JPH0861367A - スピンドル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】必要に応じて回転体の導通状態（アース）と絶
縁状態とのいずれかを選択して自在に設定できるスピン
ドル装置を提供する。 【構成】ハウジング１０に回転軸２０が静圧気体軸受１
２を介して支持され、ハウジング１０の一方の端部に固
定された蓋４５に取り付けた導電性の弾性部材５０が回
転軸１０の一方の端面を押圧するスピンドル装置で、前
記蓋４５は非導電性とし、その蓋を貫通する導電性のボ
ルト５１を介して弾性部材５０を蓋４５に取り付けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばＭＲヘッド用
検査機などのような検査用機器に好適に使用できるスピ
ンドル装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気ディスク等の検査，測定に用
いられるスピンドル装置としては、例えば特開昭６２−
２１８８８９号公報に開示されたものがある。このもの
は、円筒状のハウジングに回転軸であるスピンドルが静
圧気体軸受を介して支持され、前記ハウジングの一方の
端部に固定された蓋に取り付けた導電性のブラシが回転
軸の一方の端面を押圧するようになっている。回転軸は
中空とされ、その回転軸の他方の開口端面が真空吸着面
になっている。

【０００３】その真空吸着面に磁気ディスクを吸着保持
し、ブラシで電気ノイズを取りながら所定の加工や検査
を行うものであり、一般的な真空吸着スピンドル装置の
ような回転継手を必要としない利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
磁気ディスクの場合、これを保持して回転させるスピン
ドル（回転体）とそのハウジング（固定体）とが同電位
の導通状態で保持することが必要な検査のみとは限ら
ず、ハウジング（固定体）と絶縁状態で保持することが
必要な検査もある。ところが、上記従来例にあっては、
スピンドルを構成しているハウジングも、端部の蓋も、
回転軸も全て導電性材料で形成されているため、磁気デ
ィスクを保持する回転軸と固定体のハウジングとが導通
して同電位になってしまい、絶縁状態に保持しての検査
には使えないという問題点がある。

【０００５】そこでこの発明は、上記従来の問題点に着
目してなされたものであり、必要に応じて回転体の導通
状態（アース）と絶縁状態とのいずれかを選択して自在
に設定できるスピンドル装置を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、ハウジング
に回転軸が静圧気体軸受を介して支持され、前記ハウジ
ングの一方の端部に固定された蓋に取り付けた導電性の
弾性部材が回転軸の一方の端面を押圧するスピンドル装
置に係り、前記蓋は非導電性部材を備え、その非導電性
部材を貫通する導電性のボルトを介して弾性部材を蓋に
取り付けたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】回転軸に弾接される導電性の弾性部材がハウジ
ングの一端に設けた非導電性の蓋を介して導電性のボル
トで固定されており、この導電性のボルトとハウジング
との間を導通部材で連結すれば回転軸とハウジングとは
導通状態になり、当該導通部材を除去すれば両者は絶縁
状態になる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１，図２はこの発明の一実施例の断面図で、
全体は軸方向に三つの部分に分かれており、図の左端が
静圧空気軸受部１、中間がモータ部２、右端がエンコー
ダ部３である。

【０００９】先ず構成を説明すると、静圧空気軸受部１
の固定体であるハウジング１０Ａは、円筒形状（外形は
角形状でもよい）であり、図示されない固定部材に取付
けフランジ１１を介して固定支持される。そのハウジン
グ１０Ａの内側に、回転軸２０が回転自在に支持されて
いる。回転軸２０は軸部に貫通孔２０ａを有する中空の
円筒形で、その両軸端にフランジ状の鍔部２１，２２が
それぞれボルトＢで着脱可能にネジ止めされている。そ
のうちのモータ部２側に面した鍔部２２には、モータ部
２およびエンコーダ部３の軸心を貫通して延びる軸２０
Ａが延設されて回転軸２０の延長部を形成している。他
方の鍔部２１は、ハウジング１０Ａの端面から突出して
設けられ、中心に前記中空の孔２０ａに連通する貫通孔
２３を有するとともに外端面には円形の凹部２４を有し
て開口し、ワーク吸着保持部２５を構成している。

【００１０】ハウジング１０Ａの両端部は円環状に切除
され、その内周面には、静圧気体軸受を構成する２個の
短円筒状の多孔質部材１２，１２が接着またはしまりば
め等の手段で軸方向に間隔をおいて固定されている。こ
の多孔質部材１２は多孔質グラファイト等よりなり、内
周面をラジアル軸受面１２Ｒ、外端面をスラスト軸受面
１２Ｓとして用いるように、切削または研削加工で仕上
げ加工されている。これに対し、回転軸２０の各鍔部２
１，２２の内側面が平面状のスラスト受面２１Ｓ，２２
Ｓとされており、前記スラスト軸受面１２Ｓと僅かの軸
受すき間を介して非接触に対向してスラスト軸受が構成
される。

