專利名稱：流體軸承式旋轉裝置、注油方法及記錄媒體控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及流體軸承式旋轉裝置、潤滑體的注油方法及記錄媒體控制裝置。
背景技術：
近年來，光盤等的存儲容量急劇地增大，為了與其相應實現高速的數據傳送速度，對于記錄裝置的盤片旋轉裝置也要求高精度并高速地進行旋轉。對于這些盤片旋轉裝置的旋轉主軸部，一般使用能使軸承減薄、適合于高速旋轉的流體軸承式旋轉裝置。
流體軸承式旋轉裝置，在軸與套筒之間夾有作為潤滑劑的油，在旋轉時利用動壓發生槽發生泵吸壓力。由此，軸能以非接觸方式相對套筒進行旋轉驅動。流體軸承式旋轉裝置由于是非接觸方式，故適合于摩擦阻力極小、高耐久性的高速旋轉。
在日本專利特開平6-269142號公報中揭示了以往例的流體軸承式旋轉裝置。使用圖19對以往例的流體軸承式旋轉裝置進行說明。圖19是表示以往例的軸旋轉式的流體軸承式旋轉裝置的概略結構的剖視圖。在圖19中，流體軸承式旋轉裝置具有軸1、套筒2、推力板4、蓋板5、基座6、電機定子7、轉子磁鐵8、襯墊10、夾子11、轉子輪轂12。
軸1一體地具有凸緣(凸緣部)3，軸1旋轉自如地插入于套筒2的軸承孔2A中。在軸1的外周面上設有人字形的動壓發生槽1A和1B。在凸緣3的與套筒2的相對面和凸緣3的與推力板4的相對面上分別設有動壓發生槽1C和1D。
套筒2，具有軸承孔2A、排出混入于潤滑劑中的空氣用的循環孔2B、凸緣收容部2D。軸承孔2A，旋轉自如地收容有軸1，凸緣收容部2D旋轉自如地收容軸1的凸緣3。循環孔2B使套筒2的上端面與凸緣收容部2D連通。
蓋板5以大致環狀地覆蓋設置在套筒2上，具有能使軸1伸出的軸孔5A和使蓋板5的上下兩面進行連通的換氣孔5B。
轉子輪轂12被固定在軸1上，轉子磁鐵8、襯墊10和夾子11被固定在轉子輪轂12上。另一方面，基座6和推力板4被固定在套筒2上，電機定子7與轉子磁鐵8相對地被固定在基座6上。
在軸1與套筒2之間夾有潤滑劑13。
在如上所述結構的以往的流體軸承式旋轉裝置中，對其動作進行說明。
當向電機定子7通電時發生旋轉磁場，轉子磁鐵8受到旋轉力，與轉子輪轂12、軸1、夾子11、襯墊10、盤片9一起開始旋轉。通過旋轉使潤滑劑13聚集在動壓發生槽1A～1D中，在軸1與套筒2之間、及軸1與推力板4之間發生泵吸壓力。由此，軸1相對套筒2地向上方上浮，以非接觸方式進行旋轉，利用未圖示的磁頭或光學頭，進行盤片9上的數據的記錄再生。
在潤滑劑13內部積聚了空氣的場合，氣泡14利用循環孔2B向蓋板5的下面與套筒2的上端面之間進行移動。由于蓋板5是大致環狀，故氣泡14沿蓋板5的下面從循環孔2B側向換氣孔5B側繞周向地移動，從換氣孔5B向外排出。由此，氣泡14不積存在動壓發生槽1A～1D中。其結果，在動壓發生槽1A～1D中不會產生油膜斷裂，能防止裝置的旋轉性能降低。
然而，以往例的流體軸承式旋轉裝置，如圖20所示，在箭頭G1所示的方向上施加大的落下沖擊負荷的場合，位于由套筒2的上端面與蓋板5的下面構成的油積存部31中的潤滑劑13，通過軸承孔2A的端部或換氣孔5B而存在著如潤滑劑13’那樣漏出的可能性。
又，在軸承內部的氣泡14通過循環孔2B向外部排出時，存在一部分的潤滑油13被氣泡14推出而流出的問題。
發明內容
本發明，是鑒于上述的問題而作成的，將防止因流體軸承式旋轉裝置的落下及積存在軸承內部的空氣的移動等引起的沖擊而使潤滑劑漏出的情況作為目的，提供可靠性高的流體軸承式旋轉裝置及具有它的記錄媒體控制裝置。
本發明的目的還在于，提供在軸承內部幾乎不殘留有空氣地將潤滑劑向本發明的流體軸承式旋轉裝置注入的注油方法。
為了解決上述問題，本發明具有以下的結構。
本發明的第1技術方案的流體軸承式旋轉裝置，具有在大致中央設有軸承孔的套筒以及與所述套筒相對地旋轉自如地插入于所述軸承孔中的軸，在所述軸的外周面和所述套筒的內周面的至少任一方，具有由多個淺槽構成圖案狀的至少1組以上的動壓發生槽的軸承面，具有在所述軸與所述套筒之間的間隙中充滿了潤滑劑軸承單元，在所述軸承單元中，在所述套筒上或在所述套筒與大致覆蓋該套筒的端面的蓋板之間設有圓錐狀的空間，在與所述軸承孔的連接部處，軸向的寬度狹窄，越靠近所述套筒的外周，軸向的寬度越寬，在所述圓錐狀的空間的外周部，設有從外部可使空氣出入的換氣孔。
本發明，即使在因流體軸承式旋轉裝置的落下及積存在軸承內部的空氣的移動等引起對潤滑劑施加沖擊的場合，由于潤滑劑被吸附在圓錐狀的空間中，故不會從軸承泄漏。在向圓錐狀的空間流入的潤滑劑量多的場合，潤滑劑進入至圓錐狀的空間的外周部的里處。由于圓錐狀的空間越靠近外周，軸向的寬度變得越寬，故空間中收容潤滑劑的容積擴大，潤滑劑不會從換氣孔溢出。當沖擊平息時，潤滑劑利用毛細管力被吸附在圓錐狀的空間的剖面狹窄的一方(軸承孔的方向)，向原來的軸承孔返回。因此，一部分的潤滑劑殘留在圓錐狀的空間中，不用擔心軸承孔的潤滑劑會逐漸減少。
