CN1287098C - 将油液填充进入流体动压轴承中的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制造方法，该方法即使在批量生产动压轴承中由于加工波动引起轴承与轴承之间存在不同的情况下仍然能够填充最佳油量。在第一种填充方法中，将油液的注入分为两个循环。在降低的压力下执行第一循环，之后将压力升高到预定值，迫使该油液进入轴承间隙。随即检查充油状态，计算短缺量，并且在第二循环中注入该短缺量。在第二种填充方法中，在第一循环中在降压的条件下注入过量的油液，并且将压力升高到预定值，迫使该油液进入轴承间隙。之后，从轴承中去除适量的过剩量。可以多次进行注入的第一循环和压力升高，在它们之间可以进行重复的压力降低。

Description

将油液填充进入流体动压轴承中的方法和装置

技术领域

本发明涉及用在硬盘驱动器和类似装置中的信号记录和重放装置中的流体动压轴承，并且涉及制造这种轴承的方法和设备。

背景技术

在硬盘驱动器和类似装置的信号记录和重放装置中采用的主轴电机中，已经使用各种流体动压轴承来确定时间。“流体动压轴承”是这样一种轴承，润滑流体(例如油)介于轴和套筒之间，其中在润滑流体中产生的流体压力是支承力。

在图1中示出了采用这类传统的压力轴承的主轴电机的一个例子。在与转子1一起形成一单元的轴2的外圆周面和套筒3的内圆周面之间，该主轴电机形成有一对沿着轴向分开的径向轴承部分4、4，轴2可以自由穿过且旋转套筒3。在圆盘形止推板5的顶面和凹陷进入套筒3内的台阶的平面之间，以及在止推板5和封住套筒3的一个开口的止推衬套6之间，电机也分别形成有一对各自的推力轴承部分7、7，该圆盘形止推板5的一端从轴2的圆周表面向外径向凸出。

在轴2和止推板5以及套筒3和止推衬套6之间形成有唯一连续的微间隙(micro-gap)。在微间隙的整个路线上没有中断地连续保持有作为润滑流体的油液9。(以下将这种油液保持结构称作“完全充满结构”)。

人字形凹槽41、41和51、51形成在径向轴承部分4、4和推力轴承部分7、7上。该人字形凹槽具有沿着相互反向出现的成对螺旋条纹互相连接的形式。响应于转子1的旋转，在螺旋条纹的接合处产生最大动压；由该动压来支承转子1。

在这类主轴电机中，在其顶端的套筒3的一部分旁边形成一锥形密封区域8，它位于电机上并且在轴向上与推力轴承部分7、7相对。油-气界面位于该锥形密封区域8内。因为油和锥形密封区域的壁面具有亲合力，所以该界面在剖面上为弧形。

已经提出了这样一种方法和装置，即用油液9填充轴承部分从而在止推板5和轴2之间以及套筒3和止推衬套6之间保持前述的轴承结构，该方法和装置大概分为如下的两种方法和装置。

第一种方法是：在大气压的环境下将适量的油液输入轴承开口内，也就是该轴承单元的锥形区域8或者类似地方；然后将压力降低，用油来取代在该轴承间隙中存在的空气；通过在降压环境下使轴承单元持续预定时间，可以充分地排放在油中的气泡；随后使轴承周围的环境回到大气压下。日本专利申请公开2002-005170和2002-174242就是基于这种方法的现有技术的例子。

第二种方法的例子是：从一开始就在降压的环境下安置油池和轴承；在降压的环境下，把适量的油输入轴承开口内，即该轴承单元的锥形密封区域8或者类似区域内；利用毛细管作用将油引入轴承内部；然后使轴承周围的环境返回到大气压下。美国专利5524729和日本专利申请公开2002-174243就是涉及这种方法的现有文献的例子。

然而，如上所述的充油方法还会存在如下的问题。

就上述的第一种充油方法来讲，因为输入锥形密封区域8内的油液覆盖在轴承开口上，所以在随后的降压期间已经填满轴承间隙的空气会转变为气泡并且进入油液中。在这种情况下，一些油液在轴承周围飞溅且泼溅，因此必然需要擦净这些飞溅油液的步骤。因为该擦净步骤与制造成本的提高直接相关，所以不能优选该方法。另外，在某些情况下，如果在该轴承开口附近具有螺纹孔或者类似结构，那么飞溅的油液会侵入螺纹，使得擦净成为不可能。流体动压轴承具有在此给出的结构的情形意味着不能使用第一种充油方法。

