JP3385311B2 - 二重容器およびフィルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内部を少なくとも
２つに区画化できる二重容器およびこの二重容器を用い
たフィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５に、空気供給系統あるいは水供給系
統の配管系統に取り付け可能なインライン型の従来のフ
ィルタを示してある。これらのフィルタ１は、円筒状の
ハウジング２を有し、その内部に、円筒状のフィルタエ
レメント１１がハウジング２の中心軸に沿って同軸状に
収納されるようになっている。これらのフィルタ１は、
フィルタエレメント１１を交換できるようにハウジング
２が上部ハウジング３および下部ハウジング４に上下に
分割されるようになっており、配管と接続される上部ハ
ウジング３に吐出ノズル６と流入ノズル５が設けられて
いる。さらに、フィルタ１の性能を確認するために流入
側と吐出側の差圧が計測できるようになっており、差圧
計を接続するノズル７が設けられている。

【０００３】フィルタエレメント１１は、中空繊維など
の濾過用の素材（濾材）が円筒状に成形されたものであ
り、内部が中空部１２となっている。フィルタ１は、こ
のフィルタエレメント１１の外周側１３から空気あるい
は水などの圧入された流体を濾過し、中空部１２に接続
された吐出ノズル６から濾過済の流体を排出できるよう
になっている。このため、上部ハウジング３には、吐出
ノズル６とフィルタエレメント１１とを接続する接続管
部８が用意されている。そして、この接続管部８の接続
口８ａにフィルタエレメント１１がテンションボルト９
によって固定され、濾過済の流体が吐出ノズル６から流
出するようになっている。

【０００４】図５（ａ）に示すフィルタ１ａは、ハウジ
ング２および接続管部８がプレス成形された部品であ
り、これらを溶接してフィルタ１を組み立てている。一
方、５（ｂ）に示すフィルタ１ｂは、アルミニウムなど
のダイキャスト製品であり、キャスティング時に上部ハ
ウジング３の構造の一部として接続管部８が形成される
ようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようなインライン
型のフィルタは、取り付けるスペースが小さくて良く、
配管系統に簡単に組み込むことができるので、空気系統
あるいは水系統を流れる流体中のゴミやオイルなどの不
純物を取り除くために多用されている。従って、このよ
うなフィルタは、小型で、圧力損失が小さく、さらに、
信頼性の高いものを低コストで供給できることが望まし
い。しかしながら、上部ハウジング３はその内部に接続
管８を配置して、流入ノズル５に接続された流入側の空
間と、吐出ノズル６に接続された吐出側との２つの区画
に分ける二重構造になるので組み立てが難しく、これら
の条件を十分に満足するものが得られていない。

【０００６】例えば、図５（ａ）に示すフィルタ１ａ
は、プレス加工されたハウジング３に曲管を接続管部８
として取り付けてあるので、流体との摩擦抵抗は少な
く、圧力損失はそれほど高くならない。しかしながら、
ハウジング３の内部に曲管を吐出ノズル６に合わせて取
り付けるので、組み立てが容易ではなく、精度良く組み
立てるためには専用の治具が必要となる。従って、製造
コストは高い。

【０００７】これに対し図５（ｂ）に示すフィルタ１ｂ
は、ダイキャスト製の上部ハウジング３に接続管部８が
組み込まれているので組み立ては簡単であり、製造コス
トは低い。しかしながら、ダイキャスト加工品であるた
めに、接続管部８の内面粗さが大きく、流体との摩擦抵
抗が大きい。さらに、キャスティングで接続管部８を構
成するために壁厚も大きくなるので接続管部８の断面積
が小さくなってしまう。従って、フィルタ内部での圧力
損失を低くすることが難しい。キャスティングされた上
部ハウジング３を機械加工して内面粗さを低くすること
も可能であるが、そのための加工費用によって製造コス
トが高くなってしまう。

