JPH09163660A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 磁性流体が該シール装置のから飛散し、デイ
スクを収容している空間に侵入し、デイスクを損傷した
り、または導電性が失われる危険性を防止する。 【解決手段】 非磁性体材料によって構成したスピンド
ルモータシャフト２２と、これに嵌合配置した磁性流体
シールブッシュ２８と、これに対置して配置されている
上側ポールピース及び下側ポールピースを有する磁性流
体シール装置３２と、前記シャフト２２を支承するフロ
ントベアリング２４と、リアベアリングとを有している
スピンドルモータにおいて、磁性流体シールブッシュ２
８が磁性体の部材によって形成され、かつこの磁性流体
シールブッシュ２８が少なくとも前記フロントベアリン
グ２４の一部を支持し、これにより両ポールピースと磁
性流体シールブッシュ２８との間の磁気回路に加え、両
ポールピースとフロントベアリング２４と磁性流体シー
ルブッシュ２８との間にも同様に磁気回路を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、種々のＯＡ機器に
搭載され、磁気デイスク又は光磁気デイスク等のハード
デイスク記録媒体を回転駆動するためのスピンドルモー
タに関し、より詳細には該スピンドルモータ内部の軸受
部材等の潤滑剤その他のコンタミネーションを含む油粒
子や気体が、清浄状態にあるべき当該デイスクを収容し
ている空間に侵入することを防止するため、また、導電
性を確保するための新規な磁性流体シール装置を備えた
スピンドルモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては、例えば、
図５に示すような磁性流体シール装置を備えたスピンド
ルモータがある。更に同様なスピンドルモータは、同一
出願人の出願にかかる実開昭６４−５４７４８号、実公
平４−４８３８２号、特開平６−１６９５４４号、同特
開平６−２５９８７９号、更には同特開平７−１９４０
４６号等にも開示されている。

【０００３】例えば図５に示すようなスピンドルモータ
１においては、その組立てを容易にするために、直立し
たシャフト２に対してリアベアリング３、ステータ４、
フロントベアリング５、ロータハブ６等を一方向から
（図面において上方から）差し込むだけで組み込めるよ
うに、シャフト２を段付き構造としている。更に部品の
共通化を図りコストの低減化を図るため、シャフト２の
縮径部にはベアリングブッシュ７を介在せしめ、これに
よりフロントベアリング５とリアベアリング３とを同一
の部品とすることが出来るようにしている。またシャフ
ト２の加工を容易にするため、該シャフト２の素材をア
ルミニューム等の比較的柔らかい材質としている。

【０００４】また、スピンドルモータ１内部のベアリン
グ等から発生する潤滑剤その他のコンタミネーションを
含む油粒子や気体が、デイスクを収容している空間に侵
入することを防止するため、該スピンドルモータ１の内
部と外部とをつなぐ通路内にシール手段としての磁性流
体シール装置８が使用されている。そしてこの場合、シ
ャフト２は一般に非磁性のアルミニューム材料で構成さ
れているので、磁性体材料からなる磁性流体シールブッ
シュ９を該シャフト２に装着し、この磁性流体シール装
置８と磁性流体シールブッシュ９との間に磁性流体１０
を充填することによりシールを形成している。この場
合、磁性流体１０が導電性を有する場合には、ロータハ
ブ６に装着した磁気ディスク（図示なし）が高速回転す
ることにより空気との摩擦で生じた高電圧の静電気が、
この磁性流体１０を通してシャフト２から装置本体に放
電され、静電気によるデータの破壊や誤操作を防ぐこと
ができる。更にこの磁性流体シール装置８の外方には、
前記磁性流体シール装置８を保護する保護キャップ１１
が設けてある。

【０００５】ここで該磁性流体シール装置８は、図６に
示すように、平板環状磁石１２と、該磁石１２の上方に
配置されている上方ポールピース１３と、該磁石１２の
下方に配置されている下方ポールピース１４と、により
形成され、これらのポールピース１３、１４が前記磁石
１２の両面を挟着しているものであることは知られてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような構成を有す
るスピンドルモータ１において、磁性流体シール装置８
と磁性流体シールブッシュ９との間に磁性流体１０を充
填する際には、通常は、図６に示すように、シール装置
８を組立てた後、該磁性流体１０を注入器１５によっ
て、磁性流体シール装置８の上方ポールピース１３側よ
り注入している。しかしながらこのような注入作業が大
気圧下で行なわれているため、該注入作業の際、例えば
両ポールピース１３、１４と磁石１２との間の空所に磁
性流体１０とともに空気が押し込まれこの結果、充填さ
れた磁性流体１０内に気泡１６が混入する恐れがある
（図７参照）。

