特許 5797600 磁性流体シール付き軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5797600

(24)【登録日】2015年8月28日

(45)【発行日】2015年10月21日

(54)【発明の名称】磁性流体シール付き軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/82 20060101AFI20151001BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20151001BHJP

   F16C 33/78 20060101ALI20151001BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/82

   F16C19/06

   F16C33/78 D

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-100551(P2012-100551)

(22)【出願日】2012年4月26日

(65)【公開番号】特開2013-228044(P2013-228044A)

(43)【公開日】2013年11月7日

【審査請求日】2014年5月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002495

【氏名又は名称】グローブライド株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100097559

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 浩司

(74)【代理人】

【識別番号】100123674

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 亮

(72)【発明者】

【氏名】小原 武恵

【審査官】 日下部 由泰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２５１２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０６５９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０２９６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０３３２２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ １９／０６，３３／７８，３３／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性材で形成された内輪と磁性材で形成された外輪との間に複数の転動体を介装し、前記内輪と外輪の開口側に軸方向に磁極が向くように着磁されたリング状の磁石を配設して磁性流体を保持し、前記複数の転動体をシールする磁性流体シール付き軸受であって、
前記外輪の転動体側内面に形成された段差と、
前記リング状の磁石の軸方向外側面に接して配置され、磁性材で形成されるとともに前記リング状の磁石と略同一形状のリング状の極板と、
前記外輪に形成された段差と前記リング状の磁石によって保持される外輪側磁性流体と、
前記内輪と前記リング状の極板との隙間に保持される内輪側磁性流体と、
を有することを特徴とする磁性流体シール付き軸受。

【請求項2】

磁性材で形成された内輪及び磁性材で形成された外輪と、前記内輪と外輪との間に介装される複数の転動体と、前記内輪と外輪の開口側に配設され、軸方向に磁極が向くように着磁されたリング状の磁石と、前記リング状の磁石の軸方向外側面に接して配置され、磁性材で形成されるとともに前記リング状の磁石と略同一形状のリング状の極板と、を有し、
前記リング状の極板を前記外輪の内周面に装着して固定側とし、前記リング状の極板と前記内輪との間、及び、前記リング状の磁石と前記内輪との間にそれぞれ隙間を形成し、前記リング状の極板と内輪との間の前記隙間に内輪側磁性流体を保持した磁性流体シール付き軸受であって、
前記リング状の磁石は、前記外輪との間で、前記リング状の極板と内輪との間の前記隙間よりも狭い隙間が生じるように前記リング状の極板に配置されており、前記狭い隙間に外輪側磁性流体を保持したことを特徴とする磁性流体シール付き軸受。

【請求項3】

磁性材で形成された内輪と磁性材で形成された外輪との間に複数の転動体を介装し、前記内輪と外輪の開口側に軸方向に磁極が向くように着磁されたリング状の磁石を配設して磁性流体を保持し、前記複数の転動体をシールする磁性流体シール付き軸受であって、
前記内輪の転動体側内面に形成された段差と、
前記リング状の磁石の軸方向外側面に接して配置され、磁性材で形成されるとともに前記リング状の磁石と略同一形状のリング状の極板と、
前記内輪に形成された段差と前記リング状の磁石によって保持される内輪側磁性流体と、
前記外輪と前記リング状の極板との隙間に保持される外輪側磁性流体と、
を有することを特徴とする磁性流体シール付き軸受。

【請求項4】

磁性材で形成された内輪及び磁性材で形成された外輪と、前記内輪と外輪との間に介装される複数の転動体と、前記内輪と外輪の開口側に配設され、軸方向に磁極が向くように着磁されたリング状の磁石と、前記リング状の磁石の軸方向外側面に接して配置され、磁性材で形成されるとともに前記リング状の磁石と略同一形状のリング状の極板と、を有し、
前記リング状の極板を前記内輪の外周面に装着して固定側とし、前記リング状の極板と前記外輪との間、及び、前記リング状の磁石と前記外輪との間にそれぞれ隙間を形成し、前記リング状の極板と外輪との間の前記隙間に外輪側磁性流体を保持した磁性流体シール付き軸受であって、
前記リング状の磁石は、前記内輪との間で、前記リング状の極板と外輪との間の前記隙間よりも狭い隙間が生じるように前記リング状の極板に配置されており、前記狭い隙間に内輪側磁性流体を保持したことを特徴とする磁性流体シール付き軸受。

