JPH105520A - フィルタ装置及びこれを備えた圧力空気供給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用するフィルタエレメントを自動的に切り
換えながら、かつ、フィルタ装置の分解、フィルタエレ
メントを内蔵するフィルタ部の交換頻度を下げることが
できるフィルタ装置およびこれを備えた圧力空気供給シ
ステムを提供すること。 【解決手段】 本体４４に摺動自在に嵌合するシリンダ
部材５１の下方に４本のフィルタ部４６Ａ〜４６Ｄを配
設し、通常はシリンダ部材５１により各フィルタ部４６
Ａ〜４６Ｄを密封部材４９を介して密封し、連絡通路６
２が接続されるフィルタ部４６Ａにより圧縮空気の不純
物除去作用を行わせる。フィルタ部Ａのフィルタエレメ
ント４８に目詰まりが発生したら制御室７６にガバナ装
置８４からの空気圧を導入しシリンダ部材を上方に移動
させながら、溝５６と突起部６０との係合作用によりシ
リンダ部材５１を９０度回転させ、連絡通路６２を隣の
フィルタ部４６Ｂに接続する。こうして自動的にフィル
タエレメント４８を切り換え、すべてのフィルタエレメ
ントを使用し終ったときに各フィルタ部４６Ａ〜４６Ｄ
を交換するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両等のエ
アブレーキ用の空気圧力源等に組み込まれるフィルタ装
置、およびこれを備えた圧力空気供給システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来技術としては、例えば実公
平５−４３８４８号公報に開示されているが、従来のフ
ィルタ装置について図１１および図１２を参照して説明
する。

【０００３】従来のフィルタ装置は全体として１で示さ
れ、基部材２には大径の筒状のカバー３が固定されてい
る。カバー３の内部には円柱形状のフィルタ本体５が取
付部材６を介して基部材２に固定されており、これらカ
バー３とフィルタ本体５との間に空気貯槽４が形成され
ている。フィルタ本体５のフィルタ筒２０の内部には一
塊の円柱状のフィルタエレメント７が配設されており、
このフィルタエレメント７とフィルタ筒２０の底部２０
ａとの間には、多孔板を介在させてフェルトを積層させ
たフェルト部材８が配設されている。またフィルタエレ
メント７の下端部には多孔板２１が基部材２に固定され
ている。

【０００４】基部材２には、圧縮空気を吐出するエアコ
ンプレッサ２３（図１２参照）に接続される入口９と、
空気貯槽４に出口通路１０を介して連通し、圧縮空気中
の水分を除去する圧縮空気乾燥装置２４に接続される出
口１１とが形成されている。なお、圧縮空気乾燥装置２
４によって乾燥された圧縮空気は逆止弁２８を介してエ
アタンク２５に蓄えられるようになっている。入口９と
連通する入口通路１２は、取付部材６に形成された開口
６ａを介してフィルタ本体５の内部と連通している。こ
れにより、入口９から導入された圧縮空気は、入口通路
１２および取付部材６の開口６ａを通ってフィルタ本体
５のフィルタエレメント７に導入され含有する油分等が
除去されるようになっており、ここで浄化された圧縮空
気はフェルト部材８、フィルタ筒２０の底部２０ａに形
成された孔２０ｂ、空気貯槽４および出口通路１０を介
して出口１１から圧縮空気乾燥装置２４へと供給される
ようになっている。

【０００５】なお、基部材２の下方には開口１３が形成
されており、この開口１３内にドレン弁１４が配設され
ている。このドレン弁１４は取付部材６との間に制御室
１５を区画するピストン１６を有しており、このピスト
ン１６に入口通路１２と排気口１９との連通を開閉する
弁体１７が設けられている。通常は図示のように閉弁し
ているが、エアタンク２５内の圧力を監視するガバナ装
置２７からアンロード指令としての空気圧信号が制御室
１５に供給されると（同時に、エアコンプレッサ２３に
も加圧作用を無効とするアンロード指令が供給され
る。）、ピストン１６が復帰ばね１８のばね力に抗して
下降することにより開弁して、入口通路１２と排気口１
９とを連通させるようになっている。これにより、空気
貯槽４内の圧縮空気がフィルタ本体５および入口通路１
２を通って排気口１９から外部へと排気されるのである
が、これと同時に、フィルタエレメント７に溜まった油
分等も圧縮空気と共に、排気口１９から外部へと排出さ
れるようになっている。すなわち、いわゆるパージ機能
が作用する。なお、図１１に示す圧縮空気乾燥装置２４
にもドレン弁が設けられており、図中符号２６で示して
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のフィルタ装置１
は以上のような構成、作用を有しているのであるが、こ
のフィルタ装置１は、１つのフィルタエレメント、すな
わち一塊の円柱状のフィルタエレメント７により圧縮空
気中の油分等の不純物を除去している。しかしながら、
このフィルタ部７では、圧縮空気が流入する入口側に近
い部分から、すなわち図１１においてフィルタエレメン
ト７の下端部から目詰まりを起こし易く、ここから順
次、フィルタエレメント７の出口側に向けて目詰まりが
発生してゆく。

【０００７】しかしながら、フィルタエレメント７によ
る除去能力の観点から、目詰まりがある程度進展する
と、作業者によりフィルタ装置１を分解しフィルタ部７
を随時新品に交換している。すなわち、フィルタエレメ
ント７を有効に使用しておらず、フィルタエレメント７
の交換頻度が高くなるという問題がある。

【０００８】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、使用
するフィルタエレメントを自動的に切り換えながら、か
つ、フィルタ装置の分解、フィルタエレメントを内蔵す
るフィルタ部の交換頻度を下げることができるフィルタ
装置およびこれを備えた圧力空気供給システムを提供す
ることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、エアコン
プレッサと、このエアコンプレッサにより吐出された圧
縮空気を蓄えるエアタンクとの間に配置されるフィルタ
装置であって、前記圧縮空気が流入する入口と、エアタ
ンクに送出される出口と、前記入口と出口との間に位置
し前記圧縮空気中の不純物を除去するフィルタエレメン
トとを備えたフィルタ装置において、前記フィルタエレ
メントを複数個備え、その内の１つを入口と出口との間
を連絡する主通路に配設し、残余のフィルタエレメント
を前記主通路から遮断された位置に配設して、外部から
の交換指令に基づき前記主通路に配設されたフィルタエ
レメントを前記残余のフィルタエレメントの１つに交換
するフィルタ交換機構を設けたことを特徴とするフィル
タ装置、によって解決される。

