JP3974309B2

JP3974309B2 - Fluid bearing lubricant

Info

Publication number: JP3974309B2
Application number: JP2000095189A
Authority: JP
Inventors: 剛服部; 泰史岩崎
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP2001279284A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体軸受用潤滑剤（以下単に「潤滑剤」と記すことがある）に関し、より詳細には長期間使用しても粘度特性の変化の少ない流体軸受用潤滑剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクドライブなどに用いられるモータでは軸受として球軸受やころ軸受が従来は用いられいたが、モータの小型化、低振動・低騒音化などの要請から流体軸受が近年開発・実用化されつつある。図１に流体軸受の一部断面図を示す。固定軸１は、軸部１１の下端部がベース部材４に固定され、軸部１１の上部に円盤状のスラストプレート１２が半径方向に延設された構造を有している。このような固定軸１に回転スリーブ体２を回転自在に遊嵌し、固定軸１と回転スリーブ体２との微小間隙に毛細管現象を利用して潤滑剤３を保持させる。回転スリーブ体２のスリーブ部２１の内周面には、軸線方向に離間して一対の動圧発生用溝（例えばヘリングボーン）２２が形成され、軸部１１とスリーブ部２１との間には一対のラジアル軸受部が構成されている。また、スラストプレート１２の上・下面にも動圧発生用溝１３が形成され、スラストプレート１２と回転スリーブ体２との間に一対のスラスト軸受部が構成されている。
【０００３】
このような構成の流体軸受において、回転スリーブ体２が回転すると、回転スリーブ体２と固定軸１との隙間に保持されている潤滑剤３が動圧発生用溝２２，１３の溝パターンに沿って押圧されて潤滑剤３中に局部的な高圧部分が生じて、上記一対のラジアル軸受部おいて回転スリーブ体２のラジアル方向の荷重を支持し、上記一対のスラスト軸受部において回転スリーブ体２のスラスト方向の荷重を支持するようになる。
【０００４】
ここでモータの始動時など潤滑剤３が低温域にある場合、潤滑剤３の粘度が高いと回転時の動力発生用溝２２，１３に対する潤滑剤３の粘性抵抗が大きくなり、モータの電力損失が大きくなる。一方、回転スリーブ体２の連続回転時など、潤滑剤３が高温域にある場合、潤滑剤３が熱膨張してその粘度が低下すると軸受剛性が低下し、回転スリーブ体２を十分に支持することができなくなる。このため流体軸受用潤滑剤には、低温域では低い粘度で、そして高温域になっても粘度低下しないという一見相反する粘度特性が要求される。
【０００５】
このような粘度特性を満足させようと、例えば特表平１１−５１４７７９号公報に開示されるように、粘度の高い油と粘度の低い油を混合した基油を用いた潤滑剤や、特開平８−３４９８７号公報に開示されるように、特定の炭酸エステル化合物を主成分とする基油に酸化防止剤や極圧添加剤などの添加剤を添加して良好な特性を示す流体軸受用潤滑剤が従来から提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来提案されている潤滑剤は、使用当初は所期の効果を奏するものの、長期間使用すると粘度特性が変化するため所期の効果を継続して奏することができなかった。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、粘度特性が温度や使用期間の影響を受けない、つまり低温域では低い粘度でありながら高温域でも十分な軸受剛性を得ることができ、且つ長期間の使用による組成変化など粘度特性に影響を与えるような経時変化を来すことのない流体軸受用潤滑剤を提供することをその目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、２種類以上の油を混合した流体軸受用潤滑剤であって、ポリオールエステル系油とジエステル系油とを重量比で４：６〜６：４の範囲で混合し、混合する油の蒸発率の最大値と最小値との差を０．５×１０^−２ｍｇ／（ｍｍ^２・ｈｒ）以下としたことを特徴とする流体軸受用潤滑剤が提供される。
【０００９】
なおここで言う蒸発率とは、熱重量分析装置（ＴＧＡ）を用いて、直径５ｍｍのアルミ製の皿に測定する油を注いだ後、昇温して１２０℃に保持したときの測定値をいう。
【００１０】
ここで、回転時の回転体の荷重を十分に支持し、且つ回転体の回転開始時における電力損失の増加を抑えるという観点から、潤滑剤の粘度は１５〜２５ｍＰａ・ｓの範囲が望ましい。なおここで言う粘度とは、粘度計「ＶＴ５０１」（ＨＡＡＫＥ社製）を用いた２０℃のときの測定値をいう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、低温域では低い粘度で、そして高温域になっても粘度低下せず、しかも粘度特性が経時変化しない流体軸受用潤滑剤が得られないか鋭意検討を重ねた結果、潤滑剤の粘度特性が長期間の使用により経時変化するのは、数種類の油を混合した潤滑剤では、混合する油の蒸発率がそれぞれ異なっているために、蒸発率の高い油（主に低分子量化合物）が使用中に蒸発して潤滑剤の組成が変化することが原因であることを突き止め本発明をなすに至った。
【００１３】
