JP2000304058A - Rolling bearing - Google Patents

Rolling bearing

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JP2000304058A
JP2000304058A JP2000020718A JP2000020718A JP2000304058A JP 2000304058 A JP2000304058 A JP 2000304058A JP 2000020718 A JP2000020718 A JP 2000020718A JP 2000020718 A JP2000020718 A JP 2000020718A JP 2000304058 A JP2000304058 A JP 2000304058A
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bearing
rolling bearing
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弘志 谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bearing which can prevent the contamination owing to the evaporation and the scattering of a lubricant, at a low torque and by reducing the torque variation, while preventing a fretting abrasion generated when the lubricant amount is little. SOLUTION: In this rolling bearing (ball bearing 27), an inner ring 29 is provided on the inner periphery of an outer ring 31 plural rolling elements (balls 37) are provided between the inner peripheral surface of the outer ringring 31 and the outer peripheral surface of the inner ring 29, in the circumferential direction, and the system is composed by assembling the inner ring 29 and the outer ring 31 rotatable relatively through the rolling elements 37. In this case, to a space 41 formed between the inner peripheral surface of the outer ring 31, and the outer peripheral surface of the inner ring 29, a lubricant of 0.3 to 3% of the capacity of the space 41 is sealed in.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば高速で微小
揺動する磁気ディスク装置用スイングアームの軸受等に
用いて好適な転がり軸受に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling bearing suitable for use as, for example, a bearing for a swing arm for a magnetic disk device which slightly swings at a high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気ディスク装置用のスイングアーム
は、磁気ディスク上の目標トラックを先端の磁気ヘッド
で高速且つ高精度にシークするために、高速な微小揺動
が要求される。このような高速、微小揺動を実現させる
ため、スイングアームの基端揺動部には転がり軸受が使
用される。図6は従来の転がり軸受によって支持された
スイングアーム基端の断面図である。高速、微小揺動を
行うアクチュエータ(例えばボイスコイルモータ)のケ
ーシング1内にはベースプレート3が螺着され、ベース
プレート3は一端に支持軸5の下端を嵌着固定してい
る。また、支持軸5の上端は,ケーシング1を貫通する
ネジ6によってケーシング1に螺着される。
2. Description of the Related Art A swing arm for a magnetic disk device requires a high-speed, minute swing in order to seek a target track on a magnetic disk with a magnetic head at a high speed and with high accuracy. In order to realize such high-speed and minute swing, a rolling bearing is used for a base swing portion of the swing arm. FIG. 6 is a cross-sectional view of a base end of a swing arm supported by a conventional rolling bearing. A base plate 3 is screwed into a casing 1 of an actuator (for example, a voice coil motor) that performs high-speed, minute swinging, and the lower end of the support shaft 5 is fitted and fixed to one end of the base plate 3. The upper end of the support shaft 5 is screwed to the casing 1 by a screw 6 penetrating the casing 1.

【0003】支持軸5の外周には、一対の玉軸受(転が
り軸受)7が支持軸5の軸線方向に間隔を有して設けら
れている。玉軸受7は、内輪が支持軸5に固着され、外
輪がハウジング9に固着されている。ハウジング9の外
周にはスイングアーム11の基端が固定され、スイング
アーム11は玉軸受7を介して支持軸5に揺動自在に支
持される。スイングアーム11の先端には不図示の磁気
ヘッドが設けられる。また、ハウジング9の外周にはボ
イスコイル部13が設けられ、このボイスコイル部13
はハウジング9内に配設された永久磁石15によって形
成される磁界中に設けられている。従って、ボイスコイ
ル部13に磁気回路によって所定の電流を流すことによ
り、回動力が付与され、スイングアーム11が所定量揺
動されるようになっている。
A pair of ball bearings (rolling bearings) 7 are provided on the outer periphery of the support shaft 5 at intervals in the axial direction of the support shaft 5. The ball bearing 7 has an inner ring fixed to the support shaft 5 and an outer ring fixed to the housing 9. A base end of a swing arm 11 is fixed to the outer periphery of the housing 9, and the swing arm 11 is swingably supported by the support shaft 5 via a ball bearing 7. A magnetic head (not shown) is provided at the tip of the swing arm 11. A voice coil section 13 is provided on the outer periphery of the housing 9.
Is provided in a magnetic field formed by a permanent magnet 15 disposed in the housing 9. Therefore, by supplying a predetermined current to the voice coil unit 13 by a magnetic circuit, a turning force is applied, and the swing arm 11 is swung by a predetermined amount.