【００１０】また以上の課題は、エアコンプレッサと、
このエアコンプレッサにより吐出された圧縮空気を蓄え
るエアタンクと、前記エアコンプレッサとエアタンクと
の間に設けられ、前記圧縮空気中の不純物を除去するフ
ィルタエレメントを有したフィルタ装置と、前記エアタ
ンク内の圧力が所定範囲であることに応じて前記コンプ
レッサの加圧作用を無効とするアンロード指令を出力す
るガバナ装置とを備えた圧縮空気供給システムにおい
て、前記フィルタ装置には、前記フィルタエレメントが
複数個設けられており、その複数のフィルタエレメント
の１つを選択接続する交換指令は、前記フィルタ装置の
エアコンプレッサ側とエアタンク側との差圧を検出する
差圧検出手段からの信号に基づき出力され、且つ、前記
アンロード指令を出力された時に発せられることを特徴
とする圧縮空気供給システム、によって解決される。

【００１１】入口に導入された圧縮空気は、複数個備え
られたフィルタエレメントのうち入口と出口とを連絡す
る主通路に配設された１つのフィルタエレメントを通
り、含有する油分等の不純物が除去される。このフィル
タエレメントに目詰まりが発生したとき、これを他のフ
ィルタエレメントに交換するのであるが、これは外部か
らの交換指令に基づいて行われる。例えば、フィルタエ
レメントに目詰まりが発生すると圧縮空気の流過抵抗が
大きくなり、これにより入口と出口との間に差圧が生じ
るが、これをエアコンプレッサ側とエアタンク側との間
に配設される差圧検出手段が検出し、その検出信号に基
づいて上記交換指令を出力する。この交換指令は例えば
ガバナ装置からエアコンプレッサにアンロード指令が出
力された時に発せられ、この交換指令を受けたフィルタ
交換機構は、目詰まりが発生したフィルタエレメントに
代えて、残余のフィルタエレメントの１つを上記主通路
に配設する。主通路に配設されるフィルタエレメント以
外の残余のフィルタエレメントはすべて、主通路から遮
断された位置に配設されているので、交換されるフィル
タエレメントは未使用の状態で主通路に配設される。よ
って、これら複数個のフィルタエレメントをすべて使い
切った後に、フィルタエレメントの交換を行えばよいの
で、交換頻度が少なくなり、その分、フィルタ装置の分
解作業の手間を省くことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】圧縮空気が流入する入口とエアタ
ンクに送出される出口との間にフィルタエレメントを複
数個設け、その内の１つを入口と出口との間を連絡する
主通路に配設し、残余のフィルタエレメントを主通路か
ら遮断された位置に配設して、外部からの交換指令に基
づき主通路に配設されたフィルタエレメントを残余のフ
ィルタエレメントの１つに交換するフィルタ交換機構を
設ける。外部からの交換指令が出力されると、フィルタ
交換機構の作動により順次、残余のフィルタエレメント
に自動的に交換され、このフィルタエレメントにより圧
縮空気中の油分等の不純物が除去される。

【００１３】残余のフィルタエレメント内部と主通路と
を遮断するのに密封部材を用い、フィルタ交換機構を、
交換指令が発せられている間、その密封部材による遮断
を解除するシール力解除手段として構成すれば、フィル
タエレメントを自動的に交換する際に、密封部材による
シール力が解除され、これにより密封部材によるシール
力が抵抗とならずに容易に交換作用を行うことができ
る。

【００１４】フィルタエレメントの交換を自動的に行う
ために、交換指令は、主通路に位置するフィルタエレメ
ントの入口側と出口側との差圧が予め設定された所定差
圧を越えたときに発生するように構成する。

【００１５】また、この交換指令をエアコンプレッサに
よる加圧作用を無効とするアンロード指令の出力中のみ
有効とするように構成する。これにより、交換指令中
に、すなわちフィルタエレメントの交換中にエアコンプ
レッサからの圧縮空気がフィルタ装置に流入してくるこ
とがなく、不純物を含むエアコンプレッサからの圧縮空
気がフィルタ装置を介さずにエアタンク側に流出するこ
とが防止される。

【００１６】フィルタ交換機構には、交換指令に基づい
て駆動され、主通路と複数のフィルタエレメントとの相
対的な位置関係を変更させ、かつ、シール力解除手段を
作動させる単一のシリンダを備えさせる。これにより、
上記密封部材によるシール力解除およびフィルタエレメ
ントの交換をほぼ同時に作動させることができ、交換時
間の短縮を図ることができる。

【００１７】また、複数のフィルタエレメントを上記入
口および出口が設けられる容器内に位置決めしておき、
フィルタ交換機構には、主通路の一部となる連絡通路が
形成され該連絡通路を複数のフィルタエレメントの１つ
に対して接続可能な可動板を設け、これを上記単一のシ
リンダにより移動させるようにすることにより、連絡通
路と複数のフィルタエレメントとを選択接続させること
ができる。

【００１８】他のフィルタ交換機構としては、上記交換
指令に基づいて駆動され上記シール力解除手段を作動さ
せる第１のシリンダと、その交換指令に基づいて駆動さ
れ上記主通路と複数のフィルタエレメントとの相対的な
位置関係を変更させる第２のシリンダとで構成し、第１
および第２のシリンダを作動させて上記密封部材による
シール力の解除と、主通路と複数のフィルタエレメント
との相対的な位置関係の変更とを行わせ、主通路と複数
のフィルタエレメントとの選択接続をさせるようにして
もよい。

【００１９】この場合、複数のフィルタエレメントを上
記入口および出口を設けた容器内に、第２のシリンダの
作用により移動可能に配置すれば、第１のシリンダと第
２のシリンダとを独立させて制御し、主通路と複数のフ
ィルタエレメントとを選択接続することができる。

