JPH0356692Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、たとえば真空ポンプの回転部のシー
ル等に用いられる磁性流体シール装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の磁性流体シール装置としては、
たとえば第５図および第６図に示すようなものが
ある。すなわち第５図において、１００は磁性体
製の軸であり、この軸１００はハウジング１０１
内周に回転自在に支承されている。ハウジング１
０１内周には、軸方向に所定間隔だけ離間して配
設されてハウジング１０１内部を区分する一対の
磁極としての環状のポールピース１０２，１０３
が嵌着されている。そしてポールピース１０２，
１０３の外周側には磁力源としての永久磁石１０
４が介装されており、この永久磁石１０４と両ポ
ールピース１０２，１０３および磁性体製の軸１
００の間に磁気回路H′を形成し、ポールピース
１０２，１０３の内周側端面と軸１００の間に形
成される微小間隙g′₁，g′₂内に磁性流体F′が磁気
吸着されていた。

また、第６図は、ポールピース１０２，１０３
および永久磁石１０４を軸１００に取付けた例
で、この場合には、ハウジング１０１を磁性体製
としてポールピース１０２，１０３、永久磁石１
０４およびハウジング１０１の間に磁気回路
H′を形成し、ハウジング１０１とポールピース
１０２，１０３との微小間隙g′₁，g′₂内に磁性流
体F′を磁気吸着するものである。

そして従来の磁性流体の注入作業は次の２つの
方法によつてなされていた。第１の方法として
は、第５図の装置を例にとつて説明すると、ハウ
ジング１０１内周にポールピース１０２，１０３
および永久磁石１０４を組み込み、軸１００をポ
ールピース１０２，１０３間に挿入して取付けた
後、ポールピース１０２，１０３と軸１００の間
の微小間隙g′₁，g′₂内に磁性流体F′を注入するも
のである。また、第２の方法は、第６図の装置を
例にとると第７図に示すように予めポールピース
１０２，１０３の間に磁性流体F′を保持しておい
て、その後に軸１００をハウジング１０１内に挿
入して組付け、ポールピース１０２，１０３とハ
ウジング１０１との間の磁束の増大によつて永久
磁石１０４内周側に磁気吸着されている磁性流体
F′を微小間隙g′₁，g′₂側に移動させるものであつ
た。

（考案が解決しようとする問題点） しかし斯かる従来技術にあつては、まづ第１の
方法による磁性流体F′の充填作業によると、軸１
００をハウジング１０１に取付けた後に磁性流体
F′を注入するので、場合によつては磁性流体F′を
片側のポールピース１０３と軸１００の間の微小
間隙g′₂にしか注入することができず、そのため
耐圧性が低下してしまうという問題があつた。ま
た注入量を正確に制御することができず、注入量
が多すぎた場合には磁性流体が微小間隙g′₂から
あふれて周囲を汚すおそれがあつた。

一方、磁性流体F′を軸１００を取付ける前に予
め永久磁石１０４の外周側のポールピース１０
２，１０３間に注入しておく方法をとる場合に
は、軸１００挿入時にハウジング１０１に対して
ポールピース１０２，１０３が所定位置に達する
前に磁気回路H′が形成され、この磁気回路H′形
成と同時に磁性流体F′がハウジング１０１内周側
に移動してハウジング１０１内周に付着してしま
う。この位置からさらに軸１００を奥まで移動さ
せると、磁性流体F′がポールピース１０２，１０
３とハウジング１０１間の磁束によつて拘束され
た状態でハウジング１０１内周に沿つて移動する
ことになるが、その際に磁性流体F′がハウジング
１０１内周の各ポールピース１０２，１０３の通
過領域に付着して残り、ポールピース１０２，１
０３が所定位置に達した時点では微小間隙g′₁，
g′₂に保持される磁性流体F′の量が減少してしま
い、磁性流体F′の充填量を正確に設定することが
できなかつた。

本考案は上記した従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところ
は、磁性流体の充填作業を容易にでき、しかも充
填量を正確に設定し得る磁性流体シール装置を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案にあつては、
磁性体製のハウジング内周に回転自在に支承され
る回転部材の外周にハウジング内部を軸方向に所
定間隔でもつて区分する一対の磁極を設けると共
に、該磁極の内周側に磁石を介在させて磁石、磁
極およびハウジングの間に磁気回路を形成し、上
記磁極の外径側端面とハウジング内周面との間に
形成した微小間隙内に磁性流体を磁気吸着させる
磁性流体シール装置において、前記磁石の外周
に、磁性流体を磁石内部を通る磁束によつて拘束
保持する貯溜凹所を設け、回転部材の回転により
生じる遠心力によつて上記貯溜凹所内に保持した
磁性流体を磁極とハウジング間の微小間隙に移動
せしめて成ることを特徴とする。

