DE60218031T2

DE60218031T2 - SCHMIERMITTELZUSAMMENSETZUNG für Spindelmotor

Info

Publication number: DE60218031T2
Application number: DE60218031T
Authority: DE
Inventors: Fumiyo Gose-shi TOJOU; Kaoru Osaka-shi Matsuoka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: US20040176261A1; EP1392803B1; CN100351356C; AU2002258183A1; CN1524119A; WO2002092732A2; WO2002092732A3; DE60218031D1; EP1392803A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft hauptsächlich eine Schmiermittelzusammensetzung, die für Schmierteile verwendet wird, die in Bezug zueinander in einem mechanischen System gleiten, insbesondere eine Schmiermittelzusammensetzung (die hier nachstehend einfach als Schmiermittel bezeichnet wird, wenn notwendig), die für ein Staudruck-Hydrauliklager, wie beispielsweise in einem Spindelmotor, geeignet ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gegenwärtig weist ein Spindelmotor, der in einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung, wie beispielsweise eine Festplattenvorrichtung, verwendet wird, eine Rotationsgeschwindigkeit von ungefähr 10.000 Upm auf und zielt darauf ab, eine Rotationsgeschwindigkeit von 15.000 Upm bei der nächsten Stufe aufzuweisen. Bei den Bedingungen für solch einen Hochgeschwindigkeitrotationsbetrieb wird erwartet, dass der Motor eine ziemlich große Menge an Wärme erzeugt. Wenn eine Simulation tatsächlich ausgeführt wird, wird das Ergebnis erreicht, dass die Temperatur des Motors 100°C überschreitet. Dann läuft es darauf hinaus, dass ein Staudruck-Hydrauliklager verwendet wird. Die Eigenschaften des Schmiermittels weisen einen großen Einfluss auf die Lagerleistung eines Staudruck-Hydrauliklagers auf. Es ist erforderlich, einen Metallkontakt zwischen dem Drehachsenteil und dem Lagerteil unmittelbar nach der Inbetriebsetzung oder unmittelbar vor dem Anhalten des Motors einzuschränken. Zudem sind zu der Zeit eines kontinuierlichen Betriebs stabile Hydraulikschmiermitteleigenschaften mit wenig Verschlechterung, wie beispielsweise Oxidation, Zersetzung und Verdampfung des Schmiermittels, ungeachtet von der großen Wärmeerzeugung aufgrund der Rotation, erforderlich. Weiterhin ist ein Schmiermittel mit einer niedrigen Viskosität, dessen Reibungskoeffizient niedrig ist, erforderlich, um die Antriebsleistung zu reduzieren. Die Erniedrigung des Drehmoments kann durch Erniedrigung der Viskosität des Schmiermittels ausgeführt werden, während das Problem gelöst werden muss, bei dem die Erniedrigung der Viskosität die Verschlechterung der Wärmebeständigkeit und der Verdampfungseigenschaften zulässt. Die Schiniermittel, die mit Staudruck-Hydrauliklagern konventionell verwendet worden sind, schließen Diester, die durch DOS (Sebacinsäure-di-2-ethylhexyl) dargestellt sind, und Triester aus Trimethylolpropan und monovalenten Fettsäuren ein. Zudem gibt es Schmiermittel, deren Basisöl ein Mischester aus einer Caprylsäure von Neopentylglycol und Caprinsäure ist.
Wenn die Viskosität eines Diesters erniedrigt wird, verschlechtern sich die Wärmebeständigkeits- und Verdampfungseigenschaften, und eine Hydrolyse tritt einfacher auf. Ein Mischester weist ein Merkmal auf, bei dem seine Eigenschaften nach Verwendung über eine lange Zeitdauer unter Hochtemperatur- und Hochgeschwindigkeitsbedingungen variieren kann und bei dem die Viskosität durch Polymerisation größer wird. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit eines Spindelmotors größer wird, steigt die Wärmeerzeugungsmenge an, und in manchen Fällen übersteigt die Temperatur des Lagerteils 100°C. Wenn ein Schmiermittel, das einen Diester oder einen Triester einschließt, unter solchen Temperaturbedingungen verwendet wird, wird eine Hydrolyse oder Polymerisation des Schmiermittels unterstützt, und deshalb kann ein Staudruck-Hydrauliklager nicht über eine lange Zeitdauer unter Hochgeschwindigkeitsrotationsbedingungen stabil verwendet werden, wie vorstehend beschrieben.
Andererseits schreitet in Bezug auf ein Schmiermittel, bei dem ein Mischester aus Caprylsäure von Neopentylglycol und einer Caprinsäure als ein Basisöl verwendet wird, eine Gesamtverschlechterung des Schmiermittels aufgrund der Zersetzung der Esterkomponente mit niedriger Viskosität fort, sodass eine Änderung bei der Viskosität auftritt. Als ein Ergebnis tritt eine abnormale Rotation des Motors oder eine Drehmomenterhöhung auf, und deshalb wird nicht nur die Zuverlässigkeit erniedrigt, sondern kann ebenfalls eine Reduktion beim Energieverbrauch nicht ausgeführt werden.
Ein Lagerverlust bei niedrigen Temperaturen steigt an, wobei die Viskosität ansteigt und der Schmiermittelfilm bei hohen Temperaturen einreißt, wobei die Viskosität abnimmt, sodass ein Festfressen oder dergleichen aufgrund des Metallkontakts leicht auftritt, der durch das Einreißen des Schmiermittelfilms verursacht wird. Unter Bedingungen, bei denen eine Temperaturvariation groß ist, wie beispielsweise Verwendung im Freien während der kalten Jahreszeit und drinnen, nachdem es in einem Auto während der warmen Jahreszeit gelassen wurde, ist das Erreichen einer stabilen Rotationsleistung erforderlich.
EP 0 913 457 A2 betrifft eine flüssige Kühlzusammensetzung, die mindestens einen Fluor enthaltenden Kohlenwasserstoff, mindestens einen Ester aus einer Carbonsäure und einer Polyhydroxy-Verbindung und einen Leistungszusatz umfasst.
Die Veröffentlichung LUBRICATION ENGINEERING, Volume 13, August 1957; XP-001098167 betrifft einen allgemeinen Artikel der Schmiermittelingenieurtechnik, der detailliert synthetische Ester-Schmiermittel beschreibt.
FR 2 774 286 betrifft kosmetische Zusammensetzungen, die durch Bildung einer lipophilen Phase erzeugt sind, und ein Verfahren für ihre Herstellung.
Zeman, A et al: Fette, Seifen, Anstrichm. (1978): XP-009001823 ist ein allgemeiner Artikel zur Fragmentation von homologen Diestern aus Fettsäuren von Neopentylglycolen (C2 bis C18) in der MS-Identifizierung von spezifischen Fettsäureestern.
Matsuoka Kaoru et al: IEEE Trans Magn, 2001; XP002223134 betrifft einen Festspindelmotor unter Verwendung eines dynamischen Fluid-Lagers (FDB), um in Festplattenlaufwerken (HDD) verwendet zu werden.
Campana J E et al: Asle Transactions; XP001118816 ist ein allgemeiner Artikel der hochentwickelten Massenspektroskopie von Schmiermitteln.
US 5,973,878 betrifft eine Aufzeichnungsplattenvorrichtung und deren Rotationstragstruktur mit einem magnetischen Schmiermittelverschluss, der geneigt ist.
WO 97/16827 betrifft einen Diskettenlaufwerkspindelmotor mit einem Hydrolager mit einem Schmiermittel, das mit Diskettenlaufwerk-kompatiblen Zusätzen optimiert ist.
JP 11344027 betrifft ein fluides Lager, das von einem Abrieb oder Festfressen durch Erhöhung der Genauigkeit und Oberflächenhärte einer Hülse mit geringer Wanddicke frei ist, und die Verbesserung des Gleitens in Bezug auf eine Welle.
JP 2000336383 betrifft ein hydrodynamisches Lager mit langer Haltbarkeit und einem reduzierten Potenzialunterschied zwischen einer Welle und einem Lager durch Verwendung eines Neopentylglycol-Mischesters aus Caprylsäure und Caprinsäure als das Basisöl eines schmierenden Öls für ein hydrodynamisches Lager.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schmiermittel mit einer niedrigen Viskosität sogar bei niedrigen Temperaturen und mit einer kleinen Variation in der Viskosität und einem kleinen Verdampfungsverlust bereitzustellen, wobei Oxidation und Zersetzung sogar bei hohen Temperaturen eingeschränkt sind, und dessen Eigenschaften stabil sind.
Andere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den nachstehenden Beschreibungen klar werden.
Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu erreichen, wird eine Schmiermittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Ein Basisöl mit der Struktur von der (chemischen Formel) ist ein Einfachester, der aus einem Polyol und einer Fettsäure hergestellt ist. „tert" zeigt die dritte Klasse an.
Ein gehindertes Antioxidationsmittel auf Phenolbasis weist die Funktion eines Radikalfängers auf und weist die Funktion zur Verhinderung einer Oxidation des Basisöls durch Selbstoxidation, wenn erwärmt, auf. Dementsprechend wird sogar in dem Fall, dass das Schmiermittel eine hohe Temperatur aufgrund des Erwärmens des Staudruck-Hydrauliklagers zu der Zeit der Hochgeschwindigkeitsrotation bekommt, nicht zugelassen, dass eine Oxidation stattfindet, sodass eine Verschlechterung der Eigenschaften des Schmiermittel verhindert werden kann.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung können die Viskositätseigenschaften, die in dem Fall erforderlich sind, bei dem das Schmiermittel mit einem Staudruck-Hydrauliklager verwendet wird, das heißt, eine Viskosität von 48 mPa·s oder weniger bei 0°C und von 12 mPa·s oder weniger bei 40°C, sichergestellt werden. Insbesondere ist das Schmiermittel für ein Staudruck-Hydrauliklager in einem Spindelmotor geeignet, um bei einer hohen Geschwindigkeit ein Informationsaufzeichnungsmedium drehend anzutreiben, das an eine Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung, wie beispielsweise eine magnetische Plattenvorrichtung, eine optische Plattenvorrichtung und eine magnetoptische Plattenvorrichtung, montiert ist. Zudem ist das Schmiermittel für ein Staudruck-Hydrauliklager in einem Motor geeignet, der bei einer hohen Geschwindigkeit einen vieleckigen Spiegel für einen Scanner eines LBP (Laserstrahldrucker) drehend antreibt.
Gemäß den Experimenten der vorliegenden Erfinder wurden 46,7 mPa·s (in dem Fall, in dem R = C₉H₁₉) als ein hoher Viskositätswert bei 0°C erreicht, was die Ausführung von 48 mPa·s oder weniger, einschließlich einer Toleranz gemäß empirischer Beobachtung, möglich macht. Zudem wurden 9,50 mPa·s (in dem Fall, in dem R = C₉H₁₉) als ein hoher Viskositätswert bei 40°C erreicht, was die Ausführung von 12 mPa·s oder weniger, und bevorzugt 10 mPa·s oder weniger, einschließlich einer Toleranz gemäß empirischer Beobachtung, möglich macht.
Zudem wurden gemäß den Experimenten der vorliegenden Erfinder 36,1 mPa·s (in dem Fall, in dem R = C₈H₁₇) als eine Viskosität bei 0°C erreicht, was die Ausführung von 38 mPa·s oder weniger, einschließlich einer Toleranz gemäß empirischer Beobachtung, möglich macht. Zudem wurden 7,7 mPa·s (in dem Fall, in dem R = C₈H₁₇) als eine Viskosität bei 40°C erreicht, was die Ausführung von 10 mPa·s oder weniger, und bevorzugter 8 bis 9 mPa·s oder weniger, einschließlich einer Toleranz gemäß empirischer Beobachtung, möglich macht.
In Bezug auf die vorstehende Beschreibung ist bevorzugt, dass der Gehalt an Antioxidationsmittel 0,1 Gew.-% oder mehr beträgt. In dem Fall, dass der Gehalt niedriger ist als das, kann der Antioxidationsmitteleffekt nicht zu einem großen Maße erwartet werden. Die optimale Menge, die zuzugeben ist, ist entsprechend dem Verwendungszweck verschieden, und wenn mindestens 0,1 Gew.- oder mehr zugegeben werden, erzeugt es den Effekt der Verhinderung einer Antioxidation. Zudem lässt ein übermäßiger Gehalt zu, dass sich die Leistung des Basisöls verschlechtert, und deshalb ist es wünschenswert, dass der obere Grenzwert des Gehalts bei 10 Gew.-% festgesetzt wird, und zudem ist bevorzugter, dass der obere Grenzwert bei 8 Gew.-% oder weniger festgesetzt wird, weil das Auftreten der Verschlechterung der Leistung des Basisöls minimal ist.
Durch Zugeben eines Triglycerids wird die Gleitfähigkeit unter dem Metallkontaktzustand erhöht, der auftritt, wenn der Staudruck unmittelbar nach der Inbetriebsetzung oder unmittelbar vor dem Anhalten niedrig wird. Dementsprechend können in dem Fall, dass ein Spindelmotor häufig in Betrieb gesetzt oder angehalten wird, wie beispielsweise in einer Festplattenvorrichtung, Reibung und Verschleiß des Drehachsenteils und des Lagerteils reduziert werden, sodass ein Staudruck-Hydrauliklager mit einer hohen Zuverlässigkeit ausgeführt werden kann.
Zudem kann eine niedrige Viskosität sogar bei niedrigen Temperaturenzuständen aufrechterhalten werden, und ein Schmiermittel kann erreicht werden, bei dem eine Zersetzung oder Oxidation sogar bei hohen Temperaturen nicht auftritt. Ein Lagerverlust ist sogar zu der Zeit der Verwendung bei niedrigen Temperaturen klein, und das Lager kann sogar zu der Zeit einer Hochgeschwindigkeitsrotation stabil verwendet werden, wobei die Temperatur des Schmiermittels hoch wird. Dementsprechend übt ein Spindelmotor, in den ein Staudruck-Hydrauliklager montiert ist, eine stabile Drehleistung mit einer hohen Zuverlässigkeit sogar unter Bedingungen bzw. Zuständen aus, bei denen eine Änderung bei der Temperatur groß ist, wie beispielsweise eine Verwendung im Freien während des Winters oder eine Verwendung, nachdem er in einem Auto im Sommer gelassen wurde. Zudem tritt die Änderung bei der Qualität des Schmiermittels in einem Staudruck-Hydrauliklager aus einem Kupferlegierungsmaterial, bei dem ein Verdampfungsverlust klein ist, nicht leicht auf. Insbesondere tritt eine Änderung bei der Qualität nicht in einem Staudruck-Hydrauliklager auf, das aus einem Kupferlegierungsmaterial gebildet ist, auf dem eine Nickelphosphorplattierung ausgeführt worden ist.
In der vorstehenden Beschreibung müssen gemäß der Erfindung CxHyOz, die R1, R2 und R3 des Triglycerids sind, jeweils einen ganzzahligen Wert von x in dem Bereich von 15 bis 21, einen ganzzahligen Wert von y in dem Bereich worden 29 bis 43 und einen ganzzahligen Wert von z im Bereich von 0 bis 1 aufweisen.
In dem Fall, dass der Wert von z 0 ist, wird eine Struktur einer ungesättigten oder gesättigten geradkettigen Alkylbasis oder einer verzweigten Alkylbasis bereitgestellt. In dem Fall, dass der Wert von z 1 ist, wird eine ungesättigte oder eine gesättigte geradkettige Struktur oder eine verzweigte Struktur mit einer OH-Basis in der Struktur bereitgestellt. In dem Fall, dass die Struktur eine OH-Basis aufweist, wird eine Benetzbarkeit mit einem Metall verbessert, das das Staudruck-Hydrauliklager bildet, sodass die Schmiermitteleigenschaften verbessert werden können. Zudem wird in dem Fall, dass die Werte von x und y größer als die obere Grenze der vorstehend beschriebenen Bereiche gemacht werden, das Triglycerid ein Feststoff mit einer schlechten Verträglichkeit mit dem Basisöl. Weiterhin wird die Viskosität ebenfalls groß. Zudem werden in dem Fall, dass die Werte von x und y kleiner als die untere Grenze der vorstehend beschriebenen Bereiche sind, die Schmiermitteleigenschaften zu der Zeit der Inbetriebsetzung erniedrigt. In Bezug auf die Bedingungen bzw. Zustände, die die vorstehenden Probleme verhindern können, liegen die vorstehend beschriebenen Werte von x und y in den gewünschten Bereichen.
Zudem ist in der vorstehenden Beschreibung in dem Fall, dass der Gehalt an Triglycerid 5 Gew.-% übersteigt, die Leistung des Basisöls erniedrigt. Die Zulässigkeit der Zugabe von Triglycerid zur Aufrechterhaltung der Leistung beträgt 5 Gew.-%, während die Zugabe von Triglycerid die Gleitfähigkeit in dem Metallkontaktzustand erhöhen kann, der auftritt, wenn der Staudruck unmittelbar nach der Inbetriebsetzung oder unmittelbar vor dem Anhalten niedrig ist. In dem Fall, dass der Gehalt an Triglycerid 3 Gew.-% oder weniger beträgt, kann verhindert werden, dass die Lebensdauer des Schmiermittels erniedrigt wird, und dies ist wünschenswerter.
Ein anderer Aspekt der vorstehend beschriebenen Schmiermittelzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann wie folgt beschrieben werden.
Dies ist eine Schmiermittelzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin Peaks der sekundären Ionenintensitäten bei „127", „213" und „357" der Massenzahlen der positiven sekundären Ionen pro Einheitsladung existieren, wenn ein Basisöl, das in das Schmiermittel eingefügt ist, mittels sekundärer Ionenmassenspektrometrie auf eine Weise analysiert wird, die dem Fall des Schmiermittels entspricht, das ein Basisöl einschließt, das ein Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel) ist, wenn Alkylbasis R = C₇H₁₅.
Dies ist ein Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel), worin die Massenzahlen zur Spezifizierung des Basisöls in dem Fall, worin die Alkylbasis R = C₇H₁₅, eine Kombination von „127", „213" und „357" sind.
Zudem ist dies eine Schmiermittelzusammensetzung, worin die Peaks der sekundären Ionenintensitäten bei „141", „227" und „385" der Massenzahlen von positiven sekundären Ionen pro Einheitsladung existieren, wenn das Basisöl, das in das Schmiermittel eingefügt ist, mittels sekundärer Ionenmassenspektrometrie analysiert wird, sodass sie dem Fall eines Schmiermittels entspricht, das ein Basisöl aus einem Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel) in dem Fall einschließt, worin die Alkylbasis R = C₈H₁₇.
Dies ist ein Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel), worin die Massenzahlen zur Identifizierung des Basisöls in dem Fall, worin die Alkylbasis R = C₈H₁₇, eine Kombination von „141 ", „227" und „385" sind.
Ferner ist dies eine Schmiermittelzusammensetzung, worin die Peaks der sekundären Ionenintensitäten bei „155", „241" und „413" der Massenzahlen von positiven sekundären Ionen pro Einheitsladung existieren, wenn das Basisöl, das in das Schmiermittel eingefügt ist, mittels sekundärer Ionenmassenspektrometrie analysiert wird, sodass sie dem Fall eines Schmiermittels entspricht, das ein Basisöl aus einem Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel) in dem Fall einschließt, worin die Alkylbasis R = C₉H₁₉.
Dies ist ein Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel), worin die Massenzahlen zur Identifizierung des Basisöls in dem Fall, worin die Alkylbasis R = C₉H₁₉, eine Kombination von „155", „241" und „413" sind.
Alle von ihnen beschreiben ein Mittel in dem Fall_; dass eine Schmiermittelzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung praktisch spezifiziert wird. Die Gründe für die vorstehend beschriebenen Massenzahlen werden aus den Beschreibungen von Absatz (Abschnitt 3) bis Absatz (Abschnitt 4) in der Erläuterung in der nachstehend beschriebenen dritten Ausführungsform klar werden.
Es ist möglich, die vorliegende Erfindung gemäß den folgenden ausgedehnten Überlegungen zu verstehen. Das heißt, als ein Bezugsaspekt, der ein Analyseverfahren eines Schmiermittels betrifft.
Das heißt, in einem Analyseverfahren eines Schmiermittels gemäß dem Bezugsaspekt wird ein Basisöl, das in das Schmiermittel eingefügt ist, mittels sekundärer Ionenmassenspektrometrie analysiert, und es wird bestimmt, ob die Peaks der sekundären Ionenintensitäten in dem Massenspektrum bei „127", „213" und „357" der Massenzahlen der positiven sekundären Ionen pro Einheitsladung existieren oder nicht, sodass ein Schmiermittel mit einem Basisöl eines Einfachesters von der (chemischen Formel 3) in dem Fall identifiziert wird, in dem die Peaks existieren. [Chemische Formel 3]
Zudem wird in einem anderen Analyseverfahren eines Schmiermittels gemäß dem Bezugsaspekt ein Basisöl, das in das Schmiermittel eingefügt ist, mittels sekundärer Ionenmassenspektrometrie analysiert, und es wird bestimmt, ob die Peaks der sekundären Ionenintensitäten in dem Massenspektrum bei „141", „227" und „385" der Massenzahlen der positiven sekundären Ionen pro Einheitsladung existieren oder nicht, sodass ein Schmiermittel mit einem Basisöl aus einem Einfachester von der (chemischen Formel 4) in dem Fall identifiziert wird, dass die Peaks existieren. [Chemische Formel 4]
Ferner wird in einem anderen Analyseverfahren eines Schmiermittels gemäß dem Bezugsaspekt ein Basisöl, das in das Schmiermittel eingefügt ist, mittels sekundärer Ionenmassenspektrometrie analysiert, und es wird bestimmt, ob die Peaks der sekundären Ionenintensitäten in dem Massenspektrum bei „155", „241" und „413" der Massenzahlen der positiven sekundären Ionen pro Einheitsladung existieren oder nicht, sodass ein Schmiermittel mit einem Basisöl aus einem Einfachester von der (chemischen Formel 5) in dem Fall identifiziert wird, dass die Peaks existieren. [Chemische Formel 5]
Es ist möglich, die vorliegende Erfindung gemäß den folgenden ausgedehnten Überlegungen zu verstehen. Das heißt, als ein Bezugsaspekt, der ein Verschlechterungsanalyseverfahren einer Schmiermittelzusammensetzung betrifft.
Das heißt, in einem Verschlechterungsanalyseverfahren einer Schmiermittelzusammensetzung gemäß dem Bezugsaspekt wird, nachdem eine Schmiermittelzusammensetzung in einem anfänglichen Zustand mittels sekundärer Ionenmassenspektrometrie analysiert wird, um die sekundären Ionenintensitäten bei „127", „213" und „357" der Massenzahlen von positiven sekundären Ionen pro Einheitsladung in dem Massenspektrum zu finden, die Schiniermittelzusammensetzung nach Verwendung für eine vorbestimmte Zeitdauer auf die gleiche Weise analysiert, um sekundäre Ionenintensitäten bei den gleichen Massenzahlen zu finden, und wobei ein Verhältnis einer sekundären Ionenintensität des anfänglichen Zustands zu einer sekundären Ionenintensität nach der Verwendung für eine vorbestimmte Dauer festgestellt wird, um den Verschlechterungszustand der Schmiermittelzusammensetzung abzuschätzen.
Dies ist bei der Verschlechterungsanalyse eines Schmiermittels mit einem Basisöl aus einem Einfachester von der (chemischen Formel 3) in dem Fall der Alkylgruppe R = C₇R₁₅ effektiv.
Zudem wird in einem anderen Verschlechterungsanalyseverfahren einer Schmiermittelzusammensetzung gemäß dem Bezugsaspekt, nachdem eine Schmiermittelzusammensetzung in einem anfänglichen Zustand mittels sekundärer Ionenmassenspektrometrie analysiert wird, um die sekundären Ionenintensitäten bei „141", „227" und „385" der Massenzahlen von positiven sekundären Ionen pro Einheitsladung in dem Massenspektrum zu finden, die Schmiermittelzusammensetzung nach Verwendung für eine vorbestimmte Zeitdauer auf die gleiche Weise analysiert, um sekundäre Ionenintensitäten bei den gleichen Massenzahlen zu finden, und wobei ein Verhältnis einer sekundären Ionenintensität in dem anfänglichen Zustand zu einer sekundären Ionenintensität nach der Verwendung für eine vorbestimmte Dauer festgestellt wird, um einen Verschlechterungszustand der Schmiermittelzusammensetzung abzuschätzen.
Dies ist bei der Verschlechterungsanalyse eines Schmiermittels mit einem Basisöl aus einem Einfachester von der (chemischen Formel 4) in dem Fall der Alkylgruppe R = C₈R₁₇ effektiv.
Weiterhin wird in einem noch anderen Verschlechterungsanalyseverfahren einer Schmiermittelzusammensetzung gemäß dem Bezugsaspekt, nachdem eine Schmiermittelzusammensetzung in einem anfänglichen Zustand mittels sekundärer Ionenmassenspektrometrie analysiert wird, um sekundäre Ionenintensitäten bei „155", „241" und „413" der Massenzahlen von positiven sekundären Ionen pro Einheitsladung in dem Massenspektrum zu finden, die Schmiermittelzusammensetzung nach Verwendung für eine vorbestimmte Zeitdauer auf die gleiche Weise analysiert, um sekundäre Ionenintensitäten bei den gleichen Massenzahlen zu finden, und wobei ein Verhältnis einer sekundären Ionenintensität in dem anfänglichen Zustand zu einer sekundären Ionenintensität nach der Verwendung für eine vorbestimmte Dauer festgestellt wird, um den Verschlechterungszustand der Schmiermittelzusammensetzung abzuschätzen.
