JPH0777209A - エアーフィルター内蔵型エアーパイプユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 供給された気体から微粒子やミストを分離し
て、清浄な気体を出力するエアーフィルター内蔵型エア
ーパイプユニットに関し、上流側の分岐配管から取り出
す気体の量が多少変化しても、下流側の分岐配管の出力
圧力に影響が及ばず、設置や配管設計が容易で、設置ス
ペースも少なくて済むエアーフィルター内蔵型エアーパ
イプユニットを提供することを目的とする。 【構成】 気体の流れを貫通可能な管路部材１１と、管
路部材１１を包囲して開口部１１Ａを覆うフィルター素
子１２と、フィルター素子１２の周囲を包囲して管路部
材１１の外壁との間に容積１１Ｂを形成する圧力容器部
材１３と、管路部材１１の両端にそれぞれ設けた接続部
材１４と、を有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、供給された気体から微
粒子やミストを分離して、清浄な気体を出力するエアー
フィルター内蔵型エアーパイプユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】特殊ガスの供給系や、エアー駆動システ
ムのエアー供給系には、エアーフィルターが使用され
る。これらの供給系を構成する配管構成には、接続、分
離等が容易で、配管、保守等の作業スペースや、配管構
成の占める配置スペースが少なくて済むことが求められ
る。

【０００３】図５は、従来のエアーフィルターの接続例
の説明図である。図中、(a) は並列接続、(b) は直列接
続を示す。ここでは、配管を分岐して複数の機器に圧縮
空気を供給する場合のエアーフィルターの配置が示され
る。

【０００４】図５(a) において、圧縮空気の供給装置か
ら延長された主管５０には、個別配管５０Ａ、５０Ｂ、
５０Ｃ、５０Ｄが分岐接続される。個別配管５０Ａ、５
０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄには、それぞれエアーフィルター
ユニット５１が接続され、それぞれのエアーフィルター
ユニット５１を通じて、図示しない複数の装置に圧縮空
気が供給される。それぞれの装置では、供給された圧縮
空気を調圧し、エアーシリンダーやエアーモーターを駆
動させて、必要な機械動作を実行する。

【０００５】図５(b) において、圧縮空気の供給装置か
ら延長された主管５６には、大容量のエアーフィルター
ユニット５５が接続される。エアーフィルターユニット
５５には、主配管５８が接続され、主配管５８からは、
複数の個別配管５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄが分岐
接続される。個別配管５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ
を通じて、図示しない複数の装置に圧縮空気が供給され
る。

【０００６】図５(a) 、(b) のエアーフィルターユニッ
ト５１、５５は、矢印で示されるように、供給された圧
縮空気を袋状のフィルター素子Ｆに貫通させて、圧縮空
気に含まれるダストやミストを漉し取る。エアーフィル
ターユニット５１、５７の底には、漉し取った水を噴出
させるための水抜き弁Ｍが設けてある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のエアーフィルタ
ーユニットで、図５(a) のような圧縮空気供給経路を構
成した場合、エアーフィルターユニット５１の圧損が大
きいため、個別配管５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄの
順で圧力が大きく低下する問題がある。個別配管５０Ａ
から圧縮空気を少しでも多く取り出すと、その影響は、
直ちに、下流側の個別配管５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに及
ぶ。

【０００８】そして、個別配管５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ
の圧力が低下して、圧縮空気を使用する装置が誤動作し
たり、圧力低下を検知してこれらの装置で構成されるシ
ステムの全体が自動停止される可能性がある。

【０００９】また、従来のエアーフィルターユニット
は、配管構造とは独立した単なる濾過機能だけの装置で
ある。従って、全体の配管構造の中に予め設置スペース
を確保しておかないと、エアーフィルターユニットを設
置できない問題がある。

【００１０】また、従来のエアーフィルターユニット
は、下部の透明な圧力容器の底部分に分離された水をた
める構造だから、高さが大きく、小型のものでも１０ｃ
ｍ、大型のものでは３０ｃｍにも達する。従って、エア
ーフィルターユニット自体の占めるスペースに加えて、
エアーフィルターユニットを取付け／取外しする作業ス
ペースや、水抜き等を行う保守スペースをかなりの広さ
に確保して配管設計する必要があった。

