JP2978064B2 - 磁性流体シール装置 - Google Patents

磁性流体シール装置

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JP2978064B2
JP2978064B2 JP6172082A JP17208294A JP2978064B2 JP 2978064 B2 JP2978064 B2 JP 2978064B2 JP 6172082 A JP6172082 A JP 6172082A JP 17208294 A JP17208294 A JP 17208294A JP 2978064 B2 JP2978064 B2 JP 2978064B2
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  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転部材と固定部材と
の間を封止するための磁性流体シール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、モータ等において、回転部材と固
定部材との間を封止する磁性流体シール装置が採用され
つつあり、例えば、特開昭61−290274号公報、
実願平1−6075号公報、特開平3−222150号
公報、特願平5−277701号公報等において種々の
構造が提案されている。この磁性流体シール装置は、例
えば図4に示されているように、相対的に回転移動可能
に構成された軸1とフレーム2との間に配置されてお
り、これら軸1とフレーム2との間が、磁性流体シール
3によって封止されている。
【0003】図4に示された磁性流体シール3は、フレ
ーム2側に固定された環状磁石体3aと、この環状磁石
体3aの軸方向両端面に取り付けられた一対の磁極片
(ポールピース)3b,3bとを有している。上記環状
磁石体3aは、軸方向に着磁されているとともに、各磁
極片3b,3bは、環状磁石体3aから軸中心に向かっ
て突出するように設けられており、軸1の外周面に対し
て所定のクリアランスを備えるように対向配置されてい
る。そして前記環状磁石体3aにより、上記磁極片3b
のクリアランス内に漏れ磁束が形成され、その漏れ磁束
に沿って磁性流体3c,3cが保持されている。
【0004】さらに上記磁性流体3c,3cの軸方向外
側(図示上側)すなわち磁性流体3cの漏出通路中に
は、当該磁性流体3cの外部漏出を防止するための漏れ
防止カバー4が配置されている。この漏れ防止カバー4
は、外側(図示上側)の磁極片3b上に装着されてお
り、上述した磁極片3bと同様に、軸中心に向かって突
出し、軸1の外周面に対して所定のクリアランスを備え
るように対向配置されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが上述した磁性
流体シール3は、外部側からの衝撃等に弱く、衝撃によ
って磁性流体3cが磁極片3bから離脱して外部に漏出
するおそれがある。特に上下を逆転したり位置を変えて
使用した場合には、漏れ防止カバー4のクリアランスを
通して外部漏れを生じるおそれがある。
【0006】そこで本発明は、種々の使用条件において
も、磁性流体の外部漏出を良好に防止することができる
ようにした磁性流体シール装置を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、回転部材及び固定部材の一方側に取り付けら
れ、他方側に対して所定のクリアランスをもって配置さ
れた磁極片と、この磁極片における上記所定のクリアラ
ンスを封止するように保持された磁性流体と、この磁性
流体の外部漏出を防止するように当該磁性流体の漏出通
路に設けられた漏れ防止カバーと、を備えた磁性流体シ
ール装置において、上記漏れ防止カバーは、前記回転部
材及び固定部材の他方側に対して所定のクリアランスA
をもって配置され、この漏れ防止カバーにおけるクリア
ランスAが、前記磁極片におけるクリアランスBより小
さく設定された構成になされているとともに、上記漏れ
防止カバーに対しクリアランスAをもって対向配置され
ている部材の表面に、撥油材の被膜がコーティング形成
された構成になされている。
【0008】
【作用】上記構成を有する手段においては、磁性流体シ
ールの磁極片から離脱した磁性流体の油滴径が、磁極片
のクリアランスに対応していることから、漏れ防止カバ
ーのクリアランスを磁極片のクリアランスより小さく設
定するとともに、上記漏れ防止カバーとの対向部材の表
面に撥油材の被膜をコーティング形成することで、磁性
流体が漏れ防止カバーで良好に捕獲され、磁性流体の外
部漏出が有効に阻止されるようになっている。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。まず本発明にかかる磁性流体シール装置を
用いた軸固定型のHDDスピンドルモータの構造例を説
明する。
【0010】図2に示されている軸固定型のHDDスピ
ンドルモータは、フレーム11側に組み付けられた固定
部材としてのステータ組12と、このステータ組12に
対して、図示上側から積層状に組み付けられた回転部材
としてのロータ組13とから構成されている。このうち
ステータ組12を構成しているステータコア121は、
上記フレーム11の所定位置に位置決めして設置されて
おり、当該ステータコア121の突極部に巻線122が
巻回されている。
【0011】また上記フレーム11の中心部には、固定
軸123が図示上方側に向かって垂直に立設されてお
り、当該固定軸123の外周に固定された一対のラジア
ル玉軸受124,124を介して、前記ロータ組13を
構成するハブ131が回転自在に支承されている。上記
