JP2015089358A - 磁性流体シール付き軸受、及び磁性流体シール付き軸受を配設した魚釣用リール - Google Patents

Abstract

【課題】防水・防塵機能を損なうことなく低トルク化が図れる磁性流体シール付き軸受を提供する。
【解決手段】本発明の磁性流体シール付き軸受１は、内輪３ａと外輪３ｂの開口側にリング状の磁石２１を配設して磁性流体を保持し、複数の転動体３ｃをシールする。磁石２１は、軸方向に磁極が向くように着磁されており、リング状の磁石２１を挟持して、内輪及び外輪のいずれか一方を固定側、他方を隙間側としたリング状の外側極板２２及びリング状の内側極板２３を備え、外輪と前記外側極板との間、外輪と内側極板との間、外輪と磁石との間の内の１箇所以上に保持される外輪側磁性流体２５ｂと、内輪と外側極板との間、内輪と内側極板との間、内輪と磁石との間の内の１箇所以上に保持される内輪側磁性流体２５ａと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種の駆動力伝達機構に配設され、回転軸を回転自在に支持すると共に、内部に埃や水分等の異物が侵入しないようにする磁性流体シール付き軸受に関する。また、本発明は、そのような磁性流体シール付き軸受を駆動力伝達機構の回転軸の支持部材として配設した魚釣用リールに関する。

一般的に、各種の駆動力伝達機構に設置される回転軸は、軸受を介して回転自在に支持されている。この場合、軸受は、内輪と外輪との間に周方向に沿って複数の転動体（転がり部材）を収容した、いわゆるボールベアリング（玉軸受）を用いることが多く、これにより回転軸の回転性能の向上を図っている。

上記のような軸受は、様々な駆動装置における駆動力伝達機構の回転軸の支持手段として用いられるが、駆動装置によっては、軸受部分を通過して、内部に埃、水分等の異物の侵入を防止したいことがある。また、軸受そのものに異物が侵入すると、回転性能が劣化したり、異音が生じる等の問題が生じる。このような問題の対策として、軸受に近接する回転軸の外周に、弾性材からなるシール部材を接触させて軸受部分の防水、防塵を図ることが行われているが、弾性材からなるシール部材の接触圧の影響で、回転軸の回転性能が低下してしまう。特に、駆動装置でもある両軸受けタイプの魚釣用リール（ベイトキャストリール）では、スプールを回転可能に支持する回転軸がスムーズに回転することが要求され、軸受としては異物の侵入を防止することができ、かつ、低トルクに構成されていることが好ましい。

そこで、回転軸の回転性能を低下させることなく、軸受部分に対する異物の侵入防止を図る構成として、磁性流体シール付き軸受（磁気シール機構付き軸受）が知られている。例えば、特許文献１には、ハンドル操作で回転駆動される回転軸を支持する軸受を磁性流体でシールするようにした磁性流体シール付き軸受を組み込んだ魚釣用リールが開示されている。この特許文献に開示されている魚釣用リールの軸受は、軸受の内輪または外輪と磁石を保持する保持板（極板）との間に磁性流体を保持したシール構造となっている。すなわち、内輪と外輪との間に磁性体を配設して転動体を閉塞するとともに、磁性体の一方側を固定し、他方側の隙間に磁性流体を充填することで、転動体を密閉状態にシールし、回転性能に影響を与える転動体部分への異物の侵入を防止している。

特開２０１３−１１０号

しかし、上記した公知文献に開示されている軸受は、磁石及び極板の固定側からの異物の侵入を確実に防止することができず、海水、埃等が付着、侵入し易い環境の厳しい状況下で使用される魚釣用リールに用いた場合、海水が内部に侵入して塩ガミを引き起こし、円滑な回転性能を長期間に亘って維持することができなくなる可能性がある。

特にベイトキャストタイプの魚釣用リール（両軸受けリール）にそのような軸受を配設するのであれば、防水・防塵効果に加え、できるだけ低トルクタイプに構成されていることが望ましい。
ところが、磁性流体シール付きの軸受は、その構成要素について詳細に検討すると、トルクを低くすることを阻害する様々な要因が存在している。要因の一つとしては、軸受の内外輪間に上記したような磁性流体シールを配設すると、磁石及びこれを保持する極板によって磁気回路が形成され、これが内外輪を互いに接近させようとする力となって、転動体の回転に対して負荷（抵抗）を生じさせている、ということが挙げられる。この場合、極板と内輪（又は外輪）との間の隙間を接近させると、形成される磁気回路の磁力が強くなって磁性流体の保持能力が向上する（シール効果は高くなる）ものの、その分、内外輪を接近させようとする力も大きくなり、これにより転動体（転がり部材）に対する負荷が高くなってトルクが大きくなってしまう。また、転動体側に発生する磁力が強くなると、転動体とこれに接触する内外輪との吸引力が高まり、これが負荷となってトルクが大きくなる要因にもなる。すなわち、内外輪の間に磁性流体シールを配設する構成において、防水・防塵効果を高めつつ低トルク化を図るためには、内外輪を接近させようとする磁力（磁気回路による磁力）を、シール効果が損なわれない範囲で形成し、さらには、転動体側には、強い磁界が発生しないようにすることが重要と考えられる。

