JPS63214577A - 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、相対回転可能に同軸状に配された外側部材と
内側部材との間に設けられる構成の密封装置であって、
特に磁性流体を用いた密封装置に関するものである。

〈従来の技術〉 従来のこの種の密封装置として第５図を用いて説明する
。

図において、符号ｌはシャフトで、このシャフト１は玉
軸受２を介して筒状のハウジング３に支持されており、
両者が相対回転自在に構成されている。

ハウジング３の内周面には、シャフト１の外周面との間
に所定の隙間を形成する状態にシールリング４が固着さ
れている。

このシールリング４は、筒状の環状磁石５と、この環状
磁石５の軸方向の両端に配された磁性材製のポールピー
ス６．７とからなる。

環状磁石５の各磁掻は軸方向に配向されており、ＮＦｉ
Ｓａ側に一方のポールピース６が、゛またＳ極５ｂ側に
他方のポールピース７がそれぞれ接合されている。

そして、ポールピース６．７の内径は環状磁石５の内径
よりも小さく構成されていて、ポールピース６．７の内
周面とシャフト１の外周面との間の２箇所には小さな間
隙が形成されている。

このような構成により、環状磁石５で磁化されるポール
ピース６．７とそれに対向するシャフトｌとの間の２箇
所の間隙を通る磁気回路Ｇが形成されることとなる。

この磁気回路Ｇにより前記２箇所の間隙には径方向に沿
う向きの磁界が形成されており、この２箇所に磁性流体
８が集中的に保持されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような構成を有する従来例の場合に
は、次のような問題点がある。

従来の密封装置においては、磁性流体８を保持させる２
箇所の間隙が軸方向にストレートであって、この磁性流
体８を各間隙に発生させる磁力だけで保持させているた
めに、シール部分の内外に圧力差が生じると、磁性流体
８が前記間隙からはみ出ることとなる。つまり、第７図
に示すように、はとんどの従来構造はこの圧力差が磁力
線方向に垂直に作用するようになっており、シールの耐
圧は磁力に左右される。

実使用時には、シャフト１とハウジング３とが相対回転
しているから、その遠心力が前記磁性流体８に作用し、
前記はみ出た磁性流体８が第６図に示すように環状磁石
５側に移動するおそれがある。

即ち、従来の密封装置では、シール部分の耐圧性が十分
でなかった。

本発明はこのような事情に鑑みて創案されたもので、磁
性流体をシール部分に強固に保持させ、シール部分の耐
圧性を向上することを目的としている。

く問題点を解決するための手段〉 本発明はこのような目的を達成するために、次のような
構成をとる。

即ち、本発明にかかる密封装置は、 相対回転可能に同軸杖に配された外側部材と内側部材と
の間に設けられるものであって、前記外側部材の内周面
に設けられた筒状の磁石と、 この磁石の軸方向の両端で、外径側が前記外側部材の内
周面に密着された非磁性材製σ環状の外側遮蔽板と、 この外側遮蔽板と前記磁石とで形成する環状の空間内で
この磁石に吸着された磁性流体と、内径側が前記内側部
材の外周面に密着し、外径側が前記外側遮蔽板間の前記
磁性流体内に臨んだ非磁性材製の環状の内側遮蔽板 とを備え、 外側遮蔽板の内径側が内側遮蔽板の外径側よりも径方向
中心側に位置している。

く作用〉 本発明の構成による作用は次のとおりである。

外側遮蔽板、磁石および内側遮蔽板でほぼｒコ」字形状
の環状空間が形成され、前記磁石の吸引力により前記環
状空間内で径方向の外側に磁性流体が保持される。

この状態では、磁性流体は環状空間の左側（一方の外側
遮蔽板と内側遮蔽板との間）と右側（内側遮蔽板と他方
の外側遮蔽板との間）とに跨がってほぼ同量ずつ配分さ
れる。

しかも、外側部材および内側部材との相対回転による遠
心力が磁性流体に対して径方向外側に作用するので、前
記磁性流体は磁石の吸引力と前記遠心力とで前記環状空
間内の径方向外側に保持される。

