JPH0571648A - 磁性流体シール装置の組み立て方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁性流体シール装置の組み付け時に、軸２の外
周面５の不要部分に磁性流体１０が付着するのを防止す
る。 【構成】ハウジング１の内周面４に、第一のポールピー
ス１６と、非磁性材製の堰板１３、１３により挟まれた
永久磁石７とを先に組み付ける。その後、第二のポール
ピース１８を組み付ける。第二のポールピース１８の組
み付け時迄、磁性流体１０は永久磁石７の内周縁に保持
される。この為、軸２の外周面５の不要部分に、磁性流
体が付着する事がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る磁性流体シール装
置の組み立て方法は、コンピュータ等に組み込まれるハ
ードディスク用駆動軸がケーシングの壁面を貫通する部
分の、気密保持を図る磁性流体シール装置を組み立てる
場合に利用する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ等に組み込まれるハードデ
ィスクは、ケーシング内に設けた磁気記憶素子である円
板を、ケーシング外に設けたモータにより回転駆動する
が、ハードディスク自体、塵等による汚れを極端に嫌う
為、上記モータの駆動軸がケーシングの壁面を貫通する
部分に、塵を通過させない様にする為のシール装置を設
ける必要がある。

【０００３】この様な部分に設置し、塵等の通過を阻止
する為のシール装置として従来から、特開昭６２−１１
００８０号公報、実開昭５８−１９１４２３号公報、同
６１−１３０２５号公報、同６１−４４０６７号公報、
同６１−７９０７０号公報、同６２−１９５２６１号公
報、同６１−２０４０２７号公報、同６３−８４１９号
公報、同６３−１３９３２５号公報、実公昭６３−２９
９４４号公報、米国特許第４６２８３８４号明細書、同
４６９２８２６号明細書等に記載された磁性流体シール
装置が、一般的に使用されている。

【０００４】上記各先行技術文献に記載された磁性流体
シール装置の構造は、細部に於いては種々異なっている
が、基本的には図１６又は図１７に示す様な構造を有し
ている。

【０００５】この内、先ず図１６に於いて１は、アルミ
ニウム、合成樹脂等の非磁性材により造られたハウジン
グで、例えば前記ケーシングの壁面等に固定される。２
は鉄等の磁性材により造られた軸で、磁性流体シール装
置本体３は、上記ハウジング１の内周面４と軸２の外周
面５との間の、円筒状の空間６内に設置される。

【０００６】上記磁性流体シール装置本体３は、軸方向
（図１６の左右方向）に亙って着磁された円輪状の永久
磁石７を、磁性材により円輪状に造られた１対のポール
ピース８、９によりサンドイッチ状に挟持し、各ポール
ピース８、９の内周縁と軸２の外周面５との間の隙間１
１、１１内に磁性流体１０を、上記永久磁石７の磁力に
よって保持する事により、構成されている。上記永久磁
石７と１対のポールピース８、９との外径は、ハウジン
グ１の内径よりも僅かに小さくして、各部材７、８、
９、１０により構成される磁性流体シール装置本体３を
ハウジング１の内周面に内嵌し、更に接着する事により
固定している。

【０００７】磁性流体シール装置本体３は、前述の様に
構成され、上述の様にハウジング１の内周面４と軸２の
外周面５との間に装着して、磁性流体シール装置を構成
する為、ハウジング１の内側での軸２の回転に拘らず、
この軸２の外周面５と各ポールピース８、９の内周縁と
の間に保持された磁性流体１０により、ハウジング１の
内周面４と軸２の外周面５との間のシール性保持が図ら
れる。

【０００８】尚、軸２が固定で、ハウジング１が回転す
る様な構造の場合、図１７に示す様に、磁性流体シール
装置本体３を、非磁性材製の軸２の外周面５に固定し、
磁性流体１０を、１対のポールピース８、９の外周縁
と、磁性材製のハウジング１の内周面４との間に保持す
る場合もある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様に
構成され作用する磁性流体シール装置の場合、何れの構
造（図１６、１３）に於いても、組み立て手順に起因し
て、次に述べる様な問題を生じる恐れがある。

