JP2597618Y2 - 磁性流体シール装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、例えば各種装置の軸受
部等に適用される磁性流体シール装置、特に互いに同心
的で相対回転自在に径方向に組み付けられる３部材の各
部材間の環状の隙間をシールするものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の磁性流体シール装置とし
ては、たとえば図４に示すようなものがある。すなわ
ち、この磁性流体シール装置１００は、互いに同心的に
相対回転自在に径方向に組み付けられる径方向外側の部
材としてのハウジング１０１と、径方向内側の部材とし
ての内軸１０２と、該内軸１０２とハウジング１０１間
に配置される中間部材としての外軸１０３とから成る３
部材の各部材間の環状の隙間をシールするものである。

【０００３】ハウジング１０１の内周には、軸方向に着
磁（図中左側をＮ極、右側をＳ極）した外側磁力源とし
ての外側磁石１０４と、該外側磁石１０４の両側に外軸
１０３と微小間隙１０５を介して配置した一対の外側磁
性体部材としての外側ヨーク１０６，１０６とから成る
外側磁気ユニット１０７を取付けている。

【０００４】また外軸１０３の内周には、外側磁石１０
４と同一方向に着磁した内側磁力源としての内側磁石１
０８と、該内側磁石１０８の両側に内軸１０２と微小間
隙１０５’を介して配置した一対の内側磁性体部材とし
ての内側ヨーク１０９，１０９とから成る内側磁気ユニ
ット１１０を取付けている。

【０００５】そして、外軸１０３は、磁性体部分と非磁
性体部分を設けている。すなわち、外軸１０３自体は非
磁性体部分で、該外軸１０３の径方向外側を磁性体部分
として磁性体リング１０３Ａを設けているのである。し
たがって、磁性体リング１０３Ａと上記外側磁気ユニッ
ト１０７とから図中矢印で示されているように外側磁気
回路１１１が形成される。この外側磁気回路１１１によ
る磁気吸着力によって微小間隙１０５に磁性流体１１２
が保持されて外軸１０３とハウジング１０１間をシール
しているのである。

【０００６】また、内軸１０２は磁性体であることか
ら、該内軸１０２と上記内側磁気ユニット１１０とから
図中矢印で示されているように内側磁気回路１１３が形
成される。この内側磁気回路１１３による磁気吸着力に
よって微小間隙１０５’に磁性流体１１２が保持されて
内軸１０２と外軸１０３間をシールしているのである。

【０００７】以上から、３部材の各部材間の環状の隙間
をシールしているのである。

【０００８】なお、一対の外側ヨーク１０６，１０６と
ハウジング１０２，外軸１０３と磁性体リング１０３
Ａ，一対の内側ヨーク１０９，１０９と外軸１０３は，
それぞれシール部材としてのＯリング１１４によって流
体密となっている。

【０００９】ところが、上記した磁性流体シール装置１
００は、ハウジング１０１側，外軸１０３側において、
外側磁気回路１１１，内側磁気回路１１３を別々に構成
しているので、非磁性体から成る外軸１０３に磁性体リ
ング１０３Ａを必要とし、形状・構造が複雑であるとい
う問題点があった。

【００１０】そこで、上記問題点を解消するために、図
５に示す磁性流体シール装置２００が提案されている
（特開昭６１−１６５０７２号公報参照）。

【００１１】この磁性流体シール装置２００は、互いに
同心的に相対回転自在に径方向に組み付けられる径方向
外側の部材としての非磁性体のハウジング２０１と、径
方向内側の部材としての磁性体の中央シャフト２０２
と、該中央シャフト２０２とハウジング２０１間に配置
される複数の中間部材としての共軸シャフト２０３，２
０４とから成る多段部材の各部材間の環状の隙間をシー
ルするものである。

【００１２】ハウジング２０１の内周には軸方向に着磁
（図中左側をＮ極、右側をＳ極）した磁力源としての磁
石２０５と、該磁石２０５の両側に共軸シャフト２０３
と微小間隙２０６を介して配置した一対の磁性体部材と
しての（透）磁性磁極片２０７，２０７とから成る磁気
ユニット２０８を取付けている。

【００１３】そして、共軸シャフト２０３，２０４は、
磁性体部分と非磁性体部分を設けている。すなわち、非
（透）磁性の絶縁シャフト２０９とその両側の一対の
（透）磁性部分２１０で構成されている。また、共軸シ
ャフト２０３と共軸シャフト２０４間は微小間隙２０
６’を有している。さらに、共軸シャフト２０４と中央
シャフト２０２間は微小間隙２０６”を有している。そ
して、中央シャフト２０２は（透）磁性であることか
ら、図中点線の矢印で示されているように磁気ユニット
２０８，共軸シャフト２０３，２０４のそれぞれの
（透）磁性部分２１０及び中央シャフト２０２により１
つの磁気回路２１１が形成される。この磁気回路２１１
による磁気吸着力によって各微小間隙２０６，２０
６’，２０６”に磁性流体２１２が保持されて各部材間
をシールしているのである。

