WO2002095271A1 - Dispositif de joint d'etancheite magnetique - Google Patents

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WO2002095271A1
WO2002095271A1 PCT/JP2002/004938 JP0204938W WO02095271A1 WO 2002095271 A1 WO2002095271 A1 WO 2002095271A1 JP 0204938 W JP0204938 W JP 0204938W WO 02095271 A1 WO02095271 A1 WO 02095271A1
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WO
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magnetic
generating means
magnetic fluid
force generating
sleeve
Prior art date
Application number
PCT/JP2002/004938
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroshi Anzai
Takao Kanno
Yoshimi Imamoto
Original Assignee
Nok Corporation
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Priority to US10/477,760 priority patent/US7100923B2/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F16J15/43—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid kept in sealing position by magnetic force

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic fluid sealing device that moves relative to each other, such as a dust seal for a production machine such as a semiconductor manufacturing device, a liquid crystal panel display manufacturing device, a hard disk manufacturing device, an optical component manufacturing device, a camera, a hard disk drive, and the like. It is applied as a dust seal built into products such as optical components.
  • a production machine such as a semiconductor manufacturing device, a liquid crystal panel display manufacturing device, a hard disk manufacturing device, an optical component manufacturing device, a camera, a hard disk drive, and the like.
  • a gap between two members is sealed by contacting the surface of the other member with a magnetic fluid held on one of the two members.
  • FIG. 24 shows a configuration example of a conventional magnetic fluid sealing device.
  • a magnet 103 magnetized in the axial direction is sandwiched between two pole pieces 104 and adhered and installed on a non-magnetic housing 101.
  • the pole piece 104 and a magnetic material shaft A configuration in which a magnetic fluid 105 is filled in a gap with the magnetic fluid 102 is adopted.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, In this case, the tolerance of the eccentricity of the two members is increased to improve the sealing performance, and the magnetic fluid can be injected before assembly into the device to reduce variations in quality.
  • An object of the present invention is to provide an easily manufactured magnetic fluid sealing device that is reduced in thickness and thickness. Disclosure of the invention
  • the present invention employs the following configurations in order to solve the above-described problems.
  • a magnetic fluid sealing device for sealing between two members that are assembled so as to be relatively movable relative to each other
  • Magnetic force generating means for generating a magnetic force disposed between the two members
  • the magnetic fluid is used to levitate and support the magnetic force generating means, and the magnetic force generating means and the magnetic fluid seal between two members.
  • the sum of the two gaps between the magnetic force generating means and the surface of each member of the two members is an allowable value of the eccentricity of the two members, and the sealing performance can be exhibited even if the accuracy of the coaxiality is low.
  • members such as pole pieces, which have been used in the past, are no longer necessary, and the number of components can be reduced, which is effective in reducing the thickness of the apparatus. This eliminates the need for joining strong members and facilitates manufacturing.
  • the magnetic force generating means is levitated by the magnetic force by the magnetic fluid, it also functions as a rotary inertia damper using the magnetic force generating means as an inertial body and the magnetic fluid as a viscous damping means.
  • a groove is formed on a surface of the sleeve facing the magnetic force generating means.
  • the sleeve has a radial portion at an axial portion and an end opposite to the axial portion from the axial portion. It is preferable to have two cross-sectional L-shaped members each including a protruding portion that protrudes in the opposite direction, and the axial direction portions of the cross-sectional L-shaped members are configured to overlap each other.
  • an oil-repellent film is formed on at least a surface portion of the sleeve facing the magnetic force generating means other than the groove.
  • a portion of the sleeve that protrudes in the radial direction is formed of a rubber-like elastic body.
  • a portion of the sleeve to be fitted to the one member is formed of a rubber-like elastic body.
  • the end of the magnetic force generating means facing the two members is sharpened, and the magnetic fluid is magnetically held by concentrating the magnetic flux on the sharpened tip.
  • the magnetic fluid is efficiently concentrated without being dispersed, and the magnetic fluid filling amount can be reduced.
  • the groove of the sleeve is also formed in a shape corresponding to the sharpened opposite end of the magnetic force generating means.
  • a gap between the sharpened opposing end of the magnetic force generating means and the groove of the sleeve becomes narrower toward the tip of the sharpened opposing end of the magnetic force generating means.
  • the sharpened opposing end of the magnetic force generating means preferably has a triangular cross section.
  • the magnetic flux is concentrated on the sharpened tip and the magnetic fluid is efficiently dispersed without being dispersed. Can be held inside.
  • the sharpened opposing end of the magnetic force generating means is preferably in the shape of a projection having an arcuate cross section.
  • the magnetic flux can be concentrated and held efficiently without dispersing the magnetic fluid at the sharpened tip.
  • an oil-repellent film is formed on at least both axial ends of the sleeve.
  • the device can be mounted in a state where the magnetic fluid is previously filled between the magnetic force generating means and the sleeve, so that the mounting is easy and the amount of the magnetic fluid charged can be easily managed.
  • the two members are relatively reciprocally movable
  • the device can be mounted in a state where the magnetic fluid is previously filled between the magnetic force generating means and the sleeve, so that the mounting is easy and the amount of the magnetic fluid charged can be easily managed. Further, the magnetic fluid on the sleeve extending in the axial direction can be slid according to the reciprocating length of the two members.
  • the sleeve has a groove formed on a surface facing the magnetic force generating means in accordance with a reciprocating length of the two members.
  • the device can be mounted in a state in which the magnetic fluid is previously filled between the magnetic force generating means and the sleeve, which facilitates the mounting and prevents the magnetic fluid from scattering out of the groove. It becomes easy to control the filling amount. Further, the magnetic fluid can be slid in the groove of the sleeve corresponding to the reciprocating length of the two members.
  • an oil-repellent film is formed on a surface of the sleeve facing the magnetic force generating means.
  • the sleeve preferably has an elastic deformation characteristic that allows the magnetic force generating means to be inserted into the groove of the slip.
  • the magnetic force generating means can be smoothly mounted.
  • the two members and the sleeve are preferably non-magnetic materials.
  • the magnetic fluid can be collected on the magnetic poles of the magnetic force generating means, and the magnetic force generating means can be magnetically levitated.
  • At least one of the two members has a groove formed on a surface facing the magnetic force generating means.
  • an oil-repellent film is formed on a surface of at least one of the two members facing the magnetic force generating means.
  • the magnetic force generating means has an elastic deformation characteristic that allows the magnetic force generating means to be inserted into the groove.
  • the magnetic force generating means can be smoothly mounted.
  • an oil-repellent film is formed on a portion of the magnetic force generating unit that does not contact the magnetic fluid.
  • a cutout portion is formed in a portion of the magnetic force generating unit that does not contact the magnetic fluid.
  • the weight of the magnetic force generating means can be reduced, and the magnetic force generating means can be more reliably levitated.
  • a notch is formed on a side surface extending between the two members of the magnetic force generating means.
  • the weight of the magnetic force generating means can be reduced, and the magnetic force generating means can be more reliably levitated. Can be made.
  • a notch is formed at the center of the end face of the magnetic force generating means facing the two members.
  • the weight of the magnetic force generating means can be reduced, and the magnetic force generating means can be more reliably levitated.
  • the magnetic force generating means is a magnet that is monopolar or multipolar magnetized in the axial direction or the radial direction.
  • a magnetic fluid sealing device for sealing between two members that are assembled so as to be relatively movable with each other
  • a sleeve-like magnetic force generating means for generating a magnetic force fitted to each of the two members; a non-magnetic body disposed between the sleeve-like magnetic force generating means;
  • the non-magnetic substance is levitated and supported by the magnetic fluid, and the non-magnetic substance and the magnetic fluid are used to make a see-through between two members.
  • the non-magnetic material is levitated by the magnetic force by the magnetic fluid, it also functions as a rotary inertia damper using the non-magnetic material as an inertial body and the magnetic fluid as viscous damping means.
  • the nonmagnetic material can be made thin and light without changing the magnetic force, the nonmagnetic material can be magnetically levitated even if the diameter of the device is increased.
  • a groove is formed on at least one of the sleep-like magnetic force generating means on the surface facing the non-magnetic material.
  • the sleeve-shaped magnetic force generating means has two cross-sectional L-shaped members each including an axial portion and a protruding portion radially protruding at an end opposite to the axial direction from the axial portion. It is preferable that the axial portions of the L-shaped member are overlapped. This facilitates the arrangement of the sleeve-like magnetic force generating means of the non-magnetic material in the groove. In addition, since the components can be configured without having elastic deformation properties, the degree of freedom in material selection is increased.
  • an oil-repellent film is formed on at least a surface portion other than the groove of the surface of the sleeve-like magnetic force generating means facing the nonmagnetic material.
  • an oil-repellent film is formed on at least both ends in the axial direction of the sleeve-like magnetic force generating means.
  • the device can be mounted in a state in which the magnetic fluid is previously filled between the sleeve-like magnetic force generating means and the non-magnetic material, and the mounting is easy, and the amount of the magnetic fluid charged is easily managed. Further, it is possible to prevent the magnetic fluid from wetting and spreading to both axial end portions of the sleeve-shaped magnetic force generating means, and to reduce the amount of the magnetic fluid used for the seal.
  • the two members are relatively reciprocally movable
  • the sleeve-shaped magnetic force generating means fitted to at least one of the two members is extended in the axial direction according to the reciprocating length of the two members.
  • the device can be mounted in a state in which the magnetic fluid is previously filled between the sleeve-like magnetic force generating means and the non-magnetic material, and the mounting is easy, and the amount of the magnetic fluid charged is easily managed. Further, the magnetic fluid can be held on the sleep-like magnetic force generating means extending in the axial direction according to the reciprocating length of the two members.
  • the sleeve-like magnetic force generating means has a groove formed on the surface facing the non-magnetic material, the groove corresponding to the reciprocating movement length of the two members.
  • the magnetic fluid is previously filled between the sleeve-like magnetic force generating means and the non-magnetic material.
  • the device can be mounted in the closed state, and the mounting becomes easy, and the magnetic fluid is prevented from being scattered out of the groove. Further, the magnetic fluid can be held in the groove of the sleeve-shaped magnetic force generating means according to the reciprocating movement length of the two members.
  • the sleeve-like magnetic force generating means has an elastic deformation characteristic that allows the nonmagnetic material to be inserted into a groove of the sleeve-like magnetic force generating means.
  • the non-magnetic material can be smoothly mounted.
  • the non-magnetic material has elastic deformation characteristics that allow the non-magnetic material to be inserted into the groove of the sleeve-like magnetic force generating means.
  • the non-magnetic material can be smoothly mounted.
  • an oil-repellent film is formed on a portion of the non-magnetic material that is not brought into contact with the magnetic fluid.
  • a cutout portion is formed in a portion of the non-magnetic material that does not contact the magnetic fluid.
  • the weight of the non-magnetic material can be reduced, and the non-magnetic material can be levitated more reliably.
  • a notch is formed on a side surface extending between the two members of the nonmagnetic material.
  • the weight of the non-magnetic material can be reduced, and the non-magnetic material can be levitated more reliably.
  • a notch is formed at the center of the end surface facing the two members of the non-magnetic material.
  • the weight of the non-magnetic material can be reduced, and the non-magnetic material can be levitated more reliably.
  • the sleeve-like magnetic force generating means is a single-pole or multi-pole magnet magnetized in the axial direction or the radial direction.
  • FIG. 1 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to a second embodiment.
  • FIG. 5 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to a third embodiment.
  • FIG. 4 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 6 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 6 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 8 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to a seventh embodiment.
  • FIG. 8 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to an eighth embodiment.
  • FIG. 10 is a half sectional view showing the magnetic fluid sealing device according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to the eleventh embodiment and a diagram showing a magnetized state of an annular magnet.
  • FIG. 12 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to a 12th embodiment.
  • FIG. 13 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to a thirteenth embodiment.
  • FIG. 14 is a half sectional view showing the magnetic fluid sealing device according to the fourteenth embodiment.
  • FIG. 15 is a half sectional view showing the magnetic fluid sealing device according to the fifteenth embodiment.
  • FIG. 16 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to a sixteenth embodiment.
  • FIG. 17 is a half sectional view showing a magnetic fluid scener device according to a seventeenth embodiment.
  • FIG. 18 is a half sectional view showing the magnetic fluid sealing device according to the eighteenth embodiment.
  • FIG. 19 is a half sectional view showing the magnetic fluid sealing device according to the nineteenth embodiment.
  • FIG. 20 is a half sectional view showing the magnetic fluid sealing device according to the 20th embodiment.
  • FIG. 21 is a half sectional view showing the magnetic fluid sealing device according to the twenty-first embodiment.
  • FIG. 22 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to a second embodiment.
  • FIG. 23 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to a 23rd embodiment and a diagram showing a magnetized state of a sleeve-shaped magnet.
  • FIG. 24 is a half sectional view showing a conventional magnetic fluid sealing device. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the magnetic fluid sealing device is used for manufacturing a semiconductor manufacturing device, a liquid crystal panel display manufacturing device, a hard disk manufacturing device, a manufacturing device such as an optical component manufacturing device, and a product such as a camera, a hard disk drive, and an optical component. It is applied as a built-in dust seal.
  • FIG. 1 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to a first embodiment.
  • the magnetic fluid sealing device shown in FIG. 1 is provided between a cylindrical housing 1 as two rotatable members and a shaft 2 inserted into a housing 1. Relative rotational movement is performed between the housing 1 and the shaft 2, and in this embodiment, only the shaft 2 rotates.
  • the housing 1 and the shaft 2 are made of a non-magnetic material.
  • the magnetic fluid sealing device is magnetized in the radial direction and is held at the inner and outer peripheral ends of the annular magnet 3 (magnetic force generating means) disposed between the housing 1 and the shaft 2 and the annular magnet 3, respectively. Magnetic fluids 4 and 5 and sleeves 6 and 7 fitted to the housing 1 and the shaft 2, respectively.
  • a magnetic field gradient is generated near the inner and outer peripheral surfaces, which are the magnetic poles of the annular magnet 3, and the magnetic fluids 4, 5 placed in the magnetic field gradient are attracted to the high magnetic field side (magnet surface), and As a function, the sleeps 6 and 7 which are non-magnetic materials receive repulsion toward the low magnetic field.
  • the annular magnet 3 is levitated in the magnetic fluids 4 and 5 without contact with the sleeves 6 and 7, and at the same time, the magnetic fluids 4 and 5 seal the gap between the annular magnet 3 and the sleeves 6 and 7. Demonstrate.
  • the annular magnet 3 As the annular magnet 3, a plastic magnet or the like having a small specific gravity is suitable. Further, the magnetization of the annular magnet 3 is preferably performed in the longitudinal direction (radial direction in the present embodiment) of the cross section of the magnet in order to increase the magnetic field strength near the magnet surface. Is possible. However, the dimensions, material and magnetizing method of the annular magnet 3 should be described above as long as the condition satisfies the condition that the annular magnet 3 floats in the magnetic fluids 4 and 5 without contact with the sleeves 6 and 7. It is not limited to. - How, the magnetic fluid 4, 5, F e 3 0 4 ⁇ M n ⁇ Z n F e 2 ⁇ 4 such fine oil, water, are dispersed in a colloidal state in an organic solvent using ing.
  • the sleeves 6 and 7 are cylindrical members made of non-magnetic metal such as non-magnetic stainless steel, aluminum alloy, copper alloy, and titanium, or resin such as polyphenylene oxide, polycarbonate, and polyacetanol.
  • a groove is formed in the central portion so as to protrude so that the protruding portion protrudes.
  • Inside and outside ends of the annular magnet 3 are arranged in the groove with a gap.
  • the magnetic fluids 4 and 5 are filled in the gap between the inner and outer peripheral ends of the annular magnet 3 and the grooves of the sleeps 6 and 7.
  • the sleeves 6 and 7 have elastic deformation characteristics that allow the annular magnet 3 to be inserted into the grooves of the sleeves 6 and 7, so that the annular magnet 3 can be smoothly mounted.
  • Oil-repellent films 8 and 9 are formed on the surfaces of the protrusions at both ends in the axial direction of the sleeves 6 and 7 (that is, portions other than the inner groove on the surface facing the annular magnet 3). The oil-repellent films 8 and 9 prevent the magnetic fluids 4 and 5 in the grooves of the sleeves 6 and 7 from spreading to the outside.
  • the oil-repellent films 8 and 9 may be formed by coating or coating other than film formation, and a material such as a fluorine-based oil repellent is used.
  • the magnetic fluid sealing device described above is easily mounted with a touch between the housing 1 and the shaft 2 with the magnetic fluids 4 and 5 being filled between the annular magnet 3 and the sleeves 6 and 7 in advance.
  • the ring magnet 3 is levitated and supported by the magnetic fluids 4 and 5 held by the ring magnet 3, and the ring magnet 3 floats regardless of the direction in which the device is placed.
  • the annular magnet 3 Since the annular magnet 3 is levitated by the magnetic force by the magnetic fluids 4 and 5, it also functions as a rotary inertia damper using the annular magnet 3 as an inertial body and the magnetic fluids 4 and 5 as viscous damping means. I do.
  • the members used in the magnetic fluid sealing device do not have any members such as pole pieces, and only the annular magnet 3 needs a thickness, so that the number of constituent members can be reduced and the device can be made thinner. In addition, there is no need to join members with members such as pole pieces and the like, so that manufacturing becomes easy.
  • the device can be mounted in a state where the devices filled with the magnetic fluids 4 and 5 in advance are assembled, and the mounting is facilitated. However, it has become easier to control the amount of magnetic fluid filling.
