(57)【要約】【課題】捕集した異物を除去して長期間、継続して使用できると共に、除去した異物を再度捕集することを抑制できる濾過装置を提供する。【解決手段】メインストレーナー４の下流側に設けられており、流体を更に濾過することによって異物を更に捕集するように構成された濾過スクリーン１５と、濾過スクリーン１５によって区画された濾過室Ｓと、濾過室Ｓに流体を供給する供給口１８と、濾過スクリーン１５を通過した流体を流出させる流出口７とを有する濾過装置８において、濾過スクリーン１５を通過させることなく濾過スクリーン１５を素通りさせて前記流体の流動方向でメインストレーナー４の上流側に流体を流動させるとともに濾過室Ｓに連通したドレン流路２６と、濾過室Ｓにおける流体圧の上昇に伴って濾過室Ｓの流体をドレン流路２６に流出させる流量を増大させる流量調整部９，２５，２７とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を濾過することによって前記流体に混入した異物を捕集するメインストレーナーの下流側に設けられており、前記流体を更に濾過することによって前記異物を更に捕集するように構成された濾過スクリーンと、前記濾過スクリーンによって区画された濾過室と、前記濾過室に前記流体を供給する供給口と、前記濾過スクリーンを通過した前記流体を流出させる流出口とを有する濾過装置において、
前記濾過スクリーンを通過させることなく前記濾過スクリーンを素通りさせて前記流体の流動方向で前記メインストレーナーの上流側に前記流体を流動させるとともに前記濾過室に連通したドレン流路と、
前記濾過室における流体圧の上昇に伴って前記濾過室の前記流体を前記ドレン流路に流出させる流量を増大させる流量調整部とを備えている
ことを特徴とする濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、濾過することによって流体に混入した異物を除去する濾過装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の濾過装置の一例が特許文献１ないし特許文献４に記載されている。特許文献１に記載された装置は、ポンプの流入側に設けられたストレーナーすなわちメインストレーナーと、そのメインストレーナーの下流側に設けられた流出側ストレーナーすなわちサブストレーナーとを備えている。そのサブストレーナーは有底円筒状に形成されており、その内部から外部に流体を通すことによってその内周面に流体に混入した異物を捕集するように構成されている。また、そのサブストレーナーは、目詰まりが生じて内部の圧力が高くなった場合には、その内部の圧力によって流体の流動方向で下流側に移動するように構成されている。前記サブストレーナーの内部には、当該サブストレーナーより小径の筒状部材が配置され、サブストレーナーの開口部は筒状部材に形成されたフランジによって閉じられている。つまり、筒状部材を介してサブストレーナーの内部に流体が供給される。また、フランジを挟んでサブストレーナーとは反対側の筒状部材の端部はサブストレーナーから突出している。その突出している端部（以下、突出端部と記す）の外周面と、突出端部が取り付けられるケースとの間にはリング状の空間が形成されている。この空間は上述したようにサブストレーナーが移動した場合に、流路を介してメインストレーナーの下流側とポンプの流入口との間のスペースに連通するように構成されている。そのため、サブストレーナーに目詰まりが生じて上述したようにサブストレーナーが移動した場合には、ポンプから吐出された流体の少なくとも一部は上記の空間および流路、スペースを介してポンプの流入口に戻される。こうして流体の少なくとも一部は空間および流路、スペースとポンプとの間で循環し、それに伴ってサブストレーナーの内部の圧力が低下するので、異物を含んだ流体がサブストレーナーを通り抜けてその下流側に流出することを抑制できる、とされている。
【０００３】
特許文献２および特許文献３には、いわゆるＹ型ストレーナーが記載されている。それらのＹ型ストレーナーの内部には、メッシュ状のスクリーンが配置されており、そのスクリーンによって流体に混入した異物を除去するように構成されている。特許文献２に記載された構成では、Ｙ型ストレーナーのブロー通路に弁部材が設けられている。その弁部材は人為的に操作されるハンドルによって開閉されるように構成されており、ハンドルを操作して弁部材を開くことによってスクリーンで捕集した異物を外部に排出するように構成されている。
