JP2931074B2 - Spindle motor - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁性流体シール手段を備えたスピンドルモ
ータに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a spindle motor provided with a magnetic fluid sealing means.

〔従来技術及びその欠点〕(Conventional technology and its disadvantages)

例えば、スピンドルモータでは、軸受部材からのグリ
ースや不浄な空気が、磁気ディスクを収容するディスク
室に侵入するのを防止するために、磁性流体シール手段
が設けられている。この磁性流体シール手段は、例え
ば、、環状永久磁石と環状永久磁石の両端面に設けられ
たポールピースから成る磁性流体保持手段を備え、磁性
流体保持手段がハブ部材に取付けられている。そして、
軸部材とポールピースとの間隙に磁性流体が充填され、
これにより両者間に磁性流体層が形成される。即ち、こ
の磁性流体層により空気を仕切り、シール効果を得る。For example, in a spindle motor, a magnetic fluid sealing means is provided to prevent grease or unclean air from a bearing member from entering a disk chamber accommodating a magnetic disk. The magnetic fluid sealing means includes, for example, magnetic fluid holding means including an annular permanent magnet and pole pieces provided on both end surfaces of the annular permanent magnet, and the magnetic fluid holding means is attached to the hub member. And
The gap between the shaft member and the pole piece is filled with magnetic fluid,
Thereby, a magnetic fluid layer is formed between them. That is, air is partitioned by the magnetic fluid layer to obtain a sealing effect.

しかしながら、従来のスピンドルモータでは、磁場と
界面張力のみで保持されているため、回転数が増加する
ことにより拘束磁場から磁性流体が外れるとハブ部材の
回転中に作用する遠心力により磁性流体層の一部がポー
ルピースの端面に沿って流れ、この端面から飛散してデ
ィスク室内に侵入するという問題があった。However, in the conventional spindle motor, since only the magnetic field and the interfacial tension are held, if the magnetic fluid deviates from the constrained magnetic field due to an increase in the number of rotations, the centrifugal force acting during the rotation of the hub member causes the magnetic fluid layer to rotate. There is a problem in that a part flows along the end face of the pole piece, and scatters from this end face and enters the disk chamber.

〔発明の目的〕[Object of the invention]

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その
主目的は、特に高速回転時の磁性流体の飛散を防止する
ことができるスピンドルモータを提供することである。The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and a main object of the present invention is to provide a spindle motor capable of preventing scattering of a magnetic fluid particularly during high-speed rotation.

〔発明の要約〕(Summary of the Invention)

本発明によれば、静止軸部材と、該静止軸部材に対し
て相対的に回転自在であるハブ部材と、該ハブ部材と該
静止軸部材の間に介在された磁性流体シール手段とを具
備し、該磁性流体シール手段が該ハブ部材に装着された
永久磁石と、該永久磁石の少なくとも一端面に配設され
た環状のポールピースと、該ポールピースと該静止軸部
材の間に充填された磁性流体を有するスピンドルモータ
において、 外面に、周方向に所定間隔を置いて複数個の案内溝が
スパイラル状に配設され、該ハブ部材の所定方向の回転
に伴って、該案内溝の作用により該ポールピースの該外
面に接触している該磁性流体に半径方向内方に流動する
ような飛散防止方向の力が作用する、ことを特徴とする
スピンドルモータが提供される。According to the present invention, a stationary shaft member, a hub member rotatable relative to the stationary shaft member, and magnetic fluid sealing means interposed between the hub member and the stationary shaft member are provided. The magnetic fluid sealing means is filled with a permanent magnet mounted on the hub member, an annular pole piece disposed on at least one end surface of the permanent magnet, and a gap between the pole piece and the stationary shaft member. In a spindle motor having a magnetic fluid, a plurality of guide grooves are spirally arranged on the outer surface at predetermined intervals in a circumferential direction, and the action of the guide grooves is caused by rotation of the hub member in a predetermined direction. Thus, a force in a scattering prevention direction such as to flow inward in the radial direction acts on the magnetic fluid in contact with the outer surface of the pole piece, thereby providing a spindle motor.

