特表 2023-533611 永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する無歯磁性流体密封装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-08-03

(54)【発明の名称】永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する無歯磁性流体密封装置

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/43 20060101AFI20230727BHJP

   F16J 15/53 20060101ALI20230727BHJP

   F16C 33/82 20060101ALI20230727BHJP

【ＦＩ】

F16J15/43

F16J15/53

F16C33/82

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023513247

(86)(22)【出願日】2020-09-17

(85)【翻訳文提出日】2023-02-22

(86)【国際出願番号】 CN2020115992

(87)【国際公開番号】W WO2022041349

(87)【国際公開日】2022-03-03

(31)【優先権主張番号】202010862984.X

(32)【優先日】2020-08-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】598098331

【氏名又は名称】ツィンファ ユニバーシティ

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】李 ▲とく▼才

(72)【発明者】

【氏名】趙 文曦

【テーマコード（参考）】

3J042

3J043

3J216

【Ｆターム（参考）】

3J042AA04

3J042AA08

3J042BA04

3J042DA20

3J043AA16

3J043CA05

3J043CB24

3J043CB30

3J043DA20

3J043HA03

3J043HA10

3J216AA02

3J216AA12

3J216BA30

3J216CA07

3J216CB03

3J216CB07

3J216CB18

3J216CC46

3J216CC56

3J216DA16

3J216EA03

(57)【要約】

本出願の実施例は永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置を開示し、前記磁性流体密封装置はハウジング、回転軸および密封アセンブリを含み、前記回転軸は前記ハウジングを貫通し且つ前記ハウジングに対して回転可能であり、前記密封アセンブリは永久磁石シートと透磁シートを含み、前記透磁シートと前記永久磁石シートはいずれも前記ハウジング内に設けられ且つ前記回転軸の外側を覆うように設けられ、前記透磁シートと前記永久磁石シートは回転軸の軸方向に沿って交互に配置され、隣接する透磁シートと永久磁石シートとは密接しており、前記透磁シートの内周面と回転軸の外周面は回転軸の径方向において密封隙間を有し、密封隙間内は磁性流体を有する。本出願の実施例の磁性流体密封装置は、磁場の分布が均等で、磁性流体に対する吸着能力がより強く、より高い密封レベルを設定することができ、加工とメンテナンスコストが低く、磁性流体が密封隙間から離れる状況の発生を回避し、密封性能がより信頼的になる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングを貫通し且つ前記ハウジングに対して回転可能である回転軸と、
永久磁石シートと透磁シートを含む密封アセンブリであって、前記透磁シートと前記永久磁石シートはいずれも前記ハウジング内に設けられ且つ前記回転軸の外側を覆うように設けられ、前記透磁シートと前記永久磁石シートは前記回転軸の軸方向に沿って交互に配置され、前記永久磁石シートは、前記回転軸の軸方向において対向して配置される両側に前記透磁シートがあり、隣接する前記透磁シートと前記永久磁石シートとが密接しており、前記透磁シートの内周面と前記回転軸の外周面とは、前記回転軸の径方向において密封隙間を有し、前記密封隙間内は密封用の磁性流体を有し、隣接する２つの前記透磁シートと、当該隣接する２つの前記透磁シートの間に位置する永久磁石シートと、前記回転軸と、前記磁性流体とは磁気回路を形成する、
ことを特徴とする永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置。

【請求項2】

前記永久磁石シートの内周面と前記回転軸の外周面とは、前記回転軸の径方向に隙間がある、
ことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置。

【請求項3】

前記永久磁石シートと前記透磁シートはいずれも環状であり、前記永久磁石シートの内径と前記透磁シートの内径は同じである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置。

【請求項4】

前記透磁シートの前記回転軸の軸方向の寸法が０．２５～０．３５ｍｍであり、前記永久磁石シートの前記回転軸の軸方向の寸法が０．６～３ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置。

【請求項5】

第１の磁気遮断リングと第２の磁気遮断リングをさらに含み、前記第１の磁気遮断リングと前記第２の磁気遮断リングはいずれも前記ハウジングに設けられ且つ前記回転軸外側を覆うように設けられ、前記第１の磁気遮断リングは前記密封アセンブリの第１端に設けられ、前記第２の磁気遮断リングは前記密封アセンブリの第２端に設けられる、
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置。

