JPH01229116A - 磁性流体シールユニットおよび軸受装置 - 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〉 本発明は磁性流体シールユニットおよびこの磁性流体シ
ールユニットを内蔵した軸受装置に関する。

〈従来の技術〉 従来から、第５図に例示するような磁性流体シール１が
知られている。

回倒の磁性流体シール１は環状の永久磁石２およびその
両側に貼設された磁性材製のポールピース３．４で構成
する３ピースタイプの磁性流体保持部材と、磁性流体５
とからなる。この磁性流体シール１は図のように円筒空
間を有するハウジング６とシャフト７との間においてシ
ール付きの転がり軸受８を挟んだ両側の空間Ａ、Ｂを遮
断するのに用いられており、磁性流体シールｌの磁性流
体保持部材をハウジング６に例えば圧入もしくは接着剤
を用いて直に装着させている。

同図の例では、転がり軸受８に備える非接触のシール部
材９と磁性流体シール］との２重シール構造になってお
り、密封性能は優れているが、軸方向寸法が大きくなっ
ていた。

そこで、軸方向寸法の縮小化を図るために、第６図に示
すように転がり軸受８に備えるシール部材９の代わりに
磁性流体シール１を内蔵させたものなどが提案されてい
る。この場合、この磁性流体シール１はホルダ１０を用
いて装着させるのが一般的である。このホルダ１０は、
はぼコ字形断面を有する環状芯金１１にゴムなどの弾性
部材１２が被着形成されてなるものである。

このホルダ１０の内径側円筒部分に前述の磁性流体シー
ル１が取り付けられ、これらが外輪１３の肩部の周溝部
１４に装着される。両ポールピース３゜４の内周面と内
輪１５の肩部に形成の同段部１６との間において２箇所
の微小のシール隙間を形成し、ここに磁性流体５が永久
磁石２の磁力により保持されている。そして、一方のポ
ールピース３の内側面と同段部１６の径方向に沿う側面
とで簡単な形状のラビリンスシールを構成している。１
１は転動体としてのボールである。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、このような構成を有する従来例の場合には、
次のような不都合がある。

即ち、磁性流体シール１においては、回転遠心力により
磁性流体５がポールピース３．４の側面を伝って移動し
て飛散することがある。

また、この磁性流体シール１を転がり軸受８に内蔵した
場合では、磁性流体シール１と内輪１５との間にラビリ
ンスシールを構成して内部潤滑剤が磁性流体５の保持隙
間側に入り込みにくくさせてはいても、ラビリンスシー
ルが磁性流体５の保持隙間と連続しているため、ラビリ
ンスシールから内部潤滑剤が洩れ出ると自然と磁性流体
５に混入することになる。その結果、磁性流体５の濃度
低下を招き耐圧性の低下につながる。

さらに、ホルダ１０の弾性部材１２を外輪１３の周溝部
１４に装着させることにより磁性流体シールｌを保持さ
せているが、装着時において弾性部材１２が弾性変形す
るため、磁性流体シール１の磁性流体保持隙間を高精度
に管理するのが困難であった点も指摘される。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、磁性
流体シールユニットにおいて磁性流体の飛散を防止する
とともに磁性流体シールユニットの磁性流体保持隙間を
高精度に管理するのを容易となし、さらに磁性流体シー
ルユニットを軸受装置などへ内蔵する場合にも磁性流体
シールユニットの密封性能が軸受内部の潤滑剤によって
劣化されにくくすることを目的としている。

〈ｉ！題を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。

即ち、本発明にかかる磁性流体シールユニットは、内外
同軸状に配された二つの部材のうち内側部材の外周面と
の間に微小のシール隙間を形成する磁性流体保持部材と
、前記シール隙間に保持された磁性流体と、前記磁性流
体保持部材を前記外側部材に装着するホルダと、からな
る構成であって、 前記ホルダが、磁性流体保持部材を保持し前記外側部材
の内周面に嵌着される円筒部と、磁性流体保持部材の側
面に沿って延出された磁性流体飛散防止用の延出部とを
備え、 かつ、前記延出部における磁性流体保持部材との接合面
に補強用の突起が形成されているとともに、この延出部
と磁性流体保持部材とが接着剤で固着されていることに
特徴を有する。

そして、転がり軸受に前述の磁性流体シールユニットを
装着する場合には、内外輪を軸方向に張り出させて、こ
の内外輪間の軸受内方寄りにラビリンスシールを形成す
るシール部材を装着して、このシール部材の外側の前記
張出部に前記磁性流体シールユニットを装着することに
より軸受装置として構成するのがよい。

〈作用〉 本発明の構成による作用は次のとおりである。

相手部材に対して嵌着させるホルダの円筒部は従来ホル
ダのような弾性部材と異なり装着時の弾性変形がほとん
どないので、磁性流体保持隙間を高精度に管理するのが
容易となる。さらにホルダの延出部が磁性流体保持部材
の側方に位置しているから、延出部の内周面が回転遠心
力により飛散しようとする磁性流体を受は止める働きを
なす。

