(57)【要約】【課題】作動油を濾過するとともに、作動油に含まれる気泡を除去することができる。【解決手段】略円筒形状の部材の側面が中心軸に沿って肉抜きされた略棒状の部材である気泡除去部は、濾材の中心軸と略平行な第１の平面及び第２の平面と、第１の平面及び第２の平面を連結する曲面と、を有し、濾材の上端面を覆う上プレートの上部に設けられる。ケースの側面に設けられた流入部が第１の平面、第２の平面又は曲面と向かい合うように設けられているため、流入部からケース内部に流入した液体は第１の平面、第２の平面又は曲面に沿って流れ、第１の平面及び第２の平面とのなす角度が１８０度より小さいため、液体に旋回流が生じる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に液体を流入させる流入部が側面に形成されたケースと、
前記ケースの内部に設けられるフィルタエレメントであって、略中空円筒形状の濾材と、前記濾材の下端面を覆う下プレートと、前記濾材の上端面を覆う上プレートと、前記上プレートの上部に設けられる気泡除去部と、を有するフィルタエレメントと、
前記フィルタエレメントの中空部と連通する略円筒形状の流出管と、
を備え、
前記気泡除去部は、略円筒形状の部材の側面が中心軸に沿って肉抜きされた略棒状の部材であり、前記濾材の中心軸と略平行な第１の平面及び第２の平面と、前記第１の平面及び前記第２の平面を連結する曲面と、を有し、
前記第１の平面及び前記第２の平面とのなす角度は１８０度より小さく、
前記流入部は、前記第１の平面、前記第２の平面又は前記曲面と向かい合うように設けられる
ことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルタ装置であって、
前記気泡除去部の底面は、前記第２の平面との当接部の方が、前記第１の平面との当接部よりも高くなっている
ことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のフィルタ装置であって、
前記流入部は、前記ケースに設けられた管状部を有し、
前記管状部は、高さ方向における位置が前記第１の平面と重なり、
前記管状部の中心軸と、前記第１の平面とのなす角度が略４５度である
ことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項４】
ケースの内部に設けられ、前記ケースの側面から前記ケースの内部に流入した液体を濾過するフィルタエレメントであって、
略中空円筒形状の濾材と、
前記濾材の下端面を覆う略円板形状の下プレートと、
前記濾材の上端面を覆う略円筒形状の上プレートと、
前記上プレートの上部に設けられる気泡除去部と、
を備え、
前記気泡除去部は、略円筒形状の部材の側面が中心軸に沿って肉抜きされた略棒状の部材であり、前記濾材の中心軸と略平行な第１の平面と、前記第１の平面とのなす角度が１８０度より小さい第２の平面と、前記第１の平面及び前記第２の平面を連結する曲面と、を有し、前記液体を前記第１の平面、前記曲面及び前記第２の平面に沿って流すことで旋回流を生じさせる
ことを特徴とするフィルタエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ装置又はフィルタエレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、円筒形のケーシングと、ケーシング内に配置された濾過エレメントと、ケーシングの外筒状壁と同心状に配置された周壁との間に設けられて旋廻流を発生させる旋廻羽根と、濾過エレメントの下部に設けられる異物捕捉部と、ケーシング内に液体を流入するインレットと、ケーシングに設けられ濾過エレメントの出口部に開口したアウトレットと、を備えたサイクロン付液体フィルタが開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載のサイクロン付液体フィルタでは、ポンプ等の液体供給装置から送られた液体は、ケーシング内で旋廻羽根によって旋廻流が与えられつつ、周壁により濾過材への流れが阻止されることで、流体中の異物に遠心力が付与される。その結果、大きな異物が外側に分離されつつ次第に下方へ移動して異物捕捉部で捕捉されるとともに、液体が濾過材に流入して濾過される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体に旋回流を発生させると、液体中の空気は旋回流の中央に集まる性質がある。