KR101905291B1 - 자성 유체 실의 조립 방법 및 자성 유체 실 - Google Patents

Abstract

자장 형성 부재의 양측에 자성 유체의 보유지지부가 설치되는 자성 유체 실을 조립할 때에, 부착된 자장 형성 부재로부터의 자력에 의해 자극 부재가 이동해 버리는 것을 억제할 수 있는 조립 방법을 제공한다. 둘레 방향으로 분할된 자장 형성 부재(130)와, 한 쌍의 자성 유체 보유지지부(121, 122)와, 이들을 연결하는 연결부(123)를 갖는 자극 부재(120)와, 제1 베어링(160) 및 제2 베어링(170)을 갖춘 자성 유체 실(100)의 조립 방법에 있어서, 축(400)을 연직 방향으로 향한 상태에서 제1 베어링(160)을 축(400)에 고정하는 공정과, 자극 부재(120)를 제1 베어링(160)의 상방으로부터 부착하는 공정과, 제2 베어링(170)을 자극 부재(120)의 상방으로부터 축(400)에 고정함으로써 자극 부재(120)를 축(400)에 대해 위치결정한 상태로 고정하는 공정과, 자장 형성 부재(130)를 한 쌍의 자성 유체 보유지지부(121, 122) 사이에 부착하는 공정이 순서대로 행해진다.

Description

자성 유체 실의 조립 방법 및 자성 유체 실 {METHOD FOR ASSEMBLING FERROFLUID SEAL, AND FERROFLUID SEAL}

본 발명은 축과, 그 축이 삽통(揷通, 삽입통과)되는 축구멍을 가진 하우징과의 사이의 환상 간극을 밀봉하는 자성 유체 실의 조립 방법 및 그 방법에 의해 조립되는 자성 유체 실에 관한 것이다.

종래, 축과 하우징의 축구멍 사이의 환상 간극을 자력(磁力)에 의해 보유지지된 자성 유체에 의해 밀봉하는 자성 유체 실이 알려져 있다(특허 문헌 1 참조). 특허 문헌 1에 개시된 자성 유체 실에서는, 축방향 양단에 자극을 갖는 환상(環狀, 고리모양)의 영구 자석과, 그 영구 자석을 사이에 두고 축방향 양측에, 축과의 사이에서 자성 유체를 보유지지하는 한 쌍의 자극 부재가 설치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 영구 자석과, 한 쌍의 자극 부재와, 자성체로 이루어진 축을 통과하도록 자기 회로가 형성되기 때문에, 축과 자극 부재 사이에서 자성 유체가 안정적으로 보유지지된다.

상기의 구성을 갖는 자성 유체 실의 기능 및 종래의 조립 방법에 대해 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5는 종래예에 따른 자성 유체 실의 각 구성 부품이 축에 부착된 후의 상태를 나타내는 모식적 단면도이고, 설명을 위해 필요한 구성만이 도시되어 있다. 또한, 도 5에서의 상방(上方, 위쪽)이 연직 상향 측으로 된다. 종래예에 따른 자성 유체 실(900)은, 둘레 방향으로 분할된 환상의 영구 자석(901)(이하, 간단히 「자석(901)」이라 한다)의 축방향의 양측에, 동시에 환상의 제1 자극 부재(902)와 제2 자극 부재(903)를 갖추고, 더욱이 양 자극 부재(902, 903)의 양측에, 제1 베어링(904)과 제2 베어링(905)을 갖추고 있다. 그리고, 축(400)의 외주면에 형성된 환상 홈(401)에는 복수의 환상 돌기(402)가 형성되어 있다. 또한, 복수의 환상 돌기(402)는 제1 환상 돌기군(411)과 제2 환상 돌기군(412)으로 나누어 형성되어 있다. 이렇게 하여 구성되는 자성 유체 실(900)에 있어서는, 자석(901)에 의해 형성되는 자기 회로로부터 작용하는 자력에 의해, 자성 유체(도시하지 않음)가 각 환상 돌기(402)의 외주면과, 양 자극 부재(902, 903)의 내주면과의 사이의 환상 간극에 보유지지된다.

자성 유체 실(900)의 종래의 조립 방법에 있어서는, 먼저 연직 방향으로 향한 상태에 있는 축(400)의 소정 위치에 제1 베어링(904)이 고정된다. 다음에, 제1 환상 돌기군(411) 근방에 자성 유체(도시하지 않음)가 도포된 후에, 제1 베어링(904) 위에 제1 자극 부재(902)가 올려 놓여진다. 다음에, 자석(901)과 동일한 형상을 갖는, 둘레 방향으로 분할된 환상의 지그(jig; 도시하지 않음)가 제1 자극 부재(902) 위에 올려 놓여진다. 다음에, 제2 환상 돌기군(412) 근방에 자성 유체가 도포된 후에, 환상의 지그 위에 제2 자극 부재(903)가 올려 놓여진다. 여기서, 양 자극 부재(902, 903)는 축(400)에 대해 위치결정이 이루어진 상태에 있지만, 다른 부품 위에 쌓여 있을 뿐이고 특별히 고정되어 있지 않다. 그리고, 분할된 지그의 분할 조각이, 분할된 자석(901)의 분할 조각과 하나씩 치환됨으로써, 제2 자극 부재(903)가 지그 위에 올려 놓여진 상태에서 자석(901)의 부착이 행해진다. 자석(901)의 부착이 종료되면, 제2 베어링(905)이 상방으로부터 부착되어, 제2 자극 부재(903)에 접촉하는 위치에서 고정된다. 이에 따라, 양 자극 부재(902, 903) 및 자석(901)이 축(400)에 대해 위치결정된 상태로 고정된다.

