JPH07174239A - シール機構 - Google Patents

シール機構

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JPH07174239A
JPH07174239A JP5321536A JP32153693A JPH07174239A JP H07174239 A JPH07174239 A JP H07174239A JP 5321536 A JP5321536 A JP 5321536A JP 32153693 A JP32153693 A JP 32153693A JP H07174239 A JPH07174239 A JP H07174239A
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JP
Japan
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housing
pole piece
magnetic fluid
seal
magnetic
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Pending
Application number
JP5321536A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Ando
恵徳 安藤
Shinji Koyano
真次 小谷野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Seiki KK
Original Assignee
Seiko Seiki KK
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Publication date
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  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気漏れや製品精度の低下及びメンテナンス
性の低下を伴うことなく、極めて高い圧力差を可能とさ
せるシール機構を提供する。 【構成】 ハウジング62には、ポールピース64と、
永久磁石66、及びポールピース64と回転軸68との
微少な隙間に充填された磁性流体72とから構成される
磁性流体シールユニット74が収容されている。磁性流
体シールユニット74には、プレート82がネジ80に
よってハウジング62に固定されることで、ベアリング
70を介して軸方向の押圧力が加えられている。この押
圧力によって金属シール78は、ハウジング62の係止
部623と、上側ポールピース641に形成された溝7
6との間に狭圧保持されている。ハウジング62と磁性
流体シールユニット74との間のシールは、この金属シ
ール78によって行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シール機構に係り、詳
細には、磁性流体シールを用いたシール機構に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、真空容器内に配置された搬送装
置を容器外に配設されたモータで回転させる場合等、回
転軸を大気側から真空側へと導入する場合には、その導
入部分におけるシール機構として磁性流体シールが多く
用いられている。
【0003】磁性流体シールは、永久磁石によって磁化
された固定側と磁性材料からなる回転軸側との間に微少
な隙間を設け、この隙間にシール材として磁性流体を充
填させることで軸封止をするものである。図4は、磁性
流体シールを用いた従来のシール機構を表したものであ
る。
【0004】このシール機構10では、磁性材料からな
る回転軸12を包囲するドーナツ型の永久磁石14とポ
ールピース16とが軸方向に交互に並べられ、ポールピ
ース16と回転軸12との間には、微少な隙間が設けら
れている。磁性流体18は、この隙間に充填されてい
る。永久磁石14による磁束は、図4に矢印aで示すよ
うな磁気回路を形成する。
【0005】回転軸12が回転したり、あるいは上下動
しても、磁性流体18は、永久磁石14による磁界でポ
ールピース16と回転軸12との隙間に保持されるの
で、図において上を真空側、下を大気側とすると真空−
大気間の気体の流通が阻止される。
【0006】なお、ハウジング側のシール、すなわち、
ハウジング20と、ポールピース16及び永久磁石14
との間のシールは、ポールピース16の外周面に形成さ
れた溝に嵌め込まれたゴム材からなるOリング22、2
3で行われる。図5〜7は、磁性流体を用いた従来の他
のシール機構を表したものである。
【0007】図5に示したシール機構24では、回転軸
26側のみならず、ハウジング28側も磁性流体30に
よってシールされている。すなわち、永久磁石31から
の磁束が磁性流体30を介してハウジング28側へと貫
通している。ただし、磁気漏れを防ぐためハウジング2
8は非磁性材料で作られているので、ハウジング28
の、ポールピース32と対向する面に、磁性材料からな
る円筒部材34が嵌め込まれ、これが磁気回路の一部を
成すようになっている。
【0008】図6に示したシール機構36では、永久磁
石38及びポールピース40が回転軸42に固定され、
磁性流体44は、磁性材料からなるハウジング46とポ
ールピース40との間に設けられた微少な隙間に充填さ
れている。従って、磁気回路は、図6に矢印bで示すよ
うに形成され、磁性流体によるシールは、このハウジン
グ46とポールピース40の間で行われる。
【0009】図7に示したシール機構48は、図5に示
したシール機構10と同様に、ポールピース50と回転
軸52との隙間に磁性流体54を介在させ、永久磁石5
6による磁気回路を、図7に矢印cで示すように形成す
