(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間内を流通する流体に含まれる異物を除去するフィルタ装置であって、
前記軸及び前記ハウジングのうちの一方に設けられた環状のフィルタと、
前記軸及び前記ハウジングのうちの前記フィルタが設けられていない他方と、前記フィルタとの間の環状隙間を封止する回転シールと、
を備え、
前記回転シールは、
柔軟性を有する環状のシール部材と、
磁場を形成する環状の磁場形成部材と、
を備え、
前記シール部材及び前記磁場形成部材のうちの一方が、前記フィルタに設けられると共に、前記シール部材及び前記磁場形成部材のうちの他方が、前記軸及び前記ハウジングのうちの前記フィルタが設けられていない他方に設けられ、
前記シール部材は、前記フィルタを流体が流通する方向で前記磁場形成部材よりも上流側に設けられ、
前記シール部材は、前記磁場形成部材に軸方向で対向する環状の対向部分のみ磁性流体が含浸される材料で構成され前記シール部材の他の部分を流体が浸透しない材料で形成され、又は、含浸された磁性流体が前記対向部分の外へ分散しないように前記シール部材の内部に仕切りが設けられており、
前記対向部分には磁性流体が含浸されており、
前記磁性流体に作用する磁力によって前記磁場形成部材に引き寄せられた前記対向部分が、前記磁場形成部材に接触すると共に、前記フィルタの抵抗によって環状隙間内におけるフィルタよりも上流側の領域の流体の圧力は、下流側の流体の圧力よりも高くなり、前記環状隙間内を流通する流体の圧力によって前記対向部分が前記磁場形成部材に対して押圧されることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記磁場形成部材は、前記シール部材よりも早く回転することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記フィルタは、金属またはセラミックから構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
前記シール部材は、前記フィルタと同一の材料を用いて、前記フィルタと一体に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
前記磁場形成部材は、電磁石であって、
前記磁場形成部材の磁力を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項６】
前記軸及び前記ハウジングのうちの、前記磁場形成部材が設けられた一方、または、前記磁場形成部材が設けられた前記フィルタが設けられた一方における、前記シール部材よりも上流側の位置に設けられた環状の電磁石であって、その上流側の面と下流側の面とを連通する連通孔を有する第２磁場形成部材を更に備え、
前記制御手段は、更に前記第２磁場形成部材の磁力を制御し、
前記シール部材は、前記第２磁場形成部材に軸方向で対向する環状の第２対向部分に更に磁性流体が含浸されており、前記第２対向部分に含浸された磁性流体に作用する磁力によって前記第２磁場形成部材に引き寄せられた前記第２対向部分が、前記第２磁場形成部材に接触することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間内を流通する流体に含まれる異物を除去するフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間内に磁性流体シールを設け、磁性流体シールによって隔てられた２つの領域を連通する通気孔に更にフィルタを設ける構成が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。この構成によれば、摩擦トルクを低く抑えながら環状隙間内の気体に含まれる異物を除去することが可能になる。しかしながら、この構成においては、磁性流体シールとフィルタとが別々に設けられているため、磁性流体シールとフィルタとを併せた構成が比較的に大きくなってしまうという問題がある。また、通気孔によって両領域間の気圧差が解消されるものの、磁性流体シールに比較的に高い圧力が作用する場合等には、依然として磁性流体が飛散する可能性がある。【０００３】
また、上述の構成においては、軸と、ハウジングに設けられたポールピースとの間の微小な環状隙間に磁性流体が保持された、従来の磁性流体シールが採用されている。そのため、この構成においては、ハウジングから取り出した軸を再びハウジング内に挿入する際には、ハウジングに対する軸の位置（軸方向の位置と径方向の位置）を精密に調整する必要がある。ここで、フィルタには除去された異物が堆積していくため、フィルタ交換を実施する必要が生じるが、ハウジング内におけるフィルタの設置位置によっては、フィルタ交換のために軸を取り出す必要が生じることがある。そのため、従来の磁性流体シールが用いられた構成においては、軸を挿入する際に、軸の軸方向及び径方向での位置決めが困難になるため、結果的に、フィルタの交換作業が困難になる。【０００４】
ところで、軸が偏心運動を起こした場合でも、磁性流体が安定的に保持される磁性流体シールが提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、この磁性流体シールでは、環状隙間内の流体圧力が磁性流体に与える影響は考慮されておらず、比較的に高い流体圧力が作用する場合には、磁性流体が飛散する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−６４３８７号公報
【特許文献２】実開平１−１４００７２号公報
【特許文献３】国際公開第２０１２／１０５３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間内を流通する流体に含まれる異物を除去する、フィルタと回転シールとを備えたフィルタ装置において、装置の小型化や、低摩擦トルクと耐圧性との両立が可能であり、更に、フィルタ交換が容易なフィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、本発明に係るフィルタ装置は、
相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間内を流通する流体に含まれる異物を除去するフィルタ装置であって、
前記軸及び前記ハウジングのうちの一方に設けられた環状のフィルタと、
前記軸及び前記ハウジングのうちの前記フィルタが設けられていない他方と、前記フィルタとの間の環状隙間を封止する回転シールと、
を備え、
前記回転シールは、
柔軟性を有する環状のシール部材と、
磁場を形成する環状の磁場形成部材と、
を備え、
前記シール部材及び前記磁場形成部材のうちの一方が、前記フィルタに設けられると共に、前記シール部材及び前記磁場形成部材のうちの他方が、前記軸及び前記ハウジングのうちの前記フィルタが設けられていない他方に設けられ、
前記シール部材は、前記磁場形成部材よりも上流側に設けられると共に、前記磁場形成部材に軸方向で対向する環状の対向部分に磁性流体が含浸されており、前記磁性流体に作用する磁力によって前記磁場形成部材に引き寄せられた前記対向部分が、前記磁場形成部材に接触することを特徴とする。【０００８】
シール部材の対向部分に含浸された磁性流体には、磁場形成部材が形成する磁場からの磁力が作用する。ここで、対向部分は、シール部材の自由端側に位置するため、この磁力によって、含浸された磁性流体と共に磁場形成部材に引き寄せられる。これにより、柔軟性を有するシール部材が、揺動するように変形するため、対向部分が磁場形成部材に接触する。磁場形成部材に接触した対向部分は、当該磁力によって磁場形成部材に対して常に押圧されるため、シール部材と磁場形成部材との間に環状のシール面が安定的に形成される。そして、含浸された磁性流体の一部が、磁力によって更に磁場形成部材に引き寄せられて対向部分から滲み出す。そのため、対向部分と磁場形成部材との対向面間は、介在する磁性流体によって潤滑される。以上により、軸及びハウジングのうちのフィルタが設けられていない他方と、フィルタとの間の環状隙間が、軸とハウジングとの相対的な回転中においても、低摩擦トルクで安定的に封止される。【０００９】
