KR100576106B1 - 회전과 직선운동 겸용 자성유체 실링 장치. - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업과 식품, 특수 분야 등에서 사용되고 있는 실링 장치에 관한 것으로 기존의 실링 장치는 실링 하고자 하는 곳의 축과의 마찰로 인하여 원활한 회전운동이나 직선운동을 방해 하여왔다.

그리고 기존 실링 장치의 단점은 마찰로 인한 실링의 마모를 발생시키며 이로 인한 마찰저항 증가로 회전력의 감소, 마찰음, 실링 장치의 마모로 인한 축의 실링 파괴, 실링 파괴로 인한 부품의 수명단축을 발생시키고 최종적으로 실링 하고자 하는 물질의 누출로 인한 사용장소의 오염의 원인이 되며 이로 인하여 장비의 손상을 발생시킨다.

특히 액체 중에서의 사용이나 특수 환경에서 사용하려면 따로 특수 실링 장치를 사용해야만 한다.

실링 장치의 사용으로 인한 회전력의 감소와 기존의 실링 장치는 쉽게 마모되어 실링 장치가 마모됐을 때 실링 장치의 교체로 인한 정기점검이 필요하게 되어 산업생산성이 떨어지게 된다.

본 발명은 기존 실링 장치의 이와 같은 문제점을 보완하기 위하여 자성유제를 사용하여 실링 하고자 하는 회전축이나 작동부위의 외부를 내경과 외경이 각각 1극으로 착자된 레디알자석(2)으로 구성하고 자석과 축사이의 공간을 수용성이나 유성의 자성유체로 채워서 레디알자석(2)의 자기력에 의해 자성유체가 자기유도 되어 자석에 강하게 흡착됨으로 회전축이나 작동부위를 실링 하여 압력이 걸리는 곳 에서 실링 장치의 역할을 하도록 구성되어 있다. 본 발명은 자성유체를 사용함으로 회전력의 감소가 기존의 실링 장치와 비교할 때 회전력의 감소가 거의 없을 정도로 미약하며 장치의 마찰계수가 거의 없으며 소음이나 진동도 없으며 자석과 실링 부위의 간격이 좁고 자석의 자계 강도가 높을수록 실링 효과는 더 커지므로 용도에 따라 강하거나 약한 사용 압력의 실링 장치를 구성할 수 있다.

본 발명을 구성하기 위해서는 도 1에서 보는 것처럼 링 형태의 자석이 내, 외부가 단일 극으로 형성된 레디알자석(2)이 필요하며 외측 하우징(3)의 내부 홈에 설치되며 자석과 작동축 사이에 자성유체가 주입됨으로 고속으로 회전하더라도 자성유체가 외부로 누출되지 않으며 외측 하우징(3)에 설치된 레디알자석(2)의 자력에 의해 자성유체(1)가 강한 힘으로 흡착되어 있음으로 실링 장치의 내, 외부에 압력이 걸리더라도 실링 부위의 누출이 없다.

단, 레디알자석(2)과 자성유체(1)사이에 서로 작용하고 있는 자기력에 의해서 발생되는 흡착력의 한계를 벗어나지 않는 범위 내에서 실링 장치의 안정된 실링 효과를 보장할 수 있다. 또한 본 발명은 (도 4), (도 5)와 같이 기존의 장치에 간단히 고정용 볼트홀(7)을 가공하여 본 실링 장치를 장착할 수 있도록 하였다.

Description

회전과 직선운동 겸용 자성유체 실링 장치.{A sealing method of motor shafts under rotations simultaneous with rectilinear motions with magnetic fluids between the motor shaft and the radial magnet with a single pole.}

[도 1] : 내외경 1극 착자자석

[도 2] : 개요도

[도 3] : 실링장치의 자석과 축의 배치 단면도

[도 4] : 실링 장치의 단면도

[도 5] : 실링장치의 정면도

[도 6] : 일반 자석과 내외경 1극 착자자석의 비교

[도 7] : 일반 자석과 내외경 1극 착자자석의 자기력선 비교

1 : 자성유체, 2 : 레디알 자석, 3 : 외측 하우징,

4 : 작동 축, 5 : 실링용 링, 6 : 결속용 링,

7 : 고정용 볼트홀, 8 : 일반자석, 9 : 자기력 선.

