JP2003254445A - 磁性流体シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁性流体と外部から侵入した液体との接触を
可及的に防止しつつ、シールに必要なスペースを小さく
することが可能で、さらに取り扱いの容易な磁性流体シ
ール装置を提供する。 【解決手段】 ディスク６と外部側のポールピース８と
の領域は、外部から侵入する雨水やオイル等の液体に対
する障壁となる。特にディスク６と外部側のポールピー
ス８との隙間は、ラビリンス効果を発揮する。また、デ
ィスク６と外部側のポールピース８は、撥水撥油効果を
発揮して、外部の雨水やオイル等の液体に対する侵入防
止効果を一段と高めることができる。また、遮蔽板をシ
ール体４の外部側へ設置する必要が無く、保持された磁
性流体５はポールピース９から側方へはみ出すことが無
いため、装置全体の幅を小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば防水性能等
の遮蔽性能が求められる環境下で使用される磁性流体を
用いた磁性流体シール装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術による一般的な磁性流体シール
装置は、図４に示すように、磁性体からなるシャフト１
０２と非磁性材からなる回転機械のハウジング１０３と
の間に配置されている。

【０００３】磁性流体シール装置１０１は、これらシャ
フト１０２とハウジング１０３との間に形成される環状
隙間を、シール体１０４と磁性流体１０５とによって密
封する。

【０００４】シール体１０４は、ハウジング１０３に固
定された環状のマグネット１０６と、このマグネット１
０６の両端面に取り付けられた１対の環状のポールピー
ス１０７，１０８と、によって構成されている。

【０００５】マグネット１０６は、厚み方向、即ち軸方
向に着磁されている。また、一対のポールピース１０
７，１０８の内周面は、シャフト１０２の外周面と所定
の隙間を介して対向配置されている。

【０００６】このとき、シール体１０４とシャフト１０
２との間には磁気回路Ａが形成され、これによって磁性
流体１０５がシール体１０４とシャフト１０２との隙間
（図４ではポールピース１０７とシャフト１０２との隙
間）に保持され、シール機能を発揮している。

【０００７】以上の構成の磁性流体シール装置１０１
は、固体同士の接触がないため、オイルシールやメカニ
カルシールに比べて低トルクで長寿命であるという利点
を有している。

【０００８】しかし、図４の構成の磁性流体シール装置
１０１を屋外で使用する場合には、磁性流体１０５が外
部（図４の左側が外部である）へ直接露出しているため
に、磁性流体１０５と外部から侵入した雨水等の液体と
の接触によって、磁性流体１０５が外部へ流出したり、
希釈されたりして、シール機能が低下、あるいは失われ
るおそれがある。

【０００９】このような場合の対策として、図５に示す
ように、磁性流体１０５と外部の液体との接触を可及的
に防止するための遮蔽板１０９をシール体１０４の軸方
向外部側（図５の左側が外部である）に配置すると共
に、磁性流体１０５の減少に備えて磁性流体１０５の充
填量を多くする方法が一般に採られている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５の
構成の磁性流体シール装置１０１’でも、（１）遮蔽板
１０９の厚み分だけ装置全体の幅が増加する、（２）磁
性流体１０５のポールピース１０７からの側方へのはみ
出し寸法が増加するので、その分だけ装置全体の幅が増
加する、（３）磁性流体１０５を充填するにはシール体
１０４と遮蔽板１０９を別体に設けなければならず、装
置の回転機械への取り付け及び取り外しが面倒になる、
といった問題点を有している。

【００１１】本発明は、上記した従来技術の課題を解決
するものであり、その目的とするところは、磁性流体と
外部から侵入した液体との接触を可及的に防止しつつ、
シールに必要なスペースを小さくすることが可能で、さ
らに取り扱いの容易な磁性流体シール装置を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、２部材のうちの一方に配置された
磁性部材と、２部材のうちの他方に前記磁性部材を挟む
ように取り付けられた１対の磁極片と、該磁極片の間に
配置される磁力発生手段と、前記磁性部材と前記磁極片
との間に保持される磁性流体と、を有し、前記磁性流体
を、前記磁性部材と前記１対の磁極片のうち一方だけと
の間に保持すると共に、前記磁性部材と前記１対の磁極
片のうち他方との領域を、前記磁性流体を保護する遮蔽
部として用いたことを特徴とする。

