(57)【要約】【課題】  低トルク、低アウトガス化とともにトルクハッシュネスを抑えた高性能のハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）のアクチュエータ用転がり軸受、並びに前記転がり軸受をユニット化したＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受ユニットを提供する。【解決手段】  ＨＤＤの磁気ヘッドを振動支承するアクチュエータの転がり軸受において、内輪軌道及び外輪軌道の中心線平均面粗さが０.０３μｍ以下であり、かつ、含フッ素重合体を基油とし含フッ素有機リン化合物を添加した潤滑油組成物を封入、もしくは内輪軌道面、外輪軌道面、転動体及び保持器に塗油したことを特徴とするハードディスクドライブ装置のアクチュエータ用転がり軸受。【選択図】  図１
2006097882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードディスクドライブ装置の磁気ヘッドを振動支承するアクチュエータの転がり軸受において、
内輪軌道及び外輪軌道の中心線平均面粗さが０.０３μｍ以下であり、かつ、含フッ素重合体を基油とし含フッ素有機リン化合物を添加した潤滑油組成物を封入、もしくは内輪軌道面、外輪軌道面、転動体及び保持器に塗油したことを特徴とするハードディスクドライブ装置のアクチュエータ用転がり軸受。
【請求項２】
前記含フッ素重合体が、パーフルオロポリエーテルであることを特徴とする請求項１記載のハードディスクドライブ装置のアクチュエータ用転がり軸受。
【請求項３】
前記含フッ素有機リン化合物が、直鎖状パーフルオロアルキル基を有するホスホン酸またはそのエステルであることを特徴とする請求項１または２記載のハードディスクドライブ装置のアクチュエータ用転がり軸受。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のハードディスクドライブ装置のアクチュエータ用転がり軸受をハウジングに収容してなることを特徴とするハードディスクドライブ装置のアクチュエータ用転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブ装置（以下「ＨＤＤ」と称する）の構成部品であるアクチュエータ（特にスイングアーム）に組込まれるＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受、または前記転がり軸受をハウジングに収容してユニット化したＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤでは、薄型化に伴いボイスコイルモータ（ＶＣＭ）の出力低下に対応するため、アクチュエータに組み込まれる転がり軸受には低トルク化が要求されており、従来のグリース潤滑から潤滑油を用いる潤滑方式に移行する傾向にある。その一方で、ＨＤＤはより高記録密度化、高精度化が進み、最近ではフライングハイトが１００ｎｍ以下にまで極端に狭くなってきている。このような微小隙間を有するＨＤＤにおいては、磁気ディスク上への異物の付着は致命的な障害になりかねない。
【０００３】
しかし、ＨＤＤの構造上、磁気ディスクの近傍にスイングアームを支承する転がり軸受が配置されており、転がり軸受から潤滑油が漏洩、飛翔して磁気ディスク上に溜まることがある。そして、磁気ディスク上の潤滑油により、磁気ディスクと磁気ヘッドとが吸着を起こしたり、付着した潤滑油により「揺らぎ」が生じて正常な読み込み／書き込みができなくなる等の問題が発生する。
【０００４】
また、上記のように潤滑油そのものが付着しない場合でも、ＶＣＭの発熱により、潤滑油が加熱されてアウトガスが発生し、アウトガスの液化物が磁気ディスク上に付着することもある。また、各種のケミカルコンタミネーチョン（化学的汚染）も同様の悪影響を及ぼす。
【０００５】
このように、ＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受には、低トルクとともにアウトガスの発生が少なく、ケミカルコンタミネーションも少ないことが要求され、従来では２５℃における蒸気圧が１．３×１０−３Ｐａ以下の合成潤滑油を封入した軸受（特許文献１参照）をＨＤＤのアクチュエータに組み込んだり、あるいは軸受の潤滑に、側鎖パーフルオロポリエーテルにフッ化エーテル脂肪族ジアミド化合物を添加した潤滑油組成物（特許文献２参照）や、パーフルオロポリエーテルに含フッ素有機リン化合物を添加した潤滑油組成物（特許文献３参照）を使用することが行なわれている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３０３０４号公報
