JP6074468B2 - Bearing with magnetic fluid seal - Google Patents
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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、内部に埃や水分などの異物が侵入しないようにする磁性流体シール付きの軸受に関する。 The present invention relates to a bearing with a magnetic fluid seal that is disposed in various power transmission mechanisms and rotatably supports a rotating shaft, and prevents foreign matter such as dust and moisture 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(玉軸受)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, a so-called ball bearing (ball bearing) in which a plurality of rolling elements (rolling members) are accommodated in the circumferential direction between the inner ring and the outer ring is often used as the bearing. By using it, 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性流体シール機構を備えた軸受(磁性流体シール付き軸受と称する)が知られている。例えば、特許文献1には、外輪と内輪との間に転動体を保持したボールベアリングに関し、相対回転する外輪と内輪との間に磁性体を介在するとともに、磁性体の一方側を固定し、他方側のシール隙間に磁性流体を配設した構成が開示されている。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、他方側のシール隙間に磁性流体を配設することで、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。
Accordingly, a bearing (referred to as a bearing with a magnetic fluid seal) having a magnetic fluid 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. ing. For example,
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によれば、埃やある程度の粘性が高い液体に関しては、シール性は維持されるものの、粘性の低い液体に関しては、充分なシール性が発揮できない可能性がある。すなわち、前記磁性体は、軸受を構成する部材に比べ、寸法精度が低いことから、一方の固定側から液体が侵入し易く、粘性が低い液体ほど、転動体へ侵入し易くなってしまう(特に、海水は、侵入した後に乾燥して塩分の結晶が残ることから、回転性能の劣化につながってしまう)。この場合、確実にシールをしようとすると、磁性体を精密に寸法管理したり、シールするための部品を別途、組み込む等、生産性が低下してしまう。
According to the bearing with a magnetic fluid seal disclosed in
本発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、内部の転動体部分のシールが確実に維持され、生産性に優れた構造の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-described problems, and an object of the present invention is to provide a bearing with a magnetic fluid seal having a structure excellent in productivity, in which the seal of the inner rolling element portion is reliably maintained. .
上記した目的を達成するために、本発明は、磁性材で形成された内輪と磁性材で形成された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外輪側と内輪側にそれぞれ磁気回路を形成しており、前記リング状の磁石の軸方向外側面に接して配置され、前記リング状の磁石と略同一形状で外輪を固定側とした磁性材で形成されたリング状の極板と、前記外輪側に形成される磁気回路によって少なくとも前記外輪と前記リング状の磁石との間に保持される外輪側磁性流体と、前記内輪側に形成される磁気回路によって少なくとも前記内輪の外周面と、当該外周面と対向する前記リング状の極板との間に形成される隙間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。
また、本発明は、磁性材で形成された内輪と磁性材で形成された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外輪側と内輪側にそれぞれ磁気回路を形成しており、前記リング状の磁石の軸方向外側面に接して配置され、前記リング状の磁石と略同一形状で内輪を固定側とした磁性材で形成されたリング状の極板と、前記外輪側に形成される磁気回路によって少なくとも前記外輪の内周面と、当該内周面と対向する前記リング状の極板との間に形成される隙間に保持される外輪側磁性流体と、前記内輪側に形成される磁気回路によって少なくとも前記内輪と前記リング状の磁石との間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。
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a plurality of rolling elements between an inner ring formed of a magnetic material and an outer ring formed of a magnetic material, and a ring is formed on the opening side of the inner ring and the outer ring. A magnetic fluid seal bearing for holding a magnetic fluid by arranging a magnet and sealing the plurality of rolling elements, wherein the ring-shaped magnet is magnetized so that the magnetic pole faces in the axial direction. A magnetic material that forms a magnetic circuit on each of the outer ring side and the inner ring side, is disposed in contact with the outer surface in the axial direction of the ring-shaped magnet, is substantially the same shape as the ring-shaped magnet, and the outer ring is a fixed material. A ring-shaped electrode plate formed, an outer ring-side magnetic fluid held between at least the outer ring and the ring-shaped magnet by a magnetic circuit formed on the outer ring side, and a magnetism formed on the inner ring side. at least the inner ring of the outer circumferential surface by the circuit, the An inner ring-side magnetic fluid held in the gap formed between the peripheral surface opposite to the ring-shaped electrode plate, and having a.
