JPS60155066A - 磁性流体を用いたシ−ル構造 - Google Patents
磁性流体を用いたシ−ル構造Info
- Publication number
- JPS60155066A JPS60155066A JP59010713A JP1071384A JPS60155066A JP S60155066 A JPS60155066 A JP S60155066A JP 59010713 A JP59010713 A JP 59010713A JP 1071384 A JP1071384 A JP 1071384A JP S60155066 A JPS60155066 A JP S60155066A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- annular
- magnetic fluid
- pole piece
- seal structure
- magnetic
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
- F16J15/43—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid kept in sealing position by magnetic force
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は磁性流体を用いたシール構造に関するもので
ある。
ある。
従来技術
大気中より真空（低圧）雰囲気内あるいは高圧雰囲気内
へ回転力を伝えたり、逆に高圧雰囲気内の回転力を外部
へ伝達するためには回転軸と両雰囲気を区画する部材と
の間をシールする必要がある。固定部と回転軸とをシー
ルする手段として一般にＯリングやうごリンスパツキン
が考えられるが、Ｏリングは回転軸を締付けて密閉する
ため回転軸にブレーキをかりることになりエネルギーロ
スが大きくしかもＯリングの摩耗が激しいという不都合
がある。又、ラビリンスパツキンは完全密閉が不可能で
あるという不都合がある。
へ回転力を伝えたり、逆に高圧雰囲気内の回転力を外部
へ伝達するためには回転軸と両雰囲気を区画する部材と
の間をシールする必要がある。固定部と回転軸とをシー
ルする手段として一般にＯリングやうごリンスパツキン
が考えられるが、Ｏリングは回転軸を締付けて密閉する
ため回転軸にブレーキをかりることになりエネルギーロ
スが大きくしかもＯリングの摩耗が激しいという不都合
がある。又、ラビリンスパツキンは完全密閉が不可能で
あるという不都合がある。
これに対して近年、磁性流体く強磁性の金属微粒子が界
面活性材を用いてベース溶液中に分散され重力による沈
降も磁気的凝集も起こさない安定したコロイド溶液）を
用いた磁性流体シールが実用化されている。磁性流体シ
ールは第１図に示すように磁性体製回転軸１の外周に環
状の永久磁石２とその両側に吸着された環状のポールピ
ース３とを配置し、ポールピース３と回転軸１との隙間
に磁性流体４を充填したものである。このような構造に
おいては永久磁石２のＮ極からポールピース３及び回転
軸１を経てＳ極までの磁束が通り、磁気回路が構成され
る。磁性流体４は磁束密度の高い所に吸着され集中しよ
うとするため、ポールピース３と回転軸１との隙間に集
中して吸着され、回転軸１の静止中はもちろん回転時に
おいてもその状態に保持され密閉状態を保持する。この
ように磁性流体シールは漏れのない高信頼性、摩耗のな
い長寿命、低速回転から高速回転まで対応できるなどの
利点から、現在、コンピュータのディスクの防塵シール
、強力Ｘ線発生装置、半導体製造装置、蒸着装置などに
応用されている。さらに、第２図に示すように研摩液５
が下から上へ回転軸１の中を通って研摩皿（図示しない
）に供給されるレンズ研摩装置にお（プる研摩液のシー
ル装置や、本願出願人が先に提案した二重撚糸機構を備
えたｍ維機械における高圧気体供給室（特願昭５８＝１
３４６７２）への応用等が提案されている。
面活性材を用いてベース溶液中に分散され重力による沈
降も磁気的凝集も起こさない安定したコロイド溶液）を
用いた磁性流体シールが実用化されている。磁性流体シ
ールは第１図に示すように磁性体製回転軸１の外周に環
状の永久磁石２とその両側に吸着された環状のポールピ
ース３とを配置し、ポールピース３と回転軸１との隙間
に磁性流体４を充填したものである。このような構造に
おいては永久磁石２のＮ極からポールピース３及び回転
軸１を経てＳ極までの磁束が通り、磁気回路が構成され
る。磁性流体４は磁束密度の高い所に吸着され集中しよ
うとするため、ポールピース３と回転軸１との隙間に集
中して吸着され、回転軸１の静止中はもちろん回転時に
おいてもその状態に保持され密閉状態を保持する。この
ように磁性流体シールは漏れのない高信頼性、摩耗のな
