專利名稱：用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及一種用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)和方法，更具體地涉及一種可以用于以流體填充流體動壓軸承而無需使用泵送單元的用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
通常，流體動壓軸承是在硬盤驅(qū)動器和CD-驅(qū)動器的電機(jī)中所使用的設(shè)備。流體動壓軸承包括軸和支撐軸的套管，其中，在軸和套管之間限定微隙并且微隙填充有諸如油的粘性流體，從而在軸和套管的相對轉(zhuǎn)動期間，由于流體引起的在微隙中形成的動壓力使得軸能夠自由轉(zhuǎn)動。
在以流體填充流體動壓軸承的過程中，必需防止在軸和套管之間的微隙中形成氣泡。然而，在以流體填充軸承的過程中，防止在微隙中形成氣泡是非常困難的，并且需要復(fù)雜的工序。
在題為“流體動壓軸承的制造方法以及使用該流體動壓軸承的電機(jī)”的第2005-114051號日本專利公開中披露了一種傳統(tǒng)的流體填充方法，附圖的圖4中圖解示出了該方法。
如圖4所示，傳統(tǒng)的以油來填充流體動壓軸承10的系統(tǒng)包括油槽210、氣泡去除裝置H和S、真空容器220、和針形閥230。
油槽210存儲將用于填充流體動壓軸承10的油。油槽210通過具有閥B1的管連接至真空泵P1，并且通過管212連接至位于真空容器220中的針形閥230。
真空泵P1將空氣從油槽210的內(nèi)部排到大氣中，直到油槽210中的壓力降到預(yù)定的真空能級P1。
氣泡去除裝置H和S從存儲在油槽210中的油中去除氣泡，并包括加熱單元H和攪拌單元S。
加熱單元H位于油槽210的下方，用于將油加熱到預(yù)定溫度，從而從油中去除氣泡。攪拌單元S安裝在油槽210中，以使單元S浸沒在油槽210內(nèi)的油中。攪拌單元S攪拌油槽210中的油，從而從油中去除氣泡。
真空容器220將流體動壓軸承10容納于其中，通過具有閥B2的管連接至真空泵P2，并且通過具有閥B3的另一個管與大氣相通。
真空泵P2將空氣從真空容器220的內(nèi)部排出，直到真空容器220中的壓力降到預(yù)定的真空能級P2。在以上的陳述中，將真空容器220中的壓力降低，以使真空能級P2低于油槽210的真空能級P1。更詳細(xì)地說，油槽210中的壓力高于真空容器220中的壓力。
閥B3打開管，以將大氣空氣供應(yīng)給真空容器220，因而，真空容器220中的壓力變得與大氣壓力相等。
將油滴到流體動壓軸承10上的針形閥230通過管212連接至油槽210。針形閥230的出口噴嘴位于流體動壓軸承10的錐形密封部8周圍的位置處，因而，很容易將流體滴到流體動壓軸承10上。
如本文中以下的描述，具有上述結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)的以油來填充流體動壓軸承10的系統(tǒng)在以油填充流體動壓軸承10的同時，還從油中去除氣泡。
首先，傳統(tǒng)的油填充系統(tǒng)從存儲在油槽210中的油中去除氣泡。加熱單元H對在大氣壓力下存儲在油槽210中的油進(jìn)行加熱，然后通過轉(zhuǎn)動的攪拌單元S對大氣壓力下的存儲在油槽中的油進(jìn)行攪拌，從而從油中去除氣泡。與此同時，通過真空泵P1將油槽210中的壓力降到預(yù)定的真空能級P1并維持在真空能級P1。
此后，使流體動壓軸承10容納于真空容器220中，并且通過真空泵P2將真空容器220中的壓力降到預(yù)定的真空能級P2。在以上的陳述中，以氣泡的形式去除殘留在流體動壓軸承10的軸和套管之間的錐形密封部8中的空氣。使錐形密封部8的內(nèi)部維持在真空能級P2。
此后，油由于真空能級P1和P2(P1＞P2)之間的差而滴到流體動壓軸承10的錐形密封部8上。
在滴油之后，打開閥B3以將大氣空氣引入到真空容器220中，從而使真空容器220的內(nèi)部壓力逐漸返回到大氣壓力。在以上的陳述中，通過流入真空容器220中的大氣空氣來對油加壓，然后將油推到錐形密封部8的所有角落，以填充整個錐形密封部8。
然而，傳統(tǒng)的油填充系統(tǒng)和方法的問題在于，為了將油滴到流體動壓軸承10上，必須仔細(xì)控制并維持油槽210和真空容器220的各個真空能級，降低這些真空能級來形成幾乎完全真空，以便能夠精確控制油槽210和真空容器220之間的壓力差。
