CN103314241A - 磁性流体密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可稳定保持磁性流体的磁性流体密封装置，即使两部件偏心时，也能发挥稳定的密封性能。磁性流体密封装置（1）包括，设置于轴套（600）的环状的磁路形成部件（100）；设置于轴（500）的环状部件（200）；以及磁性吸附保持于磁路形成部件（100）和环状部件（200）之间轴向对置的对置表面间的磁性流体（300）。该磁性流体密封装置的特征在于，环状部件（200）为具有柔软性的部件，以使其与磁路形成部件（100）对置的部位可跟随该磁路形成部件（100）摇动。

Description

磁性流体密封装置

技术领域

本发明涉及一种磁性流体密封装置，其密封相对旋转的两部件间的环状间隙。

背景技术

现有技术中，已知有密封相对旋转的两部件间的环状间隙的磁性流体密封装置。与由橡胶或树脂等构成的密封装置相比，磁性流体密封装置具有能够极大地降低摩擦扭矩的优点。另一方面，对于磁性流体密封装置，存在如下缺点，与橡胶或树脂等固体材料相比，难以实现用于将磁性流体稳定地保持在相对旋转的两部件间的结构。

为稳定地保持磁性流体，需要稳定地形成磁路，并减小保持磁性流体的区域（空间）的变动。因此，在相对旋转的两部件发生偏心的情形下，难以稳定地保持磁性流体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本发明专利公开第2010-58254号公报

专利文献2：日本发明专利公开第2003-254445号公报

专利文献3：日本发明专利公开第2002-349718号公报

专利文献4：日本发明专利公开第平7-111026号公报

专利文献5：日本实用新型专利公开第平6-71969号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性流体密封装置，即使在两部件偏心时，也能通过稳定地保持磁性流体而发挥稳定的密封性能。

本发明为解决上述问题采用以下技术手段。

即，本发明的磁性流体密封装置，其密封相对旋转的两部件间的环状间隙，其特征在于，具有

环状的磁路形成部件，设置于所述两部件的一方，

环状部件，设置于所述两部件的另一方，

磁性流体，磁性吸附于所述磁路形成部件和所述环状部件之间的、在轴向上对置的对置表面间，

所述环状部件包括具有柔软性的部件，其与所述磁路形成部件对置的部位可追随该磁路形成部件而摇动。

根据本发明，磁性流体被磁性吸附于在磁路形成部件和环状部件之间的、轴向对置的对置表面之间，且环状部件与磁路形成部件对置的部位可跟随该磁路形成部件摇动。因此，即使因两部件偏心等使得两部件间的环状间隙的间隔发生变化、或两部件在轴向上相对移动，也可使磁性吸附磁性流体的上述对置表面间的距离保持一定。从而，磁性流体被稳定地保持（磁性吸附）。

优选所述环状部件中的至少所述磁性流体所接触的部位具有可吸入并保持该磁性流体的结构。

这样，能够更可靠地保持磁性流体，且即使由于飞散等造成磁性流体的量减少，也能向所述对置表面之间供给磁性流体。即使环状部件的材料自身为非磁性材料，但由于吸入并保持磁性流体的部位可起到与磁性材料相同的功能，因此能够形成稳定的磁路。