이상과 같이, 자성 유체 실(900)의 종래의 조립 방법에 있어서는, 제2 베어링(905)에 의해 양 자극 부재(902, 903)가 고정되기 전에 자석(901)이 부착된다. 그 때문에, 종래의 조립 방법에서는, 자석(901)의 분할 조각의 부착 후로부터 제2 베어링(905)의 부착 전까지의 기간에 있어서, 제1 자극 부재(902)나 제2 자극 부재(903)가 자석(901)에 의해 형성되는 자기 회로에 의해 축(400)으로 끌어당겨지는 일이 있었다. 이렇게 하여 자극 부재가 이동하면, 자성 유체 실(900)의 밀봉 기능의 저하가 우려됨과 더불어, 이동량이 큰 경우에는, 이동한 자극 부재가 축(400)에 접촉할 우려도 있기 때문에 바람직하지 않다.

여기서, 지그의 각 분할 조각을 자석(901)의 각 분할 조각으로 치환하기 전에, 제2 베어링(905)을 부착함으로써 양 자극 부재(902, 903)를 고정하는 방법을 생각할 수 있다. 그렇지만, 제2 베어링(905)을 먼저 고정하면, 양 자극 부재(902, 903)로부터 꽉 눌림으로써 지그의 분할 조각을 직경 방향 외측으로 끄집어내는 것이 곤란하게 된다. 또, 지그의 분할 조각이 끄집어 내어질 때, 양 자극 부재(902, 903) 사이의 간격이 좁아져 버리기 때문에, 자석(901)의 분할 조각의 부착이 곤란하게 될 수 있다. 그 때문에, 제2 베어링(905)을 먼저 고정하는 수법은 현실적이지 않다.

이상과 같이, 자석의 양측에 자극 부재(자성 유체의 보유지지부)가 설치되는 자성 유체 실을 종래의 방법으로 조립하는 경우에는, 부착된 자석으로부터의 자력에 의해 자극 부재가 위치결정된 위치로부터 이동하는 일이 있었다.

특허 문헌 1: 일본 특개 2010-255845 호 공보

본 발명의 목적은, 자장 형성 부재의 양측에 자성 유체의 보유지지부가 설치되는 자성 유체 실을 조립할 때에, 부착된 자장 형성 부재로부터의 자력에 의해 자극 부재가 이동해 버리는 것을 억제할 수 있는 조립 방법을 제공함에 있다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이하의 구성을 채용했다.

즉, 본 발명에 따른 자성 유체 실의 조립 방법은,

축과, 그 축이 삽통되는 축구멍을 가진 하우징과의 사이의 환상 간극을 밀봉하는 자성 유체 실의 조립 방법으로서,

상기 자성 유체 실은,

축방향의 양단에 자극을 갖되, 둘레 방향으로 분할된 환상의 자장 형성 부재와,

상기 축과의 사이에서 자력에 의해 자성 유체를 보유지지하되, 축방향으로 간격을 두고 배치된 한 쌍의 자성 유체 보유지지부와, 그 한 쌍의 자성 유체 보유지지부를 연결하는 연결부를 갖는 환상의 자극 부재와,

상기 자극 부재의 축방향의 양측에 설치된 제1 베어링 및 제2 베어링을 갖추며,

상기 축을 연직 방향으로 향한 상태에서 상기 제1 베어링을 그 축에 고정하는 제1 베어링 고정 공정과,

상기 제1 베어링 고정 공정 후에, 상기 자극 부재를 상기 제1 베어링의 상방으로부터 부착하는 자극 부재 부착 공정과,

상기 자극 부재 부착 공정 후에, 상기 제2 베어링을 상기 자극 부재의 상방으로부터 상기 축에 고정함으로써, 그 자극 부재를 그 축에 대해 위치결정한 상태로 고정하는 제2 베어링 고정 공정과,

상기 제2 베어링 고정 공정 후에, 상기 자장 형성 부재를 상기 자극 부재에서의 상기 한 쌍의 자성 유체 보유지지부 사이에 부착하는 자장 형성 부재 부착 공정을 구비한다.

본 발명에 따른 자성 유체 실의 조립 방법에 의하면, 제2 베어링에 의해 자극 부재가 축에 대해 위치결정된 상태로 고정되고, 그 후 연결부에 의해 분리된 한 쌍의 자성 유체 보유지지부 사이에 자장 형성 부재가 부착된다. 이에 따라, 제2 베어링에 의해 자극 부재의 고정이 이루어진 후이더라도 자장 형성 부재의 부착이 가능하게 됨과 더불어, 자장 형성 부재가 부착됨으로써, 자장 형성 부재, 자극 부재 및 축을 통과하도록 자기 회로가 형성된다고 해도, 자력에 의한 자극 부재의 이동이 억제된다. 또한, 본 발명에 따른 자성 유체 실이 사용되는 축으로서는, 자성체로 이루어진 것이나, 비자성체로 이루어진 축의 직경 방향 외측에 자성체로 이루어진 원통형상의 슬리브를 장착시킨 것 등, 적어도 축의 외주면 상에서의 자성 유체가 보유지지되는 위치가 자성체로부터 구성되는 축이 상정(想定)된다.

