KR20160090258A - 그리스, 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치 - Google Patents

그리스, 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치 Download PDF

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세이코 인스트루 가부시키가이샤
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Abstract

기유와 증점제를 포함하고, 상기 기유는 광유 및 폴리-α-올레핀을 포함하고, 상기 기유 100 질량 %에 대하여 상기 광유의 비율이 10 ~ 40 질량 %이며, 상기 광유의 40℃에서의 동점도 ν1은 상기 폴리-α-올레핀의 40℃에서의 동점도 ν2보다 높은, 그리스, 상기 그리스를 구비하는 구름 베어링, 구름 베어링 장치(6) 및 정보 기록 재생 장치(1)이다.

Description

그리스, 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치{GREASE FOR ROLLING BEARING IN INFORMATION RECORDING AND REPRODUCING APPARATUS, ROLLING BEARING, ROLLING BEARING DEVICE, AND INFORMATION RECORDING AND REPRODUCING APPARATUS}
본 발명은 그리스, 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치에 관한 것이다.
본원은 2015년 1월 21일에 일본에 출원된 특허 출원 2015-009485호 및 2015년 12월 3일에 일본에 출원된 특허 출원 2015-236921호에 따라 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. 상기 정보 기록 재생 장치는 일반적으로 디스크에 신호를 기록 재생하는 헤드 짐벌 어셈블리(자기 헤드)가 선단에 설치된 스윙 암과 스윙 암의 회동 지점이 되는 구름 베어링 장치와 스윙 암을 회전시키는 액츄에이터를 구비한다. 스윙 암을 회전시켜 자기 헤드를 디스크의 소정 위치로 이동시킴으로써 신호의 기록 및 재생이 가능하다.
구름 베어링 장치는 일반적으로 내륜과 외륜 사이에 복수의 구형의 전동체가 마련된 2개의 구름 베어링과, 상기 구름 베어링의 안쪽에 삽입된 샤프트를 구비한다. 복수의 전동체의 전동에 의해 샤프트의 축 주위에 외륜이 회전하고 이에 따라 외륜과 연결된 스윙 암이 회전한다. 상기 구름 베어링은 장기적으로 안정적으로 작동하는 것이 요구되기 때문에 내륜과 외륜 사이의 전동체의 움직임을 부드럽게 하기 위해 그리스가 사용된다.
정보 기록 재생 장치의 구름 베어링용 그리스는 구름 베어링의 토크를 낮게 하고, 또한 우수한 토크 평활성(구름 베어링의 회전 방향에서 토크가 균일해야 성질)을 얻을 수 있으며, 또한 압연 구름 베어링의 내구성을 강화하는 것이 요구된다. 또한, 그리스에서의 아웃 가스가 자기 헤드와 디스크의 틈새 등에 쌓이면 정보 기록 재생 장치의 읽기와 쓰기에 문제가 발생하므로 구름 베어링용 그리스는 아웃 가스의 양이 적은 것도 중요하다.
정보 기록 재생 장치의 구름 베어링용 그리스로서는, 예를 들면, 광유 및 폴리-α-올레핀(이하 "PAO"라고 함)을 포함하는 기유와 증점제(우레아 화합물 등)와 극압제(유기 인 화합물 등)를 포함하는 것이 알려져 있다(특허 문헌 1). 상기 그리스는 아웃 가스의 양이 비교적 적고, 구름 베어링을, 토크가 낮고, 토크 평활성이 우수하며, 내구성이 뛰어나게 할 수 있다. 그러나 최근에는 HDD의 고밀도화 및 서버 어플리케이션의 요구가 높아짐에 따라 디스크와 자기 헤드의 거리가 나노 오더로 되어 있기 때문에 아웃 가스량의 감소 및 내구성의 향상이 더욱 요구되고 있다.
아웃 가스량을 줄일 수 그리스로는 PAO에 비해 아웃 가스량이 많은 광유를 사용하지 않고 기유로 PAO만을 이용한 구름 베어링용 그리스가 제안되어 있다(특허 문헌 2). 그러나 상기 그리스에서는 아웃 가스량은 적지만 충분한 내구성을 갖는 구름 베어링을 얻기 어렵다.
(특허 문헌 1) 특개 2003-239954호 공보 (특허 문헌 2) 특개 2013-174334호 공보
본 발명은 아웃 가스량이 충분히 저감되는 한편 적용한 장비의 내구성을 확보할 수 있는 그리스, 및 상기 그리스를 사용한 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 그리스는 기유와 증점제를 포함하고, 상기 기유는 광유 및 PAO를 포함하고, 상기 기유 100 질량 %에 대하여 상기 광유의 비율이 10 ~ 40 질량 %이고, 상기 광유 40℃에서의 동점도 ν1은 상기 PAO의 40℃에서의 동점도 ν2 보다 높다.
본 발명의 그리스에서는 상기 기유 중의 상기 광유의 비율보다 상기 PAO의 비율이 많은 것이 바람직하다.
또한, 상기 동점도 ν2에 대한 상기 동점도 ν1의 비율, ν1 / ν2가 1.3 이상인 것이 바람직하다.
상기 동점도 ν1는 40mm2/s 이상인 것이 바람직하다.
상기 동점도 ν2는 20mm2/s 이상인 것이 바람직하다.
상기 기유의 40℃에서의 동점도 ν는 25 ~ 45mm2/s 인 것이 바람직하다.
본 발명의 그리스에 있어서, 상기 기유는 미국 석유 협회가 정하는 기유 카테고리에서 그룹 III로 분류되는 정제 광유를 포함하고, 또한, 상기 정제 광유의 인화점이 240℃ 이상인 것이 바람직하고, 250℃ 이상인 것이 보다 바람직하다.
상기 폴리-α-올레핀은 탄소수 8~12의 α-올레핀의 3 ~ 5 량체의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 증점제는 우레아 화합물인 것이 바람직하다.
본 발명의 구름 베어링은 본 발명의 그리스를 구비한다.
본 발명의 구름 베어링 장치는 샤프트와 본 발명의 구름 베어링을 구비한다.
본 발명의 정보 기록 재생 장치는 본 발명의 구름 베어링 장치를 구비한다.
본 발명의 그리스는 아웃 가스량이 충분히 감소되고, 또한 적용한 장비의 내구성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치는 그리스의 아웃 가스량을 충분히 줄일 수 있고, 또한 내구성이 뛰어나다.
도 1은 본 발명의 정보 기록 재생 장치의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 정보 기록 재생 장치의 구름 베어링 장치 주변을 나타낸 종단면도이다.
도 3은 도 2의 구름 베어링 장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 구름 베어링 장치의 구름 베어링을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4의 구름 베어링의 A-A 단면도이다.
도 6은 도 5의 구름 베어링 리테이너를 나타낸 사시도이다.
