JPH01120426A - シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はシール装置に関するものである。

（従来の技術） シャフトの外周面に筒状体を配設し、このシャフトの外
周面と筒状体の内周面との間の空間に流体を配して、シ
ャフトと筒状体との相対回転時に生じる流体の動圧によ
ってシャフトと筒状体とを非接触の状態で支持する動圧
軸受は、一般によく知られている。この動圧軸受におい
ては、流体をシールするため、流体を磁性流体で構成し
、第３図に示すようなシール装置を使用する方法が知ら
れている。このシール装置は、厚さ方向に異極を配置し
た環状磁石体４１の片面に磁性体より成る環状ポールピ
ース４２を重ね合わせてシール体４３を構成し、このシ
ール体４３を上記した筒状体（図示せず）に取着すると
共に、このシール体４３のポールピース４２の内周面を
シャフト４４の外周面に対向させ、ポールピース４２の
内周面とシャフト４４の外周面との間に生じる磁束によ
って上記磁性流体４３を保持し、磁性流体４３をシール
するようなされている。そして上記ポールピース４２の
内周面には、図示するように、この内周面の同図上側の
位置において、上記空間４６の外側に向けて回転軸Ａか
ら離れる方向に傾斜する環状傾斜部４７が形成されてお
り、この環状傾斜部４７とこれに対向するシャフト４４
の外周面部との間に断面３角形状の環状溝４８を形成し
ている。この環状溝４８は、例えば、シャフト４４と筒
状体との相対回転中に発生する摩擦熱等によって空間４
６内の磁性流体４５が熱膨張をしたときに、上記空間７
内から外部へ漏出しようとする磁性流体４５を保持する
機能を有するものである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで上記シール装置においては、磁性流体４３が環
状溝４８内に存在する状態で筒状体を、シャフト４４の
まわりで回転させた場合に、この回転に伴って磁性流体
４５も回転することになり、そのときの遠心力によって
、磁性流体４５が環状傾斜部４７に沿って外側へ向けて
飛散してしまうことがあり、シール機能を充分に奏し得
ないという問題がある。特に磁性流体４５の遠心力の大
きくなる円筒体の高速回転時においてこの問題が生じや
すい。

この発′）明は上記従来の問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、シール体の内周面とこ
れに相対向する部材の外周面との間で保持される磁性流
体が遠心力によって外側へ飛散するのを防止することが
でき、そのためシール性能を向上することが可能なシー
ル装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明のシール装置は、第１部材の外周部と、
この外周部に相対回転自在に配設した筒状の第２部材の
内周部との間の空間に配される磁性流体をシールするた
めのシール装置であって、内周部に磁性を有する環状の
シール体を上記第２部材に取着すると共に、このシール
体の内周部を上記第１部材の外周部に対向させ、さらに
上記シール体の内周部には、上記空間の外側に向けて回
転軸寄りに傾斜する環状傾斜部を形成している。

（作用） 上記の結果、シール体の内周面と第１部材の外周部との
間で保持される磁性流体は、第２部材の回転に伴う遠心
力によって、環状傾斜部に沿い、空間の内方へと向う力
を受けることになる。

（実施例） 次にこの発明のシール装置の具体的な実施例について、
図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１及び第２図には、この発明の一実施例を示している
。第１図において、１はシャフトであって、このシャフ
ト１の途中には、ラジアル方向の荷重を受ける受圧面を
構成している一対の円柱部２．２が介設されると共に、
この円柱部２．２の間には、溝３が形成されている。こ
れらの円柱部２．２の外周部には、円筒体４が相対回転
自在に配設されている。そして上記シャフト１の両側か
ら、上記円筒体４の内径よりも径大な外径を有するフラ
ンジ５．５をそれぞれ該挿し、円柱部２．２の両端面に
当接させた状態でこれらをシャフト１に固定し、円筒体
４のスラスト方向の荷重を支持するようなされている。

そして円筒体４の両端の各外周部には、シール装置６．
６が設けられ、円筒体４の内側の空間７、及び円筒体４
の両端部とフランジ５．５の内端部との間の空間に磁性
流体８が配されている。この磁性流体８は円筒体４の回
転時に生じる動圧によって各円柱部２．２の外周面と円
筒体４との内周面とを非接触の状態で支持すると共に、
円筒体４の両端面とフランジ５．５の内端面とを非接触
の状態で支持する機能を有している。なお磁性流体とは
、粒径１００人程度の強磁性体の粒子、例えばマグネタ
イト粒子を表面活性剤を介してベース溶媒に懸濁させて
成る流体である。この強磁性体粒子は、ラングμな熱運
動をするベース溶媒内の分子と衝突することによって懸
濁液中に浮遊すると共に、安定剤の作用により永続的に
その凝縮が防止され、そのため磁性流体は安定した均一
なコロイド状の液体となっている。この磁性流体は、公
知のように、外部磁場の磁力によって、その位置をコン
トロールし得る特性を有している。

上記シール装置６．６は、第２図に示すように、磁性体
より成る環状ポールピース９と、厚さ方向に異極を配置
した環状磁石体１０とを重ね合わせてシール体１１を構
成し、このシール体１１を、環状の保持部材１２の一端
側内周面に形成した環状溝１３内に嵌入、固定したもの
であって、この保持部材１２の内周面を上記円筒体４の
端部外周面に嵌合することによって、円筒体４に取着さ
れている。なおこの取着状態において、環状ポールピー
ス９の内周部がフランジ５の外周部に対向するようにさ
れ、このポールピース９の内周部とフランジ５の外周部
との間に生じる磁束によって磁性流体８を保持し、空間
７内の磁性流体８をシールするようなされている。

