專利名稱：利用了磁性流體的密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用了磁性流體的密封裝置，其用于釣具、半導(dǎo)體制造裝置、工業(yè)設(shè)備等各種裝置的軸密封部。
背景技術(shù)：
作為壽命長且潔凈的高性能密封裝置，已知有磁性流體密封裝置。該磁性流體密封裝置廣泛地使用于:在需要節(jié)約維護且能夠得到潔凈氛圍的軸封機構(gòu)的半導(dǎo)體或液晶等的制造工序、各種涂布和蝕刻工序中用于向真空中導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的真空密封、用于防止來自軸承的油霧等侵入到潔凈的區(qū)域中的防塵密封、或者氣體密封等。圖5是說明作為利用了這種磁性流體的一個現(xiàn)有例的密封裝置的截面結(jié)構(gòu)的圖(下面，稱為“現(xiàn)有技術(shù)I”。例如，參照專利文獻I)。在該磁性流體軸封裝置50的形成處理室60的壁51具有圓筒狀的外殼52。該磁性流體軸封裝置50例如在設(shè)備外側(cè)A塵垢比較多的狀態(tài)下將設(shè)備內(nèi)側(cè)L保持成塵垢少的潔凈狀態(tài)即防塵狀態(tài)。外殼52將在處理室60的內(nèi)外范圍延伸的旋轉(zhuǎn)軸53包圍。在外殼52的內(nèi)部容納有:由磁性材料形成且以旋轉(zhuǎn)軸53為中心的圓環(huán)狀的主極靴54 ;和位于該主極靴54的右側(cè)并同樣以旋轉(zhuǎn)軸53為中心的圓環(huán)狀的副極靴55。在主極靴54與副極靴55之間設(shè)置有以旋轉(zhuǎn)軸53為中心的圓環(huán)狀的磁鐵56。在主極靴54與副極靴55之間形成有用于收納環(huán)部件57的凹槽58。在主極靴54的內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)軸53的外周表面之間、和在副極靴55的內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)軸53之間形成有微小的間隙，磁性流體被注入到該間隙內(nèi)。從磁鐵56發(fā)出的磁力線如箭頭B所示那樣地形成通過主極靴54、旋轉(zhuǎn)軸53以及副極靴55而返回到磁鐵3的磁閉回路，磁性流體會聚于該磁力線而形成磁性流體膜59。由于磁性流體軸封裝置50如上述那樣地構(gòu)成，因此利用在壓力下與旋轉(zhuǎn)軸53接觸的環(huán)部件57和各磁性流體膜59來保持設(shè)備外側(cè)A與設(shè)備內(nèi)側(cè)L之間的環(huán)境變化、例如壓力差、塵垢的多少、氣體氛圍的變化等。另外，在現(xiàn)有技術(shù)I的磁性流體軸封裝置50中，存在這樣的問題:由于沖擊或振動等而使磁性流體通過旋轉(zhuǎn)軸53的外周部的間隙而飛散到設(shè)備外側(cè)A或設(shè)備內(nèi)側(cè)L。當(dāng)由于這樣的飛散而使磁性流體漏出時，由于作為磁性流體密封件的功能受損、或?qū)⒃O(shè)備外側(cè)A或?qū)⒃O(shè)備內(nèi)側(cè)L污染，因此需要進行防范。圖6是對具備用于防止磁性流體泄漏的單元的磁性流體密封結(jié)構(gòu)的截面結(jié)構(gòu)進行說明的圖(下面，稱為“現(xiàn)有技術(shù)2”。例如，參照專利文獻2)。該磁性流體密封件70具有:固定于輪轂71的內(nèi)周部的磁鐵72 ;和在軸向夾著該磁鐵72的軸向兩側(cè)端面的一對極靴(磁極片)73、73，磁性流體74被保持在極靴73的內(nèi)周端緣部。另一方面，磁性環(huán)76以與上述磁性流體密封件70面對面的方式套在軸75的軸端部分(圖示左端部分)。該磁性環(huán)76配置在能夠與磁性流體74接觸的位置，并且由預(yù)定的導(dǎo)磁體形成以構(gòu)成磁性流體密封件70的磁回路。由此，磁性流體74構(gòu)成為:與上述磁性環(huán)76的外周面緊密接觸，并且耐壓性地密封軸75與輪轂71之間的開口部，防止?jié)櫥偷刃孤┑酵獠浚⑶曳乐箒碜噪妱訖C外部側(cè)的塵芥等侵入。并且，在上述磁性流體密封件70的設(shè)備外側(cè)A配置有用于防止磁性流體74向外部飛散的防漏蓋77。防漏蓋77構(gòu)成為相對于設(shè)備外側(cè)A完全地封閉磁性流體74，在軸向內(nèi)側(cè)壁面和磁性環(huán)76的軸端面上涂布有抗油劑78。在這樣的磁性流體密封結(jié)構(gòu)中，即使在磁性流體74由于沖擊或振動等而從磁性流體密封件70泄漏的情況下，也能夠首先利用防漏蓋77的封閉壁面阻塞該泄漏磁性流體79,并利用上述抗油劑78的表面張力作用而使泄漏磁性流體79成為一體塊狀而不會油滴化并散逸。并且利用旋轉(zhuǎn)的離心力而向外側(cè)飛散并迅速地移動到磁性流體積存部80內(nèi)。在現(xiàn)有技術(shù)2中，能夠防止磁性流體泄漏，但根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在裝配密封部分時無法將磁性流體74注入到極靴73、73的部分。此外，存在這樣的問題:在將密封部分裝入到裝置中后，在從外部注入磁性流體74時，防漏蓋77造成妨礙而難以進行注入。此外，在現(xiàn)有技術(shù)I和現(xiàn)有技術(shù)2中，關(guān)于密封零件的更換未作考慮，因此還存在零件更換難的問題。