TWI706097B

TWI706097B - 軸封裝置

Info

Publication number: TWI706097B
Application number: TW107124170A
Authority: TW
Inventors: 高橋秀和; 高野祥央
Original assignee: 日商伊格爾工業股份有限公司
Priority date: 2017-07-18
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2020-10-01
Also published as: CN110785588A; TW201908626A; KR20200012966A; US20200132197A1; CN110785588B; KR102407099B1; US11506288B2; WO2019017250A1; JP7196073B2; JPWO2019017250A1

Abstract

提供一種可以維持磁性流體密封部的密封性或耐久性的軸封裝置。一種軸封裝置，具備有：密封蓋，為筒狀，且設置於旋轉軸的外周，該旋轉軸插通於殼體的軸孔中；可撓性構件，對殼體連接密封蓋；輔助密封部，在密封蓋的軸方向上設置於機內側；磁性流體密封部，設置於比輔助密封部更靠近機外側；及軸承，支撐磁性流體密封部的載重，該軸封裝置是將形成於殼體的軸孔與插通於該軸孔的旋轉軸之間的環狀間隙密封，在密封蓋內的輔助密封部與磁性流體密封部之間，設置有壓力緩衝室，該壓力緩衝室是維持在比機外的壓力更低壓。

Description

軸封裝置

發明領域本發明是有關於一種軸封裝置，該軸封裝置是使用於將機內維持在比機外更低壓的機械。

發明背景作為將機內維持在比機外更低壓，例如維持在真空的軸封裝置，例如粉體機械的軸封裝置，是為了下述情形而設置：將設置於粉體機械的殼體之軸孔與貫穿該軸孔的旋轉軸之間的環狀間隙密封，以防止密封於真空狀態的機內之粉體的漏出及異物對機內的侵入。

專利文獻1所揭示的真空密封軸承裝置(軸封裝置)，主要是由下述構件所構成：筒狀的軸承箱(密封蓋)，透過伸縮囊(bellows)而安裝於真空裝置的框架(殼體)之軸孔中，該真空裝置的框架是用於讓搬送輥(旋轉軸)插通的框架；磁性密封件(磁性流體密封件)，在軸承箱的軸方向之中央並設置於軸承箱的內周與搬送輥的外周之間；一對軸承，為了磁性密封的空隙之保持與軸方向的定位而設置於磁性密封的兩側；及一對機械式密封件，在軸承箱的軸方向之兩側將搬送輥與軸承箱之間密封。施加於搬送輥本身的載重是藉由軸承而支撐，該軸承是和設置於磁性密封件兩側的軸承不同之獨立的軸承。設置於磁性密封件兩側的軸承是支撐磁性密封件的載重之構造，且形成為可以抑制因搬送輥的彎曲所造成的磁性密封件之空隙的變化或軸方向的位置的變動。先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本專利特開平6-307551號公報(第2頁，第4圖)

發明概要發明欲解決之課題但是，在專利文獻1中，是藉由具有可撓性的伸縮囊將軸承箱安裝成可對框架相對移動，因此會有下述疑慮：因貫穿於軸承箱的搬送輥之傾斜等，使形成於將貫穿部密封之機械式密封件的固定環與旋轉環之間的滑動面的空隙產生變化，而導致密封性降低，且有以下問題：無法防止隔著機械式密封件而處於真空狀態的框架內(機內)的壓力與軸承箱內(機外)的壓力(大氣壓)之差壓所造成之對磁性密封件的影響，例如保持於磁性密封件的空隙之磁性流體因差壓而被拉入到框架側，藉此使磁性密封件的密封性或耐久性降低。

本發明是著眼於像這樣的問題點而完成的發明，目的在於提供一種可以維持磁性流體密封部的密封性或耐久性的軸封裝置。用以解決課題之手段

為了解決前述課題，本發明的軸封裝置的特徵在於：具備有：密封蓋，為筒狀，且設置於旋轉軸的外周，該旋轉軸插通於殼體的軸孔中；可撓性構件，對前述殼體連接前述密封蓋；輔助密封部，在前述密封蓋的軸方向上設置於機內側；磁性流體密封部，設置於比前述輔助密封部更靠近機外側；及軸承，支撐前述磁性流體密封部的載重，該軸封裝置是將形成於前述殼體的軸孔與插通於該軸孔的前述旋轉軸之間的環狀間隙密封，在前述密封蓋內的前述輔助密封部與前述磁性流體密封部之間，設置有壓力緩衝室，該壓力緩衝室是維持在比機外的壓力更低壓。根據該特徵，由於在藉由可撓性構件而對殼體連接的密封蓋內，是將設置於輔助密封部與磁性流體密封部之間的壓力緩衝室維持在比機外的壓力更低壓，藉此將維持在比機外的壓力更低壓之機內與壓力緩衝室的差壓形成為較小的狀態，因此可使機內與壓力緩衝室之間的流體等之移動變少，即使因旋轉軸傾斜等而造成輔助密封部中的密封性降低，仍可以維持磁性流體密封部的密封性、耐久性，並且可以抑制磁性流體或污染物等之異物侵入到機內側之情形。

