專利名稱:磁性流體密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及相對(duì)運(yùn)動(dòng)的磁性流體密封裝置,例如,用于半導(dǎo)體制造裝置、液晶平板顯示器制造裝置、硬盤制造裝置、光學(xué)零部件制造裝置等生產(chǎn)設(shè)備的防塵密封,或作為內(nèi)置于照相機(jī)、硬盤驅(qū)動(dòng)器、光學(xué)零部件等的制品內(nèi)的防塵密封適用的密封裝置。
背景技術(shù):
現(xiàn)有的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的磁性流體密封裝置,在兩個(gè)構(gòu)件之間的間隙,用保持在兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件側(cè)的磁性流體與另一個(gè)構(gòu)件的表面接觸,將間隙密封。
圖24表示現(xiàn)有的磁性流體密封裝置的結(jié)構(gòu)例。一般采用下述結(jié)構(gòu),用兩個(gè)極靴104夾持粘結(jié)沿軸向方向被磁化的磁鐵103,設(shè)置在非磁性的外殼101上,在極靴104與磁性材料的軸102的間隙內(nèi)填充磁性流體105。
但是,在上述現(xiàn)有技術(shù)的情況下,產(chǎn)生了如下的問題。
這種現(xiàn)有技術(shù)的磁性流體密封裝置,由于被固定到外殼上,外殼與軸的偏心允許值在極靴與軸的間隙以下,所以,對(duì)于外殼與軸的同軸度,必須具有很高的精度。
此外,在這種結(jié)構(gòu)中,存在著磁性流體的填充必須在裝置組裝好之后進(jìn)行等工藝繁雜、磁性流體的填充量的控制難的問題。
進(jìn)而,由于磁鐵與極靴必須有一定的厚度,薄型化是有限度的。此外,還存在著必須將磁鐵與極靴粘結(jié)的缺點(diǎn)。
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述課題,其目的是,提供一種在擴(kuò)大兩個(gè)構(gòu)件的偏心允許值、提高密封性的同時(shí),通過能夠在裝置組裝前注入磁性流體,可以降低質(zhì)量的偏差,并且減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件,實(shí)現(xiàn)薄型化且容易制造的磁性流體密封裝置。
發(fā)明的公開本發(fā)明為了解決上述課題,采用以下的結(jié)構(gòu)。
在為了達(dá)到上述目的的本發(fā)明中,在密封可相互移動(dòng)地組裝的兩個(gè)構(gòu)件之間的磁性流體密封裝置中,其特征在于,它包括配置在兩個(gè)構(gòu)件之間發(fā)生磁力的磁力發(fā)生機(jī)構(gòu),磁性地保持在該磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與兩個(gè)構(gòu)件的對(duì)向端、將前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與兩個(gè)構(gòu)件的各構(gòu)件的表面之間的兩個(gè)間隙密封的磁性流體,用前述磁性流體浮起支承前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu),用前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)以及前述磁性流體將兩個(gè)構(gòu)件之間密封。
從而,磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與兩個(gè)構(gòu)件的各構(gòu)件表面之間的兩個(gè)間隙之和,成為兩個(gè)構(gòu)件的偏心允許值,即使同軸度的精度低,也可以發(fā)揮密封性。此外,不必使用現(xiàn)有技術(shù)中采用的極靴等構(gòu)件,可以減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件,對(duì)裝置的薄型化是有效的,并且構(gòu)件彼此之間也不必結(jié)合,制造變得容易。進(jìn)而,由于磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)利用磁性流體產(chǎn)生的磁性力浮起,所以,也可發(fā)揮將磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)作為慣性體,將磁性流體作為降低粘性的機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)慣性阻尼器的功能。
優(yōu)選至少配備配合到兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件上的套筒,在該套筒與前述磁性發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面上形成槽。
借此,在磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與套筒之間預(yù)先填充了磁性流體的狀態(tài)進(jìn)行裝置的安裝,在容易安裝的同時(shí),還很容易控制磁性流體的填充量。
優(yōu)選前述套筒被構(gòu)成為,具有由軸向方向部和從該軸向部在各個(gè)軸向方向的相反側(cè)的端部向徑向方向突出的突出部構(gòu)成的兩個(gè)截面為L(zhǎng)狀的構(gòu)件,該截面為L(zhǎng)狀的構(gòu)件的前述軸向方向部重合。
借此,很容易將磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)向套筒的槽內(nèi)配置。此外,由于即使結(jié)構(gòu)部件沒有彈性變形性也可以構(gòu)成,所以,材料的選擇自由度變大。
優(yōu)選在前述套筒與前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面的至少槽以外的表面部分上形成疏油性膜。
借此,磁性流體不會(huì)浸潤(rùn)擴(kuò)展到槽以外的表面上,可以防止用于密封的磁性流體的量的減少。
優(yōu)選前述套筒,用橡膠狀彈性體構(gòu)成向徑向方向突出的部分。
借此,通過使橡膠狀彈性體變形,可以很容易將磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)配置到套筒的槽內(nèi)。
優(yōu)選前述套筒用橡膠狀彈性體構(gòu)成配合到前述一個(gè)構(gòu)件上的部分。
借此,為了進(jìn)行套筒與一個(gè)構(gòu)件的配合,無需進(jìn)行兩者的粘結(jié)。
優(yōu)選使前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與兩個(gè)構(gòu)件的對(duì)向端削尖,使磁通集中在被削尖的尖端上,磁性地保持磁性流體。
借此,由于可以不使磁性流體分散效率更高地集中保持磁性流體,所以,可以減少磁性流體的填充量。
優(yōu)選前述套筒的槽也形成與前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的被削尖的對(duì)向端相符的形狀。
借此,可以進(jìn)一步防止磁性流體的分散。
優(yōu)選前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的被削尖的對(duì)向端與前述套筒的槽之間的間隙,越是靠近前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的被削尖的對(duì)向端的頂端,越是狹窄。
借此,可以減少磁性流體的填充量。
優(yōu)選前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的被削尖的對(duì)向端,是截面為三角形的突起的形狀。
借此,使磁通集中在被削尖的尖端,不使磁性流體分散,可以效率更高地集中保持磁性流體。
優(yōu)選配備至少與兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)配合的套筒,在該套筒的至少軸向方向的兩側(cè)端部上形成疏油性膜。
借此,可以在磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與套筒之間預(yù)先填充了磁性流體的狀態(tài)進(jìn)行裝置的安裝,在容易進(jìn)行安裝的同時(shí),容易控制磁性流體的填充量。此外,可以防止磁性流體向套筒的軸向方向兩側(cè)端部浸潤(rùn)擴(kuò)展,并防止用于密封的磁性流體量的減少。
優(yōu)選兩個(gè)構(gòu)件可相對(duì)往復(fù)移動(dòng),
配備有至少配合到兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件上的根據(jù)兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)的長(zhǎng)度向軸向方向延伸的套筒。
借此,可以在磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與套筒之間預(yù)先填充了磁性流體的狀態(tài)進(jìn)行裝置的安裝,在容易安裝的同時(shí),易于控制磁性流體的填充量。此外,可以根據(jù)兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)的長(zhǎng)度,使磁性流體在軸向方向延伸的套筒上滑動(dòng)。
優(yōu)選前述套筒在與磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)對(duì)向的面上,形成有與兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)的長(zhǎng)度相應(yīng)的槽。
借此,可以在磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與套筒之間預(yù)先填充了磁性流體的狀態(tài)下進(jìn)行裝置的安裝,在容易安裝的同時(shí),可以防止磁性流體向槽外的飛散,所以易于進(jìn)行磁性流體量的控制。此外,可以使磁性流體在對(duì)應(yīng)于兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)的長(zhǎng)度的套筒的槽內(nèi)滑動(dòng)。
優(yōu)選在前述套筒與前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面上形成疏油膜。
借此,可以防止相對(duì)往復(fù)移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)的磁性流體在表面上浸潤(rùn)擴(kuò)展,可防止密封用磁性流體量的減少。
優(yōu)選前述套筒具有能夠?qū)⑶笆龃帕Πl(fā)生機(jī)構(gòu)插入前述套筒的槽內(nèi)的彈性變形特性。
借此,可以進(jìn)行磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的順滑的安裝。
優(yōu)選兩個(gè)構(gòu)件以及前述套筒是非磁性材料。
借此,將磁性流體集中在磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的磁極上,可以使磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)磁性地浮起。
優(yōu)選至少在與兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件的與前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面上形成槽。
借此,無需現(xiàn)有技術(shù)中使用的極靴或套筒等構(gòu)件,只用磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)和磁性流體就可以構(gòu)成裝置,可以減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件,可大幅度薄型化。
優(yōu)選至少在兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件的與前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面上形成疏油性膜。
借此,可以防止磁性流體在一個(gè)構(gòu)件的表面上浸潤(rùn)擴(kuò)展,可防止密封用磁性流體量的減少。
優(yōu)選前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)具有能夠?qū)⑶笆龃帕Πl(fā)生機(jī)構(gòu)插入前述槽內(nèi)的彈性變形特性。
借此,可以進(jìn)行磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的順滑的安裝。
優(yōu)選在前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)不與前述磁性流體接觸的部分上形成疏油性膜。
借此,可以防止磁性流體在磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的表面上浸潤(rùn)擴(kuò)展,可防止密封用磁性流體量的減少。
優(yōu)選在前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)不與前述磁性流體接觸的部分上形成切口部。
