特許 6022422 ゲル状潤滑剤、転がり軸受、ピボットアッシー軸受及びハードディスクドライブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6022422

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月9日

(54)【発明の名称】ゲル状潤滑剤、転がり軸受、ピボットアッシー軸受及びハードディスクドライブ

(51)【国際特許分類】

   C10M 169/04 20060101AFI20161027BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20161027BHJP

   F16C 33/66 20060101ALI20161027BHJP

   G11B 21/02 20060101ALI20161027BHJP

   C10M 105/32 20060101ALN20161027BHJP

   C10M 143/10 20060101ALN20161027BHJP

   C10M 105/36 20060101ALN20161027BHJP

   C10M 105/38 20060101ALN20161027BHJP

   C10M 107/02 20060101ALN20161027BHJP

   C10M 105/04 20060101ALN20161027BHJP

   C10M 105/06 20060101ALN20161027BHJP

   C10N 30/00 20060101ALN20161027BHJP

   C10N 30/06 20060101ALN20161027BHJP

   C10N 40/02 20060101ALN20161027BHJP

   C10N 50/10 20060101ALN20161027BHJP

【ＦＩ】

   C10M169/04

   F16C19/06

   F16C33/66 Z

   G11B21/02 630B

   !C10M105/32

   !C10M143/10

   !C10M105/36

   !C10M105/38

   !C10M107/02

   !C10M105/04

   !C10M105/06

   C10N30:00 Z

   C10N30:06

   C10N40:02

   C10N50:10

【請求項の数】15

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2013-152815(P2013-152815)

(22)【出願日】2013年7月23日

(65)【公開番号】特開2015-21117(P2015-21117A)

(43)【公開日】2015年2月2日

【審査請求日】2015年12月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099793

【弁理士】

【氏名又は名称】川北 喜十郎

(74)【代理人】

【識別番号】100154586

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 正広

(72)【発明者】

【氏名】綱 基次郎

【審査官】 ▲来▼田 優来

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３３９４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３２７１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２３６４１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１０Ｍ，Ｃ１０Ｎ，Ｆ１６Ｃ，Ｇ１１Ｂ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ゲル状潤滑剤であって、
エステル系合成油と合成炭化水素油とを質量比３５：６５〜７５：２５で含有する基油と、
２種類のスチレン系ブロック共重合体を含有するゲル化剤とを含み、
前記ゲル化剤が、前記ゲル状潤滑剤全量に対して１．５〜１０質量％含まれていることを特徴とするゲル状潤滑剤。

【請求項2】

前記２種類のスチレン系ブロック共重合体は、第１のスチレン系ブロック共重合体及び第２のスチレン系ブロック共重合体とから構成され、第１のスチレン系ブロック共重合体と、第２のスチレン系ブロック共重合体との質量比が、８０：２０〜２０：８０であることを特徴とする請求項１に記載のゲル状潤滑剤。

【請求項3】

前記２種類のスチレン系ブロック共重合体は、スチレン‐（エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体、スチレン‐（エチレン‐エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体、スチレン‐（エチレン／プロピレン）ブロック共重合体、スチレン‐（エチレン／ブチレン）‐スチレンブロック共重合体、スチレン‐ブタジエン‐スチレンブロック共重合体及びスチレン‐イソプレン‐スチレンブロック共重合体からなる群から選ばれることを特徴とする請求項１又は２に記載のゲル状潤滑剤。

【請求項4】

前記エステル系合成油が、トリオクチルトリメリテート、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル及びテトラオクチルピロメリテートからなる群から選択される少なくとも一種であり、前記合成炭化水素油が、ポリα‐オレフィン又は、アルキルナフタレンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のゲル状潤滑剤。

【請求項5】

前記基油は、前記エステル系合成油と前記合成炭化水素油とを質量比４０：６０〜７０：３０で含有し、前記ゲル化剤が、前記ゲル状潤滑剤全量に対して２〜９質量％含まれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のゲル状潤滑剤。

【請求項6】

前記２種類のスチレン系ブロック共重合体は、スチレン‐（エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体及びスチレン‐（エチレン‐エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のゲル状潤滑剤。

【請求項7】

前記エステル系合成油が、トリオクチルトリメリテートであり、前記合成炭化水素油がポリα‐オレフィンであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のゲル状潤滑剤。

【請求項8】

更に、極圧添加剤を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のゲル状潤滑剤。

【請求項9】

増ちょう剤を含まないことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のゲル状潤滑剤。

【請求項10】

転がり軸受であって、
外輪と、
前記外輪の内周側に前記外輪と同軸状に配置された内輪と、
前記外輪と前記内輪との間に配置される複数の転動体と、
前記転動体を保持する保持器と、
前記外輪と前記内輪との間に充填される請求項１〜９のいずれか一項に記載のゲル状潤滑剤を含むことを特徴とする転がり軸受。

【請求項11】

前記保持器は、前記転動体を収容する複数のポケットが形成され、隣接する前記ポケットの間に、前記ゲル状潤滑剤を保持する潤滑剤保持部を有することを特徴とする請求項１０に記載の転がり軸受。

【請求項12】

前記潤滑剤保持部には、凹部又は凸部が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の転がり軸受。

【請求項13】

前記潤滑剤保持部の周囲に、周囲壁が設けられていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の転がり軸受。

【請求項14】

請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の転がり軸受を備えたピボットアッシー軸受。

【請求項15】

請求項１４のピボットアッシー軸受を備えたハードディスクドライブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゲル状潤滑剤、該ゲル状潤滑剤が封入された転がり軸受及び該転がり軸受を備えたピボットアッシー軸受に関する。更に、本発明は、該ピボットアッシー軸受を含むハードディスクドライブに関する。

【背景技術】

【0002】

コンピュータの情報記録装置であるハードディスクドライブは、磁気ヘッドが磁気ディスクの上を移動することにより、情報を磁気ディスクに記録し、また、記録した情報を磁気ディスクから読み出す。磁気ヘッドは、通常、転がり軸受により揺動可能に支持されたスイングアームの先端に取り付けられている。このスイングアームを揺動可能に支持する転がり軸受は、ピボットアッシー軸受と呼ばれている。

【0003】

ピボットアッシー軸受の駆動を円滑にするために種々の潤滑剤が提案されており、例えば、基油と、ウレア化合物又はリチウム石鹸からなる増ちょう剤とを含むグリース系潤滑剤が挙げられる。特許文献１には、基油と、ウレア化合物からなる増ちょう剤と、スチレン系ブロック共重合体を含むグリース系潤滑剤が開示されている。

【0004】

また、特許文献２には、転がり軸受用の潤滑剤ではないが、基油と、スチレン系ブロック共重合体を含み、増ちょう剤を含まない潤滑剤が開示されている。特許文献２に開示される潤滑剤はゲル状の潤滑剤であり、長期にわたり油分の分離を完全に防止する非油分離性潤滑剤である。このような潤滑剤は、電気電子部品のギアの摺動部分、スイッチやリレーコネクタの摺動部分に適している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−３３９４４７号公報

【特許文献2】特開２００２−３２７１８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年、ハードディスクドライブの小型化、高密度化、高速化に伴い、磁気ヘッドは短時間に短距離を動くことを要求されるようになり、急発進、急停止を繰り返すことになった。ピボットアッシー軸受に大きな負担がかかるこのような状況下において、軸受を低トルクで、且つトルク変動を抑えつつ安定に長期間駆動可能とする潤滑剤が求められている。また、ハードディスクドライブ及びピボットアッシー軸受の小型化に伴い、潤滑剤の封入量が減少している。このため、少ない潤滑剤の封入量でも十分な潤滑性を得られるように、潤滑に寄与する基油（オイル）の割合を増やす必要性も高まっている。