本發明具有能實現防止因流體軸承式旋轉裝置的落下及積存在軸承內部的空氣的移動等引起的沖擊而使潤滑劑漏出的情況的、可靠性高的流體軸承式旋轉裝置的作用。
在上述的流體軸承式旋轉裝置中，軸承孔包括實施形態的凸緣收容部。
以往，在向流體軸承式旋轉裝置注入潤滑劑時，一旦注入多量的潤滑劑，在注油作業結束后，在軸承孔的端部(開口部)吸取多余的潤滑劑。但是，在該方法中，想要對殘留在軸承中的潤滑劑的量高精度地進行控制是困難的。采用本發明，在向流體軸承式旋轉裝置注入潤滑劑時，從換氣孔吸取多余的潤滑劑，以使潤滑劑的表面位于圓錐狀的空間規定位置。由此，能高精度地向軸承注入適當量的潤滑劑。
最好是，圓錐狀的空間設置在軸承孔的開口部附近。
又，在本發明第2技術方案的流體軸承式旋轉裝置中，在上述本發明第1技術方案的流體軸承式旋轉裝置的基礎上，所述軸的一端從所述軸承孔突出，所述軸承單元，包括具有使突出的所述軸通過的開口部并覆蓋所述套筒的端面的至少一部分的蓋板，在所述套筒與所述蓋板之間設有圓錐狀的空間，在與所述軸承孔的連接部處，軸向的寬度狹窄，越靠近所述套筒的外周，軸向的寬度越寬。
通過在套筒與所述蓋板之間設置圓錐狀的空間，能將圓錐狀的空間以低成本設置在軸承孔的開口部附近。通過在軸承孔的開口部附近設置圓錐狀的空間，因沖擊而要溢出的潤滑劑被順利地向圓錐狀的空間引導，其結果就不會溢出。圓錐狀的空間可以設在套筒上，或者也可以設置在蓋板上來取代它。
又，本發明第3技術方案的流體軸承式旋轉裝置，在上述本發明第1或第2技術方案的流體軸承式旋轉裝置的基礎上，所述軸的一端從所述軸承孔突出，另一端具有與軸垂直的推力軸承面，該推力軸承面與固定在所述套筒上的推力板相對，在其間的間隙中充滿了潤滑劑，所述圓錐狀的空間，在所述軸的突出部側的所述軸承面的端部附近，與所述軸承孔連通著。
在將推力軸承設置在軸的另一端上的場合，軸承孔的開口部僅存在于軸承孔的一方。在這樣的結構中，在向流體軸承式旋轉裝置注入潤滑劑時，在內部容易殘留空氣，有可能因內部的空氣的移動而使潤滑劑漏出。本發明能實現可防止因積存在軸承內部的空氣的移動等引起的沖擊而使潤滑劑漏出的情況的、可靠性高的流體軸承式旋轉裝置。
又，本發明第4技術方案的流體軸承式旋轉裝置，在上述本發明第1～第3技術方案的任一項的流體軸承式旋轉裝置的基礎上，所述圓錐狀的空間在所述軸的周圍被設置成環狀。
采用本發明，即使受到沖擊的潤滑劑向任意方向移動，也能將溢出的潤滑劑向圓錐狀的空間順利地引導。
又，本發明第5技術方案的流體軸承式旋轉裝置，在上述本發明第1～第3技術方案的任一項的流體軸承式旋轉裝置的基礎上，在所述換氣口的附近的所述蓋板上，設有使所述圓錐狀的空間的軸向寬度增寬的凹部。
通過設置使圓錐狀的空間的軸向的寬度增寬的凹部，能使混入于潤滑劑中的空氣從換氣孔順利地向外部放出。另外，能將想要溢出的潤滑劑收容在凹部的內部。采用本發明，能防止潤滑劑從軸承溢出。又，在注油時，利用凹部的寬大的空間能容易地吸取殘留在圓錐狀的空間內部的多余的油。采用本發明，能改善吸取多余的油的作業性。
又，本發明第6技術方案的流體軸承式旋轉裝置，在上述本發明第1～第3技術方案的任一項的流體軸承式旋轉裝置的基礎上，在從所述圓錐狀的空間與所述軸承孔連通的部位至靠近所述軸的另一端的部位，還具有一端與所述軸承孔連通而另一端與所述圓錐狀的空間的外周部連通的連通孔。
殘留在軸承的內部的空氣，能沿軸承孔向外部放出、或能通過連通孔向外部放出。
在軸的另一端上設有推力軸承的流體軸承式旋轉裝置中，要使殘留在推力軸承的外周附近的空氣沿軸承孔向外部放出是困難的。本發明，在軸的另一端設有推力軸承的流體軸承式旋轉裝置中，設有使推力軸承的外周部附近的軸承孔與圓錐狀的空間的外周部連通的連通孔。由此，能使殘留在推力軸承的外周部附近的空氣沿連通孔向外部放出。
又，本發明第7技術方案的流體軸承式旋轉裝置，在上述本發明第1～第3技術方案的任一項的流體軸承式旋轉裝置的基礎上，所述軸的外周面與所述蓋板的內周面之間的距離大致相等于在與所述軸承孔的連接部上的所述圓錐狀空間的軸向寬度。
實驗的結果，由于作成該結構，故在將因沖擊而移動的潤滑劑順利地向圓錐狀的空間引導、且沖擊平息時，能使潤滑劑從圓錐狀的空間順利地返回至軸承孔。
又，本發明第8技術方案的流體軸承式旋轉裝置，在上述本發明第5技術方案的流體軸承式旋轉裝置的基礎上，所述凹部的深度為0.05mm以上、1.0mm以下。