い長寿命、低速回転から高速回転まで対応できるなどの
利点から、現在、コンピュータのディスクの防塵シール
、強力Ｘ線発生装置、半導体製造装置、蒸着装置などに
応用されている。さらに、第２図に示すように研摩液５
が下から上へ回転軸１の中を通って研摩皿（図示しない
）に供給されるレンズ研摩装置にお（プる研摩液のシー
ル装置や、本願出願人が先に提案した二重撚糸機構を備
えたｍ維機械における高圧気体供給室（特願昭５８＝１
３４６７２）への応用等が提案されている。
従来の磁性流体を用いたシール構造においては、ポール
ピース３に複数個の環状突部６を形成し永久磁石２の磁
力によって集中、吸着される磁性流体４の環を多段にし
て各々の環で分圧保持することにより耐差圧を高めるに
うにしている。ところが、この種の従来装置においては
ポールピース３側にのみ環状突部６を設けているため、
ポールピース３側の環状突部６において高密度に収束さ
れた磁束が、環状突部が形成されていない回転軸１の表
面で拡散されるためポールピース３側の環状突部６によ
る磁性流体４の集中、吸着効果が薄れシール効果が低減
するという問題点があった。
ピース３に複数個の環状突部６を形成し永久磁石２の磁
力によって集中、吸着される磁性流体４の環を多段にし
て各々の環で分圧保持することにより耐差圧を高めるに
うにしている。ところが、この種の従来装置においては
ポールピース３側にのみ環状突部６を設けているため、
ポールピース３側の環状突部６において高密度に収束さ
れた磁束が、環状突部が形成されていない回転軸１の表
面で拡散されるためポールピース３側の環状突部６によ
る磁性流体４の集中、吸着効果が薄れシール効果が低減
するという問題点があった。
目的
この発明は前記従来の問題点を解消するためになされた
ものであって、その目的はポールピースと回転体との隙
間に充填される磁性流体の集中、吸着力を増大すること
ができシール効果すなわち耐圧性能を向−卜することが
できる磁性流体を用いたシール構造を提供することにあ
る。
ものであって、その目的はポールピースと回転体との隙
間に充填される磁性流体の集中、吸着力を増大すること
ができシール効果すなわち耐圧性能を向−卜することが
できる磁性流体を用いたシール構造を提供することにあ
る。
発明の構成
前記の目的を達成するためこの発明においては、環状の
永久磁石とその両面に吸着された環状のポールピースと
を回転体に′Ｍ嵌された状態に配設し、前記回転体周面
の前記ポールピースの突部と対向する部分に環状突部を
形成し、前記回転体とポールピースの突部との隙間に磁
性流体を充填した。
永久磁石とその両面に吸着された環状のポールピースと
を回転体に′Ｍ嵌された状態に配設し、前記回転体周面
の前記ポールピースの突部と対向する部分に環状突部を
形成し、前記回転体とポールピースの突部との隙間に磁
性流体を充填した。
５一
実施例１
以下この発明を具体化した第１の実施例を第３図に従っ
て説明する。回転体としての回転軸１の外周には環状の
永久磁石２と、その両面に吸着されるとともに内径が小
さく形成された環状のポールピース３とが遊嵌された状
態に配設されている。
て説明する。回転体としての回転軸１の外周には環状の
永久磁石２と、その両面に吸着されるとともに内径が小
さく形成された環状のポールピース３とが遊嵌された状
態に配設されている。
ポールピース３の内面には断面台形形状の環状突部６が
それぞれ複数個形成されている。前記回転軸１の周面に
は前記ポールピース３に形成された環状突部６と対向す
る部分に断面台形形状の環状突部７が各環状突部６と同
数形成されている。前記回転軸１及びポールピース３の
各環状突部７゜６の隙間には磁性流体４が充填されてい
る。
それぞれ複数個形成されている。前記回転軸１の周面に
は前記ポールピース３に形成された環状突部６と対向す
る部分に断面台形形状の環状突部７が各環状突部６と同
数形成されている。前記回転軸１及びポールピース３の
各環状突部７゜６の隙間には磁性流体４が充填されてい
る。
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。環
状の永久磁石２とその両側に配設された一対のポールピ
ース３及び回転軸１とで磁気回路が形成される。従来装
置と異なりポールピース３の環状突部６に対応して回転
軸１側にも環状突部７が形成されているため、磁気回路
の磁束は両環状突部６，７の部分において磁束密度が高
くなる６− ためこの部分における磁性流体４の集中、吸着力が増大
する。特にこの実施例においては環状突部６．７がそれ
ぞれ断面台形形状をなし先端に向がってその幅が狭くな
るように形成されているため先端部における磁束密度が
Ｊｚり高められ、両環状突部６，７の隙間における磁性
流体４の集中力。
状の永久磁石２とその両側に配設された一対のポールピ
ース３及び回転軸１とで磁気回路が形成される。従来装