ここで、シール部材及び磁場形成部材は、一方がフィルタに設けられると共に、他方が、軸及びハウジングのうちのフィルタが設けられていない他方に設けられる。そのため、軸とハウジングとの間の環状隙間内に、フィルタと回転シールとを一体的に設けることが可能になる。その結果、フィルタと回転シールとが別の部品で構成されたフィルタ装置に比して、装置を小型化することができる。【００１０】
また、シール部材は、磁場形成部材よりも上流側に設けられるため、環状隙間内を流通する流体の圧力は、シール部材に対して磁場形成部材方向に作用する。この流体圧力によって、シール部材の対向部分が磁場形成部材に対して更に押圧されるため、シール部材と磁場形成部材との間のシール面のシール性がより高くなる。つまり、流体の圧力が、シール性の向上に寄与する。そして、流体圧力が高いほど、対向部分がより強く押圧されるため、シール面のシール性がより高くなる。したがって、本発明に係るフィルタ装置によれば、高い流体圧力が作用する場合であっても、回転シールのシール性は好適に確保される。つまり、高い耐圧性が発揮される。【００１１】
また、シール部材は、柔軟性を有するため、対向部分が磁場形成部材に押圧された状態のまま、軸方向や径方向にある程度変形することができる。したがって、相対的に回転している軸及びハウジングの軸方向及び／または径方向の相対位置が、軸振れ等によってある程度変化しても、シール部材と磁場形成部材との間のシール面は好適に維持される。また、シール部材が磁場形成部材に引き寄せられるため、ハウジング内における軸の位置決めは、引き寄せられるシール部材が、磁場形成部材との間にシール面を形成できる範囲内で定めればよい。したがって、本発明に係るフィルタ装置の回転シールによれば、従来の磁性流体シール（軸と、ハウジングに設けられたポールピースとの間の微小な環状隙間に磁性流体が保持された磁性流体シール）に比して、軸の挿入時における位置決めが容易になる。その結果、フィルタ交換等の作業において、軸を取り出して再び挿入する必要がある場合には、当該作業が容易になる。なお、フィルタが軸に設けられた構成を採用すれば、ハウジングから軸を取り出すことによってフィルタを容易に交換することができる。【００１２】
また、本発明に係るフィルタ装置は、前記磁場形成部材が、前記シール部材よりも早く回転する構成としてもよい。【００１３】
この構成によれば、シール部材は、磁場形成部材よりも遅く回転するか、静止している。そのため、磁場形成部材に接触するように変形しているシール部材には、シール部材が磁場形成部材よりも速く回転している場合に比べて遠心力が作用しにくくなる。ゆえに、シール部材には、この変形を阻害する遠心方向の力が作用しにくくなるため、シール部材と磁場形成部材との間のシール面が好適に維持され易い。特に、シール部材が静止しており、磁場形成部材のみが回転している場合、すなわち、軸とハウジングのうちの何れか一方が静止している場合において、シール部材が静止している一方に設けられている場合には、シール部材には遠心力が作用しないため、シール面がより好適に維持される。【００１４】
また、本発明に係るフィルタ装置においては、前記フィルタは、強硬な材料から構成されてもよい。ここで、強硬な材料とは、例えば、金属やセラミック等が考えられる。この構成によれば、磁場形成部材及びシール部材のうちの一方を、フィルタに対して直接固定することが可能になるため、フィルタ装置をより小型化することができる。【００１５】
また、本発明に係るフィルタ装置においては、前記シール部材は、前記フィルタと同一の材料を用いて、前記フィルタと一体に設けられてもよい。ここで、異物を除去するフィルタと、磁性流体が含浸されるシール部材は、例えば、共に多孔質の材料から構成することができる。ゆえに、このような材料をフィルタとシール部材に用いて、シール部材をフィルタと一体に設ければ、部品点数を減らすことができるため、フィルタ装置をより小型化することができる。【００１６】
また、本発明に係るフィルタ装置においては、前記磁場形成部材は、電磁石であって、前記磁場形成部材の磁力を制御する制御手段を更に備えてもよい。このようにすれば、対向部分に含浸された磁性流体に作用する磁力を制御することができるため、シール部材と磁場形成部材との間のシール面のシール性を調整することが可能になる。また、ハウジングからの軸の取り出しや、ハウジングへの軸の挿入を行うときに、磁場形成部材の磁力をなくすことができるため、これらの作業が容易になる。【００１７】
また、本発明に係るフィルタ装置は、前記軸及び前記ハウジングのうちの、前記磁場形成部材が設けられた一方、または、前記磁場形成部材が設けられた前記フィルタが設けられた一方における、前記シール部材よりも上流側の位置に設けられた環状の電磁石であって、その上流側の面と下流側の面とを連通する連通孔を有する第２磁場形成部材を更に備え、前記制御手段は、更に前記第２磁場形成部材の磁力を制御し、前記シール部材は、前記第２磁場形成部材に軸方向で対向する環状の第２対向部分に更に磁性流体が含浸されており、前記第２対向部分に含浸された磁性流体に作用する磁力によって前記第２磁場形成部材に引き寄せられた前記第２対向部分が、前記第２磁場形成部材に接触するようにしてもよい。【００１８】
この構成によれば、制御手段によって、磁場形成部材のみに磁力が与えられている場合は、シール部材の対向部分が磁場形成部材に引き寄せられることによって、磁場形成部材とシール部材との間にシール面が形成される。この場合には、軸とハウジングとの間の環状隙間内を流通する流体は、フィルタ内を通過する。これに対し、第２磁場形成部材のみに磁力が与えられている場合は、シール部材の第２対向部分に含浸された磁性流体に第２磁場形成部材方向の磁力が作用するため、第２対向部分が第２磁場形成部材に引き寄せられてこれに接触し、シール部材と第２磁場形成部材との間にシール面が形成される。なお、この場合には、軸とハウジングとの間の環状隙間内を流通する流体は、まず第２磁場形成部材が有する連通孔を通過する。そして、第２対向部分が第２磁場形成部材に接触している場合は、シール部材と磁場形成部材とは離間する。そのため、連通孔を通過した流体は、フィルタ内に加えて、シール部材と磁場形成部材との間も通過する。ゆえに、この場合には、軸とハウジングとの間の環状隙間内により多くの流体を流通させることができる。つまり、流体から異物を除去する必要が無い場合等に、環状隙間内を流通する流体の流量を増大させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間内を流通する流体に含まれる異物を除去する、フィルタと回転シールとを備えたフィルタ装置において、装置の小型化や、低摩擦トルクと耐圧性との両立が可能になる。また、軸の取り出しや挿入作業が容易になるため、フィルタ交換が容易なフィルタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１に係るフィルタ装置の模式的断面図である。
【図２】本発明の実施例２に係るフィルタ装置の模式的断面図である。
【図３】本発明の実施例３に係るフィルタ装置の模式的断面図である。
【図４】本発明の実施例４に係るフィルタ装置の模式的断面図である。
【図５】実施例に係るフィルタの固定方法を示す模式的断面図である。
【図６】実施例に係るフィルタの他の固定方法を示す模式的断面図である。
【図７】実施例に係るフィルタの他の固定方法を示す模式的断面図である。
【図８】実施例に係るフィルタの他の構成を示す模式的断面図である。
【図９】実施例に係るフィルタの他の構成を示す模式的断面図である。
【図１０】実施例に係るフィルタの他の構成を示す模式的断面図である。
【図１１】実施例に係るフィルタの他の構成を示す模式的断面図である。
【図１２】実施例に係る磁石の正面図である。
【図１３】実施例に係る他の磁石の正面図である。
【図１４】実施例に係る他の磁石の正面図である。
【図１５】実施例に係る他の磁石の正面図である。
【図１６】第２磁場形成部材を備える実施例に係るフィルタ装置の模式的断面図であり、磁場形成部材のみが磁力を有する場合を示している。
【図１７】第２磁場形成部材を備える実施例に係るフィルタ装置の模式的断面図であり、第２磁場形成部材のみが磁力を有する場合を示している。
