JPH07111029A - モータの軸受流体シール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転精度を向上させつつ、モータの清浄性及
び小型化を同時に図ることを可能とする。 【構成】 回転部材２３１と一体に回転する滑り軸受２
３２と、この滑り軸受２３２を受けるスラスト板２２５
とを、磁性流体シール２４の磁気回路Ａの一部を形成す
るように磁性体から形成し、磁性流体シール２４におけ
る一つの磁気回路Ａにより、本来の軸受用磁性流体２５
のシール機能に加えて、滑り軸受２３２をスラスト板２
２５側に磁気的に吸引する機能と、スラスト板２２５と
滑り軸受２２３の間に軸受用磁性流体２５を保持する機
能とを得るように構成したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転部材を支承する滑
り軸受に充填された軸受用磁性流体の漏洩を防止するモ
ータの軸受流体シール構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種モータにおいて、滑り軸受により回
転部材を支承するように構成したものが広く採用されて
いる。例えば図４に示されている軸固定型のＨＤＤスピ
ンドルモータにあっては、フレーム１側に組み付けられ
たステータ組と、このステータ組に対して軸方向に組み
付けられたロータ組とから構成されている。そして上記
フレーム１には、固定軸２が垂直に立設するように設け
られているとともに、この固定軸２と同心状に円筒状の
コアホルダー３が配置されている。また上記円筒状のコ
アホルダー３の外周部には、巻線４が巻回されたステー
タコア５が装着されている。

【０００３】さらに上記固定軸２には、一対のラジアル
滑り軸受６，６を介して回転部材としてのハブ７が回転
自在に支承されている。このハブ７は、磁気ディスク等
のメディアを外周部に装着する略円筒形状の胴部７ａを
有しているとともに、この胴部７ａの図示下縁側に半径
方向外周側に張り出すように設けられた取付部７ｂに、
バックヨーク８を介して駆動マグネット９が環状に装着
されている。この駆動マグネット９は、前記ステータコ
ア５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。

【０００４】一方、上記ラジアル滑り軸受６，６の滑り
面には、所定の軸受用磁性流体が充填されているととも
に、ラジアル滑り軸受６，６の軸方向外側には、上記軸
受用磁性流体の外部漏洩を防ぐための磁性流体シール１
０，１０が、上記両ラジアル滑り軸受６，６を軸方向に
挟み込むようにして配置されている。これらの各磁性流
体シール１０は、磁石１０ａの軸方向両側を、一対のポ
ールピース（磁極片）１０ｂ，１０ｂにより軸方向に挾
み込んでなるものであり、上記ポールピース１０ｂ，１
０ｂの内周側端縁部に磁性流体１０ｃ，１０ｃが保持さ
れている。

【０００５】またこれらの各磁性流体シール１０は、ハ
ブ７の内周部に装着されており、磁性流体１０ｃが固定
軸２の外周面に密着している。そしてこれらの両磁性流
体シール１０，１０により、ラジアル滑り軸受６，６を
含む通路が耐圧的に封止され、この封止空間によって軸
受用磁性流体の漏洩が防止されるとともに、モータ外部
側からの塵芥等の侵入が防止されるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述のような
構成のモータでは、ロータ組がスラスト方向に移動ガタ
を有しており、衝撃や振動等によりロータ組が軸方向に
移動することがある。そして上述した従来の軸受流体シ
ール構造では、ロータ組の軸移動を生じた場合等におい
て、磁性流体シール１０，１０により画成された封止空
間内から軸受用磁性流体が外部側に押し出されることが
ある。このような軸受用磁性流体の漏出は、特に清浄な
雰囲気を要するモータには好ましくない。

【０００７】そこで本発明は、ロータ組のスラスト方向
の移動ガタを簡易な構成でなくすことによって、回転精
度を向上させつつ、滑り軸受の軸受用磁性流体の漏出を
良好に防止することができるようにしたモータの軸受流
体シール構造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】上記目的を達成するため
本発明にかかるモータの軸受流体シール構造は、回転部
材を回転自在に支承するように固定部材あるいは上記回
転部材のいずれかに固着された滑り軸受と、この滑り軸
受と上記固定軸との滑り面間に充填された軸受用磁性流
体と、当該軸受用磁性流体の漏出を防ぐように配置され
た磁性流体シールと、を備えたモータの軸受流体シール
構造において、上記磁性流体シールは、前記滑り軸受の
外周面を封止するように配置されているとともに、上記
固定部材に、前記滑り軸受の軸方向端面を受けるスラス
ト板が設けられ、当該スラスト板は、磁性流体シールの
磁極片を構成する磁性体から形成され、かつ上記スラス
ト板及び滑り軸受により磁性流体シールの磁気回路が形
成されるように、前記滑り軸受が磁性体から形成された
構成になされている。

