KR20080088486A

KR20080088486A - 자기 디스크의 윤활제 코팅을 형성하는 윤활제 증기의유동을 모니터링하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080088486A
Application number: KR1020080028776A
Authority: KR
Inventors: 칼 피터센; 케네스 아메스
Original assignee: 인테벡, 인코포레이티드
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2008-10-02
Also published as: SG146593A1; JP2008269765A; EP1975926A3; CN101373602A; US20080236481A1; EP1975926A2

Abstract

가열되어 증기로 되는 액체 윤활제용 저장소와 디스크 사이의 윤활제 증기 유동 경로에서 자기 디스크에 윤활제 코팅이 윤활제 증기로서 가해진다. 유동 경로는 저장소와 구멍난 디퓨저 사이에서 증기 챔버를 포함한다. 복수의 압전 결정은 상이한 시기에 증기 챔버에서 유동하는 윤활제 증기의 유속을 선택적으로 모니터링하는데, 이는 증기 챔버에서 유동하는 증기와 결정 사이에서 선택적으로 개방 및 폐쇄되는 셔터의 선택적인 위치결정에 의해 이루어진다. 결정의 온도 변화는 결정 온도를 일정하게 유지하기 위한 피드백 장비에 의해 보정된다.

자기 디스크, 윤활제 코팅.

Description

자기 디스크의 윤활제 코팅을 형성하는 윤활제 증기의 유동을 모니터링하는 방법 및 장치{METHOD OF AND APPARATUS FOR MONITORING FLOW OF LUBRICANT VAPOR FORMING LUBRICANT COATINGS OF MAGNETIC DISKS}

일반적으로 본 발명은 윤활제 증기에 의해 코팅되는 경질 자기 디스크가 내부에 위치될 수 있는 진공 챔버를 향해 증기 공간을 통해 유동하는 윤활제 증기의 질량 유속을 모니터링하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

Hughes 등의 미국특허 제6,183,831호 (참조로 인용됨) 에는, 진공 챔버 내에서 증기 (가스) 형태의 윤활제 (바람직하게는 미국특허 제5,776,577호에 개시된 퍼플루오로폴리에테르 (PFPE)) 를 가하여 디스크에 자기 층을 형성함으로써, 경질 자기 디스크를 윤활제 막으로 코팅하는 방법 및 장치가 개시되어 있다. 다음으로, 자기 디스크는, 진공 챔버 내로 운반되었다가 나오게 되는 카세트에서 디스크를 들어올리는 운반 블레이드에 의해 증기의 유동 경로에 적재된다. 증기는 진공 챔버 내에 위치된 근원 (source) 에서 액체 형태의 윤활제에 충분한 열을 가하여 얻어진다. 얻어지는 증기는 자기 디스크에 입사되기 전에 가스 디퓨저 플레이트를 통해 유동한다. 윤활제 근원에 전달되는 열량을 제어하여 액체 윤활제 의 온도 및 액체 윤활제 근원으로부터 증발된 증기 윤활제의 질량 유속을 제어하기 위해, 액체 윤활제 근원으로부터 증발되는 윤활제 증기의 유속을 모니터링하기 위한 측정에 단일 수정미세저울 (QCM) 이 포함된다. 수정미세저울은 진동자에 연결된 매우 민감한 압전 결정이다. 결정의 공진 진동수에 의해, 진동자의 진동수가 결정된다. 진동자 진동수는 증기 윤활제 질량 유속을 측정하기 위해 검출된다.

Hughes 등의 특허에 기재된 상기 장치의 성능은 만족스럽지만, 향상될 수 있다. 압전 결정은, 심지어 경질 자기 디스크의 처리가 이루어지지 않는 오랜 아이들 또는 소강 (lull) 기간 동안에도, 결정이 증기에 항시 노출됨으로 인해 단축되는 제한된 수명을 갖는다. 그러한 아이들 기간 동안, 윤활제 증기의 유동을 시작시키는 것과 관련된 불안정성으로 인해 액체 윤활제 근원으로부터 처리시 경질 자기 디스크가 위치되는 진공 챔버 내로 증기가 연속적으로 유동한다. 압전 결정의 제한된 수명으로 인해, 결정을 약간 자주 교체할 필요가 있고, 이로 인해 결정이 분리되는 상기 제조 장치의 작동을 중지해야 한다. 그러한 중지는 비효율적이며 비용을 증가시킨다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 경질 자기 디스크 상에 윤활제 코팅을 형성하는 윤활제 증기의 질량 유속을 모니터링하기 위한 신규하고 향상된 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 경질 자기 디스크 상에 윤활제 코팅을 형성하는 윤활제 증기의 질량 유속을 모니터링하기 위한 신규하고 향상된 방법 및 장치로서, 질량 유속 모니터의 교체 사이의 시간이 일반적인 종래 장치에 비해 긴 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

분 발명의 추가적인 목적은, 경질 자기 디스크에 윤활제 코팅을 형성하는 윤활제 증기의 질량 유속을 모니터링하기 위한 신규하고 향상된 방법 및 장치로서, 경질 자기 디스크에 윤활제 코팅을 가하기 위한 제조 장치의 비싸지 않고 효율적인 작동을 촉진하는 질량 유속 모니터의 장치가 존재하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 디스크들 중 한 디스크를 홀더 상의 위치에 유지하면서 그 디스크에 윤활제 코팅을 형성할 수 있는 증기를 가하여, 진공 챔버 내에서 홀더 상의 위치에 선택적으로 유지된 자기 디스크에 윤활제 코팅을 가하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 증발되어 증기를 형성할 수 있는 액체를 위한 저장소와 저장소 내 액체를 가열하여 윤활제 증기로 만들기 위한 히터를 포함한 다. 디스크가 홀더 상의 위치에 있는 상태에서, 저장소로부터 디스크까지 윤활제 증기의 유동을 위한 유동 경로가 제공된다. 유동 경로는, (1) 디스크가 유동 경로 내 위치에 있는 동안 저장소와 홀더 사이에 구멍난 디퓨저, 그리고 (2) 저장소와 구멍난 디퓨저 사이에 증기 챔버를 포함한다. 유동 경로는 저장소 내 액체가 가열되어 윤활제 증기로 되는 동안 진공 조건이 되도록 배치되어 있다. 복수의 모니터가 유동 경로에서 유동하는 윤활제 증기의 유속을 검출한다.

