JP4240907B2 - 磁性流体シール装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相対運動する磁性流体シール装置に関するものであり、例えば精密機械のダストシール装置、真空シール装置、カメラのズームレンズ部の遮光シール装置、防滴シール装置等に適用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、相対的に運動を行う２部材としてのシャフトとハウジングとの隙間を密封するためのシール装置としては、通常、ゴムや樹脂等の弾性材料からなるＯリングやパッキンが用いられていた。
【０００３】
しかし、これらの弾性材料を用いたシール装置では、シール装置とシャフトとの固体同士が摺接してシール機能を発揮するものであるため、摩擦損失が大きくなると共に、摺動部の摩耗によるシール機能の低下のために、長期間の使用に耐えられない問題、摩耗粉が装置内を汚す問題、弾性材料の形状が摩擦抵抗で変形しシール漏れが発生する問題、シャフトに傷ができるとシール漏れが発生する問題等があった。
【０００４】
そのため、このような問題を解決するシール装置として、磁性流体シール装置が用いられることがある。
【０００５】
従来の磁性流体シール装置は、図１５、図１６に示すように強磁場部に吸着・保持し得る特性を備えた磁性流体を利用している。そして、２領域間の密封は、ハウジングの内側に備えられた環状の磁石により形成される磁気回路の磁束に磁気的に保持させた磁性流体をシャフトに接触させることにより行われている。
【０００６】
図１５、図１６の磁性流体シール装置の構成は、磁性体からなるシャフト２と、シャフト２を取り囲むハウジング１に固定される１対の環状のポールピース８と、１対の環状のポールピース８の間に挟持され軸方向に異極（ＮＳ極）が着磁された環状磁石３と、磁性流体４と、を備えている。
【０００７】
そして、シャフト２と１対のポールピース８と環状磁石３とで一回りする磁気回路を形成し、磁性流体４をシャフト２と各々の環状のポールピース８との間に保持することによってシール機能を発揮する。
【０００８】
図１５、図１６の磁性流体シール装置では、シャフト２と磁性流体４とが接触する構成であり、固体同士の摺動部がないため、摩擦損失が小さくなると共に、摩耗がないためダストが発生せず、また長期間の使用に耐えることができる。
【０００９】
この磁性流体シール装置は、低摩擦で完全密封可能な回転運動を行う回転軸用のシール装置として実用化され、コンピュータ用磁気ディスク、半導体製造装置等に用いられるダストシール装置や、密封領域の両側で圧力差の存在する真空装置等に用いられる真空シール装置等、多方面で応用されている。
【００１０】
さらに、図１７に示すように磁性流体４が接触しているシャフト２あるいはハウジング１表面を磁性流体４が濡れないように表面改質膜６で表面改質することにより、磁性流体シール装置を往復動シール装置としても使用できるようになった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【００１２】
従来技術の磁性流体シール装置は、寿命が磁性流体の基油や活性剤の蒸発によるゲル化等の特性変化で決まってしまうという問題があった。
【００１３】
また、往復動シール装置として使用する場合には、磁性流体がシャフト表面の表面改質膜と長時間接触していると徐々に表面改質膜の撥油性が変化してしまい、特に停止状態の位置での接触時間が最も長いため停止状態の位置の撥油性変化が寿命を決めてしまうという問題があった。
【００１４】
さらに、ハウジングと固定される部分を接着するという手間がかかっており、取り付け容易化も望まれていた。
【００１５】
本発明は上記の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、長寿命化を図った高性能な磁性流体シール装置を提供することにある。
【００１６】
【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、互いに相対移動可能に組付けられる２部材間をシールする磁性流体シール装置であって、該２部材間に配置されて該２部材の内少なくとも一方との隙間に磁束を通過させる磁気回路を形成する磁気回路形成手段と、該磁気回路形成手段が形成した磁気回路の前記隙間を通過する磁束によって磁気的に保持されて前記２部材の内少なくとも一方の表面に接触して前記隙間を密封する炭化水素ベースの磁性流体と、該磁性流体との相溶性が低くかつ表面張力が前記磁性流体の表面張力よりも小さいもので前記磁性流体の表面を被覆する、シリコーンオイル又はフッ素系オイルを用いた被覆流体と、を備えており、該被覆流体は、前記磁性流体が前記磁気回路形成手段により保持される位置へ充填された後、前記磁性流体の表面に滴下されて、前記磁性流体の表面を被覆するか、あるいは、前記磁性流体と前記被覆流体とをエマルジョン状態に混合して前記磁性流体の保持位置へ充填し、前記磁性流体だけを前記磁気回路形成手段の磁束によって引き寄せることで、前記磁性流体の表面を被覆することを特徴とする。
【００１７】
ここで、被覆流体の被覆量は、単分子層が形成されれば十分であるが、被覆流体自体の蒸発による減少を考慮し、使用環境、被覆流体の蒸発率、必要寿命から決定する。
【００１８】
この構成によると、磁性流体を被覆流体によって被覆することで磁性流体の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【００２０】
磁性流体が磁気回路形成手段によって保持される位置へ充填された後、磁性流体の表面に被覆流体を滴下して、被覆流体で前記磁性流体の表面を被覆することにより、被覆流体による磁性流体の被覆が良好に行える。
【００２２】