かかるスピンドルモータでは、ハブ部材が所定方向に
回転すると、上記ポールピースに設けられた案内溝の作
用によって、この案内溝に案内された流体（磁性流体や
空気）は、ハブ部材の回転により半径方向外方へ力が作
用して半径方向外方に流動しようとするが、その案内溝
が、磁性流体シールの磁性流体が半径方向外方に流動し
ても半径方向内方に流動するよう作用し（静止軸部材に
向かう力が働く）、磁性流体の飛散が防止される。ま
た、磁性流体が案内溝に流動していない場合でもこの案
内溝内の空気が半径方向内方に流動するように作用する
（静止軸部材に向かう力が働く）ので、磁性流体が飛散
しにくい安定した磁性流体シールが得られる。In such a spindle motor, when the hub member rotates in a predetermined direction, the fluid (magnetic fluid or air) guided in the guide groove is rotated in the radial direction by the action of the guide groove provided in the pole piece. When a force acts outward and flows outward in the radial direction, the guide groove acts so that even if the magnetic fluid of the magnetic fluid seal flows outward in the radial direction, it flows inward in the radial direction. (A force acting on the stationary shaft member acts), and scattering of the magnetic fluid is prevented. Further, even when the magnetic fluid does not flow in the guide groove, the air in the guide groove acts to flow inward in the radial direction (a force directed to the stationary shaft member acts), so that the magnetic fluid is not easily scattered. A stable magnetic fluid seal is obtained.

〔具体例〕〔Concrete example〕

以下、添付図面を参照して、本発明に従うスピンドル
モータの一具体例について説明する。Hereinafter, a specific example of a spindle motor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第１図において、図示のスピンドルモータは、ブラケ
ット２と、ハブ部材８と、ブラケット２及びハブ部材８
の間に介在された一対の軸受部材３及び４とを備えてい
る。ブラケット２は略円形状のブラケット本体部10を備
え、ブラケット本体10の周縁部にはフランジ部12が設け
られており、このフランジ部12が駆動装置のフレーム
（図示せず）に取付けられる。ブラケット本体部10の略
中央部には環状垂下部14が設けられ、かかる垂下部14の
軸部材１の一端部（下端部）が固定されている。In FIG. 1, the illustrated spindle motor includes a bracket 2, a hub member 8, a bracket 2 and a hub member 8.
And a pair of bearing members 3 and 4 interposed therebetween. The bracket 2 includes a substantially circular bracket body 10, and a flange 12 is provided on a peripheral portion of the bracket body 10, and the flange 12 is attached to a frame (not shown) of the driving device. An annular hanging portion 14 is provided substantially at the center of the bracket body 10, and one end (lower end) of the shaft member 1 of the hanging portion 14 is fixed.

軸部材１はブラケット２から実質上垂直上方に延びて
おり、ハブ部材８は、上記一対の軸受部材３及び４を介
して軸部材１に回転自在に支持されている。The shaft member 1 extends substantially vertically upward from the bracket 2, and the hub member 8 is rotatably supported by the shaft member 1 via the pair of bearing members 3 and 4.

ハブ部材８は、アルミニウム材から形成され、略釣鐘
状の形状をなしている。ハブ部材８の上端部では、軸受
部材３の外輪外周面とハブ部材８の内周面44とが固着さ
れ、またハブ部材８の下端部では、軸受部材４の外輪外
周面とハブ部材８の内周面45とがブッシュ部材41（スペ
ーサ）及び補助ヨーク７を介して固着されている。これ
により、ハブ部材８は、軸部材１及びブラケット２に対
して相対的に回転自在に支持される。The hub member 8 is formed of an aluminum material and has a substantially bell-shaped shape. At the upper end of the hub member 8, the outer peripheral surface of the outer ring of the bearing member 3 and the inner peripheral surface 44 of the hub member 8 are fixed, and at the lower end of the hub member 8, the outer peripheral surface of the outer ring of the bearing member 4 and the hub member 8. The inner peripheral surface 45 is fixed via the bush member 41 (spacer) and the auxiliary yoke 7. Thereby, the hub member 8 is rotatably supported relative to the shaft member 1 and the bracket 2.

