JPH0671969U - 磁性流体シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シール性の向上を図る。 【構成】 ２部材２，３のうち内側の部材３に固定さ
れ、内側の部材３と共回りする回転体９を、一対の磁極
片５の両方の外側に設け、該回転体９の外径側にラビリ
ンスシール部１０を備えて成ることを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、たとえばシール対象物が飛沫程度の軸受部等のシールに使用される 磁性流体シール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の磁性流体シール装置として、たとえば図７に示すようなものが ある。すなわち、この磁性流体シール装置１００は、互いに同心的に相対回転自 在に組付けられる２部材としての非磁性材の軸１０１と磁性材のハウジング１０ ２間の隙間をシールするものである。

【０００３】 磁性流体シール装置１００は、軸方向に着磁した環状の磁力源１０３と、その 環状磁力源１０３の両側に配置された一対の環状の磁極片１０４と、から成り、 一対の環状磁極片１０４の先端とシールすべきハウジング１０２との間に有する 微小間隙１０５内に、ハウジング１０２が磁性材であることから磁性流体１０６ が磁気的吸着力によって保持され、シールするようになっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記した従来技術の場合には、磁性流体１０６によりシールし ていることから、軽微なダストやガスのシールができるのみで、油や水等のシー ルはできない。

【０００５】 また、油や水等のシールにはオイルシールがあるが、トルクが高いという欠点 がある。

【０００６】 本考案は上記した従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的 とするところは、シール性の向上を図るとともに、トルクの低減化を図り得る磁 性流体シール装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案にあっては、互いに同心的で相対回転自在 に組付けられる２部材間の隙間をシールするもので、軸方向に着磁した磁力源と 、その両側に配置された一対の磁極片と、から成り、該一対の磁極片と前記２部 材のうちシールすべき一方の部材との間に有する微小間隙に磁気的吸着力によっ て磁性流体を保持している磁性流体シール装置において、 前記２部材のうち径方向内側の部材に固定され、内側の部材と共回りする回転 体を、前記一対の磁極片の軸方向両方の外側に設け、該回転体の外径側にラビリ ンスシール部を備えて成ることを特徴とする。

【０００８】

【作用】

上記構成の磁性流体シール装置にあっては、ラビリンスシール部が、一対の磁 極片の外側に設けられ２部材のうちの径方向内側の部材と共回りする回転体の外 径側に備えられていることにより、内側の部材の回転時に油や水等をふり切る効 果を奏し、油や水等の侵入を防止することができる。

【０００９】 また、ラビリンスシール部が一対の磁極片の軸方向両方の外側に備えられてい ることから、ラビリンスシール部における吸込み力が傍よらなくなる。そのため ラビリンスシール部内にある磁性流体が安定して保持され、シール性能の向上を 図ることができる。

【００１０】 さらにラビリンスシール部を備えていることから、非接触状態となるので、ト ルクの低減化を図ることもできる。

【００１１】

【実施例】

以下に本考案を図示の実施例に基づいて説明する。本考案の一実施例に係る磁 性流体シール装置を示す図１において、１は磁性流体シール装置全体を示してお り、この磁性流体シール装置１は、互いに同心的で相対回転自在に組付けられる ２部材としての非磁性材のハウジング２とハウジング２内に挿入される非磁性材 の軸３間の隙間をシールするものである。

【００１２】 磁性流体シール装置１の概略構成は、軸方向に着磁した磁力源としての永久磁 石４と、その永久磁石４の両側に配置された一対の磁極片としてのヨーク５と、 ヨーク５とハウジング２内周に固定されるスリーブ６を介してシールすべきハウ ジング２との間に有する微小間隙７内に磁気吸着力によって保持される磁性流体 ８と、から成る磁性流体シール部材１Ａと、軸３に固定されて軸３と共回りする 回転体９と、その回転体９の外径側に設けられるラビリンスシール部１０と、か ら成るラビリンスシール構成部１Ｂとから構成され、ラビリンス併用タイプ磁性 流体シール装置となっている。