【００２０】上述のエアコンプレッサの加圧作用を無効
とするアンロード指令を空気圧信号とし、上記一方のフ
ィルタ交換機構における単一のシリンダと他方のフィル
タ交換機構おける第１および第２のシリンダとを、その
空気圧信号により作動させるようにすれば、アンロード
指令およびこれらシリンダの駆動源を特に追加すること
なく構成することができる。

【００２１】以上述べたフィルタ装置をエアコンプレッ
サやエアタンク、そして上記アンロード指令を出力する
ガバナ装置などの機器と共にシステム化して実施する場
合は、フィルタ装置のエアコンプレッサ側とエアタンク
側との差圧を検出する差圧検出手段からの信号に基づい
た出力を上記交換指令とし、これをガバナ装置からのア
ンロード指令が出力された時のみ発せられるようにすれ
ば、上述のようにフィルタ装置内でのフィルタエレメン
ト交換中はエアコンプレッサの加圧作用が中断している
ので不純物を含む圧縮空気がフィルタ装置の下流側に流
れるのを防ぐことができる。

【００２２】そこで、フィルタエレメント交換の可否を
制御するために、フィルタ装置の上記フィルタ交換機構
に交換指令としてのアンロード指令を与えることを許容
する制御装置を設け、これに、フィルタ交換機構の空気
圧信号が導入される制御ポートとガバナ装置とを連絡す
る通路を差圧検出手段の出力信号に基づき開閉する電磁
弁を含ませることにより、フィルタエレメントの交換の
タイミングを制御することができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の各実施例について図面を参照
して説明する。

【００２４】図３は本発明の第１実施例による車両のエ
アブレーキ用圧力空気供給システムの配管系統図を示し
ており、その全体は１１０で示される。エアコンプレッ
サ８０より吐出された圧縮空気は、本発明に係るフィル
タ装置４１、逆止弁８３、そして圧縮空気乾燥装置８２
を通って浄化、乾燥されてエアタンク８１に蓄えられ、
配管９０を介して図示しないブレーキバルブに供給され
るようになっている。ガバナ装置８４はエアタンク８１
内の圧力を監視しており、これが所定圧力を越えるとコ
ンプレッサ８０の加圧作用を無効とするアンロード指令
を発する。これはエアタンク８１内の空気圧を配管９
１、９２を介してエアコンプレッサ８０に供給すること
により行われる。また、同時に圧縮空気乾燥装置８２に
も空気圧が配管９３を介して供給されるが、これを受け
て圧縮空気乾燥装置８２は従来公知のパージ作用を行う
ようになっている。さらに、ガバナ装置８４とフィルタ
装置４１との間には電磁弁８５が配設されているのであ
るが、これは２位置３ポート電磁弁であり、通常は図示
するように遮断位置（Ａ位置）をとっており、フィルタ
装置４１の制御ポート６９（図１参照）に接続される配
管９５は大気に連通しているが、電磁弁８５のソレノイ
ド８５ａが励磁されるとＢ位置に切り換わり、上記配管
９５と配管９２から分岐する配管９４とが連通するよう
になっている。また、フィルタ装置４１のエアコンプレ
ッサ８０側とエアタンク８１側との差圧を検出する差圧
検出装置８６が配設されている。

【００２５】次に、本発明に係るフィルタ装置４１の詳
細について図１および図２を参照して説明する。

【００２６】エアコンプレッサ８０に連絡する入口４２
とエアタンク８１に連絡する出口４３とを形成したほぼ
円筒形状の本体４４の内部には、４本のフィルタ部４６
Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｄ（図２参照）が同一円周上
に９０度間隔で配設されており、これらは本体４４の下
端開口にシールリング７３を装着しねじ７２により本体
４４に固定された蓋部材７１の支持部７１ａにより位置
決め固定されている。４本のフィルタ部４６Ａ〜４６Ｄ
はそれぞれ同一の構成を有しており、フィルタ筒４７
と、これに充填されるフィルタエレメント４８と、フィ
ルタ筒４７の上下端部にそれぞれ取り付けられる密封部
材４９および弁部材５０とから成る。密封部材４９の中
心および上端面にはそれぞれ貫通路４９ａおよび環状の
シール部４９ｂが形成されており、また弁部材５０はフ
ィルタ筒４７の底壁面に形成された開口４７ａを塞ぐよ
うに取り付けられている。

【００２７】フィルタ部４６Ａ〜４６Ｄの直上方にはシ
リンダ部材５１がシールリング５７、５８、５９を装着
して本体４４の内壁面およびその縮径部４４ａの内壁面
に対して摺動自在に嵌合している。シリンダ部材５１は
上下２つの部材で成り、両者はボルト５５により一体的
に結合されており、上方から駆動板部５２、軸部５３お
よび可動板部５４と３つの部位が形成されている。

【００２８】ねじ６５により本体４４の上端開口に固定
される蓋部材６４と、シリンダ部材５１の駆動板部５２
との間には、ばね６８が張設されており、シリンダ部材
５１全体を図中下方へと付勢している。駆動板部５２と
本体４４の縮径部４４ａとにより制御室７０が画成さ
れ、これは上述の配管９５に接続される制御ポート６９
と連通している。可動板部５４は、通常は図示するよう
に、真下に位置する４本のフィルタ部４６Ａ〜４６Ｄの
密封部材４９のシール部４９ｂに弾接しており、これに
より、上記弁部材５０の存在もあって、４本のフィルタ
部４６Ａ〜４６Ｄの内部は、それぞれ個々に遮断してい
る。また可動板部５４には連絡通路６２が形成されてお
り、これは図２に示すようにフィルタ部４６Ａ〜４６Ｄ
の各軸心を通る円周上に位置している。この連絡通路６
２は各フィルタ部４６Ａ〜４６Ｄのうちいずれか１つに
対して接続可能となっている。

【００２９】駆動板部５２と可動板部５４とを連結する
軸部５３の側周面には、９０度間隔に同一形状の溝５６
が形成されており、この溝５６に対して本体４４の縮径
部４４ａと一体的に形成された突起部６０が係合してい
る。この溝５６は、後述するように制御室７０に空気圧
が導入されてシリンダ部材５１が上方へと移動する際、
これと同時に図５に示すようにシリンダ部材５１を時計
方向に回転させるように形成されている。すなわち、最
初、突起部６０は溝５６の上端部に位置するが（図５
Ａ）、シリンダ部材５１が上昇運動し始めると、突起部
６０があたかも溝５６に沿って移動するかのようにして
シリンダ部材５１を回転させ（図５Ｂ）、突起部６０が
溝５６の下端部にまで達すると（図５Ｃ）、シリンダ部
材５１は全体として時計方向に９０度、回転運動するよ
うに構成されている。