【図１８】第２磁場形成部材を備える他の実施例に係るフィルタ装置の模式的断面図である。
【図１９】第２磁場形成部材を備える他の実施例に係るフィルタ装置の模式的断面図である。
【図２０】第２磁場形成部材を備える他の実施例に係るフィルタ装置の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２２】
［実施例１］
図１を参照して、本発明の実施例１に係るフィルタ装置について説明する。なお、本実施例に係るフィルタ装置は、例えば、一般産業用機器のクリーン環境や真空内への回転導入部において、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間内を流通する流体に含まれる塵埃等の異物を除去するために適用可能である。
【００２３】
図１を参照して、本発明の実施例１に係るフィルタ装置の構成について説明する。なお、図１は、本実施例に係るフィルタ装置１００の構成を示す模式的断面図である。フィルタ装置１００は、相対的に回転する軸１０とハウジング２０との間の環状隙間３０内を流通する流体に含まれる異物を除去するために設けられる。ここで、相対的に回転するとは、何れか一方が固定された状態で他方が回転する場合の他、双方が回転する場合も含む。双方が回転する場合には、双方が同じ回転方向に回転する場合と、互いに異なる方向に回転する場合を含む。また、本実施例においては、流体は気体、液体の何れでもよく、環状隙間３０内を図１に示される矢印の方向に流通する。
【００２４】
フィルタ装置１００は、軸１０に設けられた環状のフィルタ１１０と、ハウジング２０とフィルタ１１０との間の環状隙間を封止する回転シール１２０と、を備える。フィルタ１１０は、環状（円筒状）の形状を有し、その内周面が軸１０の外周面に固定される。なお、固定方法の詳細は後述するが、フィルタ交換のために着脱可能に固定されることが好ましい。フィルタ１１０は、微細な細孔を有する強硬な材料（金属、セラミック等）から成り、上流側の端面から流入し、下流側の端面から流出する流体に含まれる塵埃等の固形の異物を除去（捕集）する。なお、フィルタ１１０の性能は、異物のサイズ等に応じて適宜定めればよい。
【００２５】
回転シール１２０は、柔軟性を有する環状のシール部材１３０と、周囲に磁場を形成する環状の磁場形成部材としての磁石１４０とを備える。シール部材１３０は、孔の開いた円板状の部材であり、その外周面がハウジング２０の軸孔２１の内周面に直接固定される。また、磁石１４０は、孔の開いた円板状の永久磁石であり、その内周面がフィルタ１１０の外周面に直接固定される。ここで、シール部材１３０は、磁石１４０よりも上流側の位置に設けられる。なお、シール部材１３０は、ポーラスシリコンや微細な細孔が形成されたゴム等の、多孔質で柔軟性を有する材料から構成されるが、環状隙間３０内を流通する流体が透過しないように、後述する対向部分１３１を除いて、その外面を流体が透過しない構成となっている（例えば、コーティング等の処理が施されている）。
【００２６】
シール部材１３０は、その内径が、磁石１４０の外径よりも小さくなるように形成される。そのため、シール部材１３０は、その内径側且つ自由端側に、磁石１４０に軸方向で対向する環状の対向部分１３１を有する。なお、対向部分１３１は、磁石１４０に対向する対向面と、この対向面周辺の内側部分とを含む。そして、対向部分１３１には、磁性流体１５０が含浸されている。上述のように、シール部材１３０は、多孔質材料から構成されるため、含浸された磁性流体１５０は、毛細管現象によって対向部分１３１内に保持される。なお、含浸された磁性流体１５０が対向部分１３１外へ分散しないように、シール部材１３０の内部に仕切り等を設けてもよい。また、対向部分１３１のみを多孔質で柔軟性を有する材料で構成して、シール部材１３０の他の部分を液体が浸透しない柔軟材料で形成してもよい。
【００２７】
ここで、シール部材１３０が固定される位置は、磁性流体１５０に作用する磁力によって、対向部分１３１が磁性流体１５０と共に磁石１４０に引き寄せられて、これに接触するような位置である。つまり、このような位置に固定されることにより、対向部分１３１が磁性流体１５０と共に磁石１４０に引き寄せられると、シール部材１３０は揺動するように変形するため、対向部分１３１が磁石１４０に接触する。磁石１４０に接触した対向部分１３１は、磁力によって磁石１４０に対して常に押圧されるため、シール部材１３０と磁石１４０との間に環状のシール面が安定的に形成される。そして、磁性流体１５０は、磁力によって更に磁石１４０に引き寄せられるため、その一部が対向部分１３１から滲み出して、対向部分１３１と磁石１４０との対向面間に介在する。この磁性流体１５０は、当該対向面間の潤滑剤として機能する。以上より、ハウジング２０とフィルタ１１０との間の環状隙間は、軸１０とハウジング２０との相対的な回転中においても、回転シール１２０によって低摩擦トルクで安定的に封止される。
【００２８】
＜本実施例に係るフィルタ装置の優れた点＞
本実施例に係るフィルタ装置によれば、環状隙間３０内を流通する流体の圧力が高い場合であっても、回転シール１２０のシール性が好適に確保される。以下、この点について、詳細に説明する。
【００２９】
まず、図１を用いて、フィルタ装置１００の使用時の状態について説明する。環状隙間３０内を流体が矢印の方向に流通すると、フィルタ１１０とハウジング２０との間は、回転シール１２０によって封止されているため、流体はフィルタ１１０内を通過する。これにより、流体内に含まれる異物はフィルタ１１０によって除去される。ここで、フィルタ１１０の抵抗によって、環状隙間３０内におけるフィルタ１１０よりも上流側の領域の流体の圧力は、下流側の領域の流体圧力よりも高くなる。そして、シール部材１３０は、磁石１４０よりも上流側に設けられている。したがって、環状隙間３０内を流通する流体の圧力は、シール部材１３０に対して磁石１４０方向に作用する。この流体圧力によって、対向部分１３１が磁石１４０に対して更に押圧されるため、シール部材１３０と磁石１４０との間のシール面のシール性がより高くなる。ここで、流体圧力が高いほど、対向部分１３１がより強く押圧されるため、シール面のシール性がより高くなる。また、シール性が高くなることによって、対向部分１３１と磁石１４０との対向面間に介在している磁性流体１５０が飛散しにくくなる。また、フィルタ１１０の抵抗により軸１０が軸方向に動くおそれもあるが、柔軟性のあるシール部材１３０は磁石１４０の動きに追随することができるため、シール面を確実に維持することができる。したがって、本実施例によれば、高い流体圧力が作用する場合であっても、回転シール１２０のシール性は好適に確保される。
【００３０】
また、本実施例においては、磁石１４０がフィルタ１１０に設けられると共に、シール部材１３０が、ハウジング２０の軸孔２１の内周面に設けられる。そのため、環状隙間３０内に、フィルタ１１０と回転シール１２０とを一体的に設けることが可能になるため、フィルタ装置１００を小型化することができる。特に、本実施例においては、フィルタ１１０は、強硬な素材から構成されている。そのため、磁石１４０をフィルタ１１０に対して直接固定することが可能になる。したがって、従来のフィルタ装置に比して、部品点数を少なくすることができるため、フィルタ装置１００をより小型化することができる。
【００３１】
ところで、軸１０とハウジング２０との相対的な回転中においては、軸振れや振動等によって、両部材が軸方向や径方向に不規則に運動（変位）することがある。ただし、本実施例おいては、柔軟性を有するシール部材１３０は、常に磁石１４０に引き寄せられているため、対向部分１３１が磁石１４０に対して押圧された状態のまま、軸方向や径方向に変形することができる。したがって、軸１０やハウジング２０の不規則な運動によって、相対的に回転している軸１０とハウジング２０との軸方向や径方向の相対位置が変化しても、シール部材１３０と磁石１４０との間のシール面は好適に維持される。
【００３２】
