(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
請求項1記載のフィルタレギュレータにおいて、前記弁体を摺動自在に案内する円筒部と前記保持棒の先端が当接するフランジ部を備えたバルブガイドを有し、前記円筒部を前記弁体に嵌合させた状態のもとで前記バルブスプリングの他端に当接し、回動させると前記係合爪に係合する係合突起を、前記円筒部に設けた、フィルタレギュレータ。
請求項2記載のフィルタレギュレータにおいて、前記バルブガイドを回動させたときに前記保持棒に当接して前記バルブガイドの回動を規制するストッパを、前記円筒部に設けた、フィルタレギュレータ。
【背景技術】
【0002】
空気圧源から圧縮空気を空気圧機器等の被供給部に供給するための空圧ラインには、フィルタやレギュレータが設けられる。フィルタは、圧縮空気の中に含まれる水滴、油滴、塵等の異物を除去して圧縮空気を清浄化するために使用される。レギュレータは、空気圧源から被供給部に供給される圧縮空気の圧力を設定圧力に調整するために使用される。フィルタレギュレータは、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機能と、圧縮空気の圧力を調整する機能とを有している。
【0003】
フィルタレギュレータは、一次側ポートと二次側ポートとが設けられたポートブロックを有している。一次側ポートには、空気圧源からの一次側の圧縮空気が供給され、二次側ポートからは、清浄化されるとともに調圧された二次側の圧縮空気が吐出される。回収容器がポートブロックの下側に着脱自在に装着され、圧縮空気中に含まれる水滴等の異物は回収容器に収容される。連通孔がポートブロックに設けられている。一次側ポートと二次側ポートは連通孔により相互に連通している。弁体が、連通孔内の弁軸に設けられている。弁体は連通孔の開口部を開閉する。ポートブロックの上側には圧力設定機構が装着される。圧力設定機構は、二次側圧力に応じて弁体を開閉させ、二次側ポートから吐出される圧縮空気の圧力を設定圧力に調圧する。
【0004】
円筒形状のフィルタエレメントがフィルタに着脱自在に組み込まれる。圧縮空気に含まれる異物は、フィルタエレメントにより除去される。フィルタエレメントは定期的に交換される。特許文献1には、フィルタエレメントの交換を容易に行うようにした気液分離器つまりフィルタが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
この気液分離器は、プラグが出入口部材つまりポートブロックの上部に着脱自在に設けられ、プラグにはフィルタエレメントが取り付けられている。フィルタレギュレータは、ポートブロックの上側に圧力設定機構が設けられているので、フィルタエレメントをポートブロックの上方から着脱することができない。このため、ポートブロックの下側からフィルタエレメントを着脱する必要がある。フィルタエレメントのみならず、弁体も交換されることがあり、弁体はポートブロックの下側から着脱する必要がある。
【0007】
従来のフィルタレギュレータにおいては、フィルタエレメントの内側にバルブガイドが装着されている。フィルタエレメントは、バルブガイドの下端部に設けられたフランジ部とポートブロックとの間で挟持されている。フィルタエレメントの交換時にバルブガイドを取り外すと、バルブガイドの内側に配置されている弁体とバルブスプリングはバルブガイドとともに取り外される。
【0008】
したがって、フィルタエレメントのみを交換する場合にも、弁体とバルブスプリングがポートブロックから外れることになる。新品のフィルタエレメントをポートブロックに組み付けるときには、弁体とバルブスプリングも組み付ける必要がある。また、フィルタエレメントと弁体とを交換するときには、これらを組み合わせた状態でポートブロックに組み付ける必要がある。このように、従来のフィルタエレメントにおいては、フィルタエレメントの組み付け作業性が悪いため、フィルタエレメントを組み立てる際のフィルタレギュレータの組立作業性も悪くなる。
【0009】
本発明の目的は、フィルタレギュレータの組立作業性を向上することにある。
【0010】
本発明の他の目的は、フィルタエレメントおよび弁体の交換時における作業性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明のフィルタレギュレータは、圧縮空気を清浄化し調圧して外部に吐出するフィルタレギュレータであって、圧縮空気が流入する一次側ポート、外部に圧縮空気を吐出する二次側ポート、および前記一次側ポートと二次側ポートとを連通させる連通孔が形成されたポートブロックと、前記連通孔の開口端部に設けられた弁座に対向して配置され、前記ポートブロックに設けられた圧力調整機構により駆動されて前記連通孔を開閉する弁体と、前記弁体に突き当てられ、前記弁体に前記連通孔を閉じる方向のばね力を付勢するバルブスプリングと、基端部が前記ポートブロックに取り付けられ、先端部が閉じた定常状態と開いた状態との間で径方向に変位する弾性変形自在の複数の保持棒と、前記保持棒の前記先端部に設けられ、前記先端部が閉じた定常状態のもとで、前記複数の保持棒の内側に配置される前記バルブスプリングの他端に係合する係合爪と、前記複数の保持棒の先端部が閉じた定常状態のもとで前記複数の保持棒の外側に装着されるフィルタエレメントと、を有し、前記複数の保持棒が開いた状態で前記弁体と前記バルブスプリングが前記複数の保持棒の内側へ装着される。
