JP4881698B2 - 濾過装置、濾過構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば油圧アクチュエータなどを備えた液圧機器の液圧回路において、当該液圧回路を循環する液を濾過するための濾過装置に関する。また、本発明は、前記濾過装置を備える濾過構造に関する。

例えば油圧回路中には、当該油圧回路内を循環する例えば作動油などの液を濾過する濾過装置が設置されている。この種の濾過装置では、ある程度使用されたエレメントは、定期的に交換される必要がある。

濾過装置の構造として、エレメントは、筒状に形成される濾材を備えており、略筒状である。そして、濾過装置の構造としては、濾過前の作動油を、外側から内側へ向かってエレメント具体的には濾材を通過させることによって、当該作動油内に含まれるダストをエレメントによって捕集する構造がある。

この種の濾過装置としては、エレメントと、当該エレメントを内側に収容するケースとを備える構造が提案されている。ケース内では、フィルタエレメントの外周面との間に濾過前の作動油が満たされている。作動油が、エレメントを外側から内側へ通過することによって、当該作動油内のダストがエレメント（具体的には濾材）に捕集される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−１０６０９９号公報

特許文献１に記載されている濾過装置では、エレメントを交換する場合などにおいてケース内からエレメントを取り出す際には、エレメントの外周面に付着したダストは、ケース内に落ちるなどする。

しかしながら、特許文献１に記載されているような構造を有する濾過装置では、ケースとエレメントの外周面との間に満たされる作動油は、エレメントによって濾過される前の状態である。

それゆえ、エレメントを取り出す際に当該エレメントの外周面に付着したダストがケース内に落ちたとしても、これらダストは、新たに取り付けられるエレメントによって再び捕集される。

このように、エレメントと、当該エレメントを収容するとともにエレメントによって濾過される前の作動油が溜められるタンクなどの収容室を備えて、作動油を外側から内側へ向かってエレメントを通過させることによって当該作動油内のダストを捕集する構造であれば、エレメントを取り出すことによって収容室内に落ちるダストは、新たに取り付けられるエレメントによって再び捕集される。

一方、濾過装置の構造としては、作動油がエレメントを内側から外側に向かって通過することによって当該作動油内のダストを捕集する構造がある。この種の構造を有する濾過装置では、作動油内のダストは、エレメント（具体的には濾材）の内周面に付着しており、収容室とエレメントとの間つまりエレメントの外側には、濾過された作動油が満たされる。

それゆえ、この種の構造を有する濾過装置では、エレメントを交換する場合などエレメントを収容室から取り出すと、当該エレメントの内側に存在するダストが収容室内に落ちるとともに当該内側に満たされているダストを含む作動油も収容室内の濾過後の作動油に混じってしまう。

この結果、収容室内の作動油中に再びダストが戻されるとともに、捕集されたダストを含む作動油が液圧回路内に戻るおそれがある。捕集されたダストが再び液圧回路内に戻されることは、好ましくない
したがって、本発明の目的は、エレメントを交換する際に、捕集されたダストが液圧回路に戻ることを抑制することができる濾過装置を提供することである。また、本発明の目的は、前記濾過装置を備える濾過構造を提供することである。

本発明の濾過装置は、エレメントと、蓋機構とを備える。前記エレメントは、筒状であって一端に濾過すべき液を内側に導くエレメント流入口を備え、かつ、濾過すべき液が内側から外側へ向かって通過することによって前記濾過すべき液内のダストを捕集する。前記蓋機構は、前記エレメント流入口を開閉可能に覆う。

この構造によれば、エレメントを交換する際にエレメント流入口を閉めることによって、エレメントの内側にたまったダストが落ちることが抑制される。

前記蓋機構は、蓋部材と、付勢部材と、駆動部材とを備える。前記蓋部材は、前記エレメント流入口を覆う第１の位置と前記エレメント流入口を開く第２の位置との間で移動可能である。前記付勢部材は、前記蓋部材を前記第１の位置に付勢する。前記駆動部材は、前記蓋部材に設けられるとともに前記エレメントの内側を通って前記エレメントを貫通し、かつ、前記エレメントの軸方向に前記付勢部材の付勢力に打ち勝つ荷重が加わると前記蓋部材を前記第２の位置に移動する。