바람직하게는, 셔터 장비가 모니터로의 윤활제 증기의 유동을 제어한다. 셔터 장비는, (a) 제 1 특정 시간 간격 동안, 제 1 모니터는 증기 챔버 내에서 유동하는 윤활제 증기의 유속에 응답하게 하면서, 나머지 모니터(들)는 증기 챔버 내에서 유동하는 윤활제 증기의 유속에 응답하지 않게 하도록, 그리고 (b) 제 2 특정 시간 간격 동안, 제 2 모니터는 증기 챔버 내에서 유동하는 액체 증기의 유속에 응답하게 하면서, 나머지 모니터(들)는 증기 챔버 내에서 유동하는 액체 증기의 유속에 응답하지 않게 한다.

또한, 셔터 장비는, 제 3 특정 시간 간격 동안 모든 모니터가 증기 챔버 내에서 유동하는 액체 증기의 유속에 응답하지 않게 하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.

증기 챔버는 저장소로부터 구멍난 디퓨저까지 직선 유동 경로와 동일한 방향으로 연장된 벽을 포함한다. 바람직하게는, 벽은, 증기 챔버와 각 모니터 사이에서 윤활제 증기를 위한 개별 유동 경로를 제공하기 위해, 각각의 모니터에 대해 하나씩 복수의 개구를 포함한다. 셔터 장비는 증기 챔버의 벽에 있는 복수의 개구와 모니터 사이에 있다.

셔터 장비는 제 3 특정 시간 간격 동안 모든 모니터가 증기 챔버 내에서 유동하는 액체 증기의 유속에 응답하지 않게 하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.

바람직한 실시형태에서, 각각의 모니터가 유동 경로 내 증기의 유동에 의해 영향을 받는 공진 진동수를 갖는 압전 결정을 포함한다. 가변 진동수 진동자와 모니터 사이의 전환 장비와 셔터는, 유동 경로 내 증기의 유동에 응답하는 작동 모니터의 압전 결정이 나머지 모니터(들)의 압전 결정(들)을 제외하고 진동자에 연결되도록 배치되어, 진동자 진동수에 영향을 미친다.

모니터가 잠시 동안 작동된 후 진동자 출력 진동수가 질량 유속을 정확히 뒤따르지 않음이 관찰되었다. 모니터가 잠시 동안 작동된 후 압전 결정 온도가 상승하기 때문에 부정확성이 발생함을 발견하였다. 결정 온도의 변화는 진동자에 의해 생성되는 진동수에 영향을 미친다. 결정 공진 진동수가 결정 온도의 함수로서 변하는 경향은, 결정 온도를 검출하고 검출된 온도에 응답하는 제어기를 제공함으로써 극복된다. 제어기는 결정 온도를 일정하게 유지하기 위한 온도 제어 피드백 장비를 포함하는 것이 바람직하다. 또는, 제어기는 결정 온도와 결정 공진 진동수를 서로 관련시키기 위한 검색 테이블 (lookup table) 을 포함할 수 있다. 그러한 검색 테이블은 검출된 결정 온도에 각각 응답하는 제 1 및 제 2 입력과 진동자 작동 진동수를 위한 진동수 검출기의 출력을 갖는다. 그러므로, 본 발명의 다른 목적은 경질 자기 디스크에 윤활제 코팅을 형성하는 윤활제 증기의 질량 유속을 모니터링하기 위한 신규하고 향상된 방법 및 장치로서, 장치가 잠시 동안 사용된 후 관찰되던 질량 유속의 측정에서의 부정확성이 극복되는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기한 그리고 또 다른 목적, 특징 및 이점은, 본 발명의 특정 실시형태에 대한 이하의 상세한 설명을 특히 첨부 도면을 참조하여 고려하면, 분명해질 것이다.

이하에서, 윤활제 근원 (10) 및 진공 챔버 (14) 를 포함하는 하우징 (12) 을 포함하는 도면을 참조하는데, 이 진공 챔버는 적절한 진공 펌프 (도시 안 됨) 에 의해 적절한 진공 압력으로 유지된다. 진공 챔버 (14) 내에는, 경질 자기 디스크 (18) 를 위한 홀더 (16) 가 위치되며, 이 자기 디스크는 상기 특허에 개시된 것처럼 크롬 층으로 피복된 후 자기 층으로 피복된 기재 층을 포함한다. 홀더 (16) 는 진공 챔버 (14) 에 순차적으로 들어가고 나오는 카세트로부터 상이한 경질 자기 디스크를 순차적으로 들어올리고, 따라서 디스크는 디스크에 증착되는 윤활제 증기의 경로에서 도 1 ∼ 도 3 에 나타낸 위치에 옮겨진다. 윤활제는 바람직하게는 PFPE 이다.

