JP3424797B2 - スピンドルモータ、及びスピンドルモータを回転体の駆動源とした回転体装置 - Google Patents

スピンドルモータ、及びスピンドルモータを回転体の駆動源とした回転体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気動圧軸受を備
えたスピンドルモータ、又はこのスピンドルモータを回
転体の駆動源とした回転体装置の静電気防止に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】スピンドルモータ、特にハードディスク
装置用のスピンドルモータには空気動圧軸受が広く採用
されている。空気動圧軸受は軽く、きれいに、滑らかに
回り、暑さ寒さに強く、しかも長持ちするという特長を
有することから、情報機器用の回転機の軸受に極めて適
しているからである。空気動圧軸受の構造を概説すれば
以下の通りである。空気動圧軸受にはラジアル動圧軸受
とスラスト動圧軸受の2種類がある。ラジアル空気動圧
軸受は図2に示す如く、動圧発生溝G例えばヘリングボ
ーン溝が外周面に形成された円柱状軸受部材4と、その
内周面が平滑面であって該円柱状軸受部材4が所定の狭
い間隙を隔てて挿入される円筒状軸受部材3とで構成さ
れている。図2とは逆に、動圧発生溝Gは円筒状軸受部
材側に形成してもよい。また、スラスト空気動圧軸受は
図3に示す如く、動圧発生溝G例えばヘリングボーン溝
が形成された円盤状スラスト押さえ部材5、6と、所定
の狭い間隙を隔てて前記スラスト押さえ部材に対向して
設けられ、且つその対向面が平滑面の図示されていない
円盤状スラスト部材とで構成されている。図3とは逆
に、動圧発生溝Gは前記円板状スラスト部材側に形成し
てもよい。スピンドルモータに用いられる空気動圧軸受
は、通常、ラジアル動圧軸受とスラスト動圧軸受の2つ
を組み合わせたものである。
【0003】ところで、高記憶容量タイプのハードディ
スク装置のヘッドは、磁界の変化に応じて電気抵抗が変
化する磁気抵抗効果素子を利用したMRヘッドが現在の
主流である。ところがMRヘッドの場合、ハードディス
クを装架して高速回転するハブをアースしなければ、ハ
ードディスクに発生した静電気によってMRヘッドが損
傷する恐れがある。これは、空気動圧軸受は上述の如き
構造を有し、特別な手段を講じなければ起動時と停止時
には固体接触するが、運転時には軸と軸受が接触するこ
とはないという基本的構造に由来するものである。そこ
でアースすればよいが、高速回転するハブをアースする
ことは簡単なことではない。従来、例えば図5に示すよ
うに、上端にハブが同軸に固着された回転シャフト9の
下端に凹部を設け、且つこれと対向するベースプレート
の対向部分に固着されたアース用支持板19を固着し、
前記回転シャフト9の下端に凹部に対応する箇所に同じ
く凹部を設け、これら凹部に機械的に接触して保持され
たアース用金属球18とで静電気防止手段を構成した、
いわゆる金属接点方式の静電気防止手段がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5の
如きアース用金属球18を用いてアースした静電気防止
手段は金属球18とこれを保持する上下の凹部との間の
摩擦が、本質的に負荷能力が低い空気動圧軸受の円滑な
回転を阻害するという問題があった。換言すれば、無接
触軸受という空気動圧軸受の最大の特長を阻害するとい
うことである。従って、本発明は空気動圧軸受を採用し
たスピンドルモータにおいて、回転部であるハブと固定
部であるベースプレートとの間に設けられる接触摩擦が
少なく且つ構造の簡単な静電気防止手段を提供すること
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るシャフト回
転型スピンドルモータ、又はこのスピンドルモータを回
転体の駆動源とした回転体装置において、シャフトの下
端に溜め穴を形成し、この溜め穴に導電性流動体を注入
し、且つ前記シャフトの下端に対向するベースプレート
の対向部分に、その先端部が前記導電性流動体に回転可
能に埋没するようにして針状アース部材を固着し、針状
アース部材と導電性流動体とでアースを構成した静電気
防止手段を設けた。同じくシャフト回転型スピンドルモ
ータにおいて、シャフトの下端に針状アース部材を固着
し、該シャフトの下端に対向するベースプレートの対向