この構造によれば、駆動部材を押圧するだけでエレメント流入口が開口する。

また、本発明の濾過構造は、濾過装置と、前記濾過装置を内側に収容する収容室とを備える。前記濾過装置は、エレメントと、蓋機構とを備える。前記エレメントは、筒状であって一端に濾過すべき液を内側に導くエレメント流入口を備え、かつ、濾過すべき液が内側から外側へ向かって通過することによって前記濾過すべき液内のダストを捕集する。前記蓋機構は、前記エレメント流入口を覆う第１の位置と前記エレメント流入口を開く第２の位置との間で移動可能な第１の蓋部材と、前記第１の蓋部材を前記第１の位置に付勢する付勢部材と、前記第１の蓋部材に設けられるとともに前記エレメントの内側を通って前記エレメントを貫通し、かつ、前記エレメントの軸方向に前記付勢部材の付勢力に打ち勝つ荷重が加わると前記第１の蓋部材を前記第２の位置に移動する駆動部材とを備える。

前記収容室は、壁部と、第２の蓋部材とを備える。前記壁部は、前記収容室内に設置された状態にある前記濾過装置の前記駆動部材において前記エレメントから出ている部分の一端と対向して前記濾過装置が挿通可能な取り出し孔が設けられる。前記第２の蓋部材は、前記取り出し孔を開閉可能に塞ぐとともに、前記取り出し孔を塞いだ状態において前記駆動部材の一端に当接して前記第１の蓋部材を前記第２の位置に移動する。

この構造によれば、第２の蓋部材を取り外す作業をすると、エレメント流入口が閉じられる。

本発明によれば、エレメントを交換する際に、捕集されたダストが液圧回路に戻ることを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る濾過構造を、図１〜６を用いて説明する。図１は、濾過構造１０を示す断面図である。図１に示すように、濾過構造１０は、収容室２０と、収容室２０内に収容される濾過装置３０とを備える。

収容室２０は、例えば油圧アクチュエータ（図示せず）内に設けられる液圧回路２１の一部である。図中、液圧回路２１は、その一部が示されている。液圧回路２１内には、上記された油圧アクチュエータを駆動するための作動油Ｌが循環している。

収容室２０内には、濾過装置３０が収容される。濾過装置３０は、作動油Ｌを濾過する。なお、作動油Ｌにおいて濾過装置３０に濾過される前の作動油Ｌ１は、本発明で言う濾過されるべき液の一例である。

収容室２０において図中右側には、作動油Ｌ（濾過されるべき作動油Ｌ１）を収容室２０内に導く流入口２２が形成されている。また、収容室２０において図中左側には、濾過装置３０によって濾過された作動油Ｌ２を液圧回路２１に戻す流出口２３が形成されている。収容室２０については、後で詳細に説明される。なお、作動油Ｌは、濾過されるべき作動油Ｌ１と濾過された作動油Ｌ２とを含む概念である。

濾過装置３０は、外筒３１と、エレメント３２と、基部３３と、蓋機構３４とを備えている。図２は、外筒３１とエレメント３２とが分解される様子を示す断面図である。図２に示すように、外筒３１は、例えば略円筒状であって一端が閉塞されるとともに他端が開口している。

外筒３１の周壁３５の略全域には、複数の連通孔３６が形成されている。連通孔３６は、周壁３５の内側と外側とを連通している。なお、図中、連通孔３６は、一部が示されているが、実際には全域に形成されている。外筒３１は、後述されるエレメント３２の濾材３７が外側に広がらないように抑える機能を有している。

図１に示すように、エレメント３２は、外筒３１内に収容される。図２に示すように、エレメント３２は、濾材３７と、第１のプレート３８と、第２のプレート３９と、内筒４０とを備えている。

濾材３７は、例えばプリーツ状に折りたたまれるとともに略円筒状に形成されている。濾材３７は、その軸心線方向を横切る方向に作動油Ｌ１を通過させることによって、作動油Ｌ１中に含まれるダストを濾過する。

