JPS63285369A - 磁性流体を利用したシ−ル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は磁性流体を利用したシール装置に関するもの
で、特に防塵シール、真空シール等に好適なシール装置
に関するものである。

（従来の技術） 磁性流体は、粒径１００人程度の強磁性体の粒子、例え
ばマグネタイト粒子を表面活性剤を介してベース溶媒に
懸濁させて成る流体である。この強磁性体粒子は、ラン
ダムな熱運動をするベース溶媒内の分子と衝突すること
によって懸濁液中に浮遊すると共に、安定剤の作用によ
り永続的にその凝集が防止され、そのため磁性流体は安
定した均一なコロイド状の液体となっている。この磁性
流体は、公知のように、外部磁場の磁力によって、その
位置をコントロールし得る特性を有している。

このような磁性流体を利用したシール装置の従来例を第
６図に示す。同図において、２１は環状磁石体であって
、この環状磁石体２１の両面に、磁性体より成る環状ポ
ールピース２２．２２が重ね合わされ、これらによって
シール体２３が構成されている。このシール体２３の中
心孔２４内に、回転駆動されるシャフト２５が挿入され
、各環状ポールピース２２．２２の内側周端面とシャフ
ト２５の外周面との間に磁性流体２６．２６が介設され
ている。このシール装置においては、環状ポースピース
２２．２２とシャフト２５との間に磁束が生じ、上記磁
性流体２６．２６はこの磁束によって保持され、シール
機能を奏し得るようなされているのである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで上記した従来のシール装置には次のような欠点
がある。まずその第１の欠点は、シール体２３を、２枚
の環状ポールピース２２．２２と１枚の環状磁石体２１
とで構成しているために、その厚さが大となり、コンパ
クトに構成し得ないとうことである。殊に、第６図に示
す従来のものは、環状磁石体２１として、厚さ方向に異
極を配置した構成のものを使用しているため、環状磁石
体２１の薄肉化にも自ずと限度があり、このことがシー
ル体２３をコンパクトに構成し得ない大きな原因となっ
ている。またその第２の欠点は、磁性流体２６を保持す
る磁気回路の一部に、シャフト２５を利用する構造であ
るために、シャフト２５が磁性体である場合にしか適用
し得ないということである。

そこで、内周側と外周側とを異極にした環状磁石体を採
用し、複数の環状磁石体を、相隣接する環状磁石体の磁
極が互いに異極となるよう重ね合わせることによってシ
ール体を構成し、上記各欠点を解決することが考えられ
るが、この場合には、シール体の全てを環状磁石体で構
成することから、コストアップを招くという欠点が生ず
ることになる。

この発明は上記した従来の欠点を解決するためになされ
たものであって、その目的は、コンパクトに構成可能で
あると共に、シャフト等の作動部材が非磁性体である場
合にも適用可能であり、しかも安価に構成し得る磁性流
体を利用したシール装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明の磁性流体を利用したシール装置におい
ては、環状磁石体と、磁性体より成る環状ポールピース
とを重ね合わせてシール体を構成し、作動部材の周面に
上記シール体の周面を相対向して配置すると共に、両者
間に磁性流体を介設し、さらに上記環状磁石体において
は、その外周側と内周側とが異極になるよう構成してい
る。

−（作用） 上記シール装置においては、環状磁石体の周面と、環状
ポールピースの周面との間に形成される磁気回路によっ
て磁性流体が保持されることになるため、シャフト等の
作動部材が非磁性体である場合にも適用可能である。ま
た外周側と内周側とが異極になる環状磁石体を使用する
ことから、環状磁石体を薄肉にしてシール体をコンパク
トに構成可能であり、さらにはシール体を環状磁石体と
環状ポールピースとで構成することから、安価なシール
装置を提供することが可能である。

（実施例） 次にこの発明の磁性流体を利用したシール装置の実施例
について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図に第１実施例を示すが、同図において、■は環状
磁石体、２は環状ポールピースをそれぞれ示しており、
両者によってシール体３が形成されている。上記環状磁
石体１と環状ポールピース２とは、いずれも略同径の中
心孔４を有するドーナツ円板状のものであって、環状磁
石体ｌにおいては、その内周側と外周側とが異極になる
ように、すなわち図の例では内周側がＮ極に、外周側が
Ｓ極になるようなされており、一方上記環状ボールピー
ス２は磁性体にて形成されている。そして上記中心孔４
内に作動部材としてのシャフト５が配置され、シール体
３の内周面とシャフト５の外周面との間に磁性流体６が
介設されている。なお図示しないが、シャフト５は軸受
によって支承され、シール体３は軸受に隣接してハウジ
ング内に保持されているものとするが、シール体３の取
付位置等は特にこれに限られる訳ではない。またここで
留意する点は、環状磁石体１の内周面が、環状ポールピ
ース２側はど次第に径方向外方へと拡径するテーパ面７
となされていることであり、この結果、シール体３の内
周部においては、環状ポールピース２の側面と上記テー
パ面７との間に、断面略三角形の環状の溜溝８が形成さ
れているということである。なおこの溜溝８の機能につ
いては後述する。