實驗的結果，由于作成該結構，故能防止潤滑劑從軸承溢出。又，在注油時，由于吸取殘留在凹部的多余的油，故能改善吸取多余油作業的作業性。
又，本發明第9技術方案的流體軸承式旋轉裝置，在上述本發明第1技術方案的流體軸承式旋轉裝置的基礎上，所述換氣孔的直徑為0.10mm以上、1.0mm以下。
實驗的結果，由于作成該結構，故在流體軸承式旋轉裝置受到沖擊的場合，潤滑劑不會從換氣孔溢出，在注油時，通過換氣孔能容易地進行吸取多余油的作業。
又，采用本發明的一種記錄媒體控制裝置，具有上述本發明第1～3技術方案的任一項的流體軸承式旋轉裝置，對帶子狀或盤片狀的記錄媒體進行記錄和/或再生。
本發明，能實現具有防止因流體軸承式旋轉裝置的落下及積存在軸承內部的空氣的移動等引起的沖擊而使潤滑劑漏出的情況的、可靠性高的流體軸承式旋轉裝置的記錄媒體控制裝置。記錄媒體是任意的。例如是光記錄媒體、光磁記錄媒體、磁記錄媒體等。記錄媒體，既可以是DVD盤片等可卸下的媒體，也可以是硬盤裝置那樣不能卸下的媒體。流體軸承式旋轉裝置的使用部位是任意的。例如，可使用于盤片的旋轉驅動裝置、帶子狀記錄媒體的卷軸旋轉驅動裝置、對帶子進行驅動的主導軸旋轉驅動裝置、螺旋形掃描型記錄(或再生)裝置上的搭載了旋轉磁頭的磁鼓的旋轉驅動裝置等。
又，本發明第1種的注油方法，是對上述本發明第1～3技術方案的任一項的流體軸承式旋轉裝置注入潤滑劑的注油方法，具有利用臨時密封裝置對所述換氣孔進行臨時密封的步驟；在所述軸與所述套筒的間隙附近注入潤滑劑的步驟；對所述流體軸承式旋轉裝置的周圍進行減壓的步驟；使所述流體軸承式旋轉裝置的周圍的氣壓返回至原來的步驟；去除所述換氣孔的所述臨時密封裝置的步驟；從所述換氣孔插入吸油裝置而對所述換氣孔附近的潤滑劑進行吸油的步驟。
本發明，能實現在軸承內部幾乎不殘留空氣地將潤滑劑向上述的流體軸承式旋轉裝置注入的注油方法。在減壓的步驟中，例如減壓至0.1大氣壓程度。
又，本發明第2種的注油方法，是對上述本發明第1～3技術方案的任一項流體軸承式旋轉裝置注入潤滑劑的注油方法，具有在所述軸與所述套筒的間隙附近以及在所述換氣孔的附近注入潤滑劑的步驟；對所述流體軸承式旋轉裝置的周圍進行減壓的步驟；使所述流體軸承式旋轉裝置的周圍的氣壓返回至原來的步驟；從所述換氣孔插入吸油裝置而對所述換氣孔附近的潤滑劑進行吸油的步驟。
本發明，能實現在軸承內部幾乎不殘留空氣地將潤滑劑向本發明的流體軸承式旋轉裝置注入的注油方法。
本發明，即使在軸承內部的潤滑劑中積存了空氣的場合，也能不會使潤滑劑泄漏地僅將空氣排出。又，即使在施加沖擊負荷的場合，潤滑劑也不會流出。另外，能容易且正確地對軸承單元的潤滑劑的注油量進行控制。因此，采用本發明，能獲得可實現低成本且可靠性高的流體軸承式旋轉裝置及具有它的記錄媒體控制裝置的良好效果。
采用本發明，能獲得可實現在軸承內部幾乎不殘留空氣地將潤滑劑向上述本發明的流體軸承式旋轉裝置注入的注油方法的良好效果。
本發明的新的特征無非是已被特別記載在了所附的權利要求內，但本發明，對于結構及內容的雙方，可以與其它的目的及特點一起、再配合附圖進行理解的基礎上，從以下的詳細說明中更好地理解和評價。
圖1是表示本發明實施形態1的流體軸承式旋轉裝置的概略結構的剖視圖。
圖2A是從套筒2的上端面側看本發明實施形態1的蓋板5的一例的圖。
圖2B是本發明實施形態1的蓋板5的一例的立體圖。
圖3A是從套筒2的上端面側看本發明實施形態1的蓋板5的另一例的圖。
圖3B是本發明實施形態1的蓋板5的另一例的立體圖。
圖4是表示本發明實施形態1的間隙S1～S5的圖。
圖5是對在本發明實施形態1的間隙S1～S5上的毛細管力進行說明的圖。
圖6是表示本發明實施形態1的注油工序的開始時的流體軸承式旋轉裝置的圖。
圖7是表示本發明實施形態1的注油工序的步驟S1101和S1102中的流體軸承式旋轉裝置的圖。
圖8是表示本發明實施形態1的注油工序的步驟S1103和S1104中的流體軸承式旋轉裝置的圖。
圖9是表示本發明實施形態1的注油工序的步驟S1105和S1106中的流體軸承式旋轉裝置的圖。
圖10是表示本發明實施形態1的注油工序的步驟S1107中的流體軸承式旋轉裝置的圖。
圖11是對本發明實施形態1的注油工序進行說明的流程圖。
圖12是表示本發明實施形態2的流體軸承式旋轉裝置的概略結構的剖視圖。
圖13是表示本發明實施形態3的流體軸承式旋轉裝置的概略結構的剖視圖。
圖14A是從套筒2側的上端面側看本發明實施形態3的蓋板5’的圖。
圖14B是本發明實施形態3的蓋板5’的立體圖。
圖15是表示本發明實施形態4的流體軸承式旋轉裝置的概略結構的剖視圖。
圖16是對本發明實施形態5流體軸承式旋轉裝置注入潤滑油的注油方法進行說明用的剖視圖。
