JP2689258B2 - 回転機器のアース構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、回転機器の回転部に発生する高圧の静電気
のアース構造に関する。

従来の技術とその課題 一般に、回転機器の回転部材が絶縁体、例えば空気や
磁気テープに接しながら回転するとそこに静電気が発生
し、高圧になると絶縁耐圧の低い部分を通じて放電され
ることがよく知られている。

このことを回転機器の一例である磁気ディスク駆動用
モータについて説明すると、磁気ディスク駆動用モータ
10（第９図）は、磁気ディスク装置Ｄに設置されるモー
タフレーム11と、モータフレーム11に取付けられた電機
子12と、モータフレーム11の中心にボールベアリング1
3,13により回転自在に具えられた回転軸14と、回転軸14
の下端14a（第９図の下方）に具えられ内面16aに磁石15
が設けられたロータ16と、回転軸14の上端14b（第９図
の上方）に具えられたハブ17と、モータフレーム11と回
転軸14の間に具えられた防塵用磁性流体シール18とで構
成されている。

この磁気ディスク駆動用モータ10は、電機子12と磁石
15との磁気作用によりロータ16を回転し、回転軸14と一
体のハブ17を回転させ、ハブ17に装着された磁気ディス
ク（図示省略）を回転させる。

そして、磁気ディスクや、回転部材であるハブ17の回
転により発生した静電気は通常、ハブ17、回転軸14、ボ
ールベアリング13,13、モータフレーム11を経たアース
構造によって逃がされている。

ところが、このようなアース構造であると、ボールベ
アリング13,13の内輪13a,13aと外輪13b,13bが、グリー
スを介在して鋼球13c,13cに接触しているため、絶縁性
質を有するグリースによって内輪13a,13aと外輪13b,13b
間の電気抵抗は不安定であり、回転にともない低抵抗に
なったり高抵抗になったりし、低抵抗時に前記静電気が
鋼球13c,13cを通じて高電圧状態で放電され、鋼球13c,1
3cに電蝕を生じさせ、損傷を与える問題点がある。

そこで、このような回転機器では、別にアース構造を
具え、ボールベアリング13,13以外の部分で通電を行わ
せ、鋼球13c,13cに電蝕が生じるのを防止している。

このアース構造20は、第９図において、回転軸14の下
端14aに設けられた球21にブラシ22をばね23によって押
し当て、ばね23を接地（Ｅ）してなるものである。そし
て、磁気ディスクやハブ17に発生した静電気を、回転軸
14、球21、ブラシ22、ばね23を通じて逃がしている。従
って、ボールベアリング13,13を通じて放電されること
が防止できる。

ところが、このようなアース構造20であると、球21と
ブラシ22との接触抵抗を少なくして回転軸14が円滑に回
転するように、その両者21,22の接触面積を少なくして
いるため、球21の球面の中心と、回転軸14との中心とが
僅かでも偏心していると、ブラシ22が摩耗し、その時発
生する摩耗粉が磁気ディスク装置に影響を及ぼす問題点
がある。

仮に、偏心していなくても、接触面積が少ないと、完
全にアースすることが出来ないため、ある程度の接触面
積が必要で、長期間の使用により接触部分が摩耗し、塵
埃が発生する問題点も有している。

さらに、球21とブラシ22との接触抵抗により、回転軸
14の円滑な回転が損なわれるとともに、異常音が発生す
る原因にもなっている。

なお、以上の磁気ディスク駆動用モータ10は軸14が回
転する回転機器の一例として述べたが、第10図の磁気デ
ィスク駆動用モータ30は軸34が固定の回転機器の一例で
ある。

このディスク駆動用モータ30はモータフレーム31と、
モータフレーム31に圧入された電機子32と、モータフレ
ーム31の中心に圧入された中心軸34と、中心軸34にボー
ルベアリング33,33により回転自在に取付けられたハブ3
7と、ハブ37と一体に形成され内面36aに磁石35が設けて
あるロータ36とで構成されている。

そして、このモータ30においてもアース構造として、
ハブ37と中心軸34の間に設けた導電性の磁性流体シール
41と、中心軸34を接地（Ｅ）するアース導線42を具えて
おり、ロータ36に装着した磁気ディスクやハブ37に発生
した静電気を、磁性流体シール41と、中心軸34と、アー
ス導線42とを通じて逃がし、鋼球33c,33cが電蝕される
のを防止している。

しかし磁性流体シール41の磁性流体は電気抵抗が数Ｍ
オームと比較的に高く、ボールベアリング33,33の鋼球3
3c,33cの十分な電蝕防止にならない問題点を有してい
る。