【請求項5】

前記段差による段差面は、前記軸方向に対して垂直な面又は斜面であり、
前記垂直な面又は斜面に、前記リング状の磁石が磁力によって吸着されていることを特徴とする請求項１又は３に記載の磁性流体シール付き軸受。

【請求項6】

前記リング状の磁石は、前記リング状の極板に接着されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の磁性流体シール付き軸受。

【請求項7】

前記内輪及び外輪の表面は、電解クロム酸処理が施されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の磁性流体シール付き軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、各種の動力伝達機構に配設され、回転軸を回転自在に支持すると共に、内部に埃や水分などの異物が侵入しないようにする磁性流体シール付きの軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、各種の駆動力伝達機構に設置される回転軸は、軸受を介して回転自在に支持されている。この場合、軸受は、内輪と外輪との間に周方向に沿って複数の転動体（転がり部材）を収容した、いわゆるボールベアリング（玉軸受）を用いることが多く、このようなタイプの軸受を用いることで、回転軸の回転性能の向上を図っている。

【0003】

このような軸受は、様々な駆動装置における駆動力伝達機構の回転軸の支持手段として用いられるが、駆動装置によっては、軸受部分を通過して、内部に埃、水分等の異物の侵入を防止したいことがある。また、軸受そのものに異物が侵入すると、回転性能が劣化したり、異音が生じる等の問題が生じる。このような問題の対策として、軸受に近接する回転軸の外周に、弾性材からなるシール部材を接触させて軸受部分の防水、防塵を図ることが行われているが、弾性材からなるシール部材の接触圧の影響で、回転軸の回転性能が低下してしまう。

【0004】

そこで、回転軸の回転性能を低下させることなく、軸受部分に対する異物の侵入防止を図る構成として、磁性流体を用いた磁性流体シール機構を備えた軸受（磁性流体シール付き軸受と称する）が知られている。例えば、特許文献１には、外輪と内輪との間に転動体を保持したボールベアリングに関し、相対回転する外輪と内輪との間に磁性体を介在するとともに、磁性体の一方側を固定し、他方側のシール隙間に磁性流体を配設した構成が開示されている。すなわち、内輪と外輪との間に磁性体を配設して転動体を閉塞するとともに、磁性体の一方側を固定し、他方側のシール隙間に磁性流体を配設することで、転動体を密閉状態にシールし、回転性能に影響を与える転動体部分への異物の侵入を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭５７−３３２２２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記した特許文献１に開示されている磁性流体シール付き軸受によれば、埃やある程度の粘性が高い液体に関しては、シール性は維持されるものの、粘性の低い液体に関しては、充分なシール性が発揮できない可能性がある。すなわち、前記磁性体は、軸受を構成する部材に比べ、寸法精度が低いことから、一方の固定側から液体が侵入し易く、粘性が低い液体ほど、転動体へ侵入し易くなってしまう（特に、海水は、侵入した後に乾燥して塩分の結晶が残ることから、回転性能の劣化につながってしまう）。この場合、確実にシールをしようとすると、磁性体を精密に寸法管理したり、シールするための部品を別途、組み込む等、生産性が低下してしまう。

【0007】

本発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、内部の転動体部分のシールが確実に維持され、生産性に優れた構造の磁性流体シール付き軸受を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記した目的を達成するために、本発明は、内輪と外輪との間に複数の転動体を介装し、前記内輪と外輪の開口側にリング状の磁石を配設して磁性流体を保持し、前記複数の転動体をシールする磁性流体シール付き軸受であって、前記リング状の磁石は、軸方向に磁極が向くように着磁されており、前記リング状の磁石の軸方向外側面に接して配置されるリング状の極板と、前記外輪と前記リング状の極板との間、及び／又は、前記外輪と前記リング状の磁石との間に保持される外輪側磁性流体と、前記内輪と前記リング状の極板との間、及び／又は、前記内輪と前記リング状の磁石との間に保持される内輪側磁性流体と、を有することを特徴とする。