可在比所述磁性流体被磁性吸附的部位靠离心方向一侧，设置有防止磁性流体的飞散的环状的飞散防止部件。

由此，即使因对磁性流体作用离心力，造成磁性流体的一部分抵抗磁性吸附力而离开磁性吸附部，也能抑制磁性流体向外部飞散。

所述两部件中的任意一个，在所述磁性流体被磁性吸附的部位的轴向外侧，设置有形成迷宫式密封结构的环状的迷宫式密封形成部件。

由此，能够抑制磁性流体向外部的渗漏，或异物（灰尘等）从外部侵入磁性流体密封装置内。

可以对上述各结构尽可能的组合使用。

如上所述，根据本发明，即使在两部件偏心时，也能够通过稳定地保持磁性流体而发挥稳定的密封性能。

附图说明

图1为本发明实施例1的磁性流体密封装置的示意剖面图。

图2为本发明实施例1的磁性流体密封装置的示意剖面图。

图3为表示本发明实施例1的磁路形成部件的各种变形例的示意剖面图。

图4为本发明实施例2的磁性流体密封装置的示意剖面图。

图5为本发明实施例3的磁性流体密封装置的示意剖面图。

图6为本发明实施例4的磁性流体密封装置的示意剖面图。

图7（a）为本发明实施例5的磁性流体密封装置的示意剖面图，图7（b）为迷宫式密封形成部件的内壁表面图。

图8为本发明实施例6的磁性流体密封装置的示意剖面图。

图9为本发明实施例7的磁性流体密封装置的示意剖面图。

图10为表示磁体的各种变形例的图。

图11为表示环状部件的各种变形例的图。

图12为表示环状部件的各种变形例的图。

图13为表示环状部件的变形例的图。

附图标记说明

1   磁性流体密封装置

100  磁路形成部件

110、111、112、113a、114a、115a、116a、117a   永磁体

113、114、115、116、117、118  磁体

120、121、122a、122b   磁极部件

121a   槽

122     保持部件

122g   环状槽

130、131、132、133   磁极前端部件

200   环状部件

210   套管（sleeve）

211、212、213、214、215、216、217、218、219  环状部件

217a   毛细管部

217b   中空部

218a   第一层

218b   第二层

218c   第三层

219a   第一层

219b   第二层

219c   第三层

220、220a   环状部件

300   磁性流体

410、420、430   飞散防止部件

450   迷宫式密封形成部件

500   轴

600   轴套

M     磁路

N     磁性体

具体实施方式

以下参照附图，根据实施例详细说明本发明的实施方式。但是，本实施例中所述结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，如有特殊说明，本发明的范围不限于此。

（实施例1）

参照图1～图3，对本发明实施例1的磁性流体密封装置进行说明。本实施例的磁性流体密封装置1可在搅拌机、用于挥发性有机化合物（VOC）的气体密封装置，以及用于制造半导体的真空装置等的各种工业设备、钓鱼用的卷盘、或自行车等的各种装置的轴部中用作防漏液用密封装置/防尘密封装置。

<磁性流体密封装置的整体结构>

参照图1，对本发明的实施例1的磁性流体密封装置的整体结构进行说明。图1表示静止时（轴500与轴套600两部件静止时）的状态。

磁性流体密封装置1用于对相对旋转（除任意一方旋转，另一方静止的情形之外，还包括两者皆旋转的情形）的轴500和轴套600之间的环状间隙进行密封。磁性流体密封装置1包括：安装于轴套600的轴孔内周面的磁路形成部件100；安装于轴500的环状部件200；以及磁性流体300。

本实施例的磁路形成部件100具有嵌合于轴套600的轴孔内周面的环状的永磁体110，和分别设置于该永磁体110两端（N极侧端部和S极侧端部）、开设有孔的圆板状的一对磁极部件（磁极片，pole piece）120。在一对磁极部件120上分别设置有在它们对置表面侧、且沿着孔的周围设置的磁极前端部件130。磁极部件120和磁极前端部件130均由磁性材料构成。

根据以上结构，形成经过永磁体110、一对磁极部件120、一对磁极前端部件130、以及一对磁极前端部件130之间的间隙的磁路M。

环状部件200为开设有孔的圆板状部件，其内周面固定于轴500的外周面。该环状部件200由具有柔软性的材料构成，使得外周面侧能够在轴向上摇动。作为该材料的例子，有多孔硅、橡胶、树脂、毛毡等布、纸等。

该环状部件200，至少在磁性流体300接触的部位附近，为吸入并能够保持磁性流体300的结构。即，作为环状部件200的材料，若采用上述的多孔硅、布、纸等，根据材料自身的性质，能够吸入并保持磁性流体300。另外，即使是凭借材料自身的性质无法吸入并保持磁性流体300的橡胶或树脂等，也可通过在磁性流体300所接触的部位附近形成发泡型的结构，从而能够利用毛细管现象将磁性流体300吸入并保持于环状部件200。