【００１０】即ち、図１８に示す様に、ハウジング１の
内側に軸２が予め組み込まれた装置に、例えば図１６に
示す様な構造の磁性流体シール装置を組み付ける場合に
於いて従来は、先ず、注射器、或はスポイトの様な注入
器具により、図１９に示す様に、１対のポールピース
８、９の側面と永久磁石７の内周面とで囲まれたポケッ
ト部分１２に磁性流体１０を注入する。その後、図２０
に示す様に、磁性流体シール装置本体３を、ハウジング
１の内周面４と軸２の外周面５との間の円筒状の空間６
内に挿入する。

【００１１】空間６内への磁性流体シール装置本体３の
挿入に伴なって、１対のポールピース８、９の内周縁と
軸２の外周面５との間に磁界が形成される為、上記ポケ
ット部分１２に存在する磁性流体１０が、図２０に示す
様に、軸２の外周面５と各ポールピース８、９の内周縁
との間の隙間１１、１１に移り、この隙間１１、１１を
塞ぐ。

【００１２】上述の様に、従来方法により磁性流体シー
ル装置を組み立てる際、空間６内への磁性流体シール装
置本体３の挿入に伴って、軸２が両ポールピース８、９
の内側に存在する様になった瞬間に、上記ポケット部分
１２に存在する磁性流体１０が、隙間１１、１１に移っ
てしまう。そして、この様に磁性流体１０の移動が瞬間
的に行なわれた場合、磁性流体１０が隙間１１、１１に
移った後に於いても、磁性流体シール装置本体３の挿入
作業を継続して行なわなければならず、余分な磁性流体
１０が、図２１に示す様に、軸２の外周面５で、挿入方
向後方（図２０〜１７の右方）に位置する部分に付着す
る事がある。

【００１３】この様に軸２の外周面５で、隙間１１、１
１から外れた部分に付着した磁性流体１０は、軸２の回
転に伴なって周囲に飛散し易く、飛散した磁性流体がハ
ードディスクの磁気記憶手段に付着した場合、この磁気
記憶手段が誤動作する原因となってしまう。

【００１４】この様な不都合は、磁性流体シール装置本
体３を空間６内に挿入してから磁性流体１０の注入作業
を行なったり、磁性流体シール装置本体３の挿入方向を
工夫したり（磁気記憶手段を設けない側から挿入した
り）、或は軸２の外周面５で、磁性流体シール装置の組
み立て完了時に隙間１１、１１に対向する部分以外の部
分に、磁性流体１０の付着を防止する表面処理を施した
りする事で、或る程度防止出来るが、磁性流体シール装
置設置部分の構造上の問題から、挿入後に磁性流体１０
の注入作業を行なえない場合もある。又、磁性流体シー
ル装置本体３の挿入方向は必ずしも選択出来るとは限ら
ない。更に、表面処理による付着防止は、必ずしも完全
な効果が期待出来ない。この為、他の防止手段の実現が
望まれている。

【００１５】本発明の磁性流体シール装置の組み立て方
法は、上述の様な事情に鑑みて考えられたものである。

【００１６】

【課題を解決する為の手段】本発明の磁性流体シール装
置の組み立て方法の内、請求項１に記載されたものは、
軸方向に亙って着磁された円輪状の永久磁石を、それぞ
れ非磁性材により円輪状に形成された１対の堰板によ
り、永久磁石の一方の周縁が各堰板の一方の周縁よりも
凹んだ状態で挟持してユニットとし、このユニットの凹
んだ部分に磁性流体を付着させた後、ハウジングの内周
面と軸の外周面との間に形成された円筒状の空間に、奥
から順に、磁性材により円輪状に形成された第一のポー
ルピースと上記ユニットとを挿入し、これら第一のポー
ルピースとユニットとを、上記ハウジングと軸との内の
一方の部材に支持した後、上記空間内に、磁性材により
円輪状に形成された第二のポールピースを挿入して、こ
の第二のポールピースを堰板の側面で上記永久磁石と反
対側に当接させ、上記永久磁石と、第一、第二のポール
ピースと、少なくとも周面が磁性材により覆われた、上
記ハウジングと軸との内の他方の部材とにより磁気回路
を形成する事で、上記磁性流体を第一、第二のポールピ
ースの一方の周縁と上記周面との間の隙間に移動させ、
この隙間に保持する。

