JP2006289353A - フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタエレメントをケース内の所定の位置に確実に安定して定着させることができ、またフィルタエレメントの交換時にはそのフィルタエレメントのみを廃棄するだけでよく、さらにフィルタカートリッジを組み立てる際の作業工程が減少し、能率よく組み立てることができるフィルタ装置を提供する。
【解決手段】フィルタカートリッジ３のケース１６は、有底筒状で一端側の開口部にヘッド２との結合が可能な結合部材１８を備え、このケース１６内にフィルタエレメント１７および定着部材２７が収容され、定着部材２７は内筒体２９を一体的に備え、この内筒体２９がフィルタエレメント１７の内部に挿脱可能に挿入され、この挿入によりフィルタエレメント１７が定着部材２７に一体的に組み合わされ、定着部材２７が結合部材１８に結合することによりケース１６内にフィルタエレメント１７が定着されている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば油圧回路等の流体循環系において、その流体中の異物や混入物、汚染物質等を捕捉するために用いられるフィルタ装置に関する。

この種のフィルタ装置は、例えば特開２００４−８１９９６に見られるように、流入口および流出口を有するヘッドと、ケース内にフィルタエレメントを収容してなるフィルタカートリッジとを備え、前記ヘッドに前記フィルタカートリッジが着脱可能に取り付けられている。
前記ヘッドは流体循環系の配管等に取り付けられ、その流体循環系を流れる流体がヘッドの流入口から前記フィルタカートリッジ内に流入するとともに、前記フィルタエレメントを通過してヘッドの流出口から流出し、流体がフィルタエレメントを通過する際に、その流体中の異物等がフィルタエレメントにより捕捉されて除去される。

フィルタエレメントは、ひだ折りされたろ紙あるいは不織布等を用いて円筒状に形成されている。そしてこの円筒状のフィルタエレメントの内周部に、補強部材として、周面に多数の小さな透孔を有する内筒が嵌着されている。このフィルタエレメントは、前記ケース内に定着部材と共に収容され、その定着部材によりケース内の所定の位置、すなわちケース内の中心軸線上に同心的に配置するように定着されている。

フィルタエレメントは使用に伴う目詰まり等によりその性能が徐々に低下し、したがって定期的な交換が必要となる。フィルタエレメントを交換する際には、フィルタカートリッジをヘッドから取り外し、こののちフィルタカートリッジのケース内から定着部材を取り出し、さらにケース内からフィルタエレメントを抜き取る。

そして、ケース内から抜き取ったフィルタエレメントを廃棄し、ケース内には新たなフィルタエレメントを収容し、さらにこのケース内に定着部材を収容してそのフィルタエレメントをケースに定着させてフィルタカートリッジを組み立て、このフィルタカートリッジをヘッドに取り付けて再使用する。
特開２００４−８１９９６

しかしながら、従来のフィルタ装置では、定着部材とフィルタエレメントとが分離されているため、そのフィルタエレメントをケースに定着させる安定性が低く、ややもするとフィルタエレメントがケース内で移動し、その性能が低下してしまうことがある。

また、フィルタエレメントの内周部には補強用の内筒が装着され、フィルタエレメントを交換して廃棄する際には、その内筒ごとフィルタエレメントを廃棄しており、このため内筒が無駄になり、その分フィルタエレメントの交換コストが高くなり、またその内筒により廃棄物量が増し、環境問題や資源節約等の点で問題が生じるという課題がある。

フィルタエレメントをフィルタカートリッジのケースに定着させるための定着部材をそのフィルタエレメントに一体的に取り付け、その交換時にフィルタエレメントを内筒および定着部材と一体に廃棄するようなものもあるが、この場合にはフィルタエレメントと共に定着部材および内筒が廃棄されるため無駄がより多くなり、さらに交換コストが高くなり、また環境問題や資源節約等の点で大きな問題が生じてしまう。

一方、フィルタエレメントとその補強用の内筒とを分解可能に構成し、そのフィルタエレメントの交換時に内筒をフィルタエレメントから取り外し、フィルタエレメントのみを廃棄し、内筒を再使用するようにしたものもあるが、この場合には、フィルタカートリッジがケースと、定着部材と、内筒とフィルタエレメントとの４つの個々の部品となり、このためフィルタカートリッジを組み立てる際の工程が増え、作業能率が低下し、また部品の管理も面倒となる。

