JPH0320177A - 長寿命の強磁性流体シール - 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） 本発明は全体として強磁性流体シール、特に、長期に亘
るシールの使用期間中、シール段内にて強磁性流体シー
ルの疲弊に起因する機能喪失に対する抵抗性を備える長
寿命の多段式強磁性流体シールに関する。

（従来の技術及びその課題） 強磁性流体シールは当該技術分野にて一般に周知である
。かかるシール装置の例は、当該技術分野の現状を説明
するためにここに引用して明細書の一部とした以下の米
国特許に記載されている。

即ち、米国特許第３，ｇｔｏ，ｓａ＜号、同第４，Ｈａ
，３０号、同第４，Ｈ６，ＮＯ号、同ｔｌｇ４，５２７
，８０５号、同第４，３８０，３５６号及び日本国特許
第Ｅｌ−１０４，１０４号，同＄５１−２３０，６３１
号があり、ソ連特許証第ＳＵ−６５３−４７０号，　Ｓ
Ｕ−１０４１２１Ａ号、ＳＵ−６５５−１５１１号，　
ＳＯ−７８１−４６９号及びＳＵ−７４２−６５７号は
当該技術水準を示す本発明の関連する技術である。

一般的に、回転シャフト用の強磁性流体シールは、環状
磁石及び１又は２以上の極片を備えている。磁石及び極
片機構はハウジングに取り付けられ、シャフトがこのハ
ウジングを貫通している。

極片が磁石からシャフト方向に伸長し、その端末はシャ
フト表面に接近するが接触はしないように位置決めされ
ている。かくて、極片とシャフトの表面間には空隙が形
威される。磁石と磁性接触する別の極片、軸受け又はハ
ウジングがシャフトの向けて伸長し、磁気回路を完成さ
せる。シールを完戊させるためには、強磁性流体は第１
の極片とシャフト間の空隙内に注入され、極片と空隙内
の強磁性流体とを通る磁石により発生された磁束により
その位置に保持される。流体０り冫グシールが極片とシ
ャフトの表面間に効果的に形威される。

上記構造を利用する多数の従来技術の設計及び変形例が
開発されて来たが、これらは全てそれ自体の特定の利点
があるに過ぎない。これらの従来技術の設計は特別の用
途の要求を満たすことは出来得るものの、シールの寿命
が問題である。より具体的には、シールの作用中、１又
は２以上のシール空隙内の強磁性流体は様々な理由によ
り損失される傾向がある。これらの理由の一つには、蒸
発による直接的な損失がある。さらに、シール環境内の
刺激性のガスに暴露される結果、強磁性流体が劣化する
ことが多い。劣化した強磁性流体は飛散によりシール空
隙から失われ、シールは破損して漏洩を生じ始め、強磁
性流体シールを交換しなければならなくなる。

強磁性流体シールは適正に作用するために必要な厳密な
公差にて製造される。シールの機械的部分を損傷させる
ことなく、強磁性流体を交換することは困難であること
が多く、このため、シール全体を交換しなければならな
い。さらに、この型式のシールは比較的アクセスの容易
でない場所に取り付けられることが多いため、シールが
位置決めされた構造体の全体を分解することなく、除去
しかつ交換することは容易ではない。この分解には、熟
練した技術者が必要であり、かつ時間及び費用のかかる
作業である。

シールの寿命を延長するための従来の一つの方法は、空
隙の幅を増大させることにより、該空隙内に保持される
強磁性流体の量を増大させることである。この空隙の輻
寸法を広げることは、空隙？により多量の強磁性流体力
■流入することを許容するものの、空隙の輻寸法が増大
すると、圧力能力（流体０リングの片側と反対側間の圧
力差に対して、シールが漏洩を生ずることなく耐えるこ
との出来る能力）が低下する。その結果、多くの適用例
において、長寿命シールの圧力能力は不十分である。従
って、長寿命の強磁性流体シールの圧力能力を増大させ
る手段が求められていた。単一のシールの圧力能力は空
隙内に強磁性流体により保持される磁束の強さにより影
響される。従って、多くの従来技術の設計は特別の形状
の極片又は磁石を利用して空隙内の磁束を増加させ、よ
って、圧力能力を増大させるものである。

