JP2000354351A - エアスピンドルのアース構造 - Google Patents
エアスピンドルのアース構造Info
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Abstract
5,5及びスラスト軸受11により浮動状態で支持され
たエアスピンドルAにおいて、回転軸2を導電性流体F
cを介してアースする場合、導電性流体Fcを磁性流体
Fmにより確実に封止して両者の混合を防ぎ、長期間に
亘り安定して導電性流体Fcの酸化や接地抵抗の増大を
防いで静電気を除去する。 【解決手段】 ハウジング1の下壁部に、回転軸2下端
の接触部2eが浸漬される導電性流体Fcを収容する導
電性流体収容部28と、その上側に位置し、導電性流体
Fcを導電性流体収容部28に密封する磁性流体Fmを
収容する磁性流体収容部29とを設け、磁性流体収容部
29の上側に、磁性流体Fmを導電性流体Fcから分離
するように磁力により吸引する永久磁石32を設けるこ
とで、回転軸2の回転により導電性流体Fc及び磁性流
体Fmが撹拌されても、磁性流体Fmが絶えず導電性流
体Fcから分離方向に付勢されるようにする。
Description
浮動状態で支持された回転軸を有するエアスピンドルに
おいて、その回転軸のアース構造に関する技術分野に属
する。
ース構造として、例えば特開平10―210712号公
報に示されるように、先端部に磁気ディスクが装着され
る回転軸を空気膜軸受により浮動状態で支持し、その回
転軸基端部の小径の接触部を、収容部に収容されたガリ
ウムGaやインジウムIn、又はガリウム−インジウム
合金等からなる導電性流体に浸漬することで、磁気ディ
スクに帯電した静電気を回転軸の接触部から導電性流体
を介して逃がすようにしたものは知られている。
等の導電性流体は空気中で酸化し易く、酸化に伴って固
化するのみならず接地抵抗が過度に増大するという特性
があり、このため、表面が空気と接触しないように導電
性流体を収容部内に封じ込めておく必要がある。この封
じ込めの手段として、上記従来のものでは磁性流体を用
い、その磁性流体により導電性流体の表面を覆って導電
性流体を収容部内に封じ込めるようにしている。
のでは問題がないわけではなく、改良の余地があった。
すなわち、磁性流体が導電性流体の表面を覆って封じ込
めてはいるものの、回転軸が回転すると、その回転に伴
い、磁性流体と導電性流体とが撹拌されて次第に短時間
で混合してしまうようになり、そのときには導電性流体
の酸化や接地抵抗の増大を十分に防ぎ得ないこととな
る。尚、このような問題は磁性流体に限らず、導電性流
体を酸化防止用オイル等の流体で封止する場合でも同様
に生じる。
であり、その目的とするところは、上記磁性流体の保持
構造を改良することで、その磁性流体により導電性流体
を確実に封止しながら両者の混合を防止するようにし、
長期間に亘り安定して導電性流体の酸化や接地抵抗の増
大を防いで静電気を除去できるようにすることにある。
めに、この発明では、磁性流体が磁力により吸引される
ことを利用し、その磁性流体を封じ込めのカバー部とす
べく導電性流体側に向かうように吸引するのではなく、
磁性流体を導電性流体から離れる側に吸引することによ
り、磁性流体が導電性流体に向かって移動して混合され
るのを可及的に阻止するようにした。
ングに対し回転軸がエア軸受により浮動状態で支持され
たエアスピンドルの上記回転軸をアースするようにした
構造として、上記回転軸の端部が浸漬される導電性流体
を収容する導電性流体収容部と、該導電性流体収容部に
導電性流体を密封する磁性流体を収容する磁性流体収容
部とが設けられ、上記磁性流体を導電性流体から分離す
るように磁力により吸引する磁性流体吸引手段が設けら
れていることを特徴としている。
容されている磁性流体は常に磁性流体吸引手段からの磁
力により吸引されているので、エアスピンドルの作動に
より回転軸が回転して、その回転軸の回転により各収容
部内で導電性流体及び磁性流体が撹拌されても、磁性流
体は上記磁力の吸引により絶えず導電性流体から分離さ
れるようになり、両流体が混合するのを抑制できる。こ
のことで、導電性流体がその収容部内に確実に封止され
ることとなり、その酸化や接地抵抗の増大を長期間に亘
