JP2007271056A - Rolling bearing and bearing unit for actuators for hard disk drive - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a rolling bearing for an actuator of an HDD incorporated in an actuator (particularly a swing arm) which is a component of a hard disk drive device (hereinafter referred to as “HDD”), or an HDD in which the rolling bearing is accommodated in a housing and unitized. The present invention relates to a rolling bearing unit for an actuator.
最近のHDDは、より高記録密度か、高精度化が進み、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。例えば、潤滑剤からアウトガスとして蒸発した潤滑油が磁気ディスク面に付着すると、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。そのため、HDD内で使用される部材には、よりケミカルコンタミネーションの少ないことが望まれている。 Recent HDDs have a higher recording density or higher precision, and the flying height is extremely narrow to 100 nm or less. In an HDD having such a small gap, the adhesion of foreign matter on the magnetic disk can be a fatal obstacle. For example, if the lubricant evaporated as outgas from the lubricant adheres to the magnetic disk surface, problems such as the magnetic disk and the magnetic head attracting each other and normal reading / writing cannot be performed. For this reason, it is desired that members used in the HDD have less chemical contamination.
このような背景から、本出願人も先に、フッ素系潤滑油を使用した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)。 Against this background, the present applicant has previously proposed a rolling bearing for an actuator of an HDD using a fluorine-based lubricating oil (see Patent Document 1).
しかし、最近ではHDDを内蔵したカーナビゲーションシステムや各種のモバイル機器が普及しており、HDDの使用温度も従来よりも低温側及び高温側の両方に広がる傾向にあり、より広い温度範囲での良好な作動特性が求められてきている。フッ素系潤滑油を用いることでアウトガスの低減を図ることができるものの、より広い温度範囲での作動特性を同時に実現するには、更なる改善が必要である。 However, recently, car navigation systems with built-in HDDs and various mobile devices have become widespread, and the operating temperature of HDDs tends to spread to both the low temperature side and the high temperature side, which is better in a wider temperature range. New operating characteristics have been demanded. Although the outgas can be reduced by using the fluorine-based lubricating oil, further improvement is necessary to simultaneously realize the operating characteristics in a wider temperature range.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、極低温から高温までより広い温度範囲において低トルクで安定して作動し、かつ、低アウトガスで耐久性に優れるHDDのアクチュエータ用転がり軸受及び転がり軸受ユニットを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and operates for a HDD actuator that operates stably with low torque in a wider temperature range from extremely low temperature to high temperature, and has excellent durability with low outgas. It is to provide a bearing and a rolling bearing unit.
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及び転がり軸受ユニットを提供する。
(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の転がり軸受において、粘度指数が300以上の含フッ素重合体を内輪軌道面、外輪軌道面、転動体及び保持器の少なくとも1部材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。
(2)前記含フッ素重合体が、直鎖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。
(3)上記(1)または(2)記載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。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides the following rolling bearings and rolling bearing units for HDD actuators.
(1) In a rolling bearing of an actuator that swings and supports a magnetic head of a hard disk drive device, a fluoropolymer having a viscosity index of 300 or more is applied to at least one member of an inner ring raceway surface, an outer ring raceway surface, a rolling element, and a cage. Rolling bearing for actuator of hard disk drive device characterized by oiling.
(2) The rolling bearing for an actuator of a hard disk drive device according to (1), wherein the fluoropolymer is a linear perfluoropolyether.
(3) A rolling bearing unit for an actuator of a hard disk drive device, wherein the rolling bearing for an actuator according to the above (1) or (2) is accommodated in a housing.
本発明によれば、特定粘度指数の含フッ素重合体による潤滑であるため、アウトガスの発生を抑えるとともに、極低温から高温まで、具体的には−40℃の極低温から100℃の高温まで、これまで得られなかった低トルクかつ低トルク変動を有する、高性能で信頼性の高い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。 According to the present invention, since it is lubricated by a fluorine-containing polymer having a specific viscosity index, the generation of outgas is suppressed, and from a very low temperature to a high temperature, specifically from a very low temperature of −40 ° C. to a high temperature of 100 ° C., Provided are a rolling bearing and a bearing unit for an HDD actuator having low torque and low torque fluctuation, which have not been obtained so far, and having high performance and high reliability.
