[go: up one dir, main page]

KR102338654B1 - 자성 유체 시일이 구비된 베어링 및 그 베어링을 구비하는 낚시용 릴 - Google Patents

자성 유체 시일이 구비된 베어링 및 그 베어링을 구비하는 낚시용 릴 Download PDF

Info

Publication number
KR102338654B1
KR102338654B1 KR1020150106740A KR20150106740A KR102338654B1 KR 102338654 B1 KR102338654 B1 KR 102338654B1 KR 1020150106740 A KR1020150106740 A KR 1020150106740A KR 20150106740 A KR20150106740 A KR 20150106740A KR 102338654 B1 KR102338654 B1 KR 102338654B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic
magnetic fluid
magnet
bearing
rolling element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020150106740A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160014552A (ko
Inventor
신이치로 나가타
다케시게 오하라
히로무 야스다
Original Assignee
글로브라이드 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2014154006A external-priority patent/JP6276130B2/ja
Priority claimed from JP2014241783A external-priority patent/JP6462339B2/ja
Application filed by 글로브라이드 가부시키가이샤 filed Critical 글로브라이드 가부시키가이샤
Publication of KR20160014552A publication Critical patent/KR20160014552A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102338654B1 publication Critical patent/KR102338654B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/762—Sealings of ball or roller bearings by means of a fluid
    • F16C33/763—Sealings of ball or roller bearings by means of a fluid retained in the sealing gap
    • F16C33/765—Sealings of ball or roller bearings by means of a fluid retained in the sealing gap by a magnetic field
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K89/00—Reels
    • A01K89/01—Reels with pick-up, i.e. with the guiding member rotating and the spool not rotating during normal retrieval of the line
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K89/00—Reels
    • A01K89/01—Reels with pick-up, i.e. with the guiding member rotating and the spool not rotating during normal retrieval of the line
    • A01K89/01121—Frame details
    • A01K89/011223—Frame details with bearing features
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K89/00—Reels
    • A01K89/015—Reels with a rotary drum, i.e. with a rotating spool
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K89/00—Reels
    • A01K89/015—Reels with a rotary drum, i.e. with a rotating spool
    • A01K89/0192—Frame details
    • A01K89/0193—Frame details with bearing features
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/784—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race
    • F16C33/7843—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a single annular sealing disc
    • F16C33/7846—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a single annular sealing disc with a gap between the annular disc and the inner race
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/7889—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to an inner race and extending toward the outer race
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/82—Arrangements for electrostatic or magnetic action against dust or other particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F16J15/43—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid kept in sealing position by magnetic force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2314/00—Personal or domestic articles, e.g. household appliances such as washing machines, dryers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Abstract

일 실시 형태에 있어서의 베어링에 있어서는, 한 쌍의 자석이 전동체를 사이에 배치하고 서로 대향하는 측의 자극이 다르도록 배치된다. 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링에 있어서는, 일측의 자성 유체 시일의 자석과 타측의 자성 유체 시일의 자석 사이에 내륜 및 외륜을 통과한 전동체를 우회하는 자기 회로를 형성하도록, 비자성체인 스페이서가 개재된다.

