JP2015148345A - Bearing with magnetic fluid seal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種の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、内部に異物が侵入しないようにする磁性流体シールを具備した軸受に関する。 The present invention relates to a bearing provided with a magnetic fluid seal that is disposed in various power transmission mechanisms and rotatably supports a rotating shaft and prevents foreign matter from entering inside.
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を用いることが多く、このようなタイプの軸受を用いることで、回転軸の回転性能の向上を図っている。 Generally, a rotating shaft installed in various driving force transmission mechanisms is rotatably supported via a bearing. In this case, the bearing often uses a so-called ball bearing that accommodates a plurality of rolling elements (rolling members) along the circumferential direction between the inner ring and the outer ring. By using such a type of bearing, The rotational performance of the rotating shaft is improved.
このような軸受は、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。 Such a bearing is used as a support means for a rotating shaft of a driving force transmission mechanism in various driving devices. However, depending on the driving device, foreign matter such as dust and moisture can be prevented from entering inside the bearing portion. There is something I want to do. In addition, when foreign matter enters the bearing itself, problems such as deterioration in rotational performance and abnormal noise occur. As a countermeasure against such a problem, a seal member made of an elastic material is brought into contact with the outer periphery of the rotating shaft close to the bearing to make the bearing portion waterproof and dust-proof. However, the seal member made of an elastic material is used. The rotational performance of the rotating shaft is degraded due to the influence of the contact pressure.
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、磁性流体を用いた磁気シール機構を備えた軸受(磁性流体シール付き軸受)が知られている。例えば、特許文献1には、磁性体からなる2枚の極板で磁石を挟持し、これらの極板を外輪の内面に取着すると共に、内輪の内面との間の僅かな隙間に磁性流体を保持した構造が開示されている。また、特許文献2には、軸受の開口を閉塞するシール部材(蓋部材)の軸方向内面側に磁性流体を保持した構造が開示されており、特許文献3には、さらに奥まった位置に磁性流体が保持できるように、軸方向に沿って蓋部材と磁束環体を設置し、蓋部材に取着した磁極環体と磁束環体との間に磁性流体を保持した構造が開示されている。
Therefore, a bearing (magnetic fluid seal bearing) having a magnetic seal mechanism using a magnetic fluid is known as a configuration for preventing foreign matter from entering the bearing portion without deteriorating the rotational performance of the rotary shaft. For example, in
上記した特許文献1に開示されている磁性流体シール付き軸受は、軸受の開口端側付近に磁性流体を保持するため、外部材(特に布状物)に触れると磁性流体が吸着され易く、保管方法や作業環境に注意を必要とする。また、外輪や内輪の内面に周方向に沿うように磁性流体を保持するため、回転抵抗が大きくなってしまい、回転軸の回転性能に劣るという問題がある(図9から図11参照)。
The bearing with a magnetic fluid seal disclosed in the above-mentioned
上記した特許文献2や特許文献3に開示されている磁性流体シール付き軸受は、特許文献1に開示されている構造と比較して奥まった位置に磁性流体を保持するため、取扱性の向上は図れるものの、磁性流体の注入が難しいという問題がある。
Since the bearings with magnetic fluid seals disclosed in Patent Document 2 and
本発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、取扱性が良く、磁性流体の注入作業が容易に行え、さらに回転軸を支持した状態で回転軸の回転性能を低下させることのない(回転抵抗を最小限に抑えた)磁性流体シール付き軸受を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, has good handling properties, can easily perform the magnetic fluid injection work, and further reduces the rotational performance of the rotating shaft while supporting the rotating shaft. An object of the present invention is to provide a bearing with a ferrofluid seal that does not (rotation resistance is minimized).
