(57)【要約】【課題】軸受内部の異常発熱を起因としたグリース劣化物の堆積による軸受のトルク上昇を低減するＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットに用いられる潤滑剤組成物、及びＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットを提供する。【解決手段】ＨＤＤスイングアーム用軸受ユニット１０は、軸方向一端部にフランジ部１２ａを有する軸部材１２と、内輪１４ａ，１６ａと、外輪１４ｂ，１６ｂと、内輪１４ａ（１６ａ）及び外輪１４ｂ（１６ｂ）間に配置される複数の転動体１４ｃ（１６ｃ）を備え、軸部材１２の周囲に並列に配置される一対の軸受１４，１６とを有する。このＨＤＤスイングアーム用軸受ユニット１０の軸受１４，１６に封入される潤滑剤組成物は、芳香族エステル油及びポリα−オレフィンを含有する基油に、増ちょう剤としてウレア化合物を配合してなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族エステル油及びポリα−オレフィンを含有する基油に、増ちょう剤としてウレア化合物を配合してなり、前記ポリα−オレフィンが基油中１〜２０質量％含まれていることを特徴とするＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットに用いられる潤滑剤組成物。
【請求項２】
軸方向の一端部にフランジ部を有する軸部材と、
内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪間に配置される複数の転動体とを備え、前記軸部材の周囲に前記軸方向に並列に配置される一対の軸受とを有し、
前記軸受に前記請求項１に記載の潤滑剤組成物を封入してなることを特徴とするＨＤＤスイングアーム用軸受ユニット。
【請求項３】
前記一対の軸受のそれぞれの前記外輪に係合し、前記軸受の間隔を保持する間座が設けられたことを特徴とする請求項２に記載のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニット。
【請求項４】
前記一対の軸受のそれぞれの前記外輪に係合し、前記軸受の間隔を保持すると共に前記外輪の外周面の少なくとも一部を覆うようにハウジングが設けられたことを特徴とする請求項２に記載のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニット。
【請求項５】
前記一対の軸受のそれぞれの前記外輪に係合し、前記軸受の間隔を保持する間座と、前記外輪及び前記間座のそれぞれの外周面の少なくとも一部を覆うようにハウジングとが設けられたことを特徴とする請求項２に記載のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ装置）の構成部品であるアクチュエータとしてのスイングアームに組み込まれる軸受ユニットに用いられる潤滑剤組成物、及びこれを封入したＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤ内部の磁気ヘッドと磁気ディスクはそのクリアランスが数ｎｍまで狭まってきており、磁気ディスク表面に僅かな油が付着するだけでも磁気ヘッドと干渉を起こし、エラーの原因となる。そのため、ＨＤＤ内部はクリーン環境が要求され、当該ＨＤＤ装置に用いられる軸受には、よりクリーンな性能（低アウトガス）や清浄度の向上（低アウトパーティクル）が要求されている。この場合、アウトガスやアウトパーティクルは、軸受ユニットの軸受内部の様々な箇所から様々な要因で発生するため、従来から種々の対策が試みられている。
【０００３】
このような低アウトガス化、さらには耐久性の向上を目的として、ＨＤＤのアクチュエータに組み込まれる転がり軸受に、所定の配合のグリースを封入してなる軸受ユニットに関する技術が特許文献１に開示されている。そして、上記所定の配合のグリースは、芳香族エステル油を含有する基油に増ちょう剤として脂環族炭化水素基及び脂肪族炭化水素基の少なくとも１種を骨格中に有するジウレア化合物を配合してなるグリースとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３６４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、従来のＨＤＤにおいては、軸受を一定範囲で繰り返し揺動させた場合に、折り返しの瞬間には一時的に速度がゼロとなることから、潤滑剤組成物（グリース）の油膜が形成されにくく、軌道輪と転動体とが局所的に油膜を介せず接触してしまうので、軸受内部は発熱が顕著となる。そして、この発熱により潤滑剤組成物の劣化が促進され、潤滑剤組成物の含有成分が酸化物などの形で析出する。その結果、揺動の折り返し地点にこのような析出物が潤滑剤組成物の劣化物として堆積し、回転トルクが上昇してしまい、ＨＤＤの動作を阻害することがあった。
【０００６】
上記特許文献１に開示された技術は、対フレッチング性としての耐久性を向上させる技術に関するものであり、グリースからの析出物の発生によるトルク上昇を低減させる技術ではないため、軸受のトルク上昇を低減するために、改善の余地があった。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、異常発熱を起因とした潤滑剤組成物（グリース）の劣化物の堆積による軸受のトルク上昇を低減するＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットに用いられる潤滑剤組成物、及びＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、現在ＨＤＤ用軸受ユニット（ピボット軸受ユニット）に使用されている潤滑剤組成物（グリース）は、多くが基油に鉱油やポリα−オレフィン（以下、ＰＡＯということがある）が用いられている。これらの種類の基油は、含有する添加剤などの成分が、劣化により酸化物として析出しやすい傾向がある。そのため、上述のように揺動により折り返しの地点でグリースに強い負担がかかると、析出物が発生し、それらが劣化物として堆積する。
