WO2005078291A1

WO2005078291A1 - 流体動圧軸受の作動流体注入装置、方法および流体動圧軸受の製造方法

Info

Publication number: WO2005078291A1
Application number: PCT/JP2005/002492
Authority: WO
Inventors: Junji Teraya; Tetsuya Nagata
Original assignee: Seiko Instruments Inc.
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2005-08-25
Also published as: US7905019B2; JP4525102B2; JP2005233262A; US20070175704A1

Abstract

　軸受ユニットの微小な隙間内に、気泡を混入させることなく、また、周囲に作動流体の飛沫を飛散させることなく、簡易な工程で作動流体を充填する。ハウジング５の開口部１０ａに形成されたリング状の開放部１１を上向きにしたハウジング５の上面５ａに接触状態に載置され、開放部１１の上方に作動流体２を貯留可能な貯留部３９を形成するカバー部材３５と、カバー部材３５を載置した軸受ユニット６を密封可能に収容するチャンバ１４と、チャンバ１４の内部空間を外部空間に対して開閉するバルブ装置と、チャンバ１４の内部空間の空気を排出して減圧状態にする排気装置と、減圧状態にされたチャンバ１４内において貯留部３９に作動流体２を滴下するディスペンサとを備える流体動圧軸受の作動流体注入装置を提供する。

Description

明細書

流体動圧軸受の作動流体注入装置、方法および流体動圧軸受の製造方法

技術分野

[0001] この発明は、流体動圧軸受の作動流体注入装置、方法および流体動圧軸受の製造方法に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、記録媒体駆動装置等に使用される流体動圧軸受の作動流体注入方法としては、例えば、特許文献 1一特許文献 3に示すものが知られている。

これらの特許文献 1一 3に示される作動流体注入方法は、 Vヽずれも真空注入法であって、特許文献 1の方法は、ハウジングとシャフトとの間の隙間に気密状態に接続する注入チューブを利用して、ハウジングとシャフトとの間の隙間および注入チューブ内を減圧して空気を排気した後に、注入チューブの開放端を作動流体の液面に浸漬し、その後周囲の減圧状態を解除することにより、減圧状態となった注入チューブおよびノ、ウジングとシャフトとの隙間内に作動流体を吸、上げて注入する方法である。

[0003] また、特許文献 2に示される作動流体注入方法は、作動流体を注入したハウジングとシャフトとからなる軸受ユニットの周囲環境を減圧状態に配して軸受ユニット内部の空気を排気し、その後、減圧状態を解除することにより減圧されていた軸受ユニット内に大気圧によって作動流体を注入する方法である。

また、特許文献 3に示される作動流体注入方法は、ハウジングとシャフトとの隙間の開放端に適正量と同等の容積を有する環状の凹部を形成した軸受ユニットを減圧状態に配して軸受ユニット内部の空気を排気し、減圧状態において前記凹部に作動流体を滴下して貯留させた後、減圧状態を解除することにより軸受ユニット内外の圧力差を利用して貯留されていた作動流体を軸受ユニットの隙間内に注入する方法である。

特許文献 1 :特開 2002— 168394号公報 (第 4頁、図 1等）特許文献 2 :特開 2002— 5170号公報 (第 3頁、図 1等）

特許文献 3：特開 2002-174243号公報 (第 3頁、図 3等）

発明の開示

[0004] し力しながら、特許文献 1の作動流体注入方法は、軸受ユニットおよび注入チューブの内部を高真空の状態とすることができればよいが、真空の程度が低い場合には、注入チューブ内に残った空気が、軸受ユニット内に作動流体とともに注入されてしまうという不都合がある。特に、小型磁気ディスクの駆動装置に使用される流体動圧軸受のように、そのサイズが非常に小さい軸受ユニットの場合には、該軸受ユニット内の隙間の容積と比較して注入チューブを含む管路の容積が圧倒的に大きくなるため、問題は顕著になる。

[0005] また、特許文献 2の作動流体注入方法は、軸受ユニット内部を減圧する前に、ハウジングとシャフトとの隙間の開放端に作動流体を滴下するので、減圧時には、隙間内に残存した空気が気泡となって開放端カゝら排気される。この場合、気泡となった空気は開放端から排気される際に割れて、作動流体の飛沫を周囲に飛散させる不都合がある。特に、ハウジングとシャフトとの隙間の空気を全く排気しない状態で作動流体を供給するこの特許文献 2の方法では、減圧時に、隙間内の空気が激しく排気されるため、作動流体は多量に飛散し、ハウジング外面や、真空チャンバ内に飛沫が付着して、その都度清掃することが必要となるという不都合がある。