  • FIG. 2 shows a magnetic fluid sealing device according to a second embodiment.
  • an oil-repellent film 10 is formed on the radial side surface of the annular magnet 3.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • An oil-repellent film 10 was formed on the annular magnet 3 on a portion not in contact with the magnetic fluids 4 and 5, that is, on a radial side surface excluding the corners of the annular magnet 3.
  • the oil-repellent film 10 is not formed at the corners on the radial side surfaces of the annular magnet 3 and is related to sealing and magnetic levitation due to the adhesion of the magnetic fluids 4 and 5.
  • FIG. 3 shows a magnetic fluid sealing device according to a third embodiment.
  • a cutout 11 is formed on the radial side surface of the annular magnet 3.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the annular magnet 3 was formed with a notch 11 on a portion not in contact with the magnetic fluids 4 and 5, that is, on a radial side surface extending between the housing 1 and the shaft 2 excluding the corners of the annular magnet 3.
  • the ring magnet 3 can be levitated in any direction with a magnetic fluid filling amount of 5 or less.
  • FIG. 4 shows a magnetic fluid sealing device according to a fourth embodiment.
  • a notch 12 is formed at the center of the inner and outer peripheral surfaces.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the annular magnet 3 does not come into contact with the magnetic fluids 4, 5, that is, the radial side surface extending between the housing 1 and the shaft 2 excluding the corners of the annular magnet 3. Then, a notch 11 was formed.
  • a notch 12 was also formed at the center of the inner and outer peripheral surfaces facing either the housing 1 or the shaft 2 excluding the corners of the annular magnet 3.
  • the weight of the ring magnet 3 can be further reduced, and the ring magnet 3 can be levitated in any direction with a lower magnetic-fluid 4, 5, or a smaller magnetic fluid filling amount with a lower saturation magnetization. .
  • FIG. 5 shows a magnetic fluid sealing device according to a fifth embodiment.
  • an oil-repellent film 9 is formed at both axial ends of a surface facing a ring magnet 3 without forming a groove in a sleeve 71 fitted to a shaft 2.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the sleep 71 fitted to the shaft 2 has a cylindrical shape in which no groove is formed as in the first embodiment.
  • An oil-repellent film 9 is formed on both ends in the axial direction of a surface of the sleeve 71 facing the annular magnet 3.
  • the annular magnet 3 floats with magnetic force in all directions, and functions as a dust seal with respect to the rotation of the shaft 2.
  • FIG. 6 shows a magnetic fluid sealing device according to a sixth embodiment.
  • a relative reciprocating motion is also performed between the housing 1 and the shaft 2, and the sleeve 72 fitted to the shaft 2 is extended in the axial direction by the reciprocating motion length to form a ring.
  • An oil-repellent film 13 is formed on the entire surface facing the magnet 3.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the sleeve 72 fitted to the shaft 2 has an oil-repellent film 13 formed on the entire surface facing the annular magnet 3. I have.
  • the annular magnet 3 floats with magnetic force in all directions, and functions as a dust seal against rotation and reciprocation of the shaft 2.
  • the present embodiment is also suitable for a case where the shaft 2 performs only a reciprocating motion.
  • FIG. 7 shows a magnetic fluid sealing device according to a seventh embodiment.
  • a relative reciprocating motion is also performed between the housing 1 and the shaft 2, and a reciprocating motion length in the axial direction is formed without forming a groove in the sleeve 73 fitted to the shaft 2.
  • the oil-repellent film is formed on the entire surface facing the annular magnet 3.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the shaft 2 reciprocates.Therefore, it is necessary to stably support the magnetic fluid seal by sliding the magnetic fluid.
  • the configuration is such that a cylindrical sleeve 73 fitted to 2 is extended by the length of reciprocating movement of the shaft 2 in the axial direction, and the magnetic fluid 5 on the sleeve 73 is slid.
  • the sleeve 73 fitted to the shaft 2 has an oil-repellent film 14 formed on the entire surface facing the annular magnet 3. I have.
  • the sleeve 73 fitted to the shaft 2 has a cylindrical shape in which no groove is formed as in the first embodiment.
  • the annular magnet 3 floats with magnetic force in all directions, and functions as a dust seal against the rotation / reciprocation of the shaft 2.
  • the present embodiment is also suitable for a case where the shaft 2 performs only a reciprocating motion.
  • the sleeve of the housing 1 is extended in the axial direction by the length of the reciprocating motion, and an oil-repellent film is formed on all of the opposing surfaces facing the annular magnet 3. A similar effect can be obtained even if the groove is not formed as in the embodiment.
  • FIG. 8 shows a magnetic fluid sealing device according to an eighth embodiment.
  • a groove is formed on the inner periphery of the housing 1 and an annular magnet (rubber magnet or the like) 31 having elastic deformation characteristics is inserted into the groove, and formed on the inner and outer peripheral sides of the annular magnet 31.
  • the gap is filled with magnetic fluids 4 and 5.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the housing 1 and the shaft 2 are not fitted with the sleeve, and the housing 1 is formed with a groove in which the outer peripheral end of the annular magnet 31 is arranged with a gap.
  • the magnetic fluid 4 is The gap between the annular magnet 31 and the groove of the housing 1 is filled, and the magnetic fluid 5 is filled into the gap between the annular magnet 31 and the surface of the shaft 2.
  • the annular magnet 31 floats with magnetic force in all directions, and functions as a dust seal with respect to the rotation of the shaft 2.
  • a similar effect can be obtained by a configuration in which a groove is formed in the shaft 2 or a configuration in which a groove is formed in both the housing 1 and the shaft 2.
  • FIG. 9 shows a magnetic fluid sealing device according to a ninth embodiment.
  • a gap is formed directly between an annular magnet (such as a rubber magnet) 32 having elastic deformation characteristics and the surface of the shaft 2, and a groove formed in the sleeve 61 of the housing 1 is formed deeply. It was done.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the sleeve is not fitted to the shaft 2 and the magnetic fluid 5 is directly filled between the annular magnet (rubber magnet or the like) 32 having elastic deformation characteristics (flexibility) 32 and the surface of the shaft 2.
  • a gap is formed.
  • the groove formed in the sleeve 61 is deepened so that the sleeve 61 fitted to the housing 1 has a larger gap between the sleeve 61 and the outer peripheral surface of the annular magnet 32.
  • An oil-repellent film 8 is formed on the surface of the protrusions at both ends in the axial direction of the sleeve 61 (that is, portions other than the inner groove on the surface facing the annular magnet 32).
  • the seal function can be exerted even when the shaft 2 is eccentric to the housing 1 by the total eccentricity of the two gaps on the inner and outer peripheral surfaces of the annular magnet 3 2. On the other hand, it floats by magnetic force and acts as a dust seal against the rotational movement of the shaft 2.
  • FIG. 10 shows a magnetic fluid sealing device according to the tenth embodiment.
  • an oil-repellent film 15 is formed on the surface of the shaft 2 that comes into contact with the magnetic fluid 5 in the ninth embodiment.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • At least the magnetic fluid 5 carried on the inner peripheral surface of the annular magnet 32 comes into contact when the magnetic fluid sealing device is mounted.
  • An oil-repellent film 15 is formed on the surface of the shaft 2 in advance.
  • the mounting operation of the magnetic fluid sealing device can be performed in a state where the magnetic fluid sealing device is filled with the magnetic fluids 4 and 5 in advance.
  • the present embodiment functions as a dust seal with respect to the reciprocating motion or the rotating / reciprocating motion of the shaft 2.
  • FIG. 11 shows a magnetic fluid sealing device according to the eleventh embodiment.
  • the eleventh embodiment is different from the first embodiment in that the sleeves 6 and 7 are each formed of an L-shaped member having two sections. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the sleeves 6 and 7 are each composed of two L-shaped cross-section members that are divided into two.
  • the two cross-sectional L-shaped members are composed of an axial portion and a protruding portion that protrudes radially at an end opposite to the axial direction from the axial portion.
  • One sleeve 6, 7 is superimposed.
  • the sectional L-shaped member on the right side of the figure is attached first, and then the sectional L-shaped member on the left side of the figure is superimposed.
  • the device can be easily constructed if the arrangement and the filling of the magnetic fluids 4 and 5 are performed.
  • FIG. 11 (b) shows a single-pole magnetized annular magnet 3
  • Fig. 11 (c) shows a multi-pole magnetized annular magnet 3.
  • the annular magnet 3 has poles arranged in the axial direction.
  • the device can be configured even if the components such as the ring magnet 3 and the sleepers 6 and 7 do not have elastic deformation properties, the degree of freedom in material selection is increased.
  • FIG. 12 shows a magnetic fluid sealing device according to a 12th embodiment.
  • First The second embodiment is different from the first embodiment in that the sleeves 6 and 7 are each made up of a rigid portion and a rubber portion. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the sleeve 6 is composed of a rigid portion 6a and a rubber portion 6b.
  • the sleeve 7 includes a rigid portion 7a and a rubber portion 7b.
  • the rigid portions 6a and 7a have an L-shaped cross section having an axial portion and a protruding portion projecting on the left side in the drawing of the axial direction portion.
  • the rubber portions 6b and 7b have an L-shaped cross section having an axial portion that fits into the housing 1 or the shaft 2 and a protruding portion that protrudes on the right side in the drawing of the axial direction portion.
  • the rubber portions 6b and 7b are rubber-like elastic bodies that are easily deformed.
  • the sleeves 6 and 7 can be easily formed by superposing the axial portions of the rubber portions 6b and 7b on the axial portions of the rigid portions 6a and 7a.
  • the sleeps 6 and 7 are configured in advance, the annular magnets 3 are inserted by bending the protruding portions of the rubber portions 6 b and 7 b of the sleeves 6 and 7, and then the magnetic fluids 4 and 5 are added. Fill.
  • the axial portions of the rubber portions 6 b and 7 b of the sleeves 6 and 7 respectively Attached to housing 1 or shaft 2 by fitting.
  • the axial portions of the rubber portions 6b and 7b can be fitted to the housing 1 or the shaft 2, respectively, and the fitting of the two does not require bonding.
  • FIG. 13 shows a magnetic fluid sealing device according to a thirteenth embodiment.
  • the sleeves 6 and 7 in the first embodiment each include a rigid portion and a rubber portion.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the sleeve 6 is composed of a rigid portion 6a and a rubber portion 6b.
  • the sleeve 7 includes a rigid portion 7a and a rubber portion 7b.
  • the rigid portions 6a and 7a have a cylindrical shape composed of axial portions that contact the magnetic fluids 4 and 5.
  • the rubber portions 6b and 7b have an axial portion fitted to the housing 1 or the shaft 2, and a protruding portion that protrudes on the left and right sides in the drawing of the axial portion.
  • the rubber portions 6b and 7b are rubber-like elastic bodies that are easily deformed.
  • the sleeves 6, 7 can be easily formed by overlapping the rigid portions 6a, 7a within the axial portions of the rubber portions 6b, 7b.
  • the sleeves 6 and 7 are configured in advance, the annular magnets 3 are inserted by bending the protrusions of the rubber portions 6 b and 7 b of the configured sleeves 6 and 7, and then the magnetic fluids 4 and 5 are formed. Fill.
  • the axial portions of the rubber portions 6 b and 7 b of the sleeves 6 and 7 respectively Attached to housing 1 or shaft 2 by fitting.
  • the protrusions of the rubber portions 6b and 7b of the sleeves 6 and 7 can be bent to insert the annular magnet 3, and the annular magnet 3 can be easily arranged in the grooves of the sleeves 6 and 7. .
  • the axial portions of the rubber portions 6b and 7b can be fitted to the housing 1 or the shaft 2, respectively, and the fitting of the two does not require bonding.
  • FIG. 14 shows a magnetic fluid scener device according to a 14th embodiment.
  • the fourteenth embodiment is the same as the first and second embodiments, except that the sleeves 6 and 7 in the first embodiment are each composed of a rigid portion and a rubber portion. .
  • the shapes of the annular magnet 3 and the sleeves 6 and 7 are modified to reduce the filling amount of the magnetic fluids 3 and 4.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the end of the annular magnet 3 facing the housing 1 and the shaft 2 is pointed into a triangular projection in cross section, and the magnetic fluids 4 and 5 are concentrated by concentrating the magnetic flux on the pointed end. Holding.
  • the sleeve 6 is composed of a rigid portion 6a and a rubber portion 6b. Also, The sleeve 7 is composed of a rigid part 7a and a rubber part 7b.
  • the grooves of the sleeves 6 and 7 have triangular cross-sections in conformity with the housing 1 and the end facing the shaft 2 which are pointed in a triangular cross-sectional projection shape of the annular magnet 3.
  • the rigid portions 6a and 7a are tapered on one side to form the groove walls of the sleeves 6 and 7 on the left side of the figure.
  • the rubber portions 6b and 7b have an axial portion fitted to the housing 1 or the shaft 2, and a protruding portion that forms the groove wall surfaces of the sleepers 6 and 7 on the right side in the drawing of the axial direction portion. Rubber parts 6b and 7b are easily deformed! / ⁇ It is a rubber-like elastic body.
  • the sleeves 6 and 7 can be easily formed by overlapping the rigid portions 6a and 7a within the axial portions of the rubber portions 6b and 7b.
  • the sleeves 6 and 7 are configured in advance, the annular magnets 3 are inserted by bending the protrusions of the rubber portions 6 b and 7 b of the configured sleeves 6 and 7, and then the magnetic fluids 4 and 5 are formed. Fill.
  • the axial portions of the rubber portions 6 b and 7 b of the sleeves 6 and 7 respectively become It is mounted by fitting to the housing 1 or the shaft 2.
  • the annular magnets 3 can be inserted by bending the protruding portions of the rubber portions 6b, 7b of the sleeves 6, 7, and the arrangement of the annular magnets 3 in the grooves of the sleeves 6, 7 becomes easy. You.
  • the magnetic fluxes 4 and 5 are magnetically held by concentrating the magnetic flux on the facing ends of the annular magnet 3 and the housing 1 and the shaft 2 which are pointed into a triangular cross section, the magnetic fluids 4 and 5 Since 5 is efficiently concentrated without being dispersed, the magnetic fluid filling amount can be reduced.
  • the axial portions of the rubber portions 6b and 7b can be fitted to the housing 1 or the shaft 2, respectively, so that the bonding between the two becomes unnecessary.
  • Fig. 15 shows a magnetic 1 "raw fluid scener device according to a fifteenth embodiment.
  • the fifteenth embodiment is a 12th, 13th, and 14th embodiment.
  • the sleeves 6 and 7 in the first embodiment are each composed of a rigid portion and a rubber portion. You. Further, as in the first to fourth embodiments, the shapes of the annular magnet 3 and the sleeves 6 and 7 are modified to reduce the filling amount of the magnetic fluids 3 and 4. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the end of the annular magnet 3 facing the housing 1 and the shaft 2 is pointed in an arc-shaped projection, and the magnetic fluid is concentrated on the pointed end to form the magnetic fluids 4 and 5 in a magnetic manner. Holding.
  • the sleep 6 includes a rigid portion 6a and a rubber portion 6b.
  • the sleeve 7 includes a rigid portion 7a and a rubber portion 7b.
  • the grooves of the sleeves 6 and 7 are arc-shaped grooves in accordance with the housing 1 and the end facing the shaft 2 which are pointed in the shape of an arc-shaped projection of the annular magnet 3.
  • the gap between the opposing end of the annular magnet 3 which is pointed to an arc-shaped projection and the groove of the sleeve 6, 7 is directed toward the tip of the opposite end of the annular magnet 3 which is pointed to an arc-shaped projection. It becomes narrower.
  • the rigid portions 6a and 7a have a tapered arcuate cross section on one side to form the groove wall surfaces of the slips 6 and 7 on the left side of the figure.
  • the rubber portions 6b and 7b have an axial portion that fits into the housing 1 or the shaft 2, and a protruding portion that forms the groove wall surfaces of the sleeves 6 and 7 on the right side in the figure of the axial direction portion.
  • the rubber portions 6b and 7b are rubber-like elastic bodies that are easily deformed.
  • the sleeves 6, 7 can be easily formed by overlapping the rigid portions 6a, 7a within the axial portions of the rubber portions 6b, 7b.
  • the sleeves 6 and 7 are configured in advance, the annular magnets 3 are inserted by bending the protrusions of the rubber portions 6 b and 7 b of the configured sleeves 6 and 7, and then the magnetic fluids 4 and 5 are formed. Fill.
  • the axial portions of the rubber portions 6 b and 7 b of the sleeves 6 and 7 are mounted by fitting to the housing 1 or the shaft 2, respectively.
  • the magnetic fluids 4 and 5 are held magnetically by concentrating the magnetic flux on the facing ends of the annular magnet 3 and the casing 1 and the shaft 2 which are pointed to have an arc-shaped projection, so that the magnetic fluid 4, 5 Since 5 is efficiently concentrated without being dispersed, the magnetic fluid filling amount can be reduced.
  • the gap between the opposing end of the annular magnet 3 that is pointed to an arc-shaped projection and the groove of the sleeve 6, 7 is located at the tip of the opposite end of the annular magnet 3 that is pointed to an arc-shaped projection.
  • the axial portions of the rubber portions 6b and 7b can be fitted to the housing 1 or the shaft 2, respectively, so that the bonding between the two becomes unnecessary.
  • FIG. 16 is a half sectional view showing a magnetic fluid sealing device according to a sixteenth embodiment.