本発明の流体軸受用潤滑剤の大きな特徴は、混合する油の蒸発率の最大値と最小値との差を０．５×１０^-2ｍｇ／（ｍｍ²・ｈｒ）以下としたことにある。一般に、油の蒸発率は分子量に関係し、分子量の小さい油ほど蒸発率が高く、分子量の大きい油ほど蒸発率は低い。このため、回転体の駆動中に潤滑剤の温度が上がると、分子量が小さく蒸発率の大きい油が蒸発する。この結果低温時の潤滑剤粘度が高くなって回転開始時の電力損失が大きくなる。一方、本発明の潤滑剤では、混合する油の蒸発率の最大値と最小値との差を０．５×１０^-2ｍｇ／（ｍｍ²・ｈｒ）以下としたので、潤滑剤の温度が高くなったときでも潤滑剤中の特定成分油だけが偏って蒸発することはなく、長期間潤滑剤を使用しても粘度特性が急激に変化することはない。より好ましい蒸発率の差は０．３５×１０^-2ｍｇ／（ｍｍ²・ｈｒ）以下である。油の蒸発率は、油の種類や分子量、分子量分布、側鎖の長さなどにより調整することができる。
【００１４】
また本発明の流体軸受用潤滑剤の潤滑剤の粘度を２０℃で１５〜２５ｍＰａ・ｓの範囲とするのが望ましい。潤滑剤の粘度をこのような範囲とすることにより、低温域では低い粘度で、そして高温域でも粘度の低下を小さくすることができるからである。潤滑剤の粘度が１５ｍＰａ・ｓ未満の場合、潤滑剤の軸受剛性が低下して回転体の回転時に回転体の荷重を十分には支持することができなくなるおそれがある。他方、潤滑剤の粘度が２５ｍＰａ・ｓより高い場合、回転体の回転開始時における電力損失が大きくなることがある。より好ましい潤滑剤の粘度は１６．５〜２２．５ｍＰａ・ｓの範囲である。潤滑剤の粘度は、混合する油の種類や混合比などにより調整することができ、油の粘度はその分子量、分子量分布、側鎖の長さにより調整することができる。
【００１５】
本発明の流体軸受用潤滑剤の材料として用いる油に特に限定はなく従来公知のものが使用できる。このような油としては例えばポリオールエステル系油やジエステル系油、ポリ−α−オレフィン系油、鉱油、シリコーン油、フッ素油などが挙げられる。
【００１６】
ポリオールエステル系油は、多価アルコールと炭素数５〜２０の飽和または不飽和の脂肪酸とをエステル化した構造を有するものであり、本発明ではこれらの１種または２種以上を混合して用いることができる。多価アルコールとしては、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。炭素数５〜２０の脂肪酸としては、ペンタン酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、エイコサン酸などが挙げられる。ポリオールエステル油としては具体的には、ヘキサメチレングリコールとカプリル酸やノナン酸とのエステル油や、デカメチレングリコールのカプリル酸エステル、カプロン酸やカプリン酸のトリメチロールプロパンエステルなどが挙げられる。
【００１７】
ジエステル系油は、１価の脂肪族アルコールと脂肪族および芳香族ジカルボン酸とをエステル化した構造を有するものであり、本発明ではこれらの１種または２種以上を混合して用いることができる。１価の脂肪族アルコールとしては、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、イソオクタノール、２−エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、イソデカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノールなどの炭素数４〜１８程度の脂肪族アルコールが挙げられる。一方、脂肪族および芳香族ジカルボン酸としては、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などが挙げられる。このような１価の脂肪族アルコールと脂肪族および芳香族ジカルボン酸とを用いてエステル化反応させジエステル系油とする。具体的には、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジイソノニル、アゼライン酸ジオクチル、セバシン酸ジオクチルなどが好適に用いられる。なお、エステル化基は同一または異なっていてもよい。ジエステル系油の全酸価は０．１ｍｇＫＯＨ以下が好ましく、より好ましくは０．０５ｍｇＫＯＨ以下である。
【００１８】
ポリ−α−オレフィン系油は、α−オレフィン又は異性化されたα−オレフィンのオリゴマーやポリマーの混合物である。α−オレフィンとしては、オクテン、ノネン、デセン、ドデセン、トリデセン、テトラデセン、ペンタデセン、ヘキサデセン、ヘプタデセン、オクタデセン、ノナデセン、エイコセン、ドコセン、テトラコセンなどが挙げられる。
【００１９】
また鉱油としては、例えばパラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油などが挙げられる。
【００２０】
本発明の流体軸受用潤滑剤として、耐摩耗性、熱安定性、流動性の点から、ポリオールエステル系油とジエステル系油とを混合したものを用いる。これらの混合比は重量比で（ポリオールエステル系油）／（ジエステル系油）が４／６〜６／４の範囲である。混合比が４／６より小さいと熱安定性が不十分となる不具合が生じるおそれがあり、他方６／４より大きいと流動性が高くなる不具合が生じるおそれがあるからである。代表的なポリオールエステル系油及びジエステル系油の粘度と蒸発率を表１に示す。
【００２１】
２種類以上の油の混合は、従来公知の混合方法により行うことができる。このとき、必要により本発明の効果を害さない範囲で、耐摩耗剤や粘度指数向上剤、流動点降下剤、酸化防止剤、金属不活性剤、界面活性剤、防錆剤、腐食防止剤など各種添加剤を配合してもよい。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【実施例】