본 발명은 회전과 직선운동 겸용 자성유체 실링 장치로서 자성유체를 이용한 실링 장치에 관한 것이며 기존의 자성유체 실링 장치들은 (도 6)과 (도 7)의 일반 자석(8)처럼 자석의 자극구조가 상하 단일 극으로 착자된 일반자석(8)을 사용하기 때문에 자성유체를 이용하여 실링 장치를 구성하기위해서는 일반자석(8)이 비록 본 발명의 레디알 자석처럼 중앙이 원통형으로 형성된 원통형 자석이라 할지라도 착자된 자극이 원통형 자석의 길이방향으로 대칭된 자극을 가지게 되어서 자성유체에 가해지는 자기력이 최대가 되게 하기 위해서는 따로 자기적 특성이 좋은 재질로 자기 극편을 만들어서 실링 장치를 구성해야하는 단점이 있으며 자기 극편으로 자기력을 집중시킨다고 하여도 본 발명에서 사용된 레디알 자석과는 많은 자기력차가 발생하게 되며 구조가 복잡해지거나 효율이 떨어지는 단점이 있었다.

(도 7)의 도면에서 보면 일반 자석(8)의 자기장 분포는 각각의 극 즉 N극과 S극이 실링하고자 하는 작동축이 있는 내경이 아니고 양 끝단부에 자극이 형성되어서 축에 전해지는 자기력이 약하게 된다.

자기력은 각각의 극 즉, N극과 S극에서 가장 강하다.

본 발명은 기존의 문제점을 해결하기 위하여 (도 1)처럼 내, 외경이 각각 단일 극으로 형성되어 (도 7)의 일반 자석과 레디알 자석(2)의 비교에서 오른 쪽의 레디알 자석(2)의 자기력선 분포에서 보는 바와 같이 각각의 자극이 작동 축과 서로 나란히 마주보게 되어서 자기력이 가장 강한 부위 즉 자극이 작동 축과 서로 밀착되는 레디알 자석(2)을 사용하여 실링 장치의 외측 하우징(5)의 내부 홈에 레디알 자석(2)을 설치하여 레디알 자석(2)과 실링 하고자하는 작동 축(4) 사이에 자성유체(1)가 주입됨으로 작동 축(4)이 고속으로 회전하더라도, 자성유체(1)가 외부로 누출되지 않으며 레디알 자석(2)의 자력에 의해 자성유체(1)가 강한 자기력의 힘으로 흡착되어 있음으로 상당한 압력이 걸리더라도 실링 효과를 발휘할 수 있다. 본 발명의 효과를 높이기 위해서 (도 1)처럼 내, 외부가 단일 극으로 형성된 레디알 자석(2)이 필요하며 레디알 자석(2)의 자극 배치는 (도 3)에서 보는 바와 같이 좌우가 서로 같은 극으로 배치되어 두 자극 사이에 주입되는 자성유체(1)에 서로 끌어당기는 힘이 강하게 발생되어 레디알 자석(2)과 작동 축(4) 사이의 간격을 최대한 줄일 경우 레디알 자석(2)과 작동 축(4)사이에 주입된 자성유체(1)의 자기력은 최대가 되어 실링 효과는 극대화된다.

본 발명은 현재까지 개발된 자성유체 실링 장치의 단점인 낮은 허용압력을 높일 수 있다. 자극과 축 사이에 주입된 자성유체의 실링 효과는 일반 자석을 이용한 다른 방법보다 더 우수한 효과가 발생된다.

단, 레디알 자석(2)과 자성유체(1)사이에 서로 작용하고 있는 자기력의 한계를 벗어나지 않는 범위 내에서 안정된 작동을 보장할 수 있다.

본 발명은 특수 착자법의 한가지인 내외경 1극착자법에 의해서 착자되어 내경과 외경이 각각 1극으로 구성되어진 레디알 자석(2)을 이용하여 회전하거나 직선 운동을 하는 곳의 실링장치나 윤활 역할을 하는 것으로 내외경이 각각 1극으로 착자된 레디알 자석(2)을 사용하는 것이 본 발명의 핵심 요소 중의 하나이다.