一方、磁性流体シールユニット内蔵の軸受装置にあって
は、ラビリンスシールを形成するシール部材の外側に磁
性流体シールユニットを配置させる２重シール構造とし
、前記シール部材のシール隙間と磁性流体シールユニッ
トのシール隙間との間に所定のギャップを設けて両院間
を連続させないようにしているから、軸受内部の潤滑剤
がシール部材より洩れ出てもこの洩れ出た潤滑剤が磁性
流体シールユニットの磁性流体保持隙間に入り込みにく
くなる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図に本発明の一実施例を示している。

回倒の軸受装置３０において、内輪３１．外輪３２の軸
方向一端が軸方向一方に張り出されており、この張出部
３３．３４間において軸受内方寄りに非接触のシール部
材４０が装着されているとともに、このシール部材４０
の外側に少し離して磁性流体シールユニット５０が装着
されている。

非接触のシール部材４０は一般的に知られている構成の
ものであって、外径側のゴムなどの弾性部材４１が外輪
３２の張出部３３における周溝部３５に嵌着されており
、内径側のリップ部４２が内輪３１の張出部３４におけ
る周溝部３６内に非接触で臨まされている。このリップ
部４２と周溝部３６との間には断面はぼＵ字形状の隙間
が形成されていて、この複雑な隙間がラビリンスシール
となる。

磁性流体シールユニット５０は、環状の永久磁石５１お
よび２枚の磁性材製ポールピース５２．５３とで構成さ
れたいわゆる３ピースタイプの磁性流体保持部材と、磁
性流体５４と、Ｌ字形断面を有する合成樹脂製のホルダ
５５とからなる。そして、ボールピース５２．５３の内
径は永久磁石５１の内径よりも小径に設定されていて、
永久磁石５１の磁束を集束するようになっている。即ち
、両ポールピース５２゜５３の内周面と内輪張出部３４
の円筒面３７との間において２箇所の微小なシール隙間
を形成し、ここに永久磁石５１による強磁場を形成して
この磁力でもって磁性流体５４を保持させるようにして
いる。ホルダ５５は、磁性流体保持部材を保持し外輪張
出部３３の円筒面３８に嵌合させられる円筒部５６と、
この円筒部５６の一端から径方向内方側にポールピース
５３に沿って延出する磁性流体飛散防止用の延出部５７
とを備えている。さらに第２図に示すように延出部５７
の内端部分の内側面には輪状突起５７ａが形成されてお
り、この輪状突起５７ａの内径角部にテーバ状の切欠き
５７ｂが形成されている。さらに、延出部５７内側面の
円周数箇所には延出部補強用の突起５７ｃが形成されて
いる。即ち、この突起５７ｃを設けることによって延出
部５７を厚肉にし、全体的に薄肉で胱弱な延出部５７を
補強させている。

このような磁性流体シールユニット５０は、ポルダ５５
の円筒部５６にこの円筒部５６内径よりも極く僅かに小
径の磁性流体保持部材が、磁性流体保持部材のポールピ
ース５３の外側面がホルダ５５の延出部５７の輪状突起
５７ａおよび突起５７ｃに当接する状態となるように嵌
合されていて、円筒部５６の内周面と磁性流体保持部材
の外周面との間およびポールピース５３の外側面と延出
部５７の内側面との間は接着剤６０で接合されている。

この磁性流体シールユニット５０は外輪張出部３３に対
して接着剤６０により固着されている。本実施例では、
ホルダ円筒部５６の角部をテーバ状とし、このテーバ部
分により外輪延出部３３の円筒面３８との間に■溝を形
成して、ここに接着剤６０を盛り上げることで良好な気
密保持を行わせている。

ところで、ホルダ延出部５７の内端に設けた切欠き５７
ｂは、ポールピース５３の外側面との間において断面は
ぼＶ字形状の凹入部を形成するため、回転遠心力により
ポールピース５３の外側面を伝って飛散しようとする磁
性流体５４が前記凹入部に受は止められることになり、
軸受回転中は飛散しよとする磁性流体５４がこの凹入部
に溜められる。そして、停Ｗしたときには前記凹入部に
溜められた磁性流体５４がポールピース５３と内輪延出
部３４との間に戻ることになる。

このように、磁性流体シールユニット５０は、磁性流体
保持部材をホルダ５５に保持させて、このホルダ５５の
円筒部５６を相手部材に対して嵌合するようにしている
ので、従来ホルダのように弾性変形で相手部材に装着す
るものと違い、装着時に弾性変形することがない。した
がって、高い精度での装着状態を実現でき、磁性流体保
持隙間の寸法を正確に設定できるようになる。

