(57)【要約】【課題】アウトガスやコンタミネーションの更なる低減を図るとともに、−４０℃〜１００℃という広い温度範囲において低トルクを安定に維持できるハードディスクドライブ装置アクチュエータユニットを提供する。【解決手段】ハードディスクドライブ装置の磁気ヘッドを揺動支承するアクチュエータユニットにおいて、ハウジング内のシャフトに転がり軸受を装着してなり、かつ、前記転がり軸受を構成する内輪、外輪及び転動体、前記ハウジング及び前記シャフトをマルテンサイト系ステンレス材またはフェライト系ステンレス材で形成するとともに、該転がり軸受の内輪軌道面、外輪軌道面、転動体及び保持器の少なくとも１つに粘度指数３００以上の含フッ素重合体を塗布したハードディスクドライブ装置アクチュエータユニット。【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装置の磁気ヘッドを揺動支承するアクチュエータユニットにおいて、
ハウジング内のシャフトに転がり軸受を装着してなり、かつ、前記転がり軸受を構成する内輪、外輪及び転動体、前記ハウジング及び前記シャフトをマルテンサイト系ステンレス材またはフェライト系ステンレス材で形成するとともに、該転がり軸受の内輪軌道面、外輪軌道面、転動体及び保持器の少なくとも１つに粘度指数３００以上の含フッ素重合体を塗布したことを特徴とするハードディスクドライブ装置アクチュエータユニット。
【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」という）の磁気ヘッドを揺動支承するアクチュエータユニットに関する。
【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ており、本出願人も先にフッ素系潤滑油を使用することを提案している（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】
しかしながら、近年ＨＤＤは、カーナビゲーションシステムのように車両に搭載されたり、携帯可能なパーソナルコンピュータやハードディスクオーディオ等では室外で使用されることも多いことから、−４０℃〜１００℃という温度範囲で良好な作動特性を示すことが要求されてきている。また、このような温度範囲では、ＨＤＤアクチュエータを構成するハウジング、シャフト及び転がり軸受の各形成材料の線膨張係数差が無視できなくなり、転がり軸受の予圧が温度により変化し、アクチュエータユニットとしてのトルク性能に悪影響が及ぶようになる。
【０００８】
このように、ＨＤＤアクチュエータにおける転がり軸受の潤滑剤の更なる低アウトガス化や低コンタミネーション化に加えて、−４０℃〜１００℃という広い温度範囲において低トルクを安定に維持できることが新たな要求となっているが、これまで十分な対策がなされていない。
【０００９】
そこで、本発明は、アウトガスやコンタミネーションの更なる低減を図るとともに、−４０℃〜１００℃という広い温度範囲において低トルクを安定に維持できるＨＤＤアクチュエータユニット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】
上記の目的を達成するために、本発明は、ＨＤＤの磁気ヘッドを揺動支承するアクチュエータユニットにおいて、ハウジング内のシャフトに転がり軸受を装着してなり、かつ、前記転がり軸受を構成する内輪、外輪及び転動体、前記ハウジング及び前記シャフトをマルテンサイト系ステンレス材またはフェライト系ステンレス材で形成するとともに、該転がり軸受の内輪軌道面、外輪軌道面、転動体及び保持器の少なくとも１つに粘度指数３００以上の含フッ素重合体を塗布したことを特徴とするＨＤＤアクチュエータユニットを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＨＤＤアクチュエータユニットでは、転がり軸受の潤滑に用いる含フッ素重合体は、低蒸気圧で、熱的に安定であり、しかも粘度指数が３００以上で流動性も高いため、低アウトガス化及び低コンタミネーション化を図ることができ、潤滑性にも優れる。また、潤滑油潤滑であるため、低トルクでもある。更に、転がり軸受、ハウジング及びシャフトを線膨張係数の近いステンレス材で形成したため、変形による軸受の予圧変化が少なく、−４０℃の極低温から１００℃の高温まで広い温度範囲にわたり、トルク変動を抑えることができる。従って、本発明のＨＤＤアクチュエータユニットは、低アウトガス化、低コンタミネーション化、広い温度範囲における低トルク化が総合的に改善されたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明のＨＤＤアクチュエータユニットに関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
