WO1998043245A1

WO1998043245A1 - Information equipment

Info

Publication number: WO1998043245A1
Application number: PCT/JP1998/001270
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Toyota; Kazunori Hayashida; Hiroaki Takebayashi; Terukazu Karashima
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 1998-10-01
Anticipated expiration: 1999-09-25
Also published as: KR20010005679A; EP0997906A4; KR100515941B1; EP0997906A1; US6490137B1

Description

明細書

情報機器技術 yi¾分 " 野

本発明は、情報機器に関する。具体的に、情報機器は、磁気ディスクや光ディスクなどの情報記録ディスクのドライブ装置例えばハードディスクドライブ装置 ( H D D ) などが挙げられる。背景技術

上記情報機器には情報記録ディスクの回転中心に貫通固定されるスピンドル軸といった回転機構であるとか、情報の記録 · 再生用のへッドを移動させるスィングアームといった揺動機構があるが、冽えば特開平 5 — 1 3 5 5 1 5号公報に記述されているように、揺動機構としてのスイングアームにおける揺動支点軸は、 2つのラジアル転がり軸受で支持されている。この転がり軸受では、その潤滑剤として、潤滑性に優れたふつ素系グリースを使用し、必要最小限の量を封入するようになっている _β このふつ素系グリースとしては、 P T F E (ポリテトラフ口ォロエチレン）などの微小粉末（例えば粒子径 2〜3 j m ) を增稠剤として添加したもの、例えば P T F E . フルォロカーボン油グリース、 P T F E · フロロシリコーン油グリース、 P T F E · ふつ素化ポリエーテル油グリースなどが挙げられる。この種のふつ素系グリースは、添加する増稠剤の分散を均一とするために、適宜のイオンを用いている。

ところで、上記情報機器においては、回転機楕あるいは揺動機構のうち、例えば揺動機構としてのスイングアームを支持するために用いる転がり軸受に上述したようなふつ素系グリースを潤滑剤として用いているために、下記するような不具合が発生している。

まず、スイングアームは所定の角度範囲内で操り返し揺動する運動であるために、これを支持する転がり軸受ではその転動体が引きずられて滑ることがあり、そのときに、前述の潤滑剤としてふつ素系グリースを用いている場合では転動体と軌道輪との間で膜切れが起こりやすい。こうした膜切れは、転動体と軌道輪とが直接接触して転動体や軌道輪の摩耗を引き起こす原因ともなる。

また、ふつ素系グリースに添加する增稠剤としての P T F E について、選別作業の困難性に伴い規定よりも大きな粒子径のものが混じっていることが原因して転がり軸受から微小なスパィクノイズが発生して、スィングアームの揺動運動のためのトルク特性が不安定になりやすく、記録 · 再生時のへッドの位置決め精度が低下する原因となる，

さらに、ふつ素系グリースの漏れが起こることがあり、この漏れたふつ素系グリースの特に增稠剤の均一分散用のイオンが、情報記録ディスクの表面に付着して情報記録ディスクの保護膜にとりこまれたりすると、記録 · 再生の妨げとなるといつた弊害をもたらす。

さらに、このような情報機器を真空中等の低気圧雰囲気で使用する場合、ふつ素系グリースからガスが発生し、このガスが情報記憶ディスクの保護膜に悪彩饗を与えるといった問題もある ·>

また、ふつ素系以外のグリースの場合には、その中に含まれるハイドロカーボンが情報機器に悪影饗を与えるといった問題がある。さらに、グリースを用いた転がり軸受では、長時間使用せずに放置しておくと、グリースが硬化し、使用開始時に回転トルクが大きくなるという問題があった。したがって、本発明は、情報機器において、揺動機構または回転機構の支持用の転がり軸受の澗滑性、トルク特性、発塵性を向上し、情報記録 · 再生動作の安定化を図ることを目的としている，発明の開示

[構成 ]

( 1 ) 本発明第 1 の情報機器は、当該機器要素を揺動させる揺動機楕と、前記揺動機構を支持する転がり軸受とを有し、前記転がり軸受はその少なくとも軌道面に、官能基を有する含ふつ素重合体からなる被膜が流動性を有する状態で形成されている a

本発明第 1 は、好ましくは、前記転がり軸受は、少なくともその內輪と外輪それぞれの軌道面に、前記被膜が形成されている。

本発明第 1 は、好ましくは前記官能基が、金属に対して親和性が高いものである。

本発明第 1 は、好ましくは前記含ふつ素重合体が、フルォロポリエーテル重合体である，

本発明第 1 は、好ましくは前記含ふつ索重合体が、ポリフルォロアルキル重合体である。

本発明第 1 は、好ましくは前記被膜と同種成分の保護膜を表面に備えた情報記録ディスクに対して情報の記録、再生を行う

( 2 ) 本発明第 2の情報機器は、当該機器要素を回転させる回転機構と、前記回転機構を支持する転がり軸受とを有し、前記転がり軸受はその少なくとも軌道面に、官能基を有する含ふつ素重合体からなる被膜が流動性を有する状態で形成されている，

( 3 ) 本発明第 3 の情報機器は、当該機器要素を揺動させるための揺動機構と、前記揺動機構を支持する転がり軸受とを有し、前記転がり軸受は少なくともその軌道面に、含ふつ素ポリウレタン高分子化合物からなる固体状被膜が形成されている · 本発明第 3 は好ましくは前記転がり軸受は、少なくともその内輪と外輪それぞれの軌道面に、前記被膜が形成されている。本発明第 3 は好ましくは前記含ふつ素ポリウレタン高分子化合物が、 3次元の網状構造を有している。

本発明第 3は好ましくは前記含ふつ素ポリウレタン高分子化合物には、流動可能な含ふつ素重合体が分散添加されている。

本発明第 3 は好ましくは前記被膜と同種成分の保護膜を表面に備えた情報記録ディスクに対して情報の記録、再生を行う。

( 4 ) 本発明第 4の情報機器は、当該機器要素を回転させるための回転機構と、前記回転機構を支持する転がり軸受とを有し、前記転がり軸受はその少なくとも軌道面に、含ふつ素ポリウレタン高分子化合物からなる固体状被膜が形成されている .

