JPS63303272A - 密封装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、高清浄度雰囲気中もしくは真空中で使用され
る機器などの軸受のように、相対回転する内外一対の部
材からなる装置に用いられる密封装置に関する。

〈従来の技術〉 一般に、従来の玉軸受などにおける密封装置は、軸受内
部に封入されたグリースを軸受の外輪に固定された接触
形もしくは非接触形のシール部材によって密封する構造
となっている。

ところが、このような密封装置を備えた軸受を、例えば
、クリーンルームのような高清浄度雰囲気中もしくは真
空中で使用される機器などの軸受として使用すると、そ
の密封性が充分でなく、封入されたグリースの蒸発分や
飛散骨が軸受の外部に漏洩して雰囲気を汚染してしまう
。さらに、接触形のシール部材を使用するものにおいて
は、上記の問題に加え、シール部材と軸受の内輪との接
触によって摩耗粉が発生し、これが軸受の外部に飛散し
て雰囲気を汚染してしまうことにもなっていた。

そのため、最近では、高い清浄度が要求される雰囲気中
での使用に適した密封装置として、従来のシール部材に
替えて磁性流体を利用してシールする構造のものが開発
されており、例えば、その−例として第２図に示すよう
なものがある。

この密封装置はスリーピースタイプといわれるものであ
って、軸受４０の外輪４１と内輪４２との間の開口部に
、内輪４２に対してわずかなシール隙間Ｇをあけた状態
で、軸方向に着磁された環状の磁石４３とこれを挟み込
む一対の板材４４．４４とからなるシール本体４５を外
輪４１に取りつけた構造とされている。そして、この磁
石４３と内輪４２との間に構成される磁気回路によって
シール隙間Ｇに磁性流体４６を保持し、この磁性流体４
６によってシールするようになっている。なお、図にお
ける符号４７は外輪４１と内輪４２との間に介装された
転動体（ボール）であり、符号４８は転動体４７の保持
器である。

この構造の密封装置においては、前述した従来のシール
部材を備えたものに比べて密封性にずくれるとともに、
摩耗粉の発生というような不都合を生じないという特徴
がある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、前記の磁性流体を利用してシールする構造の
密封装置においても、つぎのような問題点があった。

すなわち、シール本体４５を構成する磁石４３の磁力が
弱い場合には、軸受内部に封入されたグリースが磁性流
体４６に混入することが避けられず、この混入によって
磁性流体４６の濃度が低下してしまう。そのため、磁性
流体４６によってシールされているシール隙間Ｇ部分の
耐圧性能が低下し、グリースが軸受４０の外部へ漏洩し
てしまうことになっていた。そこで、磁石４３の磁力を
強くするごとによってグリースの漏洩を避けようとすれ
ば、シール本体４５の軸方向寸法が長くなってしまうば
かりか、これが取りつけられる軸受４０の幅、すなわち
、軸方向寸法が長くなってしまう。

また、このような不都合を避けるために、回転径方向に
着磁された環状の磁石４３を用いてシール本体４５を構
成することも考えられるが、このようにすれば、軸受４
０の内部および外部の空間を通る洩れ磁束が増えて内輪
４２とシール本体４５との間、すなわち、シール隙間Ｇ
における磁束密度が低減してしまう。そのため、このシ
ール隙間Ｇに所要量の磁性流体４６を保持することがで
きず、グリースが軸受４０外部へ漏洩したり、磁性流体
４６そのものが漏洩して雰囲気を汚染してしまうことが
あった。

さらに、このような磁性流体による密封装置においては
、いずれもシール本体４５を軸受４０の外輪４１に直接
的に取りつけているので、グリースの漏洩を防止するた
めに両者を正確な寸法精度で嵌合する必要がある。した
がって、その製作や組立は、面倒で手間のかかるものと
なっていた。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、密封性のより一層の向上を図るとともに、製作
などに要する手間の低減を図ることができる密封装置の
提供を目的とする。

〈問題点を解決するだめの手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、相対回転
する内外一対の部材のうち、第１部材には、先端縁が回
転径方向に沿って第２部材の近傍にまで延出され、かつ
回転径方向に着磁された環状の磁石からなる芯金と、こ
れに一体化された弾性体とからなるシール本体を取りつ
けるとともに、第２部材には、先端縁が回転径方向に沿
って前記第１部材の近傍にまで延出され、かつ強磁性体
もしくは高透磁率体からなる環状のシールリングを前記
シール本体と軸方向に離間して取りつけ、このシールリ
ングおよび前記芯金それぞれの両端縁間を通る磁気回路
を構成し、両端縁間に磁性流体を保持したものである。