【発明の効果】
【0012】
ポートブロックには複数本の保持棒が設けられている。連通孔を開閉する弁体と、弁体に対して連通孔を閉じる方向のばね力を付勢するバルブスプリングとが保持棒の内側に配置されている。保持棒の先端には係合爪が設けられている。保持棒の外側にはフィルタエレメントが装着される。定常状態つまり開かれていない状態の複数の保持棒は、その係合爪によってバルブスプリングを保持する。定常状態にある複数の保持棒の全体の外径は、フィルタエレメントの内径よりも小さい。従って、フィルタエレメントを取り外ししたり、装着したりする操作を容易に行うことができる。これにより、フィルタエレメント、弁体の交換時における作業性を向上することができる。さらに、フィルタレギュレータの組立作業性を向上できる。
【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。
図1に示されるように、フィルタレギュレータ10は、一次側ポート11と二次側ポート12とが形成されたポートブロック13を有している。ポートブロック13は横断面が四角形である。一次側ポート11と二次側ポート12は相互に同軸となってポートブロック13に形成されている。ただし、一次側ポート11と二次側ポート12が相互に直交するようにポートブロック13に設けるようにしても良い。
【0015】
一次側ポート11には一次側配管が接続される。一次側配管は、空気圧源からの一次側の圧縮空気をフィルタレギュレータ10に供給する。二次側ポート12には二次側配管が接続される。清浄化され調圧された二次側の圧縮空気が、二次側配管から空気圧機器等の被供給部に向けて吐出される。ポートブロック13の下端部に形成された円筒部14には、回収容器15がポートブロック13に対して着脱自在にねじ結合される。一次側空気に含まれる液滴等の異物は回収容器15内に貯溜される。回収容器15は透明性を有する樹脂により成形されており、回収容器15内に貯溜された異物を外部から観察することができる。回収容器15の外側には保護カバー16が装着されており、保護カバー16には回収容器15が外部から観察できるように、図示しないスリットが設けられている。
【0016】
ポートブロック13には、一次側ポート11と二次側ポート12とを連通させる連通孔17が形成されている。一次側ポート11は連通孔17の下端部の開口端部に連通し、二次側ポート12は連通孔17の上部外周面に連通している。連通孔17の開口端部には、弁座18が設けられる。この弁座18に対向して弁体19が配置されており、弁体19は連通孔17を開閉する。
【0017】
二次側ポート12から吐出される二次側空気の圧力を調整するために、
図1および
図2に示されるように、ポートブロック13の上側には圧力調整機構21が設けられている。圧力調整機構21は、ポートブロック13の上面に取り付けられるボンネット22を有している。ポートブロック13とボンネット22との間には、弾性変形自在のダイヤフラム23が設けられている。ポートブロック13とボンネット22とにより形成される空間は、ダイヤフラム23により、ばね室24とパイロット圧室25とに区画される。ばね室24は、ボンネット22に設けられた息付き孔26により外部に連通している。パイロット圧室25は、ポートブロック13に設けられたパイロット孔27により二次側ポート12に連通している。
【0018】
ダイヤフラム23のパイロット圧室25側には、
図2に示されるように、ポートディスク28が取り付けられる。ポートディスク28に設けられた軸部28aは、ばね室24に向けて突出している。軸部28aには補強ディスク29が取り付けられている。連通孔17内には、弁軸31が軸方向に移動自在に配置されている。弁軸31は、弁体19とダイヤフラム23との間に位置している。弁軸31には、連通孔17の内周面に摺動接触するシール部材32が装着されている。弁軸31の下端面は弁体19に当接する。弁軸31の上端に設けられた円弧面は、ポートディスク28の軸部28aに設けられた貫通孔33の開口端部に当接する。
【0019】
図1および
