(57)【要約】【課題】フィルタ装置におけるフィルタエレメント前後の差圧の変化を連続的に検出することが可能なフィルタ差圧検出装置を提供する。【解決手段】第１のフィルタ差圧検出装置１０は、ケース体２０、可動体ユニット３０および磁気センサユニット５０を備えて構成され、ケース体２０の一部がフィルタヘッド１１０内に嵌入した状態でフィルタ装置１００に装着される。流入路１１６Ｃ内の作動油の圧力が流出路１１７Ｂ内の作動油の圧力よりも大きくなる差圧が生じると、磁石３７を備えた可動体３１が磁気センサユニット５０に近づくように移動する。磁気センサユニット５０は、可動体３１の移動に応じて変化する磁石３７の磁界の変化を、差圧の変化として検出し、検出した差圧に応じたレベルの電圧を出力する。【選択図】図２
2019219316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタケースに形成された一次側流路を通って前記フィルタケース内に導入された流体を、前記フィルタケース内に収納されたフィルタエレメントを通過させ、前記フィルタケースに形成された二次側流路を通って流出させるフィルタ装置における前記一次側流路内および前記二次側流路内の流体圧の差圧を検出するフィルタ差圧検出装置であって、
前記一次側流路および前記二次側流路に繋がる可動体配設空間を内部に有するケース体と、
前記可動体配設空間を前記一次側流路に連通する第１空間と前記二次側流路に連通する第２空間とに仕切るとともに前記可動体配設空間内に移動可能に設けられ、前記差圧に応じて移動する可動体と、
前記第１空間内または前記第２空間内に設けられて前記可動体を移動方向に付勢し、前記差圧に応じて移動する前記可動体の移動量を規制する付勢体と、
前記可動体に設けられた永久磁石と、
前記ケース体の所定位置に保持され、前記磁石による前記所定位置における磁界を感知する磁気センサと、
前記磁気センサにより感知された前記磁界の強さに基づいて前記差圧を求める検出部と、を備えて構成されることを特徴とするフィルタ差圧検出装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記磁気センサにより感知された前記磁界の強さに基づいて前記磁石が設けられた前記可動体の位置を求め、求めた位置に基づいて前記付勢体による付勢力を求めて前記差圧を求めることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ差圧検出装置。
【請求項３】
前記ケース体の一部が前記フィルタケース内に嵌入した状態で前記フィルタケースに装着されるように構成されていることを特徴とする請求項１もしくは２に記載のフィルタ差圧検出装置。
【請求項４】
前記ケース体は、前記可動体配設空間を内部に有するケース基部と、前記ケース基部の一端部外面を囲むように前記ケース基部の一端部に設けられた筒状の周壁部と、を有して構成され、前記一端部外面に前記磁気センサが配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルタ差圧検出装置。
【請求項５】
前記ケース基部が非磁性材料により形成され、前記周壁部が磁性材料により形成され前記ケース基部に対し着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項４に記載のフィルタ差圧検出装置。
【請求項６】
前記ケース基部と前記周壁部とが非磁性材料により一体に形成されることを特徴とする請求項４に記載のフィルタ差圧検出装置。
【請求項７】
前記検出部は、求めた差圧に応じたレベルの信号を出力するとともに、差圧が０以下となる状態においても前記磁気センサの作動中は所定レベルの信号を出力するように構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフィルタ差圧検出装置。
【請求項８】
前記ケース体は、前記第１空間と前記一次側流路とを繋ぐ部分および前記第２空間と前記二次側流路とを繋ぐ部分に、多孔質の焼結金属体が設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のフィルタ差圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の濾過に用いられるフィルタ装置におけるフィルタエレメント前後の差圧を検出するフィルタ差圧検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水、作動油、燃料等の流体を貯留するタンクやこれらの流体が通る流路には、流体を濾過するためのフィルタ装置が設けられる。フィルタ装置は、例えば、一次側流路および二次側流路を備えたフィルタケースと、フィルタケース内に収納されたフィルタエレメントとを有して構成される。そして、一次側流路を通ってフィルタケース内に導入した流体を、フィルタエレメントを通過させた後、二次側流路を通って流出させることによって、流体中のごみや埃、金属粉等の異物をフィルタエレメントにより捕捉除去するようになっている。フィルタエレメントが目詰まりを起こすと、流体がフィルタエレメントを通過し難くなってフィルタエレメント前後の差圧が大きくなり、その影響によりフィルタエレメントが破損し、フィルタエレメントに捕捉されていた異物が放出されるなどの不具合が生じる虞がある。