【0007】

しかし、特許文献１に開示される、増ちょう剤としてウレア化合物を含むグリース系潤滑剤は、ウレア化合物が凝集固化して大きなトルク変動を生じ、磁気ヘッドの動作不具合が発生する虞がある。一般的な転がり軸受は一方向に回転するが、ピボットアッシー軸受は、微小角度で正転と逆転を繰り返す揺動運動を行う。そのため、グリース系潤滑剤は転がり軸受のボールの両サイドに寄せられて塊りが生じ（チャネリング現象）、その塊りをボールが乗り越えようとしてトルク変動が生じる。そして、最悪の場合、軸受はロックされ駆動不能となる。また、増ちょう剤としてリチウム石鹸を用いたグリース系潤滑剤の場合、ピボットアッシー軸受の起動後はグリースが軸受内部で絶えずかき混ぜられた状態になるため（チャーニング現象）、起動時からトルクが高く、トルク変動も大きい。更に、一般にグリース系潤滑剤は、増ちょう剤を１２質量％前後含有する必要があるため、基油の配合量は８５質量％〜９０質量％であり、それ以上潤滑に寄与する基油の割合を増やすことは困難である。

【0008】

特許文献２には、増ちょう剤を含まないゲル状潤滑剤が開示されているが、油分の分離が生じない非油分離性潤滑剤である。転がり軸受では、回転するボール表面を潤滑剤の油分で覆う必要があるため、特許文献２に開示される油分の分離しない潤滑剤は、転がり軸受用の潤滑剤に応用できない。

【0009】

本発明は、転がり軸受を、低トルクで且つトルク変動を抑えつつ安定に長期間駆動可能とする転がり軸受用の潤滑剤を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の第１の態様に従えば、ゲル状潤滑剤であって、エステル系合成油と合成炭化水素油とを質量比３５：６５〜７５：２５で含有する基油と、２種類のスチレン系ブロック共重合体を含有するゲル化剤とを含み、前記ゲル化剤が、前記ゲル状潤滑剤全量に対して１．５〜１０質量％含まれていることを特徴とするゲル状潤滑剤が提供される。

【0011】

本態様において、前記２種類のスチレン系ブロック共重合体を構成する第１のスチレン系ブロック共重合体と、第１のスチレン系ブロック共重合体と異なる第２のスチレン系ブロック共重合体との質量比が、８０：２０〜２０：８０であってもよい。前記２種類のスチレン系ブロック共重合体は、スチレン‐（エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン‐（エチレン‐エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体（ＳＥＥＰＳ）、スチレン‐（エチレン／プロピレン）ブロック共重合体（ＳＥＰ）、スチレン‐（エチレン／ブチレン）‐スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン‐ブタジエン‐スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）及びスチレン‐イソプレン‐スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）からなる群から選ばれてもよい。また、前記エステル系合成油が、トリオクチルトリメリテート（ＴＯＴＭ）、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル及びテトラオクチルピロメリテート（ＴＯＰＭ）からなる群から選択される少なくとも一種であり、前記合成炭化水素油が、ポリα‐オレフィン（ＰＡＯ）又はアルキルナフタレンであってもよい。

【0012】

本態様において、前記基油は、前記エステル系合成油と前記合成炭化水素油とを質量比４０：６０〜７０：３０で含有し、前記ゲル化剤が、前記ゲル状潤滑剤全量に対して２〜９質量％含まれてもよい。前記２種類のスチレン系ブロック共重合体は、スチレン‐（エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）及びスチレン‐（エチレン‐エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体（ＳＥＥＰＳ）であってもよい。更に、前記エステル系合成油が、トリオクチルトリメリテート（ＴＯＴＭ）であり、前記合成炭化水素油がポリα‐オレフィン（ＰＡＯ）であってもよい。更に、本態様のゲル状潤滑剤は、極圧添加剤を含んでもよく、また、増ちょう剤を含まなくてもよい。

【0013】

本発明の第２の態様に従えば、転がり軸受であって、外輪と、前記外輪の内周側に前記外輪と同軸状に配置された内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置される複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器と、前記外輪と前記内輪との間に充填される第１の態様のゲル状潤滑剤を含むことを特徴とする転がり軸受が提供される。

【0014】

本態様において、前記保持器は、前記転動体を収容する複数のポケットが形成され、隣接する前記ポケットの間に、前記ゲル状潤滑剤を保持する潤滑剤保持部を有してもよい。前記潤滑剤保持部には、凹部又は凸部が設けられてもよく、前記保持器の潤滑剤保持部の周囲に、周囲壁が設けられてもよい。

【0015】

本発明の第３の態様に従えば、第２の態様の転がり軸受を備えたピボットアッシー軸受が提供される。

【0016】

本発明の第４の態様に従えば、第３の態様のピボットアッシー軸受を備えたハードディスクドライブが提供される。

【発明の効果】

【0017】

本態様のゲル状潤滑剤は、適度な粘着性を有しながら、適量のオイル（基油）を長期間放出する。本実施形態のゲル状潤滑剤は、転がり軸受に用いることで、転がり軸受を低トルクで、且つ小さいトルク変動で安定して長期間駆動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第２の実施形態の転がり軸受の断面図である。

【図2】第２の実施形態の転がり軸受に用いる保持器（第１の例）を示す図である。

【図3】第２の実施形態の転がり軸受に用いる保持器（第１の例）の変形例を示す図であり、保持器の一部拡大図である。

【図4】第２の実施形態の転がり軸受に用いる保持器（第１の例）の他の変形例を示す図であり、保持器の一部拡大図である。

【図5】第２の実施形態の転がり軸受に用いる保持器（第２の例）を示す図である。

【図6】図５に示す保持器（第２の例）の断面図の一部拡大図である。

【図7】第２の実施形態の転がり軸受に用いる保持器（第２の例）の変形例を示す図である。

【図8】第３の実施形態のハードディスクドライブを示す図である。

【図9】第３の実施形態のハードディスクドライブに用いられるスイングアームを示す図である。

【図10】第３の実施形態のピボットアッシー軸受の一例示す断面図である。

【図11】第３の実施形態のピボットアッシー軸受の他の例を示す断面図である。

【図12】実施例において、トルク測定に用いた回転式レオメータを示す図である。

【図13】実施例におけるゲル状潤滑剤の組成と、ゲル状潤滑剤の総合評価との関係を示す図である。

【図14】（ａ）は実施例４、（ｂ）は実施例９、（ｃ）は実施例１７、（ｄ）は比較例３１における、ピボットアッシー軸受の回転角度と回転トルクとの関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

［第１の実施形態］
第１の実施形態として、ゲル状潤滑剤について説明する。本実施形態のゲル状潤滑剤は、エステル系合成油及び合成炭化水素油を含有する基油と、２種類のスチレン系ブロック共重合体を含有するゲル化剤を含む。

【0020】

基油に含まれるエステル系合成油は、特に限定されないが、ジエステル油、ネオペンチル型ポリオールエステル油、これらのコンプレックスエステル油、芳香族エステル油、炭酸エステル油、グリセリンエステル油等を用いることができ、潤滑性及び耐熱性に優れるという観点から、トリオクチルトリメリテート（ＴＯＴＭ）、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、テトラオクチルピロメリテート（ＴＯＰＭ）又は、それらの任意の混合物が好ましく、トリオクチルトリメリテート（ＴＯＴＭ）が特に好ましい。基油に含まれる合成炭化水素油は、特に限定されないが、ポリα−オレフィン、エチレンα−オレフィン共重合体、ポリブテン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン等を用いることができ、ポリα‐オレフィン（ＰＡＯ）、アルキルナフタレン又は、それらの任意の混合物が好ましく、ポリα‐オレフィン（ＰＡＯ）が特に好ましい。これらの合成炭化水素油は、潤滑性を有すると共に、適度な粘着性を有しながら、適量のオイル（基油）を放出するゲルの形成に貢献する。

【0021】

本実施形態の基油は、本実施形態の効果を得られる範囲で、エステル系合成油及び合成炭化水素油以外の基油を含有してもよいが、極性が高くゲル化し難いエステル系合成油と、極性の低くゲル化し易い合成炭化水素油の組み合わせによって、適度な粘度を持つ潤滑剤が得られるという理由から、エステル系合成油及び合成炭化水素油のみからなることが好ましい。また、基油の粘度はピボットのトルクに直接影響を与えるため、エステル系合成油と合成炭化水素油を含有する本実施形態の基油は、４０℃における動粘度が、５０〜１２０ｍｍ^２／ｓであることが好ましい。

