(57)【要約】【課題】低トルク、低トルク変動及び低アウトガスをより推進したＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受を提供する。【解決手段】ハードディスクドライブの磁気ヘッドを支承するアクチュエータ用の転がり軸受において、２５℃における蒸気圧が１０−５Ｐａ以下である合成潤滑油が封入されていることを特徴とするハードディスクドライブのアクチュエータ用転がり軸受。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードディスクドライブの磁気ヘッドを支承するアクチュエータ用の転がり軸受において、
２５℃における蒸気圧が１０−５Ｐａ以下である合成潤滑油が封入されていることを特徴とするハードディスクドライブのアクチュエータ用転がり軸受。
【請求項２】
前記合成潤滑油が、４０℃における動粘度が３０〜１５０ｍｍ２／ｓであるエステル系合成潤滑油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のアクチュエータ用転がり軸受。
【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（以下「ＨＤＤ」と称する）の構成部品の一部であるアクチュエータ（特にスイングアーム）の往復揺動運動部分に組み込まれる転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＨＤＤにおいては、磁気ヘッド部と磁気ディスクの間隙（フライングハイト）がある程度広く設定されているため、磁気ディスク上に少量の異物が付着しても、磁気ヘッド部と異物との接触に起因する致命的な障害は発生しにくかった。従って、ＨＤＤ用軸受に使用される潤滑剤においては、潤滑性能の向上（長期的音響性能）が最優先課題とされており、低アウトガス性能は潤滑性能の向上に比して重要視されていなかった。
【０００３】
しかし、近年のＨＤＤでは、より高記録密度化、高精度化が進み、フライングハイトが１００ｎｍ以下であることが多く、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。例えば、磁気ディスク上に潤滑油が付着すると、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。従って、ＨＤＤ内で使用される部材においては、異物の付着の原因となるガスの発生が少ないことが求められるため、よりケミカルコンタミネーションの少ない部材が望まれている。特に、潤滑剤が封入されている軸受への低アウトガス化の要求は年々厳しくなってきている。
【０００４】
また、アクチュエータユニットは、ＨＤＤの構造上、磁気ディスクの極く近傍に配置されるため、ボイスコイルモータの発熱により加熱されやすいとともに、スピンドルモータユニットとは異なり、アウトガスをトラップする磁性流体シールやラビリンス迷路構造を有していない。そのため、アクチュエータユニットは、より厳しい低アウトガス化が要求される。
【０００５】
このような状況を鑑みて、本出願人は先に、フッ素系潤滑油を基油としたグリースを封入したＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受を提案している（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−９７５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＨＤＤの薄型化に伴ってボイスコイルモータの出力が低下しており、これに対応すべく軸受の低トルク化が求められている。また、ＨＤＤにおける高精度の読み取り／書き込み動作においてトルク変動はできる限り小さい方が好ましい。しかし、グリースによる潤滑方式では、グリースの引掛かり現象によりトルク変動を生じやすい。トルクの低下やトルク変動を抑えるには、グリースによる潤滑方式よりも潤滑油による潤滑方式の方が有利であるが、グリースから潤滑油が蒸発する場合に比べて蒸発しやすいという問題がある。
【０００８】
ＨＤＤの更なる高性能への要求は必至であり、本発明は、低トルク、低トルク変動及び低アウトガスをより推進したＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は下記のＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受を提供する。
（１）ＨＤＤの磁気ヘッドを支承するアクチュエータ用の転がり軸受において、２５℃における蒸気圧が１０−５Ｐａ以下である合成潤滑油が封入されていることを特徴とするＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受。