  • the magnetic levitation force of the annular magnet becomes smaller than the gravity of the annular magnet, and the diameter increases.
  • it is designed to levitate non-magnetic material magnetically.
  • the magnetic fluid sealing device shown in FIG. 16 is provided between a cylindrical housing 1 as two rotatable members and a shaft 2 inserted into the housing 1. A relative rotational movement is performed between the housing 1 and the shaft 2, and in this embodiment, only the shaft 2 rotates.
  • the housing 1 and the shaft 2 are made of a non-magnetic material.
  • the ferrofluid sealing device is composed of sleeve-like magnets 15 and 16 (sleeve-like magnetic force generating means) fitted to the housing 1 and the shaft 2, respectively, and a non-magnetic member disposed between the housing 1 and the shaft 2.
  • a body 17 and magnetic fluids 4 and 5 held on the inner and outer circumferences of the sleeve-like magnets 15 and 16, respectively.
  • a magnetic field gradient is generated near the inner peripheral surface of the sleeve-shaped magnet 15 and the outer peripheral surface of the sleeve-shaped magnet 16, and the magnetic fluids 4 and 5 placed in the magnetic field gradient are on the high magnetic field side (
  • the non-magnetic material 17 receives a repulsive force toward the low magnetic field as a reaction.
  • the non-magnetic material 17 is levitated in the magnetic fluids 4 and 5 in a non-contact state with the sleeve-shaped magnets 15 and 16, and at the same time, the magnetic fluids 4 and 5 are brought into contact with the non-magnetic material 17 and the sleeve-shaped magnet 17. It has the function of sealing the gap between 15 and 16.
  • a flexible rubber magnet or the like is suitable as the material of the sleeve-like magnets 15 and 16.
  • the magnetization of the sleeve-shaped magnets 15 and 16 satisfies the condition that it floats in the magnetic fluids 4 and 5 in a non-contact state with the non-magnetic material 17 force S sleeve-shaped magnets 15 and 16 Then, any method (direction, number of poles) may be used.
  • the magnetic fluid 4, 5 are used F e 3 0 4 and Mn ⁇ F e 2 0 4 like particles of oil, water, are dispersed in a colloidal state in an organic solvent.
  • a nonmagnetic metal such as nonmagnetic stainless steel, an aluminum alloy, a copper alloy, or titanium, or a resin such as polyphenylene oxide, polycarbonate, or polyacetal is preferable.
  • the sleeve-shaped magnets 15 and 16 have a groove formed in the center so that the protrusions protrude at both ends in the axial direction, and a groove is formed in the groove.
  • the parts are arranged with gaps. Then, the magnetic fluids 4 and 5 are filled in the gap between the grooves of the sleeve-like magnets 15 and 16 and the inner and outer peripheral ends of the non-magnetic material 17.
  • the sleeve-shaped magnets 15 and 16 have elastic deformation characteristics that allow the non-magnetic material 17 to be inserted into the grooves of the sleeve-shaped magnets 15 and 16 and make the non-magnetic material 17 smooth. Can be installed.
  • the non-magnetic material 17 may be made of a flexible material such as resin or rubber. What has the above may be used.
  • the protrusions at both axial ends of the sleeve magnets 15 and 16 (that is, portions other than the inner groove on the surface facing the non-magnetic member 17) have an oil-repellent film 18 and 19 on the surface. Are formed.
  • the oil-repellent films 18 and 19 prevent the magnetic fluids 4 and 5 in the grooves of the sleeve-shaped magnets 15 and 16 from spreading to the outside.
  • the formation of the oil-repellent films 18 and 19 is not limited to film formation.
  • the magnetic fluid sealing device described above can be easily operated with a touch between the housing 1 and the shaft 2 with the magnetic fluids 4 and 5 being filled in advance between the sleeve-like magnets 15 and 16 and the non-magnetic material 17. Attached to.
  • the nonmagnetic material 17 is levitated and supported by the magnetic fluids 4 and 5 held by the sleeve-like magnets 15 and 16, and in which direction the device is placed.
  • Non-magnetic material 17 also floats.
  • the non-magnetic member 17 has a gap on both the inner and outer circumferences to hold the magnetic fluids 4 and 5, and the sum of both gaps is the allowable value of the coaxiality between the housing 1 and the shaft 2. Even if the accuracy is low, the sealing performance can be exhibited.
  • the non-magnetic material 17 is levitated by magnetic force by the magnetic fluids 4 and 5 held by the sleeve-shaped magnets 15 and 16, the non-magnetic material 17 is used as the 'I , 5 also serve as a rotary inertia damper with viscous damping means.
  • the members used in the magnetic fluid sealing device do not have a pole piece or the like, and only the non-magnetic member 17 needs a thickness, so that the number of constituent members can be reduced and the device can be made thinner. In addition, there is no need to join members with members such as pole pieces and the like, so that manufacturing becomes easy.
  • the device can be mounted in a state where the devices filled with the magnetic fluids 4 and 5 in advance are assembled. In addition to being easy to mount, it has become easier to manage the amount of magnetic fluid filling.
  • the non-magnetic material 17 is magnetically levitated, so that the non-magnetic material 1 is maintained without changing the magnetic force. Since the shaft 7 can be made thin and light, the non-magnetic member 17 can be magnetically levitated even when the shaft diameter is increased, even if the device is enlarged.
  • the magnetization direction of the sleeve-shaped magnet in the following embodiments may be either the radial direction or the axial direction. (Seventeenth Embodiment)
  • FIG. 17 shows a magnetic fluid sealing device according to a seventeenth embodiment.
  • an oil-repellent film 20 is formed on a side surface of a non-magnetic member 17 in the radial direction.
  • Other configurations are the same as those of the 16th embodiment.
  • An oil-repellent film 20 was formed on the non-magnetic material 17 on a portion not in contact with the magnetic fluids 4 and 5, that is, on the radial side surface excluding the corners of the non-magnetic material 17.
  • the oil-repellent film 20 is not formed at the corners of the nonmagnetic material 17 on the radial side surface, and the magnetic fluids 4 and 5 adhere to the seal and magnetic levitation.
  • FIG. 18 shows a magnetic fluid sealing device according to the eighteenth embodiment.
  • a cutout portion 21 is formed on the side surface in the radial direction of a non-magnetic body 17.
  • Other configurations are the same as those of the 16th embodiment.
  • a cutout 21 is formed on the non-magnetic member 17 at a portion that does not contact the magnetic fluids 4 and 5, that is, at a radial side surface extending between the housing 1 and the shaft 2 excluding the corners of the non-magnetic member 17. did.
  • the weight of the non-magnetic material 17 is reduced, and the non-magnetic material 17 is levitated in all directions with a lower, saturated magnetization magnetic fluid 4, 5 or a smaller magnetic fluid filling amount. be able to.
  • FIG. 19 shows a magnetic fluid sealing device according to a ninth embodiment.
  • a cutout portion 22 is formed at the center of the inner and outer peripheral surfaces in addition to the cutout portion 21 on the radial side surface of the nonmagnetic body 17.
  • Other configurations are the same as those of the 16th embodiment.
  • the non-magnetic member 17 has a portion that does not come into contact with the magnetic fluids 4 and 5, that is, a radial side surface extending between the housing 1 and the shaft 2 excluding the corners of the non-magnetic member 17. Then, a notch 21 was formed. In addition, a cutout portion 22 was formed at the center of the inner and outer peripheral surfaces facing either the housing 1 or the shaft 2 excluding the corners of the non-magnetic material 17.
  • the weight of the non-magnetic material 17 can be further reduced, and the non-magnetic material 17 can be levitated in any direction with a magnetic fluid 4, 5 having a lower saturation magnetization or a smaller magnetic fluid filling amount. Can be.
  • FIG. 20 shows a magnetic fluid sealing device according to the 20th embodiment.
  • a groove is not formed in the sleeve-like magnet 16 1 fitted to the shaft 2, and the oil-repellent film 19 is formed on both ends in the axial direction of the facing surface facing the non-magnetic material 17. Is formed.
  • Other configurations are the same as those of the 16th embodiment.
  • the sleeve-like magnet 16 1 fitted to the shaft 2 has a cylindrical shape in which no groove is formed as in the first embodiment, and is provided at both ends in the axial direction of the facing surface facing the non-magnetic body 17.
  • An oil-repellent film 19 is formed.
  • the magnetic fluid 5 is held on the sleeve-shaped magnet 16 1, and the non-magnetic material 17 floats by magnetic force in all directions, and functions as a dust seal against the rotation of the shaft 2. .
  • FIG. 21 shows a magnetic fluid sealing device according to a 21st embodiment.
  • relative reciprocating motion is also performed between the housing 1 and the shaft 2, and the sleeve-like magnet 162 fitted to the shaft 2 is moved in the axial direction by the reciprocating motion length. It is prolonged.
  • Other configurations are the same as those of the 16th embodiment.
  • the relative rotational movement is performed between the housing 1 and the shaft 2, but also the relative reciprocating movement is performed between the housing 1 and the shaft 2. 2 reciprocates.
  • the sleeve-like magnet 16 2 fitted to the shaft 2 is extended to the length of the shaft 2 reciprocating in the axial direction, and the magnetic fluid 5 on the sleeve-like magnet 16 2 is entirely flat. Is held.
  • both ends in the axial direction of the sleep-shaped magnet 16 2 fitted to the shaft 2 are oil-repellent.
  • a functional film 19 is formed.
  • the non-magnetic member 17 floats with magnetic force in all directions, and functions as a dust seal against the rotation and reciprocation of the shaft 2.
  • the present embodiment is also suitable for a case where the shaft 2 performs only a reciprocating motion.
  • FIG. 22 shows a magnetic fluid sealing device according to a twenty-second embodiment.
  • a relative reciprocating motion is also performed between the housing 1 and the shaft 2, and the sleeve-like magnet 16 3 fitted on the shaft 2 is formed in the axial direction without forming a groove.
  • Extends the length of the reciprocating motion and holds the magnetic fluid 5 on the flat surface except for both ends in the axial direction of the opposing surface facing the non-magnetic material 17 and forms the oil-repellent film 19 on both ends in the axial direction. is there.
  • Other configurations are the same as those of the 16th embodiment.
  • the shaft 2 reciprocates.
  • the cylindrical sleeve-shaped magnet 16 fitted to the shaft 2 is extended to the length of the shaft 2 reciprocating in the axial direction, and the magnetic fluid 5 on the sleeve-shaped magnet 16 is extended. This is a configuration in which it is held on a flat portion excluding both ends in the axial direction.
  • An oil-repellent film 19 is formed on each of the sleep-like magnets 16 3 fitted to 2 on both ends in the axial direction of a facing surface facing the non-magnetic material 17.
  • the sleeve-like magnet 163 fitted to the shaft 2 has a cylindrical shape in which no groove is formed as in the sixteenth embodiment. Even in such a configuration, the non-magnetic member 17 floats with magnetic force in all directions, and functions as a dust seal against the rotation and reciprocation of the shaft 2.
  • the present embodiment is also suitable for a case where the shaft 2 performs only a reciprocating motion.
  • the sleeve-shaped magnet of the housing 1 is extended in the axial direction by the reciprocating movement length, and the magnetic fluid is held on the opposing surface facing the non-magnetic member 17.
  • the same effect can be obtained even if the groove is not formed as in the embodiment.
  • FIG. 23 shows a magnetic fluid sealing device according to a 23rd embodiment.
  • the sleeve-like magnets 15 and 16 in the sixteenth embodiment are each formed of an L-shaped member having a two-part cross section. Other configurations are the same as those of the 16th embodiment.
  • the sleeve-like magnets 15 and 16 are each composed of two L-shaped cross-section members that are divided into two.
  • the two L-shaped cross-section members include an axial portion and a protruding portion that protrudes radially at an end opposite to the axial direction from the axial portion.
  • the sleeve magnets 15 and 16 are superimposed on each other.
  • the L-shaped section on the right side of the figure is attached first, and then the L-shaped section on the left side of the figure is superimposed. If the arrangement of 7 and the filling of the magnetic fluids 4 and 5 are performed, the apparatus can be easily configured. Alternatively, insert the non-magnetic material 17 into the L-shaped section member on the left side of the figure, and then superimpose the L-shaped section section on the right side of the figure, and then fill with magnetic fluids 4 and 5. If it is assembled, it can be mounted on the device as a seal device.
  • FIGS. 23 (b) and 23 (c) The magnetization patterns of the sleeve-shaped magnet 15 at this time are shown in FIGS. 23 (b) and 23 (c), respectively.
  • Fig. 23 (b) shows a single-pole magnetized sleeve-like magnet 15;
  • Figure 23 (c) shows a multipole-magnetized sleeve-like magnet 15.
  • the sleeve-like magnet 15 has poles arranged in the axial direction.
  • the present invention floats and supports the magnetic force generating means with a magnetic fluid, and seals between the two members with the magnetic force generating means and the magnetic fluid, whereby the magnetic force generating means and the surface of each member of the two members are sealed.
  • the sum of the two gaps is the allowable value of the eccentricity of the two members, and the sealing performance can be exhibited even if the accuracy of the coaxiality is low.
  • members such as pole pieces, which have been conventionally used, are not required, and the number of constituent members can be reduced, which is also effective for making the device thinner.
  • the magnetic force generating means since the magnetic force generating means is levitated by the magnetic force by the magnetic fluid, it also functions as a rotary inertia damper using the magnetic force generating means as an inertial body and the magnetic fluid as a viscous damping means.
  • a magnetic fluid is provided in advance between the magnetic force generating means and the sleeve by providing a sleeve fitted to at least one of the two members and forming a groove on the surface of the sleeve facing the magnetic force generating means.
  • the device can be mounted in the filled state, which facilitates mounting and facilitates management of the magnetic fluid filling amount.
  • the sleeper has two L-shaped cross-sectional members each including an axial portion and a protruding portion that protrudes radially at an end opposite to the axial direction from the axial direction portion. Since the direction portions are overlapped with each other, it is easy to arrange the magnetic force generating means in the groove of the sleeve. In addition, since components can be configured without having elastic deformation properties, the degree of freedom in material selection is increased.
  • the magnetic fluid can be prevented from spreading on the surface other than the groove and reducing the amount of the magnetic fluid used for the seal. .
  • the sleeve is made of a rubber-like elastic body that protrudes in the radial direction. By deforming the rubber-like elastic body, it is easy to arrange the magnetic force generating means in the groove of the sleeve. become.
  • the sleeve has a rubber-like elastic body at the part to be fitted to one member, so that the sleeve does not need to be adhered to the sleeve at the time of fitting to the one member.
  • the end facing the two members of the magnetic force generating means is pointed, and the magnetic fluid is magnetically held by concentrating the magnetic flux at the pointed end, so that the magnetic fluid is efficiently concentrated without being dispersed and held efficiently. Therefore, the magnetic fluid filling amount can be reduced.
  • the groove of the sleeve is also formed in a shape corresponding to the sharpened end of the magnetic force generating means, the dispersion of the magnetic fluid can be further prevented.
  • the gap between the sharpened opposing end of the magnetic force generating means and the groove of the sleeve becomes narrower toward the tip of the sharpened opposing end of the magnetic force generating means, so that the magnetic fluid filling amount can be further reduced.
  • the sharpened opposite end of the magnetic force generating means has a triangular cross section, so that the magnetic flux can be concentrated on the sharpened tip and the magnetic fluid can be efficiently concentrated without being dispersed.
  • the sharpened opposing end of the magnetic force generating means has an arc-shaped projection, so that the magnetic flux can be concentrated on the sharpened tip and the magnetic fluid can be efficiently concentrated without being dispersed.
  • the device can be mounted with the fluid filled, and the mounting is easy, and the amount of magnetic fluid filling can be easily managed. In addition, it is possible to prevent the magnetic fluid from spreading on both axial ends of the sleeve, thereby reducing the amount of the magnetic fluid used for the seal.
  • the two members are relatively reciprocally movable, and are provided with a sleeve extending in the axial direction according to a reciprocating movement length of at least two members fitted to at least one of the two members.
  • the device can be mounted in a state in which the magnetic fluid is filled beforehand, so that the mounting is easy and the control of the magnetic fluid filling amount is easy.
  • the magnetic fluid on the sleeve extending in the axial direction can be slid according to the reciprocating length of the two members.
  • the sleeve is formed with grooves corresponding to the reciprocating movement length of the two members on the surface facing the magnetic force generation means, so that the magnetic fluid generation means and the sleeve are filled with a magnetic fluid in advance and the device is mounted. This facilitates mounting and prevents the magnetic fluid from scattering out of the groove, making it easier to control the amount of magnetic fluid filling. Further, the magnetic fluid can be slid in the groove of the slip according to the reciprocating movement length of the two members.
  • the sleeve has an elastic deformation characteristic that allows the magnetic force generating means to be inserted into the groove of the sleeve, so that the magnetic force generating means can be smoothly mounted.
  • the magnetic fluid can be collected at the magnetic poles of the magnetic force generating means, and the magnetic force generating means can be magnetically levitated.
  • the conventional members such as the pole piece and the sleeve are no longer necessary, and the device can be constructed using only the magnetic force generating means and the magnetic fluid.
  • the structure can be reduced, the number of components can be reduced, and the thickness can be significantly reduced.
  • the magnetic force generating means has an elastic deformation characteristic that allows the magnetic force generating means to be inserted into the groove, so that the magnetic force generating means can be smoothly mounted.
  • the weight of the magnetic force generating means can be reduced, and the magnetic force generating means can be more reliably levitated.
