JP2001200936A - Reciprocating seal - Google Patents
Reciprocating sealInfo
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- magnetic
- reciprocating seal
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- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、互いに相対的に往
復動を行う2部材間の環状隙間をシールするための往復
動シールに関するものである。The present invention relates to a reciprocating seal for sealing an annular gap between two members reciprocating relative to each other.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の往復動シールとして、低
摺動抵抗を実現するべく、様々なシールが知られてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, various seals have been known as this type of reciprocating seal in order to realize low sliding resistance.
【0003】従来から知られている構成としては、例え
ば、含油シリコーンゴム製のシール,シリコーンゴムに
PTFE(ポリ四ふっ化エチレン樹脂)をコーティング
したシール,含油シリコーンゴムを金具に焼き付けたシ
ール、あるいは、PTFEをコーティングしたシリコー
ンゴムを金具に焼き付けたシールなどがある。[0003] Conventionally known constructions include, for example, a seal made of oil-containing silicone rubber, a seal made by coating silicone rubber with PTFE (polytetrafluoroethylene resin), a seal made by baking oil-containing silicone rubber on a metal fitting, or And PTFE-coated silicone rubber baked on metal fittings.
【0004】従来技術に係る往復動シールの一例とし
て、上記PTFEをコーティングしたシリコーンゴムを
金具に焼き付けたシールを例に図6および図7を参照し
て説明する。As an example of a reciprocating seal according to the prior art, a seal obtained by baking a silicone rubber coated with PTFE on a metal fitting will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.
【0005】図6は従来技術に係る往復動シールの装着
時の様子を示す模式的断面図であり、図7はその軸偏心
時の様子を示す模式的断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view showing a state in which a reciprocating seal according to the prior art is mounted, and FIG. 7 is a schematic sectional view showing a state in which the shaft is eccentric.
【0006】往復動シール100は、互いに相対的に往
復動する、例えば図に示すような内筒と外筒間の環状隙
間をシールするためのものである。[0006] The reciprocating seal 100 is for sealing an annular gap between the inner cylinder and the outer cylinder, for example, as shown in the figure, which reciprocates relatively to each other.
【0007】そして、図に示すように、往復動シール1
00は、概略、PTFEがコーティングされたシリコー
ンゴム製のリングからなるシールリップ部101と、金
具としての金属製のリングからなる補強部102と、か
ら構成されており、これらシールリップ部101と補強
部102とは接着されている。Then, as shown in FIG.
Reference numeral 00 generally comprises a seal lip portion 101 made of a silicone rubber ring coated with PTFE and a reinforcing portion 102 made of a metal ring as a metal fitting. The part 102 is adhered.
【0008】ここで、シールリップ部101のシール内
径端は、内筒200の外径に対して少し小さ目の径に設
けられており、使用時には、シール内径に内筒200を
挿入することによって、シールリップ部101がL字形
に変形し、その復元力で内筒200の表面に密着するこ
とで、ダスト等に対する密封性を持たせている。Here, the inner diameter end of the seal lip portion 101 is provided with a slightly smaller diameter than the outer diameter of the inner cylinder 200. When the inner lip 200 is used, the inner cylinder 200 is inserted into the inner diameter of the seal. The seal lip portion 101 is deformed into an L-shape and adheres to the surface of the inner cylinder 200 by its restoring force, thereby providing a sealing property against dust and the like.
【0009】このように、従来の往復動シールは、シー
ルリップ部に対し、含油としたり、PTFEをコーティ
ングすることによって、摺動抵抗の低下を図っていた。As described above, in the conventional reciprocating seal, the sliding resistance is reduced by impregnating the seal lip with oil or coating PTFE.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。However, in the case of the above-described prior art, the following problems have occurred.
【0011】近年、往復動シールが使用される種々の機
器は、小型化が進み、かつ多機能化を実現している。そ
の一方で、機器本体の電源からの電力量は限られている
ため、各ユニット毎に省電力化を図っている。[0011] In recent years, various devices using a reciprocating seal have been reduced in size and realized multiple functions. On the other hand, since the amount of power from the power source of the device main body is limited, power saving is achieved for each unit.
【0012】そのような中で、従来の往復動シールで
は、含油としたり、PTFEをコーティングして、いか
に摺動抵抗の低下を図っても、固体同士の接触による摺
動のため、その低減効果には限界があった。Under such circumstances, in the conventional reciprocating seal, no matter how the oil is impregnated or the PTFE is coated to reduce the sliding resistance, the sliding effect is caused by the contact between the solids. Had limitations.