또, 상기의 조립 방법에 있어서는,

상기 자성 유체 실은,

상기 자극 부재에서의 축방향의 제1 단부에 대해 직경 방향으로 계합(係合, 맞물림)함으로써 그 자극 부재를 직경 방향으로 위치결정하는 계합부가 설치된 제1 스페이서와,

상기 자극 부재에서의 축방향의 제2 단부에 대해 직경 방향으로 계합함으로써 그 자극 부재를 직경 방향으로 위치결정하는 계합부가 설치된 제2 스페이서를 더 갖추며,

상기 제1 베어링 고정 공정 후이고 상기 자극 부재 부착 공정 전에, 상기 제1 스페이서를 상기 제1 베어링의 상방으로부터 부착하는 제1 스페이서 부착 공정과,

상기 자극 부재 부착 공정 후이고 상기 제2 베어링 고정 공정 전에, 상기 제2 스페이서를 상기 자극 부재의 상방으로부터 부착하는 제2 스페이서 부착 공정을 구비해도 좋다.

이 조립 방법에 의하면, 부착된 양 스페이서의 계합부와, 자극 부재에서의 축방향의 양단부와의 직경 방향의 계합에 의해 자극 부재가 위치결정된 상태로 고정된다.

또한, 상기의 조립 방법에 의해 조립되는 자성 유체 실에 있어서,

상기 제1 스페이서에는, 상기 제1 베어링의 외주면에 대해 직경 방향으로 계합함으로써 그 제1 스페이서가 직경 방향으로 위치결정되는 추가의 계합부가 설치되고,

상기 제2 스페이서에는, 상기 제2 베어링의 외주면에 대해 직경 방향으로 계합함으로써 그 제2 스페이서가 직경 방향으로 위치결정되는 추가의 계합부가 설치되어도 좋다.

이 자성 유체 실에 의하면, 제1 스페이서가 제1 베어링에 대해 직경 방향으로 계합함으로써 위치결정된 상태로 고정되고, 제2 스페이서가 제2 베어링에 대해 직경 방향으로 계합함으로써 위치결정된 상태로 고정된다. 이에 따라, 자극 부재가 양 스페이서를 통해 양 베어링에 대해 위치결정된 상태로 고정된다.

또한, 상기의 조립 방법에 의해 조립되는 스페이서를 갖추지 않은 자성 유체 실에 있어서,

상기 자극 부재에서의 축방향의 제1 단부에는, 상기 제1 베어링의 외주면에 대해 직경 방향으로 계합함으로써 그 자극 부재가 직경 방향으로 위치결정되는 계합부가 설치되고,

상기 자극 부재에서의 축방향의 제2 단부에는, 상기 제2 베어링의 외주면에 대해 직경 방향으로 계합함으로써 그 자극 부재가 직경 방향으로 위치결정되는 계합부가 설치되어도 좋다.

이 자성 유체 실에 의하면, 자극 부재에서의 축방향의 양 단부와 양 베어링의 외주면과의 직경 방향의 계합에 의해 자극 부재가 양 베어링에 대해 위치결정된 상태로 고정된다.

본 발명에 의하면, 자장 형성 부재의 양측에 자성 유체의 보유지지부가 설치되는 자성 유체 실을 조립할 때에, 부착된 자장 형성 부재로부터의 자력에 의한 자극 부재의 이동을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 자성 유체 실의 모식적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 자성 유체 실의 조립 방법을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 자성 유체 실의 모식적 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 자성 유체 실의 모식적 단면도이다.
도 5는 종래예에 따른 자성 유체 실의 조립 방법을 설명하는 도면이다.

이하에, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태를 실시예에 기초해서 예시적으로 상세히 설명한다. 다만, 이 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은, 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것들만으로 한정하는 취지의 것은 아니다. 또한, 본 발명에 따른 조립 방법에 의해 조립되는 자성 유체 실은, 예를 들어 반도체 제조 장치 등의 진공 용기를 밀봉하기 위해 사용된다. 보다 구체적으로는, 진공 용기의 외부로부터 내부로 회전 동력을 전달하는 회전축의 도입부에 적용된다.

[실시예 1]

<자성 유체 실의 전체 구성>

도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 자성 유체 실(100)의 전체 구성에 대해 설명한다. 도 1은 자성 유체 실(100)의 개략 구성을 나타내는, 축(400)의 중심 축선을 포함한 평면에 따른 모식적 단면도이다. 또한, 중심 축선을 사이에 두고 반대측 부분의 구성은 대체로 대칭이므로 도시는 생략하고 있다.

