JP4094158B2 - 目詰まり検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気圧制御回路に用いられるフィルタ、オリフィスおよびエジェクタなどの空気圧機器における目詰まりを検出する目詰まり検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気圧制御回路には、圧縮空気中に含まれる異物、油分および水分を除去するために、焼結金属、合成樹脂あるいは金網などからなるフィルタエレメントが組み込まれたフィルタ、絞り機構による流量測定のためのオリフィス、真空発生用のエジェクタなどが使用されている。
【０００３】
フィルタには、多孔質性の焼結材料からなるフィルタエレメントが組み込まれて５μｍのろ過度を有し、水分とダストを除去するようにしたエアフィルタ、0.３μｍのろ過度を有し、水分とダストに加えて油分を除去するようにしたミストフィルタ、および0.０１μｍのろ過度を有し、水分とダストと油分を除去するようにしたマイクロミストフィルタなどがある。これらのフィルタを直列に連結して空気圧制御回路内に組み込むようにしたり、空気圧を調圧するためのレギュレータの機能をフィルタに持たせるようにしたフィルタレギュレータを空気圧制御回路に組み込むようにしている。これらのフィルタは内部にフィルタエレメントが組み込まれるフィルタ収納容器つまりボウルと、未処理流体が流入する一次側ポートと処理後の流体を外部に流出する二次側ポートとが設けられたポートブロック部とを有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
フィルタエレメントにダストなどの異物が付着して目詰まりを起こすと、空気圧制御回路に対して所定の流量および圧力の圧縮空気を供給することができなくなるので、フィルタエレメントを交換する必要がある。また、オリフィスが目詰まりを起こすと正確な流量測定を行うことができなくなり、エジェクタのノズルが目詰まりを起こすと、所定の真空度の空気を得ることができなくなる。
【０００５】
そのため、空気圧機器が目詰まりによって所定の機能を得ることができなくなると、空気圧機器を交換することが必要となる。この交換作業は、定期的に機器のメンテナンスを行って作業者が機器の目詰まり状況を点検することにより行っている。
【０００６】
しかしながら、空気圧機器によっては、外部から目詰まり状況を観察することができず、空気圧機器を取り外したりしなければならず、目詰まり状況を検出することは容易ではない。
【０００７】
本発明の目的は、空気圧機器の目詰まり状況を容易に検出し得るようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目詰まり検出装置は、空気圧機器の流入側部に連通する一次側ダイヤフラム室、前記空気圧機器の流出側部に連通する二次側ダイヤフラム室、および両方の前記ダイヤフラム室の間の軸収容孔が形成された検出装置本体と、前記一次側ダイヤフラム室と前記軸収容孔とを区画する一次側ダイヤフラム、および前記二次側ダイヤフラム室と前記軸収容孔とを区画する二次側ダイヤフラムが設けられ、前記軸収容孔内に軸方向に往復動自在に装着された目詰まり検出軸体と、前記目詰まり検出軸体に前記一次側ダイヤフラムに向かうばね力を付勢するばね部材とを有し、前記目詰まり検出軸体の軸方向の位置に基づいて前記空気圧機器の目詰まりを検出するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の目詰まり検出装置においては、前記目詰まり検出軸体に永久磁石を設け、前記検出装置本体に前記永久磁石の磁力に感応するセンサを設け、前記目詰まり検出軸体が目詰まり表示位置となったときに前記センサにより目詰まり状態を検出し得るようにしても良い。さらに、前記検出装置本体の少なくとも一部に透明部を設け、前記透明部を介して前記目詰まり検出軸体を外部から目視し得るようにしても良い。また、前記流入側部と前記一次側ダイヤフラム室とを連通させる一次側ポートと、前記流出側部と前記二次側ダイヤフラム室とを連通させる二次側ポートとの少なくともいずれか一方に、流路の開度を調整する絞り弁を設けても良い。
【００１０】
本発明の目詰まり装置は、目詰まり状況が検出される空気圧機器から離れた位置に設けるようにしても良く、それぞれ空気圧機器の目詰まり状況を検出する複数の検出装置本体を一体に連結するようにしても良い。前記空気圧機器をフィルタとしても良い。
【００１１】
本発明にあっては、目詰まり検出軸体に一次側と二次側のダイヤフラムを設け、ダイヤフラムによってそれぞれポートに連通するダイヤフラム室を形成したので、目詰まり検出軸体には移動抵抗が加わることなく、円滑に移動することになり、一次側ポートと二次側ポートとの圧力差により目詰まり検出軸体が移動して空気圧機器の目詰まり状態を検出することができる。検出装置本体の少なくとも一部を透明部材として外部から目詰まり軸体を目視し得るようにすれば、目詰まり軸体の移動量に応じて空気圧機器の目詰まりを作業者が目視により検出することができる。また、目詰まり検出軸体に永久磁石を設け、これに感応するセンサによって自動的に空気圧機器の目詰まり状態を検出して、その状態を点灯表示することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態である目詰まり検出装置を示す斜視図であり、図２は図１の断面図であり、図３はこの目詰まり検出装置をフィルタの目詰まりを検出するために使用した場合を示す。
【００１４】
図３に示すように、このフィルタ１０はボウル部つまり容器１１と、これの上部に取り付けられるポートブロック１２とを有しており、これらによってフィルタ本体が形成されている。ポートブロック１２にはフィルタエレメント１３が着脱自在に取り付けられるようになっており、このフィルタエレメント１３は容器１１により覆われることになる。
【００１５】
ポートブロック１２には、圧縮空気圧源側の配管が接続される流入側部つまり一次側ポート１４が形成され、このポート１４から流入した処理前の圧縮空気はフィルタエレメント１３を通過して容器１１内に入り込むことになる。ポートブロック１２には、フィルタエレメント１３を通過して異物や水滴が除去された処理後の圧縮空気を外部に排出するための流出側部つまり二次側ポート１５が形成されている。このフィルタエレメント１３としては、0.3 μｍ程度の微細な異物をも除去できる濾過度のミストフィルタエレメントが使用されている。
