JP2018145400A - Lubricating oil for hydrodynamic pressure bearing, hydrodynamic pressure bearing, spindle motor and disk driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体動圧軸受用潤滑油、流体動圧軸受、スピンドルモータ及びディスク駆動装置に関する。 The present invention relates to a lubricant for a fluid dynamic pressure bearing, a fluid dynamic pressure bearing, a spindle motor, and a disk drive device.
従来の流体動圧軸受用潤滑油は特許文献1に開示されている。この流体動圧軸受用潤滑油は流体動圧軸受のシャフト部とスリーブ部との間に充填される。流体動圧軸受はディスク駆動装置の記録媒体であるディスクを回転駆動するスピンドルモータの軸受として用いられる。 A conventional lubricating oil for fluid dynamic bearings is disclosed in Patent Document 1. The fluid dynamic pressure bearing lubricant is filled between the shaft portion and the sleeve portion of the fluid dynamic pressure bearing. A fluid dynamic pressure bearing is used as a bearing of a spindle motor that rotationally drives a disk that is a recording medium of a disk drive device.
スピンドルモータの回転に伴って流体動圧軸受用潤滑油に動圧が発生し、シャフト部とスリーブ部との接触が防止される。これにより、スリーブ部がシャフト部に対して円滑に回転する。 With the rotation of the spindle motor, dynamic pressure is generated in the fluid dynamic bearing lubricating oil, and contact between the shaft portion and the sleeve portion is prevented. Thereby, a sleeve part rotates smoothly with respect to a shaft part.
しかしながら、上記従来の流体動圧軸受用潤滑油によると、ディスク駆動装置及びスピンドルモータの小形化に伴って流体動圧軸受が小形化、薄型化して、記録媒体とヘッドとの間の浮上距離が小さくなる。このため、スピンドルモータを高温又は高湿環境下で駆動した時に静止部と回転部との間に発生する微小の電位差によってディスクへの読み書きエラーが発生する問題があった。 However, according to the conventional fluid dynamic pressure bearing lubricant, the fluid dynamic pressure bearing is reduced in size and thickness with the downsizing of the disk drive device and the spindle motor, and the flying distance between the recording medium and the head is increased. Get smaller. For this reason, there has been a problem that a read / write error to the disk occurs due to a minute potential difference generated between the stationary part and the rotating part when the spindle motor is driven in a high temperature or high humidity environment.
本発明は、流体動圧軸受の静止部と回転部との間の電位差の発生を低減できる流体動圧軸受用潤滑油及びそれを用いた流体動圧軸受、スピンドルモータ、ディスク駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a fluid dynamic pressure bearing lubricant capable of reducing the occurrence of a potential difference between a stationary portion and a rotating portion of a fluid dynamic pressure bearing, and a fluid dynamic pressure bearing, a spindle motor, and a disk drive device using the same. For the purpose.
本発明の例示的な流体動圧軸受用潤滑油は、流体動圧軸受の流体動圧軸受用潤滑油において、金属塩又はイオン液体を含む帯電防止剤を添加した。 The lubricating oil for fluid dynamic pressure bearings of the present invention has an antistatic agent containing a metal salt or ionic liquid added to the fluid dynamic pressure bearing lubricating oil of the fluid dynamic pressure bearing.
例示的な本発明によれば、高温又は高湿環境下において流体動圧軸受の静止部と回転部との間の電位差の発生を低減することができる。 According to the exemplary present invention, occurrence of a potential difference between a stationary part and a rotating part of a fluid dynamic pressure bearing can be reduced under a high temperature or high humidity environment.
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本明細書では、モータの中心軸方向における上側を「上側」とし、下側を「下側」とする。なお、上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。また、中心軸に平行な方向または略平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を単に「径方向」とし、中心軸を中心とする周方向を「周方向」とする。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this specification, the upper side in the central axis direction of the motor is referred to as “upper side” and the lower side is referred to as “lower side”. Note that the vertical direction does not indicate the positional relationship or direction when incorporated in an actual device. A direction parallel to or approximately parallel to the central axis is called an “axial direction”, a radial direction centered on the central axis is simply “radial direction”, and a circumferential direction centered on the central axis is “circumferential direction”. And
(1.ディスク駆動装置の全体構成)
本発明の例示的な実施形態のディスク駆動装置について以下説明する。図1は第1実施形態に係るディスク駆動装置100の縦断面図を示す。ディスク駆動装置100は、いわゆるハードディスク駆動装置である。ディスク駆動装置100はスピンドルモータ10と4枚のディスク20とアクセス部30とハウジング40とを備える。
(1. Overall configuration of disk drive)
A disk drive apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a
スピンドルモータ10とディスク20とアクセス部30とはハウジング40内に収納される。ハウジング40内は塵や埃が極度に少なく、清浄な空間が形成されている。
The
ディスク20は中央部に孔を有する円板状の情報記録媒体である。各ディスク20はスピンドルモータ10に装着され、スペーサ22を介して互いに平行且つ等間隔に配置されている。
The
アクセス部30はヘッド31とアーム32とヘッド移動機構33とを備える。ヘッド31はディスク20に近接して情報の読み出しと書き込みを磁気的に行う。アーム32はヘッド31を支持する。ヘッド移動機構33はアーム32を移動することにより、ヘッド31をディスク20に対して相対的に移動する。
The
ヘッド31は回転するディスク20に近接してアクセスする。なお、ディスク20は4枚に限らず、3枚以下又は5枚以上でもよい。
Head 31 accesses close to rotating
(2.スピンドルモータの構成)
図2はスピンドルモータ10の縦断面図を示す。スピンドルモータ10はアウターロータ型のモータである。スピンドルモータ10は静止部2と回転部3とを有する。静止部2はハウジング40に固定される。回転部3はディスク20を装着して流体動圧軸受用潤滑油50(以下、潤滑油と略す)を介して中心軸Lを中心に静止部2に対して回転可能に支持される。また、静止部2の一部と回転部3の一部とによりコニカル型の流体動圧軸受4が構成されている。
(2. Configuration of spindle motor)
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the
(2−1.静止部の構成)
静止部2はベース部17とシャフト部11と環状部材12a、12bとステータコア18とコイル15とを有する。ベース部17はアルミニウム等の金属材料により形成され、ハウジング40にネジ止めされている。なお、ベース部17とハウジング40とは別体であっても、単一の部材により一体に形成してもよい。
(2-1. Configuration of stationary part)
The stationary part 2 includes a base part 17, a
ベース部17の中央部には中心軸Lに沿って貫通孔17aが形成されている。また、貫通孔17aよりも外周側には、軸方向に突出する略円筒形状のホルダ部17bが形成されている。 A through hole 17 a is formed along the central axis L at the center of the base portion 17. A substantially cylindrical holder portion 17b that protrudes in the axial direction is formed on the outer peripheral side of the through hole 17a.