Dies ist bei der Verschlechterungsanalyse eines Schmiermittels mit einem Basisöl aus einem Einfachester von der (chemischen Formel 5) in dem Fall effektiv, in dem die Alkylgruppe R = C₉R₁₉.
In allen der vorstehend beschriebenen Verschlechterungsanalyseverfahren einer Schmiermittelzusammensetzung wird ein Verhältnis des Massenspektrums des Schmiermittels vor Verwendung zu dem Massenspektrum des Schmiermittels nach Verwendung mittels sekundärer Ionenmassenspektrometrie erreicht, und dadurch kann die Verschlechterung des Schmiermittels sogar von einer Probe von einer außerordentlich kleinen Menge mit einer hohen Genauigkeit analysiert werden.
Eine Schmiermittelzusammensetzung, die in der vorstehend beschriebenen Weise erreicht wird, wird vorteilhaft mit dem folgenden Staudruck-Hydrauliklager oder in dem folgenden Motor angewendet.
Das heißt, ein Staudruck-Hydrauliklager gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit einem Lagerteil und einem Drehachsenteil, die miteinander so in Eingriff stehen, dass sie frei drehbar sind; einer Staudruck-Erzeugungsrille, die in mindestens einer der zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen gebildet ist, die eine Spalte zwischen dem vorstehend beschriebenen Lagerteil und dem vorstehend beschriebenen Drehachsenteil bilden; und einer Schmiermittelzusammensetzung bereitgestellt, die in die Spalte zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen gefüllt ist, worin irgendeine der vorstehend beschriebenen Schmiermittelzusammensetzungen als die vorstehend beschriebene Schmiermittelzusammensetzung verwendet wird.
Zudem wird ein Motor gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Basisteil; einem Stator zum Erzeugen eines magnetischen Feldes, der an dem vorstehend beschriebenen Basisteil befestigt ist; einem Rotor mit einem dem vorstehend beschriebenen Stator gegenüberliegenden Rotationsmagneten; einem Drehachsenteil, der in dem vorstehend beschriebenen Rotor vorgesehen ist; einem Lagerteil, der in dem vorstehend beschriebenen Basisteil vorgesehen ist, und mit dem der vorstehend beschriebene Drehachsenteil in Eingriff steht, um frei drehbar zu sein; einer Staudruck-Erzeugungsrille, die in zumindest einer der zwei gegenüberliegenden Oberflächen gebildet ist, welche einen Spalt zwischen dem vorstehend beschriebenen Lagerteil und dem vorstehend beschriebenen Drehachsenteil bilden; und einer Schmiermittelzusammensetzung bereitgestellt, die in den Spalt zwischen den vorstehend beschriebenen einander gegenüberliegenden Oberflächen gefüllt ist, wobei irgendeine der vorstehend beschriebenen Schmiermittelzusammensetzungen als die vorstehend beschriebene Schmiermittelzusammensetzung verwendet wird.
Es gibt eine Vielfalt an Weisen, wie beispielsweise die Folgende, der Konfigurationen des vorstehend beschriebenen Motors.
Es wird ein Motor bereitgestellt, wobei der vorstehend beschriebene Lagerteil auf der Basisseite von zylindrischer Form ist und der vorstehend beschriebene Drehachsenteil auf der Rotorseite in Eingriff mit dem Inneren des vorstehend beschriebenen Lagerteils steht.
Zudem wird ein Motor bereitgestellt, wobei der vorstehend beschriebene Drehachsenteil auf der Rotorseite von zylindrischer Form ist und wobei der vorstehend beschriebene Drehachsenteil mit der Außenseite des vorstehend beschriebenen Lagerteils auf der Basisteilseite in Eingriff steht.
Zudem wird ein Motor bereitgestellt, um einen Radiallagerteil aufzuweisen, wobei der vorstehend beschriebene Lagerteil und der vorstehend beschriebene Drehachsenteil sich einander in radialer Richtung gegenüberliegen und die vorstehend beschriebene Schmiermittelzusammensetzung in den Spalt zwischen dem vorstehend beschriebenen Lagerteil und dem vorstehend beschriebenen Drehachsenteil gefüllt ist, und wobei eine Staudruck-Erzeugungsrille in zumindest einer der zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen gebildet ist, welche den Spalt in dem vorstehend beschriebenen Radiallagerteil bilden.
Zudem wird ein Motor bereitgestellt, um einen Axiallagerteil aufzuweisen, wobei sich der vorstehend beschriebene Lagerteil und der vorstehend beschriebene Drehachsenteil in der Achsenrichtung gegenüberliegen und die vorstehend beschriebene Schmiermittelzusammensetzung in den Spalt zwischen dem vorstehend beschriebenen Lagerteil und dem vorstehend beschriebenen Drehachsenteil gefüllt ist, und wobei eine Staudruck-Erzeugungsrille in zumindest einer der zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen gebildet ist, welche den Spalt in dem vorstehend beschriebenen Axiallagerteil bilden.
Zudem wird ein Motor bereitgestellt, wobei ein Axiallagerteil aus einer Endoberfläche auf der Seite mit einer Öffnung des vorstehend beschriebenen zylindrischen Lagerteils und aus einem Ringbereich in dem vorstehend beschriebenen Rotor gebildet ist, der der vorstehend beschriebenen Endoberfläche auf der Seite mit der Öffnung des vorstehend beschriebenen Lagerteils gegenüber liegt, und wobei eine Staudruck-Erzeugungsrille in zumindest einer der vorstehend beschriebenen Endoberflächen auf der Seite mit der Öffnung und dem vorstehend beschriebenen Ringbereich gegenüberliegend zu der Endoberfläche in dem vorstehend beschriebenen Axiallagerteil gebildet ist.
Zudem wird ein Motor bereitgestellt, wobei ein Axiallagerteil aus einer Endoberfläche auf der Seite mit einer Öffnung des vorstehend beschriebenen zylindrischen Drehachsenteils und aus einem Ringbereich in dem vorstehend beschriebenen Basisteil, der der vorstehend beschriebenen Endoberfläche auf der Seite mit der Öffnung des vorstehend beschriebenen Drehachsenteils gegenüber liegt, gebildet ist, und wobei eine Staudruck-Erzeugungsrille in zumindest einer der vorstehend beschriebenen Endoberflächen auf der Seite mit der Öffnung und dem vorstehend beschriebenen Ringbereich gegenüberliegend zu der Endoberfläche in dem vorstehend beschriebenen Axiallagerteil gebildet ist.
Zudem wird ein Motor bereitgestellt, wobei ein Nickel-Phosphor-Plattierfilm auf den zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen gebildet ist, welche den Spalt zwischen dem vorstehend beschriebenen Lagerteil und dem vorstehend beschriebenen Drehachsenteil bilden. Es wird bevorzugt, dass der vorstehend beschriebene Nickel-Phosphor-Plattierfilm ein stromlos abgeschiedener Film ist, dessen Phosphor-Konzentration 15 Gew.-% oder weniger ist.
Folglich ist eine motorintegrierte Vorrichtung, an die irgendeiner der vorstehend beschriebenen Motoren montiert ist, ebenfalls eine effektive Erfindung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Aufgaben sowie Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen klar werden, worin:
1 eine grafische Darstellung ist, die das Ergebnis eines beschleunigten Hochtemperaturtests zeigt, der mit den Schmiermitteln aus den Beispielen, Bezugsbeispielen und den Vergleichsbeispielen durchgeführt ist, die mit einer mit Nickel-Phosphor überzogenen Kupferlegierung in Bezug auf die Schmiermittelzusammensetzung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
2 eine grafische Darstellung ist, die das Ergebnis eines beschleunigten Hochtemperaturtests zeigt, der mit den Schmiermitteln aus den Beispielen und Bezugsbeispielen durchgeführt ist, die mit einer Kupferlegierung in Bezug auf die Schmiermittelkomponente gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
3 eine grafische Darstellung eines Massenspektrums als ein Ergebnis einer sekundären Ionenmassenspektrometrie des Schmiermittels des ersten Beispiels in Bezug auf die Schmiermittelzusammensetzung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4 eine grafische Darstellung eines Massenspektrums als ein Ergebnis einer sekundären Ionenmassenspektrometrie des Schmiermittels des zweiten Beispiels in Bezug auf die Schmiermittelzusammensetzung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
5 eine grafische Darstellung eines Massenspektrums als ein Ergebnis einer sekundären Ionenmassenspektrometrie des Schmiermittels des dritten Beispiels in Bezug auf die Schmiermittelzusammensetzung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
6 eine grafische Darstellung eines Massenspektrums als ein Ergebnis einer sekundären Ionenmassenspektrometrie des Schmiermittels des vierten Beispiels in Bezug auf die Schmiermittelzusammensetzung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
7 eine grafische Darstellung eines Massenspektrums als ein Ergebnis einer sekundären Ionenmassenspektrometrie des Schmiermittels eines Vergleichsbeispiels in Bezug auf die Schmiermittelzusammensetzung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
8 eine Querschnittsansicht ist, die ein Beispiel mit einem Motor zeigt, bei dem ein Staudruck-Hydrauliklager gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Festplattenvorrichtung angewendet wird;
9 eine Querschnittsansicht eines vergrößerten Abschnitts in 8 ist;
10 eine Ansicht ist, die ein Muster eines Staudruck-Grabens in der Axialoberfläche des Staudruck-Hydrauliklagers in 9 zeigt;
11 eine grafische Darstellung ist, die das Ergebnis eines beschleunigten Hochtemperaturtests zeigt, der mit dem Schmiermittel aus einem Bezugsbeispiel und den Schmiermitteln aus Vergleichsbeispielen in Bezug auf die Schmiermittelzusammensetzung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt ist;
12A eine Draufsicht ist, die die Konfiguration der Hauptteile einer Vorrichtung zeigt, in die ein Motor gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung integriert ist;
12B eine Querschnittsansicht entsprechend 12A ist;
13 eine Querschnittsansicht der Hauptteile des Motors gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
14A eine Draufsicht eines Rotors des Motors gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
14B eine Draufsicht eines Rotors eines anderen Motors gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
15 eine Querschnittsansicht ist, die die Struktur eines Motors vom Außenrotortyp gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 eine Querschnittsansicht ist, die die Struktur eines Motors vom Axialspalttyp gemäß der siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 eine Querschnittsansicht von Hauptteilen eines Motors gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
18A eine Draufsicht eines Rotors eines Motors gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
18B eine Draufsicht eines Basisteils eines Motors gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
19 eine grafische Darstellung ist, die Variationen über die Zeit in der Viskosität von Schmiermitteln zeigt, die in einem Motor gemäß der fünften bis achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
20 eine andere grafische Darstellung ist, die Variationen über die Zeit in der Viskosität von Schmiermitteln zeigt, die in einem Motor gemäß der fünften bis achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
21 eine grafische Darstellung ist, die die Effekte von Ölmitteln zeigt, die einem Schmiermittel zugegeben sind, das in einem Motor gemäß der fünften bis achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
22 eine grafische Darstellung ist, die die Effekte einer Nickel-Phosphor-Abscheidung und von Schmiermitteln zeigt, die mit einem Staudruck-Hydrauliklagerteil verwendet werden, das in einem Motor gemäß der fünften bis achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist.
In allen diesen Figuren werden gleiche Komponenten durch die gleichen Bezugszeichen angezeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In dem Folgenden werden die vorliegenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Schmiermittelzusammensetzungen (Schmiermittel) gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließen mindestens ein Basisöl, ein Antioxidationsmittel und einen Zusatz ein und sind in den Spalt zwischen zwei gegenüberliegenden Flächen von zwei Elementen gefüllt, die sich relativ zueinander bewegen, wobei das Schmiermittel wie folgt zusammengesetzt ist.
Zuerst wird eine Substanz mit der Struktur von der (chemischen Formel 6) als das Basisöl festgesetzt. [Chemische Formel 6]
Hier, n = 7, n = 8 oder n = 9 in der (chemischen Formel 6). Konkret sind sie ein Basisöl (A) mit der Struktur von der (chemischen Formel 7), Basisöl (B) mit der Struktur von der (chemischen Formel 8) oder Basisöl (C) mit der Struktur von der (chemischen Formel 9), wobei alle von ihnen Einfachester sind. [Chemische Formel 7]
[Chemische Formel 8]
[Chemische Formel 9]
Irgendein Typ unter den vorstehenden drei Typen wird als das Basisöl des Schmiermittels verwendet. Hier sind alle der Basisöle (A) bis (C) Ester, die aus einem Polyol und einer Fettsäure hergestellt sind.
In einem Schmiermittel sind die Alkylbasen R = C_nH_2n+1 an beiden Enden das Basisöl die gleichen. Zudem sind in einem Schmiermittel die vorstehend beschriebenen drei Typen an Basisölen nicht gemischt, sondern das Basisöl ist eher auf irgendeinen Typ beschränkt. In diesem Sinne ist das Basisöl in einem Schmiermittel der vorliegenden Erfindung ein Einfachester. Basisöl (A), Basisöl (B) und Basisöl (C) weisen Alkylbasen R an jedem Ende auf, die sich voneinander unterscheiden, und aus diesem Grund, weisen diese drei Typen an Basisölen Viskositäten auf, die sich voneinander unterscheiden. Im Gegensatz zu den Mischestern in dem Fall vom Stand der Technik, wird eine mehrfache Anzahl an Typen von Basisölen mit verschiedenen Viskositäten in der vorliegenden Erfindung nicht gemischt. Das heißt, das Basisöl in einem Schmiermittel der vorliegenden Erfindung ist ein Einfachester. Hier weist ein Schmiermittel, worin das vorstehend beschriebene Basisöl verwendet wird, gemäß der vorliegenden Erfindung die geeignete Anwendungsaufgabe eines Staudruck-Hydrauliklagers auf.
In dem Fall, dass ein Mischester verwendet wird, zersetzt sich die Komponente mit niedriger Viskosität in der Mischkomponente früher als die anderen Komponenten, wenn über eine lange Zeitdauer verwendet, und aufgrund von diesem, tritt ein Phänomen auf, bei dem die Verschlechterung des Schmiermittels beschleunigt wird. Im Gegensatz dazu wird genau die gleiche Alkylbasis in der Struktur verwendet, und zudem wird ein Basisöl, das nur aus einem Typ besteht, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, und dadurch können die Viskositätseigenschaften eingestellt werden, um einen vorbestimmten Wert aufzuweisen, das heißt 48 mPa·s oder weniger bei 0°C und 12 mPa·s oder weniger bei 40°C.
Ein Schmiermittel, das eine niedrige Viskosität sogar bei niedrigen Temperaturenzuständen aufweist und dessen Variation in der Viskosität als Antwort auf eine Änderung in der Temperatur von niedrig zu hoch klein ist, kann durch Verwendung eines Basisöls realisiert werden, das die Struktur aufweist, die durch die (chemische Formel 6) dargestellt ist, und das die vorstehend beschriebenen Viskositätseigenschaften aufweist. In dem Fall, dass dieses Schmiermittel für ein Staudruck-Hydrauliklager verwendet wird, ist ein Lagerverlust klein, wenn bei einer niedrigen Temperatur verwendet, und das Lager kann stabil bei einer hohen Rotationsgeschwindigkeit verwendet werden, wobei die Temperatur des Schmiermittels hoch wird.
Hier ist eine Viskosität von 48 mPa·s oder weniger bei 0°C ein Wert, bei dem der Lagerverlust zulässig ist, und der Lagerverlust kann weiterhin in dem Fall reduzier werden, dass die Viskosität 40 mPa·s oder weniger bei 0°C ist. Zu dem ist die Viskosität bei einer Temperatur von 40°C 12 mPa·s oder weniger, und in dem Fall, dass die Viskosität 48 mPa·s bei 0°C und 12 mPa·s bei 40°C ist, kann die Variation in der Viskosität aufgrund von einer Temperaturschwankung auf den Bereich von zulässigen Werten eingeschränkt werden, und deshalb kann der Lagerverlust über einen breiten Temperaturbereich reduziert werden. Das Vorstehende ist von den vorliegenden Erfindern entdeckt worden.
Als nächstes wird das Antioxidationsmittel beschrieben, und ein Schmiermittel der vorliegenden Erfindung weist einen Hauptkörper des vorstehend beschriebenen Basisöls auf und schließt zusätzlich ein Zusatzmittel aus gehinderten Antioxidationsmitteln auf Phenolbasis ein. Die Gesamtmenge dieses Zusatzmittels wird hergestellt, um zumindest 0,1 Gew.-% oder mehr zu betragen. Zumindest ein (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) ist in die Struktur davon eingefügt. Hier kann zumindest ein (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) eingeschlossen sein und zwei, drei oder vier davon können eingeschlossen sein.
Zusammenfassend ist ein gehindertes Antioxidationsmittel auf Phenolbasis, das (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) einschließt, zugegeben, oder beide dieser Antioxidationsmittel sind zugegeben.
Es kann verhindert werden, dass eine Oxidation auftritt, sogar, wenn das Schmiermittel von einer hohen Temperatur wird, sodass eine Verschlechterung der Eigenschaften des Schmiermittels durch Zugeben von 0,1 Gew.-% oder mehr eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis zu dem vorstehend beschriebenen Basisöl verhindert werden kann. Dieses gehinderte Antioxidationsmittel auf Phenolbasis weist die Funktion eines Radikalfängers auf, und ist von einer Natur, die eine Oxidation des Basisöls durch Selbstoxidation verhindert, wenn erhitzt. Das heißt, in dem Fall, dass ein Schmiermittel einer hohen Temperatur ausgesetzt wird, wird ein instabiles Peroxid als ein Oxidationsprodukt erzeugt, das bei der anfänglichen Stufe erzeugt wird. Dieses Peroxid zersetzt sich, um neue freie Radikale zu erzeugen, und dadurch schreitet die Oxidation in einer beschleunigten Weise fort. Ein gehindertes Antioxidationsmittel auf Phenolbasis weist den Effekt zur Reaktion mit diesen freien Radikalen und Deaktivierung dieser freien Radikale auf. Dementsprechend kann eine Oxidation verhindert werden. Obwohl die optimale Menge dieser Antioxidationsmittel, die zuzugeben sind, in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck verschieden ist, erreicht die Zugabe von zumindest 0,1 Gew.-% oder mehr einen Antioxidationseffekt.
Hier verschlechtert sich, wenn die zugegebene Menge überschüssig ist, die Leistung des Basisöls, und deshalb ist es wünschenswert, dass der obere Grenzwert der zugegebenen Menge bei 10 Gew.-% festgesetzt wird, und weiterhin ist 8 Gew.-% oder weniger wünschenswerter, weil es in diesem Bereich ist, in dem die Leistungsverschlechterung des Basisöls kaum auftritt.
Zudem ist ein Zusatzmittel zur Reduktion des Reibungskoeffizienten für das Schmiermittel erforderlich, und ein Schmiermittel der vorliegenden Erfindung schließt ein Triglycerid ein, das in der Struktur von der (chemischen Formel 10) gezeigt ist. [Chemische Formel 10]
Hier sind R1, R2 und R3 jeweils eine ungesättigte oder gesättigte geradkettige Struktur oder verzweigte Struktur, die aus CxHyOz besteht, und weiterhin weisen R1, R2 und R3 bevorzugt die gleiche Struktur oder zumindest einer von ihnen weist eine verschiedene Struktur auf. Weiterhin sollen gemäß der Erfindung die Werte von x ein ganzzahliger Wert in dem Bereich von 10 bis 21 sein, der Wert von y ein ganzzahliger Wert in dem Bereich worden 29 bis 43 sein, und der Wert von z ein ganzzahliger Wert in dem Bereich von 0 bis 1 sein.
Konkreter wird, wenn der Wert von z 0 ist, eine Struktur einer ungesättigten oder gesättigten geradkettigen Alkylbasis oder verzweigten Alkylbasis erreicht, während, wenn der Wert von z 1 ist, eine ungesättigte oder gesättigte geradkettige Struktur oder verzweigte Struktur mit einer OH-Basis in der Struktur erreicht wird. In dem Fall, dass eine OH-Basis in der Struktur ist, wird die Benetzbarkeit des Lagerelements gegenüber von einem Metall verbessert, sodass der Reibungskoeffizient reduziert wird, und deshalb können die Eigenschaften des Schmiermittels verbessert werden.
Hier wird, in dem Fall, dass die Werte von x und y größer als die obere Grenze des vorstehend beschriebenen Bereichs sind, das Triglycerid ein Feststoff, und nicht nur eine Mischbarkeit mit dem Basisöl wird schlecht, sondern die Viskosität wird ebenfalls größer. Zudem werden, in dem Fall, dass die Werte kleiner als die untere Grenze des vorstehend beschriebenen Bereichs gemacht werden, die Eigenschaften des Schmiermittels zu der Zeit der Inbetriebsetzung erniedrigt. Dementsprechend zeigen die vorstehend beschriebenen Werte wünschenswerte Bereiche als die Zustände zum Überwinden von beiden dieser Einschränkungen an.
Dann wird die Gesamtmenge des Zusatzmittels, das zumindest ein Triglycerid einschließt, hergestellt, um 5 Gew.-% oder weniger zu betragen. In dem Fall, dass die Menge des Triglycerids, das zuzugeben ist, überschüssig ist, wird die Leistung des Basisöls erniedrigt, und eine Grenze von 5 Gew.-% eines Zusatzmittels liegt innerhalb der Leistungstoleranz, während in dem Fall von 3 Gew.-% oder weniger verhindert werden kann, dass die Lebensdauer des Schmiermittels erniedrigt wird, was wünschenswerter ist.
Ein Metallkontaktzustand tritt in dem Staudruck-Hydrauliklager auf, wenn der Staudruck unmittelbar nach der Inbetriebsetzung oder unmittelbar vor dem Anhalten klein wird, und in dem Fall, dass ein Schmiermittel, zu dem 5 Gew.-% oder weniger eines Triglycerids mit der vorstehend beschriebenen Struktur zugegeben ist, verwendet wird, kann die Gleitfähigkeit zu dieser Zeit erhöht werden. Dementsprechend kann, in dem Fall, dass ein Spindelmotor häufig in Betrieb gesetzt oder angehalten wird, wie beispielsweise in einer Festplattenvorrichtung, die Reibung und der Verschleiß der Drehachse und des Lagerteils reduziert werden, sodass ein Staudruck-Hydrauliklager mit einer hohen Zuverlässigkeit ausgeführt werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, ist ein Schmiermittel (Schmiermittelzusammensetzungen) der vorliegenden Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass die Viskositätseigenschaften so eingestellt sind, dass die Viskosität bei 0° 48 mPa·s oder weniger ist und die Viskosität bei 40°C 12 mPa·s oder weniger durch Zugeben eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis oder eines gehindertes Antioxidationsmittels auf Phenolbasis und eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Aminbasis und eines Triglycerids zu einem Basisöl aus einem Einfachester mit der vorstehend beschriebenen Struktur von der (chemischen Formel 7), (chemischen Formel 8) oder (chemischen Formel 9) ist, um einen Ersatz für DOS (Sebacinsäure-di-2-ethylhexyl), das ein repräsentatives Beispiel von konventionellen Diestern ist, (Trimethylolpropan + monovalente Fettsäure), das ein repräsentatives Beispiel von Triestern oder einem Mischester aus einer Caprylsäure von Neopentylglycol und Caprinsäure ist, zu erreichen, und dadurch wird ein Schmiermittel bereitgestellt, worin die niedrige Viskosität sogar bei niedrigen Temperaturzuständen aufrecht erhalten werden kann, und eine Zersetzung oder Oxidation nicht bei einer hohen Temperaturen auftritt, und deshalb ist der Reibungskoeffizienten niedrig. Dementsprechend ist, in dem Fall, dass das Schmiermittel für ein Staudruck-Hydrauliklager verwendet wird, der Lagerverlust zu der Zeit der Verwendung einer niedrigen Temperatur klein, und, wenn die Temperatur des Schiniermittels höher wird, kann das Lager sogar bei einer hohen Rotationsgeschwindigkeit stabil verwendet werden. Weiterhin kann ein Schmiermittel für ein Staudruck-Hydrauliklager bereitgestellt werden, dessen Eigenschaften sehr stabil sind, das eine kleine Variation in der Viskosität und das einen kleinen Verdampfungsverlust aufweist und das eine gute Wärmebeständigkeit aufweist, sodass eine Oxidation oder Zersetzung kaum auftritt.
[Beispiele der ersten Ausführungsform]
In dem Folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillierter durch Verwendung von Beispielen der ersten Ausführungsform beschrieben.
(Erstes Bezugsbeispiel)
Ein Schmiermittel des ersten Bezugsbeispiels wurde wie folgt hergestellt. Dies ist ein Schmiermittel, das ein Basisöl aus einem Einfachester mit der Struktur einschließt, die in der (chemischen Formel 6) gezeigt ist, worin die Alkylbasis R = C_nH_2n+1 eine geradkettige gesättigte Alkylbasis aus C₇H₁₆ in dem Fall von n = 7 ist. 1 Gew.-% eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis mit vier (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) wurde zu dem vorstehenden Basisöl als ein Antioxidationsmittel zugegeben.