【０００８】そこで、本発明においては、これらの問題
点に鑑み、小型で、圧力損失が小さく、さらに、耐久性
があり、低コストで製造可能な二重容器およびこの二重
容器を用いたフィルタを提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、一方の端に端壁を備えた外筒と、この外筒の内部
に外筒と並列に配置された少なくとも１つの内筒と、こ
の内筒の周壁および外筒の周壁を貫通するように配置さ
れた連絡管とを有し、さらに、外筒の端壁に内筒の一方
の端を位置決め可能な係合部を設けられ、この係合部に
内筒の端を当て、この当たる部分と、外筒および内筒の
周壁に連絡管が当たる部分がろう付けされた二重容器を
提供するようにしている。外筒の端壁に係合部を設け、
この係合部に内筒の端を当てて位置決めすることによ
り、内筒の位置が精度良く決定できる。さらに、このよ
うな外筒と内筒は、外筒の端壁を下にして組み立てる場
合は内筒の荷重で、また、あるいは端壁を上にして組み
立てる場合は外筒の荷重によって外筒および内筒の位置
関係が維持される。また、内筒および外筒の周壁を貫通
するように連絡管を配置することにより、内筒と外筒の
向きおよび傾きはさらに精度良く決定され、特別な治具
でこれらの部品を保持したり、あるいは人手でこれらの
部品を支持しなくても、外筒、内筒および連絡管を組み
立てただけで所定の位置関係を保持できる。したがっ
て、係合部に内筒の端が当たる部分と、外筒および内筒
の周壁に連絡管が当たる部分にろう付け用のろうを塗布
し、真空ろう付炉などに入れることにより、外筒、内筒
および連絡管が所定の状態で接合された二重容器を製造
することができる。

【００１０】このように、本発明の二重容器は人手をか
けずに簡単に製造することが可能であり、低コストで供
給することができる。さらに、筒状の部材を組み合わせ
ることで二重容器を製造できるので、面粗さが小さく肉
厚を薄くできるために圧力損失を低くできる絞り加工さ
れた部材、特に、絞り加工された外筒を用いて二重容器
を低コストで供給できる。また、外筒、内筒および連絡
管が単に組み立てられた状態、すなわち、これらの部材
が固定されていない状態でそれぞれの部材の位置が自ず
から決まるので、そのままの状態で真空ろう付炉に入れ
てろう付けすることができる。したがって、アルミニウ
ム製の二重容器はもちろん、ステンレススチール製の二
重容器であっても良好な状態でろう付けすることがで
き、耐久性および気密性の高い製品を提供できる。さら
に、ステンレススチール製の絞り加工された部材あるい
は管材を用いて二重容器を形成できるので、コストも大
幅に下げることが可能であり、信頼性の高い容器を低価
格で提供できる。また、外筒、内筒および連絡管の位置
が自動的に決まるので、これらを位置決めするための特
別な治具あるいは作業員の手を挿入するようなスペース
も不要となり、コンパクトな二重容器を提供することも
可能となる。

【００１１】このような本発明の二重容器を用い、内筒
の他方の端にフィルタエレメントを装着した状態で二重
容器と、外筒の他方の端を封止可能な第２の容器により
フィルタエレメントを密封するようにすれば、小型で、
圧力損失が低く、さらに、耐久性の高いフィルタを低コ
ストで提供することが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１に、本発明に係るエアーフィ
ルタ１０の概略構造を断面を用いて示してある。本例の
エアーフィルタ１０は、上部ハウジング３および下部ハ
ウジング４に分割可能な円筒状のハウジング２を有し、
そのハウジング２の内部に、円筒型のフィルタエレメン
ト１１が同軸状に収納されている。上部ハウジング３お
よび下部ハウジング４の接続部分１５は、バンド１６と
パッキン１７を用いて内部が密封されるように接続され
ている。フィルタエレメント１１は、濾材が円筒状に成
形されたものであり、外周面１３から中空の内部１２に
エアー（空気）が供給され、濾過されたエアーが得られ
るようになっている。

