JP6535647B2 - エアフィルター - Google Patents

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Description

本発明は、フィルターエレメントの目詰まりを検出するインジケーターを備えたエアフィルターに関する。
エアフィルターのボディ内には、フィルターエレメントが収容されている。ボディには、供給孔及び排出孔が形成されている。供給孔からボディ内に供給された空気は、ボディ内でフィルターエレメントを通過した後、排出孔から排出される。空気に含まれる塵埃等の異物は、空気がフィルターエレメントを通過するときに濾過される。排出孔からは、異物が除去された状態の空気が排出される。
なお、供給孔には、供給配管が接続されるとともに、エアフィルターにおける供給孔と対向する位置には、供給配管を介して供給孔に空気を供給する供給側空圧機器が配置される。また、排出孔には、排出配管が接続されるとともに、エアフィルターにおける排出孔と対向する位置には、排出孔から排出される空気が排出配管を介して流入する排出側空圧機器が配置される。
このようなエアフィルターでは、フィルターエレメントの目詰まりを検出するインジケーター(目詰まり検知装置)を備えているものがある。インジケーターは、ボディ内におけるフィルターエレメントを通過する前の空気圧である一次圧と、フィルターエレメントを通過した後の空気圧である二次圧との圧力差に基づいて、フィルターエレメントの目詰まりを検出する。
例えば特許文献1のインジケーターは、異なる色で着色された表示部材である第1表示部材及び第2表示部材を透明な表示筒内で相対移動可能に支持し、一次圧と二次圧との圧力差に基づいて、第1表示部材で第2表示部材を覆うように構成されている。例えば、フィルターエレメントに目詰まりが生じていないときには、第2表示部材に着色された緑色が表示筒に表示される。そして、フィルターエレメントの目詰まりが進んで、一次圧と二次圧との圧力差が大きくなると、一次圧と二次圧との圧力差に基づいて、第1表示部材が第2表示部材を覆うように移動し、第1表示部材に着色された赤色が表示筒に表示されるようになっている。したがって、特許文献1のインジケーターでは、作業者は、表示筒に表示された第1表示部材又は第2表示部材の色を視認することで、フィルターエレメントの目詰まりの度合いを把握することができる。
また、例えば特許文献2の目詰まり検知装置は、一次圧と二次圧との圧力差に基づいて移動する磁性体のピストンと、ピストンの磁気を検出する磁気センサと、を備えている。磁気センサは、ピストンの移動方向に複数並設されている。そして、特許文献2の目詰まり検知装置では、複数の磁気センサにおけるピストンの磁気の検出信号に基づいて、フィルターエレメントの目詰まりの度合いを把握するようにしている。
特許第4504733号公報 実開平4−14116号公報
例えば、特許文献1のインジケーターに、特許文献2のような、磁性体のピストンと、複数の磁気センサとをさらに設けて、表示筒に表示された第1表示部材又は第2表示部材の色を視認することに加えて、ピストンの磁気の検出信号に基づいてもフィルターエレメントの目詰まりの度合いを把握することができるようにすることも考えられる。このようにすれば、フィルターエレメントの目詰まりの度合いをさらに確実に把握することが可能となる。しかし、例えば、磁気センサの設置場所によっては、磁気センサが邪魔になって、表示筒に表示された第1表示部材又は第2表示部材の色を視認することが困難となることがある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、磁気センサを備えた構成であっても、表示筒に表示される表示部材の視認性を確保することができるエアフィルターを提供することにある。
上記課題を解決するエアフィルターは、フィルターエレメントを収容するボディと、前記ボディに形成される供給孔及び排出孔と、前記ボディ内における前記フィルターエレメントを通過する前の空気圧である一次圧と前記フィルターエレメントを通過した後の空気圧である二次圧との圧力差に基づいて、前記フィルターエレメントの目詰まりを検出するインジケーターと、を備え、前記インジケーターは、透明な表示筒と、前記表示筒内に相対移動可能に支持された表示部材と、前記一次圧と前記二次圧との圧力差に基づいて移動する磁性体と、前記磁性体の磁気を検出する磁気センサと、を有し、前記表示部材は、前記一次圧と前記二次圧との圧力差に基づいて移動可能であるとともに前記磁性体を含み、前記供給孔及び前記排出孔は、前記磁性体の移動方向に対して直交する方向に対向配置されるとともにそれぞれの開口が互いに反対側を向いており、前記磁気センサは、前記供給孔及び前記排出孔の対向方向で前記表示部材と並んだ状態で前記表示筒に対して配置されている。