도 7은 그리스를 85℃에서 정치했을 때의 정치 시간과 증발 손실과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 8은 그리스를 100℃에서 정치했을 때의 정치 시간과 증발 손실과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 9는 그리스를 130℃에서 정치했을 때의 정치 시간과 증발 손실과의 관계를 나타낸 그래프이다.
[그리스]
본 발명의 그리스는 기유와 증점제를 포함한다.
(기유)
기유는 광유 및 PAO를 포함한다.
광유로는 기유로 사용되는 공지의 광유를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 나프텐계 광유, 파라핀계 광유, 수소화계 광유, 용제 정제 광유, 고정제 광유 등을 들 수 있다.
광유로는 1종을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다. 예를 들어, 동점도의 여러 광유를 혼합하여 원하는 동점도(평균 동점도)로 조정 한 것을 사용하여도 좋다.
광유로는 보다 아웃 가스량이 적고, 내열성이 우수하고, 저온 특성이 우수한 그리스를 얻을 수 있는 점에서 API(American Petroleum Institute, 미국 석유 협회) 기유 카테고리에서 그룹 III(GrIII)로 분류되는 정제 광유가 바람직하다. 상기 정제 광유로는, 예를 들어 원유를 상압 증류하여 얻은 윤활유 유분을 더욱 고급 수소화 정제한 파라핀계 광유 등을 들 수 있다. 상기 그룹 III로 분류되는 정제 광유는 인화점이 240℃ 이상인 것이 바람직하고, 250℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 이러한 정제 광유는 정제도가 높고, 아웃 가스량을 더욱 줄일 수 있다. 이런 이유는 아웃 가스의 원인이 되는 저분자량 성분이 감소된 것으로 추측된다.
PAO로는 기유로 사용되는 공지의 PAO를 제한 없이 사용할 수 있으며, 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 PAO으로는 아웃 가스량 및 증발 손실이 감소되고, 산화 열화 특성이 뛰어나며, 적절한 점도를 얻을 수 있다는 관점에서, 탄소수 8 ~ 12의 α-올레핀의 3 ~ 5 량체 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
PAO로는 1종을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다. 예를 들어, 동점도가 다른 복수의 PAO를 혼합하여 원하는 동점도(평균 동점도)로 조정한 것을 사용하여도 좋다. 아웃 가스량 및 장기 증발 손실이 적고, 산화 열화 특성이 뛰어난 점에서 탄소수 8 ~ 12의 α-올레핀의 3 ~ 5 량체의 혼합물을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
기유는 광유 및 PAO 이외에, 광유 및 PAO 이외의 다른 유성분을 포함 할 수 있다.
다른 유성분으로는 예를 들면, 에스테르유 등의 합성유를 들 수 있다.
다른 유성분으로는 1 종을 단독으로 사용하여도 좋고, 2 종 이상을 병용해도 좋다.
<동점도>
본 발명의 그리스에서는 광유의 40℃에서의 동점도 ν1을 PAO의 40℃에서의 동점도 ν2보다 높게 한다. 광유의 동점도 ν1가 PAO의 동점도 ν2보다 높은 것으로, 광유의 내열성이 우수한 것이 된다. 그 결과, 광유에서의 아웃 가스량이 적어지고, 결과적으로 기유에서의 아웃 가스량이 충분히 감소된다. 또한 광유의 동점도 ν1보다 낮은 동점도 ν2의 PAO가 결합된 것으로, 기유의 동점도 ν가 충분히 낮아진다. 따라서 구름 베어링의 전동체가 전동하고 있는 부분 등의 그리스를 필요로 하는 부분에 그리스가 충분히 공급되고, 그리스에 의한 윤활 효과를 충분히 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 기름의 동점도는 JIS K2283에 준거하여 40℃에서 측정된 값을 의미한다.
또한, 동점도가 다른 복수의 동종의 기유를 혼합시킨 경우에는 그 혼합물의 동점도를 기유의 동점도로 생각한다.
PAO의 동점도 ν2 대한 광유의 동점도 ν1 비율 ν1 / ν2는 아웃 가스량을 저감하기 용이한 점에서 1.3 이상이 바람직하고, 1.5 이상이 보다 바람직하다. 또한 비 ν1 / ν2는 구름 베어링의 저토크화의 관점에서 4이하가 바람직하고, 2이하가 보다 바람직하다.
광유의 동점도 ν1는 아웃 가스량을 저감하기 쉬운 점에서 40mm2/s 이상이 바람직하며, 45mm2/s 이상이 보다 바람직하다. 또한 광유의 동점도 ν1은 구름 베어링의 전동면 등의 그리스를 필요로 하는 면에 그리스 또는 기유가 공급되기 쉬워지는 점에서 80mm2/s 이하가 바람직하며, 60mm2/s 이하가 보다 바람직하다.
PAO의 동점도 ν2는 아웃 가스량을 저감하기 쉬운 점에서 20mm2/s 이상이 바람직하며, 30mm2/s 이상이 보다 바람직하다. 또한 PAO의 동점도 ν2는 구름 베어링의 전동면 등의 그리스를 필요로 하는 부분에 그리스 또는 기유가 공급되기 쉬워지는 점에서 60mm2/s이하가 바람직하며, 40mm2/s이하가 보다 바람직하다.
기유의 40℃에서의 동점도 ν는 25 ~ 45mm2/s가 바람직하고, 30 ~ 40mm2/s가 보다 바람직하다. 기유의 동점도 ν가 상기 하한치 이상이면 아웃 가스량을 저감하기 쉽다. 기유의 동점도 ν가 상기 상한치 이하이면 구름 베어링의 전동면 등의 그리스를 필요로 하는 부분에 그리스 또는 기유가 공급되기 쉽다. 또한, 저온에서 안정된 동작이 요구되는 용도 (예를 들면 -30℃의 저온에서도 안정된 동작이 요구되는 자동차 용도)에서도 낮은 토크에서 동작할 수 있다. 특히 기유 100 질량 %에 대한 광유의 비율이 30 질량 % 이하인 경우에는 기유의 40℃에서의 동점도 ν는 25mm2/s 이상이면 아웃 가스량은 보다 작아진다.
(증점제)
증점제가 그리스를 반고체 형태로 유지하는 역할을 한다.
증점제로는 그리스에 일반적으로 사용되는 공지의 증점제를 제한 없이 사용할 수 있다. 증점제의 구체적인 예로는, 예를 들면, 우레아 화합물, 리튬 비누 등을들 수있다. 그 중에서도 증점제로는 내열성이 뛰어난 점에서 우레아 화합물인 것이 바람직하고, 1분자 중에 2개 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.
디우레아 화합물의 구체적인 예로는, 예를 들면 디이소시아네이트(페닐렌디이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트 등) 및 모노 아민 (옥틸아민, 도데실아민, 스테아릴아민, 아닐린, p-톨루이딘 등)과의 반응에서 얻어지는 화합물을 들 수 있다.