【0022】

本実施形態の基油は、エステル系合成油と合成炭化水素油とを質量比３５：６５〜７５：２５で含有する。質量比３５：６５を下回るとゲル化が過度に進み、ゲルからオイル（基油）が分離し難くなり、質量比７５：２５を上回るとゲル化するもののオイルの分離が過剰になり、粘着性の低い硬いゲルと基油とに分離し易くなる。更に、質量比４０：６０〜７０：３０で含有することが好ましく、質量比５０：５０〜７０：３０で含有することが更に好ましい。この質量比であると、転がり軸受に特に適したゲル状潤滑剤を得ることができる。

【0023】

本実施形態の基油は、ゲル状潤滑剤の全量に対して８５〜９８質量％で含まれ得る。更に、本実施形態ではゲル潤滑剤中の基油の割合を９０〜９８％まで高めることができる。従来のグリース系潤滑剤では、増ちょう剤の割合が１２％前後必要であったのに対し、本実施形態のゲル状潤滑剤ではゲル化剤の含有量を１．５〜１０％程度に抑えられるためである。基油の含有割合を高めることで、少ない潤滑剤の量でも潤滑に寄与するオイル量を確保できるため、本実施形態のゲル状潤滑剤は、小型のハードディスクドライブに搭載される小型のピボットアッシー軸受に用いる潤滑剤として好適となる。

【0024】

本実施形態において、ゲル状潤滑剤に含まれる「ゲル化剤」とは、従来のグリース系潤滑剤のように基油（オイル）を半固体状又は固体状とする物質ではなく、基油をある程度の粘着性を兼ね備えたゲル状にする物質であり、更に、形成されたゲルから適量の基油を滲み出させることを目的とする。ゲル化剤としては、例えば、エラストマー等の高分子化合物を用いることができ、後述する増ちょう剤とは区別される。本実施形態のゲル化剤が含有する２種類のスチレン系ブロック共重合体としては、スチレン‐（エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン‐（エチレン‐エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体（ＳＥＥＰＳ）、スチレン‐（エチレン／プロピレン）ブロック共重合体（ＳＥＰ）、スチレン‐（エチレン／ブチレン）‐スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン‐ブタジエン‐スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）及びスチレン‐イソプレン‐スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）が挙げられ、スチレン‐（エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）及びスチレン‐（エチレン‐エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体（ＳＥＥＰＳ）であることが好ましい。これらのスチレン系ブロック共重合体は、上述したエステル系合成油及び合成炭化水素油を含有する基油を適量のオイルが滲み出る（分離する）ようにゲル化できる。

【0025】

２種類のスチレン系ブロック共重合体を構成する互いに異なる第１のスチレン系ブロック共重合体と第２のスチレン系ブロック共重合体の質量比は、適度なゲル状態と適切なオイル（基油）の分離量の両方を兼ね備えるために、８０：２０〜２０：８０の範囲であることが好ましい。これら２種類のスチレン系ブロック共重合体を含有するゲル化剤は、前記ゲル状潤滑剤全量に対して１．５〜１０質量％含まれる。ゲル化剤の配合量をこの範囲とすることで、適量のオイルが滲み出る（分離する）ゲル状潤滑剤を得ることができる。更に、２〜９質量％であることが好ましい。尚、本実施形態のゲル化剤は、本実施形態の効果を得られる範囲で、２種類のスチレン系ブロック共重合体以外のゲル化剤を含有してもよいが、その場合、配合量、配合の順序等の調整が複雑となるため、２種類のスチレン系ブロック共重合体のみからなることが好ましい。

【0026】

本実施形態のゲル状潤滑剤は、前述のように、エステル系合成油と合成炭化水素油とを質量比３５：６５〜７５：２５で含有する基油と、２種類のスチレン系ブロック共重合体を含有するゲル化剤とを含み、ゲル化剤はゲル状潤滑剤全量に対して１．５〜１０質量％含まれている。特に好ましいゲル状潤滑剤は、エステル系合成油と合成炭化水素油とを質量比４０：６０〜７０：３０で含有する基油と、２種類のスチレン系ブロック共重合体を含有するゲル化剤とを含み、ゲル化剤はゲル状潤滑剤全量に対して２〜９質量％含まれている。本発明者は、上述２種類の基油及び２種類のゲル化剤を上述の質量比で組み合わせることにより、適度な粘着性を有しながら、適量のオイル（基油）が滲み出る（分離する）ゲル状潤滑剤が得られることを見出した。本実施形態のゲル状潤滑剤は、転がり軸受に用いた場合に、保持器（リテーナ）上に保持される粘着性を有し、且つゲルから適度な量のオイルを放出して内外輪（レース）及びボール表面へ供給できる。このように、ゲル分は保持器（リテーナ）に保持されて、適量なオイルのみを連続的に内外輪（レース）及びボールに供給することで、ゲル状潤滑剤でありながら、オイル潤滑の利点である低トルクを実現できる。オイルは徐々に内外輪（レース）及びボール表面へ供給されるため、本実施形態のゲル状潤滑剤が用いられる転がり軸受は長寿命である。また、ゲル分は保持器（リテーナ）に留まるため、内外輪（レース）及びボールの間へ入り込んでトルクを上昇させることも防止される。また、本実施形態のゲル状潤滑剤は、長期間使用しても潤滑剤内にウレア等の凝集物が発生することが無いため、トルク変動が小さい。

【0027】

本実施形態のゲル状潤滑剤は、ピボットアッシー軸受用の潤滑剤として特に優れている。ピボットアッシー軸受は、一定方向に回転するのではなく、ハードディスクドライブの磁気ヘッドをディスク上で移動させるために高速で揺動運動を繰り返し、磁気ヘッドを正確な位置に移動させる速い応答速度も必要とされる。本実施形態のゲル状潤滑剤は、ピボットアッシー軸受のトルク変動を小さくできるため、磁気ヘッドの正確な位置決めが可能となり、またそのトルクの値が低いので磁気ヘッドの応答速度も速くなる。

【0028】

本実施形態のゲル状潤滑剤が上述のような効果を得られるのは、本実施形態のゲル状潤滑剤の組成が、基油とゲル化剤との相溶性が最適となる組成であるためと推測される。基油とゲル化剤の相溶性が高過ぎると、基油の粘度が上昇するのみでゲル化が難しい。このような潤滑剤を転がり軸受けに用いると、オイル（基油）と共に不完全なゲルも内外輪（レース）及びボール表面へ流れてしまう。また、基油とゲル化剤の相溶性が高過ぎる場合には、一旦ゲル化すると、オイルの分離量が非常に少なく、また、ゲルの粘着性が高い場合が多い。反対に、基油とゲル化剤の相溶性が低過ぎると、ゲルは不安定となり、時間経過と共にオイルが分離し大量に放出されてしまう。本実施形態のゲル状潤滑剤は、エステル系合成油と合成炭化水素油を混合した基油と、２種類のゲル化剤との相溶性が最適となる組成であると推測される。

【0029】

本実施形態においてゲル化剤として用いたスチレン系ブロック共重合体は、一般的には、基油の粘度を調製する粘度調整剤として用いられている。従来は、粘度調整剤には基油と極性の近いポリマー、即ち基油との相溶性が高いポリマーが選択された。基油がエステル系合成油の場合には、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等が用いられ、基油が合成炭化水素油の場合は、例えば、ＳＥＰＳ、ＳＥＥＰＳ等のスチレン系ブロック共重合体が用いられた。本発明者は、当初、潤滑性及び耐熱性に優れるエステル系合成油を基油に選択し、エステル系合成油に相溶性の高いＰＭＭＡを添加してゲル状潤滑剤の調製を試みた。しかし、エステル系合成油にＰＭＭＡを添加すると、ゲル化し難い上、一旦、ゲル化した後はオイル分離量が非常に少ない。また、ゲルの粘着性は高いが攪拌により小さな塊に分断され易い状態（せん断安定性に欠ける状態）であり、目的とするゲル状態は得られなかった。そこで、本発明者は、目的とする適度な粘着性を有しながら、適量のオイル（基油）を放出するゲル状態を得るためには、基油とゲル化剤との相溶性が最適となる必要があると考え、エステル系合成油に敢えて相溶性の低いゲル化剤であるスチレン系ブロック共重合体を添加し、次に、エステル系合成油とスチレン系ブロック共重合体を相溶させるため、合成炭化水素油を添加した。本実施形態のゲル状潤滑剤において、合成炭化水素油は基油であると共に、エステル系合成油とスチレン系ブロック共重合体のバインダ的役割を果たすと推測される。更に、ゲル化剤に関しても、単独のスチレン系ブロック共重合体のみでは、目的とするゲル状態を得ることが出来ないことが判明したために、２種類のスチレン系ブロック共重合体を用いた。２種類のスチレン系ブロック共重合体を用いることで、エステル系合成油と合成炭化水素油との相溶性が向上し、ゲルから分離するオイル量を適量に調整できると推測される。

