JP2010242881A - 流体動圧軸受とその製造方法および製造装置ならびに回転機器 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の作業空間を減圧して所定の真空度に達するまでの時間を短縮し、流体動圧軸受を時間効率よく製造する技術を提供することにある。
【解決手段】流体動圧軸受１８の製造装置２００において、ハウジング部１０８は、第１の作業領域１０１を画定する。真空ポンプは、第１の作業領域１０１内の空気を排出する。潤滑剤吐出装置１０２は、第１の作業領域１０１内に設置され流体動圧軸受１８の潤滑剤の貯留領域の入口１６ａに潤滑剤を吐出する。少なくとも１つの開口部１０３が、ハウジング部１０８に設けられる。第１の扉１０４は、開口部１０３を閉じ、第２の扉１０５は、開口部１０３を閉じる。開口部１０３を閉じた第１の扉１０４と第２の扉１０５との間に、流体動圧軸受１８が置かれる第２の作業領域１０６が形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、流体動圧軸受の製造装置、その製造装置を用いた製造方法、その製造方法によって製造された流体動圧軸受、その流体動圧軸受を備える回転機器に関し、特に流体動圧軸受に潤滑剤を充填する技術に関する。

デジタルデータを記録再生する装置としてはハードディスクドライブなどの磁気ディスク駆動装置や、ＣＤ（Compact Disc）装置、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）装置などの光学ディスク駆動装置が知られている。これらの装置はディスクを回転させるためのモータを備える。近年、このモータなどの回転機器に流体動圧軸受が採用されることが多くなっている。流体動圧軸受を製造するには、狭い空隙に潤滑剤を充填する必要がある。

流体動圧軸受の潤滑液等の充填方法としては、下記の特許文献１、特許文献２および特許文献３に代表されるような種々の方法が提案されている。

特開２００２−００５１７０号公報 特開２００５−０９８３９３号公報 特開２００５−２７３９０８号公報

ここで、流体動圧軸受に潤滑剤を充填するためには、潤滑剤の充填作業空間に対して減圧と復圧の作業を繰り返す必要がある。この作業空間を減圧して所定の真空度に達するまでには時間が長くかかり、流体動圧軸受の製造の作業効率が悪くなる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、流体動圧軸受を時間効率よく製造する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の流体動圧軸受の製造装置は、第１の作業領域を画定するハウジング部と、第１の作業領域内の空気を排出する真空ポンプと、第１の作業領域内に設置され流体動圧軸受の潤滑剤の貯留領域の入口に潤滑剤を吐出する潤滑剤吐出装置と、ハウジング部に設けられた少なくとも１つの開口部と、開口部を閉じる第１の扉と、開口部を閉じる第２の扉と、を備える。開口部を閉じた第１の扉と第２の扉との間に、流体動圧軸受が置かれる第２の作業領域が形成される。

この態様によると、流体動圧軸受を第２の作業領域から第１の作業領域に入れることができる。例えば第１の作業領域を真空ポンプによりあらかじめ所定の真空度にしておけば、流体動圧軸受を第２の作業領域から第１の作業領域に入れたときの第１の作業領域の真空度の低下を第２の作業領域の空気量に抑えることができる。

本発明の別の態様は、流体動圧軸受の製造方法である。この方法は、上記の流体動圧軸受の製造装置を用いた流体動圧軸受の製造方法であって、第１の扉により開口部を閉じる工程と、第２の作業領域に流体動圧軸受を配置する工程と、第２の扉を閉じる工程と、第１の扉を開けると共に、流体動圧軸受を真空ポンプにより減圧されている第１の作業領域に導入する工程と、潤滑剤吐出装置によって流体動圧軸受の潤滑剤の貯留領域の入口に潤滑剤を吐出する工程と、第２の作業領域に流体動圧軸受を再び配置する工程と、第１の扉により開口部を閉じる工程と、第２の作業領域に空気を入れて潤滑剤を流体動圧軸受の潤滑剤の貯留領域に引き込む工程と、を備える。

この態様によると、流体動圧軸受を第２の作業領域から、真空ポンプにより減圧されている第１の作業領域に入れたときの第１の作業領域の真空度の低下を第２の作業領域の空気量に抑えることができる。

本発明によれば、流体動圧軸受を時間効率よく製造することができる。

実施形態に係る流体動圧軸受の製造方法によって製造されたディスク駆動装置の断面図である。 図２（ａ）〜（ｄ）は、比較技術に係る流体動圧軸受の製造装置及び方法を示す工程図である。 図３は、実施形態に係る流体動圧軸受１８の製造装置２００の断面図である。 図４（ａ）〜（ｄ）は、実施形態に係る流体動圧軸受の製造方法の前半の工程を示す図である。 図５（ａ）〜（ｄ）は、実施形態に係る流体動圧軸受の製造方法の後半の工程を示す図である。 図６（ａ）〜（ｄ）は、実施形態に係る流体動圧軸受の製造方法の変形例の前半の工程を示す図である。 図７（ａ）〜（ｄ）は、実施形態に係る流体動圧軸受の製造方法の変形例の後半の工程を示す図である。 図８（ａ）〜（ｄ）は、実施形態に係る流体動圧軸受の製造方法の変形例を示す工程図である。

以下、本発明を好適な実施形態および比較技術をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において比較技術および実施形態を説明する上で部材の一部は省略して表示する。

実施形態に係る製造方法を用いて製造された流体動圧軸受は、ブラシレスモータなどの回転機器に搭載される。また、かかる流体動圧軸受は、回転機器に含まれるハードディスクドライブなどのディスク駆動装置、ＣＤ装置、ＤＶＤ装置等の光学ディスク駆動装置に好適に搭載される。