本發明之特徵在於：前述壓力緩衝室是維持在與前述機內的壓力均衡的壓力。根據該特徵，藉由將壓力緩衝室維持在與機內的壓力均衡的壓力，即使輔助密封部中的密封性降低，也難以在機內與壓力緩衝室之間產生差壓，因此可以抑制機內與壓力緩衝室之間的流體移動，藉此可以防止磁性流體或污染物等之異物侵入到機內、或異物從機內侵入到壓力緩衝室。

本發明之特徵在於：前述輔助密封部是由非接觸式密封件所構成。根據該特徵，藉由輔助密封部是由非接觸式密封件所構成，即不會有因旋轉軸的旋轉而從輔助密封部產生磨耗粉之情形，因此可以防止磨耗粉對機內及壓力緩衝室的侵入。

本發明之特徵在於：前述可撓性構件是具有軸心對準性的隔膜(diaphragm)。根據該特徵，藉由利用具有軸心對準性的隔膜以可對殼體相對移動的方式連接於密封蓋，即可以對和旋轉軸一起相對於殼體相對移動的軸封裝置進行軸心對準，以使該軸封裝置返回殼體的軸孔之中心軸，因此可以提高軸封裝置相對於殼體的安裝精度。

本發明之特徵在於：在前述密封蓋中，是在軸方向上且在前述輔助密封部與前述磁性流體密封部之間的位置，設置有連通前述壓力緩衝室與真空泵的連通路。根據該特徵，藉由在密封蓋中，在軸方向上且在輔助密封部與磁性流體密封部之間的位置，設置有連通壓力緩衝室與真空泵的連通路，可使壓力緩衝室內的污染物不會到達磁性流體密封部，而是從連通路排出，因此可以防止磁性流體密封部的密封性、耐久性的降低。

本發明之特徵在於：在前述連通路上，是從前述密封蓋的外周側藉由具有可撓性的管件而連接有前述真空泵。根據該特徵，藉由利用具有可撓性的管件將真空泵連接到設置在密封蓋的連通路，即使軸封裝置因可撓性構件而相對於殼體相對移動，具有可撓性的管件仍可變形並隨之移動，因此可以藉由真空泵來穩定地調整壓力緩衝室的壓力。

本發明之特徵在於：具備有筒狀的套筒，該套筒可固定於前述旋轉軸的外周，藉由在前述密封蓋的內周與前述套筒的外周之間一體地設置前述輔助密封部、前述磁性流體密封部及前述軸承，可將前述套筒、前述密封蓋、前述輔助密封部、前述磁性流體密封部、及前述軸承單元化。根據該特徵，藉由在密封蓋的內周與套筒的外周之間一體地設置輔助密封部、磁性流體密封部及軸承，來將軸封裝置單元化，因此可以容易地進行軸封裝置對殼體及旋轉軸的安裝、拆卸。

本發明之特徵在於：前述軸承是在軸方向上包夾前述磁性流體密封件而設置有一對，且這些軸承的內輪或外輪的其中之一相對於前述密封蓋的內周或前述套筒的外周不受到軸方向上的限制。根據該特徵，即使因旋轉軸的熱伸縮等而讓密封蓋與套筒在軸方向上相對移動，包夾磁性流體密封件而設置有一對的軸承之內輪或外輪的其中之一相對於密封蓋的內周或套筒的外周仍不受到軸方向上的限制，因此可在軸方向上相對移動，且可以藉由軸承來釋放施加於已單元化的軸封裝置之應力。

用以實施發明之形態以下，根據實施例說明用於實施本發明之軸封裝置的形態。 [實施例1]

針對實施例1的軸封裝置，參照圖1來進行說明。以下，將圖1的紙面左側作為可安裝軸封裝置的粉體機械之機內側，並將圖1的紙面右側作為可安裝軸封裝置的粉體機械之機外側來說明。

在本實施例中，軸封裝置是為了對使螺絲旋轉的旋轉軸、及設置於真空乾燥機之殼體的軸孔之間的環狀間隙進行密封而使用，其中該螺絲是為了搬送密封於真空狀態之真空乾燥機(粉體機械)的殼體內的粉體而設置。

如圖1所示，於真空乾燥機的殼體100設置有軸孔101，且於該軸孔101內插通有旋轉軸102。真空乾燥機的殼體100內(以下，稱為機內)為密封空間V，且構成為真空狀態。又，在旋轉軸102的軸方向機內側，設置有未圖示之粉體搬送用的螺絲，密封於真空乾燥機的機內之粉體是藉由在搬送時加熱來使水分蒸發而乾燥。再者，真空乾燥機的殼體100之外部(以下，稱為機外)是形成為無塵室等之大氣中的空間A。