ることでシールを行う。ハウジング58側のシールは、
ポールピース50がフランジ部51でハウジング58に
溶接されることで、行われるようになっている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図4に示したシール機
構10では、ハウジング20側のシールがゴム材からな
るOリング22、23によって行われるので、真空側で
極めて高い真空度を達成しようとすると、気体が大気側
から真空側へとOリング22、23を透過してしまう。
また、Oリング22、23自体からのガス放出も起こ
る。
【0011】磁性流体シール単体でのシール、すなわ
ち、磁性流体によるシールでは、10 -11 torrの真
空度を達成させることができるが、前述したOリング2
2、23の気体透過及びガス放出により、実際には、1
-8torrまでしか到達させることができない。
【0012】図5に示したシール機構24では、ハウジ
ング28が非磁性材料、例えば、SUS303からな
り、磁気回路の一部となる円筒部材34は、磁性材料、
例えば、SUS630からなるので、両者を溶接するの
は難しく、実際には、ハウジング28と円筒部材34の
間にゴム材のOリングを介在させる必要がある。従っ
て、図4のシール機構10と同様にOリングによる気体
透過やガス放出で、到達真空度が悪いという問題があ
る。
【0013】また、図6に示したシール機構36では、
回転軸42とポールピース40とを一体構造とするか、
あるいは回転軸42とポールピース40の間にシール材
を設けなければならない。但し、回転軸42は、磁気漏
れ防止のため非磁性材料にした方がよく、非磁性材料に
した場合は、磁性材料であるポールピース40等との一
体構造は不可能である。また、この場合、図5のシール
機構24と同様に溶接も困難であるので、回転軸42と
ポールピース40の間のシールにゴム材のOリングを用
いることとなる。
【0014】更に、図7に示したシール機構48では、
溶接時の熱でポールピース50等が変形し、製品精度が
悪くなる虞れがある。また、磁性流体は、高温下で使用
されると蒸発したり変質したりするので、磁性流体の補
充、交換等のメンテナンスを定期的に行う必要がある
が、シール機構48では、ポールピース50とハウジン
グ58とが溶接されているので、分解することができず
メンテナンス性が悪い。
【0015】そこで、本発明は、磁気漏れや製品精度の
低下及びメンテナンス性の低下を伴うことなく、極めて
高い圧力差、例えば、極めて高い到達真空度を可能とさ
せるシール機構を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明では、磁性材から
なる回転軸に対して微少な隙間をもって包囲すると共に
磁気を作用させる磁気発生部材と、前記間隙に充填され
た磁性流体と、前記磁気発生部材の一端部を全周にわた
り軸方向に係止する係止部が形成され前記磁気発生部材
を包囲するハウジングと、このハウジングの係止部と前
記磁気発生部材との間に配設された環状の金属製のシー
ル部材と、前記磁気発生部材の他端側を押圧する押圧手
段とをシール機構に具備させたことで前記目的を達成す
る。
【0017】
【作用】本発明のシール機構では、磁気発生部材の磁気
で磁性流体が回転軸との隙間に保持されるので、この磁
性流体により回転軸と磁気発生部材との間の気密が保た
れる。また、押圧手段によって磁気発生部材の他端側が
押圧され、金属製のシール部材が狭圧状態となること
で、係止部において磁気発生部材とハウジングとの間の
気密が保たれる。
【0018】
【実施例】以下、本発明のシール機構における実施例を
図1ないし図3を参照して詳細に説明する。図1は、第
1の実施例によるシール機構60を表したものである。
【0019】シール機構60は、上下にそれぞれ上側開
口611と下側開口612を有する円筒形状のハウジン
グ62を備えている。このハウジング62は、非磁性材
料からなり、その内部には、それぞれ中心部に丸穴が設
けられた円板状のポールピース64と永久磁石66とが
交互に並べられて収容されている。ポールピース64と
永久磁石66とは、外径が同じであるが、内径は、ポー
ルピース64の方が小さい。回転軸68は、ハウジング
62の下側部分に収容されたベアリング70で支持され
ると共に、ポールピース64と永久磁石66の中心穴に
挿通されており、回転軸68とポールピース64との間
には、微少な隙間が設けられるようになっている。この
微少な隙間には、磁性流体72が充填され、この磁性流
体72、永久磁石66及びポールピース64から、回転
軸68の上側と下側をシールする磁性流体シールユニッ
ト74が構成されている。
【0020】本実施例では、ハウジング62の上側フラ
ンジ部621に、例えば真空容器が取り付けられ、図に
おいて上側が真空側となり、下側が大気側となる。図1
に示すように、磁性流体シールユニット74の最上端に
位置するポールピース64(以下、これを「上側ポール
ピース641」とする)の、ハウジング62の係止部6
23と当接している上端部641aには、環状の溝76
が形成されている。この溝76には、金属シール78が
狭圧保持されている。
【0021】図1に示すようにハウジング62に収容さ
れた状態において、ベアリング70の上端は、磁性流体
シールユニット74の最下端に位置するポールピース6
4(以下、これを「下側ポールピース642」とする)
と当接しており、ベアリング70の下端は、ハウジング
62の下側開口612より若干下方に突出している。
【0022】この突出したベアリング70の下端面に
は、複数のネジ80を下側フランジ部622に形成され
たネジ穴81に螺合させることによってハウジング62
に固定された円形のプレート82が当接している。この
プレート82によってハウジング62の下側開口612
が閉塞されると共に、ベアリング70を介して磁性流体
