JPH04145266A - 密封装置 - 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］ 本発明は、例えば低圧ガス容器や真空容器、さらには薫
蒸や殺菌等のガス処理容器における容器本体および開閉
蓋のフランジなどのように、互いに接触開離される一対
の環状部材の相対向面間をシールするための密封装置に
関するものである。

［従来の技術］ この種の密封装置として、従来では、フランジ等の一対
の環状部材の相対向面の一方に環状凹溝を形成し、この
環状凹溝内に、断面が円形または角形でゴム等の弾性材
料製ガスケットを嵌着させ、一対の環状部材の接触時に
そのガスケットを弾性圧縮変形させて相対向面に密着さ
せ両面間をシールするように構成したものと、例えば特
開昭６２−２５８２６８号公報に開示されているように
、プラスチックやゴム等の変形可能な磁石体を凹溝内に
嵌合保持させ、この磁石体の磁力により２次シール体と
しての磁性流体を保持させてなる磁性流体シール装置と
が知られている。

なお、磁性流体シール装置において、３００ガウスの飽
和磁束密度をもつ磁性流体を使用する場合、−条だけの
シールの差圧限界は０．８ｋｇｆ／　Ｃｒｎ’　テあり
、通常ノ１９ａ−１−其ｔｍＬ十〇−２ｋｒｆ／Ｃｍ’
の差圧までとされている。従って、現状の磁性流体では
本願のように一条で使用する真空シールは極めて困難で
ある。ガスケット（−条）で真空シールを実現させるた
めには、安全率を見込めば、少なくとも１５００ガウス
以上の飽和磁束密度をもつ磁性流体が必要となり、この
ような磁性流体は従来品では存在していない。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記の従来技術のうち、弾性材料製のガスケ
ットを使用するものでは、容器など適用装置の大型化に
つれて一対の環状部材の相対向面の平坦度、平滑度が得
にくいばかりでなく、打撃や腐蝕等による傷に対する密
封性確保のための締付力の増加にも限界があり、さらに
、弾性圧縮および圧縮解除の繰返しにともなう弾性材自
身の疲労や弾性性能の劣化なども加わって、所定の密封
性能を長期間に亘って保持することが困難であり、特に
真空容器などにおいては、真空排気時のリーク量が多い
と、蓋の密閉に時間がかかるという問題があった。

また、磁石体と磁性流体とを併用するもう１つの従来装
置の場合は、プラスチックやゴム等を母材とし、この母
材中に酸化鉄などの硬質磁性金属を混入し着磁してなる
変形自在な磁石体を使用するものであるから、耐熱性、
耐薬品性、耐久性の各面に欠けるだけでなく、磁石体の
母材中に混入した磁性金属が酸素を放出してゴムやプラ
スチックなどの磁石体の母材を劣化しやすく磁石体に亀
裂を生じたり、その磁場による磁性流体の拘束が不十分
、不安定で、相対向面間のすき間の密封性能が経時的に
劣化し易い、特に、磁石体を断面円形のＯリング状にし
て使用する場合、一対の環状部材の接触圧力、つまり締
付力を大きくしたとき、磁石体が回転したり変形するた
めに、Ｎ、Ｓの磁極の向きが一定にならず、すき間の密
封性能についての信頼性に欠けるものであった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、締付力に関
係なく、また、相対向面の打ち傷や腐蝕傷が発生しても
、所定の密封性能を長期間に確保することができる密封
装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明に係る密封装置は、互
いに接触開離自在な一対の環状部材の相対向面の少なく
とも一方に環状凹溝を形成し、この環状凹溝内に、上記
一対の部材の接触開離方向に着磁された弾性あるいは田
性変形可能なあるいは弾塑性変形可能な金属製の環状永
久磁石を嵌合するとともに、この環状永久磁石と一対の
環状部材の相対向面とのすき間に少なくとも６００ガウ
ス以上の飽和磁束密度をもつ粘性変形可能な磁性材料を
介在させたものである。

［作用］ 上記構成の密封装置によれば、一対の環状部材の相対向
面の少なくとも一方の環状凹溝内に、断面が角形でその
対向する内端面がＮ極とＳ極に着磁された金属製の環状
永久磁石を嵌合したので、一対の環状部材の締付力の大
きさに関係なく、Ｎ極から上記相対向面と永久磁石との
すき間を通ってＳ極へ通じる磁束の向きが一定に保たれ
、この磁束により粘性変形可能な磁性材料が拘束されて
一定以下のすき間に対する自己密封性が保持される。ま
た、金属製であるから、上記の密封性能の経時的な劣化
もない。

［発明の実施例］ 以下、この発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図は本発明に係る密封装置をペルジャー型真空容器
に適用した一実施例を示す要部の縦断面図であり、同図
において、１はペルジャー型真空容器本体で、その開口
端側の外周には環状のフランジ２が溶接により一体固着
されているとともに、外周部に冷却配管３が巻回固定さ
れている。

４は円板状プレートで、その中央部に真空ポンプ（図示
せず）に連通接続される真空排気管５が溶着されている
。この真空容器本体１のフランジ２とプレート４とは、
周方向に適宜間隔を隔てて配置された複数組のポルト・
ナツト６を介して互いに接触開離自在な一対の環状部材
を構成しており、例えば５ＵＳ３０４などの非磁性材料
から製作されている。