（２）前記合成潤滑油が、４０℃における動粘度が３０〜１５０ｍｍ２／ｓであるエステル系合成潤滑油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。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受は、合成潤滑油による潤滑方式とすることで、グリースによる潤滑方式に比べて低トルク及び低トルク変動を図るとともに、１０−５Ｐａ（２５℃）以下という低蒸気圧の合成潤滑油を用いてアウトガスの発生を従来よりも抑える。
【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について詳細に説明する。
【００１２】
本発明のＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受は、その構造自体は特に制限されるものではなく、例えば図１に断面図で示される玉軸受を例示することができる。図示されるように、外周面に内輪軌道面１を有する内輪２と、内周面に外輪軌道面３を有する外輪４とを同心に配し、内輪軌道面１と外輪軌道面３との間に複数個の転動体である玉５を保持器７により転動自在に保持し、シール部材６により密封して概略構成される。尚、図示は省略するが、このような軸受をハウジングと一体にユニット化した構成とすることもできる。そして、本発明では、潤滑のために下記に示す合成潤滑油を封入する。
【００１３】
合成潤滑油は、潤滑性能に優れ、かつ、蒸気圧が１０−５Ｐａ（２５℃）以下であれば、その種類には制限が無いが、金属との濡れ性が高く、潤滑性や耐久性に優れることから、ポリオールエステル油、合成炭化水素油、アルキル鎖誘導ポリフェニルエーテル油、芳香族エステル油、アルキル鎖誘導ナフタレン油が好適である。
【００１４】
また、上記の合成潤滑油は市販品を使用してもよく、例えばポリオールエステル油としてはＮＹＥ  ＬＵＢＲＩＣＡＮＴＳ社製「ＮＹＥＴＯＲＲ５１０１」等、合成炭化水素油としてはＮＹＥ  ＬＵＢＲＩＣＡＮＴＳ社製「ＮＹＥ２００１」等、アルキル鎖誘導ポリフェニルエーテル油としては（株）松村石油研究所製「ネオバックＳＹ」、同「ネオバックＳＸ」、同「ＬＢ−１５」、同「ＬＢ−１００」、同「Ｓ−３１０１」、同「Ｓ−３２３０」等、芳香族エステル油としては大八化学工業（株）製「ＴＯＴＭ」等、アルキル鎖誘導ナフタレン油としてはライオン（株）製「ライオン拡散ポンプ油Ｓ」、同「ライオン拡散ポンプ油Ａ」等を入手できる。
【００１５】
上記の合成潤滑油の中では、耐熱性等に優れることから、エステル系の合成潤滑油が好ましい。また、上記の合成潤滑油は、２種以上を混合して使用してもよい。
【００１６】
尚、合成潤滑油の蒸気圧は、１０−６Ｐａ（２５℃）以下であることがより好ましい。但し、１０−１２Ｐａ（２５℃）以下の蒸気圧の合成潤滑油は、粘度が高く、低トルクを同時に満足することが難しくなる。
【００１７】
また、上記の合成潤滑油は、３０ｍｍ２／ｓ（４０℃）以上の動粘度を有することが好ましい。動粘度が３０ｍｍ２／ｓ（４０℃）未満では、油膜形成が十分ではなく、耐久性が不足するおそれがある。動粘度の上限は、取り扱い性や油膜形成性、トルク等を考慮すると１５０ｍｍ２／ｓである。また、十分な耐フレッチング摩耗性を考慮すれば、動粘度は３０〜１００ｍｍ２／ｓ（４０℃）であることがより好ましい。尚、合成炭化水素油を混合して用いる場合は、混合油としてこのような動粘度となるように調整する必要がある。
【００１８】
上記の合成潤滑油には、各種特性を向上させるために添加剤を添加することもでき、例えば、潤滑耐久性を向上させる目的で防錆剤や酸化防止剤を添加してもよく、境界潤滑下における摩耗を防ぐ目的で摩耗防止剤や極圧剤を添加することができる。但し、これら添加剤の添加量は、蒸気圧の上昇を誘発せず、また、ケミカルコンタミネーションとならない範囲とする必要があり、合計で全量の３質量％未満とすることが好ましい。
【００１９】
上記の合成潤滑油の封入量は、軸受内部空間容積の０．１〜１０％が好ましく、軸受寿命や潤滑油漏洩を考慮すれば０．２５〜５％がより好ましい。封入方法としては、合成潤滑油を極微少量計量できるマイクロシリンジやポンプによって規定量計り取り、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、軸受を数回転させる方法が好ましい。また、潤滑油の漏洩を防ぐために、より薄膜として合成潤滑油を塗膜する場合は、合成潤滑油を溶剤に希釈した潤滑油希釈液に軸受を浸漬してもよい。更に、軸受外部への潤滑油付着を避けるために、潤滑油希釈液を軸受内部や転動体上に吐出した後に乾燥してもよい。