리튬 비누로서는, 예를 들면, 스테아린산리튬, 12-히드록시스테아린산리튬 등을 들 수 있다.
증점제로는 1종을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
(다른 성분)
본 발명의 그리스는 필요에 따라 기유와 증점제 이외에, 기유와 증점제 이외의 다른 성분을 포함할 수 있다.
다른 성분으로는 그리스에 일반적으로 사용되는 공지의 성분을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 극압제, 산화방지제, 방청제, 유성향상제, 금속불활성화제 등의 첨가제를 들 수 있다.
극압제로서는, 예를 들어, 유기 몰리브덴 화합물(몰리브덴디티오카바메이트, 몰리브덴디티오포스페이트 등), 유기 지방산 화합물(올레인산, 나프텐산, 호박산 등), 유기 인 화합물(트리옥틸포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리에틸포스페이트 등), 인산 에스테르 등을 들 수 있다. 또한, 극압제로는 아연 디티오카바메이트, 안티몬 디티오카바메이트 등을 사용하여도 좋다.
극압제로는 1종을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
산화방지제로, 예를 들어, 페놀계 산화방지제(2, 6-디-t-부틸-4-메틸 페놀 등), 아민계 산화방지제(p, p'-디옥틸디페닐아민 등)등을 들 수 있다. 산화방지제로는 1종을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다. 본 발명의 그리스가 산화방지제를 포함하면 페놀계 산화방지제 및 아민계 산화방지제를 함께 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우 그리스 내 아민계 산화방지제의 함량이 페놀계 산화방지제의 함량보다 많은 것이 보다 바람직하다.
방청제로는, 예를 들어, 유기 술폰산의 알칼리 금속염 또는 알칼리토류 금속염(칼슘설포네이트, 마그네슘설포네이트, 바륨설포네이트 등), 다가 알코올 (소르비탄모노올레에이트 등) 부분 에스테르 등을 들 수 있다.
방청제로는 1종을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
(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, 구름 베어링의 전동면 등의 그리스를 필요로 하는 면에 그리스 또는 기유가 공급되기 쉽다. 기유의 비율이 상기 상한치 이하이면, 그리스는 반고체 상태이며, 누설 및 비산하기 어렵다.
기유 100 질량 %에 대한 광유의 비율은 10 ~ 40 질량 %이며, 20 ~ 30 질량 %가 바람직하다. 광유의 비율이 상기 하한치 이상이면 우수한 내구성과 토크 평활성이 균형 잡힌 그리스를 얻을 수 있다. 광유의 비율이 상기 상한치 이하이면 아웃 가스량이 상당히 감소된 그리스가 얻어진다.
기유 100 질량 %에 대한 PAO의 비율은 50 ~ 90 질량 %가 바람직하고, 60 내지 80 질량 %가 보다 바람직하다. PAO의 비율이 상기 하한치 이상이면 아웃 가스량이 상당히 감소된 그리스를 얻을 수 있다. PAO의 비율이 상기 상한치 이하이면 우수한 내구성과 토크 평활성이 균형 잡힌 그리스 얻을 수 있다.
기유 100 질량 %에 대한 광유와 PAO의 합계의 비율은 70 질량 % 이상이 바람직하고, 80 질량 % 이상이 보다 바람직하고, 90 질량 % 이상이 더욱 바람직하다. 광유와 PAO의 합계의 비율이 상기 하한치 이상이면 저토크 그리스를 얻을 수 있다. 상기 광유와 PAO의 총 비율의 상한은 100 질량 %이다.
본 발명의 그리스에서는, 아웃 가스량을 줄여주고 우수한 내구성을 양립시키기 쉬운 점에서 기유 내의 광유의 비율보다 PAO의 비율이 많은 것이 바람직하다.
기유 내의 광유에 대한 PAO의 질량비(PAO/광유)는 1.25 ~ 9가 바람직하고, 1.5 ~ 4가 보다 바람직하다. 상기 질량비가 상기 하한치 이상이면 아웃 가스량을 충분히 저감하기 쉽다. 상기 중량비가 상기 상한치 이하이면, 뛰어난 내구성, 토크 평활성을 얻을 수 있다.
본 발명의 그리스 100 질량 %에 대한 증점제의 비율은 7 ~ 20 질량 %가 바람직하고, 10 내지 15 질량 %가 보다 바람직하다. 증점제의 비율이 상기 하한치 이상이면, 그리스는 반고체 상태이며, 누설 및 비산이 어렵다. 증점제의 비율이 상기 상한치 이하이면, 구름 베어링의 전동면 등의 그리스를 필요로 하는 면에 그리스 또는 기유가 공급되기 쉽다.
본 발명의 그리스 100 질량 %에 극압제의 비율은 0.2 ~ 4 질량 %가 바람직하고, 0.5 ~ 2 질량 %가 더 바람직하다.
본 발명의 그리스 100 질량 %에 대한 산화방지제의 비율은 0.05 ~ 4 질량 %가 바람직하고, 0.2 ~ 2 질량 %가 더 바람직하다.
본 발명의 그리스 100 질량 %에 방청제의 비율은 0.2 ~ 4 질량 %가 바람직하고, 0.5 ~ 2 질량 %가 더 바람직하다.
(용도)
본 발명의 그리스의 용도로는, 정보 기록 재생 장치, 전자 기기 제조 장치의 구름 베어링에 사용되는 그리스로서 특히 유용하다. 전자 제품 제조 장치로서, 예를 들어, 반도체 제조 장치, 액정 제조 장치, PCB 제조 장비 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 그리스는 리니아 가이드, 볼 스크류에 봉입되는 그리스로 사용할 수도 있다.
(작용기구)
이상 설명한 본 발명의 그리스에서는, PAO 이외에, PAO의 동점도 ν2보다 동점도 ν1이 높은 광유를 특정 비율로 포함하고 있어, 아웃 가스량을 충분히 줄일 수 있고, 구름 베어링 등의 그리스가 필요한 장치에 있어서 뛰어난 내구성도 확보할 수 있다. 상기 효과를 얻을 수 요인은 다음과 같이 생각된다.
예를 들면 정보 기록 재생 장치의 구름 베어링은, 스윙 암의 스윙 속도, 회전 범위 등의 동작 조건이 복잡하고 광범위하다. 특허 문헌 2와 같은 기유로 분자량 분포가 좁은 PAO만을 사용한 그리스는 구름 베어링의 다양한 작동 조건에 대응하는 것이 어렵다. 따라서 스윙 암의 움직임을 충분히 매끄럽게 할 수 없어 뛰어난 내구성을 확보하기 어렵다.
