特許 6906266 往復軸に用いられる磁粉シール装置

(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】6906266

(24)【登録日】2021年7月1日

(45)【発行日】2021年7月21日

(54)【発明の名称】往復軸に用いられる磁粉シール装置

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/53 20060101AFI20210708BHJP

   F16J 15/43 20060101ALI20210708BHJP

   F16J 15/3232 20160101ALI20210708BHJP

   F16J 15/3236 20160101ALI20210708BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/53

   F16J15/43

   F16J15/3232 101

   F16J15/3236

【請求項の数】10

【外国語出願】

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2021-21540(P2021-21540)

(22)【出願日】2021年2月15日

(65)【公開番号】特開2021-99163(P2021-99163A)

(43)【公開日】2021年7月1日

【審査請求日】2021年3月10日

(31)【優先権主張番号】202010675332.5

(32)【優先日】2020年7月14日

(33)【優先権主張国】CN

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】502192546

【氏名又は名称】清華大学

【氏名又は名称原語表記】Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100113170

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 和久

(72)【発明者】

【氏名】李 徳才

(72)【発明者】

【氏名】李 鉦皓

【審査官】 保田 亨介

(56)【参考文献】

【文献】 中国特許出願公開第１０４００６１６２（ＣＮ，Ａ）

【文献】 中国実用新案第２０３８６８３４６（ＣＮ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２１５５３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭６２−１７７３６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５８０６８５６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 中国実用新案第２０９７０５２７５（ＣＮ，Ｕ）

【文献】 中国特許出願公開第１１０８４８３９１（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ１／００−１／２４

７／００−１０／０４

１５／００−１５／３２

１５／３２０４−１５／３２３６

１５／３２４−１５／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケーシングと、
前記ケーシングを貫通する往復軸であって、前記ケーシングに対して前記往復軸の軸方向に沿って往復運動することができる、前記往復軸と、
前記ケーシング内に設けられるとともに、前記往復軸の外周側にセットされる第１ポールピースと、
前記ケーシング内に設けられるとともに、前記往復軸の外周側にセットされる第２ポールピースと、
前記ケーシング内に設けられるとともに、前記往復軸の外周側にセットされる永久磁石と、
第１磁粉ブロックを含む第１磁粉補充ユニットと、を備え、
前記第１ポールピースの内周壁には、前記往復軸の軸方向に沿って、間隔を空けて配置される複数の第１ポールティースが設けられ、前記第１ポールティースのティースの先端面と前記往復軸の外周面との間にはシールするための磁粉が設けられ、前記第１ポールピースは第１収容腔部を有し、
前記第２ポールピースの内周壁には、前記往復軸の軸方向に沿って、間隔を空けて配置される複数の第２ポールティースが設けられ、前記第２ポールティースのティースの先端面と前記往復軸の外周面との間には前記磁粉が設けられ、
前記永久磁石は前記第１ポールピースと前記第２ポールピースとの間に位置し、
前記永久磁石、前記第１ポールピース、前記磁粉、前記往復軸、及び前記第２ポールピースは磁気回路を形成し、
前記第１磁粉ブロックは前記第１収容腔部内に設けられるとともに、第１位置と第２位置との間で移動可能であり、
前記第１位置において、前記第１磁粉ブロックは、前記往復軸の外周面に接触し、前記往復軸と摩擦して磁粉を生成させることで、前記第１ポールティースと前記往復軸との間の磁粉を補充し、
前記第２位置において、前記第１磁粉ブロックは、前記往復軸の外周面から離間している、
ことを特徴とする、往復軸に用いられる磁粉シール装置。

【請求項2】

前記第１磁粉補充ユニットは、第１操作部材と第１絶磁ブロックとをさらに含み、
前記第１操作部材は、一端が前記ケーシング及び前記第１ポールピースに挿通して前記第１収容腔部内に挿入されるとともに、前記第１磁粉ブロックに接続され、
前記第１絶磁ブロックは、前記第１ポールピースと前記第１磁粉ブロックとの間に設けられ、
前記第１操作部材は、前記第１絶磁ブロックを介して前記第１磁粉ブロックに繋がる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の往復軸に用いられる磁粉シール装置。

【請求項3】

前記第１操作部材は、
前記ケーシングの外側に位置する第１エンド部と、
一端が前記第１エンド部に繋がり、他端が前記ケーシング及び前記第１ポールピースに挿通して前記第１収容腔部内に挿入されるとともに、前記第１絶磁ブロックに繋がる第１接続ロッドと、
を有することを特徴とする、請求項２に記載の往復軸に用いられる磁粉シール装置。

【請求項4】

前記第１接続ロッドは、前記ケーシング及び前記第１ポールピースに対して、前記第１接続ロッドの長さ方向に沿って移動することができ、
前記第１操作部材は、前記第１エンド部と前記ケーシングとの間において、前記第１エンド部と前記ケーシングとに当接するとともに、前記第１接続ロッドの外周側にセットされる第１戻しばねをさらに有する、
ことを特徴とする、請求項３に記載の往復軸に用いられる磁粉シール装置。