【００１３】 磁性流体シール部１Ａは、上記のように永久磁石４と、一対のヨーク５と、磁 性流体８とから構成されている。

【００１４】 永久磁石４は、断面矩形状の環状部材であり、その両端面に一対のヨーク５が 吸着されている。このヨーク５は、環状部材で、永久磁石４と共に軸３に嵌合固 定されており、その先端部が永久磁石３より径方向外側に突出している。この突 出しているヨーク５の先端部は、磁束が集中できるように外側端面が先端に向っ て縮径となるテーパ面５１を有して先端が鋭角となるようになっている。

【００１５】 この一対のヨーク５の先端と微小間隙７を有してスリーブ６を対向配置してい る。このスリーブ６は、磁性材で、断面Ｔ字状となっており、ハウジング２の内 周面に嵌合固定される円筒部６１と、その円筒部６１の内周から一対のヨーク５ の先端と微小間隙７を介して対向する面を有する径方向内方に伸びる内向きフラ ンジ部６２とから成っている。そして、一対のヨーク５の先端とスリーブ６の内 向きフランジ部６２の内周面間の微小間隙７内に、磁性流体８が注入されて磁気 吸着力によって磁性流体８が保持されている。

【００１６】 このように構成された磁性流体シール部１Ａによって軸３とハウジング２間の 隙間をスリーブ６を介してシールしている。

【００１７】 そして、この磁性流体シール部１Ａの両側にラビリンスシール構成部１Ｂを設 けている。

【００１８】 このラビリンスシール構成部１Ｂは、上記のように回転体９と、その回転体９ の外径側に設けられるラビリンスシール部１０とから構成されている。

【００１９】 回転体９は、軸３の外周面に固定されて、その軸３と共回りするもので、一対 のヨーク５の軸方向両方の外側に設けられて一対になっている。そして、回転体 ９の形状は、それぞれ軸方向外側を開口する断面コ字状の環状部材となっている 。

【００２０】 この回転体９は、それぞれ内側端面がヨ−ク５の外側端面に当接し（本実施例 では当接させているが、ヨーク５の外側端面から離間している場合でも良い）、 内周側の内周側円筒部９１の内周面が、軸３の外周面に対して嵌合固定し、外周 側の外周側円筒部９２の外周面が、ヨーク５の外径より大径で、ハウジング２の 内周面に嵌合固定されているスリーブ６の円筒部６１の内周面と非接触状態に互 いに対向配置して設けられている。

【００２１】 そして、非接触状態となっている回転体９の外周側円筒部９２の外周面とスリ ーブ６の円筒部６１の内周面との間にラビリンス隙間１１が形成され、外周側円 筒部９２の外周面にラビリンス隙間１１に臨むラビリンスシール部１０が形成さ れている。このラビリンスシール部１０は軸方向に連続する断面凹凸状となって いる。

【００２２】 また、外周側円筒部９２の外周面がヨーク５の外径より大径となっていること から、磁性流体シール部１Ａのシール径（磁性流体８が保持されている部分）よ りラビリンスシール部１０のシール径が大きくなっている。

【００２３】 上記構成の磁性流体シール装置にあっては、磁性流体シール部１Ａの両方の外 側で、外径側にラビリンスシール構成部１Ｂによるラビリンスシール部１０を設 けたので、図２に示すようにシール対象側に向って若干の油，水等のダストＯＬ が来た場合でも、軸３の回転時にラビリンスシール部１０を備えた回転体９も共 回りすることから、その軸３の回転時における遠心力の作用により油や水等のダ ストＯＬをふり切る効果を奏し、磁性流体シール部１Ａへの油や水等のダストＯ Ｌの侵入を防止することができる。