【００３０】本体４４の縮径部４４ａとシリンダ部材５
１の可動板部５４とにより入口４２と連通する入口通路
７６が形成され、また、この可動板部５４と蓋部材７１
とにより画成される出口４３と連通する出口通路７７が
形成される。入口通路７６と出口通路７７とは連絡通路
６４およびこれに接続されるフィルタ部４６Ａの内部を
介して連通子、これにより圧縮空気が通る主通路が形成
される。

【００３１】図４は上述した電磁弁８５の開閉制御を行
う制御回路を示している。電源９７に接続されるイグニ
ッションスイッチ９８はエンジン始動と共に閉成し、差
圧検出スイッチ８６ａは上記差圧検出装置８６が所定の
差圧を検出したときに作動（閉成）するようになってい
る。カウンタ１０２は、差圧検出スイッチ９９の作動を
検出してカウントしキャンセルスイッチ１００に出力す
るのであるが、本実施例では３回（フィルタ部４６Ａ〜
４６Ｄの数４マイナス１）以上をカウントすると、キャ
ンセルスイッチ１００に対する出力を規制するようにな
っている。キャンセルスイッチ１００の出力を受けたタ
イマ１０１は電磁弁８５のソレノイド８５ａに出力し、
所定時間経過後に回路を遮断（ＯＦＦ）するようになっ
ている。また、差圧検出スイッチ８６ａの作動中は警告
ランプ１０３が点灯し、運転者に警告するようにしてい
る。

【００３２】本発明の第１実施例は以上のように構成さ
れるのであるが、次にこの作用について説明する。

【００３３】エアコンプレッサ８０により吐出された圧
縮空気は配管８７を介してフィルタ装置４１の入口４２
に供給される。図１を参照して、入口４２に導入された
圧縮空気は入口通路７６に導かれ、ここから連絡通路６
２を介してフィルタ部４６Ａの内部に供給される。この
とき、残余のフィルタ部４６Ｂ〜４６Ｄの内部はシリン
ダ部材５１の可動板部５４、および密封部材４９のシー
ル部４９ｂとの密封作用により遮断されている。圧縮空
気はフィルタ部４６Ａのフィルタエレメント４８により
含有する油分等の不純物を除去されながら下方へと流
れ、弁部材５０を開弁させフィルタ筒４７底部の開口４
７ａから出口通路７７に至り、出口４３から配管８８、
逆止弁８３を介して圧縮空気乾燥装置８２へと供給さ
れ、乾燥される（図３参照）。乾燥された圧縮空気はエ
アタンク８１に蓄えられ、ここから配管９０を介して図
示しないブレーキバルブに供給される。

【００３４】エアタンク８１に蓄えれられた圧縮空気が
所定範囲の圧力を越えるとガバナ装置８４はエアコンプ
レッサ８０に加圧無効のアンロード指令を供給する。こ
れは上述したように空気圧信号として供給される。これ
によりエアコンプレッサ８０はフィルタ装置４１に対す
る圧縮空気の供給を中断し、また、圧縮空気乾燥装置８
２はパージ作用を行う。その後、乾燥した圧縮空気の使
用により、エアタンク８１内の圧力が所定範囲にまで下
がるとガバナ装置８４からのアンロード指令は解除さ
れ、再びエアコンプレッサ８０が加圧作用を行う。この
作用を高い頻度で繰り返すことにより、エアタンク８１
内の圧縮空気は常時、所定範囲の圧力に保たれる。

【００３５】フィルタ装置４１において、圧縮空気中の
不純物除去作用を行っているフィルタ部４６Ａのフィル
タエレメント４８は、徐々にその入口側（図１において
上方）から目詰まりが発生する。この目詰まりにより圧
縮空気の流過抵抗が大きくなって、フィルタ部４６Ａの
上流側と下流側、すなわちフィルタ装置４１の入口４２
側と出口４３側との間に差圧が発生する。この差圧は図
３における差圧検出装置８６により検出されるのである
が、差圧が所定値を越えると図４の差圧検出スイッチ８
６ａが作動する（イグニッションスイッチ９８はエンジ
ン始動と共にＯＮ）。すると、カウンタ１０２はそれを
カウントしてキャンセルスイッチ１００に出力し、これ
を受けて電磁弁８５のソレノイド８５ａが励磁される。
これにより電磁弁８５はＡ位置からＢ位置へと切り換わ
り、配管９４と９５とが相連通する。そこで、ガバナ装
置８４から上述のアンロード指令が発せられると、交換
指令としての空気圧が配管９４、Ｂ位置にある電磁弁８
５および配管９５を介してフィルタ装置４１の制御室７
０に導入される。

【００３６】シリンダ部材５１の駆動板部５２は制御室
７０からの背圧を受けてばね６８のばね力に抗して図中
上方へと移動し始め、また、軸部５３の溝５６に係合し
た突起６０により、シリンダ部材５１は上昇しながら回
転する。このとき、シリンダ部材５１の上昇運動によ
り、図５Ｂに示すようにその可動板部５４と各フィルタ
部４６Ａ〜４６Ｄとの間の密封作用は解除され、連絡通
路６２がフィルタ部４６Ａから隣のフィルタ部４６Ｂに
向かう。そして図５Ｃに示すように突起６０が軸部の溝
５６の下端部にまで到達するとシリンダ部材５１は全体
として時計方向に９０度回転したことになり、連絡通路
６２は次のフィルタ部４６Ｂの真上、すなわちフィルタ
部４６Ｂの密封部材４９の貫通孔４９ａと整列する。そ
の後、タイマ１０１の設定時間が経過して電磁弁８５は
Ｂ位置からＡ位置へと切り換わり、これにより制御ポー
ト６９に接続される配管９５は大気と連通し制御室７０
内の空気圧が排気される。よって、シリンダ部材５１は
ばね６８のばね力により下方の通常位置へと戻され、ま
た突起部６０も溝５６の上端部へと移動し（図１、図５
Ａ参照）、可動板部５４は各フィルタ部４６Ａ〜４６Ｄ
を密封する。