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、この内輪の軸方向における長さよりも長く形成され、内輪の露出端面から軸方向に突出することで径方向内側にスペース部分を形成した伸長円筒部を具備した外輪と、前記内輪と外輪との間に介装される複数の転動体と、前記外輪の伸長円筒部の内面に形成した段部に周縁部が当て付いて位置決め固定されるとともに、前記伸長円筒部の径方向内側の前記スペース部分に配設され前記内輪の露出端面に対向するように軸方向内側にリング状の凹所が形成された保持板と、前記内輪の露出端面に対向するように前記凹所に取着されたリング状の磁石と、前記リング状の磁石と前記内輪の露出端面との間で形成される磁気回路によって保持される磁性流体とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a bearing with a magnetic fluid seal according to the present invention is formed longer than the length of the inner ring in the axial direction of the inner ring, and protrudes in the axial direction from the exposed end surface of the inner ring. An outer ring having an elongated cylindrical part formed with a space portion on the inner side, a plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, and a peripheral part on a step part formed on the inner surface of the elongated cylindrical part of the outer ring Is held in the space portion on the radially inner side of the elongated cylindrical portion, and a ring-shaped recess is formed on the inner side in the axial direction so as to face the exposed end surface of the inner ring. And a ring-shaped magnet attached to the recess so as to face the exposed end surface of the inner ring, and a magnetic circuit formed between the ring-shaped magnet and the exposed end surface of the inner ring. With magnetic fluid And wherein the Rukoto.
上記した構成によれば、外輪の伸長円筒部の内面に固定された保持板の磁性領域と内輪の露出端面との間に保持される磁性流体によって、内部に水分や埃などの異物が侵入することが防止され、回転軸の回転性能を低下させることなくシール性を高めることが可能となる。また、磁性流体は、軸方向外方に向けて露出することなく、外輪の伸長円筒部の内面に固定された保持板によって遮蔽された状態になるため、布状物のような他物に触れて吸着され難くなり、取扱性が向上する。さらに、内輪が短く形成されているため、磁性流体の注入作業が行い易いと共に、複数の転動体に対して回転抵抗となるような径方向の磁力(内輪と外輪が引き合う方向の磁力)が作用しないため、回転軸の回転性能が低下するのを防止することが可能となる。 According to the configuration described above, foreign matters such as moisture and dust enter the inside by the magnetic fluid held between the magnetic region of the holding plate fixed to the inner surface of the elongated cylindrical portion of the outer ring and the exposed end face of the inner ring. Thus, the sealing performance can be improved without deteriorating the rotational performance of the rotating shaft. In addition, the magnetic fluid is not exposed to the outside in the axial direction and is shielded by a holding plate fixed to the inner surface of the elongated cylindrical portion of the outer ring, so that it touches another object such as a cloth. This makes it difficult to absorb and improves handling. Furthermore, since the inner ring is formed short, it is easy to inject the magnetic fluid, and a radial magnetic force (magnetic force in the direction in which the inner ring and the outer ring attract) acts on a plurality of rolling elements. Therefore, it is possible to prevent the rotational performance of the rotating shaft from being deteriorated.
なお、上記した外輪の伸長円筒部の内面に固定される保持板は、内輪の露出端面との間で磁性流体を保持するために、磁気回路を形成する磁石を保持した非磁性体として構成しても良いし、保持板そのものが内輪の露出端面に対向する対向部を具備した磁性を有する磁性部材として構成されていても良い。すなわち、本発明では、外輪よりも軸方向に短くなった内輪の露出端面側に磁性流体が保持され、この磁性流体が、軸方向の外方において遮蔽された状態になっていれば、磁性流体の保持構造については適宜変形することが可能である。 The holding plate fixed to the inner surface of the elongated cylindrical portion of the outer ring is configured as a non-magnetic material that holds a magnet that forms a magnetic circuit in order to hold the magnetic fluid between the exposed end face of the inner ring. Alternatively, the holding plate itself may be configured as a magnetic member having magnetism having a facing portion that faces the exposed end surface of the inner ring. That is, in the present invention, if the magnetic fluid is held on the exposed end surface side of the inner ring which is shorter in the axial direction than the outer ring, and the magnetic fluid is shielded on the outer side in the axial direction, the magnetic fluid The holding structure can be appropriately modified.