( 5 ) 本発明第 5の情報機器は、情報記録ディスクに対して情報の記録 · 再生を行うための記録再生用のヘッドと、揺動することによって前記ヘッドを移動させる揺動機構と、前記揺動機構を支持する転がり軸受とを有し、前記転がり軸受は少なくともその軌道面に、前記情報記録ディスクの表面の保護膜と同種の被膜を固体状態で形成され、前記被膜は含ふつ素ポリウレ夕ン高分子化合物からなる，

[作用 ]

上記本発明での被膜は、含ふつ素重合体の官能基あるいは含ふつ素ポリウレタン高分子化合物の 3次元の網状構造が被付着面に強固に付着するため、腹切れや発塵がしにくく、摩擦抵抗がきわめて小さいものである。しかも、前述の被膜は、従来のふつ素系グリースのように不均一な粒子径の增稠剤や、增稠剤の均一分散用のイオンが含まれていない。そのため、転がり軸受の動作がきわめて円滑になつて、従来のような微小なスパイクノイズが発生することがなくなる。

[効果 ]

本発明の情報機器では、その揺動機構または回転機構に用いる転がり軸受の軌道輪の軌道面に、膜切れや発塵がしにくくて摩擦抵抗がきわめて小さく、かつ、従来のふつ素系グリースのように不均一な粒子径の增稠剤ゃ增稠剤の均一分散用のイオンが含まれていない被膜を形成しているから、転がり軸受の動作がきわめて円滑になつて従来のような微小なスパイクノィズが発生することがなくなるなど、トルク特性が安定することになる。

なお、本発明の情報機器として、転がり軸受の近傍に情報記録ディスクや記録 · 再生へッドを配設しているものとする場合、それらの支持用の転がり軸受のトルク特性が安定になるので、記録 · 再生時のへッドの位置決め精度や情報記録ディスクの回転精度が向上することになる，また、仮に、被膜からの発塵成分が情報記録ディスクに一般的に形成している保護膜にとりこまれたとしても、前記被膜が前記保護膜と同種の成分であるので、情報記録ディスクの情報記録，再生の妨げにならない。

このように、本発明では、長期間にわたってれた性能を発撺する信頼性の高い情報機器を提供することができる。図面の簡単な説明

図 1 は本発明の一実施形態にかかるハードディスクドライブ装置の縦断面図、図 2は図 1 の移動ユニットの転がり軸受の半分を拡大した図、図 3は大気環境で用いる試験装置の概略構成図、図 4は真空環境で用いる試験装置の概略構成図、図 5はィオンコンタミ性能の測定結果を示すグラフ、図 6はアウトガス性能の測定結果を示すグラフ、図 7は同軸受の大気環境でのトルク寿命に関する試験結果を示すグラフ、図 8は常温放置後のトルク変化の測定結果を示すグラフ、図 9 は図 2 の転がり軸受に形成する被膜の構造を模式的に表した構造図、図 1 0は被膜の硬化前の状態での性状分析結果を示すグラフ、図 1 1 は被膜の硬化後の状態での性状分析結果を示すグラフ、図 1 2は、同軸受の真空環境でのトルク寿命に関する試験結果を示すグラフである。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の詳細を添付された図面に示されている最良の実施形態に基づいて説明する，

図 1 に示される情報機器としてのハードディスクドライブ装置を構成する要素について説明すると、 1 は前記ハードデイスクドライブ装置の枠体、 2は枠体 1 の内部に水平姿勢で配設される磁気ディスクや光ディスクなどの情報記録ディスク、 3は枠体 1 に情報記録ディスク 2 を回転自在に支持するスピンドルユニット、 4は情報記録ディスク 2に対する情報の記録 ' 再生を行う記録 · 再生ヘッド、 5は記録 · 再生ヘッド 4 を情報記録ディスク 2の任意のトラックに対して移動させる移動ュニットである。

情報記録ディスク 2の表面には、保護膜（図示省略）が流動性を有する状態で形成されている。この保護膜は、一般的に、パーフルォロポリエーテル（ P F P E ) からなる .

スピンドルユニット 3は、情報記録ディスク 1 の回転中心に上下に突出する状態に貫通固定されるスピンドル軸 6 と、このスピンドル軸 6 の上下突出部分をそれぞれ枠休 1 に対して回転自在に支持する一対の転がり軸受 7 , 7 と、情報記録ディスク 2 を回転駆動するモータ 8 とを備えている。

本発明においては、直接的にはスピンドル軸 6が転がり軸受 7 . 7で支持される回転機楕となるが、回転機構としてはこれに限定されるものではなく、情報機器がその内部に有する機構要素で回転する機構がそれに含まれる。前述のモータ 8は、スピンドル軸 6において枠休 1の下方に突出する下端に固定される、永久磁石からなるロータ 9 と、口ータ 9の下方に非接触で対向配置される、コイルからなるステ —タ 1 0 とで構成されている。

ステータ 1 0は、基体 1 1上に枠体 1 側に弾発付势するコィルバネなどの弾性体 1 2 を介して取り付けられるヨーク 1 3に貼着されている。

移動ュニット 5は、記録 . 再生へッド 4が取り付けられるスイングアーム 1 4 と、枠体 1 に固定されるヘッドキャリッジ軸 1 5 と、ヘッドキャリッジ軸 1 5にスイングアーム 1 4 を揺動自在に支持する一対の転がり軸受 1 6 , 1 6 と、スイングァ一ム 1 4 を揺動駆動するモータ 1 7 とを備えている。

