特許 6687787 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】6687787

(24)【登録日】2020年4月6日

(45)【発行日】2020年4月28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 33/76 20060101AFI20200421BHJP

   F16C 33/62 20060101ALI20200421BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20200421BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/76 A

   F16C33/62

   F16C19/06

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2019-106919(P2019-106919)

(22)【出願日】2019年6月7日

(62)【分割の表示】特願2015-231002(P2015-231002)の分割

【原出願日】2015年11月26日

(65)【公開番号】特開2019-168112(P2019-168112A)

(43)【公開日】2019年10月3日

【審査請求日】2019年6月7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】 渡邊 義之

(56)【参考文献】

【文献】 特開平８−５４０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−１７７３２５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６３−２４６５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１０６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平２−９６０２３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５９−３５７７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６３−１６３０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平２−２８６９６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ ３３／７２− ３３／８２

Ｆ１６Ｃ ３３／６２

Ｆ１６Ｃ １９／０６

Ｆ１６Ｊ １５／４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性材で形成された内輪及び外輪と、
前記内輪と外輪の間に介装された複数の転動体と、
前記内輪の外周面との間に隙間が生じるように前記外輪の内周面に対して装着され、磁性材で形成されると共に径方向の肉厚が変わるリング状の極板と、
前記リング状の極板の軸方向内側面に取着され、軸方向に磁極が向くように着磁されて外輪側と内輪側にそれぞれ磁気回路を形成するリング状の磁石と、
前記内輪側の磁気回路に保持され、前記隙間をシールする内輪側磁性流体と、
前記内輪側で生じる磁気回路の磁界強度を、前記外輪側で生じる磁気回路の磁界強度よりも高くする磁界強度向上手段と、を備え、
前記磁界強度向上手段は、
前記極板の前記内輪の外周面に対向する側の軸方向肉厚が、前記外輪の内周面に対する軸方向肉厚よりも厚くなるように、前記磁石が取着される領域の前記極板の径方向の肉厚が形成されていることを特徴とする磁性流体シール付き軸受。

【請求項2】

前記磁石は、前記外輪の転動体側の内周面に形成した段差に位置決め固定されていることを特徴とする請求項１に記載の磁性流体シール付き軸受。

【請求項3】

前記極板に取着される前記磁石の内輪の外周面に対する隙間は、前記極板と内輪の外周面との間の前記隙間と略同程度に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の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外輪と、
前記内輪と外輪の間に介装された複数の転動体と、
前記外輪の内周面との間に隙間が生じるように前記内輪の外周面に対して装着され、磁性材で形成されると共に径方向の肉厚が変わるリング状の極板と、
前記リング状の極板の軸方向内側面に取着され、軸方向に磁極が向くように着磁されて外輪側と内輪側にそれぞれ磁気回路を形成するリング状の磁石と、
前記外輪側の磁気回路に保持され、前記隙間をシールする外輪側磁性流体と、
前記外輪側で生じる磁気回路の磁界強度を、前記内輪側で生じる磁気回路の磁界強度よりも高くする磁界強度向上手段と、を備え、
前記磁界強度向上手段は、
前記極板の前記外輪の内周面に対向する側の軸方向肉厚が、前記内輪の外周面に対する軸方向肉厚よりも厚くなるように、前記磁石が取着される領域の前記極板の径方向の肉厚が形成されていることを特徴とする磁性流体シール付き軸受。

【請求項5】

前記磁石は、前記内輪の転動体側の外周面に形成した段差に位置決め固定されていることを特徴とする請求項４に記載の磁性流体シール付き軸受。

【請求項6】

前記極板に取着される前記磁石の外輪の内周面に対する隙間は、前記極板と外輪の内周面との間の前記隙間と略同程度に形成されていることを特徴とする請求項４又は５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。そこで、例えば、特許文献１には、磁性流体によるシール機能を備えた磁性流体シール付き軸受が開示されている。