【００１６】
容器１１の底部には、容器１１内に溜まった水分を除去するための継手付きドレンコック１６が設けられている。ドレンコック１６としては、プッシュロッドが設けられたものや継手が設けられていないものなど種々のタイプとすることができる。
【００１７】
一次側ポート１４にはフィルタ１０に圧縮空気を供給するために一次側の流路１７ａが接続され、フィルタエレメント１３により異物が除去された後に二次側ポート１５から流出する空気を下流側の他の空気圧機器に供給するために二次側ポート１５には二次側の流路１７ｂが接続されている。
【００１８】
フィルタ１０から離れた位置には目詰まり検出装置１８が設置されており、この検出装置１８には一次側の流路１７ａから分岐した一次側の流路１９ａと、二次側の流路１７ｂから分岐した二次側の流路１９ｂとが接続されている。
【００１９】
検出装置本体１８ａは、主ブロック部２０ａとこれの両端部に位置する２つの連通ブロック部２０ｂとを有しており、図１および図２に示されるように、検出装置本体１８ａは全体的に長方形となっている。一方の連通ブロック部２０ｂには一次側の流路１９ａによりフィルタ１０の流入側部である一次側ポート１４に接続される一次側ポート２１が形成され、このポート２１に連通して一次側ダイヤフラム室２２が形成されている。他方の連通ブロック部２０ｂには、二次側の流路１９ｂによりフィルタ１０の流出側部である二次側ポート１５に接続される二次側ポート２３が形成され、このポート２３に連通して二次側ダイヤフラム室２４が形成され、主ブロック部２０ａには軸収容孔２５が形成されている。
【００２０】
主ブロック部２０ａの一端部には、一次側ダイヤフラム室２２と軸収容孔２５とを区画する一次側ダイヤフラム２６が設けられ、主ブロック部２０ａの他端部に組み込まれたロッドカバー２７には、二次側ダイヤフラム室２４と軸収容孔２５とを区画する二次側ダイヤフラム２８が設けられている。
【００２１】
軸収容孔２５内には、目詰まり検出軸体３１が軸方向に移動自在に装着されており、この目詰まり検出軸体３１は、一次側ダイヤフラム２６が固定された第１軸体３２と、二次側ダイヤフラム２８が固定された第２軸体３３とを有し、これらの軸体３２，３３を組み付けることにより目詰まり検出軸体３１が形成されている。ただし、１本の軸体により目詰まり検出軸体３１を形成するようにしても良い。
【００２２】
このように、軸収容孔２５は２つのダイヤフラム２６，２８によりそれぞれのダイヤフラム室２２，２４に対して区画つまり仕切られているので、目詰まり検出軸体３１と軸収容孔２５の内周面との間、および第２軸体３３とロッドカバー２７との間に十分の隙間を形成することができることになり、目詰まり検出軸体３１は移動抵抗を受けることなく、円滑に軸方向に移動することができる。
【００２３】
目詰まり検出軸体３１には圧縮コイルばね３４が装着され、このばね３４によって目詰まり検出軸体３１には一次側ダイヤフラム２６に向かう方向のばね力が付勢されている。一次側ポート２１に流体が供給されていない状態のもとでは、両方のダイヤフラム室２２，２４には圧力差が発生しておらず、目詰まり検出軸体３１はばね力によって一次側ダイヤフラム２６側に押し付けられる。
【００２４】
一次側ポート２１に流体が供給されると、一次側ダイヤフラム室２２は一次側ポート２１の圧力となり、二次側ダイヤフラム室２４は二次側の流路１９ｂを介してフィルタ１０の二次側ポート１５の圧力となるが、フィルタエレメント１３に目詰まりが発生していなければ、両方のダイヤフラム室２２，２４の圧力差は小さいので、目詰まり検出軸体３１はコイルばね３４のばね力により一次側ダイヤフラム２６側に押し付けられた状態となる。
【００２５】
フィルタエレメント１３に目詰まりが発生すると、両方のダイヤフラム室２２，２４の圧力差が大きくなり、目詰まり検出軸体３１は圧縮コイルばね３４のばね力に抗して二次側ダイヤフラム２８側に移動することになる。目詰まり検出軸体３１にばね力を付勢するばね部材としては、圧縮コイルばね３４以外にどのようなタイプのばね部材でも良く、そのばね部材のばね係数などを設定することにより、たとえば、両方のダイヤフラム室２２，２４の圧力差が0.1kgf/cm2〜1kgf/cm2程度となったことを検出することができる。
【００２６】
それぞれの連通ブロック部２０ｂには、２つずつねじ孔が形成されており、一方のねじ孔に流路１９ａ，１９ｂのプラグを取り付け、他方のねじ孔に封止プラグ３５を取り付けるようにして、流路１９ａ，１９ｂの接続位置を検出装置本体１８ａの上面と端面とのいずれかを選択することができる。
【００２７】
目詰まり検出軸体３１には、永久磁石３６が装着されており、図１に示すように、検出装置本体１８ａに形成された２つのセンサ取付溝３７には、それぞれ永久磁石３６の磁力に感応するセンサ３８が取り付けられるようになっている。センサ３８からの出力信号はケーブル３８ａにより制御部に送られるようになっており、この出力信号に基づいて、表示灯を点灯させることにより、フィルタエレメント１３が正常な状態、許容範囲の目詰まり状態、および交換必要の目詰まり状態の３段階のいずれの状態であるかを検出してそれを点灯表示することができる。ただし、センサ３８を１つのみとし、フィルタエレメント１３が交換必要の目詰まり状態であるか否かを検出して点灯表示するようにしても良い。なお、主ブロック部２０ａには軸収容孔２５を外部に連通させるために図示しない大気導入孔が形成されている。
【００２８】
このように、図１、図２に示す目詰まり検出装置１８をフィルタ１０に接続してフィルタエレメント１３の目詰まり状況を検出するようにすると、フィルタ１０の一次側ポート１４に流入した圧縮空気はフィルタエレメント１３を通過して二次側ポート１５から流出することになり、フィルタエレメント１３により圧縮空気の中の水分な異物が除去される。水分は容器１１の底部に溜まりドレンコック１６から外部に排出されることになる。
【００２９】