く作用〉 上記構成によれば、シール本体の芯金そのものを回転径
方向に沿って着磁された磁石としているので、磁力の強
い芯金を用いてもシール本体の軸方向寸法が長くなるこ
とはない。また、この芯金およびシールリングそれぞれ
の両端縁間で磁気回路を構成しているので、軸受の内部
や外部の空間を通る漏れ磁束が低減することになり、シ
ール隙間における磁束密度が増大する。

しかも、本発明の密封装置においては、そのシール本体
の芯金を弾性体を介して第１部材に取りつけるので、こ
の第１部材とシール本体とを必ずしも正確な寸法精度で
嵌合する必要がなく、したがって、製作などに要する手
間が低減される。

〈実施例〉 以下、本発明を図面に示す一実施例に基づき詳細に説明
する。なお、本実施例においては、密封装置を軸受に適
用して説明する。

第１図は、本発明の密封装置を用いた軸受を示す一部省
略断面図である。

この図におりる符号１０は玉軸受などの軸受であって、
この軸受］０は第１部材としての外輪１１、第２部材と
しての内輪１２、これらの間に介装された転動体（ボー
ル）１３および保持器１４とから構成されでいる。この
外輪］１の内周面端部には全周にわたって周溝１１ａが
形成される一方、この周溝１１．３と対向する位置の内
輪１２の外周面には環状の段部１２ａが全周にわたって
形成されている。

そして、外輪１１と内輪１２との間に形成された軸受１
０の軸方向に沿う環状の隙間の両開口部には一対の密封
装置が取りつけられ、外輪ＩＪ、内輪１２および密封装
置によって囲まれた軸受１０の内部空間にはグリースが
潤滑剤として封入されている。

この密封装置は、軸受１０の内部に封入されたグリース
が外部に漏洩するのを防止して密封性を確保するための
ものであって、一対の密封装置のうちの少なくとも一方
、すなわち、高清浄度雰囲気側となる密封装置は磁性流
体を利用してシールする構造となっている。そして、こ
の密封装置は、軸受１０の外輪１１に取りつけられたシ
ール本体２０と内輪１２に取りつけられたシールリング
２１とによって構成されている。

シール本体２０は、回転径方向に幅広に形成され、かつ
この方向に沿って着磁された逆ｒ　Ｌ　Ｊ字形断面を有
する環状の磁石からなる芯金２２を備え、この芯金２２
の基端縁としての外周縁２２ａは軸方向内側に屈曲させ
られている。そして、その外周縁２２ａおよび芯金２２
の外面は焼付などによってこれに一体化されたゴムなど
の非磁性を有する弾性体２３で覆われ、シール本体２０
の基端ともなる芯金２２の外周縁２２ａは弾性体２３を
介して外輪１１の周溝１１ａに嵌着固定されている。

また、この芯金２２の内周縁２２ｂ、ずなわち、先端縁
は、内輪１２０段部１２ａに入り込まされ、この内周縁
２２ｂと内輪１２段部１２ａの外周面との間には環状で
わずかな寸法のシール隙間Ｇが形成されている。このシ
ール隙間Ｇにはその全周にわたって磁性流体３５が充填
されており、この磁性流体３５は芯金２２と内輪１２と
の間を通る磁気凹１路によって保持されている。なお、
磁性流体３５としては、非磁性である油性媒体にマグネ
タイトなどの固体強磁性微粉末をコロイド状で含有させ
たものが一般的である。

ところで、第１図においては図示していないが、芯金２
２の内周縁２２ｂを軸方向内方へ屈曲して形成してもよ
い。このようにすれば、芯金２２と内輪］２との間の磁
気回路が軸方向に沿って拡がることになるので、シール
隙間Ｇに保持される磁性流体３５の量が増えることにな
り、ソール効果が大きくなる。