また、本実施例においては、シール部材１３０が磁石１４０に引き寄せられるため、ハウジング２０内における軸１０の軸方向や径方向の位置決めは、引き寄せられるシール部材１３０が、磁石１４０との間にシール面を形成できる範囲内で定めればよい。したがって、本実施例に係る回転シール１２０によれば、軸とポールピースとの間の微小な環状隙間に磁性流体が保持された従来の磁性流体シールに比して、軸１０の挿入時における位置決めが容易になる。ここで、フィルタ１１０には除去された異物が堆積するため、フィルタ１１０を交換する必要が生じ得る。本実施例によれば、軸１０をハウジング２０から取り出した場合であっても、再び挿入する際に容易に軸１０の位置決めをすることができるため、容易にフィルタ交換を行うことができる。なお、本実施例によれば、フィルタ１１０が軸１０に設けられているため、軸１０を図１における下方に取り出すことによって、フィルタ１１０を容易にハウジング２０から取り出すことができる点においても有利である。
【００３３】
また、本実施例においては、対向部分１３１と磁石１４０との対向面間は磁性流体１５０によって潤滑されるため、グリス等の潤滑剤が用いられた回転シールに比して、発塵を低減させることができる。また、本実施例においては、磁性流体１５０に作用する磁場はフィルタ１１０に設けられた磁石１４０によって形成される。そのため、本実施例によれば、軸１０やハウジング２０の材料として磁性材料を用いる必要が無いため、材料の選択肢が増える点においても有利である。また、本実施例によれば、柔軟性を有するシール部材１３０が、磁石１４０に引き寄せられることによってシール面が形成されるため、軸１０やハウジング２０の製造に高い寸法精度が要求されない点においても有利である。
【００３４】
なお、本実施例においては、磁石１４０が、シール部材１３０よりも早く回転するようにしてもよい。これによれば、シール部材１３０は、磁石１４０よりも遅く回転するか、静止している。そのため、磁石１４０に接触するように変形しているシール部材１３０には、シール部材１３０が磁石１４０よりも速く回転している場合に比べて遠心力が作用しにくくなる。ゆえに、シール部材１３０には、この変形を阻害する遠心方向の力が作用しにくくなるため、シール部材１３０と磁石１４０との間のシール面が好適に維持され易くなる。特に、シール部材１３０が静止しており、磁石１４０のみが回転している場合、すなわち、ハウジング２０が静止している場合は、シール部材１３０には遠心力が作用しないため、シール面がより好適に維持される。
【００３５】
［実施例２］
次に、図２を用いて、本発明の実施例２に係るフィルタ装置について説明する。上述の実施例１とは異なり、本実施例においては、回転シールのシール部材がフィルタに設けられており、磁場形成部材がハウジングに設けられている。なお、実施例１と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。なお、図２は、本実施例に係るフィルタ装置２００の構成を示す模式的断面図である。
【００３６】
フィルタ装置２００は、軸１０に設けられた環状のフィルタ１１０と、ハウジング２０とフィルタ１１０との間の環状隙間を封止する回転シール２２０と、を備える。この回転シール２２０は、フィルタ１１０の外周面に直接固定された環状のシール部材２３０と、ハウジング２０の軸孔２１の内周面に直接固定された環状の磁石２４０と、を備える。なお、シール部材２３０及び磁石２４０の形状、材質、設置位置等は、それぞれ実施例１におけるシール部材１３０及び磁石１４０の形状、材質、設置位置等と同様である。ただし、シール部材２３０は、その外径が、磁石２４０の内径よりも大きくなるように形成される。そのため、シール部材２３０は、その外径側且つ自由端側に、磁石２４０に軸方向で対向する環状の対向部分２３１を有する。なお、対向部分２３１は、実施例１における対向部分１３１と同様に、磁石２４０に対向する対向面と、この対向面周辺の内側部分とを含む。そして、対向部分２３１には、磁性流体１５０が含浸されている。
【００３７】
このように構成されるフィルタ装置２００においても、実施例１に係るフィルタ装置１００と同様の効果が奏される。つまり、磁性流体１５０に作用する磁力によって、対向部分２３１が磁石２４０に引き寄せられると、シール部材２３０が揺動するように変形するため、対向部分２３１が磁石２４０に接触する。これにより、シール部材２３０と磁石２４０との間に環状のシール面が形成されると共に、磁性流体１５０の一部によって対向部分２３１と磁石２４０との対向面間が潤滑される。したがって、ハウジング２０とフィルタ１１０との間の環状隙間は、軸１０とハウジング２０との相対的な回転中においても、回転シール２２０によって低摩擦トルクで安定的に封止される。そして、シール部材２３０は、磁石２４０よりも上流側に設けられているため、環状隙間３０内を流通する流体の圧力が、シール部材２３０と磁石２４０との間のシール面のシール性に寄与する。特に、流体圧力が高いほど、シール面のシール性がより高くなる。したがって、本実施例においても、回転シール２２０は高い耐圧性を発揮する。
【００３８】
そして、本実施例においても、フィルタ１１０と回転シール２２０とを、環状隙間３０内に一体的に設けることが可能になると共に、シール部材２３０を、強硬な素材から構成されるフィルタ１１０に対して直接固定することが可能になるため、フィルタ装置２００をより小型化することができる。また、本実施例においても、柔軟性を有するシール部材２３０は磁石２４０に引き寄せられるため、相対的に回転している軸１０とハウジング２０の相対位置が変化しても、シール面は好適に維持される。また、ハウジング２０に対する軸１０の位置決めが容易になるため、容易にフィルタ交換を行うことができる。また、軸１０やハウジング２０の製造に高い寸法精度が要求されない点においても有利である。
【００３９】
なお、本実施例においては、磁石２４０が、シール部材２３０よりも早く回転するようにしてもよい。これによれば、シール部材２３０は、磁石２４０よりも遅く回転するか、静止している。そのため、磁石２４０に接触するように変形しているシール部材２３０には、シール部材２３０が磁石２４０よりも速く回転している場合に比べて遠心力が作用しにくくなる。ゆえに、シール部材２３０には、この変形を阻害する遠心方向の力が作用しにくくなるため、シール部材２３０と磁石２４０との間のシール面が好適に維持され易くなる。特に、シール部材２３０が静止しており、磁石２４０のみが回転している場合、すなわち、軸１０が静止している場合は、シール部材２３０には遠心力が作用しないため、シール面がより好適に維持される。
【００４０】
［実施例３］
次に、図３を用いて、本発明の実施例３に係るフィルタ装置について説明する。上述の実施例とは異なり、本実施例においては、フィルタがハウジングに設けられている。なお、上述の実施例と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。なお、図３は、本実施例に係るフィルタ装置３００の構成を示す模式的断面図である。
【００４１】
フィルタ装置３００は、ハウジング２０に設けられた環状のフィルタ３１０と、軸１０とフィルタ３１０との間の環状隙間を封止する回転シール３２０と、を備える。フィルタ３１０は、環状（円筒状）の形状を有し、その外周面がハウジング２０の軸孔２１の内周面に固定される。なお、フィルタ３１０の材質や固定方法等は、上述の実施例におけるフィルタ１１０と同様である。回転シール３２０は、軸１０の外周面に直接固定された環状のシール部材３３０と、フィルタ３１０の内周面に直接固定された環状の磁石３４０と、を備える。なお、シール部材３３０及び磁石３４０の形状、材質、設置位置等は、それぞれ上述の実施例におけるシール部材及び磁石の形状、材質、設置位置等と同様である。ただし、シール部材３３０は、その外径が、磁石３４０の内径よりも大きくなるように形成される。そのため、シール部材３３０は、その外径側且つ自由端側に、磁石３４０に軸方向で対向する環状の対向部分３３１を有する。なお、対向部分３３１は、上述の実施例における対向部分と同様に、磁石３４０に対向する対向面と、この対向面周辺の内側部分とを含む。そして、対向部分３３１には、磁性流体１５０が含浸されている。
【００４２】
