JPH07279960A

JPH07279960A - 動圧軸受装置

Info

Publication number: JPH07279960A
Application number: JP9903694A
Authority: JP
Inventors: Kimio Sato; 公男佐藤
Original assignee: Nippon Ferrofluidics Corp
Current assignee: Nippon Ferrofluidics Corp
Priority date: 1994-04-01
Filing date: 1994-04-01
Publication date: 1995-10-27

Abstract

(57)【要約】【目的】小型化を図ると共に、部品点数の削減を図る
こと。【構成】軸方向に着磁したマグネット２と、このマグ
ネット２の両側に設けたポールピース３ａ、３ｂとでシ
ャフト１を構成する。モータハブ４の穴５の内周面に非
磁性体製のスリーブ６を固定する。このスリーブ６の内
側に上記シャフト１を回転自在に配置する。これにより
従来例のようにマグネット２を外側ではなく、シャフト
１として一体化して中心軸として機能させているため
に、本装置の半径方向の大きさを小さくでき、全体を小
型化できる。また従来例のようにマグネットを支持する
筒状部材が不要となるので、部品点数を削減でき、その
ためコストの低減も図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はハードディスクドライ
ブ（ＨＨＤ）やポリゴンミラー等に用いられる動圧軸受
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のこの種の動圧軸受装置の断
面図を示し、ハウジングを構成するモータハブ４１の内
周面に、円筒状のマグネット（永久磁石）４２と、この
マグネット４２の上下両端に接合した一対の磁性体製の
筒状部材４３ａ、４３ｂとが配設されている。上記マグ
ネット４２は軸方向に着磁されている。このマグネット
４２及び筒状部材４３ａ、４３ｂにかけての内周面に
は、円筒状で非磁性体製のスリーブ４４が配設されてい
る。このスリーブ４４の軸芯には挿通孔４５が形成され
ており、該挿通孔４５内にはシャフト４６が相対回転自
在に配置されている。上記シャフト４６は磁性体製であ
り、上記スリーブ４４の上方、下方に位置するシャフト
４６の箇所に磁性体製の一対のポールピース４７ａ、４
７ｂを設けている。この一対のポールピース４７ａ、４
７ｂはリング円板状に形成されており、上記スリーブ４
４の上面側及び下面側にそれぞれ間隙４８ａ、４８ｂが
生じるように配置され、上記シャフト４６に固定されて
いる。また筒状部材４３ａ、４３ｂの内周面とポールピ
ース４７ａ、４７ｂの外周面との間にも間隙４９ａ、４
９ｂを形成し、さらにシャフト４６の外周面とスリーブ
４４の内周面との間にも間隙５０を形成している。

【０００３】ここで上記間隙５０及び４８ａ、４８ｂに
は、磁性流体５１が封入されており、上記間隙５０及び
４８ａ、４８ｂを形成する各面、つまり挿通孔４５の内
周面、シャフト４６の外周面、上側のポールピース４７
ａの下面、下側のポールピース４７ｂの上面及びスリー
ブ４４の上下両面には、モータハブ４１の回転によって
上記磁性流体５１に動圧を発生させるような表面加工が
施されている。つまり上記スリーブ４４の内周面とシャ
フト４６の外周面との間にジャーナル軸受を構成し、ま
たスリーブ４４の両端面と各ポールピース４７ａ、４７
ｂの内側面とでスラスト軸受を構成しているのである。
また上記ポールピース４７ａ、４７ｂはシール部も構成
している。つまり上記マグネット４２によって順に上側
筒状部材４３ａ、上側ポールピース４７ａ、シャフト４
６、下側ポールピース４７ｂ、下側筒状部材４３ｂを経
てマグネット４２に返る磁気回路が構成されるので、間
隙４９ａ、４９ｂにおいて磁性流体５１を封止してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図３に示
す従来の動圧軸受装置においては、マグネット４２を軸
受部の外側に配置しているので、ラジアル方向（半径方
向）の寸法が大きくなり、小型化に対応できず、また部
品点数が多くなるという問題があった。

【０００５】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、小型化を図ると
共に、部品点数の削減を図ることが可能な動圧軸受装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１の動圧軸
受装置は、軸方向に着磁したマグネット２及びこのマグ
ネット２の少なくとも一方の端面側に設けたポールピー
ス３ａから成るシャフト１と、軸芯に設けた穴５を有す
るモータハブ４と、このモータハブ４の上記穴５の内周
面に配設した円筒状のスリーブ６と、このスリーブ６の
内側に遊嵌した上記シャフト１の外周面と該スリーブ６
の内周面の間に形成される間隙９内に封入した作動油１
１とを有し、上記ポールピース３ａからモータハブ４を
経由する磁気経路に磁性流体１１を保持し、これにより
上記作動油１１を封止したことを特徴としている。