此外，為了從存儲在油槽210中的油中去除氣泡，傳統(tǒng)的系統(tǒng)和方法需要諸如加熱單元H和攪拌單元S的額外設(shè)備，從而使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)和方法，以在將流體滴到流體動壓軸承上時，能夠輕易控制流體儲槽和真空容器之間的壓力差。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)和方法，其中，為了從流體中去除氣泡，使用了一種能夠振動和加熱流體的振動發(fā)生裝置，從而簡化了流體填充系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并且提供了簡單的流體填充工藝。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)，其包括用于將填充材料存儲于其中的存儲裝置；用于將使用填充材料填充的物體容納于其中的容納裝置，其中，該容納裝置連接至存儲裝置，以使填充材料能夠移動；用于將空氣分別從存儲裝置和容納裝置排到外部的壓力控制裝置；以及用于分別控制存儲裝置和容納裝置中的壓力的裝置，其中，對存儲裝置加壓，以使存儲裝置中的壓力變得高于容納裝置中的壓力，從而使得填充材料移向容納于容納裝置中的物體并滴入該物體中。
在該系統(tǒng)，壓力控制裝置可以將氮供應(yīng)到存儲裝置和容納裝置中，從而控制存儲裝置和容納裝置中的壓力。
該系統(tǒng)還可以包括用于對存儲裝置施加振動從而從填充材料中去除氣泡的裝置。
根據(jù)實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)，其包括流體儲槽，用于將流體存儲于其中；真空容器，用于將流體動壓軸承容納于其中；流體分配器，用于將流體儲槽連接至真空容器，并且將流體滴入流體動壓軸承的微隙中；泵，連接至流體儲槽和真空容器，并且分別將空氣從流體儲槽和真空容器排到外部；以及氮儲槽，用于分別控制流體儲槽和真空容器中的壓力，其中，使用氮對流體儲槽加壓，以使流體儲槽中的壓力變得高于在真空容器中的壓力，從而使流體移向真空容器并滴入容納于真空容器中的流體動壓軸承中。
該系統(tǒng)還可以包括超聲波發(fā)生器，用于對流體儲槽施加超聲波，從而從流體中去除氣泡。
在該系統(tǒng)中，泵可以通過相應(yīng)的排氣管連接至流體儲槽和真空容器，其中，在每個排氣管上都設(shè)置有調(diào)整閥來打開或關(guān)閉排氣管。
在該系統(tǒng)中，氮儲槽可以通過相應(yīng)的氮供應(yīng)管連接至流體儲槽和真空容器，其中，在每個氮供應(yīng)管上都設(shè)置有調(diào)整閥來打開或關(guān)閉氮供應(yīng)管。
在該系統(tǒng)中，可以通過從氮儲槽供應(yīng)的氮來對滴入流體動壓軸承中的流體加壓，從而使流體裝入流體動壓軸承的微隙中。
在另一個方面中，本發(fā)明提供了一種用于以流體填充流體動壓軸承的方法，其包括以下步驟(A)使用泵將空氣從流體儲槽中排出；(B)將流體動壓軸承放入真空容器中，并使用泵將空氣從真空容器中排出；(C)將氮供應(yīng)到流體儲槽中，以使流體儲槽中的壓力變得高于在真空容器中的壓力；(D)使用流體儲槽中的高壓力來使流體從流體儲槽移向流體動壓軸承，并且將流體滴到流體動壓軸承上；以及(E)將氮供應(yīng)到真空容器中，從而對滴入的流體加壓并以流體填充流體動壓軸承。
在該方法中，可以在步驟(A)排出空氣時振動流體，以使氣泡從流體中排出。
在該方法中，在步驟(D)滴到流體動壓軸承上的流體的一部分可以由于毛細(xì)管作用而滲透入流體動壓軸承的微隙，同時，當(dāng)在步驟(E)中通過氮對流體加壓時，滴入流體的剩余部分可以滲透入微隙。


通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它的目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)將變得更易于理解，附圖中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)的示意圖；圖2是使用圖1的流體填充系統(tǒng)的用于以流體填充流體動壓軸承的方法的流程圖；圖3A到圖3E是示出了根據(jù)圖2流程圖的用于以流體填充流體動壓軸承的方法的示意圖；以及圖4是示出了傳統(tǒng)的流體填充系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在可以的情況下，貫穿附圖和描述使用相同的參考數(shù)字來表示相同或相似的部件。