以下、実施例および比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
【００２４】
比較例１
ポリオールエステル系油であるヘキサメチレングリコール・カプリル酸エステル（蒸発率：７．１×１０^-2ｍｇ／（ｍｍ²・ｈｒ））と、ジエステル系油であるセバチン酸ジオクチル（蒸発率：０．６×１０^-2ｍｇ／（ｍｍ²・ｈｒ））とを重量比で３：１の割合で混合して流体軸受用潤滑剤とした。蒸発率の差は６．５×１０^-2ｍｇ／（ｍｍ²・ｈｒ）であった。また潤滑剤の粘度は１５．９ｍＰａ・ｓ（２０℃）であった。
この潤滑剤の成分をガスクロマトグラフィを用いて測定した。測定結果を図２に示す。時間３２．８７がヘキサメチレングリコール・カプリル酸エステルの検出ピークであり、時間３５．４６がセバチン酸ジオクチルの検出ピークである。なお、時間３２．０６は不純物の検出ピークである。
この作製した潤滑剤の１５ｇを直径１０ｍｍのサンプル瓶に入れ、１２０℃で２ヶ月間放置する環境試験を行った後、前記と同様にガスクロマトグラフィを用いてその成分を分析した。結果を図３に示す。図３によれば、時間３５．４６のセバチン酸ジオクチルの成分量が、時間３２．８７のヘキサメチレングリコール・カプリル酸エステルに対して増加していることがわかる。これは、ヘキサメチレングリコール・カプリル酸エステルがより多く蒸発したために、セバチン酸ジオクチルの相対成分量が増加したことを意味している。図３から成分比を算出すると、ヘキサメチレングリコール・カプリル酸エステルとセバチン酸ジオクチルとは重量比で３：２の割合となった。また潤滑剤の粘度は１７．９ｍＰａ・ｓ（２０℃）に増加していた。
【００２５】
実施例１
ポリオールエステル系油としてヘプタメチレングリコールカプリル酸エステル（蒸発率：５．０×１０^-2）を用い、ジエステル系油としてピメリン酸ジオクチル（蒸発率：５．０×１０^-2）を用い、これらを重量比で５：５の割合で混合して潤滑剤とした。両者の蒸発率差はゼロであり、潤滑剤の粘度は１６．９ｍＰａ・ｓであった。
比較例１と同様にして環境試験を行った後、ガスクロマトグラフィを用いて潤滑剤の成分分析を行った。その結果潤滑剤の成分比は初期の成分比とほとんど変化していなかった。また粘度もほとんど変化していなかった。
【００２６】
実施例２
ポリオールエステル系油としてヘキサメチレングリコールカプリン酸エステル（蒸発率：２．４×１０^-2）を用い、ジエステル系油としてアジピン酸ジイソノニル（蒸発率：２．３×１０^-2）を用い、これらを重量比で６：４の割合で混合して潤滑剤とした。両者の蒸発率差は０．１×１０^-2ｍｇ／（ｍｍ²・ｈｒ）であり、潤滑剤の粘度は１９．９ｍＰａ・ｓであった。
比較例１と同様にして環境試験を行った後、ガスクロマトグラフィを用いて潤滑剤の成分分析を行った。その結果潤滑剤の成分比は初期の成分比とほとんど変化していなかった。また粘度もほとんど変化していなかった。
【００２７】
実施例３
ポリオールエステル系油としてデカメチレングリコールノナン酸エステル（蒸発率：０．６×１０^-2）を用い、ジエステル系油としてセバチン酸ジオクチル（蒸発率：０．６×１０^-2）を用い、これらを重量比で４：６の割合で混合して潤滑剤とした。両者の蒸発率差はゼロであり、潤滑剤の粘度は２２．０ｍＰａ・ｓであった。
比較例１と同様にして環境試験を行った後、ガスクロマトグラフィを用いて潤滑剤の成分分析を行った。その結果潤滑剤の成分比は初期の成分比とほとんど変化していなかった。また粘度もほとんど変化していなかった。
【００２８】
実施例４
ポリオールエステル系油としてデカメチレングリコールノナン酸エステル（蒸発率：０．６×１０^-2）を用い、ジエステル系油としてアゼライン酸ジオクチル（蒸発率：１．０×１０^-2）を用い、これらを重量比で４：６の割合で混合して潤滑剤とした。両者の蒸発率差は０．４×１０^-2ｍｇ／（ｍｍ²・ｈｒ）であり、潤滑剤の粘度は２１．４ｍＰａ・ｓであった。
比較例１と同様にして環境試験を行った後、ガスクロマトグラフィを用いて潤滑剤の成分分析を行った。その結果潤滑剤の成分比は初期の成分比とほとんど変化していなかった。また粘度もほとんど変化していなかった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の流体軸受用潤滑剤では、２種類以上の油を混合したものであって、混合する油の蒸発率の最大値と最小値との差を０．５×１０^-2ｍｇ／（ｍｍ²・ｈｒ）以下としたので、低温域では低い粘度で、そして高温域になっても粘度が低下せず、しかも粘度特性が経時変化しないという優れた特性が得られる。これにより本発明の潤滑剤を流体軸受用潤滑剤として用いると、回転体が回転開始するときの電力損失は小さくなる。また、回転体が連続回転しているとき、回転による発熱で潤滑剤の粘度が低下しにくいので、潤滑剤の軸受剛性が低下することもない。さらに回転体の駆動中に潤滑剤の温度が上がっても、潤滑剤中の一部成分油だけが蒸発することはなく、この結果長期間の使用により従来発生した低温時の粘度上昇が有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】流体軸受の構造を示す一部断面図である。
【図２】比較例１の潤滑剤についてのガスクロマトグラフィによる測定結果を示す図である。
【図３】比較例１の環境試験後の潤滑剤についてのガスクロマトグラフィによる測定結果を示す図である。
【符号の説明】
１固定軸
２回転スリーブ体
３潤滑剤
４ベース部材
１１軸部
１２スラストプレート
１３、２２動圧発生溝