【請求項5】

前記第１接続ロッドはねじによって前記ケーシングに接続され、
前記第１絶磁ブロックは、前記第１接続ロッドに回動可能に繋がり、
前記第１収容腔部の内壁面には、前記第１接続ロッドの長さ方向に沿って延在するリミット溝が設けられ、
前記第１絶磁ブロックは、前記リミット溝内に移動可能に嵌め込まれる、
ことを特徴とする請求項３に記載の往復軸に用いられる磁粉シール装置。

【請求項6】

前記第１接続ロッドの軸方向において、前記第１絶磁ブロックと前記第１ポールピースとの間に介在するとともに、前記第１接続ロッドを取り囲む第１スペーサをさらに備える、
ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の往復軸に用いられる磁粉シール装置。

【請求項7】

前記往復軸における前記第１磁粉ブロックに対向する部位は、表面処理層が設けられ、または耐摩耗材料で製造される、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の往復軸に用いられる磁粉シール装置。

【請求項8】

前記第２ポールピースは第２収容腔部を有し、
前記磁粉シール装置は、第２磁粉ブロックを含む第２磁粉補充ユニットをさらに備え、
前記第２磁粉ブロックは前記第２収容腔部内に設けられるとともに、第３位置と第４位置との間で移動可能であり、
前記第３位置において、前記第２磁粉ブロックは、前記往復軸の外周面に接触し、前記往復軸と摩擦して磁粉を生成させることで、前記第２ポールティースと前記往復軸との間の磁粉を補充し、
前記第４位置において、前記第２磁粉ブロックは前記往復軸の外周面から離間している、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の往復軸に用いられる磁粉シール装置。

【請求項9】

前記第２磁粉補充ユニットは、第２操作部材と第２絶磁ブロックとをさらに含み、
前記第２操作部材は、一端が前記ケーシング及び前記第２ポールピースに挿通して前記第２収容腔部内に挿入されるとともに、前記第２磁粉ブロックに接続され、
前記第２操作部材は、前記第２絶磁ブロックを介して前記第２磁粉ブロックに繋がる、
ことを特徴とする請求項８に記載の往復軸に用いられる磁粉シール装置。

【請求項10】

リップシールリングをさらに備え、
前記ケーシングは、前記往復軸が挿通する第１挿通穴及び第２挿通穴を有し、
前記第１挿通穴及び前記第２挿通穴のいずれの内周面にも、前記リップシールリングが嵌め込まれる環状溝が設けられる、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の往復軸に用いられる磁粉シール装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はシール技術分野に関し、特に、往復軸に用いられる磁粉シール装置に関する。

【背景技術】

【0002】

磁粉シールは、磁性粒子を主体として、界面活性剤、潤滑剤等によって改質されて形成されたマイクロナノ磁性粉体（以下、「磁粉」と称する）をシール媒体とするシール形式である。磁粉シールは、高性能で新規のシール技術であり、従来のシール方式に比べて、漏れ率が低く、耐圧性が強く、信頼性が高く、極端温度に耐えられ、表面改質によって特定の環境における耐圧性を向上させることができるなどの利点を有する。

【0003】

しかしながら、関連技術における磁粉シール装置は、往復軸が往復運動する過程において、一部の磁粉が往復軸に付着しやすく、徐々に引きずられてシール隙間から離れるようになる。長期間往復動作すると、シール隙間に吸着される磁粉が少なくなり、シール装置は耐圧性が低下し、漏れ率が高くなり、ひいてはシール効果を完全に失うことになる。

【発明の概要】

【0004】

本開示は、少なくとも関連技術における技術課題の１つをある程度解決することを目的とする。そのために、本開示による実施例は、往復軸に用いられる磁粉シール装置を提供し、磁粉の自己補充を実現してシール装置のシール効果を向上させた。