(Zweites Bezugsbeispiel)
Ein Schmiermittel des zweiten Bezugsbeispiels wurde wie folgt hergestellt. Dies ist ein Schmiermittel, das ein Basisöl aus einem Einfachester mit der Struktur einschließt, die in der (chemischen Formel 6) gezeigt ist, worin die Alkylbasis R = C_nH_2n+1 eine geradkettige gesättigte Alkylbasis aus C₈H₁₇ in dem Fall von n = 8 ist. 1 Gew.-% eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis mit vier (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) wurde zu dem vorstehenden Basisöl als ein Antioxidationsmittel zugegeben.
(Drittes Bezugsbeispiel)
Ein Schmiermittel des dritten Bezugsbeispiels wurde wie folgt hergestellt. Dies ist ein Schmiermittel, das ein Basisöl aus einem Einfachester mit der Struktur einschließt, die in der (chemischen Formel 6) gezeigt ist, worin die Alkylbasis R = C_nH_2n+1 eine geradkettige gesättigte Alkylbasis aus C₉H₁₉ in dem Fall von n = 9 ist. 1 Gew.-% eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis mit vier (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) wurde zu dem vorstehenden Basisöl als ein Antioxidationsmittel zugegeben.
(Viertes Beispiel)
Ein Schmiermittel des vierten Beispiels wurde wie folgt hergestellt. Dies ist ein Schmiermittel, das ein Basisöl aus einem Einfachester mit der Struktur einschließt, die in der (chemischen Formel 6) gezeigt ist, worin die Alkylbasis R = C_nH_2n+1 eine geradkettige gesättigte Alkylbasis aus C₈H₁₇ in dem Fall von n = 8 ist. 1 Gew.-% eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis mit vier (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) wurde zu dem vorstehenden Basisöl als ein Antioxidationsmittel zugegeben. Zudem wurde 1 Gew.-% eines Triglycerids zugegeben, das in der (chemischen Formel 10) gezeigt ist. R1, R2 und R3 weisen hier die gleiche Struktur auf und weisen jeweils die Struktur von CxHyOz auf, worin der Wert von x 17 ist, der Wert von y 33 ist und der Wert von z 1 ist.
Das erste Bezugsbeispiel, das zweite Bezugsbeispiel und das dritte Bezugsbeispiel sind die gleichen, mit der Ausnahme, dass die Struktur der Alkylbasis R = C_nH_2n+1 in den Basisölen verschieden ist. Das vierte Beispiel entspricht dem Fall, in dem ein Triglycerid in dem zweiten Bezugsbeispiel zugegeben ist.
(Erstes Vergleichsbeispiel)
DOS (Sebacinsäure-di-2-ethylhexyl), das ein Schmiermittel ist, das mit Staudruck-Hydrauliklagern verwendet worden ist, wurde als das erste Vergleichsbeispiel verwendet.
(Zweites Vergleichsbeispiel)
Ein Schmiermittel mit einem Mischester als das Basisöl, worin zwei Typen an Estern, ein Ester aus Neopentylglycol und Caprylsäure und ein Ester aus Neopentylglycol und einer Caprinsäure, gemischt sind, wurde als das zweite Vergleichsbeispiel verwendet.
(§1)
Hier sind die Mengen der Hauptkomponenten der Basisöle in den Schmiermitteln aus den ersten bis vierten Bezugsbeispielen und Beispielen in Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1]
Wie aus (Tabelle 1) gesehen werden kann, sind die Mengen der Hauptkomponenten des Basisöls der Schmiermittel von dem ersten bis zum vierten Beispiel jeweils 85 Gewichtsprozent oder mehr.
Die Ergebnisse des Messens der Viskosität, der Stabilität der Viskosität, der Verdampfungsmenge, der Antioxidation, der Stabilität bei hoher Temperatur und des Reibungskoeffizienten in Bezug auf die vorstehend beschriebenen Schmiermittel der vier Beispiele und Bezugsbeispiele und der zwei Vergleichsbeispiele werden im Folgenden beschrieben.
Tabelle 2 zeigt die Viskosität bei 0° und bei 40°C, die Änderungsgeschwindigkeiten entsprechend der Temperatur (B-Wert) und die Verdampfungsmengen. [Tabelle 2]
In Bezug auf die Viskosität bei 0°C und die Viskosität bei 40°C weisen all die Schmiermittel aus den ersten bis vierten Beispielen und Bezugsbeispielen eine Viskosität auf, die niedriger als die des Schmiermittels (das durch DOS gekennzeichnet ist) des ersten Vergleichsbeispiels ist. Zudem weisen all die Schmiermittel der ersten, zweiten und vierten Beispiele und Bezugsbeispiele, mit Ausnahme für das Schmiermittel (das durch R = C₉H₁₉ gekennzeichnet ist) des dritten Bezugsbeispiels, eine Viskosität auf, die niedriger als die des Schmiermittels (das durch den Mischester gekennzeichnet ist) des zweiten Vergleichsbeispiels ist.
Das Schmiermittel (das durch DOS gekennzeichnet ist) des ersten Vergleichsbeispiels ist konventionell in Spindelmotoren von Festplattenvorrichtungen verwendet worden. Jedes Beispiel unterscheidet sich von dem ersten Vergleichsbeispiel, und der folgende Abfall in der Viskosität wurde erkannt. Das heißt, die Ergebnisse von
48% Abfall bei 0°C und 38% Abfall bei 40°C in dem Schmiermittel (das durch C₇H₁₅ gekennzeichnet ist) des ersten Beispiels,
31 % Abfall bei 0°C und 26% Abfall bei 40°C in dem Schmiermittel (das durch C₈H₁₇ gekennzeichnet ist) des zweiten Bezugsbeispiels,
11% Abfall bei 0°C und 8% Abfall bei 40°C in dem Schmiermittel (das durch C₉H₁₉ gekennzeichnet ist) des dritten Bezugsbeispiels,
31% Abfall bei 0°C und 25% Abfall bei 40°C in dem Schmiermittel (das durch C₈H₁₇ + Triglycerid gekennzeichnet ist) des vierten Beispiels, werden erreicht.
Zudem werden im Vergleich mit dem Schmiermittel (das durch den Mischester gekennzeichnet ist) des zweiten Vergleichsbeispiels, die Ergebnisse von
26% Abfall bei 0°C und 19% Abfall bei 40°C in dem ersten Bezugsbeispiel,
3% Abfall bei 0°C und 3% Abfall bei 40°C in dem zweiten Bezugsbeispiel, und
2% Abfall bei 0°C und 3% Abfall bei 40°C in dem vierten Beispiel erreicht.
Dementsprechend weisen im Vergleich mit dem Schmiermittel (das durch DOS gekennzeichnet ist) des ersten Vergleichsbeispiels, das konventionell verwendet worden ist, jedes der Schmiermittel der vorliegenden Beispiele eine niedrigere Viskosität sowohl bei niedrigen Temperatur- als auch bei hohen Temperaturzuständen auf, sodass ein Lagerverlust des Staudruck-Hydrauliklagers reduziert werden kann.
Zudem ist im Vergleich mit dem Schmiermittel (das durch den Mischester gekennzeichnet ist) des zweiten Vergleichsbeispiels, das auf die gleiche Weise auf Esterbasis vorliegt, die Viskosität in den ersten, zweiten und vierten Beispielen und Bezugsbeispielen niedriger, sodass der Lagerverlust reduziert werden kann.
Es ist ebenfalls wichtig, dass die Variation der Viskosität des Schmiermittels über einen breiten Temperaturbereich klein ist, um auf eine hochpräzise Weise die Drehgeschwindigkeit eines Spindelmotors aufrecht zu erhalten, und deshalb wird diese Variation der Viskosität abgeschätzt. In Bezug auf das Abschätzungsverfahren werden Daten der Viskosität, die in Tabelle 2 gezeigt sind, verwendet, um die Beziehung zwischen der Viskosität Y und dem reziproken Wert der absoluten Temperatur T an eine Exponentialfunktion anzunähern, die in (Gleichung 1) gezeigt ist, und die Variation der Viskosität wird durch Verwendung des Wertes einer Konstante B verglichen. Y = A·e–B/T [Gleichung 1]
In (Gleichung 1) sind A und B Konstanten. Die Konstante B zeigt die Steigung der Kurve, die das Variationsverhältnis der Viskosität entsprechend der Temperatur darstellt. Das heißt, die Kurve stellt, wobei je kleiner der Wert der Konstante B ist, desto kleiner ist die Variationen in der Viskosität des Schmiermittels entsprechend der Temperatur, dar. Dieses Ergebnis ist als B-Werte in Tabelle 2 gezeigt.
Die B-Werte der Schmiermittel der ersten bis vierten Beispiele und Bezugsbeispiele waren kleiner als die jeweiligen B-Werte des ersten Vergleichsbeispiels und des zweiten Vergleichsbeispiels, sodass das Ergebnis erreicht wurde, dass eine Schwankung in der Viskosität entsprechend der Temperaturänderung nicht leicht auftrat.
Eine große Variation in der Viskosität bedeutet, dass ein Lagerverlust auf der niedrigeren Temperaturenseite größer wird, wobei die Viskosität hoch wird, und dass ein Festfressen aufgrund von Kontakt mit Metall, wenn der Schmiermittelfilm auf der hohen Temperaturseite aufgerissen ist, leicht auftritt, wobei die Viskosität niedrig wird. Jedes der Schmiermittel der vorliegenden Beispiele weist eine kleinere Viskositätsänderung als die in den Vergleichsbeispielen sogar unter den Zuständen auf, bei denen eine Temperaturänderung groß ist, sodass ein Gerät, an das ein Motor montiert ist, worin solch ein Schmiermittel verwendet wird, im Freien im Winter verwendet wird oder verwendet wird, nachdem es in einem Auto im Sommer liegen gelassen worden ist, und deshalb können ein Staudruck-Hydrauliklager, mit dem solch ein Schmiermittel verwendet wird, oder ein Spindelmotor, worin solch ein Staudruck-Hydrauliklager verwendet wird, eine stabile Drehleistung über einen breiten Temperaturbereich und in einem Hochgeschwindigkeitsrotationsbereich erreichen.
Als Nächstes werden die Ergebnisse von Messungen vom Verdampfungsverlust beschrieben. In Bezug auf den Verdampfungsverlust wird jedes der Schmiermittel der ersten bis vierten Beispiele und Bezugsbeispiele sowie die ersten und zweiten Vergleichsbeispiele in einen Glasbecher gelegt, und der Becher wird in einem thermostatischen Bad bei 100°C über 120 Stunden gelassen, und danach wird die Menge der Abnahme an Gewicht (Gew.-%) als ein Dampfverlust festgestellt. Dieses Ergebnis ist als die Verdampfungsmenge in Tabelle 2 gezeigt.
Die Ergebnisse haben erreicht, dass die Verdampfungsverluste der zweiten, dritten und vierten Beispiele und Bezugsbeispiele niedriger sind als die Verdampfungsverluste der ersten und zweiten Vergleichsbeispiele. Insbesondere das Ergebnis eines signifikant niedrigen Verdampfungsverlusts wird in dem dritten Bezugsbeispiel erreicht. Das heißt, die Schmiermittel der zweiten, dritten und vierten Beispiele und Bezugsbeispiele weisen kleine Verdampfungsverluste auf, sodass ein Schmiermittel nicht nach einer langen Betriebsdauer knapp wird, und die Lebensdauer eines Spindelmotors kann erhöht werden. Insbesondere weist das Schmiermittel des dritten Bezugsbeispiels eine bemerkenswerte Stabilität auf.
Als Nächstes wird die Wärmebeständigkeitsstabilität eines Schmiermittels, wenn das Schmiermittel eine drehende Welle und ein Metall kontaktiert, das ein Lagerelement ist, unter einer hohen Temperatur über eine lange Zeitdauer gemäß einem beschleunigten Hochtemperaturtest abgeschätzt. Der beschleunigte Hochtemperaturtest wird gemäß der folgenden Prozedur unter Berücksichtigung des Zustands des Schmiermittels zu der Zeit des tatsächlichen Antreibens eines Spindelmotors und durch Verwendung einer Ölheizplatte mit einem Schüttler durchgeführt.
Zuerst wird jedes der Schmiermittel der ersten bis vierten Beispiele und Bezugsbeispiele sowie der ersten und zweiten Vergleichsbeispiele in ein Testrohr gefüllt, das aus rostfreiem Stahl hergestellt ist. Das gleiche Metallmaterial wie das der drehenden Welle und des Lagerelements wird mit dem Schmiermittel in jedem der Testrohre durchtränkt, in die das Schmiermittel gefüllt worden ist. In Bezug auf dieses Metallmaterial wird eine säulenartige Stange verwendet, die aus einer Kupferlegierung hergestellt ist, die häufig als ein Lagerelement verwendet wird, auf dessen Oberfläche ein Beschichtungsfilm aus einer Nickel-Phosphor-Abscheidung gebildet ist, die im Allgemeinen zum Härten der Oberfläche verwendet wird. Diese Testrohre werden in dem Ölheizbad mit einem Schüttler durchtränkt, das auf 150°C erhitzt worden ist und geschüttelt wird, um den beschleunigten Hochtemperaturtests durchzuführen. Ein Testrohr, das aus rostfreien Stahl hergestellt ist, und eine Kupferlegierungsstange, auf der eine Nickelphosphorplattierung durchgeführt ist, sind aufgrund der Schwingung durch den Schüttler konstant in Kontakt miteinander, und deshalb werden neu gebildete Oberflächen auf den Oberflächen des jeweiligen Metalls gebildet, sodass der Zwischenflächenschmierzustand ausgeführt werden kann.
In Bezug auf das Abschätzungsverfahren wird eine konstante Menge jedes der Schmiermittel als eine Probe genommen, und die Viskosität wird gemessen, wann immer eine konstante Zeitdauer während des vorstehend beschriebenen beschleunigten Hochtemperaturtests abläuft, und dadurch wird die Variation in der Viskosität abgeschätzt, und es wird die Gesamtoxidationszahl für die Abschätzung gemessen, nachdem 627 Stunden (26 Tage und drei Stunden) abgelaufen sind. In dem Fall eines Schmiermittels, dessen Wärmebeständigkeit niedriger ist oder in dem Fall eines Schmiermittels, das sich zersetzt oder verschlechtert, wenn Metall als ein Katalysator arbeitet, ändert sich dessen Viskosität unter hohen Temperaturzuständen oder aufgrund der Katalyse, wenn ein Metall zugegeben ist, und deshalb kann die Wärmebeständigkeit des Schmiermittels durch Messen der Änderung in der Viskosität abgeschätzt werden.
Hier ist die Gesamtoxidationszahl die in Milligramm-Einheiten angezeigte Menge von Kaliumhydroxyd, die erforderlich ist, um die Säurekomponenten zu neutralisieren, die in der gemessenen Probe von 1 Gramm eingeschlossen sind. In dem Fall, dass der Wert der Gesamtoxidationszahl groß ist, bedeutet das, dass das Schmiermittel unter hohen Temperaturzuständen oxidiert wird, und weiterhin eine Zersetzung oder dergleichen fortgeschritten ist, und als ein Ergebnis sind die Säurekomponenten erzeugt worden. Dementsprechend zeigt ein großer Wert für die Gesamtoxidationszahl an, dass eine Verschlechterung, wie beispielsweise eine Oxidation oder Zersetzung, in dem Schmiermittel aufgetreten ist, und deshalb kann die Wärmebeständigkeit abgeschätzt werden.
Die Ergebnisse der Messung der Änderung in der Viskosität entsprechend dem beschleunigten Hochtemperaturtest sind in 1 gezeigt. Die Querachse zeigt die Zeitdauer, während der hohe Temperaturzustände aufrechterhalten werden, und die Längsachse die Viskosität, nachdem jede konstante Zeitdauer abgelaufen ist. Hier wird die Messung der Viskosität bei 40°C ausgeführt. P1 ist das Schmiermittel des ersten Bezugsbeispiels, P2 ist das Schmiermittel des zweiten Bezugsbeispiels, P3 ist das Schmiermittel des dritten Bezugsbeispiels, P4 ist das Schmiermittel des vierten Beispiels, Q1 ist das Schmiermittel des ersten Vergleichsbeispiels, und Q2 ist das Schmiermittel des zweiten Vergleichsbeispiels.
In dem Fall des Schmiermittels Q1 (das durch DOS gekennzeichnet ist) des ersten Vergleichsbeispiels, steigt die Viskosität in einer annähernd linearen Weise an, wenn die Zeit abläuft, und ist an dem Zeitpunkt gesättigt, wenn ungefähr 340 Stunden abgelaufen sind. In dem Fall, dass die Änderung in der Viskosität in solch einer Weise auftritt, wird der Lagerverlust unter dem Verwendungszustand groß, wobei der Lagerteil von einer hohen Temperatur wird, sodass eine Verwendung des Schmiermittels schwierig wird. Zudem ist die Änderung in der Viskosität, nachdem ungefähr 170 Stunden abgelaufen sind, in dem Schmiermittel Q2 (das durch den Mischester gekennzeichnet ist) des zweiten Vergleichsbeispiels aufgetreten, das eine gute Wärmebeständigkeit im Vergleich mit dem Schmiermittel Q1 des ersten Vergleichsbeispiels aufweist, aber von dem jedoch erkannt wird, dass es ein Zuverlässigkeitsproblem über lange Zeitdauern aufweist.
Andererseits ist die Änderung in der Viskosität des Schmiermittels der ersten bis vierten Beispiele und Bezugsbeispiele kaum detektierbar, wenn die Zeit während des beschleunigten Hochtemperaturtests abläuft, und deshalb wird bestätigt, dass die Wärmebeständigkeitsstabilität hervorragend ist.
Als Nächstes sind die Ergebnisse der Messung der Gesamtoxidationszahlen der vorstehend beschriebenen sechs Typen an Schmiermitteln, nachdem 627 Stunden abgelaufen sind, in (Tabelle 3) gezeigt. [Tabelle 3]
Alle der Schmiermittel der ersten bis vierten Beispiele und Bezugsbeispiele weisen Werte der Gesamtoxidationszahl auf, die kleiner sind als jene der ersten und zweiten Vergleichsbeispiele, sodass eine gute Wärmebeständigkeit bestätigt wird. Insbesondere sind die Werte der Gesamtoxidationszahl des Schmiermittels (das durch C₇H₁₅ gekennzeichnet ist) des ersten Bezugsbeispiels und des Schmiermittels (das durch C₉H₁₉ gekennzeichnet ist) des dritten Bezugsbeispiels U, und es wird erkannt, dass sie sehr stabile Schmiermittel sind, bei denen eine Zersetzung sogar unter hoher Temperaturzuständen nicht auftritt.
Andererseits ist, in dem Fall des Schmiermittels (das durch DOS gekennzeichnet ist) des ersten Vergleichsbeispiels der Wert der Gesamtoxidationszahl groß, und deshalb kann erkannt werden, dass eine Zersetzung während des beschleunigten Hochtemperaturtests aufgetreten ist. Das heißt, es ist klar geworden, dass das Schmiermittel des ersten Vergleichsbeispiels eine schlechte Wärmebeständigkeitsstabilität aufweist, und dementsprechend eine große Änderung in der Viskosität aufweist.
Zudem ist in dem Fall des Schmiermittels (das durch den Mischester gekennzeichnet ist) des zweiten Vergleichsbeispiels, der Wert der Gesamtoxidationszahl leicht größer als der des Schmiermittels (das durch C₈H₁₇ gekennzeichnet ist) des zweiten Bezugsbeispiels, während eine Änderung in der Viskosität klar größer ist als die des zweiten Beispiels. Als ein Ergebnis von diesem, wurde beobachtet, dass eine Änderung in der Viskosität in dem Schmiermittel des zweiten Vergleichsbeispiels, nicht aufgrund des Mischesters auftrat, der eine Zusammensetzung ist, die sich zersetzte, sondern eher, weil der Mischester chemisch polymerisierte. Das heißt, eine chemische Polymerisation tritt unter hoher Temperaturzuständen in dem Schmiermittel des zweiten Vergleichsbeispiels auf, worin ein Basisöl verwendet wird, das aus einem Mischester hergestellt ist, während bei dem Schmiermittel, worin ein Basisöl aus einem Einfachester, in dem nur ein Typ von C₇H₁₅, C₈H₁₉ oder C₉H₁₉ als die Alkylbasis R = C_nH_2n+1 in der (chemischen Formel 6) der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beobachtet wurde, dass es sogar bei hohen Temperaturen stabil ist.
Hier wird, wenn das Schmiermittel (das durch C₈H₁₇ gekennzeichnet ist) des zweiten Bezugsbeispiel und das Schmiermittel (das durch C₈H₁₇ + ein Triglycerid) des vierten Beispiels verglichen werden, das Ergebnis erreicht, dass der Wert der Gesamtoxidationszahl des Schmiermittels des vierten Beispiels ungefähr 60% kleiner ist als der des Schmiermittels des zweiten Bezugsbeispiels. Es ist aus diesem klar geworden, dass das Triglycerid den Effekt der Unterdrückung der Zersetzung des Basisöls aufweist.
Hier wird ein beschleunigter Hochtemperaturtest unter Verwendung eines Kupferlegierungsmaterials, auf dem eine Nickelphosphorplattierung nicht durchgeführt ist, mit den Schmiermitteln der ersten bis vierten Beispiele und Bezugsbeispiele ausgeführt, wobei eine Änderung in der Viskosität in Bezug auf das Kupferlegierungsmaterial, auf dem eine Nickelphosphorplattierung durchgeführt ist, nicht aufgetreten ist. Dieses Ergebnis ist in 2 gezeigt. Die Testzustände sind ähnlich zu dem vorstehend beschriebenen beschleunigten Hochtemperaturtest.
Wie aus 2 gesehen werden kann, wird klar, dass eine Anderung in der Viskosität nicht auftritt, wenn ein Kupferlegierungsmaterial verwendet wird, auf dem eine Nickel-Phosphor-Abscheidung nicht durchgeführt ist, und eine gute Wärmebeständigkeitsstabilität wird beobachtet.
Hier gibt es, in Bezug auf das Metallmaterial, das für eine drehende Welle oder für einen Lagerteil verwendet wird, nicht nur die vorstehend beschriebenen Kupferlegierungen, auf denen eine Nickelphosphorplattierung durchgeführt ist oder auf denen eine Nickelphosphorplattierung nicht durchgeführt ist, sondern ebenfalls die Möglichkeit, dass eine Vielfalt an anderen Materialien verwendet werden können, und in solch einem Fall kann eine Beschichtung mittels Abscheidung oder dergleichen auf die Oberfläche entsprechend dem Material oder ein Inhibitor zum Inhibieren von Metallkorrosion oder ein Metalldeaktivator zu dem Schmiermittel zugegeben werden.
Als Nächstes das Ergebnis der Abschätzung der Gleitfähigkeitseigenschaften, wenn ein Kontakt mit Metall aufgetreten ist. Ein Kontakt mit Metall tritt auf, wenn der Ölfilm unmittelbar nach der Inbetriebsetzung oder unmittelbar vor dem Anhalten des Motors aufgerissen wird, an den ein Staudruck-Hydrauliklager montiert ist. Wenn ein Kontakt mit Metall aufgetreten ist, wird der Reibungskoeffizient groß, und deshalb wird eine große Verschleißmenge verursacht.
Ein Abschätzungsverfahren der Gleitfähigkeitseigenschaften wird, wenn ein Kontakt mit Metall aufgetreten ist, durch Messen des Reibungskoeffizienten unter Verwendung eines Ritzel-Platte-Testgeräts durchgeführt. Ein Stift, der aus rostfreien Stahl hergestellt ist, der im Allgemeinen für eine drehende Welle verwendet wird, und eine Platte, die aus einer Kupferlegierung hergestellt ist, auf der ein Nickel-Phosphor-Plattierbeschichtungsfilm gebildet ist, und die, in einigen Fällen, für einen Lagerteil verwendet wird, werden in dem Ritzel-Platte-Test verwendet. In Bezug auf die Testzustände ist die Geschwindigkeit der Platte relativ zu dem Stift bei 0,16 m/Sek. festgesetzt, und die Belastung, die auf den Stift gegeben wird, ist bei 624 mN festgesetzt. Das Ergebnis des Tests ist in Tabelle 4 gezeigt. [Tabelle 4]
Das Ergebnis wird erreicht, dass alle der Reibungskoeffizienten der Schmiermittel der ersten bis vierten Beispiele und Bezugsbeispiele kleiner sind als jene der Schmiermittel der ersten und zweiten Vergleichsbeispiele. Unter diesen weist das Schmiermittel des vierten Beispiels den niedrigsten Reibungskoeffizienten auf, und die Effekte der Zugabe an Triglycerid werden klar bestätigt.
Die Ergebnisse des Vergleichs der Leistung der Schmiermittel der ersten bis vierten Beispiele und Bezugsbeispiele mit den Schmiermitteln der ersten und zweiten Vergleichsbeispiele werden wie folgt zusammengefasst.
Das heißt, das Schmiermittel (das durch C₇H₁₅ gekennzeichnet ist) des ersten Bezugsbeispiels weist immerhin eine niedrige Viskosität auf, und die Wärmebeständigkeit ist gut, die Verdampfungsmenge ist leicht größer als die des Schmiermittels des zweiten Vergleichsbeispiels, das den Mischester als das Basisöl aufweist. Eine Wärmeerzeugung aufgrund von Reibung des Schmiermittels selbst ist jedoch aufgrund seiner niedrigen Viskosität klein, und deshalb kann die Wärmeerzeugung im Vergleich mit dem zweiten Vergleichsbeispiel eingeschränkt werden. Dementsprechend weist sogar in dem Fall, dass die Verdampfungsmenge leicht größer als die des zweiten Vergleichsbeispiels ist, das Schmiermittel des ersten Bezugsbeispiels eine Gesamtstabilität bei einer hohen Temperatur im Vergleich mit dem zweiten Vergleichsbeispiel auf.