并且，現(xiàn)有技術(shù)2中，存在這樣的問題:僅能夠密封輕微的灰塵及氣體，無法密封霧及液體。另外，在霧及液體的密封件中具有油密封件，但存在轉(zhuǎn)矩高這樣的缺點。圖7是說明能夠?qū)F及液體進行密封的磁性流體密封裝置的截面結(jié)構(gòu)的圖(下面，稱為“現(xiàn)有技術(shù)3”。例如，參照專利文獻3)。該磁性流體密封裝置80用于對作為裝配成彼此同心且相對旋轉(zhuǎn)自如的兩部件的非磁性材料的外殼81與插入到外殼81內(nèi)的非磁性材料的軸82之間的間隙進行密封。 磁性流體密封裝置80由磁性流體密封部件80A和迷宮密封結(jié)構(gòu)部80B構(gòu)成，成為迷宮并用型磁性流體密封裝置，所述磁性流體密封部件80A由以下部分構(gòu)成:沿著軸向磁化而得到的作為磁力源的永磁鐵83 ;作為配置在該永磁鐵83的兩側(cè)的一對磁極片的磁軛84 ；以及利用磁吸附力而被保持于微小間隙86內(nèi)的磁性流體87，微小間隙86位于磁軛84與應(yīng)該經(jīng)固定在外殼81內(nèi)周的套筒85進行密封的外殼81之間，所述迷宮密封結(jié)構(gòu)部80B由以下部分構(gòu)成:固定于軸82并與軸82共同旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體88 ;和設(shè)置于該旋轉(zhuǎn)體88的外徑側(cè)的迷宮密封部89。在上述結(jié)構(gòu)的磁性流體密封裝置中，在磁性流體密封部80A的兩個外側(cè)，由于在外徑側(cè)設(shè)置有基于迷宮密封結(jié)構(gòu)部80B的迷宮密封部89，因此即使在朝密封對象側(cè)而出現(xiàn)若干的油、水等灰塵OL的情況下，由于在軸82旋轉(zhuǎn)時具備迷宮密封部89的旋轉(zhuǎn)體88也共同旋轉(zhuǎn)，因此起到利用離心力的作用甩掉油、水等灰塵OL的效果，能夠防止油、水等灰塵OL侵入到磁性流體密封部80A，能夠密封來自設(shè)備內(nèi)側(cè)L的油霧及潤滑脂和來自設(shè)備外側(cè)A的油、水等。但是，現(xiàn)有技術(shù)3中，雖然能夠密封霧及液體，但與現(xiàn)有技術(shù)I和現(xiàn)有技術(shù)2同樣地，根據(jù)該結(jié)構(gòu)在裝配密封部分時無法將磁性流體87注入到極靴84的部分。此外，存在這樣的問題:在將密封部分裝入到裝置中后，在從外部注入磁性流體87時，旋轉(zhuǎn)體88造成妨礙而難以進行注入。此外，現(xiàn)有技術(shù)3中，與現(xiàn)有技術(shù)I和現(xiàn)有技術(shù)2同樣地，由于關(guān)于密封零件的更換未作考慮，因此還存在零件更換難的問題。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本特開平7-317916號公報專利文獻2:日本特開平7-111026號公報專利文獻3:日本實開平6-71969號公報專利文獻4:國際公開第2010/004935號小冊子專利文獻5:日本特開2010-110256號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明正是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題而完成的，其目的在于，提供單元化的盒式的利用了磁性流體的密封裝置，其能夠密封灰塵、霧及液體，防止磁性流體泄漏，并且容易裝配到裝置中和進行零件更換，并且容易封入磁性流體。用于解決課題的手段為了達成上述目的，首先，本發(fā)明的利用了磁性流體的密封裝置用于對裝配成彼此同心且相對旋轉(zhuǎn)自如的兩部件之間的間隙進行密封，其具備磁性流體密封部，所述磁性流體密封部具有:磁力源，其配置于所述兩部件中的徑向外側(cè)的部件，用于產(chǎn)生磁力；一對磁極部件，它們配置在所述磁力源的兩側(cè)；以及磁性流體，其借助于所述磁力源的磁力而磁性地保持在所述兩部件之間，用于對所述間隙進行密封，所述利用了磁性流體的密封裝置的第一特征在于，與所述一對磁極部件對置地設(shè)置帶凸緣的套筒，所述帶凸緣的套筒固定于所述兩部件中的徑向內(nèi)側(cè)的部件的外周面，并與內(nèi)側(cè)的部件一同旋轉(zhuǎn)，在由所述磁力源的徑向內(nèi)側(cè)和一對磁極部件形成的環(huán)狀空間內(nèi)配置襯墊，所述襯墊以沿著所述帶凸緣的套筒的外周面滑動的方式設(shè)置在所述環(huán)狀空間內(nèi)，所述磁性流體密封部、襯墊和帶凸緣的套筒被單元化。根據(jù)第一特征，提供盒式的利用了磁性流體的密封裝置，其能夠密封灰塵、霧及液體，并且防止磁性流體泄漏，并且容易裝配到裝置中和進行零件更換，并且容易封入磁性流體。此外，本發(fā)明的利用了磁性流體的密封裝置的第二特征在于，在第一特征中，所述帶凸緣的套筒由以下部分構(gòu)成:圓筒狀的套筒主體部；設(shè)置于所述套筒主體部的設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部；以及設(shè)置在所述套筒主體部的設(shè)備內(nèi)側(cè)的向內(nèi)凸緣部和向外凸緣部。根據(jù)第二特征，能夠利用向外凸緣部來防止泄漏的磁性流體。此外，能夠利用向內(nèi)凸緣部相對于內(nèi)側(cè)的部件可靠地進行定位和安裝。