JPH0729361U - 磁性流体シール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁性流体の発熱を可及的に押さえることがで
きる磁性流体シール装置を提供する。 【構成】 ハウジング５に、冷却用の流体熱媒体１２を
流す冷却路１３を設けたことを特徴とする。この冷却路
１３にはフィン１６が設けられていることを特徴とす
る。また、ハウジング５内周を磁性流体８のシール摺動
面とし、ヨーク２の先端がエッジ構造となっていること
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、たとえば高速回転および耐圧性を要する回転部を有する機器のシー ルとして利用できる磁性流体シールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の磁性流体シールとしては、たとえば図３に示すようなものがあ る。すなわち、回転体１００の回転摺動部をシールするもので、環状のシール本 体１０１が回転体１００とハウジング１０２間の隙間に配置されている。シール 本体１０１は、環状の磁力源１０３と、この磁力源１０３両端に接合される環状 のヨーク１０４と、から構成され、通常はハウジング１０２内周に固定されてい る。そして、磁力源１０３，ヨーク１０４および回転体１００を通る磁路１０５ を構成し、ヨーク１０４内周と回転体１００の外周との微小隙間に磁性流体１０ ６を磁気吸着してシール部１０７を構成するようになっていた。

【０００３】

【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、高速回転の場合、磁性流体１０ ６に作用するせん断力による発熱が大きくなり、耐圧性の低下および磁性流体１ ０６の蒸発による寿命低下が生じる。

【０００４】 また、従来は回転体１００側に磁性流体１０６のシール摺動面があるので、高 速回転に伴う遠心力で磁性流体１０６が飛散してしまい、シール性が低下すると いう問題があった。

【０００５】 本考案は上記した従来技術の問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、磁性流体の発熱を可及的に押さえることができ、また磁性流体 の飛散を可及的に防止し得る磁性流体シールを提供することにある。

【０００６】

【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、環状隙間を介して互いに同 心的に相対回転自在に設けられる２つの部材と、該２部材間に磁場を形成する磁 力源と、該磁力源によって形成された磁場に吸着保持される磁性流体と、を備え た磁性流体シール装置において、前記２部材の内の少なくとも一方の部材に、冷 却用の流体熱媒体を流す冷却路を設けたことを特徴とする。

【０００７】 この冷却路にはフィンが設けられていることを特徴とする。

【０００８】 また、相対回転自在に自在に設けられる２部材は、内側に配置される回転体に 設けられるシール本体と外側に配置されるハウジングであり、シール本体は、磁 力源と、磁性流体を保持するべくハウジング内周に対して微小隙間を介して対向 配置されるヨークと、から構成され、冷却路がハウジングに設けられていること を特徴とする。

【０００９】

【作用】

而して、冷却路に冷却用の流体熱媒体を流すことによって、回転時のせん断力 によって磁性流体が発熱しても、流体熱媒体によって冷却される。

【００１０】 特に、冷却路にフィンを設けておけば、冷却効率を高めることができる。

【００１１】 また、磁性流体が接するシール摺動面をハウジング側とすれば、磁性流体に遠 心力が作用してもハウジング内周によって受け止められ、飛散防止を図ることが できる。

【００１２】

【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。

【００１３】 本考案の一実施例に係る磁性流体シールを示す図１において、１はシール本体 を示すもので、概略、所定間隔を設けて軸方向に並べられたワッシャ状の複数の ヨーク２と、このヨーク２間に接合される環状の磁力源３と、から略円筒形状に 成形されている。ヨーク２の内径と磁力源３の内径は同一径で、シール本体１内 周は全体として一つの円筒面となっている。一方、ヨーク２の外径は磁力源３の 外径よりも大径で、その外径端部は磁力源３外周よりも所定寸法だけ半径方向外 方に向けて突出している。このヨーク２の外径端部の形状は、図１(ｃ)に示すよ うに、磁束が集中させるためエッジ構造となっており、この実施例ではその両側 面が先端に向かって先細となるようなテーパ面６を設けている。テーパ面６は一 側だけでもよい。また、冷却に関してだけを考慮すれば、図１(ｂ)に示すように エッジ構造としないで平坦な端面としてもよい。

【００１４】 このシール本体１は、機器の軸孔開口部４に挿入固定される鍔付き円筒形状の ハウジング５と、このハウジング５内周に回転自在に挿入される回転体７との間 に配置されるもので、その内周が回転体７外周に嵌合固定されている。そして、 ヨーク２の外径端部がハウジング５内周面に対して微小隙間を介して対向してお り、この微小隙間に磁性流体８が磁気吸着されている。この場合、磁路は各磁力 源３，ヨーク２，微小隙間に充填される磁性流体８およびハウジング５を通る。 もっとも、ハウジング５を非磁性体として磁性流体８を保持することも可能であ る。