윤활제 근원 (10) 은 대기압으로 유지되는 대기압 부분 (20), 및 진공 부분과 챔버 (14) 사이에 종종 존재하는 가스 유동 통로에 의해 챔버 (14) 내 진공과 거의 동일한 진공 압력으로 유지되는 진공 부분 (22) 을 포함한다. 하우징 (25) 에 의해 운반되는 액체 윤활제 저장소 (24) 는, ① 증기 공간 (26), ② 선택적으로 개방 및 폐쇄되는 디퓨저 셔터 (28) 및 ③ 디퓨저 플레이트 (30) 와 마찬가 지로, 진공 부분 (22) 내에 있다.

증기 공간 (26) 은 증기 공간의 경계를 규정하는 서로 평행한 평면 (34, 36) 에 직각으로 연장된 원통형 측벽 (32) 을 갖는 공동 (cavity) 이다. 저장소 (24) 의 한 면은 평면 (34) 의 대부분을 차지하고, 디퓨저 셔터 (28) 의 제 1 평면 (도 4) 은 평면 (36) 의 대부분을 차지한다. 디퓨저 셔터의 제 1 평면에 평행한 디퓨저 셔터 (28) 의 제 2 평면은 디퓨저 플레이트 (30) 의 제 1 평면과 접하고 있다.

도 2 및 도 3 에 나타낸 것처럼, 하우징 (25) 은 액체 윤활제 저장소 (24) 가 적층된 3 개의 세그먼트 (37, 38, 39) 를 포함하도록 배치되고, 각 세그먼트는 후방 벽 (45) 뿐만 아니라 바닥부 (41) 및 플랜지 또는 립부 (43) 에 의해 형성되는 윤활제 웰 (well) 을 포함한다. 근원 (10) 이 하우징 (12) 에 연결되기 전에 근원이 적어도 대기압인 동안, 액체 윤활제가 각 세그먼트 (37, 38, 39) 의 웰에 적재된다. 근원 (10) 의 접하는 벽과 하우징 (12) 사이의 진공 시일 (가스켓, 48) (도 1 ∼ 도 4) 은 진공 챔버 (14) 와 근원 (10) 의 진공 부분 (22) 내의 진공을 유지하는데 도움이 된다.

저장소 (24) 내 액체 윤활제는 근원 (10) 의 대기압 부분 (20) 에서 저항 히터 코일 (50) 에 의해 가열되어 증기로 된다. 증발된 윤활제는 저장소 (24) 로부터 증기 공간 (26) 내로 유동하고, 그곳서부터, 셔터 (28) 와 플레이트 (30) 를 통해 유동하는 윤활제 증기의 경로에서 홀더가 카세트로부터 경질 디스크를 도 1 ∼ 도 3 에 나타낸 위치로 들어올린 상태에서, 개방된 디퓨저 셔터 (28) 와 디퓨저 플레이트 (30) 를 통해 경질 디스크 (18) 와 홀더 (16) 쪽으로 유동한다.

디퓨저 셔터 (28) 가 폐쇄된 때, 경질 자기 디스크가 처리되지 않는 기간인 근원 (10) 의 작동에 있어서 실질적인 아이들 또는 소강 기간 동안 발생하는 것처럼, 디퓨저 셔터와 디퓨저 플레이트 (30) 의 개구 중 어느 것도 등록 상태가 아니어서, 증발된 윤활제가 빠르게 증기 공간 (26) 을 채운다. 디퓨저 셔터 (28) 가 닫힌 동안 증발된 윤활제가 증기 공간 (26) 을 채우는 결과, 증기 체적 내 압력이 충분히 증가하여, 히터 코일 (50) 에 의해 저장소 (24) 내 액체 윤활제에 공급되는 열량이 거의 일정하게 유지되더라도, 저장소 (24) 로부터 추가적인 증기가 증발되지 않는다. 그 결과, 실질적인 아이들 또는 소강 기간 동안 저장소 (24) 로부터 증발되는 윤활제 중 버려지는 윤활제가 최소량으로 된다. 저장소 (24) 내 액체에 열을 연속적으로 가함으로써, 액체 윤활제의 가열 처리의 시작 및 정지로 인해 발생하는 경향을 갖는 저장소 (24) 로부터 액체 증발의 불안정성이 회피된다.

디퓨저 플레이트 (30) 는 좁은 간격의 많은 열 (row) 로 배치된 작은 원형 개구 (도시 안 됨) 를 포함하는데, 이 개구는 정렬되어 있고 디퓨저 셔터가 닫힌 때 디퓨저 셔터 (28) 의 대응 개구 (52) (도 4) 로 등록되어 있다. 디퓨저 플레이트 (30) 의 각각의 개구와 셔터 (28) 의 개구 (52) 사이에는 1 대 1 대응이 존재한다. 디퓨저 셔터 (28) 가 개방된 경우, 디퓨저 셔터는 개구 (52) 가 고정 디퓨저 플레이트 (30) 의 작은 원형 개구의 열과 열 사이에 위치되록 하는 위치로 전환되어, 디퓨저 플레이트 (30) 의 개구를 통해, 저장소 (24) 로부터 증발된 윤활 제 증기를 위한 유동 경로를 제공한다. 디퓨저 셔터 (28) 는 회전 연동장치 (56) 를 구동하는 모터 (54) 를 통해 저장소 (24) 로부터 경질 자기 디스크 (18) 로의 증기의 유동 경로를 선택적으로 개방 및 폐쇄한다. 모터 (54) 는 근원 (10) 의 하우징 (62) 에서 플랜지 (60) 에 의해 운반되는 기어박스 (58) 에 의해 연동장치 (56) 에 연결되고, 연동장치 (56) 는 모터 (54) 의 축의 회전에 따라 셔터가 어느 정도의 각도로 (a few degrees) 회전하도록 디퓨저 셔터 (28) 와 기어박스 (58) 사이에 연결되어 있다. 연동장치 (56) 뿐만 아니라, 디퓨저 플레이트 (30) 와 그의 개구, 그리고 셔터 (28) 와 그의 개구 (52) 는, 디퓨저 (30) 에서 모든 개구가 셔터가 개방되고 차단될 때 셔터 (28) 와 개구 (52) 에 의해 동시에 차단되지 않고 동시에 차단된다. 결과적으로, 디스크 (18) 의 자기 층에 가해진 윤활제 코팅이 실질적으로 균일한 두께를 갖는다.

