(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に軸が貫通する中空を有する中空体であって、その内周面が軸受面を構成する小径部とこれよりやや大きめにした大径部とを有する構造とした焼結含油軸受を１又は２個以上ハウジング内に固着した軸受ユニットであって、焼結含油軸受の大径部と小径部との径差が半径で０．０５ｍｍ以下であり、焼結含油軸受の内周面の表面における開孔度合いである表面開孔率が、軸受面部で５〜２０％に調整されてなり、焼結含油軸受が２個以上である場合、２個の焼結含油軸受が大径部側が相対向するようにハウジング内に固着され、その各々の端面間の間隙が０ｍｍ若しくは０．５ｍｍ以下に設定されており、かつ前記焼結含油軸受に含浸させる潤滑油が、基油に耐摩耗剤としてリン酸エステルを０．１〜１０重量％配合し、油循環補助剤としてエチレン・α−オレフィン共重合体若しくはその水素化物、ポリメタクリレート又はポリブテン類を配合してなり、基油が、（ａ）ポリ−α−オレフィン又はその水素化物、（ｂ）ポリ−α−オレフィン又はその水素化物とエステルとの混合物からなる群から選ばれるものであることを特徴とする６０００ｒｐｍ以上の速度で回転するディスク装置のスピンドルモータ用の焼結含油軸受ユニット。
【請求項２】
軸受ユニットが、内部に軸が貫通する中空を有する中空体であって、その内周面が軸受面を構成する小径部とこれよりやや大きめにした大径部とを有する構造とした焼結含油軸受を２個、大径部側が相対向するようにハウジング内に固着し、その各々の端面間の間隙が０ｍｍ若しくは０．５ｍｍ以下に設定されており、かつ、大径部と小径部との径差が半径で０．０５ｍｍ以下である請求項１記載のディスク装置のスピンドルモータ用の焼結含油軸受ユニット。
【請求項３】
軸受ユニットが、１個の焼結含油軸受の内周面に複数の軸受面を軸方向に離隔形成するとともに、その軸受面間の領域の内径寸法を軸受面の内径寸法よりも大きくした焼結含油軸受をハウジング内に固着したものである請求項１記載のディスク装置のスピンドルモータ用の焼結含油軸受ユニット。
【請求項４】
潤滑油が、防錆剤としてカルボン酸エステル又は有機スルフォン酸亜鉛塩が０．０１〜３．０重量％配合されてなるものである請求項１〜３のいずれかに記載のディスク装置のスピンドルモータ用の焼結含油軸受ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のディスク装置のスピンドルモータ用の焼結含油軸受ユニットを備えることを特徴とするディスク装置のスピンドルモータ。
【請求項６】
ディスク装置のスピンドルモータが、光ディスク装置のスピンドルモータである請求項５記載のディスク装置のスピンドルモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、焼結含油軸受をハウジングに固着してユニット化した軸受装置に関する。この軸受ユニットは、特にＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの光ディスク装置のスピンドルモータのようにアンバランス荷重が加わる条件下で耐久性が必要とされる装置の軸受装置として適している。
【従来の技術】
【０００２】
光ディスク装置等のスピンドルモータには、ディスクが搭載されることによるアンバランス荷重が加わるため、アンバランス荷重下での耐久性が求められる。この要求性能を決定付ける構成要素の一つにスピンドルを支持する軸受があり、従来ではころがり軸受や焼結含油軸受が用いられている。しかし、要求性能として耐久性のほか、低コスト、低騒音なども求められる場合は、焼結含油軸受が選択されるのが一般的である。
【０００３】
焼結含油軸受ユニットは、従来は図４に示すように、軸が貫通する中空を有する円筒状の軸受を、軸方向に間隔をあけて２個ハウジングに固着して使用するのが一般的であった。
【０００４】
ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭに代表される光ディスク装置のスピンドルモータには、ディスクが搭載されることによるアンバランス荷重があるため、軸受には振れ回り荷重が加わる。これらの装置では年々使用回転数が上昇しており、これに伴って振れ回り荷重（ｍｒω2 ）は回転数の２乗に比例して飛躍的に増大する。回転数が高く、振れ回りが大きい場合には、回転数に伴って荷重負荷域が周方向に移動するため、油膜がこれに追従することができず、潤滑不良となり金属接触が発生して摩耗が進行する。
