| 【発明の名称】 |
密封装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】山村 章
【氏名】石崎 博久
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| 【要約】 |
【課題】磁性流体を用いた密封装置において、磁性流体の事前注入を容易にし、又、磁性流体の所定部への保持を容易にし耐圧を向上する。
【解決手段】メディア側の非磁性体外側遮蔽体５とベアリング２側の非磁性体外側遮蔽体６と環状磁性体１０、１１を介して挾まれた環状磁石４と、これらで構成される空間内に端部を挿入する内側遮蔽体７とよりなり、内側遮蔽体７の端部の周辺空間内に磁性流体９を保持し、内側遮蔽体７の前記空間外及び内径接着部以外の表面に撥油性材料を被覆してなる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 メディア側とベアリング側との間にあって、同軸状に相対回転する部分を密封する装置であって、メディア側の非磁性体外側遮蔽体とベアリング側の非磁性体外側遮蔽体とで挾まれた環状磁石と、該メディア側の外側遮蔽体とベアリング側の外側遮蔽体と環状磁石とで形成される空間内に端部を挿入する非磁性体内側遮蔽体とよりなり、内側遮蔽体の端部の周辺空間内に磁性流体を保持し、かつ、内側遮蔽体の前記空間及び内径接着部外の表面に撥油性材料を被覆してなり、前記外側遮蔽体の環状磁石側に、環状磁石の内径と同じかあるいは同内径より小さい内径を有する環状磁性体を配置してなることを特徴とする密封装置。
【請求項２】 外側遮蔽体の環状磁石側の環状磁性体は外側遮蔽体に添着してなるものである請求項１記載の密封装置。
【請求項３】 外側遮蔽体の環状磁石側の環状磁性体は外側遮蔽体と一体成形したものである請求項１記載の密封装置。
【請求項４】 メディア側の外側遮蔽体の内径よりベアリング側の外側遮蔽体の内径の方が大である請求項１ないし３のいずれかに記載の密封装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、情報産業における磁気記録媒体を駆動するスピンドルモータやその他の分野に適用する磁性流体を用いた密封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の密封装置は、図５に示すように、ハウジング２１にボールベアリング２２を介して回転自在に支持された回転軸２３において、メディア側（図の上方）とボールベアリング２２側との間に環状磁石２４を介在させ、その両側に内径が回転軸２３の直径よりやや大きいポールピース２５、２６を設け、そのポールピース２５、２６と回転軸２３との間にできる間隙に磁性流体２７を介在させ、これを環状磁石２４の磁力によって同上間隙に保持し、両側の空間を遮断密封するようにしたのである。
【０００３】しかしながら、このような構成の密封装置では、シャフトを磁性体にする必要がある。磁性流体のにじみを防止するため研磨が必要である、などの他、回転軸２３とハウジング２１との相対回転が始まると、磁性流体２７に遠心力が働き、その遠心力が許容範囲を越えるとシールの破壊が起こることとなる。又、通常は注入されている磁性流体に、ハンドリング時手が触れないようにカバー２９が装着されているが、その装着スペースの分装置を大きくしている。
【０００４】そこで、図６に示すようにポールピース２５、２６の間に反対側から内側遮蔽板２８を設けて、ハウジング２１と回転軸２３との間隙をコ字状に迂回させて、回転時には遠心力を利用して磁性流体２７を環状磁石２４側に移動させるようにして、磁力線と相俟って磁性流体２７の保持を確実にする装置が開発されている（特公平７−５４１５３号公報、ＵＳＰ４２００２９６等参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の改良された従来技術においては、磁性流体をコ字形の迂回通路に注入することが困難で、実機に組立ててから磁性流体を注入することはかなりの作業量となり、また実機へ装着後は磁性流体の注入量の管理が困難であるなど、生産上の問題点である。そこで、予め磁性流体を注入した状態で納品することの提案（ＵＳＰ４２５２３５３参照）がなされている。しかしこのような提案は未だ実用機器に採用されてはいない。
【０００６】この発明では、このような観点から、スピンドルモータ装着前に磁性流体を所定箇所に容易に注入できるようにし、又、移送中や取付作業中に磁性流体が漏れることがないような密封装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、下記（１）〜（４）よりなる。