あるいは、磁性流体と被覆流体とをエマルジョン状態に混合して磁性流体の保持位置へ充填し、磁性流体だけを磁気回路形成手段の磁束によって引き寄せることで、被覆流体で磁性流体の表面を被覆することによっても、被覆流体による磁性流体の被覆が良好に行える。
【００２４】
磁性流体が炭化水素ベースであることに対して、被覆流体としてシリコーンオイル又はフッ素系オイルを用いることにより、被覆流体の被覆が良好に維持できる。
【００４１】
【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。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【００４２】
本実施の形態は、磁性流体シール装置を精密機械のダストシール装置、真空シール装置、コンパクトカメラのズームレンズ部やフォーカスレンズ部の遮光シール装置、防滴シール装置等として適用するものである。
【００４３】
（第１の実施の形態）
図１を用いて第１の実施の形態に係る磁性流体シール装置の構成について説明する。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。
【００４４】
図１に示す磁性流体シール装置は、回転及び往復移動可能な２部材としての筒状のハウジング１と、ハウジング１に挿入されたシャフト２と、の間に備えられている。ハウジング１とシャフト２との間では相対回転運動及び相対往復運動が行われるものであり、本形態ではシャフト２だけが回転及び往復する。ハウジング１とシャフト２は非磁性材で構成されている。
【００４５】
磁性流体シール装置は、ハウジング１に取り付けられて軸方向に着磁された同極を接着された一対の環状磁石３と、一対の環状磁石３の内周に保持された磁性流体４と、磁性流体４を被覆する被覆流体５と、シャフト２表面に撥油処理としてなされた表面改質膜６と、を備える。
【００４６】
ここで、一対の環状磁石３が磁気回路形成手段となっている。そして、一対の環状磁石３が形成した磁気回路の環状磁石３とシャフト２との間の隙間を通過する磁束によって磁気的に磁性流体４を保持している。なお、本実施の形態では、一対の環状磁石３は、軸方向に着磁された同極を接着された状態であり、軸方向中央部の磁束密度を大きくする方法が採られている。また、一対の環状磁石３の接着方法は、この軸方向に着磁された同極を接着する着磁方法に限られるものではない。
【００４７】
環状磁石３としては、単極或いは多極着磁された金属又は磁石粉を充填した有機材料等からなる永久磁石を用いることができ、本実施の形態では一例としてリング状のプラスチックマグネットを用いる。その他、ゴムマグネット等も用いることができる。
【００４８】
磁性流体４としては、炭化水素ベースのものを用いている。
【００４９】
表面改質膜６としては、フッ素系表面改質膜を用いている。
【００５０】
被覆流体５としては、シリコーンオイルを用いている。被覆流体５は、磁性流体４との相溶性が低くかつ表面張力が磁性流体４の表面張力よりも小さいものである。そしてさらに、被覆流体５は、表面張力が表面改質膜６の表面張力よりも大きくかつ表面改質膜６の撥油性を変化させないものである。
【００５１】
ここで、被覆流体５の被覆量は、単分子層が形成されれば十分であるが、被覆流体５自体の蒸発による減少を考慮し、使用環境、被覆流体の蒸発率、必要寿命から決定する。
【００５２】
なお、被覆流体５としては、シリコーンオイルの他にフッ素系オイルを用いることもできる。
【００５３】
この被覆流体５は、磁性流体４の保持位置への充填後、磁性流体４の表面に滴下されて、磁性流体４の表面を被覆する方法が採られる。これにより、磁性流体４の被覆が良好に行える。
【００５４】
また、上記の被覆流体５の磁性流体４の表面への滴下する方法以外にも、磁性流体４と被覆流体５とをエマルジョン状態に混合して充填し、磁性流体４だけを環状磁石３の磁束によって引き寄せることで、被覆流体５が磁性流体４の表面を被覆する方法を採ってもよい。
【００５５】
以上の構成の磁性流体シール装置は、磁性流体４を被覆流体５によって被覆することで磁性流体４の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【００５６】
また、磁性流体４と表面改質膜６との直接の接触を防止して、表面改質膜６の撥油性変化が低減でき、これによっても装置の長寿命化を図ることができる。
【００５７】
（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を示している。第２の実施の形態は、ハウジング１にスリーブ７を固定し、スリーブ７に径方向及び軸方向に相対移動可能に一対の環状磁石３を内包させたものである。その他の構成は第１の実施の形態と同じ構成である。
【００５８】
本実施の形態では、ハウジング１に固定したスリーブ７を備える。スリーブ７は、円筒状の非磁性材であるポリフェニレンオキサイド製のもので、軸方向両端部で突出部が内径方向に突出するように中央部が凹んで凹部が形成されている。
【００５９】
そして、この凹部の中に一対の環状磁石３が隙間を有して配置される。このため、凹部の隙間部分だけ一対の環状磁石３は径方向及び軸方向に相対移動可能となっている。
【００６０】
このスリーブ７は、スリーブ７の凹部内に一対の環状磁石３を挿入可能とする弾性変形特性を有しており、一対の環状磁石３のスムーズな装着ができる。
【００６１】
そして、本実施の形態でも、磁性流体４の表面を被覆流体５で被覆している。
【００６２】
磁性流体４としては、炭化水素ベースのものを用いている。
【００６３】
表面改質膜６としては、フッ素系表面改質膜を用いている。
【００６４】
被覆流体５としては、シリコーンオイルを用いている。被覆流体５は、磁性流体４との相溶性が低くかつ表面張力が磁性流体４の表面張力よりも小さいものである。そしてさらに、被覆流体５は、表面張力が表面改質膜６の表面張力よりも大きくかつ表面改質膜６の撥油性を変化させないものである。
