JP3359386B2 - Guide device for driving magnetic head - Google Patents
Guide device for driving magnetic headInfo
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は直線方向の案内装置に関
し、特に磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気デ
ィスク装置、フロッピーディスク装置等の情報記録再生
装置におけるヘッド駆動用リニアアクチュエータの案内
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a guide device in a linear direction, and more particularly to a guide device for a linear actuator for driving a head in an information recording / reproducing device such as a magnetic disk device, an optical disk device, a magneto-optical disk device and a floppy disk device. It is.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より用いられている情報記録再生装
置のうち、例えば磁気ディスク装置のヘッド・ディスク
・アセンブリに内蔵されている磁気ヘッド駆動用のリニ
アアクチュエータの構造としては、図1に示すように、
可動部20と案内部25から成り、可動部20には複数
の磁気ヘッド21が取り付けられたヘッドアーム22
と、移動を行うための転動体1を備えたキャリッジ23
と、駆動源を成すコイル24とを有し、案内部25には
上記磁気ヘッド21を磁気ディスク30へ案内するた
め、ハウジング26にガイドレール2を取り付けたもの
があった。そして、可動部20のコイル24後方に形成
してある磁気回路(不図示)で磁力を発生させ、上記コ
イル24に通電すると、コイル24と磁気回路との間に
ローレンツ力が生じ、このローレンツ力によって可動部
20を矢印方向に移動させ、可動部20の先端の磁気ヘ
ッド21を磁気ディスク30上の所定トラックまで案内
するようになっていた。2. Description of the Related Art Among information recording / reproducing apparatuses conventionally used, for example, a structure of a linear actuator for driving a magnetic head incorporated in a head disk assembly of a magnetic disk device is shown in FIG. To
A head arm 22 having a plurality of magnetic heads 21 attached to the movable portion 20;
And a carriage 23 provided with rolling elements 1 for performing movement
And a coil 24 forming a drive source, and a guide portion 25 has a guide rail 2 attached to a housing 26 for guiding the magnetic head 21 to the magnetic disk 30. When a magnetic force is generated in a magnetic circuit (not shown) formed behind the coil 24 of the movable portion 20 and the coil 24 is energized, a Lorentz force is generated between the coil 24 and the magnetic circuit. As a result, the movable section 20 is moved in the direction of the arrow, and the magnetic head 21 at the tip of the movable section 20 is guided to a predetermined track on the magnetic disk 30.
【0003】一方、上記転動体1とガイドレール2とか
ら構成される案内装置は、高炭素クロム軸受け鋼などの
鋼材で形成されていたが、転動体1の転がり性が悪く、
可動部20がガイドレール2上を往復移動するときの再
現性(転動体1中心点の行きの軌跡と帰り軌跡との整合
性)が得られず、摩耗も激しいといった問題があった。On the other hand, the guide device composed of the rolling element 1 and the guide rail 2 is made of a steel material such as high-carbon chromium bearing steel. However, the rolling property of the rolling element 1 is poor.
There was a problem that reproducibility when the movable portion 20 reciprocated on the guide rail 2 (the consistency between the trajectory of the center of the rolling element 1 and the return trajectory) was not obtained, and the wear was severe.
【0004】そこで、近年、リニアアクチュエータ10
の案内精度が重要視されはじめたことにともない、案内
装置の一方にアルミナやジルコニア、或いは窒化珪素な
どのセラミックスを用いたものが提案されている。(特
開昭59−129633号公報、特開昭60−2202
56号公報参照) なお、このような構造を有する案内装置は、上記情報記
録再生装置だけでなく、各種加工装置や成形装置などに
も用いられており、例えば、金属やセラミック粉末など
を圧縮成形或いは圧縮焼成するための熱間静水圧プレス
装置には搬送用レールと、該搬送用レール上を回転移動
する転動体から成る案内装置が用いられている。さら
に、加工用盤にローラを備えた台車が、ガイドレール上
を移動し、加工物を次の加工工程へ案内する案内装置な
ど、様々な分野の装置に備えられている。Therefore, in recent years, the linear actuator 10
The importance of the guide accuracy has been emphasized, and a guide device using ceramics such as alumina, zirconia, or silicon nitride for one of the guide devices has been proposed. (JP-A-59-129633, JP-A-60-2202)
The guide device having such a structure is used not only for the information recording / reproducing device but also for various processing devices and molding devices. For example, a compression molding of metal or ceramic powder is performed. Alternatively, a guide device including a transfer rail and a rolling element that rotates on the transfer rail is used in a hot isostatic pressing device for compression firing. Further, a bogie having rollers on a processing board is provided in devices in various fields, such as a guide device that moves on a guide rail and guides a workpiece to a next processing step.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、図1に示す
案内装置において、転動体1とガイドレール2のうち、
一方にセラミックスを用いた案内装置であっても、転が
り性を向上させ、摩擦に伴う摩耗を低減することは難し
かった。However, in the guide device shown in FIG. 1, of the rolling elements 1 and the guide rails 2,
On the other hand, even with a guide device using ceramics, it has been difficult to improve rolling properties and reduce wear due to friction.
