(57)【要約】【課題】被処理空気中に含まれる液滴の除去能率を高めることができる小型のフィルタを提供する。【解決手段】フィルタ１０は、被処理空気が供給される流入ポート１１と清浄化された圧縮空気を流出する流出ポート１２が設けられたポートブロック１３を有し、フィルタエレメント３１を収容するフィルタ容器１４がポートブロック１３に装着される。上ホルダー３２は、フィルタエレメント３１の上端部が装着される装着部としての嵌合突起部３５と、流出ポート１２とフィルタエレメント３１の内部とを連通する連通管部３６を有する。嵌合突起部３５と連通管部３６との間の下端面に開口される遮断空間４８が上ホルダー３２に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気に含まれる異物を除去して圧縮空気を清浄化するフィルタであって、
被処理空気が供給される流入ポート、および清浄化された圧縮空気を流出する流出ポートが設けられたポートブロックと、
前記ポートブロックに装着され、円筒形状のフィルタエレメントを収容するフィルタ容器と、
前記フィルタエレメントの上端部が装着される装着部、前記流出ポートと前記フィルタエレメントの内部とを連通する連通管部が設けられ、前記ポートブロックに装着される上ホルダーと、
前記上ホルダーに設けられ、前記装着部の第１の下端面と前記連通管部の第２の下端面との間に開口される遮断空間と、
を有するフィルタ。
【請求項２】
請求項１記載のフィルタにおいて、前記上ホルダーは前記連通管部の径方向外方に突出するフランジ部を有し、前記装着部は、前記フランジ部に設けられた嵌合突起部である、フィルタ。
【請求項３】
請求項１または２記載のフィルタにおいて、前記装着部の第１の下端面が前記連通管部の第２の下端面よりも上側に位置している、フィルタ。
【請求項４】
請求項１または２記載のフィルタにおいて、前記装着部の第１の下端面が前記連通管部の第２の下端面よりも下側に位置している、フィルタ。
【請求項５】
請求項１または２記載のフィルタにおいて、前記装着部の第１の下端面と前記連通管部の第２の下端面とが上下方向に同一面となっている、フィルタ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルタにおいて、前記フィルタ容器は、貯留室が設けられた第１容器と、前記第１容器と前記ポートブロックとの間に配置される第２容器とを有し、前記貯留室と前記フィルタエレメントの内部とを連通させる液体排出孔が設けられ、前記フィルタエレメントの下端部に装着される下ホルダーを前記第２容器に装着する、フィルタ。
【請求項７】
圧縮空気に含まれる異物を除去して圧縮空気を清浄化するエレメント組立体であって、
装着部および連通管部が設けられる上ホルダーと、
前記装着部に上端部が装着されるフィルタエレメントと、
前記上ホルダーに設けられ、前記装着部の第１の下端面と前記連通管部の第２の下端面との間に開口される遮断空間と、
を有するエレメント組立体。
【請求項８】
請求項７記載のエレメント組立体において、前記上ホルダーは前記連通管部の径方向外方に突出するフランジ部を有し、前記装着部は、前記フランジ部に設けられた嵌合突起部である、エレメント組立体。
【請求項９】
請求項７または８記載のエレメント組立体において、前記装着部の第１の下端面が前記連通管部の第２の下端面よりも上側に位置している、エレメント組立体。
【請求項１０】
請求項７または８記載のエレメント組立体において、前記装着部の第１の下端面が前記連通管部の第２の下端面よりも下側に位置している、エレメント組立体。
【請求項１１】