上記の変形例によっても、ある用途においてはシール空
隙内の磁束を増大させることにより得られるであろう圧
力能力を上回る圧力能力を必要とする。しかし、「直列
」に配設された多数の単一シールから或る密封システム
の全体的な圧力能力はシステムの各「段」を構戊するシ
ールの個々の圧力能力を合計した値に等しい。従って、
単一のシールの場合よりもはるかに大きい圧力能力を示
す多段シールが開発された。多段シールは一般に、別個
の強磁性流体０リングをシールの空隙内にて形成するこ
とにより実現される。一方、別個の０リングシールは極
片上の溝又は歯から或る構造体、シャフト表面のリング
の構造体又はこれら２つの構造体の組み合わせにより実
現される。これらの構造体は隣接する領域に対して輻寸
法の狭い一連の環状空隙を形成する一方、これらの環状
空隙内における相対的に強い磁束は希望する別個の強磁
性流体０リングシールを形威し、その結果、比較的大き
い圧力能力を有する全体的なシールが得られる。

しかし、かかるシールは直列に位置決めされた複数のシ
ールのために全体として嵩さ張る。シールの全体的な寸
法を低減するため、個々のシール空隙は可能な限り小さ
くされる。従って、コンパクトな多段シールは一般的に
、各シール空隙内に存在する強磁性流体の量が少ないた
め、その寿命は短い。多数の多段シール設計の場合、シ
ールの寿命が短いことは全体的なシールの寿命は僅か数
個のシール段の寿命により決まってしまうためにさらに
大きな問題となる。より具体的には、ｌ又は２以上のシ
ール空隙内における強磁性流体が失われたとき、該当す
るシールは機能を損失し、圧力降下が全部残りのシール
に作用する。残りのシールがかかる圧力降下の全部を支
持し得ない場合には、シール全体の機能が喪失される。

従って、本発明の目的は現在利用可能な強磁性流体シー
ルと比較したとき、比較的長い寿命を有する多段式強磁
性流体シールを提供することである。

本発明の別の目的は比較的狭い密封幅にて高い圧力差に
耐え得る長寿命の多段式強磁性流体シールを提供するこ
とである。

本発明のさらに別の目的は簡単に組み立てかつ分解する
ことが可能な多段式強磁性流体シールを提供することで
ある。

本発明のさらに別の目的は製造作業中、臨界的な公差を
維持しなければならない構或要素が従来技術のシールと
比べて少なくて済む強磁性流体シールを提供することで
ある。

本発明のさらに別の目的は構戒要素の全体数が現在利用
可能な強磁性流体シールと比べて低減されている強磁性
流体シールを提供することである。

本発明のさらに別の目的は磁束の漏洩が少なく、よって
、磁気遮蔽の必要性が少なくかつ同時に、外部の磁束供
給源から保護されている強磁性流体シールを提供するこ
とである。

（課題を達戊するための手段） 上記の目的、その他本発明の特徴及び利点は強磁性流体
リザーバがシール内の所定の位置に配設された強磁性流
体シールにより実現される。多段式シールの場合、複数
のリザーバをシール段間に設けることが出来る。このリ
ザーバは密封空隙内の強磁性流体が劣化し始めたとき、
リザーバからの強磁性流体がこの空隙内に掃印されるよ
うな構造にて形威されている。かくて、損失し又は劣化
した強磁性流体は再生され、シールの圧力能力及び性能
が回復される。

本発明の一実施例において、多段式強磁性流体シールは
一方の実質的真空及び他方の大気圧間にてシールを提供
し得るようにされている。この実施例において、シール
段は極片又はシャフトの該当部分上に位置決めされた複
数の歯により形成される。シール段間の予め選択された
位置において、極片は強磁性流体が充填されたキャビテ
ィを有している。このようにして、多段式シール構造体
内にリザーバが形威される。

リザーバの位置は、リザーバ及びシールの第１端間のシ
ール段の数がシール全体が受ける全体的な圧力降下に少
なくとも耐えるのに十分であるように選択される。少な
くとも１つのシール段がリザーバ及びシールの第２端間
に提供される。この後者のシール段は主として、リザー
バ内に強磁性流体を保持する働きをする。

