(57)【要約】【課題】潤滑剤の種類や封入量の多少を問わず、所定量(適量)の潤滑剤を軸受内部に安定して封入することが可能な潤滑剤封入技術を提供する。【解決手段】相対回転可能に対向配置された軌道輪(内輪１２、外輪１４)と、軌道輪の対向面にそれぞれ形成された軌道溝間に転動自在に組み込まれた複数の転動体１６とを備えた軸受１０の内部に所定量の潤滑剤Ｊを封入する潤滑剤封入装置２であって、軌道輪を相対回転させる回転機構(回転台２２、スピンドル２４)と、潤滑剤を軸受内部に向けて吐出する潤滑剤吐出機構(シリンジ４、ノズル６、バルブ８)と、軌道輪の回転状態を検出する回転状態検出機構とを備える。回転状態検出機構(荷重分析装置２８、振動分析装置５６)は、回転機構で軌道輪を相対回転させた状態において、潤滑剤吐出機構で軸受内部に潤滑剤を吐出した際の当該軌道輪の回転状態(ロストルク、振動特性)を検出する。【選択図】図１
2008267539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対回転可能に対向配置された軌道輪と、軌道輪の対向面にそれぞれ形成された軌道溝間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えた軸受の内部に所定量の潤滑剤を封入する潤滑剤封入装置であって、
軌道輪を相対回転させる回転機構と、
潤滑剤を軸受内部に向けて吐出する潤滑剤吐出機構と、
軌道輪の回転状態を検出する回転状態検出機構とを備えており、
回転状態検出機構は、回転機構で軌道輪を相対回転させた状態において、潤滑剤吐出機構で軸受内部に潤滑剤を吐出した際の当該軌道輪の回転状態を検出することを特徴とする潤滑剤封入装置。
【請求項２】
回転状態検出機構は、軌道輪を相対回転させながら軸受内部に潤滑剤を吐出した際の当該軌道輪のロストルクの変化を計測する荷重計測ユニットと、荷重計測ユニットの計測結果に基づいて、潤滑剤吐出機構を制御するコントローラとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤封入装置。
【請求項３】
コントローラは、荷重計測ユニットの計測結果が予め設定された条件を満たしたとき、潤滑剤吐出機構を制御して潤滑剤の吐出を停止させることを特徴とする請求項２に記載の潤滑剤封入装置。
【請求項４】
回転状態検出機構は、回転機構で軌道輪を相対回転させた状態において、既に潤滑剤が封入されている軸受の軌道輪の回転状態を検出することを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤封入装置。
【請求項５】
回転状態検出機構は、軌道輪を相対回転させた際の当該軌道輪のロストルクを計測する荷重計測ユニットを備えており、
荷重計測ユニットは、既に潤滑剤が封入されている軸受の軌道輪を相対回転させた際の当該軌道輪のロストルクを計測すると共に、その計測結果が予め設定された条件を満たしているか否かを判定し、満たしているとの判定結果に基づいて、軸受内部に所定量の潤滑剤が封入されていることを確認可能とすることを特徴とする請求項４に記載の潤滑剤封入装置。
【請求項６】
回転状態検出機構は、軌道輪を相対回転させながら軸受内部に潤滑剤を吐出した際の当該軌道輪の振動特性の変化を計測する振動計測ユニットと、振動計測ユニットの計測結果に基づいて、潤滑剤吐出機構を制御するコントローラとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤封入装置。
【請求項７】
コントローラは、振動計測ユニットの計測結果が予め設定された条件を満たしたとき、潤滑剤吐出機構を制御して潤滑剤の吐出を停止させることを特徴とする請求項６に記載の潤滑剤封入装置。
【請求項８】
回転状態検出機構は、軌道輪を相対回転させた際の当該軌道輪の振動特性を計測する振動計測ユニットを備えており、
振動計測ユニットは、既に潤滑剤が封入されている軸受の軌道輪を相対回転させた際の当該軌道輪の振動特性を計測すると共に、その計測結果が予め設定された条件を満たしているか否かを判定し、満たしているとの判定結果に基づいて、軸受内部に所定量の潤滑剤が封入されていることを確認可能とすることを特徴とする請求項４に記載の潤滑剤封入装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の潤滑剤封入装置で所定量の潤滑剤が封入された軸受であって、当該軸受は、ハードディスクドライブ装置のスイングアームを回転自在に支持することを特徴とする軸受。
【請求項１０】
軸受は、転動体として玉を適用した玉軸受であって、玉径が１.２ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項９に記載の軸受。
【請求項１１】
軌道輪の対向面において、各軌道溝を除いた領域のうち少なくとも１／３の領域は、潤滑剤が存在しない乾燥した状態に維持されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の軸受。
【請求項１２】
互いに相対回転可能に対向配置された軌道輪と、軌道輪の対向面にそれぞれ形成された軌道溝間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えた軸受の内部に所定量の潤滑剤を封入する潤滑剤封入方法であって、