【００６５】
以上の構成の磁性流体シール装置は、磁性流体４を被覆流体５によって被覆することで磁性流体４の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【００６６】
また、磁性流体４と表面改質膜６との直接の接触を防止して、表面改質膜６の撥油性変化が低減でき、これによっても装置の長寿命化を図ることができる。
【００６７】
さらに、このような磁性流体シール装置は、一対の環状磁石３が保持する磁性流体４によって浮揚支持されており、一対の環状磁石３がスリーブ７の凹部内で径方向及び軸方向に相対移動可能であるため、偏心時等に磁性流体４による密封性はそのままに一対の環状磁石３の位置を移動することができ、装置の偏心時等の追随性が向上する。
【００６８】
（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を示している。第３の実施の形態は、被覆流体５を用いる磁性流体シール装置を回転ダストシール装置に適用したものである。
【００６９】
図３に示す磁性流体シール装置は、回転可能な２部材としての筒状のハウジング１と、ハウジング１に挿入されたシャフト２と、の間に備えられている。ハウジング１とシャフト２との間では相対回転運動が行われるものであり、本形態ではシャフト２だけが回転する。ハウジング１は非磁性材で構成され、シャフトは磁性材で構成されている。
【００７０】
磁性流体シール装置は、ハウジング１に取り付けられた一対のポールピース８と、その一対のポールピース８の間に挟まれる軸方向に着磁された環状磁石３と、一対のポールピース８の内周先端に保持された磁性流体４と、磁性流体４を被覆する被覆流体５と、を備える。
【００７１】
ポールピース８は、シャフト２との間に磁性流体４を保持する隙間を有し、ハウジング１内周に嵌合される。
【００７２】
ここで、環状磁石３、ポールピース８、シャフト２、ポールピース８を一回りとする磁気回路が形成され、これらが磁気回路形成手段となっている。そして、この磁気回路のポールピース８とシャフト２との間の隙間を通過する磁束によって磁気的に磁性流体４を保持している。
【００７３】
そして、本実施の形態でも、磁性流体４の表面を被覆流体５で被覆している。
【００７４】
磁性流体４としては、炭化水素ベースのものを用いている。
【００７５】
被覆流体５としては、シリコーンオイルを用いている。被覆流体５は、磁性流体４との相溶性が低くかつ表面張力が磁性流体４の表面張力よりも小さいものである。
【００７６】
なお、磁性流体シール装置の隣には、ベアリング９が配置されている。
【００７７】
以上の構成の磁性流体シール装置は、磁性流体４を被覆流体５によって被覆することで磁性流体４の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【００７８】
（第４の実施の形態）
図４は第４の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。第４の実施の形態は、被覆流体５を用いる磁性流体シール装置を回転真空シール装置に適用したものである。
【００７９】
図４に示す磁性流体シール装置は、回転可能な２部材としての筒状のハウジング１と、ハウジング１に挿入されたシャフト２と、の間に備えられている。ハウジング１とシャフト２との間では相対回転運動が行われるものであり、本形態ではシャフト２だけが回転する。ハウジング１は非磁性材で構成され、シャフト２は磁性材で構成されている。
【００８０】
磁性流体シール装置は、ハウジング１に取り付けられた一対のポールピース８と、その一対のポールピース８の間に挟まれる軸方向に着磁された環状磁石３と、一対のポールピース８の内周先端に保持された磁性流体４と、磁性流体４を被覆する被覆流体５と、を備える。
【００８１】
本実施の形態では、シャフト２の表面に、ポールピース８と対向して複数の突起２ａが形成されている。
【００８２】
ポールピース８は、シャフト２との間に磁性流体４を保持する隙間を有し、ハウジング１内周に嵌合される。ポールピース８とハウジング１との間には、ポールピース８の外周に形成されたＯリング溝に挿入されたＯリング１０が介在している。
【００８３】
ここで、環状磁石３、ポールピース８、シャフト２、ポールピース８を一回りとする磁気回路が形成され、これらが磁気回路形成手段となっている。そして、この磁気回路のポールピース８とシャフト２の突起２ａとの間の隙間を通過する磁束によって磁気的に磁性流体４を保持している。
【００８４】
よって、本実施の形態では、ポールピース８とシャフト２の各突起２ａとの間にそれぞれ磁性流体４が保持されている。
【００８５】
そして、本実施の形態でも、磁性流体４の表面を被覆流体５で被覆している。
【００８６】
磁性流体４としては、炭化水素ベースのものを用いている。
【００８７】
被覆流体５としては、シリコーンオイルを用いている。被覆流体５は、磁性流体４との相溶性が低くかつ表面張力が磁性流体４の表面張力よりも小さいものである。
【００８８】
なお、磁性流体シール装置の両隣には、ベアリング９が配置されている。
【００８９】
以上の構成の磁性流体シール装置は、磁性流体４を被覆流体５によって被覆することで磁性流体４の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【００９０】
（第５の実施の形態）
図５は第５の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。第５の実施の形態は、被覆流体５を用いる磁性流体シール装置を回転ダストシール装置に適用したものである。