借此,可以使磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)輕量化,可以更可靠地使磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)浮起。
優(yōu)選在前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的在兩個(gè)構(gòu)件之間延伸的側(cè)面上形成切口部。
借此,可以使磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)輕量化,可以更可靠地使磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)浮起。
優(yōu)選在前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與兩個(gè)構(gòu)件的對(duì)向端面的中央形成切口部。
借此,可以使磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)輕量化,可以更可靠地使磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)浮起。
優(yōu)選前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)是沿軸向方向或徑向方向被單極或多極磁化的磁鐵。
借此,磁鐵與磁性流體一起填充到兩個(gè)構(gòu)件之間,進(jìn)行兩個(gè)構(gòu)件之間的密封。
一種將可相互相對(duì)移動(dòng)地組裝的兩個(gè)構(gòu)件之間密封的磁性流體密封裝置,其特征在于,它包括分別配合到兩個(gè)構(gòu)件上的發(fā)生磁力的套筒狀的磁力發(fā)生機(jī)構(gòu),配置在該套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)之間的非磁性體,磁性地保持在與該套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的與前述非磁性體對(duì)向面上、將前述套筒狀磁性發(fā)生機(jī)構(gòu)與前述非磁性體之間的兩個(gè)間隙密封的磁性流體,
其中,用前述磁性流體浮起地支承前述非磁性體,用前述非磁性體及前述磁性流體將兩個(gè)構(gòu)件之間密封。
從而,非磁性體與兩個(gè)構(gòu)件的各個(gè)構(gòu)件表面之間的兩個(gè)間隙之和成為兩個(gè)構(gòu)件的偏心允許值,即使同軸度的精度低,也可以發(fā)揮密封性。此外,無需現(xiàn)有技術(shù)中采用的極靴等構(gòu)件,可以減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件,有效地使裝置薄型化,并且,構(gòu)件彼此之間無需結(jié)合,制造容易。進(jìn)而,由于非磁性體借助磁性流體產(chǎn)生的磁性力浮起,所以,也可發(fā)揮將非磁性體作為慣性體,將磁性流體作為減少粘性的機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)慣性阻尼器的作用。特別是,由于不改變磁性力可以將非磁性體減薄減輕,所以,即使將裝置制成大直徑的,也可以利用磁性使非磁性體浮起。
優(yōu)選至少在一個(gè)前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與前述非磁性體的對(duì)向面上形成槽。
借此,可以在套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與非磁性體之間預(yù)先填充了磁性流體的狀態(tài)下進(jìn)行裝置的安裝,在容易進(jìn)行安裝的同時(shí),容易控制磁性流體的填充量。
優(yōu)選前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)被構(gòu)成為,具有由軸向方向部及從該軸向方向部在各個(gè)軸向方向于相反側(cè)的端部向徑向方向突出的突出部構(gòu)成的兩個(gè)截面L形的構(gòu)件,該截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件的前述軸向方向部重疊。
借此,非磁性體很容易向套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的槽內(nèi)配置。此外,由于即使結(jié)構(gòu)部件沒有彈性變形性也可以構(gòu)成,所以,材料的選擇自由度變大。
優(yōu)選在前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)于前述非磁性體的對(duì)向面的至少槽以外的表面部分上形成疏油性膜。
借此,磁性流體不會(huì)浸潤(rùn)擴(kuò)展到槽以外的表面上,可以防止用于密封的磁性流體的量的減少。
優(yōu)選在前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的至少軸向方向兩側(cè)端部上形成疏油性膜。
借此,可以在套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與非磁性體之間預(yù)先填充了磁性流體的狀態(tài)進(jìn)行裝置的安裝,在容易進(jìn)行安裝的同時(shí),容易控制磁性流體的填充量。此外,可以防止磁性流體向套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的軸向方向兩側(cè)端部浸潤(rùn)擴(kuò)展,并可防止用于密封的磁性流體量的減少。
優(yōu)選兩個(gè)構(gòu)件是可相對(duì)往復(fù)移動(dòng)的,將至少配合到兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件上的前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)根據(jù)兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)長(zhǎng)度向軸向方向延伸了。
借此,可以在套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與非磁性體之間預(yù)先填充了磁性流體的狀態(tài)進(jìn)行裝置的安裝,在容易進(jìn)行安裝的同時(shí),容易控制磁性流體的填充量。此外,可以將磁性流體保持在根據(jù)兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)長(zhǎng)度沿軸向方向延伸的套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)上。
優(yōu)選前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)在與前述非磁性體的對(duì)向面上形成了對(duì)應(yīng)于兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)長(zhǎng)度的槽。
借此,可以在套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與非磁性體之間預(yù)先填充了磁性流體的狀態(tài)下進(jìn)行裝置的安裝,在容易安裝的同時(shí),可以防止磁性流體向槽外的飛散,所以易于進(jìn)行磁性流體量的控制。此外,可以將磁性流體保持在對(duì)應(yīng)于兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)長(zhǎng)度的套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的槽內(nèi)。
優(yōu)選前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)具有可以將前述非磁性體插入前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的槽內(nèi)的彈性變形特性。
借此,可以順滑地進(jìn)行非磁性體的安裝。
優(yōu)選前述非磁性體具有可將前述非磁性體插入前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的前述槽內(nèi)的彈性變形特性。
借此,可以順滑地進(jìn)行非磁性體的安裝。
優(yōu)選在前述非磁性體不與前述磁性流體接觸的部分上形成疏油性膜。
借此,可以防止磁性流體在非磁性體表面上浸潤(rùn)擴(kuò)展,防止用于密封用的磁性流體量的減少。
優(yōu)選在前述非磁性體不與前述磁性流體接觸的部分上形成切口部。
借此,可以使非磁性體輕量化,可以更可靠地使非磁性體浮起。
優(yōu)選在前述非磁性體在兩個(gè)構(gòu)件之間延伸的側(cè)面上形成切口部。
借此,可以使非磁性體輕量化,可以更可靠地使非磁性體浮起。
優(yōu)選在前述非磁性體與兩個(gè)構(gòu)件的對(duì)向端面的中央形成切口部。
借此,可以使非磁性體輕量化,可以更可靠地使非磁性體浮起。
優(yōu)選前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)是沿軸向方向或徑向方向被單極或多極磁化的磁鐵。
借此,磁鐵可以分別與兩個(gè)構(gòu)件配合保持磁性流體。
附圖的簡(jiǎn)單說明
圖1、是表示根據(jù)第一種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖2、是表示根據(jù)第二種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖3、是表示根據(jù)第三種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖4、是表示根據(jù)第四種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖5、是表示根據(jù)第五種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖6、是表示根據(jù)第六種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖7、是表示根據(jù)第七種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖8、是表示根據(jù)第八種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖9、是表示根據(jù)第九種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖10、是表示根據(jù)第十種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖11、是表示根據(jù)第十一種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖以及顯示環(huán)狀磁鐵的磁化狀態(tài)的圖。
圖12、是表示根據(jù)第十二種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖13、是表示根據(jù)第十三種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖14、是表示根據(jù)第十四種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖15、是表示根據(jù)第十五種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖16、是表示根據(jù)第十六種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖17、是表示根據(jù)第十七種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖18、是表示根據(jù)第十八種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖19、是表示根據(jù)第十九種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖20、是表示根據(jù)第二十種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖21、是表示根據(jù)第二十一種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖22、是表示根據(jù)第二十二種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖23、是表示根據(jù)第二十三種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖及表示套筒狀磁鐵的磁化狀態(tài)的圖。
圖24、是表示現(xiàn)有技術(shù)的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式下面參照附圖舉例詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式。但是,在這些實(shí)施形式中所述的結(jié)構(gòu)部件的尺寸、材質(zhì)、形狀及其相對(duì)配置等,除非特別指出,并不表示本發(fā)明的范圍僅限于此。此外,在下面的說明中,對(duì)于一旦進(jìn)行過說明的構(gòu)件的材質(zhì)、形狀等,除非特別重新說明,和開始時(shí)所說明的情況相同。
