JPS62109896A

JPS62109896A - 導電性強磁性流体の軸受兼シ−ル装置とこの装置に使用する低粘度の導電性強磁性流体

Info

Publication number: JPS62109896A
Application number: JP61211349A
Authority: JP
Inventors: ハヌマイアー・エル・ゴウダ; クルデイプ・ラジ; ルシアン・ボーダズ
Original assignee: Ferrofluidics Corp
Current assignee: Ferrofluidics Corp
Priority date: 1985-09-09
Filing date: 1986-09-08
Publication date: 1987-05-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本出願は、本出願と同じ発明者だよる１９８５年３月１
９日付米国特許出願第７１３．７５７号の一部継続出願
であり、同出願明細書の全文を参照して組入れる。この
特許出願は、導電性の強磁性流体組成物を内容とするも
のであり、この組成物は液状担体と、磁性を付与する磁
性粒子と、磁性流体組成物に導電性を与える量の導゛１
性炭素粒子と、液状担体中に磁性粒子と導電性粒子を分
散して安定化するに十分な菫の分散剤とを含んで成る。

標準的には炭素粒子の量は組成物の１〜２５重盪チであ
９１分散剤が陰イオン系界面活性剤を含み、炭素粒子の
平均粒径は約２０〜３００オングストローム、凝結粒子
のサイズは約１１までである。

このような導電性強磁性流体組成物は、コンピュータデ
ィスクト９ライ；ｐ装置の回転軸部材のよ１５に静電荷
の蓄積する回転軸部材の周囲に設ける強磁性流体シール
に使用できると開示されている。この導電性強磁性流体
組成物の特徴は、電気抵抗率が約１０　　オーム／側風
下であることにある。通常の場合、導電性強磁性流体組
成物を導電手段と組合わせ、これらを環状永久磁石と１
つまたはそれ以上の極片によって形成される第１または
第２の半径方向空隙または多重の半径方向空隙に配置す
ることにより、電荷をシール空隙部にある導電性の強磁
性流体から大地へと逃がす働きをさせる。

本出願はｔ＋、ルシアン・Ｍ−ダス（Ｌｕｃｌａｎｌｌ
（ｏｒｄｕｚ）とカルディグ・う・ゾ（Ｋｕｌｄｌｐ　
Ｒａｊ）による１９８５年５月２１日付米国特許出願第
７３６．３８８号の一部継続出願でもある。本出願も先
の２件の係属特許出願と同様、共通の譲受人でアルニュ
ーハンプシャー州ナスハのフエロフルイデイツクス・コ
ーポレイシラン（ＦｅｒｒｏｆｌｕｌｄｌｃｓＣｏｒｐ
ｏｒａｔｌｏｎ）　　に譲渡済みである。１９８５年５
月２１日付米国特許第７３６．３８８号も本出願中に参
照して編入する。この出願は安定した強磁性流体組成物
とその強磁性組成物をシール装置に使用することとを内
容とし念ものである。強磁性流体組成物は、液状担体と
、磁性を与える強磁性粒子と、強磁性粒子を分散すると
共に、強磁性流体組成物に対して優れ次導電性も与える
分散量の陽イオン系界面活性剤とを含んで成る。用いら
れる陽イオン系界面活性剤としては、例えば窒素原子等
の陽イオンの正に荷電した部分と、炭化水素等の長鎖部
分とから構成されており、長鎖部分が強磁性流体組成物
に使用される有機質の液状担体と融和性であるかまたは
これに可溶性であるものが標準的に使用される。一般に
、陽イオン系界面活性剤は、界面活性剤対磁性粒子の重
量比においてｌ二１〜２０：１の割合で存在しており、
有機質液状担体は炭化水素、ポリアルファ・オレフィン
他の液状非揮発性担体等、種々な材料で構成することが
できる。また有機質液状担体は、特に陽イオン系界面活
性剤がポリエトキシレート部やボリデロポキシレート部
等のポリアルキルオキンレ−）部ｔ−含む場合、エステ
ルグリコールで構成してもよい。陽イオン系界面活性剤
は標準的に、脂肪酸第四イミダゾール塩、ポリグロオキ
シ第四アンモニウム塩、またはせサル化ポリプロピレン
塩（ｃｓｓｓａｌａｔ＠ｄ　ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌ＠ｎ
嗜５ａｌｔ）、あるいはそれらの組合わせを含む第四ア
ンモニウム界面活性剤から選択する。安定し六強磁性流
体組成物は、コンピュータディスクドライブ等の用途に
うまく使用して、従来の密封機能の他にも電荷を伝導し
て電荷の蓄積を防止する働きをさせることができる。