【0005】

本開示による実施例における往復軸に用いられる磁粉シール装置は、ケーシングと、往復軸と、第１ポールピースと、第２ポールピースと、永久磁石と、第１磁粉補充ユニットとを備え、前記往復軸は前記ケーシングを貫通するとともに、前記ケーシングに対して、前記往復軸の軸方向に沿って往復運動することができ、前記第１ポールピースは、前記ケーシング内に設けられるとともに、前記往復軸の外周側にセットされ、前記第１ポールピースの内周壁には、前記往復軸の軸方向に沿って、間隔を空けて配置される複数の第１ポールティースが設けられ、前記第１ポールティースのティースの先端面と前記往復軸の外周面との間にはシールするための磁粉が設けられ、前記第１ポールピースは第１収容腔部を有し、前記第２ポールピースは、前記ケーシング内に設けられるとともに、前記往復軸の外周側にセットされ、前記第２ポールピースの内周壁には、前記往復軸の軸方向に沿って、間隔を空けて配置される複数の第２ポールティースが設けられ、前記第２ポールティースのティースの先端面と前記往復軸の外周面との間には前記磁粉が設けられ、前記永久磁石は、前記ケーシング内に設けられるとともに、前記往復軸の外周側にセットされ、前記永久磁石は、前記第１ポールピースと前記第２ポールピースとの間に位置し、前記永久磁石、前記第１ポールピース、前記磁粉、前記往復軸、及び前記第２ポールピースは磁気回路を形成し、前記第１磁粉補充ユニットは第１磁粉ブロックを含み、前記第１磁粉ブロックは前記第１収容腔部内に設けられるとともに、第１位置と第２位置との間で移動可能であり、前記第１位置において、前記第１磁粉ブロックは、前記往復軸の外周面に接触し、前記往復軸と摩擦して磁粉を生成させることで、前記第１ポールティースと前記往復軸との間の磁粉を補充し、前記第２位置において、前記第１磁粉ブロックは前記往復軸の外周面から離間している。

【0006】

本開示による実施例における往復軸に用いられる磁粉シール装置は、第１磁粉補充ユニットの第１磁粉ブロックによって磁粉を生成させ、磁粉が磁場力の作用によってシール隙間に補充され、外部からシール隙間における磁粉を補充することが不要となり、磁粉の自己補充を実現する。本装置はシール効果が低下した後、シール性能を回復させることができ、シール装置の耐圧性を向上させるとともに、漏れ率を低減させる。

【0007】

いくつかの実施例において、前記第１磁粉補充ユニットは、第１操作部材と第１絶磁ブロックとをさらに含む。前記第１操作部材の一端は、前記ケーシング及び前記第１ポールピースを挿通して前記第１収容腔部内に挿入されるとともに、前記第１磁粉ブロックに接続され、前記第１絶磁ブロックは前記第１ポールピースと前記第１磁粉ブロックとの間に設けられ、前記第１操作部材は前記第１絶磁ブロックを介して前記第１磁粉ブロックに繋がる。

【0008】

いくつかの実施例において、前記第１操作部材は第１エンド部と第１接続ロッドとを有し、前記第１エンド部は前記ケーシングの外側に位置し、前記第１接続ロッドは、一端が前記第１エンド部に繋がり、他端が前記ケーシング及び前記第１ポールピースを挿通して前記第１収容腔部内に挿入されるとともに、前記第１絶磁ブロックに繋がる。

【0009】

いくつかの実施例において、前記第１接続ロッドは前記ケーシング及び前記第１ポールピースに対して前記第１接続ロッドの長さ方向に沿って移動することができ、前記第１操作部材は第１戻しばねをさらに有し、前記第１戻しばねは、前記第１エンド部と前記ケーシングとの間において、前記第１エンド部と前記ケーシングとに当接するとともに、前記第１接続ロッドの外周側にセットされる。

【0010】

いくつかの実施例において、前記第１接続ロッドはねじによって前記ケーシングに接続され、前記第１絶磁ブロックは前記第１接続ロッドに回動可能に繋がり、前記第１収容腔部の内壁面には、前記第１接続ロッドの長さ方向に沿って延在するリミット溝が設けられ、前記絶磁ブロックは前記リミット溝内に移動可能に嵌め込まれる。

【0011】

いくつかの実施例において、前記磁粉シール装置は第１スペーサをさらに備え、前記第１スペーサは、前記第１絶磁ブロックの前記第１ポールピースに近い側に設けられるとともに、前記第１接続ロッドを取り囲む。

【0012】

いくつかの実施例において、前記往復軸における前記第１磁粉ブロックに対向する部位は、表面処理層が設けられ、または耐摩耗材料で製造される。

【0013】

いくつかの実施例において、前記第２ポールピースは第２収容腔部を有し、前記磁粉シール装置は、第２磁粉ブロックを含む第２磁粉補充ユニットをさらに備え、前記第２磁粉ブロックは前記第２収容腔部内に設けられるとともに、第３位置と第４位置との間で移動可能であり、前記第３位置において、前記第２磁粉ブロックは、前記往復軸の外周面に接触し、前記往復軸と摩擦して磁粉を生成させることで、前記第２ポールティースと前記往復軸との間の磁粉を補充し、前記第４位置において、前記第２磁粉ブロックは前記往復軸の外周面から離間している。

【0014】

いくつかの実施例において、前記第２磁粉補充ユニットは第２操作部材と第２絶磁ブロックとをさらに含み、前記第２操作部材の一端は、前記ケーシング及び前記第２ポールピースを挿通して前記第２収容腔部内に挿入されるとともに、前記第２磁粉ブロックに接続され、前記第２操作部材は前記第２絶磁ブロックを介して前記第２磁粉ブロックに繋がる。