【請求項6】

第１の軸受と第２の軸受をさらに含み、前記第１の軸受と前記第２の軸受はいずれも前記ハウジング内に設けられ且つ前記回転軸と嵌合し、前記第１の軸受は、前記第１の磁気遮断リングの前記密封アセンブリから離れる側に設けられ、前記第２の軸受は前記第２の磁気遮断リングの前記密封アセンブリから離れる側に設けられる、
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置。

【請求項7】

前記ハウジングは筒状部材とエンドカバーを含み、前記筒状部材はキャビティを有し、前記筒状部材の第１端は、前記キャビティの第１端に開口するように開いており、前記エンドカバーは、前記キャビティの第１端を閉鎖するように、前記筒状部材の第１端に設けられ、前記回転軸は前記エンドカバーを貫通する、
ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置。

【請求項8】

前記回転軸に第１の止め輪と第２の止め輪が設けられ、前記第１の止め輪と前記第２の止め輪はいずれも前記回転軸を回転するように設けられ、前記第１の止め輪は前記第１の軸受と前記ハウジングの第１端との間に位置し、前記第２の止め輪は前記第２の軸受と前記ハウジングの第２端との間に位置する、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置。

【請求項9】

前記透磁シートの材料は珪素鋼である、
ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置。

【請求項10】

前記第１の磁気遮断リングの材料、前記第２の磁気遮断リングの材料および前記ハウジングの材料はいずれも非透磁性材料である、
ことを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

＜関連出願の相互引用＞
本出願は、出願番号が２０２０１０８６２９８４．Ｘで、出願日が２０２０年８月２５日である中国特許出願の優先権と権益を主張し、上記中国特許出願のすべての内容はここで援用により本出願に組み込まれる。

【0002】

本出願の実施例は機械工学密封技術分野に関し、より具体的に、永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置に関する。

【背景技術】

【0003】

磁性流体密封は新型の非接触式密封であり、磁性流体が流動性と磁場応答性を併せ持つという特徴を利用し、密封隙間内に磁場勾配を生成することにより、磁性流体は圧力と磁場力の共同作用で、密封隙間内に複数の「Ｏ型」液体ガスケットを形成し、密封耐圧効果を実現し、「ゼロリーク」、長寿命、高信頼性という利点を備える。

【0004】

関連技術では、磁性流体密封装置は左、右２つの極片および両者の間に設けられる永久磁石を含み、極片には、極歯を形成するように溝が形成され、磁性流体が極歯に吸着して密封になる。耐圧要件が高くなりおよび密封レベルが上昇する時、極歯の数を増やす必要があるが、極歯の数の増加につれて、各極歯間の磁性流体の分布は不均一であり、磁性流体と永久磁石の使用効率は低くなる。また、大径である高速密封の場合、磁性流体は大きな遠心力で極歯に沿って登り、次第に密封隙間から離れ、密封隙間内の磁性流体の体積を減らし、極歯と軸の間に隙間さえ生じ、密封装置の総耐圧能力の低下をもたらす。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本出願は関連技術における技術的課題の１つをある程度解決することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

そのため、本出願の実施例は永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置を提供し、当該磁性流体密封装置の磁性流体は密封隙間内に均一に分布し、磁性流体が密封隙間から離れる状況の発生を回避する。

【0007】

本出願の実施例に係る磁性流体密封装置はハウジング、回転軸、および密封アセンブリを含み、前記回転軸は前記ハウジングを貫通し且つ前記ハウジングに対して回転可能であり、前記密封アセンブリは永久磁石シートと透磁シートを含み、前記透磁シートと前記永久磁石シートはいずれも前記ハウジング内に設けられ且つ前記回転軸の外側を覆うように設けられ、前記透磁シートと前記永久磁石シートは前記回転軸の軸方向に沿って交互に配置され、前記永久磁石シートは、前記回転軸の軸方向において対向して配置される両側に前記透磁シートがあり、隣接する前記透磁シートと前記永久磁石シートとが密接しており、前記透磁シートの内周面と前記回転軸の外周面とは、前記回転軸の径方向において密封隙間を有し、前記密封隙間内は密封用の磁性流体を有し、隣接する２つの前記透磁シートと、当該隣接する２つの前記透磁シートの間に位置する永久磁石シートと、前記回転軸と、前記磁性流体とは磁気回路を形成する。