In the present invention, a plurality of rolling elements are interposed between an inner ring formed of a magnetic material and an outer ring formed of a magnetic material, and a ring-shaped magnet is disposed on the opening side of the inner ring and the outer ring. A magnetic fluid seal bearing that holds the magnetic fluid and seals the plurality of rolling elements, wherein the ring-shaped magnets are magnetized so that the magnetic poles are oriented in the axial direction, respectively on the outer ring side and the inner ring side. A ring-shaped pole that forms a magnetic circuit and is arranged in contact with the outer surface in the axial direction of the ring-shaped magnet, and is formed of a magnetic material having substantially the same shape as the ring-shaped magnet and having an inner ring as a fixed side. An outer ring-side magnetism held in a gap formed between at least the inner circumferential surface of the outer ring and the ring-shaped electrode plate facing the inner circumferential surface by a magnetic circuit formed on the outer ring side with the plate At least in front by a fluid and a magnetic circuit formed on the inner ring side. And having a an inner ring-side magnetic fluid held between the inner race and said ring-shaped magnet.
上記した構成によれば、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外輪側と内輪側にそれぞれ磁気回路を形成したことから、外輪側の内周面の隙間、及び内輪側の外周面の隙間部分には、ともに磁性流体が保持することが可能となる。このため、リング状の磁石の寸法精度が低くても、転動体に対する十分なシール性を確保することができ、これにより、リング状の磁石については精密に寸法管理する必要がなくなり、組み込みが容易に行えると共に、生産性の向上が図れるようになる。 According to the configuration described above, the ring-shaped magnet is magnetized so that the magnetic poles are directed in the axial direction, and magnetic circuits are formed on the outer ring side and the inner ring side, respectively. The magnetic fluid can be held in the gap portion of the outer peripheral surface on the inner ring side. For this reason, even if the dimensional accuracy of the ring-shaped magnet is low, sufficient sealing performance against the rolling elements can be ensured, so that it is not necessary to precisely control the size of the ring-shaped magnet, and it is easy to incorporate it. It is possible to improve productivity.
なお、上記したような外輪側の内周面、及び内輪側の外周面に保持される磁性流体については、軸受の一方側の開口部分のみに配設されていても良いし、両側の開口部分に配設されていても良い。 The magnetic fluid held on the outer peripheral surface on the outer ring side and the outer peripheral surface on the inner ring side as described above may be disposed only on the opening portion on one side of the bearing, or on both side opening portions. It may be arranged.
本発明によれば、内部の転動体部分のシールが確実に維持され、生産性に優れた構造の磁性流体シール付き軸受が得られる。 According to the present invention, a bearing with a magnetic fluid seal having a structure excellent in productivity can be obtained in which the seal of the inner rolling element portion is reliably maintained.
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、軸受とも称する)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)7とを備えている。前記転動体7は、周方向に延出するリテーナ(保持器)8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 also 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7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8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7については、必ずしも磁性体である必要はない。また、本実施形態の外輪5は、その露出端面5aが、内輪3の露出端面3aと同一(略同一であっても良い)となるように構成されているが、後述する第3実施形態のように、外輪5を内輪3よりも軸方向に長く形成しても良い(外輪5は内輪3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3を外輪5よりも軸方向に長く形成しても良い。
