(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部と、
円柱形状の回転軸部と、
前記回転軸部に中心軸を合わせて固定されたロータと、
前記ロータに環状に固着配置され、複数極に着磁された回転磁石と、
一端が閉塞されて他端に円孔が開き、閉塞端部が前記ベース部に固着された円筒形状の軸受スリーブと、
前記軸受スリーブ外周面あるいは前記ベース部に固着された鉄心および前記鉄心に巻装されたコイルからなって、前記回転磁石に対向配置されたステータと、
回転中心が前記軸受スリーブの前記円孔の中心に同軸に遊嵌された前記回転軸部の外周面または前記回転軸部の外周面と対向する前記軸受スリーブ内周面のうちの少なくともいずれか一方に動圧発生溝が形成されたラジアル軸受部と、
円柱形状の前記回転軸部のスラスト面となる端面または、前記スラスト面と対向する軸受スリーブ円孔の底面となるスラスト支持面または、前記軸受スリーブの円環状開口端面または、前記軸受スリーブの円環状開口端面に対向する前記ロータ基板の前記主面とは反対側の面のうちの少なくともいずれか１つの面に動圧発生溝を有するスラスト軸受部とを備え、
前記ラジアル軸受部ならびに前記スラスト軸受部の隙間に潤滑油組成物を封止し、
前記ラジアル軸受部ならびに前記スラスト軸受部の前記動圧発生溝と前記潤滑油組成物との相互作用で生ずる動圧により前記軸受スリーブに遊嵌した前記回転軸部が非接触に軸支されて前記ロータが自在に回動し、
前記潤滑油組成物の基油に、化学式のＲの炭素数が７から９のうちいずれか１つである直鎖飽和アルキル基である（化１）に示す化学式を有するポリオールと直鎖飽和脂肪酸との単一エステルを用い、かつ
前記潤滑油組成物の構造中に、少なくとも１つの（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤を用い、かつ
Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５がそれぞれＣｘＨｙＯｚ（ｘ＝１７,ｙ＝３３,ｚ＝１）の化学式で示される不飽和あるいは飽和の直鎖または分岐構造を有する（化２）のトリグリセライドを油性剤として添加することを特徴とするモータ。
【化１】
0003573125.tif 000010
【化２】
0003573125.tif 000011
【請求項２】
ベース部と、
両端に円孔が開くか、あるいは一端が閉塞されて他端に円孔が開いた円筒形状の回転円筒部と、
前記回転円筒部に中心軸を合わせて固定されたロータと、
前記ロータに環状に固着配置され、複数極に着磁された回転磁石と、
前記ベース部に固着された円柱形状の支軸部と、
前記ベース部に固着された鉄心および前記鉄心に巻装されたコイルからなって、前記回転磁石に対向配置されたステータと、
回転中心が前記回転円筒部の前記円孔の中心に同軸に遊嵌された前記支軸部の外周面または前記支軸部の外周面と対向する前記回転円筒部内周面のうちの少なくともいずれか一方に動圧発生溝が形成されたラジアル軸受部と、
円柱状の前記支軸部のスラスト面となる端面または、前記スラスト面と対向する前記回転円筒部の円孔内の閉塞端面あるいは前記ロータの前記回転円筒部を固定した側の面からなるスラスト支持面または、前記回転円筒部の円環状開口端面または、前記回転円筒部の前記円環状開口端面に対向する前記ベース部上の面のうちの少なくともいずれか１つの面に動圧発生溝を有するスラスト軸受部とを備え、
前記ラジアル軸受部ならびに前記スラスト軸受部の隙間に潤滑油組成物を封止し、
前記ラジアル軸受部ならびに前記スラスト軸受部の前記動圧発生溝と前記潤滑油組成物との相互作用で生ずる動圧により前記回転円筒部の円孔に遊嵌された円柱状の支軸部が非接触に軸支されて前記ロータが自在に回動し、
前記潤滑油組成物の基油に、化学式のＲの炭素数が７から９のうちいずれか１つである直鎖飽和アルキル基である（化１）に示す化学式を有するポリオールと直鎖飽和脂肪酸との単一エステルを用い、かつ
前記潤滑油組成物の構造中に、少なくとも１つの（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤を用い、かつ
Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５がそれぞれＣｘＨｙＯｚ（ｘ＝１７,ｙ＝３３,ｚ＝１）の化学式で示される不飽和あるいは飽和の直鎖または分岐構造を有する（化２）のトリグリセライドを油性剤として添加することを特徴とするモータ。
【化１】
0003573125.tif 000012
【化２】
0003573125.tif 000013
【請求項３】
前記潤滑油組成物に添加される前記トリグリセライドの総量が、５重量％以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記ラジアル軸受部ならびに前記スラスト軸受部の表面にニッケルりんメッキ膜を施したしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のモータ。
【請求項５】
前記ニッケルりんメッキ膜は、無電解メッキ膜で製膜された膜であって、りん濃度が１５重量％以下であることを特徴とする請求項４に記載のモータ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のモータを搭載したモータ組み込み装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転時に軸の振動や軸心振れが少なく高速駆動に適し、軸あるいは軸受面に設けた動圧溝と動圧潤滑剤（潤滑油組成物、以下潤滑油とよぶ）との作用により発生した動圧によって回転軸を非接触支持する流体軸受を備えたモータおよびモータ組み込み装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報機器に多く用いられるモータの１種である小型スピンドルモ−タは、構成部品点数の削減によるさらなる小型化、低コスト化とともに回転性能の一層の向上が要求されており、軸受面に動圧溝を有し、潤滑油と軸の回転に伴う動圧作用によって非接触軸支が可能で、高速回転時の軸の振動や軸心振れが少ない動圧流体軸受を使用することが多くなっている。
【０００３】
スピンドルモータの一例を図１２に示し、これを参照して構造、動作を簡単に説明する。
【０００４】
図１２に断面構成を示したスピンドルモータ１１０は、円筒状軸受スリーブ１３０を固定しているベース部１５０と、回転軸１２０に固定されたロータ１５１と、円筒状軸受スリーブ１３０に圧入固着されたステータ１５２と、ステータ１５２に巻装されたコイル１５３と、ロータ１５１に固着され複数極に着磁された環状の回転磁石１５４を備える。ロータ１５１の上面に磁性膜や光磁気膜等を形成して情報記録媒体としたりポリゴンミラーを載置してレーザビームスキャナとして情報機器用に供されている。このスピンドルモータ１１０は、円筒状軸受スリーブ１３０あるいはスラスト押さえ板１４０と回転軸１２０との摺動面にラジアルあるいはスラスト動圧発生溝（図示せず）が形成されており、回転駆動時に潤滑油１４１と動圧発生溝の作用により発生する動圧で回転軸１２０を非接触に軸支する動圧流体軸受を構成している。この動圧流体軸受により、摩擦によるエネルギーロスを抑え、非接触軸支により振動、軸心振れを低減して消費電力と駆動性能の両方を改善することが可能となる。
【０００５】
図１２に例示したような動圧流体軸受を備えたスピンドルモータは、静粛でかつ回転振れが小さく、玉軸受のような薄型化の制約もないため、多くの情報機器、例えば、磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置等の情報記録再生装置の情報記録媒体回転駆動用モータやＬＢＰ（Ｌａｓｅｒ  Ｂｅａｍ  Ｐｒｉｎｔｅｒ）のレーザビームスキャナのポリゴンミラー回転駆動用モータとして搭載使用されつつある。
【０００６】
一方、上記スピンドルモータに使用される動圧流体軸受においては、動圧発生溝の設計形状・加工精度に加えて、潤滑油の特性が信頼性を含めた軸受の、延いてはモータの動作性能に大きく影響することが明らかになってきている。例えば、動圧流体軸受の潤滑油の特性としては、モータの起動直後や停止直前で動圧が十分でないときには、動圧流体軸受部の金属接触を抑制するような境界潤滑特性が要求され、連続運転時には回転に伴う発熱による潤滑油の酸化・分解等の劣化を抑えた、あるいは蒸発の少ない安定した流体潤滑特性が要求される。さらに、広い温度範囲にわたって低粘度で摩擦係数が小さく、モータの駆動電力の低減に寄与することも要求される。