本発明によれば、取扱性が良く、磁性流体の注入作業が容易に行え、回転軸を支持した状態で回転軸の回転性能を低下させることのない磁性流体シール付き軸受が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a bearing with a magnetic fluid seal that is easy to handle, can easily inject magnetic fluid, and does not deteriorate the rotational performance of the rotating shaft while supporting the rotating shaft.
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は軸方向に沿った断面図、図2は図1の要部拡大図である。
Hereinafter, embodiments of a bearing with a magnetic fluid seal according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 are views showing a first embodiment of a magnetic fluid seal bearing according to the present invention. FIG. 1 is a sectional view along an axial direction, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. is there.
本実施形態に係る磁性流体シール付き軸受(以下、軸受と称する)1は、円筒状の内輪3と、これを囲繞する円筒状の外輪5と、前記内輪3と外輪5との間に介装される複数の転動体(転がり部材)10とを備えている。前記転動体10は、周方向に延出するリテーナ(保持器)11に保持されており、内輪3と外輪5を相対的に回転可能としている。
A magnetic fluid seal bearing (hereinafter referred to as a bearing) 1 according to this embodiment includes a cylindrical
前記内輪3、外輪5及び転動体10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、前記リテーナ11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。また、前記外輪5は、内輪3の軸方向Xにおける長さ(軸方向長さ)よりも長く形成されており、前記内輪3の一方の露出端面3aから軸方向に突出する伸長円筒部5aを具備している。なお、本実施形態の外輪5は、内輪3の他方の露出端面3bとは略同一となるように構成されている(後述する第7実施形態のように、外輪5は、一方の露出端面3aに加え、他方の露出端面3bからも軸方向に突出した伸長円筒部を備えていても良い)。
The
上記したように、外輪5が内輪3の露出端面3aから軸方向に突出することで、伸長円筒部5aの径方向内側には、スペースSが生じる。本発明では、このスペース部分に磁性流体シール(磁気シール機構)20を配設している。以下、本実施形態の磁性流体シール20の構成について説明する。
As described above, the
磁性流体シール20は、前記外輪5の伸長円筒部5aの内面に固定され、磁石を保持する保持板21を備えている。この場合、保持板21は、内輪3の露出端面3aとの間で磁性領域を発生させるような構造であれば良く、本実施形態では、真鍮、アルミ合金、樹脂、或いは金属補強された弾性材などの非磁性材料で、中央に開口領域21aを有するリング形状に形成されており、伸長円筒部5aの内面に固定されて軸方向Xに対して直交する方向に延在している。そして、径方向内側となる先端には、リング状に形成された磁石25が内輪3の露出端面3aに対向するように止着されており、これにより、保持板21に上記磁性領域を形成している。
このような構造では、リング状の磁石25を保持板21と共に予めユニット化することが可能であり、磁性流体シール20の構造を簡略化することが可能となる。
The
In such a structure, the ring-shaped
本実施形態では、リング形状の保持板21は、その中間部分が軸方向外側に向かって膨出するように屈曲形成されており、その先端の軸方向内側に、リング状の凹所21bを形成している。このリング状の凹所21bは、内輪3の露出端面3aと対向するように形成されており、この部分にリング状の磁石25が露出端面3aと所定間隔Gを置いて対向するように取着されている。したがって、保持板21は、リング状の磁石25を保持した際、軸方向に対して厚肉化することなく、省スペース化が図れるようになっている(本実施形態では、保持板21は、リング状の磁石25を凹所21bに取着すると、保持板21の内面側が略面一状になるように構成されている)。なお、前記リング状の磁石25は、軸方向外側25aがS極、軸方向内側25bがN極となっており、これにより、前記所定間隔Gを経由して内輪3との間で磁気回路を形成する(磁束方向の概略を矢印で示す)。
In this embodiment, the ring-shaped
