KR102613104B1

KR102613104B1 - 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스, 롤링 베어링, 롤링 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치

Info

Publication number: KR102613104B1
Application number: KR1020160050634A
Authority: KR
Inventors: 아키히로 이이노; 게이타로 고로이시; 히사야 나카무라; 히로키 요다
Original assignee: 세이코 인스트루 가부시키가이샤
Priority date: 2015-05-01
Filing date: 2016-04-26
Publication date: 2023-12-12
Also published as: US20160319213A1; KR20160130154A

Abstract

기유와, 증조제를 함유하고, 탄성 유체 윤활막의 막두께가 20 ㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생 장치 (1) 의 롤링 베어링용 그리스. 기유와, 증조제를 함유하는 그리스로서, 그리스 중의 증조제의 폭이 20 ㎚ 이상인 정보 기록 재생 장치 (1) 의 롤링 베어링용 그리스. 이들 베어링용 그리스를 구비하는 롤링 베어링. 샤프트와, 상기 롤링 베어링을 구비하는 롤링 베어링 장치 (6). 상기 롤링 베어링 장치 (6) 를 구비하는 정보 기록 재생 장치 (1).

Description

정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스, 롤링 베어링, 롤링 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치 {GREASE FOR ROLLING BEARING OF INFORMATION RECORDING AND REPRODUCING APPARATUS, ROLLING BEARING, ROLLING BEARING DEVICE, AND INFORMATION RECORDING AND REPRODUCING APPARATUS}

본 발명은, 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스, 롤링 베어링, 롤링 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치에 관한 것이다.

본원은, 2015년 5월 1일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2015-094126호, 및 2016년 3월 3일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2016-041341호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

각종의 정보를 자기적 또는 광학적으로 디스크에 기록 및 재생시키는 것으로서, 하드 디스크 드라이브 (HDD) 등의 정보 기록 재생 장치가 알려져 있다. 그 정보 기록 재생 장치는, 일반적으로, 디스크에 신호를 기록 재생하는 헤드 짐벌 어셈블리 (자기 헤드) 가 선단에 형성된 스윙 아암과, 스윙 아암의 회동 (回動) 의 지지점이 되는 롤링 베어링 장치와, 스윙 아암을 회동시키는 액추에이터를 구비한다. 스윙 아암을 회동시켜 자기 헤드를 디스크의 소정 위치로 이동시킴으로써 신호의 기록이나 재생을 실시할 수 있다.

롤링 베어링 장치는, 일반적으로 내륜과 외륜의 사이에 복수의 구상의 전동체가 형성된 2 개의 롤링 베어링과, 그 롤링 베어링의 내측에 삽입된 샤프트를 구비한다. 복수의 전동체의 전동에 의해 샤프트의 축 둘레로 외륜이 회동하고, 그것에 수반하여 외륜과 접속된 스윙 아암이 회동한다. 그 롤링 베어링에서는, 장기적으로 안정적으로 작동하는 것이 요구되기 때문에, 내륜과 외륜 사이의 전도체의 움직임을 매끄럽게 할 목적으로 그리스가 사용된다.

정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스에는, 롤링 베어링의 토크를 낮게 하고, 또한 우수한 토크 평활성 (롤링 베어링의 회동 방향에 있어서 토크가 일정한 성질) 을 얻을 수 있고, 또한 롤링 베어링의 내구성을 높일 수 있을 것이 요구된다. 또, 그리스로부터의 아웃 가스가 자기 헤드와 디스크의 간극 등에 모이면 정보 기록 재생 장치의 읽고 쓰기에 문제가 발생하기 때문에, 롤링 베어링용 그리스는 아웃 가스량이 적은 것도 중요하다.

최근의 HDD 의 고밀도화나, 서버 용도의 수용 (需用) 의 고조 등에 수반하여, HDD 의 스윙 아암의 동작 범위나 동작 스피드가 광범위해졌다. 이것에 수반하여, 스윙 아암의 회동의 지지점이 되는 롤링 베어링 장치에 구비된 그리스에는, 추가적인 내구성이 요구되게 되었다.

이러한 상황에 있어서, 그리스에 첨가제를 첨가하여 그리스의 내구성을 높이는 검토가 실시되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 기유와, 증조제 (增稠劑) 를 함유하는 그리스에, 극압제가 첨가된 그리스가 개시되어 있다.

그러나, 특허문헌 1 의 기술에서는, 내구성을 충분히 만족할 수 있는 것은 아니었다. 첨가제를 그리스에 첨가함으로써, 그리스의 내구성을 높이기에는 한계가 있다. 또한, 첨가제를 그리스에 첨가함으로써, 그리스의 아웃 가스 특성이 악화될 우려도 있다.

일본 공개특허공보 2003-239954호

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 내구성이 보다 우수한 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 상기 롤링 베어링용 그리스를 사용한 롤링 베어링, 롤링 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 이하의 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스가 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아냈다.

[1] 기유와, 증조제를 함유하고, 하기 측정 방법으로 측정되는 탄성 유체 윤활막의 막두께 (h_C) 가 20 ㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스.

＜탄성 유체 윤활막의 막두께 (h_C) 의 측정 방법＞

그리스가 도포된 유리 디스크의 면에 강구 (鋼球) 를 롤링 접촉시켜, 그 때의 접촉역의 막두께를 2 색 광간섭법에 의해 구한다. 상기 유리 디스크로서, 편면에 크롬이 증착된 직경 115 ㎜, 두께 16 ㎜, 세로 탄성 계수 75 ㎬ 의 유리 디스크를 사용한다. 상기 강구로서, 직경 19.05 ㎜, 세로 탄성 계수 206 ㎬ 의 베어링용 강구를 사용한다. 그리스를 상기 유리 디스크의 크롬이 증착된 면 상에 도포한다. 상기 유리 디스크와 강구를, 접촉 하중 150 N, 최대 헤르츠압 1.04 ㎬ 의 퓨어 롤링 조건으로 접촉시킨다. 유리 디스크의 주속도를 1 ㎜/s 로 하고, 유리 디스크의 운전을 개시한 후 1 주할 때까지의 동안에 10 장의 간섭 이미지를 얻는다. 상기 10 장의 간섭 이미지의 접촉역 중앙에 있어서의 막두께를 구하고, 그 평균치를 h_C 로 한다. 시험시의 분위기 온도는 22.5 ± 0.5 ℃ 로 한다.

[2] 상기 접촉역에 있어서의 막두께의 최대치와 최소치의 차가, 180 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 [1] 에 기재된 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스.

[3] 상기 막두께 (h_C) 는, 상기 롤링 베어링에 있어서의 내륜의 전동면과 전동체의 합성 표면 조도 및 외륜의 전동면과 전동체의 합성 표면 조도 이상인 것을 특징으로 하는 [1] 또는 [2] 에 기재된 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스.

[4] 기유와, 증조제를 함유하는 그리스로서, 그리스 중의 증조제의 폭이 20 ㎚ 이상인 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스.

[5] 상기 증조제의 폭이 150 ㎚ 이하인, [4] 에 기재된 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스.

[6] 상기 증조제의 폭은, 상기 롤링 베어링에 있어서의 내륜의 전동면과 전동체의 합성 표면 조도 및 외륜의 전동면과 전동체의 합성 표면 조도 이상인 것을 특징으로 하는 [4] 또는 [5] 에 기재된 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스.

[7] 상기 기유의 40 ℃ 에 있어서의 동점도 ν 가 25 ∼ 45 ㎟/s 인 [1] ∼ [6] 중 어느 한 항에 기재된 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스.

[8] [1] ∼ [7] 중 어느 한 항에 기재된 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스를 구비하는 롤링 베어링.

[9] 샤프트와, [8] 에 기재된 롤링 베어링을 구비하는 롤링 베어링 장치.

[10] [9] 에 기재된 롤링 베어링 장치를 구비하는 정보 기록 재생 장치.

본 발명의 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스는, 내구성이 보다 우수하다.

도 1 은 본 발명의 정보 기록 재생 장치의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 정보 기록 재생 장치에 있어서의 롤링 베어링 장치 주변을 나타낸 종단면도이다.
도 3 은 도 2 의 롤링 베어링 장치를 나타낸 단면도이다.
도 4 는 도 3 의 롤링 베어링 장치에 있어서의 롤링 베어링을 나타낸 평면도이다.
도 5 는 도 4 의 롤링 베어링의 A-A 단면도이다.
도 6 은 도 5 의 롤링 베어링의 리테이너를 나타낸 사시도이다.
도 7 은 막두께의 측정 장치의 모식도이다.
도 8a 는 도 7 의 측정 장치로 관측된 간섭 이미지이다.
도 8b 는 도 7 의 측정 장치로 관측된 간섭 이미지이다.
도 8c 는 도 7 의 측정 장치로 관측된 간섭 이미지이다.
도 9 는 참고예 1 의 그리스의 증조제의 SEM 화상이다.
도 10 은 실시예 1 의 그리스의 증조제의 SEM 화상이다.
도 11 은 실시예 2 의 그리스의 증조제의 SEM 화상이다.

[정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스]

본 발명의 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스 (이하, 간단히 「그리스」라고도 한다) 는 기유와, 증조제를 함유한다.

본 발명의 그리스는, 하기 측정 방법으로 측정되는 탄성 유체 윤활 (EHL) 막의 막두께 (h_C) 가 20 ㎚ 이상이다. 상기 h_C 는, 20 ㎚ 초과가 바람직하고, 40 ㎛ 이상이 보다 바람직하고, 60 ㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 상기 h_C 가 20 ㎚ 이상임으로써 내구성을 높일 수 있다. 한편, h_C 의 상한치는, 특별히 한정되지 않지만, 토크 평활성이 높아지기 쉬워지는 점에서, 300 ㎚ 이하가 바람직하고, 200 ㎚ 이하가 보다 바람직하다.

＜EHL 막의 막두께 (h_C) 의 측정 방법＞

h_C 는, 그리스를 도포한 유리 디스크 상에서 강구를 롤링 접촉시켰을 때의 접촉 상태의 막두께를, 2 색 광간섭법에 의해 구한 것이다.