【０００７】
低粘度で潤滑性に優れ、使用温度範囲が広く、低蒸発特性であって劣化が少なく、長寿命であるといった特性を有する動圧流体軸受用の潤滑油には、従来から、主にエステル系の基油が使用されている。例えば、高粘度で安定性に優れると言われているトリメチロールプロパンと１価脂肪酸から得られるトリエステルにヒンダードフェノール系酸化防止剤を混合したもの（例：特開平１−１８８５９２号公報）や、流動性に優れると言われているセバシン酸ジオクチル（ＤＯＳ）を基油としてフタル酸モノエチルエステルを基油に対して１〜３重量％混合したもの（例：特開平９−１７７７６６号公報）、また、低温始動性に優れ回転トルクが低減すると言われているネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）のカプリル酸とカプリン酸の混合エステルを基油として基油単用あるいは基油に対してアゾ系化合物およびジアゾ系化合物を０．０１〜１重量％添加したもの（例：特開２０００−３３６３８３号公報）等が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１２に示したようなフランジ状の回転台となるロータを載置し、動圧流体軸受を備えるモータおよびモータ組み込み装置では、フランジ状のロータの面振れおよび回転軸の回転中心に対する軸心振れが重畳された形で現れ、回転中のロータの動的面振れおよび軸心振れを小さく抑えることは非常に難しく、それぞれの面振れおよび軸心振れを抑制するために非常に高精度な加工が必要になり、さらに、回転軸にロータを固定するための特別の治具が必要となり工数が上昇してコスト高にもなるという課題があった。
【０００９】
また、図１２に示したような動圧流体軸受を備えるモータおよびモータ組み込み装置では、動圧発生および軸駆動部の潤滑のために動庄流体軸受用の潤滑油を用いる。一般に、潤滑油の蒸発や酸化・分解等の劣化に対する安定性を向上させるために、潤滑油の基油には分子量が大きく、分解しにくい高粘度の材料が適すると言われているが、高粘度の基油を用いた潤滑油は、軸受損失が大きくなって、モータの消費電力が大きくなるだけでなく、軸受部自体での発熱も大きくなり、潤滑油の劣化が進むことになる。また、粘度は、特に低温で著しく増加するので、低温での軸受損失はさらに大きくなり、極端な場合、モータを起動できないことも生じる。
【００１０】
そこで、上記のような従来から提案されている潤滑油が動庄流体軸受用油として用いられる。これらの潤滑油は高温時のトルクの数値が低く、初期のなじみも良く、耐久性もまずまず良好ではある。しかしながら、上記従来例で示した潤滑油のうちトリエステルやＤＯＳに代表されるジエステルである前２者は、４０℃における基油粘度の数値が１０ｍＰａ・Ｓから３０ｍＰａ・Ｓであり、０℃では５０ｍＰａ・Ｓから８０ｍＰａ・Ｓというようにともに大きいため回転トルクが高く、低温時の始動性に課題がある。また、ＮＰＧのカプリル酸とカプリン酸の混合エステルを基油とした後１者は潤滑特性としては悪くはないが、混合エステル油であることに起因して、基油が変質したり分解することがあるなど、安定性や寿命性能に課題が残されている。
【００１１】
また、モータ駆動時の温度上昇により潤滑油の粘度が低下し過ぎ、軸受部から流失して回転軸が焼き付きを起こしたり、流失飛散した潤滑油が周囲に付着して汚染による動作不良を起こすという課題もあった。
【００１２】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、軸受面に動圧溝を有して非接触軸支が可能な動圧流体軸受を搭載し、この動圧流体軸受部に動作時の粘度が低く潤滑性に優れ、蒸発による損失が少なく、長時間補充が不要な長寿命の潤滑油を用いて、高速回転時の軸の振動や軸心振れが少なく、高品質、高性能で高信頼に加え、耐久寿命が長く保守コストを低減できるモータおよびモータ組み込み装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のモータは、ベース部と、円柱形状の回転軸部と、回転軸部に中心軸を合わせて固定されたロータ（回転子）と、ロータに環状に固着配置され、複数極に着磁された回転磁石と、一端が閉塞されて他端に円孔が開き、閉塞端部がベース部に固着された円筒形状の軸受スリーブと、軸受スリーブ外周面あるいはベース部に固着された鉄心および鉄心に巻装されたコイルからなって、回転磁石に対向配置されたステータ（固定子）と、回転中心が軸受スリーブの円孔の中心に同軸に遊嵌された回転軸部の外周面または回転軸部の外周面と対向する軸受スリーブ内周面のうちの少なくともいずれか一方に動圧発生溝が形成されたラジアル軸受部と、円柱形状の回転軸部のスラスト面となる端面または、スラスト面と対向する軸受スリーブ円孔の底面となるスラスト支持面または、軸受スリーブの円環状開口端面または、軸受スリーブの円環状開口端面に対向するロータ基板の主面とは反対側の面のうちの少なくともいずれか１つの面に動圧発生溝を有するスラスト軸受部とを備え、ラジアル軸受部ならびにスラスト軸受部の隙間に潤滑油組成物を封止し、ラジアル軸受部ならびにスラスト軸受部の動圧発生溝と潤滑油組成物との相互作用で生ずる動圧により軸受スリーブに遊嵌した回転軸部が非接触に軸支されてロータが自在に回動し、潤滑油組成物の基油に、ポリオールと直鎖飽和脂肪酸との単一エステルを用いる構成かまたは、ベース部と、両端に円孔が開くか、あるいは一端が閉塞されて他端に円孔が開いた円筒形状の回転円筒部と、回転円筒部に中心軸を合わせて固定されたロータ（回転子）と、ロータに環状に固着配置され、複数極に着磁された回転磁石と、ベース部に固着された円柱形状の支軸部と、ベース部に固着された鉄心および鉄心に巻装されたコイルからなって、回転磁石に対向配置されたステータ（固定子）と、回転中心が回転円筒部の円孔の中心に同軸に遊嵌された支軸部の外周面または支軸部の外周面と対向する回転円筒部内周面のうちの少なくともいずれか一方に動圧発生溝が形成されたラジアル軸受部と、円柱状の支軸部のスラスト面となる端面または、スラスト面と対向する回転円筒部の円孔内の閉塞端面あるいは前記ロータの前記回転円筒部を固定した側の面からなるスラスト支持面または、回転円筒部の円環状開口端面または、回転円筒部の円環状開口端面に対向するベース部上の面のうちの少なくともいずれか１つの面に動圧発生溝を有するスラスト軸受部とを備え、ラジアル軸受部ならびにスラスト軸受部の隙間に潤滑油組成物を封止し、ラジアル軸受部ならびにスラスト軸受部の動圧発生溝と潤滑油組成物との相互作用で生ずる動圧により回転円筒部の円孔に遊嵌された円柱状の支軸部が非接触に軸支されてロータが自在に回動し、潤滑油組成物の基油に、ポリオールと直鎖飽和脂肪酸との単一エステルを用いる構成とともに、潤滑油組成物の基油に用いるポリオールと直鎖飽和脂肪酸との単一エステルは（化３）に示す化学式を有し、（化３）に示す化学式のＲは炭素数が７から９のうちいずれか１つである直鎖飽和アルキル基からなる構成をも有している。
【００１４】
【化３】
0003573125.tif 000002
【００１５】
また、本発明のモータは、モータが備える動圧流体軸受部に封止される潤滑油が構造中に少なくとも１つの（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤あるいはヒンダードアミン系酸化防止剤のうち、少なくとも１種を添加し、添加する酸化防止剤の総量は、少なくとも０．１重量％以上である構成を有する。
【００１６】
また、本発明のモータは、モータが備える動圧流体軸受部に封止される潤滑油に（化４）の構造で示されるトリグリセライドを油性剤として添加し、（化４）のトリグリセライドはＲ３，Ｒ４，Ｒ５がそれぞれ同一または異なったＣｘＨｙＯｚの化学式で示される不飽和あるいは飽和の直鎖または分岐構造を有し、ｘが１５〜２１のいずれかであり、かつｙが２９〜４３のいずれかであり、かつｚが０〜１のいずれかであって、添加されるトリグリセライドの総量が、５重量％以下である構成を有している。
【００１７】
【化４】
0003573125.tif 000003
【００１８】
また、本発明のモータは、モータが備える動圧流体軸受部のラジアル軸受部ならびにスラスト軸受部の表面にニッケルりんメッキ膜を施し、ニッケルりんメッキ膜が、無電解メッキ膜で製膜された膜であって、りん濃度が１５重量％以下である構成を有している。
【００１９】
さらにまた、本発明のモータ組み込み装置は、上記モータの構成で示した潤滑油を封止した動圧流体軸受を備えるモータを搭載した構成を有している。
【００２０】
