JP7045348B2 - フィルタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、フィルタ装置に関する。

例えば、工場等で使用される空気圧機器は、空気供給源から供給流路を介して供給される圧縮空気によって駆動する。一般的に、供給流路には、空気圧機器に圧縮空気が供給される前に、供給流路を流れる圧縮空気に含まれるパーティクルを除去するフィルタ部（フィルタエレメント）を有するフィルタ装置が設けられている。しかしながら、フィルタ部は、使用し続けるにつれて徐々に目詰まりしていき、パーティクルを除去する能力が低下していく。そこで、例えば特許文献１では、フィルタ部を通過する前の圧縮空気の圧力と、フィルタ部を通過した後の圧縮空気の圧力との差を検出する。そして、この圧力差が大きいほど、フィルタ部が目詰まり状態であると判断して、作業者によって新しいフィルタ部に交換される。

特開２０１０－１０１７０２号公報

しかしながら、特許文献１では、フィルタ部を通過する前の圧縮空気の圧力と、フィルタ部を通過した後の圧縮空気の圧力との差が、ある程度大きくならないと、フィルタ部が目詰まり状態であると判断することができないため、フィルタ部の最適な交換時期が分からず、予防保全ができないという問題がある。

そこで、フィルタ部を通過して供給流路を流れる圧縮空気に含まれるパーティクルを、例えば、光学的センサを用いて検出することが考えられている。これによれば、特許文献１のように、フィルタ部を通過する前の圧縮空気の圧力と、フィルタ部を通過した後の圧縮空気の圧力との差を検出してフィルタ部の目詰まり状態を判断する場合に比べると、フィルタ部の目詰まり状態を精度良く判断することができ、フィルタ部の予防保全を行うことができる。

ところが、光学的センサを用いたとしても、供給流路における圧縮空気の流れが生じていないと、圧縮空気に含まれるパーティクルを検出することができない。したがって、光学的センサによって、圧縮空気に含まれるパーティクルを常に検出することができない。さらには、供給流路を流れる圧縮空気の流速は、空気圧機器の使用状態に依存する。したがって、供給流路を流れる圧縮空気の流速が速い場合には、光学的センサによって、圧縮空気に含まれるパーティクルを精度良く検出することが困難となり、フィルタ部の目詰まり状態を精度良く判断することができず、フィルタ部の予防保全を的確に行うことができない虞がある。

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、圧縮空気に含まれるパーティクルを常に精度良く検出して、フィルタ部の予防保全を的確に行うことができるフィルタ装置を提供することにある。

上記課題を解決するフィルタ装置は、空気供給源からの圧縮空気を空気圧機器に供給する供給流路に設けられるとともに前記供給流路を流れる圧縮空気に含まれるパーティクルを除去するフィルタ部を有するフィルタ装置であって、前記供給流路における前記フィルタ部よりも前記圧縮空気の流れ方向の下流側の部分から分岐するとともに大気に接続される検出流路と、前記検出流路を流れる圧縮空気に含まれるパーティクルを検出する光学的センサと、前記検出流路において前記光学的センサに向けて流れる圧縮空気の流速を、前記供給流路を流れる圧縮空気の流速に関係無く所定の流速に調整する流速調整部と、を有するパーティクル検出器を備えた。

上記フィルタ装置において、前記流速調整部は、前記検出流路における前記光学的センサよりも前記圧縮空気の流れ方向の上流側に設けられる第１固定オリフィスと、前記検出流路における前記第１固定オリフィスと前記光学的センサとの間に設けられるとともに前記第１固定オリフィスよりも流路面積が小さい第２固定オリフィスと、前記検出流路における前記第１固定オリフィスと前記第２固定オリフィスとの間の部分から分岐するとともに大気に接続される分岐流路と、前記分岐流路に設けられるとともに前記検出流路における前記第１固定オリフィスと前記第２固定オリフィスとの間の部分の圧力が予め定められた所定の圧力よりも高い圧力になったときに開弁するリリーフ弁と、を含み、前記第１固定オリフィスの流路面積は、前記リリーフ弁が開弁したときの前記リリーフ弁の流路面積よりも小さいとよい。

上記フィルタ装置において、前記分岐流路における前記圧縮空気の流れ方向の下流端は、前記検出流路における前記光学的センサよりも前記圧縮空気の流れ方向の下流側の部分に接続されるとともに前記検出流路を介して大気に接続されており、前記検出流路における前記光学的センサと前記分岐流路の下流端との接続部分との間には、前記分岐流路の下流端から前記検出流路に流れ込んだ圧縮空気における前記光学的センサに向けた流れを阻止するチェック弁が設けられているとよい。

