JP6613101B2 - リターンフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、リターンフィルタに関する。

特許文献１には、濾過エレメントの下方に突出するように油密保持筒が設けられ、油密保持筒の先端から横方向に突出するように多数の小孔を有するディフューザーが設けられたリターン回路用フィルタが開示されている。

実開昭５９−６１８１９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、ディフューザーから流出した油がタンクの底面にぶつかり、それによりタンク底面近傍で泡が発生するおそれがある。タンク底面近傍で発生した泡はサクションストレーナに流入しやすいため、タンク底面近傍からはできるだけ泡を無くすことが好ましい。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、タンク底面近傍に泡を排出しないようにすることができるリターンフィルタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るリターンフィルタは、例えば、タンクの内部に設けられるリターンフィルタであって、略円筒状の濾材を有するフィルタエレメントと、前記フィルタエレメントが内部に設けられた有底略円筒形状のフィルタケースであって、側面に流入孔が形成されるとともに、底面に流出孔が形成されたフィルタケースと、両端に開口を有する略円筒形状の第１の排出管であって、前記流出孔に挿通され、前記タンクの底面に向かって突出して設けられる第１の排出管と、前記第１の排出管を覆うように、かつ前記フィルタケースの底面から前記タンクの底面に向かって突出して設けられる略円筒形状の第２の排出管であって、第１の端は前記フィルタケースの底面に当接し、前記第１の端以外の端である第２の端は底面カバーにより覆われ、側面の前記フィルタケースの底面近傍の領域に複数の排出孔が形成される第２の排出管と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係るリターンフィルタによれば、両端に開口を有する略円筒形状の第１の排出管は、フィルタケースの流出孔に挿通され、フィルタケースの底面からタンクの底面に向かって突出して設けられる。略円筒形状の第２の排出管は、第１の排出管を覆うように、フィルタケースの底面からタンクの底面に向かって突出して設けられる。第２の排出管は、第１の端がフィルタケースの底面に当接し、第２の端が底面カバーにより覆われる。第２の排出管の側面には、フィルタケースの底面近傍の領域（上端近傍の領域）に複数の排出孔が形成される。このため、フィルタケースの流出孔から排出された油は、第１の排出管を下向きに流れ、その後第１の排出管と第２の排出管との間を上向きに流れ、フィルタケースの底面近傍の領域のみから排出される。これにより、タンク底面近傍に泡を排出しないようにすることができる。

ここで、前記排出孔は、前記フィルタケースの底面に近づくにつれて直径が大きくなってもよい。このように、排出孔のうちのより上方に位置する孔からより多くの油を流出させることで、できるだけ多くの油（気泡を含む）を油面に近い位置で排出することができる。

ここで、前記排出孔は、前記排出孔の面積の合計が、前記第２の排出管の中心軸と直交する断面における前記第２の排出管の面積と前記第１の排出管の面積との差以上となるように形成してもよい。これにより、第１の排出管と第２の排出管との間を流れる油を、第２の排出管の内部に滞留させずに外部に排出させることができる。

ここで、前記タンクの第１の壁面に隣接して設けられたリターンフィルタであって、前記排出孔は、前記第１の壁面と対向する略半周の領域にのみ形成されてもよい。このように、リターンフィルタから排出される油を第１の壁面に向けて排出させることで、リターンフィルタから排出される油がサクションストレーナに向けて排出されないようにすることができる。その結果、リターンフィルタから排出される油に含まれる気泡が、サクションストレーナに吸い込まれにくくなる。

ここで、前記底面カバーは、先端が前記第２の排出管の内部に突出する略円錐台形状であってもよい。これにより、底面カバーに沿って油を流すことで、油の流れを自然に形成し、気泡の発生を減らすことができる。