第１のプレート３８は、濾材３７の第１の端部４１を支持している。なお、第１の端部４１は、図中上方に位置する端部であって、外筒３１の閉塞端に対向している。第１のプレート３８は、濾材３７の第１の端部４１の開口（後述される内筒４０の端部）を覆っている。

第２のプレート３９は、濾材３７の第２の端部４２を支持している。なお、第２の端部４２は、図中下方に位置する端部である。第２のプレート３９は、外筒３１の開口端に対向している。第２のプレート３９において濾材３７の内側に対応する部分には、第２のプレート３９を貫通するエレメント流入口４３が形成されている。

内筒４０は、例えば円筒状であって、濾材３７の内側に収容されており、濾材３７の同心上に配置されている。また、内筒４０の一端は、第１のプレート３８と一体になっている。他端は、第２のプレート３９と一体になっている。内筒４０は、濾材３７が内側に変形することを抑制する機能を有している。

上記のように構成されるエレメント３２は、外筒３１内に外筒３１の同心上に収容される。この際、エレメント３２は、第２のプレート３９が外筒３１の開口端に対向するように、外筒３１内に収容される。

図３は、図１中に示されるＦ３の範囲を拡大して示す断面図である。図３は、濾過装置３０において、第２のプレート３９の近傍を示している。図３に示すように、エレメント３２は、エレメント３２の軸心線方向に外筒３１内に第２のプレート３９まで収容される大きさを有するとともに、内筒４０の第２のプレート３９側の先端部４４が外筒３１から出るように形成されている。

なお、図に示すように、内筒４０の略全域には、内筒４０の内と外とを連通する連通孔４５が形成されている。連通孔３６，４５は、作動油Ｌ１，Ｌ２が通る。

図１，３に示すように、基部３３は、液圧回路２１の流入口２２に固定されている。基部３３は、流入口２２に接続される基部流入口４６と、エレメント３２の内側に濾過される前の作動油Ｌ１を導く基部流出口４７とを備えている。基部流入口４６と基部流出口４７とは、互いに連通している。

図３に示すように、内筒４０の先端部４４（内筒４０において外筒３１より出る端部）は、基部流出口４７内に挿入される。具体的には、内筒４０の先端部４４には、基部流出口４７の周縁に当接する当接部４８が形成されている。先端部４４は、当接部４８が基部流出口４７の周縁に当接するまで挿入される。

先端部４４の周囲には、シール部材の一例としてＯリング４９が設けられており、それゆえ、基部流出口４７と先端部４４との間が液密にシールされる。

また、基部３３には、基部３３内の圧力（作動油Ｌ１の圧力）が過大になったときに快弁するリリーフ弁５０が設けられている。

図１に示すように、蓋機構３４は、駆動ロッド５１と、第１の蓋部材５２と、第１のガイド部材５３と、第２のガイド部材５４と、付勢機構５５とを備えている。

駆動ロッド５１は、エレメント３２の内側に収容されているとともに、エレメント３２（内筒４０の）の軸心線上に配置されており、エレメント３２の軸心線に沿って延びている。第１のプレート３８には、駆動ロッド５１を挿通する挿通孔１００が形成されている。連通孔５６は、駆動ロッド５１を移動可能に挿通する。なお、挿通孔１００と駆動ロッド５１との間の隙間は、作動油Ｌ１が漏れることがないように小さいものである。

第１の蓋部材５２は、エレメント流入口４３を開閉可能に覆う。図４は、第１の蓋部材５２を示す斜視図である。図１，４に示すように、第１の蓋部材５２は、例えば一端部５７（図中上端）から他端部５８（図中下端）へ向かうにつれて次第に広がるテーパー状の円筒状であって、周壁に複数（本実施形態では、一例として４つ）の連通孔５６が形成されている。連通孔５６は、第１の蓋部材５２の内と外とを連通している。

第１の蓋部材５２の一端部５７は、第１の蓋部材５２の軸心線方向に内と外とを連通するよう、開口している。他端部５８は、閉塞されている。第１の蓋部材５２は、一端部５７からエレメント流入口４３から内筒４０内に収容される大きさである。

