JP2000224799A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁性流体の外部への飛散を防止し、磁性流体
シール手段のシール性能の低下を抑えることができるス
ピンドルモータを提供すること。 【解決手段】 静止軸２と、この静止軸２に玉軸受６，
８を介して回転自在に支持されたロータハブ４と、ロー
タハブ４に装着されたロータマグネット２０と、ロータ
マグネット２０に対向して配設されたステータ２２と、
静止軸２とロータハブ４との間隙をシールする磁性流体
シール手段４０とを具備するスピンドルモータ。磁性流
体シール手段４０は保持マグネット４２と、その一端面
に設けられたポールピース４４とを有し、ロータハブ４
には、ポールピース４４に対応して段差部６０が設けら
れ、磁性流体シール手段４０の磁性流体４７は、主とし
て上記段差部６０の側面とポールピース４４との間に保
持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ハードディスクの如き磁気ディ
スクを回転駆動するためのスピンドルモータは、静止軸
及び磁気ディスクが装着されるロータハブを備え、ロー
タハブが軸受手段を介して静止軸に回転自在に支持され
ている。静止軸は、ディスク駆動装置のベース部材に取
付ブラケットを介して、又は直接的に固定される。ロー
タハブにはロータマグネットが装着され、このロータマ
グネットに対向してステータが配設されている。

【０００３】このようなスピンドルモータでは、軸受手
段からのグリスの飛散等を防止するために、軸受手段の
外側に磁性流体シール手段が設けられている。図５は、
従来のスピンドルモータにおける磁性流体シール手段及
びその近傍を拡大して示す断面図であり、この従来のス
ピンドルモータでは、静止軸２０２に軸受手段としての
一対の玉軸受２０４（図５において一方のみ示す）を介
してロータハブ２０６が回転自在に支持されている。磁
性流体シール手段２０８は、一方の玉軸受２０４の軸線
方向外側に配設されている。この磁性流体シール手段２
０８は、磁性流体を磁気的に保持するための環状の保持
マグネット２１０と、この保持マグネット２１０の両端
面に配設された一対のポールピース２１２，２１４とを
有し、保持マグネット２１０及び一対のポールピース２
１２，２１４が環状ホルダ２１６に装着されている。ロ
ータハブ２０６の内周部には肩部２１８が設けられ、環
状ホルダ２１６が上記肩部２１８に当接するように装着
される。一対のポールピース２１２，２１４の内周部は
保持マグネット２１０よりも半径方向内方に突出してお
り、磁性流体２２０は、外側のポールピース２１２の内
周面と静止軸２０２の外周面との間に充填される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のスピンドルモータでは、次の通りの解決すべき問題
が存在する。ロータハブ２０２の回転が高速になると、
磁性流体２２０に遠心力が作用し、この遠心力によって
磁性流体２２０がポールピース２１２の表面に沿って半
径方向外方に移動する傾向が生じる。そして、このよう
な傾向が大きくなると、磁性流体２２０がポールピース
２１２の表面に沿って流れ、外部に飛散するおそれがあ
る。

【０００５】また、遠心力による移動は、磁性流体に含
まれた比重の大きい粒子、即ち鉄粒子にその傾向が大き
く、このような傾向によって鉄粒子が移動すると、磁性
流体のオイル成分を静止軸２０２の表面に保持する保持
力が弱くなり、これによって静止軸２０２とポールピー
ス２１２との間の磁性流体２２０のシール層が破れ易く
なって磁性流体２２０によるシール性能が低下する。

【０００６】本発明の目的は、磁性流体の外部への飛散
を防止し、磁性流体シール手段のシール性能の低下を抑
え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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、静止軸と、こ
の静止軸に軸受手段を介して回転自在に支持されたロー
タハブと、前記ロータハブに装着されたロータマグネッ
トと、前記ロータマグネットに対向して配設されたステ
ータと、前記静止軸と前記ロータハブとの間隙をシール
するための磁性流体シール手段とを具備するスピンドル
モータにおいて、前記磁性流体シール手段は前記静止軸
に支持され、前記静止軸と前記ロータハブとの間隙をシ
ールするための磁性流体と、前記磁性流体を磁気的に保
持するための保持マグネットと、前記保持マグネットの
一端面に設けられたポールピースとを有し、前記ポール
ピースの外周部は前記保持マグネットを越えて半径方向
外方に突出し、前記磁性流体は前記ポールピースの外周
部と前記ロータハブとの間に充填され、前記ロータハブ
には、前記磁性流体シール手段の前記ポールピースに対
応して、前記ポールピースの外周面に半径方向に対向す
る周面及び前記ポールピースの外周部に軸線方向に対向
する環状の底面を連続的に形成した環状段差部が設けら
れ、前記磁性流体シール手段の前記保持マグネットから
の磁束の大部分は、前記ポールピースと前記段差部の前
記底面との間を流れ、前記段差部の周面は前記磁性流体
の遠心力による半径方向外方への流れを阻止し、前記磁
性流体は、主として前記段差部の前記底面と前記ポール
ピースとの間に保持されることを特徴とする。