ハブ131は、複数枚の磁気ディスクDを外周部に装着
する略円筒形状の胴部131aを有しているとともに、
この胴部131aの図示下端縁に設けられた取付部13
1bに、バックヨーク132を介して駆動マグネット1
33が環状に装着されている。上記駆動マグネット13
3は、前記ステータコア121の外周端面に対して環状
に対向するように配置されている。
【0012】前記両ラジアル玉軸受124,124は、
固定軸123の外周に対して内輪側が固定されていると
ともに、外輪側は、ハブ131の内周側に固定されてい
る。この両ラジアル玉軸受124,124の各外輪どう
しの軸方向間部分には、ハブ131の内周壁に突設され
たスペーサ131cが介挿されており、両ラジアル玉軸
受124,124どうしが軸方向に一定間隔離されるよ
うに保持されている。さらに上記固定軸123の先端部
分(図示上端部分)には、環状の磁性体からなる抜止リ
ング125が固着されており、この抜止リング125に
よって先端側のラジアル玉軸受124の位置決めが行わ
れるように構成されている。
【0013】上記抜止リング125は、所定の磁性材料
から構成されており、当該抜止リング125の外周側
に、前述したラジアル玉軸受124,124に使用され
ている油性流体の流出を防止するための磁性流体シール
134が配置されている。この磁性流体シール134
は、ハブ131の内周壁に対して環状に取り付けられた
磁石体134aを有しており、この環状磁石体134a
の軸方向両端面に、一対の磁極片(ポールピース)13
4b,134bが取り付けられている。そしてこれらの
各磁極片134bの内周端縁と、前記抜止リング125
の外周面との間に、磁性流体134cが保持されてお
り、この磁性流体134cによって軸受流体のシール機
能が得られるように構成されている。
【0014】特に図1に示されているように、上記環状
磁石体134aは、軸方向に着磁されているとともに、
各磁極片134b,134bは、環状磁石体134aか
ら軸中心側に向かって突出するように設けられており、
上記固定軸123の外周面に対して所定のクリアランス
Bをもって対向配置されている。そして上記環状磁石体
134aにより、磁極片134b,134bを通して、
上記所定のクリアランスB内に漏れ磁束が形成され、そ
の漏れ磁束に沿って磁性流体134c,134cが保持
されている。
【0015】この磁性流体134c,134cの漏出通
路すなわち軸方向外側(図示上側)には、当該磁性流体
134cを外側から覆って外部漏出を防止するための漏
れ防止カバー135が配置されている。この漏れ防止カ
バー135は、外側(図示上側)の磁極片134b上に
装着されており、磁極片134bから離間するようにし
て略直角に折り曲げられている。そしてその折曲部位か
ら、磁極片134bと略平行に軸中心に向かって突出
し、固定軸123の外周面に対して所定のクリアランス
Aをもって対向配置されている。
【0016】この漏れ防止カバー135のクリアランス
Aは、前記磁極片134bのクリアランスBに対して小
さい寸法となるように設定されている(A<B)。すな
わち当該漏れ防止カバー135のクリアランスAは、前
記磁極片134bのクリアランスBにより定められる漏
出磁性流体の油滴径よりも小さい寸法に形成されてい
る。
【0017】さらに上記漏れ防止カバー135と磁極片
134bとの離間部分には、漏出した磁性流体134c
を吸収するための油吸収シート136が装着されてい
る。この油吸収シート136は、所定の繊維構造を有す
る布体から構成されており、油性流体の吸収機能と接着
機能とを備えている。より具体的には、油性流体の吸収
機能を有する吸収層と、接着機能を有する接着層とから
なり、上記吸収層に対して、接着層(接着層)がコーテ
ィング等により被着成形されている。このときの吸収層
としては、吸収量を多くするために例えば不織布等が採
用されているとともに、接着層としては、例えばシート
状あるいは不織布等が採用されている。
【0018】さらに上記接着層の融点は、吸収層の融点
より低く設定されており、具体的な材質としては、吸収
層の材質として例えば、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリスチレン、ナイロン、塩化ビニル樹脂等が用い
られるとともに、吸収層の材質がポリプロピレンの場合
における接着層の材質として、例えば、ポリエチレン、
ナイロン11、ポリウレタン樹脂等が用いられる。
【0019】一方、上記磁性流体134cが配置されて
いる部位から外側(図示上側)の領域、すなわち磁性流
体134cの漏出通路の壁面上には、撥油剤の被膜13
7及び126が、コーティングにより被着されている。
より具体的には、磁極片134bの外側(図示上側)表
面、漏れ防止カバー135の内側(図示下側)表面及び
固定軸123の外周表面に、例えばテフロン系樹脂から
なる撥油剤の被膜がコーティング形成されている。
【0020】このように本実施例においては、漏れ防止
カバー135のクリアランスAが、磁極片134bのク
リアランスBに対応して決定される漏出磁性流体134
cの油滴径より小さく設定されていることとなり、外部
衝撃や反転使用等の原因によって、磁性流体シール13
4の磁極片134bから磁性流体134cが離脱してし
まった場合であっても、外部漏出しようとする磁性流体
134cは、漏れ防止カバー135に引っ掛かかり捕獲
される。従って漏れ防止カバー135により、磁性流体
134cの外部漏出が有効に阻止される。
【0021】特に本実施例においては、磁性流体134
cの漏出通路の壁面上に撥油剤の被膜13,126が
形成されているため、漏出した磁性流体134cが撥油
剤の被膜13,126によって粒子状に油滴化され、