そこで、密封装置の左右で圧力差が生じ、例えば、左側
の圧力が右側よりも増大すると、左側の環状空間に存在
する磁性流体が右側へと移動しようとするのであるが、
この移動によって左側に存在する磁性流体と右側に存在
する磁性流体との質量差が生ずるために、遠心力も右側
に存在する磁性流体を左側へ移動させる力を持つことと
なる。

さらに、磁力も保持力として働いていることから、磁性
流体の移動を打ち消すこととなる。

即ち、磁性流体が環状空間の左右において実質的に移動
せずに、前記保持部分に強固に保持されることとなる。

〈実施例〉 以下、零発、明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図および第２図に本発明の一実施例を示しており、
第１図は密封装置の半部縦断面図、第２図は動作説明の
ための密封装置の半部縦断面図である。

これらの図において、符号ｌＯは外側部材としての円筒
状のハウジングで、ハウジング１０には内側部材として
のシャフト２０が相対回転自在に内嵌されている。

ハウジングｌＯはシャフト２０に玉軸受３０を介して支
持されている。

ハウジング１０の一方開口端付近の内周面には、同段部
１１が形成されているとともに、シャフト２０の外周面
の所定位置にも同段部２１が形成されている。

符号４０はハウジングｌＯとシャフト２０との間に設け
られた密封装置である。

この密封装置４０は、円筒状の磁石４１と、非磁性材製
の環状板よりなる２つの外側遮蔽板４２．４３と、磁性
流体４４と、非磁性材製の環状板よりなる内側遮蔽板４
５とを備えている。

具体的には、磁石４１は、ハウジング１０の内周面に固
着されており、その磁極が半径方向に配向されている。

この磁石４１の軸方向の両端には外側遮蔽板４２．４３
がそれぞれ配設されている。

外側遮蔽板４２．４３それぞれは、内径側がシャフト２
０の外周面との間に小間隙を形成する状態で外径側がハ
ウジング１０の内周面に密着されている。

一方の外側遮蔽板４２はハウジング１０の同段部１１と
磁石４１とで軸方向に位置決めされており、他方の外側
遮蔽板４３は磁石４１と抜は止め輸５０で位置決めされ
ている。

この磁石４１と２つの外側遮蔽板４２．４３との間には
環状の空間が形成されていて、この空間において磁石４
１に磁性流体４４が吸着されている。

内側遮蔽板４５は、内径側がシャフト２０の同段部２１
に密着されており、同段部２１と抜は止め輪５１とによ
り軸方向に位置決めされている。

この内側遮蔽板４５の外径は外側遮蔽板４２．４３の内
径よりも大きく形成されていて、２つの外側遮蔽板４２
．４３の間で磁石４１の内周面に小間隙を形成する状態
に配され、内側遮蔽板４５の外周部分が磁性流体４４内
に臨んでいる。

つまり、磁石４１．外側遮蔽板４２．４３および内側遮
蔽板４５とで断面はぼ「３１字形状の環状空間を形成し
ており、磁性流体４４はこの環状空間の径方向外側に保
持されている。

次に動作を説明する。

例えば、ハウジング１０を固定してシャツ）２０を回転
させている場合において、密封装置Ｉｆ４０の軸方向の
両側で圧力差が生じ、図における左側で圧力が増大する
と、左側の外側遮蔽板４２と内側遮蔽板４５とが存在す
るために前記圧力が磁性流体４４に対して軸方向から作
用せずに径方向外側に向かって作用することとなる。

このように磁性流体４４に対して圧力が作用すると、第
２図の矢印で示すように、磁性流体４４が左側の外側遮
蔽板４２と内側遮蔽板４５との間から内側遮蔽板４５と
右側の外側遮蔽板４３との間に移動しようとする。

ところが、この移動により左側の空間の磁性流体４４と
右側の空間の磁性流体４４とで質量差が生ずるために、
遠心力も磁性流体４４を右側から左側に移動させる力を
持つようになる。