另外，在包括第一种方法的现有文献中没有提出这样的方法，即：调节在刚刚提到的轴承开口内布置的油量以便达到合适的量。结果，希望把这种方法应用到实践中去的人们必须自己发明一种方法，从而使输入轴承开口内的油量为合适的量。

另一方面就第二种充油方法来讲，油液必须在真空环境下被注入轴承内的事实意味着：与在大气压环境下注入油液的情况相比，其工作无疑会更加复杂，其中细微精确地控制注入量是困难的。因此，由于油量太多或者太少引起的油液泄漏和轴承寿命缩短的事件使得充分保持受控成为困难。

在充满型流体动压轴承用在3.5英寸或者服务器等级(server-class)的硬盘驱动器的电机中而且支承长度较长的情况下，保留在该流体动压轴承中的油量将因此而增加。在这种情况下填充进入轴承内的油量有时大于在轴承端部内设置的锥形密封区域的容量。同样地，近年来采用烧结的、渗油金属制造的流体动压轴承已经出现在用于硬盘驱动器的电机市场上，但是其中电机套筒一部分由多孔的烧结金属物质构成的事实表明：被注入的油量十分巨大，超出了该锥形密封区域的容量。因此，在这种情况下，使用上述的方法之一即第一方法或者第二方法，不能将需要量的油液充入轴承内。

另外的问题是：在批量生产过程中，由于组装成的各个流体动压轴承不相同，所以在轴承的紧公差部分内将出现尺寸波动，并且因此应该填充的最佳油量将敏锐地变化。如果将填充油量设定到符合设计规定(以下称为“预定油量”)的量并且在一次性填充中使所有的产品填满预定的油量，将会制造出油量超过或者不足的产品。换句话说，对于某些产品来讲，因为注入的油量小于轴承应该固有保持的最佳油量，所以在组装成产品之后，对于电机来说，证实电机的使用寿命比设计的使用期限缩短。对于其他产品来讲，因为油量要比最佳油量大，所以当将该产品装成电机时，就存在电机旋转时导致油液泄漏的机会。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造充满型的流体动压轴承的方法，其能够用预定的油量精确地填充轴承。此外，本发明的另一目的是提供一种制造充满型流体动压轴承的方法，通过排除那些包括工人介入的步骤能够更加经济和容易地用预定容量的油液填充轴承。

为了达到这些目的，本发明提供了一种制造流体动压轴承的方法，该方法在制造流体动压轴承单元中实施，该流体动压轴承单元具有至少包括轴的轴部分和至少包括套筒和止推衬套的套筒部分，其中在该轴部分和套筒部分之间形成包括在径向轴承和/或推力轴承内的连续的存油间隙，该轴部分和套筒部分布置成通过介于其间的该间隙一个相对另一个旋转，并且在轴承单元的一部分中形成锥形密封区域，该轴承单元的一部分与把存油间隙和大气连接起来的空气相接触，该制造流体动压轴承的方法包括：第一步，对于尚未填充油液的流体动压轴承，把该轴承单元的周围环境压力降低到第一压力或者更低，然后将第一容量的油液注入该轴承单元的锥形密封区域内；在所述的第一步结束后进行第二步，将该轴承单元的周围环境加压到高于刚刚在所述第二步之前的轴承单元压力的一个压力，然后根据注入油液的状态把第二容量的油液注入所述轴承单元的锥形密封区域内，所述的第二步被执行一个循环或者多于一个的数个循环；在所述的第二步结束之后进行压力恢复步骤，将该轴承单元的周围环境恢复到大气压。

本发明还提供了一种制造流体动压轴承的方法，该方法在制造流体动压轴承单元中实施，该轴承单元具有至少包括轴的轴部分和至少包括套筒和止推衬套的套筒部分，其中在该轴部分和套筒部分之间形成包括在径向轴承和/或推力轴承内的连续的存油间隙，该轴部分和套筒部分布置成通过介于其间的该间隙一个相对另一个旋转，并且在轴承单元的一部分中形成锥形密封区域，该轴承单元与把存油间隙和大气连接起来的空气相接触，该制造流体动压轴承的方法包括：第一步，对于尚未填充油液的流体动压轴承，把该轴承单元的周围环境压力降低到第一压力或者更低，然后将过量的油液注入该轴承单元的锥形密封区域内；在所述的第一步结束后进行第二步，将该轴承单元的周围环境加压到高于刚刚在所述第二步之前的轴承单元压力的一个压力，然后从该锥形密封区域去除多出量的油液；以及在所述的第二步结束之后进行压力恢复步骤，将该轴承单元的周围环境恢复到大气压。