置と異なりポールピース３の環状突部６に対応して回転
軸１側にも環状突部７が形成されているため、磁気回路
の磁束は両環状突部６，７の部分において磁束密度が高
くなる６− ためこの部分における磁性流体４の集中、吸着力が増大
する。特にこの実施例においては環状突部６．７がそれ
ぞれ断面台形形状をなし先端に向がってその幅が狭くな
るように形成されているため先端部における磁束密度が
Ｊｚり高められ、両環状突部６，７の隙間における磁性
流体４の集中力。
吸着力が増大し、シール効果が向上し耐圧性能が一段と
向上する。
向上する。
実施例２
次にこの発明の第２の実施例を第４図に従って説明する
。前記第１の実施例においては永久磁石２が１個のみ使
用されポールピース３は一対のみ使用されていたが、こ
の実施例においては永久磁石２及びポールピース３がそ
れぞれ複数個交互に配設されるとともに、隣接する永久
磁石２はそれぞれ同一極同士が対向するように配設され
ている点が前記実施例と大きく異なっている。又、この
実施例において使用される永久磁石２及びポールピース
３は前記実施例におけるポールピース３の環状突部６の
基端の幅と同じ厚さに形成されておりその内側先端が環
状突部６として作用する。回転軸１には各ポールピース
３の内面と対向する位置に断面矩形状の環状突部７が形
成されている。
。前記第１の実施例においては永久磁石２が１個のみ使
用されポールピース３は一対のみ使用されていたが、こ
の実施例においては永久磁石２及びポールピース３がそ
れぞれ複数個交互に配設されるとともに、隣接する永久
磁石２はそれぞれ同一極同士が対向するように配設され
ている点が前記実施例と大きく異なっている。又、この
実施例において使用される永久磁石２及びポールピース
３は前記実施例におけるポールピース３の環状突部６の
基端の幅と同じ厚さに形成されておりその内側先端が環
状突部６として作用する。回転軸１には各ポールピース
３の内面と対向する位置に断面矩形状の環状突部７が形
成されている。
前記実施例のように１個の永久磁石２の両側に一対のポ
ールピース３を設りた構成においては、永久磁石２から
離れた位置にあるポールピース３の環状突部６はど磁束
密度が減少し、耐圧性能が小さくなるが、この実施例の
ように複数の永久磁石２とポールピース３とを交互に配
設するとともに隣接する永久磁石２の同一極同士が対向
するように配設した場合には、永久磁石２に挾まれたポ
ールピース３には互いに反発し合う強力な磁場が発生し
、各ポールピース３の内端における磁束密度が高まると
ともに各環状突部６．７における磁束密度が平均化し各
環状突部６，７における耐圧性能が平均化されることに
よりシール部全体としての耐圧性能が向上覆る。
ールピース３を設りた構成においては、永久磁石２から
離れた位置にあるポールピース３の環状突部６はど磁束
密度が減少し、耐圧性能が小さくなるが、この実施例の
ように複数の永久磁石２とポールピース３とを交互に配
設するとともに隣接する永久磁石２の同一極同士が対向
するように配設した場合には、永久磁石２に挾まれたポ
ールピース３には互いに反発し合う強力な磁場が発生し
、各ポールピース３の内端における磁束密度が高まると
ともに各環状突部６．７における磁束密度が平均化し各
環状突部６，７における耐圧性能が平均化されることに
よりシール部全体としての耐圧性能が向上覆る。
実施例３
次にこの発明の第３の実施例を第５図に従って説明する
。この実施例においては回転軸１に対して回転体として
の磁性体製円筒８を一体回転可能に嵌着し、その外周面
にポールピース３に形成された環状突部６ど対応して環
状突部７を形成した点が前記両実施例と大きく異なって
いる。従ってこの実施例においては第１の実施例と同様
な作用効果を発揮覆る他に、回転軸１には何等凹凸加工
が施されていないため回転軸１の強度が向上するばかり
でなく、円筒８を磁性体で形成することにより非磁性体
の回転軸１に対しても磁性流体シールを適用することが
できる。
。この実施例においては回転軸１に対して回転体として
の磁性体製円筒８を一体回転可能に嵌着し、その外周面
にポールピース３に形成された環状突部６ど対応して環
状突部７を形成した点が前記両実施例と大きく異なって
いる。従ってこの実施例においては第１の実施例と同様
な作用効果を発揮覆る他に、回転軸１には何等凹凸加工
が施されていないため回転軸１の強度が向上するばかり
でなく、円筒８を磁性体で形成することにより非磁性体
の回転軸１に対しても磁性流体シールを適用することが
できる。
なお、この発明は前記各実施例に限定されるものではな
く、例えば、第６図に示すように台形状に形成された環
状突部６．７の先端の幅ａ、ｂのいずれか一方を大きく
〈第６図ではａ ＜ｂ ）形成してもよい。このように
一方の先端部の幅を大きくした場合には組付は時に加工
精度や組付は精度の誤差により軸方向に若干のずれがあ
っても幅の狭いほうの環状突部が他方の環状突部先端か