  • the weight of the magnetic force generating means can be reduced, and the magnetic force generating means can be more reliably levitated.
  • the weight of the magnetic force generating means can be reduced, and the magnetic force generating means can be more reliably levitated.
  • the magnetic force generating means is a magnet which is magnetized in a single pole or a multi-pole magnet in the axial direction or the radial direction, the magnet can fill the gap between the two members together with the magnetic fluid to seal between the two members.
  • the present invention provides a method in which a non-magnetic material is levitated and supported by a magnetic fluid, and the space between the two members is sealed by the non-magnetic material and the magnetic fluid.
  • the sum between them is the allowable value of the eccentricity of the two members, and the sealing performance can be exhibited even if the accuracy of the coaxiality is low.
  • the conventional members such as pole pieces are not required, and the number of constituent members can be reduced, which is effective for reducing the thickness of the apparatus.
  • the members can be easily manufactured without having to join the members.
  • the non-magnetic material since the non-magnetic material is levitated by the magnetic force by the magnetic fluid, it also functions as a rotary inertia damper using the non-magnetic material as an inertial body and the magnetic fluid as viscous damping means.
  • the nonmagnetic material can be made thin and light without changing the magnetic force, the nonmagnetic material can be magnetically levitated even if the diameter of the device is increased.
  • a groove is formed on the surface of at least one of the sleep magnetic force generating means facing the non-magnetic material, so that the magnetic fluid is filled between the sleep magnetic force generating means and the non-magnetic material before mounting the device. This facilitates mounting and facilitates management of the magnetic fluid filling amount.
  • the sleeve-shaped magnetic force generating means has two L-shaped cross-section members each including an axial portion and a protruding portion that protrudes radially at an end opposite to the axial direction from the axial direction, and has an L-shaped cross section. Since the axial portions of the members are overlapped with each other, it is easy to arrange the nonmagnetic material in the groove with the sleeve-like magnetic force generating means. In addition, since the components can be configured without having elastic deformation properties, the degree of freedom in material selection is increased.
  • the magnetic fluid spreads over the surface other than the groove, and the amount of the magnetic fluid used for the seal decreases. Can be prevented.
  • An oil-repellent film is formed at least on both ends in the axial direction of the sleeve-like magnetic force generating means.
  • the device can be mounted with the magnetic fluid previously filled between the sleeve-like magnetic force generating means and the non-magnetic material, which facilitates the mounting and facilitates the management of the magnetic fluid filling amount.
  • the magnetic fluid spreads on both axial end portions of the sleeve-shaped magnetic force generating means, so that the amount of the magnetic fluid used for the seal can be prevented from being reduced.
  • the two members are relatively reciprocally movable, and the sleeve-like magnetic force generating means fitted to at least one of the two members is extended in the axial direction according to the reciprocating length of the two members, thereby providing a sleeve-like shape.
  • the device can be mounted in a state where the magnetic fluid is previously filled between the magnetic force generating means and the non-magnetic material, so that the mounting is easy and the amount of the magnetic fluid charged can be easily managed. Further, the magnetic fluid can be held on the sleeve-like magnetic force generating means extending in the axial direction according to the reciprocating length of the two members.
  • the sleeve-like magnetic force generating means has a groove corresponding to the reciprocating length of the two members formed on the surface facing the non-magnetic material, so that a magnetic fluid is previously filled between the sleeve-like magnetic force generating means and the non-magnetic material. Since the device can be mounted in the filled state, the mounting is easy, and the magnetic fluid is prevented from being scattered out of the groove, so that the magnetic fluid filling amount can be easily managed. Also,
  • the magnetic fluid can be held in the groove of the sleeve-like magnetic force generating means according to the reciprocating movement length of the two members.
  • the sleeve-like magnetic force generating means has an elastic deformation characteristic that allows a non-magnetic material to be inserted into the groove of the sleeve-like magnetic force generating means, the non-magnetic material can be smoothly mounted. Since the non-magnetic material has an elastic deformation characteristic that allows the non-magnetic material to be inserted into the groove of the sleeve-like magnetic force generating means, the non-magnetic material can be smoothly mounted.
  • the oil-repellent film By forming the oil-repellent film on a portion of the non-magnetic material that is not in contact with the magnetic fluid, it is possible to prevent the magnetic fluid from spreading on the surface of the non-magnetic material and reducing the amount of the magnetic fluid used for the seal.
  • the non-magnetic material By forming the notch in a portion of the non-magnetic material that does not come into contact with the magnetic fluid, the non-magnetic material can be lightened and the non-magnetic material can be levitated more reliably.
  • the weight of the non-magnetic material can be reduced, and the non-magnetic material can be more reliably levitated.
  • the weight of the non-magnetic material can be reduced, and the non-magnetic material can be levitated more reliably.
  • the sleeve-like magnetic force generating means is a magnet that is monopolar or multipolar magnetized in the axial direction or the radial direction, the magnets can be fitted to the two members, respectively, to hold the magnetic fluid.

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Description

明 細 書 磁性流体シール装置 技術分野
本発明は、 相対運動する磁性流体シール装置に関するものであり、 例えば半導 体製造装置、 液晶パネルディスプレイ製造装置、 ハードディスク製造装置、 光学 部品製造装置等の生産機のダストシールや、 カメラ、 ハードディスクドライブ、 光学部品等の製品に内蔵するダストシールとして適用されるものである。 背景技術
従来の相対運動する磁性流体シール装置は、 2部材間の隙間を、 2部材の内一 方の部材側に保持された磁性流体で他方の部材表面に接触して隙間を密封してい た。
従来の磁性流体シール装置の構成例を第 2 4図に示す。 一般に軸方向に着磁さ れた磁石 1 0 3を 2枚のポールピース 1 0 4で挟んで接着して非磁性のハゥジン グ 1 0 1に設置し、 ポールピース 1 0 4と磁性材のシャフト 1 0 2との隙間に磁 性流体 1 0 5を充填する構成が取られる。 ' しかしながら、 上記のような従来技術の場合には、 下記のような問題が生じて いた。 ·
この従来技術の磁性流体シール装置は、 ハウジングに固定されるため、 ハウジ ングとシャフトとの偏芯の許容値は、 ポールピースとシャフトとの隙間以下とな り、 ハウジングとシャフトとの同軸度に高い精度が必要であった。
また、 この様な構成では、 磁性流体の充填を装置組立後に行わなければならな いという煩雑さと磁性流体充填量の管理が難しいといつた欠点があった。
さらに、 磁石とポールピースとは、 一定の厚さが必要なため、 薄型化に限界が あった。 また、 磁石とポールピースとを接着しなければならないという欠点もあ つた。
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、 その目的と するところは、 2部材の偏芯の許容値を拡大してシール性の向上を図ると共に、 磁性流体を装置組込み前に注入可能にすることによって品質のバラツキが低減で き、 力つ構成部材を削減して薄型化を図った製造容易な磁性流体シール装置を提 供することにある。 発明の開示
本発明は、 上記した課題を解決するために以下の構成を採用する。
上記目的を達成するために本発明にあっては、
互レヽに相対移動可能に組付けられる 2部材間をシールする磁性流体シール装置 であって、
2部材間に配置された磁力を発生する磁力発生手段と、
該磁力発生手段の 2部材との対向端に磁気的に保持されて前記磁力発生手段と 2部材の各部材表面との間の 2つの隙間を密封する磁性流体と、
を備え、
前記磁性流体で前記磁力発生手段を浮揚支持し、 前記磁力発生手段及び前記磁 性流体で 2部材間をシールすることを特徴とする。
したがって、 磁力発生手段と 2部材の各部材表面との間の 2つの隙間の和が 2 部材の偏芯の許容値となり、 同軸度の精度が低くてもシール性を発揮することが できる。 また、 従来用いていたポールピースなどの部材が必要なくなり、 構成部 材が削減でき装置の薄型化にも有効であり、 力っ部材同士の接合の必要もなく製 造容易となる。 さらに、 磁力発生手段が磁性流体により磁気力で浮揚しているの で、 磁力発生手段を慣性体として、 磁性流体を粘性減衰手段とする回転イナーシ ャダンバとしての機能も発揮する。
少なくとも 2部材の内一方の部材に嵌合されたスリーブを備え、
該スリーブの前記磁力発生手段との対向面に溝を形成したことが好適である。 これにより、 磁力発生手段とスリーブとの間に予め磁性流体を充填した状態で の装置の装着ができ、 装着が容易になると共に、 磁性流体充填量の管理がし易く なる。
前記スリーブは、 軸方向部と該軸方向部から各々軸方向で反対側の端部で径方 向に突出した突出部とからなる 2つの断面 L字状部材を有し、 該断面 L字状部材 の前記軸方向部が重ね合わされて構成されることが好適である。
これにより、 磁力発生手段のスリーブの溝内への配置が容易になる。 また、 構 成部品が弾性変形性を有しなくても構成できるので、 材料選定の自由度が大きく なる。
前記スリーブの前記磁力発生手段との対向面の少なくとも溝以外の表面部分に 撥油性膜を形成したことが好適である。
これにより、 磁性流体が溝以外の表面にぬれ広がり、 シールに用いる磁性流体 量が減少することが防止できる。
前記スリーブは、 径方向に突出した部分をゴム状弾性体で構成したことが好適 である。
これにより、 ゴム状弾性体を変形させることにより、 磁力発生手段のスリーブ の溝内への配置が容易になる。
前記スリーブは、 前記一方の部材に嵌合する部分をゴム状弾性体で構成したこ とが好適である。
これにより、 スリーブの一方の部材との嵌合に両者の接着が不要となる。 前記磁力発生手段の 2部材との対向端を尖らせており、 尖らせた先端に磁束を 集中させて前記磁性流体を磁気的に保持したことが好適である。
これにより、 磁性流体が分散せず効率よく集中して保持されるため、 磁性流体 充填量を削減することができる。
前記スリ一ブの溝も前記磁力発生手段の尖らせた対向端に合わせた形状に形成 したことが好適である。
