(57)【要約】【課題】  酸化安定性に優れ、蒸発損失が少ない動圧流体軸受油組成物及びそれを用いる動圧流体軸受を提供する。【解決手段】２，４−ジエチルグルタル酸ジｎ−オクチルエステルの基油に、酸化防止剤としてジフェニルアミン類、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン及びホスファイトをそれぞれ０．０５〜２質量％含有させ、摩耗防止剤としてトリクレジルホスフェートを０．０５〜５質量％含有させ、組成物としての４０℃動粘度が９〜１０ｍｍ２/ｓである動圧流体軸受油組成物を、スリーブ内に挿入配置した軸体の周囲に形成される微小隙間内に充填された潤滑油による動圧効果によって前記軸体を前記スリーブに対して非接触状態で相対回転自在に支承する動圧流体軸受の潤滑油とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）一般式（１）
【化１】
2007332287.tif 000007
（一般式（１）において、Ｒ１及びＲ２はｎ−オクチル基であり、Ｒ３及びＲ４はエチル基である。）で表される二塩基酸ジエステルを基油とし、
（Ｂ）酸化防止剤として、一般式（２）
【化２】
2007332287.tif 000008
（一般式（２）において、Ｒ５及びＲ６は、水素原子又は炭素数１〜１６の直鎖又は分岐鎖のアルキル基であり、同一であっても異なってもよい。）で表されるジフェニルアミン類、
一般式(３) 
【化３】
2007332287.tif 000009
（一般式（３）において、Ｒ７は、炭素数１〜１６の直鎖又は分岐鎖のアルキル基である。）で表されるアルキル化フェニル−α−ナフチルアミン、
及び一般式（４）
【化４】
2007332287.tif 000010
（一般式（４）において、Ｒ８及びＲ９は、炭素数１〜２０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基であり、同一であっても異なってもよい。）で表されるホスファイト
をそれぞれ０．０５〜２質量％の割合で含有し、
（Ｃ）摩耗防止剤としてトリクレジルホスフェートを０．０５〜５質量％の割合で含有し、
組成物としての４０℃動粘度が９〜１０ｍｍ２/ｓであることを特徴とする動圧流体軸受油組成物。
【請求項２】
スリーブ内に軸体を挿入配置し、該軸体の周囲に形成される微小隙間内に充填された潤滑油による動圧効果によって前記軸体を前記スリーブに対して非接触状態で相対回転自在に支承する動圧流体軸受において、前記微小隙間内に充填された潤滑油が、請求項１に記載の動圧流体軸受油組成物であることを特徴とする動圧流体軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドルモータ等の回転体の軸受部に用いられる動圧流体軸受に好適に用いることのできる動圧流体軸受油組成物および該油組成物を用いた動圧流体軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクやポリゴンミラー回転用モータのように、高速・高精度な軸回転が要求される機種には、動圧流体軸受が実用化されている。
動圧流体軸受用の潤滑油に求められる性能としては、モータが小型化、高精度化、高速回転化するにつれて耐熱性・酸化安定性、低蒸発性、摩耗防止性、低摩擦性が要求され、その多くは無補給使用のため長寿命性が要求される。
【０００３】
さらに、パソコンやＡＶ機器、デジタルカメラ、携帯電話などの携帯端末ではバッテリー駆動のため、モータの消費電力を抑え電池の消耗を抑えることが求められる。また、屋外の環境温度の変化に対応して低温でも粘性トルクの少ない低粘度の潤滑油が求められる。
従来、これらの軸受には潤滑油として低温での流動性が優れているポリαオレフィン、およびセバシン酸ジ-２−エチルへキシルに代表される二塩基酸ジエステル、ネオペンチルグリコールやトリメチロールプロパンの脂肪酸エステルなどが使用されてきた。近年では、低粘度、低蒸発損失の潤滑油として、ネオペンチルグリコールのカプリル酸とカプリン酸の混合エステルを含有する潤滑油（特許文献１参照）や、ネオペンチルグリコールのｎ−オクタノ-ルエステルなどに、酸化防止剤としてヒンダードフェノール、摩耗防止剤としてトリグリセリドを添加した潤滑油（特許文献２参照）が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３６３８３号公報