【０００５】
また、焼結含油軸受のような自己潤滑型軸受では、回転に伴って軸受隙間内に空気も巻き込まれるが、高速回転下ではこの巻き込み量が多くなり油膜形成を阻害するため、より摩耗が進行しやすくなる。摩耗が進行すると、振れ回り量が大きくなるため、更に油膜の形成が困難になるという悪循環に陥る。また、図４のように円筒状の軸受を２個ハウジングに離隔して固着した場合、上側の軸受から油が流出しやすく、この点からも潤滑不良になりやすかった。そして、このような事情があるため、６０００ｒｐｍ以上の高速条件下では耐久性に問題があるものであった。
【０００６】
一方、焼結含油軸受に使用される潤滑油には、総合的に優れた潤滑油が要望されるのは言うまでもない。しかし、例えば特開平９−４８９８９号公報には、基油に特定の有機リン化合物を添加してなるものが、特開平９−１２５０８６号公報には、ポリオレフィンとポリオールエステルを配合してなるものが記載されているが、耐摩耗性、蒸発性など単独の性能は維持するものの、焼結含油軸受からの潤滑油の供給性能及び耐摩耗性、防錆性など焼結含油軸受用潤滑油に要求されるすべての特性を満足することはできなかった。
【０００７】
また、焼結含油軸受の生産が高温多湿な海外で行われることが増加しつつあるという背景から、使用する潤滑油にはより優れた防錆性が要望されている。しかし、従来の組み合わせでは耐摩耗性を阻害する問題が発生し、両性能を同時に満足させることが困難であるというのが現状である。
【０００８】
従来の焼結含油軸受用潤滑油としては、パラフィン系、ナフテン系の各種鉱油や、ジエステル、ポリオールエステル、ポリ−α−オレフィン水素化物などの合成油が特性に応じて使用されているが、焼結含油軸受用の専用潤滑油はなく、市販の油圧作動油やエンジン油などを転用しているのが現状である。また、一般に鉱油系潤滑油には、鉱油系基油に酸化防止剤、防錆剤、耐摩耗剤、消泡剤、金属不活性剤などが配合され、必要に応じて清浄分散剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤などの添加剤が配合されているが、このようなことをしたとしても焼結含油軸受用潤滑油としての要求性能を満足させることは困難であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐摩耗性が優れ、かつ防錆性能が改善された高速回転にも耐えうる焼結含油軸受ユニットを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、内部に軸が貫通する中空を有する中空体であって、その内周面が軸受面を構成する小径部とこれよりやや大きめにした大径部とを有する構造とした焼結含油軸受を１又は２個以上ハウジング内に固着した軸受ユニットであって、焼結含油軸受の大径部と小径部との径差が半径で０．０５ｍｍ以下であり、焼結含油軸受の内周面の表面における開孔度合いである表面開孔率が、軸受面部で５〜２０％に調整されてなり、焼結含油軸受が２個以上である場合、２個の焼結含油軸受が大径部側が相対向するようにハウジング内に固着され、その各々の端面間の間隙が０ｍｍ若しくは０．５ｍｍ以下に設定されており、かつ前記焼結含油軸受に含浸させる潤滑油が、基油に耐摩耗剤としてリン酸エステルを０．１〜１０重量％配合し、油循環補助剤としてエチレン・α−オレフィン共重合体若しくはその水素化物、ポリメタクリレート又はポリブテン類を配合してなり、基油が、（ａ）ポリ−α−オレフィン又はその水素化物、（ｂ）ポリ−α−オレフィン又はその水素化物とエステルとの混合物からなる群から選ばれるものであることを特徴とする６０００ｒｐｍ以上の速度で回転するディスク装置のスピンドルモータ用の焼結含油軸受ユニットであり、また、本発明はこの焼結含油軸受ユニットを備えてなる光ディスク装置のスピンドルモータである。
【００１１】