本発明のＨＤＤアクチュエータユニットは、その構成自体には制限がなく、例えば図１に示されるように、ハウジング１０に設けられたシャフト２０に、一対の転がり軸受３０，３０を装着して構成することができる。また、転がり軸受３０も制限がなく、例えば図に示されるように、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との間に複数個の転動体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で密封して構成することができる。
【００１４】
本発明では、転がり軸受３０を構成する内輪２、外輪４及び転動体５、並びにハウジング１０、シャフト２０を、マルテンサイト系ステンレス材またはフェライト系ステンレス材で形成する。マルテンサイト系ステンレス材とフェライト系ステンレス材とは線膨張係数が近く、これら部材の熱変形が少なくなり、転がり軸受３０の予圧変化に起因するトルク変動が抑えられる。また、従来からこれらの部材は、オーステナイト系フェライト材でも作製されているが、マルテンサイト系ステンレス材及びフェライト系ステンレス材はオーステナイト系フェライト材よりも線膨張係数が低く、熱膨張そのものを小さくできる。従って、転がり軸受３０を構成する内輪２、外輪４及び転動体５、並びにハウジング１０、シャフト２０の全てを、マルテンサイト系ステンレス材またはフェライト系ステンレス材で統一することがより好ましい。
【００１５】
また、転がり軸受３０の潤滑のために、含フッ素重合体を、内輪軌道面１、外輪軌道面３、転動体５及び保持器７の少なくとも１つに塗布する。含フッ素重合体としては、パーフルオロアルキルポリエーテル及びその誘導体が好ましい。パーフルオロアルキルポリエーテルは、
−ＣｘＦ２ｘ−Ｏ− （Ｘは１〜４の整数）
を主要構造単位とするものであり、側鎖構造として
【００１６】
【化１】
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【００１７】
直鎖構造として
【００１８】
【化２】
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【００１９】
とするものが挙げられる。
【００２０】
このようなパーフルオロアルキルポリエーテル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、ＡＵＳＩＭＯＮＮＴ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、ＡＵＳＩＭＯＮＮＴ社のフォンブリンＺ、Ｎｙｅ社のＵＮＩＦＬＯＲを好適に用いることができる。中でも、直鎖構造品は粘度指数が高く、流動点も低いので、本発明が目的とする−４０℃の極低温から１００℃の高温までの広い温度範囲で良好な潤滑特性が得られる。
【００２１】
また、パーフルオロアルキルポリエーテルは、４０℃における動粘度が５０〜１５０ｍｍ２／ｓであることが好ましい。４０℃における動粘度が５０ｍｍ２／ｓ未満のものは耐久性に乏しく、１５０ｍｍ２／ｓを超えるものはトルクが大きく、好ましくない。
【００２２】
含フッ素重合体は、内輪２、外輪４及び転動体５で形成される軸受内部空間容積の０．１％〜１０％となる量を塗布することが好ましい。更に、耐摩耗性（耐フレッチング性）や漏洩を考慮すると、０．２５％〜５％となる量が好ましい。塗布方法は限定されないが、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含フッ素重合体を規定量計り取り、内輪２、外輪４、転動体５、保持器７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、含フッ素重合体の漏洩を防ぐために、含有フッ素重合体を薄膜として塗油することが好ましく、その場合は、含フッ素重合体を溶剤に希釈した液に軸受を浸漬し、外面に付着した液を拭き取り、乾燥すればよい。
【実施例】
【００２３】
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。
【００２４】
（実施例１〜２、比較例１〜５）