本发明还提供了一种用于制造流体动压轴承单元的装置，该轴承单元构造成其油液和周围空气的界面位于它的微间隙内，该轴承单元的制造装置包括：真空腔；配有抽空动力的抽空装置，从而将所述真空腔内部抽空到低于100Pa，该抽空动力是可以调节的；用来指示所述真空腔内的压力的压力计；引气机构，其能够将可调容量的气体引入到所述真空腔的里面，并且将所述真空腔里面恢复到至少大气压；注油管嘴，至少所述注油管嘴的尖端装入所述的真空腔的内部；供油装置，用来可调节地将预定容量的油液供给到所述的注油管嘴；使注油管嘴定位的机构；油液去除管嘴，至少所述油液去除管嘴的尖端装入所述的真空腔内部；抽油装置，用来可调节地从所述的油液去除管嘴中抽出一定量的油液；使油液去除管嘴定位的机构；控制装置，该控制装置至少按照这样的操作顺序、响应于所述真空计指示的压力来控制以下操作：即由所述抽空装置进行的抽空操作、由所述供油装置进行的供油操作、由所述引气装置进行的引气操作以及由所述的抽油装置进行的抽油操作。

在本发明的制造方法中，在降压的环境下把油液填充进入轴承间隙分为两个循环或者更多循环，并且跟随总共两次或者多次的注入操作的每一次之后进行压力恢复操作。在该多次循环注入和压力恢复步骤的过程中可以插入降压步骤，以阻止通过压力恢复操作引入真空腔的空气进入轴承间隙。

正如该制造方法所给出的那样，因为将油液填充分为两个或者多个循环而能够降低一次注入的油量，所以油液可以取代残余气泡平稳地进入轴承里面，从而使紧跟在气泡破裂之后的油液飞溅被控制住。这样能够省略或者另外简化擦去飞溅的油液的耗费人力的步骤。在进行注入操作之后，部分空气被引入真空腔(压力恢复操作)，将压力施加给注入的油液，迫使其进入轴承间隙的里面。

执行注入操作多次的事实也能够增加整个填充量。此外，即使在填充油量超过锥形密封区域的可包含容量的情况下，几次或者多次执行注入操作使得把需要的油量填入轴承成为可能。在可渗油的多孔物质例如烧结金属用作流体动压轴承套筒的情况下，因为必须填入这种轴承的油量证实特别大，所以这样做的效力尤其有利。

使用本发明的方法的另一方面，在注入工作中可以注入过量的油液，并且使用油液去除装置去除超过预定值的注入的过量油液。

如这一方面所给出的那样，即使在注入油量增加超出轴承设计油量的情况下，使用本发明的制造方法能够从锥形密封区域去除油液的事实有利于控制填充油量。能够避免与油液过量相关的负面影响，例如油液泄漏。

另外，当批量生产时，使用上述任一方面中的本发明的方法有利于将最佳的油量填入流体动压轴承中。

一般说来，批量生产的流体动压轴承中，作为单独的产品不能完全相同；它们具有因方法步骤的差异而引起的无规律。结果，应该填入每一产品中的最佳油量将根据产品的不同而不断地略微改变。就本发明的制造而言，一旦已经注入了油液，通过随后检查注入量以及如果短缺就据此进行补充，或者如果过量就从锥形密封区域除去过量部分，可以避免发生填充的油量被证实过少的不良区域以及填充的油量被证实过多的不良区域。