圖17A是表示本發明實施形態5的流體軸承式旋轉裝置的蓋板5的一例的放大剖視圖。
圖17B是表示本發明實施形態5的流體軸承式旋轉裝置的蓋板5的另一例的放大剖視圖。
圖18是對本發明實施形態5的注油工序進行說明的流程圖。
圖19是表示以往例的流體軸承式旋轉裝置的概略結構的圖。
圖20是表示以往例的另一流體軸承式旋轉裝置的概略結構的圖。
附圖的一部分或全部，是通過以圖示為目的的概要性表現來進行描述，未必對那里所示的要素的實際的相對性大小及位置忠實地進行了描寫，這一點需請考慮。
具體實施例方式
以下，與附圖一起、對具體表示實施本發明用的最佳形態的實施形態進行記載。
使用圖1～圖11對實施形態1的流體軸承式旋轉裝置、記錄媒體控制裝置及注油方法進行說明。實施形態1中的流體軸承式旋轉裝置是使光磁盤進行旋轉的主軸電機。實施形態1中的記錄媒體控制裝置是用實施形態1的主軸電機使光磁盤進行旋轉的盤片裝置。圖1是表示實施形態1的軸旋轉式的流體軸承式旋轉裝置的概略結構的剖視圖。在圖1中，1是軸，2是套筒，4是推力板，5是蓋板，6是基座，7是電機定子，8是轉子磁鐵，9是光磁盤，10是襯墊，11是夾子，12是轉子輪轂，13是潤滑劑，14是氣泡，15是油積存部。
軸1，旋轉自如地收容在套筒2的軸承孔2A中，具有凸緣3和動壓發生槽1A、1B及1D。軸1的一端側(圖1中的上部側)，從套筒2的軸承孔2A略微突出，將轉子輪轂12固定在該突出的部分上。
凸緣3，一體地設在軸1的另一端側(圖1中的下部側)，旋轉自如地收容在套筒2的凸緣收容部2D中。又，動壓發生槽1A和1B是形成在軸1的外周面上的人字形的動壓發生槽，形成有徑向軸承面。又，動壓發生槽1C和1D，是分別形成在凸緣3的與套筒2的相對面上和凸緣3的與推力板4的相對面上的人字形的動壓發生槽。
套筒2，具有軸承孔2A、循環孔(連通孔)2B、圓錐狀槽2C、凸緣收容部2D。軸承孔2A和凸緣收容部2D，被設在套筒的大致中央，是旋轉自如地收容軸1(包括凸緣3)用的孔。循環孔2B，與軸承孔2A設置成大致平行，將圓錐狀槽2C與凸緣收容部2D連通。圓錐狀槽2C具有規定的斜度，在內周部分足夠淺，而隨著接近于外周部分而變深。
蓋板5，具有軸1的一端可伸出的軸孔5A、換氣孔5B、凹部5C，是為了防止潤滑劑13泄漏而覆蓋設置在套筒2的開口側的上端面的大致環狀的蓋板。軸孔5A設在蓋板的大致中央。凹部5C是在蓋板5的套筒2側(圖1中的下側)的表面的規定位置上所形成的凹部。換氣孔5B以規定的大小(例如直徑為0.2mm程度)被設置在與蓋板5的外周接近的位置，凹部5C與蓋板5的上端面(流體軸承式旋轉裝置的外部)連通著。又，利用套筒2的上端面與蓋板5的下面構成油積存部15。套筒2的圓錐狀槽2C與蓋板5的下面構成圓錐狀的空間。
使用圖2A、圖2B、圖3A和圖3B對作為本發明特點之一的蓋板5的結構進行說明。圖2A是從套筒2側(圖1中的下側)看蓋板5的一例的圖，圖2B是其立體圖。圖3A是表示蓋板5的另一例的圖，圖3B是其立體圖。在圖2A、圖2B、圖3A和圖3B中，表示軸孔5A、換氣孔5B和凹部5C的配置例。圖3A和圖3B中的凹部5C，被設定成其表面積比圖2A和圖2B中的凹部5C大。凹部5C利用沖壓加工來形成、或利用立銑刀等的切削加工來形成。如圖2A、圖2B、圖3A和圖3B所示，套筒2的圓錐狀槽2C被設置成環狀(360度)。
再參照圖1。轉子輪轂12被固定在軸1上，轉子磁鐵8、襯墊10和夾子11被固定在轉子輪轂12上。另一方面，基座6和推力板4被固定在套筒2上，電機定子7與轉子磁鐵8相對地被固定在基座6上。盤片9是用于記錄和/或再生的可裝卸的媒體，在圖1中，通過襯墊10被安裝在轉子輪轂12上，并被夾子11固定著。
在軸1與套筒2之間的間隙和軸1與推力板4之間的間隙中夾有潤滑劑13。潤滑劑13是油。
接著，對上述所構成的流體軸承式旋轉裝置說明其動作。
首先，當向電機定子7通電時發生旋轉磁場，轉子磁鐵8受到旋轉力，與轉子輪轂12、軸1、盤片9、夾子11、襯墊10一起開始旋轉。通過旋轉使潤滑劑13聚集在人字形的動壓發生槽1A～1D中，在軸1與套筒2之間、凸緣3與套筒2之間、及凸緣3與推力板4之間發生泵吸壓力。由此，軸1相對套筒2地向上方上浮并以非接觸方式旋轉，利用未圖示的記錄再生頭，進行盤片9上的數據的記錄再生。
接著，使用圖4和圖5對本實施形態的流體軸承式旋轉裝置的作用進行說明。首先，如圖4所示，對間隙S1～S5和距離D1～D5進行定義。
