特許 6519862 空気圧フィルタ及びフィルタエレメント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6519862

(24)【登録日】2019年5月10日

(45)【発行日】2019年5月29日

(54)【発明の名称】空気圧フィルタ及びフィルタエレメント

(51)【国際特許分類】

   B01D 46/24 20060101AFI20190520BHJP

   B01D 46/52 20060101ALI20190520BHJP

【ＦＩ】

   B01D46/24 A

   B01D46/52 C

【請求項の数】11

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-96629(P2015-96629)

(22)【出願日】2015年5月11日

(65)【公開番号】特開2016-209829(P2016-209829A)

(43)【公開日】2016年12月15日

【審査請求日】2017年10月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102511

【氏名又は名称】ＳＭＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100072453

【弁理士】

【氏名又は名称】林 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100119404

【弁理士】

【氏名又は名称】林 直生樹

(74)【代理人】

【識別番号】100177769

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 徹

(72)【発明者】

【氏名】田中 崇行

【審査官】 関根 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特表平０７−５０１４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／１０５２６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−２２１３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−１１０１１８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６０−０７４７２３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−２１８２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−００９５２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 欧州特許出願公開第２７００４３８（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ４６／００−４６／５４

Ｂ０１Ｄ ４５／０８

Ｆ０４Ｂ ３９／１６

Ｆ１５Ｂ １１／００−１１／１２

Ｆ１５Ｂ ２１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮空気中に混入した塵埃及び液体を除去するための中空状をしたフィルタエレメントであって、
前記フィルタエレメントは、中央空間部の回りを取り囲む内側濾過部材と、該内側濾過部材の外周を取り囲む外側濾過部材とを有していて、前記中央空間部内に導入された圧縮空気が、前記内側濾過部材から前記外側濾過部材を通過する間に濾過されて前記塵埃及び液体が除去されるように構成され、
前記内側濾過部材及び外側濾過部材の軸線方向の一端である上端部には、前記中央空間部内に圧縮空気を導入するための導入口を有する上部エンドキャップが取り付けられ、
前記内側濾過部材及び外側濾過部材の軸線方向の他端である下端部には、前記中央空間部の下端部を塞ぐ下部エンドキャップが取り付けられ、
前記内側濾過部材の下端部外周は、前記下部エンドキャップに形成された内側壁で取り囲まれ、前記外側濾過部材の下端部外周は、圧縮空気の流れを遮断する外側壁で取り囲まれ、前記外側壁の上端面は前記内側壁の上端面より高い位置にあり、
前記外側壁の、前記内側壁より上方で前記外側濾過部材の外周を取り囲んでいる壁部分の上下幅は、前記内側壁の、前記内側濾過部材の外周を取り囲んでいる壁部分の上下幅より大きく、
前記外側壁と前記内側壁との間には、前記内側濾過部材及び外側濾過部材で捕集された液体を外部に排出するための液体排出路が形成され、該液体排出路は、前記下部エンドキャップの下面に開放する液体排出孔に連通している、
ことを特徴とするフィルタエレメント。

【請求項2】

前記外側濾過部材の下端部は、前記内側濾過部材の下端部より高い位置にあり、且つ、前記内側壁の上端面と同等位置にあることを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。

【請求項3】

前記外側壁の内周面と前記外側濾過部材の外周面との間に、前記液体排出路に通じる隙間が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタエレメント。

【請求項4】

前記外側壁は、前記下部エンドキャップに、前記内側壁を取り囲むように形成されていて、該外側壁と前記内側壁とは、放射状に配置された複数のリブ状の連結壁により連結されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のフィルタエレメント。

【請求項5】

前記下部エンドキャップは、別構成されて相互に嵌合し合う内側キャップ部材と外側キャップ部材とを有していて、前記内側キャップ部材に前記内側壁が形成され、前記外側キャップ部材に前記外側壁と前記液体排出孔とが形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のフィルタエレメント。