【0009】

上記した構成によれば、リング状の磁石は、軸方向に磁極が向くように着磁されており、かつ、リング状の磁石の軸方向外側面にリング状の極板を接するように配設したため、前記外輪と前記リング状の極板との間、及び／又は、前記外輪と前記リング状の磁石との間に磁性流体（外輪側磁性流体）を保持することができるとともに、前記内輪と前記リング状の極板との間、及び／又は、前記内輪と前記リング状の磁石との間に磁性流体（内輪側磁性流体）を保持することができる。すなわち、外輪側の内周面の隙間、及び内輪側の外周面の隙間部分には、ともに磁性流体が保持されるため、リング状の磁石の寸法精度が低くても、転動体に対する十分なシール性を確保することができ、これにより、リング状の磁石については精密に寸法管理する必要がなくなり、組み込みが容易に行えると共に、生産性の向上が図れるようになる。

【0010】

なお、上記したような外輪側の内周面、及び内輪側の外周面に保持される磁性流体については、軸受の一方側の開口部分のみに配設されていても良いし、両側の開口部分に配設されていても良い。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、内部の転動体部分のシールが確実に維持され、生産性に優れた構造の磁性流体シール付き軸受が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る磁性流体シール付き軸受の第１の実施形態を示す図であり、軸方向に沿った断面図。

【図2】図１の要部拡大図。

【図3】第１実施形態の変形例を示す図。

【図4】本発明に係る磁性流体シール付き軸受の第２の実施形態を示す図であり、軸方向に沿った要部拡大断面図。

【図5】第２実施形態の変形例を示す図。

【図6】本発明に係る磁性流体シール付き軸受の第３の実施形態を示す図であり、軸方向に沿った断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら本発明に係る磁性流体シール付き軸受の実施形態について説明する。
図１及び図２は、本発明に係る磁性流体シール付き軸受の第１の実施形態を示す図であり、図１は軸方向に沿った断面図、図２は図１の要部拡大図である。

【0014】

本実施形態に係る磁性流体シール付き軸受（以下、軸受とも称する）１は、円筒状の内輪３と、これを囲繞する円筒状の外輪５と、前記内輪３と外輪５との間に介装される複数の転動体（転がり部材）７とを備えている。前記転動体７は、周方向に延出するリテーナ（保持器）８に保持されており、内輪３と外輪５を相対的に回転可能としている。

【0015】

前記内輪３、外輪５及び転動体７は、磁性を有する材料、例えばクロム系ステンレス（ＳＵＳ４４０Ｃ）によって形成されており、前記リテーナ８は、耐食性、耐熱性に優れた材料、例えばステンレス材（ＳＵＳ３０４）によって形成されている。なお、転動体７については、必ずしも磁性体である必要はない。また、本実施形態の外輪５は、その露出端面５ａが、内輪３の露出端面３ａと同一（略同一であっても良い）となるように構成されているが、後述する第３実施形態のように、外輪５を内輪３よりも軸方向に長く形成しても良い（外輪５は内輪３に対して軸方向に突出した伸長円筒部を備えていても良い）し、内輪３を外輪５よりも軸方向に長く形成しても良い。

【0016】

前記内輪３と外輪５の開口側には、以下に詳述する磁性流体シール１０が設置されている。なお、本実施形態では、前記内輪３と外輪５の両側の開口に、同じ構成の磁性流体シールが配設されているため、以下の説明では、片側の構成（図１の左側）について説明する。

【0017】

前記磁性流体シール１０は、リング状に構成された磁石（以下、磁石と称する）１２と、磁石１２の軸方向外側面に接して配置されるリング状の極板（以下、極板と称する）１４と、前記磁石１２によって形成される磁気回路に保持される磁性流体（外輪側磁性流体１５ａ、内輪側磁性流体１５ｂ）と、を有しており、これらの部材により、前記転動体７内に、埃、水分等が侵入しないようにシールする機能を有している。

