JP2000234625A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 外輪３１の内周に内輪２９を配置し、外
輪３１の内周面と内輪２９の外周面とに軌道面をそれぞ
れ形成し、この軌道面同士の間に複数の転動体（玉３
７）を介装し、転動体３７を介して内輪２９と外輪３１
とを相対回転自在に組付けた転がり軸受２７において、
軌道面と、転動体３７の表面とに、希釈した潤滑油を真
空乾燥して得られる被覆物又は薄膜を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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３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。

【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。

【０００４】ところで、この種の玉軸受７には、潤滑の
ため内部に潤滑油又はグリース等の潤滑剤が封入されて
いる。従来、この潤滑剤により軸受内部を潤滑してい
た。

【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、グリース等の潤滑剤に
より軸受の内部を潤滑するものが一般的であったため、
蒸発や飛散を原因としたアウトガスが発生し易くなり、
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、耐久性の向上のた
めにグリース等の封入量を多くすると、粘性や攪拌抵抗
が増大して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。

【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、
少なくとも前記軌道面及び前記転動体の表面に、希釈し
た潤滑油を真空乾燥して得られる被覆物又は薄膜を形成
したことを特徴とする。

【０００７】この転がり軸受では、潤滑油を真空乾燥し
て得られる被覆物又は薄膜が、軌道面及び転動体の表面
に形成されることで、従来の潤滑油やグリスを封入する
場合に比べて、潤滑剤の蒸発や飛散が少なくなると共
に、粘性や攪拌抵抗が大幅に低減されて、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。

【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。

【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、軌道面と、転動体の表面とに形成された潤滑剤
からなる被覆物又は薄膜の外部への飛散が防止される。
これにより、転がり軸受の長寿命化が図られると共に、
被覆物又は薄膜のアウトガス化に伴うコンタミネーショ
ンの低減が可能になる。

【００１０】更に、転がり軸受の潤滑油膜形成方法は、
外輪の内周に内輪を配置し、前記外輪の内周面と前記内
輪の外周面とに軌道面をそれぞれ形成し、該軌道面同士
の間に複数の転動体を介装し、該転動体を介して前記内
輪と前記外輪とを相対回転自在に組付けた転がり軸受の
潤滑油膜形成方法であって、前記軌道面と、前記転動体
の表面とに、予め希釈した潤滑油を注入する工程と、前
記内輪と前記外輪とを相対回転させて前記潤滑油を前記
軌道面及び前記転動体の表面に塗布する工程と、前記潤
滑油の塗布された転がり軸受を真空乾燥して前記軌道面
と、前記転動体の表面とに、被覆物又は薄膜を形成する
工程とを有することを特徴とする。

【００１１】この転がり軸受の潤滑油膜形成方法では、
希釈した潤滑油が注入された後、乾燥されることで、極
めて微量な潤滑油の注入工程が容易に可能になる。ま
た、潤滑油を真空乾燥することにより、潤滑油を加熱処
理する場合に比べ、安価な製造コストで被覆物又は薄膜
の形成が可能になる。

【００１２】

【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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。この空間４１に配置される軌道
面３５、３６と、玉３７の表面とには、希釈した潤滑剤
（潤滑油）を真空乾燥して得た潤滑油膜である被覆物又
は薄膜（この実施形態では薄膜４２）を形成してある。
潤滑剤の量は、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による実験により確かめられて
いる。また、潤滑剤の量は、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
ることが発明者による実験により確かめられている。

【００１７】従って、本実施形態による玉軸受２７に形
成される薄膜４２は、この空間容積の０．３乃至３％の
体積となるように形成されている。更に、アウトガスを
低く押さえるためには、薄膜４２の体積の上限が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。

【００１８】この薄膜４２の形成に用いられる潤滑油と
しては、にじみ出しの少ないエステル系油或いはフッ素
系油等が好ましい。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油がより好ましい。

【００１９】薄膜４２を形成するには、先ず、軌道面３
５、３６と、玉３７の表面とに、希釈液により予め希釈
（１０乃至２００倍）した潤滑油を注入する。次いで、
内輪２９と外輪３１とを相対回転させて潤滑油を軌道面
３５、３６及び玉３７の表面に塗布する。潤滑油は、予
め軌道面３５、３６と、玉３７の表面等の転動面、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する。これは、後の回転動作に
よって潤滑油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良いためである。次いで、潤滑油
の塗布された転がり軸受全体を真空乾燥して軌道面３
５、３６と、玉３７の表面とに、薄膜４２を形成する。
なお、潤滑油の封入及び薄膜４２の形成は、ディッピン
グ（どぶ漬け）によるオイルプレートを施した後、真空
乾燥させて薄膜４２を形成しても良い。

【００２０】上述の希釈液としては、揮発性の高い代替
フロン（例えば商品名ＡＫ２２５等）が好ましい。ま
た、真空乾燥条件としては、温度８０乃至１２０°Ｃ
で、０．５乃至３時間程度が好ましい。

【００２１】この潤滑油膜（薄膜４２）の形成方法によ
れば、希釈した潤滑油を注入した後、乾燥させるので、
極めて微量な潤滑油を容易に注入することができる。ま
た、潤滑油を真空乾燥するので、潤滑油を加熱処理する
場合に比べ、安価な製造コストで薄膜４２の形成が可能
になる。

【００２２】この実施形態では、転動面や摺動面に薄膜
４２を形成しているが、転動面や摺動面に予めカップリ
ング等の下地処理を施しておき、その後に被覆物或いは
薄膜４２を形成すれば、より親和力が高まり、離脱や剥
離を生じにくくすることができる。なお、ここで言う被
覆物とは、希釈した潤滑剤が真空乾燥されることによっ
て形成される薄膜以外の全ての形成物（例えば、膜が小
領域で個々に分割され、独立した島状となった微小な固
体油脂片等）を意味するものとする。

【００２３】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、玉材質として、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
ることがフレッチング摩耗を少なくする上でより好まし
い。

【００２４】玉軸受２７の内輪２９及び外輪３１の支持
軸２３及びハウジング３３ヘの固定方法は、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に固定されても良い。

【００２５】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。

【００２６】このように構成された玉軸受２７では、潤
滑油を真空乾燥して得られた薄膜４２が、軌道面３５、
３６と玉３７の表面とに形成されることで、従来の潤滑
油やグリスを封入する場合に比べて、潤滑剤の蒸発や飛
散が少なくなると共に、粘性や攪拌抵抗が大幅に低減さ
れて、トルクの増加や変動がなくなる。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】

【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、少なくとも軌道面及び転動体の表面
に、希釈した潤滑油を真空乾燥して得られる被覆物又は
薄膜を形成したので、従来の潤滑剤としての潤滑油や、
グリスを封入する場合に比べて、潤滑剤の蒸発や飛散を
少なくできると共に、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、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
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】図１に示した転がり軸受の要部拡大図である。

【図３】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。

【符号の説明】

２７ 玉軸受（転がり軸受） ２９ 内輪 ３１ 外輪 ３５、３６ 軌道面 ３７ 玉（転動体） ４２ 薄膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高見沢 徹 神奈川県藤沢市鵠沼神明１丁目５番50号 日本精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA32 AA42 AA52 AA62 BA10 BA70 DA05 EA06 EA67 EA78 FA32 FA35 FA60 GA53 5D068 AA01 BB01 CC12 EE19 GG07

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 少なくとも前記軌道面及び前記転動体の表面に、希釈し
   た潤滑油を真空乾燥して得られる被覆物又は薄膜を形成
   したことを特徴とする転がり軸受。