JP4567246B2 - フィルタ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧回路等の流体循環系において流体中の異物や混入物、汚染物質等を捕捉するためのフィルタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
油圧回路等に設けるフィルタ装置は、流入ポートと流出ポートを備えたケースの内部にフィルタエレメントを収容し、このフィルタエレメントに流体を通すことにより、流体中の異物等を取除くようにしている。従来の一般的なフィルタエレメントは、紙あるいは不織布等からなるろ材と、ろ材を保護するためのコアを備えている。コアは、ろ材の内側に設ける内筒と、ろ材の外側に設ける外筒などを含んでいる。
【0003】
従来のフィルタエレメントは、交換時期がきたときにケースから取出され、ろ材をコアごと廃棄処分していた。しかし最近は、環境問題あるいは資源節約等の観点から、コアを廃棄せず、主としてろ材を廃棄するようなフィルタエレメントが望まれている。このような要望から、図5あるいは図6に示すようなフィルタ装置200A,200Bが考えられた。
【0004】
図5に示すフィルタ装置200Aは、フィルタエレメント201の外側から内側に向かって流体が流れるタイプである。ケース202に流入ポート203と流出ポート204が設けられている。フィルタエレメント201は、ケース202に挿入された内筒形コア205の外側に取付けられている。フィルタエレメント201と内形筒コア205は互いに分離させることができる。
【0005】
このフィルタエレメント201は、ろ材210と、ろ材210の両端に設けたエンドプレート211,212を備えている。フィルタエレメント201は、内筒形コア205に対して軸線x方向にある程度移動することができる。このフィルタ装置200Aの場合、流体は、矢印f1で示すように流入ポート203からケース202の内部に流入し、ろ材210の外側から内側に向かって流れ、流出ポート204から出て行く。
【0006】
図6に示す従来のフィルタ装置200Bは、流体がフィルタエレメント215の内側から外側に向かって流れるタイプである。ケース220に流入ポート221と流出ポート222が設けられている。フィルタエレメント215は、ケース220に固定された外筒形コア223の内側に挿入される。フィルタエレメント215は外筒形コア223から分離させることができる。
【0007】
このフィルタエレメント215は、ろ材230と、ろ材230の両端に設けたエンドプレート231,232を備えている。フィルタエレメント215は、流体の圧力が加わっていないときに軸線x方向にある程度移動することができる。
このフィルタ装置200Bの場合、流体は、矢印f2で示すように流入ポート221からフィルタエレメント215の内側に流入し、ろ材230の外面側に向かって流れ、流出ポート222から出て行く。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
図5に示した従来のフィルタ装置200Aの場合、流体が流れる際に、フィルタエレメント201の外面と内面との間の圧力差により、ろ材210の径方向にろ材210を変形させる力f3が加わるとともに軸線x方向の力f4が加わる。
径方向の力f3に対しては、内筒形コア205が力f3を受けることにより、ろ材210の変形が防止される。
【0009】
しかし軸線x方向の力f4に対しては、ろ材210自体の剛性が小さいことにより、ろ材210が潰れたり、変形によってろ材210のメッシュが変化し、所定の濾過性能を発揮できなくなるおそれがあることが判った。
【0010】
また、フィルタエレメント201が内筒形コア205に対して軸線x方向に滑ることができるため、フィルタエレメント201を交換するために内筒形コア205をケース202から取出したとき、フィルタエレメント201が内筒形コア205から滑り落ちてしまうことがあった。
【0011】
一方、図6に示した従来のフィルタ装置200Bは、流体が流れる際に、フィルタエレメント215の内面と外面との間の圧力差により、ろ材230を径方向に膨らませる力f5が加わるとともに、軸線x方向に力f6が加わる。径方向の力f5に対しては、外筒形コア223が力f5を受けることにより、ろ材230の変形が防止される。
【0012】
しかし軸線x方向の力f6に対しては、ろ材230自体の剛性が小さいことにより、ろ材230が圧縮される方向に変形し、所定の濾過性能を発揮できなくなるおそれがあった。また、フィルタエレメント215が外筒形コア223に対して軸線x方向に滑ることができるため、フィルタエレメント215を交換する際に、ケース220を上下さかさまにするとフィルタエレメント215がケース220から不用意に落下してしまうことがあった。
【0013】
