(57)【要約】　　　（修正有）【課題】第１の基油に第２の基油を混合することによって、第１の基油の物性の特徴を生かしつつ、第１の基油の流動点を低下させること。【解決手段】直鎖一価脂肪酸と三価アルコールとで構成されるポリオールエステルから成る第１の基油に炭素数１０の直鎖二価脂肪酸と炭素数４の一価アルコールとで構成されるジエステルから成る第２の基油を混合し、第１の基油に対する第２の基油の混合率を５〜５０重量％とする。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
直鎖一価脂肪酸と三価アルコールとで構成されるポリオールエステルから成る第１の基油と、炭素数１０の直鎖二価脂肪酸と炭素数４の一価アルコールとで構成されるジエステルから成る第２の基油から構成された潤滑油において、第１の基油に対する第２の基油の混合率が５乃至５０重量％であることを特徴とする潤滑油。
【請求項２】
直鎖一価脂肪酸と二価アルコールとで構成されるポリオールエステルから成る第１の基油と、炭素数６の直鎖二価脂肪酸と炭素数４の一価アルコールとで構成されるジエステルから成る第２の基油から構成された潤滑油において、第１の基油に対する第２の基油の混合率が５乃至５０重量％であることを特徴とする潤滑油。
【請求項３】
前記第１の基油に対する前記第２の基油の混合率は５乃至２０重量％であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の軸受用潤滑油。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の潤滑油を用いたことを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸受用潤滑油（以下、潤滑油と述べる。）に関するものであり、特に低温域におけるその流動性の向上に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクドライブなどに用いられるモータには、軸受として主に玉軸受が従来は用いられていたが、モータの小型化、高回転精度、低騒音化などの要請から流体軸受が主流になりつつある。図３に流体軸受モータの断面図を示す。
【０００３】
当該流体軸受モータは、外周面に動圧発生溝４ａ及び４ｂが形成された固定軸２の一端がベース１に圧入され、他端にはスラストフランジ３が固定されて軸部が形成されている。図示しない磁気ディスク等を取り付ける為のハブ６の内周面にはスリーブ５が圧入されており、このスリーブ５の一端にスラストプレート１１が取り付けられて回転体が形成されている。そして、スラストプレート１１とスラストフランジ３とが対向するようにスリーブ５の軸受孔に固定軸２が挿入され、軸部と回転体との間には潤滑油１０が充填されて、回転体が軸部によって回転自在に支持される。また、ベース１に形成された壁にステータコイル９が設けられ、その対向面となるハブ６の内面にはロータマグネット７とバックヨーク８が取り付けられて、モータ駆動部が構成される。このモータ駆動部によりスリーブ５及びハブ６が回転駆動すると、固定軸２に形成された動圧発生溝４ａ及び４ｂのポンピング作用により潤滑油１０に動圧が発生し、軸部と回転体とが非接触で回転する。
【０００４】
流体軸受モータ搭載のハードディスクドライブの用途は、近年、パソコンのみならずＡＶ機器や車載機器、モバイル機器へと拡大している。それに伴い、モータの低温動作保証温度は、寒冷地での屋外使用を考慮して、従来の５℃程度から−４０℃に保証範囲が拡大しつつある。
【０００５】
従って、より高性能な潤滑油が要求される。流体軸受モータの消費電力が低温域で増大するのは、温度が低くなるにつれ潤滑油の粘度が高くなるためである。そこで、粘度の低い潤滑油、もしくは温度に対する粘度変化の小さい高粘度指数である潤滑油が必要とされてくる。このような要望を満足する潤滑油には、構成成分である基油に耐熱性、耐摩耗性、低比重等の特徴を有するエステルの中でも、低粘度や高粘度指数の特徴をもつモノエステルやポリオールエステルがあげられる。しかし、これらの基油は低温流動性が劣る傾向があり、−４０℃では潤滑油として機能することは困難であった。
【０００６】