상기 유리 디스크로서, 편면에 크롬이 증착된 직경 115 ㎜, 두께 16 ㎜, 세로 탄성 계수 75 ㎬ 의 유리 디스크를 사용한다. 상기 강구로서, 직경 19.05 ㎜, 세로 탄성 계수 206 ㎬ 의 베어링용 강구를 사용한다.

먼저, 측정 대상의 그리스를, 상기 유리 디스크의 크롬이 증착된 면 상의 상기 강구의 궤도면이 되는 영역에 두께가 1 ㎜ 가 되도록 도포한다.

다음으로, 상기 유리 디스크와 강구를, 접촉 하중 150 N, 최대 헤르츠압 1.04 ㎬ 의 퓨어 롤링 조건으로 접촉시킨다. 그리고, 유리 디스크의 주속도를 1 ㎜/s 로 하고, 유리 디스크의 운전을 개시한 후 1 주할 때까지의 동안에 10 장의 간섭 이미지를 고속 비디오 카메라로 촬영하여 얻는다. 상기 10 장의 간섭 이미지의 접촉역 중앙에 있어서의 막두께를 구하고, 그 평균치를 h_C 로 한다. 시험시의 분위기 온도는 22.5 ± 0.5 ℃ 로 한다.

본 발명의 그리스는, 상기 접촉역에 있어서의 막두께의 최대치 (h_L) 와 최소치 (h_S) 의 차가, 180 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 110 ㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다.

상기 h_L 과 h_S 의 차가 상기 바람직한 범위이면, 토크의 평활성, 특히 운전의 초기 단계에 있어서의 토크의 평활성이 높아지기 쉬워진다.

상기 h_L 은, 상기 10 장의 간섭 이미지에 대해 접촉역에 있어서의 막두께의 최대치를 각각 구하고, 이것을 산술 평균한 값이다. 상기 h_S 는, 상기 10 장의 간섭 이미지에 대해 각각 구해진 접촉역 중앙에 있어서의 막두께 중 최소의 값이다.

또한, 상기 h_C, h_L 및 h_S 는, 그리스에 배합되는 성분 (기유, 증조제) 의 종류를 조정하거나, 그리스의 혼련 조건 (혼련의 시간, 횟수, 압력 등) 을 조정함으로써, 적절히 조정된다.

상기 2 색 광간섭법에 의한 EHL 막의 막두께의 측정 장치로는, 공지된 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 그리스는, 그리스 중의 증조제의 폭 (T_w) 이 20 ㎚ 이상이고, 20 ㎚ 초과가 바람직하고, 30 ㎚ 이상이 보다 바람직하고, 40 ㎚ 이상이 더욱 바람직하다. 상기 T_w 가 20 ㎚ 이상이면 내구성을 높일 수 있다. 한편, T_w 의 상한치는, 특별히 한정되지 않지만, 토크 평활성이 높아지기 쉬워지는 점에서, 150 ㎚ 이하가 바람직하고, 100 ㎚ 이하가 보다 바람직하다.

T_w 는, 이하와 같이 측정된다.

＜그리스 중의 증조제의 폭 (T_w) 의 측정 방법＞

그리스를 적당한 용매 (예를 들어 헥산) 에 분산한 후, 여과하여, 그리스 중의 증조제와 기유 등을 분리한다. 여과지 상에 분리된 증조제를 회수하고, 건조시킨 것을 측정 샘플로 한다.

이 측정 샘플의 증조제를, SEM (주사형 전자 현미경) 을 사용하여 배율 5000 ∼ 30000 배로 관찰한다. 관찰된 증조제가 섬유상인 경우에는, 증조제의 길이 방향의 중앙의 폭 (W) 을 측정한다. 상기 W 는, SEM 에 부속된 스케일 기능을 사용하여 측정한다. 상기의 측정을 임의로 선택한 5 개의 증조제에 대해 실시하고, 그 평균치를 T_w 로 한다. 또한, 증조제가 덩어리나 다발이 된 것은 측정 대상으로부터 제외한다. 또, 관찰된 증조제가 분체인 경우에는, 그 분체를 임의로 5 개 선택하여 각각의 최단 직경의 평균치를 T_W 로 한다.

또한, 상기 T_W 는, 증조제의 반응 조건 (반응 온도, 온도 구배 등) 을 조정하거나, 그리스의 제조 방법 (기유에 증조제를 첨가하여 그리스화하거나, 기유 중에서 증조제를 반응 생성시켜 그리스화하거나) 을 조정하거나, 그리스의 혼련 조건 (혼련의 시간, 횟수, 압력 등) 을 조정함으로써 적절히 조정된다.

또, 상기 h_C 는, 하기 식 (1) 로 나타내는 막두께비 Λ 가 1 이상이 되는 값이 바람직하고, 1 초과가 되는 값이 바람직하고, 2 이상이 되는 값이 더욱 바람직하고, 3 이상이 되는 값이 특히 바람직하다.

Λ ＝ h_C/√(Rq₁ ² ＋ Rq₂ ²) … (1)

여기서, 식 (1) 에 있어서의 Rq₁, Rq₂ 는, 각각 슬라이딩하는 2 부품의 제곱 평균 조도이고, √(Rq₁ ² ＋ Rq₂ ²) 는 그 합성 표면 조도이다.

예를 들어, 후술하는 정보 기록 재생 장치 (1) 의 롤링 베어링 (22) 에서는, 슬라이딩하는 2 부품은, 내륜 (30) 또는 외륜 (31) 과 전동체 (33) 이고, Rq₁ 은 내륜 (30) 또는 외륜 (31) 의 전동면의 제곱 평균 조도, Rq₂ 는 전동체 (33) 의 제곱 평균 조도이다.

통상적으로, 후술하는 정보 기록 재생 장치 (1) 의 롤링 베어링 (22) 에서는, Rq₂ 는 Rq₁ 의 1/10 정도로 분명하게 작고, 상기 식 (1) 은, Λ ＝ h_C/Rq₁ 과 근사된다. 또, 당해 롤링 베어링에 있어서의 Rq₁ 은 20 ㎚ 정도이다.

따라서, 당해 롤링 베어링에 있어서는, h_C 는, 20 ㎚ 이상이 바람직하고, 20 ㎚ 초과가 보다 바람직하고, 40 ㎚ 이상이 더욱 바람직하고, 60 ㎚ 이상이 특히 바람직하다.

h_C 가 상기 범위이면, 슬라이딩하는 2 부품, 즉 내륜 (30) 또는 외륜 (31) 과 전동체 (33) 의 직접 접촉이 억제되어 내구성을 높일 수 있다.

또, 상기 T_W 는, 슬라이딩하는 2 부품의 합성 표면 조도 이상이 바람직하고, 합성 표면 조도보다 큰 것이 보다 바람직하고, 합성 표면 조도의 1.5 배 이상이 더욱 바람직하고, 합성 표면 조도의 2 배 이상이 특히 바람직하고, 합성 표면 조도의 3 배 이상이 가장 바람직하다.

또, 상기 T_W 는, 합성 표면 조도의 7.5 배 이하가 바람직하고, 5 배 이하가 보다 바람직하다.

상기 서술한 바와 같이, 후술하는 정보 기록 재생 장치 (1) 의 롤링 베어링 (22) 에서는, 합성 표면 조도 √(Rq₁ ² ＋ Rq₂ ²) 는 Rq₁ 과 근사된다.

따라서, 당해 롤링 베어링에서는, T_W 는, 20 ㎚ 이상이 바람직하고, 20 ㎚ 초과가 보다 바람직하고, 40 ㎚ 이상이 더욱 바람직하고, 60 ㎚ 이상이 특히 바람직하다.

T_W 가 상기 범위이면, h_C 를 상기의 바람직한 범위로 하기 쉬워져, 슬라이딩하는 2 부품, 즉 내륜 (30) 또는 외륜 (31) 과 전동체 (33) 의 직접 접촉이 억제되어 내구성을 높일 수 있다.

또한, T_W 가 상기 범위이면, 슬라이딩하는 2 부품 간에 개재되는 그리스의 막두께가 작아졌을 때에도, 증조제 자체가 슬라이딩하는 2 부품의 슬라이딩면에 흡착되어 당해 2 부품 간에 개재됨으로써, 슬라이딩하는 2 부품의 직접 접촉이 억제되어 내구성을 높일 수 있다.

증조제의 길이 (T_L) 는, 0.1 ∼ 5.0 ㎛ 가 바람직하고, 0.3 ∼ 2.0 ㎛ 가 보다 바람직하다.

T_L 은, 이하와 같이 측정된다.

＜그리스 중의 증조제의 폭 (T_L) 의 측정 방법＞

이 측정 샘플의 증조제를, SEM (주사형 전자 현미경) 을 사용하여 배율 5000 ∼ 30000 배로 관찰한다. 관찰된 증조제가 섬유상인 경우에는, 증조제의 길이 방향의 길이 (L) 를 측정한다. 상기 L 은, SEM 에 부속된 스케일 기능을 사용하여 측정한다. 상기의 측정을 임의로 선택한 5 개의 증조제에 대해 실시하고, 그 평균치를 T_L 로 한다. 또한, 증조제가 덩어리나 다발이 된 것은 측정 대상으로부터 제외한다. 또, 관찰된 증조제가 분체인 경우에는, 그 분체를 임의로 5 개 선택하여 각각의 최단 직경의 평균치를 T_L 로 한다. 또한, 길이의 숫자는 개략이다.

또한, 상기 T_L 은, 증조제의 반응 조건 (반응 온도, 온도 구배 등) 을 조정하거나, 그리스의 제조 방법 (기유에 증조제를 첨가하여 그리스화하거나, 기유 중에서 증조제를 반응 생성시켜 그리스화하거나) 을 조정하거나, 그리스의 혼련 조건 (혼련의 시간, 횟수, 압력 등) 을 조정함으로써 적절히 조정된다.

T_L/T_W 로 나타내는 증조제의 애스펙트비는, 10 ∼ 50 이 바람직하고, 15 ∼ 35 가 보다 바람직하다.