回転機構で軌道輪を相対回転させた状態において、潤滑剤吐出機構で軸受内部に潤滑剤を吐出した際の当該軌道輪の回転状態を回転状態検出機構で検出することを特徴とする潤滑剤封入方法。
【請求項１３】
回転状態検出機構は、軌道輪を相対回転させながら軸受内部に潤滑剤を吐出した際の当該軌道輪のロストルクの変化を計測する荷重計測ユニットと、荷重計測ユニットの計測結果に基づいて、潤滑剤吐出機構を制御するコントローラとを備えていることを特徴とする請求項１２に記載の潤滑剤封入方法。
【請求項１４】
コントローラは、荷重計測ユニットの計測結果が予め設定された条件を満たしたとき、潤滑剤吐出機構を制御して潤滑剤の吐出を停止させることを特徴とする請求項１３に記載の潤滑剤封入方法。
【請求項１５】
回転状態検出機構は、回転機構で軌道輪を相対回転させた状態において、既に潤滑剤が封入されている軸受の軌道輪の回転状態を検出することを特徴とする請求項１２に記載の潤滑剤封入方法。
【請求項１６】
回転状態検出機構は、軌道輪を相対回転させた際の当該軌道輪のロストルクを計測する荷重計測ユニットを備えており、
荷重計測ユニットは、既に潤滑剤が封入されている軸受の軌道輪を相対回転させた際の当該軌道輪のロストルクを計測すると共に、その計測結果が予め設定された条件を満たしているか否かを判定し、満たしているとの判定結果に基づいて、軸受内部に所定量の潤滑剤が封入されていることを確認可能とすることを特徴とする請求項１５に記載の潤滑剤封入方法。
【請求項１７】
回転状態検出機構は、軌道輪を相対回転させながら軸受内部に潤滑剤を吐出した際の当該軌道輪の振動特性の変化を計測する振動計測ユニットと、振動計測ユニットの計測結果に基づいて、潤滑剤吐出機構を制御するコントローラとを備えていることを特徴とする請求項１２に記載の潤滑剤封入方法。
【請求項１８】
コントローラは、振動計測ユニットの計測結果が予め設定された条件を満たしたとき、潤滑剤吐出機構を制御して潤滑剤の吐出を停止させることを特徴とする請求項１７に記載の潤滑剤封入方法。
【請求項１９】
回転状態検出機構は、軌道輪を相対回転させた際の当該軌道輪の振動特性を計測する振動計測ユニットを備えており、
振動計測ユニットは、既に潤滑剤が封入されている軸受の軌道輪を相対回転させた際の当該軌道輪の振動特性を計測すると共に、その計測結果が予め設定された条件を満たしているか否かを判定し、満たしているとの判定結果に基づいて、軸受内部に所定量の潤滑剤が封入されていることを確認可能とすることを特徴とする請求項１５に記載の潤滑剤封入方法。
【請求項２０】
請求項１２〜１９のいずれかに記載の潤滑剤封入方法で所定量の潤滑剤が封入された軸受であって、当該軸受は、ハードディスクドライブ装置のスイングアームを回転自在に支持することを特徴とする軸受。
【請求項２１】
軸受は、転動体として玉を適用した玉軸受であって、玉径が１.２ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項２０に記載の軸受。
【請求項２２】
軌道輪の対向面において、各軌道溝を除いた領域のうち少なくとも１／３の領域は、潤滑剤が存在しない乾燥した状態に維持されていることを特徴とする請求項２０又は２１に記載の軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑剤の種類(例えば、粘度)や封入量の多少を問わず、所定量の潤滑剤を軸受内部に飛び放して封入することが可能な潤滑剤封入装置及び潤滑剤封入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸受内部に潤滑剤(例えば、油、グリース)を封入するための種々の潤滑剤封入技術が知られている。その一例として特許文献１では、吐出口を転動体に充分に近付けた状態で当該吐出口から転動体に潤滑剤を接触させて移す技術が提案されている。また、特許文献２では、潤滑剤を保持した転写ピンを軸受の所定部位(例えば、玉)に押し付けて当該潤滑剤を転写する技術が提案されている。更に、特許文献３では、保持器の爪部間に潤滑剤を滴下して当該保持器に潤滑剤を載せて封入する技術が提案されている。更にまた、特許文献４では、潤滑剤をノズルから飛ばして封入する技術が提案されている。
【０００３】
ところで、特許文献１の技術では、例えば潤滑剤の種類(例えば、粘度)によっては吐出口から転動体に当該潤滑剤を接触させて移す際に、吐出口に残留する潤滑剤量と転動体に付着する潤滑剤量とが一定にならず、ある範囲で封入量が変動してしまう場合がある。また、特許文献２の技術でも、例えば潤滑剤の種類(例えば、粘度)によっては転写ピンに付着して残留する潤滑剤量と軸受に転写される潤滑剤量とが一定にならず、ある範囲で封入量が変動してしまう場合がある。更に、特許文献３の技術においても、例えば潤滑剤の種類(例えば、粘度)によっては潤滑剤の滴下量がある範囲で変動してしまう場合がある。更にまた、特許文献４の技術では、例えば潤滑剤の種類(例えば、粘度)によっては当該潤滑剤を飛ばす方向性が定まらず、ある範囲で封入量が変動してしまう場合がある。
【０００４】
そして、このように潤滑剤の封入量が変動すると、予め設定した所定量(適量)の潤滑剤を軸受内部に安定して封入することが困難になってしまう。そうなると、例えば軸受回転時(例えば、加速回転時、定速度回転時)のトルクを一定に維持することができなくなり、その結果、軸受の回転性能を長期に亘って一定に維持することが困難になってしまう虞がある。このような不具合は、微量の潤滑剤を封入する際に特に顕著となる。
