JP6432000B1 - 油圧モータ及び逆洗型ろ過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を増加させることなく、燃料の消費を抑制した省エネルギーを実現する逆洗型ろ過装置に設けられる油圧モータを提供する。
【解決手段】逆洗型ろ過装置Ｗの油圧モータ１００であって、筐体１１０と、筐体１１０に収容されているロータ１３０と、棒状の第２回転部１４０とを有し、筐体１００は、その内周側面がトロコイド曲線形状に形成され、筐体１１０には流体を流入させる流入管５０と、流体を流出させる流出管６０とが接続され、第２回転部１４０は、逆洗アーム２０を回転させる第１回転部８に接続され、自身の回転にともない第１回転部８を回転させるようになっている。また、ロータ１３０は、その外周側面がトロコイド曲線形状に対応する内包絡線形状に形成されていると共に、その中心部に、中心孔１３２が設けられ、中心孔１３２の内周側面が第２回転部１４０に内接している。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧モータ及び逆洗型ろ過装置に関する。

従来から、コンテナ船等の船舶に搭載して用いられる逆洗型ろ過装置が知られており、例えば、特許文献１にその構造が提案されている。

特許文献１に記載された逆洗型ろ過装置は、複数のフィルタエレメントを収納した中空円筒状のハウジングを備え、このハウジングの外部から流入する流体のろ過を行いながら、順番にフィルタエレメントの洗浄を行うようになっている。

上記の逆洗型ろ過装置は、複数のフィルタエレメント（筒状のフィルタエレメント）を収納したハウジングと、ハウジングの中心部に設置されている回転軸と、回転軸を回転させるモータ（電気モータ）と、回転軸の下端部に接続されている逆洗アーム（逆洗パイプ）とを備えている。また、上記のハウジングは、その内部に、複数の貫通孔が形成されている棚板（仕切り板）が設置され、この棚板により、ハウジング内部が上下２つの空間（上方空間、下方空間）に仕切られている。また、ハウジングは、その下方空間側に、ろ過前の流体をハウジング内部に流入させるための入口管が接続され、上方空間側に、ろ過された流体をハウジング内部から流出させるための出口管が接続されている。

また、ハウジング内部に設置された棚板は、その上面の各貫通孔に、それぞれ、フィルタエレメントの下端部が接続・固定されている（ハウジング内部の上方空間側に、複数のフィルタエレメントが設置された状態になっている）。この構成によれば、入口管から流入してきたろ過前の流体が下方空間からフィルタエレメントの筒内に入ってきて、フィルタエレメントの側面部を通過してろ過された後に、ハウジングの上方空間側に接続されている出口管から排出される。
また、上述した逆洗アームは、ハウジングの下方空間に配置されており、回転軸の回転にともない回転して、棚板の複数の貫通孔のいずれかに順番に当接して接続されることによりフィルタエレメントと連通するようになっている。この構成により、この逆洗アームが接続されたフィルタエレメントが洗浄され、逆洗液がハウジングから排出される。

特許５９６７８１６号公報

上述した従来技術の逆洗型ろ過装置は、逆洗アームを回転させるための駆動源として、電気で駆動するモータ及びモータを制御する制御盤を設ける必要があり、部品点数が多くなり装置自体が高額になるという課題を有している。また、上述した従来技術の逆洗型ろ過装置は、一般的に、船舶に搭載されて用いられており、その場合、船舶に搭載された燃料を用いて発電された電気によりモータを駆動させている。すなわち、従来技術の逆洗型ろ過装置は、駆動させるために電気でモータを駆動させているため、船舶に搭載されている燃料を消費するという課題も有している。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数を増加させることなく、燃料の消費を抑制した省エネルギーを実現する逆洗型ろ過装置に設けられる油圧モータ及び逆洗型ろ過装置を提供することにある。

上記課題を解決するためになされた本発明は、逆洗アームを回転動作させる棒状の第１回転部を備えた逆洗型ろ過装置に設けられた油圧モータであって、内部に中空の収容部が形成されている筐体と、前記筐体の収容部に回転自在に収容されているロータと、前記筐体の中心部に回転自在に設けられた棒状の第２回転部とを有し、前記筐体は、その内周側面がトロコイド曲線形状に形成され、前記筐体には、前記収容部に流体を流入させる流入管と、前記収容部から流体を流出させる流出管とが接続されており、前記第２回転部は、前記第１回転部に接続され、自身の回転にともない前記第１回転部を回転させるようになっており、前記ロータは、その外周側面が前記トロコイド曲線形状に対応する内包絡線形状に形成されていると共に、その中心部に、上下面を貫通する中心孔が設けられ、該中心孔の内周側面が前記第２回転部の外周側面に内接しており、前記第２回転部は、第１軸及び第２軸を有し、前記第１軸が前記第２回転部の中心に形成され、前記第２軸が前記ロータの中心孔の中心に形成され、前記ロータは、前記筐体の収容部に流入してくる流体により、該筐体の内周側面に摺動した状態で偏心しながら回転し、該ロータが回転すると、その回転にともない、該ロータの中心孔に内接している前記第２回転部が前記第１軸を中心に回転し、このとき、前記第２回転部は、前記第２軸を基準にしてみると、前記第２軸を中心に公転動作をしているようになっており、一方から前記筐体を平面視したときの前記筐体の左側面部には、一方から前記筐体を平面視したときの上下方向・中心線から上方側の位置に前記流入管に接続される第１入口が設けられ、前記上下方向・中心線から下方側の位置に前記流出管に接続される第１出口が設けられ、一方から前記筐体を平面視したときの前記筐体の右側面部には、一方から前記筐体を平面視したときの上下方向・中心線から上方側の位置に前記流出管に接続される第２出口が設けられ、前記上下方向・中心線から下方側の位置に前記流入管に接続される第２入口が設けられていることを特徴とする。
また、前記流入管は、前記収容部に前記逆洗型ろ過装置でろ過された流体を流入させるようになっていることが望ましい。