【０００３】
下記特許文献１には、圧縮空気を濾過するフィルタの目詰まり状態を検出する目詰まり検出装置が開示されている。この目詰まり検出装置は、一次側流路および二次側流路を介してフィルタの入口側および出口側の圧縮空気の圧力を受けるもので、検出装置内に、一次側ダイヤフラムと、二次側ダイヤフラムと、圧縮コイルばねの力を受けて軸方向に移動する目詰まり検出軸体とが設けられている。目詰まり検出軸体には永久磁石が装着され、検出装置のケース外部には、永久磁石の磁力に感応する２個のセンサが軸方向の異なる位置に設けられている。そして、一次側流路と二次側流路との差圧すなわちフィルタ前後の差圧の変化に応じて検出軸体が永久磁石と共に軸方向に移動すると、それをセンサにより検出して、フィルタの目詰まり状態を、正常な状態、許容範囲の目詰まり状態、フィルタ交換が必要な目詰まり状態の３段階で検出することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０９４１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の目詰まり検出装置は、フィルタの目詰まり状態を３段階で検出するようになっているが、目詰まり状態の変化を連続的に検出することが可能となれば、フィルタの交換時期を事前に予測し易くなるなど利便性が向上する。フィルタ前後の差圧の変化を連続的に検出することができれば、それに基づいて目詰まり状態の変化を連続的に検出することが可能となる。しかし、上記目詰まり検出装置において、フィルタ前後の差圧の変化を連続的に検出するようにするためには、センサの設置数を大幅に増やす必要があり実現することは困難である。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、フィルタ装置におけるフィルタエレメント前後の差圧の変化を連続的に検出することが可能なフィルタ差圧検出装置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】
本発明に係るフィルタ差圧検出装置は、フィルタケースに形成された一次側流路を通っ
て前記フィルタケース内に導入された流体を、前記フィルタケース内に収納されたフィルタエレメントを通過させ、前記フィルタケースに形成された二次側流路を通って流出させるフィルタ装置における前記一次側流路内および前記二次側流路内の流体圧の差圧を検出するフィルタ差圧検出装置であって、前記一次側流路および前記二次側流路に繋がる可動体配設空間を内部に有するケース体と、前記可動体配設空間を前記一次側流路に連通する第１空間と前記二次側流路に連通する第２空間とに仕切るとともに前記可動体配設空間内に移動可能に設けられ、前記差圧に応じて移動する可動体と、前記第１空間内または前記第２空間内に設けられて前記可動体を移動方向に付勢し、前記差圧に応じて移動する前記可動体の移動量を規制する付勢体と、前記可動体に設けられた永久磁石と、前記ケース体の所定位置に保持され、前記磁石による前記所定位置における磁界を感知する磁気センサと、前記磁気センサにより感知された前記磁界の強さに基づいて前記差圧を求める検出部と、を備えて構成される。
【０００８】
本発明に係るフィルタ差圧検出装置において、前記検出部は、前記磁気センサにより感知された前記磁界の強さに基づいて前記磁石が設けられた前記可動体の位置を求め、求めた位置に基づいて前記付勢体による付勢力を求めて前記差圧を求めるという構成とすることが好ましい。
【０００９】
本発明に係るフィルタ差圧検出装置において、前記ケース体の一部が前記フィルタケース内に嵌入した状態で前記フィルタケースに装着されるように構成されることが好ましい。
【００１０】
本発明に係るフィルタ差圧検出装置において、前記ケース体は、前記可動体配設空間を内部に有するケース基部と、前記ケース基部の一端部外面を囲むように前記ケース基部の一端部に設けられた筒状の周壁部と、を有して構成され、前記一端部外面に前記磁気センサが配置されることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係るフィルタ差圧検出装置において、前記ケース基部が非磁性材料により形成され、前記周壁部が磁性材料により形成され前記ケース基部に対し着脱可能に取り付けられる構成としてもよいし、前記ケース基部と前記周壁部とが非磁性材料により一体に形成される構成としてもよい。
【００１２】
また、本発明に係るフィルタ差圧検出装置において、前記検出部は、求めた差圧に応じたレベルの信号を出力するとともに、差圧が０以下となる状態においても前記磁気センサの作動中は所定レベルの信号を出力するように構成されていることが好ましく、前記ケース体は、前記第１空間と前記一次側流路とを繋ぐ部分および前記第２空間と前記二次側流路とを繋ぐ部分に、多孔質の焼結金属体が設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るフィルタ差圧検出装置によれば、一次側流路内および二次側流路内の流体圧の差圧に応じて可動体配設空間内で可動体が移動する。その際、可動体に設けられた磁石も可動体と共に移動するので、磁気センサとの相対位置（距離）が変化し、この相対位置の変化により磁気センサが感知する磁界の強さも変化する。検出部は、磁気センサが感知した磁界の強さに基づいて差圧を求めるので、フィルタエレメント前後の差圧の変化を連続的に検出することが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係るフィルタ差圧検出装置によれば、ケース体の一部がフィルタケース内に嵌入した状態でフィルタケースに装着される構成とすることで、フィルタ目詰まり検出装置をコンパクトにフィルタ装置に装着することが可能となる。