【実施例】
【００２０】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００２１】
〔実施例１〜２、比較例１〜３〕
非接触スチールシール付き単列深溝玉軸受（日本精工（株）製「６９５ＺＺ」、内径５ｍｍ、外径１３ｍｍ、幅４ｍｍ）に、何れも市販のペンタエリスリトールエステル油（ＰＥＴ）、芳香族エステル油（ＡＥ）、アルキルジフェニルエーテル油（ＡＤＥ）、ポリα−オレフィン油（ＰＡＯ）または鉱油（ＭＯ）を軸受内部空間容積の３％となるように封入して試験軸受を作製した。そして、試験軸受を容器内にて１００℃で１時間加熱し、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）により測定した。結果を表１に示すが、長期使用したときにＨＤＤのディスク表面を汚染する可能性が無いレベルを合格とし「○」を記し、可能性があるレベルを不合格として「×」を記した。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１から、蒸気圧が１０−５Ｐａ（２５℃）以下の合成潤滑油を封入することで、アウトガスの発生を実用上問題の無いレベルにまで抑えられることがわかる。
【００２４】
〔実施例３〜４、比較例４〜６〕
試験軸受として日本精工（株）製「Ｂ４−４７」（外径７ｍｍ、内径４ｍｍ、幅２ｍｍ、片シール付き）を２個組で用い、表２に示す潤滑油を軸受内部空間容積の３％となるように封入した。尚、表中のＤＰＥＴはジペンタエリスリトールエステル油、ＰＦＰＥはパーフルオロポリエーテル油であり、何れも市販品を使用した。また、ＰＥＴ、ＡＥ及びＡＤＥは上記の通りである。そして、試験軸受について、図２に示すトルク測定装置を用いてトルクを測定した。図示されるトルク測定装置において、試験軸受１１、１１はハウジング１２に上下一対で装着される。ハウジング１２の一端にはモータ１３が、他端にはスイングアーム１４がそれぞれ付設されており、更にスイングアーム１４の先端部にはターゲット１６と対向して非接触変位計１５が配置されている。また、非接触変位計１５は回転ステージ１７の面上に固定されており、この回転ステージ１７は回転ステージ用ドライバ１８により周方向に往復運動され、スイングアーム１４はシーク相当動作１９を行う。モータ１３はドライバ２０を介して非接触変位計１５に接続しており、トラッキング相当動作量１４に相当する駆動電流２１がパソコン２２により計測される。ここでは、室温下で、揺動角度８°、周波数９０Ｈｚ、アキシアル荷重２Ｎにて１０８回揺動させた。結果を表２に示すが、初期トルク変動幅平均値に対して試験後トルク変動幅平均値の増加率が５％以下を合格とし「○」を記し、５％超を不合格とし「×」を記した。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
表２から、蒸気圧が１０−５Ｐａ（２５℃）以下の合成潤滑油を封入することで、トルク変動も抑えられることがわかる。
【００２７】
〔トルク評価試験〕
上記ＰＥＴ及びＡＥを用い、所定の動粘度となるように両者の配合比を変えて混合し、試験用潤滑油を調製した。非接触スチールシール付き単列深溝玉軸受（日本精工（株）製「Ｂ８Ｚ−４２」、内径７．９４ｍｍ、外径１２．７ｍｍ、幅３．９７ｍｍ）に、試験用潤滑油を軸受内部空間容積の３％となるように封入して試験軸受を作製した。そして、９．８Ｎのアキシアル荷重を負荷した状態で回転装置により内輪を２ｒｐｍで回転させ、回転初期に要するトルクを測定した。また、比較ために市販のウレアグリースを封入して同様の測定を行った。結果を図３に、ウレアグリースのトルクを１とするトルク比で示すが、このトルク比が０．５以下を合格とした。
【００２８】
図３に示すように、動粘度が１５０ｍｍ２／ｓ（２５℃）以下であれば、実用上良好とされる低トルクを実現できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のＨＤＤのアクチュエータ用転がり軸受の一実施形態を示す断面図である。
【図２】トルク測定装置を示す概略図である。
【図３】実施例で得られた潤滑油の動粘度とトルクとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１  内輪軌道面
２  内輪
３  外輪軌道面
４  外輪
５  玉
６  シール部材
７  保持器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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