発明の背景強磁性流体は流体力学的軸受の軸受流体として使用され
るのが標準的であり、強磁性流体膜受とシールを組合わ
せた構成で使用されることが多い。

コンピュータディスクドライブ関係で工業的に使用され
ている強磁性流体膜軸受の一実施態様では、強磁性流体
が軸受の両側に設けられ九強磁性流体シール装置と関連
して流体軸受およびシールの両方として使用されている
。コンビエータディスクドライブに使用される強磁性流
体膜軸受装置の主な構成部品は、ラジアル軸受、１対の
スラスト軸受、それに軸受空胴部の一端部または両端部
に設けられて軸受空胴部内部に強磁性流体を保持する通
常は２つの強磁性流体シール装置とを含んで成る（１９
８５年７月２日発行の米国特許第４．５２６，４８４号
等参照）。

コンピュータディスクドライブ関係の用途では、軸受の
速度が３６０　Ｏｒｐｍまたはそれに近いものとなるが
、このよ５な速度はインラインモータを使用して達成さ
れる。軸受の半径方向隙間は変化するとはいえ一般にＯ
，６ミル止まりであシ、軸受は３つｉたは４つのセクタ
ーから成る軸受アセンブリとすることができる。

このような軸受アセンブリが従来の玉軸受とスピンドル
のアセンブリに優る利点は、非反復性回転撮れが非常に
少ないこと、減衰、および運転音が静かなことである。

しかし、コンピュータディスクドライブその他の用途に
おいては回転式ディスクドライブシャフトが電荷を蓄積
して、その結果コンピュータディスクドライブのヘッド
とディスクとの間に’ｉｔ位差が生じることから、軸受
アセンブリ内で強磁性流体膜を支持するスピンドルを接
地しておく必要がある。回転式ディスクシャフトに蓄積
する電荷を接地して、ディスクや磁気ヘッドに損傷を与
えたり、その結果としてディスクの情報を喪失してしま
う怖れのあるスパークを防止せねばならない。一般に使
用される接地方法は、接地ゼタンを用いてディスクシャ
フトと接触させ、蓄積し六静電荷を大地へ伝導する方法
である。しかし接地？タンは使用中に粒状物を発成しが
ちである、騒ｆｔｔ−立てる、経時的に摩耗する、軸受
兼シール−！Ａ１１ｔＫ新たな構成部品を加える、結果
的に得られる軸受・シルルアセンブリが高価になる上、
経時的に信頼性が低くなるといつ虎欠点があるため、余
り満足できるものではない。

まな１強磁性流体軸受の動作中はその中で使用した強磁
性流体組成物を粘度が２７℃で５０　ｃＰ（センチポア
ーズ）以下、より標準的には２５ｃＰま走は１５　ａＰ
あるいはそれ以下と低いものにする必要がある。この場
合使用に適する低粘度の強磁性流体組成物は、２００ガ
ウスに缶化されており２７℃で１５　ｃＰの粘度を有す
るエステルを基材とした強磁性流体であろう。低粘度の
強磁性流体は軸受アセンブリの動力消費量を低減し、温
度上昇を小さくすると共に軸受アセンブリの各種構成部
品の熱膨張を最小化することによって、このような熱膨
張による軸受の性能を最大化する。温度上昇を小さくす
ることは、粘度の変化を低減し、軸受アセンブリの荷重
支持特性や能力に影４１を及ぼすことがないようにする
ためにも必要である。

従って、導電性軸受装置と、このような軸受装置に使用
するための導電性低粘度の強磁性流体組成物を提供する
ことが望ましい。

発明の要約本発明は、導電性の強磁性流体軸受装置とこのような装
置に用いる低粘度の導電性強磁性流体組成物に係わる。

本発明は特に、コンピュータディスクドライブＫ特に有
用な強磁性流体の軸受兼シール装置に係わり、このよう
彦装置では先行技術の接地メタンを設ける必要が無く、
低粘度導電性の特殊な強磁性流体組成物を用いる。