本発明においては、スイングアーム 1 4およびヘッドキヤリッジ軸 1 5が揺動機構として転がり軸受 1 6 . 1 6に支持されるが、本発明の揺動機構はこれに限定されるものではなく、情報機器がその内部に有する機構要素で揺動する機構はそれに含まれる。

前述のモータ 1 7は、スイングアーム 1 4の下端に固定される、永久磁石からなるロータ 1 8 と、ロータ 1 8の下方に非接触で対向配置される、コイルからなるステータ 1 9 とで構成されている。

ステータ 1 9は、基体 1 1 上に枠体 1 側に弾発付勢するコィルバネなどの弾性体 2 0 を介して取り付けられるヨーク 2 1 に貼着されている。

上述した移動ュニット 5に備える一対の転がり軸受 1 6は、図 2に示すように、内輪 2 2 と、外輪 2 3 と、球状の転動体 2 4 と、冠形の保持器 2 5 と、シール 2 6 とを備える深溝型玉軸受とされている。

内 · 外輪 2 2 ， 2 3および転動体 2 4は、金属材料により形成されている。この金属材料としては、例えば J I S規格 S U J 2などの高炭素クロム軸受鋼などが挙げられる。耐食性が要求される場合には、 J I S規格 S U S 4 4 0 Cなどのマルテンサイト系ステンレス鐧、例えば J I S規格 S U S 6 3 0などの析出硬化型ステンレス鋼に適当な硬化熱処理を施した金属材などが好ましい。また、軽荷重用途では、例えば J I S規格 S U S 3 0 4などのオーステナイト系ステンレス鋼とすることができる。なお、転動体 2 4は、セラミックス材により形成することもできる . このセラミックス材としては、焼結助剤として、イットリア（

Y 203 ) およびアルミナ（ A 1 _Z03 ) 、その他、適宜、窒化ァルミ（ A 1 N ) 、酸化チタン（ T i 0₂〉，スピネル（ M g A 1 ₂04 ) を用いた窒化けい素（ S i ₃N ₄ ) を主体とするものの他、アルミナ（ A 1 ₂ O ₃ ) や炭化けい素（ S i C ) 、ジルコ二ァ（ Z r 0₂ ) 、望化アルミ（ A 1 N ) などを用いることができる。

保持器 2 5は、 S P C C材などの軟鋼の他、合成樹脂材料により形成される。

この合成樹脂材料としては、一般的なポリアミド樹脂（ナイロン 6 6 ) の他、耐熱性を有する熱可塑性樹脂、例えばボリテトラフルォロエチレン（以下、 P T F E と略称する）、 iチレンテトラフルォロエチレン（ E T F E ) などのふつ素系樹脂やポリエーテルエ一テルケトン（ P E E K ) 、ポリフエ二レンサルファイド（ P P S 》、ボリエーテルサルフォン（ P E S ) 、ナイロン 4 6などのエンジニアリングアラスチックスなども使用できる . 保持器の形式としては、図示する冠型の他、波型やもみ抜き型などが任意に使用される。

次に本発明では、内輪 2 2の外周面、外輪 2 3の内周面、転動体 2 4の表面および保持器 2 5の表面に官能基を有する含フッ素重合体からなる被膜 2 7 または含ふつ素ポリウレタン高分子化合物からなる固体状の被膜 2 7が形成される。以下、含フッ素重合体からなる被膜 2 7が形成される場合を ( A ) において、舍ふつ素ポリウレタン高分子化合物からなる固体状の被膜 2 7が形成される場合を（ B ) においてそれぞれ分けて詳細に説明する。

( A ) 官能基を有する含フッ素重合体からなる被膜 2 7 ：この官能基を有する含フッ素重合体からなる被膜 2 7の場合は、内輪 2 2 の外周面、外輪 2 3の內周面、転動体 2 4の表面および保持器 2 5 の表面に流動性を有する状態で形成される。なお、被膜 2 7は、少なくとも内 · 外輪 2 2 , 2 3の軌道面のみに形成すればよい。

この被膜 2 7は、前述した情報記録ディスク 2の保護膜と同種の成分になっている。この含フッ素重合体としては、フルォロボリエ一テル重合体またはポリフル才ロアルキル重合体が好ましい。

フルォロポリエーテル重合体は、一 C _X F _{2 X}— O —という一般式（又は 1〜4の整数）で示される単位を主要構造単位とし、いずれも数平均分子量が 1 0 0 0〜 5 0 0 0 0 の重合体とするものが挙げられる。

ポリフルォロアルキル重合体は、下記化学式 1 に示すものが挙げられる，

また、前述の官能基は、金属に対して親和性の高いもの（例えばアルコール基、ェボキシ基、アミノ基、カルボキシル基、水酸基、メルカアト基、イソシァネート基、スルフォン基またはエステル基など）が好ましく、例えば下記化学式 2 , 3 に示すものが挙げられる。このような含フッ素重合体は、単独で用いるか、または 2種以上を併用して用いてもよい。その場合は、より耐摩耗性の優れた薄膜が得られるように、組み合わされた基が互いに反応して重合体をより高分子量化させるように配慮するのが望ましい。【化 1】

C F₃ ( C F₂ ) 7 —、 H (C F2 ) 6 、 C F2 C 1 ( C F2 ) n V ( C F z ) '

【化 2〗

Ce Fi3C〇OH、 C8 Fi7 C 2 HA 〇H、 Ce F17C2 F S H,

Cs F17 Cz CH3 、 Cs F17 SO2 F、

NCO

Ce F 3 C 2 Ηώ OC NH (CH2 ) 6 NC O,

II

O

OCN ( CH₂ ) 6 NHC ( C F 2 ) e C NH ( C H2 ) 6 NC O

II II

o o

C8 F17 C2 H OCH2 C H— CH2 、 C9 F17O S03 H.

