KR102636377B1 - 필터 장치 - Google Patents

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노부유키 키타지마
미츠히로 야마구치
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야마신 필터 가부시키가이샤
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Abstract

필터 엘리먼트의 교환시에, 여과전의 액체나 먼지가 탱크로 유출하지 않게 할 수가 있다. 케이스는, 제1 통 모양부와, 제1 통 모양부의 하측에 위치하는 제2 통 모양부를 가지고, 제2 통 모양부는 제1 통 모양부보다 직경이 작다. 필터 엘리먼트가 케이스의 내부에 설치된 상태에 있어서, 필터 엘리먼트의 통 모양부가 제2 통 모양부와 맞닿는다. 통 모양부 중의 제2 통 모양부와 맞닿는 부분에는 구멍이 형성되지 않고, 통 모양부 중의 제2 통 모양부와 맞닿지 않는 부분에는 구멍이 복수 형성된다.

Description

필터 장치
본 발명은 필터 장치에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는, 오일 탱크에 설치된 필터 장치가 개시되어 있다. 이 필터 장치에서는, 여과되기 전의 작동유가 유압 순환 회로의 유로로부터 필터 장치에 유입하고, 작동유가 필터 엘리먼트에서 여과되고, 여과후의 작동유가 필터 장치로부터 오일 탱크로 유입한다.
일본국 특허공개 2006-046142호 공보
특허 문헌 1에 기재의 발명은, 하우징의 내부에 필터 엘리먼트가 설치되어 있고, 하우징 상단의 개구를 뚜껑 부재가 덮고 있다. 그리고, 특허 문헌 1에 기재의 발명에서는, 뚜껑 부재를 하우징으로부터 떼어내고, 개구를 통해 필터 엘리먼트를 교환한다. 그렇지만, 특허 문헌 1에 기재의 발명에서는, 사용이 끝난 필터 엘리먼트를 하우징으로부터 취출할 때에, 하우징이나 필터 엘리먼트 내부에 여과전의 작동유가 잔류하고 있기 때문에, 여과전의 작동유나 먼지가 오일 탱크에 유출해 버릴 우려가 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 필터 엘리먼트의 교환시에 여과전의 액체나 먼지가 탱크로 유출하지 않게 할 수가 있는 필터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명과 관련되는 필터 장치는, 예를 들면, 상단이 개구하고 있는 바닥을 갖는 대략 통형상의 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되는 대략 원통 형상의 필터 엘리먼트로서, 대략 원통 형상의 여과재와, 상기 여과재의 하단면을 따라 설치된 대략 원판 형상의 판 모양부 및 상기 여과재의 외측에 상기 여과재와 대략 평행하게 설치된 통 모양부를 가지는 외통부와, 상기 여과재 및 상기 외통부의 상단면을 덮도록 설치된 대략 원판 형상의 부분을 가지는 상 플레이트를 가지는 필터 엘리먼트와, 상기 케이스의 상단을 덮도록 상기 케이스 및 상기 상(upper) 플레이트에 설치되는 덮개와, 상기 케이스의 내부 또한 상기 필터 엘리먼트의 외부의 공간과 상기 케이스의 외부의 공간을 연통하는 유입부와, 상기 필터 엘리먼트의 내부의 공간과 상기 케이스의 외부의 공간을 연통하는 유출부로서, 상기 케이스의 바닥면을 관통하도록 설치되는 유출부를 구비하고, 상기 케이스는, 제1 통 모양부와, 상기 제1 통 모양부의 하측에 설치된 제2 통 모양부를 가지고, 상기 제2 통 모양부의 직경은, 상기 제1 통 모양부의 직경보다 작고, 상기 유입부는, 상기 제1 통 모양부에 설치되고, 상기 필터 엘리먼트가 상기 케이스의 내부에 설치된 상태에 있어서, 상기 판 모양부가 상기 케이스의 바닥면에 맞닿고, 상기 통 모양부가 상기 제2 통 모양부와 맞닿고, 상기 통 모양부 중의 상기 제2 통 모양부와 맞닿는 부분에는 구멍이 형성되지 않고, 상기 통 모양부 중의 상기 제2 통 모양부와 맞닿지 않는 부분에는 구멍이 복수 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 관련되는 필터 장치에 의하면, 케이스는, 제1 통 모양부와, 제1 통 모양부의 하측에 위치하는 제2 통 모양부를 가지고, 제2 통 모양부는 제1 통 모양부보다 직경이 작다. 필터 엘리먼트가 케이스의 내부에 설치된 상태에 있어서, 필터 엘리먼트의 통 모양부가 제2 통 모양부와 맞닿는다. 통 모양부 중의 제2 통 모양부와 맞닿는 부분에는 구멍이 형성되지 않고, 통 모양부 중의 제2 통 모양부와 맞닿지 않는 부분에는 구멍이 복수 형성된다. 이 때문에 여과된 먼지는 여과재와 통 모양부와의 사이에 모인다. 또, 여과전의 액체가 필터 엘리먼트와 케이스의 사이에 모이지 않는다. 이에 의해 필터 엘리먼트의 교환시에, 여과전의 액체나 먼지가 탱크로 유출하지 않게 할 수가 있다.
여기서, 상기 덮개에는, 상기 케이스의 내부의 공간과 상기 케이스의 외부의 공간을 연통하는 제1 구멍이 형성되어도 좋다. 이에 의해 제1 구멍을 지나서 케이스 내부에 공기가 유입하기 때문에, 덮개를 케이스로부터 떼어내는 일이 없이, 액체를 케이스로부터 배출하고, 서서히 유면을 내릴 수가 있다. 그 결과, 필터 엘리먼트의 교환시에는, 필터 엘리먼트로부터 기름이 떨어져 나가 때문에, 액체가 필터 장치의 외부에 떨어지지 않게 할 수가 있다.
여기서, 상기 케이스는, 탱크의 내부에 설치되고, 상기 덮개는, 상기 탱크의 상측에 설치되고, 상기 제1 구멍은, 양단이 상기 덮개의 하측의 면에 개구한 대략 U자 형상이며, 상기 필터 엘리먼트의 내부의 공간과, 상기 케이스의 외부 또한 상기 탱크의 내부의 공간을 연통해도 좋다. 이에 의해 탱크가 설치되어 있는 작업 기계가 정지하고 나서 일정 시간(예를 들면, 5분 정도) 경과후에는, 케이스에 저류(貯留)된 액체를 모두 탱크로 배출할 수가 있다. 또, 유출부로부터 다 유출되지 않았던 여과후의 작동유를, 제1 구멍을 통해 탱크로 유출시킬 수가 있다.
여기서, 상기 외통부는, 상기 통 모양부와 상기 여과재의 사이에 간극을 가지도록 상기 여과재와 일체화되어도 좋다. 이에 의해 통 모양부와 여과재와의 사이에 먼지를 모으는 스페이스(space)를 충분하게 확보할 수가 있다.
여기서, 상기 덮개는, 상기 케이스에 고정되는 대략 원통 형상의 플랜지부와, 상기 플랜지부의 중공부를 덮도록 착탈 가능하게 설치되는 커버를 가지고, 상기 플랜지부에는, 센서가 부착되어도 좋다. 이에 의해 필터 엘리먼트의 교환시에 센서를 제외할 필요가 없이 유지보수(maintenance)를 용이하게 할 수가 있다.
여기서, 상기 필터 엘리먼트는, 상기 여과재의 내측에 설치된 내통을 가지고, 상기 케이스 또는 상기 필터 엘리먼트는, 상기 여과재의 내측에 설치된 통 모양 부재를 가지고, 상기 통 모양 부재의 하단은, 상기 여과재의 하단과 대략 같은 높이 또는 상기 여과재의 하단보다 하측에 위치하고, 상기 통 모양 부재의 직경은 상기 내통의 직경보다 작고, 상기 통 모양 부재의 높이는 상기 내통 및 상기 여과재의 높이보다 낮아도 좋다. 이에 의해 작동유가 통 모양 부재를 따라 상향으로 흘러 여과재의 상부에 유도된다. 그 결과, 여과재의 여과 면적을 유효하게 이용할 수가 있다. 또, 통 모양 부재를 따라 공기가 상향으로 흐르기 쉬워지기 때문에, 이니셜 에어(initial air)를 효과적으로 제거할 수가 있다.
여기서, 상기 통 모양 부재에는, 상기 판 모양부에 인접하여 드레인(drain) 구멍이 설치되어 있어도 좋다. 이에 의해 작업 기계 정지시에, 통 모양부의 외측에 존재하는 작동유를 드레인 구멍을 통해 배출하고, 케이스 내의 유면을 내릴 수가 있다.
본 발명에 의하면, 필터 엘리먼트의 교환시에 여과전의 액체나 먼지가 탱크로 유출하지 않게 할 수가 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 형태인 리턴 필터(1)가 설치된 탱크(100)의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 2는 리턴 필터(return filter)(1)의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 3은 필터 엘리먼트(20)의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 4는 종래의 리턴 필터(110)의 개략을 나타내는 주요부 투시도이며, (A)는 사용중 상태를 나타내고, (B)는 필터 엘리먼트 교환시의 모습을 나타낸다.