内部に軸が貫通するための中空は、軸に直角方向の断面が円形であり、軸方向にその円の半径が異なっている。小径部は軸の軸受面として作用するため、軸の半径と極めて近い半径を有しており、大径部はそれよりやや大きい半径を有している。したがって、このような焼結含油軸受を１個又は２個以上ハウジング内に固着した場合、軸と軸受の間に生ずる隙間に大小が生じ、小径部に対応する部分に生ずる隙間は数μｍであるのに対し、大径部に対応する部分には微小な隙間が生じ、駆動中発熱し、熱膨張して流失する油があっても、この微小隙間部に保持され、停止後、軸受温度の低下に伴って再び軸受内部に回収されるようになる。また、大径部に対応した軸受本体部部分が保油材として機能することになる。したがって、従来の第４図に示すような軸受面に対応する部分以外は単なる空間であったものに対して、油の保油量が著しく増大する。このことは、油の絶対量が増えたことになり、耐久性の向上に寄与する。また、軸受部以外は大径となっているので、トルクが上昇することはない。
【００１２】
焼結含油軸受を１個とした場合は、２個以上の別体の軸受をハウジングに固着するよりも、同軸度、円筒度などの組立精度を出しやすい。また、２個別体で製作するよりも低コストで製作することができる。また、２個とした場合は、焼結含油軸受の製作や組み立てが容易となる。
【００１３】
本発明の焼結含油軸受用潤滑油の基油としては、パラフィン系、ナフテン系等の鉱油、アルキルナフタレン等の芳香族系炭化水素、ポリオレフィン等の脂肪族系炭化水素、これらの水素化物であるナフテン系若しくは水素化脂肪族炭化水素系及びエステル系等の合成油などが挙げられるが、好ましくは、（ａ）ポリ−α−オレフィン又はその水素化物、（ｂ）ポリ−α−オレフィン又はその水素化物とエステルとの混合物からなる群から選ばれる少なくとも１種以上からなるものである。
【００１４】
ポリ−α−オレフィン（以下、ＰＡＯと略称する）は、数平均分子量２００〜１６００、好ましくは３５０〜８００のものであり、エチレン又は１−ブテン等の末端に二重結合を有する炭素数３〜２０、好ましくは６〜１５のオレフィン、例えばワックスの熱分解によって得られた直鎖状のα―オレフィン（デセン−１付近の成分）を、ルイス酸触媒の存在下にカチオン重合などにより低重合したものが適当である。ＰＡＯの水素化物は、これを水素化触媒の存在下に水素化することにより得られる。ＰＡＯ又はこの水素化物を基油に用いることで、耐熱性の向上が図れ、かつ、油から生じるスラッジの量を極端に抑えることができる。
【００１５】
基油としてのエステルは、モノエステル（１価アルコールと１価脂肪酸のエステル）、ジエステル（１価アルコールと２価脂肪酸のエステル）、ポリオールエステル（ネオペンチル骨格を有する多価アルコールと１価脂肪酸のエステルなど）、コンプレックスエステル（ポリオールエステルを原料に多価脂肪酸を加え、ポリオールを架橋したオリゴマーエステル）等のいずれも使用できるが、相溶性と低粘度の点及び蒸発特性に優れる点でポリオールエステルが好ましい。エステルをＰＡＯ又はその水素化物とともに用いることでポリオレフィン類の欠点である溶解性を克服でき、更に蒸発特性、潤滑性を改善することができる。エステルを基油の一部とする場合、その配合量は基油の１〜３０重量％の範囲とすることがよい。
【００１６】
本発明で用いる潤滑油には、耐摩耗剤として上記の基油にリン酸エステルを配合する。このリン酸エステルとしては、例えば、下記一般式（１）で表されるリン酸トリオクチルやリン酸トリクレジル等のリン酸トリエステルやリン酸モノオクチルエステル、リン酸ジオクチルエステル等の酸性リン酸エステルやアルキルリン酸エステルアミン塩（一部アミン塩）などが挙げることができるが、好ましくはリン酸トリエステルである。より好ましくは、リン酸トリアルキルエステル、リン酸トリ（アルキル）アリールエステルである。リン酸エステルを使用することで油膜形成能力を増大させることができる。
【００１７】
【化１】
0004074703.tif 000002
（式中、Ｒ1 〜Ｒ3 は、同一又は異なってもよい水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、アルキレン基、アルコキシ置換アルキル基又は炭素数６〜１２のアリール基若しくはアルキル置換アリール基を示す）
【００１８】