一次側ポート１４に流入する圧縮空気の圧力と、二次側ポート１５に流出する圧縮空気の圧力は、フィルタエレメント１３が存在することから、圧力差が発生するが、その圧力差はフィルタエレメント１３に目詰まりが進行するに伴って大きくなる。目詰まりがあまり発生していない状態のもとでは、その圧力差は小さく、ばね３４のばね力によって目詰まり検出軸体３１は図２において左側に寄せられている。
【００３０】
これに対して、フィルタエレメント１３が異物によって目詰まりを起こすと、目詰まりの進行に伴って二次側ポート１５の圧力が低くなり、両方のダイヤフラム室２２，２４の差圧が大きくなる。これにより、目詰まり検出軸体３１は、図２において徐々に右側に変位することになり、２つのセンサ３８のうち一方がオンとなって出力信号を出力する。これにより、フィルタエレメント１３が許容範囲ではあるが、ある程度の目詰まり状態となっていることが点灯表示される。さらに、これよりも目詰まりが進行すると、他方のセンサ３８がオン信号を出力してフィルタエレメント１３を交換する必要があることが点灯表示される。したがって、作業者は点灯表示部を見てフィルタエレメント１３の交換時期を判断することができ、フィルタ１０が設置された場所から離れた場所でフィルタエレメント１３の交換時期を検知することができる。
【００３１】
フィルタ収納容器の底部には、捕捉された液体を外部に排出するためのドレンコック１６が設けられており、このドレンコック１６には、液体が所定の液位となったときに自動的に液体を排出するようにしたオートドレンのタイプと手動操作により液体を排出するよにうしたタイプとがあり、いすれのタイプにも適用することができる。
【００３２】
図４はコンプレッサなどから構成される空気圧源４１の空気を空気圧アクチュエータ４２に供給してこれのピストンロッド４３を往復動するための空気圧回路を示す図であり、空気圧源４１と空気圧アクチュエータ４２とを連結する空気圧流路１７には空気圧アクチュエータ４２に対する空気の供給を制御するための電磁弁４４が設けられている。さらに、この流路１７には、２つのフィルタ１０ａ，１０ｂが直列に接続されており、それぞれのフィルタ１０ａ，１０ｂ内のフィルタエレメントの目詰まり状況を検出するために、目詰まり検出装置１８が流路１７に接続されている。
【００３３】
図５は図４に示す空気圧流路に設けられた目詰まり検出装置１８を示す図であり、この目詰まり検出装置１８は２つの検出装置本体１８ｂ，１８ｃが一体となっており、２つの主ブロック部２０ａと２つの連通ブロック部２０ｂと１つの共通ブロック部２０ｃとを有している。この目詰まり検出装置１８の主ブロック部２０ａと連通ブロック部２０ｂの構造は、図２に示したものと同様となっている。共通ブロック部２０ｃは、一方の検出装置本体１８ｂの二次側ダイヤフラム室２４に連通するとともに、他方の検出装置本体１８ｃの一次側ダイヤフラム室２２に連通するようになっており、一方の検出装置本体１８ｂの二次側の連通ブロック部になるとともに、他方の検出装置本体１８ｃの一次側の連通ブロック部になっている。
【００３４】
一方の検出装置本体１８ｂの連通ブロック部２０ｂには、フィルタ１０ａの一次側の流路から分岐した流路１９ａが接続され、フィルタ１０ａの二次側の流路とフィルタ１０ｂの一次側流路とを接続する流路から分岐した流路１９ｂは共通ブロック部２０ｃに接続されている。また、他方の検出装置本体１８ｃの連通ブロック部２０ｂには、フィルタ１０ｂの二次側の流路から分岐した流路１９ｃが接続されている。
【００３５】
図４に示すように、直列に接続された２つのフィルタ１０ａ，１０ｂ内のそれぞれのフィルタエレメントの目詰まり状況を、フィルタ１０ａ，１０ｂから離れた位置に設けられた目詰まり検出装置１８によって検出することができる。
【００３６】
図６は図４に示された空気圧流路に設けられる目詰まり検出装置の変形例を示す図であり、図５に示す目詰まり検出装置１８にあっては検出装置本体１８ｂ，１８ｃを直線状に連結したのに対して、図６に示す目詰まり検出装置１８にあっては、検出装置本体１８ｂ，１８ｃを並列に配置して、それぞれを共通ブロック部２０ｄにより連結するようにしている。この共通ブロック部２０ｄは、上流側の検出装置本体１８ｂ内の二次側ダイヤフラム室２４に連通するとともに、下流側の検出装置本体１８ｃの一次側ダイヤフラム室２２に連通している。
【００３７】
図４〜図６に示す場合には、直列に配置された複数の空気圧機器の目詰まり状況を検出するようにしているが、並列に配置された複数の空気圧機器の目詰まり状況を検出するようにしても良く、その場合には図１に示すタイプの目詰まり検出装置を複数個集中配置することができる。
【００３８】
このように、フィルタなどの空気圧機器から離して目詰まり検出装置を配置するようにすると、複数の空気圧機器の目詰まり状況を集中して監視することができる。
【００３９】
図７および図８は本発明の他の実施の形態である目詰まり検出装置１８を示す図であり、この場合には図３に示したフィルタ１０のポートブロック１２に目詰まり検出装置１８が直接取り付けられるようになっている。図７および図８においては、前記実施の形態における部材と共通する部材には同一の符号が付されている。
【００４０】
この場合にはフィルタ１０の一次側ポート１４と目詰まり検出装置１８の一次側ポート２１とを連通させる一次側流路４５がポートブロック１２に形成され、フィルタ１０の二次側ポート１５と目詰まり検出装置１８の二次側ポート２３とを連通させる二次側流路４６がポートブロック１２に形成されている。一次側ポート２１と二次側ポート２３のそれぞれの開度を調整するために、それぞれの連通ブロック部２０ｂには絞り弁４７が設けられており、絞り弁４７によってそれぞれのポート１４，１５の脈動がダイヤフラム室２２，２４に伝播されることを防止している。ただし、一方の流路のみに絞り弁を設けるようにしても良い。
【００４１】
図１〜図６に示す目詰まり検出装置１８に対しても、絞り弁４７を取り付けるようにしても良く、その場合には、封止プラグ３５を外してそれぞれダイヤフラム室２２，２４に連通させて絞り弁４７に取り付けることができる。
【００４２】