本発明は接地メタンを必要としない新規の強磁性流体膜
軸受アセ／プリを提供する他、新規の複合形強磁性流体
膜軸受兼シールアセンブリを提供する。これらはどちら
もコンピュータディスクドライブに特に有用なものであ
り、またどちらの装置におい丁も接地メタンを設ける必
要がなく、先行技術の接地ぎ夕／に関連して生じる欠点
を無くすことができる。この強磁性流体装置に使用する
新規の低粘度の導電性強磁性流体は、標準的に電気抵抗
率が約１０　　オーム／ｃｍ　ｓ粘度が２７℃で約５０
ｃＰ、例えば２５ａＰｔ７’？はそれ以下である。

導電性強磁性流体組成物は液状担体を含んで成り、この
担体は強磁性流体く対して磁性を付与できるだけの量の
強磁性粒子のよう々磁性粒子を該液状担体中に分散して
含有する一方、これと組合わせて導電量の陽イオン系界
面活性剤も含んでおり、この陽イオン系界面活性剤は強
磁性粒子の分散剤としての働きと、強磁性流体組成物に
対して導電性を与える働きの両方を行なう。強磁性流体
組成物はこの他にも微細分割したカーゼンブラック粒子
等の炭素粒子を所定量分散して含んでもよく、これが陽
イオン系界面活性剤と組合って電気抵抗率を低くする。

低粘度導電性の強磁性流体組成物は、微細分割し念炭素
粒子を少ｔしか含まない。即ち、一般的には強磁性流体
組成物の約４重量俤まで、標準的には約０１〜４重１俤
、例えば０．５〜２．５重ｆ優である。このように制御
量の炭素粒子を加えることによって、強磁性流体組成物
の粘度が大幅に上がることのないようにする。強磁性流
体組成物の中に少着の炭素粒子を用いると粘度が例えば
約２５ｃＰから５０ｃＰと僅かに上昇するが、これはま
だ軸受に使用する強磁性流体組成物として許容し得る範
囲である。それに対して導電性は陽イオン系界面活性剤
と組合わせることで大幅にまた予想外によくなるため、
低粘度の導電性強磁性流体組成物を用いた場合は接地メ
タンを別個に設ける必要が無くなる。炭素粒子を強磁性
流体組成物中に分散して使用することについては、米国
特許出願第７１３，７５７号に記載されているが、ここ
ではシール用に標準的に用いる炭素粒子の童が相当大き
くなっておりその結果強出性流体組成物が擬液性（チク
ソトロビ〜）ｔたは濃厚になって、軸受アセンブリとし
ては許容できない本のになる。この流体は炭素粒子なし
でそのまま使用することができる。

また米国特許出願第７３６，３８８号では、陽イオン系
界面活性剤を用いて安定した導電性強磁性流体組成物を
提供しているが、どちらの組成物も主として強磁性流体
シールに使用することを目的に構成されたものであり、
安定性のよいことが望まれる。従って陽イオン系界面活
性剤を基材とした強磁性流体は先行技術から周知であり
、このような界面活性剤を使用することによって耐浸食
性が与えられると共に強磁性流体組成物の電気特性が向
上することも周知である。陽イオン系界面活性剤と微細
炭素粒子のコロイド状懸濁液を組合わせることによって
、強磁性流体軸受装置には使用不可の高粘度または擬液
性の強磁性流体組成物とすることなく、強磁性流体の電
気特性を更に向上できることが判明し念。

低粘度の導電性強磁性流体組成物を従来の軸受装置に用
いて、ばねを装填した接地ボタンを用いずに回転式の透
磁性シャフトから蓄積静電荷を逃がすようにすることが
できる。これまでの非導電性強磁性流体や非導電性の流
体力学的軸受液に代えて４を性の強磁性流体組成物を使
用することによって、この導電性強磁性流体組成物とシ
ャフトを介して静電荷を大地へ逃がして静電荷の蓄積を
防止することができる。

あるいはまた、強磁性流体軸受とシールの複合装置の中
に、原特許出願第７１３，７５７号において接地目的で
用いているような従来の擬液性導電強磁性流体を用いて
１つまたは２つ別個の強磁性流体シール装置を設けても
よい。１つまたは２つの強磁性流体シールを用いると、
軸受空胴部の中に低粘度の強磁性流体ま念は流体力学的
液体を保持するなどの働きをするため、擬液性または高
粘度のｇｉ磁性流体組成物を使用した場合でも電力消費
が非常に小さくて済む。更にこの様々組成物はシャフト
周囲の０−リング形シールの粘度の方が高くなっている
ことによシ、強磁性流体を軸受内部に保持するのを助け
る働きもする。