此外，本發(fā)明的利用了磁性流體的密封裝置的第三特征在于，在第二特征中，所述帶凸緣的套筒的套筒主體部、設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部和設(shè)備內(nèi)側(cè)的向內(nèi)凸緣部形成為一體，設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部則分體地形成。此外，本發(fā)明的利用了磁性流體的密封裝置的第四特征在于，在第二特征中，所述帶凸緣的套筒的套筒主體部和設(shè)備內(nèi)側(cè)的向內(nèi)凸緣部形成為一體，設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部和設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部則分體地形成。此外，本發(fā)明的利用了磁性流體的密封裝置的第五特征在于，在第二特征中，所述帶凸緣的套筒的套筒主體部與設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部、設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部和設(shè)備內(nèi)側(cè)的向內(nèi)凸緣部分體地形成。根據(jù)第三至第五特征，容易制作帶凸緣的套筒，此外，通過后安裝設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部而能夠容易地進行密封裝置的裝配。此外，本發(fā)明的利用了磁性流體的密封裝置的第六特征在于，在第二至第五特征中的任一特征中，所述帶凸緣的套筒的套筒主體部和設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部由磁性材料形成，設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部由非磁性材料形成。根據(jù)第六特征，能夠利用向外凸緣部的末端捕捉萬一由于沖擊等而漏出的磁性流體。此外，雖然無法捕捉在設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部附近漏出來的磁性流體，但能夠起到防止磁性流體泄漏的作用，雖然稍微花費時間，但防止了泄漏的處于設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部附近的磁性流體能夠被磁極部件的內(nèi)周側(cè)端部產(chǎn)生的強磁場吸引而返回。此外，本發(fā)明的利用了磁性流體的密封裝置的第七特征在于，在第二至第六特征中的任一特征中，在所述帶凸緣的套筒的設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部和設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部的外緣，設(shè)置有朝向磁極部件側(cè)彎折而成的彎折部。根據(jù)第七特征，能夠防止由磁力源、一對磁極部件和磁性流體構(gòu)成的磁性流體密封部和X型環(huán)與帶凸緣的套筒之間的相對移動。即使是在卡車輸送等中受到強沖擊的情況下，由于磁性流體密封部和X型環(huán)與帶凸緣的套筒不會偏移，因此無需準(zhǔn)備特別的捆扎部件，還能夠容易地進行捆扎作業(yè)。此外，本發(fā)明的利用了磁性流體的密封裝置的第八特征在于，在第一至第七特征中的任一特征中，在所述磁力源與襯墊之間設(shè)置有由非磁性材料構(gòu)成的間隔壁。根據(jù)第八特征，能夠確保磁極部件的平行度，此外，能夠可靠地進行用于使襯墊具有適當(dāng)?shù)倪^盈量的定位。此外，本發(fā)明的利用了磁性流體的密封裝置的第九特征在于，在第一至第八特征中的任一特征中，襯墊由X型環(huán)構(gòu)成。根據(jù)第九特征，由于能夠?qū)⒆鳛闈櫥瑒┑拇判粤黧w保持在襯墊的滑動部附近，因此能夠可靠地進行密封和潤滑。發(fā)明效果本發(fā)明起到如下的優(yōu)異效果。(I)與一對磁極部件對置地設(shè)置帶凸緣的套筒，所述帶凸緣的套筒固定于兩部件中的徑向內(nèi)側(cè)的部件的外周面，并與內(nèi)側(cè)的部件一同旋轉(zhuǎn)，在由磁力源的徑向內(nèi)側(cè)和一對磁極部件形成的環(huán)狀空間內(nèi)配置襯墊，襯墊以沿著帶凸緣的套筒的外周面滑動的方式設(shè)置在環(huán)狀空間內(nèi)，磁性流體密封部、襯墊和帶凸緣的套筒被單元化，因此能夠提供盒式的利用了磁性流體的密封裝置，其能夠密封灰塵、霧及液體，并且防止磁性流體泄漏，并且容易裝配到裝置中和進行零件更換，并且容易封入磁性流體。(2)由于帶凸緣的套筒由以下部分構(gòu)成:圓筒狀的套筒主體部；設(shè)置于所述套筒主體部的設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部；以及設(shè)置在所述套筒主體部的設(shè)備內(nèi)側(cè)的向內(nèi)凸緣部和向外凸緣部，因此能夠利用向外凸緣部來防止泄漏的磁性流體。此外，能夠利用向內(nèi)凸緣部相對于內(nèi)側(cè)的部件可靠地進行定位和安裝。