図９は本発明の他の実施の形態である目詰まり検出装置における図７と同様の部分を示す断面図である。この場合には、検出装置本体１８ａはフィルタ本体を構成するポートブロック１２に一体に形成されており、その両端部にエンドキャップ４８，４９がねじ結合されて、それぞれのエンドキャップ４８，４９内に一次側ダイヤフラム室２２と二次側ダイヤフラム室２４とが形成されている。
【００４３】
そして、前記実施の形態にあっては、絞り弁４７がそれぞれの連通ブロック部２０ｂ，２０ｃに設けられているのに対して、図９に示す場合には、それぞれのエンドキャップ４８，４９に小径の絞り流路４８ａ，４９ａが形成され、これらの絞り流路４８ａ，４９ａは固定絞りとなっている。このように、固定絞りを検出装置本体１８ａに設けることによって、検出装置本体１８ａの構造をより簡単にすることが可能となる。
【００４４】
それぞれの実施の形態にあっては、目詰まり検出軸体３１の位置を自動的にセンサ３８により検出するようにしているが、図８において二点鎖線５０に示すように、検出装置本体１８ａの主ブロック部２０ａに透明部材を設け、目詰まり検出軸体３１を外部から作業者が目視することができるようにしても良い。その場合には、外部から目詰まり検出軸体３１を観察することにより、その位置に応じてフィルタエレメント１３の目詰まり状況を判別することができる。なお、透明部材５０は目詰まり検出軸体３１が外部から観察し得る領域に設けられていれば良いが、図７に示す場合には、検出装置本体１８ａのうち主ブロック部２０ａ自体を透明部材により形成するようにしても良い。
【００４５】
なお、図７および図９において符号５１はフィルタエレメント１３を取り付けるためのねじ孔であり、図７において符号５２は軸収容孔２５を外部に連通させる大気導入孔である。
【００４６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４７】
たとえば、図示する場合にはいずれもフィルタ１０，１０ａ，１０ｂの目詰まりを検出するために本発明の目詰まり検出装置を適用しているが、オリフィスやエジェクタなどの他の空気圧機器の目詰まりを検出するためにも適用することができる。また、フィルタの目詰まりを検出する場合には、目詰まり状況を検出することができるフィルタとしては、前述したエアフィルタ、ミストフィルタおよびマイクロミストフィルタのいずれに対しても適用することができる。また、図示するフィルタ１０はいずれも容器１１を有しているが、容器１１を有していないフィルタにも本発明を適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、目詰まり検出軸体に設けられた一次側と二次側のダイヤフラムによってそれぞれポートに連通するダイヤフラム室を形成したので、目詰まり検出軸体には移動抵抗が加わることなく、円滑に移動することになり、一次側ポートと二次側ポートとの圧力差により目詰まり検出軸体が移動してフィルタエレメントなどの空気圧機器の目詰まり状態を検出することができる。検出装置本体の少なくとも一部を透明部材として外部から目詰まり軸体を目視し得るようにすれば、目詰まり軸体の移動量に応じて空気圧機器の目詰まりを検出することができる。また、目詰まり検出軸体に永久磁石を設け、これに感応するセンサによって自動的に空気圧機器の目詰まり状態を検出して、その状態を点灯表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である目詰まり検出装置を示す斜視図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】図１および図２に示された目詰まり検出装置をフイルタに接続した状態を示す断面図である。
【図４】直列に接続された２つのフィルタのそれぞれの目詰まりを検出するために２つの検出装置本体を一体にしたタイプの本発明の他の実施の形態である目詰まり検出装置を示す空気圧回路を示す回路図である。
【図５】図４に示された目詰まり検出装置を示す斜視図である。
【図６】図４に示す空気圧回路に使用される他のタイプの目詰まり検出装置を示す斜視図である。
【図７】本発明の目詰まり検出装置をフィルタに直接取り付けた場合を示す断面図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態である目詰まり検出装置における図７と同様の部分を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，１０ｂ フィルタ
１１ 容器
１２ ポートブロック
１３ フィルタエレメント
１４ 一次側ポート
１５ 二次側ポート
１６ ドレンコック
１８ 目詰まり検出装置
１８ａ 検出装置本体
２１ 一次側ポート
２２ 一次側ダイヤフラム室
２３ 二次側ポート
２４ 二次側ダイヤフラム室
２６ 一次側ダイヤフラム
２７ ロッドカバー
２８ 二次側ダイヤフラム
３１ 目詰まり検出軸体
３２ 第１軸体
３３ 第２軸体
３４ ばね部材
３６ 永久磁石
３７ センサ取付溝
３８ センサ
４１ 空気圧源
４２ 空気圧アクチュエータ
４３ ピストンロッド
４４ 電磁弁
４５ 一次側流路
４６ 二次側流路
４７ 絞り弁
４８，４９ エンドブロック
【発明の属する技術分野】
本発明は空気圧制御回路に用いられるフィルタ、オリフィスおよびエジェクタなどの空気圧機器における目詰まりを検出する目詰まり検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気圧制御回路には、圧縮空気中に含まれる異物、油分および水分を除去するために、焼結金属、合成樹脂あるいは金網などからなるフィルタエレメントが組み込まれたフィルタ、絞り機構による流量測定のためのオリフィス、真空発生用のエジェクタなどが使用されている。
【０００３】
フィルタには、多孔質性の焼結材料からなるフィルタエレメントが組み込まれて５μｍのろ過度を有し、水分とダストを除去するようにしたエアフィルタ、0.３μｍのろ過度を有し、水分とダストに加えて油分を除去するようにしたミストフィルタ、および0.０１μｍのろ過度を有し、水分とダストと油分を除去するようにしたマイクロミストフィルタなどがある。これらのフィルタを直列に連結して空気圧制御回路内に組み込むようにしたり、空気圧を調圧するためのレギュレータの機能をフィルタに持たせるようにしたフィルタレギュレータを空気圧制御回路に組み込むようにしている。これらのフィルタは内部にフィルタエレメントが組み込まれるフィルタ収納容器つまりボウルと、未処理流体が流入する一次側ポートと処理後の流体を外部に流出する二次側ポートとが設けられたポートブロック部とを有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