【0013】このように、シールの摺動抵抗が大きいた
めに、往復動部材(筒)を往復移動させる際に比較的大
きな電力を消費してしまっていた。As described above, since the sliding resistance of the seal is large, a relatively large amount of electric power is consumed when the reciprocating member (tube) is reciprocated.
【0014】一方、筒が往復動する際には、筒の偏心量
によってシール設置スペースが変化するため、偏心量が
大きい場合には、例えば往復動シール全体がゴムででき
ていても、シール設置スペースが狭いところでは押しつ
ぶされ、またスペースが広いところでは隙間が生じ、漏
れが起こってしまう。On the other hand, when the cylinder reciprocates, the seal installation space changes depending on the amount of eccentricity of the cylinder. If the amount of eccentricity is large, for example, even if the entire reciprocating seal is made of rubber, the seal installation space may be used. Where the space is narrow, it is crushed, and where the space is wide, a gap is created, which causes leakage.
【0015】このため、従来、機器の小型化を図る場合
であっても、図6に示すように、往復動シールの外径側
に偏心量と同等以上のスペースSを設ける必要があっ
た。このスペースSを設けることによって、偏心時に
は、偏心した分をスペースSにより吸収することで、シ
ールの機能を損なわないようにしていた。For this reason, conventionally, even when the size of the device is reduced, it is necessary to provide a space S on the outer diameter side of the reciprocating seal at least equal to the eccentricity as shown in FIG. By providing the space S, the eccentricity is absorbed by the space S at the time of eccentricity, so that the function of the seal is not impaired.
【0016】このように、従来技術の場合には、摺動抵
抗の低減に限界があり、また、省スペース化にも限度が
あった。As described above, in the case of the prior art, there is a limit in reducing the sliding resistance and a limit in saving space.
【0017】ところで、本出願人は、既に本出願人が出
願した特願平11−150559号により、上記のよう
な問題を解決するための技術を提案している。By the way, the present applicant has proposed a technique for solving the above-mentioned problem in Japanese Patent Application No. 11-150559 filed by the present applicant.
【0018】この技術は、磁性流体を利用したシールで
あり、磁性流体によってシールすることにより、上記従
来技術のように固体同士で摺接させる場合に比べて摺動
抵抗を飛躍的に低減することができるため、往復動部材
を往復移動させる際の電力消費量を低減することができ
ると共に、2部材の偏心によってシール設置スペースが
変化した場合でも、磁性流体が磁場分布に追随して2部
材間の隙間を適正に埋めることにより、偏心追随性が向
上するため、従来技術のような偏心量に対応したスペー
スが必要なくなり、省スペース化を図ることができると
いうものである。This technique is a seal using a magnetic fluid. By sealing with a magnetic fluid, the sliding resistance is drastically reduced as compared with the prior art in which the solids are in sliding contact with each other. Therefore, the power consumption when the reciprocating member is reciprocated can be reduced, and even when the seal installation space changes due to the eccentricity of the two members, the magnetic fluid follows the magnetic field distribution and moves between the two members. By properly filling the gap, the followability of eccentricity is improved, so that a space corresponding to the amount of eccentricity as in the related art is not required, and the space can be saved.
【0019】しかし、この特願平11−150559号
に提案した技術の場合には、中空円板状の磁極により、
その外周の先端面を、磁性流体を摺接させる部材側に向
けて配置する構成であったために、一対の磁極間に保持
させる磁性流体を、シール性を発揮できる程度に適正に
保持させるためには、磁性流体の量を比較的多く必要と
するという課題を残していた。However, in the case of the technique proposed in Japanese Patent Application No. 11-150559, a hollow disk-shaped magnetic pole is used.
In order to hold the magnetic fluid held between the pair of magnetic poles properly, the magnetic fluid held between the pair of magnetic poles can be properly held because the distal end surface of the outer periphery is arranged to face the member to which the magnetic fluid slides. Has a problem that a relatively large amount of magnetic fluid is required.