【００１１】また、従来のエアーフィルターユニット
は、水抜きを行う保守スペースを確保した上で、その高
さ方向を垂直にして取り付ける必要があった。従って、
エアーフィルターユニットに接続される配管は、かなり
高い位置に配置しておく必要があり、例えば、床面に這
わせた固定配管には取付けできない問題がある。

【００１２】そして、配管を高い位置で横切らせると、
床面上の交通を遮断したり、圧縮空気を実際に使用する
装置の陰に、清掃、保守点検、調整等が困難な死スペー
スを形成する結果となる。

【００１３】また、従来のエアーフィルターユニット
は、その両側に接続された配管が支持枠等に固定されて
軸方向に移動できない場合、エアーフィルターユニット
を取外すことができない問題がある。

【００１４】そして、エアーフィルターユニットを取外
す場合、まず、両側に接続された配管の少なくとも一方
を支持枠から開放して、軸方向に配管を退去できる状態
にする必要がある。そして、この一連の作業は、通常、
圧縮空気を実際に使用する装置の陰の狭くて不自由なス
ペースで実施されることになる。

【００１５】また、従来のエアーフィルターユニット
は、下部の透明な圧力容器に圧縮空気を蓄えて、断続的
に圧縮空気が取り出された場合の出力圧力を平滑する構
造である。そして、透明な圧力容器の容積によって、平
滑できる限界の圧縮空気取り出し量が決定されている。
従って、エアーフィルターユニット全体を大容量のもの
に交換しない限り、圧縮空気取り出し量の限界を変更で
きない問題がある。

【００１６】本発明は、上流側の分岐配管から取り出す
気体の量が多少変化しても、下流側の分岐配管の出力圧
力に影響が及ばず、設置や配管設計が容易で、設置スペ
ースも少なくて済むエアーフィルター内蔵型エアーパイ
プユニットを提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の基本的な
構成の説明図である。図１において、請求項１のエアー
フィルター内蔵型エアーパイプユニットは、気体の流れ
を貫通可能で、その管壁に開口部１１Ａを設けた管路部
材１１と、前記管路部材１１を包囲して前記開口部１１
Ａを覆うフィルター素子１２と、前記フィルター素子１
２の周囲を取り巻いて配置され、前記管路部材１１の外
壁との間に容積１３Ｂを形成し、気体の取り出し口１３
Ａを設けた圧力容器部材１３と、前記管路部材１１の両
端にそれぞれ設けた接続部材１４と、を有するものであ
る。

【００１８】請求項２のエアーフィルター内蔵型エアー
パイプユニットは、請求項１のエアーフィルター内蔵型
エアーパイプユニットにおいて、前記管路部材は、前記
フィルター素子を固定した外側管路部材と、前記外側管
路部材の内側空間を、気密を保って軸方向に移動可能な
内側管路部材と、で構成され、前記圧力容器部材は、前
記内側管路部材に対して一方の側が固定され、前記外側
管路部材の外壁に対して他方の側が気密を保って軸方向
に移動可能な部材、で構成され、前記内側管路部材と前
記外側管路部材の軸方向の相対的な位置関係を固定する
固定手段、を設けたものである。

【００１９】請求項３のエアーフィルター内蔵型エアー
パイプユニットは、請求項２のエアーフィルター内蔵型
エアーパイプユニットにおいて、前記外側管路部材の端
部に配置されて、前記管路部材の外壁と前記圧力容器部
材との間の空間を、前記フィルター素子側と前記取り出
し口側とに２分割してオリフィスを構成する隔壁部材を
設けたものである。

【００２０】

【作用】図１において、請求項１のエアーフィルター内
蔵型エアーパイプユニットは、供給された気体から微粒
子やミストを除去するのみならず、供給された気体の貫
流経路をも兼ねる。従って、この貫流経路を延長して、
適当な位置にエアーフィルター内蔵型エアーパイプユニ
ットを配置することにより、フィルター素子１２の圧損
と無関係な気体の供給系を下流側に構成できる。