図１は、実施形態に係る流体動圧軸受の製造方法によって製造されたディスク駆動装置１００の断面図である。ディスク駆動装置１００は、ハブ２と、シャフト１３と、円環状マグネット８と、ベースプレート５と、積層コア６と、コイル７と、スリーブ１１と、プレート１４と、潤滑剤２０と、スラストリング１２と、を備える。以降、ベースプレート５に対してハブ２が設けられている側を上側として説明する。

ハブ２と、シャフト１３と、スラストリング１２と、円環状マグネット８と、を含んでロータが構成され、ディスク駆動装置１００の回転時にはこれらが一体となって回転軸Ｒの回りを回転する。シャフト１３の一端はハブ２の中心に設けられた開口部に圧入状態で固定される。ハブ２は、その下面からぶら下がる形状を有する円筒状の下垂部２ｂを有する。下垂部２ｂの内周面にはスラストリング１２が固定される。

略カップ状のハブ２の内周面２ａには円環状マグネット８が接着固定される。円環状マグネット８は、ネオジウム、鉄、ホウ素などの希土類材料によって形成され、後述する積層コア６の１２本の突極と径方向に対向する。円環状マグネット８にはその周方向に８極の駆動用着磁が施される。

ベースプレート５と、積層コア６と、コイル７と、スリーブ１１と、プレート１４と、を含んでステータが構成され、ディスク駆動装置１００の回転時にはロータを回転自在に支持する。ベースプレート５はディスク駆動装置１００のシャーシと一体である。ベースプレート５には回転軸Ｒを中心とした開口が設けられ、その開口の内周面にスリーブ１１が接着固定される。スリーブ１１にはシャフト１３が収まる。スリーブ１１の下側の面にはプレート１４が接着固定され、密封される。なお、ベースプレート５はディスク駆動装置１００のシャーシと別体とされてもよい。

積層コア６は円環部とそこから半径方向外側に伸びる１２本の突極とを有する。積層コア６は、９枚の薄型電磁鋼板を積層しレーザ溶接により一体化して形成される。それぞれの突極には３相のコイル７が巻回される。このコイル７に３相の略正弦波状の駆動電流が流れることにより突極に沿って駆動磁束が発生する。積層コア６はベースプレート５に接着固定される。

ロータの一部であるシャフト１３、スラストリング１２およびハブ２と、ステータの一部であるスリーブ１１およびプレート１４との隙間の貯留領域１６には潤滑剤２０が注入される。潤滑剤２０に発生する動圧を用いる軸受である流体動圧軸受１８は、シャフト１３、スラストリング１２、ハブ２、スリーブ１１、プレート１４および潤滑剤２０を含んで構成される。

スリーブ１１の内周面には、互いに離間した１組のヘリングボーン形状のラジアル動圧溝が形成される。また、スリーブ１１の上端面にはヘリングボーン形状のスラスト動圧溝が形成される。ディスク駆動装置１００の回転時には、これらの動圧溝が潤滑剤２０に生成する動圧によって、ロータはスラスト方向およびラジアル方向に支持される。貯留領域１６に潤滑剤２０が供給されると、ラジアル動圧溝およびスラスト動圧溝にも潤滑剤２０が供給される。

スリーブ１１の上端側に近い外周面１１ａは、上端面へ近づくにしたがって大径となる傾斜面とされる。この傾斜面の回転軸Ｒに対する傾斜角を傾斜角θｉｓとする。スリーブ１１の外周面１１ａに対向するスラストリング１２の内周面１２ａは、上側へ向けて大径となる傾斜面とされる。この傾斜面の回転軸Ｒに対する傾斜角を傾斜角θｔｈとする。ディスク駆動装置１００は、０＜θｔｈ＜θｉｓとなるように設計される。
したがってスリーブ１１の外周面１１ａとスラストリング１２の内周面１２ａとによって挟まれる入口空間２２は、下方に向かって拡がる形状を有する。これにより潤滑剤２０が入口空間２２の上方へ引き込まれる毛細管現象が起こるので、一旦充填された潤滑剤２０が外部へ漏れ出しにくい構造となる。
なお、スラストリング１２の内周面１２ａの傾斜が終わる下端付近を、入口空間２２の入口１６ａと定義する。これは入口空間２２を含む貯留領域１６の入口１６ａでもある。

潤滑剤２０が蒸発などにより減少するのに備えるため、潤滑剤２０の充填量は、その液面が入口空間２２の途中に位置する程度に設定される。

オイルなどの潤滑剤２０が部材の表面に沿って拡散するいわゆるオイルマイグレーション（Oil Migration）現象が知られている。このオイルマイグレーション現象によって潤滑剤２０が外部へ漏れ出すことを防止するため、貯留領域１６の入口１６ａ付近に第１撥油領域３０ａおよび第２撥油領域３０ｂが形成される。第１撥油領域３０ａは、スリーブ１１の外周面１１ａの傾斜が終わる下端付近の表面に、フッ素樹脂などの撥油性のある材料を塗布して形成される。第２撥油領域３０ｂは、スラストリング１２の下面にフッ素樹脂などの撥油性のある材料を塗布して形成される。
第１撥油領域３０ａおよび第２撥油領域３０ｂは、潤滑剤２０がオイルマイグレーション現象によって貯留領域１６から拡散してきてもそれをはじくので、潤滑剤２０の外部への漏れ出しを軽減できる。

上述のディスク駆動装置１００に含まれる流体動圧軸受１８を製造する、比較技術に係る製造方法を説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は、比較技術に係る流体動圧軸受の製造装置及び方法を示す工程図である。