【0020】本発明は上記の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、少量
の磁性流体によりシール性を保ちつつ、摺動抵抗の低減
と省スペース化を可能とする往復動シールを提供するこ
とにある。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to reduce sliding resistance and save space while maintaining sealing properties with a small amount of magnetic fluid. It is to provide a reciprocating seal which is possible.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、互いに相対的に往復動自在に組み
付けられた2部材間の環状隙間をシールする往復動シー
ルであって、一方の部材側に設けられ、往復動方向の一
端側にN極,他端側にS極となるように磁界を発生する
磁界発生部材と、その一端側が前記磁界発生部材のN極
側およびS極側にそれぞれ固定され、かつ、その他端側
の先端面同士が対向し合う一対の磁極部材と、該一対の
磁極部材の対向する先端面間に保持されると共に、他方
の部材表面に摺接する磁性流体と、を備えたことを特徴
とする。According to the present invention, there is provided a reciprocating seal for sealing an annular gap between two members reciprocally assembled relative to each other. A magnetic field generating member that is provided on one of the members and generates a magnetic field such that an N pole is provided at one end in the reciprocating direction and an S pole is provided at the other end; A pair of magnetic pole members that are fixed to the pole side and whose other end surfaces are opposed to each other, and that are held between the opposed end surfaces of the pair of magnetic pole members and are in sliding contact with the surface of the other member. And a magnetic fluid.
【0022】従って、一対の磁極部材の他端側の先端面
同士が対向しているため、これらの間の磁束が効率的に
集中するため、少量の磁性流体でも確実に保持される。
また、磁性流体によって他方の部材表面に摺接させるた
め、摺動抵抗が低減され、かつ、2部材の偏心による偏
心追随性に優れる。Therefore, since the other end faces of the pair of magnetic pole members are opposed to each other, the magnetic flux therebetween is efficiently concentrated, so that even a small amount of magnetic fluid can be reliably held.
In addition, since the magnetic fluid is brought into sliding contact with the surface of the other member, sliding resistance is reduced, and excellent eccentricity followability due to eccentricity of the two members is achieved.
【0023】前記磁極部材の他端側の先端の断面形状が
矩形状であるとよい。It is preferable that the cross-sectional shape of the other end of the magnetic pole member is rectangular.
【0024】前記磁極部材の他端側の先端の断面形状が
円弧状であるとよい。Preferably, the cross-sectional shape of the other end of the magnetic pole member is an arc.
【0025】これにより、磁束をより集中させることが
できる。Thus, the magnetic flux can be more concentrated.
【0026】前記磁極部材の他端側の先端が先端に向か
うにつれて細くなる先細形状であることも好適である。It is also preferable that the magnetic pole member has a tapered shape in which the tip on the other end side becomes thinner toward the tip.
【0027】これにより、磁束をより集中させることが
できる。Thus, the magnetic flux can be more concentrated.
【0028】前記磁極部材の他端側の先端が2部材のう
ち他方の部材側に偏るように配置されるとよい。It is preferable that the magnetic pole member is arranged such that the tip on the other end side is biased toward the other member side of the two members.
【0029】これにより、他方の部材側に磁束が偏り、
他方の部材表面に十分に磁性流体を摺接させることがで
きる。As a result, the magnetic flux is biased toward the other member,
The magnetic fluid can be sufficiently brought into sliding contact with the surface of the other member.
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions of the components described in this embodiment,
The materials, shapes, relative arrangements, and the like are not intended to limit the scope of the present invention only to them unless otherwise specified.
【0031】図1を参照して、本発明の実施の形態に係
る往復動シールについて説明する。図1は本発明の実施
の形態に係る往復動シールの装着状態を示す模式的断面
図である。A reciprocating seal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic sectional view showing a mounted state of a reciprocating seal according to an embodiment of the present invention.
【0032】往復動シール1は、互いに相対的に往復動
自在に組み付けられた2部材間の環状隙間をシールする
ものであり、図1には、その一例として、互いに相対的
に往復動する、外筒13(一方の部材)と内筒14(他
方の部材)との間の環状隙間をシールするための往復動
シールについて示している。The reciprocating seal 1 seals an annular gap between two members assembled so as to be able to reciprocate relative to each other. As an example, FIG. A reciprocating seal for sealing an annular gap between the outer cylinder 13 (one member) and the inner cylinder 14 (the other member) is shown.
【0033】往復動シール1は、概略、磁界発生部材と
しての磁石2と、この磁石2の軸方向(往復動方向)の
両端側にそれぞれ固定される一対の磁極部材3,5と、
これら一対の磁極部材3,5によって形成される磁界に
より保持される磁性流体4と、から構成される。The reciprocating seal 1 generally includes a magnet 2 as a magnetic field generating member, and a pair of magnetic pole members 3 and 5 fixed to both ends of the magnet 2 in the axial direction (reciprocating direction).