これらの構成により、軸受面に動圧溝を有して非接触軸支が可能な動圧流体軸受を搭載し、この動圧流体軸受部に動作時の粘度が低く潤滑性に優れ、蒸発による損失が少なく、長時間補充が不要な長寿命の潤滑油を用いて、高速回転時の軸の振動や軸心振れが少なく、モータ回転時の騒音が低く静粛で、高品質、高性能で高信頼に加え、耐久寿命が長く保守コストを低減できるとともに、消費電力を低減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるモータをスピンドルモータとして組み込んだ情報機器の一例として示した情報記録再生装置の主要部の構成概要図である。図１（ａ）は情報記録再生装置を上方から見た概略平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ｏ−Ａ線に沿った概略断面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）において、情報記録再生装置１００の筐体ケース１８には、モーター主要部を格納する円形凹部を有したベース部３が嵌合され、情報記録媒体となるロータ基板部２を回転させるスピンドルモータと、ロータ基板部２の記録面上を可動に情報信号を書込み読出しする磁気ヘッド１５を取り付けた磁気ヘッドアーム１６を駆動する磁気ヘッドアクチュエータ１７とが固定され、カバー１９で情報記録再生装置１００の筐体内を密閉している。円環状あるいは円板状ロ−タ基板部２の一方の表面には磁性体で記録層を積層して情報記録媒体となし、ロ−タ基板部２の反対側の面には円柱状の回転軸部（スピンドル）１２からなる軸部とによりロータ（回転子）１１を構成している。
【００２３】
一方、回転軸部（回転円柱部）１２の外周面と微小な隙間が形成される内周面を有し、リング形状の軸受スリーブ９がスラスト支持部１０によって一端が閉塞された状態で形成され、円形凹部を有するベース部３の閉塞された円形底部に中心軸１に合わせて固着されており、図２に部分拡大図で示すように、スラスト支持部１０を有する軸受スリーブ９の円孔状の凹部に、回転円柱部１２が挿入され、回転自在に支持されている。また、回転円柱部１２と軸受スリーブ９およびスラスト支持部１０の間の微小な隙間に、例えばエステル系合成油のような潤滑油１４が封入されている。
【００２４】
情報記録媒体を構成するために磁性体で情報記録層が積層されたロータ基板部２の下面の中心側の円周に沿って環状のロータヨーク４と複数極に着磁された環状回転磁石５が配置固定されてロータ１１を形成しており、回転磁石５に対向してベース部３の円形凹部内周に鉄心６にコイル７を巻装したステータ（固定子）８が圧入あるいは接着等の方法により固着配置され、回転磁石５の軸方向下端面に対向するようにスラスト吸引板１３がベース部３に固着されて、回転円柱部１２と記録部を積層したロータ基板部２からなるロータ１１を回転させるスピンドルモータを構成している。
【００２５】
ロータ１１の回転円柱部１２の外周面あるいは、回転円柱部１２に対向する軸受スリーブ９の内周面には、動圧発生溝（図示せず）を有しラジアル軸受部２３を形成している。また、ロータ１１の回転円柱部１２のスラスト面となる端面あるいは、前記スラスト面と対向する軸受スリーブ円孔の底面となるスラスト支持部１０のうちの少なくともいずれか一方の面に、一例を図３（図１のロータ１１を回転円柱部１２の側から見た概略平面図）に示すような動圧発生溝を有するスラスト軸受部２０を形成し、ラジアル軸受部２３およびスラスト軸受部２０でもっていわゆる動圧流体軸受を構成しており、コイル７に電流を供給することによって、周知のように回転磁石５が回転すなわちロータ１１が回転し、ロータ１１の回転円柱部１２の回転によって、潤滑油１４に動圧が発生し、軸受スリーブ９および回転円柱部１２においてラジアル方向およびアキシャル方向に動圧を受けて、ロータ１１の回転円柱部１２が中心軸１の周りに滑らかに回転させられる。
【００２６】
ロータ基板部２と回転円柱部１２からなるロータ１１および軸受スリーブ９の形成には、例えばステンレス鋼、アルミニウム合金、銅合金等の金属材料やガラス、液晶ポリマーあるいはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の熱可塑性材料を使用することができる。ロータ１１および軸受スリーブ９の軸受部を構成する部分の材料としてアルミニウム合金や銅合金を使用する場合は、耐摩耗性を向上させるため、表面に例えばニッケルりん（ＮｉＰ）メッキを施すことにより表面を硬化させてもよい。
【００２７】
回転磁石５の下端面に対向させてスラスト吸引板１３を設けること、および、軸受スリーブ９の凹部とロータ１１の回転円柱部１２で形成される隙間に潤滑油１４を充填することによって、情報記録再生装置のいかなる姿勢差に対しても、ロータ１１の回転円柱部１２は、回転磁石５とスラスト吸引板１３の間の磁力、および、ロータ基板部２の周囲の大気圧を受けて軸受スリーブ９の凹部から抜けることはなく、また、潤滑油１４自身の粘性や表面張力で潤滑油１４が流れ出て潤滑油１４がなくなるようなことは少なく、ロータ１１の回転中においても、発生した潤滑油１４の動圧とロータ１１の自重、回転磁石５とスラスト吸引板１３の間の磁力およびその周りの大気圧と釣り合った状態で滑らかに回転するものである。
【００２８】
なお、動圧発生溝は、上述の第１の実施の形態（図１，図２，図３）におけるロータ１１の回転円柱部１２のスラスト面となる端面あるいは、前記スラスト面と対向する軸受スリーブ円孔の底面となるスラスト支持部１０のうちの少なくともいずれか一方の面に形成するのではなく、ロータ１１の下面に対向する軸受スリーブ開放端側端面２２、あるいは、図３（ｂ）に示すように、軸受スリーブ開放端側端面２２に対向するロータ１１の下面の部分にスラスト方向の動圧発生溝２４を形成しても同じ効果が得られることは言うまでもないことであり、その動圧発生溝は、ロータ１１の回転軸部１２のスラスト面となる端面に形成された動圧発生溝とサイズは異なるが、同様の形状で形成される。
【００２９】
また、上述の第１の実施の形態においては、コイル７が巻かれた鉄心６の内側（回転中心軸１側）に、ロータヨーク４に固着された回転磁石５が鉄心６に対向するように構成されたいわゆるインナロータ型の構成で説明しているが、図４に情報装置に用いるモータの一例として主要部の概略を断面図で示すように、コイル４１が巻かれた鉄心４２がロータヨーク４３に固着された回転磁石４４の内側に対向するように構成されたいわゆるアウタロータ型の構成としても良いのは言うまでもないことである。なお、図４において前述の図１に示された参照符号が付加された項目と同様の項目については、図１と同じ参照符号を付加している。図４において、コイル４１が巻かれた鉄心４２が、圧入あるいは接着等の方法により、軸受スリーブ４５に固着されており、一方、ロータヨーク４３に固定された回転磁石４４がロータ４６に接着等の方法により固着され、鉄心４２と回転磁石４４が対向するように配置されている。その他の点は図１におけるインナロータ型と同様であり、重複を避けるため、ここでは詳細な説明は省略する。なお、鉄心４２がベース部４７に接着等の方法により固着されていても良い。
【００３０】
また、上述の第１の実施の形態で説明してきたのは、いわゆるラジアルギャップ（周対向）型ブラシレスモータの構成にて示しているが、図５に示すように、いわゆるアキシャルギャップ（面対向）型ブラシレスモータの構成で形成しても良いのは言うまでもないことである。ここで、図５は情報記録再生装置に用いるモータの一例としてアキシャルギャップ型ブラシレスモータの主要部の概略構成を断面図で示している。前述の図１に示された参照符号が付加された項目と同様の項目については、図１と同じ参照符号を付加している。図５において、円環状あるいは円板状のロータ基板部２の一方の表面には磁性体で記録層を積層して情報記録媒体となし、ロータ基板部２の反対側の面の回転円柱部１２からなるロータ１１を形成しており、一方、ロータ１１の回転円柱部１２の外周面と微小な隙間が形成される内周面を有する一端が封止された桶型のリング形状の軸受スリーブ５３がベース部５４に固着されている。ロータ１１のスラスト面となる端面、前記スラスト面と対向する軸受スリーブ円孔の底面となるスラスト支持部１０、軸受スリーブ開放端側端面５３ａ、に対向する主面とは反対側の面のいずれかにスラスト方向動圧発生溝２４が、また、軸受スリーブ５３の内周面あるいはロータ１１の回転円柱部１２の外周面のいずれかにラジアル方向の動圧発生溝２１が形成され、回転円柱部１２と軸受スリーブ５３の間の微小な隙間に、潤滑油５５が封入されている構成は上述のラジアルギャップ型ブラシレスモータを有する構成と同じである。異なっているのは、図５に示すように、ロータ１１のロータ基板部２にの反対側すなわち回転円柱部１２側の面にロータヨーク５６が接着等の方法により固着され、ロータヨーク５６には複数極に着磁されたリング状の回転磁石５７が同様に接着等の方法により固着されており、また、例えば印刷配線基板５８上にそれぞれ略三角形状の複数個のコイル５９が巻かれたステータ５０が、ベース部５４に固着され、回転磁石５７とコイル５９が軸方向に隙間を有するように対向して配置されていることである。