上記フィルタ装置において、前記流速調整部は、前記検出流路における前記光学的センサよりも前記圧縮空気の流れ方向の上流側に設けられる可変オリフィスと、前記供給流路における前記フィルタ部よりも前記圧縮空気の流れ方向の下流側の部分の圧力に基づいて、前記可変オリフィスの開度を制御する可変オリフィス制御部と、を含むとよい。

上記フィルタ装置において、前記パーティクル検出器は、前記検出流路における前記供給流路側の端部に設けられる電磁弁と、前記電磁弁の開閉を制御する電磁弁制御部と、をさらに有し、前記電磁弁制御部は、予め定められた所定の頻度で前記電磁弁を開弁させるとよい。

上記フィルタ装置において、前記電磁弁制御部は、前記光学的センサにより検出されたパーティクルの量が予め定められた所定量を越えた場合に、前記電磁弁を閉弁させるとよい。

上記フィルタ装置において、前記検出流路には、前記検出流路を流れる圧縮空気を拡散させる拡散部材が設けられているとよい。
上記フィルタ装置において、前記パーティクル検出器は、前記フィルタ部を収容するボディ外に配置された状態で前記ボディに取り付けられているとよい。

この発明によれば、圧縮空気に含まれるパーティクルを常に精度良く検出して、フィルタ部の予防保全を的確に行うことができる。

実施形態におけるフィルタ装置を説明するための図。 別の実施形態におけるフィルタ装置を説明するための図。 別の実施形態におけるフィルタ装置を説明するための図。

以下、フィルタ装置を具体化した一実施形態を図１にしたがって説明する。
図１に示すように、フィルタ装置１０は、空気供給源１１からの圧縮空気を空気圧機器１２に供給する供給流路１３に設けられている。空気圧機器１２は、空気供給源１１から供給流路１３を介して供給される圧縮空気によって駆動する。供給流路１３は、例えば、配管などによって構成されている。

フィルタ装置１０は、ボディ１４を有している。ボディ１４は、供給孔１４ａ及び排出孔１４ｂを有している。供給流路１３は、第１流路１３ａ、第２流路１３ｂ、及び第３流路１３ｃを有している。第１流路１３ａは、ボディ１４の外部で空気供給源１１と供給孔１４ａとを接続している。第２流路１３ｂは、ボディ１４の内部で供給孔１４ａと排出孔１４ｂとを接続している。第３流路１３ｃは、ボディ１４の外部で排出孔１４ｂと空気圧機器１２とを接続している。

フィルタ装置１０は、フィルタ部１５を有している。フィルタ部１５は、ボディ１４内に収容されている。フィルタ部１５は、供給流路１３の第２流路１３ｂに設けられている。フィルタ部１５は、例えば、筒状のフィルタエレメントである。フィルタ部１５は、空気圧機器１２に圧縮空気が供給される前に、供給流路１３の第２流路１３ｂを流れる圧縮空気に含まれるパーティクルを除去する。フィルタ部１５は、フィルタ部１５を通過する圧縮空気に含まれるパーティクルを捕捉する。

フィルタ装置１０は、パーティクル検出器２０を備えている。本実施形態において、パーティクル検出器２０は、フィルタ装置１０のボディ１４の内部に内蔵されている。パーティクル検出器２０は、検出流路２１を有している。検出流路２１は、例えば、配管などによって構成されている。検出流路２１は、供給流路１３の第２流路１３ｂにおけるフィルタ部１５よりも圧縮空気の流れ方向の下流側の部分から分岐するとともに大気に接続されている。したがって、検出流路２１の一端は、供給流路１３の第２流路１３ｂに接続されるとともに、検出流路２１の他端は、大気に開放されている。

パーティクル検出器２０は、光学的センサ２２を有している。光学的センサ２２は、検出流路２１を流れる圧縮空気に含まれるパーティクルを検出する。光学的センサ２２は、投受光部２２ａを有している。投受光部２２ａは、検出流路２１に設けられている。投受光部２２ａは、図示しない投光部及び受光部を有している。そして、投受光部２２ａは、投光部から出射された光が、検出流路２１を流れる圧縮空気に照射されるとともに、圧縮空気に照射されて圧縮空気に含まれるパーティクルに反射した光である散乱光が受光部に受光されるように構成されている。

光学的センサ２２は、投受光部２２ａにおいて受光部に受光された光の光量レベルに基づいて、検出流路２１を流れる圧縮空気に含まれるパーティクルを検出する。例えば、光学的センサ２２は、受光部に受光された光の光量レベルに基づく電気信号が受光部から送信されるコントローラ２３を有している。コントローラ２３は、受光部から送信される電気信号の信号強度に基づいて、パーティクルの粒径や量などを検出する。