A magnetic fluid 4 held by a magnetic field formed by the pair of magnetic pole members 3 and 5.
【0034】ここで、磁石2は環状の形状であり、往復
動方向の一端側にN極,他端側にS極となるように、外
筒13の内周側に形成された環状溝内に設けられてい
る。なお、磁石2としては、例えば、金属,磁性粉を充
填した有機材料、又は電磁石等からなるものを用いるこ
とができる。Here, the magnet 2 has an annular shape, and is formed in an annular groove formed on the inner peripheral side of the outer cylinder 13 so that one end in the reciprocating direction has an N pole and the other end has an S pole. It is provided in. The magnet 2 may be made of, for example, a metal, an organic material filled with magnetic powder, or an electromagnet.
【0035】また、この磁石2のN極側とS極側に、そ
れぞれ磁極部材3,磁極部材5が備えられており、すな
わち、磁極部材3の一端側は磁石2のN極側に固定され
ており、磁極部材5の一端側は磁石2のS極側に固定さ
れており、これら一対の磁極部材3,5により磁石2を
挟んだ状態で外筒13の内周側に形成された環状溝内に
設置されている。A magnetic pole member 3 and a magnetic pole member 5 are provided on the N pole side and the S pole side of the magnet 2, respectively. That is, one end of the magnetic pole member 3 is fixed to the N pole side of the magnet 2. One end side of the magnetic pole member 5 is fixed to the S pole side of the magnet 2, and is formed on the inner peripheral side of the outer cylinder 13 with the magnet 2 sandwiched between the pair of magnetic pole members 3 and 5. It is installed in the groove.
【0036】なお、磁極部材3,5としては、たとえ
ば、金属又は磁性金属粉を充填した有機材料などからな
るものを用いることができる。The magnetic pole members 3 and 5 may be made of, for example, an organic material filled with metal or magnetic metal powder.
【0037】そして、これら磁極部材3,5の他端側は
外筒13の内周表面に対して、内筒14側に突出してお
り、この突出する高さは、外筒13と内筒14との間に
偏心が生じた場合でも、その突出した部分が、内筒14
の外周面に当接しないように設定される。The other end of each of the magnetic pole members 3 and 5 projects toward the inner cylinder 14 with respect to the inner peripheral surface of the outer cylinder 13. Even if eccentricity occurs between the inner cylinder 14 and the
Is set so as not to come into contact with the outer peripheral surface of.
【0038】また、磁極部材3,磁極部材5は、その断
面形状(軸芯を通るように切断した断面形状)がL字形
状であり、磁極部材3の他端側の先端面と、磁極部材5
の他端側の先端面とは対向するように設けられている。
なお、図示のように軸(往復動方向)に略垂直な仮想面
を介して対向するように設けられている。The magnetic pole member 3 and the magnetic pole member 5 have an L-shaped cross-sectional shape (cross-sectional shape cut through the axis), and a tip end face on the other end side of the magnetic pole member 3 and a magnetic pole member 5
Is provided so as to be opposed to the tip end surface on the other end side.
In addition, as shown in the drawing, they are provided so as to face each other via a virtual plane substantially perpendicular to the axis (the reciprocating direction).
【0039】これら磁石2,磁極部材3および磁極部材
5によって形成される磁場分布にしたがって、各磁極部
材3,磁極部材5の対向する先端面間に磁性流体4が磁
気的に保持され、磁石2,磁極部材3,磁性流体4およ
び磁極部材5によって磁気回路が形成される。According to the magnetic field distribution formed by the magnet 2, the magnetic pole member 3 and the magnetic pole member 5, the magnetic fluid 4 is magnetically held between the opposed tip surfaces of the magnetic pole members 3 and the magnetic pole member 5. , The magnetic pole member 3, the magnetic fluid 4 and the magnetic pole member 5 form a magnetic circuit.
【0040】そして、往復動シール1の内周側に内筒1
4を装着すると、磁性流体4は流体であるので、固体で
ある内筒14の外周面形状に合わせて変形し、内筒14
と外筒13との間の環状隙間を完全に塞ぐ状態となる。Then, an inner cylinder 1 is provided on the inner peripheral side of the reciprocating seal 1.