슬라이딩하는 2 부품 간에 개재되는 기유의 막두께는, 슬라이딩하는 2 부품의 슬라이딩 속도, 기유의 동점도에 비례한다.

HDD 의 스윙 아암에 있어서는, 미소하고 고속의 요동 동작이나 저속이고 광범위에 걸친 동작 등 여러 가지 동작이 반복된다. 스윙 아암의 회동의 지지점이 되는 롤링 베어링에 있어서도 이것에 연동한 동작이 반복된다. 이 때, 상기 요동 동작의 양단 부근에서는 슬라이딩 속도가 작아져, 기유의 막두께가 작아진다. 이로써 슬라이딩하는 2 부품의 직접 접촉을 피할 수 없어진다.

슬라이딩하는 2 부품 간에 개재되는 기유의 막두께를 크게 하려면, 기유의 동점도를 높게 설정하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이 경우 토크가 상승한다. 또한, 기유의 동점도를 높게 하면, 요동 운동, 특히 미소한 각도 범위에서의 요동 운동시에 기유가 상기 2 개의 부품 간에 공급되기 어려워진다.

슬라이딩하는 2 개의 부품 간에 기유가 공급되기 쉬운 점에서는, 기유의 동점도는 낮은 것이 유리하다. 그러나, 기유의 동점도를 낮게 하면, 그 부품 간에 개재되는 막두께는 작아진다. 특히, 요동 동작의 양단 부근에 있어서 슬라이딩 속도가 저속 또는 제로가 되는 부분에서는 막두께는 보다 작아져 직접 접촉을 피할 수 없어진다.

본 발명에서는, 그리스를 구성하는 증조제로서, 특정의 폭 이상의 크기를 갖는 증조제를 사용한다. 상기 증조제를 사용함으로써, 슬라이딩 속도가 저속이어도 막두께를 크게 유지할 수 있고, 그 부품의 직접 접촉을 억제할 수 있어 내구성을 높일 수 있다. 또한, 상기 증조제는, 슬라이딩하는 2 개의 부품 사이에 들어가, 그 부품의 슬라이딩면에 흡착되어 양자의 직접 접촉을 억제한다. 이로써, 요동 운동에 있어서 기유가 슬라이딩 부품 간에 공급되기 어려운 환경이나, 요동 운동의 양단 부근에 있어서 슬라이딩 속도가 저속 또는 제로가 되어 기유의 막두께가 매우 작아지는 환경이어도, 슬라이딩 부품의 직접 접촉이 억제되어 내구성을 높일 수 있다.

본 발명의 그리스의 구성에 대해 설명한다.

＜기유＞

본 발명의 그리스에 배합되는 기유로는, 특별히 한정되지 않지만, 광유, 합성유 등을 들 수 있다.

상기 광유로는, 기유로서 사용되는 공지된 광유를 사용할 수 있고, 예를 들어, 나프텐계 광유, 파라핀계 광유, 수소화계 광유, 용제 정제 광유, 고정제 광유 등을 들 수 있다.

광유는, 1 종이 단독으로 사용되어도 되고, 2 종 이상이 조합되어 사용되어도 된다. 예를 들어, 동점도가 상이한 복수의 광유를 혼합하여, 목적으로 하는 동점도 (평균 동점도) 로 조정해도 된다.

광유로는, 보다 아웃 가스량이 적고, 내열성이 우수한 그리스가 얻어지는 점에서, API (American Petroleum Institute, 미국 석유 협회) 기유 카테고리에서 그룹 Ⅲ 으로 분류되는 정제 광유가 바람직하다. 상기 정제 광유로는, 예를 들어, 원유를 상압 증류하여 얻은 윤활유 유분 (留分) 을 추가로 고도 수소화 정제한 파라핀계 광유 등을 들 수 있다.

합성유로는, 기유로서 사용되는 공지된 합성유를 사용할 수 있고, 예를 들어, 폴리α올레핀 (PAO), 폴리부텐 등의 지방족 탄화수소유, 알킬벤젠, 알킬나프탈렌 등의 방향족 탄화수소유, 폴리올에스테르, 인산에스테르 등의 에스테르유, 폴리페닐에테르 등의 에테르유, 폴리알킬렌글리콜유, 실리콘유, 불소유 등을 들 수 있다.

이들의 합성유는, 1 종이 단독으로 사용되어도 되고, 2 종 이상이 조합되어 사용되어도 된다.

합성유로는, PAO 를 사용하는 것이 바람직하다. PAO 로는, 기유로서 사용되는 공지된 PAO 를 제한없이 사용할 수 있고, 예를 들어, α-올레핀 (1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-도데센, 1-트리데센, 1-테트라데센, 1-펜타데센, 1-헥사데센, 1-헵타데센, 1-옥타데센, 1-노나데센, 1-에이코센, 1-도코센 등) 의 3 ∼ 5 량체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, PAO 로는, 저아웃 가스, 적절한 점도가 얻어진다는 점에서, 탄소수 8 ∼ 12 의 α-올레핀의 3 ∼ 5 량체가 바람직하다. 탄소수 8 ∼ 12 의 α-올레핀의 3 ∼ 5 량체는, 1 종이 단독으로 사용되어도 되고, 2 종 이상이 조합되어 사용되어도 된다.

PAO 는, 1 종이 단독으로 사용되어도 되고, 2 종 이상이 조합되어 사용되어도 된다. 예를 들어, 동점도가 상이한 복수의 PAO 를 혼합하여, 목적으로 하는 동점도 (평균 동점도) 로 조정해도 된다.

기유로는, 광유 및 PAO 가 병용되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 기유 100 질량％ 에 대해 상기 광유의 비율이 10 ∼ 40 질량％ 인 것이 바람직하다. 또, 상기 기유 중의 상기 광유의 함유 비율보다 상기 PAO 의 함유 비율 쪽이 큰 것이 바람직하다.

또, 광유의 40 ℃ 에 있어서의 동점도 ν₁ 을, PAO 의 40 ℃ 에 있어서의 동점도 ν₂ 보다 높게 하는 것이 바람직하다. 광유의 동점도 ν₁ 이 PAO 의 동점도 ν₂ 보다 높음으로써, 광유의 내열성이 높아지기 쉬워진다. 그 결과, 광유로부터의 아웃 가스량이 적어져, 결과적으로 기유로부터의 아웃 가스량이 저감되기 쉬워진다. 또, 광유의 동점도 ν₁ 보다 낮은 동점도 ν₂ 의 PAO 가 조합됨으로써 기유의 동점도 ν 가 낮아진다. 그 때문에, 롤링 베어링의 전동체가 전동하고 있는 부분에 그리스가 공급되기 쉬워져, 그리스에 의한 윤활 효과가 얻어지기 쉬워진다.

또한, 본 발명에 있어서의 기유의 동점도는, JIS K 2283 에 준거하여 40 ℃ 로 측정된 값을 의미한다.

또, 동점도가 상이한 복수의 동종 기유를 혼합시킨 경우에는 전체의 평균 동점도를 동점도로서 생각한다.

PAO 의 동점도 ν₂ 에 대한 광유의 동점도 ν₁ 의 비 ν₁/ν₂ 는, 아웃 가스량을 보다 저감시키기 쉬운 점에서, 1.3 이상이 바람직하고, 1.5 이상이 보다 바람직하다. 또, 비 ν₁/ν₂ 는, 롤링 베어링의 저토크화 면에서, 4 이하가 바람직하고, 2 이하가 보다 바람직하다.

광유의 동점도 ν₁ 은, 아웃 가스량을 보다 저감시키기 쉬운 점에서, 40 ㎟/s 이상이 바람직하고, 45 ㎟/s 이상이 보다 바람직하다. 또, 광유의 동점도 ν₁ 은, 롤링 베어링의 전동면에 그리스 또는 기유가 공급되기 쉬워지는 점에서, 80 ㎟/s 이하가 바람직하고, 60 ㎟/s 이하가 보다 바람직하다.

PAO 의 동점도 ν₂ 는, 아웃 가스량을 보다 저감시키기 쉬운 점에서, 20 ㎟/s 이상이 바람직하고, 30 ㎟/s 이상이 보다 바람직하다. 또, PAO 의 동점도 ν₂ 는, 롤링 베어링의 전동체가 전동면에 그리스 또는 기유가 공급되기 쉬워지는 점에서, 60 ㎟/s 이하가 바람직하고, 40 ㎟/s 이하가 보다 바람직하다.

기유의 40 ℃ 에 있어서의 동점도 ν 는, 25 ∼ 45 ㎟/s 가 바람직하고, 30 ∼ 40 ㎟/s 가 보다 바람직하다. 기유의 동점도 ν 가 상기 하한치 이상이면, 아웃 가스량을 보다 저감시키기 쉬워진다. 기유의 동점도 ν 가 상기 상한치 이하이면, 롤링 베어링의 전동면에 그리스 또는 기유가 공급되기 쉽고, 또 저온에서의 안정적인 동작이 요구되는 용도 (예를 들어 －30 ℃ 의 저온에서도 안정적인 동작이 요구되는 차재 용도) 에 있어서도 저토크에서 동작이 실시되기 쉬워진다. 특히 기유 100 질량％ 에 대한 광유의 비율이 30 질량％ 이하인 경우에는, 기유의 40 ℃ 에 있어서의 동점도 ν 가 25 ㎟/s 이상이면 아웃 가스량을 저감시키기 쉽다.

기유의 40 ℃ 에 있어서의 동점도는, 상기 수치 범위에 한정되지 않고, 토크 상승 (저온에서의 특성 포함한다) 이나 슬라이딩 운동시의 슬라이딩 부재로의 그리스의 공급에 문제없는 범위에서 점도를 올려도 된다.