CH 2 -CHCH2 OCH Z ( C F 2 ) 8 C H2 OCH2 C H-C H2 、 \ノ o \ノ o

o

II

C e F13SCH2 CH2 OC (CH2 ) 5 NH2 .

C10 F21 CONHC 2 OH, C₁₀F₂i SO3 H、

OC N-Ce H 3 ( C H 3 ) -NHCOC F z~ C2 F 0 m

~tC F₂ 0^TT C F ₂ CONH- ( C H 3 ) C₆ H₃ -NCO. HOOC -C F₂ O- C₂ F Ο-ΗτΓ- C F₂ O-hp-C F ₂ C OOH、【化 3】

HOOC-C F₂ O-iC F 2 -C F -0 m ■f C F₂ O- r F

CF₃

CH₃ 〇0C— CF₂ 0-fC₂ Fム O-Hn- C F₂ O-h F ₂- C O O C H ₃ HOC H₂ 一 C F₂ 0- C₂ F O^— C F₂ O- rC F₂ -C H₂ OH. H0 CH₂ -)^ -NHCO-C F₂ 0~ c₂ F/, 〇" ?T

( C F₂ 0 n-C F₂ CONH^CH OH,

CH₂ -CHCH₂ OCH₂ C F₂ 0- C₂ FA 〇" rr

\ /

O

¹ -" ( C F₂ 0 CFCH.2 OCH₂ C H-C H₂ 、

\ /

〇

H J N ( C H₂ ) 2 NHCOC F ₂ Q- C₂ O十 m

( C F₂ OJ TC F 2 CONH ( C H ₂ ) i H₂

C F ₃ O-fC F ₂ -C F -O^- TC F 2 — C一 CF₃ 、

I II

C F 3 O

F-fC F-C F₂ -O^-n-C F-COOCH3 、

C F₃ C F₃

前述の被膜 2 7 として、より詳しくは、パ一フルォロボリエ一テル（ P F P E ) あるいはその誘導体と ^混合物、具体的に例えばモンテカチ一二社の商品名フォンブリン（ FONBL I N ) Y スタンダード、フオンブリンェマルジヨン（ FE20、 EM04など）またはフォンブリン Z誘導体（ FONBLIN Z DEAL, FONBLIN Z DI AC, FONBLIN Z DISOC, FONBLIN Z DOL、 FONBLIN Z DOLTXZOOO 、 FONBLIN Z TETRAOLなど）が好適に用いられる . これら例示したものは、いずれも ¾度が滤く、金属に対する親和性がきわめて悪いので、そのままでは膜状に付着させることが困難である . そのため、被膜 2 7の形成は、下記するような方法が適用される。

次に、上述した被膜 2 7の形成方法の一例を説明する。

( A - a ) 付着処理

官能基を有する含フッ素重合体からなる被膜 2 7 を得るための溶液を用意し、この溶液中に内 ' 外輪 2 2 · 2 3 、転動体 2 4および保持器 2 5 をそれぞれ個別に浸漬するか、あるいはそれらを組み立てた状態での転がり軸受 1 6 を浸漬して数回回転させることにより、内輪 2 2 、外輪 2 3 、転動体 2 4および保持器 2 5 に液状膜を付着させる _β

なお、局部的に付着する場合、不要箇所をマスキングして溶液中に浸漬したり、溶液をスプレーしたりすればよい。また、内 · 外輪 2 2 , 2 3間で転動体 2 4の存在する箇所に、溶液を微量注入可能な注射器などにより注入するようにしてもよい。ここで用意した溶液は、例えばフォンブリン Z D0Lのうちフォンブリン Z D0L2000 (分子量が 2 0 0 0のもの）を適当な希釈溶媒（ふつ素系溶剤 S V 9 0 ) でフォンブリン'瀘度を 0 . 2 5 〜 1 . 0 mass%にまで希釈したものである。

( A - b ) 乾燥処理

前記液状膜を付着した転がり軸受 1 6の全体を摂氏 4 0〜 5 0度で約 3分間加熱し、液状膜に含む溶媒を除去する。

( A— c ) 仕上げ乾燥処理

この後、軸受使用環境での雰囲気温度を考慮して、冽えば摂氏 8 0〜 1 8 0度で 1 5〜 6 0分間、加熱する。

なお、前記付着処理（ A— a ) 、前記乾燥処理（ A— b ) は必要に応じて数回繰り返すようにしてもよく、最終的には、被膜 2 7の膜厚を例えば 0 . 2 At m以下に設定する . 但し、使用溶液の性状、薄膜形成方法や生成後の膜厚などは、適宜に設定すればよい。

このようにすれば、転がり軸受 1 6の構成要素において互いに接触する部位に被膜 2 7 を好適な膜厚で形成することができて、しかも、前述したように溶媒を除去しておけば、転がり軸受 1 6の動作時の不要な発塵がなくなる。また、被膜 2 7の膜厚をきわめて薄く設定しているから、油成分による発塵もほとんどなくなる。

上記被膜 2 7は、含ふつ素重合体の官能基が被付着面（転がり軸受の表面）に強固に付着するため、流動性を有しているものの、膜切れや発塵がしにくいものであるとともに、摩擦抵抗がきわめて小さいものである。しかも、前述の被膜 2 7は、情報記録ディスク 2に付着している保護膜（図示省略）と同種の成分であり、これら被膜 2 7や保護膜は、従来のふつ素系グリースのように不均一な粒子径の增稠剤や、増稠剤の均一分散用のイオンが含まれていない。

そのため、記録 · 再生へッド 4支持用の転がり軸受 1 6の動作か ^;きわめて円滑になつて従来のような微小なスパイクノイズが発生することがなくなるなど、トルク特性が安定することになり、結果的に記録 · 再生ヘッド 4の位置決め精度が向上することになる。また、仮に、被膜 2 7からの発塵成分が情報記録ディスク 2の保護膜にとりこまれたとしても、保護膜と被膜 2 7の発塵成分とが同種の成分であるから、情報記録ディスク 2 の情報記録 · 再生の妨げにならない。