【0006】即ち、転動体1とガイドレール2との当接
面間には、潤滑剤や潤滑作用を有するものが介在してい
ないため、ガイドレール2の表面を滑らかに形成してい
たとしても、摩耗を低減することは難しく、転がり性を
向上させることも難しかった。That is, since there is no lubricant or a material having a lubricating action interposed between the contact surfaces of the rolling elements 1 and the guide rails 2, even if the surface of the guide rails 2 is formed smoothly. However, it was difficult to reduce wear and improve the rolling properties.
【0007】例えば、アルミナセラミック製のガイドレ
ール2を持った案内装置では、ガイドレール2の案内面
2aを鏡面に仕上げたとしても、この案内面2aには凹
凸が存在し、高炭素クロム軸受け鋼から成る転動体1が
ガイドレール2上を回転移動すると、高炭素クロム軸受
け鋼の硬度がアルミナセラミックの硬度より劣るため、
案内面2aの凸部で転動体1の外周面1aが荒らされ、
摩耗してしまうといった問題があった。For example, in a guide device having a guide rail 2 made of alumina ceramic, even if the guide surface 2a of the guide rail 2 is mirror-finished, there are irregularities on the guide surface 2a and a high carbon chromium bearing steel When the rolling element 1 is rotated on the guide rail 2, the hardness of the high carbon chromium bearing steel is inferior to that of the alumina ceramic.
The outer peripheral surface 1a of the rolling element 1 is roughened by the convex portion of the guide surface 2a,
There was a problem of wearing.
【0008】又、ガイドレール2を窒化珪素で形成した
案内装置を用いると、転動体1とガイドレール2との当
接面間で凝着が発生して摩擦係数が増大し、転がり性が
損なわれるとともに、転動体1の外周面1aとガイドレ
ール2の案内面2aの両方が摩耗してしまうといった問
題があった。When a guide device in which the guide rails 2 are formed of silicon nitride is used, adhesion occurs between the contact surfaces of the rolling elements 1 and the guide rails 2 to increase the coefficient of friction and impair the rolling performance. At the same time, there is a problem that both the outer peripheral surface 1a of the rolling element 1 and the guide surface 2a of the guide rail 2 are worn.
【0009】一方、ガイドレール2をジルコニアセラミ
ックスで形成した案内装置にあっては、上記アルミナセ
ラミックスから成る案内装置と同様、転動体1の外周面
1aが摩耗してしまうばかりか、可動部20の高速化に
伴う摩擦熱の上昇により、転動体1の外周面1aとガイ
ドレール2の案内面2aとの接面では、かなりの温度に
達するため、ガイドレール2を成すジルコニアセラミッ
クスに相変態が生じ、案内面2aにクラックが生じる恐
れがあった。On the other hand, in the guide device in which the guide rail 2 is formed of zirconia ceramics, the outer peripheral surface 1a of the rolling element 1 is not only worn out but also in the same manner as the guide device formed of alumina ceramics. Due to the increase in frictional heat accompanying the high speed, a considerable temperature is reached at the contact surface between the outer peripheral surface 1a of the rolling element 1 and the guide surface 2a of the guide rail 2, so that a phase transformation occurs in the zirconia ceramics forming the guide rail 2. In addition, there is a possibility that a crack may occur on the guide surface 2a.
【0010】さらに、摩耗によって生じた摩耗粉が転動
体1の外周面1aやガイドレール2の案内面2aに付着
すると、可動部20の安定した案内ができないばかり
か、可動部20の再現性が損なわれ、上記摩耗粉が磁気
ディスク30上に付着したまま、情報の記録もしくは再
生を行うと、磁気ヘッド21と磁気ディスク30との間
隙に上記摩耗粉が挟まり、磁気ヘッド21或いは磁気デ
ィスク30に傷を付けてしまうといった恐れがあった。Further, if the abrasion powder generated by the abrasion adheres to the outer peripheral surface 1a of the rolling element 1 and the guide surface 2a of the guide rail 2, not only the stable guidance of the movable section 20 is not possible, but also the reproducibility of the movable section 20 is improved. If information is recorded or reproduced while the wear powder is damaged and adheres to the magnetic disk 30, the wear powder is caught in the gap between the magnetic head 21 and the magnetic disk 30, and the magnetic head 21 or the magnetic disk 30 There was a danger of scratching.
