JP4029533B2 - 動圧軸受用導電性潤滑剤 - Google Patents

動圧軸受用導電性潤滑剤 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば、ＨＤＤ(ハードディスクドライブ)等に組込まれる動圧軸受用の導電性潤滑剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＤＤにおいては、高容量化を達成するために、動圧軸受の採用が進められている。
【０００３】
従来、この種の動圧軸受装置としては、回転体と、この回転体を支持する軸受部材との間に、ジエステル,ポリオールエステルなどのエステル系オイルの他,ポリアルキレングリコール油(ＰＡＯ)を潤滑油として介在させたものがある。このエステル系オイルは、低温での流動性や耐熱性に優れていることから、温度変化に対する粘度変化が小さく、温度が変化しても安定した動圧を発生することができる。
【０００４】
エステル系オイルとしては、従来公知のジエステル,ポリオールエステルなどが使用される。ジエステルとしては、アジピン酸ジ-２-エチルヘキシル(ＤＯＡ)，アジピン酸ジ-イソデシル(ＤＩＤＡ)，アジピン酸ジイソノニル(ＤＩＮＡ)，アゼライン酸ジ-２-エチルヘキシル(ＤＯＺ)，セバシン酸ジ-２-エチルヘキシル(ＤＯＳ)などがある。ポリオールエステルとしては、ネオベンチルグリコール(ＮＰＧ)，トリメチロールプロパン(ＴＭＰ)，ペンタエリスリトール(ＰＥ)などのヒンダードアルコールのエステルなどがある。これらの基油は、トルク特性や潤滑寿命を考慮して、単独あるいは混合して使用される。
【０００５】
しかし、このような油は、下の第１表に示す油種別の体積抵抗率からの明らかなように、極めて高い体積抵抗率を示す。
【０００６】
〔 第 １ 表 〕
油 種 体 積 抵 抗 率 (Ωcm)
(２０℃)
鉱 油 ＞１０14
ジ エ ス テ ル 油 １０11〜１０12
ポリオールエステル油 ７×１０12
ポリアルキレングリコール油 １.２×１０9
ところで、この高容量化のもう一方の担い手であるＭＲヘッド(マグネティック・レジスティック・ヘッド)を上記動圧軸受と組み合わせると、運転中において、ヘッド側(静止側)とディスク側(回転側)とが完全に非接触になる。したがって、この場合、動圧軸受で発生する静電気をアースして、静電気に弱いＭＲヘッドを保護する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の目的は、動圧軸受の性能を損なうことなく、動圧軸受で発生する静電気をアースできる動圧軸受用の導電性潤滑剤を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の動圧軸受用導電性潤滑剤は、エステル系ベースオイルと、帯電防止剤とを含み、
上記帯電防止剤はアルキルアリールスルホン酸とアルキルアミンとの中和塩であり、
上記帯電防止剤を、０.１乃至５重量％の割合で含有していることを特徴としている。
【０００９】
この請求項１の発明では、動圧軸受に必要とされる耐熱性,低蒸発量,低コスト,金属に対する濡れ性を兼ね備えたエステル系ベースオイルを採用した上で、このエステル系ベースオイルに対して親和力の有る帯電防止剤を、０.１乃至５重量％の割合で含有している。したがって、この発明によれば、上記ベースオイルに含まれる帯電防止剤によって導電性を持ったベースオイルが、動圧軸受の回転側と固定側を電気的に導通させるので、動圧軸受の回転側で発生する静電気を固定側からアースできる。また、上記帯電防止剤は、上記エステル系ベースオイルに対して親和力があるから、潤滑性能を損なうことがない。
【００１０】
なお、上記帯電防止剤が、０.１重量％を下回るとオイルの導電性が不足し、十分に静電気を逃すことができなくなる。一方、上記帯電防止剤が、５重量％を上回ると、オイルの潤滑性能を損なうこととなる。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の動圧軸受用導電性潤滑剤において、上記帯電防止剤を、０.５乃至２重量％の割合で含有していることを特徴としている。
【００１２】
この請求項３の発明では、上記帯電防止剤を、０.５乃至２重量％の割合で含有しているから、オイルの導電性能と潤滑性能とをより一層望ましいレベルで両立させることができる。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の動圧軸受用導電性潤滑剤において、上記帯電防止剤は、陰イオン系の帯電防止剤であることを特徴としている。
【００１４】
この請求項４の発明では、上記帯電防止剤として、陰イオン系の帯電防止剤を用いることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１６】
図１に、ＨＤＤを構成する動圧軸受１とＭＲヘッド２を示す。この動圧軸受１は、シャフト３と、このシャフト３を収容するハウジング５を備え、シャフト３の外周面には動圧発生溝６が形成されている。そして、このシャフト３とハウジング５の間に、本発明の実施の形態としての導電性オイル(図示せず)が充填されている。
【００１７】