环状部件200在其外周侧与磁路形成部件100的磁极前端部件130在轴向上对置。通过对该环状部件200与磁极前端部件130的对置表面之间的附近供给磁性流体300，使其一部分被吸入并保持于环状部件200，并利用磁性吸附力将磁性流体300保持于该对置表面之间。在此，即使环状部件200的材质不是磁性材料，如上所述，由于至少在磁性流体300所接触的部位附近保持有磁性流体300，因此起到与磁性材料相同的功能。由此，形成稳定的磁路，并稳定地保持磁性流体300。

根据以上结构，利用磁路形成部件100、环状部件200和磁性流体300，密封轴500和轴套600之间的环状间隙。

<使用状态>

参照图2，对本发明实施例1的磁性流体密封装置1在使用时的状态进行说明。

在本实施例中，在轴500和轴套600的相对旋转时，轴500和轴套600会发生偏心。在图2中，表示因偏心，使得轴套600相对于轴500在图中箭头X方向上相对移动的情形。即，轴500和轴套600在轴向上相对移动，并且在图示的剖面部分中，轴500和轴套600之间的间隙变大。

如此，在轴500和轴套600相对移动时，对于环状部件200，其外周侧附近在磁性吸附力的作用下，追随磁路形成部件100的磁极前端部件130的运动而摇动。由此，维持保持磁性流体300的状态。

<本实施例的磁性流体密封装置的优点>

根据本实施例的磁性流体密封装置1，即使轴500和轴套600因偏心等而相对移动，也可稳定保持磁性流体300。关于该点，进一步详细说明。

在本实施例的磁性流体密封装置1中，磁性流体300被磁性吸附于磁路形成部件100中，磁极前端部件130和环状部件200之间的、轴向上对置的对置表面之间。因此，即使轴500和轴套600之间间隙间隔发生变化，也仅使环状部件200上磁性流体300所接触的位置发生变化，环状部件200和磁极前端部件130的对置表面间的距离不发生变化。

在本实施例的磁性流体密封装置1中，对于环形部件200，与磁极前端部件130对置的部位追随该磁极前端部件130摇动。因此，即使轴500和轴套600在轴向上相对移动，环状部件200和磁极前端部件130的对置表面间的距离也几乎不变。

这样，即使轴500和轴套600之间间隙的间隔发生变化，或轴500和轴套600在轴向上相对移动，环状部件200和磁极前端部件130的对置表面间的距离也几乎不变。因此，磁性流体300被稳定地保持（磁性吸附）于环状部件200和磁极前端部件130的对置表面间的区域。

在本实施例中，环状部件200中至少是磁性流体300所接触的部位，形成可吸入并保持磁性流体300的结构。因此，可更加切实地保持磁性流体300。即使由于飞散等使磁性流体300的量减少，也能将保持于环状部件200的磁性流体300供给到环状部件200和磁极前端部件130的对置表面间的区域。由此，通过使大量磁性流体300保持于环状部件200，能够长期供给磁性流体300，可延长使用寿命。即使环状部件200的材料本身为非磁性材料，由于保持有磁性流体300的部位起到与磁性材料相同的功能，因此能够形成稳定的磁路M。

在本实施例中，磁路形成于环状部件200的前端附近及磁路形成部件100的位置，能够通过该磁路保持磁性流体300。因此，轴500的材料可为磁性材料也可为非磁性材料。即使在轴500和轴套600之间的环状空间的间隔大时，也不必如现有技术那样为形成磁路而设置由磁性材料构成的套管等。在本实施例中，由于磁性流体300可磁性吸附于一对磁极部件120（磁极前端部件130）中的一方与环状部件200之间的微小间隙，因此不需大量的磁性流体300。关于一对磁极部件120（磁极前端部件130）之间的距离，只要是能够形成磁路的距离，其可宽可窄，设计自由度大。

由于在环状部件200和磁极前端部件130之间有磁性流体300，因此可利用自身润滑作用，极大地降低摩擦阻力。通过在环状部件200的表面实施用于降低摩擦阻力的表面处理，可更进一步降低摩擦阻力。<其他>