【0011】このように今日の情報記録再生装置には、
可動部20の移動頻度の増大に伴い、より優れた耐久性
が要求されていたが、このような性能を満たす案内装置
はなかった。Thus, today's information recording / reproducing devices include:
As the frequency of movement of the movable section 20 has increased, higher durability has been required, but no guide device has satisfied such performance.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、ガイドレールと転動体とから成る磁気ヘッド
駆動用案内装置のうち、転動体を高炭素クロム軸受け鋼
や鋳鉄、あるいは構造鋼などの鋼材で形成し、ガイドレ
ールを、硬度19GPa以上、曲げ強度350MPa以
上、熱膨張係数が7.5〜8.1×10-6/℃の範囲に
あり、炭化チタン、炭化チタンと窒化チタン、あるいは
炭化チタンとアルミナのうち一種を主成分とする焼結体
により形成するとともに、上記転動体及びガイドレール
の互いに当接する面を中心線平均粗さ(Ra)で0.0
5μm以下としたことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and in a guide device for driving a magnetic head comprising a guide rail and a rolling element, a rolling element is made of high carbon chromium bearing steel, cast iron, or structural steel. The guide rail is made of a steel material such as, for example, having a hardness of 19 GPa or more, a bending strength of 350 MPa or more, a coefficient of thermal expansion in the range of 7.5 to 8.1 × 10 -6 / ° C., and titanium carbide, titanium carbide and titanium nitride. Or a sintered body containing one of titanium carbide and alumina as a main component, and the surfaces of the rolling elements and the guide rails that abut each other have a center line average roughness (Ra) of 0.0
The thickness is set to 5 μm or less.
【0013】[0013]
【作用】本発明によれば、ヘッド駆動用のリニアアクチ
ュエータの案内装置を成すガイドレールと転動体の一方
を、上記焼結体で形成したことにより、炭化チタンが有
する潤滑作用によって、鋼材との相性を良くすることが
できる。According to the present invention, one of the guide rail and the rolling element, which constitute the guide device of the linear actuator for driving the head, is formed of the above-mentioned sintered body. Compatibility can be improved.
【0014】その為、本発明の案内装置では、転動体と
ガイドレールの両部材の摩耗量を大幅に低減することが
でき、転がり性を向上させることができる。しかも、ガ
イドレールの撓み量を低減することができるため、リニ
アアクチュエータの可動部の再現性をより向上させるこ
とができる。Therefore, in the guide device of the present invention, the amount of wear of both the rolling element and the guide rail can be significantly reduced, and the rolling performance can be improved. Moreover, since the amount of deflection of the guide rail can be reduced, the reproducibility of the movable portion of the linear actuator can be further improved.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明実施例を説明する。ただし、従
来例と同一部分は同一符号で示す。Embodiments of the present invention will be described below. However, the same parts as those of the conventional example are denoted by the same reference numerals.
【0016】図1は本発明の案内装置を備えた磁気ヘッ
ド駆動用のリニアアクチュータを示す図であり、このリ
ニアアクチュータ10は、可動部20と案内部25で構
成してある。上記可動部20は等間隔に配列した板状体
22aに、磁気ヘッド21、21を取り付けたヘッドア
ーム22と、可動部20を移動させるための転動体1を
備えたキャリッジ23と、駆動源を成すコイル24とか
ら形成しており、案内部25は、上記可動部20を移動
案内するために、ハウジング26の内壁面にガイドレー
ル2を取り付けた構造としてある。FIG. 1 is a diagram showing a linear actuator for driving a magnetic head provided with a guide device according to the present invention. The linear actuator 10 comprises a movable section 20 and a guide section 25. The movable section 20 includes a plate arm 22a having magnetic heads 21, 21 mounted on a plate 22a arranged at equal intervals, a carriage 23 having a rolling element 1 for moving the movable section 20, and a driving source. The guide portion 25 has a structure in which the guide rail 2 is attached to the inner wall surface of the housing 26 in order to guide the movable portion 20 to move.
【0017】このリニアアクチュータ10は、コイル2
4後方に配置する磁気回路(不図示)によって磁力を発
生させるとともに、コイル24に電圧を印加すること
で、ローレンツ力を発生させ、このローレンツ力によっ
て可動部20を移動させ、磁気ヘッド21を磁気ディス
ク30上の所定トラックに案内するようになっている。
又、上記転動体1とガイドレール2とから成る案内装置
は、図2に示すように、断面形状が五角形を有するガイ
ドレール2に、ハの字状に取り付けられた2つの玉軸受
から成る転動体1が押接された構造となっている。The linear actuator 10 includes a coil 2
4 A magnetic force is generated by a magnetic circuit (not shown) arranged at the rear, and a voltage is applied to the coil 24 to generate a Lorentz force. The Lorentz force moves the movable section 20 to move the magnetic head 21 to the magnetic head. It is designed to guide to a predetermined track on the disk 30.
As shown in FIG. 2, the guide device including the rolling elements 1 and the guide rails 2 includes two ball bearings attached to the guide rail 2 having a pentagonal cross section in a C-shape. The structure is such that the moving body 1 is pressed.
