JPH0223730B2 - - Google Patents

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JPH0223730B2
JPH0223730B2 JP63209311A JP20931188A JPH0223730B2 JP H0223730 B2 JPH0223730 B2 JP H0223730B2 JP 63209311 A JP63209311 A JP 63209311A JP 20931188 A JP20931188 A JP 20931188A JP H0223730 B2 JPH0223730 B2 JP H0223730B2
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JP
Japan
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magnetic
shaft
permanent magnet
sealing device
shaft sealing
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Deii Ezekiiru Furederitsuku
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    • 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
    • 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
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/762—Sealings of ball or roller bearings by means of a fluid
    • F16C33/763—Sealings of ball or roller bearings by means of a fluid retained in the sealing gap
    • F16C33/765—Sealings of ball or roller bearings by means of a fluid retained in the sealing gap by a magnetic field

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 イ） 発明の目的 産業上の利用分野 本発明はシール止め（封止）に関し、特にコン
パクトで軽量で容易に取付けられる比較的小形の
装置を用いて良好な軸シールを経済的に行うため
の磁性液体を使用したボール・ベアリング付きの
斯新な軸封止装置及び技術に関する。
従来の技術 永久磁石と磁極片と磁性を有する液体を含む軸
シールは、完全な封止を行うため相対的な運動を
行う磁極片と他の部分との間に磁性を有する液体
を捕捉する。従来の技術には、英国特許第783881
号、米国特許第3620584号、同第3612549号及び同
第3848879号がある。
第５図Ａ及び第５図Ｂは従来の磁性流体を使用
した軸封止装置を例示する図である。第５図Ａで
は、ボール２４、アウターレース２２及びインナ
ーレース２３から成るボール・ベアリングに、ス
ペーサ（アイソレータ）２７、ポールピース（ワ
ツシヤ）２８、永久磁石２９及び磁性流体３０か
ら成る従来の軸封止装置を例示している。ボー
ル・ベアリングは軸２５とハウジング２６との間
に設置されている。スペーサ２７は非磁性材料か
ら成り、ポールピース２８はステンレス鋼等の磁
性材料から成り、永久磁石２９はラバーマグネツ
ト等から成つている。スペーサ２７、アウターレ
ース２２及びポールピース２８は接着剤等により
固定されている。永久磁石２９は図示の如く軸方
向に磁化されている。永久磁石２９のＮ極から出
た全ての磁束は一方のポールピース２８内を通り
磁性流体３０、ボール・ベアリングのインナーレ
ース２３及び磁性流体３０を介して再び他方のポ
ールピース２８内を通つて永久磁石２９のＳ極に
戻る。これによつて磁性流体３０は両方のポール
ピース２８とボール・ベアリングのインナーレー
ス２３との間に分布しシールが行われる。ポール
ピース２８は永久磁石２９の全磁束を軸２５へ半
径方向に集束させるように作用する。この従来の
ボール・ベアリングを有する軸封止装置は、軸封
止部が４つのピース、つまり永久磁石２９、スペ
ーサ２７、２つのポールピース２８から構成され
ているために、小型化特にミニチユア化して厚さ
を薄くするのに限度があり、製作に手数がかか
り、またボール・ベアリングのレースのどちらか
が磁性材料でなければならないという問題点があ
つた。
次に、第５図Ｂの例では、従来のボール・ベア