一般に潤滑油の低温流動性を評価する場合、潤滑油の曇点や流動点が指標としてあげられる。ＪＩＳ−Ｋ２２６９に示される曇点とは潤滑油をかき混ぜないで冷却浴で冷却したとき、結晶の析出によって潤滑油が曇り始める温度のことである。また、流動点とは潤滑油を４５℃に加熱した後、冷却浴で冷却したとき、潤滑油が流動する最低温度である。潤滑油の温度を低下させた場合、潤滑油中に結晶が生成し、曇り始め、曇点に達する。さらに温度を下げると、潤滑油の粘度が非常に高くなり流動性を失い、流動点に達する。さらに温度を下げていくと潤滑油は凝固する。
【０００７】
このような潤滑油の低温流動性を改善する方法として、特開２０００−６３８６０公報では、モノエステルである流動点０℃のＭＢ−８１６（日本油脂社製のユニスターシリーズ）に、ジエステルである流動点−６０℃のセバシン酸ジオクチル（以下ＤＯＳと述べる。）を混合し、混合物の流動点を０℃以下に低下させている。つまり、低温流動性に劣るＭＢ−８１６に対して、低温流動性に優れたＤＯＳを混合することによって、相対的にＭＢ−８１６の低温流動性を改善しようとしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＭＢ−８１６に対して、混合するＤＯＳの粘度が高いために、混合物の粘度はＭＢ−８１６のそれより増大する。その結果、流動点は良化するもののＭＢ−８１６の特徴である低粘度の特徴が失われる。一方、混合物の粘度の増加を抑えようとすれば、ＤＯＳの混合率に制限を設けなければならず、十分に流動点を下げることはできない。よって、このような潤滑油の混合では、粘度変化を抑制しつつ、流動点の低下は十分にできないという課題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来の課題に鑑み、第１の基油に対して第２の基油を混合して低温流動点を改善する場合において、第１の基油の特徴を生かしつつ、低温流動性を良化させることを目的とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の潤滑油は、直鎖一価脂肪酸と三価アルコールとで構成されるポリオールエステルから成る第１の基油と、炭素数１０の直鎖二価脂肪酸と炭素数４の一価アルコールとで構成されるジエステルから成る第２の基油から構成された潤滑油において、第１の基油に対する第２の基油の混合率が５乃至５０重量％であることを特徴とする潤滑油であり、本発明の構成によると、特定の組合せで第１の基油に第２の基油を混合することによって、小さい混合率で流動点を低下しつつ、第１の基油の特徴を活かすことができる。
【００１１】
本発明の請求項２記載の潤滑油は、直鎖一価脂肪酸と二価アルコールとで構成されるポリオールエステルから成る第１の基油と、炭素数６の直鎖二価脂肪酸と炭素数４の一価アルコールとで構成されるジエステルから成る第２の基油から構成された潤滑油において、第１の基油に対する第２の基油の混合率が５乃至５０ｗｔ％であることを特徴とする潤滑油であり、この構成によると本来の課題が解決可能であるとともに、このジエステルに該当する低粘度のアジピン酸ジイソブチル（以下、ＤＩＢＡと述べる。）の特徴を生かし、特に低温域での混合物の粘度を第１の基油に対して低くすることが可能である。
【００１２】
本発明の請求項３記載の潤滑油は、前記第１の基油に対する前記第２の基油の混合率は５乃至２０重量％であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の潤滑油であり、この構成によると本来の課題が解決可能であるとともに、第２の基油の混合率が小さいため、第１の基油の流動点を低下しつつ、第１の基油の物性の変化をより小さく抑えることができる。
【００１３】
本発明の請求項４記載のモータは、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の潤滑油を用いたことを特徴とするモータであり、この構成によると低温流動性の劣る潤滑油も使用可能となるため、潤滑油の選択肢が広がり、より高性能な流体軸受モータを実現することができる。
【００１４】
（実施の形態１）
以下に、本発明の請求項１乃至請求項４に記載された発明の実施の形態について、図１及び図２、表１乃至表３を用いて説明する。なお、請求項４に記載の流体軸受モータは、従来例と比較して、下記に説明する本発明の潤滑油を使用する点を除けば、同構成なので図は省略する。
【００１５】