しかも、磁性流体は一般に高価であるという問題点も
有している。

以上のモータ10,30をVTR等の精密回転機器として使用
した場合にも同様な問題点を生じていた。

課題を解決するための手段及び作用 本発明は、軸が回転側部材であり、該軸がベアリング
を介して固定側の相手部材に取付けられている回転機器
において、前記相手部材は接地されるとともに磁石が固
定され、前記軸又は相手部材に導電性円盤が固定され、
前記磁石の吸引力によって、前記軸に固定された導電性
円盤と前記相手部材の両方に接触する位置、又は前記相
手部材に固定された導電性円盤と前記軸の両方に接触す
る位置に鋼球を配置した回転機器のアース構造、又は、
軸が固定側部材であり、該軸にベアリングを介して回転
側の相手部材が取付けられている固定機器において、前
記軸は接地され、前記軸又は相手部材に導電性円盤が固
定され、前記軸又は相手部材に磁石が固定され、前記磁
石の吸引力によって、前記軸に固定された導電性円盤と
前記相手部材の両方に接触する位置、又は前記相手部材
に固定された導電性円盤と前記軸の両方に接触する位置
に鋼球を配置した回転機器のアース構造により前記の課
題を解決した。

軸と相手部材のいずれか一方に固定した円盤と他方の
部材とに、磁石の吸引力により鋼球が積極的に接触させ
られているので、回転側部材と固定側部材とが鋼球を通
じて導通状態になり、回転側部材に発生した静電気は、
鋼球と、固定側部材を通ってアースされ、ベアリングを
通じてアースされることが防止できる。

しかも、鋼球は、回転側部材が回転しても、接触しな
がら転がるので、摺動部分のないアース構造になる。

実施例 以下、本発明のアース構造の実施例を、回転機器の一
例である磁気ディスク駆動用モータに適用した図面に基
づいて説明する。

磁気ディスク駆動用モータ50（第１図）は、磁気ディ
スク（図示省略）を回転するもので、磁気ディスク装置
Ｄに設置されるモータフレーム51と、モータフレーム51
に取付けられた電機子52と、モータフレーム51の中心に
ボールベアリング53,53により回転自在に具えられた軸5
4と、軸54の下端54a（第１図の下方）に具えられた内面
56aに磁石55が設けられたロータ56と、軸54の上端54b
（第１図の上方）に具えられ磁気ディスクが装着される
ハブ57と、モータフレーム51と軸54の間に具えられた防
塵用磁性流体シール58とで構成されている。

ベアリング53,53は夫々内輪53a,外輪53b,鋼球53cから
成るものである。

この磁気ディスク駆動用モータ50では、軸54が回転側
部材でありモータフレーム51が固定側部材になる。

ディスク駆動用モータ50は電機子52と磁石55の磁気作
用によりロータ56を回転させ、ハブ57を軸54と一体に回
転させる。そして、ハブ57に装着してある磁気ディスク
（図示省略）を回転させる。

第１実施例のアース構造60（第1,2図）は、磁気ディ
スクやハブ57に発生した静電気を逃がすもので、前記軸
54の中間に固定された導電性の円盤形状の導通板61と、
モータフレーム51の内面51aに設けられたリング状の永
久磁石62と、永久磁石62により導通板61と前記内面51a
とに吸着される鋼球63と、モータフレーム51に設けられ
て接地（Ｅ）されるアース導線（第１図の右）64とで構
成されている。

このアース構造60において、鋼球63は、永久磁石62の
吸引力Ｆにより吸引され水平分力Ｆ₁と垂直分力Ｆ₂とに
よってモータフレーム51の内面51aと導通板61とに常時
接し、導通板61とモータフレーム51を導通状態にしてい
る。軸54とともに導通板61が回転しても、鋼球63は前記
圧接を保持されながら転がるので、軸54の回転数に関係
なく前記導通状態が保持されている。

従って、磁気ディスクの回転により発生した静電気
は、ハブ57、軸54、導通板61、鋼球63、モータフレーム
51、アース導線64を経てアースされる。

尚、前記アース構造60の導通板61、永久磁石62、鋼球
63の配置関係を、第３図に示す第２実施例のアース構造
60aのように逆にしてもよい。このようにすると、鋼球6
3が重力によって落下することがない。