【0004】

前記特許文献１に開示された磁性流体シール付き軸受は、リング状（環状）の磁石を取着したリング状の極板を内輪又は外輪に装着（嵌入）し、他方の外輪又は内輪に隙間を形成し、その隙間部分に磁性流体を保持することで内部への異物の侵入を防止している。なお、特許文献１に開示された磁性流体シール付き軸受は、リング状の磁石は軸方向に着磁されており、その開口側にリング状の極板を取着したものであり、このような構成では、内輪側と外輪側のそれぞれに磁気回路が形成されることから、リング状の極板（リング状の磁石）の装着側に生じている微小な隙間（以下、装着側に隙間が生じている場合、微小隙間と称する）にも磁性流体を保持し、外輪側及び内輪側から内部に異物が侵入しないようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−２２８０４４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上記したように、リング状の磁石を軸方向に着磁し、それをリング状の極板に取着した場合、径方向の両側には、同じ磁界強度の磁気回路が形成される（図１（ａ）の模式図参照）。すなわち、特許文献１に開示されているように、リング状の極板３０及びリング状の磁石２０の肉厚が均一であれば、内外輪間の径方向の両側（内輪側がＹ１、外輪側がＹ２となる）の夫々に形成される磁気回路Ｍ１，Ｍ２の磁界強度は、内輪及び外輪が存在しない状態で極板３０のみを考慮するとおおよそ等しくなる。

【0007】

しかし、内輪（又は外輪）と極板との間に隙間を形成し、その隙間に磁性流体を保持させることから、隙間側で発生している磁気回路の磁界強度は、装着側（嵌入側）で発生している磁気回路の磁界強度よりも弱くなる。すなわち、図１（ａ）において、内輪側に隙間を形成していると、その部分は非磁性材が介在した状態になることから透磁率が低下してしまい、極板３０の端面３０ａから磁性材である内輪に向かう磁力（磁界強度）は、極板３０の端面３０ｂから磁性材である外輪に向かう磁力（磁界強度）よりも弱くなってしまう。この結果、隙間に保持される磁性流体の保持力が弱く、十分で安定したシール性能が得られない。

【0008】

なお、隙間部分で十分なシール力を得るためには、発生する磁界強度が大きい磁石を配設する必要があり、磁性流体シール付き軸受を効率的に小型化することができない。

【0009】

本発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、隙間部分で安定したシール性能が得られる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】

【0010】

上記した目的を達成するために、本発明に係る磁性流体シール付き軸受は、磁性材で形成された内輪及び外輪と、前記内輪と外輪の間に介装された複数の転動体と、前記内輪の外周面との間に隙間が生じるように前記外輪の内周面に対して装着され、磁性材で形成されると共に径方向の肉厚が変わるリング状の極板と、前記リング状の極板の軸方向内側面に取着され、軸方向に磁極が向くように着磁されて外輪側と内輪側にそれぞれ磁気回路を形成するリング状の磁石と、前記内輪側の磁気回路に保持され、前記隙間をシールする内輪側磁性流体と、前記内輪側で生じる磁気回路の磁界強度を、前記外輪側で生じる磁気回路の磁界強度よりも高くする磁界強度向上手段と、を備え、前記磁界強度向上手段は、前記極板の前記内輪の外周面に対向する側の軸方向肉厚が、前記外輪の内周面に対する軸方向肉厚よりも厚くなるように、前記磁石が取着される領域の前記極板の径方向の肉厚が形成されていることを特徴とする。

【0011】

上記した構成によれば、軸方向に着磁されたリング状の磁石をリング状の極板に取着することによって、内輪側及び外輪側には、対称となる磁気回路が形成される。この場合、内輪の外周面との間で生じている隙間によって内輪側の磁気回路の磁力は、外輪側の磁気回路の磁力と比較すると弱くなるが、前記磁界強度向上手段によって、内輪側の磁気回路の磁力を外輪側の磁気回路の磁力よりも高めているため、隙間に保持される磁性流体の保持力が向上し、安定したシール特性が得られるようになる。