このように構成されるフィルタ装置３００においても、上述の実施例に係るフィルタ装置と同様の効果が奏される。つまり、磁性流体１５０に作用する磁力によって、対向部分３３１が磁石３４０に引き寄せられると、シール部材３３０が揺動するように変形するため、対向部分３３１が磁石３４０に接触する。これにより、シール部材３３０と磁石３４０との間に環状のシール面が形成されると共に、磁性流体１５０の一部によって対向部分３３１と磁石３４０との対向面間が潤滑される。したがって、軸１０とフィルタ３１０との間の環状隙間は、軸１０とハウジング２０との相対的な回転中においても、回転シール３２０によって低摩擦トルクで安定的に封止される。そして、シール部材３３０は、磁石３４０よりも上流側に設けられているため、環状隙間３０内を流通する流体の圧力が、シール部材３３０と磁石３４０との間のシール面のシール性に寄与する。その結果、本実施例においても、上述の実施例におけるフィルタ装置と同様の効果が奏される。なお、フィルタ装置３００においては、フィルタ３１０がハウジング２０に対して固定されているため、軸１０と共にハウジング２０から取り出すことはできない。ただし、軸１０を取り出せば、軸孔２１内に作業用の空間を設けることができるため、フィルタ交換を容易に行うことができる。そして、フィルタ装置３００によれば、回転シール３２０を備えることにより、軸１０の挿入時における位置決めが容易になるから、フィルタ装置３００においても、フィルタ交換を容易に行うことが可能になる。
【００４３】
なお、本実施例においては、磁石３４０が、シール部材３３０よりも早く回転するようにしてもよい。これによれば、シール部材３３０は、磁石３４０よりも遅く回転するか、静止している。そのため、上述の実施例と同様に、シール部材３３０には、シール部材３３０が磁石３４０よりも速く回転している場合に比べて遠心力が作用しにくくなる。ゆえに、シール部材３３０と磁石３４０との間のシール面が好適に維持され易くなる。特に、シール部材３３０が静止しており、磁石３４０のみが回転している場合は、シール部材３３０には遠心力が作用しないため、シール面がより好適に維持される。
【００４４】
［実施例４］
次に、図４を用いて、本発明の実施例４に係るフィルタ装置について説明する。上述の実施例３とは異なり、本実施例においては、回転シールのシール部材がフィルタに設けられており、磁場形成部材が軸に設けられている。なお、実施例３と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。なお、図４は、本実施例に係るフィルタ装置４００の構成を示す模式的断面図である。
【００４５】
フィルタ装置４００は、ハウジング２０に設けられた環状のフィルタ３１０と、軸１０とフィルタ３１０との間の環状隙間を封止する回転シール４２０と、を備える。回転シール４２０は、フィルタ３１０の内周面に直接固定された環状のシール部材４３０と、軸１０の外周面に直接固定された環状の磁石４４０と、を備える。なお、シール部材４３０及び磁石４４０の形状、材質、設置位置等は、それぞれ上述の実施例におけるシール部材及び磁石の形状、材質、設置位置等と同様である。ただし、シール部材４３０は、その内径が、磁石４４０の外径よりも小さくなるように形成される。そのため、シール部材４３０は、その内径側且つ自由端側に、磁石４４０に軸方向で対向する環状の対向部分４３１を有する。なお、対向部分４３１は、上述の実施例における対向部分と同様に、磁石４４０に対向する対向面と、この対向面周辺の内側部分とを含む。そして、対向部分４３１には、磁性流体１５０が含浸されている。
【００４６】
このように構成されるフィルタ装置４００においても、上述の実施例３に係るフィルタ装置と同様の効果が奏される。つまり、対向部分４３１が磁石４４０に引き寄せられると、シール部材４３０が揺動するように変形するため、対向部分４３１が磁石４４０に接触する。これにより、シール部材４３０と磁石４４０との間に、潤滑されたシール面が形成される。そして、シール部材４３０は、磁石４４０よりも上流側に設けられているため、環状隙間３０内を流通する流体の圧力が、シール部材４３０と磁石４４０との間のシール面のシール性に寄与する。その結果、本実施例においても、上述の実施例３におけるフィルタ装置と同様の効果が奏される。
【００４７】
なお、本実施例においては、磁石４４０が、シール部材４３０よりも早く回転するようにしてもよい。これによれば、シール部材４３０は、磁石４４０よりも遅く回転するか、静止している。そのため、上述の実施例と同様に、シール部材４３０には、シール部材４３０が磁石４４０よりも速く回転している場合に比べて遠心力が作用しにくくなる。ゆえに、シール部材４３０と磁石４４０との間のシール面が好適に維持され易くなる。特に、シール部材４３０が静止しており、磁石４４０のみが回転している場合は、シール部材４３０には遠心力が作用しないため、シール面がより好適に維持される。
【００４８】
［フィルタの固定方法］
本実施例に係るフィルタ装置においては、流体から除去された異物がフィルタに堆積するため、フィルタを交換する必要が生じる。そのため、フィルタは、軸またはハウジングに対して、着脱可能に固定されることが好ましい。ここで、既に述べたように、柔軟性を有するシール部材は、磁石に引き寄せられながら変形するため、軸に対してフィルタを固定する際には、高精度な位置制御は要求されない。ただし、フィルタには、環状隙間内を流通する流体圧力が軸方向に作用するため、固定方法はある程度堅固である必要がある。以下、軸またはハウジングに対するフィルタの固定方法を、図面を用いて説明する。なお、上述の実施例１に係るフィルタ装置１００を例にして説明を行うが、他の実施例についても同様の固定方法を用いることができる。また、これらの固定方法は、シール部材や磁場形成部材を、軸またはハウジングに対して固定する際に用いてもよい。
【００４９】
図５から図７は、実施例１に係るフィルタ装置１００における、軸１０に対するフィルタ１１０の固定方法を示す模式的断面図である。なお、共通する構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
【００５０】
図５に示される固定方法においては、フィルタ１１０は、フィルタ１１０の外向きフランジ部１１２に締結されたセットスクリュー９０によって、軸１０に対して固定されている。なお、軸１０の外周面１１と、フィルタ１１０の内周面１１１との間の隙間は、Ｏリング９１によって封止されている。この固定方法においては、セットスクリュー９０によって、フィルタ１１０の軸方向と回転方向の位置決めがなされる。なお、セットスクリュー９０の数や締結力は適宜定めればよい。そして、セットスクリュー９０を取り外せば、フィルタ１１０を軸１０から容易に取り出すことができる。
【００５１】
図６に示される固定方法においては、フィルタ１１０は、フィルタ１１０の軸方向両側に設けられた２つのスナップリング９２、９３によって固定されている。スナップリング９２は、フィルタ１１０の軸方向一方側の端面に接しながら、軸１０の外周面１１に設けられた環状溝１２に嵌め込まれている。なお、スナップリング９２に設けられた軸方向下向きの凸部が、フィルタ１１０の軸方向一方側の端面に設けられた凹部１１３に嵌め込まれている。また、スナップリング９３は、フィルタ１１０の軸方向他方側の端面に接しながら、軸１０の外周面１１に設けられた環状溝１３に嵌め込まれている。この固定方法においては、スナップリング９２、９３によって、フィルタ１１０の軸方向及び径方向の位置決めがなされる。そして、スナップリング９２、９３を取り外せば、フィルタ１１０を軸１０から容易に取り出すことができる。
【００５２】
図７に示される固定方法においては、フィルタ１１０は、フィルタ１１０の外向きフランジ部１１４に設けられた環状溝１１５に嵌め込まれた環状のバネ９４によって固定されている。この固定方法においては、バネ９４によって、フィルタ１１０の軸方向と回転方向の位置決めがなされる。そして、バネ９４を取り外せば、フィルタ１１０を軸１０から容易に取り出すことができる。
【００５３】
本実施例によれば、以上のような固定方法を用いることにより、軸１０の外周面１１に対して、フィルタ１１０を容易に着脱可能な状態で固定することができる。ゆえに、軸１０をハウジング２０から取り出した際に、容易にフィルタ１１０の交換を行うことができる。
【００５４】