第４図の第３実施例のアース構造70は、前記磁気ディ
スク駆動用モータ50の軸54の下端54a付近に設けたもの
で、モータフレーム51の内面51aに軸54を貫通させた導
電性の導通板（円盤）71と、永久磁石72とを具え、鋼球
73を永久磁石72の吸引力で、軸54と導通板71に接触さ
せ、その両者54,71を導電状態にしたものである。この
場合、磁束は導通板71、鋼球73、軸54、ベアリング53を
通る。アース導線（図示省略）は、第１図と同様にモー
タフレーム51に設けて接地するものとする。尚、モータ
フレーム51とロータ56との隙間Ａは前記鋼球73の直径よ
り小さくしてある。

以上の磁気ディスク駆動用モータ50はモータフレーム
51がロータ56とハブ57の間に位置しているが、第５図の
ように、モータフレームが下側に位置している磁気ディ
スク駆動用モータ80の場合のアース構造を次に説明す
る。

磁気ディスク駆動用モータ80は、磁気ディスク装置Ｄ
に設置されるモータフレーム81と、モータフレーム81に
取付けられた電機子82と、モータフレーム81の中心にボ
ールベアリング83,83により回転自在に具えられた軸84
と、軸84の上端84b（第５図の上方）に具えられ、内面8
6aに磁石85が設けられたロータ86と、モータフレーム81
と軸84の間に具えられた防塵用磁性流体シール88とで構
成されている。尚、ロータ86の外周はハブ87になる。ベ
アリング83,83は夫々内輪83a、外輪83b鋼球83cからなる
ものである。

この磁気ディスク駆動用モータ80は、電機子82と磁石
85の磁気作用によりロータ86を軸84と一体に回転させ、
ハブ87に装着してある磁気ディスク（図示省略）を回転
する。

アース構造100（第４実施例）は、モータフレーム81
の下端81aに設けられた導通板（円盤）101と、軸84の下
端84aの真下で磁性及び導電性を有する導通板101の内面
101aに設けられた永久磁石102と、永久磁石102により軸
84の下端84aと導通板101に接触している鋼球103と、導
通板101に設けられ接地（Ｅ）しているアース導線104と
からなるものである。

このアース構造において、鋼球103は、永久磁石102の
吸引力により導通板101の内面101aと、軸84の下端84aと
に常時接触させられ、その両者84,101を導通状態にして
いる。軸84が回転しても鋼球73は永久磁石102により前
記接触を保持されながら転がるので、軸84の回転数に関
係なく前記導通状態が保持されている。

従って、磁気ディスクの回転により発生した静電気
は、ハブ87、軸84、鋼球103、導通板101、アース導線10
4を通じてアースされる。

以上の実施例のアース構造60,60a,70,100は、軸54,84
が回転機器の回転側部材となるディスク駆動用モータ5
0,80に適用した場合の実施例であるが、次に、軸が回転
機器の固定側部材に該当する構造の磁気ディスク駆動用
モータに対応できるアース構造を説明する。

第６図において、磁気ディスク駆動用モータ90は、モ
ータフレーム91と、モータフレーム91に圧入された電機
子92と、モータフレーム91の中心に圧入された（固定中
心）軸94と、軸94にボールベアリング93,93により回転
自在に取付けられ内面96aに磁石95が設けてあるロータ9
6とで構成されている。尚、ロータ96の外周はハブ97に
なる。ベアリング93,93は夫々内輪93a、外輪93b、鋼球9
3cからなるものである。

このディスク駆動用モータ90は、電機子92と磁石95の
磁気作用によりロータ96を軸94を中心に回転させ、ハブ
97に装着してある磁気ディスク（図示省略）を回転す
る。

アース構造110（第６図に示す第５実施例）は、軸94
の上端94bに取付けられた導電性の円盤形状の導通板111
と、ロータ96の上端96bに設けられたリング状の永久磁
石112と、永久磁石112に吸引されて導通板111の内面111
aとロータ96の上部内周96cに接する鋼球113と、軸94の
下端94aに設けられたアース通線114とで構成されてい
る。

このアース構造110において、鋼球113は、永久磁石11
2により導通板111とロータ96に常時圧接され、導通板11
1とロータ96を導通状態にしている。ロータ96とともに
永久磁石112が回転しても、鋼球113は前記圧接を保持さ
れながら転がるので、ロータ96の回転数に関係なく前記
導通状態が保持されている。

従って、磁気ディスクの回転により発生した静電気
は、ハブ97、ロータ96の上部内周96c、鋼球113、導通板
111、固定中心軸94、アース導線114を通じてアースされ
る。