【０００７】もし、そのように両ポールピース１３、１
４間の磁性流体１０内に気泡１６が混入したままでモー
タ１を稼働した場合には、モータの駆動に伴ってモータ
内部の温度が上昇し、当該磁性流体１０内に混入してい
る気泡１６が該磁性流体１０内で膨張し、最終的に、該
磁性流体１０が該シール装置８の外方（図面の上方部
分）へ飛散し、デイスクを収容している清浄状態である
べき空間に侵入する危険性がある。また、磁性流体１０
が導電性を有する場合には、磁性流体１０の飛散によっ
ては導電性が失われる危険性が発生する。そこで本発明
はかかる危険を防止することを解決せんとするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、磁性流体シールブッシュを軸線
方向に延長し、該磁性流体シールブッシュの少なくとも
一部がベアリングブッシュを兼用するように設定し、こ
れにより両ポールピースと磁性流体シールブッシュとを
経る磁気回路に加えて、更に両ポールピースとベアリン
グと磁性流体シールブッシュとを経る磁気回路をも同時
に形成するように構成した。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例につき図
面を参照して述べる。図１は本発明の第１の実施例を示
すスピンドルモータ２０の軸受部分の一部と、磁性流体
シール装置が示してある。この図の実施例においては、
シャフト２２は図５に示すと同様にスピンドルモータ２
０の各構成部品を一方向から（図面において上方から）
差し込むだけで組み込めるようにするため段付き構造と
なっている。直立したこの段付き構造を有するシャフト
２２の周囲には、フロントベアリング２４及びリアベア
リング（図示なし）が配置されている。シャフト２２の
段付き縮径部２６には磁性流体シールブッシュ２８が嵌
合配置されている。

【００１０】本発明のこの磁性流体シールブッシュ２８
は図５に示すこれまでの磁性流体シールブッシュ９と異
なり、シャフト２２の軸線方向に下方まで長く伸びてい
る。このため、該シャフト２２を支持しているフロント
ベアリング２４の上方部分は、当該磁性流体シールブッ
シュ２８の下方部分により保持されている。該フロント
ベアリング２４の下方部分は、同様にシャフト２２の段
付き縮径部２６に嵌合配置されているベアリングブッシ
ュ３０により保持されている。このベアリングブッシュ
３０の下端部にはそこから外方へ伸びるフランジ部３１
が一体的に設けてあり、このフランジ部３１がフロント
ベアリング２４の下端部を保持している。ここで、磁性
流体シールブッシュ２８とベアリングブッシュ３０と
は、各部品毎の組付けが容易となるように、軸線方向に
僅かに離されて配置されている。

【００１１】また、リアベアリングは、実質的に磁性流
体シールブッシュ２８の外径に等しい直径を有している
シャフト２２の拡径寸法部分（図示なし）部分に直接載
置されている。これにより、フロントベアリング２４と
リアベアリングとは同一形状及び同一寸法のベアリング
を使用することが出来、こうして部品の共通化を図るこ
とによりコストの低減化を図ることが出来るようにして
いる。

【００１２】なお、該フロントベアリング２４及びリア
ベアリングの外側縁は、図５に示すと同様にロータハブ
２９によって支持されている。また、前述と同様に、当
該シャフト２２は、その加工を容易にするため、比較的
柔らかい例えば非磁性体であるアルミニューム等の材料
により構成されているのが望ましい。

【００１３】スピンドルモータ２０内部のこれらのベア
リング等から発生する潤滑剤その他のコンタミネーショ
ンを含む油粒子や気体がデイスクを収容している清浄で
あるべき空間に侵入することを防止するためシール手段
として、磁性流体シール装置３２が配置されている。こ
の磁性流体シール装置３２は、フロントベアリング２４
の上方であってスピンドルモータ２０の内部と外部とを
つなぐ通路内において、前記磁性流体シールブッシュ２
８に対向して、前記ロータハブ２９内に配置されてい
る。この磁性流体シール装置３２は、前述と同様に、平
板環状磁石３６と、該磁石３６の上方に配置されている
上方ポールピース３８と、該磁石３６の下方に配置され
ている下方ポールピース４０と、により形成され、これ
らのポールピース３８、４０が前記磁石３６の両面を挟
着している。

【００１４】上述のようにシャフト２２は一般に非磁性
のアルミニューム材料で構成されているので、該シャフ
ト２２に嵌合配置される磁性流体シールブッシュ２８は
磁性体材料にて形成するのが望ましい。これにより磁性
流体シール装置３２と磁性流体シールブッシュ２８との
間に磁性流体３４を充填した場合に、上下のポールピー
ス３８、４０と磁性流体シールブッシュ２８との間に磁
気回路が形成され、このため潤滑剤等を含む油粒子等が
前記通路を通ることが遮ぎられ、これらの油粒子等がス
ピンドルモータ２０側からデイスク空間へ飛散するのを
阻止される。