本實(shí)施形式適合于將磁性流體密封裝置用作半導(dǎo)體制造裝置、液晶平板顯示器制造裝置、硬盤制造裝置、光學(xué)零部件制造裝置等生產(chǎn)設(shè)備的防塵密封,或作為內(nèi)置于照相機(jī)、硬盤驅(qū)動(dòng)器、光學(xué)零部件等的制品內(nèi)的防塵密封。
(第一種實(shí)施形式)下面用圖1說明根據(jù)第一種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的結(jié)構(gòu)。圖1是表示根據(jù)第一種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
圖1所示的磁性流體密封裝置,配置在作為可轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)的兩個(gè)構(gòu)件的筒狀的外殼1和插入到外殼1內(nèi)的軸2之間。在外殼1與軸2之間進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),在本實(shí)施形式中,只有軸2旋轉(zhuǎn),外殼1和軸2是用非磁性材料構(gòu)成的。
磁性流體密封裝置包括沿徑向方向被磁化、配置在外殼1與軸2之間的環(huán)狀磁鐵3(磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)),分別保持在環(huán)狀磁鐵3的內(nèi)外周端部上的磁性流體4、5,分別配合到外殼1及軸2上的套筒6、7。
在作為環(huán)狀磁鐵3的磁極的內(nèi)外周面附近,產(chǎn)生磁場(chǎng)梯度,置于該磁場(chǎng)梯度內(nèi)的磁性流體4、5被吸引到高磁場(chǎng)側(cè)(磁鐵表面),作為其反作用,本身為非磁性體的套筒6、7受到向低磁場(chǎng)側(cè)的排斥力。結(jié)果,環(huán)狀磁鐵3在與套筒6、7非接觸的狀態(tài)在磁性流體4、5中浮起,同時(shí),磁性流體4、5發(fā)揮密封環(huán)狀磁鐵3與套筒6、7之間的間隙的功能。
作為環(huán)狀磁鐵3,優(yōu)選比重小的塑料磁鐵。此外,環(huán)狀磁鐵3的磁化,在提高磁鐵表面附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度方面,優(yōu)選在磁鐵截面的長(zhǎng)度方向(在本實(shí)施形式中是徑向方向)進(jìn)行,如果進(jìn)行多極磁化,則可以進(jìn)一步提高磁鐵表面附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度。但是,環(huán)狀磁鐵3的尺寸、材質(zhì)以及磁化方法,只要是滿足環(huán)狀磁鐵3在與套筒6、7非接觸狀態(tài)漂浮在磁性流體4、5中的條件即可,并不局限于上面所述的條件。
另一方面,作為磁性流體4、5,采用將Fe3O4或Mn·ZnFe2O4等微粒子分散到油,水,有機(jī)溶媒等中,分散成膠體狀的物質(zhì)。
套筒6、7為非磁性不銹鋼、鋁合金、銅合金、鈦等非磁性金屬或聚苯醚,聚碳酸酯,聚縮醛等樹脂制的圓筒狀構(gòu)件,以在軸向方向兩端部的突出部突出的方式,中央部凹陷形成槽,將環(huán)狀磁鐵3的內(nèi)外周端部分別具有間隙地配置在該槽內(nèi)。同時(shí),將磁性流體4、5填充在環(huán)狀磁鐵3的內(nèi)外周端與套筒6、7的槽之間的間隙內(nèi)。
該套筒6、7具有能夠?qū)h(huán)狀磁鐵3插入套筒6、7的槽內(nèi)的彈性變形特性,可以順滑地進(jìn)行環(huán)狀磁鐵3的安裝。
此外,在套筒6、7的軸向方向兩端部的突出部(即與環(huán)狀磁鐵3對(duì)向面的內(nèi)槽之外的部分)上,在表面上形成有疏油性膜8、9。利用該疏油性膜8、9,防止套筒6、7的槽內(nèi)的磁性流體4、5向外部浸潤(rùn)擴(kuò)展。
此外,作為疏油性膜8、9的形成處理,除形成膜之外,也有利用涂敷或涂布等進(jìn)行的處理,使用氟系疏油劑等材料。
上述磁性流體密封裝置,在預(yù)先將磁性流體4、5填充到環(huán)狀磁鐵3與套筒6、7之間的狀態(tài)下,一次操作就可以很容易地安裝在外殼1與軸2之間。
在這種磁性流體密封裝置中,環(huán)狀磁鐵3被保持的磁性流體4、5漂浮支承,不管裝置向哪個(gè)方向放置,環(huán)狀磁鐵3都會(huì)浮起。
因此,利用環(huán)狀磁鐵3和磁性流體4、5進(jìn)行外殼1與軸2之間的密封。這種效果,利用環(huán)狀磁鐵3的內(nèi)外周面與套筒6、7的兩個(gè)間隙的總計(jì)的量的偏心發(fā)揮軸2對(duì)于外殼1的密封功能。
因此,它是一種在環(huán)狀磁鐵3的內(nèi)外周兩方面具有保持磁性流體4、5的間隙的結(jié)構(gòu),兩方面的間隙之和成為外殼1與軸2的同軸度的允許值,即使精度低,也可以發(fā)揮密封性。
而且,由于通過磁性流體4、5的磁力將環(huán)狀磁鐵3浮起,所以,也發(fā)揮將環(huán)狀磁鐵3作為慣性體,將磁性流體作為減少粘性的機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)阻尼器的功能。
此外,用于磁性流體密封裝置的構(gòu)件,由于沒有極靴等構(gòu)件,只有環(huán)狀磁鐵3的厚度是必要的,所以,可以減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件,可以使裝置薄型化。此外,也沒有必要進(jìn)行極靴等構(gòu)件等彼此之間的結(jié)合,所以制造變得容易。
進(jìn)而,由于將環(huán)狀磁鐵3的內(nèi)外周端部配置在套筒6、7的槽內(nèi),所以,可以在預(yù)先填充了磁性流體4、5的裝置組裝好的狀態(tài)下進(jìn)行裝置的安裝,在能夠容易安裝的同時(shí),容易進(jìn)行磁性流體填充量的控制。
(第二種實(shí)施形式)圖2表示根據(jù)第二種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第二種實(shí)施形式,在環(huán)狀磁鐵3的徑向方向側(cè)面形成了疏油性膜10。其它結(jié)構(gòu)和第一種實(shí)施形式相同。
在環(huán)狀磁鐵3上,在不與磁性流體4、5接觸的部分、即除環(huán)狀磁鐵3的拐角部之外的徑向方向的側(cè)面上形成了疏油性膜10。
但是,環(huán)狀磁鐵3的徑向方向側(cè)面的拐角部不形成疏油性膜10,通過磁性流體4、5的附著參與密封或磁性漂浮。
借此,可以防止磁性流體4、5在環(huán)狀磁鐵3的徑向方向的側(cè)面上浸潤(rùn)擴(kuò)展,可以防止密封所需的磁性流體的量的減少,利用更少的預(yù)先填充的磁性流體量相對(duì)于所有方向都可以發(fā)揮密封功能。
(第三種實(shí)施形式)圖3表示根據(jù)第三種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第三種實(shí)施形式,在環(huán)狀磁鐵3的徑向方向的側(cè)面上形成了切口部11。其它結(jié)構(gòu)和第一種實(shí)施形式相同。
在環(huán)狀磁鐵3上在不與磁性流體4、5接觸的部分,即除去環(huán)狀磁鐵3的拐角部之外的在外殼1和軸2之間延伸的徑向方向的側(cè)面上,形成了切口部11。
借此,可以使磁鐵3輕量化,利用更低的飽和磁化的磁性流體4、5或更少的磁性流體填充量,相對(duì)于所有方向,可以使環(huán)狀磁鐵3浮起。
(第四種實(shí)施形式)圖4表示根據(jù)第四種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第四種實(shí)施形式,除了在環(huán)狀磁鐵3的徑向方向的側(cè)面的切口部11之外,在內(nèi)外周面的中央部形成了切口12。其它結(jié)構(gòu)和第一種實(shí)施形式相同。
在環(huán)狀磁鐵3上,和第三種實(shí)施形式同樣,在不與磁性流體4、5接觸的部分上,即除了環(huán)狀磁鐵3的拐角部之外的在外殼1與軸2之間延伸的徑向方向的側(cè)面上,形成了切口部11。
除此之外,在除了環(huán)狀磁鐵3的拐角部之外的與外殼1或軸2中任一個(gè)對(duì)向的內(nèi)外周面的中央部上也形成了切口部12。
借此,可以進(jìn)一步將環(huán)狀磁鐵3輕量化,利用更低的飽和磁化的磁性流體4、5或更少的磁性流體填充量相對(duì)于所有方向可以將磁鐵3浮起。
(第五種實(shí)施形式)圖5表示第五種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第五種實(shí)施形式,在配合到軸2上的套筒71上不形成槽,在與環(huán)狀磁鐵3對(duì)向的對(duì)向面的軸向方向的兩個(gè)端部上形成了疏油性膜9。其它結(jié)構(gòu)和第一種實(shí)施形式相同。
配合到軸2上的套筒71是不形成第一種實(shí)施形式那樣的槽的圓筒狀。此外,在套筒71與磁鐵3對(duì)向的對(duì)向面的軸向方向的兩端部上形成有疏油性膜9。
在這種結(jié)構(gòu)中,環(huán)狀磁鐵3相對(duì)于所有方向被磁性力浮起,相對(duì)于軸2的旋轉(zhuǎn),起著防塵的作用。
此外,與本實(shí)施形式相反,在外殼1的套筒上不形成槽,在與環(huán)狀磁鐵3對(duì)向的對(duì)向面的軸向方向的兩端部上形成疏油性膜,也可以獲得相同的效果。
(第六種實(shí)施形式)
圖6表示根據(jù)第六種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第六種實(shí)施形式,在外殼1與軸2之間進(jìn)行相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng),將配合到軸2上的套筒72向軸向方向延長(zhǎng)相當(dāng)于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度的量,在與磁鐵3對(duì)向的整個(gè)對(duì)向面上形成疏油性膜13,其它結(jié)構(gòu)和第一種實(shí)施形式相同。
在本實(shí)施形式中,不僅在外殼1與軸2之間進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),而且在外殼1與軸2之間進(jìn)行相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng),在本實(shí)施形式中,軸2進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
因此,有必要通過使磁性流體滑動(dòng)穩(wěn)定地支承磁性流體密封裝置,在本實(shí)施形式中,將配合到軸2上的套筒72沿軸向方向延長(zhǎng)相當(dāng)于軸2往復(fù)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度的量,使磁性流體5在套筒72上滑動(dòng)。
這時(shí),為防止磁性流體在套筒72上浸潤(rùn),在配合到軸2上的套筒72上,在與磁鐵3對(duì)向的整個(gè)對(duì)向面上形成有疏油性膜13。
在這樣的結(jié)構(gòu)中,環(huán)狀磁鐵3相對(duì)于所有方向用磁性力浮起,起著相對(duì)于軸2的旋轉(zhuǎn)·往復(fù)運(yùn)動(dòng)防塵密封的作用。當(dāng)然,本實(shí)施形式也適用于軸2只進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的情況。
此外,與本實(shí)施形式相反,將外殼1的套筒向軸向方向延長(zhǎng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度的量,在與環(huán)狀磁鐵3對(duì)向的整個(gè)對(duì)向面上形成疏油性膜,也可以獲得相同的效果。
(第七種實(shí)施形式)圖7表示根據(jù)第七種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第七種實(shí)施形式,外殼1與軸2之間進(jìn)行相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng),在配合到軸2上的套筒73上不形成槽,在軸向方向延長(zhǎng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度的量,在與環(huán)狀磁鐵3對(duì)向的整個(gè)對(duì)向面上形成疏油性膜。其它結(jié)構(gòu)和第一種實(shí)施形式相同。
在本實(shí)施形式中,和第六種實(shí)施形式一樣,不僅在外殼1與軸2之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng),而且在外殼1和軸2之間進(jìn)行相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng),在本實(shí)施形式中,軸2進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
因此,有必要通過使磁性流體滑動(dòng)穩(wěn)定地支承磁性流體密封裝置,在本實(shí)施形式中,將配合到軸2上的圓筒狀的套筒73在軸向方向延長(zhǎng)軸2往復(fù)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度的量,使磁性流體5在套筒73上滑動(dòng)。