【００１７】又、請求項２に記載されたものは、軸方向
に亙って着磁された円輪状の永久磁石を、それぞれ磁性
材により円輪状に形成された第一のポールピースと非磁
性材により造られた堰板とにより、永久磁石の一方の周
縁が堰板及び第一のポールピースの一方の周縁よりも凹
んだ状態で挟持してユニットとし、このユニットの凹ん
だ部分に磁性流体を付着させた後、ハウジングの内周面
と軸の外周面との間に形成された円筒状の空間に上記ユ
ニットを、上記第一のポールピースを奥にして挿入し、
これら第一のポールピースとユニットとを、上記ハウジ
ングと軸との内の一方の部材に支持した後、上記空間内
に、磁性材により円輪状に形成された第二のポールピー
スを挿入して、この第二のポールピースを堰板の側面で
上記永久磁石と反対側に当接させ、上記永久磁石と、第
一、第二のポールピースと、少なくとも周面が磁性材に
より覆われた、上記ハウジングと軸との内の他方の部材
とにより磁気回路を形成する事で、上記磁性流体を第
一、第二のポールピースの一方の周縁と上記周面との間
の隙間に移動させ、この隙間に保持する。

【００１８】

【作用】上述の様に構成される、本発明の組み立て方法
により組み立てられた磁性流体シール装置により、ハウ
ジングと軸との相対的回転を自在としつつ、ハウジング
の内周面と軸の外周面との間の隙間を塞ぐ作用は、従来
から知られた磁性流体シール装置の場合と同様である。

【００１９】但し、本発明の磁性流体シール装置の組み
立て方法の場合、空間内に第二のポールピースを挿入し
て、この第二のポールピースを堰板の側面で上記永久磁
石と反対側に当接させる迄は、磁性流体が永久磁石の一
方の周縁部分に付着したままとなる。この為、磁性流体
シール装置の組み立て時に、ハウジングと軸との内の他
方の部材の周面に、余分な磁性流体が付着する事がなく
なる。

【００２０】

【実施例】次に、図示の実施例を説明しつつ、本発明を
更に詳しく説明する。先ず、図１〜９は、請求項１に記
載された発明に対応する、本発明の第一実施例を示して
いる。

【００２１】本発明の組み立て方法により磁性流体シー
ル装置に組み立てられる、軸方向（図１〜９の左右方
向）に着磁された永久磁石７の軸方向両端面には、図１
に示す様に、非磁性材により円輪状に形成された堰板１
３、１３が、接着剤等により添着される事で、ユニット
１９を構成している。アルミニウム、オーステナイト系
ステンレス鋼、塩化ビニル、アクリル、テフロン、ナイ
ロン等の合成樹脂、或はセラミック等の、非磁性材の薄
板（好ましくは、厚さが０．５mm以下）により円輪状に
形成された各堰板１３、１３は、上記永久磁石７の外径
とほぼ一致する外径と、この永久磁石７の内径よりも十
分に小さな内径とを有する。

【００２２】この為、１対の堰板１３、１３によって上
記永久磁石７を、サンドイッチ状に挟み、ユニット１９
を構成した状態に於いて、各堰板１３、１３の内周側部
分１３ａ、１３ａは、永久磁石７の内周縁よりも内方に
突出し、永久磁石７の内周縁は各堰板１３、１３の内周
縁よりも凹んだ状態となって、この永久磁石７の内側で
両内周側部分１３ａ、１３ａの間に、内方が開口したポ
ケット１４が形成される。