図２（ａ）は、潤滑剤２０を注入する準備を行う工程を示す。この工程において、図示する作業領域はクリーンルーム内に設置されており、大気圧になっている。潤滑剤２０を注入する前の流体動圧軸受１８を下面を上に向けて作業領域に載置する。なお、載置された流体動圧軸受１８をケース３２で覆うと、密閉される空間が形成される。
図２（ｂ）は、ケース３２により閉ざした作業領域を減圧する工程を示す。この際、作業領域を所望する１００（Ｐａ）（パスカル）以下にまで減圧するためには、２分から５分の作業時間がかかる。また作業領域の容量が大きい場合、１０分以上もの作業時間がかかる場合もある。そして、狭い隙間の貯留領域１６も１００（Ｐａ）以下に減圧するためには、さらに２分から５分の時間がかかる。なお、密閉空間には潤滑剤注入装置３４も収容される。
図２（ｃ）は、潤滑剤２０を点滴する点滴工程を示す。この点滴工程では、潤滑剤注入装置３４のノズル２４を貯留領域１６の入口１６ａに近づけてそこへ潤滑剤２０を所望の量点滴し、その表面張力により入口１６ａ付近に付着させる。この所望の量は、貯留領域１６を満たすのに十分な量とされる。
図２（ｄ）は、潤滑剤２０を貯留領域１６の内部へ引き込む引き込み工程を示す。この引き込み工程では、作業領域を開放して略大気圧まで復圧し、貯留領域１６の内部と外部との圧力差によって潤滑剤２０を貯留領域１６の内部へ引き込む。これにより、貯留領域１６の奥まで潤滑剤２０が充填される。

ここで本発明者は、比較技術について以下の問題点を見出した。
比較技術に係る製造装置及び方法では、流体動圧軸受１８に対して作業する度に作業領域を大気圧から高真空にするため、作業時間が長くかかる課題がある。また、大量の流体動圧軸受を製造するには多くの製造装置が必要となり、設置スペースとしてのクリーンルームの大型化が避けられない。これらにより、流体動圧軸受１８の製造コストが増大する。

比較技術のこのような問題点に鑑み、本発明者は実施形態に係る流体動圧軸受１８の製造装置を創作した。

まず、実施形態に係る流体動圧軸受１８の製造装置２００の構成について説明する。
図３は、実施形態に係る流体動圧軸受１８の製造装置２００の断面図である。この製造装置２００は、潤滑剤吐出装置１０２、開口部１０３、第１の扉１０４、第２の扉１０５、ハウジング部１０８、および真空ポンプ（不図示）を備える。本図において、第１の扉１０４に載置した状態の流体動圧軸受１８も示す。

第１の作業領域１０１は、清浄空気を満たしたクリーンルーム内に配置された箱状のハウジング部１０８により画定される。この第１の作業領域１０１内の空気は真空ポンプにより排出され、高度の真空状態とすることができる。真空ポンプは、第１の作業領域１０１内を所定の真空度に保つように制御されてよい。

第１の作業領域１０１内には潤滑剤２０を吐出する潤滑剤吐出装置１０２が設置されている。潤滑剤吐出装置１０２は、第１の作業領域１０１内に設置され、流体動圧軸受１８の潤滑剤の貯留領域１６の入口１６ａに潤滑剤を吐出する。流体動圧軸受１８は、吐出作業台１１０上で潤滑剤吐出装置１０２により吐出される。

ハウジング部１０８には少なくとも１つの開口部１０３が設けられる。第１の扉１０４は、開口部１０３をハウジング部１０８の内側から閉じ、第２の扉１０５は、開口部１０３をハウジング部１０８の外側から閉じる。第１の扉１０４および第２の扉１０５は、ともに同じ開口部１０３を密閉することができ、第１の作業領域１０１内を気密に保つことができる。開口部１０３を閉じた第１の扉１０４と第２の扉１０５との間には、流体動圧軸受１８を置くことができる第２の作業領域１０６が形成される。第２の作業領域１０６は、第１の扉１０４、第２の扉１０５およびハウジング部１０８により画定されてよい。

第１の扉１０４と第２の扉１０５が開口部１０３を閉じているときに、第１の扉１０４を開けると、第１の作業領域１０１と第２の作業領域１０６とが連通する。第１の扉１０４が開いているときは第２の扉１０５閉じられており、第１の扉１０４および第２の扉１０５が同時に開かないため、開口部１０３は常に密閉されている。これにより、流体動圧軸受１８の第１の作業領域１０１への導入時に、密閉性を保つことができる。

また、第２の作業領域１０６は、第１の作業領域１０１より小さい。例えば、第２の作業領域１０６の大きさは、流体動圧軸受１８を囲繞する程度の大きさであってよく、流体動圧軸受１８に応じた大きさであってよい。すなわち、第１の扉１０４および第２の扉１０５は流体動圧軸受１８の大きさおよび形状に応じて形成される。これにより、第２の作業領域１０６に流体動圧軸受１８を配置した際の第２の作業領域１０６内の余剰空間を小さくする。これにより、第１の作業領域１０１と第２の作業領域１０６とが連通したとき、第１の作業領域１０１に流入する空気量を抑えることができ、第１の作業領域１０１の気圧上昇を小さくすることができる。このため、流体動圧軸受１８に潤滑剤を注入する際に、第１の作業領域１０１を所望する１００（Ｐａ）以下とするまでの時間を大幅に短縮できる。