なお、図５から図７に示される固定方法は、実施例３及び４において、ハウジング２０の軸孔２１の内周面２１に対して、フィルタ３１０を固定する際にも同様に適用することができる。
【００５５】
［フィルタの他の例］
次に本発明に適用可能なフィルタの他の例を図８から図１１を用いて説明する。まず、図８及び図９を用いて、シール部材が、フィルタと同一の材料を用いて、フィルタと一体に設けられた構成について説明する。
【００５６】
図８は、上述の実施例２に係るフィルタ装置２００における、フィルタ１１０とシール部材２３０とに替えて、フィルタ５１０が適用されたフィルタ装置５００を示している。なお、フィルタ５１０は、シール部材としてのシール部が、フィルタと同一の材料を用いて、これに一体に設けられたフィルタである。なお、上述の実施例２と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。なお、図８は、フィルタ装置５００の構成を示す模式的断面図である。
【００５７】
柔軟性を有する多孔質の材料から構成されるフィルタ５１０は、円筒状のフィルタ部５１１と、このフィルタ部５１１の外周面に設けられた、孔の開いた円板状のシール部５３０と、を備える。つまり、シール部５３０は、フィルタ部５１１と同一の材料を用いて、単一の部品としてフィルタ部５１１と一体に設けられる。なお、この材料としては、柔軟性を有する多孔質の材料であって、更に、熱処理等の処理によって、細孔が塞がれると共に硬化するような材料が好ましい。このような材料としては、例えば、多孔質の有機高分子素材が挙げられる。このような材料を用いれば、フィルタ部５１１における、シール部５３０を除いた外周面に熱処理を施すことによって、当該外周面の細孔を塞いで硬化させることができる。これにより、フィルタ部５１１の内部を通過する流体が外周面から流出することを防止すると共に、フィルタ５１０の自重や流体の圧力によって変形しないフィルタ部５１１を構成することができる。また、シール部５３０の外面に対しても、後述する対向部分５３１を除いて、同様の処理を施すことによって、流体が透過しないようにすることができる。
【００５８】
シール部５３０は、フィルタ装置２００におけるシール部材２３０と同様の形状で構成される。そのため、シール部５３０は、その外径側且つ自由端側に、磁石２４０に軸方向で対向する環状の対向部分５３１を有する。なお、対向部分５３１は、磁石２４０に対向する対向面と、この対向面周辺の内側部分とを含む。そして、対向部分５３１には、磁性流体１５０が含浸されている。
【００５９】
このように構成されるフィルタ装置５００においても、上述の実施例２に係るフィルタ装置２００と同様の効果が奏される。つまり、対向部分５３１が磁石２４０に引き寄せられると、シール部５３０が揺動するように変形するため、対向部分５３１が磁石２４０に接触する。これにより、シール部５３０と磁石２４０との間に、潤滑されたシール面が形成される。そして、シール部５３０は、磁石２４０よりも上流側に設けられているため、環状隙間３０内を流通する流体の圧力が、シール部５３０と磁石２４０との間のシール面のシール性に寄与する。その結果、本実施例においても、上述のフィルタ装置２００と同様の効果が奏される。なお、本実施例においては、シール部５３０と磁石２４０とが回転シールを構成する。そして、本実施例においても、磁石２４０が、シール部５３０よりも早く回転するようにしてもよい。このようにすれば、上述の実施例と同様に、シール部５３０と磁石２４０との間のシール面が好適に維持され易くなる。
【００６０】
更に、本実施例によれば、シール部５３０が、フィルタ部５１１と同一の材料を用いて、これと一体に設けられるため、部品点数が減らすことができる。ゆえに、フィルタ装置の更なる小型化や、製造コストの低減が可能になる。
【００６１】
また、図９は、上述の実施例４に係るフィルタ装置４００における、フィルタ３１０とシール部材４３０とに替えて、フィルタ６１０が適用されたフィルタ装置６００を示している。なお、フィルタ６１０は、シール部材としてのシール部が、フィルタと同一の材料を用いて、これに一体に設けられたフィルタである。なお、上述の実施例４と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。なお、図９は、フィルタ装置６００の構成を示す模式的断面図である。
【００６２】
フィルタ６１０は、円筒状のフィルタ部６１１と、このフィルタ部６１１の内周面に設けられた、孔の開いた円板状のシール部６３０と、を備える。つまり、シール部６３０は、フィルタ部６１１と同一の材料を用いて、単一の部品としてフィルタ部６１１と一体に設けられる。なお、フィルタ６１０は、フィルタ部６１１及びシール部６３０が、上述のフィルタ５１０が有するフィルタ部５１１及びシール部５３０と同様の機能を備えるように、フィルタ５１０と同一の材料を用いればよい。
【００６３】
シール部６３０は、フィルタ装置４００におけるシール部材４３０と同様の形状で構成される。そのため、シール部６３０は、その内径側且つ自由端側に、磁石４４０に軸方向で対向する環状の対向部分６３１を有する。なお、対向部分６３１は、磁石４４０に対向する対向面と、この対向面周辺の内側部分とを含む。そして、対向部分６３１には、磁性流体１５０が含浸されている。
【００６４】
このように構成されるフィルタ装置６００においても、上述の実施例４に係るフィルタ装置４００と同様の効果が奏される。そして、本実施例においても、磁石４４０が、シール部６３０よりも早く回転するようにしてもよい。このようにすれば、上述の実施例と同様に、シール部６３０と磁石４４０との間のシール面が好適に維持され易くなる。更に、フィルタ装置６００によれば、フィルタ装置５００と同様に、部品点数を減らすことができるため、フィルタ装置の更なる小型化や、製造コストの低減が可能になる。
【００６５】
次に、図１０及び図１１を用いて、異物を除去するフィルタエレメントと、フィルタエレメントが収容されるホルダとを備えるフィルタについて説明する。図１０は、上述の実施例１に係るフィルタ装置１００におけるフィルタ１１０に替えて、フィルタエレメントとホルダとから構成されるフィルタ７１０が適用されたフィルタ装置７００を示している。なお、上述の実施例１と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。なお、図１０は、フィルタ装置７００の構成を示す模式的断面図である。
【００６６】
フィルタ７１０は、内部を流通する流体に含まれる異物を除去するフィルタエレメント７１１と、このフィルタエレメントが収容された円筒形状のホルダ７１２とから構成される。ここで、ホルダ７１２は、金属等の強硬な材料から構成される。そのため、フィルタ装置１００におけるフィルタ１１０と同様に、磁石１４０をホルダ７１２に設けることができる。これにより、フィルタエレメント７１１の材料としては、紙や中空糸膜等、柔軟な材料を用いることが可能になるため、フィルタの選択肢が増大する。なお、フィルタ装置７００においても、シール性については、上述のフィルタ装置１００と同様の効果が奏される。また、フィルタ７１０は、実施例２に係るフィルタ装置２００にも適用可能である。
【００６７】
図１１は、上述の実施例３に係るフィルタ装置３００における、フィルタ３１０に替えて、フィルタエレメントとホルダとから構成されるフィルタ８１０が適用されたフィルタ装置８００を示している。なお、上述の実施例３と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。なお、図１１は、フィルタ装置８００の構成を示す模式的断面図である。
【００６８】
フィルタ８１０は、上述のフィルタ７１０と同様に、フィルタエレメント８１１と、このフィルタエレメント８１１が収容された、円筒形状のホルダ８１２とから構成される。ここで、ホルダ８１２は、金属等の強硬な材料から構成される。そのため、上述のフィルタ装置７００と同様に、フィルタの選択肢が増大する。なお、フィルタ装置８００においても、シール性については、上述のフィルタ装置３００と同様の効果が奏される。また、フィルタ８１０は、実施例４に係るフィルタ装置４００にも適用可能である。
【００６９】
［磁場形成部材の他の例］