【００３７】以上のようにして、フィルタ装置４１はフ
ィルタ部４６Ａを自動的に隣のフィルタ部４６Ｂに交換
されるのであるが、本実施例では、ガバナ装置８４のア
ンロード指令中、すなわちエアコンプレッサ８０の加圧
作用が無効となっているときにフィルタエレメント４８
の交換を行っているので、フィルタエレメント４８の交
換中にエアコンプレッサ８０からの圧縮空気がフィルタ
装置４１に流入してくることがなく、よって不純物を含
む圧縮空気がフィルタ部４６Ａ〜４６Ｄのいずれかを介
さずにエアタンク側に流出するのを防止している。ま
た、各フィルタ部４６Ａ〜４６Ｄの密封部材４９による
シール力解除およびフィルタエレメント４８の交換をほ
ぼ同時に作動させているので、交換時間の短縮を図るこ
とができる。

【００３８】ガバナ装置８４のアンロード指令が解除さ
れて再びエアコンプレッサ８０が加圧作用を行うと、フ
ィルタ装置４１に供給された圧縮空気は、フィルタ部４
６Ｂの新品状態のフィルタエレメント４８により含有す
る不純物を除去されて出口４３側へ向かう。

【００３９】その後、フィルタ部４６Ｂのフィルタエレ
メント４８に目詰まりが発生してフィルタ装置４１の入
口４２側と出口４３側との間に差圧が生じると差圧検出
装置８６の作用により、再び差圧検出スイッチ８６ａが
作動し、上述と同様な作用を行ってフィルタ部４６Ｂか
らフィルタ部４６Ｃへと自動的に交換される。以後、こ
の交換作用が自動的に行われる。また、フィルタ部の交
換中は図４の警告ランプ１０３が点灯し、運転者に知ら
せられる。

【００４０】４本目のフィルタ部４６Ｄのフィルタエレ
メント４８に目詰まりが発生すると、もはや次のフィル
タ部４６Ａのフィルタエレメント４８に交換する意義が
失われているので（フィルタ部４６Ａのフィルタエレメ
ント４８はすでに目詰まりが発生している）、フィルタ
部の交換作用は行われない。これは図４におけるカウン
タ１０２が差圧検出スイッチの作動を所定回数（本実施
例では３回）カウントした後は、キャンセルスイッチ１
００に対する出力信号の供給を中止し、電磁弁８５のソ
レノイド８５ａを励磁しないようにしている。このとき
差圧検出スイッチ８６ａは作動したままであるので、警
告ランプ１０３は点灯したままとなり、これをもって運
転者にフィルタ装置４１のすべてのフィルタエレメント
４８を新品に交換するが必要あることを知らせる。この
場合、ブザーでもって警告するようにしてもよい。

【００４１】以上述べたように、本実施例のフィルタ装
置によれば、フィルタエレメント４８の目詰まり発生を
自動的に検出すると共に、自動的に残余のフィルタ部の
フィルタエレメント４８に交換するので、フィルタ装置
４１の備えるすべてのフィルタエレメント４８を有効に
使用することができる。またフィルタエレメント４８の
交換は、すべてのフィルタエレメント４８に目詰まりが
発生した後に行われるので、交換頻度を低減することが
でき、よって、これに伴うフィルタ装置の分解作業をも
低減することができる。

【００４２】図９は本発明の第２実施例による車両のエ
アブレーキ用圧力空気供給システムの配管系統図を示し
ており、その全体は１５４で示される。なお、図におい
て上述の第１実施例と対応する部分については同一の符
号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００４３】ガバナ装置８４とフィルタ装置１１５とは
２つの径路で連通可能となっており、一方の径路は配管
９２から分岐する配管１７９、第１電磁弁１６０および
配管１８０を介して後述するフィルタ装置１１５の制御
ポート１３９に接続されている（図６参照）。第１電磁
弁１６０は２位置３ポート電磁切換弁であり、通常は遮
断位置（Ｃ位置）をとって配管１８０を大気に連通させ
ているが、ソレノイド１６０ａが励磁されると配管１７
９と１８０とを連通させるようになっている（Ｄ位
置）。他方の径路は配管９２から分岐する配管１７７、
第２電磁弁１６１、配管１７８およびピストンシリンダ
１６２を介してフィルタ装置１１５の第２のシリンダと
してのエアシリンダ１４２の供給ポート１４２ａに接続
されている（図７参照）。第２電磁弁１６１は２位置３
ポート電磁切換弁であり、通常は遮断位置（Ｅ位置）を
とって配管１７８を大気に連通させているが、ソレノイ
ド１６１ａが励磁されると配管１７７と１７８とを絞り
１８１を介して連通させるようになっている（Ｆ位
置）。

【００４４】次に、フィルタ装置１１５の詳細について
説明する。

【００４５】図６および図７は本発明の第２実施例によ
るフィルタ装置を示しており、その全体は１１５で示さ
れる。２つの部材１１６、１１７をその周縁部で６組の
ボルト１１８およびナット１１９で結合して成る本体１
２１の内部には、６個のフィルタ部１２２Ａ、１２２
Ｂ、１２２Ｃ、１２２Ｄ、１２２Ｅ、１２２Ｆを同一円
周上に６０度間隔に備えた円形の回転部材１２０が配設
されている（図７参照）。フィルタ部１２２Ａ〜１２２
Ｆはそれぞれ同一の構成を有しており、これらは両側に
多数の孔１２３ａ、１２３ａを形成したフィルタケース
１２３と、これに充填されるフィルタエレメント１２４
とから構成される。