【0012】

上記した磁界強度向上手段は、リング状の極板にリング状の磁石を取着した状態で、内輪側で形成される磁気回路の磁力が、外輪側で形成される磁気回路の磁力よりも高くする構成となっていればよい。磁界強度向上手段は、例えば、図１（ｂ）に示すように、リング状の極板３０を、外輪側Ｙ２よりも内輪側Ｙ１を厚く（Ｔ１＞Ｔ２）なるように形成することで構成することができ、このような構成により、内輪側の磁気回路Ｍ１の磁界強度を外輪側の磁気回路Ｍ２の磁界強度よりも高めることが可能となる。すなわち、磁石２０によって発生する磁界強度は、極板３０の表面積に依存しており、隙間側の表面積を多くすることで、隙間部分での磁界強度を効果的に高め、隙間によって透磁率が低下しても十分な磁力を得ることが可能である。したがって、このような磁界強度向上手段を有するリング状の極板及びリング状の磁石を内外輪間に配設することで、隙間側の磁界強度を従来の構成（図１（ａ）に示す構成）と比較して効率的に高めることが可能となり、安定したシール特性が得られる。

【0013】

磁界強度向上手段については、例えば、リング状の極板について、内輪側から外輪側に向けて次第に薄肉厚化するテーパ面を有するように形成したり、前記リング状の極板と外輪の内周面との間に非磁性のスペーサを介在することで構成することが可能である。
また、外輪側の内周面と、リング状の極板及びリング状の磁石との間に、微小隙間が生じる構成では、その部分に磁性流体（外輪側磁性流体）を保持しておくことが好ましく、これにより、内部を確実にシールすることが可能となる。

【0014】

なお、上記した構成のリング状の磁石を取着したリング状の極板は、上記した構成とは逆に、内輪の外周面に対して装着され、外輪側に隙間を形成して外輪側磁性流体を保持して内部をシールするものであっても良い。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、隙間部分で安定したシール性能が得られる磁性流体シール付き軸受が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】軸方向に着磁されたリング状の磁石を取着したリング状の極板によって形成される磁気回路の模式図を示し、（ａ）は従来の構成、（ｂ）は磁界強度向上手段を備えた構成を示す図。

【図2】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3】図２の要部の拡大図。

【図4】本発明の第２の実施形態を示す要部拡大図。

【図5】本発明の第３の実施形態を示す要部拡大図。

【図6】本発明の第４の実施形態を示す要部拡大図。

【図7】本発明の第５の実施形態を示す要部拡大図。

【図8】従来の構成による磁気回路と、本発明の構成による磁気回路とを対比した磁界強度部分布を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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２及び図３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２は軸方向に沿った断面図、図３は図２の要部の拡大図である。

【0018】

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。

【0019】

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、本実施形態の内輪３及び外輪５は、軸方向（軸受の軸芯方向）Ｘにおける長さが同一（略同一であっても良い）となるように構成されているが、外輪５を内輪３よりも軸方向に長く形成しても良いし、内輪３を外輪５よりも軸方向に長く形成しても良い。

【0020】

前記内輪３と外輪５の開口側には、以下に詳述する磁気シール機構（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、同じ構成の磁気シール機構１０が配設されているため、以下の説明では、図２の右上の部分（主要部）を参照して説明する。

【0021】

磁気シール機構１０は、リング状に構成された磁石（以下、磁石とも称する）２０と、この磁石２０を軸方向内側面に取着するリング状の極板（以下、極板とも称する）３０と、前記磁石２０によって形成される磁気回路に保持される磁性流体（本実施形態では、内輪側磁性流体２５）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。

【0022】

前記磁石２０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、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２０の軸方向外側面には、前記極板３０が接するように配設される。極板３０は、前記磁石２０と略同一のリング状の外観形状となっており、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。したがって、内輪側及び外輪側には、図１に示したように、それぞれ磁気回路Ｍ１，Ｍ２が形成される。

