JPS63152773A

JPS63152773A - 磁性流体シ−ル

Info

Publication number: JPS63152773A
Application number: JP61298435A
Authority: JP
Inventors: Shigemitsu Oguchi; 小口　重光; Kunio Hoshitani; 星谷　邦夫
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1986-12-15
Filing date: 1986-12-15
Publication date: 1988-06-25

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】産業上の利用分野本発明は、磁性流体シールに関する。より詳細には、枢
支する回転軸との優れた導電性を有する新規な磁性流体
シールの構成に関する。

従来の技術回転軸を低抵抗に支持する軸受には、ボールあるいはロ
ーラ等を用いた各種ベアリングに代表される多（の種類
のものがある。これらの軸受は、静止時には各部材が互
いに接触しているので、部材を導電性の材料で構成して
おけば、回転軸と支持体との導通性が保たれている。と
ころが、回転を始めると、潤滑油や空気などが摺動部分
に潤滑膜を形成するので構成部材間の接触が断たれ、良
好な電気的の導通が得られなくなる。

一方、例えば磁気ディスク装置において、回転軸である
スピンドルが、回転中にスピンドルの軸受と非接触の状
態、即ち、スピンドルから軸受への電気的導通を遮断さ
れた状態になると、磁気ディスクあるいはスピンドル等
の回転する側の部材が空気との摩擦やスピンドル駆動用
のベルトとの摩擦のために帯電し、記録並びに再生動作
に悪影響を与えることが知られている。そこで、従来の
磁気ディスク装置では、この帯電を防止するためにスピ
ンドル等の回転軸から接地を取るためのアース機構が設
けられていた。

このような磁気ディスク装置に用いるアース機構は、大
別して２種の構成に分けることができる。

第一の構成は、インナロータ形式の回転機構に用いるも
ので、スピンドルの中心でロータとステータを接触させ
ることによって、回転軸からの接地を得るものである。

第二の構成は、アウターロータ形式の回転機構に用い、
回転時に周速を持つ部分にステータを接触させる構成で
ある。

これらの構成では、接触部における良好な導電性を保つ
と同時に回転軸の運動を妨げないように構成する必要が
ある。また回転軸の運動に際して接触部では摺動摩耗が
発生するので、実際のアース機構では、ロータ部に例え
ばステンレス鋼を使用し、ステータ部に例えば銀とカー
ボンあるいは樹脂とカーボンなどの成形品を対応させ、
ステータ部品を定期的に交換することによって長期に亘
る信頼性を確保していた。

最近では、アース材料や負荷機構の最適化で、５年程度
の信頼性を持つアース機構も開発されているが、摺動部
の異常摩耗による障害の防止や機構部品数の削減、保守
の簡易化等の観点から、磁性流体を用いたアース機構が
開発されつつある。

第３図（ａ）並びに（５）は、従来の磁性流体シールの
構成を示す図である。

第３図（ａ）は、磁性流体シールの、支持側の部材の分
解部品配列斜視図である。即ち、磁性流体シールの支持
側は、厚さ方向に着磁されたリング状の永久磁石３１と
、この永久磁石３１を両極から挟む円板状の磁性体ヨー
ク３２及び３３から構成されている。ヨーク３２および
３３は、永久磁石と略同じ寸法の外径を有し、支持すべ
き回転軸の外径に対して僅かに大きな貫通孔を有する円
環状に形成されている。

これらの部材を一体として形成した支持側部材に、第３
図（ｂ）に示すように回転軸３４を挿通し、更にヨーク
３２および３３と回転軸３４との間を満たすに足るだけ
の磁性流体を充填して磁性流体シールが完成する。

このとき、永久磁石３１とヨーク３２および３３並びに
回転軸３４によって閉磁路が構成されるので、閉磁路の
空隙部、すなわちヨーク３２および３３と回転軸３４と
の間隙に磁性流体が保持される。従って、それ自身が導
電性を有する磁性流体が潤滑剤としても機能しているの
で、回転軸と支持体との導電性が保たれるものとされて
いる。

実際の磁性流体シールでは、機械加工精度の限界や回転
時の接触損失などを考慮して、厚さ１ｍｍのヨークに対
して、回転軸とヨークとのクリアランスを０．２ｍａ＋
程度取っている。従って、回転軸と支持体との導電性は
、この０．２ｍ＋ａ程度のクリアランスに充填された磁
性流体によって維持される。

ところが、磁性流体の電気抵抗値は比較的大きいことが
知られており、従来のメカニカルなアース機構に比較す
ると数桁大きな電気抵抗値を持ってしまうという問題が
ある。このために、磁性流体シールは、アース機構とし
ては未だに実用化されていない。