本発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、防水・防塵機能を損なうことなく低トルク化が図れる磁性流体シール付き軸受、及び、そのような磁性流体シール付き軸受を配設した魚釣用リールを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明に係る磁性流体シール付き軸受は、内輪と外輪との間に複数の転動体を介装し、前記内輪と外輪の開口側にリング状の磁石を配設して磁性流体を保持し、前記複数の転動体をシールする構成であって、前記リング状の磁石は、軸方向に磁極が向くように着磁されており、前記リング状の磁石を挟持して、内輪及び外輪のいずれか一方を固定側、他方を隙間側としたリング状の外側極板及びリング状の内側極板を備え、前記外輪と前記外側極板との間、前記外輪と前記内側極板との間、前記外輪と前記磁石との間の内の１箇所以上に保持される外輪側磁性流体と、前記内輪と前記外側極板との間、前記内輪と前記内側極板との間、前記内輪と前記磁石との間の内の１箇所以上に保持される内輪側磁性流体と、を有することを特徴とする。

上記した構成の磁性流体シール付き軸受は、各種の駆動装置の回転軸（駆動軸）を支持する部分に配設される。前記磁性流体シール付き軸受には、リング状の磁石、及び、これを挟持するように保持する外側／内側極板によって、内外輪のそれぞれに、内輪側磁性流体及び外輪側磁性流体が保持されているため、内輪の内側表面及び外輪の内側表面を伝わり易い水分やゴミ等の異物の内部への侵入が確実に防止され、これにより軸受の回転性能を維持して回転軸の滑らかな回転を長期に亘って維持することが可能となる。この場合、内輪側磁性流体及び外輪側磁性流体は、前記磁石及びこれを挟持する外側／内側極板によって形成される磁気回路に保持されるが、磁石と転動体との間に内側極板が存在することにより、転動体部分には強い磁界が生じることはなく、転動体とこれに接触する内外輪との吸引力を抑制して低トルク化を図ることが可能となる。

上記した構成の磁性流体シール付き軸受は、使用環境が厳しい各種の魚釣用リールの回転軸部分に設置することが好ましい。特に、キャスティングリールとして用いられる両軸受けリールでは、防水・防塵効果に加え、スプールのフリー回転性が重要となり、そのようなスプール軸部分を回転可能に支持する軸受は低トルクに構成することが好ましい。なお、そのような魚釣用リールのスプール軸部分に配設される磁性流体シール付き軸受は、ある程度、大きさが限定されるのであり、磁性流体が保持される隙間は、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲に設定しておくことで、防水・防塵効果に加え、低トルク化を図ることが可能となる。

本発明によれば、防水・防塵機能を損なうことなく低トルク化が図れる磁性流体シール付き軸受、及び、そのような機能を備えた魚釣用リールが得られる。

本発明に係る磁性流体シール付き軸受の第１の実施形態を示す図。 図１に示す磁性流体シール付き軸受の要部拡大図。 図２に示す磁性流体シール付き軸受の変形例を示す図。 磁性流体シール付き軸受の第２の実施形態を示す要部拡大図。 図４に示す磁性流体シール付き軸受の変形例を示す図。 磁性流体シール付き軸受の第２の実施形態を示す要部拡大図。 回転軸に磁性流体シール付き軸受を配設した魚釣用リールの一例を示す図。 図７に示す魚釣用リールの駆動力伝達機構部分を示す図。 図７に示す魚釣用リールのスプール軸部分を拡大して示す図。 図７に示す魚釣用リールのハンドル軸部分を拡大して示す図。

以下、図面を参照しながら本発明に係る磁性流体シール付き軸受の実施形態について説明する。
図１及び図２は、本発明に係る磁性流体シール付き軸受の第１の実施形態を示す図であり、図１は全体構成を示す図、図２は図１の要部拡大図である。