Das Schmiermittel (das durch C₈H₁₇ gekennzeichnet ist) des zweiten Bezugsbeispiels und des Schmiermittels (C₈H₁₇ + ein Triglycerid) des vierten Beispiels weisen bessere Eigenschaften von einem Gesamtstandpunkt aus auf als jene der ersten und zweiten Vergleichsbeispiele, und es kann erkannt werden, dass sie die Schmiermittel mit einer hohen Wärmebeständigkeit und einem kleinen Lagerverlust sind.
Andererseits weist das Schmiermittel (das durch C₉H₁₉ gekennzeichnet ist) der dritten Ausführungsform eine Viskosität auf, die größer ist als die des Schmiermittels, das aus dem Mischester des zweiten Vergleichsbeispiels hergestellt ist. Die Verdampfungsmenge ist jedoch sehr klein, und der Wert der Gesamtoxidationszahl ist 0, sodass die Wärmebeständigkeit hervorragend ist. Als ein Ergebnis von diesem kann ein Staudruck-Hydrauliklager mit einer hohen Zuverlässigkeit erreicht werden, worin eine Oxidation, Zersetzung oder dergleichen, sogar wenn die Viskosität groß ist, nicht auftritt, sodass die Reibung des Schmiermittels selbst leicht eine Wärmeerzeugung verursacht.
Wie vorstehend beschrieben, weisen die Schmiermittel der vorliegenden Beispiele alle insgesamt bessere Eigenschaften im Vergleich mit den Vergleichsbeispielen auf, und deshalb können Schmiermittel erzielt werden, die eine hervorragende Zuverlässigkeit bei einer hohen Temperatur aufweisen.
Hier können eine Vielfalt von Zusatzmitteln, wie, zum Beispiel, ein Ölmittel, Metallkorrosionsinhibitor oder Metalldeaktivator entsprechend der Umgebung oder Zuständen bzw. Bedingungen weiterhin zugegeben werden, in denen das Staudruck-Hydrauliklager verwendet werden wird.
Das Schmiermittel (das durch C₇H₁₅ gekennzeichnet ist) des ersten Beispiels weist ferner die niedrigste Viskosität auf, weist eine hervorragende Wärmebeständigkeit auf, und deshalb ist dieses geeignet als ein Schmiermittel für, zum Beispiel, einen Motor zum Antreiben eines trommelförmigen Drehkopfs eines Videorecorders, in den eine Kamera integriert ist, oder für ein Staudruck-Hydrauliklager eines Spindelmotors für ein mobiles Gerät.
Zudem weisen das Schmiermittel (das durch C₇H₁₅ gekennzeichnet ist) des zweiten Bezugsbeispiels und das Schmiermittel (das durch C₈H₁₇ + ein Triglycerid gekennzeichnet ist) des vierten Beispiels insgesamt eine bessere Leistung im Vergleich mit den Vergleichsbeispielen auf und sind gut ausgeglichene Schmiermittel. Zudem weist das Schmiermittel des vierten Beispiels einen kleinen Reibungskoeffizienten auf und ist deshalb für die Anwendungen geeignet, bei denen ein Motor häufig in Betrieb gesetzt oder angehalten wird.
Das Schmiermittel (das durch C₉H₁₉ gekennzeichnet ist) des dritten Bezugsbeispiels weist weiterhin, obwohl die Viskosität größer ist als die des Schmiermittels (das durch den Mischester gekennzeichnet ist) des zweiten Vergleichsbeispiels ist, einen kleinen Verdampfungsverlust auf und weist eine hervorragende Beständigkeit zu Oxidation und Zersetzung und eine hervorragende Wärmebeständigkeit auf, sodass keine Verschlechterung, sogar, wenn der Lagerteil einer hohen Temperatur ausgesetzt wird, auftritt, und ist deshalb als ein Schmiermittel für Staudruck-Hydrauliklager geeignet, die eine hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer erfordern.
Das vorstehend beschriebene Schmiermittel der ersten Ausführungsform kann wie folgt zusammengefasst werden.
Ein Basisöl aus einem Einfachester mit irgendeiner der Strukturen von der (chemischen Formel 7), (chemischen Formel 8) oder (chemischen Formel 9) wird als das Basisöl verwendet und mindestens ein Typ unter den gehinderten Antioxidationsmitteln auf Phenolbasis (mit zumindest einem (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)) oder gehinderten Antioxidationsmitteln auf Aminbasis ist eingeschlossen, und weiterhin ist ein Triglycerid eingeschlossen für die Reduktion des Reibungskoeffizienten in der Konfiguration, und dadurch werden die Viskositätseigenschaften eingestellt, um 48 MPa·s oder weniger bei 0°C und 12 MPa·s oder weniger bei 40°C in diesen Schmiermitteln zu sein. Dann werden diese Schmiermittel hauptsächlich für Staudruck-Hydrauliklager verwendet.
Weil die Schmiermittel solche Zusammensetzungen aufweisen, kann die niedrige Viskosität unter niedrigen Temperaturzuständen aufrechterhalten werden, eine Zersetzung oder Oxidation tritt bei hohen Temperaturen nicht auf, sodass eine hohe Wärmebeständigkeitsstabilität erreicht werden kann. Ferner ist ein Verdampfungsverlust klein, und zumindest Kupferlegierungsmaterialien, auf denen eine Nickelphosphorplattierung durchgeführt worden ist oder auf denen eine Nickelphosphorplattierung nicht durchgeführt worden ist, veranlassen keine Änderung in der Qualität des Schmiermittels.
Dementsprechend ist der Lagerverlust sogar klein, wenn das Schmiermittel bei niedrigen Temperaturen verwendet wird, und das Schmiermittel kann verwendet werden, um eine hohe Zuverlässigkeit sogar bei der Zeit der Hochgeschwindigkeitsrotation aufzuweisen, wobei die Temperatur hoch wird, und deshalb werden signifikante Effekte erreicht, sodass ein Staudruck-Hydrauliklager erzielt werden kann, das zu der Zeit der Hochgeschwindigkeitsrotation oder über einen breiten Temperaturbereich verwendet werden kann.
(§2)
(Zweite Ausführungsform)
Die zweite Ausführungsform des Bezugsaspekts betrifft ein Analyseverfahren eines Schmiermittels (Basisöl). Dieses Analyseverfahren eines Schmiermittels ist eine Technologie zur Identifizierung eines Schmiermittels unter anderen Schmiermitteln und dergleichen, dessen Basisöl ein Einfachester mit der vorstehend beschriebenen Struktur von der (chemischen Formel 6) und mit nur einem Typ an Alkylbasis R = C_nH_2n+1, worin n = 7, n = 8 oder n = 9, ist.
(§3)
Ein Analyseverfahren eines Schmiermittels des Bezugsaspekts basiert auf dem folgenden Prinzip. [Chemische Formel 11]
Ein Molekül des Basisöls, das ein Einfachestermolekül mit einer molekularen Struktur ist, die durch die (chemische Formel 11) gezeigt ist, wird durch das Symbol S (hier ist S nicht Schwefel) dargestellt. Ein H-Atom ist mit diesem Basismolekül S verbunden, das ionisiert wird, um als (S + H)⁺ dargestellt zu werden. In dem Fall, dass das Basisölmolekül S sich zersetzt, wird ein (a)-Abschnitt ionisiert oder wird ein (b)-Abschnitt ionisiert. Wenn die Massenzahlen vorausgesetzt werden, sodass H = 1, C = 12 und 0 = 16, werden die jeweiligen Massenzahlen des (a)-Abschnitts, des (b)-Abschnitts und des (S + H)⁺-Abschnitts berechnet.
Wenn R6 = R7 = C7H15, [1]
In dem (a)-Abschnitt in der (chemischen Formel 11) sind die Zahlen von H, C und 0 jeweils 15, 8 und 1, weil R7 C₇H₁₅ ist, und die Massenzahl ist 1 × 15 + 12 × 8 + 16 × 1 = 127.
In dem (b)-Abschnitt sind die Zahlen von H, C, und 0 jeweils 25, 13 und 2, weil R6 ebenfalls C₇H₁₅ ist, und die Massenzahl ist 1 × 25 + 12 × 13 + 16 × 2 = 213.
Das Ölmolekül S wird durch Zugeben von 0 (dessen Zahl 1 ist) in den (a)-Abschnitt und den (b)-Abschnitt erreicht. Ein H-Atom ist mit diesem Basisölmolekül S verbunden, das ionisiert wird, um (S + H)⁺ zu werden. Die Massenzahl von (S + H)⁺ wird 127 + 213 + 16 + 1 = 357.
Dementsprechend ist die Massenzahl zur Spezifizierung des Basisöls, das ein Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel 6) ist, in dem Fall von Alkylbasis R = C6₇H₁₅, eine Kombination von 127" 213" und 357". Dann wird angenommen dass 127" 213" und 357" die erste Gruppe in Bezug auf die Kombination von Massen von positiven sekundären Ionen pro Ladungseinheit zu der Zeit der Analyse mittels eines sekundären Ionenmassenspektrometers sind.
In dem Fall, dass ein Peak in der sekundären Ionenintensität bei den Massenzahlen von „127", „213" und „357" der ersten Gruppe erreicht wird, kann eine Struktur spezifiziert werden, die dem Fall entspricht, in dem R6 und R7 beide die Alkylbasis von C₇H₁₅ in der (chemischen Formel 11) sind. Fall, in dem R6 = R7 = C8H17 [2]
Weil R7 C₈H₁₇ ist, weist der (a)-Abschnitt in der (chemischen Formel 11) zwei zusätzliche H und ein zusätzliches C im Vergleich mit der ersten Gruppe entsprechend der Berechnung auf, und deshalb ist die Massenzahl 127 + 1 × 2 + 12 × 1 = 127 + 14 = 141.
Weil R6 ebenfalls C₈H₁₇ist, weist der (b)-Abschnitt in der (chemischen Formel 11) zwei zusätzliche H und ein zusätzliches C im Vergleich mit der ersten Gruppe entsprechend der Berechnung auf, und deshalb ist die Massenzahl 213 + 14 = 227.
Dann weist der (S + H)⁺-Abschnitt zwei zusätzliche Sätze an zwei H und einem C im Vergleich mit der ersten Gruppe entsprechend der Berechnung auf, und deshalb wird die Massenzahl 357 + 14 × 2 = 385.
Dementsprechend ist die Massenzahl zur Spezifizierung des Basisöls, das ein Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel 6) ist, in dem Fall von Alkylbasis R = C₈H₁₇, eine Kombination von „141", „227" und „385". Dann wird angenommen, dass „141", „227" und „385" die zweite Gruppe in Bezug auf die Kombination von Massen von positiven sekundären Ionen pro Ladungseinheit zu der Zeit der Analyse mittels eines sekundären Ionenmassenspektrometers sind.
In dem Fall, dass ein Peak in der sekundären Ionenintensität bei den Massenzahlen von „141 ", „227" und „385" der zweiten Gruppe erreicht wird, kann eine Struktur spezifiziert werden, die dem Fall entspricht, indem R6 und R7 beide die Alkylbasis von C₈H₁₇ in der (chemischen Formel 11) sind.
Fall, in dem R6 = R7 = C9H19 [3]
Weil R7 C₉H₁₉ ist, weist der (a)-Abschnitt in der (chemischen Formel 11) zwei zusätzliche H und ein zusätzliches C im Vergleich mit der zweiten Gruppe entsprechend der Berechnung auf, und deshalb ist die Massenzahl 141 + 14 = 155.
Weil R6 ebenfalls C₉H₁₉ ist, weist der (b)-Abschnitt in der (chemischen Formel 11) zwei zusätzliche H und ein zusätzliches C im Vergleich mit der zweiten Gruppe entsprechend der Berechnung auf, und deshalb ist die Massenzahl 227 + 14 = 241.
Dann weist der (S + H)⁺-Abschnitt zwei zusätzliche Sätze einen zwei H und einem C im Vergleich mit der zweiten Gruppe auf, und deshalb wird die Massenzahl 385 + 14 × 2 = 413.
Dementsprechend ist die Massenzahl zur Spezifizierung des Basisöls, das ein Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel 6) ist, in dem Fall, dass die Alkylbasis R C₉H₁₉, eine Kombination von „155", „241" und „413". Dann wird angenommen, dass „155", „241" und „413" die dritte Gruppe in Bezug auf die Kombination der Massen der positiven sekundären Ionen pro Ladungseinheit zu der Zeit der Analyse mittels eines sekundären Ionenmassenspektrometers sind.
In dem Fall, dass ein Peak in der sekundären Ionenintensität bei den Massenzahlen von „155", „241" und „413" der dritten Gruppe erreicht wird, kann eine Struktur spezifiziert werden, die dem Fall entspricht, in dem R6 und R7 beide die Alkylbasis von C₉H₁₉ in der (chemischen Formel 11) sind.
Die vorstehenden Beschreibungen werden wie folgt zusammengefasst. Das heißt, ob ein Peak in jeder der Massenzahlen von „127", „213" und „357" der ersten Gruppe erreicht wird oder nicht, wird in einem Analyseverfahren eines Schmiermittels gemäß dem Bezugsaspekt in Bezug auf den Peak der positiven sekundären Ionenintensität pro Ladungseinheit bestimmt, wenn eine sekundäre Ionenmassenspektrometrie verwendet wird. In dem Fall, dass diese Bestimmung positiv wird, kann das Schmiermittel, dessen Basisöl ein Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel 6) ist, worin Alkylbasis R = C₇H₁₅, identifiziert werden.
Zudem wird, ob ein Peak in jeder der Massenzahlen von „141", „227" und „385" der zweiten Gruppe erreicht wird oder nicht, in einem Analyseverfahren eines Schmiermittels gemäß einer anderen Ausführungsform des Bezugsaspekts in Bezug auf den Peak der positiven sekundären Ionenintensität pro Ladungseinheit bestimmt, wenn eine sekundäre Ionenmassenspektrometrie verwendet wird. In dem Fall, dass dies positiv wird, kann das Schmiermittel, dessen Basisöl ein Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel 6) ist, worin die Alkylbasis R = C₈H₁₇, identifiziert werden.
Zudem wird, ob ein Peak in jeder der Massenzahlen von „155", „241" und „413" der dritten Gruppe erreicht wird oder nicht, in einem Analyseverfahren eines Schmiermittels entsprechend einer noch anderen Ausführungsform des Bezugsaspekts in Bezug auf den Peak der positiven sekundären Ionenintensität pro Ladungseinheit bestimmt, wenn eine sekundäre Ionenmassenspektrometrie verwendet wird. In dem Fall, dass diese Bestimmung positiv wird, kann das Schmiermittel, dessen Basisöl ein Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel 6) ist, worin Alkylbasis R = C₉H₁₉, identifizier werden.
Hier kann in irgendeinem Fall des vorstehend beschriebenen Analyseverfahren eines Schmiermittels, wenn die Massenzahl des Basisölmoleküls S, die die Aufgabe der Bestimmung ist, M ist, und die Differenz zwischen der Massenzahl des Basisölmoleküls und der beigefügten Massenzahl, die durch statische sekundäre Ionenmassenspektrometrie erreicht wird, ΔM ist, eine Analyse unter den Zuständen von (M + α) oder weniger in Bezug auf die Massenzahlauflösung durchgeführt werden, die durch M/ΔM dargestellt ist, wenn a eine positive Zahl ist.
In dem Fall, dass die Massenzahl pro Ladungseinheit des Basisölmoleküls S „357" ist, kann die Massenzahlauflösung (357 + α) oder weniger sein, um die Massenzahl von „1" signifikant zu identifizieren. In dem Fall, dass die Massenzahl pro Ladungseinheit des Basisölmoleküls S „385" ist, kann die Massenzahlauflösung (385 + α) oder weniger sein. In dem Fall, dass die Massenzahl pro Ladungseinheit des Basisölmoleküls S „413" ist, kann die Massenzahlauflösung (413 + α) oder weniger sein. Dementsprechend können die Zustände bzw. Bedingungen festgesetzt werden, sodass die Massenzahlauflösung, zum Beispiel, 500 oder weniger ist.
Hier wird zugelassen, dass das Basisöl einen Peak in nur einer Gruppe unter der ersten bis dritten Gruppe aufweist. In dem Fall, dass das Basisöl Peaks in zwei oder mehreren Gruppen aufweist, schließt das Basisöl einen Mischester ein, und deshalb ist dieser Fall ausgeschlossen.
(§4)
Solch eine Zersetzungsreaktion, wie bei den Diestern gesehen wird, die durch DOS (Sebacinsäure-di-2-ethylhexyl) dargestellt sind, das ein konventionelles Basisöl ist, tritt nicht leicht auf. Diester, die durch DOS dargestellt sind, weisen im Allgemeinen die Struktur auf, die durch die (chemische Formel 12) dargestellt ist. R4 und R5 zeigen hierin jeweils eine geradkettige oder eine verzweigte Alkylbasis an, die aus CmHn gebildet ist (m und n sind ganze Zahlen). [Chemische Formel 12]
In dem Fall, dass R4 und R5 die gleiche Struktur aufweisen und geradkettige Alkylbasen sind, die aus CH₂CH₂R gebildet sind, wird die Molekularbewegung des Basisöls stark, wenn es zu einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, sodass die Struktur von der (chemischen Formel 12) sich leicht zu der Struktur von der (chemischen Formel 13) ändert, und Pseudo-Bindungen 1 und 2 von O-H werden gebildet. [Chemische Formel 13]
Das heißt, mindestens eines von H (dessen Zahl 5, 6, 7 oder 8 ist), die mit C (dessen Zahl 3 ist) oder C (dessen Zahl 4 ist) in der (chemischen Formel 13) verbunden sind, wird mittels einer gegebenen thermischen Energie verschoben, und dadurch tritt eine Reaktion wie in der (chemischen Formel 14) auf, sodass sich der Diester vergleichsweise leicht zersetzt. [Chemische Formel 14]
Hier zeigt die (chemische Formel 14) einen Fall der Struktur, worin ein H-Atom 5 oder H-Atom 7, das in der (chemischen Formel 13) gezeigt ist, sich in einen Übergangszustand umwandelt. Wie vorstehend beschrieben, weisen Diester mit R4 und R5 als geradkettige Alkylbasen eine schlechte thermische Stabilität auf.
Es ist möglich, dass zumindest eines der H-Atome 5, 6, 7 oder 8, die mit dem C-Atom 3 oder C-Atom 4 verbunden sind, die in der (chemischen Formel 13) gezeigt sind, in einer verzweigten Alkylbasis R4 oder R5 verwendet wird, die aus einer Vielzahl von C-Atomen, wie beispielsweise eine Methyibasis oder eine Ethylbasis, gebildet ist. In diesem Fall, kann die Reaktion, die in der (chemischen Formel 14) gezeigt ist, aufgrund des dreidimensionalen Blockierungseffekts verhindert werden. Wenn solch eine verzweigte Alkylbasis verwendet wird, wird jedoch die Viskosität des Schmiermittels hoch. Dementsprechend ist es schwierig, dass eine gute Wärmebeständigkeit und niedrige Viskosität gleichzeitig in einen Diester erlangt werden. Obwohl die Stabilität und die Viskosität des Schmiermittels in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Basisöls stark eingeschränkt sind, ist es folglich schwierig, leicht abzuschätzen, ob das Basisöl eine spezifische Eigenschaft aufweist oder nicht.
Im Gegensatz dazu kann durch Durchführen der statischen sekundären Ionenmassenspektrometrie wie in dem Bezugsaspekt die Basisölkomponente sogar in einer mikroskopischen Menge leicht mit einer hohen Präzision spezifiziert werden. Das auf die vorstehend beschriebene Weise identifizierte Basisöl verursacht nicht leicht eine Reaktion, wie in der (chemischen Formel 14) gezeigt.
Dann wird ein Schmiermittel durch Verwendung eines Basisöls hergestellt, das auf die vorstehend beschriebene Weise bestimmt wird. Die Komponente dieses Schmiermittels ist die gleiche wie in dem Fall der ersten Ausführungsform. Das heißt, das vorstehend beschriebene Basisöl wird als der Hauptkörper verwendet, und weiterhin ist mindestens ein Typ eines Antioxidationsmittels unter gehinderten Antioxidationsmitteln auf Phenolbasis oder gehinderten Antioxidationsmitteln auf Aminbasis als ein Zusatzmittel eingefügt bzw. eingeschlossen, und ein Zusatzmittel für die Reduktion des Reibungskoeffizienten ist erforderlich, und ein Schmiermittel der vorliegenden Erfindung schließt ein Triglycerid, dessen Struktur in der (chemischen Formel 10) gezeigt ist, als ein Zusatzmittel ein. Qualitätsanforderungen und quaütative Anforderungen des Vorstehenden sind die gleichen wie in dem Fall der ersten Ausführungsform.
Wie vorstehend beschrieben ist das Schmiermittel (Schmiermittelzusammensetzung) der vorliegenden Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass ein gehindertes Antioxidationsmittel auf Phenolbasis oder ein gehindertes Antioxidationsmittel auf Aminbasis oder beide von diesen sowie ein Triglycerid zu dem Basisöl aus einem Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel 7), (chemischen Formel 8) oder (chemischen Formel 9), das mittels eines Analyseverfahrens identifiziert wird, das die vorstehend beschriebene sekundären Ionenmassenspektrometrie einschließt, als Ersatzmittel für DOS (Sebacinsäure-di-2-ethylhexyl), das ein repräsentatives Beispiel eines konventionellen Diesters ist, (Trimethylolpropan + monovalente Fettsäure) zugegeben wird, das ein repräsentatives Beispiel eines Triesters oder eines Mischesters aus einer Caprylsäure von Neopentylglycol und Caprinsäure ist, und dadurch werden die Viskositätseigenschaften eingestellt, sodass die Viskosität bei 0°C 48 mPa·s oder weniger beträgt und die Viskosität bei 40°C 12 mPa·s oder weniger beträgt. Dadurch kann die niedrige Viskosität sogar bei niedrigen Temperaturzuständen aufrechterhalten werden, und eine Zersetzung oder Oxidation tritt bei hohen Temperaturen nicht auf, und dann kann ein Schmiermittel bereitgestellt werden, dessen Reibungskoeffizienten niedrig ist. Dementsprechend ist, in dem Fall, dass das Schmiermittel für ein Staudruck-Hydrauliklager verwendet wird, der Lagerverlust klein, sogar, wenn es bei einer niedrigen Temperatur verwendet wird, und das Schmiermittel kann zu der Zeit der Hochgeschwindigkeitsrotation stabil verwendet werden, bei der die Temperatur hoch wird. Weiterhin kann ein Schmiermittel für ein Staudruck-Hydrauliklager bereit gestellt werden, das sehr stabile Eigenschaften aufweist, wobei eine Änderung in der Viskosität und der Verdampfungsverlust gering sind und eine Wärmebeständigkeit hervorragend ist, sodass eine Oxidation oder Zersetzung sogar bei hohen Temperaturen nicht leicht verursacht wird.
[Bezugsbeispiele der zweiten Ausführungsform]
In dem Folgenden werden die Bezugsbeispiele der zweiten Ausführungsform verwendet, um die vorliegende Erfindung detaillierter zu beschreiben.
Die Messbedingungen in Tabelle 5. Ga⁺ wird als ein primäres Ion verwendet, die Bestrahlungsenergie ist 12 keV, die Polarität des gemessenen sekundären Ions ist positiv, und der Detektionsbereich ist 40 μm². [Tabelle 5]
(Erstes Bezugsbeispiel)
Ein Schmiermittel des ersten Bezugsbeispiels wurde wie folgt hergestellt. Das Folgende wurde als das Basisöl verwendet. Das heißt, wenn das Basisöl durch Verwendung eines sekundären Ionenmassenspektrometers analysiert wird, weist die sekundäre Ionenintensität Peaks bei jeweils den Positionen der Massenzahlen von „127", „213" und „357" ersten Gruppe auf. Dieses Basisöl ist ein Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel 6), die dem Schmiermittel in dem Fall der Alkylbasis R = C₇H₁₅ entspricht. 1 Gew.-% eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis mit vier (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) wird zu diesem Basisöl als ein Antioxidationsmittel zugegeben. Dies ist im Wesentlichen das gleiche wie (das erste Bezugsbeispiel) der ersten Ausführungsform.
Das Messergebnis in Bezug auf das Basisöl ist in 3 gezeigt. (a), (b) und (S + H)⁺ in 3 sind Peaks, die den Fragmenten entsprechen, die in der (chemischen Formel 11) gezeigt sind, dessen Massenzahlen jeweils „127", „213" und „357" sind.
(Zweites Bezugsbeispiel)
Ein Schmiermittel des zweiten Bezugsbeispiels wurde wie folgt hergestellt. Das Folgende wurde als das Basisöl verwendet. Das heißt, wenn das Basisöl durch Verwendung eines sekundären Ionenmassenspektrometers analysiert wird, weist die sekundäre Ionenintensität Peaks bei jeweils den Positionen der Massenzahlen von „141", „227" und „385" der zweiten Gruppe auf. Dieses Basisöl ist ein Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel 6), die dem Schmiermittel in dem Fall der Alkylbasis R = C₈H₁₇ entspricht. 1 Gew.-% eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis mit vier (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) wird zu diesem Basisöl als ein Antioxidationsmittel zugegeben. Dies ist im Wesentlichen das gleiche wie (das zweite Bezugsbeispiel) der ersten Ausführungsform.