り安定して防いで静電気を除去することができる。
段は、回転軸の端部を隙間をあけて挿通させる開口部が
形成された磁石を有するものとする。また、請求項3の
発明では、上記磁石の両側に、回転軸の端部を隙間をあ
けて挿通させる開口部を有する磁性片が積層状態に配置
されているものとする。さらに、請求項4の発明では、
磁石は複数設けられていて、それら複数の磁石間には回
転軸の端部を隙間をあけて挿通させる開口部を有する磁
性片が積層状態に配置されているものとする。このこと
で、望ましい磁性流体吸引手段が容易に得られる。
段に対し磁性流体収容部と反対側に、磁性流体収容部内
の磁性流体が回転軸の他方の端部側に移動するのを規制
する規制手段が設けられている構成とする。このこと
で、磁性流体がその収容部から飛び出すのを規制手段に
より効果的に防ぐことができる。
部及び磁性流体収容部に臨む回転軸の端部は他の部分よ
りも小径とされている構成とする。このことで、回転軸
の小径の端部が各収容部内の導電性流体及び磁性流体と
接触して回転したとき、その回転に伴う発熱を防止し、
或いは撹拌ロスを低減したり撹拌を抑制したりすること
ができる。
施形態1に係るエアスピンドルAの全体構成を示し、こ
のエアスピンドルAは、例えばクリーンルーム内のクリ
ーン雰囲気中で磁気ディスクや光ディスク等のディスク
Wを回転させてその記憶領域の物理的な欠陥やソフト的
な記憶性能等の良否を検査するために使用される。
ウジングで、このハウジング1内には、回転軸2(ディ
スク駆動軸)が配置収容されている。この回転軸2は、
ハウジング1内上部に位置する大径の支持部2aと、ハ
ウジング1内の上部寄りに位置する円板状のスラストカ
ラー2bと、ハウジング1内の略上下中央部に位置する
中径のモータ結合部2cと、ハウジング1内の下部寄り
に位置する小径のエンコーダ結合部2dと、ハウジング
1内下端部に位置する接触部2eとを備え、この接触部
2eは他の部分2a〜2dよりも小径とされている。上
記支持部2aの上端はハウジング1外に突出して、その
上端には連結フランジ3が一体に設けられ、この連結フ
ランジ3には、回転軸2の軸心を通るエア通路(図示せ
ず)からの加圧エアにより作動するエア駆動タイプのデ
ィスククランプ装置23が回転一体に結合固定されてお
り、このディスククランプ装置23により、中心孔(図
示せず)を有するディスクWを回転軸2に一体的にクラ
ンプ保持して回転させるようになっている。
静圧により浮動状態で回転可能にかつ軸方向に移動不能
に支持する上下2つのラジアル軸受5,5と1つのスラ
スト軸受11とが設けられている。すなわち、回転軸2
の支持部2a外周面と、この支持部2aに対応するハウ
ジング1内周面との間には僅かな隙間があけられ、この
回転軸2の支持部2aに対応するハウジング1内周面の
上端部には半径方向に延びる複数の第1エアノズル孔
6,6,…が、また下端部には同様の複数の第2エアノ
ズル孔7,7,…がそれぞれ形成されている。ハウジン
グ1の外周部には図外の加圧エア供給源が接続される軸
受エア供給口8が形成され、この軸受エア供給口8は、
ハウジング1の壁部内の加圧エア供給通路9を介して上
記各第1及び第2エアノズル孔6,7に常時連通されて
いる。そして、加圧エア供給源からの加圧エアを軸受エ
ア供給口8を介して加圧エア供給通路9に供給し、その
加圧エア供給通路9内の加圧エアの一部を上下の第1及
び第2エアノズル孔6,7を経て支持部2a外周面に噴
出させることで、そのエア圧(静圧)により回転軸2を
支持部2aの上下2箇所にてハウジング1内面に接触し
ない浮動状態で回転可能に支持するようになっている。
記回転軸2のスラストカラー2bを内部に収容する環状
凹溝12が形成され、この環状凹溝12の上面はスラス
トカラー2b上面に、また環状凹溝12の下面はスラス
トカラー2b下面にそれぞれ僅かな隙間をあけて対向し
ている。尚、環状凹溝12の底面(外周側面)とスラス
トカラー2bの外周面との間は比較的大きな隙間があけ
られている。上記環状凹溝12の上面には上下方向に貫
通する複数の上側エアノズル孔13,13,…(1つの
み図示する)が、また環状凹溝12の下面には、同様に
上下方向に貫通する下側エアノズル孔14,14,…
(1つのみ図示する)がそれぞれ周方向に等間隔をあけ