압전 결정 (70, 72) (양자 모두 하우징 (71) 내에 위치됨) 은 증기 공간 (26) 을 통해 유동하는 증기 윤활제의 증착 속도를 선택적으로 모니터링하여, 제 1 시간 간격 동안, 결정 (72) 을 제외하고 결정 (70) 이 증기 공간 (26) 에 연결되고, 제 2 시간 간격 동안, 결정 (70) 을 제외하고 결정 (72) 이 증기 공간에 연결된다. 제 3 시간 간격 동안에는, 결정 (70) 또는 결정 (72) 이 증기 공간에 연결되지 않는다. 제 1 및 제 2 시간 간격 동안, 증기 공간 (26) 내의 윤활제 증기 입자가 결정 (70, 72) 에 입사된다. 제 3 시간 간격 동안에는, 증기 윤활제 입자는 결정에 입사되지 않는다.

이러한 결과를 얻기 위하여, 공간 (26) 과 결정 (70, 72) 사이의 유체 유동 경로에 셔터 (73) 가 선택적으로 개재된다. 셔터 (73) 는 소강 또는 아이들 기간 동안 윤활제 증기에 대한 결정 (70, 72) 의 노출 시간을 감소시켜, 결정의 사용 수명을 연장시킴으로써 유지비를 감소시킨다. 단일 증착 속도 모니터링 결정이 아닌 복수의 증착 속도 모니터링 결정 (70, 72) 을 사용하는 것은, 동일한 유익한 결과를 달성하는데 도움이 된다.

이를 위해, 증기 공간 (26) 의 측벽 (32) 은 저장소 (24) 와 디퓨저 셔터 (28) 사이에서 벽의 길이방향을 따라 서로 치환되는 정렬 개구 (74, 76) 를 포함한다. 개구 (74, 76) 는, 각각, 바람직하게는 Beaverton Oregon 의 Maxteck Inc. 로부터 이용가능한 QCM 종류의 압전 결정 (70, 72) 의 매우 가까이에 유출 구멍을 각각 갖는 원통형 통로 (78, 80) 와 유체 유동 관계에 있다. 로터리 셔터 (73) 는 샤프트 (84) 에 의해 구동되는 회전가능한 디스크의 형태이고, 이 샤프트는 공기압 모터 (86) 와 연동장치 (88) 에 의해 구동되어, 셔터 (73) 가 통로 (78, 80) 의 유출 구멍과 결정 (70, 72) 사이에 선택적으로 위치된다. 모터 (86) 는 대기압 상태이고, 플랜지 (60) 에 연결된 하우징 (89) 에 의해 운반된다. 결정 (70, 72), 셔터 (73), 샤프트 (84) 및 연동장치 (88) 의 일부는 챔버 (14) 의 진공 상태이지만, 모터 (86), 하우징 (89) 및 연동장치 (88) 의 나머지 부분은 대기압 상태이다.

결정 (70, 72) 을 위한 하우징 (71) 은, 챔버 (14) 가 잠시 동안 작동된 후, 처리 챔버 (14) 의 온도까지 점차 가열된다. 그러나, 결정 (70, 72) 에 의해 검출되고 진동자 (122) (도 5) 에 의해 유도된 진동수로 표시되는 증착 속도의 초 기 보정은, 진동수 검출기 (124) 에 의해 검출되는 것처럼, 일반적으로 제조 사이클의 시작시에 행해진다. 따라서, 결정 (70, 72) 의 공진 진동수는 도 1 ∼ 4 의 전체 톨 (toll) 이 동적 열 정상 상태에 있는 때 전체 제조 사이클 동안 참 (true) 증착 속도를 나타내지 않을 수 있다.

증기 유속의 제어에 있어서 이러한 잠재적인 취약성을 완화하기 위해, 하우징 (71) 의 온도를 일정하게 되도록 제어함으로써 결정 (70, 72) 의 온도가 능동적으로 제어된다. 이를 위해, 결정 (70, 72) 을 일정한 온도로 유지하기 위해, 하우징 (71) 내에 냉각 기구가 포함되고, 따라서 결정 (70, 72) 으로부터 얻어지는 판독치가 항상 냉각 유체 (적절하게는 공기 또는 물) 의 일정한 온도의 기준이 된다. 냉각 유체는, 튜브 (77, 79) 내 냉각 유체가 각각 결정 (70, 72) 을 주로 냉각하도록, 튜브 (75, 77, 79) 에 의해 하우징 (71) 에 유출입한다. 튜브 (79) 를 통해 유동하는 가열된 냉각제는 열교환기 (81) 로 역으로 유동하고, 이곳에서 냉각되고 튜브 (77, 79) 로 역으로 재순환된다. 열교환기 (81) 에 의해 재순환 냉각 유체에 부여되는 냉각 정도는 결정 (70, 72) 의 온도를 효과적으로 모니터링하기 위해 하우징 (71) 내에 설치된 온도 검출기 (83) 에 의해 제어된다. 검출기 (83) 는 적절한 케이블 (도시 안 됨) 에 의해 열교환기에 전기적으로 연결된다.