ここで、上述した被膜 2 7についての発塵寿命、トルク寿命を調べているので、説明する。ここでは、実施例、比較例の 2 つを調べている，

実施例 Aでは、被膜 2 7を内 · 外輪 2 2 . 2 3 、転動体 24 、保持器 2 5の全表面に形成しており、その膜厚は、 0 . 2 ju mに設定している。被膜 2 7は、末端が水酸基（一 O H ) の官能基付き含ふつ素重合体〔フォンブリン Z誘導体（ FONBLIN Z D0L2000 ) 〕を用い、 ¾度を 0 . 2 5 mass%とし、膜厚を 0 . 2 u mとしている。

比較例 Aでは、ふつ素系グリースとしてダイキン工業（株）製の商品名デムナムを用い、転がり軸受 1 6に封入している。まず、大気環境での試験には、図 3に示す装置を、また、寘空環境での試験には、図 4に示す装置を用いている。図中、 5 0 . 5 0は試験軸受、 5 1は回転軸、 5 2はケ一シング、 5 3 は磁性流体シール、 5 4は発塵個数計測装置（パーティクルカゥンター）、 5 5は計測結果記録摁（レコーダ）、 5 6は軸受ハウジング、 5 7はアキシャル荷重付加用のコイルバネである。 5 8は真空槽の槽壁の一部であり、この槽壁の図で左の装置は真空内とされ、右側は大気側とされる。試験軸受 5 0は、実施例、比較例のいずれも、呼び番号 S E 6 0 8 ( Φ 8 2 2 X 7 ) とし、内 · 外輪および転動体（玉）を J I S規格 S U S 4 4 0 C、保持器（波形タイプ）を J I S規格 S U S 3 0 4 としている。内 · 外輪の軌道の表面粗さを共に 0 . 1 Z、転動体の表面粗さを 0 . 0 5 a としている。

試験朵件は、下記のとおり。

- 回転速度： 2 0 0 r p m

- 荷重：アキシャル荷重（ 5 0 N )

' 雰囲気：大気でクリーンベンチ内（クラス 1 0 〉

真空（ 2 . 6 X 1 0 P a以下）

- 環境温度：室温

- 計測条件：粒子径 0 . 1 m以上の発塵粒子数

A—① 発塵試験では、雰囲気を大気、環境温度を室温、ァキシャル荷重を 5 0 Nとし、回転初期 5 0時間の総発塵置の測定を行った。なお、測定は粒子径 0 . 以上の発塵粒子について実施した。結果は、比較例 Aが 3 0ケ、実施例 Aが 1 0 ケと、実施咧 Aが比較例 Aに比べて優れていた。

A—② イオンコンタミネーシヨン性能試験では、転がり軸受から発生する陰イオン量の測定を行った。結果は、図 5のグラフに示すように、実施例 Aが比較例 Aに比べて、陰イオンの発生置が少なくなつている。 A—③ アウトガス性能試験では、図 6のグラフに示すように、大気圧から 1 X 1 0— s p aまでのそれぞれの気圧下で、雰囲気温度を徐々に上昇させて、ガスの発生する温度を測定した。結果は、比較例 Aでは、室温で気圧が 1 X 1 0— ' P aのレべルでガスが発生するが、実施例 Aでは、気圧を 1 X 1 0 "⁴ P a まで下げてもガスが発生しない。

A—④ トルク寿命試験では、雰囲気を真空、環境温度を室溫とし、アキシャル荷重を 2 5 N、 5 0 Nとしている。ここでは、図 7のグラフ（横軸に回転時間が、縦軸にトルクが示されている，また、この例は実施例、比較例いずれも 6 5 0時間程度で打ち切りとされている，）に示すように、実施例 A 1 では、 6 0 0時間で打ち切っているが、アキシャル荷重 2 5 Nでトルクが 1〜 2 X 1 0 -³ N · m、アキシャル荷重 5 0 Nでトルクが l〜 2 x 1 0 -³ ' m、比較例 A 2では、アキシャル荷重 2 5 Nでトノレクが 9 x 1 0 "³ N · m、アキシャル荷重 5 0 Nでトルクが 1 1 X 1 0 - ³ N ' mとなり、実施例 Aが比較例 Aに比べてトルクを約 1 Z 5 と、かなり軽減できるようになる。

しかも、トルク特性についても、実施例 Aではスパイクノィズが◦ . 0 7 2 g ί c m、比較例 Aではスパイクノイズがひ . 1 5 6 g i c mとなり、実施例 Aが比較例 Aに比べて半減する . また、騒音特性つまり音簪（アキシャル振動値）についても、実施例 Aでは 3 8 · 8 m G、比較例 Aでは 4 4 . 6 m Gとなり、実施例 Aが比較例 Aに比べて良好となる。

A—⑤ さらに、常温放置後のトルク変化についても、図 8 のグラフに示すように、 1 ヶ月以上放置した後も、エージング直後と変化が無かった。

( B ) 含ふつ素ボリウレタン高分子化合物からなる固体状の被膜 2 7 ：

内輪 2 2の外周面、外輪 2 3の内周面、転動体 2 4の表面および保持器 2 5の表面に、含ふつ素ポリウレタン高分子化合物からなる固体状の被膜 2 7が形成される場合について説明する。この被膜 2 7 も、少なくとも内 ' 外輪 2 2 . 2 3の軌道面のみに形成すればよい。