【００２３】そして、上記ポケット１４には、磁性流体
シール装置を組み立てるのに先立って、図２に示す様
に、所望量の磁性流体１０を、注射器、スポイト等によ
り注入しておく。

【００２４】一方、本発明の組み立て方法により、磁性
流体シール装置が組み付けられる部分は、図３に示す様
に構成されている。即ち、少なくとも内周面４を円筒面
とした、非磁性材製のハウジング１の内側には、外周面
５を円筒面とした、磁性材製の軸２が、転がり軸受１５
により、回転自在に支持されている。そして、ハウジン
グ１の内周面４と軸２の外周面５との間に、磁性流体シ
ール装置を組み付けるべき空間６を設けている。

【００２５】本発明の組み立て方法により、上記空間６
に磁性流体シール装置を組み付ける場合、先ず図４に示
す様に、空間６の奥に、鋼等の磁性材により円輪状に形
成された第一のポールピース１６を挿入する。図示の実
施例の場合、この第一のポールピース１６の外周縁部
を、ハウジング１の内周面４に形成した段部１７に突き
当てる事で、空間６内での第一のポールピース１６の位
置決めを図っている。

【００２６】図４に示す様に、空間６の奥に第一のポー
ルピース１６を支持したならば、次いで図５に示す様
に、前記図２に示す様に１対の堰板１３、１３と永久磁
石７と磁性流体１０と組み合わせる事により構成したユ
ニット１９を、上記空間６内に挿入し、奥側の堰板１３
の外側面（永久磁石７と反対側を言い、図５の右側
面。）を上記第一のポールピース１６の側面に密接させ
る。

【００２７】この様に、各部材１６、１３、１３、７、
１０を図５に示す様に組み立てた状態に於いては、未だ
永久磁石７と軸２との間に強い磁気回路が形成されない
為、磁性流体１０は永久磁石７の磁力によってポケット
１４内に保持された状態のままとなり、軸２の外周面５
が磁性流体１０で汚れる事はない。

【００２８】図５に示す様に、空間６内に各部材１６、
１３、１３、７、１０を組み付けたならば、次いで、図
６に示す様に、磁性材により円輪状に形成された第二の
ポールピース１８を上記空間６内に挿入して、この第二
のポールピース１８を、挿入方向手前側の堰板１３の外
側面に当接させる。

【００２９】この結果、上記永久磁石７と、第一、第二
のポールピース１６、１８と、磁性材製の軸２とにより
磁気回路が形成され、前記図２、５に示す様に、それ迄
前記ポケット１４内に保持されていた磁性流体１０が、
図７に示す様に、第一、第二のポールピース１６、１８
の内周縁と軸２の外周面５との間の隙間１１、１１に移
動し、図８に示す様に、そのままこの隙間１１、１１に
保持されて、図９に示す様に、磁性流体シール装置の組
み立てが完了する。

【００３０】上述の様に構成される、本発明の組み立て
方法により組み立てられた磁性流体シール装置により、
ハウジング１の内側での軸２の回転を自在としつつ、ハ
ウジング１の内周面４と軸２の外周面５との間の隙間を
塞ぐ作用は、従来から知られた磁性流体シール装置の場
合と同様である。

【００３１】但し、本発明の磁性流体シール装置の組み
立て方法の場合、前記各部材１６、１３、１３、７、１
０を図５に示す様に組み立てた後でも、ハウジング１の
内周面４と軸２の外周面５との間の空間６内に第二のポ
ールピース１８を挿入して、この第二のポールピース１
８を挿入方向手前側の堰板１３の外側面に当接させる迄
の間は、磁性流体１０が永久磁石７の内周縁部分に付着
したままとなる。

【００３２】この為、磁性流体シール装置の組み立て時
に、軸２の外周面５で、前記隙間１１、１１に対向する
部分以外の部分に、余分な磁性流体が付着する事がなく
なる。