將動壓發生槽1A部的軸承半徑間隙設為S1，將軸1的外周面與蓋板5的內周面之間的半徑間隙(徑向的寬度)設為S2，將套筒2的圓錐狀槽2C的內周面(由圓錐狀槽2C和蓋板5的下面所構成的圓錐狀的空間與軸承孔1A的連通部)上的蓋板5與套筒2之間的間隙(軸向的寬度)設為S3，將在套筒2的圓錐狀槽2C的外周面(凹部5C的內周緣)上的蓋板5與套筒2之間的間隙(軸向的寬度)設為S4，將配置在套筒2的圓錐狀槽2C的外周上的蓋板5的凹部5C與套筒2之間的間隙(軸向的寬度)設為S5。將這些間隙S1～S5中的各距離分別設為D1～D5，并設定成使距離D1～D5滿足下式(1)的關系。
D1＜D2AD3＜D4＜D5……(1)在本實施形態中，例如，將各間隙距離設定成D1＝2μm、D2＝20μm、D3＝20μm、D4＝100μm、D5＝350μm。
圖5表示在上述間隙S1～S5中的毛細管力的曲線圖。橫軸是距離，縱軸是毛細管力。所謂毛細管力是潤滑劑13利用其表面張力想要侵入更小的間隙中的力。在圖5中，在分別將間隙S1～S5中的毛細管力設成P1～P5時，成立下式(2) 。
P1＞P2P3＞P4＞P5……(2)在油積存部15附近(間隙S5附近)的潤滑劑13，利用毛細管力集中于更小的間隙S2～S4的附近，并不斷地向具有小的間隙S1的徑向軸承部或動壓發生槽1A的方向供給。
在對流體軸承式旋轉裝置施加沖擊負荷的場合，潤滑劑13一旦從軸承孔1A向圓錐狀的空間引導，在圓錐狀的空間中向外周方向擴展。由于圓錐狀的空間越接近外周，軸向的寬度越大，故空間中收容潤滑劑的容積擴大，潤滑劑不從換氣孔溢出。當沖擊平息時，潤滑劑利用毛細管力被向圓錐狀的空間的剖面狹窄的一方(軸承孔的方向)吸附，返回原來的軸承孔中。因此，一部分的潤滑劑殘留在圓錐狀的空間中，不用擔心軸承孔的潤滑劑會逐漸地減少。
利用設置在圓錐狀槽2C的外周端附近的凹部5C，能將想要溢出的潤滑劑13收容在凹部5C的內部。潤滑劑13不會通過換氣孔5B向外部泄漏。在注油時，利用凹部5C的大的空間，能容易地吸取殘留在圓錐狀的空間的內部的多余的油。由此，能改善吸取多余油的作業性。
又，混入于潤滑劑13中的空氣14，在其量多的場合，在周圍的溫度上升而其內部壓力上升的場合、或在低壓環境下進行膨脹而其體積增大的場合等，在循環孔2B中，從圖4中的下方向上方移動。這時，在循環孔2B內潤滑劑也與空氣14一起移動。潤滑劑13和空氣14被運行至油積存部15后，潤滑劑13利用毛細管力集中在間隙S2、S3附近，氣泡14集中于間隙S4附近和S5附近。另外，由于間隙S4的距離D4比間隙S5的距離D5小，故氣泡14沿油積存部15的外周緣從循環孔2B側向凹部5C側繞周向地移動，僅氣泡14從換氣孔5B向外排出。混入潤滑劑中的空氣能順利地從換氣孔向外部放出。由此，潤滑劑不會向軸承外被擠出或泄漏，僅氣泡14向軸承外部順利地排出。
接著，使用圖11的流程圖，表示本實施形態的流體軸承式旋轉裝置的潤滑劑的注油方法。圖6～圖10的剖面圖概要地表示流體軸承式旋轉裝置的狀態。
在組裝完成后的軸承部(圖6的狀態)中，將密封件16貼附在換氣孔5B上進行臨時密封(S1101·圖7的狀態)。密封件16是臨時密封裝置的一例。
接著，將規定量的潤滑劑13從注油嘴17進行注油并涂布在軸1與蓋板5的間隙附近(S1102)。所謂規定量，是指在由軸1、套筒2、推力板4、蓋板5構成的間隙部的容積中加上套筒2的循環孔2B的容積的量以上(例如2倍程度)。
接著，使軸承部進入低壓室，從大氣壓減壓至約0.1大氣壓以下(S1103)。這時，軸承內部的空氣，因減壓而使體積增加，從軸1與蓋板5的間隙向外部排出。
接著，再升壓至大氣壓，由于軸承內部的空氣的體積減小，在S1102中涂布的潤滑劑13，從軸1與蓋板5之間的間隙被吸入于軸承內部(S1104·圖8的狀態)。由于將換氣孔5B臨時密封，故空氣不會從換氣孔進入。在該時刻，潤滑劑13充滿在軸承內部和循環孔2B中。
接著，去除換氣孔5B的密封件16(S1105)。
接著，將直徑足夠小的吸油管18通過換氣孔5B而插入至凹部5B中(S1106·圖9的狀態)。對于吸油管18，例如能使用外徑0.16mm、內徑0.10mm的聚縮醛樹脂制的管。吸油管是吸油裝置的一例。
接著，從吸油管18對凹部5C的潤滑劑進行吸油(S1107·圖10的狀態)。在S1107中，在間隙S1～S4中利用強的毛細管力對潤滑劑13進行保持，而間隙S5，足夠大的凹部5C中的毛細管力與間隙S1～S4中的毛細管力相比為較弱。因此，在凹部5C中，容易利用吸油管18對潤滑劑13進行吸油。在凹部5C的潤滑劑13被吸取后，空氣14從換氣孔5B流入，從吸油管18吸取該空氣14。即，潤滑劑13被保持在間隙小的間隙S1～S4中，不會從吸油管18超過需要地吸出。
通過執行上述的S1101～S1107所示的一連串的注油處理，不需要在吸油中對吸油力及吸油時間進行調整，僅將吸油管18插入于凹部5C中進行吸出就能完成精度高的注油。