Description

자성 유체 시일이 구비된 베어링 및 그 베어링을 구비하는 낚시용 릴{BEARING WITH MAGNETIC FLUID SEAL AND REEL FOR FISHING INCLUDING THE SAME}
본 발명은, 각종 구동력 전달 기구에 배치되고, 회전축을 회전 가능하게 지지함과 함께, 자성 유체를 사용하여 내부에 먼지나 수분 등의 이물질이 침입하지 않도록 하는 자성 유체 시일이 구비된 베어링에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 그러한 자성 유체 시일이 구비된 베어링을 구동력 전달 기구의 회전축 지지 부재로서 구비하는 낚시용 릴에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 구동력 전달 기구에 설치되는 회전축은, 베어링을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 경우, 베어링은, 내륜과 외륜 사이에 주위 방향을 따라 복수의 전동체(구름 부재)를 수용한, 이른바 볼 베어링(구름체 베어링)을 사용하는 경우가 많고, 이러한 타입의 베어링을 사용함으로써 회전축의 회전 성능의 향상을 도모하고 있다.
상기한 바와 같은 볼 베어링(이하, 베어링이라고 칭함)은, 다양한 구동 장치에 있어서의 구동력 전달 기구의 회전축의 지지 수단으로서 사용되지만, 구동 장치에 따라서는, 베어링 부분을 통과하여, 내부에 먼지, 수분 등의 이물질의 침입을 방지하고 싶은 경우가 있다. 또한, 베어링 자체에 이물질이 침입하면, 회전 성능이 열화되거나, 이음이 발생하는 등의 문제가 발생한다.
이러한 문제의 대책으로서, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 베어링의 내륜과 외륜 사이에 자석과 보유 지지판(극판)을 배치하여 자기 회로를 형성하고, 이 자기 회로에 자성 유체를 보유 지지시켜 베어링 내부를 밀폐하는 시일 구조를 구비한 자성 유체 시일이 구비된 베어링이 알려져 있다. 이 자성 유체 시일이 구비된 베어링은, 내륜과의 사이에서 간극이 발생하도록, 외륜에 자석 및 극판을 고정함과 함께, 상기 간극에 자성 유체를 보유 지지함으로써, 베어링 내부를 시일하도록 구성되어 있다.
이러한 자성 유체 시일이 구비된 베어링에서는, 자성 유체에 의해 간극 부분을 시일하므로, 고무 등의 시일 구조와 비교하여 회전 성능을 저하시키는 일 없이, 내부의 밀폐 효과는 높아지지만, 자석 및 보유 지지판의 고정측(외륜측)에서는, 충분한 시일 효과가 얻어지지 않을 가능성이 있다.
그로 인해, 특허문헌 1에는, 자석 및 보유 지지판의 고정측(압입측)에도 자성 유체를 충전함으로써, 내부의 시일성을 높인 자성 유체 시일이 구비된 베어링이 개시되어 있다. 즉, 보유 지지판에 부착되는 자석의 자극을 축방향으로 향하도록 착자함으로써 내륜측 및 외륜측에 축방향에 대해 대칭으로 되는 자기 회로를 형성하고, 각 자기 회로 부분에 자성 유체를 보유 지지함으로써, 내륜측 및 외륜측에 자성 유체에 의한 시일막을 형성하여 내부의 시일성을 높이는 구성이 개시되어 있다.
또한, 이러한 문제의 다른 대책으로서, 베어링에 근접하는 회전축의 외주에, 탄성재로 이루어지는 시일 부재를 접촉시켜 베어링 부분의 방수, 방진을 도모하는 것이 행해지고 있지만, 탄성재로 이루어지는 시일 부재의 접촉압의 영향에 의해, 회전축의 회전 성능이 저하되어 버린다.
따라서, 회전축의 회전 성능을 저하시키는 일 없이, 베어링 부분에 대한 이물질의 침입 방지를 도모하는 구성으로서, 자성 유체를 사용한 자성 유체 시일을 구비한 베어링(자성 유체 시일이 구비된 베어링이라고 칭함)이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 외륜과 내륜 사이에 전동체를 보유 지지한 볼 베어링에 관하여, 상대 회전하는 외륜과 내륜 사이에 자성체를 개재함과 함께, 자성체의 일측을 고정하고, 타측의 간극에 자성 유체를 배치한 자성 유체 시일(자기 시일 기구)이 개시되어 있다.
상기 자성 유체 시일은, 내륜 또는 외륜과의 사이에서 자기 회로를 형성하는 자석과, 이 자석을 보유 지지하는 보유 지지판과, 내륜 또는 외륜과 보유 지지판과의 사이에 보유 지지되는 자성 유체를 구비하고, 상기 자기 회로에 자성 유체를 보유 지지하여 베어링 본체의 내부를 시일하고 있다. 즉, 내륜과 외륜 사이에 자성체를 배치함과 함께, 자성체의 일측을 고정하고, 타측의 간극에 자성 유체를 배치함으로써, 전동체를 밀폐 상태로 시일하여 전동체 부분으로의 이물질의 침입을 방지하고 있다.
일본 특허 공개 소57-033222호 일본 특허 공개 제2013-228044호
그런데, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시되는 바와 같은 자성 유체 시일이 구비된 베어링은, 일반적으로 전동체가 SUS440C 등의 자성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있고, 자성 유체 시일의 자석이 이것에 근접하는 내륜 또는 외륜과의 사이의 좁은 영역에서 자기 회로를 형성하므로, 이 자기 회로에 의한 강한 자력이 전동체에 작용하여, 그것에 의해, 전동체와 내외륜 사이의 자기 흡인력이 높아지고, 이것이 부하로 되어 전동체의 움직임이 나빠진다고 하는 문제가 있다. 즉, 자력에 의해 전동체가 내외륜으로 끌어당겨지므로, 전동체의 구름이 매끄러워지기 어렵다(회전 토크가 커진다)고 하는 현상이 발생한다.
즉, 종래의 자성 유체 시일이 구비된 베어링은, 시일 성능을 종래의 베어링에 비해 현저히 향상시킬 수 있는 한편, 전동체 부분에, 자석에 의한 자기 회로의 영향이 크게 작용하여 회전 토크가 커진다고(가볍게 회전하기 어려워짐) 하는 문제를 내재하고 있다.
또한, 자성 유체 시일이 구비된 베어링에 수반되는 이러한 문제는, 특히 방수·방진 성능을 확보한 후 더욱 높은 회전 성능(저토크에서 프리 회전 성능이 좋음)이 요구되는 낚시용 릴 등의 제품에 있어서의 회전 구동부의 베어링 기능으로서는 중요하다.
본 발명은, 상기한 문제에 착안하여 이루어진 것이며, 회전 토크의 경감을 도모하여, 전동체의 매끄러운 구름을 실현할 수 있는 자성 유체 시일이 구비된 베어링 및 그 베어링을 구비하는 낚시용 릴을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링은, 내륜과 외륜 사이에 복수의 전동체를 개재 삽입하여 이루어지는 베어링 본체를 구비하고, 상기 내륜과 상기 외륜 사이의 환형 공간에 링 형상의 자석을 배치하여 형성되는 자기 회로에 자성 유체를 보유 지지함으로써 상기 복수의 전동체를 시일하는 것이며, 상기 자석은, 상기 전동체를 사이에 배치하고 상기 베어링 본체의 축방향의 양측에 각각 자극이 축방향으로 향하도록 착자되어 배치되고, 상기 한 쌍의 자석은, 상기 전동체를 사이에 배치하고 서로 대향하는 측의 자극이 다르다.
상기한 구성에 의하면, 전동체를 사이에 배치하고 대향하는 한 쌍의 자석의 대향면의 자극이 서로 다르므로, 이들 자석 사이에 베어링 본체의 축방향에서 작용하는 자장(자기 흡인력)에 의해 전동체와 내외륜 사이의 자기 흡인력이 억제되고, 따라서, 전동체는, 내외륜에 대해 압박되는 것이 억제되어, 내외륜 사이에서 매끄러운 구름(양호한 프리 회전 성능)을 실현할 수 있다(전동체의 회전 토크를 낮게 할 수 있으므로, 베어링 본체의 내외륜의 상대 회전이 가벼워짐).
즉, 전동체를 사이에 배치하고 대향하는 한 쌍의 자석의 대향면의 자극이 모두 동일한 경우에는, 이들 자석 사이에 작용하는 자기적인 반발력에도 기인하여, 각각의 자석의 주위로 나뉘어 직경 방향에서 강한 자장이 발생하므로, 그 직경 방향으로 작용하는 강한 자장에 의해 전동체가 내외륜(특히 내륜)에 압박되지만, 본 발명의 구성과 같이 한 쌍의 자석의 대향면의 자극이 서로 다른 경우에는, 자극이 동일한 경우와 비교하여, 전동체에 직경 방향에서 작용하는 자력이 작아지고, 나아가, 전동체에 작용하는 자력이 직경 방향보다도 축방향에서 커지고, 이 축방향의 강한 자장(축방향의 자기 흡인력)에 의해, 전동체와 내외륜 사이의 자기 흡인력이 억제되어, 전동체의 매끄러운 전동이 실현된다. 즉, 본 구성에 의하면, 자성 유체에 의해 높은 시일 성능을 확보하면서, 회전 토크의 경감을 도모하여, 전동체의 매끄러운 구름을 실현할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링은, 자성을 갖는 내륜 및 외륜 사이에, 자성을 갖는 전동체를 전동 가능하게 개재한 베어링 본체와, 상기 전동체를 사이에 배치하고 상기 베어링 본체의 축방향의 양측에 각각 일체적으로 보유 지지되고, 상기 베어링 본체의 내부를 자기적으로 시일하는 한 쌍의 자성 유체 시일을 갖고, 상기 각 자성 유체 시일은, 자석과, 이 자석을 보유 지지하는 극판과, 상기 내륜 또는 상기 외륜과 상기 자석과의 사이의 간극에 보유 지지되는 자성 유체를 갖고, 상기 양측의 자성 유체 시일의 각 자석은, 상기 내륜 및 외륜 중 일측에 비자성체인 스페이서를 개재하여 부착되고, 타측에 상기 전동체를 시일하는 자성 유체를 보유 지지하고 있다.
상기한 구성에 의하면, 전동체를 사이에 배치하고 양측에 배치되는 한 쌍의 자성 유체 시일의 자석은, 비자성체인 스페이서를 개재하여 내륜 또는 외륜에 부착됨으로써, 이것에 근접하는 내륜 또는 외륜과의 사이의 좁은 영역에서 자기 회로를 형성하는 일은 없다. 즉, 전동체를 사이에 배치하고 베어링 본체의 축방향의 양측에 각각 배치되는 한 쌍의 자성 유체 시일의 자석 사이에 걸쳐 넓은 영역에서 자기 회로를 형성하는 것이 가능해져, 전동체에 대해 강한 자력을 작용시키지 않도록 할 수 있다. 따라서, 자기 회로에 의한 자력이 전동체에 작용하는 것이 억제되고, 전동체의 움직임에 악영향을 미치는 일이 없어져, 전동체의 매끄러운 구름을 실현할 수 있다(전동체의 회전 토크를 낮게 할 수 있으므로, 베어링 본체의 내외륜의 상대 회전이 가벼워짐).
본 발명에 따르면, 회전 토크의 경감을 도모하여, 전동체의 매끄러운 구름을 실현할 수 있는 자성 유체 시일이 구비된 베어링 및 그 베어링을 구비하는 낚시용 릴이 얻어진다.
도 1은 본 발명에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링의 제1 실시 형태를 도시하는 분해 사시도.
도 2는 도 1의 자성 유체 시일이 구비된 베어링의 축방향을 따르는 단면도.
도 3은 자력선을 수반하는 도 2의 주요부 확대 단면도.
도 4의 (a)는 전동체를 사이에 배치하고 대향하는 한 쌍의 자석의 대향면의 자극이 모두 동일한 경우의 자력선 분포를 개략적으로 묘화하는 주요부 확대 단면도, (b)는 전동체를 사이에 배치하고 대향하는 한 쌍의 자석의 대향면의 자극이 서로 다른 경우의 자력선 분포를 개략적으로 묘화하는 주요부 확대 단면도.
도 5는 제1 실시 형태의 구성에 의해 얻어지는 저토크 효과를 종래 구성과 비교하여 나타내는 표 및 그래프.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링의 주요부 확대 단면도.
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링의 주요부 확대 단면도.
도 8은 회전축에 본 발명에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링을 배치한 낚시용 릴(스피닝 릴)의 일부 단면을 수반하는 측면도.
도 9는 회전축에 본 발명에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링을 배치한 낚시용 릴(양 베어링 릴)의 평면도.
도 10은 도 9의 낚시용 릴의 스풀축 부분의 확대 단면도.
도 11은 도 9의 낚시용 릴의 핸들축 부분의 확대 단면도.
도 12는 본 발명에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링의 제4 실시 형태를 도시하는 분해 사시도.
도 13은 도 12의 자성 유체 시일이 구비된 베어링의 축방향을 따르는 단면도.
도 14는 도 13의 주요부 확대 단면도.
도 15는 제4 실시 형태의 변형예에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링의 축방향을 따르는 주요부 확대 단면도.
도 16은 제5 실시 형태에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링의 축방향을 따르는 주요부 확대 단면도.
도 17은 제5 실시 형태의 변형예에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링의 축방향을 따르는 주요부 확대 단면도.
도 18은 본 발명에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링을 배치한 양 베어링형 릴의 단면도.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링의 실시 형태에 대해 설명한다.