図2に示されるように、ばね受け板34がボンネット22の内部に配置されている。ばね受け板34はダイヤフラム23に対向して設けられる。ばね受け板34とダイヤフラム23の間には、調圧スプリング35が配置されている。この調圧スプリング35は、弁軸31を介して、ばね力を弁体19に付勢する。そのばね力は、弁体19を弁座18から離す方向つまり弁体19を開放する方向に作用する。ばね受け板34の外周面は、ボンネット22の内周面に軸方向に延びて設けられた凹凸部に噛み合っている。従って、ばね受け板34の回転が規制されている。ボンネット22の天壁部には、調整ねじ部材36が回転自在に装着され、調整ねじ部材36の雄ねじ部36aにばね受け板34がねじ結合されている。調整ねじ部材36の突出端部36bには、断面カップ形状のハンドル37が装着されている。
【0020】
ハンドル37は、軸方向に移動自在となって、突出端部36bに装着されている。ハンドル37を
図1に示すように、ボンネット22から離れる方向に移動させると、ハンドル37の回転は許容される。一方、ハンドル37をボンネット22に向けて移動させると、ハンドル37はボンネット22に係合して回転が防止される。ハンドル37を操作して調整ねじ部材36を回転させると、調圧スプリング35のばね力が調整される。二次側空気の圧力がハンドル37の回転操作により設定される。
【0021】
二次側の圧縮空気の圧力が設定圧力よりも低下すると、パイロット圧室25はパイロット孔27を介して二次側ポート12に連通しているので、パイロット圧室25の圧力も低下する。パイロット圧室25の圧力が低下すると、弁体19は、調圧スプリング35のばね力により、弁軸31により弁座18から離れる方向に駆動される。したがって、連通孔17の下端部の開口端部は開放される。これにより、一次側の圧縮空気が二次側ポート12に供給されて、二次側の圧縮空気の圧力は高められる。
【0022】
二次側の圧縮空気が設定圧となると、パイロット圧室25の圧力上昇により弁体19は弁座18に接触し、連通孔17の下端部の開口端部は閉じられる。以上のように、弁体19の開度はパイロット圧室25の圧力に応じて調整され、二次側の圧力は所定の設定圧力に制御される。二次側の圧力が設定圧力に対して高くなった場合には、パイロット圧室25の圧力上昇により、ダイヤフラム23は弁軸31から離れる方向に変位する。これにより、貫通孔33が開放されて、二次側の圧縮空気は、貫通孔33とばね室24および息付き孔26を介して外部に排出される。
【0023】
ポートブロック13には、
図3および
図4に示されるように、フィルタ装着部41が設けられている。弁座18はフィルタ装着部41の下端部に設けられている。ポートブロック13には樹脂製のルーバ42が設けられており、ルーバ42は環状の基部42aとこれと一体となったテーパ部42bとを有している。旋回羽根43が、テーパ部42bの先端に、円周方向に間隔を隔てて複数設けられている。旋回羽根43は、一次側ポート11から流入した圧縮空気を旋回させる。したがって、圧縮空気は旋回羽根43により旋回されて、一次側の圧縮空気に含まれている液滴や塵等の異物は、遠心力によりポートブロック13の内周面に付着して下方に落下する。これにより、液滴等の異物が一次側の圧縮空気から取り除かれる。
【0024】
図4に示されるように、ルーバ42の基部42aには複数本の保持棒44が、基部42aに一体となって設けられている。保持棒44はルーバ42の基部42aを基端部として軸方向に延びており、保持棒44の先端部には、係合爪45が内側に突出して設けられている。保持棒44の基端部がルーバ42の基部42aに一体となっているので、それぞれの保持棒44は基部42aを介してポートブロック13に取り付けられている。基部42aには、4本の保持棒44が設けられている。それぞれの保持棒44は、係合爪45が設けられた先端部が径方向に変位するように弾性変形自在となっている。保持棒44は、それぞれの先端部の係合爪45が径方向内方に変位した閉じた状態と、径方向外方に変位した開いた状態とに弾性変形する。保持棒44に外力を加えず変形させない定常状態においては、
図1,3,4などに示すように、保持棒44はまっすぐになっている。そのときの、4本の保持棒44全体の包絡線の外径寸法は、基端部から先端部まで一定である。
【0025】
弁体19は、
図3および
図4に示されるように、軸部46と大径の突起部47とを有している。軸部46に設けられた貫通孔46aには、弁軸31の小径の先端部31aが挿入される。突起部47には、弁座18に接触するゴム製の弁ディスク48が設けられている。4本の保持棒44の内側には、バルブスプリング51が配置される。このバルブスプリング51は弁体19の突起部47に突き当てられている。バルブスプリング51によって、弁体19を閉じる方向つまり弁座18に向かう方向のばね力が、弁体19に加えられる。4本の保持棒44の先端部を外力により外方向に変形させて、弁体19とバルブスプリング51とを4本の保持棒44の内側に挿入する。続いて、外力を除いて変形を元に戻すと、保持棒44が閉じた状態となる。すると、