コントローラ２３は、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等の外部制御機器２４に電気的に接続されている。そして、コントローラ２３は、コントローラ２３により検出されたパーティクルの粒径が予め定められた粒径よりも大きかったり、コントローラ２３により検出されたパーティクルの量が予め定められた所定量を越えていたりすると、フィルタ部１５の交換を行う必要がある旨を作業者に知らせるための情報に関する信号を外部制御機器２４に送信する。

外部制御機器２４は、フィルタ部１５の交換を行う必要がある旨を作業者に知らせるための情報に関する信号を受信すると、作業者に、フィルタ部１５の交換を行う必要がある旨の表示を行うように構成されている。外部制御機器２４は、例えば、フィルタ部１５の交換を行う必要がある旨を作業者に知らせるための表示を行うディスプレイを有している。

パーティクル検出器２０は、第１固定オリフィス２５、第２固定オリフィス２６、分岐流路２７、及びリリーフ弁２８を有している。第１固定オリフィス２５は、検出流路２１における光学的センサ２２の投受光部２２ａよりも圧縮空気の流れ方向の上流側に設けられている。第２固定オリフィス２６は、検出流路２１における第１固定オリフィス２５と光学的センサ２２の投受光部２２ａとの間に設けられている。第２固定オリフィス２６は、第１固定オリフィス２５よりも流路面積が小さい。

分岐流路２７は、検出流路２１における第１固定オリフィス２５と第２固定オリフィス２６との間の部分から分岐している。分岐流路２７は、例えば、配管などによって構成されている。分岐流路２７における圧縮空気の流れ方向の下流端は、検出流路２１における光学的センサ２２の投受光部２２ａよりも圧縮空気の流れ方向の下流側の部分に接続されている。したがって、分岐流路２７は、検出流路２１を介して大気に接続されている。

リリーフ弁２８は、分岐流路２７に設けられている。リリーフ弁２８は、検出流路２１における第１固定オリフィス２５と第２固定オリフィス２６との間の部分の圧力が予め定められた所定の圧力よりも高い圧力になったときに開弁するように構成されている。リリーフ弁２８は、開弁したときの流路面積が第１固定オリフィス２５の流路面積よりも大きくなるように構成されている。したがって、第１固定オリフィス２５の流路面積は、リリーフ弁２８が開弁したときのリリーフ弁２８の流路面積よりも小さい。

検出流路２１における光学的センサ２２の投受光部２２ａと分岐流路２７の下流端との接続部分との間には、チェック弁２９が設けられている。チェック弁２９は、分岐流路２７の下流端から検出流路２１に流れ込んだ圧縮空気における光学的センサ２２の投受光部２２ａに向けた流れを阻止する。

パーティクル検出器２０は、電磁弁３０をさらに有している。電磁弁３０は、検出流路２１における供給流路１３側の端部に設けられている。電磁弁３０は、検出流路２１における供給流路１３との接続部分と第１固定オリフィス２５との間に設けられている。電磁弁３０は、コントローラ２３と電気的に接続されている。コントローラ２３には、電磁弁３０を開弁させる旨の指令信号を外部制御機器２４から受信した場合に電磁弁３０を開弁させる旨のプログラムが予め記憶されている。

コントローラ２３における外部制御機器２４からの電磁弁３０を開弁させる旨の指令信号の受信は、作業者が、例えば、外部制御機器２４に設けられている実行ボタンを押下することにより行われる。作業者が外部制御機器２４の実行ボタンを押下するタイミングは、作業者の作業工程において予め決められている。したがって、本実施形態において、コントローラ２３は、予め定められた所定の頻度で電磁弁３０を開弁させる。

コントローラ２３は、タイマー機能を有している。コントローラ２３には、電磁弁３０を開弁させると同時に時間を計測し、所定時間経過すると、電磁弁３０を閉弁させる旨のプログラムが予め記憶されている。したがって、コントローラ２３は、予め定められた所定期間だけ電磁弁３０を開弁させる。また、コントローラ２３には、コントローラ２３により検出されたパーティクルの量が予め定められた所定量を越えた場合に、電磁弁３０を閉弁させる旨のプログラムが予め記憶されている。したがって、コントローラ２３は、電磁弁３０の開閉を制御する電磁弁制御部として機能する。

検出流路２１には、拡散部材３１が設けられている。拡散部材３１は、検出流路２１における第２固定オリフィス２６と光学的センサ２２の投受光部２２ａとの間に設けられている。拡散部材３１は、例えば、複数の孔が形成された薄板状の多孔質金属板である。拡散部材３１は、検出流路２１を構成する配管の内部において、拡散部材３１の板厚方向が配管の軸方向に一致するように配置される。そして、検出流路２１を流れる圧縮空気は、拡散部材３１の複数の孔を通過することにより拡散する。したがって、拡散部材３１は、検出流路２１を流れる圧縮空気を拡散させる。