本実施形態に係る磁性流体シール付き軸受（以下、軸受とも称する）１は、円筒状で回転軸１００に回転可能に嵌合される内輪３ａと、これを囲繞し駆動装置の筐体（内部フレーム等）１０１に配設される円筒状の外輪３ｂと、これら内外輪間に配設される多数の転動体（転がり部材）３ｃとを備えている。前記転動体３ｃは、保持器（図示せず）によって保持されており、これにより内輪３ａと外輪３ｂを相対的に回転可能としている。

前記内輪３ａ、外輪３ｂ及び転がり部材３ｃは、本実施形態では、磁性を有する材料、例えばクロム系ステンレス（ＳＵＳ４４０Ｃ）によって形成されており、前記保持器は、耐食性、耐熱性に優れた材料、例えばステンレス材（ＳＵＳ３０４）によって形成されている。なお、転動体３ｃについては、必ずしも磁性体である必要はない。例えばセラミックス系の材料で形成することにより、磁場の影響を受けない（転動体と内外輪が吸引されない）ようにすることができ、低トルク化することが可能となる。

また、本実施形態では、内輪３ａの露出端面３ｅと外輪３ｂの露出端面３ｆが同一平面（略同一であっても良い）上になるように構成されているが、外輪３ｂを内輪３ａよりも軸方向に長く形成しても良い（外輪３ｂは内輪３ａに対して軸方向に突出した伸長円筒部を備えていても良い）し、内輪３ａを外輪３ｂよりも軸方向に長く形成しても良い。

前記内輪３ａと外輪３ｂの開口側には、磁性流体シール（磁気シール機構）２０が設置されている。この磁性流体シールは、本実施形態のように、軸受内部のシール性を高めるために、前記内輪３ａと外輪３ｂの両側の開口に配設しておくことが好ましいが、一方の開口に設置する構成であっても良い。

前記磁性流体シール２０は、リング状に構成された磁石２１と、磁石２１の軸方向外側面に接して配置され、内輪３ａ及び外輪３ｂのいずれか一方（本実施形態では外輪）を固定側とするリング状の外側極板２２と、磁石２１の軸方向内側面に接して配置され、外側極板２２と同じ側を固定側とするリング状の内側極板２３と、を備えており、前記磁石２１は、外側極板２２と内側極板２３に挟持された状態となっている。また、磁性流体シール２０は、前記磁石２１によって形成される磁気回路に保持される磁性流体（外輪側磁性流体２５ａ、内輪側磁性流体２５ｂ）を有しており、これらの構成部材により、前記転がり部材３ｃ内に、埃、水分等が侵入しないようにシールする機能を有している。なお、磁石２１及び両極板２２，２３の反固定側（本実施形態では内輪側）には、内輪３ａの内面との間で磁性流体を保持する隙間Ｇが形成されている。

前記磁石２１としては、磁束密度が高く、磁力が強い永久磁石、例えば、焼結製法によって作製されるネオジム磁石を用いることができ、予め軸方向（軸受の軸芯方向Ｘ）に磁極（Ｓ極、Ｎ極）が向くように着磁されている。また、磁石２１を挟持する前記外側極板２２及び内側極板２３は、磁石２１と略同一の形状となっており、磁性を有する材料、例えばクロム系ステンレス（ＳＵＳ４３０）によって形成されている。

前記磁石２１と両極板２２，２３は、予め接着しておいても良いし、接着しておかなくても良い。この場合、両者を予め接着しておくことで、磁石２１の位置決めやセンター出しが容易に行える共に、磁石２１と極板２２，２３がユニット化され、組み込み作業が容易に行えるようになる。

前記外輪側磁性流体２５ａ、内輪側磁性流体２５ｂは、例えばＦｅ₃Ｏ₄のような磁性微粒子を、ベースオイルに分散（界面活性剤を利用してベースオイル内に分散させている）させて構成されたものであり、粘性があって磁石を近づけると反応する特性を備えている。このため、磁性流体２５ａ，２５ｂは、磁石２１と、磁性材料で構成される内輪３ａ、外輪３ｂ及び極板２２，２３との間で形成される磁気回路Ｍ１，Ｍ２によって、所定の位置に安定して保持される。

また、本実施形態では、前記外輪３ｂの内面に、磁石２１に対して転動体側に段差３ｇが形成されており、この段差３ｇにより、外輪３ｂは、開口側が薄肉領域、転動体側が厚肉領域となって、軸方向の外側の内外輪間隔が内側よりも大きく形成されている。このような段差３ｇを形成することで、内側極板２３を開口から圧入した際、正確に位置決めすることができるようになる。この場合、本実施形態の段差３ｇは、軸方向に対して垂直な面となるように形成されており、ユニット化された磁石２１、極板２２，２３を開口側から挿入し、段差（垂直な面）３ｇに対して当て付ける（吸着される）ことで、正確な位置決め固定が容易に行えるようになる。