도 1 내지 도 3은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링을 도시하고, 도 1은 자성 유체 시일이 구비된 베어링의 분해 사시도, 도 2는 도 1의 자성 유체 시일이 구비된 베어링의 축방향을 따르는 단면도, 도 3은 도 2의 주요부 확대 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링(이하, 단순히 「베어링」이라고도 칭함)(1)은, 원통 형상의 내륜(103)과, 이것을 둘러싸는 원통 형상의 외륜(105)과, 내륜(103)과 외륜(105) 사이에 전동 가능하게 개재 삽입되는 복수의 전동체(구름 부재)(107)를 갖는 베어링 본체(125)를 구비하고 있다. 또한, 전동체(107)는, 환형의 리테이너(보유 지지기)(108)에 의해 보유 지지되어 있어, 내륜(103)과 외륜(105)을 상대적으로 회전 가능하게 하고 있다.
상기 내륜(103), 외륜(105) 및 전동체(107)는, 자성을 갖는 재료(자성체), 예를 들어 크롬계 스테인리스(SUS440C)에 의해 형성되어 있고, 상기 리테이너(108)는 자성이 약해, 내식성, 내열성이 우수한 재료, 예를 들어 오스테나이트계 스테인리스재(SUS304)에 의해 형성되어 있다.
또한, 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101)은, 한 쌍의 자성 유체 시일(110A, 110B)을 구비한다. 즉, 전동체(107)를 사이에 배치하고 베어링 본체(125)의 축방향[베어링의 축방향(X)]의 양측에는 각각, 내륜(103)과 외륜(105) 사이의 환형 공간(122) 내에, 그 개구에 거의 위치하여, 자성 유체 시일(110A, 110B)이 배치되어 있다. 이들 한 쌍의 자성 유체 시일(110A, 110B)은 각각, 베어링 본체(125)에 일체적으로 보유 지지되어[베어링 본체(125)와 일체화되어 베어링 본체(125)와 함께 유닛으로서 구성되어도 됨], 베어링 본체(125)의 내부를 자기적으로 시일하는 기능을 갖는다.
구체적으로, 각 자성 유체 시일(110A, 110B)은, 전동체(107)에 면하여 축방향 내측에 배치되는 링 형상의 자석[112A(112B)]과, 자석[112A(112B)]의 축방향 외측면에 접하여 배치됨으로써 자석[112A(112B)]을 축방향 외측으로부터 보유 지지하는 링 형상의 극판[114A(114B)]과, 내륜(103) 또는 외륜(105)과 자석[112A(112B)] 사이에 보유 지지되는{자석[112A(112B)]에 의해 형성되는 후술하는 자기 회로에 보유 지지되는} 자성 유체(m)를 갖고 있고, 이들 부재에 의해, 전동체(107) 내에 먼지, 수분 등이 침입하지 않도록 시일하는 기능을 갖는다.
이 경우, 자석[112A(112B)]은, 전동체(107)와 대향하도록{극판[114A(114B)]이 자석[112A(112B)]의 일측을 보유 지지하고, 자석[112A(112B)]의 타측이 전동체(107)와 대향하도록} 하여 상기 극판[114A(114B)]에 부착되어 있고, 극판[114A(114B)]은 내륜(103)측의 내면 및 외륜(105)측의 외면 중 어느 한쪽을 고정측으로 하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 양쪽의 극판(114A, 114B)이 외륜(105)측에 고정되어 있다.
상기 자석[112A(112B)]은, 자속 밀도가 높고, 자력이 강한 영구 자석, 예를 들어 소결 제법에 의해 제작되는 네오디뮴 자석을 사용할 수 있고, 도 3에 도시되는 바와 같이, 미리 축방향(X)으로 자극(S극, N극)이 향하도록 착자되어 있다. 또한, 자석[112A(112B)]의 축방향 외측면에 접하도록 배치되는 극판[114A(114B)]은, 전술한 바와 같이 자석[112A(112B)]과 대략 동일한 링 형상으로 되어 있고, 자성을 갖는 재료, 예를 들어 크롬계 스테인리스(SUS440C, SUS420 등)에 의해 형성되어 있다.
상기 자석[112A(112B)]과 극판[114A(114B)]은, 조립 장착시에서는 부착된 상태에 있고, 본 실시 형태에서는, 양 부재가 미리 접착되어 있지만, 자기 흡착에 의해 접착되어 있지 않아도 된다. 이 경우, 양 부재를 미리 접착해 둠으로써, 자석[112A(112B)]의 위치 결정이나 센터링을 용이하게 행할 수 있음과 함께, 자석[112A(112B)]과 극판[114A(114B)]이 유닛화되어, 베어링 본체(125)에 대한 조립 작업을 용이하게 행할 수 있게 된다.
상기 자성 유체(m)는, 예를 들어 Fe3O4와 같은 자성 미립자를, 베이스 오일에 분산(계면 활성제를 이용하여 베이스 오일 내에 분산시키고 있음)시켜 구성된 것이며, 점성이 있어 자석을 근접시키면 반응하는 특성을 구비하고 있다. 이로 인해, 자성 유체(m)는, 자석[112A(112B)]과, 자성 재료로 구성되는 내륜(103), 외륜(105) 및, 극판[114A(114B)]과의 사이에서 형성되는 자기 회로(자장)(M101, M102)(도 3 참조)에 의해, 소정의 위치에 안정적으로 보유 지지된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 외륜(105)의 내면에, 자석[112A(112B)]에 대해 전동체(107)측에 부착부로서의 단차(120)가 형성되어 있고, 이 단차(120)에 의해, 외륜(105)은 개구측이 박육 영역, 전동체(107)측이 후육 영역으로 되어, 축방향의 외측 내외륜(103, 105) 간격이 내측보다도 크게 형성되어 있다. 이러한 단차(120)를 형성함으로써, 자성 유체 시일[110A(110B)]을 개구로부터 압입하였을 때, 자석[112A(112B)]을 단차(120)에 부착하여 정확하게 위치 결정할 수 있게 된다. 이 경우, 본 실시 형태의 단차(120)는, 축방향에 대해 수직인 면으로 되도록 형성되어 있고, 유닛화된 자석[112A(112B)] 및 극판[114A(114B)]을 개구측으로부터 삽입하고, 단차(수직인 면)(120)에 대해 부착함(흡착됨)으로써, 정확한 위치 결정 고정을 용이하게 행할 수 있게 된다.
극판[114A(114B)]은, 그 외경이 외륜(105)의 내주면(박육 영역의 내주면)에 대해 약간 크게 형성되어 있고, 이것에 부착된 자석[112A(112B)]과 함께, 외륜(105)의 개구측에 압입되도록 되어 있다{외륜(105)측에 극판[114A(114B)]이 고정됨}. 이 경우, 자석[112A(112B)]을 부착한 극판[114A(114B)]의 베어링(101)에 대한 조립 장착은, 압입 이외에도 헐거운 끼워 맞춤, 자력 고정이어도 된다.
자석[112A(112B)]을 부착한 극판[114A(114B)]은, 외륜(105)에 대해 압입하였을 때, 내륜(103)의 외주면과의 사이에 자성 유체(m)를 보유 지지하기 위한 소정의 간극(G)이 발생하는 크기로 형성되어 있다. 자석[112A(112B)]은, 그 직경이, 극판[114A(114B)]의 직경보다도 작아지도록 형성되어 있고, 도 3에 도시하는 바와 같이, 자석[112A(112B)]은, 조립 장착 상태에 있어서, 그 직경 방향의 단부면이, 각 극판[114A(114B)]의 단부면으로부터 돌출되지 않도록 각 극판[114A(114B)]에 부착되어 있다. 이 경우, 자석[112A(112B)]은, 조립 장착 상태에 있어서, 외륜(105)의 내면과의 사이에, 0.05∼0.10㎜ 정도의 미소한 간극(G')이 발생하도록 부착되어 있는 것이 바람직하고, 이러한 미소한 간극(G') 내에 있어서도 자성 유체(m)가 부분적으로 혹은 전체적으로 보유 지지되어 있다. 또한, 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 자성 유체(m)가 내륜(103)측 및 외륜(105)측의 양측에 형성되어 있지만, 간극(G)에만 자성 유체(m)를 보유 지지시켜도 상관없다[즉, 본 실시 형태와는 반대로 외륜(105)측에 간극(G)을 형성한 경우에는, 이 외륜(105)측에만 자성 유체(m)를 형성함].
그런데, 본 실시 형태에 있어서, 전동체(107)를 사이에 배치하고 베어링 본체(125)의 축방향의 양측에 각각 대향하여 배치되는 상기 자석(112A, 112B)은, 전술한 바와 같이 그 자극이 축방향을 향하도록 착자되지만, 이들 한 쌍의 자석(112A, 112B)은, 전동체(107)를 사이에 배치하고 서로 대향하는 측의 자극이 다르도록 설정되어 있다. 즉, 전동체(107)에 면하는 일측의 자석(112A)의 대향면이 S극으로 착자되고, 한편, 전동체(107)에 면하는 타측의 자석(112B)의 대향면이 N극으로 착자된다[물론, 자석(112A)의 대향면이 N극, 자석(112B)의 대향면이 S극이어도 됨]. 그로 인해, 도 3에 도시되는 바와 같이, 이들 자석(112A, 112B) 사이에는, 자력선이 자석(112B)의 N극으로부터 자석(112A)의 S극으로 향하는 축방향의 강한 자장(M3)이 형성된다. 즉, 자석(112B)으로부터 발생한 자속이 전동체(107)를 관통한 후, 자석(112A)으로 향한다. 그 후, 극판(114A)으로부터 내륜(103) 및 외륜(105)을 경유하여, 다시 자석(112B)으로 향하는 루프를 형성한다. 이와 같이, 자석(112A) 및 자석(112B)에서 동일한 자기 회로를 형성한다. 여기서, 극판(114A)으로부터 내륜(103)을 경유하여, 자석(112B), 전동체(107)를 통과하는 자기 회로를 내측 루프로 하고, 또한, 자극(114B)으로부터 외륜(4)을 경유하여, 자석(112A), 전동체(107)를 통과하는 자기 회로를 외측 루프로 하면, 본 실시 형태에서는, 내측 루프를 통과하는 자속의 양과 외측 루프를 통과하는 자속의 양의 차가 거의 제로로 되도록 설정되어 있다[한 쌍의 자석(112A, 112B)과 전동체(107)와 내륜(103)에 의해 구성되는 자기 회로를 통과하는 자속의 양은, 한 쌍의 자석(112A, 112B)과 전동체(107)와 외륜(105)에 의해 구성되는 자기 회로를 통과하는 자속의 양과 대략 동등해지도록 설정되어 있음].
이러한 자극 설정에 의하면, 전동체(107)를 관통하는 자속의 방향은, 축방향 성분이 지배적으로 되고, 직경 방향의 성분은 미소해진다. 본 실시 형태에서는, 전동체(107)를 관통하는 자속의 직경 방향 성분이 거의 제로로 되어 있지만, 일반적으로는 축방향 성분이 직경 방향 성분의 3배 이상으로 되어 있는 것이 바람직하다. 전동체(107)에 작용하는 자기적인 흡인력은, 자속의 방향에 일치한다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서, 전동체(107)에는, 직경 방향의 힘이 거의 작용하지 않아, 내외륜(103, 105) 사이에 작용하는 자기 흡인력이 작아진다. 따라서, 전동체(107)는, 내외륜(103, 105)에 대해 압박되는 것이 억제되어, 내외륜(103, 105) 사이에서 매끄러운 구름(양호한 프리 회전 성능)을 실현할 수 있다[전동체(107)의 회전 토크를 낮게 할 수 있으므로, 베어링 본체(125)의 내외륜(103, 105)의 상대 회전이 가벼워짐]. 한편, 본 실시 형태에 있어서, 전동체(107)는, 자석(112A, 112B)의 중간으로 되는 지점에 배치되어 있다. 또한, 자석(112A, 112B)은, 동일 형상이고, 또한 동일한 자력이므로, 전동체(107)에는, 자석(112A) 및 자석(112B)으로부터 동일한 크기의 자기적인 흡인력이 작용한다. 이 2개의 힘이 균형을 이루므로(한쪽의 자석으로부터의 흡인력과 다른 쪽의 자석으로부터의 흡인력이 대략 동등하므로), 전동체(107)에 작용하는 축방향의 힘도 제로이다. 또한, 이 힘은, 전동체(107)의 축방향의 이동에 대해 불안정하다. 즉, 전동체(107)가 축방향으로 미소 변위된 경우, 근접한 측으로부터의 자석으로부터의 흡인력이 강해지므로, 그 쪽으로 이동한다. 그러나, 전동체(107)의 축방향 위치는 내외륜에 의해 고정밀도로 정해져 있으므로, 전동체(107)에 작용하는 축방향의 흡인력도 소정의 힘 이하로 억제하는 것을 실현하고 있다.
즉, 도 4의 (a)에 도시되는 바와 같이 전동체(107)를 사이에 배치하고 대향하는 한 쌍의 자석(112A, 112B)의 대향면의 자극이 모두 동일한(도시한 예에서는 N극) 경우에는, 이들 자석(112A, 112B) 사이에 작용하는 자기적인 반발력에도 기인하여, 각각의 자석(112A, 112B)의 주위로 나뉘어 직경 방향에서 강한 자장[자기 회로(M101, M102)를 포함하는 직경 방향 강자장 영역(S3, S4) 참조]이 발생하므로, 그 직경 방향에 작용하는 강한 자장에 의해 전동체(107)가 내외륜(103, 105)[특히 내륜(103)]에 압박되지만, 도 4의 (b)에 도시되는 본 실시 형태의 구성과 같이 한 쌍의 자석(112A, 112B)의 대향면의 자극이 서로 다른 경우에는, 자극이 동일한 경우와 비교하여, 전동체(107)에 직경 방향에서 작용하는 자력이 작아지고, 나아가, 전동체(107)에 작용하는 자력이 직경 방향보다도 축방향에서 커지고, 이 축방향의 강한 자장[축방향의 자기 흡인력; 축방향 강자장 영역(S1, S2) 참조]에 의해, 전동체(107)와 내외륜(103, 105) 사이의 자기 흡인력이 억제되어, 전동체(107)의 매끄러운 전동이 실현된다. 또한, 특히 본 실시 형태에 있어서, 자석(112A, 112B)은, 전동체(107)에 작용하는 자력을 베어링 본체(125)의 직경 방향보다도 축방향에서 크게 하도록 되어 있다.