従って本発明の目的は、ろ材の変形を防止できるとともに、フィルタエレメントを交換する際などにフィルタエレメントが不用意に滑り落ちることのないフィルタ装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明のフィルタ装置は、流入ポートおよび流出ポートを有するケースと、筒状に形成されたろ材および該ろ材の一端側に設ける第1のエンドプレートおよび該ろ材の他端側に設ける第2のエンドプレートを備えたフィルタエレメントと、前記ケースの内部に設けられ、前記フィルタエレメントとは別体でかつ前記ろ材の内面と外面のうち少なくとも流体が出てくる側の面に対向する筒部を有するケース側コアと、前記第1のエンドプレートが前記筒部の軸線方向に移動しないように第1のエンドプレートを前記ケース側コアまたは前記ケースに固定する第1の動き止め部と、前記第2のエンドプレートが前記筒部の軸線方向に移動しないように第2のエンドプレートを前記ケース側コアまたは前記ケースに固定する第2の動き止め部とを具備している。
【0015】
このフィルタ装置に流体が流れる際に、ろ材の内面と外面との間の圧力差により、ろ材の径方向に力が加わる。この径方向の力に関しては、ケース側コアの筒部がろ材を支持するため、ろ材が径方向に変形することが抑制される。また前記圧力差によって、フィルタエレメントに軸線方向の力が加わる。この軸線方向の力に関しては、第1の動き止め部によって第1のエンドプレートがケース側に支持され、第2の動き止め部によって第2のエンドプレートがケース側に支持されることになり、ろ材に軸線方向の力が加わることが回避される。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の第1の実施形態のフィルタ装置1Aについて、図1と図2を参照して説明する。
このフィルタ装置1Aは、ケース10と、ケース10の内部に収容されるフィルタエレメント11と、ケース側コア12などを備えている。ケース10は一端側に開口15を有する円筒形のケース本体16と、開口15を塞ぐ蓋17とを備えている。ケース本体16の周壁19に流入ポート20が形成されている。
【0017】
例えば金属等からなるケース本体16の底壁21に、流出ポート22が形成されている。蓋17は、ボルト等の固定用部品25によって、ケース本体16のフランジ部26に固定される。
【0018】
フィルタエレメント11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たろ材30と、ろ材30の一端側に固定されたリング状の第1のエンドプレート31と、ろ材30の他端側に固定されたリング状の第2のエンドプレート32を備えている。エンドプレート31,32の内周面に、Oリング等のシール材33,34が設けられている。これらエンドプレート31,32は、いずれも金属あるいは合成樹脂によって形成されている。
【0019】
ケース10の内部にケース側コア12が挿入される。ケース側コア12は、ケース本体16の開口15付近に挿入される円板部40と、円板部40と一体に形成された円筒形の筒部41とを備え、金属あるいは合成樹脂によって形成されている。筒部41の軸線Xは、ケース本体16の軸線X′(図2に示す)とほぼ一致している。円板部40とケース本体16との間は、シール材42によってシールされる。筒部41の先端部41aとケース本体16との間はシール材43によってシールされる。
【0020】
筒部41の外周面45は、ろ材30の内面46と外面47のうち、流体が出てくる側の面(この場合、内面46)に対向している。筒部41の外周面45は、ろ材30が径方向に潰れることを防止できるように、ろ材30の内面46を支持すべく、内面46にほぼ接している。筒部41には多数の流通孔48が形成されている。
【0021】
第1のエンドプレート31の中央部に、筒部41を挿入する取付孔51が形成されている。取付孔51の内周面と筒部41との間は、シール材33によってシールされている。第2のエンドプレート32の中央部にも、筒部41を挿入する取付孔53が形成されている。取付孔53の内周面と筒部41との間は、シール材34によってシールされている。
【0022】
第1のエンドプレート31とケース側コア12との間に、第1の動き止め部55が設けられている。第1の動き止め部55は、第1のエンドプレート31が軸線X方向に移動することを規制する機能を有している。この実施形態の場合、第1の動き止め部55は、ケース側コア12の一端側の外周面に形成された雄ねじ部56と、この雄ねじ部56に螺合するように第1のエンドプレート31の内周面に形成された雌ねじ部57とによって構成されている。
【0023】