上記エアフィルターにおいて、前記表示筒には、前記磁気センサを保持する保持部が一体形成されているとよい。
上記エアフィルターにおいて、前記インジケーターは、前記磁気センサを二つ有し、前記二つの磁気センサは、前記二つの磁気センサそれぞれの前記磁性体の磁気の検出位置が、前記磁性体の移動方向で異なるように前記表示筒に対して配置されているとよい。
上記エアフィルターにおいて、前記磁気センサは、前記磁性体の移動方向に位置調整可能になっているとよい。
上記エアフィルターにおいて、前記表示筒は、前記磁気センサにおける前記磁性体の磁気の検出位置と対となる目盛を有しているとよい。
上記エアフィルターにおいて、前記磁気センサは、前記磁気センサにおける前記磁性体の磁気の検出に基づいて発光する発光部を有しているとよい。
この発明によれば、磁気センサを備えた構成であっても、表示筒に表示される表示部材の視認性を確保することができる。
実施形態におけるエアフィルターの縦断面図。 インジケーター及び流路形成体を示す斜視図。 インジケーターの縦断面図。 インジケーターの縦断面図。 磁気センサにおける表示筒への固定前の状態を示す拡大断面図。 磁気センサが表示筒に固定されている状態を示す拡大断面図。 目盛を示すインジケーターの正面図。 発光部を示すインジケーターの側面図。
以下、エアフィルターを具体化した一実施形態を図1〜図8にしたがって説明する。
図1に示すように、エアフィルター10のボディ11は、筒状のフィルターエレメント12を収容する筒状のエレメントケース13と、エレメントケース13の端部に取り付けられる四角ブロック状の流路形成体14と、を有している。
流路形成体14の一側面には、供給孔15が形成されている。流路形成体14の他側面には、排出孔16が形成されている。供給孔15は、エレメントケース13内のフィルターエレメント12の内周側に連通している。排出孔16は、エレメントケース13内のフィルターエレメント12の外周側に連通している。
供給孔15から供給された空気は、フィルターエレメント12の内周側からフィルターエレメント12を通過して、エレメントケース13内のフィルターエレメント12の外周側に流れ、排出孔16から排出される。空気に含まれる塵埃等の異物は、空気がフィルターエレメント12を通過するときに濾過される。排出孔16からは、異物が除去された状態の空気が排出される。
図2に示すように、流路形成体14におけるエレメントケース13とは反対側の端面である上面14aには、インジケーター20が取り付けられている。インジケーター20は、ボディ11内におけるフィルターエレメント12を通過する前の空気圧である一次圧とフィルターエレメントを通過した後の空気圧である二次圧との圧力差に基づいて、フィルターエレメント12の目詰まりを検出する。
インジケーター20は、流路形成体14の上面14aに取り付けられる四角ブロック状のベース21を有している。ベース21は、複数の螺子B1により流路形成体14に取り付けられている。ベース21における流路形成体14とは反対側の端面には、凹部21aが形成されている。また、インジケーター20は、ベース21の凹部21aに嵌め込まれた状態でベース21に取り付けられる表示筒22を有している。表示筒22は、透明な合成樹脂で形成されている。表示筒22は、複数の螺子B2によりベース21に取り付けられている。
図3に示すように、ベース21の凹部21aと表示筒22との間は、シール部材23によりシールされている。また、ベース21は、ピストン収容凹部21bを有している。ピストン収容凹部21bは、ベース21の凹部21aの底面211aの中央部に開口するとともに、凹部21aから流路形成体14の上面14aに向けて直線状に延びている。