如圖1所示，軸封裝置1主要是由下述構件所構成：套筒2，為圓筒狀，且固定於旋轉軸102的外周；密封蓋3，為圓筒狀，且設置在套筒2的外周；隔膜4(可撓性構件)，對真空乾燥機的殼體100的機外側之側端面100a連接密封蓋3；輔助密封部5，在密封蓋3的內周面(後述之第1內周面3b及第2內周面3c)與套筒2的外周面2a之間且設置於軸方向機內側；磁性流體密封部6，設置於比輔助密封部5更靠近軸方向機外側；軸承7，設置於磁性流體密封部6的軸方向機內側；及軸承8，設置於磁性流體密封部6的軸方向機外側。

套筒2是不銹鋼製等之金屬製，且其內徑構成為與旋轉軸102的外徑大致相同尺寸而作成圓筒狀，並藉由將固定螺釘20螺旋鎖入設置於軸方向機外側的端部之螺孔，而對旋轉軸102的外周固定。再者，套筒2的內周面2b與旋轉軸102的外周之間是藉由O型環21而被密封，且該O型環21是壓入於形成在套筒2的內周面2b的環狀溝部。

密封蓋3是不銹鋼製等之金屬製，且是構成為階梯形圓筒狀，該階梯形圓筒狀是由第1內周面3b與第2內周面3c所構成，其中該第1內周面3b是在軸方向機內側且配置有輔助密封部5，該第2內周面3c是在第1內周面3b的軸方向機外側形成為比第1內周面3b的直徑更大，並配置有磁性流體密封部6、軸承7、8。再者，在第1內周面3b的軸方向機外側形成有朝直徑方向延伸的環狀面部3d，此環狀面部3d是在其外徑側與第2內周面3c的軸方向機內側正交而相連。

隔膜4是橡膠製，且構成為於內徑側形成有貫穿軸方向的軸孔4a的圓盤形狀，並將外徑側的端部4b藉由螺栓40來對真空乾燥機的殼體100之機外側的側端面100a密封地固定，且內徑側的端部4c是藉由軟管帶(hose band)41而緊固於密封蓋3的軸方向機內側之端部的外周3a，藉此對殼體100連接密封蓋3。再者，在隔膜4的內徑側之端部4c的內周，形成有朝軸方向機內側凹陷的環狀凹部4d，且於環狀凹部4d的底部抵接有密封蓋3的軸方向機內側的側端面3e。

又，隔膜4藉由在外徑側的端部4b與內徑側的端部4c之間形成有彎曲部4e，可具有往軸方向及直徑方向的可撓性及軸心對準性。藉此，即使產生旋轉軸102的傾斜或振動，仍然可以藉由隔膜4的可撓性，將軸封裝置1以可對殼體100相對移動的方式支撐，並且可以藉由隔膜4的軸心對準性而彈性回復，以使旋轉軸102及軸封裝置1之中心軸與殼體100的軸孔101之中心軸相對齊，因此可以提高軸封裝置1對殼體100的軸孔101之安裝精度。再者，隔膜4和構成為蛇腹狀的伸縮囊特別是在關於前述軸心對準性的有無上為不同。

輔助密封部5是由一般的非接觸式密封件即迷宮式密封件(Labyrinth Seal)50所構成，且是對形成於套筒2的外周面2a之軸方向機內側的環狀凹部2d密封地固定。又，構成輔助密封部5的迷宮式密封件50的外徑是構成為比密封蓋3的第1內周面3b的直徑更小，形成於迷宮式密封件50的外周與密封蓋3的第1內周面3b之間的空隙，是藉由多段地設置的迷宮式密封件50的膜片50a來將每一段的壓降變小以使洩漏量減少，藉此將真空乾燥機的機內之密封空間V與後述的壓力緩衝室B之間密封。再者，輔助密封部5亦可適用迷宮式密封件以外的非接觸式密封件。又，迷宮式密封件亦可密封地固定於密封蓋3側。

磁性流體密封部6主要是由作成環狀的一對磁極片60、60、配置於磁極片60、60之間的永久磁鐵61、及磁性流體62所構成。

磁極片60、60是將其外徑構成為與密封蓋3的第2內周面3c的內徑大致相同尺寸，磁極片60、60的外周與密封蓋3的第2內周面3c之間是藉由O型環63、63而被密封，且該等O型環63、63是壓入於形成在磁極片60、60的外周的環狀溝部。

又，磁極片60、60是將其內徑構成為比套筒2的外徑更大，在形成於磁極片60、60的內周面60a、60a與套筒2的外周面2a之間的空隙中，利用磁極片60、60與永久磁鐵61所形成的磁電路的磁力，而形成並保持磁性流體62之密封膜，藉此將真空乾燥機的機外之空間A與後述的壓力緩衝室B之間密封。

再者，磁性流體62是以通式F[CF(CF₃ )CF₂ O]nRf(在此，Rf是全氟低級烷基，n是平均5以上的數值)來表示的全氟聚醚作為基油，藉此可以形成具有優異耐氣化性或耐壓性的密封膜。