這時(shí),為防止磁性流體5向套筒73上浸潤(rùn),在配合到軸2上的套筒73上,在與環(huán)狀磁鐵3對(duì)向的整個(gè)對(duì)向面上形成疏油性膜14。
這里,和第六種實(shí)施形式不同,配合到軸2上的套筒73,是不形成像第一種實(shí)施形式中那樣的槽的圓筒狀。
即使是這種結(jié)構(gòu),環(huán)狀磁鐵3也可被磁性力在所有方向浮起,起著相對(duì)于軸2的旋轉(zhuǎn)·往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行防塵密封的作用。不言而喻,本實(shí)施形式也適合于軸2只進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的情況。
此外,與本實(shí)施形式相反,將外殼1的套筒向軸向方向延長(zhǎng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度的量,在與環(huán)狀磁鐵3對(duì)向的整個(gè)對(duì)向面上形成疏油性膜,即使不形成像第一種實(shí)施形式那樣的槽,也可以獲得同樣的效果。
(第八種實(shí)施形式)圖8表示根據(jù)第八種實(shí)施形式的磁性流體的密封裝置。第八種實(shí)施形式在外殼1內(nèi)周上形成槽,將具有彈性變形特性的環(huán)狀磁鐵(橡膠磁鐵等)31插入其中,將磁性流體4、5填充到形成于環(huán)狀磁鐵31的內(nèi)外周側(cè)的間隙中。其它結(jié)構(gòu)和第一種實(shí)施形式的結(jié)構(gòu)相同。
在本實(shí)施形式中,不將套筒配合到外殼1及軸2上,在外殼1上直接形成環(huán)狀磁鐵31的外周端部將被具有間隙地配置的槽。
這里,由于環(huán)狀磁鐵31有必要變形插向外殼1的槽,所以,采用具有彈性變形特性(撓性)的橡膠磁鐵。
而且,將環(huán)狀磁鐵31插入到外殼1的槽中之后磁性流體4被填充到環(huán)狀磁鐵31與外殼1的槽之間的間隙中,磁性流體5被填充到環(huán)狀磁鐵31與軸2的表面之間的間隙內(nèi)。
即使是這種結(jié)構(gòu),環(huán)狀磁鐵31也可相對(duì)于所有方向被磁性力浮起,起著相對(duì)于軸2的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行防塵密封的作用。
此外,在軸2上形成槽的結(jié)構(gòu)或在外殼1和軸2兩者上部形成槽的結(jié)構(gòu)也可以獲得相同的效果。
(第九種實(shí)施形式)圖9表示根據(jù)第九種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第九種實(shí)施形式,在具有彈性變形特性的環(huán)狀磁鐵(橡膠磁鐵等)32與軸2的表面之間直接形成間隙,外殼1的套筒61上形成的槽的深度比較深。其它結(jié)構(gòu)和第一種實(shí)施形式相同。
在本實(shí)施形式中,套筒不配合到軸2上,在具有彈性變形特性(撓性)的環(huán)狀磁鐵(橡膠磁鐵等)32與軸2的表面之間形成直接填充磁性流體5的間隙。
此外,配合到外殼1上的套筒61,為了在與環(huán)狀磁鐵32的外周面之間具有更大的間隙,將形成在套筒61上的槽加深。在該套筒61的軸向方向兩個(gè)端部的突出部(即與環(huán)狀磁鐵32的對(duì)向面的內(nèi)槽之外的部分)上,在表面形成疏油性膜8。
在這種結(jié)構(gòu)中,即使通過環(huán)狀磁鐵32的內(nèi)外周面的兩個(gè)間隙的總計(jì)的量的偏芯,也可以發(fā)揮將軸2相對(duì)于外殼1密封的功能,環(huán)狀磁鐵32相對(duì)于所有方向被磁性力浮起,起著相對(duì)軸2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)防塵密封的作用。
(第十種實(shí)施形式)圖10表示根據(jù)第十種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第十種實(shí)施形式,是在第九種實(shí)施形式中,在與磁性流體5接觸的軸2的表面上,形成了疏油性膜15。其它結(jié)構(gòu)與第一種實(shí)施形式相同。
本實(shí)施形式,在第九種實(shí)施形式的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,在安裝磁性流體密封裝置時(shí),至少在載置在環(huán)狀磁鐵32內(nèi)周面上的磁性流體5接觸的范圍的軸2的表面上預(yù)先形成疏油性膜15。
借此,在磁性流體密封裝置內(nèi)預(yù)先填充了磁性流體4、5的狀態(tài)下,可以進(jìn)行磁性流體密封裝置的安裝作業(yè)。此外,本實(shí)施形式相對(duì)于軸2的往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)·往復(fù)運(yùn)動(dòng)起著防塵密封的作用。
(第十一種實(shí)施形式)圖11表示根據(jù)第十一種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第十一種實(shí)施形式,是在第一種實(shí)施形式中,套筒6、7由分別分割為二的兩個(gè)截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件構(gòu)成。其它結(jié)構(gòu)和第一種實(shí)施形式相同。
本實(shí)施形式,如圖11(a)所示,套筒6、7由分別分割為二的兩個(gè)截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件構(gòu)成。兩個(gè)截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件,由軸向方向部和從軸向方向部在各個(gè)軸向方向在相反側(cè)的端部向徑向方向突出的突出部構(gòu)成,兩個(gè)截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件的軸向方向部重合,成為一個(gè)套筒6、7。
這里,由于先安裝圖的右側(cè)的截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件,然后將圖的左側(cè)的截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件重疊,所以,如果預(yù)先在該圖的左側(cè)的截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件上進(jìn)行環(huán)狀磁鐵3的配置以及磁性流體4、5的填充的話,可以很容易構(gòu)成密封裝置?;蛘?,如果將環(huán)狀磁鐵3插入到圖的左側(cè)的截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件中,接著,使圖的右側(cè)的截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件重疊后,填充磁性流體4、5的話,作為密封裝置可以在組裝好的狀態(tài)進(jìn)行安裝。
這時(shí)的環(huán)狀磁鐵3的磁化模式分別示于圖11(b)、圖11(c)。圖11(b)是單極磁化的環(huán)狀磁鐵3,圖11(c)是多極磁化的環(huán)狀磁鐵3。該環(huán)狀磁鐵3在軸向方向具有并列的磁極。
借此,可以很容易將環(huán)狀磁鐵3配置到套筒6、7的槽內(nèi)。此外,環(huán)狀磁鐵3或套筒6、7的結(jié)構(gòu)部件即使沒有彈性變形特性,也可以構(gòu)成裝置,所以材料的選擇自由度變大。
(第十二種實(shí)施形式)圖12表示根據(jù)第十二種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第十二種實(shí)施形式,在第一種實(shí)施形式中,分別用剛體部和橡膠部構(gòu)成套筒6、7。其它結(jié)構(gòu)和第一種實(shí)施形式相同。
本實(shí)施形式,套筒6由剛體部6a和橡膠部6b構(gòu)成。此外,套筒7由剛體部7a和橡膠部7b構(gòu)成。
剛體部6a、7a具有軸向方向部和在軸向方向部的在圖的左側(cè)突出的突出部,截面為L(zhǎng)形。
橡膠部6b、7b具有配合到外殼1或軸2上的軸向方向部和在軸向方向部的在圖中的右側(cè)突出的突出部,截面為L(zhǎng)形。橡膠部6b、7b是易于變形的橡膠狀彈性體。
而且,通過在剛體部6a、7a的軸向方向部上將橡膠部6b、7b的軸向方向部重合,可以很容易構(gòu)成套筒6、7。
在這種結(jié)構(gòu)中,預(yù)先構(gòu)成套筒6、7,將所構(gòu)成的套筒6、7的橡膠部6b、7b的突出部彎曲,將環(huán)狀磁鐵3插入,然后,填充磁性流體4、5。
此外,將環(huán)狀磁鐵3插入套筒6、7以及向其中填充磁性流體4、5完畢、制成密封裝置之后,通過將套筒6、7的橡膠部6b、7b的軸向方向部分別配合到外殼1或軸2上進(jìn)行安裝。
借此,可以將套筒6、7的橡膠部6b、7b的突出部彎曲,將環(huán)狀磁鐵3插入,很容易將環(huán)狀磁鐵3向套筒6、7的槽內(nèi)配置。
此外,可以將橡膠部6b、7b的軸向方向部分別配合到外殼1或軸2上,兩者的配合無需粘結(jié)。
(第十三種實(shí)施形式)圖13表示根據(jù)第十三種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第十三種實(shí)施形式,和第十二種實(shí)施形式同樣,在第一種實(shí)施形式中,分別由剛體部和橡膠部構(gòu)成套筒6、7。其它結(jié)構(gòu)和第一種實(shí)施形式相同。
本實(shí)施形式,套筒6由剛體部6a和橡膠部6b構(gòu)成。此外,套筒7由剛體部7a和橡膠部7b構(gòu)成。
剛體部6a、7a是與磁性流體4,5接觸的軸向方向部構(gòu)成的圓筒狀形狀。
橡膠部6b、7b具有配合到外殼1或軸2上的軸向方向部以及在軸向方向部的圖的左側(cè)突出的突出部。橡膠部6b、7b是容易變形的橡膠彈性體。
而且,通過使剛體部6a、7a在橡膠部6b、7b的軸向方向部?jī)?nèi)重合,很容易構(gòu)成套筒6、7。
在這種結(jié)構(gòu)中,預(yù)先構(gòu)成套筒6、7,將所構(gòu)成的套筒6、7的橡膠部6b、7b的突出部彎曲,將磁鐵3插入,然后,填充磁性流體4、5。
此外,在套筒6、7內(nèi)插入環(huán)狀磁鐵3以及填充磁性流體4、5完畢、制成密封裝置之后,通過將套筒6、7的橡膠部6b、7b的軸向方向部分別配合到外殼1或軸2上進(jìn)行安裝。
借此,可以將套筒6、7的橡膠部6b、7b的突出部彎曲,將磁鐵3插入,很容易將環(huán)狀磁鐵3配置到套筒6、7的槽內(nèi)。
此外,橡膠部6b、7b的軸向方向部可以分別配合到外殼1或軸2上,對(duì)于兩者的配合無需粘結(jié)。
(第十四種實(shí)施形式)
圖14表示根據(jù)第十四種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第十四種實(shí)施形式,和第十二種、第十三種實(shí)施形式同樣,在第一種實(shí)施形式中,套筒6、7分別由剛體部和橡膠部構(gòu)成。此外,為了減少磁性流體4、5的填充量將環(huán)狀磁鐵3及套筒6、7的形狀變形。其它結(jié)構(gòu)和第一種實(shí)施形式同樣。
本實(shí)施形式,將環(huán)狀磁鐵3與外殼1及軸2的對(duì)向端削尖成截面為三角形的突起狀,使磁通集中在被削尖的尖端上,磁性地保持磁性流體4、5。
而且,套筒6由剛體部6a和橡膠部6b構(gòu)成。并且,套筒7由剛體部7 a和橡膠部7b構(gòu)成。
將該套筒6、7的槽,制成與環(huán)狀磁鐵3的被削尖成截面三角形的突起形狀的與外殼1及軸2的對(duì)向端相符的截面為三角形的槽。
剛體部6a、7a,在一邊上形成錐形,構(gòu)成圖的左側(cè)的套筒6、7的槽壁面。
橡膠部6b、7b,具有配合到外殼1或軸2上的軸向方向部和軸向方向部在圖中的右側(cè)、構(gòu)成套筒6、7的槽壁面并突出的突出部。橡膠部6b、7b,是易于變形的橡膠狀彈性體。
通過使剛體部6a、7a在橡膠部6b、7b的軸向方向部?jī)?nèi)重合,可以很容易構(gòu)成套筒6、7。
在這種結(jié)構(gòu)中,預(yù)先構(gòu)成套筒6、7,將構(gòu)成的套筒6、7的橡膠部6b、7b的突出部彎曲,將環(huán)狀磁鐵3插入,然后填充磁性流體4、5。
此外,在將環(huán)狀磁鐵3插入套筒6、7并將磁性流體4,5填充完畢制成密封裝置之后,通過將套筒6、7的橡膠部6b、7b的軸向方向部分別配合到外殼1或軸2上進(jìn)行安裝。
借此,將套筒6、7的橡膠部6b、7b的突出部彎曲,可以將磁鐵3插入,很容易將環(huán)狀磁鐵3向套筒6、7內(nèi)配置。
此外,由于使磁通集中到環(huán)狀磁鐵3的削尖成截面為三角形突起狀的與外殼1及軸2的對(duì)向端,磁性地保持磁性流體4、5,所以,磁性流體4、5不會(huì)分散,可以效率更高地集中保持,可以減少磁性流體的填充量。
進(jìn)而,橡膠部6b、7b的軸向方向部可以分別與外殼1或軸2配合,對(duì)于兩者的配合無需粘結(jié)。