此外，通過一體或分體地形成帶凸緣的套筒的套筒主體部、設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部、設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部和設(shè)備內(nèi)側(cè)的向內(nèi)凸緣部，從而容易制作帶凸緣的套筒，此外，通過后安裝設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部能夠容易地進行密封裝置的裝配。(3)帶凸緣的套筒的套筒主體部和設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部由磁性材料形成，設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部由非磁性材料形成，因此能夠利用向外凸緣部的末端捕捉萬一由于沖擊等而漏出的磁性流體。此外，雖然無法捕捉在設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部附近漏出來的磁性流體，但能夠起到防止磁性流體泄漏的作用，雖然稍微花費時間，但防止了泄漏的處于設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部附近的磁性流體能夠被磁極部件的內(nèi)周側(cè)端部產(chǎn)生的強磁場吸引而返回。(4)由于在帶凸緣的套筒的設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部和設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部的外緣形成有朝向磁極部件側(cè)彎折而成的彎折部，因此能夠防止由磁力源、一對磁極部件和磁性流體構(gòu)成的磁性流體密封部和X型環(huán)、與帶凸緣的套筒之間的相對移動。即使是在卡車輸送等中受到強沖擊的情況下，由于磁性流體密封部和X型環(huán)、與帶凸緣的套筒不會偏移，因此無需準(zhǔn)備特別的捆扎部件，還能夠容易地進行捆扎作業(yè)。(5)由于在磁力源與襯墊之間設(shè)置有由非磁性材料構(gòu)成的間隔壁，因此能夠確保磁極部件的平行度，此外，能夠可靠地進行用于使襯墊具有適當(dāng)?shù)倪^盈量的定位。(6)由于襯墊由X型環(huán)構(gòu)成，因而，由于能夠?qū)⒆鳛闈櫥瑒┑拇判粤黧w保持在襯墊的滑動部附近，因此能夠可靠地進行密封和潤滑。


圖1是示出將本發(fā)明的實施方式一的利用了磁性流體的密封裝置安裝于設(shè)備中的狀態(tài)的示意性剖視圖。圖2是示出本發(fā)明的實施方式一的利用了磁性流體的密封裝置的示意性剖視圖，示出(a)、(b)和(c)這三種形態(tài)。圖3是示出本發(fā)明的實施方式一的利用了磁性流體的密封裝置的主要部分的磁場解析的結(jié)果的圖。圖4是示出本發(fā)明的實施方式二的利用了磁性流體的密封裝置的示意性剖視圖，示出(a)和(b)這兩種形態(tài)。圖5是示出現(xiàn)有技術(shù)I的剖視圖。圖6是示出現(xiàn)有技術(shù)2的剖視圖。圖7是示出現(xiàn)有技術(shù)3的剖視圖。
具體實施例方式參照附圖對用于實施本發(fā)明的利用了磁性流體的密封裝置的方式詳細(xì)地進行說明，但本發(fā)明不被解釋為受其限定，只要不脫離本發(fā)明的范圍，能夠根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識而加以各種改變、修改、改進。[實施方式一]圖1是示出將本發(fā)明的實施方式一的利用了磁性流體的密封裝置安裝于設(shè)備中的狀態(tài)的示意性剖視圖。在跨設(shè)備外側(cè)A (例如，大氣側(cè))和設(shè)備內(nèi)側(cè)L (例如，釣魚用卷軸的內(nèi)部側(cè))這兩個區(qū)域之間的旋轉(zhuǎn)軸2與支承部件3之間，具備利用了磁性流體的密封裝置I (下面，有時簡稱為“密封裝置”)。支承部件3是非磁性體，其具備:對旋轉(zhuǎn)軸2進行保持和密封的圓筒部4 ;和將密封裝置I保持在圓筒部4的設(shè)備外側(cè)A的凸緣部5。在支承部件3的圓筒部4與旋轉(zhuǎn)軸2之間設(shè)置有軸承11、11，將旋轉(zhuǎn)軸2支承成旋轉(zhuǎn)自如。支承部件3的凸緣部5由在半徑方向擴展的圓盤狀部5-1和在軸向延伸的大徑圓筒部5-2構(gòu)成，在凸緣部的由圓盤狀部5-1和大徑圓筒部5-2形成的環(huán)狀空間6中容納有密封裝置I。在支承部件3的大徑圓筒部5-2的外周面形成有外螺紋部7，截面為L型的按壓環(huán)8與該外螺紋部7螺合。在按壓環(huán)8與密封裝置I的靠設(shè)備外側(cè)A的側(cè)面之間配置有圓環(huán)狀的隔離件9，當(dāng)沿著軸向緊固按壓環(huán)8時，密封裝置I隔著隔離件9而被從設(shè)備外側(cè)A沿軸向按壓。在旋轉(zhuǎn)軸2形成有用于對軸承11、11的軸向位置和密封裝置I的軸向位置進行定位的凸沿部10，軸承11、11與凸沿部10的設(shè)備內(nèi)側(cè)L抵接而被定位，密封裝置I的后述的帶凸緣的套筒17與凸沿部10的設(shè)備外側(cè)A抵接而被定位。此外，在旋轉(zhuǎn)軸2的設(shè)備外側(cè)A的端部形成有外螺紋部12，利用與外螺紋部12螺合的螺母13隔著隔離件14而相對于旋轉(zhuǎn)軸2的凸沿部10緊固地固定密封裝置I的帶凸緣的套筒17。圖2是示出本發(fā)明的實施方式一的利用了磁性流體的密封裝置I的示意性剖視圖，根據(jù)圖2來說明利用了磁性流體的密封裝置I。