JP3170789U - フィルタエレメント - Google Patents

Abstract

【課題】流体の濾過装置に用いるフィルタエレメントにおいて、廃棄物を減らし、一部分を再利用可能であり、低コストでの運用を可能とし、金属の使用を一部分に限定しつつ、強度を確保可能なフィルタエレメントを提供する。【解決手段】着脱自在な、濾過部とアダプタ部とからなる。濾過部は略円筒形状であって、略矩形形状の濾材を蛇腹状に折り曲げして略円筒形状とした濾過部材と、濾過部材の軸方向一端側を支持し、中心に開口部を有する第一支持部材と、濾過部材の軸方向他端側を閉塞して支持する支持部材を備える。アダプタ部は、濾過部の軸方向の一端側の開口部に挿入する略円筒形状の多孔部材からなる。【選択図】図３

Description

本考案は、流体の濾過装置に用いるフィルタエレメントに関する。

フィルタエレメントを使用する流体の濾過装置において、フィルタエレメントは、流体の不純物を取り除く濾過部材と、それを支持する金属製の支持部材から構成され、両者は分離不可能に構成されているのが、通常であった。そのため、長期間の使用により、濾過部材の不純物除去能力が低下してきた場合、洗浄したとしても十分な性能まで回復するに至らず、再利用することが困難であるため、廃棄せざるを得なかったが、産業廃棄物として処分する必要がある、環境上好ましくない等の問題があった。
そこで、コア部分とフィルタ部材とに分離できるフィルタ組立体に関する技術が公開されている。

特表平０８−５０６９９６ 特開平０９−２４８４１１

フィルタエレメントを再利用しようとする場合、濾過機能を有する濾過部材は元の流体通流能力を回復させるまでの洗浄をすることが困難であり、ある程度の期間使用した場合には廃棄して、新しい濾過部材と交換せざるを得ない。
しかし、濾過部材の変形を防止するために、濾過部材に包囲される形で、その中心部に備えられる濾過部材の支持部材は、濾過部材から分離することができれば、洗浄により再利用することは不可能ではない。

特許文献１に記載のフィルタ組立体は、使い捨てのフィルタ部材と再使用可能なコアとで構成されることにより、コア部分が再利用可能となっている。しかし、強度を確保するために、コア部分をフィルタ部材に固定する構造が複雑であり、構成部品点数が多くなっている。

濾過部材を廃棄しようとする場合、環境保護の観点からも金属部分がなくすことが望ましいが、支持部材等に金属を使用せず、合成樹脂等を使用した場合、濾過の際に高圧がかかるために、その圧力に耐える強度を確保することが困難となる。

特許文献２記載のろ過用カートリッジフィルターエレメントは、濾材の外周部をモノフィラメントの合成繊維のメッシュ状織物で包囲することにより強度を確保しようとしているが、濾材そのものの強度を考慮していないという問題があった

そこで、本考案は、フィルタエレメントを濾過部とアダプタ部とに分離できることとして、アダプタ部の再利用が可能となり、濾過部に金属を使用しないことにより、廃棄する際にも環境に優しいこととなり、なおかつ濾過部に金属を使用せずとも十分な強度を確保することができるフィルタエレメントを提供することを目的とするとともに、構成部品数を少なくして、比較的シンプルな構造として、低コストでの提供が可能となるものである。

請求項１記載のフィルタエレメントは、流体の濾過装置に用いられ、半径方向に流体を濾過するフィルタエレメントであって、略矩形形状の濾材を蛇腹状に折り曲げして略円筒形状とした濾過部材と、前記濾過部材の軸方向一端側を支持し、中心に開口部を有する第一支持部材と、前記濾過部材の軸方向他端側を閉塞して支持する第二支持部材とを備えた略円筒形状の濾過部と、前記濾過部の軸方向一端側の前記開口部に挿入する略円筒形状の多孔部材からなるアダプタ部とからなり、前記濾過部と前記アダプタ部とが着脱自在であることを特徴とする。

濾過部とアダプタ部とを着脱自在とすることにより、濾過部のみを廃棄して、アダプタ部の再利用が可能となり、環境に考慮したフィルタエレメントの提供が可能となる。

請求項２記載のフィルタエレメントは、請求項１記載のフィルタエレメントであって、前記アダプタ部は、前記濾過部に包囲されない軸方向一端部分に、前記第一支持部材の開口部径よりも大径のフランジ部が形成されていることを特徴とする。