軸承7、8是一般的滾珠軸承，且複數個滾珠7c、8c保持在內輪7a、8a與外輪7b、8b之間，藉此使內輪7a、8a與外輪7b、8b可相對旋轉。再者，雖然為了方便說明而省略圖式，但在軸封裝置1中，是形成為藉由和軸承7、8不同之獨立的軸承來支撐旋轉軸102的載重之支撐構造，且形成為藉由設置於磁性流體密封部6的軸方向兩側的軸承7、8來支撐磁性流體密封部6的載重之支撐構造，因此可以使在磁性流體密封部6中保持有磁性流體62的空隙為固定，而變得可以維持磁性流體密封部6的的密封性、耐久性。

軸承7、8的外輪7b、8b是在已使複數個間隔件70介於構成磁性流體密封部6的磁極片60、60及永久磁鐵61之間的狀態下，藉由螺栓30將環狀的限制構件31鎖緊於密封蓋3的軸方向機外側之端部，而藉此固定於密封蓋3的環狀面部3d與限制構件31之間。

又，軸承7的內輪7a是藉由被一對止擋件71、71夾持而在軸方向上受到限制，其中該一對止擋件71、71是嵌裝於形成在套筒2的外周之環狀溝部。再者，軸承8的內輪8a是相對於套筒2的外周在軸方向上不受到限制，而可相對於套筒2在軸方向上相對移動。

像這樣，軸封裝置1藉由在密封蓋3的第1內周面3b及第2內周面3c與套筒2的外周面2a之間一體地設置輔助密封部5、磁性流體密封部6及軸承7、8，而將套筒2、密封蓋3、輔助密封部5、磁性流體密封部6及軸承7、8單元化。再者，在軸封裝置1中，套筒2、輔助密封部5、軸承7、8的內輪7a、8a是構成為與旋轉軸102一起旋轉的旋轉側密封要件，密封蓋3、隔膜4、磁性流體密封部6、軸承7、8的外輪7b、8b是構成為固定側密封要件。

又，在構成已單元化的軸封裝置1之密封蓋3的第1內周面3b及第2內周面3c與套筒2的外周面2a之間，且在輔助密封部5與磁性流體密封部6之間，設置有壓力緩衝室B，該壓力緩衝室B是維持在比真空乾燥機的機外壓力更低壓，亦即比空間A的大氣壓更低壓即真空。

詳細而言，在密封蓋3中，是在輔助密封部5與軸方向機內側的軸承7之間的位置，設置有與壓力緩衝室B相連通的連通路3f，且從密封蓋3的外周側藉由具有可撓性的管件9來對連通路3f連接真空泵10，藉由真空泵10，將壓力緩衝室B維持在與真空乾燥機的機內之密封空間V的壓力均衡的壓力(大致相同壓力即大致相同真空度)。再者，由於是透過具有可撓性的管件9來連接真空泵10，因此即使軸封裝置1因隔膜4而對真空乾燥機的殼體100相對移動，管件9仍可變形並隨之移動，因此可以藉由真空泵10來穩定並調整壓力緩衝室B的壓力。再者，真空泵10可以設為專用於壓力緩衝室B，亦可設為與機內用的真空泵共用。

藉此，軸封裝置1可將設置於藉由隔膜4而對真空乾燥機的殼體100連接的密封蓋3之第1內周面3b及第2內周面3c與套筒2的外周面2a之間，且設置於輔助密封部5與磁性流體密封部6之間的壓力緩衝室B，維持在比真空乾燥機的機外之空間A的大氣壓更低壓，詳細而言，是維持在與真空乾燥機的機內之密封空間V的壓力均衡的壓力，而可藉此將處於真空狀態的真空乾燥機之機內的密封空間V與壓力緩衝室B的差壓設為較小的狀態，因此即使因旋轉軸102傾斜等而造成輔助密封部5中的密封性降低，仍可以維持磁性流體密封部6的密封性、耐久性，並且可以抑制磁性流體62或污染物等之異物侵入到機內側之情形。

又，壓力緩衝室B維持在與真空乾燥機的機內之密封空間V的壓力均衡的壓力，藉此即使輔助密封部5中的密封性降低，仍難以在真空乾燥機的機內之密封空間V與壓力緩衝室B之間產生差壓，因此可抑制真空乾燥機的機內之密封空間V與壓力緩衝室B之間的流體的移動，藉此可以防止磁性流體62或污染物等之異物對機內的密封空間V之侵入、或粉體對壓力緩衝室B之侵入。藉此，可以防止密封於真空乾燥機的機內之粉體的純度的降低。要附帶說明的是，由於旋轉軸102是相對於密封蓋3相對旋轉的構成，而非在軸方向上來回移動的構成，因此和來回移動的形式相比，幾乎不會有磁性流體62漏出的情形。

又，輔助密封部5是由非接觸式密封件即迷宮式密封件50所構成，藉此不會有因旋轉軸102的旋轉而從輔助密封部5產生磨耗粉的情形，因此可以防止磨耗粉對機內的密封空間V及壓力緩衝室B的侵入。再者，由於可以防止因磨耗粉進入設置於壓力緩衝室B內的軸承7所造成的軸承7之損耗，因此可以藉由軸承7、8來更穩定地支撐磁性流體密封部6的載重。