上記したリング状の磁石25は、予め保持板21の凹所21bに取着され、この状態で軸受1に圧入される。この圧入に際しては、保持板21の周端部が、軸受1の外輪5の内面に形成された段部5bに当て付いて位置決めされる。このように、外輪5に対して保持板21を圧入した後、スポイト等の注入部材を利用して、中央の開口領域21aを介して磁性流体27を前記所定間隔Gの部分に注入する。
The ring-shaped
注入される磁性流体27は、例えばFe3O4のような磁性微粒子を、界面活性剤およびベースオイルに分散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27は、上記したように、リング状の磁石25と、磁性材料で構成される内輪3の露出端面3aとの間で形成される磁気回路によって、前記所定間隔Gに全周に亘って安定して保持され、軸受1の内部(転動体側)をシールする。
The
上記した構成では、所定間隔Gは、保持板21に取着されるリング状の磁石25と、内輪3の径方向内面3c(この内面3cは、図示されていない回転軸が嵌入される部分となる)との間の隙間Dよりも小さくなるように設定されていることが好ましい。
これは、嵌入される回転軸が磁性材料で形成されていると、間隔Dの部分に磁性流体が移動してしまうことが考えられるが、上記のように(G<D)となるように設定しておくことで、所定間隔Gに安定した量の磁性流体27を保持させておくことができ、シール効果を高めることが可能となる。
In the above-described configuration, the predetermined gap G includes the ring-shaped
This is because if the rotating shaft to be inserted is made of a magnetic material, the magnetic fluid may move to the portion of the interval D, but it is set so that (G <D) as described above. By doing so, a stable amount of the
また、上記した構成では、保持板21に対して、軸方向外方から、リング状のシールド(密閉板)30を圧入固定することが好ましい。このような密閉板30は、耐食性、耐熱性に優れた材料、例えばステンレス材(SUS304)によって形成することが可能であり、周端部に圧入屈曲部30aを形成し、この部分を弾性変形させながら、外輪5の内面に形成された段部5cに嵌入することで、前記保持板21の圧入によるシールに加え、外輪5の内面に沿って水分や埃等が、内部に侵入することを確実に防止することが可能となる。なお、前記中間部分が屈曲した保持板21には、軸方向外方の周縁部にリング状の凹部21cが形成されており、この凹所21cを利用してシールド30の圧入屈曲部30aを配置できるようにすることで、軸方向のコンパクト化を図ることが可能となる。
In the above-described configuration, it is preferable that the ring-shaped shield (sealing plate) 30 is press-fitted and fixed to the holding
次に、上記した軸受1の作用効果について説明する。
上記したように、磁性流体シール20は、内輪3に対して外輪5を軸方向に突出させ、この外輪5の伸長円筒部5aの内面に固定された保持板21の磁性を有する領域(本実施形態ではリング状の磁石25を取着した領域)と内輪3の露出端面3aとの間に磁性流体27を保持する構成のため、そのようなシール構造を有する軸受の軸方向寸法をコンパクト化できると共に、磁性流体27によって、内部に水分や埃などの異物が侵入することが防止され、回転軸の回転性能を低下させることなくシール性を高めることが可能となる。
Next, the effect of the
As described above, the
また、磁性流体27は、軸方向外方に向けて露出することなく、外輪の伸長円筒部の内面に固定された保持板21によって遮蔽された状態になるため、布状物のような他物に触れて吸着され難くなり、取扱性の向上が図れると共に、内輪3が短く形成されていることから、磁性流体27の注入作業が行い易くなる。また、保持される磁性流体27は、水や埃が侵入した場合、上記したように、保持板21によって、軸方向外方側からの侵入圧を受けることがない(直接的な水圧等が作用しない)ため、耐水性、防塵性を高めることが可能となる。
Further, the
また、本実施形態の構成では、シールド30を含め、リング状の磁石25を保持板21に取着しておき、これを外輪5に圧入して、所定領域に磁性流体27を注入するだけの簡単な構造であり、かつ、外輪5の伸長円筒部5a及び保持板21の形状により、これらを効率良く配置したことで、軸受全体としてコンパクト化を図ることが容易になる。
Further, in the configuration of the present embodiment, the ring-shaped
さらに、上記したように、本実施形態の構成では、外輪5の伸長円筒部5aの内面に固定した保持板21の磁性領域と、内輪3の露出端面3aとの間に磁性流体27を軸方向Xに沿って保持するため、従来の構成と比較すると、複数の転動体に対して回転抵抗となるような径方向の磁力(内輪と外輪が引き合う方向の磁力)が作用しなくなり、回転軸の回転性能が低下するのを防止することが可能となる。