流体動圧軸受１８の製造装置２００は、第２の作業領域１０６内の気圧を制御する気圧制御装置（不図示）をさらに備えてよい。気圧制御装置は、第２の作業領域１０６内の気圧を例えば１００００（Ｐａ）以下に調整する。この結果、流体動圧軸受１８を第１の作業領域１０１に導入する際、第１の作業領域１０１の気圧上昇を最小限にすることができ、第１の作業領域１０１を所望する１００（Ｐａ）以下とするまでの時間を一層短縮できる。

図４および図５は、実施形態に係る流体動圧軸受１８の製造装置２００の断面図である。また、図４（ａ）〜（ｄ）は、実施形態に係る流体動圧軸受１８の製造方法の前半の工程を示し、図５（ａ）〜（ｄ）は、実施形態に係る製造方法の後半の工程を示す。なお、潤滑剤吐出装置１０２および吐出作業台１１０は、図４（ａ）〜（ｂ）、図５（ｂ）〜（ｄ）では省略している。

図４（ａ）は、流体動圧軸受１８に潤滑剤２０を注入する準備を行う準備工程を示す。製造装置２００はクリーンルーム内に設置されており、第１の作業領域１０１はあらかじめ所望の真空度の例えば１００（Ｐａ）以下に減圧されている。図４（ａ）では、開口部１０３は、第１の扉１０４により閉じられており、第２の扉１０５は開いた状態である。潤滑剤２０を注入する前の流体動圧軸受１８を、貯留領域１６の入口１６ａを上に向けて、第１の扉１０４上の流体動圧軸受１８の第２の作業領域１０６に配置する。

図４（ｂ）は、第２の扉１０５を閉じた状態を示す。流体動圧軸受１８を第２の作業領域１０６に載置後、第２の作業領域１０６を密閉するため第２の扉１０５をハウジング部１０８の外側から閉じる。
図４（ｃ）は、第１の扉１０４を開けた状態を示す。第１の扉をハウジング部１０８内に開けると共に、流体動圧軸受１８は、第１の作業領域１０１に導入される。このとき、第１の作業領域１０１と第２の作業領域１０６が連通するが、連通した作業領域は第２の扉１０５により密閉されている。

図４（ｄ）は、潤滑剤吐出装置１０２によって流体動圧軸受１８の潤滑剤２０の貯留領域１６の入口１６ａに潤滑剤２０を吐出する工程を示す。図４（ｄ）では、流体動圧軸受１８を第１の扉１０４から吐出作業台１１０に載せ替えている。この吐出工程では、潤滑剤吐出装置１０２のノズル２４を貯留領域１６の入口１６ａの外側に近づけてそこへ潤滑剤２０を所望の量点滴し、その表面張力により入口１６ａ付近に付着させる。この所望の量は、貯留領域１６を満たすのに十分な量とされる。

図５（ａ）は、第１の扉１０４に流体動圧軸受１８を再び配置した状態を示す。潤滑剤２０が吐出された流体動圧軸受１８は、吐出作業台１１０から第１の扉１０４に戻され、第２の作業領域１０６に再び配置される。
図５（ｂ）は、第１の扉１０４により開口部１０３を閉じた状態を示す。流体動圧軸受１８を載置する第１の扉１０４は、ハウジング部１０８の内側から開口部１０３を閉じる。これにより連通していた第１の作業領域１０１と第２の作業領域１０６が遮断される。このとき第２の作業領域１０６も、第１の作業領域１０１と同じ真空度に保たれている。

図５（ｃ）は、第２の作業領域１０６内に空気を導入して、潤滑剤２０を貯留領域１６の内部に引き込んで充填する工程を示す。この工程では、開口部１０３を開放して略大気圧まで復圧し、貯留領域１６の内部と外部との圧力差によって潤滑剤２０を貯留領域１６の内部へ引き込む。これにより、貯留領域１６に潤滑剤２０が充填される。なお、第２の扉１０５に開放弁（不図示）を設けておき、第２の扉１０５を開ける前に開放弁を調整して、第２の作業領域１０６内に空気を導入して復圧することもできる。空気の導入が緩やかになり、潤滑剤２０に空気を巻き込むことを防止できる点で好ましい。
図５（ｄ）は、潤滑剤２０を引き込んだ流体動圧軸受１８を取り出す工程を示す。

以上のように、ハウジング部１０８の開口部１０３は第１の扉１０４または第２の扉１０５の何れかが閉じており、第１の作業領域１０１を常時真空に保つことができる。したがって、流体動圧軸受１８を第１の作業領域１０１に導入する度に、第１の作業領域１０１を一々減圧する時間が不要となり、作業時間を短縮することができる。

なお、図４および図５では第１の作業領域１０１内に設けた別の吐出作業台１１０に流体動圧軸受１８を移動して潤滑剤２０を吐出する実施形態を説明したが、別の変形例を説明する。例えば、流体動圧軸受１８を載置した第１の扉１０４を開き、流体動圧軸受１８を第１の扉１０４上に設置したままの状態で、潤滑剤吐出装置１０２より潤滑剤２０を吐出してもよい。このとき、第１の作業領域１０１を、潤滑剤吐出装置１０２と第１の扉１０４と流体動圧軸受１８とが入る大きさに形成することができ、製造装置２００を小型化することができる。これにより、製造装置２００の設置スペースを小さくできる点で好ましい。
一方、複数の流体動圧軸受１８を第１の作業領域１０１に導入してもよい。例えば、第１の作業領域１０１内に、一定の角度毎に回転するインデックステーブルを設け、このインデックステーブルに吐出作業台１１０を複数設けてもよい。回転するインデックステーブル上の所定の位置の吐出作業台１１０に流体動圧軸受１８を載せ替え、その吐出作業台１１０が潤滑剤吐出工程のステージまで回転すると、流体動圧軸受１８に潤滑剤２０が吐出される。そして、吐出作業台１１０が回転されて、載せ替え工程のステージに移り、流体動圧軸受１８は、吐出作業台１１０から第１の扉１０４に再び載置される。このように、インデックステーブルを用いることで、複数の流体動圧軸受１８を流れ作業で、効率的に製造することができる。また、大量の流体動圧軸受１８を製造する場合にも少数の製造装置２００を用いれば足り、製造装置２００の設置スペースとしてのクリーンルームの大型化が避けられる。
また、流体動圧軸受１８は、貯留領域１６の入口１６ａを上に向けて置き台に載置されて、第１の扉１０４上に配置されてもよい。この場合、流体動圧軸受１８は、置き台に載置された状態で、第１の作業領域１０１内を移動し、潤滑剤２０の吐出を受ける。例えば、置き台に載置された流体動圧軸受１８が、インデックステーブルに移動し、潤滑剤２０の吐出を受けてよい。