【００１５】
また、本発明に係るフィルタ差圧検出装置によれば、ケース体を、内部に可動体配設空間を有するケース基部と、ケース基部の一端部外面を囲むようにケース基部の一端部に設けられた筒状の周壁部とを有するように構成し、その一端部外面に磁気センサを配置することで、磁気センサを周壁部により囲んで保護することができる。そのため、工具等が磁気センサに衝突して磁気センサが破損するといった事態が起きることを防止することが可能となる。
【００１６】
また、本発明に係るフィルタ差圧検出装置によれば、ケース基部を非磁性材料（磁束を通し易い材料）により形成し、周壁部を磁性材料（磁束を通し難い材料）により形成することで、ケース基部内の磁石による磁界がケース基部により阻害されることなく磁気センサに感知されるようにすることができ、かつ磁気センサ周囲の外部磁界を周壁部により遮断してその影響が磁気センサに及ぶのを防止することが可能となる。そのため、磁気センサによる検出精度を高めることが可能となる。さらに、周壁部を、ケース基部に対し着脱可能に取り付けられる構成とすることで、周壁部を取り外した状態で、磁気センサを設置することができるので、磁気センサを設置する際に周壁部が邪魔にならず、設置作業を容易に行うことが可能となる。
【００１７】
また、本発明に係るフィルタ差圧検出装置によれば、ケース基部と周壁部とを非磁性材料により一体に形成することで、ケース基部内の磁石による磁界がケース基部により阻害されることなく磁気センサに感知されるようにすることができ、かつケース体の構成を簡易化することが可能となる。
【００１８】
また、本発明に係るフィルタ差圧検出装置によれば、検出部が、求めた差圧に応じたレベルの信号を出力するように構成とすることで、その信号レベルの違いによって差圧の大きさを判断することが可能となる。さらに、検出部が、差圧が０以下となる状態においても磁気センサの作動中は所定レベルの信号を出力するように構成することで、検出部から信号が出力されない場合は、信号線が断線したなどの何らかの異常が発生したと判断することができるので、異常が発生したことを早期に発見することが可能となる。
【００１９】
また、本発明に係るフィルタ差圧検出装置によれば、ケース体の、第１空間と一次側流路とを繋ぐ部分および第２空間と二次側流路とを繋ぐ部分に、多孔質の焼結金属体を設けることで、可動体配設空間内に流入しようとする鉄粉等の異物を焼結金属体によって捕捉除去することができる。したがって、鉄粉等の異物が磁石に付着したために、磁気センサが誤作動や作動不良を起こすことを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る第１のフィルタ差圧検出装置が装着されるフィルタ装置の断面図である。
【図２】上記第１のフィルタ差圧検出装置が装着された状態のフィルタ装置の部分断面図である。
【図３】上記第１のフィルタ差圧検出装置の正面図である。
【図４】上記第１のフィルタ差圧検出装置の断面図である。
【図５】上記第１のフィルタ差圧検出装置の磁気センサユニット周りの回路図である。
【図６】上記磁気センサユニットの出力電圧特性のグラフを示す図である。
【図７】上記磁気センサユニットの出力電圧と差圧と目詰まり率との関係を示す図である。
【図８】本発明に係る第２のフィルタ差圧検出装置の断面図である。
【図９】上記第２のフィルタ差圧検出装置のケース体の分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、上記図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明に係る第１のフィルタ差圧検出装置１０が装着されるフィルタ装置１００を図１および図２に示しており、まず、これらの図を参照してフィルタ装置１００の全体構成について説明する。
【００２２】
フィルタ装置１００は、例えば作業用車両に搭載された油圧回路のラインフィルタとして用いられるもので、油圧ポンプとアクチュエータとの間の作動油通路（正圧ライン）の途中に配設されるフィルタヘッド１１０と、フィルタヘッド１１０に着脱自在に取り付けられるエレメント組立体（カートリッジアッシー）１３０とを主体に構成される。
【００２３】
フィルタヘッド１１０は、例えばアルミや鋳鉄等の金属材料や樹脂材料を用いて円筒状に形成されたボディ１１１を基体として構成されている。ボディ１１１は、外部（作動油通路の上流側）に連通してフィルタ装置１００内に作動油を流入させるための入口ポート１１２と、外部（作動油通路の下流側）に連通してフィルタ装置１００外に作動油を流出させるための出口ポート１１３とを有する。このボディ１１１には、図中下方に突出する二重円筒状に形成された外側円筒部１１４および内側円筒部１１５と、一次側流路としての流入路１１６Ａ〜１１６Ｃと、二次側流路としての流出路１１７Ａ，１１７Ｂとが設けられている。