かかるシール構造の場合、通常の使用時に生ずる強磁性
流体の損失又は品質の劣化はリザーバ及び第１シール端
間のシール段にのみ限られる。この領域内において、シ
ール段が漏洩し始めたならば、全体の圧力降下がリザー
バ及第２シール端間に位置決めされたシール段に作用し
、これらのシール段の機能を喪失させる。従って、第２
シール端から第１シール端に向けて注入されるガスに起
因する流体流が生ずる。

リザーバのキャビティのため、強磁性流体をリザーバ内
に保持する磁束密度はシール空隙内の磁束密度よりも著
しく小さく、このため、シールを通って流れる流体流が
強磁性流体をνザーバから第１シール端に向けて掃印す
る傾向となる。強磁性流体の動きが生じたならば、リザ
ーバからの流体はリザーバ及び第１シール端間の段に新
たな強磁性流体を充填し、シールの全体的な圧力能力を
復帰させる。かくて、シール空隙内における強磁性流体
の動きは、シールを通る流体流に従って自動的に行われ
、シール段が追加的な流体を必要とする場合に限って行
われる。

シールの有効寿命中、強磁性流体の自動的な移送及びシ
ール段の再生が数回行われ、本発明のシールの寿命が同
様の従来技術のシールの寿命よりも著しく長くなるよう
に、各シール段が必要とする強磁性流体の量がリザーバ
内の強磁性流体の量と比較して、設定される。

（実施例） 本発期は、添付図面に関する好適な実施例の以下の詳細
な説明から一層良く理解することが出来よう。

添付図面、特に、第１図を参照すると、多段式強磁性流
体シール１ま全体として、複数のポルト１２によりハウ
ジングに固着された脱着可能なカバー２を有する透磁性
の中空ハウジング１を備えている。ハウジングｌはシー
ルが取り付けられる構造体にねじこむことの出来るねじ
部分ｌ９を有している。シールが適所にねじ込まれたな
らば、ハウジング壁１８の側部２０に形成された環状切
り欠き内に嵌め込まれた０リング１３が構造体上の面部
分（図示せず）に着座し、シール装置及び対応する構造
体間に機械的なシールを形成する。この実施例の一適用
例として、６ハウジング及びその関係するシールは低い
（真空のような）圧力領域２１及び著しく高い（大気圧
のような）圧力領域２２間にシールを形威し得るように
設計されている。

透磁性の回転シャフト３がハウジングｌのカバー２及び
底壁ｌ８の中央に形成された穴１６、１７を通って伸長
している。シャフト３は又、部分１９を通って伸長して
いる。ハウジングｌ内にて、シャフト３は以下に説明す
るように形威された複数の強磁性流体０リングにより密
封されている。

より具体的には、ハウジング１内にて、強磁性流体シー
ルは環状の半径方向に戊極された磁石４、極片５及び強
磁性流体５０を備えている。磁石４は例えば圧力嵌め又
は接合により、流体の通過を防止するためにハウジング
ｌの内面２９に取り付けられた同心状の外面２６を有し
ている。非透磁性の材料１０から或るディスクが磁石４
とカバー２とを分離させる一方、環状の非透磁性スペー
サ７が磁石４とハウジング１の底壁ｌ８とを分離させて
いる。０リング８はスペーサ７のノ蔦ウジングｌの壁１
８、磁石４及び極片５との接続面を密封する。

磁石４は又、磁石４と略同一長さの環状の極片５に取り
付けられた同心状の内面２５を有している。この極片の
同心状の内面３０はシャフト３の表面に近接するが接触
はしないように配設され、その間に空隙３４を形成する
。極片５の同心状の内面３０、及び／又はシャフト３の
表面３３は真空側２ｌに第１系統の対向するリング又は
歯３５を有して、複数のシール空隙３４ａを形威する。