Das Messergebnis in Bezug auf das Basisöl ist in 4 gezeigt. (a), (b) und (S + H)⁺ in 4 sind Peaks, die den Fragmenten entsprechen, die in der (chemischen Formel 11) gezeigt sind, deren Massenzahlen jeweils „141", „227" und „385" entsprechen.
(Drittes Bezugsbeispiel)
Ein Schmiermittel des dritten Bezugsbeispiels wurde wie folgt hergestellt. Das Folgende wurde als das Basisöl verwendet. Das heißt, wenn das Basisöl durch Verwendung eines sekundären Ionenmassenspektrometers analysiert wird, weist die sekundäre Ionenintensität Peaks bei jeweils den Positionen der Massenzahlen von „155", „241" und „413" der dritten Gruppe auf. Dieses Basisöl ist ein Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel 6), der dem Schmiermittel in dem Fall der Alkylbasis R = C₉H₁₉ entspricht. 1 Gew.-% eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis mit vier (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) wird zu diesem Basisöl als ein Antioxidationsmittel zugegeben. Dieses ist im Wesentlichen das gleiche wie (das dritte Bezugsbeispiel) der ersten Ausführungsform.
Das Messergebnis in Bezug auf das Basisöl ist in 5 gezeigt. (a), (b) und (S + H)⁺ in 5 sind Peaks, die den Fragmenten entsprechen, die in der (chemischen Formel 11) gezeigt sind, deren Massenzahlen jeweils „155", „241" und „413" sind.
(Viertes Bezugsbeispiel)
Ein Schmiermittel des dritten Beispiels wurde wie folgt hergestellt. Das heißt, wenn das Basisöl durch Verwendung eines sekundären Ionenmassenspektrometers analysiert wird, weist die sekundäre Ionenintensität Peaks bei jeweils den Positionen der Massenzahlen von „141", „227" und „385" der zweiten Gruppe auf. Dieses Basisöl ist ein Einfachester mit der Struktur von der (chemischen Formel 6), die dem Schmiermittel in dem Fall der Alkylbasis R = C₈H₁₇entspricht. 1 Gew.-% eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis mit vier (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) wird zu diesem Basisöl als ein Antioxidationsmittel zugegeben. Zusätzlich zu diesem wird 1 Gew.-% eines Triglycerids zugegeben, das in der (chemischen Formel 10) gezeigt ist. R1, R2 und R3 weisen hier die gleiche Struktur auf und weisen die Struktur von CxHyOz auf, worin der Wert von x 17 ist, der Wert von y in dem vorstehend beschriebenen Aspekt 33 ist und der Wert von z 1 ist. Dies ist im Wesentlichen das gleiche wie (das vierte Beispiel) der ersten Ausführungsform.
Das Messergebnis in Bezug auf das Basisöl ist in 6 gezeigt. (a), (b) und (S + H)⁺ in 6 sind Peaks, die den Fragmenten entsprechen, die in der (chemischen Formel 11) gezeigt sind, deren Massenzahlen jeweils „141", „227" und „385" sind. In dem Fall des vierten Bezugsbeispiels kann durch Vergleichen der Peaks in 4 und in 6 bestätigt werden, dass die Zusammensetzung des Basisöls die gleiche Struktur aufweist wie die des zweiten Bezugsbeispiels.
(Vergleichsbeispiel)
DOS (Sebacinsäure-di-2-ethylhexyl), das ein Schmiermittel ist, das mit Staudruck-Hydrauliklagern konventionell verwendet worden ist, wurde als ein Vergleichsbeispiel verwendet. Dies ist im Wesentlichen das gleiche wie das erste Vergleichsbeispiel in der ersten Ausführungsform. Das Spektrum, das durch ein Massenspektrometer unter den Bedingungen gemessen wurde, die in dem ersten Bezugsbeispiel beschrieben sind, ist in 7 gezeigt. Hier entspricht CO-(CH₂)₈-COOH in der (chemischen Formel 12) der Massenzahl „185".
Die Peakpositionen und deren Intensitäten dieses Vergleichsbeispiels sind völlig verschieden von dem Basisöl auf Esterbasis in den ersten bis vierten Bezugsbeispielen und der Unterschied davon kann klar bestimmt werden.
Die Erläuterungen in Absatz (§1) bis Absatz (§2) in den Beschreibungen der vorstehenden ersten Ausführungsform entsprechen den Beschreibungen der Bezugsbeispielen dieser zweiten Ausführungsform. Hier sind die Beschreibungen in Bezug auf das zweite Vergleichsbeispiel ausgeschlossen, weil die vorliegende Ausführungsform nicht einen Abschnitt aufweist, der dem zweiten Vergleichsbeispiel entspricht.
(Dritte Ausführungsform)
Die dritte Ausführungsform des Bezugsaspekts betrifft ein Verschlechterungsanalyseverfahren eines Schmiermittels.
Hier wird eine statische sekundäre Ionenmassenspektrometrie beschrieben.
In der sekundären Ionenmassenspektrometrie wird ein beschleunigtes primäres Ion auf der Oberfläche einer Probe bestrahlt, um ein sekundäres Ion zu erzeugen, und eine Massenanalyse wird auf dem erzeugten sekundären Ion durch Verwendung eines Massenspektrometers durchgeführt, und dadurch wird ein Element identifiziert, das in der Probe existiert. Die Beschleunigungsenergie für das primäre Ion reicht von einigen bis mehren zehn keV.
Statische sekundäre Ionenmassenspektrometrie ist ein Typ von sekundärer Ionenmassenspektrometrie, und die Gesamtmenge von bestrahlten primären Ionen wird eingestellt, um 10¹²/cm² oder weniger zu betragen. Dadurch weisen die Moleküle, die auf der Oberfläche der Probe existieren, einen Abschnitt ihrer Bindungen auf, die von den bestrahlten primären Ionen abgeschnitten werden, um als molekulare Ionen ausgestoßen zu werden. Diese ausgestoßen molekularen Ionen werden detektiert. Als ein Ergebnis kann ein Massenspektrum erreicht werden, das die Eigenschaften der chemischen Bindungen der Moleküle darstellt, die auf der Oberfläche der Probe existieren. TOF-SIMS (time of flightsecondary ion mass spectroscopy bzw. Flugzeit-sekundäre Ionenmassenspektrometrie), worin die Flugzeit bei der Massenspektrometrie verwendet wird, wird in der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt.
Der potentielle Abstand, der zwischen der Probe und dem Detektor angewendet wird, wird verwendet, sodass die erzeugten sekundären Ionen von der Probe zu dem Detektor fliegen, um durch den Detektor detektiert zu werden, und dadurch wird eine Massentrennung im TOF-SIMS durchgeführt. Die Energie E, die einem monovalenten Ion durch einen Spannungsabstand gegeben wird, ist durch (Gleichung 2) dargestellt, worin die Masse des Ions M ist, und die Geschwindigkeit davon V ist. E = M·V2/2 [Gleichung 2]
Wenn der Abstand zwischen der Probe und dem Detektor als L bezeichnet wird, und die Zeit, die für das auf der Oberfläche der Probe erzeugte Ion erforderlich ist, um den Detektor zu erreichen, als t bezeichnet wird, wird die Geschwindigkeit V durch (Gleichung 3) dargestellt. V = L/t [Gleichung 3]
(Gleichung 4) ist aus den vorstehenden (Gleichung 2) und (Gleichung 3) abgeleitet, sodass die Masse eines Ions durch Messung der Zeit bestimmt werden kann, die für das Ion erforderlich ist, um den Detektor zu erreichen. M = 2·E·t2/L2 [Gleichung 4]
Wie aus (Gleichung 4) ersichtlich ist, je kleiner die Masse eines Ions ist, desto früher erreicht das Ion den Detektor. Die Menge an detektierten Ionen wird als die sekundäre Ionenintensität überwacht.
In dem Fall, dass ein Schmiermittel abgeschätzt wird, das mit einem Staudruck-Hydrauliklager verwendet wird, ist die Menge an Öl, die als das Schmiermittel verwendet wird, außerordentlich klein, wie beispielsweise ungefähr einige μl (Mikroliter). Entsprechend TOF-SIMS kann jedoch die Identifizierung eines Elements, das auf dem Niveau von ppm existiert, und eine Analyse eines organischen Moleküls gleichzeitig sogar in dem Fall durchgeführt werden, dass die Probe von einer außerordentlich kleinen Menge ist. Zudem kann eine organische Substanz oder eine anorganische Unreinheit auf dem Niveau von einer molekularen Schicht, die auf der Oberfläche der Elektrode existiert, mit einer hohen Empfindlichkeit analysiert werden, und insbesondere ist eine Statusanalyse möglich. Dementsprechend kann eine Verschlechterung des Basisöls des Schmiermittels durch Analysieren einer Änderung in der Intensität des Massenspektrums analysiert werden. Zudem können die Identifizierung eines Metallelements, das in die Schmiermittelzusammensetzung gemischt worden ist, und die Menge des hinein gemischten Elements analysiert werden. Hier kann ein allgemeines sekundäres Ionenmassenspektrometer natürlich in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ohne auf TOF-SIMS eingeschränkt zu sein.
In dem Folgenden wird ein konkretes Verschlechterungsabschätzungsverfahren beschrieben. Die Intensität der sekundären Ionen mit einer spezifischen Massenzahl wird als (I_R)_ref bezeichnet, und die Intensität der sekundären Ionen mit der Massenzahl von Interesse wird als (I_n)_ref in dem Spektrum bezeichnet, das durch Durchführen einer sekundären Ionenmassenspektrometrie mit dem Schmiermittel in dem anfänglichen Zustand erreicht wird. Zudem werden die Intensitäten der sekundären Ionen der gleichen Massenzahl wie die, die in dem Schmiermittel nach Verwendung über eine spezifische Zeitdauer unter spezifischen Zuständen erreicht werden, jeweils als (I_R)_danach und (I_n)_danach bezeichnet
Das Verhältnis der sekundären Ionenintensität der Massenzahl von Interesse zu der sekundären Ionenintensität der spezifischen Massenzahl vor dem Test ist [Gleichung 5]
Zudem ist das Verhältnis der sekundären Ionenintensität der Massenzahl von Interesse zu der sekundären Ionenintensität der spezifischen Massenzahl nach dem Test [Gleichung 6]
Einer Vielfalt an Kombinationen existiert in Bezug auf das Ion, das als das Ion (I_R) der spezifischen Massenzahl zugeteilt wird, und das Ion, das als das Ion (I_n) der Massenzahl von Interesse bezeichnet wird. Das heißt, in (Gleichung 5) und (Gleichung 6) kann irgendeines von (a), (b) oder (S + H)⁺ in der (chemischen Formel 11) als ein Nenner platziert werden, und kann irgendeines von (a), (b) oder (S + H)⁺ in der (chemischen Formel 11) als der Zähler unter der Bedingung platziert werden, dass er von dem Nenner verschieden ist.
Dann wird das Verhältnis IR (Intensitätsverhältnis) einer Änderung eines Fragments in dem Schmiermittel durch (Gleichung 7) beschrieben. [Gleichung 7]
Die vorstehend beschriebene spezifische Massenzahl und die Massenzahl von Interesse werden nachstehend konkret beschrieben.
In dem Fall der ersten Gruppe sind die Massenzahlen eine Kombination aus irgendwelchen der zwei unter den Werten von „127", „213" und „357". In dem Fall der zweiten Gruppe sind sie eine Kombination von irgendwelchen der zwei unter den Werten von „141", „227" und „385". In dem Fall der dritten Gruppe sind sie eine Kombination von irgendwelchen von zwei unter den Werten von „155", „241" und „413".
In dem Fall, dass das Verhältnis IR der Änderung „1" ist, hat sich die fragmentierte Ionenspezies von Interesse nicht verändert, und deshalb ist gezeigt, dass eine Verschlechterung des Schmiermittels nicht aufgetreten ist. Zudem ist in dem Fall, dass das Verhältnis IR der Änderung größer als „1" ist, gezeigt, dass diese Ionenspezies angestiegen ist, während in dem Fall, dass das Verhältnis IR der Änderung kleiner als „1" ist, gezeigt ist, dass diese Ionenspezies abgenommen hat, sodass in jedem Fall bestimmt werden kann, dass, je größer die Differenz zwischen dem Verhältnis IR der Änderung und 1 ist, desto weiter ist die Verschlechterung des Schmiermittels fortgeschritten. Wie vorstehend beschrieben, kann eine Verschlechterung eines Schmiermittels aus der Schwankung der Peaks des fragmentierten Ions von Interesse analysiert werden.
[Bezugsbeispiele der dritten Ausführungsform]
Dieses Bezugsbeispiel ist ein Schmiermittel, das ein Basisöl aus einem Einfachester mit der Struktur einschließt, die in der (chemischen Formel 6) gezeigt ist, worin eine Alkylbasis R = C_nH_2n+1 eine geradkettige gesättigte Alkylbasis von C₈H₁₇ in dem Fall ist, worin n = B. Dies ist ein Schmiermittel, worin ein Gew.-% eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis mit vier (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) als ein Antioxidationsmittel zu dem vorstehenden Basisöl zugegeben wird. Das Ergebnis der Analyse der Verschlechterung zu der Zeit der Verwendung des Schmiermittels dieser Zusammensetzung wird nachstehend beschrieben.
Ein Inbetriebsetzungs- und Anhalttest eines Motors mit einem Staudruck-Hydrauliklager, worin ein Schmiermittel dieses Bezugsbeispiels verwendet wird, wird über 1000 Stunden bei Raumtemperatur durchgeführt. Der Test wird mit zwei Typen an Motoren durchgeführt, die einen Lagerteil aufweisen, worin Messing, das eine Kupferlegierung ist, die Zink einschließt, teilweise verwendet wird, und die einen Lagerteil aufweisen, bei dem eine Nickel-Phosphor-Abscheidung auf der Oberfläche dieses Messings durchgeführt wird. Die Schmiermittel nach dem Test werden extrahiert, um die Verschlechterung davon mittels TOF-SIMS zu analysieren. Die Analysebedingungen vom TOF-SIMS sind die gleichen wie die Bedingungen, die in Tabelle 5 beschrieben sind.
Ein Verhältnis der sekundären Ionenintensität des Peaks von (S + H)⁺, worin ein H-Atom an ein Molekül angehaftet ist, unter dem Spektrum, das durch die Messung der sekundären Ionenintensität vom Peak vom (b) erreicht wird, das durch die gleiche Messung erreicht wird: IRdanach = (S + H)+ danach/(b)danach wird festgestellt. Zudem wird das gleiche Verhältnis in Bezug auf das Schmiermittel vor dem Test: IRref = (S + H)+ ref/(b)ref festgestellt, und dann wird das Verhältnis IR der Änderung in dem Verhältnis von IR_danach zu diesem IR_ref, das heißt, IR = IRdanach/IRref verwendet, um den Grad an Verschlechterung abzuschätzen. Dieser Wert ist in Tabelle 6 gezeigt. [Tabelle 6]
Wie in Tabelle 6 ersichtlich ist, wird erkannt, dass der Grad an Verschlechterung in dem Fall des Motors mit dem Lagerteil, auf dem eine Nickel-Phosphor-Abscheidung durchgeführt worden ist, klein ist, und eine Verschlechterung der Schmiermittels in dem Motor mit dem Lagerteil, worin Messing ohne Änderung verwendet wird, groß ist.
Tabelle 6 zeigt Metallkomponenten, die in die Schmiermittel gemischt sind, die gleichzeitig analysiert werden, in relativen Verhältnissen zu den jeweiligen Komponenten in den Schmiermitteln vor dem Test. In dem Fall, dass das relative Verhältnis „1" ist, zeigt es an, dass die Metallkomponente in dem Schmiermittel sich nicht nach dem Test im Vergleich zu dem Zustand vor dem Test geändert hat. In dem Fall, dass das relative Verhältnis „196", zum Beispiel, ist, zeigt es an, dass eine Menge der Metallkomponente extrahiert worden ist, die 196 Mal größer ist als in dem Schmiermittel vor dem Test. In dem Fall, dass Messing verwendet wurde, stiegen Pb, das eine Verunreinigungskomponente von Messing ist, und Fe, das eine Komponente von rostfreiem Stahl ist, die als das Material des Lagerteils verwendet wurden, auf die gleiche Weise wie Cu stark an. Es ist klar geworden, dass, wenn diese Metallkomponenten anstiegen, eine Verschlechterung des Schmiermittels auftrat.
Folglich wird TOF-SIMS verwendet, und dadurch können die Verschlechterung des Schmiermittels, das in einem tatsächlichen Motor verwendet wird, und die Metallkomponenten analysiert werden, die damit gemischt worden sind. Weiterhin kann eine Verschlechterung des Schmiermittels, das für einen Lagerteil verwendet wird, das einen sehr kleinen Durchmesser aufweist, mit einer hohen Präzision analysiert werden, weil die Probenmenge, die für die Messung erforderlich ist, eine außerordentlich kleine Menge sein kann, bis zu dem Grad von einigen μl (Mikroliter).
Hier können, obwohl sekundäre Ionen, die eine positive Polarität aufweisen, in der statischen sekundären Ionenmassenspektrometrie in dem vorliegenden Beispiel verwendet wurden, sekundäre Ionen mit einer negativen Polarität verwendet werden. Hier in diesem Fall sind die detektierten Peaks verschieden, und deshalb können negative Peaks verwendet werden, die jenen des positiven Falls entsprechen. Zudem kann, obwohl (S + H)⁺ und (b) als die Werte von IR_danach und IR_ref in dem vorliegenden Beispiel verwendet werden, ein Verhältnis irgendeiner Kombination aus (a), (b) und (S + H)⁺ verwendet werden, ohne auf die Vorstehende eingeschränkt zu sein.
Das vorstehend beschriebene Verschlechterungsanalyseverfahren eines Schmiermittels gemäß der dritten Ausführungsform kann wie folgt zusammengefasst werden.
Es wird das Verhältnis IR_ref der sekundären Ionenintensität der Massenzahl von Interesse in dem Massenspektrum, das in der sekundären Ionenmassenspektromtrie erreicht wird, zu der sekundären Ionenintensität einer spezifischen Massenzahl eines Schmiermittels vor der Verwendung festgestellt, und dann wird das Verhältnis IR_danach der sekundären Ionenintensität der Massenzahl von Interesse zu der sekundären Ionenintensität einer spezifischen Massenzahl des Schmiermittels, das für eine vorbestimmte Zeitdauer in einem Staudruck-Hydrauliklagerteil verwendet worden ist, auf die gleiche Weise festgestellt. Weiterhin wird das Verhältnis IR = IR_danach/IR_ref eines Fragments in dem Schmiermittel festgestellt, das ein Verhältnis dieser Verwendung davor und danach ist. Die vorstehend beschriebene Massenzahl von Interesse und die spezifische Massenzahl sind zwei von irgendwelchen Massenzahlen, die unter drei Massenzahlen in nur einer von irgendeiner Gruppe unter den vorstehend beschriebenen drei Gruppen ausgewählt sind. Der Verschlechterungszustand des Schmiermittels wird auf Basis des vorstehend beschriebenen Änderungsverhältnisses IR abgeschätzt. Dadurch kann die Verschlechterung des Schmiermittels mit einer hohen Präzision sogar in dem Fall analysiert werden, dass die Probe von einer außerordentlich kleinen Menge ist.
(Vierte Ausführungsform)
Die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Modifikation eines Schmiermittels gemäß der ersten Ausführungsform. Das heißt, sie betrifft ein Schmiermittel, das ein Basisöl aus einem Einfachester mit der Struktur einschließt, die durch die (chemische Formel 6) dargestellt ist, worin die Alkylbasis R = C_nH_2n+1 eine geradkettige gesättigte Alkylbasis von C₈H₁₇ in dem Fall, in dem n = 8, ist, und weiterhin das ein Mischantioxidationsmittel, das aus zwei Typen von Antioxidationsmitteln gebildet ist, das heißt, aus einem gehinderten Antioxidationsmittel auf Phenolbasis und einem gehinderten Antioxidationsmittel auf Aminbasis, zu dem vorstehenden Basisöl als ein Antioxidationsmittel zugegeben wird. Das vorstehend beschriebene gehinderte Antioxidationsmittel auf Phenolbasis weist mindestens ein (3,5-Di-tert-buyl-4-hydroxyphenyl) auf.
In der vorstehenden Beschreibung sind die Verhältnisse in der Mischung des gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis und des gehinderten Antioxidationsmitteln auf Aminbasis zu dem Mischantioxidationsmittel ungefähr die gleichen. Das gehinderte Antioxidationsmittel auf Phenolbasis oder das gehinderte Antioxidationsmittel auf Aminbasis weisen die Funktion eines Radikalfängers auf, sodass die Oxidation des Basisöls durch Selbstoxidation zu der Zeit der Erwärmung verhindert wird.
Diese zwei Typen an Antioxidationsmitteln weisen Antioxidationseffekte sogar in dem Fall auf, dass sie individuell verwendet werden, wie beispielsweise in dem Fall der ersten Ausführungsform, und die Antioxidationseffekte können weiterhin erhöht werden, sodass ein ausreichender Effekt in dem Fall der vorliegenden Ausführungsform erreicht werden kann, in dem beide der Antioxidationsmittel zugegeben werden.
Dann kann in dem Fall, dass die vorstehend beschriebenen zwei Typen an Antioxidationsmitteln in ungefähr gleichen Mengen zu dem Basisöl mit der Struktur der (chemischen Formel 6), worin die Alkylbasis R = C_nH_2n+1 C₈H₁₇ ist, zugegeben werden, die Wärmebeständigkeitsstabilität ohne Erhöhung der Viskosität verbessert werden. Dementsprechend ist es, wenn das Schmiermittel mit einem Staudruck-Hydrauliklager verwendet wird, sogar bei einer hohen Temperatur stabil, sodass eine Reduktion in der Menge der verbrauchten Energie ausgeführt kann.
Weiterhin wird in der vorstehenden Beschreibung der Gehalt des Mischantioxidationsmittels in dem Schmiermittel zwischen 0,1 Gew.-% oder mehr und 8 Gew.-% oder weniger eingestellt. Das Basisöl mit der Struktur der (chemischen Formel 6), worin die Alkylbasis R = C_nH_2n+1 C₈H₁₇ ist, wird in Bezug auf die Oxidation und Verschlechterung verbessert, die die Erhöhung in dem Gehalt des Mischantioxidationsmittels begleiten, sodass die Wärmebeständigkeitsstabilität ansteigt, während andererseits die Viskosität ansteigt. Im Gegensatz dazu tritt in dem Fall, dass das Mischantioxidationsmittel überhaupt nicht zugegeben wird, eine Verschlechterung über eine sehr kurze Zeitdauer auf, und das Schmiermittel verliert seine Funktion. Obwohl die Wärmebeständigkeitsstabilität von den Verwendungsbedingungen des Staudruck-Hydrauliklagers abhängt, kann ein Niveau für die praktische Verwendung durch Zugeben von 0,1 Gew.-% oder mehr des Mischantioxidationsmittels sichergestellt werden. Zudem können durch Einstellen der Menge des Mischantioxidationsmittels auf 8 Gew.-% oder weniger, die Viskositätseigenschaften, die für den Fall erforderlich sind, in dem das Schmiermittel mit einem Staudruck-Hydrauliklager verwendet wird, das heißt, eine Viskosität von 48 mPa·s oder weniger bei 0°C und eine Viskosität von 12 mPa·s oder weniger bei 40°C, sichergestellt werden.
In dem Fall, dass ein Motor, in dem ein Staudruck-Hydrauliklager verwendet wird, an ein tragbares Gerät montiert wird, das eine Möglichkeit aufweist, bei niedrigen Temperaturzuständen, wie beispielsweise im Freien, verwendet zu werden, ist es wichtig, die Viskosität bei niedrigen Temperaturzuständen zu erniedrigen, und in diesem Fall ist es wünschenswert, dass die zugegebene Menge des Mischantioxidationsmittels 5 Gew.-% oder weniger beträgt.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß ein Triglycerid, das durch die Struktur der (chemischen Formel 10) dargestellt ist, in einer Menge von 3 Gew.-% oder weniger zuzugeben, um den Reibungskoeffizienten zu reduzieren. In Bezug auf das Triglycerid werden die Strukturen R1, R2 und R3 sowie solche Ausdrücke für x, y und z verwendet, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind.
Als Nächstes wird ein Beispiel eines Motors mit einem Staudruck-Hydrauliklager beschrieben, in dem ein Schmiermittel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
8 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel zeigt, bei dem der vorstehend beschriebene Motor in einer Festplattenvorrichtung angewendet wird. 9 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts davon.
Ein Hülsenelement 20, das aus einer Lagerhülse 8 und einer Axialtragplatte 9 gebildet ist, ist an den zentralen Abschnitt eines Gehäuses 7 angehängt, und ein Achsenelement 3 ist an das Hülsenelement 20 montiert, sodass es frei drehbar ist. Wie in 9 gezeigt, ist ein Schmiermittel 10 gemäß der vorliegenden Erfindung in einen mikroskopischen Spalt zwischen dem Hülsenelement 20 und dem Achsenelement 3 eingefügt. Das Drehzentrum ist als 4 bezeichnet.