２１スリーブ部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid bearing lubricant (hereinafter sometimes simply referred to as a “lubricant”), and more particularly to a fluid bearing lubricant with little change in viscosity characteristics even when used for a long period of time.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, ball bearings and roller bearings have been used as bearings for motors used in hard disk drives and the like, but fluid bearings are being developed and put into practical use in recent years due to demands for motor miniaturization, low vibration and low noise. FIG. 1 shows a partial cross-sectional view of a fluid dynamic bearing. The fixed shaft 1 has a structure in which a lower end portion of the shaft portion 11 is fixed to the base member 4 and a disk-like thrust plate 12 is extended in the radial direction on the upper portion of the shaft portion 11. The rotating sleeve body 2 is rotatably fitted to the fixed shaft 1 as described above, and the lubricant 3 is held in the minute gap between the fixed shaft 1 and the rotating sleeve body 2 by utilizing capillary action. A pair of dynamic pressure generating grooves (for example, herring bones) 22 are formed in the inner peripheral surface of the sleeve portion 21 of the rotary sleeve body 2 so as to be separated from each other in the axial direction, and between the shaft portion 11 and the sleeve portion 21. A pair of radial bearing portions is configured. In addition, dynamic pressure generating grooves 13 are formed on the upper and lower surfaces of the thrust plate 12, and a pair of thrust bearing portions are formed between the thrust plate 12 and the rotating sleeve body 2.
[0003]
In the fluid bearing having such a configuration, when the rotating sleeve body 2 rotates, the lubricant 3 held in the gap between the rotating sleeve body 2 and the fixed shaft 1 follows the groove pattern of the dynamic

pressure generating grooves

22 and 13. As a result, a local high pressure portion is generated in the lubricant 3 to support the radial load of the rotating sleeve body 2 in the pair of radial bearing portions, and the rotating sleeve body 2 is supported in the pair of thrust bearing portions. Supports the load in the thrust direction.
[0004]
Here, when the lubricant 3 is in a low temperature range such as when the motor is started, if the viscosity of the lubricant 3 is high, the viscous resistance of the lubricant 3 with respect to the

power generating grooves