根据下面结合附图进行的详细描述，对于本领域技术人员来讲，本发明的前述和其他目的、特点、方面和好处将变得更加清楚。

附图说明

图1是具有流体轴承的电机的结构图；

图2是相应于本发明的第一实施例的充油装置的结构图；

图3是相应于第二实施例的配备有吸油管嘴的充油装置的结构图；

图4是在已经将环元件设置到位以允许增加注油容量的情况下轴承单元的锥形密封部分附近的结构图；

图5是硬盘驱动器的示意图。

具体实施方式

参考图2和3，它们作为本发明实施例的充油装置的结构图。下面使用这些结构图解释在根据本发明的充油的基础上的轴承制造方法和制造装置。

第一实施例

在第一实施例中，通过在两个或者更多分别的循环中实施注油和加压步骤，可以精确且稳定地将用于轴承的最佳油量的油液填加给它们。

开始，穿过在真空腔110一面侧壁上未示出的开口将未填充油液的轴承单元10插入真空腔110内，并且将其放置在真空腔110内的预定位置上；然后封住该开口并且抽空该腔。在抽空该腔的过程中，封闭组成气体引导装置125一部分的漏泄阀123，并且使用抽空装置120来抽空该腔。由旋转泵121和阀122构成抽空装置120；通过打开和关闭阀122可以控制抽吸的开/关。

在抽空过程中，用真空计126监控压力，并且当其达到已经预先确定的第一气压P1后，同时抽空不改变地继续，并开始注油工作。当把轴承单元10布置到预定位置时，预先使用定位机构111将注油管嘴115的顶部定位，从而使它直接位于该轴承单元10的锥形密封区域8上。

供油装置117由油池113、抽油管116、针形阀112(例如使用Ace Giken有限公司制造的BP-107D或者类似件)构成，该供油装置117与注油管嘴115连接。收集在油池113内的油液114这样形成，即：通过针形阀112可以精确地将预定容量V1的油液供给到注入管嘴115并且注入锥形密封区域8。

油池113布置在真空腔110内的储压隔间105内。通过分开的、未示出的管道使在储压隔间105内的压力降低，并且在注油过程中控制该压力，从而使该作用压力比储压隔间105外的压力高大约1000Pa，或者比该值另外高一些。在这样的过程中，气压作用在油液114的表面上，从而使油液安全地流入针形阀112。

在如上所述形成的装置中，在根据本发明的第一步中，对真空腔110的里面进行抽吸，以便将轴承单元10周围的环境降低到第一气压P1或者更低，然后保留这种方式预定的时间T1，同时继续进行抽空。第一气压P1可以是1000Pa的水平，但是更好的是10Pa，以便保证更加可靠的抽空。对于预定时间T1来说，10秒是一个标准，但是如果轴承结构复杂，那么它可以是15秒或者更多。尽管如此，这个过程仍然可能被省略，即在气压为P1或者更低的环境下将未填充油的轴承单元保持预定时间T1。

继续第一步，通过注油管嘴115的尖端将第一容量V1的油液注入锥形密封区域8，并且到此结束。

在第二步之前，首先关闭构成抽空装置120的阀122，从而停止抽空。接着启动引气装置125以便使真空腔内的气压变成高于刚刚在前气压的第二气压P2。过滤器124在漏泄阀123之外，并组成引气装置125的元件，该过滤器124能够除去包含在引入空气中的灰尘。该压力的上升迫使注入油量V1进入轴承间隙的里面。

接着，使用相机130来观察注入油液的状态。通过平行地移动并旋转相机130可以预先将其设定到一个位置，从该位置可以观察锥形密封区域8的里面。在改变轴承单元10的尺寸和结构的情况下，必须根据这种改变来变化相机130设置的位置。

在观察到的结果的基础上，确定用最佳油量填充轴承单元10的支承部分所需的附加油量即第二容量V2。然后用针形阀112从油池113精确地抽吸第二容量V2的油液，将其供给到注油管嘴115并且注入锥形密封区域8，至此第二步骤结束。

在第二步骤结束之后，执行恢复压力步骤。再次启动引气装置125，以便将真空腔110里面的压力恢复到大气压。该操作迫使已经在锥形密封区域8内的第二容量V2的油液遍及整个轴承间隙，这样就完成了给轴承单元10充油的工作。

穿过未示出的开口将已经以这种方式完成充油的轴承单元10搬运到真空腔110的外面。

在此，由控制单元100控制这一系列过程。控制阀驱动装置(未示出)的控制单元100也控制阀122和针形阀112的开/关。该控制单元100另外还监控真空计126指示的读数，并且根据该读数执行控制功能。例如，在第一容量油液的注入过程中，在第一气压P1欠压(underrun)时的那一点，要不就在欠压之后，在继续抽空另外10秒之后，该控制单元10给针形阀112发出启动指令。

