JPS59147163A - 磁性流体による磁気シ−ル装置と磁性流体による磁気シ−ル方法 - 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】 磁気流体シール又は磁性１’ｐ体（亡よる磁気シールは
、磁性流体シールの世４　（１’！ｉｆに百１成りの圧
力差が々い場合には遮断シールとして、又シールの別の
仰ｊとの間で圧力雰囲気シて差をｆトう±Ｌ”７合（（
は多段シールとしても使用さｔまた。ａ性流体遮断クー
ル装置は、コンピューターディス、７　ｊ！　ｍｌ！シ
ステムに有効なシールを設ける場合、及９別の高性能の
精密スピンドル用途に於て特に有用であシ、一方、多段
シールは、真空雰囲気と大気雰囲気間等の第１の低圧雰
囲気と第２の高圧雰囲気間に特別に用いられる。

周知の簡単な磁性流体遮断シールは、シールされるべき
回転軸を囲繞するに適する環状磁石と、２つの端部を有
する第１の磁極片及び第２の磁極片とを含み、磁束中の
各磁極片の一方の端部ｄ、永久磁石の中の逆の極性をも
つ一方の磁極と何通に接触し、他方の端部Ｖ：↓、シー
ルされるべき透磁性回転軸表面に拌近する非接触状態に
まで伸長して、回転軸表面と磁極片の他端部との間に１
１゛→定の半径方向の間隙を形成する。磁極片のそれぞ
れの他方端部の下に存在する集中磁束によって、磁性流
体が半径方向の間隙に保持されて、典型的には、第１磁
極片と第２磁極片との間の空間又は空気の入った空胴を
伴って遮断シールが形成される。ｒ「動中け、この遮断
シールが、半径方向の間隙内を伸長するシャフトエレメ
ント表面の周囲に２個の離れた０−リングシールを形成
する。必要とあれば、磁性流体遮断シールは、例えば通
常のＬ字状の磁極片から形成され得、それによって単一
の磁性流体Ｏ−リングシールが形成され得る。

使用される特殊な磁性流体０−リングシールの段数に基
づくシールの耐圧能力によって、真空と大気圧等の異る
圧力雰囲気を分’ＡＩＦするためには、１９７１年１１
月１６日に発行された米国特許第３．６２０，５８４号
に記載されているような多段磁性流体シールを用いるの
が代表的である。１個の磁極片又は典型的には２個の磁
極片上、又は、一方の磁極片又は他方の磁極片又＆、Ｊ
典型的には２個の磁極片の下方の透磁性シャフトエレメ
ントの表ｍｌ上のナイフエッヂ又は別種のエッヂを使用
して、半径方向の間隙内の特殊なエッヂそれぞれの下方
に存在する磁束中に磁気によって保持された磁性流体に
よって、多段シールの多数の段が形成される。

作動中は、多段シールによって、耐圧能力を累加的に規
定する各０−リングシールを伴い、典型的には、遮断シ
ールに於けるように、環状永久磁石の下方で第１磁椅片
と第２磁極片との間の空気の存在する空間は勿論、多段
シールそれぞれの間の空気の存在する空間を伴って、複
数の分離した磁性流体０−リングシールが形成される。

米国特許第３，６２０，５８４号の多段シールでは、シ
ールのすべての段に対する磁束ソースとして、共通の永
久磁石ソースを用いている。然しなから、製造の際に、
複数の別々の磁石を用いるシールは、単一で共通の永久
磁石を用いる場合よシも極めて大きく々る傾向があるけ
れども、複数の分離した磁石を用いることによっても各
段シールを形成し得る。そのような多数の永久磁石を用
いるシールに於ては、シール構造に組み込まれる磁性流
体だめ又ｌｄ磁性流体だめを用いることによって、シー
ル中の多数の段それぞれに、永久的な磁性流体ソースを
設けることが厄々要求される。１９７３年６月１９日に
発行された米国特許第３，７４０，０６０号には、それ
ぞれの磁石からの磁界によって決った場所に磁性流体が
保持され、−目つ、作動中にシール装置の別々の０−リ
ングシールに磁性流体を形成させ且つ供給する際に用い
るための多孔物質中に磁性流体を保持させるべく、磁極
片間に一定の間隔を保たせる物質として、多孔物質を使
用する磁性流体シャフトシールが開示されている。

