JPH01203768A - 磁性流体を利用したシール装置 - 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
５図に示す。同図のように、このシール装置は、厚さ方
向に異極を配した環状磁石体４０の両面にそれぞれ磁性
体より成る環状ポールピース４１．４２を重合わせて構
成したシール体４３の外周側に、この外周側を包囲する
非磁性体より成る環状包囲部材４４を取着し、この環状
包囲部材４４を磁性体より成る筒状の固定ハウジング４
５の内周面に取着している。そしてこの固定ハウジング
４５内にベアリング４６を介して回転自在に支持された
磁性体より成る回転シャフト４７の周面に、上記シール
体４３の内周面を相対向させ、環状ポールピース４１．
４２の内周面と回転シャフト４７の外周面との間に磁性
流体４８．４９を介設している。この磁性流体４８．４
９は、環状ポールピース４１．４２と回転シャフト４７
との間に生じる磁束によって保持され、これによってシ
ール機能を奏し得るようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで上記シール装置は非磁性体より成る環状包囲部
材４４を備えているが、これは次のような理由による。

すなわち一般に磁石によって形成される磁界の中に磁性
体を置くと、その磁束の多くは磁性体内を通過する性質
を有している。したがって磁性体である環状ポールピー
ス４１．４２の外周面を、同様に磁性体である固定ハウ
ジング４５に直接取着すると、環状磁石体４０による磁
束のうち、固定ハウジング４５側を通過する磁束が多く
なり、その結果、回転シャツｌ−４７ｍを通過する磁束
が減少してしまうことになり、磁性流体４８．４９の保
持力が低下してしまうことになる。そこで環状ポールピ
ース４１．４２と固定ハウジング４５との間に磁気抵抗
の大きい非磁性体の環状包囲部材４４を介在させて固定
ハウジング４５側を通過する磁束を減少させ、これによ
って回転シャフト４７側を通過する磁束を増加し、磁性
流体４８．４９の保持力を確保するようにしたのである
。

しかしながらこのシール装置においては、このように環
状包囲部材４４を備えることによって部品点数が増加し
、そのためシール装置が高価なものとなっている。

この発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであっ
て、その目的は、磁性流体の保持力を確保しつつも部品
点数を減少することができ、そのためコストダウンが可
能な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は、厚
さ方向に異極を配した環状磁石体の磁極面に、磁性体よ
り成る環状ポールピースを重合わせてシール体を構成し
、非作動部材の周面に上記シール体の一方の周面を取着
すると共に、作動部材の周面に上記シール部材の他方の
周面を相対向させ、上記シール体と上記作動部材との間
に磁性流体を介設して成るシール装置であって、上記シ
ール体の取着側においては、環状ポールピースの周面を
環状磁石体の周面よりも作動部材側に後退させている。

（作用） 上記の結果、作動部材と非作動部材とがそれぞれ磁性体
である場合には、環状磁石体による磁束のうち、一方は
非作動部材側を、また他方は作動部材側を通過する訳で
あるが、非作動部材側を通過する磁束は、環状磁石体の
内、磁気抵抗の大きな磁極面露出部分を通過しなければ
ならないことから、この部分を通過する磁束は減少する
ことになる。この結果、作動部材側を通過する磁束が増
加し、磁性流体の保持力が確保される。

（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具体的
な実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図にはこの発明の第１実施例を示している。

同図において、１はシール体であって、このシール体１
は、厚さ方向に異極（同図左側がＮ極、右側がＳ極）を
配した環状磁石体２と、この環状磁石体２の両磁極面に
それぞれ重合わされた磁性体より成る環状ポールピース
３．４とから構成されている。このシール体１の詳細に
ついては後述する。そしてこのシール体Ｉの外周面は、
非作動部材としての筒状の固定ハウジング５の内周面に
取着されている。またその内周側は、上記固定ハウジン
グ５内にベアリング６を介して回転自在に支持された作
動部材としての回転シャフト７の外周面に、相対向して
配置され、環状ポールピース３．４の各内周部と回転シ
ャフト７の外周面との間に磁性流体８．９が介設されて
いる。なお固定ハウジング５と回転シャフト７とはそれ
ぞれ磁性体で構成されているものとする。

