JPH0828035B2 - スピンドルモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁性流体シール手段を備えたスピンドルモ
ータに関する。

〔従来の技術〕

一般に、磁気ディスクの如き記録部材を回転駆動する
ためのスピンドルモータは、ハウジング本体とこのハウ
ジング本体に対して相対的に回転自在であるハブ部材を
備えている。

軸固定型のモータでは、軸部材はハウジング本体に固
定され、この軸部材に軸受手段を介してハブ部材が回転
自在に支持されている。また、軸回転型のモータでは、
軸部材は軸受手段を介してハウジング本体に回転自在に
支持され、このように支持された軸部材にハブ部材が固
定されている。

この種のスピンドルモータは、更に、軸受手段を構成
する玉軸受からのグリースの飛散を防止するために、磁
性流体シール手段を備えている。この磁性流体シール手
段は、一対のポールピースとシール層を形成する磁性流
体を有し、軸受手段の外側で実質上層の磁気シール層を
形成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のスピンドルモータでは、次の通
りの解決すべき問題が存在する。即ち、一対のポールピ
ースは実質上同一の構成であるがこれらは所定の方向に
間隔をおいて配置され、それらの片方は軸受手段に隣接
し、それらの他方は上記軸受手段から離隔している。こ
のため、ポールピースからの磁束は軸受手段を通って一
部外部に漏れる（軸受手段を通っていわゆる分路す
る）。

例えば、第５図は軸回転型スピンドルモータの一部を
示したものである。ハウジング本体ａの円筒部ｂの内側
には軸受部材ｃを介して軸部材ｄが回転自在に支持され
ており、この円筒部ｂと軸部材ｄとの間における軸受部
材ｃの軸方向外側に磁性流体シール手段ｅが配設されて
いる。この磁性流体シール手段ｅは円筒部ｃに装着され
た環状永久磁石ｆと、この両面に配設された一対のポー
ルピースg,hと、両ポールピースg,hと軸部材ｄとのそれ
ぞれの間に充填された磁性流体とからなり、この磁性流
体により磁性流体層i,jが形成されている。

このような構成において、一対のポールピースg,hの
うち軸方向内側に位置するポールピースｈは磁性体であ
る軸受部材ｃに近接しているので、第５図の矢印の如
く、ポールピースｈからの磁束の一部が軸受部材ｃに流
れ込み易くなり、磁束の分路が生じてしまう。

従って、内側ポールピースｈにおける磁束密度が外側
ポールピースｇにおける磁束密度より小さくなり、ポー
ルピースg,hと軸部材ｄとのそれぞれの間の磁性流体に
おける磁束密度が異なる。この磁束密度のアンバランス
が原因となって、比較的短期間の間に磁性流体の飛散、
磁性流体層の破損などが発生する恐れがある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その
主目的は、比較的簡単な構成でもって長期間に渡って十
分安定した磁気シール効果を得ることが出きるスピンド
ルモータを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明のスピンドルモー
タにおいては、静止部材と、この静止部材に対して相対
的に回転自在である回転部材と、静止部材と回転部材と
の間に介在された軸受部材と、静止部材と回転部材との
間における軸受部材の軸方向外側に配設された磁性流体
シール手段とを具備し、磁性流体シール手段を、静止部
材又は回転部材に装着された環状永久磁石と、この永久
磁石の両面に配設された一対のポールピースと、この両
ポールピースと回転部材又は静止部材とのそれぞれの間
に充填された磁性流体とにより構成し、かつ、軸受部材
を玉軸受として、磁性流体シール手段を軸受部材に近接
して配置し、一対のポールピースのうち、軸方向内側に
位置し軸受部材に隣接した内側ポールピースと回転部材
又は静止部材との間の空隙を、軸方向外側に位置し軸受
部材から離隔した外側ポールピースと回転部材又は静止
部材との間の空隙よりも小さく形成したものでる。

また、本発明のスピンドルモータは、前記目的を達成
するために、磁性流体シール手段における一対のポール
ピースのうち、軸方向内側に位置し軸受部材に隣接する
内側ポールピースの磁極端面の面積を、軸方向外側に位
置し軸受部材から離隔した外側ポールピースの磁極端面
の面積よりも小さく形成したものである。

さらに、本発明のスピンドルモータは、前記目的を達
成するために、磁性流体シール手段における一対のポー
ルピースのうち、軸方向内側に位置し軸受部材に隣接す
る内側ポールピースの透磁率を、軸方向外側に位置し軸
受部材から離隔した外側ポールピースの透磁率より大き
く形成したものである。