Ein Stator 16, der aus einem Kupplungsteil 13, einem Eisenkern 14 und einer Spule 15 gebildet ist, ist an dem Gehäuse 7 befestigt. Andererseits ist ein doppeltes Rotorachslager 11 an der Rotationsplatte 1 befestigt, und ein Rotationsmagnet 12 ist an dem doppelten Rotorachslager befestigt. Die Rotationsplatte 1, das doppelte Drehachsenlager 11 und der Rotationsmagnet 12 bilden einen Rotor 21.
Die ringförmige Lagerhülse 8 in dem Hülsenelement 20 steht mit dem Mittelabschnitt des Gehäuses 7 in Eingriff. Die Öffnung an einem Ende des Hülsenelements 20 wird von der Axialtragplatte 9 verschlossen. Das ringförmige Kupplungsteil 13 ist an dem Gehäuse 7 dadurch gesichert, dass es zusammenpressend eingeführt ist, sodass es integriert ist. Die Spule 15 ist um den Eisenkern 14 gewickelt, der sich in Richtung zu der Mitte des Kupplungsteils 13 erstreckt.
Die Rotationsplatte 1 ist aus einem Plattenteil 2 und einem Achsenelement 3 in einer säulenartigen Form gebildet, die in den Mittelabschnitt der Platte 2 integriert ist. Eine Aufzeichnungsmediumschicht 6, die aus einem magnetischen Material hergestellt ist, ist auf der glatten Hauptoberfläche 5 des Plattenteils 2 gebildet. Diese Aufzeichnungsmediumschicht 6 wird als ein Film aus dem magnetischen Material mit einer vorbestimmten Dicke durch Verwendung von Dünnschichtbildungstechnologie, wie beispielsweise Vakuumabscheidung oder Sputtern, gebildet.
Das ringförmige doppelte Rotorachslager 11 in dem Rotor 21 steht mit einem kreisförmigen Stufenabschnitt 2a in dem Plattenteil 2 in Eingriff und ist an ihm gesichert. Der ringförmige Rotationsmagnet 12, der in einer Vielzahl von Orten magnetisiert worden ist, ist an dem doppelten Rotorachslager 11 mittels eines Haftmittels oder dergleichen gesichert. Eine ringförmige Axialsaugplatte 17 ist an dem Gehäuse 7 gesichert, um dem Rotationsmagneten 12 gegenüber zu liegen.
Ein Staudruck-Erzeugungsgraben ist auf der Axialoberfläche 18 gebildet, die die Endoberfläche des Achsenelements 3 ist, die der Axialtragplatte 9 gegenüber liegt. Zudem ist ein Staudruck-Erzeugungsgraben (nicht gezeigt) auf der Innenoberfläche der Lagerhülse 8 gebildet, die der Außenoberfläche des Achsenelements 3 gegenüber liegt. Die Form dieses Staudruck-Erzeugungsgrabens weist eine Fischgrätenform oder eine Spiralform auf. Zum Beispiel kann ein Graben 22 mit einer Fischgrätenform gebildet werden, oder ein Graben mit einer Spiralform kann gebildet werden auf der Axialoberfläche 18 des Achsenelements 3 in dem Axiallagerteil. 10 zeigt, als ein Beispiel, den Graben 22 in der Fischgrätenform, die in der Axialoberfläche 18 des Achsenelements 3 gebildet ist.
Wenn der Rotor 21 durch Aktivieren der Spule 15 in dem Motor mit dem Staudruck-Hydrauliklager gedreht wird, der in der Festplattenvorrichtung angewendet wird, wie vorstehend beschrieben, wird ein Staudruck durch den Effekt des Schmiermittels 10 in dem Abschnitt des Staudruck-Erzeugungsgrabens erzeugt, sodass der Rotor 21 sich glatt bzw. ruhig dreht.
Ein Motor vom sehr dünnen Typ mit einer hohen Drehpräzision kann in der Motorkonfiguration unter Verwendung eines Staudruck-Hydrauliklagers in solch einer Weise realisiert werden. Zum Beispiel kann eine Festplattenvorrichtung mit einer Dicke von annähernd 5 mm oder weniger ausgeführt werden.
Hier ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Typ in 8 eingeschränkt, sondern ist eher auf eine Vielfalt an Motoren anwendbar. Sie kann ebenfalls auf eine Spindelmotorkonfiguration angewendet werden, die ähnlich zu der gemäß dem Stand der Technik ist. Zudem kann sie ebenfalls auf einen Motor für die Drehung eines vieleckigen Spiegels oder dergleichen angewendet werden. Es ist möglich, dass sie mit einem Staudruck-Hydrauliklager verwendet wird, das in anderen Drehteilen verwendet wird.
Wie vorstehend beschrieben, weist ein Staudruck-Hydrauliklager, in dem ein Schmiermittel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein Achsenelement und ein Hülsenelement, die miteinander in Eingriff stehen, sodass sie frei drehbar sind, das vorstehend beschriebene Schmiermittel, das in einen Lagerspalt zwischen die zwei gefüllt ist, und ein drehbares, mit dem Achsenelement (oder dem Hülsenelement) integral gekuppeltes Element auf, sodass eine Konfiguration gebildet wird, worin der Staudruck aufgrund des vorstehend beschriebenen Schmiermittels durch den Effekt des Staudruck-Entwicklungsgrabens erzeugt wird, der in dem Achsenelement oder dem Hülsenelement in die Axialrichtung und in eine radiale Richtung gebildet wird, sodass das Drehelement in dem Nicht-Kontakt-Zustand getragen wird.
Weiterhin ist es möglich, einen Motor vom dünnen Typ durch Verwendung solch eines Staudruck-Hydrauliklagers zu bilden. Das heißt, dieser Motor ist mit einem Gehäuse, einem Stator, der an diesem Gehäuse gesichert ist und der ein Magnetfeld erzeugt, um eine Drehkraft für einen Rotor bereitzustellen, wobei der Rotor einen Rotationsmagneten aufweist, der zu einer Vielzahl an Magnetpolen magnetisiert ist und der gesichert ist, um dem Magnetfelderzeugungsteil des Stators gegenüber zu liegen, und einem Lagerteil zum Tragen der Achse des Rotors bereitgestellt, sodass er frei drehbar ist und die Konfiguration aufweist, sodass dieser Lagerteil dem vorstehend beschriebenen Staudruck-Hydrauliklager entspricht.
Ein Staudruck-Hydrauliklager oder ein auf solch eine Weise gebildeter Motor kann nicht nur in einer Form vom dünnen Typ gebildet werden, sondern kann ebenfalls in einer Weise stabil betrieben werden, dass der Energieverbrauch über einen breiten Temperaturbereich niedrig ist und wobei der Verdampfungsverlust klein ist. Die Verdampfung des Schmiermittels davon ist niedrig, und das Schmiermittel weist eine niedrige Viskosität auf, und die Viskositätsschwankung bei einer Temperaturänderung ist klein, und zudem ist eine Stabilisierung gegenüber Oxidation hervorragend. Dementsprechend können ein Staudruck-Hydrauliklager und ein Motor ausgeführt werden, deren Lagerverlust über einen Bereich von Temperaturen von niedrig bis hoch klein ist.
[Beispiele und Bezugsbeispiele der vierten Ausführungsform]
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung detailliert unter Verwendung von Beispielen der vierten Ausführungsform beschrieben.
(Erstes Bezugsbeispiel)
Ein Schmiermittel des ersten Bezugsbeispiels wird wie folgt hergestellt. Dies ist ein Schmiermittel, das ein Basisöl aus einem Einfachester mit der Struktur einschließt, die durch die (chemische Formel 6) dargestellt ist, worin die Alkylbasis R = C_nH_2n+1 eine geradkettige gesättigte Alkylbasis aus C₈H₁₇ in dem Fall ist, in dem n = 8. Dieses Basisöl wird so hergestellt, dass es ein Mischantioxidationsmittel enthält, das aus einem gehinderten Antioxidationsmittel auf Phenolbasis und einem gehinderten Antioxidationsmittel auf Aminbasis als ein Antioxidationsmittel hergestellt ist. Der Gehalt von jedem Antioxidationsmittel beträgt 1 Gew.-%. Das gehinderte Antioxidationsmittel auf Phenolbasis weist vier (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) auf.
(Zweites Beispiel)
Ein Schmiermittel des zweiten Beispiels wird wie folgt hergestellt. Die vorstehend beschriebene Zusammensetzung des ersten Bezugsbeispiels wird so hergestellt, dass sie 1 Gew.-% des Triglycerids zusätzlich enthält, das durch die (chemische Formel 10) dargestellt ist. Hier weisen R1, R2 und R3 die gleiche Struktur auf und weisen jeweils die Struktur von CxHyOz auf, worin der Wert von x 17 ist, der Wert von y 33 ist und der Wert von z 1 ist.
(Erstes Vergleichsbeispiel)
Zwei Typen an Basisölen werden in dem ersten Vergleichsbeispiel verwendet, wobei die Kohlenstoffanzahl n in der Alkylbasis R = C_nH_2n+1 wie folgt in der Struktur verschieden ist, die durch die (chemische Formel 6) dargestellt ist. In jedem Fall ist 1 Gew.-% eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis eingefügt, das vier (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) aufweist.
Erstes Vergleichsbeispiel A: R = C₇H₁₅
Erstes Vergleichsbeispiel B: R = C₈H₁₇
Erstes Vergleichsbeispiel C: R = C₉H₁₉
(Zweites Vergleichsbeispiel)
Die drei nachstehend gezeigten Typen werden als das zweite Vergleichsbeispiel hergestellt, um die Effekte aufgrund des Gehalts an gehindertem Antioxidationsmittel auf Phenolbasis zu untersuchen. Das Basisöl weist die Struktur auf, die durch die (chemische Formel 6) dargestellt ist, worin R eine geradkettige gesättigte Alkylbasis ist, die aus C₈H₁₇ gebildet ist. Zudem wird ein gehindertes Antioxidationsmittel auf Phenolbasis verwendet, das vier (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) aufweist.
Zweites Vergleichsbeispiel D: Gehalt an gehindertem Antioxidationsmittel auf Phenolbasis: 0 Gew.-%
Zweites Vergleichsbeispiel E: Gehalt an gehindertem Antioxidationsmittel auf Phenolbasis: 2 Gew.-%
Hier kann das erste Vergleichsbeispiel B des ersten Vergleichsbeispiels ebenfalls in dem Fall verwendet werden, in dem der Gehalt an gehindertem Antioxidationsmittel auf Phenolbasis 1 Gew.-% beträgt.
(Drittes Vergleichsbeispiel)
Ein Schmiermittel, das in dem dritten Vergleichsbeispiel F gezeigt ist, wird hergestellt, um den Effekt aufgrund des Gehalts an Triglycerid zu untersuchen.
Drittes Vergleichsbeispiel F: Das Basisöl weist die Struktur auf, die durch die (chemische Formel 6) dargestellt ist, wobei R eine geradkettige gesättigte Alkylbasis ist, die aus C₈H₁₇ gebildet ist. Weiterhin wird das Basisöl so hergestellt, dass es 1 Gew.-% des gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis und 1 Gew.-% des Triglycerids enthält.
(Viertes Vergleichsbeispiel)
Schmiermittel, die herkömmlich mit Staudruck-Hydrauliklagern verwendet worden sind, werden als das vierte Vergleichsbeispiel verwendet.
Viertes Vergleichsbeispiel G: DOS (Sebacinsäure-di-2-ethylhexyl)
Viertes Vergleichsbeispiel H: Ein Schmiermittel, das einen Mischester enthält, der aus zwei Typen an Estern, einem Ester aus Neopentylglycol und Caprylsäure und einem Ester aus Neopentylglycol und Caprinsäure, hergestellt wird.
Die Viskositäten bei 40°C und 0°C, die Verdampfungsmenge, die Stabilität bei hohen Temperaturen in dem Zustand von Kontakt mit einem Metall eines Lagerteils und die Gesamtoxidationszahl werden jeweils in Bezug auf diese Schmiermittel gemessen. Die Messungen und Abschätzungen, deren detaillierte Beschreibungen ausgelassen werden, werden in der gleichen Weise wie in dem Fall der ersten Ausführungsform durchgeführt.
Die Ergebnisse der Messungen der Viskositäten bei 40°C und 0°C und der Verdampfungsmenge in Bezug auf diese Schmiermittel sind in Tabelle 7 gezeigt. Zudem sind die Ergebnisse, die die Viskositätsschwankung in dem beschleunigten Hochtemperaturtest betreffen, in 11 gezeigt. Zudem sind die Ergebnisse der Messungen der Gesamtoxidationszahlen in Tabelle 8 gezeigt. [Tabelle 7]
[Tabelle 8]
In Bezug auf die Ergebnisse des beschleunigten Hochtemperaturtests, der in 11 gezeigt ist, zeigt die Querachse eine Zeitdauer an, bei der der Hochtemperaturzustand aufrechterhalten wird, und zeigt die Längsachse die Viskosität an, nachdem eine konstante Zeitdauer verstrichen ist.
Zuerst wird der Einfluss der Kohlenstoffanzahl n der Alkylbasis R = C_nH_2n+1 in einem Basisöl aus einem Einfachester, das aus der (chemischen Formel 6) gebildet ist, auf die Schmiermitteleigenschaften beschrieben.
Das erste Vergleichsbeispiel A, bei dem ein Basisöl verwendet wird, dessen Alkylbasis R aus C₇H₁₅ gebildet ist, weist eine niedrige Viskosität auf, und seine Verdampfungsmenge ist groß. Hier sind, wie aus 11 und Tabelle 8 ersichtlich, eine Viskositätsschwankung und die Gesamtoxidationsanzahl sogar in dem beschleunigten Hochtemperaturtest niedrig und stabil. Dementsprechend kann ein niedriges Drehmoment ausgeführt werden, und eine Schmiermittelverschlechterung in einem Achsenelement oder in einem Hülsenelement tritt nicht auf. Es gibt jedoch eine Möglichkeit, dass das Schmiermittel in einer vergleichsweise kurzen Zeitdauer verdampft werden wird, weil Verdampfungsmenge groß ist, sodass die Funktion des Staudruck-Hydrauliklagers sich verschlechtern kann. Weil es vergleichsweise schwierig ist, die Verdampfungsmenge mittels Zusätze zu steuern, ist eine Verwendung auf Gebiete eingeschränkt, in denen niedrige Drehgeschwindigkeiten in Umgebungen von keiner hohen Temperatur verwendet werden.
Andererseits wird in dem ersten Vergleichsbeispiel C, bei dem ein Basisöl verwendet wird, dessen R aus C₉H₁₉ gebildet ist, die Verdampfungsmenge sehr klein, während die Viskosität einen hohen Wert im Vergleich mit dem vierten Vergleichsbeispiel H aufweist, das ein konventionelles Schmiermittel ist. In dem beschleunigten Hochtemperaturtest zeigen sowohl die Schwankung der Viskosität als auch die Gesamtoxidationszahl hervorragende Eigenschaften. Weil die Reduktion des Energieverbrauchs bei tragbaren Geräten nachdrücklich erforderlich ist, ist ein Schmiermittel mit einer niedrigen Viskosität wesentlich, um eine Festplattenvorrichtung in ein tragbares Gerät zu montieren. Um die Viskosität unter Verwendung dieses Basisöls zu reduzieren, muss ein Material auf Esterbasis mit einer niedrigen Viskosität zugegeben werden. In diesem Fall steigt jedoch die Verdampfungsmenge an.
Das erste Vergleichsbeispiel B, bei dem ein Basisöl verwendet wird, dessen R aus C₈H₁₇ gebildet ist, weist eine Viskosität und eine Verdampfungsmenge auf, die höher als bei dem vierten Vergleichsbeispiel G und als bei dem vierten Vergleichsbeispiel H ist, die beide konventionelle Schmiermittel sind. Weiterhin ist, obwohl eine Schwankung der Viskosität in dem beschleunigten Hochtemperaturtest kaum detektierbar ist, die Oxidationszahl 0,91 und ist leicht höher als bei dem vierten Vergleichsbeispiel H (1,00), das ein konventionelles Schmiermittel ist.
Gemäß den vorstehenden Ergebnissen ist festgestellt worden, dass das Basisöl mit der Struktur, die aus der (chemischen Formel 6) gebildet ist, bei der die Alkylbasis R C₈H₁₇ ist, das am meisten gut ausgeglichenste von dem Standpunkt der Gesamteigenschaften ist. In dem Fall, dass die Gesamtreduktionszahl weiterhin reduziert wird, können bessere Eigenschaften erreicht werden.
Zudem wird der Gehalt an gehindertem Antioxidationsmittel auf Phenolbasis in Bezug auf das zweite Vergleichsbeispiel D, das zweite Vergleichsbeispiel E und das erste Vergleichsbeispiel B beschrieben.
Wenn der Gehalt an gehindertem Antioxidationsmittel auf Phenolbasis ansteigt, steigt die Viskosität an. Obwohl die Verdampfungsmenge etwas groß ist, wenn der Gehalt 0 Gew.-% beträgt, gibt es nahezu keinen Unterschied, wenn der Gehalt 1 Gew.-% oder mehr beträgt. Andererseits ist festgestellt worden, dass bei dem beschleunigten Hochtemperaturtest eine große Schwankung der Viskosität in einer außerordentlich kurzen Zeitdauer auftrat, wenn der Gehalt 0 Gew.-% betrug, und die Wärmebeständigkeitsstabilität stieg an, wenn der Gehalt erhöht wurde, und dadurch wurde die Gesamtoxidationszahl reduziert. Das heißt, die Wärmebeständigkeitsstabilität des gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis steigt zusammen mit der Erhöhung bei dem Gehalt an gehindertem Antioxidationsmittel auf Phenolbasis an, und zu der gleichen Zeit steigt dessen Viskosität ebenfalls zu einem vergleichsweise großem Maß an.
Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, dass in dem Fall des Schmiermittels des ersten Beispiels, obwohl die Gesamtheit des Gehalts an gehindertem Antioxidationsmittel auf Phenolbasis und der Gehalt an gehindertem Antioxidationsmittel auf Aminbasis 2 Gew.-% betrug, die die gleiche ist wie die des zweiten Vergleichsbeispiels E, die Gesamtoxidationszahl weiterhin reduziert wurde, sodass die Wärmebeständigkeitsstabilität erhöht wurde. Zudem ist die Viskosität des ersten Beispiels bei 0°C niedriger, und im Gegensatz dazu ist die Viskosität bei 40°C leicht höher als die des Schmiermittels des zweiten Vergleichsbeispiels E, und deshalb ist eine Änderung der Viskosität entsprechend der Schwankung der Temperatur eher klein. Dementsprechend kann ein niedriger Energieverbrauch bei niedrigen Temperaturen erreicht werden, und eine Schwankung bei dem Energieverbrauch kann über einen breiten Bereich von Temperaturen unterdrückt werden.
Obwohl es in den Beispielen nicht gezeigt ist, wurde hier in einem anderen Test festgestellt, dass die Wärmebeständigkeitsstabilität, wenn der Gehalt an gehindertem Antioxidationsmittel auf Phenolbasis und der Gehalt an gehindertem Antioxidationsmittel auf Aminbasis annähernd gleich sind, sich zu einem großem Maß mit dem Gehalt bis zu 0,1 Gew.-% oder mehr verbesserte, und dass sich die Wärmebeständigkeitsstabilität in einer graduellen Weise verbesserte, wenn der Gehalt auf 0,1 Gew.-% oder mehr erhöht wurde.
Als Nächstes wird der Effekt des Einschlusses bzw. Einfügens eines Triglycerids beschrieben.
Der Einschluss von Triglycerid erhöht leicht die Viskosität und reduziert leicht die Verdampfungsmenge, während die Gesamtoxidationszahl stark verbessert wurde, was aus dem Vergleich des dritten Vergleichsbeispiels F mit dem ersten Vergleichsbeispiel B beurteilt wurde. In der gleichen Weise stieg als ein Ergebnis des Einschlusses eines Triglycerids die Viskosität leicht an, während die Verdampfungsmenge und die Gesamtoxidationszahl beide verbessert wurden, was aus einem Vergleich des ersten Beispiels mit dem zweiten Beispiel beurteilt wurde.
Weiterhin wurden die Effekte des Einschlusses des Triglycerids gemäß dem Reibungskoeffizienten in einem Ritzel-Platte-Test abgeleitet, bei dem ein Stift aus rostfreiem Stahl und eine Platte verwendet werden, die aus einer Kupferlegierung hergestellt ist, auf der eine Nickel-Phosphor-Plattierbeschichtung gebildet ist. Als ein Ergebnis wurde festgestellt, dass der Reibungskoeffizient reduzier werden kann, und die Wärmebeständigkeitsstabilität ebenfalls durch Einschließen des Triglycerids verbessert werden kann.
Es wurde aus den vorstehenden Ergebnissen festgestellt, dass der Reibungskoeffizient durch Zugeben von Triglycerid reduziert werden kann. Dementsprechend kann verhindert werden, dass ein Festfressen oder dergleichen auftritt, sogar, wenn ein Laufwerk, das in ein tragbares Gerät montiert ist, wiederholt an- und ausgeschaltet wird. Weiterhin werden die Verdampfungsmenge und die Gesamtoxidationszahl beide durch Zugeben von Triglycerid verbessert, sodass die Schmiermittelstabilität verbessert werden kann. Die Zugabe von Triglycerid bis zu 3 Gew.-% ist zulässig, wie aus der Verbesserung bei der Verdampfungsmenge und bei der Gesamtoxidationszahl mit einer kleinen Erhöhung bei der Viskosität durch Zugeben von 1 Gew.-% Triglycerid ersichtlich ist. Die untere Grenze des Gehalts an Triglycerid beträgt 0,1 Gew.-%, was nicht nur aus den hier beschriebenen experimentellen Daten, sondern auch aus zusätzlichen Experimenten, beurteilt wird. Insbesondere in dem Fall, dass das Schmiermittel in einem tragbaren Gerät unter dem Zustand eines häufigen intermittierenden Betriebs verwendet wird, ist es wünschenswert, dass der Gehalt an Triglycerid 1 Gew.-% oder mehr beträgt.
Hier kann sich in Abhängigkeit von dem Metalltyp, der für ein Achsenelement oder ein Hülsenelement verwendet wird, ein Fall ergeben, in dem die Oberfläche des Metalls aufgrund einer Reaktion mit dem Schmiermittel korrodiert wird. In solch einem Fall kann ein Metallkorrosionsinhibitor oder ein Metalldeaktivator, der zum Schutz der Metalloberfläche dient, vorher zu dem Schmiermittel des vorliegenden Beispiels zugegeben werden.
Zudem können die Komponenten des Schmiermittels des vorstehend beschriebenen Beispiels in Abhängigkeit von dem vorstehend beschriebenen Spindelmotor, Staudruck-Hydrauliklager und Festplattenvorrichtung geändert werden. Das heißt, eine Vielfalt an Zusätzen, wie beispielsweise ein Fettigkeitsverbesserungsmittel, ein Metallkorrosionsinhibitor, ein Metalldeaktivator oder dergleichen, können verwendet werden, um entsprechend der Struktur des Spindelmotors oder der Verwendungsumgebung verwendet zu werden.
Wie vorstehend beschrieben, wurde festgestellt, dass die besten Gesamteigenschaften in einem Schmiermittel erreicht werden können, das die Zusammensetzung aufweist, in der ein Mischantioxidationsmittel aus einem gehinderten Antioxidationsmittel auf Phenolbasis und einem gehinderten Antioxidationsmittel auf Aminbasis sowie ein Triglycerid zu einem Basisöl aus einem Einfachester zugegeben werden, das die Struktur aufweist, die aus der (chemischen Formel 6) gebildet ist, bei der die Alkylbasis R C₈H₁₇ist.
(Fünfte Ausführungsform)
12A und 12B zeigen eine Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung (Festplattenvorrichtung) gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 12A ist eine schematische Draufsicht des Hauptabschnitts dieser Vorrichtung, und 12B ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie A-O-A in 12A. Der Spindelmotor in dieser Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung ist ein Innenrotortyp.
Ein Basisteil 33 und eine Abdeckung 49 sind an einem Gehäuse 48 einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung 100 gesichert, sodass ein verschlossener Raum im Innern davon gebildet ist. Ein zylinderförmiges Lagerteil 39 mit einem Boden steht mit dem Basisteil 33 in Eingriff und ist an ihm gesichert. Ein Drehachsenteil 42, der in ein Plattenteil 41 integriert ist, ist in den Lagerteil 39 eingeführt und wird getragen, sodass er frei dreht. Wie in 13 gezeigt, liegen sich die Endoberfläche des Drehachsenteils 42 in die Achsenrichtung und die Innenoberfläche eines Axialtragteils 40, der der Boden des Lagerteils 39 wird, einander gegenüber, und ein Schmiermittel 44 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den Spalt zwischen den beiden Oberflächen gefüllt, und dadurch wird ein Axiallagerteil 50 gebildet. Ein Staudruck-Erzeugungsgraben (nicht gezeigt) ist in mindestens einer der Oberflächen gebildet, die die Endoberfläche des Drehachsenteils 42 in die Achsenrichtung und die Innenoberfläche des Axialtragteils 40 einschließen, die einander gegenüberliegen. Zudem liegen die Außenumfangsfläche des Drehachsenteils 42 und die Innenumfangsfläche des Lagerteils 39 einander gegenüber, und das Schmiermittel 44 ist in den Spalt zwischen den beiden Oberflächen gefüllt, und dadurch wird ein Radiallagerteil 51 gebildet. Ein Staudruck-Erzeugungsgraben (nicht gezeigt) ist in mindestens einer der Oberflächen gebildet, die die Beispielumfangsoberfläche des Drehachsenteils 42 und die Innenumfangsfläche des Lagerteils 39 einschließen, die einander gegenüber liegen. Weiterhin ist das Schmiermittel 44 in den Spalt zwischen der Endoberfläche auf der Seite mit einer Öffnung des Lagerteils 39 und einem der vorstehenden Endoberfläche auf der Seite mit der Öffnung in der Rückseitenoberfläche des Plattenteils 41 gegenüberliegenden Ringbereich 41a gefüllt, die einander gegenüber liegen. Ein Staudruck-Erzeugungsgraben (nicht gezeigt) ist in mindestens einer der Oberflächen gebildet, die die Endoberfläche auf der Seite mit der Öffnung des Lagerteils 39 und den Ringbereich 41a des Plattenteils 41 einschließen, die einander gegenüber liegen.