(第十五種實(shí)施形式)圖15表示根據(jù)第十五種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第十五種實(shí)施形式,和第十二種、第十三種、第十四種實(shí)施形式同樣,在第一種實(shí)施形式中,套筒6、7分別由剛體部和橡膠部構(gòu)成。此外,為了減少磁性流體4、5的填充量與第十四種實(shí)施形式同樣,將環(huán)狀磁鐵3及套筒6、7的形狀變形了。其它結(jié)構(gòu)和第一種實(shí)施形式同樣。
本實(shí)施形式,將形狀磁鐵3與外殼1及軸2的對(duì)向端削尖成截面為圓弧狀的突起狀,使磁通集中在被削尖的尖端上,磁性地保持磁性流體4、5。
并且,套筒6由剛體部6a及橡膠部6b構(gòu)成。此外,套筒7由剛體部7a及橡膠部7b構(gòu)成。
該套筒6、7的槽,與環(huán)狀磁鐵3的被削尖成截面圓弧狀的突起形狀的與外殼1及軸2的對(duì)向端相一致,構(gòu)成截面為圓弧狀的槽。
而且,環(huán)狀磁鐵3的被削尖成截面圓弧狀的突起形狀的對(duì)向端與套筒6、7的槽之間的間隙,越向環(huán)狀磁鐵3的被削成截面為圓弧狀的突起形狀的對(duì)向端的尖端,變得越窄。
剛體部6a、7a,在一邊上形成截面為圓弧狀的錐形,構(gòu)成圖的左側(cè)的套筒6、7的槽壁面。
橡膠部6b、7b,具有配合到外殼1或軸2上的軸向方向部和在軸向方向部的圖中的右側(cè)構(gòu)成套筒6、7的槽的壁面的突出的突出部。橡膠部6b、7b,是容易變形的橡膠彈性體。
而且,通過使剛體部6a、7a在橡膠部的軸向方向部?jī)?nèi)重合,可以很容易形成套筒6、7。
在這種結(jié)構(gòu)中,預(yù)先構(gòu)成套筒6、7,將所構(gòu)成的套筒6、7的橡膠部6b、7b的突出部彎曲,將環(huán)狀磁鐵3插入,然后填充磁性流體4、5。
此外,將環(huán)狀磁鐵3插入套筒6、7及并向其中填充磁性流體4、5完畢、制成密封裝置之后,通過將套筒6、7的橡膠部6b、7b的軸向方向部分別配合到外殼1或軸2上進(jìn)行安裝。
借此,可以將套筒6、7的橡膠部6b、7b的突出部彎曲,將環(huán)狀磁鐵3插入,很容易將環(huán)狀磁鐵3向套筒6、7的槽內(nèi)配置。
此外,由于使磁通集中到環(huán)狀磁鐵3的被削尖成截面為圓弧狀的突起形狀的與外殼1及軸2的對(duì)向端,磁性地保持磁性流體4、5,所以,流體4、5不會(huì)分散,可以效率更高的被保持,可以減少磁性流體的填充量。
這里,由于環(huán)狀磁鐵3的被削尖成截面圓弧狀的突起形狀的對(duì)向端與套筒6、7的槽之間的間隙,越靠近環(huán)狀磁鐵3的削成截面圓弧狀的突起形狀的對(duì)向端的尖端變得越狹窄,所以,磁性流體4、5易于集中在間隙最窄的部分,可以進(jìn)一步減少磁性流體的填充量。
進(jìn)而,橡膠部6b、7b的軸向方向部可以分別配合到外殼1或軸2上,兩者的配合無需粘結(jié)。
(第十六種實(shí)施形式)下面用圖16說明根據(jù)第十六種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的結(jié)構(gòu)。圖16是表示根據(jù)第十六種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置的半剖面圖。
在下面的實(shí)施形式中,在上述第一~第十五種實(shí)施形式中,當(dāng)軸徑變大時(shí),環(huán)狀磁鐵3的磁浮力由于該環(huán)狀磁鐵的重力而變小,鑒于對(duì)于大直徑化有一定的限度,采用將非磁性體磁性地浮起的結(jié)構(gòu)。
圖16所示的磁性流體密封裝置,配備在作為可旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的兩個(gè)構(gòu)件的筒狀外殼1與插入到外殼1內(nèi)的軸2之間。在外殼1與軸2之間進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),在本實(shí)施形式中,只有軸2旋轉(zhuǎn)。外殼1和軸2是非磁性材料構(gòu)成的。
磁性流體密封裝置包括分別配合到外殼1和軸2上的套筒狀磁鐵15、16(套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)),配置在外殼1與軸2之間的非磁性體17,分別保持在套筒狀磁鐵15、16的內(nèi)外周的磁性流體4、5。
在套筒狀磁鐵15的內(nèi)周面及套筒狀磁鐵16的外周面的附近,發(fā)生磁場(chǎng)梯度,設(shè)置在該磁場(chǎng)梯度內(nèi)的磁性流體4、5被吸引到高磁場(chǎng)側(cè)(磁鐵表面),作為其反作用,非磁性體受到向低磁場(chǎng)側(cè)的排斥力。其結(jié)果是,非磁性體17在與套筒狀磁鐵15、16以非接觸狀態(tài)漂浮在磁性流體4、5中,同時(shí),磁性流體4、5發(fā)揮將非磁性體17與套筒狀磁鐵15、16之間的間隙密封的作用。
作為套筒狀磁鐵的材料,優(yōu)選具有撓性的橡膠磁鐵。此外,套筒狀磁鐵15、16的磁化,如果能夠滿足在非磁性體17與套筒狀磁鐵15、16不接觸的狀態(tài)下在磁性流體4,5中漂浮的條件,可以采用任何一種方法(方向,極數(shù))。
另一方面,作為磁性流體4、5,采用將Fe3O4及Mn·ZnFe2O4等微粒子分散到油,水,有機(jī)溶媒等中,分散成膠體狀的物質(zhì)。
作為非磁性的材質(zhì),優(yōu)選非磁性不銹鋼、鋁合金、銅合金、鈦等非磁性金屬或聚苯醚,聚碳酸酯,聚縮醛等樹脂。
該套筒狀磁鐵15、16,以在軸向方向兩端部的突出部突出的方式,中央部凹陷形成槽,將非磁性體17的內(nèi)外周端部分別具有間隙地配置在該槽內(nèi)。然后,將磁性流體4、5填充到套筒狀磁鐵15、16的槽與非磁性體17的內(nèi)外周端之間的間隙內(nèi)。
該套筒狀磁鐵15、16具有可將非磁性體17插入套筒狀磁鐵15、16的槽內(nèi)的彈性變形特性,非磁性體17可順滑地安裝。
作為套筒狀磁鐵15、16的材質(zhì),在使用沒有撓性的磁力強(qiáng)的燒結(jié)金屬等的情況下,作為非磁性體17的材質(zhì),可以使用樹脂或橡膠等具有撓性的材料。
此外,在套筒狀磁鐵15、16的軸向方向兩個(gè)端部的突出部(即,與非磁性體17的對(duì)向面的內(nèi)槽之外的部分)上,在表面上形成有疏油性膜18、19。借助該疏油性膜18、19,防止套筒狀磁鐵15、16的槽內(nèi)的磁性流體4、5向外部浸潤(rùn)擴(kuò)展。
此外,作為形成疏油性膜18、19的處理,除形成膜之外,也有通過涂敷或涂布等的處理,使用氟系疏油性劑等材料。
上述磁性流體密封裝置,在套筒狀磁鐵15、16與非磁性體17之間預(yù)先填充了磁性流體4、5的狀態(tài)下,可以很容易地通過單觸操作安裝到外殼1與軸2之間。
在這種磁性流體密封裝置中,借助套筒狀磁鐵15、16的保持磁性流體4、5,將非磁性體17浮起支承,不管裝置置于什么方向,非磁性體17都處于漂浮狀態(tài)。
然后,利用非磁性流體17與磁性流體4、5進(jìn)行外殼1與軸2之間的密封。該效果是,通過套筒狀磁鐵15、16與非磁性體17的內(nèi)外周面的兩個(gè)間隙的總計(jì)的量的偏心,可發(fā)揮將軸2相對(duì)于外殼1的密封功能。
因此,它是一種在非磁性體17的內(nèi)外周雙方具有保持磁性流體4、5的間隙的結(jié)構(gòu),兩個(gè)間隙之和成為外殼1與軸2的同軸度的允許值,即使精度較低,也可以發(fā)揮密封性。
而且,由于借助套筒狀磁鐵15、16保持的磁性流體4、5產(chǎn)生的磁力,非磁性體17被浮起,所以,可發(fā)揮將非磁性體17作為慣性體,將磁性流體4、5作為減少粘性的機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)阻尼器的功能。
此外,用于磁性流體密封裝置的構(gòu)件,由于沒有極靴等構(gòu)件,只有非磁性體17的厚度是必要的,所以,可以減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件,可以使裝置薄型化。此外,也沒有必要進(jìn)行極靴等構(gòu)件等彼此之間的結(jié)合,制造容易。
進(jìn)而,由于將非磁性體17的內(nèi)外周端部配置在套筒狀磁鐵15、16的槽內(nèi),所以,在預(yù)先填充了磁性流體4、5的裝置組裝好的狀態(tài)下,可以進(jìn)行裝置的安裝,在安裝容易的同時(shí),容易控制磁性流體的填充量。
特別是,由于在環(huán)狀磁鐵磁性地浮起方面與上述第一~第十五種實(shí)施形式不同,是非磁性體17浮起,所以,不改變磁性力就可以將非磁性體減薄減輕,所以,在軸徑大的情況下,即使裝置大型化,也可以使非磁性體17磁性地浮起。
此外,在本實(shí)施形式的以下的實(shí)施形式中的套筒磁鐵的磁化方向,可以是徑向方向,也可以是軸向方向。
(第十七種實(shí)施形式)圖17是表示根據(jù)第十七種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第十七種實(shí)施形式,在非磁性體17的徑向方向的側(cè)面上形成了疏油性膜20。其它結(jié)構(gòu)和第十六種實(shí)施形式相同。
在非磁性體17上,在不與磁性流體4、5接觸的部分,即除去非磁性流體17的拐角部的在徑向方向的側(cè)面上,形成了疏油性膜20。
但是,非磁性體17的徑向方向側(cè)面的拐角部,不形成疏油性膜20,通過磁性流體4、5的附著,參與密封及磁性漂浮。
借此,可以防止磁性流體4、5在非磁性體17的徑向方向的側(cè)面上浸潤(rùn)擴(kuò)展,可以減少密封所需的磁性流體的量,用更少的預(yù)先填充的磁性流體的填充量,可以相對(duì)于所有方向發(fā)揮密封功能。
(第十八種實(shí)施形式)圖18是表示根據(jù)第十八種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第十八種實(shí)施形式,在非磁性體17的徑向方向的側(cè)面上形成了切口部21。其它和第十六種實(shí)施形式相同。
在非磁性體17上,在不與磁性流體4、5接觸的部分,即除去非磁性流體17的拐角部的在外殼1與軸2之間延伸的徑向方向的側(cè)面上,形成了切口部21。
借此,可以使非磁性體17輕量化,用更低的飽和磁化的磁性流體4、5或更少的磁性流體填充量,可以相對(duì)于所有方向?qū)⒎谴判泽w17浮起。
(第十九種實(shí)施形式)圖19是表示根據(jù)第十九種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第十九種實(shí)施形式,除在非磁性體17的徑向方向的側(cè)面上有切口部21之外,在內(nèi)外周面的中央部形成了切口部22。其它結(jié)構(gòu)和第十六種實(shí)施形式相同。
在非磁性體17上,與第三實(shí)施形式相同,在不與磁性流體4、5接觸的部分,即除去非磁性流體17的拐角部的在外殼1與軸2之間延伸的徑向方向的側(cè)面上,形成了切口部21。
此外,在除去非磁性體17的拐角部之外的與外殼1或軸2的任何一個(gè)對(duì)向的內(nèi)外周面的中央部上也形成了切口部22。
借此,可以使非磁性體17輕量化,用更低的飽和磁化的磁性流體4、5或更少的磁性流體填充量,可以相對(duì)于所有方向?qū)⒎谴判泽w17浮起。
(第二十種實(shí)施形式)圖20是表示根據(jù)第二十種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第二十種實(shí)施形式,在配合到軸2上的套筒狀磁鐵161上不形成槽,在與非磁性體17對(duì)向的對(duì)向面的軸向方向的兩個(gè)端部上形成了疏油性膜19。其它結(jié)構(gòu)和第十六種實(shí)施形式相同。
配合到軸2上的套筒狀磁鐵161是不形成如第十一種實(shí)施形式那樣槽的圓筒狀,在與非磁性體17對(duì)向的對(duì)向面的軸向方向兩個(gè)端部上形成有疏油性膜19。
即使是這種結(jié)構(gòu),也可將磁性流體5保持在套筒狀磁鐵161上,非磁性體17相對(duì)于所有方向用磁性力浮起,相對(duì)于軸2的旋轉(zhuǎn)起著防塵密封的作用。
此外,與本實(shí)施形式相反,在外殼1的套筒狀磁鐵上不形成槽,在與非磁性體17對(duì)向的對(duì)向面的軸向方向的兩端部形成疏油性膜18,也可以獲得同樣的效果。
(第二十一種實(shí)施形式)圖21是表示根據(jù)第二十一種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第二十一種實(shí)施形式,在外殼1與軸2之間也進(jìn)行相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng),將配合到軸2上的套筒狀磁鐵162沿軸向方向延長(zhǎng)相當(dāng)于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度的量。其它結(jié)構(gòu)和第十六種實(shí)施形式相同。
在本實(shí)施形式中,不僅在外殼1與軸2之間進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),在外殼1與軸2之間也進(jìn)行相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng),在本實(shí)施形式中,軸2進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
為此,有必要通過將磁性流體5保持在套筒狀磁鐵162上的整個(gè)平面部上使非磁性體17浮起,穩(wěn)定地支承磁性流體密封裝置,在本實(shí)施形式中,將配合到軸2上的套筒狀磁鐵162沿軸向方向延長(zhǎng)相當(dāng)于軸2往復(fù)移動(dòng)的長(zhǎng)度的量,使套筒狀磁鐵162上的磁性流體5保持在整個(gè)平面部上。