【０００８】本発明に従えば、磁性流体シール手段が静
止軸に設けられ、この磁性流体シール手段のポールピー
スに対応してロータハブには環状段差部が設けられ、磁
性流体シール手段の保持マグネットからの磁束の大部分
は、ポールピースとロータハブの段差部の底面との間を
流れるように構成されている。従って、ポールピースと
ロータハブとの間に充填された磁性流体は、主として上
記段差部の底面とポールピースとの間に磁気的に保持さ
れ、このようにすることによって、磁性流体によるシー
ル幅を大きくしてシール力を増大させ、シール性能の向
上を図ることができる。また、ロータハブの回転によっ
て磁性流体が半径方向外方に流動する傾向が生じるが、
ロータハブの環状段差部の周面が前記底面から連続的に
形成されて軸線方向に延びているので、上記段差部の周
面が磁性流体のこの流動を阻止し、磁性流体は、回転中
においても、主として上記段差部の底面とポールピース
との間に磁気的に保持され、安定したシール力を得るこ
とができる。また、本発明では、前記ポールピースの外
径は、前記段差部の前記底面の内径より大きく、前記底
面の外径より小さく設定されていることを特徴とする。

【０００９】本発明に従えば、ポールピースの外径が上
述したように設定されているので、このポールピースの
外周部は、環状段差部の底面に対し軸線方向に対向して
間隔を置いて重なるようになる。

【００１０】また、本発明では、前記ポールピースの外
周面と前記段差部の前記周面との間の間隙に対し、前記
ポールピースと前記段差部の前記底面との間の間隙が小
さく設定されていることを特徴とする。

【００１１】本発明に従えば、ポールピースとロータハ
ブの環状段差部の底面との間隙は、このポールピースの
外周面と前記段差部の周面との間隙よりも小さいので、
保持マグネットからの磁束の大部分は、ポールピースと
環状段差部の底面との間を流れるようになり、磁性流体
は主としてこの間隙に磁気的に保持される。

【００１２】また、本発明では、前記磁性流体シール手
段の前記ポールピースの外周面には、軸線方向内方に向
けて半径方向外方に傾斜するテーパが形成されているこ
とを特徴とする。

【００１３】本発明に従えば、ポールピースの外周面に
テーパが形成されているので、かかるテーパの作用によ
って、ポールピースの外周面及び上記環状段差部の周面
の間に流動した磁性流体には、元のシール状態に戻ろう
とする力が作用し、これによって磁性流体の流出が抑え
られ、長期に渡って安定したシールを得ることができ
る。

【００１４】また、本発明は、静止軸と、この静止軸に
軸受手段を介して回転自在に支持されたロータハブと、
前記ロータハブに装着されたロータマグネットと、前記
ロータマグネットに対向して配設されたステータと、前
記静止軸と前記ロータハブとの間隙をシールするための
磁性流体シール手段とを具備するスピンドルモータにお
いて、前記磁性流体シール手段は前記ロータハブに支持
され、前記静止軸と前記ロータハブとの間隙をシールす
るための磁性流体と、前記磁性流体を磁気的に保持する
ための保持マグネットと、前記保持マグネットの一端面
に設けられたポールピースと、前記保持マグネットと前
記ポールピースとの角部に設けられた充填部材とを有
し、前記ポールピースの内周部は前記充填部材を越えて
半径方向内方に突出し、前記磁性流体は前記ポールピー
スの内周部と前記静止軸との間に充填され、前記静止軸
には、前記磁性流体シール手段の前記ポールピースに対
応して、前記ポールピースの内周面に半径方向に対向す
る周面及び前記ポールピースの内周部に軸線方向に対向
する環状の底面を連続的に形成した環状段差部が設けら
れ、前記磁性流体シール手段の前記保持マグネットから
の磁束の大部分は、前記ポールピースと前記段差部の前
記底面との間を流れ、前記充填部材の内周面は前記磁性
流体の遠心力による半径方向外方への流れを阻止し、前
記磁性流体は、主として前記段差部の前記底面と前記ポ
ールピースとの間に保持されることを特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、磁性流体シール手段がロ
ータハブに設けられ、この磁性流体シール手段のポール
ピースに対応して静止軸には環状段差部が設けられ、磁
性流体シール手段の保持マグネットからの磁束の大部分
は、ポールピースと静止軸の段差部の底面との間を流れ
るように構成されている。従って、ポールピースと静止
軸との間に充填された磁性流体は、主として上記段差部
の底面とポールピースとの間に磁気的に保持され、これ
によって、磁性流体によるシール幅を大きくしてシール
力を増大させ、シール性能の向上を図ることができる。
また、ロータハブの回転によって磁性流体が半径方向外
方に流動する傾向が生じるが、磁性流体シール手段に設
けられた充填部材の内周面が軸線方向に延びているの
で、充填部材の内周面が磁性流体のこの流動を阻止し、
磁性流体は、回転中においても、主として上記段差部の
底面とポールピースとの間に磁気的に保持され、安定し
たシール力を得ることができる。また、本発明では、前
記ポールピースの内径は、前記段差部の前記底面の内径
より大きく、前記底面の外径より小さく設定されている
ことを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、ポールピースの内径が上
述したように設定されているので、このポールピースの
内周部は、環状段差部の底面に対し軸線方向に対向して
間隔を置いて重なるようになる。