ハブ部材８の内側にロータマグネット６が配置され、
このロータマグネット６は補助ヨーク７の内周面に固定
されている。一方、ロータマグネット６に対向してステ
ータ５が配置され、ステータ５は軸部材の中間部（一対
の軸受部材３及び４間の部位）に装着されている。これ
らロータマグネット６とステータ５との相対回転により
ハブ部材８が第３図に矢印32で示す所定方向に回転駆動
される。なお、補助ヨーク７は、ロータマグネット６か
らハブ部材８の外方向へ磁束が漏れることを防止するた
めにある。The rotor magnet 6 is arranged inside the hub member 8,
This rotor magnet 6 is fixed to the inner peripheral surface of the auxiliary yoke 7. On the other hand, the stator 5 is disposed so as to face the rotor magnet 6, and the stator 5 is mounted on an intermediate portion of the shaft member (a portion between the pair of bearing members 3 and 4). The relative rotation between the rotor magnet 6 and the stator 5 drives the hub member 8 to rotate in a predetermined direction indicated by an arrow 32 in FIG. The auxiliary yoke 7 is provided to prevent the magnetic flux from leaking from the rotor magnet 6 to the outside of the hub member 8.

第２図を参照して、15,16は磁性流体シール手段であ
り、各々軸受部材3,4の軸線方向外側に配置されてい
る。磁性流体シール手段15及び16は、環状永久磁石20の
強磁性体の一対のポールピース22,23で挟持した磁性流
体保持手段と磁性流体30とで構成されている。環状永久
磁石20は、軸線方向に、例えばＮ極、Ｓ極に着磁され、
これを両端面からポールピース22,23で挟持することに
より、各々該当するポールピースにＮ極、Ｓ極が帯磁す
る。Referring to FIG. 2, reference numerals 15 and 16 denote magnetic fluid sealing means, which are disposed axially outside bearing members 3 and 4, respectively. The magnetic fluid sealing means 15 and 16 are composed of magnetic fluid holding means and a magnetic fluid 30 sandwiched between a pair of ferromagnetic pole pieces 22 and 23 of the annular permanent magnet 20. The annular permanent magnet 20 is magnetized in the axial direction, for example, at the N pole and the S pole,
By sandwiching this between the pole pieces 22 and 23 from both end surfaces, the corresponding pole pieces are magnetized with N pole and S pole respectively.

磁性流体保持手段を夫々軸受部材3,4の軸線方向外側
に配置してハブ部材８に装着し、ポールピース22,23を
強磁性体材料である軸部材１に対向し、近接させると、
軸部材１との間で磁気回路が形成される。これらポール
ピース22,23と軸部材１との微小間隙に磁性流体30を充
填・保持することにより、磁性流体シール層が生成さ
れ、軸受部材3,4側とディスク室（図示せず）内とが磁
性流体シール層によって仕切られる。そして、軸受部材
3,4に用いられるグリースやハブ部材８の内部に滞留し
た不浄な空気がディスク室内へ流出することが防止され
る。When the magnetic fluid holding means is disposed outside the bearing members 3 and 4 in the axial direction and mounted on the hub member 8, the pole pieces 22 and 23 are opposed to and close to the shaft member 1 made of a ferromagnetic material.
A magnetic circuit is formed with the shaft member 1. By filling and holding the magnetic fluid 30 in the minute gaps between the pole pieces 22, 23 and the shaft member 1, a magnetic fluid seal layer is generated, and the bearing members 3 and 4 side and the inside of the disk chamber (not shown) are formed. Are separated by a magnetic fluid sealing layer. And the bearing member
The grease used for 3 and 4 and the unclean air retained inside the hub member 8 are prevented from flowing into the disk chamber.

磁性流体シール手段15及び16に関連して、さらに、次
の通り構成されている。In connection with the magnetic fluid sealing means 15 and 16, it is further configured as follows.