利用了磁性流體的密封裝置I主要由以下部分構(gòu)成:磁鐵等磁力源15 ;配置在磁力源15的兩側(cè)的一對磁極部件16、16 ;帶凸緣的套筒17，其與該一對磁極部件16、16對置地固定于旋轉(zhuǎn)軸2的外周面并與旋轉(zhuǎn)軸2共同旋轉(zhuǎn)；襯墊18，其配置在由磁力源15的徑向內(nèi)側(cè)和一對磁極部件16、16形成的環(huán)狀空間s內(nèi)并設(shè)置成沿著帶凸緣的套筒17的外周面滑動；和磁性流體19，其利用磁力源15的磁力而被磁性地保持在磁極部件16、16與帶凸緣的套筒17之間，用于對兩者間的間隙進行密封。另外，在本發(fā)明中，將由磁力源15、一對磁極部件16、16和磁性流體19構(gòu)成的部分總稱為磁性流體密封部。磁力源15呈圓環(huán)狀，沿著軸向配置異極。磁極部件16由磁性材料構(gòu)成,呈圓環(huán)狀，將磁力源15支承在半徑方向外側(cè)的位置，在半徑方向內(nèi)側(cè)的位置處形成容納襯墊18的環(huán)狀空間S，在磁力源15的外周側(cè)和內(nèi)周側(cè)設(shè)置由非磁性材料構(gòu)成的間隔壁20、21。由于間隔壁20、21用于使磁極部件16平行和用于使相對于支承部件3具有尺寸精度，此外，間隔壁21起到對襯墊18進行定位(用于使其具有適當(dāng)?shù)倪^盈量的定位)的作用。在此意義上，也可以省略外周側(cè)的間隔壁20，但在對襯墊18進行定位的方面，內(nèi)周側(cè)的間隔壁21是必須的。根據(jù)制作上和裝配上的要求，分割地形成帶凸緣的套筒17，其由圓筒狀的套筒主體部22、設(shè)置在該套筒主體部22的設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部23、設(shè)置在該套筒主體部22的設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向內(nèi)凸緣部24和向外凸緣部25構(gòu)成。在圖2 (a)中，帶凸緣的套筒17的套筒主體部22、設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部23和設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向內(nèi)凸緣部24形成為一體，設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部25形成為分體的，在磁力源15、一對磁極部件16、16和襯墊18套到套筒主體部22后，通過焊接等手段固定設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部25。在圖2 (b)中，帶凸緣的套筒17的套筒主體部22和設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向內(nèi)凸緣部24形成為一體，設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部23和設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部25分體地形成并通過焊接等手段固定，但先固定設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部23和設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部25中的任一方，在磁力源15、一對磁極部件16、16和襯墊18套到套筒主體部22后，對設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部23和設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部25中的另一方進行固定。此外，在圖2 (C)中，帶凸緣的套筒17的套筒主體部22與設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部23、設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部25以及設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向內(nèi)凸緣部24分體地形成，之后，通過焊接等手段固定成一體，但先固定設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部23和設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部25中的任一方，在磁力源15、一對磁極部件16、16和襯墊18套到套筒主體部22后，對設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部23和設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部25中的另一方進行固定。帶凸緣的套筒17的套筒主體部22由磁性材料形成，以便形成磁回路。因此，旋轉(zhuǎn)軸2也可以由非磁性材料形成。