KR101527313B1

KR101527313B1 - Rotary Joint

Info

Publication number: KR101527313B1
Application number: KR1020137032917A
Authority: KR
Inventors: 요시히사 다카노; 고타로 오시타; 다이키 스미카와
Original assignee: 이글 고오교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2012-10-03
Publication date: 2015-06-09
Also published as: JPWO2013099385A1; WO2013099385A1; JP5913374B2; KR20140018380A

Abstract

자성 유체가 안정적으로 보유지지되는 것을 가능하게 하는 회전 이음매를 제공한다.
제1 통로(11)를 갖춘 회전축(10)과, 제2 통로(21)를 갖춘 하우징(20)과, 회전축(10)의 외주에 고정되며, 제1 환상홈(51)과 제2 환상홈(52)을 연통하는 제3 통로(53)가 구비되어 있는 제1 환상부재(50)와, 하우징(20)의 내주에 고정되며, 제3 환상홈(61)과 제4 환상홈(62)을 연통하는 제4 통로(63)가 구비되어 있는 제2 환상부재(60)와, 제1 환상부재(51) 및 제2 환상부재(52)의 축방향의 양측에 설치되고, 회전축(10)과 하우징(20)과의 사이의 환상간극을 밀봉하는 1쌍의 자성 유체 시일(40)을 갖춘 회전 이음매(1)로서, 제1 통로(11), 제2 통로(21), 제3 통로(53) 및 제4 통로(63)는, 하우징(20)에 대한 회전축(10)의 회전위치에 관계없이 이들이 일직선상에 늘어서지 않는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.And provides a rotating joint that enables the magnetic fluid to be stably held.
A rotary shaft 10 having a first passage 11 and a housing 20 having a second passage 21. The housing 20 is fixed to the outer periphery of the rotary shaft 10 and has a first annular groove 51, A third annular member 50 fixed to the inner periphery of the housing 20 and having a third annular groove 61 and a fourth annular groove 62, A second annular member 60 provided with a fourth passage 63 communicating with the first annular member 51 and the second annular member 52 and a second annular member 60 provided on both sides in the axial direction of the first annular member 51 and the second annular member 52, A second passage 21, a third passage (not shown), and a pair of magnetic fluid seals 40 for sealing an annular gap between the first passage 11 and the housing 20, 53 and the fourth passage 63 are disposed at positions where they do not extend in a straight line regardless of the rotational position of the rotating shaft 10 with respect to the housing 20. [

Description

Rotary Joint}

본 발명은 자성 유체 시일(magnetic fluid seal: 자성 유체 밀봉체)을 갖춘 회전 이음매에 관한 것이다.
The present invention relates to a rotating seam with a magnetic fluid seal.

종래, 회전축과, 이 회전축이 삽통(揷通)되는 축공(軸孔)을 갖춘 하우징을 구비하고, 이들 회전축과 하우징의 쌍방에 설치된 통로가 양자간에 설치된 환상간극(環狀間隙)을 매개로 해서 연결되도록 구성된 회전 이음매가 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 이러한 회전 이음매에 있어서는, 통로를 흐르는 기체의 누설을 억제하기 위해 각종 밀봉장치가 구비되어 있다.BACKGROUND ART Conventionally, there has conventionally been known a structure in which a housing having a rotary shaft and a shaft hole into which the rotary shaft is inserted is provided, and a passage provided in both the rotary shaft and the housing is provided via an annular gap (Refer to Patent Document 1). In such a rotary joint, various sealing devices are provided to suppress leakage of the gas flowing through the passage.

여기서, 마찰 토크를 극히 낮게 억제하는 것이 가능한 밀봉장치로서, 자성 유체 시일이 알려져 있다. 그렇지만, 자성 유체 시일의 경우에는, 자성 유체를 안정적으로 보유지지하기 위한 구조가, 고무나 수지 등의 고체재료에 비해 기술적으로 어렵다고 하는 단점이 있다. 상기의 회전 이음매의 경우에는, 회전축의 회전에 의해 회전축 측의 통로의 포트와, 하우징 측의 통로의 포트가 회전방향으로 보아 동위상(同位相)으로 된 때에, 회전축 측의 통로와 하우징 측의 통로를 직선적으로 연결하는 유로가 형성되기 때문에 급격히 기체가 흐른다. 이에 따라, 밀봉장치에 의한 밀봉영역 내의 압력이 급격히 변화해 버리기 때문에, 자성 유체 시일을 채용하는 경우에는 어떻게 자성 유체를 안정적으로 보유지지시키는가가 문제로 된다.Here, a magnetic fluid seal is known as a sealing device capable of suppressing the frictional torque to an extremely low level. However, in the case of the magnetic fluid seal, there is a disadvantage that the structure for stably holding the magnetic fluid is technically more difficult than a solid material such as rubber or resin. In the case of the above-described rotational joint, when the port of the passage on the rotational axis side and the port of the passage on the housing side are in phase (in phase) as viewed in the rotational direction by the rotation of the rotational axis, A flow path for linearly connecting the passages is formed, so that the gas flows rapidly. As a result, the pressure in the sealing area of the sealing device changes abruptly. Therefore, when the magnetic fluid seal is employed, how to hold the magnetic fluid stably is a problem.