這時(shí),為了防止磁性流體5向套筒狀磁鐵162上的軸向方向兩個(gè)端部浸潤(rùn)擴(kuò)展,在配合到軸2的套筒磁鐵162的軸向方向的兩個(gè)端部上形成疏油性膜19。
在這種結(jié)構(gòu)中,非磁性體17相對(duì)于所有方向,被磁力浮起,對(duì)于軸2的旋轉(zhuǎn)·往復(fù)運(yùn)動(dòng)起著防塵密封的作用。當(dāng)然,本實(shí)施形式,也適合于軸2只進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的情況。
此外,與本實(shí)施形式相反,將外殼1的套筒狀磁鐵沿軸向方向延長(zhǎng)相當(dāng)于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度的量,在與非磁性體17對(duì)向的對(duì)向面保持磁性流體也可以獲得同樣的效果。
(第二十二種實(shí)施形式)圖22是表示根據(jù)第二十二種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第二十二種實(shí)施形式,外殼1與軸2之間也進(jìn)行相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng),在配合到軸2上的套筒狀磁鐵163上不形成槽,沿軸向方向延長(zhǎng)相當(dāng)于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度的量,在除去與非磁性體17對(duì)向的對(duì)向面的軸向方向的兩個(gè)端部之外的平面部上保持磁性流體5,在軸向方向的兩個(gè)端部上形成了疏油性膜19。其它結(jié)構(gòu)與第十六種實(shí)施形式相同。
在本實(shí)施形式中,和第二十種實(shí)施形式一樣,不僅在外殼1與軸2之間進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),而且在外殼1與軸2之間也進(jìn)行相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng),在本實(shí)施形式中,軸2進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
因此,有必要通過將磁性流體5保持在除去套筒狀磁鐵163上的軸向方向兩個(gè)端部的平面部上使非磁性體17浮起,穩(wěn)定地支承磁性流體密封裝置,在本實(shí)施形式中,在配合到軸2上的圓筒狀的套筒狀的磁鐵163沿軸向方向延長(zhǎng)相當(dāng)于軸2往復(fù)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度的量,將套筒狀磁鐵163上的磁性流體5保持在除軸向方向兩個(gè)端部的平面部上。
這時(shí),為了防止磁性流體5向套筒狀磁鐵163上的浸潤(rùn)擴(kuò)展,在配合到軸2上的套筒狀磁鐵163上,在與非磁性體17對(duì)向的對(duì)向面的軸向方向兩個(gè)端部上形成有疏油性膜19。
這里,與第二十一種實(shí)施形式不同,配合到軸2上的套筒狀磁鐵163,是不形成第十六種實(shí)施形式那樣的槽的圓筒狀。
在這種結(jié)構(gòu)中,非磁性體17相對(duì)于所有方向被磁性力浮起,起著對(duì)于軸2的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)移動(dòng)的防塵密封的作用。當(dāng)然,本實(shí)施形式也適合于軸2只進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的情況。
此外,與本實(shí)施形式相反,將外殼1的套筒狀磁鐵沿軸向方向延長(zhǎng)相當(dāng)于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度的量,將磁性流體保持在與非磁性體17對(duì)向的對(duì)向面上,即使不形成第十六種實(shí)施形式那樣的槽,也可以獲得相同的效果。
(第二十三種實(shí)施形式)
圖23是表示根據(jù)第二十三種實(shí)施形式的磁性流體密封裝置。第二十三種實(shí)施形式,將第十六種實(shí)施形式中套筒狀磁鐵15、16用分別分割為二的截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件構(gòu)成。其它結(jié)構(gòu)與第十六種實(shí)施形式相同。
本實(shí)施形式,如圖23(a)所示,用將套筒狀磁鐵15、16分別分割為二的兩個(gè)截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件構(gòu)成。兩個(gè)截面為L(zhǎng)的構(gòu)件,由軸向方向部和從軸向方向部向各個(gè)軸向方向在相反側(cè)的端部上向徑向方向突出的突出部構(gòu)成,兩個(gè)截面L形的軸向方向部重合構(gòu)成一個(gè)套筒狀磁鐵15、16。
這里,先安裝圖的右側(cè)的截面為L(zhǎng)狀的構(gòu)件,然后,使圖左側(cè)的截面L形的構(gòu)件重合,所以,如果在該圖的左側(cè)的截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件上預(yù)先進(jìn)行非磁性體17的配置和磁性流體4、5的填充的話,可以很容易構(gòu)成裝置?;蛘?,將非磁性體17插入圖的左側(cè)的截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件中,接著使圖的右側(cè)的截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件重合之后,填充磁性流體4、5的話,可以在作為密封裝置組裝好的狀態(tài)下進(jìn)行向裝置中的安裝。
這時(shí)的套筒狀磁鐵15的磁化模式,分別如圖23(b)、圖23(c)所示。圖23(b)是單極磁化的套筒狀磁鐵15,圖23(c)是多極磁化的套筒狀磁鐵15。該套筒狀磁鐵15具有沿軸向方向并列的極。
借此,將非磁性體17向套筒狀磁鐵15、16的槽內(nèi)的配置變得很容易。此外,由于即使所謂非磁性體17或套筒狀磁鐵15、16結(jié)構(gòu)部件沒有彈性變形性也可以構(gòu)成,所以,材料的選擇自由度變大。
工業(yè)上的可利用性如上面所說明的,本發(fā)明用磁性流體浮起支承磁力發(fā)生機(jī)構(gòu),通過用磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)和磁性流體密封兩個(gè)構(gòu)件之間,磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與兩個(gè)構(gòu)件的各個(gè)構(gòu)件的表面之間的兩個(gè)間隙之和成為兩個(gè)構(gòu)件的偏心允許值,即使同軸度的精度低,也可以發(fā)揮密封性。此外,無需現(xiàn)有技術(shù)中使用的極靴等構(gòu)件,可以減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件,對(duì)裝置的薄型化是有效的,并且,構(gòu)件彼此之間不必粘結(jié),制造容易。進(jìn)而,磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)用磁性流體產(chǎn)生的磁性力浮起,所以,將發(fā)揮將磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)作為慣性體、將磁性流體作為降低粘性的機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)慣性阻尼器的功能。
通過配備至少配合到兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件上的套筒,在套筒與磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面上形成槽,可以進(jìn)行在將磁性流體預(yù)先填充到磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)和套筒之間的狀態(tài)下的裝置的安裝,在容易安裝的同時(shí),很容易控制磁性流體的填充量。
套筒,具有由軸向方向部和從該軸向部在各個(gè)軸向方向的相反側(cè)的端向徑向方向突出的突出部構(gòu)成的兩個(gè)截面為L(zhǎng)狀的構(gòu)件,通過將截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件的軸向方向部重合構(gòu)成,很容易將磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)向套筒的槽內(nèi)配置。此外,由于即使結(jié)構(gòu)部件沒有彈性變形性也可以構(gòu)成,所以,增大了材料的選擇自由度。
通過在與套筒磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面的至少槽以外的表面部分上形成疏油性膜,可以防止磁性流體浸潤(rùn)擴(kuò)展到槽以外的表面上,可以減少用于密封的磁性流體的量。
套筒,利用橡膠狀彈性體構(gòu)成向徑向方向突出的部分,通過使橡膠狀彈性體變形,可以很容易地將磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)配置到套筒的槽內(nèi)。
套筒,利用橡膠狀彈性體構(gòu)成配合到一個(gè)構(gòu)件上的部分,在套筒與一個(gè)構(gòu)件的配合中,兩者無需進(jìn)行粘結(jié)。
將磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與兩個(gè)構(gòu)件對(duì)向端削尖,使磁通集中到削尖的尖端上,磁性地保持磁性流體,則磁性流體不會(huì)分散,會(huì)效率更高地集中保持磁性流體,所以,可以減少磁性流體的填充量。
通過將套筒的槽形成與磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的削尖的對(duì)向端相一致的形狀,可以進(jìn)一步防止磁性流體的分散。
通過將磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的被削尖的對(duì)向端與套筒的槽的間隙,越是靠近磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的被削尖的對(duì)向端的尖端越變得狹窄,進(jìn)而,可以減少磁性流體的填充量。
磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的被削尖的對(duì)向端,是截面為三角形的突起形狀,使磁通集中到被削尖的尖端上,不使磁性流體分散,可將其效率更高地集中地加以保持。
磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的被削尖的對(duì)向端,截面為圓弧狀的突起,使磁通集中到被削尖的尖端上,不使磁性流體分散,可將其效率更高地集中地加以保持。
通過具備至少與兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)配合的套筒,在套筒的至少軸向方向的兩個(gè)側(cè)端部上形成疏油性膜,可以進(jìn)行在預(yù)先將磁性流體填充到磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與套筒之間的狀態(tài)的裝置的安裝,在裝置容易安裝的同時(shí),可以很容易地控制磁性流體的填充量。此外,可以防止磁性流體向套筒的軸向方向的兩側(cè)端部上浸潤(rùn)擴(kuò)展,可以減少用于密封的磁性流體的量。
兩個(gè)構(gòu)件能夠相對(duì)往復(fù)移動(dòng),配備至少與配合到兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件上的對(duì)應(yīng)于兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)的長(zhǎng)度的、沿軸向方向延長(zhǎng)的套筒,可以進(jìn)行預(yù)先將磁性流體填充到磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)和套筒之間的狀態(tài)的裝置的安裝,在容易進(jìn)行安裝的同時(shí),可以很容易控制磁性流體的填充量。此外,可以使磁性流體在對(duì)應(yīng)于兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)長(zhǎng)度沿軸向方向延長(zhǎng)的套筒上滑動(dòng)。
套筒,通過在與磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面形成對(duì)應(yīng)于兩個(gè)構(gòu)件往復(fù)移動(dòng)長(zhǎng)度的槽,可以進(jìn)行預(yù)先將磁性流體填充到磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與套筒之間的狀態(tài)下的裝置的安裝,在容易安裝的同時(shí),可以防止磁性流體向槽外飛散,所以,容易控制磁性流體的填充量。此外,可以使磁性流體在對(duì)應(yīng)于兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)長(zhǎng)度的套筒的槽內(nèi)滑動(dòng)。