シールユニット74が上方へと押圧されている。なお、
プレート82と下側フランジ部622との間には、若干
の隙間が開いており、ネジ80の締め具合で磁性流体シ
ールユニット74への押圧力を調整できるようになって
いる。
【0023】図2は、金属シール78の形状を表したも
のである。金属シール78は、狭圧されていない状態で
は、図2に示すような中空の円形断面を有しており、本
実施例では、メタル中空O−リングを用いる。この金属
シール78の直径は、上側ポールピース641の溝76
の深さより大きく、図1に示すように狭圧保持されてい
る状態では、図2において矢印で示すように上下方向か
ら押圧力が加わっているので、弾性変形して長円形状と
なる。なお、金属シール78として、コイルスプリング
等の弾性コアを内蔵して復元力を高めたメタルC−リン
グを用いてもよい。
【0024】組み立て時においては、先ず、溝76から
突出した金属シール78が係止部623に当接するま
で、磁性流体シールユニット74をハウジング62に挿
入する。そして、その後ろからベアリング70を挿入す
ると共に、ネジ80をネジ穴81に螺合させることでプ
レート82を下側フランジ部622に取付ける。この時
のネジ80の螺合で、磁性流体シールユニット74は、
溝76内の金属シール78が弾性変形させながら上方へ
と移動し、上側ポールピース641の上端部641aと
ハウジング62の係止部623とが当接することで、金
属シール78は、溝76内に狭圧保持される。
【0025】このように組み立てられたシール機構60
では、以下のようにシールが行われる。すなわち、回転
軸68とポールピース64との間においては、図4に示
したシール機構10と同様に、磁性流体72を磁気回路
の一部とした磁界が形成されることで、真空側と大気側
との間のシールが行われる。一方、ハウジング62側、
すなわち、磁性流体シールユニット74とハウジング6
2の間のシールは、上側ポールピース641の溝76に
狭圧保持される金属シール78によって行われる。
【0026】図3は、第2の実施例によるシール機構9
0において磁性流体シールユニットとハウジングとの当
接部分を拡大して表したものである。本実施例では、ハ
ウジングと磁性流体シールユニットの最上端に位置する
上側ポールピースの形状、及び金属シールの種類が第1
の実施例と異なる。
【0027】すなわち、非磁性材料からなるハウジング
92の係止部94には、図3に示すように、下側に鋭角
的に突出した環状のハウジング側突起96が形成されて
いる。そして、このハウジング側突起96に対向する上
側ポールピース100の上端部102には、鋭角的に上
方に突出した環状のポールピース側突起104が形成さ
れている。
【0028】このハウジング92の係止部94と上側ポ
ールピース100の上端部102の間には、ハウジング
92側をシールするための金属シール106が配設され
ている。本実施例では、この金属シール106として長
方形断面を有する環状のシールを使用する。金属シール
106には、ハウジング側突起96とポールピース側突
起104が食い込んでおり、これにより金属シールは、
シール可能な狭圧状態となっている。他の構成は、第1
の実施例と同様である。
【0029】以上説明した各実施例によるシール機構6
0、90では、シール性が良く放出ガスが極めて少ない
金属シール78、106を、ネジ80によるネジ止めで
軸方向に押圧する構造としたので、金属シール78、1
06を、高いシール性が得られる狭圧状態にすることが
できる。従って、真空容器内において極めて良い真空度
を達成させることができる。すなわち、磁性流体シール
単体での到達真空度である10-11 torrを達成する
ことができる。
【0030】また、ハウジングを非磁性材料としたの
で、磁気漏れがなく、ハウジングと磁性流体シールユニ
ットとを溶接する必要もないので、溶接による製品精度
の低下が防止できる。更に、プレート82をネジ80に
よって着脱自在としたことで、メンテナンス性にも優れ
ている。
【0031】以上の各実施例では、真空排気系に対して
使用されるシール機構について説明したが、例えば、高
圧容器の密封のために使用されるシール機構においても
本発明は適用できる。また、以上の実施例では、ネジ8
0、ネジ穴81及びプレート82によって、金属シール
78、106を狭圧するための押圧手段を構成したが、
他の部材によって押圧手段を構成してもよく、例えば、
バネ材を用いて押圧するようにしてもよい。
【0032】
【発明の効果】本発明のシール機構によれば、金属製の
シール部材がハウジングの係止部において押圧手段によ
る軸方向の押圧力で狭圧状態となる構造としたので、磁
気漏れや製品精度の低下及びメンテナンス性の低下を伴
うことなく、極めて高いシール力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例によるシール機構を示し
た断面図である。
【図2】同シール機構において用いられる金属シールの
形状を示した断面図である。
【図3】本発明の第2の実施例によるシール機構の一部
を示した拡大断面図である。
【図4】従来のシール機構を示した図である。
【図5】従来の他のシール機構を示した図である。
【図6】従来の他のシール機構を示した図である。
【図7】従来の他のシール機構を示した図である。
【符号の説明】
60、90 シール機構 62、92 ハウジング 64 ポールピース 66 永久磁石 68 回転軸 70 ベアリング 72 磁性流体 74 磁性流体シールユニット 76 溝 78、106 金属シール 80 ネジ 81 ネジ穴 82 プレート 94、623 係止部 96 ハウジング側突起 100、641 上側ポールピース 104 ポールピース側突起 611 上側開口 612 下側開口 621 上側フランジ部 622 下側フランジ部 641 上側ポールピース 641a 上端部 642 下側ポールピース