도 5는 외통부의 변형예를 나타내는 도이며, (A)는 변형예 1과 관련되는 외통부(22A)의 부분 확대도이며, (B)는 변형예 2와 관련되는 외통부(22B)의 부분 확대도이다.
도 6은 리턴 필터(2)의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 7은 리턴 필터(2)의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 8은 리턴 필터(3)의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 9는 역지(逆止) 밸브(65)의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 9의 B-B 단면도이다.
도 11은 역지 밸브(53)의 개략을 나타내는 도이며, (A)는 종단면도이며, (B)는 (A)의 A-A 단면도이다.
도 12는 역지 밸브(53A)의 개략을 나타내는 도이며, (A)는 종단면도이며, (B)는 (A)의 C-C단면도이다.
도 13은 리턴 필터(4)의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 14는 리턴 필터(4A)의 개략을 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 실시의 형태에서는, 여과 대상의 액체로서 작동유를 예로 설명하지만, 여과 대상의 액체는 작동유에 한정되지 않는다. 또, 이하의 실시의 형태에서는, 리턴 필터를 예로 설명하지만, 본 발명의 필터 장치는 리턴 필터에 한정되지 않는다.
＜제1의 실시의 형태＞
도 1은 본 발명의 하나의 실시 형태인 리턴 필터(1)가 설치된 탱크(100)의 개략을 나타내는 단면도이다. 도 1에서는 단면을 나타내는 해칭(hatching)을 생략한다.
탱크(100)는, 작동유를 저류(貯留)하기 위한 탱크이다. 탱크(100)는, 도시하지 않은 작업 기계(예를 들면, 유압 장치)에 설치되는 것이고, 이 유압 장치에 공급하는 작동유의 유압 회로 내에 설치되어 있다. 다만, 탱크(100)는, 유압 회로 내에 설치되는 것에 한정되지 않는다.
탱크(100)는, 예를 들면 상자형이며, 내부가 공동이다. 탱크(100)는, 주로, 바닥면(101)과, 바닥면(101)과 대향하는 상면(102)과, 바닥면(101) 및 상면(102)과 대략 직교하는 측면(103)을 가진다. 상면(102)에는, 개구부(102a)(도 2, 참조)가 형성된다.
상면(102)의 상측(+z측)에는, 리턴 필터(1)를 부착하기 위한 부착판(104)이 설치된다. 부착판(104)에는, 관통 구멍(104a)(도 2, 참조)이 형성된다. 탱크(100)의 내부에는, 개구부(102a), 관통 구멍(104a)으로부터 리턴 필터(1)가 삽입된다. 개구부(102a), 관통 구멍(104a)은, 리턴 필터(1)의 덮개(30)(후에 상술)에 의해 덮인다.
또한 부착판(104)은 필수는 아니다. 예를 들면, 탱크(100)의 상면(102)의 두께를 두껍게 하여, 상면(102)이 부착판(104)의 기능을 만족하도록 하면, 부착판(104)은 불필요하다. 본 발명에서는, 탱크(100)에 부착판(104)이 포함되는 것으로 한다.
측면(103)에는, 작동유를 리턴 필터(1)의 내부로 유입시키는 유입부(40)(도 2 참조, 도 1에서는 도시 생략)가 감삽(嵌揷)된다. 유입부(40)는, 탱크(100)의 외부로부터 리턴 필터(1)로 작동유를 유도한다. 리턴 필터(1)에 유도된 작동유는, 리턴 필터(1)에서 여과되어, 탱크(100) 내에 저류(貯留)된다.
바닥면(101) 근방에는, 탱크(100) 내의 작동유를 유압 펌프(도시하지 않음) 등으로 유출시키는 도시하지 않은 유출구가 형성된다. 탱크(100)의 내측에는, 흡입 스트레이너(9)가 설치되고, 흡입 스트레이너(9)를 통과한 작동유는, 유출구로부터 탱크(100)의 외측으로 유출한다.
탱크(100)의 내부에는, 리턴 필터(1)로부터 유출한 작동유가 직접 흡입 스트레이너(suction strainer)(9)에 닿지 않도록 칸막이판(105)이 설치된다. 또한 칸막이판(105)은 필수는 아니다.
이하, 리턴 필터(1)에 대해 설명한다. 도 2는 리턴 필터(1)의 개략을 나타내는 단면도이다. 도 2에서는 단면을 나타내는 해칭(hatching)을 생략한다.
리턴 필터(1)는, 주로, 케이스(10)와, 필터 엘리먼트(20)와, 덮개(30)와, 유입부(40)와, 유출부(50)를 가진다.
케이스(10)는, 내부식성이 높은 재료(예를 들면, 스테인리스강(stainless steel) 등의 금속)에 의해 형성된다. 케이스(10)는, 탱크(100)의 상면(102)으로부터 하측(-z측)으로 돌출하도록 탱크(100)의 내부에 설치된다(도 1, 참조).
케이스(10)는, 바닥을 갖는 대략 통형상이며, 상단면이 개구하고 있다. 케이스(10)는, 내부가 공동이며, 내부에는 필터 엘리먼트(20) 등이 설치된다.
케이스(10)는, 바닥면(11)을 가진다. 바닥면(11)을 관통하도록 유출부(50)가 설치된다. 유출부(50)는, 필터 엘리먼트(20)의 내부의 공간과 케이스(10)의 외부의 공간을 연통한다.
케이스(10)의 상단 근방에는, 부착 부재(12)가 설치된다. 케이스(10)는, 부착 부재(12)를 통해 탱크(100)(여기에서는, 부착판(104))에 설치된다. 또, 부착 부재(12)는, 케이스(10)와 플랜지부(31)(후에 상술)를 일체화한다.
케이스(10)는, 직경이 다른 2개의 통 모양부(13, 14)를 가진다. 통 모양부(14)의 직경은, 통 모양부(13)의 직경보다 작다. 통 모양부(14)는, 통 모양부(13)의 하측에 설치되어 있다.
통 모양부(13)에는, 유입부(40)가 설치된다. 유입부(40)는, 케이스(10)의 내부 또한 필터 엘리먼트(20)의 외부의 공간(공간 S1)과, 케이스(10)의 외부 또한 탱크(100)의 내부의 공간(공간 S3, 도 1, 참조)을 연통한다. 유입부(40)로부터 작동유가 유입함으로써, 케이스(10) 내에 작동유가 저류된다.
필터 엘리먼트(20)는, 바닥을 갖는 대략 통형상의 부재이며, 케이스(10)의 내부에 설치된다. 필터 엘리먼트(20)는, 주로, 여과재(21)와, 외통부(22)와, 내통(23)과, 플레이트(24)와, 플레이트(25)를 가진다. 외통부(22), 내통(23) 및 플레이트(24)는, 여과재(21)와 일체화된다.
도 3은 필터 엘리먼트(20)의 개략을 나타내는 단면도이다. 도 3에서는 단면을 나타내는 해칭을 생략한다. 여과재(21)는, 양단에 개구를 가지는 대략 원통 형상의 부재이다. 여과재(21)는, 합성수지나 종이 등을 이용한 여과지를 주름 접기하고, 주름 접기한 여과지의 양단을 연결하여 원통형으로 함으로써 형성된다. 여과재(21)의 내측에는, 대략 전역에 작동유가 통과하는 구멍이 형성된 내통(23)이 설치된다.
여과재(21)의 하측의 단(端) 및 여과재(21)의 외측에는, 외통부(22)가 설치된다. 외통부(22)는, 주로, 여과재(21)의 하단면을 따라 설치된 대략 원판 형상의 판 모양부(22a)와, 여과재(21)의 외측에 여과재(21)와 대략 평행하게 설치된 통 모양부(22b, 22c)를 가진다.
판 모양부(22a)는, 중앙부가 주연부(周緣部)보다 두꺼운 대략 원판 형상의 부재이며, 중앙에 대략 원주 형상의 구멍(22e)이 형성된다. 구멍(22e)에는, 유출부(50)가 삽입된다. 구멍(22e)과 유출부(50)는, 씰(seal) 부재(예를 들면, O링(ring))(61)에 의해 씰 된다.
통 모양부(22b)는, 여과재(21)의 높이와 대략 동일하다. 통 모양부(22c)는, 여과재(21)보다 높이가 낮고, 통 모양부(22b)의 외주면에 맞닿는다. 통 모양부(22b)와 통 모양부(22c)는 일체화된다. 통 모양부(22b)와 여과재(21)의 사이에는 간극을 가진다. 이 간극은 더스트(dust) 포켓(pocket) D(후에 상술)로 된다. 또한 통 모양부(22b)와 여과재(21)는 맞닿아 있지 않으면 좋지만, 도시하듯이 여과재(21)의 두께의 반 정도의 간극이 통 모양부(22b)와 여과재(21)의 사이에 존재하는 것이 바람직하다.
도 2에 나타내듯이, 필터 엘리먼트(20)가 케이스(10)의 내부에 설치된 상태에 있어서, 판 모양부(22a)가 바닥면(11)에 맞닿고, 통 모양부(22c)가 통 모양부(14)에 맞닿는다. 이에 의해 필터 엘리먼트(20)(통 모양부(22c))와 통 모양부(14)의 사이에 작동유가 유입하지 않는다.