請求項７または８記載のエレメント組立体において、前記装着部の第１の下端面と前記連通管部の第２の下端面とが上下方向に同一面となっている、エレメント組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧機器に供給される圧縮空気中の水分や塵などの異物を除去するために使用されるエレメント組立体およびフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気圧シリンダ等の空気圧機器には、圧縮空気が、空気圧源から配管やホース等の空圧ラインにより供給される。空気圧源と空気圧機器との間を空圧ラインで接続することにより、空気圧回路が形成される。空気圧源から空気圧機器に供給される圧縮空気を被処理空気として、その中に含まれる水分、油分および塵等の異物を除去するために、フィルタが空気圧回路に設けられる。フィルタエレメントの通気孔の内径等により、除去される異物の大きさが決まる。その除去される異物の大きさに応じて、エアフィルタ、ミストフィルタ、マイクロミストフィルタなどの形態がある。
【０００３】
このようなフィルタは、フィルタ容器とその内部に収容される円筒形状のフィルタエレメントとを備える。特許文献１に記載されているフィルタにおいては、被処理空気がそのフィルタエレメントの内側に供給され、フィルタエレメントを通過した空気がフィルタエレメントの外側から外部に流出する。このタイプのフィルタにおいては、被処理空気はフィルタエレメントの内側から径方向外方に向けて透過する。特許文献２に記載されているフィルタにおいては、被処理空気がそのフィルタエレメントの外側に供給され、フィルタエレメントを通過した空気がフィルタエレメントの内側から外部に流出する。このタイプのフィルタにおいては、被処理空気はフィルタエレメントの外側から径方向内方に向けて透過する。特許文献３に記載されているフィルタにおいては、外側の一次フィルタエレメントと、内側の二次フィルタエレメントとが隙間を隔てて配置されている。被処理空気は一次フィルタエレメントの外側に供給され、一次フィルタエレメントと二次フィルタエレメントとにより処理された空気は、二次フィルタエレメントの内側から外部に排出される。このタイプのフィルタにおいては、被処理空気は一次フィルタエレメントと二次フィルタエレメントとを外側から径方向内方に向けて透過する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２８２５４１号公報
【特許文献２】特開２０１３−６５９号公報
【特許文献３】特開２００１−１２０９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
被処理空気がフィルタエレメントを透過すると、被処理空気中の粉粒体等の塵は、フィルタエレメントによって取り除かれる。一方、水分は、フィルタエレメントに衝突、透過しながらより水滴に成長し、フィルタエレメントの周面に付着し、集合して水滴となり、自重で落下する。落下した水滴は、フィルタ容器の底部に貯留される。
【０００６】
フィルタの空気流量は、フィルタエレメントのサイズによる。従って、空気流量を低下させることなくフィルタを小型化するには、フィルタエレメントの径を変えることなく、フィルタ容器の径を小さくする必要がある。フィルタ容器の径が小さいと、フィルタエレメントの外周面とフィルタ容器の内周面との間の外側通路は狭い。このため、外側通路を流れる圧縮空気の流速は、フィルタエレメントの内部を流れる圧縮空気の流速よりも速い。
【０００７】
上述のように、被処理空気がフィルタエレメントの内側から径方向外方に向けて透過するタイプを外側流出形態と呼び、被処理空気がフィルタエレメントの外側から径方向内方に向けて透過するタイプを内側流出形態と呼ぶことにする。外側流出形態のフィルタにおいては、処理後の空気が外側通路を流れるので、フィルタエレメントを透過した水分は、溜められて水滴となり、速い流速の処理後の圧縮空気に巻き込まれて流出する可能性が高くなる。これに対し、内側流出形態においては、透過した水分は外側通路よりも流速が遅いフィルタエレメントの内部に溜められて水滴となる。フィルタエレメントの内部の流速は遅いので、処理後の圧縮空気に巻き込まれて外部に流出する水滴の量は少ない。
【０００８】
しかしながら、内側流出形態においても、処理後の圧縮空気中に水滴が含まれ、十分に水分が除去されない場合がある。その理由は、水滴が大きく成長したり、空気の流速が低速から高速に急速に変化するときに、空気流が成長した水滴を吹き飛ばす場合があるからである。
【０００９】