特許文献１に記載の発明では、濾過材の外周面近傍に旋廻羽根が設けられているため、液体中の空気は旋回流と一緒に濾過材に流入してしまう。したがって、特許文献１に記載の発明では、旋回流により液体中の空気を除去することはできず、濾過後の液体に空気が含まれたままとなってしまう。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、作動油を濾過するとともに、作動油に含まれる気泡を除去することができるフィルタ装置又はフィルタエレメントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係るフィルタ装置は、例えば、内部に液体を流入させる流入部が側面に形成されたケースと、前記ケースの内部に設けられるフィルタエレメントであって、略中空円筒形状の濾材と、前記濾材の下端面を覆う下プレートと、前記濾材の上端面を覆う上プレートと、前記上プレートの上部に設けられる気泡除去部と、を有するフィルタエレメントと、前記フィルタエレメントの中空部と連通する略円筒形状の流出管と、を備え、前記気泡除去部は、略円筒形状の部材の側面が中心軸に沿って肉抜きされた略棒状の部材であり、前記濾材の中心軸と略平行な第１の平面及び第２の平面と、前記第１の平面及び前記第２の平面を連結する曲面と、を有し、前記第１の平面及び前記第２の平面とのなす角度は１８０度より小さく、前記流入部は、前記第１の平面、前記第２の平面又は前記曲面と向かい合うように設けられることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るフィルタ装置によれば、略円筒形状の部材の側面が中心軸に沿って肉抜きされた略棒状の部材である気泡除去部は、濾材の中心軸と略平行な第１の平面及び第２の平面と、第１の平面及び第２の平面とを連結する曲面と、を有し、濾材の上端面を覆う上プレートの上部に設けられる。ケースの側面に設けられた流入部が第１の平面、第２の平面又は曲面と向かい合うように設けられているため、流入部からケース内部に流入した液体は第１の平面、第２の平面又は曲面に沿って流れ、第１の平面及び第２の平面とのなす角度が１８０度より小さいため、液体に旋回流が生じる。これにより、作動油を濾過するとともに、作動油に含まれる気泡を除去することができる。
【０００９】
ここで、前記気泡除去部の底面は、前記第２の平面との当接部の方が、前記第１の平面との当接部よりも高くなっていてもよい。これにより、作動油を旋回させつつ、流速を速くすることができる。
【００１０】
ここで、前記流入部は、前記ケースに設けられた管状部を有し、前記管状部は、高さ方向における位置が前記第１の平面と重なり、前記管状部の中心軸と、前記第１の平面とのなす角度が略４５度であってもよい。これにより、作動油を確実に旋回させることができる。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係るフィルタ装置は、例えば、ケースの内部に設けられ、前記ケースの側面から前記ケースの内部に流入した液体を濾過するフィルタエレメントであって、略中空円筒形状の濾材と、前記濾材の下端面を覆う略円板形状の下プレートと、前記濾材の上端面を覆う略円筒形状の上プレートと、前記上プレートの上部に設けられる気泡除去部と、を備え、前記気泡除去部は、略円筒形状の部材の側面が中心軸に沿って肉抜きされた略棒状の部材であり、前記濾材の中心軸と略平行な第１の平面と、前記第１の平面とのなす角度が１８０度より小さい第２の平面と、前記第１の平面及び前記第２の平面を連結する曲面と、を有し、前記液体を前記第１の平面、前記曲面及び前記第２の平面に沿って流すことで旋回流を生じさせることを特徴とする。これにより、作動油を濾過するとともに、作動油に含まれる気泡を除去することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、作動油を濾過するとともに、作動油に含まれる気泡を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】フィルタ装置１の概略を示す図である。
【図２】フィルタエレメント２０の斜視図であり、フィルタエレメント２０の一部を拡大表示したものである。
【図３】フィルタ装置１を上（＋ｚ方向）から見たときの概略を示す図である。