シャフト部11は中心軸Lに沿って延びる略円柱形状の部材である。シャフト部11は貫通孔17aに下端部を嵌入してベース部17に固定される。
The
環状部材12a、12bはシャフト部11の外周面から径方向外側に突出する。環状部材12a、12bはシャフト部11の外周面に軸方向に間隔をおいて上下に固定されている。なお、環状部材12a、12bはシャフト部11と一体成形してもよい。
The annular members 12 a and 12 b protrude outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the
環状部材12a、12bはコニカル型の流体動圧軸受4の場合、略円錐形状であり、環状部材12a、12bの上下面は漸次小径に形成される。 In the case of the conical fluid dynamic pressure bearing 4, the annular members 12 a and 12 b have a substantially conical shape, and the upper and lower surfaces of the annular members 12 a and 12 b are gradually formed with a smaller diameter.
ステータコア18はコアバック18aとティース18bとを有する。コアバック18aは円環状であり、ホルダ部17bの外周面に嵌着される。ティース18bはコアバック18aから径方向外側に複数突出する。
The
コイル15は各ティース18bの周囲に巻回された導線により形成されている。コイル15は電源装置(不図示)と接続されている。電源装置からコイル15に駆動電流を与えると、ティース18bには径方向の磁束が発生する。
The
(2−2.回転部の構成)
回転部3はスリーブ部14、保持部材13、マグネット16及びシール部19を備える。スリーブ部14は略円筒状に形成され、第1、第2、第3内周面14a、14b、14cを上方から順に有している。第1内周面14aは上方に向かってシャフト部11から離れる方向に傾斜し、環状部材12aに対向する。
(2-2. Configuration of rotating unit)
The rotating part 3 includes a sleeve part 14, a holding
第2内周面14bは中心軸Lに沿って形成され、シャフト部11の外周面に対向する。第3内周面14cは下方に向かってシャフト部11から離れる方向に傾斜し、環状部材12bの上面に対向する。また、スリーブ部14は環状部材12a、シャフト部11及び環状部材12bとの間に微小間隙Sを有する。
The second inner peripheral surface 14 b is formed along the central axis L and faces the outer peripheral surface of the
保持部材13は筒状に形成され、スリーブ部14が圧入される。保持部材13の下部には内面側に環状の凹部13aが形成され、下端には径方向外側へ向けて突出するフランジ部13bが形成される。ディスク20(図1参照)の中央部に形成された孔は保持部材13の外周面に嵌合する。このとき、フランジ部13bの上面にディスク20が載置される。
The holding
マグネット16は周方向に複数並設してヨーク16aに取り付けられる。ヨーク16aを凹部13aに圧入してマグネット16が保持部材13により保持される。マグネット16の内周面は磁極面となっており、ステータコア18の複数のティース18bの外周面と径方向に対向する。
A plurality of magnets 16 are arranged in the circumferential direction and attached to the yoke 16a. The magnet 16 is held by the holding
シール部19はスリーブ部14の上面及び下面に取付けられ、環状部材12a、12bとスリーブ部14との微小間隙S内に潤滑油50を封入する。
The
(3.流体動圧軸受の構成)
流体動圧軸受4はシャフト部11、環状部材12a、12b、スリーブ部14、潤滑油50を備える。既述のように、シャフト部11及び環状部材12a、12bは静止部2の一部であり、スリーブ部14は回転部3の一部である。
(3. Configuration of fluid dynamic pressure bearing)
The fluid dynamic pressure bearing 4 includes a
流体動圧軸受4はコニカル型であり、スリーブ部14に対向するシャフト部11、環状部材12a及び環状部材12bによって径方向及び軸方向の荷重を支持する。
The fluid dynamic pressure bearing 4 is a conical type, and supports the radial and axial loads by the
対向する第1内周面14a及び環状部材12aの下面には動圧溝(不図示)が形成される。また、対向する第3内周面14c及び環状部材12bの上面には動圧溝(不図示)が形成される。動圧溝は回転部3の回転時に潤滑油50に流体動圧を誘起する。なお、第1内周面14a及び環状部材12aの下面の一方に動圧溝を形成してもよく、第3内周面14c及び環状部材12bの上面の一方に動圧溝を形成してもよい。 A dynamic pressure groove (not shown) is formed in the opposing first inner peripheral surface 14a and the lower surface of the annular member 12a. In addition, a dynamic pressure groove (not shown) is formed on the opposing third inner peripheral surface 14c and the upper surface of the annular member 12b. The dynamic pressure groove induces fluid dynamic pressure in the lubricating oil 50 when the rotating unit 3 rotates. A dynamic pressure groove may be formed on one of the first inner peripheral surface 14a and the lower surface of the annular member 12a, or a dynamic pressure groove may be formed on one of the third inner peripheral surface 14c and the upper surface of the annular member 12b. Good.