【００２４】 また、ラビリンスシール部１０が片方にしかないと、磁性流体８が負圧によっ てラビリンスシール部１０側に引っ張られて安定しないが、本考案に係る本実施 例では、ラビリンスシール部１０が一対のヨーク５の両方の外側に設けられてい るので、ラビリンスシール部１０における吸込み力が偏らなくなり、ラビリンス シール部１０の内側にある磁性流体シール部１Ａの磁性流体８が安定して保持さ れることになる。したがって、磁性流体シール部１Ａにおいて良好なシール性能 を維持することができる。

【００２５】 以上のことからシール性の向上を図ることができると共に、シール対象側Ｏか らのオイルミストやグリースおよび外部Ａからの油，水等のシールを可能とする ことができる。

【００２６】 また、ラビリンスシール部１０は、高速回転時は良好なシール性能を示すが、 低速時はシール性能が劣る欠点がある。しかし、磁性流体シール部１Ａと組合わ せているので、磁性流体シール部１Ａのシール部である磁性流体８の部分により 空気の流れを無くすことになり、低速時のシール性能も向上する。すなわち、低 速から高速まで、幅広いシールが可能になる。

【００２７】 そして、従来油，水等のダストＯＬのシールには接触式のオイルシールが使用 されていたためトルクが高かったが、ラビリンスシール部１０を使用したことに より、非接触状態となるため、従来に比べて大幅なトルク低減（磁性流体シール 部１Ａにおけるトルクと同等）を図ることができる。

【００２８】 図３には、本考案の第２実施例が示されている。上記実施例では磁性流体８に よるシール部をハウジング２側とし、外周側シールとしたが、この実施例ではハ ウジング２内周面に嵌合固定されているスリーブ６をなくし、ハウジング２内周 面に磁性流体シール部１Ａを装着して軸３を磁性材として、磁性流体８によるシ ール部を軸３側とし、内周側シールとしたものである。その他の構成および作用 については第１実施例と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付 して、その説明は省略する。

【００２９】 ここで、図４により第２実施例における磁性流体シール装置１Ａが内周側シー ルである磁性流体シール装置１’に基づいて、上記第１実施例で示したラビリン スシール部１０のシール径と磁性流体シール部１Ａのシール部である磁性流体８ が介在しているシール径の関係によりシール性が向上することについて説明する 。図４（ａ）は第２実施例における磁性流体シール装置１’を示しており、ラビ リンスシール部１０が外径側となっている。すなわち、「磁性流体シール部１Ａ のシール径＜ラビリンスシール部１０のシール径」である。一方、図４（ｂ）は ラビリンスシール部１０が内径側となっている磁性流体シール装置１”を示して いる。すなわち、「磁性流体シール部１Ａのシール径≧ラビリンスシール部１０ のシール径」である。

【００３０】 そこで、図４に示すように、軸３に多少の油ＯＩＬが来る場合、図４（ｂ）に 示す「磁性流体シール部１Ａのシール径≧ラビリンスシール部１０のシール径」 の場合は、油ＯＩＬが軸３より直接磁性流体シール部１Ａ側に侵入し、シール機 能を低下させる可能性が高い。

【００３１】 これに対して、図４（ａ）に示す「磁性流体シール部１Ａのシール径＜ラビリ ンスシール部１０のシール径」の場合は、軸３の回転時における遠心力の作用に より軸３に付着した油ＯＩＬは外周方向に飛ばされ、さらには外径側にラビリン スシール部１０を設けているため、油ＯＩＬが磁性流体シール部１Ａに侵入しに くくなる。