このように、本発明の油圧モータは、流体を流入させて、その流入させた流体の流圧により油圧モータの第２回転部（モータ回転軸）を回転させるようになっており電気を供給する必要がない。そのため、本発明の油圧モータを用いることにより、従来技術と比べて、省エネルギーを実現する逆洗型ろ過装置が提供される。また、本発明の油圧モータには、従来技術のように、電気モータを制御する制御盤を設ける必要がなく、部品点数を減少させることができる。その結果、本発明の油圧モータを用いることにより、逆洗型ろ過装置のコストを軽減させることができる。
なお、本発明の油圧モータは、主に、流体に潤滑油等の油を用いることを想定しているため、便宜上、「油圧モータ」という名称で呼んでいるが、流体に油以外の流体（例えば、水や海水等の流体）を用いることもできる。
さらに、逆洗型ろ過装置でろ過した流体を油圧モータに流入させるようにすれば、油圧モータに流体を流入させる設備（貯水設備やポンプ等の設備）を設ける必要がなく、装置コストの軽減を効果的に図ることができる。

また、上記の構成によれば、筐体の収容部の一方側（一方から筐体を平面視したときの上下方向・中心線から見て上方側）には、第１方向（左から右に向かう方向）の流体の流れが発生し、筐体の収容部の他方側（一方から筐体を平面視したときの上下方向・中心線から見て下方側）には、第１方向と反対向きである第２方向（右から左に向かう方向）の流体の流れが発生する。これにより、収容部に収容されているロータは、収容部の一方側で第１方向の流圧を受けて、収容部の他方側で第２方向の流圧を受けることになり、安定した回転動作が実現される。

また、前記ロータの外周側面をなす前記内包絡線形状は、３つの頂部を有していると共に、隣接する頂部同士が等間隔で配置され、且つ各頂部間が弧状の曲線で結ばれた形状に形成され、前記ロータの各頂部が常に前記筐体の内周側面に内接し、各頂部により、前記収容部が、３つのエリアに分割され、さらに、前記第１入口及び第２入口は、いずれも、前記上下方向・中心線からａｍｍ離れた位置に形成されており、前記第１出口及び第２出口は、いずれも、前記上下方向・中心線からｂｍｍ（ｂ＜ａ）離れた位置に形成されていることが望ましい。

このように、本発明では、出口（第１出口、第２出口）の方が、入口（第１入口、第２入口）よりも筐体を平面視したときの上下方向の中心線から近い位置に設けられている。この構成を採用したのは以下の理由による。
具体的には、流体に非圧縮性流体である潤滑油を用いることを想定すると、ロータの回転動作による各エリアの容積減少工程の容積が最小となる点で出口（第１出口、第２出口）が閉塞していると（各エリアにおいて容積が最小となる際に出口が閉塞していると）、流体が密閉されてしまい、ロータの回転動作に支障をきたす。これを防ぐために、本発明では、出口（第１出口、第２出口）を、入口（第１入口、第２入口）より前記中心線から近い位置に設けている。

また、本発明は、複数のフィルタエレメントを収納したハウジングと、該ハウジングの中心部に配置されている棒状の第１回転部と、該第１回転部を回転させる油圧モータと、該第１回転部に接続され且つ該第１回転部の回転により回転動作をする逆洗アームとを有する逆洗型ろ過装置であって、前記ハウジングには、ろ過した流体を取り出す流体取出口が設けられ、前記流体取出口には、ろ過した流体を前記油圧モータに流入させる流入管が接続され、前記油圧モータは、内部に中空の収容部が形成されている筐体と、前記筐体の収容部に回転自在に収容されているロータと、前記筐体の中心部に回転自在に設けられた棒状の第２回転部とを有し、前記筐体は、その内周側面がトロコイド曲線形状に形成されていると共に、前記流入管と、前記収容部の流体を流出させる流出管とが接続されており、前記第２回転部は、前記第１回転部に接続され、自身の回転にともない前記第１回転部を回転させるようになっており、前記ロータは、その外周側面が前記トロコイド曲線形状に対応する内包絡線形状に形成されていると共に、その中心部に、上下面を貫通する中心孔が設けられ、該中心孔の内周側面が前記第２回転部の外周側面に内接しており、前記第２回転部は、第１軸及び第２軸を有し、前記第１軸が前記第２回転部の中心に形成され、前記第２軸が前記ロータの中心孔の中心に形成され、前記ロータは、前記筐体の収容部に流入してくる流体により、該筐体の内周側面に摺動した状態で偏心しながら回転し、該ロータが回転すると、その回転にともない、該ロータの中心孔に内接している前記第２回転部が前記第１軸を中心に回転し、このとき、前記第２回転部は、前記第２軸を基準にしてみると、前記第２軸を中心に公転動作をしているようになっており、一方から前記筐体を平面視したときの前記筐体の左側面部には、一方から前記筐体を平面視したときの上下方向・中心線から上方側の位置に前記流入管に接続される第１入口が設けられ、前記上下方向・中心線から下方側の位置に前記流出管に接続される第１出口が設けられ、一方から前記筐体を平面視したときの前記筐体の右側面部には、一方から前記筐体を平面視したときの上下方向・中心線から上方側の位置に前記流出管に接続される第２出口が設けられ、前記上下方向・中心線から下方側の位置に前記流入管に接続される第２入口が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、部品点数を増加させることなく、燃料の消費を抑制した省エネルギーを実現する逆洗型ろ過装置に設けられる油圧モータ及び逆洗型ろ過装置を提供することができる。