図５は、第１の蓋部材５２がエレメント流入口４３から内筒４０内に収容された状態であって、エレメント流入口４３を液密に塞いでいる状態を拡大して示す断面図である。図５に示すように、第１の蓋部材５２の他端部５８は、エレメント流入口４３よりも大きく、それゆえ、第１の蓋部材５２がエレメント流入口４３から内筒４０内に収容されると、他端部５８がエレメント流入口４３の周縁に当接するとともにエレメント流入口４３を液密に塞ぐ。

また、第１の蓋部材５２の他端部５８がエレメント流入口４３の周縁から離れるように第１の蓋部材５２の軸心線つまり内筒４０の軸心線に沿って移動すると、エレメント流入口４３は、開口される。

第１の蓋部材５２においてエレメント流入口４３を塞ぐ位置は、第１の位置Ｐ１である。エレメント流入口４３を開く位置は、第２の位置Ｐ２である。第１の蓋部材５２が第２の位置Ｐ２にあると、基部流入口４６から流入した作動油Ｌ１は、第１の蓋部材５２の連通孔５６を通るとともに一端部５７の開口を通って内筒４０内に進入する。

なお、図３に示すように、基部３３において基部流出口４７と基部流入口４６との間の空間Ｓ１は、第１の蓋部材５２が第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間で移動することができる大きさを有している。

図３，５に示すように、第１の蓋部材５２は、駆動ロッド５１に固定されている。具体的には、駆動ロッド５１の先端部５１ａは、第１の蓋部材５２の他端部５８に、例えば螺合することによって固定されている。それゆえ、他端部５８は、閉塞される。なお、固定構造は、一例であって、螺合に限定されるものではない。

図１，２に示すように、第１のガイド部材５３は、外筒３１の閉塞端において外筒３１の軸心線上に配置されており、外側に向かって突出する筒状である。第１のガイド部材５３において外筒３１に対向する端部は、開口している。他端部は、閉塞している。外筒３１の閉塞端と第１のガイド部材５３の閉塞端とには、駆動ロッド５１を移動可能に挿通する挿通孔６０，６１が形成されている。

第２のガイド部材５４は、外筒３１の挿通孔６０の内側（挿通孔６０の周縁）に固定されており、第１のガイド部材５３の内側に向かって突出している。第２のガイド部材５４には、駆動ロッド５１を移動可能に挿通する挿通孔が形成されている。第２のガイド部材５４の先端と第１のガイド部材５３の他端部閉塞との間には、所定の空間が規定されている。

駆動ロッド５１が第１，２のガイド部材５３，５４の挿通孔６１，６２を通ることによって、駆動ロッド５１の移動が安定するようになる。

付勢機構５５は、ばね６３とばね受け部材６４とを備えている。ばね受け部材６４は、駆動ロッド５１に固定されている。具体的には、ばね受け部材６４は、駆動ロッド５１において、第１のガイド部材５３の閉塞端と第２のガイド部材５４の先端との間に規定される空間Ｓ２内に収容される部分に固定されている。ばね受け部材６４は、フランジ状であって、駆動ロッド５１の軸心線方向を横切る方向に広がっている。

ばね６３は、第２のガイド部材５４の先端とばね受け部材６４とに間に配置されている。上記されたように、第２のガイド部材５４は、外筒３１に固定されているので、ばね受け部材６４は、ばね６３によって、第１のガイド部材５３の閉塞端側に付勢される。つまり、駆動ロッド５１は、図２中の上方に向かって付勢される。この結果、第１の蓋部材５２は、第１の位置Ｐ１に付勢される。ばね６３は、本発明で言う付勢部材の一例である。

ここで、収容室２０の構造を具体的に説明する。図１に示すように、収容室２０は、駆動ロッド５１の先端側（外筒３１より出ている部分の先端側）と対向する壁部２４を備えている。壁部２４において、当該収容室２０内に設置された濾過装置３０に、エレメント３２（駆動ロッド５１）の軸心線方向に沿って対向する箇所には、取り出し孔２５が形成されている。

取り出し孔２５は、収容室２０内にエレメント３２を設置する際、もしくは、エレメント３２を収容室２０から取り出す際に用いられる。取り出し孔２５は、エレメントが通ることができる大きさを有している。