此外，設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部23、設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向內(nèi)凸緣部24和向外凸緣部25也可以由磁性材料和非磁性材料中的任一材料形成，并且，向外凸緣部23、25也可以不由金屬材料而由橡膠、樹脂等非金屬材料形成。由于設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向內(nèi)凸緣部24用于將帶凸緣的套筒17固定于旋轉(zhuǎn)軸2，因此優(yōu)選由金屬材料形成。向外凸緣部23、25形成為在軸向上與磁極部件16的外表面具有大約0.5 Imm的間隙，起到防止磁性流體19漏出的作用。并且，處于若磁性流體19漏出則比較麻煩的角度，例如也可以由磁性材料形成設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部23，利用向外凸緣部23捕捉萬一漏出來的磁性流體19。當(dāng)然，也可以由磁性材料形成設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部23和設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部25，在兩側(cè)捕捉磁性流體19。襯墊18呈環(huán)狀，只要是通過在帶凸緣的套筒17的外周面滑動而發(fā)生彈性變形從而能夠密封霧及液體即可，也可以是O型環(huán)或壓蓋密封墊。在本實施方式一中，從利用磁性流體19作為襯墊18的潤滑劑的角度，采用了適合于將磁性流體19保持在滑動部附近的X型環(huán)。由X型環(huán)構(gòu)成的襯墊18是截面形狀呈X型的環(huán)狀環(huán)，襯墊18具有朝向環(huán)狀空間s的截面所具有的矩形形狀的各個角部而凸出的四個凸起26、27、28、29，內(nèi)周側(cè)的凸起26和27朝向一對磁極部件16、16與帶凸緣的套筒17的外周面之間的間隙凸出，此外，在內(nèi)周側(cè)的凸起26與27之間形成有能夠保持磁性流體19的形狀的保持槽30。凸起26、27的兩側(cè)的磁性流體19利用其表面張力而浸入到凸起26、27與帶凸緣的套筒17的外周面的滑動部，并積存于保持槽30內(nèi)。因此，凸起26、27與帶凸緣的套筒17的外周面的滑動部充分地得到潤滑。本實施方式一所采用的磁性流體19是使用界面活性劑使粒徑大約為5 50nm的磁性超微粒子分散到溶媒或油(原油)中而形成的，其具有沿著磁力線移動并被磁場捕捉的特性。在本實施方式一的利用了磁性流體的密封裝置I中，采用磁性流體19作為在帶凸緣的套筒17與X型環(huán)18的滑動面起作用的潤滑劑，使X型環(huán)18的滑動壽命延長。此外，磁性流體19能夠確保X型環(huán)18與帶凸緣的套筒17的滑動面處的密封性，此外，能夠抑制滑動面附近的起塵。在帶凸緣的套筒17以旋轉(zhuǎn)中心O為中心進行旋轉(zhuǎn)時，磁性流體19被磁性地保持在磁極部件16、16與帶凸緣的套筒17之間，對兩者的間隙進行密封。并且，在X型環(huán)18的凸起26、27的末端部附近和保持槽30內(nèi)也保持有許多磁性流體19。因此，磁性流體19還能夠正好作為帶凸緣的套筒17與X型環(huán)18的滑動部的潤滑劑而發(fā)揮作用。如圖2所示，由磁力源15、一對磁極部件16、16和磁性流體19構(gòu)成的磁性流體密封部、帶凸緣的套筒17和X型環(huán)18通常在工廠進行制造時被裝配在一起，并還進行磁性流體19的注入然后出廠。這樣，本發(fā)明的利用了磁性流體的密封裝置的特征在于單元化，當(dāng)在其它工廠或現(xiàn)場將單元化了的本發(fā)明的利用了磁性流體的密封裝置安裝于裝置的情況下，從旋轉(zhuǎn)軸2的設(shè)備外側(cè)插入密封裝置1，并隔著隔離件14而緊固螺母13，從而能夠簡單且可靠地進行安裝。此外，在進行更換時也只要將在制作工廠單元化的密封裝置I搬運到現(xiàn)場而原封不動地進行更換即可，也無需在現(xiàn)場進行磁性流體19的注入這樣的復(fù)雜的作業(yè)。圖3是示出了本發(fā)明的實施方式一的利用了磁性流體的密封裝置的主要部分的磁場解析的結(jié)果的圖。在圖3的情況下，設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部23由磁性材料形成，設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部25由非磁性材料形成。在設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部23的末端磁力線變密，能夠確認(rèn)磁場強。因此，能夠利用向外凸緣部23的末端捕捉萬一由于沖擊等而漏出來的磁性流體19。在設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部25附近，由于磁力線粗，因而無法捕捉漏出來的磁性流體19，但能夠發(fā)揮防止磁性流體漏出的作用。雖然稍微花費時間，但漏出到設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部25附近的磁性流體能夠被磁極部件16的內(nèi)周側(cè)端部產(chǎn)生的強磁場吸引而返回。[實施方式二]圖4是示出本發(fā)明的實施方式二的利用了磁性流體的密封裝置的示意性剖視圖，示出了(a)和(b)這兩種形態(tài)。