遮断シール及び多段シール双方について、改良された磁
性流体磁気シールを提供すること、特に、異る圧力雰囲
気を分離する際に多段シールを用いねばならない場合に
＋ｄ、空気！１７’ｉ出傾向、即ち比較的低圧力の雰囲
気に空気を入わる傾向の少い磁性流体多段シールｆ：Ｗ
供すること、従って比較的安定してお９°、予測可能で
あシ且つ安全な多段磁性流体圧力シール装置を提供する
ことが望まれる。

本発明は、磁性流体シール装置とその使用方法とに関す
る。特に、本発明は、異る圧力雰囲気間に磁性流体シー
ルとして用いられる際に、空気を噴出させる傾向の少い
多段磁性流体シール装置に関する。

磁性流体Ｑ−リングシール間の段を非多孔性の、代表的
には非透磁性固体物質で充填した場合には、改善された
磁性流体シール装置が得られることが判明した。典型的
には、個々の段の半径方向の間、弊と同じ又は実質的に
同じ大きさ、例えば約２〜（ｉミル等の約１〜１０ミル
の半径方向の段間１ｉｊ隙を設けるように、段が充填さ
れる。磁性流体の段の間に非透磁性物質を用いると、先
行技術の磁性流体シールに於ける個々の段間にトラ・；
／７’７−＃たガス、典型的には空気の容塑が減少する
ことがイ４１った。

多段磁性流体シールを用いる場合の空気噴出に関連する
問題と、空気噴出を防止するためにＩ′ｉ厳密に釣合を
取って磁性流体を維持する必俊があることとが、１９８
３年１月５日提出の米国特許出願第４５５，０６５号に
記載され一〇いる。シャフトの一方の側に大気圧又は比
較的高い圧力及びシャフトの他方の側に真空又は比較的
低い圧力等の異る圧力雰囲気間のシールとして、磁性流
体シール、即ち低い耐圧能力を有する遮断シール、又は
比較的高い累加性の耐圧能力を壱する多段シールのいず
れかを用いる場合には、比較的高い圧力１１＋からの空
気又は別種のガスが、シール段を介して周期的に噴出し
易く、比較的低い圧力す囲気を汚染する。

加圧式磁性流体シールの場合に（ま、それぞｈの段が特
定の耐圧能力をもち、この耐圧能力がこの特殊なシステ
ム内で約９合って有効な圧力シールを構成する。然しな
から、そのようなシールの場合には、個々の段の間にト
ラップされ空気が存在する、又、簡単々２段遮断シール
の場合には、猿向かあシ、低圧雰囲気に向って移動し且
つ低圧雰囲気に導入され易い。本発明の磁性流体シール
の場合には、それぞれの雰囲気中に伸長するシャフト表
面の周囲に、複数の個々のＯ−ＩＪソング性流体シール
が形成される。磁性流体シールの１個の磁極片又は典型
的には双方の磁極片の下に存在する１個又は複数のエツ
ジにより、もしくは、シャフトの対向表面に形成された
エツジによって、０−リングシールを形成し得る。各エ
ツジ下の磁束によって磁性流体が維持されて、エツジ下
の磁束に向ってＯリングが形成され、従って、多段シー
ルは、個々のシール間の空気によって分離された複、数
の磁性流体０１Ｊングを形成する。エツジ間に、エツジ
と同一平面になるまで非透磁性物質を導入すると、その
ような段の間に潜入し得るガス容積がｎ」成り低減され
、従って、使用中に空気噴出を生起することが少くなる
。

更に、磁性粒子をコロイド状に分散させるために用いら
れるキャリヤ液体に応じてシール装置に使用される磁性
流体は、屡々吸湿性になり、水蒸気と他のガスを吸収し
且つ収容する傾向がある。

これらのガスは、更に空気噴出の程度を強める（ｊｊｊ
。

きをする。多段シールを検討することによって、空気分
子は時間と共に個々のＯ−ＩＪソングールを通過して進
行し易く、やがて、比較的低い圧力雰囲気を徐々に損う
に至シ、実際上、徐々に空気噴出又は漏れを生せしめる
ことが判明した。