下文中，將參考圖1詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流體填充系統(tǒng)100。為了易于描述，在附圖中僅詳細(xì)示出了流體動壓軸承10的軸11和套管12，而沒有詳細(xì)示出軸承10的其他元件，但是在附圖中圖解示出了其他元件。此外，非?？浯蟮厥境隽溯S11和套管12之間的微隙13，這與其實(shí)際的形狀和尺寸有所不同。
如圖1所示，流體填充系統(tǒng)100包括流體儲槽110、超聲波發(fā)生器120、真空容器130、流體分配器140和氮儲槽150。
流體儲槽110將要裝入流體動壓軸承10中的流體111存儲于其中，其中，在預(yù)定部分(優(yōu)選地，在流體儲槽110的上部)中形成流體入口(未示出)，從而將流體供應(yīng)到流體儲槽110中。
此外，流體儲槽110連接至用于將空氣從槽110中排出的泵160和用于將氮供應(yīng)給流體儲槽110的氮儲槽150。泵160通過排氣管112密封連接至流體儲槽110，其中，在排氣管112上安裝有調(diào)整閥113來打開和關(guān)閉管112。
流體儲槽110還連接至用于將流體動壓軸承10容納于其中的真空容器130。在以上的陳述中，真空容器130通過連接至流體分配器140的流體供應(yīng)管114密封連接至流體儲槽110。
超聲波發(fā)生器120將具有預(yù)定頻率的超聲波施加至流體儲槽110，從而將氣泡從流體儲槽110內(nèi)部的流體111中去除。在以上陳述中，超聲波發(fā)生器120將由電子電路產(chǎn)生的超聲波信號施加至超聲振子(諸如，壓電陶瓷)，從而產(chǎn)生振動并產(chǎn)生超聲波。
當(dāng)將由超聲波發(fā)生器120產(chǎn)生的超聲波傳輸至流體111時，流體111的溫度增加，因而，在流體111中重復(fù)形成空泡并且從流體111中重復(fù)消除空泡。由于上述的在流體111中的空泡的形成和消除，所以流體111發(fā)生振動，從而消除了其中的氣泡。
真空容器130將流體動壓軸承10容納于其中，以使用流體111填充軸承10。在預(yù)定部分(優(yōu)選地，在真空容器130的上部)中限定開口(未示出)，從而使工作人員能夠?qū)⑤S承10放入容器130中或者將其從中取出。
此外，用于將空氣從真空容器130排出的泵160和用于存儲氮并將氮供應(yīng)到容器130的氮儲槽150連接至真空容器130的相應(yīng)部分。泵160通過排氣管131密封連接至真空容器130，其中，在排氣管131上安裝有調(diào)整閥133來打開和關(guān)閉管131。
用于將流體111滴入流體動壓軸承10的微隙13中的流體分配器140連接至流體供應(yīng)管114的一端。流體分配器140的出口噴嘴位于流體動壓軸承10的軸11和套管12之間的微隙13周圍的位置處，從而能夠輕易地將流體滴入微隙13中。
控制流體儲槽110和真空容器130中的壓力的氮儲槽150通過相應(yīng)的氮供應(yīng)管152和153連接至流體儲槽110和真空容器130。氮儲槽150將壓力高于大氣壓力的氮151存儲于其中，并且通過打開安裝在氮供應(yīng)管152和153上的相應(yīng)的調(diào)整閥154和155來將氮151供應(yīng)給流體儲槽110和真空容器130。
以下將參考圖2和圖3A到圖3E詳細(xì)描述在從流體中去除氣泡的同時使用流體填充系統(tǒng)100用于以流體填充流體動壓軸承的方法。
如圖2的流程圖中所述，本發(fā)明的流體填充方法包括六個步驟。
更詳細(xì)地描述，根據(jù)本發(fā)明的流體填充方法包括第一步驟S110，將流體供應(yīng)到流體儲槽中并將空氣從流體儲槽中排出；第二步驟S120，將流體動壓軸承置入真空容器中，并將空氣從真空容器中排出；第三步驟S130，將氮供應(yīng)到流體儲槽中；第四步驟S140，將流體滴入流體動壓軸承的微隙中；第五步驟S150，將氮供應(yīng)到真空容器中，從而在壓力下以滴入的流體來填充微隙；以及第六步驟S160，從真空容器中取出填充有流體的流體動壓軸承。