【００４６】本体１２１の筒体部１４４には、フィルタ
ケース１２３を図６に示すように保持する環状のフィル
タホルダ１２６が配設されており、その保持部には環状
の密封部材１２７が設けられている。また、本体１２１
のフィルタケース１２３が当接する部分にも環状の密封
部材１２５が設けられており、これによりフィルタ部１
２２Ａの内部（フィルタエレメント１２４）と残余のフ
ィルタ部１２２Ｂ〜１２２Ｆとを遮断している。フィル
タホルダ１２６の中心孔にはシールリング１２８が装着
され、ここに第１のシリンダとしての環状の駆動シリン
ダ１３０の軸部１３０ａが嵌着している。軸部１３０ａ
の先端部外周にはねじ山が形成されており、ここにナッ
ト１２９を締め付けることによりフィルタホルダ１２６
と一体的に固定している。駆動シリンダ１３０の外周
部、および筒体部１４４の縮径部１４４ａの内周部に
は、それぞれシールリング１３２、１３１が装着されて
おり、これにより駆動シリンダ１３０がフィルタホルダ
１２６と共に、筒体部１４４に対して摺動可能となって
いる。さらに、駆動シリンダ１３０のシールリング３３
を装着した中心孔に対して摺動自在に、筒体部１４４の
開口部にボルト１３５により固定される蓋部材１３４の
軸部１３４ａが嵌合している。

【００４７】蓋部材１３４および駆動シリンダ１３０の
それぞれの軸部１３４ａ、１３０ａは共に中空であり、
これらと整列するように、蓋部材１３４および本体１２
１にはそれぞれ入口１３７および出口１３８が形成され
ている。蓋部材１３４と駆動シリンダ１３０との間には
ばね１３６が張設されており、通常は図示するように駆
動シリンダ１３０を図中右方へと付勢しフィルタホルダ
１２６によりフィルタ部１２２Ａのフィルタ筒１２３を
密着保持している。また、駆動シリンダ１３０と筒体部
１４４の縮径部１４４ａとの間に形成される空間を制御
室１４０としており、これと連通するように筒体部１４
４に制御ポート１３９を形成している。

【００４８】図６および図７を参照して、回転部材１２
０の中心には、ラチェット機能を備えた駆動部材の駆動
軸１４１ａが結合しており、図７において駆動部材１４
１が時計方向に回転するときは回転部材１２０もこれに
追従して回転するが、駆動部材１４１が反時計方向に回
転するときは回転部材１２０は回転しないように構成さ
れている。

【００４９】駆動部材１４１の先端部１４１ｂは第２の
シリンダとしてのエアシリンダ１４２の駆動ロッド１４
３の先端部にピン結合している。エアシリンダ１４２
は、図８に示すように一端が車体の一部１５０に固定さ
れた支持部材１４６に揺動自在にピン結合しており、こ
の支持部材１４６の他端はねじ１４７により本体１２１
に固定されている。エアシリンダ１４２には入力孔１４
２ａが形成されており、ここに後述するようにガバナ装
置８４からの空気圧が供給されたとき、駆動ロッド１４
３が図７における一点鎖線で示す位置まで駆動され駆動
部材１４１を時計方向に６０度回転させるようになって
いる。

【００５０】図１０は上述した第１、第２電磁弁１６
０、１６１の開閉制御を行う制御回路を示しているが、
上述の第１実施例に対応する部分については同一の符号
を付すものとし、その詳細な説明は省略する。

【００５１】第１タイマ１６８は第１実施例と同様に、
ソレノイド１６０ａに所定時間出力した後、回路を遮断
するようになっており、ソレノイド１６１ａに接続され
る他方の第２タイマ１６９は、第１タイマ１６８より遅
れてＯＮとなり、かつ第１タイマ１６８より早くＯＦＦ
となるように設定されている。また本実施例では、カウ
ンタ１７１は５回（フィルタ部１２２Ａ〜１２２Ｆの数
６マイナス１）以上をカウントするとキャンセルスイッ
チ１００に対する出力を規制するように設定されてい
る。

【００５２】本発明の第２実施例は以上のように構成さ
れるのであるが、次にこの作用について説明する。

【００５３】エアコンプレッサにより吐出された圧縮空
気は配管８７を介してフィルタ装置１１５の入口１３７
に導入される。図６を参照して、入口１３７に導入され
た圧縮空気はフィルタ部１２２Ａに至り、フィルタエレ
メント１２４によって含有する油分等の不純物を除去さ
れて、出口１３８に向かう。そして配管８８および逆止
弁８３を介して圧縮空気乾燥装置８２に供給され、乾燥
される（図９参照）。乾燥された圧縮空気はエアタンク
８１に蓄えられ、ここから配管９０を介して図示しない
ブレーキバルブに供給される。

【００５４】フィルタ装置１１５において、圧縮空気中
の不純物の除去作用を行っているフィルタ部１２２Ａの
フィルタエレメント１２４は、徐々にその入口側（図６
において左方）から目詰まりが発生する。この目詰まり
により圧縮空気の流過抵抗が大きくなってフィルタ部１
２２Ａの上流側と下流側、すなわちフィルタ装置１１５
の入口１３７側と出口１３８側との間に差圧が発生す
る。この差圧は図９における差圧検出装置８６により検
出されるのであるが、差圧が所定値を越えると図１０の
差圧検出スイッチ８６ａが作動する。すると、カウンタ
１７１はそれをカウントしてキャンセルスイッチ１００
に出力し、これを受けて第１電磁弁１６０のソレノイド
１６０ａが励磁される。これにより第１電磁弁１６０は
Ｃ位置からＤ位置に切り換わり、配管１７９と１８０と
が相連通する。そこで、ガバナ装置８４から上述のアン
ロード指令が発せられると、交換指令としての空気圧が
フィルタ装置１１５の制御室１４０に供給される。

【００５５】また、第２タイマ１６９の作用により所定
時間遅れて励磁された第２電磁弁１６１は、Ｅ位置から
Ｆ位置に切り換わり、配管１７７と１７８とを相連通さ
せる。このときガバナ装置８４からの空気圧は、絞り１
８１により流速を抑えられながらフィルタ装置１１５側
へ向かう。さらに、この空気圧によりピストンシリンダ
１６２が作動し、これより発生した空気圧をフィルタ装
置１１５のエアシリンダ１４２の入力孔１４２ａに供給
する。