本発明の目的は、水滴の流出を防止することにより、被処理空気中に含まれる水分の除去能率が高い小型のフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のフィルタは、圧縮空気に含まれる異物を除去して圧縮空気を清浄化するフィルタであって、被処理空気が供給される流入ポート、および清浄化された圧縮空気を流出する流出ポートが設けられたポートブロックと、前記ポートブロックに装着され、円筒形状のフィルタエレメントを収容するフィルタ容器と、前記フィルタエレメントの上端部が装着される装着部、前記流出ポートと前記フィルタエレメントの内部とを連通する連通管部が設けられ、前記ポートブロックに装着される上ホルダーと、前記上ホルダーに設けられ、前記装着部の第１の下端面と前記連通管部の第２の下端面との間に開口される遮断空間と、を有する。
【００１１】
本発明のエレメント組立体は、圧縮空気に含まれる異物を除去して圧縮空気を清浄化するエレメント組立体であって、装着部および連通管部が設けられる上ホルダーと、前記装着部に上端部が装着されるフィルタエレメントと、前記上ホルダーに設けられ、前記装着部の第１の下端面と前記連通管部の第２の下端面との間に開口される遮断空間と、を有する。
【発明の効果】
【００１２】
被処理空気はフィルタエレメントの外側から内側に透過し、被処理空気に含まれる塵がフィルタエレメントにより除去される。被処理空気の水分、油分はフィルタエレメントを透過しながら水滴、油滴に成長し、フィルタエレメントの内周面から自重で落下する。自重で落下しない水滴、油滴は、フィルタエレメントの上端部の内周面に付着する。フィルタエレメントの内部を流出ポートに向けて流れる圧縮空気により、フィルタエレメントの上端部の内周面に付着した水滴、油滴が、上ホルダーの第１の下端面に沿って連通管部に向けて移動する。ところが、遮断空間が、嵌合突起部の第１の下端面と連通管部の第２の下端面との間に開口するので、水滴、油滴の移動は遮断空間によって妨げられる。遮断空間とその周辺で滞留する空気の中で、水滴、油滴の大きさはさらに大きくなり、貯留室１５aに向かって落下する。これにより、第１の下端面に付着した液滴は流出ポートに向かって飛散することなく、被処理空気中に含まれる水分、油分の除去能率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施の形態のフィルタを示す縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ部の拡大断面図である。
【図３】他の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図４】さらに他の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図５】さらに他の実施の形態のフィルタを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。それぞれの図面においては、共通する部材には同一の符号が付されている。
【００１５】
図１に示されるフィルタ１０は、流入ポート１１と流出ポート１２が設けられたポートブロック１３を有する。配管やホース等の空気案内部材が流入ポート１１に接続され、被処理空気は空気案内部材を介してフィルタ１０に供給される。配管やホース等の空気案内部材が流出ポート１２に接続され、清浄化された圧縮空気は流出ポートから流出する。
【００１６】
フィルタ１０はフィルタ容器１４を有し、フィルタ容器１４はポートブロック１３の下端部に着脱自在に装着される。ポートブロック１３が上側、フィルタ容器１４が下側の状態で、フィルタ１０は使用される。フィルタ１０のポートブロック１３は、図示しないアタッチメントを介して、図示しない壁面などに取り付けられる。明細書においては、各部材の上下方向は、フィルタ１０が使用される状態に基づいて示される。
【００１７】