자성 유체 실(100)은, 자성체로 이루어진 축(400)과, 축(400)이 삽입통과되는 축구멍(501)을 가진 하우징(500)과의 사이의 환상 간극을 밀봉하기 위해 사용된다. 축(400)의 외주면에는 환상 홈(고리모양 홈; 401)이 형성되어 있고, 이 환상 홈(401)에는 복수의 환상 돌기(402)가 형성되어 있다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 복수의 환상 돌기(402)는 대기 측(A)(도 중 우측)에 설치된 제1 환상 돌기군(411)과, 진공 측(V)(도 중 좌측)에 설치된 제2 환상 돌기군(412)으로 나뉘어 설치되어 있다. 그리고, 비자성체로 이루어진 하우징(500)은, 진공 용기 등의 외벽면에 고정되는 외향 플랜지부(502)를 진공 측(V)에 가지고 있다. 본 실시예에 있어서는, 자성 유체 실(100)의 외측에 비자성체로 이루어진 하우징(500)이 부착됨으로써, 자석(130)의 자기장 누설이 효과적으로 억제된다. 또한, 자성체로 이루어진 축(400)의 대체로서, 비자성체로 이루어진 축의 직경 방향 외측에 자성체로 이루어진 원통형상의 슬리브를 장착시킨 축이 이용되어도 좋다. 즉, 축(400)을 예로 들면, 적어도 외주면 상에서의 복수의 환상 돌기(402) 및 그 근방이 자성체로 구성된 축이라면, 본 실시예에 따른 자성 유체 실(100)을 적용할 수 있다.

자성 유체 실(100)은, 축방향의 양단에 자극을 갖는 환상의 자장 형성 부재로서의 영구 자석(130)(이하 「자석(130)」이라 한다)을 갖추고 있다. 이 자석(130)은, 둘레 방향으로 분할되어 있으며, 각 분할 부분이 조합된 때에 전체적으로 환상(環狀, 고리모양)으로 된다. 또한, 후술하는 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는 자석(130)은 둘레 방향으로 균등하게 2분할로 되어 있다. 또, 자성 유체 실(100)은 자성체로 이루어진 자극 부재(120)를 갖추고 있다. 자극 부재(120)에는, 축(400)과의 사이에서 자력에 의해 자성 유체(F)를 보유지지하는 제1 자성 유체 보유지지부(121)와 제2 자성 유체 보유지지부(122)가 축방향으로 간격을 두고 설치되어 있다. 더욱이, 자극 부재(120)에는 이들 한 쌍의 자성 유체 보유지지부(121, 122)를 연결하는 원통 형상의 연결부(123)가 직경 방향 내측에 설치되어 있다. 즉, 본 실시예에 있어서는, 한 쌍의 자성 유체 보유지지부(121, 122)는 연결부(123)에 의해 연결됨으로써 단일의 부품으로서 일체적으로 구성되어 있다. 그리고, 연결부(123)의 외주 측에는 자석(130)이 부착되는 환상 홈(124)이 형성되어 있다. 또한, 자극 부재(120)의 외주에는, 환상 홈(124)을 사이에 두고 한 쌍의 환상 홈(127, 128)이 더 형성되어 있고, 이들 한 쌍의 환상 홈(127, 128)에는 각각 실 링(101, 102)이 장착되어 있다. 실 링(101, 102)에 의해 축구멍(501)과 자극 부재(120) 사이가 밀봉되어 있다.

자극 부재(120)의 대기 측(A)에는, 환상의 제1 스페이서(140)가 설치되어 있다. 제1 스페이서(140)는 외주면이 축구멍(501)의 내주면에 접촉하고 있으며, 진공 측(V)의 단부의 직경 방향 내측에는 축방향으로 돌출하는 원통 형상의 계합부(係合部; 141)가 설치되어 있다. 계합부(141)는, 자극 부재(120)에서의 대기 측(A)의 단부의 직경 방향 외측에 형성된, 축방향으로 돌출하는 원통 형상의 원통부(125)에 계합(係合, 맞물림)하고 있다. 상세하게는, 계합부(141)의 외주면과 원통부(125)의 내주면이 직경 방향으로 계합하고 있다. 마찬가지로, 자극 부재(120)의 진공 측(V)에는, 그 외주면이 축 구멍의 내주면에 접촉하고 있는 환상의 제2 스페이서(150)가 설치되어 있으며, 제2 스페이서(150)에서의 대기 측(A)의 단부의 직경 방향 내측에는 축방향으로 돌출하는 원통 형상의 계합부(151)가 설치되어 있다. 계합부(151)의 외주면은, 자극 부재(120)에서의 진공 측(V)의 단부의 직경 방향 외측에 형성된, 축방향으로 돌출하는 원통 형상의 원통부(126)의 내주면에 직경 방향으로 계합하고 있다. 이상과 같이 하여, 각 스페이서에 설치된 계합부가 자극 부재(120)의 각 단부에 설치된 원통부에 직경 방향으로 계합함으로써, 자극 부재(120)가 직경 방향으로 위치결정된다.

그리고, 양 스페이서(140, 150)를 사이에 두고 축방향의 양측에는, 축(400)을 회전 가능하게 축지(軸支, 축 지지)하는 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170)이 설치되어 있다. 제1 베어링(160)은 스냅 링(103)에 의해 축(400)에 대해 위치결정된 상태로 고정되어 있다. 자세한 내용은 후술하지만, 자성 유체 실(100)에 있어서는, 양 베어링(160, 170) 사이에 설치된 각 구성 부품은 양 베어링(160, 170)에 의해 양측으로부터 끼워 넣어짐으로써, 축(400)에 대해 위치결정된 상태로 고정되어 있다. 그리고, 자성 유체 실(100)과 하우징(500)의 고정은, 볼트(105)에 의해 하우징(500)에 대해 체결된 스토퍼(104)에 의해 이루어지고 있다. 또한, 볼트(105)의 실제의 체결 위치는 도 1에 나타낸 위치가 아니기 때문에, 볼트(105)는 점선에 의해 그려져 있다.

