(57)【要約】【課題】ＨＤＤスイングアーム用転がり軸受と転がり軸受ユニットの玉のすべりによる発熱を起因とする軸受の寿命低下を抑制することを目的としている。【解決手段】外輪と、内輪と、内外輪の間で回転自在となる玉を備える転がり軸受であって、内外輪がステンレス鋼製のものであり、転動体がセラミックス製のものであり、内外輪の軌道溝曲率と玉の直径との比が５６％〜６２％であることを特徴とするＨＤＤスイングアーム用転がり軸受、及びこの転がり軸受を採用した転がり軸受ユニットを提供している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、内輪と、前記内外輪の間で回転自在となる玉を備える転がり軸受であって、前記内外輪がステンレス鋼製のものであり、前記転動体がセラミックス製のものであり、前記内外輪の軌道溝曲率と前記玉の直径との比が５６％〜６２％であることを特徴とするＨＤＤスイングアーム用転がり軸受。
【請求項２】
前記転がり軸受の内部すきまは０．００３ｍｍ〜０．０２２ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項１に記載のＨＤＤスイングアーム用転がり軸受。
【請求項３】
前記セラミック製転動体は、窒化ケイ素又はアルミナージルコニアを主成分とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のＨＤＤスイングアーム用転がり軸受。
【請求項４】
２つ以上の請求項１〜３のいずれか１項に記載の転がり軸受と、軸部材とを備え、前記転がり軸受は軸部材に固定され、軸部材と一体化構造となっていることを特徴とするＨＤＤスイングアーム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、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転がり軸受と転がり軸受ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハードディスクドライブ装置のスイングアームに取り込まれる転がり軸受は、内外輪と転動体（玉）がステンレス鋼を採用する（特許文献１参照）。スイングアームの揺動運動に伴い、転がり軸受の転動体すべりが発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０４８１１号公開公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
玉のすべりによる発熱は、グリースの劣化に繋がる。グリースが劣化してしまうと、転動部材の間に油膜の形成がしにくくなり、又、グリースの硬化によるトルク上昇が発生し、その結果としてハードディスク装置の性能が低下し、製品寿命が短縮してしまうおそれがある。更に、この用途では、データセンター（サーバー）用途の増加により、高速・常時稼動での長寿命が求められる。また、データセンターの外気導入冷却化により、ハードディスク装置の使用環境温度の堺も起きている。その為、玉のすべりによる発熱は大きくなる傾向があり、それによるグリース劣化に起因した軸受の寿命低下は問題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明は上記の課題を解決する為に、本発明の第１の発明は、
（１）外輪と、内輪と、内外輪の間で回転自在となる玉を備える転がり軸受であって、内外輪がステンレス鋼製のものであり、転動体がセラミックス製のものであり、内外輪の軌道溝曲率と玉の直径との比が５６％〜６２％であることを特徴とするＨＤＤスイングアーム用転がり軸受を提供している。
（２）本発明の転がり軸受の内部すきまは０．００３ｍｍ〜０．０２２ｍｍに設定されていることが好ましい。
（３）セラミック製転動体は、窒化ケイ素又はアルミナージルコニアを主成分とするセラミック材を採用してよい。
本発明の第２の発明は、上記（１）〜（３）の何れか１項に記載の転がり軸受と、軸部材とを備え、前記転がり軸受は軸部材に固定され、軸部材と一体化構造となっていることを特徴とするＨＤＤスイングアーム用転がり軸受ユニットを提供している。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の転がり軸受と転がり軸受ユニットは、セラミック製の転動体と最適化された軌道輪溝曲率を採用しているので、従来の軸受と同等な剛性を持つように予圧を付与する前提で、玉と軌道面との間の接触面積（接触楕円）が従来より小さいので、玉の発熱を抑えることができ、軸受の寿命低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る転がり軸受を示す断面図である。
【図２】本実施形態の転がり軸受と従来品のＰＶ値を比較する実験結果である。
【図３】（ａ）はＨＤＤの全体構成を示す平面図、（ｂ）は本発明の実施例１に係る転がり軸受ユニットを示す断面図である。