【0015】

いくつかの実施例において、磁粉シール装置はリップシールリングをさらに備え、前記ケーシングは、前記往復軸が挿通する第１挿通穴及び第２挿通穴を有し、前記第１挿通穴及び前記第２挿通穴のいずれの内周面にも、前記リップシールリングが嵌め込む環状溝が設けられる。

【0016】

本開示の付加的内容及び利点は、一部が以下の説明において開示され、一部が以下の説明によって明瞭となり、或いは本開示の応用によって把握される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本開示による実施例における磁粉シール装置の断面図である。

【図2】図１に示す磁粉シール装置のＡ−Ａ断面図である。

【図3】本開示による実施例における磁粉シール装置の第１磁粉ブロックが第１位置にある様子を示す模式図である。

【図4】本開示による別の実施例における磁粉シール装置の断面図である。

【図5】本開示によるさらなる別の実施例における磁粉シール装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本開示の実施例を詳しく説明する。前記実施例の例示は図面において示される。以下に図面を参照しながら説明する実施例は例示的なものであり、本開示を説明するためめのものであって、本開示を限定するためのものではない。

【0019】

図１と図２に示すように、本開示による実施例における往復軸２に用いられる磁粉シール装置は、ケーシング１と、往復軸２と、第１ポールピース３と、第２ポールピース４と、永久磁石５と、第１磁粉補充ユニット６とを備える。

【0020】

ここで、往復軸２はケーシング１を貫通するとともに、ケーシング１に対して往復軸２の軸方向（図１における矢印Ｂが示す方向）に沿って往復運動することができる。第１ポールピース３はケーシング１内に設けられるとともに、往復軸２の外周側にセットされる。第１ポールピース３の内周壁には、往復軸２の軸方向に沿って、間隔を空けて配置される複数の第１ポールティース３１が設けられる。第１ポールティース３１のティースの先端面と往復軸２の外周面との間には、シールするための磁粉が設けられ、第１ポールピース３は第１収容腔部を有する。第２ポールピース４はケーシング１内に設けられるとともに、往復軸２の外周側にセットされる。第２ポールピース４の内周壁には、往復軸２の軸方向に間隔を空けて配置される複数の第２ポールティース４１が設けられる。第２ポールティース４１のティースの先端面と往復軸２の外周面との間には、同様に磁粉が設けられる。

【0021】

永久磁石５はケーシング１内に設けられるとともに、往復軸２の外周側にセットされ、永久磁石５は第１ポールピース３と第２ポールピース４との間に位置する。永久磁石５、第１ポールピース３、磁粉、往復軸２、及び第２ポールピース４は磁気回路を形成する。なお、第１ポールピース３、往復軸２、及び第２ポールピース４は何れも導磁性材料で製造されるが、ケーシング１は非導磁性材料で製造される。磁粉は、磁場の作用によって第１ポールティース３１および第２ポールティース４１のティースの先端面に吸着され、往復軸２に接触してシールを実現する。以下、説明を容易にするために、往復軸２と、第１ポールティース３１または第２ポールティース４１との間の隙間を、何れもシール隙間と称する。

【0022】

第１磁粉補充ユニット６は第１磁粉ブロック６１を含み、第１磁粉ブロック６１は、第１ポールピース３の第１収容腔部内に設けられるとともに、第１位置と第２位置との間で移動可能であり、第１位置において、第１磁粉ブロック６１は、往復軸２の外周面に接触し、往復軸２と摩擦して磁粉を生成させる。シール隙間における磁力線が最も密集するので、摩擦によって形成された磁粉は磁場力の作用によって、第１磁粉ブロック６１から第１ポールティース３１に流れ、第１ポールティース３１に吸着され、シール隙間における磁粉の補充を実現するようになる。第２位置において、第１磁粉ブロック６１は往復軸２の外周面から離間し、磁粉を生成させない。

【0023】

なお、前記磁粉は、平均粒径が３０ｎｍのＳｍＣｏ_５粉末と平均粒径が１００μｍのオレイン酸コートＦｅ_３Ｏ_４粒子を、質量比２：１で混合し、二硫化モリブデンを加えて混合して調整された粉体である。第１磁粉ブロック６１は、上述磁粉を樹脂と混合してプレスして形成されたブロック状の固体である。

【0024】

本開示による実施例における磁粉シール装置は、第１磁粉補充ユニット６が設けられ、第１磁粉補充ユニット６の第１磁粉ブロック６１によって磁粉を生成させ、磁粉が磁場力の作用によってシール隙間に補充され、外部からシール隙間における磁粉を補充することが不要となり、装置内の磁粉の自己補充を実現する。本装置はシール効果が低下した後、シール性能を回復させることができ、シール装置の耐圧性を向上させるとともに、漏れ率を低減させる。