이러한 축방향 자장(M3)에 수반되는 전동체(107)의 양호한 프리 회전 성능(저토크 효과)을 명백하게 하는 검증 결과가 도 5에 나타내어진다. 도 5는, 전동체(107)의 회전 토크를 종래[예를 들어, 도 4의 (b)의 구성]와 본 발명[도 4의 (a)의 구성]으로 비교한 것이다. 토크 비교표의 수치는, 내륜 외경 5㎜/외륜 외경 9㎜(φ5-9)의 베어링 본체(125), 내륜 외경 7㎜/외륜 외경 13㎜(φ7-13)의 베어링 본체(125), 내륜 외경 10㎜/외륜 외경 20㎜(φ10-20)의 베어링 본체(125)의 각각의 1개의 전동체(107)의 회전 토크를 3개의 시험품에 관하여 텐션 게이지 등을 사용하여 측정하여, 그들의 평균값을 나타낸 것이다. 토크 비교표의 하측에 나타내어지는 그래프로부터 시각적으로 명백한 바와 같이, 베어링 본체(125)의 치수가 커질수록, 종래와 본 발명 사이의 차가 현저하게 되어 있다. 이러한 저토크 효과(토크 저감 정도)는, 베어링 본체(내외륜)의 치수(내경, 외경, 두께, 폭), 재료, 표면 처리, 극판의 유무, 극판의 배치 형태 등에 따라 바뀐다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101)은, 내외륜(103, 105)의 각각의 측에 자기 회로(M101, M102)에 의해 자성 유체(m)가 보유 지지되어 있으므로, 내외륜(103, 105)의 내외표면을 타고 이동하기 쉬운 수분이나 먼지 등의 이물질의 베어링 내부에의 침입이 확실하게 방지되고, 이에 의해, 베어링(101)의 회전 성능을 유지하여 회전축의 매끄러운 회전을 장기에 걸쳐 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 상기한 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101)에서는, 전동체(107)를 사이에 배치하고 대향하는 한 쌍의 자석(112A, 112B)의 대향면의 자극이 서로 다르므로, 이들 자석(112A, 112B) 사이에 베어링 본체(125)의 축방향(X)에서 작용하는 자장(자기 흡인력)(M3)에 의해 전동체(107)와 내외륜(103, 105) 사이에 작용하는 자기 흡인력이 작아진다. 따라서, 전동체(107)는, 내외륜(103, 105)에 대해 압박되는 것이 억제되어, 내외륜(103, 105) 사이에서 매끄러운 구름(양호한 프리 회전 성능)을 실현할 수 있다[전동체(107)의 회전 토크를 낮게 할 수 있으므로, 베어링 본체(125)의 내외륜(103, 105)의 상대 회전이 가벼워짐].
도 6은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101A)을 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 각 자성 유체 시일(110A, 110B)에 있어서, 자석(112A, 112B)과 극판(114A, 114B)의 축방향 위치가 제1 실시 형태와 반대로 되어 있다. 즉, 자석(112A, 112B)의 내측[전동체(107)측]에 극판(114A, 114B)이 위치되어 있다. 이 경우도, 자석(112A, 112B)과 내외륜(103, 105) 사이에는 자기 회로에 의해 자성 유체(m)가 보유 지지되어 있고, 또한 한 쌍의 자석(112A, 112B)은, 전동체(107)를 사이에 배치하고 서로 대향하는 측의 자극이 다르도록 설정되어 있다. 이러한 구성에 의해서도, 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다. 또한, 이 구성에서는, 외측에 노출되는 자석(112A, 112B)을 덮어 가리도록 베어링 본체(125)의 개구에 커버가 설치되어도 된다.
도 7은, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101B)을 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 각 자성 유체 시일(110A, 110B)에 있어서, 자석[112A(112B)]이 한 쌍의 양측의 극판[114A, 114A(114B, 114B)]에 의해 끼움 지지되어 있다. 이 경우도, 내외륜(103, 105)의 양측에 자기 회로에 의해 자성 유체(m)가 보유 지지되어 있고, 또한 한 쌍의 자석(112A, 112B)은, 전동체(107)를 사이에 배치하고 서로 대향하는 측의 자극이 다르도록 설정되어 있다. 이러한 구성에 의해서도, 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
이상과 같이 구성되는 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101, 101A, 101B)은, 다양한 구동 장치의 회전축의 지지 부재로서 사용할 수 있고, 예를 들어, 각종 낚시용 릴(스피닝 릴, 양 베어링 릴, 전동 릴 등)에 내장된 구동력 전달 기구의 회전축의 지지 부재로서 사용하는 것이 가능하다. 일반적으로, 낚시용 릴은, 수분, 염분, 모래, 먼지 등, 외부 환경이 가혹한 상황하에서 사용되므로, 상기한 바와 같은 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101, 101A, 101B)을 내부에 조립함으로써, 핸들의 회전 조작 등에 의해 회전 구동되는 회전축의 회전 성능을 향상시켜, 장기에 걸쳐 안정된 회전 특성을 얻을 수 있다.
또한, 이들 낚시용 릴 중, 특히 캐스팅용으로 사용되는 양 베어링 릴에서는, 상기한 바와 같이, 보다 저토크화된 구성의 것을 스풀축의 지지 부재로서 사용함으로써 방수·방진 효과에 추가하여, 스풀의 프리 회전 성능을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 8∼도 11은, 본 발명에 관한 낚시용 릴의 일 실시 형태를 도시하는 도면으로, 도 8은 회전축에 본 발명에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링을 배치한 낚시용 릴(스피닝 릴)의 일부 단면을 수반하는 측면도, 도 9는 회전축에 본 발명에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링을 배치한 낚시용 릴(양 베어링 릴)의 평면도, 도 10은 도 9의 낚시용 릴의 스풀축 부분의 확대 단면도, 도 11은 도 9의 낚시용 릴의 핸들축 부분의 확대 단면도이다.
본 실시 형태에서는, 이하에 설명하는 바와 같이, 스풀을 회전 가능하게 지지하는 스풀축 및 권취 조작되는 핸들의 핸들축의 지지 부재로서, 상기한 구성의 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101, 101A, 101B)을 배치하고 있다.
구체적으로는, 도 8에 도시되는 낚시용 스피닝 릴(160)에서는, 그 핸들축(61), 피니언 축(62) 등의 핸들 회전 조작에 의해 회전 구동되는 회전축 부분에 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101, 101A, 101B)을 배치[베어링(63)을 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101, 101A, 101B)으로 구성함]하거나, 혹은 스풀(164)에 낚싯줄을 안내하는 라인 롤러(65)의 지지 부분에 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101, 101A, 101B)을 배치하는 것이 가능하다.
또한, 도 9∼도 11에 도시되는 양 베어링 릴에도 본 발명의 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101, 101A, 101B)을 적용할 수 있다. 구체적으로는, 도 9에 도시되는 양 베어링 릴(130)의 릴 본체(131)는, 좌우 프레임(132a, 132b)에 각각 커버 부재(133a, 133b)를 부착한 좌우 측판(131A, 131B)을 갖고 있고, 이들 좌우 측판(131A, 131B) 사이에는, 낚싯줄이 권회되는 스풀(134a)이 일체적으로 고정된 스풀축(134)이 상기한 구성의 베어링(101, 101A, 101B)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다. 이들 베어링(101)은, 좌우 프레임(132a, 132b)에 대해 외륜(105)이 장착되어, 스풀축(134)을 회전 가능하게 하고 있다.
상기 스풀축(134)의 단부에는, 스풀축(134)의 축방향을 따라 이동 가능한 피니언 기어(135)가 장착되어 있다. 이 경우, 피니언 기어는, 스풀축(134)을 동축 상에 연장시켜 지지해도 되고, 스풀축(134)과 동축 상에 지지축을 회전 가능하게 배치하고, 그 지지축에 회전 가능하게 지지하는 구성이어도 된다.
상기 피니언 기어(135)는, 공지의 전환 수단에 의해, 스풀축(134)과 결합되어 스풀축(134)과 일체로 회전하는 결합 위치(동력 전달 상태; 클러치 ON)와, 스풀축(134)과의 결합 상태가 해제되는 비결합 위치(동력 차단 상태; 클러치 OFF) 사이에서 축방향을 따라 이동된다. 상기 전환 수단은, 좌우의 측판(131A, 131B) 사이에 배치되는 전환 레버(136)와, 전환 레버(136)의 압하 조작에 의해 회전하는 클러치 플레이트(137)를 구비하고 있고, 전환 레버(136)를 압하 조작함으로써, 클러치 플레이트(137)를 통해 동력 전달 상태로부터 동력 차단 상태로 전환하는 것이 가능하게 되어 있다.
상기 우측판(131B)측에는, 우측 프레임(132b)과의 사이, 및 우측 커버(133b)와의 사이에 설치되는 베어링, 및 상기 베어링(101, 101A, 101B)에 의해 핸들축(140)이 회전 가능하게 지지되어 있고, 이 핸들축(140)의 단부에 핸들(142)이 장착되어 있다. 또한, 핸들축(140)과 우측 커버(133b) 사이에는, 역회전 방지 기구로서 일방향 클러치(145)가 배치되어 있고, 핸들축(140)[핸들(142)]은 낚싯줄 권취 방향으로만 회전하여 역회전이 저지되도록 되어 있다.
상기 피니언 기어(135)에는, 핸들축(140)에 지지된 구동 기어(드라이브 기어)(146)가 맞물려 있고, 핸들축(140)의 단부에 장착된 핸들(142)을 회전 조작하면, 상기 드라이브 기어(146)와 피니언 기어(135)를 통해, 스풀축(134)이 회전 구동되고, 그것에 수반하여 스풀(134a)이 회전하여 낚싯줄이 권회된다.
이러한 형식의 낚시용 릴에서는, 특히 스풀(134a)의 회전 성능이 요구되므로, 종래에는, 베어링 부분을 효과적으로 시일할 수는 없었지만, 상기한 바와 같은 구성의 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101, 101A, 101B)을 배치함으로써, 방수·방진 효과가 얻어지는 것에 추가하여, 스풀의 회전 성능을 손상시키지 않도록 하는 것이 가능해진다. 즉, 해수가 부착, 침입하기 쉬운 환경의 가혹한 상황하에서 사용되어도, 회전축[스풀축(134), 핸들축(140)]을 회전 가능하게 지지하는 베어링 내부가 방수되어 염분 침투의 발생을 확실하게 방지할 수 있으므로, 안정된 시일 기능을 장기간 유지하여 회전축의 매끄러운 회전을 장기에 걸쳐 유지하는 것이 가능해진다.
이 경우, 스풀축(134)이나 핸들축(140)에 사용되는 베어링의 크기는 어느 정도 특정되는(외경이 10∼20㎜ 정도, 내경이 3∼10㎜ 정도) 것이며, 이러한 크기의 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101, 101A, 101B)이면, 도 3에 도시한 간극(G)을 0.05∼0.3㎜, 바람직하게는 0.1∼0.2㎜로 설정해 둠으로써 충분한 시일 효과가 얻어지는 것에 추가하여, 저토크화를 도모하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태의 양 베어링 릴에서는, 피니언 기어(135)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(148a, 148b) 및 핸들축(140)의 기단부측에서 핸들축을 회전 가능하게 지지하는 상기 베어링에 대해서도, 마찬가지의 시일 구조를 설치한 베어링(101, 101A, 101B)으로 해도 된다.
또한, 상기한 바와 같은 구성의 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101, 101A, 101B)을 소정의 위치에 조립할 때, 그 주변에 자성체(자성재)가 있으면, 거기에 끌어당겨져 조립 작업성이 저하되거나, 혹은 그 부근에 새로운 자기 회로가 형성되어 버려, 자성 유체가 이동하여 시일성이 저하될 가능성이 있다. 이로 인해, 상기한 자성 유체 시일이 구비된 베어링(101, 101A, 101B)을 릴 본체의 프레임 부분이나 커버 부분에 조립할 때에는, 그것에 인접하는 부품, 예를 들어 릴 본체, 프레임, 축, 커버, 하우징 등, 베어링에 대해 직경 방향 및 축방향에 인접하는 부품에 대해서는, 비자성 재료(알루미늄, 오스테나이트계 스테인리스, 구리 합금, 수지 등)로 구성해 두는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써, 조립성의 향상이 도모됨과 함께, 확실한 시일성을 유지하는 것이 가능해진다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링의 실시 형태에 대해 설명한다.