實施方式二的利用了磁性流體的密封裝置40中，帶凸緣的套筒41的形狀與實施方式一的利用了磁性流體的密封裝置I所具備的帶凸緣的套筒17的形狀不同。但是，其它部分與實施方式一的利用了磁性流體的密封裝置I相同，對與實施方式一同樣的部件標(biāo)注與實施方式一相同的部件標(biāo)號。從制作上和裝配上兩方面來說，分割地形成帶凸緣的套筒41，帶凸緣的套筒41由圓筒狀的套筒主體部42、設(shè)置在該套筒主體部42的設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部43、設(shè)置在設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向內(nèi)凸緣部44和向外凸緣部45構(gòu)成,這點與實施方式一相同。但是，在實施方式二中，設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部43和設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部45的外緣具有朝向磁極部件16、16側(cè)彎折而成的彎折部46、47，這點與實施方式一不同。在圖4 (a)中，帶凸緣的套筒41的套筒主體部42和設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向內(nèi)凸緣部44形成為一體，設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部43和設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部45分體地形成，并通過焊接等手段固定，但先固定設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部43和設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部45中的任一方，在磁力源15、一對磁極部件16、16和襯墊18套到套筒主體部22后，對設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部43和設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部45中的另一方進行固定。在圖4 (b)中，帶凸緣的套筒41的套筒主體部42、設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部43和設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向內(nèi)凸緣部44形成為一體，設(shè)備內(nèi)側(cè)L的向外凸緣部45分體地形成，并通過焊接等手段固定，但在將磁力源15、一對磁極部件16、16和襯墊18套到套筒主體部42后進行固定。向外凸緣部43和向外凸緣部45的彎折部46、47用于防止由磁力源15、一對磁極部件16、16和磁性流體19構(gòu)成的磁性流體密封部和X型環(huán)18、與帶凸緣的套筒41之間的相對移動。由于X型環(huán)18與帶凸緣的套筒41緊緊地配合，因此只要不受到強沖擊等就不會由于摩擦力而偏移。但是，當(dāng)單元化了的密封裝置40在卡車輸送等中受到了強沖擊的情況下，如實施方式一那樣，若在設(shè)備外側(cè)A的向外凸緣部23、25與磁極部件16、16之間存在間隙，則磁性流體密封部和X型環(huán)18同帶凸緣的套筒41有可能偏移。如實施方式二那樣，當(dāng)在向外凸緣部43、45的外緣設(shè)置有彎折部46、47時則磁性流體密封部和X型環(huán)18與帶凸緣的套筒41不會偏移。因此，無需準(zhǔn)備特別的捆扎部件，還能夠容易地進行捆扎作業(yè)。標(biāo)號說明1:密封裝置(實施方式一)；2:旋轉(zhuǎn)軸；3:支承部件；4:圓筒部；5:凸緣部；5-1:圓盤狀部；5-2:大徑圓筒部；6:凸緣部的環(huán)狀空間；7:外螺紋部；8:按壓環(huán)；9:隔離件；10:凸沿部；11:軸承；12:外螺紋部；13:螺母；14:隔離件；15:磁力源；16:磁極部件；
17:帶凸緣的套筒；18:襯墊；19:磁性流體；20:間隔壁；21:間隔壁;22:圓筒狀的套筒主體部；23:設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部；24:設(shè)備內(nèi)側(cè)的向內(nèi)凸緣部；25:設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部；26:襯墊的凸起；27:襯墊的凸起；28:襯墊的凸起；29:襯墊的凸起；30:保持槽；40:密封裝置(實施方式二)；41:帶凸緣的套筒；42:套筒主體部；43:設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部；44:設(shè)備內(nèi)側(cè)的向內(nèi)凸緣部；45:設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部；46:彎折部；47:彎折部；A:設(shè)備外側(cè)；L:設(shè)備內(nèi)側(cè)；O:旋轉(zhuǎn)中心；s:環(huán)狀空間。
權(quán)利要求