이상과 같이 구성되는 자성 유체 실(100)에 있어서는, 환상 홈(124)에 부착된 자석(130)에 의해, 자석(130)과, 양 자성 유체 보유지지부(121, 122)와, 양 환상 돌기군(411, 412)을 통과하도록 자기 회로(M)가 형성된다. 여기서, 양 환상 돌기군(411, 412)의 각 환상 돌기(402)의 외주면과, 양 자성 유체 보유지지부(121, 122)의 내주면 사이의 환상 간극은, 간격이 국소적으로 좁아지고 있음에 의해 자속 밀도가 높아지고 있다. 그러므로, 자성 유체 실(100)에 있어서는, 이들 자속 밀도가 높은 각 환상 간극에 있어서, 자성 유체(F)가 안정적으로 보유지지된다. 이렇게 하여 복수의 환상 간극에 있어서 자성 유체(F)가 보유지지됨으로써, 비교적 큰 압력에도 견딜 수 있는 자성 유체 실이 구성된다.

<자성 유체 실의 조립 방법>

다음으로, 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 자성 유체 실의 조립 방법에 대해 설명한다. 도 2는 자성 유체 실(100)의 조립 수순을 나타내는 도면이다. 또한, 도 2에 있어서는, 도 1과 마찬가지로, 축(400)의 중심 축선을 사이에 두고 반대측의 구성은 생략되어 있다. 또, 도면 중의 화살표가 각 부품의 부착 방향을 모식적으로 나타내고 있다.

자성 유체 실(100)의 조립 방법에 있어서는, 먼저 제1 베어링 고정 공정에 있어서, 연직 방향으로 향한 상태에 있는 축(400)의 소정 위치에, 제1 베어링(160)이 고정된다. 또한, 제1 베어링(160)은 스냅 링(103)에 의해 축(400)에 대해 위치결정되고, 또 제1 베어링(160)의 내주면과 축(400)의 외주면이 끼워 맞춰짐으로써 고정된다.

다음에, 제1 스페이서 부착 공정에 있어서, 제1 스페이서(140)가 제1 베어링(160)의 상방으로부터 부착된다. 또한, 제1 스페이서(140)는 제1 베어링(160) 위에 올려 놓여진 후에 직경 방향으로 위치결정된다. 이 위치결정은, 예를 들어 제1 스페이서(140)의 외주면의 위치를 제1 베어링(160)의 외주면의 위치에 맞춤으로써 행해진다. 또한, 이 상태에 있어서는, 제1 스페이서(140)는 제1 베어링(160)에 대해 고정되어 있지 않지만, 서로의 단면이 면접촉하고 있기 때문에, 어느 정도의 외력이 작용하지 않는 한, 제1 스페이서(140)가 이동하는 일은 없다.

다음에, 축(400)에 설치된 양 환상 돌기군(411, 412) 근방에 자성 유체(도시하지 않음)가 도포된 후에, 자극 부재 부착 공정에 있어서, 자극 부재(120)가 제1 스페이서(140)의 상방으로부터 부착된다. 이에 따라, 자극 부재(120)의 원통부(125)의 내주면과, 제1 스페이서(140)에 설치된 계합부(141)의 외주면이 직경 방향으로 계합하기 때문에, 자극 부재(120)가 직경 방향으로 위치결정된다.

다음에, 제2 스페이서 부착 공정에 있어서, 제2 스페이서(150)가 자극 부재(120)의 상방으로부터 부착된다. 이에 따라, 제2 스페이서(150)에 설치된 계합부(151)의 외주면과, 자극 부재(120)의 원통부(126)의 내주면이 직경 방향으로 계합하기 때문에, 자극 부재(120)와 제2 스페이서(150)가 서로에 대해 직경 방향으로 위치결정된다.

다음에, 제2 베어링 고정 공정에 있어서, 제2 베어링(170)이 제2 스페이서(150)의 상방으로부터 축(400)에 고정된다. 제2 베어링(170)의 고정은, 제1 베어링(160)과의 사이에서, 자극 부재(120) 및 양 스페이서(140, 150)를 끼워 넣도록 하여 행해진다. 이에 따라, 자극 부재(120) 및 양 스페이서(140, 150)는, 축(400)에 대해, 직경 방향 및 축방향으로 위치결정된 상태로 고정된다. 또한, 제2 베어링(170)은 그 내주면과 축(400)의 외주면이 끼워 맞춰짐으로써 고정된다.