アダプタ部にフランジ部を設けることにより、濾過部を組み合わせる際に、位置決め等が容易となり、係合状態が確認しやすくなるといった効果が期待できることとなる。

請求項３記載のフィルタエレメントは、請求項１乃至２いずれか記載のフィルタエレメントであって、前記濾過部材の外周面側に、前記濾過部軸方向の縦糸と、前記濾過部半径方向の横糸とを成型した、ポリプロピレン成型品からなるネット部材を備えていることを特徴とする。

濾過部材の外周にネット部材を設けることにより、金属を使用しなくとも強度を確保することが可能となる。

請求項４記載のフィルタエレメントは、請求項１乃至３いずれか記載のフィルタエレメントであって、前記濾材は、メッシュ形状のポリプロピレンシート間に濾紙が挟み込まれたサンドイッチ構造とされていることを特徴とする。

濾紙をメッシュ形状のポリプロピレンシートで挟み込むことによって、濾材の強度を確保することが可能となる。

本考案によれば、濾過部とアダプタ部とを着脱自在とすることにより、濾過部のみを廃棄し、アダプタ部を再利用可能とすることにより、環境に優しいフィルタエレメントとすることができる。
また、アダプタ部以外には金属を使用しなくとも、濾過の高圧に耐えうる強度を確保できる等の優れた効果を得ることができる。

本考案の実施の形態におけるフィルタエレメントの一部切り欠きの斜視図である。 本考案の実施の形態における実施の形態におけるフィルタエレメントの展開図である。 本考案の実施の形態におけるフィルタエレメントの断面図である。 本考案の実施の形態におけるフィルタエレメントの濾過部の断面図である。 本考案の実施の形態におけるフィルタエレメントのアダプタ部の断面図である。 従来のフィルタエレメントの断面図である。 従来のフィルタエレメントの濾過部材の詳細図である。 本考案の実施の形態におけるフィルタエレメントの濾過部材の詳細図である。 本考案の実施の形態において、オイルフィルタにフィルタエレメントを取り付けた状態を示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ、考案の実施の形態について説明する。

本実施の形態については、産業機械用として、熱交換器とともに用いられる作動油用、潤滑油用のオイルフィルタに使用するフィルタエレメントであって、オイルがフィルタエレメント濾過部外周面の半径方向から流入し、不純物を取り除いた後、アダプタ部内周面の軸方向の一端側（フランジ部側）から濾過されたオイルが流出する場合について説明する。
なお、オイルを内周面から流入し外周面へ流出するというように、逆方向に流すようにすることもできる。また、本考案のフィルタエレメントは流体を対象とするものであり、作動油用、潤滑油用に限定されるものではない。

次に、図１乃至図５を参照しつつ、本実施例のフィルタエレメントについて説明する。図１は一部切り欠きの斜視図、図２は展開図、図３は断面図、図４は濾過部の断面図、図５はアダプタ部の断面図となる。
本実施例のフィルタエレメントは、濾過部材、第一支持部材、及び第二支持部材からなる濾過部と、アダプタ部とから構成されており、濾過部とアダプタ部とは着脱自在となっている。

濾過部１を構成する濾過部材２、第一支持部材５及び第二支持部材６について、以下に説明する。
濾過部材２は、不純物を除去する濾材である略矩形形状の濾紙３を蛇腹状に山折り谷折りを繰り返したものを中空の略円筒形状としたものであり、第一支持部材５と第二支持部材６とは、濾過部材２を略円筒形状に保ったまま支持するものである。そして、濾過部材２の軸方向両端部と、第一支持部材５及び第二支持部材６の周縁部とが、エポキシ樹脂接着剤等により接着され、固着される。
第一支持部材５は中心部が開口されており、当該開口部にアダプタ部１１が挿入されることとなる。第二支持部材６は、閉塞された有底形状となっており、濾過部材２と第二支持部材６とは密閉されている。したがって、第一支持部材５の開口部以外は、濾過部１は密封されていることとなる。
濾過部１は、再利用されず、廃棄される部分であるので、第一支持部材５と第二支持部材６とは、環境面を考慮して金属製とはしないことが望ましく、強度の面から、硬質ウレタン樹脂等の合成樹脂による樹脂成型とすることが望ましい。