検出流路２１における供給流路１３とは反対側の端部は、ボディ１４から突出している。検出流路２１におけるボディ１４から突出した部分には、サイレンサ３２が設けられている。よって、サイレンサ３２は、検出流路２１における供給流路１３とは反対側の端部に設けられている。サイレンサ３２は、検出流路２１から大気に圧縮空気が排出される際の圧縮空気の排気音を抑える。また、検出流路２１における供給流路１３とは反対側の端部には、フィルタ３３が設けられている。フィルタ３３は、検出流路２１を通過する圧縮空気に含まれるパーティクルを除去する。フィルタ３３は、フィルタ３３を通過する圧縮空気に含まれるパーティクルを捕捉する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
空気供給源１１から供給流路１３に供給される圧縮空気は、供給流路１３を流れる際に、フィルタ部１５を通過する。フィルタ部１５は、フィルタ部１５を通過する圧縮空気に含まれるパーティクルを除去する。そして、フィルタ部１５によってパーティクルが除去された圧縮空気が、供給流路１３を介して空気圧機器１２に供給される。

作業者が外部制御機器２４の実行ボタンを押下すると、電磁弁３０を開弁させる旨の指令信号が外部制御機器２４からコントローラ２３に送信され、コントローラ２３は、外部制御機器２４からの指令信号を受信することにより、電磁弁３０を開弁させる。また、コントローラ２３は、電磁弁３０を開弁させると同時に時間の計測を開始する。

検出流路２１は、供給流路１３の第２流路１３ｂにおけるフィルタ部１５よりも圧縮空気の流れ方向の下流側の部分から分岐するとともに大気に接続されている。よって、電磁弁３０が開弁すると、検出流路２１には、供給流路１３を流れる圧縮空気の一部が常に流れ込む。したがって、検出流路２１には、供給流路１３からの圧縮空気の流れが常に生じている。

供給流路１３から検出流路２１に流れ込んだ圧縮空気は、電磁弁３０及び第１固定オリフィス２５を通過して、検出流路２１における第１固定オリフィス２５と第２固定オリフィス２６との間に流れ込む。このとき、第２固定オリフィス２６は、第１固定オリフィス２５よりも流路面積が小さく、リリーフ弁２８は、検出流路２１における第１固定オリフィス２５と第２固定オリフィス２６との間の部分の圧力が予め定められた所定の圧力よりも高い圧力になったときに開弁する。

したがって、例えば、検出流路２１における第１固定オリフィス２５と第２固定オリフィス２６との間の部分の圧力が予め定められた所定の圧力よりも高い圧力になったときには、第１固定オリフィス２５と第２固定オリフィス２６との間の部分から分岐流路２７へ流れ込んだ圧縮空気の一部が、リリーフ弁２８を通過する。そして、リリーフ弁２８を通過した圧縮空気は、分岐流路２７を通過して、分岐流路２７の下流端を介して検出流路２１における光学的センサ２２の投受光部２２ａよりも圧縮空気の流れ方向の下流側の部分に流れ込み、検出流路２１を介して大気に排出される。なお、分岐流路２７の下流端から検出流路２１に流れ込んだ圧縮空気における光学的センサ２２の投受光部２２ａに向けた流れがチェック弁２９によって阻止されている。

そして、第１固定オリフィス２５の流路面積が、リリーフ弁２８が開弁したときのリリーフ弁２８の流路面積よりも小さくなっていることにより、検出流路２１における第１固定オリフィス２５と第２固定オリフィス２６との間の部分の圧力が、供給流路１３の圧力よりも低い所定の圧力以下に維持されている。これにより、第２固定オリフィス２６を通過して光学的センサ２２の投受光部２２ａに流れ込む圧縮空気の流速が、供給流路１３を流れる圧縮空気の流速に関係無く所定の流速に調整されている。

よって、第１固定オリフィス２５、第２固定オリフィス２６、分岐流路２７、及びリリーフ弁２８は、検出流路２１において光学的センサ２２に向けて流れる圧縮空気の流速を、供給流路１３を流れる圧縮空気の流速に関係無く所定の流速に調整する流速調整部３５を構成している。したがって、本実施形態の流速調整部３５は、第１固定オリフィス２５、第２固定オリフィス２６、分岐流路２７、及びリリーフ弁２８を含む。