部分に溜め穴を形成し、この溜め穴に前記針状アース部
材の先端部が回転可能に埋没するように導電性流動体を
注入し、針状アース部材と導電性流動体とでアースを構
成した静電気防止手段を設けた。
【0006】また本発明に係るシャフト固定型スピンド
ルモータ、又はこのスピンドルモータを回転体の駆動源
とした回転体装置において、シャフトの上端に溜め穴を
形成し、この溜め穴に導電性流動体を注入し、且つ前記
シャフトの上端に対向するハブの対向部分に、その先端
部が前記導電性流動体に回転可能に埋没するようにして
針状アース部材を固着し、針状アース部材と導電性流動
体とでアースを構成した静電気防止手段を設けた。同じ
くシャフト固定型スピンドルモータにおいて、シャフト
の上端に針状アース部材を固着し、該シャフトの上端に
対向するハブの対向部分に溜め穴を形成し、この溜め穴
に前記針状アース部材の先端部が回転可能に埋没するよ
うに導電性流動体を注入し、針状アース部材と導電性流
動体とでアースを構成した静電気防止手段を設けた。
【0007】
【作用】本発明に係る静電気防止手段を備えたスピンド
ルモータ、又はこのスピンドルモータを回転体の駆動源
とした回転体装置においては、上述の如く針状のアース
部材と導電性グリースの如き導電性流動体が注入された
溜め穴とで静電気防止手段を構成したものであるので、
高速回転するハードディスクが装架されたハブは針状ア
ース部材と、この針状アース部材の先端部が回転可能に
埋没する前記導電性流動体を介してベースプレートに確
実にアースされ、静電気によってヘッドが損傷すること
がなくなった。そして、前記アース部材の先端部と前記
導電性流動体との間の摩擦力は極めて小さいので、スピ
ンドルモータは円滑に回転する。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明にかかるシャフト回
転型スピンドルモータの一実施例である。図1におい
て、1はベースプレート、2はベースプレート1に立設
された円筒状支持部材、3は円筒状支持部材2に同軸に
して支持された円筒状軸受部材、4は円筒状軸受部材3
に所定の狭い間隙を隔てて同軸にして挿入配置された円
柱状軸受部材、5は円柱状軸受部材4の上面と所定の狭
い間隙を隔てて配置され、円筒上支持部材2の上端に固
着されたドーナツ盤状上スラスト押さえ部材、6は円柱
状軸受部材4の下面と所定の狭い間隙を隔てて配置さ
れ、円筒状支持部材2の下端に固着されたドーナツ盤状
下スラスト押さえ部材、7は円筒状支持部材2の外周面
に取り付けられたステータコイル、8はステータコイル
7と共働して回転力を発生させるロータ磁石、9は円柱
状軸受部材4に同軸にして圧入固着されたシャフト、1
0はシャフト9の上端に同軸にして固着され、且つその
内周面にはロータ磁石8が取り付けられた略カップ状ハ
ブである。
【0009】円筒状軸受部材3と円柱状軸受部材4はラ
ジアル空気動圧軸受を構成するもので、円筒状軸受部材
3の内周面と円柱状軸受部材4の外周面のいずれか一方
の面には、図2に示すようなヘリングボーン溝Gが形成
されている。また、円柱状軸受部材4の上端面と上スラ
スト押さえ部材5は第1のスラスト空気動圧軸受を構成
し、同じく円柱状軸受部材4の下端面と下スラスト押さ
え部材6も第2のスラスト空気動圧軸受を構成する。図
3に示すようなスパイラル溝Gは、第1のスラスト空気
動圧軸受においては円柱状軸受部材4の上端面と上スラ
スト押さえ部材5の対向面のいずれか一方の面に形成さ
れ、且つ第2のスラスト空気動圧軸受においては円柱状
軸受部材4の下端面と下スラスト押さえ部材6の対向面
のいずれか一方の面に形成される。
【0010】静電気防止手段はシャフト9の下端に中心
軸に沿って中央付近まで穿たれた溜め穴12と、溜め穴
12に注入された導電性流動体13と、アース針18の
先端が導電性流動体13に埋没し且つその円板状支持部
がベースプレート1に電気的に接触するようにして固定
された金属の針状アース部材17とから構成されてい
る。導電性流動体13は、例えば、固めのグリースに金
属の微粒子を混ぜた導電性グリースが用いられている。
シャフト9の下端には環状の第1永久磁石15が固着さ
れ、且つ前記針状アース部材の針側に第1永久磁石15
と逆極性にして配置された環状の第2永久磁石16が固
着されている。これら第1永久磁石15と第2永久磁石