可以根据相机130的图示观察结果来人工确定该轴承单元的附加注入容量V2，或者可以根据执行有关相机图像的预定图解程序的结果自动确定。作为替换实施形式，可以使用非接触的液面计代替相机来检查已经填充油液的程度。

类似地，尽管可以使用通常的皮拉尼压力计(Pirani gauge)作为真空计126，但是为了测量1000Pa和更高的压力，可以同时使用能够测量更高压力的真空计，例如薄膜式压力计。例如，这样一种的情况是：在注入第一容量V1的油液之后，需要将真空腔内的压力升高到2000Pa并且因此注入第二容量的油液。用皮拉尼压力计测量在该区域内的压力是困难的；仅仅能够推断它们将漏泄阀123打开多长时间。在此，因为使用薄膜式真空计来直接测量2000Pa，所以在指示出该真空计的输出的同时，控制单元100能够控制漏泄阀123的开/关操作，并且另外控制第二容量V2油液的注入。

在与该轴承的间隙部分的容量相比较而言该锥形密封区域8的容量足够大(例如100％或者更大)的流体动压轴承中，在所有情况下，从预先设定的油量中减去第一容量V1可以一致地得到第二容量V2。这大概是因为：在这类轴承中，由于加工误差引起的最佳油量的波动仅仅对轴承性能造成略微的影响。

虽然根据前面所述，以第一和第二步骤将油的注入分为两个循环，但是第二步骤可以重复多次，并且在整个填充工作中注入操作可以重复三个或者更多循环。执行三个或者更多循环可允许容易地进行细微的填充油量调节。在这样重复进行该操作中，在第二和随后的循环的油液注入中，而且可以省略注入后的加压步骤。这是因为：最初油的注入和随后的加压通常完成了将油注入该轴承间隙的几乎所有部分，所以可以减小了之后通过加压强迫注入的必要性。

相反地，在该加压步骤之后，可以操作引气装置125和抽空装置120，从而立即降低该轴承周围环境的压力。因此，该填充工作要继续进行由注入油液和加压或者由恢复压力步骤构成的第二步骤。通过这样做，可以阻止为了对其加压引入真空腔110内的空气和油液一起侵入轴承里面。

在采用例如烧结金属的可渗油的多孔物质作为材料的轴承中，由于经常是填充进入轴承中的油量必须超过该锥形密封区域的容量，所以存在这样的情况，即：证实以两个或者更多循环进行注入油液是必须的。在这样的情况下，可以按照本发明给出的方法将油液有效且确定地填充进入轴承内。

第二实施例

在第二实施例中，使用以下程序将油液充入轴承内：即注入第三容量的油液且给第三容量的油液加压，以及去除已经注入的超过预定容量的第四容量的油液，该第三容量的油液大于在轴承设计值基础的预定容量的油液。从而实现了精确和稳定的油液填充。

在该实施例中，设置有排油管嘴140和调节其位置(图3)的机构141的装置附加安装在图2所示的充油装置内。细长金属管(例如注入器针头)或者别的吸收和去除油液的刷子或者类似物可以用作排油管嘴140。在没有通过吸附只是通过抽出来去除油液的情况下，需要安装抽出装置(未示出)来将吸力施加给去除管嘴。类似地，在通过用刷子吸附去除油液的情况下，需要将位置调节机构141构造成这样：随着真空腔处于降压状态，可以从外面升高/降低刷子的位置，以便在进行去除工作的过程中可以把刷子的头部插入到该锥形密封区域内。

在进行油液填充的工作中，穿过在其一面侧壁内的开口(未示出)把未填充油液的轴承单元10插入到真空腔110内，并且设置在真空腔110内的预定位置上。在这时，如第一实施例一样调节定位机构111以便将注油管嘴115的尖头部分直接定位在轴承单元10的锥形密封区域8上。

利用位置调节机构141使排油管嘴140的尖端与最佳油面位置在一条线上。通过使该排油管嘴自身弯曲可以进行这种调节。这就意味着：当抽出装置已经开始工作时，油面将下降到排油管嘴140的尖端所在的位置。

抽空之前在大气压下进行注油管嘴115和排油管嘴140的定位，或者可以在抽空之后进行。在后者的情况下，使定位机构111和位置调节机构141改变成能够从真空腔外进行操作的机构。尽管这类机构比较昂贵，但是它们在填充油液之前需要的位置、在降压环境下执行单独的程序步骤方面具有益处。在此也如实施例1中那样，将油池113装在真空腔110内的储压隔间105里面。