다음에, 자장 형성 부재 부착 공정에 있어서, 자석(130)이 자극 부재(120)에서의 한 쌍의 자성 유체 보유지지부(121, 122) 사이에 부착된다. 본 실시예에 있어서는, 균등하게 2분할된 자석(130)의 각 분할 조각이 자극 부재(120)의 환상 홈(124) 내에 외측으로부터 부착된다. 또한, 자석(130)은 자석(130)의 축방향의 양 단면과 환상 홈(124)의 축방향의 양측면이 끼워 맞춰짐으로써 고정된다. 자석(130)이 환상 홈(124)에 부착되면, 자석(130)에 의해 상술한 자기 회로(M)가 형성되기 때문에, 도포되어 있던 자성 유체가 각 환상 돌기(402)의 외주면과, 양 자성 유체 보유지지부(121, 122)의 내주면과의 사이의 복수의 환상 간극에 집약되도록 하여 보유지지된다.

<본 실시예에 따른 자성 유체 실의 조립 방법의 우수한 점>

상술한 자극 부재(120)에서는, 한 쌍의 자성 유체 보유지지부(121, 122)가 직경 방향 내측에 설치된 연결부(123)에 의해 분리된 상태로 일체적으로 설치되어 있다. 또, 연결부(123)의 외주 측에는 자석(130)이 부착되는 환상 홈(124)이 형성되어 있다. 그 때문에, 제2 베어링(170)에 의해 고정되어 있는 경우와 같이, 축방향으로 꽉 눌리는 것과 같은 힘이 작용하고 있는 상태에 있더라도, 양 자성 유체 보유지지부(121, 122) 사이에 자석(130)을 직경 방향 외측으로부터 부착할 수 있다. 그리고, 상술한 조립 방법에 의하면, 자극 부재(120)가 축(400)에 대해 위치결정된 상태로 고정된 후에, 자석(130)이 부착된다. 따라서, 부착된 자석(130)에 의해 자기 회로(M)가 형성된다고 해도, 당해 자기 회로로부터 작용하는 자력에 의한 자극 부재(120)의 이동은 억제된다. 이상으로부터, 본 실시예에 따른 조립 방법에 의하면, 자장 형성 부재의 양측에 자성 유체의 보유지지부가 설치되는 자성 유체 실의 조립시에 있어서, 부착된 자장 형성 부재로부터의 자력에 의해 자극 부재가 이동하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 종래의 조립 방법에 비해, 자성 유체가 보유지지되는 환상 간극의 치수를 보다 고정밀도로 관리하는 것이 가능하게 된다.

[실시예 2]

상기 실시예 1에서는, 스페이서의 축방향의 단면과 베어링의 축방향의 단면이 면접촉하는 구성을 나타냈다. 이에 대해, 실시예 2에 있어서는, 스페이서에 베어링의 외주면에 대해 계합하는 추가의 계합부가 설치된 구성을 나타낸다. 이하, 도 3을 이용하여 실시예 2에 대해 설명한다. 또한, 상기 실시예 1과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다. 또, 동일한 구성의 작용도 실질적으로 동일하다.

도 3은 실시예 2에 따른 자성 유체 실(200)의 개략 구성을 나타내는, 상기 도 1과 마찬가지의 모식적 단면도이다. 자극 부재(120)의 대기 측(A)에 설치된 환상의 제1 스페이서(240)는 진공 측(V)의 단부에 자극 부재(120)의 원통부(125)에 계합하는 계합부(141)를 갖춤과 더불어, 대기 측(A)의 단부에서의 직경 방향 외측에, 축방향으로 돌출하는 원통 형상의 계합부(242)를 갖추고 있다. 그리고, 계합부(242)의 내주면은, 제1 베어링(160)의 외주면에 대해 직경 방향으로 계합하고 있다. 이에 따라, 제1 스페이서(240)는 제1 베어링(160)에 대해 직경 방향으로 위치결정된 상태로 고정된다. 마찬가지로, 자극 부재(120)의 진공 측(V)에 설치된 환상의 제2 스페이서(250)는 대기 측(A)의 단부에 자극 부재(120)의 원통부(126)에 계합하는 계합부(151)를 갖춤과 더불어, 진공 측(V)의 단부에서의 직경 방향 외측에, 축방향으로 돌출하는 원통 형상의 계합부(252)를 갖추고 있다. 그리고, 계합부(252)의 내주면은 제2 베어링(170)의 외주면에 대해 직경 방향으로 계합하고 있다. 이에 따라, 제2 스페이서(250)는 제2 베어링(170)에 대해 직경 방향으로 위치결정된 상태로 고정된다.

자성 유체 실(200)의 조립 방법은, 상술한 자성 유체 실(100)의 조립 방법과 마찬가지이다. 여기서, 제1 스페이서 부착 공정에 있어서, 제1 스페이서(240)가 제1 베어링(160)의 상방으로부터 부착되면, 계합부(242)가 제1 베어링(160)에 대해 직경 방향으로 계합함으로써, 제1 스페이서(240)의 위치결정이 저절로 행해진다. 또, 제2 베어링 고정 공정에 있어서, 제2 베어링(170)이 제2 스페이서(250)의 상방으로부터 고정되면, 계합부(252)가 제2 베어링(170)에 대해 직경 방향으로 계합함으로써, 제2 스페이서(250)의 위치결정이 저절로 행해진다.

이상과 같이 구성되는 자성 유체 실(200) 및 그 조립 방법에 있어서도, 자성 유체 실(100)과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 이에 더하여, 자성 유체 실(200)에 의하면, 상술한 바와 같이 조립시에 있어서 양 스페이서(240, 250)의 위치결정이 저절로 행해진다. 또, 자성 유체 실(200)에 의하면, 자극 부재(120)가 양 스페이서(240, 250)를 통해 양 베어링(160, 170)에 대해 직경 방향으로 위치결정된다.