【0004】ところで、この種の玉軸受7には、潤滑の
ため内部にグリース等の潤滑剤が封入されている。従
来、この潤滑剤の封入量は、軸受内部の空間容積の10
乃至20%程度が一般的であった。
[0004] In this type of ball bearing 7, a lubricant such as grease is sealed inside for lubrication. Conventionally, the amount of the lubricant to be filled is 10 times the space volume inside the bearing.
About 20% was common.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】近年、磁気ディスク装
置では、装置の高密度化に伴い、磁気ヘッドと磁気ディ
スクとのスペーシングに、より狭いものが要求される。
このため、磁気ディスク装置の信頼性にとっては、コン
タミネーション(汚染物)の管理がますます重要とな
る。特にスイングアームは、磁気ディスク面に近接して
設けられるため、コンタミネーションの少ないことが要
求される。このことから、玉軸受には、従来にも増して
蒸発や飛散の少ない潤滑剤、潤滑方法が求められてい
る。一方、磁気ディスクのトラック幅は、ますます狭く
なってきており、スイングアームには、目標トラックへ
のアクセスの高速化と位置決め性能の高精度化が要求さ
れる。このことから、スイングアームを支持する玉軸受
には、トルクの増大や、急激なトルク変動(トルクスパ
イク)のないことが求められている。しかしながら、従
来のスイングアーム用玉軸受は、長寿命化の目的で、軸
受内空間容積の10乃至20%の多量のグリースを封入
することが一般的であったため、グリースの蒸発や飛散
を原因としたアウトガスの発生や、これらが磁気ディス
ク表面に付着する虞れを招かないよう種々の工夫の必要
があった。また、耐久性の向上等のためにグリース封入
量を多くしようとすると、トルク変動やトルク増大を招
く問題もあった。本発明は上記状況に鑑みてなされたも
ので、潤滑剤の少ない場合に生じるフレッチング磨耗を
防止しつつ、低トルクでトルク変動も少なく、しかも、
潤滑剤の蒸発、飛散によるコンタミネーションが防止で
きる転がり軸受を提供することを目的とする。
In recent years, with the increase in the density of the magnetic disk device, a narrower space is required between the magnetic head and the magnetic disk.
For this reason, management of contamination (contaminants) becomes more and more important for the reliability of the magnetic disk drive. In particular, since the swing arm is provided close to the surface of the magnetic disk, it is required that the contamination be low. For this reason, a lubricant and a lubricating method with less evaporation and scattering are required for the ball bearing than ever before. On the other hand, the track width of a magnetic disk is becoming increasingly narrower, and a swing arm is required to have faster access to a target track and higher positioning performance. For this reason, the ball bearing supporting the swing arm is required to be free from an increase in torque and a sudden change in torque (torque spike). However, conventional ball bearings for swing arms generally enclose a large amount of grease of 10 to 20% of the internal space volume of the bearing for the purpose of prolonging the service life. Various measures have to be taken to prevent the occurrence of outgassing or the possibility that these may adhere to the surface of the magnetic disk. In addition, when the amount of grease sealed is increased for the purpose of improving the durability and the like, there is a problem that torque fluctuation and torque increase are caused. The present invention has been made in view of the above circumstances, while preventing fretting wear that occurs when the amount of lubricant is small, low torque, little torque fluctuation, and
An object of the present invention is to provide a rolling bearing capable of preventing contamination due to evaporation and scattering of a lubricant.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る転がり軸受は、外輪の内周面と内輪の外
周面にそれぞれ軌道面を形成し、該軌道面同士の間に複
数の転動体を介装させて組付けた転がり軸受において、
前記外輪の軌道面と前記内輪の軌道面との間に形成され
る空間に、該空間容積の0.3乃至3%の潤滑剤を封入
したことを特徴とする。
A rolling bearing according to the present invention for attaining the above object has a track surface formed on an inner peripheral surface of an outer ring and an outer peripheral surface of an inner ring, and a plurality of track surfaces are provided between the track surfaces. In the rolling bearing assembled with the rolling elements of
A space formed between the raceway surface of the outer race and the raceway surface of the inner race is filled with a lubricant of 0.3 to 3% of the space volume.