これにより、 磁性流体の分散をさらに防止することができる。
前記磁力発生手段の尖らせた対向端と前記スリーブの溝との隙間は、 前記磁力 発生手段の尖らせた対向端の先端に向かうほど狭くなることが好適である。 これにより、 さらに磁性流体充填量を削減することができる。
前記磁力発生手段の尖らせた対向端は、 断面三角状の突起形状であることが好 適である。
これにより、 尖らせた先端に磁束を集中させて磁性流体を分散せず効率よく集 中して保持することができる。
前記磁力発生手段の尖らせた対向端は、 断面円弧状の突起形状であることが好 適である。
これにより、 尖らせた先端に磁束を集中させて磁性流体を分散せず効率よく集 中して保持することができる。
少なくとも 2部材の内一方の部材に嵌合されたスリーブを備え、
該スリーブの少なくとも軸方向両側端部に撥油性膜を形成したことが好適であ る。
これにより、 磁力発生手段とスリーブとの間に予め磁性流体を充填した状態で の装置の装着ができ、 装着が容易になると共に、 磁性流体充填量の管理がし易く なる。 また、 磁性流体がスリーブの軸方向両側端部にぬれ広がり、 シールに用い る磁十生流体量が減少することが防止できる。
2部材は相対往復移動可能であって、
少なくとも 2部材の内一方の部材に嵌合された 2部材の往復移動長さに応じて 軸方向に延びるスリープを備えたことが好適である。
これにより、 磁力発生手段とスリーブとの間に予め磁性流体を充填した状態で の装置の装着ができ、 装着が容易になると共に、 磁性流体充填量の管理がし易く なる。 また、 2部材の往復移動長さに応じて軸方向に延びるスリーブ上の磁性流 体を滑らせることができる。
前記スリーブは、 前記磁力発生手段との対向面に 2部材の往復移動長さに応じ た溝を形成したことが好適である。
これにより、 磁力発生手段とスリーブとの間に予め磁性流体を充填した状態で の装置の装着ができ、 装着が容易になると共に、 溝外への磁性流体の飛散も防止 されるので、 磁性流体充填量の管理がし易くなる。 また、 2部材の往復移動長さ に応じたスリ一ブの溝内で磁性流体を滑らせることができる。
前記スリーブの前記磁力発生手段との対向面に撥油性膜を形成したことが好適 である。
これにより、 相対往復移動時に滑る磁性流体が表面にぬれ広がり、 シーノレに用 いる磁性流体量が減少することが防止できる。 前記スリーブは、 前記スリ一プの溝内に前記磁力発生手段を揷入可能とする弾 性変形特性を有することが好適である。
これにより、 磁力発生手段のスムーズな装着ができる。
2部材及び前記スリーブは、 非磁性材であることが好適である。
これにより、 磁性流体を磁力発生手段の磁極に集め、 磁力発生手段を磁気的に 浮揚させることができる。
少なくとも 2部材の內一方の部材の前記磁力発生手段との対向面に溝を形成し たことが好適である。
これにより、 従来用いていたポールピースゃスリーブなどの部材が必要なくな り、 磁力発生手段と磁性流体だけで装置を構成でき、 構成部材が削減でき、 薄型 化が大幅に可能となる。
少なくとも 2部材の内一方の部材の前記磁力発生手段との対向面に撥油性膜を 形成したことが好適である。
これにより、 磁性流体が一方の部材表面にぬれ広がり、 シールに用いる磁性流 体量が減少することが防止できる。
前記磁力発生手段は、 前記溝内に前記磁力発生手段を揷入可能とする弾性変形 特性を有することが好適である。
これにより、 磁力発生手段のスムーズな装着ができる。
前記磁力発生手段の前記磁性流体と接触させない部分に撥油性膜を形成したこ とが好適である。
これにより、 磁性流体が磁力発生手段表面にぬれ広がり、 シールに用いる磁性 流体量が減少することが防止できる。
前記磁力発生手段の前記磁性流体と接触させない部分に切り欠き部を形成した ことが好適である。
これにより、 磁力発生手段の軽量化が図れ、 より確実に磁力発生手段を浮揚さ せることができる。
前記磁力発生手段の 2部材間に延びる側面に切り欠き部を形成したことが好適 である。
これにより、 磁力発生手段の軽量化が図れ、 より確実に磁力発生手段を浮揚さ せることができる。
前記磁力発生手段の 2部材との対向端面の中央部に切り欠き部を形成したこと が好適である。
これにより、 磁力発生手段の軽量化が図れ、 より確実に磁力発生手段を浮揚さ せることができる。
前記磁力発生手段は、 軸方向或いは径方向に単極或いは多極着磁された磁石で あることが好適である。
これにより、 磁石が磁性流体と共に 2部材間を埋めて 2部材間のシールを行う ことができる。
互いに相対移動可能に組付けられる 2部材間をシールする磁性流体シール装置 であって、
2部材にそれぞれ嵌合された磁力を発生するスリーブ状磁力発生手段と、 該スリーブ状磁力発生手段間に配置された非磁性体と、
該スリーブ状磁力発生手段の前記非磁性体との対向面に磁気的に保持されて前 記スリーブ状磁力発生手段と前記非磁性体との間の 2つの隙間を密封する磁性流 体と、
を備 、
前記磁性流体で前記非磁性体を浮揚支持し、 前記非磁性体及び前記磁性流体で 2部材間をシーノレすることを特徴とする。
したがって、 非磁性体と 2部材の各部材表面との間の 2つの隙間の和が 2部材 の偏芯の許容値となり、 同軸度の精度が低くてもシール性を発揮することができ る。 また、 従来用いていたポールピースなどの部材が必要なくなり、 構成部林が 削減でき装置の薄型化にも有効であり、 力っ部材同士の接合の必要もなく製造容 易となる。 さらに、 非磁性体が磁性流体により磁気力で浮揚しているので、 非磁 性体を慣性体として、 磁性流体を粘性減衰手段とする回転イナーシャダンバとし ての機能も発揮する。 特に、 磁気力を変えないで非磁性体を薄く軽くできるため 、 装置を大径化しても非磁性体を磁気的に浮揚させることができる。
少なくとも一方の前記スリープ状磁力発生手段の前記非磁性体との対向面に溝 を形成したことが好適である。 これにより、 スリーブ状磁力発生手段と非磁性体との間に予め磁性流体を充填 した状態での装置の装着ができ、 装着が容易になると共に、 磁性流体充填量の管 理がし易くなる。
前記スリーブ状磁力発生手段は、 軸方向部と該軸方向部から各々軸方向で反対 側の端部で径方向に突出した突出部とからなる 2つの断面 L字状部材を有し、 該 断面 L字状部材の前記軸方向部が重ね合わされて構成されることが好適である。 これにより、 非磁性体のスリーブ状磁力発生手段の溝内への配置が容易になる 。 また、 構成部品が弾性変形性を有しなくても構成できるので、 材料選定の自由 度が大きくなる。
前記スリーブ状磁力発生手段の前記非磁性体との対向面の少なくとも溝以外の 表面部分に撥油性膜を形成したことが好適である。
これにより、 磁性流体が溝以外の表面にぬれ広がり、 シールに用いる磁性流体 量が減少することが防止できる。
前記スリーブ状磁力発生手段の少なくとも軸方向両側端部に撥油性膜を形成し たことが好適である。
これにより、 スリーブ状磁力発生手段と非磁性体との間に予め磁性流体を充填 した状態での装置の装着ができ、 装着が容易になると共に、 磁性流体充填量の管 理がし易くなる。 また、 磁性流体がスリーブ状磁力発生手段の軸方向両側端部に ぬれ広がり、 シールに用いる磁性流体量が減少することが防止できる。
2部材は相対往復移動可能であって、
少なくとも 2部材の内一方の部材に嵌合された前記スリーブ状磁力発生手段を 2部材の往復移動長さに応じて軸方向に延ばしたことが好適である。
これにより、 スリーブ状磁力発生手段と非磁性体との間に予め磁性流体を充填 した状態での装置の装着ができ、 装着が容易になると共に、 磁性流体充填量の管 理がし易くなる。 また、 2部材の往復移動長さに応じて軸方向に延びるスリープ 状磁力発生手段上に磁性流体を保持することができる。
前記スリーブ状磁力発生手段は、 前記非磁性体との対向面に 2部材の往復移動 長さに応じた溝を形成したことが好適である。
これにより、 スリーブ状磁力発生手段と非磁性体との間に予め磁性流体を充填 した状態での装置の装着ができ、 装着が容易になると共に、 溝外への磁性流体の 飛散も防止されるので、 磁性流体充填量の管理がし易くなる。 また、 2部材の往 復移動長さに応じたスリーブ状磁力発生手段の溝内で磁性流体を保持することが できる。
前記スリーブ状磁力発生手段は、 前記スリーブ状磁力発生手段の溝内に前記非 磁性体を挿入可能とする弾性変形特性を有することが好適である。
これにより、 非磁性体のスムーズな装着ができる。
前記非磁性体は、—前記スリーブ状磁力発生手段の前記溝内に前記非磁性体を揷 入可能とする弾性変形特性を有することが好適である。
これにより、 非磁性体のスムーズな装着ができる。
前記非磁性体の前記磁性流体と接触させな ヽ部分に撥油性膜を形成したことが 好適である。
これにより、 磁性流体が非磁性体表面にぬれ広がり、 シールに用いる磁性流体 量が減少することが防止できる。
前記非磁性体の前記磁性流体と接触させない部分に切り欠き部を形成したこと が好適である。
これにより、 非磁性体の軽量化が図れ、 より確実に非磁性体を浮揚させること ができる。
前記非磁性体の 2部材間に延びる側面に切り欠き部を形成したことが好適であ る。
これにより、 非磁性体の軽量ィヒが図れ、 より確実に非磁性体を浮揚させること ができる。
前記非磁性体の 2部材との対向端面の中央部に切り欠き部を形成したことが好 適である。
これにより、 非磁性体の軽量化が図れ、 より確実に非磁性体を浮揚させること ができる。
前記スリーブ状磁力発生手段は、 軸方向或いは径方向に単極或いは多極着磁さ れた磁石であることが好適である。
これにより、 磁石が 2部材にそれぞれ嵌合されて磁性流体を保持することがで きる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 第 1の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図である 第 2図は、 第 2の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図である 第 3図は、 第 3の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図である 第 4図は、 第 4の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図である 第 5図は、 第 5の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図である 第 6図は、 第 6の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図である 第 7図は、 第 7の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図である 第 8図は、 第 8の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図である 第 9図は、 第 9の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図である 第 1 0図は、 第 1 0の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図で め 。
第 1 1図は、 第 1 1の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図及 び環状磁石の着磁状態を示す図である。
第 1 2図は、 第 1 2の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図で ある。
第 1 3図は、 第 1 3の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図で める。 第 1 4図は、 第 1 4の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図で ある。 ·
第 1 5図は、 第 1 5の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図で ある。
第 1 6図は、 第 1 6の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図で ある。
第 1 7図は、 第 1 7の実施の形態に係る磁性流体シーノレ装置を示す半断面図で ある。
第 1 8図は、 第 1 8の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図で ある。
第 1 9図は、 第 1 9の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図で ある。
第 2 0図は、 第 2 0の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図で ある。
第 2 1図は、 第 2 1の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図で ある。
第 2 2図は、 第 2 2の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図で ある。
第 2 3図は、 第 2 3の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図及 びスリーブ状磁石の着磁状態を示す図である。
第 2 4図は、 従来技術の磁性流体シール装置を示す半断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に図面を参照して、 この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明す る。 ただし、 この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、 材質、 形状、 そ の相対配置などは、 特に特定的な記載がない限りは、 この発明の範囲をそれらの みに限定する趣旨のものではない。 また、 以下の説明で一度説明した部材につい ての材質、 形状などは、 特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものであ る。 本実施の形態は、 磁性流体シール装置を半導体製造装置、 液晶パネルディスプ レイ製造装置、 ハードディスク製造装置、 光学部品製造装置等の生産機のダスト シーノレや、 カメラ、 ハードディスクドライブ、 光学部品等の製品に内蔵するダス トシールとして適用するものである。
(第 1の実施の形態）
第 1図を用いて第 1の実施の形態に係る磁性流体シール装置の構成について説 明する。 第 1図は第 1の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半断面図で める。
第 1図に示す磁性流体シール装置は、 回転移動可能な 2部材としての筒状のハ ウジング 1と、 ハウジング 1に揷入されたシャフト 2と、 の間に備えられている 。 ハウジング 1とシャフト 2との間では相対回転運動が行われるものであり、 本 形態ではシャフト 2だけが回転する。 ハウジング 1とシャフト 2は非磁性材で構 成されている。
磁性流体シール装置は、 径方向に着磁されてハウジング 1とシャフト 2との間 に配置された環状磁石 3 (磁力発生手段） と、 環状磁石 3の内外周端部にそれぞ れ保持された磁性流体 4， 5と、 ハウジング 1及びシャフト 2にそれぞれ嵌合さ れたスリーブ 6， 7と、 を備える。
環状磁石 3の磁極である内外周面の近傍には磁場勾配が発生しており、 その磁 場勾配内に置かれた磁性流体 4， 5は高磁場側 （磁石表面） に吸引され、 その反 作用として非磁性体であるスリープ 6 , 7は低磁場側への斥力を受ける。 その結 果、 環状磁石 3はスリーブ 6 , 7と非接触の状態で磁性流体 4， 5中に浮揚され 、 同時に磁性流体 4， 5が環状磁石 3とスリーブ 6， 7との隙間を密封する機能 を発揮する。
環状磁石 3としては、 比重の小さいプラスチック磁石等が好適である。 また、 環状磁石 3の着磁は、 磁石表面近傍の磁場強度を高める上で磁石断面の長手方向 (本実施の形態では径方向） に行うのが好ましく、 多極着磁を行えば更なる向上 が可能である。 ただし、 環状磁石 3の寸法、 材質及び着磁方法は、 環状磁石 3が スリーブ 6， 7と非接触の状態で磁性流体 4， 5中に浮揚する条件を満足するも のであれば、 上記の記載に限定されない。 —方、 磁性流体 4， 5としては、 F e 3 04^M n · Z n F e 2〇4等の微粒子 を油， 水， 有機溶媒等の中にコロイド状に分散させたものを用いている。
スリーブ 6， 7は、 非磁性ステンレス、 アルミ合金、 銅合金、 チタン等の非磁 性金属製又はポリフエ二レンオキサイド、 ポリカーボネイ ト、 ポリアセターノレ等 の樹脂製の円筒状部材で、 軸方向両端部で突出部が突出するように中央部が凹ん で溝が形成されており、 この溝の中に環状磁石 3の内外周端部が隙間を有してそ れぞれ配置される。 そして、 磁性流体 4， 5が環状磁石 3の内外周端とスリープ 6， 7の溝との隙間に充填されている。
このスリーブ 6， 7は、 スリーブ 6， 7の溝内に環状磁石 3を揷入可能とする 弾性変形特性を有しており、 環状磁石 3のスムーズな装着ができる。
また、 スリーブ 6， 7の軸方向両端部の突出部 （即ち、 環状磁石 3との対向面 の内溝以外の部分） には、 表面に撥油性膜 8 , 9が形成されている。 この撥油†生 膜 8， 9によって、 スリーブ 6， 7の溝内の磁性流体 4 , 5が外部へぬれ広がる ことが防止される。
なお、 撥油性膜 8， 9の形成処理としては、 膜形成以外にコーティングゃ塗布 等による処理もあり、 フッ素系撥油剤などの材料を用いる。
以上の磁性流体シール装置は、 環状磁石 3とスリーブ 6 , 7との間に予め磁性 流体 4， 5を充填した状態で、 ハウジング 1とシャフト 2の間にヮンタツチで容 易に装着される。
このような磁性流体シール装置では、 環状磁石 3が保持する磁性流体 4， 5に よって浮揚支持されており、 装置がどのような向きに置力れても環状磁石 3が浮 揚する。
そして、 環状磁石 3と磁 ¾Ξ流体 4 , 5とで、 ノヽウジング 1とシャフト 2間のシ ールを行う。 この効果は、 ハウジング 1に対してシャフト 2を環状磁石 3の内外 周面とスリーブ 6， 7との 2つの隙間の合計分の偏芯によってシール機能を発揮 することができる。
したがつて、 環状磁石 3の内外周の両方に磁性流体 4， 5を保持する隙間を有 する構成であり、 両方の隙間の和がハウジング 1とシャフト 2との同軸度の許容 値となり、 精度が低くてもシール性を発揮することができる。 そして、 環状磁石 3が磁性流体 4 , 5により磁気力で浮揚しているので、 環状 磁石 3を慣性体として、 磁性流体 4 , 5を粘性減衰手段とする回転イナ一シャダ ンパとしての機能も発揮する。
また、 磁性流体シール装置に用いている部材も、 ポールピース等の部材が無く 、 環状磁石 3だけが厚みを必要とするので、 構成部材が削減でき、 装置の薄型ィ匕 ができる。 また、 ポールピース等の部材などとの部材同士の接合の必要もなく製 造容易となる。
さらに、 スリーブ 6， 7の溝に環状磁石 3の内外周端部を配置するので、 予め 磁性流体 4 , 5を充填した装置の組み上がった状態で装置の装着ができ、 装着が 容易になると共に、 磁性流体充填量の管理がし易くなつた。