【００１４】このように構成されていることから、磁石
２０５が１個で２個以上の共軸シャフト間の微小間隙を
シールすることが可能である。

【００１５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、共軸シ
ャフト２０３，２０４は磁性部分２１０と非磁性部分２
１１とから構成されているため、磁性部分２１０と非磁
性部分２１１を、流体密洩れのない状態で接合する必要
があり実際の製作においてはコストアップの要因となっ
ている。

【００１６】本考案は上記した従来技術の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、製
作の容易化によるコストダウンを図り得る磁性流体シー
ル装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案にあっては、互いに同心的で相対回転自在に
径方向に組み付けられる非磁性体の径方向外側および内
側の部材と該２部材間に配置される磁性体の中間部材と
から成る３部材の各部材間の環状の隙間をシールするも
ので、前記外側部材の内周に取付けられる軸方向に着磁
した外側磁力源と、該外側磁力源の軸方向両側に前記中
間部材の外周面と微小間隙を有して配置した一対の外側
磁性体部材とから成る外側磁気ユニットと、前記内側部
材の外周に軸方向に着磁された内側磁力源と、該内側磁
力源の軸方向両側に前記中間部材の内周面と微小間隙を
有して配置した一対の内側磁性体部材とから成る内側磁
気ユニットと、を備え、前記外側磁気ユニット，前記磁
性体の中間部材および内側磁気ユニットとから形成され
る磁気回路による磁気的吸着力によって前記微小間隙に
磁性流体を保持する構成とする。

【００１８】

【作用】上記構成の磁性流体シール装置にあっては、中
間部材を磁性体として径方向外側の部材と内側の部材間
に、１つの磁気回路を形成して各部材間の微小間隙に磁
性流体を保持して各部材間をシールしていることから、
中間部材を従来技術のように磁性体部分と非磁性体部分
とから構成することがなくなるので、製作が容易とな
り、それに伴いコストダウンが図れる。

【００１９】

【実施例】以下に本考案を図示の実施例に基づいて説明
する。本考案の一実施例に係る磁性流体シール装置を示
す図１において、１は磁性流体シール装置本体を示して
おり、この磁性流体シール装置１は、非磁性体の径方向
外側の部材としてのハウジング２と、非磁性体の径方向
内側の部材としての内軸３と、該２部材間に配置される
中間部材としての外軸４が互いに同心的で径方向に組み
付けられ、各部材間に設けられるベアリング５によって
各部材が相対回転自在に支持されている３部材の各部材
間の環状の隙間をシールするものである。

【００２０】そして、ハウジング２の内周には、軸方向
に着磁（本実施例では図中左側をＮ極、右側をＳ極）し
た外側磁力源としての外側磁石６と、該外側磁石６の両
側に外軸４と微小間隙７を介して配置した一対の外側磁
性体部材としての外側ヨーク８，８とから成る外側磁気
ユニット９を取付けている。

【００２１】外側ヨーク８は環状部材で、その外周には
それぞれ凹溝８１が設けられており、この凹溝８１内に
シール部材としてのＯリング１０が挿入されて、一対の
外側ヨーク８，８とハウジング２とが流体密となってい
る。

【００２２】また内軸３の外周には、外側磁石６と軸方
向逆方向に着磁（本実施例では図中左側をＳ極、右側を
Ｎ極）した内側磁力源としての内側磁石１１と、該内側
磁石１１の両側に外軸４と微小間隙７’を介して配置し
た一対の内側磁性体部材としての内側ヨーク１２，１２
とから成る内側磁気ユニット１３を取付けている。

【００２３】内側ヨーク１２も外側ヨーク８同様環状部
材で、その内周にはそれぞれ凹溝１２Ａが設けられてお
り、この凹溝１２Ａ内にシール部材としてのＯリング１
４が挿入されて、内側ヨーク１２と内軸３とが流体密と
なっている。

【００２４】そして、外軸４は、磁性体であることか
ら、外側磁気ユニット９の外側磁石６のＮ極→外側磁石
６のＮ極側の外側ヨーク８→外軸４→外軸４を介して上
記Ｎ極側の外側ヨーク８と対向する内側ヨーク１２→内
側磁石１１→内側磁石１１のＮ極側の内側ヨーク１２→
外軸４→外軸４を介して上記Ｎ極側の内側ヨーク１２と
対向する外側ヨーク８→外側磁石６のＳ極というように
磁束が流れ１つの閉ループの磁気回路１５が形成され
る。この磁気回路１５による磁気吸着力によって外軸４
の外側ヨーク８側の微小間隙７と内側ヨーク１２側の微
小間隙７’に磁性流体１６が保持されることにより３部
材の各部材間の環状の隙間をシールすることになる。