또한, 상기 포트와 자성 유체 시일과의 사이의 위치에 래비린드 시일(labyrinth seal: 래비린드 밀봉체)을 설치함으로써, 자성 유체를 보유지지하고 있는 부분에 대한 압력변동을 억제하는 기술도 알려져 있다(특허문헌 2 참조). 그렇지만, 이 경우에는, 일반적으로 복잡한 구조로 구성되는 래비린드 시일을 설치하지 않으면 안되기 때문에, 구조가 복잡화되어 버리는 문제가 있다.
There is also known a technique in which a labyrinth seal (labyrinth seal) is provided at a position between the port and the magnetic fluid seal to suppress pressure fluctuation on a portion holding the magnetic fluid ( Patent Document 2). However, in this case, there is a problem that the structure is complicated because a labyrinth seal having a generally complicated structure must be provided.

특허문헌 1 : 일본국 특개 2011-127725호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-127725 특허문헌 2 : 미국 특허 제7,381,274호 공보Patent Document 2: U.S. Patent No. 7,381,274

본 발명의 목적은, 자성 유체가 안정적으로 보유지지되는 것이 가능한 회전 이음매를 제공함에 있다.
It is an object of the present invention to provide a rotary joint capable of stably holding a magnetic fluid.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이하의 수단을 채용했다.The present invention employs the following means to solve the above problems.

즉, 본 발명의 회전 이음매는,That is, in the rotating joint of the present invention,

외주면에 개구하는 제1 통로를 갖춘 회전축과,A rotary shaft having a first passage opened to the outer peripheral surface,

그 회전축이 삽통되는 축공을 갖추고, 또한 내주면과 외주면을 연통(連通)하는 제2 통로를 갖춘 하우징과,A housing having a shaft hole through which the rotation shaft is inserted and having a second passage communicating an inner circumferential surface and an outer circumferential surface,

상기 회전축의 외주에 고정되며, 또한 내주면 측에는 제1 통로에 연결되는 위치에 배치되는 제1 환상홈(環狀溝)이 설치되고, 외주면 측에는 제2 환상홈이 설치됨과 더불어, 제1 환상홈과 제2 환상홈을 연통하는 제3 통로가 구비되어 있는 제1 환상부재(環狀部材)와,Wherein a first annular groove is provided at a position connected to the first passage and a second annular groove is provided on an outer peripheral side of the first annular groove, A first annular member having a third passage communicating with the second annular groove,

상기 하우징의 내주에 고정되며, 또한 외주면 측에는 제2 통로에 연결되는 위치에 배치되는 제3 환상홈이 설치되고, 내주면 측에는 제2 환상홈과의 사이에서 환상공간을 형성하는 제4 환상홈이 설치됨과 더불어, 제3 환상홈과 제4 환상홈을 연통하는 제4 통로가 구비되어 있고, 제1 환상부재에 대해 접동자재(摺動自在)로 설치되는 제2 환상부재와,A third annular groove is provided on a side of the outer circumferential surface of the housing to be connected to the second passage and a fourth annular groove is formed on the inner circumferential side of the housing to form an annular space between the second annular groove. A second annular member which is provided with a fourth passage communicating the third annular groove and the fourth annular groove and which is slidable with respect to the first annular member,

제1 환상부재 및 제2 환상부재의 축방향의 양측에 설치되고, 상기 회전축과 상기 하우징과의 사이의 환상간극을 밀봉하는 1쌍의 자성 유체 시일을 갖춘 회전 이음매로서,And a pair of magnetic fluid seals provided on both sides of the first annular member and the second annular member in the axial direction and sealing the annular gap between the rotation shaft and the housing,

제1 통로, 제2 통로, 제3 통로 및 제4 통로는, 상기 하우징에 대한 회전축의 회전위치에 관계없이 이들이 일직선상에 늘어서지 않는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.The first passage, the second passage, the third passage and the fourth passage are arranged at positions where they do not lie on a straight line irrespective of the rotational position of the rotary shaft with respect to the housing.