フィルタ容器１４には収容室１５が設けられている。図１に示したフィルタ容器１４は、第１容器１６と第２容器１７を有する。排出孔１８が第１容器１６の下端部に設けられ、雌ねじ部１９が第１容器１６の上端部に設けられている。雄ねじ部２１が第２容器１７の下端部に設けられ、雌ねじ部１９が雄ねじ部２１にねじ結合される。雌ねじ部２２が第２容器１７の上端部に設けられ、雌ねじ部２２はポートブロック１３の雄ねじ部２３にねじ結合される。したがって、第１容器１６を第２容器１７に対して回転させることにより、第１容器１６は第２容器１７に対して着脱される。第２容器１７をポートブロック１３に対して回転させることにより、フィルタ容器１４はポートブロック１３に対して着脱される。ただし、フィルタ容器１４の形態としては、第１容器１６と第２容器１７とが一体となったタイプもある。
【００１８】
環状のロック部材２４が第１容器１６の上端部の外側に上下動自在に装着される。ロック部材２４を第２容器１７に係合させると、第１容器１６の第２容器１７に対する回転が規制される。同様に、環状のロック部材２５が第２容器１７の上端部の外側に上下動自在に装着される。ロック部材２５をポートブロック１３に係合させると、第２容器１７のポートブロック１３に対する回転が規制される。シール部材２６は第１容器１６と第２容器１７の間をシールし、シール部材２７は第２容器１７とポートブロック１３との間をシールする。
【００１９】
収容室１５は、第１容器１６の内部の貯留室１５ａと、第２容器１７の内部のフィルタ室１５ｂとに区画される。エレメント組立体３０がフィルタ室１５ｂ内に配置される。エレメント組立体３０は、濾過機能および凝集機能を有する円筒形状のフィルタエレメント３１と、フィルタエレメント３１の上端部に固定される上ホルダー３２と、フィルタエレメント３１の下端部に固定される下ホルダー３３とを備える。上ホルダー３２はフィルタエレメント３１の端面が突き当てられるフランジ部３４を有する。嵌合突起部３５が、フランジ部３４の内面に軸方向下向に向けて突出して設けられている。嵌合突起部３５は、フィルタエレメント３１の上端部内に嵌合し、装着部として機能する。連通管部３６がフランジ部３４を貫通して軸方向に設けられており、フランジ部３４は連通管部３６の径方向外方に突出している。連通孔３７がポートブロック１３の中央部に設けられ、連通孔３７は流出ポート１２に連通する。連通管部３６は連通孔３７に嵌合される嵌合部３６ａと、フィルタエレメント３１の内部空間３８に突出する突出部３６ｂとを備えている。連通管部３６は、流出ポート１２とフィルタエレメント３１の内部空間３８とを連通させる。
【００２０】
図中では、突出部３６ｂは嵌合部３６ａよりも小径となっているが、同じ径でも良いし、突出部３６ｂは嵌合部３６ａよりも大径でもよい。フランジ部３４は嵌合部３６ａと突出部３６ｂの境界部に設けられている。フィルタエレメント３１の上端部の内周面は、嵌合突起部３５の外周面に嵌合される。フィルタエレメント３１の上端面はフランジ部３４に突き当てられる。このようにして、フィルタエレメント３１は装着部としての嵌合突起部３５に固定される。
【００２１】
下ホルダー３３は、フィルタエレメント３１の下端面が突き当てられるフランジ部３９と、フィルタエレメント３１の下端部に嵌合しフィルタエレメント３１に固定される嵌合突起部４０とを有する。下ホルダー３３は液体排出孔４１を有し、液体排出孔４１は貯留室１５ａとフィルタエレメント３１の内部空間３８とを連通させる。下ホルダー３３は、第２容器１７の下端部に設けられた環状連結部４２に保持される。なお、第１容器１６と第２容器１７とを一体型としたタイプのフィルタにおいては、下ホルダー３３はフィルタ容器１４の内面に配置される環状の連結部材を介してフィルタ容器１４に固定される。
【００２２】
流入ポート１１に連通する連通路４３が、ポートブロック１３に設けられる。外側空間４４がフィルタエレメント３１の外面とフィルタ室１５ｂの内面との間に形成され、外側空間４４は連通路４３により流入ポート１１に連通される。ゴム等の弾性部材からなる下側シール部材４５が、下ホルダー３３と第２容器１７の間をシールする。同様に、ゴム等の弾性部材からなる上側シール部材４６が、上ホルダー３２とポートブロック１３の間をシールする。
【００２３】