【特許文献２】特開２００１−２０７１８６号公報
【特許文献３】特開２００３−２７０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＨＤＤの飛躍的な記録容量の増大に伴い、磁気ディスクのトラック幅は数μｍまで微細化されており、軸受の軌道面の面粗さが関係する微細なトルク変動（トルクハッシュネス）も位置決め精度不良要因として懸念されるようになってきている。
【０００８】
そこで本発明の目的は、低トルク、低アウトガス化とともにトルクハッシュネスを抑えた高性能のＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受、並びに前記転がり軸受をユニット化したＨＤＤのアクチュエータ用転がり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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下のＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受を提供する。
（１）ＨＤＤの磁気ヘッドを振動支承するアクチュエータの転がり軸受において、内輪軌道及び外輪軌道の中心線平均面粗さが０.０３μｍ以下であり、かつ、含フッ素重合体を基油とし含フッ素有機リン化合物を添加した潤滑油組成物を封入、もしくは内輪軌道面、外輪軌道面、転動体及び保持器に塗油したことを特徴とするＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受。
（２）前記含フッ素重合体が、パーフルオロポリエーテルであることを特徴とする上記（１）記載のＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受。
（３）前記含フッ素有機リン化合物が、直鎖状パーフルオロアルキル基を有するホスホン酸またはそのエステルであることを特徴とする上記（１）または（２）記載のＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受。
（４）上記（１）〜（３）の何れか１項に記載のＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受をハウジングに収容してなることを特徴とするＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受ユニット。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、内輪軌道及び外輪軌道が、中心線平均面粗さ０.０３μｍ以下と平滑化されておりトルクハッシュネスを抑えることができ、更に、含フッ素重合体に含フッ素有機リン化合物を添加した潤滑油を軸受の各面に塗油したため、低トルク、低アウトガスでトルクハッシュネスも無く、高性能のＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受並びに軸受ユニットが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受（以下、単に「転がり軸受」と称する）に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
本発明の転がり軸受は、その構成自体には制限が無く、例えば図１に示されるように、外周面に内輪軌道１を有する内輪２と、内周面に外輪軌道３を有する外輪４とを同心に配置し、内輪軌道１と外輪軌道３との間に複数個の玉５を保持器７により転動自在に設け、内輪２と外輪４との隙間をシール部材６で密封して構成されるが、内輪軌道１及び外輪軌道３が、中心線平均面粗さ０.０３μｍ以下に仕上げられている。尚、この中心線平均粗さの値はより小さいことが好ましい。
【００１３】
内輪軌道１及び外輪軌道３をこのように仕上げるには、例えば、多段階研磨等を行なえばよい。このような仕上げにより、トルクハッシュネスを抑えることができる。
【００１４】
また、潤滑のために、含フッ素重合体を基油とし含フッ素有機リン化合物を添加した潤滑油組成物を封入、もしくは内輪軌道面、外輪軌道面、玉５及び保持器７に塗油する。本発明では潤滑油組成物による潤滑であるため、グリース潤滑に比べて低トルクとなる。
【００１５】
含フッ素重合体にとしては、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）及びその誘導体が低アウトガス性に優れることから好ましい。ＰＦＰＥは、
−ＣＸＦ２Ｘ−Ｏ−  （Ｘは１〜４の整数）