積又は空間に非透磁性物質が含まれている場合には、封
入量の磁性流体が隣接する段全体を横切つ■ て広る連続したバンドを形成させることが見出された。

形成さｈた連続磁性流体薄膜は連結された多数の０１Ｊ
ングを構成して、更に有効な磁性流体シールを生ずる。

非透磁性物質が用いら引、る蝙合には、１１１・・・１
又は複数の磁極片の端部又はシャフトエツジの周囲に集
中する磁束がこれまで通シに生じ、且つ多段の附子シー
ルとして作用するけれども、この磁束は、段の間に広が
る連続した磁性流体シール薄膜をも生じさせる。

本発明のシール装置は、磁性流体シール段の間の空間内
に非多孔質の非透磁性物質を含み、この物質は、通常少
くとも２個の隣接する段の間に伸長し、典型的には、１
個又は双方の磁極片の下方のすべての段の間に伸長する
。非透磁性物（丙は、目で見た場合に、ル１７極片の端
部、又は段を形成する個々のエツジと実質的に同一平面
になるように配置されて、シールされた段を横切って概
ね一様な半径方向の間隙を第１に成する。シールされた
段を横切る磁性流体の薄膜又は連続したバンドを形成す
るためＫ、充分な弼の非透磁性物質を使用すべきである
。

故に、本発明は、標準の磁性流体シール装置と配置を包
含するけれども、回転軸上の磁性流体シール中の磁性流
体段間空間（シャフトに段が含まれる場合）、又は磁極
片端部上のシール段間空間（磁極片に段が含まれる場合
）が非透磁性物質を含むか、又は非透磁性物質で充イ１
１される場合である。

用いられる物質は、エポキシ柳脂の如き熱硬化性樹脂、
又Ｆｉ硬化しうるシリコーン樹脂、又はナイロンの如き
成形物質、又は弾性体等の重合物質、及びアルミニウム
、銅、マグネシウム等の非透磁性物質物質及びセラミッ
ク材料に限定さねないけれども、これらの物質を含む任
窟の非透磁性物質であり得る。シール装置が、大気−真
空システムに於ける如く、高圧雰囲気と低ＥＶＥ囲気と
の間に用いられる場合には、２つの幅の広い連続した磁
性流体のシールバンドが形成されるように、すべての段
の間の空間全体をシールすることができ、又はシールの
片側又は両側をシールすることができ、好ましくは比較
的低い圧力の真空側・の段をシールする。所望゛とあれ
ば、片側のいくつかの段のみをシールすることができ、
又、一方の磁極片又は双方の磁極片の下方の段を断続的
にシールすることができる。開示したよりな非透磁性物
質を用いると、段の間に高い磁界抵抗がイむられ、又膜
内に磁力が集中され、従って正常なシール圧と遮断性能
とが維持される。用いられる磁性流体は、炭化水素、シ
リコツ、エステル及び他の液体キャリヤを主成分とする
磁性流体等の現在のシール装ｈ゛に用いられる辿當の磁
性流体であシ得る。本発明のシール装置及びシール方法
は、空気噴出を徹底的に減少させ、又、増大した、予測
し得る安定な磁性流体圧力シール性能を提供する。

単に説明のために、一定の具体例と関連して本発明を説
明するけれども、当業者は何婢かの変更と変形を行い得
るが、これらはすべて本発明の理−念と範囲内に入るも
のと認められる。

第１図には、磁性流体シール装置１０が、大気する多段
磁性流体シールシステムが示される。このシール装置は
、非透磁性ハウジング１２、透磁性シャフト２４を囲繞
する環状永久磁石１４及び環状透磁性磁極片１６及び１
８を含む。これらの磁極片それぞれの一方の端部は伸長
して、シャフト２４０表面に接近（例えは、２〜６ミル
）して非接触状態となって、これらの間に特定の半径方
向の間隙を形成する。磁極片１６及び１８は、Ｏリング
２０によってハウジング１２に対シてシール固着される
、一方シャフトはシャフト軸受２２上に支持される。共
通の磁気ソースである磁石１４からの磁束を段を形成す
べきエツジに集中させるために、シャフト表面上に間隔
を賄いて配置されたナイフエラ：）２６等の枚数のエツ
ジによって、各磁極片１６及び１８の下に多数の段が形
成される（これらのエツジは磁極片端部上に任意に形成
され得る）。第２図に更に詳しく示したように、シャフ
ト２４上のエツジ２６間の空間は硬化したエポキシ樹脂
材料等の非透磁性物質３０で充填される。この物質は伸
長するエツジを横断して充填されて、とのエツジと実質
的に同一平面を構成する。エツジ２６の幅と形状及びエ
ツジ間の空間は、所望のように変更し得るけノ１．ども
、典型的には、エツジの幅は１〜２０ミルであシイ＜Ｉ
、空間の幅は、エツジ幅の１〜４倍等の２〜８ｏミルで
あシ得る。