【0018】なお、上記転動体1は玉軸受に限らず、ロ
ーラでもよく、転動体1の取り付け構造においても移動
案内する物体によって、台車のごとき平行に配置された
転動体1を、該転動体1の配置に沿うように平行に配置
されたガイドレール2を有する案内装置でもよい。ただ
し、情報記録再生装置のようなリニアアクチュータ10
に高い移動精度が要求される場合には、案内装置を図2
に示す構造とした方が望ましい。又、ガイドレール2の
断面形状についても、転動体1の取り付け構造によっ
て、多角形や丸形を有した形状であってもよい。The rolling element 1 is not limited to a ball bearing, but may be a roller. Even in the mounting structure of the rolling element 1, the rolling element 1 arranged in parallel with a bogie is moved by an object that guides movement. A guide device having guide rails 2 arranged in parallel along the arrangement of the guide rails 2 may be used. However, a linear actuator 10 such as an information recording / reproducing device
When high movement accuracy is required for the
It is desirable to adopt the structure shown in FIG. Also, the cross-sectional shape of the guide rail 2 may be a shape having a polygonal shape or a round shape depending on the mounting structure of the rolling element 1.
【0019】一方、上記案内装置は、転動体1を高炭素
クロム軸受け鋼や鋳鉄、或いは構造鋼などの鋼材で形成
し、ガイドレール2を炭化チタン、炭化チタンと窒化チ
タン、或いは炭化チタンとアルミナのうち一種を主成分
とする焼結体で形成してある。その為、ガイドレール2
に可動部20の重量が加わったとしても撓み量が少ない
ことから、この組み合わせにより構成された案内装置を
備えたリニアアクチュータ10は、可動部20の優れた
再現性を得ることができ、磁気ヘッド21のオフトラッ
クを生じることがない。On the other hand, in the above guide device, the rolling element 1 is formed of a steel material such as high carbon chromium bearing steel, cast iron, or structural steel, and the guide rail 2 is made of titanium carbide, titanium carbide and titanium nitride, or titanium carbide and alumina. Of these, it is formed of a sintered body mainly composed of one kind. Therefore, guide rail 2
Since the amount of flexure is small even when the weight of the movable part 20 is added to the linear actuator, the linear actuator 10 including the guide device constituted by this combination can obtain excellent reproducibility of the movable part 20, No off-track of the head 21 occurs.
【0020】又、転動体1は鋼材で形成してあるために
加工が容易であり、硬度の異なる鋼材を上記焼結体上で
回転移動させるため、転がり性を高めることができる。Further, since the rolling element 1 is formed of a steel material, the rolling element 1 can be easily processed. Since the steel materials having different hardnesses are rotated and moved on the sintered body, the rolling property can be improved.
【0021】なお、転動体1を玉軸受とした場合には、
外輪1cと内輪1dとの間に介在する玉1bを上記焼結
体で形成すれば、外輪1cをより滑らかなに回転させる
ことができる。When the rolling element 1 is a ball bearing,
If the ball 1b interposed between the outer ring 1c and the inner ring 1d is formed of the above-mentioned sintered body, the outer ring 1c can be rotated more smoothly.
【0022】ところで、上記焼結体としては、炭化チタ
ン(TiC)、又は炭化チタン(TiC)と窒化チタン
(TiN)を主成分とする焼結体で形成したもので、こ
れら主成分を合計で全体の80〜100重量%の範囲で
含有してある。さらに、副成分として全体の10重量%
以下、好ましくは7.5重量%以下の範囲でNi,C
o,Moなどの金属成分を含有することが望ましい。こ
れらの金属成分は焼結助剤の役割をしているが、その金
属成分の含有量が全体の10重量%より多いと、鋼材で
形成した転動体1と凝着が生じ易くなるため、全体の1
0重量%以下、好ましくは7.5重量%以下の範囲がよ
い。The sintered body is made of titanium carbide (TiC) or a sintered body containing titanium carbide (TiC) and titanium nitride (TiN) as main components. It is contained in the range of 80 to 100% by weight of the whole. Further, 10% by weight of the total
Or less, preferably 7.5 wt% or less of Ni, C
It is desirable to contain metal components such as o and Mo. These metal components serve as sintering aids. However, if the content of the metal components is more than 10% by weight, the rolling elements 1 made of steel material are likely to adhere to each other. Of 1
The range is 0% by weight or less, preferably 7.5% by weight or less.
【0023】又、上記成分以外に、炭化モリブデン(M
o2 C)、炭化クロム(Cr3 C2)、炭化タングステ
ン(WC)より選ばれる少なくとも一種を、全体の10
重量%以下の範囲で含有させるこができ、これらの成分
を含有させることで、焼結性を高めるとともに、より靱
性や強度を向上させることができる。In addition to the above components, molybdenum carbide (M
o 2 C), chromium carbide (Cr 3 C 2 ), and tungsten carbide (WC),
It can be contained in the range of not more than% by weight, and by including these components, sinterability can be improved and toughness and strength can be further improved.