て形成され、この各エアノズル孔13,14は上記加圧
エア供給通路9に常時連通しており、加圧エア供給通路
9に供給された加圧エアの残りをエアノズル孔13,1
4を経てスラストカラー2bの上下面に噴出させること
で、そのエア圧(静圧)により回転軸2を環状凹溝12
の上下面(ハウジング1内面)に接触しない浮動状態で
上下方向(軸方向)に移動不能に支持するようになって
いる。
には、回転軸2を介してディスククランプ装置23及び
ディスクWを所定回転数(例えば20000rpm)で
回転駆動するためのモータ16が装着されている。この
モータ16は、ハウジング1の内周壁に固定されたステ
ータ17(固定電極)と、このステータ17の内側にあ
る回転軸2のモータ結合部2cに固定された永久磁石か
らなるロータ18とで構成されている。また、上記ハウ
ジング1内の下部寄りには、エンコーダ結合部2dに固
定されかつ回転軸2の回転数等を検出するためのロータ
リエンコーダ20が収容されている。
20との間のハウジング1には図外の排気管が接続され
る排気口22が開口されており、上記ラジアル軸受5,
5及びスラスト軸受11から排出されたエアの大半部を
排気口22から排気管に排出するようにしている。
ング1下端部の壁部は、下側に開放されかつ底壁中心部
に上記回転軸2下部のエンコーダ結合部2dが隙間をあ
けて挿通される上下方向の貫通孔25aを有する箱状の
上壁部材25と、この上壁部材25の下端部にその下端
開口を塞いで上壁部材25との間に密閉状の空間を形成
するように取付固定された円板状の下壁部材26とを組
み合わせてなり、上下壁部材25,26間の空間には、
SUS304やSUS303等の非磁性金属からなる容
器27が配置固定されている。これらの容器27及び上
下壁部材25,26は互いに導電可能とされていて、上
下壁部材25,26は図外のアース部に接続されてい
る。
軸2下端部の接触部2eが隙間をあけて挿入される有底
状の凹部からなる収容部28〜30が形成されている。
この収容部28〜30は、最下端部(奥底部)に位置す
る小径の導電性流体収容部28と、この導電性流体収容
部28の上側に段差状に連続する磁性流体収容部29
と、この磁性流体収容部29の上側に段差状に連続する
磁石収容部30とからなり、上記導電性流体収容部28
には、室温(常温)で液状となるガリウム−インジウム
合金等の非磁性の導電性流体Fc(ガリウム又はインジ
ウムでもよい)が収容され、この導電性流体Fcには上
記回転軸2下端部の接触部2eが下端部にて浸漬されて
いる。
体Fmが回転軸2の接触部2eを挿通接触(浸漬)させ
た状態で収容され、この磁性流体Fmは、その下側の導
電性流体Fcを導電性流体収容部28に密封して同流体
Fcが空気と接触するのを遮断するために用いられる。
電性流体収容部28と反対側、つまり上記容器27の磁
石収容部30には、上記磁性流体収容部29内の磁性流
体Fmを導電性流体Fcから分離するように磁力により
吸引する磁性流体吸引部31が設けられている。この磁
性流体吸引部31は、回転軸2の接触部2eを隙間をあ
けて挿通させる開口部32aが形成された円板状の永久
磁石32を有し、この磁石32の上下両側には、回転軸
2の接触部2eを隙間をあけて挿通させる開口部33
a,33aを有する1対の同じ形状の円板状磁性片3
3,33が配置され、この磁性片33は磁石32からの
磁路を形成するもので、これら磁石32及び磁性片3
3,33は積層状態に一体化されて磁石収容部30内に
嵌合固定されている。上記各磁性片33の開口部33a
の径は永久磁石32の開口部32aよりも小径で、これ
ら3つの開口部33a,32a,33aにより中凸形状
の孔部が形成されている。尚、このような構造であれ
ば、市販の磁性流体シールをそのまま磁性流体吸引部3
1として用いることができて有利である。
ィスククランプ装置23によりディスクWがクランプさ
れると、そのクランプ状態で、エアスピンドルAのモー
タ16による回転駆動によりディスクWがディスククラ
ンプ装置23と共に回転されて、その記憶領域の物理的
な欠陥やソフト的な記憶性能等の良否が検査される。
eは、ハウジング1下部の容器27における導電性流体
収容部28内の導電性流体Fcに浸漬されているので、
上記浮動状態にある回転軸2と共に回転するディスクW