第２系統の歯３６が大気側２２に隣接する幾つかのシー
ル空隙を形成する。

空隙３４ａ内の強磁性流体は極片５及びシャフト３間に
全体として符号５０、５２で示した２系統の強磁性流体
シールを形成する。以下に説明するように、強磁性流体
リザーバ３７が２系統のシール段５０、５２間に位置決
めされている。シール段５０内に形威されたかかる０リ
ング又は段の数はシールの真空側２１及び大気圧側２２
間の圧力降下の全体を少なくとも支持し得るように、本
発明に従って選択されるが、安全率を設定することが望
ましい。第２系統のシール段５２は例えば、２乃至４段
の数個の段を有し、強磁性流体をリザーバ３７内の適所
に保持する。

本発明によると、シール段を自動的に更新する強磁性流
体リザーバは極片上に幾つかの歯を形成せずに、シャフ
ト３の表面の周囲に形成された環状のキャビティ３７で
ある。このリザーバのシャフトに沿った軸方向の幅寸法
はシール空隙を形成する歯間の距離の３乃至４倍とする
ことが望ましい。密封可能な通路ｌ４が極片５を通って
伸長し、キャビティ３７と連通し、シールの組み立て後
、該キャビティ３７が強磁性流体にて充填され得るよう
にすることが出来る。

このキャビティ３７の構造はキャビティ領域の分解図で
ある第２図に図示されている。キャビティ３７内に位置
決めされた強磁性流体はシールの他の多数段の密封機能
に必要とされない余分の強磁性流体を提供する。キャビ
ティ３７の輻寸法はシール段の空隙の幅寸法よりも大き
いため、キャビティ内における磁束の強さはシール空隙
内の磁束の強さよりも弱い。従って、段５０におけるシ
ール空隙内の強磁性流体が劣化し及び／又は損失される
とき、シールにおける全体的な圧力降下はキャビティ３
７及びシール段５２において生ずる。キャビティ３７内
の磁束の強さは小さくしかも段５２内のシール段の数が
少ないため、これらのシール段は直ちに破損し、空気が
真空側２１の方向に流動する。しかし、空気が真空側２
ｌに向けて漏洩し始めると、キャビティ３７内の強磁性
流体は空気流によりシール空隙方向に掃印される。流体
がシール空隙内まで動くとき、該流体は空隙内の高磁束
により捕集され、シールを分解し又は交換することなく
、流体を新しくすることが出来る。

シャフト３を支持する軸受け組立体は２つの位置のいず
れかに位置決めすると有利である。第１図に図示した第
１位置は、密封空隙内にて磁束を発生させる磁気回路が
点線２４により図示したようにハウジング１及びカバー
２を通じて、及び点線１５で図示するようにハウジング
１及び端壁ｌ８を通じて完威されるように構戒されてい
る。この構戊において、軸受け６は極片５の環状凹所内
に位置決めされている。この凹所は非透磁性のインサー
ト９と整合される。１つの軸受けはスペーサｌＯにより
保持される一方、他方の軸受けはシャフト３に形威され
た溝内に嵌入するスナップリング１１により保持される
。漏洩した磁束は軸受け６を通過する一方、ハウジング
及びシャフトのカバーに主たる磁気回路ｌ５が形威され
る。

第３図に図示された軸受けの第２位置は、磁気回路が軸
受け構造体を介して直接完或されるように設定されたも
のである。この第２の実施例において、軸受け６はハウ
ジングの端壁１８及びカバー２の凹所内に取り付けられ
、非透磁性のスペーサ７により適所に保持されている。

一方、スペーサ７はエラストマー的０リング８により！
１１８及びカバー２に密封されている。この場合、主た
る磁束の経路ｌ５、２４は軸受け６を直接通って伸長し
ている。

軸受けの周囲に追加の強磁性流体シールを使用し、軸受
けの潤滑剤を汚染から保護すると共に、軸受け間の主た
る密封領域の汚染を防止するための追加の手段を提供し
得る点にて第３図の構造体は特に有利である。

第３図の実施例に使用可能な密封された軸受け構造体は
第４図に図示されている。この軸受けは玉軸受け４２を
包囲する透磁性の環状の内側及び外側レース４１、４４
を備えている。環状の透磁性遮蔽体４３は任意の多くの
方法（例えば、外側レース４ｌの内面に形成された棚状
体４７に対して遮蔽体４３を保持し得るように設計され
たスナップリング４５を使用する方法）により外側レー
ス４１に固定される。遮蔽体４３はレース４１の内面か
ら内側レース４４に向けて半径方向内方に伸長し、その
内端４８及び内側レース４４の外面間に空隙４６を形成
する。空隙４６内の強磁性流体は第３図のシール組立体
内に取り付けられたとき、軸受け構造体を通る磁束によ
り適所に保持される。