這里，對作為臨時密封裝置使用密封件作了說明，但不限于密封件，例如也可以用具有能將換氣孔密閉的形狀或材質的夾具，向吸氣孔附近推壓地進行密封。又，對作為吸油裝置使用吸油管作了說明，但如后述那樣，也可以使用其它的吸油裝置。
如上所述，采用本實施形態，使混入于流體軸承部的空氣容易排出，由此能防止潤滑劑泄漏。又，能正確并容易地對軸承單元的潤滑劑的注油量進行控制，又，即使施加沖擊負荷潤滑劑也不會流出，能實現可靠性高的流體軸承式旋轉裝置。
又，在軸1的直徑為1～20mm、循環孔2B的直徑為0.1～1.0mm、凹部5C的高度(從S5減去S4后的數值)為0.05～1.0mm、換氣孔5B的直徑為0.10～1.0mm的場合，并在距離D1為1～10μm、距離D2和D3為20～100μm、距離D4為1 80μm以下、距離D5為0.1mm以上的各范圍中對各間隙的距離進行了設定的場合，可確認為潤滑劑13不會流出而空氣14能良好地排出。又，尤其在將距離D2和距離D3分別設定為20μm程度的場合，即使在對軸承施加2000G的沖擊負荷時(作用時間為1～10毫秒)也能防止潤滑劑13的流出。
又，吸油管18不限于管子狀，即使使用帶子狀、海綿狀或纖維狀的吸油材料也可以取代它，例如，在實驗中確認可利用直徑0.16mm的海綿。
又，在圖11中，步驟S1103是在步驟S1102之后進行處理，但即使在S1102之前進行處理也能起到同樣的效果。
使用圖12對實施形態2中的流體軸承式旋轉裝置進行說明。實施形態2中的流體軸承式旋轉裝置，是使光磁盤進行旋轉的主軸電機。實施形態2中的記錄裝置，是用實施形態2的主軸電機使光磁盤進行旋轉的盤片裝置。圖12是表示本發明實施形態2的流體軸承式旋轉裝置的概略結構的剖視圖。在圖12中，在具有軸130而代替軸1之點、從套筒2去除凸緣收容部2D之點、套筒2具有新的直槽部2E之點，與實施形態1不同。其余之點是相同的，對于標有相同符號的要素省略其詳細的說明。
軸130，沒有實施形態1中的軸1的凸緣3和動壓發生槽1C。套筒2也沒有實施形態1中的凸緣收容部2D。循環孔2B設置成與軸承孔2A大致平行，直槽部2E從套筒2的軸承孔2A的下部形成。循環孔2B與直槽部2E使套筒2的軸承孔2A與圓錐狀槽2C連通。在權利要求中，連通孔包括循環孔2B和直槽部2E。
通過作成上述的結構，使圓錐狀槽2C與軸承孔2A的下部連通，能防止在動壓發生槽1A、1B和1D上產生油膜斷裂。直槽部2E，利用由立銑刀等的切削加工來形成。
實施形態2的流體軸承式旋轉裝置，具有與實施形態1同樣的效果。實施形態1所示的流體軸承式旋轉裝置的注油方法，對于本實施形態的軸130那樣寬度較大、沒有凸緣3的軸承也能同樣地適用，起到同等的效果。
使用圖13、圖14A和圖14B對實施形態3的流體軸承式旋轉裝置進行說明。實施形態3中的流體軸承式旋轉裝置，是使光磁盤進行旋轉的主軸電機。實施形態3中的記錄媒體控制裝置，是用實施形態3的主軸電機使光磁盤進行旋轉的盤片裝置。圖13是表示本實施形態的流體軸承式旋轉裝置的概略結構的剖視圖。圖13中，具有蓋板5’來代替蓋板5之點與實施形態1不同。其余之點是相同的，對于標有相同符號的要素省略其詳細的說明。
圖14A和圖14B中對本實施形態的蓋板5’的結構進行說明。圖14A是從套筒2側(圖13中的下側)看蓋板5’的一例的圖。圖14B是其立體圖。
蓋板5’，具有軸孔5A、換氣孔5B’和凹部5C。軸孔5A和凹部5C與圖2A、圖2B、圖3A和圖3B所示的實施形態1中的蓋板5相同。換氣孔5B’被設置在蓋板5’的側面。
實施形態3的流體軸承式旋轉裝置，起到與實施形態1相同的效果。實施形態1所示的流體軸承式旋轉裝置的注油方法，即使如本實施形態那樣在將換氣孔設于蓋板的側面的場合，也能同樣地適用，起到同等的效果。
使用圖15對實施形態4中的流體軸承式旋轉裝置進行說明。實施形態4中的流體軸承式旋轉裝置是使光磁盤進行旋轉的主軸電機。實施形態4中的記錄媒體控制裝置，是用實施形態4的主軸電機使光磁盤進行旋轉的盤片裝置。圖15是表示本實施形態的流體軸承式旋轉裝置的概略結構的剖視圖。在圖15中，流體軸承式旋轉裝置，以軸固定式取代軸旋轉式之點與實施形態1不同。即，以與基座6固定來取代與轉子輪轂12的固定，另一方面，轉子輪轂12被固定在套筒2上。其余之點是相同的，對于標有相同符號的要素省略其詳細的說明。
當向電機定子7通電時發生旋轉磁場，轉子磁鐵8受到旋轉力，與轉子輪轂12、套筒2、推力板4、盤片9、夾子11、襯墊10一起開始旋轉。通過旋轉使潤滑劑13集中在人字形的動壓發生槽1A～1D中，在軸1與套筒2之間及凸緣3與推力板4之間發生泵吸壓力。由此，套筒2相對軸1地向上方上浮并以非接觸方式旋轉，利用未圖示的記錄再生頭進行盤片9上的數據的記錄再生。