【０００８】
これに対し、エステル油は上述のような析出物を発生させにくい。そこで、基油としてエステル油及びＰＡＯを含む基油と、ウレア系増ちょう剤とからなる潤滑剤組成物（グリース）を用いることで、劣化物の発生を抑制することができることを知見した。
本発明は、本発明者らによる上記知見に基づくものであり、上記課題を解決するための本発明のある態様のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットに用いられる潤滑剤組成物は、芳香族エステル油及びポリα−オレフィンを含有する基油に、増ちょう剤としてウレア化合物を配合してなり、前記ポリα−オレフィンが基油中１〜２０質量％含まれている。
【０００９】
このような構成によれば、グリースの劣化に起因する析出物を発生させにくい基油の成分として、ポリα−オレフィンを１〜２０質量％含有したエステル油としたため、軸受の回転トルク上昇を抑制できる。
また、上記目的を達成するためのある実施形態のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットは、軸方向の一端部にフランジ部を有する軸部材と、
内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪間に配置される複数の転動体とを備え、前記軸部材の周囲に前記軸方向に並列に配置される一対の軸受とを有し、
前記軸受に前記請求項１に記載の潤滑剤組成物を封入してなる。
【００１０】
このような構成によれば、上記潤滑剤組成物を利用することで、軸受の揺動時でもグリース油膜が確実に転動体と軌道輪の間に形成され、軸受が発熱しにくくなるので、軸受の回転トルクの上昇を抑制できる。
なお、上記ＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットにおいては、上記一対の軸受のそれぞれの上記外輪に係合し、上記軸受の間隔を保持する間座が設けられてもよい。
【００１１】
また、上記ＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットにおいては、上記一対の軸受のそれぞれの上記外輪に係合し、上記軸受の間隔を保持すると共に上記外輪の外周面の少なくとも一部を覆うようにハウジングが設けられてもよい。
また、上記ＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットにおいては、上記一対の軸受のそれぞれの上記外輪に係合し、上記軸受の間隔を保持する間座と、上記外輪及び上記間座のそれぞれの外周面の少なくとも一部を覆うようにハウジングとが設けられてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、異常発熱を起因としたグリース劣化物の堆積による軸受トルク上昇を低減するＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットに用いられる潤滑剤組成物を提供することができる。また、異常発熱を起因としたグリース劣化物の堆積による軸受トルク上昇を低減するＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットの第１の実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】ＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットの第１の実施形態における構成を示す軸方向に沿う部分断面図である。
【図３】実施例１のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットを一定時間揺動させた後における揺動角度と電流値との関係を示すグラフである。
【図４】比較例１のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットを一定時間揺動させた後における揺動角度と電流値との関係を示すグラフである。
【図５】ＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットに対して耐久試験を行った後の動作電流値の経時変化の比較を示すグラフである。
【図６】ＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットの第２の実施形態における構成を示す軸方向に沿う部分断面図である。
【図７】ＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットの第３の実施形態における構成を示す軸方向に沿う部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、ＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットの第１の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
＜ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）＞
図１（ａ），（ｂ）は、本実施形態のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットが搭載されるＨＤＤの構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。また、図２は、ＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットの第１の実施形態における構成を示す軸方向に沿う部分断面図である。