スピンドルモータ10のコイル15に駆動電流を与えると、コイル15には径方向の磁束が発生する。コイル15とマグネット16との間の磁束の作用によりトルクが発生し、静止部2に対して回転部3が中心軸Lを中心として回転する。
When a drive current is applied to the
環状部材12a、12bに対してスリーブ部14が回転駆動すると、動圧溝はポンピング作用により微小間隙S中に充填された潤滑油50に流体動圧を誘起する。これにより、スリーブ部14は環状部材12a、12bと非接触で径方向及び軸方向に支持され、環状部材12a、12b及びシャフト部11に対して円滑に高速回転することができる。
When the sleeve portion 14 is rotationally driven with respect to the annular members 12a and 12b, the dynamic pressure groove induces fluid dynamic pressure in the lubricating oil 50 filled in the minute gap S by the pumping action. Accordingly, the sleeve portion 14 is supported in the radial direction and the axial direction without contact with the annular members 12a and 12b, and can smoothly rotate at high speed with respect to the annular members 12a and 12b and the
(4.潤滑油の構成)
潤滑油50としては、例えば、ポリオールエステル系オイル、ジエステル系オイル、モノエステル系オイル等のエステルを主成分とするオイルが基油として使用される。エステルを主成分とするオイルは、耐摩耗性、熱安定性、及び流動性に優れているため、流体動圧軸受4の潤滑油50として好適である。
(4. Composition of lubricating oil)
As the lubricating oil 50, for example, an oil mainly composed of an ester such as a polyol ester oil, a diester oil, or a monoester oil is used as the base oil. The oil mainly composed of ester is suitable as the lubricating oil 50 for the fluid dynamic pressure bearing 4 because it is excellent in wear resistance, thermal stability, and fluidity.
また、潤滑油50には金属塩又はイオン液体を含む帯電防止剤が添加されている。帯電防止剤を潤滑油50に添加することにより、潤滑油50を介して対向する環状部12a、12bとスリーブ部14との間で発生する電位差を低減することができる。 Further, an antistatic agent containing a metal salt or an ionic liquid is added to the lubricating oil 50. By adding the antistatic agent to the lubricating oil 50, the potential difference generated between the annular portions 12a and 12b and the sleeve portion 14 that are opposed to each other through the lubricating oil 50 can be reduced.
これにより、スピンドルモータ10を高温環境下又は高湿環境下で駆動した時に静止部2と回転部3との間に発生する微小の電位差によるディスク20への読み書きエラーの発生を防止することができる。
Thereby, when the
なお、潤滑油50は金属塩又はイオン液体を0.01重量%以上5重量%以下含むことが好ましい。 The lubricating oil 50 preferably contains 0.01 wt% or more and 5 wt% or less of a metal salt or ionic liquid.
帯電防止剤に含まれる金属塩又はイオン液体のアニオンは炭素数が1以上8以下のパーフルオロアルキル基を有することが好ましい。 The metal salt or ionic liquid anion contained in the antistatic agent preferably has a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
パーフルオロアルキル基はCF3基を有するため炭素数が1以上8以下であっても疎水性が高い。なお、パーフルオロアルキル基の炭素数が9より大きくなると疎水性及び親水性の両方が低下する。また、パーフルオロアルキル基はC−F結合を有するため結合エネルギーが大きく耐熱性及び耐せん断性が高い。 Since the perfluoroalkyl group has a CF 3 group, it is highly hydrophobic even if it has 1 to 8 carbon atoms. In addition, when the carbon number of the perfluoroalkyl group is larger than 9, both hydrophobicity and hydrophilicity are lowered. Further, since the perfluoroalkyl group has a C—F bond, the bond energy is large and the heat resistance and shear resistance are high.
このため、パーフルオロアルキル基を有するアニオンを帯電防止剤に含有させることにより、帯電防止剤が潤滑油50に対して容易に溶解するとともに潤滑油50の耐熱性及び耐せん断性が高温(50℃〜150℃)又は高湿(82g/m3以上)の環境下において長時間安定する。 Therefore, by adding an anion having a perfluoroalkyl group to the antistatic agent, the antistatic agent is easily dissolved in the lubricating oil 50, and the heat resistance and shear resistance of the lubricating oil 50 are high (50 ° C). ˜150 ° C.) or high humidity (82 g / m 3 or more).
炭素数が1以上8以下のパーフルオロアルキル基を有するアニオンの具体例は下記式(1)〜式(10)で表される。 Specific examples of the anion having a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms are represented by the following formulas (1) to (10).
