JP2001217015A - アース器およびそれを用いたエアスピンドル - Google Patents

アース器およびそれを用いたエアスピンドル

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JP2001217015A
JP2001217015A JP2000024164A JP2000024164A JP2001217015A JP 2001217015 A JP2001217015 A JP 2001217015A JP 2000024164 A JP2000024164 A JP 2000024164A JP 2000024164 A JP2000024164 A JP 2000024164A JP 2001217015 A JP2001217015 A JP 2001217015A
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Japan
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ground
earthing
rotating shaft
pad
air spindle
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JP2000024164A
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Masahiro Hamamoto
正弘 浜本
Takashi Haraguchi
隆 原口
Kiyohisa Kusunoki
清尚 楠
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NTN Corp
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NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水分の少ない環境でもアース接点での摩耗が
小さいアース器とエアスピンドルを提供することであ
る。 【解決手段】 アース器1を、エアスピンドル2の回転
軸4の下端にソケット11を介して取り付けたアース部
材12と、このアース部材12に接触させ、エアスピン
ドル2のハウジング5にパッド取り付け台13と板ばね
14を介して取り付けたアースパッド15とによって構
成し、アース部材12を銀銅合金で形成し、アースパッ
ド15をカーボン添加ポリテトラフルオロエチレンで形
成することにより、水分の少ない環境でもアース接点で
の摩耗の進行を抑えるようにしたのである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転軸の帯電を
防止するアース器と、それを用いたエアスピンドルに関
する。
【0002】
【従来技術】回転軸を静圧軸受により回転自在に支持す
るエアスピンドル等では、軸受等の固定部と回転軸が非
接触であるため、回転軸の帯電を防止するためにアース
機構が取り付けられる。アース機構としては、回転軸の
端部に導電性のアース部材を取り付け、このアース部材
に接触するように固定部に導電性のアースパッドを取り
付けたアース器を用いることが多い。
【0003】前記アース器は、アース部材とアースパッ
ドとの間でアース接点が形成され、回転軸の回転によっ
て摺動しながら回転軸に溜まった静電気を固定部へ逃が
して回転軸の帯電を防止する。従って、アース部材およ
びアースパッドの素材には、ステンレス鋼、銅合金、固
形カーボン等の接触電気抵抗が小さく、摩耗しにくい材
料が使用される。アース部材とアースパッドのいずれか
に固体潤滑性に優れた固形カーボンを用いる場合は、回
転軸回転時の摺動抵抗を小さくしてアース接点での摩耗
をより小さくすることができ、金属同士の摺動において
問題となる異音の発生もない。
【0004】このようなアース器に固形カーボンを用い
たエアスピンドルは、ハードディスク検査装置等のクリ
ーンルーム内に設置される精密機器によく使用される。
クリーンルーム内は浮遊粉塵の量が低レベルに管理され
るとともに、湿度も低レベルに管理される。クリーンル
ームのように湿気を嫌う環境や、真空、窒素ガス等の工
業用ガスをエアスピンドルの使用媒体とする場合および
高温乾燥下等のように水分が非常に少ない環境で、この
ようなエアスピンドルを使用すると、固形カーボンの潤
滑性が低下して、アース接点での摩耗が短時間で進行す
ることがある。このため、アース器の寿命が極端に短く
なるほか、アース器が振動してエアスピンドルを取り付
けた装置に悪影響を及ぼしたり、摩耗粉が周囲の環境や
エアスピンドル内部を汚染したりする問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の課
題は、水分の少ない環境でもアース接点での摩耗が小さ
いアース器とエアスピンドルを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明のアース器は、回転軸の端部に取り付けら
れた導電性のアース部材と、このアース部材に接触し、
固定部に取り付けられた導電性のアースパッドとからな
るアース器において、前記アース部材とアースパッドの
いずれか一方を、カーボンを添加したポリテトラフルオ
ロエチレン(以下、PTFEと記す)で形成し、他方を
銀銅合金で形成する構成を採用したのである。
【0007】すなわち、アース部材とアースパッドのい
ずれか一方を、水分が少ない環境でも優れた固体潤滑性
を有するPTFEを主成分とし、導電性に優れたカーボ
