(57)【要約】【課題】揺動運動を行う部品を支持する目的で使用されても、外部への潤滑剤の漏出が効果的に抑制され、トルクの増大が生じ難い密封軸受を提供する。【解決手段】内輪３の外周面の幅方向両端部が、軌道面３１の両側より小さく形成されて、この部分３ａが、シールド９の内周部９ｃが対向する対向面となっている。この対向面３ａに対して、ショットピーニングを行うことにより、その表面粗さ（Ｒａ）を０．３１１μｍとする。対向面３ａの軸受幅方向内側を領域Ａ、外側を領域Ｂとし、領域Ｂのみを撥油処理することで、潤滑剤２が領域Ａにのみ存在し、境域Ｂでは弾かれるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪の間に配置された密封板を備え、軸受内部に潤滑剤が封入されている密封軸受において、
前記密封板の自由端が対向または接触する内輪または外輪の対向面は、表面粗さ（Ｒａ）が０．１０μｍ以上１．０μｍ以下の凹凸状に形成され、その軸受幅方向外側部分が撥油処理されていることを特徴とする密封軸受。
【請求項２】
揺動運動を行う部品を支持する目的で使用される請求項１記載の密封軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は密封軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の駆動装置や、自動車や、各種動力装置の回転軸を支持するための転がり軸受としては、軸受内部に潤滑剤を封入するために、シールドやシール等の密封板を備えた密封軸受を用いることが知られている。
密封軸受では、軸受内部に封入する潤滑剤が密封板と軌道輪との間から軸受外部に漏出すると、軸受外部では漏出した潤滑剤により発塵量が増大するとともに、軸受内部では潤滑不足によりトルクが増大するという問題がある。
【０００３】
そこで、特許文献１及び特許文献２では、密封軸受を構成する部材において、潤滑剤が漏出し易い部分に撥油性を持たせて、潤滑剤をはじくことにより、軸受外部への潤滑剤の漏出を抑える技術が提案されている。
特許文献１では、密封軸受において、シールドの外輪内周面に固定される側の端部（固定端）に弾性部材を設け、シールドの内輪外周面に対向配置される側の端面と、この端面に対向配置される内輪外周面とのうち少なくとも一方に、撥油膜を形成して、撥油性を持たせることが提案されている。
【０００４】
特許文献２では、密封軸受において、軸受内部を形成する構成部材の表面（例えば、シールドの内周面、内輪の外周面、外輪の内周面）のうち少なくともいずれかに、撥油性を持たせることが提案されている。
【特許文献１】特開平１１−６２９９８号公報
【特許文献２】特開２００３ー２５４３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特に、ＨＤＤの駆動装置を支持する転がり軸受は、揺動運動のみを行うため、回転運動を行う部品を支持する軸受と比べて潤滑剤が軌道に十分に供給され難く、境界潤滑になり易い。ところが、境界潤滑を避けるために多量の潤滑剤を封入すると、揺動運動の場合には回転運動とは異なり、遠心力等の拘束力が軸受内部の潤滑剤に作用しにくくなるため、軸受内部から潤滑剤が重力に任せて漏出しやすくなるという問題点がある。
【０００６】
よって、揺動運動を行う部品を支持する目的で使用される場合には、上述した特許文献１及び特許文献２に記載された密封軸受では、軸受外部への潤滑剤の漏出と潤滑不足によるトルク増大を抑制できない場合がある。
本発明の課題は、揺動運動を行う部品を支持する目的で使用されても、外部への潤滑剤の漏出が効果的に抑制され、トルクの増大が生じ難い密封軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、内輪と外輪の間に配置された密封板を備え、軸受内部に潤滑剤が封入されている密封軸受において、前記密封板の自由端が対向または接触する内輪または外輪の対向面は、表面粗さ（Ｒａ）が０．１０μｍ以上１．０μｍ以下の凹凸状に形成され、その軸受幅方向外側部分が撥油処理されていることを特徴とする密封軸受を提供する。
【０００８】
本発明の密封軸受によれば、密封板の自由端が対向または接触する内輪または外輪の対向面が、表面粗さ（Ｒａ）が０．１０μｍ以上１．０μｍ以下の凹凸状に形成されているため、凹凸状にされていない従来の場合よりも表面積が大きくなっている。従来の前記対向面は、通常、研磨により、表面粗さ（Ｒａ）が０．１０μｍ以下となっている。この研磨面にショットピーニングを行うこと等により、表面粗さが前記範囲となるようにする。
【０００９】