さらに、流体動圧軸受１８を第１の作業領域１０１に導入する開口部１０３と導出する開口部１０３は共通に用いられているが、導入する開口部と導出する開口部とをそれぞれ別個に設けてもよい。例えば、一方の導入開口部は専ら流体動圧軸受１８を導入する図４（ａ）〜（ｃ）の工程を行うようにする。流体動圧軸受１８は第１の作業領域１０１内では潤滑剤２０の吐出を受けた後に、他方の導出開口部で図５（ａ）〜（ｄ）の工程を行い、流体動圧軸受１８を導出するようにする。導入開口部と導出開口部とには、それぞれ第１の扉１０４および第２の扉１０５が設けられる。導入開口部と導出開口部とをそれぞれ別個に設ければ、より短時間で作業できる点で好ましい。とくに、上述のインデックステーブルを用いて大量に流体動圧軸受１８を製造する場合に、作業効率を上げることができ好適である。

なお、潤滑剤吐出装置１０２により吐出される潤滑剤２０の温度である潤滑剤温度は４０℃以上１２０℃以下とされることが望ましい。潤滑剤温度が４０℃以上となると、粘度が十分に低下するので上述の吐出や引き込みをスムーズに効率よく行うことができる。また、潤滑剤温度を１２０℃以下に保つと、潤滑剤２０の蒸発量の面で有利であり、潤滑剤２０が蒸発しすぎないようにできる。

図６および図７は、実施形態に係る流体動圧軸受１８の製造装置２００の変形例の断面図である。また、図６（ａ）〜（ｄ）は、実施形態に係る流体動圧軸受１８の製造方法の変形例の前半の工程を示し、図７（ａ）〜（ｄ）は、実施形態に係る製造方法の変形例の後半の工程を示す。なお、図６（ａ）、（ｂ）および図７（ｂ）〜（ｄ）において、潤滑剤吐出装置１０２および吐出作業台１１０の記載を省略する。

実施形態に係る製造装置２００は、潤滑剤吐出装置１０２、開口部１０３、第１の扉１０４、第２の扉１０５、ハウジング部１０８、および真空ポンプ（不図示）に加えて、バルブ１１２およびポンプ１０７を備える。

すなわち気圧制御部は、第２の作業領域１０６に対して空気の導入および排出のうち少なくとも一方を行うポンプ１０７を含む。この結果、第２の作業領域１０６内の気圧を例えば３００（Ｐａ）以下に調整することができ、第１の作業領域１０１と第２の作業領域１０６が連通した際に第１の作業領域１０１を所望する１００（Ｐａ）以下とするまでの時間をさらに短縮できる。なお、ポンプ１０７は、第２の扉１０５に設けられた給排孔から第２の作業領域１０６内の空気を給排してよい。また、気圧制御装置は、バルブ１１２の開閉を制御することで、ポンプ１０７の給排量を調整してよい。

図６（ａ）は、流体動圧軸受１８の製造準備を行う準備工程を示す。製造装置２００はクリーンルーム内に設置されており、第１の作業領域１０１は、事前に真空ポンプにより所望の高真空、例えば１００（Ｐａ）以下に減圧しておく。第１の扉１０４は開口部１０３を閉じ、第２の扉１０５は開いた状態とする。潤滑剤２０を注入する前の流体動圧軸受１８を、貯留領域１６の入口１６ａを上に向けて、第１の扉１０４上の第２の作業領域１０６に載置する。

図６（ｂ）は、第２の扉１０５を閉じた状態を示す。第１の扉１０４に加えて、第２の扉１０５も閉じることで、第２の作業領域１０６が密閉された状態となる。この状態でポンプ１０７は、第２の作業領域１０６内の空気を排出して、第２の作業領域１０６の真空度を３００（Ｐａ）程度に調整する。これにより流体動圧軸受１８を第１の作業領域１０１に導入する際に第１の扉１０４を開けても、第１の作業領域１０１の気圧の上昇を抑制することができる。
図６（ｃ）は、第１の扉１０４を開けると共に流体動圧軸受１８を第１の作業領域１０１に導入した状態を示す。このとき、第１の作業領域１０１と第２の作業領域１０６が連通するが、連通した作業領域は第２の扉１０５により密閉されている。
図６（ｄ）は、潤滑剤吐出装置１０２によって流体動圧軸受１８の貯留領域１６の入口１６ａに潤滑剤２０を吐出する工程を示す。図６（ｄ）では、流体動圧軸受１８を第１の扉１０４から吐出作業台１１０に載せ替えている。この吐出工程では、潤滑剤吐出装置１０２のノズル２４を貯留領域１６の入口１６ａの外側に近づけてそこへ潤滑剤２０を所望の量点滴し、その表面張力により入口１６ａ付近に付着させる。この所望の量は、貯留領域１６を満たすのに十分な量とされる。