ンを添加した素材で形成することにより、アース接点で
の摩耗の進行を抑え、かつ接触電気抵抗が小さい値とな
るようにしたのである。また、アース接点を形成する他
方の部材の素材に、導電性に優れ、カーボンとのなじみ
性の良い銀銅合金を採用することにより、アース接点で
の接触電気抵抗を初期組み付け時から小さくすることが
でき、高速回転時にも接触電気抵抗を安定して小さい値
に保持することができる。
【0008】前記カーボン添加PTFEの組成は、PT
FEが70〜90wt%、カーボンブラックと黒鉛の総
量が10〜30wt%とし、前記銀銅合金の組成は、銀
が80〜90wt%、銅が10〜20wt%とするとよ
い。
【0009】すなわち、カーボン添加PTFEは、カー
ボンを10wt%以上添加することによって十分な導電
性を得ることができ、PTFEを70wt%以上とする
ことにより十分な耐摩耗性が確保できる。銀銅合金は、
銀の含有量が多いほど導電性が良く、銅を10〜20w
t%含有することにより、十分な導電性を有しつつ耐摩
耗性を向上させることができる。
【0010】前記アース部材の先端を凸球面状とし、前
記アースパッドの表面に平坦部を設け、前記アース部材
の先端と前記アースパッドの平坦部との間でアース接点
を形成することにより、アース接点での接触部面積を小
さくして摺動抵抗を小さくするとともに、接触部外周側
での相対周速度を小さくして、アース接点での摩耗の進
行を抑えることができる。
【0011】前記アース部材を、前記回転軸の軸方向に
進退調節自在に取り付けることにより、アースパッドの
アース部材への押し付け力を調整して、接点導通不良が
生じない範囲で接触部の面圧を小さくし、アース接点で
の摩耗の進行を抑えることができる。
【0012】また、この発明のエアスピンドルは、回転
軸と、この回転軸を静圧軸受により回転自在に支持する
固定部と、前記回転軸の端部に取り付けられた導電性の
アース部材と、このアース部材に接触し、前記固定部に
取り付けられた導電性のアースパッドとを備えたエアス
ピンドルにおいて、前記アース部材とアースパッドのい
ずれか一方をカーボン添加PTFEで形成し、他方を銀
銅合金で形成し、前記アース部材とアースパッドとから
なるアース器を覆うカバーを設けた構成を採用したので
ある。
【0013】すなわち、エアスピンドルに上述した本発
明のアース器を取り付け、さらにアース器を覆うカバー
を設けることにより、アース器を水分の少ない環境に晒
さないようにしてアース接点での摩耗の進行を抑えると
ともに、摩耗粉の周囲への飛散を防止することができ
る。
【0014】前記カバーに給気管を接続することによ
り、カバー内に適度な水分を含んだ気体を供給し、アー
ス接点での摩耗をさらに小さくできる。
【0015】前記カバーに排気管を接続することによ
り、発生した摩耗粉を吸引し、摩耗粉のエアスピンドル
内への侵入を防止することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図3に基づき、こ
の発明の実施形態を説明する。図1は、この発明のアー
ス器1を取り付けたエアスピンドル2を示す。このエア
スピンドル2は、ロータ3を装着した回転軸4がハウジ
ング5に組み込まれ、静圧軸受6によって回転自在に支
持されている。ロータ3の外周にはステータ7が組み込
まれてモータが形成され、回転軸4が高速回転する。回
転軸4およびハウジング5の下端側には後述する方法で
アース器1が取り付けられ、このアース器1を覆う円筒
状のカバー8がハウジング5の下端に形成されて、アー
ス器1が周囲の雰囲気に晒されないようにしてある。カ
バー8の下端には給気管9が接続され、カバー8内に水
分を含んだ気体が供給されてアース接点での摩耗の進行
が抑えられる。また、カバー8の下端には排気管10も
接続されており、摩耗粉が吸引され、カバー8内の汚染
および摩耗粉のエアスピンドル2内への侵入が防止され
る。
【0017】前記アース器1は、図2に示すように、回
転軸4の下端にソケット11を介して取り付けられたア
ース部材12と、ハウジング5にパッド取り付け台13
と板ばね14を介して取り付けられたアースパッド15
とで構成されている。アース部材12は、銀が90wt
%、銅が10wt%の銀銅合金で形成されており、アー
スパッド15は、PTFEが80wt%、カーボンブラ
ックと黒鉛の総量が20wt%のカーボン添加PTFE
で形成されている。
【0018】前記ソケット11は、その上面側に設けら
れた穴16に回転軸4の下端が嵌め込まれ、止めねじ1
7で回転軸4に固定されており、嵌め込み深さを調節す
ることができる。前記アース部材12は、ソケット11
の下面側に設けられた穴18に嵌め込まれ、その先端が
凸球面状に形成されている。前記アースパッド15は円
柱状に形成され、板ばね14の先端部に取り付けられ
て、その上端面がアース部材12の先端に押し付けら
れ、アース接点が形成されている。従って、ソケット1
1の回転軸4への嵌め込み深さを調節することにより、
アース部材12を回転軸4の軸方向に進退させて、アー
スパッド15のアース部材12への押し付け力を調整す
ることができる。
【0019】図3は、アース部材の取り付け方法の変形
例を示す。この変形例では、アース部材19は、回転軸
20の下端に設けられた穴21に嵌め込まれ、止めねじ
22で回転軸20に固定されており、嵌め込み深さを調
節して回転軸20の軸方向に進退させることができる。
【0020】上述した実施形態では、アース部材を銀銅
合金で形成し、アースパッドをカーボン添加PTFEで
形成したが、アース部材をカーボン添加PTFE製と