本発明によれば、タンク底面近傍に泡を排出しないようにすることができる。

本発明の一実施形態であるリターンフィルタ１が内部に設けられた作動油タンク１００の概略を示す正面図である。 リターンフィルタ１が内部に設けられた作動油タンク１００の概略を示す側面図である。 作動油タンク１００の要部を透視して表示した正面図である。 本発明の一実施形態であるリターンフィルタ２が内部に設けられた作動油タンク１００Ａの概略を示す側面図である。 従来のリターンフィルタ１’が内部に設けられた作動油タンク１００’の概略を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の一実施形態であるリターンフィルタ１が内部に設けられた作動油タンク１００の概略を示す正面図である。図２は、リターンフィルタ１が内部に設けられた作動油タンク１００の概略を示す側面図である。図１、２では、作動油タンク１００の要部を透視して図示している。また、図２においては、要部を断面表示している（ただし、断面を示すハッチングを省略している）。

作動油タンク１００は、図示しない作業機械（例えば、油圧装置）に設置されるものであり、この油圧装置へ供給する作動油の油圧回路内に設けられた、作動油を貯留するためのタンクである。油圧回路において、作動油は、油圧装置を通って作動油タンク１００へ導入される。

作動油タンク１００は、例えば箱形のタンク本体１０１を備えており、このタンク本体１０１はその内部が空洞となっている。タンク本体１０１の内部には、主として、リターンフィルタ１と、サクションストレーナ１１０（図１参照）と、が設けられる。

リターンフィルタ１は、タンク本体１０１の壁面１０１ｅ（図１参照）に隣接して設けられる。タンク本体１０１の壁面１０１ｇ（図２参照）には、作動油をタンク本体１０１の内部へ流入させる流入口１０１ａが形成される。流入口１０１ａを介して流入した作動油は、リターンフィルタ１に導かれる。作動油は、リターンフィルタ１によって濾過されて、タンク本体１０１内に貯留される。

また、タンク本体１０１の上端部には、リターンフィルタ１やサクションストレーナ１１０のメンテナンス等に利用する蓋１０１ｂ、１０１ｃが設けられる。蓋１０１ｂには、リターンフィルタ１が取り付けられる。

タンク本体１０１の底面１０１ｆ近傍には、タンク本体１０１内の作動油を油圧ポンプ（図示せず）へ流出させる流出口１０１ｄ（図１参照）が形成される。流出口１０１ｄには、タンク本体１０１の外側から、油圧ポンプ（図示せず）の吸い込みポートへ繋がるサクションパイプ１０３（図３参照）が嵌挿されている。

流出口１０１ｄの上側（タンク本体１０１の内側）には、サクションパイプ１０３への異物の進入を防止するため、サクションストレーナ１１０が設けられる。タンク本体１０１内に貯留された作動油は、油圧ポンプ（図示せず）に吸引されて、サクションストレーナ１１０を介してサクションパイプ１０３へ流出し、再度油圧装置へ供給される。

次に、図２を用いてリターンフィルタ１について説明する。図２においては、油の流れを矢印で示す。リターンフィルタ１は、主として、フィルタケース１０と、フィルタエレメント２０と、排出部３０と、を有する。

フィルタケース１０は、有底略円筒形状の部材であり、金属により形成される。フィルタケース１０は、上端がタンク本体１０１と一体形成されている。また、フィルタケース１０の上端の開口部は、蓋１０１ｂにより覆われる。

フィルタケース１０の側面には、フィルタケース１０内部の空間に油を流入させる流入孔１０ａが形成される。流入孔１０ａは、タンク本体１０１に形成された流入口１０１ａと連結されている。流入口１０１ａ及び流入孔１０ａから流入した作動油は、フィルタケース１０とフィルタエレメント２０との間の空間に導かれる。

フィルタケース１０の底面１０ｂには、フィルタエレメント２０により濾過された油が流出する流出孔１０ｃが形成される。本実施の形態では、流出孔１０ｃの内周面に第１の排出管３１（後の詳述）が挿入されて一体化されているため、図２においては流出孔１０ｃを点線で模式的に示す。

フィルタエレメント２０は、フィルタケース１０の内部に設けられる略円筒状の部材である。フィルタエレメント２０の上端には蓋体２１が設けられ、蓋体２１と蓋１０１ｂとの間には弾性部材２２が設けられる。弾性部材２２によりフィルタエレメント２０が下方（−ｚ方向）に押圧されることで、フィルタケース１０の内部でフィルタエレメント２０が固定される。