随着以这种方式布置充油装置，在本发明的第一步中首先封闭该开口和漏泄阀123，并且用抽空装置120抽空该腔。将该轴承单元10的周围环境抽吸到第一气压P1或者更低，然后抽空持续预定时间T1。继续第一步，通过注油管嘴115的尖端将第三容量V3的油液注入锥形密封区域8，并且到此结束。

继续进行到该实施例的第二步，关闭阀122，以便使抽空停止，该阀122作为抽空装置120的一个元件，接着启动引气装置125以便使真空腔内的气压达到第二气压P2，该气压高于刚刚在前的气压。除了漏泄阀123以外，作为引气装置125的元件的过滤器124除去包含在引入空气中的灰尘。压力的升高迫使注入容量V3的油液进入轴承间隙的里面。然后启动未示出的抽出装置，以便从该锥形密封区域中去除第四容量的油液。应该理解，第一气压P1和预定时间T1与第一实施例的P1和T1相同。

在去除第四容量的油液时，抽出装置需要具有在已经抽出第四容量的油液之后停止抽出的能力。作为替换实施形式，抽出装置的机构可以不检测抽出容量，但是连续进行抽出。在后者的情况下，油面下降到抽出管嘴的尖端所在的位置。如果管嘴的尖端能够以足够的精确度定位，那么使用后面的方法能够去除超出预定容量的第四容量的注入油液，而不用单独测量应该去除的油量。

在以下情况下，即提前确定应通过抽出装置来抽出容量且采用去除第四容量油液的方法，需要在抽出之前确定在轴承中的第四容量。在相机130的图示观察结果的基础上，可以人工进行抽出容量的确定，或者可以通过执行有关相机图像的预定图解程序来自动确定。作为替换实施形式，通过使用非接触液面计来代替相机可以测量过量的油液。

显然，在通过抽出去除油液的情况下，如果在真空腔里面的压力太低，那么就不能进行抽出。如果抽出装置位于比管嘴尖端更高的位置上，那么至少必须最低程度地提供迫使油液上升到这一高度的压力。为了在切实可行的时间段内迫使流出需要量的油液，必须克服粘性阻力。

即使按照应该需要的真空腔压力，那么在抽出装置和管嘴尖端之间的高度差和粘性阻力的大小也会有所不同，这在很大程度上取决于该装置的结构，但是对于真空腔里面的压力低于1000Pa的情况，在大多情况下，不能很好地通过抽出进行去除。因此，在通过抽出去除的油液的情况下，在抽出之前必须使真空腔110里面的压力达到1000Pa，或者高于1000Pa。

较早提及的注入油量V3理想地是这样一个量：至少大于基于轴承设计值的预定容量的2％。这是因为与加工误差相关的最佳油量的波动被限制在2％的水平内。为了更加确定地防止油液的不足，更理想的V3是至少大于预定油量的5％。然后通过在上述的第二步骤中精确去除产生过剩的油量，也可以除去由这种过剩带来的潜在的负面影响。

在第二步结束之后，最后进行恢复压力步骤以结束连续的充油工作。恢复压力步骤就是在第一实施例中提出的同样步骤；再一次启动引起装置125，从而使真空腔110里面的压力恢复到大气压。通过未示出的开口，将已经以这种方式完成油液填充的轴承单元10从真空腔110里面搬运出来。

按照与第一实施例相同的方式，控制单元100控制上述的连续过程。除了控制串联的阀和供油装置之外，在第二实施例中的控制单元100也控制油液的去除。在通过抽出去除的情况下，控制单元100指示启动抽出装置的时间。同样地，在用刷子或者类似物吸收而进行去除的情况下，控制单元100指示刷子顶端下降进入锥形密封区域的时间。

其他实施例

前面仅仅说明了将油液填充进入图2和3中的单个轴承中的过程，但是通过把与图2或者图3所示的装置相同的多个制造装置排列成一行，同时给多个轴承单元填充油液也是可能的。这使得能够提供以更高生产率制造高质量的流体动压轴承的制造方法和制造装置。