기유의 40 ℃ 의 동점도를 25 ∼ 45 ㎟/s 로 하면, 특히 고온 (80 ℃) 에서는 기유 점도가 현저하게 저하된다. 그 때문에, 베어링의 회전 속도가 오르면 (예를 들어 100 ㎜/s), 기유 그 자체로 얻어지는 유막 hc 는 매우 얇아져, 슬라이딩하는 2 부품의 합성 표면 조도보다 얇아지는 경우가 많아진다. 그 대책으로서 기유의 점도를 올리는 것도 유효하지만, 상한에는 한계가 있다. 이와 같은 경우에는, 증조제의 폭 (T_W) 을 슬라이딩하는 2 부품의 합성 표면 조도 이상으로 함으로써, 어떤 구동 조건에 있어서도, 슬라이딩하는 2 부품의 직접 접촉을 억제하는 것이 가능해진다.

＜증조제＞

증조제는, 그리스를 반고체상으로 유지하는 역할을 한다.

증조제로는, 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스에 통상적으로 사용되는 공지된 증조제를 제한없이 사용할 수 있다. 증조제로는, 예를 들어, 우레아 화합물, 리튬 비누, 칼슘 비누, 복합 리튬 비누, 복합 칼슘 비누, 실리카 겔, 폴리테트라플루오로에틸렌, 유기화 벤토나이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 증조제로는, 내열성이 우수한 점에서, 우레아 화합물이 바람직하고, 1 분자 중에 2 개의 우레아 결합을 갖는 디우레아 화합물이 보다 바람직하다.

디우레아 화합물로는, 예를 들어, 말단이 지방족기인 지방족 디우레아 화합물, 말단이 지환족기인 지환족 디우레아 화합물, 말단이 방향족기인 방향족 디우레아 화합물 등을 들 수 있다.

지방족 디우레아 화합물의 지방족 탄화수소기로는, 탄소수 8 ∼ 18 의 지방족 탄화수소기를 들 수 있다.

디우레아 화합물의 구체예로는, 예를 들어, 디이소시아네이트 (페닐렌디이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트 등) 와 모노아민 (옥틸아민, 도데실아민, 스테아릴아민, 시클로헥실아민, 아닐린, p-톨루이딘 등) 의 반응으로 얻어지는 화합물을 들 수 있다.

리튬 비누로는, 예를 들어, 스테아르산리튬, 12-하이드록시스테아르산리튬 등을 들 수 있다.

증조제는, 1 종이 단독으로 사용되어도 되고, 2 종 이상이 조합되어 사용되어도 된다.

＜다른 성분＞

본 발명의 그리스는, 필요에 따라, 상기 이외의 다른 성분을 함유해도 된다.

다른 성분으로는, 그리스에 통상적으로 사용되는 공지된 성분을 사용할 수 있고, 예를 들어, 극압제, 산화 방지제, 방청제, 유성 향상제, 금속 불활성화제 등의 첨가제를 들 수 있다.

극압제로는, 예를 들어, 유기 몰리브덴 화합물 (몰리브덴디티오카르바메이트, 몰리브덴디티오포스페이트 등), 유기 지방산 화합물 (올레산, 나프텐산, 숙신산 등), 유기 인 화합물 (트리옥틸포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리에틸포스페이트 등), 인산에스테르, 아연디티오카르바메이트, 안티몬디티오카르바메이트 등을 들 수 있다.

극압제는, 1 종이 단독으로 사용되어도 되고, 2 종 이상이 조합되어 사용되어도 된다.

산화 방지제로는, 예를 들어, 페놀계 산화 방지제 (2,6-디-t-부틸페놀, 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀, 테트라키스[메틸렌-3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 옥틸-3,5-디-t-부틸-4-하이드록시-하이드로신남산, 2-(2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸 등), 아민계 산화 방지제 (페닐-2-나프틸아민, 디페닐아민, 디(4-옥틸페닐)아민, 페닐렌디아민 등) 등을 들 수 있다.

산화 방지제는, 1 종이 단독으로 사용되어도 되고, 2 종 이상이 조합되어 사용되어도 된다.

방청제로는, 예를 들어, 유기 술폰산의 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염 (칼슘술포네이트, 마그네슘술포네이트, 바륨술포네이트 등), 다가 알코올 (소르비탄모노올레이트 등) 의 부분 에스테르 등을 들 수 있다.

방청제는, 1 종이 단독으로 사용되어도 되고, 2 종 이상이 조합되어 사용되어도 된다.

＜각 성분의 비율＞

본 발명의 그리스 100 질량％ 에 대한 기유의 비율은, 75 ∼ 93 질량％ 가 바람직하고, 80 ∼ 90 질량％ 가 보다 바람직하다. 기유의 비율이 상기 하한치 이상이면, 롤링 베어링의 전동면에 그리스 또는 기유가 공급되기 쉽다. 기유의 비율이 상기 상한치 이하이면, 그리스는 반고형상으로서, 잘 누설되지 않고 잘 비산되지 않는다.

기유 100 질량％ 에 대한 광유의 비율은, 10 ∼ 40 질량％ 가 바람직하고, 20 ∼ 30 질량％ 가 보다 바람직하다. 광유의 비율이 상기 하한치 이상이면, 우수한 내구성과 토크 평활성의 밸런스가 잡힌 그리스가 얻어지기 쉬워진다. 광유의 비율이 상기 상한치 이하이면, 아웃 가스량이 충분히 저감된 그리스가 얻어지기 쉬워진다.

기유 100 질량％ 에 대한 PAO 의 비율은, 50 ∼ 90 질량％ 가 바람직하고, 60 ∼ 80 질량％ 가 보다 바람직하다. PAO 의 비율이 상기 하한치 이상이면, 아웃 가스량이 충분히 저감된 그리스가 얻어지기 쉬워진다. PAO 의 비율이 상기 상한치 이하이면, 우수한 내구성과 토크 평활성의 밸런스가 잡힌 그리스가 얻어지기 쉬워진다.

기유 100 질량％ 에 대한 광유와 PAO 의 합계의 비율은, 70 질량％ 이상이 바람직하고, 80 질량％ 이상이 보다 바람직하고, 90 질량％ 이상이 더욱 바람직하다. 광유와 PAO 의 합계의 비율이 상기 하한치 이상이면, 저토크의 그리스가 얻어지기 쉬워진다. 상기의 광유와 PAO 의 합계의 비율의 상한치는 100 질량％ 이다.

본 발명의 그리스에서는, 아웃 가스량의 저감과 우수한 내구성을 양립시키기 쉬운 점에서, 기유 중의 광유의 비율보다 PAO 의 비율 쪽이 많은 것이 바람직하다.

기유 중의 광유에 대한 PAO 의 질량비 (PAO/광유) 는, 1.25 ∼ 9 가 바람직하고, 1.5 ∼ 4 가 보다 바람직하다. 상기 질량비가 상기 하한치 이상이면, 아웃 가스량이 저감되기 쉬워진다. 상기 질량비가 상기 상한치 이하이면, 내구성, 토크 평활성이 높아지기 쉬워진다.

본 발명의 그리스 100 질량％ 에 대한 증조제의 비율은, 7 ∼ 20 질량％ 가 바람직하고, 10 ∼ 15 질량％ 가 보다 바람직하다. 증조제의 비율이 상기 하한치 이상이면, 잘 누설되지 않고 잘 비산되지 않는 그리스가 얻어지기 쉬워진다. 증조제의 비율이 상기 상한치 이하이면, 롤링 베어링의 전동면에 그리스 또는 기유가 공급되기 쉬워진다.

본 발명의 그리스 100 질량％ 에 대한 극압제의 비율은, 0.2 ∼ 4 질량％ 가 바람직하고, 0.5 ∼ 2 질량％ 가 보다 바람직하다.

본 발명의 그리스 100 질량％ 에 대한 방청제의 비율은, 0.2 ∼ 4 질량％ 가 바람직하고, 0.5 ∼ 2 질량％ 가 보다 바람직하다.

[정보 기록 재생 장치]

본 발명의 롤링 베어링, 롤링 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치는, 본 발명의 그리스를 사용하는 것 이외에는 공지된 양태를 채용할 수 있다. 이하, 본 발명의 롤링 베어링, 롤링 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치의 일례를 나타내어 설명한다.

본 실시형태의 정보 기록 재생 장치 (1) 는, 디스크 (자기 기록 매체) (D) 에 대해 수직 기록 방식으로 기록을 실시하는 장치로서, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 디스크 (D) 와, 스윙 아암 (2) 과, 광 도파로 (3) 와, 레이저 광원 (4) 과, 헤드 짐벌 어셈블리 (HGA) (5) 와, 롤링 베어링 장치 (6) 와, 액추에이터 (7) 와, 스핀들 모터 (회전 구동부) (8) 와, 제어부 (9) 와, 하우징 (10) 을 구비하고 있다.

하우징 (10) 은, 정보 기록 재생 장치 (1) 에 있어서의 각 구성 부분을 수용하는 것이다.

하우징 (10) 은, 평면에서 보아 사각 형상의 바닥부 (10a) 와, 바닥부 (10a) 의 둘레 가장자리로부터 세워 형성하는 둘레 벽부 (도시하지 않음) 와, 둘레 벽부의 상부에 착탈 가능하게 고정되고, 개구부를 막는 덮개체 (도시하지 않음) 를 구비한다. 하우징 (10) 에서는, 바닥부 (10a) 상에 있어서의 둘레 벽부의 내측에, 각 구성품이 수용되게 되어 있다. 도 1 에서는, 편의상, 둘레 벽부 및 덮개체를 생략하고 있다.

하우징 (10) 의 재질은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 알루미늄 등의 금속 재료를 들 수 있다.

하우징 (10) 의 바닥부 (10a) 의 대략 중심에 스핀들 모터 (8) 가 장착되어 있다. 또, 디스크 (D) 의 중심에 형성된 중심공이 스핀들 모터 (8) 에 끼워넣어짐으로써, 3 장의 디스크 (D) 가 자유롭게 착탈할 수 있게 장착되어 있다. 스핀들 모터 (8) 에 의해, 회전축선 (L1) 을 축으로 디스크 (D) 를 일정 방향으로 회전시킬 수 있도록 되어 있다.