在上述说明中，如图1和图2所示，表示由环状的永磁体110、一对磁极部件120、以及矩形状剖面的一对磁极前端部件130构成磁路形成部件100的情形，但适用于本发明的磁路形成部件不限于上述结构。参照图3说明适用于本发明的磁路形成部件的其他例子。图3为表示磁路形成部件的各种变形例的示意剖面图，仅表示主要部分的剖面。在图3（c）～（g）中，省略了磁路形成部件中的永磁体，并仅表示一对磁极部件中的一方。

图3（a）表示仅由磁体构成磁路形成部件情形的一例。即，将开设有孔的圆板状的一对永磁体111设置于轴套600的轴孔的内周面。使该一对永磁体111中，一方的内周侧为N极，外周侧为S极，另一方的内周侧为S极、外周侧为N极，由此形成如图所示的磁路M，可将磁性流体300磁性吸附于永磁体111的前端。

图3（b）表示，在图3（a）所示的结构中，在一对永磁体111的对置表面侧，且沿孔的周围设置有环状的磁极前端部件130的情形。由此，可使磁性流体300仅集中于环状部件200（图3中未图示）的对置表面侧。

图3（c）表示，在上述图1和图2所示的结构中，未设置磁极前端部件130的情形。此时，磁性吸附于磁极部件120前端的磁性流体300不仅处于与环状部件200（图3中未图示）对置的表面侧，也绕到其相反侧，但对于磁性流体300的保持功能没有明显影响。

图3（d）表示，磁极前端部件131的剖面形状为三角形的情形。图3（e）表示，磁极前端部件132的剖面形状为半椭圆形状的情形。在采用上述结构时，保持磁性流体300的位置能够集中于更小的区域。

图3（f）表示，在相邻两处设置剖面形状为三角形的磁极前端部件133的情形，图3（g）表示，在磁极部件121的前端附近且与环状部件200（图3中未图示）对置的表面侧，形成多个剖面三角形的槽121a。在采用了上述结构的情形下，能够抑制保持磁性流体300的位置相对于磁极前端部件133或磁极部件121发生移动，可更稳定地保持磁性流体300。

在上述说明中，如图1和图2所示，表示环状部件200的剖面形状为矩形的情形，但适用于本发明的环状部件的形状不限于此。例如，剖面形状可采用三角形、前端为圆弧状、或近似椭圆形等适宜的形状。另外，虽然在上述各种例中，表示磁极部件和磁极前端部件为单独部件的情形，但是也可以采用使它们一体化的部件。

（实施例2）

图4表示本发明的实施例2。在本实施例中，对在上述实施例1所示结构的基础上，还具有防止磁性流体飞散的环状飞散防止部件的情形进行说明。对于与实施例1相同的结构部分使用相同的附图标记，并适当省略其说明。图4表示磁性流体密封装置的示意剖面图，仅表示主要部分剖开后的剖面。

在本实施例中表示，在磁性流体300磁性吸附的部位的离心方向侧，设置有防止磁性流体300飞散的环状的飞散防止部件的情形。

在图4（a）所示的例子中，对磁极部件120设置环状的飞散防止部件410。该飞散防止部件410，其一端被固定于磁极部件120，另一端（自由端）向环状部件200的前端延伸。由此，形成利用飞散防止部件410覆盖对磁性流体300进行磁性吸附的部位的离心方向侧的结构。

根据以上结构，随着轴500和轴套600的相对旋转，对磁性流体300作用离心力，使一部分磁性流体300抵抗磁性吸附力而向离心方向上离开磁性吸附部，即使这样，也能够利用飞散防止部件410，抑制磁性流体向磁性流体密封装置1外部飞散。离开磁性吸附部的磁性流体在离心力作用期间附着于飞散防止部件410周围，但若失去离心力作用，则能够通过磁性吸附，再返回到原来的位置。

图4（b）所示例表示，对永磁体110设置环状的飞散防止部件420的情形，图4（c）所示例表示，对环状部件200设置环状的飞散防止部件430的情形。此时也能得到与上述情形相同的作用效果。