22 and 13 during rotation increases, and the power loss of the motor Becomes larger. On the other hand, when the lubricant 3 is in a high temperature range, such as when the rotary sleeve body 2 is continuously rotated, if the lubricant 3 is thermally expanded and its viscosity is reduced, the bearing rigidity is reduced and the rotary sleeve body 2 is sufficiently supported. I can't do that. For this reason, the fluid bearing lubricant is required to have seemingly contradictory viscosity characteristics that the viscosity is low at a low temperature range and does not decrease even at a high temperature range.
[0005]
In order to satisfy such viscosity characteristics, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-51479, a lubricant using a base oil in which a high-viscosity oil and a low-viscosity oil are mixed; As disclosed in JP-A-8-34987, lubrication for fluid bearings that exhibits good characteristics by adding an additive such as an antioxidant or an extreme pressure additive to a base oil mainly composed of a specific carbonate compound. Agents have been proposed previously.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, although the conventionally proposed lubricants have the desired effects at the beginning of use, the desired effects cannot be continuously achieved because the viscosity characteristics change when used for a long time.
[0007]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and the viscosity characteristics are not affected by the temperature and the period of use, that is, sufficient bearing rigidity is obtained even in a high temperature range while having a low viscosity in a low temperature range. It is an object of the present invention to provide a fluid bearing lubricant that can be used and that does not change with time, such as a change in composition due to long-term use, that does not affect viscosity characteristics.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a lubricant for a fluid bearing in which two or more kinds of oils are mixed, wherein a polyol ester oil and a diester oil are mixed in a weight ratio of 4: 6 to 6: 4 and mixed. Provided is a fluid bearing lubricant characterized in that the difference between the maximum value and the minimum value of the evaporation rate of oil is 0.5 × 10 ⁻² mg / (mm ² · hr) or less.
[0009]
The evaporation rate here refers to the measured value when the oil to be measured is poured into a 5 mm diameter aluminum dish using a thermogravimetric analyzer (TGA) and then heated to 120 ° C. Say.