第１図及び第２図に示したように、磁性流体２８は、以
前のシールのように別々の磁性流体０−リングシールを
形成するよシはむしろ、シールされた段のすべてを横切
る磁性流体からなる連続したシール薄膜を形成する。説
明したように、シール材料は、エツジ間の空間から空気
を排除し、しかも、磁性流体２８からなる幅の広い連続
したシールバンドによって、シールの設計耐圧能力に影
響を及はすことなしに、空気噴出の減少傾向、即ちシス
テムの大気側から真空側への空気通過を減少させる傾向
を有するシールが得られる。

第３図には、環状永久磁石３４と磁極片３６及、び３８
とを備える簡単な２個の磁極片の２段磁性流体シール装
置が示される。これらの磁極片は一方の端部に於て透磁
性回転軸４０の表面と共に半径方向の間隙を形成する。

この装置は、磁極片３６と３８との間に非透磁性物質４
２を包含する。この非透磁性物質は、各磁極片の下にあ
る半径方向の間隙に接して伸長する。磁性流体４４は、
各磁極片３６及び３８下友の半径方向の間隙の間にちゃ
、且つシャフト４６の表面に接する連続した薄膜４６を
形成する。図示したシール装置に於ては、磁界強度が集
中しているためして、磁性流体中のマグネタイトが磁極
片の端部下方に濃縮されて存在し、磁極片の間に伸長す
る中間の磁性流体薄膜中にはマグネタイトが比較的少く
なるであろう。