【図４】フィルタ装置２を上（＋ｚ方向）から見たときの概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明のフィルタ装置は、図示しない作業機械（例えば、油圧装置）に設置されるものであり、この油圧装置へ供給する作動油の油圧回路内に設けられる。ただし、フィルタ装置は、油圧回路内に設けられるものに限られない。また、フィルタ装置は、作動油以外の液体を濾過してもよい。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の一実施形態であるフィルタ装置１の概略を示す図である。図１では、フィルタ装置１の要部を透視して図示している。
【００１６】
フィルタ装置１は、主として、ケース１０と、フィルタエレメント２０と、を有する。
【００１７】
ケース１０は、耐腐食性の高い材料（例えば、ステンレス等の金属又は樹脂）により形成される。ケース１０は、ケース本体１１を有し、このケース本体１１はその内部が空洞である。ケース本体１１の内側には、主としてフィルタエレメント２０が設けられる。
【００１８】
ケース本体１１の上面は、開口部である。この開口部を覆うように、蓋体１２がねじ止め等によりケース本体１１に取り付けられる。
【００１９】
ケース本体１１の側面には、ケース１０の内部に液体（ここでは、作動油）を流入させる流入部が側面に形成される。流入部は、主として、ケース本体１１の側面に形成された孔である流入口１３と、流入口１３に嵌挿される流入管１４を有する。
【００２０】
ケース本体１１の底面１１ａには、ケース本体１１内の作動油をケース１０の外部へ流出させる流出口１５が形成される。流出口１５には、流出管１６が嵌挿されている。流出管１６は、略円筒形状であり、フィルタエレメント２０の中空部と連通する。
【００２１】
蓋体１２は、下側（−ｚ側）に略板状の凸部１２ａを有する。凸部１２ａには、フィルタエレメント２０が当接する。凸部１２ａの略中央には、空気等をケース１０の外部へ放出する孔１２ｂ（図２参照）が形成される。なお、凸部１２ａは必須ではない。
【００２２】
フィルタエレメント２０は、略円筒状の部材であり、主として、濾材２１と、プレート２２、２３と、気泡除去部２４と、を有する。
【００２３】
濾材２１は、両端に開口を有する略中空円筒形状の部材である。濾材２１は、気泡除去部２４を通過した作動油を濾過するためのものであり、径方向に厚みを有する略円筒形状である。濾材２１は、合成樹脂や紙等を用いた濾紙をひだ折りにし、ひだ折りにした濾紙の両端を連結して円筒状にすることによって形成される。なお、濾材２１の内側に、耐腐食性の高い材料を用いて形成され、略全域に作動油が通過する孔が形成された内筒（図示せず）を設けてもよい。
【００２４】
濾材２１の下側の端にはプレート２２が設けられ、上側の端にはプレート２３が設けられる。プレート２２及びプレート２３は、略円板形状又は有底略円筒形状の部材であり、樹脂又は金属を用いて形成される。プレート２２は濾材２１の下端面を覆い、プレート２３は濾材２１の上端面を覆う。言い換えると、プレート２２、２３は、濾材２１を挟持する。
【００２５】
プレート２２には、中央部に開口部（図示せず）が形成され、この開口部には流出管１６が嵌挿される。これにより、流出管１６は、フィルタエレメント２０の中空部（濾材２１の中空部）と、ケース１０の外部空間と、を連通する。なお、プレート２２の開口部と流出管１６との間は、ガスケット等のシール部材によりシールされる。
【００２６】
プレート２２とケース本体１１の底面１１ａとの間には、弾性部材３１が設けられる。弾性部材３１は、例えばコイルばねであり、プレート２２すなわちフィルタエレメント２０を上方（＋ｚ方向）に押圧する。その結果、フィルタエレメント２０は、ケース１０の内部に設けられる
【００２７】
プレート２３の上部には、気泡除去部２４が設けられる。気泡除去部２４について、図２を用いて説明する。
【００２８】
図２は、フィルタエレメント２０の斜視図であり、フィルタエレメント２０の一部を拡大表示したものである。なお、図２では、凸部１２ａを含めて表示している。
【００２９】
気泡除去部２４は、略円筒形状の部材の側面２４ａが、濾材２１の中心軸ａｘ１に沿って肉抜きされた略棒状の部材である。
【００３０】