图4（a）～（c）中的箭头表示磁性流体的一部分在离心力的作用下离开磁性吸附部的方向。

优选利用非磁性材料形成上述飞散防止部件410、420、430，以使附着与该部件的磁性流体不会被磁性吸附。

另外，在设置上述飞散防止部件410、420、430时，可以在由上述飞散防止部件410、420、430和环状部件及磁极部件形成的空间区域内充满磁性流体300。若采用这样的结构，由于储存的磁性流体300的量增加，能够延长磁性流体密封装置1的使用寿命。图4（d）表示，在图4（a）所示的例子中，在上述空间区域内充满磁性流体的情形。

（实施例3）

图5表示本发明的实施例3。在上述实施例1中，说明了利用一个环状部件，在1个部位保持磁性流体的情形，而在本实施例中，说明利用两个环状部件，在两处保持磁性流体的情形。对与实施例1相同的结构部分使用相同的附图标记，并适当省略其说明。图5表示磁性流体密封装置的示意剖面图，仅表示主要部分剖开后的剖面。

如图5所示，磁路形成部件100的结构与实施例1相同。在本实施例中，在轴500上设置有两个环状部件200。关于环状部件200自身的结构，与上述实施例1的情形相同。

在上述一对的环状部件200中的一个环状部件与一对磁极前端部件130中的一个磁极前端部件之间，以及在一对环状部件200中的另一个环状部件与一对磁极前端部件130中另一个磁极前端部件之间，分别磁性吸附有磁性流体300。

根据本实施例，能够在两处对轴500和轴套600之间的环状间隙进行密封。

（实施例4）

图6表示本发明的实施例4。在上述实施例1中说明了将环状部件直接固定于轴的情形，而在本实施例中，说明在嵌合于轴的套筒上设置环状部件的情形。对与实施例1相同的部分使用相同的附图标记，并适当省略其说明。图6表示磁性流体密封装置的示意剖面图，仅表示主要部分剖开后的剖面。

在本实施例中，设置有与轴500嵌合的套筒210。环状部件200固定于该套筒210。其他结构与上述实施例1相同。

因技术的原因和/或其他情况，而无法使环状部件200与轴500固定，或环状部件200为消耗品而需要适时替换时，若如本实施例所述将环状部件200设置于套筒210，能够得到良好的效果。即，在本实施例的情形下，通过在套筒210上设置环状部件200，可将它们作为一个部件处理。

（实施例5）

图7表示本发明的实施例5。在本实施例中，对在上述实施例1所示的结构的基础上，形成迷宫式密封装置构造的情形进行说明。对与实施例1相同的结构部分使用相同的附图标记，并适当省略其说明。图7表示磁性流体密封装置的示意剖面图，仅表示主要部分剖开后的剖面。

如图7（a）所示，在本实施例中，在轴500上设置有环状的迷宫式密封形成部件450，其在磁性流体300被磁性吸附的部位的轴向外侧形成迷宫式密封结构。该迷宫式密封形成部件450为带有孔（与轴500的外径相同直径的孔）的圆板状的部件，其内周面固定于轴500的外周面。在该迷宫式密封形成部件450和磁极部件120之间形成微小的间隙，利用该微小间隙形成迷宫结构。由此，可以抑制磁性流体的一部分泄漏到外部，或异物（灰尘等）从外部侵入内部。在轴500旋转时，若在迷宫式密封形成部件450的内壁表面侧设置起到泵效果的突起或槽，则更加有效。图7（b）表示其一个例子。图中，450a、450b、450c为起到泵效果的突起。

优选在迷宫式密封形成部件450的旋转方向与突起或槽的形状的组合的作用下，向离心方向产生泵作用。由此，能够强化防止来自外部的异物侵入。而且，在此情形下，可利用上述迷宫式密封装置的效果，及突起或槽的设置，充分抑制磁性流体的一部分泄漏到外部。

（实施例6）

图8表示本发明的实施例6。在上述各实施例中，说明了在轴套侧设置磁路形成部件，在轴侧设置环状部件的情形，而在本实施例中，说明在轴侧设置磁路形成部件，在轴套侧设置环状部件的情形。对与实施例1相同的结构部分使用相同的附图标记，并适当省略其说明。图8表示磁性流体密封装置的示意剖面图，仅表示主要部分剖开后的剖面。