第１図〜第３図に示した磁性流体シール装置ｘ及びシー
ル方法によって、安定な、予測し得る及び改善された性
能を有する磁性流体シールが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明Ｍシール装置を用いる磁性流体シール
システムの部分断面略図、第２図は本発明シール装置の
拡大部分断面図、及び第３図は本発明の別の磁性流体シ
ールの部分断面略図である。 １４．３４・・・環状永久磁石、 １６．１８．３６．３８・・・磁極片、２４．４０・・
・シャフトエレメント、２８．４４・・・磁性流体、 ３０．４２・・・非透磁性物質。 図面のｆｆ＋Ｗ’（内容に変更なし） ０ ＦＩＧ、１ 手続ネ山−ｔＥ言１ 昭和５８年５月９日 ２、発明の名称　　　磁性流体による磁気シール装置と
磁性流体にＪ：る磁気シール方法 ３、ン１１１正をづる名 事１！１との関係　　特許出願人 名　称　　　　ノエｌノルイｊ′イクス・　１−ボレイ
シー１ン４、代　理　人　　　東京都新宿区新宿１−Ｊ
”ＩＪ　１番１／１号　１．１１１ｆｔじルア、補正の
ヌ（ｊ象　　願ｐ）中　出願人の代表台の欄、図面及び
委任状８、補正の内容 （１）願ｎ１中、出願人の代表台を別紙の通り補充Ｊる
。 〈２）圧式図面を別紙の通り補充りる。 （３）委任状及び同訳文を別紙のｉ１７’ｌり補充りる
。 手続ネ１１１正書 昭和５８年５月２７日 ２、発明の名称　　　磁性流体による磁気シール装置と
磁性流体にＪ：る磁気シール方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　　　フェロフルイディクス・］−ボレイシ」
ン４、代　理　人　　　東京都新宿区新宿１丁目１番１
４８　山ＩＪＪビル（郵便番号１６０）電話（０３）　
　３５４−８６２３　　、：、８、補正の内容　　　明
細間中、特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。 ２、特許請求の範囲 ｍ　（ａ）　　シールされるべきシャフトエレメントを
囲繞するのに適し、且つ異った磁気極性を有する一方の
端部と他端部とを有する現状永久磁石と、 （ｂｌ一方の端部と他端部と全それぞれ備えた透磁性物
質からなる第１の磁極片及び第２°の磁極片と、 （ｃ）単一段磁性流体シールを構成すべく、第１の磁極
片又は第２の磁極片の他端部に於ける半径方向の間隙内
に保持された磁性流体 と全含み、第１の磁極片の一方の端部は永久磁石の一方
の端部の磁束中に配置され、第２の磁極片の一方の端部
は永久磁石の他端部の磁束中に配置され、各磁極片の他
端部に於て特定の半径方向の間隙を形成すべく、第１の
磁極片及び第２の磁極片の他端部が伸長してシールされ
るべきシャフトエレメントと非接触状態になるまで接近
し、第１の磁極片及び第２の磁極片が第１の磁極片と第
２の磁極片間の空間を規定する、磁性流体による改良さ
れた磁気シール装置であって、前記空間内に非多孔質の
非透磁性物質が配置されて、第１の磁極片及び第２の磁
極片の他端部と実質的に同一平面を形成し、該物質が第
１の磁極片と第２の磁極片の間に伸長して特定の半径方
向の間隙を規定し、且つ、磁性流体が第１の磁極片と第
２の磁極片の間に磁性流体からなる連続したシールリン
グを形成するシール装置を形成して、磁性流体シールの
空気噴出傾向が軽減されることを特徴とするシール装置
。 （２）形成された特定の半径方向の間隙が約１〜１０ミ
ルの範囲に亘ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載のシール装置。 （３）前記空間が、非透磁性物質で充填された環状空間
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
シール装置。 （４）非透磁性物質が、セラミック、金属及びプラスチ
ック材料からなる物質の群から選択されることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載のシール装置。 （５）　　シール装置によってシールされるべき回転シ
ャフトエレメントと組合わされて含むこと全特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載のシール装置。 （６）第１の磁極片又は第２の磁極片の下方に間隔を置
いて配置された複数の段を含み、１個又は２個以上の段
の間の空間に非透磁性物質が含まれること全特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載のシール装置。 （７）第１の磁極片又は第２の磁極片の下方の実質的に
すべての段が、これらの段の間に非透磁性物質を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載のシール装
置。 （８）　（ａ）ある圧力にある紀１の雰囲気と別の圧力
にある第２の雰囲気と、 （ｂ）第１の雰囲気と第２の雰囲気との間に伸長するシ