【００２４】
流入路１１６Ａは、入口ポート１１２に繋がり図中左右方向に延びた通路であり、流入路１１６Ｂは、流入路１１６ａに繋がり図中上下方向に延びた通路である。流入路１１６Ｃは、外側円筒部１１４の内周面と内側円筒部１１５の外周面との間を円環状に延びた通路で、下部において開放されており、エレメント組立体１３０の内部に形成されたエレメント配設空間１４３と図中上下に繋がっている。流入路１１６Ａ〜１１６Ｃは、入口ポート１１２から流入した作動油を、流入路１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃの順に導き、エレメント配設空間１４３（後述の流入空間１４３Ａ）内に流入させるようになっている。
【００２５】
流出路１１７Ａは、内側円筒部１１５の内周面に囲まれて図中上下方向に延びた通路であり、流出路１１７Ｂは、出口ポート１１３に繋がり図中左右方向に延びた通路である。流出路１１７ａは、下部において開放されており、エレメント組立体１３０の内部に形成されたエレメント配設空間１４３と図中上下に繋がっている。流出路１１７Ａ，１１７Ｂは、互いに繋がっており、エレメント配設空間１４３（後述の流出空間１４３Ｂ）からの濾過後の作動油を、流出路１１７Ａ，１１７Ｂの順に導き、出口ポート１１３から流出させるようになっている。
【００２６】
流入路１１６Ａと流出路１１７Ｂとの間には仕切壁１１８が設けられており、この仕切壁１１８にはリリーフ弁１６０が設置されている。リリーフ弁１６０は、軸体１６１とポペット１６２と圧縮コイルばね１６３とを主体として構成され、軸体１６１が仕切壁１１８により図中左右方向に移動可能に保持されている。リリーフ弁１６０は、通常は圧縮コイルばね１６３の付勢力によってポペット１６２が弁座部１２１に押圧されており、これにより、流入路１１６Ａと流出路１１７Ｂとの間を閉鎖するように構成されている。また、ポペット１６２には、流出路１１７Ｂ側の圧力が図中左方に作用するとともに、仕切壁１１８に形成された細孔部１１９を介して流入路１１６Ａ側の圧力が図中右方に作用する。そして、流入路１１６Ａ側の圧力が高まり、流入路１１６Ａ側と流出路１１７Ｂ側との差圧によりポペット１２２に対し図中右向きに作用する力が圧縮コイルばね１２３の付勢力を上回った場合には、ポペット１２２が弁座部１１９から離れ、流入路１１６Ａと流出路１１７Ｂとを連通させるようになっている。
【００２７】
また、ボディ１１１には、流出路１１７Ｂと外部空間とを連通する連通孔部１２３と、流出路１１７Ｂと流入路１１６Ｃとを連通する連通孔部１２４とが設けられている。連通
孔部１２３，１２４には、図２に示すように、第１のフィルタ差圧検出装置１０が取り付けられるようになっている（詳細後述）。
【００２８】
エレメント組立体１３０は、フィルタヘッド１１０に着脱自在に取り付けられるエレメントケース１４０と、エレメントケース１４０内に挿入保持されたフィルタエレメント１５０とを備えて構成される。フィルタヘッド１１０とエレメントケース１４０とにより、本発明におけるフィルタケースが構成される。
【００２９】
エレメントケース１４０は、上方に開放された有底円筒状に形成されており、内部にフィルタエレメント１５０を収容可能なエレメント配設空間１４３を有している。エレメントケース１４０の上端部外面には、合成ゴム等の弾性部材によって形成されたシールリング１４１が装着されている。また、エレメントケース１４０の上部外周面には、フィルタヘッド１１０の下端部内周面に形成された雌ネジ１２５と螺合する雄ネジ１４２が形成されており、この雄ネジ１４２を雌ネジ１２５と螺合させることで、エレメント組立体１３０をフィルタヘッド１１０に組み付けることが可能となっている。
【００３０】
フィルタエレメント１５０は、多数の小孔１５１ａを有したパンチシート等からなる薄肉円筒状の内筒１５１の周囲に、蛇腹状に折り曲げられた断面菊花状の濾材１５２が巻き付けられて形成されている。フィルタエレメント１５０の上端部には円環状の上エンドプレート１５３が固着され、下端部には円盤状の下エンドプレート１５５が固着されており、これら上下のエンドプレート１５３，１５５により内筒１５１および濾材１５２の円筒軸方向の両端が挟持されている。
【００３１】
上エンドプレート１５３の中央部（中央開口）には、合成ゴム等の弾性部材によって形成されたシールリング１５４が装着されている。このシールリング１５４の内径部にフィルタヘッド１１０の内側円筒部１１５が挿入されると、シールリング１５４の弾性力によりフィルタヘッド１１０の内側円筒部１１５が嵌合保持される（フィルタエレメント１５０と内側円筒部１１５の外周面との間が液密状態に保持される）。
【００３２】
濾材１５２は、作動油中の異物を捕集可能な濾材シートを一定の折曲幅で蛇腹状にプリーツ成形（ひだ折り）したものを、略円筒形となるように巻回して構成される。この濾材１５２については、例えば、所定の厚みを有したグラスファイバや不織布等によって円筒状に形成されたもの、これらの素材を組み合わせて形成されたもの、もしくは円筒状に形成された焼結品など、濾過する液体や除去する固形物等に合わせて最適な素材及び形状のものが選択される。
【００３３】