【００２５】上記のように磁気回路１５を形成する場
合、内側磁石１１は外側磁石６に比べて弱くても良い
し、外軸４を薄く作ることができる。

【００２６】しかし、図２に示すように、内側磁石１１
がない場合、すなわち内側磁石１１でなく磁力を有しな
いダミー１１Ａとした場合、外側磁石６の磁束は外軸４
にしか流れず（図中矢印参照）、内軸３側のシールはで
きない。

【００２７】また、図３のように内側磁石１１の着磁方
向を外側磁石６と同じとした着磁方向同一内側磁石１１
Ｂとしても、上記磁性流体シール装置１と同様の効果は
得られるが、磁束は外軸４部でしか流れない（図中矢印
参照）ので外軸４の肉厚は大きくする必要があり、かつ
外側磁石６も強力なものが必要である。

【００２８】上記構成の磁性流体シール装置にあって
は、外軸４を磁性体として径方向外側のハウジング２と
内軸３間に、１つの磁気回路１５を形成して各部材間の
微小間隙７，７に磁性流体１６を保持して各部材間をシ
ールしていることから、外軸４を従来技術のように磁性
体部分と非磁性体部分とから構成することがなくなるの
で、製作が容易となり、それに伴いコストダウンが図れ
る。

【００２９】なお、上記実施例では磁力源として磁石
６，１１を用いるものを例にとって説明したが、電磁石
を用いても良く、また永久磁石と電磁石を併用したもの
でも良い。また補足的な説明となるが、図１から図３
（従来技術の図４および図５も同様）は、慣例に従い中
心軸の片側のみの断面構成を示した図となっている。図
においては、内軸３に一点鎖線で示された中心軸が現れ
ている。

【００３０】

【考案の効果】本考案は、以上の構成および作用を有す
るもので、中間部材を磁性体として径方向外側の部材と
内側の部材間に、１つの磁気回路を形成して各部材間の
微小間隙に磁性流体を保持して各部材間をシールしてい
ることから、中間部材を従来技術のように磁性体部分と
非磁性体部分とから構成することがなくなるので、製作
が容易となり、それに伴いコストダウンが図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の一実施例に係る磁性流体シール
装置の縦断面図である。

【図２】図２は図１の磁性流体シール装置において、内
側磁石を磁力を有しないダミーとした縦断面図である。

【図３】図３は図１の磁性流体シール装置において、内
側磁石の着磁方向を外側磁石の着磁方向と同一方向とし
た縦断面図である。

【図４】図４は従来の磁性流体シール装置の縦断面図で
ある。

【図５】図５は従来の他の磁性流体シール装置の縦断面
図である。

【符号の説明】

１ 磁性流体シール装置 ２ ハウジング（外側部材） ３ 内軸（内側部材） ４ 外軸（中間部材） ５ ベアリング ６ 外側磁石（外側磁力源） ７，７’ 微小間隙 ８ 外側ヨーク（外側磁性体部材） ８１ 凹溝 ９ 外側磁気ユニット １０ Ｏリング １１ 内側磁石（内側磁石） １１Ａ ダミー １１Ｂ 着磁方向同一内側磁石 １２ 内側ヨーク（内側磁性体部材） １２Ａ 凹溝 １３ 内側磁気ユニット １４ Ｏリング １５ 磁気回路 １６ 磁性流体

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに同心的で相対回転自在に径方向に
   組み付けられる非磁性体の径方向外側および内側の部材
   と該２部材間に配置される磁性体の中間部材とから成る
   ３部材の各部材間の環状の隙間をシールするもので、 前記外側部材の内周に取付けられる軸方向に着磁した外
   側磁力源と、該外側磁力源の軸方向両側に前記中間部材
   の外周面と微小間隙を有して配置した一対の外側磁性体
   部材とから成る外側磁気ユニットと、 前記内側部材の外周に軸方向に着磁された内側磁力源
   と、該内側磁力源の軸方向両側に前記中間部材の内周面
   と微小間隙を有して配置した一対の内側磁性体部材とか
   ら成る内側磁気ユニットと、を備え、 前記外側磁気ユニット，前記磁性体の中間部材および内
   側磁気ユニットとから形成される磁気回路による磁気的
   吸着力によって前記微小間隙に磁性流体を保持する磁性
   流体シール装置。