主たるシール組立体に対する磁界を発生させる磁石は又
、軸受けシールに対する磁界をも発生させるため、軸受
け構造体に取り付け又は軸受け構造体の内部に適当に位
置決めされる第２磁石は省略することが出来る。

軸受けシール内に利用される強磁性流体は主たるシール
内に利用される強磁性流体と同一又は別のものとするこ
とが出来る。図示した実施例に適した強磁性流体は合或
炭化水素系又はエステル系の潤滑油、過フッ化炭素、ポ
リ７エノールエーテル及び磁気飽和値が約２００ガウス
乃至６００ガウスで粘度が２１１Ｃ時に約Ｓｏ　ＣＰ乃
至Ｓ，０（１０　ＣＰであるシリコンのような蒸発圧力
の極めて低い油系の強磁性流体が包含される。エネルギ
範囲が約１．１ｍＧ乃至２５鵬Ｇ−Ｏｅで、フエライト
、アノレニコ及びＳｓ−Ｃｏ及びＮｄ−Ｆｅ−Ｂのよう
な希土類金属を含有する永久磁石が本発明の使用に適し
ている。

図示した実施例は製造中、臨界的な公差を維持しなけれ
ばならない構戊要素の数を低減し得るものである。図示
した従来型式のシールの場合、従来は、シャフトの径、
極片の内径及び外径、ハウジングの内径、軸受けの穴及
びスリーブの公差を臨界的な値の範囲内に維持し、適正
なシール性能が維持されるようにすることが必要であっ
た。シャフトを包囲する図示した実施例の単一で略環状
の極片はハウジングの内径及び極片の外径を正確に機械
加工する必要がない。磁石が組み立てられたシールの゛
これら２つの径間のスペースを占め、磁石が適正に機能
するために臨界的な公差が必要とされないために、かか
る利点を得ることが出来る。

従って、構或要素の数が少なくてすみ、従来は臨界的で
あると考えられていたある寸法の公差を従来技術におけ
るように正確に維持する必要がないため、著しいコスト
削減が可能となる。さらに、シールの寿命を著しく延長
させることが出来る。

本発明の多数の変形例、応用例、利点、特徴及び調整は
当業者が上記２つの実施例の説明を読むことにより理解
することが出来よう。例えば、本発明のリザーバは２段
シール及び多数のシール段を有する多段式シールに適用
することが可能である。本発明は上記実施例にのみ限定
されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲の
記載によってのみ限定されるべきである。

４．ｒｆｆｌ面の簡単な説明】 第１図は本発明により構威される多段式強磁性流体シー
ルの略断面図、 第２図は第１図の点線Ａで示した強磁性流体リザーバの
略断面図、 第３図は本発明による別の多段式強磁性流体密封システ
ムの略断面図、 第４図は本発明による軸受け要素の略断面図である。