【００１７】本発明では、前記ポールピースの内周面と
前記段差部の前記周面との間の間隙に対し、前記ポール
ピースと前記段差部の前記底面との間の間隙が小さく設
定されていることを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、ポールピースとロータハ
ブの環状段差部の底面との間隙は、このポールピースの
内周面と前記段差部の周面との間隙よりも小さいので、
保持マグネットからの磁束の大部分は、ポールピースと
環状段差部の底面との間を流れるようになり、磁性流体
は主としてこの間隙に磁気的に保持される。

【００１９】更に、本発明では、前記磁性流体シール手
段の前記充填部材に対向する前記静止軸の外周面には、
軸線方向内方に向けて半径方向内方に傾斜するテーパが
形成されていることを特徴とする。

【００２０】本発明に従えば、静止軸の外周面にはテー
パが形成されているので、かかるテーパの作用によっ
て、充填部材の内周面及び静止軸の外周面の間に流動し
た磁性流体には、元のシール状態に戻ろうとする力が作
用し、これによって磁性流体の流出が抑えられ、長期に
渡って安定したシールを得ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図５を参照して、本
発明に従うスピンドルモータの実施形態について説明す
る。図１は、本発明に従うスピンドルモータの第１の実
施形態を示す断面図であり、図２は、図１のスピンドル
モータにおける磁性流体シール手段及びその近傍を拡大
して示す部分拡大断面図である。

【００２２】図１を参照して、図示のスピンドルモータ
は、静止軸２と、この静止軸２に対して回転自在である
ロータハブ４とを備えている。静止部材としての静止軸
２は、その下端部が固定用ねじ（図示せず）によって、
ディスク駆動装置のベースプレート（図示せず）に固定
される。この静止軸２を上記ベースプレートに直接的に
固定することに代えて、静止軸２を取付ブラケットに取
り付け、この取付ブラケットをディスク駆動装置のベー
スプレートに取り付けるようにしてもよい。

【００２３】静止軸２の両端部近傍には軸線方向（図１
において上下方向）に間隔を置いて一対の玉軸受６，８
（軸受手段を構成する）が設けられ、これら一対の玉軸
受６，８を介してロータハブ４が回転自在に支持されて
いる。この実施形態では、ロータハブ４は中空円筒状の
ハブ本体１０を備えており、このハブ本体１０の内周面
にスリーブ状のヨーク１２が装着されている。ヨーク１
２の一端部（図１において上端部）には、半径方向内方
に突出する環状支持突部１４が設けられ、かかる環状支
持突部１４と静止軸２の一端部（図１において上端部）
近傍との間に一方の玉軸受６が装着されている。また、
ヨーク１２の他端部（図１において下端部）の内周面に
は環状支持リング１６が装着され、かかる環状支持リン
グ１６と静止軸２の他端部（図１において下端部）近傍
との間に他方の玉軸受８が装着されている。例えば、ハ
ブ本体１０は非磁性材料のアルミニウムから形成され、
ヨーク１２は磁性材料の鉄から形成される。

【００２４】ハブ本体１０の下端部には半径方向外方に
突出する環状フランジ１８が設けられ、この環状フラン
ジ１８の上面には、記録ディスクとしての、ハードディ
スクの如き磁気ディスク（図示せず）がスペーサ（図示
せず）を介して複数枚載置される。また、ヨーク１２の
軸線方向中間部、即ち一対の玉軸受６，８の間の部位の
内周面には、環状のロータマグネット２０が装着され、
ロータマグネット２０に対向してステータ２２が配設さ
れている。ステータ２２は、コアプレートを複数枚積層
することによって形成されるステータコア２４と、この
ステータコア２４に所要の通りに巻かれたコイル２６と
を有し、ステータコア２４が静止軸２の軸線方向中間
部、即ち一対の玉軸受６，８の間の部位に固定されてい
る。かく構成されているので、コイル２４に駆動電流が
送給されるとステータコア２４が励磁され、励磁された
ステータコア２４とロータマグネット２０との相互磁気
作用によってロータハブ４（及びこれに装着された磁気
ディスク）が所定方向に回転駆動される。

【００２５】このスピンドルモータでは、モータの軸線
方向において、他方の玉軸受１０の外側（図１において
下側）にラビリンスシール手段２８が配設されている。
ラビリンスシール手段２８は、他方の玉軸受８の軸線方
向外側に配設されたラビリンス部材３０を有している。
このラビリンス部材３０は静止軸２の他端部に固定さ
れ、玉軸受８を越えて半径方向外方に延びており、その
外周部には軸線方向内方に支持リング１６に向けて突出
する環状突部３２が設けられている。また、ラビリンス
手段２８は、支持リング１６の外面に設けられた環状凹
部３４及びその内周部に設けられた内フランジ３６を含
んでいる。支持リング１６の環状凹部３４にはラビリン
ス部材３０の環状突部３２が受け入れられ、その内フラ
ンジ３６は玉軸受８とラビリンス部材３０との間を半径
方向内方に静止軸２に向けて延びている。このように構
成されているので、ラビリンス部材３０及び支持リング
１６は相互に協働してラビリンス通路を規定し、このラ
ビリンス手段２８によって、玉軸受８からのグリス等が
外部に飛散するのを防止することができる。