表示筒22には、ピストン収容凹部21bに連通するガイド凹部22aが形成されている。ピストン収容凹部21bの孔径とガイド凹部22aの孔径とは同じである。ピストン収容凹部21b内には円筒状のピストン24が収容されている。ピストン24は、赤色に着色されている。ピストン24の中央部には、円孔状の挿入凹部24aが形成されている。また、ピストン24には、挿入凹部24aに連通する連通孔24bが形成されている。連通孔24bは、挿入凹部24aからピストン24の径方向に延びてピストン24の外周面に開口している。ピストン24は、ピストン収容凹部21b及びガイド凹部22a内を往復動可能である。
ガイド凹部22a内には、バネガイド25が収容されている。バネガイド25は、緑色に着色されている。バネガイド25は、円板状の底部25aと、底部25aの中央部からピストン24に向けて突出する円柱状の突出部25bと、を有している。突出部25bは、ピストン24の挿入凹部24a内に挿入可能である。
また、バネガイド25とピストン24との間には、ピストン24をピストン収容凹部21bの底面211bに向けて付勢するバネ部材26が設けられている。バネ部材26の一端は、バネガイド25の底部25aに支持されるとともに、バネ部材26の他端は、ピストン24の挿入凹部24aの底面に支持されている。ピストン24及びバネガイド25は、表示筒22内に相対移動可能に支持されるとともに異なる色で着色された表示部材である。
ピストン24は、円環状の磁石27を備えている。磁石27は、ピストン24における表示筒22側の端部の外周面に取り付けられている。よって、ピストン24は、磁性体である磁石27を含んでいる。磁石27は、黄色に着色されている。
図4に示すように、ピストン24は、一次圧と二次圧との圧力差に基づいてバネガイド25の突出部25bを覆うように移動可能である。したがって、磁石27は、ピストン24と共に一次圧と二次圧との圧力差に基づいて移動する。
ピストン24における表示筒22とは反対側の端部の外周面には、円環状のシール部材28が取り付けられている。シール部材28は、ピストン24の外周面とピストン収容凹部21bの内周面との間をシールする。そして、シール部材28は、ピストン収容凹部21b及びガイド凹部22a内を、シール部材28よりもピストン収容凹部21bの底面211b側の一次圧作用室29aと、シール部材28よりもガイド凹部22a側の二次圧作用室29bとに区画している。
図1に示すように、エアフィルター10は、流路形成体14及びベース21を貫通して供給孔15と一次圧作用室29aとを連通する一次圧供給通路30aを有している。また、エアフィルター10は、流路形成体14及びベース21を貫通して排出孔16と二次圧作用室29bとを連通する二次圧供給通路30bを有している。一次圧作用室29aには、ボディ11内におけるフィルターエレメント12を通過する前の空気が、供給孔15から一次圧供給通路30aを介して供給される。二次圧作用室29bには、ボディ11内におけるフィルターエレメント12を通過した後の空気が、排出孔から二次圧供給通路30bを介して供給される。
供給孔15及び排出孔16は、ピストン24(磁石27)の移動方向(図1において矢印Z1で示す方向)に対して直交する方向に対向配置されるとともにそれぞれの開口が互いに反対側を向いている。
インジケーター20は、磁石27の磁気を検出する磁気センサ31を二つ有している。各磁気センサ31は、リード線R1を介して制御装置S1に電気的に接続されている。表示筒22には、各磁気センサ31を保持する二つの保持部22bが一体形成されている。各保持部22bは、表示筒22におけるベース21とは反対側の面22cからベース21に向けて直線状に延びる凹部である。二つの保持部22bは、供給孔15及び排出孔16の対向方向(図1において矢印X1で示す方向)でバネガイド25を挟んだ両側に配置されている。したがって、各磁気センサ31は、供給孔15及び排出孔16の対向方向でバネガイド25と並んだ状態で表示筒22に対して配置されている。
図3に示すように、各磁気センサ31には、供給孔15及び排出孔16の対向方向に延びる雌ねじ孔31aが形成されている。表示筒22における供給孔15及び排出孔16の対向方向に位置する両側面22dには、各保持部22b内にそれぞれ連通する螺子挿通部22hが形成されている。両螺子挿通部22hは、ピストン24の移動方向において互いにずれた位置に配置されている。両螺子挿通部22hの一方(図3において右側にある螺子挿通部22h)は、他方(図3において左側にある螺子挿通部22h)に比べて、ピストン24の移動方向においてベース21に近い位置に配置されている。