【0025】

本開示による実施例における第１磁粉補充ユニット６は、第１操作部材と第１絶磁ブロック６２とをさらに含み、第１操作部材の一端はケーシング１及び第１ポールピース３を挿通して第１収容腔部内に挿入されるとともに、第１磁粉ブロック６１に接続される。このように設置すると、ユーザは、第１操作部材によって、第１磁粉ブロック６１を、往復軸２に対して接離するように制御することができる。また、第１操作部材により磁粉ブロックへの圧力が制御可能であるため、磁粉ブロックと往復軸２との間の圧力を制御することで単位時間内に生成される磁粉の量を制御することによって、ユーザは、磁粉の消耗程度とシール装置のシール性能に基づいて、磁粉を適応に補充することができる。

【0026】

磁粉ブロックと他の部品との磁気性能が相互に影響することを避けるために、第１ポールピース３と第１磁粉ブロック６１との間に第１絶磁ブロック６２が設けられる。第１絶磁ブロック６２は、例えば、消磁した３０４ステンレス鋼又はアルミニウム合金材料などの非導磁性材料で製造される。第１操作部材は、第１絶磁ブロック６２を介して第１磁粉ブロック６１に繋がる。本実施例において、第１絶磁ブロック６２と第１磁粉ブロック６１との繋がりは接着剤によって実現されるが、当然ながらこれに限らず、他の方式で接続してもよく、安定的に接続する効果を奏すればよい。

【0027】

いくつかの実施例において、第１操作部材は、第１エンド部６３と第１接続ロッド６４とを有し、第１エンド部６３は、ケーシング１の外側に位置し、第１接続ロッド６４は、一端が第１エンド部６３に繋がり、他端がケーシング１及び第１ポールピース３を挿通して第１収容腔部内に挿入されるとともに、第１絶磁ブロック６２に繋がる。このように設置すると、ユーザは、第１エンド部６３によって第１接続ロッド６４を制御することができるとともに、接続ロッドに圧力を容易に加えることができ、より精確に磁粉の補充量を制御することができる。

【0028】

さらに、図１に示すように、第１操作部材は第１戻しばね６５をさらに有し、第１接続ロッド６４はケーシング１及び第１ポールピース３に対して、第１接続ロッド６４の長さ方向に沿って移動することができ、第１戻しばね６５は、第１エンド部６３とケーシング１との間において、第１エンド部６３とケーシング１とに当接するとともに接続ロッドの外周側にセットされる。換言すれば、第１戻しばね６５は、一端が第１エンド部６３のケーシング１に近い側に当接し、他端がケーシング１に当接する。

【0029】

このように設置すると、ユーザは、第１エンド部６３を押すことで、簡単かつ直接的に第１接続ロッド６４に圧力を加えることができる。また、磁粉の補充が完了した後、第１操作部材は第１戻しばね６５の作用によって自動的に復帰し、第１磁粉ブロック６１は往復軸２から離間する。したがって、操作は容易になる。さらに、第１戻しばね６５は第１エンド部６３に対して支持力を継続的に付与することもでき、自然状態において第１磁粉ブロック６１が往復軸２に接触しないことを保証する。

【0030】

図４に示すように、別の実施例において、第１接続ロッド６４は、ねじによってケーシング１に接続され、第１絶磁ブロック６２は、第１接続ロッド６４に回動可能に繋がり、第１収容腔部の内壁面には、第１接続ロッド６４の長さ方向に沿って延在するリミット溝が設けられ、第１絶磁ブロック６２はリミット溝内に移動可能に嵌め込まれる。換言すれば、第１絶磁ブロック６２は、第１接続ロッド６４に対して回動可能であるとともに、第１絶磁ブロック６２はリミット溝に対して、その延在方向に沿って移動することのみが可能であり、リミット溝に対して回動することができない。第１接続ロッド６４の外周には雄ねじが設けられ、ケーシング１にはねじ穴が設けられ、第１接続ロッド６４はケーシング１のねじ穴内に嵌め込まれる。本実施例において、第１絶磁ブロック６２と第１接続ロッド６４とはピン軸によって接続され、前記ピン軸と第１接続ロッド６４とは同軸に設けられるとともに、絶磁ブロックが正常に回動できるように十分な隙間が設けられている。

【0031】

なお、第１絶磁ブロック６２を容易にリミット溝内に取り付けるために、図４に示すように、第１ポールピース３は分離構造を有し、第１左側半ポールピースと第１右側半ポールピースに分けられる。取り付ける際に、まず第１絶磁ブロック６２と第１磁粉ブロック６１とを接続させ、そして、第１左側半ポールピースをケーシング１内に入れて、第１絶磁ブロック６２と第１接続ロッド６４とを繋ぎ、最後に、第１右側半ポールピースを取り付ける。