본 발명에 의하면, 제1 통로, 제2 통로, 제3 통로 및 제4 통로는, 하우징에 대한 회전축의 회전위치에 관계없이 이들이 일직선상에 늘어서지 않는 위치에 배치되어 있다. 그 때문에, 회전축의 회전 중에, 유로저항이 급격히 저하해 버리는 것을 억제할 수 있고, 이들 통로를 흐르는 기체가 급격히 흘러 버리는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 자성 유체 시일에 의한 밀봉영역 내의 압력이 급격히 변화해 버리는 것을 억제할 수 있다.According to the present invention, the first passage, the second passage, the third passage, and the fourth passage are disposed at positions where they do not extend in a straight line regardless of the rotational position of the rotational shaft relative to the housing. Therefore, during the rotation of the rotary shaft, the flow path resistance is prevented from being drastically reduced, and the flow of the gas flowing through these passages can be suppressed. Thus, it is possible to suppress the sudden change in the pressure in the sealing region due to the magnetic fluid seal.

또, 제3 통로는, 회전축의 회전방향으로 소정의 간격으로 복수 구비되어 있으면 좋다. 이에 따라, 기체가 급격히 흘러 버리는 것을 더 한층 억제할 수 있다. 제4 통로나 제1 통로에 대해서도 마찬가지이다.A plurality of third passages may be provided at predetermined intervals in the rotational direction of the rotary shaft. As a result, it is possible to further suppress the abrupt flow of the gas. The same applies to the fourth passage and the first passage.

또한, 상기 각 구성은, 가능한 한 조합시켜 채용할 수 있다.
In addition, the above-described respective constitutions can be employed in combination as much as possible.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 자성 유체를 안정적으로 보유지지할 수 있다.
As described above, according to the present invention, the magnetic fluid can be stably held.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 회전 이음매의 모식적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 회전 이음매의 모식적 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 회전 이음매의 모식적 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 회전 이음매의 모식적 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 회전 이음매의 모식적 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a rotating joint according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view of a rotating joint according to Embodiment 1 of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view of a rotating joint according to Embodiment 1 of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of a rotating joint according to the first embodiment of the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of a rotating joint according to a second embodiment of the present invention.

이하에 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태를, 실시예에 기초하여 예시적으로 상세히 설명한다. 다만, 이 실시예에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대배치 등은, 특별히 특정적인 기재가 없는 한은, 본 발명의 범위를 그들만에 한정하는 취지의 것은 아니다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail by way of examples with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative positions, and the like of the constituent parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to them unless otherwise specified.

(실시예 1)(Example 1)

도 1∼도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예 1에 따른 회전 이음매에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 회전 이음매에 있어서, 축심(軸心)을 포함하는 면에서 절단한 모식적 단면도이다. 도 2∼도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 회전 이음매에 있어서, 축심에 수직한 면에서 절단한 모식적 단면도이다. 도 2∼도 4에 나타낸 단면도는 도 1에서의 A-A 단면의 위치에서 절단한 단면도에 상당한다. 또, 도 2∼도 4에 있어서는, 후술하는 회전축의 회전위치가 각각 다른 경우를 나타내고 있다. 본 실시예에 따른 회전 이음매는, 예컨대 진공상태로 유지된 밀봉용기 내에 대기 측으로부터 연장된 회전축을 구동하는 부위에 알맞게 이용된다. 또, 대기 측으로부터 회전축을 매개로 해서 공기 등의 기체를 진공 측의 기기로 공급가능한 회전 이음매로서 알맞게 이용된다.A rotary joint according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 to 4. Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a rotating joint according to a first embodiment of the present invention, taken along a plane including an axis. 2 to 4 are schematic cross-sectional views of a rotating joint according to a first embodiment of the present invention, taken along a plane perpendicular to the axis. The cross-sectional views shown in Figs. 2 to 4 correspond to cross-sectional views taken along the line A-A in Fig. 2 to 4 show cases in which the rotation positions of the rotation shafts, which will be described later, are different from each other. The rotating joint according to the present embodiment is suitably used, for example, in a portion for driving a rotation shaft extending from the atmospheric side in a sealed container kept in a vacuum state. Also, it is suitably used as a rotary joint capable of supplying a gas such as air to the apparatus on the vacuum side via the rotating shaft from the atmospheric side.

<회전 이음매의 전체 구성><Overall Construction of Rotary Joint>

본 실시예에 따른 회전 이음매(1)는, 회전축(10)과, 회전축(10)이 삽통되는 축공을 갖춘 하우징(20)과, 회전축(10)의 외주(外周)에 고정되는 제1 환상부재(環狀部材; 50)와, 하우징(20)의 내주(內周)에 고정되는 제2 환상부재(60)와, 이들 환상부재의 축방향의 양측에 설치되는 1쌍의 자성 유체 시일(40)을 구비하고 있다.The rotary joint 1 according to the present embodiment includes a rotary shaft 10, a housing 20 having a shaft hole into which the rotary shaft 10 is inserted, a first annular member 20 fixed to the outer periphery of the rotary shaft 10, A second annular member 60 fixed to the inner circumference of the housing 20 and a pair of magnetic fluid seals 40 disposed on both sides in the axial direction of the annular member 50 .