このリン酸エステルの基油に対する配合割合は、０．１〜１０重量％、好ましくは０．５〜３重量％である。リン酸エステルの配合割合が０．１重量％より少ないと耐摩耗性を改善することができず、１０重量％を超えて添加しても大幅な耐摩耗性能力の向上は認められない。
【００１９】
本発明で用いる潤滑油には、油循環補助剤を添加することがよく、この油循環補助剤としては、エチレン・α−オレフィン共重合体若しくはその水素化物又はポリメタクリレート系のものや、ポリブデン（ポリイソブチレン）系のものなどが挙げられる。エチレン・α−オレフィン共重合体若しくはその水素化物は、例えば高分子量のエチレン・プロピレン共重合体（エチレン・プロピレンゴム等）を熱分解する方法と、エチレンと炭素数３〜１０のα−オレフィンとを分子量調整剤の共在下で共重合し、直接低分子量体を得る方法とが知られている。国内では、エチレン・α−オレフィン共重合体若しくはその水素化物は、配位アニオン重合触媒を用い、水素などの分子量調整剤の供給量を変化させることで平均分子量を調整して製造されている。これらは数平均分子量２００〜４，０００程度のものがあり、数平均分子量１，０００〜２，０００程度のものが好ましい。ポリメタクリレート系の数平均分子量は２０，０００〜１，５００，０００程度であるが、せん断安定性との関係から数平均分子量は２０，０００〜１００，０００程度が好ましい。またポリブテン系の数平均分子量は５，０００〜３００，０００程度がよい。油循環補助剤の配合割合は、基油に対して１〜３０重量％、好ましくは１〜５重量％の範囲がよい。油循環補助剤を用いることで、軸受上部から保油部として機能する空間に溜まった潤滑油をその特異なワイゼンベルグ効果によって再度上部へ送ることが可能となる。
【００２０】
本発明で用いる潤滑油には、上記添加剤の他に防錆剤を添加することがよく、この防錆剤としては、カルボン酸エステル又は有機スルフォン酸亜鉛塩が好ましい。カルボン酸エステルとしては防錆剤として知られているカルボン酸エステルであれば制限はないが、アミノ基のついた脂肪族カルボン酸のエステル、例えばアミノコハク酸エステルやその誘導体などが好適である。このカルボン酸エステルは、潤滑油の耐摩耗性を阻害することなく十分な防錆性を発揮する。また、有機スルフォン酸亜鉛塩としては防錆剤として知られている有機スルフォン酸亜鉛塩であれば制限はないが、ジノニルナフタレンスルフォン酸亜鉛塩が好適であり、下記一般式（２）で表される。通常、これのキャリアとして鉱油を用いるが、スラッジが多く発生したり、潤滑性能が低下するため、ＰＡＯ等の基油として用いられる油をキャリアとすることがよい。具体的には、キングインダストリーズ社製ＮＡ−ＳＵＬ  ＺＳ／ＰＡＯなどがある。
【００２１】
【化２】
0004074703.tif 000003
【００２２】
これら防錆剤の基油に対する添加量は、０．０１〜３．０重量％、好ましくは０．０２〜０．５重量％である。防錆剤の添加量が０．０１重量％より少ないと防錆効果がなく、３．０重量％を超えると濁りが発生し、品質不良が発生するため好ましくない。
【００２３】
本発明の焼結含油軸受用潤滑油には、金属不活性剤を配合することができる。金属不活性剤としては、ベンゾトリアゾール及びその誘導体が代表的なものであるが、その他にイミダゾリン、ピリジン誘導体がある。これらは、少なくともＮ−Ｃ−Ｎ結合を有する化合物中に効果のあるものが多く、金属表面に不活性皮膜を作る作用と酸化防止作用を有する。これ以外では、Ｎ−Ｃ−Ｓ結合を有する化合物もあるが、基油への溶解性及び揮発性などから、ベンゾトリアゾール誘導体などが有効である。金属不活性剤の配合割合は、基油に対して０．０５〜５重量％の範囲がよい。
【００２４】