第２固定オリフィス２６を通過した圧縮空気は、光学的センサ２２の投受光部２２ａに流れ込む前に、拡散部材３１を通過することにより拡散され、検出流路２１を構成する配管内における拡散部材３１と光学的センサ２２の投受光部２２ａとの間の部位を流れる圧縮空気の流速が均一化される。

光学的センサ２２は、検出流路２１において拡散部材３１を通過した圧縮空気に含まれるパーティクルを検出する。具体的には、投受光部２２ａの投光部から出射された光が、検出流路２１を流れる圧縮空気に照射されるとともに、圧縮空気に照射されて圧縮空気に含まれるパーティクルに反射した光である散乱光が受光部に受光される。このとき、検出流路２１を流れる圧縮空気の流速が、供給流路１３を流れる圧縮空気の流速に関係無く所定の流速に調整されており、さらには、拡散部材３１によって圧縮空気の流速が配管内で均一化されているため、投光部から出射される光がパーティクルに精度良く反射し、パーティクルに反射した散乱光が受光部に精度良く受光される。

そして、受光部に受光された光の光量レベルに基づく電気信号が受光部からコントローラ２３に送信される。コントローラ２３は、受光部から送信される電気信号の信号強度に基づいて、パーティクルの粒径や量などを検出する。

コントローラ２３は、コントローラ２３により検出されたパーティクルの粒径が予め定められた粒径以下であったり、コントローラ２３により検出されたパーティクルの量が予め定められた所定量以下であったりする場合において、タイマーの計測が所定時間経過すると、電磁弁３０を閉弁させる。

一方、コントローラ２３は、コントローラ２３により検出されたパーティクルの粒径が予め定められた粒径よりも大きかったり、コントローラ２３により検出されたパーティクルの量が予め定められた所定量を越えていたりすると、フィルタ部１５の交換を行う必要がある旨を作業者に知らせるための情報に関する信号を外部制御機器２４に送信する。そして、コントローラ２３は、電磁弁３０を閉弁させる。

外部制御機器２４は、フィルタ部１５の交換を行う必要がある旨を作業者に知らせるための情報に関する信号をコントローラ２３から受信すると、フィルタ部１５の交換を行う必要がある旨を作業者に知らせるための表示をディスプレイにより行う。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）検出流路２１は、供給流路１３におけるフィルタ部１５よりも圧縮空気の流れ方向の下流側の部分から分岐するとともに大気に接続されている。パーティクル検出器２０は、検出流路２１を流れる圧縮空気に含まれるパーティクルを検出する光学的センサ２２と、検出流路２１において光学的センサ２２に向けて流れる圧縮空気の流速を、供給流路１３を流れる圧縮空気の流速に関係無く所定の流速に調整する流速調整部３５と、を有している。これによれば、検出流路２１は大気に接続されているため、検出流路２１には、供給流路１３からの圧縮空気の流れが常に生じており、光学的センサ２２は、検出流路２１を流れる圧縮空気に含まれるパーティクルを常に検出することができる。そして、流速調整部３５によって、検出流路２１において光学的センサ２２に向けて流れる圧縮空気の流速が、供給流路１３を流れる圧縮空気の流速に関係無く所定の流速に調整されるため、光学的センサ２２によって、検出流路２１を流れる圧縮空気に含まれるパーティクルを精度良く検出することができる。よって、フィルタ部１５の目詰まり状態を精度良く判断することができる。以上のことから、圧縮空気に含まれるパーティクルを常に精度良く検出して、フィルタ部１５の予防保全を的確に行うことができる。

（２）流速調整部３５は、第１固定オリフィス２５、第２固定オリフィス２６、分岐流路２７、及びリリーフ弁２８を含む。これによれば、検出流路２１における第１固定オリフィス２５と第２固定オリフィス２６との間の部分の圧力が予め定められた所定の圧力よりも高い圧力になったときには、リリーフ弁２８が開弁する。そして、第１固定オリフィス２５と第２固定オリフィス２６との間の部分から分岐流路２７へ流れ込んだ圧縮空気の一部が、リリーフ弁２８を通過して大気に排出される。第１固定オリフィス２５の流路面積は、リリーフ弁２８が開弁したときのリリーフ弁２８の流路面積よりも小さい。これにより、検出流路２１における第１固定オリフィス２５と第２固定オリフィス２６との間の部分の圧力が、供給流路１３の圧力よりも低い所定の圧力以下に維持され、第２固定オリフィス２６を通過して光学的センサ２２に向けて流れる圧縮空気の流速を、供給流路１３を流れる圧縮空気の流速に関係無く所定の流速に調整することができる。したがって、検出流路２１において光学的センサ２２に向けて流れる圧縮空気の流速を、供給流路１３を流れる圧縮空気の流速に関係無く所定の流速に調整するために、電気的な制御を行うことなく、機械的に行うことができる。