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性材からなる回転軸に対して微少な隙
    間をもって包囲すると共に、磁気を作用させる磁気発生
    部材と、 前記間隙に充填された磁性流体と、 前記磁気発生部材の一端部を全周にわたり軸方向に係止
    する係止部が形成され、前記磁気発生部材を包囲するハ
    ウジングと、 このハウジングの係止部と前記磁気発生部材との間に配
    設された環状の金属製のシール部材と、 前記磁気発生部材の他端側を押圧する押圧手段とを具備
    したことを特徴とするシール機構。
JP5321536A 1993-12-21 1993-12-21 シール機構 Pending JPH07174239A (ja)

Priority Applications (1)

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JP5321536A JPH07174239A (ja) 1993-12-21 1993-12-21 シール機構

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JP5321536A JPH07174239A (ja) 1993-12-21 1993-12-21 シール機構

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ID=18133662

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1316160C (zh) * 2004-11-16 2007-05-16 吴雳鸣 双磁极双随动动静间隙处密封装置
CN103133698A (zh) * 2013-02-07 2013-06-05 北京交通大学 一种改变分瓣式磁性液体密封间隙的方法
CN103133699A (zh) * 2013-02-07 2013-06-05 北京交通大学 一种提高大间隙分瓣式磁性液体密封耐压能力的方法
KR20160102158A (ko) * 2013-12-24 2016-08-29 가부시키가이샤 리가쿠 자성유체 실링장치
CN106015586A (zh) * 2016-07-29 2016-10-12 广西科技大学 一种阶梯型端面式磁性流体密封装置
CN106195026A (zh) * 2016-09-09 2016-12-07 广西科技大学 一种轴承盖磁流体密封装置
CN111648666A (zh) * 2020-07-17 2020-09-11 方丹丹 一种具有警示功能的智能防盗锁
CN112283325A (zh) * 2020-09-29 2021-01-29 清华大学 磁性液体密封润滑传动装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1316160C (zh) * 2004-11-16 2007-05-16 吴雳鸣 双磁极双随动动静间隙处密封装置
CN103133698A (zh) * 2013-02-07 2013-06-05 北京交通大学 一种改变分瓣式磁性液体密封间隙的方法
CN103133699A (zh) * 2013-02-07 2013-06-05 北京交通大学 一种提高大间隙分瓣式磁性液体密封耐压能力的方法
KR20160102158A (ko) * 2013-12-24 2016-08-29 가부시키가이샤 리가쿠 자성유체 실링장치
CN106015586A (zh) * 2016-07-29 2016-10-12 广西科技大学 一种阶梯型端面式磁性流体密封装置
CN106195026A (zh) * 2016-09-09 2016-12-07 广西科技大学 一种轴承盖磁流体密封装置
CN111648666A (zh) * 2020-07-17 2020-09-11 方丹丹 一种具有警示功能的智能防盗锁
CN112283325A (zh) * 2020-09-29 2021-01-29 清华大学 磁性液体密封润滑传动装置
CN112283325B (zh) * 2020-09-29 2021-09-14 清华大学 磁性液体密封润滑传动装置

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