[式中、n=0〜8]
[Where n = 0 to 8]
[式中、p≠q、p=0〜8、q=0〜8]
[Wherein p ≠ q, p = 0-8, q = 0-8]
[式中、m=0〜8]
[Where m = 0 to 8]
[式中、n=0〜8]
[Where n = 0 to 8]
[式中、p≠q、p=0〜8、q=0〜8]
[Wherein p ≠ q, p = 0-8, q = 0-8]
[式中、n=0〜8]
[Where n = 0 to 8]
[式中、p≠q、p=0〜8、q=0〜8]
[Wherein p ≠ q, p = 0-8, q = 0-8]
[式中、n=0〜8]
[Where n = 0 to 8]
[式中、p≠q、p=0〜8、q=0〜8]
[Wherein p ≠ q, p = 0-8, q = 0-8]
[式中、l≠m≠n、l=0〜8、m=0〜8、n=0〜8]
[Wherein l ≠ m ≠ n, l = 0-8, m = 0-8, n = 0-8]
[式中、n=0〜8]
[Where n = 0 to 8]
また、帯電防止剤に含まれる金属塩又はイオン液体のアニオンに下記式(12)で表されるアニオンを用いてもよい。 Moreover, you may use the anion represented by following formula (12) for the anion of the metal salt or ionic liquid contained in an antistatic agent.
また、帯電防止剤が金属塩を含む場合、金属塩は上記式(1)〜式(12)で表されるアニオンのカウンターカチオンとしてNa+、Rb+、Cs+、Li+、K+のいずれかのカチオンを有する。 When the antistatic agent contains a metal salt, the metal salt can be any of Na + , Rb + , Cs + , Li + , and K + as a counter cation of the anion represented by the above formulas (1) to (12). Have some cations.
なお、金属塩のカウンターカチオンがLi+の場合、式(1)のn=1、式(3)のm=1、m=4及び式(8)のn=1を除く。また、金属塩のカウンターカチオンがK+との場合、式(1)のn=1及び式(3)のm=1を除く。 When the counter cation of the metal salt is Li + , n = 1 in the formula (1), m = 1 in the formula (3), m = 4, and n = 1 in the formula (8) are excluded. When the counter cation of the metal salt is K + , n = 1 in the formula (1) and m = 1 in the formula (3) are excluded.
また、帯電防止剤がイオン液体を含む場合、イオン液体は上記式(1)〜式(12)で表されるアニオンのカウンターカチオンとして下記式(13)〜式(21)で表されるいずれかのカチオンを有する。 When the antistatic agent contains an ionic liquid, the ionic liquid is represented by any one of the following formulas (13) to (21) as a counter cation of the anion represented by the above formulas (1) to (12). Having cations.
[式中、R1、R2は、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
[Wherein R1 and R2 are alkyl groups or alkenyl groups having 1 to 22 carbon atoms, or aryl groups or alkylbenzene groups having 6 to 30 carbon atoms]
[式中、R1、R2、R3、R4は、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
[Wherein R 1, R 2, R 3, R 4 are an alkyl group or alkenyl group having 1 to 22 carbon atoms, or an aryl group or alkyl benzene group having 6 to 30 carbon atoms]
[式中、Rは、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
[Wherein, R represents an alkyl group or alkenyl group having 1 to 22 carbon atoms, or an aryl group or alkylbenzene group having 6 to 30 carbon atoms]
[式中、R1、R2は、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
[Wherein R1 and R2 are alkyl groups or alkenyl groups having 1 to 22 carbon atoms, or aryl groups or alkylbenzene groups having 6 to 30 carbon atoms]
[式中、R1、R2は、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
[Wherein R1 and R2 are alkyl groups or alkenyl groups having 1 to 22 carbon atoms, or aryl groups or alkylbenzene groups having 6 to 30 carbon atoms]
[式中、R1、R2、R3、R4は、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
[Wherein R 1, R 2, R 3, R 4 are an alkyl group or alkenyl group having 1 to 22 carbon atoms, or an aryl group or alkyl benzene group having 6 to 30 carbon atoms]
[式中、R1、R2は、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
[Wherein R1 and R2 are alkyl groups or alkenyl groups having 1 to 22 carbon atoms, or aryl groups or alkylbenzene groups having 6 to 30 carbon atoms]
[式中、R1、R2は、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
[Wherein R1 and R2 are alkyl groups or alkenyl groups having 1 to 22 carbon atoms, or aryl groups or alkylbenzene groups having 6 to 30 carbon atoms]
また、潤滑油50はソルビタン脂肪酸エステルから成るノニオン性界面活性剤を含む。ノニオン性界面活性剤を含むことにより、潤滑油50中で金属塩又はイオン液体を分散することができる。なお、潤滑油50はノニオン性界面活性剤を0.01重量%以上1重量%以下含むことが好ましい。 The lubricating oil 50 contains a nonionic surfactant made of sorbitan fatty acid ester. By including a nonionic surfactant, the metal salt or ionic liquid can be dispersed in the lubricating oil 50. The lubricating oil 50 preferably contains 0.01% by weight or more and 1% by weight or less of a nonionic surfactant.
本実施形態によると、流体動圧軸受4の潤滑油50に金属塩又はイオン液体を含む帯電防止剤を添加したので、静止部2と回転部3との間に発生する微少の電位差によるディスク20への書き込みエラーの発生を防止することができる。
According to the present embodiment, since the antistatic agent containing a metal salt or ionic liquid is added to the lubricating oil 50 of the fluid dynamic pressure bearing 4, the
また、帯電防止剤に含まれる金属塩又はイオン液体は炭素数が1以上8以下のパーフルオロアルキル基を有するアニオンを含むので、帯電防止剤が潤滑油50に容易に溶解するとともに潤滑油50の耐熱性及び耐せん断性を高温又は高湿の環境下で長時間安定させることができる。 Further, since the metal salt or ionic liquid contained in the antistatic agent contains an anion having a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, the antistatic agent is easily dissolved in the lubricating oil 50 and the lubricating oil 50 Heat resistance and shear resistance can be stabilized for a long time in an environment of high temperature or high humidity.