在本实施例中，对轴500设置磁路形成部件100，对轴套600设置环状部件200。磁路形成部件100和环状部件200，与上述实施例1所说明的结构相比，仅相对于径向在内周面侧和外周面侧形成对称的形状，结构基本相同。在本实施例中，也可得到与上述实施例1相同的作用效果是不言而喻的。

<其他>

对于上述实施例1的图3中所示的磁路形成部件的各种结构、实施例2中所示的飞散防止部件的各种结构、实施例3中所示的设置两个环状部件的结构、实施例4中所示的设置套筒的结构、实施例5所示的设置迷宫式密封形成部件的结构而言，可从中自由组合。

在实施例6所示的结构中，也可以自由应用实施例1～5所示的各种结构。但是，对于实施例1～5所示的各种结构，当应用于实施例6所示的结构时，相对于径向形成内周面侧和外周面侧对称的形状。在将实施例2中所示的飞散防止部件应用于实施例6所示的结构时，飞散防止部件可设置于轴套600的轴孔内周面，也可设置于环状部件200。

当密封对象为液体时，优选适当实施表面处理，以使该液体不浸入各种部件的界面。

（实施例7）

图9表示本发明的实施例7。在上述各实施例中，说明了在环状部件的轴向两侧分别配置磁极部件或磁体的情形，但在本实施例中，说明仅在环状部件的轴向的单侧配置磁体等的情形。对与实施例1相同的结构部件使用相同的附图标记，并适当省略其说明。另外，图9表示磁性流体密封装置的示意剖面图，仅表示主要部分剖开后的剖面。

（a）～（c）表示各种变形例。

图9（a）表示，仅由单一的永磁体112构成磁路形成部件100的情形。即，在此例中，使环状的永磁体112的外周面固定于轴套600的轴孔内周面。使永磁体112的轴向的一个面为N极，另一个面为S极。环状部件200与上述实施例1相同。通过是磁性流体300保持在永磁体112与环状部件200的对置表面之间，而构成磁性流体密封装置1。

如上所述，在本实施例中，与实施例1相比，结构简单，可减少部件数量，且可简单地进行组装操作。

图9（b）为图9（a）所示磁性流体密封装置1的变形例。在该例子中，磁路形成部件100包括，永磁体112；和保持该永磁体112且由磁性材料形成的保持部件122。即，对开设有孔的圆板状的保持部件122设置环状槽122g，并将环状的永磁体112嵌合保持于该环状槽122g。永磁体112的轴向的一个面为N极，另一个面为S极。根据该例，与图9（a）所示的磁性流体密封装置1相比，虽然结构变得稍微复杂，但能够缩小磁性流体300的保持区域，可减少磁性流体300的量。

图9（c）为图9（a）所示磁性流体密封装置1的变形例。在该例中，磁路形成部件100包括，永磁体112；和设置于该永磁体112轴向两侧的一对磁极部件122a、122b。永磁体112的轴向的一个面为N极，另一个面为S极。通过在一对磁极部件122a、122b的内周端部侧之间形成微小间隙，使得磁性流体300能够保持于该微小间隙。根据该例，与图9（a）所示的磁性流体密封装置1相比，虽结构稍复杂，但可以缩小磁性流体300的保持区域，可以降低磁性流体300的量。

在本实施例中，为使磁力尽可能集中于保持磁性流体300的部分，优选永磁体112、保持部件122、固定有磁极部件122a、122b的轴套600由非磁性材料构成。当轴套600本身由磁性材料构成时，可以在轴套600的轴孔内周配置由非磁性材料构成的环状的套管，在套管的内周固定永磁体112等。

在本实施例中，可适当采用实施例2中所示的飞散防止部件的各种结构，及实施例5中所示的设有迷宫式密封形成部件的结构。另外，在本实施例中，如实施例6中所示，可在轴500设置磁路形成部件100，在轴套600设置环状部件200。此时，优选由非磁性材料构成轴500。

<磁体的各种例>

作为在上述各实施例中使用的永磁体，可以采用轴向的一个面为N极，另一个面为S极的单一的环状的永磁体，但各实施例中采用的永磁体不限于上述永磁体。在此，参照图10说明各实施例中可采用的磁体的例子。