【0007】この転がり軸受では、外輪の軌道面と内輪
の軌道面との間に形成される空間に、潤滑剤が封入さ
れ、その封入量が空間容積の0.3乃至3%とされる。
これにより、潤滑剤の過不足がなくなり、潤滑剤の封入
量が0.3%以下の場合に生じ易い早期のフレッチング
磨耗や、軌道面、転動体の損傷がなくなると共に、潤滑
剤の封入量が3%以上の場合に生じ易い潤滑剤の蒸発や
飛散、トルクの増加や変動がなくなる。従って、本発明
に係る転がり軸受が磁気ディスク装置用スイングアーム
の軸受として用いられれば、少ないコンタミネーション
で、スイングアームの高速且つ高精度な動作が可能にな
る。
In this rolling bearing, a lubricant is filled in a space formed between the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring, and the amount of the lubricant is 0.3 to 3% of the space volume.
As a result, there is no excess or deficiency of the lubricant, and the fretting wear and damage to the raceway surface and the rolling elements, which are likely to occur when the amount of the filled lubricant is 0.3% or less, are eliminated. Evaporation and scattering of the lubricant and increase and fluctuation of the torque which are likely to occur when the content is 3% or more are eliminated. Therefore, if the rolling bearing according to the present invention is used as a bearing for a swing arm for a magnetic disk drive, high-speed and high-precision operation of the swing arm can be achieved with less contamination.

【0008】また、本発明に係る転がり軸受は、前記外
輪及び内輪の両端面で開口する前記空間の環状間隙を塞
ぐシール部材が、前記外輪又は前記内輪の一方に固設さ
れるものであってもよい。
In the rolling bearing according to the present invention, a seal member for closing an annular gap in the space opened at both end surfaces of the outer ring and the inner ring is fixed to one of the outer ring and the inner ring. Is also good.

【0009】この転がり軸受では、外輪及び内輪の両端
面で開口する空間の環状間隙が、シール部材によって封
止され、外部からの軸受内への異物の侵入が防止される
と共に、空間内に封入された潤滑剤の外部への蒸発や飛
散が防止される。これにより、転がり軸受の長寿命化が
図られると共に、潤滑剤の蒸発や飛散に伴うコンタミネ
ーションの低減が可能になる。
In this rolling bearing, the annular gap of the space opened at both end surfaces of the outer ring and the inner ring is sealed by a seal member, thereby preventing foreign matter from entering the bearing from the outside and being sealed in the space. Evaporation or scattering of the lubricated lubricant to the outside is prevented. As a result, the life of the rolling bearing can be prolonged, and contamination due to evaporation and scattering of the lubricant can be reduced.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る転がり軸受の
好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図
1は本発明に係る転がり軸受を備えた磁気ディスク装置
用スイングアームの揺動部断面図、図2は図1に示した
転がり軸受の要部拡大図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the rolling bearing according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a swinging part of a swing arm for a magnetic disk device provided with a rolling bearing according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the rolling bearing shown in FIG.

【0011】高速、微小揺動を行うアクチュエータ(例
えばボイスコイルモータ)のケーシング21内には支持
軸23の下端が固定され、支持軸23の上端はケーシン
グ21を貫通するネジ25によってケーシング21に螺
着される。
A lower end of a support shaft 23 is fixed in a casing 21 of an actuator (for example, a voice coil motor) which performs high-speed and minute swinging. The upper end of the support shaft 23 is screwed to the casing 21 by a screw 25 penetrating the casing 21. Be worn.

【0012】支持軸23の外周には、一対の玉軸受(転
がり軸受)27が支持軸23の軸線方向に設けられてい
る。玉軸受27は、内輪29が支持軸23に圧入固定さ
れ、外輪31がハウジング33に圧入固定されている。
ハウジング33の外周には不図示のスイングアームの基
端が固定され、スイングアームは玉軸受27を介して支
持軸23に揺動自在に支持されている。
A pair of ball bearings (rolling bearings) 27 are provided on the outer periphery of the support shaft 23 in the axial direction of the support shaft 23. In the ball bearing 27, the inner ring 29 is press-fitted and fixed to the support shaft 23, and the outer ring 31 is press-fitted and fixed to the housing 33.
A base end of a swing arm (not shown) is fixed to the outer periphery of the housing 33, and the swing arm is swingably supported by the support shaft 23 via a ball bearing 27.