하우징 (10) 의 바닥부 (10a) 의 하나의 우각부에, 디스크 (D) 의 외측에 위치하도록 액추에이터 (7) 가 장착되어 있다. 액추에이터 (7) 에는, 디스크 (D) 를 향하여 연장되는 스윙 아암 (2) 이 연결되어 있다. 스윙 아암 (2) 의 기단측의 부분에는 롤링 베어링 장치 (6) 가 형성되어 있다. 액추에이터 (7) 에 의한 구동에 의해, 스윙 아암 (2) 이 롤링 베어링 장치 (6) 의 회전축선 (L2) 을 축으로 수평면 내에서 회동하도록 되어 있다.

스윙 아암 (2) 은, 액추에이터 (7) 에 연결되는 기부 (2a) 와, 기부 (2a) 로부터 디스크 (D) 를 향하여 연장 형성된 아암부 (2b) 를 구비한다. 스윙 아암 (2) 은, 예를 들어, 기부 (2a) 와 아암부 (2b) 를 절삭 가공 등에 의해 일체 형성함으로써 얻어진다.

기부 (2a) 는 대략 직방체 형상이고, 롤링 베어링 장치 (6) 를 둘러싸도록 롤링 베어링 장치 (6) 에 회동 가능하게 지지되어 있다.

아암부 (2b) 는 평판상이고, 또한 기단부로부터 선단부를 향하여 끝이 가늘어지는 테이퍼 형상이 되어 있다. 아암부 (2b) 는, 기부 (2a) 에 있어서의 액추에이터 (7) 가 장착된 후면 (2c) 과 반대측의 전면 (우각부와 반대측의 면) (2d) 으로부터 기부 (2a) 의 상면의 면방향 (수평면 내 방향) 으로 연장되도록 형성되어 있다.

또, 이 예의 스윙 아암 (2) 에서는, 3 장의 아암부 (2b) 가 기부 (2a) 의 높이 방향 (수직 방향) 으로, 각 아암부 (2b) 사이에 디스크 (D) 가 끼워지도록 형성되어 있다. 요컨대, 아암부 (2b) 와 디스크 (D) 가 서로 높이 방향으로 교대로 위치하도록 배치되어 있고, 액추에이터 (7) 의 구동에 의해 아암부 (2b) 가 디스크면 (디스크 (D) 의 표면) (D1) 에 평행한 방향으로 이동하게 되어 있다.

스윙 아암 (2) 에 있어서의 아암부 (2b) 의 선단에는 헤드 짐벌 어셈블리 (5) 가 형성되어 있다. 스윙 아암 (2) 의 기부 (2a) 의 측면부에는 레이저 광원 (4) 이 형성되어 있다. 스윙 아암 (2) 의 기부 (2a) 및 아암부 (2b) 에는, 레이저 광원 (4) 과 헤드 짐벌 어셈블리 (5) 를 연결하는 광 도파로 (3) 가 형성되어 있다. 이로써, 레이저 광원 (4) 으로부터 광 도파로 (3) 를 통하여 헤드 짐벌 어셈블리 (5) 에 광을 공급할 수 있게 되어 있다.

헤드 짐벌 어셈블리 (5) 는, 서스펜션 (5a) 과, 서스펜션 (5a) 의 선단에 장착된 슬라이더 (5b) 를 구비하고 있다.

슬라이더 (5b) 는 근접장 광발생 소자를 갖고 있다. 레이저 광원 (4) 으로부터 광이 슬라이더 (5b) 로 유도되었을 때에 그 근접장 광발생 소자로부터 근접장 광이 발생된다. 그 근접장 광을 이용함으로써, 디스크 (D) 에 각종 정보를 기록하거나 재생시키거나 할 수 있다.

근접장 광발생 소자는, 예를 들어, 광학적 미소 개구나, 나노미터 사이즈로 형성된 돌기부 등에 의해 구성된다.

헤드 짐벌 어셈블리 (5) 는, 액추에이터 (7) 의 구동에 의해, 스윙 아암 (2) 의 아암부 (2b) 와 함께 디스크면 (D1) 에 평행한 방향으로 이동한다. 또한, 스윙 아암 (2) 및 헤드 짐벌 어셈블리 (5) 는, 디스크 (D) 의 회전 정지시에는 액추에이터 (7) 의 구동에 의해 디스크 (D) 상으로부터 퇴피하도록 되어 있다.

제어부 (9) 는, 레이저 광원 (4) 과 접속되어 있다. 제어부 (9) 에 있어서는, 정보에 따라 변조된 전류에 의해, 헤드 짐벌 어셈블리 (5) 의 슬라이더 (5b) 에 공급하는 광의 광속을 제어할 수 있도록 되어 있다.

[롤링 베어링 장치]

롤링 베어링 장치 (6) 는, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 샤프트 (20) 와, 샤프트 (20) 의 외측에 샤프트 (20) 와 동축 상에 설치된 슬리브 (21) 와, 샤프트 (20) 와 슬리브 (21) 사이에 설치된 2 개의 롤링 베어링 (22) 을 구비한다.

샤프트 (20) 는, 원기둥 형상의 봉상 부재이고, 하우징 (10) 의 바닥부 (10a) 로부터 세워 형성되어 있다. 샤프트 (20) 의 중심축이 스윙 아암 (2) 이 회동할 때의 회전축선 (L2) 이 된다.

샤프트 (20) 에 있어서의 하우징 (10) 의 바닥부 (10a) 측의 부분에는, 본체부 (20a) 보다 확경된 플랜지부 (20b) 와, 본체부 (20a) 보다 축경된 축경부 (20c) 가 기단을 향하여 순서대로 형성되어 있다. 축경부 (20c) 의 외주면에는 수나사 (20d) 가 형성되어 있다. 하우징 (10) 의 바닥부 (10a) 에 형성된 구멍 (10b) 에 샤프트 (20) 의 축경부 (20c) 를 삽입하고, 구멍 (10b) 의 내주면에 형성된 암나사 (10c) 와 축경부 (20c) 의 수나사 (20d) 를 나사 결합함으로써, 샤프트 (20) 가 하우징 (10) 의 바닥부 (10a) 에 세워 형성된다. 이 때, 플랜지부 (20b) 의 하면이 하우징 (10) 의 바닥부 (10a) 에 접함으로써, 샤프트 (20) 의 높이 방향의 위치 결정이 이루어진다.

슬리브 (21) 는, 원통 형상으로 형성된 부재이다. 슬리브 (21) 의 내경은, 플랜지부 (20b) 의 외경과 대략 동직경으로 되어 있다.

슬리브 (21) 는, 샤프트 (20) 를 직경 방향 외측으로부터 둘러싸도록, 또한 그 내주면이 샤프트 (20) 의 외주면에 대해 소정 간격으로 이간되도록 설치되어 있다. 샤프트 (20) 의 중심축과 슬리브 (21) 의 중심축은 일치하게 되어 있다.

또, 슬리브 (21) 는, 스윙 아암 (2) 의 기부 (2a) 에 형성된 장착공 (2e) 내에 직접 압입되거나, 파형으로 형성된 금속링 등의 탄성체를 개재하여 압입되거나, 또는 접착 끼워맞춰짐으로써, 스윙 아암 (2) 과 일체적으로 조합되어 있다.

슬리브 (21) 의 내주면에 있어서의 높이 방향의 중앙부에는, 둘레 방향으로 전체 둘레에 걸쳐 내측으로 돌출되는 스페이서부 (21a) 가 형성되어 있다. 샤프트 (20) 와 슬리브 (21) 사이에 있어서는, 스페이서부 (21a) 의 상하에 각각 2 개의 롤링 베어링 (22) 이 설치되고, 그것들 2 개의 롤링 베어링 (22) 의 간격이 소정 거리로 유지되도록 되어 있다.

[롤링 베어링]

롤링 베어링 장치 (6) 에 구비되어 있는 2 개의 롤링 베어링 (22) 은 동일한 것이다.

롤링 베어링 (22) 은, 도 3 ∼ 6 에 나타내는 바와 같이, 내륜 (30) 과, 외륜 (31) 과, 리테이너 (32) 와, 복수의 전동체 (33) 와, 2 개의 실드판 (34) 을 구비한다.

PIVOT 에서 사용되는 베어링은, 내경 4 ∼ 7 ㎜, 외경 7 ∼ 10 ㎜, 폭 1 ∼ 3.5 ㎜ 정도이다. 볼 직경은 0.8 ∼ 1 ㎜ 정도이다. 볼 수는 일반적으로 11 ∼ 13 개 정도이다. 내외륜에는 스테인리스강, 볼에는 베어링강 (SUJ2) 혹은 내외륜과 동일한 스테인리스강이 사용된다. 여압은 200 ∼ 1200 gf 정도가 가해져 사용된다.

내륜 (30) 은 원통상의 부재이다.

내륜 (30) 의 내경은, 샤프트 (20) 의 삽입이 가능한 치수로 된다. 본 실시형태에서는, 내륜 (30) 의 내경은, 샤프트 (20) 의 외경보다 약간 크게 되어 있다. 내륜 (30) 의 내측에 샤프트 (20) 가 삽입되고, 접착제 등으로 내륜 (30) 이 샤프트 (20) 에 고정된다.

또한, 내륜 (30) 의 내경은, 샤프트 (20) 에 설치할 수 있는 범위이면, 샤프트 (20) 의 외경과 동일하거나, 약간 작게 되어 있어도 된다. 이 경우에는, 내륜 (30) 에 샤프트 (20) 가 압입 고정된다.

롤링 베어링 (22) 에서는, 내륜 (30) 에 샤프트 (20) 에 대해 축 방향으로 상대적으로 예압이 부여된 상태에서 내륜 (30) 을 샤프트 (20) 에 고정시키는, 이른바 내륜 예압을 채용할 수 있다. 이로써, 롤링 베어링 (22) 을 고강성화할 수 있고, 롤링 베어링 장치 (6) 의 공진 주파수 (공진점) 를 높게 할 수 있다. 그 때문에, 보다 고속 회전에 대응 가능한 롤링 베어링 장치 (6) 가 된다.

또한, 롤링 베어링 (22) 에서는, 외륜 (31) 에 샤프트 (20) 에 대해 축 방향으로 상대적으로 예압이 부여된 상태에서 외륜 (31) 을 슬리브 (21) 에 고정시키는, 이른바 외륜 예압을 채용해도 된다.