エレメント組立体１３０がフィルタヘッド１１０に装着された状態において、エレメントケース１４０内のエレメント配設空間１４３は、フィルタエレメント１５０の外周側の空間（「流入空間１４３Ａ」と呼称する）と、フィルタエレメント１５０の内周側の空間（「流出空間１４３Ｂ」と呼称する）とに分割される。流入空間１４３Ａは、濾過前の作動油（入口ポート１１２から流入路１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃを経由して流入空間１４３Ａに流入する作動油）が流通するダーティサイドとなり、流出空間１４３Ｂは、濾過後の作動油（フィルタエレメント１５０を通過後、流出路１１７Ａ，１１７Ｂを経由して出口ポート１１３から流出される作動油）が流通するクリーンサイドとなる。
【００３４】
次に、図３〜図５を追加参照して、第１のフィルタ差圧検出装置１０（以下簡略化して「第１の検出装置１０」とも称する）の構成について説明する。第１の検出装置１０は、図３に示すように、ケース体２０、可動体ユニット３０および磁気センサユニット５０を主体として構成される。
【００３５】
ケース体２０は、一端部（図中上端部）が閉塞して他端部（図中下端部）が開放し、内部に可動体配設空間４０を有する筒状のケース基部２１と、ケース基部２１の一端部外面２１ａを囲むようにケース基部２１の一端部に設けられた筒状の周壁部２２とを備えて構成される。ケース基部２１と周壁部２２とは、アルミニウム等の非磁性材料により互いに一体に形成されている。ケース基部２１の図中上部外周面には六角柱状の工具係合部２３が設けられており、工具係合部２３の図中下側のケース基部２１の外周面には雄ネジ２４が形成されている。また、ケース基部２１の外周面の、工具係合部２３と雄ネジ２４との間の部分には、円環状に溝部２５が形成されている。
【００３６】
可動体ユニット３０は、可動体３１、コイルばね３５および永久磁石３７を備えて構成される。可動体３１は、円柱状の大径軸部３２と、大径軸部３２の図中上端面に大径軸部３２と同軸に設けられた円柱状の小径軸部３３とを有して構成され、大径軸部３２と小径軸部３３とはアルミニウム等の非磁性材料により互いに一体に形成されている。この可動体３１は、大径軸部３２によって可動体配設空間４０を、大径軸部３２よりも図中下側の第１空間４１と大径軸部３２よりも図中上側の第２空間４２とに仕切るとともに、軸方向（図中上下方向）に移動可能に可動体配設空間４０内に設けられている。
【００３７】
コイルばね３５は、第２空間４２の上面部４２ａと大径軸部３２との間に、一端部が上面部４２ａに保持され他端部が大径軸部３２に保持されて配置されている。このコイルばね３５は、例えば図中上方に移動する可動体３１によって圧縮側に弾性変形し、その復元力により可動体３１を図中下方に付勢することによって、可動体３１の移動量を規制するように構成されている。永久磁石３７（簡略化して「磁石３７」とも称する）は、小径軸部３３の先端部に設けられる。具体的には、例えば、小径軸部３３の先端部に穴部が形成され、その穴部内に磁石３７が圧入保持される。
【００３８】
磁気センサユニット５０は、例えばリニアホールＩＣにより構成される。この磁気センサユニット５０は、図５に示すように、パッケージ５１内に、磁気センサとしてのホール素子５２と検出部５３とを備えるとともに、パッケージ５１の周縁部に３本の端子（電源電圧端子５４、接地端子５５および出力端子５６）を備えて構成される。ホール素子５２は、磁界が作用するとホール効果により起電力を発生する素子である。検出部５３は、アンプやコンパレータ、制御回路等から構成され、出力端子５６から制御装置７０に対し、フィルタエレメント１５０前後の差圧に応じたレベルの信号（電圧）を出力するように構成されている（詳細後述）。
【００３９】
電源電圧端子５４は、例えば５Ｖ（ボルト）の電圧を供給する電源６１と接続されており、電源電圧端子５４と接地端子５５との間の回路上にはコンデンサ６２が配置される。図４等においては図示していないが、磁気センサユニット５０は、コンデンサ６２と共に、ベークライト等で構成される絶縁板上に設置され、この絶縁板を介して、ケース基部２１の一端部外面２１ａに配置される。また、３本の端子５４〜５６にはそれぞれリード線が接続され、それぞれのリード線は周壁部２２の外部へと引き出される。周壁部２２の内側の空間部２６には、磁気センサユニット５０が配置され、そこからリード線が引き出された状態で、樹脂等の充填剤が充填される。
【００４０】
図４に示すように、ケース基部２１の図中上下方向中間部（雄ネジ３３の下部）には、ケース基部２１の内部（第２空間４２）と外部とを繋ぐ円筒状の連通孔部２７が形成されており、この連通孔部２７内には、連通孔部２７の内径と略同径の外径を有する円柱状の焼結金属体４５が圧入固定されるようになっている。また、ケース基部２１の開放端部２１ｂの内側には、開放端部２１ｂの内径と略同径の外径を有する円盤状の焼結金属体４６が圧入固定される。焼結金属体４５，４６は、金属粉末の接点同士が互いに繋がった状態で形成されており、その表面および内部において粉末金属間に多数の微細な空孔（例えば
数μｍから数十μｍ程度の孔径）が形成された多孔質体である。この焼結金属体４５，４６は、可動体配設空間４０（第１空間４１および第２空間４２）内に流入しようとする鉄粉等の異物を捕捉除去する機能を有する。