フィルタエレメント２０は、主として、内筒２３と、濾材２４と、プレート２５、２６と、を有する。

内筒２３は、両端に開口を有する略中空円筒形状の部材である。内筒２３は、耐腐食性の高い材料である樹脂又は金属を用いて形成される。内筒２３には、略全域に作動油が通過する孔２３ａが形成されている。

内筒２３の外側には、濾材２４が設けられる。濾材２４は、径方向に厚みを有する略円筒形状である。濾材２４の高さは、内筒２３の高さと略同一である。濾材２４は、合成樹脂や紙等を用いたろ紙をひだ折りにし、ひだ折りにしたろ紙の両端を連結して円筒状に丸めることによって形成される。これにより、濾材２４は、略円筒プリーツ形状に形成される。濾材２４は作動油を濾過するためのものである。

内筒２３及び濾材２４の一方の端にはプレート２５が設けられ、他方の端にはプレート２６が設けられる。プレート２５及びプレート２６は、略円板状又は有底略円筒形状の部材であり、樹脂又は金属を用いて形成される。

プレート２５及びプレート２６は、内筒２３及び濾材２４の端面を覆うように設けられる。言い換えると、プレート２５及びプレート２６は、内筒２３及び濾材２４を挟持する。

プレート２５は、内筒２３及び濾材２４の下端を覆う。プレート２５の底面は、底面１０ｂに当接し、プレート２５の内周面は第１の排出管３１（後に詳述）に嵌合する。

プレート２５の内周面又は底面には、プレート２５とフィルタケース１０との間から、濾過前の作動油が第１の排出管３１に侵入しないようにするシール部材（図示せず）が設けられる。

プレート２６は、内筒２３及び濾材２４の上端を覆う。プレート２６には、内筒２３及び濾材２４の開口部から濾過前の油が流入しないように、蓋体２１が当接する。

蓋体２１には、バルブ２７が設けられる。バルブ２７は、フィルタケース１０とフィルタエレメント２０との間（フィルタエレメント２０の外側）の圧力と、フィルタエレメント２０の内側の圧力との差に応じて開閉する。バルブ２７の外周面は、バイパスストレーナ２８の内周面に嵌合する。

バイパスストレーナ２８は、全体として略円筒形状であり、バルブ２７が開いたときに流入する未濾過の油を濾過するメッシュ状の濾過部を有する。

フィルタエレメント２０の周囲には、バッファ板２９が設けられる。バッファ板２９は、略半円筒形の板状の部材であり、流入口１０１ａ及び流入孔１０ａから流入した作動油が直接フィルタエレメント２０に当たらないようにする。

排出部３０は、主として、第１の排出管３１と、第２の排出管３２と、を有する。第１の排出管３１及び第２の排出管３２は、略円筒形状の部材であり、底面１０ｂから底面１０１ｆに向かって（下方（−ｚ方向）に）突出して設けられる。

第１の排出管３１は、第２の排出管３２の内部に、第２の排出管３２と同軸上に設けられる。つまり、第１の排出管３１の中心軸Ａと第２の排出管３２の中心軸Ａとは同一である。

第１の排出管３１は、両端に開口を有する略円筒形状であり、流出孔１０ｃの内周面及びプレート２５の内周面に挿通される。第１の排出管３１の外周と流出孔１０ｃの内周とは、溶接等により一体化される。第１の排出管３１の側面（円筒面）には、孔は形成されていない。

第２の排出管３２は、両端が覆われた略円筒形状であり、第１の排出管３１を覆うように設けられる。第２の排出管３２の直径は、第１の排出管３１の直径よりも大きく、第２の排出管３２の長さは、第１の排出管３１の長さよりも長い。

第２の排出管３２の直径は、中心軸Ａと直交する面（以下、直交面という）における第２の排出管３２の面積と第１の排出管３１の面積との差が、直交面における第１の排出管３１の面積以上となるように形成される。また、第２の排出管３２の長さは、第２の排出管３２の端３２ｂと第１の排出管３１の先端（端３１ａ）との距離と、第２の排出管３２の面積との積が、直交面における第１の排出管３１の面積以上となるように形成される。これにより、第１の排出管３１から排出された油が、第１の排出管３１と第２の排出管３２との間に安定して流入する。