この発明はこのような点に着目してなされたもので、その目的とするところは、フィルタエレメントをケース内の所定の位置に確実に安定して定着させることができ、またフィルタエレメントの交換時にはそのフィルタエレメントのみを廃棄するだけでよく、さらにフィルタカートリッジを組み立てる際の作業工程が減少し、能率よく組み立てることができるフィルタ装置を提供することにある。

この発明は、流入口および流出口を有するヘッドと、ケース内に筒状のフィルタエレメントを収容してなるフィルタカートリッジとを備え、前記ヘッドに前記フィルタカートリッジが着脱可能に取り付けられ、前記ヘッドの流入口から前記フィルタカートリッジ内に流入する流体が前記フィルタエレメントを通過してヘッドの流出口から流出するフィルタ装置において、前記フィルタカートリッジのケースは、有底筒状で一端側の開口部に前記ヘッドとの結合が可能な結合部材を備え、このケース内に前記フィルタエレメントおよび定着部材が収容され、前記定着部材は内筒体を一体的に備え、この内筒体が前記フィルタエレメントの内部に挿脱可能に挿入され、この挿入によりフィルタエレメントが定着部材に一体的に組み合わされ、前記定着部材が前記結合部材に脱着可能に結合することにより前記ケース内に前記フィルタエレメントが定着されていることを特徴としている。

前記定着部材と前記結合部材は、ねじ込みによる手段、あるいは前記定着部材と前記結合部材とのいずれか一方に設けられた弾性的変位が可能な係合子と、他方に設けられた係合溝との係合による手段で互いに脱着可能に結合されている。

また、前記定着部材の内筒体と前記フィルタエレメントは、ねじ込みによる手段で互いに分離可能に組み合わされている。

この発明のフィルタ装置によれば、定着部材の内筒体を介してフィルタエレメントをケース内の所定の位置に確実に安定して定着させることができ、またフィルタエレメントの交換時にはそのフィルタエレメントのみを廃棄するだけでよく、さらにフィルタカートリッジを組み立てる際の作業工程が減少し、能率よく組み立てることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１にはこの発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置の構造を示し、図２〜図５にはそのフィルタ装置を分解する際の手順を順に示してある。

このフィルタ装置１は、ヘッド２と、このヘッド２に着脱可能に取り付けられたフィルタカートリッジ３とを備えている。ヘッド２には、一端部に流入口４が、他端部に流出口５がそれぞれ形成されているとともに、中間部にその下方に突出する接続筒６が一体に形成され、この接続筒６内が前記流出口５に通じる流出通路７となっており、また接続筒６の外周とヘッド２の下部周壁２ａとの間の環状の空間が前記流入口４に通じる流入通路８となっている。

ヘッド２の下部周壁２ａの外周面にはねじ１１が形成され、また流入口４と流出口５との間の壁部２ｂには、その流入口４と流出口５とを直接連通させる貫通口１２が形成され、この貫通口１２内に異常圧力時に動作する安全弁としてのリリーフバルブ１３が装着されている。

フィルタカートリッジ３は、有低筒状のケース１６と、このケース１６内に収容されたフィルタエレメント１７とを備え、ケース１６の上端の開口は広口となっており、この広口の開口部の外周に結合部材１８が溶接等により取り付けられている。この結合部材１８は本実施形態ではナットであり、内周面にはねじ１９が形成されている。

フィルタエレメント１７は、例えばひだ折りされたろ紙あるいは不織布等を円筒状に形成してなるろ材２１と、このろ材２１の両端側の端面に取り付けられた第１および第２のエンドプレート２２，２３とを備え、第１のエンドプレート２２の中央部にはろ材２１の内部に通じる挿入口２４が形成され、ろ材２１の下端面は第２のエンドプレート２３により密閉されている。前記挿入口２４は、ろ材２１の中心軸線上に同心的に配置され、そのの内周部にはねじ２５が形成されている。

前記ヘッド２、フィルタカートリッジ３のケース１６および結合部材１８は、いずれも金属で形成され、またフィルタエレメント１７のエンドプレート２２，２３は、いずれも金属あるいは合成樹脂で形成されている。

ケース１６内には定着部材２７が挿入されており、この定着部材２７は主部２８と内筒体２９とを一体的に有し、主部２８は中央部に内孔３１を有する環状をなしている。そしてこの主部２８には、中央部の内孔３１の周辺部に位置して複数の透孔３２が形成され、また外周部にはねじ３３が形成されている。

内筒体２９は、主部２８の内孔３１の内周に嵌着固定され、主部２８の下方側に延出するように主部２８に一体的に結合されている。この内筒体２９は、複数のリング材３５を一定の間隔をあけて同軸的に配列させ、その各リング材３５を複数の縦材３６で連結固定して周面に多数の流体透過用の隙間３７を設けた円筒状に構成されている。この内筒体２９の上部の外周面にはねじ３８が形成されている。