上述した漏れ防止カバー135による捕獲作用が確実に
行われるようになっている。
【0022】さらに本実施例では、磁性流体134cの
漏出通路に、油吸収シート136が配置されているた
め、漏出した磁性流体134cは、上述したように漏れ
防止カバー135で捕獲されるのに加えて、油吸収部材
136にも捕獲され、磁性流体134cの外部漏出が一
層確実に防止されるようになっている。
【0023】また上述した第1実施例に対応する構成物
を同一の符号で表した図3にかかる第2実施例では、固
定軸123に対して磁性流体シール134が直接的に配
置されており、外部漏出した磁性流体134cを吸収す
るための油吸収シート138が、磁極片134bから離
間するようにして漏れ防止カバー135の内面(図示下
面)全長にわたって取り付けられている。この油吸収部
材138には、上記第1実施例と同様なものが用いられ
ている。この第2実施例によっても同様な作用・効果を
得ることができる。
【0024】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。
【0025】例えば、本発明による磁性流体シール及び
漏れ防止カバーは、上記各実施例のように固定部材側に
取り付けたものに限られず、同様にして回転部材側にも
固定することができる。このとき磁性流体シールを回転
部材及び固定部材の一方側に取り付け、漏れ防止カバー
を回転部材及び固定部材の他方側に取り付けることがで
きる。
【0026】また本発明は、モータ以外に用いられるあ
らゆる磁性流体シール装置に対しても同様に適用するこ
とができる。
【0027】
【発明の効果】以上述べたように本発明にかかる磁性流
体シール装置は、何らかの原因によって磁性流体シール
の磁極片から磁性流体が離脱した場合であっても、磁極
片のクリアランスに対応した漏出磁性流体の油滴径より
も、漏れ防止カバーのクリアランスを小さく設定する
ともに、上記漏れ防止カバーとの対向部材の表面に撥油
材の被膜をコーティング形成することによって、外部漏
出しようとする磁性流体を、漏れ防止カバーに引っ掛け
て捕獲するように構成したものであるから、外部衝撃や
反転使用等の種々の使用条件においても、磁性流体の外
部漏出を良好に防止することができ、装置の信頼性を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における磁性流体シール装置
の構造を表した半横断面説明図である。
【図2】図1に表された磁性流体シール装置を有するH
DDモータの構造例を表した半横断面説明図である。
【図3】本発明の他の実施例における磁性流体シール装
置の構造を表した半横断面説明図である。
【図4】従来における磁性流体シール装置の構造を表し
た半横断面説明図である。
【符号の説明】
134 磁性流体シール 134b 磁極片 134c 磁性流体 135 漏れ防止カバー A 漏れ防止カバークリアランス B 磁極片クリアランス

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転部材及び固定部材の一方側に取り付
    けられ、他方側に対して所定のクリアランスをもって配
    置された磁極片と、この磁極片における上記所定のクリ
    アランスを封止するように保持された磁性流体と、この
    磁性流体の外部漏出を防止するように当該磁性流体の漏
    出通路に設けられた漏れ防止カバーと、を備えた磁性流
    体シール装置において、 上記漏れ防止カバーは、前記回転部材及び固定部材の一
    方側又は他方側に対して所定のクリアランスAをもって
    配置され、この漏れ防止カバーにおけるクリアランスA
    が、前記磁極片におけるクリアランスBより小さく設定
    されているとともに、 上記漏れ防止カバーに対しクリアランスAをもって対向
    配置されている部材の表面に、撥油材の被膜がコーティ
    ング形成されている ことを特徴とする磁性流体シール装
    置。
  2. 【請求項2】 回転部材及び固定部材の一方側に取り付
    けられ、他方側に対して所定のクリアランスをもって配
    置された磁極片と、この磁極片における上記所定のクリ
    アランスを封止するように保持された磁性流体と、この
    磁性流体の外部漏出を防止するように当該磁性流体の漏
    出通路に設けられた漏れ防止カバーと、を備えた磁性流
    体シール装置において、 上記漏れ防止カバーは、前記回転部材及び固定部材の一
    方側又は他方側に対して所定のクリアランスAをもって
    配置され、この漏れ防止カバーにおけるクリアランスA
    が、前記磁極片におけるクリアランスBより小さく設定
    されているとともに、 磁性流体の漏出通路に、磁性流体を吸収する油吸収部材
    が設けられていることを特徴とする磁性流体シール装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項記載の磁性流体シール装置にお
    いて、 磁性流体の漏出通路に、撥油剤の被膜がコーティング形
    成されていることを特徴とする磁性流体シール装置。
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US6302586B1 (en) 1997-01-14 2001-10-16 Sankyo Seiki Mfg. Co., Ltd. Fluid sealing device for use with a motor for rotating a disc drive
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