【００５６】図６を参照して、制御室１４０に導入され
たガバナ装置８４からの空気圧により駆動シリンダ１３
０はばね１３６のばね力に抗して図中左方へと移動し、
これと一体的に固定されるフィルタホルダ１２６のフィ
ルタ部１２２Ａに対する密封作用が解除される。すなわ
ち、回転部材１２０が回転可能な状態になる。その後、
遅れてエアシリンダ１４２の入力孔１４２ａに導入され
たガバナ装置８４からの空気圧により、エアシリンダ１
４２が作動し駆動ロッド１４３の先端部１４３ａにピン
結合させた駆動部材１４１を図７において一点鎖線で示
す位置まで時計方向に回転させる。このとき回転部材１
２０も時計方向に６０度だけ回転され、これによりフィ
ルタ部１２２Ａに代わってフィルタ部１２２Ｂを入口１
３７と出口１３８とを連絡する主通路に位置させる。

【００５７】第２タイマ１６９の出力がＯＦＦとなって
ソレノイド１６１ａが消磁され第２電磁弁１６１がＥ位
置に戻ると、配管１７７と１７８との連通状態が解除さ
れ、また配管１７８内の空気圧は大気に解放される。こ
れによりエアシリンダ１４２の入力孔１４２ａに入力さ
れた空気圧信号は解除され、駆動ロッド１４３は図示の
位置に戻る（なお、このとき他方の孔１４２ｂに空気圧
が供給されるのであるが、本実施例では図示せずとも、
この孔１４２ｂに対して空気圧を給排する空圧源および
弁を別途設けているものとする）。その後、第１タイマ
１６８の設定時間が経過してソレノイド１６０ａが消磁
され電磁弁１６０がＣ位置に戻ると、配管１７９と１８
０との連通状態が解除され、また配管１８０内の空気圧
は大気に解放される。これによりフィルタ装置１１５の
駆動シリンダ１３０がばね１３６のばね力により図６に
示す位置に移動し、フィルタホルダ１２６により今度は
フィルタ部１２２Ｂのフィルタ筒１２３を密着保持す
る。

【００５８】ガバナ装置８４のアンロード指令が解除さ
れて再びエアコンプレッサ８０が加圧作用を行うと、フ
ィルタ装置１１５に供給された圧縮空気は、フィルタ部
１２２Ｂのフィルタエレメント１２４により、含有する
不純物を除去されて出口１３８側へ向かう。

【００５９】以上のようにして、フィルタ装置１１５は
フィルタ部１２２Ａを自動的にフィルタ部１２２Ｂに交
換される。その後、フィルタ部１２２Ｂのフィルタエレ
メント１２４に目詰まりが発生してフィルタ装置１１５
の入口１３７側と出口１３８側との間に差圧が生じると
差圧検出装置８６の作用により、再び差圧検出スイッチ
８６ａが作動し、上述と同様な作用を行ってフィルタ部
１２２Ｂからフィルタ部１２２Ｃへと自動的に交換され
る。なお、フィルタ部の交換中は図１０の警告ランプが
点灯し、運転者に知らせる。

【００６０】以上のようにしてフィルタ部は自動的に交
換されるのであるが、本実施例によれば、駆動シリンダ
１３０によりフィルタ部の密封およびその解除を行い、
エアシリンダ１４２によりフィルタ部の交換を行うよう
にしているが、第１実施例と同様な効果を奏する。

【００６１】以上、本発明の各実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００６２】例えば以上の各実施例では、フィルタ部の
数をそれぞれ４個、６個としたが、勿論これだけに限ら
ず、その数を増減してもよい。

【００６３】また以上の各実施例では、車両用エアブレ
ーキの圧力空気供給システムについて説明したが、例え
ばプレス機械や工作機械、リフト、産業用ロボットなど
の他の空圧機器に対しても、本発明は適用可能である。

【００６４】また以上の第２実施例では、第２タイマ１
６９、絞り１８１およびピストンシリンダ１６２によっ
て電気的および機械的にエアシリンダ１４２に対する空
気圧の伝達時間を遅らせるようにしたが、これに代え
て、空気圧の伝達遅れを絞り１８１とピストンシリンダ
１６２との機械的な作用のみで行うようにしてもよい。
すなわち、電磁弁１６０、１６１のソレノイド１６０
ａ、１６１ａを同時に励磁し、かつソレノイド１６１ａ
をソレノイド１６０ａよりも早い時間に消磁するように
第２タイマを設定するようにしてもよい。この場合、伝
達遅れの調整はピストンシリンダ１６２のピストンの面
積やシリンダ内の容積または内蔵するばねの張力を変更
することにより行えばよい。

【００６５】さらに以上の第２実施例では、第２のシリ
ンダとしてエアシリンダ１４２を用いたが、これに代え
て、第１のシリンダとしての駆動シリンダ１３０や第１
実施例のシリンダ部材５１のように、ガバナ装置８４か
らの空気圧が導入される制御室とばねが張設されるばね
室とを両側に画成したシリンダ装置を用いてもよい。

【００６６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のフィルタ装
置およびこれを備えた圧力空気供給システムによれば、
フィルタエレメントの目詰まりを自動的に検出すると共
に、自動的に残余のフィルタエレメントに交換するの
で、フィルタ装置の備えるすべてのフィルタエレメント
を有効に使用することができ、またフィルタ部の交換は
すべてのフィルタエレメントに目詰まりが発生した後に
行えば足り、これによりフィルタ装置の分解頻度を低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるフィルタ装置の断面
図である。