本実施形態の逆洗型ろ過装置の全体構成を示した模式図である。 本実施形態の逆洗型ろ過装置に設けられた油圧モータの内部の構成を示した模式図である。 本実施形態の逆洗型ろ過装置に設けられた油圧モータの２つの軸を説明するための模式図である。 本実施形態の逆洗型ろ過装置に設けられた油圧モータの縦方向の断面を示した模式図である。 本実施形態の逆洗型ろ過装置に設けられた油圧モータの上方側の横方向の断面を示した模式図である。

以下、本発明の実施形態の油圧モータ及び逆洗型ろ過装置について、図面に基づいて説明する。
先ず、本実施形態の逆洗型ろ過装置の構成について図１を参照しながら説明する。ここで、図１は、本実施形態の逆洗型ろ過装置の全体構成を示した模式図である。

本実施形態の逆洗型ろ過装置Ｗは、コンテナ船等の船舶に搭載され、船舶に搭載されている機械が用いる潤滑油等のろ過に利用される。なお、本実施形態では、逆洗型ろ過装置Ｗが潤滑油をろ過しているケースを例にする。

図示するように、逆洗型ろ過装置Ｗは、複数のフィルタエレメント１０を収納した中空円筒状のハウジング（ろ過装置ハウジング）１と、ハウジング１の中心部に配置されている棒状（略円柱の棒状）の逆洗アーム回転軸（以下、「第１回転部」という）８と、第１回転部８を回転させる油圧モータ１００と、第１回転部８に接続されている逆洗アーム２０とを備えている。逆洗アーム２０は、第１回転部８の回転にともない回転動作をして、複数のフィルタエレメント１０に順番に接続されるようになっている。

上記の構成により、逆洗型ろ過装置Ｗは、ハウジング１の外部から流入する潤滑油（流体）のろ過を行いながら、順番にフィルタエレメント１０の洗浄（逆洗）を行うようになっている。以下、本実施形態の逆洗型ろ過装置Ｗの構成を順番に説明する。
なお、本実施形態の逆洗型ろ過装置Ｗは、第１回転部８を介して逆洗アーム２０を回転動作させる油圧モータ１００の構成に特徴があり、油圧モータ１００に関係しない構成は、既存のものと同じである。そのため、以下では、油圧モータ１００と、油圧モータ１００と関係する構成とを詳細に説明し、それ以外の構成の説明を簡略化する。

上記のハウジング１は、上端が開放され且つ底部１ａ１を有する中空円筒状の本体部１ａと、本体部１ａの上端を塞ぐ略ドーム状の蓋体部１ｂとを備えている。また、ハウジング１は、内部に棚板７が設置され、この棚板７により、ハウジング１の内部が入口側エリア（下側エリア）Ａ１と、出口側エリア（上側エリア）Ａ２とに仕切られている。また、本体部１ａは、その下端側の側面部に、入口側エリアＡ１に流体（ろ過する対象の流体）を流入させるための装置入口４が形成されている。また、本体部１ａは、その上端側の側面部に、出口側エリアＡ２からろ過した流体を排出させるための装置出口５が形成されている。

また、ハウジング１の蓋体部１ｂには、ろ過した流体を取り出し（流出させて）、油圧モータ１００に供給するための流体取出口９が設けられている。この流体取出口９には、流入管５０が接続されている。この流入管５０は、一方側が流体取出口９に接続されており、他方側で２分岐して、分岐したそれぞれが、油圧モータ１００に設けられた入口１１２ａ、１１２ｂに接続されている。この流入管５０により、流体取出口９から流出される流体（ろ過した潤滑油）が、油圧モータ１００に流入され、それにより、油圧モータ１００が回転して、逆洗アーム２０を回転動作させる第１回転部８を回転させるようになっている。

また、棚板７は、円板状に形成され、その中心部に、第１回転部８が回転自在に挿入される貫通孔が形成されている。また、棚板７には、貫通孔を中心にした同心円上に、複数の貫通孔が形成されている。そして、各貫通孔には、フィルタエレメント１０の下端部が気密に嵌合・固定され、これにより、複数のフィルタエレメント１０が棚板７に支持・固定されるようになっている。この構成により、ハウジング１の入口側エリアＡ１がフィルタエレメント１０（ろ材１１）の筒内と連通する。そして、ハウジング１内部に流入した流体は、フィルタエレメント１０（ろ材１１）の筒内を通過しないと、入口側エリアＡ１（又は出口側エリアＡ２）から出口側エリアＡ２（又は入口側エリアＡ１）に移動できないようになっている。

また、ハウジング１の中心には、蓋体部１ｂの頂上部から棚板７に向けて延びる第１回転部８が設けられている。この第１回転部８は、その一端部（上端部）が、蓋体１の上端部に装着された油圧モータ１００のモータ回転軸（以下、「第２回転部」という）１４０に接続され、油圧モータ１００の第２回転部１４０の回転・駆動にともない回転するようになっている。また、第１回転部８は、その他端部（下端部）が棚板７の中心部の貫通孔を挿通し、入口側エリアＡ１まで突出している。

次に、逆洗アーム（逆洗パイプ）２０について説明する。
ハウジング１の入口側エリアＡ１まで延設された第１回転部８の下端部には、逆洗アーム（逆洗パイプ）２０が接続されている。この逆洗アーム２０は、第１回転部８の下端部に固定された基部２０ａと、分岐ボックス２０ｂと、分岐ボックス２０ｂと連通しているアーム管２０ｃとを備え、アーム管２０ｃの上端面が棚板７の下面を水密にシールしながら第１回転部８と共に回動するようになっている。