【００３３】尚、以上に述べた第一実施例に於いては、
空間６内に第一のポールピース１６を挿入した後、１対
の堰板１３、１３と永久磁石７とにより構成されるユニ
ット１９を上記空間６内に挿入する様にしているが、空
間６の奥側に挿入する第一のポールピース１６は、図１
０に示す第二実施例の様に、奥側の堰板１３の外側面に
予め添着しておき、第一のポールピース１６と他の部材
１３、１３、７、１０とを、同時に空間６内に挿入する
事も出来る。

【００３４】又、この場合に於いては、請求項２に記載
された発明に対応する、図１１に示す第三実施例の様
に、奥側の堰板１３を省略しても良い。

【００３５】又、図１２に示す第四実施例の様に、永久
磁石７の両側面に段部２０、２０を設け、この段部２
０、２０に堰板１３、１３をはめ込む事も出来る。この
様に構成した場合、堰板１３、１３を触る事なく、ユニ
ット１９を取り扱う事が出来る為、上記堰板１３、１３
が極く薄く、極めて変形し易い（腰が弱い）場合でも、
堰板１３、１３を含む構成各部材の取り扱いが容易にな
る。

【００３６】又、図１３に示す第五実施例の様に、堰板
１３を、内周面側が開口した断面コ字形に形成すると共
に、この堰板１３の外周面を、永久磁石７の内周面に接
着する事も出来る。この様に構成する事により、ユニッ
ト１９の厚さ寸法を、前記図１の場合に比べて、堰板１
３、１３の分だけ小さく出来る。

【００３７】又、図１４〜１５に示す第六実施例の様
に、第一、第二のポールピース１６、１８の外周縁部に
面取り状の切り欠き２１、２１を形成すると共に、磁性
流体装置本体３をハウジング１の内周面に固定した場合
に、各切り欠き２１、２１の内側に接着剤２２、２２を
溜める様にすれば、上記磁性流体装置本体３の外周面と
ハウジング１の内周面との間の密封性を向上させる事が
出来る。尚、この様な切り欠き２１、２１は、第一、第
二のポールピース１６、１８に設ける代りに、堰板１３
或は永久磁石７に設ける事も出来る。

【００３８】更に、前記図８に示したユニット１９に於
いて、堰板１３、１３の内径は必ずしも第一、第二のポ
ールピース１６、１８の内径と等しくする必要はない。
即ち、堰板１３、１３の内径は、各ポールピースの内径
よりも大きくても良い。そして、両部材の内径の違いに
より、磁性流体１０がポケット１４から隙間１１、１１
に達する迄の時間を調節出来る。

【００３９】更に、図示の各実施例に於いては、ハウジ
ング１の内周面４に支持される磁性流体シール装置を組
み立てる場合に就いて説明したが、本発明の組み立て方
法は、この他にも、前記図１７に示す様に、軸２の外周
面５に支持される磁性流体シール装置を組み立てる場合
にも適用出来る。

【００４０】

【発明の効果】本発明の磁性流体シール装置の組み立て
方法は、以上に述べた通り構成され作用するが、ハード
ディスク等、異物が付着する事を嫌う物品が存在する清
浄空間に、磁性流体が飛散する可能性を低く抑える事が
出来、磁性流体シール装置を組み込んだ磁気記憶装置等
の信頼性を向上させる事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する為、１対の堰板により永久磁
石を挟んだ状態を示す断面図である。