1.一種利用了磁性流體的密封裝置，其用于對裝配成彼此同心且相對旋轉(zhuǎn)自如的兩部件之間的間隙進行密封，其具備磁性流體密封部， 所述磁性流體密封部具有: 磁力源，其配置于所述兩部件中的徑向外側(cè)的部件，用于產(chǎn)生磁力； 一對磁極部件，它們配置在所述磁力源的兩側(cè)；以及 磁性流體，其借助于所述磁力源的磁力而磁性地保持在所述兩部件之間，用于對所述間隙進行密封， 所述利用了磁性流體的密封裝置的特征在于， 與所述一對磁極部件對置地設(shè)置帶凸緣的套筒，所述帶凸緣的套筒固定于所述兩部件中的徑向內(nèi)側(cè)的部件的外周面，并與內(nèi)側(cè)的部件一同旋轉(zhuǎn)，在由所述磁力源的徑向內(nèi)側(cè)和一對磁極部件形成的環(huán)狀空間內(nèi)配置襯墊，所述襯墊以沿著所述帶凸緣的套筒的外周面滑動的方式設(shè)置在所述環(huán)狀空間內(nèi)，所述磁性流體密封部、襯墊和帶凸緣的套筒被單元化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用了磁性流體的密封裝置，其特征在于， 所述帶凸緣的套筒由以下部分構(gòu)成:圓筒狀的套筒主體部；設(shè)置于所述套筒主體部的設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部；以及設(shè)置在所述套筒主體部的設(shè)備內(nèi)側(cè)的向內(nèi)凸緣部和向外凸緣部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用了磁性流體的密封裝置，其特征在于， 所述帶凸緣的套筒的套筒主體部、設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部和設(shè)備內(nèi)側(cè)的向內(nèi)凸緣部形成為一體，設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部則分體地形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用了磁性流體的密封裝置，其特征在于， 所述帶凸緣的套筒的套筒主體部和設(shè)備內(nèi)側(cè)的向內(nèi)凸緣部形成為一體，設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部和設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部則分體地形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用了磁性流體的密封裝置，其特征在于， 所述帶凸緣的套筒的套筒主體部與設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部、設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部和設(shè)備內(nèi)側(cè)的向內(nèi)凸緣部分體地形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中的任一項所述的利用了磁性流體的密封裝置，其特征在于， 所述帶凸緣的套筒的套筒主體部和設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部由磁性材料形成,設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部由非磁性材料形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中的任一項所述的利用了磁性流體的密封裝置，其特征在于， 在所述帶凸緣的套筒的設(shè)備外側(cè)的向外凸緣部和設(shè)備內(nèi)側(cè)的向外凸緣部的外緣，設(shè)置有朝向磁極部件側(cè)彎折而成的彎折部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的利用了磁性流體的密封裝置，其特征在于， 在所述磁力源與襯墊之間設(shè)置有由非磁性材料構(gòu)成的間隔壁。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項所述的利用了磁性流體的密封裝置，其特征在于， 所述襯墊由X型環(huán)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種盒式的利用了磁性流體的密封裝置，其能夠密封灰塵、霧和液體，防止磁性流體泄漏，并且，容易裝配于裝置和更換零件，并且容易將磁性流體封入。其特征在于，與一對磁極部件對置地設(shè)置帶凸緣的套筒，所述帶凸緣的套筒固定于兩部件中的徑向內(nèi)側(cè)的部件的外周面，并與內(nèi)側(cè)的部件一同旋轉(zhuǎn)，在由磁力源的徑向內(nèi)側(cè)和一對磁極部件形成的環(huán)狀空間內(nèi)配置襯墊，襯墊在環(huán)狀空間內(nèi)被設(shè)置成沿著帶凸緣的套筒的外周面滑動，磁性流體密封部、襯墊和帶凸緣的套筒被單元化。
文檔編號F16C35/07GK103180643SQ201180051308
公開日2013年6月26日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者本多茂樹 申請人:伊格爾工業(yè)股份有限公司