具体的には、逆洗アーム２０は、板状の基部２０ａと、中空箱状の分岐ボックス２０ｂと、分岐ボックス２０ｂの側面部に接続された略Ｌ字状のアーム管２０ｃとを備えている。分岐ボックス２０ｂは、上端部が基部２０ａの下面に固定されていると共に、上端部の一部が、「基部２０ａ及び棚板７」を貫通する略Ｌ字状の排出管３０（逆洗液排出口４０に接続されている排出管３０）に回動自在に連結されている。

また、アーム管２０ｃは、一端部が分岐ボックス２０ｂの側面部に接続され、分岐ボックス２０ｂの内部に連通している。また、アーム管２０ｃは、他端部に形成された上端面に開口部が形成されており、その上端面が棚板７の下面に当接している。なお、アーム管２０ｃは、上端面の開口部が、棚板７に形成されている複数の貫通孔に沿って回動するように長さ寸法が設計されている。

そして、逆洗アーム２０は、油圧モータ１００により回転する第１回転部８の回転にしたがい回転動作をして、アーム管２０ｃの上端面が棚板７の下面に密接すると共に、上端面の開口部がフィルタエレメント１０の下端部を嵌合・固定している棚板７の貫通孔に合致する位置に配置される。これにより、逆洗アーム２０は、アーム管２０ｃの上端面が、棚板７をシールしながら連続的に回動して順次フィルタエレメント１０の下端部のフィルタ入口に連通する。

具体的には、油圧モータ１００により回転する第１回転部８にともない逆洗アーム２０が回転動作をして、アーム管２０ｃの上端面に形成されている開口部が、棚板７に形成された複数の貫通孔のいずれかに接続される。これにより、アーム管２０ｃは、接続した貫通孔を介して、当該貫通孔に嵌合・固定されたフィルタエレメント１０と接続される（アーム管２０ｃと、フィルタエレメント１０の筒内とが連通する）。

次に、フィルタエレメント１０について説明する。
フィルタエレメント１０は、両端が貫通している中空筒状に形成されたろ材１１と、ろ材１１の上端部を塞ぐ板状の上蓋部とを備えている。
なお、ろ材１１は、ステンレス等の金属製の枠体（図示せず）にノッチワイヤを螺旋状に巻き付けることにより円筒状に形成されている。この枠体は、例えば、両面が貫通した円形の上側リング部材（図示せず）と、両面が貫通した円形の下側リング部材（図示せず）と、上側リング部材と下側リング部材と間に配設された棒状のワイヤ支持材（図示せず）とにより構成されている。

具体的には、枠体は、上側リング部材と下側リング部材とを所定間隔を開けて配置し（相対向して配置し）、上側リング部材と下側リング部材との間に複数のワイヤ支持材を所定間隔を開けて円周状に配設し、各ワイヤ支持材の両端をそれぞれ上側リング部材と下側リング部材に固着することにより形成される。そして、枠体の円周状に配置されたワイヤ支持材に、ノッチワイヤを外接させながら螺旋状に巻き付けて積層させていくことにより、円筒状のろ材１１が形成される。
なお、ろ材１１は、流体を通過させてろ過すると共に、逆洗が可能なものであれば良く、その具体的な構成については特に限定されるものではない。例えば、ろ材１１には、ノッチワイヤの他に、円筒状の枠体（ろ枠）に金網を巻き付けて中空筒状に形成したものを用いることができる。

次に、油圧モータ１００の構成について、上述した図１と、図２〜５とを参照しながら説明する。
ここで、図２は、本実施形態の逆洗型ろ過装置に設けられた油圧モータの内部の構成を示した模式図である。また、図３は、本実施形態の逆洗型ろ過装置に設けられた油圧モータの２つの軸を説明するための模式図である。図４は、本実施形態の逆洗型ろ過装置に設けられた油圧モータの縦方向の断面を示した模式図である。図５は、本実施形態の逆洗型ろ過装置に設けられた油圧モータの上方側の横方向の断面を示した模式図である。

図示するように、本実施形態の油圧モータ１００は、内部に中空の収容部（収容室）１１０ｄ（図２、５参照）が形成されている筐体（モータハウジング）１１０と、筐体１１０の収容部１１０ｄに収容されているロータ（回転体）１３０と、筐体１１０の中心部に回転自在に設けられた第２回転部（断面円形の棒状の第２回転部）１４０とを有している。また、ロータ１３０は、その中心部に、上下面を貫通する中心孔１３２（平面視・円形の中心孔１３２）が設けられ、中心孔１３２の内周側面が第２回転部１４０の外周側面に内接している。

また、図２に示すように、筐体１１０は、その内周側面１１０ａ１
がトロコイド曲線の形状（以下、「トロコイド曲線形状」という）に形成されている（内周側面がトロコイド曲線で描かれたトロコイド曲線形状に形成されている）。また、筐体１１０の外周側面は、左右（図２における左右）に相対向して配置された一対の直線部と、上下（図２における上下）に相対向して配置された一対の曲線部とが接続されたレーストラック形状に形成されている。
なお、上記の筐体１１０は、上下面が貫通している中空筒状の筒体部１１０ａと、筒体部１１０ａの下端部を塞ぐ下蓋部１１０ｂと、筒体部１１０ａの上端部を塞ぐ上蓋部１１０ｃとにより構成されている（図４参照）。

また、下蓋部１１０ｂは、その中心部に、第２回転部１４０が挿通される回転軸挿入孔が形成されている。また、上蓋部１１０ｃの一方面（下蓋部１１０ｂと対向する面）の中央部には、平歯車１５０（図４、５参照）が固定されている。この平歯車１５０は、後述する「ロータ１３０に取り付けられている内歯車１６０（図４、５参照）」と噛み合うようになっており、正確な回転軌道でロータ１３０を回転動作させる役割を担っている。
なお、筐体１００は、下蓋部１１０ｂがハウジング１の上端部に固定されている。