Furthermore, as described above, in the configuration of the present embodiment, the
以下、このような作用効果について、図9から図11を参照して具体的に説明する。
なお、これらの図に示す軸受81は、上述した特許文献1に開示されているように、内輪83と外輪85との間の空間部に磁性流体シール90を配置したものである。磁性流体シール90は、リング状の磁石92を挟持保持した一対のポールピース95の先端と内輪83の径方向外側面83aとの間に、磁性流体97を保持した構成となっている。また、内輪83と外輪85との間には、リテーナ88によって、複数の転動体87が保持されている。
Hereinafter, such an effect will be specifically described with reference to FIGS. 9 to 11.
In addition, the bearing 81 shown in these drawings has a
通常、軸受を構築するに際しては、リテーナ88に保持される転動体87は、内輪83と外輪85の中心軸Xに対して、360°に亘って転動に支障が生じないように、図10に示すように、所定のクリアランス(例えば、径方向の内外の隙間C1及びC2合わせて3ミクロン程度)をもって設置される。ところが、図9に示すようなリング状の磁石92の配置態様によれば、設置後、リング状の磁石92が、360°の全周に亘って均一に内輪と外輪を引き付けることはなく、360°の範囲の内、必ず、どこかで内輪83と外輪85が引き付け合う位置が生じる。これは、磁石92のずれ、各アッセンブリの誤差、組み込み時のずれ等が生じていることによるものであり、磁石92は、内輪と外輪が最も近くなっている位置でより強い吸引作用を生じさせることから、結果として、内外輪の360°の範囲のいずれかに、ラジアル方向の吸引力発生位置(最大磁界位置)が生じることとなる。
Normally, when the bearing is constructed, the rolling
図11では、便宜上、そのような最大磁界位置が時計の12時の位置で生じるものとして示しており、この12時の位置では、(a)に示すように、ラジアル方向の磁界が強く作用して内輪83と外輪85の距離が最も近くなっており(矢印で示すように引き付け合う)、これに伴い、6時の位置では、内輪83と外輪85の距離が最も離れた状態となる。すなわち、図に示すように、軸受の転動体87が8個設置されて(転動体の間隔は45°)転動するケースを仮定すると、(a)に示す時計の12時の位置では、転動体87が通過できるように、内外輪の隙間d1は、転動体87が押し広げて最も広くなった状態となる。一方、転動体87が12時の位置から最も離れる(b)に示す位置(12時の位置から、22.5°ずれた位置)では、内外輪の間隔d2は最も狭くなった状態となる。
In FIG. 11, for the sake of convenience, such a maximum magnetic field position is shown as occurring at the 12 o'clock position of the watch, and at this 12 o'clock position, as shown in FIG. Accordingly, the distance between the
このように、内輪83及び外輪85は、回転軸が回転して転動体87が転動する際、最大磁界位置において、互いの距離が近づいたり離れるように動作し、これが、転動体87に対してエネルギー損失を発生させる要因となる。すなわち、内輪83に対して嵌合された回転軸が回転すると、図11(a)及び(b)に示すように、内輪及び外輪が12時の位置で接近/離反を繰り返し、転動体には12時の位置で大きなエネルギー損失が作用することになるため、結果として、回転軸の回転性能が低下することとなる。なお、図において、d3,d4は、内外輪の本来の中心位置Xに対する相対的な上下の変動範囲を示しており、回転軸の回転に伴って転動体87が転動する際、内輪及び外輪は、この範囲内で上下に変動を繰り返す(d1−d2=d4−d3)。
In this way, the
また、回転軸が回転して最終的に停止しようとすると、転動体87は、12時の位置で嵌まり込むように停止することはなく、必ず、停止直前に反転動作が生じてしまう。すなわち、図示しない回転軸が時計回り方向に回転しており、最終的に停止する直前には、公転する転動体87は、図11(a)に示す内輪と外輪の間隔が広くなっている12時の位置で停止することはなく、図11(b)に示す位置となるように、反時計回り方向に戻される現象が生じるようになる。したがって、従来の構成では、回転軸を回転方向に沿ってスムースに停止させることができない状態となっている。
Further, when the rotating shaft rotates and finally stops, the rolling