When the magnetic fluid 4 is mounted, since the magnetic fluid 4 is a fluid, the magnetic fluid 4 is deformed in accordance with the outer peripheral surface shape of the solid inner cylinder 14,
And the outer cylinder 13 is completely closed.
【0041】以上のような構成により、内筒14と外筒
13とが相対的に往復移動した場合には、磁性流体4と
内筒14の外周表面との間で摺接するが、流体と固体と
の間の摺接であるので、その摺動抵抗を飛躍的に低減す
ることができる。With the above configuration, when the inner cylinder 14 and the outer cylinder 13 relatively reciprocate, the magnetic fluid 4 and the outer peripheral surface of the inner cylinder 14 are in sliding contact with each other. , The sliding resistance can be drastically reduced.
【0042】また、内筒14と外筒13との間に偏心が
生じた場合でも、磁性流体4が磁場分布にしたがって適
正に追随するため、偏心追随性に優れており、シール性
能を維持することができ、従来のように偏心に対応させ
るためのスペースを必要とすることなく、省スペース化
を可能とする。Even when eccentricity occurs between the inner cylinder 14 and the outer cylinder 13, the magnetic fluid 4 appropriately follows the magnetic field distribution, so that the magnetic fluid 4 has excellent eccentricity followability and maintains the sealing performance. As a result, space can be saved without requiring a space for coping with eccentricity as in the related art.
【0043】そして、磁極部材3の他端側の先端面と、
磁極部材5の他端側の先端面とを対向させたことによっ
て、この対向面間の磁束を効率良く集中させることがで
き、その結果シール性能を維持するのに必要な磁性流体
4の量を低減させることが可能となる。Then, a tip end face on the other end side of the magnetic pole member 3,
By opposing the end face of the other end of the magnetic pole member 5, the magnetic flux between the opposing faces can be efficiently concentrated, and as a result, the amount of the magnetic fluid 4 necessary for maintaining the sealing performance is reduced. It becomes possible to reduce.
【0044】なお、図1に示した例では、互いに相対的
に往復動自在に組み付けられた2部材のうち一方の部材
としての外筒13側に磁石2および一対の磁極部材3,
5を設け、他方の部材としての内筒14側に磁性流体4
を摺接させる構成を示したが、これとは逆に、図3に示
すように、2部材のうち一方の部材としての内筒14側
に磁石2および一対の磁極部材3,5を設け、他方の部
材としての外筒13側に磁性流体4を摺接させる構成と
しても同様の効果を得ることは言うまでもない。In the example shown in FIG. 1, the magnet 2 and the pair of magnetic pole members 3 and 3 are disposed on the side of the outer cylinder 13 as one of the two members reciprocally movable relative to each other.
5 and the magnetic fluid 4 is provided on the inner cylinder 14 side as the other member.
In contrast to this, the magnet 2 and the pair of magnetic pole members 3 and 5 are provided on the inner cylinder 14 side as one of the two members, as shown in FIG. Needless to say, a similar effect can be obtained even when the magnetic fluid 4 is slid in contact with the outer cylinder 13 as the other member.
【0045】また、上記図示の例では、磁極部材を断面
L字形状とすることによって、一対の磁極部材の先端面
同士を対向させる構成を示したが、このような形状に限
ることはなく、例えば、特に図示はしないが、アーム状
に湾曲させた形状として、先端面同士を対向させるよう
にしても良い。Further, in the above-described example, the configuration in which the tip surfaces of the pair of magnetic pole members are opposed to each other by making the magnetic pole members have an L-shaped cross section has been described. However, the present invention is not limited to such a shape. For example, although not specifically shown, the end surfaces may be opposed to each other in a shape curved into an arm.
【0046】また、上記図示の例では、磁極部材の対向
させる先端の断面形状を矩形状とした構成を示したが、
このような形状に限ることはなく、例えば、特に図示は
しないが、この断面形状を円弧状とすれば、対向面間の
磁束をより集中させることができ、シール性能を維持す
るのに必要な磁性流体4の量を一層低減させることが可
能となる。Further, in the above-described example, the cross-sectional shape of the leading end of the magnetic pole member to be opposed is rectangular.
It is not limited to such a shape. For example, although not particularly shown, if the cross-sectional shape is an arc shape, the magnetic flux between the opposed surfaces can be more concentrated, and necessary for maintaining the sealing performance. The amount of the magnetic fluid 4 can be further reduced.