【0030】

基油とゲル化剤との相溶性は、それらの極性に依存する。極性の高い基油に対しては、極性の高いゲル化剤の相溶性は高く、反対に、極性の低いゲル化剤の相溶性は低い。また、極性の低い基油に対しては、極性の低いゲル化剤の相溶性は高く、反対に、極性の高いゲル化剤の相溶性は低い。物質の極性を示す指標の一つに誘電率がある。一般に、誘電率が高い物質は極性が高い。ＳＥＰＳ、ＳＥＥＰＳ等のスチレン系ブロック共重合体は、極性基を有さないその化学構造から、誘電率は低いと予想される。また、本実施形態に用いられる基油の誘電率を測定したところ、エステル系合成油であるトリオクチルトリメリテート（ＴＯＴＭ）は、７．００（Ｆ／ｍ）、合成炭化水素油であるポリアルファオレフィン油（ＰＡＯ１０）は、３．０６（Ｆ／ｍ）であり、エステル系合成油（ＴＯＴＭ）の誘電率は、ポリアルファオレフィン油（ＰＡＯ１０）の誘電率の２倍以上高かった。この結果から、誘電率が高いエステル系合成油（ＴＯＴＭ）は、誘電率が低いと予想されるスチレン系ブロック共重合体との相溶性が低く、誘電率が低いポリアルファオレフィン油（ＰＡＯ１０）は、スチレン系ブロック共重合体との相溶性が高いと推測される。このように、本実施形態では、誘電率が高いエステル系合成油（ＴＯＴＭ）と、誘電率が低いポリアルファオレフィン油（ＰＡＯ１０）とを特定の比率で混合することで、誘電率が低いと予想されるＳＥＰＳ、ＳＥＥＰＳ等のスチレン系ブロック共重合体を用いてゲル化したときに、適度な粘着性を有しながら、適量のオイル（基油）を放出するゲル状態が得られると推測される。

【0031】

更に、本実施形態のゲル状潤滑剤は、一般的に潤滑剤に含有される極圧添加剤、酸化防止剤、防錆剤、金属不活性剤を含有してもよい。特に、極圧添加剤は、本実施形態のゲル状潤滑剤において、ゲルとオイルとの適度な分離を阻害することなく、転がり軸受の耐摩耗性を向上させ長寿命化できるため、含有することが好ましい。

【0032】

極圧添加剤としては、有機リン酸化合物、有機金属化合物などが挙げられる。本実施形態で用いることができる有機リン化合物としては、正リン酸エステルが好ましい。正リン酸エステルとしては、例えばトリキシレニルフォスフェート、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‐エチルヘキシル）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を挙げることができる。更に、本実施形態では酸性リン酸エステルも使用できる。酸性リン酸エステルとしては、例えばメチルアッシドフォスフェート、イソプロピルアッシドフォスフェート、ブチルアッシドフォスフェート、２‐エチルヘキシルアッシドフォスフェート、イソデシルアッシドフォスフェート、トリデシルアッシドフォスフェート、ラウリルアッシドフォスフェート等を挙げることができる。また、本実施形態では亜リン酸エステル類も使用できる。亜リン酸エステル類としては、例えば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、トリデシルフォイスファイト、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を挙げることができる。有機金属化合物としては、有機モリブデン化合物等が挙げられる。有機モリブデン化合物は、軸受金属面に吸着し、皮膜を形成して機能し、高荷重、低速下でも焼付き、耐荷重性、耐摩耗性を向上できる。

【0033】

これら極圧添加剤は、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。これら極圧剤の配合量は、潤滑剤全量に対して０．２質量％〜５質量％が適当であり、１〜２質量％であることが好ましい。０．２質量％未満では充分な目的が達成されないが、５質量％を超えると腐食性のガスの発生量が多くなり、好ましくない。

【0034】

酸化防止剤としては、フェノール系や芳香族アミン系の化合物か挙げられる。例えば、２，６‐ジ‐ｔ‐ブチル‐４‐メチルフェノールなとのフェノール酸化防止剤；ｐ，ｐ'‐ジオクチルジフエニルアミンなとのアミン系酸化防止剤等が挙げられる。これらの酸化防止剤は、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。これらの酸化防止剤の配合量は、０．５〜５質量％が適当である。

【0035】

防錆剤としては、コハク酸化合物が挙げられる。たとえばコハク酸化合物としてはアルケニルコハク酸又はその無水物が好ましく、このアルケニルコハク酸も、軸受材料である転動面や摺動面に良好に吸着して薄膜を形成する。また、コハク酸誘導体も同様の作用がある。コハク酸誘導体としては、例えばコハク酸、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、コハク酸イミド等を挙げることができる。これらのコハク酸誘導体も、単独でも適宜組み合わせて使用してもよい。金属不活性剤としてはベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾール、インダゾール等が挙げられる。

【0036】

本実施形態のゲル状潤滑剤は、増ちょう剤を含まないことが好ましい。増ちょう剤は、潤滑剤中で凝集固化する場合があり、転がり軸受に用いた場合に大きなトルク変動を発生させるからである。また、本実施形態のゲル状潤滑剤は、ゲル化剤を用いることで十分な粘着性を得られるので、増ちょう剤を含む必要がない。本実施形態において、「増ちょう剤」とは、従来のグリース系潤滑剤で使用され、潤滑油を半固体状にする物質であり、前述したゲル化剤とは区別される。本実施形態のゲル状潤滑剤が含まないことが好ましい増ちょう剤としては、例えば、リチウム石けん及びカルシウム石けん等の金属石けん系増ちょう剤、ウレア化合物やシリカゲル、ベントナイト等の非金属石けん系増ちょう剤が挙げられる。

【0037】

本実施形態のゲル状潤滑剤は、例えば、エステル系合成油と合成炭化水素油とを含有する基油と、２種類のスチレン系ブロック共重合体と、必要により他の添加剤とを従来公知の方法により、適温にて均一に混合することにより調製できる。

【0038】

［第２の実施形態］
本実施形態では、第１の実施形態のゲル状潤滑剤が封入された転がり軸受について説明する。図１に示す本実施形態の転がり軸受１１は、回転軸ｍを中心軸とする円筒形の外輪１と、外輪１の内周側に外輪１と同軸状に設けられる円筒形の内輪２と、外輪１と内輪２との間に形成される軌道６内に配置される複数の転動体であるボール３と、軌道６内に配置されてボール３を保持する保持器（リテーナ）４と、内輪２に対向する外輪１の軌道面１ａの両端部から内輪２へ向かって伸び、軌道６を外界から遮断するシール５と、軌道６内に封入される第１の実施形態のゲル状潤滑剤（不図示）とから主に構成される。転がり軸受１１では、外輪１及び内輪２と、複数のボール３との転がり接触によって摩擦抵抗が低減され、ボール３の転動により、内輪２が外輪１に相対して、回転軸ｍを中心として回転する。ボール３は、保持器４により、内輪１及び外輪２の周方向に所定の間隔で保持され、ボールの脱落や隣接するボール間の接触が抑制される。更に、転がり軸受１１では、ゲル状潤滑剤により、軌道６内のボール３と内外輪１，２との摩擦抵抗が低減され、摩擦トルクが軽減されると伴に摩擦熱の発生も抑制され、内輪１及び外輪２の円滑な回転が促進される。