取り出し孔２５には、第２の蓋部材２６が着脱自在に設置される。第２の蓋部材２６は、取り出し孔２５を液密にふさぐ。第２の蓋部材２６において収容室２０の内側に向く面には、支持突起２７が形成されている。支持突起２７は、収容室２０内に向かって突出している。駆動ロッド５１と支持突起２７との間には、連結部材６５が設けられている。連結部材６５は、駆動ロッド５１に固定されており、支持突起２７側の端部に、支持突起２７と勘合する嵌合孔６５ａが形成されている。それゆえ、第２の蓋部材２６が取り出し孔２５を覆うと、支持突起２７が嵌合孔６５ａに嵌る。

なお、駆動ロッド５１と連結部材６５との長さは、第２の蓋部材２６が取り出し孔２５を覆った状態において、第１の蓋部材５２が第２の位置Ｐ２に位置決められるだけの長さを有している。駆動ロッド５１と連結部材６５とは、本発明で言う駆動部材を構成している。それゆえ、第２の蓋部材２６が取り出し孔２５を覆うと、第２の蓋部材２６によって、連結部材６５と駆動ロッド５１とには、ばね６３の付勢力に打ち勝って第１の蓋部材５２を第２の位置Ｐ２に位置決める荷重が加わる。

つぎに、濾過装置３０の動作を説明する。

濾過装置３０が収容室２０内に設置された状態であると、図１に示しかつ上記されたように、第１の蓋部材５２は、第２の位置Ｐ２に位置決められている。それゆえ、液圧回路２１内を流動する作動油Ｌ１は、基部流入口４６と第１の蓋部材５２の連通孔５６と基部流出口４７とエレメント流入口４３とを通って、エレメント３２の内側に侵入する。

エレメント３２の内側に侵入した作動油Ｌ１は、図１中矢印に示すように、内側から外側に向かって濾材３７を通過する。この過程で、作動油Ｌ１中に含まれるダストが濾材３７によって捕集される。それゆえ、濾材３７の内面には、ダストが比較的多く付着している。この結果、収容室２０と濾過装置３０との間には、濾過された作動油Ｌ２が満たされる。濾過された作動油Ｌ２は、流出口２３から液圧回路２１に戻る。

図６は、収容室２０内からエレメント３２を取り出す際、もしくは、収容室２０内にエレメント３２を設置する際を示す断面図である。図６に示すように、所定期間が過ぎると、エレメント３２は交換される。エレメント３２を交換する際は、第２の蓋部材２６を取り外す。

第２の蓋部材２６が取り外されると、第２の蓋部材２６によって駆動ロッド５１に加わっていた荷重が解除されるので、駆動ロッド５１は、ばね６３の付勢力によって、第１の蓋部材５２を第２の位置Ｐ２から第１の位置Ｐ１に移動する。このことによって、エレメント流入口４３が液密に塞がれる。

エレメント流入口４３が液密に塞がれると、エレメント３２を基部３３から取り外す。ついで、エレメント３２を収容室２０から取り外す。この際、エレメント流入口４３は、第１の蓋部材５２によって液密に塞がれているので、エレメント３２の内側にたまったダストおよび内側にたまっている濾過されるべき作動油Ｌ１は、エレメント流入口４３を通って外部に漏れ出すことがない。

新しいエレメント３２を新たに基部３３に設置する場合は、取り出し孔２５を通してエレメント３２を基部３３に設置する。このとき、内筒４０の先端部４４が、基部流出口４７内に挿入される。

ついで、第２の蓋部材２６が取り出し孔２５に取り付けられる。第２の蓋部材２６が取り付けられると、図１に示すように、支持突起２７が嵌合孔６５ａに嵌るとともに、連結部材６５と駆動ロッド５１とが第２の蓋部材２６によって付勢されて、第１の蓋部材５２が第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２まで移動する。