なお、段差３ｇについては、本実施形態のように、軸方向Ｘに対して垂直な面に限定されるものではなく、例えば、階段状に形成されていたり、傾斜状（斜面）に形成されていても良い。また、位置決め、固定するための段差については、内輪３ａ側に形成しておいても良い。

前記極板２２，２３は、その外径が外輪３ｂの内周面（薄肉領域の内周面）に対して僅かに大きく形成されており、接着した磁石２１と共に、外輪３ｂの開口側に圧入されるようになっている（外輪側に極板が固定される）。この場合、磁石２１を挟持した極板２２，２３の軸受に対する組み付けは、圧入以外にもすきまばめ、磁力固定であっても良い。

前記磁石２１を接着した極板２２，２３は、外輪３ｂに対して圧入した際、内輪３ａの外周面との間で、所定の前記隙間Ｇが生じる大きさに形成されている。前記磁石２１は、その径が、極板２２，２３の径よりも小さくなるように形成されており、図２に示すように、磁石２１は、組み付け状態において、その径方向の端面が、各極板２２，２３の端面から突出しないように各極板に取着されている。この場合、磁石２１は、組み付け状態において、外輪３ｂの内面との間に、０．０５〜０．１０ｍｍ程度の微小隙間Ｇ´が生じるように取着されていることが好ましく、このような微小隙間Ｇ´内においても外輪側磁性流体２５ａが保持されている。すなわち、このような微小隙間Ｇ´を形成し、そこに外輪側磁性流体２５ａを保持しておくことによって、磁性流体の貯留機能が発揮され、外側極板２２と外輪３ｂとの間に保持された外輪側磁性流体２５ａや、内側極板２３と外輪３ｂとの間に保持された外輪側磁性流体２５ａが流出しても、ある程度、シール効果を維持することが可能となる。なお、このような微小隙間Ｇ´は、３６０°に亘って形成されていても良いし、周方向に部分的に形成された構成であっても良い。

また、本実施形態では、磁石２１を保持している外側極板２２は、外輪３ｂの端面３ｆ、及び内輪３ａの端面３ｅから窪んだ状態で位置付けられている。具体的には、外側極板２２は、その開口側の端面２２ａが、外輪の端面３ｆ、内輪の端面３ｅに対して、所定量Ｈだけ窪むように位置付けられている。

この場合、窪み量Ｈは、メンテナンス等によって、外輪部分や内輪部分を指で摘まんでも、シール部分に保持されている磁性流体２５ａ，２５ｂが指に付着することが防止できる程度であれば良く、０．０１〜１．０ｍｍ、好ましくは、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度あれば良い。すなわち、０．０１ｍｍよりも浅くなると、指で摘まんだ際、指に付着したり、他物と接触する傾向が強くなり、また、１．０ｍｍよりも深くなると、軸方向長さが不要に長くなってしまい、組み込み性等に影響を及ぼし、好ましくはない。なお、内外輪の端面には、それぞれ円周方向に亘ってテーパ３Ａ，３Ｂを形成しておいても良い。このようなテーパを形成しておくことで、軸受の組み込みが行ない易くなる。

上記したように、軸方向に磁極が向くように着磁されている磁石２１を挟持した極板２２，２３を外輪３ｂに圧入すると、内輪３ａ側、及び外輪３ｂ側には、軸方向に対して対称となるような磁束（磁気回路Ｍ１，Ｍ２）が形成される。このため、上記した磁石２１、極板２２，２３と内輪３ａとの間の隙間Ｇ、及び、磁石２１、極板２２，２３と外輪３ｂとの間には、それぞれ内輪側磁性流体２５ｂ、及び外輪側磁性流体２５ａを保持させることが可能となる。具体的には、磁性流体をスポイト等の注入器具によって前記隙間Ｇに充填すると、内輪側で形成されている磁気回路Ｍ１によって、隙間Ｇ（内輪３ａと外側極板２２との間、内輪３ａと内側極板２３との間、内輪３ａと磁石２１との間の内の１箇所以上）に内輪側磁性流体２５ｂによるシールがなされる。また、磁性流体をスポイト等の注入器具によって外輪３ｂと外側極板２２の境界部分に充填すると、外輪側で形成されている磁気回路Ｍ２によって、外輪３ｂと外側極板２２との間、外輪３ｂと内側極板２３との間、さらには、外輪３ｂと磁石２１との間（微小隙間Ｇ´）の内の１箇所以上で内輪側磁性流体２５ｂによるシールがなされる。すなわち、磁性流体を外輪３ｂと外側極板２２との間の隙間に充填すると、磁性流体は、転動体側に浸透して行き、上記した箇所に保持されるとともに、充填部分では、充填した磁性流体が盛り上がるように保持されて外輪側で確実なシールがなされる。なお、前記段差３ｇを形成したことにより、段差のエッジ部分と内側極板２３の境界部位にも磁性流体が盛り上がるように保持されるようになり、シール効果が高められる。