通常の場合、軸受流体として使用される低粘度の導電性
強磁性流体組成物は強磁性流体シールに用いるのと同一
または同様の液状担体を基材として融和性を確保するよ
うにするが、推奨はできないがもし必要であれば非融和
性の液状担体を使用することもできる。軸受装置に有用
な低粘度の導電性強磁性組成物は、その抵抗率が５０オ
ーム、場合によっては１０オームｔｅはそれ以下と低く
なる。これはシール装置の半径方向空隙部の非常に小さ
い表面積の中に表面積の大きい軸受があることが抵抗を
低くすることに寄与するためである。コンピュータディ
スクドライブ関係の用途に使用する軸受アセンブリに低
粘度の強磁性流体を用いる場合、蓄積静電荷を接地する
上で許容できる抵抗値は１ｃｍ当）キロオーム単位ま六
は１０５オーム以下である。

低粘度の強磁性流体組成物は炭化水素等の無極性有機質
液状担体ま九はエステル等の極性有機質担体、あるいは
水、グリコール、エステル類等の担体と、強磁性流体組
成物に対して磁気特性および磁性を与えるに十分な童の
強磁性粒子とを含んで成り、この時の強磁性粒子の量は
、液状担体の５〜２０１１Ｌ′ｊｊｋｅ６に相当する０
強磁性流体組成物はまた、分散剤としての陽イオン系界
面活性剤、標準的には第四アンモニウム界面活性剤を分
散用の童グラス導電性を与える童含んでいる。使用する
磁性粒子は、強磁性流体組成物の調製に一般に使用され
る磁性粒子であり、粒径が一般的にはｉｏｏ。

オングストローム以下、標準的に２０〜２００オングス
トロームの、強磁性材料を微細分割した粒子を含んでよ
い。分散剤としての陽イオン系界面活性剤対強磁性粒子
の比は変動的であるが、一般に電量で０．５：１〜２０
：１である。

強磁性流体組成物は更に、一定電の微細分割したカーボ
ンブラック粒子と典型的なファーネイスカーメンブラッ
ク粒子を約４重量憾まで含み、これらの粒子はゲールミ
／Ｉ／磨砕、分散、練磨その他の磨砕Ｓ磨技術などによ
って強磁性流体の調製を行なう際に液状担体中に分散さ
せる。多種多様な陶イオン系界面活性剤を使用できるが
、一般には米国特許出願第７３６，３８８号で使用した
第四イミダゾール塩その他の第四アンモニウム塩等の第
四塩類が用いられる。

このような強磁性流体組成物は粘度が低いことによって
強磁性流体軸受装置に特に有用でちるが、強磁性流体シ
ール装置等の他の装置にも有用に使用することができ、
その場合は低粘度の導電性強磁性流体組成物が有用とな
る。一般に強磁性流体組成物の飽和値は変動的であるが
、普通は約２０〜５００ガウス、より標準的には１００
〜４００ガウスである。

次に本発明について一定の実施態様に関連して実例説明
を行なうか、当業者であればこの実施態様に各種の変更
、追加、修正、改良を加えることができ、これらも全て
本発明の主旨と範囲の中に入るものとみなす。

実施態様第１１はコンピュータディスクドライブと共に使用する
強磁性流体膜軸受装置１０を示しておシ、コンピュータ
ディスクドライブの磁気ヘッド１２がハウジング１８内
部に配置されている透磁性シャフト１６によって駆動さ
れるコンピュータディスク１４の表面と近接して配置さ
れている。２７℃での粘度が約１５ｃＰ、２００ガウス
の低粘度の導電性強磁性流体がシャフト１６を取囲む強
磁性流体軸受として示されている。強磁性流体シール装
置が軸受アセンブリ１０の頂部と底部に示されており、
強磁性流体用のＱ　＋　リング形シール２２は半径方向
空隙部を備えた極片２４を介して回転シャフト１６の周
りに形成されている。この空隙部の中と下に導電性の強
磁性流体を配置することによってＱ−リング形強磁性流
体シール２２を形成すると共に、環状磁石２６を用いて
磁束界を与えることによって、半径方向空隙部内部に強
磁性流体２２を保持している。軸受装置１０はこの他に
もスラスト軸受２８と、シャフトに固着されて、シャフ
トをコンピュータディスク１４と共に回転するインライ
ンモータ３０も含んでいる。