（作用） 而して、回転部材とハウジングとの組付前に、
予め回転部材に設けた磁石の貯溜凹所内に所定量
の磁性流体を貯溜しておく。つぎに磁性流体を貯
溜した状態で回転部材をハウジング内周に組付け
る。そして回転部材が回転すると、貯溜凹所内に
貯溜された磁性流体に遠心力が作用し、磁性流体
が凹所から外部に流出して半径方向外方に移動
し、磁極とハウジングとの間に形成された微小間
隙内に磁性流体が自動的に磁気吸着される。

（実施例） 以下に本考案を図示の実施例に基づいて説明す
る。本考案の一実施例に係る磁性流体シール装置
を示す第１図乃至第３図において、１は回転部材
としての回転軸であり、図示しない軸受を介して
磁性体製のハウジング２内周に回転自在に支承さ
れている。この回転軸１の外周には磁極として１
対の環状のポールピース３，４が軸方向に所定間
隔だけ離間して嵌着されており、ハウジング２内
部を軸方向に区分している。このポールピース
３，４は磁性体製で、その外周面とハウジング２
内周面との間に環状の微小間隙g₁，g₂が形成され
ている。

一方、このポールピース３，４の間には永久磁
石５が介装されている。磁石としては永久磁石に
限らず電磁石を用いてもよい。この永久磁石５は
円筒形状で、その内周面が回転軸１外周に嵌着さ
れており、外径寸法はポールピース３，４の外径
寸法より小さい。また永久磁石５の軸方向の両端
面はポールピース３，４と密接して一体化されて
おり、永久磁石５、ポールピース３，４および磁
性体製のハウジング２との間に磁気回路Ｈが形成
されている。このポールピース３，４は、たとえ
ば第４図に示すように永久磁石５によつて一体に
形成してもよい。そしてポールピース３，４とハ
ウジング２内周の間に形成された微小間隙g₁，g₂
を通る磁束によつて磁性流体Ｆを拘束し微小間隙
g₁，g₂内に磁気吸着している。

上記永久磁石５の外周面には磁性流体Ｆを貯溜
保持する貯溜凹所としての１条の貯溜溝６が設け
られている。貯溜溝６は本実施例では断面矩形状
で永久磁石５の全周にわたつて刻設しており、貯
溜溝６内を通る磁束によつて磁性流体Ｆを貯溜溝
６内に拘束保持するようになつている。そして貯
溜溝６は半径方向外方に向つて開口しており、回
転軸１の回転により作用する遠心力によつて貯溜
溝６内に貯溜された磁性流体Ｆを貯溜溝６内から
流出させるようになつている。この貯溜溝６の位
置は遠心力によつて磁性流体Ｆが容易に流出し得
るように磁束密度の低い磁石５外周面の中央部に
設けることが好ましい。

また貯溜溝６の断面形状としては、本実施例で
は断面矩形状に形成したが、矩形状に限らず、た
とえば三角形状、台形状、半円形状、楕円形状等
任意の形状を選択することができる。また貯溜溝
６は一条だけでなく複数条形成してもよく、永久
磁石５の全周にわたつて連続した環状溝とする必
要はなく、部分的に形成したものでもよい。

もつとも貯溜溝６の断面形状としては溝部の幅
を狭めて、回転軸１組付時において磁性流体Ｆが
容易に流出しないようにすることが好ましい。す
なわち、貯溜溝６の形状は、回転軸一組付時にお
いては磁性流体Ｆの流出を可及的に防止できる形
状を選択し、一方貯溜溝６の形成位置は磁束密度
の低い永久磁石５外周面中央部に設けてポールピ
ース３，４に集中した磁力により磁性流体Ｆが貯
溜溝６から流れ出すのを防ぐとともに、回転軸１
回転時における磁性流体Ｆの流出を助長させるよ
うに配置してある。