このように構成される濾過構造１０では、エレメント３２を収容室２０内（基部３３）に設置する際および取り外す際には、エレメント流入口４３が液密に塞がれる。それゆえ、エレメント３２の内側に収容されているダストが濾過された作動油Ｌ２内に落ちることが抑制される。この結果、エレメント３２を交換する際に、捕集されたダストが液圧回路２１に戻ることが抑制される。

また、蓋機構３４では、エレメント流入口４３がばね６３によって常時閉じられる方向に付勢されるとともに、駆動ロッド５１を押圧するだけでエレメント流入口４３が開口するので、エレメント３２を取り外す際の操作が簡単である。

また、第２の蓋部材２６を取り外すだけで駆動ロッド５１に加わる力が解除されて第１の蓋部材５２が第１の位置Ｐ１に戻る構造であるので、第２の蓋部材２６を取り外す作業をするだけで、自然にエレメント流入口４３が液密に閉じられる。

それゆえ、エレメント３２の交換作業が簡単になる。さらに、第２の蓋部材２６を利用する構造であるので、構造も比較的簡素である。

本発明の一実施形態に係る濾過構造を示す断面図。 図１に示された外筒とエレメントとが分解される様子を、駆動ロッドの軸心線に沿って切断して示す斜視図。 図１中に示されるＦ３の範囲を拡大して示す断面図。 図１に示された第１の蓋部材を示す斜視図。 図１に示された第１の蓋部材が第１の位置にある状態を拡大して示す断面図。 図１に示された収容室内からエレメントを取り出す際、もしくは、収容室内にエレメントを設置する際を示す断面図。

符号の説明

１０…濾過構造、２０…収容室、２４…壁部、２５…取り出し孔、２６…第２の蓋部材、３０…濾過装置、３２…エレメント、３４…蓋機構、４３…エレメント流入口、５１…駆動ロッド（駆動部材）、５２…第１の蓋部材、６３…ばね（付勢部材）、６５…連結部材（駆動部材）、Ｐ１…第１の位置、Ｐ２…第２の位置。

Claims (2)

1. 筒状であって一端に濾過すべき液を内側に導くエレメント流入口を備え、かつ、濾過すべき液が内側から外側へ向かって通過することによって前記濾過すべき液内のダストを捕集するエレメントと、
   前記エレメント流入口を開閉可能に覆う蓋機構と
   を具備し、
   前記蓋機構は、
   前記エレメント流入口を覆う第１の位置と前記エレメント流入口を開く第２の位置との間で移動可能な蓋部材と、
   前記蓋部材を前記第１の位置に付勢する付勢部材と、
   前記蓋部材に設けられるとともに前記エレメントの内側を通って前記エレメントを貫通し、かつ、前記エレメントの軸方向に前記付勢部材の付勢力に打ち勝つ荷重が加わると前記蓋部材を前記第２の位置に移動する駆動部材と
   を具備することを特徴とする濾過装置。
2. 濾過装置と、
   前記濾過装置を内側に収容する収容室と
   を具備し、
   前記濾過装置は、
   筒状であって一端に濾過すべき液を内側に導くエレメント流入口を備え、かつ、濾過すべき液が内側から外側へ向かって通過することによって前記濾過すべき液内のダストを捕集するエレメントと、
   前記エレメント流入口を覆う第１の位置と前記エレメント流入口を開く第２の位置との間で移動可能な第１の蓋部材と、前記第１の蓋部材を前記第１の位置に付勢する付勢部材と、前記第１の蓋部材に設けられるとともに前記エレメントの内側を通って前記エレメントを貫通し、かつ、前記エレメントの軸方向に前記付勢部材の付勢力に打ち勝つ荷重が加わると前記第１の蓋部材を前記第２の位置に移動する駆動部材とを具備する蓋機構と、
   を具備し、
   前記収容室は、
   前記収容室内に設置された状態にある前記濾過装置の前記駆動部材において前記エレメントから出ている部分の一端と対向して前記濾過装置が挿通可能な取り出し孔が設けられる壁部と、
   前記取り出し孔を開閉可能に塞ぐとともに、前記取り出し孔を塞いだ状態において前記駆動部材の一端に当接して前記第１の蓋部材を前記第２の位置に移動する第２の蓋部材と
   を具備することを特徴とする濾過構造。

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