내륜 (30) 의 외주면에 있어서의 축방향의 중간부에는, 전동체 (33) 의 전동을 가이드하는 오목조 (條) 의 내륜 전동면 (30a) 이 내륜 (30) 의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 내륜 전동면 (30a) 은, 내륜 (30) 의 중심축을 통과하는 평면으로 절단했을 때의 단면 형상이 원호상으로 되어 있다.

내륜 (30) 의 재질로는, 예를 들어 스테인리스 등의 금속 재료를 들 수 있다. 내륜 (30) 은, 예를 들어 단조나 기계 가공 등에 의해 제조할 수 있다.

외륜 (31) 은, 내륜 (30) 보다 직경이 큰, 내륜 (30) 과 동일한 원통상의 부재이다.

외륜 (31) 은 슬리브 (21) 의 내측에 고정됨으로써, 내륜 (30) 의 외측에 내륜 (30) 으로부터 이간된 상태에서 설치된다. 내륜 (30) 과 외륜 (31) 은, 그것들의 중심축이 모두 샤프트 (20) 의 중심축과 일치하도록 동축 상에 설치된다.

외륜 (31) 의 내주면에 있어서의 축 방향의 중간부에는, 내륜 (30) 의 내륜 전동면 (30a) 과 대향하도록, 전동체 (33) 의 전동을 가이드하는 오목조의 외륜 전동면 (31a) 이 외륜 (31) 의 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있다. 외륜 전동면 (31a) 은, 외륜 (31) 의 중심축을 통과하는 평면으로 절단했을 때의 단면 형상이 원호상으로 되어 있다.

외륜 (31) 의 재질로는, 예를 들어 스테인리스 등의 금속 재료를 들 수 있다. 내륜 (30) 은, 예를 들어 단조나 기계 가공 등에 의해 제조할 수 있다.

리테이너 (32) 는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 원환상의 본체부 (32a) 와, 본체부 (32a) 의 상부로부터 형성되고, 선단을 향하여 서로의 거리가 접근하도록 원호상으로 솟아오르는 7 쌍의 클로부 (32b, 32c) 를 구비한다. 7 쌍의 클로부 (32b, 32c) 는 리테이너 (32) 의 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 각각의 쌍이 된 클로부 (32b) 와 클로부 (32c) 의 내측에는 전동체 (33) 를 전동 가능하게 유지하는 정면에서 보아 대략 원상의 볼 포켓 (B) 이 형성되어 있다.

또한, 클로부의 쌍의 수, 즉 볼 포켓 (B) 의 수는, 7 개로는 한정되지 않고, 6 개 이하여도 되고, 8 개 이상이어도 된다.

리테이너 (32) 의 내경은 내륜 (30) 의 외경보다 크고, 또 리테이너 (32) 의 외경은 외륜 (31) 의 내경보다 작게 되어 있다. 내륜 (30) 과 외륜 (31) 사이에 리테이너 (32) 가 설치된 상태에서, 각각의 볼 포켓 (B) 에 전동체 (33) 가 각각 전동 가능하게 유지된다. 이와 같이, 내륜 (30) 및 외륜 (31) 과 리테이너 (32) 가 서로 간섭하지 않는 상태에서, 내륜 (30) 의 내륜 전동면 (30a) 과 외륜 (31) 의 외륜 전동면 (31a) 사이에 전동체 (33) 가 배치된다.

리테이너 (32) 는, 각각의 볼 포켓 (B) 에 각각 전동체 (33) 를 전동 가능하게 유지한 상태에서 중심축 (L2) 둘레를 회전할 수 있도록 되어 있다.

리테이너 (32) 의 재질로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 폴리아미드 수지 등의 수지를 들 수 있다.

리테이너 (32) 의 상부에 있어서의 1 쌍의 클로부 (32b, 32c) 와, 그 옆의 한 쌍의 클로부 (32b, 32c) 사이에는, 볼 포켓 (B) 에 비하여 깊이가 얕은 그리스 포켓 (G) 이 형성되어 있다. 즉, 리테이너 (32) 에는, 복수 쌍의 클로부 (32b, 32c) 에 의해 둘레 방향으로 볼 포켓 (B) 과 그리스 포켓 (G) 이 교대로 형성되어 있다.

그리스 포켓 (G) 에 본 발명의 그리스가 배치되고, 볼 포켓 (B) 에 전동체 (33) 가 배치된 상태에서 리테이너 (32) 와 함께 전동체 (33) 가 회동할 때에는, 그리스 포켓 (G) 으로부터 내륜 (30) 및 외륜 (31) 과 전동체 (33) 사이에 그리스가 스며나와, 그리스에 의한 윤활 효과가 얻어진다.

그리스 포켓 (G) 을 이용하여 롤링 베어링 (22) 에 그리스를 사용함으로써, 그리스의 사용량을 줄일 수 있다. 이로써, 그리스량이 과도해져 롤링 베어링 (22) 의 토크가 증대되는 것이 억제되기 쉬워지고, 또 디스크 (D) 로의 읽고 쓰기를 위하여 요구되는 충분한 클린도가 얻어지기 쉬워진다.

이 예의 전동체 (33) 는 구상이다. 전동체 (33) 는, 내륜 (30) 의 내륜 전동면 (30a) 과 외륜 (31) 의 외륜 전동면 (31a) 사이에 있어서, 리테이너 (32) 의 볼 포켓 (B) 내에 배치되고, 내륜 전동면 (30a) 과 외륜 전동면 (31a) 을 따라 전동하도록 되어 있다. 각각의 전동체 (33) 는, 리테이너 (32) 에 의해 둘레 방향으로 균등하게 배열된다.

전동체 (33) 의 수는, 이 예에서는 7 개이지만, 리테이너 (32) 에 있어서의 볼 포켓 (B) 의 수에 따라 결정하면 되고, 6 개 이하여도 되고, 8 개 이상이어도 된다.

전동체 (33) 의 재질로는, 예를 들어, 베어링강 등의 금속 재료를 들 수 있다.

실드판 (34) 은, 내륜 (30) 과 외륜 (31) 사이에 형성된 원환상의 공간의 상하를 막는 환상의 판부재이다. 실드판 (34) 은, 내륜 (30) 과 외륜 (31) 사이에 있어서의 리테이너 (32) 및 복수의 전동체 (33) 의 상하에 설치된다. 각각의 실드판 (34) 은, 그 외주 가장자리부가 외륜 (31) 에 형성된 걸어맞춤용 환상 홈부 (40) 내에 들어간 상태에서 외륜 (31) 에 고정되어 있다.

(작용 기구)

정보 기록 재생 장치 (1) 에서는, 롤링 베어링 (22) 에 있어서의 리테이너 (32) 의 그리스 포켓 (G) 에 본 발명의 그리스를 배치한다. 액추에이터 (7) 의 구동에 의해 스윙 아암 (2) 이 회동할 때에는, 그리스 포켓 (G) 에 배치한 그리스가 내륜 (30) 및 외륜 (31) 과 리테이너 (32) 의 측면을 통과하여, 내륜 (30) 및 외륜 (31) 과 전동체 (33) 사이에 공급되어, 그리스에 의한 윤활 효과가 발휘된다.

정보 기록 재생 장치 (1) 에 있어서는, 본 발명의 그리스를 사용하고 있기 때문에, 아웃 가스량이 충분히 저감되고 있다. 그 때문에, 아웃 가스가 헤드 짐벌 어셈블리와 디스크 (D) 의 간극 등에 잘 모이지 않아, 안정적으로 읽고 쓰기를 실시할 수 있다. 또, 우수한 내구성을 확보할 수 있어, 저토크로 토크 평활 성이 우수한 상태를 장기간 유지할 수 있다.

(다른 실시형태)

또한, 본 발명의 롤링 베어링, 롤링 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치는, 본 발명의 그리스를 사용한 것이면 되고, 상기한 것에는 한정되지 않는다.

예를 들어, 롤링 베어링 (22), 롤링 베어링 장치 (6) 를 구비하는 정보 기록 재생 장치 (1) 는 근접장 광을 이용하는 것이었지만, 본 발명의 그리스를 사용한 롤링 베어링 및 롤링 베어링 장치를 구비하는 일반적인 HDD 나 광디스크 (D) 장치등이어도 된다.

또, 롤링 베어링 장치는, 슬리브를 구비하지 않는 것이어도 된다. 구체적으로는, 예를 들어, 샤프트의 외측에 있어서 축방향으로 이간되어 배치되는 2 개의 롤링 베어링 사이에, 서로의 롤링 베어링의 간격을 소정 거리로 유지하는 환상의 스페이서 링을 구비하고, 슬리브를 구비하지 않는 롤링 베어링 장치로 해도 된다. 이 경우에는, 스윙 아암의 기부에 형성된 장착공에 롤링 베어링의 외륜이 직접 압입되거나 또는 접착 끼워 맞춰지는 양태로 할 수 있다.

또, 롤링 베어링에 있어서의 전동체는, 원통상의 롤러여도 된다.

[실시예]

이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이하의 기재에 의해서는 한정되지 않는다.

본 실시예에 있어서의 광유, PAO 및 기유의 동점도는, 캐논-펜스케 점도계를 사용하여 JIS K 2283 에 준거하여 40 ℃ 에서 측정한 것이다.

[실시예 1 ∼ 5, 참고예 1]

실시예 1 ∼ 5 의 각 그리스를 이하와 같이 조제하였다.

＜실시예 1＞

정제 광유 (API 기유 카테고리에서 그룹 Ⅲ 으로 분류되는 것. 동점도 ν₁ ＝ 47 ㎟/s) 와 PAO (동점도 ν₂ ＝ 30 ㎟/s) 를 질량비 3 : 7 로 혼합하여, 기유 (동점도 ν ＝ 34 ㎟/s) 로 하였다.