し、アースパッドを銀銅合金製としてもよい。
【0021】
【発明の効果】以上のように、この発明のアース器は、
アース部材とアースパッドのいずれか一方を、カーボン
添加PTFEで形成し、他方を銀銅合金で形成したの
で、水分が少ない環境下でもアース接点での摩耗の進行
を抑え、かつアース接点での接触電気抵抗を小さい値に
することができる。
【0022】前記アース部材の先端を凸球面状に形成し
てアース接点での接触部面積を小さくしたり、前記アー
ス部材を回転軸の軸方向に進退調節自在に取り付けて、
アースパッドのアース部材への押し付け力を調整するこ
とにより、アース接点での摩耗の進行をさらに抑えるこ
とができる。
【0023】また、この発明のエアスピンドルは、アー
ス部材とアースパッドのいずれか一方を、カーボン添加
PTFEで形成し、他方を銀銅合金で形成したアース器
を取り付けるとともに、アース器を覆うカバーを設けて
アース器がエアスピンドルの周囲の環境に晒されないよ
うにしたので、水分が少ない環境下のアース接点での摩
耗をより小さくすることができ、わずかに発生する摩耗
粉の周囲への飛散も防止することができる。
【0024】前記カバーに給気管を接続し、カバー内に
水分を含んだ気体を供給してアース接点での摩耗をさら
に小さくしたり、排気管を接続して摩耗粉を吸引し、摩
耗粉のエアスピンドル内への侵入を防止することもでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態のアース器を取り付けたエアスピンド
ルを示す縦断面図
【図2】図1のアース器の取り付け方法を示す要部拡大
断面図
【図3】図1のアース部材の取り付け方法の変形例を示
す要部拡大断面図
【符号の説明】
1 アース器 2 エアスピンドル 3 ロータ 4 回転軸 5 ハウジング 6 静圧軸受 7 ステータ 8 カバー 9 給気管 10 排気管 11 ソケット 12 アース部材 13 取り付け台 14 板ばね 15 アースパッド 16 穴 17 止めねじ 18 穴 19 アース部材 20 回転軸 21 穴 22 止めねじ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸の端部に取り付けられた導電性の
    アース部材と、このアース部材に接触し、固定部に取り
    付けられた導電性のアースパッドとからなるアース器に
    おいて、前記アース部材とアースパッドのいずれか一方
    を、カーボン添加ポリテトラフルオロエチレンで形成
    し、他方を銀銅合金で形成したことを特徴とするアース
    器。
  2. 【請求項2】 前記カーボン添加ポリテトラフルオロエ
    チレンの組成を、ポリテトラフルオロエチレンが70〜
    90wt%、カーボンブラックと黒鉛の総量が10〜3
    0wt%とし、前記銀銅合金の組成を、銀が80〜90
    wt%、銅が10〜20wt%とした請求項1に記載の
    アース器。
  3. 【請求項3】 前記アース部材の先端を凸球面状とし、
    前記アースパッドの表面に平坦部を設け、前記アース部
    材の先端と前記アースパッドの平坦部との間でアース接
    点を形成した請求項1または2に記載のアース器。
  4. 【請求項4】 前記アース部材を、前記回転軸の軸方向
    に進退調節自在に取り付けた請求項1乃至3のいずれか
    に記載のアース器。
  5. 【請求項5】 回転軸と、この回転軸を静圧軸受により
    回転自在に支持する固定部と、前記回転軸の端部に取り
    付けられた導電性のアース部材と、このアース部材に接
    触し、前記固定部に取り付けられた導電性のアースパッ
    ドとを備えたエアスピンドルにおいて、前記アース部材
    とアースパッドのいずれか一方をカーボン添加ポリテト
    ラフルオロエチレンで形成し、他方を銀銅合金で形成
    し、前記アース部材とアースパッドとからなるアース器
    を覆うカバーを設けたことを特徴とするエアスピンド
    ル。
  6. 【請求項6】 前記カバーに給気管を接続した請求項5
    に記載のエアスピンドル。
  7. 【請求項7】 前記カバーに排気管を接続した請求項5
    または6に記載のエアスピンドル。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018028732A1 (de) * 2016-08-10 2018-02-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Potentialausgleichsvorrichtung zum ausgleich von elektrischen potentialen zweier sich relativ zueinander bewegenden bauteile

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018028732A1 (de) * 2016-08-10 2018-02-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Potentialausgleichsvorrichtung zum ausgleich von elektrischen potentialen zweier sich relativ zueinander bewegenden bauteile

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