ールされるべき回転シャフトエレメントと、 （ｃ）第１の圧力雰囲気と第２の圧力雰囲気との間に磁
性流体シールを形成すべく、シャフトエレメントｉ囲繞
する特許請求の範囲第１項に記載の磁性流体シール装置 とからなるシールシステム。 （９１’（ａ）シャツｉ・エレメントを囲繞する環状永
久磁石と、 （ｂ）一方の端部と他端部とをそれぞれ備える透磁性物
質からなる第１の磁極片及び第２の磁極片と、 （ｃ）？ＪＫれた段の間の環状空間に！徴を有する複数
の個々に分離した段 と金含み、第１の磁極片の一方の端部は永久磁石の一方
の端部の磁束中に存在し、第２の磁極片の一方の端部は
永久磁石の他端部の磁束中に存在し、各磁極片の他端部
に於て特定の半径方向の間隙を形成すべく、第１及び第
２の磁極片の他端部が伸長してシールされるべきシャフ
トエレメントと非接触状態になるまで接近し、第１の磁
極片及び第２の磁極片が第１の磁極片と第２の磁極片と
の間の９闇全規定し、磁極片上の複数のエツジ又はシャ
フトエレメント上の複数のエツジ又はこれらの組み合せ
によって、シャフトエレメントの周囲に間隔を置て分離
して配置された複数の磁性流体Ｏ−リングを形成すべく
、各段が、永久磁石からの磁束を集中させるための特定
の半径方向の間隙を備える、異った圧力の第１の雰囲気
と第２の雰囲気間に伸長する回転軸の周囲に磁性流体ソ
ールを構成するのに適する磁性流体による多段研気シー
ル装置であって、非多孔性であシ且つ非透磁性の固体物
質が、少くとも２個の隣接段又は３個以上の隣接段の間
の空間に固着され、空間から空気を排除し、且つ固着さ
れた段を横切る磁性流体からなる連続したシール幅広０
−　’Ｊング全形成すべく、前記物質が段の半径方向の
間隙と実質的に同一の平面全形成して、それによって第
１の雰囲気と第２の雰囲気の間に非噴出性シールを構成
し、多段磁性流体シールを規定すべく、多数の段の間の
半径方向の間隙に磁性流体が保持されること全％徴とす
る多段シール装置。 （１０）比較的低い圧力の雰囲気に対して配置するに適
する８ｇ１の磁極片又は第２の磁極片の下方の実質的に
すべての段の間に非透磁性物質金倉むことを特徴とする
特許請求の範囲第９項に記載の多段シール装置。 （１１〕　　シール装置の多数の段全体の幅を実質的に
横切って伸長する幅の広い連続した磁性流体シールリン
グを形成すべく、実質的にすべての空間内に非透磁性物
質を含むことを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載
の多段シール装置。 （１２１半径方向の間隙が約１〜１０ミルの範囲にある
ことを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の多段シ
ール装置。 ０階　すべての段に対する磁束が、共通の永久磁石から
得られることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載
の多段シール装置。 ０４）非透磁性物質が、セラミック、金属、及びプラス
チック材料からなる物質の群から選択されること全特徴
とする特許請求の範囲第９項に記載の多段シール装置。 （１５１シール装置によってシールされるべき回転シャ
フトエレメントを含むことを特徴とする特許請求の範囲
第９項に記載の多段シール装置。 ０６）特許請求の範囲第９項に記載の多段シール装置を
含み、第１の雰囲気が真空であシ、第２の雰囲気が大気
であるシールシステム。 ０７１　　第１の磁極片と第２の磁極片との間の空間に
非透磁性物質を含むことを特徴とする特許請求の岬囲第
９項に記載の多段シール装置。 （１８１回転軸の周囲に少くとも単一段の磁性流体によ
る磁気シールを形成し、分離して間隔を置いて配置され
た少くとも２つの複数の磁性流体Ｏ−’ＩＪングゾール
からシールを構成する、磁性流体による磁気シール方法
であって、分離した磁性流体０−　ＩＪングソール間に
非多孔性であり且つ非透磁性の固体物質を配置し、２つ
の分離したＯ−リングシール間に伸長する幅の広い連続
した磁性流体Ｏ−リングシールを形成することを特徴と
する磁気シール方法。 （１９複数の分離した磁性流体０−　’Ｊタングールを
設けるべく、回転軸の周囲に多段磁性流体磁気シールを
形成し、回転軸の周囲に磁性流体磁気シールの連続バン
ドを形成すべく、多段シールの片側又は両側の隣接する
複数の磁性流体Ｏ−リングシール間に非透磁性物質を配
置することを特徴とする特許請求の範囲第１８項に記載
の方法。 （痴　隣接する磁性流体０−　ＩＪングシール間の空間
に非透磁性物質を充填し、該物質全約１〜１０ミルの特
定の半径方向の一様な間隙とはソ同一平面になるように
伸長させることを特徴とする特許請求の範囲第１８項に
記載の方法。 （２１）非透磁性物質が、セラミック、金属及びプラス
チック材料からなる物質の右Ｉから選択されることを特
徴とする特許請求の範囲第１８項に記載の方法。 （２２１真空雰囲気と大気雰囲気との間にシールを設け