【0047】また、特に図示はしないが、この対向させ
る先端を、先端に向かうにつれて細くなる先細形状に
し、かつ、その先端が摺接させる側の部材(図1の場合
には内筒14,図3の場合には外筒13)に偏るように
配置させることで、対向面間の磁束をより集中させるこ
とができると共に、摺接面付近に磁束を偏らせることが
できるため、より少量の磁性流体4によってシール性能
を維持することができる。Although not shown in the drawings, the opposed tip is tapered so as to become thinner toward the tip, and a member on the side with which the tip is slidably contacted (in the case of FIG. In the case of No. 3, the magnetic flux between the opposed surfaces can be more concentrated by arranging the magnetic flux so as to be biased toward the outer cylinder 13), and the magnetic flux can be biased near the sliding contact surface. The fluid 4 can maintain the sealing performance.
【0048】以上説明した実施の形態に基づいて作製し
た試料と、比較のために作製した試料とを、実験により
比較した結果について、以下に示す。The results of an experimental comparison between a sample manufactured based on the above-described embodiment and a sample manufactured for comparison are shown below.
【0049】まず、図4を参照して、比較例について簡
単に説明する。図4は比較例に係る往復動シールの装着
状態を示す模式的断面図である。First, a comparative example will be briefly described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic sectional view showing a mounted state of a reciprocating seal according to a comparative example.
【0050】比較例に係る往復動シールは、上記実施の
形態に係る往復動シールと基本的構成は同一であるが、
磁極部材の形状のみ異なる構成となっている。The reciprocating seal according to the comparative example has the same basic configuration as the reciprocating seal according to the above-described embodiment.
Only the shape of the magnetic pole member is different.
【0051】すなわち、比較例に係る往復動シールの場
合にも、磁石2のN極側とS極側に、それぞれ磁極部材
6,磁極部材7が備えられており、すなわち、磁極部材
6の一端側は磁石2のN極側に固定されており、磁極部
材7の一端側は磁石2のS極側に固定されており、これ
ら一対の磁極部材6,7により磁石2を挟んだ状態で外
筒13の内周側に形成された環状溝内に設置されてい
る。That is, also in the case of the reciprocating seal according to the comparative example, the magnetic pole members 6 and 7 are provided on the N pole side and the S pole side of the magnet 2, respectively. Is fixed to the N-pole side of the magnet 2, one end of the magnetic pole member 7 is fixed to the S-pole side of the magnet 2, and the pair of magnetic pole members 6, 7 sandwich the magnet 2 outside. It is installed in an annular groove formed on the inner peripheral side of the cylinder 13.
【0052】ここで、比較例においては、磁極部材6,
7は中空の円板形状であり、上記実施の形態では、磁極
部材は、その断面形状(軸芯を通るように切断した断面
形状)がL字形状であったのに対して、比較例では、そ
の断面形状がI字形状となっており、磁極部材6,7の
先端面(固定された側とは反対側の先端面)は、摺接す
る側の部材である内筒14の外周表面に対して対向して
いる。Here, in the comparative example, the magnetic pole members 6
Reference numeral 7 denotes a hollow disk shape. In the above-described embodiment, the magnetic pole member has an L-shaped cross-sectional shape (cross-sectional shape cut through the shaft core), whereas in the comparative example, The cross-sectional shape is an I-shape, and the front end surfaces of the magnetic pole members 6 and 7 (the front end surfaces opposite to the fixed side) are disposed on the outer peripheral surface of the inner cylinder 14 which is the sliding contact side member. Facing each other.
【0053】そして、これら磁石2,磁極部材6および
磁極部材7によって形成される磁場分布にしたがって、
磁性流体8が内筒14の外周表面に摺接するように保持
され、磁石2,磁極部材6,磁性流体8および磁極部材
7によって磁気回路が形成される。Then, according to the magnetic field distribution formed by the magnet 2, the magnetic pole member 6 and the magnetic pole member 7,
The magnetic fluid 8 is held in sliding contact with the outer peripheral surface of the inner cylinder 14, and the magnet 2, the magnetic pole member 6, the magnetic fluid 8 and the magnetic pole member 7 form a magnetic circuit.
【0054】その他の基本的構成等については、上述の
実施の形態と同様である。The other basic configuration and the like are the same as in the above-described embodiment.
【0055】次に、上記実施の形態および比較例に基づ
いて作製した試料について、図2および図5を参照して
説明する。図2は本発明の実施の形態に基づいて作製し
た往復動シールの試料の模式図であり、図5は比較例に
基づいて作製した往復動シールの試料の模式図である。Next, a sample manufactured based on the embodiment and the comparative example will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic diagram of a sample of a reciprocating seal manufactured based on the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic diagram of a sample of a reciprocating seal manufactured based on a comparative example.