【0023】

前記磁気回路によって保持される磁性流体は、例えばＦｅ₃Ｏ₄のような磁性微粒子を、界面活性剤により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。すなわち、後述する隙間Ｇ部分に、そのような磁性流体を保持することによって隙間をシールし、内部に埃、水分等の異物が侵入することを防止する機能を備えている。

【0024】

本実施形態の外輪５には、転動体側の内周面５ａに段差５ｂが形成されており、この段差５ｂ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、開口側から挿入（嵌入）して所定位置に装着される磁石２０（極板３０が取着された磁石２０；磁石とユニット化された極板）を当て付けて位置決め固定する機能を備えている。このため段差５ｂは、軸方向に対して垂直な面とすることが好ましい。なお、段差５ｂ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２０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。

【0025】

前記極板３０は、内輪３の外周面３ａとの間に隙間Ｇが生じるように磁石２０に対して取着されている。この場合、極板３０は、磁石２０の内輪側縁面２０ａよりも径方向内側に突出する大きさに形成されており、前記磁石２０は、極板３０に取着された状態で、内輪３の外周面３ａとの間で上記した隙間Ｇと略同程度の隙間（図に示す構成では、隙間Ｇよりも僅かに大きい隙間）が生じるように形成されている。前記磁性流体（内輪側磁性流体２５）は、スポイト等の注入器具によって隙間Ｇに充填すると、磁気回路の磁力によって保持される。前記磁石２０と極板３０については、磁気吸着によって固定しても良いし、磁気吸着に加え接着剤を介在して固定しても良い。

【0026】

前記内輪３の外周面には、極板３０の内輪側縁面３０ａと対向する部分に、外周面と直交する方向に段差３ｂを形成しておくことが好ましい。このような段差３ｂを形成しておくことで、内輪側磁性流体２５が径方向に拡がるように保持された状態となり、シール性をより高めることが可能となる。また、前記極板３０については、内輪３及び外輪５の露出端面位置Ｐから軸方向に突出しないように固定することが好ましい。極板３０を軸方向に突出させない（好ましくは、露出端面位置Ｐから窪んだ位置に配設する）ことで、磁性流体２５に他物が接触する可能性が減り、磁性流体の散逸を防止することが可能となる。

【0027】

前記磁気シール機構１０は、内輪側で生じる磁気回路Ｍ１の磁界強度を、外輪側で生じる磁気回路Ｍ２の磁界強度よりも高くする磁界強度向上手段５０が設けられている。
磁界強度向上手段５０は、内外輪間の径方向の両側において極板３０を通じて内輪側及び外輪側の夫々に流れる磁束量を、相対的に内輪側を多くさせるものであれば良く、このような磁界強度向上手段５０を設けることで、磁石２０が取着された極板３０を所定の位置に設置した際、隙間側の磁力が、磁界強度向上手段５０を設けない構成と比較して強くなり、安定して内輪側磁性流体２５を保持することが可能となる。

【0028】

本実施形態では、極板３０に磁界強度向上手段５０を設けており、極板３０の内輪側を肉厚にし、外輪側を薄肉にすることで構成されている。すなわち、磁束量は表面積に依存することから、内輪の外周面に対向する極板３０の肉厚を、外輪の内周面に対する肉厚よりも厚くすることで磁束量が多くなり、結果として内輪側で形成される磁気回路の磁界強度を強くすることが可能となる。

【0029】

具体的に、本実施形態では、極板３０に、内輪側から外輪側に向けて次第に薄肉厚化するテーパ面３０ｂを形成しており、外輪側の薄肉厚化された縁部３０ｃを磁石２０の外輪側縁面２０ｂと一致させている。このような構成によれば、磁石２０による磁束が内輪側に偏重し、隙間部分の磁力を低下させることなく、安定して内輪側磁性流体２５を保持することが可能となる。また、極板３０の外輪側の縁部３０ｃを磁石２０の外輪側縁面２０ｂと一致させたことで両者の位置決めが容易に行えるようになる。