流入ポート１１に供給された被処理空気は、フィルタエレメント３１の外側の外側空間４４に流入し、フィルタエレメント３１を外側から径方向内方に向けて透過して、内部空間３８内に流入する。被処理空気の中に含まれる粉粒体等の塵は、フィルタエレメント３１に捕捉される。一方、被処理空気の中に含まれる水分・油分などは、被処理空気とともにフィルタエレメント３１を透過する。フィルタエレメント３１を透過した水分・油分などは、フィルタエレメント３１の内周面にまで到達して、ある程度の大きさの液滴に成長し、自重により内周面に沿って下方に落下する。
【００２４】
流入ポート１１に供給された被処理空気は、フィルタエレメント３１により水分・油分などと塵等からなる異物が除去されて、内部空間３８内に流入する。内部空間３８内に流入した処理後の空気は、内部空間３８内から上ホルダー３２の連通管部３６内に流入し、流出ポート１２から外部の空気圧機器に供給される。このように、フィルタ１０は、被処理空気をフィルタエレメントの外側から径方向内方に向けて透過させるタイプであり、内側流出形態である。したがって、連通管部３６の流路断面積は連通路４３の流路断面積よりも大きく設定することができ、流出ポート１２に向けて流れる処理後の圧縮空気の流速は、連通路４３の流速よりも遅くなる。これにより、内部空間３８内に流入した処理後の圧縮空気に、フィルタエレメント３１を透過した液滴が飛散したとしても、その液滴が流出ポート１２に向けて流れる圧縮空気に巻き込まれることは抑制される。
【００２５】
フィルタエレメント３１を透過して内周面に付着した液滴、および内部空間３８内に飛散した液滴の多くは、自重で落下する。これに対し、フィルタエレメント３１の上端部側の内周面に付着した液滴は、フィルタエレメント３１内周面に沿って連通管部３６に向けて流れる圧縮空気により、内周面に沿って上昇移動することがある。フィルタエレメント３１の上端部にまで移動した液滴は、嵌合突起部３５の第１の下端面４７に凝集される。第１の下端面４７は、図２に示されるように、嵌合突起部３５の外周部側のテーパ面４７ａと、その内側の水平面４７ｂとを有する。テーパ面４７ａに凝集される液滴の量が増加すると、液滴は自重により水平面４７ｂに向けて移動する。
【００２６】
遮断空間４８が嵌合突起部３５と連通管部３６の間に上下方向に延びており、遮断空間４８は連通管部３６の第２の下端面４９と嵌合突起部３５の第１の下端面４７との間に開口する。遮断空間４８により両方の下端面４７，４９の「面の連続」が遮断される。つまり、遮断空間４８内の空気は滞留し、第１の下端面と第２の下端面の間の空気も滞留する傾向を有するから、それらの空気は高速で流れることはない。従って、第１の下端面４７に溜まった液滴は第２の下端面４９に向けて移動することはなく、滞留した空気の中で液滴はさらに大きく成長する。大きく成長した液滴は、内部空間３８の下方に向かって剥離し、貯留室１５aに向かって落下する。したがって、水平面４７ｂに付着した液滴は、連通管部３６内に向けて流出する空気に巻き込まれない。このように、液滴が流出ポート１２から空気圧機器に供給される空気の中に混入することが、抑制される。
【００２７】
下端面４７は下端面４９よりも上側に位置しており、フィルタエレメント３１の上端部を透過した空気は、内部空間３８を下方に向けて流れた後に反転して連通管部３６内に流入する。このように、第２の下端面４９が第１の下端面４７よりも下方に位置すると、液滴が連通管部３６内へ飛散することを、確実に防止できる。
【００２８】
フィルタエレメント３１の内面の液滴は、液体排出孔４１を通って貯留室１５ａに落下する。排出管５１が排出孔１８に設けられ、貯留室１５ａ内に溜まった液滴等の異物は排出管５１により外部に排出される。脚部５２は４枚の板状部材から構成され、貯留室１５ａに配置される。４枚の板状部材は径方向中心部から放射状に延びている。排出孔１８をシールするためのシール部材５３が、脚部５２に設けられている。フィルタ容器１４の下端部に回転自在に装着される操作ノブ５４が、排出管５１に噛み合っている。操作ノブ５４を回転させると、排出管５１が上下動する。操作ノブ５４により排出管５１を上昇移動させると、シール部材５３と第１容器１６との密閉状態が開放される。これにより、貯留室１５ａ内の液体等の異物は排出管５１を介して外部に排出される。