【0039】

本実施形態に用いられる保持器４は、第１の例として、図２に示す冠型の保持器４を使用することができる。保持器４は、回転軸ｍを中心とする円筒形の環状部材４１を有し、環状部材４１は回転軸ｍと平行な外周面及び内周面と、外周面及び内周面を連結し、回転軸ｍとほぼ垂直である２つの端面４１ａを有する。環状部材４１の一方の端面４１ａには、ボールを回転可能に収容する複数のポケット（凹部）４２が、回転軸ｍを中心とする周方向に沿って所定間隔で形成される。更に、環状部材４１は、各ポケット４２の両端部に、上記一方の端面４１ａから回転軸ｍ方向へ延びる一対の爪４３を備える。一対の爪４３は、各ポケット４２に収容されるボール３の曲面に沿うように、互いに近づくように湾曲しており、これにより、各ポケット４２に収容されるボール３の脱落を防止することができる。本実施形態の保持器４の一方の端面４１ａには、隣接するポケット４２，４２の間に、隣接する爪４３，４３に挟まれた空間、潤滑剤保持部４４が形成され、潤滑剤保持部４４にゲル状潤滑剤を保持できる。ゲル状潤滑剤のうち、ゲル分は潤滑剤保持部４４に保持され、ゲルから分離したオイルのみがボール３の表面に油膜を形成するので、転がり軸受１１は、低トルクで且つトルク変動を抑えながら回転できる。

【0040】

本実施形態に用いられる保持器４には、図３に示すように、爪４３に挟まれた潤滑剤保持部４４の表面に凸部４５を設けてもよく、図４に示すように爪４３に挟まれた潤滑剤保持部４４の表面に凹部４６を形成してもよい。爪４３に挟まれた潤滑剤保持部４４内に凹部又は凸部を設けることで、更に、ゲル状潤滑剤が潤滑剤保持部４４に保持され易くなる。

【0041】

本実施形態では、保持器４（第１の例）に代えて、図５及び図６に示す第２の例としての保持器５０を用いてもよい。保持器５０は、上述した保持器４と同様に、環状部材５１を有し、環状部材５１の一方の端面５１ａには、ボールを回転可能に収容する複数のポケット（凹部）５２が所定間隔で形成され、各ポケット５２毎に一対の爪５３を備えている。保持器５０の一方の端面５１ａには、隣接するポケット５２，５２の間に、隣接する爪５３，５３に挟まれた空間、潤滑剤保持部５４が形成される。そして、潤滑剤保持部５４を形成する隣接する爪５３，５３は、保持器５０の外周部側に形成される外周壁５５により連結されている。潤滑剤保持部５４は、２つの爪５３,５３及び外周壁５５から構成される周囲壁５６によって、内周面側を除いた周囲が包囲されている。

【0042】

転がり軸受の駆動時に、保持器も回転軸ｍ（図１参照）を中心に回転し、潤滑剤保持部５４に保持されたゲル状潤滑剤６０（図６参照）は、保持器の回転による遠心力を受ける。保持器５０は、周囲壁５６の特に外周壁５５により、ゲル状潤滑剤６０が外周部側に流れ出して、転動体（ボール）３の転動面に侵入することを防止できる。また、ゲル状潤滑剤のうち、潤滑に寄与するオイル（基油）は、回転に伴う熱によって流れ出したり、回転に伴う遠心力により周囲壁５６を乗り越えたりして転動体に供給されるため好都合である。

【0043】

本実施形態に用いられる保持器５０は、図７に示すように、外周壁５５に回転軸ｍと平行な方向に延在するスリット５７を形成してもよい。これにより、ゲル状潤滑剤のうち潤滑に寄与するオイル（基油）のみを、スリット５７を通して潤滑剤保持部５４から外輪１へ、ひいては転動体（ボール）３へ供給し易くなる。したがって、周囲壁５６によりゲル状潤滑剤の飛び出しを防止してトルクの上昇を防止しながら、潤滑性を一層向上させ、転がり軸受の使用寿命を長く維持できる。更に、図７に示すように、保持器５０の潤滑剤保持部５４に上述のような凸部５８を設けてもよい。転がり軸受駆動時に、遠心力が付与されてもゲル状潤滑剤が突起５８により保持され易くなる。凸部５８は、ゲル状潤滑剤の量が少ない場合に特に有効である。

【0044】

本実施形態において、ゲル状潤滑剤の充填量は、軸受１１内部の空間容積に対して約５％〜３０％が好ましく、特に低トルクが要求されるピボットアッシー軸受においては５％〜１０％がより好ましい。ゲル状潤滑剤の充填量をこの範囲とすることで、ゲル状潤滑剤は、転がり軸受１１の軌道６内のボール３及び内外輪１，２を十分に潤滑して摩擦抵抗を低減し、摩擦トルクを軽減できる。ここで、軸受１１内部の空間容積とは、外輪１と内輪２との間に挟まれ且つシール５によって区切られた軌道６において、ボール３及び保持器４の体積を除いた空間容積である。

【0045】

以上説明したように、本実施形態の転がり軸受１１では、ゲル状潤滑剤のゲルが保持器４，５０上の潤滑剤保持部４４，５４に保持され、ゲルから分離する適量のオイルのみが連続的に内外輪（レース）１，２及びボール３に供給される。これにより、本実施形態の転がり軸受１１は、低トルクで、且つ長寿命である。また、ゲル状潤滑剤のゲル分は、保持器４，５０に留まるため、内外輪（レース）１，２及びボール３の間へ入り込んでトルクを上昇させることも無い。また、本実施形態の転がり軸受１１は、長期間使用してもトルク変動が小さく、凝集物起因のロックが発生し難い。

【0046】

本実施形態の転がり軸受１１は、ピボットアッシー軸受用の潤滑剤として特に優れている。本実施形態の転がり軸受１１は、トルク変動が小さいため磁気ヘッドの正確な位置決めが可能となり、トルクの値そのものも低いため磁気ヘッドの応答速度が速くなる。本実施形態の転がり軸受１１は、ピボットアッシー軸受に用いるのに好適であるが、用途はこれに限られず、例えば、ファンモーターやステッピングモーター等の小径軸受を用い、低トルクを必要とするモーター類全般に用いることができる。

【0047】

［第３の実施形態］
本実施形態では、第２の実施形態の転がり軸受を備えたピボットアッシー軸受、及び該ピボットアッシー軸受を含むハードディスクドライブ（ＨＤＤ）について説明する。

【0048】

図８に示すように、本実施形態のハードディスクドライブ１００は、略矩形箱状の基台（ベースプレート）６１と、この基台６１に載置されたスピンドルモータ６２と、このスピンドルモータ６２に回転される磁気ディスク６３と、磁気ディスク６３の所定の位置に情報を書き込むと共に、任意の位置から情報を読み込む磁気ヘッド６４を有するスイングアーム２０と、スイングアーム２０を揺動可能に支持するピボットアッシー軸受１０から主に構成される。

【0049】

図９に示すように、スイングアーム２０の基部２１には、ピボットアッシー軸受１０が取り付けられる取付孔２２が形成され、基部２１からアーム部２３が伸びている。図９では一例として一対のアーム部２３を示しているが、アーム部の数はこれに限定されず、ディスクの枚数に依存する。アーム部２３の先端部には、ハードディスクドライブ１００において情報を読み書きする磁気ヘッド６４が取り付けられる。また、基部２１には、アーム部２３と反対側へ伸びる支持部２４が設けられ、支持部２４が、ハードディスクドライブ１００に設けられた駆動機構により駆動されることでスイングアーム２０は揺動する。

【0050】

スイングアーム２０の取付孔２２には、トレランスリング３０を挿入し、トレランスリング３０の内側にピボットアッシー軸受１０が圧入される。トレランスリング３０は、リング部３１と、リング部３１から軸方向へ伸びる押圧部３２とからなり、金属製である。押圧部３２は、複数の矩形片３３からなり、円周方向の一カ所に矩形片３３のない箇所が設けられている。各矩形片３３には、半径方向へ突出する凸部（図示略）が設けられ、ピボットアッシー軸受１０が圧入されるとトレランスリング３０が膨出し、凸部が取付孔２２の内周面に押し付けられることでピボットアッシー軸受１０が取付孔２２に固定される。尚、本実施形態では、トレランスリング３０を介してピボットアッシー軸受１０をスイングアーム２０に取り付けたが、トレランスリング３０を使用せずに、接着剤による固定や、ネジ止め等により、ピボットアッシー軸受１０をスイングアーム２０に直接、取り付けてもよい。