図示のように５強磁性流体装置１ｃは、蓄積する静電荷
を逃がすためにシャフト表面と引張り合う関係に配置さ
れる導電性接地ボタンが含まれておらず、その代わり軸
受アセングリのシャフト１６０周四にある軸受空胴部の
中に低粘度の電導性強磁性流体を用いると共に、任意に
非電導性または電導性強磁性流体を用いて軸受アセンブ
リ頂部に０−リング形強磁性流体シールを形成すること
により、磁気ヘッド１２の動作する領域を汚染から守る
シールを構成している。第１図の軸受アセンブリにおい
ては、磁気ヘッド１２およびコンピュータディスク１４
にかけて蓄積する静電荷が、透磁性回転シャフト１６と
、強磁性流体が導電性である場合の半径方向空隙部２２
内の強磁性流体と、−・ウジング全体に軸受流体として
存在する導電性の強磁性流体を介して大地へと連続的に
伝導される。従って、接地ブタンを無くすことができる
。

第２図はコンピュータディスク４４の表面に近接して配
置されたＭｉ気ヘッド４２を有する強磁性流体膜軸受装
置１４０を示しており、ディスク４４は軸受ハウジング
４８内部に配置されている透磁性シャフト４６に固着さ
れている。非導電性ま九は導電性の低粘度強磁性流体５
０がハウジング内部の軸受空隙部の中に配置されている
。ハウジングの頂部と底部に複極片影強磁性流体シール
装置５２が設けられており、このシール装置Ｆ′１４つ
の極片５４をその間に磁石５６を配置して含んでいる。

各極片はシャフト表面と近接するが接触はしないところ
まで延びており、複数の半径方向空隙部を形成しており
、その中に抵抗率の低め導電性強磁性流体組成物６２を
含んでいる。シャフト４６はまた、上下スラスト軸受５
８も含んでおり、インラインモータ６０を介して７ヤフ
トが回転される。

図示のような強磁性流体膜軸受ｖｅ置４０は、軸受流体
としての導電性または非導電性強出性流体の他、更に抵
抗軍の低い導電性強磁性流体組成物を用いてハウジング
の頂部と底部において強磁性流体シール装置のＯ−ＩＪ
ング形強磁性流体シールを形成するよりにできる。磁気
ヘッド４２から回転ディスク４４にかけて蓄積した靜′
亀荷は頂部および底部の導電性強磁性流体シール装置ｆ
５２、静止極片５４、ハウジング４８の他、シャフト４
６とハウジング４８との間にある半径方向空隙部の導電
性強磁性流体６２などを通して逃がされるため、別に接
地ブタンを設ける必要がない。図示のように、軸受空洞
部の両端に周知の２種類の導電性強磁性流体シールを設
けることによって、軸受装置の小型化と電気抵抗の低減
を達成することができる。この時標ｊ的な抵抗は２〜５
オ一ム程度。

軸受寸法はｏｔＦｓｏ　インチとなる。

亘第１図と第２図の軸受アセンブリに使用する炭素粒子と
［場イオン系界面活性剤から成る低粘度の強磁性流体組
成物を下記のように調製した。

Ｆｅ５０を２４ＯＮと４５４のＦ　＠　ＣＬ　５を４２
５ゴと水２５０１１Ｌ／を用いてマグネタイト（Ｆ’ｓ
、ｏ４）を調製した。これら３成分を混合し丸ものを常
時攪拌しながら５℃に維持して、Ｆ　ｓ　８０４が完全
に溶解するようにした。

アンモニア溶液（３０係ＮＨ，）をｐ）１１２に達する
まで徐々に加えることによって、浴液からＦ・ＳＯ４を
沈澱させた。Ｆ　＠　５０４の沈澱を行なう間、溶液は
５℃に冷却して、磁性粒子の平均粒径を１００オンダス
トロームの範囲にする必要がある。ｐＨ１２、温度５℃
で懸濁液を更に３０分間攪拌した後、温度を９０〜１０
０′ｃＫ上げ九、この温度を６０分間維持した。