これに対し、上述した実施形態では、流体磁性シール20のリング状の磁石25は、内輪と外輪をラジアル方向に引き付け合う方向に設置されるのではなく、内輪3を軸方向に引き付けるだけであるため、上記したような転動体に対するラジアル方向の負荷が作用することはない。すなわち、転動体が転動する際、エネルギー損失が小さいことから、回転軸の回転が軽くなる(回転性能が向上する)とともに、回転軸の停止がスムースに行えるようになる。
On the other hand, in the embodiment described above, the ring-shaped
次に、本発明の別の実施形態について説明する。
以下に説明する実施形態では、上記した第1の実施形態と同一の構成要素については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明については省略する。
Next, another embodiment of the present invention will be described.
In the embodiment described below, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図3は、本発明に係る磁性流体シール付き軸受の第2の実施形態を示す図であり、軸方向に沿った要部拡大断面図である。
この実施形態では、上記した第1の実施形態で示したリング状の磁石25の内周面に、360°に亘ってリング状の磁束漏洩防止部材32を止着している。このような磁束漏洩防止部材32は、SUS440Cのような磁性材料で構成することができ、予めリング状の磁石25と共に保持板21と一体化しておくことが可能である。
FIG. 3 is a view showing a second embodiment of the magnetic fluid seal bearing according to the present invention, and is an enlarged cross-sectional view of the main part along the axial direction.
In this embodiment, the ring-shaped magnetic flux
このような構成では、図の矢印で示すような磁束が生じることで回転体側への磁束漏洩を抑制することが可能となる。すなわち、内輪3の露出端面3aとの間の磁束密度が高まり、磁性流体27の保持効率の向上が図れるようになる。
In such a configuration, magnetic flux leakage to the rotating body side can be suppressed by generating magnetic flux as indicated by arrows in the figure. That is, the magnetic flux density with the exposed
図4は、本発明に係る磁性流体シール付き軸受の第3の実施形態を示す図であり、軸方向に沿った要部拡大断面図である。
この実施形態では、符号32aで示すように、上記した第2の実施形態で示したリング状の磁束漏洩防止部材32を断面凹形状としており、この凹部内にリング状の磁石25を止着して保持板21に保持させている。
FIG. 4 is a view showing a third embodiment of the bearing with a magnetic fluid seal according to the present invention, and is an enlarged sectional view of a main part along the axial direction.
In this embodiment, as indicated by reference numeral 32a, the ring-shaped magnetic flux
このような磁束漏洩防止部材32aによれば、図の矢印で示すように、回転体側に加え外輪側への磁束漏洩も抑制することが可能となる。すなわち、内輪3の露出端面3aとの間の磁束密度をより高めることが可能となって、さらに磁性流体27の保持効率の向上が図れるようになる。
According to such a magnetic flux leakage prevention member 32a, it is possible to suppress magnetic flux leakage to the outer ring side in addition to the rotating body side, as indicated by the arrows in the figure. That is, the magnetic flux density with the exposed
図5は、本発明に係る磁性流体シール付き軸受の第4の実施形態を示す図であり、軸方向に沿った要部拡大断面図である。
この実施形態では、上述した各実施形態におけるシールド30を排除しており、これにより、軸受を軸方向によりコンパクト化することが可能となる。
FIG. 5 is a view showing a fourth embodiment of the magnetic fluid seal bearing according to the present invention, and is an enlarged cross-sectional view of the main part along the axial direction.