又，在密封蓋3中，在軸方向上且在輔助密封部5與軸方向機內側的軸承7之間的位置設置有連通壓力緩衝室B與真空泵10的連通路3f，藉此壓力緩衝室B內的污染物等之異物不會到達磁性流體密封部6，而是可藉由真空泵10的作用來從連通路3f排出，因此可以防止磁性流體密封部6的密封性、耐久性的降低。

又，藉由維持磁性流體密封部6的密封性、耐久性，而可在軸封裝置1的軸方向機外側上，藉由磁性流體密封部6來確實地防止機外的空間A之大氣的吸入，且抑制壓力緩衝室B中的壓力的變動，因此易於進行真空泵10的壓力調整。

又，軸封裝置1藉由在密封蓋3的第1內周面3b及第2內周面3c與套筒2的外周面2a之間一體地設置輔助密封部5、磁性流體密封部6及軸承7、8而被單元化，因此可以容易地進行軸封裝置1對真空乾燥機的殼體100及旋轉軸102的安裝、拆卸，可以提高施工性、維護性。

又，設置於軸方向機內側的軸承7是內輪7a及外輪7b各自相對於密封蓋3的內周及套筒2的外周而在軸方向上受到限制，因此磁性流體密封部6的載重可以經常穩定地施加於軸承7。

此外，設置於軸方向機外側的軸承8，是讓內輪8a相對於套筒2的外周不受到軸方向上的限制，因此即使因旋轉軸102的熱伸縮等造成密封蓋3與套筒2在軸方向上相對移動，軸承8的內輪8a也可在軸方向上相對移動，因此可以藉由軸承8來釋放施加於已單元化的軸封裝置1上的應力。藉此，對包夾磁性流體密封部6而設置一對且用以支撐磁性流體密封部6的載重之軸承7、8難以施加偏載重，因此可以防止軸承7、8的損耗。除此之外，由於相較於真空用的軸承7，大氣用的軸承8比較便宜且耐久性較優異，因此較理想的是將在軸方向上可相對移動的軸承設為大氣用的軸承8。 [實施例2]

接著，針對實施例2的軸封裝置，參照圖2來進行說明。再者，針對和前述實施例所示的構成部分相同的構成部分，附上相同符號並省略重複的說明。

如圖2所示，在實施例2中的軸封裝置201中，套筒202是以軸方向機內側為薄壁的形式構成，藉此構成為階梯形圓筒狀，該階梯形圓筒狀是由第1外周面202a與第2外周面202b所構成，其中該第1外周面202a是在軸方向機內側配置輔助密封部205，該第2外周面202b是在第1外周面202a的軸方向機外側形成為比第1外周面202a的直徑更大，且配置磁性流體密封部6、軸承7、8。再者，在第1外周面202a的軸方向機外側上形成有朝直徑方向延伸的環狀面部202c，此環狀面部202c是在其外徑側與第2外周面202b的軸方向機內側相連。

密封蓋203是藉由使配置輔助密封部205的第1內周面203b之軸方向機內側的端部朝內徑側突出，而形成有環狀的凸緣部203g。又，凸緣部203g的軸方向機外側的環狀面部203h，是在其外徑側上與第1內周面203b的軸方向機內側正交而相連。

輔助密封部205是由接觸式密封件即樹脂製的V型環密封件250所構成，且在已被夾入於密封蓋203的環狀面部203h與套筒202的環狀面部202c之間的狀態下，利用軟管帶220使本體部250a對套筒202的第1外周面202a緊固，藉此對套筒202的外周密封地固定。

又，構成輔助密封部205的V型環密封件250是在已將形成於軸方向機內側的唇部250b按壓於密封蓋203的環狀面部203h之狀態下，藉由橡膠彈性來賦與朝軸方向機內側的勢能，藉此發揮密封性。再者，形成於軸方向機外側的立起部250c，是藉由使外徑側的端部從密封蓋203的第1內周面203b稍微離開而成為非接觸，而形成有空隙。

在構成軸封裝置201的密封蓋203的第1內周面203b及第2內周面203c與套筒202的第1外周面202a及第2外周面202b之間，且在輔助密封部205與磁性流體密封部6之間，設置有壓力緩衝室B，該壓力緩衝室B是維持在比真空乾燥機的機外壓力更低壓，亦即比空間A的大氣壓更低壓。

又，在密封蓋203中，是在輔助密封部205與軸方向機內側的軸承7之間，詳細而言，是在構成輔助密封部205的V型環密封件250之軸方向機內側的唇部250b與軸方向機外側的立起部250c之間的位置，設置有連通壓力緩衝室B與真空泵的連通路203f。