【００２１】フィルター素子１２は、その直径方向に気
体を貫流させて供給された気体から微粒子やミストを除
去する。濾過された気体は、取り出し口１３Ａを通じて
出力される。管路部材１１は、供給された気体を、フィ
ルター素子１２とは無関係に下流側へそのまま供給でき
る。容積１３Ｂは、濾過された気体を蓄積し、取り出さ
れる気体の断続に対して、出力圧力の変化を平滑する。

【００２２】請求項２のエアーフィルター内蔵型エアー
パイプユニットでは、管路部材が伸縮可能に構成され
る。また、この伸縮操作を通じて、管路部材の内外、お
よび圧力容器部材の内外の気密が保持される。従って、
固定手段を解除すれば、管路部材を内側に縮めて、一対
の接続手段の間の距離を短くすることができる。

【００２３】固定手段としては、内側管路部材と外側管
路部材を外側に向かって付勢するバネ手段と、このバネ
手段に対抗して、内側管路部材と外側管路部材の合計の
長さを一定に拘束するストッパーと、の組合せを利用で
きる。

【００２４】請求項３のエアーフィルター内蔵型エアー
パイプユニットでは、隔壁部材がフィルター素子側の空
間と取り出し口側の空間との間にオリフィスを形成す
る。フィルター素子側の空間が、濾過された気体を蓄積
し、取り出される気体の断続に対して、出力圧力の変化
を平滑する機能を有する。フィルター素子側の空間の容
積は、管路部材を伸縮させて自在に調整できる。

【００２５】例えば、エアーフィルター内蔵型エアーパ
イプユニットのフィルターの端部に仕切り弁を設け、ブ
ランチ用パイプ（圧力容器部材）の内径に微小の隙間を
与えることにより、ブランチ用パイプ内部は、仕切り弁
の抵抗により２気室化し、フィルター側の副室が常に、
取り出し側のブランチ室よりもエアー圧が高めになるよ
うに、フィルター抵抗に対して仕切り弁抵抗が小さくな
るように設定する。

【００２６】これにより、分岐したエアー駆動機器類の
エアー消費量Ｎｍ³ に対するＮｍ³のエアー補充に際
し、フィルター抵抗によるエアー損失（圧力差、時間
差）の影響を、副室側の内部容積を可変できる構造によ
り、最小化を可能にする。

【００２７】

【実施例】図２は実施例のエアーフィルター内蔵型エア
ーパイプユニットの構成の説明図、図３、図４は、エア
ーフィルター内蔵型エアーパイプユニットの接続例の説
明図である。図２中、(a) は外観、(b) は断面を示す。
ここでは、圧縮コイルバネとストローク調整カラーの組
合せで、両端のコネクタの間の最大距離を固定しつつ
も、そのままの状態で、両端のコネクタの間の距離を内
側に短くすることも可能な構造が示される。

【００２８】図２(a) 、(b) において、スライドパイプ
２３の内側には、スルーパイプ２７が挿入される。スラ
イドパイプ２３とスルーパイプ２７は、仕切り弁２６に
設けたロッドシールで気密を保ったまま、軸方向に移動
可能である。

【００２９】スライドパイプ２３の外側の端部には、六
角ナット３０を介して、両路開閉型雄カプラ３１が設け
てある。一方、スルーパイプ２７の外側の端部には、ス
ルーパイプホルダー２９を介して、両路開閉型雌カプラ
３２が設けてある。両路開閉型雄カプラ３１と両路開閉
型雌カプラ３２は、２つの配管を気密状態で結合するも
ので、規格が揃えてあるため、相互に結合可能である。

【００３０】スルーパイプ２７の外側には、スルーパイ
プホルダー２９を介して、ブランチシリンダー２１が固
定される。ブランチシリンダー２１は、スルーパイプホ
ルダー２９にねじ込んで固定され、両者の隙間は、Ｏリ
ング３４によって気密が保持される。

【００３１】ブランチシリンダー２１の他方の端部に
は、スライドパイプホルダー２２がねじ込まれて固定さ
れる。ブランチシリンダー２１とスライドパイプホルダ
ー２２の隙間もまた、Ｏリングによって気密が保持され
る。スライドパイプホルダー２２とスライドパイプ２３
の摺動面にはロッドシールが配置され、スライドパイプ
２３とスルーパイプ２７を軸方向に相対移動させた場合
でも、スライドパイプホルダー２２とスライドパイプ２
３の間の気密が保持される。