上記構成の磁性流体シール装置にあつては、組
付作業は次のようにして行なう。まづ第２図に示
すように永久磁石５外周面に設けた貯溜溝６内に
所定量の磁性流体Ｆを注入しておく。磁性流体Ｆ
は貯溜溝６内を通る磁束によつて貯溜溝６内に拘
束保持される。つぎに第３図イに示すように、磁
性流体Ｆを貯溜溝６内に貯溜した状態で、回転軸
１をハウジング２内に挿入する。回転軸１をハウ
ジング２内に挿入していくと、まづ回転軸１に嵌
着したポールピース３，４のうち一方のポールピ
ース４がハウジング２内周と対向し、その後他方
のポールピース３がハウジング２内周と対向して
ポールピース３，４、永久磁石５およびハウジン
グ２との間に磁気回路Ｈが形成される。この時点
でポールピース３，４とハウジング２との微小間
隙g₁，g₂内を通る磁束密度が高くなるが、貯溜溝
６内に貯溜された磁性流体Ｆは貯溜溝６内を通る
磁束によつて拘束保持された状態を保つ。

つぎに回転軸１とハウジング２との組付が完了
した後、回転軸１が回転すると、第３図ロに示す
ように永久磁石５に設けた貯溜溝６内にその磁束
によつて拘束保持された磁性流体Ｆに遠心力fcが
作用する。この遠心力fcが、磁性流体Ｆを拘束す
る磁気吸着力より大きくなると、磁性流体Ｆは貯
溜溝６より流出して半径方向外方に吹き飛ばさ
れ、ハウジング２内周面にぶつかると共に磁束密
度の極めて高いポールピース３，４とハウジング
２間の微小間隙g₁，g₂側に磁気吸引されて移動
し、微小間隙g₁，g₂内に所定量の磁性流体Ｆが自
動的に注入充填されることになる。このように微
小間隙g₁，g₂内に磁気吸着された磁性流体によつ
て微小間隙g₁，g₂がシールされる。この微小間隙
g₁，g₂に保持される磁性流体Ｆの量は正確に一定
量に限定できるので所期の安定したシール性能を
維持できる。

（考案の効果） 本考案は以上の構成および作用から成るもの
で、回転部材に設けた磁石の貯溜凹所内に予め磁
性流体を注入しておけば、回転部材が回転した際
に磁性流体に作用する遠心力によつて凹所内に貯
溜された磁性流体は凹所から流出して磁極とハウ
ジング間の微小間隙内に自動的に磁気吸着され、
回転部材とハウジングとを組付けた後に磁性流体
の充填作業を行なう必要はなく充填作業の作業性
を向上させることができる。また、回転部材をハ
ウジングに組付ける際に、磁石の貯溜凹所内に磁
性流体が保持されるので、遠心力により磁極とハ
ウジングとの微小間隙に移動する磁性流体の量を
正確に設定することができ、シール特性の安定化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る磁性流体シー
ル装置の要部縦断面図、第２図は第１図のシール
装置の永久磁石およびポールピースと回転軸との
組付前の状態を示す要部縦断面図、第３図は第１
図のシール装置の磁性流体の注入状態を示してお
り、第３図イは回転軸の回転前の要部縦断面図、
第３図ロは回転軸が回転して磁性流体が移動する
状態を示す要部縦断面図、第４図は第１図のシー
ル装置のポールピースを永久磁石により一体に成
形した状態を示す要部縦断面図、第５図および第
６図は従来の磁性流体シール装置の要部縦断面
図、第７図は第６図の装置の磁性流体の注入作業
状態を示しており、第７図イは軸の組付前の要部
縦断面図、第７図ロは軸組付後の要部縦断面図で
ある。 符号の説明、１……回転軸（回転部材）、２…
…ハウジング、３，４……ポールピース（磁極）、
５……永久磁石（磁石）、６……貯溜溝（貯溜凹
所）、g₁，g₂……微小間隙、Ｆ……磁性流体、Ｈ
……磁気回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 磁性体製のハウジング内周に回転自在に支承さ
   れる回転部材の外周にハウジング内部を軸方向に
   所定間隔でもつて区分する一対の磁極を設けると
   共に、該磁極の内周側に磁石を介在させて該磁
   石、磁極およびハウジングの間に磁気回路を形成
   し、上記磁極の外周面とハウジング内周面との間
   に形成した微小間隙内に磁性流体を磁気吸着させ
   る磁性流体シール装置において、 前記磁石の外周に、磁性流体を磁石内部を通る
   磁束によつて拘束保持する貯溜凹所を設け、回転
   部材の回転により生じる遠心力によつて上記貯溜
   凹所内に保持した磁性流体を前記磁極とハウジン
   グ間の微小間隙に移動せしめて成ることを特徴と
   する磁性流体シール装置。