【0008】

本出願の実施例に係る永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置は、磁場の分布が均等で、磁性流体に対する吸着能力がより強く、磁性流体は密封隙間内に均一に分布し、耐圧のニーズに応じて、高い密封レベルを設定することができる。また、本出願では、透磁シートと永久磁石シートが交互に配置する方式であることが採用されるため、従来技術における極片極歯構造と比べて、本出願の加工コストが低く、磁性流体が密封隙間から離れる状況の発生を回避し、密封性能がより信頼的になる。

【0009】

いくつかの実施例では、前記永久磁石シートの内周面と前記回転軸の外周面とは、前記回転軸の径方向に隙間がある。

【0010】

いくつかの実施例では、前記永久磁石シートと前記透磁シートはいずれも環状であり、前記永久磁石シートの内径と前記透磁シートの内径は同じである。

【0011】

いくつかの実施例では、前記透磁シートの前記回転軸の軸方向の寸法が０．２５～０．３５ｍｍであり、前記永久磁石シートの前記回転軸の軸方向の寸法が０．６～３ｍｍである。

【0012】

いくつかの実施例では、永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置は第１の磁気遮断リングと第２の磁気遮断リングをさらに含み、前記第１の磁気遮断リングと前記第２の磁気遮断リングはいずれも前記ハウジングに設けられ且つ前記回転軸外側を覆うように設けられ、前記第１の磁気遮断リングは前記密封アセンブリの第１端に設けられ、前記第２の磁気遮断リングは前記密封アセンブリの第２端に設けられる。

【0013】

いくつかの実施例では、永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置は第１の軸受と第２の軸受をさらに含み、前記第１の軸受と前記第２の軸受はいずれも前記ハウジング内に設けられ且つ前記回転軸と嵌合し、前記第１の軸受は、前記第１の磁気遮断リングの前記密封アセンブリから離れる側に設けられ、前記第２の軸受は前記第２の磁気遮断リングの前記密封アセンブリから離れる側に設けられる。

【0014】

いくつかの実施例では、前記ハウジングは筒状部材とエンドカバーを含み、前記筒状部材はキャビティを有し、前記筒状部材の第１端は、前記キャビティの第１端に開口するように開いており、前記エンドカバーは、前記キャビティの第１端を閉鎖するように前記筒状部材の第１端に設けられ、前記回転軸は前記エンドカバーを貫通する。

【0015】

いくつかの実施例では、前記回転軸に第１の止め輪と第２の止め輪が設けられ、前記第１の止め輪と前記第２の止め輪はいずれも前記回転軸を回転するように設けられ、前記第１の止め輪は前記第１の軸受と前記ハウジングの第１端との間に位置し、前記第２の止め輪は前記第２の軸受と前記ハウジングの第２端との間に位置する。

【0016】

いくつかの実施例では、前記透磁シートの材料は珪素鋼である。

【0017】

いくつかの実施例では、前記第１の磁気遮断リングの材料、前記第２の磁気遮断リングの材料および前記ハウジングの材料はいずれも非透磁性材料である。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本出願の実施例に係る永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置の概略図である。

【図2】本出願の実施例に係る永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置の局部拡大図Ａである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本出願の実施例を詳しく説明し、前記実施例の例は図面に示されている。以下の図面を参照する説明の実施例は例示的なものであり、本出願を説明するためのものであり、本出願を限定するものとして理解してはならない。本出願の説明では、「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」、「時計周り」、「逆時計周り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などの用語によって指示される方位又は位置関係、図面に示す内容に基づく方位又は位置関係であり、本出願を説明し且つその説明を簡素化するためのものに過ぎず、指示される装置又は部品が必ず特定の方位を有し、特定の方位で構造又は操作されることを指示したり暗示したりするものではないため、本出願への限定として理解してはならない。

【0020】

図１に示すように、本出願の実施例に係る磁性流体８密封装置はハウジング１、回転軸２、および密封アセンブリ３を含む。回転軸２はハウジング１を貫通し且つハウジング１に対して回転可能である。図１に示すように、回転軸２は左右方向に沿って延び、即ち回転軸２の軸方向は左右方向であり、且つ回転軸２は左右方向に沿ってハウジング１を貫通する。具体的に、回転軸２の材料は透磁性材料で、ハウジング１の材料は非透磁性材料である。