一方、軸受装置としては、非接触のシール部材４０を装
着したヒで内外輪を張り出させてこの張出部３１３２に
磁性流体シールユニット５０を装着することにより２重
シール構造としたから、磁性流体シールユニット５０の
一部によりラビリンスシール庖構成する第６図の従来例
に比べて軸方向寸法が若干大きくなるけれども、下記理
由により優れた密封性能を長期にわたって維持すること
ができるようになる。つまり、磁性流体シールユニット
５０の内方にシール部材４０を配していて、このシール
部材４０によるシール隙間と磁性流体シールユニット５
０の磁性流体保持隙間との間に所定のギャップを設けて
両院間を連続させないように構成しているから、仮にシ
ール部材４０のシール隙間から内部潤滑剤が洩れ出ても
、この洩れ出た潤滑剤は回転遠心力によりシール部材４
０と磁性流体シールユニット５０との間の空間の外径側
に溜められることになる。したがって、磁性流体シール
ユニット５０の磁性流体５４に対して潤滑剤が混入する
ことが阻止されることになる。

なお、上記実施例ではホルダ５５の延出部５７内端に切
欠き５７ｂを設けているが、これを設けなくとも延出部
５７内局面で磁性流体飛散防止を図ることができる。ま
た、ホルダ５５を合成樹脂製として説明しているが、例
えば磁性材料を素材とすることも可能である。さらに、
磁性流体保持部材とホルダ５５とを接着するのに用いる
接着剤６０およびホルダ５５と外輪３２とを接着するの
に用いる接着剤６０を、例えば低粘度紫外線硬化型接着
剤とすれば嵌め合い部分へ浸透させやすくなるので組立
作業を簡単に行えることになる。力Ｕえて、上述した実
施例での磁性流体保持部材は永久磁石５１および２つの
ポールピース５２．５３よりなる３ピースタイプの構造
を例示しているが、第３図に示すようにシール部材４０
側のポールピース５２を排除した２ピースタイプの構造
にしてもかまわないし、さらに第４図に示すように両方
のポールピース５２．５３を用いない永久磁石５１単体
としてもかまわない。この第３閃および第４図のいずれ
の場合も、軸方向に離した２箇所で磁性流体５４を強力
に保持させるように構成している。

〈発明の効果〉 本発明によれば、次の効果が発揮される。

即ち、磁性流体保持部材を保持させたホルダの円筒部を
相手部材に対して嵌着させるので、従来のような弾性変
形によるホルダで装着させるものに比べて装着精度を正
確にできて磁性流体保持隙間を高精度に管理できるとと
もに、このホルダに設けた延出部の内周面が回転遠心力
で飛散さセられる磁性流体を受は止める働きをなすため
に磁性流体を長期にわたって安定的に保持させることが
できる。

さらに、軸受装置においてシール部材と磁性流体シール
ユニットとを両者間に所定のギャップを介在させて並設
することで両者のシール隙間が連続しない２重シール構
造としたから、仮にシール部材より軸受内部の潤滑剤が
洩れ出たとしてもこの洩れ出た潤滑剤が磁性流体保持隙
間に入り込むのを防止することができ、磁性流体シール
ユニットの耐圧性を長期にわたって低下させることがな
い。

このように磁性流体シールユニットは装着精度を正確に
できて磁性流体保持隙間を安定させることができるとと
もに、磁性流体の経時的減少を防くことができるので、
優れた密封性能を発揮させることができる。しかも、磁
性流体シールユニット内蔵の軸受装置は内部潤滑剤が原
因となる磁性流体の濃度低下を防くことができるので、
その場合についても優れた密封性能を発揮させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる軸受装置を示す上半
部の断面図、第２図は磁性流体シールユニットのホルダ
を示す斜視図、第３図および第４図は本発明の他の実施
例にかかる軸受装置を示す上半部の断面図である。 また、第５図および第６図は従来例にかかり、第５図は
磁性流体シールの使用状態の一例を示す断面図、第６図
は磁性流体シールを内蔵した軸受装置を示す上手部の断
面図である。 ３１・・・内輪 ３２・・外輪 ３３、３４・・張出部 ４０・・・シール部材 ５０・・磁性流体シールユニット ５４・・磁性流体 ５５・・・ホルダ ５６・・・ホルダ円筒部 ５７・・・ホルダ延出部 ５７ｃ・・・延出部の突起。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内外同軸状に配された二つの部材のうち内側部材
   の外周面との間に微小のシール隙間を形成する磁性流体
   保持部材と、前記シール隙間に保持された磁性流体と、
   前記磁性流体保持部材を前記外側部材に装着するホルダ
   と、からなる磁性流体シールユニットにおいて、 前記ホルダが、磁性流体保持部材を保持し前記外側部材
   の内周面に嵌着される円筒部と、磁性流体保持部材の側
   面に沿って延出された磁性流体飛散防止用の延出部とを
   備え、 かつ、前記延出部における磁性流体保持部材との接合面
   に補強用の突起が形成されているとともに、この延出部
   と磁性流体保持部材とが接着剤で固着されていることを
   特徴とする磁性流体シールユニット。
2. （２）内外輪の軸方向一端を張り出させて、この張出部
   分において軸受内側にラビリンスシールを形成するシー
   ル部材を、その外側に請求項（１）に記載の磁性流体シ
   ールユニットをそれぞれ装着した構成であることを特徴
   とする軸受装置。