【0051】

図１０に示すように、ピボットアッシー軸受（軸受装置）１０は、シャフト（軸）９と、所定長さのスペースＳを空けてシャフト９に嵌装される２つの転がり軸受である第１の軸受１２及び第２の軸受１３と、スペースＳに設けられて第１及び第２の軸受１２，１３と接する環状のスペーサ１５と、第１軸受及び第２軸受を外装するスリーブ１４（外周部材）から、主に構成される。第１の軸受１２及び第２の軸受１３には、上述した第２の実施形態の転がり軸受を用いる。第１の軸受１２は、第１の内輪１２ａと、第１の外輪１２ｂと、第１の内輪１２ａと第１の外輪１２ｂとの間に形成される軌道内に配置される複数の転動体であるボール１２ｃと、軌道内に配置されてボール１２ｃを保持する保持器（リテーナ）（不図示）と、軌道を外界から遮断するシール（不図示）と、軌道内に封入される第１の実施形態のゲル状潤滑剤（不図示）から主に構成される。第２の軸受１３も同様に、第２の内輪１３ａと、第２の外輪１３ｂと、第２の内輪１３ａと第２の外輪１３ｂとの間に形成される軌道内に配置される複数の転動体であるボール１３ｃと、軌道内に配置されてボール１３ｃを保持する保持器（リテーナ）（不図示）と、軌道を外界から遮断するシール（不図示）と、軌道内に封入される第１の実施形態のゲル状潤滑剤（不図示）から主に構成される。シャフト９は、筒状のシャフト本体９ａと、シャフト本体９ａの一端側に形成されたフランジ部９ｂを有し、フランジ部９ｂを基台６１（図８参照）側に位置させて基台６１に取り付けられる。第１の軸受の第１の内輪１２ａの一端部は、シャフトのフランジ部９ｂに接している。

【0052】

本実施形態のピボットアッシー軸受１０は、回転軸ｍ方向のガタを無くすために、図１０に示すように、矢印Ｂで示される方向に予圧を加えながら組み立てる。例えば、第１、第２の外輪１２ｂ，１３ｂの間のスペースＳにスペーサ１５を挿入した状態で、スリーブ１４の内面に第１の外輪１２ｂをスライド可能に嵌装するとともに第２の外輪１３ｂを接着剤で固定し、第１の内輪１２ａをフランジ部９ｂに当接させた状態でシャフト９に接着剤で固定する。一方、第２の内輪１３ａをシャフト９にスライド可能に嵌装し、この後、第２の内輪１３ａの外端部に、図１０に示す矢印Ｂ方向の荷重を掛けて予圧を付与し、この予圧が付与された状態で第２の内輪１３ａをシャフト９に接着剤で固定し、更に外輪１２ｂをスリーブ１４の内面に固定して軸方向のガタを無くす。スペーサ１５は、予圧を付与する際にスペースＳを維持することで、第２の内輪１３ａに予圧を付与する場合、第１の内輪１２ａと、第２の内輪１３ａとの接触を防止でき、予圧量を広範囲にわたって調整可能になる。

【0053】

また、本実施形態では、図１０に示すピボットアッシー軸受１０に代えて、スリーブ１４及びスペーサ１５を省略した図１１に示すピボットアッシー軸受３０を用いてもよい。ピボットアッシー軸受３０において、第１、第２の外輪１２ｂ，１３ｂは同等寸法に設定されている。一方、第１、第２の内輪１２ａ，１３ａの回転軸ｍ方向の幅寸法は、第１、第２の外輪１２ｂ，１３ｂの幅寸法に比べて小さい。第１、第２の内輪１２ａ，１３ａの幅寸法の縮小設定は、第１、第２の軸受１２，１３のボール（転動体）１２ｃ，１３ｃを中心にして第１及び第２の内輪１２ａ，１３ａの幅方向の両側を短くしている。第１、第２の軸受１２，１３は、第１、第２の外輪１２ｂ，１３ｂを接した状態でシャフト９に嵌装されており、且つ第１の内輪１２ａの一端部がシャフト９のフランジ部９ｂに接している。

【0054】

図１１に示すピボットアッシー軸受３０は、第１の外輪１２ｂと第２の外輪１３ｂとが接した状態で第１、第２の外輪１２ｂ，１３ｂを保持し、第１の内輪１２ａをシャフト９に接着剤で固定する。一方、第２の内輪１３ａをシャフト９にスライド可能に嵌装し、この後、第２の内輪１３ａの外端部に図１１に矢印Ｂで示す方向の荷重を掛けて予圧を付与し、この予圧が付与された状態で第２の内輪１３ａをシャフト９に接着剤で固定し、軸方向のガタを無くす。

【0055】

このように構成したピボットアッシー軸受３０では、第１、第２の内輪１２ａ，１３ａの幅寸法は、第１、第２の外輪１２ｂ，１３ｂの幅寸法に比べて小さいので、第１、第２の転がり軸受１２，１３を互いに接した状態でも、第１、第２の内輪１２ａ，１３ａの間にスペースＳが形成される。このため、第２の内輪１３ａに予圧を付与する場合、予圧量を広範囲にわたって調整可能になる。また、スペーサ１５が省略できるので、その分、軸受装置３０全体の回転軸ｍ方向の幅寸法を短くすることが可能となり、ひいてはスイングアーム２０の支点部の厚さ寸法が短くなってハードディスクドライブ１００を薄型化できる。また、ピボットアッシー軸受３０は、スリーブ１４を有さないため、部品点数が少なくなり低コスト化できる。

【0056】

本実施形態のピボットアッシー軸受１０，３０には、第１の実施形態のゲル状潤滑剤が充填された転がり軸受である第１及び第２の軸受１２，１３が用いられている。一般的な転がり軸受は一方向に回転するが、ピボットアッシー軸受１０，３０は、ハードディスクドライブ１００の磁気ヘッド６４を磁気ディスク６３上で移動させるため、微小角度で正転と逆転を繰り返す揺動運動を高速で行う。そして、高い応答速度で磁気ヘッド６４を正確な位置に移動させる必要がある。そのような過酷な駆動条件においても、本実施形態で用いるゲル状潤滑剤は、保持器上に保持される粘着性を有し、且つゲルから適量のオイルを連続的に放出してボール及び内外輪へ供給できる。この結果、本実施形態のハードディスクドライブ１００は、転がり軸受１２，１３を低トルクで、且つ小さいトルク変動で、安定に駆動させることができ、磁気ヘッドの正確な位置決めが可能となり、また、より早い応答が可能となる。

【実施例】

【0057】

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

【0058】

［予備実験］
基油としてエステル系合成油及び合成炭化水素油を用い、ゲル化剤としてスチレン系ブロック共重合体を用いて、以下に説明する予備実験（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を行った。予備実験（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の結果を表１に示す。

【0059】

予備実験（Ｉ）：表１に示すように、エステル系合成油、合成炭化水素油、それぞれからなる基油に対して、１種類のゲル化剤を添加して、２２０℃に加熱しながら均一に混合し、試料１〜４を調製した。試料１〜４について、ゲル化とオイル分離を下記の観察方法に基づいて観察した。ゲル化剤は、基油に対して、約４〜９質量％添加した。

予備実験（ＩＩ）：表１に示すように、エステル系合成油及び合成炭化水素油の２種類を混合した基油に対して、１種類のゲル化剤を添加して、２２０℃に加熱しながら均一に混合し、試料５及び６を調製した。試料５及び６について、ゲル化とオイル分離を下記の観察方法に基づいて観察した。ゲル化剤は、基油全量に対して約２〜６質量％添加し、２種類の基油の混合割合は、質量比で、（エステル系合成油）：（合成炭化水素油）＝１：１とした。

予備実験（ＩＩＩ）：表１に示すように、エステル系合成油及び合成炭化水素油の２種類を混合した基油に対して、２種類のゲル化剤を添加して、２２０℃に加熱しながら均一に混合し、試料７を調製した。試料７について、ゲル化とオイル分離を下記の観察方法に基づいて観察した。ゲル化剤は、基油全量に対して約４〜５質量％添加し、２種類の基油の混合割合は、質量比で、（エステル系合成油）：（合成炭化水素油）＝１：１とし、２種類のゲル化剤の混合割合は、質量比で（ＳＥＰＳ）：（ＳＥＥＰＳ）＝３：２とした。