通過套筒的與磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面上形成疏油性膜,可以防止在相對(duì)往復(fù)移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)的磁性流體在表面的浸潤(rùn)擴(kuò)展,防止用于密封的磁性流體量的減少。
通過使套筒具有可將磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)插入到套筒槽內(nèi)的彈性變形特性,可以順滑地進(jìn)行磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的安裝。
通過兩個(gè)構(gòu)件及套筒是非磁性材料,將磁性流體集中到磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的磁極上,可以使磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)磁性地浮起。
通過至少在兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件與磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面上形成槽,可以不要現(xiàn)有技術(shù)中使用的極靴或套筒等構(gòu)件,只用磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)和磁性流體就可以構(gòu)成裝置,可以減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件,可大幅度薄型化。
通過至少在兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件與磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面上形成疏油性膜,可以防止磁性流體在一個(gè)構(gòu)件的表面上浸潤(rùn)擴(kuò)展,可以防止用于密封的磁性流體量的減少。
通過磁性發(fā)生機(jī)構(gòu)具有能夠?qū)⒋帕Πl(fā)生機(jī)構(gòu)插入槽內(nèi)的彈性變形特性,可以順滑地安裝磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)。
通過在磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與磁性流體不接觸的部分上形成疏油性膜,可以防止磁性流體在磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的表面上浸潤(rùn)擴(kuò)展,可以防止用于密封的磁性流體量的減少量的減少。
通過在磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的不與磁性流體接觸的部分形成切口部,可以使磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)輕量化,可以更可靠地使磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)浮起。
通過在磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與兩個(gè)構(gòu)件之間延伸的側(cè)面上形成切口部,可以使磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)輕量化,可以更可靠地使磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)浮起。
通過在磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與兩個(gè)構(gòu)件對(duì)向端面的中央部形成切口部,可以使磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)輕量化,可以更可靠地使磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)浮起。
通過磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)是沿軸向方向或徑向方向被單極或多極磁化的磁鐵,磁鐵可以與磁性流體一起填充到兩個(gè)構(gòu)件之間,進(jìn)行兩個(gè)構(gòu)件之間的密封。
此外,本發(fā)明用磁性流體浮起地支承非磁性體,通過用非磁性體與磁性流體密封兩個(gè)構(gòu)件之間,非磁性體與兩個(gè)構(gòu)件的各個(gè)構(gòu)件表面之間的兩個(gè)間隙之和成為兩個(gè)構(gòu)件的偏心允許值,即使同軸部度低,也可以發(fā)揮密封性。此外,無需在現(xiàn)有技術(shù)中使用的極靴等構(gòu)件,可以減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件,可以使裝置薄型化,并且,無需構(gòu)件彼此之間的結(jié)合,制造容易。進(jìn)而,由于非磁性體被磁性流體產(chǎn)生的磁性力浮起,所以,將發(fā)揮將非磁性體作為慣性體、將磁性流體作為減少粘性的機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)阻尼器的功能。特別是,由于不改變磁性力就可以將非磁性體減薄,即使裝置大直徑化,可以將非磁性體磁性地浮起。
通過至少在一個(gè)套筒狀的磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與非磁性體的對(duì)向面上形成槽,可以將套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與非磁性體之間預(yù)先填充了磁性流體的狀態(tài)下的裝置進(jìn)行安裝,在安裝容易的同時(shí),可以很容易控制磁性流體的填充量。
套筒狀的磁力發(fā)生機(jī)構(gòu),具有由軸向方向部和從軸向方向部在各個(gè)軸向方向的相反側(cè)的端部沿徑向方向突出的突出部構(gòu)成的兩個(gè)截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件,通過將截面為L(zhǎng)形的構(gòu)件的軸向方向部重合構(gòu)成,可以很容易將非磁性體向套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的槽內(nèi)配置。此外,由于即使結(jié)構(gòu)部件不具有彈性變形性也可以構(gòu)成,所以,材料的選擇自由度增大。
在套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與非磁性體的對(duì)向面的至少槽之外的表面部分上形成疏油性膜,可以防止磁性流體向槽之外的表面上浸潤(rùn)擴(kuò)展,可以減少用于密封的磁性流體的量。
通過在套筒狀的磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的至少軸向方向兩側(cè)端部上形成疏油性膜,可以將套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與非磁性體之間預(yù)先填充了磁性流體的狀態(tài)下的裝置進(jìn)行安裝,在安裝容易的同時(shí),可以很容易控制磁性流體的填充量。此外,可以防止磁性流體向套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的軸向方向的兩個(gè)側(cè)端部浸潤(rùn)擴(kuò)展,可以防止用于密封的磁性流體量的減少。
兩個(gè)構(gòu)件能夠相對(duì)往復(fù)移動(dòng),通過將至少配合到兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件上的套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)長(zhǎng)度沿軸向方向延長(zhǎng),可以將套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與非磁性體之間預(yù)先填充了磁性流體的狀態(tài)下的裝置進(jìn)行安裝,在安裝容易的同時(shí),可以很容易控制磁性流體的填充量。此外,可以將磁性流體保持在對(duì)應(yīng)于兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)長(zhǎng)度沿軸向方向延長(zhǎng)的套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)上。
通過套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)在與非磁性體的對(duì)向面上形成對(duì)應(yīng)于兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)長(zhǎng)度的槽,可以將套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與非磁性體之間預(yù)先填充了磁性流體的狀態(tài)下的裝置進(jìn)行安裝,在容易進(jìn)行安裝的同時(shí),可以防止磁性流體向槽外的飛散,很容易控制磁性流體的填充量。此外,可以將磁性流體保持在對(duì)應(yīng)于兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)長(zhǎng)度的套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的槽內(nèi)。
套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu),通過具有能夠?qū)⒎谴判泽w插入套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的槽內(nèi)的彈性變形特性,可以順滑地安裝非磁性體。
非磁性體,通過具有能夠?qū)⒎谴判泽w插入套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的槽內(nèi)的彈性變形特性,可以順滑地安裝非磁性體。
通過在非磁性體與磁性流體不接觸的部分上形成疏油性膜,可以防止磁性流體在非磁性體表面上浸潤(rùn)擴(kuò)展,可以防止用于密封的磁性流體量的減少。
通過在非磁性體的與磁性流體不接觸的部分上形成切口部,可以使非磁性體輕量化,可以更可靠地將非磁性體浮起。
通過在非磁性體與兩個(gè)構(gòu)件之間延伸的側(cè)面上形成切口部,可以使非磁性體輕量化,可以更可靠地將非磁性體浮起。
通過在非磁性體與兩個(gè)構(gòu)件的對(duì)向端面的中央部形成切口部,可以使非磁性體輕量化,可以更可靠地將非磁性體浮起。
通過套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)是在軸向方向或徑向方向被單極或多極磁化的磁鐵,將磁鐵分別配合到兩個(gè)構(gòu)件上可以保持磁性流體。
權(quán)利要求
1.一種密封可相互移動(dòng)地組裝的兩個(gè)構(gòu)件之間的磁性流體密封裝置,其特征在于,它具備配置在兩個(gè)構(gòu)件之間發(fā)生磁力的磁力發(fā)生機(jī)構(gòu),磁性地保持在該磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與兩個(gè)構(gòu)件的對(duì)向端、將前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與兩個(gè)構(gòu)件的各構(gòu)件的表面之間的兩個(gè)間隙密封的磁性流體,用前述磁性流體浮起支承前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu),用前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)及前述磁性流體將兩個(gè)構(gòu)件之間進(jìn)行密封。
2.如權(quán)利要求1所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,它包括配合到至少兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件上的套筒,在該套筒的與前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面上形成槽。
3.如權(quán)利要求2所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述套筒具有由軸向方向部和從該軸向部在各個(gè)軸向方向的相反測(cè)的端部向徑向方向突出的突出部構(gòu)成的兩個(gè)截面為L(zhǎng)狀的構(gòu)件,該截面為L(zhǎng)狀的構(gòu)件的前述軸向方向部重合地構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2或3所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,在前述套筒的與前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面的至少槽以外的表面部分上,形成疏油性膜。