【特許文献２】特開２００２−３３８９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、軸受の用途の拡大や更なる高速化・高精度化の中で、動圧流体軸受油組成物には、更なる低蒸発性、酸化安定性が求められている。
本発明は、実用温度において低粘度であり、酸化安定性に優れ、しかも蒸発損失が少ない動圧流体軸受油組成物と該動圧流体軸受油組成物が充填された動圧流体軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、一般式（１）に表される特定構造の二塩基酸ジエステルを基油として含有し、その基油に酸化防止剤としてジフェニルアミン類、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン及びホスファイトと、摩耗防止剤としてトリクレジルホスフェートを特定量添加することにより、実用温度において低粘度であり、酸化安定性に優れ、しかも蒸発損失が少なくなることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、一般式（１）
【０００７】
【化５】
2007332287.tif 000002
（一般式（１）において、Ｒ１及びＲ２はｎ−オクチル基であり、Ｒ３及びＲ４はエチル基である。）で表される二塩基酸ジエステルを基油とし、
（Ｂ）酸化防止剤として、一般式（２）
【０００８】
【化６】
2007332287.tif 000003
（一般式（２）において、Ｒ５及びＲ６は、水素原子又は炭素数１〜１６の直鎖又は分岐鎖のアルキル基であり、同一であっても異なってもよい。）で表されるジフェニルアミン類、
一般式(３) 
【０００９】
【化７】
2007332287.tif 000004
（一般式（３）において、Ｒ７は、炭素数１〜１６の直鎖又は分岐鎖のアルキル基である。）で表されるアルキル化フェニル−α−ナフチルアミン、
及び一般式（４）
【００１０】
【化８】
2007332287.tif 000005
【００１１】
（一般式（４）において、Ｒ８及びＲ９は、炭素数１〜２０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基であり、同一であっても異なってもよい。）で表されるホスファイト
をそれぞれ０．０５〜２質量％の割合で含有し、
（Ｃ）摩耗防止剤としてトリクレジルホスフェートを０．０５〜５質量％の割合で含有し、
組成物としての４０℃動粘度が９〜１０ｍｍ２/ｓであることを特徴とする動圧流体軸受油組成物を提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、スリーブ内に軸体を挿入配置し、該軸体の周囲に形成される微小隙間内に充填された潤滑油による動圧効果によって前記軸体を前記スリーブに対して非接触状態で相対回転自在に支承する動圧流体軸受において、前記微小隙間内に充填された潤滑油が上記記載の動圧流体軸受油組成物であることを特徴とする動圧流体軸受を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の動圧流体軸受油組成物は、低粘度でありながら蒸発損失が少なく、かつ酸化安定性に優れており、寿命も長く、また、無補給で長期間使用できる。従って、小型で高精度・高速回転が求められるモータで使用される動圧流体軸受に好適に用いることができる。
また、本発明の動圧流体軸受は、小型で高精度・高速回転が求められるモータに取り付けて、無補給で長期間使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の動圧流体軸受油組成物は、４０℃における動粘度が９〜１０ｍｍ２／ｓである。
本発明の動圧流体軸受油組成物で使用する基油は、一般式（１）に表される特定構造の二塩基酸ジエステルである。
すなわち、一般式（１）において、Ｒ１及びＲ２はｎ−オクチル基であり、Ｒ３及びＲ４はエチル基である。
【００１５】
本発明の動圧流体軸受油組成物には、酸化安定性を向上させるためにジフェニルアミン類、アルキル化フェニル-α-ナフチルアミン及びホスファイトが含有されている。