主として第３図を参照して、具体例では、一対のポー
ルピースのうち外側のポールピース22の外面（磁性流体
シール手段15にあっては上面、他方の磁性流体シール手
段16にあっては下面）に、複数個の案内溝50が形成され
ている。複数個の案内溝50はポールピース22の周方向に
所定の間隔を置いて配設され、その内周縁から半径方向
外方に所定方向（即ちハブ部材８、従ってポールピース
22が矢印32で示す方向に回転すると案内溝50内の磁性流
体30が半径方向内方に流れる方向）に湾曲して延びてい
る。即ち、第３図にて明らかなように案内溝50はスパイ
ラス状に配設されている。これら案内溝50の幅は半径方
向外方に向けて漸減され、それらの先端部はポールピー
ス22の半径方向略中央部まで延びている。また、案内溝
50の深さは半径方向外方に向けて漸減され、案内溝50内
の磁性流体30は、深さの変化によっても半径方向内方へ
の流動傾向が生じる。Referring mainly to FIG. 3, in a specific example, the outer surface of the outer pole piece 22 of the pair of pole pieces (the upper surface in the case of the magnetic fluid sealing means 15 and the lower surface in the other magnetic fluid sealing means 16) ), A plurality of guide grooves 50 are formed. The plurality of guide grooves 50 are arranged at a predetermined interval in the circumferential direction of the pole piece 22, and radially outward from the inner peripheral edge thereof (that is, the hub member 8, and thus the pole piece 22).
When the 22 rotates in the direction indicated by the arrow 32, the magnetic fluid 30 in the guide groove 50 is curved and extends in the radially inward direction. That is, as is apparent from FIG. 3, the guide grooves 50 are arranged in a spiral shape. The width of each of the guide grooves 50 is gradually reduced outward in the radial direction, and their leading ends extend to a substantially central portion in the radial direction of the pole piece 22. Also, guide groove
The depth of 50 is gradually reduced outward in the radial direction, and the magnetic fluid 30 in the guide groove 50 tends to flow inward in the radial direction even when the depth changes.

上述のスピンドルモータでは、次の通りの作用効果が
達成される。The above-described spindle motor achieves the following operation and effects.

ハブ部材８が矢印32で示す所定方向に回転すると、磁
性流体層の一部の磁性流体30には遠心力によって半径方
向外方への力が作用する。そして、かかる遠心力によっ
て一部の磁性流体30がポールピース22の外面に沿って半
径方向外方に流動する。一方、かく流動した磁性流体30
が案内溝50に流入すると、案内溝50の形状（具体例では
案内溝50の湾曲形状及びその底面形状）によって磁性流
体30には半径方向内方への流動傾向が生じ、磁性流体30
は案内溝50に沿って半径方向内方に磁性流体層に向って
流れて吸収される。かくの通りであるので、磁性流体30
が半径方向外方に幾分流動しても、ポールピース22に設
けられた案内溝50の作用によってこの流動した磁性流体
30は半径方向内方に戻され、かくして磁性流体の飛散が
防止され、安定した磁性流体シールが得られる。When the hub member 8 rotates in a predetermined direction indicated by an arrow 32, a radially outward force acts on a part of the magnetic fluid 30 of the magnetic fluid layer by centrifugal force. Then, a part of the magnetic fluid 30 flows radially outward along the outer surface of the pole piece 22 due to the centrifugal force. On the other hand, the magnetic fluid 30
Flows into the guide groove 50, the magnetic fluid 30 has a tendency to flow inward in the radial direction due to the shape of the guide groove 50 (in a specific example, the curved shape of the guide groove 50 and the bottom shape thereof),
Flows along the guide groove 50 radially inward toward the magnetic fluid layer and is absorbed. As described above, the magnetic fluid 30
Even if the fluid flows somewhat outward in the radial direction, the magnetic fluid that has flowed by the action of the guide groove 50 provided in the pole piece 22
Numeral 30 is returned inward in the radial direction, thereby preventing the magnetic fluid from scattering and providing a stable magnetic fluid seal.

なお、ハブ部材８の回転により磁性流体30に働く飛散
防止方向の力は、ポールピース22の案内溝50の傾き、ポ
ールピース22,23と軸部材１との間隙に充填される磁性
流体30の量等の要因により変化するので、予めこれらを
考慮して案内溝50の個数、形状を種々設定可能である。The force acting on the magnetic fluid 30 in the anti-scattering direction due to the rotation of the hub member 8 is caused by the inclination of the guide groove 50 of the pole piece 22 and the magnetic fluid 30 filled in the gap between the pole pieces 22, 23 and the shaft member 1. The number and shape of the guide grooves 50 can be variously set in consideration of these factors in advance because they vary depending on factors such as the amount.