【００１３】本例のフィルタ１０の内部には、円筒型の
フィルタエレメント１１と、フィルタエレメント１１の
内部１２に繋がった円筒型の接続管２０が同軸状に上下
に繋がって収納されており、上部ハウジング３および下
部ハウジング４でフィルタエレメント１１と接続管２０
が挟み込まれた状態となるように組み立てられている。
上部ハウジング３は、その上端壁３ａの中央部に、接続
管２０の上端２１と係合する環状の段部３１が形成され
ており、接続管２０の上端２１が段部３１の内側に嵌ま
り接続管２０が上部ハウジング３の内側に同軸状にセッ
トされるようになっている。接続管２０の下端２２は、
上方の筒体部２３よりも小径でフィルタエレメント１１
の内部１２と係合する環状に加工されており、この下端
２２をフィルタエレメント１１の上端１１ａに挿入する
ことによってフィルタエレメント１１を接続管２０に連
結できるようになっている。

【００１４】上部ハウジング３には、さらに、周壁３ｂ
を貫通するように吐出ノズル６と流入ノズル５が取り付
けられており、流入ノズル５はさらに接続管２０の筒体
部２３を貫通してフィルタエレメント１１の内部１２と
繋がっている。また、上部ハウジング３の上端壁３ａの
中央には、フィルタエレメント１１の内部１２の圧力を
検出するためのノズル７ａが取り付けられており、上部
ハウジング３の周壁３ｂに取り付けられた他の圧力検出
用ノズル７ｂと共に差圧計に接続されてフィルタエレメ
ント１１の差圧が監視できるようになっている。

【００１５】また、下部ハウジング４の下端壁４ａの中
央には、ドレンノズル４１が取り付けられており、流入
したエアーからハウジング２の内部で分離された水分あ
るいは油分などをドレンノズル４１を介して外部に放出
できるようになっている。

【００１６】図２に、上部ハウジング３と下部ハウジン
グ４を上下に分解した様子を示してある。本例のエアー
フィルタ１０は、空気供給系統などの配管に上部ハウジ
ング３が取付けられ、その状態で上部ハウジング３から
下部ハウジング４を外して内部のフィルタエレメント１
１を交換できるようになっている。上部ハウジング３に
は、接続管２０が真空ろう付けによって固定されてお
り、ハウジング２を上下に分解するとフィルタエレメン
ト１１だけが外れて取り出せるようになっている。ま
た、フィルタエレメント１１の上端１１ａを接続管２０
の下端２２に嵌め込み、上部ハウジング３および下部ハ
ウジング４を接続すると、フィルタエレメント１１の下
端１１ｂが下部ハウジング４の下端壁４ａに当たって押
圧され、フィルタエレメント１１をハウジング２の内部
の所定の位置、すなわち、ほぼ同軸状の位置に取り付で
きるようになっている。このように、本例のフィルタ１
０は、上部ハウジング３の接続管２０にフィルタエレメ
ント１１を接続し、上部ハウジング３に下部ハウジング
４を取付けることによりフィルタエレメント１１を密封
できるようになっている。また、エレメント１１の上端
１1ａに内側を向けてＯ−リング１４が取付けられてお
り、接続管２０の下端２２とフィルタエレメント１１と
が密着するようになっている。