また、本実施形態では、前記内輪３ａに磁性流体保持用の段差３ｈを形成しており、外側極板２２と内輪３ａとの間の隙間部分に、このような段差３ｈを形成したことにより、磁性流体２５ｂは、極板２２の露出端面２２ａから盛り上がることなく、窪んだ位置で保持することが可能となる。この場合、段差３ｈのエッジＣ点が外側極板２２のエッジＢ点より下方になってしまうと、外側極板２２と内輪３ａとの間に磁性流体が十分に保持されなくなってしまい、段差３ｈのエッジＣ点が外側極板２２のエッジＡ点より上方になってしまうと、磁性流体が盛り上がって他物に付着し易くなることから、段差３ｈについては、そのエッジＣ点が外側極板２２の軸方向の厚さの範囲内（Ａ点とＢ点の間）に位置するように形成することが好ましい。なお、このような隙間用の段差については、内輪側に極板を固定する場合、外輪部分に形成される。

以上のように構成された磁性流体シール付き軸受１は、各種の駆動装置の回転軸（駆動軸）を支持する部分に配設される。上記したように、リング状の磁石２１、及び、これを挟持するように保持する外側／内側極板２２，２３によって、内外輪のそれぞれに、内輪側磁性流体２５ｂ及び外輪側磁性流体２５ａが保持されているため、内輪３ａの内側表面及び外輪３ｂの内側表面を伝わり易い水分やゴミ等の異物の内部への侵入が確実に防止され、これにより軸受の回転性能を維持して回転軸１００の滑らかな回転を長期に亘って維持することが可能となる。

この場合、内輪側磁性流体２５ｂ及び外輪側磁性流体２５ａは、前記磁気回路Ｍ１，Ｍ２に保持されるが、磁石２１と転動体３ｃとの間に内側極板２３が存在しているため、外側極板２２から内側極板２３へ向かう磁気回路が形成され、転動体３ｃの部分には強い磁界が生じることはなく、これにより、転動体３ｃとこれに接触する内外輪３ａ，３ｂとの吸引力を抑制して低トルク化を図ることが可能となる。

また、上記した磁性流体シール付き軸受１の構成部材については、耐食性を有するものであることが好ましい。これは、磁性流体２５ａ，２５ｂでシールされない領域に海水等が侵入して塩分が付着してしまうことがあり、これにより発錆する可能性があるためである。具体的には、構成部材である内輪３ａ、外輪３ｂ及び外側極板２２については、例えば、表面に電解クロム酸処理又は無電解ニッケルメッキ処理等の耐食性処理を施しておくことで、部材そのものの耐食性を向上することが可能となり、磁性流体シール２０でシールされない露出領域から発錆することを効果的に防止することが可能となる。或いは、そのような表面処理をするのではなく、構成材料そのものを高耐食性のある素材（高耐食材）で構成しても良い。このような高耐食材としては、例えば、耐食性に優れたＣｒやＭｏを含有したステンレス系の材料で構成することができ、前記Ｃｒについては、１２〜１８％、前記Ｍｏについては、１〜３％程度含有することで、塩水に対して耐食性に優れた素材とすることが可能となる。なお、上記のような耐食性処理を行なったり、高耐食性材料で構成するのは、内輪３ａ、外輪３ｂ及び外側極板２２の内、１つ以上であれば良い。

図３は、図２に示した磁性流体シール付き軸受の変形例を示す図である。
この変形例では、内輪３ａ側に形成される隙間Ｇ１を、図２の隙間Ｇよりも小さくしている（Ｇ１＜Ｇ）。