도 12 내지 도 14는, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링을 도시하는 것으로, 도 12는 자성 유체 시일이 구비된 베어링의 분해 사시도, 도 13은 도 12의 자성 유체 시일이 구비된 베어링의 축방향을 따르는 단면도, 도 14는 도 13의 주요부 확대 단면도이다.
본 실시 형태에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링(이하, 단순히 「베어링」이라고도 칭함)(1)은, 원통 형상의 내륜(3)과, 이것을 둘러싸는 원통 형상의 외륜(5)과, 내륜(3)과 외륜(5) 사이에 구름 이동 가능하게 개재되는 복수의 전동체(구름 부재)(7)를 갖는 베어링 본체(40)를 구비하고 있다. 또한, 전동체(7)는 환형의 리테이너(보유 지지기)(8)에 의해 보유 지지되어 있어, 내륜(3)과 외륜(5)을 상대적으로 회전 가능하게 하고 있다.
상기 내륜(3), 외륜(5) 및 전동체(7)는, 자성을 갖는 재료(자성체), 예를 들어 크롬계 스테인리스(SUS440C)에 의해 형성되어 있고, 상기 리테이너(8)는, 내식성, 내열성이 우수한 재료, 예를 들어 스테인리스재(SUS304)에 의해 형성되어 있다.
또한, 자성 유체 시일이 구비된 베어링(1)은, 한 쌍의 자성 유체 시일(10A, 10B)을 구비한다. 즉, 상기 전동체(7)를 사이에 배치하고 베어링 본체(40)의 축방향[베어링의 축심 방향(X)]의 양측에는, 각각, 내륜(3)과 외륜(5) 사이의 환형 공간(42) 내에, 그 개구에 거의 위치하여, 자성 유체 시일(10A, 10B)이 배치되어 있다. 이들 한 쌍의 자성 유체 시일(10A, 10B)은, 각각, 베어링 본체(40)에 일체적으로 보유 지지되어[베어링 본체(40)와 일체화되어 베어링 본체(40)와 함께 유닛으로서 구성되어도 됨], 베어링 본체(40)의 내부를 자기적으로 시일하는 기능을 갖는다.
구체적으로, 각 자성 유체 시일(10A, 10B)은, 전동체(7)에 면하여 축방향 내측에 배치되는 링 형상의 자석[12A(12B)]과, 자석[12A(12B)]의 축방향 외측면에 접하여 배치됨으로써 자석[12A(12B)]을 축방향 외측으로부터 보유 지지하는 링 형상의 극판[14A(14B)]과, 내륜(3) 또는 외륜(5)과 자석[12A(12B)] 사이에 보유 지지되는{자석[12A(12B)]에 의해 형성되는 후술하는 자기 회로에 보유 지지되는} 자성 유체(15)를 갖고 있고, 이들 부재에 의해, 전동체(7) 내에 먼지, 수분 등이 침입하지 않도록 시일하는 기능을 갖는다.
이 경우, 자석[12A(12B)]은, 전동체(7)와 대향하도록{극판[14A(14B)]이 자석[12A(12B)]의 일측을 보유 지지하고, 자석[12A(12B)]의 타측이 전동체(7)와 대향함} 하여, 상기 극판[14A(14B)]에 부착되어 있고, 극판[14A(14B)]은 내륜측의 내면 및 외륜측의 외면 중 어느 한쪽을 고정측으로 하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 극판(14A)이 내륜측에 고정되어 있고, 극판(14B)이 외륜측에 고정되어 있다.
상기 자석[12A(12B)]은, 자속 밀도가 높고, 자력이 강한 영구 자석, 예를 들어 소결 제법에 의해 제작되는 네오디뮴 자석을 사용할 수 있고, 도 12, 도 14에 도시하는 바와 같이, 미리 축방향(X)으로 자극(S극, N극)이 향하도록 착자되어 있다. 또한, 자석[12A(12B)]의 축방향 외측면에 접하도록 배치되는 극판[14A(14B)]은, 전술한 바와 같이 자석[12A(12B)]과 대략 동일한 링 형상으로 되어 있고, 자성을 갖는 재료, 예를 들어 크롬계 스테인리스(SUS440C)에 의해 형성되어 있다.
상기 자석[12A(12B)]과 극판[14A(14B)]은, 조립 장착시에서는 부착된 상태에 있고, 본 실시 형태에서는, 양 부재가 미리 접착되어 있지만, 자기 흡착에 의해 접착되어 있지 않아도 된다. 이 경우, 양 부재를 미리 접착해 둠으로써, 자석[12A(12B)]의 위치 결정이나 센터링을 용이하게 행할 수 있음과 함께, 자석[12A(12B)]과 극판[14A(14B)]이 유닛화되어, 베어링 본체(40)에 대한 조립 작업을 용이하게 행할 수 있게 된다.
여기서, 한 쌍의 자성 유체 시일(10A, 10B) 각각에 대해 구체적으로 설명한다.
한 쌍의 자성 유체 시일(10A, 10B) 중 일측의 자성 유체 시일(10A)(도 12 내지 도 14에 있어서 좌측에 배치되는 자성 유체 시일)에 있어서, 자석(12A)은, 그 외경이 극판(14A)의 외경과 대략 동일함과 함께, 그 내경이 극판(14A)의 내경보다도 크게 설정되어 있다. 또한, 극판(14A)은, 내륜측의 내면을 고정측으로 하고 있고, 전동체측에 접착된 자석(12A)과 함께 환형 공간(42)의 한쪽의 개구측으로부터 내륜(3)의 외주에 끼움 장착(압입해도 됨)된다. 그리고, 그 끼움 장착시에는, 외륜(5)의 내주면과 자석(12A) 및 극판(14A)의 외주면 사이에 간극(S)이 발생하도록 되어 있다.
또한, 한 쌍의 자성 유체 시일(10A, 10B) 중 타측의 자성 유체 시일(10B)(도 12 내지 도 14에 있어서 우측에 배치되는 자성 유체 시일)에 있어서, 자석(12B)은, 그 내경이 극판(14B)의 내경과 대략 동일함과 함께, 그 외경이 극판(14B)의 외경보다도 작게 설정되어 있다. 또한, 극판(14B)은, 외륜측의 외면을 고정측으로 하고 있고, 전동체측에 접착된 자석(12B)과 함께 환형 공간(42)의 다른 쪽 개구측으로부터 외륜(5)의 내주에 끼움 장착(압입해도 됨)된다. 그리고, 그 끼움 장착시에는, 내륜(3)의 외주면과 자석(12B) 및 극판(14B)의 내주면 사이에 간극(S)이 발생하도록 되어 있다.
또한, 한 쌍의 각 자성 유체 시일(10A, 10B)에 있어서, 상기 자석(12A)과 내륜(3) 사이, 및 상기 자석(12B)과 외륜(5) 사이에는, 각각 비자성체인 스페이서(30A, 30B)가 개재된다. 이 스페이서(30A, 30B)는, 링 형상으로 구성되어 있고, 각 자석(12A, 12B)은, 스페이서를 개재한 상태에서 내륜 및 외륜에 부착된다. 이로 인해, 비자성체인 스페이서(30A, 30B)는, 후술하는 바와 같이, 각 자석에 근접하는 내륜, 외륜 및 전동체 사이의 좁은 영역에서 자기 회로를 형성하는 일 없이, 전동체(7)를 우회하는 자기 회로(M1)를 형성하는 기능을 갖는다. 또한, 스페이서(30A, 30B)를 구성하는 비자성 재료로서는, 예를 들어 세라믹(질화규소, 알루미나, 지르코니아, SiC 등), 비자성 강[오스테나이트 스테인리스강, 티타늄, 티타늄 합금, 초경재(텅스텐 카바이트 등) 등], 구리 합금, 플라스틱 등을 들 수 있다.
구체적으로, 일측의 자성 유체 시일(10A)은, 극판(14A) 및 자석(12A)의 내경 치수의 차이에 기인하여 자석(12A)의 내주면과 내륜(3)의 외주면 사이에 형성되는 환형 공간에 상기 스페이서(30A)가 개재된다. 또한, 타측의 자성 유체 시일(10B)은, 극판(14B) 및 자석(12B)의 외경 치수의 차이에 기인하여 자석(12B)의 외주면과 외륜(5)의 내주면 사이에 형성되는 환형 공간에 상기 스페이서(30B)가 개재된다.
상기 내륜(3) 및 외륜(5)에는, 각각 단차부(3a, 5a)를 형성해 두는 것이 바람직하고, 이에 의해, 각 자석(12A, 12B)은, 각각 스페이서(30A, 30B)가 단차부(3a, 5a)에 부착됨으로써, 축방향의 위치가 결정되도록 되어 있다. 또한, 각 자석(12A, 12B)의 스페이서의 반대측은, 전동체에 면하는 측면과 외륜의 단차부(5a) 및 내륜의 단차부(3a) 사이에서, 축방향의 간극이 발생하도록 구성되어 있다. 이와 같이, 내륜(3) 및 외륜(5)에, 각각 단차부(3a, 5a)를 형성해 둠으로써, 자성 유체 시일(10A, 10B)의 조립을 용이하게 행할 수 있음과 함께, 후술하는 바와 같이, 전동체(7)를 우회하는[전동체(7)를 둘러싸는] 자기 회로(M1)가 형성된 때, 특히 자속 밀도가 높아지는 단차부와 자석 사이의 축방향의 간극에 자성 유체(15)를 보유 지지하기 쉽게 하는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 한 쌍의 자성 유체 시일 중 일측의 자성 유체 시일(10A)의 자석(12A)은, 내륜(3)과의 사이에서 스페이서(30A)를 보유 지지함과 함께, 외륜(5)[의 단차부(5a)]과의 사이에서 자성 유체(15)를 보유 지지하고 있고, 타측의 자성 유체 시일(10B)의 자석(12B)은, 외륜(5)과의 사이에서 스페이서(30B)를 보유 지지함과 함께, 내륜(3)[의 단차부(3a)]과의 사이에서 자성 유체(15)를 보유 지지하고 있다.
그리고, 상기한 바와 같은 스페이서(30A, 30B)의 배치(직경 방향 위치가 서로 다른 엇갈린 배치)에 수반하여, 일측의 자성 유체 시일(10A)의 자석(12A)은, 전동체(7)에 면하는 측에 S극이 착자되고, 축방향의 반대측에 N극이 착자된다. 한편, 타측의 자성 유체 시일(10B)의 자석(12B)도, 전동체(7)에 면하는 측에 S극이 착자되고, 축방향의 반대측에 N극이 착자된다. 즉, 본 실시 형태에서는, 베어링 본체(40)의 축방향(X)으로 자극이 향하도록 착자되는 한 쌍의 자성 유체 시일(10A, 10B)의 자석(12A, 12B)은, 전동체(7)를 사이에 배치하고 서로 대향하는 측의 자극(여기서는 S극)이 동일하게 되어 있다.
여기서, 상기 스페이서(30A, 30B)를 배치함으로써 형성되는 자기 회로에 대해 설명한다.
자력선의 주요한 흐름을 알기 쉽게 하기 위해 도 14에 점선으로 나타내면, 자성 유체 시일(10B)의 자석(12B)의 N극으로부터 발하는 자력선은, 극판(14B)으로 유도되어 외륜(5)으로 향한다. 이때, 비자성체인 스페이서(30B)에 의해 외륜(5)과 자석(12B)은 이격(자기적인 이격을 의미함)되므로, 자력선은 자석(12B)의 S극으로는 향하지 않고, 외륜(5)을 통해 반대측의 자성 유체 시일(10A)의 자석(12A)의 S극으로 향한다. 또한, 자성 유체 시일(10A)의 자석(12A)의 N극으로부터 발하는 자력선은, 극판(14A)으로 유도되어 내륜(3)으로 향한다. 이때도, 비자성체인 스페이서(30A)에 의해 내륜(3)과 자석(12A)은 이격되므로, 자력선은 자석(12A)의 S극으로는 향하지 않고, 내륜(3)을 통해 반대측의 자성 유체 시일(10B)의 자석(12B)의 S극으로 향한다. 즉, 자성 유체 시일(10A, 10B)의 자석(12A, 12B) 사이에 있어서, 내륜(3) 및 외륜(5)을 통과하여[내륜(3) 및 외륜(5)의 내부를 경유함] 전동체(7)를 우회하는 자기 회로(M1)가 형성되게 된다.
그리고, 자성 유체 시일(10A)측에서는, 상기 간극(S)으로부터 전동체(7)에 이르는 통로의 연통을 완전히 차단하도록, 자석(12A)의 직경 방향 외측의 단부면(단부 모서리를 포함함)과 외륜(5)의 내주면[상세하게는 단차부(5a)] 사이의 간극에 자성 유체(15)가 자기적으로 보유 지지된다. 또한, 자성 유체 시일(10B)측에서는, 상기 간극(S)으로부터 전동체(7)에 이르는 통로의 연통을 완전히 차단하도록, 자석(12B)의 직경 방향 내측의 단부면(단부 모서리를 포함함)과 내륜(3)의 외주면[상세하게는 단차부(3a)] 사이의 간극에 자성 유체(15)가 자기적으로 보유 지지된다.
이 경우, 간극(S)을 폐색하도록 주입되는 자성 유체(15)는, 예를 들어 Fe3O4와 같은 자성 미립자를, 계면 활성제에 의해 베이스 오일에 분산시켜 구성된 것(계면 활성제를 자성 미립자에 묻힘으로써, 베이스 오일 내에 분산시키고 있음)이며, 점성이 있어 자석을 근접시키면 반응하는 특성을 구비하고 있다. 이로 인해, 자성 유체(15)는, 스포이트 등의 주입 기구에 의해 간극(S)에 주입되면, 자기 회로(M1)에 의해 소정의 위치, 특히 자속 밀도가 높은 단차부와 자석 사이의 간극에 안정적으로 보유 지지되게 된다. 또한, 극판(14A)과 내륜(3)의 끼워 맞춤부 및 극판(14B)과 외륜(5)의 끼워 맞춤부에 있어서, 각 극판을 각각 내륜(3) 및 외륜(5)에 대해 압입 고정할 수 없는 경우는, 그 부분에도 자성 유체(15)를 주입하고, 보유 지지해 두는 것이 바람직하다(이러한 자성 유체의 주입, 보유 지지에 관해서는, 후술하는 도 15 내지 도 17에서 나타내는 구성에 있어서도 마찬가지로 적용하는 것이 가능함). 즉, 이러한 자성 유체의 주입, 보유 지지에 의해, 내부를 확실하게 시일하는 것이 가능해진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 자성 유체 시일이 구비된 베어링(1)에서는, 비자성체인 스페이서(30A, 30B)를 배치함으로써, 자성 유체 시일(10A, 10B)의 자석(12A, 12B) 사이에, 내륜(3) 및 외륜(5)을 통과하여 전동체(7)를 우회하는 자기 회로(M1)(도 14에서는 반시계 방향)가 형성되므로, 자기 회로(M1)에 의한 자력이 전동체(7)의 움직임에 악영향을 미치는 일은 없어, 전동체(7)의 매끄러운 구름이 실현된다[전동체(7)의 회전 토크를 낮게 할 수 있음]. 즉, 자성 유체 시일의 자석이, 이것에 근접하는 내륜 또는 외륜과의 사이의 좁은 영역에서 자기 회로를 형성하는 것이 아니라, 전동체(7)를 사이에 배치하고 베어링 본체(40)의 축방향(X)의 양측에 각각 위치되는 한 쌍의 자성 유체 시일(10A, 10B)의 자석(12A, 12B) 사이에 걸쳐 넓은 영역에서 자기 회로(M1)를 형성하므로, 전동체(7)에는 강한 자력이 작용하지 않는다.
