过滤器装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种将在相对转动的轴和壳体之间的环状间隙内流通的流体中含有的异物除去的过滤器装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中，已知在相对转动的轴和壳体之间的环状间隙内设置有磁性流体密封，而且在连通由磁性流体密封隔开的2个区域的通气孔还设置有过滤器的结构(例如，参照专利文献1、2)。根据该结构，可在抑制为较低摩擦转矩的同时，除去环状间隙内的气体中含有的异物。然而，在该结构中，由于磁性流体密封和过滤器各自独立设置，存在磁性流体密封和过滤器一起的结构相对较大的问题。另外，利用通气孔消除两区域间的气压差，但在对磁性流体密封作用相对较高的压力时等，仍然存在磁性流体飞散的可能性。
[0003]另外，在上述的结构中，采用在轴和设置于壳体的磁极片之间的微小的环状间隙中保持磁性流体的、现有技术中的磁性流体密封。因此，根据该结构，将从壳体取出的轴再次插入壳体内时，需要精密调整相对于壳体的轴的位置(轴向的位置和径向的位置)。此时，由于在过滤器中堆积被除去的异物，而需要实施过滤器更换，但由于过滤器在壳体内的设置位置，而需要为了过滤器更换而取出轴。因此，在现有技术的使用磁性流体密封的结构中，在插入轴时，由于难以在轴的轴向及径向定位，结果导致过滤器的更换作业困难。
[0004]因此提出一种即使在轴产生偏心运动时，也能够稳定保持磁性流体的磁性流体密封(例如，参照专利文献3)。然而，在该磁性流体密封中，不考虑环状间隙内的流体体压力对磁性流体的影响，而作用相对较高的流体压力时，可能使磁性流体飞散。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:特开平5-64387号公报
[0008]专利文献2:实开平1-140072号公报
[0009]专利文献3:国际公开第2012/105301号公报
【发明内容】
[0010]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有用于除去在相对转动的轴和壳体之间的环状间隙内流通的流体中含有的异物的、过滤器和转动密封的过滤器装置，该过滤器装置可实现装置的小型化，以及低摩擦转矩和耐压性，还能够容易地进行过滤器更换。
[0011]用于解决课题的的方式
[0012]为了解决上述课题，本发明采用以下的方式。
[0013]S卩，本发明的过滤器装置，用于除去在相对转动的轴和壳体之间的环状间隙内流通的流体中所含的异物，其特征在于，具有:环状的过滤器，其设置在所述轴及所述壳体中的任意一方;和转动密封，其封闭述轴及所述壳体中未设置所述过滤器的另一方和所述过滤器之间的环状间隙，所述转动密封包括:具有柔软性的环状的密封部件和形成磁场的环状的磁场形成部件，所述密封部件及所述磁场形成部件中的一方，设置于所述过滤器，而且，所述密封部件及所述磁场形成部件中的另一方设置于所述轴及所述壳体中未设置所述过滤器的另一方，所述密封部件设置在比所述磁场形成部件靠上游侧，而且，在沿轴向与所述磁场形成部件对置的环状的对置部分含浸有磁性流体，因作用于所述磁性流体的磁力而被所述磁场形成部件吸引的所述对置部分与所述磁场形成部件接触。
[0014]在含浸于密封部件的对置部分的磁性流体，作用从磁场形成部件形成的磁场产生的磁力。此时，对置部分由于位于密封部件的自由端侧，利用该磁力，与含浸的磁性流体一起被磁场形成部件吸引。由此，使具有柔软性的密封部件变形摇动，从而使对置部分与磁场形成部件接触。与磁场形成部件接触的对置部分，利用该磁力对磁场形成部件一直保持按压，因此，能够在密封部件和磁场形成部件之间稳定地形成环状的密封面。另外，使含浸的磁性流体的一部分，利用磁力，进一步被磁场形成部件吸引，并从对置部分渗出。因此，对置部分和磁场形成部件之间的对置面之间，利用中间的磁性流体润滑。根据上述，在轴及壳体中未设置过滤器的另一方和过滤器之间的环状间隙，即使在轴和壳体的相对转动中，也能以低摩擦转矩稳定地封闭。
[0015]此时，密封部件及磁场形成部件，其一方设置于过滤器，而且，另一方设置于轴及壳体中未设置过滤器的另一方。因此，可在轴和壳体之间的环状间隙内，将过滤器和转动密封设置为一体。其结果，将过滤器和转动密封与由其他的部件构成的过滤器装置相比，能够使装置小型化。
[0016]另外，密封部件由于设置于比磁场形成部件更靠上游侧，使环状间隙内流通的流体的压力，对密封部件向磁场形成部件方向作用。利用该流体压力，使密封部件的对置部分进一步按压向磁场形成部件，从而使密封部件和磁场形成部件之间的密封面的密封性更高。也就是说，流体的压力有助于提高密封性。另外，流体压力越高，更强按压对置部分，从而使密封面的密封性更高。因此，根据本发明的过滤器装置，即使在较高的流体压力作用时，也能良好地确保转动密封的密封性。也就是说，发挥较高地耐压性。