또한 여기서 나타내는 「통 모양부(22c)가 통 모양부(14)에 맞닿음.」이란, 필터 엘리먼트(20)(통 모양부(22c))가 통 모양부(14)에 대해서 이동할 수 있도록, 통 모양부(22c)와 통 모양부(14)의 사이에 미소한 간극이 형성되어 있는 경우를 포함하는 것으로 한다. 바꾸어 말하면, 통 모양부(22c)와 통 모양부(14)의 사이에 작동유가 인입하지 않는 상태를, 「통 모양부(22c)가 통 모양부(14)에 맞닿음」 상태로 말한다. 예를 들면, 통 모양부(22c)와 통 모양부(14)의 사이에 0.5㎜ 정도의 간극이 있는 경우도 「통 모양부(22c)가 통 모양부(14)에 맞닿음」의 경우에 포함된다.
통 모양부(22b)에 있어서, 통 모양부(22c)가 맞닿아 있지 않은 부분에 대해서는 작동유가 통과하는 구멍(22d)이 대략 전역에 형성되어 있고, 통 모양부(22c)가 맞닿아 있는 부분에 대해서는 구멍(22d)이 형성되어 있지 않다. 또, 통 모양부(22c)에는, 구멍(22d)이 형성되어 있지 않다. 바꾸어 말하면, 통 모양부(22b, 22c) 중의 통 모양부(14)와 맞닿지 않는 부분에는 구멍(22d)이 대략 전역에 형성되고, 통 모양부(22b, 22c) 중의 통 모양부(14)와 맞닿는 부분에는 구멍(22d)이 형성되지 않는다.
또한 본 실시의 형태에서는, 통 모양부(22b) 중의 통 모양부(14)와 맞닿는 부분에는 구멍(22d)이 형성되지 않지만, 통 모양부(22b)의 대략 전역에 구멍(22d)이 형성되어 있어도 좋다. 통 모양부(22b)의 외측을 통 모양부(22c)가 덮기 때문에, 통 모양부(22b)의 대략 전역에 구멍(22d)이 형성되어 있었다고 해도, 통 모양부(22b, 22c) 중의 통 모양부(14)와 맞닿는 부분에는 구멍(22d)이 형성되어 있지 않다고 말할 수 있다.
도 3의 설명으로 되돌아온다. 여과재(21)의 상측의 단(端)에는 플레이트(24)가 설치된다. 플레이트(24)는, 여과재(21), 외통부(22) 및 내통(23)의 상단면을 덮는다.
플레이트(24)는, 주로, 여과재(21)의 상단면을 따라 설치된 대략 원판 형상의 판 모양부(24a)와, 통 모양부(22b)의 외측에 통 모양부(22b)와 대략 평행하게 설치된 통 모양부(24b)와, 판 모양부(24a)의 내주연에 설치된 통 모양부(24c)를 가진다. 통 모양부(24b)는, 판 모양부(24a)로부터 하방향(-z방향)으로 돌출하고, 통 모양부(22b)와 맞닿는다. 통 모양부(24c)는, 판 모양부(24a)로부터 상방향(+z방향)으로 돌출한다. 통 모양부(24c)의 하측에는, 플레이트(25)가 설치된다. 또한 플레이트(25)는, 플레이트(24)의 일부라도 좋다.
도 2의 설명으로 되돌아온다. 덮개(30)는, 탱크(100)의 외측(본 실시의 형태에서는, 탱크(100)의 외측에 설치된 부착판(104)의 상측)에 설치된다. 덮개(30)는, 케이스(10)의 상단면의 개구부를 덮도록 케이스(10)(여기에서는, 부착 부재(12)) 및 플레이트(24)(여기에서는, 통 모양부(24c))에 설치된다.
덮개(30)는, 주로, 플랜지부(31)와, 커버(32)와, 부착부(33)를 가진다. 플랜지부(31)는, 대략 원통 형상이며, 케이스(10)(여기에서는, 부착 부재(12))에 고정된다. 커버(32)는, 대략 판 모양의 부재이며, 플랜지부(31)의 상측(+z측)에 플랜지부(31)의 중공부를 덮도록 설치된다. 커버(32)는, 플랜지부(31)에 대해 착탈 가능하게 설치된다.
플랜지부(31)에는 구멍(31a)이 형성되고, 구멍(31a)에는 인디케이터(indicator)(63)가 부착된다. 인디케이터(63)는, 케이스(10)의 내부의 압력과 케이스 외부의 압력의 차를 검출하는 것이다. 인디케이터(63)를 플랜지부(31)에 설치함으로써, 필터 엘리먼트(20)의 교환시에 인디케이터(63)가 케이스(10) 측에 부착된 채로 있기 때문에 유지보수(maintenance)가 용이하다.
커버(32)에는 부착부(33)가 설치된다. 부착부(33)는, 대략 통 모양의 부재이며, 커버(32)의 하측(-z측)으로 돌출한다. 부착부(33)의 하측에는, 밸브(64)가 설치된다. 바꾸어 말하면, 밸브(64)는, 부착부(33)를 통해 커버(32)에 설치된다.
도 2에 나타내듯이, 통상은 밸브(64)가 닫혀 있지만, 여과재(21)의 눈이 막혀 케이스(10) 내의 압력이 높아지면, 밸브(64)가 열려, 케이스(10)의 내부 또한 필터 엘리먼트(20)의 외부의 공간(공간 S1)으로부터 필터 엘리먼트(20)의 내부의 공간으로 작동유를 흘림으로써, 리턴 필터(return filter)(1)의 파손을 방지한다. 밸브(64)는 이미 공지이기 때문에 설명을 생략한다.
부착부(33)는 통 모양부(24c)에 삽입되고, 밸브(64)는 필터 엘리먼트(20)의 중공부(공간 S2)에 삽입된다. 부착부(33)와 통 모양부(24c)는, 씰(seal) 부재(예를 들면, O링(ring))(62)에 의해 씰(seal) 된다. 부착부(33)에는, 두께 방향(z방향)으로 관통하는 구멍(33a, 33b)이 형성된다.
구멍(33a) 및 커버(32)에 형성된 구멍(32a)은, 필터 엘리먼트(20)의 내부 공간과, 구멍(31a)과 연통한다. 이에 의해 인디케이터(63)가 필터 엘리먼트(20)의 내부 공간의 압력을 측정할 수가 있다.
구멍(33b), 커버(32)에 형성된 구멍(32b), 플랜지부(31)에 형성된 구멍(31b), 부착판(104)에 형성된 구멍(104b), 및 상면(102)에 형성된 구멍(102b)은, 연결되어 있고, 공기 및 작동유의 유로(35)를 구성한다. 유로(35)는, 전체적으로 대략 U자 형상이며, 양단이 덮개(30)의 하측의 면에 개구한다. 유로(35)는 공간 S2와 공간 S3을 연통한다.
다음에, 이와 같이 구성된 리턴 필터(1)의 기능에 대해 설명한다. 도 2의 2점 쇄선 화살표는 작동유의 흐름을 나타낸다.
예를 들면, 작업 기계의 구동을 개시하면, 작동유가 유압 회로 내를 흐르기 시작하고, 그것에 수반하여 공간 S1에 작동유가 유입하여 케이스(10)의 내부가 작동유로 채워진다. 케이스(10)(공간 S1, S2) 내는 이니셜 에어(initial air)로 채워져 있기 때문에, 케이스(10) 내의 유면의 위치가 상승(+z방향으로 이동)함에 수반하여, 이니셜 에어가 유로(35)를 지나서 공간 S3으로 배출된다.
공간 S1에 유입한 작동유는, 여과재(21)의 외측으로부터 내측을 향해 흐르고, 여과재(21)에 의해 작동유 중의 먼지 등이 제거된다. 여과후의 작동유는 공간 S2로 유출한다. 그 후, 여과후의 작동유는, 유출부(50)로부터 공간 S3으로 유출한다. 또, 유출부(50)로부터 다 유출되지 않았던 여과후의 작동유는, 유로(35)를 통해 공간 S3으로 유출한다.
여과를 반복하면 여과재(21)에 눈 막힘이 생기기 때문에, 필터 엘리먼트(20)의 교환을 행한다. 필터 엘리먼트(20)의 교환에 즈음하여, 우선 작업 기계를 정지시킨다. 작업 기계가 정지하면 공간 S1에 작동유가 유입하지 않게 되기 때문에, 케이스(10) 내에 있어서의 유면이 내려간다. 그 과정에 있어서, 여과재(21)에서 붙잡혀진 먼지는 -z방향으로 낙하하고, 여과재(21)와 통 모양부(22c)의 사이에 있는 더스트(dust) 포켓(pocket) D에 머문다.
여기에서는, 덮개(30)에 유로가 형성되어 있다. 따라서, 유로(35)를 지나서 공간 S3으로부터 공간 S1, S2로 공기가 유입하기 때문에, 커버(32)를 플랜지부(31)(케이스(10)와 같음)로부터 떼어내지 않아도, 서서히 유면이 내려간다. 이 때문에 작업 기계가 정지하고 나서 일정 시간(예를 들면, 5분 정도)이 경과하면, 유로(35)를 지나서 공기가 케이스(10)의 내부로 유입함으로써, 커버(32)를 플랜지부(31)(케이스(10))로부터 떼어내는 일이 없이 유면이 바닥면(11)보다 내려간다.