そして上記環状ポールピース９の内周部には、第２図に
示すように、□反空間７側（同図上側）の位置において
、上記空間７の外側に向けて回転軸Ａ（第１図参照）寄
りに傾斜する環状傾斜部（以下、第１環状傾斜部と称す
）１４が形成されている。またこの第１環状傾斜部１４
と相対向するフランジ５の外周面部分にも同様な環状傾
斜部（以下、第２環状傾斜部と称す）１５が形成されて
いる。この第２環状傾斜部１５は、図示するように、上
記第１環状傾斜部１４の傾斜角よりも大きくされており
、両環状傾斜部１４．１５間に断面３角形状の環状溝１
６を形成している。

上記構成のシール装置においては、円筒体４の回転中の
摩擦熱等によって環状溝１６内で保持されることとなっ
た磁性流体８は、円筒体４の回転に追従して回転するこ
とになるが、この回転時の遠心力によって、第１環状傾
斜部１４側への力を受けることになる。ところが上記し
たように、この第１環状傾斜部１４は空間７の外側に向
けて回転軸Ａ寄りの傾斜をしているので、この磁性流体
８は空間７の内方への力を受けることになるのである。

この結果、円筒体４の回転時に、環状溝１６内に保持さ
れている磁性流体８が遠心力によって外側に飛散してし
まうのを防止することができ、そのためシール性を向上
することが可能である。

しかも円筒体４の回転時に磁性流体８に作用する上記し
た空間７内方への力は、磁性流体８に作用する遠心力が
大きくなればなるほど大きくなるという特性を示すので
、円筒体４の高速回転に伴って磁性流体８のシール性が
向上する利点がある。

また上記実施例においては、シール装置６を円筒体４の
端部外周に取着し、円筒体４のスラスト方向の荷重を支
持するフランジ５の外周部において磁性流体８を保持す
る構成となされているので、磁性流体８のシールのため
に軸方向のスペースを要さず、したがって軸方向にスペ
ースを確保し得ないような場合にでも好適に磁性流体８
によるシールを行うことが可能である。

一方フランジ５の外周部にて磁性流体８を保持すると、
シャフト１の外周部での保持に比べて磁性流体８の保持
値・置が回転軸Ａから離れることになり、そのため円筒
体４の回転時に、磁性流体８にテーラ−渦（Ｔａｙｌｏ
ｒ　Ｖｏｒｔｅｘ　）が発生し摩擦損失が大きくなると
いう問題が生じることがあるが、上記実施例においては
、第１及び第２環状傾斜部１４．１５を回転軸寄りに傾
けた構成とすることによって環状溝１６の直径が外側は
ど次第に小さくなるよう構成しているので、テーラ−渦
の発生を抑えることができ、そのため円筒体４とシャフ
ト１との相対回転時の摩擦抵抗の増大を抑制することが
可能である。

以上に、この発明のシール装置の具体的な実施例につい
て説明したが、シール体１１は内周面に磁極の形成され
ているものであれば、上記実施例のものに限らず、例え
ば、内周側と外周側にそれぞれ異極を配置した環状磁石
体と環状ポールピースとを重ね合わせた構成のものや、
内周側と外周側にそれぞれ異極を配置した環状磁石体同
士を重ね合わせた構成のもの等を採用することも可能で
ある。また上記実施例のようにフランジ５の外周部の位
置にて磁性流体８を保持するものの他、シャフト１の外
周部の位置において磁性流体８を保持するようにしても
よい。さらに本発明の所期の目的は、シール体１１の内
周部に環状傾斜部１４を形成することによって達せられ
るものであり、そのためフランジ５の外周部に環状傾斜
部１５を形成しない場合にでも適用可能である。またこ
の発明のシール装置は、スラスト荷重及びラジアル荷重
を受ける動圧軸受に対し適用するものに限定されるもの
ではなく、ダンパー等への適用も可能である。

（発明の効果） 以上のように、この発明のシール装置は上記のような構
成となされているので、シール体の内周面とこれに対向
する部材の外周面との間で保持される磁性流体が遠心力
によって外側へ飛散するのを防止することができ、その
ためシール性能を向上することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のシール装置の一実施例を示す縦断面
図、第２図は上記シール装置の拡大断面図、第３図は従
来のシール装置の断面図である。 ２・・・円柱部（第１部材）、４・・・円筒体（第２部
材）、５・・・フランジ（第１部材）、６・・・シール
装置、７・・・空間、８・・・磁性流体、１１・・・シ
ール体、１４・・・第１環状傾斜部。 特許出願人　　　　日本フェロ−フルイデイクス株式会
社 代　理　人　　　　　西　　　森　　　正　　　博　４
′第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、第１部材の外周部と、この外周部に相対回転自在に
   配設した筒状の第２部材の内周部との間の空間に配され
   る磁性流体をシールするためのシール装置であって、内
   周部に磁性を有する環状のシール体を上記第２部材に取
   着すると共に、このシール体の内周部を上記第１部材の
   外周部に相対向させ、さらに上記シール体の内周部には
   、上記空間の外側に向けて回転軸寄りに傾斜する環状傾
   斜部を形成したことを特徴とするシール装置。