The
前記内輪3と外輪5の開口側には、以下に詳述する磁性流体シール10が設置されている。なお、本実施形態では、前記内輪3と外輪5の両側の開口に、同じ構成の磁性流体シールが配設されているため、以下の説明では、片側の構成(図1の左側)について説明する。
A
前記磁性流体シール10は、リング状に構成された磁石(以下、磁石と称する)12と、磁石12の軸方向外側面に接して配置されるリング状の極板(以下、極板と称する)14と、前記磁石12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15a、内輪側磁性流体15b)と、を有しており、これらの部材により、前記転動体7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。
The
前記磁石12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成されるネオジム磁石を用いることができ、図2に示すように、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12の軸方向外側面には、前記極板14が接するように配設される。極板14は、前記磁石12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(SUS440C)によって形成されている。
As the
前記磁石12と極板14は、本実施形態では、予め接着されているが、接着していなくても良い。この場合、両者を予め接着しておくことで、磁石12の位置決めやセンター出しが容易に行える共に、磁石12と極板14がユニット化され、後述するような組み込み作業が容易に行えるようになる。
In the present embodiment, the
前記外輪側磁性流体15a、内輪側磁性流体15b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15a,15bは、磁石12と、磁性材料で構成される内輪3、外輪5及び極板14との間で形成される磁気回路によって、所定の位置に安定して保持される。
The outer ring-side
また、前記外輪5の内面には、磁石12に対して転動体側に段差5bが形成されており、この段差5bにより、外輪5は、開口側が薄肉領域5A、転動体側が厚肉領域5B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。この段差5bは、磁性流体を保持するための隙間(段差隙間)を生じさせるように形成されるが、本実施形態では、軸方向に対して垂直な面5cとなるように形成されている(垂直な面とすることにより、後述するように、磁石12を吸着して、位置決め、固定することもできる)。なお、段差については、本実施形態のように、垂直な面に限定されるものではなく、磁石12との間で磁性流体を安定して保持できるのであれば、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。この場合、斜面にすることで、磁石12の位置決め、及び磁性流体の保持が可能となる。
Further, a
前記極板14は、その外径が外輪5の内周面(薄肉領域5A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12と共に、外輪5の開口側に圧入されるようになっている。また、磁石12を接着した極板14は、外輪5に対して圧入した際、内輪3の外周面との間で、所定の隙間Gが生じる大きさに形成されている。さらに、磁石12、及び極板14の軸方向長さは、両者が接着された状態で圧入された際、前記段差5bによる垂直な面5cに対して、隙間G1が生じる大きさに形成されている。
The
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12を接着した極板14を外輪5に圧入すると、内輪3側、及び外輪5側では、図に示すように、軸方向に対して対称となるような磁束(磁気回路3M,5M)が形成される。このため、上記した極板14と内輪3との間の隙間G、及び磁石12と外輪5との間の隙間G1に対しては、それぞれ内輪側磁性流体15b、及び外輪側磁性流体15a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、磁気回路3Mによって隙間Gに保持されるとともに、そのまま隙間G1側に移動して、外輪側で形成されている磁気回路5Mによって隙間G1内にも保持されるようになる。
As described above, when the
上記した構成の軸受1によれば、磁石12や極板14を固定する側(本実施形態では、外輪5の内周面)においても、シール効果が得られるため、固定側からの粘性の低い水分や埃の転動体7側への侵入を確実に防止することができる。すなわち、従来の磁性流体シール付き軸受は、磁石や極板を固定する側について、シールの必要性を考慮しておらず、転動体へのシール効果が十分でなかったが、本実施形態のように、内輪側磁性流体15bのシールに加え、固定側となっている外輪側磁性流体15aでもシールすることから、十分なシール効果を発揮することができる。
According to the
また、シールに際しては、1つの部材である磁石12の磁極を軸方向となるように着磁し、これを極板14に接するように配設するだけであるため、部品点数も少なく、かつ、磁石12については、精密な寸法精度を出す必要もないことから、組み込み作業が容易になり、コストを低減することができる。すなわち、寸法精度が他の部材に対し、不利である磁石を使用した場合においても、十分なシール効果を発揮することができる。
Further, when sealing, it is only necessary to magnetize the magnetic pole of the
さらに、内輪側及び外輪側の双方で、それぞれ磁性流体を保持する磁石12は、1つの部材として構成されており、1箇所からの注油作業で、同時に内輪側と外輪側に磁性流体シールを形成できるため、作業性が良好となる。
Furthermore, the
また、本実施形態では、外輪5に段差5bを形成しているため、その段差を利用して、磁性流体を効果的に保持させるスペース(段差隙間)を形成することができ、容易にシール効果を高めることが可能となる。なお、図2では、外輪側磁性流体15aは、隙間G1に保持されているが、磁石12の外周面と外輪5の内周面との間の隙間や、極板14と外輪5の内周面との間の僅かな隙間にも浸透することができ、外輪側において十分なシール機能を発揮するようになる。
Further, in the present embodiment, since the
図3は、上記した実施形態の変形例を示す図である。
図1及び図2に示した実施形態では、極板14は、径方向において同一の肉厚で構成されていたが、図3に示すように、磁性流体を保持する部分(本実施形態では、径方向内側)に向けて次第に薄肉厚となるようにテーパ状に形成しておくことが好ましい(薄肉厚部を符号14Aで示す)。
FIG. 3 is a diagram illustrating a modification of the above-described embodiment.
