性図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高城 敏己 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 村木 宏光 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 前原 茂樹 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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外輪および内輪の軌道間に複数の転動体
   を転動自在に保持する保持器を備えた転がり軸受におい
   て、 潤滑油を１０〜８０重量％含有する合成樹脂で前記保持
   器を形成し、 該合成樹脂はポリオレフィンであり、 前記潤滑油は、鉱油、アルキルポリフェニルエーテル
   油、アルキルナフタレン油およびポリα−オレフィン油
   の少なくとも１種と、エステル油とを必須成分とし、 該エステル油／非エステル油の比を０．０５〜３．０と
   することを特徴とする転がり軸受。