本発明の動圧流体軸受油組成物で使用するジフェニルアミン類は一般式（２）で表される構造をもつ。一般式（２）において、Ｒ５及びＲ６は、水素原子又は、炭素数１〜１６、より好ましくは炭素数３〜９、特に好ましくは炭素数４〜８の、直鎖又は分岐鎖のアルキル基である。アルキル基の炭素数が１６を超えると油への溶解性が低下することがあるため好ましくない。Ｒ５、Ｒ６は同一であっても、異なってもよい。
【００１６】
これらのアルキル基の具体例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｉ−ペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル、２−メチルブチル、ｎ−ヘキシル、ｉ−ヘキシル、３−メチルペンチル、エチルブチル、ｎ−ヘプチル、２-メチルへキシル、３−メチルヘプチル、ｎ−ノニル、メチルオクチル、エチルヘプチル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシル、ｎ−テトラデシルなどが挙げられる。
【００１７】
上記ジフェニルアミン類の好適な具体例としては、ジフェニルアミン、ブチルジフェニルアミン、オクチルジフェニルアミン、ジブチルジフェニルアミン、オクチルブチルジフェニルアミン、ジオクチルジフェニルアミン等が挙げられる。
【００１８】
本発明の動圧流体軸受油組成物で使用するアルキル化フェニル−α−ナフチルアミンは一般式（３）で表される構造をもつ。
一般式（３）において、Ｒ７は、炭素数１〜１６、より好ましくは炭素数４〜８の、直鎖又は分岐鎖のアルキル基である。Ｒ７の具体例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｉ−ペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル、２−メチルブチル、ｎ−ヘキシル、ｉ−ヘキシル、３−メチルペンチル、エチルブチル、ｎ−ヘプチル、２-メチルへキシル、ｎ−オクチル、ｉ−オクチル、ｔ−オクチル、２-エチルへキシル、３−メチルヘプチル、ｎ−ノニル、ｉ−ノニル、１−メチルオクチル、エチルヘプチル、ｎ−デシル、１−メチルノニル、ｎ−ウンデシル、１,１−ジメチルノニル、ｎ−ドデシル、ｎ−テトラデシルなどが挙げられる。
【００１９】
上記アルキル化フェニル−α−ナフチルアミンの具体例として、ｎ−ペンチル化フェニル−α−ナフチルアミン、２-メチルブチル化フェニル−α−ナフチルアミン、２-エチルへキシル化フェニル−α−ナフチルアミン、ｎ−オクチル化フェニル−α−ナフチルアミン、ｎ−ノニル化フェニル−α−ナフチルアミン、１−メチルオクチル化フェニル−α−ナフチルアミン、ｎ−ウンデシル化フェニル−α−ナフチルアミン、ｎ−ドデシル化フェニル−α−ナフチルアミンが挙げられる。
【００２０】
本発明の動圧流体軸受油組成物で使用するホスファイトは一般式（４）で表される構造をもつ。
一般式（４）において、Ｒ８、Ｒ９は、炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数２〜６の、直鎖又は分岐鎖のアルキル基である。Ｒ８、Ｒ９の具体例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｉ−ペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル、２−メチルブチル、ｎ−ヘキシル、ｉ−ヘキシル、３−メチルペンチル、エチルブチル、ｎ−ヘプチル、２-メチルへキシル、ｎ−オクチル、ｉ−オクチル、ｔ−オクチル、２−エチルヘキシル、３−メチルヘプチル、ｎ−ノニル、ｉ−ノニル、１−メチルオクチル、エチルヘプチル、ｎ−デシル、１−メチルノニル、ｎ−ウンデシル、１,１−ジメチルノニル、ｎ−ドデシル、１-ドデシル、ｎ−トリデシル、ｉ−トリデシル、ｎ−テトラデシル、ｉ−テトラデシル、ｎ−ペンタデシル、ｉ−ペンタデシル、ｎ−ヘキサデシル、ｉ−ヘキサデシル、ｎ−ヘプタデシル、ｉ−ヘプタデシル、ｎ−オクタデシル、ｉ−オクタデシル、ｎ−ノナデシル、ｉ−ノナデシルなどが挙げられる。
【００２１】
（Ｂ）成分の配合割合は、それぞれ０．０５〜２．０質量％の割合である。また、この配合割合は、好ましくは０．１〜１．０質量％、さらに好ましくは０．１〜０．５質量％である。０．０５質量％未満では十分な酸化防止能（酸化安定性）が得られないことがあり、２．０質量％を超えても効果が飽和する。
【００２２】