この導電性オイルは、エステル系ベースオイルとしての９７.５重量％のセバシン酸ジオクチル(ＤＯＳ)と、陰イオン系帯電防止剤としての１.０重量％のアルキルアリルスルホン酸塩と、０.５重量％のアミン系酸化防止剤とからなる。上記エステル系ベースオイルは、動圧軸受に必要とされる耐熱性,低蒸発量,低コスト,金属に対する濡れ性を兼ね備えたオイルである。さらに、上記エステル系ベースオイルとして採用したセバシン酸ジオクチルは、４０℃での動粘度が５〜３０ｃＳｔ(センチストークス)であり、粘度指数が１１０以上である。このような粘度レベルであれば、駆動用モータの消費電力の増大を招くことがなく、ＨＤＤ用動圧軸受の潤滑剤として適当である。
【００１８】
なお、上記陰イオン系帯電防止剤としてのアルキルアリールスルホン酸塩は、アルキルベンゼンスルホン酸と、アルキルアミンとの中和塩である。
【００１９】
図１に示すＨＤＤを構成する動圧軸受１は、コイルとマグネットからなるモータ１１が駆動されると、ハウジング５に対してシャフト３が回転し、動圧発生溝６がハウジング５とシャフト３の間に充填された上記導電性オイルに動圧を起こして、ハウジング５に対してシャフト３を径方向に支持する。この状態で、固定側のＭＲヘッド２は、上記シャフト３と一体に回転している磁気ディスク１２から情報を読み取る。
【００２０】
この実施形態によれば、上記陰イオン系帯電防止剤によって導電性を持ったエステル系ベースオイル(セバシン酸ジオクチル)が、動圧軸受１のシャフト３とハウジング５とを電気的に導通させるので、シャフト３に発生した静電気をハウジング５からアースできる。
【００２１】
また、上記陰イオン系帯電防止剤(アルキルアリールスルホン酸塩)は、上記エステル系ベースオイル(セバシン酸ジオクチル)に対して親和力があり、かつ、上記導電性オイルに含まれる割合が１.０重量％であるので、オイルの潤滑性を損なうことなく、静電気を逃すのに十分な導電性を発揮させることができる。なお、上記帯電防止剤が、０.１重量％を下回るとオイルの導電性が不足し、十分に静電気を逃すことができなくなる。一方、上記帯電防止剤が、５重量％を上回ると、オイルの潤滑性能を損なうこととなる。このため、上記陰イオン系帯電防止剤の重量％が１.０であることにより、オイル導電性とオイル潤滑性能とを望ましいレベルで両立できる。
【００２２】
また、この実施形態の導電性オイルは、０.５重量％のアミン系酸化防止剤を含有したから、オイルの酸化劣化を抑制でき、長期間にわたって性能が安定した潤滑剤を実現できる。この酸化防止剤の含有割合としては、０.１重量％乃至５重量％の範囲内に設定すればよく、０.１重量％未満では酸化防止能力が不足し、５重量％を超えるとオイル本来の潤滑性能が劣化する。
【００２３】
尚、上記実施形態では、エステル系ベースオイルとしてセバシン酸ジオクチルを採用したが、ペンタエリストールを採用してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の動圧軸受用導電性潤滑剤は、動圧軸受に必要とされる耐熱性,低蒸発量,低コスト,金属に対する濡れ性を兼ね備えたエステル系ベースオイルを採用した上で、帯電防止剤としてのアルキルアリールスルホン酸塩を、０.１乃至５重量％の割合で含有している。したがって、この発明によれば、上記ベースオイルに含まれる帯電防止剤によって導電性を持ったベースオイルが、動圧軸受の回転側と固定側を電気的に導通させて、動圧軸受で発生する静電気をアースできる。また、上記帯電防止剤は、上記エステル系ベースオイルに対して親和力があるから、潤滑性能を損なうことがない。
【００２５】
また、請求項３の発明の動圧軸受用導電性潤滑剤は、上記帯電防止剤を、０.５乃至２重量％の割合で含有しているから、オイルの導電性能と潤滑性能とをより一層望ましいレベルで両立させることができる。
【００２６】
また、請求項４の発明では、上記帯電防止剤を、陰イオン系の帯電防止剤にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施形態の動圧軸受用導電性潤滑剤を備えたＨＤＤ用動圧軸受を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１…動圧軸受、２…ＭＲヘッド、３…シャフト、５…ハウジング、
６…動圧発生溝、１１…モータ、１２…磁気ディスク。

Claims (5)

  1. エステル系ベースオイルと、帯電防止剤とを含み、
    上記帯電防止剤はアルキルアリールスルホン酸とアルキルアミンとの中和塩であり、
    上記帯電防止剤を、０.１乃至５重量％の割合で含有していることを特徴とする動圧軸受用導電性潤滑剤。
  2. 請求項１に記載の動圧軸受用導電性潤滑剤において、
    上記アルキルアリールスルホン酸は、アルキルベンゼンスルホン酸であることを特徴とする動圧軸受用導電性潤滑剤。
  3. 請求項１または２に記載の動圧軸受用導電性潤滑剤において、
    上記帯電防止剤を、０.５乃至２重量％の割合で含有していることを特徴とする動圧軸受用導電性潤滑剤。
  4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の動圧軸受用導電性潤滑剤において、
    上記帯電防止剤は、陰イオン系の帯電防止剤であることを特徴とする動圧軸受用導電性潤滑剤。
  5. 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の動圧軸受用導電性潤滑剤において、
    上記エステル系ベースオイルは、４０℃での動粘度が５乃至３０ｃＳｔ、かつ、粘度指数が１１０以上であることを特徴とする動圧軸受用導電性潤滑剤。
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