【０００５】
また、所定量(適量)を越えた余剰の潤滑剤が軸受内部に封入された場合には、軸受回転時に潤滑剤の一部が軸受外部に漏洩したり、滲み出したりする虞がある。この場合、当該軸受によって例えばハードディスクドライブ(ＨＤＤ)装置のスイングアームを回転自在に支持する使用状態において、軸受外部に潤滑剤が漏洩したり、滲み出したりすると、ＨＤＤ装置内の汚染につながってしまう。
【特許文献１】特開２０００−１９３１９２号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６０６１号公報
【特許文献３】特開２００３−１５６０５７号公報
【特許文献４】特願２００６−０７５８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような要望に応えるためになされており、その目的は、潤滑剤の種類や封入量の多少を問わず、所定量(適量)の潤滑剤を軸受内部に安定して封入することが可能な潤滑剤封入技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明は、互いに相対回転可能に対向配置された軌道輪と、軌道輪の対向面にそれぞれ形成された軌道溝間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えた軸受の内部に所定量の潤滑剤を封入する潤滑剤封入装置であって、軌道輪を相対回転させる回転機構と、潤滑剤を軸受内部に向けて吐出する潤滑剤吐出機構と、軌道輪の回転状態を検出する回転状態検出機構とを備えており、回転状態検出機構は、回転機構で軌道輪を相対回転させた状態において、潤滑剤吐出機構で軸受内部に潤滑剤を吐出した際の当該軌道輪の回転状態を検出する。
【０００８】
また、本発明は、互いに相対回転可能に対向配置された軌道輪と、軌道輪の対向面にそれぞれ形成された軌道溝間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えた軸受の内部に所定量の潤滑剤を封入する潤滑剤封入方法であって、回転機構で軌道輪を相対回転させた状態において、潤滑剤吐出機構で軸受内部に潤滑剤を吐出した際の当該軌道輪の回転状態を回転状態検出機構で検出する。
【０００９】
このような発明において、回転状態検出機構は、軌道輪を相対回転させながら軸受内部に潤滑剤を吐出した際の当該軌道輪のロストルクの変化を計測する荷重計測ユニットと、荷重計測ユニットの計測結果に基づいて、潤滑剤吐出機構を制御するコントローラとを備えている。この場合、コントローラは、荷重計測ユニットの計測結果が予め設定された条件を満たしたとき、潤滑剤吐出機構を制御して潤滑剤の吐出を停止させる。
【００１０】
本発明において、回転状態検出機構は、回転機構で軌道輪を相対回転させた状態において、既に潤滑剤が封入されている軸受の軌道輪の回転状態を検出する。この場合、回転状態検出機構は、軌道輪を相対回転させた際の当該軌道輪のロストルクを計測する荷重計測ユニットを備えており、荷重計測ユニットは、既に潤滑剤が封入されている軸受の軌道輪を相対回転させた際の当該軌道輪のロストルクを計測すると共に、その計測結果が予め設定された条件を満たしているか否かを判定し、満たしているとの判定結果に基づいて、軸受内部に所定量の潤滑剤が封入されていることを確認可能とする。
【００１１】
本発明において、回転状態検出機構は、軌道輪を相対回転させながら軸受内部に潤滑剤を吐出した際の当該軌道輪の振動特性の変化を計測する振動計測ユニットと、振動計測ユニットの計測結果に基づいて、潤滑剤吐出機構を制御するコントローラとを備えている。この場合、コントローラは、振動計測ユニットの計測結果が予め設定された条件を満たしたとき、潤滑剤吐出機構を制御して潤滑剤の吐出を停止させる。
【００１２】
本発明において、回転状態検出機構は、軌道輪を相対回転させた際の当該軌道輪の振動特性を計測する振動計測ユニットを備えており、振動計測ユニットは、既に潤滑剤が封入されている軸受の軌道輪を相対回転させた際の当該軌道輪の振動特性を計測すると共に、その計測結果が予め設定された条件を満たしているか否かを判定し、満たしているとの判定結果に基づいて、軸受内部に所定量の潤滑剤が封入されていることを確認可能とする。
【００１３】
また、本発明は、潤滑剤封入装置及び潤滑剤封入方法で所定量の潤滑剤が封入された軸受であって、当該軸受は、ハードディスクドライブ装置のスイングアームを回転自在に支持する。この場合、軸受は、転動体として玉を適用した玉軸受であって、玉径が１.２ｍｍ以下に設定されている。また、軌道輪の対向面において、各軌道溝を除いた領域のうち少なくとも１／３の領域は、潤滑剤が存在しない乾燥した状態に維持されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、潤滑剤の種類や封入量の多少を問わず、所定量(適量)の潤滑剤を軸受内部に安定して封入することが可能な潤滑剤封入技術を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態に係る潤滑剤封入装置及び当該装置を用いた潤滑剤封入方法について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施の形態では、例えばハードディスクドライブ装置のスイングアームを回転自在に支持する比較的小型の軸受に対して所定量(適量)の潤滑剤を高精度に封入するための装置構成を想定しており、かかる装置構成を実現するために、株式会社サンエイテックの「電磁制御式ジェットディスペンサー」を利用している。