１：中空ハウジング　　　２：カバー ３：回転シャフト　　　　４：磁石 ５：極片　　　　　　　　７：スペーサ８：０リング　
　　　　１０二透磁性材料ｌ２：ボルト　　　　　　１
３：０リング１４：通路　　　　　　　ｌ８：ハウジン
グ壁ｌ９：ねじ部分　　　　　２１，２２：圧力領域３
４：空隙　　　　　　　３４ａ：シール空隙３５、３６
：歯 ３７：強磁性流体リザーバ（キャビティ）４２：玉軸受
け　　　　　４３：遮蔽体４６：空隙 ５　０、 ５２：強磁性流体シール （段） 図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の低圧領域及び第２の高圧領域間の圧力降下に
   耐え得るように設計された長寿命の強磁性流体シールに
   して、 少なくとも１つのシール段を備える第１強磁性流体シー
   ルであって、前記圧力降下に耐えるのに十分な圧力能力
   を有すると共に、前記第１の低圧領域に隣接して位置決
   めされた前記第１強磁性流体シールと、 前記圧力降下よりも実質的に低い圧力能力を有すると共
   に、前記第２の高圧領域に隣接して位置決めされた第２
   強磁性流体シールと、 前記第１強磁性流体シール及び前記第２強磁性流体シー
   ル間に位置決めされると共に、強磁性流体が充填された
   強磁性流体リザーバと、 前記リザーバ内の前記強磁性流体を通じて磁束を発生さ
   せる手段とを備え、 前記磁束が前記リザーバの強磁性流体を前記リザーバ内
   に保持するのに十分な強さを有するが、前記リザーバ内
   の前記強磁性流体が移動し、前記第１強磁性流体シール
   が機能を喪失したときに前記第１強磁性流体シール内の
   強磁性流体を補給するのに十分小さい値を有することを
   特徴とする長寿命の強磁性流体シール。 ２、前記第１強磁性流体シール内の前記シール段が、環
   状のシール空隙を画成するための手段と、前記シール空
   隙及び前記シール空隙内の強磁性流体シールを通じで磁
   束を発生させる手段とを備え、前記シール空隙内の前記
   強磁性流体が、前記シール空隙内の前記磁束により前記
   空隙内に保持され、前記シール空隙内の前記磁束が前記
   リザーバ内の前記磁束を上回る強さを有することを特徴
   とする請求項１記載の長寿命の強磁性流体シール。 ３、前記リザーバを通じて磁束を発生させる手段及び前
   記シール空隙内にて磁束を発生させる前記手段が単一の
   永久磁石を備えることを特徴とする請求項２記載の長寿
   命の強磁性流体シール。 ４、前記第１強磁性流体シールが複数のシール段を備え
   ることを特徴とする請求項１記載の長寿命の強磁性流体
   シール。 ５、前記第１強磁性流体シール及び前記第２強磁性流体
   シールが各々、単一の極片及び回転シャフト間のシール
   空隙により形成され、前記リザーバが前記第１強磁性流
   体シール及び前記第２強磁性流体シール間に位置決めさ
   れた前記極片に形成されるキャビティを備えることを特
   徴とする請求項１記載の長寿命の強磁性流体シール。 ６、前記第１強磁性流体シールが複数回機能を喪失した
   とき、前記リザーバが前記第１強磁性流体シール内の強
   磁性流体を補給するのに十分な強磁性流体能力を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の長寿命の強磁性流体シ
   ール。 ７、高圧領域及び低圧領域間の圧力降下に耐え得るよう
   に設計された多段式強磁性流体シールにして、 透磁性の中空ハウジングと、 前記ハウジングを通り、高圧領域から低圧領域まで伸長
   する透磁性のシャフトと、 前記ハウジングと接触するように前記ハウジング内に取
   り付けられた環状の半径方向に成極された磁石であって
   、前記シャフトが前記磁石を通って伸長する前記磁石と
   、 前記磁石内、及び前記磁石と前記シャフトとの間に取り
   付けられた環状の透磁性の極片であって、 前記極片が前記シャフトに接近するが接触はしないよう
   に伸長し、前記極片及び前記シャフトの少なくとも一方
   が前記極片及び前記シャフト間に複数の空隙を画成する
   手段を有し、前記シール空隙が前記シャフトに沿って軸
   方向に離間して配設され、さらに、前記シール空隙の各
   々内の強磁性流体であって、前記磁石により発生された