本発明の動圧流体軸受油組成物には、摩耗防止性を向上させるためにトリクレジルホスフェートが含有されている。
本発明で使用するトリクレジルホスフェートの含有割合は、好ましくは０．０５〜５質量％であり、より好ましくは０．１〜３質量％、さらに好ましくは０．１５〜２質量％、特に好ましくは０．１５〜１.５質量％である。含有割合を０．０５質量％以上とすることでより高い摩耗防止性を得ることができる。一方、５質量％を超えると効果が飽和するため、５質量％程度までの添加量が好ましい。
【００２３】
さらに、本発明の動圧流体軸受油組成物には、必要に応じて、上記以外の各種添加剤を配合することもできる。例えば、ベンゾトリアゾ-ル及びその誘導体、アルキルコハク酸誘導体などのさび止め剤、ポリアルケニルコハク酸イミドやその誘導体などの分散剤、スチレン-ブタジエン共重合体、ポリイソブチレン、ポリメタクリレート等の流動点降下剤、オレフィンポリマー等の粘度指数向上剤等が挙げられる。
【００２４】
また、本発明の動圧流体軸受の具体例としては、図１に示すものが挙げられる。
図１は、本発明の動圧流体軸受の一例を示す断面図である。
動圧流体軸受１０は、一端部（図１において下端部）に円環状のスラストプレート１４が嵌着された軸体１２を相対回転自在に支承する動圧流体軸受であって、円筒状内周面１７を有するスリーブ１１と、スリーブ１１の下端部を閉塞する円板状のカウンタープレート１３と、スリーブ１１に挿入されるスラストプレート１４付き軸体１２とを備えて構成されている。
【００２５】
スリーブ１１の内周面１７の下端開口部は下端面１５ａおよび下端面１５ｂが階段状に形成されている。その下端開口部に対して円板状のカウンタープレート１３が下端面１５ｂに接するように圧入され、固着されている。カウンタープレート１３とスリーブ１１との固着部分を密閉するため接着剤が塗布されている。また、軸体１２は、スラストプレート１４がスリーブ１１の下端面１５ａとカウンタープレート１３の上面１６とに挟まれるようにして、スリーブ１１に挿入されている。
【００２６】
スリーブ１１の内周面１７と対向するスラストプレート１４付き軸体１２の外周面１９にはラジアル方向の動圧を発生させるためのラジアル動圧溝２１、２２が形成され、スラストプレート１４の上面３０と対向するスリーブ１１の下端面１５ａにはアキシャル方向の動圧を発生させるためのアキシャル動圧溝３１が形成され、スラストプレート１４の下面３０ａと対向するカウンタープレート１３の上面１６にはアキシャル方向の動圧を発生させるためのアキシャル動圧溝３２が形成されている。これらの動圧溝２１、２２、３１および３２は、本例ではヘリングボーン形状に形成されているが、必ずしもこの形状に限定されず、スパイラル形状、円弧形状、直線形状などに形成されても良い。
【００２７】
また、ラジアル動圧溝２１および２２は軸体１２の外周面１９の代わりにスリーブ１１の内周面１７に形成されても良く、アキシャル動圧溝３１および３２はそれぞれスリーブ１１の下端面１５ａとカウンタープレート１３の上面１６の代わりにスラストプレート１４の上面３０と下面３０ａに形成しても良い。これらの動圧溝２１、２２、３１および３２と、それぞれが臨む各対向面との間の微小隙間には、本発明の軸受油組成物である潤滑油４０が封入されている。
【００２８】
以上の構成を有する動圧流体軸受１０において、例えば軸体１２が回転駆動されると、動圧溝２１、２２によって微小隙間内の潤滑油にラジアル方向の動圧が発生するとともに、動圧軸受面３１によって微小隙間内の潤滑油にアキシャル方向の動圧（スラスト力）が発生するため、これらの動圧によってスラストプレート１４付き軸体１２がスリーブ１１及びカウンタープレート１３に対して非接触状態で高速回転する。
【００２９】
動圧流体軸受１０は、低粘度でも蒸発損失が少なく、かつ酸化安定性に優れる本発明の軸受油組成物を潤滑油４０として用いているので、潤滑油の保持量を増やさずに従来の潤滑油を用いた動圧流体軸受よりも長い軸受寿命が得られる。従って、小型で高精度・高速回転が求められるスピンドルモータ等に適用される動圧流体軸受として好適である。
【実施例】
【００３０】
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。
各実施例、各比較例において組成物の調製に用いた基油、添加剤成分は次のとおりである。
【００３１】
（Ａ）基油