【0024】このように、上記成分を所定量含有した焼
結体は、硬度19GPa以上、曲げ強度350MPa以
上で、且つ高靱性を有していることから、可動部20の
重量に対する撓み量を低減し、案内面2aの摩耗を低減
することができる。しかも、上記焼結体に含まれる炭化
チタンには潤滑作用があり、鋼材と非常に相性がよい。
その為、ガイドレール2上を移動する転動体1の外周面
1aの摩耗を低減することもできるため、ガイドレール
2を構成する材料として最適である。As described above, since the sintered body containing the above components in a predetermined amount has a hardness of 19 GPa or more, a bending strength of 350 MPa or more, and has high toughness, the amount of deflection with respect to the weight of the movable part 20 is reduced. However, wear of the guide surface 2a can be reduced. In addition, the titanium carbide contained in the sintered body has a lubricating action and is very compatible with steel.
Therefore, the wear of the outer peripheral surface 1a of the rolling element 1 moving on the guide rail 2 can be reduced, so that it is optimal as a material for forming the guide rail 2.
【0025】又、炭化チタンと窒化チタンを主成分とす
る焼結体にあっては、窒化チタンを含有してあるため、
耐腐食性に優れている。その為、湿気の多い環境下にあ
っても、腐食することがないと言うように信頼性の高い
案内装置とすることができる。Also, since the sintered body mainly containing titanium carbide and titanium nitride contains titanium nitride,
Excellent corrosion resistance. Therefore, a highly reliable guide device can be provided such that it does not corrode even in a humid environment.
【0026】次に本発明に係る焼結体の他の実施例を説
明する。Next, another embodiment of the sintered body according to the present invention will be described.
【0027】本発明の案内装置に用いる他の焼結体とし
ては、炭化チタン(TiC)とアルミナ(Al2 O3 )
を主成分とする焼結体で形成することもでき、この場合
のアルミナ含有量は、全体の70〜10重量%の範囲
で、且つ炭化チタンの含有量は全体の20〜80重量%
の範囲としてある。Other sintered bodies used in the guide device of the present invention include titanium carbide (TiC) and alumina (Al 2 O 3 ).
The alumina content in this case is in the range of 70 to 10% by weight of the whole, and the content of titanium carbide is 20 to 80% by weight of the whole.
Range.
【0028】ここで、炭化チタンの含有量を20重量%
以上としたのは、含有量が20重量%より少ないと、潤
滑作用の効果が低いため、滑らかな転がり性を得ること
ができなくなるためである。そして、炭化チタンの含有
量を多くするほど潤滑作用が増すため、鋼材との接触状
態をより優れたものとすることができ、滑らかな転がり
性が得られるとともに、摩擦による転動体1とガイドレ
ール2の摩耗量も低減することができる。しかも、炭化
チタンの含有量を増加することで、焼結体の硬度、強
度、及び靱性をより向上させることができ、ガイドレー
ル2を構成する材料として最適なものとなる。Here, the content of titanium carbide is 20% by weight.
The reason for this is that if the content is less than 20% by weight, the effect of the lubricating action is low, so that smooth rolling properties cannot be obtained. And, as the content of titanium carbide increases, the lubricating action increases, so that the contact state with the steel material can be further improved, smooth rolling properties can be obtained, and the rolling element 1 and the guide rail due to friction can be obtained. 2 can also reduce the amount of wear. Moreover, by increasing the content of titanium carbide, the hardness, strength, and toughness of the sintered body can be further improved, and the sintered body becomes optimal as a material for forming the guide rail 2.
【0029】なお、上記主成分を結合させる焼結助剤と
して、ジルコニア(ZrO2 )、酸化モリブデン(Mo
2 O3 )、マグネシア(MgO)などの成分を、全体の
2〜10重量%の範囲で含有しなければならない。これ
は、焼結助剤の含有量が2重量%より少ないと、主成分
であるアルミナ粒子と炭化チタン粒子を焼結させること
が難しく、含有量が10重量%より多いと、特性劣化を
生じる恐れがあるためである。As the sintering aid for binding the above main components, zirconia (ZrO 2 ), molybdenum oxide (Mo)
Components such as 2 O 3 ) and magnesia (MgO) must be contained in the range of 2 to 10% by weight of the whole. This is because if the content of the sintering aid is less than 2% by weight, it is difficult to sinter the alumina particles and the titanium carbide particles, which are the main components, and if the content is more than 10% by weight, characteristic deterioration occurs. This is because there is fear.