（３）分岐流路２７における圧縮空気の流れ方向の下流端は、検出流路２１における光学的センサ２２よりも圧縮空気の流れ方向の下流側の部分に接続されるとともに検出流路２１を介して大気に接続されている。さらに、検出流路２１における光学的センサ２２と分岐流路２７の下流端との接続部分との間には、分岐流路２７の下流端から検出流路２１に流れ込んだ圧縮空気における光学的センサ２２に向けた流れを阻止するチェック弁２９が設けられている。これによれば、分岐流路２７に流れ込んだ圧縮空気を検出流路２１に集約して大気に排出することができるため、パーティクル検出器２０の流路構造を簡素化することができる。

（４）パーティクル検出器２０は、検出流路２１における供給流路１３側の端部に設けられる電磁弁３０をさらに有している。コントローラ２３は、電磁弁３０の開閉を制御する。そして、コントローラ２３は、予め定められた所定の頻度で電磁弁３０を開弁させる。これによれば、電磁弁３０が開弁しているときのみ、検出流路２１に、供給流路１３からの圧縮空気の流れを常に生じさせることができる。したがって、圧縮空気に含まれるパーティクルの検出が不要なときであっても、供給流路１３を流れる圧縮空気の一部が検出流路２１に流れ込んでしまうことが無いため、空気圧機器１２に圧縮空気を効率良く供給することができる。

（５）コントローラ２３は、光学的センサ２２により検出されたパーティクルの量が予め定められた所定量を越えた場合に、電磁弁３０を閉弁させる。これによれば、供給流路１３を流れる圧縮空気の一部が検出流路２１を介して大気に排出されることが防止される。したがって、圧縮空気にパーティクルが多く含まれている状態で、圧縮空気が検出流路２１を介して大気に排出されてしまうことを防止することができる。

（６）検出流路２１には、検出流路２１を流れる圧縮空気を拡散させる拡散部材３１が設けられている。これによれば、圧縮空気が拡散部材３１を通過することにより拡散されることで、検出流路２１を流れる圧縮空気の流速が均一化される。このため、光学的センサ２２によって、検出流路２１を流れる圧縮空気に含まれるパーティクルをさらに精度良く検出することができる。

（７）検出流路２１における供給流路１３とは反対側の端部にサイレンサ３２が設けられている。これによれば、検出流路２１から大気に圧縮空気が排出される際の圧縮空気の排気音を抑えることができる。

（８）検出流路２１における供給流路１３とは反対側の端部には、フィルタ３３が設けられている。これによれば、フィルタ３３は、フィルタ３３を通過する圧縮空気に含まれるパーティクルを捕捉するため、検出流路２１から大気に圧縮空気が排出される際に、パーティクルが大気に飛び散ってしまうことを抑制することができる。

（９）検出流路２１における第１固定オリフィス２５と第２固定オリフィス２６との間の部分の圧力が、供給流路１３の圧力よりも低い所定の圧力以下に維持されている。これによれば、検出流路２１において光学的センサ２２に向けて流れる圧縮空気の圧力が、光学的センサ２２の耐圧を越えてしまうことが抑制されるため、光学的センサ２２の耐久性を向上させることができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・ 図２に示すように、パーティクル検出器２０は、第１固定オリフィス２５、第２固定オリフィス２６、分岐流路２７、及びリリーフ弁２８を有しておらず、検出流路２１における光学的センサ２２の投受光部２２ａよりも圧縮空気の流れ方向の上流側に可変オリフィス４１が設けられている構成であってもよい。

可変オリフィス４１は、コントローラ２３に電気的に接続されている。また、パーティクル検出器２０は、供給流路１３におけるフィルタ部１５よりも圧縮空気の流れ方向の下流側の部分の圧力を検出する圧力センサ４２を有している。圧力センサ４２は、コントローラ２３に電気的に接続されている。圧力センサ４２により検出された圧力の情報は、コントローラ２３に送信される。コントローラ２３には、圧力センサ４２から送信された圧力の情報に基づいて、可変オリフィス４１の開度を制御するプログラムが予め記憶されている。したがって、コントローラ２３は、供給流路１３におけるフィルタ部１５よりも圧縮空気の流れ方向の下流側の部分の圧力に基づいて、可変オリフィス４１の開度を制御する可変オリフィス制御部として機能する。

