JPH04138163U - 磁性流体を用いたガスシール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シール対象のガス圧力に対する磁性流体１６
のシール耐圧力を向上させる。 【構成】 非磁性体からなる静止部材１２に固定された
磁石１３と、磁性体からなる運動部材１１と近接対向し
磁石１３の両極に固定された一対の磁性体シールリング
１４，１５と、運動部材１１と各磁性体シールリング１
４，１５との対向面間に充填された磁性流体１６と、運
動部材１１及び少なくとも一方の磁性体シールリングに
密接する非磁性体シールリング１７とを備え、この非磁
性体シールリング１７によってシール隙間ｈ₁ ，ｈ₂ を
微小にする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、静止部材と運動部材の間で密封面を形成し、気体を密封対象とする ガスシールに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来公知のガスシールの一種として、図３に示すように磁性流体を用いたもの がある。このガスシールは、磁性体製の回転軸１を包囲した静止部材２の内周面 に固定された永久磁石３と、この永久磁石３の両極に固定されて内径が回転軸１ の外周面と近接対向した一対の磁性体シールリング４，５と、回転軸１と各磁性 体シールリング４，５との対向周面間に充填された磁性流体６からなるもので、 永久磁石３から導出する磁束は、磁性体シールリング４，回転軸１及び磁性体シ ールリング５を通り、磁性流体６は、前記対向周面間に磁気的に拘束されること によって、気体に対する密封能力を発揮する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記のような磁性流体を用いたガスシールは、図４に磁性流体が保持されるシ ール隙間の大きさとシール耐圧力との関係を示すように、シール隙間、すなわち 図３における非接触シールリング４，５と回転軸１の対向周面間ｈを小さくする ほど、磁性流体６に対する拘束力が大きくなるため、シール耐圧性が向上するが 、実際には、加工精度の問題や、ウォーブリング（軸等の振れ）を考慮する必要 から、前記対向周面間ｈをそれほど小さくすることはできず、したがってシール 耐圧性が低く、専らＯＡ機器等において低圧のガスを密封対象としてのみ使用さ れているのが現状である。

【０００４】 本考案は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところ は、磁性流体のシール耐圧力を向上させることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本考案の磁性流体を用いたガスシールは、非磁性体 からなる静止部材に固定された磁石と、磁性体からなる運動部材と近接対向し前 記磁石の両極に固定された一対の磁性体シールリングと、前記運動部材と各磁性 体シールリングとの対向面間に充填された磁性流体と、前記運動部材及び少なく とも一方の磁性体シールリングに密接する非磁性体シールリングと、を備えてな るものである。

【０００６】

【作用】

上記構成によると、磁性流体は、各磁性体シールリングと、磁性体からなる運 動部材との間の隙間に拘束され、その一部は毛細管現象によって、前記磁性体シ ールリングと非磁性体シールリングの密接面間及び非磁性体シールリングと前記 運動部材の密接面間にも介在し、潤滑機能を奏する。そして、前記密接面間の隙 間はきわめて微小であるため、磁性流体によるシール耐圧力が向上する。また、 非磁性体シールリングは、磁石から導出される磁気回路には全く影響を及ぼさな い。

【０００７】

【実施例】

図１は、本考案に係る磁性流体を用いたガスシールを、円筒面シールに適用し た第一の実施例を示すもので、１１は運動部材である磁性体製の回転軸、１２は この回転軸１の外周を包囲した静止部材である筒状のケーシング、１３はこのケ ーシング１２の内周面に固定された永久磁石、１４，１５はこの永久磁石１３の 両極に位置して固定されて内径が回転軸１１の外周面と近接対向した一対の磁性 体シールリング、１６は回転軸１１と各磁性体シールリング１４，１５との対向 周面間に充填された磁性流体である。

【０００８】 両磁性体シールリング１４，１５の間には、周方向に複数の円弧状セグメント に分割されるとともに外周からガータスプリング１８で環状に結束された例えば 自己潤滑性に優れたカーボン又は各種セラミックスからなる非磁性体シールリン グ１７が移動自在に配されている。この非磁性体シールリング１７は、前記ガー タスプリング１８の締め付け力によって内周面が回転軸１１の外周面と密接し、 かつコンプレッションスプリング１９に軸方向に押圧されて一方の磁性体シール リング１４における他方の磁性体シールリング１５との対向面に密接し、図示し ないノックピン等の回り止め手段によって非回転状態に保持されている。

【０００９】 以上の構成において、永久磁石１３から導出される磁束は、磁性体シールリン グ１４，磁性体からなる回転軸１１及び磁性体シールリング１５を通って磁気回 路Ｈが形成され、磁性流体１６は、各磁性体シールリング１４，１５と回転軸１ １との対向周面間に磁気的に拘束される。