[0017]另外，密封部件由于具有柔软性，从而在对置部分按压磁场形成部件的状态下，能够在轴向或径方向具有一定程度地变形。因此，相对转动的轴及壳体在轴向及/或径方向的相对位置即使由于轴振动而有一定程度的变化，也能够较好地维持密封部件和磁场形成部件之间的密封面。另外，由于使密封部件被磁场形成部件吸引，壳体内的轴的定位，可在能够形成被吸引的密封部件和磁场形成部件之间的密封面的范围内确定。因此，根据本发明的过滤器装置的转动密封，与现有技术的磁性流体密封(在轴和设置于壳体的磁极片之间的微小的环状间隙保持磁性流体的磁性流体密封)相比，轴的插入时的定位更容易。其结果，在过滤器更换等的作业中，在需要将轴取出并再插入时，使该作业容易进行。如果采用将过滤器设置于轴的结构，利用从壳体将轴取出，从而容易更换过滤器。
[0018]另外，本发明的过滤器装置，优选，所述磁场形成部件比所述密封部件转动得更快。
[0019]根据该结构，密封部件比磁场形成部件转动得慢或静止。因此，在与磁场形成部件接触而变形的密封部件，与使密封部件比磁场形成部件转动得快的情形相比，难以作用离心力。因此，在密封部件，使妨碍该变形的离心方向的力难以作用，从而更容易较好地维持密封部件和磁场形成部件之间的密封面。尤其是，使密封部件静止，仅使磁场形成部件转动时，即，在使轴和壳体中的任意一方静止时，在密封部件设置在静止的一方时，由于在密封部件未作用离心力，能够更好地维持密封面。
[0020]另外，本发明的过滤器装置，优选，所述过滤器由强硬的材料构成。此时，强硬的材料例如考虑为金属和陶瓷等。根据该结构，可将磁场形成部件及密封部件中的一方直接固定于过滤器，从而能够使过滤器装置更小型化。
[0021]另外，本发明的过滤器装置，优选，所述密封部件使用与所述过滤器相同的材料，与所述过滤器设置为一体。此时，除去异物的过滤器和含浸磁性流体的密封部件，例如能够都由多孔质的材料构成。因此，将上述的材料用于过滤器和密封部件，使密封部件与过滤器一体设置，这样能够减少部件数，从而能够使过滤器装置更小型化。
[0022]另外，本发明的过滤器装置，优选，所述磁场形成部件为电磁体，所述过滤器装置还具有控制所述磁场形成部件的磁力的控制单元。按照上述，由于能够控制作用于在对置部分含浸的磁性流体的磁力，可调整密封部件和磁场形成部件之间的密封面的密封性。另夕卜，在进行从壳体将轴取出或向壳体插入轴时，能够使磁场形成部件的磁力消失，从而容易进行上述的作业。
[0023]另外，本发明的过滤器装置，优选，还包括，具有连通其上游侧表面和下游侧表面的连通孔的第2磁场形成部件，其是设置在所述轴及所述壳体中、设置有所述磁场形成部件的一方，或者，设有所述磁场形成部件的所述过滤器所设置的一方的比所述密封部件靠上游侧的位置处的环状的电磁铁，所述控制单元还控制所述第2磁场形成部件的磁力，所述密封部件还在沿轴向与所述第2磁场形成部件对置的环状的第2对置部分含浸有磁性流体，因作用于含浸在所述第2对置部分中的磁性流体的磁力而被所述第2磁场形成部件吸引的所述第2对置部分与所述第2磁场形成部件接触。
[0024]根据该结构，利用控制单元仅对磁场形成部件赋予磁力时，使密封部件的对置部分被磁场形成部件吸引，而在磁场形成部件和密封部件之间形成密封面。在这种情形下，使轴和壳体之间的环状间隙内流通的流体穿过过滤器内。与此相对，仅对第2磁场形成部件赋予磁力时，在密封部件的第2对置部分含浸的磁性流体作用第2磁场形成部件方向的磁力，从而使第2对置部分被第2磁场形成部件吸引而与其接触，而在密封部件和第2磁场形成部件之间形成密封面。在这种情形下，轴和壳体之间的环状间隙内流通的流体，首线穿过第2磁场形成部件具有的连通孔。另外，在使第2对置部分与第2磁场形成部件接触时，密封部件和磁场形成部件分离。因此，穿过连通孔的流体除了穿过过滤器内，还穿过密封部件和磁场形成部件之间。因此，在这种情形下，能够使更多的流体在轴和壳体之间的环状间隙内流通。也就是说，在不需从流体除去异物时等，可增大环状间隙内流通的流体的流量。
[0025]发明的效果
[0026]根据本发明，具有用于除去在相对转动的轴和壳体之间的环状间隙内流通的流体中含有的异物的、过滤器和转动密封的过滤器装置，可实现装置的小型化，以及低摩擦转矩和耐压性。另外，该过滤器装置由于能够容易地进行将轴取出或插入作业，从而能够容易地进行过滤器更换。
【附图说明】
[0027]图1是本发明的实施例1的过滤器装置的截面示意图。
[0028]图2是本发明的实施例2的过滤器装置的截面示意图。
[0029]图3是本发明的实施例3的过滤器装置的截面示意图。
[0030]图4是本发明的实施例4的过滤器装置的截面示意图。
[0031]图5是表示实施例的过滤器的固定方法的截面示意图。
[0032]图6是表示实施例的过滤器的其他的固定方法的截面示意图。
[0033]图7是表示实施例的过滤器的其他的固定方法的截面示意图。
[0034]图8是表示实施例的过滤器的其他结构的截面示意图。
[0035]图9是表示实施例的过滤器的其他的结构的截面示意图。
[0036]图10是表示实施例的过滤器的其他的结构的截面示意图。
[0037]图11是表示实施例的过滤器的其他的结构的截面示意图。
[0038]图12是实施例的磁体的主视图。
[0039]图13是实施例的的其他的磁体的主视图。
[0040]图14是实施例的其他的磁体的主视图。
[0041 ]图15是实施例的其他的磁体的主视图。
[0042]图16是具有第2磁场形成部件的实施例的过滤器装置