を主要構造単位とし、平均分子量１０００〜１５０００のものが好ましい。潤滑性能やトルク性能を考慮すると、分子量は３０００〜１３０００がより好ましい。具体的には、ＰＦＰＥの側鎖構造として
【００１６】
【化１】
2006097882.tif 000003
【００１７】
直鎖構造として
【００１８】
【化２】
2006097882.tif 000004
【００１９】
が挙げられる。上記のようなＰＦＰＥの平均分子量が３０００〜１３０００の重合体は粘度指数が高く、流動点も低いので、広い温度範囲で良好な潤滑特性が得られる。
【００２０】
このようなＰＦＰＥは市場からも入手でき、側鎖構造品として例えばＤＵＰＯＮＴ社のクライトックス１４３、クライトックスＧＰＬ、クライトックス１５００、ソルベイソレクシス社のフォンブリンＹスタンダード、ＮＯＫクリューバー社のバリエルタＪフルード、直鎖構造品として例えばダイキン工業社のデムナム、ソルベイソレクシス社のフォンブリンＺを好適に用いることができる。
【００２１】
含フッ素有機リン化合物としては、耐摩耗性、耐発錆性、耐熱性等に特に優れることから、下記一般式で表される直鎖状パーフルオロアルキル基を有するホスホン酸またはそのエステルが好ましい。
Ｒｆ−Ｒ−ＰＯ（ＯＲ′）２
【００２２】
ここで、Ｒｆはパーフルオロポリエーテル基であり、Ｒは炭素数２〜６のアルキレン基であり、Ｒ′は水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、シクロヘキシル基、ビニル基、フェニル基、トリル基、ベンジル基、フェニルエチル基またはこれらのハロゲン原子置換基である。また、パーフルオロポリエーテル基（Ｒｆ）として、ＣｎＦ２ｎ＋１０[ＣＦ(ＣＦ３)ＣＦ２Ｏ]ａＣＦ（ＣＦ３）−、ＣｎＦ２ｎ＋１０(ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ)aＣＦ２ＣＦ２−、ＣｎＦ２ｎ＋１０[(ＣＦ２ＣＦ２Ｏ)a(ＣＦ２Ｏ)ｂ]ＣＦ２−、ＣｎＦ２ｎ＋１０[(ＣＦ２ＣＦ２Ｏ)a(ＣＦ２Ｏ)ｂ]ＣＦ(ＣＦ３)−が用いられ、ｎは０または１〜３であり、ａ、ｂは１〜３０である。また、ＯＲ′基は、好ましくは水酸基、低級アルコキシル基またはパーフルオロ低級アルコキシル基である。
【００２３】
このような直鎖状パーフルオロアルキル基を有するホスホン酸またはそのエステルの具体例として、例えば下記の化合物が挙げられる。
（１）Ｃ３Ｆ７Ｏ[ＣＦ(ＣＦ３)ＣＦ２Ｏ]ａＣＦ(ＣＦ３)(ＣＨ２)２ＰＯ(ＯＣ２Ｈ５)２
（２）Ｃ３Ｆ７Ｏ[ＣＦ(ＣＦ３)ＣＦ２Ｏ]ａＣＦ(ＣＦ３)(ＣＨ２)４ＰＯ(ＯＣ６Ｈ５)２
（３）Ｃ２Ｆ５Ｏ[(ＣＦ２ＣＦ２Ｏ)ａ(ＣＦ２Ｏ)ｂ]ＣＦ(ＣＦ３)(ＣＨ２)２ＰＯ(ＯＨ)２
（４）Ｃ２Ｆ５Ｏ[ＣＦ(ＣＦ３)ＣＦ２Ｏ]ａＣＦ(ＣＦ３)(ＣＨ２)３ＰＯ(ＯＣ２Ｆ５)２
（５）Ｃ３Ｆ７Ｏ(ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ)ａ(ＣＦ２)２(ＣＨ２)２ＰＯ(ＯＣ３Ｆ７)２
【００２４】
これらの含フッ素有機リン化合物のＰＦＰＥに対する添加量は、０．５〜５質量％が好ましい。０．５質量％未満だと効果を発揮せず、５質量％より多くても効果は変わらない。
【００２５】
上記潤滑油組成物の適用量は、内輪、外輪及び転動体で形成される軸受内部空間容積の０．１％〜１０％が好ましい。更に、潤滑性や潤滑油漏洩を考慮すれば、０．２５％〜５％が好ましい。特に上限値を超えると、低トルク化を図ることができなくなる。適用方法に限定はされないが、極微少量計量できるマイクロシリンジやプランジャーポンプによって潤滑油組成物を規定量計り取り、内輪、外輪、転動体、保持器が組み上がった状態で転動体上に吐出し、軸受を数回転回転させる方法が好ましい。また、潤滑油組成物の漏洩を防ぐためには、潤滑油組成物を薄膜として塗油することが好ましく、その場合は、潤滑油組成物を溶剤に希釈した潤滑油希釈液に軸受を浸漬し、外面に付着した潤滑油希釈液を拭き取り、乾燥すればよい。また、潤滑油希釈液を転動体上に吐出した後に乾燥することで、拭き取り作業を省略できる。
【００２６】
本発明のように、内輪軌道面及び外輪軌道面の中心線平均面粗さを０．０３μｍ以下とし、含フッ素重合体を基油とし含フッ素有機リン化合物を添加した潤滑油組成物を封入、もしくは内輪軌道面、外輪軌道面、転動体及び保持器に塗油した転がり軸受は、従来よりも高耐久性、低トルク、低トルクハッシュネス、低アウトガスが図れ、この転がり軸受を組み込むことにより、信頼性が高く、かつ、高性能なＨＤＤ用アクチュエータを提供することができる。
【００２７】
また、本発明の転がり軸受は、ユニット化することもできる。図２はその一例を示す断面図であるが、本発明の転がり軸受８を一対で使用し、外輪をハウジング９に、内輪を軸１０に装着して軸受ユニットを構成することができる。