定着部材２７の内筒体２９は、フィルタエレメント１７におけるエンドプレート２２の挿入口２４を通してろ材２１の内部にその上端部から下端部に渡るように挿入され、主部２８はケース１６の結合部材１８の内側に嵌合されている。

そして、エンドプレート２２における挿入口２４のねじ２５が内筒体２９の上部のねじ３８に螺着され、これにより内筒体２９とフィルタエレメント１７とが一体的に組み合わされ、また主部２８の外周部のねじ３３が結合部材１８のねじ１９に螺着され、これによりフィルタエレメント１７を備える定着部材２７がケース１６に組み付けられ、この定着部材２７を介してフィルタエレメント１７がケース１６の中心軸線上に同心的に配置するように定着されている。

このように組み立てられているフィルタカートリッジ３をヘッド２に取り付ける際には、ヘッド２の下部周壁２ａの外周に結合部材１８を嵌め込み、ケース１６と一体に結合部材１８を回動して結合部材１８のねじ１９をヘッド２のねじ１１に螺合して締め付ける。これにより、フィルタカートリッジ３がヘッド２に締結されてフィルタ装置１が組み立てられる。

このような組み立てに応じて、ヘッド２の接続筒６の先端部が定着部材２７の主部２８の内孔３１を通して内筒体２９内に進入して嵌合し、これにより接続筒６内の流出通路７がフィルタエレメント１７のろ材２１の内部に連通する。

また、ヘッド２の下部周壁２ａの下面が主部２８の上面に密着することにより、下部周壁２ａの内側の流入通路８が主部２８の各透孔３２を通してろ材２１の外周とケース１６の内周との間の空間内に連通する。

そして、ヘッド２の流入口４から流入通路８を通してろ材２１の外側に流体が順次流入する。この流体はろ材２１を通過するとともに内筒体２９の周面の各隙間３７を通してろ材２１の内側に流入する。流体がろ材２１を通過する際に、その流体中の異物等がろ材２１により捕捉されて除去される。ろ材２１の内側に流入した流体は、ヘッド２の流出通路７を経て流出口５から順次流出する。

流体がろ材２１を通過するように流通する際には、ろ材２１にその外側から内側に向く比較的大きな圧力が加わるが、ろ材２１の内側には内筒体２９が挿入され、この内筒体２９でろ材２１が補強されており、このためろ材２１の変形が防止される。

また、ろ材２１は内筒体２９と共にケース１６の中心軸線上となる所定の位置に的確に定着されており、このため流体がろ材２１の各部に均等的な圧力で均等的に分流してろ材２１を通過し、このためろ材２１の性能を低下させることなく的確に機能させることができる。

一方、長期の使用による目詰まり等でフィルタエレメント１７の性能が低下してその交換時期に達したときには、まず結合部材１８を緩めてフィルタカートリッジ３をヘッド２から取り外す（図２参照）。

次に、取り外したフィルタカートリッジ３における定着部材２７をケース１６に対して軸回り方向に回動して主部２８のねじ３３と結合部材１８のねじ１９との螺合を外し、定着部材２７を上方に引き上げてケース１６内から引き抜く（図３参照）。

定着部材２７にはフィルタエレメント１７が一体的に組み付けられており、したがってケース１６内から定着部材２７を引き抜いて取り出すことにより、同時にフィルタエレメント１７をその定着部材２７と一体的にケース１６内から取り出すことができる。

定着部材２７と共にフィルタエレメント１７をケース１６内から取り出した後には、フィルタエレメント１７に対して定着部材２７をその軸回り方向に回動してエンドプレート２２における挿入口２４のねじ２５と内筒体２９の上部のねじ３８との螺合を外し、定着部材２７をフィルタエレメント１７に対して上方に引き上げて内筒体２９をフィルタエレメント１７の内部から引き抜く（図４参照）。

これにより定着部材２７とフィルタエレメント１７とが分離され、フィルタエレメント１７が単一品となる（図５参照）。このように分離して単一品としたフィルタエレメント１７は、所定の廃棄ルートを経て廃棄する。

分解したフィルタカートリッジ３のケース１６や定着部材２７は廃棄せずに再使用する。すなわち、ケース１６および定着部材２７はまず洗浄し、定着部材２７に新たなフィルタエレメント１７を装着し、前述と逆順の手順で定着部材２７と共に新たなフィルタエレメント１７をケース１６内に収容してフィルタカートリッジ３を組み立て、このフィルタカートリッジ３をヘッド２に取り付けて再使用する。