【請求項6】

入口ポート及び出口ポートを備えたヘッドと、該ヘッドに連結された中空のハウジング本体とからなるハウジング、及び、前記ハウジング本体の内部に軸線を垂直に向けて収容された中空のフィルタエレメント、を有し、前記フィルタエレメントは、中央空間部の回りを取り囲む内側濾過部材と、該内側濾過部材の外周を取り囲む外側濾過部材とを有していて、前記入口ポートから前記中央空間部内に導入された圧縮空気が、前記内側濾過部材から前記外側濾過部材を通過する間に濾過されて、前記出口ポートから流出するように構成された空気圧フィルタであって、
前記フィルタエレメントの前記内側濾過部材及び外側濾過部材の上端部には、前記入口ポートと中央空間部とを結ぶ導入口を有する上部エンドキャップが取り付けられ、前記内側濾過部材及び外側濾過部材の下端部には、前記中央空間部の下端部を塞ぐ下部エンドキャップが取り付けられ、
前記内側濾過部材の下端部外周は、前記下部エンドキャップに形成された内側壁で取り囲まれ、前記外側濾過部材の下端部外周は、圧縮空気の流れを遮断する外側壁で取り囲まれ、該外側壁の上端面は前記内側壁の上端面より高い位置にあり、
前記外側壁の、前記内側壁より上方で前記外側濾過部材の外周を取り囲んでいる壁部分の上下幅は、前記内側壁の、前記内側濾過部材の外周を取り囲んでいる壁部分の上下幅より大きく、
前記外側壁と前記内側壁との間には、前記内側濾過部材及び外側濾過部材で捕集された液体を前記ハウジング本体の内部に排出するための液体排出路が形成され、該液体排出路は、前記下部エンドキャップの下面に開放する液体排出孔に連通している、
ことを特徴とする空気圧フィルタ。

【請求項7】

前記外側濾過部材の下端部は、前記内側濾過部材の下端部より高い位置にあり、且つ、前記内側壁の上端面と同等位置にあることを特徴とする請求項６に記載の空気圧フィルタ。

【請求項8】

前記外側壁の内周面と前記外側濾過部材の外周面との間に、前記液体排出路に通じる隙間が形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の空気圧フィルタ。

【請求項9】

前記外側壁は、前記下部エンドキャップに、前記内側壁を取り囲むように形成されていて、該外側壁と前記内側壁とは、放射状に配置された複数のリブ状の連結壁により連結されていることを特徴とする請求項６から８の何れかに記載の空気圧フィルタ。

【請求項10】

前記下部エンドキャップは、別構成されて相互に嵌合し合う内側キャップ部材と外側キャップ部材とを有していて、前記内側キャップ部材に前記内側壁が形成され、前記外側キャップ部材に前記外側壁と前記液体排出孔とが形成されていることを特徴とする請求項６から８の何れかに記載の空気圧フィルタ。

【請求項11】

前記外側キャップ部材は、前記ハウジング本体の内部に係止することにより、前記フィルタエレメントの下端部を支持する支持ブロックを兼ねていることを特徴とする請求項１０に記載の空気圧フィルタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮空気中に混入した塵埃や液体等を除去するための空気圧フィルタ、及び該空気圧フィルタに使用されるフィルタエレメントに関するものである。

【背景技術】

【0002】

圧縮空気によって空気圧シリンダや空気圧モータ等の空気圧アクチュエータを作動させる場合、塵埃や、油分及び水分等の液体が混入していない清浄な圧縮空気を使用することが要求される。このため、通常、前記空気圧アクチュエータに圧縮空気を供給する空気圧回路には、該圧縮空気から前記塵埃や液体等の異物を除去するための空気圧フィルタが使用されている。

【0003】

前記空気圧フィルタは、例えば特許文献１に開示されているように、入口ポートと出口ポートとを有するフィルタケースの内部に、前記異物を除去するためのフィルタ本体を収容した構成を有している。このフィルタ本体は、中空の濾過部材と、該濾過部材の上端及び下端に取り付けられた上部キャップ及び下部キャップとを有していて、前記上部キャップは、前記入口ポートを前記濾過部材の中空部に連通させる連通孔を有し、前記下部キャップは、前記濾過部材の中空部の下端部を塞ぐ役目を果たすものである。