[0006] さらに、特許文献 3の作動流体注入方法は、軸受ユニットに予め適正量の作動流体を貯留し得る凹部を形成しなければならないという不都合がある。すなわち、その凹部は、作動流体の注入時にのみ使用され、流体動圧軸受の使用時には不要の構成であるため、設計上の余裕がない場合には採用することができない。また、凹部内に隙間の総容積と同量の作動流体を貯留するので、理想的には、貯留された作動流体の全てが隙間に注入されることによって、後の拭き取りが不要となると考えられる力現実には、リング状の開放端の一部の作動流体が、最初に部分的に隙間内に吸引されてしまい、そこから空気が隙間内に吸引されてしまう不都合が考えられる。

[0007] 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、軸受ユニットの微小な隙間内に、気泡を混入させることなぐまた、周囲に作動流体の飛沫を飛散させることなぐ簡易な工程で作動流体を充填することができる流体動圧軸受の作動流体注入装置、方法および流体動圧軸受の製造方法を提供することを目的としている。

[0008] 上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

本発明は、開口部を有するハウジングと、該ハウジング内にその開口部力一端を露出させて収容されたシャフトと力もなる軸受ユニットのハウジングとシャフトとの隙間に作動流体を注入する装置であって、前記開口部におけるリング状の前記隙間の開放部を上向きにしたハウジングの上面に接触状態に前記開放部を露出させて配置され、該開放部の上方に作動流体を貯留可能な貯留部を形成するカバー部材と、該カバー部材を載置した軸受ユニットを密封可能に収容するチャンバと、該チャンバの内部空間を外部空間に対して開閉するバルブと、前記チャンバの内部空間の空気を排出して減圧状態にする排気装置と、作動流体を貯留するリザーバと、減圧状態にされたチャンバ内において、前記リザーバに貯留された作動流体を、前記貯留部に滴下するデイスペンサとを備える流体動圧軸受の作動流体注入装置を提供する。

[0009] 本発明によれば、軸受ユニットのハウジングの上面にカバー部材を載置した状態で、チャンバ内に配置して、バルブを閉鎖しチャンバ内を密閉状態として排気装置を作動させることにより、チャンバの内部空間の空気が排出されてチャンバ内が減圧状態に配される。この状態で、チャンバ内においてデイスペンサを作動させ、リング状の開放部の上方にカバー部材により形成された貯留部に、リザーバから作動流体を滴下する。滴下された作動流体は、リング状の開放部を塞ぐように貯留部に貯留される。そして、この状態でバルブを開いてチャンバ内を徐々に大気圧まで昇圧していくことにより、軸受ユニット内外の圧力差によって、貯留部内に貯留された作動流体がリング状の開放部から隙間内に注入されていくことになる。

[0010] この場合において、本発明によれば、カバー部材によってハウジングの上部に一時的に作動流体を貯留する貯留部が形成されるので、軸受ユニットに特別な凹部を設ける必要がなぐ適正量の作動流体を注入することができる。また、注入チューブを使用することなぐ隙間の開放端に直接作動流体を滴下するので、比較的軽度の減圧状態で注入しても、作動流体に空気が混入する不都合がない。したがって、チャンバ内を減圧状態にする時間を短縮して、製造効率を向上することができる。また、減圧した状態の隙間内に作動流体を注入するので、注入時に気泡が割れることがなく、作動流体の飛散を防止することができる。

[0011] 上記発明においては、前記シャフトが、その一端を前記ハウジングの開口部力も外方に突出状態に設けられ、前記貯留部が、突出したシャフトの外周面と前記カバー部材との間にリング状に形成されて、ることが好ま U、。

シャフトの上端面には、通常他の部材を固定するためのネジ穴等が設けられるので、シャフトの外周面とカバー部材との間に貯留部を構成することにより、ネジ穴内に作動流体が入り込む不都合を回避することができる。

[0012] また、上記発明においては、前記カバー部材が、前記開放部より大きな下部開口と、該下部開口力も上方に向力つて漸次広がるテーパ内面とを備えることが好ましい。このようにすることで、テーパ内面とシャフトとの間に作動流体が貯留され、減圧状態を解除したときに、作動流体がテーパ内面に沿ってスムーズに隙間内に注入されていくことになる。

[0013] また、上記発明においては、前記テーパ内面のテーパ角度力 45— 75° 、好ましくは、 55° — 65° 、さらに好ましくは 60° であることが好ましい。