【0021】

密封アセンブリ３はハウジング１内に設けられて密封の役割を果たす。

【0022】

図２に示すように、具体的に、密封アセンブリ３は透磁シート３２と永久磁石シート３１を含み、透磁シート３２と永久磁石シート３１はいずれも回転軸２の外側を覆うように設けられる。透磁シート３２と永久磁石シート３１は回転軸２の軸方向に交互に配置され、且つ永久磁石シート３１は、回転軸２の軸方向において対向して配置される両側がいずれも透磁シート３２を有する。言い換えれば、各永久磁石シート３１の両側はいずれも透磁シート３２が設けられ、永久磁石シート３１の数は少なくとも１つであり、透磁シート３２の数は永久磁石シート３１の数よりも１つ多い。

【0023】

さらに、隣接する透磁シート３２と永久磁石シート３１とが密接しており、即ち透磁シート３２と永久磁石シート３１との間に隙間がない。具体的に、透磁シート３２と永久磁石シート３１との間は接着剤で接着することができ、又は両側に圧力を加えて密着させてもよく、無論、透磁シート３２と永久磁石シート３１との密着を確保できれば、他の方式を用いても良い。

【0024】

図２に示すように、透磁シート３２の内周面と回転軸２の外周面とは、回転軸２の径方向において密封隙間を有し、透磁シート３２の内周面と回転軸２の外周面との回転軸２の径方向の距離は０．００１ｍｍ－１ｍｍであり、密封隙間内は密封用の磁性流体８を有し、磁性流体８の種類は、実際の使用状況における密封ガス／液体の種類と環境温度の範囲に応じて異なるベースのキャリアの磁性流体を選択することができ、一般に、真空密封はエステル基磁性流体又はシリコーンオイル系磁性流体を選択することができ、低温密封はシリコーンオイル系磁性流体を選択することができる。

【0025】

隣接する２つの透磁シート３２、当該隣接する２つの透磁シート３２の間に位置する永久磁石シート３１、回転軸２、および磁性流体８は磁気回路を形成し、且つ透磁シート３２に磁場を形成し、これにより、磁性流体８は磁場力の作用下で透磁シート３２の外周面に吸着し、密封隙間を充填して密封の役割を果たす。

【0026】

なお、永久磁石シート３１の数が１つである場合、透磁シート３２の数は２つであり、それぞれ永久磁石シート３１の両側に設けられ、磁場は永久磁石の内部から放出され且つ１つの透磁シート３２、磁性流体８、回転軸２およびもう１つの透磁シート３２を順に通過して１つの閉じた磁場を形成する。永久磁石シート３１の数が複数である場合、各永久磁石シート３１は対応して複数の閉じた磁場を形成し、閉じた磁場の数は永久磁石シート３１の数と同じである。

【0027】

本出願の実施例に係る永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置は、各透磁シート３２に強い磁場を生成することができ、且つ磁場の分布が均等で、磁性流体８への吸着能力がより強く、且つ磁性流体８は密封隙間内において均一に分布し、耐圧のニーズに応じて高い密封レベルを設定することができる。また、本出願において透磁シート３２と永久磁石シート３１が交互に配置される方式であることが採用されるため、従来技術における極片極歯構造と比べて、本出願は生産コストが低く、実装工程が簡単であり、局部が損壊した後、局部の透磁シート３２又は永久磁石を交換すればよく、メンテナンスコストが低い。

【0028】

いくつかの実施例では、永久磁石シート３１の内周面と回転軸２の外周面は回転軸２の径方向において隙間がある。なお、永久磁石シート３１の内周面と回転軸２の外周面との間の隙間は、磁性流体８が密封隙間の間で流れることを容易にするためであり、この隙間と密封隙間とは異なり、磁場が主に透磁シート３２に集中しており且つ透磁シート３２のエッジにある磁場が強いため、勾配のある磁場が密封隙間内に生成され、磁性流体８は圧力差と磁場力の共同作用でバランス状態になり、それ以上移動することなく、磁性流体８を密封隙間内に保持し、密封を形成する。