この被膜 2 7は、一 C_X F _2X— 0 — という一股式（ Xは 1 4の整数）で示される単位を主要構造単位とし、いずれも平均分子置が数百万以上で硬化反応により分子間がウレタン結合された 3次元の網状構造を有している。 3次元の網状構造とは、化学構造上の表現であって、膜の断面が網状になっているのではなく、分子間が網状のように連続してつながって密に詰まつた均質な構造になっていることを意味している，このような含ふつ素ポリウレタン高分子化合物としては . 下記化学式 4 に示すような末端がィソシァネートの官能基付き含ふつ素重合体を用いて、化学楕造を変化させたものとすることができる . 前述の末端がイソシァネートの官能基付き含ふつ素重合体としては、パーフルォロボリエ一テル（ P F P E ) の誘導体、具体的に例えばモンテカチ一二社の商品名フォンブリン Z誘導体（ F0NB LIN Z DIS0Cなど）が好適に用いられる。

【化 4】

- NC 0」 _n 次に、上述した含ふつ素ボリウレタン高分子化合物の被膜 2 7の形成方法の一例を説明する，

( B - a ) 付着処理

含ふつ素ポリウレタン高分子化合物の被膜 2 7 を得るための溶液を用意し、この溶液中に内 · 外輪 2 2 . 2 3 、転動体 2 4 および保持器 2 5 をそれぞれ個別に ¾漬するか、あるいはそれらを組み立てた状態の転がり軸受 1 6 を浸漬して数回回転させることにより、内 · 外輪 2 2 , 2 3 、転動体 2 4 および保持器 2 5に液状膜を付着させる。

なお、局部的に付着する場合、不要箇所をマスキングして溶液中に浸漬したり、溶液をスプレーしたりすればよい。

また、内 · 外輪 2 2 , 2 3間で転動体 2 4の存在する箇所に、溶液をスポィドなどにより注入するようにしてもよい _β

ここで用意する溶液は、末端がイソシァネートの官能基付き含ふつ素重合体〔フォンブリン Ζ誘導体（ FONBLIN Z DISOC) 〕を希釈溶媒（ふつ素系溶剤 S V 9 0 ) で含ふつ素重合体の ¾ 度を l m a s s %にまで希釈したものとする，

( B - b ) 乾燥処理

前記液状膜を付着した転がり軸受 1 6の全体を、 4 0〜 5 0 で約 1 分間加熱し、液状膜に含む溶媒を除去する。

この時点では、液状膜のままであり、流動性を有してい,る。 ( B— c ) 硬化処理

この後、例えば 1 0 0〜 2 0 0 °Cで 2 0時間、加熱する。これにより、液状膜の化学構造が変化することにより硬化反応して含ふつ素ポリウレタン高分子化合物の被膜 2 7が得られる。ちなみに、この硬化処理では、液状膜に存在している官能基付き含ふつ素重合体の個々について、下記化学式 5〜 8に示すような 4種の硬化反応でもって末端のィソシァネート（ N C O ) が消失し、各官能基付き含ふつ素重合体が互いにウレタン結合することにより 3次元の網状構造となる，ウレタン結合は、化学式 5 , 6に示すような硬化反応でもって、図 9 ( a ) に模式的に示すように直線的に桀橋するとともに、化学式 7 , 8 に示すような硬化反応でもって、図 9 ( b ) に模式的に示すように 3次元方向で架橋する。なお、図 9では、下記化学式 9に示すように、上記化学式 4 を簡略化して模式的に表している。【化 5 J

-N=C=0+0=C=N-

【化 6】

【化 7】

0 H O N

II

-C-N---0 = C = N- -C-N〇 cc 〇==

/ \

N

〇

【化 8】 c=

H O H H 〇 NHI

II z

N— C N— +0=C =N -N C-N

\

【化 9】

X

X Y

Y— X X-Y このようにすれば、転がり軸受 1 6の必要部位に含ふつ素ポリウレタン高分子化合物の被膜 2 7 を好適な膜厚で形成することができる。なお、前記付着処理（ B— a ) 、前記乾燥処理（ B - b ) は必要に応じて数回操り返すようにしてもよく、最終的には、用途に応じて、被膜 2 7の膜厚を例えば 0 . l〜 3 z mの範囲で適宜に設定することができる。但し、使用溶液の性状、薄膜形成方法や生成後の膜厚などは、適宜に設定すればよい .

ここで、前記付着処理（ B — a ) で用意した溶液を瀵縮乾燥しただけの状態（流動性がある状態）と、前記付着処理（ B— a ) で用意した溶液をステンレス鋼扳などの試科に付着して硬化した状態とについて、その性状を分析したので説明する，前者は、 F T— I R法（フーリエ変換一赤外分光、液膜法）で分析している。その結果は、図 1 0のグラフ（薄膜と厚膜でそれぞれ例が示されている。）に示すように、ふつ素系のピーク以外に N H ( 3 3 0 0 c m -' ) 、 N = C = O ( 2 2 7 9 c m -' ) 、 N ( H ) C = 0 ( 1 7 1 2 c m -¹. 1 5 4 6 c m - 、ベンゼン（ 1 6 0 0 c m -¹ ) などのピークが見られ、ベンゼン環、ウレタン結合、イソシァネートが官能基として存在していることが確認できる。ここでは、この例では薄膜と厚膜との場合についてそれぞれ調べているが、膜厚に関係なく分析が行えた。後者は、 F T— I R法（フーリエ変換一赤外分光、高感度反射法）で分析している，その結果は、図 1 1 のグラフに示すように、ベンゼン環やウレタン結合のピークが見られるが、ィソシァネートのピークが見られない。つまり、これらの結果に基づき、上記化学式 5〜 8に示す硬化反応による官能基の化学構造変化が確認される。

以上説明した被膜 2 7は、それ自体 3次元の網状構造をもつて、被覆対象上に緻密に被覆されるとともに自己潤滑性を有するため、摩耗、剥離といった発塵を抑制できるようになって軸受構成要素どうしの直接的な接触を回避できるようになるとともに、摩擦抵抗がきわめて小さくなり転動、摺動動作が円滑となる。しかも、この被膜 2 7は、従来のふつ素系グリースのように不均一な粒子径の增稠剤や、增稠剤の均一分散用のイオンが含まれていない。