また、帯電防止剤に含まれる金属塩又はイオン液体が式(1)〜式(12)で表わされるいずれかのアニオンを含むことにより、耐熱性及び耐せん断性の安定した潤滑油50を容易に実現することができる。 Further, since the metal salt or ionic liquid contained in the antistatic agent contains any one of the anions represented by the formulas (1) to (12), the lubricating oil 50 having stable heat resistance and shear resistance can be easily obtained. Can be realized.
また、帯電防止剤に金属塩又はイオン液体を0.01重量%以上5重量%以下含むので、耐熱性及び耐せん断性の安定した潤滑油50を容易に実現することができる。 Moreover, since the antistatic agent contains 0.01 wt% or more and 5 wt% or less of the metal salt or ionic liquid, the lubricating oil 50 having stable heat resistance and shear resistance can be easily realized.
また、帯電防止剤に含まれる金属塩がNa+、Rb+、Cs+、Li+、K+とのいずれかのカチオンを有するので、耐熱性及び耐せん断性の安定した潤滑油50を容易に実現することができる。 In addition, since the metal salt contained in the antistatic agent has a cation of Na + , Rb + , Cs + , Li + , or K + , the lubricating oil 50 having stable heat resistance and shear resistance can be easily obtained. Can be realized.
また、帯電防止剤に含まれるイオン液体が式(13)〜式(21)で表わされるいずれかのカチオンを有するので、耐熱性及び耐せん断性の安定した潤滑油50を容易に実現することができる。 Further, since the ionic liquid contained in the antistatic agent has any one of the cations represented by the formulas (13) to (21), it is possible to easily realize the lubricating oil 50 having stable heat resistance and shear resistance. it can.
また、帯電防止剤がソルビタン脂肪酸エステルから成るノニオン性界面活性剤を含むので、金属塩又はイオン液体を分散させることができる。 Moreover, since an antistatic agent contains the nonionic surfactant which consists of sorbitan fatty acid ester, a metal salt or an ionic liquid can be disperse | distributed.
また、帯電防止剤にソルビタン脂肪酸エステルから成るノニオン性界面活性剤を0.01重量%以上5重量%以下含むので、金属塩又はイオン液体が分散した潤滑油50をより容易に実現することができる。 Further, since the antistatic agent contains a nonionic surfactant composed of a sorbitan fatty acid ester in an amount of 0.01% by weight to 5% by weight, the lubricating oil 50 in which a metal salt or an ionic liquid is dispersed can be realized more easily. .
次に本発明の効果について、実施例及び比較例を用いて具体的に説明する。以下の実験では、帯電防止剤を添加した潤滑油50を用いてシャフト部11とスリーブ部14との間の電位差について評価を行った。
Next, the effects of the present invention will be specifically described using examples and comparative examples. In the following experiment, the potential difference between the
以下の実施例1〜実施例19及び比較例1に係る潤滑油は全て基油として分子量が420以上480以下のモノエステル系オイルを用いた。また、実施例1〜実施例19の潤滑油には異なる帯電防止剤を0.05重量%添加した。 All the lubricating oils according to the following Examples 1 to 19 and Comparative Example 1 used monoester oils having a molecular weight of 420 to 480 as the base oil. Moreover, 0.05 weight% of different antistatic agents were added to the lubricating oils of Examples 1 to 19.
実施例1の帯電防止剤は金属塩を含む。この金属塩のカチオンはNa+であり、アニオンは式(1)で表され、n=1である。 The antistatic agent of Example 1 contains a metal salt. The cation of this metal salt is Na + , the anion is represented by the formula (1), and n = 1.
実施例2の帯電防止剤は金属塩を含む。この金属塩のカチオンはNa+であり、アニオンは式(1)で表され、n=1である。また、帯電防止剤にはソルビタンセスキオレエートから成るノニオン性界面活性剤を0.05重量%添加した。 The antistatic agent of Example 2 contains a metal salt. The cation of this metal salt is Na + , the anion is represented by the formula (1), and n = 1. Further, 0.05% by weight of a nonionic surfactant made of sorbitan sesquioleate was added to the antistatic agent.
実施例3の帯電防止剤は金属塩を含む。この金属塩のカチオンはNa+であり、アニオンは式(11)で表される。 The antistatic agent of Example 3 contains a metal salt. The cation of this metal salt is Na + , and the anion is represented by the formula (11).
実施例4の帯電防止剤は金属塩を含む。この金属塩のカチオンはLi+であり、アニオンは式(2)で表され、p=1、q=4である。 The antistatic agent of Example 4 contains a metal salt. The cation of this metal salt is Li + , the anion is represented by the formula (2), and p = 1 and q = 4.
実施例5の帯電防止剤は金属塩を含む。この金属塩のカチオンはLi+であり、アニオンは式(12)で表される。 The antistatic agent of Example 5 contains a metal salt. The cation of this metal salt is Li + , and the anion is represented by the formula (12).