【0013】図2に示すように、玉軸受27の外輪31
の内周面と、内輪29の外周面には、軌道面35、36
が形成されている。この軌道面35、36同士の間に
は、転動体である複数の玉37が、円周方向に介装され
ている。また、外輪31と内輪29との間には環状の保
持器39が装着され、転動体を回動自在に保持してい
る。つまり、外輪31と内輪29とは、玉37を介して
相対回転自在に組付けられている。
As shown in FIG. 2, the outer race 31 of the ball bearing 27
Of the inner race 29 and the outer peripheral surface of the inner ring 29 have raceway surfaces 35 and 36, respectively.
Are formed. A plurality of balls 37 as rolling elements are interposed between the raceway surfaces 35 and 36 in the circumferential direction. An annular retainer 39 is mounted between the outer race 31 and the inner race 29 to rotatably hold the rolling element. That is, the outer race 31 and the inner race 29 are relatively rotatably mounted via the balls 37.

【0014】玉軸受27の外輪31の内周面と内輪29
の外周面との間には、玉37及び保持器39を収容した
空間41が形成される。ここでいう“空間”とは、外輪
の内周面と内輪の外周面との間の、シール部材により囲
まれた領域内で、玉及び保持器の容積を除く空間を指
す。シール部材のない軸受の場合は、シール部材を設け
た状態を想定し、その状態におけるシール部材に囲まれ
る仮想領域内で考える。この空間41には、潤滑剤であ
るオイル又はグリースが封入されている。潤滑剤の封入
量は、後述するように、空間41の容積の0.3%以下
の場合、早期のフレッチング磨耗や、軌道面、転動体の
損傷が生じ易くなることが発明者らによる実験により確
かめられている。また、潤滑剤の封入量は、空間41の
容積の3%以上の場合、蒸発や飛散、トルクの増加や変
動が生じ易くなることが発明者らによる実験により確か
められている。
The inner peripheral surface of the outer race 31 of the ball bearing 27 and the inner race 29
A space 41 accommodating the ball 37 and the retainer 39 is formed between the ball 41 and the outer peripheral surface. The "space" here refers to a space between the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring, in a region surrounded by the seal member, excluding the volume of the balls and the retainer. In the case of a bearing without a seal member, a state in which the seal member is provided is assumed, and it is considered within a virtual region surrounded by the seal member in that state. The space 41 is filled with oil or grease as a lubricant. As will be described later, when the amount of the lubricant is 0.3% or less of the volume of the space 41, early fretting wear and damage to the raceway surface and the rolling elements are likely to occur. Has been verified. Further, it has been confirmed by experiments by the inventors that when the amount of the filled lubricant is 3% or more of the volume of the space 41, evaporation, scattering, increase in torque, and fluctuation are likely to occur.

【0015】従って、本実施形態による玉軸受27の空
間41には、この空間容積の0.3乃至3%の潤滑剤が
封入されている。更に、アウトガスを低く押さえるため
には、封入量の上限が2%以下であることがより好まし
いことが確認されている。
Therefore, the space 41 of the ball bearing 27 according to the present embodiment is filled with a lubricant of 0.3 to 3% of the space volume. Further, it has been confirmed that it is more preferable that the upper limit of the filling amount be 2% or less in order to keep outgassing low.

【0016】この潤滑剤としては、にじみ出しの少ない
ウレア系グリース、フッ素系グリース、エステル系オイ
ル或いはフッ素系オイル等が好ましい。また、アウトガ
スを低く押さえるためには、親和性の高いフッ素系グリ
ース或いはフッ素系オイル等を用いることが好ましい。
As the lubricant, urea-based grease, fluorine-based grease, ester-based oil, fluorine-based oil, etc., which cause less oozing, are preferred. In order to keep outgas low, it is preferable to use fluorine-based grease or fluorine-based oil having high affinity.

【0017】グリース或いはオイル等の潤滑剤は、予め
玉37と内輪29、玉37と外輪31の軌道面、及び玉
37と保持器39ポケット面の摺動面の少なくとも1か
所に注入によって封入される。これは、初期の回転或い
は揺動によって潤滑剤が全面に転写されるため、少なく
とも1か所に注入されていれば摺動面全面に亘って潤滑
剤を分布させることができるためである。
A lubricant such as grease or oil is previously injected and sealed into at least one of the raceway surfaces of the ball 37 and the inner ring 29, the raceway surface of the ball 37 and the outer ring 31, and the sliding surface of the ball 37 and the pocket surface of the retainer 39. Is done. This is because the lubricant is transferred to the entire surface by the initial rotation or swing, so that the lubricant can be distributed over the entire sliding surface if it is injected into at least one place.