(第 2の実施の形態）
第 2図は第 2の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 2の実 施の形態は、 環状磁石 3の径方向側面に撥油性膜 1 0を形成したものである。 そ の他の構成は第 1の実施の形態と同じ構成である。
環状磁石 3には、 磁性流体 4， 5と接触させない部分、 即ち環状磁石 3の角部 を除いた径方向側面に、 撥油性膜 1 0を形成した。
ただし、 環状磁石 3の径方向側面の角部は、 撥油性膜 1 0が形成されておらず 、 磁性流体 4， 5の付着によりシールや磁気浮揚に関係する。
これにより、 磁性流体 4， 5が環状磁石 3の径方向側面にぬれ広がり、 シール に必要な磁性流体量が減少することを防止でき、 より少ない予め充填する磁性流 体充填量であらゆる向きに対してシール機能を発揮することができる。
(第 3の実施の形態）
第 3図は第 3の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 3の実 施の形態は、 環状磁石 3の径方向側面に切り欠き部 1 1を形成したものである。 その他の構成は第 1の実施の形態と同じ構成である。
環状磁石 3には、 磁性流体 4 , 5と接触させない部分、 即ち環状磁石 3の角部 を除いたハウジング 1とシャフト 2間に延びる径方向側面に、 切り欠き部 1 1を 形成した。
これにより、 環状磁石 3の軽量化が図られ、 より低い飽和磁化の磁性流体 4， 5或いはより少ない磁性流体充填量であらゆる向きに対して環状磁石 3を浮揚す ることができる。
(第 4の実施の形態）
第 4図は第 4の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 4の実 施の形態は、 環状磁石 3の径方向側面の切り欠き部 1 1に加えて内外周面の中央 部に切り欠き部 1 2を形成したものである。 その他の構成は第 1の実施の形態と 同じ構成である。
環状磁石 3には、 第 3の実施の形態と同様に磁性流体 4 , 5と接触させなレ、部 分、 即ち環状磁石 3の角部を除いたハウジング 1とシャフト 2間に延びる径方向 側面に、 切り欠き部 1 1を形成した。
カロえて、 環状磁石 3の角部を除いたハウジング 1又はシャフト 2のいずれかと 対向する内外周面の中央部にも切り欠き部 1 2を形成した。
これにより、 環状磁石 3の軽量化がさらに図られ、 さらにより低い飽和磁化の 磁·生流体 4， 5或いはより少ない磁性流体充填量であらゆる向きに対して環状磁 石 3を浮揚することができる。
(第 5の実施の形態）
第 5図は第 5の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 5の実 施の形態は、 シャフト 2に嵌合されるスリーブ 7 1に溝を形成せず、 環状磁石 3 と対向する対向面の軸方向両端部に撥油性膜 9を形成したものである。 その他の 構成は第 1の実施の形態と同じ構成である。
シャフト 2に嵌合されるスリープ 7 1は、 第 1の実施の形態のような溝が形成 されない円筒状である。 また、 スリーブ 7 1の環状磁石 3と対向する対向面の軸 方向両端部に撥油性膜 9が形成されている。
この様な構成でも、 環状磁石 3はあらゆる向きに対して磁気力で浮揚し、 シャ フト 2の回転に対してダストシールとして機能する。
なお、 本実施の形態とは逆 、 ハウジング 1のスリーブに溝を形成せず、 環状 磁石 3と対向する対向面の軸方向両端部に撥油性膜 8を形成しても同様の効果を 得ることができる。
(第 6の実施の形態） 第 6図は第 6の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 6の実 施の形態は、 ハウジング 1とシャフト 2との間に相対往復運動も行われており、 シャフト 2に嵌合されるスリーブ 7 2を軸方向に往復運動長さ分に延ばし、 環状 磁石 3と対向する対向面の全てに撥油性膜 1 3を形成したものである。 その他の 構成は第 1の実施の形態と同じ構成である。
本実施の形態においては、 ハウジング 1とシャフト 2との間に相対回転運動が 行われているだけでなく、 ハウジング 1とシャフト 2との間に相対往復運動も行 われており、 本形態ではシャフト 2が往復運動する。
このため、 磁性流体を滑らせることにより磁性流体シール装置を安定して支持 する必要があり、 本形態ではシャフト 2に嵌合されるスリーブ 7 2を軸方向にシ ャフト 2が往復運動する長さ分に延ばし、 スリーブ 7 2上の磁性流体 5を滑らせ る構成である。
この際、 磁性流体 5のスリーブ 7 2上へのぬれ防止として、 シャフト 2に嵌合 されるスリーブ 7 2には、 環状磁石 3と対向する対向面の全てに撥油性膜 1 3が 形成されている。
この様な構成でも、 環状磁石 3はあらゆる向きに対して磁気力で浮揚し、 シャ フト 2の回転 ·往復運動に対してダストシールとして機能する。 もちろん、 本実 施の形態は、 シャフト 2が往復運動のみを行う場合にも好適である。
なお、 本実施の形態とは逆に、 ハゥジング 1のスリ一プを軸方向に往復運動長 さ分に延ばし、 環状磁石 3と対向する対向面の全てに撥油性膜を形成しても同様 の効果を得ることができる。
(第 7の実施の形態）
第 7図は第 7の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 7の実 施の形態は、 ハウジング 1とシャフト 2との間に相対往復運動も行われており、 シャフト 2に嵌合されるスリーブ 7 3に溝を形成せずに軸方向に往復運動長さ分 に延ばし、 環状磁石 3と対向する対向面の全てに撥油性膜を形成したものである 。 その他の構成は第 1の実施の形態と同じ構成である。
本実施の形態においては、 第 6の実施の形態と同様に、 ハウジング 1とシャフ ト 2との間に相対回転運動が行われているだけでなく、 ハウジング 1とシャフト 2との間に相対往復運動も行われており、 本形態ではシャフト 2が往復運動する このため、 磁性流体を滑らせることにより磁性流体シールを安定して支持する 必要があり、 本形態ではシャフト 2に嵌合される円筒状のスリーブ 7 3を軸方向 にシャフト 2が往復運動する長さ分に延ばし、 スリーブ 7 3上の磁性流体 5を滑 らせる構成である。
この際、 磁性流体 5のスリーブ 7 3上へのぬれ防止として、 シャフト 2に嵌合 されるスリーブ 7 3には、 環状磁石 3と対向する対向面の全てに撥油性膜 1 4が 形成されている。
ここで、 第 6の実施の形態と異なり、 シャフト 2に嵌合されるスリーブ 7 3は 、 第 1の実施の形態のような溝が形成されない円筒状である。
この様な構成でも、 環状磁石 3はあらゆる向きに対して磁気力で浮揚し、 シャ フト 2の回転■往復運動に対してダストシールとして機能する。 もちろん、 本実 施の形態は、 シャフト 2が往復運動のみを行う場合にも好適である。
なお、 本実施の形態とは逆に、 ハゥジング 1のスリ一ブを軸方向に往復運動長 さ分に延ばし、 環状磁石 3と対向する対向面の全てに撥油性膜を形成し、 第 1の 実施の形態のような溝が形成されていなくても同様の効果を得ることができる。
(第 8の実施の形態）
第 8図は第 8の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 8の実 施の形態は、 ハゥジング 1内周に溝を形成し、 その中に弾性変形特性のある環状 磁石 （ゴムマグネット等） 3 1を挿入し、 環状磁石 3 1の内外周側に形成される 隙間に磁性流体 4 , 5を充填したものである。 その他の構成は第 1の実施の形態 と同じ構成である。
本実施の形態においては、 ハウジング 1及びシャフト 2共にスリーブは嵌合さ れず、 ハウジング 1に直接、 環状磁石 3 1の外周端部が隙間を有して配置される 溝が形成されている。
ここで、 環状磁石 3 1は、 ハウジング 1の溝へ変形されて挿入される必要があ るので、 弾性変形特性 （可撓性） を有するゴムマグネットが用いられる。
そして、 ハゥジング 1の溝へ環状磁石 3 1が揷入された後に、 磁性流体 4が環 状磁石 3 1とハウジング 1の溝との隙間に充填され、 磁性流体 5が環状磁石 3 1 とシャフト 2表面との隙間に充填される。
この様な構成でも、 環状磁石 3 1はあらゆる向きに対して磁気力で浮揚し、 シ ャフト 2の回転に対してダストシールとして機能する。
なお、 シャフト 2に溝を形成する構成や、 ハウジング 1とシャフト 2の両方に 溝を形成する構成でも同様の効果を得ることができる。
(第 9の実施の形態）
第 9図は第 9の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 9の実 施の形態は、 弾性変形特性のある環状磁石 （ゴムマグネット等） 3 2とシャフト 2表面との間に直接隙間を形成し、 ハウジング 1のスリーブ 6 1に形成する溝を 深く形成したものである。 その他の構成は第 1の実施の形態と同じ構成である。 本実施の形態においては、 シャフト 2にスリーブは嵌合されず、 弾性変形特性 (可撓性） のある環状磁石 （ゴムマグネット等） 3 2とシャフト 2表面との間に 直接磁性流体 5を充填する隙間を形成している。
また、 ハウジング 1に嵌合されるスリーブ 6 1は、 環状磁石 3 2外周面との間 により大きな隙間を有するようにスリーブ 6 1に形成される溝を深くしている。 このスリーブ 6 1の軸方向両端部の突出部 （即ち、 環状磁石 3 2との対向面の内 溝以外の部分） には、 表面に撥油性膜 8が形成されている。
この様な構成でも、 ハウジング 1に対してシャフト 2を環状磁石 3 2の内外周 面の 2つの隙間の合計分の偏芯でもシール機能を発揮することができ、 環状磁石 3 2はあらゆる向きに対して磁気力で浮揚し、 シャフト 2の回転運動に対してダ ストシールとして機能する。
(第 1 0の実施の形態）
第 1 0図は第 1 0の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 1 0の実施の形態は、 第 9の実施の形態において磁性流体 5と接触するシャフト 2 表面に撥油性膜 1 5を形成したものである。 その他の構成は第 1の実施の形態と 同じ構成である。
本実施の形態は、 第 9の実施の形態の構成に加えて、 磁性流体シール装置を装 着する際に、 少なくとも環状磁石 3 2内周面に担持した磁性流体 5が接触する範 囲のシャフト 2表面に予め撥油性膜 1 5を形成している。
これにより、 磁性流体シール装置に予め磁性流体 4 , 5を充填した状態で磁性 流体シール装置の装着作業を行うことができる。 また、 本実施の形態は、 シャフ ト 2の往復運動又は回転■往復運動に対してダストシールとして機能する。
(第 1 1の実施の形態）
第 1 1図は第 1 1の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 1 1の実施の形態は、 第 1の実施の形態においてスリーブ 6， 7をそれぞれ 2分割 した断面 L字状部材で構成したものである。 その他の構成は第 1の実施の形態と 同じ構成である。
本実施の形態は、 第 1 1図 （a ) に示すように、 スリーブ 6 , 7がそれぞれ 2 分割した 2つの断面 L字状部材から構成されている。 2つの断面 L字状部材は、 軸方向部と軸方向部から各々軸方向で反対側の端部で径方向に突出した突出部と からなり、 2つの断面 L字状部材の軸方向部が重ね合わされて 1つのスリーブ 6 , 7となる。
ここで、 図の右側の断面 L字状部材を先に装着し、 その後に図の左側の断面 L 字状部材を重ね合わせるので、 その図の左側の断面 L字状部材に予め環状磁石 3 の配置及び磁性流体 4， 5の充填を行っておけば容易に装置を構成することがで きる。 あるいは、 図の左側の断面 L字状部材の中に環状磁石 3を揷入し、 続いて 図の右側の断面 L字状部材を重ね合わせた後、 磁性流体 4， 5を充填しておけば 、 シール装置として組み上がった状態で装置に装着できる。
この時の環状磁石 3の着磁パターンを第 1 1図 （b ) 、 第 1 1図 （c ) にそれ ぞれ示す。 第 1 1図 （b ) は単極着磁の環状磁石 3であり、 第 1 1図 （c ) は多 極着磁の環状磁石 3である。 この環状磁石 3は軸方向に並んで極を有するもので ある。
これにより、 環状磁石 3のスリーブ 6 , 7の溝内への配置が容易になる。 また 、 環状磁石 3やスリープ 6， 7といった構成部品が弾性変形性を有しなくても装 置を構成できるので、 材料選定の自由度が大きくなる。
(第 1 2の実施の形態）
第 1 2図は第 1 2の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 1 2の実施の形態は、 第 1の実施の形態においてスリーブ 6 , 7をそれぞれ剛体部 とゴム部とから構成したものである。 その他の構成は第 1の実施の形態と同じ構 成である。
本実施の形態は、 スリーブ 6が剛体部 6 aとゴム部 6 bとから構成されている 。 また、 スリーブ 7が剛体部 7 aとゴム部 7 bとから構成されている。
剛体部 6 a， 7 aは、 軸方向部と軸方向部の図において左側で突出する突出部 とを有する断面 L字形状である。
ゴム部 6 b， 7 bは、 ハウジング 1又はシャフト 2に嵌合する軸方向部と軸方 向部の図において右側で突出する突出部とを有する断面 L字形状である。 ゴム部 6 b， 7 bは、 変形し易いゴム状弾性体である。
そして、 剛体部 6 a , 7 aの軸方向部にゴム部 6 b， 7 bの軸方向部を重ね合 わせることで容易にスリーブ 6， 7を構成することができる。
この構成では、 予めスリープ 6 , 7を構成し、 構成されたスリーブ 6 , 7のゴ ム部 6 b， 7 bの突出部を曲げて環状磁石 3を挿入し、 その後に磁性流体 4， 5 を充填する。
また、 スリーブ 6， 7に環状磁石 3の揷入及び磁性流体 4， 5を充填が終了し てシール装置を完成した後に、 スリーブ 6， 7のゴム部 6 b , 7 bの軸方向部が それぞれハウジング 1又はシャフト 2に嵌合することで装着される。
これにより、 スリープ 6， 7のゴム部 6 b， 7 bの突出部を曲げて環状磁石 3 を揷入することができ、 環状磁石 3のスリーブ 6， 7の溝内への配置が容易にな る。
また、 ゴム部 6 b , 7 bの軸方向部がそれぞれハウジング 1又はシャフト 2に 嵌合することができ、 両者の嵌合に接着が不要となる。
(第 1 3の実施の形態）
第 1 3図は第 1 3の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 1 3の実施の形態は、 第 1 2の実施の形態と同様に第 1の実施の形態においてスリ ーブ 6， 7をそれぞれ剛体部とゴム部とから構成したものである。 その他の構成 は第 1の実施の形態と同じ構成である。
本実施の形態は、 スリーブ 6が剛体部 6 aとゴム部 6 bとから構成されている 。 また、 スリーブ 7が剛体部 7 aとゴム部 7 bとから構成されている。
剛体部 6 a , 7 aは、 磁性流体 4， 5に接触する軸方向部からなる円筒状形状 である。
ゴム部 6 b， 7 bは、 ハウジング 1又はシャフト 2に嵌合する軸方向部と軸方 向部の図において左右側で突出する突出部とを有する。 ゴム部 6 b， 7 bは、 変 形し易いゴム状弾性体である。
そして、 剛体部 6 a， 7 aをゴム部 6 b， 7 bの軸方向部内に重ね合わせるこ とで容易にスリーブ 6， 7を構成することができる。
この構成では、 予めスリーブ 6， 7を構成し、 構成されたスリーブ 6， 7のゴ ム部 6 b , 7 bの突出部を曲げて環状磁石 3を揷入し、 その後に磁性流体 4， 5 を充填する。
また、 スリーブ 6， 7に環状磁石 3の揷入及び磁性流体 4， 5を充填が終了し てシール装置を完成した後に、 スリーブ 6， 7のゴム部 6 b , 7 bの軸方向部が それぞれハウジング 1又はシャフト 2に嵌合することで装着される。
これにより、 スリーブ 6， 7のゴム部 6 b， 7 bの突出部を曲げて環状磁石 3 を挿入することができ、 環状磁石 3のスリーブ 6 , 7の溝内への配置が容易にな る。
また、 ゴム部 6 b， 7 bの軸方向部がそれぞれハウジング 1又はシャフト 2に 嵌合することができ、 両者の嵌合に接着が不要となる。
(第 1 4の実施の形態）
第 1 4図は第 1 4の実施の形態に係る磁性流体シーノレ装置を示している。 第 1 4の実施の形態は、 第 1 2、 第 1 3の実施の形態と同様に第 1の実施の形態にお いてスリーブ 6， 7をそれぞれ剛体部とゴム部とから構成したものである。 また 、 環状磁石 3及びスリーブ 6， 7の形状を磁性流体 3 , 4の充填量を削減するた めに変形したものである。 その他の構成は第 1の実施の形態と同じ構成である。 本実施の形態は、 環状磁石 3のハゥジング 1及びシャフト 2との対向端を断面 三角状の突起形状に尖らせており、 尖らせた先端に磁束を集中させて磁性流体 4 ， 5を磁気的に保持している。
そして、 スリーブ 6が剛体部 6 aとゴム部 6 bとから構成されている。 また、 スリーブ 7が剛体部 7 aとゴム部 7 bとから構成されている。
このスリーブ 6， 7の溝は、 環状磁石 3の断面三角状の突起形状に尖らせたハ ウジング 1及びシャフト 2との対向端に合わせて断面三角状の溝となっている。 剛体部 6 a， 7 aは、 一辺にテーパを形成して図の左側のスリーブ 6 , 7の溝 壁面を構成している。
ゴム部 6 b , 7 bは、 ハウジング 1又はシャフト 2に嵌合する軸方向部と軸方 向部の図において右側でスリープ 6， 7の溝壁面を構成して突出する突出部とを 有する。 ゴム部 6 b， 7 bは、 変形し易！/ヽゴム状弾性体である。
そして、 剛体部 6 a， 7 aをゴム部 6 b , 7 bの軸方向部内に重ね合わせるこ とで容易にスリーブ 6， 7を構成することができる。
この構成では、 予めスリーブ 6， 7を構成し、 構成されたスリーブ 6， 7のゴ ム部 6 b， 7 bの突出部を曲げて環状磁石 3を揷入し、 その後に磁性流体 4， 5 を充填する。
また、 スリーブ 6， 7に環状磁石 3の挿入及び磁性流体 4 , 5を充填が終了し てシール装置を完成した後に、 スリーブ 6 , 7のゴム部 6 b , 7 bの軸方向部が それぞれ/、ウジング 1又はシャフ卜 2に嵌合することで装着される。
これにより、 スリーブ 6 , 7のゴム部 6 b， 7 bの突出部を曲げて環状磁石 3 を揷入することができ、 環状磁石 3のスリーブ 6， 7の溝内への配置が容易にな る。
また、 環状磁石 3の断面三角状の突起形状に尖らせたハゥジング 1及びシャフ ト 2との対向端に磁束を集中させて磁性流体 4 , 5を磁気的に保持するので、 磁 性流体 4 , 5が分散せず効率よく集中して保持されるため、 磁性流体充填量を削 減することができる。
さらに、 ゴム部 6 b， 7 bの軸方向部がそれぞれハウジング 1又はシャフト 2 に嵌合することができ、 両者の嵌合に接着が不要となる。
(第 1 5の実施の形態）