증기 공간 (26) 의 원통형 측벽 (32) 은 높은 열전도율을 갖는 히터 블록 (90) 의 일부분이고, 이 블록은 블록 (90) 에서의 증기 윤활제의 응축 감소를 돕는 구리 또는 비교적 비싸지 않은 몇몇의 다른 높은 열전도율의 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 블록 (90) 이 높은 열전도율 재료로 이루어지기 때문에, 블록 (90) 의 각 벽은 전체 길이에 있어서 실질적으로 균일한 온도를 갖고, 따라서 블록 (90) 의 동일한 벽 표면에서의 차이를 나타내는 증기의 응축이 최소화된다.

블록 (90) 은, 저항 가열 코일 (50) 로부터 저장소 (24) 내 액체까지 열을 위한 높은 열전도율 경로를 제공하는 원형 베이스 (92) 를 포함한다. 블록 (90) 은 열 초크 (heat choke, 94) 를 포함한다. 열 초크 (94) 는 블록 (90) 의 나머지 부분에 비해 높은 열적 임피던스를 갖는 블록의 일부분이다. 열 초크 (94) 는 베이스 (92) 와 원형 플랜지 (96) 사이의 원형 홈부 (102) 이며, 이 홈부의 내주는 증기 공간 (26) 의 원통형 측벽 (32) 을 형성하여, 블록 (90) 이 2 개의 열적 구역, 즉 베이스 (92) 에 의해 형성되는 제 1 열적 구역과 플랜지 (96) 에 의해 형성되는 제 2 열적 구역을 가질 수 있도록 한다. 블록 (90) 은, 저항 가열 요소와 온도 검출기 장비와 함께, 증기 공간 (26) 의 측벽 (32) 이 저항 가열 코일 (50) 로부터 저장소 (24) 내 액체까지 열을 위한 높은 열전도율 경로를 제공하는 블록 (90) 의 베이스 (92) 의 온도보다 소정의 온도 (5 ℃ 등) 더 높게 되도록 한다. 그 결과, 측벽 (32) 에서의 증기 공간 (26) 내 윤활제 증기의 응축이 최소화되어, 근원 (10) 의 더욱 효과적인 작동이 제공된다.

원형 베이스 (92) 는, 근원 (10) 의 진공 부분 (22) 에 있으면서 저장소 (24) 를 위한 하우징 (25) 의 편평한 원형 표면과 접하는 편평한 원형 표면 (98) 을 갖는다. 표면 (98) 은 저장소 (24) 로부터 디퓨저 셔터 (28) 의 표면 (36) 까지의 직선 경로에 직각을 이루는 면 내에 있고, 이로부터 환형 플랜지 또는 링 (96) 이 연장된다. 베이스 (92) 는 표면 (98) 에 평행한 편평한 원형 표면 (100) 을 포함한다. 저항 가열 코일 (50) 은, 저항 가열 코일과 저장소 (24) 사이의 높은 열전도율 경로를 제공하는 것을 돕기 위해, 표면 (100) 에 접하는 편평한 원형 표면을 포함한다.

베이스 (90) 는, 근원 (10) 의 대기압 부분 (20) 에 있는 표면 (100) 에 깊은 환형 홈부 (104) 를 포함한다. 홈부 (102) 는 표면 (100) 에서 거의 표면 (102) 까지 연장되어, 베이스 (92) 와 플랜지 (94) 사이에 좁은 목부 (열 초크 (94) 를 구성함) 를 형성한다. 열 초크 (94) 로 인해, 능동적인 온도 제어의 사용을 통해, 베이스 (92) 와 플랜지 (94) 를 상이한 온도로 유지할 수 있다. 특히 벽 (32) 의 매우 가까이에 서로 직교하는 4 개의 저항 가열 코일 (111 ∼ 114) 을 매립함으로써, 능동적인 온도 제어가 제공된다. 직경방향으로 서로 반대편에 있는 가열 코일 (111, 113) 만이 도 2 에 도시되어 있다.

저항 온도 검출기 (116, 118) 가 베이스와 플랜지의 온도를 개별적으로 모니터링하기 위해 블록 (90) 의 베이스 (92) 와 플랜지 (94) 에 각각 매립된다. 그 결과, 온도 검출기 (116, 118) 가 ① 저장소 (24) 내 액체 윤활제와 ② 증기 공간 (26) 의 벽 (32) 의 온도를 나타내는 응답을 효과적으로 유도한다. 도 5 에 개략적으로 나타낸 유형의 피드백 제어기가, 베이스 (92) 와 플랜지 (94) 의 온도를 제어하기 위해, 압전 결정 (70, 72) 중 작동하는 어느 일방에 의해 검출되는 증기 공간 (26) 내 윤활제 증기 유속의 표시뿐만 아니라 저항 온도 검출기 (116, 118) 에 응답한다.