【0032】

よって、ユーザは、図４における矢印Ｄが示す方向に沿って第１接続ロッド６４又は第１エンド部６３を回転させることで、第１接続ロッド６４をねじ穴の長さ方向に移動させて、第１絶磁ブロック６２をリミット溝の延在方向に沿って移動させるようにすることができる。第１絶磁ブロック６２は、第１磁粉ブロック６１を移動させ、最終的に往復軸２と接触させて摩擦によって磁粉を生成させる。このような方法では、エンド部又は接続ロッドに対して継続的に付勢する必要がなく、かつ第１磁粉ブロック６１に対してより大きな圧力を提供し、より速やかに磁粉を補充することができる。

【0033】

いくつかの実施例において、第１磁粉補充ユニット６は第１スペーサ６６をさらに備え、第１スペーサ６６は、第１絶磁ブロック６２の第１ポールピース３に近い側に設けられるとともに、第１接続ロッド６４を取り囲む。第１スペーサ６６は、第１絶磁ブロック６２とケーシング１の内周壁との間に設けられるとともに、第１接続ロッド６４の外周側にセットされる。第１スペーサ６６はシール作用を奏し、第１収容腔部が、第１ポールピース３及びケーシング１と第１接続ロッド６４との隙間を介して外部に連通されることにより、シールが無効になることを防止する。また、別の実施例において、第１ポールピース３の外周壁には環状溝が開設され、前記環状溝内にはＯリングが設けられる。Ｏリングは、シールされるチャンバーが、第１ポールピース３とケーシング１との隙間を介して外部に連通されることを防止するために用いられる。

【0034】

図１に示すように、いくつかの実施例において、磁粉シール装置は第２磁粉補充ユニット７をさらに備える。第２磁粉補充ユニット７の構造は第１磁粉補充ユニット６とほぼ同様であり、ケーシング１内における相対的な位置が異なる点で相違する。第１磁粉補充ユニット６は第１ポールピース３に対応し、第１ポールティース３１における磁粉を補充するためのものである。第２磁粉補充ユニット７は第２ポールピース４に対応し、第２ポールティース４１における磁粉を補充するためのものである。

【0035】

具体的には、前記第２磁粉補充ユニットは、第２磁粉ブロック７１と、第２操作部材と、第２絶磁ブロック７２とを含み、第２ポールピース４は第２収容腔部を有する。第２磁粉ブロック７１は、第２収容腔部内に設けられるとともに、第３位置と第４位置との間で移動可能である。第３位置において、第２磁粉ブロック７１は往復軸２の外周面に接触し、往復軸２と摩擦して磁粉を生成させることで、第２ポールティース４１と往復軸２との間の磁粉を補充する。第４位置において、第２磁粉ブロック７１は往復軸２の外周面から離間している。

【0036】

なお、第２磁粉補充ユニット７は、同様に第１スペーサ６６に対応する第２スペーサ７６を有する。第２スペーサ７６は、第２絶磁ブロック７２の第２ポールピース４に近い側に設けられるとともに、第２接続ロッド７４を取り囲むことで、第２収容腔部が、第２ポールピース４及びケーシング１と第２接続ロッド７４との隙間を介して外部に連通されることを防止する。同様に、第２ポールピース４の外周壁には環状溝が開設され、前記環状溝内にはＯリングが設けられる。Ｏリングは、シールされるチャンバーが、第２ポールピース４とケーシング１との隙間を介して外部に連通されることを防止するためのものである。

【0037】

いくつかの実施例において、往復軸２における第１磁粉ブロック６１及び第２磁粉ブロック７１に対向する部位は、表面処理層が設けられ、または耐摩耗材料で製造される。往復軸２の少なくとも一部の表面は耐摩耗材料、或いは表面処理された表面処理層であると理解される。少なくとも一部とは、磁粉ブロックに接触し得る部分である。このようにして、往復軸２の硬さと耐摩耗性を向上させる。

【0038】

上記効果を達成するために、往復軸２は複数の軸セグメントを組み合わせたものであってもよく、一体的な構造であってもよい。図１に示すように、往復軸２は、左セグメント、第１耐摩耗セグメント、中間セグメント、第２耐摩耗セグメント、及び右セグメントをこの順に繋がるように含む。ここで、第１耐摩耗セグメントと第２耐摩耗セグメントとは４５鋼で加工されたものである。左セグメント、中間セグメント、及び右セグメントはＱ２３５鋼で加工されたものである。また、これらのセグメントはねじによって接続される。このように設置すると、材料コストを低減することができる。図５に示すように、往復軸２は一体的な構造であるため、表面処理の方法で加工することによってコストを低減することができる。表面処理の方法は浸炭、窒化、クロムメッキ、表面焼き入れ、ショットピーニングなどを含む。

【0039】

いくつかの実施例において、磁粉シール装置はリップシールリング８をさらに備え、ケーシング１は、往復軸２が挿通する第１挿通穴及び第２挿通穴を有し、第１挿通穴及び第２挿通穴のいずれの内周面にも、リップシールリング８が嵌め込む環状溝が設けられる。よって、磁粉シールとリップシールとを組み合わせたシール方法は、シール隙間から逸脱した磁粉がケーシング１から容易に離れることなく、磁粉による外部の動作環境の汚染を低減し、信頼性の高いシール効果が実現される。