상기 기유에 지방족 모노아민과 디이소시아네이트를 첨가하고, 기유 중에서 60 ∼ 80 ℃ 에서 반응시켜 지방족 디우레아 (증조제) 를 생성하고, 반응 생성물을 최고 온도 200 ℃ 까지 가열하여 그리스를 얻었다. 이것에 산화 방지제, 방청제 및 극압제를 첨가하고 3 개 롤 밀로 혼련하여 실시예 1 의 그리스를 제조하였다.

각 성분의 비율은, 그리스 100 질량％ 에 대해, 기유가 85.0 질량％, 증조제가 12.5 질량％, 산화 방지제가 0.5 질량％, 방청제가 1.0 질량％, 극압제가 1.0 질량％ 였다.

＜실시예 2＞

실시예 1 과 동일한 기유에 지방족 모노아민과 디이소시아네이트를 첨가하고, 기유 중에서 60 ∼ 80 ℃ 에서 반응시켜 지방족 디우레아를 생성하고, 반응 생성물을 최고 온도 180 ℃ 까지 가열하여 그리스를 얻은 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지로 하여 실시예 2 의 그리스를 제조하였다.

＜실시예 3, 4＞

3 개 롤 밀의 혼련 조건 (롤을 통과시키는 횟수, 롤 체결압) 을 바꾼 것 이외에는, 실시예 2 와 마찬가지로 하여 실시예 3, 4 의 그리스를 제조하였다.

＜실시예 5＞

극압제를 첨가하지 않은 것 이외에는, 실시예 2 와 마찬가지로 하여 실시예 5 의 그리스를 제조하였다.

각 성분의 비율은, 그리스 100 질량％ 에 대해, 기유가 86.0 질량％, 증조제가 12.5 질량％, 산화 방지제가 0.5 질량％, 방청제가 1.0 질량％ 로 하였다.

＜참고예 1＞

참고예 1 로는, 시판되는 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스 α 를 사용하였다. 그리스 α 는 증조제로서 우레아 화합물을, 기유로서 PAO 와 광유를 함유한다.

상기 실시예 1 ∼ 5 및 참고예 1 의 각 그리스에 대해, h_C, T_W 를 이하와 같이 측정하였다. 또, 상기 각 그리스에 대해, 아웃 가스량의 측정, 산화 안정도 시험, 내구 시험, 그리스 범프 시험, 토크 평활성 시험, 내마모성 시험을 하기와 같이 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

(EHL 막의 막두께 h_C 의 측정)

상기 각 그리스가 도포된 유리 디스크의 면에 강구를 롤링 접촉시켜, 그 때의 접촉역의 막두께를 2 색 광간섭법에 의해 구하였다.

상기 2 색 광간섭법에 의한 EHL 막의 막두께의 측정 장치로는, 도 7 에 나타내는 측정 장치 (100) 를 사용하였다.

측정 장치 (100) 는, 크롬이 증착되어 형성된 크롬막 (111) 을 하방의 면에 구비하는 원반상의 유리 디스크 (110) 를 갖는다. 상기 유리 디스크 (110) 는, 그 유리 디스크 (110) 를 둘레 방향으로 회전 가능하게 하는 회전축 (115) 으로 축 지지되어 있다.

상기 유리 디스크 (110) 의 하방에는, 베어링용 강구 (120) 가 구비되고, 그 베어링용 강구 (120) 는, 회전축 (121) 에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한 상기 베어링용 강구 (120) 는, 그 하방으로부터 롤러 (도시하지 않음) 로 지지되고 임의의 접촉 하중 (X) 이 가해지도록 되어 있다.

상기 유리 디스크 (110) 의 상방에는, 반사광로 (150) 가 형성되고, 그 반사광로 (150) 의 도중에는, 광원 (도시하지 않음) 으로부터 조사된 광 (L) 이 입사하는 입사광로 (140) 가 접속되어 있다. 상기 반사광로 (150) 의 상방에는, 고속 비디오 카메라 (130) 가 구비되어 있다. 상기 입사광로 (140) 의 도중에는, 상기 광 (L) 으로부터 특정 파장의 광을 투과시키는 광학 필터 (141) 가 형성되고, 상기 반사광로 (150) 의 도중에는, 상기 광학 필터 (141) 를 투과한 광을 유리 디스크 (110) 로 이송하는 미러 (151) 가 형성되어 있다.

상기 유리 디스크로서, 직경 115 ㎜, 두께 16 ㎜, 세로 탄성 계수 75 ㎬ 의 유리 디스크를 사용하였다. 상기 강구로서, 직경 19.05 ㎜, 세로 탄성 계수 206 ㎬ 의 베어링용 강구를 사용하였다. 상기 유리 디스크 (110) 와 베어링용 강구 (120) 의 접촉 하중 (X) 은 150 N, 최대 헤르츠압 1.04 ㎬ 로 하였다.

다음으로, 측정 장치 (100) 를 사용한 EHL 막의 막두께 h_C 의 측정 방법에 대해 설명한다.

광원 (도시하지 않음) 으로부터 조사된 광 (L) 은, 입사광로 (140) 의 도중에 형성된 광학 필터 (141) 에 의해 파장 555 ㎚ (녹색), 640 ㎚ (적색) 를 중심으로 하는 광이 된다. 이 광은, 반사광로 (150) 의 도중에 형성된 미러 (151) 에 의해 유리 디스크 (110) 로 이송되고, 유리 디스크 (110) 의 하면에 형성된 크롬막 (111) 및 베어링용 강구 (120) 의 표면에서 반사된다. 이 때, 상기 크롬막 (111) 에서 반사된 반사광과 베어링용 강구 (120) 의 표면에서 반사된 반사광의 광로 차에 의해 간섭 무늬가 발생한다.

이 간섭 무늬를 고속 비디오 카메라 (130) 에 의해 촬영하여 간섭 이미지를 얻었다. 상기 간섭 이미지로부터, 미리 작성해 둔 검량표에 의해, 크롬막 (111) 및 베어링용 강구 (120) 사이에 개재되는 그리스 (160) 의 EHL 막의 막두께를 구하였다.

그리스의 도포 방법으로는, 유리 디스크 (110) 의 크롬이 증착된 면의 베어링용 강구 (120) 의 궤도면이 되는 영역에, 상정되는 그리스의 EHL 막의 막두께보다 충분히 커지도록 (예를 들어 도포된 그리스의 두께가 0.3 ㎜ 가 되도록), 주걱을 사용하여 균일하게 도포하였다. 유리 디스크의 주속도는 1 ㎜/s 로 하고, 유리 디스크 (110) 의 운전을 개시한 후 1 주할 때까지의 동안에 10 장의 간섭 이미지를 고속 비디오 카메라 (130) 로 촬영하였다. 상기 10 장의 간섭 이미지의 접촉역 중앙에 있어서의 막두께를 구하고, 그 평균치를 h_C 로 하였다. 시험시의 분위기 온도는 22.5 ± 0.5 ℃ 로 하였다. 또한, 운전을 개시한 후 1 주한 후에, 유리 디스크 (110) 에 있어서의 베어링용 강구 (120) 의 궤도면에 도포한 그리스의 두께를 관찰하고, 그 두께가 처음에 도포한 그리스의 두께보다 얇아져 그 양측에 그리스의 둑이 생긴 것, 즉 유리 디스크 (110) 와 베어링용 강구 (120) 사이에 충분히 그리스가 공급된 것을 확인하였다. 또, 참고로 검량표의 일부를 표 2 에 나타낸다.

도 8a ∼ 8c 에, 도 7 의 측정 장치에서 관찰된 EHL 막의 간섭 이미지의 일례를 나타낸다. 도 8a 는, 참고예 1 의 그리스에 대해 관찰된 EHL 막의 간섭 이미지이다. 도 8b 는, 실시예 1 의 그리스에 대해 관찰된 EHL 막의 간섭 이미지이다. 도 8c 는, 실시예 2 의 그리스에 대해 관찰된 EHL 막의 간섭 이미지이다.

도 8a ∼ 8c 에 있어서, 원형의 영역이 유리 디스크 (110) 와 베어링용 강구 (120) 의 접촉역이다. 접촉역 중앙은, 상기 원형 영역의 중앙 (원의 중심) 이다.

또한, 미리 작성해 둔 검량표로부터, 도 8a ∼ 8c 의 접촉역 중앙 (200, 210, 220) 의 막두께는, 각각 17 ㎚, 60 ㎚, 60 ㎚ 이다. 본 발명의 h_C 는, 각 그리스에 대해 관찰된 10 장의 간섭 이미지에 대해 접촉역 중앙에 있어서의 막두께를 각각 구하고, 이것을 산술 평균한 값이다.

또, 도 8a 의 202, 도 8b 의 212, 도 8c 의 222 는, 각각의 간섭 이미지에 있어서 막두께가 최대가 되는 지점으로서, 각각 60 ㎚, 219 ㎚, 149 ㎚ 이다. 본 발명에 있어서의 접촉역에 있어서의 막두께의 최대치 (h_L) 는, 10 장의 간섭 이미지에 대해, 각각 접촉역에 있어서의 막두께의 최대치를 구하고, 이것을 산술 평균한 값이다. 또, 본 발명에 있어서의 접촉역에 있어서의 막두께의 최소치 (h_S) 는, 10 장의 간섭 이미지에 대해 각각 구해진 접촉역 중앙의 막두께 중 최소의 값이다.

이와 같은 저속도 (주속도 1 ㎜/s) 의 동작에 있어서, 참고예 1 (시판되는 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스 α) 의 EHL 막의 막두께는 17 ㎚ 였다 (도 8a). 상기 서술한 바와 같이, 통상적으로, 정보 기록 재생 장치 (1) 의 롤링 베어링 (22) 의 합성 표면 조도는 20 ㎚ 정도이다. 참고예 1 (시판되는 그리스 α) 의 EHL 막의 막두께는, 이와 같은 저속도의 동작에 있어서 정보 기록 재생 장치 (1) 의 롤링 베어링 (22) 의 합성 표면 조도보다 작아졌다.