らずれることがなく環状突部６．７の先端部の位置のず
れによる耐圧性能の低下を防止することができ一〇− る。又、第７図に示すように回転軸１及びポールピース
３の各環状突部６，７の形状を断面矩形状に形成しても
よい。又、第８図に示すようにポールピース３と永久磁
石２とを交互に配設した構成において突部としての各ポ
ールピース３の内周部に２つの環状突部を形成するなど
この発明の趣旨を逸脱しない範囲において各部の形状、
構成等を任意に変更することも可能である。
く、例えば、第６図に示すように台形状に形成された環
状突部６．７の先端の幅ａ、ｂのいずれか一方を大きく
〈第６図ではａ ＜ｂ ）形成してもよい。このように
一方の先端部の幅を大きくした場合には組付は時に加工
精度や組付は精度の誤差により軸方向に若干のずれがあ
っても幅の狭いほうの環状突部が他方の環状突部先端か
らずれることがなく環状突部６．７の先端部の位置のず
れによる耐圧性能の低下を防止することができ一〇− る。又、第７図に示すように回転軸１及びポールピース
３の各環状突部６，７の形状を断面矩形状に形成しても
よい。又、第８図に示すようにポールピース３と永久磁
石２とを交互に配設した構成において突部としての各ポ
ールピース３の内周部に２つの環状突部を形成するなど
この発明の趣旨を逸脱しない範囲において各部の形状、
構成等を任意に変更することも可能である。
効果
以上詳述したように、この発明によればポールピース側
及び回転体側に形成された環状突部の先端における磁束
密度が高まり両環状突部の隙間への磁性流体の集中、吸
着力が高まり磁性流体部分におけるシール効果すなわち
耐圧性能が向上する。
及び回転体側に形成された環状突部の先端における磁束
密度が高まり両環状突部の隙間への磁性流体の集中、吸
着力が高まり磁性流体部分におけるシール効果すなわち
耐圧性能が向上する。
又、耐圧性能が向上するため同一耐圧性能を得る場合に
は従来装置Ｊ：りも磁力の弱い磁石の使用が可能となる
ばかりでなく、ポールピースの環状突部の数を減少する
ことができるため装置のコンパクト化が可能となるとい
う優れた効果を奏する。
は従来装置Ｊ：りも磁力の弱い磁石の使用が可能となる
ばかりでなく、ポールピースの環状突部の数を減少する
ことができるため装置のコンパクト化が可能となるとい
う優れた効果を奏する。
１０−
第１図は従来の磁性流体シール１ｉｌｌ造を示す断面図
、第２図はレンズ研摩装置における研摩液のシールに磁
性流体シールを応用した例を示す要部断面図、第３図は
この発明を具体化した第１の実施例を示す断面図、第４
図は第２の実施例を示す断面図、第５図は第３の実施例
を示す断面図、第６図は変更例の要部拡大断面図、第７
．８図はそれぞれ別の変更例を示す断面図である。 回転軸１、永久磁石２、ポールピース３、磁性流体４、
環状突部６，７、円筒８゜ 特許出願人 株式会社豊田自動織１製作所代 理 人
弁理士 恩１）博宣 １１− 法 瞭 の 法 寸 法
、第２図はレンズ研摩装置における研摩液のシールに磁
性流体シールを応用した例を示す要部断面図、第３図は
この発明を具体化した第１の実施例を示す断面図、第４
図は第２の実施例を示す断面図、第５図は第３の実施例
を示す断面図、第６図は変更例の要部拡大断面図、第７
．８図はそれぞれ別の変更例を示す断面図である。 回転軸１、永久磁石２、ポールピース３、磁性流体４、
環状突部６，７、円筒８゜ 特許出願人 株式会社豊田自動織１製作所代 理 人
弁理士 恩１）博宣 １１− 法 瞭 の 法 寸 法
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、環状の永久磁石とその両面に吸着された環状のポー
ルピースとを回転体に遊嵌された状態に配設し、前記回
転体周面の前記ポールピースの突部と対向する部分に環
状突部を形成し、前記回転体とポールピースの突部との
隙間に磁性流体を充填したことを特徴とする磁性流体を
用いたシール構造。 ２、前記ポールピースは１対のみ配設されるとともにそ
の内周面には複数の環状突部が形成されている特許請求
の範囲第１項に記載の磁性流体を用いたシール構造。 ３、前記ポールピース及び永久磁石はそれぞれ複数個、
交互に配設されるとともに、隣接する永久磁石はそれぞ
れ同一極同士が対向するように配設されている特許請求
の範囲第１項に記載の磁性流体を用いたシール構造。 ４、前記ポールピース及び回転体に形成された環状突部
は断面台形形状に形成されている特許請求の範囲第１〜
３項のいずれか１項に記載の磁性流体を用いたシール構
造。 ５、前記回転体は回転軸に対して一体回転可能に嵌着さ
れた円筒である特許請求の範囲第１〜４項のいずれか１
項に記載の磁性流体を用いたシール構造。 ６、前記回転体は回転軸本体である特許請求の範囲第１
〜４項のいずれか１項に記載の磁性流体を用いたシール