この結果として、磁性流体４４の移動を打ち消すことに
なり、磁性流体４４が左側と右側とでほぼ同量ずつ強固
に保持される。

このように、本発明では、遠心力の作用方向と同一方向
に磁性流体４４を磁石４１で吸着させているので、環状
空間から磁性流体４４が抜は出るのを防止することがで
き、前記環状空間の両側が連通ずることを防止できる。

ところで、上述した構成の密封装置４０において磁石４
１の代わりに非磁性材製の環状のスペーサを用いた場合
には、回転中における遠心力のみで環状空間に磁性流体
４４を保持させなければならないから、前記環状空間で
ＣＲ性流体４４を径方向の外側に強固に保持することが
難しい。

なお、磁性流体４４の収納スペースを大きくして磁性流
体４４の収納量を多くしたり、あるいは第３図に示すよ
うに密封装置４０を軸方向に複数設けたりすることで、
耐圧性の一層の向上を図ることもできる。第３図では、
隣接する内側遮蔽板４５の位置を設定するために、非磁
性材製の環状のスペーサ６０を各内側遮蔽板４５間に配
設させている。

さらには、本発明は第４図に示すように軸受７０の内部
に密封装置４０を設けることも可能である。

この場合、軸受７０の外輪７１が前述のハウジングｌＯ
に、内輪７２がシャフト２０にそれぞれ相当する。

以上の各実施例において、外側遮蔽板４２．４３と内側
遮蔽板４５との軸方向の間隔をそれぞれ小さくすれば、
ラビリンスシールを構成することができ、軸受７０の内
部の潤滑剤を磁性流体４４に混入しにくくさせることが
できる。

〈発明の効果〉 本発明によれば、次の効果が発揮される。

密封装置の軸方向の両側で圧力差が増大すると、磁性流
体が環状空間の左右で移動しようとするが、この移動に
より環状空間の左側と右側との磁性流体の質量差が生じ
るとともに、この質量差により左側の空間に存在する磁
性流体と右側の空間に存在する磁性流体とに対して作用
する遠心力の差が生じて、前記磁性流体の移動が打ち消
される結果として、前記環状空間の左右で磁性流体がほ
ぼ均等に配分されることとなる。

つまり、環状磁石の磁力に加えて磁性流体を環状空間に
強固に保持することができるので、シール部分の耐圧性
を従来よりも向上させることができる。さらに、磁性流
体の保持も磁力線方向と平行な力で保持できるため、従
来の磁力線方向に垂直な力で保持するよりもシール部分
の耐圧性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例にかかり、第１
図は密封装置を示す半部縦断面図、第２図は動作説明の
ための密封装置の半部縦断面図である。 第３図および第４図は本発明の他の実施例にかかり、第
３図は密封装置を複数併設した例を示す半部縦断面図、
第４図は密封装置を軸受の内部に力 ζ 磁性流体保持部分を示す拡大断面図である。　　　　　
Ｅｌｏ・・・ハウジング（外側部材） ２０・・・シャフト　（内側部材） ４０・・・密封装置 ４１・・・磁石 ４２、４３・・・外側遮蔽板 ４４・・・磁性流体 ４５・・・内側遮蔽板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　相対回転可能に同軸状に配された外側部材と内
   側部材との間に設けられる構成の密封装置において、 前記外側部材の内周面に設けられた筒状の磁石と、 この磁石の軸方向の両端で、外径側が前記外側部材の内
   周面に密着された非磁性材製の環状の外側遮蔽板と、 この外側遮蔽板と前記磁石とで形成する環状の空間内で
   この磁石に吸着された磁性流体と、内径側が前記内側部
   材の外周面に密着し、外径側が前記外側遮蔽板間の前記
   磁性流体内に臨んだ非磁性材製の環状の内側遮蔽板 とを備え、 前記外側遮蔽板の内径側が前記内側遮蔽板の外径側より
   も径方向中心側に位置していることを特徴とする密封装
   置。