また、図２に示すように、筐体１１０の筒体部１１０ａの左側（図２では向かって左側）の側面部には、流体を流入させるための入口（第１入口）１１２ａと、流体を流出させるための出口（第１出口）１１３ａとが形成されている。なお、入口１１２ａは、一方面から筐体１１０を平面視したときの上下方向（図２における上下方向）の中心線を基準にして一方側（上方側）に形成されており、出口１１３ａは、前記上下方向の中心線を基準にして他方側（下方側）に形成されている。

また、筐体１１０の筒体部１１０ａの右側（図２では向かって右側）の側面部には、流体を流入させるための入口（第２入口）１１２ｂと、流体を流出させるための出口（第２出口）１１３ｂとが形成されている。なお、入口１１２ｂは、一方面から筐体１１０を平面視したときの上下方向の中心線を基準にして他方側（下方側）に形成されており、出口１１３ｂは、前記上下方向の中心線を基準にして一方側（上方側）に形成されている。

なお、入口１１２ａ及び入口１１２ｂは、筐体１１０の左右の側面部において対角をなす位置に設けられている。具体的には、入口１１２ａは、一方面から筐体１１０を平面視したときの上下方向（図２における上下方向）の中心線から、上方側に「ａ（ｍｍ）」離れた位置に形成されており、入口１１２ｂは、筐体１１０の前記上下方向の中心線から、下方側に「ａ（ｍｍ）」離れた位置に形成されている。
また、出口１１３ａ及び出口１１３ｂについても、筐体１１０の左右の側面部において対角をなす位置に設けられている。具体的には、出口１１３ａは、一方面から筐体１１０を平面視したときの上下方向の中心線から、下方側に「ｂ（ｍｍ）」離れた位置に形成されており、出口１１３ｂは、筐体１１０の前記上下方向の中心線から、上方側に「ｂ（ｍｍ）」離れた位置に形成されている。

なお、本実施形態では「ｂ＜ａ」になるように、入口１１２ａ、１１２ｂ、出口１１３ａ、１１３ｂの位置が設計されている。すなわち、出口１１３ａ、１１３ｂの方が、入口１１２ａ、１１２ｂよりも筐体１１０を平面視したときの上下方向の中心線から近い位置に設けられている。

また、入口１１２ａ、１１２ｂは、ハウジング１の流体取出口９に接続されている流入管５０（図１参照）に接続されている。上記の流入管５０は、２つに分岐しており（図示せず）、分岐している一方が入口１１２ａに接続され、分岐している他方が入口１１２ｂに接続されている。この構成により、ろ過装置ハウジング１からろ過された流体が入口１１２ａ、１１２ｂを介して、筐体１１０の内部の収容部１１０ｄに流入してくる。

また、出口１１３ａ、１１３ｂは、流出管６０に接続されており、ロータ１３０を回転させるために用いられた流体は、流出管６０に排出される。この流出管６０は、一端側が２つに分岐しており（図示せず）、分岐している一方が出口１１３ａに接続され、分岐している他方が出口１１３ｂに接続されている。また、流出管６０は、他端側が、逆洗液を排出する逆洗液排出管３０（図１参照）に接続されており、流出管６０に排出された流体は、逆洗液排出管３０に流入した後、逆洗液と合流して、逆洗液排出口４０から排出されていく。

また、ロータ１３０は、略角柱のブロック状に形成されており（平面視で略三角形に形成されており）、その外周側面が、筐体１１０の内周側面１１０ａ１を形成するトロコイド曲線形状に対応する内包絡線形状になっている。この内包絡線形状は、３つの頂部１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを有していると共に、隣接する頂部同士が等間隔で配置され、且つ各頂部間が弧状の曲線で結ばれた形状になっている。

また、ロータ１３０は、その頂部１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃが常に、筐体１１０の内周側面１１０ａ１に内接した状態で偏心しながら回転するようになっている。
また、ロータ１３０の頂部１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃにより、収容部（収容室）１１０ｄは、３つのエリア１１０ｄ１、１１０ｄ２、１１０ｄ３に分割されている（図２参照）。そして、各エリア１１０ｄ１、１１０ｄ２、１１０ｄ３の容積は、ロータ１３０の回転により、増加と減少を繰り返すようになっている。

さらに、ロータ１３０の上面部には、ハウジング１１０の上蓋１１０ｃに固定されている平歯車１５０と噛み合う内歯車１６０が取り付けられている（図４、５参照）。この内歯車１６０は、ロータ１３０とともに回転するようになっている。
なお、内歯車１６０と平歯車１５０のギア比を「３：２」にすることが望ましい。このようにギア比を設定することで、ロータ１３０が、正確な回転軌道を描いて動作することができる。

また、第２回転部１４０は、図２、３に示すように、第１軸Ｓ１及び第２軸Ｓ２を有している。すなわち、第２回転部１４０は、２つ軸を持つ回転軸になっている。２軸のうちの一方の第１軸Ｓ１は第２回転部１４０の中心に形成され、他方の第２軸Ｓ２がロータ１３０の中心孔１３２の中心に形成されている。