회전축(10)은, 축방향의 일단부로부터 중심축선을 통해 타단부에는 이르지 않는 위치에서 직경방향으로 향하여 절곡(折曲)되고, 외주면에 개구하는 제1 통로(11)를 구비하고 있다. 또, 회전축(10)에서의 외주면에는, 후술하는 자성 유체 시일(40)에 있어서 자성 유체(43)를 보유지지하기 위한 복수의 환상(環狀)의 미소돌기(12)가 형성되어 있다. 한편, 회전축(10)은 자성 재료에 의해 구성되어 있다.The rotary shaft 10 is provided with a first passage 11 which is bent in a radial direction from a position not reaching the other end through a central axial line from one end in the axial direction and is open to the outer peripheral surface. A plurality of annular fine protrusions 12 for retaining the magnetic fluid 43 are formed on the outer circumferential surface of the rotary shaft 10 in the magnetic fluid seal 40 described later. On the other hand, the rotary shaft 10 is made of a magnetic material.

하우징(20)은, 내주면과 외주면을 연통하는 제2 통로(21)를 구비하고 있다. 또, 하우징(20)의 일단 측에는, 회전 이음매(1)가 설치되는 장치에 대해 회전 이음매(1)를 고정하기 위한 외향 플랜지(22)가 설치되어 있다. 또, 하우징(20)의 타단 측에는, 회전축(10)과 하우징(20)과의 사이의 환상간극에 설치되는 각종 부재를 보유지지하여 고정하기 위한 커버(23)가 고정된다. 한편, 하우징(20)은 비자성 재료에 의해 구성되어 있다. 또, 하우징(20)의 양단 부근에는, 각각 볼 베어링(30)이 설치되어 있고, 하우징(20)에 대해 회전축(10)이 동심적으로 순조롭게 회전할 수 있도록 구성되어 있다.The housing (20) has a second passage (21) communicating an inner circumferential surface and an outer circumferential surface. An outward flange 22 is provided on one end side of the housing 20 to fix the rotary joint 1 to the apparatus in which the rotary joint 1 is installed. A cover 23 for holding and fixing various members provided in an annular gap between the rotary shaft 10 and the housing 20 is fixed to the other end side of the housing 20. On the other hand, the housing 20 is made of a nonmagnetic material. Ball bearings 30 are provided in the vicinity of both ends of the housing 20 so that the rotary shaft 10 can rotate concentrically and smoothly with respect to the housing 20.

제1 환상부재(50)는, 그 내주면 측에 제1 통로(11)에 연결되는 위치에 배치되는 제1 환상홈(51)이 설치되어 있다. 또, 제1 환상부재(50)의 외주면 측에는 제2 환상홈(52)이 설치되어 있다. 더욱이, 이들 제1 환상홈(51)과 제2 환상홈(52)을 연통하는 제3 통로(53)가 설치되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 제3 통로(53)는 회전축(10)의 회전방향으로 소정의 간격(일정 간격)으로 복수 구비되어 있다.The first annular member (50) is provided with a first annular groove (51) arranged at a position connected to the first passage (11) on the inner circumferential surface side thereof. A second annular groove 52 is provided on the outer circumferential surface of the first annular member 50. Furthermore, a third passage 53 for communicating the first annular groove 51 and the second annular groove 52 is provided. In the present embodiment, a plurality of third passages 53 are provided at predetermined intervals (constant intervals) in the rotational direction of the rotary shaft 10. [

여기서, 제1 환상부재(50)는 세트 스크루(70)에 의해 회전축(10)에 대해 고정된다. 이 때, 회전축(10)의 회전방향에 있어서, 회전축(10)에 설치되어 있는 제1 통로(11)와, 제1 환상부재(50)에 설치되어 있는 제3 통로(53)가 일직선상에 늘어서지 않도록, 제1 환상부재(50)는 회전축(10)에 대해 위치결정된 상태에서 고정되어 있다(도 2∼도 4 참조). 한편, 제1 환상부재(50)는 비자성 재료에 의해 구성되어 있다. 또, 제1 환상부재(50)는 후술하는 자성 유체 시일(40)에 구비되어 있는 자극편(pole piece; 42)과 접동(摺動)하지 않도록, 자극편(42)과의 사이에 간극이 형성되어 있다.Here, the first annular member 50 is fixed with respect to the rotating shaft 10 by the set screw 70. At this time, the first passage 11 provided in the rotary shaft 10 and the third passage 53 provided in the first annular member 50 are arranged on a straight line in the rotating direction of the rotary shaft 10 The first annular member 50 is fixed in a state of being positioned with respect to the rotary shaft 10 (see Figs. 2 to 4). On the other hand, the first annular member 50 is made of a non-magnetic material. The gap between the first annular member 50 and the magnetic pole piece 42 is set so that the first annular member 50 does not slide on the pole piece 42 provided on the magnetic fluid seal 40 Respectively.