フィルタエレメントにダストなどの異物が付着して目詰まりを起こすと、空気圧制御回路に対して所定の流量および圧力の圧縮空気を供給することができなくなるので、フィルタエレメントを交換する必要がある。また、オリフィスが目詰まりを起こすと正確な流量測定を行うことができなくなり、エジェクタのノズルが目詰まりを起こすと、所定の真空度の空気を得ることができなくなる。
【０００５】
そのため、空気圧機器が目詰まりによって所定の機能を得ることができなくなると、空気圧機器を交換することが必要となる。この交換作業は、定期的に機器のメンテナンスを行って作業者が機器の目詰まり状況を点検することにより行っている。
【０００６】
しかしながら、空気圧機器によっては、外部から目詰まり状況を観察することができず、空気圧機器を取り外したりしなければならず、目詰まり状況を検出することは容易ではない。
【０００７】
本発明の目的は、空気圧機器の目詰まり状況を容易に検出し得るようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目詰まり検出装置は、空気圧機器の流入側部に連通する一次側ダイヤフラム室、前記空気圧機器の流出側部に連通する二次側ダイヤフラム室、および両方の前記ダイヤフラム室の間の軸収容孔が形成された検出装置本体と、前記一次側ダイヤフラム室と前記軸収容孔とを区画する一次側ダイヤフラム、および前記二次側ダイヤフラム室と前記軸収容孔とを区画する二次側ダイヤフラムが設けられ、前記軸収容孔内に軸方向に往復動自在に装着された目詰まり検出軸体と、前記目詰まり検出軸体に前記一次側ダイヤフラムに向かうばね力を付勢するばね部材とを有し、前記目詰まり検出軸体の軸方向の位置に基づいて前記空気圧機器の目詰まりを検出するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の目詰まり検出装置においては、前記目詰まり検出軸体に永久磁石を設け、前記検出装置本体に前記永久磁石の磁力に感応するセンサを設け、前記目詰まり検出軸体が目詰まり表示位置となったときに前記センサにより目詰まり状態を検出し得るようにしても良い。さらに、前記検出装置本体の少なくとも一部に透明部を設け、前記透明部を介して前記目詰まり検出軸体を外部から目視し得るようにしても良い。また、前記流入側部と前記一次側ダイヤフラム室とを連通させる一次側ポートと、前記流出側部と前記二次側ダイヤフラム室とを連通させる二次側ポートとの少なくともいずれか一方に、流路の開度を調整する絞り弁を設けても良い。
【００１０】
本発明の目詰まり装置は、目詰まり状況が検出される空気圧機器から離れた位置に設けるようにしても良く、それぞれ空気圧機器の目詰まり状況を検出する複数の検出装置本体を一体に連結するようにしても良い。前記空気圧機器をフィルタとしても良い。
【００１１】
本発明にあっては、目詰まり検出軸体に一次側と二次側のダイヤフラムを設け、ダイヤフラムによってそれぞれポートに連通するダイヤフラム室を形成したので、目詰まり検出軸体には移動抵抗が加わることなく、円滑に移動することになり、一次側ポートと二次側ポートとの圧力差により目詰まり検出軸体が移動して空気圧機器の目詰まり状態を検出することができる。検出装置本体の少なくとも一部を透明部材として外部から目詰まり軸体を目視し得るようにすれば、目詰まり軸体の移動量に応じて空気圧機器の目詰まりを作業者が目視により検出することができる。また、目詰まり検出軸体に永久磁石を設け、これに感応するセンサによって自動的に空気圧機器の目詰まり状態を検出して、その状態を点灯表示することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態である目詰まり検出装置を示す斜視図であり、図２は図１の断面図であり、図３はこの目詰まり検出装置をフィルタの目詰まりを検出するために使用した場合を示す。
【００１４】
図３に示すように、このフィルタ１０はボウル部つまり容器１１と、これの上部に取り付けられるポートブロック１２とを有しており、これらによってフィルタ本体が形成されている。ポートブロック１２にはフィルタエレメント１３が着脱自在に取り付けられるようになっており、このフィルタエレメント１３は容器１１により覆われることになる。
【００１５】
ポートブロック１２には、圧縮空気圧源側の配管が接続される流入側部つまり一次側ポート１４が形成され、このポート１４から流入した処理前の圧縮空気はフィルタエレメント１３を通過して容器１１内に入り込むことになる。ポートブロック１２には、フィルタエレメント１３を通過して異物や水滴が除去された処理後の圧縮空気を外部に排出するための流出側部つまり二次側ポート１５が形成されている。このフィルタエレメント１３としては、0.3 μｍ程度の微細な異物をも除去できる濾過度のミストフィルタエレメントが使用されている。
【００１６】
容器１１の底部には、容器１１内に溜まった水分を除去するための継手付きドレンコック１６が設けられている。ドレンコック１６としては、プッシュロッドが設けられたものや継手が設けられていないものなど種々のタイプとすることができる。
【００１７】
一次側ポート１４にはフィルタ１０に圧縮空気を供給するために一次側の流路１７ａが接続され、フィルタエレメント１３により異物が除去された後に二次側ポート１５から流出する空気を下流側の他の空気圧機器に供給するために二次側ポート１５には二次側の流路１７ｂが接続されている。
【００１８】
フィルタ１０から離れた位置には目詰まり検出装置１８が設置されており、この検出装置１８には一次側の流路１７ａから分岐した一次側の流路１９ａと、二次側の流路１７ｂから分岐した二次側の流路１９ｂとが接続されている。
【００１９】