次に、アダプタ部１１について、以下に説明する。
アダプタ部１１は略円筒形状となり、その周囲に孔が多数設けられる。当該孔は、オイルの通流のためのものであり、その数、面積の増大とともに、通流には有利となるが、比例して強度が弱まることとなるので、孔の数量、面積、形状等は、アダプタ部の強度との兼ね合いで決定される。
そして、アダプタ部１１は、第一支持部材５の開口部から濾過部１に挿入され、濾過部１に包囲された状態で使用され、濾過部材２の半径方向、軸方向に働く力に対して、濾過部材２を支持し、その変形を防いで、オイルの通流抵抗が増すのを防ぐとともに、濾過部１の密封状態を維持し、オイル漏れを防止するためのものである。濾過部材２の外周面から濾過前のオイルが流入し、濾紙３で濾過されて不純物が取り除かれたオイルが、アダプタ部１１の外周面の有孔部から流入し、軸方向上端部から流出されることとなる。
アダプタ部１１の支持部材としての性格上、そして内部に高圧でオイルが通流する関係上、強度が要求されるため、金属製であることが望ましく、アルミニウム合金等が最適となる。

アダプタ部１の軸方向一端部の内周面にＯリング１３、外周面にＯリング１４が設けられる。Ｏリング１３は、後述するオイルフィルタのオイル流出ノズル４５との密封状態、Ｏリング１４は、第一支持部材５の開口部内周面との密封状態を維持するために設けられたものである。当該Ｏリングにより、濾過部材２の外周面から、オイルフィルタのオイル流出ノズル４５までの密封状態が維持されることとなる。

アダプタ部１１の軸方向一端部にフランジ部１２が設けられているが、アダプタ部１１を濾過部１に挿入した状態で、当該フランジ部は濾過部１に包囲されないこととなる。
当該フランジ部は、アダプタ部１１の軸方向の第一支持部材５側の肉厚を増すことによる強度の増加、そしてアダプタ部１１を濾過部１に挿入する際に、正常な位置に装着されているか否かを、当該フランジ部と第一支持部材５の上面との隙間から判断する指標としての役割、またオイル流出ノズル４５との確実な接続のための役割等がある。
なお、フランジ部を設けるか否かは任意であり、フランジ部を設けず、アダプタ部１１を直管形状としても実施は可能である。

次に従来のフィルタエレメントと本実施の形態におけるフィルタエレメントを比較して、その差異を説明する。
図６は従来のフィルタエレメントの断面図、図７は従来のフィルタエレメントの濾過部材の詳細図、図８は本実施の形態におけるフィルタエレメントの濾過部材の詳細図である。

従来のフィルタエレメント２１においては、濾過部材２２は、不純物を除去する濾材である略矩形形状の濾紙２３を蛇腹状に山折り谷折りを繰り返したものを中空の略円筒形状としたものである点で、本実施の形態におけるフィルタエレメントと共通する。そして、第一支持部材２５と第二支持部材２６とで、濾過部材２２を支持するが、本実施の形態におけるアダプタ部１１に該当するパンチングパイプ３１は、第一支持部材２５と第二支持部材２６とに接着固定されており、本考案のように、濾過部とアダプタ部とに分離できないものとなっていた。そのため、長期間の使用により、濾紙２３の濾過性能が低下した場合には、フィルタエレメント全体を廃棄する必要があった。
そこで、本実施の形態におけるフィルタエレメントは、アダプタ部１１は濾過部１から着脱が可能であり、洗浄しての再利用が可能であることから、濾過部１のみを廃棄すればよいこととなり、廃棄物の量が減らせるとともに、濾過部１に金属を使用しなければ環境にも優しいものとなる。また、ユーザーは、アダプタ部１１を洗浄して再利用し、濾過部１のみを交換すればよいことから、オイルフィルタの維持費を低コストとすることができる。