更に、本発明の潤滑油には、酸化防止剤を配合することができる。酸化防止剤としては、遊離基連鎖反応停止剤として働くフェノール系、アミン系あるいは過酸化物分解剤として働く硫黄系酸化防止剤からなる群から選ばれる１種又は２種以上の酸化防止剤を用いることができる。好適にはアミン系とフェノール系の酸化防止剤を併用することが好ましい。フェノール系酸化防止剤としては、例えば２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、２，６，−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、２，６−ジ−ｔ−４−ｎ−ブチルフェノールが挙げられる。蒸発特性及び基油との相溶性の点からは、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）が好適である。また、アミン系酸化防止剤としては、ジオクチルジフェニルアミンやフェニル−α−ナフチルアミンが挙げられる。なお、蒸発特性及び基油との相溶性の点からは、ジオクチルジフェニルアミンが好適である。その配合量は、基油への溶解性を考慮して、基油に対して、アミン系酸化防止剤０．１〜１０重量％、フェノール系酸化防止剤０．１〜１０重量％が好ましい。単独使用の場合は、アミン系酸化防止剤０．１〜１０重量％が好適である。フェノール系酸化防止剤は併用のみに効果がある。
【００２５】
本発明に用いる潤滑油には、上記添加剤の他に、粘度指数向上剤、流動点降下剤、分散剤、金属不活性剤、清浄剤、油性剤、界面活性剤、消泡剤などの添加剤を必要により１種又は２種以上配合することもできる。また、潤滑油をグリースとして使用する場合は、金属石けん系や非金属石けん系の増ちょう剤を配合することもできる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照しながら説明する。
図１は、２個の焼結含油軸受からなる焼結含油軸受ユニットを備えた光ディスク駆動装置の一例を示す断面図であり、図２はその軸受ユニット部分の拡大断面図である。図中、１は回転軸、２は焼結含油軸受、３はロータ、４はステータ、５はターンテーブル、６はロータケース、７はロータマグネット、８はハウジング、９はディスク、１０はスラスト受けである。焼結含油軸受２はコイルを有するステータ４と一体とされているハウジング８内に固着されている。回転軸１の上部にはターンテーブル５が固着されており、その下側には円筒状のロータケース６とその内周面にはりつけられたロータマグネット７からなるロータ３が固着され、回転軸とともに回転する。回転軸１は焼結含油軸受２及びスラスト受け１０により摺動支持され、回転する。
【００２７】
ここで、焼結含油軸受２は、ほぼ円筒状であって、その内径が軸方向で異なっている。すなわち、図２に示すように内周面の小径部２ａと大径部２ｂの半径が異なっており、その結果、回転軸との間に生ずる間隙Ｃ１及びＣ２も異なっている。小径部２ａでの間隙Ｃ１は軸受機能を奏するに適した間隙とされるが、大径部２ｂでの間隙Ｃ２は、これよりやや大きく、トルクの上昇が可及的に防止される程度以上の間隙とされている。この間隙をＣ２とＣ１の差で表わせば、０．００５ｍｍ以上、好ましくは０．０１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下である。間隙が狭すぎるとトルクの上昇が大きく、広すぎると流出した潤滑油が下方に配置した軸受の方にたまりやすく、上方に配置した軸受への潤滑油の戻りがなくなったり、減少する。また、軸受面における間隙Ｃ１は、軸半径をＲとしたとき、Ｃ１／Ｒ＝１／２０００〜１／４００の範囲とするのが望ましい。
【００２８】
図２に示す例では、２個の焼結含油軸受を、大径部が相対向するように配置されているが、その軸受端面間の間隙Ｃ３も０．５ｍｍ以下、好ましくは両者が接触する程度とすることがよい。０．５ｍｍ以上とすると、流失した油が端面間のすきまに溜まっても上側の軸受に接触しなくなり、上側の軸受へ油が回収されなくなる。上下の軸受が接触しているか、近接していれば上側の軸受から油が流失しても、毛細管現象によって下側の軸受の油を上側の軸受に吸い上げ、油の減少速度が上下で平均化される。また、この他に焼結含油軸受を３個以上用いたり、この焼結含油軸受に小径部を２つ以上設けたりすることも可能である。
【００２９】
図３は、１個の焼結含油軸受２をハウジング８内に固着したものであり、図中の符合で図１及び２と共通するものは同一のものを示す。図３に示す例では焼結含油軸受２の両端部が軸受面を構成する小径部となり、中間部が大径部となっているが、これらと軸との間隙などについては、前記と同じことがいえる。また、この他に小径部を３つ以上とし、大径部を２つ以上としたりすることも可能である。なお、図４に示した構成は従来例であり、この構成では、軸受２は２個使用されるが、軸方向に離隔してハウジング８に固定されるため、軸受面間に大きな空間領域が生じてしまう。