図６に示すように、固体表面に液体を滴下した場合、固体の表面張力γS と、液体の表面張力γL と、固液体間の表面張力γSLと、接触角θは、下記の（１）式で表される。この式はＹｏｕｎｇの式である。そして、（１）式は（１’）式に変形できる。
γS ＝γSL＋γL ｃｏｓθ‥‥（１）
ｃｏｓθ＝（γS −γSL）／γL ‥‥（１’）
【００１０】
液体が滴下された固体の表面積がＮ倍（Ｎ＞１）になると、固体の表面張力γS と固液体間の表面張力γSLもＮ倍になるため、その際の接触角をθf とすると下記の（２）式が成立する。そして、（２）式は（２’）式に変形できる。
【００１１】
ＮγS ＝ＮγSL＋γL ｃｏｓθf ‥‥（２）
ｃｏｓθf ＝Ｎ（γS −γSL）／γL ＝Ｎｃｏｓθ‥‥（２’）
【００１２】
このように液体が滴下された固体の表面積がＮ倍（Ｎ＞１）になると、接触角のｃｏｓがＮ倍になるため、濡れる表面の場合（ｃｏｓθ＞０，θ＜９０°）には、さらに濡れ易い表面になり、弾く表面の場合（ｃｏｓθ＜０，θ＞９０°）にはさらに弾く表面になる。
よって、本発明においては、前記対向面の表面積が大きくなることで、前記対向面の撥油処理された外側部分の撥油性が高くなり、撥油処理されていない部分は濡れ性が高くなる。したがって、撥油処理されている部分の撥油性能が高くなり、撥油処理されていない部分は、凹凸状の凹部に潤滑剤が保持され易くなる。
【００１３】
本発明において、表面粗さ（Ｒａ）を０．１０μｍ以上１．０μｍ以下に調節する方法としては、例えば、ショットとして、直径２．５μｍ以上６０μｍ以下のＳｉＣ製粒子を所定の投射圧力（例えば、０．２ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下）で投射するショットピーニング法が挙げられる。
【００１４】
また、前記対向面の外側部分を撥油処理する方法としては、例えば、撥油剤を含有する溶液をスプレーした後に乾燥させる方法や、撥油処理をしない部分を保護した状態でテフロン（登録商標）等のフッ素樹脂をスパッタリングする方法が挙げられる。
撥油剤としては、例えば、フッ素系界面活性剤、フッ素系シランカップリング剤、フッ素系ポリマー等のフッ素系処理剤が挙げられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の密封軸受によれば、揺動運動を行う部品を支持する目的で使用されても、外部への潤滑剤の漏出が効果的に抑制され、トルクの増大が生じ難くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について説明する。
この実施形態では、密封軸受として、図１に示す呼び番号ＳＲ１８１０ＺＺのシールド付き玉軸受（内径：７．２３８ｍｍ，外径：１２．７ｍｍ，幅：３．２６７ｍｍ）を作製した。
この玉軸受は、外輪１、内輪３、玉（転動体）５、保持器７、シールド（密封板）９からなり、外輪１に、シールド９の外縁部を固定する凹部１ａが形成されている。また、内輪３の外周面の幅方向両端部が、軌道面３１の両側より小さく形成されている。この部分３ａが、シールド９の内周部（自由端）９ｃが対向する対向面となっている。
【００１７】
この対向面３ａに対して、平均粒径４５μｍのＳｉＣ製粒子を０．４ＭＰａの圧力で投射するショットピーニングを行うことにより、その表面粗さ（Ｒａ）を０．３１１μｍとする。このショットピーニングは、軌道面３１を仕上げ研磨する前に行う。
そして、軌道面３１を仕上げ研磨した後に、この対向面３ａの軸受幅方向外側部分（図２の領域Ｂ）を撥油処理する。図２は、図１の右側の対向面３ａの部分を拡大した模式図であり、シールド９の内側板面に沿った線をＣとして、この位置より軸受幅方向（軸方向）内側を領域Ａ、外側を領域Ｂとしている。この領域Ｂのみを撥油処理することで、潤滑剤２が領域Ａにのみ存在し、境域Ｂでは弾かれるようにする。
【００１８】
領域Ｂに対する撥油処理は、撥油剤として、ＮＯＫ社製の「Ｎｏｘ  Ｇｕａｒｄ  ＳＴ−４２７」（フッ素系界面活性剤を含有した溶液）を塗布した後に、６０℃で加熱して乾燥させることで行った。また、外輪１の凹部１ａと、シールド９の内周部９ｃにも、同じ方法で撥油処理を行った。
この密封軸受を、先ず、シールド９を除いた状態に組み立てて、一方のシールド９を取り付けた。次いで、ポリαオレイン油（４０℃での動粘度が４８ｍｍ2 ／ｓ）を軸受内部に、軸受空間容積の１５％となる量（約１２．７ｍｇ）だけ、シリンジで玉５に接触するように入れた。次いで、他方のシールド９を取り付けて組み立てを完了し、内輪３に対して外輪１を軽く回転させた。
【００１９】
このようにして得られた密封軸受の質量（試験前の質量）を測定した後、軸芯が鉛直方向に向くように金属板の上に置き、恒温槽で６０℃に保持し、１カ月後に試験後の質量を測定し、試験前後の質量の差（潤滑油の漏出量）を算出した。その結果、潤滑油の漏出量は０．０２ｍｇであった。