또한, 자석(12A, 12B)의 착자에 관해서는, 자석(12A)의 전동체(7)에 면하는 측을 N극, 축방향 반대측을 S극으로 착자하고, 또한 자석(12B)의 전동체(7)에 면하는 측을 N극, 축방향 반대측을 S극으로 착자해도 된다. 그 경우는, 자기 회로(M1)의 방향이 도 14와 반대(시계 방향)로 된다.
도 15는, 전술한 제4 실시 형태의 변형예에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링(1A)의 축방향을 따르는 주요부 확대 단면도를 도시하는 도면이다.
이 변형예에서는, 자성 유체 시일(10A, 10B)의 구성이 제4 실시 형태와 반대로 되어 있다.
즉, 한 쌍의 자성 유체 시일 중 일측의 자성 유체 시일(10A)(도 15에 있어서 좌측에 배치되는 자성 유체 시일)은, 외륜(5)의 내주에 끼워 맞춤 또는 압입되어, 그 자석(12A')이, 외륜(5)과의 사이에서 스페이서(30A')를 보유 지지함과 함께, 내륜(3)과의 사이에서 자성 유체(15)를 보유 지지한다. 한편, 타측의 자성 유체 시일(10B)(도 15에 있어서 우측에 배치되는 자성 유체 시일)은, 내륜(3)의 외주에 끼워 맞춤 또는 압입되어, 그 자석(12B')이, 내륜(3)과의 사이에서 스페이서(30B')를 보유 지지함과 함께, 외륜(5)과의 사이에서 자성 유체(15)를 보유 지지한다.
또한, 일측의 자성 유체 시일(10A)의 자석(12A')은, 전동체(7)에 면하는 측이 S극으로 착자되고, 축방향의 반대측이 N극으로 착자된다. 한편, 타측의 자성 유체 시일(10B)의 자석(12B')도, 전동체(7)에 면하는 측이 S극으로 착자되고, 축방향의 반대측이 N극으로 착자된다[전동체(7)를 사이에 배치하고 서로 대향하는 측의 자극이 동일해지도록 착자됨].
이로 인해, 자성 유체 시일(10A)의 자석(12A')의 N극으로부터 발하는 자력선은, 극판(14A)으로 유도되어 외륜(5)으로 향한다. 이때, 비자성체인 스페이서(30A')에 의해 외륜(5)과 자석(12A')이 이격되므로, 자력선은 자석(12A')의 S극으로는 향하지 않고, 외륜(5)을 통해 반대측의 자성 유체 시일(10B)의 자석(12B')의 S극으로 향한다. 또한, 자성 유체 시일(10B)의 자석(12B')의 N극으로부터 발하는 자력선은, 극판(14B)으로 유도되어 내륜(3)으로 향한다. 이때, 비자성체인 스페이서(30B')에 의해 내륜(3)과 자석(12B')이 이격되므로, 자력선은 자석(12B')의 S극으로는 향하지 않고, 내륜(3)을 통해 반대측의 자성 유체 시일(10A)의 자석(12A')의 S극으로 향한다. 즉, 도 14의 자기 회로(M1)와는 반대 방향의 자기 회로(M2)가 형성된다.
따라서, 이러한 구성에 있어서도, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 자성 유체 시일(10A, 10B)의 자석(12A', 12B') 사이에 내륜(3) 및 외륜(5)을 통과하여 전동체(7)를 우회하는 자기 회로(M2)가 형성되므로, 상기한 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과가 얻어진다.
도 16은, 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링(1B)의 축방향을 따르는 주요부 확대 단면을 도시하는 도면이다. 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 한 쌍의 자성 유체 시일(10A, 10B)의 각 자석(12A', 12B)이 모두 외륜(5)과의 사이에서 스페이서(30A', 30B)를 보유 지지하고, 또한 한 쌍의 자성 유체 시일(10A, 10B)의 자석(12A', 12B)은, 전동체(7)를 사이에 배치하고 서로 대향하는 측의 자극이 다르도록 착자되어 있다.
즉, 한 쌍의 자성 유체 시일 중 일측의 자성 유체 시일(10A)(도 16에 있어서 좌측에 배치되는 자성 유체 시일)은, 외륜(5)의 내주에 압입되어, 그 자석(12A')이, 외륜(5)과의 사이에서 스페이서(30A')를 보유 지지함과 함께, 내륜(3)과의 사이에서 자성 유체(15)를 보유 지지하고 있다. 한편, 타측의 자성 유체 시일(10B)(도 16에 있어서 우측에 배치되는 자성 유체 시일)도, 외륜(5)의 내주에 압입되어, 그 자석(12B)이, 외륜(5)과의 사이에서 스페이서(30B)를 보유 지지함과 함께, 내륜(3)과의 사이에서 자성 유체(15)를 보유 지지하고 있다.
상기한 구성에서는, 자성 유체 시일(10A)의 자석(12A')의 N극으로부터 발하는 자력선은 극판(14A)으로 유도되어 외륜(5)으로 향한다. 이때, 비자성체인 스페이서(30A')에 의해 외륜(5)과 자석(12A')이 이격되므로, 자력선은 자석(12A')의 S극으로는 향하지 않고, 외륜(5)을 통해 반대측의 자성 유체 시일(10B)로 향함과 함께, 이 자력선은, 자성 유체 시일(10B)의 비자성체인 스페이서(30B)에 의해 외륜(5)과 자석(12B)이 이격되므로, 자석(12B)의 S극으로 향한다. 또한, 자성 유체 시일(10B)의 자석(12B)의 N극으로부터 발하는 자력선은, 내륜(3)으로 향하고, 내륜(3)을 통해 반대측의 자성 유체 시일(10A)의 자석(12A')의 S극으로 향한다. 즉, 이러한 구성에서는, 자성 유체 시일(10A, 10B)의 자석(12A', 12B) 사이에, 내륜(3) 및 외륜(5)을 통과하여 전동체(7)를 우회하는 자기 회로(M3)가 형성된다.
이와 같이, 본 실시 형태에 있어서도, 비자성체인 스페이서(30A', 30B)에 의해, 자성 유체 시일(10A, 10B)의 자석(12A', 12B) 사이에, 내륜(3) 및 외륜(5)을 통과하여 전동체(7)를 우회하는 자기 회로(M3)가 형성되므로, 자기 회로(M3)에 의한 자력이 전동체(7)의 움직임에 악영향을 미치는 일은 없어, 전동체(7)의 매끄러운 구름을 실현할 수 있다.
도 17은, 제5 실시 형태의 변형예에 관한 자성 유체 시일이 구비된 베어링(1C)의 축방향을 따르는 주요부 확대 단면을 도시하는 도면이다. 도시한 바와 같이, 이 변형예에서는, 한 쌍의 자성 유체 시일(10A, 10B)의 각 자석(12A, 12B')이 모두 내륜(3)과의 사이에서 스페이서(30A, 30B')를 보유 지지하고 있다.
즉, 일측의 자성 유체 시일(10A)은, 내륜(3)의 외주에 끼워 맞춤 또는 압입되어, 그 자석(12A)이, 내륜(3)과의 사이에서 스페이서(30A)를 보유 지지함과 함께, 외륜(5)과의 사이에서 자성 유체(15)를 보유 지지한다. 또한, 타측의 자성 유체 시일(10B)도, 내륜(3)의 외주에 끼워 맞춤 또는 압입되어, 그 자석(12B')이, 내륜(3)과의 사이에서 스페이서(30B')를 보유 지지함과 함께, 외륜(5)과의 사이에서 자성 유체(15)를 보유 지지한다. 또한, 이 구성에서도, 제5 실시 형태와 마찬가지로, 한 쌍의 자성 유체 시일(10A, 10B)의 자석(12A, 12B')은, 전동체(7)를 사이에 배치하고 서로 대향하는 측의 자극이 다르도록 착자되어 있다.
이러한 구성에서는, 자성 유체 시일(10A)의 자석(12A)의 N극으로부터 발하는 자력선은 극판(14A)으로 유도되어 내륜(3)으로 향한다. 이때, 비자성체인 스페이서(30A)에 의해 내륜(3)과 자석(12A)이 이격되므로, 자력선은 자석(12A)의 S극으로는 향하지 않고, 내륜(3)을 통해 반대측의 자성 유체 시일(10B)을 향함과 함께, 이 자력선은, 자성 유체 시일(10B)의 비자성체인 스페이서(30B')에 의해 내륜(3)과 자석(12B')이 이격되므로, 자석(12B')의 S극으로 향한다. 또한, 자성 유체 시일(10B)의 자석(12B')의 N극으로부터 발하는 자력선은, 외륜(5)으로 향하고, 외륜(5)을 통해 반대측의 자성 유체 시일(10A)의 자석(12A)의 S극으로 향한다. 즉, 자성 유체 시일(10A, 10B)의 자석(12A, 12B') 사이에 내륜(3) 및 외륜(5)을 통과한 전동체(7)를 우회하는 자기 회로(M4)가 형성된다.
이와 같이, 본 변형예에 있어서도, 비자성체인 스페이서(30A, 30B')에 의해, 자성 유체 시일(10A, 10B)의 자석(12A, 12B') 사이에, 내륜(3) 및 외륜(5)을 통과한 전동체(7)를 우회하는 자기 회로(M4)가 형성되므로, 상기한 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과가 얻어진다.
이상과 같이 구성되는 자성 유체 시일을 구비한 베어링에 대해서는, 방진성, 방수성이 요구되는 다양한 장치의 회전축 부분에 설치하는 것이 가능하고, 특히 염분을 갖는(해수) 환경하에서 사용되는 장치에서는, 가혹한 조건이 된다고 생각된다. 즉, 해수는, 점도가 낮으므로, 근소한 간극으로부터 침입하기 쉽고, 또한 침입한 후, 건조되면, 염분이 결정화되어 잔존하고, 이러한 결정이, 전동체 부분에 부착되면 회전 성능이 현저하게 저하되어 버린다.
이로 인해, 상술한 실시 형태의 자성 유체 시일이 구비된 베어링(1, 1A, 1B, 1C)에 대해서는, 해변이나 해상에서 사용되는 각종 낚시용 릴에 있어서의 동력 전달 부분의 구동축 부분에 배치함으로써, 구동축 부분을 장기에 걸쳐 안정적으로 지지하는 것이 가능해진다. 예를 들어, 상술한 실시 형태의 베어링을, 스피닝 릴의 핸들에 의해 회전 구동되는 회전축 부분(예를 들어, 피니언 축 등), 양 베어링형 릴의 스풀축 부분에 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 상술한 실시 형태의 베어링을 일방향 클러치 베어링에도 적용하는 것이 가능하다.
예를 들어, 상술한 실시 형태의 베어링을, 도 8에 도시하는 바와 같은 낚시용 스피닝 릴(160)의 핸들축(61), 피니언 축(62) 등의 핸들 회전 조작에 의해 회전 구동되는 회전축 부분[베어링(63)을 상술한 자성 유체 시일이 구비된 베어링으로 구성함]에 배치하거나, 혹은 스풀(64)에 낚싯줄을 안내하는 라인 롤러(65)의 지지 부분에 배치하는 것이 가능하다. 또한, 도 18에 도시하는 바와 같은 양 베어링형 릴(70)의 경우에는, 핸들축(71)의 베어링(72), 피니언 축(73)의 베어링(74) 등을 상술한 자성 유체 시일이 구비된 베어링으로 구성할 수도 있다.
특히, 릴 본체의 좌우 측판(75A, 75B) 사이에 회전 가능하게 지지되고, 클러치 기구(76)에 의해 권취 동력 전달 상태가 ON/OFF 되는 스풀축(78) 부분을 지지하는 베어링(80) 부분에 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 상술한 자성 유체 시일이 구비된 베어링은, 전동체가 자석의 영향을 받는 일이 없어, 매끄러운 회전 성능이 얻어지므로, 특히 프리 회전 성능이 요구되는 양 베어링형 릴의 스풀축의 베어링 부분에 배치하는 것이 바람직하다. 혹은, 상기한 자성 유체 시일은, 일방향 베어링(90)에도 적용하는 것이 가능하다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 일은 없고, 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 자기 시일 기구의 구성에 대해서는 일례를 나타낸 것에 불과하며, 자석이나 극판의 구성이나 배치 형태에 대해서는 적절하게 변형하는 것이 가능하다. 예를 들어, 외륜이나 내륜의 축방향의 위치 결정 방법, 나아가, 외륜 표면이나 내륜 표면에 대한 시일 방법 등, 적절하게 변형하는 것이 가능하다.
본 발명은, 베어링의 전동체의 양측에 자성 유체 시일을 배치하는 것에 있어서, 비자성체인 스페이서에 의해, 일측의 자성 유체 시일의 자석과 타측의 자성 유체 시일의 자석 사이에, 내륜 및 상기 외륜을 통과하여 전동체를 우회하는 자기 회로를 형성할 수 있으면, 자성 유체 시일의 배치 구성에 대해서는 적절하게 변형할 수 있다. 또한, 스페이서의 구성이나 두께 등에 대해서도 적절하게 변형하는 것이 가능하다.
101, 101A, 101B : 자성 유체 시일이 구비된 베어링
103 : 내륜
105 : 외륜
107 : 전동체
110A, 110B : 자성 유체 시일
112A, 112B : 자석
114A, 114B : 극판
125 : 베어링 본체
m : 자성 유체
130 : 양 베어링 릴(낚시용 릴)
1, 1A, 1B, 1C : 자성 유체 시일이 구비된 베어링
3 : 내륜
5 : 외륜
7 : 전동체
10A, 10B : 자성 유체 시일
12A, 12A', 12B, 12B' : 자석
14A, 14A', 14B, 14B' : 극판
15 : 자성 유체
30A, 30A', 30B, 30B' : 스페이서

