JPH0527492Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、例えばイオンプレーテング装置やド
ライエツチング装置などの真空機器や、気体を取
扱う回転機器等の軸封機器の回転軸部に非接触形
軸封部として適用される磁性流体シール装置に関
する。

（従来の技術） この種の磁性流体シール装置として、例えば第
３図に示すものが知られている。

この磁性流体シール装置は、複数のポールピー
スＰ１，Ｐ２間に磁石Ｍを挟んで配設したシール
要素Ａを、磁性回転軸Ｂ周囲の非磁性ハウジング
Ｈ内に配設することによつて、各ポールピースＰ
１，Ｐ２と磁性回転軸Ｂの間に微小間隙Ｃを形成
し、この間隙Ｃに磁性流体Ｄを磁気的に捕捉させ
て軸封部Ｅを形成し、シール要素Ａの軸方向両端
のそれぞれスペーサＦ１，Ｆ２とベアリングＧ
１，Ｇ２を配設し、非磁性ハウジングＨの一端開
口部にハウジングカバーＪを螺合して閉塞するこ
とで入口側のベアリングＧ２を奥側に押し付け
て、シール要素Ａを非磁性ハウジングＨと磁性回
転軸Ｂに対して軸方向に位置決めした構成になつ
ている。

（考案が解決しようとする課題） 前記従来の磁性流体シール装置では、１対のベ
アリングＧ１，Ｇ２を用いたユニツト構造となつ
ているために、磁性流体シール装置の縦軸寸法が
長くなつて、軸方向に長い取付スペースを必要と
する。しかもユニツト構造にできない場合は、各
構成部材を磁性回転軸Ｂおよび非磁性ハウジング
Ｈに対して、順次１個づつ組込まなければならな
い。

即ち磁性回転軸Ｂが挿入されている非磁性ハ
ウジングＨにベアリングＧ１を嵌入して磁性回転
軸Ｂに外嵌する。

スペーサＦ１をハウジングＨに嵌入して回転
軸Ｂを囲繞する。

ポールピースＰ１をハウジングＨに嵌入し、
かつ微小間隙Ｃに磁性流体Ｄを介在させて、回
転軸Ｂを囲繞する。

磁石Ｍをハウジングに嵌入して、回転軸Ｂを
囲繞する。

ポールピースＰ２をハウジングＨに嵌入し、
かつ微小間隙Ｃに磁性流体Ｄを介在させて、回
転軸Ｂを囲繞する。

スペーサＦ２をハウジングＨに嵌入して回転
軸Ｂを囲繞する。

ベアリングＧ２をハウジングＨに嵌入して回
転軸Ｂに外嵌する。

ハウジングカバーＪをハウジングＨの一端開
口部に螺合して、該開口部を閉塞することによ
つて磁性流体シール装置が構成される。

このような磁性流体シール装置では、組込み工
数が多く、きわめて煩雑であるため組付および分
解作業性に劣る。つまり磁性流体シール装置の着
脱作業が相当に困難である。特に、およびの
組付工程においては、ベアリングＧ１，Ｇ２を非
磁性ハウジングＨに嵌入し、かつ磁性回転軸Ｂに
外嵌させるのに、比較的強い力を作用させなけれ
ばならず、メンテナンス等の分解時には、強い引
抜力によつて磁性回転軸Ｂを引抜かなければなら
ないため、分解作業性を低下させている要因にな
つている。

また、磁性流体シール装置の分解時に磁性流体
Ｄの捕捉状態が損なわれて、磁性流体Ｄが飛散し
たり、他部材に付着する。その結果、磁性流体量
が減少し、組付再使用時の密封性が損なわれて磁
性流体シール装置の信頼性を低下させることにな
る。

本考案はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、縦軸寸法を短くして軸方向の取付スペースの
短縮化を図ることができるとともに、組付工数を
低減させて組付および分解作業性の向上を図るこ
とができ、かつ、分解時における磁性流体量の減
少の回避と磁気漏れのない強力な磁場の形成によ
り気密性および組付再使用時の信頼性を高めるこ
とができ、しかも、各構成部品の位置決めを容易
かつ正確にしてシール機能の向上を達成できる磁
性流体シール装置を提供することを目的としてい
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案に係る磁性
流体シール装置は、複数のポールピース間に磁石
を挟んで配設した磁性流体シール要素と、該磁性
流体シール要素により微小間隙を有して囲繞され
る磁性回転体と、前記ポールピースと磁性回転体
との間の前記微小間隙に磁性流体を磁気的に捕捉
して非接触形軸封部を形成する磁性流体シール装
置において、前記シール要素が非磁性材料よりな
る筒状ケーシングに嵌入され、かつ前記磁性回転
体が前記非磁性材料製筒状ケーシングに挿入され
るとともに、前記シール要素が前記非磁性材料製
筒状ケーシングの軸方向の一端側に径内方向に張
出して一体に設けられた規制部と他端側開口部に
嵌入した規制シール部材に挟着されて軸移動不能
に保持され、前記磁性回転体の軸方向の一端側に
径外方向に張出して一体に設けた規制部と他端側
に取付けられた規制部材とが各々前記筒状ケーシ
ングの規制部と規制シール部材に干渉して、筒状
ケーシングと磁性回転体が一体に結合され、ま
た、前記磁性回転体の軸方向の他端側に径内方向
に折曲して一体に形成した係止部を回転軸に形成
された段差面に係合させることで、磁性回転体が
回転軸と同時回転可能かつ気密に外嵌されるとと
もに、筒状ケーシングが軸封機器のハウジングに
気密に嵌入固定されたものである。