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the
このような構成によれば、磁性流体15bが軸方向外側(外輪、内輪の露出端面5a,3aから外側)に飛び出すことがないため、組み込み作業時において、磁性流体をふき取ってしまうことが防止され、安定した充填作業を行うことが可能となる。
According to such a configuration, since the
図4は、本発明の第2の実施形態を示す図である。
この実施形態では、極板14の径方向の大きさを、外輪5の内周面に対して多少の遊度(隙間G2)が生じる程度に形成している。
FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
In this embodiment, the size of the
このため、磁石12が接着された(接着されていなくても良い)極板14を、単に、内輪と外輪の開口側から挿入すると、磁石12が段差である垂直な面5cに、磁石の吸引力によって当て付いて位置決め、固定されるようになる。そして、このような組み込み状態において、隙間G、及び隙間G2に対して、磁性流体をスポイト等の注入器具によって充填すると、その磁性流体は、磁気回路3Mによって隙間G(内輪3と極板14との間)に保持され、磁気回路5Mによって隙間G2(外輪5と極板14との間)に保持される。また、隙間Gに充填した磁性流体は、そのまま段差側に移動し、磁石12と外輪5の段差部分(磁石12と外輪5との間)にも保持されるため、外輪側でのシール効果がより高くなる。
Therefore, when the
このような構成によれば、磁石12が接着された極板14の組み込み作業が容易に行えると共に、軸受の両側開口部分をシールする場合、磁石の向きを管理し易くなる。また、隙間G2を有するように極板14を形成したことで、組み込み作業時に外輪3に対して変形負荷を与えることがなく、軸受の回転性能を低下させることもない。なお、隙間G2については、組み込み作業性、及びシール性を考慮して10〜500μm、好ましくは、20〜200μmに設定すれば良い。
According to such a configuration, the work of assembling the
図5は、上記した第2の実施形態の変形例を示す図である。
この変形例では、内輪側に段差3bを形成し、ここに軸方向に対して垂直な面3cを形成し、内輪側に、図4に示した構成と同様な磁石12、及び極板14を配設している(図4に示す構造と対称な構造)。
このような構成の軸受では、外輪側が回転する部材に対して設置するのに適した構造となる。
FIG. 5 is a diagram showing a modification of the above-described second embodiment.
In this modification, a
The bearing having such a configuration has a structure suitable for installation on a member that rotates on the outer ring side.
なお、上記した図1から図3に示した構成においても、図5に示した構造のように、磁石12、及び極板14は、内輪側に装着しても良い。
1 to 3 described above, the
図6は、本発明の第3の実施形態を示す図である。
この実施形態では、外輪5を内輪3よりも軸方向に長く形成して、内輪3の露出端面3aから突出する伸長円筒部5Dを形成し、この伸長円筒部5D部分に、上述した構成と同様な磁性流体シール10を配設している。
FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
In this embodiment, the
この場合、伸長円筒部5Dの軸方向長さは、磁石12が、外輪側の段差5bによって構成される垂直な面5cに吸着されて位置決め、固定された状態で、内輪3の露出端面3aとの間で隙間G3が生じるように設定されている。すなわち、本実施形態の構成では、磁石12の径方向の大きさHを、上述した実施形態や変形例と比べて大きくすることができるため、磁力を強くすることができ、シール性を強く(磁性流体の保持性)することができる。また、内輪側の磁性流体15bは、軸方向の内側にあり、かつ、外部に露出しないことから、組み込み作業時等でふき取ってしまうことが防止され、安定した充填作業を行なうことができる。なお、本実施形では、外輪5側を伸長円筒部としたが、内輪3側を伸長円筒部としても良い。
In this case, the axial length of the elongated cylindrical portion 5D is the same as that of the exposed
上記した実施形態、及び変形例の構成では、内輪3及び外輪5の表面に、電解クロム酸処理を施しておくことが好ましい。このように電解クロム酸処理を施しておくことで、錆や腐食によって表面に亀裂や裂けが生じることが防止でき、埃や異物が内部に侵入して行くことを確実に防止することが可能となる。
In the configuration of the above-described embodiment and modified example, it is preferable that the surfaces of the
また、上記した構成では、開口側に配設される極板14の軸方向外側の表面に、軸方向外方からリング状のシールド(密閉カバー)を圧入固定しておいても良い。このようなシールドは、耐食性、耐熱性に優れた材料、例えばステンレス材(SUS304)や樹脂等によって形成することが可能であり、このようなシールドを配設することで、異物の侵入をより効果的に防止できると共に、砂鉄のような磁性物(異物)が磁石12に付着することを効果的に防止することができる。
In the above configuration, a ring-shaped shield (sealing cover) may be press-fitted and fixed from the outside in the axial direction on the surface on the outer side in the axial direction of the
さらに、上記した構成では、磁石12と外輪5(或いは内輪3)間に、薄肉厚のワッシャや位置決めのためのスペーサ部材を配設しても良い。このようなワッシャやスペーサを配設することにより、寸法管理が簡略化され、より組み込み性の向上を図ることが可能となる。なお、これらのワッシャやスペーサは、安定した磁気回路が形成されるように、磁性体で形成されていることが好ましい。
Furthermore, in the above-described configuration, a thin washer and a spacer member for positioning may be disposed between the