はじめに本発明の請求項１乃至請求項３について説明する。表１は第１の基油に第２の基油を混合した混合物すなわち潤滑油の流動点についての検討結果を示す。潤滑油は第１の基油であるポリオールエステルに第２の基油であるジエステルを混合率５０ｗｔ％の条件で混合、攪拌し調整した。なお、ここではポリオールエステルとして直鎖一価脂肪酸と三価アルコールとから成るＨ−３１０、直鎖一価脂肪酸と二価アルコールとから成るＨＰ−２８１Ｒ（日本油脂社製のユニスターシリーズ）、またジエステルとして炭素数１０の直鎖二価脂肪酸と炭素数４の一価アルコールとから成るセバシン酸ジブチル（以下、ＤＢＳとする。）、ＤＯＳ、炭素数６の直鎖二価脂肪酸と炭素数４の一価アルコールとから成るＤＩＢＡを用いた。また、基油の混合は全重量が４０ｇとなるよう電子天秤を用いて基油を量りとり、室温で混合した。流動点はＪＩＳ−Ｋ２２６９に準じて測定を行った。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
さまざまな組合せの中、実施例１及び実施例２の場合に限り、混合物の流動点が第１及び第２の基油それぞれの流動点よりも低下した。残りの組合せにおいては、混合物の流動点が第１及び第２の基油の流動点よりも低下することはなかった。これら、特定の組合せの基油を混合することによって、混合物の流動点を第１及び第２の基油それぞれよりも低下することができる。このように混合物の流動点が第１及び第２の基油それぞれよりも低下した理由は不明であるが、特定の組合せにすることによって、異なる構造のエステル分子が特殊な状態で混在することとなり、単一な系に対して系全体が複雑化し、低温において分子の結晶化が起こりにくく、流動点が低下するものと考えられる。
【００１８】
次に第２の基油の混合率が、混合物の物性に与える影響について、図１及び図２を用いて説明する。なお、図１では実施例２の組合せで、図２では比較例４の組合せでそれぞれ混合率を変化させた。また、混合物の物性としては流動点及び、第１の基油すなわちＨＰ−２８１Ｒの特徴である粘度指数に着目した。
図１からは、第２の基油の混合によって混合物の流動点が第１及び第２の基油それぞれよりも低下し、混合率２０ｗｔ％のときに最小となることがわかる。また、混合物の流動点を−４０℃以下にするためには、第２の基油の混合率は最小で約５ｗｔ％であり、第１の基油の粘度指数の低下への影響は小さくなる。
【００１９】
また、図２では、第２の基油であるＤＯＳの混合率の増加に伴い混合物の流動点は低下するが、ＤＯＳの流動点である−６０℃以下とはならないことがわかる。また、混合物の流動点を−４０℃にするためには、ＤＯＳの混合率は約５０ｗｔ％必要となり、混合物の粘度指数は大きく低下し、第１の基油の特徴が生かせない。
【００２０】
これらの結果をまとめ、総合評価を行ったものが、表２及び表３である。なお、評価は◎、○、△、×の４段階で行った。
【００２１】
【表２】
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【００２２】
【表３】
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【００２３】
表３の比較例では、混合による粘度指数の変化を抑制することと流動点を低下させることは相反するため、両者を同時に実現することは困難であることがわかる。しかし、表２の実施例では、第２の基油の混合率５乃至５０重量％で流動点を−４０℃以下に低下できるため、混合物の粘度指数の変化の抑制と流動点の改善ができることがわかる。
【００２４】
また、図１の実施例から、混合物の流動点は２０重量％で最も低下することがわかっている。そのため、第２の基油の混合率が５乃至２０重量％の範囲内であれば、混合物の粘度指数の変化をより抑制できる点で好ましい。この範囲内では、粘度指数の変化を抑制したい場合には５重量％に、より流動点を下げたい場合には２０重量％に近づければよい。
なお、本発明は基油の低温流動性を改善する目的であれば、その効果の指標として流動点に限定するものでなく、前記の凝固点や曇点を用いても同様の効果が得られる。
【００２５】