【００１１】一方、多孔質部材１２のラジアル軸受面１
２Ｒは、半径方向のラジアル軸受すきまを介して回転軸
２０の外周面のラジアル受面２０Ｒに対向しており、ラ
ジアル受面２０Ｒとラジアル軸受面１２Ｒとでラジアル
軸受が構成される。そして、ハウジング１０Ａの外周面
から各多孔質部材１２，１２の外周の環状の給気室１４
に連通させて給気孔１３が設けられ、図外の加圧気体供
給源からの圧縮空気を送り込み、絞りとして機能する多
孔質部材１２を介して各ラジアル及びスラスト軸受すき
間に噴出させることにより流体膜を形成して、回転軸２
０をハウジング１０Ａに対し非接触に浮上支持するよう
になっている。

【００１２】ハウジング１０Ａの両端の多孔質部材１
２，１２の間に位置する内周面には、軸方向に間隔をお
いて３個所の位置に、円周方向に連続する溝１５，１
６，１７が形成されている。これらの溝のうち多孔質部
材１２に隣接する位置にある溝１５，１７には半径方向
外側に連通する排気孔１８を設けてハウジング１０の外
面に開口させている。また、中間位置の溝１６には、少
なくとも一個の排気孔１９を半径方向外側に設けてハウ
ジング１０Ａの外面に開口させ、その開口端のねじ部に
図示しない真空ポンプの配管（磁気ディスクを真空チャ
ックする代わりに、ピストン等を利用して回転軸２０に
チャックする場合には、圧縮空気供給配管）を接続する
ようにしてある。一方、中空の回転軸２０には、ハウジ
ング１０Ａに設けた前記中間位置の溝１６に合わせて、
半径方向に貫通する複数個の吸気孔２６を設けている。

【００１３】前記モータ部２は、そのハウジング１０Ｂ
が前記静圧空気軸受部１のハウジング１０Ａに、図示し
ないボルトで同軸に固定して取り付けられており、ブラ
シレスＤＣモータ３０が内蔵されている。すなわち、ハ
ウジング１０Ｂの内径面にモータステータ３１がアマチ
ュアコイル３２を有して固定されている。一方、このス
テータにエアギャップを介して対向するロータ３５の方
は、ロータヨーク３３及びマグネット３４を備えて回転
軸２０の延長部２０Ａの外径面に固定して取り付けられ
ている。このモータ部２のハウジング１０Ｂには、図の
右端側の端面に導電性材料からなる蓋３６がボルトＢで
固定されている。その蓋３６の中心の貫通孔３７に回転
軸の延長部２０Ａが挿通されている。

【００１４】前記エンコーダ部３は、そのハウジング１
０Ｃが、前記モータ部２のハウジング１０Ｂに固定され
た蓋３６にボルトＢで同軸に固定して取り付けられてお
り、回転軸２０の回転位置センサとしての例えば完全非
接触型ロータリエンコーダ４０が内蔵されている。すな
わち、回転軸２０の延長部２０Ａの外径面に、円板状の
スリット板４１を一体回転可能に取り付け、このスリッ
ト板４１と図外の固定インデックスとをギャップを介し
て投受光素子４２，４３で挟むように配設されている。

【００１５】このエンコーダ部３のハウジング１０Ｃの
端部には、例えば合成樹脂等の非導電性材料からなる蓋
４５が金属ボルト４６で取り付けられている。ちなみ
に、この蓋４５以外の構成部品であるハウジング１０
（ハウジング１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ），回転軸２０，
その延長部２０Ａ，鍔部２１，２２等は金属製等の導電
部材である。また、前記回転軸２０の延長部２０Ａの末
端には接触子４７を配置し、この接触子４７に板バネ４
８，アースパッド４９からなる弾性導電部材５０を押し
つけている。接触子４７はアースパッド４９の摩耗防止
のために曲率半径の小さい凸球面を有することが好まし
く、この実施例ではボールを用いている。前記板バネ４
８はアースパッド固定ベースである非導電性の蓋４５に
導電性のボルト５１，ナット５２により固定され、固定
体であるハウジング１０とは電気的に一次遮断されてい
る。しかし、ボルト５１の頭は蓋４５の外面に露出して
おり、このボルト５１に図３に示すように金属製の短絡
板５３の一端を取り付けて締め付けるとともに、他端を
ハウジング１０に螺着された蓋止め用のボルト４６に取
り付けることにより、回転軸２０とハウジング１０と
が、接触子４７，弾性導電部材５０，ボルト５１，短絡
板５３、蓋止め用ボルト４６を介して導電される。な
お、図３には、短絡板５３の固定用の一方導電性ボルト
５１に隣合わせて他方のボルト５１Ａが示されている
が、この他方のボルト５１Ａは省略可能である。

【００１６】次ぎに作用を述べる。ＭＲヘッド用検査機
として使用する場合について説明すると、回転軸２０の
先端のワーク吸着保持部２５に図示しない磁気ディスク
を装着して図示しない真空ポンプを作動させ、凹部２
４，貫通孔２０ａ内の空気を吸気孔２６，溝１６，吸気
孔１９を経て吸引することにより、磁気ディスクを吸着
保持する。