Claims (11)

  1. 내륜과 외륜 사이에 복수의 전동체를 개재 삽입하여 이루어지는 베어링 본체를 구비하고, 상기 내륜과 상기 외륜 사이의 환형 공간에 링 형상의 한 쌍의 자석을 배치하여 형성되는 자기 회로에 자성 유체를 보유 지지함으로써 상기 복수의 전동체를 시일하는 자성 유체 시일이 구비된 베어링에 있어서,
    상기 자석은, 상기 전동체를 사이에 배치하고 상기 베어링 본체의 축방향의 양측에 각각 자극이 축방향을 향하도록 착자되어 배치되고,
    상기 한 쌍의 자석은, 상기 전동체에 작용하는 자력이 상기 베어링 본체의 직경 방향보다도 축방향에서 커지도록 상기 전동체를 사이에 배치하고 서로 대향하는 측의 자극이 다르고, 상기 전동체를 관통하는 자속의 축방향 성분이 직경 방향 성분의 3배 이상인 것을 특징으로 하는, 자성 유체 시일이 구비된 베어링.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전동체를 통과하는 자속은, 상기 한 쌍의 자석 중 한쪽의 자석으로부터 발하여 다른 쪽의 자석으로 향하는 것을 특징으로 하는, 자성 유체 시일이 구비된 베어링.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 한 쌍의 자석과 상기 전동체와 상기 내륜에 의해 구성되는 자기 회로를 통과하는 자속의 양은, 상기 한 쌍의 자석과 상기 전동체와 상기 외륜에 의해 구성되는 자기 회로를 통과하는 자속의 양과 동등한 것을 특징으로 하는, 자성 유체 시일이 구비된 베어링.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전동체는, 상기 한 쌍의 자석의 중간에 배치되고, 상기 한 쌍의 자석 중 한쪽의 자석으로부터의 흡인력과 다른 쪽의 자석으로부터의 흡인력이 동등한 것을 특징으로 하는, 자성 유체 시일이 구비된 베어링.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 한 쌍의 자석의 각각을 보유 지지하는 극판을 더 구비하고, 상기 극판이 상기 한 쌍의 자석의 각각의 일측 또는 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는, 자성 유체 시일이 구비된 베어링.
  7. 회전축을 회전 가능하게 지지하는 지지 부재로서 제1항, 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 자성 유체 시일이 구비된 베어링을 조립한 것을 특징으로 하는, 낚시용 릴.
  8. 자성을 갖는 내륜 및 외륜 사이에, 자성을 갖는 전동체를 전동 가능하게 개재한 베어링 본체와,
    상기 전동체를 사이에 배치하고 상기 베어링 본체의 축방향의 양측에 각각 일체적으로 보유 지지되고, 상기 베어링 본체의 내부를 자기적으로 시일하는 한 쌍의 자성 유체 시일을 갖는 자성 유체 시일이 구비된 베어링이며,
    상기 한 쌍의 자성 유체 시일의 각각은, 자석과, 이 자석을 보유 지지하는 극판과, 상기 내륜 또는 상기 외륜과 상기 자석과의 사이의 간극에 보유 지지되는 자성 유체를 갖고,
    상기 한 쌍의 자성 유체 시일의 각각의 상기 자석은, 상기 내륜 및 외륜 중 일측에 비자성체인 스페이서를 개재하여 부착되고, 타측에 상기 전동체를 시일하는 자성 유체를 보유 지지하고 있는 것을 특징으로 하는, 자성 유체 시일이 구비된 베어링.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 한 쌍의 자성 유체 시일 중 일측의 자성 유체 시일의 자석은, 상기 내륜과의 사이에서 상기 스페이서를 보유 지지하고, 타측의 자성 유체 시일의 자석은, 상기 외륜과의 사이에서 상기 스페이서를 보유 지지하고,
    상기 한 쌍의 상기 자성 유체 시일의 각각의 상기 자석은, 모두 상기 베어링 본체의 축방향으로 자극이 향하도록 착자되고,
    상기 한 쌍의 상기 자성 유체 시일 중 한쪽의 상기 자석 및 상기 한 쌍의 상기 자성 유체 시일 중 다른 쪽의 상기 자석은, 상기 전동체를 사이에 배치하고 서로 대향하는 측의 자극이 동일해지도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 자성 유체 시일이 구비된 베어링.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 한 쌍의 자성 유체 시일의 각각의 상기 자석은, 모두 상기 내륜 또는 외륜과의 사이에서 상기 스페이서를 보유 지지함과 함께 상기 베어링 본체의 축방향으로 자극이 향하도록 착자되고,
    상기 한 쌍의 상기 자성 유체 시일 중 한쪽의 상기 자석 및 상기 한 쌍의 상기 자성 유체 시일 중 다른 쪽의 상기 자석은, 상기 전동체를 사이에 배치하고 서로 대향하는 측의 자극이 다르도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 자성 유체 시일이 구비된 베어링.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내륜 및 외륜에는, 서로 대향하는 면에 축방향에 직교하는 방향으로 각각 단차부가 형성되어 있고,
    상기 한 쌍의 자석은, 각각, 축방향에 직교하는 방향의 일단부가 스페이서를 개재하여 상기 내륜 및 외륜 중 어느 하나의 단차부에 부착됨으로써 축방향의 위치 결정이 이루어짐과 함께, 축방향에 직교하는 방향의 타단부가 상기 내륜 및 외륜 중 다른 하나의 단차부와의 사이의 축방향 간극에 상기 자성 유체를 보유 지지하고 있는 것을 특징으로 하는, 자성 유체 시일이 구비된 베어링.
KR1020150106740A 2014-07-29 2015-07-28 자성 유체 시일이 구비된 베어링 및 그 베어링을 구비하는 낚시용 릴 Active KR102338654B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-154006 2014-07-29
JP2014154006A JP6276130B2 (ja) 2014-07-29 2014-07-29 磁性流体シール付き軸受
JPJP-P-2014-241783 2014-11-28
JP2014241783A JP6462339B2 (ja) 2014-11-28 2014-11-28 磁性流体シール付き軸受および該軸受を備える魚釣用リール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160014552A KR20160014552A (ko) 2016-02-11
KR102338654B1 true KR102338654B1 (ko) 2021-12-13