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
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」という)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。そして、内輪軌道1及び外輪軌道3の各軌道面、玉5、保持器7の少なくとも1部材に下記の含フッ素重合体が塗油される。このような潤滑方式は、グリース潤滑に比べて低トルクとなる利点がある。
The rolling bearing for actuator of the HDD of the present invention (hereinafter simply referred to as “rolling bearing”) is not limited in its configuration. For example, as shown in FIG. 1, an
含フッ素重合体は、その粘度指数が300以上であれば制限がない。粘度指数が300以上であると、−40℃〜100℃の温度範囲における動粘度の変化を小さく抑えることができる。そのため、−40℃の極低温でも動粘度が上昇し難く、100℃の高温でも油膜が確保され、HDD用アクチュエータとして必要な耐久性能を保ちながら、トルク及びトルク変動を低減することが可能になる。 The fluorine-containing polymer is not limited as long as its viscosity index is 300 or more. When the viscosity index is 300 or more, the change in kinematic viscosity in the temperature range of −40 ° C. to 100 ° C. can be kept small. Therefore, kinematic viscosity hardly increases even at an extremely low temperature of −40 ° C., an oil film is secured even at a high temperature of 100 ° C., and it becomes possible to reduce torque and torque fluctuation while maintaining durability performance required as an actuator for HDD. .
含フッ素重合体は、粘度指数がより高い方が好ましいことから、パーフルオロポリエーテル(PFPE)重合体及びその誘導体を用いることが好ましく、例えば、
−CXF2X−O− (Xは1〜4の整数)
を主要構造単位を有する重合体が挙げられる。また、PFPEの誘導体として下記の側鎖構造(A)または直鎖構造(B)を有するものを挙げることができる。
Since the fluorine-containing polymer preferably has a higher viscosity index, it is preferable to use a perfluoropolyether (PFPE) polymer and a derivative thereof, for example,
-C X F 2X -O- (X is an integer of 1 to 4)
And a polymer having a main structural unit. Moreover, what has the following side chain structure (A) or linear structure (B) can be mentioned as a derivative | guide_body of PFPE.
中でも、直鎖構造を有するPFPEは粘度指数が高く、流動点も低いため、広温度範囲で良好な潤滑特性が得られ、また蒸発特性にも優れることから好ましい。 Among them, PFPE having a straight chain structure is preferable because it has a high viscosity index and a low pour point, and therefore, good lubricating characteristics can be obtained in a wide temperature range and the evaporation characteristics are also excellent.
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、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等を好適に用いることができる。これらのPFPEは、単独もしくは混合して、あるいはその他粘度指数が300を超えるPFPEと混合して使用することができる。 Such PFPE is also available from the market. For example, DUPONT's Krytox 143, Krytox GPL, Krytox 1500, AUSIMNT's Fomblin Y Standard, NOK Kryuber's Barrierta J Fluid, As the chain structure product, for example, demnum of Daikin Industries, Fomblin Z of AUSIMNT, UNIFOR of Nye, etc. can be suitably used. These PFPEs can be used singly or in combination, or in combination with other PFPE having a viscosity index exceeding 300.
また、含フッ素重合体の動粘度は、50〜150mm2/s(40℃)であることが好ましく、50mm2/s(40℃)未満では耐久性に乏しく、150mm2/s(40℃)を超えるとトルクが大きくなる。
Further, the kinematic viscosity of the fluoropolymer is preferably 50~150mm 2 / s (40 ℃) ,
含フッ素重合体の適用量は、内輪2、外輪4及び玉5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、耐摩耗性(耐フレッチング性)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含フッ素重合体を規定量計り取り、内輪2、外輪4、玉5、保持器7が組み上がった状態で玉5の表面に吐出し、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は、含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溶液に軸受を浸漬し、外面に付着した溶液を拭き取り、乾燥すればよい。また、この溶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。
The application amount of the fluoropolymer is preferably 0.1% to 10% of the bearing internal space volume formed by the
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。
Moreover, the rolling bearing of this invention can also be unitized. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the bearing unit. A pair of rolling bearings 8 of the present invention can be used, and an outer ring can be mounted on the housing 9 and an inner ring can be mounted on the
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1〜2、比較例1〜5)
表1に示す含フッ素重合体、その他の潤滑油またはグリースを、日本精工製転がり軸受「MR7422(外径7mm、内径4mm、幅2mm)」の軸受内部空間容積の3%を占めるように封入した軸受を2個、図2に示すようにハウジングに収容して軸受ユニットを作製した。そして、各軸受ユニットについて、下記の(1)トルク評価試験、(2)アウトガス試験及び(3)揺動耐久試験を行った。
Hereinafter, the present invention will be clarified by examples and comparative examples.