【００３０】
焼結含油軸受の材質としては、鉄、銅、ニッケル、亜鉛、鉛又はこれらの合金の粉末を発泡成形、焼結等をして得られる均一な多孔質組織を有する焼結体であり、およそ５０μｍ以下の多数の細孔が分布しているのが一般的である。一定面積におけるこの細孔の開孔部の面積比率を表面開孔率とした場合、軸受表面での開孔率が大きすぎると、油が軸受内部に逃げやすく、油膜圧力が発生しにくい。一方、開孔率が小さすぎると、油の滲み出しが少なく潤滑不良となりやすい。一方向にラジアル荷重が加わる場合は、荷重が加わった部分が金属の塑性流動などでなじみ、開孔部が封孔される一方、その他の部分は開孔が維持され油供給孔となるので、良好な潤滑状態となる。したがって、一般的に焼結含油軸受は、このようななじみ現象を期待して開孔率を大きめに設定する。しかし、光ディスク装置のように振れ回り荷重が加わる場合は、開孔率を大きめに設定してなじみ現象が生じると、周方向全体に封孔されてしまうため、油供給孔がなくなってしまう。したがって、初期から開孔率を適切に設定し、流体潤滑により初期なじみをなくす必要がある。開孔率を５％以下にすると、開孔率が小さすぎて油供給不足になりやすい。また、開孔率を２０％以上とすると、開孔率が大きすぎて油膜圧力が生じにくい。したがって、開孔率は５〜２０％（面積比）が適切であり、この範囲に設定すると良好な油膜が形成されて、軸振れ精度、耐久性が向上する。
【００３１】
本発明の焼結含油軸受は各種の軸受に使用することができるが、上記したＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスク装置の他、例えばポータブルラジカセ、軸流ファンモータ、ステッピングモータ、ポータブルＣＤプレーヤ、ポータブルＭＤプレーヤ等のキャプスタンモータやスピンドルモータ用軸受に適用することができる。特に、この焼結含油軸受をＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスク装置のスピンドルモータに適用すると、回転精度がよく、耐久性の優れるものとすることができる。
【００３２】
このような光ディスク装置のスピンドルモータの構成としては、光ディスクを支持するターンテーブルが装着された回転軸と、この回転軸を支持する軸受と、前記回転軸又は前記回転軸と共に回転する回転部材に設けられたロータと、静止部材に設けられたステータとを有する光ディスク装置のスピンドルモータにおいて、前記軸受が、回転軸の外周面と軸受隙間を介して対向する軸受面を有する焼結含油軸受からなるものが挙げられる。ここで、使用される焼結含油軸受及び潤滑油としては前記したものがよい。
【００３３】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。実施例及び比較例で用いた各成分の略号は次のとおりである。また、配合割合は重量％で示されている。
ＰＡＯＨ：ポリ−α−オレフィン水素化物（新日鐵化学製：シンフルード５０１炭素数３０：９６重量％、炭素数４０：４重量％）
ＰＭＭＡ：ポリメタクリレート（１００℃動粘度：８５０ｃＳｔ）
ＲＣ：エチレン・α−オレフィン共重合体水素化物（１００℃動粘度：１００ｃＳｔ）
ＴＰ：リン酸トリオクチル
ＴＡ：アルキルリン酸エステルアミン塩
Ｌ５７：ジオクチルジフェニルアミン
ＰＯＥ：ポリオールエステル（ＨＡＴＣＯ社製：Ｈ２９３７）
Ｚｎ：ジノニルナフタレンスルフォン酸亜鉛塩
Ｂａ：ジノニルナフタレンスルフォン酸バリウム中性塩
ＢＴＡ：金属不活性剤（ベンゾトリアゾール誘導体）
Ｄ１：diethylenetriamine dinonylnaphthalene sulfonate synergistic blend
Ｄ２：calcium dinonylnaphthalene sulfonate
ＣＥ：アミノコハク酸エステル
【００３４】
実施例１〜５、比較例１〜５
表１に示す各成分を配合して実施例１〜５及び比較例１〜５の焼結含油軸受用潤滑油を調製した。なお、表１中の「Ｂａｌ」は、全体を１００として、数値表示したもの以外の残りがそのものであることを表している。