首先，在步驟S110中，如圖3A所示，在安裝到排氣管112上的調(diào)整閥113以及安裝到氮供應(yīng)管152上的調(diào)整閥154都關(guān)閉的狀態(tài)下，通過流體入口(未示出)將流體111供應(yīng)到流體儲槽110中。
然后，操作超聲波發(fā)生器120，以從流體111中去除氣泡，與此同時，打開調(diào)整閥113并且操作泵160，以將空氣從流體儲槽110排到大氣中。
在步驟S120中，如圖3B所示，在安裝到排氣管131上的調(diào)整閥133和安裝到氮供應(yīng)管153上的調(diào)整閥155都關(guān)閉的情況下，通過開口(未示出)將流體動壓軸承10置于真空容器130中。
然后，打開調(diào)整閥131并操作泵160，以將空氣從真空容器130排到大氣中。
在步驟S130中，如圖3C所示，打開安裝到氮儲槽150的氮供應(yīng)管152上的調(diào)整閥154，從而通過氮供應(yīng)管152將氮151供應(yīng)到流體儲槽110中。
在本發(fā)明中，使用氮來對流體儲槽110加壓，以能夠輕易控制流體儲槽110和真空容器130之間的壓力差。為了對流體儲槽110加壓，使用不會滲透入流體111的氮151。因而，在流體111中不會形成任何氣泡。
在步驟S140中，如圖3D所示，使用流體分配器140將流體滴入流體動壓軸承10的軸11和套管12之間的微隙13中。在以上的陳述中，由于流體儲槽110和真空容器130之間的壓力差，所以流體滴入了微隙13中。
為了使預(yù)定量的流體111能夠均勻地滴入環(huán)形微隙13中，轉(zhuǎn)動流體動壓軸承10。滴入到微隙13中的一些流體111由于毛細(xì)管作用而滲透入微隙13，而剩余的流體留在滴入狀態(tài)而不滲透。
然后，在步驟S150中，如圖3E所示，打開安裝到連接至氮儲槽150的氮供應(yīng)管153上的調(diào)整閥155，以通過氮供應(yīng)管153將氮151供應(yīng)給真空容器130。在以上的陳述中，對裝入微隙13中的流體111進(jìn)行加壓，以使整個微隙13能夠完全填充有流體111。在本發(fā)明中，為了對裝入微隙13中的流體111加壓，使用不會滲透入流體111的氮151。因而，在裝入隙13中的流體111中不會形成任何氣泡。
在步驟S160中，使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備(未示出)將已完全填充有流體的流體動壓軸承10從真空容器130中取出。
通過以上描述顯而易見，根據(jù)本發(fā)明的用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)和方法具有以下優(yōu)點(diǎn)使用氮來對流體儲槽加壓，從而使得流體儲槽中的壓力變得高于真空容器中的壓力并使得流體流向真空容器并滴到真空容器中的流體動壓軸承上。因而，本發(fā)明能夠很容易控制流體儲槽和真空容器之間的壓力差。
此外，與傳統(tǒng)技術(shù)不同，本發(fā)明的流體填充系統(tǒng)和方法使用了能夠振動和加熱流體以從流體中去除氣泡的超聲波發(fā)生器，因而，本發(fā)明簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并且使得流體填充工藝簡單了。
雖然為了說明的目的描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在不背離所附權(quán)利要求公開的本發(fā)明的范圍和精神的前提下可以進(jìn)行各種修改、增加、和替換。
權(quán)利要求
1.一種用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)，包括用于將填充材料存儲于其中的存儲裝置；用于將使用所述填充材料填充的物體容納于其中的容納裝置，所述容納裝置連接至所述存儲裝置，以使所述填充材料能夠移動；用于將空氣分別從所述存儲裝置和所述容納裝置排到外部的裝置；以及用于分別控制所述存儲裝置和所述容納裝置中的壓力的壓力控制裝置，其中，對所述存儲裝置加壓，以使所述存儲裝置中的壓力變得高于所述容納裝置中的壓力，從而使所述填充材料移向容納于所述容納裝置中的所述物體并滴入所述物體中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)，其中，所述壓力控制裝置將氮供應(yīng)到所述存儲裝置和所述容納裝置中，從而控制在所述存儲裝置和所述容納裝置中的壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)，還包括用于對所述存儲裝置施加振動以從所述填充材料中去除氣泡的裝置。