藉此，軸封裝置201將設置於輔助密封部205與磁性流體密封部6之間的壓力緩衝室B，維持在比真空乾燥機的機外之空間A的大氣壓更低壓，詳細而言，是維持在與真空乾燥機的機內之密封空間V的壓力均衡的壓力，而藉此將處於真空狀態的真空乾燥機之機內的密封空間V與壓力緩衝室B的差壓設為較小的狀態，因此即使因旋轉軸102的傾斜或振動而造成輔助密封部205中的密封性降低，仍可以維持磁性流體密封部6的密封性、耐久性。

又，在密封蓋203中，在軸方向上且在構成輔助密封部205的V型環密封件250之軸方向機內側的唇部250b與軸方向機外側的立起部250c之間的位置，設置有與壓力緩衝室B相連通的連通路203f，藉此，已侵入到壓力緩衝室B的污染物等之異物可以藉由立起部250c來防止到達軸方向機外側的磁性流體密封部6，並且可以藉由真空泵10的作用來從連通路203f排出，因此可以防止磁性流體密封部6的密封性、耐久性的降低，並且也可以抑制磁性流體62或污染物等之異物侵入到機內側的情形。

又，輔助密封部205是由V型環密封件250所構成，藉此，唇部250b與密封蓋203的環狀面部203h之間的密封部形成為朝直徑方向延伸，因此可以將輔助密封部205構成為在軸方向上較短，而將單元化的軸封裝置201的軸長變短，藉此，可以使密封蓋203難以相對於旋轉軸102的傾斜而傾斜。 [實施例3]

接著，針對實施例3的軸封裝置，參照圖3來進行說明。再者，針對和前述實施例所示的構成部分相同的構成部分，附上相同符號並省略重複的說明。

如圖3所示，在實施例3的軸封裝置301中，輔助密封部305是由磁性流體防塵密封件350所構成，且主要是由作成環狀的一對磁極片351、351、配置於磁極片351、351之間的永久磁鐵352、及磁性流體353所構成。

磁極片351、351是密封地固定於套筒2的外周面2a，且其外徑構成為比密封蓋3的外徑更小，在形成於磁極片351、351的外周面351a、351a與密封蓋3的第1內周面3b之間的空隙中，藉由以磁極片351、351與永久磁鐵352所形成的磁電路的磁力，而在軸方向機內側的磁極片351中的空隙形成並保持磁性流體353之密封膜，藉此可將真空乾燥機的機內之密封空間V與後述的壓力緩衝室B之間密封。再者，磁性流體353是與構成磁性流體密封部6的磁性流體62相同地以全氟聚醚作為基油。

藉此，軸封裝置301藉由輔助密封部305是以磁性流體防塵密封件350所構成，而確實地防止真空乾燥機的機內之密封空間V與壓力緩衝室B之間的流體移動，並防止污染物等之異物的侵入。

又，藉由輔助密封部305是由磁性流體防塵密封件350所構成，即使磁性流體密封部6的磁性流體62朝軸方向機內側洩漏，仍可藉由磁力來吸附、保持於磁性流體防塵密封件350的軸方向機外側的磁極片351中的空隙，因此可以防止磁性流體62對機內側的侵入。 [實施例4]

接著，針對實施例4的軸封裝置，參照圖4來進行說明。再者，針對和前述實施例所示的構成部分相同的構成部分，附上相同符號並省略重複的說明。

如圖4所示，在實施例4的軸封裝置401中，隔膜404形成有從內徑側之端部404c進一步朝內徑側彎曲並延伸的唇形密封部405(輔助密封部)，其中該端部404c被軟管帶41緊固於密封蓋3，且在與套筒2的軸方向機內側之側端面2e相抵接的唇形密封部405之軸方向機外側的端面405a之環狀溝部中充填有真空潤滑脂406。

藉此，軸封裝置401是藉由設置於隔膜404的唇形密封部405之軸方向機外側的端面405a的環狀溝部中所充填的真空潤滑脂406，來與套筒2的軸方向機內側的側端面2e進行潤滑，藉此幾乎不會產生磨耗粉，因此可以防止真空乾燥機的機內之密封空間V與壓力緩衝室B之間的污染物等之異物的侵入。

又，由於隔膜404的唇形密封部405是藉由在軸方向機外側的端面405a與套筒2的軸方向機內側的側端面2e之間形成密封部，以使從旋轉軸102的中心軸到密封部的直徑方向之距離變近，因此可以將旋轉所造成的阻力變小。再者，作為實施例4中的輔助密封部之唇形密封部405，是排除在實施例1中所說明的單元化的概念之外的構成。 [實施例5]