【００３１】
また、上述の第１の実施の形態の各々（ラジアルギャップ型におけるインナロータ型とアウタロータ型およびアキシャルギャップ型）において、組み立て時、例えば真空槽等の真空中で軸受スリーブ５３の凹部に潤滑油を所定量滴下し、その後軸受スリーブ５３の凹部にロータの回転円柱部１２を挿入することが好ましい。真空中にて組み立てることにより、潤滑油に含まれる空気等の気泡が取り除かれる。さらに、潤滑油が空気等の気泡を含まないことによって動作中の周囲の温度による空気等の気泡の膨張がないため一層安定した軸受性能を発揮させることができる。
【００３２】
情報記録再生装置のスピンドルモータに使用するモータには、情報記録における高密度化、情報転送レートの高速化等の高性能化にともなって高速回転が求められることに加えて、さらに低消費電力化が求められている。現在情報記録再生装置のスピンドルモータとして使用されるモータは１００００ｒｐｍ程度の回転速度のものまでが使われており、次の段階として１５０００ｒｐｍが目標になっている。このような高速回転動作の条件では、モータはかなりの熱を持つことが予想され、実際にシュミレーションしてみると、モータの温度は１００℃を越えるという結果が得られている。潤滑油にとってはこのような高温でも耐えることが要求されるし、さらに低消費電力化に対応する低トルク化が求められている。低トルク化は潤滑油の低粘度化で実現されるが、低粘度化により耐熱性や蒸発特性が悪くなる課題を解決しなければならない。既に述べたように、潤滑油の基油として従来用いられてきたジエステルは低粘度化すると耐熱性や蒸発特性がかなり悪くなり、また別の潤滑油の基油として従来用いられてきた混合エステルは、高温、高速動作時に変質したり分解する課題も解決しなければならない。
【００３３】
そこで、上記の本発明の第１の実施の形態で構造を説明してきた動圧流体軸受を備えたモータに適したエステル系の基油を検討し、耐熱性や蒸発特性が良く、変質したり分解することの少ない優れた潤滑油を見いだすことができた。以下、本発明の第１の実施の形態における動圧流体軸受を備えたモータに用いる潤滑油について検討した実施例と比較例をもとに詳しく説明する。
【００３４】
（実施例１）
実施例１の潤滑油は以下のとおり調整した。基油は（化５）で示される構造で、ＲはＣ７Ｈ１５の直鎖飽和アルキル基である。基油の酸化を防止するための添加剤として、４つの（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤とヒンダードアミン系酸化防止剤とをそれぞれ１重量％含む混合酸化防止剤を添加した。
【００３５】
【化５】
0003573125.tif 000004
【００３６】
（実施例２）
実施例２の潤滑油は以下のとおり調整した。基油は（化５）で示される構造で、ＲはＣ８Ｈ１７の直鎖飽和アルキル基である。基油の酸化を防止するための添加剤として、４つの（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤とヒンダードアミン系酸化防止剤とをそれぞれ１重量％含む混合酸化防止剤を添加した。
【００３７】
（実施例３）
実施例３の潤滑油は以下のとおり調整した。基油は（化５）で示される構造で、ＲはＣ９Ｈ１９の直鎖飽和アルキル基である。基油の酸化を防止するための添加剤として、４つの（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤とヒンダードアミン系酸化防止剤とをそれぞれ１重量％含む混合酸化防止剤を添加した。
【００３８】
（実施例４）
実施例４の潤滑油は以下のとおり調整した。基油は（化５）で示される構造で、ＲはＣ８Ｈ１７の直鎖飽和アルキル基である。基油の酸化を防止するための添加剤として、４つの（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤とヒンダードアミン系酸化防止剤とをそれぞれ１重量％含む混合酸化防止剤を添加した。さらに、（化６）で示されるトリグリセライドを１重量％添加した。ただし、（化６）においてＲ１，Ｒ２，およびＲ３は同一構造で、ＣｘＨｙＯｚの構造を有し、ｘの値が１７、ｙの値が３３、ｚの値が１である。
【００３９】
【化６】
0003573125.tif 000005
【００４０】
（比較例１）
従来一般に、動圧流体軸受に用いられてきたジエステル系潤滑油であるＤＯＳ（セバシン酸ジ−２−エチルヘキシル）を、比較例１として用いた。
【００４１】
（比較例２）
ネオペンチルグリコールとカプリル酸とのエステルと、ネオペンチルグリコールとカプリン酸とのエステルの２種類を混合した混合エステルを基油とした潤滑油を比較例２として用いた。
【００４２】
なお、実施例１から実施例４までの潤滑油について、基油の主成分量を（表１）に示す。実施例の潤滑油の基油の主成分量はそれぞれ８５重量％以上としている。
【００４３】
【表１】
0003573125.tif 000006
【００４４】
上記の４つの実施例および２つの比較例の潤滑油について、粘度、粘度の安定性、蒸発量、耐酸化性、高温安定性、および摩擦係数を測定した結果について（表２）、図６に示し、以下に説明する。
【００４５】
【表２】
0003573125.tif 000007
【００４６】
まず、粘度について説明する。（表２）において、０℃と４０℃での粘度は、実施例１から実施例４の潤滑油は全て比較例１の潤滑油よりも低粘度であった。また、実施例３の潤滑油を除けば、本実施例の潤滑油は比較例２の潤滑油よりも低粘度であった。特に、従来ハードディスク装置のスピンドルモータに使用されている比較例１の潤滑油に比べると、実施例１の潤滑油では０℃で４８％、４０℃で３８％、実施例２の潤滑油では０℃で３１％、４０℃で２６％、実施例３の潤滑油では０℃で１１％、４０℃で８％、実施例４の潤滑油では０℃で３１％、４０℃で２５％程度小さな粘度であった。また比較例２の潤滑油に比べると、実施例１の潤滑油では０℃で２６％、４０℃で１９％、実施例２の潤滑油では０℃で３％、４０℃で３％、実施例４の潤滑油では０℃で２％、４０℃で３％程度、それぞれ小さな粘度であった。
【００４７】
したがって、従来使用されてきた比較例１の潤滑油に比べて、本実施例の潤滑油は低温および高温状態ともに粘度が小さく、このため動圧流体軸受の軸受損失を小さくできる。また、同じエステル系である比較例２の潤滑油に比べても、本実施例１，２および４の潤滑油は粘度が小さく、軸受損失を低減できることになる。
【００４８】
次に、粘度の安定性について説明する。スピンドルモータの回転速度を高精度に保持するためには、広い温度範囲で潤滑油の粘度変化が小さいことが重要であり、この粘度変化を評価した。評価方法としては、（表２）に示す粘度のデータを用いて、粘度Ｙと絶対温度Ｔの逆数の関係を（式１）で示される指数関数で近似し、定数Ｂの値により粘度変化を比較した。
【００４９】
【数１】
0003573125.tif 000008
【００５０】
数式１において、ＡおよびＢは定数である。定数Ｂは曲線の傾きを示し、温度に対する粘度の変化率を表している。すなわち、定数Ｂの値が小さいほど、温度に対する潤滑油の粘度変化が小さいことを表す。この結果を（表２）にＢ値として示した。本実施例の４つの潤滑油のＢ値は、比較例１と比較例２の潤滑油のそれぞれのＢ値より小さく、温度変化によっても粘度の変動が生じにくい結果が得られた。
【００５１】
粘度変化が大きいということは、粘度が高くなる低温側では軸受損失が大きくなり、また粘度が低くなる高温側では潤滑油膜が破断して金属接触により焼き付きが生じやすくなることを意味する。このような潤滑油を用いたモータを搭載した装置が冬季の屋外で使用されたり、夏季の車内に放置後使用されるような温度変化の大きな条件でも、本実施例の潤滑油では粘度変化が比較例よりも小さいので、これらの実施例を用いた動圧流体軸受ならびにその動圧流体軸受を用いたスピンドルモータは、広い温度範囲で、かつ高速回転領域であっても、安定した回転性能を得ることができることになる。
【００５２】