【００１５】なお、フロントベアリング２４の下方部分
を支持しているベアリングブッシュ３０は、単にフロン
トベアリング２４をシャフト２２の所定位置へ確実に保
持する機能を提供しているものであるため特に磁性材料
にて形成する必要はない。

【００１６】また、図示していないが、磁性流体シール
装置３２のさらに外方（図面において上方）には、磁性
流体シール装置３２を保護するための保護キャップ（図
示なし）が設けてあるのが好ましい。

【００１７】図５の場合と異なり、図１に示す磁性体で
ある磁性流体シールブッシュ２８は前記シール装置３２
に対向する位置から軸線方向下方に長く伸び、その一部
がベアリング２４を支承しており、ベアリングブッシュ
としての機能をも同時に提供している。即ち磁性流体シ
ールブッシュ２８は、その少なくとも一部がベアリング
ブッシュを兼用するように設定されているのである。

【００１８】このため本件発明における磁性流体３４を
内有するシール装置３２においては、例えば前記下方ポ
ールピース４０から磁性流体３４、磁性流体シールブッ
シュ２８、磁性流体３４、上方ポールピース３８を介し
て下方ポールピース４０に至る磁気回路又は上方ポール
ピース３８から磁性流体３４、磁性流体シールブッシュ
２８、磁性流体３４、下方ポールピース４０を介して上
方ポールピース３８に至る磁気回路に加えて、更に下方
ポールピース４０からフロントベアリング２４、磁性流
体シールブッシュ２８、磁性流体３４、上方ポールピー
ス３８を介して下方ポールピース４０に至る磁気回路又
は上方ポールピース３８から磁性流体３４、磁性流体シ
ールブッシュ２８、フロントベアリング２４、下方ポー
ルピース４０を介して上方ポールピース３８に至る磁気
回路が同時に形成される。

【００１９】ここで、前記ポールピース３８、４０と磁
性流体シールブッシュ２８とに着目すると、磁性流体シ
ールブッシュ２８と上方ポールピース３８との間には２
つの磁気回路が形成されているのに対して、磁性流体シ
ールブッシュ２８と下方ポールピース４０との間には一
方の磁気回路のみが形成されている。

【００２０】この結果、磁性流体シールブッシュ２８と
上方ポールピース３８との間には、磁性流体シールブッ
シュ２８と下方ポールピース４０との間の磁界の概ね２
倍の強度の磁界が発生する。このため、下方ポールピー
ス４０と磁性流体シールブッシュ２８との間の磁界強度
が弱まり、一方上方ポールピース３８と磁性流体シール
ブッシュ２８との間の磁界強度が強まり、結局上下のポ
ールピース３８、４０と磁性流体シールブッシュ２８と
の間に注入された磁性流体３４は、上方ポールピース３
８と磁性流体シールブッシュ２８との間においてのみ保
持されることになる。

【００２１】このため、例え、磁性流体シールブッシュ
２８と磁性流体シール装置３２との間に磁性流体３４を
注入する際に当該磁性流体３４内に空気が混入しても、
この磁性流体３４が上方ポールピース３８と磁性流体シ
ールブッシュ２８との間においてのみ保持されることに
なるため、その混入した空気は、下方ポールピース４０
と磁性流体シールブッシュ２８との間から容易に逃げ
る。そのため、スピンドルモータ２０を回転し、モータ
内部の温度が上昇しても当該磁性流体３４からの気泡の
発生が存在せず、従って当該磁性流体３４の飛散が発生
せず、完全に磁性流体の飛散防止が図られるのである。

【００２２】図２は本発明の別の実施例を示す図１と同
様の図である。この実施例が図１の場合と異なる点は、
図１に示す実施例においては、フロントベアリング２４
をシャフト２２の所定位置へ確実に支承するために、磁
性流体シールブッシュ２８とは別体を構成しているベア
リングブッシュ３０を設けていたが、図２に示す実施例
においては、磁性流体シールブッシュ２８とベアリング
ブッシュ３０とを一体的に形成したことである。以下に
おいて、図１に示す実施例と同一部材には同一の符号に
“ａ”を付して記載する。

【００２３】図２に示すスピンドルモータ２０ａおい
て、シャフト２２ａに嵌合配置されている磁性体から構
成されている磁性流体シールブッシュ２８ａは、フロン
トベアリング２４ａの全体を支承する長さを有してお
り、その下端部には該フロントベアリング２４ａを位置
決め固定するためにフランジ部３１ａが一体的に形成さ
れている。