また第2のエンドプレート32とケース側コア12との間に、第2の動き止め部60が設けられている。第2の動き止め部60は、第2のエンドプレート32が軸線X方向に移動することを規制する機能を有している。この実施例の場合、第2の動き止め部60は、ケース側コア12の端部の大径部61と小径部62との間に形成された段部63と、この段部63に軸線X方向から当接するように第2のエンドプレート32に形成されたストッパ壁64と、第2のエンドプレート32の抜け止めをなすための止め輪65によって構成されている。止め輪65は筒部41に形成された溝66に嵌合する。
【0024】
以下に上記フィルタ装置1Aの作用について説明する。
流入ポート20からケース10の内部に流入した流体は、図1に矢印F1で示すように、フィルタエレメント11の外側から内側に向かって流れ、ケース側コア12の流通孔48を通って流出ポート22から出てゆく。
【0025】
このフィルタ装置1Aの場合、ろ材30の内面46と外面47との間の圧力差によって、ろ材30の外側から、ろ材30を径方向に潰そうとする力F2が加わる。この径方向の力F2を、ろ材30の内側に設けた筒部41が受けることにより、ろ材30の変形が防止される。
【0026】
また前記圧力差により、エンドプレート31,32に、軸線X方向の力F3が加わる。この力F3に関しては、第1のエンドプレート31が第1の動き止め部55によって筒部41に支持され、第2のエンドプレート32が第2の動き止め部60によって筒部41に支持されるため、ろ材30に軸線X方向の力F3が加わることが回避される。このため、ろ材30の剛性が小さくても、ろ材30が軸線X方向に潰れることが防止され、ろ材30が所定の濾過性能を発揮することができる。
【0027】
使用されたフィルタエレメント11が交換時期にきたとき、固定用部品25をケース本体16から外すことにより、蓋17をケース本体16から取外す。そしてケース側コア12をケース本体16から引き出す。フィルタエレメント11は第1の動き止め部55と第2の動き止め部60によってケース側コア12に保持されているため、ケース側コア12をケース本体16から引き出しても、フィルタエレメント11が不用意に滑り落ちてしまうことはない。
【0028】
ケース側コア12から止め輪65を取外し、フィルタエレメント11を軸線Xまわりに回転させ、雄ねじ部56と雌ねじ部57との螺合を外すことにより、図2に示すようにフィルタエレメント11をケース側コア12から分離させる。そしてフィルタエレメント11のみを廃棄する。
【0029】
新たなフィルタエレメント11を筒部41に嵌め、雄ねじ部56に雌ねじ部57を螺合させたのち、第2のエンドプレート32を止め輪65によって筒部41に固定する。そののちフィルタエレメント11とケース側コア12をケース本体16に挿入し、蓋17を固定用部品25によって固定することにより、フィルタ装置1Aを使用できる状態となる。このフィルタエレメント11は、ねじ部56,57を互いに螺合させることによってケース側コア12に取付けるため、ろ材30の軸線X方向の長さのばらつきを、ねじ部56,57の螺合量に応じて容易に吸収することができる。
【0030】
このフィルタ装置1Aは、フィルタエレメント11とケース側コア12とを、互いに分離させることができ、ケース側コア12を廃棄することなく繰返し再利用できるため、従来のフィルタエレメントのようにコアとろ材を同時に廃棄していた場合に比較して、環境対策および省資源の観点から有利である。しかもこのフィルタエレメント11は、ろ材30からエンドプレート31,32を分離させて、ろ材30のみを焼却処分とすることが可能である。
【0031】
次に、本発明の第2の実施形態のフィルタ装置1Bについて、図3と図4を参照して説明する。
このフィルタ装置1Bは、ケース100と、ケース100の内部に収容されるフィルタエレメント101と、ケース側コア102などを備えている。ケース100は、底壁105を有する円筒形のケース本体106と、ケース本体106の端部に固定されたリング状の端部材107と、端部材107の開口を塞ぐ蓋108とを備えている。ケース本体106は例えば金属からなり、端部材107と蓋108は、例えば金属あるいは合成樹脂からなる。
【0032】
蓋108は、ボルト等の固定用部品110によって、端部材107に固定される。蓋108と端部材107との間にシール材111が設けられている。端部材107の内周面に雌ねじ部112が形成されている。蓋108に流入ポート120が形成されている。ケース本体106の底壁105に流出ポート121が形成されている。
【0033】
フィルタエレメント101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たろ材130と、ろ材130の開口端側に固定されたリング状の第1のエンドプレート131と、ろ材130の閉塞端側に固定された円板形の第2のエンドプレート132を備えている。第1のエンドプレート131の外周面に、雄ねじ部133が形成されている。この雄ねじ部133は、ケース100の雌ねじ部112に螺合させることができる。雄ねじ部133の近傍に、Oリング等のシール材134が設けられている。エンドプレート131,132は、いずれも金属あるいは合成樹脂によって形成されている。