上述したように、磁性流体を保持する隙間については、小さくすればするほど、磁気回路Ｍ１の磁力が強くなり、磁性流体（内側磁性流体２５ｂ）を安定して保持することが可能となる。ただし、隙間が小さくなることにより、内外輪を径方向に吸着する力が強くなり、これが転動体３ｃの回転に対して負荷（抵抗）を生じさせ、トルクが高くなってしまう。具体的には、内輪３ａの内径が７ｍｍ、外輪３ｂの外径が１３ｍｍ、軸方向長さが５ｍｍの磁性流体シール付き軸受で、上記した隙間を変えて（Ｇ１が０．０６ｍｍ、Ｇが０．１５ｍｍ）トルクを測定したところ、図３に示す構成ではトルクが１．４ｇ・ｃｍであったのに対し、図２に示す構成ではトルクが０．８ｇ・ｃｍという結果が得られ、磁性流体を充填する隙間（極板の反固定側に形成される隙間）を広く確保することにより、軸受として低トルク化を図ることが可能となる。
したがって、軸受を設置する装置の要求特性（隙間に保持される磁性流体のシール膜の強さ、及び要求トルク）に応じて、前記隙間Ｇについては、適宜変形することが可能である。

図４は、磁性流体シール付き軸受の第２の実施形態を示す要部拡大図であり、図５は、図４に示す磁性流体シール付き軸受の変形例を示す図である。

上記した実施形態で示したように、外側極板２２と内側極板２３は、それぞれの肉厚Ｔ１とＴ２が等しくなるように形成しても良いが、いずれか一方の肉厚を他方の肉厚よりも厚くすることで、磁気回路の磁束密度を外側と内側で変えることが可能となる。具体的には、図４に示すように、外側極板２２の肉厚Ｔ１を内側極板２３の肉厚Ｔ２よりも厚くしておくと（Ｔ１＞Ｔ２）、外側極板２２内で磁気が流れる部分が広くなり、これにより形成される磁気回路Ｍ１，Ｍ２は、外側極板側の磁束密度が低くなって、相対的に内側極板領域の磁気が高まる傾向となる。すなわち、転動体３ｃ側に発生する磁力が強くなり、これにより、転動体３ｃとこれに接触する内外輪３ａ，３ｂとの吸引力が高まり、これが負荷となってトルクが大きくなる傾向となる。

このため、低トルクタイプの磁性流体シール付き軸受にするのであれば、図５に示すように、内側極板２３の肉厚Ｔ２を、外側極板２２の肉厚Ｔ１よりも厚く形成しておくと（Ｔ２＞Ｔ１）、内側極板２３内で磁気が流れる部分が広くなり、これにより形成される磁気回路Ｍ１，Ｍ２は、内側極板側の磁束密度が低くなって、相対的に外側極板領域の磁気が高まる傾向となる。すなわち、転動体３ｃ側に発生する磁力を弱くすることができ、転動体３ｃとこれに接触する内外輪３ａ，３ｂとの吸引力を弱めて低トルクにすることが可能となる。

また、図５に示すように、ユニット化された磁石２１、極板２２，２３は、開口側から圧入すると、前記段差３ｇに当て付いて位置決めできるため、そのユニットの外径を、開口径に対して多少の遊度を持たせて構成しても良い。すなわち、このような遊度を持たせておくことで、ユニットを開口から挿入した際、外輪３ｂの内面とユニットの外面との間には、微小隙間Ｇ´、Ｇ´´が生じるため、この部分に磁性流体を充填することで、シール効果をさらに高めることが可能となる。

上述した構成の磁性流体シール２０は、極板２２，２３を外輪に固定する（外輪側が固定部）ようにしていたが、図６に示すように、内輪に固定するようにしても良い。すなわち、内輪３ａに、前記実施形態における外輪に形成した段さ３ｇと同様な段差３ｇ´を形成し、この部分に内側極板２３を当て付け、外輪２３の内面との間で隙間Ｇを形成するようにしても良い。
このように構成しても、上記した実施形態と同様な作用効果が得られる。

以上のように構成される磁性流体シール付き軸受１は、様々な駆動装置の回転軸の支持部材として用いることができ、例えば、各種の魚釣用リール（スピニングリール、両軸受けリール、電動リールなど）に組み込まれた駆動力伝達機構の回転軸の支持部材として用いることが可能である。一般的に魚釣用リールは、水分、塩分、砂、埃など、外部環境が厳しい状況下で使用されるため、上記したような磁性流体シール付き軸受１を内部に組み込むことで、ハンドルの回転操作等によって回転駆動される回転軸の回転性能を向上し、長期に亘って安定した回転特性を得ることができる。

また、これらの魚釣用リールの内、特に、ベイトキャストに用いられる両軸受けリールでは、上記したように、より低トルク化した構成のものをスプール軸の支持部材として用いることで、防水・防塵効果に加え、スプールのフリー回転性能を向上することが可能となる。