気泡除去部２４は、中心軸ａｘ１と略平行な平面２４ｂ、２４ｃと、平面２４ｂと平面２４ｃとを連結する曲面２４ｄと、を有する。正面から見て（図１における−ｙ方向から見て）、平面２４ｂは曲面２４ｄの左側に、平面２４ｃは曲面２４ｄの右側に配置される。平面２４ｂと平面２４ｃとのなす角度は１８０度より小さい。本実施の形態では、平面２４ｂと平面２４ｃとのなす角度は略９０度である。
【００３１】
気泡除去部２４の底面２４ｅは、平面２４ｂとの当接部よりも、平面２４ｃとの当接部分が高くなっている。本実施の形態では、底面２４ｅは平面であり、正面から見て右上がりとなる（−ｘ方向が低く、−ｘ方向が高い）。
【００３２】
側面２４ａ、平面２４ｂ、２４ｃ及び曲面２４ｄの先端面（底面２４ｅと反対側の面）は、蓋体１２（凸部１２ａ）と当接し、弾性部材３１の付勢力により蓋体１２に押し付けられる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、略円筒形状の部材の一方の端を含むように、側面２４ａを中心軸ａｘ１に沿って肉抜きしたが、略円柱形状の部材の両端はそのまま残し、両端以外の部分について側面２４ａの一部を中心軸ａｘ１に沿って肉抜きしてもよい。
【００３４】
次に、流入口１３及び流入管１４と、気泡除去部２４との位置関係について説明する。図３は、フィルタ装置１を上（＋ｚ方向）から見たときの概略を示す図である。図３では、蓋体１２の図示を省略している。流入口１３及び流入管１４は、平面２４ｃと向かい合っている。また、図１に示すように、流入口１３及び流入管１４は、高さ方向における位置が平面２４ｂと重なる。このように、流入口１３及び流入管１４は、気泡除去部２４に向けて作動油を流す位置に設けられる。
【００３５】
次に、このように構成されたフィルタ装置１の機能について図１、３を用いて説明する。図１、３の二点鎖線矢印は、フィルタ装置１内部の作動油の流れを示す。
【００３６】
流入管１４から流入した作動油は、ケース１０の内部に流入する。流入した作動油は、平面２４ｂ、曲面２４ｄ、平面２４ｃに沿って流れる（図３参照）。これにより、作動油に旋回流が生じる。なお、「沿って」とは、厳密に平面２４ｂ、曲面２４ｄ、平面２４ｃに厳密に沿っている場合に限られず、平面２４ｂ、曲面２４ｄ、平面２４ｃに沿っている場合と同一視できる場合を含む。
【００３７】
底面２４ｅは、平面２４ｃとの当接部の方が、平面２４ｂとの当接部よりも高くなっているため、作動油は、旋回しながら上方に向かって流れる（図１参照）。また、底面２４ｅが高くなるにつれて流路が狭くなるため、作動油は、旋回しながら流速が速くなる。
【００３８】
したがって、作動油に含まれる小さな気泡が旋回流の中央部に集結して大きな気泡となり、作動油面Ｓに向かって気泡が浮上する。これにより、作動油中の気泡が除去される。特に、本実施の形態では、作動油が上方に向かって流れるため、作動油の流れに沿って気泡を除去することができる。また、本実施の形態では、気泡除去部２４がプレート２３の上部に設けられているため、平面２４ｂ、曲面２４ｄ、平面２４ｃは作動油面Ｓの近傍に設けられるため、作動油面Ｓに向かって気泡が浮上しやすい。
【００３９】
作動油面に向かって浮上した気泡は、孔１２ｂ（図２参照）及び蓋体１２に形成された図示しない孔を介してケース１０外部へ放出される。
【００４０】
気泡が除去された作動油は、ケース１０内に溜められ、その後、濾材２１の外側から内側へ向って流れることで濾過される。濾過後の作動油は、濾材２１の内側から下方に向かって流れ、流出管１６及び流出口１５からケース１０の外部へ流出する。
【００４１】
本実施の形態によれば、作動油を濾過するとともに、作動油に含まれる気泡を除去することができる。その結果、ポンプが空気を吸うことで発生する不具合を防止することができる。また、油圧回路内で気泡が破裂する等して作動油の温度及び圧力が一時的に極度に高くなり、これによる部品の損傷等が起こるという不具合を防止することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、ケース１０は略矩形形状であるが、ケース１０の形状はこれに限られない。また、本実施の形態では、弾性部材３１を用いてフィルタエレメント２０をケース１０の内部に設けたが、例えばフィルタエレメント２０をケース１０に固定することでフィルタエレメント２０をケース１０の内部に設けてもよい。
【００４３】