このようにすることで、テーパ内面に沿う作動流体の流れをよりスムーズにすることができる。

[0014] また、上記発明においては、前記作動流体を貯留するリザーバ内が減圧状態に配されていることとしてもよい。

これにより、リザーバ内に貯留されている作動流体が、混入していた空気を予め除去されていることになり、軸受ユニット内に注入された後に、気泡となって現れることを防止することができる。

[0015] さらに、上記発明においては、前記チャンバ内の圧力を減圧状態から大気圧状態まで、 10— 50秒、好ましくは 20— 40秒、さらに好ましくは 25— 35秒の時間をかけて徐々に上昇させるようバルブを制御するコントローラを備えることとしてもよ!、。

コントローラの作動により、減圧状態から大気圧状態まで、比較的ゆっくりと圧力を上昇させるようにバルブを制御することにより、作動流体の急激な流れにより、周囲の空気を巻き込んで隙間内に注入されてしまうことを防止できる。 [0016] また、本発明は、開口部を有するハウジングと、該ハウジング内にその開口部から一端を露出させて収容されたシャフトとからなる軸受ユニットのハウジングとシャフトとの隙間に作動流体を注入する方法であって、前記開口部におけるリング状の前記隙間の開放部を上向きに配置するステップと、前記開放部の上方に作動流体を貯留可能な貯留部を形成するカバー部材をハウジング上面に接触状態に配置するステップと、前記軸受ユニットを減圧して前記隙間の空気を排気するステップと、前記隙間の空気を排気した後に、減圧雰囲気下において、前記貯留部に作動流体を滴下して貯留するステップと、作動流体が貯留された状態で、前記軸受ユニットの減圧状態を解除するステップとを含む流体動圧軸受の作動流体注入方法を提供する。

[0017] 本発明によれば、ハウジングの上面にカバー部材を載置して、カバー部材により形成された貯留部に作動流体を一時的に貯留するので、軸受ユニットに特別な凹部等を形成することなぐ適正量の作動流体を軸受ユニットの隙間内に注入することができる。

[0018] 上記発明にお、ては、前記減圧状態を解除するステップが、 10— 50秒、好ましくは 20— 40秒、さらに好ましくは 25— 35秒の時間をかけて徐々に行われることが好ましい。

これにより、注入時における作動流体の急激な流れを防止して、空気の巻き込みによる作動流体への混入を防止することができる。

[0019] また、上記発明にお、ては、前記作動流体を滴下して貯留するステップが、前記隙間の総容積より多、作動流体を貯留することとしてもょ、。

このようにすることで、軸受ユニット内の隙間の総容積内に作動流体が充填されても、導入具の内面とシャフトとの間に作動流体力 Sいくら力残ることになる。すなわち、作動流体の注入途中で隙間の開放部において作動流体が切れて空気が隙間内に混入してしまう不都合の発生を防止することができる。

[0020] また、本発明は、ハウジング内に隙間をあけてシャフトを挿入することにより、ハウジングの開口部力もシャフトの一端を露出させた軸受ユニットを構成し、前記ハウジングの開口部と、該開口部から露出する前記シャフトとの間に形成されたリング状の前記隙間の開放部を上向きに配置し、前記開放部の上方に作動流体を貯留可能な貯留部を構成するカバー部材をハウジングの上面に接触状態に載置し、前記軸受ュ-ットを減圧して前記隙間の空気を排気し、空気が排気された後に、減圧雰囲気下において、前記貯留部に作動流体を滴下して貯留し、作動流体が貯留された状態で、前記軸受ユニットの減圧状態を解除する流体動圧軸受の製造方法を提供する。

[0021] 本発明によれば、ハウジングとシャフトとの間の微細な隙間に、空気を混入させることなく十分な作動流体を充填した流体動圧軸受を製造することができる。この製造方法により製造された流体動圧軸受によれば、作動流体内に空気が混入していないので、気泡の発生による振動や騒音の発生等の軸受能力の低下を防止して、耐久的な使用を可能とすることができる。

[0022] 上記発明においては、減圧状態の解除が、 10— 50秒、好ましくは 20— 40秒、さらに好ましくは 25— 35秒の時間をかけて徐々に行われる。

このようにすることで、作動流体の急激な注入による空気の巻き込みが防止され、空気の混入して、な、作動流体を充填した流体動圧軸受を製造することができる。

[0023] さらに、上記発明においては、前記導入具とシャフトとの間に、前記隙間の総容積より多い作動流体を貯留することが好ましい。

このようにすることで、作動流体の注入途中における、隙間内への空気の混入を防止することができ、より確実に、空気の混入していない作動流体を充填した流体動圧軸受を製造することができる。