【0018】潤滑剤がオイルの場合の封入方法として
は、オイルを薄く塗布しておくディッピング(どぶ漬
け)法を採用することができる。また、所謂、オイルプ
レーティングを施しても良い。更に、コーティング或い
は薄膜を形成する潤滑剤塗布方法であっても良い。
As a sealing method when the lubricant is oil, a dipping method in which the oil is applied thinly can be adopted. Further, so-called oil plating may be performed. Further, a lubricant application method for forming a coating or a thin film may be used.

【0019】玉37の材質は、通常の軸受鋼或いはステ
ンレス鋼が用いられる。スイングアーム用軸受のよう
に、約30度の範囲をランダムシークしながら微小揺動
(トラッキング)する場合には、玉材質に、軸受鋼或い
はステンレス鋼を用いても、潤滑剤の封入量が空間容積
の0.3乃至3%の範囲であれば、ランダムシークの耐
久性能(数億回以上でフレッチング摩耗を生じない)に
実用上問題を生じないことが確認されている。なお、一
定エリアシークの耐久性能が重視されるような用途に
は、玉材質に硬度の高いセラミックスボールを用いるの
がフレッチング摩耗を少なくする上でより好ましい。
As the material of the ball 37, ordinary bearing steel or stainless steel is used. In the case of micro-oscillation (tracking) with random seek in a range of about 30 degrees as in the case of a swing arm bearing, even if a bearing steel or stainless steel is used for the ball material, the amount of the filled lubricant is limited. It has been confirmed that if the volume is in the range of 0.3 to 3%, there is no practical problem in the durability performance of the random seek (fretting wear does not occur over several hundred million times). In applications where the durability performance of a certain area seek is important, it is more preferable to use a ceramic ball having a high hardness as the ball material in order to reduce fretting wear.

【0020】玉軸受27の内輪29、外輪31の支持軸
23、及びハウジング33ヘの固定方法としては、内輪
29を加振しながら圧入し、外輪31側で共振周波数を
測定して予圧制御する、所謂共振圧入方法が用いられ
る。この圧入方法は、接着剤のアウトガスによる磁気デ
ィスク面の汚染対策及び共振(剛性)を一定にすること
ができる利点から、より好ましい固定方法となる。な
お、玉軸受27の内輪29及び外輪31は、接着によっ
て支持軸23及びハウジング33に固定しても良い。
As a method of fixing the inner ring 29 of the ball bearing 27, the support shaft 23 of the outer ring 31, and the housing 33 to the housing 33, the inner ring 29 is press-fitted while being vibrated, the resonance frequency is measured on the outer ring 31 side, and preload control is performed. A so-called resonance press-fitting method is used. This press-fitting method is a more preferable fixing method from the viewpoint of taking measures against contamination of the magnetic disk surface due to the outgassing of the adhesive and the advantage that the resonance (rigidity) can be kept constant. The inner ring 29 and the outer ring 31 of the ball bearing 27 may be fixed to the support shaft 23 and the housing 33 by bonding.

【0021】また、潤滑剤のアウトガス及びにじみ出し
を少なくするため、玉軸受27の両側はシール部材43
によってシールされることが好ましい。シール部材43
は、外輪31又は内輪29の一方に固設され、外輪31
及び内輪29の両端面で開口する空間41の環状間隙4
5を封止する。なお、アウトガスに対する影響がないこ
とから、シール部材43は、図1に示す内側シール43
aをなくした片シールであっても良い。
Further, in order to reduce outgassing and bleeding of the lubricant, both sides of the ball bearing 27 are provided with sealing members 43.
Is preferably sealed. Seal member 43
Is fixed to one of the outer ring 31 and the inner ring 29,
And the annular gap 4 of the space 41 opened at both end surfaces of the inner ring 29
5 is sealed. Since there is no influence on the outgas, the seal member 43 is provided with the inner seal 43 shown in FIG.
A one-sided seal without a may be used.

【0022】このように構成された玉軸受27では、外
輪31の内周面と内輪29の外周面との間に形成される
空間41に潤滑剤が封入され、その封入量が空間容積の
0.3乃至3%とされることにより、潤滑剤の封入量が
0.3%以下の場合に生じ易い早期のフレッチング磨耗
や、軌道面、転動体の損傷がなくなると共に、潤滑剤の
封入量が3%以上の場合に生じ易い潤滑剤の蒸発や飛
散、トルクの増加や変動がなくなる。
In the ball bearing 27 configured as described above, a lubricant is filled in a space 41 formed between the inner peripheral surface of the outer ring 31 and the outer peripheral surface of the inner ring 29, and the amount of the filled lubricant is 0, which is the space volume. By setting the amount to be 3 to 3%, the fretting wear and the damage to the raceway surface and the rolling elements, which are likely to occur when the amount of the lubricant is 0.3% or less, are eliminated, and the amount of the lubricant is reduced. Evaporation and scattering of the lubricant and increase and fluctuation of the torque which are likely to occur when the content is 3% or more are eliminated.