そして、本実施形態の油圧モータ１００は、ロータ１３０が筐体１１０の収容部１１０ｄに流入してくる流体により、筐体１１０の内周側面１１０ａ１に沿って摺動した状態で偏心しながら回転するようになっている。また、ロータ１３０が回転すると、その回転にともない、ロータ１３０の中心孔１３２に内接している第２回転部１４０が第１軸Ｓ１を中心（回転中心）に回転する。
また、第２回転部１４０が第１軸Ｓ１を中心に回転しているとき、第２回転部１４０は、第２軸Ｓ２を基準にしてみると、第２軸Ｓ２を中心に公転動作をしている状態になる。すなわち、ロータ１３０の中心孔１３２の中心に形成された第２軸Ｓ２を基準にして見ると、第２回転部１４０は、第２軸Ｓ２を中心に公転動作をしているようになっている（図３参照）。
なお、第２回転部１４０の外周側面に歯車（モータ回転軸側歯車）が設けられ、中心孔１３２の内周側面に回転軸歯車と噛み合う歯車（ロータ側歯車）が設けられていても良い。

なお、上述したように、本実施形態の油圧モータ１００は、出口１１３ａ、１１３ｂの方が、入口１１２ａ、１１２ｂよりも筐体１１０を平面視したときの上下方向の中心線から近い位置に設けられている。このように構成したのは、以下の理由による。
具体的には、本実施形態では、非圧縮性流体である潤滑油を用いているため、各エリア１１０ｄ１、１１０ｄ２、１１０ｄ３の容積減少工程の容積が最小となる点で出口１１３ａ、１１３ｂが閉塞していると（各エリアにおいて容積が最小となる際に出口が閉塞していると）、流体が密閉されてしまい、ロータ１３０の回転動作に支障をきたす。これを防ぐために、本実施形態では、出口１１３ａ、１１３ｂが、入口１１２ａ、１１２ｂと比べて、上記の中心線から近い位置に設けられている。

次に、本実施形態の逆洗型ろ過装置Ｗの動作について、図１〜３を参照しながら説明する。

本実施形態の逆洗型ろ過装置Ｗには、装置入口４から、ろ過対象となる流体（潤滑油）が流入してくるようになっている。そして、逆洗型ろ過装置Ｗのフィルタエレメント１０は、その下端部に逆洗アーム２０が接続されていないときには、ろ過処理を行うようになっている。

具体的には、逆洗アーム２０が接続されていないフィルタエレメント１０は、装置入口４から流入してくる流体（ゴミ等のろ過対象物（付着物）が含まれた流体）が、下端からろ材１１の筒内に流入してくるようになっている。そして、ろ材１１の筒内に流れてきた流体は、ろ材１１の内側から外側を通過してフィルタエレメント１０の外側に流出する。このときに、流体に含まれるゴミ等のろ過対象物がろ材１０に捕捉されていき、フィルタエレメント１０を通過した流体からはゴミ等が取り除かれる。
そして、ろ過された流体は、その大部分が装置出口５から排出され、例えば、船舶に搭載されている機械に供給される。また、ろ過された流体のうち、その一部が、流体取出口９から流入管５０に流出し、油圧モータ１００に供給されるようになっている。

また、流入管５０に流出した流体（ろ過された流体）は、油圧モータ１００の筐体１１０に設けられた入口１１２ａ、１１２ｂから、筐体１１０の内部の収容部１１０ｄに流入するようになっている。
具体的には、油圧モータ１００の筐体１１０の左側の側面部・上方側（筐体１１０を平面視したときの上下方向の中心線から見て上方側）の入口１１２ａと、筐体１１０の右側の側面部・下方側（筐体１１０を平面視したときの上下方向の中心線から見て下方側）の入口１１２ｂの両方から、流体（ろ過された流体）が筐体１１０の内部に流入してくる。すなわち、筐体１１０の左右側面部の対角に位置する入口１１２ａ、１１２ｂから筐体１１０の内部に流体が流入してくる。

また、筐体１１０の内部の流入してくる流体が所定量を超えると、油圧モータ１００の筐体１１０に設けられた出口１１３ａ、１１３ｂから流出管６０に流体が流出していく。
具体的には、筐体１１０の内部の流入してくる流体が所定量を超えると、油圧モータ１００の筐体１１０の左側の側面部・下方側（筐体１１０を平面視したときの上下方向の中心線から見て下方側）の出口１１３ａと、筐体１１０の右側の側面部・上方側（筐体１１０を平面視したときの上下方向の中心線から見て上方側）の出口１１３ｂの両方から、流体（ろ過された流体）が筐体１１０の内部の収容部１１０ｄから流出していく。すなわち、筐体１１０の左右側面部の対角に位置する出口１１３ａ、１１３ｂから流出管６０に流体が流出していく。
なお、流出管６０に流出された流体は、逆洗液排出管３０に流入した後、逆洗液と合流して、逆洗液排出口４０から排出されていく。

この構成により、筐体１１０の収容部１１０ｄの一方側（筐体１１０を平面視したときの上下方向の中心線から見て上方側）には、第１方向（左から右に向かう方向（図２に示すＸ１方向））の流体の流れが発生する。また、筐体１１０の収容部１１０ｄの他方側（筐体１１０を平面視したときの上下方向の中心線から見て下方側）には、第１方向と反対向きである第２方向（右から左に向かう方向（図２に示すＸ２方向））の流体の流れが発生する。

そして、油圧モータ１００の筐体１１０の収容部１１０ｄに流体が流入しきて、筐体１１０の内部の収容部１１０ｄに上記の２方向（第１、第２方向）の流体の流れが発生すると、流体の圧力により、収容部１１０ｄに収容されているロータ１３０が、筐体１１０の収容部１１０ｄの内周側面１１０ａ１に、頂部１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを摺動させながら回転していく（ロータ１３０は偏心した回転軌道で回転していく）。