Ein Staudruck-Hydrauliklager ist aus dem Axiallagerteil 50, dem Radiallagerteil 51 und dem Axiallagerteil 52 gebildet. Das Axiallagerteil 52 kann weggelassen werden.
Ein Stator 38, der aus einem Eisenkern 36 und einer Spule 37 gebildet ist, ist an dem Basisteil 33 dadurch angefügt, dass er zusammenpressend oder mittels eines Haftmittels oder dergleichen eingeführt ist. Andererseits ist ein doppeltes Rotorachslager 34 an den Plattenteil 41 angehängt, und ein Rotationsmagnet 35 ist an das doppelte Rotorachslager 34 angehängt. Das doppelte Rotorachslager 34 weist eine ringförmige Form auf, und der Rotationsmagnet 35 ist magnetisiert, um eine Vielzahl an Polen aufzuweisen. Der Rotationsmagnet 35, das doppelte Rotorachslager 34 und ein Abschnitt des Plattenteils 41 und der Drehachsenteil 42 bilden einen Rotor 32. Der in solch einer Weise gebildete Spindelmotor weist den Rotor 32 im Innern des Stators 38 auf und wird dadurch der Innenrotortyp.
Eine Aufzeichnungsmediumschicht, die aus einem magnetischen Material hergestellt ist, ist auf der glatten Hauptoberfläche des Plattenteils 41 gewachsen. Ein Magnetkopf zum Durchführen von Auslesen und Beschreiben eines Informationssignals ist so angeordnet, dass er dem Plattenteil 41 gegenüber liegt, und ein Kopfarm 46, an der Magnetkopf 45 angehängt ist, ist so gebildet, dass er von einem Aktuator 47 angetrieben wird. Eine Axialsaugplatte 43 ist an dem Basisteil 33 gesichert, sodass sie dem Rotationsmagnet 35 gegenüber liegt.
Als Nächstes wird ein Staudruck-Erzeugungsgraben beschrieben. 14A und 14B sind Ansichten von unten von der niedrigeren Seite des Plattenteils 41, wie in der Trennung gesehen.
In dem Fall von 14A ist ein Staudruck-Erzeugungsgraben 50a in einer Fischgrätenform auf der Endoberfläche des Drehachsenteils 42 in die Achsenrichtung gebildet, die den Axiallagerteil 50 bildet. In dem Fall von 14B ist ein Staudruck-Erzeugungsgraben 52a in einer Fischgrätenform in dem Ringbereich 41a des Plattenteils 41 gebildet, der das Axiallagerteil 52 bildet. Einer der Staudruck-Erzeugungsgräben von 14A oder 14B ist zur Erzeugung eines Staudrucks in die Axialrichtung notwendig, und es ist bevorzugter, dass beide von ihnen bereitgestellt sind.
In diesem Spindelmotor wird, wenn der Rotor 32 durch Aktivierung der Spule 37 gedreht wird, ein Staudruck durch die Effekte des Schmiermittels 44 in den Staudruck-Erzeugungsgrabenabschnitten in einem Radiallagerteil 51 und in Axiallagerteilen 50 und 52 erzeugt, sodass der Rotor 32 sich glatt bzw. ruhig um die Mittelachse 30 dreht. Während der Drehung ist der Staudruck des Schmiermittels 44, der aufgrund der Drehung auftritt, mit dem Gewicht des Rotors 32 selbst und der Magnetsaugleistung zwischen dem Rotationsmagnet 35 und der Axialsaugplatte 43 wohl ausgewogen, und dadurch dreht der Rotor 32 glatt bzw. ruhig ungeachtet von der Position der Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung 100.
In der vorstehenden Beschreibung wird ein Metallmaterial, wie beispielsweise rostfreier Stahl, eine Aluminiumlegierung oder eine Kupferlegierung, Glas, ein Flüssigkristallpolymer oder ein thermoplastisches Material, wie beispielsweise ein PPS (Polyphenylensulfid) als das Material zum Bilden des Lagerteils 39 und des Drehachsenteils 42 verwendet. In dem Fall, dass eine Aluminiumlegierung oder eine Kupferlegierung verwendet wird, wird es bevorzugt, die Oberfläche durch Durchführen einer Nickel-Phosphor-Abscheidung, zum Beispiel, zu härten, um die Verschleißbeständigkeit zu erhöhen.
Weil der Rotationsiagnet 35 und die Axialsaugplatte 43 sich gegenseitig magnetisch anziehen, wird verhindert, dass der Drehachsenteil 42 herausgezogen wird. Zudem weist das Schmiermittel 44 eine Grenzviskosität auf und weist eine Oberflächenspannung auf, und es kann dadurch verhindert werden, dass es ausläuft.
(Sechste Ausführungsform)
Ein Beispiel einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung, die mit einem Spindelmotor vom Außenrotortyp bereitgestellt ist, ist in 15 gezeigt. Ein zylinderförmiges Lagerteil 65 mit einem Boden steht mit einem Basisteil 71 in Eingriff und ist an ihm gesichert. Ein Stator 63, der aus einem Eisenkern 61 und einer Spule 62 gebildet ist, steht mit der äußeren Umfangsoberfläche des Lagerteils 65 in Eingriff und ist an ihm gesichert. Ein Drehachsenteil 66, der in ein Plattenteil 67 integriert ist, auf dessen Oberfläche eine Aufzeichnungsmediumschicht gewachsen worden ist, die aus einem magnetischen Material hergestellt ist, ist an den Lagerteil 65 montiert, sodass er frei drehbar ist. Ein ringförmiges doppeltes Rotorachslager 68 ist an der Rückseitenoberfläche des Plattenteils 67 in der Nähe des äußeren Umfangs des Plattenteils 67 gesichert, und ein Rotationsmagnet 69, der magnetisiert ist, um eine Vielzahl an Polen aufzuweisen, ist an die Innenumfangsoberfläche des doppelten Rotorachslagers 68 angehängt. Der Rotationsmagnet 69, das doppelte Rotorachslager 68, der Plattenteil 67 und der Drehachsenteil 66 bilden einen Rotor 70. Der Rotationsmagnet 69 und das doppelte Rotorachslager 68, die die Hauptteile des Rotors 70 sind, sind außerhalb des Stators 63 angeordnet, um einen Spindelmotor vom Außenrotortyp bereitzustellen.
Der gleiche Typ von Axiallagerteilen, wie jenen, die 13 gezeigt sind, sind als 50 und 52 bezeichnet, während der gleiche Typ vom Radiallagerteil wie der, der in 13 gezeigt ist, als 51 bezeichnet ist. Ein Schmiermittel 44 ist in der gleichen Weise wie in 13 in Spalten innerhalb der Axiallagerteile 50 und 52 und dem Radiallagerteil 51 gefüllt. Zudem ist ein Staudruck-Erzeugungsgraben in der gleichen Weise wie in dem Vorstehenden in mindestens einer der zwei Oberflächen, die einander gegenüber liegen, in jedem der Axiallagerteile 50 und 52 und in dem Radiallagerteil 51 gebildet.
Hier ist eine Axialsaugplatte als 72 bezeichnet, und eine Mittelachse ist als 73 bezeichnet. Der Eisenkern 61 des Stators 63 kann an den Basisteil 71 angehängt sein.
(Siebente Ausführungsform)
Die Spindelmotoren von 12 und 15 sind bürstenlose Motoren vom Radialspalttyp. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf einen bürstenlosen Motor vom Axialspalttyp zusätzlich zu dem Vorstehenden angewendet werden. 16 zeigt eine Querschnittsstruktur eines bürstenlosen Motors vom Axialspalttyp.
Ein zylinderförmiges Lagerteil 82 mit einem Boden steht mit einem Basisteil 81 in Eingriff und ist an ihm gesichert. Ein Drehachsenteil 84, der in ein Plattenteil 83 integriert ist, auf dessen Oberfläche eine Aufzeichnungsmediumschicht gewachsen worden ist, die aus einem magnetischen Material hergestellt ist, ist an den Lagerteil 82 montiert, sodass er frei drehbar ist. Ein doppeltes Rotorachslager 85 ist an der Rückseitenoberfläche des Plattenteils 83 durch ein Haftmittel oder dergleichen gesichert, und ein ringförmiger Rotationsmagnet 86, der magnetisiert ist, um eine Vielzahl an Polen aufzuweisen, ist an der unteren Oberfläche des doppelten Rotorachslagers 85 durch ein Haftmittel oder dergleichen gesichert. Ein Stator 89, der aus einer Platine 87 und einer Vielzahl von Spulen 88 gebildet ist, ist an den Basisteil 87 angehängt. Die Spulen 88 weisen eine annähernd dreieckige Form auf. Der Rotationsmagnet 86 und die Spulen 88 liegen einander durch einen kleinen Spalt in die Achsenrichtung getrennt gegenüber. Der Rotationsmagnet 86, das doppelte Rotorachslager 85, der Plattenteil 83 und der Drehachsenteil 84 bilden einen Rotor 90.
Der gleiche Typ von Axiallagerteilen wie jene, die in 13 gezeigt sind, sind als 50 und 52 bezeichnet, und der gleiche Typ von Radiallagerteil wie jenem, der in 13 gezeigt ist, ist als 51 bezeichnet. Ein Schmiermittel 44 ist in die gleiche Weise wie in 13 in Spalten zwischen die zwei Oberflächen in den Axiallagerteilen 50 und 52 und in den Radiallagerteil 51 gefüllt. Zudem ist ein Staudruck-Erzeugungsgraben in der gleichen Weise wie vorstehend in mindestens einer der zwei Oberflächen, die einander gegenüber liegen, in jedem der Axiallagerteile 50 und 52 und in dem Radiallagerteil 51 gebildet.
(Achte Ausführungsform)
17 zeigt die Struktur eines Motors gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Lagerteil 92 in einer Wellenform ist an einem Basisteil 91 gesichert. Andererseits ist ein zylinderförmiges Drehachsenteil 94 an einem Plattenteil 93 gesichert, auf dessen Oberfläche eine Informationsaufzeichnungsschicht gebildet ist, sodass der Drehachsenteil 94 mit dem Lagerteil 92 in Eingriff steht, sodass er frei drehbar ist. Ein doppeltes Rotorachslager 95 ist an der Rückseitenoberfläche des Plattenteils 93 in der Nähe der Außenseite des Drehachsenteils 94 gesichert, und ein ringförmiger Rotationsmagnet 96, der magnetisiert ist, um eine Vielzahl an Polen aufzuweisen, ist an dem doppelten Rotorachslager 95 mittels eines Haftmittels oder dergleichen gesichert. Andererseits ist ein Stator 99, der aus einem Eisenkern 97 und einer Spule 98 gebildet ist, an dem Basisteil 91 dadurch, dass er zusammenpressend eingeführt ist oder durch andere Mittel, gesichert. Ein Schmiermittel 100 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einen Spalt zwischen den Oberflächen des Lagerteils 92 in einer Wellenform und des zylinderförmigen Drehachsenteils 94, die einander gegenüber liegen, in die Radialrichtung und in die Axialrichtung gefüllt. Der Rotationsmagnet 96, das doppelte Rotorachslager 95, ein Abschnitt des Plattenteils 93 und der zylinderförmige Drehachsenteil 94 bilden einen Rotor 101. Eine Axialsaugplatte 102 ist an den Basisteil 91 angehängt, sodass sie der Endoberfläche des Rotationsmagneten 96 gegenüber liegt.
Die vorliegende Ausführungsform ist von den anderen Ausführungsformen in einem Punkt verschieden, dass der zylinderförmige Drehachsenteil 94 von der Außenseite des Lagerteils 92 in einer Wellenform in Eingriff steht. Ein Staudruck-Erzeugungsgraben (nicht gezeigt) ist in mindestens einer der Oberflächen gebildet, die die obere Endoberfläche des Lagerteils 92 in einer Wellenform und die untere Oberfläche des Plattenteils 93 einschließen, die der oberen Endoberfläche gegenüber liegt. Zudem liegen die Außenumfangsoberfläche des Lagerteils 92 in einer Wellenform und die Innenumfangsfläche des zylinderförmigen Drehachsenteils einander gegenüber, und ein Staudruck-Erzeugungsgraben (nicht gezeigt) ist in mindestens einer dieser Oberflächen, der Außenumfangsoberfläche und der Innenumfangsoberfläche, gebildet. Hier kann ein Staudruck-Erzeugungsgraben in mindestens einer der Oberflächen gebildet sein, die die Endoberfläche des zylinderförmigen Drehachsenteils 94 in die Achsenrichtung und die obere Oberfläche des Lagerteils 91 einschließen, die dieser Endoberfläche gegenüber liegt. Der Lagerteil 92 ist nicht notwendigerweise fest, sondern kann eher hohl sein.
Ein Metallmaterial, wie beispielsweise rostfreier Stahl, eine Aluminiumlegierung oder eine Kupferlegierung, Glas, ein Flüssigkristallpolymer oder ein thermoplastisches Material, wie beispielsweise PPS (Polyphenylensulfid), wird, zum Beispiel, in dem Plattenteil 93, dem zylinderförmigen Drehachsenteil 94 und dem Lagereil 92 in einer Wellenform verwendet. In dem Fall, dass eine Aluminiumlegierung oder eine Kupferlegierung verwendet wird, wird es bevorzugt, die Oberfläche durch Anwendung einer Nickel-Phosphor-Abscheidung, zum Beispiel zu härten, um die Verschleißbeständigkeit zu erhöhen.
18A ist eine Bodenansicht von unten von dem Rotor 101, der von dem Basisteil 91 getrennt ist. Ein Staudruck-Erzeugungsgraben 103 ist in der Rückseitenoberfläche des Plattenteils 93 im Innern des zylinderförmigen Drehachsenteils 94 gebildet.
18B ist eine Draufsicht von oben des Basisteils 91, der von dem Rotor 101 getrennt ist. Ein Staudruck-Erzeugungsgraben 104 ist in einem Ringbereich des Basisteils 91 gebildet, der der Endoberfläche des zylinderförmigen Drehachsenteils 94 in die Achsenrichtung gegenüber liegt.
Zusammenfassend ist der Drehachsenteil 94 zylinderförmig, und der Lagerteil weist eine Wellenform in dem Spindelmotor von 17 auf, der weiterhin aus einem Innenrotortyp gebildet ist, und dieser Spindelmotor kann inodifiziert werden, sodass er aus einem Außenrotortyp gebildet ist. Zudem kann dieser Spindelmotor aus einem Axialspalttyp anstelle von einem Radialspalttyp gebildet sein. Zudem können eine Vielfalt von Zusätzen, wie beispielsweise ein Ölmittel, ein Metallkorrosionsinhibitor oder ein Metalldeaktivator, zum Beispiel, selbstverständlich entsprechend der Struktur oder der Verwendungsumgebung des Spindelmotors verwendet werden. In jedem Fall kann ein sehr dünner Motor mit einer hohen Drehpräzision ausgeführt werden. Zum Beispiel, kann eine Informationsaufzeichnung- und -wiedergabevorrichtung, wie beispielsweise eine Plattenvorrichtung mit einer Dicke von, zum Beispiel, annähernd nicht größer als 5 mm ausgeführt werden.
Zudem ist die vorliegende Erfindung auf eine Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung anwendbar, an die eine optische Platte oder eine optische Magnetplatte zusätzlich zu der Festplattenvorrichtung montiert ist. Eine Verwendung eines Staudruck-Hydrauliklagers, das in einem Motor zum Drehen eines vieleckigen Spiegels oder in anderen Drehteilen verwendet wird, ist ebenfalls möglich.
[Beispiele und Bezugsbeispiele der fünften bis achten Ausführungsformen]
In dem Folgenden sind die Beispiele und Bezugsbeispiele beschrieben, bei denen Schmiermittel untersucht werden, die in Motoren gemäß der fünften bis achten Ausführungsformen verwendet werden.
(Erstes Bezugsbeispiel)
Ein Schmiermittel des ersten Bezugsbeispiels wird wie folgt hergestellt. Dies ist ein Schmiermittel, das ein Basisöl aus einem Einfachester mit der Struktur einschließt, die in der (chemischen Formel 6) dargestellt ist, worin die Alkylbasis R = C_nH_2n+1 eine geradkettige gesättigte Alkylbasis aus C₇H₁₅ in dem Fall von n = 7 ist. Das vorstehend beschriebene Basisöl wird so hergestellt, dass es ein Mischantioxidationsmittel einschließt, das aus einem gehinderten Antioxidationsmittel auf Phenolbasis und einem gehinderten Antioxidationsmittel auf Aminbasis als ein Antioxidationsmittel gebildet ist. Der Gehalt an jedem Antioxidationsmittel beträgt 1 Gew.-%. Das Antioxidationsmittel auf Phenolbasis weist vier (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) auf.
(Zweites Bezugsbeispiel)
Ein Schmiermittel des zweiten Bezugsbeispiels wird wie folgt hergestellt. Das Schmiermittel schließt ein Basisöl aus einem Einfachester ein, worin die Alkylbasis R = C_nH_2n+1 eine geradkettige gesättigte Alkylbasis aus C₈H₁₇ in dem Fall von n = 8 anstelle von C₇H₁₅ in dem Fall ist, worin n = 7. Die anderen Teile sind die gleichen wie in dem ersten Bezugsbeispiel.
(Drittes Bezugsbeispiel)
Ein Schmiermittel des dritten Bezugsbeispiels wird wie folgt hergestellt. Das Schmiermittel schließt ein Basisöl aus einem Einfachester ein, worin die Alkylbasis R = C_nH_2n+1 eine geradkettige gesättigte Alkylbasis aus C₉H₁₉ in dem Fall von n = 9 anstelle von C₇H₁₅ in dem Fall ist, worin n = 7. Die anderen Teile sind die gleichen wie in dem ersten Bezugsbeispiel.
(Viertes Beispiel)
Ein Schmiermittel des vierten Beispiels wird wie folgt hergestellt. Die Zusammensetzung des vorstehend beschriebenen zweiten Bezugsbeispiels (n = 8) wird so hergestellt, dass sie zusätzlich 1 Gew.-% Triglycerid einschließt, das in der (chemischen Formel 10) dargestellt ist. Hier weisen R1, R2 und R3 die gleiche Struktur auf und weisen jeweils die Struktur von CxHyOz auf, worin der Wert von x 17 ist, der Wert von y 33 ist und der Wert von z 1 ist.
(Erstes Vergleichsbeispiel)
DOS (Sebacinsäure-di-2-ethylhexyl), das ein Schmiermittel auf Diesterbasis ist, das mit Staudruck-Hydrauliklagern konventionell verwendet wird, wird als das erste Vergleichsbeispiel verwendet.
(Zweites Vergleichsbeispiel)
Ein Schmiermittel, dessen Basisöl ein Mischester ist, worin zwei Typen an Estern, ein Ester aus Neopentylglycol und Caprylsäure und ein Ester aus Neopentylglycol und Caprinsäure, gemischt sind, wird als das zweite Vergleichsbeispiel verwendet.
Hier ist in den Schmiermitteln der ersten bis vierten Beispiele und Bezugsbeispiele die Menge der Hauptkomponente des Basisöls in Tabelle 9 gezeigt. Die Hauptkomponenten der Basisöle in den Schmiermitteln der Beispiele und Bezugsbeispiele sind jeweils 85 Gew.-% und mehr. [Tabelle 9]
Die Ergebnisse der Messungen der Viskosität, der Stabilität der Viskosität, der Verdampfungsmenge, Antioxidationsmitteleigenschaften, der Stabilität bei hohen Temperaturen und des Reibungskoeffizienten der vorstehend beschriebenen Schmiermittel der vier Beispiele und Bezugsbeispiele und der zwei Vergleichsbeispiele sind in Tabelle 10 und in 19 gezeigt und werden im Folgenden beschrieben. [Tabelle 10]
Die Ergebnisse der Messungen der Änderung der Viskosität in einem beschleunigten Hochtemperaturtest, der in der gleichen Weise wie in den vorstehend beschriebenen Beispielen und Bezugsbeispielen der ersten Ausführungsform ausgeführt wurde, sind in 19 gezeigt. Das Schmiermittel des ersten Bezugsbeispiels ist als P11 bezeichnet, das Schmiermittel des zweiten Bezugsbeispiels ist als P12 bezeichnet, das Schmiermittel des dritten Bezugsbeispiels ist als P13 bezeichnet, das Schmiermittel des vierten Beispiels ist als P14 bezeichnet, das Schmiermittel des ersten Vergleichsbeispiels ist als Q11 bezeichnet, und das Schmiermittel des zweiten Vergleichsbeispiels ist als Q12 bezeichnet. Die Erläuterungen aus Absatz (§1) bis Absatz (§2) in den Beschreibungen der vorstehenden ersten Ausführungsform entsprechen den Beschreibungen der Beispiele in dieser sechsten Ausführungsform.
Hier werden die Schmiermittel aus den ersten bis vierten Beispielen und Bezugsbeispielen, bei denen sich die Viskosität nicht geändert hat, die mit einem Lager aus einem Kupferlegierungsmaterial verwendet werden, auf dem eine Nickel-Phosphor-Abscheidung durchgeführt worden ist, ebenfalls einem beschleunigten Hochteinperaturtest dadurch unterzogen, das sie mit einem Lager aus einem Kupferlegierungsmaterial verwendet werden, auf dem eine Nickel-Phosphor-Abscheidung nicht durchgeführt worden ist. Die Ergebnisse davon sind in 20 gezeigt. Die Testbedingungen sind die gleichen wie in dem vorstehend beschriebenen beschleunigten Hochtemperaturtest.
Weiterhin werden Schmiermittel, die in den folgenden Bezugsbeispielen gezeigt sind, hergestellt, um den Einfluss, entsprechend der Menge, von Antioxidationsmitteln zu bestätigen, die zu den Schmiermitteln zugegeben werden.
(Fünftes Bezugsbeispiel)
Ein Schmiermittel des fünften Bezugsbeispiels wird wie folgt hergestellt. Dies ist ein Schmiermittel, das ein Basisöl aus einem Einfachester mit der Struktur einschließt, die in der (chemischen Formel 6) dargestellt ist, worin die Alkylbasis R = C_nH_2n+1 eine geradkettige gesättigte Alkylbasis aus C₇H₁₅ in dem Fall von n = 7 ist. Ein Antioxidationsmittel ist bei dem fünften Bezugsbeispiel nicht zugegeben worden.
(Sechstes Bezugsbeispiel)
Ein Schmiermittel des sechsten Bezugsbeispiels wird wie folgt hergestellt. Dies ist ein Schmiermittel, das ein Basisöl aus einem Einfachester mit der Struktur einschließt, die in der (chemischen Formel 6) dargestellt ist, worin die Alkylbasis R = C_nH_2n+1 eine geradkettige gesättigte Alkylbasis aus C₇H₁₅ in dem Fall von n = 7 ist. Ein Mischantioxidationsmittel, das 2 Gew.-% eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis, das vier (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) aufweist, und 1 Gew.-% eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Aminbasis einschließt, wird zu dem vorstehend beschriebenen Basisöl als ein Antioxidationsmittel zugegeben. Dieses weist zusätzliche 1 Gew.-% eines gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis im Vergleich mit dem ersten Bezugsbeispiel auf.
Die Viskosität, die Stabilität der Viskosität, die Verdampfungsmenge und die Antioxidationseigenschaften der Schmiermittel des vorstehend beschriebenen fünften Bezugsbeispiels und des sechsten Bezugsbeispiels werden gemessen, sodass die Ergebnisse erreicht werden, die in Tabelle 11 gezeigt sind. [Tabelle 11]
Wenn die Menge an zugegebenem gehindertem Antioxidationsmittel auf Phenolbasis ansteigt, steigt die Viskosität an. Obwohl die Verdampfungsmenge etwas größer ist, wenn der Gehalt 0 Gew.-% beträgt, gibt es nahezu keinen Unterschied, wenn der Gehalt 1 Gew.-% oder mehr beträgt. Andererseits ist in dem beschleunigten Hochtemperaturtest festgestellt worden, dass eine große Schwankung in der Viskosität in einer außerordentlich kurzen Zeitdauer auftrat, wenn die zugegebene Menge 0 Gew.-% betrug, und die Wärmebeständigkeitsstabilität anstieg, wenn die zugegebene Menge erhöht wurde, und dadurch wurde die Gesamtoxidationszahl reduziert. Das heißt, die Wärmebeständigkeitsstabilität des gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis steigt zusammen mit der Erhöhung bei der zugegeben Menge des gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis an, und zu der selben Zeit steigt ebenfalls die Viskosität davon auf eine vergleichsweise großes Maß an.