【００１７】図３および図４に、本例のフィルタの上部
ハウジング３に接続管２０を取り付けて二重構造の容器
３０を製造する様子を示してある。二重容器３０の外筒
となる上部ハウジング３はステンレススチール製の絞り
加工された部材であり、円筒状の周壁３ｂを備え、その
上端が外側に湾曲した壁（上端壁）３ａとなっている。
そして、ステンレススチール製で絞り加工された部材
で、二重容器３０の内筒となる円筒型の接続管２０が外
部ハウジング３の内部にほぼ並列に配置されている。外
部ハウジング３の内部の上端壁３ａには、接続管２０の
上端２１と係合する段部（係合部）３１が設けられてお
り、段部３１に接続管２０の上端２１を当て、あるいは
嵌めるようにセットすると上部ハウジング３と接続管２
０が同軸状となり、上部ハウジングの円筒状の周壁３ｂ
と、接続管２０の周壁にあたる筒体部２３が平行な状態
で組み立てられるようになっている。従って、上部ハウ
ジング３の内部に接続管２０を取り付けるための治具は
不要であり、また、作業員が手で位置決めしなくても簡
単に精度良く接続管２０を上部ハウジング３に取り付け
ることができる。

【００１８】さらに、流入ノズル５を上部ハウジング３
の周壁３ｂおよび接続管２０の筒体部２３を貫通するよ
うにセットすると、ノズル５を貫通するために予め設け
られていた周壁３ｂの開口３ｃと、筒体部２３の開口２
３ａの向きが揃った状態で上部ハウジング３、接続管２
０および流入ノズル５が組み立てられる。また、流入ノ
ズル５を組み立てることにより、上部ハウジング３に対
する接続管２０の傾きもさらに矯正され、これらの部材
３、２０および６は非常に位置精度良く組み立てられ
る。上部ハウジング３には、これらに加え、吐出ノズル
６、さらに、計測用のノズル７ａおよび７ｂが取り付け
られる。なお、これら流入ノズル５、吐出ノズル６、計
測用ノズル７ａおよび７ｂはすべてステンレススチール
製の管材である。

【００１９】上部ハウジング３に接続管２０および流入
ノズル５を組み立てた状態で、図４に示すように接続管
２０の下端２２を支持台５０で支持すると、上端壁３ａ
の段部３１に上部ハウジング３の荷重がかかり、この荷
重を接続管２０で支持することになる。したがって、接
続管２０の上端２１は上端壁３ａの段部３１に密着され
接続管２０と上部ハウジング３の位置関係は精度良く維
持される。また、流入ノズル５も接続管２０および上部
ハウジング３によって支持されると共に、上述したよう
に接続管２０および上部ハウジング３の姿勢を所定の状
態に保持する機能を果たす。したがって、各々の部材の
接合部分、すなわち、上部ハウジング３の上端壁３ａと
接続管２０の接合部分６１、接続管２０の筒体部２３と
流入ノズル５の接合部分６２、上部ハウジング３の周壁
３ｂと流入ノズル５の接合部分６３、上部ハウジング３
の周壁３ｂと吐出ノズル６の接合部分６４、上部ハウジ
ング３の上端壁３ａと計測用ノズル７ａの接合部分６
５、さらに図示されていないが上部ハウジング３の周壁
３ｂと計器用ノズル７ｂとの接合部分の各々にろう付け
用のろうを塗布し、支持台５０で接続管２０の下端２２
を支持した状態で真空ろう付炉に入れると、それぞれの
接合部分６１、６２、６３、６４および６５が接着され
る。このため、上部ハウジング３、接続管２０、流入ノ
ズル５、吐出ノズル６、計器用ノズル７ａおよび７ｂが
所定の位置で固定された二重容器３０が製造される。ま
た、接合部分６１、６２、６３、６４および６５はろう
付けすることにより気密性、あるいは止水性の高いシー
ルを施すことが可能である。特に、接続管２０において
は、その上端２１が上部ハウジング３の上端壁３ａにろ
う付けられるので、接続管２０の内側が上端壁３ａによ
って封止された密閉可能な区画となる。

【００２０】なお、図４では、接続管２０の下端２２を
支持台５０で支持しているが、逆に、上部ハウジング３
の上端壁３ａを下にして計測用のノズル７ａと干渉しな
いように支持台で支持することも可能である。この場合
は、接続管２０の荷重が上端２１と段部３１にかかり位
置が決まるので、上部ハウジング３を逆転させても接続
管２０および上部ハウジング３、さらには流入ノズル５
の位置精度を高く保持することができる。したがって、
上部ハウジング３を下にした状態で支持し、真空ろう付
炉に入れても上記と同様に各々の部材が所定の位置で組
み合わさり、ろう付けにより固定された二重容器３０を
得ることができる。

