JPH0640445U - 磁性流体軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁性流体軸受装置の構成において、磁性流体
のためのシール・スペースを減らし、かつ磁性流体の漏
洩防止を容易に実現する。 【構成】 外套１５で支持させた透磁性体材料の軸受１
５に、透磁性体材料の回転軸１６を嵌合状態に支承し、
その軸支承面に磁性流体１８を介在させてなる磁性流体
軸受装置において、軸受１５の開放側端面に円環状マグ
ネット１９を設け、その外側に磁極片２０を設ける。 【効果】 磁束は矢印の如くマグネット１９より軸受１
５側の磁気抵抗のより少ない内側に分布し、外側への分
布は少ない。したがって磁性流体が外側に漏洩するおそ
れは少ない。また、軸受１５が磁極片を代替するので、
磁極片１個分の厚さを減らすことができ、シール・スペ
ースをそれだけ減らすことが可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、フロッピーディスクやハードディスク等を駆動する小型電動機に使 用される磁性流体軸受装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、液状潤滑剤を使用した動圧軸受構造として、図４に示す軸受装置が知ら れている。 上記軸受装置は、外套１で支持された円筒状軸受２の上端部に、環状マグネッ ト３とその両端面に付けた環状磁極片４ａ，４ｂを配設し、磁極性材料からなる 回転軸５との間に矢印で示すような磁束の閉ループを形成し、磁極片４ａ，４ｂ と回転軸５ａ，５ｂとの隙間に磁性流体６を磁気吸引力により保持させ、軸受２ の内部に充填された潤滑剤７が外部へ漏洩するのを防止するように構成している （例えば、実開平３−１３１５号公報参照）。このような磁性流体によるシール ド手段は、上記事例にかぎらず、軸受内部からの塵埃の漏洩を防ぐために一般的 に用いられる手段である。

【０００３】 前記のようなシールド手段は、磁性流体６と潤滑剤７とがお互いに溶け合うよ うな物質であれば、磁性流体６が潤滑剤７により次第に希釈され、その効果を失 うことになり、したがって両者が溶け合わない材料を選定しなければならないが 、そのような材料の選定は容易ではない。

【０００４】 前記のような理由から磁性流体を潤滑剤として使用し、軸受上端部に、磁性流 体を磁気的に捕捉する手段を備え、外部への漏洩を防ぐような軸受装置が用いら れている。図５に、その例を示す。この軸受装置では、外套８で支持された軸受 ９ａ，９ｂと、回転軸１０を有する軸受内部に磁性流体１１を充填し、軸受９ａ の上側へ空間１２を隔てて、環状マグネット１３を配置し、更にその上側にラビ リンスシール１４を設けている。

【０００５】 図５に示したシールド構造においては、図６に示すように、マグネット１１に よる磁束分布はマグネットの中心の円環状断面に対して対称に、矢印のように分 布する。したがって、マグネット近傍へ到達した磁性流体はマグネットの軸受側 とは反対側の外側へも回り込む公算は大きく、その回り込んだ磁性流体の一部分 が回転軸に伝わって外部へ飛散するおそれがある故、シール１４を付加する必要 がある。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

近年、前述したハードディスク等を駆動する小型電動機は偏平化が要求され、 動圧軸受を適用する場合、前記シールド手段のためのスペースはなるべく少なく なければならない。この点からみて、図５のような軸受構造のシールはラビリン スシール１４のスペースが大きく、前記のような用途には不向きである。

【０００７】

【考案の目的】

本考案は、可及的に前記シールのためのスペースを減らすことができ、かつ漏 洩を防止することができるシール機構を備えた磁性流体軸受装置を提供すること を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、回転軸と軸受とが嵌合状態で前記回転軸を回転自在に支承し、その 軸受支承面に磁性流体が介在してなる磁性流体軸受装置において、透磁性体材料 よりなる回転軸と、透磁性体材料よりなる軸受と、前記回転軸または軸受の開放 端側に固着された円環状マグネットと、前記円環状マグネットの端面側に固着さ れ、透磁性体材料よりなる磁極片とからなることを要旨としている。

【０００９】

【作用】

上記構成においては、前記マグネットにより軸受（または回転軸）側の磁気抵 抗のより少ない内側に分布し、外側への分布は少なく、したがって磁性流体が外 側へ漏洩するおそれはない。 また、上記構成においては、マグネットに設ける磁極片は１つで良く、かつ磁 極片の外側にシール構造を付加しないでもよいから、スペースの縮小化が可能と なる。