제2 환상부재(60)는, 그 외주면 측에 제2 통로(21)에 연결되는 위치에 배치되는 제3 환상홈(61)이 설치되어 있다. 또, 제2 환상부재(60)의 내주면 측에는 제2 환상홈(52)과의 사이에서 환상공간(環狀空間; K)을 형성하는 제4 환상홈(62)이 설치되어 있다. 더욱이, 이들 제3 환상홈(61)과 제4 환상홈(62)을 연통하는 제4 통로(63)가 구비되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 제4 통로(63)는 회전축(10)의 회전방향으로 소정의 간격(일정 간격)으로 복수 구비되어 있다. 상기와 같이, 제2 환상홈(52)과 제4 환상홈(62)과의 사이에 환상공간(K)을 설치함으로써, 둘레 상의 압력을 평형상태로 할 수 있다.The second annular member 60 has a third annular groove 61 disposed at a position connected to the second passage 21 on the outer peripheral surface side thereof. A fourth annular groove 62 for forming an annular space K between the second annular groove 52 and the second annular groove 52 is provided on the inner circumferential surface of the second annular member 60. Further, a fourth passage 63 for communicating the third annular groove 61 and the fourth annular groove 62 is provided. In the present embodiment, a plurality of the fourth passages 63 are provided at predetermined intervals (constant intervals) in the rotating direction of the rotating shaft 10. As described above, by providing the annular space K between the second annular groove 52 and the fourth annular groove 62, the circumferential pressure can be balanced.

제1 환상부재(50)의 외주면과 제2 환상부재(60)의 내주면과의 사이에는 미소한 간극이 설치되어 있어, 회전축(10)이 회전하고 있지 않은 경우에도 이들 사이에는 접동저항이 생기지 않는다. 따라서, 회전 이음매(1)에 있어서, 접동저항이 발생하는 곳은, 설계상 존재하지 않는다. 즉, 볼 베어링(30)에 있어서는, 볼이 구르면서 축수(軸受: 축받이)로서 기능하므로 접동저항이 거의 발생하지 않는다. 또, 자성 유체 시일(40)에 있어서는, 자극편(42)과 회전축(10)과의 사이에는 자성 유체(43)가 개재(介在)하고 있으므로 접동저항은 거의 발생하지 않는다. 한편, 제2 환상부재(60)는 비자성 재료에 의해 구성되어 있다. 또, 제2 환상부재(60)는 1쌍의 자성 유체 시일(40)을 위치결정하는(이들의 간격을 정하는) 스페이서로서의 역할도 담당하고 있다.A minute clearance is provided between the outer circumferential surface of the first annular member 50 and the inner circumferential surface of the second annular member 60. Even when the rotating shaft 10 is not rotating, no sliding resistance is generated between the outer circumferential surface of the first annular member 50 and the inner circumferential surface of the second annular member 60 . Therefore, in the rotary joint 1, the place where the sliding resistance occurs is not designed. That is, in the ball bearing 30, since the ball rolls and functions as a bearing, the sliding resistance hardly occurs. In the magnetic fluid seal 40, since the magnetic fluid 43 is interposed between the magnetic pole piece 42 and the rotary shaft 10, sliding resistance hardly occurs. On the other hand, the second annular member 60 is made of a non-magnetic material. The second annular member 60 also serves as a spacer for positioning the pair of magnetic fluid seals 40 (defining their intervals).

1쌍의 자성 유체 시일(40)은, 각각 환상의 영구자석(41)과, 영구자석(41)의 축방향의 양측에 설치되는 1쌍의 환상의 자극편(42)과, 자극편(42)의 내주면과 회전축(10)에 설치된 복수의 환상의 미소돌기(12)와의 사이에 보유지지되는 자성 유체(43)를 구비하고 있다. 영구자석(41)은 축방향의 일단 측이 N극이고 타단 측이 S극으로 되도록 구성되어 있다. 또, 자극편(42)은 자성부재에 의해 구성되고, 또한 회전축(10)도 자성부재에 의해 구성되어 있다. 이에 따라, 영구자석(41)과 1쌍의 자극편(42)과 회전축(10)을 통과하는 자기회로가 형성됨으로써, 자극편(42)의 내주면과 환상의 미소돌기(12)와의 사이의 미소간극에 자성 유체(43)가 자력에 의해 보유지지된다.The pair of magnetic fluid seals 40 each include an annular permanent magnet 41, a pair of annular magnetic pole pieces 42 provided on both sides in the axial direction of the permanent magnet 41, And a magnetic fluid 43 held between the inner peripheral surface of the rotary shaft 10 and a plurality of annular fine projections 12 provided on the rotary shaft 10. The permanent magnet 41 is configured such that one end side in the axial direction is an N pole and the other end side is an S pole. The magnetic pole piece 42 is constituted by a magnetic member, and the rotary shaft 10 is also constituted by a magnetic member. Thus, the permanent magnet 41, the pair of magnetic pole pieces 42, and the magnetic circuit passing through the rotating shaft 10 are formed, so that the smile between the inner peripheral surface of the magnetic pole piece 42 and the annular micro- The magnetic fluid 43 is retained by the magnetic force in the gap.