実施例6の帯電防止剤はイオン液体を含む。このイオン液体のカチオンは式(14)で表され、R1=R2=R3=5、R4=3である。また、イオン液体のアニオンは式(1)で表され、n=1である。 The antistatic agent of Example 6 contains an ionic liquid. The cation of this ionic liquid is represented by the formula (14), and R1 = R2 = R3 = 5 and R4 = 3. The anion of the ionic liquid is represented by the formula (1), and n = 1.
実施例7の帯電防止剤はイオン液体を含む。このイオン液体のカチオンは式(14)で表され、R1=R2=R3=8、R4=1である。また、イオン液体のアニオンは式(1)で表され、n=1である。 The antistatic agent of Example 7 contains an ionic liquid. The cation of this ionic liquid is represented by the formula (14), and R1 = R2 = R3 = 8 and R4 = 1. The anion of the ionic liquid is represented by the formula (1), and n = 1.
実施例8の帯電防止剤はイオン液体を含む。このイオン液体のカチオンは式(14)で表され、R1=R2=R3=8、R4=1である。また、イオン液体のアニオンは式(2)で表され、p=1、q=4である。 The antistatic agent of Example 8 contains an ionic liquid. The cation of this ionic liquid is represented by the formula (14), and R1 = R2 = R3 = 8 and R4 = 1. Moreover, the anion of an ionic liquid is represented by Formula (2), and is p = 1 and q = 4.
実施例9の帯電防止剤はイオン液体を含む。このイオン液体のカチオンは式(14)で表され、R1=R2=R3=8、R4=1である。また、イオン液体のアニオンは式(3)で表され、m=1である。 The antistatic agent of Example 9 contains an ionic liquid. The cation of this ionic liquid is represented by the formula (14), and R1 = R2 = R3 = 8 and R4 = 1. The anion of the ionic liquid is represented by the formula (3), and m = 1.
実施例10の帯電防止剤はイオン液体を含む。このイオン液体のカチオンは式(14)で表され、R1=R2=R3=8、R4=1である。また、イオン液体のアニオンは式(4)で表され、n=1である。 The antistatic agent of Example 10 contains an ionic liquid. The cation of this ionic liquid is represented by the formula (14), and R1 = R2 = R3 = 8 and R4 = 1. The anion of the ionic liquid is represented by the formula (4), and n = 1.
実施例11の帯電防止剤はイオン液体を含む。このイオン液体のカチオンは式(14)で表され、R1=R2=R3=8、R4=1である。また、イオン液体のアニオンは式(5)で表され、p=1、q=2である。 The antistatic agent of Example 11 contains an ionic liquid. The cation of this ionic liquid is represented by the formula (14), and R1 = R2 = R3 = 8 and R4 = 1. Moreover, the anion of an ionic liquid is represented by Formula (5), and is p = 1 and q = 2.
実施例12の帯電防止剤はイオン液体を含む。このイオン液体のカチオンは式(14)で表され、R1=R2=R3=8、R4=1である。また、イオン液体のアニオンは式(6)で表され、n=1である。 The antistatic agent of Example 12 contains an ionic liquid. The cation of this ionic liquid is represented by the formula (14), and R1 = R2 = R3 = 8 and R4 = 1. Further, the anion of the ionic liquid is represented by the formula (6), and n = 1.
実施例13の帯電防止剤はイオン液体を含む。このイオン液体のカチオンは式(14)で表され、R1=R2=R3=8、R4=1である。また、イオン液体のアニオンは式(7)で表され、p=1、q=2である。 The antistatic agent of Example 13 contains an ionic liquid. The cation of this ionic liquid is represented by the formula (14), and R1 = R2 = R3 = 8 and R4 = 1. Moreover, the anion of an ionic liquid is represented by Formula (7), and is p = 1 and q = 2.
実施例14の帯電防止剤はイオン液体を含む。このイオン液体のカチオンは式(14)で表され、R1=R2=R3=8、R4=1である。また、イオン液体のアニオンは式(8)で表され、n=1である。 The antistatic agent of Example 14 contains an ionic liquid. The cation of this ionic liquid is represented by the formula (14), and R1 = R2 = R3 = 8 and R4 = 1. The anion of the ionic liquid is represented by the formula (8), and n = 1.
実施例15の帯電防止剤はイオン液体を含む。このイオン液体のカチオンは式(14)で表され、R1=R2=R3=8、R4=1である。また、イオン液体のアニオンは式(9)で表され、p=1、q=2である。 The antistatic agent of Example 15 contains an ionic liquid. The cation of this ionic liquid is represented by the formula (14), and R1 = R2 = R3 = 8 and R4 = 1. Moreover, the anion of an ionic liquid is represented by Formula (9), and is p = 1 and q = 2.
実施例16の帯電防止剤はイオン液体を含む。このイオン液体のカチオンは式(14)で表され、R1=R2=R3=8、R4=1である。また、イオン液体のアニオンは式(10)で表され、l=1、m=2、n=3である。 The antistatic agent of Example 16 contains an ionic liquid. The cation of this ionic liquid is represented by the formula (14), and R1 = R2 = R3 = 8 and R4 = 1. An anion of the ionic liquid is represented by the formula (10), where l = 1, m = 2, and n = 3.
実施例17の帯電防止剤はイオン液体を含む。このイオン液体のカチオンは式(14)で表され、R1=R2=R3=8、R4=1である。また、イオン液体のアニオンは式(11)で表される。 The antistatic agent of Example 17 contains an ionic liquid. The cation of this ionic liquid is represented by the formula (14), and R1 = R2 = R3 = 8 and R4 = 1. Moreover, the anion of an ionic liquid is represented by Formula (11).