第２の排出管３２の一方の端３２ａはフィルタケース１０の１０ｂに当接し、溶接等により一体化される。第２の排出管３２の他方の端３２ｂは、板状の底面カバー３２ｃにより覆われる。

第２の排出管３２の側面（円筒面）には、底面１０ｂ近傍の領域（第２の排出管３２の上端近傍の領域）に複数の排出孔３２ｄが形成される。本実施の形態においては、底面１０ｂ近傍の領域とは、第２の排出管３２の上端から略半分程度の高さまでの領域であり、底面１０ｂと当接する部分を含まない。ただし、底面１０ｂ近傍の領域はこの形態に限定されない。例えば、底面１０ｂ近傍の領域は、底面１０ｂと当接する部分を含んでもよい。また、底面１０ｂ近傍の領域の下端は、図１、２に示す位置よりも高い位置（上方（＋ｚ側））でもよい。

図１に示すように、排出孔３２ｄは、底面１０ｂに近づくにつれて直径が大きくなる。つまり、排出孔３２ｄは、端３２ａに近づくにつれて直径が大きくなり、端３２ｂに近づくにつれて直径が小さくなる。

また、排出孔３２ｄは、壁面１０１ｅと対向する略半周の領域（図１においては、左側半周の領域）にのみ形成される。これは、第１の排出管３１と第２の排出管３２との間を流れる油が、タンク本体１０１の中央に向けて排出されないようにするためである。

排出孔３２ｄは、排出孔３２ｄの面積の合計が、直交面における第２の排出管３２の面積と第１の排出管３１の面積との差以上となるように形成される。これにより、第１の排出管３１と第２の排出管３２との間を流れる油が、第２の排出管３２の内部に滞留せずに第２の排出管３２外部に排出される。

次に、リターンフィルタ１及びタンク本体１０１内の油の流れを、図３を用いて説明する。図３は、作動油タンク１００の要部を透視して表示した正面図である。図３においては、要部を断面表示している（ただし、断面を示すハッチングを省略している）。図３においては、油の流れを矢印で示す。

流入口１０１ａ及び流入孔１０ａ（図３では図示せず）から流入した作動油は、フィルタケース１０とフィルタエレメント２０との間の空間に導かれる。フィルタケース１０とフィルタエレメント２０との間の空間に流入した油は、濾材２４で濾過される。濾過後の油は、内筒２３に形成された孔２３ａを通過して、内筒２３の内側の空間に流入する。この濾過後の油には、濾過時等に発生した気泡が含まれている。

内筒２３の内側の空間に流入した濾過後の油は、第１の排出管３１内部を下向きに（−ｚ方向に向かって）流れ、第１の排出管３１の端３１ａに形成された開口から第２の排出管３２の内部に排出される。

第２の排出管３２の端３２ｂは底面カバー３２ｃにより覆われているため、第２の排出管３２の内部に流入した油は、第１の排出管３１と第２の排出管３２との間の空間を上向きに（＋ｚ方向に向かって）流れる。

第１の排出管３１と第２の排出管３２との間の空間を上向きに流れた油は、排出孔３２ｄからタンク本体１０１の内部に排出される。排出孔３２ｄは、底面１０ｂに近づくにつれて直径が大きくなるため、排出孔３２ｄのうちのより上方に位置する孔（底面１０ｂに近い孔）からより多くの油が流出する。これにより、油面に近い位置に、できるだけ多くの油、すなわち気泡Ｂを排出することができる。また、油は第１の排出管３１と第２の排出管３２との間の空間を上向きに流れているため、排出された油及び気泡Ｂは、油面に向けて上側へ流れる。したがって、底面１０１ｆの近傍に気泡Ｂが排出されず、気泡Ｂがサクションストレーナ１１０に吸い込まれにくくすることができる。