【０００４】
特許文献３に記載されたＹ型ストレーナーは高温の流体に混入した異物を除去するように構成されており、そのブロー通路に、流体の温度に応じて開閉されるブロー弁が設けられている。また、スクリーンで捕集した異物を除去するブラシが設けられている。そして、Ｙ型ストレーナーの入口での流体の温度が所定温度より低くなった場合には、スクリーンで目詰まりが生じていることによって高温の流体がスクリーンに流入していないとして、スクリーンに捕集された異物をブラシで除去しかつブロー弁を開いて外部に排出するようになっている。
【０００５】
特許文献４には、給湯器に用いられるストレーナー装置が記載されており、その装置は軸線方向に移動可能に構成された弁体と、弁体の内部に設けられた環状の捕捉網とを備え、当該捕捉網に対して外側から内側に向かって流体を流動させ、その捕捉網を通った流体を弁体に形成された排出孔から弁体の外部に流出させるように構成されている。その流体の流動方向を以下の説明では順方向と記す。捕捉網に目詰まりが生じると、弁体の内部圧力が増大するので、その内部圧力によって軸線方向に弁体が移動して捕捉網に対して順方向に流体を流動させる流路を遮断するように構成されている。また、捕捉網の内側から外側に向かって流体を流す、つまり捕捉網に対する流体の流動方向を順方向から逆方向にする流路を開くように構成されている。こうして捕捉網から異物を除去して外部に排出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３２１６１１５号公報
【特許文献２】特開平７−３０３８０７号公報
【特許文献３】国際公開第２０１６／１３３０１３号
【特許文献４】特開平９−１２２４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された構成では、サブストレーナーに目詰まりが生じた場合には、上記の空間および流路、スペースとポンプとの間で流体の少なくとも一部が循環されるため、循環する流体流によってサブストレーナーから異物が剥離したとしても、その異物は上述した循環する流体流によってサブストレーナーに戻ってきてしまう。そのため、サブストレーナーの内部の圧力が低下してサブストレーナーでの濾過が再開されたとしても、再度、サブストレーナーで捕集される。結局、サブストレーナーによって捕集される異物の量は減少しない。その結果、サブストレーナーを交換しなければ、サブストレーナーの目詰まりが繰り返し生じる可能性がある。
【０００８】
なお、特許文献２に記載された構成では、人為的な操作によらなければ異物を排出することができず、したがって、定期的なメンテナンスが欠かせない構成となっており、メンテナンスの点で未だ改良の余地があった。特許文献３に記載された構成では、ストレーナーの入口での流体の温度を検出するために温度センサーを設けるなど、その分、部品点数が増大して部材コストや製造コストが増大する可能性がある。特許文献４に記載された装置では、流体を逆流させるように構成されているので、装置の全体として複雑化あるいは大型化する可能性がある。
【０００９】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、捕集した物を除去して長期間、継続して使用できると共に、除去した異物を再度捕集することを抑制できる濾過装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、この発明は、流体を濾過することによって前記流体に混入した異物を捕集するメインストレーナーの下流側に設けられており、前記流体を更に濾過することによって前記異物を更に捕集するように構成された濾過スクリーンと、前記濾過スクリーンによって区画された濾過室と、前記濾過室に前記流体を供給する供給口と、前記濾過スクリーンを通過した前記流体を流出させる流出口とを有する濾過装置において、前記濾過スクリーンを通過させることなく前記濾過スクリーンを素通りさせて前記流体の流動方向で前記メインストレーナーの上流側に前記流体を流動させるとともに前記濾過室に連通したドレン流路と、前記濾過室における流体圧の上昇に伴って前記濾過室の前記流体を前記ドレン流路に流出させる流量を増大させる流量調整部とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、例えば濾過装置の濾過スクリーンに目詰まりが生じることによって濾過室の流体圧が上昇すると、それに伴って流量調整装置は前記濾過室の流体をドレン流路に流出させる流量を増大させる。