图10（a）所示的磁体113包括，多个圆板状的永磁体113a；和保持上述多个永磁体113a且由非磁性材料构成的保持部件113b。保持部件113b为开设有孔的圆板状的部件，为了保持永磁体113a而设置有多个圆形的孔113b1。在上述多个孔113b1中分别嵌合有永磁体113a。圆板状的永磁体113a，一个面为N极，另一个面为S极，使其同极朝向同一侧面而保持于保持部件113b。但是，也可以组合为在一个表面侧使N极和S极交替排列。

图10（b）所示的磁体114是，通过组合扇形的永磁体114a，而整体构成环状的磁体。扇形的永磁体114a一个面为N极，另一个面为S极，使其同极朝向同一表面侧。但是，也可以组合为在一个表面侧使N极和S极交替排列。

图10（c）所示的磁体115为，将一个面为N极，另一个面为S极的环状的多个永磁体115a组合为同心形，且使在一个表面侧上N极和S极交替排列。

图10（d）所示的磁体116是，组合一个面为N极，另一个面为S极的多个大致棒状的永磁体116a，且使一个表面侧上N极和S极交替排列，由此使其整体构成环状的磁体。

图10（e）为图10（c）所示的磁体115的剖面图，表示保持磁性流体300的状态。

图10（f）所示的磁体118为图10（c）、（e）所示磁体118的变形例，其一部分为2层结构。即，作为仅一部分的2层结构，通过在该部分保持磁性流体300，能够使保持磁性流体300的部位变窄。

<环状部件的各种例>

作为上述各实施例中使用的环状部件，只要是开设有孔的圆板状的部件，能够在轴向上摇动而具有柔软性即可。因此，可采用例如由单一的非磁性材料形成的一层结构，但各实施例中可采用的环状部件不限于上述的环状部件。在此，参照图11～图13，说明各实施例中可采用的环状部件的例子。

对于环状部件，由于其构成磁路的一部分，因此优选由磁性材料形成，但如上所述，环状部件不必有柔软性，但却缺少兼具磁性和柔软性的单一材料。因此，为使其兼具磁性和柔软性，可采用在多孔硅、橡胶、树脂、毛毡等的布、纸等具有柔软性的材料中包含填料或细丝等的磁性体的结构。图11中表示这样的例子。

图11表示，以开设有孔的圆板状的部件为基材，在基材的内部配置有磁性体的环状部件的各种例子。该基材由具有柔软性的非磁性材料构成。图11（a）表示，在基材的内部沿周向配置有多个棒状的磁性体N的环状部件211。图11（b）表示，在基材的内部沿周向配置有多个圆板状的磁性体N的环状部件212。图11（c）表示在基材的内部呈放射状配置有多个棒状的磁性体N的环状部件213。图11（d）表示在基材的内部同心配置多个环状的磁性体N的环状部件214。图11（e）表示在基材的内部，磁性体N的部位和未配置的部位排列成格子状的环状部件215。图11（f）为表示图11（c）中X-X剖面的图。在上述图11（a）～（f）所示的环状部件中，对于在基材内部配置磁性体N的方法没有特别的限定。例如，在基材为布时，可通过织入磁性体N，在基材内部配置磁性体N。图11（g）表示，通过将粉状的磁性体混入基材材料，而使粉状的磁性体N以分散状态配置在基材内部的环状部件216。

如上所述，上述环状部件可兼具磁性和柔软性。通过使环状部件具有磁性，提高磁性特性，而可提高磁性流体的保持力，并可提高密封性。通过调整磁性体的量或配置，可以调整磁性和柔软性的平衡。关于磁性体N的大小没有特别的限定，但优选比磁性流体300中的磁性粒子大。

接下来，参照图12，对能够使可保持的磁性流体的量增加的环状部件进行说明。图12（a）所示的环状部件217具有，产生毛细管现象的毛细管部217a、和与毛细管部217a连接的中空部217b。环状部件217由无法吸入并保持磁性流体300的材料（橡胶或树脂）构成。根据上述环状部件217，通过将磁性流体300储存于中空部217b，能够长期将磁性流体300供给到环状部件217与磁极部件等的间隙，可延长使用寿命。