〔作用〕

かかるスピンドルモータにあっては、第１の発明の場
合、磁性流体シール手段の一対のポールピースのうち、
軸方向内側に位置したつまり軸受部材に隣接した内側ポ
ールピースの回転部材又は静止部材に対する空隙が、軸
方向外側に位置したつまり軸受部材から離隔した外側ポ
ールピースのそれよりも小さく形成されているので、内
側ポールピース側の空隙における磁束密度が従来の場合
に比べ大きくなる。この結果、軸受部材に隣接した内側
ポールピースからの磁束の一部が軸受部材に分路するこ
とによる内側ポースピースにおけるの磁束密度の低下が
防止され、外側ポールピースにより生成される外側磁性
流体層中の磁束密度と内側ポールピースにより生成され
る内側磁性流体層中の磁束密度とが実質上等しくなり、
長期間に渡って安定した２層の磁性流体層が形成され、
磁性流体の飛散、磁性流体層の破損が防止される。

また、第２の発明の場合、軸受部材に隣接する内側ポ
ールピースの磁極端面の面積が、軸受部材から離隔した
外側ポールピースのそれよりも小さく形成されているの
で、内側ポールピースの磁極端面における磁束密度が従
来の場合に比べ大きくなり、内側ポールピースからの磁
束の一部が軸受部材に分路することによる内側ポールピ
ースにおけるの磁束密度の低下が防止され、前述と同様
の作用が得られる。

さらに、第３の発明の場合、軸受部材に隣接する内側
ポールピースの透磁率が軸受部材から離隔した外側ポー
ルピースのそれより大きく形成されているので、内側ポ
ールピースにおける磁気抵抗が外側ポールピースより小
さくなり、内側ポールピースと回転部材又は静止部材と
の間の空隙における磁束密度が従来の場合に比べ大きく
なり、内側ポールピースからの磁束の一部が軸受部材に
分路することによる内側ポールピースにおけるの磁束密
度の低下が防止され、前述と同様の作用が得られる。

〔実施例〕 以下、添付図面を参照して更に詳述する。

本発明のスピンドルモータの第１の実施例を示す第１
図及び第２図において、図示のスピンドルモータは、静
止部材となるハウジング本体２及びこのハウジング本体
２に対して回転自在である回転部材としての軸部材４を
備えている。ハウジング本体２はフレーム（図示せず）
に取り付けられるブラケット部６とブラケット部６から
上下方向に実質上垂直に延びる円筒部８を有しており、
軸部材４は上記円筒部８内に一対の軸受部材10（玉軸受
からなり、第１図及び第２図に片方のみを示す）を介し
て回転自在に支持され、例えば矢印（第１図）で示す方
向に回転駆動される。ハブ部材12は軸部材４の一端（上
端）に固定されている。図示のハブ部材12は、軸部材４
に固定された端壁部14、端壁部14の外周端から下方に延
びる円筒本体部16、及び円筒本体部16の下端から半径方
向外方に延びるフランジ部18を有し、円筒本体部18の外
周に磁気ディスクの如き記録部材20がスペーサ部材22を
介して複数枚装着される。

図示する片方（上側）の軸受部材10の外側には、更
に、磁性流体シール手段24が配設されている。磁性流体
シール手段24は、環状永久磁石26と、この永久磁石26の
両面に配設された一対のポールピース28及び30とを備
え、これらがハウジング本体２の円筒部８の内周面に装
着されている。

また、一対のポールピース28及び30と軸部材４との間
には磁性流体が充填され、この磁性流体により実質上２
層の磁性流体層32及び34が形成されている。磁性流体層
32及び34は軸部材４の外周面に環状に形成され、軸受部
材10からのグリース等のディスク室への侵入を阻止す
る。

この磁性流体シール手段24に関連して、第１の実施例
では、更に、次に通り構成されている。

主として第２図を参照して、軸受部材10に隣接する
（第１図及び第２図において下側）内側ポールピース30
の内径は他方（第１図及び第２図において上側）の外側
ポールピース28の内径よりも小さく、従って内側ポール
ピース30の磁極端は外側ポールピース28の磁極端よりも
半径方向内方に突出し、外側ポールピース28の磁極端面
（内端面）と軸部材４の外周面との空隙W1は、内側ポー
ルピース30の磁極端面（内端面）と軸部材４の外周面と
の空隙W2よりも大きくなっている。尚、第１の実施例で
は、外側ポールピース28と内側ポールピース30は例えば
鉄の如き磁性材料から形成され、その厚さは実質上同一
に設定されている。