図７から図１０は、本発明に係る魚釣用リールの一実施形態（両軸受けリール）を示す図であり、図７は全体構成を示す図、図８は図７に示す魚釣用リールの動力伝達機構部分を示す図、図９は図７に示す魚釣用リールのスプール軸部分を拡大して示す図、そして、図１０は図７に示す魚釣用リールのハンドル軸部分を拡大して示す図である。

本実施形態では、以下に説明するように、スプールを回転可能に支持するスプール軸、及び、巻き取り操作されるハンドルのハンドル軸の支持部材として、上記した構成の磁性流体シール付き軸受１を配設している。

本実施形態に係る両軸受けリール３０のリール本体３１は、左右フレーム３２ａ，３２ｂにそれぞれカバー部材３３ａ，３３ｂを取着した左右側板３１Ａ，３１Ｂを有しており、これら左右の側板３１Ａ，３１Ｂ間には、釣糸が巻回されるスプール３４ａが一体的に固定されたスプール軸３４が上記した構成の軸受１を介して回転自在に支持されている。これらの軸受１は、左右フレーム３２ａ，３２ｂに対して外輪３ｂが装着され、スプール軸３４を回転可能にしている。

前記スプール軸３４の端部には、スプール軸の軸方向に沿って移動可能なピニオンギア３５が取り付けられている。この場合、ピニオンギアは、スプール軸を同軸上に延長させて支持しても良いし、スプール軸と同軸上に支軸を回転可能に配設し、その支軸に回転可能に支持する構成であっても良い。

前記ピニオンギア３５は、公知の切換手段によって、スプール軸３４と係合してスプール軸３４と一体に回転する係合位置（動力伝達状態；クラッチＯＮ）と、スプール軸３４との係合状態が解除される非係合位置（動力遮断状態；クラッチＯＦＦ）との間で軸方向に沿って移動される。前記切換手段は、左右の側板３１Ａ，３１Ｂ間に配設される切換えレバー３６と、切換えレバー３６の押下げ操作によって回動するクラッチプレート３７とを備えており、切換えレバー３６を押下げ操作することで、クラッチプレート３７を介して動力伝達状態から動力遮断状態に切換えることが可能となっている。

前記右側板３１Ｂ側には、右フレーム３２ｂとの間、及び右カバー３３ｂとの間に設置される軸受３８、及び前記軸受１によってハンドル軸４０が回転可能に支持されており、このハンドル軸４０の端部にハンドル４２が取り付けられている。また、ハンドル軸４０と右カバー３３ｂとの間には、逆転防止機構として一方向クラッチ４５が配設されており、ハンドル軸４０（ハンドル４２）は、釣糸巻取方向のみに回転して逆回転が阻止されるようになっている。

前記ピニオンギア３５には、ハンドル軸４０に支持された駆動歯車（ドライブギア）４６が噛合しており、ハンドル軸４０の端部に装着されたハンドル４２を回転操作すると、前記ドライブギア４６とピニオンギア３５とを介して、スプール軸３４が回転駆動され、それに伴ってスプール３４ａが回転して釣糸が巻回される。

このような形式の魚釣用リールでは、特に、スプール３４ａの回転性能が要求されるため、従来では、軸受部分を効果的にシールすることはできなかったが、上記したような構成の磁性流体シール付き軸受１を配設することにより、防水・防塵効果が得られることに加え、スプールの回転性能を損なわないようにすることが可能となる。すなわち、海水が付着、侵入し易い環境の厳しい状況下で使用されても、回転軸（スプール軸３４、ハンドル軸４０）を回転可能に支持する軸受内部が防水されて塩ガミの発生を確実に防止できるので、安定したシール機能を長期間維持して回転軸の滑らかな回転を長期に亘って維持することが可能となる。

この場合、スプール軸３４やハンドル軸４０に使用される軸受の大きさはある程度特定される（外径が１０〜２０ｍｍ程度、内径が３〜１０ｍｍ程度）のであり、このような大きさの磁性流体シール付き軸受１であれば、図２に示した隙間を０．０５〜０．３ｍｍ、好ましくは０．１〜０．２ｍｍに設定しておくことで、十分なシール効果が得られることに加え、低トルク化を図ることが可能となる。また、このような構成では、図５に示すように、内側極板２３の肉厚を外側極板２２の肉厚よりも厚く形成することで、より効果的に低トルク化を達成することができ、スプールのフリー回転性を損なわないようにすることが可能となる。
なお、本実施形態の両軸受けリールでは、ピニオンギア３５を回転可能に支持する軸受４８ａ，４８ｂ、及び、ハンドル軸４０の基端側でハンドル軸を回転可能に支持する前記軸受３８についても、同様なシール構造を設置した軸受１としても良い。