そのため、流体は濾過スクリーンで濾過されることなく素通りする。そして、流体が濾過スクリーンを素通りするときの流体流によって濾過スクリーンに捕集された異物が濾過スクリーンから剥離させられる。その異物は流体流によってドレン流路を介してメインストレーナーの上流側に押し流され、当該メインストレーナーで捕集される。その結果、濾過スクリーンに捕集された異物の量を低減して濾過スクリーンの目詰まりを低減もしくは解消できる。また、濾過装置によって一旦、捕集された異物が再度、濾過装置で捕集されることを抑制できる。さらに、上述した目詰まりの解消に伴って濾過室の流体圧が低減してドレン流路に流出する流体の流量が低減し、濾過スクリーンでの流体の濾過が再開される。したがって、このようなサイクルによって濾過スクリーンを交換することなく、もしくは、交換の頻度を可及的に少なくして濾過装置を長期間、継続して使用することができる。濾過装置をいわゆるメンテナンスフリーにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施形態に係る濾過装置を適用することができる油圧回路の一例を模式的に示す図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る濾過装置を模式的に示す断面図である。
【図３】第１実施形態の濾過装置の側壁流路とドレン流路とが連通されている状態を示す図である。
【図４】この発明の第２実施形態に係る濾過装置を模式的に示す断面図である。
【図５】第２実施形態の濾過装置の側壁流路とドレン流路とが連通されている状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、この発明の実施形態に係る濾過装置を適用することができる油圧回路の一例を模式的に示す図である。図１に示す油圧回路１は、例えば、オイルポンプ２から吐出されたオイルを元圧として所定の圧力に調圧し、そのオイルを車両に搭載される変速機などのオイル供給部３（それぞれ図示せず）に供給するように構成されている。オイルポンプ２は機械式のオイルポンプや電動式のオイルポンプなどの従来知られたオイルポンプであってよい。変速機は、変速比をステップ的に変化させるように構成された有段式の自動変速機、もしくは、変速比を連続的に変化させるように構成された無段変速機などの従来知られた変速機であってよい。オイル供給部３は、変速機のクラッチやブレーキなどの油圧によって動作する油圧アクチュエータ、あるいは、ギヤや軸受などのオイルによる潤滑および冷却を必要とする部位など（それぞれ図示せず）を挙げることができる。
【００１４】
具体的には、図１に示す例では、オイルポンプ２は、ストレーナー４を介してオイルパン５に貯留されたオイルを汲み上げてバルブボデー６に供給するように構成されている。ストレーナー４はこの発明の実施形態におけるメインストレーナーに相当するものであり、以下の説明では、ストレーナー４をメインストレーナー４と称する。そのメインストレーナー４はオイルを濾過することによってオイルに混入した異物を除去するものであって、従来知られたものと同様に構成されている。ここに示す例では、オイルパン５の底部に設けられている。つまり、メインストレーナー４はオイルの流動方向で最も上流側に位置している。なお異物は、各種の部品の加工時に発生した切粉や、図示しない摺動部で生じた摩耗粉、劣化したオイルなどのいわゆるスラッジを挙げることができる。
【００１５】