【実施例】
【００２８】
以下に実施例及び比較例により、本発明を明確にする。
（実施例１〜１４、比較例１〜４）
表１に示す配合にて潤滑油組成物を調製した。尚、基油は（１）直鎖ＰＦＰＥ、（２）側鎖ＰＦＰＥ、（３）変性フッ素油、添加剤は下記の中から選択した。
i）Ｃ３Ｆ７Ｏ[ＣＦ(ＣＦ３)ＣＦ２Ｏ]ａＣＦ(ＣＦ３)(ＣＨ２)２ＰＯ(ＯＣ２Ｈ５)２
ii）Ｃ３Ｆ７Ｏ[ＣＦ(ＣＦ３)ＣＦ２Ｏ]ａＣＦ(ＣＦ３)(ＣＨ２)４ＰＯ(ＯＣ６Ｈ５)２
iii）Ｃ２Ｆ５Ｏ[(ＣＦ２ＣＦ２Ｏ)ａ(ＣＦ２Ｏ)ｂ]ＣＦ(ＣＦ３)(ＣＨ２)２ＰＯ(ＯＨ)２
iv）Ｃ２Ｆ５Ｏ[ＣＦ(ＣＦ３)ＣＦ２Ｏ]ａＣＦ(ＣＦ３)(ＣＨ２)３ＰＯ(ＯＣ２Ｆ５)２
v）Ｃ３Ｆ７Ｏ(ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ)ａ(ＣＦ２)２(ＣＨ２)２ＰＯ(ＯＣ３Ｆ７)２
【００２９】
また、日本精工製転がり軸受「ＳＭＲ７４（外径７ｍｍ、内径４ｍｍ、幅２ｍｍ）」を用い、その内輪軌道面及び外輪軌道面を軸受中心線平均面粗さ０．０３０μｍに加工して供試軸受Ａとした。また、同軸受の内輪軌道面及び外輪軌道面を軸受中心線平均面粗さ０．０５０μｍに加工して供試軸受Ｂとした。
【００３０】
そして、上記の潤滑油組成物、供試軸受Ａ及び供試軸受Ｂを用いて下記の試験を行った。
【００３１】
（１）トルクハッシュネス評価試験
供試軸受Ａまたは供試軸受Ｂに、それぞれ軸受内部空間容積の約３％となるように実施例２の潤滑油組成物を封入し、軸受内輪を低速（回転数：２ｒｐｍ）で回転させ、軸受外輪のトルクを測定した。供試軸受Ａについての測定結果を図３に、供試軸受Ｂについての測定結果を図４に示す。
【００３２】
（２）アウトガス試験
供試軸受Ａに各潤滑油組成物を軸受内部空間容積の約３％封入し、８５℃で１時間加熱したときに発生したガス量をヘッドスペース質量分析型ガスクロマトグラフ（ＧＣＭＳ）にて測定した。評価基準は、ガス発生量５００ｎｇ以下を「◎」、５０１〜１０００ｎｇを「○」、１００１〜１５００ｎｇを「△」、１５０１ｎｇ以上を「×」とし、「◎」、「○」及び「△」を合格、「×」を不合格とした。結果を表１に示す。
【００３３】
（３）フレッチング耐久評価
供試軸受Ａに実施例２の潤滑油組成物を封入量を変えて封入し、フレッチング耐久試験を行った。試験条件は、揺動角度８°、周波数９０Ｈｚでトルク変動を経時的に観察し、±４°近傍にトルク変動が現れた回数をフレッチング耐久回数とした。２０００万回以上を合格とした。結果を図５に示す。
【００３４】
（４）防錆試験
供試軸受Ａに各潤滑油組成物を軸受内部空間容積の約３％封入し、ＪＩＳ  Ｋ  ２５１０  Ａ法に準拠し、蒸留水を用いて防錆評価を行った。評価基準は、錆なし「◎」、軽微な錆発生「○」、中度の錆発生「△」、高度の錆発生「×」とし、「△」、「×」は不合格とした。結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
2006097882.tif 000005
【００３６】
上記の試験結果から、内輪軌道面及び外輪軌道面を軸受中心線平均面粗さ０．０３０μｍ以下とすることにより、トルクハッシュネスが抑えられることがわかる。また、含フッ素重合体を基油とし含フッ素有機リン化合物を添加した潤滑油組成物は、アウトガスが少なく、フレッチング耐久性も高く、防錆性能にも優れることがわかる。更に、潤滑油組成物の封入量は軸受内部空間容積の０．１〜１０％が適当であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受の一例を示す断面図である。
【図２】ＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受ユニットの一例を示す断面図である。
【図３】供試軸受Ａのトルクハッシュネスの測定結果を示すグラフである。
【図４】供試軸受Ｂのトルクハッシュネスの測定結果を示すグラフである。
【図５】潤滑油封入量とフレッチング耐久回数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３８】
１  内輪軌道
２  内輪
３  外輪軌道
４  外輪
５  玉
６  シール部材
７  保持器
８  転がり軸受
９  ハウジング
１０  軸
【図１】
2006097882.tif 000006
【図２】
2006097882.tif 000007
【図３】
2006097882.tif 000008
【図４】
2006097882.tif 000009
【図５】
2006097882.tif 000010