【００３５】
実施例１〜５と比較例１〜５の潤滑油について以下に示す評価試験を行った。
＜旧ＡＳＴＭ  Ｄ２７８３−８８＞
試験機は、旧ＡＳＴＭ  Ｄ２７８３−８８に記載されているものを用い、試験条件は、回転数９，０００ｒｐｍ、負荷荷重１０ｋｇ（平均圧力；１４，６５０ｋｇ／ｃｍ2 、すべり速度；３．４６ｍ／ｓｅｃ）とし、測定項目として、摩耗痕径（ｍｍ）と電気抵抗法による油膜形成率の測定を実施した。試験球の材質は上部球にＳＵＪ２を使用し、下部球の３つは黄銅のものを使用した（評価時間は３０分）。
＜熱安定性＞
１７５℃×２４時間の環境下に供試油を置き、粘度変化（ＪＩＳ  Ｋ２２８３）、全酸価変化（ＪＩＳ  Ｋ２５０１）、スラッジ発生量（ＪＩＳ  Ｂ９９３１準拠）を測定した。
＜湿潤試験＞
ＪＩＳ  Ｋ２２４６湿潤試験方法に準拠して実施し、焼結含油軸受に試料を含油させて３００時間後の錆の発生有無を確認した。
【００３６】
潤滑油を含浸させた焼結含油軸受をＣＤ−ＲＯＭ実機モータに組み込んで、回転数７０００ｒｐｍ、アンバランス荷重０．５ｇ・ｃｍ、雰囲気温度５０℃の条件下において、耐久試験を実施した。なお、実機モータの軸受構成は、図１に示した軸受構成と同じである。
【００３７】
実施例６、比較例６〜９
実施例５の潤滑油を含浸させた焼結含油軸受を、表２に示す軸受構成のＣＤ−ＲＯＭ実機モータに組み込み、耐久性試験を行った。
表２中の照図の図番は、試験に使用した軸受構成を示す図面番号であり、表２中のＣ３、Ｃ１は図２で定義しているＣ３及びＣ１を表わす。図面を参照して説明すると、軸受２は、銅、鉄、アルミニウムなどを主成分とする焼結合金からなる略円筒状の部材で、内周面には、軸受面となる小径部２ａと、軸受面より内径寸法を大きくした大径部２ｂがある。軸受２は、大径部２ｂ側の端面２ｃが相対向するように２個、ハウジング８に固定されており、端面２ｃ間の間隙Ｃ３は０ｍｍ、若しくは０．５ｍｍ以下に設定される。また、大径部２ｂと小径部２ａとの径差Ｃ２は半径で０．０５ｍｍ以下に設定される。軸受面となる小径部２ａの表面における開孔部の面積比率である表面開孔率は、５〜２０％に設定される。軸受面における間隙Ｃ１は、軸半径をＲとしたとき、Ｃ１／Ｒ＝１／２０００〜１／４００の範囲とされる。なお、軸受２の外径面には空気の通気路として軸方向の溝２ｄが設けられている。この空気の通気溝２ｄを設けることによって、回転軸１を軸受２に挿入する際、回転軸１と軸受２とスラストワッシャ１０で囲まれた空間の空気が通気溝２ｄを通って逃げるため、スムーズに回転軸１を軸受２に挿入することができる。
比較例６は、図４に示した軸受構成（従来例）のものを、本発明に係わる実施例との比較のために同条件で評価試験を行った。
【００３８】
試験結果を表３及び表４に示す。表３中の発錆状況とは、湿潤試験における軸受外観の状態であり、少しでも発錆が認められた場合は「あり」とした。また、耐久試験の結果を表す数値は、電流値及び軸振れを測定し、電流値が初期値の±２０％を超えるか、軸振れが初期値の＋４０％を超えるかした時点を耐久寿命とし、その時間を示してある。なお、試験は３０００ｈｒを目標として行い、３０００ｈｒ問題なく駆動した場合は、その時点で試験を終了している。この場合、試験結果は「３０００以上」と記載した。また、測定は２００ｈｒ毎に行っており、上記規格を満足できなくなった時間を試験結果として記載している。一般的に光ディスク装置のスピンドルモータには２０００ｈｒの耐久寿命が求められるので、２０００ｈｒ以上の耐久寿命がある場合は、実用可能と判断される。
【００３９】
【表１】
0004074703.tif 000004
【００４０】
【表２】
0004074703.tif 000005
【００４１】
【表３】
0004074703.tif 000006
【００４２】
【表４】
0004074703.tif 000007
【００４３】