そのため、記録 · 再生へッド 4支持用の転がり軸受 1 6の動作がきわめて円滑になつて従来のような微小なスパイクノイズが発生することがなくなるなど、トルク特性が安定することになり、結果的に記録 · 再生へッド 4の位置決め精度が向上することになる。また、仮に、被膜 2 7からの発塵成分が情報記録ディスク 2の保護膜にとりこまれたとしても、保護膜と被膜 2 7の発塵成分とが同種の成分であるから、情報記録ディスク 2 の情報記録 · 再生の妨げにならない。

ところで、本発明の他の実施例として、上記実施例で説明した被膜 2 7について、分子間がウレタン結合した 3次元の網状構造中に、フルォロポリエーテルなどの含ふつ素重合体を流動可能に分散添加した構造とすることもできる。この場合、具体的に、上記実施例での形成方法の前記付着処理（ B— a ) において、用意する溶液を、末端がイソシァネートの官能基付き含ふつ素重合体〔例えば商品名フォンブリン Z誘導体（ FONBLIN Z DIS0Cなど）〕と、含ふつ素化合物として官能基なし含ふつ素重合体〔例えば商品名フォンブリン Z誘導体（ FONBLIN Z-60 など）〕とを所定の割合で混合したものとすればよい。この場合では、前記硬化処理（ B— c ) において、官能基なし含ふつ素重合体が、官能基付き含ふつ素重合体と結合しないので、これが、被膜 2 7の内部において流動可能となり、表面から渗み出るなどして潤滑作用を発揮することになる，なお、含ふつ素重合体としては、前述の官能基なし含ふつ素重合体のみに限定されず、化学式 1 0 , 1 1 , 1 2に示すような官能基付き含ふつ素重合体とすることができる。【化 10】

HO-CHz

C F₂' O— C₂F •O-C Fzr-^— OC F2

匚 C H₂-OH

【化

NH2 【化 12】

HOOC-C F₂→~0-C₂F ^-p→0-C F₂ q-OC F2-C OOH ここで、上述した被膜 2 7 についての発塵寿命、トルク寿命を調べているので、説明する。ここでは、実施冽 B と比較例 B の 2つを挙げている，

実施例 Bでは、被膜 2 7 を内 · 外輪 2 2 ， 2 3 、転動体 2 4 、保持器 2 5の全表面に形成している。被膜 2 7 としては、末端がイソシァネートの官能基付き含ふつ素重合体〔フォンブリン Z誘導体 ( FONBLIN Z DIS0C ) 〕に対して、官能基なし含ふつ素重合体〔フォンブリン Z誘導体（ FONBLIN Z-60 ) 〕を添加して得たもので、フォンブリン Z誘 ¾体（ FONBLIN Z DIS0C ) の' 度を l m a s s %、フォンブリン Z誘導体（ FONBLIN Z-60 ) の滠度を 0 . 2 5 m a s s %としている，

比較冽 Bでは、ふつ素系グリースとしてダイキン工業（株）製の商品名デムナムを用い、転がり軸受 1 6 に封入している，まず、大気環境での試験には、図 3 に示す装置を、また、真空環境での試験には、図 4に示す装置を用いている。

試験軸受 5 0は、実施 CT B 、比較例 Bのいずれも、前記含フッ素重合体からなる被膜 2 7 における莠施例 A、比較例 Aの場合と同様のものを用いる .

回転速度、荷重、雰囲気、環境温度についての試験条件も、前記含フッ素重合体からなる被膜 2 7の場合と同様とする ' 計測条件も前記含フッ素重合体からなる被膜 2 7の場合と同様とする。

B —① 発塵寿命試験も、前記含フッ素重合休からなる被膜 2 7の埸合と同様に、雰囲気を大気、環境温度を室温、アキシャル荷重を 5 0 Nとし、回転初期 5 0時間の総発塵量の測定を行った。なお、測定は粒子径 0 . l i m以上の発塵粒子について実施した。結果は、比較例 Bが 3 0 ケ、実施例 Bが 1 0ケと、実施例 Bが比較例 Bに比べて優れていた。

つまり、実施例 Bの被膜 2 7は、 3次元の網状構造で密に詰まった均質膜になっているから、転がり軸受 1 6の各構成要素間での転動、摺動時において、剥離や摩耗が発生しにくくなるのである。

B—② トルク寿命試験では、雰囲気を真空、環境温度を室温とし、アキシャル荷重を 2 5 N、 5 0 Nとしている。ここでは、実施例 B と比較例 B とを調べている。図 5のグラフに示すように、実施例 Bでは、 6 0 0時間で打ち切っているが、アキシャル荷重 2 5 Nでトルクが 3〜 4 X 1 0 -³ N · m、アキシャル荷重 5 O Nでトルクが 5〜 6 X 1 0 - ³ N · mと軽減できたが、比較例 Bでは、アキシャル荷重 2 5 Nでトルクが 9 X 1 0 - ³ N ■ m . アキシャル荷重 5 0 Nでトルクが 1 1 x 1 0 - ^s N . m となる。このように、実施例 Bのものは比較例 Bに比べてトルクを約 1 ノ 2 と、かなり輊减できるようになる。

また、雰囲気を真空、環境温度を高温（ 2 0 0 'C ) とし、ァキシャル荷重を 5 0 Nとした場合、図 1 2 (縦軸がトルク、横軸が回転時間で示される。）に示すように、比較例 Bだと 1 0 時間でトルクが著しく大きくなつたが、実施例 Bだと、 9 0時間を越えても何の問題もなく、現在も継続中である。このように、トルク寿命は、環境温度の高低に関係なく、比較例 Bに比ベて格段に優れた結果となった。これはつまり、ベースとなる成分に対して添加する成分が桔合しないから、この添加した成分が流動性を有することになり、それによつて潤滑作用を発揮するために、トルク輕滅に効果をもたらすものと考えられる。