【図２】図１における［２］−［２］線方向の断面図で
ある。

【図３】同フィルタ装置を備えた圧力空気供給システム
の配管系統図である。

【図４】図３における電磁弁を制御する制御回路の配線
図である。

【図５】同フィルタ装置の要部の作用を説明する斜視図
であり、Ａは通常位置、Ｂは回転途中、そしてＣは回転
終了を示す。

【図６】本発明の第２実施例によるフィルタ装置の側断
面図である。

【図７】同正面図である。

【図８】図７におけるエアシリンダの支持構造を示す側
面図である。

【図９】同フィルタ装置を備えた圧力空気供給システム
の配管系統図である。

【図１０】図９における２つの電磁弁を制御する制御回
路の配線図である。

【図１１】従来のフィルタ装置を示す断面図である。

【図１２】同フィルタ装置を備えた圧力空気供給システ
ムの配管系統図である。

【符号の説明】

４１ フィルタ装置 ４２ 入口 ４３ 出口 ４６Ａ フィルタ部 ４６Ｂ フィルタ部 ４６Ｃ フィルタ部 ４６Ｄ フィルタ部 ４８ フィルタエレメント ４９ 密封部材 ５１ シリンダ部材 ６２ 連絡通路 ６９ 制御ポート ７０ 制御室 ８０ エアコンプレッサ ８１ エアタンク ８４ ガバナ装置 ８５ 電磁弁 ８６ 差圧検出装置 １１０ 圧力空気供給システム １１５ フィルタ装置 １２２Ａ フィルタ部 １２２Ｂ フィルタ部 １２２Ｃ フィルタ部 １２２Ｄ フィルタ部 １２２Ｅ フィルタ部 １２２Ｆ フィルタ部 １２４ フィルタエレメント １２５ 密封部材 １２７ 密封部材 １３０ 駆動シリンダ １３７ 入口 １３８ 出口 １３９ 制御ポート １４０ 制御室 １４２ エアシリンダ １５４ 圧力空気供給システム １６０ 第１電磁弁 １６１ 第２電磁弁

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアコンプレッサと、このエアコンプレ
   ッサにより吐出された圧縮空気を蓄えるエアタンクとの
   間に配置されるフィルタ装置であって、前記圧縮空気が
   流入する入口と、エアタンクに送出される出口と、前記
   入口と出口との間に位置し前記圧縮空気中の不純物を除
   去するフィルタエレメントとを備えたフィルタ装置にお
   いて、 前記フィルタエレメントを複数個備え、その内の１つを
   入口と出口との間を連絡する主通路に配設し、残余のフ
   ィルタエレメントを前記主通路から遮断された位置に配
   設して、外部からの交換指令に基づき前記主通路に配設
   されたフィルタエレメントを前記残余のフィルタエレメ
   ントの１つに交換するフィルタ交換機構を設けたことを
   特徴とするフィルタ装置。
2. 【請求項２】 前記主通路に配設されるフィルタエレメ
   ント内部と前記残余の各フィルタエレメント内部との間
   を遮断する密封部材を備え、前記フィルタ交換機構は、
   前記交換指令が発せられている間、前記密封部材による
   遮断を解除するシール力解除手段を含むことを特徴とす
   る請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 【請求項３】 前記交換指令は、前記主通路にあるフィ
   ルタエレメントの入口側と出口側との差圧が所定差圧を
   越えることにより発生することを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２に記載のフィルタ装置。
4. 【請求項４】 前記交換指令は、前記エアコンプレッサ
   による加圧作用を無効とするアンロード指令の出力中の
   みを有効とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   のフィルタ装置。
5. 【請求項５】 前記フィルタ交換機構は、前記交換指令
   に基づき駆動され、前記主通路と複数のフィルタエレメ
   ントの相対的位置関係を変更させ、且つ、前記シール力
   解除手段を作動させる単一のシリンダを有することを特
   徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のフィ
   ルタ装置。
6. 【請求項６】 前記複数のフィルタエレメントは、前記
   入口及び出口を設けた容器内に位置決めされており、前
   記フィルタ交換機構には、前記主通路の一部となる連絡
   通路が形成され、この連絡通路を複数のフィルタエレメ
   ントの１つに対して接続可能に前記単一のシリンダによ
   り移動される可動板を有していることを特徴とする請求
   項５に記載のフィルタ装置。
7. 【請求項７】 前記フィルタ交換機構は、前記交換指令
   に基づき駆動され前記シール力解除手段を作動させる第
   １のシリンダと、前記交換指令に基づき駆動され前記主
   通路と前記複数のフィルタエレメントとの相対的位置関
   係を変更させる第２のシリンダとを備えていることを特
   徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のフィ
   ルタ装置。
8. 【請求項８】 前記複数のフィルタエレメントは、前記
   入口及び出口を設けた容器内に前記第２のシリンダの作
   用により移動可能に配置されていることを特徴とする請
   求項７に記載のフィルタ装置。
9. 【請求項９】 前記エアコンプレッサの加圧作用を無効
   とするアンロード指令は、空気圧信号であって、前記単
   一のシリンダ又は前記第１、第２のシリンダは、その空
   気圧信号により作動可能に設けられていることを特徴と
   する請求項５乃至請求項８のいずれかに記載のフィルタ
   装置。
10. 【請求項１０】 エアコンプレッサと、このエアコンプ
    レッサにより吐出された圧縮空気を蓄えるエアタンク
    と、前記エアコンプレッサとエアタンクとの間に設けら
    れ、前記圧縮空気中の不純物を除去するフィルタエレメ
    ントを有したフィルタ装置と、前記エアタンク内の圧力
    が所定範囲であることに応じて前記コンプレッサの加圧
    作用を無効とするアンロード指令を出力するガバナ装置
    とを備えた圧力空気供給システムにおいて、 前記フィルタ装置には、前記フィルタエレメントが複数
    個設けられており、その複数のフィルタエレメントの１
    つを選択接続する交換指令は、前記フィルタ装置のエア
    コンプレッサ側とエアタンク側との差圧を検出する差圧
    検出手段からの信号に基づき出力され、且つ、前記アン
    ロード指令を出力された時に発せられることを特徴とす
    る圧力空気供給システム。
11. 【請求項１１】 前記フィルタ装置は、前記交換指令を
    受けることにより作動して前記複数のフィルタエレメン
    トの１つを他の１つに交換するフィルタ交換機構を含
    み、前記差圧検出手段の出力信号を受けて、前記アンロ
    ード指令を前記交換指令として前記フィルタ交換機構に
    与えることを許容する制御装置を備えていることを特徴
    とする請求項１０に記載の圧力空気供給システム。
12. 【請求項１２】 前記アンロード指令及び交換指令を空
    気圧信号とし、前記フィルタ交換機構は、その空気圧信
    号に応じて作動可能であって、前記制御装置は、前記フ
    ィルタ交換機構の前記空気圧信号が導入される制御ポー
    トと前記ガバナ装置とを連絡する通路を、前記差圧検出
    手段の出力信号に基づき開閉する電磁弁を含むことを特
    徴とする請求項１１に記載の圧力空気供給システム。