【００２４】このため、この実施例においては、フロン
トベアリング２４ａの全体が該磁性体の磁性流体シール
ブッシュ２８ａによって保持されており、該フロントベ
アリング２４ａ及び磁性流体シールブッシュ２８ａを介
する磁気回路はより確実に達成されている。またこの実
施例においては、図１の実施例と異なりベアリングブッ
シュ３０が存在しないので、図１において述べたような
磁性流体の飛散防止が図られるのに加え、部品点数が減
少するという利点もある。

【００２５】

【発明の効果】この発明の磁性流体シール装置において
は、磁性流体が上方ポールピースと磁性流体シールブッ
シュとの間に集中するため、もしフロントベアリングと
磁性流体シールブッシュとの間に磁性流体を注入する際
に該磁性流体中に気泡が包含されても、スピンドルモー
タ稼動中にその磁性流体中含有された空気は下方ポール
ピースと磁性流体シールブッシュとの間から逃げるの
で、該磁性流体が飛散するという危険がなくなるのであ
る。このため、磁性流体を介して回転側と固定側との間
の導電性確保も確実になるものである。

【００２６】上下のポールピースと磁性流体シールブッ
シュとの間における磁力を異ならせ、本件発明と同様に
磁性流体を上方ポールピースと磁性流体シールブッシュ
との間に集中させる手段としては、図３に示すように上
方ポールピース３８ｂを下方ポールピース４０ｂよりも
磁性流体シールブッシュ２８ｂに接近するように配置す
ること、または図４に示すように上方ポールピース３８
ｃを下方ポールピース４０ｃよりも厚くなるように形成
することも考えられるが、これらの方法では磁性流体シ
ール装置の製造工程が複雑になるばかりでなく、スピン
ドルモータの組付け工程が複雑になり、また部品の共通
性を達成する上でも難点がある。更にスピンドルモータ
の価格が高価になるということもある。

【００２７】従って、磁性体で構成した磁性流体シール
ブッシュをフロントベアリングまで伸ばすという極めて
簡単な構成から成る本件発明は、これらのいずれの方法
よりも、その実用性、構造の容易性、組付け性、経済性
等が比較にならない程に優れているのである。

【００２８】本発明は、シャフトが段付きでないストレ
ートのものにも同様に使用することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本件発明の第１の実施例を示すスピンドルモー
タの磁性流体シール装置の部分を示す要部拡大図であ
る。

【図２】本件発明の第２の実施例を示すスピンドルモー
タの磁性流体シール装置の部分を示す要部拡大図であ
る。

【図３】本件発明と同様の機能を期待出来ると思われる
例を示す図である。

【図４】本件発明と同様の機能を期待出来ると思われる
別の例を示す図である。

【図５】磁性流体シール装置を備えた公知のスピンドル
モータの断面図である。

【図６】公知のスピンドルモータの磁性流体シール装置
へ磁性流体を注入する工程を示す図である。

【図７】公知のスピンドルモータの磁性流体シール装置
へ磁性流体を注入した際に該磁性流体シール装置と磁性
流体シールブッシュとの間において該磁性流体に空気が
混入する状態を説明する図である。

【符号の説明】

２０ スピンドルモータ ２２ シャフト ２４ フロントベアリング ２６ 段付き縮径部 ２８ 磁性流体シールブッシュ ２９ ロータハブ ３０ ベアリングブッシュ ３２ 磁性流体シール ３４ 磁性流体 ３６ 平板環状磁石 ３８ 上方ポールピース ４０ 下方ポールピース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、非磁性体材料によって構成
   したスピンドルモータシャフト２２と、該シャフト２２
   に対してロータハブ２９を回転自在に支承するベアリン
   グ２４と、該シャフト２２に嵌合配置した磁性流体シー
   ルブッシュ２８と、該磁性流体シールブッシュ２８に対
   置して該ロータハブ２９に配置されている磁性流体シー
   ル装置３２と、を有しており、 前記磁性流体シールブッシュ２８が磁性体の部材によっ
   て形成され、かつこの磁性流体シールブッシュ２８が少
   なくとも前記ベアリング２４の一部を支持していること
   を特徴とするスピンドルモータ２０。
2. 【請求項２】 少なくとも、非磁性体材料によって構成
   したスピンドルモータシャフト２２と、該シャフト２２
   に対してロータハブ２９を回転自在に支承するベアリン
   グ２４と、該シャフト２２に嵌合配置した磁性流体シー
   ルブッシュ２８と、該磁性流体シールブッシュ２８に対
   置して該ロータハブ２９に配置されている磁性流体シー
   ル装置３２と、該ベアリング２４を前記シャフト２２に
   対して所定位置に固定保持するベアリングブッシュ３０
   と、を有しており、 前記磁性流体シールブッシュ２８が磁性体の部材によっ
   て形成され、かつこの磁性流体シールブッシュ２８がベ
   アリングブッシュ３０を兼用していることを特徴とする
   スピンドルモータ２０。