【００２６】また、モータの軸線方向において、一方の
玉軸受６の外側（図１において上側）に磁性流体シール
手段４０が配設されている。磁性流体シール手段４０
は、環状の保持マグネット４２と、この保持マグネット
４２の両端面に設けられた一対のポールピース４４，４
６と、これらを保持する環状ホルダ４８とを有し、一対
のポールピース４４，４６は保持マグネット４２を越え
て半径方向外方に突出している。この実施形態では、環
状ホルダ４８が静止軸２に装着され、一方のポールピー
ス４４とヨーク１４との間に磁性流体４７が充填される
（図２参照）。この磁性流体シール手段４０及びこれに
関連する構成ついては、後に詳述する。

【００２７】モータの軸線方向において、磁性流体シー
ル手段４０の更に外側にキャップ部材５０が配設されて
いる。キャップ部材５４は環状の薄いプレートから構成
され、その外周部がハブ本体１０のに内周部に接着剤に
よって取り付けられ、その内周部は静止軸２の外周面近
傍まで延び、磁性流体シール手段４０の外側を覆ってい
る。キャップ部材５０と磁性流体シール手段４０との間
には、図１に示すように環状空間が存在しており、磁性
流体シール手段４０の磁性流体４７が仮に飛散したとし
ても、飛散した磁性流体４７はこの環状空間に捕捉さ
れ、磁性流体４７の外部への飛散を防止することができ
る。

【００２８】次に、主として図２を参照して、磁性流体
シール手段４０及びそれに関連する構成について説明す
る。図示の磁性流体シール手段４０の環状ホルダ４８は
その断面形状が略Ｌ字状であり、環状部５２と、この環
状部５２の下端部に設けられた支持部５４とを有し、支
持部５４が半径方向外方に突出している。この環状ホル
ダ４８は非磁性材料から形成される。内側のポールピー
ス４６，保持マグネット４２及び外側のポールピース４
４は、この順序で環状ホルダ４８の支持部５４に載置す
るように装着される。静止軸２の一端部は、他の部分よ
りも外径が幾分小さく、このように形成することによっ
て、その一端部に肩部５６が形成される。環状ホルダ４
８は、その支持部５４が静止軸２の肩部５６に当接する
ように静止軸２に装着され、このように装着することに
よって、磁性流体シール手段４０が静止軸２に取り付け
られる。尚、静止軸２、環状ホルダ４８及び外側のポー
ルピース４４の内周部に渡って接着剤５８が塗布され、
接着剤５８によってこれらが確実に固定される。

【００２９】この実施形態では、外側のポールピース４
４、換言すると磁性流体４７が充填されるポールピース
４４に対応して、ロータハブ４の内周面、この形態では
ヨーク１２の環状支持突部１４の内周面に環状段差部６
０が形成されている。この環状段差部６０は、環状支持
突部１４の一端部の内径を他の部位より幾分大きくする
ことによって形成され、磁性流体４７が保持されるポー
ルピース４４の外周面に半径方向に対向する周面６４
と、このポールピース４４の外周部に軸線方向に対向す
る環状の底面６２とを有し、上記底面６２及び周面６４
が連続的に形成されている。

【００３０】この段差部６０に関連して、更に、次の通
りに構成されている。外側のポールピース４４の外径
は、環状段差部６０の底面６２の内径より大きく、この
底面６２の外径より小さく設定されている（図２参
照）。かく設定されているので、外側のポールピース４
４の外周端部は上記環状段差部６０内まで延び、その内
側端面は段差部６０の底面６２に軸線方向に対向して間
隔を置いて重なって位置する。そして、ポールピース４
４の内側端面と段差部６０の底面６２との間の間隙の間
隔は、このポールピース４４の外周面と段差部６０の周
面６４との間の間隙の間隔よりも小さく設定されてい
る。また、内側のポールピース４６の外周部は、この段
差部６０の軸線方向内側において環状支持突部１４の内
周面近傍まで延びている。また、保持マグネット４２は
上記軸線方向に着磁され、例えば外側のポールピース４
４に接する側がＮ極（又はＳ極）に着磁され、内側のポ
ールピース４６に接する側がＳ極（又はＮ極）に着磁さ
れている。このように構成されるので、保持マグネット
４２からの磁束は外側のポールピース４４を流れ、この
磁束の大部分はポールピース４４の内側端面からヨーク
１２の段差部６０の底面６２を通ってヨーク１２に至
り、残りの磁束の一部はポールピース４４の外周面から
段差部６０の周面６４を通ってヨーク１２に至り、これ
らの磁束はヨーク１２から内側のポールピース４６を通
って保持マグネット４２に至り、磁性流体シール手段４
０に関連して、このような磁束の流れの磁気回路が形成
される。