に静電気が発生しても、その静電気を回転軸2の接触部
2e、導電性流体Fc及び容器27を介してハウジング
1及びアース部に逃がすことができる。
性流体Fc及び磁性流体収容部29の磁性流体Fmに浸
漬されている接触部2eは、回転軸2の他の部分2a〜
2dよりも小径のものであるので、この接触部2eが導
電性流体Fc及び磁性流体Fmと接触して回転したと
き、その回転に伴う発熱を防止し、或いは撹拌ロスを低
減したり撹拌を抑制したりすることができる。
れている磁性流体Fmは常に磁性流体吸引部31の磁石
32からの磁力により上側に吸引され、その一部が、磁
性片33,33及び永久磁石32の3つの開口部33
a,32a,33aにより形成される中凸形状の孔部に
吸着状態で充填される。このため、エアスピンドルAの
作動により回転軸2の接触部2eが回転して、その接触
部2eの回転により各収容部28,29内で導電性流体
Fc及び磁性流体Fmが撹拌されたとしても、磁性流体
Fmは上記磁石32の吸引により絶えず導電性流体Fc
から分離するように付勢され、その磁性流体Fmが導電
性流体Fcと混合するのを抑制することができる。この
ことで、導電性流体Fcがその収容部28内に空気と接
触しないように確実に封止されて、その酸化や接地抵抗
の増大を防止でき、長期間に亘り安定してディスクWの
静電気を除去することができ、延いてはエアスピンドル
Aのメンテナンスの容易化やその期間の延長を図ること
ができる。
を示し(尚、以下の各実施形態では図1及び図2と同じ
部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略
する)、上記実施形態1では、磁性流体吸引部31にお
ける各磁性片33の開口部33aの径を永久磁石32の
開口部32aよりも小径として、これら3つの開口部3
3a,32a,33aにより中凸形状の孔部を形成して
いるのに対し、この実施形態では、磁性片33及び永久
磁石32の各開口部33a,32aを同径として、これ
ら3つの開口部33a,32a,33aにより円筒形状
の孔部を形成したものである。その他の構成は実施形態
1と同じであり、この実施形態でも実施形態1と同様の
作用効果を得ることができる。
て、永久磁石32と各磁性片33との各位置をそのまま
変えてもよい。すなわち、磁石32を2つ(3つ以上で
もよい)として、それら両磁石32,32間に、回転軸
2の接触部2eを隙間をあけて挿通させる開口部33a
を有する磁性片33を磁石32と積層状態に配置するの
である。その場合も上記と同様の作用効果を奏すること
ができる。
上記各実施形態では、永久磁石32と磁性片33とを組
み合わせて磁性流体吸引部31を構成しているのに対
し、1つの永久磁石32で構成したものである。35は
永久磁石32を磁石収容部30から抜け出さないように
係止する止め輪である。その他は上記実施形態1と同じ
構成である。よって、この実施形態でも実施形態1又は
2と同様の作用効果が得られる。そのことに加え、部品
点数を少なくできる利点がある。
この実施形態では、上記実施形態3の構成において、ハ
ウジング1下部を構成する上壁部材25の貫通孔25a
周縁に、すなわち磁性流体吸引部31の永久磁石32に
対し磁性流体収容部29と反対側たる上側に、シール部
37が回転軸2のエンコーダ結合部2dと隙間をあけて
設けられている。このシール部37は、磁性流体収容部
29内の磁性流体Fmが上側(回転軸2の他方の端部
側)に移動するのを規制するためのもので、例えばエア
シールやねじシール、オイルシールが望ましい。
9内の磁性流体Fmが上側に移動するのを規制するシー
ル部37が設けられているので、エアスピンドルAを上
下方向からある程度傾けた姿勢で使用しても、磁性流体
Fmがその収容部29から飛び出すことはない。
部31は永久磁石32を有するものとしているが、この
永久磁石32に代えて電磁石を設けてもよく、その他の
構造でもよい。要は、磁性流体Fmを導電性流体Fcか
ら分離するように磁力により吸引する手段であればよ
い。
よると、エアスピンドルにおける回転軸のアース構造と
して、回転軸の端部が浸漬される導電性流体を収容する
導電性流体収容部と、該導電性流体収容部に導電性流体
を密封する磁性流体を収容する磁性流体収容部とを設
け、この磁性流体収容部の磁性流体を導電性流体から分