【図２】図１の永久磁石に磁性流体を付着させた状態を
示す断面図である。

【図３】磁性流体シール装置の組み付け部分を示す断面
図である。

【図４】組み立て方法の最初の行程を示す断面図であ
る。

【図５】図４に続く行程を示す断面図である。

【図６】図５に続く行程を示す断面図である。

【図７】第二のポールピース挿入後、磁性流体が移動す
る状態を示す断面図である。

【図８】磁性流体が移動し切った状態を示す断面図であ
る。

【図９】組み立て完了後の磁性流体シール装置を示す断
面図である。

【図１０】図１に第一のポールピースを添着した第二実
施例を示す断面図である。

【図１１】図１０から一方の堰板を除いた第三実施例を
示す断面図である。

【図１２】第四実施例を示す断面図である。

【図１３】第五実施例を示す断面図である。

【図１４】第六実施例を組み立て前の状態で示す断面図
である。

【図１５】同じく組み立て後の状態で示す断面図であ
る。

【図１６】 従来の磁性流体シール装置の基本構造の第
１例を示す断面図である。

【図１７】 同じく第２例を示す断面図である。

【図１８】 磁性流体シール装置を装着すべき部分を示
す断面図である。

【図１９】 従来の組み立て方法の最初の行程を示す断
面図である。

【図２０】 図１９に続く行程を示す断面図である。

【図２１】 組み立て完了後の状態を示す断面図であ
る。

【符合の説明】

１ ハウジング ２ 軸 ３ 磁性流体シール装置本体 ４ 内周面 ５ 外周面 ６ 空間 ７ 永久磁石 ８ ポールピース ９ ポールピース １０ 磁性流体 １１ 隙間 １２ ポケット部分 １３ 堰板 １３ａ 内周側部分 １４ ポケット １５ 転がり軸受 １６ 第一のポールピース １７ 段部 １８ 第二のポールピース １９ ユニット ２０ 段部 ２１ 切り欠き ２２ 接着剤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に亙って着磁された円輪状の永久
   磁石を、それぞれ非磁性材により円輪状に形成された１
   対の堰板により、永久磁石の一方の周縁が各堰板の一方
   の周縁よりも凹んだ状態で挟持してユニットとし、この
   ユニットの凹んだ部分に磁性流体を付着させた後、ハウ
   ジングの内周面と軸の外周面との間に形成された円筒状
   の空間に、奥から順に、磁性材により円輪状に形成され
   た第一のポールピースと上記ユニットとを挿入し、これ
   ら第一のポールピースとユニットとを、上記ハウジング
   と軸との内の一方の部材に支持した後、上記空間内に、
   磁性材により円輪状に形成された第二のポールピースを
   挿入して、この第二のポールピースを堰板の側面で上記
   永久磁石と反対側に当接させ、上記永久磁石と、第一、
   第二のポールピースと、少なくとも周面が磁性材により
   覆われた、上記ハウジングと軸との内の他方の部材とに
   より磁気回路を形成する事で、上記磁性流体を第一、第
   二のポールピースの一方の周縁と上記周面との間の隙間
   に移動させ、この隙間に保持する、磁性流体シール装置
   の組み立て方法。
2. 【請求項２】 軸方向に亙って着磁された円輪状の永久
   磁石を、それぞれ磁性材により円輪状に形成された第一
   のポールピースと非磁性材により造られた堰板とによ
   り、永久磁石の一方の周縁が堰板及び第一のポールピー
   スの一方の周縁よりも凹んだ状態で挟持してユニットと
   し、このユニットの凹んだ部分に磁性流体を付着させた
   後、ハウジングの内周面と軸の外周面との間に形成され
   た円筒状の空間に上記ユニットを、上記第一のポールピ
   ースを奥にして挿入し、これら第一のポールピースとユ
   ニットとを、上記ハウジングと軸との内の一方の部材に
   支持した後、上記空間内に、磁性材により円輪状に形成
   された第二のポールピースを挿入して、この第二のポー
   ルピースを堰板の側面で上記永久磁石と反対側に当接さ
   せ、上記永久磁石と、第一、第二のポールピースと、少
   なくとも周面が磁性材により覆われた、上記ハウジング
   と軸との内の他方の部材とにより磁気回路を形成する事
   で、上記磁性流体を第一、第二のポールピースの一方の
   周縁と上記周面との間の隙間に移動させ、この隙間に保
   持する、磁性流体シール装置の組み立て方法。