【0018】

前記磁石１２としては、磁束密度が高く、磁力が強い永久磁石、例えば、焼結製法によって作成されるネオジム磁石を用いることができ、図２に示すように、予め軸方向（軸受の軸芯方向Ｘ）に磁極（Ｓ極、Ｎ極）が向くように着磁されている。また、磁石１２の軸方向外側面には、前記極板１４が接するように配設される。極板１４は、前記磁石１２と略同一の形状となっており、磁性を有する材料、例えばクロム系ステンレス（ＳＵＳ４４０Ｃ）によって形成されている。

【0019】

前記磁石１２と極板１４は、本実施形態では、予め接着されているが、接着していなくても良い。この場合、両者を予め接着しておくことで、磁石１２の位置決めやセンター出しが容易に行える共に、磁石１２と極板１４がユニット化され、後述するような組み込み作業が容易に行えるようになる。

【0020】

前記外輪側磁性流体１５ａ、内輪側磁性流体１５ｂは、例えばＦｅ_３Ｏ_４のような磁性微粒子を、界面活性剤およびベースオイルに分散させて構成されたものであり、粘性があって磁石を近づけると反応する特性を備えている。このため、磁性流体１５ａ，１５ｂは、磁石１２と、磁性材料で構成される内輪３、外輪５及び極板１４との間で形成される磁気回路によって、所定の位置に安定して保持される。

【0021】

また、前記外輪５の内面には、磁石１２に対して転動体側に段差５ｂが形成されており、この段差５ｃにより、外輪５は、開口側が薄肉領域５Ａ、転動体側が厚肉領域５Ｂとなって、軸方向の外側の内外輪間隔が内側よりも大きく形成されている。この段差５ｂは、磁性流体を保持するための隙間（段差隙間）を生じさせるように形成されるが、本実施形態では、軸方向に対して垂直な面５ｃとなるように形成されている（垂直な面とすることにより、後述するように、磁石１２を吸着して、位置決め、固定することもできる）。なお、段差については、本実施形態のように、垂直な面に限定されるものではなく、磁石１２との間で磁性流体を安定して保持できるのであれば、階段状に形成されていたり、傾斜状（斜面）に形成されていても良い。この場合、斜面にすることで、磁石１２の位置決め、及び磁性流体の保持が可能となる。

【0022】

前記極板１４は、その外径が外輪５の内周面（薄肉領域５Ａの内周面）に対して僅かに大きく形成されており、接着した磁石１２と共に、外輪５の開口側に圧入されるようになっている。また、磁石１２を接着した極板１４は、外輪５に対して圧入した際、内輪３の外周面との間で、所定の隙間Ｇが生じる大きさに形成されている。さらに、磁石１２、及び極板１４の軸方向長さは、両者が接着された状態で圧入された際、前記段差５ｂによる垂直な面５ｃに対して、隙間Ｇ１が生じる大きさに形成されている。

【0023】

上記したように、軸方向に磁極が向くように着磁されている磁石１２を接着した極板１４を外輪５に圧入すると、内輪３側、及び外輪５側では、図に示すように、軸方向に対して対称となるような磁束（磁気回路３Ｍ，５Ｍ）が形成される。このため、上記した極板１４と内輪３との間の隙間Ｇ、及び磁石１２と外輪５との間の隙間Ｇ１に対しては、それぞれ内輪側磁性流体１５ｂ、及び外輪側磁性流体１５ａを保持させることが可能となる。具体的には、磁性流体をスポイト等の注入器具によって前記隙間Ｇに充填すると、磁気回路３Ｍによって隙間Ｇに保持されるとともに、そのまま隙間Ｇ１側に移動して、外輪側で形成されている磁気回路５Ｍによって隙間Ｇ１内にも保持されるようになる。