そこで、本発明の目的は、従来仕様の磁性流体シールで
、回転時における電気抵抗値を数桁少なくするような、
磁性流体シールを提供することにある。

問題点を解決するための手段即ち、本発明に従って、軸方向に着磁された管状の永久
磁石と該永久磁石を両極の端面で挟持する１対の円環状
ヨークとを具備する支持体と、該ヨークに挿通支持され
る回転軸とから構成され、前記永久磁石と前記ヨークと
前記回転軸とによって形成される磁気回路内に保持され
、少なくとも該回転軸と前記ヨークとの間隙を充填する
磁性流体を含む磁性流体シールであって、一端を前記支
持体側に支持され且つ電気的に接続され、他端を前記回
転軸に当接するように弾性的に付勢された導電性のアー
ス部材を備えることを特徴とする磁性流体シールが提供
される。

作用本発明に従う磁性流体シールは、ヨークと回転軸との導
電性を確保するためのアース部材を、その磁気回路に内
臓することをその主要な特徴としている。

即ち、このアース部材は、一端はヨークあるいは永久磁
石の側に直接接続されており、支持体との完全な導電性
を保持している。一方、アース部材の他端は、潤滑膜レ
ベルの極めて薄い磁性流体層を介して回転軸に接してい
る。従って、回転軸とアース部材との間の導電性は極め
て良好に保たれる。何故ならば、本発明の構成では、抵
抗が高いにもかかわらずアースの導通に与かる磁性流体
層を、潤滑膜の厚さにまで微小化しているので、磁性流
体によるアース線路の抵抗の上昇は極限まで低下される
。

実施例以下に図面を参照して本発明をより具体的に詳述するが
、以下に開示するものは本発明の一実施例に過ぎず、本
発明の技術的範囲を何等限定するものではない。

実施例１第１図（ａ）乃至（Ｃ）は、本発明に従って構成された
磁性流体シールの構成を説明する図であり、第１図（ａ
）は回転軸の軸方向に切った支持部材の断面図であり、
第１図（６）は、第１図（ａ）に示した支持部材の一部
切り欠き斜視図であり、第１図（Ｃ）は回転軸を含めた
磁性流体シールの断面図である。

支持部材は、基本的には従来の磁性流体シールと同じ構
成であり、環状の永久磁石１１と、この永久磁石１１を
挟持する１対のヨーク１２および１３によって形成され
ている。ただし、この永久磁石１１の内面の上端には、
後述するバネ状のアース部材１４の太さと略同じ幅の溝
１５が切られている。

バネ状のアース部材１４は、その一端を溝１５の内部に
固定されており、第１図（ハ）に示すように、他端は支
持部材の中心に向かって曲げられている。

従って、この支持部材に回転軸１６を挿通すると、中心
に寄ったアース部材１４の先端は、第１図（Ｃ）に示す
ように回転軸１６の側面に接触する。尚、便宜的に以下
の記述においては、支持部材に固定されている側をアー
ス部材の“後端”、内側に向かって曲げられている側を
アース部材の“先端”と記す。

このように構成された磁性流体シールでは、回転軸１６
とヨーク１２および１３との間は、第１図（Ｃ）に示す
ように従来の磁性流体シールと同様に磁性流体１７によ
って潤滑される。また、アース部材１４の先端と回転軸
１６との間の潤滑も磁性流体によってなされる。

従って、バネ状のアース部材１４は、磁性材で作製する
ことが望ましい。即ち、アース部材１４の後端は永久磁
石１１の磁極面とヨーク１２との作る溝に接続されてい
るので、アース部材１４が磁性体であればこの中を磁束
が通り、アース部材１４の先端と回転軸１６の表面との
接触部で漏洩磁束となってこの部分に磁性流体を保持す
る。

このように、アース部材１４の先端と回転軸１６との間
には、磁性流体１７が介在しているが両者の間隙は、ヨ
ーク１２．１３と回転軸１６との間の間隙に比較すれば
極めて小さく、この間の電気抵抗は極めて小さい。

実施例２第２図（ａ）乃至（Ｃ）は、本発明に従って構成された
磁性流体シールの他の構成を説明する図であり、第２図
（ａ）は回転軸の軸方向に切った支持部材の断面図であ
り、第２図（５）は、第２図（ａ）に示した支持部材の
アース部材のみを取り出して描いた斜視図であり、第２
図（Ｃ）は回転軸を含めた磁性流体シールの断面図であ
る。