자성 유체 시일(40)(보다 구체적으로는 자극편(42))과 볼 베어링(30)과의 사이에는, 이들의 간격을 정하기 위해, 비자성 재료로 이루어진 스페이서(80)가 설치되어 있다.A spacer 80 made of a nonmagnetic material is provided between the magnetic fluid seal 40 (more specifically, the magnetic pole piece 42) and the ball bearing 30 in order to determine the gap therebetween.

또, 본 실시예에 따른 회전 이음매(1)는, 회전축(10)과 제1 환상부재(50)와의 사이, 하우징(20)과 각종 부재(제2 환상부재(60) 및 자극편(42))와의 사이에는, 각각 O링(O)이 설치되어, 기체의 누설을 방지하고 있다.The rotary joint 1 according to the present embodiment has a structure in which the housing 20 and various members (the second annular member 60 and the pole piece 42) are disposed between the rotary shaft 10 and the first annular member 50, , An O-ring (O) is provided to prevent leakage of the gas.

<회전 이음매의 동작><Operation of rotating joint>

본 실시예에 따른 회전 이음매(1)에 있어서는, 회전축(10)의 회전방향의 위치에 관계없이 제1 환상홈(51), 제3 통로(53), 환상공간(K)(제2 환상홈(52)과 제4 환상홈(62)으로 형성되는 공간), 제4 통로(63) 및 제3 환상홈(61)을 통해, 제1 통로(11)로부터 제2 통로(21)에 이르는 유로가 형성된다(도 2∼도 4 참조). 따라서, 회전축(10)이 회전하고 있는지 여부와 관계없이 항상 기체를 회전 이음매(1)가 설치되는 장치 내로 보내거나, 또는 당해 장치 내로부터 외부로 내보내는 것이 가능하게 된다.In the rotary joint 1 according to the present embodiment, the first annular groove 51, the third passage 53, the annular space K (the second annular groove) (The space formed by the first annular groove 52 and the fourth annular groove 62), the fourth passage 63, and the third annular groove 61, the flow path from the first passage 11 to the second passage 21 (See Figs. 2 to 4). Therefore, regardless of whether the rotary shaft 10 is rotating or not, it is possible to always send the gas into the apparatus in which the rotary joint 1 is installed, or to send it out of the apparatus.

또, 제1 환상부재(50)는 회전축(10)에 대해 고정되어 있으므로, 회전축(10)이 회전해도 회전축(10)에 설치된 제1 통로(11)와 제1 환상부재(50)에 설치된 제3 통로(53)와의 위치관계는 변함이 없다. 그리고, 상기와 같이, 본 실시예에 있어서는, 제1 통로(11)와 제3 통로(53)가 일직선상에 늘어서지 않도록 구성되어 있다. 따라서, 제1 통로(11), 제2 통로(21), 제3 통로(53) 및 제4 통로(63)가 회전축(10)의 회전 중에 일직선상에 늘어서는 일은 없다. 도 1 및 도 4에 있어서는, 제1 통로(11)와 제2 통로(21)가 일직선상에 늘어섰을 때의 모습을 나타내고 있다. 이 때, 제2 통로(21)와 제4 통로(63)는 항상 일직선상에 늘어서는 관계에 있으므로, 제1 통로(11), 제2 통로(21) 및 제4 통로(63)는 일직선상에 늘어선 상태로 된다. 그렇지만, 제3 통로(53)는 제1 통로(11)와는 일직선상에 늘어서지 않는 관계로 되어 있으므로, 모든 통로가 일직선상에 늘어서는 일은 없다.Even when the rotary shaft 10 is rotated, the first annular member 50 is fixed to the rotary shaft 10, so that even when the rotary shaft 10 is rotated, the first passage 11 provided on the rotary shaft 10 and the first passage 11 provided on the first annular member 50 The positional relationship with the third passage 53 remains unchanged. As described above, in the present embodiment, the first passage 11 and the third passage 53 are configured not to lie on a straight line. Therefore, the first passage 11, the second passage 21, the third passage 53, and the fourth passage 63 are not arranged in a straight line while the rotary shaft 10 is rotating. 1 and 4 show a state in which the first passage 11 and the second passage 21 are arranged in a straight line. The first passage 11, the second passage 21 and the fourth passage 63 are arranged in a straight line on the second passage 21 and the fourth passage 63, As shown in Fig. However, since the third passage 53 does not extend in a straight line with the first passage 11, all the passages do not lie on a straight line.