表１に示す潤滑剤を用い、下記の（１）トルク評価試験Ａ、（２）トルク評価試験Ｂ、（３）アウトガス試験及び（４）揺動耐久試験に供した。
【００２５】
（１）トルク評価試験Ａ
内輪、外輪及び転動体をフェライト系ステンレス製とした玉軸受（外径４ｍｍ、内径１．５ｍｍ、幅１ｍｍ、ボール７個）に、各潤滑剤を軸受内部空間容積の約３％となるように塗布した。そして、図１に示すように、共にフェライト系ステンレス材製のハウジング及びシャフトに、２個の前記玉軸受を装着してユニット化し、シャフトを２ｒ／ｍｉｎで回転させ、−３０℃から９０℃の任意の外部温度にて動トルク（平均値）を測定した。動トルク１．０ｍＮ・ｃｍ以下が合格である。
【００２６】
結果を図３に示すが、粘度指数が３００以上である実施例１及び実施例２の直鎖パーフルオロアルキルポリエーテルを用いることで、低温から高温まで広い温度範囲において低トルクが維持されることがわかる。これに対し比較例の潤滑剤では、室温以下の低温側でトルクが急増する。
【００２７】
（２）トルク評価試験Ｂ
マルテンサイト系ステンレス材製の玉軸受（外径４ｍｍ、内径１．５ｍｍ、幅１ｍｍ、ボール８個）に、比較例４のポリオールエステルを軸受内部空間容積の約３％となるように塗布した。また、フェライト系ステンレス材で作製したハウジング及びシャフト、オーステナイト系ステンレス材で作製したハウジング及びシャフトを用意し、前記玉軸受とともに図１に示す構成のＨＤＤアクチュエータユニットを作製した。そして、シャフトを２ｒ／ｍｉｎで回転させ、−２０℃から９０℃の任意の外部温度にて動トルク（平均値）を測定した。
【００２８】
結果を図４に示すが、玉軸受、ハウジング及びシャフトを、マルテンサイト系ステンレス材またはフェライト系ステンレス材で形成することで、低温から高温まで広い温度範囲にわたり低トルクが維持できることがわかる。
【００２９】
（３）アウトガス試験
上記（１）トルク評価試験Ａと同様にして、玉軸受に潤滑剤を塗布し、ＨＤＤアクチュエータユニットを作製した。そして、ＨＤＤアクチュエータユニットを１００℃で１時間加熱し、発生したガスを質量分析型ガスクロマトグラフィー（ＧＣ−ＭＳ）にて分析し、発生した炭化水素の合計量（デカン換算）を測定した。結果は、比較例５のガス発生量を１とする相対値で０．３以下を合格とした。
【００３０】
結果を表１に併記するが、実施例１及び実施例２の直鎖パーフルオロアルキルポリエーテルは、アウトガスの発生量も少ないことがわかる。
【００３１】
（４）揺動耐久試験
上記（１）トルク評価試験Ａと同様にして、玉軸受に潤滑剤を塗布し、ＨＤＤアクチュエータユニットを作製した。そして、下記条件にて揺動運動させて経時的にトルク変動を観察し、トルク変動が現われた回数を耐久寿命とした。２０００万回以上を合格としたが、２０００万回時点でトルク変動が発生しない場合は、そこで試験を中止した。
・揺動角度 ：１６°
・周波数   ：１００Ｈｚ
・予圧(Ｆａ)：３Ｎ
・環境温度 ：９０℃
【００３２】
結果を表１に併記するが、実施例１及び実施例２の直鎖パーフルオロアルキルポリエーテルは、耐久性（耐フレッチング性）にも優れることがわかる。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
このように、本発明に従い、玉軸受、ハウジング及びシャフトを同一のフェライト系ステンレス材で形成するとともに、軸受の潤滑に粘度指数３００以上の含フッ素重合体を用いることで、低アウトガス、低コンタミネーションで、かつ、低温から高温まで広い温度範囲において低トルクを維持できる高性能のＨＤＤアクチュエータユニットが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ＨＤＤアクチュエータユニットの一例を示す断面図である。
【図２】ＨＤＤアクチュエータユニットに使用される転がり軸受の一例を示す断面図である。
【図３】外部温度と動トルクとの関係を示すグラフである。
【図４】軸受、ハウジング及びシャフトの形成材料の組み合わせと、動トルクとの動係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１  内輪軌道
２  内輪
３  外輪軌道
４  外輪
５  転動体
６  シール部材
７  保持器
１０  シャフト
２０  ハウジング
３０  転がり軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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