上記のバルブボデー６には、レギュレータバルブや流量制御弁（それぞれ図示せず）など、オイル供給部３に供給する油圧や油量を調整する各種のバルブが設けられており、オイルポンプ２から吐出されたオイルを車速やアクセル開度などに基づいて予め定められる油圧に調圧し、その調圧されたオイルをオイル供給部３に供給し、また余剰のオイルをオイルパン５に排出するように構成されている。ここに示す例では、バルブボデー６は、それぞれ油路７が形成されたアッパーボデーとロアーボデーとを備え、それらがセパレータープレートを介して積層されて形成されている。
【００１６】
また、バルブボデー６には、この発明の実施形態における濾過装置に相当していて異物を更に除去するサブストレーナー８が設けられている。図２は、この発明の第１実施形態に係るサブストレーナー８を模式的に示す断面図である。そのサブストレーナー８はオイルの流動方向で上述した各種のバルブの上流側に設けられている。図２に示す例では、バルブボデー６のロアーボデー６Ｌに、上述した油路７に連通されていて、かつ、サブストレーナー８が挿入される収容部９が形成されている。また、セパレータープレート１０における収容部９に対応する部分に、前記収容部９の内径より小径の貫通孔１１が形成されている。
【００１７】
上記のサブストレーナー８は、収容部９内をその深さ方向に移動可能に構成されたスプール８Ａを有していて、そのスプール８Ａの両端部のそれぞれにランド部１２，１３が形成されている。それらのランド部１２，１３同士の間がいわゆるバリー部１４となっている。そのバリー部１４に円筒状の濾過スクリーン１５が設けられている。第１ランド部１２と第２ランド部１３とは共に有底の筒状に形成されており、それらの底部１６，１７同士が互いに向かい合って配置されている。また、各底部１６，１７には板厚方向に貫通する貫通孔１８，１９がそれぞれ形成されており、そのため、各ランド部１２，１３の内部をオイルが流動するように構成されている。また、ここに示す例では、第１ランド部１２の貫通孔１８は、濾過スクリーン１５に対するオイルの供給口となる部分であるため、可及的に大径に設定されている。第２ランド部１３の貫通孔１９は、後述するように異物を排出する部分であり、異物を排出することができればよいため、第１ランド部１２の貫通孔１８と比較して小径に設定されている。
【００１８】
上述した第１ランド部１２の外径はセパレータープレート１０の貫通孔１１の内径とほぼ同じあるいは僅かに小さく設定されている。また第１ランド部１２の底部１６の周縁部に、半径方向で外側に突出したフランジ部２０が形成されている。当該フランジ部２０の外径はセパレータープレート１０の貫通孔１１の内径より大きく、かつ、収容部９の内径とほぼ同じあるいは僅かに小さく設定されている。そのため、フランジ部２０のフランジ面２１はセパレータープレート１０に当接する。つまり、第１ランド部１２はセパレータープレート１０によって抜け止めされている。
【００１９】
第２ランド部１３の外径は収容部９の内径とほぼ同じあるいは僅かに小さく設定されている。その側壁部２２には、図２に示すように、板厚方向に貫通する側壁流路２３が形成されている。また、第２ランド部１３の内部に、すなわち収容部９の底部２４と第２ランド部１３との間にコイルスプリング２５が配置されている。そのコイルスプリング２５の弾性力は第１ランド部１２側に第２ランド部１３を押圧するように第２ランド部１３に作用している。
【００２０】
上述した濾過スクリーン１５はサブストレーナー８に供給されたオイルを濾過することによって、当該オイルに混入した異物を除去しかつ捕集するものである。その濾過スクリーン１５はここに示す例では、メッシュ状の部材によって構成された円筒状の部材であって、各底部１６，１７同士の間に取り付けられている。そのため、バリー部１４におけるスプール８Ａと濾過スクリーン１５との間に所定のスペースＳがあり、これがこの発明の実施形態における濾過室に相当している。第１ランド部１２に流入したオイルは上述した貫通孔１８を介してスペースＳ内に供給され、またスペースＳ内を流動し、かつ、濾過スクリーン１５の内側から外側に向かって流動する。そのため、濾過スクリーン１５の内周面に異物が捕集される。濾過スクリーン１５を通過したオイルは油路７に流出し、その油路７を介してオイル供給部３に供給される。なお、濾過スクリーン１５のメッシュのサイズ、つまり網目の孔径は捕集する異物の粒径に応じて決定される。これは、実験などにより予め設定できる。