第７図の第６実施例のアース構造120は、前記磁気デ
ィスク駆動用モータ90に適用したもので、永久磁石122
と、永久磁石122を挟んだリング状の一対の導通板121,1
21とがロータ96の上部内周96cに具えられている構造で
あり、永久磁石122の磁束Ｇを軸94と導通板（円盤）12
1,121との隙間S,Sに集中させ、その部分に鋼球123を吸
着させ、軸94と導通板121を導通状態にしたものであ
る。アース導線（図示省略）は第５実施例（第６図）と
同様に軸94に設けて接地するものとする。

この場合も、磁気ディスクの回転により発生した静電
気は、ハブ97、ロータ96、導通板121、鋼球123、軸94、
アース導線を通じてアースされる。

第８図の第７実施例のアース構造130も、前記磁気デ
ィスク駆動用モータ90に適用したもので、永久磁石132
を軸94の上端94bに形成した窪み135に具え、前記上端94
bを覆うように導通板（円盤）131をロータ96の上部内周
96cに設けた構造であり、永久磁石132の磁束Ｇを軸94と
導通板131との隙間Ｓに集中させ、その部分に鋼球133を
吸着させ、軸94と導通板131導通状態にしたものであ
る。アース導線（図示省略）は第５実施例（第６図）と
同様に軸94に設けて接地するものとする。

この場合も、磁気ディスクの回転により発生した静電
気は、ハブ97、ロータ96、導通板131、鋼球133、軸94、
アース導線を通じてアースされる。

尚、以上のアース構造の内、第２図、第４図、第６
図、第８図の永久磁石62,72,112,132は、磁気ディスク
装置の運搬時の振動や、その他の原因による振動によ
り、鋼球63,73,113,133が落下しないだけの吸引力を有
している。

さらに、第４図、第５図、第７図、第８図の永久磁石
72,102,122,132は鋼球73,103,123,133が遠心力により軸
54,94から離れないだけの吸引力を有している。但し、
遠心力により鋼球の押付力が増加する構成の方が安定し
た圧接力が得られる。

尚、以上のアース構造は磁気ディスク装置に適用した
実施例であるが、光ディスク装置、光磁気ディスク装置
にも適用できる。

発明の効果 以上の本発明のアース構造によると、転がり自在の鋼
球を磁石の吸引力を利用して吸着させ、相対的回転が生
じる軸と相手部材との間を常時導通状態にしたので、静
電気がベアリングを通ってアースされることがなくなり
ベアリングの鋼球の電蝕が防止され、確実にアースがで
きる。

さらに、アース構造に摺動部分がないので、塵埃の発
生がないこと、回転側部材の回転が損なわれないこと、
異常音が発生しないこと、構造が簡単になること、コス
トを安価にできること、等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本発明の実施例で、このうち、 第１図は第１実施例の縦断面図、 第２図は第１図の部分拡大図、 第３図は第２実施例の縦断面図で第２図に相当する図、 第４図は第３実施例の縦断面図で第１図に相当し一部分
省略した図、 第５図は第４実施例の縦断面図で第１図に相当する図、 第６図は第５実施例の縦断面図で第１図に相当する図、 第７図は第６実施例の部分拡大図、 第８図は第７実施例の部分拡大図である。 第９図乃至第10図は従来例で、このうち、 第９図は縦断面図で第１図に相当する図、 第10図は他の従来例の縦断面図で第１図に相当する図で
ある。 33,53,83,93……ベアリング 51,81,97……相手部材 50,80,90……ディスク駆動用モータ（回転機器） 54,84,94……軸 61,71,101,111,121,131……円盤 62,72,102,112,122,132……磁石 63,73,103,113,123,133……鋼球

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸が回転側部材であり、該軸がベアリング
   を介して固定側の相手部材に取付けられている回転機器
   において、 前記相手部材は接地されるとともに磁石が固定され、前
   記軸又は相手部材に導電性円盤が固定され、 前記磁石の吸引力によって、前記軸に固定された導電性
   円盤と前記相手部材の両方に接触する位置、又は前記相
   手部材に固定された導電性円盤と前記軸の両方に接触す
   る位置に鋼球を配置したことを特徴とする、 回転機器のアース構造。
2. 【請求項２】軸が固定側部材であり、該軸にベアリング
   を介して回転側の相手部材が取付けられている回転機器
   において、 前記軸は接地され、前記軸又は相手部材に導電性円盤が
   固定され、 前記軸又は相手部材に磁石が固定され、 前記磁石の吸引力によって、前記軸に固定された導電性
   円盤と前記相手部材の両方に接触する位置、又は前記相
   手部材に固定された導電性円盤と前記軸の両方に接触す
   る位置に鋼球を配置したことを特徴とする、 回転機器のアース構造。