【0029】

さらに、永久磁石シート３１と透磁シート３２はずれも環状であり、即ち永久磁石シート３１と透磁シート３２はいずれも内径と外径を有する。いくつかの実施例では、永久磁石シート３１の内径は透磁シート３２の内径と同じであり、このように設置すれば、永久磁石シート３１の内周面と透磁シート３２の内周面とは面一であり、共同で筒状の内部キャビティを形成し、回転軸２が高速回転しても、磁性流体８は透磁シート３２の径方向に沿って内から外へ這い上がることなく、常に密封隙間内に位置する。これにより、本出願の実施例の磁性流体密封装置の密封性能はより信頼的である。そして、透磁シート３２と永久磁石シート３１とは密接しているため、磁性流体８が外へ這い上がるという状況をさらに回避することができる。

【0030】

好ましくは、永久磁石シート３１の外径と透磁シート３２の外径とは同じであり、これにより、永久磁石シート３１と透磁シート３２との位置合わせや張り合わせを容易にし、実装も容易である。

【0031】

いくつかの実施例では、透磁シート３２は回転軸２の軸方向における寸法が０．２５～０．３５ｍｍであり、永久磁石シート３１は回転軸２の軸方向における寸法が０．６～３ｍｍである。なお、透磁シート３２と永久磁石シート３１の回転軸２の軸方向における寸法は、透磁シート３２の厚さと永久磁石シート３１の厚さを指し、上記寸法範囲内では、永久磁石シート３１は十分な磁場強度を提供することができ、これにより、極片と極歯の役割を透磁シート３２で代用することができ、密封隙間内に強い磁場を生成し、透磁シート３２は永久磁石シート３１、回転軸２、磁性流体８とともに磁気回路を生成し、磁性流体８を密封隙間内に規制して、密封を形成する。

【0032】

図２に示すように、いくつかの実施例では、磁性流体８の密封装置は第１の磁気遮断リング４と第２の磁気遮断リング５をさらに含み、第１の磁気遮断リング４と第２の磁気遮断リング５はいずれもハウジング１に設けられ且つ回転軸２の外側を覆うように設けられ、第１の磁気遮断リング４は密封アセンブリ３の第１端（図１の密封アセンブリ３の左側端）に設けられ、第２の磁気遮断リング５は密封アセンブリ３の第２端（図１の密封アセンブリ３の右側端）。図１に示すように、第１の磁気遮断リング４は密封アセンブリ３の左端に設けられ、第２の磁気遮断リング５は密封アセンブリ３の右端に設けられる。具体的に、第１の磁気遮断リング４と第２の磁気遮断リング５の材料はいずれも非透磁性材料であり、例えば、磁気除去された３０４ステンレス鋼又はアルミニウム合金材料である。

【0033】

第１の磁気遮断リング４と第２の磁気遮断リング５は密封アセンブリ３を他の部品から分離するために使用され、これにより、透磁リングにおける磁場が他の部品の磁気性能と互いに影響して、密封装置の密封性能の低下をもたらすことを回避する。

【0034】

いくつかの実施例では、磁性流体密封装置は第１の軸受６と第２の軸受７をさらに含み、第１の軸受６と第２の軸受７はいずれもハウジング１内に設けられ且つ回転軸２と嵌合し、これにより、回転軸２とハウジング１との相対的な回転を実現する。第１の軸受６は第１の磁気遮断リング４の密封アセンブリ３から離れる側（図１における第１の磁気遮断リング４の左側）に設けられ、第２の軸受７は第２の磁気遮断リング５の密封アセンブリ３から離れる側（図１における第２の磁気遮断リング５の右側）に設けられる。言い換えれば、第１の軸受６と密封アセンブリ３との間に第１の磁気遮断リング４が設けられ、第２の軸受７と密封アセンブリ３との間に第２の磁気遮断リング５が設けられる。

【0035】

第１の軸受６の型番と第２の軸受７の型番は、実際の作業状況において軸方向が力を受ける大きさに応じて選択することができ、例えば、深溝玉軸受又はアンギュラ軸受である。

【0036】

いくつかの実施例では、ハウジング１は筒状部材１１とエンドカバー１２を含み、筒状部材１１はキャビティを有し、筒状部材１１の第１端（図１に示す筒状部材１１の左端）は、キャビティの第１端に開口するように開いており、エンドカバー１２は、キャビティの第１端を閉鎖するように、筒状部材１１の第１端に設けられ、回転軸２はエンドカバー１２と筒状部材１１の第２端（図１に示す筒状部材１１の右端）を貫通する。