かく構成されているので、次の通りの利点がある。図
示の如く、一対のポールピース28及び30の近くに軸受部
材10が配置されていると、この軸受部材10を介して磁気
回路が生成され、内側ポールピース30を通る磁束の一部
が軸受部材10を分路として流れる。それ故に、実施例の
如く、永久磁石26の両側にポールピース28及び30を配置
したものでは、ポールピース28及び30からの磁束密度は
実質上等しいが、内側ポールピース30を流れる磁束の一
部が分流して軸受部材10を流れるため、内側ポールピー
ス30から磁性流体（磁性流体層34）に作用する磁束密度
が外側ポールピース28から磁性流体（磁性流体層32）に
作用する磁束密度よりも小さくなり、安定したシール効
果が得られないおそれがある。これに対し、第１の実施
例では、上述した不都合を解消するために、外側ポール
ピース28の磁極端面（内端面）と軸部材４の外周面との
空隙W1が、内側ポールピース30の磁極端面（内端面）と
軸部材４の外周面との空隙W2よりも大きく設定されてい
る。従って、外側ポールピース28の磁極端面（内端面）
と軸部材４の外周面との空隙に作用する磁束密度が高め
られ、軸受部材10の存在による磁気抵抗のアンバランス
が両者の空隙部分の磁気抵抗の差異によって所要の通り
補償され、かくして内側ポールピース30から磁性流体に
作用する磁束密度と外側ポールピース28から磁性流体に
作用する磁束密度とが実質上等しくなり、長期間に渡っ
て安定したシール効果が得られる。

第３図は、本発明のスピンドルモータの第２の実施例
を示している。この第２の実施例では、磁気抵抗の非対
称性を補償するために、一対のポールピースの磁気端面
に改良が施されている。尚、以下、第１図及び第２図に
示す部材と同一の部材は同一の符号を付して説明する。

第３図において、第２の実施例においても、磁性流体
シール手段24′は、環状永久磁石26とこの環状永久磁石
26の両面に配設された一対のポールピース28′及び30′
を備えている。外側ポールピース28′と内側ポールピー
ス30′は、それらの内径及び外形が実質上同一であり、
従って、外側ポールピース28′の磁気端面（内端面）と
軸部材４の外周面との間隔と、内側ポールピース30′の
磁気端面（内端面）と軸部材４の外周面との間隔とは実
質上同一であるが、外側ポールピース28′の磁気端部の
厚さT1が内側ポールピース30′の磁気端部の厚さT2より
も厚く、従って内側ポールピース30′の磁気端面（軸部
材４に対向する面）の面積が外側ポールピース28′の磁
気端面の面積よりも小さくなっている。第２の実施例の
その他の構成は、第１の実施例と実質上同一である。

かく構成されているので、第２の実施例においては、
内側ポールピース30′の磁気端面の面積が外側ポールピ
ース28′の磁気端面より小さく、内側ポールピース30′
側の面積に対する磁束流の比率が高められ、これにより
軸受部材10への磁束の分路による磁束密度の低下が所要
の通り補償される。その結果、内側ポールピース30′か
ら磁性流体に作用する磁束密度と外側ポールピース28′
から磁性流体に作用する磁束密度とが実質上等しくな
り、第１の実施例の場合と同様に、安定したシール効果
が得られる。

尚、第３図では、内側ポールピース30′の厚さを全体
に渡って薄くしているが、これに代えて、例えば、内側
ポールピース30′の磁気端部の一部のみの厚さを薄くし
て磁束密度を局部的に集中させたり、或いは外側ポール
ピース28′の磁気端部（内周端部）の厚さを一部厚くす
る、等の構成を採用して磁気端面の面積に差異をもたせ
てもよい。

第４図は、本発明のスピンドルモータの第３の実施例
を示したものである。この実施例では、磁気抵抗のアン
バランスを補償するために、一対のポールピースの透磁
率に差異を持たせている。

第４図において、第３の実施例においても、磁性流体
シール手段24″は環状永久磁石26とこの永久磁石26の両
面に配設された一対のポールピース28″及び30″を備え
ている。外側ポールピース28″と内側ポールピース30″
は、それらの内径及び外径が実質上同一であり、従っ
て、外側ポールピース28″の磁気端面（内端面）と軸部
材４の外周面との間隔と、内側ポールピース30″の磁気
端面（内端面）と軸部材４の外周面との間隔とは実質上
同一であり、またそれらの厚さも全体に渡って実質上同
一であるが、それらの材質が異なっている。即ち、外側
ポールピース28″は比較的透磁率の小さい材料から構成
され、また内側ポールピース30″は比較的透磁率の大き
い材料から構成されている。第３の実施例のその他の構
成は、第１の実施例と実質上同一である。