ところで上記シール体１においては、環状磁石体２の内
周側の厚さが、段部１０，１１を介して、外周側の厚さ
よりも小さくされており、環状ボールヒース３．４は、
その外周部をそれぞれ上記段部１０．１１に当接させた
状態で、シール体１の両面がそれぞれ平面状となるよう
に、環状磁石体２の両磁極面に重合わされている。すな
わち環状ポールピース３．４の外周面は環状磁石体２の
外周面よりも回転シャフト７側に後退しており、これに
よって環状磁石体２の一部と固定ハウジング５の内周面
との間に磁極面露出部分２０．２１を形成している。な
お上記シール体ｌにおける環状磁石体２は、例えば、射
出成形することにより、上記した形状を容易に得ること
が可能であり、また環状ポールピース３．４と一体成形
することも可能である。

上記実施例においては、環状磁石体２による磁束のうち
、一部は固定ハウジング５側を、また−部は回転シャフ
ト７側をそれぞれ通過することになるが、固定ハウジン
グ５側を通過する磁束は、環状磁石体２の内、磁気抵抗
の大きな磁極面露出部分２０．２１を通過しなければな
らないことから、この部分を通過する磁束は減少するこ
とになる。この結果、回転シャフト７側を通過する磁束
が増加し、磁性流体８．９の保持力が確保される。

以上のように、上記実施例においては、従来のような環
状包囲部材４４（第５図参照）を使用しなくとも磁性流
体８．９の保持力を確保することができ、そのためシー
ル装置の部品点数を減少することができることになり、
シール装置のコストダウンが可能となる。

第２図には、この発明の第２実施例を示している。上記
第１実施例と異なるところは、作動部材として回転ハウ
ジング１３を、また非作動部材として固定シャフト１４
をそれぞれ採用している点である。また第３図及び第４
図には、この発明の第３及び第４実施例をそれぞれ示し
ている。各実施例は共に、環状磁石体１６の一方の磁極
面に環状ポールピース３を重ね合わせると共に、他方の
面にベアリング１８を隣接させ、このベアリング１８を
磁性体で構成し、磁気回路の一部にベアリング１８を利
用した構成となされている。なお各図から明らかなよう
に、第３実施例では、作動部材として回転シャフト７を
、非作動部材として固定ハウジング５をそれぞれ採用し
、また第４実施例では、作動部材として回転ハウジング
１３を、非作動部材として固定シャフト１４をそれぞれ
採用している。なお上記第２〜第４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、そのため上記第２〜第４実施例においては、第１
実施例と同様の部分に同一の符号を付し、その説明を省
略している。

以上にこの発明の磁性流体を利用したシール装置の具体
的な実施例を説明したが、この発明においては、例えば
、環状磁石体の厚さを径方向に一定とし、環状ポールピ
ースにおける非作動部材側の周面を環状磁石体の周面よ
り作動部材側に後退させることによって環状磁石体の一
部に磁極面露出部分を形成することも可能である。また
作動部材として軸方向に往復駆動されるものに対しても
適用可能である。さらに上記実施例においては、シール
体を単独構成したものを示しているが、複数のシール体
を多段に配置することも可能である。

（発明の効果） 以上のように、この発明の磁性流体を利用したシール装
置においては、上記構成となされているので、磁性流体
の保持力を維持しつつも、従来のような環状包囲部材が
不要となり、したがって部品点数を減少することができ
、そのためコストダウンを図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す部分断面図、第２
図〜第４図はそれぞれ第２〜第４実施例示す部分断面図
、第５図は従来のシール装置の部分断面図である。 ■・・・シール体、２．１６・・・環状磁石体、３．４
・・・環状ポールピース、５・・・固定ハウジング（非
作動部材）、６．１８・・・ベアリング、７・・・回転
シャフト（作動部材）、８．９・・・磁性流体　、１３
・・・回転ハウジング（作動部材）、１４・・・固定シ
ャフト（非作動部材）、２０．２１・・・エアギャップ
。 特許出願人　　　　日本フェロ−フルイデイクス株式会
社 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、厚さ方向に異極を配した環状磁石体の磁極面に、磁
   性体より成る環状ポールピースを重合わせてシール体を
   構成し、非作動部材の周面に上記シール体の一方の周面
   を取着すると共に、作動部材の周面に上記シール部材の
   他方の周面を相対向させ、上記シール体と上記作動部材
   との間に磁性流体を介設して成るシール装置であって、
   上記シール体の取着側においては、環状ポールピースの
   周面を環状磁石体の周面よりも作動部材側に後退させた
   ことを特徴とする磁性流体を利用したシール装置。