   磁束により前記シール空隙内に保持され、複数のシール
   段を形成する前記シール空隙内の前記強磁性流体と、前
   記極片におけるキャビティにより形成された強磁性流体
   リザーバであつて、前記リザーバ及び前記低圧領域間に
   位置決めされたシール段の全体的な圧力能力が前記圧力
   降下に少なくとも等しく、前記リザーバ及び前記高圧領
   域間に位置決めされたシール段の全体的な圧力能力が前
   記圧力降下以下であるように、前記シール段間に位置決
   めされた前記強磁性流体リザーバと、を備え、 よって、前記リザーバ及び前記低圧領域間に位置決めさ
   れた前記シール段内における強磁性流体が劣化し又は機
   能を喪失したとき、前記高圧領域から前記低圧領域に向
   けて漏洩する流体により、前記リザーバ内の強磁性流体
   が前記リザーバ及び前記低圧領域間に位置決めされた前
   記シール段内に掃引されるようにしたことを特徴とする
   多段式強磁性流体シール。 ８、前記低圧領域及び前記リザーバ間に位置決めされた
   少なくとも２つのシール段を有することを特徴とする請
   求項７記載の多段式強磁性流体シール。 ９、前記シャフトを支持する少なくとも２つの軸受けを
   さらに備え、前記軸受けが前記極片の凹所内に位置決め
   されることを特徴とする請求項７記載の多段式強磁性流
   体シール。１０、前記シャフトを支持する少なくとも２
   つの軸受けをさらに備え、前記ハウジングが前記シャフ
   トが通る第１及び第２端壁を有し、前記軸受けが前記第
   １及び第２端壁の凹所内に位置決めされることを特徴と
   する請求項７記載の多段式強磁性流体シール。 １１、前記軸受けの各々には、前記各軸受けの片側にて
   前記シャフトに沿って軸方向に配設された遮蔽体が設け
   られ、前記遮蔽体が前記各軸受けの片側にて強磁性流体
   シールを形成することを特徴とする請求項９又は１０記
   載の多段式強磁性流体シール。 １２、前記磁石により発生された磁束が前記第１端壁及
   び前記遮蔽体を通り、前記各軸受けの片側に前記強磁性
   流体シールを形成することを特徴とする請求項１１記載
   の多段式強磁性流体シール。 １３、高圧領域及び低圧領域間にて使用し得るようにし
   た多段式強磁性流体シールにして、 略連続的な外壁を有するキャビティを画成する透磁性の
   中空ハウジングであって、第１端壁が前記高圧領域に隣
   接し、及び第２端壁が前記低圧領域に隣接し、前記第１
   及び第２端壁が略中央を貫通する穴を画成する前記中空
   ハウジングと、 前記穴及び前記キャビティを通って前記ハウジングの高
   圧側からその低圧側まで伸長するシャフト面を画成する
   透磁性のシャフトと、 前記キャビティ内に配設された同心状の内面及び外面を
   有し、前記同心状の外面がその外壁に接触するようにし
   た環状の半径方向に成極された磁石と、 前記キャビティ内に配設された同心状の内面及び外面を
   有する環状の透磁性極片であって、該極片の同心状の外
   面が前記磁石の同心状の内面と接触すると共に、前記極
   片の同心状の内面が前記シャフトの表面に接近するが、
   接触しないように、その間に第１空隙を形成し得るよう
   にした前記透磁性極片と、 半径方向に前記第１空隙内に伸長し、前記第１空隙内に
   第１及び第２系統の小さい空隙を形成する、略等間隔に
   離間させて配設された第１及び第２系統の環状の突起を
   有する、前記第１空隙を画成する表面の少なくとも一つ
   であって、前記第１及び第２系統の突起が第１又は第２
   系統何れかの隣接する突起間の間隔を上回る予め選択さ
   れた距離により分離された前記少なくとも一つの表面と
   、 第１及び第２系統の各小さい空隙内及び前記第１及び第
   ２系統の突起の間に位置決めされた第１空隙の部分内に
   配設された強磁性流体であって、 小さい空隙内のものが各前記小さい空隙内に位置決めさ
   れた磁束により保持される一方、第１及び第２系統の突
   起間に位置決めされた第１空隙部分内のものが隣接する
   小さい空隙内の強磁性流体及び前記部分内に存在する磁
   束により保持されるようにした前記強磁性流体と、を備
   え、 前記第１系統の小さい空隙が前記ハウジングの第２端壁
   に略隣接して位置決めされ、前記第１系統の小さい空隙