【0060】

＜観察方法＞
まず、ビーカー内で試料１〜７を調製し、ゲル化の有無を目視により判断した。次に、ゲル化した試料について、（１）ビーカーの内壁とゲルの間に、分離しているオイルが目視によって確認されず、更に、（２）観察者の指をゲルに接触させ、このとき、少量のオイルが指に付着し、且つ観察者の指にゲルが付着しない状態を「適量のオイルが分離している状態」と判断した。また、（１）において、分離しているオイルが目視によって確認された場合は、オイルの分離量が多いと判断し、（２）において、観察者の指にオイルが付着せずに、ゲルが付着した場合は、オイル分離量が少ないと判断した。

【0061】

【表1】

１）ＴＯＴＭ：エステル系合成油（トリオクチルトリメリテート）
２）ＰＡＯ１０：合成炭化水素油（Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ社製、ポリアルファオレフィン油、１００℃における動粘度：１０ｍｍ^２／ｓ）
３）ＳＥＰＳ：スチレン‐（エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体
４）ＳＥＥＰＳ：スチレン‐（エチレン‐エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体

【0062】

予備実験（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の結果から、エステル系合成油及び合成炭化水素油の２種類を混合した基油に対して、２種類のゲル化剤を添加した場合（試料７）、基油が十分にゲル化し、且つ適量のオイルが分離する（滲み出る）ことがわかった。試料７は、転がり軸受に用いた場合に、転がり軸受の保持器上に保持される粘着性を有し、適量のオイルを放出しボール等へ供給することが期待される。

【0063】

一方、１種類の基油に対して、１種類のゲル化剤を添加した試料１〜４は、ゲル化及び適量のオイルの分離という、転がり軸受用潤滑剤として要求される特性を有さなかった。これは、試料１及び２では、エステル系合成油（ＴＯＴＭ）とスチレン系ブロック共重合体（ＳＥＰＳ、ＳＥＥＰＳ）との相溶性が低過ぎるためであり、試料３及び４では、合成炭化水素油（ＰＡＯ１０）とスチレン系ブロック共重合体（ＳＥＰＳ、ＳＥＥＰＳ）との相溶性が高過ぎるためではないかと推測される。また、２種類を混合した基油に対して、１種類のゲル化剤を添加した試料５及び６も、ゲル化及び適量のオイルの分離という、転がり軸受用潤滑剤として要求される特性を有さなかった。

【0064】

［実施例１〜１８及び比較例１〜３１］
表２に示すゲル状潤滑剤組成に従って、基油、ゲル化剤及び添加剤を２２０℃に加熱しながら均一に混合し、実施例１〜１８の試料（ゲル状潤滑剤）を得た。同様の方法により、表３に示すゲル状潤滑剤組成に従って、比較例１〜３０の試料を得た。また、比較例３１として、従来からピボットアッシー軸受に用いられているウレアグリース系潤滑剤を用意した。

【0065】

【表2】

１）ＴＯＴＭ：エステル系合成油（トリオクチルトリメリテート）
２）ＰＡＯ１０：合成炭化水素油（Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ社製、ポリアルファオレフィン油、１００℃における動粘度：１０ｍｍ^２／ｓ）
３）ＳＥＰＳ：スチレン‐（エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体
４）ＳＥＥＰＳ：スチレン‐（エチレン‐エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体
５）アミン系酸化防止剤：２．０ｗｔ％、ベンゾトリアゾール系金属不活性剤：０．５ｗｔ％、コハク酸ハーフエステル系防錆剤：０．５ｗｔ％、リン酸エステル系極圧添加剤：２．０ｗｔ％

【0066】

【表3】

１）ＴＯＴＭ：エステル系合成油（トリオクチルトリメリテート）
２）ＰＡＯ１０：合成炭化水素油（Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ社製、ポリアルファオレフィン油、１００℃における動粘度：１０ｍｍ^２／ｓ）
３）ＳＥＰＳ：スチレン‐（エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体
４）ＳＥＥＰＳ：スチレン‐（エチレン‐エチレン／プロピレン）‐スチレンブロック共重合体
５）アミン系酸化防止剤：２．０ｗｔ％、ベンゾトリアゾール系金属不活性剤：０．５ｗｔ％、コハク酸ハーフエステル系防錆剤：０．５ｗｔ％、リン酸エステル系極圧添加剤：２．０ｗｔ％

【0067】

実施例１〜１８及び比較例１〜３０の試料について、（ａ）粘着性及び（ｂ）オイル分離量の評価を下記方法により実施した。比較例３１のウレアグリース系潤滑剤については、（ａ）粘着性のみ評価した。

【0068】

（ａ）粘着性
図１２に示す回転式レオメータ７０を使用して、実施例１〜１８及び比較例１〜３１の試料を用いてトルクを測定した。回転式レオメータ装置７０は、トルクメータ７１と、回転軸７２を中心に回転する上部回転プレート７３及び下部固定プレート７４とから主に構成される。上部回転プレート７３及び下部固定プレート７４のプレート間のギャップＧを０．５ｍｍに設定して、プレート間に各実施例及び比較例の試料Ｓ（ゲル状潤滑剤）を挟み込み、２５℃の環境に放置後、上部回転プレート７３をせん断速度０．５ｓ^−１で回転させ、トルクを測定した。尚、上部回転プレート７３及び下部固定プレート７４は、直径２０ｍｍのものを用いた。

【0069】

以下の基準に従い、測定されたトルクに基づいて、実施例１〜１８及び比較例１〜３０の試料の粘着性を評価した。
＜粘着性 評価基準＞
○：転がり軸受に適した粘着性を有する（トルクが、３．５ｍＮ・ｍ未満）
△：転がり軸受に使用可能な粘着性を有する（トルクが、３．５ｍＮ・ｍ以上、５ｍＮ・ｍ未満）
×：転がり軸受に適した粘着性を有さない（トルクが、５ｍＮ・ｍ以上）

【0070】

上記評価基準において、評価「○」は、従来からピボットアッシー軸受に用いられているウレアグリース系潤滑剤を用いた比較例３１におけるトルクと同等又はそれ以下のトルクであり、転がり軸受に適した粘着性を有することを示す。評価「△」は、比較例３１におけるトルクの１．５倍程度より小さいトルクであり、転がり軸受に使用可能な粘着性を有することを示す。評価「△」の上限値は、従来のウレアグリース系潤滑剤を用いた場合のトルクのバラツキ幅と、製品の実績値などを考慮して決定した。評価「×」は、比較例３１におけるトルクの１．５倍程度以上のトルクであり、転がり軸受に適した粘着性を有していないことを示す。また、ゲル化しなかった試料、ゲル化したが大部分のオイルがすぐに分離した試料、又は、オイルが全く分離しない試料は、転がり軸受の潤滑剤に適さないのでトルクは測定しなかった。

【0071】

（ｂ）オイル分離量
実施例１〜１８及び比較例１〜３０の試料をビーカーに所定量入れ、温度６０℃（±１℃）、相対湿度０％の環境下に１６８時間放置する恒温放置試験を行った。恒温放置試験後、分離したオイルを取り除いた後のゲル状潤滑剤の残分の質量を精密天秤で計測し、前後の質量差を分離したオイルの質量とした。分離したオイルの質量を恒温放置試験開始時のゲル状潤滑剤の質量で割ってオイル分離量（％）とした。恒温放置試験の温度は、一般的なピボットアッシー軸受の使用温度上限を考慮して６０℃とした。

【0072】

以下の基準に従い、実施例１〜１８及び比較例１〜３０の試料のオイル分離量を評価した。
＜オイル分離量 評価基準＞
○：オイル分離量が、０．４％以上、６％未満
△：オイル分離量が、０．１５％以上、０．４％未満、又は、６％以上、１０％未満
×：オイル分離量が、０．１５％未満、又は１０％以上

【0073】

上記評価基準において、評価「○」は、ゲル状潤滑剤からのオイル分離量が特に良好であることを示す。評価「△」は、ゲル状潤滑剤からのオイル分離量が良好であることを示す。評価「×」は、ゲル状潤滑剤からのオイル分離量が少な過ぎるか、又は、多過ぎることを示す。また、ゲル化しなかった試料、ゲル化したが大部分のオイルがすぐに分離した試料、又は、オイルが全く分離しない試料は、転がり軸受の潤滑剤に適さないのでオイル分離量は測定しなかった。