【００３２】 このように、遠心力の作用により油，水等のダストＯＬを磁性流体シール部１ Ａより排除し、シール性の向上を図っている。

【００３３】 図５には、本考案の第３実施例が示されている。本実施例は、第２実施例にお いて、一対のヨーク５の先端を平坦にし、ラビリンスシール構成部１Ｂの回転体 ９をフィン部１２を有するものとした遠心ポンプタイプの磁性流体シール装置で ある。フィン部１２は、図５（ｂ）に示すように羽根車状になっている。その他 の態様として、図５（ｃ）に示すような放射線状としてもよい。そして、フィン 部１２によるポンプ作用により油，水等のダストの侵入を防止している。このと き、フィン部１２が羽根車状の場合は、ポンプ作用は大きいが、一回転のみであ る。一方、フィン部１２が放射線状の場合は、ポンプ作用は小さいが、両回転可 能である。その他の構成および作用については第２実施例と同一なので、同一の 構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

【００３４】 図６には、本考案の第４実施例が示されている。本実施例は、第３実施例にお いて、フィン部１２が図６に示すように外側に傾く斜め状となった斜流ポンプタ イプの磁性流体シール装置である。その他の構成および作用については第３実施 例と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省 略する。

【００３５】

【考案の効果】

本考案は、以上の構成および作用を有するもので、ラビリンスシール部が、一 対の磁極片の外側に設けられ２部材のうちの内側の部材と共回りする回転体の外 径側に備えたので、内側の部材の回転時に、油や水等をふり切る効果を奏し、油 や水等の侵入を防止することができる。

【００３６】 また、ラビリンスシール部が一対の磁極片の両方の外側に備えているので、ラ ビリンスシール部における吸込み力が傍よらなくなる。そのためラビリンスシー ル部内にある磁性流体が安定して保持され、シール性能の向上を図ることができ る。

【００３７】 さらにラビリンスシール部を備えていることから、非接触状態となるので、ト ルクの低減化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の一実施例に係る磁性流体シール
装置の要部縦断面図である。

【図２】図２は図１の磁性流体シール装置においてシー
ル対象側に向って若干の油，水等が来ている状態を示す
縦断面図である。

【図３】図３は本考案の第２実施例に係る磁性流体シー
ル装置の縦断面図である。

【図４】図４はラビリンスシール部のシール径と磁性流
体シール部のシール径との関係を表す要部破断正面図で
あり、同図（ａ）はラビリンスシール部のシール径が磁
性流体シール部のシール径より大径の状態を表してお
り、同図（ｂ）はラビリンスシール部のシール径が磁性
流体シール部のシール径と同じか小径の状態を表してい
る。

【図５】図５（ａ）は本考案の第３実施例に係る磁性流
体シール装置の要部破断正面図であり、同図（ｂ）は同
図（ａ）のＸ−Ｘ線断面図であり、同図（ｃ）はその他
の態様のフィン部の横断面図である。

【図６】図６は本考案の第４実施例に係る磁性流体シー
ル装置の要部破断正面図である。

【図７】図７は従来の磁性流体シール装置の要部縦断面
図である。

【符号の説明】

１，１’，１” 磁性流体シール装置 １Ａ 磁性流体シール部 １Ｂ ラビリンスシール構成部 ２ ハウジング ３ 軸 ４ 永久磁石（磁力源） ５ ヨーク（磁極片） ５１ テーパ面 ６ スリーブ ６１ 円筒部 ６２ 内向きフランジ部 ７ 微小間隙 ８ 磁性流体 ９ 回転体 ９１ 内周側円筒部 ９２ 外周側円筒部 １０ ラビリンスシール部 １１ ラビリンス隙間 １２ フィン部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに同心的で相対回転自在に組付けら
   れる２部材間の隙間をシールするもので、 軸方向に着磁した磁力源と、その両側に配置された一対
   の磁極片と、から成り、該一対の磁極片と前記２部材の
   うちシールすべき一方の部材との間に有する微小間隙に
   磁気的吸着力によって磁性流体を保持している磁性流体
   シール装置において、 前記２部材のうち径方向内側の部材に固定され、内側の
   部材と共回りする回転体を、前記一対の磁極片の軸方向
   両方の外側に設け、該回転体の外径側にラビリンスシー
   ル部を備えて成ることを特徴とする磁性流体シール装
   置。