   の数がその内に配設された強磁性流体０リングの合計圧
   力能力が前記多段式強磁性流体シールに望まれる総圧力
   能力に少なくとも等しいように選択され、前記第１空隙
   を画成する少なくとも一つの面が半径方向に前記第１空
   隙内に伸長し、前記第１空隙内に第１及び第２系統の小
   さい空隙を形成する、略等間隔に離間して配設された第
   １及び第２系統の環状の突起を有し、 前記第１及び第２系統の突起が第１又は第２系統何れか
   の隣接する突起間の間隔を上回る予め選択された距離に
   より分離され、 第１及び第２系統の各小さい空隙内及び前記第１及び第
   ２系統の突起の間に位置決めされた第１空隙の部分内に
   配設された強磁性流体であって、 小さい空隙内のものが各前記小さい空隙内に位置決めさ
   れた磁束により保持される一方、第１及び第２系統の突
   起間に位置決めされた第１空隙部分内のものが隣接する
   小さい空隙内の強磁性流体及び前記部分内に存在する磁
   束により保持されるようにした前記強磁性流体を備え、 前記第１系統の小さい空隙が前記ハウジングの第２端壁
   に略隣接して位置決めされ、前記第１系統の小さい空隙
   の数がその内に配設された強磁性流体０リングの合計圧
   力能力が前記多段式強磁性流体シールに望まれる総圧力
   能力に少なくとも等しいように選択され、前記第２系統
   の小さい空隙が前記ハウジングの第１端壁に略隣接して
   位置決めされ、前記第２系統の小さい空隙の数が第１及
   び第２系統の突起間の前記第１空隙の部分内の強磁性流
   体が漏洩するのを防止し得るように選択され、 よって、第１系統の小さい空隙内の強磁性流体が劣化し
   又は機能を喪失し、第１系統の小さい空隙が漏洩し始め
   るとき、第１及び第２系統の突起間の第１空隙部分内に
   配設された強磁性流体の一部が該小さい空隙内の磁束に
   より該小さい空隙内に保持されるシールの低圧側に向け
   て漏洩する空気により第１系統の小さい空隙内に掃引さ
   れ、シールを再生させその圧力能力を回復させるように
   したことを特徴とする多段式強磁性流体シール。 １４、シャフトの軸受けが前記第１空隙の両端にて極片
   の同心状内面に形成された略環状の凹所内の主たる磁気
   回路の外側に配設され、かつ非透磁性のインサート要素
   により前記極片から分離され、 迷走磁束だけが前記軸受けを通過するようにしたことを
   特徴とする請求項１３記載の多段式強磁性流体シール。 １５、シャフトの軸受けがシールの主たる磁気回路内に
   配設されることを特徴とする請求項１３記載の多段式強
   磁性流体シール。 １６、シャフトの軸受けが穴に隣接してハウジングの端
   壁に形成された環状凹所内に取り付けられると共に、透
   磁性の環状レースと、及び透磁性の玉軸受けの周囲に同
   心状に配設された透磁性の外側レースと、前記玉軸受け
   の各側にて外側レースに取り付けられ、かつ該外側レー
   スから半径方向内方に伸長する第１端を有し、その第２
   端が内側レースに接近するが接触しないように位置決め
   された一対の透磁性の環状軸受け遮蔽体と、及び 第２及び第３空隙内に配設された強磁性流体とを備え、 前記強磁性流体が前記空隙内に収容された磁束により適
   所に保持され、前記磁束が多段式の強磁性流体シール構
   造体の磁石内にその磁気源を有することを特徴とする請
   求項１５記載の多段式強磁性流体シール。 １７、前記極片がその同心状の内面及び外面間に半径方
   向に伸長する密封可能な穴を画成し、前記穴が第１及び
   第２系統の突起間の第１空隙の部分内に開口し、よって
   、前記第１空隙の前記部分が望ましくは第１及び第２系
   統の小さい空隙内に強磁性流体を配設させた後、強磁性
   流体にて充填されることを特徴とする請求項１３記載の
   多段式強磁性流体シール。 １８、磁石が約１．１乃至２５ＭＧ−ｏｅのエネルギ値
   であるように選択されることを特徴とする請求項１３記
   載の多段式強磁性流体シール。 １９、強磁性流体が約２００ガウス乃至６００ガウスの
   磁気飽和値であり、２７℃にて約５０ｃｐ乃至５，００
   ０ｃｐの粘度であるように選択されることを特徴とする
   請求項１３記載の多段式強磁性流体シール。