上述したように構成される磁性流体シールを具備した軸受については、防塵性、防水性が要求される様々な装置の回転軸部分に設置することが可能であり、特に、塩分を有する(海水)環境下では、過酷な条件になると考えられる。すなわち、海水は、粘度が低いことから、僅かな隙間から侵入し易く、かつ、侵入した後、乾燥すると、塩分が結晶化して残存し、このような結晶が、転動体部分に付着すると回転性能が著しく低下してしまうからである。 About the bearing provided with the magnetic fluid seal comprised as mentioned above, it can be installed in the rotating shaft part of various apparatuses in which dust resistance and waterproofness are requested | required, and especially has salt content (seawater) Under the environment, it will be a severe condition. That is, since seawater has a low viscosity, it easily penetrates from a small gap, and when it enters and then dries, the salt content crystallizes and remains, and if such crystals adhere to the rolling element part, the rotational performance This is because the remarkably decreases.
このため、上述した実施形態の軸受については、海辺や海上で使用される各種魚釣用リールにおける動力伝達部分の駆動軸部分に配設することで、駆動軸部分を長期に亘って安定して支持することが可能である。
ここで、スピニングリールのハンドルによって回転駆動される回転軸部分に、上記した各実施形態の軸受を設置したものと、従来の構成の軸受を設置したものについて、夫々塩水を浸漬させた後の回転性能(ハンドルを回転操作したときに感じる滑らかさ)について試験した結果を表1に示す。
For this reason, about the bearing of embodiment mentioned above, it arrange | positions in the drive-shaft part of the power transmission part in the various fishing reels used on the seaside or the sea, and a drive-shaft part is stabilized over a long period of time. It is possible to support.
Here, rotations after immersion of salt water in each of the above-described bearings installed in the rotating shaft portion rotated by the handle of the spinning reel and the conventional bearings installed Table 1 shows the results of testing for performance (smoothness felt when the handle is rotated).
以下の表1において、従来例1は、ハンドル軸(回転軸)の軸受に、一般的に知られているゴムパッキンを配設してシールしたもの、そして、従来例2は、磁性流体シールを備えているが、磁石を2枚の極板で挟持して外輪側で固定してシールした軸受(実開平1−91125号に開示された方式)を設置したもの、実施例1は、上述した図1及び図2で示した実施形態の軸受を設置したもの、実施例2は、上述した図4で示した実施形態の軸受を設置したもの、実施例3は、上述した図6で示した実施形態の軸受を設置したものである。 In Table 1 below, Conventional Example 1 is a handle shaft bearing (rotary shaft) bearing sealed with a generally known rubber packing, and Conventional Example 2 is a magnetic fluid seal. Although equipped with a bearing (the method disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 1-91125) in which a magnet is sandwiched between two electrode plates and fixed on the outer ring side and sealed, Example 1 is described above. 1 and FIG. 2 are provided with the bearing of the embodiment, Example 2 is provided with the bearing of the embodiment shown in FIG. 4, and Example 3 is shown in FIG. The bearing of the embodiment is installed.
表1において、回転抵抗については、回転抵抗が小さいものを○で、回転抵抗が大きいものを×で示してある。また、官能評価については、回転操作した際、滑らかに感じたものを○で、ざらざら感があるものを×で示してある。この場合、塩水浸漬後の試験については、5%の塩水に1分間、軸受部分を浸漬しながら回転操作を行ない、その後、乾燥させたものについて回転操作した際に得られた結果を示している。 In Table 1, as for the rotational resistance, those having a small rotational resistance are indicated by ◯, and those having a large rotational resistance are indicated by ×. As for sensory evaluation, a smooth feeling is indicated by ◯ and a rough feeling is indicated by × when rotating. In this case, the test after immersion in salt water shows the results obtained when the rotating operation was performed while immersing the bearing part in 5% salt water for 1 minute, and then the dried material was rotated. .