【００１５】 ハウジング５は、機器の軸孔開口部４に嵌合固定される円筒部９と、この円筒 部９の一端から半径方向外方に向かって延びるフランジ部１０と、から構成され ており、フランジ部１０が軸孔開口部４端面に固定されている。そして、円筒部 ９内周が前記シール本体１と対向し磁性流体８のシール摺動面となっており、こ のシール摺動面に対して伝熱壁１１を介して冷却用の流体熱媒体１２を流す冷却 路１３が設けられている。

【００１６】 この冷却路１３は、円筒部９外周に全周的に環状凹溝１４を形成し、この環状 凹溝１４と機器の軸孔開口部４内周によって構成され、適宜流体熱媒体の流出入 口を設けて配管系が接続される。環状凹溝１４はほぼ断面矩形状に成形され、そ の軸方向両端部には機器との間に０リング等のシール部材１５によってシールさ れている。そして、冷却路１３の伝熱壁１１周面には、流体熱媒体１２の接触面 積を増大して伝熱効率を高めるために、多数のフィン１６が設けられている。こ のフィン１６は伝熱壁１１に環状の溝を形成してフィン形状に構成したもので、 軸方向に所定間隔を隔てて配列されている。

【００１７】 上記構成の磁性流体シールにあっては、回転時のせん断力によって磁性流体８ が発熱しても、磁性流体８に発生した熱は伝熱壁１１を通じて冷却路１３の流体 熱媒体１２に伝わり冷却される。これによって、摺動発熱を除去することができ 、磁性流体８の蒸発も防止することができる。特に、冷却路１３にフィン１６を 設けているので、冷却効率が高い。

【００１８】 また、磁性流体８が接するシール摺動面がハウジング５側となっているので、 高速回転時に磁性流体に作用する遠心力が大きくなっても、ハウジング５内周に よって受け止められ飛散防止を図ることができる。

【００１９】 さらに、ヨーク２の外径端部の形状を先細にして磁場を集中させたことにより 、シール部一段当り、すなわち個々のヨーク２の外径端部に保持される磁性流体 ８の耐圧性向上を図ることができる。因みに、幅寸法２３［ｍｍ］，軸径φ５６ ［ｍｍ］のシールにおいて、２５，０００rpm回転時に０．５［ｋｇ／ｃｍ2］の 耐圧性を確保できた。

【００２０】 なお、この実施例では冷却路をハウジングに設けたが、磁性流体の冷却につい てのみ着目すれば、回転体に冷却路を形成してもよいし、場合によってはハウジ ングと回転体の両方に冷却路を形成してもよい。また、磁性流体が接触するシー ル摺動面にをついても、ハウジング側だけでなく回転体側に形成してもよい。回 転体側に設ける場合には、回転体側に冷却路を形成することが効果的である。

【００２１】

【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、磁性流体の発熱を冷却する冷 却路を設けたので、摺動発熱を除去できると共に磁性流体の蒸発を防止すること ができる。特に、冷却路にフィンを設けておけば、冷却効率を高めることができ る。

【００２２】 また、磁性流体が接するシール摺動面をハウジング側とすれば、磁性流体に遠 心力が作用してもハウジング内周によって受け止められ、飛散防止を図ることが 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磁性流体シールを示
すもので、同図(ａ)は要部断面図、同図(ｂ)は先端が平
なヨーク、同図(ｃ)は先端がエッジ形状のヨークの拡大
断面図である。

【図２】図２は図１の磁性流体シールの全体縦断面図で
ある。

【図３】図３は従来の磁性流体シールの全体縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１ シール本体 ２ ヨーク ３ 磁力源 ４ 軸孔開口部 ５ ハウジング ６ テーパ面 ７ 回転体 ８ 磁性流体 ９ 円筒部 １０ フランジ部 １１ 伝熱壁 １２ 流体熱媒体 １３ 冷却路 １４ 環状凹溝 １５ シール部材 １６ フィン

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに同心的に相対回転自在に設けられ
   る２つの部材と、該２部材間に磁場を形成するための磁
   力源と、該磁力源によって形成された磁場に吸着保持さ
   れシール部を形成する磁性流体と、を備えた磁性流体シ
   ールにおいて、 前記２部材の内の少なくとも一方の部材に、冷却用の流
   体熱媒体を流す冷却路を設けたことを特徴とする磁性流
   体シール。
2. 【請求項２】 冷却路にはフィンが設けられている請求
   項１に記載の磁性流体シール。
3. 【請求項３】 相対回転自在に自在に設けられる２部材
   は、内側に配置される回転体に設けられるシール本体と
   外側に配置されるハウジングであり、シール本体は、磁
   力源と、磁性流体を保持するべくハウジング内周に対し
   て微小隙間を介して対向配置されるヨークと、から構成
   され、冷却路がハウジングに設けられている請求項１ま
   たは２に記載の磁性流体シール。