另外，实施本发明可以将油液填充进入各种流体动压轴承中。例如在出现的实施例中，由轴2的外圆周表面为锥形的结构构成轴承单元10的锥形密封区域8，但是显然本发明可以应用于这样的流体动压轴承中，即：由套筒扩口的内圆周表面构成该锥形，而轴的厚度是均匀一致的。这种轴承结构有利于使用相机130来检查油液注入状态，并使得整个油液的填充更加精确。

另外的实施形式是：在最初注入油液必须注入超出锥形密封区域8的油液容量的油量的情况下，在套筒3的顶部设置如图4所示的环形元件11，并且当注入油液时在其接触的锥形密封区域8和环形元件11的部分上形成拒油膜12和13。这使得以下情况成为可能，即，将另外粘附到它上面并在油液注入工作之后仍然保持在那儿的油液密封区域的外围除去，这就意味着可以省去擦净或者类似的步骤。在轴承单元10的锥形密封区域8的上侧14上提供拒油膜，进一步使得可以精确地进行油液注入。

也就是说，在第一实施例中，在注入第一油量V1之后通过将真空腔110里面的气压加压到P2迫使注入油液进入轴承间隙的过程中，能够消除在锥形密封区域8上侧14上的残余油液。这样允许使第一容量V1的油液进入轴承间隙，从而能够进行精确的油液注入。

另外在第二实施例中，由于拒油膜14的作用，能够平稳地进行油液去除，而不会有油液保存在锥形密封区域的壁面之后。在此能够再次进行容积方式的油液精确注入。

硬盘驱动器

通用的硬盘驱动器70的内部结构如图5中的示意图所示。在壳体71里面形成清理空间，特别轻的灰尘和碎片存在于其中，在壳体71的里面装有主轴电机72，用来存储信息的盘状磁盘73装在其上面。另外，磁头移动装置77从磁盘73读取信号并且将信号写到磁盘73上，该磁头移动装置77设置在壳体71内。该磁头移动装置77由下列元件构成：在磁盘73上读/写信息的磁头76；支撑磁头76的支臂75；把磁头76和支臂75移动到磁盘73上的需要位置的驱动器74。

使用根据前面提出的制造方法制造的流体动压轴承中来构造主轴电机72，并且使用刚刚描述的这种硬盘驱动器中的电机可以提供具有最佳使用寿命和稳定性能的廉价的硬盘驱动器。

已经选择了专门选定的实施例来解释本发明。然而，对于本领域技术人员来讲，从前面的公开显然可以理解，在不脱离由所附的权利要求书限定的本发明的范围内可以进行各种变化和改进。另外，根据本发明实施例的前述描述仅仅是为了解释的目的，并非为了限制本发明，而是由所附的权利要求书及其等同物来限定本发明。

Claims (16)

1、一种制造流体动压轴承的方法，该方法在制造流体动压轴承单元中实施，该流体动压轴承单元具有至少包括轴的轴部分和至少包括套筒和止推衬套的套筒部分，其中在该轴部分和套筒部分之间形成包括在径向轴承和/或推力轴承内的连续的存油间隙，该轴部分和套筒部分布置成通过介于其间的该间隙一个相对另一个旋转，并且在轴承单元的一部分中形成锥形密封区域，该轴承单元的一部分与把存油间隙和大气连接起来的空气相接触，该制造流体动压轴承的方法包括：

第一步，对于尚未填充油液的流体动压轴承，把该轴承单元的周围环境压力降低到第一压力或者更低，然后将第一容量的油液注入该轴承单元的锥形密封区域内；

在所述的第一步结束后进行第二步，将该轴承单元的周围环境加压到高于刚刚在所述第二步之前的轴承单元压力的一个压力，然后根据注入油液的状态把第二容量的油液注入所述轴承单元的锥形密封区域内，所述的第二步被执行一个循环或者多于一个的数个循环；

在所述的第二步结束之后进行压力恢复步骤，将该轴承单元的周围环境恢复到大气压。

2、一种制造流体动压轴承的方法，该方法在制造流体动压轴承单元中实施，该轴承单元具有至少包括轴的轴部分和至少包括套筒和止推衬套的套筒部分，其中在该轴部分和套筒部分之间形成包括在径向轴承和/或推力轴承内的连续的存油间隙，该轴部分和套筒部分布置成通过介于其间的该间隙一个相对另一个旋转，并且在轴承单元的一部分中形成锥形密封区域，该轴承单元与把存油间隙和大气连接起来的空气相接触，该制造流体动压轴承的方法包括：