磁気センサ31は、雌ねじ孔31aが螺子挿通部22hに臨むように各保持部22b内に配置される。二つの磁気センサ31の一方は、雌ねじ孔31aが両螺子挿通部22hの一方に臨むように保持部22b内に配置されている。二つの磁気センサ31の他方は、雌ねじ孔31aが両螺子挿通部22hの他方に臨むように保持部22b内に配置されている。
図5に示すように、螺子32は、螺子挿通部22hを通過した後、雌ねじ孔31aにねじ込まれ、雌ねじ孔31aを貫通して、螺子32の先端が保持部22bにおける螺子挿通部22hとは反対側の内面に当接する。
図6に示すように、螺子32の先端が保持部22bにおける螺子挿通部22hとは反対側の内面に当接した状態で、さらに螺子32をねじ込むと、螺子32の締め込みの反力によって磁気センサ31が保持部22bにおける螺子挿通部22h側の内面に押し付けられる。これにより、磁気センサ31が保持部22b内において位置決めされた状態で固定される。なお、磁気センサ31は、螺子32のねじ込み位置をピストン24の移動方向で調整することで、ピストン24の移動方向に位置調整可能になっている。
図7に示すように、表示筒22は、磁気センサ31における磁石27の磁気の検出位置と対となる目盛22eを複数有している。なお、本実施形態において、各磁気センサ31は、磁石27の磁気の検出位置に目印31bを有している。
本実施形態において、二つの磁気センサ31は、二つの磁気センサ31それぞれの磁石27の磁気の検出位置が、ピストン24の移動方向で異なるように表示筒22に対して配置されている。二つの磁気センサ31の一方の磁石27の磁気の検出位置は、二つの磁気センサ31の他方の磁石27の磁気の検出位置に比べて、ピストン24の移動方向においてベース21に近い位置に配置されている。
図8に示すように、磁気センサ31は、磁気センサ31における磁石27の磁気の検出に基づいて発光する発光部31cを有している。発光部31cは、磁気センサ31が磁石27の磁気を検出すると発光する。
次に、本実施形態の作用について説明する。
図3に示すように、フィルターエレメント12に目詰まりが生じていない場合には、一次圧と二次圧との圧力差は小さいため、ピストン24は、バネ部材26の付勢力によってピストン収容凹部21bの底面211bに当接した状態になっている。このとき、表示筒22には、磁石27の黄色及びピストン24の赤色が表示されておらず、バネガイド25の緑色が表示されている。
図4に示すように、フィルターエレメント12の目詰まりが進むと、一次圧に比べて二次圧が低下して一次圧と二次圧との圧力差が大きくなる。すると、二次圧作用室29bの圧力が低下して、一次圧作用室29aの圧力がバネ部材26の付勢力に抗して、ピストン24がバネガイド25の底部25aに向けて移動する。すると、ピストン24が、バネガイド25の突出部25bを覆うようにガイド凹部22a内を移動し、突出部25bが、ピストン収容凹部21b側からピストン24によって順次覆い隠される。そして、まず、表示筒22には、磁石27の黄色が表示されるようになる。表示筒22に磁石27の黄色が表示された状態は、フィルターエレメント12が交換準備状態であることを示す。
また、二つの磁気センサ31の一方が、磁石27の磁気を検出する。磁気センサ31に検出された検出情報は、リード線R1を介して制御装置S1に送られる。また、二つの磁気センサ31の一方が、磁石27の磁気を検出すると、制御装置S1からは、二つの磁気センサ31の一方の発光部31cを発光させる信号が発光部31cに送られ、発光部31cが発光する。二つの磁気センサ31の一方の発光部31cが発光している状態は、フィルターエレメント12が交換準備状態であることを示す。
さらに、フィルターエレメント12の目詰まりが進んで、一次圧に比べて二次圧がさらに低下して一次圧と二次圧との圧力差がさらに大きくなると、ピストン24がバネガイド25の底部25aに向けてさらに移動し、表示筒22には、ピストン24の赤色が表示されるようになる。表示筒22にピストン24の赤色が表示された状態は、フィルターエレメント12が交換必要状態であることを示す。