【0037】

永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置を組み立てる時、まず、止め輪が設けられる回転軸２で筒状部材１１を貫通し、その後、第２の軸受７と第２の磁気遮断リング５を回転軸２に順次取り付け、その後、透磁シート３２、永久磁石シート３１という順序で密封アセンブリ３を交互に回転軸２を覆うように設け、さらに、第１の磁気遮断リング４と第１の軸受６を回転軸２に取り付け、最後にエンドカバー１２を筒状部材１１の第１端に取り付ければよく、エンドカバー１２と筒状部材１１との間はコネクタで接続し、コネクタはボルトであってもよい。

【0038】

なお、透磁シート３２の外径と永久磁石シート３１の外径は、好ましくは筒状部材１１の内径と同じであり、これにより、密封アセンブリ３は筒状部材１１内で筒状部材１１の径方向に沿って移動することができなくなる。

【0039】

筒状部材１１の第１端の外周はフランジ１３を有し、フランジ１３に貫通穴が開けられ、磁性流体８密封装置を他の部品の取付面に取り付けることを容易にし、フランジ１３の第１端の端面に環状溝が開けられ、ハウジング１と他の部品の取付面との間の気密性を確保するために、環状溝内にガスケット１４が設けられる。また、エンドカバー１２にも環状溝が設けられ、この環状溝は取付時にセンタリングに用いられ、取り付けを容易にする。

【0040】

いくつかの実施例では、回転軸２に第１の止め輪２１と第２の止め輪２２が設けられ、第１の止め輪２１と第２の止め輪２２はいずれも回転軸２を回転するように設けられ、第１の止め輪２１は第１の軸受６とハウジング１の第１端（図１のハウジング１の左端）との間に位置し、第２の止め輪２２は第２の軸受７とハウジング１の第２端（図１のハウジング１の右端）との間に位置し、第１の止め輪２１と第２の止め輪２２は、回転軸２の軸方向の移動を規制して、それが軸方向に沿って滑り落ちるのを回避する。

【0041】

選択可能に、いくつかの他の実施例では、止め輪の数は１つであってもよく、例えば第１の止め輪２１又は第２の止め輪２２だけを設置し、回転軸２の軸方向の移動を規制するという役割を果たすことができればよい。

【0042】

いくつかの実施例では、透磁シート３２の材料は珪素鋼であり、珪素鋼は珪素含有量が１．０～４．５％で、炭素含有量が０．０８％より小さい珪素合金鋼である。珪素鋼は透磁率が高く、保磁力が低く、抵抗係数が大きいなどの特性を備え、ヒステリシス損失と渦電流損失が極めて少なく、そのため、珪素鋼を透磁シート３２の材料として用い、透磁シート３２は好ましくは珪素鋼シートであり、珪素鋼シートは一般的な材料であり、主に各種類の変圧器、モータと発電機の鉄コアを製造するために使用される。

【0043】

以下、図１～２を参照しながら、本出願のいくつかの具体的な例に係る永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置を説明する。

【0044】

図１に示すように、本出願の実施例に係る永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置はハウジング１、回転軸２と密封アセンブリ３を含み、ハウジング１は筒状部材１１とエンドカバー１２を含み、筒状部材１１の第１端に開口部が設けられ、エンドカバー１２は開口部に設けられ、エンドカバー１２と筒状部材１１はボルトを介して接続され、回転軸２はエンドカバー１２と筒状部材１１の第２端を貫通するように設置され、密封アセンブリ３はハウジング１の内部に設けられる。

【0045】

図２に示すように、密封アセンブリ３は透磁シート３２と永久磁石シート３１を含み、透磁シート３２の材料は珪素鋼であり、透磁シート３２と永久磁石シート３１はいずれも回転軸２の外側を覆うように設けられ、且つ透磁シート３２と永久磁石シート３１は回転軸２の軸方向に沿って交互に配置され、永久磁石シート３１の数は１６であり、透磁シート３２の数は１７であり、各永久磁石シート３１は、回転軸２の軸方向において対向して配置される両側にいずれも透磁シート３２が設けられ、隣接する永久磁石シート３１と透磁シート３２との間は接着剤で接着されて密接している。

【0046】

透磁シート３２と永久磁石シート３１はいずれも環状であり、且つ透磁シート３２の外径は永久磁石シート３１の外径と同じであり、透磁シート３２の内径は永久磁石シート３１の内径と同じであり、透磁シート３２の内周面と回転軸２の外周面とは、回転軸２の径方向において密封隙間を有し、密封隙間内には、密封用の磁性流体８を有する。