[0024] 本発明によれば、より簡易かつ確実に、作動流体をノ、ウジングとシャフトとの微細な隙間に注入することができ、使用時における作動流体内の気泡の発生を低減し、振動および騒音の低い流体動圧軸受を製造することができるという効果を奏する。図面の簡単な説明

[0025] [図 1]本発明の一実施形態に係るオイル注入装置を模式的に示す全体構成図である。

[図 2]図 1のオイル注入装置において、載置台を下降させた状態を示す図である。

[図 3]図 1のオイル注入装置により、オイルを注入する軸受ユニットを示す縦断面図である。

[図 4]図 1のオイル注入装置の載置台に軸受ユニットおよびカバー部材を搭載してチヤンバ内に配置した状態を示す縦断面図である。

[図 5]図 3の軸受ユニットの隙間の開放部の上方に形成された貯留部にオイルが貯留された減圧状態を示す縦断面図である。

[図 6]図 5の減圧状態を解除した状態を示す縦断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、本発明の一実施形態に係る流体動圧軸受のオイル注入装置 (作動流体注入装置、製造装置)およびオイル注入方法について、図 1一図 6を参照して説明する本実施形態のオイル注入装置 1を説明する前に、該オイル注入装置 1によりオイル 2を注入する流体動圧軸受 3について、図 3を参照して説明する。

[0027] 流体動圧軸受 3は、例えば、図 3に示されるように、シャフト 4と、該シャフト 4を収容するハウジング 5と力もなる軸受ユニット 6を備えている。シャフト 4には、略円柱状の軸体 7と該軸体 7の軸方向の途中位置力半径方向に突出する鍔状のスラスト軸受板 8とが備えられている。軸体 7の外周面 7aおよびスラスト軸受板 8の厚さ方向の両端面 8aには動圧発生溝（図示略)が形成されている。動圧発生溝が形成された軸体 7の外周面 7aおよびスラスト軸受板 8の両端面 8aには、ハウジング 5の内面が微小な隙間 Cをあけて配置されており、これらの隙間 Cにオイル 2 (図 6参照）が充填されるようになつている。

[0028] ノ、ウジング 5は、ノ、ウジング本体 9と、その上端開口を塞ぐように配置されるリング板状のアッパープレート 10とから構成されている。アッパープレート 10の中央には、シャフト 4の一端を貫通させて外部に突出させる開口部 10aが設けられている。開口部 10aは、ハウジング 5の内部力も軸方向外側に向力つて漸次口径が大きくなるテーパ内面状に形成されている。シャフト 4とハウジング 5との間の隙間 Cは、このアッパープレート 10の開口部 10aとシャフト 4との間に形成されるリング状の開放部 11によって外部に開放されている。シャフト 4とハウジング 5との間の隙間に完全にオイル 2を充填し、その油面が前記開放部 11に配されるようにすることにより、開口部 10aのテーパ内面とシャフト 4の外周面 4aと力表面張力によってオイル 2を外部に漏れないように保持するキヤビラリ一シールを構成するようになって、る。 [0029] 本実施形態に係るオイル注入装置 1は、開口部 10aの内面とシャフト 4の外周面 4a との間に形成された隙間 Cの開放部 11からオイル 2を注入する装置である。アッパープレート 10の開口部 10aを貫通して外部に露出するシャフト 4の端部には、例えば、円板状の記録媒体（図示略)をこのシャフト 4に固定するためのネジ穴 12からなる固定部が設けられている。

[0030] 本実施形態に係る流体動圧軸受のオイル注入装置 1は、図 1および図 2に示されるように、ベース 13と、該ベース 13に固定されたチャンノ 14と、チャンノ 14内の空気を吸弓 Iする真空ポンプ 15 (排気装置）と、チャンバ 14の内部空間を外部空間に対して開閉するバルブ 16と、該チャンバ 14内に出射口 17aを有するデイスペンサ 17と、該デイスペンサ 17に供給するオイル 2を貯留するリザーバ 18と、シャフト 4とハウジング 5 とを組み合わせてなる軸受ユニット 6をチャンバ 14内に出し入れする供給装置 19とを備えている。図中、符号 20は、減圧状態を解除したときにチャンバ 14内に吸引される空気の流量を制御する流量調節弁 (コントローラ）、符号 21はフィルタ、符号 22は、真空ポンプ ₁₅によりチャンバ 14内が十分な減圧状態となったときに閉止されるバルブ、符号 23は圧力計である。