【００３１】磁性流体シール手段４０の磁性流体４７
は、外側のポールピース４４とヨーク１２の段差部６０
との間の間隙に充填される。このように磁性流体４７を
充填すると、磁束の大部分はポールピース４４とヨーク
１２の段差部６０の底面６２との間を通して流れるの
で、充填された磁性流体４７は、図２に示すように、主
としてポールピース４４の内側端面の外周部と上記段差
部６０の底面６２との間に磁気的に保持される。磁性流
体４７をポールピース４４の外周面とヨーク１２の内周
面との間に保持するようにした場合、ポールピース４４
の厚さが薄いと磁性流体４７のシール層幅も薄く、十分
なシール力を確保することが難しくなる。これに対し
て、上述したようにポールピース４４の内側端面と上記
段差部６０の底面６２との間に磁性流体４７を保持する
ようにした場合、図２から理解される通り、ポールピー
ス４４の内側端面の外周部と上記段差部６０の底面６２
との重なり部分を大きくすることによって、磁性流体４
７のシール層幅を大きくすることができ、これによって
十分なシール力を得ることができる。

【００３２】また、このように構成することによって、
ロータハブ４の回転時におけるシール力の低下を防止す
ることができる。即ち、ロータハブ４が回転すると、磁
性流体４７は遠心力によって半径方向外方に流動する傾
向が生じるが、上記段差部６０においてはその周面６４
が底面６２から連続的に軸線方向に延びているので、仮
に磁性流体４７が上記段差部６０の底面６２に沿って半
径方向外方に流動したとしても、この周面６４によって
磁性流体４７の外方への流動が阻止され、磁性流体４７
は主としてポールピース４４と上記段差部６０の底面６
２との間に保持される。特に、磁性流体４７に含まれた
比重の大きい粒子、即ち鉄粒子は遠心力によって流動す
る傾向にあるが、上述したように段差部６０の周面６４
によって半径方向外方への流動が阻止されるので、磁性
流体４７中の鉄粒子の流動が抑えられ、これによって磁
性流体４７のシール層のシール力の低下が防止される。

【００３３】ロータハブ４が高速回転する場合、発生す
る遠心力も大きくなり、磁性流体４７は上記段差部６０
の周面６４に沿って幾分軸線方向外方に流動するおそれ
がある。このような場合、軸線方向外方に流動した磁性
流体４７が外部に流出しないようにするために、例えば
図３に示すように構成することができる。尚、以下の説
明において、図１及び図２と実質上同一の部材には、同
一の番号を付し、その説明を省略する。

【００３４】図３を参照して、この第２の実施形態で
は、磁性流体シール手段４０Ａの外側のポールピース４
４Ａの外周面には、軸線方向（図３において上下方向）
内側に向けて半径方向外方に傾斜するテーパ７２が設け
られている。また、磁性流体シール手段４０Ａは、ロー
タハブ４Ａのハブ本体１０Ａに対向して設けられ、ハブ
本体１０Ａはアルミニウム等の非磁性材料から形成され
ている。このように磁性流体シール手段４０Ａに対向す
る部位が非磁性材料から形成されている場合、ハブ本体
１０Ａの所定部位に、磁性材料から形成されたされたス
リーブ部材７４が装着される。また、スリーブ部材７４
の所定部位には、外側のポールピース４４Ａに対応して
環状段差部７６が設けられ、環状段差部７６は、連続的
に形成された底面７８及び周面８０を有している。この
実施形態のその他の構成は、図１及び図２に示す第１の
実施形態と実質上同一である。

【００３５】この第２の実施形態では、外側のポールピ
ース４４Ａ及びスリーブ部材７４の環状段差部７６に関
する構成は上記第１の実施形態と実質上同一であり、外
側のポールピース４４Ａの外周端部はスリーブ部材７４
の段差部７６内まで延び、その内側端面の外周部は段差
部７６の底面７８に対向して位置し、ポールピース４４
Ａの内側端面と段差部７６の底面７８との間隔は、この
ポールピース４４Ａの外周面と環状段差部７６の周面８
０との間隔よりも小さく設定されている。また、内側の
ポールピース４６の外周部は、この段差部７６の軸線方
向内側においてスリーブ部材７４の内周面近傍まで延び
ている。このように構成されるので、保持マグネット４
２からの磁束は外側のポールピース４４Ａを流れ、この
磁束の大部分はポールピース４４Ａの内側端面からスリ
ーブ部材７４の段差部７６の底面７８を通ってヨーク１
２に流れる。

【００３６】この第２の実施形態においては、保持マグ
ネット４２からの磁束の大部分はポールピース４４Ａと
スリーブ部材７４の段差部７６の底面７８との間を通し
て流れるので、磁性流体４７は、主としてポールピース
４４Ａの内側端面の外周部と上記段差部７６の底面７８
との間に磁気的に保持され、上述したと同様の効果が達
成される。また、ロータハブ４が回転して磁性流体４７
が遠心力によって半径方向外方に流動しても、上記段差
部７６の周面８０が底面７８から連続的に軸線方向に延
びているので、流動した磁性流体４７は上記段差部７６
の周面８０によって半径方向外方への流動が阻止され、
磁性流体４７は主としてポールピース４４Ａと上記段差
部７６の底面７８との間に保持される。