[0010]
Here, the viscosity of the lubricant is preferably in the range of 15 to 25 mPa · s from the viewpoint of sufficiently supporting the load of the rotating body during rotation and suppressing an increase in power loss at the start of rotation of the rotating body. In addition, the viscosity said here means the measured value at 20 degreeC using the viscometer "VT501" (made by HAAKE).
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The inventors of the present invention have made extensive studies as to whether a lubricant for a fluid bearing that has a low viscosity at a low temperature range and does not decrease at a high temperature range and whose viscosity characteristics do not change with time can be obtained. The viscosity characteristics of the agent change over time due to long-term use. For lubricants mixed with several types of oil, the evaporation rate of the oil to be mixed is different. It has been determined that the cause is that the compound) evaporates during use and the composition of the lubricant changes, and the present invention has been made.
[0013]
A major feature of the fluid bearing lubricant of the present invention is that the difference between the maximum value and the minimum value of the evaporation rate of the oil to be mixed is 0.5 × 10 ⁻² mg / (mm ² · hr) or less. . In general, the evaporation rate of oil is related to the molecular weight. The lower the molecular weight, the higher the evaporation rate, and the higher the molecular weight, the lower the evaporation rate. For this reason, when the temperature of the lubricant rises during driving of the rotating body, oil having a small molecular weight and a high evaporation rate evaporates. As a result, the viscosity of the lubricant at a low temperature increases and the power loss at the start of rotation increases. On the other hand, in the lubricant of the present invention, the difference between the maximum value and the minimum value of the evaporation rate of the oil to be mixed is 0.5 × 10 ⁻² mg / (mm ² · hr) or less. Even when it becomes high, only the specific component oil in the lubricant does not evaporate unevenly, and even if the lubricant is used for a long time, the viscosity characteristics do not change abruptly. A more preferable difference in evaporation rate is 0.35 × 10 ⁻² mg / (mm ² · hr) or less. The evaporation rate of oil can be adjusted by the kind of oil, molecular weight, molecular weight distribution, side chain length, and the like.
[0014]
The viscosity of the fluid bearing lubricant of the present invention is preferably in the range of 15 to 25 mPa · s at 20 ° C. This is because by setting the viscosity of the lubricant in such a range, the viscosity can be lowered at a low temperature range and the decrease in viscosity can be reduced even at a high temperature range. When the viscosity of the lubricant is less than 15 mPa · s, there is a possibility that the bearing rigidity of the lubricant is lowered and the load of the rotating body cannot be sufficiently supported when the rotating body rotates. On the other hand, when the viscosity of the lubricant is higher than 25 mPa · s, the power loss at the start of rotation of the rotating body may increase. A more preferable viscosity of the lubricant is in the range of 16.5 to 22.5 mPa · s. The viscosity of the lubricant can be adjusted by the type and mixing ratio of the oil to be mixed, and the viscosity of the oil can be adjusted by its molecular weight, molecular weight distribution, and side chain length.
[0015]
The oil used as the material for the fluid bearing lubricant of the present invention is not particularly limited, and conventionally known oils can be used. Examples of such oils include polyol ester oils, diester oils, poly-α-olefin oils, mineral oils, silicone oils, and fluorine oils.
[0016]
The polyol ester-based oil has a structure obtained by esterifying a polyhydric alcohol and a saturated or unsaturated fatty acid having 5 to 20 carbon atoms. In the present invention, one or more of these are used in combination. be able to. Examples of the polyhydric alcohol include hexamethylene glycol, neopentyl glycol, decamethylene glycol, pentaerythritol, dipentaerythritol, trimethylolethane, and trimethylolpropane. Examples of the fatty acid having 5 to 20 carbon atoms include pentanoic acid, caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, and eicosanoic acid. Specific examples of the polyol ester oil include ester oils of hexamethylene glycol and caprylic acid and nonanoic acid, caprylic acid esters of decamethylene glycol, and trimethylolpropane esters of caproic acid and capric acid.