上記真空容器本体１のフランジ２の下面に対向するプレ
ート４の外周寄り部分の上面には、第２図で明示したよ
うな環状の角形凹溝７が形成されており、この環状角形
凹溝７内に、第３図のような断面角形の軟質金属に硬質
磁性粉を分散させた金属製の永久磁石８が嵌合されてい
るとともに、この永久磁石８と上記フランジ２とのすき
間および永久磁石８とプレート４の凹溝７底面とのすき
間にそれぞれ粘性変形可能な磁性材料として窒化鉄系の
磁性流体９が介在されている。なお、粘性変形可能な磁
性材料としては、窒化鉄系の磁性流体９に限らず、Ｆｅ
、Ｃｏ、ＮｉあるいはＦｅ−Ｃ０合金の金属磁性流体を
用いてもよい、また、耐化物系磁性流体で特に高性能の
ものが得られれば、上記の窒化金属あるいは金属磁性流
体に限定されるものではない。

上記永久磁石８は、弾塑性変形可能なＭ　ｎ　Ａ　１合
金磁石である。ただし、これには限られず、ＣｕＮｉＦ
ｅ合金、ＣｕＮｉＣｏ合金、ＦｅＣｒＣｏ合金、ＦｅＣ
ｏＶｚ合金、ＦｅＮｉＣｒ合金、ＣｏＰｔ合金またはそ
れを基本とした合金磁石を用いても作用効果は同じであ
る。また、弾性変形のみが可能なＭｎＢ１．Ｂａフェラ
イト。

Ｓｒフェライト、希土類金属ＣＯ磁石などを用いても、
それらはもろいが固いので、十分な気密作用効果を発揮
する弾性はないが、塑性変形しやすいインジウム、鉛、
銅、錫、金、白金、アルミニウム及びそれらの金属など
の軟質金属を母材として、例えばバリウム・フェライト
、サマリウム・コバルトなどの硬質磁性粉体な容積比率
で５〜５０％分散させてなるものを用いても、作用効果
は同じであった。この永久磁石８の両端面、つまり上記
フランジ２およびプレート４の接触開離方向の両端面に
磁極が出るように着磁されている。

上記のように構成したことにより、永久磁石８とフラン
ジ２およびプレート４の相対向面とのそれぞれすき間に
、第４図に示すように、窒化鉄系の磁性流体９がトラッ
プされ、その残りが永久磁石８の各角部にはみ出し、こ
のような状態になった磁性流体９が永久磁石８の磁場に
よって保持されることにより、真空容器本体ｌのフラン
ジ２とプレート４との間が、ポルト・ナツト６による両
者２．４の締付力に関係なく、シールされて密封性が保
持される。

また、フランジ２およびプレート４の相対向面それぞれ
の平坦度、平滑度にかかわらず、一定置下のすき間に対
して自己密封性を有しているので、その相対向面に打ち
傷や腐蝕傷が発生しても、過大な締付力を要することな
く、所期の密封性能を長期に亘って確保することができ
る。

因みに、本発明者は、上記実施例で示したペルジャー型
真空容器において、凹溝７内にグリースを塗布したゴム
等の弾性材料製ガスケットを嵌着させて、真空排気管５
から真空排気を行なったところリークが多くてＩＱ　　
ｔａｒｔ程度の値で、十分な真空度が得られなかったの
に対して、角形の環状永久磁石８に窒化鉄系磁性流体を
塗布したものル凹遁７内Ｌ−娑＾滲ぜ丁　同繕に亘空排
気したところ、使用ポンプの限界真空度１．５Ｘ１０−
７ｔｏｒｒに近い真空度まで速やかに到達したことの確
認を得た。また、バルブを閉止して、真空排気後の洩れ
量を測定した結果、ｌ　Ｏｔｏｒｒ＊　ｆＬ　／　ｓｅ
ｃ以下の洩れ量であった。

なお、本発明は、上記実施例に示したペルジャー型真空
容器以外、例えば低圧ガス容器、薫蒸や殺菌などのガス
処理容器に適用しても、同様な効果が得られるのはもち
ろんである。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、互いに接触開離自在
な一対の環状部材の相対向面の少なくとも一方の環状凹
溝内に、上記一対の部材の接触開離方向に着磁された弾
性あるいは密性変形可能なあるいは弾塑性変形可能な金
属製の環状永久磁石と少なくとも６００ガウス以上の飽
和磁束密度をもつ粘性変形可能な磁性材料とを共存させ
たので、一対の環状部材の締付力の大きさに関係なく、
永久磁石のＮ極およびＳ極の向きを一定に保ち、その磁
束により磁性流体を拘束させて一定以下のすき間に対す
る自己密封性を確実に保持することができる。また、磁
石が繰返しカを受けても変形しない金属製であるから、
長期使用にともなう性能の経時的な劣化がない、したが
って、相対向面の平坦度、平滑度や傷の発生にもかかわ
らず、また締付力に関係なく所定の密封性能を長期に亘
って確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による密封装置をペルジャ
ー型真空容器に適用した状態を示す要部の縦断面図、第
２図は第１図の要部の拡大断面図、第３図は永久磁石の
斜視図、第４図はすき間の密封作用を説明するための要
部の拡大図である。 ２・・・フランジ（一方の環状部材）、４・・・プレー
ト（他方の環状部材）、７・・・凹溝、８・・・永久磁
石、９・・・磁性流体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに接触開離自在な一対の環状部材の相対向面
   の少なくとも一方に環状凹溝を形成し、この環状凹溝内
   に、上記一対の部材の接触開離方向に着磁された弾性あ
   るいは塑性変形可能なあるいは弾塑性変形可能な金属製
   の環状永久磁石を嵌合するとともに、この環状永久磁石
   と一対の環状部材の相対向面とのすき間に少なくとも６
   ００ガウス以上の飽和磁束密度をもつ粘性変形可能な磁
   性材料を介在させたことを特徴とする密封装置。
2. （２）粘性変形可能な磁性材料が磁性流体である請求項
   １に記載の密封装置。