【0034】
ケース100の内部にケース側コア102が設けられている。ケース側コア102は、円筒形の筒部140を備えている。筒部140の軸線Xは、ケース本体106の軸線とほぼ一致している。筒部140とケース本体106との間に、流体が流れ込むチャンバ141が形成されている。
【0035】
筒部140の内周面142は、ろ材130の内面143と外面144のうち、流体が出てくる側の面(この場合、外面144)に対向している。筒部140の内周面142は、ろ材130が径方向に膨らむことを抑制できるように、ろ材130の外面144を支持すべく、外面144とほぼ接している。筒部140には多数の流通孔145が形成されている。
【0036】
第1のエンドプレート131の中央部に、流体が通る流通孔150が形成されている。第1のエンドプレート131と端部材107との間はシール材134によってシールされている。
【0037】
第1のエンドプレート131とケース100との間に第1の動き止め部155が設けられている。第1の動き止め部155は、第1のエンドプレート131が軸線X方向に移動することを規制する機能を有している。この実施形態の場合、第1の動き止め部155は、端部材107の内周面に形成された雌ねじ部112と、雌ねじ部112に螺合する雄ねじ部133とによって構成されている。
【0038】
また、第2のエンドプレート132が軸線X方向に移動することを規制するために、第2の動き止め部160が設けられている。この実施例の場合、第2の動き止め部160は、第2のエンドプレート132の端面161と、この端面161が対向するケース100の底壁105とによって構成されている。エンドプレート132の端面161は、底壁105に対して軸線X方向から当接する。
【0039】
以下に上記フィルタ装置1Bの作用について説明する。
流入ポート120からろ材130の内側に流入した流体は、図3に矢印F5で示すように、ろ材130の内面143側から外面144側に向かって流れ、筒部140の流通孔145を通ってチャンバ141に入り、流出ポート121から出てゆく。
【0040】
このフィルタ装置1Bの場合、ろ材130の内面143と外面144との間の圧力差により、ろ材130の内側から径方向の力F6が加わる。この径方向の力F6を、ろ材130の外側に設けた筒部140が受けることにより、ろ材130が径方向に膨らむことが防止される。
【0041】
また前記圧力差により、フィルタエレメント101に軸線X方向の力F7が加わる。この力F7に関しては、第1のエンドプレート131が第1の動き止め部155によってケース100の端部材107に支持され、第2のエンドプレート132が第2の動き止め部160によってケース100の底壁105に支持される。このため、ろ材130に軸線方向の力F7が加わることが回避される。このため、ろ材130の剛性が小さくても、ろ材130が軸線X方向に潰れることが防止され、所定の濾過性能を発揮することができる。
【0042】
フィルタエレメント101を新たなものと交換する場合、固定用部品110を端部材107から取外すことにより、蓋108をケース本体106から外す。そしてフィルタエレメント101を軸線Xまわりに回転させ、雄ねじ部133と雌ねじ部112との螺合を外すことにより、図4に示すようにフィルタエレメント101をケース本体106から引き出して、フィルタエレメント101を廃棄する。
【0043】
そして新たなフィルタエレメント101をケース本体106に挿入し、雄ねじ部133を雌ねじ部112に所定量ねじ込み、蓋108を固定用部品110によって固定することにより、フィルタ装置1Bが使用できる状態となる。このフィルタエレメント101は、ねじ部112,133を互いに螺合させることによってケース100に取付けるため、ろ材130の軸線X方向の長さのばらつきを、ねじ部112,133の螺合量に応じて容易に吸収することができる。
【0044】
このフィルタ装置1Bは、ケース側コア102を廃棄せずに繰返し使用することができるため、従来のようにろ材に固定されていたコアをろ材ごと廃棄していたものと比較して、環境対策および省資源の観点から有利である。しかもこのフィルタエレメント101は、ろ材130からエンドプレート131,132を分離させ、ろ材130のみを焼却処分することが可能である。
【0045】
なお、この発明を実施するに当たって、ケースやフィルタエレメント、ケース側コア、エンドプレート、第1および第2の動き止め部など、発明の構成要素を本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜に変形して実施できることは言うまでもない。例えばフィルタエレメントは、内筒あるいは外筒のいずれか一方を備えていてもよい。また、ケース側コアは、ろ材の内面と外面の双方に対向する筒部を備えていてもよい。