【００１６】
かかるディスペンサーを利用した装置構成の一例として、図１(ａ)に示すように、本実施の形態の潤滑剤封入装置２は、所定の圧力下で潤滑剤Ｊを収容可能なシリンジ４と、当該シリンジ４に設けられ、潤滑剤Ｊを吐出可能な少なくとも１つのノズル６と、シリンジ４内に挿通配置され、ノズル６の先端開口６ｔを開閉可能なバルブ８とを有する潤滑剤吐出機構を備えている。かかる潤滑剤吐出機構によれば、所定のタイミングでバルブ８をノズル６から離間させて、当該ノズル６の先端開口６ｔを開くことで、当該先端開口６ｔから所定量の潤滑剤Ｊを軸受１０内部に向けて飛び放して封入することができる。
【００１７】
なお、軸受１０としては、例えばスラスト軸受やラジアル軸受を適用することができるが、ここでは一例としてラジアル軸受を想定する。ラジアル軸受１０の構成としては、互いに相対回転可能に対向配置された軌道輪(内輪１２、外輪１４)と、内外輪12,14間に転動自在に組み込まれた複数の転動体１６と、各転動体１６を１つずつ回転可能に保持する複数のポケット１８ｐを有する保持器１８とを備えている。この場合、当該軸受１０に組み込まれる転動体１６としては、例えば玉やコロを適用することができるが、ここでは一例として玉径(直径)が１.２ｍｍ以下の玉が組み込まれた玉軸受を想定する。
【００１８】
また、転動体(玉)１６を回転自在に保持する保持器１８としては、例えば波形保持器、かご形保持器、冠形保持器などを適用することができるが、ここでは一例として冠形保持器を想定する。冠形保持器１８には、各ポケット１８ｐに転動体(玉)１６を挿入するための複数の開口(参照符号は付さない)が形成されていると共に、各開口を一部覆うように一対の爪部１８ｎが対向して突設されており、開口からポケット１８ｐに挿入された転動体(玉)１６は、一対の爪部１８ｎによってポケット１８ｐ内に挟持された状態で脱落すること無く回転可能に保持される。
【００１９】
このような軸受１０に対して潤滑剤封入装置２は、そのノズル６の先端開口６ｔが垂直上方に位置付けられており、潤滑剤Ｊは先端開口６ｔから垂直下方に向けて飛び放して軸受１０内部に封入されるようになっている。具体的に説明すると、シリンジ４に挿通配置されたバルブ８は、矢印Ｓ１,Ｓ２方向に昇降可能に構成されており、矢印Ｓ１方向に下降させて、そのバルブ先端８ｔをノズル６内に着座させることで、当該バルブ先端８ｔによりノズル６の先端開口６ｔを閉塞させることができる。このとき、シリンジ４に収容された潤滑剤Ｊは、当該シリンジ４内に付与された圧力により先端開口６ｔに向けて常時押圧された状態を維持しつつ、先端開口６ｔから外部に吐出されることは無い。
【００２０】
この状態において、所定のタイミングでバルブ８を矢印Ｓ２方向に上昇させてノズル６から離間させると、先端開口６ｔが開かれた状態となるため、所定の圧力下でシリンジ４に収容された潤滑剤Ｊは、バルブ先端８ｔとノズル６との隙間に流れ込んだ後、先端開口６ｔから外部に吐出される。続いて、所定のタイミングでバルブ８を矢印Ｓ１方向に下降させ、そのバルブ先端８ｔをノズル６内に着座させて先端開口６ｔを閉塞することで、所定量の潤滑剤Ｊを軸受１０内部に封入させることができる。
【００２１】
かかる封入動作において、シリンジ４内の潤滑剤Ｊが先細り形状のノズル６に沿って集束して流れ込むため、先端開口６ｔ近傍の潤滑剤Ｊの圧力(液圧)が更に高められる。このため、先端開口６ｔからは、潤滑剤Ｊが飛び放たれるように高速で吐出することになる。このように潤滑剤Ｊを高速で飛ばすことで、先端開口６ｔに対する潤滑剤Ｊの離れ性を向上させることができるため、当該先端開口６ｔに付着して残留する潤滑剤量を殆ど無くすることができる。この結果、先端開口６ｔから吐出させた分量の潤滑剤Ｊをそのまま軸受１０内部に封入させることができる。別の言い方をすると、先端開口６ｔから吐出させた潤滑剤Ｊの吐出量と軸受１０内部に封入させた潤滑剤Ｊの封入量とを高精度に且つ正確に一致させることができる。これにより、軸受１０内部に封入する潤滑剤Ｊの封入量を常に一定に維持することができる。
【００２２】
また、ノズル６の先端開口６ｔから吐出させる潤滑剤量は、バルブ８の昇降タイミングによって任意に設定することができる。例えば、所定量の潤滑剤Ｊを一度に連続的に吐出させる場合には、バルブ８を矢印Ｓ２方向に上昇させて先端開口６ｔを開いた状態を長く設定すれば良い。これに対して、所定量の潤滑剤Ｊを複数回に分けて断続的に吐出させる場合には、バルブ８を矢印Ｓ２方向に上昇させて先端開口６ｔを開いた状態を短く設定して、バルブ８の昇降動作(先端開口６ｔの開閉動作)を複数回だけ繰り返せば良い。いずれの場合でも、先端開口６ｔから所定量の潤滑剤Ｊを軸受１０内部に向けて飛び放して封入することができるため、軸受１０内部に封入する潤滑剤Ｊの封入量を常に一定に維持することができる。
【００２３】