이에 반하여, 실시예 1, 실시예 2 의 그리스의 EHL 막의 막두께는, 모두 60 ㎚ 로서 (도 8b, 도 8c), 상기 합성 표면 조도보다 충분히 크다. 이것은, 본 발명에 있어서, 증조제의 사이즈 (증조제의 폭) 를 조정함으로써, 이와 같은 저속도의 환경이어도 EHL 막의 막두께를 크게 유지할 수 있는 것으로 생각된다. 이로써, 본 발명의 그리스는, 이와 같은 저속도의 환경이어도 슬라이딩 부품의 직접 접촉을 억제할 수 있어 내구성을 높일 수 있다.

(그리스 중의 증조제의 폭의 측정)

도 9 ∼ 11 에, SEM 을 사용하여 관찰된 증조제의 SEM 화상을 나타낸다. 배율은 5000 ∼ 30000 배로 하였다 (또한, 배율을 올리면 핀트가 잘 맞지 않기 때문에, 가능한 한 저배율로 관찰하였다).

도 9 는, 참고예 1 의 증조제의 SEM 화상 (30000 배) 이다. 도 10 은, 실시예 1 의 그리스 중의 증조제의 SEM 화상 (5000 배) 이다. 도 11 은, 실시예 2 의 그리스 중의 증조제의 SEM 화상 (5000 배) 이다.

도 9 ∼ 11 중의 W 는, 각 그리스의 증조제의 길이 방향의 중앙의 폭 (W) 이고, 도 9 에서는 15 ㎚, 도 10 에서는 30 ㎚, 도 11 에서는 40 ㎚ 이다.

본 발명에 있어서의 T_W 는, 상기 측정을 각 그리스의 증조제에 대해 임의로 선택한 5 개의 증조제에 대해 실시하고, 이것을 산술 평균한 값이다.

(내구 시험)

도 3 ∼ 6 에 예시한 롤링 베어링 장치 (6) 를 제작하고, 리테이너 (32) 의 그리스 포켓 (G) 에 각 예의 그리스를 배치하고, 하기의 동작 조건으로 연속 동작을 실시하게 하여, 연속 동작 전의 초기 토크에 대한 연속 동작 후의 토크의 비로서 토크 변동폭 (해시) 을 측정하였다.

≪동작 조건≫

동작 주파수 : 30 ㎐

동작 각도 : 10 deg

동작 시간 : 100 시간

동작 환경 온도 : 80 ℃

(그리스 범프 시험)

도 3 ∼ 6 에 예시한 롤링 베어링 장치 (6) 를 제작하고, 리테이너 (32) 의 그리스 포켓 (G) 에 각 예의 그리스를 배치하고, 하기의 동작 조건으로 연속 동작을 실시하게 하여, 연속 동작 직후의 토크를 측정하고, 이하의 기준에 따라 평가하였다.

≪동작 조건≫

동작 주파수 : 15 ㎐

동작 각도 : 5 deg

동작 시간 : 50 시간

동작 환경 온도 : 실온

≪평가 기준≫

○ : 연속 동작 전의 초기 토크에 비하여 연속 동작 직후의 토크가 거의 변화되지 않는다.

× : 연속 동작 전의 초기 토크에 비하여 연속 동작 직후의 토크가 크게 변화된다.

(토크 평활성 시험)

도 3 ∼ 6 에 예시한 롤링 베어링 장치 (6) 를 제작하고, 리테이너 (32) 의 그리스 포켓 (G) 에 각 예의 그리스를 배치하였다. 상기 롤링 베어링 장치 (6) 의 동작을 개시한 후 1 회전시켰을 때 (초기 단계) 의 토크의 변동폭을 측정하고, 이하의 평가 기준에 따라 평가하였다. 또한, 이 초기 단계의 토크의 변동폭이 크면, 디스크로의 읽고 쓰기의 제어에 영향이 발생할 가능성이 있다.

≪평가 기준≫

○ : 초기 단계의 토크의 변동폭이 참고예 1 과 동등.

△ : 초기 단계의 토크의 변동폭이 참고예 1 보다 약간 크다 (디스크로의 읽고 쓰기의 제어에 영향이 나오지 않는 것으로 추정되는 레벨).

× : 초기 단계의 토크의 변동폭이 참고예 1 보다 크다 (디스크로의 읽고 쓰기의 제어에 영향이 생길 가능성이 있다).

(내마모성 시험)

ASTM D 2783 에 준거하여, 사구 시험기에 의해 하중 392 N, 회전수 1,200 rpm, 유온 75 ℃, 시험 시간 60 분간의 조건으로 내마모성 시험을 실시하였다. 그 사구 시험기의 1/2 인치 구 3 개의 마모흔 직경을 측정하고, 그 평균치를 산출하였다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, h_C 가 본 발명의 범위를 만족하는 실시예 1 ∼ 5 의 그리스는, 내구 시험 및 그리스 범프 시험 중 어느 것에 있어서도 토크의 변동이 적고, 우수한 내구성을 나타냈다. 또한, 실시예 1 ∼ 5 의 그리스는, 내마모성 시험에 있어서의 마모흔 직경이 작아 내마모성이 우수한 것이었다.

또, 실시예 2 ∼ 5 의 그리스는, h_L 과 h_S 의 차가 180 ㎚ 인 실시예 1 의 그리스보다 토크 평활성이 우수하였다. 또한, 본 발명자들은, T_W 가 156 ㎚ 인 우레아 증조제를 함유하는 그리스에 대해서도 토크 평활성 시험을 실시하고, 상기 그리스에 있어서 증조제의 덩어리가 관찰되지 않음에도 불구하고 토크 평활성 시험의 평가가 저해되는 것을 확인하였다.

또한, 실시예 1 의 그리스는, 토크 평활성 시험에 있어서, 참고예 1 의 시판되는 그리스 α 보다 토크 변동폭이 커졌지만, 연속 동작 전후의 토크의 비는, 참고예 1 의 그리스 α 보다 작다. 이 점에서, 실시예 1 의 그리스는, 참고예 1 의 시판되는 그리스 α 보다 내구성이 우수한 것은 분명하다.

한편, 시판되는 그리스 α 는, 내구 시험에 있어서의 토크 변동폭이 커서, 실시예 1 ∼ 5 의 그리스에 비하여 내구성이 떨어졌다. 또한, 그리스 범프 시험에 있어서는, 연속 동작 전의 토크에 비하여 연속 동작 후의 토크가 6 배까지 상승하였다. 이것은, 연속 동작에 있어서의 동작 범위의 양단 부분에 산화 열화된 그리스가 모여 범프가 형성되는 것, 혹은 연속 동작에 있어서의 동작 범위의 양단 부분 (슬라이딩 속도가 저속 또는 제로가 되는 부분) 에서 마모가 격렬해지는 것이 요인인 것으로 생각된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명했지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 경우는 없다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환, 및 그 밖의 변경이 가능하다. 본 발명은 상기 서술한 설명에 의해 한정되는 경우는 없고, 첨부의 클레임의 범위에 의해서만 한정된다.

1 : 정보 기록 재생 장치
2 : 스윙 아암
3 : 광 도파로
4 : 레이저 광원
5 : 헤드 짐벌 어셈블리
6 : 롤링 베어링 장치
7 : 액추에이터
8 : 스핀들 모터
9 : 제어부
10 : 하우징
20 : 샤프트
21 : 슬리브
22 : 롤링 베어링
30 : 내륜
31 : 외륜
32 : 리테이너
33 : 전동체
34 : 실드판
B : 볼 포켓
G : 그리스 포켓

Claims

기유와, 증조제를 함유하고,
하기 측정 방법으로 측정되는 탄성 유체 윤활막의 막두께 (h_C) 가 20 ㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스.
＜탄성 유체 윤활막의 막두께 (h_C) 의 측정 방법＞
그리스가 도포된 유리 디스크의 면에 강구를 롤링 접촉시켜, 그 때의 접촉역의 막두께를 2 색 광간섭법에 의해 구한다.
상기 유리 디스크로서, 편면에 크롬이 증착된 직경 115 ㎜, 두께 16 ㎜, 세로 탄성 계수 75 ㎬ 의 유리 디스크를 사용한다. 상기 강구로서, 직경 19.05 ㎜, 세로 탄성 계수 206 ㎬ 의 베어링용 강구를 사용한다.
그리스를 상기 유리 디스크의 크롬이 증착된 면 상에 도포한다. 상기 유리 디스크와 강구를, 접촉 하중 150 N, 최대 헤르츠압 1.04 ㎬ 의 퓨어 롤링 조건으로 접촉시킨다. 유리 디스크의 주속도를 1 ㎜/s 로 하고, 유리 디스크의 운전을 개시한 후 1 주할 때까지의 동안에 10 장의 간섭 이미지를 얻는다. 상기 10 장의 간섭 이미지의 접촉역 중앙에 있어서의 막두께를 구하고, 그 평균치를 h_C 로 한다. 시험시의 분위기 온도는 22.5 ± 0.5 ℃ 로 한다.
제 1 항에 있어서,
상기 접촉역에 있어서의 막두께의 최대치와 최소치의 차가, 180 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스.
제 1 항에 있어서,
상기 막두께 (h_C) 는, 상기 롤링 베어링에 있어서의 내륜의 전동면과 전동체의 합성 표면 조도 및 외륜의 전동면과 전동체의 합성 표면 조도 이상인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스.
제 1 항에 있어서,
그리스 중의 증조제의 폭이 20 ㎚ 이상인 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스.
제 4 항에 있어서,
상기 증조제의 폭이 150 ㎚ 이하인 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스.
제 4 항에 있어서,
상기 증조제의 폭은, 상기 롤링 베어링에 있어서의 내륜의 전동면과 전동체의 합성 표면 조도 및 외륜의 전동면과 전동체의 합성 표면 조도 이상인 것을 특징으로 하는 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스.
제 1 항에 있어서,
상기 기유의 40 ℃ 에 있어서의 동점도 ν 가 25 ∼ 45 ㎟/s 인 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 정보 기록 재생 장치의 롤링 베어링용 그리스를 구비하는 롤링 베어링.
샤프트와, 제 8 항에 기재된 롤링 베어링을 구비하는 롤링 베어링 장치.
제 9 항에 기재된 롤링 베어링 장치를 구비하는 정보 기록 재생 장치.