検出装置本体１８ａは、主ブロック部２０ａとこれの両端部に位置する２つの連通ブロック部２０ｂとを有しており、図１および図２に示されるように、検出装置本体１８ａは全体的に長方形となっている。一方の連通ブロック部２０ｂには一次側の流路１９ａによりフィルタ１０の流入側部である一次側ポート１４に接続される一次側ポート２１が形成され、このポート２１に連通して一次側ダイヤフラム室２２が形成されている。他方の連通ブロック部２０ｂには、二次側の流路１９ｂによりフィルタ１０の流出側部である二次側ポート１５に接続される二次側ポート２３が形成され、このポート２３に連通して二次側ダイヤフラム室２４が形成され、主ブロック部２０ａには軸収容孔２５が形成されている。
【００２０】
主ブロック部２０ａの一端部には、一次側ダイヤフラム室２２と軸収容孔２５とを区画する一次側ダイヤフラム２６が設けられ、主ブロック部２０ａの他端部に組み込まれたロッドカバー２７には、二次側ダイヤフラム室２４と軸収容孔２５とを区画する二次側ダイヤフラム２８が設けられている。
【００２１】
軸収容孔２５内には、目詰まり検出軸体３１が軸方向に移動自在に装着されており、この目詰まり検出軸体３１は、一次側ダイヤフラム２６が固定された第１軸体３２と、二次側ダイヤフラム２８が固定された第２軸体３３とを有し、これらの軸体３２，３３を組み付けることにより目詰まり検出軸体３１が形成されている。ただし、１本の軸体により目詰まり検出軸体３１を形成するようにしても良い。
【００２２】
このように、軸収容孔２５は２つのダイヤフラム２６，２８によりそれぞれのダイヤフラム室２２，２４に対して区画つまり仕切られているので、目詰まり検出軸体３１と軸収容孔２５の内周面との間、および第２軸体３３とロッドカバー２７との間に十分の隙間を形成することができることになり、目詰まり検出軸体３１は移動抵抗を受けることなく、円滑に軸方向に移動することができる。
【００２３】
目詰まり検出軸体３１には圧縮コイルばね３４が装着され、このばね３４によって目詰まり検出軸体３１には一次側ダイヤフラム２６に向かう方向のばね力が付勢されている。一次側ポート２１に流体が供給されていない状態のもとでは、両方のダイヤフラム室２２，２４には圧力差が発生しておらず、目詰まり検出軸体３１はばね力によって一次側ダイヤフラム２６側に押し付けられる。
【００２４】
一次側ポート２１に流体が供給されると、一次側ダイヤフラム室２２は一次側ポート２１の圧力となり、二次側ダイヤフラム室２４は二次側の流路１９ｂを介してフィルタ１０の二次側ポート１５の圧力となるが、フィルタエレメント１３に目詰まりが発生していなければ、両方のダイヤフラム室２２，２４の圧力差は小さいので、目詰まり検出軸体３１はコイルばね３４のばね力により一次側ダイヤフラム２６側に押し付けられた状態となる。
【００２５】
フィルタエレメント１３に目詰まりが発生すると、両方のダイヤフラム室２２，２４の圧力差が大きくなり、目詰まり検出軸体３１は圧縮コイルばね３４のばね力に抗して二次側ダイヤフラム２８側に移動することになる。目詰まり検出軸体３１にばね力を付勢するばね部材としては、圧縮コイルばね３４以外にどのようなタイプのばね部材でも良く、そのばね部材のばね係数などを設定することにより、たとえば、両方のダイヤフラム室２２，２４の圧力差が0.1kgf/cm2〜1kgf/cm2程度となったことを検出することができる。
【００２６】
それぞれの連通ブロック部２０ｂには、２つずつねじ孔が形成されており、一方のねじ孔に流路１９ａ，１９ｂのプラグを取り付け、他方のねじ孔に封止プラグ３５を取り付けるようにして、流路１９ａ，１９ｂの接続位置を検出装置本体１８ａの上面と端面とのいずれかを選択することができる。
【００２７】
目詰まり検出軸体３１には、永久磁石３６が装着されており、図１に示すように、検出装置本体１８ａに形成された２つのセンサ取付溝３７には、それぞれ永久磁石３６の磁力に感応するセンサ３８が取り付けられるようになっている。センサ３８からの出力信号はケーブル３８ａにより制御部に送られるようになっており、この出力信号に基づいて、表示灯を点灯させることにより、フィルタエレメント１３が正常な状態、許容範囲の目詰まり状態、および交換必要の目詰まり状態の３段階のいずれの状態であるかを検出してそれを点灯表示することができる。ただし、センサ３８を１つのみとし、フィルタエレメント１３が交換必要の目詰まり状態であるか否かを検出して点灯表示するようにしても良い。なお、主ブロック部２０ａには軸収容孔２５を外部に連通させるために図示しない大気導入孔が形成されている。
【００２８】
このように、図１、図２に示す目詰まり検出装置１８をフィルタ１０に接続してフィルタエレメント１３の目詰まり状況を検出するようにすると、フィルタ１０の一次側ポート１４に流入した圧縮空気はフィルタエレメント１３を通過して二次側ポート１５から流出することになり、フィルタエレメント１３により圧縮空気の中の水分な異物が除去される。水分は容器１１の底部に溜まりドレンコック１６から外部に排出されることになる。
【００２９】
一次側ポート１４に流入する圧縮空気の圧力と、二次側ポート１５に流出する圧縮空気の圧力は、フィルタエレメント１３が存在することから、圧力差が発生するが、その圧力差はフィルタエレメント１３に目詰まりが進行するに伴って大きくなる。目詰まりがあまり発生していない状態のもとでは、その圧力差は小さく、ばね３４のばね力によって目詰まり検出軸体３１は図２において左側に寄せられている。
【００３０】
これに対して、フィルタエレメント１３が異物によって目詰まりを起こすと、目詰まりの進行に伴って二次側ポート１５の圧力が低くなり、両方のダイヤフラム室２２，２４の差圧が大きくなる。これにより、目詰まり検出軸体３１は、図２において徐々に右側に変位することになり、２つのセンサ３８のうち一方がオンとなって出力信号を出力する。これにより、フィルタエレメント１３が許容範囲ではあるが、ある程度の目詰まり状態となっていることが点灯表示される。さらに、これよりも目詰まりが進行すると、他方のセンサ３８がオン信号を出力してフィルタエレメント１３を交換する必要があることが点灯表示される。したがって、作業者は点灯表示部を見てフィルタエレメント１３の交換時期を判断することができ、フィルタ１０が設置された場所から離れた場所でフィルタエレメント１３の交換時期を検知することができる。
【００３１】