이제, 블록 (90) 의 베이스 (92) 에 접하는 저항 가열 코일 (50) 및 블록 (90) 의 플랜지 (94) 의 직렬 연결된 저항 가열 코일 (111 ∼ 114) 에 공급되는 전류를 제어하기 위해, 저항 온도 검출기 (116, 118) 에 의해 검출된 온도 및 결정 (70, 72) 중 어느 일방에 의해 검출된 질량 유속에 따라 유도된 신호에 응답하는 피드백 제어기에 대한 도 5 의 개략도를 참조한다. 진동자 진동수를 제어하기 위해, 작동하는 결정이 스위치 (120) 에 의해 진동자 (122) 에 연결되도록 한번에 결정 (78, 80) 중 어느 하나가 작동된다. 스위치 (120) 의 접촉 위치는, ① 결정 (72) 을 차단하는 셔터 (73) 에 따라, 스위치 (120) 가 결정 (70) 을 진동자 (122) 의 입력부에 연결하고, ② 결정 (70) 을 차단하는 셔터 (73) 에 따라, 스위치 (120) 가 결정 (72) 을 진동자 (122) 의 입력부에 연결하며, 또 ③ 두 결정 (70 및 72) 모두를 차단하는 셔터 (73) 에 따라, 스위치 (120) 의 위치가 변화지 않도록, 셔터 (73) 의 위치와 동기화된다.

진동자 (122) 의 진동수는 스위치 (120) 에 의해 진동자에 연결된 결정 (70, 72) 의 공진 진동수에 의해 결정된다. 결과적으로, 진동자 (122) 의 진동수는, 셔터 (73) 의 위치에 의해 결정되는 것처럼, 결정 (70, 72) 중 능동적인 어느 하나에 의해 검출되는 윤활제 증기의 질량 유속을 개략적으로 나타낸다. 진동수 검출기 (124) 가 진동자 (122) 에 의해 생성된 진동수에 응답하여, 진동자 (122) 에 의해 유도되는 진동수를 나타내는 DC 전압을 유도한다. 함수 발생기 (126) 는 검출기 (124) 에 의해 유도된 DC 전압에 응답하여, 결정 (70, 72) 중 능동적인 어느 하나에 의해 검출되는 윤활제 증기의 질량 유속을 나타내는 전압을 유도한다.

함수 발생기 (126) 의 출력 신호는 감산기 (130) 에서 질량 유속 설정 지점 신호원 (128) 의 출력 신호와 크기에 있어서 대비되어, 증기 공간 (26) 에서의 증기 윤활제의 원하는 질량 유속과 증기 공간 (26) 에서의 증기 윤활제의 실제 유속 사이의 편차를 나타내는 오차 신호를 유도한다. 감산기 (130) 의 오차 출력 신호는 질량 유속 오차 신호를 저장소 (24) 의 온도를 위한 오차 신호, 즉 저항 가열 코일 (50) 에 공급되는 전류의 양을 제어하는데 영향을 미치는 오차 신호로 전환하는 함수 발생기 (132) 에 적용된다.

저항 가열 코일 (50) 에 공급되는 전류의 진폭 (amplitude) 에 있어서, 온도 제어기 (134) 는 ① 함수 발생기 (132) 의 출력 신호, ② 저장소 온도 설정 지점 근원 (136) 으로부터 유도되는 신호, 및 ③ 저항 온도 검출기 (116) 에 의해 감지되는 온도에 응답한다. 본질적으로, 온도 제어기 (134) 는 저항 온도 검출기 (116) 및 설정 지점 근원 (136) 으로부터 나오는 신호에 응하여, 온도 오차 신호를 유도하기 위해 블록 (90) 의 베이스 (92) 의 실제 온도와 원하는 온도 사이의 차를 결정한다. 온도 오차 신호는, 공간 (22) 을 통해 유동하는 증기 윤활제의 질량 유속에서의 오차를 보정하기 위해, 함수 발생기 (132) 로부터 나오는 신호에 의해 수정된다. 온도 제어기 (134) 는 수정된 오차 신호에 응답하여, 저항 가열 코일 (50) 을 통해 흐르는 전류 진폭을 제어하고, 베이스 (92) 의 온도를 제어한다.

플랜지 (94) 의 직류 연결된 저항 가열 코일 (111 ∼ 114) 을 통해 흐르는 전류의 진폭에 있어서, 온도 제어기 (138) 는 블록 (90) 의 베이스 (92) 와 플랜지 (94) 에서 각각 저항 온도 검출기 (116, 118) 에 의해 검출되는 온도에 따라 유도 되는 신호에 응답한다. 그리고, 온도 제어기 (138) 는 ① 저장소 (24) 의 온도에 대해 근원 (136) 이 유도하는 설정 지점 신호, 및 ② 플랜지 (94) 와 베이스 (92) 사이의 원하는 온도 차에 대해 근원 (140) 이 유도하는 설정 지점 신호에 응답한다. 본질적으로, 온도 제어기 (138) 는 저항 온도 검출기 (116, 118) 의 저항 변화에 따라 유도되는 신호에 응답함으로써 베이스 (92) 와 플랜지 (94) 사이의 온도차를 결정한다. 베이스 (92) 와 플랜지 (94) 사이의 온도차는 설정 지점 근원 (140) 에 의해 유도되는 베이스와 플랜지 사이의 원하는 온도차와 대조되어, 온도 제어기 (138) 에 의해 저항 가열 코일 (111 ∼ 114) 에 공급되는 전류의 진폭에서의 변화를 나타내는 오차 신호를 유도한다. 오차 신호는 저장소 온도 설정 지점 근원 (136) 의 출력 신호와 결합되어, 온도 제어기 (138) 에 의해 저항 가열 코일 (111 ∼ 114) 에 공급되는 전류의 실제 진폭을 제어한다.

본 발명의 특정 실시형태를 설명하고 나타내었지만, 구체적으로 설명하고 나타낸 실시형태의 세부 사항은, 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 보호범위로부터 벗어나지 않으면서 수정될 수 있다.

도 1 은, 코팅되는 경질 자기 디스크를 유지하는 챔버를 개략으로 나타냄과 동시에, 본 발명에 따른 증기 근원의 바람직한 실시형태의 부분 절단 평면도이다.