このように、フィルタエレメント１７が交換時期に達したときには、そのフィルタエレメント１７のみを廃棄してフィルタエレメント１７のみを新たなものと交換するだけでよい。

フィルタエレメント１７を補強するための内筒体２９は、フィルタエレメント１７をケース１６内に定着させる部材を兼ねている。そしてこの内筒体２９は、フィルタエレメント１７の交換時にはそのフィルタエレメント１７と分離され、廃棄されることなく繰り返して再使用され、このため無駄がなく、フィルタエレメント１７の交換時のコストを軽減することができ、また廃棄の対象物はフィルタエレメント１７のみで廃棄物量を削減することができるから、環境問題や資源節約等に役立つ。

フィルタカートリッジ３は、ケース１６と定着部材２７とフィルタエレメント１７との３部品からなり、フィルタカートリッジ３を組み立てる際には、定着部材２７の内筒体２９にフィルタエレメント１７を装着し、その定着部材２７をケース１６内に挿入するわけであるが、定着部材２７には予めフィルタエレメント１７が組み付けられているから、定着部材２７をケース１６内に挿入する作業によりフィルタエレメント１７を同時にケース１６内に収容することができ、したがって作業工程が減少し、能率よくフィルタカートリッジ３を組み立てることができる。

ところで、フィルタエレメント１７を誤って上下が反転する逆さまの状態でケース１６内に収容してしまうと、正規の性能を得ることができなくなるが、本実施形態ではフィルタエレメント１７の上端の挿入口２４からその内部に定着部材２７の内筒体２９を挿入し、さらにその挿入口２４の内周のねじ２５を内筒体２９の上部のねじ３８に螺合させてフィルタエレメント１７と定着部材２７とを一体的に組み立て、この状態でフィルタエレメント１７を定着部材２７と共にケース１６内に収容するものであり、このためフィルタエレメント１７を誤って上下反転する逆さまの状態でケース１６内に収容してしまうような組み立てミスを招くようなことなく、常に誤りのない適正な状態に組み立てることができる。 なお、フィルタエレメント１７のエンドプレート２２，２３を可燃性の合成樹脂で形成するようなことも可能であり、この場合には定着部材２７から取り外したフィルタエレメント１７をそのまま焼却処分して廃棄することができる。

また、前記実施形態では、定着部材２７の内筒体２９が複数のリング材３５と複数の縦材３６との組み合わせで構成されているが、このような構成に限らず、例えば定着部材２７の主部２８と内筒体２９とが合成樹脂や金属による一体成形品で構成されるような場合であってもよい。

さらに、前記実施形態では、定着部材２７を結合部材１８の内周部にねじ込んでその定着部材２７を結合部材１８に結合させるようにしたが、図６および図７に第２の実施形態として示すような結合手段で結合させることも可能である。

すなわち、第２の実施形態においては、定着部材２７の主部２８の外周面にその直径方向に延びる収納孔４０が形成され、この収納孔４０内に例えば鋼球等の小さな球状の係合子４１が移動自在に収納されている。この係合子４１はコイルスプリング等の弾性体４２によりその一部が定着部材２７の主部２８の外周面から突出するように弾性的に付勢されている。収納孔４０の先端の開口は円形でその直径が係合子４１の直径よりやや小さく、したがって係合子４１は収納孔４０の内部において弾性的に変位し、収納孔４０から離脱することはない。

一方、結合部材１８の内周面には、前記係合子４１に対応する係合溝４３が形成されている。この係合溝４３は例えば断面Ｖ字状をなし、結合部材１８の周方向に沿って連続するように環状に形成されている。

図６および図７は定着部材２７が結合部材１８に結合されている状態であり、この状態では弾性体４２による弾性力で係合子４１の一部が定着部材２７の外周面から突出して結合部材１８の係合溝４３に係合し、この係合で定着部材２７が結合部材１８に一体的に組み付けられている。

この状態からフィルタエレメント１７の交換にあたって定着部材２７と共にフィルタエレメント１７をケース１６内から取り出す際には、定着部材２７を結合部材１８に対して一定以上の力で上方に引き上げる。この際、係合子４１はその引き上げの力で結合部材１８の内周面により弾性体４２の弾性力に抗して弾性的に変位して収納孔４０の奥方側に押し込められ、結合部材１８の係合溝４３との係合が外れ、これにより結合部材１８と定着部材２７との分離が可能となり、定着部材２７と共にフィルタエレメント１７をケース１６から取り出すことができる。