【００２９】
バッフル板５５が脚部５２の上に配置され、バッフル板５５は液体排出孔４１に対向する。バッフル板５５の外周部に、複数のフィン５６が上方に向けて突出して設けられており、それぞれのフィン５６は放射方向に延びている。したがって、液体排出孔４１から貯留室１５ａ内に落下した液滴は、フィン５６により第２容器１７の内周面に向けて案内されて貯留室１５ａの下部に集められる。フィルタ容器１４は透明性を有する樹脂材料により形成されており、貯留室１５ａ内に溜められた液体の量は外部から目視される。液体の量が増加したことが目視されたときには、作業者が操作ノブ５４を操作することにより、貯留室１５ａ内の液体等の異物は外部に排出される。
【００３０】
図３および図４は、それぞれ他の実施の形態の要部を示す断面図であり、上ホルダー３２の部分を示す。
【００３１】
図３に示される上ホルダー３２は、嵌合突起部３５の下端面４７と、連通管部３６の下端面４９とが上下方向にほぼ同一面となっている。この場合においても、下端面４７と下端面４９の間に遮断空間４８が開口しているので、下端面４７に付着した液滴が連通管部３６に流入することが防止される。
【００３２】
図４に示される上ホルダー３２は、図１および図２に示した上ホルダー３２とは逆に、下端面４７は下端面４９よりも下側に位置している。この場合においても、下端面４７と下端面４９の間に遮断空間４８が開口しているので、下端面４７に付着した液滴が連通管部３６に流入することが防止される。このように、上ホルダー３２の形態としては、両方の下端面４７、４９が同一面となった形態と、同一面でない形態とがある。
【００３３】
図５は、さらに他の実施の形態のフィルタを示す縦断面図である。このフィルタ１０においては、図１に示された脚部５２とバッフル板５５が設けられていない。排出孔１８を有するスリーブ６１がフィルタ容器１４の底部に設けられ、ドレンコックとしての排出管６２がスリーブ６１にねじ結合される。フィルタ容器１４に設けられた弁座シール６３を開閉する開閉弁体６４が排出管６２に係合している。排出孔６５が開閉弁体６４に設けられ、排出管６２を回転させると、開閉弁体６４が上下動し、排出孔６５と貯留室１５ａとを連通状態と遮断状態とに操作される。したがって、貯留室１５ａ内に溜められた液体の量が増加したときには、作業者が排出管６２を操作することにより、貯留室１５ａ内の液体等の異物は外部に排出される。
【００３４】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図示するフィルタ１０は、貯留室１５ａ内に溜まった液体等の異物を手動操作により外部に排出するようにしたドレンフィルタであるが、貯留室１５ａ内に溜められた異物が所定量となると、自動的に外部に異物を排出するようにしたオートドレン式のフィルタにも、この発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０    フィルタ
１１    流入ポート
１２    流出ポート
１３    ポートブロック
１４    フィルタ容器
１５ａ    貯留室
１５ｂ    フィルタ室
１６    第１容器
１７    第２容器
３０    エレメント組立体
３１    フィルタエレメント
３２    上ホルダー
３３    下ホルダー
３４    フランジ部
３５    嵌合突起部
３６    連通管部
３６ａ    嵌合部
３６ｂ    突出部
３７    連通孔
４１    液体排出孔
４３    連通路
４４    外側空間
４７    第１の下端面
４８    遮断空間
４９    第２の下端面
【図１】
2016182546.tif 000003
【図２】
2016182546.tif 000004
【図３】
2016182546.tif 000005
【図４】
2016182546.tif 000006
【図５】
2016182546.tif 000007