【0056】図2に示すように、本実施の形態に基づく
試料においては、磁極部材3,5は、その外径が30m
m,内径が27mm,幅0.2mmとし、磁石2の軸方
向(往復動方向)の幅を0.7mmとし、また、内筒1
4の外周表面と磁極部材3,5の内周面との隙間が0.
1mmとなるように設定した。As shown in FIG. 2, in the sample according to the present embodiment, the magnetic pole members 3 and 5 have outer diameters of 30 m.
m, the inner diameter is 27 mm, the width is 0.2 mm, the width of the magnet 2 in the axial direction (reciprocating direction) is 0.7 mm, and the inner cylinder 1
4 and the inner peripheral surfaces of the magnetic pole members 3 and 5 have a clearance of 0.
It was set to be 1 mm.
【0057】一方、図5に示すように、比較例に基づく
試料においては、磁極部材6,7は、その外径が30m
m,内径が27mm,幅0.2mmとし、磁石2の軸方
向(往復動方向)の幅を0.7mmとし、また、内筒1
4の外周表面と磁極部材6,7の内周先端面との隙間が
0.1mmとなるように設定した。On the other hand, as shown in FIG. 5, in the sample based on the comparative example, the outer diameter of the magnetic pole members 6 and 7 is 30 m.
m, the inner diameter is 27 mm, the width is 0.2 mm, the width of the magnet 2 in the axial direction (reciprocating direction) is 0.7 mm, and the inner cylinder 1
The gap between the outer peripheral surface of the magnetic pole member 4 and the inner peripheral tip surfaces of the magnetic pole members 6 and 7 was set to be 0.1 mm.
【0058】以上のような試料に基づいて、シール性等
を試験したところ、シール性を維持するのに必要な磁性
流体の量は、本実施の形態に係る試料では約20μlと
少量で良いのに対して、比較例に基づく試料の場合に
は、約40μl以上必要とした。When the sealability and the like were tested based on the above samples, the amount of the magnetic fluid required to maintain the sealability was as small as about 20 μl in the sample according to the present embodiment. On the other hand, in the case of the sample based on the comparative example, about 40 μl or more was required.
【0059】また、磁性流体の飽和磁化を40mT,磁
石を最大エネルギ積64〜72KJ/m3のSm系プラ
スチック磁石とした場合に、シール耐圧を測定したとこ
ろ、比較例に係る試料の場合には約5.05×103P
aであるのに対して、本発明の実施の形態に係る試料の
場合であって、図2に示すような磁極部材の先端断面が
矩形状の場合には、約9.09×103Paであり、ま
た、特に図示はしないが、先端が先細で、その先端を摺
接させる部材(内筒14)側に偏らせるように配置させ
た試料の場合には、約1.01×104Paであり、耐
圧性にも優れていることが確認できた。When the saturation magnetization of the magnetic fluid was 40 mT and the magnet was an Sm-based plastic magnet having a maximum energy product of 64 to 72 KJ / m 3 , the sealing pressure resistance was measured. About 5.05 × 10 3 P
On the other hand, in the case of the sample according to the embodiment of the present invention, when the cross-section of the tip of the magnetic pole member is rectangular as shown in FIG. 2, about 9.09 × 10 3 Pa In addition, although not particularly shown, in the case of a sample whose tip is tapered and whose tip is biased toward the member (inner cylinder 14) to be brought into sliding contact, about 1.01 × 10 4 Pa, and it was confirmed that the pressure resistance was excellent.
【0060】[0060]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、一対の
磁極部材の先端面同士を対向させることによって、対向
面間の磁束を効率的に集中させて、この位置に磁性流体
を保持するようにしたので、少量の磁性流体により耐圧
性にも優れたシール性を可能とすると共に、磁性流体に
より摺動させることで、摺動抵抗の低減と省スペース化
が可能となる。As described above, according to the present invention, the magnetic fluid is held at this position by efficiently concentrating the magnetic flux between the opposing surfaces by opposing the end surfaces of the pair of magnetic pole members. With this configuration, a small amount of magnetic fluid enables a seal having excellent pressure resistance, and the sliding with the magnetic fluid can reduce the sliding resistance and save space.
