JPH0540663U - 磁性流体シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】厚さ寸法を小さくして小型に構成自在とすると
共に、十分なシール性確保を図る。 【構成】透磁性を有する軸受に隣接した状態で使用され
る磁性流体シール装置を構成する永久磁石７の最大エネ
ルギー積を３MG・Oe 以上にする。又、上記軸受側のポー
ルピース８の内周縁に対応する隙間１０に存在する磁束
の密度を、永久磁石７の内周面に対応する空間で、この
内周面に接する部分の磁束密度の１．３倍以上とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案に係る磁性流体シール装置は、コンピュータ等に組み込まれるハード ディスク用駆動軸がケーシングの壁面を貫通する部分の、気密保持を図る場合等 に利用する。

【０００２】

【従来の技術】

コンピュータ等に組み込まれるハードディスク記憶装置用モータの駆動軸が、 ハードディスクを内蔵したケーシングの壁面を貫通する部分には、塵等の異物を 通過させない様にする為の、シール装置を設ける必要がある。この様な部分に設 置し、塵等の通過を阻止する為のシール装置として従来から、特開昭６２−１１ ００８０号公報等に記載された磁性流体シール装置が、一般的に使用されている 。

【０００３】 従来から知られた磁性流体シール装置の構造は、細部に於いては種々異なって いるが、基本的には、図１〜２に示す様な構造を有している。この内の図１に於 いて１は、アルミニウム、合成樹脂等の非磁性材により内周面を構成したハウジ ングで、例えば前記ケーシングの壁面等に固定される。２は鉄等の磁性材により 造られた軸で、磁性流体シール装置本体３は、上記ハウジング１の内周面４と軸 ２の外周面５との間の、円筒状の空間６内に設置される。

【０００４】 上記磁性流体シール装置本体３は、軸方向（図１の左右方向）に亙って着磁さ れた円輪状の永久磁石７を、磁性材により円輪状に造られた１対のポールピース ８、９によりサンドイッチ状に挟持し、各ポールピース８、９の内周縁と軸２の 外周面５との間の隙間１０、１０に磁性流体１１、１１を、上記永久磁石７の磁 力によって保持する事により、構成されている。上記磁性流体シール装置本体３ はハウジング１の内周面４に、内嵌、或は接着等により固定している。

【０００５】 磁性流体シール装置本体３は、前述の様に構成され、上述の様にハウジング１ の内周面４と軸２の外周面５との間に装着して、磁性流体シール装置を構成する 為、ハウジング１の内側での軸２の回転、或は軸２の周囲でのハウジング１の回 転に拘らず、この軸２の外周面５と各ポールピース８、９の内周縁との間に保持 された磁性流体１１、１１により、ハウジング１の内周面４と軸２の外周面５と の間のシール性保持が図られる。

【０００６】 又、図２に示す様に、軸２の外周面５を非磁性材により、ハウジング１の内周 面４を磁性材により、それぞれ形成すると共に、永久磁石７と１対のポールピー ス８、９とを、軸２の外周面５側に外嵌固定し、磁性流体１１、１１を、各ポー ルピース８、９の外周縁とハウジング１の内周面４との間に保持する磁性流体シ ール装置も、従来から知られている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、近年に於けるハードディスク記憶装置等の小型化により、上述の様 に構成され使用される磁性流体シール装置の厚さ寸法（図１〜２の左右方向に亙 る寸法）を小さくする要求が出て来ている。磁性流体シール装置の薄肉化を図る 場合、磁性流体１１、１１の保持力を確保する為に、永久磁石７として磁力の大 きな、即ち、最大エネルギー積BH_max が大きなものを使用する必要が生じる。

【０００８】 この為に本考案者は、従来は最大エネルギー積が２MG・Oe 程度の永久磁石７を 使用していたのに対して、最大エネルギー積が３MG・Oe 又はそれ以上の永久磁石 ７を、磁性流体シール装置に組み込む事を研究した。

【０００９】 ところが、従来使用されていた、最大エネルギー積が２MG・Oe 程度迄の永久磁 石７の場合には、磁束が主としてこの永久磁石７の軸方向両端面から出入りする 為、特に問題を生じないが、最大エネルギー積が３MG・Oe 又はそれ以上の永久磁 石７の場合、磁束がこの永久磁石７の両端面からだけでなく、周面からも出入り する為、上記磁性流体１１、１１が、この永久磁石７の周面に吸い寄せられる傾 向となって、前記隙間１０、１０に存在する磁性流体１１、１１の量が不足しが ちになる。

【００１０】 特に、ハウジング１と軸２との間に設けられた、図示しない透磁性の軸受に、 磁性流体シール装置が隣接している場合、永久磁石７から出た磁束の一部がこの 軸受に流れ、この軸受側のポールピース８（又は９）の周縁と軸２の外周面５（ 又はハウジング１の内周面４）との間の隙間１０に存在する磁束の密度が低くな ってしまう。

【００１１】 この結果、上記隙間１０に保持されるべき磁性流体１１が、上記永久磁石７の 周面から出入りする磁束に引かれて、１対のポールピース８、９に挟まれた状態 でこの永久磁石７の周面に対向する、ポケット１２に移動してしまい、上記隙間 １０に存在する磁性流体１１の量が不足して、著しい場合にはこの隙間１０のシ ールを行なえなくなってしまう。