5.如權(quán)利要求2所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述套筒,用橡膠狀彈性體構(gòu)成向徑向方向突出的部分。
6.如權(quán)利要求2或5所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述套筒用橡膠狀彈性體構(gòu)成與前述一個(gè)構(gòu)件配合的部分。
7.如權(quán)利要求1、2、5或6所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,將前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與兩個(gè)構(gòu)件的對(duì)向端削尖,使磁通集中在被削尖的尖端,磁性地保持前述磁性流體。
8.如權(quán)利要求7所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述套筒的槽也形成與前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的被削尖的對(duì)向端一致的形狀。
9.如權(quán)利要求8所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的被削尖的對(duì)向端的尖端與前述套筒的槽的間隙,越靠近前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的被削尖的對(duì)向端的尖端變得越狹窄。
10.如權(quán)利要求7、8或9所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的被削尖的對(duì)向端是截面三角形的突起形狀。
11.如權(quán)利要求7、8或9所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的被削尖的對(duì)向端是截面圓弧狀的突起形狀。
12.如權(quán)利要求1所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,配備有至少與兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件配合的套筒,在該套筒的至少軸向方向兩個(gè)側(cè)端部形成疏油性膜。
13.如權(quán)利要求1所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,兩個(gè)構(gòu)件是可相對(duì)往復(fù)移動(dòng)的,配備有配合到至少兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)的構(gòu)件上的對(duì)應(yīng)于兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)長(zhǎng)度沿軸向方向延長(zhǎng)的套筒。
14.如權(quán)利要求13所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述套筒在與前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面上形成了對(duì)應(yīng)于兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)長(zhǎng)度的槽。
15.如權(quán)利要求13或14所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,在前述套筒與前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面上形成疏油性膜。
16.如權(quán)利要求2、4、14或15所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述套筒具有可以將前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)插入前述套筒的槽內(nèi)的彈性變形特性。
17.如權(quán)利要求2、3、4、7~16所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,兩個(gè)構(gòu)件及前述套筒是非磁性的。
18.如權(quán)利要求1所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,至少在兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件與前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面上形成槽。
19.如權(quán)利要求18所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,至少在兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件與前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的對(duì)向面上形成疏油性膜。
20.如權(quán)利要求2、4、14、或15所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)具有可將前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)插入前述槽內(nèi)的彈性變形特性。
21.如權(quán)利要求1~20所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,在前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)不與前述磁性流體接觸的部分上形成了疏油性膜。
22.如權(quán)利要求1~21所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,在前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)不與前述磁性流體接觸的部分上形成了切口部。
23.如權(quán)利要求22所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,在前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)在兩個(gè)構(gòu)件之間延伸的側(cè)面上形成了切口部。
24.如權(quán)利要求22或23所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,在前述磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與兩個(gè)構(gòu)件的對(duì)向端面的中央部形成了切口部。
25.如權(quán)利要求1~24所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述磁發(fā)生機(jī)構(gòu)是沿軸向方向或徑向方向被單極或多極磁化的磁鐵。
26.一種密封可相互移動(dòng)地組裝的兩個(gè)構(gòu)件之間的磁性流體密封裝置,其特征在于,它具備分別配置在兩個(gè)構(gòu)件上發(fā)生磁力的套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu),配置在該套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)之間的非磁性體,磁性地保持在該套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與前述非磁性體的對(duì)向面上、密封前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與前述非磁性體之間的兩個(gè)間隙的磁性流體,用前述磁性流體將前述非磁性體浮起支承,用前述非磁性體以及前述磁性流體將兩個(gè)構(gòu)件之間密封。
27.如權(quán)利要求26所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,至少在一個(gè)前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與前述非磁性體的對(duì)向面上形成槽。
28.如權(quán)利要求27所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)具有由軸向方向部和從該軸向部在各個(gè)軸向方向的相反側(cè)的端部向徑向方向突出的突出部構(gòu)成的兩個(gè)截面為L(zhǎng)狀的構(gòu)件,該截面為L(zhǎng)狀的構(gòu)件的前述軸向方向部重合地構(gòu)成。
29.如權(quán)利要求28所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,在前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)與前述非磁性體的對(duì)向面的至少槽之外的表面部分上形成了疏油性膜。
30.如權(quán)利要求26所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,在前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的至少軸向方向兩側(cè)端部上形成了疏油性膜。
31.如權(quán)利要求26所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,兩個(gè)構(gòu)件是能夠相對(duì)往復(fù)移動(dòng)的,將至少配合到兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件上的前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)長(zhǎng)度沿軸向方向延長(zhǎng)。
32.如權(quán)利要求31所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)在與前述非磁性體的對(duì)向面上形成了對(duì)應(yīng)于兩個(gè)構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)的長(zhǎng)度的槽。
33.如權(quán)利要求27、29或32所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)具有可將前述非磁性體插入到前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的槽內(nèi)的彈性變形特性。
34.如權(quán)利要求27、29或32所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述非磁性體具有可以將前述非磁性體插入前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)的前述槽內(nèi)的彈性變形特性。
35.如權(quán)利要求26~34所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,在前述非磁性體不與前述磁性流體接觸的部分上形成了疏油性膜。
36.如權(quán)利要求26~35所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,在前述非磁性體不與前述磁性流體接觸的部分上形成了切口部。
37.如權(quán)利要求36所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,在前述非磁性體在兩個(gè)構(gòu)件之間延伸的側(cè)面上形成了切口部。
38.如權(quán)利要求36或37所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,在前述非磁性體與兩個(gè)構(gòu)件的對(duì)向端面的中央部形成了切口部。
39.如權(quán)利要求26~38所述的磁性流體密封裝置,其特征在于,前述套筒狀磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)是沿軸向方向或徑向方向被單極或多極磁化的磁鐵。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在擴(kuò)大兩個(gè)構(gòu)件的偏心允許值并提高密封性的同時(shí),通過能夠在裝置組裝前將磁性流體注入,可以降低質(zhì)量的參差不齊,并且減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件,實(shí)現(xiàn)了薄型化且容易制造的磁性流體密封裝置。環(huán)狀磁鐵(3)被保持的磁性流體浮起支承,利用環(huán)狀磁鐵(3)和磁性流體(4、5)進(jìn)行外殼(1)與軸(2)之間的密封。
文檔編號(hào)F16J15/40GK1518647SQ0281232
公開日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2002年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月22日
發(fā)明者安齊博, 菅野隆夫, 今本善美, 夫, 美 申請(qǐng)人:Nok株式會(huì)社