次に、４つの実施例および２つの比較例の潤滑油の蒸発量（蒸発損失）について説明する。蒸発損失については、実施例１から実施例４の潤滑油、および比較例１，２の潤滑油をそれぞれ入れたガラスビーカーを１００℃の恒温槽中で、１２０時間放置後の重量減量を蒸発損失として、重量％で求めた。この結果を（表２）に蒸発量として示した。実施例２，３，４の潤滑油の蒸発損失は比較例１，２の潤滑油の蒸発損失よりも格段に低い結果が得られた。すなわち、実施例２，３，４の潤滑油は蒸発損失が少ないので、長期間稼動させても潤滑油が欠如することがなく、スピンドルモータの寿命を向上できることになる。
【００５３】
次に、潤滑油が回転軸と軸受部材である金属と高温状態で長時間接触するときの耐熱安定性を高温加速試験により評価した。高温加速試験は、実際のスピンドルモータの駆動時における潤滑油の状態を考慮し、シェーカ付きの加熱式オイルバスを用いて以下の手順で行った。まず実施例１から実施例４の潤滑油、および比較例１，２の潤滑油をステンレス鋼製の試験管におのおの注入した。潤滑油を注入した試験管のそれぞれに回転軸および軸受部材と同一の金属材料を潤滑油中に浸した。この金属材料としては、軸受部材としてよく使用される銅合金からなる円柱棒の表面に、表面硬化のために一般的に行われているニッケルりんメッキ膜を形成したものを用いた。これらの試験管を１５０℃に加熱したシェーカ付きの加熱式オイルバスに浸し、振動させて高温加速試験を行った。シェーカの振動により、ステンレス製の試験管とニッケルりんメッキされた銅合金棒とが常時接触するので、それぞれの金属表面には常に新生面が形成されて境界潤滑条件を実現することができる。
【００５４】
評価方法としては、上記の高温加速試験の一定時間経過毎におのおのの潤滑油を一定量採取して粘度を測定し、その粘度変化による評価と、６２７時間経過後の全酸価数を測定して評価した。耐熱性に劣る潤滑油や、金属を触媒にして分解や劣化する潤滑油の場合には、高温状態や金属の添加による触媒作用によりその粘度が変化するので、粘度変化を測定することで潤滑油の耐熱性を評価することができる。また、全酸価数とは、１ｇの被測定試料中に含まれる酸性成分を中和するために必要とされる水酸化カリウムの量をミリグラム単位で示した量である。全酸価数の値が大きい場合は、高温状態で潤滑油が酸化し、さらに分解等が進行して、その結果酸性成分が生成されたことを意味する。したがって、全酸価数の値が大きい潤滑油は酸化、分解等の劣化が生じていること示しており、耐熱性を評価することができる。
【００５５】
高温加速試験での粘度変化を測定した結果を図６に示す。横軸は高温状態に保持した時間を示し、縦軸は一定時間経過毎の粘度を示す。なお、粘度の測定は４０℃で行った。比較例１の潤滑油の場合には、時間経過とともにほぼ直線的に粘度が増加しており、軸受部が高温になるような使用条件では軸受損失が大きくなるので使用は困難である。また、比較例２の潤滑油は約１７０時間経過後から粘度変化が生じており、比較例１に比べると耐熱性が良好であるが、長期間の信頼性に問題があるといえる。
【００５６】
一方、実施例１から実施例４の潤滑油は、高温加速試験の時間経過による粘度変化がほとんど見られず、耐熱性安定性が格段に良好であることが確認された。
【００５７】
これらの潤滑油について、６２７時間経過後の全酸価数を測定した結果も（表２）に示した。
【００５８】
実施例１から実施例４の潤滑油ともに比較例１，２の潤滑油よりも全酸価数の値が小さく、耐熱性が良好であることが確認された。特に、実施例１，３の潤滑油は全酸化数の値が０であり、高温状態でも分解が生じず、非常に安定な潤滑油であることが見いだされた。一方、比較例１の潤滑油の場合には、全酸価数の値が大きいので高温加速試験により分解が生じていることがわかる。すなわち、比較例１の潤滑油は、耐熱安定性が悪く、したがって粘度変化も大きいといえる。
【００５９】
また、比較例２の潤滑油の場合には、実施例２の潤滑油の全酸価数の値に比べてやや大きい値であったが、粘度変化は実施例２の潤滑油に比べて明らかに大きかった。この結果から、比較例２の潤滑油は、組成物である混合エステルが分解しているのではなく、化学的に重合して粘度変化を生じていることが推察できる。すなわち、混合エステルからなる基油を用いた比較例２の潤滑油は高温状態で化学的な重合が生じるが、本発明の（化５）で示す潤滑油のＲがＣ７Ｈ１５，Ｃ８Ｈ１７，あるいはＣ９Ｈ１９のいずれか１種類のみからなるエステル系の基油を用いた潤滑油は高温でも安定であることが明らかになった。
【００６０】
なお、ニッケルりんメッキを施した銅合金材料で粘度変化が生じなかった実施例１から実施例４の潤滑油について、直接銅合金材料を用いた高温加速試験も行った。この結果を図７に示す。試験条件は上述の高温加速試験と同様である。図７からわかるように、銅合金材料を用いても粘度変化が生じないことが明らかとなり、耐熱安定性が良好であることが見いだされた。
【００６１】
ただし、回転軸および軸受部に使用する金属材料については、上述の銅合金あるいはニッケルりんメッキした銅合金のみでなく、種々の材料が使用される可能性があり、その場合には材料に応じて表面にメッキ等によるコーティングや潤滑油中に金属の腐食を防止する防止剤や金属不活性剤を添加することが好ましい。
【００６２】
引き続き潤滑油への酸化防止剤の添加量の影響を確認するために、以下の実施例に示す潤滑油を準備した。
【００６３】
（実施例５）
実施例５の潤滑油は以下のとおり調整した。基油は（化５）で示される構造で、ＲはＣ７Ｈ１５の直鎖飽和アルキル基である。基油の酸化を防止するための酸化防止剤を添加しなかった。
【００６４】
（実施例６）
実施例６の潤滑油は以下のとおり調整した。基油は（化５）で示される構造で、ＲはＣ７Ｈ１５の直鎖飽和アルキル基である。基油の酸化を防止するための添加剤として、４つの（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤を２重量％と、ヒンダードアミン系酸化防止剤を１重量％含む混合酸化防止剤を添加した。
【００６５】
上記の実施例５および実施例６の潤滑油についても、粘度、粘度の安定性、蒸発量、耐酸化性を測定し、（表３）に示した結果を得た。実施例１の潤滑油の測定結果を記載した（表２）、図６とともに（化５）で示したエステル系基油に酸化防止剤を添加する効果について説明する。
【００６６】
【表３】
0003573125.tif 000009
【００６７】
ヒンダードフェノール系の酸化防止剤の添加量が増加するにつれて、粘度は大きくなる。蒸発量は添加量が０重量％ではやや大きいが、１重量％以上であればほとんど差異がなくなる。一方、高温加速試験では、添加量が０重量％では非常に短時間に大きな粘度変動が生じ、添加量を増加すると全酸価数が小さくなることから耐熱安定性が向上することが見いだされた。すなわち、ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、添加量の増加とともに耐熱安定性が向上するが、同時に粘度の増加も比較的大きい。
【００６８】
ヒンダードフェノール系酸化防止剤を添加しない実施例５の潤滑油の場合全酸価数は測定できなかったが、耐熱安定性が向上できており、２ｗｔ％のヒンダードフェノール系酸化防止剤を添加した実施例２の潤滑油に比べて、０℃での粘度は小さく、逆に４０℃での粘度はやや大きくなっているので、温度変動に対する粘度の変化はむしろ小さい。したがって、低温でも低消費電力を実現できるとともに、幅広い温度範囲にわたって消費電力の変動も抑制できる。なおここでは、具体的には例示していないが耐熱安定性についての別の実験により、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を０．１重量％以上を添加することで大幅に改善され、それ以上では添加量とともに徐々に改善されることも見いだされている。
【００６９】
次に、トリグリセライドを添加した効果について説明する。（化５）で示したエステル系の基油のＲがＣ８Ｈ１７の実施例２の潤滑油と、これに（化６）に示したトリグリセラドを１重量％添加した実施例４の潤滑油とを比べると、実施例４の潤滑油は粘度がやや増加し、蒸発量が若干小さくなるのに対して、全酸価数の値は実施例２の潤滑油に比べて実施例４の潤滑油の方が約６０％小さい結果が得られ、大きく改善されていることから、トリグリセライドは基油の分解を抑制する効果のあることが明らかとなった。
【００７０】