4.一種用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)，包括流體儲槽，用于將流體存儲于其中；真空容器，用于將流體動壓軸承容納于其中；流體分配器，用于將所述流體儲槽連接至所述真空容器，以及將所述流體滴入所述流體動壓軸承的微隙中；泵，連接至所述流體儲槽和所述真空容器，用于分別將空氣從所述流體儲槽和所述真空容器排到外部；以及氮儲槽，用于分別控制在所述流體儲槽和所述真空容器中的壓力，其中，使用氮來對所述流體儲槽加壓，以使所述流體儲槽中的所述壓力變得高于所述真空容器中的所述壓力，從而使所述流體移向所述真空容器并滴入容納于所述真空容器中的所述流體動壓軸承中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)，還包括超聲波發(fā)生器，用于對所述流體儲槽施加超聲波，從而從所述流體中去除氣泡。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)，其中，所述泵通過相應(yīng)的排氣管連接至所述流體儲槽和所述真空容器，在所述排氣管中的每個上都設(shè)置有調(diào)整閥來打開或關(guān)閉所述排氣管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)，其中，所述氮儲槽通過相應(yīng)的氮供應(yīng)管連接至所述流體儲槽和所述真空容器，在所述氮供應(yīng)管的每個上都設(shè)置有調(diào)整閥來打開或關(guān)閉所述氮供應(yīng)管。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)，其中，通過由所述氮儲槽供應(yīng)的所述氮來對滴入所述流體動壓軸承中的所述流體加壓，并將所述流體裝入所述流體動壓軸承的所述微隙中。
9.一種用于以流體填充流體動壓軸承的方法，包括以下步驟(A)使用泵將空氣從流體儲槽中排出；(B)將流體動壓軸承置于真空容器中并使用所述泵將空氣從所述真空容器中排出；(C)將氮供應(yīng)到所述流體儲槽中，以使所述流體儲槽中的所述壓力變得高于所述真空容器中的所述壓力；(D)使用所述流體儲槽中的所述高壓力，將所述流體從所述流體儲槽移向所述流體動壓軸承，并將所述流體滴到所述流體動壓軸承上；以及(E)將氮供應(yīng)到所述真空容器中，從而對所滴入的所述流體加壓并使用所述流體來填充所述流體動壓軸承。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于以流體填充流體動壓軸承的方法，其中，當(dāng)在所述步驟(A)排出所述空氣時振動所述流體，以將氣泡從所述流體中排出。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于以流體填充流體動壓軸承的方法，其中，在所述步驟(D)滴到所述流體動壓軸承上的所述流體的一部分由于毛細(xì)管作用而滲透入所述流體動壓軸承的微隙，而當(dāng)在所述步驟(E)中通過所述氮來對所述流體加壓時，所滴入的所述流體的剩余部分滲透入所述微隙。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于以流體填充流體動壓軸承的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的流體填充系統(tǒng)包括流體儲槽，用于將流體存儲于其中；真空容器，用于將流體動壓軸承容納于其中；流體分配器，用于將流體儲槽連接至真空容器并將流體滴入流體動壓軸承的微隙中；泵，連接到流體儲槽和真空容器，用于分別將空氣從流體儲槽和真空容器排到外部；以及氮儲槽，用于分別控制流體儲槽和真空容器中的壓力，其中，使用氮來對流體儲槽加壓，以使流體儲槽中的壓力變得高于真空容器中的壓力，從而使流體移向真空容器并使流體滴入容納于真空容器中的流體動壓軸承中。流體填充系統(tǒng)還包括超聲波發(fā)生器，用于將超聲波施加至流體儲槽，從而從流體中去除氣泡。
文檔編號F16C33/10GK101038012SQ20071008752
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月16日
發(fā)明者林泰亨, 孫東佶 申請人:三星電機(jī)株式會社