これにより、検出流路２１において可変オリフィス４１を通過して光学的センサ２２に向けて流れる圧縮空気の流速が、供給流路１３を流れる圧縮空気の流速に関係無く所定の流速に調整される。よって、可変オリフィス４１、圧力センサ４２、及びコントローラ２３は、検出流路２１において光学的センサ２２に向けて流れる圧縮空気の流速を、供給流路１３を流れる圧縮空気の流速に関係無く所定の流速に調整する流速調整部４５を構成している。したがって、図２に示す実施形態の流速調整部４５は、可変オリフィス４１及びコントローラ２３を含む。

コントローラ２３が、供給流路１３におけるフィルタ部１５よりも圧縮空気の流れ方向の下流側の部分の圧力に基づいて、可変オリフィス４１の開度を制御することで、検出流路２１において光学的センサ２２に向けて流れる圧縮空気の流速が調整される。これによれば、検出流路２１において光学的センサ２２に向けて流れる圧縮空気の流速を、供給流路１３を流れる圧縮空気の流速に関係無く所定の流速に精度良く調整することができる。なお、図２に示す実施形態の場合、光学的センサ２２は、検出流路２１において光学的センサ２２に向けて流れる圧縮空気の圧力に耐え得ることができるように構成されている必要がある。例えば、光学的センサ２２の投受光部２２ａが、検出流路２１を構成する配管の外部に配置されているとよい。

・ 実施形態において、分岐流路２７における圧縮空気の流れ方向の下流端が、検出流路２１における光学的センサ２２よりも圧縮空気の流れ方向の下流側の部分に接続されておらず、検出流路２１とは別に大気に接続されていてもよい。この場合、分岐流路２７の下流端にも、検出流路２１と同様に、サイレンサ３２及びフィルタ３３が設けられているとよい。

・ 実施形態において、検出流路２１における光学的センサ２２と分岐流路２７の下流端との接続部分との間に、分岐流路２７の下流端から検出流路２１に流れ込んだ圧縮空気における光学的センサ２２に向けた流れを阻止するチェック弁２９が設けられていない構成であってもよい。

・ 実施形態において、コントローラ２３における外部制御機器２４からの電磁弁３０を開弁させる旨の指令信号の受信は、作業者が、例えば、外部制御機器２４に設けられている実行ボタンを押下することにより行われるようにしたが、これに限らない。例えば、電磁弁３０を開弁させる旨の指令信号が、外部制御機器２４から予め決められたタイミングで自動的にコントローラ２３に送信されるようにしてもよい。

・ 実施形態において、コントローラ２３は、光学的センサ２２により検出されたパーティクルの量が予め定められた所定量を越えた場合であっても、電磁弁３０を閉弁しなくてもよい。

・ 実施形態において、例えば、電磁弁３０の一部分の隙間を第１固定オリフィス２５として機能させてもよい。これによれば、電磁弁３０とは別に第１固定オリフィス２５を検出流路２１に別途設ける必要が無く、構成を簡素化することができる。

・ 実施形態において、パーティクル検出器２０は、電磁弁３０を有していない構成であってもよい。
・ 実施形態において、拡散部材３１は、例えば、薄板状の金網であってもよい。

・ 実施形態において、検出流路２１に、検出流路２１を流れる圧縮空気を拡散させる拡散部材３１が設けられていなくてもよい。
・ 実施形態において、検出流路２１における供給流路１３とは反対側の端部に、サイレンサ３２が設けられていなくてもよい。

・ 実施形態において、検出流路２１における供給流路１３とは反対側の端部に、フィルタ３３が設けられていなくてもよい。
・ 図３に示すように、パーティクル検出器２０が、フィルタ装置１０のボディ１４の内部に内蔵されていなくてもよく、例えば、フィルタ装置１０のボディ１４に対して並んで配置されていてもよい。この場合、パーティクル検出器２０は、フィルタ装置１０のボディ１４と空気圧機器１２との間に配置されるとともに、供給流路１３におけるフィルタ部１５よりも圧縮空気の流れ方向の下流側の一部分は、パーティクル検出器２０の内部を貫通している。パーティクル検出器２０は、ボディ１４外に配置された状態でボディ１４に取り付けられている。これによれば、パーティクル検出器２０をボディ１４に対して容易に後付けすることができる。また、パーティクル検出器２０をボディ１４に対して容易に取り外すこともできるため、メンテナンスを容易に行うことができる。

・ 実施形態において、光学的センサ２２は、例えば、投光部から出射された光が受光部に受光されており、圧縮空気に含まれるパーティクルによって、投光部から出射された光が遮られることにより、受光部に受光される光の光量レベルが変化する構成のものであってもよい。

・ 実施形態において、外部制御機器２４は、フィルタ部１５の交換を行う必要がある旨を作業者に知らせるための情報に関する信号をコントローラ２３から受信すると、例えば、ランプを点滅させたり、ブザー音を鳴らしたりすることにより、作業者にフィルタ部１５の交換を行う必要がある旨を知らせる構成であってもよい。