【０００８】（１）メディア側とベアリング側との間にあって、同軸状に相対回転する部分を密封する装置であって、メディア側の非磁性体外側遮蔽体とベアリング側の非磁性体外側遮蔽体とで挾まれた環状磁石と、該メディア側の外側遮蔽体とベアリング側の外側遮蔽体と環状磁石とで形成される空間内に端部を挿入する非磁性体内側遮蔽体とよりなり、内側遮蔽体の端部の周辺空間内に磁性流体を保持し、かつ、内側遮蔽体の前記空間及び内径接着部外の表面に撥油性材料を被覆してなり、前記外側遮蔽体の環状磁石側に、環状磁石の内径と同じかあるいは同内径より小さい内径を有する環状磁性体を配置してなることを特徴とする密封装置。
【０００９】（２）外側遮蔽体の環状磁石側の環状磁性体は外側遮蔽体に添着してなるものである前記（１）記載の密封装置。
【００１０】（３）外側遮蔽体の環状磁石側の環状磁性体は外側遮蔽体と一体成形したものである前記（１）記載の密封装置。
【００１１】（４）メディア側の外側遮蔽体の内径よりベアリング側の外側遮蔽体の内径の方が大である前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の密封装置。
【００１２】すなわち、メディア側の外側遮蔽体とベアリング側の外側遮蔽体と環状磁石として形成される空間内に、内側遮蔽体の端部を挿入してなる密封装置の主要構成単位の内側遮蔽体の前記空間外の表面に、例えばテフロンなどの撥油性材料を被覆することによって、空間内へ磁性流体を注入しやすくなり、移送中や取付作業時などにおいて磁性流体端部の表面張力が大きくなり、移送中や取り付け作業中などにおいて磁性流体がもれることがなくなる。また、磁性流体注入時に撥油性材料へ付着した磁性流体も磁力により内径部端部へ引き寄せることが可能となる。
【００１３】そして、本発明では、前記非磁性体外側遮蔽体の環状磁石側に、環状磁性体を設けてなる。環状磁性体は、環状磁石の内径と同じかあるいは同内径より小さい内径を有するものであり、これは外側遮蔽体に添着してもよいし、外側遮蔽体を例えば合成樹脂で成形する場合にそれと一体成形してもよい。一体成形は、外側遮蔽体の厚さの一部としてもよいし、長さの一部としてもよい。
【００１４】環状磁石に環状磁性体を隣設せしめると、環状磁石の内径側において、環状磁性体との間に局部的な磁束の流れが発生し、環状磁石単体のときよりも磁束密度を高める。したがって、磁性流体を空間内に注入する場合に、磁性流体を注入しやすくなり、また、静止状態における耐圧が高くなる。また、環状磁性体の内径を環状磁石の内径よりも小さくすると、局部的な磁束の流れが内側から外側に向くこととなり、それが磁性流体の注入時における注入方向となって、磁性流体の注入がより容易となる。
【００１５】又、メディア側の外側遮蔽体の内径よりベアリング側の外側遮蔽体の内径の方を大きくすることにより、空間室を形成するメディア側の外側遮蔽体の長さがベアリング側の外側遮蔽体より長くなる。実機に装着した場合、メディア側の圧力の方がベアリング側の圧力より低くなるので、磁性流体はメディア側に移行する傾向がある。したがって、メディア側の外側遮蔽体を長くしておくと、磁性流体が圧力差によってメディア側に多少移動してもその外側遮蔽体の長さが長いので、磁性流体がメディア側外側遮蔽体内縁端部を乗り越える恐れがなくなる。逆にベアリング側の外側遮蔽体の内径を大きくすることは、磁性流体保持部に近づき磁性流体の注入入口を広く確保することとなり、磁性流体の注入が容易となる。
【００１６】内側遮蔽体の端部を外側遮蔽体には接触しない程度の磁性体のＴ型、Ｌ型に形成することによって内径部の端部の磁場を強くすることができる。したがって、その保持が一層強固となり、磁力により磁性流体の注入も容易となる。また、静止時耐圧も高くなる効果がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１８】図１は、この発明の基本的な実施例を示す。ハウジング１にボールベアリング２を介して相対回転自在に支持された回転軸３を有する装置において、メディア側（図の上方）とベアリング側との気密を保持するための密封装置を設けた例である。図１は回転中心軸Ｃを中心にして回転運動するものであるが、左側の部分は記述を省略している。４は環状磁石で、５はメディア側の非磁性体外側遮蔽体、６はベアリング側の非磁性体外側遮蔽体である。これらの外側遮蔽体をもって、前述の環状磁石を両面から挾む。これらはすべて環状で、その内径は環状磁石４、ベアリング側外側遮蔽体６、メディア側外側遮蔽体５の順で小さくなっている。したがって、三者によって断面コ字形の環状空間が形成されており、その空間を形成するメディア側外側遮蔽体５の方がベアリング側外側遮蔽体６よりも内側に長くなっている。本発明では、環状磁石４とそれぞれの外側磁性体５、６との間に環状磁性体１０、１１を挾着している。図１の例では環状磁石４と環状磁性体１０、１１のそれぞれの内径は同じとしてある。