【0030】

上記した構成では、内輪側の隙間Ｇに内輪側磁性流体２５を保持する構成としたが、前記磁石２０の寸法公差によって、外輪５の内周面５ａと磁石２０との間に微小な隙間が生じている可能性もあるため、そのような微小隙間に外輪側磁性流体（図示せず）を充填することでシール性をより向上することが可能となる。

【0031】

次に、本発明の別の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態では、前記実施形態と同様な構成については同一の参照符号を付し、詳細な説明については省略する。

【0032】

図４は、本発明の第２の実施形態を示す要部拡大図である。
本実施形態の磁界強度向上手段５０は、極板３０に、内輪側から外輪側に向けて次第に薄肉厚化するテーパ面３０ｂを形成するとともに、その中間部分でテーパ面を終端させて、極板３０を断面略台形状に形成している。このため、極板３０の外輪側の薄肉厚化された縁部３０ｃ´と外輪５の内周面５ａとの間には空隙が形成され、この部分が非磁性のスペーサとしての機能を果たすこととなる。

【0033】

このような構成によれば、第１の実施形態の構成よりも内輪側に形成される磁気回路の磁力を更に高めることが可能となり、より安定して内輪側磁性流体２５を隙間Ｇ内に保持することが可能となる。

【0034】

図５は、本発明の第３の実施形態を示す要部拡大図である。
本実施形態の磁界強度向上手段５０は、極板３０を均一の肉厚とし、その外輪側に配設される樹脂等の非磁性材料で形成されたリング状のスペーサ５１を有している。このような非磁性のスペーサ５１を、極板３０の外輪側の縁部３０ｃ´と外輪５の内周面５ａとの間に介在することで、上記した実施形態と同様、内輪側に形成される磁気回路の磁力を高めることが可能となり、安定して内輪側磁性流体２５を隙間Ｇ内に保持することが可能となる。

【0035】

また、前記スペーサ５１を樹脂材で形成することにより、極板３０及び磁石２０と一体化してユニット化することが容易となり、内外輪の間の組み付け及び位置決めが容易に行えるようになる。なお、スペーサ５１については、非磁性材料であれば良く、非磁性の金属や単なる空気層であっても良い。また、スペーサ５１は、その径方向長さが隙間Ｇの長さよりも長いことが好ましく、これにより、より効果的に内輪側の磁界強度を向上して磁性流体を安定して保持することが可能となる。

【0036】

更に、本実施形態では、外輪５の内周面５ａと磁石２０との間の微小隙間にも外輪側磁性流体２５ａを充填しており、これにより内部のシール性をより高めることが可能となる。このような外輪側磁性流体２５ａは、内輪側磁性流体を充填する際に、そのまま外輪側に充填することで配設することが可能である。

【0037】

図６は、本発明の第４の実施形態を示す要部拡大図である。
本実施形態の磁界強度向上手段５０は、第３実施形態と同様、極板と外輪との間に介在される樹脂製のスペーサ５３を備えている。このスペーサ５３の内輪側には、リング状の凹所５３ａが形成されており、この部分にリング状の極板３０が取着されている。すなわち、樹脂製のスペーサ５３は、内外輪間の開口部分に表面が露出した状態となっており、リング状の極板３０を表面に露出させることなく、軸方向内側に保持している。

【0038】

このような構成によれば、スペーサ５３と共に極板３０及び磁石２０を精度良くユニット化することができ、組み付けを容易に行うことが可能となる。また、このような構成では、開口部分は、樹脂製のスペーサ５３の表面が露出した状態になることから、極板の表面を保護することができ、更には、色彩等を付すことにより外観の向上も図れる。

【0039】

上述した各実施形態における軸受１の磁気シール機構１０は、いずれも隙間Ｇを内輪側に形成し、その部分に内輪側磁性流体を保持するようにしたが、いずれの実施形態においても、隙間Ｇは外輪側に形成しても良い。