第一步，对于尚未填充油液的流体动压轴承，把该轴承单元的周围环境压力降低到第一压力或者更低，然后将过量的油液注入该轴承单元的锥形密封区域内；

在所述的第一步结束后进行第二步，将该轴承单元的周围环境加压到高于刚刚在所述第二步之前的轴承单元压力的一个压力，然后从该锥形密封区域去除多出量的油液；

以及在所述的第二步结束之后进行压力恢复步骤，将该轴承单元的周围环境恢复到大气压。

3、如权利要求1所述的制造流体动压轴承的方法，进一步包括：在所述的第二步结束之后进行第三步，将该轴承单元的周围环境保持在等于或者加压到高于刚刚在所述第三步之前的轴承单元压力的一个压力，并且从该锥形密封区域去除多余的油液；其中在所述的第三步结束之后进行所述的压力恢复步骤。

4、如权利要求1所述的制造流体动压轴承的方法，其特征在于，在所述第二步的任一循环之后接着进行降低该轴承单元的周围环境的压力。

5、如权利要求1所述的制造流体动压轴承的方法，其特征在于，在所述第一步之前将尚未填充油液的轴承单元的周围环境降低到所述的第一压力或者更低；将该轴承单元周围的环境在该状态保持预定的时间段；随后进行所述的第一步。

6、如权利要求2所述的制造流体动压轴承的方法，其特征在于，在所述第一步之前将尚未填充油液的轴承单元的周围环境降低到所述的第一压力或者更低；将该轴承单元的周围环境在该状态保持预定的时间段；随后进行所述的第一步。

7、如权利要求5所述的制造流体动压轴承的方法，其特征在于，所述的第一压力为100Pa或者更低；所述的预定时间为10秒或者更多。

8、如权利要求6所述的制造流体动压轴承的方法，其特征在于，所述的第一压力为100Pa或者更低；所述的预定时间为10秒或者更多。

9、如权利要求1所述的制造流体动压轴承的方法，其特征在于，该套筒的至少一部分由可渗油的多孔物质构成。

10、如权利要求2所述的制造流体动压轴承的方法，其特征在于，该套筒的至少一部分由可渗油的多孔物质构成。

11、如权利要求5所述的制造流体动压轴承的方法，其特征在于，该套筒的至少一部分由可渗油的多孔物质构成。

12、如权利要求6所述的制造流体动压轴承的方法，其特征在于，该套筒的至少一部分由可渗油的多孔物质构成。

13、一种用于制造流体动压轴承单元的装置，该轴承单元构造成其油液和周围空气的界面位于它的微间隙内，该轴承单元的制造装置包括：

真空腔；

配有抽空动力的抽空装置，从而将所述真空腔内部抽空到低于100Pa，该抽空动力是可以调节的；

用来指示所述真空腔内的压力的压力计；

引气机构，其能够将可调容量的气体引入到所述真空腔的里面，并且将所述真空腔里面恢复到至少大气压；

注油管嘴，至少所述注油管嘴的尖端装入所述的真空腔的内部；

供油装置，用来可调节地将预定容量的油液供给到所述的注油管嘴；

使注油管嘴定位的机构；

油液去除管嘴，至少所述油液去除管嘴的尖端装入所述的真空腔内部；

抽油装置，用来可调节地从所述的油液去除管嘴中抽出一定量的油液；

使油液去除管嘴定位的机构；

控制装置，该控制装置至少按照这样的操作顺序、响应于所述真空计指示的压力来控制以下操作：即由所述抽空装置进行的抽空操作、由所述供油装置进行的供油操作、由所述引气装置进行的引气操作以及由所述的抽油装置进行的抽油操作。

14、一种主轴电机，其使用由权利要求1所述的方法制造的流体动压轴承作为支承装置来支承其旋转部分。

15、一种主轴电机，其使用由权利要求2所述的方法制造的流体动压轴承作为支承装置来支承其旋转部分。

16、一种信号记录和重放装置，其包括：

记录介质；

如权利要求14所述的主轴电机，用来可旋转地驱动所述的记录介质；

信号存取装置，用来把信号记录在所述的记录介质上并且从所述的记录介质上读取信号；

定位装置，用来相对于所述记录介质的旋转中心沿着径向移动所述的信号存取装置。

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