【0024】

上記した構成の軸受１によれば、磁石１２や極板１４を固定する側（本実施形態では、外輪５の内周面）においても、シール効果が得られるため、固定側からの粘性の低い水分や埃の転動体７側への侵入を確実に防止することができる。すなわち、従来の磁性流体シール付き軸受は、磁石や極板を固定する側について、シールの必要性を考慮しておらず、転動体へのシール効果が十分でなかったが、本実施形態のように、内輪側磁性流体１５ｂのシールに加え、固定側となっている外輪側磁性流体１５ａでもシールすることから、十分なシール効果を発揮することができる。

【0025】

また、シールに際しては、１つの部材である磁石１２の磁極を軸方向となるように着磁し、これを極板１４に接するように配設するだけであるため、部品点数も少なく、かつ、磁石１２については、精密な寸法精度を出す必要もないことから、組み込み作業が容易になり、コストを低減することができる。すなわち、寸法精度が他の部材に対し、不利である磁石を使用した場合においても、十分なシール効果を発揮することができる。

【0026】

さらに、内輪側及び外輪側の双方で、それぞれ磁性流体を保持する磁石１２は、１つの部材として構成されており、１箇所からの注油作業で、同時に内輪側と外輪側に磁性流体シールを形成できるため、作業性が良好となる。

【0027】

また、本実施形態では、外輪５に段差５ｂを形成しているため、その段差を利用して、磁性流体を効果的に保持させるスペース（段差隙間）を形成することができ、容易にシール効果を高めることが可能となる。なお、図２では、外輪側磁性流体１５ａは、隙間Ｇ１に保持されているが、磁石１２の外周面と外輪５の内周面との間の隙間や、極板１４と外輪５の内周面との間の僅かな隙間にも浸透することができ、外輪側において十分なシール機能を発揮するようになる。

【0028】

図３は、上記した実施形態の変形例を示す図である。
図１及び図２に示した実施形態では、極板１４は、径方向において同一の肉厚で構成されていたが、図３に示すように、磁性流体を保持する部分（本実施形態では、径方向内側）に向けて次第に薄肉厚となるようにテーパ状に形成しておくことが好ましい（薄肉厚部を符号１４Ａで示す）。

【0029】

このような構成によれば、磁性流体１５ｂが軸方向外側（外輪、内輪の露出端面５ａ，３ａから外側）に飛び出すことがないため、組み込み作業時において、磁性流体をふき取ってしまうことが防止され、安定した充填作業を行うことが可能となる。

【0030】

図４は、本発明の第２の実施形態を示す図である。
この実施形態では、極板１４の径方向の大きさを、外輪５の内周面に対して多少の遊度（隙間Ｇ２）が生じる程度に形成している。

【0031】

このため、磁石１２が接着された（接着されていなくても良い）極板１４を、単に、内輪と外輪の開口側から挿入すると、磁石１２が段差である垂直な面５ｃに、磁石の吸引力によって当て付いて位置決め、固定されるようになる。そして、このような組み込み状態において、隙間Ｇ、及び隙間Ｇ２に対して、磁性流体をスポイト等の注入器具によって充填すると、その磁性流体は、磁気回路３Ｍによって隙間Ｇ（内輪３と極板１４との間）に保持され、磁気回路５Ｍによって隙間Ｇ２（外輪５と極板１４との間）に保持される。また、隙間Ｇに充填した磁性流体は、そのまま段差側に移動し、磁石１２と外輪５の段差部分（磁石１２と外輪５との間）にも保持されるため、外輪側でのシール効果がより高くなる。

【0032】

このような構成によれば、磁石１２が接着された極板１４の組み込み作業が容易に行えると共に、軸受の両側開口部分をシールする場合、磁石の向きを管理し易くなる。また、隙間Ｇ２を有するように極板１４を形成したことで、組み込み作業時に外輪３に対して変形負荷を与えることがなく、軸受の回転性能を低下させることもない。なお、隙間Ｇ２については、組み込み作業性、及びシール性を考慮して１０〜５００μｍ、好ましくは、２０〜２００μｍに設定すれば良い。