图12（b）所示的环状部件218为多层结构，包括：具有产生毛细管现象的毛细管部的第一层218a；可利用材料本身的性质吸入并保持磁性流体的第二层218b；和第三层218c。第一层218a和第三层218c由无法吸入并保持磁性流体300的材料构成。可利用上述环状部件218，使磁性流体300保持于第二层218b，由此能够长期向环状部件218与磁极部件等的间隙供给磁性流体300，可延长使用寿命。

图12（c）所示的环状部件219为多层结构，包括：具有产生毛细管现象的毛细管部的第一层219a；可利用材料本身的性质吸入并保持磁性流体的第二层219b；和具有中空部的第三层219c。第一层219a和第三层219c由无法吸入并保持磁性流体300的材料构成。可利用上述环状部件219，使磁性流体保持在第二层218b，并且可将磁性球体30储存在第三层219c的中空部，由此能够长期向环状部件219与磁极部件等的间隙供给磁性流体300，可延长使用寿命。

图中表示在上述环状部件217、218、219中设置毛细管部的位置为跨越整体的情形，但也可以是仅使磁性流体300保持在与磁极部件等之间的位置。可通过调整中空部的配置位置或大小，或者在采用层叠结构时通过调整各层的厚度，来调整环状部件的柔软性。

下面，参照图13，对能够在轴500与轴套600在轴向上相对大幅移动的环境下稳定地保持磁性流体300的环状部件进行说明。图13（a）所示磁性流体密封装置1表示，在上述实施例1所示的结构中，仅改变环状部件220的结构的例子。即，上述实施例1的环状部件200是开设有孔的圆板状（平板状）的部件，与之不同，本变形例的环状部件220不是平板状，而使波纹状，这一点不同于上述实施例1的环状部件200。

在环状部件200为平板状时，在因轴500相对于轴套600在轴向上移动，而使环状部件200的固定部移动到磁极部件120的与保持磁性流体300的表面相反的表面侧时，存在环状部件200的外周端部向脱离磁极部件120的方向移动（参照图13（b））的问题。因此，难以稳定地保持磁性流体300。

另一方面，环状部件220为波纹状时，由于相对于内周侧，外周侧可在轴向上柔软变形，所以即使如上所述环状部件220的固定部移动，环状部件220的外周侧端部与磁极部件120（磁极前端部件130）的位置关系也几乎不发生变化（参照图13（c））。因此，可以稳定地保持磁性流体。若环状部件220为波纹状，则径向上也容易伸缩，因此能够在大的偏心的情形下稳定地保持磁性流体。此时，即使环状部件220的外周端部碰到永磁体110的内周面，由于能够缩小变形，因此可稳定地保持磁性流体300。通过使环状部件220为波纹状，而可在多处保持磁性流体，可进一步提高密封性能。

关于环状部件，可以不是波纹状，而例如图13（d）所示，采用剖面呈阶梯状的环状部件220a，此时也可获得同样的作用效果。在此情形下，在初始状态下，环状部件220a的内周侧可以与磁极部件120等的外侧固定，也可以与内侧固定。

Claims (4)

1.一种磁性流体密封装置，其密封相对旋转的两部件间的环状间隙，其特征在于，具有：

环状的磁路形成部件，设置于所述两部件的一方，

环状部件，设置于所述两部件的另一方，

磁性流体，磁性吸附于所述磁路形成部件和所述环状部件之间的、在轴向上对置的对置表面间，

所述环状部件包括具有柔软性的部件，其与所述磁路形成部件对置的部位可追随该磁路形成部件而摇动。

2.根据权利要求1所述的磁性流体密封装置，其特征在于，

所述环状部件中的至少所述磁性流体所接触的部位具有可吸入并保持该磁性流体的结构。

3.根据权利要求1或2所述的磁性流体密封装置，其特征在于，

在比所述磁性流体被磁性吸附的部位靠离心方向一侧，设置有防止磁性流体的飞散的环状的飞散防止部件。

4.根据权利要求1、2或3所述的磁性流体密封装置，其特征在于，

所述两部件中的任意一个，在所述磁性流体被磁性吸附的部位的轴向外侧，设置有形成迷宫式密封结构的环状的迷宫式密封形成部件。

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