従来のフィルタエレメント２１の濾過部材２２は、濾紙２３を保護金網２４で挟み込んで保護することにより、濾紙２３の変形を防ぎ、高圧となるオイルの通流に対する強度を確保していた。
しかし、保護金網２４と濾紙２３とを分離することは不可能であるため、本実施の形態における濾過部材２に保護金網を使用する場合、保護金網は金属であるため、廃棄する際に環境面から好ましくない。そこで、本実施の形態における濾過部材２においては、保護金網の代替として、メッシュ形状のポリプロピレンシートで濾紙３を挟み込む構造とすることにより、保護金網を使用する場合と同等の強度を確保しようとするものである。ポリプロピレンシート４はメッシュ形状とすることにより、オイルの通流を妨げないこととなるが、そのメッシュの目の大きさ、シートの厚み等は、濾紙３の保護能力とオイルの通流抵抗との兼ね合いから決定される。

本実施の形態におけるフィルタエレメントにおいては、従来品のフィルタエレメントにはないネット部材７を濾過部材２の外周面側に備えている。
当該ネット部材７は、濾過部１の軸方向の縦糸と、濾過部１の半径方向の横糸とを成型したポリプロピレン成型品からなるが、濾過部１の保護外筒としての役割をもつものであり、ネット形状としていることにより、オイルの流入を妨げない。糸の太さ、網目の大きさ等は、オイルの流入抵抗と強度との兼ね合いから決定されるが、主として、濾過部１の半径方向への力に対する支持を行うものである。
当該ネット部材７は、濾過部材２の外周部をそっくり包囲し、濾過部材２とともに、第一支持部材５及び第二支持部材６の周縁部に、エポキシ樹脂接着剤等により接着され、固着される。

本実施の形態におけるフィルタエレメントは、アダプタ部１１にのみ金属を使用しているが、アダプタ部１１、第一支持体５、第二支持体６、ポリプロピレンシート４、及びネット部材７によって、濾過部材２を支持することにより、金属を多用している従来のフィルタエレメント２１と比較して、その強度は劣るものとはなっていない。

次に本実施の形態におけるフィルタエレメントをオイルフィルタのケーシングに装着した状態を説明する。
図９はオイルフィルタにフィルタエレメントを取り付けた状態を示す断面図である。

オイル流入口４３からオイルが高圧で流入し、ケーシング４２の内壁と濾過部１の外周面との間にオイルが流れ込み、濾過部１の外周面から濾紙３によって濾過された後、不純物を取り除かれたオイルがアダプタ部１１の内部に流れ、オイル流出ノズル４５を介して、オイル流出口４４から排出される。

第二支持体６の底面がケーシング４２内面の底に密着し、オイル流出ノズル４５がアダプタ部１１の開口部に嵌合することにより、フィルタエレメントはケーシング４２内で固定されることとなる。

１ 濾過部
２ 濾過部材
３ 濾紙
４ ポリプロピレンシート
５ 第一支持部材
６ 第二支持部材
７ ネット部材
１１ アダプタ部
１２ フランジ部
１３ Ｏリング
１４ Ｏリング
１５ 孔
２１ 従来のフィルタエレメント
２２ 濾過部材
２３ 濾紙
２４ 保護金網
２５ 第一支持部材
２６ 第二支持部材
３１ パンチングパイプ
３３ Ｏリング
３５ 孔
４１ オイルフィルタ
４２ ケーシング
４３ オイル流入口
４４ オイル流出口
４５ オイル流出ノズル

Claims (4)

1. 流体の濾過装置に用いられ、半径方向に流体を濾過するフィルタエレメントであって、略矩形形状の濾材を蛇腹状に折り曲げして略円筒形状とした濾過部材と、前記濾過部材の軸方向一端側を支持し、中心に開口部を有する第一支持部材と、前記濾過部材の軸方向他端側を閉塞して支持する第二支持部材とを備えた略円筒形状の濾過部と、前記濾過部の軸方向一端側の前記開口部に挿入する略円筒形状の多孔部材からなるアダプタ部とからなり、前記濾過部と前記アダプタ部とが着脱自在であることを特徴とするフィルタエレメント
2. 前記アダプタ部は、前記濾過部に包囲されない軸方向一端部分に、前記第一支持部材の開口部径よりも大径のフランジ部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のフィルタエレメント
3. 前記濾過部材の外周面側に、前記濾過部軸方向の縦糸と、前記濾過部半径方向の横糸とを成型した、ポリプロピレン成型品からなるネット部材を備えていることを特徴とする請求項１乃至２いずれか記載のフィルタエレメント
4. 前記濾材は、メッシュ形状のポリプロピレンシート間に濾紙が挟み込まれたサンドイッチ構造とされていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のフィルタエレメント