【００４１】
以上のように構成された第１の検出装置１０は、図２に示すように、フィルタ装置１００に装着される。具体的には、図１に示すように、フィルタヘッド１１０に形成された連通孔部１２３の内周面には雌ネジ１２７が形成されており、第１の検出装置１０は、連通孔部１２３からケース基部２１がその開放端部２１ｂ側から挿入され、さらに、ケース基部２１の外周面の雄ネジ２４が連通孔部１２３の内周面の雌ネジ１２７と螺合される。これにより、第１の検出装置１０は、図２に示すように、ケース体２０の一部（ケース基部２１の工具係合部２３よりも下側の部分）がフィルタヘッド１１０内に嵌入した状態で、フィルタ装置１００に対しコンパクトに装着される。第１の検出装置１０をフィルタ装置１００に装着する際は、ケース基部２１の工具係合部２３にレンチ等の締緩用工具を係合させて装着作業を行うことができる。また、第１の検出装置１０をフィルタ装置１００に装着する際には、ケース基部２１の溝部２５内に、シールリング（図示略）が適宜配置される。
【００４２】
次に、フィルタ装置１００に装着された第１の検出装置１０の作用について、図６および図７を追加参照して説明する。図２に示すように、フィルタ装置１００に装着された第１の検出装置１０は、ケース基部２１の開放端部２１ｂが、フィルタ装置１００内の連通孔部１２４（図１参照）内に嵌入され、これにより、ケース基部２１内の第１空間４１が、焼結金属体４６を介して、フィルタ装置１００内の流入路１１６Ｃと連通される。また、フィルタ装置１００に装着された状態において、ケース基部２１の連通孔部２７がフィルタ装置１００内の流出路１１７Ｂ内に臨み、これにより、ケース基部２１内の第２空間４２が、焼結金属体４５を介して、フィルタ装置１００内の流出路１１７Ｂと連通される。
【００４３】
図２に示すように、ケース基部２１内の第１空間４１が流入路１１６Ｃと繋がり、第２空間４２が流出路１１７Ｂと繋がった状態において、ケース基部２１内の可動体３１には、流入路１１６Ｃから第１空間４１内に流入する作動油の圧力による図中上向きの押圧力（以下「一次側押圧力」とも称する）と、流出路１１７Ｂから第２空間４２内に流入する作動油の圧力による図中下向きの押圧力（以下「二次側押圧力」とも称する）とが作用する。この２つの押圧力が互いに等しい場合、可動体３１は、コイルばね３５による付勢力が可動体３１に作用しない状態（コイルばね３５が弾性変形していない状態）となる位置（以下「初期位置」とも称する）で停止する（可動体３１作用する重力や摩擦力等の影響は無視できるとする）。本例の場合、フィルタ装置１００のフィルタエレメント１５０が全く目詰まりしていない状態のときは、一次側押圧力と二次側押圧力とが等しくなり、可動体３１は初期位置に位置するものとする。
【００４４】
フィルタエレメント１５０に目詰まりが生じると、作動油がフィルタエレメント１５０を通過し難くなり、流入路１１６Ｃ内の作動油の圧力が流出路１１７Ｂ内の作動油の圧力よりも大きくなる差圧（以下「フィルタ前後差圧」とも称する）が生じる。このフィルタ前後差圧により、可動体３１に作用する一次側押圧力が二次側押圧力よりも大きくなり、その影響により可動体３１が第２空間４２側へと移動する。可動体３１が第２空間４２側へ移動すると、それに伴ってコイルばね３５が圧縮側へ弾性変形し、その復元力により可動体３１を第１空間４１側へと付勢する。可動体３１は、コイルばね３５から受ける付勢力と二次側押圧力とを合わせた力が、一次側押圧力と平衡する位置まで移動し停止する。フィルタエレメント１５０の目詰まりが進行するのに従ってフィルタ前後差圧が大きくなるので、そのフィルタ前後差圧の変化に比例して、可動体３１の位置が変化することになる。
【００４５】
可動体３１の先端部に設けられた磁石３７は、その周囲に所定の磁界を形成する。この磁界（磁束）は、ケース基部２１が非磁性材料で形成されているためケース基部２１に阻害されることなくケース基部２１を透過する。ケース基部２１の先端外面２１ａに設置された磁気センサユニット５０のホール素子５２（図５を参照）は、この磁界を磁石３７とは非接触で感知する。このときホール素子５２が感知する磁界の強さ（磁束密度）は、ホール素子５２と磁石３７との距離に応じて変化する。具体的には、磁石３７がホール素子５２に近づくほど、ホール素子５２が感知する磁界の強さは増大する。上述したように、フィルタ前後差圧が大きくなるのに従って可動体３１の位置が変化するが、この位置の変化は、磁石３７がホール素子５２に近づく向きへの変化となる。したがって、フィルタ前後差圧が大きくなるほど、ホール素子５２が感知する磁界の強さは増大する。
【００４６】
磁気センサユニット５０の検出部５３（図５を参照）は、ホール素子５２が感知した磁界の強さに基づき、フィルタ前後差圧に応じたレベルの電圧を出力する。この出力電圧の特性の一例を図６に示している。この例では、フィルタ前後差圧が０（単位はｋＰａ：キロパスカル）以下となる状態（以下「無負荷状態」と称する）のときには、２．５Ｖの電圧を出力し、フィルタ前後差圧が５００ｋＰａ以上となる状態のときには、５．０Ｖの電圧を出力する。また、フィルタ前後差圧が０Ｖ以上５００Ｖ以下の状態のときは、差圧値に応じた（比例した）値の電圧を出力する。このように、無負荷状態でも２．５Ｖの電圧を出力するようになっているので、出力電圧値が２．５Ｖを大きく下回る（例えば、０Ｖ）場合には、磁気センサユニット５０が正常に機能していなかったり、磁気センサユニット５０に接続された電気線が断線していたりといった何らかの異常が発生していると判断することができる。また、フィルタ前後差圧がどんなに大きくなっても、５Ｖを超える電圧は出力されないようになっているので、フィルタ前後差圧の増大によって出力電圧値が過大となり、磁気センサユニット５０が過負荷状態となることを防止できる。