懸濁液を激しく攪拌しながらその中に石けんｌＱＱｍｊ
を加えた。石けん組成物は体積比１：１のイソステアリ
ン酸とアンモニア（３０１８Ｈ，）溶液とした。

上述の組成物を入れ良悪濁液を９０〜１００℃で３０分
間混合した後、イソ／４２フインの炭化水素留分（エク
ソン・ケミカル・カンパニー社製ｌ５ＯＰＡＲ−Ｇ　、
沸騰点１６０〜１７６℃）３５０ωを懸濁液中に常時攪
拌しながら加えた。

６０分間激しく攪拌すると、イソステアリン酸によって
十分被覆された磁性粒子が全て炭化水素留分中に懸濁し
た。この混合物を１２０分間沈降させた。上層は炭化水
素を基材とする磁性コロイドを含む、この上層液を別の
ビー力に移した。炭化水素を基材とする磁性コロイド（
３００ＣＣ）を２００ｃｃのアセトンと混合し丸。マグ
ネタイトを沈降させて、その上層液をサイフオンで移し
出した。

この動作をあと２回以上繰返して余分のインステアリン
酸を除くようにする。アセトンの含水スラリを４０００
８のヘボタンを入れたピー力に加えた。

このスラリを８０℃に加熱してアセトンを除去した。後
に残った流体は飽和ａ化がほぼ４００ガウスのへブタン
を基材とする磁性コロイド４５０ωであった。

全部で５５ｇのポリプロオキシ第四塩化アンモニウムの
陽イオン系界面活性剤（ウィツトコラ・ケミカル・カン
パニー社（Ｗｌ　ｔａｏ　　Ｃｈ＊ｍｉ　ｃａｌ　Ｃｏ
、）製のポリプロオキシ第四アンモニウムアセテート、
ＥＭＣＯＬ　　５５　ｃｃ　）を７０℃のへブタンを基
材とする磁性コロイド中に常時攪拌しながら加え九、こ
の温度で３０分間攪拌した時、磁性粒子に対する第２界
面活性剤の吸着が完全に行なわれたことを認めた。ポリ
オールエステル（モービル−ケミカルｅカンパニー社製
モービル・エステルＤＢ３２、流動点−６２℃、引火点
２０４℃、粘度指数１４９）から成る液状担体を全部で
５００ｃｃ、ヘボタンを基材とする磁性コロイドに攪拌
しながら加えた。

ヘプタンが全て除去されるまでこの混合物を１００℃に
保った。

この最終的強磁性流体を高い磁界勾配において８０℃に
２４時間維持して、大きな凝結体を除去した。上層液を
ｐ遇して、カーメンブラック粒子（コロンビア・ケミカ
ルズ・カンパニー社製Ｃ０ＮＤＵＣＴＥＸ　４０−２２
０　）と混合した。