【0023】また、外輪31及び内輪29の両端面で開
口する空間41の環状間隙45が、シール部材43によ
って封止され、外部からの軸受内への異物の侵入が防止
されると共に、空間41内に封入された潤滑剤の外部へ
の蒸発や飛散が防止される。これにより、玉軸受27の
長寿命化が図られ、潤滑剤の蒸発や飛散に伴うコンタミ
ネーションも低減されることになる。
The annular gap 45 of the space 41 opened at both end surfaces of the outer ring 31 and the inner ring 29 is sealed by a seal member 43 to prevent foreign substances from entering the bearing from the outside, and to prevent the space 41 from entering. Evaporation and scattering of the lubricant sealed in the outside are prevented. As a result, the life of the ball bearing 27 is extended, and contamination due to evaporation and scattering of the lubricant is reduced.

【0024】従って、上述の玉軸受27によれば、早期
のフレッチング磨耗を防止できると共に、潤滑剤の蒸発
や飛散、トルクの増加や変動をなくすことができ、コン
タミネーションを防止しつつ、スイングアームの高速且
つ高精度な動作を実現させる効果を奏する。
Therefore, according to the above-described ball bearing 27, it is possible to prevent fretting wear at an early stage, to eliminate evaporation and scattering of lubricant, and to increase or fluctuate torque. This has the effect of realizing high-speed and high-precision operation.

【0025】なお、上述の実施形態では、転がり軸受が
玉軸受27である場合を例に説明したが、本発明に係る
転がり軸受は、ころ軸受に用いても、上述同様の効果を
奏するものである。
In the above embodiment, the case where the rolling bearing is the ball bearing 27 has been described as an example. However, the rolling bearing according to the present invention has the same effect as described above even when used in a roller bearing. is there.

【0026】[0026]

【実施例】次に、本発明の転がり軸受に対して揺動耐久
試験を行った結果を説明する。図3に本試験に用いたボ
イスコイルモータを使用した揺動耐久試験装置50を示
した。この揺動耐久試験装置50は、ボイスコイルモー
タ51が取り付けられたハウジング52の内周面に試験
軸受53の外輪が固定されると共に、支持軸55に試験
用の転がり軸受53の内輪が固定されており、ハウジン
グ52には、回転角度を検出するロータリーエンコーダ
56が取り付けられている。ボイスコイルモータ51
は、磁気ディスク装置に使用されるものと同じ型のもの
であり、コンピュータ57からの動作信号に基づきドラ
イブユニット58により駆動され、ハウジング52を介
して試験用の転がり軸受53の外輪を揺動駆動する。そ
して、繰り返し行われる揺動駆動におけるトルク(駆動
電流)の経時変化を測定し、その結果をモニタ59上に
表示する。
Next, results of a swing durability test performed on the rolling bearing of the present invention will be described. FIG. 3 shows a swing endurance test apparatus 50 using the voice coil motor used in this test. In this swing endurance test apparatus 50, an outer ring of a test bearing 53 is fixed to an inner peripheral surface of a housing 52 to which a voice coil motor 51 is attached, and an inner ring of a test rolling bearing 53 is fixed to a support shaft 55. A rotary encoder 56 for detecting a rotation angle is attached to the housing 52. Voice coil motor 51
Is of the same type as that used in the magnetic disk drive, is driven by a drive unit 58 based on an operation signal from a computer 57, and swings the outer ring of a test rolling bearing 53 through a housing 52. . Then, the change with time of the torque (drive current) in the repeated swing drive is measured, and the result is displayed on the monitor 59.

【0027】一般に、転がり軸受にフレッチング摩耗が
発生すると、トルク変動が発生し始め、摩耗がさらに進
行するとトルク変動は大きくなる。この転がり軸受が磁
気ディスク装置に適用されている場合は、この摩耗によ
りやがて位置決め制御エラーを生じるようになる。
Generally, when fretting wear occurs in the rolling bearing, torque fluctuation starts to occur, and when the wear further progresses, the torque fluctuation increases. When this rolling bearing is applied to a magnetic disk drive, this wear eventually causes a positioning control error.