【００２１】
さらに、バルブボデー６のロアーボデー６Ｌには、オイルパン５に連通されたドレン流路２６が形成されている。そのドレン流路２６は収容部９の底部２４側に形成されており、コイルスプリング２５を圧縮して収容部９内にサブストレーナー８が移動した場合に、側壁流路２３と連通するように構成されている。
【００２２】
次に、上記構成のサブストレーナー８の作用について説明する。オイルポンプ２が駆動されると、オイルパン５からメインストレーナー４を介してオイルが吸い上げられる。そのため、オイルに混入した異物はメインストレーナー４を通過する際にある程度、除去される。メインストレーナー４を通過したオイルはバルブボデー６に供給される。そしてバルブボデー６に形成された油路７を流動してサブストレーナー８に到達し、サブストレーナー８で更に濾過される。すなわち、サブストレーナー８に到達したオイルは上記のスペースＳを流路として流動し、また、濾過スクリーン１５の内側から外側に向かって流動する。したがって、オイルに混入した異物は濾過スクリーン１５の内周面に捕集され、オイル供給部３に流動することが回避もしくは抑制される。
【００２３】
サブストレーナー８の濾過スクリーン１５で捕集された異物の量が多くなると、それに伴ってサブストレーナー８での圧力損失が高くなる。また、目詰まりが生じると、圧力損失が更に高くなり、濾過スクリーン１５内にオイルが滞留する。つまり、濾過スクリーン１５内のオイルの圧力が高くなる。そしてサブストレーナー８を収容部９の底部２４側に移動させる、前記圧力に応じた大きさの荷重が生じる。その荷重がコイルスプリング２５の弾性力より大きくなると、コイルスプリング２５が圧縮され、収容部９の底部２４側にサブストレーナー８が移動する。図３は、その状態を示しており、第２ランド部１３が収容部９の底部２４側に移動すると、側壁流路２３とドレン流路２６とが連通して上記のスペースＳに溜まっていたオイルが前記スペースＳからドレン流路２６に流れ込む。その結果、オイルは濾過スクリーン１５を素通りする。
【００２４】
上述したように、濾過スクリーン１５内に滞留していたオイルがドレン流路２６に流れ始めると、そのオイルの流れによって濾過スクリーン１５の内周面に捕集された異物が前記内周面から剥離し、かつ、オイルと共にドレン流路２６を介してオイルパン５に排出される。オイルパン５に排出された異物はオイルポンプ２によって吸い上げられたとしても、メインストレーナー４によって捕集されるから、バルブボデー６に再度供給されることは回避もしくは抑制される。
【００２５】
このようにして濾過スクリーン１５の内周面に捕集された異物の量が減少して目詰まりが解消すると、サブストレーナー８での濾過が再開される。つまり、濾過スクリーン１５を介してバルブボデー６の油路７にオイルが流れるため、濾過スクリーン１５に作用する圧力つまり上述したスペースＳ内の圧力が減少する。それに伴ってコイルスプリング２５を圧縮する前記荷重が小さくなるから、コイルスプリング２５の弾性力によってサブストレーナー８は元の位置に戻る。その結果、収容部９の底部２４から第２ランド部１３が離隔させられ、側壁流路２３とドレン流路２６との連通が遮断され、もしくは減じられる。このようにしてサブストレーナー８での濾過が再開され、サブストレーナー８を介したオイル供給部３へのオイルの供給が再開される。したがって、第１実施形態のサブストレーナー８では、上述したサイクルによってサブストレーナー８を継続して長期間、使用することができ、いわゆるメンテナンスフリーにすることができる。
【００２６】
なお、コイルスプリング２５を圧縮するように作用する濾過スクリーン１５内の圧力（油圧）がこの発明の実施形態における流体圧に相当し、第１ランド部１２における貫通孔１８がこの発明の実施形態における供給口に相当している。また、濾過スクリーン１５を通過したオイルが流出される油路７や濾過スクリーン１５と収容部９との間のスペースなどがこの発明の実施形態における流出口に相当し、サブストレーナー８を移動させるコイルスプリング２５やサブストレーナー８が配置される収容部９などがこの発明の実施形態における流量調整部に相当している。
【００２７】