【００３２】スライドパイプ２３の内側の端部には、フ
ィルター２５が固定される。フィルター２５は、フィル
ター素子の一方の端部に仕切り弁２６を固定し、他方の
端部に取付け用のねじ込み部を固定して構成される。フ
ィルター２５は、ねじ込み部でスライドパイプ２３に取
り付けられ、ねじ込み部から分離して全体を交換可能で
ある。

【００３３】仕切り弁２６は、ブランチシリンダー２１
の内側の空間を、スライドパイプ２３側（副室）と、ス
ルーパイプ２７側（ブランチ室）とに分割する。副室
は、フィルター２５を通過した圧縮空気のたまりを形成
しており、ブランチ室の圧力が急低下した場合に、仕切
り弁２６とブランチシリンダー２１の隙間で構成される
オリフィスを通じて、ブランチ室に圧縮空気を流入さ
せ、ブランチ室の圧力低下を緩和する。

【００３４】ブランチシリンダー２１のスルーパイプ２
７側には、圧縮空気取り出し用の継手用管用テーパネジ
３５が複数配置される。継手用管用テーパネジ３５は、
不要なものに盲ネジをねじ込み、圧縮空気を使用する装
置側の配管に必要な数だけを利用する。ブランチシリン
ダー２１のスライドパイプ２３側には、圧縮空気から分
離された水分やオイル分を外部に取り出すためのドレー
ン３３が設けてある。

【００３５】ブランチシリンダー２１とスルーパイプ２
７の間の空間には、圧縮コイルバネ２８が配置される。
圧縮コイルバネ２８は、スルーパイプホルダー２９と仕
切り弁２６を軸方向に外側に向かって付勢する。一方、
ブランチシリンダー２１とスライドパイプ２３の間の空
間には、ストローク調整カラー２４が配置される。スト
ローク調整カラー２４は、スライドパイプホルダー２２
とフィルター２５の距離の下限を定める。

【００３６】すなわち、ストローク調整カラー２４は、
ブランチシリンダー２１、スライドパイプホルダー２２
等と協働して圧縮コイルバネ２８のばね力に対抗し、ス
ライドパイプ２３とスルーパイプ２７の合計の長さを限
界付ける。

【００３７】これにより、エアーフィルター内蔵型エア
ーパイプユニットの全長（両路開閉型雄カプラ３１、両
路開閉型雌カプラ３２の間隔）が一定に保たれる。ま
た、両路開閉型雄カプラ３１と両路開閉型雌カプラ３２
を軸方向の内側に向かって押せば、圧縮コイルバネ２８
が押し縮められて、エアーフィルター内蔵型エアーパイ
プユニットの全長が短くなる。

【００３８】実施例のエアーフィルター内蔵型エアーパ
イプユニットは、大きく分けて、ブランチシリンダー２
１と、スライドパイプ２３の二本構造になっており、伸
縮用のスライドパイプ２３の端部には、フィルター２５
と仕切り弁２６が附属されている。また、スライドパイ
プ２３は、ブランチシリンダー２１の内部のスルーパイ
プ２７によってガイドされ、圧縮コイルバネ２８によっ
て片側に押されて、ストローク調整カラー２４に突き当
たっている。

【００３９】実施例のエアーフィルター内蔵型エアーパ
イプユニットは、軸方向のどちらの方向からでも圧縮空
気を供給することが可能となっているが、圧縮空気の流
通経路において、内部抵抗の小さい方から順番に上げる
と、スライドパイプ２３＜スルーパイプ２７＜仕切り弁
２６＜フィルター２５の順になっている。

【００４０】ブランチシリンダー２１の内部は、仕切り
弁２６によって、２気室状に分割されており、仕切り弁
２６を中心に、ストローク調整カラー２４側を副室、圧
縮コイルバネ２８側をブランチ室とそれぞれ呼ぶことに
する。副室とブランチ室の容積配分は、ストローク調整
カラー２４の長さにより任意に設定できる。