また、二つの磁気センサ31の他方が、磁石27の磁気を検出する。磁気センサ31に検出された検出情報は、リード線R1を介して制御装置S1に送られる。制御装置S1は、各磁気センサ31から送られた検出信号に基づいて、フィルターエレメント12の目詰まりの度合いを監視している。また、二つの磁気センサ31の他方が、磁石27の磁気を検出すると、制御装置S1からは、二つの磁気センサ31の他方の発光部31cを発光させる信号が発光部31cに送られ、発光部31cが発光する。二つの磁気センサ31の他方の発光部31cが発光している状態は、フィルターエレメント12が交換必要状態であることを示す。
よって、作業者は、表示筒22に表示された色を視認することで、フィルターエレメント12の目詰まりの度合いを把握することができる。また、作業者は、各磁気センサ31から送られた検出信号に基づいて、制御装置S1によって得られるフィルターエレメント12の目詰まりの度合いの監視データを確認することで、フィルターエレメント12の目詰まりの度合いを把握することができる。さらには、作業者は、二つの磁気センサ31の発光部31cがそれぞれ発光されているか否かを視認することで、フィルターエレメント12の目詰まりの度合いを把握することができる。
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)ところで、供給孔15には、図示しない供給配管が接続されるとともに、エアフィルター10における供給孔15と対向する位置には、供給配管を介して供給孔15に空気を供給する図示しない供給側空圧機器が配置される。また、排出孔16には、図示しない排出配管が接続されるとともに、エアフィルター10における排出孔16と対向する位置には、排出孔16から排出される空気が排出配管を介して流入する図示しない排出側空圧機器が配置される。このように、エアフィルター10に対しては、供給孔15及び排出孔16の対向方向の両側に機器が配置されることが多いため、作業者が、表示筒22に表示されるピストン24又はバネガイド25を視認する際には、供給孔15及び排出孔16の対向方向の両側とは異なる方向から視認する場合が多い。
本実施形態では、各磁気センサ31が、供給孔15及び排出孔16の対向方向でバネガイド25と並んだ状態で表示筒22に対して配置されている。これによれば、作業者が、表示筒22に表示されるピストン24又はバネガイド25を、供給孔15及び排出孔16の対向方向の両側とは異なる方向から視認する際に、各磁気センサ31が邪魔にならない。したがって、エアフィルター10が磁気センサ31を備えた構成であっても、表示筒22に表示されるピストン24又はバネガイド25の視認性を確保することができる。
(2)表示筒22には、磁気センサ31を保持する保持部22bが一体形成されている。これによれば、磁気センサ31を保持する保持部を表示筒22とは別部材として、表示筒22に設ける場合に比べると、エアフィルター10の構成を簡素化させることができる。
(3)二つの磁気センサ31は、二つの磁気センサ31それぞれの磁石27の磁気の検出位置が、ピストン24の移動方向で異なるように表示筒22に対して配置されている。これによれば、フィルターエレメント12の目詰まりの度合いを2段階で把握することができる。
(4)磁気センサ31は、ピストン24の移動方向に位置調整可能になっている。これによれば、フィルターエレメント12の種類等によって、目詰まりの検出条件を微調整して、フィルターエレメント12の交換目安を適宜変更することができる。
(5)表示筒22は、磁気センサ31における磁石27の磁気の検出位置と対となる目盛22eを複数有している。これによれば、フィルターエレメント12の目詰まりの検出条件の調整をし易くすることができる。
(6)磁気センサ31は、磁気センサ31における磁石27の磁気の検出に基づいて発光する発光部31cを有している。これによれば、作業者は、発光部31cがそれぞれ発光されているか否かを視認することで、フィルターエレメント12の目詰まりの度合いを把握することができる。また、エアフィルター10の設置場所が暗い場所であっても、フィルターエレメント12の目詰まりの状態を把握することができる。