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59010713A JPS60155066A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | 磁性流体を用いたシ−ル構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59010713A JPS60155066A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | 磁性流体を用いたシ−ル構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60155066A true JPS60155066A (ja) | 1985-08-14 |
Family
ID=11757940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59010713A Pending JPS60155066A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | 磁性流体を用いたシ−ル構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60155066A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5474302A (en) * | 1992-08-27 | 1995-12-12 | Ferrofluidics Corporation | On-site fillable ferrofluidic seal |
| US5806856A (en) * | 1992-08-27 | 1998-09-15 | Ferrofluidics Corporation | On-site fillable liquid magnetic seal |
| WO2002095271A1 (fr) * | 2001-05-22 | 2002-11-28 | Nok Corporation | Dispositif de joint d'etancheite magnetique |
| WO2007129148A1 (en) * | 2006-05-04 | 2007-11-15 | Ferrotec (Usa) Corporation | Magnetic fluidic seal with improved pressure capacity |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6052469B2 (ja) * | 1984-08-01 | 1985-11-19 | 株式会社日立製作所 | 情報処理システム |
-
1984
- 1984-01-24 JP JP59010713A patent/JPS60155066A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6052469B2 (ja) * | 1984-08-01 | 1985-11-19 | 株式会社日立製作所 | 情報処理システム |
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| US5474302A (en) * | 1992-08-27 | 1995-12-12 | Ferrofluidics Corporation | On-site fillable ferrofluidic seal |
| US5560620A (en) * | 1992-08-27 | 1996-10-01 | Ferrofluidics Corporation | On-site fillable ferrofluidic seal |
| US5806856A (en) * | 1992-08-27 | 1998-09-15 | Ferrofluidics Corporation | On-site fillable liquid magnetic seal |
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| KR100866696B1 (ko) | 2001-05-22 | 2008-11-04 | 엔오케이 가부시키가이샤 | 자성유체밀봉장치 |
| WO2007129148A1 (en) * | 2006-05-04 | 2007-11-15 | Ferrotec (Usa) Corporation | Magnetic fluidic seal with improved pressure capacity |
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