また、上記したような構成の磁性流体シール付き軸受１を所定の位置に組み込む際、その周辺に磁性体（磁性材）があると、そこに引き寄せられて組み込み作業性が低下したり、或いは、その近辺に新たな磁気回路が形成されてしまい、磁性流体が移動してシール性が低下する可能性がある。このため、上記した磁性流体シール付き軸受１をリール本体のフレーム部分やカバー部分に組み込むに際しては、それに隣接する部品、例えば、リール本体、フレーム、軸、カバー、ハウジング等、軸受に対して径方向及び軸方向に隣接する部品については、非磁性材料（アルミニウム、オーステナイト系ステンレス、銅合金、樹脂等）で構成しておくことが好ましい。
このように構成することで、組み込み性の向上が図れると共に、確実なシール性を維持することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、種々変形して実施することが可能である。

上述した磁気シール機構の構成については一例を示したに過ぎず、磁石や極板の構成や配置態様については適宜変形することが可能である。例えば、極板に保持される磁石は一つの極板に保持された構成であっても良いし、外輪や内輪の軸方向の位置決め方法、更には、外輪表面や内輪表面に対するシール方法等、適宜変形することが可能である。

１ 磁性流体シール付き軸受
３ 軸受
３ａ 内輪
３ｂ 外輪
３ｃ 転動体
２０ 磁性流体シール（磁気シール機構）
２１ リング状の磁石
２２ 外側極板
２３ 内側極板
２５ａ 外輪側磁性流体
２５ｂ 内輪側磁性流体
Ｇ，Ｇ１ 隙間
Ｇ´，Ｇ´´ 微小隙間

Claims (12)

1. 内輪と外輪との間に複数の転動体を介装し、前記内輪と外輪の開口側にリング状の磁石を配設して磁性流体を保持し、前記複数の転動体をシールする磁性流体シール付き軸受であって、
   前記リング状の磁石は、軸方向に磁極が向くように着磁されており、
   前記リング状の磁石を挟持して、内輪及び外輪のいずれか一方を固定側、他方を隙間側としたリング状の外側極板及びリング状の内側極板を備え、
   前記外輪と前記外側極板との間、前記外輪と前記内側極板との間、前記外輪と前記磁石との間の内の１箇所以上に保持される外輪側磁性流体と、
   前記内輪と前記外側極板との間、前記内輪と前記内側極板との間、前記内輪と前記磁石との間の内の１箇所以上に保持される内輪側磁性流体と、
   を有することを特徴とする磁性流体シール付き軸受。
2. 前記内側極板は、前記外側極板よりも肉厚に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁性流体シール付き軸受。
3. 前記外輪又は内輪の転動体側内面には、前記内側極板を当て付ける段差が形成されている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付き軸受。
4. 前記内輪又は外輪には、前記外側極板との間の隙間部分に、前記外側極板の軸方向の厚さの範囲内にエッジが位置するように、磁性流体保持用の段差を形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁性流体シール付き軸受。
5. 前記磁石は、固定側で内輪の内面又は外輪の内面との間に微小隙間が生じるように、前記外側極板及び内側極板に挟持されており、前記微小隙間に磁性流体が保持されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の磁性流体シール付き軸受。
6. 前記外側極板は、前記外輪の端面及び内輪の端面から窪んだ状態で位置付けされていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の魚釣用リール。
7. 前記外輪、内輪、外側極板の内、少なくとも１つ以上に、電解クロム酸処理又は無電解ニッケルメッキ処理が施されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の魚釣用リール。
8. 前記外輪、内輪、及び外側極板の部材の内、少なくとも１つ以上に、ステンレス系の高耐食材を用いたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の魚釣用リール。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の磁性流体シール付き軸受を、回転軸を回転可能に支持する支持部材として組み込んだことを特徴とする魚釣用リール。
10. 前記魚釣用リールは両軸受けリールであり、前記磁性流体シール付き軸受を、釣糸を巻回するスプールを回転可能に支持するスプール軸に配設したことを特徴とする請求項９に記載の魚釣用リール。
11. 前記磁性流体シール付き軸受の磁性流体が保持される前記隙間の間隔を０．０５〜０．３ｍｍに設定したことを特徴とする請求項９又は１０に記載の魚釣用リール。
12. 前記磁性流体シール付き軸受の径方向及び軸方向に隣接する部品を非磁性材で形成したことを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の魚釣用リール。

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