第 1 5図は第 1 5の実施の形態に係る磁 1"生流体シーノレ装置を示している。 第 1 5の実施の形態は、 第 1 2、 第 1 3、 第 1 4の実施の形態と同様に第 1の実施の 形態においてスリーブ 6， 7をそれぞれ剛体部とゴム部とから構成したものであ る。 また、 第 1 4の実施の形態と同様に環状磁石 3及びスリーブ 6， 7の形状を 磁性流体 3， 4の充填量を削減するために変形したものである。 その他の構成は 第 1の実施の形態と同じ構成である。
本実施の形態は、 環状磁石 3のハウジング 1及びシャフト 2との対向端を断面 円弧状の突起形状に尖らせており、 尖らせた先端に磁束を集中させて磁性流体 4 ， 5を磁気的に保持している。
そして、 スリープ 6が剛体部 6 aとゴム部 6 bとから構成されている。 また、 スリーブ 7が剛体部 7 aとゴム部 7 bとから構成されている。
このスリーブ 6， 7の溝は、 環状磁石 3の断面円弧状の突起形状に尖らせたハ ウジング 1及びシャフト 2との対向端に合わせて断面円弧状の溝となっている。 そして、 環状磁石 3の断面円弧状の突起形状に尖らせた対向端とスリーブ 6 , 7の溝との隙間は、 環状磁石 3の断面円弧状の突起形状に尖らせた対向端の先端 に向かうほど狭くなる。
剛体部 6 a， 7 aは、 一辺に断面円弧状のテーパを形成して図の左側のスリ一 プ 6， 7の溝壁面を構成している。
ゴム部 6 b， 7 bは、 ハウジング 1又はシャフト 2に嵌合する軸方向部と軸方 向部の図において右側でスリーブ 6 , 7の溝壁面を構成して突出する突出部とを 有する。 ゴム部 6 b， 7 bは、 変形し易いゴム状弾性体である。
そして、 剛体部 6 a , 7 aをゴム部 6 b , 7 bの軸方向部内に重ね合わせるこ とで容易にスリーブ 6， 7を構成することができる。
この構成では、 予めスリーブ 6， 7を構成し、 構成されたスリーブ 6， 7のゴ ム部 6 b， 7 bの突出部を曲げて環状磁石 3を揷入し、 その後に磁性流体 4， 5 を充填する。
また、 スリーブ 6， 7に環状磁石 3の揷入及ぴ磁性流体 4， 5を充填が終了し てシーノレ装置を完成した後に、 スリーブ 6， 7のゴム部 6 b， 7 bの軸方向部が それぞれハウジング 1又はシャフト 2に嵌合することで装着される。
これにより、 スリーブ 6， 7のゴム部 6 b， 7 bの突出部を曲げて環状磁石 3 を揷入することができ、 環状磁石 3のスリーブ 6， 7の溝内への配置が容易にな る。 ' また、 環状磁石 3の断面円弧状の突起形状に尖らせたハゥジング 1及びシャフ ト 2との対向端に磁束を集中させて磁性流体 4， 5を磁気的に保持するので、 磁 性流体 4 , 5が分散せず効率よく集中して保持されるため、 磁性流体充填量を削 減することができる。
ここで、 環状磁石 3の断面円弧状の突起形状に尖らせた対向端とスリーブ 6， 7の溝との隙間が、 環状磁石 3の断面円弧状の突起形状に尖らせた対向端の先端 に向力 うほど狭くなっているため、 隙間の一番狭い部分に磁性流体 4 , 5を集中 し易くなり、 さらに磁性流体充填量を削減することができる。
さらに、 ゴム部 6 b， 7 bの軸方向部がそれぞれハウジング 1又はシャフト 2 に嵌合することができ、 両者の嵌合に接着が不要となる。
(第 1 6の実施の形態）
第 1 6図を用いて第 1 6の実施の形態に係る磁性流体シール装置の構成につい て説明する。 第 1 6図は第 1 6の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示す半 断面図である。
以下の実施の形態では、 上記第 1〜第 1 5の実施の形態では、 軸径が大きくな ると環状磁石の磁気浮揚力がその環状磁石の重力よりも小さくなってしまい、 大 径化に限界があることに鑑み、 非磁性体を磁気的に浮揚する構成としたものであ る。
第 1 6図に示す磁性流体シール装置は、 回転移動可能な 2部材としての筒状の ハウジング 1と、 ハウジング 1に挿入されたシャフト 2と、 の間に備えられてい る。 ハゥジング 1とシャフト 2との間では相対回転運動が行われるものであり、 本形態ではシャフト 2だけが回転する。 ハウジング 1とシャフト 2は非磁性材で 構成されている。
磁性流体シール装置は、 ハゥジング 1及びシャフト 2にそれぞれ嵌合されたス リーブ状磁石 1 5， 1 6 (スリーブ状磁力発生手段） と、 ハウジング 1とシャフ ト 2との間に配置された非磁性体 1 7と、 スリーブ状磁石 1 5 , 1 6の内外周に それぞれ保持された磁性流体 4 , 5と、 を備える。
スリーブ状磁石 1 5の内周面、 及びスリーブ状磁石 1 6の外周面の近傍には磁 場勾配が発生しており、 その磁場勾配内に置かれた磁性流体 4， 5は高磁場側 ( 磁石表面） に吸引され、 その反作用として非磁性体 1 7は低磁場側への斥力を受 ける。 その結果、 非磁性体 1 7はスリーブ状磁石 1 5, 1 6と非接触の状態で磁 性流体 4， 5中に浮揚され、 同時に磁性流体 4， 5が非磁性体 1 7とスリーブ状 磁石 1 5， 1 6との隙間を密封する機能を発揮する。
スリーブ状磁石 1 5， 1 6の材質としては、 可撓性を有するゴム磁石等が好適 である。 また、 スリーブ状磁石 1 5, 1 6の着磁は、 非磁性体 1 7力 Sスリーブ状 磁石 1 5， 1 6と非接触の状態で磁性流体 4， 5中に浮揚する条件を満足するも のであれば、 どのような方法 （方向、 極数） を用いてもよい。
一方、 磁性流体 4， 5としては、 F e 304や Mn · F e 204等の微粒子を油 , 水， 有機溶媒等の中にコロイド状に分散させたものを用いている。
非磁性体 1 7の材質としては、 非磁性ステンレス、 アルミ合金、 銅合金、 チタ ン等の非磁十生金属又はポリフヱニレンオキサイド、 ポリカーボネイト、 ポリアセ タール等の樹脂が好適である。
このスリーブ状磁石 1 5, 1 6は、 軸方向両端部で突出部が突出するように中 央部が凹んで溝が形成されており、 この溝の中に非磁性体 1 7の内外周端部が隙 間を有してそれぞれ配置される。 そして、 磁性流体 4， 5がスリーブ状磁石 1 5 ， 1 6の溝と非磁性体 1 7の内外周端との隙間に充填されている。
このスリーブ状磁石 1 5， 1 6は、 スリーブ状磁石 1 5， 1 6の溝内に非磁性 体 1 7を揷入可能とする弾性変形特性を有しており、 非磁性体 1 7のスムーズな 装着ができる。
スリーブ状磁石 1 5， 1 6の材質として可撓性は有しないが磁気力の強い焼結 金属性等を用いた場合には、 非磁性体 1 7の材質として樹脂やゴム等の可撓性を 有するものを用いればよい。
また、 スリーブ状磁石 1 5， 1 6の軸方向両端部の突出部 （即ち、 非磁 体 1 7との対向面の内溝以外の部分） には、 表面に撥油性膜 1 8, 1 9が形成されて いる。 この撥油性膜 1 8, 1 9によって、 スリーブ状磁石 1 5, 1 6の溝内の磁 性流体 4， 5が外部へぬれ広がることが防止される。
なお、 撥油性膜 1 8， 1 9の形成処理としては、 膜形成以外にコ
塗布等による処理もあり、 フッ素系撥油剤などの材料を用いる。 以上の磁性流体シール装置は、 スリーブ状磁石 1 5 , 1 6と非磁性体 1 7との 間に予め磁性流体 4， 5を充填した状態で、 ハゥジング 1とシャフト 2の間にヮ ンタツチで容易に装着される。
このような磁性流体シール装置では、 スリーブ状磁石 1 5， 1 6の保持する磁 性流体 4， 5によって非磁性体 1 7が浮揚支持されており、 装置がどのような向 きに置かれても非磁性体 1 7が浮揚する。
そして、 非磁性体 1 7と磁性流体 4， 5とで、 ノヽウジング 1とシャフト 2間の シールを行う。 この効果は、 ハウジング 1に対してシャフト 2をスリーブ状磁石 1 5， 1 6と非磁性体 1 7の内外周面との 2つの隙間の合計分の偏芯によってシ ール機能を発揮することができる。
したがつて、 非磁性体 1 7の内外周の両方に磁性流体 4， 5を保持する隙間を 有する構成であり、 両方の隙間の和がハウジング 1とシャフト 2との同軸度の許 容値となり、 精度が低くてもシール性を発揮することができる。
そして、 スリーブ状磁石 1 5， 1 6が保持する磁性流体 4 , 5により磁気力で 非磁性体 1 7が浮揚しているので、 非磁性体 1 7を' I賞性体として、 磁性流体 4 , 5を粘性減衰手段とする回転イナーシャダンバとしての機能も発揮する。
また、 磁性流体シール装置に用いている部材も、 ポールピース等の部材が無く 、 非磁性体 1 7だけが厚みを必要とするので、 構成部材が削減でき、 装置の薄型 化ができる。 また、 ポールピース等の部材などとの部材同士の接合の必要もなく 製造容易となる。
さらに、 スリーブ状磁石 1 5， 1 6の溝に非磁性体 1 7の内外周端部を配置す るので、 予め磁性流体 4， 5を充填した装置の組み上がった状態で装置の装着が でき、 装着が容易になると共に、 磁性流体充填量の管理がし易くなつた。
特に、 環状磁石が磁気的に浮揚される上記第 1〜第 1 5の実施の形態とは異な り非磁性体 1 7が磁気的に浮揚されるので、 磁気力を変えないで非磁性体 1 7を 薄く軽くできるため、 軸径が大きくなる場合に装置を大径ィ匕しても非磁性体 1 7 を磁気的に浮揚させることができる。
なお、 本実施の形態以下の実施の形態におけるスリーブ状磁石の着磁方向は径 方向、 軸方向のいずれでもよい。 (第 1 7の実施の形態）
第 1 7図は第 1 7の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 1 マの実施の形態は、 非磁性体 1 7の径方向側面に撥油性膜 2 0を形成したもので ある。 その他の構成は第 1 6の実施の形態と同じ構成である。
非磁性体 1 7には、 磁性流体 4 , 5と接触させない部分、 即ち非磁性体 1 7の 角部を除いた径方向側面に、 撥油性膜 2 0を形成した。
ただし、 非磁性体 1 7の径方向側面の角部は、 撥油性膜 2 0が形成されておら ず、 磁性流体 4， 5の付着によりシールや磁気浮揚に関係する。
これにより、 磁性流体 4， 5が非磁性体 1 7の径方向側面にぬれ広がり、 シー ルに必要な磁性流体量が減少することを防止でき、 より少ない予め充填する磁性 流体充填量であらゆる向きに対してシール機能を発揮することができる。
(第 1 8の実施の形態）
第 1 8図は第 1 8の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 1 8の実施の形態は、 非磁性体 1 7の径方向側面に切り欠き部 2 1を形成したもの である。 その他の構成は第 1 6の実施の形態と同じ構成である。
非磁性体 1 7には、 磁性流体 4， 5と接触させない部分、 即ち非磁性体 1 7の 角部を除いたハウジング 1とシャフト 2間に延びる径方向側面に、 切り欠き部 2 1を形成した。
これにより、 非磁性体 1 7の軽量化が図られ、 より低 、飽和磁化の磁性流体 4 ， 5或いはより少ない磁½^流体充填量であらゆる向きに対して非磁性体 1 7を浮 揚することができる。
(第 1 9の実施の形態）
第 1 9図は第 1 9の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 1 9の実施の形態は、 非磁性体 1 7の径方向側面の切り欠き部 2 1に加えて内外周 面の中央部に切り欠き部 2 2を形成したものである。 その他の構成は第 1 6の実 施の形態と同じ構成である。
非磁性体 1 7には、 第 3の実施の形態と同様に磁性流体 4， 5と接触させない 部分、 即ち非磁性体 1 7の角部を除いたハウジング 1とシャフト 2間に延びる径 方向側面に、 切り欠き部 2 1を形成した。 加えて、 非磁性体 1 7の角部を除いたハウジング 1又はシャフト 2のいずれか と対向する内外周面の中央部にも切り欠き部 2 2を形成した。
これにより、 非磁性体 1 7の軽量化がさらに図られ、 さらにより低い飽和磁化 の磁性流体 4， 5或いはより少ない磁性流体充填量であらゆる向きに対して非磁 性体 1 7を浮揚することができる。
(第 2 0の実施の形態）
第 2 0図は第 2 0の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 2 0の実施の形態は、 シャフト 2に嵌合されるスリーブ状磁石 1 6 1に溝を形成せ ず、 非磁性体 1 7と対向する対向面の軸方向両端部に撥油性膜 1 9を形成したも のである。 その他の構成は第 1 6の実施の形態と同じ構成である。
シャフト 2に嵌合されるスリーブ状磁石 1 6 1は、 第 1 1の実施の形態のよう な溝が形成されない円筒状であり、 非磁性体 1 7と対向する対向面の軸方向両端 部に撥油性膜 1 9が形成されている。
この様な構成でも、 スリーブ状磁石 1 6 1上に磁性流体 5が保持され、 非磁性 体 1 7はあらゆる向きに対して磁気力で浮揚し、 シャフト 2の回転に対してダス トシールとして機能する。
なお、 本実施の形態とは逆に、 ハゥジング 1のスリープ状磁石に溝を形成せず 、 非磁性体 1 7と対向する対向面の軸方向両端部に撥油性膜 1 8を形成しても同 様の効果を得ることができる。
(第 2 1の実施の形態）
第 2 1図は第 2 1の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 2 1の実施の形態は、 ハゥジング 1とシャフト 2との間に相対往復運動も行われて おり、 シャフト 2に嵌合されるスリーブ状磁石 1 6 2を軸方向に往復運動長さ分 に延ばしたものである。 その他の構成は第 1 6の実施の形態と同じ構成である。 本実施の形態においては、 ハウジング 1とシャフト 2との間に相対回転運動が 行われているだけでなく、 ハウジング 1とシャフト 2との間に相対往復運動も行 われており、 本形態ではシャフト 2が往復運動する。
このため、 磁性流体 5をスリーブ状磁石 1 6 2上の平面部全てに保持すること により非磁性体 1 7を浮揚させて磁性流体シール装置を安定して支持する必要が あり、 本形態ではシャフト 2に嵌合されるスリーブ状磁石 1 6 2を軸方向にシャ フト 2が往復運動する長さ分に延ばし、 スリーブ状磁石 1 6 2上の磁性流体 5を 平面部全てに保持させた構成である。
この際、 磁性流体 5のスリーブ状磁石 1 6 2上の軸方向両端部へのぬれ防止と して、 シャフト 2に嵌合されるスリープ状磁石 1 6 2の軸方向両端部には、 撥油 性膜 1 9が形成されている。
この様な構成でも、 非磁性体 1 7はあらゆる向きに対して磁気力で浮揚し、 シ ャフト 2の回転 ·往復運動に対してダストシールとして機能する。 もちろん、 本 実施の形態は、 シャフト 2が往復運動のみを行う場合にも好適である。
なお、 本実施の形態とは逆に、 ハゥジング 1のスリーブ状磁石を軸方向に往復 運動長さ分に延ばし、 非磁性体 1 7と対向する対向面に磁性流体を保持しても同 様の効果を得ることができる。
(第 2 2の実施の形態）
第 2 2図は第 2 2の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 2 2の実施の形態は、 ハウジング 1とシャフト 2との間に相対往復運動も行われて おり、 シャフト 2に嵌合されるスリーブ状磁石 1 6 3に溝を形成せずに軸方向に 往復運動長さ分に延ばし、 非磁性体 1 7と対向する対向面の軸方向両端部を除く 平面部に磁性流体 5を保持し、 軸方向両端部に撥油性膜 1 9を形成したものであ る。 その他の構成は第 1 6の実施の形態と同じ構成である。
本実施の形態においては、 第 2 0の実施の形態と同様に、 ハウジング 1 'とシャ フト 2との間に相対回 $¾S動が行われているだけでなく、 ハウジング 1とシャフ ト 2との間に相対往復運動も行われており、 本形態ではシャフト 2が往復運動す る。
このため、 磁性流体 5をスリープ状磁石 1 6 3上の軸方向両端部を除く平面部 に保持することにより非磁性体 1 7を浮揚させて磁性流体シール装置を安定して 支持する^要があり、 本形態ではシャフト 2に嵌合される円筒状のスリーブ状磁 石 1 6 3を軸方向にシャフト 2が往復運動する長さ分に延ばし、 スリーブ状磁石 1 6 3上の磁性流体 5を軸方向両端部を除く平面部に保持させた構成である。 この際、 磁性流体 5のスリーブ状磁石 1 6 3上へのぬれ防止として、 シャフト 2に嵌合されるスリープ状磁石 1 6 3には、 非磁性体 1 7と対向する対向面の軸 方向両端部に撥油性膜 1 9が形成されている。
ここで、 第 2 1の実施の形態と異なり、 シャフト 2に嵌合されるスリーブ状磁 石 1 6 3は、 第 1 6の実施の形態のような溝が形成されない円筒状である。 この様な構成でも、 非磁性体 1 7はあらゆる向きに対して磁気力で浮揚し、 シ ャフト 2の回転■往復運動に対してダストシールとして機能する。 もちろん、 本 実施の形態は、 シャフト 2が往復運動のみを行う場合にも好適である。
なお、 本実施の形態とは逆に、 ハゥジング 1のスリーブ状磁石を軸方向に往復 運動長さ分に延ばし、 非磁性体 1 7と対向する対向面に磁性流体を保持し、 第 1 6の実施の形態のような溝が形成されていなくても同様の効果を得ることができ る。
(第 2 3の実施の形態）
第 2 3図は第 2 3の実施の形態に係る磁性流体シール装置を示している。 第 2 3の実施の形態は、 第 1 6の実施の形態においてスリーブ状磁石 1 5， 1 6をそ れぞれ 2分割した断面 L字状部材で構成したものである。 その他の構成は第 1 6 の実施の形態と同じ構成である。
本実施の形態は、 第 2 3図 （a ) に示すように、 スリーブ状磁石 1 5， 1 6を それぞれ 2分割した 2つの断面 L字状部材で構成したものである。 2つの断面 L 字状部材は、 軸方向部と軸方向部から各々軸方向で反対側の端部で径方向に突出 した突出部とからなり、 2つの断面 L字状部材の軸方向部が重ね合わされて 1つ のスリーブ状磁石 1 5， 1 6となる。
ここで、 図の右側の断面 L字状部材を先に装着し、 その後に図の左側の断面 L 字状部材を重ね合わせるので、 その図の左側の断面 L字状部材に予め非磁性体 1 7の配置及び磁性流体 4 , 5の充填を行っておけば容易に装置を構成することが できる。 あるいは、 図の左側の断面 L字状部材の中に非磁性体 1 7を挿入し、 続 いて図の右側の断面 L字状部材を重ね合わせた後、 磁性流体 4 , 5を充填してお けば、 シール装置として組み上がった状態で装置に装着できる。
この時のスリーブ状磁石 1 5の着磁パターンを第 2 3図 （b ) 、 第 2 3図 （c ) にそれぞれ示す。 第 2 3図 （ b ) は単極着磁のスリーブ状磁石 1 5であり、 第 2 3図 （c ) は多極着磁のスリーブ状磁石 1 5である。 このスリーブ状磁石 1 5 は軸方向に並んで極を有するものである。
これにより、 非磁性体 1 7のスリーブ状磁石 1 5， 1 6の溝内への配置が容易 になる。 また、 非磁性体 1 7やスリーブ状磁石 1 5， 1 6といった構成部品が弾 性変形性を有しなくても構成できるので、 材料選定の自由度が大きくなる。 産業上の利用の可能性