一方、定着部材２７の内筒体２９に新たなフィルタエレメント１７を装着してその定着部材２７をケース１６内に組み付ける際には、フィルタエレメント１７と共に内筒体２９をケース１６内に挿入するとともに定着部材２７の主部２８を結合部材１８内に一定以上の力で下方に向けて押し込む。

定着部材２７の主部２８が結合部材１８内に進入する前には、係合子４１が主部２８の外周面から突出しているが、主部２８が結合部材１８内に進入するのに伴い係合子４１が収納孔４０の奥方側に弾性体４２の弾性力に抗して没入する。そして、定着部材２７が結合部材１８内の所定の位置まで押し込められて係合溝４３が係合子４１に対向した際に、その係合子４１が弾性体４２による付勢力で弾性的に変位し、定着部材２７の外周面側に突出して前記係合溝４３に係合し、この係合で定着部材２７が結合部材１８に結合し、これにより一体的なフィルタカートリッジ３が組み立てられる。

このように、この第２の実施形態においては、第１の実施形態の場合のように定着部材２７を回動してねじ込むのではなく、単にその軸方向に一定以上の力で引き上げたり押し込んだりする簡単な作業で定着部材２７を結合部材１８に対して脱着することができ、したがってより能率的にフィルタエレメント１７を交換することができる。

なお、前記実施形態では係合子４１を定着部材２７に設け、その係合子４１が係脱する係合溝４３を結合部材１８に設けるようにしたが、この構成とは逆に係合子４１を結合部材１８に設け、その係合子４１が係脱する係合溝４３を定着部材２７に設けるようにしてもよい。

また、前記実施形態の球状の係合子４１に代えて、一部に突部を有する合成樹脂製や金属製の板ばね部材を係合子とし、その係合子の突部を弾性的に変位させて係合溝に係脱可能に係合させることにより結合部材１８と定着部材２７とを結合させるような構成を採用することも可能である。

この発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置を示す断面図。 フィルタ装置のフィルタカートリッジをヘッドから取り外すときの状態を示す断面図。 フィルタカートリッジから定着部材と共にフィルタエレメントを取り外すときの状態を示す断面図。 フィルタエレメントから定着部材を取り外すときの状態を示す断面図。 定着部材を取り外した状態のフィルタエレメントを示す断面図。 この発明の第２の実施形態に係るフィルタ装置を示す断面図。 そのフィルタ装置の要部を拡大して示す断面図。

符号の説明

１…フィルタ装置
２…ヘッド
３…フィルタカートリッジ
４…流入口
５…流出口
１６…ケース
１７…フィルタエレメント
１８…ナット
２１…ろ材
２４…挿入口
２７…定着部材
２８…主部
２９…内筒体
３１…内孔
３２…透孔
４０…収納孔
４１…係合子
４２…弾性体
４３…係合溝

Claims (4)

1. 流入口および流出口を有するヘッドと、ケース内に筒状のフィルタエレメントを収容してなるフィルタカートリッジとを備え、前記ヘッドに前記フィルタカートリッジが着脱可能に取り付けられ、前記ヘッドの流入口から前記フィルタカートリッジ内に流入する流体が前記フィルタエレメントを通過してヘッドの流出口から流出するフィルタ装置において、
   前記フィルタカートリッジのケースは、有底筒状で一端側の開口部に前記ヘッドとの結合が可能な結合部材を備え、このケース内に前記フィルタエレメントおよび定着部材が収容され、前記定着部材は内筒体を一体的に備え、この内筒体が前記フィルタエレメントの内部に挿脱可能に挿入され、この挿入によりフィルタエレメントが定着部材に一体的に組み合わされ、前記定着部材が前記結合部材に脱着可能に結合することにより前記ケース内に前記フィルタエレメントが定着されていることを特徴とするフィルタ装置。
2. 前記定着部材と前記結合部材は、ねじ込みによる手段で互いに脱着可能に結合されていることを特徴とする請求項２に記載のフィルタ装置。
3. 前記定着部材と前記結合部材は、前記定着部材と前記結合部材とのいずれか一方に設けられた弾性的変位が可能な係合子と、他方に設けられた係合溝との係合による手段で互いに脱着可能に結合されていることを特徴とする請求項２に記載のフィルタ装置。
4. 前記定着部材の内筒体と前記フィルタエレメントは、ねじ込みによる手段で互いに分離可能に組み合わされていることを特徴とする請求項１乃至３に記載のフィルタ装置。

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