るべく、回転軸の周囲に幅の広い連続した磁性流体０−
リングシール全形成することを特徴とする特許請求の範
囲第１８項に記載の方法。 α：（１回転軸の周囲に多段磁性流体磁気シール全形成
し、一方の磁極片下の多数の段を横切って単一の幅の広
い連続した磁性流体０−　’Ｊソングールを形成すべく
、比較的低い圧力芥囲気に対する磁極片下の実質的にす
べての多段シールに非透磁性物質を配置するととを特徴
とする特ａ゛１・肋求のＲ１１Ｊ囲第１８項に記載の方
法。 ３５１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１（ａ）シールされるべきシャフトエレメントを開
   綿するのに適し、且つ異った磁気極性を有する一方の端
   部と他端部とを有する環状永久磁石と、 （ｂ）一方の端部と他Ｑ、＋Ａｊ部とをそれぞれＱｉｉ
   ｉえた透磁性ｑｔノ角からなる第１の磁校片及０”　７
   ２’＋　２の磁抄片と、 （ｃ）単一段載τ付流体シールを構成すべく、第１の磁
   極片又は第２の磁極片の他端部に於ける半径方向の間隙
   内に保持された磁性５１ｒ体 とを含み、第１の磁極片の一方の端部は永久磁石の一方
   の端部の磁束中に配置され、第２の磁極片の一方の端部
   は永久磁石の他端部の磁束中に配置され、各磁極片の他
   端部に於て特定の半径方向の間隙を形成すべく、第１の
   磁極片及び第２の磁極片の他端部が伸長してシールされ
   るべきシャフトエレメントと非接触状態になるまで接近
   し、第１の磁極片及び第２の磁極片が第１の磁極片と第
   ２の磁極片間の空間を規定する、゛磁性流体による改良
   された磁気シール装置であって、前記空間内に非多孔質
   の非透磁性物質が配置されて、第１の磁極片及び第２の
   磁極片の他端部と火質的にＩＭＩ一平面を形成し、し物
   雀が第１の磁極片と第２の磁極片の間に伸長して特定の
   半径方向の間隙を規定し、且つ、磁性流体が第１の磁極
   片と第２の磁極片の間に磁性流体からなる連続したシー
   ルリングを形成するシール装置を形成して、磁性流体シ
   ールの空気噴出傾向が軽減されることを特ｆｉｌｋとす
   るシール装置。 （２）形成さ゛れた特定の半径方向の間隙が約１〜】０
   ミルの範囲に亘ることを特徴とする％Ｗ［請求の範囲第
   １項に記載のシール装置。 （３）前記空間が、非透磁性物質で充填された環状空間
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   シール装置。 （４）非透磁性物質が、セラミック、金族及びプラスチ
   ック材料からなる物質の群から選択されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載のシール装置。 （５）　　シール装置によってシールされるべき回転シ
   ャフトエレメントと組合わされて含むことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載のシール装置。 （６）　　第１の磁極片又は第２の磁極片の下方に間隔
   を置いて配置された複数の段を含み、１個又は２個以上
   の段の間の空間に非透磁性物質が含まれることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載のシール装置。 （７）　　第１の磁極片又は第２の磁極片の下方の実質
   的にすべての段が、これらの段の間に非透磁性物質を含
   むことを特徴とする特許請求の岬囲第６項に記載のシー
   ル装置。 （８）　　（ａｌある圧力にある第１の雰囲気と別の圧
   力にある第２の雰囲気と、 （ｂ）第１の雰囲気と駆２の雰囲気との間に伸長するシ
   ールされるべき回転シャフトエレメントと、 （ｃｌ第１の圧力雰囲気と８１￥２の圧力雰囲気との間
   に磁性流体シールを形成すべく、シャフトエレメントを
   囲繞する特許請求の範囲第１項に記載の磁性流体シール
   装置 トカラするシールシステム。 ｆ９）　　ｔａ）シャフトエレメントを囲繞する環状永
   久磁石と、 （ｂ）一方の端部と他端部とをそれぞれ備える透磁性物
   質からなる第１の磁極片及び第２の磁極片と、 （ｃ）離れた段の間の環状空間に特徴を有する複数の個
   々に分離した段 とを含み、第１の磁極片の一方の端部は永久磁石の一方
   の端部の磁束中に存在し、第２の磁極片の一方の端部は
   永久磁石の他端部の磁束中に存在［７、各磁極片の他端
   部にこ於て特定の半径方向のｍ１隙を形成すべく、洋１
   ％び第２の磁４・５片の他端部が伸長してシールされる
   べきシャフトエレメントと非接触状ｆｉｌ（Ｋなるまで
   初近し、第１の磁極片及び第２の磁極片がＱ”、　ｌの
   磁イ担片と第２の磁極片との間の空ｍｊを規定し、磁極
   片上の級数のエツジ又はシャフトエレメント上の複数の