【００９１】
図５に示す磁性流体シール装置は、回転可能な２部材としての筒状のハウジング１と、ハウジング１に挿入されたシャフト２と、の間に備えられている。ハウジング１とシャフト２との間では相対回転運動が行われるものであり、本形態ではシャフト２だけが回転する。ハウジング１及びシャフト２は非磁性材で構成されている。
【００９２】
磁性流体シール装置は、軸方向に着磁された同極を接着された一対の環状磁石３と、一対の環状磁石３の内外周に保持された磁性流体４と、磁性流体４を被覆する被覆流体５と、ハウジング１に固定したスリーブ７と、を備える。
【００９３】
ここで、一対の環状磁石３が磁気回路形成手段となっている。そして、一対の環状磁石３が形成した磁気回路の環状磁石３とシャフト２との間の隙間を通過する磁束によって磁気的に磁性流体４を保持している。また、環状磁石３とスリーブ７との間の隙間を通過する磁束によっても磁気的に磁性流体４を保持している。
【００９４】
スリーブ７は、円筒状の非磁性材であるポリフェニレンオキサイド製のもので、軸方向両端部で突出部が内径方向に突出するように中央部が凹んで凹部が形成されている。
【００９５】
そして、この凹部の中に一対の環状磁石３が隙間を有して配置される。このため、凹部の隙間部分だけ一対の環状磁石３は径方向及び軸方向に相対移動可能となっている。
【００９６】
このスリーブ７は、スリーブ７の凹部内に一対の環状磁石３を挿入可能とする弾性変形特性を有しており、一対の環状磁石３のスムーズな装着ができる。
【００９７】
そして、本実施の形態でも、磁性流体４の表面を被覆流体５で被覆している。
【００９８】
磁性流体４としては、炭化水素ベースのものを用いている。
【００９９】
被覆流体５としては、シリコーンオイルを用いている。被覆流体５は、磁性流体４との相溶性が低くかつ表面張力が磁性流体４の表面張力よりも小さいものである。
【０１００】
なお、磁性流体シール装置の隣には、ベアリング９が配置されている。
【０１０１】
以上の構成の磁性流体シール装置は、磁性流体４を被覆流体５によって被覆することで磁性流体４の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【０１０２】
さらに、このような磁性流体シール装置は、一対の環状磁石３が保持する磁性流体４によって浮揚支持されており、一対の環状磁石３がスリーブ７の凹部内で径方向及び軸方向に相対移動可能であるため、偏心時等に磁性流体４による密封性はそのままに一対の環状磁石３の位置を移動することができ、装置の偏心時等の追随性が向上する。
【０１０３】
（第６の実施の形態）
図６は第６の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。第６の実施の形態は、多孔質体として被覆流体含浸スリーブ１１を備えたものである。
【０１０４】
図６に示す磁性流体シール装置は、回転及び往復移動可能な２部材としての筒状のハウジング１と、ハウジング１に挿入されたシャフト２と、の間に備えられている。ハウジング１とシャフト２との間では相対回転運動及び相対往復運動が行われるものであり、本形態ではシャフト２だけが回転及び往復する。ハウジング１とシャフト２は非磁性材で構成されている。
【０１０５】
磁性流体シール装置は、軸方向に着磁された同極を接着された一対の環状磁石３と、一対の環状磁石３の内周に保持された磁性流体４と、磁性流体４を被覆する被覆流体５と、シャフト２表面に撥油処理としてなされた表面改質膜６と、一対の環状磁石３を取り囲んでハウジング１に固定された被覆流体含浸スリーブ１１と、を備える。
【０１０６】
ここで、一対の環状磁石３が磁気回路形成手段となっている。そして、一対の環状磁石３が形成した磁気回路の環状磁石３とシャフト２との間の隙間を通過する磁束によって磁気的に磁性流体４を保持している。
【０１０７】
被覆流体含浸スリーブ１１は、円筒状の非磁性材であり、軸方向両端部で突出部が内径方向に突出するように中央部が凹んで凹部が形成されている。そして、この凹部の中に一対の環状磁石３が配置される。
【０１０８】
この被覆流体含浸スリーブ１１は、被覆流体含浸スリーブ１１の凹部内に一対の環状磁石３を挿入可能とする弾性変形特性を有しており、一対の環状磁石３のスムーズな装着ができる。
【０１０９】
なお、被覆流体含浸スリーブ１１は、弾性変形特性を有さず、一対の環状磁石３が装着できるように分割構成されていてもよい。
【０１１０】
そして、本実施の形態でも、磁性流体４の表面を被覆流体５で被覆している。
【０１１１】
磁性流体４としては、炭化水素ベースのものを用いている。
【０１１２】
表面改質膜６としては、フッ素系表面改質膜を用いている。
【０１１３】
被覆流体５としては、シリコーンオイルを用いている。被覆流体５は、磁性流体４との相溶性が低くかつ表面張力が磁性流体４の表面張力よりも小さいものである。そしてさらに、被覆流体５は、表面張力が表面改質膜６の表面張力よりも大きくかつ表面改質膜６の撥油性を変化させないものである。
【０１１４】
ここで、被覆流体含浸スリーブ１１の突出部の先端は、磁性流体４及び被覆流体５の両方に接触するように構成されている。これにより、被覆流体含浸スリーブ１１から被覆流体５の補充が可能となっている。
【０１１５】
以上の構成の磁性流体シール装置は、磁性流体４を被覆流体５によって被覆することで磁性流体４の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【０１１６】
また、磁性流体４と表面改質膜６との直接の接触を防止して、表面改質膜６の撥油性変化が低減でき、これによっても装置の長寿命化を図ることができる。
【０１１７】
さらに、磁性流体４を被覆する被覆流体５を被覆流体含浸スリーブ１１から補充でき、さらなる長寿命化を図ることができる。