リングを有する軸封止装置は、軸封止部が永久磁
石２９、ポールピース２８及び磁性流体３０から
成つている。ボール・ベアリングのアウターレー
ス２２、永久磁石２９及びポールピース２８は接
着剤等により互いに固定されている。この軸封止
装置では第５図Ｂに点線で示したように磁束がベ
アリング内部及び軸２５を通らねばならないの
で、ベアリングの構造が制限されまた性能に悪い
影響が出るという問題点がある。特に、磁性粉が
発生すると、レースとドボールとの間に集まつて
しまいノイズが発生される。また、ハウジング２
６が非磁性材料で構成され、ベアリング及び軸は
磁性材料で構成されねばならないという制約があ
る。
発明が解決しようとする問題点 従来の磁性流体を使用したボール・ベアリング
付きの軸封止装置は、複数のピースから構成され
るために小型化特にミニチユア化に限度があり、
また磁束を通すために軸を磁性材料で構成し、ハ
ウジングを被磁性材料で構成しなければならない
という問題点があつた。更に、従来の磁性流体を
使用した軸封止装置のあるものには軸に対して偏
心した場合には全くシール不能になるものもあつ
た。
本発明の重要な目的は、簡単な構造の磁性流体
を用いる改善されたボール・ベアリング付きの軸
封止装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、取付けが容易で安価な小
形の構造の、特に厚さを薄くできる磁性流体を使
用するボール・ベアリング付きの軸封止装置を提
供することにある。
本発明の別の目的は、比較的長い期間封止作用
を維持できる磁性流体を使用するボール・ベアリ
ング付きの軸封止装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、磁性のない軸及びハウジ
ングと、磁性のある軸及びハウジングとの両方に
使用できる磁性流体を使用するボール・ベアリン
グ付きの軸封止装置を提供することである。
ロ） 発明の構成 問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の軸封止装
置は、互いに回転できる関係にある磁性体あるい
は非磁性体の軸とハウジングとの間を封止するた
めに磁性液体を使用する軸封止装置において、そ
れぞれが対向した端面間の厚さが外半径と内半径
との差より小さい矩形の断面形状を有し、前記端
面間に形成される周面のうち少なくとも１つの近
傍では磁界が前記厚さの方向に平行な軸に沿つて
発生されるように磁化されている環状永久磁石デ
イスク装置であつて、前記ハウジング内に配置さ
れその周面が前記軸に回転可能に近接して配設さ
れかつ前記の軸方向に離間された複数の環状永久
磁石デイスク装置と、各前記環状永久磁石デイス
ク装置の少なくとも１つの周面に沿つて、前記軸
と前記周面との間の空間を満たしかつこの空間に
限定されるように前記磁界により閉ループ状に保
持された磁性液体と、前記の軸方向に離間された
環状永久磁石デイスク装置の隣接するものの間で
封止された環状の腔部内に配設されたボール・ベ
アリング装置と、を備えるようにしたものであ
る。
実施例 本発明の他の多くの特徴、目的及び長所につい
ては、添付図面に関して以下の記述を照合すれば
明らかになろう。
次に、添付図面、特に第１図においては、永久
磁石材料から作られた円形デイスク１１の断面図
が示される。デイスク１１は図示の如くその軸心
方向に沿つて磁化される。Ｎ極から出た磁束は第
１図に点線で示すようにＳ極に閉ループをなして
集束する。磁性液体１２はデイスク１１の外周縁
部に付着した状態で示される。
第２図は、その軸心方向に磁化された永久磁性
材料から作られた円形ワツシヤ１３の断面図を示
す。磁性液体１２はワツシヤ１３の外周縁部に付
着した状態で示される。更に、磁性液体１４はワ
ツシヤ１３の内周縁面に付着した状態で示され
る。
第３図は、ボール・ベアリングを有する軸封止
装置の本発明の一実施例を示す。本例では環状の
永久磁石のワツシヤ１３はボール・ベアリング１
９の両側に配設されハウジング１５に接着性の封
止剤１８により堅固に取付けられ、それによりデ
イスク１３の外周面とハウジング１５間は封止さ
れる。ハウジング１５に対して回転可能に固定さ
れる軸１７は環状の永久磁石１３の開口１６を貫
通する。デイスク１３の内周面に付着した磁性液
体１４が軸１７の周囲に密封シールを形成する。
ハウジング１５に対するデイスク１３の外周面の
恒久的シール１８がボール・ベアリングの周囲に
気密に封止された室を形成する。このように、軸
１７はベアリング１９に対して洩れ経路を生じる
ことなく回転することができる。
第４図は、ボール・ベアリングを封止するため
の更に別の形態を示す。この形態においては、ボ
ール・ベアリング１９の内外側のレースが環状の
磁石１３を収納するように延長されている。磁性