【００３７】尚、ロータハブ４Ａが高速回転する場合、
発生する遠心力も大きくなり、磁性流体４７は、図３に
示すように上記環状段差部７６の周面８０に沿って軸線
方向外方に流動する傾向が生じる。このような場合、磁
性流体４７の一部は、ポールピース４４Ａの外周面と段
差部７６の周面８０との間に保持されるようになるが、
ポールピース４４Ａのテーパ７２によって、その外周面
と環状段差部７６の周面８０との間隙が軸線方向内側に
受けて漸減されているので、この磁性流体４７には表面
張力によって軸線方向内側に戻そうとする力が作用し、
これによって磁性流体４７の外部への流出を効果的に防
止することができる。また、この表面張力による力は、
ロータ４Ａの回転が停止したときに磁性流体４７を元の
シール状態に戻すように作用し、かくして、長期に渡っ
て安定したシールを確保することができる。

【００３８】第１及び第２の実施形態では、磁性流体シ
ール手段４０（４０Ａ）を静止軸２に取り付けている
が、これに代えて、図４及び図５に示すように、ロータ
ハブに取り付けるようにしてもよい。

【００３９】スピンドルモータの第３の実施形態の一部
を示す図４を参照して、この実施形態では、磁性流体シ
ール手段１０２は、環状の保持マグネット１０４と、こ
の保持マグネット１０４の両端面に設けられた一対のポ
ールピース１０６，１０８と、これらを保持する環状ホ
ルダ１１０とを有し、これらの基本的構成は、第１及び
第２の実施形態にける磁性流体シール手段４０（４０
Ａ）と実質上同一である。この形態における磁性流体シ
ール手段１０２は、更に、環状の充填部材１１１を備
え、この充填部材１１１が保持マグネット１０４の半径
方向内側であって、一対のポールピース１０６，１０８
間に設けられている。充填部材１１１は非磁性材料、例
えば非磁性金属又は合成樹脂から形成される。このよう
に構成することによって、充填部材１１１は外側のポー
ルピース１０６と保持マグネット１０４の角部に位置
し、磁性流体１１７が保持マグネット１０４表面に磁気
的に保持されることを防止する。

【００４０】磁性流体シール手段１０２は、例えばロー
タハブのハブ本体１１２（又はヨーク）に装着される。
ハブ本体１１２の所定部位には肩部１１４が形成され、
この肩部１１４に環状ホルダ１１０が当接するように磁
性流体シール手段１０２がハブ本体１１２に装着され、
接着剤１１６によってハブ本体１１２に固定される。こ
のことに関連して、静止軸１１８の一端部には、磁性流
体シール手段１０２の外側のポールピース１０６に対応
して環状段差部１２０が設けられている。この環状段差
部１２０は、静止軸１１８の一端部の外径を他の部分よ
りも幾分小さくすることによって形成され、ポールピー
ス１０６の外周面に半径方向に対向する周面１２４と、
このポールピース１０６の内周部に軸線方向に対向する
環状の底面１２２とを有し、底面１２２及び周面１２４
が連続的に形成されている。

【００４１】この環状段差部１２０に関連して、更に、
次の通りに構成されている。磁性流体１１７が保持され
る外側のポールピース１０６の内径は、この環状段差部
１２０の底面１２２の内径より大きく、その外径より小
さく設定されている。かく設定されているので、外側の
ポールピース１０６の内周端部は静止軸１１８の環状段
差部１２０内まで延び、その内側端面は上記段差部１２
０の底面１２２に対向して位置している。そして、ポー
ルピース１０６の内側端面と段差部１２０の底面１２２
との間の間隔は、このポールピース１０６の内周面と段
差部１２０の周面１２４との間間隔よりも小さく設定さ
れている。また、内側のポールピース１０８の内周部
は、この段差部１２０の軸線方向内側において静止軸１
１８の外周面近傍まで延びている。また、保持マグネッ
ト１０４は、上述したと同様に、上記軸線方向に着磁さ
れている。このように構成されるので、この第３の実施
形態においても保持マグネット１０４からの磁束は外側
のポールピース１０６を流れ、この磁束の大部分はポー
ルピース１０６の内側端面から上記段差部１２０の底面
１２２を通って静止軸１１８に至り、これらの磁束は静
止軸１１８から内側のポールピース１０８を通って保持
マグネット１０４に至る。従って、外側のポールピース
１０６と静止軸１１８の環状段差部１２０との間の間隙
に充填された磁性流体１１７は、図４に示すように、主
としてポールピース１０６の内側端面の内周部と上記段
差部１２０の底面１２２との間に磁気的に保持され、ポ
ールピース１０６の内側端面と上記段差部１２０の底面
１２２との重なり部分を大きくすることによって、磁性
流体４７のシール層幅を大きくして十分なシール力を得
ることができる。