排出孔３２ｄは、壁面１０１ｅと対向する略半周の領域（図３における左側半周の領域）にのみ形成される。したがって、第１の排出管３１と第２の排出管３２との間の空間を流れる油は、図３における左側にのみ排出され、図３における右側には排出されない。つまり、リターンフィルタ１から排出される油は、壁面１０１ｅに向けて排出されるが、タンク本体１０１の中央に向けて、すなわちサクションストレーナ１１０に向けて排出されない。その結果、リターンフィルタ１から排出される油に含まれる気泡Ｂが、サクションストレーナ１１０に吸い込まれにくくすることができる。

本実施の形態によれば、リターンフィルタ１で濾過された油（すなわち気泡Ｂ）を、油面に近い位置から排出し、底面１０１ｆの近傍に排出しないようにすることができる。その結果、気泡Ｂがサクションストレーナ１１０に吸い込まれにくくなり、ポンプ等の故障を減らすことができる。

また、本実施の形態によれば、リターンフィルタ１で濾過された油を、リターンフィルタ１に隣接する壁面１０１ｅと対向する略半周の領域からのみ排出することで、リターンフィルタ１で濾過された油に含まれる気泡Ｂが、よりサクションストレーナ１１０に吸い込まれにくくなる。

また、本実施の形態によれば、従来タンク１００内部に設けられていた仕切り板を無くすことができる。図５は、従来のリターンフィルタ１’が内部に設けられた作動油タンク１００’の概略を示す正面図である。リターンフィルタ１’からサクションストレーナ１１０に向けて気泡を含む油が排出されるため、サクションストレーナ１１０が気泡を吸い込まないように、仕切り板１１１を設けて、リターンフィルタ１’から排出される油（気泡を含む）が直接サクションストレーナ１１０に当たらないようにする必要があった。しかしながら、本実施の形態では、リターンフィルタ１で濾過された油を、壁面１０１ｅと対向する略半周の領域からのみ油を排出するため、仕切り板１１１が不要となる。それにより、作動油タンク１００の構成を簡単にし、コストダウンを図ることができる。

なお、本実施の形態では、第２の排出管３２の端３２ｂが底面１０１ｆ近傍に位置するように、第１の排出管３１及び第２の排出管３２の長さを設定したが、第１の排出管３１及び第２の排出管３２の長さはこれに限られない。ただし、排出孔３２ｄから排出された油及び気泡Ｂを油面に向けて上側へ流しやすくするためには、第１の排出管３１及び第２の排出管３２の長さをできるだけ長くすることが望ましい。また、本実施の形態では、排出孔３２ｄが第２の排出管３２の略半周に形成されていたが、タンク本体１０１の大きさやサクションストレーナ１１０の配置位置によっては、排出孔３２ｄを第２の排出管３２の全周に形成してもよい。

＜第２の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態は、第２の排出管３２の端３２ｂが板状の底面カバー３２ｃにより覆われたが、端３２ｂを覆う形態はこれに限られない。

本発明の第２の実施の形態は、第２の排出管３２の端３２ｂを略円錐台形状の底面カバーで覆う形態である。以下、第２の実施の形態にかかるリターンフィルタ２について説明する。リターンフィルタ１とリターンフィルタ２との差異は、端３２ｂを覆う底面カバーだけであり、リターンフィルタ１とリターンフィルタ２とで同一の部分については説明を省略する。

図４は、リターンフィルタ２が内部に設けられた作動油タンク１００Ａの概略を示す側面図である。図４では、作動油タンク１００の要部を透視して断面表示している（ただし、断面を示すハッチングを省略している）。図４においては、油の流れを矢印で示す。

排出部３０Ａは、主として、第１の排出管３１と、第２の排出管３２Ａと、を有する。第２の排出管３２Ａの端３２ｂは、底面カバー３２ｅにより覆われる。

底面カバー３２ｅは、略円錐台形状であり、先端３２ｆが第２の排出管３２Ａの内部に突出するように（上方に突出するように）設けられる。第１の排出管３１内部を下向きに流れた油は、底面カバー３２ｅにぶつかり、底面カバー３２ｅに沿って第２の排出管３２Ａの外周面に向かって流れる。その後、油は、第２の排出管３２Ａの外周面にぶつかって、上向きの流れに変わる。