【0030】以上のような焼結体を製造するには、上記
原料を調合粉砕して2次原料を作製し、この2次原料を
メカプレスや押出成形などの方法によって成形したあ
と、1500〜2000℃の温度で焼成することで、焼
結体を得ることができる。なお、さらに緻密化して強度
を高めるために熱間静水圧プレス処理(HIP)を施し
てもよい。そして、得られた焼結体に切削加工を施し、
円柱体もしくは角柱体として所定寸法のガイドレール2
を形成し、最終仕上げとして転動体1が回転移動する面
を研摩加工することで、所望のガイドレール2を製造す
ることができる。In order to produce the above sintered body, the above-mentioned raw materials are prepared and pulverized to prepare a secondary raw material, and the secondary raw material is formed by a method such as mechanical pressing or extrusion molding. By firing at a temperature of ° C., a sintered body can be obtained. Note that hot isostatic pressing (HIP) may be performed to further increase the density and increase the strength. Then, the obtained sintered body is subjected to cutting,
Guide rail 2 of specified dimensions as a cylinder or prism
The desired guide rail 2 can be manufactured by polishing the surface on which the rolling element 1 rotates as a final finish.
【0031】この時、ガイドレール2の案内面2aの面
粗さは、中心線平均粗さ(Ra)で0.05μm以下と
する必要があり、この範囲の面粗さを持ったガイドレー
ル2上に、鋼材から成る転動体1を回転移動させると、
転動体1の外周面1a及びガイドレール2の案内面2a
の摩耗を低減し、転動体1を滑らかに転がすことがで
き、可動部20を安定に移動案内することができる。At this time, the surface roughness of the guide surface 2a of the guide rail 2 needs to be 0.05 μm or less in center line average roughness (Ra), and the guide rail 2 having a surface roughness in this range is required. When the rolling element 1 made of steel material is rotationally moved above,
Outer peripheral surface 1a of rolling element 1 and guide surface 2a of guide rail 2
, The rolling element 1 can be smoothly rolled, and the movable portion 20 can be stably guided.
【0032】ただし、ガイドレール2と当接する鋼材か
ら成る転動体1の外周面1aの面粗さは、中心線平均粗
さ(Ra)で0.05μm以下が望ましい。However, the surface roughness of the outer peripheral surface 1a of the rolling element 1 made of a steel material in contact with the guide rail 2 is desirably 0.05 μm or less in terms of center line average roughness (Ra).
【0033】このようにして得られた本発明実施例の焼
結体は、硬度が19GPa以上で、且つ曲げ強度が35
0MPa以上と耐摩耗性及び強度に優れ、高靱性を有す
るとともに、自己潤滑作用を有する焼結体となるため、
この焼結体で形成したガイドレール2上に、鋼材から成
る転動体1を回転移動させると、案内面2aの摩耗を低
減することができ、相手材である鋼材の摩耗も低減する
ことができる。又、可動部20の重量に対するガイドレ
ール2の撓み量を低減することができるため、可動部2
0の滑らかな移動と再現性を向上させることができ、し
かも長寿命である。The sintered body of the present invention obtained in this way has a hardness of 19 GPa or more and a bending strength of 35 GPa.
Since it is a sintered body having excellent wear resistance and strength of 0 MPa or more, having high toughness and having a self-lubricating action,
When the rolling element 1 made of steel is rotationally moved on the guide rail 2 formed of the sintered body, the wear of the guide surface 2a can be reduced, and the wear of the steel material as the mating material can be reduced. . Further, since the amount of deflection of the guide rail 2 with respect to the weight of the movable portion 20 can be reduced, the movable portion 2
The smooth movement of 0 and the reproducibility can be improved, and the life is long.
【0034】なお、本発明実施例の焼結体の熱膨張係数
は7.5〜8.1×10-6/℃程度であるが、この範囲
であれば、摩擦熱によってガイドレール2が膨張しても
可動部20の位置決め再現性には何ら問題がない。The coefficient of thermal expansion of the sintered body of the embodiment of the present invention is about 7.5 to 8.1 × 10 -6 / ° C., but within this range, the guide rail 2 expands due to frictional heat. Even so, there is no problem in the positioning reproducibility of the movable section 20.
【0035】(実験例)ここで、本発明の案内装置を構
成する焼結体と鋼材との組合せによる耐摩耗性及び摺動
性を調べるため、ボール・オン・ディスク型の摩擦摩耗
試験機を用いて試験を行った。(Experimental Example) Here, a ball-on-disk type friction and wear tester was used to examine the wear resistance and slidability of the combination of the sintered body and the steel material constituting the guide device of the present invention. Tests were performed using
【0036】本発明実施例として、炭化チタンと窒化チ
タンを主成分とする焼結体と、主成分である炭化チタン
を分散粒子相とし、炭化クロム及びニッケルを結合相と
して含有する焼結体、及びアルミナと炭化チタンを主成
分とする焼結体から成る板状体を用意し、比較例とし
て、アルミナセラミックス、窒化珪素質セラミックス、
ジルコニアセラミックスから成る板状体を用い、各試料
の相手材には高炭素クロム軸受け鋼SUJ2から成るボ
ールを用意した。Examples of the present invention include a sintered body containing titanium carbide and titanium nitride as main components, a sintered body containing titanium carbide as a main component as a dispersed particle phase, and chromium carbide and nickel as a binder phase; And a plate-shaped body made of a sintered body containing alumina and titanium carbide as main components is prepared. As comparative examples, alumina ceramics, silicon nitride ceramics,
A plate made of zirconia ceramics was used, and a ball made of high carbon chromium bearing steel SUJ2 was prepared as a mating material of each sample.