【００４１】ストローク調整カラー２４は、長さの異な
るものが数種類準備される。ストローク調整カラー２４
の交換は、スライドパイプホルダー２２とブランチシリ
ンダー２１のねじ込みを外し、スライドパイプ２３から
スルーパイプ２７を軸方向に抜き取り、スライドパイプ
２３からフィルター２５のねじ込みを外す手順で実施さ
れる。

【００４２】図３において、実施例のエアーフィルター
内蔵型エアーパイプユニットは、１個のエアーフィルタ
ー内蔵型エアーパイプユニットの両路開閉型雄カプラ３
１に対して、別の１個のエアーフィルター内蔵型エアー
パイプユニットの両路開閉型雌カプラを接続すれば、連
続的に連結できる。

【００４３】ブランチシリンダー２１の中心を軸方向に
貫通して、圧損の少ない圧縮空気の主供給経路が形成さ
れ、主供給経路からは、内部のフィルターの高抵抗を通
じて装置Ａ、Ｂ、Ｃへの分岐経路が並列に形成される。

【００４４】このように構成された主供給経路では、例
えば、装置Ｃで配管が外れて、圧縮空気が漏れ出した場
合でも、図２のフィルター２５の高抵抗や、仕切り弁２
６のオリフィスによって、スライドパイプ２３およびス
ルーパイプ２７で構成される主供給経路内の圧力低下が
抑制され、装置Ｂ、装置Ａに対して、安定した圧縮空気
の供給を継続できる。

【００４５】また、例えば、装置Ｂに接続されたエアー
フィルター内蔵型エアーパイプユニットを取外す場合、
エアーフィルター内蔵型エアーパイプユニットの長さを
縮めながら、両端における両路開閉型雄カプラと両路開
閉型雌カプラの結合を解除できる。従って、このとき、
両隣りのエアーフィルター内蔵型エアーパイプユニット
を軸方向に移動する必要が無い。

【００４６】図４において、圧縮空気供給機４１から
は、実施例のエアーフィルター内蔵型エアーパイプユニ
ット２０Ａ〜２０Ｅを貫通して、圧縮空気の主供給経路
が形成される。図示しないベルトコンベアラインに沿っ
て配置された組立装置４２Ａ〜４２Ｅは、それぞれ専用
のエアーフィルター内蔵型エアーパイプユニット２０Ａ
〜２０Ｅを通じて取り出された圧縮空気によって作動す
る。

【００４７】このように構成された組立ラインでは、例
えば、エアーフィルター内蔵型エアーパイプユニット２
０Ａごと組立装置４２Ａを取外し、同じくエアーフィル
ター内蔵型エアーパイプユニット２０Ｄごと取り外した
組立装置４２Ｄの場所に移動して、そのまま接続し直す
ことができる。すなわち、組立装置４２Ａと組立装置４
２Ｄの配置替えが簡単に実施できる。

【００４８】

【発明の効果】請求項１のエアーフィルター内蔵型エア
ーパイプユニットによれば、エアーフィルター内蔵型エ
アーパイプユニットの中心を貫通して、圧損の少ない気
体の供給経路が形成されるから、複数のエアーフィルタ
ー内蔵型エアーパイプユニットを連結した場合に、気体
の供給側から遠い下流側でも、圧力低下の少ない気体を
安定して取り出すことができる。

【００４９】また、圧損の高いフィルター素子を通じて
気体が分岐されるから、分岐された側の圧力低下が管路
部材内の圧力低下に直接的に影響せず、下流側でも安定
した圧力を確保できる。

【００５０】請求項２のエアーフィルター内蔵型エアー
パイプユニットによれば、接続手段の間隔を圧縮して、
両隣りの配管やコネクタを軸方向に動かすことなく、エ
アーフィルター内蔵型エアーパイプユニットを取付け／
取外しできる。

【００５１】そして、従来のエアーフィルターユニット
と異なり、分岐のための配管構造と一体化しているか
ら、全体の配管構造の中に容易に設置できなる。また、
従来のエアーフィルターユニットと異なり、下部に圧力
容器を吊り下げず、水抜きのスペースも最小限で済み、
その分、取付け／取外しする作業スペースや、水抜き等
の保守スペースを節約できる。