본 발명은 (도 1)에서 보는 바와 같이 링 형태의 자석이 내경이 전부 같은 자극으로 구성되며 외경은 내경에 반대가 되는 자극을 형성하게 된다.

본 발명의 자성유체는 레디알 자석(2)의 중앙을 축이 관통하도록 배치되어 있어 레디알 자석(2)과 축 사이에 주입되는 것으로 자석에서 발생되는 자기력에 의해 자성유체가 자화되어 자석에 흡착되며 실링 하고자 하는 축이 회전하여 원심력이 발생하더라도 강한 자기력 때문에 자석으로부터 분리되지 않으며 실링 하고자 하는 곳에 내외 부에 압력이 걸리더라도 실링 역할을 할 수 있는 것이다.

다만 자석에서 발생하는 자기력과 자성유체(1)사이의 흡착력의 한계범위 내에서 실링 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명은 자성유체와 레디알 자석(2)을 이용하여 실링 장치를 구성함에 있어서 실행 부위의 마찰력을 최소화하고 복잡하지 않는 구조의 실링 장치로 간단하게 기존의 장비들에 부착하여 기존의 것보다 뛰어난 실링 효과를 발휘하는 자성유체 실링 장치를 구성하는 것이다.

본 발명은 (도 2)에서 보는 것과 같이 외부 하우징(3)에 내측과 외측이 각각 1극으로 착자된 레디알 자석(2)이 외부 하우징(3)의 내부에 삽입되고 레디알 자석(2)의 중앙 내측에 작동축(4)이 삽입되어 레디알 자석(2)과 작동 축(4) 사이의 공간에 자성유체(1)를 주입시켜 레디알 자석(2)에서 발생하는 강한 자기력에 의해 자성유체(1)도 자기유도가 되어 레디알 자석(2)과 작동 축(4)사이의 공간을 실링 하게 된다.

본 발명은 레디알 자석(2)과 자성유체(1)를 이용하여 실링 장치를 구성함에 있어서 간단한 실링 장치를 구성하며 또한 (도 4)과 같이 회전하는 축이나 직선 운 동하는 축에 마찰력이나 회전 및 직선운동의 부하가 걸리지 않는 실링을 할 수 있다.

본 발명의 실링 장치는 심한 외부적인 충격이 가해지지 않는한 실링 장치를 반영구적으로 사용가능 하다.

(도 4)의 구성은 실링 장치를 구성하고 있는 외측 하우징(3)에 내측과 외측이 각각 1극으로 착자된 레디알 자석(2)이 (도 3)에서 보는 것과 같이 취부되며 레디알 자석(2)이 취부되는 외측 하우징(3)에 실링용 링(5)이 삽입되어 자석과 하우징을 실링하게 되며 자석의 이탈을 방지하고 자석의 파손시에 쉬운 교체작업을 위하여 결속용 링(6)이 삽입되어 자석과 외부 하우징(3)을 실링 및 고정한다.

본 발명은 자성유체(1)를 이용한 실링 장치로 내경과 외경이 각각 1극으로 착자된 레디알 자석(2)을 이용하여 자석과 자성유체(1)사이의 자계 강도를 극대화 시켜서 기존의 자성유체 실링 장치보다 장치의 구성이 쉽고 실링 효율도 더 효과적이며 적용하고자 하는 장비에 볼트홀(7)을 가공하여 간단히 취부할 수 있는 실링 장치를 구성하며 마찰력이 없어서 정밀 작동 장비에 효과적으로 사용할 수 있다.

Claims (1)

1. 자성유체를 이용한 실링 장치에 있어서 가운데가 원통형으로 되어있는 원통형의 자석이 내경과 외경이 각각 1극으로 착자되어 있는 내외경 1극 착자 레디알 자석(2)을 사용하여서 회전 운동과 직선 운동을 하는 작동 축(4)과 자극이 서로 마주보게 자극이 형성되는 자성유체 실링 장치를 구성하여 작동 축(4)의 외경이 바뀌더라도 실링하고자하는 장치의 구조변경 없이 실링장치의 레디알 자석(2)을 작동 축(4)의 외경보다 조금 큰 내경으로 가공된 레디알 자석(2)으로 바꾸면 사용 가능한 구조의 자성유체 실링 장치.

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