第２図（ａ）に示すように、支持部材そのものの構成は
、従来の磁性流体シールと全く同様であり、環状の永久
磁石２１と、この永久磁石２１を挟持する１対のヨーク
２２および２３によって形成されている。

この実施例においてアース部材２４は、第２図（６）に
示すように板材を短い円筒状に成形した金属リングであ
る。この部材の側面の一部は、何個所かで（本実施例の
場合は２カ所）円周の一部を切り離して、向かって曲げ
られた舌状の折曲部２５を設けている。

従って、回転軸２６を挿通すると、アース部材２４の舌
状部２５の先端が回転軸２６に接触する。このとき、舌
状部２５の先端を着磁しておくと、この部分に磁性流体
２７が保持される。かくして、舌状部２５と回転軸との
間には磁性流体２７による潤滑膜が形成される。

このように構成された磁性流体シールでは、回転軸２６
とヨーク２２および２３との間は、第２図（Ｃ）に示す
ように従来の磁性流体シールと同様に磁性流体２７によ
って潤滑される。また、アース部材の舌状部２５の先端
と回転軸２６との間の潤滑も磁性流体によってなされる
。

アース部材２４は、永久磁石２１の内面に接続されてい
るので、永久磁石２１並びにヨーク２２．２３とは電気
的に完全に接続されている。一方、アース部材２４の舌
状部２５先端と回転軸２６との間には、磁性流体２７が
介在しているが、両者の間隙は、ヨーク２２．２３と回
転軸２６との間の間隙に比較すれば極めて小さく、この
間の電気抵抗は極めて小さい。

尚、これらの実施例の何れの場合にも、磁性流体として
電気抵抗の低いものを選択して用いることが好ましいこ
とは言うまでもない。

発明の効果以上詳述したように、本発明に従う磁性流体シールはア
ースのために回転軸と支持体との導通を確保する部材を
備えており、この部材の一端は支持体側に直接に接続さ
れており、他端は極めて薄い磁性流体膜を介して回転軸
に触れている。従って、この部材と回転軸に介在する磁
性流体の厚さは従来の磁性流体シールに比較して極めて
薄（、磁性流体の抵抗が高いためのアース不良は略完全
に解消される。

このとき、アース部材と回転軸との間は、磁性−流体に
よって潤滑されているので、回転軸の回転運動が妨げら
れることはない。

また、本発明に従う磁性流体シールは、従来の磁性流体
シールに僅かな部材を追加するのみ実現することができ
、一方、本発明の構成によって得られる効果は極めて大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（Ｃ）は、本発明に従う磁性流体シー
ルの構成を示す図であり、第１図（ａ）は支持体の断面
図を、第１図（５）は一部切欠斜視図を、第１図（Ｃ）
は回転軸並びに磁性流体を装着した状態での断面図であ
り、第２図（ａ）乃至（Ｃ）は、本発明に従う磁性流体シー
ルの他の構成を示す図であり、第１図（ａ）は支持体の
断面図を、第１図ら）はこの実施例に用いられるアース
部材の形態を示す斜視図であり、第１図（Ｃ）は、回転
軸並びに磁性流体を装着した状態での断面図であり、第３図（ａ）および（ｂ）は、従来の磁性流体シールの
構成を示す図であり、第３図（ａ）は、支持体の分解部
品配列斜視図であり、第３図（社）は回転軸並びに磁性
流体を装着した状態での断面図である。（主な参照番号）１１、２１．３１・・・永久磁石、１２．１３．２２．２３．３２．３３・・・ヨーク、１
４．２４・・・アース部材、１５・・・溝、１６．２６
．３４・・・回転軸１７．２７．３５・・・磁性流体、２５・・・舌状部特許出願人　　日本電信電話株式会社第１図１６・・・・・回転軸１７・・・・・磁性流体第２区

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軸方向に着磁された管状の永久磁石と該永久磁石
を両極の端面で挟持する１対の円環状ヨークとを具備す
る支持体と、該ヨークに挿通支持される回転軸とから構
成され、前記永久磁石と前記ヨークと前記回転軸とによ
って形成される磁気回路内に保持され、少なくとも該回
転軸と前記ヨークとの間隙を充填する磁性流体を含む磁
性流体シールであって、一端を前記支持体側に支持され且つ電気的に接続され、
他端を前記回転軸に当接するように弾性的に付勢された
導電性のアース部材を備えることをを特徴とする磁性流
体シール。
（２）前記アース部材が磁性体であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の磁性流体シール。
（３）前記アース部材が、少なくとも前記回転軸と当接
する端部において着磁されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第２項に記載の磁性流体シール
。