JPH0241393Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、真空機器や気体を取扱う回転機器等
の回転軸部に、非接触形軸封として使用される磁
性流体シール構造に関する。

〔従来の技術〕

従来の磁性流体シール構造としては、肉厚円筒
のポールピースを、磁石を挾んで磁性シヤフト周
囲のハウジング内に配設することにより、狭い隙
間と磁気回路を形成し、この狭い隙間内に磁性流
体を磁気的に捕捉させる構成を基本として、広狭
隙間（ラビリンス）形成のために磁性シヤフト周
面に環状突起を形成したもの、内面に微細凹凸を
形成したブロツクリングをポールピースとして磁
石と交互に重合したもの、ブロツクリング周面に
冷却用溝を削設したもの等が公知に属する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記した公知の磁性流体シール構造は、磁性シ
ヤフト周面の凹凸や、ブロツクリング内面の微細
凹凸を高精度に形成する加工において不経済があ
ると共に構造的に軸方向の狭い間隙内に磁束密度
の高い多数の磁性流体捕捉部を形成することが出
来ないばかりか、磁性流体の粘性と軸の高速回転
によつて生じる粘性発熱を十分に冷却仕難く、こ
れらがシール効果に悪影響を及ぼしている。

本考案は以上の点に着眼して、簡単な構成によ
り磁性流体の捕捉と冷却性能の向上を図り、もつ
て耐圧シール効果の高い磁性流体シール構造を提
供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案による磁性体シール構造は上記目的を達
成するために、磁性シヤフトの周囲に非磁性ハウ
ジングを配設し、この非磁性ハウジング内に前記
磁性シヤフトの回転軸を中心とした環状の冷却チ
ヤンバーを設け、前記磁性シヤフトの外径よりも
わずかに大きな内径を有し且つ円周状外周端縁の
一部が切欠かれた第１のデイスク状磁性体と、こ
の第１のデイスク状磁性体の内径よりも大きな内
径を有し且つ第１のデイスク状磁性体と同径であ
る円周状外周端縁の一部が切欠かれた第２のデイ
スク状磁性体とを、それぞれの外周縁部を前記冷
却チヤンバー内に臨ませるとともに切欠かれてい
ない外周端縁を冷却チヤンバーの内壁に嵌合させ
て交互に重合密着することによりデイスクパツク
を構成し、このデイスクパツクを前記非磁性ハウ
ジングに複数個固定させてポールピースを形成す
るとともに各ポールピース間に磁石を挾持させ、
且つ前記第１のデイスク状磁性体と磁性シヤフト
の隙間に磁性流体を捕捉させていることを要旨と
するものである。

〔作 用〕

上記のように構造された磁性体シール構造は、
ポールピースが冷却チヤンバーにおいて冷却され
るとともに、第１及び第２のデイスク状磁性体の
外周端縁の一部を冷却チヤンバーの内壁に当接さ
せてポールピースを固定することにより、磁性シ
ヤフトと各デイスク状磁性体の間隔が常に均一に
設定される。また、ポールピースを、内径の異な
る第１及び第２のデイスク状磁性体を交互に重合
密着したデイスクパツクを複数個固定した構成と
したことにより、磁性シヤフトとこの磁性シヤフ
トに近接する第１のデイスク状磁性体との間に磁
性流体を捕捉し、磁性シヤフトと第２のデイスク
状磁性体の間には磁性流体を捕捉しない磁性流体
シール構造が得られる。

〔実施例〕

以下、本考案を図示した実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図は大気側Ａと真空側Ｂの間に、本考案に
よる磁性流体シール構造を適用した場合の構成図
を示し、第２図は第１図の軸直角断面図を示して
いる。

図において１は、前記大気側Ａと真空側Ｂ間の
隔壁Ｃに一体的に形成された本体１ａとこの本体
１ａに固定されるカバー１ｂからなる非磁性ハウ
ジングであつて、中心部に大気側Ａと真空側Ｂを
貫く磁性シヤフト２用の軸孔３が貫設されてい
る。即ち、非磁性ハウジング１は磁性シヤフト２
の周囲に配設されている。この非磁性ハウジング
１内には前記軸孔３と同心円、即ち磁性シヤフト
２の回転軸を中心とした円周上に、環状の冷却チ
ヤンバー４が形成されており、この冷却チヤンバ
ー４内には非磁性ハウジング１の周壁に穿設され
た流入通路５を介して冷却器（図示せず）から冷
却用流体が圧送されるようになつている。また、
前記非磁性ハウジング１には前記流入通路５と対
向する周壁に冷却用流体の流出通路６が穿設され
ており、この流出通路６を冷却器に接続すること
によつて、冷却用流体が冷却器と冷却チヤンバー
４間を循環するようにしている。