이에 대해, 본 발명의 그리스에서는, PAO에 비해 분자량 분포가 넓은 광유를 PAO와 함께 사용하고 있어서 구름 베어링의 다양한 작동 조건에 대응이 가능해진다. 예를 들면 스윙 암의 움직임이 느린 경우에도 광유에서 분자량이 높고 점도가 높은 성분의 영향으로 충분한 두께의 유막이 형성되고, 충분한 윤활 효과가 발휘된다. 또한 스윙 암의 움직임이 빠른 경우나 스윙 암이 미세한 범위에서 움직일 경우에도 광유에서 분자량이 낮고 점도가 낮은 성분의 영향으로, 전동체가 구르는 부분에 그리스가 충분히 공급된다. 따라서 구름 베어링의 광범위한 작동 조건에 대응 가능하기 때문에 뛰어난 내구성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 그리스의 광유는, 동점도 ν1가 PAO의 동점도 ν2보다 높기 때문에 내열성이 뛰어나고, 동점도가 낮은 광유에 비해 아웃 가스가 발생하기 어렵다. 그리고 본 발명의 그리스에서는, 기유 내의 해당 광유의 비율이 특정 범위로 제어되어 있다. 따라서 아웃 가스량이 충분히 감소된다. 또한, 광유보다 동점도 ν2이 낮은 PAO 의해 기유 전체적으로 동점도 ν는 충분히 낮게 할 수 있기 때문에, 구름 베어링 등의 토크를 억제하고, 구름 베어링의 전동체의 전동면 등의 그리스를 필요로 하는 면에 그리스가 충분히 공급된다. 따라서 아웃 가스의 저감 효과 및 내구성 향상 효과를 양립시킬 수 있다.
또한 PAO는 극성이 없기 때문에, 극성을 갖는 증점제 및 첨가제와의 친화성이 낮은 기유로 PAO만 사용하면 증점제와 첨가제를 균일하게 분산시키기 어렵고, 그 효과가 충분히 얻어지기 어렵다. 그러나, 본 발명의 그리스에서는 극성을 가지는 광유를 PAO와 함께 사용하는 것으로, 기유와 증점제 및 첨가제와의 친화성이 양호하게 된다. 이로 인해 기유 내에서 합성되는 증점제 크기의 차이가 억제되어 또한 크기도 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 증점제의 분산성이 우수하기 때문에 토크 평활성이 우수하다. 그리고 첨가제의 효과도 충분히 발휘된다.
[정보 기록 재생 장치]
본 발명의 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치는, 본 발명의 그리스를 사용하는 이외는 공지의 형태를 채용할 수 있다. 이하, 본 발명의 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치의 일례를 나타내고 설명한다.
본 실시 형태의 정보 기록 재생 장치(1)는, 디스크(자기 기록 매체)(D)에 수직 기록 방식으로 기록하는 장치이며, 도 1과 같이, 디스크(D)와, 스윙 암(2)과, 광 도파로(3)와, 레이저 광원(4)와, 헤드 짐벌 어셈블리(HGA)(5)와, 구름 베어링 장치(6)와, 액츄에이터(7)와, 스핀들 모터(회전 구동부)(8)와, 제어부(9)와, 하우징(10)을 구비하고 있다.
하우징(10)은 정보 기록 재생 장치(1)의 각 구성 부분을 수용하는 것이다.
하우징(10)은 평면에서 보아 사각형 모양의 저부(10a) 및 저부(10a)의 주변에 입설하는 주벽부(도시하지 않음)와, 주벽부의 상부에 착탈 가능하게 고정되어 개구부를 막는 뚜껑체(도시하지 않음)를 포함한다. 하우징(10)은, 저부(10a) 상에 주벽부 안쪽에 각 구성품이 수용되도록 되어있다. 도 1에서는 편의상 주벽 부 및 뚜껑체를 생략하고 있다.
하우징(10)의 재질은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 알루미늄 등의 금속 재료를 들 수 있다.
하우징(10)의 저부(10a)의 대략 중심에 스핀들 모터(8)가 설치되어 있다. 또한 디스크(D)의 중심에 형성된 중심 구멍이 스핀들 모터(8)에 끼워 넣어지는 것으로, 3개의 디스크(D)가 착탈 가능하게 장착되어 있다. 스핀들 모터 8은 회전 축선(L1)을 축으로 디스크(D)를 일정 방향으로 회전시킬 수 있도록 되어 있다.
하우징(10)의 저부(10a)의 하나의 우각부의 디스크(D)의 외부에 위치하도록 액츄에이터(7)가 설치되어 있다. 액츄에이터(7)는 디스크(D)를 향해 연장된 스윙 암(2)이 연결되어 있다. 스윙 암(2)의 기단측 부분에는 구름 베어링 장치(6)가 설치되어 있다. 액츄에이터(7)에 의해 구동하여, 스윙 암(2)이 구름 베어링 장치(6)의 회전 축선(L2)를 축으로 수평면 내에서 회전하도록 되어있다.
스윙 암(2)은, 액츄에이터(7)에 연결되는 기부(2a)와, 기부(2a)에서 디스크(D)쪽으로 연장된 암부(2b)를 구비한다. 스윙 암(2)은, 예를 들어, 기부(2a)와 암부(2b를) 깎아 내고 가공 등에 의해 일체로 형성함으로써 얻어진다.
기부(2a)는, 대략 직육면체 형상이며, 구름 베어링 장치(6)를 둘러싸고, 구름 베어링 장치(6)에 회동 가능하게 지지되어 있다.
암부(2b)는 평판형이고 기단부에서 선단부를 향해 끝이 가늘어진 테이퍼 형상으로 되어 있다. 암부(2b)는, 기부(2a)의 액츄에이터(7)가 설치된 후면(2c)과 반대측의 전면(우각부와 반대쪽면)(2d)에서 기부(2a)의 표면의 면 방향(수평면 방향)에 연출하도록 설치되어 있다.
또한, 이 실시예의 스윙 암(2)는, 3 개의 암부(2b)가, 기부(2a)의 높이 방향 (수직 방향)에 각 암부(2b) 사이에 디스크(D)가 끼워지도록 설치되어있다. 즉, 암부(2b)와 디스크(D)가 서로 높이 방향으로 교대로 위치하게 배치되어 있으며, 액츄에이터(7)의 구동에 의해 암부(2b)가 디스크 표면(디스크 D의 표면)(D1)에 평행한 방향으로 이동하도록 되어 있다.
스윙 암(2)의 암부(2b)의 선단에는 헤드 짐벌 어셈블리(5)가 설치되어있다. 스윙 암(2)의 기부(2a)의 측면부에는 레이저 광원(4)이 설치되어 있다. 스윙 암(2)의 기부(2a) 및 암부(2b)에는, 레이저 광원(4)와 헤드 짐벌 어셈블리(5)를 연결하는 광 도파로(3)가 설치되어있다. 따라서 레이저 광원(4)에서 광 도파로(3)를 통해 헤드 짐벌 어셈블리(5)에 빛을 공급할 수 있도록 되어 있다.
헤드 짐벌 어셈블리(5)는, 서스펜션(5a)과, 서스펜션(5a)의 선단에 장착된 슬라이더(5b)를 구비하고 있다.