これに対して、対向面３ａに対する撥油処理を領域Ｂにだけでなく領域Ａにも行った点のみが異なる例では、潤滑油の漏出量は０．０５ｍｇであった。また、対向面３ａに対するショットピーニングを行わずに、その表面粗さ（Ｒａ）を０．００４μｍとし、対向面３ａに対する撥油処理を領域Ｂにだけでなく領域Ａにも行った例では、潤滑油の漏出量は０．１０ｍｇであった。
【００２０】
このように、この実施形態の密封軸受によれば、シールド９の内周部９ｃが対向する内輪３の対向面３ａが、表面粗さ（Ｒａ）が０．３１１μｍの凹凸状に形成され、領域Ｂが撥油処理されていて、領域Ａが撥油処理されていないことで、対向面３ａ全体が撥油処理された場合より、軸受外部への潤滑油漏出量を半分以下にすることができる。したがって、この実施形態の密封軸受は、揺動運動を行う部品を支持する目的でも好適に使用することができる。
【００２１】
なお、表面粗さ（Ｒａ）を０．３１１μｍとした対向面３ａの領域Ａと、表面粗さ（Ｒａ）を０．３１１μｍとした後に前述の撥油処理を行った領域Ｂに対する、前述の潤滑剤の接触角を下記の方法で調べたところ、領域Ａでは１６．５１°であり、領域Ｂでは１０３．８６°であった。
領域Ａの接触角は、内輪３と同じ炭素鋼からなる円板状試験片に対して、前記と同じショットピーニングを行った後に、潤滑油を３μＬ低下して６秒後に測定した。領域Ｂの接触角は、内輪３と同じ炭素鋼からなる円板状試験片に対して、前記と同じショットピーニングを行った後に、前記と同じ方法で撥油処理を行た後、潤滑油を３μＬ低下して６秒後に測定した。
【００２２】
図１の密封軸受では密封板としてシールド９を用いているが、図３に示すような非接触シール１９や図４に示すような接触シール２９を用いてもよい。
図３の例では、芯金１９ａと合成樹脂製の弾性部材１９ｂとからなる非接触シール１９を用い、非接触シール１９の内周部（自由端）１９ｃには撥油処理をしていない。外輪１の凹部１ｂには撥油処理を行い、内輪３の対向面３ａは領域Ａ、Ｂともに図１の例と同じ状態にする。
【００２３】
図４の例では、芯金２９ａと合成樹脂製の弾性部材２９ｂとからなる接触シール２９を用い、接触シール２９のリップ部（自由端）２９ｃには撥油処理をしていない。外輪１の凹部１ｂには撥油処理を行う。
また、図４の軸受では、内輪３の外周面の幅方向両端部が、軌道面３１の両側より徐々に小さく形成された傾斜部３ｂと、その外側の平坦部３ｃとからなる。この内輪３の傾斜部３ｂが、接触シール２９のリップ部２９ｃが接触する対向面となっている。この傾斜部（対向面）３ｂを、表面粗さ（Ｒａ）が０．１０μｍ以上１．０μｍ以下の凹凸状に形成し、その平坦部３ｃに近い側の部分を撥油処理する。
【００２４】
また、図５に示すように、ハウジング４０と軸５０との間に、軸方向に間隔を開けて２個の軸受４５，４７を配置する場合には、各軸受４５，４７の軸方向外側となる一方にそれぞれシールド９を取り付ける。そして、各軸受４５，４７のシールド９を取り付ける部分を、図１の場合と同様に構成する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に相当する密封軸受であって、密封板がシールドの例を示す断面図である。
【図２】図１の右側の対向面３ａの部分を拡大した模式図である。
【図３】本発明の実施形態に相当する密封軸受であって、密封板が非接触シールの例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に相当する密封軸受であって、密封板が接触シールの例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に相当する密封軸受であって、ハウジングと軸との間に、軸方向に間隔を開けて２個の軸受を配置する例を示す断面図である。
【図６】固体表面に液体を滴下した場合の、固体の表面張力γS と、液体の表面張力γL と、固液体間の表面張力γSLと、接触角θとの関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  外輪
１ａ  凹部
３  内輪
３ａ  対向面
３１  内輪の軌道面
４０  ハウジング
５  玉（転動体）
５０  軸
７  保持器
９  シールド（密封板）
９ｃ  シールドの内周部（自由端）
９１  非接触シール（密封板）
９１ｃ  非接触シールの内周部（自由端）
９２  接触シール（密封板）
９２ｃ  接触シールのリップ部（自由端）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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