【０００９】

【作用】

そして上記手段によれば、磁性流体シールにおける一つ
の磁気回路により、本来の軸受用磁性流体のシール機能
が良好に得られるのに加えて、上記磁気回路に基づく磁
気的吸引力により、回転部材と一体に回転するように設
けられた滑り軸受がスラスト板側に向かって軸方向に常
時引き付けられ、ガタ付きのない安定した回転状態が得
られるとともに、上記磁気回路に基づく磁気的吸引力に
より、スラスト板と滑り滑り軸受との間に常時磁性流体
が保持されることとなり、両者間の潤滑作用が良好に維
持されるようになっている。

【００１１】

【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。まず図１に示されている本発明の第１実施
例におけるＨＤＤスピンドルモータは、フレーム２１側
に組み付けられた固定部材としてのステータ組２２と、
このステータ組２２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２３とから構成
されている。このうちステータ組２２を構成しているス
テータコア２２１は、上記フレーム２１に位置決めして
設置された略円筒状のコアホルダー２２２の外周部に嵌
着されており、このステータコア２２１の突極部に巻線
２２３が巻回されている。

【００１２】また上記コアホルダー２２２の中心部に
は、固定軸２２４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２２４の外周に対して、前記ロー
タ組２３を構成するハブ２３１が、一対のラジアル滑り
軸受２３２，２３２を介して回転自在に支承されてい
る。上記ハブ２３１は、磁気ディスクを外周部に装着す
る略円筒形状の胴部２３１ａを有しているとともに、こ
の胴部２３１ａの図示下端縁に半径方向外周側に張り出
すように取付部２３１ｂを有しており、この取付部２３
１ｂに、バックヨーク２３３を介して駆動マグネット２
３４が環状に装着されている。上記駆動マグネット２３
４は、前記ステータコア２２１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。

【００１３】一方、前述した各ラジアル滑り軸受２３
２，２３２どうしの間部分には、環状の軸受スリーブ２
３５が介挿されており、当該軸受スリーブ２３５の軸方
向両端部に、ラジアル滑り軸受２３２，２３２どうしが
軸方向に一定間隔離されるようにして保持されている。
このとき各ラジアル滑り軸受２３２の内周面と前記固定
軸２２４の外周面とは、互いに滑り面を構成しており、
両滑り面どうしの間の隙間内に、軸受流体として軸受用
磁性流体２５が介在されている。

【００１４】また、図示下側のラジアル滑り軸受２３２
の軸方向直下位置には、当該ラジアル滑り軸受２３２の
軸方向端面を回転可能に受けるスラスト板２２５が配置
されている。このスラスト板２２５は、前記コアホルダ
ー２２２の上端面に装着されており、図２にも示されて
いるように、当該スラスト板２２５に形成されたスパイ
ラルグルーブ等の動圧発生溝と、前記ラジアル滑り軸受
２３２の軸方向端面との間にも、上述した軸受用磁性流
体２５が充填されている。このとき上記スラスト板２２
５は、所定の磁性体から形成されており、これにより磁
性流体シール２４のポールピース２４ｂを兼用してい
る。この点については後述する。

【００１５】さらに上記コアホルダー２２２の外周縁部
には、円環状突出部２２６が一体的に設けられている。
この円環状突出部２２６は、回転中心軸と同心状に設け
られており、図示下側のラジアル滑り軸受２３２の外周
壁面に対して、半径方向に所定間隔離して環状に対面す
るように配置されている。またこの円環状突出部２２６
の外周側には、前記ハブ２３１の一部を構成する壁面
が、半径方向に所定間隔離して環状に対面するように配
置されている。

【００１６】一方、上記ラジアル滑り軸受２３２，２３
２の軸方向外側には、上記軸受用磁性流体２５の漏出を
防ぐための磁性流体シール２４，２４が、当該ラジアル
滑り軸受２３２，２３２を軸方向に挟み込むように配置
されている。これらの各磁性流体シール２４は、磁石２
４ａの軸方向両側を一対のポールピース（磁極片）２４
ｂ，２４ｂにより軸方向に挾み込んだものであり、上記
ポールピース２４ｂの内周端縁部に磁性流体２４ｃが保
持されている。そしてこれら両磁性流体シール２４，２
４により、上記両ラジアル滑り軸受２３２，２３２の軸
受流体の外部漏出を防ぐ封止空間が画成されている。以
下、この磁性流体シール２４の構造について述べる。