【0046】
【発明の効果】
請求項1に記載した発明によれば、フィルタエレメントのろ材が圧力差によって径方向に変形することを防止できかつ軸線方向に潰れることを防止できる。また、フィルタエレメントの交換時等にフィルタエレメントが滑り落ちることを防止できる。
【0047】
請求項1に記載した発明によれば、ろ材の外側から内側に向かって流体が流れるフィルタ装置において、圧力差によってろ材が径方向に潰れることを防止できかつ軸線方向に潰れることも防止できる。
【0048】
請求項2に記載した発明によれば、ろ材の内側から外側に向かって流体が流れるフィルタ装置において、圧力差によってろ材が径方向に膨らむことを防止できかつ軸線方向に潰れることも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態のフィルタ装置を一部断面で示す側面図。
【図2】図1に示されたフィルタ装置を分解して一部断面で示す側面図。
【図3】本発明の第2の実施形態のフィルタ装置を一部断面で示す側面図。
【図4】図3に示されたフィルタ装置を分解して一部断面で示す側面図。
【図5】従来のフィルタ装置を一部断面で示す側面図。
【図6】従来のフィルタ装置の他の例を一部断面で示す側面図。
【符号の説明】
1A…フィルタ装置
10…ケース
11…フィルタエレメント
12…ケース側コア
20…流入ポート
22…流出ポート
30…ろ材
31…第1のエンドプレート
32…第2のエンドプレート
41…筒部
55…第1の動き止め部
60…第2の動き止め部
1B…フィルタ装置
100…ケース
101…フィルタエレメント
102…ケース側コア
120…流入ポート
121…流出ポート
130…ろ材
131…第1のエンドプレート
132…第2のエンドプレート
140…筒部
155…第1の動き止め部
160…第2の動き止め部
Claims (2)
- 流入ポートおよび流出ポートを有するケースと、
前記ケースに収容されるフィルタエレメントであって、筒状に形成されたろ材および該ろ材の一端側に設ける第1のエンドプレートおよび該ろ材の他端側に設ける第2のエンドプレートを備えたフィルタエレメントと、
前記ケースの内部に設けられ、前記フィルタエレメントとは別体でかつ前記ろ材の内面と外面のうち少なくとも流体が出てくる側の面に対向する筒部を有するケース側コアと、
前記第1のエンドプレートが前記筒部の軸線方向に移動しないように第1のエンドプレートを前記ケース側コアに固定する第1の動き止め部と、
前記第2のエンドプレートが前記筒部の軸線方向に移動しないように第2のエンドプレートを前記ケース側コアに固定する第2の動き止め部とを具備し、前記フィルタエレメントの外面側から内面側に向かって流体が流れるフィルタ装置であって、
前記第1の動き止め部は、前記第1のエンドプレートの内周面に形成された雌ねじ部と、該雌ねじ部に螺合するように前記ケース側コアの外周面に形成された雄ねじ部とによって構成され、前記第2の動き止め部は、前記ケース側コアの大径部と小径部との間に形成された段部と、該段部に対し前記第2のエンドプレートが前記軸線方向から当接するように該エンドプレートに形成されたストッパ壁とによって構成され、該ストッパ壁は、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部とが螺合した状態において前記ろ材の軸線方向の長さに応じた位置にて前記段部に当接することを特徴とするフィルタ装置。 - 流入ポートおよび流出ポートを有するケースと、
前記ケースに収容されるフィルタエレメントであって、筒状に形成されたろ材および該ろ材の一端側に設ける第1のエンドプレートおよび該ろ材の他端側に設ける第2のエンドプレートを備えたフィルタエレメントと、
前記ケースの内部に設けられ、前記フィルタエレメントとは別体でかつ前記ろ材の内面と外面のうち少なくとも流体が出てくる側の面に対向する筒部を有するケース側コアと、
前記第1のエンドプレートが前記筒部の軸線方向に移動しないように第1のエンドプレートを前記ケースに固定する第1の動き止め部と、
前記第2のエンドプレートが前記筒部の軸線方向に移動しないように第2のエンドプレートを前記ケースに固定する第2の動き止め部とを具備し、前記フィルタエレメントの内面側から外面側に向かって流体が流れるフィルタ装置であって、
前記第1の動き止め部は、前記ケースの内周面に形成された雌ねじ部と、該雌ねじ部に螺合するように前記第1のエンドプレートの外周面に形成された雄ねじ部とによって構成され、前記第2の動き止め部は、前記第2のエンドプレートの端面と、該端面と対向し該端面が前記軸線方向から当接するケースの底壁とによって構成されたことを特徴とするフィルタ装置。
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