フィルタ収納容器の底部には、捕捉された液体を外部に排出するためのドレンコック１６が設けられており、このドレンコック１６には、液体が所定の液位となったときに自動的に液体を排出するようにしたオートドレンのタイプと手動操作により液体を排出するよにうしたタイプとがあり、いすれのタイプにも適用することができる。
【００３２】
図４はコンプレッサなどから構成される空気圧源４１の空気を空気圧アクチュエータ４２に供給してこれのピストンロッド４３を往復動するための空気圧回路を示す図であり、空気圧源４１と空気圧アクチュエータ４２とを連結する空気圧流路１７には空気圧アクチュエータ４２に対する空気の供給を制御するための電磁弁４４が設けられている。さらに、この流路１７には、２つのフィルタ１０ａ，１０ｂが直列に接続されており、それぞれのフィルタ１０ａ，１０ｂ内のフィルタエレメントの目詰まり状況を検出するために、目詰まり検出装置１８が流路１７に接続されている。
【００３３】
図５は図４に示す空気圧流路に設けられた目詰まり検出装置１８を示す図であり、この目詰まり検出装置１８は２つの検出装置本体１８ｂ，１８ｃが一体となっており、２つの主ブロック部２０ａと２つの連通ブロック部２０ｂと１つの共通ブロック部２０ｃとを有している。この目詰まり検出装置１８の主ブロック部２０ａと連通ブロック部２０ｂの構造は、図２に示したものと同様となっている。共通ブロック部２０ｃは、一方の検出装置本体１８ｂの二次側ダイヤフラム室２４に連通するとともに、他方の検出装置本体１８ｃの一次側ダイヤフラム室２２に連通するようになっており、一方の検出装置本体１８ｂの二次側の連通ブロック部になるとともに、他方の検出装置本体１８ｃの一次側の連通ブロック部になっている。
【００３４】
一方の検出装置本体１８ｂの連通ブロック部２０ｂには、フィルタ１０ａの一次側の流路から分岐した流路１９ａが接続され、フィルタ１０ａの二次側の流路とフィルタ１０ｂの一次側流路とを接続する流路から分岐した流路１９ｂは共通ブロック部２０ｃに接続されている。また、他方の検出装置本体１８ｃの連通ブロック部２０ｂには、フィルタ１０ｂの二次側の流路から分岐した流路１９ｃが接続されている。
【００３５】
図４に示すように、直列に接続された２つのフィルタ１０ａ，１０ｂ内のそれぞれのフィルタエレメントの目詰まり状況を、フィルタ１０ａ，１０ｂから離れた位置に設けられた目詰まり検出装置１８によって検出することができる。
【００３６】
図６は図４に示された空気圧流路に設けられる目詰まり検出装置の変形例を示す図であり、図５に示す目詰まり検出装置１８にあっては検出装置本体１８ｂ，１８ｃを直線状に連結したのに対して、図６に示す目詰まり検出装置１８にあっては、検出装置本体１８ｂ，１８ｃを並列に配置して、それぞれを共通ブロック部２０ｄにより連結するようにしている。この共通ブロック部２０ｄは、上流側の検出装置本体１８ｂ内の二次側ダイヤフラム室２４に連通するとともに、下流側の検出装置本体１８ｃの一次側ダイヤフラム室２２に連通している。
【００３７】
図４〜図６に示す場合には、直列に配置された複数の空気圧機器の目詰まり状況を検出するようにしているが、並列に配置された複数の空気圧機器の目詰まり状況を検出するようにしても良く、その場合には図１に示すタイプの目詰まり検出装置を複数個集中配置することができる。
【００３８】
このように、フィルタなどの空気圧機器から離して目詰まり検出装置を配置するようにすると、複数の空気圧機器の目詰まり状況を集中して監視することができる。
【００３９】
図７および図８は本発明の他の実施の形態である目詰まり検出装置１８を示す図であり、この場合には図３に示したフィルタ１０のポートブロック１２に目詰まり検出装置１８が直接取り付けられるようになっている。図７および図８においては、前記実施の形態における部材と共通する部材には同一の符号が付されている。
【００４０】
この場合にはフィルタ１０の一次側ポート１４と目詰まり検出装置１８の一次側ポート２１とを連通させる一次側流路４５がポートブロック１２に形成され、フィルタ１０の二次側ポート１５と目詰まり検出装置１８の二次側ポート２３とを連通させる二次側流路４６がポートブロック１２に形成されている。一次側ポート２１と二次側ポート２３のそれぞれの開度を調整するために、それぞれの連通ブロック部２０ｂには絞り弁４７が設けられており、絞り弁４７によってそれぞれのポート１４，１５の脈動がダイヤフラム室２２，２４に伝播されることを防止している。ただし、一方の流路のみに絞り弁を設けるようにしても良い。
【００４１】
図１〜図６に示す目詰まり検出装置１８に対しても、絞り弁４７を取り付けるようにしても良く、その場合には、封止プラグ３５を外してそれぞれダイヤフラム室２２，２４に連通させて絞り弁４７に取り付けることができる。
【００４２】
図９は本発明の他の実施の形態である目詰まり検出装置における図７と同様の部分を示す断面図である。この場合には、検出装置本体１８ａはフィルタ本体を構成するポートブロック１２に一体に形成されており、その両端部にエンドキャップ４８，４９がねじ結合されて、それぞれのエンドキャップ４８，４９内に一次側ダイヤフラム室２２と二次側ダイヤフラム室２４とが形成されている。
【００４３】
そして、前記実施の形態にあっては、絞り弁４７がそれぞれの連通ブロック部２０ｂ，２０ｃに設けられているのに対して、図９に示す場合には、それぞれのエンドキャップ４８，４９に小径の絞り流路４８ａ，４９ａが形成され、これらの絞り流路４８ａ，４９ａは固定絞りとなっている。このように、固定絞りを検出装置本体１８ａに設けることによって、検出装置本体１８ａの構造をより簡単にすることが可能となる。
【００４４】
それぞれの実施の形態にあっては、目詰まり検出軸体３１の位置を自動的にセンサ３８により検出するようにしているが、図８において二点鎖線５０に示すように、検出装置本体１８ａの主ブロック部２０ａに透明部材を設け、目詰まり検出軸体３１を外部から作業者が目視することができるようにしても良い。その場合には、外部から目詰まり検出軸体３１を観察することにより、その位置に応じてフィルタエレメント１３の目詰まり状況を判別することができる。なお、透明部材５０は目詰まり検出軸体３１が外部から観察し得る領域に設けられていれば良いが、図７に示す場合には、検出装置本体１８ａのうち主ブロック部２０ａ自体を透明部材により形成するようにしても良い。