【０１１８】
（第７の実施の形態）
図７は第７の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。第７の実施の形態は、多孔質体として被覆流体含浸スリーブ１１を備え、被覆流体含浸スリーブ１１と一対の環状磁石３との間に隙間を形成したものである。
【０１１９】
図７に示す磁性流体シール装置は、回転及び往復移動可能な２部材としての筒状のハウジング１と、ハウジング１に挿入されたシャフト２と、の間に備えられている。ハウジング１とシャフト２との間では相対回転運動及び相対往復運動が行われるものであり、本形態ではシャフト２だけが回転及び往復する。ハウジング１とシャフト２は非磁性材で構成されている。
【０１２０】
磁性流体シール装置は、軸方向に着磁された同極を接着された一対の環状磁石３と、一対の環状磁石３の内周に保持された磁性流体４と、磁性流体４を被覆する被覆流体５と、シャフト２表面に撥油処理としてなされた表面改質膜６と、一対の環状磁石３を隙間を有して取り囲んでハウジング１に固定された被覆流体含浸スリーブ１１と、を備える。
【０１２１】
ここで、一対の環状磁石３が磁気回路形成手段となっている。そして、一対の環状磁石３が形成した磁気回路の環状磁石３とシャフト２との間の隙間を通過する磁束によって磁気的に磁性流体４を保持している。
【０１２２】
被覆流体含浸スリーブ１１は、円筒状の非磁性材であり、軸方向両端部で突出部が内径方向に突出するように中央部が凹んで凹部が形成されている。そして、この凹部の中に一対の環状磁石３が隙間を有して配置される。このため、凹部の隙間部分だけ一対の環状磁石３は径方向及び軸方向に相対移動可能となっている。
【０１２３】
この被覆流体含浸スリーブ１１は、被覆流体含浸スリーブ１１の凹部内に一対の環状磁石３を挿入可能とする弾性変形特性を有しており、一対の環状磁石３のスムーズな装着ができる。
【０１２４】
そして、本実施の形態でも、磁性流体４の表面を被覆流体５で被覆している。
【０１２５】
磁性流体４としては、炭化水素ベースのものを用いている。
【０１２６】
表面改質膜６としては、フッ素系表面改質膜を用いている。
【０１２７】
被覆流体５としては、シリコーンオイルを用いている。被覆流体５は、磁性流体４との相溶性が低くかつ表面張力が磁性流体４の表面張力よりも小さいものである。そしてさらに、被覆流体５は、表面張力が表面改質膜６の表面張力よりも大きくかつ表面改質膜６の撥油性を変化させないものである。
【０１２８】
ここで、被覆流体含浸スリーブ１１の突出部の先端は、磁性流体４及び被覆流体５の両方に接触するように構成されている。これにより、被覆流体含浸スリーブ１１から被覆流体５の補充が可能となっている。
【０１２９】
以上の構成の磁性流体シール装置は、磁性流体４を被覆流体５によって被覆することで磁性流体４の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【０１３０】
また、磁性流体４と表面改質膜６との直接の接触を防止して、表面改質膜６の撥油性変化が低減でき、これによっても装置の長寿命化を図ることができる。
【０１３１】
さらに、磁性流体４を被覆する被覆流体５を被覆流体含浸スリーブ１１から補充でき、さらなる長寿命化を図ることができる。
【０１３２】
そしてさらに、このような磁性流体シール装置は、一対の環状磁石３が保持する磁性流体４によって浮揚支持されており、一対の環状磁石３が被覆流体含浸スリーブ１１の凹部内で径方向及び軸方向に相対移動可能であるため、偏心時等に磁性流体４による密封性はそのままに一対の環状磁石３の位置を移動することができ、装置の偏心時等の追随性が向上する。
【０１３３】
（第８の実施の形態）
図８は第８の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。第８の実施の形態は、一対の環状磁石３の軸方向両端面に多孔質体として被覆流体含浸環状体１２を備えたものである。その他の構成は第２の実施の形態と同じ構成である。
【０１３４】
本実施の形態では、一対の環状磁石３の軸方向両端面にそれぞれ被覆流体含浸環状体１２を備える。被覆流体含浸環状体１２は、環状磁石３に接着されている。
【０１３５】
そして、本実施の形態でも、磁性流体４の表面を被覆流体５で被覆している。
【０１３６】
磁性流体４としては、炭化水素ベースのものを用いている。
【０１３７】
表面改質膜６としては、フッ素系表面改質膜を用いている。
【０１３８】
被覆流体５としては、シリコーンオイルを用いている。被覆流体５は、磁性流体４との相溶性が低くかつ表面張力が磁性流体４の表面張力よりも小さいものである。そしてさらに、被覆流体５は、表面張力が表面改質膜６の表面張力よりも大きくかつ表面改質膜６の撥油性を変化させないものである。
【０１３９】
ここで、被覆流体含浸環状体１２の内周先端は、磁性流体４及び被覆流体５の両方に接触するように構成されている。これにより、被覆流体含浸環状体１２から被覆流体５の補充が可能となっている。
【０１４０】
以上の構成の磁性流体シール装置は、磁性流体４を被覆流体５によって被覆することで磁性流体４の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【０１４１】
また、磁性流体４と表面改質膜６との直接の接触を防止して、表面改質膜６の撥油性変化が低減でき、これによっても装置の長寿命化を図ることができる。
【０１４２】
さらに、磁性流体４を被覆する被覆流体５を被覆流体含浸環状体１２から補充でき、さらなる長寿命化を図ることができる。
【０１４３】
そしてさらに、このような磁性流体シール装置は、一対の環状磁石３が保持する磁性流体４によって浮揚支持されており、一対の環状磁石３がスリーブ７の凹部内で径方向及び軸方向に相対移動可能であるため、偏心時等に磁性流体４による密封性はそのままに一対の環状磁石３の位置を移動することができ、装置の偏心時等の追随性が向上する。