【００２１】このように、本例の二重容器３０において
は、外筒となる上部ハウジング３の上端壁３ａに係合部
となる段部３１が設けられており、内筒となる接続管２
０の上端２１を段部３１に当てることにより位置決めさ
れる。さらに、上部ハウジング３と接続管２０はそれら
を貫通する連絡管となる流入ノズル５によって所定の向
きが決まって位置精度も向上し、そのように組み立てら
れた状態で治具などを用いずに安定する。このため、接
合する部分にろう付け用のろうを塗布して真空ろう付炉
に入れてろう付けすることにより、組み立てられた状態
で精度良く接続管２０および流入ノズル５が上部ハウジ
ング３に固定される。したがって、上部ハウジング３の
内部に、接続管２０および流入ノズル５によって気密性
を保てる区画が形成された二重容器３０をきわめて簡単
な手順で製造でき、低コストで提供することができる。
また、上部ハウジング３、接続管２０および流入ノズル
５などの各部材は個別に製造した後に簡単に組み立てて
固定することができるので、絞り加工された部材などの
面粗さが低く薄肉で圧力損失を低くできる部材を用いる
ことができ、低コストで圧力損失が低く容積効率の良い
二重容器３０を提供することができる。さらに、絞り加
工された部材を簡単に組み立ててろう付けして固定でき
るので、従来、キャスティングあるいは溶接では製造が
困難であったり、製造コストが非常に高くなるステンレ
ススチール製の二重容器を手軽に製造することが可能と
なり、耐久性の高い二重容器を低コストで提供すること
ができる。

【００２２】また、各部材を所定の位置に保持するため
に特別な治具あるいは装置が不要であり、さらに、加熱
することにより各部材を固定できるろう付けを接着手段
として採用しているので各部材の接合部分の加工スペー
スを最小限にすることが可能となる。したがって、二重
容器をコンパクトに纏められる。さらに、二重容器をろ
う付炉に入れる際も二重容器３０の各部材を保持する治
具あるいは装置が不要なので、コンパクトに纏められた
二重容器３０が納まる程度の小さなサイズのろう付炉で
二重容器のろう付けを行うことができる。したがって、
本例の構造を採用することにより、コンパクトな二重容
器を提供することができ、さらに、材料費、設備費用な
どの点でも本例の二重容器３０は低コストで提供するこ
とができる。

【００２３】なお、上記では、フィルタ１０の上部ハウ
ジング３として使用される二重容器３０を例に本発明を
説明しているが、本発明はこれに限定されないことはも
ちろんである。例えば、外筒の内部に複数の内筒を並列
に配置し、二重となる区画を複数設けることも可能であ
る。また、外筒および内筒を多重にして、三重以上に区
画化された容器とすることももちろん可能である。さら
に、上記の二重容器は、上部ハウジング３あるいは接続
管２０の内部に気密性のある区画を形成した例である
が、気密性の不要な容器、例えば、上端の壁が一部欠け
ているような容器に対しても本発明を適用できることは
もちろんである。また、上記の例では、連絡管となる流
入ノズルを内筒に対しほぼ垂直に配置しているが、連絡
管を斜めに配置するなどの変更ももちろん可能であり、
これらは全て本発明の請求の範囲に含まれる。したがっ
て、本発明の二重容器の用途は様々であり、フィルタに
限定されることはない。