<본 실시예에 따른 회전 이음매의 우수한 점><Advantages of the rotating joint according to the present embodiment>

본 실시예에 따른 회전 이음매(1)에 의하면, 제1 통로(11), 제2 통로(21), 제3 통로(53) 및 제4 통로(63)는 하우징(20)에 대한 회전축(10)의 회전위치에 관계없이 이들이 일직선상에 늘어서지 않는 위치에 배치되어 있다. 그 때문에, 회전축(10)의 회전 중에, 유로저항이 급격히 저하해 버리는 것을 억제할 수 있고, 이들 통로를 흐르는 기체가 급격히 흘러 버리는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 자성 유체 시일(40)에 의한 밀봉영역 내의 압력이 급격히 변화해 버리는 것을 억제할 수 있고, 자성 유체(43)를 안정적으로 보유지지할 수 있다.The first passage 11, the second passage 21, the third passage 53 and the fourth passage 63 are connected to the rotation shaft 10 (10) of the housing 20 by the rotary joint 1 according to the present embodiment, Are arranged at positions where they do not extend in a straight line irrespective of the rotational position of the rotor. Therefore, during the rotation of the rotary shaft 10, it is possible to suppress the flow resistance from being drastically lowered, and it is possible to suppress the flow of the gas flowing through these passages rapidly. Accordingly, it is possible to suppress the sudden change of the pressure in the sealing region by the magnetic fluid seal 40, and the magnetic fluid 43 can be stably held.

가령 제1 통로(11)와 제3 통로(53)가 일직선상에 늘어서도록, 회전축(10)에 제1 환상부재(50)를 고정시킨 경우에는, 회전축(10)이 1회전마다 1번만 제1 통로(11), 제2 통로(21), 제3 통로(53) 및 제4 통로(63)가 일직선상에 늘어선 상태로 된다. 이 상태에 있어서는, 유로저항이 거의 없기 때문에, 이들 통로를 흐르는 기체가 급격히 흘러 버린다. 그 때문에, 유속이 급격히 빨라져서, 소위 벤튜리(Venturi) 효과에 의해, 제1 환상부재(50)와 제2 환상부재(60)와의 사이의 간극을 통해 환상공간(R) 내의 기체가 기세 좋게 환상공간(K) 측으로 흘러간다. 그 때문에, 환상공간(R) 내의 내부압력이 급격히 변화해 버린다. 이에 따라, 특히 환상공간(R)에 가까운 위치에서 보유지지되어 있는 자성 유체(43)가 환상공간(R) 측으로 유출해 버리는 것이 확인되어 있다.When the first annular member 50 is fixed to the rotary shaft 10 such that the first passage 11 and the third passage 53 are arranged on a straight line, The first passage 11, the second passage 21, the third passage 53, and the fourth passage 63 are arranged in a straight line. In this state, since there is almost no flow path resistance, the gas flowing through these passages flows rapidly. The gas velocity in the annular space R is gradually increased in the annular space R through the gap between the first annular member 50 and the second annular member 60 by the so-called Venturi effect, And flows toward the space K side. Therefore, the internal pressure in the annular space R changes abruptly. As a result, it has been confirmed that the magnetic fluid 43 held at a position near the annular space R flows out to the annular space R side.

또, 본 실시예에 있어서는, 제3 통로(53)나 제4 통로(63)를 복수 설치함으로써, 기체가 급격히 흘러 버리는 것을 더 한층 억제하는 것을 가능하게 하고 있다.Further, in this embodiment, by providing a plurality of the third passage 53 and the fourth passage 63, it is possible to further suppress the sudden flow of the gas.

(실시예 2)(Example 2)

도 5에는 본 발명의 실시예 2가 나타내어져 있다. 본 실시예에 있어서는, 상기 실시예 1에 나타낸 구성에 있어서, 회전축에 설치되는 제1 통로를 복수 설치한 경우의 구성을 나타내고 있다. 그 밖의 구성 및 작용에 대해서는 실시예 1과 동일하므로, 동일한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.Fig. 5 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the configuration shown in the first embodiment shows a configuration in which a plurality of first passages provided on the rotary shaft are provided. Other configurations and actions are the same as those of the first embodiment, and therefore, the same constituent parts are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.

도 5는 본 실시예 2에 따른 회전 이음매에 있어서, 축심에 수직한 면에서 절단한 모식적 단면도이다. 본 실시예에 따른 회전 이음매(1)는, 회전축(10)에 설치되는 제1 통로(11)가 복수 설치되어 있는 점만이 상기 실시예 1과 다르다. 한편, 모든 제1 통로(11)에 관하여, 제1 통로(11)와 제3 통로(53)가 일직선상에 늘어서지 않도록 구성되어 있다.5 is a schematic sectional view taken along a plane perpendicular to the axis of a rotary joint according to the second embodiment. The rotary joint 1 according to the present embodiment differs from the first embodiment only in that a plurality of first passages 11 provided in the rotary shaft 10 are provided. On the other hand, with respect to all the first passages 11, the first passages 11 and the third passages 53 are configured not to extend in a straight line.