以上説明したように、 本発明は、 磁性流体で磁力発生手段を浮揚支持し、 磁力 発生手段及び磁性流体で 2部材間をシールすることで、 磁力発生手段と 2部材の 各部材表面との間の 2つの隙間の和が 2部材の偏芯の許容値となり、 同軸度の精 度が低くてもシール性を発揮することができる。 また、 従来用いていたポールピ ースなどの部材が必要なくなり、 構成部材が削減でき装置の薄型化にも有効であ り、 力っ部材同士の接合の必要もなく製造容易となる。 さらに、 磁力発生手段が 磁性流体により磁気力で浮揚しているので、 磁力発生手段を慣性体として、 磁性 流体を粘性減衰手段とする回転ィナーシャダンパとしての機能も発揮する。 少なくとも 2部材の内一方の部材に嵌合されたスリーブを備え、 スリ一ブの磁 力発生手段との対向面に溝を形成したことで、 磁力発生手段とスリーブとの間に 予め磁性流体を充填した状態での装置の装着ができ、 装着が容易になると共に、 磁性流体充填量の管理がし易くなる。
スリープは、 軸方向部と軸方向部から各々軸方向で反対側の端部で径方向に突 出した突出部とからなる 2つの断面 L字状部材を有し、 断面 L字状部材の軸方向 部が重ね合わされて構成されることで、 磁力発生手段のスリ一ブの溝内への配置 が容易になる。 また、 構成部品が弾性変形性を有しなくても構成できるので、 材 料選定の自由度が大きくなる。
スリーブの磁力発生手段との対向面の少なくとも溝以外の表面部分に撥油性膜 を形成したことで、 磁性流体が溝以外の表面にぬれ広がり、 シールに用いる磁性 流体量が減少することが防止できる。
スリーブは、 径方向に突出した部分をゴム状弾性体で構成したことで、 ゴム状 弾性体を変形させることにより、 磁力発生手段のスリ一ブの溝内への配置が容易 になる。
スリーブは、 一方の部材に嵌合する部分をゴム状弾性体で構成したことで、 ス リーブの一方の部材との嵌合に両者の接着が不要となる。
磁力発生手段の 2部材との対向端を尖らせており、 尖らせた先端に磁束を集中 させて磁性流体を磁気的に保持したことで、 磁性流体が分散せず効率よく集中し て保持されるため、 磁性流体充填量を削減することができる。
スリーブの溝も磁力発生手段の尖らせた対向端に合わせた形状に形成したこと で、 磁性流体の分散をさらに防止することができる。
磁力発生手段の尖らせた対向端とスリーブの溝との隙間は、 磁力発生手段の尖 らせた対向端の先端に向かうほど狭くなることで、 さらに磁性流体充填量を削減 することができる。
磁力発生手段の尖らせた対向端は、 断面三角状の突起形状であることで、 尖ら せた先端に磁束を集中させて磁性流体を分散せず効率よく集中して保持すること ができる。
磁力発生手段の尖らせた対向端は、 断面円弧状の突起形状であることで、 尖ら せた先端に磁束を集中させて磁性流体を分散せず効率よく集中して保持すること ができる。
少なくとも 2部材の内一方の部材に嵌合されたスリーブを備え、 スリ一ブの少 なくとも軸方向両側端部に撥油性膜を形成したことで、 磁力発生手段とスリーブ との間に予め磁性流体を充填した状態での装置の装着ができ、 装着が容易になる と共に、 磁性流体充填量の管理がし易くなる。 また、 磁性流体がスリーブの軸方 向両側端部にぬれ広がり、 シールに用いる磁性流体量が減少することが防止でき る。
2部材は相対往復移動可能であって、 少なくとも 2部材の内一方の部材に嵌合 された 2部材の往復移動長さに応じて軸方向に延びるスリーブを備えたことで、 磁力発生手段とスリーブとの間に予め磁性流体を充填した状態での装置の装着が でき、 装着が容易になると共に、 磁性流体充填量の管理がし易くなる。 また、 2 部材の往復移動長さに応じて軸方向に延びるスリーブ上の磁性流体を滑らせるこ とができる。 スリーブは、 磁力発生手段との対向面に 2部材の往復移動長さに応じた溝を形 成したことで、 磁力発生手段とスリーブとの間に予め磁性流体を充填した状態で の装置の装着ができ、 装着が容易になると共に、 溝外への磁性流体の飛散も防止 されるので、 磁性流体充填量の管理がし易くなる。 また、 2部材の往復移動長さ 'に応じたスリ一プの溝内で磁性流体を滑らせることができる。
スリーブの磁力発生手段との対向面に撥油性膜を形成したことで、 相対往復移 動時に滑る磁性流体が表面にぬれ広がり、 シールに用いる磁性流体量が減少する ことが防止できる。
スリーブは、 スリ一ブの溝内に磁力発生手段を挿入可能とする弾性変形特性を 有することで、 磁力発生手段のスムーズな装着ができる。
2部材及びスリープは、 非磁性材であることで、 磁性流体を磁力発生手段の磁 極に集め、 磁力発生手段を磁気的に浮揚させることができる。
少なくとも 2部材の内一方の部材の磁力発生手段との対向面に溝を形成したこ とで、 従来用いていたポールピースゃスリーブなどの部材が必要なくなり、 磁力 発生手段と磁性流体だけで装置を構成でき、 構成部材が削減でき、 薄型化が大幅 に可能となる。
少なくとも 2部材の内一方の部材の磁力発生手段との対向面に撥油性膜を形成 したことで、 磁性流体が一方の部材表面にぬれ広がり、 シールに用いる磁性流体 量が減少することが防止できる。
磁力発生手段は、 溝内に磁力発生手段を挿入可能とする弾性変形特性を有する ことで、 磁力発生手段のスムーズな装着ができる。
磁力発生手段の磁性流体と接触させない部分に撥油性膜を形成したことで、 磁 性流体が磁力発生手段表面にぬれ広がり、 シールに用いる磁性流体量が減少する ことが防止できる。
磁力発生手段の磁性流体と接触させない部分に切り欠き部を形成したことで、 磁力発生手段の軽量化が図れ、 より確実に磁力発生手段を浮揚させることができ る。
磁力発生手段の 2部材間に延びる側面に切り欠き部を形成したことで、 磁力発 生手段の軽量化が図れ、 より確実に磁力発生手段を浮揚させることができる。 磁力発生手段の 2部材との対向端面の中央部に切り欠き部を形成したことで、 磁力発生手段の軽量化が図れ、 より確実に磁力発生手段を浮揚させることができ る。
磁力発生手段は、 軸方向或いは径方向に単極或レヽは多極着磁された磁石である ことで、 磁石が磁性流体と共に 2部材間を埋めて 2部材間のシールを行うことが できる。
また、 本発明は、 磁性流体で非磁性体を浮揚支持し、 非磁性体及び磁性流体で 2部材間をシールすることで、 非磁性体と 2部材の各部材表面との間の 2つの隙 間の和が 2部材の偏芯の許容値となり、 同軸度の精度が低くてもシール性を発揮 することができる。 また、 従来用いていたポールピースなどの部材が必要なくな り、 構成部材が削減でき装置の薄型化にも有効であり、 かつ部材同士の接合の必 要もなく製造容易となる。 さらに、 非磁性体が磁性流体により磁気力で浮揚して いるので、 非磁性体を慣性体として、 磁性流体を粘性減衰手段とする回転イナ一 シャダンバとしての機能も発揮する。 特に、 磁気力を変えないで非磁性体を薄く 軽くできるため、 装置を大径化しても非磁性体を磁気的に浮揚させることができ る。
少なくとも一方のスリープ状磁力発生手段の非磁性体との対向面に溝を形成し たことで、 スリープ状磁力発生手段と非磁性体との間に予め磁性流体を充填した 状態での装置の装着ができ、 装着が容易になると共に、 磁性流体充填量の管理が し易くなる。
スリーブ状磁力発生手段は、 軸方向部と軸方向部から各々軸方向で反対側の端 部で径方向に突出した突出部とからなる 2つの断面 L字状部材を有し、 断面 L字 状部材の軸方向部が重ね合わされて構成されることで、 非磁性体のスリ一ブ状磁 力発生手段の溝内への配置が容易になる。 また、 構成部品が弾性変形性を有しな くても構成できるので、 材料選定の自由度が大きくなる。
スリーブ状磁力発生手段の非磁性体との対向面の少なくとも溝以外の表面部分 に撥油性膜を形成したことで、 磁性流体が溝以外の表面にぬれ広がり、 シールに 用いる磁性流体量が減少することが防止できる。
スリ一ブ状磁力発生手段の少なくとも軸方向両側端部に撥油性膜を形成したこ とで、 スリーブ状磁力発生手段と非磁性体との間に予め磁性流体を充填した状態 での装置の装着ができ、 装着が容易になると共に、 磁性流体充填量の管理がし易 くなる。 また、 磁性流体がスリーブ状磁力発生手段の軸方向両側端部にぬれ広が り、 シールに用いる磁性流体量が減少することが防止できる。
2部材は相対往復移動可能であって、 少なくとも 2部材の内一方の部材に嵌合 されたスリーブ状磁力発生手段を 2部材の往復移動長さに応じて軸方向に延ばし たことで、 スリーブ状磁力発生手段と非磁性体との間に予め磁性流体を充填した 状態での装置の装着ができ、 装着が容易になると共に、 磁性流体充填量の管理が し易くなる。 また、 2部材の往復移動長さに応じて軸方向に延びるスリーブ状磁 力発生手段上に磁性流体を保持することができる。
スリーブ状磁力発生手段は、 非磁性体との対向面に 2部材の往復移動長さに応 じた溝を形成したことで、 スリーブ状磁力発生手段と非磁性体との間に予め磁性 流体を充填した状態での装置の装着ができ、 装着が容易になると共に、 溝外への 磁性流体の飛散も防止されるので、 磁性流体充填量の管理がし易くなる。 また、
2部材の往復移動長さに応じたスリーブ状磁力発生手段の溝内で磁性流体を保持 することができる。
スリーブ状磁力発生手段は、 スリーブ状磁力発生手段の溝内に非磁性体を挿入 可能とする弾性変形特性を有することで、 非磁性体のスムーズな装着ができる。 非磁性体は、 スリーブ状磁力発生手段の溝内に非磁性体を揷入可能とする弾性 変形特性を有することで、 非磁性体のスムーズな装着ができる。
非磁性体の磁性流体と接触させない部分に撥油性膜を形成したことで、 磁性流 体が非磁性体表面にぬれ広がり、 シールに用いる磁性流体量が減少することが防 止できる。
非磁性体の磁性流体と接触させない部分に切り欠き部を形成したことで、 非磁 性体の軽量ィヒが図れ、 より確実に非磁性体を浮揚させることができる。
非磁性体の 2部材間に延びる側面に切り欠き部を形成したことで、 非磁性体の 軽量化が図れ、 より確実に非磁性体を浮揚させることができる。
非磁性体の 2部材との対向端面の中央部に切り欠き部を形成したことで、 非磁 性体の軽量化が図れ、 より確実に非磁性体を浮揚させることができる。 スリーブ状磁力発生手段は、 軸方向或いは径方向に単極或いは多極着磁された 磁石であることで、 磁石が 2部材にそれぞれ嵌合されて磁性流体を保持すること ができる。

Claims

請求の範囲
1 . 互いに相対移動可能に組付けられる 2部材間をシールする磁性流体シール 装置であって、
2部材間に配置された磁力を発生する磁力発生手段と、
該磁力発生手段の 2部材との対向端に磁気的に保持されて前記磁力発生手段と 2部材の各部材表面との間の 2つの隙間を密封する磁性流体と、
を備え、
前記磁性流体で前記磁力発生手段を浮揚支持し、 前記磁力発生手段及び前記磁 性流体で 2部材間をシーノレすることを特徴とする磁性流体シール装置。
2. 少なくとも 2部材の内一方の部材に嵌合されたスリーブを備え、
該スリープの前記磁力発生手段との対向面に溝を形成したことを特徴とする請 求の範囲第 1項に記載の磁性流体シール装置。
3 . 前記スリーブは、 軸方向部と該軸方向部から各々軸方向で反対側の端部で 径方向に突出した突出部とからなる 2つの断面 L字状部材を有し、 該断面 L字状 部材の前記軸方向部が重ね合わされて構成されることを特徴とする請求の範囲第
2項に記載の磁性流体シール装置。
4 . 前記スリープの前記磁力発生手段との対向面の少なくとも溝以外の表面部 分に撥油性膜を形成したことを特徴とする請求の範囲第 2項又は第 3項に記載の 磁性流体シール装置。
5 . 前記スリーブは、 径方向に突出した部分をゴム状弾性体で構成したことを 特徴とする請求の範囲第 2項に記載の磁性流体シール装置。
6 . 前記スリーブは、 前記一方の部材に嵌合する部分をゴム状弾性体で構成し たことを特徴とする請求の範囲第 2項又は第 5項に記載の磁性流体シール装置。
7 . 前記磁力発生手段の 2部材との対向端を尖らせており、 尖らせた先端に磁 束を集中させて前記磁性流体を磁気的に保持したことを特徴とする請求の範囲第 1項、 第 2項、 第 5項又は第 6項に記載の磁性流体シール装置。
8 . 前記スリ一ブの溝も前記磁力発生手段の尖らせた対向端に合わせた形状に 形成したことを特徴とする請求の範囲第 7項に記載の磁性流体シール装置。
9 . 前記磁力発生手段の尖らせた対向端と前記スリープの溝との隙間は、 前記 磁力発生手段の尖らせた対向端の先端に向かうほど狭くなることを特徴とする請 求の範囲第 8項に記載の磁性流体シール装置。
1 0 . 前記磁力発生手段の尖らせた対向端は、 断面三角状の突起形状であるこ とを特徵とする請求の範囲第 7項、 第 8項又は第 9項に記載の磁性流体シール装 置。
1 1 . 前記磁力発生手段の尖らせた対向端は、 断面円弧状の突起形状であるこ とを特徴とする請求の範囲第 7項、 第 8項又は第 9項に記載の磁性流体シール装 置。
1 2 . 少なくとも 2部材の内一方の部材に嵌合されたスリーブを備え、 該スリープの少なくとも軸方向両側端部に撥油性膜を形成したことを特徴とす る請求の範囲第 1項に記載の磁性流体シール装置。
1 3 . 2部材は相対往復移動可能であつて、
少なくとも 2部材の内一方の部材に嵌合された 2部材の往復移動長さに応じて 軸方向に延びるスリーブを備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の磁 性流体シール装置。
1 4 . 前記スリーブは、 前記磁力発生手段との対向面に 2部材の往復移動長さ に応じた溝を形成したことを特微とする請求の範囲第 1 3項に記載の磁性流体シ ール装置。
1 5 . 前記スリーブの前記磁力発生手段との対向面に撥油性膜を形成したこと を特徴とする請求の範囲第 1 3項又は第 1 4項に記載の磁性流体シール装置。
1 6 . 前記スリーブは、 前記スリ一プの溝内に前記磁力発生手段を揷入可能と する弾性変形特性を有することを特徴とする請求の範囲第 2項、 第 4項、 第 1 4 項又は第 1 5項に記載の磁性流体シール装置。
1 7 . 2部材及び前記スリーブは、 非磁性材であることを特徴とする請求の範 囲第 2項、 第 3項、 第 4項、 第 7項〜第 1 6項に記載の磁性流体シール装置。
1 8 . 少なくとも 2部材の内一方の部材の前記磁力発生手段との対向面に溝を 形成したことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の磁性流体シール装置。
1 9 . 少なくとも 2部材の内一方の部材の前記磁力発生手段との対向面に撥油 性膜を形成したことを特徴とする請求の範囲第 1 8項に記載の磁性流体シール装 置。
2 0 . 前記磁力発生手段は、 前記溝内に前記磁力発生手段を揷入可能とする弾 性変形特性を有することを特徴とする請求の範囲第 2項、 第 4項、 第 1 4項又は 第 1 5項に記載の磁性流体シール装置。
2 1 . 前記磁力発生手段の前記磁性流体と接触させない部分に撥油性膜を形成 したことを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 2 0項に記載の磁性流体シール装置
2 2 . 前記磁力発生手段の前記磁性流体と接触させない部分に切り欠き部を形 成したことを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 2 1項に記載の磁性流体シール装 置。
2 3 . 前記磁力発生手段の 2部材間に延びる側面に切り欠き部を形成したこと を特徴とする請求の範囲第 2 2項に記載の磁性流体シール装置。
2 4 . 前記磁力発生手段の 2部材との対向端面の中央部に切り欠き部を形成し たことを特徴とする請求の範囲第 2 2項又は第 2 3項に記載の磁性流体シール装 置。
2 5 . 前記磁力発生手段は、 軸方向或いは径方向に単極或いは多極着磁された 磁石であることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 2 4項に記載の磁性流体シー ル装置。
2 6 . 互いに相対移動可能に組付けられる 2部材間をシールする磁性流体シー ル装置であって、
2部材にそれぞれ嵌合された磁力を発生するスリーブ状磁力発生手段と、 該スリーブ状磁力発生手段間に配置された非磁性体と、
該スリープ状磁力発生手段の前記非磁性体との対向面に磁気的に保持されて前 記スリーブ状磁力発生手段と前記非磁性体との間の 2つの隙間を密封する磁性流 体と、
を備え、
前記磁性流体で前記非磁性体を浮揚支持し、 前記非磁性体及び前記磁性流体で 2部材間をシーノレすることを特徴とする磁性流体シール装置。
2 7 . 少なくとも一方の前記スリーブ状磁力発生手段の前記非磁性体との対向 面に溝を形成したことを特徴とする請求の範囲第 2 6項に記載の磁性流体シール
2 8 . 前記スリーブ状磁力発生手段は、 軸方向部と該軸方向部から各々軸方向 で反対側の端部で径方向に突出した突出部とからなる 2つの断面 L字状部材を有 し、 該断面 L字状部材の前記軸方向部が重ね合わされて構成されることを特徴と する請求の範囲 2 7項に記載の磁性流体シール装置。
2 9 . 前記スリーブ状磁力発生手段の前記非磁性体との対向面の少なくとも溝 以外の表面部分に撥油性膜を形成したことを特徴とする請求の範囲第 2 7項又は 第 2 8項に記載の磁性流体シール装置。
3 0 . 前記スリープ状磁力発生手段の少なくとも軸方向両側端部に撥油性膜を 形成したことを特徴とする請求の範囲第 2 6項に記載の磁性流体シール装置。
3 1 . 2部材は相対往復移動可能であって、
少なくとも 2部材の内一方の部材に嵌合された前記スリープ状磁力発生手段を 2部材の往復移動長さに応じて軸方向に延ばしたことを特徴とする請求の範囲第
2 6項に記載の磁性流体シール装置。
3 2 . 前記スリーブ状磁力発生手段は、 前記非磁性体との対向面に 2部材の往 復移動長さに応じた溝を形成したことを特徴とする請求の範囲第 3 1項に記載の 磁性流体シール装置。
3 3 . 前記スリーブ状磁力発生手段は、 前記スリーブ状磁力発生手段の溝内に 前記非磁性体を挿入可能とする弾性変形特性を有することを特徴とする請求の範 囲第 2 7項、 第 2 9項又は第 3 2項に記載の磁性流体シール装置。
3 4 . 前記非磁性体は、 前記スリーブ状磁力発生手段の前記溝内に前記非磁性 体を挿入可能とする弾性変形特性を有することを特徴とする請求の範囲第 2 7項 、 第 2 9項又は第 3 2項に記載の磁性流体シール装置。
3 5 . 前記非磁性体の前記磁性流体と接触させない部分に撥油性膜を形成した ことを特徴とする請求の範囲第 2 6項〜第 3 4項に記載の磁性流体シール装置。
3 6 . 前記非磁性体の前記磁性流体と接触させない部分に切り欠き部を形成し たことを特徴とする請求の範囲第 2 6項〜第 3 5項に記載の磁^^流体シーノレ装置
3 7 . 前記非磁性体の 2部材間に延びる側面に切り欠き部を形成したことを特 徴とする請求の範囲第 3 6項に記載の磁性流体シール装置。
3 8 . 前記非磁性体の 2部材との対向端面の中央部に切り欠き部を形成したこ とを特徴とする請求の範囲第 3 6項又は第 3 7項に記載の磁性流体シール装置。
3 9 . 前記スリーブ状磁力発生手段は、 軸方向或いは径方向に単極或いは多極 着磁された磁石であることを特徴とする請求の範囲第 2 6項〜第 3 8項に記載の 磁性流体シール装置。
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