【0047】

透磁シート３２の外径と永久磁石シート３１の外径はいずれも筒状部材１１の内径と同じであり、透磁シート３２の外周面は筒状部材１１の内周面と接触して接続され、永久磁石シート３１の外周面は筒状部材１１の内周面と接触して接続される。

【0048】

密封アセンブリ３の第１端は、密封アセンブリ３から離れる方向に沿って第１の磁気遮断リング４と第１の軸受６が順次設けられ、密封アセンブリ３の第２端は密封アセンブリ３から離れる方向に沿って第２の磁気遮断リング５と第２の軸受７が順次設けられ、第１の軸受６と第２の軸受７は回転軸２に嵌合し、回転軸２とハウジング１との相対的な回転を実現し、第１の磁気遮断リング４は第１の軸受６を密封アセンブリ３から分離し、第２の磁気遮断リング５は第２の軸受７を密封アセンブリ３から分離する。

【0049】

回転軸２に止め輪が設けられ、止め輪は回転軸２を回転するように設置され、止め輪は第２の軸受７とハウジング１の端部との間に設けられて、回転軸２が軸方向に沿って移動することを回避する。

【0050】

本出願の実施例に係る磁性流体密封装置は、従来技術における極片極歯構造を、交互に配置される透磁シート３２と永久磁石シート３１で代替し、密封隙間内に磁場勾配が存在し、これにより、磁性流体８は圧力差と磁場力の共同作用でバランス状態になり、磁性流体８を密封隙間内に保持して、信頼的な密封を生成し、従来技術において磁性流体８が遠心力により径方向に沿って極歯を這い上がるという課題を解決し、組み立てやすく、メンテナスのコストが低い。

【0051】

本明細書の説明では、「一実施例」、「いくつかの実施例」、「例」、「具体的な例」、また「いくつかの例」などの参考用語の説明は、当該実施例又は例に合わせて説明される具体的な特徴、構造、材料又は特点が本出願の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを指す。本明細書では、上記用語に対する例示的な説明は、必ずしも同じ実施例又は例を対象としているとは限らない。そして、説明される具体的な特徴、構造、材料又は特点はいずれか１つ又は複数の実施例又は例において適切な方式で組み合わせることができる。また、互いに矛盾しない場合、当業者は本明細書で説明される異なる実施例又は例および異なる実施例又は例の特徴を結合したり組み合わせたりすることができる。

【0052】

以上は本出願の実施例を示し且つ説明したが、上記実施例は例示的なものに過ぎず、本出願を限定するものではなく、当業者であれば、本出願の範囲内を逸脱しない限り、上記実施例に対して変更、修正、入れ替えと変形を行うことができることを理解されたい。

【符号の説明】

【0053】

１ ハウジング
１１ 筒状部材
１２ エンドカバー
１３ フランジ
１４ ガスケット
２ 回転軸
２１ 第１の止め輪
２２ 第２の止め輪
３ 密封アセンブリ
３１ 永久磁石シート
３２ 透磁シート
４ 第１の磁気遮断リング
５ 第２の磁気遮断リング
６ 第１の軸受
７ 第２の軸受
８ 磁性流体

【図1】

【図2】

【手続補正書】

【提出日】2023-02-22

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングを貫通し且つ前記ハウジングに対して回転可能である回転軸と、
永久磁石シートと透磁シートを含む密封アセンブリであって、前記透磁シートと前記永久磁石シートはいずれも前記ハウジング内に設けられ且つ前記回転軸の外側を覆うように設けられ、前記透磁シートと前記永久磁石シートは前記回転軸の軸方向に沿って交互に配置され、前記永久磁石シートは、前記回転軸の軸方向において対向して配置される両側に前記透磁シートがあり、隣接する前記透磁シートと前記永久磁石シートとが密接しており、前記透磁シートの内周面と前記回転軸の外周面とは、前記回転軸の径方向において密封隙間を有し、前記密封隙間内は密封用の磁性流体を有し、隣接する２つの前記透磁シートと、当該隣接する２つの前記透磁シートの間に位置する永久磁石シートと、前記回転軸と、前記磁性流体とは磁気回路を形成する、
ことを特徴とする永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置。

【請求項2】

前記永久磁石シートと前記透磁シートはいずれも環状であり、前記永久磁石シートの内径と前記透磁シートの内径は同じである、
ことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置。