接著，針對實施例5的軸封裝置，參照圖5來進行說明。再者，針對和前述實施例所示的構成部分相同的構成部分，附上相同符號並省略重複的說明。

如圖5所示，在實施例5的軸封裝置501中，密封蓋503是構成為圓筒狀，該圓筒狀是由第1內周面503b與第2內周面503c所構成，其中該第1內周面503b是在軸方向機內側且配置有輔助密封部5，該第2內周面503c是在第1內周面503b的軸方向機外側形成為比第1內周面503b的直徑更大，且配置有磁性流體密封部6、軸承7、8。藉由利用螺栓530將環狀的限制構件531鎖緊於第2內周面503c的軸方向機外側之端部，磁性流體密封部6、軸承7、8會固定於密封蓋503的環狀面部503d與限制構件531之間。又，在限制構件531的環狀凹部中配置有O型環532，以將密封蓋503與限制構件531之間密封。在限制構件531中，在形成為比第2內周面503c直徑更小的第3內周面531d配置有輔助密封部505。再者，限制構件531的軸方向機內側之側端部531e是抵接於軸承8的外輪8b。再者，配置於第3內周面531d的輔助密封部505是由和輔助密封部5大致相同的構成之迷宮式密封件50所構成。

在構成軸封裝置501的密封蓋503的第2內周面503c及限制構件531的第3內周面531d與套筒502的外周面502a之間，且在輔助密封部505與磁性流體密封部6之間，設置有壓力緩衝室B’，該壓力緩衝室B’是維持在比真空乾燥機的機外壓力更低壓，亦即比空間A的大氣壓更低壓，且維持在比壓力緩衝室B更高壓。

又，在限制構件531中，在輔助密封部505與軸方向機外側的軸承8之間的位置，設置有與壓力緩衝室B’相連通的連通路503f，並從密封蓋503的外周側藉由具有可撓性的管件509來對連通路503f連接真空泵510，藉由真空泵510，壓力緩衝室B’維持在比空間A的大氣壓更低壓。

藉此，軸封裝置501藉由將設置於輔助密封部505與磁性流體密封部6之間的壓力緩衝室B’維持在比真空乾燥機的機外之空間A的大氣壓更低壓，且在輔助密封部505與軸方向機外側的軸承8之間的位置設置與壓力緩衝室B’相連通的連通路503f，可使已侵入壓力緩衝室B’的磨耗粉、或已從真空乾燥機的機外之空間A通過輔助密封部505而侵入的污染物等之異物不會到達磁性流體密封部6，而是藉由真空泵510的作用來從連通路503f排出，因此即使在無塵室以外的環境中，仍然可以防止磁性流體密封部6的密封性、耐久性的降低。又，由於壓力緩衝室B’是維持在比空間A的大氣壓更低壓且比壓力緩衝室B更高壓，因此可從空間A到壓力緩衝室B分階段地降低壓力，而不會在空間A與壓力緩衝室B之間產生急遽的氣體移動。產業上之可利用性

本發明可以適宜地使用在真空乾燥機、旋轉閥、及旋轉給料器等之粉體機械用的軸封裝置上。

以上，雖然藉由圖式說明了本發明之實施例，但具體之構成並不限定於這些實施例，只要是不脫離本發明之要旨的範圍的變更或追加均可包含於本發明中。

例如，在前述實施例中，是以在磁性流體密封部6的軸方向機內側與軸方向機外側設有一對軸承7、8的態樣來說明，但並不受限於此，亦可將軸承設在磁性流體密封部6的軸方向機內側或軸方向機外側的任一側。又，本發明所適用的軸承並不受限於滾珠軸承，也可以是滾柱軸承。

又，在旋轉軸102的外周亦可不設置套筒2、202、502。

又，密封蓋的連通路亦可配置在輔助密封部與磁性流體密封部之間的、比軸承更靠近軸方向機外側的位置(軸承與磁性流體密封部之間的位置)。再者，如實施例1所示，密封蓋3的連通路3f是配置在輔助密封部5與磁性流體密封部6之間的、比軸承7更靠近軸方向機內側的位置(輔助密封部5與軸承7之間的位置)，更能使已侵入壓力緩衝室B的污染物難以進入軸承，因而較理想。

1、201、301、401、501‧‧‧軸封裝置2、202、502‧‧‧套筒2a、351a、502a‧‧‧外周面2b、60a‧‧‧內周面2d、4d‧‧‧環狀凹部2e、3e、100a‧‧‧側端面3、203、503‧‧‧密封蓋3a‧‧‧外周3b、203b、503b‧‧‧第1內周面3c、203c、503c‧‧‧第2內周面3d、202c、203h、503d‧‧‧環狀面部3f、203f、503f‧‧‧連通路4、404‧‧‧隔膜(可撓性構件)4a、101‧‧‧軸孔4b、4c、404c‧‧‧端部4e‧‧‧彎曲部5、205、305、505‧‧‧輔助密封部6‧‧‧磁性流體密封部7、8‧‧‧軸承7a、8a‧‧‧內輪7b、8b‧‧‧外輪7c、8c‧‧‧滾珠9、509‧‧‧管件10、510‧‧‧真空泵20‧‧‧固定螺釘21、63、532‧‧‧O型環30、40‧‧‧螺栓31、531‧‧‧限制構件41、220‧‧‧軟管帶50‧‧‧迷宮式密封件50a‧‧‧膜片60、351‧‧‧磁極片61、352‧‧‧永久磁鐵62、353‧‧‧磁性流體70‧‧‧間隔件71‧‧‧止擋件100‧‧‧殼體102‧‧‧旋轉軸202a‧‧‧第1外周面202b‧‧‧第2外周面203g‧‧‧凸緣部250c‧‧‧立起部250a‧‧‧本體部250b‧‧‧唇部250‧‧‧V型環密封350‧‧‧磁性流體防塵密封405‧‧‧唇形密封部(輔助密封部)405a‧‧‧端面406‧‧‧真空潤滑脂531d‧‧‧第3內周面531e‧‧‧側端部A‧‧‧空間B、B’‧‧‧壓力緩衝室V‧‧‧密封空間