【0074】

（ｃ）総合評価
（ａ）粘着性及び（ｂ）オイル分離量の結果から、下記評価基準に従って、総合評価を行った。

【0075】

＜総合評価 評価基準＞
○：（ａ）及び（ｂ）の結果が○
△：（ａ）及び（ｂ）の結果が○又は△、且つ（ａ）又は（ｂ）の結果が△
×：（ａ）若しくは（ｂ）の結果が×、又は（ａ）若しくは（ｂ）において評価を行っていない。

【0076】

上記総合評価において、評価「○」は、粘着性及びオイル分離量が特に良好であり、転がり軸受に用いる潤滑剤として特に適していることを示す。評価「△」は、粘着性及びオイル分離量が良好であり、転がり軸受に用いる潤滑剤として適していることを示す。評価「×」は、転がり軸受に用いる潤滑剤として適していないことを示す。

【0077】

実施例１〜１８の評価結果を表４に、比較例１〜３１の評価結果を表５及び表６に、また、図１３に示す横軸を基油の配合比率、縦軸をゲル化剤の配合量とした図において、実施例１〜１８及び比較例１〜３０の試料の組成を示す位置に、総合評価結果○、△及び×を記載した。

【0078】

【表4】

【0079】

【表5】

【0080】

【表6】

【0081】

表４に示すように、エステル系合成油（ＴＯＴＭ）と合成炭化水素油（ＰＡＯ１０）とを質量比３５：６５〜７５：２５で含有する基油と、２種類のスチレン系ブロック共重合体（ＳＥＰＳ、ＳＥＥＰＳ）を含有するゲル化剤とを含み、ゲル化剤が、ゲル状潤滑剤全量に対して１．５〜１０質量％含まれている実施例１〜１８のゲル状潤滑剤は、粘着性及びオイル分離量が良好であり、転がり軸受に用いる潤滑剤として適していることがわかった。図１３において、この範囲、即ち、エステル系合成油（ＴＯＴＭ）と合成炭化水素油（ＰＡＯ１０）とを質量比３５：６５〜７５：２５で含有し、且つ、ゲル化剤がゲル状潤滑剤全量に対して１．５〜１０質量％である範囲を実線で囲んだ領域ａとして示す。

【0082】

図１３の領域ａの範囲内に、一点鎖線で囲んだ領域ｂを示す。領域ｂは、基油中のＴＯＴＭ配合比率が４０％〜７０％、即ち、エステル系合成油（ＴＯＴＭ）と合成炭化水素油（ＰＡＯ１０）とを質量比４０：６０〜７０：３０で含有し、且つ、ゲル化剤が、ゲル状潤滑剤全量に対して２〜９質量％含まれる範囲である。この領域ｂ内の組成を有するゲル状潤滑剤は、転がり軸受に用いる潤滑剤として好ましい。

【0083】

更に、図１３の領域ｂの範囲内に、破線で囲んだ領域ｃを示す。領域ｃの範囲内の組成を有するゲル状潤滑剤は、全て総合評価が「○」であり、転がり軸受に用いる潤滑剤としてより好ましい。即ち、横軸を基油の配合比率、縦軸をゲル化剤の配合量とした図（図１３）において、エステル系合成油と合成炭化水素油との質量比が５０：５０で且つゲル化剤の配合量が６質量％の第１の点と、エステル系合成油と合成炭化水素油との質量比が５０：５０で且つゲル化剤の配合量が２質量％の第２の点と、エステル系合成油と合成炭化水素油との質量比が７０：３０で且つゲル化剤の配合量が４質量％の第３の点と、エステル系合成油と合成炭化水素油との質量比が７０：３０で且つゲル化剤の配合量が９質量％の第４の点とを破線により結んで形成される領域（領域ｃ）の範囲内の組成を有するゲル状潤滑剤は、転がり軸受に用いる潤滑剤としてより好ましい。

【0084】

一方、表５、表６及び図１３に示すように、基油がエステル系合成油（ＴＯＴＭ）と合成炭化水素油（ＰＡＯ１０）とを質量比３５：６５〜７５：２５で含有するという条件と、２種類のスチレン系ブロック共重合体（ＳＥＰＳ、ＳＥＥＰＳ）を含有するゲル化剤であって、ゲル状潤滑剤全量に対して１．５〜１０質量％含まれているという条件の両条件を満たしていない比較例１〜３０は、総合評価が「×」であり、転がり軸受に用いる潤滑剤として適していなかった。

【0085】

（ｄ）ピボットアッシー軸受の回転トルク測定
実施例４、実施例９および実施例１７のゲル状潤滑剤と、比較例３１のウレアグリース系潤滑剤を転がり軸受に充填し、回転トルクを測定した。回転トルク測定に用いた転がり軸受は、ハードディスクのスイングアームのピボットアッシー軸受に使用される軸受であり、図１の転がり軸受１１と同様の構造であった。まず、転がり軸受１１の構成部品である保持器４の潤滑剤保持部４４（図２参照）にゲル状潤滑剤を充填し、５０℃において３０分加熱して、オイルの初期滲み出しを行った。次に、２分程度の連続回転を行った。その後、速度０．１ｒｐｍで回転角度０度から３０度まで回転させ、回転角度０〜３０度における回転トルクを測定した。結果を図１４（ａ）〜（ｄ）に示す。

【0086】

実施例４、９及び１７のゲル状潤滑剤は、従来からピボットアッシー軸受に用いられているウレアグリース系潤滑剤（比較例３１）と比較して、回転トルクの変動が小さかった。また、平均回転トルクは、比較例３１が０．３８ｇｆ・ｃｍ（３．７７×１０^−５Ｎ・ｍ）であるのに対し、実施例４が０．３１ｇｆ・ｃｍ（３．０５×１０^−５Ｎ・ｍ）、実施例９が０．３５ｇｆ・ｃｍ（３．４３×１０^−５Ｎ・ｍ）及び実施例１７が０．３７ｇｆ・ｃｍ（３．６３×１０^−５Ｎ・ｍ）であり、実施例４、９及び１７のゲル状潤滑剤は、比較例３１のウレアグリース系潤滑剤と比較して、平均回転トルクが若干低下していた。

【0087】

また、比較例３１のウレアグリース系潤滑剤の基油の粘度が５０ｍｍ^２／ｓ程度であるのに対して、実施例４、９及び１７のゲル状潤滑剤の基油の粘度は７０〜８５ｍｍ^２／ｓ程度であった。即ち、比較例３１のウレアグリース系潤滑剤の基油と比較して、実施例４、９及び１７のゲル状潤滑剤の基油の粘度の方が高いにもかかわらず、実施例４、９及び１７のゲル状潤滑剤の平均回転トルクは、比較例３１のウレアグリース系潤滑剤の平均回転トルクと同程度（若干低い）であった。これは、実施例４、９及び１７のゲル状潤滑剤の方が、比較例３１のウレアグリース系潤滑剤よりも、潤滑剤としての抵抗が小さいことを意味する。

【0088】

以上、本発明のゲル状潤滑剤について具体的に説明してきたが、本発明はそれらの実施例に限定されるものではない。基油として用いるエステル系合成油及び合成炭化水素油、ゲル化剤として用いるスチレン系ブロック共重合体は、本発明の範囲内において種々のものを使用できる。

【産業上の利用可能性】

【0089】

本発明のゲル状潤滑剤は、転がり軸受に用いることで、転がり軸受を低トルクで、且つ小さいトルク変動で安定に長期間の駆動させることができる。これにより、ゲル状潤滑剤が封入された転がり軸受及び該転がり軸受を備えたピボットアッシー軸受、更に、該ピボットアッシー軸受を含むハードディスクドライブを長寿命化できる。

【符号の説明】

【0090】

１ 外輪（アウターレース）
２ 内輪（インナーレース）
３ ボール
４ 保持器（リテーナ）
５ シール
６ 軌道
９ シャフト（軸）
１０，３０ ピボットアッシー軸受
１１ 転がり軸受
１２ 第１の軸受
１３ 第２の軸受
１４ スリーブ（外周部材）
１５ スペーサ
２０ スイングアーム
５０ 保持器（リテーナ）
４１，５１ 環状部材
４２，５２ ポケット（凹部）
４３，５３ 爪
４４，５４ 潤滑剤保持部
５５ 外周壁
５６ 周囲壁
６０ ゲル状潤滑剤
６１ 基台（ベースプレート）
６２ スピンドルモータ
６３ 磁気ディスク
６４ 磁気ヘッド
１００ ハードディスクドライブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】