【0040】

図７は、本発明の第５の実施形態を示す要部拡大図である。
この実施形態では、第１の実施形態と同様な構成で、極板３０の外輪側縁部３０ｃ´と外輪５の内周面５ａとの間に磁性流体（外輪側磁性流体）２６を保持している。前記極板３０は、第１の実施形態とは逆に、外輪側から内輪側に向けて次第に薄肉厚化するテーパ面３０ｂを有しており、内輪側の薄肉厚化された縁部３０ａ´を磁石２０の内輪側縁面２０ａと一致させている。このような構成では、磁石２０による磁束が外輪側に偏重し、隙間部分の磁力を低下させることなく、安定して外輪側磁性流体２６を保持することが可能となる。また、極板３０の内輪側の縁部３０ａ´を磁石２０の内輪側縁面２０ａと一致させたことで両者の位置決めが容易に行えるようになる。

【0041】

また、外輪側に隙間を形成して、上記した第２実施形態から第４実施形態と同様な磁気シール機構とする場合、内輪側に生じる微小隙間に、内輪側磁性流体を保持するように構成しても良い。

【0042】

図８は、従来の構成による磁気回路と、本発明の構成による磁気回路とを対比した磁界強度部分布を示す図である。
対比する軸受は、いずれも内外輪の大きさ、磁気シール機構における磁石の大きさ、極板の基本的な厚さ、隙間Ｇの大きさを同一条件としており、図１（ａ）に示したように、極板を通常タイプの形状としたもの、図５に示したように、極板の外輪側に非磁性のスペーサ（空気層）を配設したもの、図３に示したように、極板にテーパ面を形成したものである。このような３つのタイプの軸受について、一般的に流布している磁場解析ソフトを使用してパソコンソフト上で磁界強度分布をシミュレーションしたのが図８である。

【0043】

この磁界強度分布に見られるように、図１（ａ）に示す通常タイプの磁気シール機構では、上述した「発明が解決しようとする課題」の欄で指摘したように、隙間側で生じる磁界の強度が弱くなっており、したがって、磁性流体は保持するものの、その保持力は弱いものとなる。これに対し、極板の外輪側に非磁性のスペーサを介在させたもの、及び、極板を外輪側に向けて次第に薄肉厚化したものは、隙間側で生じる磁界の強度が強く、磁性流体の保持も安定する。

【0044】

なお、非磁性のスペーサを極板と外輪の内周面との間に介在するタイプでは、スペーサの径方向の長さを隙間の長さよりも若干広くしてシミュレーションしたが、スペーサの径方向の長さを更に広げることで、隙間側の磁界強度をより強くすることが可能である。

【0045】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されることはなく、適宜変形することが可能である。

【0046】

上述した磁界強度向上手段については、図１（ａ）に示したように、リング状の磁石にリング状の極板を配設した通常の配置構成では、これを内外輪間に組み込んだ際、隙間側の磁界強度が低下することに着目したものであり、これを、例えば図１（ｂ）に示すように、隙間側で生じる磁気回路の磁界強度を向上するように構成したものであれば、極板の形状、配置態様以外にも適宜変形することが可能である。例えば、磁石を隙間側に偏倚して配設しても良いし、極板については、隙間側の透磁率及び飽和磁束密度が高くなるような材料で構成したものであっても良い。

【0047】

また、上記した実施形態における磁気シール機構では、磁石２０は、外輪側に形成された段差５ｂ、或いは、内輪側に形成された段差３ｂに当て付けて位置決め固定したが、段差を形成することなく磁石２０を嵌入（圧入）して固定する構成であっても良いし、磁石を取着した極板を段差等に当て付けて位置決め固定する構成であっても良い。この場合、極板に、別途、段差に当て付くような凹凸等を形成しておいても良い。

【0048】

また、上記した各実施形態では、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。

【0049】

さらに、上記した実施形態の構成において、開口側に極板３０が露出する場合、そ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２０に付着することを効果的に防止することができる。

【符号の説明】

【0050】

１ 磁性流体シール付き軸受
３ 内輪
５ 外輪
７ 転動体
１０ 磁気シール機構
２０ リング状の磁石
２５ 内輪側磁性流体
２６ 外輪側磁性流体
３０ リング状の極板
５０ 磁界強度向上手段
Ｇ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】