カーメンブラックの定量は１〜３重重優として、強磁性
流体中にカーメンブラックがよく分散するようにした。

混合時間は室温で２時間である。

最終的強磁性流体の飽和磁化は２００ガウス、２７℃で
の粘度が２０ｃＰであった。

第１図と第２図の何れにおいても、シールまたは軸受空
胴部に上の例の低粘度の導電性強磁性流体組成物を用い
ることによって、接地ボタンを使用する必要を無くし、
軸受とシールの複合装置を大地に固着するだけでよいよ
うにしている。従って、先行技術の装置にあったような
間馳点が無くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は低粘度の導電性強磁性流体を内蔵した強磁性流
体軸受装置を示す概略図、第２図は導電性強磁性流体を
内蔵した強磁性流体軸受装置であって、強磁性流体シー
ル装置ｇｔｔ−含む装置の断面図である。１０．４０・・・強磁性流体膜軸受装置、１６゜４６・
・・透磁性回転シャフト、１８．４８・・・ハウジング
、２０．５０・・・低粘度強磁性流体、２２゜５２・・
・Ｑ−ＩＪング形強磁性流体シール、２４．５４・・・
極片、２６．５６・・・永久磁石、２８．５８・・・ス
ラスト軸受％　３０．６０・・・インラインモータ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）強磁性流体の流体力学的軸受兼シール装置に使用
する低粘度の導電性強磁性流体組成物であつて、前記組
成物が、ａ）液状担体と、ｂ）前記強磁性流体組成物に対して磁性を付与するに十
分な量の強磁性粒子と、ｃ）微細分割した炭素粒子と陽イオン系界面活性剤とを
組合わせたものとを含んでおり、陽イオン系界面活性剤
が炭素粒子および磁性粒子を液状担体中に分散させるだ
けの量存在し、またこれと組合わせて炭素粒子が、電気
抵抗率が約１０＾２オームまたはそれ以下であり粘度が
２７℃で約５０ｃＰまたはそれ以下である低粘度の導電
性強磁性流体組成物を提供するべく、前記強磁性流体の
約４重量％の量まで存在して成る組成物。
（２）前記陽イオン系界面活性剤が第四アンモニウム界
面活性剤である、特許請求の範囲第１項に記載の組成物
。
（３）前記炭素粒子の量が前記強磁性流体組成物の約２
〜４重量％存在する、特許請求の範囲第１項に記載の組
成物。
（４）前記担体が非揮発性炭化水素またはエステルの有
機質液状担体材料を含んで成る、特許請求の範囲第１項
に記載の組成物。
（５）前記強磁性流体組成物の粘度が２７℃で約１５ｃ
Ｐまたはそれ以下である、特許請求の範囲第１項に記載
の組成物。
（６）前記炭素粒子は粒子サイズが約２００オングスト
ローム以下の微細分割した炭素粒子であり、また前記炭
素粒子はファーネス工程から得られたカーボンブラック
である、特許請求の範囲第１項に記載の組成物。
（７）磁性粒子対陽イオン系界面活性剤の比が約０．５
：１〜２０：１である、特許請求の範囲第１項に記載の
組成物。
（８）前記陽イオン系界面活性剤が窒素の陽性なヘッド
グループと長い尾部分を有し、液状担体に可溶性の第四
アンモニウム界面活性剤を含んで成る、特許請求の範囲
第１項に記載の組成物。
（９）強磁性流体の流体力学的軸受装置に使用する低粘
度の導電性強磁性流体であつて、前記強磁性流体組成物
が、ａ）非揮発性炭化水素またはエステルの液状担体化合物
と、ｂ）前記液状担体に対して磁性を付与するに十分な量の
微細分割した強磁性粒子と、ｃ）４重量％までの微細分割したカーボンブラック粒子
と、ｄ）窒素の陽性なヘッドグループと液状担体に可溶な長
い尾部分とを含んで成る第四アンモニウム塩で構成され
た陽イオン系界面活性剤とを含んでおり、前記陽イオン
系界面活性剤が炭素粒子と組合わせられて、電気抵抗率
が約１０＾２オームまたはそれ以下であり粘度が２５℃
で約２５ｃＰまたはそれ以下と低い非擬液性の強磁性流
体組成物を提供するだけの量存在して成る組成物。
（１０）強磁性流体の軸受装置であつて、ａ）一端部と他端部とを有しているシャフト受容空洞部
をその中に備えておりかつラジアル軸受の内壁面を有し
ていることを特徴とするハウジングと、ｂ）前記シャフト受容空洞部の中に回転自在に配置され
ており、前記空洞部と共にラジアル軸受空洞部を構成し
ている回転シャフトと、ｃ）前記回転シャフトがハウジ
ング内を縦方向に運動するのを支持するスラスト軸受手
段と、ｄ）前記シャフト受容空洞部の前記一端部または他端部
あるいは両端部にあつて回転シャフト面の周りにＯ−リ
ング形強磁性流体シールを設けている強磁性流体シール