なお、潤滑剤Ｊを先端開口６ｔから吐出させる際、バルブ８を矢印Ｓ２方向に上昇させてノズル６から離間させた状態におけるバルブ先端８ｔとノズル６との隙間寸法は、例えば潤滑剤Ｊの種類(粘度)や、潤滑剤封入装置２の使用環境及び使用目的に応じて任意に設定されるため、ここでは特に数値限定はしない。また、図面上において、バルブ先端８ｔ及びノズル６は共に同方向に沿って先細り形状を成しているが、その先細り傾斜角度については、例えば潤滑剤Ｊの種類(粘度)や、潤滑剤封入装置２の使用環境及び使用目的に応じて任意に設定されるため、ここでは特に数値限定はしない。更に、ノズル６の先端開口６ｔの開口径についても、例えば潤滑剤Ｊの種類(粘度)や、潤滑剤封入装置２の使用環境及び使用目的に応じて任意に設定されるため、ここでは特に数値限定はしない。
【００２４】
また、潤滑剤封入装置２には、軸受１０内部における潤滑剤Ｊの封入位置を検出可能な封入位置検出センサ２０が設けられており、これにより、ノズル６の先端開口６ｔから吐出した潤滑剤Ｊを軸受１０内部に向けて正確に封入することができる。この場合、潤滑剤Ｊの封入位置として、封入位置検出センサ２０によって例えばノズル６や先端開口６ｔの下部位置を直接検出することが好ましい。しかしながら、周辺機器の配置構成や封入位置検出センサ２０の取付スペースの制約などにより、ノズル６や先端開口６ｔの下部位置を直接検出できない場合には、等配された別の玉位置を検出することで、封入位置を特定するようにしても良い。ここでは一例として、先端開口６ｔより玉２個分ずれた位相位置に封入位置検出センサ２０を配置した構成例を想定する。
【００２５】
なお、封入位置検出センサ２０としては、例えば市販のＣＣＤイメージセンサや反射型フォトセンサなどを適用し、軸受１０内部の封入位置を検出すれば良い。かかる検出方法の一例としては、図１(ａ)に示すように、封入位置検出センサ２０に対して軸受１０を相対的に矢印Ｒ方向に回転させ、当該軸受１０内部の光学的特性の変化を検出する。
【００２６】
例えばＣＣＤイメージセンサでは、軸受１０内部の構成を光学像として取り込んで、その光学像の光学的特性の変化を検出する。そして、当該光学像の光学的特性が予め測定した封入位置の光学像の光学的特性に一致したとき、ノズル６の先端開口６ｔが封入位置に対向して位置付けられたことが検出される。このとき、当該封入位置に向けて先端開口６ｔから所定量の潤滑剤Ｊを飛び放して封入する。一方、例えば反射型フォトセンサでは、発光素子から光が照射された際に軸受１０内部の構成からの反射光を受光素子で受光し、その受光量の光学的特性を検出する。そして、当該受光量の光学的特性が予め測定した封入位置の受光量の光学的特性に一致したとき、ノズル６の先端開口６ｔが封入位置に対向して位置付けられたことが検出され、当該封入位置に向けて先端開口６ｔから所定量の潤滑剤Ｊを飛び放して封入する。
【００２７】
また、図１(ａ)に示すように、本実施の形態の潤滑剤封入装置２は、上述した潤滑剤吐出機構に加えて、軌道輪(内輪１２、外輪１４)を相対回転させる回転機構と、当該軌道輪の回転状態を検出する回転状態検出機構とを備えている。ここで、回転機構は、例えば内輪１２を回転可能に支持する回転台２２と、回転台２２を所定の速度で回転させるスピンドル２４とを備えて構成されている。この場合、回転機構(回転台２２、スピンドル２４)で内輪１２を相対回転させた状態において、上述した潤滑剤吐出機構で軸受１０内部に潤滑剤Ｊを吐出した際の外輪１４の回転状態が、回転状態検出機構で検出されるようになっている。
【００２８】
回転状態検出機構は、内輪１２を外輪１４に対して回転させながら軸受１０内部に潤滑剤Ｊを吐出した際の当該外輪１４のロストルクの変化を計測する荷重計測ユニットと、荷重計測ユニットの計測結果に基づいて、潤滑剤吐出機構を制御するコントローラ３４とを備えている。ここで、内輪１２を回転させると、そのときの回転力が複数の転動体(玉)１６を介して外輪１４に伝達されて、当該外輪１４を連れ回りさせようとするが、このときの連れ回りトルクのことを“外輪１４のロストルク”と言う。
【００２９】
荷重計測ユニットは、外輪１４のロストルクを計測する荷重計２６と、荷重計２６で計測された計測値に所定の分析処理を施す荷重分析装置２８とを備えており、荷重計２６には、計測用糸３０の一端３０ａが固定され、その他端３０ｂは、外輪１４に固定されている。この場合、内輪１２の回転によって外輪１４が連れ回りすると、その際のトルクに応じて計測用糸３０が引っ張られ、そのときの引張力が荷重計２６で計測される。このとき、軸受内部に潤滑剤Ｊを吐出しない状態では、外輪１４のロストルクは、一定値となるが、潤滑剤吐出機構で潤滑剤Ｊを吐出すると、軸受１０内部に封入された潤滑剤Ｊの封入量に応じて、ロストルクが変化する。具体的には、潤滑剤Ｊの封入量が多くなるに従って、ロストルクが増加することになる。
【００３０】
しかしながら、かかるロストルクの変化量(即ち、増加量)は、極僅かであるため、荷重計２６から出力される計測値も小さなものとなる。このため、荷重計測ユニットには、アンプ３２が設けられており、荷重計２６の計測値をアンプ３２によって増幅させて、荷重分析装置２８に出力するようになっている。これにより、荷重分析装置２８において、荷重計２６の計測値に対して高精度な分析処理が施される。
【００３１】