図７（ａ）は、第１の扉１０４に流体動圧軸受１８を再び配置した状態を示す。潤滑剤２０が吐出された流体動圧軸受１８は、吐出作業台１１０から第１の扉１０４に戻され、第２の作業領域１０６に再び配置される。
図７（ｂ）は、第１の扉１０４により開口部１０３を閉じた状態を示す。第１の扉１０４を閉じたことで、連通していた第１の作業領域１０１と第２の作業領域１０６が遮断される。

図７（ｃ）は、第２の作業領域１０６内に空気を導入して、潤滑剤２０を貯留領域１６の内部に引き込んで充填する工程を示す。気圧制御装置としてのバルブ１１２を開き、第２の作業領域１０６の気圧を例えば１００００（Ｐａ）程度に制御する。これにより、貯留領域１６の内部と外部との圧力差によって潤滑剤２０を貯留領域１６の内部へ引き込む。これにより、貯留領域１６に潤滑剤２０が充填される。この実施形態に係る流体動圧軸受１８の製造装置２００は、第２の作業領域１０６を、第１の作業領域１０１とは別個に内部気圧を制御することで、潤滑剤２０を貯留領域１６の内部へ引き込む際の気圧の急激な変化による空気の巻き込みを低減することができる。
図７（ｄ）は、第２の扉１０５を開けて潤滑剤２０を引き込んだ流体動圧軸受１８を取り出す工程を示す。

なおこの実施形態では、流体動圧軸受１８を第１の作業領域１０１に導入する開口部１０３と導出する開口部１０３は共通に用いられているが、導入する開口部と導出する開口部とをそれぞれ別個に設けてもよい。例えば、一方の導入開口部は専ら流体動圧軸受１８を導入する図６（ａ）〜（ｃ）の工程を行うようにする。流体動圧軸受１８は第１の作業領域１０１内では潤滑剤２０の吐出を受けた後に、他方の導出開口部で図７（ａ）〜（ｄ）の工程を行い、流体動圧軸受１８を導出するようにする。導入開口部と導出開口部とには、それぞれ第１の扉１０４および第２の扉１０５が設けられる。導入開口部と導出開口部とをそれぞれ別個に設ければ、より短時間で作業できる点で好ましい。とくに、上述のインデックステーブルを用いて大量に流体動圧軸受１８を製造する場合に、作業効率を上げることができ好適である。また、図６および図７では第１の作業領域１０１内に設けた別の吐出作業台１１０に流体動圧軸受１８を移動して潤滑剤２０を吐出する実施形態を説明したが、流体動圧軸受１８を第１の扉１０４に設置したままの状態で、潤滑剤吐出装置１０２より潤滑剤２０を吐出してもよい。

貯留領域１６の容量に占める入口空間２２の容量の割合が５０％より大きければ、図７（ｄ）の引き込み工程の後、潤滑剤２０の液面は入口空間２２の途中に位置する。したがって流体動圧軸受の製造上のばらつきや適切なマージンを考慮しても、貯留領域１６の容量に占める入口空間２２の容量の割合が例えば６０％以上あれば引き込み工程の後に得られる流体動圧軸受１８は適切な量の潤滑剤２０を有しているといえる。しかしながらその割合が５０％より小さい場合や多めのマージンを得ようとする場合などでは、潤滑剤２０を追加する工程がさらに必要な場合がある。

これに対応するために、図７（ｃ）に示す潤滑剤２０を流体動圧軸受１８の潤滑剤２０の貯留領域１６に引き込む工程の後、潤滑剤２０を付加的に吐出する工程をさらに含んでよい。この付加的に吐出する工程では、大気圧に復圧した状態において、潤滑剤吐出装置（不図示）のノズルの先端を貯留領域１６の内部、特に既に充填されている潤滑剤２０の液面下まで挿入する。そして所望の量が得られるまで潤滑剤２０をノズルから付加的に吐出するようにしてもよい。これにより作業がより容易となる。さらにはノズルの先端を既に充填されている潤滑剤２０の液内まで挿入するので、潤滑剤２０を付加する際に空気を巻き込みにくくなる。なお、製造装置２００は、貯留領域１６に引き込まれた潤滑剤２０の液面の高さをレーザセンサなどの測定手段により計測し、液面の高さが所望の高さに足りていなければ、潤滑剤２０を追加してよい。

図８（ａ）〜（ｄ）は、実施形態に係る流体動圧軸受１８の製造方法の変形例を示す工程図である。図８（ａ）〜（ｄ）に示す工程は、図７（ｃ）以降の工程を示し、それ以前の工程は、図６（ａ）〜（ｄ）および図７（ａ）〜（ｃ）と同じであってよい。図８において、流体動圧軸受１８を再度減圧環境下に配置して、潤滑剤２０を再吐出する工程を示す。
図８（ａ）は、図７（ｃ）の工程の後にバルブ１１２は開いたまま、第２の作業領域１０６内の気圧を例えば１００（Ｐａ）するようにポンプ１０７で排気する工程を示す。
図８（ｂ）は、ハウジング部１０８外にある潤滑剤吐出装置１１４により、潤滑剤２０を付加的に吐出する工程を示す。具体的には、潤滑剤吐出装置１１４のノズル１１６を第２の扉１０５に設けたノズル孔（不図示）に挿入し、貯留領域１６の位置を定めて潤滑剤２０を吐出する。なお、ノズル１１６を第２の扉１０５に設けたノズル孔に挿入した後、ポンプ１０７により排気してもよい。
図８（ｃ）は、バルブ１１２を開き、第２の作業領域１０６の気圧を例えば大気圧にする工程を示す。これにより、付加的にした潤滑剤２０を貯留領域１６の内部と外部との圧力差によって貯留領域１６の内部へ引き込み充填される。減圧環境下で潤滑剤２０を吐出しているため、潤滑剤２０を再度引き込む際にも、潤滑剤２０への空気の巻き込みを低減できる。
図８（ｄ）は、第２の扉１０５を開けて流体動圧軸受１８を取り出す工程を示す。