（作用） 本考案によれば、磁性流体シール要素の軸方向
両側に１対のベアリングを配設することを省略で
きるので、それだけ磁性流体装置の縦軸寸法の短
縮化を図れる。

また、筒状ケーシングが非磁性材料から構成さ
れているので、強力な磁場をもつ磁気回路を構成
して磁気漏れを少なくすることができる。さら
に、筒状ケーシングを軸封機器のハウジングに気
密に嵌入固定し、かつ磁性回転体を回転軸に対し
て軸方向から挿入することにより、該磁性回転体
の軸方向の他端部に折曲形成した係止部を回転軸
の段差面に係合させて、それらの位置決めを正確
にして同時回転可能かつ気密に外嵌することが可
能であり、所定のシール性に優れた磁性流体シー
ル装置を簡単に組付けることができるとともに、
分解も容易で、かつ、分解時における磁性流体量
の減少も図れる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図は本考案の実施例を示す半截断面図であ
り、図において、磁性流体シール装置１は磁性流
体シール要素１０と、該磁性流体シール要素１０
により微小間隙２を有して囲繞される磁性回転体
２０と、前記微小間隙２に磁気的に磁性流体３を
捕捉して形成した非接触形軸封部４を具備してお
り、磁性流体シール要素１０を非磁性体によつて
なる筒状ケーシング３０に気密に嵌入固定するこ
とによつて構成されている。

磁性流体シール要素１０は１対の環状ポールピ
ース１１，１２と、これらポールピース１１，１
２間に挾持された環状永久磁石１３を有し、ポー
ルピース１１，１２はそれぞれ磁性デイスク１１
ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを、樹脂あるいは銀
ロウを用いて交互に重合密着したデイスクパツク
として構成され、例えばSUS430のような耐食性
にすぐれた材料によつてなり、全てが同じ肉厚に
形成されている。そして、その内径は磁性回転体
２０よりもわずかに大きく設定されて、磁性回転
体２０の外周との間に前記微小間隙２を形成して
おり、外径は筒状ケーシング３０に圧入嵌合でき
る大きさに設定されている。

永久磁石１３はポールピース１１，１２よりも
若干大きい内径を有し、かつ筒状ケーシング３０
に圧入嵌合できる大きさの外径を有するととも
に、軸方向に着磁されている。

磁性回転体２０は、例えばSUS403のような耐
食性にすぐれた材料によつてなるスリーブ状に形
成されており、一端側に径外方向に張出すフラン
ジによつてなる規制部２１を形成し、他端側には
径内方向に折曲した係止部２２を形成している。

非磁性筒状ケーシング３０は、例えばSUS304
のような耐食性にすぐれた材料によつてなり、一
端側に径内方向に張出すフランジによつてなる規
制部３１を形成した軸方向両端開口の筒状のもの
で、規制部３１の内径を磁性回転体２０の外径よ
りも若干大きく設定している。そして、磁性回転
体２０は前記係止部２２側を挿入始端として筒状
ケーシング３０の規制部３１側から挿入され、こ
れによつて磁性回転体２０が磁性流体シール要素
１０に囲繞され、該磁性流体シール要素１０のポ
ールピース１１，１２の内周と磁性回転体２０の
外周との間に磁性流体３を磁気的に捕捉する微小
間隙２が形成されることになる。