由于對在圖4中定義的間隙S1～S5的距離D1～D5適當地作了設定，故潤滑劑13不會從軸1與蓋板5之間泄漏。又，即使在施加沖擊負荷的場合，潤滑劑13，由于利用強的毛細管力而被集中在間隙S1～S4附近，不會從換氣孔13流出。
如上所述，實施形態1所示的流體軸承式旋轉裝置及注油方法，也同樣能適用于本實施形態那樣的、流體軸承式旋轉裝置為軸固定式的情況，起到同等的效果。
使用圖16～圖18對實施形態5的流體軸承式旋轉裝置、記錄媒體控制裝置及注油方法進行說明。該流體軸承式旋轉裝置是使光磁盤進行旋轉的主軸電機。實施形態5中的記錄媒體控制裝置，是用實施形態5的主軸電機使光磁盤進行旋轉的盤片裝置。實施形態5的流體軸承式旋轉裝置與實施形態1相同。圖16是對本實施形態的流體軸承式旋轉裝置注入潤滑油的注油方法進行說明用的剖視圖。圖16中，在使用注油嘴17A和17B執行下述的注油方法中，與實施形態1不同。其余之點是相同的，對于標有相同符號的要素省略其詳細的說明。
使用圖18的流程圖表示本實施形態的流體軸承式旋轉裝置的潤滑劑的注油方法。
在組裝完成后的軸承部中，從注油嘴17A將第1規定量的潤滑劑13注油并涂布在軸1與蓋板5的間隙附近(S1801)。
接著，將第2規定量的潤滑劑13從注油嘴17B注油并涂布在換氣孔5B的上部，將換氣孔5B密封(S1802)。這時，第1規定量與第2規定量之和，成為在由套筒2、推力板4和蓋板5構成的間隙部的容積中加上循環孔2B的容積的量以上(例如2倍程度)。
接著，使軸承部進入低壓室，從大氣壓減壓至約0.1大氣壓以下(S1803)。這時，軸承內部的空氣，因減壓而使體積增加，并從軸1與蓋板5的間隙向外部排出。
接著，再升壓至大氣壓，由于軸承內部的空氣的體積減小，在S1801和S1802中涂布的潤滑劑13，從軸1與蓋板5之間的間隙和換氣孔5B被吸入于軸承內部(S1804)。在該時刻，潤滑劑13充滿在軸承內部和循環孔2B中。
接著，將直徑足夠小的吸油管18通過換氣孔5B而插入至凹部5B中(S1805)。
從吸油管18對凹部5C的潤滑劑進行吸油(S1806)。在S1806中，在間隙S1～S4中，利用強的毛細管力對潤滑劑13進行保持，而間隙S5中，在足夠大的凹部5C中的毛細管力與間隙S1～S4中的毛細管力相比為較弱。因此，在凹部5C中，容易利用吸油管18對潤滑劑13進行吸油。凹部5C的潤滑劑13被吸取后，空氣14從換氣孔5B流入，從吸油管18吸取該空氣14。即，潤滑劑13被保持在間隙小的間隙S1～S4中，不會從吸油管18超過需要地吸出。
通過執行上述的S1801～S1806所示的一連串的注油處理，不需要在吸油中對吸油力及吸油時間進行調整，僅將吸油管18插入于凹部5C中進行吸出就能完成精度高的注油。
采用本實施形態的注油方法，無貼附密封件的步驟和去除密封件的步驟，可實現能以更短時間可靠地注入潤滑劑的、可靠性高的流體軸承式旋轉裝置。
另外，在步驟S1802中，從注油嘴17B向換氣孔5B的上部注油涂布了第2規定量的潤滑劑13，為了可靠地將第2規定量的潤滑劑13注油涂布，也可在蓋板5的換氣孔5B的上部設置第2凹部5D。即，也可以使用圖17B的剖視圖中所示的蓋板5(具有第2凹部5D)來代替圖17A的剖視圖中所示的蓋板5。
又，在圖18中，步驟S1803在步驟S1802之后進行處理，但不限于此，即使在S1801之前進行處理也起到同樣的效果。
在本發明的實施形態中，流體軸承式旋轉裝置是主軸電機，記錄媒體控制裝置是用主軸電機使光磁盤進行旋轉的盤片裝置。但是不限于此，流體軸承式旋轉裝置和記錄媒體控制裝置也可以是任意的裝置。例如，記錄媒體控制裝置所控制的記錄媒體，可以是光記錄媒體、光磁記錄媒體、磁記錄媒體等。記錄媒體既可以是DVD盤片等可卸下的媒體，也可以是硬盤裝置那樣不能卸下的媒體。既可以是盤片狀的記錄媒體、或也可以是帶子狀的記錄媒體。流體軸承式旋轉裝置，例如是盤片的旋轉驅動裝置、盤片狀記錄媒體的卷軸旋轉驅動裝置、對帶子進行驅動的主導軸旋轉驅動裝置、螺旋形掃描型記錄(或再生)裝置上的搭載了旋轉磁頭的磁鼓的旋轉驅動裝置等的任意的裝置。也能將本發明的流體軸承式旋轉裝置應用于記錄媒體控制裝置以外的任意的裝置中。
本發明的流體軸承式旋轉裝置，例如能用于光磁盤裝置等的主軸電機。本發明的記錄媒體控制裝置，例如能用于光磁盤裝置、硬盤裝置等。在本發明的流體軸承式旋轉裝置中注入潤滑劑的注油方法，例如能用作向本發明的主軸電機注入潤滑劑的注油方法。
以一定程度的詳細內容對本發明的最佳形態作了說明，但在構成該最佳形態的現在揭示內容的細部中可適當進行變化，在不脫離本發明的范圍及思想的情況下能實現各要素的組合及順序的變化。