７，８は磁性シヤフト２の周囲の非磁性体ハウ
ジング１に永久磁石９を挾んで固定されたポール
ピースであつて、このポールピース７，８はそれ
ぞれ1.0mm以下の厚みで内径の相異する第１のデ
イスク状磁性体１０と第２のデイスク状磁性体１
１を交互に重合密着したデイスクパツクを複数個
固定させることによつてなる。第１のデイスク状
磁性体１０は、前記磁性シヤフト２の外径よりも
わずかなに大きな内径を有し且つ前記冷却チヤン
バー４の大径側内壁４ａの径と等しい外径を有す
る磁性体でなるデイスクを用意し、このデイスク
の外周端縁を四方向において切欠くことにより、
四隅に切欠かれていない外周端縁１０ａを残した
ものである。また、第２のデイスク状磁性体１１
は、前記第１のデイスク状磁性体１０よりも大き
な内径を有し、外周形状は第１のデイスク状磁性
体１０と全く同一に形成されたものである。即
ち、第１及び第２のデイスク状磁性体は内径にお
いてのみ異なるように形成されている。第１のデ
イスク状磁性体１０及び第２のデイスク状磁性体
１１は、樹脂あるいは銀ロウを用いて交互に重合
密着されている。また、第２図に示すように、第
２のデイスク状磁性体１１は第１のデイスク状磁
性体１０に対して45゜回転させた状態で重合され
ている。ポールピース７，８は以上のように構成
したことにより、第１及び第２のデイスク状磁性
体１０，１１の切欠かれていない外周端縁１０
ａ，１１ａを前記冷却チヤンバー４の内壁４ａに
嵌合させることにより、前記磁性シヤフト２に同
心に且つ外周縁部を冷却チヤンバー４内に臨ませ
て設定される。尚、永久磁石９も環状に形成され
たもので、ポールピース７，８に、やはり樹脂も
しくは銀ロウ等を用いて接着固定されており、外
周面は前記冷却チヤンバー４の内壁の一部を、ま
た内周面は前記軸孔３の一部をそれぞれ構成して
いる。また、第１のデイスク状磁性体１０の内周
縁側は軸孔３内に突出し、磁性シヤフト２との間
に0.01mm〜0.2mmの間隙を形成しており、第２デ
イスク状磁性体１１の内周縁は軸孔３の内壁と面
一となるよう形成されている。

上記ポールピース７及び８における第１のデイ
スク状磁性体１０と第２のデイスク状磁性体１１
の内径差は、磁性シヤフト２との間に、広狭の隙
間を交互に形成するものであつて磁束密度を増大
し且リーク流体の流動抵抗を増大するものであ
る。また、第１及び第２のデイスク状磁性体１
０，１１が交互に45゜づつ回転した状態で重合さ
れていることにより、冷却チヤンバー４内におけ
る冷却用流体が有効に各デイスク状磁性体に接触
し冷却効果を良好なものとなる。

前記非磁性ハウジング１のカバー１ｂは、本体
１ａとの間に前記ボールピース７，８及びこれら
ポールピース７，８間に固定された永久磁石９を
挾持すべく前記本体１ａに固定され、前記冷却チ
ヤンバー４はこの本体１ａとカバー１ｂの結合に
よつて非磁性ハウジング１内に形成されるように
なつている。