이와 같이, 케이스(10)에 저류(貯留)된 작동유가 모두 탱크(100)로 배출된다. 먼지는 여과재(21)를 통과하지 않기 때문에, 먼지는 더스트 포켓 D에 모이고, 여과후의 작동유는 여과재(21)를 통과한다. 또, 통 모양부(22c)와 통 모양부(14)가 맞닿아 있기 때문에, 통 모양부(22c)와 통 모양부(14)의 사이에 여과전의 작동유가 고이지 않는다.
덮개(30)의 커버(32)를 플랜지부(31)로부터 떼어내면, 케이스(10)의 상부의 개구단으로부터 필터 엘리먼트(20)가 발출(拔出)되게 된다. 통 모양부(22c)에는 구멍(22d)이 형성되어 있지 않기 때문에, 여과재(21)에 의해 제거된 먼지는 더스트 포켓 D에 머문다. 따라서, 사용이 끝난 필터 엘리먼트(20)를 발출할 때, 여과재(21)에 의해 제거된 먼지가 필터 엘리먼트(20)의 외부로 누설되는 일은 없다.
또, 작업 기계가 정지하고 나서 일정 시간 경과후에는 작동유가 케이스(10)로부터 모두 배출되고, 필터 엘리먼트(20)의 바닥면(여기에서는 판 모양부(22a))보다 유면이 낮기 때문에, 필터 엘리먼트(20)는 작동유에 잠기지 않고, 기름이 떨어져 나간 상태의 사용이 끝난 필터 엘리먼트(20)를 발출하게 된다. 그 결과, 작동유가 리턴 필터(1)의 외부에 떨어지지 않게 할 수가 있다.
본 실시의 형태에 의하면, 통 모양부(22c)와 통 모양부(14)가 맞닿아 있기 때문에, 필터 엘리먼트의 교환시에 여과전의 액체에 포함되는 먼지가 외부로 유출하지 않게 할 수가 있다. 또, 커버(32)에 유로(35)를 형성함으로써, 커버(32)를 떼어내기 전에 필터 엘리먼트(20)의 기름을 떨어낼 수가 있다. 따라서, 교환시에 작동유가 리턴 필터(1)의 외부로 떨어져 버리는(기름 떨어짐을 일으키는) 것을 방지할 수가 있다.
여기서, 본 발명과의 비교를 위해, 종래의 리턴 필터에 대해 설명한다. 도 4는 종래의 리턴 필터(110)의 개략을 나타내는 주요부 투시도이며, 도 4(A)는 사용중 상태를 나타내고, 도 4(B)는 필터 엘리먼트 교환시의 모습을 나타낸다. 리턴 필터(110)는, 작동유를 저류하는 탱크의 내부에 설치되어 있다. 도 4에 있어서는, 작동유가 존재하는 범위를 그물 걸침 표시로 나타낸다.
도 4(A)에 나타내듯이, 사용중은 케이스(111) 전체에 작동유가 포함되어 있다. 그렇지만 리턴 필터(110)에는 유로(35)가 형성되어 있지 않기 때문에, 작업 기계의 동작이 정지해도 케이스(111)로부터 기름은 유출하지 않고, 도 4(B)에 나타내듯이, 교환 작업에 들어가 뚜껑(112)을 떼어내고 처음으로 유면이 내려가지만, 케이스(111)의 바닥면보다 유면을 내릴 수 없다. 그리고, 유면이 내려간 상태에 있어서도 필터 엘리먼트(20)의 하부는 여과전의 작동유에 잠겨 있기 때문에, 필터 엘리먼트(113)를 인상할 때에 여과전의 작동유가 탱크의 내부로 혼입해 버린다.
이에 반해 본 실시의 형태에서는 교환 작업에 들어가기 전에, 작동유를 케이스(10)로부터 배출할 수가 있기 때문에, 교환 작업에 들어가기 전에 필터 엘리먼트(20)의 기름을 떨어 둘 수가 있고, 이에 따라 기름 떨어짐을 방지할 수가 있다.
또한 본 실시의 형태에서는, 통 모양부(22b)의 외측을 통 모양부(22c)로 덮음으로써 필터 엘리먼트(20)에 더스트 포켓 D를 설치하였지만, 통 모양부(22b, 22c)의 형태는 이에 한정되지 않는다. 도 5는 외통부의 변형예를 나타내는 도이며, 도 5(A)는 변형예 1과 관련되는 외통부(22A)의 부분 확대도이며, 도 5(B)는 변형예 2와 관련되는 외통부(22B)의 부분 확대도이다.
도 5(A)에 나타내는 외통부(22A)와 같이, 통 모양부(22c)의 상측에 통 모양부(22b-1)를 용접 등에 의해 일체화하고, 통 모양부(22c)의 직경과 통 모양부(22b)의 직경을 대략 동일하게 해도 좋다. 또, 도 5(B)에 나타내는 외통부(22B)와 같이, 통 모양부(22c-1)에 돌기를 설치하고, 통 모양부(22b-2)의 선단의 갈고리(claw)를 통 모양부(22c-1)의 돌기에 채움으로써 통 모양부(22c-1)와 통 모양부(22b-2)를 일체화해도 좋다. 변형예와 관련되는 외통부(22A, 22B)의 경우에도, 통 모양부(22c, 22c-1)와 통 모양부(14)가 맞닿는다.
또한 본 실시의 형태에서는, 유로(35)가 공간 S2와 공간 S3을 연통하였지만, 유로(35)는 케이스(10)의 내부 공간과 케이스(10)의 외부 공간을 연통하면 좋고, 예를 들면 공간 S2와 탱크(100)의 외부 공간을 연통하는 유로를 덮개(30)에 설치해도 좋다. 이 경우라도, 작동 기계의 정지시에, 유로를 지나서 케이스(10)의 내부에 공기를 유입시킬 수가 있다. 다만, 유로가 공간 S2와 탱크(100)의 외부 공간을 연통하는 경우에는, 케이스(10)의 내부의 작동유가 탱크(100) 외부로 유출하지 않게 유로에 벨브 등을 설치하는 것이 바람직하다.
또, 본 실시의 형태에서는, 플랜지부(31)에 인디케이터(63)를 설치하였지만, 인디케이터(63) 이외의 여러 가지 센서를 플랜지부(31)에 부착할 수가 있다. 예를 들면, 플랜지부(31)에 온도 센서를 설치함으로써, 공간 S2 내의 온도를 측정할 수가 있다.
＜제2의 실시의 형태＞
본 발명의 제2의 실시의 형태는, 유출부가 배압 밸브를 가지는 형태이다. 이하, 제2의 실시의 형태와 관련된 리턴 필터(2)에 대해 설명한다. 또한 제1의 실시의 형태와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 6, 7은 리턴 필터(2)의 개략을 나타내는 단면도이다. 도 6, 7에서는 단면을 나타내는 해칭(hatching)을 생략한다. 리턴 필터(2)는, 주로, 케이스(10)와, 필터 엘리먼트(20)와, 덮개(30)와, 유입부(40)(도시 생략)와, 유출부(50A)를 가진다.
유출부(50A)는, 주로, 바닥을 갖는 대략 원통 형상의 원통부(51)와, 배압(背壓) 밸브(52)를 가진다.
원통부(51)는, 전체적으로 바닥을 갖는 대략 원통 형상이며, 제1 원통부(51a)와, 제2 원통부(51b)와, 바닥면(51c)을 가진다. 제2 원통부(51b)는, 제1 원통부(51a)의 하측에 설치된다. 제1 원통부(51a)에는, 유출 구멍(51d)이 형성되고, 제2 원통부(51b)에는, 유출 구멍(51e)이 형성된다. 유출 구멍(51d, 51e)은, 각각, 제1 원통부(51a)와, 제2 원통부(51b)를 관통하도록 제1 원통부(51a)와, 제2 원통부(51b)의 측면에 형성되어 있다.
배압 밸브(52)는, 원통부(51)의 내부에 설치된다. 배압 밸브(52)는, 주로, 대략 판 모양의 밸브 본체(52a)와, 원통부(51)의 바닥면(51c)과 밸브 본체(52a)의 사이에 설치된 탄성 부재(52b)와, 원통부(51)에 설치된 벨브 착지(52c)를 가진다. 벨브 착지(52c)는, 제1 원통부(51a)와 제2 원통부(51b)의 사이에 설치된다.
다음에, 이와 같이 구성된 리턴 필터(2)의 기능에 대해 설명한다. 도 6은 배압 밸브(52)가, 밸브 본체(52a)와 벨브 착지(52c)가 맞닿아 있는 닫힌 상태에 있는 경우를 나타낸다. 도 7은 배압 밸브(52)가, 밸브 본체(52a)와 벨브 착지(52c)가 맞닿아 있지 않는 열린 상태에 있는 경우를 나타낸다. 케이스(10)의 내부의 압력이 상승하는데 수반하여, 닫힌 상태로부터 열린 상태로, 밸브 본체(52a)가 탄성 부재(52b)의 부세력에 대항하여 이동한다.