実施例18の帯電防止剤はイオン液体を含む。このイオン液体のカチオンは式(14)で表され、R1=R2=R3=8、R4=1である。また、イオン液体のアニオンは式(12)で表される。 The antistatic agent of Example 18 contains an ionic liquid. The cation of this ionic liquid is represented by the formula (14), and R1 = R2 = R3 = 8 and R4 = 1. Moreover, the anion of an ionic liquid is represented by Formula (12).
実施例19の帯電防止剤はイオン液体を含む。このイオン液体のカチオンは式(16)で表され、R1=6、R2=2である。また、イオン液体のアニオンは式(1)で表され、n=1である。 The antistatic agent of Example 19 contains an ionic liquid. The cation of this ionic liquid is represented by the formula (16), and R1 = 6 and R2 = 2. The anion of the ionic liquid is represented by the formula (1), and n = 1.
[比較例]
比較例の潤滑油には帯電防止剤に替えて第4級アンモニウムイオン(炭素数が16以上)及びアルキルナフタレンスルホン酸イオン(炭素数が16以上)をそれぞれ0.03重量%添加した。
[Comparative example]
Instead of the antistatic agent, 0.03% by weight of quaternary ammonium ions (having 16 or more carbon atoms) and alkylnaphthalene sulfonate ions (having 16 or more carbon atoms) were added to the lubricating oil of the comparative example.
[電位差の評価]
実施例1〜19及び比較例に係る潤滑油は90℃に加熱して1時間撹拌した後、0℃の環境下で流体動圧軸受4の微小間隙Sに充填した。
[Evaluation of potential difference]
The lubricating oils according to Examples 1 to 19 and the comparative example were heated to 90 ° C. and stirred for 1 hour, and then filled in the minute gap S of the fluid dynamic pressure bearing 4 in an environment of 0 ° C.
電位差の評価はスピンドルモータ10を駆動した際のシャフト部11とスリーブ部14との間の電位差の初期値を測定した後、スピンドルモータ10を高温環境下に放置後及び高温高湿環境下に放置後に0℃の環境下で再び測定した。なお、高温環境下に放置とは具体的に、120℃の環境下でスピンドルモータ10を9000rpmの回転状態で48時間駆動し続けた。また、高温高湿環境下に放置とは120℃、334g/m3の環境下でスピンドルモータ10を9000rpmの回転状態で48時間駆動し続けた。これらの結果を表1に示す。
The potential difference is evaluated by measuring the initial value of the potential difference between the
表1に示すように、帯電防止剤を添加した実施例1〜実施例19の潤滑油は高温環境下及び高湿環境下で48時間経過後に、シャフト部11とスリーブ部14との間の電位差が−0.5V以上+0.5V以下の範囲にあることが確認された。また、帯電防止剤が添加されていない比較例の潤滑油と比較して電位差の発生を低減できることが確認された。
As shown in Table 1, the lubricating oils of Examples 1 to 19 to which an antistatic agent was added had a potential difference between the
なお、実施例6〜18の潤滑油は、イオン液体のカチオンとして式(14)を用いて説明しているが、式(13)、または式(15)〜式(21)のいずれかに置き換えても、同等の効果が確認できる。同様に、実施例6〜18の潤滑油は、イオン液体のカチオンとしてアルキル基を含んだ式(14)を用いて説明しているが、アルケニル基、アリール基、アルキルベンゼン基のいずれに置き換えても、同等の効果が確認できる。 In addition, although lubricating oil of Examples 6-18 is demonstrated using Formula (14) as a cation of an ionic liquid, it replaces with either Formula (13) or Formula (15)-Formula (21). However, the same effect can be confirmed. Similarly, the lubricating oils of Examples 6 to 18 have been described using Formula (14) containing an alkyl group as a cation of the ionic liquid, but may be replaced with any of an alkenyl group, an aryl group, and an alkylbenzene group. The same effect can be confirmed.
なお、実施例19の潤滑油は、イオン液体のカチオンとして式(16)を用いて説明しているが、式(13)〜式(15)、または式(17)〜式(21)のいずれかに置き換えても、同等の効果が確認できる。同様に、実施例19の潤滑油は、イオン液体のカチオンとしてアルキル基を含んだ式(16)を用いて説明しているが、アルケニル基、アリール基、アルキルベンゼン基のいずれに置き換えても、同等の効果が確認できる。 In addition, although the lubricating oil of Example 19 is demonstrated using Formula (16) as a cation of an ionic liquid, any of Formula (13)-Formula (15) or Formula (17)-Formula (21) Even if you replace it, you can see the same effect. Similarly, the lubricating oil of Example 19 has been described using Formula (16) containing an alkyl group as the cation of the ionic liquid, but it is equivalent if replaced with any of an alkenyl group, an aryl group, and an alkylbenzene group. The effect of can be confirmed.
(5.その他)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態ではコニカル型の流体動圧軸受4を適用したが、コニカル型に限定することなく、例えば、スラスト型の流体動圧軸受4を適用してもよい。
(5. Other)
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment. For example, although the conical fluid dynamic bearing 4 is applied in the present embodiment, the thrust fluid fluid dynamic bearing 4 may be applied, for example, without being limited to the conical fluid.
また、本実施形態では、軸固定型のアウターロータ型スピンドルモータについて説明したが、本発明は、軸回転型のモータや、インナーロータ型スピンドルモータにも適用することができる。 In the present embodiment, the shaft-fixed outer rotor type spindle motor has been described. However, the present invention can also be applied to a shaft rotation type motor and an inner rotor type spindle motor.