【００１０】 非磁性体シールリング１７は、回転軸１１の回転時の軸振れ等に追随して静止 部材１２側の磁性体シールリング１４，１５に対して半径方向に相対変位可能で あって、ガータスプリング１８で縮径力が付与されているため、シール隙間ｈ₁ は微小となり、また、コンプレッションスプリング１９の付勢力によって、シー ル隙間ｈ₂ もきわめて微小になる。したがって、先に述べた図４から明らかなよ うに、シール隙間ｈ₁ ，ｈ₂ が微小であることによって、磁性流体１６のシール 耐圧性が向上する。

【００１１】 磁性流体１６はベース液に磁性体の微粒子を浮遊させたもので、前記ベース液 の一部は毛細管現象によって、非磁性体シールリング１７と回転軸１１の対向周 面間のシール隙間ｈ₁ 及び非磁性体シールリング１７と磁性体シールリング１４ の対向端面間のシール隙間ｈ₂ に侵入し、潤滑する。

【００１２】 なお、シール隙間ｈ₁ を構成する回転軸１１と非磁性体シールリング１７の対 向周面のいずれか一方、及びシール隙間ｈ₂ を構成する磁性体シールリング１４ と非磁性体シールリング１７の対向端面のいずれか一方に潤滑溝を形成すること によって、シール隙間ｈ₁ ，ｈ₂ への磁性流体１６の侵入を容易になすことも効 果的である。

【００１３】 次に図２は、本考案に係る磁性流体を用いたガスシールを、端面シールに適用 した第二の実施例を示すもので、２１は運動部材である磁性体製の回転リング、 ２２はこの回転リング２１と軸方向に対向した静止リング、２３はこの静止リン グ２２の回転リング２１との対向端面に固定された永久磁石、２４，２５はこの 永久磁石２３の両極に位置して固定され突端が回転リング２１の端面と近接対向 した一対の磁性体シールリング、２６は回転リング２１と各磁性体シールリング ２４，２５との対向端面間に充填された磁性流体である。

【００１４】 両磁性体シールリング２４，２５の間には、例えば自己潤滑性を有するカーボ ン又は各種セラミックスからなり、回転リング２１の端面と密接する非磁性体シ ールリング２７が非回転状態に保持されている。この非磁性体シールリング２７ は、図示しないコイルスプリング等の弾性手段によって軸方向に付勢され、回転 リング２１の端面に押し付けられた構成とすることも好ましい。

【００１５】 この実施例は、回転リング２１と非磁性体シールリング２７が、メカニカルシ ールと同様に端面同士で気密摺接し、その摺動部に形成されるシール隙間ｈ₃ が きわめて微小であるため、各磁性体シールリング２４，２５と回転リング２１と の対向端面間に磁気的に拘束された磁性流体２６のシール耐圧性が高いものとな る。

【００１６】 また、第一の実施例と同様、磁性流体２６の一部はシール隙間ｈ₃ に侵入して 回転リング２１と非磁性体シールリング２７間の潤滑機能を奏する。

【００１７】 なお、この実施例においても、シール隙間ｈ₃ を構成する回転軸２１と非磁性 体シールリング２７の対向端面のいずれか一方に潤滑溝を形成することによって 、シール隙間ｈ₃ への磁性流体１６の侵入を容易にすることが好ましい。

【００１８】

【考案の効果】 以上、本考案によると、磁性体シールリングと運動部材に密接する非磁性体シ ールリングを設けたことによってシール隙間を微小にしたため、各磁性体シール リングと運動部材との間に磁気的に拘束された磁性流体によるシール耐圧性が格 段に向上し、高圧のガスをシール対象として使用することができるといった優れ た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を円筒面シールに適用した第一の実施例
を示す半断面図である。

【図２】本考案を端面シールに適用した第二の実施例を
示す半断面図である。

【図３】従来の磁性流体を用いたガスシールを示す半断
面図である。

【図４】磁性流体のシール耐圧力とシール隙間の関係を
示す図である。

【符号の説明】

１１ 回転軸（運動部材） １２ ケーシング（静止部材） １３，２３ 永久磁石 １４，１５，２４，２５ 磁性体シールリング １６，２６ 磁性流体 １７，２７ 非磁性体シールリング ｈ₁ ，ｈ₂ ，ｈ₃ シール隙間

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する静止部材と運動部材の間に設け
   られるガスシールであって、非磁性体からなる静止部材
   に固定された磁石と、磁性体からなる運動部材と近接対
   向し前記磁石の両極に固定された一対の磁性体シールリ
   ングと、前記運動部材と各磁性体シールリングとの対向
   面間に充填された磁性流体と、前記運動部材及び少なく
   とも一方の磁性体シールリングに密接する非磁性体シー
   ルリングと、を備えたことを特徴とする磁性流体を用い
   たガスシール。