【０１４４】
（第９の実施の形態）
図９は第９の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。第９の実施の形態は、スリーブ７の外周に弾性体としてのゴム１３を焼き付けたものである。その他の構成は第５の実施の形態と同じ構成である。
【０１４５】
本実施の形態では、スリーブ７とハウジング１との間にゴム１３を介在させるために、スリーブ７のハウジング１側の外周にゴム１３を焼き付けている。
【０１４６】
そして、本実施の形態でも、磁性流体４の表面を被覆流体５で被覆している。
【０１４７】
磁性流体４としては、炭化水素ベースのものを用いている。
【０１４８】
被覆流体５としては、シリコーンオイルを用いている。被覆流体５は、磁性流体４との相溶性が低くかつ表面張力が磁性流体４の表面張力よりも小さいものである。
【０１４９】
以上の構成の磁性流体シール装置は、磁性流体４を被覆流体５によって被覆することで磁性流体４の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【０１５０】
さらに、このような磁性流体シール装置は、一対の環状磁石３が保持する磁性流体４によって浮揚支持されており、一対の環状磁石３がスリーブ７の凹部内で径方向及び軸方向に相対移動可能であるため、偏心時等に磁性流体４による密封性はそのままに一対の環状磁石３の位置を移動することができ、装置の偏心時等の追随性が向上する。
【０１５１】
そして、スリーブ７の外周にゴム１３が焼き付けられていることから、スリーブ７の取り付けの際の接着が不要となり、手間がかからず、取り付けの容易化が図れる。
【０１５２】
（第１０の実施の形態）
図１０は第１０の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。第１０の実施の形態は、スリーブ７の外周にＯリング溝を形成し、Ｏリング溝に弾性体としてのＯリング１４を装着するものである。その他の構成は第５の実施の形態と同じ構成である。
【０１５３】
本実施の形態では、スリーブ７とハウジング１との間にＯリング１４を介在させるために、スリーブ７のハウジング１側の外周にＯリング溝を形成し、そのＯリング溝にＯリング１４を装着している。
【０１５４】
そして、本実施の形態でも、磁性流体４の表面を被覆流体５で被覆している。
【０１５５】
磁性流体４としては、炭化水素ベースのものを用いている。
【０１５６】
被覆流体５としては、シリコーンオイルを用いている。被覆流体５は、磁性流体４との相溶性が低くかつ表面張力が磁性流体４の表面張力よりも小さいものである。
【０１５７】
以上の構成の磁性流体シール装置は、磁性流体４を被覆流体５によって被覆することで磁性流体４の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【０１５８】
さらに、このような磁性流体シール装置は、一対の環状磁石３が保持する磁性流体４によって浮揚支持されており、一対の環状磁石３がスリーブ７の凹部内で径方向及び軸方向に相対移動可能であるため、偏心時等に磁性流体４による密封性はそのままに一対の環状磁石３の位置を移動することができ、装置の偏心時等の追随性が向上する。
【０１５９】
そして、スリーブ７の外周にＯリング１４が装着されていることから、スリーブ７の取り付けの際の接着が不要となり、手間がかからず、取り付けの容易化が図れる。
【０１６０】
（第１１の実施の形態）
図１１は第１１の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。第１１の実施の形態は、ポールピース８の外周に弾性体としてのゴム１５を焼き付けたものである。その他の構成は第３の実施の形態と同じ構成である。
【０１６１】
本実施の形態では、ポールピース８とハウジング１との間にゴム１５を介在させるために、ポールピース８のハウジング１側の外周にゴム１５を焼き付けている。
【０１６２】
そして、本実施の形態でも、磁性流体４の表面を被覆流体５で被覆している。
【０１６３】
磁性流体４としては、炭化水素ベースのものを用いている。
【０１６４】
被覆流体５としては、シリコーンオイルを用いている。被覆流体５は、磁性流体４との相溶性が低くかつ表面張力が磁性流体４の表面張力よりも小さいものである。
【０１６５】
以上の構成の磁性流体シール装置は、磁性流体４を被覆流体５によって被覆することで磁性流体４の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【０１６６】
そして、ポールピース８の外周にゴム１５が焼き付けられていることから、ポールピース８の取り付けの際の接着が不要となり、手間がかからず、取り付けの容易化が図れる。
【０１６７】
（第１２の実施の形態）
図１２は第１２の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。第１２の実施の形態は、一対のポールピース８に挟まれた環状磁石３の外周側の空間に弾性体としてのゴム製角リング１６を挿入したものである。その他の構成は第３の実施の形態と同じ構成である。
【０１６８】
本実施の形態では、一対のポールピース８及び環状磁石３とハウジング１との間にゴム製角リング１６を介在させるために、一対のポールピース８に挟まれた環状磁石３の外周側の空間にゴム製角リング１６を挿入している。
【０１６９】
ゴム製角リング１６は、挿入時にポールピース８の外周端よりもハウジング１側へ突き出る寸法のものである。
【０１７０】
そして、本実施の形態でも、磁性流体４の表面を被覆流体５で被覆している。
【０１７１】