이상과 같이, 본 실시예에 있어서는, 제1 통로(11)를 복수 설치함으로써, 기체가 급격히 흘러 버리는 것을 더 한층 억제할 수 있다.As described above, in this embodiment, by providing a plurality of the first passages 11, it is possible to further suppress the abrupt flow of the gas.

(기타)(Etc)

상기 각 실시예에 있어서는, 제1 통로(11)와 제3 통로(53)가 일직선상에 늘어서지 않도록 함으로써, 회전축(10)의 회전위치에 관계없이 제1 통로(11), 제2 통로(21), 제3 통로(53) 및 제4 통로(63)가 일직선상에 늘어서지 않도록 구성한 경우를 나타냈다.The first passage 11 and the third passage 53 do not extend in a straight line so that the first passage 11 and the third passage 53 can communicate with each other regardless of the rotational position of the rotating shaft 10. [ 21, the third passage 53, and the fourth passage 63 are not arranged in a straight line.

그렇지만, 이에 한정되지 않고 제2 통로(21)와 제4 통로(63)가 일직선상에 늘어서지 않도록 함으로써, 회전축(10)의 회전위치에 관계없이 제1 통로(11), 제2 통로(21), 제3 통로(53) 및 제4 통로(63)가 일직선상에 늘어서지 않도록 구성하는 것도 가능하다. 물론, 제1 통로(11)와 제3 통로(53)가 일직선상에 늘어서지 않도록 하고, 또한 제2 통로(21)와 제4 통로(63)가 일직선상에 늘어서지 않도록 해도 좋은 것은 말할 필요도 없다.
However, the present invention is not limited to this, and the first passage 11 and the second passage 21 may be formed independently of the rotational position of the rotary shaft 10 by preventing the second passage 21 and the fourth passage 63 from being straightened. , The third passage 53 and the fourth passage 63 may not be arranged on a straight line. Of course, it is needless to say that the first passage 11 and the third passage 53 do not extend in a straight line, and that the second passage 21 and the fourth passage 63 do not extend in a straight line There is no.

1 회전 이음매
10 회전축
11 제1 통로
12 미소돌기
20 하우징
21 제2 통로
22 플랜지
23 커버
30 볼 베어링
40 자성 유체 시일
41 영구자석
42 자극편
43 자성 유체
50 제1 환상부재
51 제1 환상홈
52 제2 환상홈
53 제3 통로
60 제2 환상부재
61 제3 환상홈
62 제4 환상홈
63 제4 통로
70 세트 스크루
80 스페이서
K, R 환상공간
O O링One rotation joint
10 rotary shaft
11 first passage
12 Smile
20 Housing
21 second passage
22 Flange
23 cover
30 ball bearing
40 magnetic fluid seal
41 permanent magnet
42 stimulus piece
43 magnetic fluid
50 First annular member
51 first annular groove
52 2nd annular groove
53 third passage
60 second annular member
61 3rd Annular groove
62 The fourth annular groove
63 fourth passage
70 set screws
80 Spacer
K, R annular space
O-ring

Claims

A rotary shaft having a first passage opened to the outer peripheral surface,
A housing having a shaft hole through which the rotation shaft is inserted and having a second passage communicating an inner circumferential surface and an outer circumferential surface,
A first annular groove is provided at a position connected to the first passage and a second annular groove is provided at an outer peripheral side of the first annular groove, A first annular member having a third passage communicating with the first annular member,
A third annular groove is provided on a side of the outer circumferential surface of the housing to be connected to the second passage and a fourth annular groove is formed on the inner circumferential side of the housing to form an annular space between the second annular groove. A second annular member provided with a fourth passage communicating between the third annular groove and the fourth annular groove and provided with a sliding contact with the first annular member,
And a pair of magnetic fluid seals provided on both sides of the first annular member and the second annular member in the axial direction and sealing the annular gap between the rotation shaft and the housing,
Wherein the first passage, the second passage, the third passage, and the fourth passage are disposed at positions where they do not extend in a straight line regardless of the rotational position of the rotational shaft relative to the housing.

The rotary joint according to claim 1, wherein a plurality of third passages are provided at predetermined intervals in the rotation direction of the rotary shaft.

The rotary joint according to claim 1 or 2, wherein a plurality of fourth passages are provided at predetermined intervals in the rotating direction of the rotating shaft.

The rotary joint according to claim 1 or 2, wherein a plurality of first passages are provided at predetermined intervals in the rotation direction of the rotation shaft.

The rotary joint according to claim 3, wherein a plurality of first passages are provided at predetermined intervals in the rotation direction of the rotary shaft.