装置手段と、ｅ）前記強磁性流体シール装置の強磁性流
体として使用される導電性の強磁性流体組成物と、ｆ）前記軸受空洞部の中に配置されている、粘度が２７
℃で約５０ｃＰであり抵抗率が約１０＾２オームまたは
それ以下の低粘度の導電性強磁性流体組成物と、ｇ）前記軸受装置を接地するための手段であつて、蓄積
される電荷を機械的接地ボタンをシャフトに接触させる
ことなくシャフトから大地へと逃がすことのできる導電
性軸受装置を提供する手段とを含んで成る軸受装置。
（１１）シャフト素子の表面周囲に設けられるＯ−リン
グ形強磁性流体シールが導電性の強磁性流体組成物を含
んで成り、回転シャフト素子とハウジングが導電性材料
で構成されて成る、特許請求の範囲第１０項に記載の軸
受装置。
（１２）前記軸受装置がシャフト受容空洞部の前記一端
部に第１スラスト軸受手段を、他端部に第２スラスト軸
受手段を含んで成り、強磁性流体シール装置がシャフト
受容空洞部の前記一端部に第１強磁性流体シール装置手
段を、他端部に第２強磁性流体シール装置手段を含んで
成り、シャフト受容空洞部の一端部および他端部におい
て回転シャフト面をシールしている、特許請求の範囲第
１０項に記載の軸受装置。
（１３）回転シャフト面の周りに設けられたＯ−リング
形強磁性流体シールを形成する強磁性流体組成物が、軸
受空洞部内に使用されるのと同じ低粘度の導電性強磁性
流体組成物である、特許請求の範囲第１０項に記載の軸
受装置。
（１４）強磁性流体シール装置手段がシャフト受容空洞
部の一端部および他端部に一段式強磁性流体シール装置
手段を含んで成り、前記強磁性流体シール装置手段が環
状永久磁石と単一極片とを含んで成り、前記極片の一端
部がシャフト装置表面の周囲に半径方向空隙部を形成し
ており、その半径方向空隙部の中に強磁性流体が配置さ
れて前記一端部と他端部の両方に強磁性流体シールを形
成している特許請求の範囲第１０項に記載の軸受装置。
（１５）強磁性流体シール装置手段がシャフト受容空洞
部の一端部に第１シール手段を、他端部に第２シール手
段を含んで成り、各々の強磁性流体シール手段が複式極
片と環状磁石とを含んで成り、前記複式極片がその一端
部において回転シャフトの表面と共に半径方向空隙部を
形成しており、かつ前記一方の第１強磁性流体シール手
段と他方の第２強磁性流体シール手段においてシャフト
面の周囲に二段式強磁性流体シールを構成して成る、特
許請求の範囲第１０項に記載の軸受装置。
（１６）コンピュータディスクドライブシステムであつ
て、特許請求の範囲第１０項に記載の軸受装置と、前記
回転シャフトにそれと共に回転するように固着されてい
るコンピュータディスクと、前記コンピュータディスク
に対して情報を授受する磁気ヘッド手段と、回転軸に回
転運動を与えるモータ手段とを含んで成るコンピュータ
ディスクドライブシステム。
（１７）コンピュータディスクドライブシステムであつ
て、前記コンピュータディスクドライブシステムが、ａ）コンピュータディスクから情報を受け、あるいはこ
れに対して情報を与える磁気ヘッド手段と、ｂ）コンピュータディスクと、ｃ）透磁性の回転シャフト素子であつてコンピュータデ
ィスクが前記シャフトの一端部にそれと共に回転するよ
うに固着されている回転シャフト素子と、ｄ）シャフト受容空洞部と、軸受空洞部を形成する内壁
面とを特徴とし、前記シャフト受容空洞部が一端部と他
端部を有しているハウジングと、ｅ）前記軸受空洞部に配置されている導電性低粘度の強
磁性流体組成物と、ｆ）シャフト受容空洞部の一端部と他端部に配置されて
、回転シャフト素子表面の周囲にＯ−リング形強磁性流
体シールを構成する強磁性流体シール装置手段と、ｇ）シャフト受容空洞部の一端部と他端部に設けられて
、回転シャフト素子の縦方向運動を支持するスラスト軸
受手段と、ｈ）シャフト素子およびコンピュータディスクに対して
回転運動を与えるモータ手段と、ｉ）ハウジングを接地
することにより、磁気ヘッド手段およびコンピュータデ
ィスクにかけて蓄積される静電荷を回転シャフト素子と
ハウジングを介して大地へ逃がすための接地手段とを含
んで成り、軸受空洞部内の強磁性流体の粘度が２７℃で
約２５ｃＰ以下であり、抵抗率が約５０オーム以下であ
るコンピュータディスクドライブシステム。
（１８）回転シャフトの周囲のＯ−リング形強磁性流体
シールとして使用される強磁性流体が、抵抗率が約１０
＾２オームまたはそれ以下であり粘度が約５０ｃＰまた
はそれ以下の低粘度の導電性強磁性流体を含んで成る、
特許請求の範囲第１７項に記載のコンピュータディスク
ドライブシステム。