(7)本実施形態によれば、作業者は、各磁気センサ31から送られた検出信号に基づいて、制御装置S1によって得られるフィルターエレメント12の目詰まりの度合いの監視データを確認することで、フィルターエレメント12の目詰まりの度合いを離れた位置からでも把握することができる。また、作業者は、表示筒22に表示された色を視認することで、フィルターエレメント12の目詰まりの度合いを把握することもできる。さらには、作業者は、二つの磁気センサ31の発光部31cがそれぞれ発光されているか否かを視認することで、フィルターエレメント12の目詰まりの度合いを把握することもできる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 実施形態において、磁気センサ31を保持する保持部が、表示筒22とは別部材であってもよい。
・ 実施形態において、インジケーター20は、磁気センサ31を一つだけ有する構成であってもよい。
・ 実施形態において、磁気センサ31は、ピストン24の移動方向に位置調整が不可能な構成であってもよい。
・ 実施形態において、表示筒22は、目盛22eを有していない構成であってもよい。
・ 実施形態において、磁気センサ31は、発光部31cを有していない構成であってもよい。
・ 実施形態において、ピストン24、バネガイド25、及び磁石27に着色されている色は、適宜変更してもよい。
・ 実施形態において、磁石27が着色されていない構成であってもよい。
・ 実施形態において、ピストン24が磁石27を有しておらず、ピストン24自体が磁性体であってもよい。
・ 実施形態において、ベース21と表示筒22とが、共通の螺子で流路形成体14に取り付けられていてもよい。
・ 実施形態において、磁気センサ31は、フィルターエレメント12に目詰まりが生じていないときに磁石27の磁気を検出して発光部31cが発光し、フィルターエレメント12の目詰まりが進んで磁石27が移動すると、磁石27の磁気の検出が行われなくなって発光部31cが消灯するような位置に配置されていてもよい。
・ 実施形態において、発光部31cは、磁気センサ31における磁石27の磁気の検出が行われると消灯する構成であってもよい。
10…エアフィルター、11…ボディ、12…フィルターエレメント、15…供給孔、16…排出孔、20…インジケーター、22…表示筒、22b…保持部、22e…目盛、24…表示部材であるピストン、25…表示部材であるバネガイド、27…磁性体である磁石、31…磁気センサ、31c…発光部。

Claims (5)

  1. フィルターエレメントを収容するボディと、
    前記ボディに形成される供給孔及び排出孔と、
    前記ボディ内における前記フィルターエレメントを通過する前の空気圧である一次圧と前記フィルターエレメントを通過した後の空気圧である二次圧との圧力差に基づいて、前記フィルターエレメントの目詰まりを検出するインジケーターと、を備え、
    前記インジケーターは、
    透明な表示筒と、
    前記表示筒内に相対移動可能に支持された表示部材と、
    前記一次圧と前記二次圧との圧力差に基づいて移動する磁性体と、
    前記磁性体の磁気を検出する二つの磁気センサと、を有し、
    前記表示部材は、前記一次圧と前記二次圧との圧力差に基づいて前記フィルターエレメントの軸方向に移動可能であるとともに前記磁性体を含み、
    前記供給孔及び前記排出孔は、前記磁性体の移動方向に対して直交する方向に対向配置されるとともにそれぞれの開口が互いに反対側を向いており、
    前記二つの磁気センサは、前記供給孔及び前記排出孔の対向方向で前記表示部材を挟むように並んだ状態で前記表示筒に対して配置され
    前記表示筒は、前記二つの磁気センサそれぞれの前記磁性体の磁気の検出位置と対となる目盛を有しているエアフィルター。
  2. 前記表示筒には、前記二つの磁気センサを保持する二つの保持部が一体形成されている請求項1に記載のエアフィルター。
  3. 記二つの磁気センサは、前記二つの磁気センサそれぞれの前記磁性体の磁気の検出位置が、前記磁性体の移動方向で異なるように前記表示筒に対して配置されている請求項1又は請求項2に記載のエアフィルター。
  4. 前記磁気センサは、前記磁性体の移動方向に位置調整可能になっている請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のエアフィルター。
  5. 前記磁気センサは、前記磁気センサにおける前記磁性体の磁気の検出に基づいて発光する発光部を有している請求項1〜請求項のいずれか一項に記載のエアフィルター。
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