슬라이더(5b)는 근접장광 발생소자를 가지고 있다. 레이저 광원(4)에서 빛이 슬라이더(5b)에 인도된 경우에 상기 근접장광 발생소자에서 근접장광이 발생된다. 상기 근접장광을 이용하여 디스크(D)에 각종 정보를 기록하거나 재생시키거나 할 수 있다.
근접장광 발생소자는, 예를 들면, 광학적 미세 구멍이나 나노 미터 크기로 형성된 돌출부 등으로 구성된다.
헤드 짐벌 어셈블리(5)는, 액츄에이터(7)의 구동에 의해 스윙 암(2)의 암부(2b)와 함께 디스크면(D1)에 평행한 방향으로 이동한다. 또한, 스윙 암(2) 및 헤드 짐벌 어셈블리(5)는 디스크(D)의 회전 정지시 액츄에이터(7)의 구동에 의해 디스크(D)에서 퇴피하도록 되어있다.
제어부(9)는 레이저 광원(4)과 연결되어있다. 제어부(9)에서는, 정보에 따라 변조 된 전류에 의해, 헤드 짐벌 어셈블리(5)의 슬라이더(5b)에 공급하는 빛의 광속을 제어 할 수 있도록 되어 있다.
(구름 베어링 장치)
구름 베어링 장치(6)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 샤프트(20)와, 샤프트(20)의 외부에 샤프트(20)와 동축 상에 설치된 슬리브(21)와, 샤프트 (20)와 슬리브(21)의 사이에 설치된 2개의 구름 베어링(22)을 구비한다.
샤프트(20)는 원기둥 모양의 봉상 부재이며, 하우징(10)의 저부(10a)에 입설되어 있다. 샤프트(20)의 중심축이, 스윙 암(2)이 회전할 때 회전 축선(L2)이 된다.
샤프트(20)에서 하우징(10)의 저부(10a) 측의 부분에는, 본체부(20a)보다 확경한 플랜지부(20b)와, 본체부(20a)보다 축경한 축경부(20c)가, 기단을 향해 순서대로 설치되어 있다. 축경부(20c)의 외주면에 수나사(20d)가 형성되어있다.
하우징(10)의 저부(10a)에 마련된 구멍(10b)에 샤프트(20)의 축경부(20c)를 삽입하고, 구멍(10b)의 내주면에 형성된 암나사(10c0와 축경부(20c)의 수나사(20d)를 나사 결합함으로써 샤프트(20)가 하우징(10)의 저부(10a)에 입설된다. 이때, 플랜지부(20b0의 하면이 하우징(10)의 저부(10a)에 접하는 것으로, 샤프트(20)의 높이 방향의 위치 결정이 이루어진다.
슬리브(21)는 원통형상으로 형성된 부재이다. 슬리브(21)의 내경은 플랜지부(20b)의 외경과 거의 동일한 직경으로 되어 있다.
슬리브(21)는, 샤프트(20)를 반경 방향 외부에서 둘러싸도록 하며, 그 내주면이 샤프트(20)의 외주면에 소정 간격으로 이격되도록 설치되어 있다. 샤프트(20)의 중심축과 슬리브(21)의 중심축이 일치하도록 되어 있다.
또한, 슬리브(21)는 스윙 암(2)의 기부(2a)에 형성된 장착 구멍(2e)에 직접 압입하거나, 물결 모양으로 형성된 금속 링 등의 탄성체를 통해 압입되거나 또는 접착 감합하는 것으로, 스윙 암(2)과 일체적으로 결합되어있다.
슬리브(21)의 내주면의 높이 방향의 중앙부에는, 둘레 방향 전체에 걸쳐 안쪽으로 돌출된 스페이서부(21a)가 형성되어있다. 샤프트(20)와 슬리브(21)의 사이에는 스페이서부(21a)의 상하에 각각 2개의 구름 베어링(22)이 설치되고, 그 2개의 구름 베어링(22)의 간격이 소정 거리로 유지되도록 되어 있다.
<구름 베어링>
구름 베어링 장치(6)에 제공되는 2 개의 구름 베어링(22)은 같은 것이다.
구름 베어링(22)은 도 3 내지 6에 나타낸 바와 같이, 내륜(30)과, 외륜(31)과, 리테이너(32)와, 복수의 전동체(33)와 2개의 실드판(34)을 구비한다.
내륜(30)은 원통형 부재이다.
내륜(30)의 내경은 샤프트(20)의 삽입이 가능하게 치수된다. 본 실시 형태에서는 내륜(30)의 내경은 샤프트(20)의 외경보다 약간 크게 되어있다. 내륜(30)의 내부에 샤프트(20)가 끼워져, 접착제 등으로 내륜(30)이 샤프트(20)에 고정된다.
또한, 내륜(30)의 내경은 샤프트(20)에 설치할 수 있는 범위라면, 샤프트(20)의 외경과 동일하거나 약간 작을 수 있다. 이 경우 내륜(30)에 샤프트(20)가 압입 고정된다.
구름 베어링(22)에서는, 내륜(30)이 샤프트(20)에 축 방향으로 상대적으로 예압된 상태에서 내륜(30)을 샤프트(20)에 고정하는, 이른바 내륜 예압을 채용할 수 있다. 따라서 구름 베어링(22)을 고강성화할 수 있으며, 구름 베어링 장치(6)의 공진 주파수(공진)를 높게 할 수 있다. 따라서, 보다 고속 회전에 대응 가능한 구름 베어링 장치(6)가 된다.
또한, 구름 베어링(22)에서는 외륜(31)이 슬리브(21)에 축 방향으로 상대적으로 예압된 상태에서 외륜(31)을 슬리브(21)에 고정하는 이른바 외륜 예압을 채용하고 있다.
내륜(30)의 외주면의 축방향의 중간부에는, 전동체(33)의 전동을 안내하는 오목조의 내부 윤전동면(30a)이 내륜(30)의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 내부 윤전동면(30a)은, 내륜(30)의 중심축을 통과하는 평면으로 절단했을 때의 단면 형상이 원호 모양으로 되어 있다.
내륜(30)의 재질로는, 예를 들어 스테인리스 등의 금속 재료들 수 있다. 내륜(30)은 예를 들면 단조 및 가공 등에 의해 제조할 수 있다.
외륜(31)은, 내륜(30)보다 직경이 큰 내륜(30)과 같은 원통형의 부재이다.
외륜(31)은 슬리브(21)의 내부에 고정되는 것으로, 내륜(30)의 외부에 내륜(30)로부터 이격된 상태로 설치된다. 내륜(30)과 외륜(31)은 그 중심축이 함께 샤프트 (20)의 중심축과 일치하도록 동축 상에 설치된다.