ここで、以上に説明した実施形態に加えて、さらに変形例を説明する。
潤滑剤２０を吐出するノズルを流体動圧軸受１８に接近させて傷をつけることを防止するために、吐出作業に手間がかかる課題がある。
これに対応するため、流体動圧軸受１８の貯留領域１６の入口１６ａに潤滑剤２０を吐出する工程は、吐出される潤滑剤２０の液滴が貯留領域１６の入口１６ａに入るように、貯留領域１６から離れた位置にある潤滑剤吐出装置のノズルのねらいを定める工程と、そのノズルから潤滑剤２０の液滴を貯留領域１６からあふれ出ない量射出する工程とを含んでよい。貯留領域１６から離れた位置とは、例えば、ノズルの先端がスリーブ１１とスラストリング１２との空隙に入り込まない位置をいう。貯留領域１６から離れた位置から潤滑剤２０を吐出することで、流体動圧軸受１８を傷つけることがなく、作業が容易になる。

潤滑剤吐出装置の潤滑剤タンクは、その内部の潤滑剤２０の圧力を制御する圧電素子などの圧力制御手段を備える。この圧力制御手段に電圧パルスを印加することにより潤滑剤タンク内の潤滑剤２０の液圧を瞬間的に高める。このようにして液圧を瞬間的に高め、ノズルから潤滑剤２０を押し出す。押し出された潤滑剤２０は、細かな液滴４２となって入口空間２２へ飛翔する。一台の流体動圧軸受１８にノズルから射出される潤滑剤２０の量は、入口空間２２からあふれ出ない量に予め設定される。なお、ノズルから吐出される潤滑剤２０は、複数回に分けて吐出されてよい。また、ノズルはスペースが許す限り複数のノズルが用いられてもよい。

潤滑剤２０を射出する方法としては、前述の方法に限られない。例えば、潤滑剤吐出装置１０２の潤滑剤タンクの内部にヒータを設け、このヒータを加熱してもよい。ヒータによる加熱で潤滑剤２０に気泡が発生し、その気泡の圧力によって潤滑剤２０が射出される。この場合、潤滑剤２０の温度を制御するためのヒータと潤滑剤２０を射出するためのヒータとを兼用することができる。

流体動圧軸受１８の入口空間２２に潤滑剤２０が必要以上にあると、意図しない振動などにより潤滑剤２０が貯留領域１６から漏出する可能性が高くなりうる。これに対応するため、潤滑剤２０が充填された後に、潤滑剤２０を吸い出すためのノズルを吐出された潤滑剤２０の内部に挿入し、潤滑剤２０の量が所定の量になるまで吸い出す吸い出し工程をさらに含んでもよい。この吸い出し工程では、大気圧のもと、潤滑剤２０の量を例えばレーザセンサなどの測定手段によって液面の高さを測定しながら潤滑剤２０が吸い出される。この場合、製造装置２００は、過剰に吐出した潤滑剤２０を吸い出すことができ、潤滑剤２０が漏れ出す可能性を低減できる。また、吸い出した潤滑剤２０を再利用することによりコストを改善することができる。

より作業効率を上げるため、潤滑剤２０を充填する際に流体動圧軸受１８を加熱して充填作業をしてもよい。流体動圧軸受１８を加熱すると、スリーブ１１やスラストリング１２が熱膨張し、貯留領域１６や入口空間２２の容量が一時的に拡大される。その結果、潤滑剤２０は貯留領域１６の内部へよりスムーズに充填され、作業効率が向上する。流体動圧軸受１８を加熱する温度は、４０℃以上１２０℃以下とされることが望ましい。４０℃以上となると、貯留領域１６や入口空間２２の容量が十分に拡大されるので上述の充填をスムーズに短期間で行うことができる。また、潤滑剤２０の温度を１２０℃以下に保つと、蒸発量の面で有利である。

以上、第１の作業領域の圧力を１００（Ｐａ）以下に減圧する場合について説明したが、これに限られない。例えば、時間効率の向上によりさらに第１の作業領域の気圧を減圧してもよく、作業領域の圧力を１０（Ｐａ）以下に減圧すれば空気が潤滑剤２０に巻き込まれにくくなる点で好ましく、また、作業領域の圧力を５（Ｐａ）以下とすれば空気が潤滑剤２０に溶け込みにくくなる点で好ましい。

潤滑剤吐出装置のノズルの先端部を、流体動圧軸受１８を構成する材料よりも柔らかい材料、例えばフッ素樹脂で形成してもよい。この場合、万一、ノズルの先端部が流体動圧軸受１８の部材に当たったとしてもその壁面を傷つけにくくなる。またこのようにノズルの先端部と流体動圧軸受１８との接触をそれほど気にしなくても良くなるので、ノズルの先端部の寸法を大きくして潤滑剤２０を短時間により多く吐出できる。また、ノズルの先端部が樹脂で形成されることは、ノズルの先端部の外周を樹脂などでコーティングする場合も含む。