[0017]
The diester oil has a structure in which a monovalent aliphatic alcohol and an aliphatic and aromatic dicarboxylic acid are esterified. In the present invention, one or more of these can be used in combination. . Monovalent aliphatic alcohols include carbons such as butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, isooctanol, 2-ethylhexanol, nonanol, decanol, isodecanol, dodecanol, tetradecanol, hexadecanol, octadecanol, etc. An aliphatic alcohol having a number of about 4 to 18 is mentioned. On the other hand, examples of aliphatic and aromatic dicarboxylic acids include adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid. Such a monovalent aliphatic alcohol and an aliphatic or aromatic dicarboxylic acid are used for esterification reaction to obtain a diester oil. Specifically, dioctyl adipate, diisononyl adipate, dioctyl azelate, dioctyl sebacate and the like are preferably used. The esterification groups may be the same or different. The total acid value of the diester oil is preferably 0.1 mgKOH or less, more preferably 0.05 mgKOH or less.
[0018]
The poly-α-olefin-based oil is a mixture of oligomers or polymers of α-olefin or isomerized α-olefin. Examples of the α-olefin include octene, nonene, decene, dodecene, tridecene, tetradecene, pentadecene, hexadecene, heptadecene, octadecene, nonadecene, eicosene, dococene, tetracocene and the like.
[0019]
Examples of the mineral oil include paraffinic mineral oil and naphthenic mineral oil.
[0020]
As the fluid bearing lubricant of the present invention, a mixture of a polyol ester oil and a diester oil is used from the viewpoint of wear resistance, thermal stability, and fluidity. The mixing ratio of these is such that (polyol ester oil) / (diester oil) is in the range of 4/6 to 6/4 by weight. This is because if the mixing ratio is less than 4/6, there may be a problem that the thermal stability is insufficient, and if it is more than 6/4 , there may be a problem that the fluidity becomes high. Table 1 shows the viscosity and evaporation rate of typical polyol ester oils and diester oils.
[0021]
Two or more kinds of oils can be mixed by a conventionally known mixing method. At this time, as long as it does not impair the effects of the present invention, if necessary, antiwear agents, viscosity index improvers, pour point depressants, antioxidants, metal deactivators, surfactants, rust inhibitors, corrosion inhibitors, etc. Various additives may be blended.
[0022]
[Table 1]

[0023]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited at all by these.
[0024]
Comparative Example 1
Hexamethylene glycol caprylate ester (evaporation rate: 7.1 × 10 ⁻² mg / (mm ² · hr)), which is a polyol ester oil, and dioctyl sebacate (evaporation rate: 0.6), which is a diester oil × 10 ^-2 mg / (mm ² · hr)) was mixed at a weight ratio of 3: 1 to obtain a fluid bearing lubricant. The difference in evaporation rate was 6.5 × 10 ⁻² mg / (mm ² · hr). The viscosity of the lubricant was 15.9 mPa · s (20 ° C.).
The components of this lubricant were measured using gas chromatography. The measurement results are shown in FIG. Time 32.87 is the detection peak for hexamethylene glycol caprylate, and time 35.46 is the detection peak for dioctyl sebacate. Time 32.06 is an impurity detection peak.
An environmental test was conducted in which 15 g of the prepared lubricant was placed in a sample bottle having a diameter of 10 mm and left at 120 ° C. for 2 months, and then the components were analyzed using gas chromatography in the same manner as described above. The results are shown in FIG. FIG. 3 shows that the amount of dioctyl sebacate at time 35.46 is increased relative to the hexamethylene glycol caprylate at time 32.87. This means that the relative component amount of dioctyl sebacate increased due to more evaporation of hexamethylene glycol caprylate. When the component ratio was calculated from FIG. 3, the weight ratio of hexamethylene glycol / caprylate ester and dioctyl sebacate was 3: 2. The viscosity of the lubricant increased to 17.9 mPa · s (20 ° C.).
[0025]
Example 1
Heptamethylene glycol caprylate ester polyol ester-based oil (evaporation rate: 5.0 × 10 ^-2) with, pimelic acid as dioctyl diester oil (evaporation rate: 5.0 × 10 ^-2) with, these The lubricant was mixed at a weight ratio of 5: 5. The difference in evaporation rate between them was zero, and the viscosity of the lubricant was 16.9 mPa · s.