외륜(31)의 내주면의 축방향의 중간부에는 내륜(30)의 내부 윤전동면(30a)과 대향하도록 전동체(33)의 전동을 안내하는 오목조의 외부 윤전동면(31a)이 외륜(31) 전체에 걸쳐 형성되어있다. 외부 윤전동면(31a)은 외륜(31)의 중심축을 통과하는 평면으로 절단했을 때의 단면 형상이 원호 모양으로 되어 있다.
외륜(31)의 재질로는, 예를 들어 스테인리스 등의 금속 재료들 수 있다. 외륜(31)은, 예를 들면, 단조 및 가공 등에 의해 제조할 수 있다.
리테이너(32)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 원형 고리 모양의 본체부(32a)와 본체부(32a)의 상단에서 형성된 첨단을 향해 서로의 거리가 접근하도록 원호 모양으로 일어서는 일곱 쌍의 손톱부(32b, 32c)를 구비한다. 일곱 쌍의 손톱부(32b, 32c)는 리테이너(32)의 둘레 방향으로 일정한 간격으로 설치되어 있다. 각각의 마주하는 손톱부(32b)와 손톱부(32c)의 안쪽에는 전동체(33)를 전동 가능하게 유지하고 정면에서 볼 때 대략 원형의 공 주머니(B)가 형성되어 있다.
또한 손톱부의 쌍의 개수, 즉 공 주머니(B)의 수는 7개에 한정되지 않고, 6개 이하여도 좋고, 8 개 이상이어도 좋다.
리테이너(32)의 내경은 내륜(30)의 외경보다 크고, 또한 리테이너(32)의 외경은 외륜(31)의 내경보다 작게 되어있다. 내륜(30)과 외륜(31) 사이에 리테이너(32)가 설치된 상태에서 각각의 공 주머니(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 내부 윤전동면(30a) 및 외륜(31)의 외부 윤전동면(31a) 사이에 전동체(33)가 배치된다.
리테이너(32)는 각각의 공 주머니(B)에 각각 전동체(33)를 전동 가능하게 유지 한 상태에서 중심축(L2) 주위를 회전할 수 있도록 되어 있다.
리테이너(32)의 재질로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 폴리아미드수지 등의 수지를 들 수 있다.
리테이너(32)의 상단에 한 쌍의 손톱부(32b, 32c)와 그 옆에 한 쌍의 손톱부(32b, 32c) 사이에는 공 주머니(B)에 비해 깊이가 얕은 그리스 주머니(G)가 형성되어 있다. 즉, 리테이너(32)에는 여러 쌍의 손톱부(32b, 32c)에 의해 원주 방향으로 공 주머니(B)와 그리스 주머니(G)가 교대로 형성되어있다.
그리스 주머니(G)에 본 발명의 그리스가 위치하고 볼 주머니(B)에 전동체 (33)가 배치된 상태에서 리테이너(32)와 함께 전동체(33)가 회전할 때, 그리스 주머니(G)에서 내륜(30) 및 외륜(31)과 전동체(33) 사이에 그리스가 묻어 나오고, 그리스에 의한 윤활 효과를 얻을 수 있다.
그리스 주머니(G)를 이용하여 구름 베어링(22)에 그리스를 사용함으로써, 그리스의 사용량을 줄일 수 있다. 이는 그리스량이 과도하게 되어 구름 베어링(22)의 토크가 증가하는 것을 억제할 수 있으며, 디스크(D)에 읽고 쓰기 위해 요구되는 충분한 청정도를 얻을 수 있게 된다.
이 실시예의 전동체(33)는 구형이다. 전동체(33)는 내륜(30)의 내부 윤전동면(30a) 및 외륜(31)의 외부 윤전동면(31a) 사이에서 리테이너(32)의 공 주머니(B) 내에 배치되고, 내부 윤전동면(30a) 및 외부 윤전동면(31a)을 따라 전동하도록 되어있다. 각각의 전동체(33)는 리테이너(32)에 의해 원주 방향으로 균일하게 배열된다.
전동체(33)의 수는 이 실시예에서 7개이지만, 리테이너(32)의 공 주머니(B)의 수에 따라 결정하면 되고, 6개 이하여도 좋고, 8개 이상이어도 좋다.
전동체(33)의 재질로는 예를 들어, 구름 베어링 강 등의 금속 재료들 수 있다.
실드판(34)은 내륜(30)과 외륜(31)과의 사이에 형성된 원형 고리 모양의 공간의 상하를 막는 환상의 판부재이다. 실드판(34)은 내륜(30)과 외륜(31)과의 사이에서 리테이너(32) 및 복수의 전동체(33)의 상하에 설치된다. 각각의 실드 판(34)은, 그 외주 가장자리가 외륜(31)에 형성된 계합용의 환상 홈부(40) 내에 들어간 상태에서 외륜(31)에 고정되어 있다.
(작용기구)
정보 기록 재생 장치(1)는, 구름 베어링(22)의 리테이너(32)의 그리스 주머니(G)에 본 발명의 그리스를 배치한다. 액츄에이터(7)의 구동에 의해 스윙 암(2)이 회전할 때, 그리스 주머니(G)에 배치된 그리스가 내륜(30) 및 외륜(31)과 리테이너(32)의 측면을 지나, 내륜(30) 및 외륜(31)과 전동체(33)의 사이에 공급 되고, 그리스에 의한 윤활 효과가 발휘된다.
정보 기록 재생 장치(1)에서는, 본 발명의 그리스를 이용하고 있기 때문에, 아웃 가스량을 충분히 줄일 수 있다. 따라서 아웃 가스가 헤드 짐벌 어셈블리 및 디스크(D)의 틈새 등에 모이기 어렵고, 안정적으로 읽고 쓰기를 할 수 있다. 또한, 뛰어난 내구성을 확보할 수 있어 낮은 토크에서 토크 평활성이 우수한 상태를 장기간 유지할 수 있다.
(다른 실시예)
또한, 본 발명의 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치는 본 발명의 그리스를 이용한 것이면 좋고, 상기한 것에 한정되지 않는다.
예를 들어, 구름 베어링(22), 구름 베어링 장치(6)를 구비한 정보 기록 재생 장치(1)는, 근접장광을 이용하는 것으로 했지만, 본 발명의 그리스를 이용한 구름 베어링 및 구름 베어링 장치를 구비하는 일반적인 HDD나 광 디스크(D) 장비 등이어도 좋다.
또한, 구름 베어링 장치는 슬리브를 갖추지 않은 것일 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 샤프트의 외부에서 축 방향으로 이격되어 배치되는 2 개의 구름 베어링 사이에 서로의 구름 베어링의 간격을 소정 거리로 유지하는 환상의 스페이서 링을 갖춘, 슬리브를 구비하지 않은 구름 베어링 장치로도 좋다. 이 경우에는, 스윙 암의 기부에 형성된 장착 구멍에 구름 베어링의 외륜이 직접 압입 또는 접착 감합하는 형태로 설치될 수 있다.