【００１６】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、ＨＤＤ１は、情報（データ）を記録する磁気ディスク（ハードディスク）２と、当該磁気ディスク２を回転させるスピンドルモータ４と、先端部に磁気ヘッド６が取り付けられたアクチュエータとしてのスイングアーム８と、当該スイングアーム８の基端部に設けられ、スイングアーム８を回転駆動させるボイスコイル９とを備えている。
【００１７】
スイングアーム８は、軸受ユニット（ピボット軸受ユニット）１０を介してＨＤＤのベースＢｓ上に回転可能に支持されており、ボイスコイル９によって回転駆動された際、回転状態の磁気ディスク２に対して磁気ヘッド６を平行移動（トレース）させる。これにより、ＨＤＤにおいて、磁気ヘッド６を介して磁気ディスク２から情報を読み取ること、あるいは磁気ディスク２へ情報を書き込むこと（記録すること）ができる。
図２に示すように、軸受ユニット１０は、ＨＤＤ１のベースＢｓに固定され、軸方向（図中、Ｘで表示）の一端部にフランジ部１２ａを有する軸部材１２と、軸部材１２の周囲に上記軸方向に並列に配置される一対の軸受１４，１６とを有する。
【００１８】
一対の軸受１４，１６は、内輪１４ａ、１６ａと、外輪１４ｂ、１６ｂと、該内輪１４ａ、１６ａ及び外輪１４ｂ、１６ｂ間に配置される複数の玉（転動体）１４ｃ、１６ｃと、該複数の玉１４ｃ、１６ｃをそれぞれ保持する保持器１４ｄ、１６ｄと、該外輪１４ｂ、１６ｂの軸方向両端部に形成された環状溝１４ｂ１，１６ｂ１に取り付けられる非接触型のシールド部材１４ｅ、１６ｅと、をそれぞれ備える。ここで、軸受１４，１６の各部サイズは、内径４ｍｍ〜７ｍｍ、外径７ｍｍ〜１０ｍｍ、幅１ｍｍ〜３．５ｍｍ程度であればよい。
【００１９】
また、転がり軸受１４、１６の外輪１４ｂ、１６ｂ間には、外輪１４ｂ、１６ｂに係合するように環状の間座２０が介在している。これにより、軸受１４、１６が所定の予圧を付与された状態で所定位置に位置決め固定され、ガタつくことなく安定して回転可能な状態となり、スイングアーム８を応答性よくスムーズ回転させることができる。
また、軸部材１２の軸方向（Ｘ方向）の他端側には、軸方向の内側面２２ａが一方の軸受１４の外輪１４ｂの軸方向の端面と対向するように半径方向に延出するシールドキャップ２２が取り付けられている。
【００２０】
＜潤滑剤組成物＞
本実施形態の潤滑剤組成物は、芳香族エステル油及びポリα−オレフィンを含有する基油に、増ちょう剤としてウレア化合物を配合してなる。そして、上記ポリα−オレフィンは、上記基油中１〜２０質量％含まれている。芳香族エステル油としては、例えば、トリメリット酸エステル油や、ピロメリット酸エステル油が挙げられる。
ここで、芳香族エステル油は、鉱油やＰＡＯを基油に用いた場合と比較して、温度による粘度の変化が大きい。粘度の変化は、軸受ではトルクの変化として表れ、特に、低温では粘度が上昇するためトルクが高くなるというデメリットがある。
【００２１】
そこで、基油に１００％の芳香族エステル油を用いるのではなく、芳香族エステル油にＰＡＯを１〜２０質量％含有したものを用いることで、温度による粘度の変化を抑制することができる。なお、芳香族エステル油の比率が高ければ、上述の潤滑剤組成物の劣化物は十分に抑制することができ、潤滑剤組成物の体積、トルクの上昇を抑制し、かつ温度による粘度の変化が少ないＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットを提供することができる。
【実施例】
【００２２】
＜耐久試験＞
次に、このように構成された本実施形態の潤滑剤組成物を封入したＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットについて、耐久試験（揺動耐久試験）を行い、トルク上昇抑制効果について検証した。
【００２３】
［ＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットの構成］
この耐久試験は、上述した構成のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニット１０を用いて行った（図１及び図２参照）。具体的には、外周８ｍｍ、内径５ｍｍ、幅２．５ｍｍ、玉径０．８ｍｍ、玉数１３個で構成される一対の軸受１４，１６を組み込んだ軸受ユニット１０をスイングアーム８に取付けた。
【００２４】
ここで、この耐久試験では、異なる３種類の潤滑剤組成物（グリース）を、それぞれ一対の軸受１４，１６に封入した３台のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニット１０について耐久試験を行った。
すなわち、芳香族エステル油及び１０質量％のＰＡＯを含む基油と、ウレア系増ちょう剤とを有してなる潤滑剤組成物を用いたものを実施例１のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニット１０とした。また、参考例として、芳香族エステル油のみからなる基油と、ウレア系増ちょう剤とを有してなる潤滑剤組成物を用いたＨＤＤスイングアーム用軸受ユニット１０も作製した。
【００２５】
なお、実施例１の潤滑剤組成物（グリース）の動粘度は、４０℃において４７ｍｍ２／ｓであった。また、比較例１の潤滑剤組成物（グリース）の動粘度は、４０℃において５０ｍｍ２／ｓであった。