圖1是顯示實施例1中的軸封裝置之前視截面圖。圖2是顯示實施例2中的軸封裝置之前視截面圖。圖3是顯示實施例3中的軸封裝置之前視截面圖。圖4是顯示實施例4中的軸封裝置之前視截面圖。圖5是顯示實施例5中的軸封裝置之前視截面圖。

1‧‧‧軸封裝置

2‧‧‧套筒

2a‧‧‧外周面

2b、60a‧‧‧內周面

2d、4d‧‧‧環狀凹部

3‧‧‧密封蓋

3a‧‧‧外周

3b‧‧‧第1內周面

3c‧‧‧第2內周面

3d‧‧‧環狀面部

3e‧‧‧側端面

3f‧‧‧連通路

4‧‧‧隔膜(可撓性構件)

4a、101‧‧‧軸孔

4b、4c‧‧‧端部

4e‧‧‧彎曲部

5‧‧‧輔助密封部

6‧‧‧磁性流體密封部

7、8‧‧‧軸承

7a、8a‧‧‧內輪

7b、8b‧‧‧外輪

7c、8c‧‧‧滾珠

9‧‧‧管件

10‧‧‧真空泵

20‧‧‧固定螺釘

30、40‧‧‧螺栓

31‧‧‧限制構件

41‧‧‧軟管帶

50‧‧‧迷宮式密封件

50a‧‧‧膜片

60‧‧‧磁極片

61‧‧‧永久磁鐵

62‧‧‧磁性流體

21、63‧‧‧O型環

70‧‧‧間隔件

71‧‧‧止擋件

100‧‧‧殼體

100a‧‧‧側端面

102‧‧‧旋轉軸

A‧‧‧空間

B‧‧‧壓力緩衝室

V‧‧‧密封空間

Claims

一種軸封裝置，其特徵在於：具備有：密封蓋，為筒狀，且設置於旋轉軸的外周，該旋轉軸插通於殼體的軸孔中；可撓性構件，對該殼體連接該密封蓋；磁性流體防塵密封件，在該密封蓋的軸方向上設置於機內側；磁性流體密封部，設置於比該磁性流體防塵密封件更靠近機外側；及軸承，支撐該磁性流體密封部的載重，該軸封裝置是將形成於該殼體的軸孔與插通於該軸孔的該旋轉軸之間的環狀間隙密封，該磁性流體防塵密封件是由一成對的磁極片、一永久磁鐵及磁性流體所構成，該成對的磁極片的各個磁極片為作成環狀，該永久磁鐵為配置於該磁極片之間，該磁性流體為支承於位在軸方向機內側的該磁極片及該密封蓋之間，且位在軸方向機外側的該磁極片及該密封蓋之間係不存在有磁性流體，且位在軸方向機外側的該磁極片及該密封蓋之間係形成有空隙，在該密封蓋內的該磁性流體防塵密封件與該磁性流體密封部之間，設置有壓力緩衝室，該壓力緩衝室是維持在比機外的壓力更低壓，在該密封蓋中，在軸方向上且在該磁性流體防塵密封件與該磁性流體密封部之間的位置，設置有連通該壓力緩衝室與真空泵的連通路，即使該磁性流體密封部的磁性流體朝軸方向機內側洩漏，仍可藉由磁力來吸附、保持於該磁性流體防塵密封件的軸方向機外側的該磁極片中的該空隙。
如請求項1之軸封裝置，其中該壓力緩衝室是維持在與該機內的壓力均衡的壓力。
如請求項1或2之軸封裝置，其中該可撓性構件是具有軸心對準性的隔膜。
如請求項1或2之軸封裝置，其中在該連通路上，是從該密封蓋的外周側藉由具有可撓性的管件而連接有該真空泵。
如請求項1或2之軸封裝置，其具備有筒狀的套筒，該套筒可固定於該旋轉軸的外周，藉由在該密封蓋的內周與該套筒的外周之間一體地設置有該磁性流體防塵密封件、該磁性流體密封部及該軸承，可將該套筒、該密封蓋、該磁性流體防塵密封件、該磁性流體密封部、及該軸承單元化。
如請求項5之軸封裝置，其中該軸承是在軸方向上包夾該磁性流體密封件而設置有一對，且這些軸承的內輪或外輪的其中之一相對於該密封蓋的內周或該套筒的外周不受到軸方向上的限制。