次に、本発明に係るフィルタ装置の回転シールに適用可能な磁場形成部材の例を図１２から図１５を用いて説明する。
【００７０】
図１２から図１５は、上述の実施例１に用いられる磁石１４０及びその代替例の構成を示す正面図である。図１２に示される磁石１４０は、一方の面がＮ極で他方の面がＳ極で構成された環状の永久磁石を、同心状に、且つ一方の面側においてＮ極とＳ極が交互に並ぶように、複数個（図１２では３個）組み合わせたものである。この構成により、磁石１４０は、フィルタ装置１００に適用された際に、対向部分１３１が磁石１４０に対して面接触するような磁場を形成することができる。また、磁石１４０が、フィルタ装置２００に適用された際も同様である。
【００７１】
なお、磁石１４０に替えて、図１３及び図１４に示される磁石を採用してもよい。図１３に示される磁石１４１は、一方の面がＮ極で他方の面がＳ極で構成された細長い永久磁石を、一方の面側においてＮ極とＳ極が交互に並ぶように、複数個（図１３では６個）組み合わせたものであり、全体として環状になっている。また、図１４に示される磁石１４２は、一方の面がＮ極で他方の面がＳ極で構成された扇形の永久磁石を、磁石１４２の一方の面側においてＮ極とＳ極が交互に並ぶように、複数個（図１４では８個）組み合わせたものである。
【００７２】
また、磁石１４０に替えて、図１５に示される電磁石を採用してもよい。図１５に示される電磁石１４３は、一方の面がＮ極で他方の面がＳ極で構成された扇形の永久磁石を、磁石１４２と同様に組み合わせたものである。なお、電磁石１４３には、電磁石１４３の磁力を制御する制御手段としてのコントローラ１４４が、導線１４５を介して電気的に接続される。この構成により、電磁石１４３の磁力を制御することができるようになるため、例えば、環状隙間３０内を流通する流体の圧力等に応じて、回転シールのシール性を調整することが可能になる。また、フィルタ交換時等において、ハウジング２０からの軸１０の取り出しや、ハウジング２０への軸１０の挿入を行うときは、電磁石１４３の磁力をなくすことができる。これにより、電磁石１４３への磁性流体の付着やシール部材の引き寄せが防止されるため、これらの作業が容易になる。なお、電磁石１４３をこれらのフィルタ装置に適用する際には、導線１４５は、フィルタ１１０や軸１０の外周面や内部に設置すればよい。
【００７３】
なお、磁石１４０、１４１、１４２、及び電磁石１４３においては、全体を構成する各磁石のうちの一部を、永久磁石や電磁石以外の磁性体で置き換えてもよい。また、磁石１４０、１４１、１４２、及び電磁石１４３は、大きさを変更することによって、他の実施例の磁石にも適用することができる。
【００７４】
［第２磁場形成部材を備える実施例］
次に、図１６から図２０を用いて、第２磁場形成部材を備える実施例に係るフィルタ装置について説明する。これらの実施例においては、磁場形成部材は電磁石であって、更に、シール部材よりも上流側の位置に、第２磁場形成部材としての第２電磁石が設けられる。
【００７５】
図１６に示される実施例に係るフィルタ装置１１００は、基本的な構成は上述の実施例１に係るフィルタ装置１００と共通するが、磁石１４０に替えて電磁石１４３を備えており、更に、コントローラ１４４と第２電磁石１４６とを備えている。なお、実施例１と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。なお、図１６は、フィルタ装置１１００の構成を示す模式的断面図であって、電磁石１４３のみが磁力を有している状態を示している。また、図１７は、フィルタ装置１１００の構成を示す模式的断面図であって、第２電磁石１４６のみが磁力を有している状態を示している。
【００７６】
フィルタ装置１１００の回転シール１１２０は、シール部材１３０と、フィルタ１１０の外周面に設けられた環状の電磁石１４３とを備えている。電磁石１４３の形状、寸法、設置位置等は、フィルタ装置１００の磁石１４０と同様である。電磁石１４３は、導線１４５を介して、フィルタ装置１１の外部に設けられたコントローラ１４４に電気的に接続されている。そして、フィルタ装置１１００は、軸１０における、シール部材１３０よりも上流側の位置に、環状（孔の開いた円板状）の電磁石である第２電磁石１４６を備えている。第２電磁石１４６は、その内周面が軸１０の外周面に直接固定されており、導線１４８を介して、コントローラ１４４に電気的に接続されている。コントローラ１４４は、電磁石１４３と第２電磁石１４６の磁力を個別に制御することができる。
【００７７】
第２電磁石１４６は、その外径が、シール部材１３０の内径よりも大きい。そのため、シール部材１３０は、その内径側の上流側に、第２電磁石１４６に軸方向で対向する環状の第２対向部分１３２を有する。なお、第２対向部分１３２は、第２電磁石１４６に対向する対向面と、この対向面周辺の内側部分とを含む。そして、対向部分１３２には、磁性流体１５０が含浸されている。なお、対向部分１３１と第２対向部分１３２は、磁性流体１５０の分散を抑制するために仕切りによって区画されてもよいし、磁性流体１５０が両対向部分間を移動できるようにしてもよい。
【００７８】
なお、第２電磁石１４６が固定される位置は、第２電磁石１４６が磁力を有するときに、第２対向部分１３２に含浸された磁性流体１５０に作用する磁力によって、第２対向部分１３２が第２電磁石１４６に引き寄せられて、これに接触するような位置である。また、第２電磁石１４６における内周側、より詳細には、第２対向部分１３２に対向する部分よりも内周側には、第２電磁石１４６の上流側の面と下流側の面とを連通する連通孔１４７が設けられる。連通孔１４７の形状や個数は適宜定めればよい。
【００７９】
以上のような構成を備えるフィルタ装置１１００においては、コントローラ１４４によって電磁石１４３にのみ磁力が与えられている場合には、図１６に示されるように、対向部分１３１が電磁石１４３に引き寄せられることによって、シール部材１３０と電磁石１４３との間にシール面が形成される。これにより、ハウジング２０とフィルタ１１０との間の環状隙間が封止されるため、環状隙間３０内を流通する流体がフィルタ１１０によって濾過されることによって、流体内の異物が除去される。また、この場合には、フィルタ装置１００が奏する効果と同様の効果が発揮される。
【００８０】
一方、コントローラ１４４によって第２電磁石１４６にのみ磁力が与えられている場合には、図１７に示されるように、第２対向部分１３２が第２電磁石１４６に引き寄せられることによって、シール部材１３０は第２電磁石１４６と接触する。ゆえに、この場合には、シール部材１３０と第２電磁石１４６との間にシール面が形成される。なお、この場合には、環状隙間３０内を流通する流体は連通孔１４７を通過する。ここで、この場合には、図１７に示されるように、シール部材１３０と電磁石１４３とは離間する。そのため、連通孔１４７を通過した流体は、フィルタ１１０内に加えて、シール部材１３０と磁石１４３との間も通過する。ゆえに、この場合には、環状隙間３０内により多くの流体を流通させることが可能になる。したがって、本実施例によれば、流体から異物を除去する必要が無い場合等には、環状隙間３０内を流通する流体の流量を増大させることが可能になる。
【００８１】
なお、第２電磁石が設けられる構成は、実施例２から４の構成にも同様に適用することができるため、それらを順に説明する。
【００８２】
図１８に示される実施例に係るフィルタ装置１２００は、基本的な構成は上述の実施例２に係るフィルタ装置２００と共通するが、磁石２４０に替えて電磁石２４３を備えており、更に、コントローラ１４４と第２電磁石２４６とを備えている。なお、実施例２と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。なお、図１８は、フィルタ装置１２００の構成を示す模式的断面図であって、電磁石２４３のみが磁力を有している状態を示している。
【００８３】