(Examples 1-2, Comparative Examples 1-5)
The fluoropolymer shown in Table 1 and other lubricating oil or grease were sealed so as to occupy 3% of the bearing internal space volume of a rolling bearing “MR7422 (
(1)トルク評価試験
軸受ユニットを回転数2rpmで回転させながら、周囲温度を−30℃〜100℃まで連続的に昇温し、そのときの動トルク(平均値)を測定した。測定結果を図3に示すが、何れの周囲温度でも1mN・cm以下であるときに合格とした。
(1) Torque evaluation test While rotating the bearing unit at a rotation speed of 2 rpm, the ambient temperature was continuously raised from -30 ° C to 100 ° C, and the dynamic torque (average value) at that time was measured. The measurement results are shown in FIG. 3 and were accepted when the ambient temperature was 1 mN · cm or less at any ambient temperature.
(2)アウトガス試験
軸受ユニットを100℃で1時間加熱したときに発生したガス量を質量分析型ガスクロマトグラフ(GCMS)にて分析し、発生した炭化水素のトータル量(デカン換算)を測定した。結果を表1に、比較例5の合成油−鉱油系ウレアグリースによる値を1とする相対値で示すが、0.3以下を合格とした。
(2) Outgas test The amount of gas generated when the bearing unit was heated at 100 ° C. for 1 hour was analyzed by a mass spectrometry gas chromatograph (GCMS), and the total amount of hydrocarbon generated (decane conversion) was measured. The results are shown in Table 1 as relative values with the value of the synthetic oil-mineral oil urea grease of Comparative Example 5 being 1, but 0.3 or less was accepted.
(3)揺動耐久評価
揺動角度16°、周波数100Hz、予圧(Fa)3N、周囲温度90℃の条件で軸受ユニットのトルク変動を経時的に観察し、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。尚、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。結果を表1に示す。
(3) Swing durability evaluation Observing torque fluctuation of bearing unit over time under conditions of rocking angle of 16 °, frequency of 100Hz, preload (Fa) of 3N, and ambient temperature of 90 ° C. Number of times. 20 million times or more was accepted. In addition, when torque fluctuation did not occur at the time of 20 million times, the test was stopped there. The results are shown in Table 1.
上記の試験結果から、粘度指数300以上のPFPEを用いることにより、トルク及びトルク変動が小さく、アウトガスが少なく、耐久性にも優れることがわかる。比較例2及び比較例3のように、PFPEであっても、粘度指数が300未満では低温でのトルク低減を実現できない。 From the above test results, it can be seen that by using PFPE having a viscosity index of 300 or more, torque and torque fluctuation are small, outgas is small, and durability is excellent. Even in the case of PFPE as in Comparative Example 2 and Comparative Example 3, if the viscosity index is less than 300, torque reduction at low temperature cannot be realized.
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
DESCRIPTION OF
Claims (3)
A rolling bearing unit for an actuator of a hard disk drive device, wherein the rolling bearing for an actuator according to claim 1 or 2 is accommodated in a housing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006100612A JP2007271056A (en) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | Rolling bearing and bearing unit for actuators for hard disk drive |
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Publications (1)
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ID=38674057
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007271056A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0243219A (en) * | 1988-05-20 | 1990-02-13 | Ausimont Spa | Inproved method of manufacture of perfluoropolyether substantially consisting of perfluorooxyethylene and perfluorooxypropylene units |
JP2000205267A (en) * | 1998-11-11 | 2000-07-25 | Nsk Ltd | Rolling bearing for information business equipment |
JP2003097573A (en) * | 2001-09-27 | 2003-04-03 | Nsk Ltd | Rolling bearing for hard disk drive |
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2006
- 2006-03-31 JP JP2006100612A patent/JP2007271056A/en active Pending
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