【0033】

図５は、上記した第２の実施形態の変形例を示す図である。
この変形例では、内輪側に段差３ｂを形成し、ここに軸方向に対して垂直な面３ｃを形成し、内輪側に、図４に示した構成と同様な磁石１２、及び極板１４を配設している（図４に示す構造と対称な構造）。
このような構成の軸受では、外輪側が回転する部材に対して設置するのに適した構造となる。

【0034】

なお、上記した図１から図３に示した構成においても、図５に示した構造のように、磁石１２、及び極板１４は、内輪側に装着しても良い。

【0035】

図６は、本発明の第３の実施形態を示す図である。
この実施形態では、外輪５を内輪３よりも軸方向に長く形成して、内輪３の露出端面３ａから突出する伸長円筒部５Ｄを形成し、この伸長円筒部５Ｄ部分に、上述した構成と同様な磁性流体シール１０を配設している。

【0036】

この場合、伸長円筒部５Ｄの軸方向長さは、磁石１２が、外輪側の段差５ｂによって構成される垂直な面５ｃに吸着されて位置決め、固定された状態で、内輪３の露出端面３ａとの間で隙間Ｇ３が生じるように設定されている。すなわち、本実施形態の構成では、磁石１２の径方向の大きさＨを、上述した実施形態や変形例と比べて大きくすることができるため、磁力を強くすることができ、シール性を強く（磁性流体の保持性）することができる。また、内輪側の磁性流体１５ｂは、軸方向の内側にあり、かつ、外部に露出しないことから、組み込み作業時等でふき取ってしまうことが防止され、安定した充填作業を行なうことができる。なお、本実施形では、外輪５側を伸長円筒部としたが、内輪３側を伸長円筒部としても良い。

【0037】

上記した実施形態、及び変形例の構成では、内輪３及び外輪５の表面に、電解クロム酸処理を施しておくことが好ましい。このように電解クロム酸処理を施しておくことで、錆や腐食によって表面に亀裂や裂けが生じることが防止でき、埃や異物が内部に侵入して行くことを確実に防止することが可能となる。

【0038】

また、上記した構成では、開口側に配設される極板１４の軸方向外側の表面に、軸方向外方からリング状のシールド（密閉カバー）を圧入固定しておいても良い。このようなシールドは、耐食性、耐熱性に優れた材料、例えばステンレス材（ＳＵＳ３０４）や樹脂等によって形成することが可能であり、このようなシールドを配設することで、異物の侵入をより効果的に防止できると共に、砂鉄のような磁性物（異物）が磁石１２に付着することを効果的に防止することができる。

【0039】

さらに、上記した構成では、磁石１２と外輪５（或いは内輪３）間に、薄肉厚のワッシャや位置決めのためのスペーサ部材を配設しても良い。このようなワッシャやスペーサを配設することにより、寸法管理が簡略化され、より組み込み性の向上を図ることが可能となる。なお、これらのワッシャやスペーサは、安定した磁気回路が形成されるように、磁性体で形成されていることが好ましい。

【実施例】

【0040】

上述したように構成される磁性流体シールを具備した軸受については、防塵性、防水性が要求される様々な装置の回転軸部分に設置することが可能であり、特に、塩分を有する（海水）環境下では、過酷な条件になると考えられる。すなわち、海水は、粘度が低いことから、僅かな隙間から侵入し易く、かつ、侵入した後、乾燥すると、塩分が結晶化して残存し、このような結晶が、転動体部分に付着すると回転性能が著しく低下してしまうからである。

【0041】

このため、上述した実施形態の軸受については、海辺や海上で使用される各種魚釣用リールにおける動力伝達部分の駆動軸部分に配設することで、駆動軸部分を長期に亘って安定して支持することが可能である。
ここで、スピニングリールのハンドルによって回転駆動される回転軸部分に、上記した各実施形態の軸受を設置したものと、従来の構成の軸受を設置したものについて、夫々塩水を浸漬させた後の回転性能（ハンドルを回転操作したときに感じる滑らかさ）について試験した結果を表１に示す。