【００１３】したがって、磁性部材と１対の磁極片のう
ち他方との領域が遮蔽部として用いることができ、外部
からの雨水等の侵入によるシール機能の低下を防止する
ことができる。

【００１４】また、装置の外側に遮蔽板を設置する必要
が無く、磁性流体は磁極片のから側方へはみ出すことが
無いため、装置全体の幅を小さくすることができる。

【００１５】さらに、磁性流体を保持した状態で装置の
運搬及び取り扱いが可能であるため、回転機械等への取
り付けが容易となる。

【００１６】前記磁性部材は、前記１対の磁極片のうち
一方に向けて屈曲されており、前記磁性流体を、屈曲し
た前記磁性部材の先端と前記１対の磁極片のうち一方と
の間に保持することが好適である。

【００１７】これにより、装置の耐圧を高めることがで
きる。

【００１８】遮蔽部として用いる前記磁性部材と前記１
対の磁極片のうち他方との領域を撥水撥油処理したこと
が好適である。

【００１９】これにより、外部の雨水やオイル等の液体
に対する侵入防止効果を一段と高めることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。

【００２１】（第１の実施の形態）図１を用いて第１の
実施の形態を説明する。図１は第１の実施の形態に係る
磁性流体シール装置を示す半断面図である。

【００２２】第１の実施の形態に係る磁性流体シール装
置は、図１に示すように、シャフト２と非磁性材からな
る回転機械のハウジング３との間に配置されている。

【００２３】磁性流体シール装置１は、これらシャフト
２とハウジング３との間に形成される環状隙間を、シー
ル体４と磁性流体５とシャフト２に配置された磁性体か
らなるディスク６とによって密封する。

【００２４】シール体４は、ハウジング３に固定された
環状のマグネット７と、このマグネット７の両端面に取
り付けられたシャフト２に向けて垂直に延びる１対の環
状のポールピース８，９と、によって構成されている。

【００２５】マグネット７は、厚み方向、即ち軸方向に
着磁されている。また、一対のポールピース８，９の内
周面は、シャフト２の外周面と所定の隙間を介して対向
配置されている。

【００２６】ディスク６は、一対のポールピース８，９
に挟まれるようにシャフト２から垂直に取り付けられて
おり、途中で密封対象側（図１では右側）のポールピー
ス９に向けて屈曲され、屈曲後の先端まではシャフト２
と同様の軸方向に延びている。

【００２７】このとき、シール体４とディスク６との間
には磁気回路Ａが形成され、これによって磁性流体５が
シール体４の密封対象側のポールピース９とディスク６
先端との隙間に保持され、シール機能を発揮している。

【００２８】なお、シャフト２の材質は、磁性流体５を
保持する隙間の磁場強度を高めるために、非磁性である
ことが好ましい。

【００２９】また、ディスク６と反密封対象側（図１で
は左側）である外部側のポールピース８には撥水撥油処
理が施されている。撥水撥油処理は、少なくともディス
ク６と外部側のポールピース８との対向面に施されてい
ればその機能を発揮することができる。

【００３０】以上のように構成された磁性流体シール装
置１は、外部側のポールピース８がディスク６よりも軸
方向外部側になるように回転機械へ取り付けて使用す
る。このとき、ディスク６と外部側のポールピース８と
の領域は、外部から侵入する雨水やオイル等の液体に対
する障壁となる。特にディスク６と外部側のポールピー
ス８との隙間は、ラビリンス効果を発揮する。また、デ
ィスク６と外部側のポールピース８は、撥水撥油効果を
発揮して、外部の雨水やオイル等の液体に対する侵入防
止効果を一段と高めることができる。

【００３１】これによって、磁性流体５と液体との接触
が回避され、シール機能の低下が防止される。

【００３２】また、従来の磁性流体シール装置のように
遮蔽板をシール体４の外部側へ設置する必要が無く、保
持された磁性流体５はポールピース９から側方へはみ出
すことが無いため、防水機能を有しながらも装置全体の
幅を小さくすることができる。

【００３３】さらに、磁性流体を保持した状態で磁性流
体シール装置１の運搬及び取り扱いが可能であるため、
回転機械への取り付けが容易になる。

【００３４】（第２の実施の形態）図２は第２の実施の
形態に係る磁性流体シール装置１’を示す半断面図であ
る。第２の実施の形態では、ディスク６を屈曲させず、
一対のポールピース８，９の先端をそれぞれディスク６
に近づける構成である。