【００５２】請求項３のエアーフィルター内蔵型エアー
パイプユニットによれば、従来のエアーフィルターユニ
ットと異なり、気体を蓄える容積（副室）を任意に増減
できるから、種々の気体取り出し条件に適合させて、最
適な副室容積を設定でき、断続的に気体が取り出された
場合にも出力圧力を有効に平滑できる。

【００５３】本発明のエアーフィルター内蔵型エアーパ
イプユニットによれば、供給側の圧搾エアー状態に影響
されないクリーンなエアーを、パイプスペースだけで多
方向に分岐できる。すなわち、従来のような吊り下げ型
の圧力容器が無いため、その保守スペース等も含めて、
エアー供給配管系の高さ方向が大幅にコンパクト化され
る。

【００５４】そして、エアーフィルター内蔵型エアーパ
イプユニットの長さ方向に伸縮できる構造により、両隣
りの配管や設備に影響を及ぼすことなく、取付け／取外
しが可能であるから、エアー供給配管系のライン配管が
シンプルかつ少スペースで実現される。

【００５５】また、エアーフィルター内蔵型エアーパイ
プユニットから分岐したエアー駆動機器類のエアー消費
量に対するエアー補充において、副室に充填された高圧
エアーが利用されるから、フィルター抵抗によるエアー
損失の影響（圧力差、時間差）を最小化できる。

【００５６】さらに、エアーフィルター内蔵型エアーパ
イプユニットを長さ方向にＮ本延長した場合に、上流側
のフィルター抵抗による圧力損失を受けずに、下流側に
安定エアーを供給できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な構成の説明図である。

【図２】実施例のエアーフィルター内蔵型エアーパイプ
ユニットの構成の説明図である。

【図３】エアーフィルター内蔵型エアーパイプユニット
の接続例の説明図である。

【図４】エアーフィルター内蔵型エアーパイプユニット
の接続例の説明図である。

【図５】従来のエアーフィルターの接続例の説明図であ
る。

【符号の説明】

１１ 管路部材 １２ フィルター素子 １３ 圧力容器部材 １４ 接続手段 １１Ａ 開口部 １３Ａ 取り出し口 １３Ｂ 容積

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体の流れを貫通可能で、その管壁に開
   口部（１１Ａ）を設けた管路部材（１１）と、 前記管路部材（１１）を包囲して前記開口部（１１Ａ）
   を覆うフィルター素子（１２）と、 前記フィルター素子（１２）の周囲を取り巻いて配置さ
   れ、前記管路部材（１１）の外壁との間に容積（１３
   Ｂ）を形成し、気体の取り出し口（１３Ａ）を設けた圧
   力容器部材（１３）と、 前記管路部材（１１）の両端にそれぞれ設けた接続部材
   （１４）と、を有することを特徴とするエアーフィルタ
   ー内蔵型エアーパイプユニット。
2. 【請求項２】 請求項１のエアーフィルター内蔵型エア
   ーパイプユニットにおいて、前記管路部材は、 前記フィルター素子を固定した外側管路部材と、 前記外側管路部材の内側空間を、気密を保って軸方向に
   移動可能な内側管路部材と、で構成され、 前記圧力容器部材は、 前記内側管路部材に対して一方の側が固定され、前記外
   側管路部材の外壁に対して他方の側が気密を保って軸方
   向に移動可能な部材、で構成され、 前記内側管路部材と前記外側管路部材の軸方向の相対的
   な位置関係を固定する固定手段、を設けたことを特徴と
   するエアーフィルター内蔵型エアーパイプユニット。
3. 【請求項３】 請求項２のエアーフィルター内蔵型エア
   ーパイプユニットにおいて、 前記外側管路部材の端部に配置されて、前記管路部材の
   外壁と前記圧力容器部材との間の空間を、前記フィルタ
   ー素子側と前記取り出し口側とに２分割してオリフィス
   を構成する隔壁部材、を設けたことを特徴とするエアー
   フィルター内蔵型エアーパイプユニット。