１３は磁性流体であつて、前記第１のデイスク
状磁性体１０の内径部と磁性シヤフト２の周面間
に形成された隙間に永久磁石９の磁力により捕捉
されている。

尚、本考案が上記実施例に限定されないのはも
ちろんであつて、例えば実施例ではポールピース
を２段としたものを示したが３段以上とすればよ
り耐圧性を向上させることができる。また、ポー
ルピースを構成する第１及び第２のデイスク状磁
性体の枚数も任意に設定できるものであるし、こ
れらの厚みも1.0mm以下であることが望ましいも
のの、1.0mm以上あるものを除外するものではな
い。さらに第１及び第２のデイスク状磁性体の形
状も、それぞれの内径が異なつており且つ外周端
縁の一部が冷却チヤンバーの内壁と嵌合するもの
であれば、例えば第３図に示されている第１のデ
イスク状磁性体１０′及び第２のデイスク状磁性
体１１′のようにデイスクの三方を切欠いたもの
や、第４図に示されている第１のデイスク状磁性
体１０″及び第２のデイスク状磁性体１１″のよう
に、冷却チヤンバー４の内壁４ａと当接する外周
端縁１０a″，１１a″を有するアーム１０ｂ，１１
ｂを形成すべくデイスクの外周端縁の一部を切欠
いたものであつてもよい。また、第１及び第２の
デイスク状磁性体の外周形状が異なつていても差
支えない。

さらにまた、第１のデイスク状磁性体と磁性シ
ヤフトの間隙は理想的には0.01〜0.2mmであるが、
本願考案においては必ずしもこれに限定されず、
冷却チヤンバーの加工精度の向上によつてはさら
に接近させてもよいし、逆に0.2mm以上としてい
ても差支えない。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案による
流体シール構造によれば、ポールピースを内径の
異なる第１のデイスク状磁性体と第２のデイスク
状磁性体で構成したから、その内径差によつて、
磁性シヤフトの周面上に近接する内径部に、相互
間隔の狭い強磁場の多数を簡単な構成でもつて形
成することができ、したがつて磁性流体の捕捉が
高められるようになる。

また、第１及び第２のデイスク状磁性体を、そ
の外周端縁の一部を冷却チヤンバーの内壁に嵌合
させて設定しているから、容易に各デイスク状磁
性体と磁性シヤフトの間隔を均一に設定すること
ができ、したがつて、磁性シヤフトと第１のデイ
スク状磁性体間の間隔が離れ過ぎて磁性流体を捕
捉しきれない箇所や、逆に近づき過ぎて接触して
しまうような箇所がまばらに現出するようなこと
がなくなり、磁性シヤフトの周囲のいずれにおい
ても0.01mm〜0.2mmの理想的な隙間を得ることが
できるようになる。

さらに、冷却用流体が第１及び第２のデイスク
状磁性体の外周端縁の切欠かれた部分を通り抜け
て冷却チヤンバー内を通り抜けるから、各デイス
ク状磁性体が有効に冷却され、温度上昇による磁
性流体の吸着捕捉の低下が解消される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の要部を示す構成図、第
２図は第１図の軸直角断面図、第３図は第１及び
第２のデイスク状磁性体の変形例を説明する軸直
角断面図、第４図は同じくさらに他の変形例を説
明する軸直角断面図である。 １……非磁性ハウジング、２……磁性シヤフ
ト、４……冷却チヤンバー、７，８……ポールピ
ース、９……永久磁石、１０，１０′，１０″……
第１のデイスク状磁性体、１１，１１′，１１″…
…第２のデイスク状磁性体、１０ａ，１０a′，１
０a″，１１ａ，１１a′１１a″……切欠かれていな
い外周端縁、１３……磁性流体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 磁性シヤフトの周囲に非磁性ハウジングを配設
   し、 この非磁性ハウジング内に前記磁性シヤフトの
   回転軸を中心とした環状の冷却チヤンバーを設
   け、 前記磁性シヤフトの外径よりもわずかに大きな
   内径を有し且つ円周状外周端縁の一部が切欠かれ
   た第１のデイスク状磁性体と、この第１のデイス
   ク状磁性体の内径よりも大きな内径を有し且つ第
   １のデイスク状磁性体と同径である円周状外周端
   縁の一部が切欠かれた第２のデイスク状磁性体と
   を、それぞれの外周縁部を前記冷却チヤンバー内
   に臨ませるとともに切欠かれていない外周端縁を
   冷却チヤンバーの内壁に嵌合させて交互に重合密
   着することによりデイスクパツクを構成し、 このデイスクパツクを前記非磁性ハウジングに
   複数個固定させてポールピースを形成するととも
   に各ポールピース間に磁石を挾持させ、 且つ前記第１のデイスク状磁性体と磁性シヤフ
   トの隙間に磁性流体を捕捉させている ことを特徴とする磁性流体シール構造。