また、本実施の形態では、フィルタエレメント２０の下側（−ｚ側）に弾性部材３１を設けたが、フィルタエレメント２０の上側に弾性部材３１を設けてもよい。この場合には、流出管１６を無くし、弾性部材３１によりプレート２２を底面１１ａに押し付け（すなわち、弾性部材３１が下向きの力を付勢）、流出口１５と、プレート２２の中央部に形成された開口部とを連結して、流出口１５とフィルタエレメント２０の中空部と連通させればよい。
【００４４】
また、本実施の形態では、底面２４ｅは平面であるが、底面２４ｅは平面で無くてもよい。また、本実施の形態では、底面２４ｅは、正面（図１における−ｙ方向）から見て右上がりとなるように形成されたが、底面２４ｅはｘｙ平面と略平行でもよい。ただし、作動油を旋回させつつ、作動油の流路を狭くしていくためには、底面２４ｅは、平面２４ｂとの当接部を、平面２４ｃとの当接部よりも高くすることが望ましい。
【００４５】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態にかかるフィルタ装置１は、流入口１３及び流入管１４は平面２４ｃと向かい合うように設けられるが、流入口１３及び流入管１４は平面２４ｂ、２４ｃ又は曲面２４ｄと向かい合えばよい。
【００４６】
本発明の第２の実施の形態にかかるフィルタ装置２は、流入口１３及び流入管１４は、平面２４ｂと向かい合うように設けられる形態である。以下、フィルタ装置２について説明する。なお、フィルタ装置１とフィルタ装置２とは同一の構成であるため、以下、フィルタ装置２における流入口１３及び流入管１４と、気泡除去部２４と、の位置関係についてのみ説明する。
【００４７】
図４は、フィルタ装置２を上（＋ｚ方向）から見たときの概略を示す図である。図４では、蓋体１２の図示を省略している。
【００４８】
流入口１３及び流入管１４は、平面２４ｂと向かい合っている。そして、流入管１４の中心軸ａｘ２と、平面２４ｂとのなす角度θは、略４５度である。流入した作動油は、平面２４ｂに当たり、平面２４ｂ、曲面２４ｄ、平面２４ｃに沿って流れる（図４参照）。これにより、作動油を確実に旋回させることができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、流入管１４の中心軸ａｘ２と、平面２４ｂとのなす角度は略４５度であるが、作動油が平面２４ｂ、曲面２４ｄ、平面２４ｃに沿って流れ、作動油に旋回流が生じるのであれば、中心軸ａｘ２と平面２４ｂとのなす角度は略４５度に限定されない。ただし、中心軸ａｘ２と平面２４ｂとのなす角度を略４５度とすることで、作動油がより旋回しやすくなる。
【００５０】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に他の構成の追加、削除、置換等をすることが可能である。
【００５１】
また、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、「略直交」とは、厳密に直交の場合には限られず、例えば数度程度の誤差を含む概念である。また、例えば、単に直交、平行、一致等と表現する場合において、厳密に直交、平行、一致等の場合のみでなく、略平行、略直交、略一致等の場合を含むものとする。
【００５２】
また、「近傍」とは、基準となる位置の近くのある範囲（任意に定めることができる）の領域を含むことを意味する。例えば、端近傍という場合に、端の近くのある範囲の領域であって、端を含んでもいても含んでいなくてもよいことを示す概念である。
【符号の説明】
【００５３】
１          ：フィルタ装置
１０        ：ケース
１１        ：ケース本体
１１ａ      ：底面
１２        ：蓋体
１３        ：流入口
１４        ：流入管
１５        ：流出口
１６        ：流出管
２０        ：フィルタエレメント
２１        ：濾材
２２        ：プレート
２３        ：プレート
２４        ：気泡除去部
２４ａ      ：側面
２４ｂ      ：平面
２４ｃ      ：平面
２４ｄ      ：曲面
２４ｅ      ：底面
３１        ：弾性部材
【図１】
2018065113.tif 000003
【図２】
2018065113.tif 000004
【図３】
2018065113.tif 000005
【図４】
2018065113.tif 000006