16は磁気軸受を構成している。また、これら第1永久
磁石15と第2永久磁石16との間の空間には導電性磁
性流体14が満たされ、導電性流動体13に対する封止
手段として機能する。
【0011】静電気防止手段は図1においては、針状ア
ース部材17は固定側であるベースプレート1に固着さ
れ、且つ導電性流動体13を注入した溜め穴は回転側で
ある回転シャフト9に形成されているが、図4に示す如
くこれらは逆にしてもよい。即ち図4において、針状ア
ース部材17は回転側である回転シャフト9の下端に固
着され、他方、導電性流体13を注入した溜め穴は固定
側である第2のアース部材19に形成されてもよい。こ
の第2のアース部材19は、回転シャフト9の下端に対
向して配置され、ベースプレート1に固着される。
【0012】次に、本発明にかかるシャフト固定形スピ
ンドルモータの一実施例を図6をに示す。図1のシャフ
ト回転形スピンドルモータに採用されている軸受は、1
個のラジアル空気動圧軸受と2個のスラスト空気動圧軸
受をからなる組合せ動圧軸受であった。これに対して、
図6のシャフト固定形スピンドルモータに採用されてい
る軸受は1個のラジアル空気動圧軸受と1個のスラスト
空気動圧軸受をからなる組合せ動圧軸受である。従って
図6において、スラスト空気動圧軸受はベースプレート
1にシャフト9と同軸にして固着されたドーナツ盤状ス
ラスト押さえ部材21と、このスラスト押さえ部材21
に対向して所定の狭い間隙を隔てて配置されて略カップ
状ハブ10の開放端部に固着されたドーナツ盤状スラス
ト軸受部材22とからなり、且つスラスト押さえ部材2
1とスラスト軸受部材22の対向面のいずれか一方の面
には、図3に示すようなスパイラル溝Gが形成される。
【0013】また、ラジアル空気動圧軸受は、固定シャ
フト9に同軸にして固着された円柱状軸受部材4と、こ
の円柱状軸受部材4が同軸にして挿入され所定の狭い間
隙を隔てて配置されて略カップ状ハブ10の内周面に固
着された円筒状軸受部材3とからなり、且つ円柱状軸受
部材4の外周面と円筒状軸受部材3の内周面のいずれか
一方の面には図2に示すようなヘリングボーン溝Gが形
成されている。ステータコイル7は固定シャフトの上端
近傍に取り付けられており、また、ステータコイル7と
共働して回転力を発生させるロータ磁石8は略カップ状
ハブ10の内周面にステータコイル7に対向して取り付
けられている。
【0014】図6のシャフト固定形スピンドルモータに
設けられた静電気防止手段も、針状アース部材17と導
電性流動体13とでアースを構成するものである。即
ち、固定シャフト9の上端には中心軸に沿って穿たれた
溜め穴12が形成され、この溜め穴12には導電性グリ
ースの如き導電性流動体13が注入されており、且つこ
の導電性流動体13にアース針18の先端が埋没した針
状アース部材17はシャフト9と同軸にして略カップ状
ハブの底部の中央に固着されている。このような構成に
して固定形スピンドルモータ用の静電気防止手段を実現
している。これとは逆に、針状アース部材17を固定側
に固着し、且つ導電性流動体13を注入した溜め穴20
が形成された円盤状アース部材19を回転側に固着した
固定形スピンドルモータ用の静電気防止手段も実現でき
る。
【0015】
【発明の効果】本発明は、針状アース部材と導電性流動
体が注入された溜め穴とを上述の如く構成した静電気防
止手段を、空気動圧軸受を備えたスピンドルモータに設
けたものである。従って、本発明に係るスピンドルモー
タは高速回転するハードディスクが装架されたハブを前
記針状のアース部材と前記導電性流動体を介してベース
プレートに確実にアースするものである。この場合、針
状アース部材の針の先端と導電性流動体との間の接触摩
擦は、従来の金属接点方式の静電気防止手段を備えたス
ピンドルモータで存在する金属接点間の接触摩擦に比較
すると極めて小さいので、空気動圧軸受の無接触軸受と
いう特長を阻害することがない。また、針状アース部材
と導電性流動体が注入された溜め穴とで構成された静電
気防止手段は構造が簡単であるから製作が容易、また保
守は殆ど不要であり、更にスピンドルモータのコストア
ップの要因には殆どなりえない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の空気動圧軸受を備えたシャ
フト回転形スピンドルモータの断面図である。