以上、本発明に従うスピンドルモータの一具体例につ
いて説明したが、本発明はかかる具体例に限定されるこ
となく、本旨を逸脱しない範囲で種々の変更や修正が可
能である。The specific example of the spindle motor according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the specific example, and various changes and modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

図示の具体例では、磁性流体シール手段15及び16の片
方のポールピース22（外側のポールピース）の外面に案
内溝50を設けているが、これに加えて、さらに、それら
の他方のポールピース23（内側のポールピース）の外面
（磁性流体シール手段15にあっては下面、他方の磁性流
体シール手段16にあっては上面）にも案内溝を設けるよ
うにしてもよい。In the illustrated embodiment, the guide grooves 50 are provided on the outer surface of one of the pole pieces 22 (outer pole pieces) of the magnetic fluid sealing means 15 and 16, but in addition to this, the other pole pieces are further provided. Guide grooves may also be provided on the outer surface of the 23 (inner pole piece) (the lower surface in the case of the magnetic fluid sealing means 15 and the upper surface in the other magnetic fluid sealing means 16).

また、図示の具体例では、案内溝50の湾曲形状及び底
面形状に基づいて磁性流体30に半径方向内方への力が作
用するように構成しているが、これに限定されず、案内
溝50の湾曲形状又は底面形状に基づいて同様の力が作用
するように構成することもできる。Further, in the specific example shown in the drawings, the magnetic fluid 30 is configured such that a radially inward force acts on the magnetic fluid 30 based on the curved shape and the bottom shape of the guide groove 50. However, the present invention is not limited thereto. It can be configured such that a similar force acts based on 50 curved shapes or bottom shapes.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、上述の構成を有するので、次の通りの効果
を奏する。Since the present invention has the above-described configuration, the following effects can be obtained.

ポールピースに設けた案内溝によって回転時に磁性流
体に飛散防止方向の流動傾向が生じるため、高速回転に
なっても磁性流体が飛散せず、信頼性の高い磁気シール
が得られる。Since the magnetic fluid has a tendency to flow in the direction of preventing scattering during rotation due to the guide groove provided in the pole piece, the magnetic fluid does not scatter even at high speed rotation, and a highly reliable magnetic seal is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は、本発明の従うスピンドルモータの一具体例を
示す断面図。 第２図は、第１図のスピンドルモータの部分拡大断面
図。 第３図は、第１図のスピンドルモータのポールピース及
びその近傍を示す部分拡大部分断面図。 １……軸部材 ２……ブラケット 3,4……軸受部材 ８……ハブ部材 15,16……磁性流体シール手段 20……環状永久磁石 22,23……ポールピース 30……磁性流体 50……案内溝FIG. 1 is a sectional view showing a specific example of a spindle motor according to the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of the spindle motor of FIG. FIG. 3 is a partially enlarged partial sectional view showing a pole piece of the spindle motor of FIG. 1 and its vicinity. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shaft member 2 ... Bracket 3, 4 ... Bearing member 8 ... Hub member 15, 16 ... Magnetic fluid sealing means 20 ... Annular permanent magnet 22, 23 ... Pole piece 30 ... Magnetic fluid 50 ... … Guide groove

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】静止軸部材と、該静止軸部材に対して相対
的に回転自在であるハブ部材と、該ハブ部材と該静止軸
部材との間に介在された磁性流体シール手段とを具備
し、該磁性流体シール手段が該ハブ部材に装着された永
久磁石と、該永久磁石の少なくとも一端面に配設された
環状のポールピースと、該ポールピースと該静止軸部材
の間に充填された磁性流体を有するスピンドルモータに
おいて、 該ポールピースの外面に、周方向に所定間隔を置いて複
数個の案内溝がスパイラル状に配設され、該ハブ部材の
所定方向の回転に伴って、該案内溝の作用により該ポー
ルピースの該外面に接触している該磁性流体に半径方向
内方に流動するような飛散防止方向の力が作用する、こ
とを特徴とするスピンドルモータ。A stationary shaft member, a hub member rotatable relative to the stationary shaft member, and magnetic fluid sealing means interposed between the hub member and the stationary shaft member. The magnetic fluid sealing means is filled with a permanent magnet mounted on the hub member, an annular pole piece disposed on at least one end surface of the permanent magnet, and a gap between the pole piece and the stationary shaft member. In a spindle motor having a magnetic fluid, a plurality of guide grooves are spirally arranged at predetermined intervals in a circumferential direction on an outer surface of the pole piece, and the guide member rotates in a predetermined direction with rotation of the hub member. A spindle motor, wherein a force in a scattering prevention direction is applied to the magnetic fluid in contact with the outer surface of the pole piece in a radially inward direction by the action of the guide groove.