基油１として、一般式（１）の２，４−ジエチルグルタル酸ジｎ−オクチルを用いた。比較のため、基油２として、アジピン酸ジイソオクチル、基油３として、オレイン酸２エチルへキシル、基油４として、セバシン酸ジ（２−エチルへキシル）とアジピン酸ジ（２−エチルへキシル）の混合基油を使用した。
【００３２】
（Ｂ）酸化防止剤
（Ｂ−ｉ）ジフェニルアミン類
一般式（２）のＲ５、Ｒ６が、直鎖又は分岐鎖のＣ８Ｈ１７であるアルキル化ジフェニルアミンを用いた。
（Ｂ−ｉｉ）アルキル化フェニル-α-ナフチルアミン
一般式（３）のＲ７が、直鎖又は分岐鎖のＣ８Ｈ１７であるアルキル化フェニル−α−ナフチルアミンを用いた。
（Ｂ−ｉｉｉ）ホスファイト
一般式（４）のＲ８、Ｒ９が、ｔ−ブチルであるホスファイトを用いた。
【００３３】
（Ｃ）摩耗防止剤
トリクレジルホスフェート
（Ｄ）その他添加剤（下記Ｄ−ｉとＤ−ｉｉの混合物）
（Ｄ−ｉ）金属不活性化剤：ベンゾトリアゾ-ルのアミン塩
（Ｄ−ｉｉ）さび止め剤：アルキルコハク酸エステル
【００３４】
（評価方法）
軸受用潤滑油の動粘度、蒸発性、酸化安定性、摩耗防止性、及び軸受用潤滑油と軸受部材の適合性について、下記の評価方法により評価した。
(１)軸受用潤滑油の評価
＜動粘度＞
ＪＩＳＫ ２２８３動粘度試験方法により４０℃動粘度を評価した。
＜蒸発性＞
潤滑油の熱安定性を評価する方法の一つで、ＪＩＳ Ｋ ２５４０に制定されている熱安定度試験に準拠した試験により、蒸発減量を測定し、評価した。
試験条件    温度：１２０℃
時間：１０００ｈｒ
【００３５】
＜回転ボンベ式酸化安定度＞（Ｒｏｔａｔｉｎｇ Ｂｏｍｂ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ、 以下ＲＢＯＴと略す）
ＪＩＳ Ｋ ２５１４に準拠し、１５０℃における規定の圧力低下までの時間をＲＢＯＴ寿命とする。
＜シェル四球試験法＞
潤滑油の耐摩耗性を評価する方法の一つで、ＡＳＴＭＤ２７８３に準拠して行い、耐摩耗性を摩耗径で評価した。
試験条件    回転数：１２００ｒｐｍ
荷重：３０ｋｇｆ
試験時間：３０ｍｉｎ
【００３６】
(２)軸受部材との適合性評価
ガラス容器に潤滑油及び軸受部材を入れ、１２０℃にて一定時間経過後、試験後潤滑油の動粘度、酸価、組成変化、及び軸受部材の表面状態を評価した。
試験条件    温度：１２０℃
試験時間：１〜６ヶ月
軸受部材：カウンタープレート  ＳＦ２０Ｔ
シャフト  ＳＵＳ４３０
スリーブ  ＳＦ２０Ｔ                              
【００３７】
＜動粘度＞
ＪＩＳＫ ２２８３動粘度試験方法により４０℃動粘度を評価した。
＜酸価＞
ＪＩＳＫ ２５１４に準拠して測定した。
＜組成変化＞
ＧＣ/ＭＳ及びＦＴ-ＩＲにて評価した。
＜表面分析＞
顕微鏡にて軸受部材の変色、汚れ等を評価した。
【００３８】
（実施例１）
基油１に各成分を表１の上段に掲げる割合（質量％）で配合し、動圧流体軸受油組成物を調製した。動圧流体軸受油組成物の各種性能を評価し、その結果を表１下段に示す。
(比較例１〜３)
基油２〜４に各成分を表1の上段に掲げる割合（質量％）で配合し、動圧流体軸受油組成物を調製した。この動圧流体軸受油組成物の各種性能を評価し、その結果を表1下段に示す。
【００３９】
【表１】
2007332287.tif 000006
【００４０】
基油１として２，４−ジエチルグルタル酸ジｎ−オクチルを用いた実施例１は、基油２としてアジピン酸ジイソオクチルを用いた比較例１、基油３としてオレイン酸２エチルへキシルを用いた比較例２に比べ、熱安定度試験において低蒸発性を示している。また、実施例は、ＲＢＯＴ寿命も比較例1、２よりも長く、酸化安定性も優れている。
軸受部材との適合性評価において、実施例１は比較例３に比べ、動粘度、酸価の上昇が少なく、また軸受部材の変色等も少ない。
以上の結果から、本発明の動圧流体軸受油組成物は、実用温度において低粘度であり、酸化安定性に優れ、しかも蒸発損失が少ない上に、ステンレス材料に対する材料適合性も有することがわかる。
【００４１】
（実施例２）
図１に示す動圧流体軸受１０に潤滑油４０として、実施例１の動圧流体軸受油組成物を充填した。
本願の発明は、上記の実施例に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の動圧流体軸受の一例を示す断面図である。
【図１】
2007332287.tif 000011