[0031] デイスペンサ 17は、リザーバ 18内のオイル 2をプランジャによって押し出す構造のもので、チャンバ 14内部の気圧に関わらず、一定量のオイル 2を射出口 17aからチヤンバ 14内部に供給することができるようになつている。

前記リザーバ 18は、真空ポンプ 15によって、その内部空間を減圧状態に維持されており、オイル 2内に溶け込んでいる空気を排出 (脱気)した状態でオイル 2を貯留している。符号 24は、リザーバ 18内が十分な減圧状態となったときに閉止されるバルブ、符号 25は、リザーバ 18内のオイル 2をデイスペンサ 17に供給する際にリザーバ 1 8内を大気圧にするためのバルブ、符号 26は流量調節弁、符号 27はフィルタである

[0032] 前記供給装置 19は、前記チャンバ 14の底面に設けられた貫通孔 14aから軸受ュニット 6をチャンバ 14に対して供給し、オイル 2を充填された流体動圧軸受 3を当該貫通孔 14aから取り出すように、軸受ユニット 6を載置する載置台 28と、該載置台 28を昇降させる昇降機構 29とを備えて、る。載置台 28には、図 4に示されるように、軸受ユニット 6がチャンバ 14内部に挿入された状態で、チャンバ 14の下面に押し当てられるフランジ 28aが設けられている。フランジ 28aには、該フランジ 28aがチャンバ 14の下面に押しつけられたときに圧縮されて、チャンバ 14内を密封状態にする Oリングのようなシール部材 30が備えられている。また、昇降機構 29は、例えば、載置台 28を先端に取り付けたロッド 31と、該ロッド 3 1を上下方向に移動させるシリンダ 32と、ロッド 31の移動を支持するガイドスリーブ 33 とを備えている。

[0033] また、軸受ユニット 6は、図 4に示されるように、アダプタ 34とカバー部材 35とを組み付けられた状態で載置台 28に載置される。アダプタ 34は、軸受ユニット 6のハウジング 5の外面を嵌合させる嵌合穴 34aと、載置台 28に設けられたボス部 28bを嵌合させる位置決め穴 34bとを備えている。軸受ユニット 6は、アダプタ 34の嵌合穴 34aに嵌合される際に、前記リング状の開放部 11が上向きになるように配置されている。図中、符号 36は、アダプタ 34をボス部 28bに嵌合した状態に保持するボールプランジャである。また、符号 37は、アダプタ 34内部に形成された空間をアダプタ 34外部に連通させる貫通孔である。

[0034] 前記カバー部材 35は、アダプタ 34の嵌合穴 34aに嵌合状態に配置された軸受ュニット 6の上方力も被せられるようにしてアダプタ 34の上部に固定されるようになっている。これにより、軸受ユニット 6はアダプタ 34とカバー部材 35とによって上下から挟まれるように保持されて!ヽる。

カバー部材 35には、図 5および図 6に示されるように、中央にリング状の開放部 11 より大きな貫通孔 35aが設けられている。また、カバー部材 35は、前記貫通孔 35aから上方に向力つて漸次径寸法が大きくなるテーパ内面 35bを備えて、る。テーパ内面 35bのテーパ角度は、例えば、中心軸線に対して 60° である。テーパ角度を 60 ° とすることにより、テーパ内面 35bに沿ってオイル 2をスムーズに隙間の開放部 11 に向けて流動させることができる。なお、テーパ角度は 60° に限定されるものではなく、 45— 75° 、好ましく ίま、 55° — 65° 力よ!ヽ。

[0035] また、カバー部材 35は、図 5に示されるように、テーパ内面 35bの裏面 35cが、ハウジング 5の上面 5aから斜め上方に立ち上がつている。これにより、カバー部材 35は、前記貫通孔 35aの内周縁の比較的狭い円環状の領域のみにおいて、軸受ユニット 6 を構成するハウジング 5の上面 5aに接触して、る。

図 4中、符号 38は、カバー部材 35とアダプタ 34とにより囲まれた空間を外部に連通させる連通溝である。

[0036] アダプタ 34の嵌合穴 34aに軸受ユニット 6を嵌合させた状態で、アダプタ 34の上部にカバー部材 15を取り付けると、カバー部材 35の中央の貫通孔 35aから、軸受ュ- ット 6を構成するシャフト 4の一端と、前記リング状の開放部 11が上方に露出させられる。また、このとき、露出したシャフト 4の外周面 4bとカバー部材 35のテーパ内面 35b とにより、開放部 11の上方にリング状の貯留部 39が構成されるようになっている。貯留部 39の容積は、軸受ユニット 6内の隙間 Cの総容積よりも十分に大きくなるように構成されている。