【００１２】 本考案の磁性流体シール装置は、上述の様な不都合を解消するものである。

【００１３】

【課題を解決する為の手段】

本考案の磁性流体シール装置は、前述した従来の磁性流体シール装置と同様、 例えば図１〜２に示す様に構成される。

【００１４】 磁性材製の第一部材である軸２或はハウジング１は、円筒状の周面である外周 面５或は内周面４を有する。第二部材であるハウジング１或は軸２は、上記第一 部材である軸２或はハウジング１と同心に設けられ、この軸２或はハウジング１ に対して相対的に回転する。軸方向に亙って着磁された永久磁石７は、上記ハウ ジング１の内周面４と軸２の外周面５との間の円筒状の空間６内に挿入自在な大 きさを有する円輪状に形成されている。この永久磁石７の両側面に固着された１ 対のポールピース８、９は、上記円筒状の空間６内に挿入自在な大きさを有する 円輪状に形成されている。そして磁性流体１１、１１は、上記各ポールピース８ 、９の内周縁或は外周縁と上記軸２の外周面５或はハウジング１の内周面４との 間の隙間１０、１０内に、上記永久磁石７の磁力により保持されている。上記軸 ２の外周面５とハウジング１の内周面４との間には、透磁性を有する、図示しな い軸受を設けて、これら軸２とハウジング１との相対的回転を自在としている。 そして、上記永久磁石７とポールピース８、９とから成る磁性流体シール装置本 体３を、この軸受に隣接させた状態で使用する様にしている。

【００１５】 更に、本考案の磁性流体シール装置に於いては、上記永久磁石７の最大エネル ギー積を３MG・Oe 以上にしている。これと共に、上記軸受側のポールピース８（ 又は９）の内周縁或は外周縁に対応する隙間１０に存在する磁束の密度を、上記 永久磁石７の内周面或は外周面と、軸２の外周面５或はハウジング１の内周面４ との間の空間で、且つ上記永久磁石７の内周面或は外周面に接する部分に存在す る磁束の密度の１．３倍以上とした事を特徴としている。

【００１６】

【作用】

上述の様に構成される、本考案の磁性流体シール装置の場合、軸受側のポール ピース８（又は９）の周縁に対応する隙間１０に存在する磁束の密度を、上記永 久磁石７の周面に対応する空間で、この周面に接する部分に存在する磁束の密度 の１．３倍以上とした事により、上記周面に接する部分に存在する磁束に拘らず 、上記隙間１０内に十分量の磁性流体１１が保持される様になる。この結果、こ の隙間１０部分のシール性が確保される。軸受と反対側のポールピース９（又は ８）の周縁に対応する隙間１０部分に存在する磁束の密度は、必然的に軸受側の 隙間１０部分に存在する磁束の密度よりも高くなる為、何れの隙間１０、１０に も、十分量の磁性流体１１、１１が保持される。

【００１７】 尚、上記隙間１０部分に存在する磁束の密度を、上記周面に接する部分に存在 する磁束の密度よりも高くする為には、隙間１０の半径方向に亙る寸法を変えた り、或はポールピース８（又は９）の厚さ寸法を変える。隙間１０の半径方向に 亙る寸法を小さくする程、この隙間１０に存在する磁束の密度は高くなる為、隙 間１０部分に保持される磁性流体１０の量を十分に確保出来る範囲で、上記隙間 １０の半径方向に亙る寸法を小さくする。又、ポールピース８（又は９）の厚さ 寸法を小さく（薄く）する程、磁束を集中させる事で、上記隙間１０部分に存在 する磁束の密度を高く出来る為、ポールピース８（又は９）内で磁束が飽和しな い範囲で、ポールピース８（又は９）の厚さ寸法を小さくする。磁束が飽和する と、隙間１０部分に存在する磁束が減少する為、好ましくない。永久磁石７の厚 さ寸法を変える事も、上記隙間１０部分に存在する磁束の密度を上記周面に接す る部分に存在する磁束の密度に関係するが、本考案は、永久磁石７の厚さ寸法を 極力小さくする事が前提である為、永久磁石７の厚さ寸法の調節による磁束密度 の調節は不適である。尚、これらの数値の決定は、測定器により各部の磁束を測 定しつつ行なう事も出来るが、有限要素法による解析により決定すれば、決定作 業を能率よく行なえる。

【００１８】

【考案の効果】

本考案の磁性流体シール装置は、以上に述べた通り構成され作用する為、厚さ 寸法を小さくして小型に構成出来、しかも十分にシール性確保を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の対象となる磁性流体シール装置の、基
本的構造の第１例を示す断面図。

【図２】同第２例を示す断面図。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 軸 ３ 磁性流体シール装置本体 ４ 内周面 ５ 外周面 ６ 空間 ７ 永久磁石 ８ ポールピース ９ ポールピース １０ 隙間 １１ 磁性流体 １２ ポケット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の周面を有する磁性材製の第一部
   材と、この第一部材と同心に設けられ、上記第一部材に
   対して相対的に回転する第二部材と、この第二部材の周
   面と上記第一部材の周面との間の円筒状の空間内に挿入
   自在な大きさを有する円輪状に形成され、軸方向に亙っ
   て着磁された永久磁石と、上記円筒状の空間内に挿入自
   在な大きさを有する円輪状に形成され、上記永久磁石の
   両側面に固着された１対のポールピースと、各ポールピ
   ースの周縁と上記第一部材の周面との間の隙間に、上記
   永久磁石の磁力により保持された磁性流体とから成り、
   上記第一部材と第二部材との間に設けられた透磁性を有
   する軸受に隣接した状態で使用される磁性流体シール装
   置に於いて、上記永久磁石の最大エネルギー積を３MG・O
   e 以上にすると共に、上記軸受側のポールピースの周縁
   に対応する隙間に存在する磁束の密度を、上記永久磁石
   の周面と第一部材の周面との間の空間で、且つ永久磁石
   の周面に接する部分に存在する磁束の密度の１．３倍以
   上とした事を特徴とする磁性流体シール装置。