[실시예 3]

상기 실시예 1에서는, 자극 부재의 양단부에 설치된 원통부가 스페이서의 계합부에 대해 직경 방향으로 계합하는 구성을 나타냈다. 이에 대해, 실시예 3에 있어서는, 스페이서는 사용되지 않고, 자극 부재의 원통부가 베어링의 외주면에 대해 계합하는 구성을 나타낸다. 이하, 도 4를 이용하여 실시예 3에 대해 설명한다. 또한, 상기 실시예 1과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다. 또, 동일한 구성의 작용도 실질적으로 동일하다.

도 4는 실시예 3에 따른 자성 유체 실(300)의 개략 구성을 나타내는, 상기 도 1과 마찬가지의 모식적 단면도이다. 자성체로 이루어진 자극 부재(320)는, 실시예 1에서의 자극 부재(120)와 마찬가지로, 한 쌍의 자성 유체 보유지지부(121, 122)나 연결부(123) 등을 갖춘다. 그리고, 자극 부재(320)의 대기 측(A)의 단부에서의 직경 방향 외측에는 축방향으로 돌출하는 원통 모양의 원통부(325)가 설치되어 있고, 그 내주면이 제1 베어링(160)의 외주면에 대해 직경 방향으로 계합하고 있다. 마찬가지로, 자극 부재(320)의 진공 측(V)의 단부에서의 직경 방향 외측에는 축방향으로 돌출하는 원통 모양의 원통부(326)가 설치되어 있고, 그 내주면이 제2 베어링(170)의 외주면에 대해 직경 방향으로 계합하고 있다. 이상에 의해, 자극 부재(320)는 양 베어링(160, 170)에 대해 직경 방향으로 위치결정된 상태로 고정된다.

자성 유체 실(300)의 조립 방법에 있어서는, 상술한 자성 유체 실(100)의 조립 방법에서의 제1 스페이서 부착 공정과 제2 스페이서 부착 공정을 제외한 공정이, 마찬가지로 행해진다. 또한, 자극 부재 부착 공정에 있어서는, 자극 부재(320)가 제1 베어링(160)의 상방으로부터 부착된다. 이에 따라, 자극 부재(320)의 원통부(325)의 내주면이 제1 베어링(160)의 외주면에 대해 직경 방향으로 계합하기 때문에, 자극 부재(320)가 직경 방향으로 위치결정된다. 또, 제2 베어링 고정 공정에 있어서는, 제2 베어링(170)이 자극 부재(320)의 상방으로부터 부착된다. 제2 베어링(170)의 고정은, 제1 베어링(160)과의 사이에서 자극 부재(320)를 끼워 넣도록 하여 행해진다. 여기서, 자극 부재(320)의 원통부(326)의 내주면이 제2 베어링(170)의 외주면에 대해 직경 방향으로 계합하기 때문에, 자극 부재(320)는 진공 측(V)에 있어서도 직경 방향으로 위치결정된다. 이상에 의해, 자극 부재(320)는 축(400)에 대해 직경 방향 및 축방향으로 위치결정된 상태로 고정된다.

이상과 같이 구성되는 자성 유체 실(300) 및 그 조립 방법에 있어서도, 자성 유체 실(100)의 효과와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 이에 더하여, 자성 유체 실(300)의 조립 방법은 스페이서를 부착하는 공정이 불필요하게 되기 때문에, 자성 유체 실(100)의 조립 방법에 비해 보다 간소하게 된다.

[다른 예]

상기 실시예에서는, 자극 부재는 단일의 부품으로 구성되어 있지만, 한 쌍의 자성 유체 보유지지부가 연결부로 연결됨으로써 일체적으로 구성되는 한, 한 쌍의 자성 유체 보유지지부와 연결부는 다른 부품으로 구성되어도 좋다. 예를 들어, 별개의 부품으로부터 구성되는 한 쌍의 자성 유체 보유지지부를, 비자성체로 이루어진 연결부에 의해 연결함으로써 이들을 일체적으로 구성해도 좋다. 이 경우에는, 자석(130)에 의해 형성되는 자기 회로의 일부가 연결부를 통과하지 않게 되기 때문에, 한 쌍의 자성 유체 보유지지부와 축(400)을 통과하는 자기 회로를 안정시킬 수 있다.

또, 상기의 실시예에서는, 연결부는 원통 형상으로 구성되지만, 연결부의 구성은 이에 한정되지 않고, 예를 들어 둘레 방향으로 일정 간격을 두고 배치된 복수의 지주(支柱, 기둥)로 구성되어도 좋다.

또, 상기의 실시예에서는, 자장 형성 부재로서 균등하게 2분할된 환상의 영구 자석(130)을 예로 들었지만, 자장 형성 부재의 구성은 이에 한정되지 않고, 보다 많이 분할된 영구 자석이라도 좋고, 분할된 전자석이라도 좋다.