筒状ケーシング３０には、その他端側開口から
順次ポールピース１１、永久磁石１３、ポールピ
ース１２が嵌入され、他端開口側のポールピース
１２の軸方向外端面に当接して規制シール部材５
が配設されている。つまり筒状ケーシング３０の
他端側開口部に規制シール部材５が嵌入されてい
る。規制シール部材５は例えばSUS304のように
耐食性にすぐれた材料によつてなる環状スペーサ
５Ａと、補強金具５ｂ１をインサート成形によつ
て埋設した例えば硬質ゴム製の環状パツキン５Ｂ
とから構成され、スペーサ５Ａをポールピース１
２に押し付け、かつ環状パツキン５Ｂの径内リツ
プ部５Ｂ１の外周にガータスプリング５ｂ２を嵌
着して弾性縮径させ、リツプ部５Ｂ１の内周を略
線状に磁性回転体２０の外周に押圧させている。
したがつて磁性流体シール要素１０は筒状ケーシ
ング３０の規制部３１と規制シール部材５に挾着
されて軸移動不能に保持されるとともに、磁性流
体シール要素１０および規制シール部材５を嵌入
している空間６、つまり筒状ケーシング３０の内
周と磁性回転体２０の外周との間に形成される空
間６に対する他端開口側の気密を確保している。

磁性回転体２０の外周に小さい周溝２３が形成
され、この周溝２３にスナツプリングによつてな
る規制部材２４が取付けられている。したがつて
磁性回転体２０の一端側の規制部２１と筒状ケー
シング３０の一端側に形成した規制部３１が互い
に干渉し、かつ筒状ケーシング３０に嵌入されて
いる規制シール部材５における環状スペーサ５Ａ
と磁性回転体２０に取付けられた規制部材２４が
互いに干渉することになり、その結果、磁性回転
体２０と筒状ケーシング３０とが一体に結合され
た構成になつている。

筒状ケーシング３０は軸封機器側のハウジング
７に嵌入され、かつ両者７，３０の間にＯリング
８Ａを介在させて気密を確保した状態でセツトス
クリユー９の先端部をハウジング７側から筒状ケ
ーシング３０の他端側外周部に嵌入することによ
つてハウジング７に固定される。また、磁性回転
体２０の一端側から回転軸４０を挿入して、その
大径部４１と小径部４２との境界段差面４３を磁
性回転体２０の係止部２２に係合させ、かつ両者
２０，４０の間にＯリング８Ｂを介在させて気密
を確保するとともに、ハウジング７の内周と回転
軸４０における小径部４２との間に介設されるベ
アリング５０によつて磁性回転体２０の係止部２
２を段差面４３に押し付け、磁性回転体２０が回
転軸４０と同時回転するように構成している。

前記構成において、磁性流体シール装置１はポ
ールピース１１，１２と磁性回転体２０の間の微
小間隙２に磁性流体３を磁気的に捕捉した非接触
形軸封部４により、大気側Ｘと例えば軸封機器内
の真空側Ｙの間を密封することができる。したが
つて、例えばイオンプレーテイング装置やドライ
エツチング装置などの真空機器の磁性流体シール
装置として適用可能である。

本考案においては、磁性回転体２０の一端側に
設けた規制部２１と筒状ケーシング３０の一端側
に設けた規制部３１を互いに干渉させ、かつ磁性
回転体２０の他端側に取付けられた規制部材２４
と筒状ケーシング３０の他端側に嵌入されている
規制シール部材５における環状パツキン５Ｂを互
いに干渉させることで磁性回転体２０と筒状ケー
シング３０を一体に結合し、この一体に結合され
た筒状ケーシング３０の内周と磁性回転体２０の
外周とで囲まれる空間６に、磁性流体シール要素
１０を嵌入しているから、筒状ケーシング３０を
ハウジング７に嵌入し、回転軸４０を磁性回転体
２０に挿入するきわめて簡単な作業によつて磁性
流体シール装置１の組付を行うことができるの
で、組付作業性が大幅に向上する。しかも回転軸
４０を抜き取つたのちにベアリング５０を除去し
てハウジング７から磁性流体シール装置１を取り
出す簡単な作業によつて、磁性流体シール装置１
を軸封機器から分解できるので分解作業性も向上
する。即ち、磁性流体シール装置１の着脱作業が
きわめて容易になり、自動化による組付作業が可
能になつて、組付作業性を一段と向上させること
ができる。

また、磁性流体シール装置１を軸封機器から分
解しても、磁性回転体２０と筒状ケーシング３０
の結合状態が損なわれず、磁性流体３が外部に飛
散しないので、磁性流体３の減少にともなう密封
性の低下を回避することができるから、組付再使
用時の信頼性が向上する。