本実施の形態によれば、底面カバー３２ｅを略円錐台形状に形成することで、底面カバー３２ｅに沿って油が流れ、油の流れを自然に形成することができる。したがって、第１の排出管３１から第２の排出管３２の内部に下向きに流入した油に上向きの流れをつくり、上向きに流れた油が自然に第１の排出管３１と第２の排出管３２との間の空間に流入するようにすることができる。また、油が底面カバー３２ｅにぶつかったときに、油の内部に気泡Ｂが発生することを防ぐことができる。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に他の構成の追加、削除、置換等をすることが可能である。

また、本発明において、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、「略半分」とは、厳密に半分の場合には限られず、同一性を失わない程度の誤差（例えば数ミリ程度の誤差）を含む概念である。また、例えば、単に直交、平行、同一等と表現する場合において、厳密に直交、平行、一致等の場合のみでなく、略平行、略直交、略同一等の場合を含むものとする。

また、本発明において「近傍」とは、基準となる位置の近くのある範囲（任意に定めることができる）の領域を含むことを意味する。例えば、端近傍という場合に、端の近くのある範囲の領域であって、端を含んでもいても含んでいなくてもよいことを示す概念である。

１、２ ：リターンフィルタ
１０ ：フィルタケース
１０ａ ：流入孔
１０ｂ ：底面
１０ｃ ：流出孔
２０ ：フィルタエレメント
２１ ：蓋体
２２ ：弾性部材
２３ ：内筒
２３ａ ：孔
２４ ：濾材
２５、２６ ：プレート
２７ ：バルブ
２８ ：バイパスストレーナ
２９ ：バッファ板
３０、３０Ａ ：排出部
３１ ：第１の排出管
３１ａ ：端
３２、３２Ａ ：第２の排出管
３２ａ、３２ｂ ：端
３２ｃ、３２ｅ ：底面カバー
３２ｄ ：排出孔
３２ｆ ：先端
１００、１００Ａ ：作動油タンク
１０１ ：タンク本体
１０１ａ ：流入口
１０１ｂ、１０１ｃ：蓋
１０１ｄ ：流出口
１０１ｅ、１０１ｇ：壁面
１０１ｆ ：底面
１０３ ：サクションパイプ
１１０ ：サクションストレーナ

Claims (5)

1. タンクの内部に設けられるリターンフィルタであって、
   略円筒状の濾材を有するフィルタエレメントと、
   前記フィルタエレメントが内部に設けられた有底略円筒形状のフィルタケースであって、側面に流入孔が形成されるとともに、底面に流出孔が形成されたフィルタケースと、
   両端に開口を有する略円筒形状の第１の排出管であって、前記流出孔に挿通され、前記タンクの底面に向かって突出して設けられる第１の排出管と、
   前記第１の排出管を覆うように、かつ前記フィルタケースの底面から前記タンクの底面に向かって突出して設けられる略円筒形状の第２の排出管であって、第１の端は前記フィルタケースの底面に当接し、前記第１の端以外の端である第２の端は底面カバーにより覆われ、側面の前記フィルタケースの底面近傍の領域に複数の排出孔が形成される第２の排出管と、
   を備えたことを特徴とするリターンフィルタ。
2. 前記排出孔は、前記フィルタケースの底面に近づくにつれて直径が大きくなることを特徴とする請求項１に記載のリターンフィルタ。
3. 前記排出孔は、前記排出孔の面積の合計が、前記第２の排出管の中心軸と直交する断面における前記第２の排出管の面積と前記第１の排出管の面積との差以上となるように形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のリターンフィルタ。
4. 前記タンクの第１の壁面に隣接して設けられたリターンフィルタであって、
   前記排出孔は、前記第１の壁面と対向する略半周の領域にのみ形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のリターンフィルタ。
5. 前記底面カバーは、先端が前記第２の排出管の内部に突出する略円錐台形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のリターンフィルタ。

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