一方、シールリング２１は磁力の影響を受り易い強磁性
体もしくは高透磁率体からなり、略ｒ　Ｌ　Ｊ字形断面
を有する環状に形成されている。そして、このシールリ
ング２１ば、内輪１２の回転径方向に沿って設置１られ
たシール片２１．Ｉ＋が前記芯金２２の軸方向内側に配
置され、その基端縁としての内周縁２１ｂは内輪１２の
段部１２ａに嵌着固定されている。すなわち、このシー
ル片２１ａは、シール本体２０の芯金２２内面と軸方向
の所定寸法だけ離間して対向させられ、これと芯金２２
との間でラビリンスシール効果を発揮するようになって
いる。

なお、図においては、このシール片２］ａを平板状とし
ているが、例えば、関において仮想線で示すように、そ
の中途部の全周にわたって芯金２２側に突出する突条部
２］ｃを形成するようにすれば、より一層大きなラビリ
ンスソール効果を得ることができるものと考えられる。

もちろん、このような突条部を芯金２２側に形成しても
よいことはいうまでもない。

このように、本実施例においては、シール本体２０の芯
金２２そのものを磁石によって形成するとともに、シー
ルリング２１を強磁性体もしくは高透磁率体によって形
成したうえで、これらの両者を軸方向Ｇ三対向して配置
している。したがって、シールリング２１および芯金２
２それぞれの両端縁間、すなわち、シールリング２１の
内周縁２１ｂと芯金２２の内周縁２２ｂとの間およびシ
ールリング２１の先端縁としての外周縁２１ｄと芯金２
２の外周縁２２ａとの間で磁気回路が構成されることに
なる。

ところで、以上の説明においては、シール本体２０を第
１部材としての軸受１０の外輪１１側に取りつけるもの
として説明したが、これに限定されるものではなく、こ
のシール本体２０を第２部材としての内輪１２側に取り
つけるようにしてもよい。また、本発明の密封装置は軸
受のみに用いられるものではなく、他の相対回転する内
外一対の部材からなる装置の密封装置としても適用でき
ることはいうまでもない。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明によれば、シール本体の芯金その
ものが回転径方向に沿って着磁されているので、シール
本体の軸方向寸法が長くなることがなく、磁力の強い芯
金を用いてシール本体を構成することができる。したが
って、このようなシール本体を相対回転する内外一対の
部材のいずれか一方の部材に取りつけることにより、潤
滑剤の混入によって生しる磁性流体の濃度低下、すなわ
ち、その耐圧性の低下を防止することができる。

しかも、そのシール本体の芯金およびシールリングそれ
ぞれの両端縁間で磁気回路を構成しているので、軸受の
内部空間を通る漏れ磁束を低減するとともに、芯金の外
面を弾性体で覆っているので軸受の外部への漏れ磁束の
低減を図ることができる。そのため、シール隙間におけ
る磁束密度の増大を図ることができ、潤滑剤や磁性流体
の漏洩を確実に防止することにより密封性能のより一層
の向上を図ることができる。また、軸受の内部への漏れ
磁束が低減されることに伴い、これによる軸受の寿命な
どへの悪影響がなくなるという効果＝　１１− もある。

さらに、本発明の密封装置においては、そのシール本体
の芯金が弾性体を介して第１部材に取りつけられるので
、この第１部材とシール本体とを必ずしも正確な寸法精
度で嵌合する必要がない。

したがって、製作や組立が簡便となり、これらの作業に
要する手間を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る密封装置を備えた軸受を示す一部
省略断面図であり、第２図は従来例に係る密封装置を備
えた軸受を示す一部省略断面図である。 １０・・・軸受、１１・・・外輪（第１部材）、１２・
・・内輪（第２部材）、２０・・・シール本体、２１・
・・シールリング、２１ｄ・・・シールリングの外周縁
（先端縁）、２２・・・芯金、２２ｂ・・・芯金の内周
縁（先端縁）、２３・・・弾性体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）相対回転する内外一対の部材のうち、第１部材に
   は、先端縁が回転径方向に沿って第２部材の近傍にまで
   延出され、かつ回転径方向に着磁された環状の磁石から
   なる芯金と、これに一体化された弾性体とからなるシー
   ル本体を取りつけるとともに、 第２部材には、先端縁が回転径方向に沿って前記第１部
   材の近傍にまで延出され、かつ強磁性体もしくは高透磁
   率体からなる環状のシールリングを前記シール本体と軸
   方向に離間して取りつけ、このシールリングおよび前記
   芯金それぞれの両端縁間を通る磁気回路を構成し、かつ
   両端縁間に磁性流体を保持したことを特徴とする密封装
   置。