１０…フィルタ装置、１１…空気供給源、１２…空気圧機器、１３…供給流路、１４…ボディ、１５…フィルタ部、２０…パーティクル検出器、２１…検出流路、２２…光学的センサ、２３…電磁弁制御部又は可変オリフィス制御部として機能するコントローラ、２５…第１固定オリフィス、２６…第２固定オリフィス、２７…分岐流路、２８…リリーフ弁、２９…チェック弁、３０…電磁弁、３１…拡散部材、３５，４５…流速調整部、４１…可変オリフィス。

Claims (7)

1. 空気供給源からの圧縮空気を空気圧機器に供給する供給流路に設けられるとともに前記供給流路を流れる圧縮空気に含まれるパーティクルを除去するフィルタ部を有するフィルタ装置であって、
   前記供給流路における前記フィルタ部よりも前記圧縮空気の流れ方向の下流側の部分から分岐するとともに大気に接続される検出流路と、
   前記検出流路を流れる圧縮空気に含まれるパーティクルを検出する光学的センサと、
   前記検出流路において前記光学的センサに向けて流れる圧縮空気の流速を、前記供給流路を流れる圧縮空気の流速に関係無く所定の流速に調整する流速調整部と、を有するパーティクル検出器を備え、
   前記流速調整部は、
   前記検出流路における前記光学的センサよりも前記圧縮空気の流れ方向の上流側に設けられる第１固定オリフィスと、
   前記検出流路における前記第１固定オリフィスと前記光学的センサとの間に設けられるとともに前記第１固定オリフィスよりも流路面積が小さい第２固定オリフィスと、
   前記検出流路における前記第１固定オリフィスと前記第２固定オリフィスとの間の部分から分岐するとともに大気に接続される分岐流路と、
   前記分岐流路に設けられるとともに前記検出流路における前記第１固定オリフィスと前記第２固定オリフィスとの間の部分の圧力が予め定められた所定の圧力よりも高い圧力になったときに開弁するリリーフ弁と、を含み、
   前記第１固定オリフィスの流路面積は、前記リリーフ弁が開弁したときの前記リリーフ弁の流路面積よりも小さいことを特徴とするフィルタ装置。
2. 前記分岐流路における前記圧縮空気の流れ方向の下流端は、前記検出流路における前記光学的センサよりも前記圧縮空気の流れ方向の下流側の部分に接続されるとともに前記検出流路を介して大気に接続されており、
   前記検出流路における前記光学的センサと前記分岐流路の下流端との接続部分との間には、前記分岐流路の下流端から前記検出流路に流れ込んだ圧縮空気における前記光学的センサに向けた流れを阻止するチェック弁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 空気供給源からの圧縮空気を空気圧機器に供給する供給流路に設けられるとともに前記供給流路を流れる圧縮空気に含まれるパーティクルを除去するフィルタ部を有するフィルタ装置であって、
   前記供給流路における前記フィルタ部よりも前記圧縮空気の流れ方向の下流側の部分から分岐するとともに大気に接続される検出流路と、
   前記検出流路を流れる圧縮空気に含まれるパーティクルを検出する光学的センサと、
   前記検出流路において前記光学的センサに向けて流れる圧縮空気の流速を、前記供給流路を流れる圧縮空気の流速に関係無く所定の流速に調整する流速調整部と、を有するパーティクル検出器を備え、
   前記流速調整部は、
   前記検出流路における前記光学的センサよりも前記圧縮空気の流れ方向の上流側に設けられる可変オリフィスと、
   前記供給流路における前記フィルタ部よりも前記圧縮空気の流れ方向の下流側の部分の圧力に基づいて、前記可変オリフィスの開度を制御する可変オリフィス制御部と、を含むことを特徴とするフィルタ装置。
4. 前記パーティクル検出器は、
   前記検出流路における前記供給流路側の端部に設けられる電磁弁と、
   前記電磁弁の開閉を制御する電磁弁制御部と、をさらに有し、
   前記電磁弁制御部は、予め定められた所定の頻度で前記電磁弁を開弁させることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
5. 前記電磁弁制御部は、前記光学的センサにより検出されたパーティクルの量が予め定められた所定量を越えた場合に、前記電磁弁を閉弁させることを特徴とする請求項４に記載のフィルタ装置。
6. 前記検出流路には、前記検出流路を流れる圧縮空気を拡散させる拡散部材が設けられていることを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
7. 前記パーティクル検出器は、前記フィルタ部を収容するボディ外に配置された状態で前記ボディに取り付けられていることを特徴とする請求項１～請求項６のいずれか一項に記載のフィルタ装置。

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