（第２実施形態）
図４は、この発明の第２実施形態に係るサブストレーナー８を模式的に示す断面図である。図４に示す例では、収容部９の内部にソレノイドバルブ２７を配置し、そのソレノイドバルブ２７によって第２ランド部１３に形成された貫通孔１９を開閉して濾過スクリーン１５内のスペースＳとドレン流路２６とを連通するように構成した例である。その第２ランド部１３は図４に示す例では、円板状に形成されていて、その中央部に板厚方向に貫通する貫通孔１９が形成されている。
【００２８】
ソレノイドバルブ２７は、いわゆるノーマルクローズ形式のソレノイドバルブ２７であって、スプール２８と、貫通孔１９にスプール２８を押し付ける弾性力を生じるスプリング２９と、スプリング２９の弾性力に抗して貫通孔１９からスプール２８を離隔させる電磁力を生じさせるコイル３０とを有している。そして、制御指令信号である電流値もしくは電磁力に応じて貫通孔１９を開閉するように構成されている。したがって、図４に示す構成のソレノイドバルブ２７は、コイル３０に通電していない非通電状態では、スプリング２９の弾性力によって貫通孔１９にスプール２８が押し付けられる。これに対して、コイル３０に対する通電電流が増加することに伴って電磁力が増大し、スプリング２９の弾性力に抗して貫通孔１９からスプール２８が離隔させられる。
【００２９】
なお、コイル３０に電気を供給する図示しないバッテリや、電流値や電磁力を制御する図示しないコントローラーが設けられている。バッテリは従来知られているものと同様であってよい。コントローラーはマイクロコンピュータを主体としたものであって、予め定めたタイミングでソレノイドバルブ２７に供給する電流値や電磁力を増減するように構成されている。一例として、停車時や駐車時など、オイル供給部３で変速や、潤滑および冷却のためのオイルを特には必要としないときに、ソレノイドバルブ２７を通電状態にするようになっている。他の構成は図２に示す構成と同様であるため、図２に示す構成と同様の部分には図２と同様の符号を付してその説明を省略する。なお、第２実施形態では、ソレノイドバルブ２７がこの発明の実施形態における流量調整部に相当している。
【００３０】
次に、第２実施形態のサブストレーナー８の作用について説明する。上述したように、停車時や駐車時などのオイル供給部３でオイルを特には必要としないタイミングでソレノイドバルブ２７を通電状態にすると、コイル３０でスプリング２９の弾性力に抗する電磁力が生じ、その電磁力によって図５に示すように、貫通孔１９からスプール２８が離隔させられる。その結果、濾過スクリーン１５内のスペースＳとドレン流路２６とが連通し、オイルがドレン流路２６に向かって流れる。すなわち、濾過スクリーン１５を素通りする。そのオイルの流れによって濾過スクリーン１５の内周面に捕集された異物が前記内周面から剥離させられる。その異物はオイル流によって押し流され、ドレン流路２６を介してオイルパン５に排出される。したがって、第２実施形態によれば、予め定めたタイミングで濾過スクリーン１５で捕集した異物を除去してサブストレーナー８の目詰まりを防止もしくは抑制することができる。また、第２実施形態であっても、第１実施形態と同様に、サブストレーナー８を継続して長期間、使用することができる。
【００３１】
なお、この発明は上述した実施形態に限定されないのであって、特許を請求している範囲で適宜に変更して実施することができる。例えば、サブストレーナー８を通過するオイルの量が減少した場合に、目詰まりが生じているとしてソレノイドバルブ２７を通電状態にしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
４…メインストレーナー、  ７…油路（流出口）、  ８…サブストレーナー（濾過装置）、  ９…収容部（流量調整部）、  １５…濾過スクリーン、  １８…貫通孔（供給口）、  ２５…コイルスプリング（流量調整部）、  ２６…ドレン流路、  ２７…ソレノイドバルブ、  Ｓ…スペース（濾過室）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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