磁性流体４としては、炭化水素ベースのものを用いている。
【０１７２】
被覆流体５としては、シリコーンオイルを用いている。被覆流体５は、磁性流体４との相溶性が低くかつ表面張力が磁性流体４の表面張力よりも小さいものである。
【０１７３】
以上の構成の磁性流体シール装置は、磁性流体４を被覆流体５によって被覆することで磁性流体４の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【０１７４】
そして、環状磁石３の外周側の空間にゴム製角リング１６を挿入していることから、一対のポールピース８及び環状磁石３の取り付けの際の接着が不要となり、手間がかからず、取り付けの容易化が図れる。
【０１７５】
（第１３の実施の形態）
図１３は第１３の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。第１３の実施の形態は、被覆流体５を用いる磁性流体シール装置を回転ダストシール装置に適用したものである。
【０１７６】
図１３に示す磁性流体シール装置は、回転可能な２部材としての筒状のハウジング１と、ハウジング１に挿入されたシャフト２と、の間に備えられている。ハウジング１とシャフト２との間では相対回転運動が行われるものであり、本形態ではシャフト２だけが回転する。ハウジング１とシャフト２は非磁性材で構成されている。
【０１７７】
磁性流体シール装置は、軸方向に着磁されてハウジング１とシャフト２との間に配置された環状磁石３と、環状磁石３の内外周端部にそれぞれ保持された磁性流体４と、磁性流体４を被覆する被覆流体５と、ハウジング１及びシャフト２にそれぞれ嵌合されたスリーブ７，１８と、スリーブ７，１８に焼き付けられた弾性体としてのゴム１７，１９と、を備える。
【０１７８】
ここで、環状磁石３が磁気回路形成手段となっている。そして、環状磁石３が形成した磁気回路の磁束によって環状磁石３の内外周端部とスリーブ７，１８との間に磁性流体４を磁気的にそれぞれ保持している。
【０１７９】
スリーブ７，１８は、円筒状の非磁性材であるポリフェニレンオキサイド製のもので、軸方向両端部で突出部が突出するように中央部が凹んで凹部が形成されており、この凹部の中に環状磁石３の内外周端部が隙間を有してそれぞれ配置される。そして、磁性流体４が環状磁石３の内外周端とスリーブ７，１８の凹部との隙間に充填されている。
【０１８０】
このスリーブ７，１８は、スリーブ７，１８の凹部内に環状磁石３を挿入可能とする弾性変形特性を有しており、環状磁石３のスムーズな装着ができる。
【０１８１】
本実施の形態では、スリーブ７とハウジング１との間及びスリーブ１８とシャフト２との間にゴム１７，１９を介在させるために、スリーブ７のハウジング１側の外周にゴム１７を焼き付け、スリーブ１８のシャフト２側の内周にゴム１９を焼き付けている。
【０１８２】
そして、本実施の形態でも、磁性流体４の表面を被覆流体５で被覆している。
【０１８３】
磁性流体４としては、炭化水素ベースのものを用いている。
【０１８４】
被覆流体５としては、シリコーンオイルを用いている。被覆流体５は、磁性流体４との相溶性が低くかつ表面張力が磁性流体４の表面張力よりも小さいものである。
【０１８５】
なお、磁性流体シール装置の隣には、ベアリング９が配置されている。
【０１８６】
以上の構成の磁性流体シール装置は、磁性流体４を被覆流体５によって被覆することで磁性流体４の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【０１８７】
さらに、このような磁性流体シール装置は、環状磁石３が保持する磁性流体４によって浮揚支持されており、環状磁石３がスリーブ７，１８の凹部内で径方向及び軸方向に相対移動可能であるため、偏心時等に磁性流体４による密封性はそのままに環状磁石３の位置を移動することができ、装置の偏心時等の追随性が向上する。
【０１８８】
そして、スリーブ７，１８にゴム１７，１９が焼き付けられていることから、スリーブ７，１８の取り付けの際の接着が不要となり、手間がかからず、取り付けの容易化が図れる。
【０１８９】
さらにまた、環状磁石３とスリーブ７，１８との間に予め磁性流体４を充填した状態で、ハウジング１とシャフト２の間にワンタッチで容易に装着されるので、予め磁性流体４を充填した装置の組み上がった状態で装置の装着ができ、装着が容易になると共に、磁性流体充填量の管理がし易くなる。
【０１９０】
（第１４の実施の形態）
図１４は第１４の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。第１４の実施の形態は、スリーブ７，１８にＯリング溝を形成し、Ｏリング溝に弾性体としてのＯリング２０，２１を装着するものである。その他の構成は第１３の実施の形態と同じ構成である。
【０１９１】
本実施の形態では、スリーブ７とハウジング１との間及びスリーブ１８とシャフト２との間にＯリング２０，２１を介在させるために、スリーブ７のハウジング１側の外周にＯリング溝を形成しそのＯリング溝にＯリング２０を装着し、スリーブ１８のシャフト２側の内周にＯリング溝を形成しそのＯリング溝にＯリング２１を装着している。
【０１９２】
そして、本実施の形態でも、磁性流体４の表面を被覆流体５で被覆している。
【０１９３】
磁性流体４としては、炭化水素ベースのものを用いている。
【０１９４】
被覆流体５としては、シリコーンオイルを用いている。被覆流体５は、磁性流体４との相溶性が低くかつ表面張力が磁性流体４の表面張力よりも小さいものである。
【０１９５】
以上の構成の磁性流体シール装置は、磁性流体４を被覆流体５によって被覆することで磁性流体４の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【０１９６】