なお、被膜 2 7 としては、上述したものの他に、

■ 末端がィソシァネートの官能基付き含ふつ素重合体〔フォンブリン Z誘導体（ FONBLIN Z D1S0C) 〕を用いて得たもので、潘度を l m a s s %としたもの、

- 末端がィソシァネートの官能基付き含ふつ素重合体〔フォンブリン Z誘導体（ FONBUN Z DIS0C ) 〕に対して、末端が水酸基（ ― O H ) の官能基付き含ふつ素重合体〔フォンブリン Z 誘導体（ FONBLIN Z D0L ) 〕を添加して得たもので、フォンブリン Z誘導体（ FONBLIN Z DIS0C ) の潘度を l m a s s %、フオンブリン Z誘導体（ FONBUN Z D0L ) の瀵度を 0 . 2 5 m a s s %としたもの、

- 末端がィソシァネートの官能基付き含ふつ素重合体〔フォンブリン Z誘導体（ FONBLIN Z DIS0C ) 〕に対して、末端が水酸基の官能基付き含ふつ素重合体〔フォンブリン Z誘導体（ F0 NBLIN Z D0L ) 〕と、官能基なし含ふつ素重合体〔フォンプリン Z誘導体（ FONBLIN Z-60) 〕とを添加して得たもので . フォンブリン Z誘導体（ FONBLIN Z DIS0C ) の濃度を 1 m a s s % 、フォンブリン Z誘導体（ FONBLIN Z D0L ) およびフォンプリン Z誘導体（ FONBLIN Z-60) の瑭度を合わせて 0 . 2 5 m a s s %としたものを用いることができる。

なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。

( 1 ) 本発明の情報機器は、上述したハードディスクドライブ装置の他にも、精密回転機構を有する装置とすることができる。

( 2 ) 上記実施形態では、移動ユニット 5のスイングアーム支持用の転がり軸受 1 らとして深溝型玉軸受を引用しているが

、その他、種々な形式の転がり軸受とすることができる ·

( 3 ) 上記実施形態では、移動ユニット 5 のスイングアーム支持用の転がり軸受 1 6 に被膜 2 7 を形成しているが、スピンドルュニット 3の転がり軸受 7 にも同様に被膜 2 7 を形成してもよい。この場合、情報記録ディスク 2の回転精度の向上に貢献できる。

( 4 > 上記実施形態において前記硬化処理（ B— c ) については、加熱に代えて、紫外拔、赤外線、ァ線、電子線などの電磁波（光）のエネルギーを利用することができる。また、前記乾燥処理（ B— b ) は、省略してもよい。

Claims

請求の範囲

1 . 当該機器要素を揺動させるための揺動機構と、

前記揺動機構を支持する転がり軸受とを有し、

前記転がり軸受は少なくともその軌道面に、官能基を有する含ふつ素重合体からなる被膜が流動性を有する状態で形成されている情報機器。

2 . 前記転がり軸受は、少なくともその内輪と外輪それぞれの軌道面に、前記被膜が形成されている請求項 1 に記載の情報機器 .

3 . 前記官能基が、金属に対して親和性が高いものである請求項 1 に記載の情報機器。

4 . 前記含ふつ素重合体が、フルォロポリエーテル重合体である請求項 1 に記載の情報機器 .

5 . 前記含ふつ素重合体が、ボリフルォロアルキル重合体である請求項 1 に記載の情報機器。

6 . 前記被膜と同種成分の保護膜を表面に備えた情報記録ディスクに対して情報の記録、再生を行う請求項 1 に記載の情報機器。

7 . 当該機器要素を回転させるための回転機構と、

前記回転機構を支持する転がり軸受とを有し、

前記転がり軸受はその少なくとも軌道面に、官能基を有する含ふつ素重合体からなる被膜が流動性を有する状態で形成されている情報機器。

8 . 情報記録ディスクに対して情報の記録 · 再生を行うための記録 · 再生用のへッドと、

揺動することによって前記へッドを移動させる揺動機構と、前記揺動機構を支持する転がり軸受とを有し、

前記転がり軸受は、少なくともその軌道面に、前記情報記録ディスクの表面の保護膜と同種の被膜を流動状態で形成され、前記被膜は官能基を有する含ふつ素重合体からなる情報機器

9 . 当該機器要素を揺動させるための揺動機構と、

前記揺動機構を支持する転がり軸受とを有し、

前記転がり軸受は、少なくともその軌道面に、含ふつ素ボリウレタン高分子化合物からなる固体状被膜が形成されている情報機器 .

1 0 . 前記転がり軸受は、少なくともその内輪と外輪それぞれの軌道面に、前記被膜が形成されている請求項 9 に記載の情報機器 .

1 1 . 前記含ふつ素ポリウレタン高分子化合物が、 3次元の網状構造を有している請求項 9 に記載の情報機器。

1 2 . 前記含ふつ素ポリウレタン高分子化合物には、流動可能な含ふつ素重合体が分散添加されている請求項 9 に記載の情報

% ·

1 3 . 前記被膜と同種成分の保護膜を表面に備えた情報記録デイスクに対して情報の記録、再生を行う請求項 9 に記載の情報微。

1 4 . 当該機器要素を回転させるための回転機構と、

前記回転機構を支持する転がり軸受とを有し、

前記転がり軸受はその少なくとも軌道面に、含ふつ素ポリウレタン高分子化合物からなる固体状被膜が形成されている情報概。

1 5 . 情報記録ディスクに対して情報の記録 . 再生を行うための記録 · 再生用のヘッドと、

前記転がり軸受は少なくともその軌道面に、前記情報記録デイスクの表面の保護膜と同種の被膜を固体状態で形成され、前記被膜は含ふつ素ポリウレタン高分子化合物からなる情報