【００４７】
この出力電圧特性は、以下のように設定される。すなわち、可動体３１（磁石３７）の位置の変化に対するコイルばね３５の付勢力の変化の関係と、コイルばね３５の付勢力の変化に対する差圧の変化の関係とに基づいて、可動体３１の位置の変化に対するフィルタ前後差圧の変化の関係を示す可動体位置−差圧関係を求める。また、可動体３１の位置の変化とホール素子５２が感知する磁界の強さの変化との関係を示す可動体位置−磁界関係を求める。そして、求めた可動体位置−差圧関係と可動体位置−磁界関係とに基づいて、フィルタ前後差圧の変化と磁界の強さの変化との関係を示す磁界−差圧関係を求める。さらに、ホール素子５２が感知する磁界の強さと出力電圧値との対応関係を示す磁界−出力電圧関係を定め、この磁界−出力電圧関係と上記の磁界−差圧関係とに基づいて、出力電圧と差圧との対応関係を示す図６の出力電圧特性を定める。
【００４８】
このように、検出部５３は、ホール素子５２により感知された磁界の強さに基づいて磁石３７が設けられた可動体３１の位置（例えば、初期位置に対する相対位置）を求め、求めた位置に基づいてコイルばね３５による付勢力を求めてフィルタ前後差圧を求め、さらに、求めたフィルタ前後差圧に応じたレベルの電圧を出力する機能を有している。また、本例では、図７に示すように、フィルタ前後差圧を、フィルタエレメント１５０の目詰まり状態（目詰まり率）と対応付けており、そのため、検出部５３（磁気センサユニット５０）から出力される電圧値は、フィルタエレメント１５０の目詰まり率を示す指標となる。本例の場合、フィルタ前後差圧が３００ｋＰａとなるときをフィルタエレメント１５０の交換基準時期として設定し、そのときの目詰まり率を１００％としている（１００％を超える目詰まり率は交換基準時期を過ぎていることを示す）。目詰まり率とフィルタ前後差圧との対応付けは、フィルタエレメント１５０の種類や使用環境等の状況に応じて適宜に行うことができる。例えば、フィルタ前後差圧が２００ｋＰａや４００ｋＰａのときを交換基準時期として設定したい状況下では、そのときの目詰まり率を１００％として対応
付を行えばよい。第１の検出装置１０は、フィルタ前後差圧が０〜５００ｋＰａの範囲内において、その差圧値に応じたレベルの電圧が出力されるように構成されている。そのため、上記範囲内で交換基準時期を設定できる状況下であれば、コイルばね３５や磁石３７、磁気センサユニット５０等の特性を変更することなく対応することができるので、汎用性が高い。
【００４９】
検出部５３から出力された電圧は、制御装置７０（図５を参照）に入力される。制御装置７０は、入力された電圧値に応じて所定の処理を行うことが可能である。例えば、入力された電圧値や、電圧値に対応した差圧値または目詰まり率を表示器（図示略）に表示させてもよい。また、入力された電圧値が所定値（例えば、４．０Ｖ）に達した場合には、フィルタ交換を促すような表示を表示器に行わせてもよい。また、入力された電圧値が０Ｖとなる場合には、断線等の異常が発生していると判断して、警告用のランプ（図示略）を点灯させたり、音声発生器（図示略）から警告音を発生させたりしてもよい。
【００５０】
以上説明したように、第１の検出装置１０によれば、ホール素子５２が感知する磁界の強さの変化を、フィルタ前後差圧の変化として捉えることができるので、ホール素子５２により感知された磁界の強さに基づいて、フィルタ前後差圧の変化を連続的に検出することが可能である。また、フィルタ前後差圧をフィルタエレメント１５０の目詰まり状態（目詰まり率）と対応付けているので、検出したフィルタ前後差圧に基づいて、フィルタエレメント１５０の目詰まり状態の変化を連続的に検出することが可能である。なお、従来技術として、フィルタ前後差圧の変化に応じてケース体内を移動する可動体と、ケース体に固定された端子体とを備え、可動体が端子体に接触したことあるいは端子体から離れたことを電気的に検出する構成の差圧検出装置が知られている。このタイプの差圧検出装置では、可動体または端子体をケース体から絶縁した状態で、絶縁した部分とケース体との間をシールする必要があるが、十分なシール性能を確保することが困難となるため流体圧が高圧の場合には適さない。これに対し、第１の検出装置１０は、ケース体２０のフィルタヘッド１１０への取り付け部分をシールする（例えば、ケース基部２１の溝部２５内にシールリングを配置する）だけで済むので、流体圧が高圧の場合でも十分なシール性能を確保することが可能である。
【００５１】
次に、図８および図９を追加参照して、第２のフィルタ差圧検出装置１０Ｋ（以下簡略化して「第２の検出装置１０Ｋ」とも称する）の構成について説明する。第２の検出装置１０Ｋは、図８，９に示すように、ケース体２０Ｋ、可動体ユニット３０Ｋおよび磁気センサユニット５０Ｋを主体として構成される。図８，９に示す第２の検出装置１０Ｋにおいて、上述した第１の検出装置１０の構成要素と概念的に共通する要素については、第１の検出装置１０において用いたのと同じ番号等を付している。