比較例１〜５に示すように、リン酸エステルを配合しないと摩耗痕径が大きく、油膜形成率が悪い。これに比べて、実施例１〜５に示すように、耐摩耗剤としてリン酸エステルを配合すると摩耗及び油膜形成率が大幅に改善される。また、比較例１〜５には、防錆剤などの添加剤が配合されているが、防錆性及び熱安定性は改善されるものの、総合性能は実施例に比べ劣っている。なお、実施例１〜２は、リン酸エステルの種類について検討した結果であるが、両者ともに優れた潤滑特性を示した。また、実施例３〜５に示すように、エステル及びエステル系油循環補助剤であるＰＭＭＡを混合することで、スラッジの発生を抑制し、各種性能に悪影響が出ないようになることが認められた。油循環補助剤として用いるＰＭＭＡ及びＲＣは、基油同様それ自身も酸化劣化するが、潤滑性、防錆性などに悪影響を与えないことが認められた。
【００４４】
防錆剤の添加効果を実施例１〜５及び比較例１〜５で確認した。防錆剤を添加すると、防錆性能は向上するが熱安定性に劣るものがあることが確認される。実施例１〜５及び比較例４〜５に示すように、カルボン酸エステル（ＣＥ）又は有機スルフォン酸亜鉛塩（Ｚｎ）を使用することで防錆性、熱安定性は改善され、リン酸エステルと併用することで、総合性能に優れる潤滑油が得られた。従来、焼結含油軸受油に添加される防錆剤のような補助的な添加剤の影響を重要視していなかったが、実用性能を含めて考えると防錆剤などの補助的役割を果たす添加剤の影響も大きく、使用する耐摩耗剤及び基油の性能に影響を与える場合があり、これら諸問題をも解決した本発明の意義は大きい。
【００４５】
実機モータによる耐久試験でも上記の結果が追認されており、実施例１〜５ではいずれも２０００ｈｒ以上の寿命となった。リン酸エステルを配合していない比較例１〜５の寿命は短かった。
図３のように１個の焼結含油軸受の内径面に２個の軸受面を設けた実施例６も３０００ｈｒ以上の寿命となったが、図４のような軸受構成とした比較例６は２０００ｈｒまでには至らず、同じ配合組成の含浸油を使用した実施例５と比較して軸受形状による寿命の差が確認された。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の焼結含油軸受用潤滑油組成物は、耐摩耗剤の性能低下を抑制し、熱安定性及び防錆性能等の諸特性を向上させることができる。したがって、焼結含油軸受等の非常に簡易な構造であっても良好な特性を得ることができ、焼結含油軸受及びその軸受装置の設計の容易性及び信頼性を向上させることができる。また、焼結含油軸受の構造を大径部と小径部とを有する形状とし、２個の軸受を突き当てるように使用するか、単体の焼結含油軸受の内径面に複数の軸受面を軸方向に離隔形成するとともに、その軸受面間の領域の内径寸法を軸受面の内径寸法よりも大きくした焼結含油軸受とすると、従来に比べ保油量が増えるとともに、油が流失しにくくなるので耐久性が向上する。更に、本発明の焼結含油軸受用潤滑油組成物に、金属不活性剤、酸化防止剤等を配合することによって、特に蒸発量などを一層向上させることができる。
本発明に係わる光ディスク装置のスピンドルモータによれば、低騒音化及び低コスト化を実現することができ、しかも光ディスク装置の読み取り精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の焼結含油軸受ユニット（焼結含油軸受２個）を備えた光ディスク駆動装置の一例を示す断面図である。
【図２】図１の軸受ユニット部分の拡大断面図である。
【図３】本発明の焼結含油軸受ユニット（焼結含油軸受１個）を備えた光ディスク駆動装置の一例を示す断面図である。
【図４】従来の焼結含油軸受ユニットを備えた光ディスク駆動装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１    ：  回転軸
２    ：  焼結含油軸受
３    ：  ロータ
４    ：  ステータ
５    ：  ターンテーブル
６    ：  ロータケース
７    ：  ロータマグネット
８    ：  ハウジング
９    ：  ディスク
１０    ：  スラスト受け
２ａ    ：  大径部
２ｂ    ：  小径部
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３：  間隙
【図１】
0004074703.tif 000008
【図２】
0004074703.tif 000009
【図３】
0004074703.tif 000010
【図４】
0004074703.tif 000011