かく構成されているので、第３の実施例においては、
内側ポールピース30″の磁気端面と軸部材４の外周面と
の空隙における磁束密度がその材質に起因する磁気抵抗
の低下により高められ、軸受部材10による両ポールピー
ス28″、30″の磁気抵抗の不平衡が透磁率の差異に基づ
く磁気抵抗の不均一化により所要の通り補償され、その
結果、内側ポールピース30″から磁性流体に作用する磁
束密度と外側ポールピース28″から磁性流体に作用する
磁束密度とが実質上等しくなり、第１の実施例の場合と
同様に、長期間に渡って安定したシール効果が得られ
る。

尚、第３の実施例では、ポールピース28″、30″全体
の材質を代えて透磁率に差異を持たせているが、これに
代えて、それらの一部のみの材質を代えたり、或いは同
質の部材に貫通孔又は表面加工（例えば表面に凹凸を付
ける）を施して透磁率に差異を持たすようにしてもよ
い。

以上、本発明に従うスピンドルモータの実施例につい
て説明したが、本発明はこれら実施例に限定されること
なく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形ない
し修正が可能である。

例えば、第１の実施例におけるポールピースと軸部材
との空隙、第２の実施例におけるポールピースの磁極端
面の面積、第３の実施例におけるポールピースの透磁率
は、磁気抵抗のアンバランスを補償するために適宜設定
することができる。

また、例えば、第１の実施例ではポールピースと軸部
材との空隙に、第２の実施例ではポールピースの磁気端
面の面積に、また第３の実施例ではポールピースの透磁
率に差異を持たせて磁気抵抗のアンバランスを補償して
いるが、これらを組み合わせて女医機アンバランスを補
償するようにしてもよい。

更に、第１ないし第３の実施例では、いずれも、軸部
材回転型のスピンドルモータ（軸部材とハブ部材とがハ
ウジング本体に対して相対的に回転する形態）に適用し
て説明したが、これに限定されることなく、軸部材固定
型のスピンドルモータ（例えば実開平１−146776に開示
されている形態であって、ハウジング本体に固定された
軸部材に対してハブ部材が相対的に回転する形態）にも
同様に適用することが出きる。かかる場合には、軸受部
材はハブ部材と軸部材との間に介在され、磁性流体シー
ル手段は軸部材（又はハブ部材）に装着され、磁性流体
はかく装着された磁性流体シール手段の一対のポールピ
ースとハブ部材（又は軸部材）との間に充填される。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、
次に記載するような効果を奏する。

第１の発明のスピンドルモータにあっては、磁性流体
シール手段の一対のポールピースのうち、軸受部材に隣
接した内側ポールピースの回転部材又は静止部材に対す
る空隙を、軸受部材から離隔した外側ポールピースのそ
れよりも小さく形成したので、内側ポールピース側の空
隙における磁束密度を従来の場合に比べ大きくでき、軸
受部材に隣接した内側ポールピースからの磁束の一部が
軸受部材に分路することによる内側ポールピースにおけ
る磁束密度の低下を防止でき、外側ポールピースにより
生成される外側磁性流体層中の磁束密度と内側ポールピ
ースにより生成される内側磁性流体層中の磁束密度とを
実質上等しくすることが可能になり、長期間に渡って安
定した２層の磁性流体層を形成でき、磁性流体の飛散、
磁性流体層の破損を防止できる。

また、第２の発明のスピンドルモータにあっては、軸
受部材に隣接する内側ポールピースの磁極端面の面積
を、軸受部材から離隔した外側ポールピースのそれより
も小さく形成したので、内側ポールピースの磁極端面に
おける磁束密度を従来の場合に比べ大きくでき、内側ポ
ールピースからの磁束の一部が軸受部材に分路すること
による内側ポールピースにおけるの磁束密度の低下を防
止でき、前述と同様の効果が得られる。