도 2 는, 도 1 에 나타낸 구성의 선 2-2 에서 취한 부분 절단 측면도이다.

도 3 은, 도 1 에 나타낸 구성의 선 3-3 에서 취한 부분 절단 측면도이다.

도 4 는, 도 1 에 나타낸 구성의 선 4-4 에서 취한 정면도이다.

도 5 는, 도 1 ∼ 도 4 의 증기 근원의 표면 온도를 위한 피드백 제어 회로의 개략도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 윤활제 근원 12 하우징

14 진공 챔버 16 홀더

18 자기 디스크 24 액체 윤활제 저장소

25 하우징 28 디퓨저 셔터

30 디퓨저 플레이트 50 저항 가열 코일

70, 72 압전 결정 122 진동자

Claims

자기 디스크들 중 한 디스크를 홀더 상의 위치에 유지하면서 그 디스크에 윤활제 코팅을 형성할 수 있는 증기를 가하여, 진공 챔버 내에서 홀더 상의 위치에 선택적으로 유지된 자기 디스크에 윤활제 코팅을 가하기 위한 장치로서,

증발되어 증기를 형성할 수 있는 액체를 위한 저장소;

저장소 내 액체를 가열하여 윤활제 증기로 만들기 위한 히터;

디스크가 홀더 상의 위치에 있는 상태에서, 저장소로부터 디스크까지 윤활제 증기의 유동을 위한 유동 경로로서, (a) 디스크가 유동 경로 내 위치에 있는 동안 저장소와 홀더 사이에 구멍난 디퓨저를, 그리고 (b) 저장소와 구멍난 디퓨저 사이에 증기 챔버를 포함하고, 저장소 내 액체가 가열되어 윤활제 증기로 되는 동안 진공 조건이 되도록 배치되어 있는 유동 경로; 및

유동 경로에서 유동하는 윤활제 증기의 유속을 위한 복수의 모니터를 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서, 모니터로의 윤활제 증기의 유동을 제어하기 위한 셔터 장비를 더 포함하고, 그 셔터 장비는, (a) 제 1 특정 시간 간격 동안, 제 1 모니터는 증기 챔버 내에서 유동하는 윤활제 증기의 유속에 응답하게 하면서, 나머지 모니터(들)는 증기 챔버 내에서 유동하는 윤활제 증기의 유속에 응답하지 않게 하도록, 그리고 (b) 제 2 특정 시간 간격 동안, 제 2 모니터는 증기 챔버 내에서 유동하는 액체 증기의 유속에 응답하게 하면서, 나머지 모니터(들)는 증기 챔버 내에서 유동하는 액체 증기의 유속에 응답하지 않게 하도록 배치되어 있는 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 셔터 장비는 제 3 특정 시간 간격 동안 모든 모니터가 증기 챔버 내에서 유동하는 액체 증기의 유속에 응답하지 않게 하도록 배치되어 있는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 증기 챔버는 저장소로부터 구멍난 디퓨저까지 직선 유동 경로와 동일한 방향으로 연장된 벽을 포함하고, 상기 벽은, 증기 챔버와 각 모니터 사이에서 윤활제 증기를 위한 개별 유동 경로를 제공하기 위해, 각각의 모니터에 대해 하나씩 복수의 개구를 포함하며,

상기 장치는 상기 증기 챔버의 벽에 있는 복수의 개구와 모니터 사이에 셔터 장비를 포함하고, 이 셔터 장비는 (a) 제 1 특정 시간 간격에서, 제 1 모니터로의 개별 유동 경로는 개방되고 나머지 모니터(들)로의 개별 유동 경로는 폐쇄되게 하도록, 그리고 (b) 제 2 특정 시간 간격 동안, 제 2 모니터로의 개별 유동 경로는 개방되고 나머지 모니터(들)로의 개별 유동 경로는 폐쇄되게 하도록 배치되어 있는 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 셔터 장비는 제 3 특정 시간 간격 동안 모든 모니터 가 증기 챔버 내에서 유동하는 액체 증기의 유속에 응답하지 않게 하도록 배치되어 있는 장치.
제 1 항에 있어서,

각각의 모니터가 유동 경로 내 증기의 유동에 의해 영향을 받는 공진 진동수를 갖는 압전 결정을 포함하고, 상기 장치는 가변 진동수 진동자, 및 모니터와 진동자 사이에 있는 전환 장비를 더 포함하고,

상기 전환 장비와 셔터는, 유동 경로 내 증기의 유동에 응답하는 작동 모니터의 압전 결정이 나머지 모니터(들)의 압전 결정(들)을 제외하고 진동자에 연결되도록 배치되어 있어, 작동 모니터의 공진 진동수가 진동자 진동수에 영향을 미치는, 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 결정은 온도의 함수로서 공진 진동수가 변하는 경향을 갖고, 상기 장치는 결정 온도를 위한 검출기 장비 및 상기 경향의 극복을 위해 검출기 장비에 응답하도록 배치된 제어 장비를 포함하는 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 제어 장비는 결정의 온도를 실질적으로 일정하게 유지하기 위해 온도 검출기에 응답하도록 연결된 피드백 장비를 포함하는 장치.
제 1 항의 장치를 작동하는 방법으로서,