離するように磁力により吸引する磁性流体吸引手段を設
けたことにより、回転軸の回転により導電性流体及び磁
性流体が撹拌されても、磁性流体を絶えず導電性流体か
ら分離して両流体の混合を抑制でき、導電性流体の確実
な封止により、長期間に亘り安定して導電性流体の酸化
や接地抵抗の増大を防いで静電気を除去することができ
る。
は、回転軸の端部を隙間をあけて挿通させる開口部を有
する磁石を備えたものとした。また、請求項3の発明で
は、上記磁石の両側に、回転軸の端部を隙間をあけて挿
通させる開口部を有する磁性片が積層状態に配置されて
いるものとした。さらに、請求項4の発明では、磁石は
複数設けられていて、それら複数の磁石間に、回転軸の
端部を隙間をあけて挿通させる開口部を有する磁性片が
積層状態に配置されているものとした。従って、これら
の発明によると、望ましい磁性流体吸引手段が容易に得
られる。
段に対し磁性流体収容部と反対側に、磁性流体収容部内
の磁性流体が回転軸の他方の端部側に移動するのを規制
する規制手段を設けたことにより、磁性流体の収容部か
らの飛出しを防ぐことができる。
流体収容部及び磁性流体収容部に臨む端部は他の部分よ
りも小径のものとしたことにより、この回転軸の小径の
端部が各収容部内の導電性流体及び磁性流体と接触して
回転したときの発熱を防止し、或いは撹拌ロスを低減し
たり撹拌を抑制したりすることができる。
面図である。
体構成を示す断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 ハウジングに対し回転軸がエア軸受によ
り浮動状態で支持されたエアスピンドルの上記回転軸を
アースするようにした構造であって、 上記回転軸の端部が浸漬される導電性流体を収容する導
電性流体収容部と、該導電性流体収容部に導電性流体を
密封する磁性流体を収容する磁性流体収容部とが設けら
れ、 上記磁性流体を導電性流体から分離するように磁力によ
り吸引する磁性流体吸引手段が設けられていることを特
徴とするエアスピンドルのアース構造。 - 【請求項2】 請求項1のエアスピンドルのアース構造
において、 磁性流体吸引手段は、回転軸の端部を隙間をあけて挿通
させる開口部が形成された磁石を有することを特徴とす
るエアスピンドルのアース構造。 - 【請求項3】 請求項2のエアスピンドルのアース構造
において、 磁石の両側には、回転軸の端部を隙間をあけて挿通させ
る開口部を有する磁性片が積層状態に配置されているこ
とを特徴とするエアスピンドルのアース構造。 - 【請求項4】 請求項2のエアスピンドルのアース構造
において、 磁石は複数設けられていて、これら複数の磁石間には、
回転軸の端部を隙間をあけて挿通させる開口部を有する
磁性片が積層状態に配置されていることを特徴とするエ
アスピンドルのアース構造。 - 【請求項5】 請求項1のエアスピンドルのアース構造
において、 磁性流体吸引手段に対し磁性流体収容部と反対側には、
磁性流体収容部内の磁性流体が回転軸の他方の端部側に
移動するのを規制する規制手段が設けられていることを
特徴とするエアスピンドルのアース構造。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1つのエアスピ
ンドルのアース構造において、 導電性流体収容部及び磁性流体収容部に臨む回転軸の端
部は他の部分よりも小径とされていることを特徴とする
エアスピンドルのアース構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16051899A JP4164196B2 (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | エアスピンドルのアース構造 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP16051899A JP4164196B2 (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | エアスピンドルのアース構造 |
Publications (2)
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