After conducting an environmental test in the same manner as in Comparative Example 1, the components of the lubricant were analyzed using gas chromatography. As a result, the component ratio of the lubricant was hardly changed from the initial component ratio. The viscosity was hardly changed.
[0026]
Example 2
Hexamethylene glycol capric acid ester (evaporation rate: 2.4 × 10 ⁻² ) was used as the polyol ester oil and diisononyl adipate (evaporation rate: 2.3 × 10 ⁻² ) was used as the diester oil. The lubricant was mixed at a weight ratio of 6: 4. The difference in evaporation rate between them was 0.1 × 10 ⁻² mg / (mm ² · hr), and the viscosity of the lubricant was 19.9 mPa · s.
After conducting an environmental test in the same manner as in Comparative Example 1, the components of the lubricant were analyzed using gas chromatography. As a result, the component ratio of the lubricant was hardly changed from the initial component ratio. The viscosity was hardly changed.
[0027]
Example 3
Decamethylene glycol nonanoic acid ester (evaporation rate: 0.6 × 10 ⁻² ) was used as the polyol ester oil, and dioctyl sebacate (evaporation rate: 0.6 × 10 ⁻² ) was used as the diester oil. The lubricant was mixed at a weight ratio of 4: 6. The difference in evaporation rate between them was zero, and the viscosity of the lubricant was 22.0 mPa · s.
After conducting an environmental test in the same manner as in Comparative Example 1, the components of the lubricant were analyzed using gas chromatography. As a result, the component ratio of the lubricant was hardly changed from the initial component ratio. The viscosity was hardly changed.
[0028]
Example 4
Decamethylene glycol nonanoic acid ester (evaporation rate: 0.6 × 10 ⁻² ) was used as the polyol ester oil, and dioctyl azelate (evaporation rate: 1.0 × 10 ⁻² ) was used as the diester oil. The lubricant was mixed at a weight ratio of 4: 6. The difference in evaporation rate between them was 0.4 × 10 ⁻² mg / (mm ² · hr), and the viscosity of the lubricant was 21.4 mPa · s.
After conducting an environmental test in the same manner as in Comparative Example 1, the components of the lubricant were analyzed using gas chromatography. As a result, the component ratio of the lubricant was hardly changed from the initial component ratio. The viscosity was hardly changed.
[0029]
【The invention's effect】
In the fluid bearing lubricant of the present invention, two or more kinds of oils are mixed, and the difference between the maximum value and the minimum value of the evaporation rate of the mixed oil is 0.5 × 10 ⁻² mg / (mm ² · hr) or less, an excellent characteristic is obtained in that the viscosity is low in the low temperature range, the viscosity does not decrease even in the high temperature range, and the viscosity characteristics do not change with time. Accordingly, when the lubricant of the present invention is used as a fluid bearing lubricant, the power loss when the rotating body starts rotating is reduced. Further, when the rotating body is continuously rotated, the lubricant viscosity is not easily lowered by the heat generated by the rotation, so that the bearing rigidity of the lubricant is not lowered. Furthermore, even if the temperature of the lubricant rises while the rotating body is being driven, only some of the component oil in the lubricant will not evaporate. Can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the structure of a fluid dynamic bearing.
FIG. 2 is a graph showing measurement results of the lubricant of Comparative Example 1 by gas chromatography.
FIG. 3 is a diagram showing a measurement result by gas chromatography of the lubricant after the environmental test of Comparative Example 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed shaft 2 Rotating sleeve body 3 Lubricant 4 Base member 11 Shaft part 12

Thrust plates

13, 22 Dynamic pressure generating groove 21 Sleeve part

Claims

A fluid bearing lubricant in which two or more types of oil are mixed,
The polyol ester oil and the diester oil are mixed in a weight ratio of 4: 6 to 6: 4, and the difference between the maximum value and the minimum value of the evaporation rate of the mixed oil is 0.5 × 10 ⁻² mg. / (Mm ² · hr) or less, a fluid bearing lubricant.

The fluid bearing lubricant according to claim 1, wherein the lubricant has a viscosity of 15 to 25 mPa · s.