【００４２】また、このように構成することによって、
ハブ本体１１２が回転すると、磁性流体１１７は遠心力
によって半径方向外方に流動する傾向が生じるが、充填
部材１１１の内周面が、ポールピース１０６の内側端面
から連続的に軸線方向（図４において上下方向）に延び
ているので、磁性流体１１７がポールピース１０８の内
側端面に沿って充填部材１１１まで流動すると、この充
填部材１１１によってその半径方向外方への流動が阻止
され、これによって磁性流体１１７の外部への流出が防
止され、磁性流体１１７は主としてポールピース１０６
の内側端面と上記段差部１２０の底面１２２との間に保
持され、上述したと同様の効果が達成される。

【００４３】磁性流体シール手段１０２をロータハブに
装着した場合、流動した磁性流体１１７が元のシール状
態に戻るように、上述したと同様のテーパを静止軸１１
８に形成することができる。即ち、磁性流体シール手段
１０２の絨毯部材１１１に対向してする静止軸１１８の
外周面に、軸線方向内方に向けて半径方向内方に傾斜す
るテーパを形成することによって、上述したと同様の効
果が達成される。

【００４４】以上、本発明に従うスピンドルモータの種
々の実施形態について説明したが、本発明はこれら実施
形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱す
ることなく種々の変形乃至修正が可能である。

【００４５】例えば、図示の実施形態では、保持マグネ
ット４２及びその両側の一対のポールピース４４，４６
を有する磁性流体シール手段４０を備えたスピンドルモ
ータに適用して説明したが、これに限定されることな
く、保持マグネットの一端面にポールピースを設けた磁
性流体シール手段を備えたものにも同様に適用すること
ができる。

【００４６】また、例えば、図示の実施形態では、一方
の玉軸受６の外側に磁性流体シール手段４０を設けたス
ピンドルモータに適用して説明したが、これに限定され
ることなく、他方の玉軸受８の外側に磁性流体シール手
段を設けたものにも同様に適用することができる。

【発明の効果】本発明の請求項１のスピンドルモータに
よれば、磁性流体が主としてロータハブの環状段差部の
底面とポールピースとの間に磁気的に保持されるので、
磁性流体によるシール幅を大きくしてシール性能の向上
を図ることができる。また、ロータハブの段差部の周面
が磁性流体の半径方向外方への流動を阻止するので、安
定したシール力を得ることができる。

【００４７】また、本発明の請求項２のスピンドルモー
タによれば、ポールピースの外周部が環状段差部の底面
に対し軸線方向に対向して間隔を置いて位置し、これら
の間隙に磁性流体を保持することができる。

【００４８】また、本発明の請求項３のスピンドルモー
タによれば、保持マグネットからの磁束の大部分は、ポ
ールピースと環状段差部の底面との間を流れるようにな
り、磁性流体は主としてこの間隙に磁気的に保持され
る。

【００４９】また、本発明の請求項４のスピンドルモー
タによれば、ポールピースの外周面とロータハブの段差
部の周面の間に流動した磁性流体には、表面張力によっ
て元のシール状態に戻ろうとする力が作用し、これによ
って磁性流体の流出を抑え、長期に渡って安定したシー
ルを得ることができる。

【００５０】また、本発明の請求項５のスピンドルモー
タによれば、磁性流体は、主として静止軸の環状段差部
の底面とポールピースとの間に磁気的に保持されるの
で、磁性流体によるシール幅を大きくしてシール性能の
向上を図ることができる。また、磁性流体シール手段の
充填部材の内周面が磁性流体の半径方向外方への流動を
阻止するので、安定したシール力を得ることができる。

【００５１】また、本発明の請求項６のスピンドルモー
タによれば、ポールピースの内周部は、環状段差部の底
面に対し軸線方向に対向して間隔を置いて重なって位置
し、この間隙に磁性流体を保持することができる。

【００５２】また、本発明の請求項７のスピンドルモー
タによれば、保持マグネットからの磁束の大部分は、ポ
ールピースと環状段差部の底面との間を流れるようにな
り、磁性流体は主としてこの間隙に磁気的に保持され
る。

【００５３】更に、本発明の請求項８のスピンドルモー
タによれば、充填部材の内周面と静止軸の外周面との間
に流動した磁性流体には、表面張力によって元のシール
状態に戻ろうとする力が作用し、これによって磁性流体
の流出を抑え、長期に渡って安定したシールを得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従うスピンドルモータの第１の実施形
態を示す断面図である。