【0037】ただし、本発明実施例に係る焼結体を形成
する成分の含有量及び板状体の面粗さは表1に示す通り
である。However, the contents of the components forming the sintered body according to the embodiment of the present invention and the surface roughness of the plate-like body are as shown in Table 1.
【0038】そして、乾式無潤滑下の状態で、各試料の
板状体の表面に、荷重0.5kgを加えて高炭素クロム
軸受け鋼SUJ2から成るボールを接触させ、相対摺動
速度が0.17m/sとなるように各試料の板状体を回
転させて実験を行い、両者間の摩擦係数とそれぞれの摩
耗量を測定した。Then, in a dry state without lubrication, a ball made of high carbon chromium bearing steel SUJ2 was brought into contact with the surface of the plate-like body of each sample by applying a load of 0.5 kg, and the relative sliding speed was set to 0. The experiment was performed by rotating the plate-like body of each sample so as to be 17 m / s, and the friction coefficient between the two and the wear amount thereof were measured.
【0039】それぞれの結果を表1に示す。Table 1 shows the results.
【0040】[0040]
【表1】 [Table 1]
【0041】表1から判るように、No. 4〜6の比較例
のものでは、摩擦係数が0.45以上と大きく、No. 4
の比較例を除いて摩耗量も多い。これに対して本発明実
施例であるNo. 1〜3のものでは、摩擦係数を0.45
より低く抑えることができ、摩耗量も少ないものとする
ことができることから、耐摩耗性、摺動性に優れている
ことが判る。しかも、本発明実施例においては、相手材
の摩耗量も少なくできることから、極めて長寿命とする
ことができる。As can be seen from Table 1, in the comparative examples of Nos. 4 to 6, the coefficient of friction was as large as 0.45 or more.
Except for the comparative example, the amount of wear was large. In contrast, in Examples Nos. 1 to 3 of the present invention, the coefficient of friction was 0.45.
Since it can be kept lower and the amount of wear can be reduced, it can be seen that it is excellent in wear resistance and slidability. Further, in the embodiment of the present invention, the wear amount of the mating member can be reduced, so that the life can be extremely extended.
【0042】(実験例2)次に、表1の焼結体(No.
3)を用いて、案内面の面粗さを中心線平均粗さで0.
01,0.02,0.05,0.07μmに仕上げたガ
イドレールをそれぞれ用意し、高炭素クロム軸受け鋼か
ら成る玉軸受を回転移動させたときの玉軸受の摩耗量を
測定した。なお、玉軸受の外周面は中心線平均粗さで
0.05μmに仕上げてある。(Experimental Example 2) Next, the sintered bodies (No.
Using 3), the surface roughness of the guide surface is set to 0.
Guide rails finished to 01, 0.02, 0.05, and 0.07 μm were prepared, and the wear amount of the ball bearing when the ball bearing made of high carbon chromium bearing steel was rotated was measured. The outer peripheral surface of the ball bearing is finished to have a center line average roughness of 0.05 μm.
【0043】その結果、案内面の中心線平均粗さを小さ
くするほど摩耗量を低減することができ、中心線平均粗
さで0.01μmに仕上げた時、最も玉軸受の摩耗量を
低減することができた。又、案内面の面粗さは少なくと
も中心線平均粗さで0.05μmであれば、玉軸受の摩
耗量を低減できることが判った。なお、No. 3の焼結体
だけに限らず、本発明実施例の焼結体全てについても同
じ結果が得られた。As a result, the wear amount can be reduced as the center line average roughness of the guide surface is reduced, and when the center line average roughness is set to 0.01 μm, the wear amount of the ball bearing is reduced most. I was able to. Also, it was found that the wear amount of the ball bearing can be reduced if the surface roughness of the guide surface is at least 0.05 μm in center line average roughness. The same result was obtained not only for the sintered body of No. 3 but also for all of the sintered bodies of the examples of the present invention.
【0044】又、以上の実施例では、情報記録再生装置
に内蔵するヘッド駆動用のリニアアクチュエータの案内
装置に関して記載してあるが、本発明はこれらの構造及
び用途だけに限定されるものではなく、転動体1とガイ
ドレール2から構成されており、各種加工装置や成形装
置など産業上使用される装置に配置された案内装置に適
用できることは言うまでもない。In the above embodiments, the guide device for the linear actuator for driving the head incorporated in the information recording / reproducing apparatus is described. However, the present invention is not limited to these structures and applications. It is needless to say that it is composed of the rolling elements 1 and the guide rails 2 and can be applied to a guide device arranged in an industrially used device such as various processing devices and forming devices.