耐久試験は、上記３種類の潤滑剤組成物をそれぞれ封入した一対の軸受１４，１６に封入したＨＤＤスイングアーム用軸受ユニット１０をスイングアーム８に取付け、加速のため、環境温度を８０℃に設定し、一定範囲内でランダムな幅を取りながら１００Ｈｚでスイングアームを揺動させた。そして、一定時間ごとに上記試験範囲の全範囲を往復させ、スイングアームを動かすための電流値（ｍＡ）を測定してトルクとしている。耐久試験の結果を以下に示す。
【００２６】
図３、図４は、上記一定時間の耐久試験後の、往復によるトルクの測定結果である。軸受のトルクは動作電流に正比例となるので、動作電流値で軸受トルクを評価する。横軸は揺動の角度であり、縦軸はスイングアームを動かす動作に必要な電流の測定値である。縦軸の電流測定値とは、スイングアームのコイルに電流を流すことで磁力を発生させ、軸受を軸としてスイングアームを揺動させる為の動作電流のことである。また、スイングアームを動かす方向によって負荷電流の正負が反転するため、トルクは電流の絶対値で評価している。
【００２７】
図３に示すように、比較例１のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットでは、耐久試験の後、揺動範囲の両端で大きくトルクが上昇した。これに対して、実施例１のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットでは、図４に示すように、トルク上昇が殆どみられず、耐久性の改善が確認できた。
【００２８】
次に、本試験による電流測定値の経時変化を図５に示す。上述のように、軸受のトルクは動作電流に正比例とするので、動作電流値で軸受のトルクを評価する。図５に示すように、５４時間を過ぎた後、比較例１のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットは、トルクが大きく上昇し続ける結果となった。これに対し、実施例１及び参考例のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットでは、トルク上昇が非常に小さくなるように改善された。
【００２９】
また、温度とトルクとの関係についても試験を行った。具体的には、恒温槽内で環境温度をそれぞれの条件に変更して、トルク測定を行った。結果を表１に示す。表１では、２５℃でのトルク値を基準とし、それぞれの温度でのトルク値との変化率が１０％未満を「○」、上記変化率が１０％以上を「×」として示している。表１に示すように、実施例１及び比較例１のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットでは、−１０℃〜５０℃の環境温度において、トルク変動が小さいが、参考例のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットでは、−１０℃でのトルク変動が大きい。
したがって、本実施形態のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットは、回転トルクの上昇を抑制でき、過酷な温度環境（温度変化）においてもトルク変動が小さく、ＨＤＤの良好な稼働を実現することができる。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
（第２の実施形態）
図６は、ＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットの第２の実施形態における構成を示す軸方向に沿う部分断面図である。なお、本実施形態の説明においては、前述した第１の実施形態と重複する構成についての説明を省略する。
図６に示すように、本実施形態のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニット１０は、一対の軸受１４，１６のそれぞれの外輪１４ｂ，１６ｂに係合し、軸受１４，１６の間隔を保持すると共に、外輪１４ｂ，１６ｂの外周面の少なくとも一部を覆うようにスリーブ１８が設けられている。このスリーブ１８は、ハウジングとして、軸部材１２と同心に配置される。
【００３２】
（第３の実施形態）
図７は、ＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットの第３の実施形態における構成を示す軸方向に沿う部分断面図である。なお、本実施形態の説明においては、前述した第１の実施形態と重複する構成についての説明を省略する。
図７に示すように、本実施形態のＨＤＤスイングアーム用軸受ユニット１０は、一対の軸受１４，１６のそれぞれの外輪１４ｂ，１６ｂに係合し、軸受１４，１６の間隔を保持する間座２０と、外輪１４ｂ，１６ｂ、及び間座２０のそれぞれの外周面の少なくとも一部を覆うようにスリーブ１８とが設けられている。このスリーブ１８は、ハウジングとして、軸部材１２と同心に配置される。
【００３３】
なお、本発明に係るＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、スリーブ（ハウジング）に収容してユニット化したＨＤＤスイングアーム用軸受ユニットについて説明したが、ユニット化されていなくともＨＤＤスイングアームに用いられる軸受であれば適用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０            ＨＤＤスイングアーム用軸受ユニット
１４，１６      軸受
１４ａ、１６ａ  内輪
１４ｂ、１６ｂ  外輪
１４ｃ、１６ｃ  玉（転動体）
１４ｄ、１６ｄ  保持器
１４ｅ、１６ｅ  シールド部材
１８            スリーブ（ハウジング）
【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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【図７】
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