【0040】

なお、本開示による実施例における磁粉シール装置は、ケーシング１の構造が一体的な構造であってもよいが、装着を容易にするために、ケーシング１を分離構造にして設置してもよく、或いはケーシング１に開口を設けて端蓋１１を追加的に設置してもよい。

【0041】

以下、図１〜図３を参照しながら本開示による具体例における往復軸２に用いられる磁粉シール装置を説明する。

【0042】

図１と図２に示すように、本開示による実施例における往復軸２に用いられる磁粉シール装置は、ケーシング１と、往復軸２と、第１ポールピース３と、第２ポールピース４と、永久磁石５と、第１磁粉補充ユニット６と、第２磁粉補充ユニット７とを備える。

【0043】

ケーシング１は、右端が開口し、開口箇所には端蓋１１が設けられる。ケーシング１の左端には第１挿通穴を有し、端蓋１１には第２挿通穴を有する。往復軸２は第１挿通穴と第２挿通穴とを貫通する。第１挿通穴及び第２挿通穴のいずれの内周面にも、リップシールリング８が嵌め込む環状溝が設けられる。第１ポールピース３及び第２ポールピース４は、何れも往復軸２の外周側にセットされるとともに、ケーシング１の内部に位置する。第１ポールピース３の外周壁はケーシング１の内周壁に当接する。第２ポールピース４の外周壁はケーシング１の内周壁に当接する。第１ポールピース３と第２ポールピース４との間には永久磁石５が設けられ、永久磁石５はケーシング１に接触しない。永久磁石５、第１ポールピース３、磁粉、往復軸２、及び第２ポールピース４は磁気回路を形成し、安定的な磁場を発生させる。第１ポールピース３は複数の第１ポールティース３１を有し、第２ポールピース４は複数の第２ポールティース４１を有する。第１ポールティース３１及び第２ポールティース４１は磁場力の作用によって磁粉を吸着し、磁粉はシール隙間に充填されてシール作用を奏する。

【0044】

第１ポールピース３は第１収容腔部を有する。第１収容腔部内には第１磁粉補充ユニット６が設けられる。第２ポールピース４は第２収容腔部を有する。第２収容腔部内には第２磁粉補充ユニット７が設けられる。

【0045】

第１磁粉補充ユニット６は第１磁粉ブロック６１、第１絶磁ブロック６２、及び第１操作部材を有する。第１磁粉ブロック６１と第１絶磁ブロック６２は第１収容腔部内に設けられる。第１操作部材はケーシング１を挿通して第１絶磁ブロック６２に繋がり、第１絶磁ブロック６２は第１磁粉ブロック６１に繋がる。第２磁粉補充ユニット７は第２磁粉ブロック７１、第２絶磁ブロック７２、及び第２操作部材を含む。第２磁粉ブロック７１と第２絶磁ブロック７２は第２収容腔部内に設けられる。第２操作部材はケーシング１を挿通して第２絶磁ブロック７２に繋がり、第２絶磁ブロック７２は第２磁粉ブロック７１に繋がる。

【0046】

第１操作部材は第１エンド部６３、第１接続ロッド６４、及び第１戻しばね６５を有する。第１接続ロッド６４は、一端が第１エンド部６３に繋がり、他端がケーシング１及び第１ポールピース３を挿通して第１絶磁ブロック６２に繋がる。第１接続ロッド６４はその長さ方向に沿って移動することができる。第１戻しばね６５は第１エンド部６３とケーシング１との間において、第１エンド部６３とケーシング１とに当接するとともに第１接続ロッド６４の外周側にセットされる。第１絶磁ブロック６２の第１ポールピース３に近い側には第１スペーサ６６が設けられる。第１スペーサ６６は第１接続ロッド６４の外周側にセットされる。第２操作部材は第２エンド部７３、第２接続ロッド７４、及び第２戻しばね７５を有する。第２接続ロッド７４は、一端が第２エンド部７３に繋がり、他端がケーシング１及び第２ポールピース４を挿通して第２絶磁ブロック７２に繋がる。第２接続ロッド７４はその長さ方向に沿って移動することができる。第２戻しばね７５は第２エンド部７３とケーシング１との間において、第２エンド部７３とケーシング１とに当接するとともに第２接続ロッド７４の外周側にセットされる。第２絶磁ブロック７２の第２ポールピース４に近い側には第２スペーサ７６が設けられる。第２スペーサ７６は第２接続ロッド７４の外周側にセットされる。