また、図８に示したのは、本発明の実施の形態における動圧流体軸受を備えたモータの軸受部に摩擦抑制等の効果を有する油性剤であるトリグリセラドを含まない実施例２の潤滑油と（化６）に示したトリグリセラドを１重量％添加した実施例４の潤滑油とをそれぞれ用いてモータの回転起動／停止サイクル試験を実施したときの、起動／停止サイクル数に対するモータ電流の変化の挙動である。この図８から、約６０万サイクル後は、トリグリセラドを含まない実施例２の潤滑油は明らかにモータ電流が増加する傾向を示し、潤滑油の粘度が上昇して潤滑特性が劣化していことがわかる。
【００７１】
また、潤滑油にトリグリセライドを添加した効果を確認するために、流体軸受の潤滑部で金属接触が生じたときの摺動特性を評価した結果について述べる。金属接触は動圧流体軸受が搭載されたモータの起動直後や停止直前で油膜が破断するときに生じ、摩擦係数が大きくなり、このため大きな摩耗が発生する。この評価法としては、ピンオンディスク試験装置を用いて摩擦係数を測定することで行った。ピンオンディスク試験には、一般的に回転軸に用いられているステンレス製のピンと、軸受部で使用されることがあるニッケルりんメッキ膜を形成した銅合金製のディスクを使用した。試験条件としては、ピンとディスクの相対速度を０．１６ｍ／秒、ピンに付加する荷重を６２４ｍＮに設定して行った。試験結果を（表２）に示した。
【００７２】
その結果、トリグリセライドを添加した実施例４の潤滑油の場合には添加していない実施例１から実施例３および比較例１，２の潤滑油比べて小さな摩擦係数が得られた。摩擦係数を小さくできるので携帯機器に搭載したときに生じる駆動のオン・オフの繰り返しによっても焼き付き等を発生しないようにできる。さらに、トリグリセライドの添加により、蒸発量および全酸価数も改善されるので、潤滑油としての安定性がより向上できる。トリグリセライドを１重量％添加しても、それによる粘度の増加は小さく、蒸発量と全酸価数は改善されていることからもわかるように、５重量％までは十分許容できると考えられる。
【００７３】
本発明の第１の実施の形態における動圧流体軸受を備えたモータの軸受部を構成する部分の材料としてアルミニウム合金や銅合金を使用する場合は、表面に例えばニッケルりん（ＮｉＰ）メッキを施すことにより表面を硬化させて耐摩耗性を向上させる例を示し、エステル系基油を用いた潤滑剤のテストにも用いてきた。続いて、ニッケルりん（ＮｉＰ）メッキと上記のエステル系基油を用いた潤滑油の関係について説明する。
【００７４】
ニッケルりん（ＮｉＰ）メッキは、本発明の第１の実施の形態におけるモータのロータ基板部２と回転軸部１２からなるロータ１１および軸受スリーブ９の軸受部を構成する部分の材料としてアルミニウム合金あるいは銅合金を使用する場合に無電解メッキにより形成した。具体的には、アルミニウム合金あるいは銅合金で動圧流体軸受部を形成した部品に無電解ニッケルりん（ＮｉＰ）系合金メッキ浴を施し、２００℃から３５０℃でエージング処理を行い、硬度５ＧＰａから１５ＧＰＡで厚さ１０μｍから２０μｍ程度のニッケルりん（ＮｉＰ）膜を得た。銅合金の１種である真鍮による実験では、ニッケルりん（ＮｉＰ）膜のりん（Ｐ）組成は１重量％から１５重量％で硬度が高い膜が形成されることが明らかになった。りん（Ｐ）組成と硬度の関係を調べるとりん（Ｐ）組成の増加とともに膜の硬度が増加し始め、４重量％に硬度のピークがあることがわかった。５重量％近くまでは硬度の最も高い状態が続き、５重量％を超え１５重量％近くまで高い硬度を示している。したがって、りん（Ｐ）組成は５重量％以下が好ましく、硬度値がピークを示す４重量％近傍が最も望ましいといえる。
【００７５】
図９に示したのは、本発明の第１の実施の形態における動圧流体軸受を備えたモータの軸受部を材質が銅合金の１種である真鍮で形成して作製したものと、この真鍮の表面に無電解メッキでニッケルりん（ＮｉＰ）膜を形成して動圧流体軸受部を構成して作製したモータを準備し、それぞれの動圧流体軸受部に（化５）に示したエステル系の基油からなる潤滑油を使用して、モータの回転起動／停止サイクル試験を実施し、１００万サイクル終了後に潤滑油を採取し，飛行時間二次イオン質量分析法（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ法）で潤滑油中の金属成分を測定した結果である。ニッケルりん（ＮｉＰ）メッキした軸受部のテスト後潤滑油の方が明らかに金属成分が少なく、摩耗していないことを示している。したがって、本発明の第１の実施の形態における動圧流体軸受を備えるモータで軸受部にアルミニウム合金や銅合金等の材料を使用したモータに（化５）に示したエステル系の基油からなる潤滑油を使用する場合、アルミニウム合金や銅合金等の材料表面にニッケルりん（ＮｉＰ）のメッキを施すことは、耐摩耗性の面で大きな効果があることを示している。また、軸受部の材料が摩耗して、材料に成分として含まれているＣｕやＰｂが潤滑油に含まれるとこれらの元素が触媒となって、潤滑油の劣化を早めることがわかっている。したがって、上記実施例で使用した低粘度の潤滑油の場合は特に劣化しやすいので、ニッケルりん（ＮｉＰ）メッキは、摩耗して入る不純物の触媒としての影響を排除し、潤滑油の劣化を抑制するうえでも効果が大きいといえる。
【００７６】
なお、上記流体軸受にはアルミニウム合金あるいは銅合金製の部品に無電解ニッケルりん（ＮｉＰ）系合金メッキ浴を施し、２００℃から３５０℃でエージング処理を行い、ニッケルりん（ＮｉＰ）膜を形成した例を示したが、熱処理を実施しなくても十分な硬度が得られることを述べておく。熱処理によりモータの寸法精度に影響があることがあり、細心の注意が必要であるが、形成した膜の微結晶化が進んで硬度が上昇すると推察され、効果は大きい。また、軸部材およびスリーブ部材に使用する金属の種類によっては、潤滑油組成物と反応して金属の表面が腐食する場合も起こり得る。このような場合には、金属表面をあらかじめ保護する役割を果たす金属腐食防止剤や金属不活性剤を、本実施例の潤滑油組成物に添加してもよい。
【００７７】
上記の結果にもとづき、実施例１から実施例６の潤滑油について、比較例１、２の潤滑油との性能を比較した結果をまとめると以下のようになる。
【００７８】
すなわち、（化５）で示したエステル系の基油におけるＲがＣ７Ｈ１５からなる基油を用いた実施例１の潤滑油は低粘度、耐熱性が良好であるが、蒸発量が比較例２の混合エステルを基油とした潤滑油に比べてやや大きい。しかし、図６および（表２）からもわかるように、高温加速試験によっても粘度の変動および全酸価数が小さく安定であり、低粘度であるため潤滑油自体の摩擦による発熱は小さく、このために比較例２に比べて発熱が抑制されるので、蒸発量がやや大きくても全体としては比較例２より高温安定性を有する。したがって、低トルクが実現でき、かつ軸部材やスリーブ部材による潤滑油の劣化も生じないが、蒸発量が比較的に大きいため低速回転で、あまり高温環境で使用されない分野における使用が好ましい。
【００７９】
（化５）で示したエステル系の基油におけるＲがＣ８Ｈ１７からなる基油を用いた実施例２および実施例４の潤滑油については、粘度および蒸発量ともに従来の潤滑油である比較例１、２の潤滑油に比べて良好な特性を有しており、また、耐熱性が大きく、軸受損失の小さな潤滑油であることがわかる。さらに、図６に示したように、高温加速試験での粘度変動はほとんど見られない。全酸価数は０．９１であり、従来の潤滑油である比較例２の潤滑油よりも若干良好である。全体の特性からみると、（化５）に示した構造では、ＲがＣ８Ｈ１７である基油が最もバランスが取れており、全酸価数をさらに抑制すればさらに良好な特性の潤滑油が得られることになる。
【００８０】
一方、ＲがＣ９Ｈ１９からなる基油を用いた実施例３の潤滑油では、粘度は比較例２の混合エステルからなる潤滑油によりも大きいが、比較例１の潤滑油に比べて良好であり、高温加速試験では、粘度変動および全酸価数ともに良好な特性を示している。また、蒸発量が非常に小さく、しかも全酸価数の値が０であることから耐熱性が良好であるといえる。この結果、粘度が大きいため潤滑油自体の摩擦で発熱が生じても、酸化や分解等が生じることがなく、高信頼性の動圧流体軸受が得られる。
【００８１】
ところで、実施例１の潤滑油は最も粘度が低く、耐熱性に優れているので、動圧流体軸受用の潤滑油として用いれば、例えばカメラ一体型ビデオレコーダの回転ヘッドドラム駆動用モータやモバイル機器用のスピンドルモータとして好適である。また実施例２および実施例４の潤滑油は、比較例に比べて全ての点で良好な性能を有しており、バランスのとれた潤滑油であり、実施例４の潤滑油はさらに摩擦係数が小さいので、頻繁に起動、停止する機器に使用するモータ用途に好適である。さらに、実施例３の潤滑油は、比較例２の潤滑油に比べて粘度が大きいが、蒸発損失が小さく、耐酸化分解性、耐熱性に優れているので、高い信頼性と長寿命が要求される動圧流体軸受用の潤滑油として用いれば、ほとんどの情報機器のスピンドルモータ用途のモータとして好適である。