작업 기계의 내연 기관(엔진)의 동작이 정지하고 있는 경우에는, 케이스(10) 내에 작동유가 포함되어 있지 않다. 따라서, 도 6에 나타내듯이 배압 밸브(52)는 닫힌 상태에 있다. 닫힌 상태에서는, 유출 구멍(51d)을 통해 공간 S2와 공간 S3이 연통하지만, 유출 구멍(51e)을 통해 공간 S2와 공간 S3이 연통하지 않는다.
엔진의 아이들링(idling) 때는, 작동유의 유량이 적고, 대략 40L(리터)/분이다. 이 경우에는, 유입부로부터 케이스(10) 내에 작동유가 유입하고, 유면이 긴 쇄선으로 나타내는 유면 L의 위치까지 상승하고, 여과재(21)로 작동유가 여과되고, 여과후의 작동유가 유출 구멍(51d)으로부터 유출한다. 그렇지만, 작동유의 유량이 적고, 케이스(10)의 내부의 압력이 충분히 높아지지 않기 때문에, 도 6에 나타내듯이 배압 밸브(52)는 닫힌 상태에 있다.
이에 반해 작업 기계의 엔진이 가동하고 있는 경우에는, 작동유의 유량이 많고, 대략 1000L(리터)/분까지 유량이 증가한다. 이 경우에는, 케이스(10)의 내부가 작동유로 채워지고, 케이스(10)의 내부의 압력이 충분히 높아진다. 따라서, 도 7에 나타내듯이, 작동유가, 탄성 부재(52b)의 부세력에 대항하여 밸브 본체(52a)를 눌러 내리고, 유출 구멍(51e)을 통해 공간 S2와 공간 S3이 연통한다. 또 닫힌 상태와 마찬가지로, 열린 상태에서도 유출 구멍(51d)을 통해 공간 S2와 공간 S3이 연통한다. 그 결과, 여과후의 작동유는, 유출 구멍(51d)으로부터 유출하고, 또한 유출 구멍(51e)으로부터 유출한다.
그 후에 작업 기계의 엔진이 정지하면, 작동유의 유량이 줄어들고, 배압(背壓) 밸브(52)가 닫힌다. 또, 케이스(10) 내의 작동유가 유출 구멍(51d)으로부터 유출하고, 케이스(10) 내의 유면이 내려간다. 이 때문에 작업 기계가 정지하고 나서 일정 시간이 경과하면, 유로(35)를 지나서 공기가 케이스(10)의 내부로 유입함으로써, 커버(32)를 플랜지부(31)(케이스(10))로부터 떼어내는 일이 없이 유면이 바닥면(11)보다 내려간다. 따라서, 기름이 떨어져 나간 상태의 사용이 끝난 필터 엘리먼트(20)를 발출함으로써, 기름 떨어짐을 방지할 수가 있다.
본 실시의 형태에 의하면, 엔진의 아이들링(idling) 때는, 작동유의 유량이 적고, 배압 밸브(52)가 닫혀 있고, 유로(35)를 지나서 케이스(10)의 내부의 공기가 케이스(10)의 외부로 배출되기 때문에, 작동유 중에 기포가 생성되지 않게 리턴 필터(2) 내부의 공기를 뽑을 수가 있다. 또, 배압 밸브(52)를 설치함으로써, 작동유의 유량이 적은 경우에, 유로(35)로부터 케이스(10)의 내부로 공기가 유입하지 않아 안정되게 구동할 수가 있다.
＜제3의 실시의 형태＞
본 발명의 제3의 실시의 형태는, 유출부나 유로가 역지(逆止) 밸브를 가지는 형태이다. 이하, 제3의 실시의 형태와 관련된 리턴 필터(3)에 대해 설명한다. 또한 제1의 실시의 형태나 제2의 실시의 형태와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 8은 리턴 필터(3)의 개략을 나타내는 단면도이다. 도 8에서는 단면을 나타내는 해칭을 생략한다. 리턴 필터(3)는, 주로, 케이스(10)와, 필터 엘리먼트(20)와, 덮개(30A)와, 유입부(40)(도시 생략)와, 유출부(50B)를 가진다.
덮개(30A)는, 주로, 플랜지부(31)와, 커버(32)와, 부착부(33A)를 가진다. 부착부(33A)는, 대략 통 모양의 부재이며, 커버(32)의 하측(-z측)으로 돌출한다. 부착부(33A)의 하측에는, 밸브(64)가 설치된다. 또, 부착부(33A)에는 구멍(33c)이 형성된다.
구멍(33c), 구멍(32b), 구멍(31b), 구멍(104b)(도 8에서는 도시 생략), 및 구멍(102b)(도 8에서는 도시 생략)은, 공기 및 작동유의 유로(35A)를 구성한다. 유로(35A)의 내부에는, 역지 밸브(65)가 설치된다.
도 9는 역지 밸브(65)의 개략을 나타내는 단면도이다. 도 9에서는 단면을 나타내는 해칭을 일부 생략한다. 역지 밸브(65)는, 주로, 막대 모양 부재(651)와, 이동 부재(652)를 가진다.
막대 모양 부재(651)는, 대략 통 모양이며, 양단이 덮여 있다. 막대 모양 부재(651)는, 유로(35A)(여기에서는, 구멍(33c))를 대략 따라 설치되어 있다. 막대 모양 부재(651)는, 측면에 2개의 구멍(651a, 651b)이 형성되어 있다.
이동 부재(652)는, 대략 원통 형상의 부재이며, 막대 모양 부재(651)가 삽입되는 통 모양 구멍(652a)이 형성되어 있다. 막대 모양 부재(651)를 따라 통 모양 구멍(652a)이 슬라이딩(sliding)함으로써, 이동 부재(652)가 막대 모양 부재(651)를 따라 이동한다.
구멍(33c)은, 대략 원통 형상의 구멍(33d)과, 구멍(33d)보다 내경이 큰 구멍(33e)을 가진다. 이동 부재(652)는, 구멍(33e)의 내부에 설치되어 있다. 도 10은 도 9의 B-B 단면도이다. 구멍(33e)은, 이동 부재(652)의 이동을 규제하는 4개의 돌기(33f)를 가진다. 돌기(33f)의 선단은, 이동 부재(652)의 외주면과 맞닿는다. 또 구멍(33e)은, 유로로 되는 4개의 오목부(33g)를 가진다.
도 9의 설명으로 되돌아온다. 이동 부재(652)가 작동유에 의해 밀어 올려져 있지 않은 통상시(도 9에 나타내는 상태)에 있어서는, 이동 부재(652)는, 구멍(33c)에 형성된 위치 결정부(33h)에 맞닿아 있고, 구멍(651a) 및 구멍(651b)을 덮지 않는다. 따라서, 도 9의 파선으로 나타내듯이, 공기는, 막대 모양 부재(651)의 내부 공간을 통해 구멍(33d)으로부터 구멍(32b)으로 흐른다.
이동 부재(652)가 작동유에 밀어 올려지면, 이동 부재(652)는, +z방향으로 이동하고, 커버(32)에 맞닿을 때까지 상승한다. 이 때에 이동 부재(652)는, 구멍(651a)을 덮는다(구멍(651b)은 덮지 않는다), 작동유는 막대 모양 부재(651)의 내부 공간, 즉 유로(35A)에 유입하지 않는다. 이와 같이 유로(35A)의 내부에 역지 밸브(65)를 설치함으로써, 유로(35A)를 통해 공기만을 배출하고, 유로(35A)를 통해 작동유를 배출하지 않게 할 수가 있다.
도 8의 설명으로 되돌아온다. 유출부(50B)는, 주로, 바닥을 갖는 대략 원통 형상의 원통부(51A)와, 배압 밸브(52A)와, 역지 밸브(53)를 가진다.
원통부(51A)는, 전체적으로 바닥을 갖는 대략 원통 형상이며, 대략 원통 형상의 제1 원통부(51h)와, 대략 원통 형상의 제2 원통부(51i)와, 바닥면(51j)을 가진다. 제2 원통부(51i)는, 제1 원통부(51h)의 하측에 설치된다. 바닥면(51j)은, 제2 원통부(51i)의 바닥면을 막는다. 제2 원통부(51i)에는, 유출 구멍(51k)이 형성된다. 유출 구멍(51k)은, 제2 원통부(51i)를 관통하도록 제2 원통부(51i)의 측면에 형성되어 있다.
배압 밸브(52A)는, 제2 원통부(51i)의 내부에 설치된다. 배압 밸브(52A)는, 주로, 대략 판 모양의 밸브 본체(52d)와, 원통부(51A)의 바닥면(51j)과 밸브 본체(52d)의 사이에 설치된 탄성 부재(52b)와, 원통부(51A)에 설치된 벨브 착지(52e)를 가진다. 벨브 착지(52e)는, 제1 원통부(51h)와 제2 원통부(51i)의 사이에 설치된다.