【0045】[0045]
【発明の効果】本発明によれば、ガイドレールと転動体
から成る磁気ヘッド駆動用案内装置のうち、転動体を高
炭素クロム軸受け鋼や鋳鉄、あるいは構造鋼などの鋼材
で形成し、ガイドレールを、硬度19GPa以上、曲げ
強度350MPa以上、熱膨張係数が7.5〜8.1×
10-6/℃の範囲にあり、炭化チタン、炭化チタンと窒
化チタン、あるいは炭化チタンとアルミナのうち一種を
主成分とする焼結体により形成するとともに、上記転動
体及びガイドレールの互いに当接する面を中心線平均粗
さ(Ra)で0.05μm以下としたことによって、鋼
材からなる転動体の滑らかな転がり性を得ることができ
るとともに、両部材の摩耗量を大幅に低減することがで
きるため、長寿命な磁気ヘッド駆動用案内装置とするこ
とができる。しかも、ガイドレールの撓み量を低減する
ことができることから、転動体の優れた再現性を得るこ
とができる。その為、本発明の案内装置を備えるリニア
アクチュエータは、可動体を高速化を実現することがで
き、使用頻度の増大に対しても高い精度を維持すること
ができるため、情報記録再生装置のデータ処理速度の高
速化、情報の高記録密度化に貢献することができる。According to the present invention, of the guide device for driving a magnetic head comprising a guide rail and a rolling element, the rolling element is formed of a steel material such as high carbon chromium bearing steel, cast iron, or structural steel. With a hardness of 19 GPa or more, a bending strength of 350 MPa or more, and a thermal expansion coefficient of 7.5 to 8.1 ×.
It is in the range of 10 −6 / ° C., and is formed of a sintered body containing titanium carbide, titanium carbide and titanium nitride, or titanium carbide and alumina as a main component, and the rolling element and the guide rail are in contact with each other. By setting the surface to have a center line average roughness (Ra) of 0.05 μm or less, it is possible to obtain a smooth rolling property of the rolling element made of a steel material, and it is possible to greatly reduce the wear amount of both members. Therefore, it is possible to provide a long-life magnetic head driving guide device. Moreover, since the amount of deflection of the guide rail can be reduced, excellent reproducibility of the rolling elements can be obtained. Therefore, the linear actuator provided with the guide device of the present invention can realize a high-speed moving body and can maintain high accuracy even when the frequency of use is increased. This can contribute to higher processing speed and higher information recording density.
【図1】本発明の案内装置を備えたリニアアクチュエー
タを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a linear actuator including a guide device of the present invention.
【図2】本発明に係る案内装置の作動状態を示す一部拡
大した断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged sectional view showing an operation state of the guide device according to the present invention.
【符号の説明】 1…転動体 1a…外周面 2…ガイドレール 2a…案内面 10…リニアアクチュエータ 20…可動部 21…磁気ヘッド 22…ヘッドアーム 23…キャリッジ 24…コイル 25…案内部 26…ハウジング[Description of Signs] 1 ... rolling element 1a ... outer peripheral surface 2 ... guide rail 2a ... guide surface 10 ... linear actuator 20 ... movable part 21 ... magnetic head 22 ... head arm 23 ... carriage 24 ... coil 25 ... guide part 26 ... housing
Claims (1)
移動する転動体とから成る磁気ヘッド駆動用案内装置に
おいて、上記転動体を鋼材で形成し、上記ガイドレール
を、硬度19GPa以上、曲げ強度350MPa以上、
熱膨張係数が7.5〜8.1×10 -6 /℃の範囲にある
炭化チタンを含有する焼結体により形成するとともに、
上記転動体及びガイドレールの互いに当接する面を中心
線平均粗さ(Ra)で0.05μm以下としたことを特
徴とする磁気ヘッド駆動用案内装置。1. A guide rail with a magnetic head drive guide apparatus comprising a rolling element for rotational movement on the guide rails, the rolling elements are formed of steel, the guide rail
A hardness of 19 GPa or more, a bending strength of 350 MPa or more,
And forming a sintered body having a thermal expansion coefficient contains <br/> titanium carbide in the range of 7.5~8.1 × 10 -6 / ℃,
Centering on the contact surfaces of the rolling elements and guide rails
In particular, the line average roughness (Ra) is set to 0.05 μm or less.
A guide device for driving a magnetic head .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19047393A JP3359386B2 (en) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | Guide device for driving magnetic head |
Applications Claiming Priority (1)
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JP19047393A JP3359386B2 (en) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | Guide device for driving magnetic head |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0742732A JPH0742732A (en) | 1995-02-10 |
JP3359386B2 true JP3359386B2 (en) | 2002-12-24 |
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---|---|---|---|---|
US6874942B2 (en) | 2001-03-02 | 2005-04-05 | Nsk Ltd. | Rolling device |
-
1993
- 1993-07-30 JP JP19047393A patent/JP3359386B2/en not_active Expired - Fee Related
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