또한, 구름 베어링의 전동체는 원통형 롤러이어도 좋다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 다음의 설명에 의해 한정되지 않는다.
[동점도]
광유, PAO 및 기유의 동점도는, 캐논-펜스케 점도계를 이용하여, JIS K2283에 준거하여 40℃에서 측정했다.
[아웃 가스량의 측정]
각 15mm의 알루미늄 호일에, 유리 막대로 샘플 그리스(4.5 ~ 5.5mg)를 골고루 발라 측정 샘플로 했다. 상기 측정 샘플을 표준 시약(헥사) 5μL(100ng)와 함께 오븐으로 85℃에서 3시간 가열하여 발생한 가스를 포집관에 흡착시켰다. 이어 상기 포집관을 가열 탈착 장치(TD-100)에 설치하여 320℃로 가열하고 상기 포집 관에서 발생하는 가스를 가스 크로마토 그래프 질량 분석기(GC-MS)에 보냈다. GC-MS는 40℃에서 2분 유지하고, 12℃/분으로 20분간에 걸쳐 280℃까지 승온하고, 280℃에서 20분 유지하는 온도 프로파일에 의해 크로마토그램 데이터를 얻고, GC-MS 내부 라이브러리에서 성분 식별을 실시했다. 아웃 가스량은 표준 시약(헥사)의 크로마토 그래프 피크(100ng 상당)를 기반으로 표준 시약 환율로 계산되었다.
[내구성 시험]
도 3 내지 6에 예시한 구름 베어링 장치(6)를 제작하고, 리테이너(32)의 그리스 주머니(G)에 각예의 그리스를 배치하고, 아래의 동작 조건에서 연속 동작을 행하고, 연속 동작 전의 초기 토크에 대한 연속 동작 후 토크의 비율로 토크 변동폭(해시)를 측정했다.
<동작 조건>
동작 주파수 : 30Hz
동작 각도 : 10deg
작동 시간 : 100 시간
작동 온도 : 80℃
[그리스 범프 시험]
도 3 내지 6에 예시한 구름 베어링 장치(6)을 제작하고, 리테이너(32)의 그리스 주머니(G)에 각예의 그리스를 배치하고, 아래의 동작 조건에서 연속 동작을 행하고, 연속 동작 직후의 토크를 측정하고, 다음의 기준에 따라 평가했다.
<동작 조건>
동작 주파수 : 15Hz
동작 각도 : 5deg
작동 시간 : 50 시간
작동 온도 : 실온
<평가 기준>
○ : 연속 동작 전의 초기 토크에 비해 연속 동작 직후의 토크가 거의 변화하지 않는다.
× : 연속 동작 전의 초기 토크에 비해 연속 동작 직후의 토크가 크게 변화한다.
[저온 토크 테스트]
JIS K 2220(Low Temparature Torque Test 구름 베어링 : 6204)에 따라 0℃와 -30℃에서 저온 토크 시험을 실시하여, 시작 토크 (초기 토크)와 시작 후 토크가 안정된 후에 회전 토크를 각각 측정했다.
[장기 증발 손실 시험]
외경 41mm, 내경 37mm, 높이 8mm(수납 높이 5mm)의 페트리 접시에 그리스를 5g 넣고 표면을 매끄럽고 평평한 상태에서 85℃, 100℃ 또는 130℃의 각 온도로 설정한 항온조에 정치하고 일정 시간마다 꺼내 그리스의 질량을 측정했다. 항온조에 방치하기 전에 그리스의 질량에 대한 각 시간의 질량의 변화로부터 그리스의 증발 손실(질량 %)를 산출했다.
[실시예 1]
정제 광유(API 기유 카테고리에서 그룹 III에 분류된다. 동점도 ν1 = 47mm2/s(40℃) 인화점 250℃ 이상인 것)과 PAO(탄소수 8 ~ 12의 α-올레핀의 3 ~ 5 량체의 혼합물, 동점도 ν2 = 30mm2/s(40℃))를 중량비 3 : 7로 혼합한 기유 (동점도 ν = 34mm2/s(40℃))로 했다.
이어서, 상기 기유와 증점제로 지환족 디우레아 화합물을 이용하여 그리스화하고, 산화방지제 및 방청제를 첨가 혼합했다. 각 성분의 비율은 그리스 100 질량 %에 대해 기유가 86.0 질량 %, 증점제가 12.5 질량 %, 산화방지제가 0.5 질량 %, 방청제 1.0 질량 %였다.
[실시예 2]
상기 기유와 증점제로 지환족 디우레아 화합물을 이용하여, 그리스화하고, 산화 방지제 및 방청제를 첨가하고 극압제를 첨가 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 했다. 각 성분의 비율은 그리스 100 질량 %에 대해 기유가 85.0 질량 %, 증점제가 12.5 질량 %, 산화 방지제가 0.5 질량 %, 방청제 1.0 질량 %, 극압제가 1.0 질량 %였다.
[비교예 1]
광유(동점도 ν1 = 52mm2/s (40℃) 인화점 220℃ 이상), PAO (탄소수 8~12의 α-올레핀의 3 ~ 5 량체의 혼합물, 동점도 ν2 = 52mm2/s(40℃))을 이용하여 그들을 질량비 1 : 1로 혼합하여 기유(동점도 ν = 52mm2/s(40℃))로 했다. 이어서, 상기 기유와 증점제로 지환족 디우레아 화합물을 이용하여 그리스화하고, 산화 방지제 및 방청제를 첨가 혼합했다.
[비교예 2]
기유로 PAO(탄소수 8~12의 α-올레핀의 3 ~ 5 량체의 혼합물, 동점도 ν = 30mm2/s (40℃))를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 그리스를 얻었다.
[비교예 3]
기유로 PAO(탄소수 8~12의 α-올레핀의 3 ~ 5 량체의 혼합물, 동점도 ν = 30mm2/s (40 ℃))를 이용한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 그리스를 얻었다.
[참고예 1]
그리스로 시판의 정보 기록 재생 장치의 구름 베어링용 그리스 α를 마련했다. 또한 그리스 α는 증점제로 우레아 화합물을 포함한다.