케이스(10)의 내부의 압력이 상승함에 수반하여, 밸브 본체(52d)가 벨브 착지(52e)에 맞닿는 닫힌 상태(도 8에 나타내는 상태)로부터 밸브 본체(52d)가 벨브 착지(52e)에 맞닿지 않는 열린 상태로, 밸브 본체(52d)가 탄성 부재(52b)의 부세력에 대항하여 이동한다.
작업 기계의 엔진의 동작이 정지하고 있는 경우에는, 케이스(10) 내에 작동유가 포함되어 있지 않다. 따라서, 배압 밸브(52A)는 닫힌 상태에 있고, 공간 S2와 공간 S3(도 1, 참조)이 연통하지 않는다.
작업 기계의 엔진이 가동하고, 작동유의 유량이 증가하면, 케이스(10)의 내부가 작동유로 채워지고, 케이스(10)의 내부의 압력이 충분히 높아진다. 따라서, 작동유가, 탄성 부재(52b)의 부세력에 대항하여 밸브 본체(52d)를 눌러 내려 배압 밸브(52A)가 열린 상태로 된다. 그 결과, 유출 구멍(51k)을 통해 공간 S2와 공간 S3이 연통하고, 여과후의 작동유가 유출 구멍(51k)으로부터 유출한다.
배압 밸브(52A)가 닫힌 상태로부터 열린 상태로 되는 동안에는, 케이스(10)의 내부에 서서히 작동유가 유입하기 때문에, 케이스(10)의 내부를 채우고 있던 공기는 케이스(10)의 밖으로 밀어 내어진다. 이 공기는 주로 유로(35A)로부터 배출되지만, 일부는 역지 밸브(53)로부터 배출된다.
역지 밸브(53)는, 주로, 통 모양 케이스(531)와, 상단 부재(532)와, 이동 부재(533)와, 관 모양부(534)를 가진다. 관 모양부(534)는, 원통부(51A)와 통 모양 케이스(531)를 연결하는 관이며, 일단이 제1 원통부(51h)에 설치되고, 타단이 통 모양 케이스(531)에 설치되어 있다. 통 모양 케이스(531), 상단 부재(532), 및 관 모양부(534)는, 밸브 케이스를 구성한다. 이동 부재(533)는, 밸브 케이스의 내부에 설치된다.
도 11은 역지 밸브(53)의 개략을 나타내는 도이며, (A)는 종단면도이며, (B)는 (A)의 A-A 단면도이다. 도 11에서는 단면을 나타내는 해칭을 일부 생략한다. 통 모양 케이스(531)는, 대략 원통 형상의 부재이며, 내부에 유로로 되는 구멍(531a)이 형성되어 있다. 구멍(531a)과 제1 원통부(51h)의 내부의 공간은, 관 모양부(534)에 의해 연통된다. 구멍(531a)의 중심축은, 연직 방향과 대략 일치한다.
상단 부재(532)는, 통 모양 케이스(531)의 상단에 부착되는 부재이다. 상단 부재(532)의 내부에는, 유로로 되는 구멍(532a)이 형성되어 있다. 구멍(531a)의 상단 근방에는 암나사부(531b)가 형성되어 있고, 암나사부(531b)에는 상단 부재(532)의 수나사부(532b)가 나합(螺合)된다. 상단 부재(532)가 통 모양 케이스(531)에 나합되면, 구멍(531a)과 구멍(532a)이 연통한다.
상단 부재(532)의 하단면은 벨브 착지(532c)이다. 벨브 착지(532c)는, 밸브 케이스의 상단측에 설치되어 있다.
이동 부재(533)는, 대략 원통 형상의 부재이며, 구멍(531a)의 내부에 설치된다. 도 11(B)에 나타내듯이, 구멍(531a)은, 이동 부재(533)의 이동을 규제하는 4개의 돌기(531e)를 가진다. 돌기(531e)의 선단은, 이동 부재(533)의 외주면과 맞닿는다. 또 구멍(531a)은, 유로로 되는 4개의 오목부(531d)를 가진다. 따라서, 이동 부재(533)는, 구멍(531a)의 내부를 z방향으로 이동 가능하다.
도 11(A)에 나타내듯이, 이동 부재(533)가 작동유에 밀어 올려져 있지 않을 때는, 이동 부재(533)는, 구멍(531a)에 형성된 위치 결정부(531c)에 맞닿는다. 위치 결정부(531c)는, 밸브 케이스의 하단측에 설치된다.
이동 부재(533)가 위치 결정부(531c)에 맞닿아 있을 때, 역지 밸브(53)는 열린 상태이며, 케이스(10) 내의 공기가 역지 밸브(53)를 지나서 공간 S3으로 배출된다(도 11(A)의 파선, 참조). 이동 부재(533)가 밀어 올려져 연직 방향 상측으로 이동하면, 이동 부재(533)가 벨브 착지(532c)와 맞닿는다(도 11(A)의 점선, 참조).
다음에, 이와 같이 구성된 리턴 필터(3)의 기능에 대해 설명한다. 작업 기계의 내연 기관(엔진)의 동작이 정지하고 있는 경우에는, 케이스(10) 내에 작동유가 포함되지 않고, 배압 밸브(52A)는 닫힌 상태에 있다. 또, 역지 밸브(53) 및 역지 밸브(65)는 열린 상태에 있다.
작업 기계의 엔진이 가동하기 시작한 시점에서는, 작동유의 유량, 즉 원통부(51A)의 내부를 흐르는 작동유가 적기 때문에, 작동유가 이동 부재(533)를 밀어 올릴 수 없다. 따라서, 역지 밸브(53)는 열린 상태이며, 공기나 작동유가 역지 밸브(53)를 통해 공간 S3으로 흐른다.
이에 반해 작동유의 유량이 증가하면, 케이스(10) 내의 압력이 상승하고, 원통부(51A)의 내부를 흐르는 작동유가 증가하고, 작동유가 관 모양부(534)를 통해 구멍(531a)에 흘러든다. 그 결과, 작동유가 이동 부재(533)를 밀어 올리고, 역지 밸브(53)가 닫힌 상태로 된다. 이에 의해 엔진 작동시에 역지 밸브(53)로부터 기름이 분출하여, 기포의 발생 원인으로 되는 것을 방지한다. 또, 역지 밸브(53)가 닫힌 상태로 되는 것과 대략 동시에, 작동유가 이동 부재(652)를 밀어 올리고, 역지 밸브(65)가 닫힌 상태로 된다. 이에 의해 케이스(10) 내의 작동유가 유로(35A)를 통해 배출되지 않게 할 수가 있다.
또한 아이들링(idling)(낮은 유량) 때에, 케이스(10) 내의 이니셜 에어는 유로(35A)를 통해서 공간 S3으로 배출되기 때문에, 작동유의 유량이 증가한 후에 케이스(10)로부터 이니셜 에어(initial air)는 배출되지 않는다.
또, 작동유의 유량이 증가하면, 배압 밸브(52A)가 열린다. 그 결과, 여과후의 작동유는, 유출 구멍(51k)으로부터 유출한다.
그 후에 작업 기계의 엔진이 정지하면, 작동유의 유량이 줄어들고, 배압 밸브(52A)가 닫힌다. 또, 작업 기계의 엔진이 정지하면, 이동 부재(533)가 자중에 의해 -z방향으로 이동하고, 역지 밸브(53)가 열린 상태로 된다. 그 결과, 역지 밸브(53)를 통해 케이스(10) 내의 작동유가 배출된다. 또, 작업 기계의 엔진이 정지하면, 이동 부재(652)가 자중에 의해 -z방향으로 이동하고, 역지 밸브(65)가 열린 상태로 된다. 그 결과, 유로(35A)를 지나서 공기가 케이스(10)의 내부로 유입한다. 이와 같이, 작업 기계가 정지하고 나서 일정 시간이 경과하면 유면이 바닥면(11)보다 내려가기 때문에, 필터 엘리먼트(20)를 발출할 때에 기름이 떨어지지 않게 할 수가 있다.
본 실시의 형태에 의하면, 작동유의 유량이 증가했을 때에, 케이스(10)의 내부에 있는 공기가 유출부(50B)로부터 배출되지 않게 할 수가 있다. 그 결과, 탱크(100)에 저류된 작동유 중에 기포가 생성되지 않게 할 수가 있다.
탱크(100)에 저류된 작동유에 기포가 포함되면, 기포가 흡입 스트레이너(suction strainer)(9)(도 1, 참조)를 통과하여 펌프에 유입되고, 침식(erosion)이 발생하여, 펌프의 수명이 짧아질 우려가 있다. 본 실시의 형태에서는, 특히 작동유의 유량이 적을 때에 유로(35A)를 통해 케이스(10) 내의 공기를 배출하도록 했기 때문에, 침식의 발생 등을 방지할 수가 있다.
또, 본 실시의 형태에 의하면, 배압 밸브(52) 및 역지 밸브(65)를 설치함으로써, 엔진의 작동중에, 케이스(10)의 내부의 작동유가 유로(35A)를 통해 탱크(100)로 역류하는 것을 방지할 수가 있다. 특히, 역지 밸브(53)를 설치함으로써, 작동유의 유량이 증가했을 때에 역지 밸브(53)로부터 작동유가 유출하지 않게 하고, 이에 의해 작동유 중의 기포의 발생을 방지할 수가 있다.