In dem Fall des Schmiermittels des fünften Bezugsbeispiels, zu dem das gehinderte Antioxidationsmittel auf Phenolbasis nicht zugegeben worden ist, stieg, obwohl die Gesamtoxidationszahl nicht gemessen werden konnte, die Wärmebeständigkeitsstabilität an, und die Viskosität bei 0 °C ist niedrig, während im Gegensatz dazu die Viskosität bei 40 °C etwas höher im Vergleich zu dem Schmiermittel des zweiten Bezugsbeispiels ist, zu dem 2 Gew.-% eines gehinderten Antioxidationsmittel auf Phenolbasis zugegeben wurde, und deshalb ist eine Änderung bei der Viskosität aufgrund von Schwankung bei der Temperatur eher klein. Dementsprechend kann eine Reduktion bei der Menge an verbrauchter Energie sogar bei niedrigen Temperaturen ausgeführt werden, und die Schwankung bei der Menge an verbrauchter Energie kann über einen breiten Bereich von Temperaturen eingeschränkt werden.
Obwohl hier nicht konkret veranschaulicht, ist aus einem anderen Experiment in Bezug auf die Wärmebeständigkeitsstabilität festgestellt worden, dass die Wärmebeständigkeitsstabilität zu einem großen Ausmaß durch Zugeben von 0,1 Gew.-% oder mehr des gehinderten Antioxidationsmittels auf Phenolbasis verbessert wird, und die Wärmebeständigkeitsstabilität wurde entsprechend der zugegebenen Menge graduell verbessert.
Als Nächstes wird der Effekt der Zugabe von Triglycerid beschrieben. Wenn das Schmiermittel des zweiten Bezugsbeispiels mit dem Schmiermittel des vierten Beispiels verglichen wird, bei dem Triglycerid zu diesem Schmiermittel des zweiten Bezugsbeispiels zugegeben wird, werden Ergebnisse erreicht, bei denen die Viskosität leicht ansteigt, und die Verdampfungsmenge in dem Schmiermittel des vierten Beispiels leicht reduziert ist, während der Wert der Gesamtoxidationszahl des Schmiermittels des vierten Beispiels annähernd 60 % kleiner ist als der des Schmiermittels des zweiten Bezugsbeispiels, was anzeigt, dass die Zugabe von Triglycerid die Eigenschaften des Schmiermittels verbessert hat. Es ist aus dem Vorstehenden klar geworden, dass das Triglycerid die Effekte des Unterdrückens der Zersetzung des Basisöls aufweist.
Ein Dreh-Inbetriebsetzungs-Anhalt-Zyklustest von Motoren, die mit Staudruck-Hydrauliklagern bereitgestellt sind, wird durchgeführt. Dieser zeigt das Auftreten einer Änderung in einem Motorstrom in Bezug auf die Anzahl an Inbetriebsetzungs-Anhalt-Zyklen. 21 zeigt die Ergebnisse des Falls, in dem das Schmiermittel des zweiten Beispiels, das nicht Triglycerid einschließt, und des Falls, in dem das Schmiermittel des vierten Beispiels verwendet wird, zu dem 1 Gew.-% Triglycerid zugegeben ist.
Es wurde festgestellt, dass, wie in 21 gezeigt, der Motorstrom klar dazu neigte, anzusteigen, nachdem er annähernd 600.000 Zyklen durchlaufen hatte, wenn das Schmiermittel des zweiten Bezugsbeispiels verwendet wurde, das nicht Triglycerid einschließt, und die Viskosität des Schmiermittels stieg an, sodass die Eigenschaften des Schiniermittels sich verschlechterten.
Zudem werden die Ergebnisse der Abschätzung der Gleiteigenschaften beschrieben, wenn ein Metallkontakt in dem Hydraulikschmiermittelteil auftrat, um die Ergebnisse zu bestätigen, wenn Triglycerid zu dem Schmiermittel zugegeben wird. Der Metallkontakt tritt auf, wenn der Schmiermittelfilm unmittelbar nach der Inbetriebsetzung oder unmittelbar von dem Anhalten des Motors aufgerissen wird, an den das Staudruck-Hydrauliklager montiert ist, und der Reibungskoeffizient wird groß, sodass deshalb eine große Reibungsmenge auftritt. Eine Bewertung wird durch Messung des Reibungskoeffizienten unter Verwendung einer Ritzel-Platte-Testvorrichtung durchgeführt. Bei diesem Test werden ein Stift, der aus rostfreiem Stahl hergestellt ist, der im Allgemeinen in der Drehwelle verwendet wird, und eine Platte verwendet, die aus einer Kupferlegierung hergestellt ist, auf der eine Nickel-Phosphor-Plattierschicht gebildet worden ist, die in dem Lagerteil verwendet wird. In Bezug auf die Testbedingungen ist die relative Geschwindigkeit zwischen dem Stift und der Platte auf 0,16 m/Sek. festgesetzt, und die Belastung, die auf den Stift zugegeben wird, ist auf 624 mN festgesetzt. Die Testergebnisse sind in Tabelle 10 gezeigt.
Als ein Ergebnis wurde ein kleiner Reibungskoeffizient in dem Fall des Schmiermittels des vierten Beispiels, zu dem Triglycerid zugegeben wurde, im Vergleich mit den Schmiermitteln der ersten und dritten Bezugsbeispiele und der ersten und zweiten Vergleichsbeispiele erreicht, zu denen Triglycerid nicht zugegeben wurde. Weil der Reibungskoeffizient reduziert werden kann, kann verhindert werden, dass ein Festfressen oder dergleichen aufgrund des wiederholten An- und Ausschaltens des Antriebs auftritt, wenn das Schmiermittel in einem tragbaren Gerät verwendet wird. Weiterhin verbessert die Zugabe von Triglycerid die Verdampfungsmenge und die Gesamtoxidationszahl, und dadurch kann die Stabilität des Schmiermittels erhöht werden. Sogar in dem Fall, dass 1 Gew.-% Triglycerid zugegeben wird, ist die dadurch verursachte Erhöhung in der Viskosität klein, und die Verdampfungsmenge und die Gesamtoxidationszahl werden verbessert. Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, wird erwogen, dass die Zugabe von bis zu 5 Gew.-% Triglycerid zulässig ist.
In dem Fall, dass eine Aluminiumlegierung oder eine Kupferlegierung als ein Material des Teils verwendet wird, der den Lagerteil eines Motors bildet, der mit einem Staudruck-Hydrauliklager bereitgestellt wird, wird die Verschleißbeständigkeit durch Durchführen einer Nickel-Phosphor-Abscheidung, zum Beispiel, auf der Oberfläche erhöht, sodass die Oberfläche gehärtet wird.
Als Nächstes wird die Beziehung zwischen Nickel-Phosphor-Abscheidung und dem Schmiermittel beschrieben, das das vorstehend beschriebene Basisöl aus einem Einfachester einschließt.
In dem Fall, dass eine Aluminiumlegierung oder eine Kupferlegierung als ein Material zur Bildung eines Rotors verwendet wird, der aus einem Plattenteil und einem Drehachsenteil eines Motors und eines Lagerteils hergestellt ist, wird eine Nickel-Phosphor-Abscheidung mittels stromlosen Abscheidens durchgeführt. Konkret wird ein Legierungsabscheidungsbad verwendet, und ein Älterungsprozess wird bei 200 °C bis 350 °C durchgeführt, sodass eine Nickel-Phosphorschicht mit einer Dicke von annähernd 10 μm bis 20 μm und einer Härte von 5 GPa bis 15 GPa erreicht wird. In dem Experiment, in dem Messing, das ein Typ einer Kupferlegierung ist, verwendet wurde, ist klar geworden, dass eine Schicht mit einer großen Härte gebildet wurde, wenn die Phosphorzusammensetzung der Nickel-Phosphorschicht von 1 Gew.-% bis 15 Gew.-% reichte.
Wenn die Beziehung zwischen der Phosphorkomponente und der Härte untersucht wurde, begann die Härte der Schicht in Tandem mit der Erhöhung in der Menge der Phosphorzusammensetzung anzusteigen, und ein Härtepeak wurde bei 4 Gew.-% festgestellt. Der Zustand, in dem die Härte die Größte ist, setzt sich bis in die Nähe von 5 Gew.-% fort, und eine große Härte wurde nach Überschreiten von 5 Gew.-% bis zu der Nähe von 15 Gew.-% angezeigt. Dementsprechend wird es bevorzugt, dass die Phosphorzusammensetzung 5 Gew.-% oder weniger beträgt, und die Nähe von 4 Gew.-%, worin der Wert der Härte einen Peak anzeigt, wird erwogen, am meisten wünschenswert zu sein.
Ein Lagerteil wird aus Messing gebildet, der ein Typ einer Kupferlegierung ist. Zudem wird ein Lagerteil gebildet, in dem ein Nickel-Phosphorfilm mittels stromlosen Abscheidens auf der Oberfläche des Messings gebildet wird. Die Schmiermittel, die aus Basisöl auf Esterbasis hergestellt sind, das durch die (chemische Formel 6) dargestellt ist, werden mit den jeweiligen Staudruck-Hydrauliklagerteilen verwendet, und ein Dreh-Inbetriebsetzungs-/Anhalt-Zyklus von Motoren wird durchgeführt. Die Schmiermittel werden nach der Vollendung von 1.000.000 Zyklen extrahiert, und Metallkomponenten in den Schmiermitteln werden mittels dem TOF-SIMS-Verfahren (time of flight secondary ion mass spectrometry bzw. Flugzeit-sekundäre Ionenmassenspektrometrie-Verfahren) gemessen. Die Ergebnisse sind in 22 gezeigt.
Nach dem Test des Lagerteils, auf dem eine Nickel-Phosphor-Abscheidung durchgeführt worden ist, wurde festgestellt, dass die Metallkomponenten in dem Schmiermittel in einer erniedrigten Menge vorhanden sind und zeigten an, dass der Lagereil nicht abgenutzt war. Dementsprechend weist in dem Fall, dass ein Schmiermittel, das aus einem Basisöl aus einem Einfachester hergestellt ist, das durch die (chemische Formel 6) angezeigt ist, in dem Staudruck-Hydrauliklager eines Motors verwendet wird, das einen Lagerteil aufweist, der aus einer Aluminiumlegierung oder einer Kupferlegierung hergestellt ist, die Durchführung einer Nickel-Phosphor-Abscheidung einen großen Effekt von dem Standpunkt der Verschleißbeständigkeit auf.
Zudem ist bekannt, dass, wenn Cu oder Pb aus dem Schmiermittel aufgrund des Verschleißes des Achsenteils ausfällt, sie Katalysatoren werden, sodass die Verschlechterung des Schmiermittels beschleunigt wird. Insbesondere ein Schmiermittel mit einer niedrigen Viskosität verschlechtert sich besonders leicht. Dann schließt die Durchführung der Nickel-Phosphor-Abscheidung den Einfluss der vorstehend beschriebenen Katalysatoren aus, und es wird erwogen, dass sie einen großen Effekt der Verhinderung der Verschlechterung des Schmiermittels aufweist.
Obwohl ein Beispiel vorstehend gezeigt ist, bei dem eine Nickel-Phosphorschicht durch Durchführung eines Alterungsprozesses gebildet wird, kann hier eine ausreichende Härte ohne Durchführung einer Wärmebehandlung erreicht werden. Die Härte wird erhöht, wenn die mikroskopische Kristallisation der gebildeten Nickel-Phosphor-Plattierschicht fortgeschritten war. Eine akribische Aufmerksamkeit ist erforderlich, weil eine Wärmebehandlung die dimensionale Präzision eines Motors beeinflussen kann. Zudem wird in Abhängigkeit des Metalltyps, der für den Drehachsenteil und für den Lagerteil verwendet wird, die Oberfläche des Metalls durch Reaktion mit der Schmiermittelkomponente korrodiert. In solch einem Fall, wird bevorzugt, dass ein Metallkorrosionsinhibitor oder ein Metalldeaktivator zu dem Schmiermittel zugeben wird.
Basierend auf den vorstehend beschriebenen Ergebnissen werden die Ergebnisse eines Vergleichs der Leistungen der Schmiermittel der ersten bis sechsten Beispiele mit jenen der Schmiermittel der ersten und zweiten Vergleichsbeispiele in dem Folgenden zusammengefasst.
Das heißt, das Schmiermittel des ersten Beispiels, das ein Basisöl aus einem Einfachester aufweist, bei dem R, das durch die (chemische Formel 6) dargestellt ist, aus C₇H₁₅ gebildet wird, weist eine niedrige Viskosität und eine hervorragende Wärmebeständigkeit auf, während es eine leicht größere Verdampfungsmenge als die des Schmiermittels des zweiten Vergleichsbeispiels aufweist, dessen Basisöl ein Mischester ist. Wie aus 19 und Tabelle 10 ersichtlich, ist die Schwankung bei der Viskosität und die Gesamtoxidationszahl klein und stabil sogar in dem beschleunigten Hochtemperaturtest, und die Wärmeerzeugung aufgrund von Reibung des Schmiermittels selbst ist aufgrund seiner niedrigen Viskosität klein. Deshalb wird eine Wärmeerzeugung im Vergleich mit dem zweiten Vergleichsbeispiel unterdrückt, und deshalb weist das Schmiermittel des ersten Beispiels eine größere Stabilität als ein Ganzes bei hohen Temperaturen als das Schmiermittel des zweiten Vergleichsbeispiels auf, obwohl es eine leicht größere Verdampfungsmenge aufweist. Dementsprechend werden, obwohl eine Verschlechterung des Schmiermittels nicht auftritt, wenn ein niedriges Drehmoment ausgeführt wird, Verwendungszustände, bei denen die Umgebungen nicht bei sehr hohen Temperaturen sind, bevorzugt.
Die Schmiermittel der zweiten bis vierten Beispiele und Bezugsbeispiele mit Basisölen aus einem Einfachester, deren Alkylbasis R, die durch die (chemische Formel 6) dargestellt ist, aus C₈H₁₇ gebildet wird, weisen Eigenschaften auf, worin die Viskosität und die Verdampfungsmenge beide höher als jene der Schmiermittel der ersten und zweiten Vergleichsbeispiele sind, die konventionelle Schmiermittel sind. Zudem ist festgestellt worden, dass sie Schmiermittel sind, die eine große Wärmebeständigkeit und einen kleinen Lagerverlust aufweisen. Weiterhin, wird, wie in 19 gezeigt, eine Schwankung bei der Viskosität in dem beschleunigten Hochtemperaturtest kaum gesehen. Die Gesamtoxidationszahl ist 0,91 und diese ist leicht höher als die des Schmiermittels des zweiten Vergleichsbeispiels, das ein konventionelles Schmiermittel ist. Das Basisöl, dessen Alkylbasis R C₈H₁₇ ist, ist von dem Standpunkt der Gesamteigenschaften unter den Strukturen, die durch die (chemische Formel 6) dargestellt sind, das am meisten gut ausgeglichene, und in dem Fall, dass die Gesamtoxidationszahl weiterhin reduziert wird, kann ein Schmiermittel erreicht werden, das bessere Eigenschaften aufweist.
Andererseits weist das Schmiermittel des dritten Bezugsbeispiels, das ein Basisöl aufweist, dessen Alkylbasis R aus C₉H₁₉ gebildet wird, eine höhere Viskosität als die des Schmiermittels des zweiten Vergleichsbeispiels auf, das aus einem Mischester hergestellt ist, während es eine bessere Viskosität als die des Schmiermittels des ersten Vergleichsbeispiels aufweist, und die Schwankung bei der Viskosität und die Gesamtoxidationszahl zeigen beide gute Eigenschaften in dem beschleunigten Hochtemperaturtest an. Zudem ist die Verdampfungsmenge sehr klein, und es wird erwogen, dass die Wärmebeständigkeit hervorragend ist, weil der Wert der Gesamtoxidationszahl 0 ist. Als ein Ergebnis von diesem tritt, sogar in dem Fall, dass eine Wärmeerzeugung aufgrund der Reibung des Schmiermittels selbst aufgrund seiner großen Viskosität auftritt, eine Oxidation, Zersetzung oder dergleichen nicht auf, und ein Staudruck-Hydrauliklager mit einer hohen Zuverlässigkeit kann erreicht werden.
Das Schmiermittel des ersten Bezugsbeispiels ist für einen Motor zum Antreiben eines trommelförmigen Drehkopfes eines Typs eines Videorekorders, in den eine Videokamera integriert ist, oder für einen Spindelmotor für ein mobiles Gerät in der gleichen Weise wie in der vorstehenden Beschreibung vorteilhaft. Zudem ist das Schmiermittel des zweiten Bezugsbeispiels oder des vierten Beispiels für einen Motor vorteilhaft, der in einem tragbaren Gerät verwendet wird, das häufig in Betrieb gesetzt oder angehalten wird. Das Schmiermittel des dritten Bezugsbeispiels, das einen kleinen Verdampfungsverlust und eine hervorragende Beständigkeit gegenüber Oxidation, Zersetzung und Wärme aufweist, ist für ein Staudruck-Hydrauliklager vorteilhaft, bei dem eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Lebensdauer erforderlich sind.
Wie vorstehend beschrieben, weisen die Schmiermittel der vorliegenden Beispiele eine niedrige Viskosität, inbesondere bei niedrigen Temperaturen, auf, weisen eine kleine Schwankung entsprechend der Temperatur auf, sodass sie hervorragende Schmiermitteleigenschaften aufweisen und dadurch eine hervorragende Zuverlässigkeit bei hohen Temperaturen aufweisen, während sie einen kleinen Verdampfungsverlust im Vergleich mit den Vergleichsbeispielen aufweisen, die konventionelle Schmiermittel sind. Dementsprechend erfordern diese Schmiermittel nicht eine Auffüllung für eine lange Zeitdauer, die Wärmebeständigkeitsstabilität kann verbessert werden, und die Eigenschaften eines Staudruck-Hydrauliklagers können verbessert werden. Deshalb können Schmiermittel ausgeführt werden, die eine lange Lebensdauer und hervorragende Gesamteigenschaften aufweisen.
Hier ist, obwohl die jeweiligen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen alle spezifische Vorrichtungen betreffen, die vorliegende Erfindung nicht auf diese eingeschränkt, sondern es sind eher ebenfalls Anwendungen auf andere Vorrichtungen möglich.

Claims

Schmiermittelzusammensetzung, welche ein Basisöl umfasst, das einen Einfachester mit der folgenden chemischen Struktur darstellt:
worin n irgendeins aus 7, 8 oder 9 ist, und worin weiterhin ein gehindertes Antioxidationsmittel auf Phenolbasis, das mindestens ein (3, 5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) in der Struktur davon enthält, enthalten ist, und worin ein durch die folgende chemische Struktur
dargestelltes Triglycerid weiterhin enthalten ist; worin R1, R2 und R3 ungesättigte oder gesättigte geradkettige Strukturen oder verzweigte Strukturen, die aus CxHyOz gebildet sind, mit jeweiligen ganzzahligen Werten von x in dem Bereich von 15 bis 21, von y in dem Bereich von 29 bis 43 und von z in dem Bereich von 0 bis 1 darstellen.
Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 1, worin die sekundäre Ionenintensität Peaks bei " 127", "213" und "357" der Massenzahlen von positiven sekundären Ionen pro Einheitsladung aufweist, wenn ein in das Schmiermittel eingefügtes Basisöl mittels sekundärer Ionenmassenspektrometrie analysiert wird.
Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 1, worin die sekundäre Ionenintensität Peaks bei "141", "227" und "385" der Massenzahlen von positiven se kundären Ionen pro Einheitsladung aufweist, wenn ein in das Schmiermittel eingefügtes Basisöl mittels sekundärer Ionenmassenspektrometrie analysiert wird.
Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 1, worin die sekundäre Ionenintensität Peaks bei "155", "241" und "413" der Massenzahlen von positiven sekundären Ionen pro Einheitsladung aufweist, wenn ein in das Schmiermittel eingefügtes Basisöl mittels sekundärer Ionenmassenspektrometrie analysiert wird.
Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 1, worin der Gehalt an Triglycerid nicht größer als 5 Gew.-%, vorzugsweise nicht größer als 3 Gew.-% ist.
Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2 bis 4, worin die Viskositätseigenschaften nicht größer als 48 mPa·s bei 0°C und nicht größer als 10 mPa·s bei 40°C betragen.
Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2 bis 4, welche in einen Spalt zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen zweier Elemente gefüllt ist, die sich relativ zueinander verschieben.
Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2 bis 4, welche in einen Spalt zwischen zwei gegenüberliegenden Oberflächen eines Drehachsenteils und eines Lagerteils in einem Staudruck-Hydrauliklager gefüllt ist, wobei der Drehachsenteil mit dem Lagerteil so in Eingriff steht, dass er frei drehbar ist, und wobei eine Staudruck-Erzeugungsrille in zumindest einer der zwei gegenüberliegenden Oberflächen des Drehachsenteils und des Lagerteils gebildet ist.
Staudruck-Hydrauliklager mit: einem Lagerteil und einem Drehachsenteil, die miteinander so in Eingriff stehen, dass sie frei drehbar sind; einer Staudruck-Erzeugungsrille, die in zumindest einer der gegenüberliegenden Oberflächen gebildet ist, welche einen Spalt zwischen dem Lagerteil und dem Drehachsenteil bilden; und einer Schmiermittelzusammensetzung, die den Spalt füllt, wobei eine Schmiermittelzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1–8 als Schmiermittelzusammensetzung verwendet wird.
Motor mit: – einem Basisteil; – einem Stator zum Erzeugen eines magnetischen Feldes, der an dem Basisteil befestigt ist; – einem Rotor mit einem dem Stator gegenüberliegenden Rotationsmagneten; – einem Drehachsenteil, der in dem Rotor vorgesehen ist; – einem Lagerteil, der in dem Basisteil vorgesehen ist, und mit dem der Drehachsenteil in Eingriff steht, um frei drehbar zu sein; – einer Staudruck-Erzeugungsrille, die in zumindest einer der zwei gegenüberliegenden Oberflächen gebildet ist, welche einen Spalt zwischen dem Lagerteil und dem Drehachsenteil bilden; und – einer Schmiermittelzusammensetzung, die den Spalt füllt, wobei eine Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–8 als Schmiermittelzusammensetzung verwendet wird.
Motor nach Anspruch 10, wobei der Lagerteil auf der Basisteilseite von zylindrischer Form ist und der Drehachsenteil auf der Rotorseite in Eingriff mit dem Inneren des Lagerteils steht.
Motor nach Anspruch 10, wobei der Drehachsenteil auf der Rotorseite von zylindrischer Form ist und der Drehachsenteil mit der Außenseite des Lagerteils auf der Basisteilseite in Eingriff steht.
Motor nach Anspruch 10, welcher ein Radiallagerteil aufweist, wobei der Lagerteil und der Drehachsenteil sich einander in radialer Richtung gegenüberliegen und die Schmiermittelzusammensetzung in den Spalt zwischen dem Lagerteil und dem Drehachsenteil gefüllt ist, und wobei eine Staudruck-Erzeugungsrille in zumindest einer der zwei Flächen gebildet ist, welche den Spalt in dem Radiallagerteil bilden.
Motor nach Anspruch 10, welcher ein Axiallagerteil aufweist, wobei sich der Lagerteil und der Drehachsenteil in Axialrichtung gegenüberliegen und die Schmiermittelzusammensetzung in den Spalt zwischen dem Lagerteil und dem Drehachsenteil gefüllt ist, und wobei eine Staudruck-Erzeugungsrille in zumindest einer der zwei Flächen gebildet ist, welche den Spalt in dem Axiallagerteil bilden.
Motor nach Anspruch 11, wobei ein Axiallagerteil aus einer Endoberfläche auf der Seite mit einer Öffnung des zylindrischen Lagerteils und aus einem Ringbereich in dem Rotor gebildet ist, der der Endoberfläche auf der Seite mit der Öffnung des Lagerteils gegenüberliegt, und wobei eine Staudruck-Erzeugungsrille in der Endoberfläche auf der Seite mit der Öffnung und/oder dem Ringbereich gegenüberliegend zu dieser Endoberfläche in dem Axiallagerteil gebildet ist.
Motor nach Anspruch 12, wobei ein Axiallagerteil aus einer Endoberfläche auf der Seite mit einer Öffnung des zylindrischen Drehachsenteils und aus einem Ringbereich in dem Basisteil, der der Endoberfläche auf der Seite mit der Öffnung des Drehachsenteils gegenüberliegt, gebildet ist, und wobei eine Staudruck-Erzeugungsrille in der Endoberfläche auf der Seite mit der Öffnung und/oder dem Ringbereich gegenüberliegend zu dieser Endoberfläche in dem Axiallagerteil gebildet ist.
Motor nach Anspruch 10, wobei ein Nickel-Phosphor-Plattierfilm auf den zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen gebildet ist, welche den Spalt zwischen dem Lagerteil und dem Drehachsenteil bilden.
Motor nach Anspruch 17, wobei der Nickel-Phosphor-Plattierfilm ein stromlos abgeschiedener Film mit einer Phosphorkonzentration von nicht größer als 15 Gew.-% ist.
Motorintegrierte Vorrichtung, an die ein Motor nach Anspruch 10 montiert ist.