In this embodiment, the
図6は、本発明に係る磁性流体シール付き軸受の第5の実施形態を示す図であり、軸方向に沿った要部拡大断面図である。
上述した実施形態では、外輪の伸長円筒部に、非磁性材料で構成された保持板21を固定し、保持板21に磁性を有する領域(リング状の磁石25を取着した領域)を形成して内輪3の露出端面3aとの間に磁性流体27を保持させていたが、本実施形態のように、保持板に代えて、例えば、SUS440Cのような磁性材料で構成される磁性部材41を配設しても良い。この場合、磁性部材41は、リング状に形成され、その先端(径方向内側)が、内輪3の露出端面側に屈曲されており、その屈曲部41aの端面41bを内輪3の露出端面3aと対向させ、両者の間に磁性流体27を保持させている。
FIG. 6 is a view showing a fifth embodiment of the magnetic fluid seal bearing according to the present invention, and is an enlarged cross-sectional view of a main part along the axial direction.
In the above-described embodiment, the holding
そして、磁性部材41の基端側の軸方向内側には、リング状の磁石25が取着されており、磁性部材41に対して矢印M1,M2で示すような磁束を発生させている。この場合、磁石25の止着位置については、適宜、変形することが可能である。
このような構成においても、上述した実施形態と同様な作用効果が得られると共に、構造を簡略化して軸方向の省スペース化を図ることが可能となる。
A ring-shaped
Even in such a configuration, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained, and the structure can be simplified to save the space in the axial direction.
図7は、本発明に係る磁性流体シール付き軸受の第6の実施形態を示す図であり、軸方向に沿った要部拡大断面図である。
本実施形態では、図6に示した実施形態の磁性部材41の軸方向外方、及び外輪の内面側を樹脂等の非磁性材料で構成される非磁性体42で覆っており、これにより、図6に示す外輪側で発生する磁束M2を弱くして、内輪側で発生する磁束M1を高めるようにしている。
このような非磁性体42を設置することで、内輪3の露出端面3aとの間の磁束密度を高めることが可能となり、磁性流体27の保持効率の向上が図れるようになる。
FIG. 7 is a view showing a sixth embodiment of the bearing with a magnetic fluid seal according to the present invention, and is an enlarged sectional view of a main part along the axial direction.
In the present embodiment, the outer side in the axial direction of the
By installing such a
図8は、本発明に係る磁性流体シール付き軸受の第7の実施形態を示す図であり、軸方向に沿った要部拡大断面図である。
上述した実施形態では、いずれも軸受1の片方側の外輪5に伸長円筒部5aを形成し、ここに流体磁性シール20を配設することで、軸受内部、及びそれよりもさらに軸方向内側の各種機能部材をシールするよう構成したが、図に示すように、軸受1の両側に伸長円筒部5aを形成し、それぞれに流体磁性シール20を配設するようにしても良い。
FIG. 8 is a view showing a seventh embodiment of the bearing with a magnetic fluid seal according to the present invention, and is an enlarged sectional view of a main part along the axial direction.
In the above-described embodiments, the elongated cylindrical portion 5a is formed on the
このような構成によれば、回転軸の回転性能を低下させることなく、軸受の内部に、水分、埃等が侵入することを確実に防止することが可能になる。
なお、図において、軸方向の両サイドに配設される磁性流体シール20は、上述した第1の実施形態と同様な構成となっているが、上述した第2から第6実施形態のように構成されていても良い。
According to such a configuration, it is possible to reliably prevent moisture, dust and the like from entering the bearing without deteriorating the rotational performance of the rotating shaft.