また、コントローラ３４は、荷重計測ユニットの計測結果が予め設定された条件を満足したとき、潤滑剤吐出機構を制御して潤滑剤Ｊの吐出を停止させる。ここで、荷重計測ユニットの計測結果は、荷重分析装置２８において荷重計２６の計測値に分析処理が施された分析結果として規定される。また、予め設定された条件とは、サンプル用軸受(内輪、外輪、転動体)を用意し、当該軸受内部に所定量(適量)の潤滑剤を封入した状態で、内輪を回転させた際の外輪の連れ回りによるロストルクを計測したサンプル値として規定される。
【００３２】
この場合、サンプル用軸受に封入する潤滑剤量は、例えば当該軸受の種類や大きさ、或いは、使用目的や使用環境に応じて最適な量に設定される。このため、それぞれの軸受毎に予めサンプル値を計測し、その計測値を予め設定された条件として記憶することが好ましい。なお、記憶場所としては、例えば荷重分析装置２８やコントローラ３４の内蔵メモリ(図示しない)、他の外部メモリなどを適用することができるが、ここでは一例として、荷重分析装置２８の内蔵メモリを想定する。
【００３３】
ここで、本実施の形態の潤滑剤封入装置２の動作について説明する。
まず、スピンドル２４を矢印Ｒ方向に回転させて、回転台２２に支持された内輪１２を同方向に一定の速度で回転させる。この場合、内輪１２の回転速度は、例えば軌道輪(内輪１２、外輪１４)の種類や大きさ、玉軸受１０の使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。そして、かかる状態を維持しながら、上述した潤滑剤吐出機構で軸受１０内部に向けて潤滑剤Ｊを飛び放し(吐出し)て封入する。
【００３４】
なお、潤滑剤Ｊの吐出量や吐出タイミングは、例えば内輪１２の回転速度や内外輪12,14の形状及びその大きさなどに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。また、潤滑剤Ｊの封入位置については、内輪１２と外輪１４との間を狙うことで、ノズル６の先端開口６ｔから飛び放たれた全ての潤滑剤Ｊを漏れなく確実に軸受１０内部に封入させることができる。この場合、内輪１２と外輪１４との間には、複数の転動体(玉)１６の片表面と、各転動体(玉)１６を保持する冠形保持器１８の側周面が露出しているが、これら各面のいずれかに向けて潤滑剤Ｊを吐出することが好ましい。
【００３５】
一例として、ここでは各転動体(玉)１６の片表面に向けて潤滑剤Ｊを吐出させる場合を想定する。この場合、複数の転動体(玉)１６の保持位置に同期させて、ノズル６の先端開口６ｔから潤滑剤Ｊを飛び放して吐出する。このとき、封入位置検出センサ２０によってそれぞれの転動体(玉)１６の保持位置が検出され、その検出結果に同期してノズル６の先端開口６ｔから潤滑剤Ｊを間欠的に飛び放つことで、当該潤滑剤Ｊを正確に各転動体(玉)１６の片表面に封入させることができる。
【００３６】
このように、内輪１２を矢印Ｒ方向に等速で回転させながら、ノズル６の先端開口６ｔから潤滑剤Ｊを間欠的に飛び放して軸受１０内部に封入していくと、潤滑剤Ｊの封入量に応じてロストルクが変化する。即ち、潤滑剤Ｊの封入量が多くなるに従って、ロストルクが大きくなり、これに伴って計測用糸３０の引張力が増加する。このとき、荷重計２６では、引張力の変化(増加)がリアルタイムで計測され、その計測値である変化量(増加量)がアンプ３２で増幅されて荷重分析装置２８に出力される。
【００３７】
荷重分析装置２８では、荷重計２６の計測値に対して所定の分析処理が施される。具体的には、当該計測値と予め設定された条件(サンプル値)とが比較され、当該条件を満足したとき(即ち、計測値がサンプル値に達した(一致した)とき)、その旨の信号が荷重分析装置２８からコントローラ３４に出力される。このとき、コントローラ３４は、荷重分析装置２８からの出力信号に基づいて、上述した潤滑剤吐出機構を制御して潤滑剤Ｊの吐出を停止させる。
【００３８】
ところで、予め設定された条件(サンプル値)は、軸受内部に所定量(適量)の潤滑剤Ｊを封入した状態におけるロストルクの計測値である。この場合、荷重計２６の計測値がサンプル値に達した(一致した)ことにより(即ち、予め設定した条件を満たしたとき)、軸受１０内部に所定量(適量)の潤滑剤Ｊが封入されたこととなる。従って、これに同期してノズル６の先端開口６ｔからの潤滑剤Ｊの吐出を停止させることで、所定量(適量)の潤滑剤Ｊが封入された玉軸受１０を完成させることができる。
【００３９】
以上、本実施の形態によれば、潤滑剤Ｊをノズル６の先端開口６ｔから飛び放すように吐出させたことで、潤滑剤Ｊの種類や封入量の多少を問わず、軸受１０内部に所定量(適量)の潤滑剤Ｊを安定して封入することができる。これにより、軸受回転時(例えば、加速回転時、定速度回転時)のトルクを一定に維持することができる。この結果、その回転性能を長期に亘って一定に維持することが可能な玉軸受１０を実現することができる。
【００４０】
また、本実施の形態によれば、各転動体(玉)１６の片表面を狙って潤滑剤Ｊを封入したことにより、封入時に潤滑剤Ｊが内外輪12,14の対向面(特に参照符号は付さない)に付着することは無く、当該潤滑剤Ｊは、各転動体(玉)１６の表面を伝って冠形保持器１８の各ポケット１８ｐや、内外輪12,14の対向面に形成された軌道溝(図示しない)にのみ付着する。この場合、内外輪12,14の対向面において、各軌道溝を除いた領域のうち少なくとも１／３の領域は、潤滑剤Ｊが存在しない乾燥した状態に維持される。これにより、軸受回転時に潤滑剤Ｊが軸受外部に漏洩したり、滲み出したりすることは無い。