図5に示されるように、バルブスプリング51の一端は弁体19に当接し、他端は係合爪45に係合する。以上のように、弁体19とバルブスプリング51は、4本の保持棒44を外力により外方向に変形させて開いた状態のもとで、保持棒44の内側に組み込まれる。
【0026】
弁体19の開閉移動を案内するために、保持棒44の内側にはバルブガイド52が組み込まれる。バルブガイド52は、弁体19の軸部46を摺動自在に案内する円筒部52aと、円筒部52aと一体に設けられたフランジ部52bとを備えている。円筒部52aの内周面には、弁体19に設けられたシール部材53が摺動接触する。バルブガイド52が組み込まれると、保持棒44の先端にフランジ部52bが当接し、バルブガイド52が位置決めされる。
【0027】
保持棒44の外側には、
図5に示されるように4本の保持棒44が閉じた状態のもとで、円筒形状のフィルタエレメント54が装着される。フィルタエレメント54を4本の保持棒44の外側に装着した状態のもとで、バルブガイド52の円筒部52aを弁体19の軸部46に嵌合させる。すると、
図4に示されるように、バルブガイド52のフランジ部52bと、ルーバ42の基部42aとの間で、フィルタエレメント54は挟み付けられて固定される。
【0028】
バルブスプリング51の他端に係合する係合突起55が、バルブガイド52の円筒部52aに径方向外方に突出して設けられている。4つの保持棒44に対応して、4つの係合突起55が設けられている。バルブガイド52を介して外力によりバルブスプリング51を圧縮しながら、バルブガイド52を4つの保持棒44の内側に挿入する。その状態のもとでバルブガイド52を回動させると、係合突起55は係合爪45に軸方向に対向する位置となる。バルブスプリング51を圧縮する外力を加えなくなると、係合突起55は係合爪45に係合する。
図7に示されるように、ストッパ56がバルブガイド52の円筒部52aに設けられている。ストッパ56は、バルブガイド52を回動させたときに保持棒44に当接してバルブガイド52の回動を停止し、係合爪45と係合突起55とが係合する位置を設定する。係合突起55の上面は、バルブスプリング51に係合する第1の係合面55aとなっており、下面は係合爪45に係合する第2の係合面55bとなっている。
【0029】
図5に示されるように、バッフル板59がバルブガイド52に一体に設けられている。バッフル板59は、ルーバ42の下方の空間を、旋回室57とそれよりも下側の貯溜室58とに区間する。バッフル板59の外周部には、旋回室57と貯溜室58とを連通させる切り欠き部61が設けられている。一次側ポート11からフィルタレギュレータ10内に流入した一次側の圧縮空気は、旋回羽根43により旋回される。一次側の圧縮空気に含まれていた異物は、旋回室57の内壁面に衝突して下方に落下し、切り欠き部61から貯溜室58内に回収される。
【0030】
貯溜室58内には、
図1に示されるように、補助バッフル63が配置されている。この補助バッフル63には、貯溜室58内に流入した圧縮空気等が旋回することを防止するためのフィン64が設けられている。補助バッフル63は、回収容器15の下端部に設けられた排出口65の排出孔66に装着される脚部67に取り付けられており、脚部67には排出孔66をシールするためのシール部材68が装着されている。
【0031】
貯溜室58内に貯溜された液体等の異物を外部に排出するために、排出口65には、排出管69が装着されている。排出口65の外周部には操作ノブ71が回転自在に装着され、操作ノブ71は排出管69に係合するカム部を有しており、操作ノブ71を回転操作すると、排出管69が上下動する。操作ノブ71により排出管69が上昇移動すると、排出管69が上昇するとともにシール部材68が排出孔66を開放し、貯溜室58内に貯溜された液体は外部に排出される。このように、図示するフィルタレギュレータ10は、作業者が操作ノブ71を手動操作することにより、貯溜室58内の液体を外部に排出するようにしたマニュアルドレン機構となっている。ただし、フロートを貯溜室58内に配置すると、自動的に液体を外部に排出するようにしたオートドレンとなる。
【0032】
次に、フィルタレギュレータ10に装着されたフィルタエレメント54と弁体19を交換する手順について説明する。これらを交換するときには、回収容器15がポートブロック13から取り外される。
図4は回収容器15がポートブロック13から取り外された状態を示している。
【0033】
この状態のもとでは、バルブガイド52の係合突起55が保持棒44の係合爪45に係合しており、バルブスプリング51は係合突起55の第1の係合面55aに係合つまり当接している。この状態のもとで、バルブガイド52を取り外すには、バルブガイド52を