또, 상기의 실시예에서는, 자극 부재의 원통부나 양 스페이서의 계합부는 축방향으로 돌출하는 원통 형상으로 구성되지만, 이들 계합부의 형상은 이에 한정되지 않고, 직경 방향의 계합이 가능하면, 다른 형상으로부터 구성되어도 좋다. 예를 들어, 계합부는 둘레 방향으로 일정 간격을 두고 배치된 복수의 원호 모양의 돌출부로 구성되어도 좋다. 혹은, 계합부는 원통형상이 아니라 직경 방향의 단면이 다각형으로 되는 통모양의 돌출부라도 좋다. 또, 상기의 실시예 1에 있어서는, 예를 들어 자극 부재(120)의 원통부(125)는 그 내주면을 제1 스페이서(140)의 계합부(141)의 외주면에 대해 계합하고 있지만, 이와 같은 구성 대신에, 원통부(125)의 외주면이 계합부(141)의 내주면에 대해 계합하는 구성으로 해도 좋다. 구체적으로는, 원통부(125)를 직경 방향 내측에 설치함과 더불어, 계합부(141)를 직경 방향 외측에 설치함으로써, 원통부(125)의 외주면과 계합부(141)의 내주면이 계합하는 구성으로 할 수 있다. 이러한 구성이어도, 자극 부재(120)를 직경 방향으로 위치결정할 수 있다. 이러한 구성은, 상기의 각 실시예에서의 다른 원통부와, 이것에 계합하는 계합부에도 채용할 수 있다.

100, 200, 300 자성 유체 실
120, 320 자극 부재
121 제1 자성 유체 보유지지부
122 제2 자성 유체 보유지지부
123 연결부
130 자석(자장 형성 부재)
140, 240 제1 스페이서
150, 250 제2 스페이서
160 제1 베어링
170 제2 베어링
400 축
500 하우징
F 자성 유체
M 자기 회로

Claims (5)

1. 축과, 그 축이 삽통되는 축구멍을 가진 하우징과의 사이의 환상 간극을 밀봉하는 자성 유체 실의 조립 방법으로서,
   상기 자성 유체 실은,
   축방향으로 2개의 단부를 갖고 이들 2개의 단부에 자극을 갖되, 둘레 방향으로 분할된 환상의 자장 형성 부재와,
   상기 축과의 사이에서 자력에 의해 자성 유체를 보유지지하되, 축방향으로 간격을 두고 배치된 한 쌍의 자성 유체 보유지지부와, 그 한 쌍의 자성 유체 보유지지부를 연결하는 연결부를 갖는 환상의 자극 부재와,
   상기 자극 부재의 축방향의 양측에 설치된 제1 베어링 및 제2 베어링,
   상기 자극 부재에서의 축방향의 제1 단부에 대해 직경 방향으로 계합함으로써 그 자극 부재를 직경 방향으로 위치결정하는 계합부가 설치되고, 축방향으로 자극 부재와 제1 베어링 사이에 설치되어 축방향으로 자극 부재 및 제1 베어링과 접촉하고 있는 제1 스페이서, 및
   상기 자극 부재에서의 축방향의 제2 단부에 대해 직경 방향으로 계합함으로써 그 자극 부재를 직경 방향으로 위치결정하는 계합부가 설치되고, 축방향으로 자극 부재와 제2 베어링 사이에 설치되어 축방향으로 자극 부재 및 제2 베어링과 접촉하고 있는 제2 스페이서를 갖추며,
   상기 축을 연직 방향으로 향한 상태에서 상기 제1 베어링을 그 축에 고정하는 제1 베어링 고정 공정과,
   상기 제1 베어링 고정 공정 후에, 상기 제1 스페이서를 상기 제1 베어링의 상방으로부터 부착하는 제1 스페이서 부착 공정과,
   상기 제1 스페이서 부착 공정 후에, 상기 자극 부재를 상기 제1 스페이서의 상방으로부터 부착하는 자극 부재 부착 공정과,
   상기 자극 부재 부착 공정 후에, 상기 제2 스페이서를 상기 자극 부재의 상방으로부터 부착하는 제2 스페이서 부착 공정과,
   상기 제2 스페이서 부착 공정 후에, 상기 제2 베어링을 상기 제2 스페이서의 상방으로부터 상기 축에 고정함으로써, 그 자극 부재를 그 축에 대해 위치결정한 상태로 고정하는 제2 베어링 고정 공정과,
   상기 제2 베어링 고정 공정 후에, 상기 자장 형성 부재를 상기 자극 부재에서의 상기 한 쌍의 자성 유체 보유지지부 사이에 부착하는 자장 형성 부재 부착 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 자성 유체 실의 조립 방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 스페이서에는, 상기 제1 베어링의 외주면에 대해 직경 방향으로 계합함으로써 그 제1 스페이서가 직경 방향으로 위치결정되는 추가의 계합부가 설치되고,
   상기 제2 스페이서에는, 상기 제2 베어링의 외주면에 대해 직경 방향으로 계합함으로써 그 제2 스페이서가 직경 방향으로 위치결정되는 추가의 계합부가 설치되는 것을 특징으로 하는 자성 유체 실의 조립방법.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 축은 복수의 환상 돌기를 내부에 갖는 오목홈을 갖추고,
   상기 제1 베어링 고정 공정에서는, 상기 제1 베어링은 상기 오목홈 내의 상기 복수의 환상 돌기를 통과시킴으로써 상기 축에 고정되는 것을 특징으로 하는 자성 유체 실의 조립방법.
   

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