제 1 특정 시간 간격 동안, 제 1 모니터는 증기 경로에서 유동하는 윤활제 증기의 유속에 응답하는 반면, 나머지 모니터(들)는 증기 경로에서 유동하는 윤활제 증기의 유속에 응답하지 않도록, 그리고 제 2 특정 시간 간격 동안, 제 2 모니터는 증기 경로에서 유동하는 윤활제 증기의 유속에 응답하는 반면, 나머지 모니터(들)는 증기 경로에서 유동하는 윤활제 증기의 유속에 응답하지 않도록, 모니터로의 윤활제 증기의 유동을 제어하는 것을 포함하는, 작동 방법.
제 9 항에 있어서, 제 3 특정 시간 간격 동안 모든 복수의 모니터로의 윤활제 증기의 유동을 막는 것을 더 포함하는, 작동 방법.
제 10 항에 있어서, 유동 경로와 모니터 사이에 폐쇄된 셔터를 위치시킴으로써 제 1, 제 2 및 제 3 특정 시간 간격 동안 윤활제의 유동이 막히는, 작동 방법.
제 9 항에 있어서, 유동 경로와 모니터 사이에 폐쇄된 셔터를 위치시킴으로써 제 1 및 제 2 특정 시간 간격 동안 윤활제의 유동이 막히는, 작동 방법.
제 9 항에 있어서,

각각의 모니터가 유동 경로 내 증기의 유동에 의해 영향을 받는 공진 진동수를 갖는 압전 결정을 포함하고, 상기 장치는 가변 진동수 진동자 및 모니터와 진동자 사이에 전환 장비를 더 포함하고,

상기 방법은, 유동 경로 내 증기의 유동에 응답하는 작동 모니터의 압전 결정이 나머지 모니터(들)의 압전 결정(들)을 제외하고 진동자에 연결되어, 작동 모니터의 공진 진동수가 진동자 진동수에 영향을 미치게 하도록, 상기 전환 장비와 셔터를 제어하는 것을 더 포함하는, 작동 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 결정은 온도의 함수로서 공진 진동수가 변하는 경향을 갖고,

상기 방법은 결정 온도를 검출하는 것과 검출된 결정 온도에 응답함으로써 상기 경향을 극복하는 것을 더 포함하는, 작동 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 경향은 상기 결정의 온도를 실질적으로 일정하게 유지함으로써 극복되는, 작동 방법.
디스크들 중 한 디스크를 홀더 상의 위치에 유지하면서 그 디스크에 윤활제 코팅을 형성할 수 있는 증기를 가하여, 진공 챔버 내에서 홀더 상의 위치에 선택적으로 유지된 자기 디스크에 윤활제 코팅을 가하기 위한 장치로서,

증발되어 증기를 형성할 수 있는 액체를 위한 저장소;

저장소 내 액체를 가열하여 윤활제 증기로 만들기 위한 히터;

디스크가 홀더 상의 위치에 있는 상태에서, 저장소로부터 디스크까지 윤활제 증기의 유동을 위한 유동 경로로서, (a) 디스크가 유동 경로 내 위치에 있는 동안 저장소와 홀더 사이에 구멍난 디퓨저를, 그리고 (b) 저장소와 구멍난 디퓨저 사이에 증기 챔버를 포함하고, 저장소 내 액체가 가열되어 윤활제 증기로 되는 동안 진공 조건이 되도록 배치되어 있는 유동 경로를 포함하고,

모니터는 유동 경로 내 증기의 유동에 의해 영향을 받는 공진 진동수를 갖는 압전 결정을 포함하고, 상기 결정은 가변 진동수 진동자에 연결되어, 결정 공진 진동수가 진동자의 진동수에 영향을 미치고, 상기 결정은 온도의 함수로서 공진 진동수가 변하는 경향을 갖고, 상기 장치는 결정 온도를 위한 검출기 장비 및 상기 경향의 극복을 위해 검출기 장비에 응답하도록 배치된 제어 장비를 포함하는 장치.
제 16 항에 있어서, 상기 제어 장비는 결정의 온도를 실질적으로 일정하게 유지하기 위해 온도 검출기에 응답하도록 연결된 피드백 장비를 포함하는 장치.
디스크들 중 한 디스크를 홀더 상의 위치에 유지하면서 그 디스크에 윤활제 코팅을 형성할 수 있는 증기를 가하여, 진공 챔버 내에서 홀더 상의 위치에 선택적으로 유지된 자기 디스크에 윤활제 코팅을 가하는 방법으로서, 이 방법은,

증발되어 증기를 형성할 수 있는 액체를 위한 저장소;

저장소 내 액체를 가열하여 윤활제 증기로 만들기 위한 히터;

디스크가 홀더 상의 위치에 있는 상태에서, 저장소로부터 디스크까지 윤활제 증기의 유동을 위한 유동 경로로서, (a) 디스크가 유동 경로 내 위치에 있는 동안 저장소와 홀더 사이에 구멍난 디퓨저를, 그리고 (b) 저장소와 구멍난 디퓨저 사이 에 증기 챔버를 포함하고, 저장소 내 액체가 가열되어 윤활제 증기로 되는 동안 진공 조건이 되도록 배치되어 있는 유동 경로를 포함하는 장치로 행해지고,

모니터가 유동 경로 내 증기의 유동에 의해 영향을 받는 공진 진동수를 갖는 압전 결정을 포함하고, 상기 압전 결정은, 결정 공진 진동수에 의해 영향을 받는 진동수를 갖는 가변 진동수 진동자에 연결되어 있고, 상기 결정은 온도의 함수로서 공진 진동수가 변하는 경향을 갖고, 상기 방법은 결정 온도를 검출하는 것과 검출된 결정 온도에 응답함으로써 상기 경향을 극복하는 것을 포함하는 방법.
제 18 항에 있어서, 상기 경향은 상기 결정의 온도를 실질적으로 일정하게 유지함으로써 극복되는 방법.