각 실시예 및 비교예의 아웃 가스량 측정, 내구성 시험, 그리스 충돌 시험 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 실시예 2 및 실시예 1의 그리스의 저온 토크 시험 결과를 표 2, 장기 증발 손실 시험 결과를 도 7 내지 9에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3

기유

 광유의 동점도v1[mm2/s] 47 47 52 - -
PAO의 동점도v2[mm2/s] 30 30 52 30 30
v1 / v2 1.57 1.57 1 - -
기유의 동점도v[mm2/s] 34 34 52 30 30
아웃가스량[ng]










 전량 866 917 7622 812 1444
지방족하이드로카본 284 272 3817 288 363
방향족하이드로카본 40 39 187 13 42
아민계 5 4 1213 9 17
페놀계 309 404 128 266 341
알콜계 32 20 120 10 29
알데히드계 14 29 0 22 27
에테르계 0 0 0 0 0
케톤계 10 22 374 21 25
에스테르계 46 34 508 55 50
벤조트리아졸 79 50 0 82 496
불명성분 49 43 1275 46 54
내구시험(토크 변동폭) [배] 1.8 1.6 5 2 1.7
그리스 범프 시험 ○ ○ X(6배) △(2.4배) △(1.5배)
실시예 2 참고예 1
측정온도 -30℃
 기동토크[mN·m] 220 470
회전토크[mN·m] 35 74
측정온도 0℃
 기동토크[mN·m] 55 99
회전토크[mN·m] 17 27
표 1, 2에 나타낸 바와 같이, PAO의 동점도 ν2보다 동점도 ν1이 높은 광유를 본 발명의 비율로 사용한 기유를 포함한 실시예 1, 2의 그리스는 아웃 가스량이 적었다. 또한, 실시예 1, 2에서는 내구 시험 및 그리스 범프 시험 중에서도 토크의 변동이 적고 뛰어난 내구성을 보여 주었다. 또한, 실시예 2의 그리스는 참고예 1의 시판 그리스 α에 비해 저온 특성이 우수하고, 증발 손실도 적었다.
한편, 광유의 비율이 많은 비교예 1의 그리스는 아웃 가스량이 많았다. 또한, 비교예 1에서는 내구 시험의 토크 변동폭이 크고, 실시예 1, 2에 비해 내구성이 떨어져 있었다. 또한 그리스 충돌 시험에서는 연속 동작 이전 토크에 비해 연속 동작 후의 토크가 6배 정도까지 상승했다. 이것은 연속 동작의 동작 범위의 가장자리 부분에 산화 열화된 그리스가 쌓여 범프가 형성되는 것, 또는 연속 동작의 동작 범위의 가장자리 부분에서 마모가 심해지는 것이 요인이라고 생각된다.
또한 광유를 사용하지 않는 비교예 2, 3의 그리스에서는 아웃 가스량은 적지만 내구성이 열등했다.
[실험예 1]
다음의 4가지 성분 A ~ D에 대해 상기한 아웃 가스량을 측정하였다.
성분 A : 탄소수 10의 α-올레핀의 3 ~ 5 량체의 혼합물(동점도 ν2 = 30mm2/s (40 ℃) 이하, PAO(decene)이라 한다).
성분 B : 탄소수 8~12의 α-올레핀의 3 ~ 5 량체의 혼합물(동점도 ν2 = 30mm2/s (40 ℃) 이하, PAO(MIX)라고 한다.).
성분 C : PAO(decene)에 산화방지제를 PAO(decene) 및 산화방지제의 총 질량에 산화방지제의 함량이 0.2 질량 %가 되도록 첨가한 성분.
성분 D : PAO(MIX)에 산화 방지제를 PAO(MIX) 및 산화 방지제의 총 질량에 산화 방지제의 함량이 0.2 중량 %가 되도록 첨가한 성분.
결과를 표 3에 나타낸다.
성분 A (decene) 성분 B (PAO (MIX)) 성분 C (decene + 산화방지제) 성분 D (PAO (MIX)+ 산화방지제)
아웃 가스량[ng]










 전량 1544 351 1430 257
지방족 하이드로카본 975 43 894 31
방향족 하이드로카본 8 9 5 9
아민계 0 0 4 0
페놀계 89 84 96 64
알콜계 0 0 2 11
알데히드계 5 18 35 12
에테르계 0 0 0 0
케톤계 1 0 5 4
에스테르계 7 4 74 16
벤조트리아졸 0 0 0 0
불명성분 454 191 311 110
표 3에 나타낸 바와 같이, PAO가 단일 성분인 성분 A, C에 비해 PAO가 탄소수 8 ~ 12의 α-올레핀의 3 ~ 5 량체의 혼합물인 성분 B, D는 아웃 가스량이 적었다.
[실험예 2]
상기 성분 A ~ D에 대한 산화 열화 시험을 실시했다. 구체적으로는 비커 (촌동외경 X 높이 : 30mm X 40mm)에 각 성분을 5g 채취하여 100℃의 항온조에 방치했다.
240시간 경과 후 24시간마다 각 비커의 성분을 FT-IR로 측정하고, 산화 열화의 유무를 확인했다. 산화 열화가 처음 확인된 시간을 표 4에 나타낸다.
산화열화시간
성분 A (decene) 288시간
성분 B (PAO (MIX)) 1848시간
성분 C (decene + 산화방지제) 1560시간
성분 D (PAO (MIX)+ 산화방지제) 2064시간
표 4에 나타낸 바와 같이, PAO가 단일 성분인 성분 A, C에 비해 PAO가 탄소수 8 ~ 12의 α- 올레핀의 3 ~ 5 량체의 혼합물인 성분 B, D는 내산화 휘발성이 우수했다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 구성의 부가, 생략, 치환 및 기타 변경이 가능하다. 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되는 것은 아니고, 첨부된 청구 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (13)

  1. 기유와 증점제를 포함하고,
    상기 기유는 광유 및 폴리-α-올레핀을 포함하며,
    상기 기유 100 질량 %에 대하여 상기 광유의 비율이 10 ~ 40 질량 %이며,
    상기 광유의 40℃에서의 동점도 ν1은 상기 폴리-α-올레핀의 40℃에서의 동점도 ν2보다 높은 그리스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기유 내의 상기 광유의 비율보다 상기 폴리-α-올레핀의 비율이 많은 그리스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 동점도 ν2에 대한 상기 동점도 ν1의 비율 ν1 / ν2이 1.3 이상인 그리스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 동점도 ν1이 40mm2/s 이상인 그리스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 동점도 ν2가 20mm2/s 이상인 그리스.
  6. 상기 기유의 40℃에서의 동점도 ν가 25 ~ 45mm2/s인 그리스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기유는 미국 석유 협회가 정하는 기유 카테고리에서 그룹 III로 분류되는 정제 광유를 포함하고, 또한, 상기 정제 광유의 인화점이 240℃ 이상인 그리스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기유는 미국 석유 협회가 정하는 기유 카테고리에서 그룹 III로 분류되는 정제 광유를 포함, 또한, 상기 정제 광유의 인화점이 250℃ 이상인 그리스.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리-α-올레핀은 탄소수 8 ~ 12의 α-올레핀의 3 ~ 5 량체의 혼합물을 포함하는 그리스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 증점제가 우레아 화합물인 그리스.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 그리스를 포함하는 구름 베어링.
  12. 샤프트와 제 11 항에 기재된 구름 베어링을 구비하는 구름 베어링 장치.
  13. 제 12 항에 기재된 구름 베어링 장치를 구비하는 정보 기록 재생 장치.
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