【００２４】しかしながら、フィルタのハウジングは、
本発明の二重容器の用途として好適なものの１つであ
り、二重容器となった上部ハウジング３と、その他方の
端を封止する第２の容器の機能を果たす下部ハウジング
４とを組み合わせることにより、小型で、圧力損失が小
さく、さらに耐久性の高いフィルタを低コストで提供す
ることができる。もちろん、フィルタの形状も上記に開
示したものに限定されることはなく、二重容器（上部ハ
ウジング）の側でフィルタエレメントのほとんどの部分
を保持し、第２の容器は二重容器の蓋としての機能を果
たすだけのものなど、様々な形態のフィルタを本発明の
二重容器を用いて提供することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明にかか
る、内部が二重に区画化された二重容器は、一方の端に
端壁を備えた外筒の内部に内筒を配置した容器であり、
外筒の端壁に内筒の一方の端に当たって位置決めできる
係合部を設けることにより外筒および内筒を組み立てた
ときに位置関係が自動的に決まるようにしている。さら
に、外筒および内筒を貫通する連絡管を設置することに
よりこれらの位置精度を高めることができ、組み立てら
れた状態で位置がきまるので、特別な治具を用いずにそ
のままの状態でろう付炉に入れて固定することができ
る。したがって、きわめて簡単に低コストで精度の高い
二重容器を製造することが可能となり、ステンレススチ
ールを用いた耐久性が高く、小型で圧力損失の低い、フ
ィルタに適した二重容器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の二重容器を用いたエアーフィルタの概
略構成を示す断面図である。

【図２】図１に示すエアーフィルタの上部ハウジングか
ら下部ハウジングを取り外してエレメントを着脱する様
子を断面を用いて示す図である。

【図３】図１に示す二重容器となる上部ハウジングに接
続管などを取り付ける様子を断面を用いて示す図であ
る。

【図４】図３に示す二重容器に接続管などを取付けてろ
う付けする様子を断面を用いて示す図である。

【図５】従来のフィルタの構成例を示す断面図である。

【符号の説明】

１、１０ フィルタ ２ ハウジング ３ 上部ハウジング（外筒） ３ａ 上端壁 ４ 下部ハウジング ４ａ 下端壁 ５ 流入ノズル（連絡管） ６ 吐出ノズル ９ テンションボルト １１ フィルタエレメント １２ エレメントの内部 １５ 上下のハウジングの接合部 ２０ 接続管（内筒） ２１ 接続管の上端 ２２ 接続管の下端で、エレメントの上端に挿入され
る部分 ２３ 接続管の筒体部 ３０ 二重容器 ３１ 接続管の上端を嵌め込むための段部（係合部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 万寿男 長野県須坂市大字幸高246番地 オリオ ン機械株式会社内 (72)発明者 岡沢 貫二 長野県長野市篠ノ井岡田540番地１ 株 式会社岡沢製作所内 (72)発明者 関谷 亮 新潟県燕市大字杉柳147番地 株式会社 セキヤ内 (56)参考文献 特開 昭55−103289（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−195134（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−133116（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−73306（ＪＰ，Ａ) 実公 昭37−10374（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21D 51/18 B21D 22/26 B01D 29/11

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の端に端壁を備えた外筒と、この外
   筒の内部に前記外筒と並列に配置された内筒と、この内
   筒の周壁および外筒の周壁を貫通するように配置された
   連絡管とを有し、前記外筒の端壁に前記内筒の一方の端
   を位置決め可能な係合部が設けられており、この係合部
   に前記内筒の端が当たる部分と、前記外筒および内筒の
   周壁に前記連絡管が当たる部分とがろう付けされている
   ことを特徴とする二重容器。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記外筒は絞り加工
   されていることを特徴とする二重容器。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記外筒、内筒およ
   び連絡管はステンレススチール製であることを特徴とす
   る二重容器。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の二
   重容器と、前記外筒の他方の端を封止可能な第２の容器
   とを有し、前記内筒の他方の端にフィルタエレメントを
   装着した状態で、前記二重容器および第２の容器により
   前記フィルタエレメントを密封可能であることを特徴と
   するフィルタ。