さらに、磁性流体シール装置１にベアリングの
使用を省略しているので、それだけ縦軸寸法が短
くなり、取付スペースが小さくてすむ。

尚、本発明は前記実施例のみに限定されるもの
ではなく、２つ以上の永久磁石１３と３つ以上の
ポールピースを用いて磁気回路を構成することで
耐圧性の向上を図ることができる。また、前記実
施例では非接触軸封部３により、大気側Ｘと軸封
機器内の真空側Ｙの間を密封する場合について説
明しているが、軸封機器が例えば塩素ガスのよう
な腐食性ガスを取扱う回転機器の場合には、第２
図において斜線ａで示す腐食性ガス雰囲気Ｙ側に
臨む磁性回転体２０の一端側および筒状ケーシン
グ３０の他端側の表面、即ち磁性回転体２０と筒
状ケーシング３０それぞれの接する接ガス部の表
面に、テフロンコーテング等の被膜を形成するこ
とによつて、磁性回転体２０と筒状ケーシングの
耐食性が一層向上する。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、シール
要素が筒状ケーシングに嵌入され、かつ前記磁性
回転体が筒状ケーシングに挿入されるとともに、
前記シール要素が筒状ケーシングの軸方向の一端
側に径内方向に張出して一体に設けられた規制部
と他端側開口部に嵌入した規制シール部材に挟着
されて軸移動不能に保持され、前記磁性回転体の
軸方向の一端側に径方向に張出して一体に設けた
規制部と他端側に取付けられた規制部材とが各々
前記筒状ケーシングの規制部と規制シール部材に
干渉して、筒状ケーシングと磁性回転体が一体に
結合され、また、前記磁性回転体の軸方向の他端
側に径内方向に折曲して一体に形成した係止部を
回転軸に形成した段差面に係合させることで磁性
回転体が回転軸と同時回転可能かつ気密に外嵌さ
れるとともに、筒状ケーシングが軸封機器のハウ
ジングに気密に嵌入固定されたユニツト構成とし
て、軸方向の両側に１対のベアリングを配設する
ことを省略したユニツト構成としているから、従
来の磁性流体シール装置よりも縦軸寸法を短くし
て、軸方向の取付スペースを短縮化することがで
きる。

また、軸封機器に対する組付けがきわめて簡単
になり、組付作業性が向上するとともに、組付作
業と同様に簡単に分解できるので分解作業性も向
上する。即ち、磁性流体シール装置の着脱作業が
きわめて容易で、自動化による組付けを可能とし
て、生産性の向上を容易に達成できる。

しかも、組付け状態において、磁性回転体の軸
方向の一端側に径内方側に折曲して一体形成した
係止部と回転軸に形成した段差面との係合によつ
て、磁性回転体の回転軸に対する位置決めを容易
かつ正確に行なえるので、特に、高速回転機器に
おける軸封部に使用されることから要求の高い位
置決め機能を十分に満足することができる。加え
て、筒状ケーシングが非磁性材料製であるから、
磁性材料製のケーシングの場合に比して協力な磁
場をもつ磁気回路を構成できるので、磁性体製の
機器に対しても、磁気漏れがなく所定のシール機
能に優れた装置を得ることができる。さらに、分
解時における磁性流体の減少を回避できるので、
組付再使用時の密封製の低下がなく、その面での
信頼性の向上をも実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す半截断面図、第
２図は他の実施例の一部拡大断面図、第３図は従
来例の半截断面図である。 １……磁性流体シール装置、２……微小間隙、
３……磁性流体、４……非接触形軸封部、５……
規制シール部材、７……ハウジング、１０……磁
性流体シール要素、１１，１２……ポールピー
ス、１３……磁石、２０……磁性回転体、２１…
…規制部、２４……規制部材、３０……筒状ケー
シング、３１……規制部、４０……回転軸。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数のポールピース間に磁石を挟んで配設した
   磁性流体シール要素と、該磁性流体シール要素に
   より微小間隙を有して囲繞される磁性回転体と、
   前記ポールピースと磁性回転体との間の前記微小
   間隙に磁性流体を磁気的に捕捉して非接触形軸封
   部を形成する磁性流体シール装置において、前記
   シール要素が非磁性材料よりなる筒状ケーシング
   に嵌入され、かつ前記磁性回転体が前記非磁性材
   料製筒状ケーシングに挿入されるとともに、前記
   シール要素が前記非磁性材料製筒状ケーシングの
   軸方向の一端側に径内方向に張出して一体に設け
   られた規制部と他端側開口部に嵌入した規制シー
   ル部材に挟着されて軸移動不能に保持され、前記
   磁性回転体の軸方向の一端側に径外方向に張出し
   て一体に設けた規制部と他端側に取付けられた規
   制部材とが各々前記筒状ケーシングの規制部と規
   制シール部材に干渉して、筒状ケーシングと磁性
   回転体が一体に結合され、また、前記磁性回転体
   の軸方向の他端側に径内方向に折曲して一体に形
   成した係止部を回転軸に形成された段差面に係合
   させることで、磁性回転体が回転軸と同時回転可
   能かつ気密に外嵌されるとともに、筒状ケーシン
   グが軸封機器のハウジングに気密に嵌入固定され
   ていることを特徴とする磁性流体シール装置。