【0042】

以下の表１において、従来例１は、ハンドル軸（回転軸）の軸受に、一般的に知られているゴムパッキンを配設してシールしたもの、そして、従来例２は、磁性流体シールを備えているが、磁石を２枚の極板で挟持して外輪側で固定してシールした軸受（実開平１−９１１２５号に開示された方式）を設置したもの、実施例１は、上述した図１及び図２で示した実施形態の軸受を設置したもの、実施例２は、上述した図４で示した実施形態の軸受を設置したもの、実施例３は、上述した図６で示した実施形態の軸受を設置したものである。

【0043】

表１において、回転抵抗については、回転抵抗が小さいものを○で、回転抵抗が大きいものを×で示してある。また、官能評価については、回転操作した際、滑らかに感じたものを○で、ざらざら感があるものを×で示してある。この場合、塩水浸漬後の試験については、５％の塩水に１分間、軸受部分を浸漬しながら回転操作を行ない、その後、乾燥させたものについて回転操作した際に得られた結果を示している。

【0044】

また、上記した各構成のシール機能付き軸受について、それ自体の組立容易性と、ハンドル軸部分に組み込む際の取扱性に関する生産性についても評価試験を行った。表１において、組立容易性に関しては、非常に容易なものを◎で、やや手間がかかるものを△で、手間がかかるものを×で示してある。また、表１において、取扱性に関しては、非常に容易なものを◎で、容易なものを○で、注意が必要なものを△で示してある。

【0045】

【表1】

【0046】

回転性能に関しては、ゴムパッキン方式（従来例１）は、回転抵抗が大きいことから、操作が重く感じたが、それ以外の磁性流体シール方式（従来例２、及び実施例１から３）は、回転抵抗が小さく、操作は軽く感じた。また、塩水浸漬前の初期では、いずれの軸受にも回転時にざらざら感はなかった。そして、塩水浸漬後に回転操作したところ、従来例２の構成では、ざらざら感が生じた。これは、シールしていない部分から塩水が転動体部分に侵入し、これが乾燥して結晶化したことによるものである。この場合、従来例１については、ざらざら感は感じなかったが、長期間、繰り返して実験を行なって、ゴムパッキンが劣化し始めると、実施例１から３と比較して、早期にざらざら感が生じるものと考えられる。なお、実施例１から３の構成については、磁性流体が流出することはないため、長期に亘って滑らかな回転感覚が得られるようになる。

【0047】

また、組立容易性に関しては、ゴムパッキン方式（従来例１）は、ゴムパッキンの配設に多少の手間がかかり、実施例１は、極板１２の圧入工程がデリケートなため、多少の手間がかかった。また、従来例２の方式は、ユニット化することが困難であったため、組立に非常に手間がかかってしまった。これに対し、実施例２，３のタイプでは、磁石が接着された極板を露出端面側から挿入するだけで良く、磁石の吸着力を利用するため、容易に組立てることができた。

【0048】

また、取扱性については、ゴムパッキン方式（従来例１）に問題はないが、磁性流体シール方式では、実施例３は、磁性流体が奥にあるため、うっかりふき取ってしまうことはなかった。また、実施例２は、磁性流体が開口部分からやや奥側にあるため、ふき取られ難く、実施例１及び従来例２については、磁性流体が端部にあるため、うっかりふき取ってしまうこともあり、取扱性の面で注意が必要となる。

【0049】

以上の試験結果から明らかなように、本発明の構成によれば、従来のゴムパッキン方式の軸受や、外輪／内輪の片方を固定状態にし、他方に磁性流体を保持させた磁性流体シール付き軸受と比較すると、シール性及び生産性の面において、優れた結果が得られた。

【符号の説明】

【0050】

１ 磁性流体シール付き軸受
３ 内輪
３ａ 露出端面
５ 外輪
５ｂ 段差
５ｃ 垂直な面
５ａ 露出端面
７ 転動体
１０ 磁性流体シール
１２ リング状の磁石
１４ リング状の極板
１５ａ，１５ｂ 磁性流体
Ｇ，Ｇ１〜Ｇ３ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】