【図2】ラジアル空気動圧軸受の基本的構造を示す図で
ある。
【図3】スラスト空気動圧軸受の基本的構造を示す図で
ある。
【図4】本発明に用いられる針状アース部材と導電性流
動体が注入された溜め穴とで構成された静電気防止手段
の一例を示す図である。
【図5】従来の金属接点方式の静電気防止手段の一例を
示す図である。
【図6】本発明の他の一実施例の空気動圧軸受を備えた
シャフト固定形スピンドルモータの断面図である。
【符号の説明】
1 ベースプレート 2 円筒状支持部材 3 円筒状軸受部材 4 円柱状軸受部材 5 ドーナツ盤状上スラスト押さえ部材 6 ドーナツ盤状下スラスト押さえ部材 7 ステータコイル 8 ロータ磁石 9 シャフト 10 ハブ 11 クランプ用センタ出し穴 12 溜め穴 13 導電性流動体 14 導電性磁性流体 15 第1永久磁石 16 第2永久磁石 17 針状アース部材 18 アース針 19 円盤状アース部材 20 溜め穴 21 スラスト押さえ部材 22 スラスト軸受部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 11/00 H02M 5/00 - 5/26 H02M 7/00 - 7/20 H02M 21/00 - 21/48 F11C 19/00 - 19/56 F11C 33/30 - 33/66

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロータをステータに空気動圧軸受で支承
    したスピンドルモータにおいて、ロータの中心部とこれ
    に対向するステータの部分の一方には針状アース部材を
    固着し且つ他方には該針状アース部材の先端部が回転可
    能に埋没する導電性流動体が注入された溜め穴を形成
    し、これら針状アース部材と導電性流動体とでアースを
    構成するようにした静電気防止手段を備えたスピンドル
    モータ。
  2. 【請求項2】 シャフトが圧入固着された円柱状軸受部
    材と該円柱状軸受部材が挿入される円筒状軸受部材の少
    なくとも2つの部材で空気動圧軸受を構成し、前記シャ
    フトにはハブが同軸にして固着され、且つ前記円筒状軸
    受部材はベースプレートに固着されたシャフト回転型ス
    ピンドルモータにおいて、前記シャフトの下端とこれに
    対向する前記ベースプレートの対向部分の一方に針状ア
    ース部材を固着し、且つ他方には該針状アース部材の先
    端部が回転可能に埋没する導電性流動体が注入された溜
    め穴を形成し、これら針状アース部材と導電性流動体と
    でアースを構成するようにした静電気防止手段を備えた
    スピンドルモータ。
  3. 【請求項3】 シャフトが圧入固着された円柱状軸受部
    材と該円柱状軸受部材が挿入される円筒状軸受部材の少
    なくとも2つの部材で空気動圧軸受を構成し、前記円筒
    状軸受部材にはハブが同軸にして固着され、且つ前記シ
    ャフトはベースプレートに固着されたシャフト固定型ス
    ピンドルモータにおいて、前記シャフトの上端とこれに
    対向する前記ハブの対向部分の一方に針状アース部材を
    固着し、且つ他方には該針状アース部材の先端部が回転
    可能に埋没する導電性流動体が注入された溜め穴を形成
    し、これら針状アース部材と導電性流動体とでアースを
    構成するようにした静電気防止手段を備えたスピンドル
    モータ。
  4. 【請求項4】 前記導電性流動体が、固いグリースに微
    粉末金属を混ぜた導電性グリースであることを特徴とす
    る請求項1、2または3の静電気防止手段を備えたスピ
    ンドルモータ。
  5. 【請求項5】 ロータをステータに空気動圧軸受で支承
    したスピンドルモータであって、ロータの中心部とこれ
    に対向するステータの部分の一方には針状アース部材を
    固着し且つ他方には該針状アース部材の先端部が回転可
    能に埋没する導電性流動体が注入された溜め穴を形成
    し、これら針状アース部材と導電性流動体とでアースを
    構成するようにした静電気防止手段を備えたスピンドル
    モータを、回転体の駆動源とした回転体装置。
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