具体的には、トロコイド曲線形状の内包絡線形状をなすロータ１３０は、トロコイド曲線形状をなす筐体１１０の内周側面１１０ａ１に、３つの頂部１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃが摺動した状態で偏心しながら回転していく。また、ロータ１３０が回転すると、その回転にともない、ロータ１３０の中心孔１３２に内接している第２回転部１４０が第１軸Ｓ１を中心に回転する。なお、上述したように、第２回転部１４０が第１軸Ｓ１を中心に回転しているとき、第２回転部１４０は、第２軸Ｓ２を基準にしてみると、第２軸Ｓ２を中心に公転動作をしているように見える（図３参照）。
そして、第２回転部１４０が第１軸Ｓ１を中心に回転すると、その回転にしたがい、第２回転部１４０に接続されている第１回転部８（ろ過装置ハウジング１の内部の第１回転部８）が回転する。
なお、本実施形態のロータ１３０は、収容部１１０ｄの一方側（筐体１１０の上下方向の中心線から見て上方側）で第１方向の流圧を受けて、収容部の他方側（筐体の上下方向の中心線から見て下方側）で第２方向の流圧を受けることになるため、安定した回転動作が実現される。

そして、第１回転部８が回転すると、それにともない、逆洗アーム２０が回転動作をし、逆洗アーム２０のアーム管２０ｃの上端面が棚板７の下面に密接すると共に、上端面の開口部がフィルタエレメント１０の下端部を嵌合・固定している棚板７の複数の貫通孔のいずれかに順番に合致していき、順番にフィルタエレメント１０と連通する。

なお、逆洗型ろ過装置Ｗのフィルタエレメント１０のうち、逆洗アーム２０に接続されているフィルタエレメント１０は、以下のような逆洗処理を行うように構成されている。

具体的には、フィルタエレメント１０が逆洗アーム２０に接続された状態になると、そのフィルタエレメント１０の下端部が逆洗アーム２０に塞がれ、入口側エリアＡ１の流体のフィルタエレメント１０への流入が止まる。
そして、入口側エリアＡ１の流体のフィルタエレメント１０への流入が止まると、フィルタエレメント１０の外側を流れている流体（出口側エリアＡ２を流れている流体）がろ材１１の筒内に流入してくる。すなわち、出口側エリアＡ２を流れている流体であって且つフィルタエレメント１０の外側を流れている流体がフィルタエレメント１０の側面を構成するろ材１１を通過し、ろ材１１の筒内に流入してくる。これにより、ろ材１１の間に捕捉されていた付着物（ろ過対象物）が洗い流されて、洗い流された付着物を含む流体（逆洗液）が逆洗アーム２０に流入してくる。そして、逆洗アーム２０に流入してきた逆洗液は、排出管３０に流入して、逆洗液排出口４０から排出されていく。

このように、本実施形態の逆洗型ろ過装置Ｗでは、油圧モータ１００に、逆洗型ろ過装置Ｗでろ過した流体を流入させて、その流入させた流体の流圧により油圧モータ１００の回転軸である第２回転部１４０を回転させるようになっており、電気を供給する必要がない。そのため、逆洗型ろ過装置Ｗに油圧モータ１００を用いることにより、従来技術と比べて、省エネルギーを実現する逆洗型ろ過装置Ｗが提供される。すなわち、本実施形態によれば、船舶の燃料を、逆洗型ろ過装置Ｗの運転に用いる必要がない。

また、本実施形態の油圧モータ１００は、従来技術のように電気モータを制御する制御盤を設ける必要がなく、部品点数を減少させることができる。その結果、本実施形態の油圧モータ１００を用いることにより、従来技術と比べて、逆洗型ろ過装置Ｗのコストが低減される。

以上説明したように、本実施形態によれば、部品点数を増加させることなく、燃料の消費を抑制した省エネルギーを実現する油圧モータ１００及び逆洗型ろ過装置Ｗを提供することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものでななく、その要旨の範囲内において、種々の変更が可能である。

例えば、上述した実施形態の油圧モータ１００は、逆洗型ろ過装置Ｗの逆洗アーム２０の駆動に用いられているが、特にこれに限定されるものではない。本実施形態の油圧モータ１００は、逆洗アームの駆動以外の用途にも用いることができる。この場合、油圧モータ１００の駆動に利用する流体を準備して、流入管５０に、ポンプ等を利用して流体を流入させるようにしてもよい。

また、本実施形態の油圧モータ１００は、流体に潤滑油を用いているため、説明の便宜上、「油圧モータ」という名称で呼んでいるが、流体に油以外の流体（例えば、水や海水等の流体）を用いることもでき、この場合も、同様の動作をする。

Ｗ…逆洗型ろ過装置

１…ハウジング（逆洗型ろ過装置）
１ａ…本体部（ハウジング）
１ａ１…底部（ハウジング）
１ｂ…蓋体部（ハウジング）
４…装置入口（ハウジング）
５…装置出口（ハウジング）
７…棚板（逆洗型ろ過装置）
８…第１回転部（逆洗型ろ過装置）
９…流体取出口（逆洗型ろ過装置）
１０…フィルタエレメント（逆洗型ろ過装置）
１１…ろ材（フィルタエレメント）

２０…逆洗アーム（逆洗型ろ過装置）
２０ａ…基部（逆洗アーム）
２０ｂ…分岐ボックス（逆洗アーム）
２０ｃ…アーム管（逆洗アーム）

３０…排出管（逆洗型ろ過装置）
４０…逆洗液排出口（逆洗型ろ過装置）
５０…流入管（逆洗型ろ過装置）
６０…流出管（逆洗型ろ過装置）

１００…油圧モータ（逆洗型ろ過装置）
１１０…筐体（油圧モータ）
１１０ａ…筒体部（筐体）
１１０ｂ…下蓋部（筐体）
１１０ｃ…上蓋部（筐体）
１１０ｄ…収容部（筐体）
１１２ａ、１１２ｂ…入口（筐体）
１１３ａ、１１３ｂ…出口（筐体）
１３０…ロータ（油圧モータ）
１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ…頂部（ロータ）
１３２…中心孔（ロータ）
１４０…第２回転部（油圧モータ）
１５０…平歯車（油圧モータ）
１６０…内歯車（油圧モータ）