權利要求
1.一種流體軸承式旋轉裝置，其特征在于，具有在大致中央設有軸承孔的套筒以及與所述套筒相對地旋轉自如地插入于所述軸承孔中的軸，在所述軸的外周面和所述套筒的內周面的至少任一方，具有由多個淺槽構成圖案狀的至少1組以上的動壓發生槽的軸承面，具有在所述軸與所述套筒之間的間隙中充滿了潤滑劑軸承單元，在所述軸承單元中，在所述套筒上或在所述套筒與大致覆蓋該套筒的端面的蓋板之間設有圓錐狀的空間，在與所述軸承孔的連接部處，軸向的寬度狹窄，越靠近所述套筒的外周，軸向的寬度越寬，在所述圓錐狀的空間的外周部，設有從外部可使空氣出入的換氣孔。
2.如權利要求1所述的流體軸承式旋轉裝置，其特征在于，所述軸的一端從所述軸承孔突出，所述軸承單元，包括具有使突出的所述軸通過的開口部、覆蓋所述套筒的端面的至少一部分的蓋板，在所述套筒與所述蓋板之間，設有圓錐狀的空間，在與所述軸承孔的連接部處，軸向的寬度狹窄，越靠近所述套筒的外周，軸向的寬度越寬。
3.如權利要求1所述的流體軸承式旋轉裝置，其特征在于，所述軸的一端從所述軸承孔突出，另一端具有與軸垂直的推力軸承面，該推力軸承面與固定在所述套筒上的推力板相對，在其間的間隙中充滿了潤滑劑，所述圓錐狀的空間，在所述軸的突出部側的所述軸承面的端部附近，與所述軸承孔連通著。
4.如權利要求2所述的流體軸承式旋轉裝置，其特征在于，所述軸的一端從所述軸承突出，另一端具有與軸垂直的推力軸承面，該推力軸承面與固定在所述套筒上的推力板相對，在其間的間隙中充滿了潤滑劑，所述圓錐狀的空間，在所述軸的突出部側的所述軸承面的端部附近，與所述軸承孔連通著。
5.如權利要求1～4中任一項所述的流體軸承式旋轉裝置，其特征在于，所述圓錐狀的空間在所述軸的周圍被設置成環狀。
6.如權利要求1～4中任一項所述的流體軸承式旋轉裝置，其特征在于，在所述換氣口的附近的所述蓋板上，設有使所述圓錐狀的空間的軸向寬度增寬的凹部。
7.如權利要求1～4中任一項所述的流體軸承式旋轉裝置，其特征在于，在從所述圓錐狀的空間與所述軸承孔連通的部位至靠近所述軸的另一端的部位，還具有一端與所述軸承孔連通、而另一端與所述圓錐狀的空間的外周部連通的連通孔。
8.如權利要求1～4中任一項所述的流體軸承式旋轉裝置，其特征在于，所述軸的外周面與所述蓋板的內周面之間的距離大致相等于在與所述軸承孔的連接部上的所述圓錐狀的空間的軸向寬度。
9.如權利要求5所述的流體軸承式旋轉裝置，其特征在于，所述凹部的深度為0.05mm以上、1.0mm以下。
10.如權利要求1所述的流體軸承式旋轉裝置，其特征在于，所述換氣孔的直徑為0.10mm以上、1.0mm以下。
11.一種記錄媒體控制裝置，其特征在于，具有權利要求1～4中任一項所述的流體軸承式旋轉裝置，對帶子狀或盤片狀的記錄媒體進行記錄和/或再生。
12.一種所述流體軸承式旋轉裝置的注油方法，是對權利要求1～4中任一項所述的流體軸承式旋轉裝置注入潤滑劑的注油方法，其特征在于，具有利用臨時密封裝置對所述換氣孔進行臨時密封的步驟；在所述軸與所述套筒的間隙附近注入潤滑劑的步驟；對所述流體軸承式旋轉裝置的周圍進行減壓的步驟；使所述流體軸承式旋轉裝置的周圍的氣壓返回至原來的步驟；去除所述換氣孔的所述臨時密封裝置的步驟；從所述換氣孔將吸油裝置插入、對所述換氣孔附近的潤滑劑進行吸油的步驟。
13.一種所述流體軸承式旋轉裝置的注油方法，其特征在于，是對權利要求1～4的任一項所述的流體軸承式旋轉裝置注入潤滑劑的注油方法，其特征在于，具有在所述軸與所述套筒的間隙附近以及在所述換氣孔的附近注入潤滑劑的步驟；對所述流體軸承式旋轉裝置的周圍進行減壓的步驟；使所述流體軸承式旋轉裝置的周圍的氣壓返回至原來的步驟；從所述換氣孔將吸油裝置插入、對所述換氣孔附近的潤滑劑進行吸油的步驟。
全文摘要
本發明的流體軸承式旋轉裝置，具有在大致中央設有軸承孔的套筒以及與套筒相對地旋轉自如地插入于軸承孔中的軸，在軸的外周面和套筒的內周面的至少任一方，具有由多個淺槽構成圖案狀的至少1組以上的動壓發生槽的軸承面，具有在軸與套筒之間的間隙中充滿了潤滑劑軸承單元。在軸承單元中，在套筒上或在套筒與大致覆蓋該套筒的端面的蓋板之間設有圓錐狀的空間，在與軸承孔的連接部處，軸向的寬度狹窄，越靠近套筒的外周，軸向的寬度越寬，在圓錐狀的空間的外周部，設有從外部可使空氣出入的換氣孔。故能防止因落下沖擊及積存在軸承內部的空氣等引起潤滑油漏出的情況，并提高可靠性。
文檔編號H02K7/08GK1690458SQ20051006684
公開日2005年11月2日 申請日期2005年4月20日 優先權日2004年4月20日
發明者淺田隆文, 吉嗣孝雄, 勝山范一, 坂田章 申請人:松下電器產業株式會社