ここで用いるポリオールエステルは、二または三価アルコールと直鎖一価脂肪酸をエステル化した構造を有するものである。二価アルコールとしては、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、三価アルコールとしては、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどがあげられる。また、直鎖一価脂肪酸としてはペンタン酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、エイコサン酸などがあげられる。これら二または三価アルコールと直鎖一価脂肪酸により構成されたポリオールエステルは高粘度指数、耐熱性に優れている等の特徴をもつ。
【００２６】
ジエステルは炭素数４の１価アルコールと炭素数６または炭素数１０の直鎖二価脂肪酸をエステル化した構造を有するものである。炭素数４の一価アルコールとしては、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、第２ブチルアルコール、第３ブチルアルコールなどがあげられる。また、炭素数６の直鎖二価脂肪酸は、具体的にはアジピン酸であり、炭素数１０の直鎖二価脂肪酸は、具体的にはセバシン酸である。これらアルコールとアジピン酸またはセバシン酸により構成されたジエステルは、上記に示すポリオールエステルと特定の組み合わせにより混合すると、流動点低下に大きな効果が得られる。
【００２７】
本発明の潤滑油には、酸化防止剤、極圧剤、油性剤、防錆剤、流動点降下剤、導電性付与剤、金属不活性剤、粘度指数向上剤などの既知の添加剤を任意量、加えてもよい。その場合は添加剤量を除く重量を全体量として、混合する第２の基油の重量を決定する。
【００２８】
次に請求項４に記載の流体軸受モータについて説明する。流体軸受モータの潤滑油には、実施例５と比較例６のものを用いた。それぞれの潤滑油を同一仕様のモータの軸部と回転体の間に充填し、−４０℃の恒温槽内に放置し、潤滑油の温度が−４０℃に達した後、モータの起動実験を行った。その結果、実施例５の潤滑油を用いた流体軸受モータは、消費電流は高いものの起動可能であった。また、比較例６の潤滑油を用いた流体軸受モータは、規定条件では起動不能であった。
【００２９】
よって、特定の組み合わせで第１の基油に第２の基油を混合するため、小さい混合率で流動点を低下することができ、極低温でもモータの起動回転が可能となる。さらに、第１の基油の特徴である高粘度指数すなわち温度に対する粘度変化が小さいため、低温ではモータの消費電流が小さい高性能な流体軸受モータを提供することができる。また、低温流動性の劣る潤滑油も使用可能となるため、潤滑油の選択肢が広がり、より高性能な流体軸受モータを実現することができる。なお、本発明の効果を確認するために使用した流体軸受モータは、スリーブ側が回転する軸部固定タイプであるが、軸部が回転する軸部回転タイプでも同様の効果が得られるため、本発明は軸受構成に左右されるものではない。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、特定の組合せで第１の基油に対して第２の基油を混合することによって、小さい混合率で流動点を低下しつつ、第１の基油の特徴を活かすことができる。そのため、低温域で流動性に劣る基油も使用可能となり、基油の選択肢が広がる。その結果、低温における起動限界温度を下げつつ、低消費電流または長寿命である高性能な流体軸受モータを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の基油であるポリオールエステル（ＨＰ−２８１Ｒ）と第２の基油であるジエステル（ＤＩＢＡ）の混合率に対する流動点及び粘度指数の影響を示す説明図
【図２】第１の基油であるポリオールエステル（ＨＰ−２８１Ｒ）と第２の基油であるジエステル（ＤＯＳ）の混合率に対する流動点及び粘度指数の影響を示す説明図
【図３】従来の流体軸受装置の断面図
【符号の説明】
１　ベース
２　固定軸
３　スラストフランジ
４ａ　動圧発生溝
４ｂ　動圧発生溝
５　　スリーブ
６　ハブ
７　ロータマグネット
８　バックヨーク
９　ステータコイル
１０　潤滑油
１１　スラストプレート
【図１】
2004067957.tif 000005
【図２】
2004067957.tif 000006
【図３】
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