【0061】磁極部材の他端側の先端の断面形状を円弧
状としたり、磁極部材の他端側の先端が先端に向かうに
つれて細くなる先細形状とすることによって、磁束をよ
り集中させることができ、より一層少量の磁性流体でシ
ール性を維持できる。The magnetic flux can be more concentrated by making the cross-sectional shape of the tip on the other end side of the magnetic pole member arc-shaped or by making the tip on the other end side of the magnetic pole member taper toward the tip. The sealability can be maintained with a smaller amount of magnetic fluid.
【0062】また、磁極部材の他端側の先端が2部材の
うち他方の部材側に偏るように配置させることで、磁束
を他方の部材側に偏らせることができ、より一層少量の
磁性流体でシール性を維持できる。Further, by arranging the magnetic pole member such that the tip on the other end side is biased toward the other member side of the two members, the magnetic flux can be biased toward the other member side, and a much smaller amount of magnetic fluid can be obtained. The sealability can be maintained.
【図1】本発明の実施の形態に係る往復動シールの装着
状態を示す模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a mounted state of a reciprocating seal according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態に基づいて作製した往復動
シールの試料の模式図である。FIG. 2 is a schematic view of a sample of a reciprocating seal manufactured according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態に係る往復動シールの装着
状態を示す模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a mounted state of a reciprocating seal according to the embodiment of the present invention.
【図4】比較例に係る往復動シールの装着状態を示す模
式的断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a mounted state of a reciprocating seal according to a comparative example.
【図5】比較例に基づいて作製した往復動シールの試料
の模式図である。FIG. 5 is a schematic view of a sample of a reciprocating seal manufactured based on a comparative example.
【図6】従来技術に係る往復動シールの装着時の様子を
示す模式的断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state when a reciprocating seal according to the related art is mounted.
【図7】従来技術に係る往復動シールの軸偏心時の様子
を示す模式的断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a state of a reciprocating seal according to the related art when the shaft is eccentric.
1 往復動シール 2 磁石 3,5 磁極部材 4 磁性流体 13 外筒 14 内筒 Reference Signs List 1 reciprocating seal 2 magnet 3, 5 magnetic pole member 4 magnetic fluid 13 outer cylinder 14 inner cylinder
Claims (5)
た2部材間の環状隙間をシールする往復動シールであっ
て、 一方の部材側に設けられ、往復動方向の一端側にN極,
他端側にS極となるように磁界を発生する磁界発生部材
と、 その一端側が前記磁界発生部材のN極側およびS極側に
それぞれ固定され、かつ、その他端側の先端面同士が対
向し合う一対の磁極部材と、 該一対の磁極部材の対向する先端面間に保持されると共
に、他方の部材表面に摺接する磁性流体と、を備えたこ
とを特徴とする往復動シール。1. A reciprocating seal for sealing an annular gap between two members reciprocally assembled relative to each other, provided on one member side and having an N pole,
A magnetic field generating member that generates a magnetic field at the other end so as to be an S pole; one end of the magnetic field generating member is fixed to the N pole and S pole sides of the magnetic field generating member, and the other end faces are opposed to each other A reciprocating seal comprising: a pair of magnetic pole members that are engaged with each other; and a magnetic fluid held between opposed end surfaces of the pair of magnetic pole members and slidably in contact with the surface of the other member.
矩形状であることを特徴とする請求項1に記載の往復動
シール。2. The reciprocating seal according to claim 1, wherein the cross-sectional shape of the other end of the magnetic pole member is rectangular.
円弧状であることを特徴とする請求項1に記載の往復動
シール。3. The reciprocating seal according to claim 1, wherein the cross-sectional shape of the other end of the magnetic pole member is arc-shaped.
うにつれて細くなる先細形状であることを特徴とする請
求項1に記載の往復動シール。4. The reciprocating seal according to claim 1, wherein the tip of the other end of the magnetic pole member has a tapered shape that becomes thinner toward the tip.
ち他方の部材側に偏るように配置されることを特徴とす
る請求項1に記載の往復動シール。5. The reciprocating seal according to claim 1, wherein the other end of the magnetic pole member is disposed so as to be deviated toward the other of the two members.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
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JP2017203494A (en) * | 2016-05-11 | 2017-11-16 | 本田技研工業株式会社 | Active vibration controller |
JP2017203493A (en) * | 2016-05-11 | 2017-11-16 | 本田技研工業株式会社 | Active vibration controller |
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