【請求項3】

前記透磁シートの前記回転軸の軸方向の寸法が０．２５～０．３５ｍｍであり、前記永久磁石シートの前記回転軸の軸方向の寸法が０．６～３ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置。

【請求項4】

前記透磁シートの材料は珪素鋼である、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0002】

本出願の実施例は機械工学密封技術分野に関し、より具体的に、永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する無歯磁性流体密封装置に関する。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0004】

関連技術では、磁性流体密封装置は左、右２つの極片および両者の間に設けられる永久磁石を含み、極片には、極歯を形成するように溝が形成され、磁性流体が極歯に吸着して密封になり、０．２ｍｍ以下である薄肉構造を加工する必要があり、加工の難易度が高く、塩水噴霧、酸性・アルカリ性の雰囲気などの複雑な使用状況に対して腐食防止処理といった後処理を行う際に、加工しにくい隅部が存在して、密封寿命および信頼性を低減する。耐圧要件が高くなりおよび密封レベルが上昇する時、極歯の数を増やす必要があるが、極歯の数の増加につれて、各極歯間の磁性流体の分布は不均一であり、磁性流体と永久磁石の使用効率は低くなる。また、大径である高速密封の場合、磁性流体は大きな遠心力で極歯に沿って登り、次第に密封隙間から離れ、密封隙間内の磁性流体の体積を減らし、極歯と軸の間に隙間さえ生じ、密封装置の総耐圧能力の低下をもたらす。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0005】

本出願は関連技術における技術的課題の１つをある程度解決することを目的としている。ここで、本願の実施例において、永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する無歯磁性流体密封装置であって、０．２ｍｍ以下である薄肉構造の加工を回避して、塩水噴霧、酸性・アルカリ性の雰囲気などの、腐食防止処理といった後処理を行う必要な複雑な使用状況に臨む際に、腐食防止処理をしやすくなり、歯溝構造において存在した、隅部まで処理しにくいという課題を解決すると共に、磁性流体が密封隙間から離れることを回避する無歯磁性流体密封装置が提供される。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

本出願の実施例に係る永久磁石シートと透磁シートが交互に分布する磁性流体密封装置は、磁場の分布が均等で、磁性流体に対する吸着能力がより強く、密封隙間内に歯溝構造がなく、腐食防止処理などの後処理をしやすくなり、磁性流体は密封隙間内に均一に分布し、耐圧のニーズに応じて、高い密封レベルを設定することができる。また、本出願では、透磁シートと永久磁石シートが交互に配置する方式であることが採用されるため、従来技術における極片極歯構造と比べて、本出願の加工コストが低く、磁性流体が密封隙間から離れる状況の発生を回避し、密封性能がより信頼的になる。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0029】

さらに、永久磁石シート３１と透磁シート３２はずれも環状であり、即ち永久磁石シート３１と透磁シート３２はいずれも内径と外径を有する。いくつかの実施例では、永久磁石シート３１の内径は透磁シート３２の内径と同じであり、このように設置すれば、永久磁石シート３１の内周面と透磁シート３２の内周面とは面一であり、共同で筒状の内部キャビティを形成し、密封隙間内に歯溝構造がなく、腐食防止処理をしやすくなり、回転軸２が高速回転しても、磁性流体８は透磁シート３２の径方向に沿って内から外へ這い上がることなく、常に密封隙間内に位置する。これにより、本出願の実施例の磁性流体密封装置の密封性能はより信頼的である。そして、透磁シート３２と永久磁石シート３１とは密接しているため、磁性流体８が外へ這い上がるという状況をさらに回避することができる。

【手続補正8】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0050】

本出願の実施例に係る磁性流体密封装置は、従来技術における極片極歯構造を、交互に配置される透磁シート３２と永久磁石シート３１で代替し、加工しやすくなり、密封アセンブリ３の内周面に対して腐食防止処理などの後処理を容易にすることができ、密封隙間内に磁場勾配が存在し、これにより、磁性流体８は圧力差と磁場力の共同作用でバランス状態になり、磁性流体８を密封隙間内に保持して、信頼的な密封を生成し、従来技術において磁性流体８が遠心力により径方向に沿って極歯を這い上がるという課題を解決し、組み立てやすく、メンテナスのコストが低い。

【国際調査報告】