上記シール装置においては、環状磁石体１のテーバ面７
と、環状ポールピース２の内周面９近傍との間に磁気回
路が形成される訳であるが、磁性流体６はこの部分の磁
束によって集合状態にて保持され、シール効果を奏する
ことになる。この場合、シャフト５を利用して磁気回路
を構成しているのではないため、シャフト５は磁性体で
あっても、非磁性体であってもよいことになる。またシ
ール体３を環状磁石体１と環状ポールピース２との２部
材で構成しているため、従来よりも部品点数を低減して
コンパクトな構成とすることが可能であると共に、さら
に環状磁石体ｌにおいては、内周側と外周側とが異極に
なるようにしであるので、従来よりも薄肉に形成するこ
とが可能であり、この点においても、シール体３をコン
パクトに構成可能となる。さらに、シール体３の全てを
環状磁石体Ｉにて形成する場合に比較して、そのコスト
を低減し得ることにもなる。しかも、上記のように溜溝
８を設けた場合には、シール装置の耐用期間を向上し得
るという利点が生ずることになるが、それは、次のよう
な理由による。すなわちまず第１には、シャフト５とシ
ール体３との間に介在させる磁性流体の量を、従来のよ
うにシール体３を厚肉にすることなく増加し得る、すな
わちシール体３が同一厚さの場合には、より一層多量の
磁性流体を保持し得るためである。また従来は、シール
体３を厚肉にして磁性流体量を増加した場合には、磁性
流体の外気接触面が軸方向に膨出し、表面積が大となり
、それに伴って蒸発量が大となっていたのに対し、上記
のように溜溝８を利用する場合には表面積の増加は生じ
ず、磁性流体の蒸発量を小さく抑えることが可能になる
ためである。

第２図〜第５図には第２〜第５実施例を示す。

第２図に示す第２実施例は、環状ポールピース２の外周
部を折曲し、環状磁石体ｌの外周面と上記折曲した内側
面とを接触させた構造のものであって、このような構造
を採用することにより、環状ポールピース２内を通過す
る磁束を増加し、これにより磁性流体６の保持力を強化
することが可能となる。第３図に示す第３実施例は、第
２実施例よりもシール体３を厚肉に形成し、これにより
外径寸法を小径化するようにしたものである。また第４
図に示す第４実施例は、環状磁石体１にテーバ面７を形
成せず、環状ポールピース２の内周側を折曲し、これに
より溜溝８を形成するようにしたものである。これら各
実施例においても、上記第１実施例と同様の作用、゛効
果を奏することが可能であり、そのため同一部分を同一
符号で示してその説明を省略する。なおこの発明の所期
の目的は、第５図に示す第５実施例のように、溜溝８を
形成しない場合においても達成可能である。

以上にこの発明の磁性流体を利用したシール装置の実施
例の説明をしたが、この発明のシール装置は、上記シャ
フト５が回転駆動される場合のみならず、軸方向に往復
駆動されるような場合にも同様に適用可能であり、また
その場合にはシャフト５は円形断面以外の角形断面であ
ってもよい。

また上記では、シール体３を単独構成した実施例を示し
ているが、複数のシール体３を多段に配置したり、ある
いは軸受用部材の一部を環状ポールピース２として利用
するような場合もある。

（発明の効果） 以上のように上記磁性流体を利用したシール装置におい
ては、環状磁石体の周面と、環状ポールピースの周面と
の間に形成される磁気回路によって磁性流体が保持され
ることになるため、シャフト等の作動部材が非磁性体で
ある場合にも適用可能であり、その応用範囲を拡大し得
ることになる。

また外周側と内周側とが異極になる環状磁石体を使用す
ることから、環状磁石体を薄肉にしてシール体をコンパ
クトに構成可能であり、さらにはシール体を環状磁石体
と環状ポールピースとで構成することから、部品点数を
減少しつつ、安価なシール装置を提供することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はそれぞれ、この発明の磁性流体を
利用したシール装置の第１ないし第５実施例を示す要部
の説明図、第６図は従来例の説明図である。 １・・・環状磁石体、２・・・環状ポールピース、３・
・・シール体、５・・・シャフト（作動部材）、６・・
・磁性流体、８・・・溜溝。 特許出願人　　　　　　　　　　山　口　建　夫騙゛・
−４ 代理人　　　　　西森正博１．′ （１、゛ （Ｘ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、環状磁石体と、磁性体より成る環状ポールピースと
   を重ね合わせてシール体を構成し、作動部材の周面に上
   記シール体の周面を相対向して配置すると共に、両者間
   に磁性流体を介設して成るシール装置であって、上記環
   状磁石体においては、その外周側と内周側とが異極にな
   るよう構成されていることを特徴とする磁性流体を利用
   したシール装置。 ２、上記環状磁石体と、上記環状ポールピースとの間に
   、溜溝が周設されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の磁性流体を利用したシール装置。