【０００７】また請求項２の動圧軸受装置は、軸方向に
着磁したマグネット２、このマグネット２の少なくとも
一方の端面側に設けたポールピース３ａ及び上記マグネ
ット２とポールピース３ａとで形成されるコーナー部内
に配置され外周面側を第１の傾斜面１４とした略リング
状の軸受部材１３とから成るシャフト１と、軸芯に穴５
を有するモータハブ４と、このモータハブ４の上記穴５
の内周面に配設され上記軸受部材１３の第１の傾斜面１
４と対面した第２の傾斜面１５を端部側に形成した略円
筒状のスリーブ６と、このスリーブ６の内側に遊嵌した
上記シャフト１の外周面と該スリーブ６の内周面の間に
形成される間隙９内に封入した作動油１１とを有し、上
記ポールピース３ａからモータハブ４を経由する磁気経
路に磁性流体１１を保持し、これにより上記作動油１１
を封止したことを特徴としている。

【０００８】

【作用】上記請求項１の動圧軸受装置では、作動油１１
を封止するための磁気回路を形成するためのマグネット
２をシャフト１として使用している。したがってマグネ
ット２をシャフト１よりも外側に配置していた従来例と
比べて、ラジアル方向の寸法を小さくすることができ
る。また従来例においてマグネット２を支持するために
用いていた筒状部材が不要となる。

【０００９】また請求項２の動圧軸受装置では、作動油
１１を封止するための磁気回路を形成するためのマグネ
ット２をシャフト１として使用している。したがってマ
グネット２をシャフト１よりも外側に配置していた従来
例と比べて、ラジアル方向の寸法を小さくすることがで
きる。また従来例においてマグネット２を支持するため
に用いていた筒状部材が不要となる。さらにはシャフト
１側の軸受部材１３の第１の傾斜面１４とスリーブ６の
第２の傾斜面１５とを対面させて、回転時におけるラジ
アル荷重とスラスト荷重を１つの軸受部材１３で受ける
ようにしている。

【００１０】

【実施例】次にこの発明の動圧軸受装置の具体的な実施
例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は
この発明の動圧軸受装置の一実施例を示す縦断面図であ
る。同図において、１はシャフトであり、マグネット２
と一対のポールピース３ａ、３ｂとで構成されている。
マグネット２は円柱状に形成されており、その軸方向に
着磁され、図示例では上側がＮ極、下側がＳ極としてあ
る。また上記マグネット２の両側の端面にそれぞれ固定
したポールピース３ａ、３ｂは磁性体で形成され、略円
板状に形成されている。ポールピース３ａ、３ｂの外径
はマグネット２の外径より大きく形成されていて、ポー
ルピース３ａ、３ｂの端部が半径方向にマグネット２よ
り突出した形状としてある。

【００１１】モータハブ４は磁性体で形成され、その軸
芯には穴５が形成されている。このモータハブ４の穴５
の内周面には、円筒状で非磁性体のスリーブ６が固定さ
れている。このスリーブ６の内側の穴を挿通孔７とし
て、この挿通孔７に上記シャフト１を相対回転自在に遊
嵌している。そしてシャフト１を構成するマグネット２
の軸方向の長さよりもスリーブ６の長さを少し短く形成
し、スリーブ６の上面と上側のポールピース３ａの周部
の下面との間に間隙８ａを形成し、またスリーブ６の下
面と下側のポールピース３ｂの周部の上面との間にも間
隙８ｂを形成している。さらにマグネット２の外周面と
スリーブ６の内周面との間に間隙９を形成している。そ
してポールピース３ａ、３ｂの周端面と、スリーブ６よ
りも上下方のモータハブ４の内周面との間にも間隙１０
ａ、１０ｂを形成している。上記間隙８ａ、８ｂ、９、
１０ａ、１０ｂに作動油としての磁性流体１１を封入し
ている。

【００１２】ここで上記間隙９及び８ａ、８ｂを形成す
る各面、つまりスリーブ６の内周面及び上下面、マグネ
ット２の外周面、上側のポールピース３ａの下面、下側
のポールピース３ｂの上面には、モータハブ４の相対回
転によって上記磁性流体１１に動圧を発生させるような
表面加工が施されている。そしてラジアル荷重をシャフ
ト１で、またスラスト荷重をポールピース３ａ、３ｂで
受ける軸受部を構成している。

【００１３】また上記ポールピース３ａ、３ｂはシール
部を構成しており、シャフト１を構成するマグネット２
によって順に上側のポールピース３ａ、モータハブ４、
下側のポールピース３ｂを経てマグネット２に返る磁気
回路１２が形成されるので、間隙１０ａ、１０ｂには磁
界が形成され、この間隙１０ａ、１０ｂにおいて磁性流
体１１を封止している。このシール作用によって、上記
各間隙９及び８ａ、８ｂ内の流体の漏洩を防止してい
る。

【００１４】上記の構成において、モータハブ４が回転
すると、各間隙９及び８ａ、８ｂに封入されている磁性
流体１１には動圧が発生し、この動圧はシャフト１の外
周面、ポールピース３ａ、３ｂにそれぞれ作用する。こ
のときの半径方向のラジアル荷重はシャフト１が支持
し、軸方向のスラスト荷重は各ポールピース３ａ、３ｂ
を介してシャフト１が支持することになる。