フィルタ装置１２００の回転シール１２２０は、シール部材２３０と、ハウジング２０の軸孔２１の内周面に設けられた環状の電磁石２４３とを備えている。電磁石２４３の形状、寸法、設置位置等は、フィルタ装置２００の磁石２４０と同様である。そして、フィルタ装置１２００は、ハウジング２０における、シール部材２３０よりも上流側の位置に、孔の開いた円板状の電磁石である第２電磁石２４６を備えている。第２電磁石２４６は、その外周面が軸孔２１の内周面に直接固定されており、その内径がシール部材２３０の外径よりも小さい。そのため、シール部材２３０は、その外径側の上流側に、第２電磁石２４６に軸方向で対向する環状の第２対向部分２３２を有する。なお、第２対向部分２３２は、第２電磁石２４６に対向する対向面と、この対向面周辺の内側部分とを含む。そして、対向部分２３２には、磁性流体１５０が含浸されている。また、電磁石２４３及び第２電磁石２４６は、それぞれ導線２４５及び２４８を介してコントローラ１４４に電気的に接続されている。コントローラ１４４は、電磁石２４３と第２電磁石２４６の磁力を個別に制御することができる。
【００８４】
なお、第２電磁石２４６が固定される位置は、第２電磁石２４６が磁力を有するときに、第２対向部分２３２が第２電磁石２４６に引き寄せられて、これに接触するような位置である。また、第２電磁石２４６における、第２対向部分２３２に対向する部分よりも外周側には、第２電磁石２４６の上流側の面と下流側の面とを連通する連通孔２４７が設けられる。
【００８５】
以上のように構成されたフィルタ装置１２００においても、フィルタ装置１１００と同様の効果が奏される。つまり、コントローラ１４４によって電磁石２４３にのみ磁力が与えられている場合には、シール部材２３０と電磁石２４３との間にシール面が形成されることによって、ハウジング２０とフィルタ１１０との間の環状隙間が封止される。この場合には、フィルタ装置２００が奏する効果と同様の効果が発揮される。一方、コントローラ１４４によって第２電磁石２４６にのみ磁力が与えられている場合には、シール部材２３０と第２電磁石２４６との間にシール面が形成されるが、シール部材２３０と電磁石２４３とは離間する。ゆえに、この場合には、環状隙間３０内により多くの流体を流通させることが可能になる。
【００８６】
次に、図１９に示される実施例に係るフィルタ装置１３００は、基本的な構成は上述の実施例３に係るフィルタ装置３００と共通するが、磁石３４０に替えて電磁石３４３を備えており、更に、コントローラ１４４と第２電磁石３４６とを備えている。なお、実施例３と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。なお、図１９は、フィルタ装置１３００の構成を示す模式的断面図であって、電磁石３４３のみが磁力を有している状態を示している。
【００８７】
フィルタ装置１３００の回転シール１３２０は、シール部材３３０と、フィルタ３１０の内周面に設けられた環状の電磁石３４３とを備えている。電磁石３４３の形状、寸法、設置位置等は、フィルタ装置３００の磁石３４０と同様である。そして、フィルタ装置１３００は、ハウジング２０における、シール部材３３０よりも上流側の位置に、孔の開いた円板状の電磁石である第２電磁石３４６を備えている。第２電磁石３４６は、その外周面が軸孔２１の内周面に直接固定されており、その内径がシール部材３３０の外径よりも小さい。そのため、シール部材３３０は、その外径側の上流側に、第２電磁石３４６に軸方向で対向する環状の第２対向部分３３２を有する。なお、第２対向部分３３２は、第２電磁石３４６に対向する対向面と、この対向面周辺の内側部分とを含む。そして、対向部分３３２には、磁性流体１５０が含浸されている。また、電磁石３４３及び第２電磁石３４６は、それぞれ導線３４５及び３４８を介してコントローラ１４４に電気的に接続されている。コントローラ１４４は、電磁石３４３と第２電磁石３４６の磁力を個別に制御することができる。
【００８８】
なお、第２電磁石３４６が固定される位置は、第２電磁石３４６が磁力を有するときに、第２対向部分３３２が第２電磁石３４６に引き寄せられて、これに接触するような位置である。また、第２電磁石３４６における、第２対向部分３３２に対向する部分よりも外周側には、第２電磁石３４６の上流側の面と下流側の面とを連通する連通孔３４７が設けられる。
【００８９】
以上のように構成されたフィルタ装置１３００においても、フィルタ装置１１００と同様の効果が奏される。つまり、コントローラ１４４によって電磁石３４３にのみ磁力が与えられている場合には、シール部材３３０と電磁石３４３との間にシール面が形成されることによって、軸１０とフィルタ３１０との間の環状隙間が封止される。この場合には、フィルタ装置３００が奏する効果と同様の効果が発揮される。一方、コントローラ１４４によって第２電磁石３４６にのみ磁力が与えられている場合には、シール部材３３０と第２電磁石３４６との間にシール面が形成されるが、シール部材３３０と電磁石３４３とは離間する。ゆえに、この場合には、環状隙間３０内により多くの流体を流通させることが可能になる。
【００９０】
次に、図２０に示される実施例に係るフィルタ装置１４００は、基本的な構成は上述の実施例４に係るフィルタ装置４００と共通するが、磁石４４０に替えて電磁石４４３を備えており、更に、コントローラ１４４と第２電磁石４４６とを備えている。なお、実施例４と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。なお、図２０は、フィルタ装置１４００の構成を示す模式的断面図であって、電磁石４４３のみが磁力を有している状態を示している。
【００９１】
フィルタ装置１４００の回転シール１４２０は、シール部材４３０と、軸１０の外周面に設けられた環状の電磁石４４３とを備えている。電磁石４４３の形状、寸法、設置位置等は、フィルタ装置４００の磁石４４０と同様である。そして、フィルタ装置１４００は、軸１０における、シール部材４３０よりも上流側の位置に、孔の開いた円板状の電磁石である第２電磁石４４６を備えている。第２電磁石４４６は、その内周面が軸１０の外周面に直接固定されており、その外径がシール部材４３０の内径よりも小さい。そのため、シール部材４３０は、その内径側の上流側に、第２電磁石４４６に軸方向で対向する環状の第２対向部分４３２を有する。なお、第２対向部分４３２は、第２電磁石４４６に対向する対向面と、この対向面周辺の内側部分とを含む。そして、対向部分４３２には、磁性流体１５０が含浸されている。また、電磁石４４３及び第２電磁石４４６は、それぞれ導線４４５及び４４８を介してコントローラ１４４に電気的に接続されている。コントローラ１４４は、電磁石４４３と第２電磁石４４６の磁力を個別に制御することができる。
【００９２】
なお、第２電磁石４４６が固定される位置は、第２電磁石４４６が磁力を有するときに、第２対向部分４３２が第２電磁石４４６に引き寄せられて、これに接触するような位置である。また、第２電磁石４４６における、第２対向部分４３２に対向する部分よりも内周側には、第２電磁石４４６の上流側の面と下流側の面とを連通する連通孔４４７が設けられる。
【００９３】
以上のように構成されたフィルタ装置１４００においても、フィルタ装置１４００と同様の効果が奏される。つまり、コントローラ１４４によって電磁石４４３にのみ磁力が与えられている場合には、シール部材４３０と電磁石４４３との間にシール面が形成されることによって、軸１０とフィルタ３１０との間の環状隙間が封止される。この場合には、フィルタ装置４００が奏する効果と同様の効果が発揮される。一方、コントローラ１４４によって第２電磁石４４６にのみ磁力が与えられている場合には、シール部材４３０と第２電磁石４４６との間にシール面が形成されるが、シール部材４３０と電磁石４４３とは離間する。ゆえに、この場合には、環状隙間３０内により多くの流体を流通させることが可能になる。
【符号の説明】
【００９４】
１０  軸
２０  ハウジング
３０  環状隙間
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、１１００、１２００、１３００、１４００  フィルタ装置
１１０、３１０、５１０、６１０、７１０、８１０  フィルタ
１３０、２３０、３３０、４３０  シール部材
１４０、２４０、３４０、４４０  磁石
１５０  磁性流体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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