【００１７】まず図１上側の磁性流体シール２４は、ハ
ブ２３１の上端側内周に配置されており、その磁性流体
２４ｃは、固定軸２２４に固定された抜止板２２７の外
周面に密着している。また図示下側の磁性流体シール２
４は、上述した円環状突出部２２６の内周壁面に固着さ
れており、図示上側のポールピース２４ｂの内周端縁部
に保持された磁性流体２４ｃが、ラジアル滑り軸受２３
２の外周壁面に密着している。従ってこれらの両磁性流
体シール２４，２４により、ラジアル滑り軸受２３２，
２３２を含む横断面略Ｌ字状の通路が耐圧的に封止さ
れ、この封止空間によって軸受用磁性流体２５の外部漏
洩が防止されるとともに、モータ外部側からの塵芥等の
侵入が防止されるように構成されている。

【００１８】さらに図示下側の磁性流体シール２４にお
いては、特に図２に示されているように、下側のポール
ピース２４ｂが、前述したスラスト板２２５により兼用
されるように構成されている。すなわち前記スラスト板
２２５と、このスラスト板２２５に近接するラジアル滑
り軸受２３２とは、それぞれ所定の磁性体から形成され
ており、軸方向に着磁された前記磁石２４ａを磁束発生
源として、図示上側のポールピース２４ａ、磁性流体２
４ｃ、ラジアル滑り軸受２３２、軸受用磁性流体２５、
スラスト板２２５を循環する磁気回路Ａが形成されるよ
うに構成されている。

【００１９】このように本実施例装置では、磁性流体シ
ール２４による一つの磁気回路Ａによって、軸受用磁性
流体２５の漏洩を防止する本来のシール機能が得られる
のに加えて、上記磁気回路Ａに基づく磁気的吸引力によ
り、ラジアル滑り軸受２３２が、磁性流体シール２４の
ポールピースを構成するスラスト板２２５側に向かって
軸方向に常時引き付けられ、これによってガタ付きのな
い安定した回転状態が得られるようになっている。さら
にまた上記磁気回路に基づく磁気的吸引力により、スラ
スト板２２５と滑り軸受２３２の間に、軸受用磁性流体
２５が常時保持されることとなり、従って両者間の潤滑
作用が良好に維持されるようになっている。

【００２１】また上述した実施例と同一の構成物を同一
の符号で表した図３の実施例では、磁性流体シール２４
の図示上側のポールピース（磁極）２４ｄが、多段の突
極部を備えるように形成されており、それらの各突極部
に対して磁性流体２４ｃが配置されている。このような
多段のポールピース２４ｄを用いれば、より一層シール
機能を高めることができる。

【００２２】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。例えば
ラジアル滑り軸受は、固定部材あるいは回転部材のいず
れかに固着すればよく、軸側に固定して軸受の外周面を
滑り面とすることも可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように本発明にかかるモータ
の軸受流体シール構造は、回転部材と一体に回転する滑
り軸受と、この滑り軸受を受けるスラスト板とを、磁性
流体シールの磁気回路の一部を形成するように磁性体か
ら形成し、磁性流体シールにおける一つの磁気回路によ
り、本来のシール機能に加えて、滑り軸受をスラスト板
側に磁気的に吸引する機能と、スラスト板と滑り軸受の
間に磁性流体を保持する機能とを得るように構成したも
のであるから、回転精度を向上させつつ、モータの清浄
性及び小型化を同時に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるＨＤＤモータの構造
を表した半横断面説明図である。

【図２】図１に表されたモータの軸受部を表した部分拡
大断面図である。

【図３】本発明の他の実施例におけるモータの軸受部を
表した部分拡大断面図である。

【図４】従来におけるＨＤＤモータの構造例を表した半
横断面説明図である。

【符号の説明】

２１ フレーム ２２ ステータ組 ２３ ロータ組 ２４ 磁性流体シール ２４ａ 磁石 ２４ｂ ポールピース（磁極片） ２４ｃ 磁性流体 ２５ 軸受用磁性流体 ２２４ 固定軸 ２２５ スラスト板 ２３１ ハブ ２３２ ラジアル滑り軸受

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転部材を回転自在に支承するように固
   定部材あるいは上記回転部材のいずれかに固着された滑
   り軸受と、 この滑り軸受と上記固定軸との滑り面間に充填された軸
   受用磁性流体と、 当該軸受用磁性流体の漏出を防ぐように配置された磁性
   流体シールと、を備えたモータの軸受流体シール構造に
   おいて、 上記磁性流体シールは、前記滑り軸受の外周面を封止す
   るように配置されているとともに、 上記固定部材に、前記滑り軸受の軸方向端面を受けるス
   ラスト板が設けられ、 当該スラスト板は、磁性流体シールの磁極片を構成する
   磁性体から形成され、 かつ上記スラスト板及び滑り軸受により磁性流体シール
   の磁気回路が形成されるように、前記滑り軸受が磁性体
   から形成されていることを特徴とするモータの軸受流体
   シール構造。