[0037] また、テーパ内面 35bは、軸受ユニット 6の外径寸法よりも十分に大きく形成されている。これにより、テーパ内面 35bによって前記貯留部 39の周囲に広がる漏斗状の案内面が構成され、デイスペンサ 17の射出口 17aを前記開放部 11から半径方向に離れた位置に配置しても、テーパ内面 35bにオイル 2を伝わせて開放部 11まで導くことができるようになって!/、る。

[0038] このように構成された本実施形態に係るオイル注入装置 1の作用について、以下に説明する。

本実施形態に係るオイル注入装置 1により軸受ユニット 6のシャフト 4とハウジング 5 との間の隙間 Cにオイル 2を注入するには、まず、アダプタ 34に軸受ユニット 6を組み付け、その上力もカバー部材 35を組み付けた状態で、載置台 28のボス部 28bにァダプタ 34の嵌合穴 34bを嵌合させることにより載置台 28上に載置する。アダプタ 34 をボス部 28bに嵌合させると、ボールプランジャ 36の作動により、アダプタ 34が載置台 28から抜けな、ように固定される。

[0039] そして、昇降機構 29を作動させて載置台 28を上昇させ、カバー部材 35を被せた状態の軸受ユニット 6をチャンバ 14内に導入する。チャンバ 14内には、下方に向けられたデイスペンサ 17の射出口 17aが、図 4に示されるように、カバー部材 35とシャフト 4の外周面 4bとにより構成されたリング状の貯留部 39の上方に配置される。 [0040] 軸受ユニット 6がチャンバ 14内に導入されると、載置台 28のフランジ 28aに設けたシール部材 30が圧縮されてチャンバ 14内部が密閉される。

この状態で、バルブ 16を閉じてチャンバ 14内部を密封し、真空ポンプ 15を作動させてチャンバ 14内部を減圧していく。この過程で、軸受ユニット 6の隙間 C、アダプタ 34およびカバー部材 35の内部空間等、チャンバ 14内に連通している全ての空間から空気が排気される。そして、チャンバ 14内の圧力が、所定の減圧状態、例えば、約 70mTorr(9. 3Pa)になったときに、デイスペンサ 17を作動させて、所定量のオイル 2をカバー部材 35の上力も滴下する。これにより、図 5に示されるように、オイル 2が貯留部 39に貯留され、オイル 2によってリング状の開放部 11が閉塞されることになる。このとき、ハウジング 5内の隙間 Cとリザーバ 14内の圧力はバランスしているので、オイル 2は表面張力によって隙間 Cに進入せずに、貯留部 39に貯留状態に維持される。

[0041] 次いで、バルブ 22が閉じられてチャンバ 14内が密閉された状態で、バルブ 16が開放されること〖こより、チャンバ 14内の減圧状態が解除される。このとき、流量調節弁 2 0の作動により、チャンバ 14内の減圧状態の解除は、例えば、 30秒程度の時間をかけて大気圧状態まで回復するようにゆっくりと行われる。

チャンバ 14内の減圧状態が解除されていくと、チャンバ 14の内圧は徐々に上昇して、く力軸受ユニット 6の開放部 11はオイル 2によって閉塞状態とされて、るために隙間 C内は減圧状態に維持されている。その結果、ハウジング 2内外の圧力差によつて、貯留部 39に貯留されていたオイル 2が開放部 11から隙間 C内に吸引されていくことになる。

[0042] この場合において、隙間 Cの総容積は、十分に小さいので、内部に残っている空気量は極微量でありオイル 2注入後に気泡として残ることはない。また、貯留部 39に貯留されていたオイル 2の量は、隙間 Cの総容量よりも十分に多いので、図 6に示されるように、隙間 C全体に注入されても、貯留部 39に残存することになる。したがって、隙間 Cへの注入途中において貯留部 39内のオイル 2が切れて空気が隙間 C内に吸引されてしまうことがない。

[0043] そして、隙間 Cへの注入が終了した後に、図 2に示されるように、昇降機構 29が作動させられて、載置台 28が下降させられ、オイル 2を注入することにより製造された流体動圧軸受 3がチャンバ 14外に取り出されることになる。貯留部 39に残った余剰のオイル 2は、シリンジ等の吸引手段（図示略）によって容易に除去することができる。