【００４５】
なお、図７および図９において符号５１はフィルタエレメント１３を取り付けるためのねじ孔であり、図７において符号５２は軸収容孔２５を外部に連通させる大気導入孔である。
【００４６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４７】
たとえば、図示する場合にはいずれもフィルタ１０，１０ａ，１０ｂの目詰まりを検出するために本発明の目詰まり検出装置を適用しているが、オリフィスやエジェクタなどの他の空気圧機器の目詰まりを検出するためにも適用することができる。また、フィルタの目詰まりを検出する場合には、目詰まり状況を検出することができるフィルタとしては、前述したエアフィルタ、ミストフィルタおよびマイクロミストフィルタのいずれに対しても適用することができる。また、図示するフィルタ１０はいずれも容器１１を有しているが、容器１１を有していないフィルタにも本発明を適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、目詰まり検出軸体に設けられた一次側と二次側のダイヤフラムによってそれぞれポートに連通するダイヤフラム室を形成したので、目詰まり検出軸体には移動抵抗が加わることなく、円滑に移動することになり、一次側ポートと二次側ポートとの圧力差により目詰まり検出軸体が移動してフィルタエレメントなどの空気圧機器の目詰まり状態を検出することができる。検出装置本体の少なくとも一部を透明部材として外部から目詰まり軸体を目視し得るようにすれば、目詰まり軸体の移動量に応じて空気圧機器の目詰まりを検出することができる。また、目詰まり検出軸体に永久磁石を設け、これに感応するセンサによって自動的に空気圧機器の目詰まり状態を検出して、その状態を点灯表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である目詰まり検出装置を示す斜視図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】図１および図２に示された目詰まり検出装置をフイルタに接続した状態を示す断面図である。
【図４】直列に接続された２つのフィルタのそれぞれの目詰まりを検出するために２つの検出装置本体を一体にしたタイプの本発明の他の実施の形態である目詰まり検出装置を示す空気圧回路を示す回路図である。
【図５】図４に示された目詰まり検出装置を示す斜視図である。
【図６】図４に示す空気圧回路に使用される他のタイプの目詰まり検出装置を示す斜視図である。
【図７】本発明の目詰まり検出装置をフィルタに直接取り付けた場合を示す断面図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態である目詰まり検出装置における図７と同様の部分を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，１０ｂ フィルタ
１１ 容器
１２ ポートブロック
１３ フィルタエレメント
１４ 一次側ポート
１５ 二次側ポート
１６ ドレンコック
１８ 目詰まり検出装置
１８ａ 検出装置本体
２１ 一次側ポート
２２ 一次側ダイヤフラム室
２３ 二次側ポート
２４ 二次側ダイヤフラム室
２６ 一次側ダイヤフラム
２７ ロッドカバー
２８ 二次側ダイヤフラム
３１ 目詰まり検出軸体
３２ 第１軸体
３３ 第２軸体
３４ ばね部材
３６ 永久磁石
３７ センサ取付溝
３８ センサ
４１ 空気圧源
４２ 空気圧アクチュエータ
４３ ピストンロッド
４４ 電磁弁
４５ 一次側流路
４６ 二次側流路
４７ 絞り弁
４８，４９ エンドブロック
Claims (7)
- 空気圧機器の流入側部に連通する一次側ダイヤフラム室、前記空気圧機器の流出側部に連通する二次側ダイヤフラム室、および両方の前記ダイヤフラム室の間の軸収容孔が形成された検出装置本体と、
前記一次側ダイヤフラム室と前記軸収容孔とを区画する一次側ダイヤフラム、および前記二次側ダイヤフラム室と前記軸収容孔とを区画する二次側ダイヤフラムが設けられ、前記軸収容孔内に軸方向に往復動自在に装着された目詰まり検出軸体と、
前記目詰まり検出軸体に前記一次側ダイヤフラムに向かうばね力を付勢するばね部材とを有し、
前記目詰まり検出軸体の軸方向の位置に基づいて前記空気圧機器の目詰まりを検出するようにしたことを特徴とする目詰まり検出装置。 - 請求項１記載の目詰まり検出装置において、前記目詰まり検出軸体に永久磁石を設け、前記検出装置本体に前記永久磁石の磁力に感応するセンサを設け、前記目詰まり検出軸体が目詰まり表示位置となったときに前記センサにより目詰まり状態を検出し得るようにしたことを特徴とする目詰まり検出装置。
- 請求項１または２記載の目詰まり検出装置において、前記検出装置本体は、前記目詰まり検出軸体を外部に目視させる透明部を有することを特徴とする目詰まり検出装置。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載の目詰まり検出装置において、前記流入側部と前記一次側ダイヤフラム室とを連通させる一次側ポートと、前記流出側部と前記二次側ダイヤフラム室とを連通させる二次側ポートとの少なくともいずれか一方に、流路の開度を調整する絞り弁を設けたことを特徴とする目詰まり検出装置。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載の目詰まり検出装置において、目詰まり状況が検出される空気圧機器から離れた位置に設けるようにしたことを特徴とする目詰まり検出装置。
- 請求項５記載の目詰まり検出装置において、それぞれ空気圧機器の目詰まり状況を検出する複数の検出装置本体を一体に連結したことを特徴とする目詰まり検出装置。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の目詰まり検出装置において、前記空気圧機器はフィルタであることを特徴とする目詰まり検出装置。
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