   エツジ又はこれらの紹み合せＫよって、シャフトエレメ
   ントの周囲に間隔を置て分離して配置された枚数の磁性
   流体Ｏ−リングを形成すべく、各段が、永久磁石からの
   磁束を集中させるための特定の半径方向の間隙を備える
   、異った圧力の第１の雰囲気と第２の雰囲気間に伸長す
   る回転軸の周囲に磁性流体シールを構成するのに適する
   磁性流体による多段磁気シール装置であって、非多孔性
   であシ且つ非透磁性の固体物質が、少くとも２個の隣接
   段又は３個以上の隣接段の間の空間に固着され、空間か
   ら空気を排除し、且つ固着された段を横切る磁性流体か
   らなる連続したシールパンｌ−″Ｏ−リングを形成すべ
   く、前記物質が段の半径方向の間隙と実質的に同一の平
   面を形成して、それによって第１の雰囲気と第２の雰囲
   気の間に非噴出性シールを構成し、多段磁性流体シール
   を規定すべく、多数の段の間の半径方向の間隙に磁性０
   １［１体が保持されることを特徴とする多段シール装面
   。 （１０）比較的低い圧力の雰囲気に対して配置するに適
   する第１の磁極片又ｔｒｉ第２の磁極片の下方の実質的
   にすべての段の間に非透磁性物質を含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第９項に記載の多段シール装置。 ０１）　　シール装置の多数の段全体の幅を実質的に横
   切って伸長する幅の広い連続した磁性流体ソールリング
   を形成すべく、実質的にすべての空間内に非透磁性物質
   を含むことを特徴とする特許ＨＹｉ求の範囲第９項に記
   載の多段シール装置。 ０２）半径方向の間隙が約１〜１０ミルの紳１囲にある
   ことを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の多段シ
   ール装置。 （１３）すべての段に対する磁束が、共通の永久砧石か
   ら得られることを特徴とする特許ｈ７う求の１１１囲第
   ９項に記載の多段シール装（ｉ７　。 α・１）非透磁性物質が、セラミック、金属、及びプラ
   スチック材料からなる物質の群から選択されることを特
   徴とする特許請求の範囲第９項に記載の多段シール装置
   。 ０５）　　シール装ｆｉ〜によってシールされるべき回
   転シャフトエレメントを含むことを特徴とする特許請求
   の範囲第９項に記載の多段シール装置。 顧　特許請求の範囲第９項に記載の多段シール装置を含
   み、第１の雰囲気が真空であシ、第２の雰囲気が大気で
   あるシールシステム。 ａ′７）第１の磁極片と第２の磁極片との間の空間に非
   透磁性物質を含むことを！［テ徴とする特許請求の範囲
   第９項に記載の多段シール装置。 （１８）回転軸の周囲に少くとも単一段の磁性流体によ
   る磁気シールを形成し、分離して間隔を置いて記名され
   た少くとも２つの複スにの磁性流体０−リングシールか
   らシール？：構成する、磁性流体による磁気シール方法
   であって、分離した磁性流体Ｏ−リングシール間に非多
   孔性であシ且つ非透磁性の固体物質をｌ′ｉｉｉ’、ｌ
   ろし、２つの分離したＯ　−’Ｊングシール間に伸長す
   る幅の広い連続した磁性流体０−リングシールを形成す
   ることを特徴とする磁気シール方法。 Ｏ９複数の分１１７ＩＥシた磁性流体０−リングシール
   を設けるべく、回転軸の周囲に多段磁性流体磁気シール
   を形成し、回転軸の周囲に磁性流体磁気シールの連続バ
   ンドを形成すべく、多段シールの片側又は両（１ｉ１の
   隣接する複数の磁性流体Ｏ−リングシール間に非透磁性
   物質を配置することを特徴とする特許請求の範囲第１８
   項に記載の方法。 （２０隣接する磁性流体Ｏ−リングシール間の空間に非
   透磁性物質を充堆し、詫物質を約１〜１０ミルの市電の
   半径方向の−わ〕′：在外間’ｔｒｉとはソ同一平面に
   なるように伸長させることを特徴とするｑ：ｊ　ｌ１ｉ
   Ｊｆ訃求の範囲第１８項に記載の方法。 （２１）　　非透磁性物ηが、セラミック、金属及びプ
   ラスチック材料からなる物質の群から選択されることを
   ｑ”、Ｖ徴とする特ｒ＋′精求の範囲第１８項に記載の
   方法。 （２２具空雰囲気と大気雰囲気との間にシールを設ける
   べく、回転軸の周囲に幅の広い連続した磁性流体０−リ
   ングシールを形成することを特徴とする特許請求の範囲
   第１８項に言己載の方法・ （２９回転軸の周囲に多段磁性流イ本磁気シールを形成
   し、一方の磁極片下の多数の段を横切って単一の幅の広
   い連続した磁性流体Ｏ−ＩＪングシールを形成すべく、
   比較的低い圧力雰囲気に対する磁極片下の実質的にすべ
   ての多段シールに非透磁性物質を配置゛することを特徴
   とする特り′ト請求の範囲第１８耳４にＦｔＬ２載の方
   法。