【００１９】このような空間の内部に内側遮蔽体７の端部をその先端が環状磁石４の内周面に接触しないように挿入し固定されている。内側遮蔽体７の前記空間及び内径接着部外の両面には撥油性材料よりなる被覆８を設ける。そして、空間内の奥に磁性流体９を保持する。この磁性流体９を空間内に予め注入するときは、ベアリング２側から注入すると開口部が比較的広いことと、内側には撥水性材料よりなる被覆８があるためにその方向への磁性流体９の移動が規制されて空間側へスムースに移行することとなる。同時に空間内の奥の環状磁石４の磁束に加えて、環状磁石４と環状磁性体１０、１１との間にも局部的な磁束の流れが生じて、全体として磁性流体９の空間側への移動を促進することとなり、磁性流体の注入が容易となる。さらに静止時における耐圧も高まる。
【００２０】図２は環状磁性体１０、１１の内径を環状磁石４よりも小さくして、環状磁性体１０、１１の内側端部を環状磁石４の内側より突出させた形状とする。こうすることにより、環状磁性体１０、１１の内側端部から環状磁石４に向かう局部的な磁束の流れを生じさせ、磁性流体９の注入を容易にするとともに静止時における耐圧も高くする。
【００２１】図３は外側遮蔽体５、６に環状磁性体１０、１１を同時成形により一体化した例である。すなわち、外側遮蔽体５、６の厚さの一部を環状磁性体１０、１１に置き換えて同時成形したものである。環状磁性体１０、１１の長さは図２の場合と同様である。もちろん、図１の場合と同様にしてもよい。
【００２２】図４は外側遮蔽体５、６の外径側部分をそっくり環状磁性体１０、１１に替えて一体成形したものである。
【００２３】図２〜４における符号は図１と同一名称部分を同一符号をもって示してある。
【００２４】
【発明の効果】この発明は、内側遮蔽体における撥油性材料の被覆並びに環状磁石に添着した環状磁性体の局部的な磁束の発生により、磁性流体の注入が容易となるので、環状磁石、外側遮蔽材および内側遮蔽材端部で構成された断面コ字形空間の奥に、出荷や取付作業に先立って予め磁性流体を注入しておくことが可能となり、しかも、その注入された磁性流体は移送や取付作業の振動等によっても容易に脱落することがない。従来は、実機への組付後に磁性流体を所定部位に注入しており、これがかなり困難で工数を要する作業であったが、この発明により、密封装置の実機への組付けが極めて容易となる。このことは、組付後の磁性流体の注入を排除するものではなく、その場合でも注入が容易となることには変りがない。そして実機に組付後静止時における耐圧も高まる。
【００２５】請求項２〜４は環状磁性体の配置の変形をそれぞれ示したもので、環状磁石との間に局部的な磁束を生じさせる点で同様の作用効果を示す。
【００２６】請求項５は実操業中に圧力差によって磁性流体がメディア側に移動しても逸散しない効果があり、さらには磁性流体の注入を容易にする効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２９８３０
【氏名又は名称】株式会社フェローテック
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| 【出願日】 |
平成１１年２月１８日（１９９９．２．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７８９９４
【弁理士】
【氏名又は名称】小松 秀岳 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２４０８１１（Ｐ２０００−２４０８１１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年９月８日（２０００．９．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−４００２５ |
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