さらに、第３の発明のスピンドルモータにあっては、
軸受部材に隣接する内側ポールピースの透磁率を軸受部
材から離隔した外側ポールピースのそれより大きく形成
したので、内側ポールピースにおける磁気抵抗が外側ポ
ールピースより小さくなって、内側ポールピースと回転
部材又は静止部材との間の空隙における磁束密度が従来
の場合に比べ大きくなり、内側ポールピースからの磁束
の一部が軸受部材に分路することによる内側ポールピー
スにおけるの磁束密度の低下を防止することができ、前
述と同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従うスピンドルモータの第１の実施
例の要部を示す断面図、第２図は、第１図のスピンドル
モータの一部を拡大して示す拡大断面図、第３図は、本
発明に従うスピンドルモータの第２の実施例の要部を拡
大して示す拡大断面図、第４図は、本発明に従うスピン
ドルモータの第３の実施例の要部を拡大して示す拡大断
面図、第５図は、従来のスピンドルモータにおける磁性
流体シール手段の磁界分布を示す一部の断面図である。 ２……ハウジング本体、４……軸部材、８……円筒部、
10……軸受部材、12……ハブ部材、20……記録部材、2
4,24′,24″……磁性流体シール手段、28,28′,28″…
…外側ポールピース、30,30′,30″……内側ポールピー
ス、32,34……磁性流体層。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静止部材と、該静止部材に対して相対的に
   回転自在である回転部材と、前記静止部材と前記回転部
   材との間に介在された軸受部材と、前記静止部材と前記
   回転部材との間における前記軸受部材の軸方向外側に配
   設された磁性流体シール手段とを具備し、該磁性流体シ
   ール手段が、前記静止部材又は前記回転部材に装着され
   た環状永久磁石と、該永久磁石の両面に配設された一対
   のポールピースと、該両ポールピースと前記回転部材又
   は前記静止部材とのそれぞれの間に充填された磁性流体
   とからなるスピンドルモータにおいて、 前記軸受部材は玉軸受であり、前記磁性流体シール手段
   は前記軸受部材に近接して配置されており、前記一対の
   ポールピースのうち、軸方向内側に位置し前記軸受部材
   に隣接する内側ポールピースと前記回転部材又は前記静
   止部材との間の空隙は、軸方向外側に位置し前記軸受部
   材から離隔した外側ポールピースと前記回転部材又は前
   記静止部材との間の空隙よりも小さく形成され、前記内
   側ポールピースから前記磁性流体に作用する磁束密度と
   前記外側ポールピースから前記磁性流体に作用する磁束
   密度とが実質上等しくなるように構成されていることを
   特徴とするスピンドルモータ。
2. 【請求項２】静止部材と、該静止部材に対して相対的に
   回転自在である回転部材と、前記静止部材と前記回転部
   材との間に介在された軸受部材と、前記静止部材と前記
   回転部材との間における前記軸受部材の軸方向外側に配
   設された磁性流体シール手段とを具備し、該磁性流体シ
   ール手段が、前記静止部材又は前記回転部材に装着され
   た環状永久磁石と、該永久磁石の両面に配設された一対
   のポールピースと、該両ポールピースと前記回転部材又
   は前記静止部材とのそれぞれの間に充填された磁性流体
   とからなるスピンドルモータにおいて、 前記軸受部材は玉軸受であり、前記磁性流体シール手段
   は前記軸受部材に近接して配置されており、前記一対の
   ポールピースのうち、軸方向内側に位置し前記軸受部材
   に隣接する内側ポールピースの磁極端面の面積は、軸方
   向外側に位置し前記軸受部材から離隔した外側ポールピ
   ースの磁極端面の面積よりも小さく形成され、前記内側
   ポールピースから前記磁性流体に作用する磁束密度と前
   記外側ポールピースから前記磁性流体に作用する磁束密
   度とが実質上等しくなるように構成されていることを特
   徴とするスピンドルモータ。
3. 【請求項３】静止部材と、該静止部材に対して相対的に
   回転自在である回転部材と、前記静止部材と前記回転部
   材との間に介在された軸受部材と、前記静止部材と前記
   回転部材との間における前記軸受部材の軸方向外側に配
   設された磁性流体シール手段とを具備し、該磁性流体シ
   ール手段が、前記静止部材又は前記回転部材に装着され
   た環状永久磁石と、該永久磁石の両面に配設された一対
   のポールピースと、該両ポールピースと前記回転部材又
   は前記静止部材とのそれぞれの間に充填された磁性流体
   とからなるスピンドルモータにおいて、 前記軸受部材は玉軸受であり、前記磁性流体シール手段
   は前記軸受部材に近接して配置されており、前記一対の
   ポールピースのうち、軸方向内側に位置し前記軸受部材
   に隣接する内側ポールピースは、軸方向外側に位置し前
   記軸受部材から離隔した外側ポールピースよりも透磁率
   が大きく形成され、前記内側ポールピースから前記磁性
   流体に作用する磁束密度と前記外側ポールピースから前
   記磁性流体に作用する磁束密度とが実質上等しくなるよ
   うに構成されていることを特徴とするスピンドルモー
   タ。