In the figure, the magnetic fluid seals 20 disposed on both sides in the axial direction have the same configuration as in the first embodiment described above, but as in the second to sixth embodiments described above. It may be configured.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されることはなく、種々変形することが可能である。
本発明は、軸受1の外輪5に伸長円筒部5aを形成し、ここに流体磁性シール20を配設して、内輪3の露出端面3aとの間に磁性流体27を保持するように構成されていれば良く、上記した保持板21や磁性部材41の形状については種々変形することが可能である。また、上述した実施形態では、保持板21にリング状の磁石25を取着し、内輪3の露出端面3aとの間で直接、磁性流体27を保持したが、保持板21に、磁石を挟持した極板(ポールピース)を露出端面3aに対向するように配設しても良い。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to above-described embodiment, It can change variously.
The present invention is configured such that an elongated cylindrical portion 5 a is formed in the
1 磁性流体シール付き軸受
3 内輪
3a 露出端面
5 外輪
5a 伸長円筒部
10 転動体
20 磁性流体シール
21 保持板
25 磁石
27 磁性流体
41 磁性部材
DESCRIPTION OF
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、この内輪の軸方向における長さよりも長く形成され、内輪の露出端面から軸方向に突出することで径方向内側にスペース部分を形成した伸長円筒部を具備した外輪と、前記内輪と外輪との間に介装される複数の転動体と、基端が前記外輪の伸長円筒部の内面側に固定され、先端が前記内輪の露出端面との間で隙間を形成するように露出端面側に屈曲された磁性材料で構成されるリング状の磁性部材と、前記リング状の磁性部材の複数の転動体側に止着され、軸方向に着磁されたリング状の磁石と、前記磁性部材と前記内輪の露出端面との間の隙間に保持される磁性流体と、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, a bearing with a magnetic fluid seal according to the present invention is formed longer than the length of the inner ring in the axial direction of the inner ring, and protrudes in the axial direction from the exposed end surface of the inner ring. An outer ring having an elongated cylindrical part formed with a space inside, a plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, and a base end fixed to the inner surface side of the elongated cylindrical part of the outer ring, A ring-shaped magnetic member made of a magnetic material bent toward the exposed end surface so that a tip forms a gap with the exposed end surface of the inner ring, and a plurality of rolling elements on the ring-shaped magnetic member A ring-shaped magnet fixed and axially magnetized , and a magnetic fluid held in a gap between the magnetic member and the exposed end surface of the inner ring .
Claims (1)
この内輪の軸方向における長さよりも長く形成され、内輪の露出端面から軸方向に突出することで径方向内側にスペース部分を形成した伸長円筒部を具備した外輪と、
前記内輪と外輪との間に介装される複数の転動体と、
前記外輪の伸長円筒部の内面に形成した段部に周縁部が当て付いて位置決め固定されるとともに、前記伸長円筒部の径方向内側の前記スペース部分に配設され前記内輪の露出端面に対向するように軸方向内側にリング状の凹所が形成された保持板と、
前記内輪の露出端面に対向するように前記凹所に取着されたリング状の磁石と、
前記リング状の磁石と前記内輪の露出端面との間で形成される磁気回路によって保持される磁性流体と、
を有することを特徴とする磁性流体シール付き軸受。 Inner ring,
An outer ring that is formed longer than the length of the inner ring in the axial direction, and has an elongated cylindrical part that forms a space portion radially inward by protruding in the axial direction from the exposed end surface of the inner ring;
A plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring;
A stepped portion formed on the inner surface of the elongated cylindrical portion of the outer ring is positioned and fixed with a peripheral edge, and is disposed in the space portion on the radially inner side of the elongated cylindrical portion and faces the exposed end surface of the inner ring. A holding plate in which a ring-shaped recess is formed in the axially inner side,
A ring-shaped magnet attached to the recess so as to face the exposed end surface of the inner ring;
A magnetic fluid held by a magnetic circuit formed between the ring-shaped magnet and the exposed end surface of the inner ring;
A bearing with a magnetic fluid seal, comprising:
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