【００４１】
また、本実施の形態によれば、潤滑剤封入装置２の荷重計測ユニットによって、軸受１０内部に所定量(適量)の潤滑剤Ｊが封入されていることを確認することができる。この場合、潤滑剤Ｊが封入されている玉軸受１０を回転台２２にセットし、その外輪１４と荷重計２６とに計測用糸３０を掛け渡す。この状態で、内輪１２を矢印Ｒ方向に等速で回転させて、外輪１４のロストルクを計測する。
【００４２】
このとき、荷重分析装置２８において、荷重計２６の計測値(計測結果)が予め設定された条件を満足しているか否か(即ち、計測値がサンプル値に達した(一致した)か否か)が判定される。そして、満足しているとの判定結果に基づいて、軸受１０内部に所定量(適量)の潤滑剤Ｊが封入されていることを確認することができる。これにより、軸受回転時に潤滑剤Ｊが軸受外部に漏洩したり、滲み出したりすることの無い信頼性の高い玉軸受１０であることを確認することができる。
【００４３】
従って、このような玉軸受１０によって例えばハードディスクドライブ(ＨＤＤ)装置のスイングアームを回転自在に支持する使用状態において、ＨＤＤ装置内が潤滑剤Ｊで汚染されることは無い。この場合、内外輪12,14の両側にそれぞれ密封板(例えば、シール、シールド)を取り付けることで、軸受１０内部に封入された潤滑剤Ｊの密封性を高めることができる。また、かかる玉軸受１０をＨＤＤ装置のスイングアームを回転自在に支持する軸受として用いることにより、当該スイングアームを長期間に亘って安定して且つ滑らかに回動させることができる。
【００４４】
ここで、例えば図２(ａ),(ｂ)に示すように、ＨＤＤ装置は、磁気ディスク３６を回転させるスピンドルモータ３８と、情報の記録或いは読み取り用の磁気ヘッド４０とを備えている。磁気ヘッド４０は、軸受装置４２で回動自在に支持されたスイングアーム４４の先端に取り付けられており、その基端には、当該スイングアーム４４を回転駆動させるボイスコイル４６が設けられている。スイングアーム４４は、軸受装置４２を介してＨＤＤ装置の基台４８上に回動自在に支持されている。
【００４５】
かかるＨＤＤ装置において、磁気ディスク３６を回転させた状態でスイングアーム４４を回動させて、磁気ヘッド４０を磁気ディスク３６に対して平行移動させることにより、磁気ディスク３６に情報を記録したり、或いは磁気ディスク３６から情報を読み取ることができる。
【００４６】
上述した潤滑剤封入技術により所定量の潤滑剤Ｊが正確に封入された玉軸受１０は、図２(ｃ)に示すように、軸受装置４２に組み込まれている。具体的には、当該軸受装置４２には、２つの玉軸受１０がシャフト５０に外装されており、これらの玉軸受１０には、スリーブ５２を介してスイングアーム４４が装着されている。これによれば、磁気ディスク３６の記憶トラックピッチが２０万ＴＰＩ以上のＨＤＤ装置であっても当該玉軸受１０のトルクは常に安定しているため、極幅の狭いトラックを高精度且つ効率よく追従する制御を容易に行うことが可能となる。
【００４７】
また、上述した実施の形態では、外輪１４のロストルクを計測して潤滑剤Ｊを封入する技術を想定して説明したが、他の実施の形態として、外輪１４の振動特性を計測して潤滑剤Ｊを封入するようにしても良い。この場合、図１(ｂ)に示すように、回転状態検出機構は、内輪１２を外輪１４に対して回転させながら軸受１０内部に潤滑剤Ｊを吐出した際の当該外輪１４の振動特性の変化を計測する振動計測ユニットと、振動計測ユニットの計測結果に基づいて、潤滑剤吐出機構を制御するコントローラ６０とを備えている。
【００４８】
振動計測ユニットは、外輪１４の振動特性(音響)を計測する振動センサ５４と、振動センサ５４で計測された計測値(計測特性)に所定の分析処理を施す振動分析装置５６とを備えており、振動センサ５４には、外輪１４に摺接する摺接端子５４ｔが設けられている。この場合、内輪１２の回転によって外輪１４が連れ回りすると、その際に生じる外輪１４の振動が摺接端子５４ｔに連続して伝達され、そのときの振動特性が振動センサ５４によって計測される。このとき、軸受内部に潤滑剤Ｊを吐出しない状態では、外輪１４の振動特性は一定値となるが、潤滑剤吐出機構で潤滑剤Ｊを吐出すると、軸受１０内部に封入された潤滑剤Ｊの封入量に応じて振動特性が変化する。具体的には、潤滑剤Ｊの封入量が多くなるに従って、外輪１４の高周波成分の振動が小さくなり、その結果、振動特性が変化することになる。
【００４９】
しかしながら、かかる振動特性の変化は極僅かであるため、振動センサ５４から出力される計測値(計測特性)も小さなものとなる。このため、振動計測ユニットには、アンプ５８が設けられており、振動センサ５４の計測値をアンプ５８によって増幅させて、振動分析装置５６に出力するようになっている。これにより、振動分析装置５６において、振動センサ５４の計測値に対して高精度な分析処理が施される。
【００５０】
また、コントローラ６０は、振動計測ユニットの計測結果が予め設定された条件を満足したとき、潤滑剤吐出機構を制御して潤滑剤Ｊの吐出を停止させる。ここで、振動計測ユニットの計測結果は、振動分析装置５６において振動センサ５４の計測値(計測特性)に分析処理が施された分析結果として規定される。また、予め設定された条件とは、サンプル用軸受(内輪、外輪、転動体)を用意し、当該軸受内部に所定量(適量)の潤滑剤を封入した状態で、内輪を回転させた際の外輪の連れ回りによる振動特性を計測したサンプル値として規定される。