또한 본 실시의 형태에서는, 이동 부재(533)가 자중에 의해 낙하함으로써 역지 밸브(53)가 닫힌 상태로부터 열린 상태로 되지만, 이동 부재(533)의 움직임을 탄성 부재로 보조하도록 해도 좋다. 도 12는 변형예와 관련되는 역지 밸브(53A)의 개략을 나타내는 도이며, (A)는 종단면도이며, (B)는 (A)의 C-C단면도이다. 도 12에서는 단면을 나타내는 해칭을 일부 생략한다.
역지 밸브(53A)는, 주로, 통 모양 케이스(531)와, 상단 부재(532A)와, 이동 부재(533A)와, 관 모양부(534)(도시 생략)와, 탄성 부재(535)를 가진다.
통 모양 케이스(531), 통 모양 케이스(531)의 상단에 부착되는 상단 부재(532A), 및 관 모양부(534)는, 밸브 케이스를 구성한다. 상단 부재(532A)에는, 탄성 부재(535)의 일단이 설치된다. 탄성 부재(535)의 타단은, 이동 부재(533A)에 설치된다. 탄성 부재(535)는, 이동 부재(533A)에 -z방향의 힘을 부세한다.
작동유가 탄성 부재(535)의 부세력에 대항하여 이동 부재(533A)를 밀어 올리면, 역지 밸브(53A)가 닫힌 상태로 된다. 작동유의 유량이 줄어들면, 탄성 부재(535)가 이동 부재(533A)를 눌러 내림으로써 역지 밸브(53A)가 열린 상태로 된다.
이 변형예에 의하면, 탄성 부재(535)가 주는 부세력(예를 들면, 탄성 부재(535)의 스프링 정수(定數))을 변경함으로써, 역지 밸브(53A)를 개폐하는 유량의 조정이 용이하게 된다.
＜제4의 실시의 형태＞
본 발명의 제4의 실시의 형태는, 내통(23)의 내측에 통 모양부를 가지는 형태이다. 이하, 제4의 실시의 형태와 관련된 리턴 필터(4)에 대해 설명한다. 또한 제1의 실시의 형태 내지 제3의 실시의 형태와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 13은 리턴 필터(4)의 개략을 나타내는 단면도이다. 도 13에서는 단면을 나타내는 해칭(hatching)을 생략한다. 리턴 필터(4)는, 주로, 케이스(10A)와, 필터 엘리먼트(20)와, 덮개(30)와, 유입부(40)(도시 생략)와, 유출부(50B)(원통부(51A) 이외는 도시 생략)를 가진다.
케이스(10A)는, 주로, 바닥면(11A)과, 부착 부재(12)와, 통 모양부(13, 14A)를 가진다. 통 모양부(14A)는, 바닥면(11A)의 외측에 배치된 통 모양부(14a)와, 바닥면(11A)의 내측에 배치된 통 모양부(14b)를 가진다. 통 모양부(14a)와 통 모양부(14b)는 대략 평행하게 설치되어 있다.
통 모양부(14a)는, 통 모양부(13)의 하측에 설치되어 있고, 통 모양부(14a)의 직경은, 통 모양부(13)의 직경보다 작다. 통 모양부(14b)는, 필터 엘리먼트(20)(내통(23))의 내측에 설치되어 있고, 통 모양부(14b)의 직경은, 내통(23)의 직경보다 작다. 또, 통 모양부(14b)의 높이는, 여과재(21) 및 내통(23)의 높이보다 낮다. 통 모양부(14b)의 하단은, 여과재(21) 및 내통(23)의 하단보다 하측에 위치한다.
통 모양부(14b)의 하단 근방, 즉 통 모양부(14b)의 판 모양부(22a)에 인접하는 위치에는, 드레인(drain) 구멍(14c)이 설치되어 있다.
다음에, 이와 같이 구성된 리턴 필터(4)의 기능에 대해 설명한다. 도 13의 2점 쇄선 화살표는 작동유의 흐름을 나타낸다.
예를 들면, 작업 기계의 구동을 개시한 후, 공간 S1에 유입한 작동유는, 여과재(21)의 외측으로부터 내측을 향해 흐르고, 여과재(21)에 의해 작동유 중의 먼지 등이 제거된다. 여과후의 작동유는 공간 S2로 유출한다. 작동유가 공간 S1, S2에 유입함으로써, 이니셜 에어가 유로(35)를 통해 배출된다. 내통(23)의 내측에 통 모양부(14b)가 설치되어 있기 때문에, 이니셜 에어가 상향으로 흐르기 쉬워져, 이니셜 에어(initial air)를 효과적으로 제거할 수가 있다.
또, 내통(23)의 내측에 통 모양부(14b)가 설치되어 있기 때문에, 공간 S1에 유입한 작동유가 공간 S2로 유입하는 경우에, 작동유가 상향(+z방향)으로 흘러 여과재(21)의 상부에 유도된다. 그 결과, 여과재(21)의 여과 면적을 유효하게 이용할 수가 있다.
작업 기계가 정지하면, 역지 밸브(53)를 통해 작동유가 유출한다. 또, 통 모양부(14b)의 하단 근방에 드레인 구멍(14c)이 설치되어 있기 때문에, 통 모양부(14b)의 외측에 존재하는 작동유는, 드레인 구멍(14c)을 통해 공간 S2로 유출한다. 또한 유로(35)를 지나서 공간 S3으로부터 공간 S1, S2로 공기가 유입한다. 따라서, 케이스(10A) 내의 유면이 서서히 내려간다.
본 실시의 형태에 의하면, 통 모양부(14b)에 의해 작동유가 상향으로 흐르기 쉬워지기 때문에, 여과재(21)의 여과 면적을 유효하게 이용할 수가 있다. 또, 통 모양부(14b)에 의해 공기가 상향으로 흐르기 쉬워지기 때문에, 이니셜 에어(initial air)를 효과적으로 제거할 수가 있다.
또한 본 실시의 형태에서는, 통 모양부(14b)가 바닥면(11A)과 일체로 되어 있지만, 통 모양부(14b)와 바닥면(11A)은 별도의 부재라도 좋다. 예를 들면, 바닥면(11A)과 통 모양부(14b)를 별도의 부재로 하고, 케이스(10A)의 하측으로부터 통 모양부(14b)를 삽입하고, 바닥면(11A)과 통 모양부(14b)를 결합해도 좋다.
또, 본 실시의 형태에서는, 케이스(10) 측에 설치된 통 모양부(14b)를 구비하였지만, 통 모양부가 필터 엘리먼트 측에 설치되어 있어도 좋다. 도 14는 변형예와 관련되는 리턴 필터(4A)의 개략을 나타내는 단면도이다. 도 14에서는 단면을 나타내는 해칭(hatching)을 생략한다. 또한 제1의 실시의 형태 내지 제3의 실시의 형태와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
리턴 필터(4A)는, 주로, 케이스(10)와, 필터 엘리먼트(20A)와, 덮개(30)와, 유입부(40)(도시 생략)와, 유출부(50B)(원통부(51A) 이외는 도시 생략)를 가진다. 필터 엘리먼트(20A)는, 주로, 여과재(21)와, 외통부(22C)와, 내통(23)과, 플레이트(24)와, 통 모양부(26)를 가진다.
외통부(22C)는, 주로, 여과재(21)의 하단면을 따라 설치된 대략 원판 형상의 판 모양부(22f)와, 여과재(21)의 외측에 여과재(21)와 대략 평행하게 설치된 통 모양부(22b, 22c)를 가진다. 판 모양부(22f)는, 중앙부가 주연부(周緣部)보다 두꺼운 대략 원판 형상의 부재이다. 판 모양부(22f)와 판 모양부(22a)의 차이는, 중앙부의 외주면의 직경뿐이다. 판 모양부(22f)는, 여과재(21) 및 통 모양부(26)와 일체화된다. 즉, 통 모양부(26)의 하단은, 여과재(21) 및 내통(23)의 하단과 대략 같은 높이에 위치한다.
통 모양부(26)는, 내통(23)의 내측에 설치되어 있고, 통 모양부(26)의 직경은, 내통(23)의 직경보다 작다. 또, 통 모양부(26)의 높이는, 여과재(21) 및 내통(23)의 높이보다 낮다. 통 모양부(26)의 하단 근방, 즉 통 모양부(26)의 판 모양부(22f)에 인접하는 위치에는, 드레인(drain) 구멍(26a)이 설치되어 있다.
리턴 필터(4A)에 의하면, 내통(23)의 내측에 통 모양부(26)가 설치되어 있기 때문에, 공간 S1에 유입한 작동유가 공간 S2로 유입하는 경우에, 작동유가 상향(+z방향)으로 흘러 여과재(21)의 상부에 유도된다. 그 결과, 여과재(21)의 여과 면적을 유효하게 이용할 수가 있다. 또, 통 모양부(26)에 의해 공기가 상향으로 흐르기 쉬워지기 때문에, 이니셜 에어(initial air)를 효과적으로 제거할 수가 있다. 또한 드레인 구멍(26a)이 설치되어 있기 때문에, 작업 기계 정지시에, 통 모양부(26)의 외측에 존재하는 작동유를 드레인 구멍(26a)을 통해 배출하고, 케이스(10) 내의 유면을 내릴 수가 있다.