2・・・静止部、
3・・・回転部、
4・・・流体動圧軸受、
10・・・スピンドルモータ、
11・・・シャフト部、
12a、12b・・・環状部材、
13・・・保持部材、
13a・・・凹部、
13b・・・フランジ部、
14・・・スリーブ部、
14a・・・第1内周面
14b・・・第2内周面
14c・・・第3内周面
15・・・コイル、
16・・・マグネット、
17・・・ベース部、
17a・・・貫通孔、
17b・・・ホルダ部、
18・・・ステータコア、
18a・・・コアバッック、
18b・・・ティース、
19・・・シール部、
20・・・ディスク、
22・・・スペーサ、
30・・・アクセス部、
31・・・ヘッド、
32・・・アーム、
33・・・ヘッド移動機構、
40・・・ハウジング、
50・・・潤滑油、
100・・・ディスク駆動装置
L・・・中心軸、
S・・・微小間隙
2 ... stationary part,
3 ... rotating part,
4 ... Fluid dynamic pressure bearing,
10 ... Spindle motor,
11 ... shaft part,
12a, 12b ... annular member,
13: Holding member,
13a ... recess,
13b ... flange part,
14 ... Sleeve part,
14a ... 1st internal peripheral surface 14b ... 2nd internal peripheral surface 14c ... 3rd internal
16 ... Magnet,
17 ... Base part,
17a ... through hole,
17b ... Holder part,
18 ... stator core,
18a ... Core backpack,
18b ... Teeth,
19 ... seal part,
20: Disc,
22 ... spacer,
30 ... access part,
31 ... head,
32 ... arm,
33 ... Head moving mechanism,
40 ... Housing,
50: Lubricating oil,
100: Disc drive L: central axis,
S: Micro gap
Claims (15)
金属塩又はイオン液体を含む帯電防止剤を添加したことを特徴とする流体動圧軸受用潤滑油。 In the fluid dynamic pressure bearing lubricant for the fluid dynamic pressure bearing,
A fluid dynamic bearing lubricating oil characterized by adding an antistatic agent containing a metal salt or an ionic liquid.
[式中、n=0〜8]
[式中、p≠q、p=0〜8、q=0〜8]
[式中、m=0〜8]
[式中、n=0〜8]
[式中、p≠q、p=0〜8、q=0〜8]
[式中、n=0〜8]
[式中、p≠q、p=0〜8、q=0〜8]
[式中、n=0〜8]
[式中、p≠q、p=0〜8、q=0〜8]
[式中、l≠m≠n、l=0〜8、m=0〜8、n=0〜8]
[式中、n=0〜8] The fluid dynamic bearing lubricating oil according to claim 2, wherein the metal salt or the ionic liquid contains any one of anions represented by the following formulas (1) to (11).
[Where n = 0 to 8]
[Wherein p ≠ q, p = 0-8, q = 0-8]
[Where m = 0 to 8]
[Where n = 0 to 8]
[Wherein p ≠ q, p = 0-8, q = 0-8]
[Where n = 0 to 8]
[Wherein p ≠ q, p = 0-8, q = 0-8]
[Where n = 0 to 8]
[Wherein p ≠ q, p = 0-8, q = 0-8]
[Wherein l ≠ m ≠ n, l = 0-8, m = 0-8, n = 0-8]
[Where n = 0 to 8]
[式中、R1、R2は、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
[式中、R1、R2、R3、R4は、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
[式中、Rは、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
[式中、R1、R2は、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
[式中、R1、R2は、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
[式中、R1、R2、R3、R4は、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
[式中、R1、R2は、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
[式中、R1、R2は、炭素数が1〜22のアルキル基又はアルケニル基、若しくは炭素数が6〜30のアリール基又はアルキルベンゼン基]
The fluid liquid pressure bearing according to any one of claims 2 to 5, wherein the ionic liquid has any one of cations represented by the following formulas (13) to (21) and the anions. Lubricant.
[Wherein R1 and R2 are alkyl groups or alkenyl groups having 1 to 22 carbon atoms, or aryl groups or alkylbenzene groups having 6 to 30 carbon atoms]
[Wherein R 1, R 2, R 3, R 4 are an alkyl group or alkenyl group having 1 to 22 carbon atoms, or an aryl group or alkyl benzene group having 6 to 30 carbon atoms]
[Wherein, R represents an alkyl group or alkenyl group having 1 to 22 carbon atoms, or an aryl group or alkylbenzene group having 6 to 30 carbon atoms]
[Wherein R1 and R2 are alkyl groups or alkenyl groups having 1 to 22 carbon atoms, or aryl groups or alkylbenzene groups having 6 to 30 carbon atoms]
[Wherein R1 and R2 are alkyl groups or alkenyl groups having 1 to 22 carbon atoms, or aryl groups or alkylbenzene groups having 6 to 30 carbon atoms]
[Wherein R 1, R 2, R 3, R 4 are an alkyl group or alkenyl group having 1 to 22 carbon atoms, or an aryl group or alkyl benzene group having 6 to 30 carbon atoms]
[Wherein R1 and R2 are alkyl groups or alkenyl groups having 1 to 22 carbon atoms, or aryl groups or alkylbenzene groups having 6 to 30 carbon atoms]
[Wherein R1 and R2 are alkyl groups or alkenyl groups having 1 to 22 carbon atoms, or aryl groups or alkylbenzene groups having 6 to 30 carbon atoms]
A disk drive apparatus comprising the spindle motor according to claim 14.
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