【0028】揺動形態としては、一定エリアシークとラ
ンダムシークの2種類がある。揺動角度の小さい一定エ
リアシークの場合、転動体の位置が特定の微小領域から
動かないことからフレッチング耐久試験としては過酷な
条件となるが、磁気ディスク装置ではランダムシークが
行われているため、ここではランダムシークによる試験
を行った。以下にランダムシーク揺動耐久試験の試験条
件を記す。 (1)試験軸受:スイングアーム用玉軸受(軸受内径
6.35mm、軸受外径9.525mm、幅3.15m
m) (2)揺動回数:数十万回から数億回 (3)揺動角度:26度〜1度のランダムシーク (4)揺動周波数:30Hz (5)雰囲気温度:常温(25℃)
There are two types of rocking modes: fixed area seek and random seek. In the case of a constant area seek with a small swing angle, the position of the rolling element does not move from a specific minute area, which is a severe condition for a fretting durability test, but since a random seek is performed in a magnetic disk device, Here, a test by random seek was performed. The test conditions of the random seek swing durability test are described below. (1) Test bearing: ball bearing for swing arm (bearing inner diameter 6.35 mm, bearing outer diameter 9.525 mm, width 3.15 m)
m) (2) Number of oscillations: hundreds of thousands to hundreds of millions (3) Oscillation angle: random seek of 26 to 1 degree (4) Oscillation frequency: 30 Hz (5) Atmospheric temperature: normal temperature (25 ° C.) )

【0029】図4に玉軸受を揺動したときの揺動角度に
対するトルク値の変化を示した。図4(a)は初期状態で
あり、図4(b)は使用限界に達したときのトルク変動が
生じた状態を示している。図4に示すように、初期状態
においては揺動方向によらずに各揺動角度において略一
定のトルク値を呈しており、揺動角度の変化に応じてト
ルク値がリニアに変化している。ところが、使用限界に
達した状態においては、揺動する方向によってトルク値
が異なる上に揺動角度によるトルク値の変化にうねりを
生じ、トルク変動が増大している。
FIG. 4 shows the change of the torque value with respect to the swing angle when the ball bearing is swung. FIG. 4A shows an initial state, and FIG. 4B shows a state in which a torque fluctuation occurs when the usage limit is reached. As shown in FIG. 4, in the initial state, a substantially constant torque value is exhibited at each swing angle regardless of the swing direction, and the torque value linearly changes according to the change in the swing angle. . However, when the usage limit is reached, the torque value differs depending on the swinging direction, and a change in the torque value due to the swing angle swells, and the torque fluctuation increases.

【0030】次に、潤滑剤の封入量の異なる転がり軸受
を揺動耐久試験した結果を説明する。図5にこの揺動耐
久試験の結果を纏めて示した。図中の横軸は潤滑剤封入
量の空間容積比率で、縦軸はトルク変動が発生するシー
ク回数(左側軸)と、アウトガスの発生量(右側軸)で
あり、潤滑剤がグリース、オイルの場合それぞれの結果
を示している。ここで、アウトガスの測定条件を以下に
示す。 (1)試験軸受:スイングアーム用玉軸受 (軸受内径6.35mm、軸受外径9.525mm、幅
3.15mm) (2)測定器: ガスクロマトグラフ質量分析計(GC
−MS) (3)測定温度: 70℃ (4)測定時間; 3時間
Next, the results of a swing endurance test of rolling bearings having different amounts of lubricating oil will be described. FIG. 5 summarizes the results of the swing durability test. The horizontal axis in the figure is the space volume ratio of the amount of the filled lubricant, and the vertical axis is the number of seeks in which torque fluctuation occurs (left axis) and the amount of outgas generated (right axis). The results for each case are shown. Here, outgas measurement conditions are shown below. (1) Test bearing: ball bearing for swing arm (bearing inner diameter 6.35 mm, bearing outer diameter 9.525 mm, width 3.15 mm) (2) Measuring instrument: gas chromatograph mass spectrometer (GC
-MS) (3) Measurement temperature: 70 ° C (4) Measurement time: 3 hours