【００１０】

【実施例】

図１に、本考案の一実施例を示す。 同図において、快削鋼あるいは鉄系焼結金属等の透磁性材料よりなる円筒状軸 受１５に、焼入鋼あるいは焼入硬化型ステンレス鋼等の透磁性体材料よりなる回 転軸１６が嵌合されており、前記軸受１５、回転軸１６および軸受を保持する外 套１７で囲繞された空間は磁性流体１８で満たされている。軸受１５の開放側端 面には、側面方向へ着磁し、軸受内径より大きな内径を有する円環状マグネット １９が軸受１５と同心に固着され、更にその外側に、回転軸１６より少し内径の 大きい透磁性体材料よりなる磁極片２０が軸受１５と同心に固着されている。

【００１１】 前記構成にあっては、図２に示すように、磁束はマグネット１９より軸受１５ の側の磁気抵抗のより少ない内側に分布し、外側への分布は少なく、したがって 磁性流体１８が外側に漏洩するおそれは少ない。また、上記構成は図４における 軸受側の磁極片４ｂが無く、軸受１５で代替されており、磁極片１個分の厚さが 減らされている。また、図４のようなシール構造が一般に用いられる前記のよう な磁束分布の合理性によるものであり、その外側に更にシール構造を付加するこ とはなされてない。更にまた、前記構成にあっては、図５に示すラビリンスシー ルを付加する必要はない。

【００１２】 加えて、前記構成によれば、透磁性体材料よりなる軸受１５と透磁性体材料よ りなる回転軸１６との軸受隙間を貫通する磁束に沿って磁性流体が配合する結果 、軸受剛性が増し、回転時の軸振れが減少するという効果が得られ、前述したハ ードディスク等を駆動する小型電動機の軸受に対して極めて有利である。仮に回 転軸１６を非磁性体材料とした場合、透磁性体材料よりなる軸受１５の磁極作用 で、軸受面への磁性流体を保持する作用は有するが、軸受剛性を特に増加させる ほどの効果は得られない。

【００１３】 図３に、本考案の他の実施例を示す。 同図において、２１はベース、２２は透磁性体材料よりなる固定軸、２３は回 転体、２４は回転体に支持された透磁性体材料よりなる軸受である。これは軸２ ２を固定し、その軸に円筒状軸受２４を嵌合する構造としたものであって、この 場合でも、軸受２４の下端面に円環状マグネット２５を固着し、更にその外側に 磁極片２６を固定した構造とすることにより、前記と同様な作用・効果が得られ る。なお、２７は駆動用マグネット、２８は駆動用コイルである。

【００１４】

【考案の効果】

以上に述べたように、本考案によれば、磁性流体軸受装置において、磁性流体 のためのシール・スペースの縮小化と、磁性流体の漏洩防止とを簡単な構成によ り容易に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す磁性流体軸受装置の断
面図である。

【図２】図１のマグネットによる磁束分布の説明図であ
る。

【図３】他の実施例を示す磁性流体軸受装置の断面図で
ある。

【図４】従来の磁性流体軸受装置の断面図である。

【図５】従来の他の磁性流体軸受装置の断面図である。

【図６】図５のマグネットによる磁束分布の説明図であ
る。

【符号の説明】

１，８，１７ 外套 ２，９ａ，９ｂ，１５，２４ 軸受 ５，１０，１６ 回転軸 ２２ 固定軸 ３，１３，１９，２５ マグネット ４ａ，４ｂ，２０，２６ 磁極片 ６，１１，１８，２７ 磁性流体 ７ 潤滑剤 １４ ラビリンスシール ２７ 駆動用マグネット ２８ 駆動用コイル

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸と軸受とが嵌合状態で前記回転軸
   を回転自在に支承し、その軸受支承面に磁性流体が介在
   してなる磁性流体軸受装置において、透磁性体材料より
   なる回転軸と、透磁性体材料よりなる軸受と、前記回転
   軸または軸受の開放端側に固着された円環状マグネット
   と、前記円環状マグネットの端面側に固着され、透磁性
   体材料よりなる磁極片とからなることを特徴とする磁性
   流体軸受装置。