【００５２】
第２の検出装置１０Ｋにおいて、可動体ユニット３０Ｋおよび磁気センサユニット５０Ｋは、上述の可動体ユニット３０および磁気センサユニット５０とそれぞれ同様の構成および機能を有するものであり、その詳細な説明は省略する。第１の検出装置１０との主な相違点は、ケース体２０Ｋの構成にある。このケース体２０Ｋは、一端部（図中上端部）が閉塞して他端部（図中下端部）が開放し、内部に可動体配設空間４０を有する筒状のケース基部２１Ｋと、ケース基部２１Ｋの一端部外面２１ａを囲むようにケース基部２１の一端部に着脱可能に取り付けられる筒状の周壁部２２Ｋとを備えて構成される。
【００５３】
図９に示すように、ケース基部２１Ｋの図中上端部外周面には雄ネジ２８が形成されており、雄ネジ２８の図中下方には円環状の鍔部８１が形成されている。一方、周壁部２２Ｋの図中下部内周面には雌ネジ２９が形成されており、雌ネジ２９の図中下方には円環状の溝部８２が形成されている。周壁部２２Ｋは、雌ネジ２９をケース基部２１Ｋの雄ネジ２８と螺合させることにより、ケース基部２１Ｋの鍔部８１が溝部８２と嵌合した状態（
図８を参照）で、ケース基部２１Ｋの一端部に取り付けられるようになっている。ケース基部２１Ｋはアルミニウム等の非磁性材料により形成されるのに対し、周壁部２２Ｋは鋼材等の磁性材料により形成される。
【００５４】
第２の検出装置１０Ｋでは、周壁部２２Ｋをケース基部２１Ｋから取り外した状態で、ケース基部２１Ｋの一端部外面２１ａへの磁気センサユニット５０の設置作業を行うことが可能となるので、作業効率が向上するという利点がある。また、周壁部２２Ｋを磁性材料により形成することにより、周壁部２２Ｋ周辺の外部磁気（例えば、地磁気等の外乱磁気）を周壁部２２Ｋによって遮断することができるので、外部磁気の影響により磁気センサユニット５０Ｋが誤作動したり作動不良を起こしたりすることを防止することが可能となる。なお、周壁部２２Ｋとケース基部２１Ｋとを接合して一体化してもよい。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施形態では、フィルタ前後差圧が大きくなるのに従って、磁石３７がホール素子５２に近づくように構成されているが、これに限定されるものではなく、フィルタ前後差圧が大きくなるのに従って、磁石３７がホール素子５２から離れるように構成してもよい。また、ホール素子５２以外の磁気センサを用いるようにしてもよい。
【００５６】
上述の実施形態では、本発明に係るフィルタ差圧検出装置を、作動油を濾過するラインフィルタに装着する場合を例示して説明したが、これに限定されるものではなく、作動油以外の他の液体（例えば潤滑油、燃料、水など）の濾過を行うオイルフィルタ等のフィルタ装置や、ラインフィルタ以外の、例えば、サクションフィルタ、リターンフィルタ等のフィルタ装置に装着して用いることも可能である。また、上述の実施形態では、フィルタ装置として、ケースを取り外して内部のフィルタエレメントを交換するタイプのものを例示して説明したが、これに限定されるものではなく、ケースとフィルタエレメントが一体のタイプ（スピンオンタイプ）や、タンク内に取り付けるタイプ（リターンタイプ）のフィルタ装置であってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０      第１のフィルタ差圧検出装置
１０Ｋ    第２のフィルタ差圧検出装置
２０，２０Ｋ    ケース体
２１，２１Ｋ    ケース基部
２１ａ      一端部外面
２２，２２Ｋ    周壁部
３０，３０Ｋ    可動体ユニット
３１      可動体
３５      コイルばね
３７      永久磁石
４０      可動体配設空間
４１      第１空間
４２      第２空間
５０，５０Ｋ    磁気センサユニット
５２      ホール素子
５３      検出部
５４      電源電圧端子
５５      接地端子
５６      出力端子
１００    フィルタ装置
１１０    フィルタヘッド
１１１    ボディ
１１２    入口ポート
１１３    出口ポート
１１６Ａ〜１１６Ｃ    流入路
１１７Ａ，１１７Ｂ      流出路
１３０    エレメント組立体
１４０    エレメントケース
１５０    フィルタエレメント
１５２    濾材
【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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【図６】
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【図７】
2019219316.tif 000009
【図８】
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【図９】
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