【００１５】以上の説明のように上記実施例における動
圧軸受装置においては、従来例のようにマグネット２を
外側ではなく、シャフト１として一体化して中心軸とし
て機能させているために、本装置の半径方向の大きさを
小さくすることができて、全体を小型化することが可能
となる。また従来例のマグネットを支持する筒状部材が
不要となるので、部品点数を削減でき、そのためコスト
の低減も図ることができる。

【００１６】（実施例２）実施例２を図２に示す。本実
施例では１つの部材、軸受部材１３を追加してラジアル
荷重とスラスト荷重とを同じ箇所で受けるようにしてい
る。すなわちマグネット２とポールピース３ａ、３ｂと
で形成される上下のコーナー部に非磁性体製で略リング
状の軸受部材１３を配設し、この軸受部材１３の断面を
三角形状にしてスリーブ６側に第１の傾斜面１４を形成
している。またスリーブ６の上下の内側も上記第１の傾
斜面１４に対面させる第２の傾斜面１５を周設してい
る。そしてこれら軸受部材１３の第１の傾斜面１４、ス
リーブ６の第２の傾斜面１５にも磁性流体１１に動圧を
発生させるための表面加工を施している。

【００１７】本実施例では図２に示すように、シャフト
１を構成する軸受部材１３の第１の傾斜面１４と、スリ
ーブ６側の第２の傾斜面１５とを対面させていること
で、回転時における半径方向のラジアル荷重と軸方向の
スラスト荷重とを同時に受ける軸受部とすることができ
る。そしてこの実施例では軸受部材１３に動圧発生用の
表面加工を施しているために、上記第１実施例のように
難加工性のマグネット２の表面に加工を施す場合に比較
して、磁性流体１１に動圧を発生させるための表面加工
が容易にできる。

【００１８】ここで上記各実施例では、スリーブ６の内
周面側とマグネット２の外周面側との間に封入される作
動油として磁性流体１１を用いて説明したが、流体を封
止する箇所（ポールピースとモータハブの間）にだけ磁
性流体を使用し、他の部分、つまり軸受の動圧を発生す
る部分には油だけを用いるようにしてもよい。

【００１９】また上記各実施例では、シャフトの両端を
封止する場合について説明したが、一端側だけを封止す
る構成の動圧軸受装置の場合も本発明を適用することが
できる。さらにモータハブ側を回転する場合に限らず、
モータハブ側を固定する構造の動圧軸受装置においても
本発明を適用することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように請求項１の動圧軸受装置で
は、小型化を図ることができると共に、部品点数を削減
することができる。

【００２１】また請求項２の動圧軸受装置では、動圧発
生用の表面加工を、難加工性のマグネットにではなく軸
受部材に施しているため、磁性流体に動圧を発生させる
ための表面加工が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の動圧軸受装置の実施例の断面図であ
る。

【図２】この発明の動圧軸受装置の実施例２の断面図で
ある。

【図３】従来例の動圧軸受装置の断面図である。

【符号の説明】

１シャフト２マグネット３ａポールピース３ｂポールピース４モータハブ５穴６スリーブ８ａ間隙８ｂ間隙９間隙１０ａ間隙１０ｂ間隙１１磁性流体１３軸受部材１４第１の傾斜面１５第２の傾斜面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向に着磁したマグネット（２）及び
このマグネット（２）の少なくとも一方の端面側に設け
たポールピース（３ａ）から成るシャフト（１）と、軸
芯に設けた穴（５）を有するモータハブ（４）と、この
モータハブ（４）の上記穴（５）の内周面に配設した円
筒状のスリーブ（６）と、このスリーブ（６）の内側に
遊嵌した上記シャフト（１）の外周面と該スリーブ
（６）の内周面の間に形成される間隙（９）内に封入し
た作動油（１１）とを有し、上記ポールピース（３ａ）
からモータハブ（４）を経由する磁気経路に磁性流体
（１１）を保持し、これにより上記作動油（１１）を封
止したことを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項２】軸方向に着磁したマグネット（２）、こ
のマグネット（２）の少なくとも一方の端面側に設けた
ポールピース（３ａ）及び上記マグネット（２）とポー
ルピース（３ａ）とで形成されるコーナー部内に配置さ
れ外周面側を第１の傾斜面（１４）とした略リング状の
軸受部材（１３）とから成るシャフト（１）と、軸芯に
穴（５）を有するモータハブ（４）と、このモータハブ
（４）の上記穴（５）の内周面に配設され上記軸受部材
（１３）の第１の傾斜面（１４）と対面した第２の傾斜
面（１５）を端部側に形成した略円筒状のスリーブ
（６）と、このスリーブ（６）の内側に遊嵌した上記シ
ャフト（１）の外周面と該スリーブ（６）の内周面の間
に形成される間隙（９）内に封入した作動油（１１）と
を有し、上記ポールピース（３ａ）からモータハブ
（４）を経由する磁気経路に磁性流体（１１）を保持
し、これにより上記作動油（１１）を封止したことを特
徴とする動圧軸受装置。