以上、実施形態にもとづき本発明を説明したが、これらは、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもなく、実施形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、流体動圧軸受１８の製造装置２００は、補助的に潤滑剤２０が不足した流体動圧軸受１８に潤滑剤２０を注入する場合に用いてもよい。具体的には、経時的に使用した結果、貯留領域１６に潤滑剤２０が不足している場合や、製品検査により潤滑剤２０の不足を発見した場合などに用いられてよい。

２ ハブ、 ２ａ 内周面、 ２ｂ 下垂部、 ５ ベースプレート、 ６ 積層コア、 ７ コイル、 ８ 円環状マグネット、 １１ スリーブ、 １１ａ 外周面、 １２ スラストリング、 １２ａ 内周面、 １３ シャフト、 １４ プレート、 １６ 貯留領域、 １６a 入口、 １８ 流体動圧軸受、 ２０ 潤滑剤、 ２２ 入口空間、 ２４ ノズル、 ２６ａ 吐出端、 ３０ａ 第１撥油領域、 ３０ｂ 第２撥油領域、 ３２ ケース、 ３４ 潤滑剤注入装置、 １００ ディスク駆動装置、 Ｒ 回転軸、 １０１ 第１の作業領域、 １０２ 潤滑剤吐出装置、 １０３ 開口部、 １０４ 第１の扉、 １０５ 第２の扉、 １０６ 第２の作業領域、 １０７ ポンプ、 １０８ ハウジング部、 １１０ 吐出作業台、 １１２ バルブ、 １１４ 潤滑剤吐出装置、 １１６ ノズル、 ２００ 製造装置。

Claims (14)

1. 第１の作業領域を画定するハウジング部と、
   前記第１の作業領域内の空気を排出する真空ポンプと、
   前記第１の作業領域内に設置され流体動圧軸受の潤滑剤の貯留領域の入口に潤滑剤を吐出する潤滑剤吐出装置と、
   前記ハウジング部に設けられた少なくとも１つの開口部と、
   前記開口部を閉じる第１の扉と、
   前記開口部を閉じる第２の扉と、を備え、
   前記開口部を閉じた前記第１の扉と前記第２の扉との間に、流体動圧軸受が置かれる第２の作業領域が形成されることを特徴とする流体動圧軸受の製造装置。
2. 前記第２の作業領域内の気圧を制御する気圧制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の流体動圧軸受の製造装置。
3. 前記気圧制御部は、前記第２の作業領域に対して空気の導入および排出のうち少なくとも一方を行うポンプを含むことを特徴とする請求項２に記載の流体動圧軸受の製造装置。
4. 前記第２の作業領域は、前記第１の作業領域より小さく、
   前記第１の扉と前記第２の扉が前記開口部を閉じているときに、前記第１の扉を開けると、前記第１の作業領域と前記第２の作業領域とが連通することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の流体動圧軸受の製造装置。
5. 請求項１から４に記載した流体動圧軸受の製造装置を用いた流体動圧軸受の製造方法であって、
   前記第１の扉により前記開口部を閉じる工程と、
   前記第２の作業領域に前記流体動圧軸受を配置する工程と、
   前記第２の扉を閉じる工程と、
   前記第１の扉を開けると共に、前記流体動圧軸受を前記真空ポンプにより減圧されている前記第１の作業領域に導入する工程と、
   潤滑剤吐出装置によって前記流体動圧軸受の潤滑剤の貯留領域の入口に潤滑剤を吐出する工程と、
   前記第２の作業領域に前記流体動圧軸受を再び配置する工程と、
   前記第１の扉により前記開口部を閉じる工程と、
   前記第２の作業領域に空気を入れて前記潤滑剤を前記流体動圧軸受の潤滑剤の貯留領域に引き込む工程と、を備えることを特徴とする流体動圧軸受の製造方法。
6. 前記第２の扉により前記第１の扉および前記流体動圧軸受を含めて前記開口部を閉じる工程と、前記第１の扉を開けると共に前記流体動圧軸受を前記第１の作業領域に導入する工程との間に、前記第２の作業領域内を減圧する工程をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の流体動圧軸受の製造方法。
7. 前記潤滑剤を前記流体動圧軸受の潤滑剤の貯留領域に引き込む工程の後、潤滑剤を付加的に吐出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項５または６に記載の流体動圧軸受の製造方法。
8. 前記潤滑剤を付加的に吐出する工程は、前記第２の作業領域でなされることを特徴とする請求項７に記載の流体動圧軸受の製造方法。
9. 前記流体動圧軸受の潤滑剤の貯留領域の入口に潤滑剤を吐出する工程は、射出される潤滑剤の液滴が前記貯留領域の入口に入るように、前記貯留領域から離れた位置にあるノズルのねらいを定める工程と、前記ノズルから潤滑剤の液滴を前記貯留領域からあふれ出ない量射出する工程と、を含むことを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載の流体動圧軸受の製造方法。
10. 潤滑剤を吸い出すためのノズルを吐出された潤滑剤の内部に挿入し、潤滑剤の量が所定の量になるまで吸い出す工程をさらに含むことを特徴とする請求項５から９のいずれかに記載の流体動圧軸受の製造方法。
11. 前記吐出する工程において、前記流体動圧軸受を加熱することを特徴とする請求項５から１０のいずれかに記載の流体動圧軸受の製造方法。
12. 請求項５から１１のいずれかに記載の流体動圧軸受の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする流体動圧軸受。
13. 請求項１２に記載の流体動圧軸受を備えることを特徴とする回転機器。
14. ディスク駆動装置を含むことを特徴とする請求項１３に記載の回転機器。

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