【図４】本発明の実施例２に係る転がり軸受ユニットを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本実施形態のＨＤＤスイングアーム用転がり軸受は、図１に示すステンレス鋼製の外輪１と、ステンレス鋼製の内輪２、及びセラミックス製の玉３と、玉３を保持する冠型保持器４と、シールド板５を備える。また、内外輪の軌道溝曲率が同じく設定されており、且つ該内外輪の軌道溝曲率と玉３の直径との比が５６％〜６２％である。
【０００９】
軸受の内部すきまを小さくすると、発熱に関係する軸受のＰＶ値（荷重圧力×すべり速度）も低くなるので、内部すきまを０．００３ｍｍ〜０．０２２ｍｍと設定することが好ましい。
【００１０】
また、セラミック製転動体の材質は、限定されないが、窒化ケイ素やアルミナージルコニアを主成分とするセラミック材を採用して良い。イットリア、マグネシウムなど安定化剤を添加しても良い。
【００１１】
次に、転動体のセラミック製材質及び内部すきまの設定について、本実施形態の軸受と参考例の軸受とのＰＶ値を比較してみる。４．４５ｋｇｆ／μｍのラジアル剛性を持つように、実施例１，２の本発明品と参考品に一定な予圧を付与してから、それぞれのＰＶ値を測定した。実施例１，２の本発明品は、内外輪がステンレス鋼製で、玉が窒化ケイ素製のものであり、内外輪の溝曲率が同じで、且つ内外輪の溝曲率と玉直径との比が５６．５％であるである。実施例１の軸受内部すきまが０．００５ｍｍと設定されており、実施例２の軸受内部すきまが０．０１０ｍｍと設定されている。一方、参考品は、内外輪及び玉がすべてステンレス製のものであり、内外輪の溝曲率が同じで、且つ内外輪の溝曲率と玉直径との比が５６．５％であるであり、軸受内部すきまが実施例２と同様に０．０１０ｍｍと設定されている。図２は、ＰＶ値を測定した結果である。実施例２の本発明品は、参考例の軸受と比べて、ＰＶ値が約３０％低減された。また、実施例２より、更に内部すきまを小さく設定された実施例１の本発明品は参考例の軸受と比べて、ＰＶ値が約４５％低減された。
【００１２】
そして、本発明の転がり軸受ユニットの例を２つ挙げて、説明する。
【００１３】
＜実施例１＞
図１に示す玉軸受ユニット１０において、玉軸受１４、１６には、相対回転可能に対向して配置された一対の軌道輪として、内輪１４ａ、１６ａ及び外輪１４ｂ、１６ｂと、当該軌道輪の間に転動自在に組み込まれた複数の転動体としての玉１４ｃ、１６ｃと、当該玉１４ｃ、１６ｃを１つずつ回転自在に保持する保持器１４ｄ、１６ｄが備えられている。そして、軌道輪の間には、軸受内部を密封するための密封部材としての、シールド板１４ｅ、１６ｅが介在され、これにより、軸受外部からの異物（例えば、塵埃）の侵入が防止されているとともに、軸受内部へ封入したグリース組成物の軸受外部への漏洩（発塵、ガス）が防止されている。
【００１４】
そして、かかる玉軸受１４、１６は、内輪１４ａ、１６ａが軸１２に外嵌されているとともに、外輪１４ｂ、１６ｂがスリーブ１８に内嵌された状態で、当該スリーブ１８に装着されたスイングアーム８を回動自在に軸支している。また、スリーブ１８の内周部には、玉軸受１４、１６相互間に介在するように環状の間座２０が嵌合されている。これにより、玉軸受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、ガタつくこと無く安定して回動可能な状態となり、スイングアーム８を応答性良くスムーズに回動させることができる。固定の方法としては、接着や圧入などを採用することができる。
【００１５】
＜実施例２＞
図２に示すように、ＨＤＤスイングアーム用玉軸受ユニット１０は、軸方向一端部にフランジ部１２ａを有する軸部材１２と、軸部材１２の周囲に、並列に配置される一対の玉軸受１４，１６と、を有する。一対の玉軸受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、該外輪の軸方向両端部に配置される密封部材としてのシールド板１４ｅ、１６ｅと、をそれぞれ備える。また、玉軸受１４、１６の外輪１４ｂ、１６ｂ間には、環状の間座２０が介在している。これにより、玉軸受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ている。固定の方法としては、接着や圧入などを採用することができる。
【００１６】
上述の２つの実施例に挙げられた軸受ユニットは、内外輪の軌道溝曲率が同じく設定されており、且つ該内外輪の軌道溝曲率と玉３の直径との比が５６％〜６２％である。また、軸受ユニットは、作製される際に、所定の予圧が付与され組み立てられた状態で、各玉軸受の内部すきまを０．０３３ｍｍ〜０．０２２ｍｍと設定することが好ましい。
【符号の説明】
【００１７】
１０              玉軸受ユニット
１４、１６         玉軸受
２、１４ａ、１６ａ     内輪
１、１４ｂ、１６ｂ     外輪
３、１４ｃ、１６ｃ     玉（転動体）
４、１４ｄ、１６ｄ     保持器
５、１４ｅ、１６ｅ     シールド板
１８               スリーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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