【図２】図１のスピンドルモータにおける磁性流体シー
ル手段及びその近傍を拡大して示す部分拡大断面図であ
る。

【図３】本発明に従うスピンドルモータの第２の実施形
態における磁性流体シール手段及びその近傍を拡大して
示す部分拡大断面図である。

【図４】本発明に従うスピンドルモータの第３の実施形
態における磁性流体シール手段及びその近傍を拡大して
示す部分拡大断面図である。

【図５】従来のスピンドルモータの一部を拡大して示す
部分拡大断面図である。

【符号の説明】

２，１１８ 静止軸 ４，４Ａ ロータハブ ６，８ 玉軸受 １０，１０Ａ，１１２ ハブ本体 １２ ヨーク ２０ ロータマグネット ２２ ステータ ４０，４０Ａ，１０２ 磁性流体シール手段 ４２，１０４ 保持マグネット ４４，４６，４４Ａ，１０６，１０８ ポールピース ４７，１１７ 磁性流体 ４８，１１０ 環状ホルダ ６０，７６、１２０ 段差部 ７２ テーパ ７４ スリーブ部材 １１１ 充填部材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静止軸と、この静止軸に軸受手段を介し
   て回転自在に支持されたロータハブと、前記ロータハブ
   に装着されたロータマグネットと、前記ロータマグネッ
   トに対向して配設されたステータと、前記静止軸と前記
   ロータハブとの間隙をシールするための磁性流体シール
   手段とを具備するスピンドルモータにおいて、 前記磁性流体シール手段は前記静止軸に支持され、前記
   静止軸と前記ロータハブとの間隙をシールするための磁
   性流体と、前記磁性流体を磁気的に保持するための保持
   マグネットと、前記保持マグネットの一端面に設けられ
   たポールピースとを有し、前記ポールピースの外周部は
   前記保持マグネットを越えて半径方向外方に突出し、前
   記磁性流体は前記ポールピースの外周部と前記ロータハ
   ブとの間に充填され、 前記ロータハブには、前記磁性流体シール手段の前記ポ
   ールピースに対応して、前記ポールピースの外周面に半
   径方向に対向する周面及び前記ポールピースの外周部に
   軸線方向に対向する環状の底面を連続的に形成した環状
   段差部が設けられ、 前記磁性流体シール手段の前記保持マグネットからの磁
   束の大部分は、前記ポールピースと前記段差部の前記底
   面との間を流れ、前記段差部の周面は前記磁性流体の遠
   心力による半径方向外方への流れを阻止し、前記磁性流
   体は、主として前記段差部の前記底面と前記ポールピー
   スとの間に保持されることを特徴とするスピンドルモー
   タ。
2. 【請求項２】 前記ポールピースの外径は、前記段差部
   の前記底面の内径より大きく、前記底面の外径より小さ
   く設定されていることを特徴とする請求項１記載のスピ
   ンドルモータ。
3. 【請求項３】 前記ポールピースの外周面と前記段差部
   の前記周面との間の間隙に対し、前記ポールピースと前
   記段差部の前記底面との間の間隙が小さく設定されてい
   ることを特徴とする請求項１又は２記載のスピンドルモ
   ータ。
4. 【請求項４】 前記磁性流体シール手段の前記ポールピ
   ースの外周面には、軸線方向内方に向けて半径方向外方
   に傾斜するテーパが形成されていることを特徴とする請
   求項１〜３のいずれかに記載のスピンドルモータ。
5. 【請求項５】 静止軸と、この静止軸に軸受手段を介し
   て回転自在に支持されたロータハブと、前記ロータハブ
   に装着されたロータマグネットと、前記ロータマグネッ
   トに対向して配設されたステータと、前記静止軸と前記
   ロータハブとの間隙をシールするための磁性流体シール
   手段とを具備するスピンドルモータにおいて、 前記磁性流体シール手段は前記ロータハブに支持され、
   前記静止軸と前記ロータハブとの間隙をシールするため
   の磁性流体と、前記磁性流体を磁気的に保持するための
   保持マグネットと、前記保持マグネットの一端面に設け
   られたポールピースと、前記保持マグネットと前記ポー
   ルピースとの角部に設けられた充填部材とを有し、前記
   ポールピースの内周部は前記充填部材を越えて半径方向
   内方に突出し、前記磁性流体は前記ポールピースの内周
   部と前記静止軸との間に充填され、 前記静止軸には、前記磁性流体シール手段の前記ポール
   ピースに対応して、前記ポールピースの内周面に半径方
   向に対向する周面及び前記ポールピースの内周部に軸線
   方向に対向する環状の底面を連続的に形成した環状段差
   部が設けられ、前記磁性流体シール手段の前記保持マグ
   ネットからの磁束の大部分は、前記ポールピースと前記
   段差部の前記底面との間を流れ、前記充填部材の内周面
   は前記磁性流体の遠心力による半径方向外方への流れを
   阻止し、前記磁性流体は、主として前記段差部の前記底
   面と前記ポールピースとの間に保持されることを特徴と
   するスピンドルモータ。
6. 【請求項６】 前記ポールピースの内径は、前記段差部
   の前記底面の内径より大きく、前記底面の外径より小さ
   く設定されていることを特徴とする請求項５記載のスピ
   ンドルモータ。
7. 【請求項７】 前記ポールピースの内周面と前記段差部
   の前記周面との間の間隙に対し、前記ポールピースと前
   記段差部の前記底面との間の間隙が小さく設定されてい
   ることを特徴とする請求項５又は６記載のスピンドルモ
   ータ。
8. 【請求項８】 前記磁性流体シール手段の前記充填部材
   に対向する前記静止軸の外周面には、軸線方向内方に向
   けて半径方向内方に傾斜するテーパが形成されているこ
   とを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のスピン
   ドルモータ。