【００８２】
なお、上記実施例の潤滑油組成物の成分は、上述したスピンドルモータや動圧流体軸受、さらにハードディスク装置によっても変更される。すなわちスピンドルモータの構成や使用環境に応じて、例えば油性剤、金属腐食防止剤や金属不活性剤等の各種添加剤を使用してもよい。
【００８３】
以上説明してきたように、本実施例の潤滑油は従来の潤滑油である比較例に比べて、特に低温での粘度が低く、しかも温度による粘度の変動も小さくて潤滑性に優れるなど高温信頼性に優れ、蒸発による損失が少ないため長時間補充が不要であって、耐熱安定性を改善できて動圧流体軸受の特性を向上できる長寿命で、総合的な特性が良好な潤滑油を実現することができた。また、本実施例の潤滑油を用いるとともに、本発明の第１の実施の形態における動圧流体軸受を備えたモータ構成により、ロータ基板部を駆動用モータのロータの一部として兼ねた働きをさせて低コスト化と同時に薄型化を可能にし、軸受スリーブや回転円筒部の開放端側端面あるいはその開放端側端面に対向する回転ディスクの下面のいずれかに動圧発生溝を形成してスラスト軸受部を構成して従来のスラスト軸受部のスラスト押さえ板を省略でき、従来のスラスト軸受部に対してスラスト軸受部を回転中心に対して径方向に大きくなる位置で形成してスラスト軸受部の軸受剛性を高くできる。したがって、非常に薄型で回転精度の高い高性能なモータを実現できるので、例えば約５ｍｍ以下の厚さを有するディスク装置等の情報記録再生装置も実現できる。
【００８４】
ところで、本発明はハードディスク装置や光を集光する対物レンズ等を備えた光ピックアップ等の情報変換素子を用いて周知の方法にてディスク状の情報記録媒体への記録再生を行う情報記録再生装置のディスク駆動用スピンドルモータとしてのモータに限定されるものではなく、ポリゴンミラー回転用のモータ等の種々のモータ、あるいはその他の回転部分に用いる動圧流体軸受としての利用も可能であることはいうまでもない。
【００８５】
なお、本発明の第１の実施の形態の説明に用いた図１，図２，図４，図５に示すモータでは、より薄型化を実現するためにモータの回転部材とディスク状のロータ基板部とを一体化したロータの構成の例であるが、この構成に限定されず、回転軸である軸部と円環状、円板上やあるいは円筒状のロータはそれぞれ個別に作製された部材を一体形成、接着剤による接着あるいは熱融着等の方法により形成してモータを構成できることは説明するまでもない。
【００８６】
（第２の実施の形態）
図１０は、本発明の第２の実施の形態におけるモータの構造を示した断面図である。筐体ケース、カバー、磁気ヘッドを備えたアームを駆動する磁気ヘッドアクチュエータなどとともに図１０に構造を示したモータをスピンドルモータとして組み込んで、図１に示したような情報記録再生装置等の情報機器を構成できる。
【００８７】
図１０において、前述の第１の実施の形態におけるモータの構成要素と対応する要素には、図１と同じ符号を付している。第２の実施の形態におけるモータも、一方の表面に磁性体で記録層を積層して情報記録媒体とした円環状あるいは円板状ロ−タ基板部２の反対側の面の円筒状回転軸部（スピンドル）８１からなる軸部とによりロータ（回転子）１１を構成している点は第１の実施の形態と同様である。第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なっているのは、回転軸部（スピンドル）が円柱状ではなく円筒状であること、円筒状の軸受スリーブではなく円柱状の軸受支軸８２の一端がモーター主要部を格納する円形凹部を有したベース部３に固着されていることである。
【００８８】
ロータ（回転子）１１を構成する円環状あるいは円板状ロータ基板部２の磁性体で記録層が積送された面とは反対側にあって、回転円筒部８１が形成されている側の面にロータヨーク４が回転円筒部８１の外側に位置するように固着され、ロータヨーク４のさらに外側には複数極に着磁されたリング状の回転磁石５が接着等の方法により固定されている。また、モーター主要部を格納する円形凹部を有したベース部３の凹部底面に軸受支軸８２の一端が固着されており、さらにベース部３の円形凹部外周部には、鉄心６にコイル７が巻装されたステータ（固定子）８が圧入等の方法により固着されている。ロータ１１に形成された回転円筒部８１の内周面と、軸受支軸８２の外周面との間で微小な隙間が形成されるように、軸受支軸８２を回転円筒部８１の開口部に挿入し、ステータ８の鉄心６に対向するように回転磁石５を配置してスピンドルモータを構成している。また、回転磁石５の軸方向下端面に対向するようにスラスト吸引板１３がベース部３の底面に固着されている。
【００８９】
また、軸受支軸８２の上端面あるいは、図１１（ａ）（図１０のロータ１１を回転円筒部８１の側から見た概略平面図）に一例を示すように、軸受支軸８２と対向する回転円筒部８１内のロータ基板部２の反対側の面のうちのいずれか一方には動圧発生溝を有し、スラスト軸受部を形成している。さらに、軸受支軸８２の外周面に対向するロータ基板部２の反対側の面に形成された回転円筒部８１の内周面には、動圧発生溝（図示せず）を有し、ラジアル軸受部を形成している。
【００９０】
ロータ基板部２と回転円筒部８１からなるロータ１１および軸受支軸８２の形成には、例えばステンレス鋼、アルミニウム合金、銅合金等の金属材料やガラス、液晶ポリマーあるいはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の熱可塑性材料を使用することができる。ロータ１１および軸受支軸８２の軸受部を構成する部分の材料としてアルミニウム合金や銅合金を使用する場合は、耐摩耗性を向上させるため、表面に例えばニッケルりん（ＮｉＰ）メッキを施すことにより表面を硬化させてもよい。
【００９１】
そして、ロータ基板部２の反対側の面に形成された回転円筒部８１の円孔形状の凹部に、軸受支軸８２が挿入され、回転円筒部８１と軸受支軸８２の間の微小な隙間に、例えばエステル系合成油のような動圧潤滑剤１４が封入されている。
【００９２】
続いて、上記のように構成された本発明の第２の実施の形態におけるモータの動作について説明する。コイル７に電流を供給して鉄心６を磁化することによって、コイル７と鉄心６からなるステータ８に対向する回転磁石５が回転を開始する。回転磁石５を固定したロータヨーク４はロータ基板部２に形成されており、回転ロータ基板部２には回転円筒部８１も形成されているので、回転磁石５の回転とともに、回転円筒部８１が回転することになる。回転円筒部８１の回転によって、回転円筒部８１の内周面に対向する軸受支軸８２の外周面にあるラジアル動圧発生溝、および軸受支軸８２の上端面あるいは、軸受支軸８２と対向する回転円筒部８１内のロータ基板部２の反対側の面にあるスラスト動圧発生溝と封入されている動圧潤滑剤１４との作用により動圧が発生し、軸受支軸８２においてラジアル方向およびスラスト方向に動圧を受けて、ロータ１１が中心軸１の周りに回転円筒部８１の外周面と軸受支軸８２の外周面が無接触で滑らかに支持され自在に回動する。このとき、回転磁石５の下端面に対向させてスラスト吸引板１３を設けること、および、ロータ１１の回転円筒部８１の凹部と軸受支軸８２で形成される隙間に動圧潤滑剤１４を充填することによって、情報記録再生装置に組み込まれたスピンドルモータのいかなる姿勢差に対しても、ロータ１１の回転円筒部８１の凹部は、回転磁石５とスラスト吸引板１３の間の磁力、および、ロータ基板部２の周囲の大気圧を受けて軸受支軸８２から抜けることはなく、また、動圧潤滑剤１４自身の粘性や表面張力で動圧潤滑剤１４が流れ出て動圧潤滑剤１４がなくなるようなことはほとんどなく、ロータ１１の回転中においても、発生した動圧潤滑剤１４の動圧とロータ１１の自重、回転磁石５とスラスト吸引板１３の間の磁力およびその周りの大気圧と釣り合った状態で滑らかに回転するものである。
【００９３】
なお、動圧発生溝は、上述の第２の実施の形態（図１０）における、軸受支軸８２のスラスト面となる上端面（スラスト上端面）８３あるいは、軸受支軸８２と対向する回転円筒部８１内のロータ基板部２の反対側の面のうちの少なくともいずれか一方の面に形成するのではなく、回転円筒部８１の開放側端面、あるいは図１１（ｂ）（図１０のベース部３の円形凹部をロータ１１を取り除いて上から見た概略平面図）に示すように、回転円筒部８１の開放側端面に対向するベース部３の円形凹部底上面に動圧発生溝８４を形成しても同じ効果が得られることは言うまでもないことであり、その動圧発生溝は、軸受支軸８２のスラスト面となる端面に形成された動圧発生溝とサイズは異なるが、同様の形状で形成される。