【００１７】次いで、ブラシレスモータ３０を始動させ
て回転軸２０とともに磁気ディスクを一定回転速度で回
転させる。その回転状態の磁気ディスクに磁気抵抗素子
を応用した図示しないＭＲヘッドを接近させて各種の検
査を行う。このＭＲヘッドによる磁気ディスクの検査時
には磁気ディスクの電位が必要である。そこで、スピン
ドル装置末端に短絡板５３をセットしないでおき、板バ
ネ４８をＭＲヘッドに導電してＭＲヘッドと磁気ディス
クとを回転軸２０を介して同電位にしている。

【００１８】これに対して、板バネ４８をＭＲヘッドに
導電しない検査の場合は、スピンドル装置末端に短絡板
５３を予めセットしておき、固定側のハウジング１０と
回転側の磁気ディスクとを同電位にする。こうして、回
転軸２０に取り付けた磁気ディスクの電位を自由に設定
することができ、種々の検査に使用可能である。

【００１９】静圧空気軸受部１の作用は次の通りであ
る。ハウジング１０Ａの外周面に開口している給気孔１
３に接続された図外の加圧気体供給源からの加圧気体
が、給気孔１３から給気室１４を経て各多孔質部材１
２，１２にそれぞれ送られる。その加圧気体は、多孔質
部材１２の内部を通り、ラジアル軸受面１２Ｒ及びスラ
スト軸受面１２Ｓに分かれてラジアル軸受すきまとスラ
スト軸受すきまとに均一な圧力，流量で噴出し、流体膜
を形成して回転軸２０をラジアル方向及びスラスト方向
に非接触支持する。この場合、スラスト軸受すきまには
多孔質部材１２，１２の両端面のスラスト軸受面１２Ｓ
から直接に圧力気体が噴出されるから、設計値に近いス
ラスト軸受剛性と負荷容量が得られる。

【００２０】スラスト軸受面１２Ｓから噴出した気体
は、回転軸の鍔部２１との間のすき間から外部に排出さ
れる。また、ラジアル軸受面１２Ｒから噴出した気体
は、その一部がスラスト軸受面１２Ｓと回転軸の鍔部２
１との間のすき間から外部に排出されるとともに、残部
はハウジング１０Ａの中間内径面の多孔質部材１２に隣
接している溝１５，１７を経て排気孔１８から外部に排
出される。

【００２１】なお、この実施例の場合、回転軸２０の回
転は、ロータリエンコーダ４０の検出信号をブラシレス
モータ３０の図示しない制御装置にフィードバックする
ことにより制御され、磁気ディスクの正確な回転を確保
しているが、本発明は必ずしもロータリエンコーダのよ
うな回転センサを有しないものにも適用できる。また、
上記実施例の短絡板５３の代わりに電線を使用しても良
い。

【００２２】また、上記実施例の多孔質部材１２は、空
孔を有するグラファイト素材からなる芯部の外周表層
に、例えばフェノール樹脂を含浸して目づまりさせるこ
とにより素材空孔を調整してなる表面絞り層を備えてい
るものでも良い。また、多孔質部材１２の外周に設けた
給気室１４は、ハウジング１０Ａの方に設けるようにし
ても良い。

【００２３】また、ハウジング１０Ａの内周面に設けた
溝１５，１６，１７を回転軸２０の方に設けても良く、
あるいはハウジング１０Ａの内周面と回転軸２０の外周
面とに分けて設けても良い。また、上記実施例の静圧気
体軸受は、多孔質部材を用いた場合を示したが、その他
のタイプ、例えばオリフィス絞りや自成絞りを備えた多
数孔形の静圧気体軸受とか、または表面絞り形の静圧気
体軸受を使用することもできる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のスピン
ドル装置によれば、固定体であるハウジングに回転軸を
静圧気体軸受を介して支持し、ハウジングの一方の端部
に非導電性材からなる蓋を取り付け、その蓋を貫通させ
た導電性のボルトで固定した導電性の弾性部材で回転軸
の一方の端面を弾圧するものとしたため、回転軸とハウ
ジングとは一次的に絶縁され、かつ、当該導電性のボル
トとハウジングとを短絡部材で短絡することにより導通
される。かくして固定体と回転軸とを絶縁することも同
電位にすることも自在に選択可能であり、回転軸に装着
した被検査体の検査内容に対応して回転軸の電位を自由
に設定し種々の検査に使用できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の断面図である。

【図２】この発明の一実施例の他の断面図である（図１
の一部を省略すると共に、見る方向を変えている）。

【図３】背面図である。

【符号の説明】

１０ ハウジング １０Ａ ハウジング １０Ｂ ハウジング １０Ｃ ハウジング １２ 多孔質部材 ４５ 蓋 ５０ 弾性導電部材 ５１ 導電性のボルト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに回転軸が静圧気体軸受を介
   して支持され、前記ハウジングの一方の端部に固定され
   た蓋に取り付けた導電性の弾性部材が回転軸の一方の端
   面を押圧するスピンドル装置において、前記蓋は非導電
   性部材を備え、該非導電性部材を貫通する導電性のボル
   トを介して弾性部材を蓋に取り付けたことを特徴とする
   スピンドル装置。