Family

ID=53783078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150106740A Active KR102338654B1 (ko) 2014-07-29 2015-07-28 자성 유체 시일이 구비된 베어링 및 그 베어링을 구비하는 낚시용 릴

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9611892B2 (ko)
EP (2) EP3536996B1 (ko)
KR (1) KR102338654B1 (ko)
CN (1) CN105317848B (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101930538B1 (ko) * 2010-08-27 2018-12-18 글로브라이드 가부시키가이샤 낚시용 릴
US10498181B2 (en) * 2013-08-09 2019-12-03 Johnson Electric International AG Motor and method for using and making the same
JP6737660B2 (ja) * 2016-08-30 2020-08-12 グローブライド株式会社 磁性流体シール付き軸受ユニット、及び、そのような軸受ユニットを備えた駆動モータ
JP6683574B2 (ja) * 2016-08-31 2020-04-22 グローブライド株式会社 無人飛行体
CN110345159B (zh) * 2019-07-23 2020-08-04 南昌工程学院 一种磁流体推力圆柱滚子轴承及其加工工艺

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4293137A (en) * 1978-12-11 1981-10-06 Ezekiel Frederick D Magnetic liquid shaft sealing
JPS5733222A (en) 1980-08-08 1982-02-23 Nippon Seiko Kk Sealed antifriction bearing
US4692826A (en) * 1982-12-16 1987-09-08 Ferrofluidics Corporation Bearing assembly with integrated ferrofluid seal
US5238254A (en) * 1987-07-17 1993-08-24 Koyo Seiko Co., Ltd. Ferrofluid seal apparatus
JPH073100Y2 (ja) * 1987-07-17 1995-01-30 光洋精工株式会社 密封装置
JPS6487921A (en) * 1987-09-29 1989-04-03 Nippon Seiko Kk Rolling bearing
JP2569754B2 (ja) 1988-09-10 1997-01-08 富士通株式会社 化合物半導体装置の製造方法
JPH0276224U (ko) * 1988-11-30 1990-06-12
US5051853A (en) * 1989-04-26 1991-09-24 Nippon Seiko Kabushiki Kaisha Magnetic disc device
JPH1066295A (ja) * 1996-08-09 1998-03-06 Nippon Densan Corp スピンドルモータ
CN101008422A (zh) * 2007-01-05 2007-08-01 陈善飞 推力球轴承的润滑和密封装置
KR101930538B1 (ko) * 2010-08-27 2018-12-18 글로브라이드 가부시키가이샤 낚시용 릴
JP5748155B2 (ja) * 2010-12-23 2015-07-15 イーグル工業株式会社 磁性流体を利用したシール装置
US20150316101A1 (en) * 2011-11-08 2015-11-05 Eagle Industry Co., Ltd. Seal device employing magnetic fluid
JP5797600B2 (ja) 2012-04-26 2015-10-21 グローブライド株式会社 磁性流体シール付き軸受
JP6342640B2 (ja) * 2013-10-25 2018-06-13 グローブライド株式会社 魚釣用リール
JP6231355B2 (ja) * 2013-11-06 2017-11-15 グローブライド株式会社 磁性流体シール付き軸受、及び磁性流体シール付き軸受を配設した魚釣用リール

Also Published As

Publication number Publication date
EP2979545A3 (en) 2016-02-17
KR20160014552A (ko) 2016-02-11
EP2979545B1 (en) 2021-01-20
EP3536996A1 (en) 2019-09-11
CN105317848A (zh) 2016-02-10
US9611892B2 (en) 2017-04-04
CN105317848B (zh) 2017-12-12
EP2979545A2 (en) 2016-02-03
US20160032979A1 (en) 2016-02-04
EP3536996B1 (en) 2021-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102338754B1 (ko) 자성 유체 시일이 부착된 베어링 및 자성 유체 시일이 부착된 베어링을 배치한 낚시용 릴
KR102338654B1 (ko) 자성 유체 시일이 구비된 베어링 및 그 베어링을 구비하는 낚시용 릴
JP5797600B2 (ja) 磁性流体シール付き軸受
KR102332141B1 (ko) 낚시용 스피닝 릴
US10527099B2 (en) Magnet fluid sealed bearing unit and drive motor having the bearing unit
JP6462339B2 (ja) 磁性流体シール付き軸受および該軸受を備える魚釣用リール
JP6074329B2 (ja) 磁性流体シール付き軸受
JP6231468B2 (ja) 磁性流体シール付き軸受、及び磁性流体シール付き軸受を配設した魚釣用リール
JP6074328B2 (ja) 磁性流体シール付き軸受
JP6276130B2 (ja) 磁性流体シール付き軸受
JP6309049B2 (ja) 磁性流体シール付き軸受
JP6074468B2 (ja) 磁性流体シール付き軸受
JP2018173101A (ja) 磁性流体シール付き軸受
JP2018091357A (ja) 磁性流体シール付き軸受
JP2019187280A (ja) 磁気シール付き軸受、及びそのような磁気シール付き軸受を組み込んだ魚釣用リール
JPH0721971Y2 (ja) 磁性流体シール装置
JPH0594578U (ja) 磁性流体シール装置

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20150728

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20200506

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20150728

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20210608

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20211201

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20211208

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20211209

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20241002

Start annual number: 4

End annual number: 4