【００９４】
また、上述の第２の実施の形態においては、コイル７が巻かれた鉄心６の内側（回転中心軸１の側）に、ロータヨーク４に固着された回転磁石５が鉄心６に対向するように構成されたいわゆるインナロータ型の構成で説明しているが、第１の実施の形態で説明したのと同様に、コイルが巻かれた鉄心がロータヨークに固着された回転磁石の内側に対向するように構成されたいわゆるアウタロータ型の構成としても良いのは当然のことである。アウタロータ型の構成の詳しい説明は重複を避けるためここでは省略する。
【００９５】
また、上述の第２の実施の形態においては、いわゆるラジアルギャップ（周対向）型ブラシレスモータの構成にて示しているが、やはり第１の実施の形態で説明したのと同様ないわゆるアキシャルギャップ（面対向）型ブラシレスモータの構成で形成しても良いのは言うまでもないことである。アキシャルギャップ型ブラシレスモータの構成の詳しい説明も重複を避けるためここでは省略する。
【００９６】
また、第２の実施の形態における動圧流体軸受を備えるモータも、その潤滑油として第１の実施の形態における動圧流体軸受を備えるモータに適用したのと同じ（化５）に示したエステル系の基油を用い、実施例１から実施例４に示したような酸化防止剤や油性剤を添加した潤滑油を適用することができる。重複を避けるため潤滑油に関する詳しい説明は省略するが、上記の第２の実施の形態におけるモータの動圧流体軸受部に用いた潤滑油組成物の成分は、上述したスピンドルモータや動圧流体軸受、さらに情報記録再生装置等のモータ利用装置によっても変更されることを言い添えておく。すなわち、スピンドルモータの構成や使用環境に応じて、例えば油性剤、金属腐食防止剤や金属不活性剤等の各種添加剤を使用してもよいことは当然のことである。
【００９７】
以上説明してきたように、（化５）に示したエステル系の基油を用い、適当な酸化防止剤や油性剤を添加した潤滑油を適用して第２の実施の形態における動圧流体軸受を備えたモータ構成により、非常に薄型で、回転精度の高いモータを実現できるので、例えば約５ｍｍ以下の厚さを有するディスク装置等の情報記録再生装置も実現できる。
【００９８】
ところで、本発明はハードディスク装置や光を集光する対物レンズ等を備えた光ピックアップ等の情報変換素子を用いて周知の方法にてディスク状の情報記録媒体への記録再生を行う情報記録再生装置のディスク駆動用スピンドルモータとしてのモータに限定されるものではなく、ポリゴンミラー回転用のモータ等の種々のモータ、あるいはその他の回転部分に用いる動圧流体軸受としての利用も可能であることは言を俟たない。
【００９９】
なお、本発明の第２の実施の形態の説明に用いた図１０に示すモータでは、モータの回転部材である回転円筒部と円板状のロータとを接着あるいは融着で一体化した構成の例であるが、この構成に限定されず、回転軸である回転円筒部と円環状、円板状やあるいは円筒状のロータが一体にまたはそれぞれ個別に作製された部材を一体形成、接着剤による接着あるいは熱融着等の方法により形成してモータを構成できることは説明するまでもない。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、円盤状あるいは円環状のロータ基板部の主面とは反対側の面に軸部となる回転円筒部あるいは円柱状の回転軸部を形成することによって、ロータ基板部の回転中心に対する直角度は、駆動用モータの回転台のフランジ部にロータ基板部が結合される従来例と比較して非常に高精度となり、その直角度不良による面振れを大きく低減することができ、また、面外振動を抑制することができる。また、回転中心に対する径方向の振れも小さく抑えることができ、ロータ基板部を駆動用モータのロータの一部として兼ねた働きをさせることによって、駆動用モータの回転台のフランジ部にディスクをクランプする部材や回転台そのものも不要となり、低コスト化を図ることができ、同時に薄型化も図ることができる。さらに、軸受スリーブや回転円筒部の開放端側端面あるいはその開放端側端面に対向する回転ディスクの下面のいずれかに動圧発生溝を形成してスラスト軸受部を構成すれば、従来例におけるスラスト軸受部のスラスト押さえ板を省略することができ、コスト低減を実現することができる。また、スラスト軸受部は、従来のスラスト軸部に対して、回転中心に対して径方向に大きくなる位置で形成されるため、スラスト軸受部の軸受剛性が高くなり、非常に高精度なディスクの面振れを実現し、高性能化の実現を図ることができる。
【０１０１】
また、軸受面に動圧溝を有して非接触軸支が可能な動圧流体軸受部に、特に低温での粘度が低く、しかも温度による粘度の変動も小さくて潤滑性に優れ、蒸発による損失が少ないため長時間補充が不要であって、耐熱安定性を改善できるので動圧流体軸受の特性を向上できる長寿命の潤滑油を用いて、高速回転時の軸の振動や軸心振れが少なく、高品質、高性能に加え、特に携帯機器等に搭載するモータの低消費電力化と信頼性が向上した、耐久寿命が長く保守コストを低減できるモータおよびモータ組み込み装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態におけるモータを組み込んだ装置の主要部の構成を示す平面図
（ｂ）同断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるモータ主要部断面図
【図３】（ａ）本発明の第１の実施の形態におけるモータのロータ平面図
（ｂ）本発明の第１の実施の形態における別のモータのロータ平面図
【図４】
本発明の第１の実施の形態におけるアウタロータ型モータの構造を示す断面図
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるアキシャルギャップ（面対向）型モータの構造を示す断面図
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるモータに用いた潤滑油の粘度の時間変化を示すグラフ
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるモータに用いた潤滑油の粘度の時間変化を示す別のグラフ
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるモータに用いた潤滑油に添加した油性剤の効果を示すグラフ
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるモータが備える動圧流体軸受部に施したＮｉＰメッキと潤滑油の効果を示すグラフ
【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるモータの構成を示す断面図
【図１１】（ａ）本発明の第２の実施の形態におけるモータのロータ平面図
（ｂ）本発明の第２の実施の形態における別のモータのベース部平面図
【図１２】従来のモータの構造を示す断面図
【符号の説明】
１  中心軸
２  ロータ基板部
３，４７，５４，１５０  ベース部
４，４３  ロータヨーク
５，５７，１５４  回転磁石
６，４２  鉄心
７，４１，５９，１５３  コイル
８，５０，１５２  ステータ（固定子）
９，４５，５３，１３０  軸受スリーブ
１０  スラスト支持部
１１，４６，５６，１５１  ロータ（回転子）
１２  回転軸部（スピンドル）、回転円柱部
１３  スラスト吸引板
１４，５５，１４１  潤滑油（動圧潤滑剤）
１５  磁気ヘッド
１６  磁気ヘッドアーム
１７  磁気ヘッドアクチュエータ
１８  筐体ケース
１９  カバー
２０  スラスト軸受部
２１  ラジアル方向動圧発生溝
２４  スラスト方向動圧発生溝
２３  ラジアル軸受部
２２，５３ａ  軸受スリーブ開放端側端面
５８  印刷配線基板
８１  円筒状回転軸部、回転円筒部
８２  軸受支軸
８３  スラスト上端面
８４  動圧発生溝
１００  情報記録再生装置
１１０  スピンドルモータ
１２０  回転軸
１４０  スラスト押さえ板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003573125.tif 000021
【図９】
0003573125.tif 000022
【図１０】
0003573125.tif 000023
【図１１】
0003573125.tif 000024
【図１２】
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