【0047】

往復軸２は、左セグメント、第１耐摩耗セグメント、中間セグメント、第２耐摩耗セグメント、及び右セグメントをこの順に繋がるように含む。ここで、第１耐摩耗セグメントと第２耐摩耗セグメントとは４５鋼で加工されたものである。左セグメント、中間セグメント、及び右セグメントはＱ２３５鋼で加工されたものである。かつ隣接する２つのセグメントはねじによって接続される。

【0048】

図２と図３に示すように（図３における矢印Ｃが示す方向は付勢方向である）、第１ポールティース３１に対応するシール隙間における磁粉を補充する必要がある場合、第１エンド部６３を押すだけで、第１接続ロッド６４は第２位置から第１位置に移動し、第１磁粉ブロック６１は第１耐摩耗セグメントに接触し、往復軸２は往復運動する過程において第１磁粉ブロック６１と摩擦し、第１磁粉ブロック６１に磁粉を生成させる。磁粉は磁場力の作用によって、第１ポールティース３１のシール隙間に流れて磁粉の自己補充を完成する。このとき、ユーザは第１エンド部６３を開放し、第１戻しばね６５の作用によって、第１操作部材は第２位置に復帰し、第１磁粉ブロック６１は往復軸２から離間し、磁粉を生成させない。

【0049】

本開示の説明において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などの用語が示す方位又は位置関係は、図面に基づく方位又は位置関係であり、本開示を容易に説明するためのものや説明を簡略化するためのものに過ぎず、当該装置又は部品が必ず特定な方位を有すること、特定な方位で構成や操作することを示す又は暗示するためのものではないため、本開示を限定するものとして理解すべきではないと理解されるべきである。

【0050】

また、「第１」、「第２」という用語は目的を説明するためのみに用いられ、相対的な重要性を示す又は暗示するためのもの、或いは示される技術特徴の数を暗示するためのものとして理解すべきではない。よって、「第１」、「第２」で限定される特徴は少なくとも１つの当該特徴を有することを示す又は暗示することができる。本開示の説明において、「複数」は、明確で具体的な限定がない限り、少なくとも２つ、例えば２つ、３つなどである。

【0051】

本開示において、明確な規定や限定がない限り、「取り付ける」、「繋がる」、「接続」、「固定」等の用語は広義に理解されるべきである。例えば、明確な限定がない限り、固定的に接続してもよく、取り外し可能に接続してもよく、又は一体的になってもよく、そして、機械的に接続してもよく、電気的に接続してもよく、又は互いに通信可能であってもよく、さらに、直接的に繋がってもよく、中間媒介を介して間接的に繋がってもよく、２つの部品の内部の連通又は２つの部品の相互作用関係であってもよい。当業者は具体的な状況に応じて、上記用語の本開示における具体的な意味を理解することができる。

【0052】

本開示において、明確な規定や限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあるということは、第１特徴と第２特徴とが直接的に接触することであってもよく、又は第１特徴と第２特徴とが中間媒介を介して間接的に接触することであってもよい。また、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」及び「上部」にあるということは、第１特徴が第２特徴の真上又は斜め上方にあることであってもよく、又は単に第１特徴の水平高さが第２特徴の水平高さよりも高いことを示してもよい。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」及び「下部」にあるということは、第１特徴が第２特徴の真下又は斜め下方にあることであってもよく、又は単に第１特徴の水平高さが第２特徴の水平高さよりも低いことを示してもよい。

【0053】

本開示において、「１つの実施例」、「いくつかの実施例」、「例示」、「具体例」又は「いくつかの例示」等の、当該実施例又は例示を参照して説明した具体的な特徴、構成、材料又はポイントは、本開示の少なくとも１つの実施例又は例示に含まれる。本明細書において、上記用語に対する模式的な説明は必ずしも同一の実施例又は例示に対するものではなくてもよい。また、説明した具体的な特徴、構成、材料又はポイントをいずれか又は複数の実施例又は例示において適当に組み合わせることができる。さらに、互いに矛盾しない場合、当業者は本明細書における異なる実施例又は例示、異なる実施例又は例示の特徴を組み合わせることができる。

【0054】

前文において本開示の実施例を説明したが、上記実施例は例示的なものであり、本開示を限定するものとして理解すべきではない。当業者は本開示の範囲で上記実施例に対して変更、修正、置き換え、変形を行うことができると理解される。

【符号の説明】

【0055】

１ ケーシング
１１ 端蓋
２ 往復軸
３ 第１ポールピース
３１ 第１ポールティース
４ 第２ポールピース
４１ 第２ポールティース
５ 永久磁石
６ 第１磁粉補充ユニット
６１ 第１磁粉ブロック
６２ 第１絶磁ブロック
６３ 第１エンド部
６４ 第１接続ロッド
６５ 第１戻しばね
６６ 第１スペーサ
７ 第２磁粉補充ユニット
７１ 第２磁粉ブロック
７２ 第２絶磁ブロック
７３ 第２エンド部
７４ 第２接続ロッド
７５ 第２戻しばね
７６ 第２スペーサ
８ リップシールリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】