図7において左回転させて、係合突起55を係合爪45の位置から回転方向にずらす。これにより、係合突起55と係合爪45との係合が解除されると、バルブガイド52はバルブスプリング51のばね力により4本の保持棒44の内側から下方に押し出される。バルブガイド52が保持棒44から取り出されると、バルブスプリング51は
図5に示されるように、係合爪45に係合し、下方に落下することなく保持棒44に保持される。
【0034】
この状態のもとで、フィルタエレメント54は4本の保持棒44の外側から抜き取られる。このときには、バルブスプリング51は係合爪45に係合して4本の保持棒44の内側に保持されるので、バルブスプリング51が落下することなく、フィルタエレメント54は容易に取り外される。
図5は、バルブガイド52が4本の保持棒44の内側から取り外されるとともに、その状態のもとでフィルタエレメント54が4本の保持棒44の外側から抜き取られた状態を示す。このように、フィルタエレメント54は容易に取り外される。
【0035】
次いで、弁体19を保持棒44の内側から取り外す過程を示す。
図6に示されるように、保持棒44の先端部つまり係合爪45を径方向外方に移動させるように、保持棒44を弾性変形させる。これにより、保持棒の先端部の内径が大きくなって、バルブスプリング51と係合爪45との係合が解除されると同時に、バルブスプリング51と弁体19とを4本の保持棒44の内側から取り外すことができる。このように、バルブスプリング51と弁体19は容易に取り外される。弁体19を取り外した後は、弁軸31のシール部材32が連通孔17の内周面に接触しているので、その接触抵抗により、弁軸31は落下しない。
【0036】
一方、弁体19とフィルタエレメント54を交換して、それぞれの新品をフィルタレギュレータ10に組み付ける場合、およびフィルタレギュレータ10を製造する際にこれらを組み付ける場合の組立手順は以下のように行われる。
【0037】
図6に示すように、4本の保持棒44を径方向外方に弾性変形させて、弁体19とバルブスプリング51が4本の保持棒44の内側に挿入される。次いで、4本の保持棒44の径方向外方への変形が元に戻り、バルブスプリング51は係合爪45に当接係合する。従って、バルブスプリング51と弁体19は落下することなく、4本の保持棒44の内側に保持される。この状態のもとで、フィルタエレメント54が4本の保持棒44の外側に挿入される。
【0038】
図7は、保持棒44の外側にフィルタエレメント54が挿入された状態を示す。この状態のもとで、バルブガイド52が4本の保持棒44の内側であって、バルブスプリング51の内側に挿入される。このときには、
図8に示されるように、係合突起55が保持棒44と干渉しないように、つまり係合突起55の位置が円周方向に隣り合う保持棒44相互間の隙間の位置と一致するように、バルブガイド52の回転位置を定めて、バルブガイド52が挿入される。
【0039】
図9は、このようにバルブガイド52の回転位置が設定された状態のもとで、バルブガイド52に対して下向から力を加えて、バルブガイド52がバルブスプリング51の内側に挿入された状態を示す。このとき、バルブスプリング51はバルブガイド52の係合突起55の係合面55aに突き当てられて、係合突起55と弁体19との間で挟持された状態となる。
【0040】
次いで、バルブガイド52を図中において右回転させると、
図10に示されるように、ストッパ56が保持棒44に突き当てられて回転が規制される。この規制された位置は、係合突起55の第2の係合面55bが係合爪45に対向する位置となっている。回転操作を停止して、バルブガイド52に対する下向からの力を解除すると、係合突起55と係合爪45との係合により、バルブガイド52の抜けが防止される。
【0041】
このように、上述したフィルタレギュレータ10においては、4本の保持棒44の先端部が定常状態で閉じるので、弁体19とバルブスプリング51とが4本の保持棒44の内側に保持される。さらに、バルブガイド52を挿入すると、バルブガイド52は係合爪45に保持され、バルブスプリング51は係合爪45により保持された状態から係合突起55に当接する状態に変わる。つまり、係合爪45は、バルブスプリング51が挿入されたときにはバルブスプリング51を保持し、バルブガイド52が挿入されるとバルブガイド52を保持することになる。
【0042】
したがって、フィルタエレメント54を交換したり、これに加えて弁体19を交換したりする際には、これらを取り外す操作を容易に行うことができる。さらに、新品のフィルタエレメント54を組み付けたり、これに加えて弁体19を組み付けたり、さらには、フィルタレギュレータ10を製造したりする組立作業を容易に行うことができる。
【0043】
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。保持棒44の本数は、4本に限られず、複数本であれば、何本でも良い。