【0031】図5に示す試験結果によれば、潤滑剤封入
量の空間容積比率が0.3%以上では、トルク変動が生
じるまでのシーク回数が実用上特に問題のないレベルと
なっている。一方、0.3%より小さいと、少ないシー
ク回数でトルク変動が発生してしまい、実用上問題を生
じることになる。また、アウトガスの発生量は、潤滑剤
封入量の空間容積比率が3%以下では、103[ng]
以下の微量となっている。一方、3%より大きいと、ア
ウトガスの発生量が増大して実用上問題を生じることに
なる。以上のことから、潤滑剤の封入量の空間容積比率
を0.3〜3%の範囲に設定することにより、トルク変
動を生じさせずにアウトガスの発生量を抑えられること
を確認できた。即ち、上記範囲に設定することで、早期
のフレッチング磨耗を防止できると共に、潤滑剤の蒸発
や飛散、トルクの増加や変動を防止できる。
According to the test results shown in FIG. 5, when the space volume ratio of the amount of the filled lubricant is 0.3% or more, the number of seeks until a torque fluctuation occurs is at a level that does not cause any practical problem. On the other hand, if it is less than 0.3%, torque fluctuation occurs with a small number of seeks, which causes a practical problem. Further, the outgas generation amount is 10 3 [ng] when the space volume ratio of the amount of the filled lubricant is 3% or less.
The trace amount is as follows. On the other hand, if it is more than 3%, the amount of outgas generated increases, causing a practical problem. From the above, it was confirmed that by setting the space volume ratio of the amount of the filled lubricant to 0.3 to 3%, the amount of outgas generated can be suppressed without causing torque fluctuation. That is, by setting the above range, it is possible to prevent early fretting wear and prevent evaporation and scattering of the lubricant and increase or fluctuation of the torque.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る転がり軸受は、外輪の軌道面と内輪の軌道面との間に
形成される空間に潤滑剤を封入し、その封入量を、空間
容積の0.3乃至3%としたので、潤滑剤の封入量が
0.3%以下の場合に生じる早期のフレッチング磨耗を
防止できると共に、潤滑剤の封入量が3%以上の場合に
生じる潤滑剤の蒸発や飛散、トルクの増加や変動をなく
すことができる。この結果、磁気ディスク装置用スイン
グアームの軸受として用いた場合、スイングアームの高
速且つ高精度な動作を実現させることができる。
As described above in detail, the rolling bearing according to the present invention seals the lubricant in the space formed between the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring, and reduces the amount of the lubricant. Since the volume is set to 0.3 to 3% of the space volume, it is possible to prevent early fretting wear that occurs when the amount of the filled lubricant is 0.3% or less, and to occur when the amount of the filled lubricant is 3% or more. Evaporation and scattering of lubricant, and increase and fluctuation of torque can be eliminated. As a result, when used as a bearing of a swing arm for a magnetic disk drive, high-speed and high-precision operation of the swing arm can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る転がり軸受を備えた磁気ディスク
装置用スイングアームの揺動部断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a swinging part of a swing arm for a magnetic disk drive provided with a rolling bearing according to the present invention.

【図2】図1に示した転がり軸受の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the rolling bearing shown in FIG.

【図3】ボイスコイルモータを使用した揺動耐久試験装
置を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a swing endurance test apparatus using a voice coil motor.

【図4】玉軸受を揺動したときの揺動角度に対するトル
ク値の変化を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a change in torque value with respect to a swing angle when a ball bearing is swung.

【図5】揺動耐久試験を行った結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the results of a swing durability test.

【図6】従来の転がり軸受を備えた磁気ディスク装置用
スイングアームの揺動部断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a swinging portion of a conventional swing arm for a magnetic disk drive provided with a rolling bearing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

27 玉軸受(転がり軸受) 29 内輪 31 外輪 37 玉(転動体) 41 空間 27 Ball bearing (rolling bearing) 29 Inner ring 31 Outer ring 37 Ball (rolling element) 41 Space

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外輪の内周面と内輪の外周面にそれぞれ
軌道面を形成し、該軌道面同士の間に複数の転動体を介
装させて組付けた転がり軸受において、 前記外輪の軌道面と前記内輪の軌道面との間に形成され
る空間に、該空間容積の0.3乃至3%の潤滑剤を封入
したことを特徴とする転がり軸受。
1. A rolling bearing in which a raceway surface is formed on each of an inner peripheral surface of an outer ring and an outer peripheral surface of an inner ring, and a plurality of rolling elements are interposed between the raceway surfaces to be assembled. A rolling bearing, characterized in that 0.3 to 3% of a space volume of a lubricant is sealed in a space formed between a surface and a raceway surface of the inner ring.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016050615A (en) * 2014-08-29 2016-04-11 日本精工株式会社 Bearing device

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