また、上記した各構成のシール機能付き軸受について、それ自体の組立容易性と、ハンドル軸部分に組み込む際の取扱性に関する生産性についても評価試験を行った。表1において、組立容易性に関しては、非常に容易なものを◎で、やや手間がかかるものを△で、手間がかかるものを×で示してある。また、表1において、取扱性に関しては、非常に容易なものを◎で、容易なものを○で、注意が必要なものを△で示してある。 In addition, for the bearings with the sealing function described above, evaluation tests were also conducted on the ease of assembly of the bearings themselves and the productivity with respect to the handleability when incorporated in the handle shaft portion. In Table 1, with respect to ease of assembly, the very easy ones are indicated by も の, the one that takes a little time is indicated by Δ, and the one that takes time is indicated by ×. In Table 1, with regard to handling, very easy items are indicated by ◎, easy items are indicated by ○, and items requiring attention are indicated by △.
回転性能に関しては、ゴムパッキン方式(従来例1)は、回転抵抗が大きいことから、操作が重く感じたが、それ以外の磁性流体シール方式(従来例2、及び実施例1から3)は、回転抵抗が小さく、操作は軽く感じた。また、塩水浸漬前の初期では、いずれの軸受にも回転時にざらざら感はなかった。そして、塩水浸漬後に回転操作したところ、従来例2の構成では、ざらざら感が生じた。これは、シールしていない部分から塩水が転動体部分に侵入し、これが乾燥して結晶化したことによるものである。この場合、従来例1については、ざらざら感は感じなかったが、長期間、繰り返して実験を行なって、ゴムパッキンが劣化し始めると、実施例1から3と比較して、早期にざらざら感が生じるものと考えられる。なお、実施例1から3の構成については、磁性流体が流出することはないため、長期に亘って滑らかな回転感覚が得られるようになる。 Regarding rotational performance, the rubber packing method (conventional example 1) felt heavy operation because of its large rotational resistance, but the other magnetic fluid seal methods (conventional example 2 and examples 1 to 3) The rotational resistance was small and the operation felt light. Moreover, at the initial stage before immersion in salt water, none of the bearings had a rough feeling during rotation. And when it rotated after salt water immersion, in the structure of the prior art example 2, the rough feeling arose. This is because salt water entered the rolling element portion from the unsealed portion, which dried and crystallized. In this case, although the rough feeling was not felt about the prior art example 1, when it repeats experiment for a long period of time and rubber packing begins to deteriorate, compared with Example 1 to 3, a rough feeling is felt early. It is thought to occur. In addition, about the structure of Examples 1-3, since a magnetic fluid does not flow out, a smooth rotation feeling can be obtained over a long period of time.
また、組立容易性に関しては、ゴムパッキン方式(従来例1)は、ゴムパッキンの配設に多少の手間がかかり、実施例1は、極板12の圧入工程がデリケートなため、多少の手間がかかった。また、従来例2の方式は、ユニット化することが困難であったため、組立に非常に手間がかかってしまった。これに対し、実施例2,3のタイプでは、磁石が接着された極板を露出端面側から挿入するだけで良く、磁石の吸着力を利用するため、容易に組立てることができた。
Regarding the ease of assembly, the rubber packing method (conventional example 1) takes some time to arrange the rubber packing, and in Example 1, the press-fitting process of the
また、取扱性については、ゴムパッキン方式(従来例1)に問題はないが、磁性流体シール方式では、実施例3は、磁性流体が奥にあるため、うっかりふき取ってしまうことはなかった。また、実施例2は、磁性流体が開口部分からやや奥側にあるため、ふき取られ難く、実施例1及び従来例2については、磁性流体が端部にあるため、うっかりふき取ってしまうこともあり、取扱性の面で注意が必要となる。 Regarding the handling property, there is no problem in the rubber packing method (conventional example 1), but in the magnetic fluid seal method, Example 3 has no magnetic fluid, so it was not inadvertently wiped off. Further, in Example 2, the magnetic fluid is slightly behind the opening, so that it is difficult to wipe off. In Example 1 and Conventional Example 2, the magnetic fluid is at the end, so that it may be accidentally wiped off. Yes, care must be taken in terms of handling.