또한 리턴 필터(4, 4A)는 유출부(50B)를 가졌지만, 유출부(50B)는 필수는 아니다. 리턴 필터(4, 4A)는, 유출부(50)를 가져도 좋고, 유출부(50A)를 가져도 좋다.
이상, 이 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 상술해 왔지만, 구체적인 구성은 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 이 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등도 포함된다. 예를 들면, 상기의 실시예는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해서 상세하게 설명한 것으로, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또, 실시 형태의 구성의 일부를 다른 실시 형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또 실시 형태의 구성에 다른 구성의 추가, 삭제, 치환 등을 하는 것이 가능하다.
또, 「대략」이란, 엄밀하게 동일한 경우뿐만 아니라, 동일성을 잃지 않는 정도의 오차나 변형을 포함하는 개념이다. 예를 들면, 「대략 원통 형상」이란, 엄밀하게 원통 형상의 경우에 한정되지 않고, 예를 들면 원통 형상과 동일시 할 수 있는 경우를 포함하는 개념이다. 또, 예를 들면, 단지 직교, 평행, 일치 등으로 표현하는 경우에 있어서, 엄밀하게 직교, 평행, 일치 등의 경우뿐만 아니라, 대략 평행, 대략 직교, 대략 일치 등의 경우를 포함하는 것으로 한다.
또, 「근방」이란, 기준으로 되는 위치의 가까이의 어느 범위(임의로 정할 수가 있음)의 영역을 포함하는 것을 의미한다. 예를 들면, 단(端) 근방이라고 하는 경우에, 단(端)의 가까이의 어느 범위의 영역으로서, 단(端)을 포함하고 있어도 포함하고 있지 않아도 좋은 것을 나타내는 개념이다.
1, 2, 3, 4, 4A : 리턴 필터(return filter)
9 : 흡입 스트레이너(suction strainer)
10, 10A : 케이스 11, 11A : 바닥면
12: 부착 부재
13, 14, 14A : 통 모양부
14a, 14b : 통 모양부 14c : 드레인(drain) 구멍
20, 20A : 필터 엘리먼트(filter element)
21 : 여과재
22, 22A, 22B, 22C : 외통부 22a, 22f : 판 모양부
22b, 22b-1, 22b-2 : 통 모양부
22c, 22c-1 : 통 모양부 22d, 22e : 구멍
23: 내통
24, 25 : 플레이트(plate)
24a : 판 모양부 24b, 24c : 통 모양부
26 : 통 모양부 26a : 드레인 구멍
30 : 덮개 31: 플랜지부
31a : 구멍 31b : 구멍
32 : 커버(cover) 32a, 32b : 구멍
33, 33A : 부착부
33a, 33b, 33c, 33d, 33e : 구멍 33f : 돌기
33g : 오목부 33h : 위치 결정부
35, 35A : 유로 40 : 유입부
50, 50A, 50B : 유출부
51, 51A : 원통부
51a, 51h : 제1 원통부 51b, 51i : 제2 원통부
51c : 바닥면
51d, 51e, 51k : 유출 구멍 51j : 바닥면
52, 52A : 배압 밸브
52a, 52d : 밸브 본체 52b : 탄성 부재
52c, 52e : 벨브 착지
53, 53A : 역지(逆止) 밸브 61, 62 : 씰(seal) 부재
63 : 인디케이터(indicator) 64 : 밸브
65 : 역지(逆止) 밸브
100 : 탱크(tank)
101 : 바닥면 102 : 상면
102a : 개구부 102b : 구멍
103 : 측면 104 : 부착판
104a : 관통 구멍 104b : 구벙
105 : 칸막이판
110 : 리턴 필터(return filter)
111: 케이스 112: 뚜껑
113 : 필터 엘리먼트(filter element)
531: 통 모양 케이스 531a : 구멍
531b : 암나사부 531c : 위치 결정부
531d : 오목부 531e : 돌기
532, 532A : 상단 부재 532a : 구멍
532b : 수나사부 532c : 벨브 착지
533, 533A : 플로트(float)
534 : 관 모양부 535 : 탄성 부재
651: 막대 모양 부재 651a : 구멍
652: 이동 부재
652a : 통 모양 구멍 652b : 구멍

Claims (10)

  1. 상단이 개구하고 있는 바닥을 갖는 통형상의 케이스와,
    상기 케이스의 내부에 설치되는 원통 형상의 필터 엘리먼트로서, 원통 형상의 여과재와, 상기 여과재의 하단면을 따라 설치된 원판 형상의 판 모양부 및 상기 여과재의 외측에 상기 여과재와 평행하게 설치된 통 모양부를 가지는 외통부와, 상기 여과재 및 상기 외통부의 상단면을 덮도록 설치된 원판 형상의 부분을 가지는 상 플레이트를 가지는 필터 엘리먼트와,
    상기 케이스의 상단을 덮도록 상기 케이스 및 상기 상 플레이트에 설치되는 덮개와,
    상기 케이스의 내부 또한 상기 필터 엘리먼트의 외부의 공간과 상기 케이스의 외부의 공간을 연통하는 유입부와,
    상기 필터 엘리먼트의 내부의 공간과 상기 케이스의 외부의 공간을 연통하는 유출부로서, 상기 케이스의 바닥면을 관통하도록 설치되는 유출부를 구비하고,
    상기 케이스는, 제1 통 모양부와, 상기 제1 통 모양부의 하측에 설치된 제2 통 모양부를 가지고,
    상기 제2 통 모양부의 직경은, 상기 제1 통 모양부의 직경보다 작고,
    상기 유입부는, 상기 제1 통 모양부에 설치되고,
    상기 필터 엘리먼트가 상기 케이스의 내부에 설치된 상태에 있어서, 상기 판 모양부가 상기 케이스의 바닥면에 맞닿고, 상기 통 모양부가 상기 제2 통 모양부와 맞닿고,
    상기 통 모양부 중의 상기 제2 통 모양부와 맞닿는 부분에는 구멍이 형성되지 않고, 상기 통 모양부 중의 상기 제2 통 모양부와 맞닿지 않는 부분에는 구멍이 복수 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 덮개에는, 상기 케이스의 내부의 공간과 상기 케이스의 외부의 공간을 연통하는 제1 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 케이스는, 탱크의 내부에 설치되고,
    상기 덮개는, 상기 탱크의 상측에 설치되고,
    상기 제1 구멍은, 양단이 상기 덮개의 하측의 면에 개구한 U자 형상이며, 상기 필터 엘리먼트의 내부의 공간과, 상기 케이스의 외부 또한 상기 탱크의 내부의 공간을 연통하는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외통부는, 상기 통 모양부와 상기 여과재의 사이에 간극을 가지도록 상기 여과재와 일체화되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 덮개는, 상기 케이스에 고정되는 원통 형상의 플랜지부와, 상기 플랜지부의 중공부를 덮도록 착탈 가능하게 설치되는 커버를 가지고,
    상기 플랜지부에는, 센서가 부착되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 엘리먼트는, 상기 여과재의 내측에 설치된 내통을 가지고,
    상기 케이스 또는 상기 필터 엘리먼트는, 상기 여과재의 내측에 설치된 통 모양 부재를 가지고,
    상기 통 모양 부재의 하단은, 상기 여과재의 하단과 같은 높이 또는 상기 여과재의 하단보다 하측에 위치하고,
    상기 통 모양 부재의 직경은 상기 내통의 직경보다 작고, 상기 통 모양 부재의 높이는 상기 내통 및 상기 여과재의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 통 모양 부재에는, 상기 판 모양부에 인접하여 드레인 구멍이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 덮개는, 상기 케이스에 고정되는 원통 형상의 플랜지부와, 상기 플랜지부의 중공부를 덮도록 착탈 가능하게 설치되는 커버를 가지고,
    상기 플랜지부에는, 센서가 부착되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 필터 엘리먼트는, 상기 여과재의 내측에 설치된 내통을 가지고,
    상기 케이스 또는 상기 필터 엘리먼트는, 상기 여과재의 내측에 설치된 통 모양 부재를 가지고,
    상기 통 모양 부재의 하단은, 상기 여과재의 하단과 같은 높이 또는 상기 여과재의 하단보다 하측에 위치하고,
    상기 통 모양 부재의 직경은 상기 내통의 직경보다 작고, 상기 통 모양 부재의 높이는 상기 내통 및 상기 여과재의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 필터 엘리먼트는, 상기 여과재의 내측에 설치된 내통을 가지고,
    상기 케이스 또는 상기 필터 엘리먼트는, 상기 여과재의 내측에 설치된 통 모양 부재를 가지고,
    상기 통 모양 부재의 하단은, 상기 여과재의 하단과 같은 높이 또는 상기 여과재의 하단보다 하측에 위치하고,
    상기 통 모양 부재의 직경은 상기 내통의 직경보다 작고, 상기 통 모양 부재의 높이는 상기 내통 및 상기 여과재의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 필터 장치.
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