[0044] このように、本実施形態に係るオイル注入装置 1およびオイル注入方法によれば、軸受ユニット 6に載置したカバー部材 35によって、隙間 Cの開放部 11の上方に一時的にオイル 2を貯留する貯留部 39が形成されるので、軸受ユニット 6を構成するシャフト 4ゃノヽウジング 5に、オイル 2を保持するための凹部を形成することなぐ隙間 C全体に充填するのに必要な量のオイル 2を隙間 Cに供給することができる。したがって、軸受として使用される際に機能しない無駄な凹部形状をシャフト 4やハウジング 5に設ける必要がない。特に、設計上無駄な構造を設ける余裕のない小型磁気ディスク用の流体動圧軸受 3等の場合には、無駄を省いてコンパクトに設計できるので有利である。

[0045] また、オイル 2を注入する際に注入チューブ等を介することなぐオイル 2を注入する隙間 Cの開放部 11の上方にオイル 2を直接貯留するので、オイル 2に空気を混入させずに注入することができる。その結果、比較的軽度の真空状態としても空気の混入を防止できるので、チャンバ 14内を減圧するのに要する時間を低減して、作業効率を向上することができるという効果がある。なお、上記実施形態においては、減圧状態の一例として 70mTorrを例に挙げて説明した力これに限定されるものではな!/、。

[0046] さらに、ハウジング 5の上面 5aに載置するカバー部材 35の形状により、そのテーパ内面 35bとシャフト 4の外周面 4bとの間に形成される貯留部 39の容積を、ハウジング 5内の隙間 Cの総容積よりも十分に大きく設定できるので、注入途中において貯留部 39内のオイル 2が不足して空気が隙間 C内に混入されてしまうことをより確実に防止できる。

[0047] また、ハウジング 5内の隙間 Cの空気を予め吸引した状態で、貯留部 39にオイル 2 を貯留するので、減圧状態を解除したときに、ハウジング 5内に空気が閉じ込められておらず、閉じ込められた空気が気泡となって開放部 11から放出されるような現象の発生を回避できる。その結果、オイル 2を周囲に飛散させることなく隙間 C全体に充填することができる。

[0048] また、チャンバ 14の減圧状態の解除を、 30秒程度の時間をかけてゆっくり行うので、貯留部 39に貯留されているオイル 2がハウジング 5内の隙間 Cに吸い込まれるときに、周囲の空気を巻き込むことがなぐ隙間 C内への空気の混入をさらに確実に防止できる。減圧状態の解除にかける時間は、 30秒に限定されるものではなぐ 10— 50 秒、好ましくは 20— 40秒、さらに好ましくは 25— 35秒程度がよい。

さらに、貯留部 39に貯留するオイル 2は、デイスペンサ 17により貯留部 39に供給される前に、リザーバ 18内において減圧状態とされることにより、十分に脱気されているので、軸受として使用される際に、動圧発生時等に負圧状態となったときに、気泡を発生させ難ヽとヽぅ利点がある。

[0049] また、ハウジング 5上面に載置されるカバー部材 35は、ハウジング 5の上面 5aの全面にわたって接触しているのではなぐ所定幅のリング状の接触部分において面接触するだけで、テーパ内面 35bの裏面 35cがハウジング 5の上面 5aから所定の角度をなして離れているので、貯留部 39からのオイル 2の回り込みがリング状の接触部分のみに限定され、それ以上の漏洩、例えば、ノ、ウジング 5の外周面まで漏洩してしまう不都合の発生を回避できる。

[0050] また、本実施形態においては、カバー部材 35のテーパ内面 35bと、ハウジング 5の開口部 10aから突出しているシャフト 4の外周面 4bとの間にリング状の貯留部 39を設け、そこにオイル 2を貯留することとしたので、オイル 2がシャフト 4の端面に形成されている固定部のネジ穴 12内に進入することを防止できる。ネジ穴 12はゆるみ防止のために、脱脂状態とされることが必要であり、ネジ穴 12にオイル 2を進入させないようにすることで、脱脂工程を省くことができ、効率的である。特に、貯留部 39のオイル 2 が隙間 C内に注入されていく際に、隙間 C力も気泡が発生することがないので、貯留部 39のオイル 2が溢れてネジ穴 12内に進入してしまうこともない。

[0051] なお、ハウジング 5の開口部 10aからシャフト 4の一端が露出するのみで突出していない場合においては、カバー部材 35のテーパ内面 35bの内側全体に貯留部 39を構成してちょい。