以上の試験結果から明らかなように、本発明の構成によれば、従来のゴムパッキン方式の軸受や、外輪/内輪の片方を固定状態にし、他方に磁性流体を保持させた磁性流体シール付き軸受と比較すると、シール性及び生産性の面において、優れた結果が得られた。 As is apparent from the above test results, according to the configuration of the present invention, a conventional rubber packing type bearing or a bearing with a magnetic fluid seal in which one of the outer ring / inner ring is fixed and the other is held with a magnetic fluid. In comparison with, excellent results were obtained in terms of sealability and productivity.
1 磁性流体シール付き軸受
3 内輪
3a 露出端面
5 外輪
5b 段差
5c 垂直な面
5a 露出端面
7 転動体
10 磁性流体シール
12 リング状の磁石
14 リング状の極板
15a,15b 磁性流体
G,G1〜G3 隙間
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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外輪側と内輪側にそれぞれ磁気回路を形成しており、
前記リング状の磁石の軸方向外側面に接して配置され、前記リング状の磁石と略同一形状で外輪を固定側とした磁性材で形成されたリング状の極板と、
前記外輪側に形成される磁気回路によって少なくとも前記外輪と前記リング状の磁石との間に保持される外輪側磁性流体と、
前記内輪側に形成される磁気回路によって少なくとも前記内輪の外周面と、当該外周面と対向する前記リング状の極板との間に形成される隙間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。 A plurality of rolling elements are interposed between an inner ring formed of a magnetic material and an outer ring formed of a magnetic material, and a ring-shaped magnet is disposed on the opening side of the inner ring and the outer ring to hold a magnetic fluid. , A magnetic fluid seal bearing for sealing the plurality of rolling elements,
The ring-shaped magnets are magnetized so that the magnetic poles face in the axial direction and form magnetic circuits on the outer ring side and the inner ring side, respectively.
A ring-shaped electrode plate that is disposed in contact with the outer surface in the axial direction of the ring-shaped magnet, and is formed of a magnetic material having substantially the same shape as the ring-shaped magnet and having an outer ring as a fixed side ;
An outer ring-side magnetic fluid held at least between the outer ring and the ring-shaped magnet by a magnetic circuit formed on the outer ring side;
An inner ring-side magnetic fluid held in a gap formed at least between the outer circumferential surface of the inner ring and the ring-shaped electrode plate facing the outer circumferential surface by a magnetic circuit formed on the inner ring side;
A bearing with a magnetic fluid seal, comprising:
前記リング状の磁石は、前記段差に当て付いて位置決め固定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の磁性流体シール付き軸受。 A step is formed on the inner surface of the outer ring on the rolling element,
The bearing with a magnetic fluid seal according to claim 1, wherein the ring-shaped magnet is positioned and fixed against the step.
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外輪側と内輪側にそれぞれ磁気回路を形成しており、The ring-shaped magnets are magnetized so that the magnetic poles face in the axial direction and form magnetic circuits on the outer ring side and the inner ring side, respectively.
前記リング状の磁石の軸方向外側面に接して配置され、前記リング状の磁石と略同一形状で内輪を固定側とした磁性材で形成されたリング状の極板と、A ring-shaped electrode plate that is disposed in contact with the outer surface in the axial direction of the ring-shaped magnet, and is formed of a magnetic material having substantially the same shape as the ring-shaped magnet and having an inner ring as a fixed side;
前記外輪側に形成される磁気回路によって少なくとも前記外輪の内周面と、当該内周面と対向する前記リング状の極板との間に形成される隙間に保持される外輪側磁性流体と、An outer ring-side magnetic fluid held in a gap formed between at least the inner circumferential surface of the outer ring and the ring-shaped electrode plate facing the inner circumferential surface by a magnetic circuit formed on the outer ring side;
前記内輪側に形成される磁気回路によって少なくとも前記内輪と前記リング状の磁石との間に保持される内輪側磁性流体と、An inner ring-side magnetic fluid held at least between the inner ring and the ring-shaped magnet by a magnetic circuit formed on the inner ring side;
を有することを特徴とする磁性流体シール付き軸受。A bearing with a magnetic fluid seal, comprising:
前記リング状の磁石は前記段差に当て付いて位置決め固定されていることを特徴とする請求項4または5に記載の磁性流体シール付き軸受。The bearing with a magnetic fluid seal according to claim 4 or 5, wherein the ring-shaped magnet is positioned and fixed against the step.
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