【００３５】その他の構成は第１の実施の形態と同様で
あるので、同じ符号を付してその説明を省略する。

【００３６】１対のポールピース８，９は、シャフト２
に近づく先端に向かう程、互いに近づくように延び、デ
ィスク６に近づいている。

【００３７】また、ディスク６は、一対のポールピース
８，９に挟まれるようにシャフト２から垂直に取り付け
られて延びている。

【００３８】このとき、シール体４とディスク６との間
には磁気回路Ａが形成され、これによって磁性流体５が
シール体４の密封対象側のポールピース９先端とディス
ク６側面との隙間に保持され、シール機能を発揮してい
る。

【００３９】以上の構成でも、第１の実施の形態と同様
の効果を得ることができる。

【００４０】（第３の実施の形態）図３は第３の実施の
形態に係る磁性流体シール装置１’’を示す半断面図で
ある。第３の実施の形態では、ディスク６を屈曲させ
ず、一対のポールピース８，９を途中までディスク６に
近づけ、その後先端はディスク６から遠ざける構成であ
る。

【００４１】その他の構成は第１の実施の形態と同様で
あるので、同じ符号を付してその説明を省略する。

【００４２】１対のポールピース８，９は、シャフト２
に近づく途中まで互いに近づくように延び、ディスク６
に近づいている。しかし、１対のポールピース８，９
は、途中の屈曲部で屈曲してシャフト２に最も近づく先
端までは逆に互いに離れるように延び、ディスク６から
遠ざかっている。

【００４３】また、ディスク６は、一対のポールピース
８，９に挟まれるようにシャフト２から垂直に取り付け
られて延びている。

【００４４】このとき、シール体４とディスク６との間
には磁気回路Ａが形成され、これによって磁性流体５が
シール体４の密封対象側のポールピース９の途中の屈曲
部とディスク６側面との隙間に保持され、シール機能を
発揮している。

【００４５】以上の構成でも、第１の実施の形態と同様
の効果を得ることができる。

【００４６】なお、上記実施の形態はハウジング３にシ
ール体４を固定してシャフト２に設けられたディスク６
との間に磁性流体５を保持する場合について説明した
が、逆にシャフト２にシール体４を固定してハウジング
３にディスク６を設けて磁性流体５を保持する場合にも
本発明を適用できる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、磁性部材
と１対の磁極片のうち他方との領域が遮蔽部として用い
ることができ、外部からの雨水等の侵入によるシール機
能の低下を防止することができる。

【００４８】また、装置の外側に遮蔽板を設置する必要
が無く、磁性流体は磁極片のから側方へはみ出すことが
無いため、装置全体の幅を小さくすることができる。

【００４９】さらに、磁性流体を保持した状態で装置の
運搬及び取り扱いが可能であるため、回転機械等への取
り付けが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る磁性流体シール装置を
示す半断面図である。

【図２】第２の実施の形態に係る磁性流体シール装置を
示す半断面図である。

【図３】第３の実施の形態に係る磁性流体シール装置を
示す半断面図である。

【図４】従来技術の磁性流体シール装置を示す半断面図
である。

【図５】従来技術の磁性流体シール装置を示す半断面図
である。

【符号の説明】

１ 磁性流体シール装置 ２ シャフト ３ ハウジング ４ シール体 ５ 磁性流体 ６ ディスク ７ マグネット ８，９ ポールピース

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２部材のうちの一方に配置された磁性部材
   と、 ２部材のうちの他方に前記磁性部材を挟むように取り付
   けられた１対の磁極片と、 該磁極片の間に配置される磁力発生手段と、 前記磁性部材と前記磁極片との間に保持される磁性流体
   と、を有し、 前記磁性流体を、前記磁性部材と前記１対の磁極片のう
   ち一方だけとの間に保持すると共に、 前記磁性部材と前記１対の磁極片のうち他方との領域
   を、前記磁性流体を保護する遮蔽部として用いたことを
   特徴とする磁性流体シール装置。
2. 【請求項２】前記磁性部材は、前記１対の磁極片のうち
   一方に向けて屈曲されており、 前記磁性流体を、屈曲した前記磁性部材の先端と前記１
   対の磁極片のうち一方との間に保持することを特徴とす
   る請求項１に記載の磁性流体シール装置。
3. 【請求項３】遮蔽部として用いる前記磁性部材と前記１
   対の磁極片のうち他方との領域を撥水撥油処理したこと
   を特徴とする請求項１又は２に記載の磁性流体シール装
   置。