液体１４は、内側のベアリング・レースに対する
封止を行う磁石１３の内周面上に配置される。外
周面の磁石１３は１８で示す如くベアリング１９
の外側レースに接着することができる。磁石１３
を内側レースに固定して外側レースに対して封止
しなければならない場合には前記と逆に使用する
こともできる。経済的かつコンパクトに、かつ信
頼度の高い軸シールを行うための斬新なボール・
ベアリングを有する軸封止装置及び技術について
記述した。
ハ） 発明の効果 本発明は、以上説明したように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。
(1) 構造が簡単で軽量であり非常に薄い（約0.07
mm（0.03インチ）程度）デイスクを用いている
のでボール・ベアリングを有する軸封止装置全
体の構造は簡単となり小型化、ミニチユア化が
実現できる。
(2) 本発明の装置は軸、ハウジング、ボール・ベ
アリング、ボール・ベアリングのアウターレー
ス及びインナーレースが、磁性材料の場合は当
然に使用できるばかりでなく、非磁性材料の場
合にも使用することができる。従つて、部材の
材質上の自由度が増し、それによりベアリング
等の構造上の制約がなくなり、またノイズの発
生がなくなる等性能の向上がはかられ、その結
果使用用途が著しく広がる。
(3) 本発明では、ハウジング内にデイスク１３を
「圧入」できるので、圧入後その内周及び外周
に磁性液体を使用することによりボール・ベア
リング部の完全に漏れのないシールが可能とな
る。
(4) 本発明の装置は、構造が簡単であるので低コ
ストで製作できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る磁性液体をその外周部に
捕集させた永久磁石のデイスクの断面図、第２図
は本発明に係る磁性液体をその内外径部に捕捉さ
せた永久磁石のワツシヤを示す断面図、第３図は
本発明によるボール・ベアリングを有する軸封止
装置の一実施例の一部断面図、及び第４図は本発
明によるボール・ベアリングを有する軸封止装置
の別の実施例の一部断面図、第５図Ａ及び第５図
Ｂは従来の磁性流体を使用する軸封止装置を例示
する図である。 １１…デイスク、１２…磁性液体、１３…ワツ
シヤ、１４…磁性液体、１５…固定ハウジング、
１６…開口、１７…軸、１８…封止剤、１９…ボ
ール・ベアリング。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに回転できる関係にある磁性体あるいは
    非磁性体の軸とハウジングとの間を封止するため
    に磁性液体を使用する軸封止装置において、 それぞれが対向した端面間の厚さが外半径と内
    半径との差より小さい矩形の断面形状を有し、前
    記端面間に形成される周面のうち少なくとも１つ
    の近傍では磁界が前記厚さの方向に平行な軸に沿
    つて発生されるように磁化されている環状永久磁
    石デイスク装置であつて、前記ハウジング内に配
    置されその周面が前記軸に回転可能に近接して配
    設されかつ前記の軸方向に離間された複数の環状
    永久磁石デイスク装置と、 各前記環状永久磁石デイスク装置の少なくとも
    １つの周面に沿つて、前記軸と前記周面との間の
    空間を満たしかつこの空間に限定されるように前
    記磁界により閉ループ状に保持された磁性液体
    と、 前記の軸方向に離間された環状永久磁石デイス
    ク装置の隣接するものの間で封止された環状の腔
    部内に配設されたボール・ベアリング装置と、 を備えることを特徴とする磁性液体を使用する軸
    封止装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記軸がベ
    アリングのインナーレースを備え、前記ハウジン
    グがベアリングのアウターレースを備えることを
    特徴とする磁性液体を使用する軸封止装置。
JP63209311A 1978-12-11 1988-08-23 Shaft sealing device with ball-bearing using magnetic liquid Granted JPS6479420A (en)

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JPS6479420A JPS6479420A (en) 1989-03-24
JPH0223730B2 true JPH0223730B2 (ja) 1990-05-25

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EP (1) EP0012556B1 (ja)
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