Claims (4)

1. 逆洗アームを回転動作させる棒状の第１回転部を備えた逆洗型ろ過装置に設けられた油圧モータであって、
   内部に中空の収容部が形成されている筐体と、
   前記筐体の収容部に回転自在に収容されているロータと、
   前記筐体の中心部に回転自在に設けられた棒状の第２回転部とを有し、
   前記筐体は、その内周側面がトロコイド曲線形状に形成され、
   前記筐体には、前記収容部に流体を流入させる流入管と、前記収容部から流体を流出させる流出管とが接続されており、
   前記第２回転部は、前記第１回転部に接続され、自身の回転にともない前記第１回転部を回転させるようになっており、
   前記ロータは、その外周側面が前記トロコイド曲線形状に対応する内包絡線形状に形成されていると共に、その中心部に、上下面を貫通する中心孔が設けられ、該中心孔の内周側面が前記第２回転部の外周側面に内接しており、
   前記第２回転部は、第１軸及び第２軸を有し、前記第１軸が前記第２回転部の中心に形成され、前記第２軸が前記ロータの中心孔の中心に形成され、
   前記ロータは、前記筐体の収容部に流入してくる流体により、該筐体の内周側面に摺動した状態で偏心しながら回転し、該ロータが回転すると、その回転にともない、該ロータの中心孔に内接している前記第２回転部が前記第１軸を中心に回転し、このとき、前記第２回転部は、前記第２軸を基準にしてみると、前記第２軸を中心に公転動作をしているようになっており、
   一方から前記筐体を平面視したときの前記筐体の左側面部には、一方から前記筐体を平面視したときの上下方向・中心線から上方側の位置に前記流入管に接続される第１入口が設けられ、前記上下方向・中心線から下方側の位置に前記流出管に接続される第１出口が設けられ、
   一方から前記筐体を平面視したときの前記筐体の右側面部には、一方から前記筐体を平面視したときの上下方向・中心線から上方側の位置に前記流出管に接続される第２出口が設けられ、前記上下方向・中心線から下方側の位置に前記流入管に接続される第２入口が設けられていることを特徴とする油圧モータ。
2. 前記流入管は、前記収容部に前記逆洗型ろ過装置でろ過された流体を流入させるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の油圧モータ。
3. 前記ロータの外周側面をなす前記内包絡線形状は、３つの頂部を有していると共に、隣接する頂部同士が等間隔で配置され、且つ各頂部間が弧状の曲線で結ばれた形状に形成され、
   前記ロータの各頂部が常に前記筐体の内周側面に内接し、各頂部により、前記収容部が、３つのエリアに分割され、
   さらに、前記第１入口及び第２入口は、いずれも、前記上下方向・中心線からａｍｍ離れた位置に形成されており、
   前記第１出口及び第２出口は、いずれも、前記上下方向・中心線からｂｍｍ（ｂ＜ａ）離れた位置に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の油圧モータ。
4. 複数のフィルタエレメントを収納したハウジングと、該ハウジングの中心部に配置されている棒状の第１回転部と、該第１回転部を回転させる油圧モータと、該第１回転部に接続され且つ該第１回転部の回転により回転動作をする逆洗アームとを有する逆洗型ろ過装置であって、
   前記ハウジングには、ろ過した流体を取り出す流体取出口が設けられ、
   前記流体取出口には、ろ過した流体を前記油圧モータに流入させる流入管が接続され、
   前記油圧モータは、
   内部に中空の収容部が形成されている筐体と、
   前記筐体の収容部に回転自在に収容されているロータと、
   前記筐体の中心部に回転自在に設けられた棒状の第２回転部とを有し、
   前記筐体は、その内周側面がトロコイド曲線形状に形成されていると共に、前記流入管と、前記収容部の流体を流出させる流出管とが接続されており、
   前記第２回転部は、前記第１回転部に接続され、自身の回転にともない前記第１回転部を回転させるようになっており、
   前記ロータは、その外周側面が前記トロコイド曲線形状に対応する内包絡線形状に形成されていると共に、その中心部に、上下面を貫通する中心孔が設けられ、該中心孔の内周側面が前記第２回転部の外周側面に内接しており、
   前記第２回転部は、第１軸及び第２軸を有し、前記第１軸が前記第２回転部の中心に形成され、前記第２軸が前記ロータの中心孔の中心に形成され、
   前記ロータは、前記筐体の収容部に流入してくる流体により、該筐体の内周側面に摺動した状態で偏心しながら回転し、該ロータが回転すると、その回転にともない、該ロータの中心孔に内接している前記第２回転部が前記第１軸を中心に回転し、このとき、前記第２回転部は、前記第２軸を基準にしてみると、前記第２軸を中心に公転動作をしているようになっており、
   一方から前記筐体を平面視したときの前記筐体の左側面部には、一方から前記筐体を平面視したときの上下方向・中心線から上方側の位置に前記流入管に接続される第１入口が設けられ、前記上下方向・中心線から下方側の位置に前記流出管に接続される第１出口が設けられ、
   一方から前記筐体を平面視したときの前記筐体の右側面部には、一方から前記筐体を平面視したときの上下方向・中心線から上方側の位置に前記流出管に接続される第２出口が設けられ、前記上下方向・中心線から下方側の位置に前記流入管に接続される第２入口が設けられていることを特徴とする逆洗型ろ過装置。

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