さらに、このような磁性流体シール装置は、環状磁石３が保持する磁性流体４によって浮揚支持されており、環状磁石３がスリーブ７，１８の凹部内で径方向及び軸方向に相対移動可能であるため、偏心時等に磁性流体４による密封性はそのままに環状磁石３の位置を移動することができ、装置の偏心時等の追随性が向上する。
【０１９７】
そして、スリーブ７，１８にＯリング２０，２１が装着されていることから、スリーブ７，１８の取り付けの際の接着が不要となり、手間がかからず、取り付けの容易化が図れる。
【０１９８】
さらにまた、環状磁石３とスリーブ７，１８との間に予め磁性流体４を充填した状態で、ハウジング１とシャフト２の間にワンタッチで容易に装着されるので、予め磁性流体４を充填した装置の組み上がった状態で装置の装着ができ、装着が容易になると共に、磁性流体充填量の管理がし易くなる。
【０１９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、磁性流体を被覆流体によって被覆することで磁性流体の蒸発による特性変化を低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【０２００】
また、磁性流体と表面改質膜との直接の接触を防止して、表面改質膜の撥油性変化が低減でき、装置の長寿命化を図ることができる。
【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】第４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５】第５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６】第６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７】第７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８】第８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９】第９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１０】第１０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１１】第１１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１２】第１２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１３】第１３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１４】第１４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１５】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１６】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１７】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 ハウジング
２ シャフト
２ａ 突起
３ 環状磁石
４ 磁性流体
５ 被覆流体
６ 表面改質膜
７，１８ スリーブ
８ ポールピース
９ ベアリング
１０ Ｏリング
１１ 被覆流体含浸スリーブ
１２ 被覆流体含浸環状体
１３ ゴム
１４ Ｏリング
１５ ゴム
１６ ゴム製角リング
１７，１９ ゴム
２０，２１ Ｏリング

Claims (3)

1. 互いに相対移動可能に組付けられる２部材間をシールする磁性流体シール装置であって、
   該２部材間に配置されて該２部材の内少なくとも一方との隙間に磁束を通過させる磁気回路を形成する磁気回路形成手段と、
   該磁気回路形成手段が形成した磁気回路の前記隙間を通過する磁束によって磁気的に保持されて前記２部材の内少なくとも一方の表面に接触して前記隙間を密封する炭化水素ベースの磁性流体と、
   該磁性流体との相溶性が低くかつ表面張力が前記磁性流体の表面張力よりも小さいもので前記磁性流体の表面を被覆する、シリコーンオイル又はフッ素系オイルを用いた被覆流体と、
   を備え、
   該被覆流体は、前記磁性流体が前記磁気回路形成手段により保持される位置へ充填された後、前記磁性流体の表面に滴下されて、前記磁性流体の表面を被覆することを特徴とする磁性流体シール装置。
2. 互いに相対移動可能に組付けられる２部材間をシールする磁性流体シール装置であって、
   該２部材間に配置されて該２部材の内少なくとも一方との隙間に磁束を通過させる磁気回路を形成する磁気回路形成手段と、
   該磁気回路形成手段が形成した磁気回路の前記隙間を通過する磁束によって磁気的に保持されて２部材の内少なくとも一方の表面に接触して前記隙間を密封する炭化水素ベースの磁性流体と、
   該磁性流体との相溶性が低くかつ表面張力が前記磁性流体の表面張力よりも小さいもので前記磁性流体の表面を被覆する、シリコーンオイル又はフッ素系オイルを用いた被覆流体と、
   を備え、
   前記被覆流体は、前記磁性流体と前記被覆流体とをエマルジョン状態に混合して前記磁性流体の保持位置へ充填し、前記磁性流体だけを前記磁気回路形成手段の磁束によって引き寄せることで、前記磁性流体の表面を被覆することを特徴とする磁性流体シール装置。
3. 前記磁気回路形成手段は、軸方向に着磁された同極を接着した一対の環状磁石からな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装置。

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