【００５１】
この場合、サンプル用軸受に封入する潤滑剤量は、例えば当該軸受の種類や大きさ、或いは、使用目的や使用環境に応じて最適な量に設定される。このため、それぞれの軸受毎に予めサンプル値を計測し、その計測値を予め設定された条件として記憶することが好ましい。なお、記憶場所としては、例えば振動分析装置５６やコントローラ６０の内蔵メモリ(図示しない)、他の外部メモリなどを適用することができるが、ここでは一例として、振動分析装置５６の内蔵メモリを想定する。
【００５２】
ここで、他の実施の形態の潤滑剤封入装置２の動作について説明する。なお、この動作説明において、図１(ａ)の装置と同様の部分は省略する。
この場合、内輪１２を矢印Ｒ方向に等速で回転させながら、ノズル６の先端開口６ｔから潤滑剤Ｊを間欠的に飛び放して軸受１０内部に封入していくと、潤滑剤Ｊの封入量に応じて外輪１４の振動特性が変化する。即ち、潤滑剤Ｊの封入量が多くなるに従って、外輪１４の高周波成分の振動が小さくなり、これに伴って振動特性が変化する。このとき、振動センサ５４では、外輪１４の振動特性の変化がリアルタイムで計測され、その計測値である変化特性がアンプ５８で増幅されて振動分析装置５６に出力される。
【００５３】
振動分析装置５６では、振動センサ５４の計測値(計測特性)に対して所定の分析処理が施される。具体的には、当該計測特性と予め設定された条件(サンプル値)とが比較され、当該条件を満足したとき(即ち、計測特性がサンプル値に達した(一致した)とき)、その旨の信号が振動分析装置５６からコントローラ６０に出力される。このとき、コントローラ６０は、振動分析装置５６からの出力信号に基づいて、上述した潤滑剤吐出機構を制御して潤滑剤Ｊの吐出を停止させる。
【００５４】
ところで、予め設定された条件(サンプル値)は、軸受内部に所定量(適量)の潤滑剤Ｊを封入した状態における振動特性の計測値である。この場合、振動センサ５４の計測特性がサンプル値に達した(一致した)ことにより(即ち、予め設定した条件を満たしたとき)、軸受１０内部に所定量(適量)の潤滑剤Ｊが封入されたこととなる。従って、これに同期してノズル６の先端開口６ｔからの潤滑剤Ｊの吐出を停止させることで、所定量(適量)の潤滑剤Ｊが封入された玉軸受１０を完成させることができる。
【００５５】
また、他の実施の形態によれば、潤滑剤封入装置２の振動計測ユニットによって、軸受１０内部に所定量(適量)の潤滑剤Ｊが封入されていることを確認することができる。この場合、潤滑剤Ｊが封入されている玉軸受１０を回転台２２にセットし、その外輪１４に振動センサ５４の摺接端子５４ｔを摺接させる。この状態で、内輪１２を矢印Ｒ方向に等速で回転させて、外輪１４の振動特性を計測する。
【００５６】
このとき、振動分析装置５６において、振動センサ５４の計測特性が予め設定された条件を満足しているか否か(即ち、計測特性がサンプル値に達した(一致した)か否か)が判定される。そして、満足しているとの判定結果に基づいて、軸受１０内部に所定量(適量)の潤滑剤Ｊが封入されていることを確認することができる。これにより、軸受回転時に潤滑剤Ｊが軸受外部に漏洩したり、滲み出したりすることの無い信頼性の高い玉軸受１０であることを確認することができる。
【００５７】
なお、上述した図１(ｂ)に示す実施の形態の他の構成や効果については、図１(ａ)に示す実施の形態に係る潤滑剤封入装置２と同様であるため、その説明は省略する。
また、上述した各実施の形態(図１(ａ),(ｂ))では、外輪１４のロストルクや振動特性を計測して潤滑剤Ｊを封入する技術について説明したが、これに代えて、例えば外輪１４の楕走回転時の回転数を計測することで、潤滑剤Ｊの封入設定を行うようにしても良い。
【００５８】
なお、上述した各実施の形態(図１(ａ),(ｂ))では、１つのノズル６(先端開口６ｔ)を備えた潤滑剤封入装置２を例示したが、これに限定されることは無く、複数のノズル６(先端開口６ｔ)を備えて構成しても良い。この場合、ノズル６の本数は、例えば転動体(玉)１６の数に一致させても良いし、それ以上又はそれ以下としても良い。
また、潤滑剤封入装置２の使用環境や使用目的に応じて、シリンジ４内の潤滑剤Ｊが一定の特性(例えば、粘度)に保たれるように、当該装置２に加熱・冷却・保温システムを設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る潤滑剤封入装置の構成を示す斜視図、(ｂ)は、本発明の他の実施の形態に係る潤滑剤封入装置の構成を示す斜視図。
【図２】(ａ)は、本発明により所定量の潤滑剤が封入された軸受をハードディスクドライブ装置のスイングアームに適用した構成例を示す断面図、(ｂ)は、同図(ａ)のハードディスクドライブ装置の平面図、(ｃ)は、同図(ａ)のスイングアームに組込まれた軸受の構成例を示す断面図。
【符号の説明】
【００６０】
２  潤滑剤封入装置
４  シリンジ
６  ノズル
８  バルブ
１０  軸受
１２  内輪
１４  外輪
１６  転動体
２２  回転台
２４  スピンドル
２８  荷重分析装置
５６  振動分析装置
Ｊ  潤滑剤
【図１】
2008267539.tif 000003
【図２】
2008267539.tif 000004