また、オイル 2を注入する軸受ユニット 6として、軸方向の途中位置にスラスト軸受板 8を有する形式のものを例に挙げて説明した力本発明は、これに限定されるものではなぐ一端側に隙間 Cの開放部 11を有する他の任意の形式の密封型の流体動圧軸受に適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 開口部を有するハウジングと、該ハウジング内にその開口部から一端を露出させて収容されたシャフトとからなる軸受ユニットのハウジングとシャフトとの隙間に作動流体を注入する装置であって、

前記開口部に形成された前記隙間のリング状の開放部を上向きにしたハウジングの上面に接触状態に載置され、該開放部の上方に、該開放部に連通して作動流体を貯留可能な貯留部を形成するカバー部材と、

該カバー部材を載置した軸受ユニットを密封可能に収容するチャンバと、該チャンバの内部空間を外部空間に対して開閉するバルブ装置と、

前記チャンバの内部空間の空気を排出して減圧状態にする排気装置と、減圧状態にされたチャンバ内において、前記貯留部に作動流体を滴下するデイスペンサとを備える流体動圧軸受の作動流体注入装置。

[2] 前記シャフトが、その一端を前記ハウジングの開口部力外方に突出状態に設けられ、

前記貯留部が、突出したシャフトの外周面と前記カバー部材との間にリング状に形成されて!/、る請求項 1に記載の流体動圧軸受の作動流体注入装置。

[3] 前記カバー部材が、前記開放部より大きな下部開口と、該下部開口から上方に向力つて漸次広がるテーパ内面とを備える請求項 1または請求項 2に記載の作動流体注入装置。

[4] 前記テーパ内面のテーパ角度が、中心軸線に対して 45— 75° 、好ましくは、 55° 一 65° 、さらに好ましくは 60° である請求項 3に記載の作動流体注入装置。

[5] 前記ディスペンサに供給する作動流体を貯留するリザーバを備え、

該リザーバ内が減圧状態に配されている請求項 1から請求項 4のいずれかに記載の作動流体注入装置。

[6] 前記チャンバ内の圧力を減圧状態から大気圧状態まで、 10— 50秒、好ましくは 20 一 40秒、さらに好ましくは 25— 35秒の時間をかけて徐々に上昇させるよう吸気流量を制御するコントローラを備える請求項 1から請求項 5のいずれかに記載の作動流体注入装置。

[7] 開口部を有するハウジングと、該ハウジング内にその開口部から一端を露出させて収容されたシャフトとからなる軸受ユニットのハウジングとシャフトとの隙間に作動流体を注入する方法であって、

前記開口部に形成された前記隙間のリング状の開放部を上向きに配置するステツプと、

前記開放部の上方に、該開放部に連通し作動流体を貯留可能な貯留部を形成するカバー部材をハウジング上面に接触状態に載置するステップと、

前記軸受ユニットを減圧して前記隙間の空気を排気するステップと、

前記隙間の空気を排気した後に、減圧雰囲気下において、前記貯留部に作動流体を滴下して貯留するステップと、

作動流体が貯留された状態で、前記軸受ユニットの減圧状態を解除するステップとを含む流体動圧軸受の作動流体注入方法。

[8] 前記減圧状態を解除するステップが、 10— 50秒、好ましくは 20— 40秒、さらに好ましくは 25— 35秒の時間をかけて徐々に行われる請求項 7に記載の作動流体注入方法。

[9] 前記作動流体を滴下して貯留するステップが、前記隙間の総容積より多、作動流体を貯留する請求項 7または請求項 8に記載の作動流体注入方法。

[10] ハウジング内に隙間をあけてシャフトを挿入することにより、ハウジングの開口部からシャフトの一端を露出させた軸受ユニットを構成し、

前記ハウジングの開口部と、該開口部力露出する前記シャフトとの間に形成された前記隙間のリング状の開放部を上向きに配置し、

前記開放部の上方に該開放部に連通し作動流体を貯留可能な貯留部を構成するカバー部材をノヽウジングの上面に接触状態に載置し、

前記軸受ユニットを減圧して前記隙間の空気を排気し、

空気が排気された後に、減圧雰囲気下において、前記貯留部に作動流体を滴下して貯留し、

作動流体が貯留された状態で、前記軸受ユニットの減圧状態を解除する流体動圧軸受の製造方法。減圧状態の解除が、 10— 50秒、好ましくは 20— 40秒、さらに好ましくは 25— 35秒の時間をかけて徐々に行われる請求項 10に記載の流体動圧軸受の製造方法。前記導入具とシャフトとの間に、前記隙間の総容積より多い作動流体を貯留する請求項 10または請求項 11に記載の流体動圧軸受の製造方法。