【0004】

そして、前記入口ポートからの圧縮空気が、前記上部キャップの連通孔を通じて前記濾過部材の中空部内に供給されると、該圧縮空気は、前記濾過部材を内側から外側へと通過する間に濾過されて前記異物が除去され、浄化された圧縮空気が、前記出口ポートから流出する。
一方、前記圧縮空気から分離された油分や水分等の液体は、前記濾過部材に沿って流下する間に、小さい粒子同士が結合を繰り返すことにより次第に大きな液体粒子に成長し、前記下部キャップ内まで流下して一旦滞留したあと、該下部キャップから前記フィルタケースの内部に順次滴下し、ドレンとして排出される。

【0005】

ところが、前記従来の空気圧フィルタは、圧縮空気の流速が速い場合、前記濾過部材の下端部近辺や前記下部キャップの上面近辺においては、前記濾過部材中に高密度で含まれる液体や、前記下部キャップ内に溜まった液体が、前記圧縮空気の速い流れと接触して飛散し、浄化後の該圧縮空気中に再び混入し易いという問題がある。特に、前記下部キャップ内の液体が該下部キャップをオーバーフローする際に、該下部キャップの縁上にある液体が前記圧縮空気の流れによって飛散し易い。

【0006】

一方、特許文献２には、このような問題を解決することができるフィルタエレメントが開示されている。このフィルタエレメントは、塵埃を除去する中空状をした小径の濾過層と、液体を捕集する中空状をした大径のドレン層とを、内外二重に配設すると共に、前記濾過層及びドレン層の上端と下端とに上部キャップと下部キャップとを取り付け、前記ドレン層の下端部を、前記下部キャップの側面外周から下面の一部を包み込むように延在させたものである。

【0007】

このフィルタエレメントにおいて、圧縮空気が前記濾過槽から前記ドレン層を通過する間に該ドレン層で液体が捕集されると、該液体は、該ドレン層を伝って下方に流れ、前記下部キャップの下面に位置するドレン層部分から滴下するため、前記圧縮空気の流れと接触することがなく、このため、該圧縮空気中に再び混入するのが防止される。

【0008】

しかし、前記フィルタエレメントにおいては、前記ドレン層の下端部を、下部キャップの側面外周から下面の一部を包み込むような特殊な形に形成しなければならないため、その製造に手間とコストがかかるという欠点がある。均一な筒状をしたドレン層を前記形に変形させるようにすると、皺が寄りやすいため、その作業が非常に面倒になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平７−３２８３６４号公報

【特許文献2】米国特許第７，３９０，３４２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の技術的課題は、濾過される圧縮空気の流速が速い場合でも、濾過部材で捕集された液体が浄化後の圧縮空気中に再び混入するのを確実に防止することができる、構成が簡単な空気圧フィルタ及びフィルタエレメントを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記課題を解決するため、本発明によれば、圧縮空気中に混入した塵埃及び液体を除去するための中空状をしたフィルタエレメントが提供される。
前記フィルタエレメントは、中央空間部の回りを取り囲む内側濾過部材と、該内側濾過部材の外周を取り囲む外側濾過部材とを有していて、前記中央空間部内に導入された圧縮空気が、前記内側濾過部材から前記外側濾過部材を通過する間に濾過されて前記塵埃及び液体が除去されるように構成されている。
前記内側濾過部材及び外側濾過部材の軸線方向の一端である上端部には、前記中央空間部内に圧縮空気を導入するための導入口を有する上部エンドキャップが取り付けられ、前記内側濾過部材及び外側濾過部材の軸線方向の他端である下端部には、前記中央空間部の下端部を塞ぐ下部エンドキャップが取り付けられている。
前記内側濾過部材の下端部外周は、前記下部エンドキャップに形成された内側壁で取り囲まれ、前記外側濾過部材の下端部外周は、圧縮空気の流れを遮断する外側壁で取り囲まれ、前記外側壁の上端面は前記内側壁の上端面より高い位置にあり、前記外側壁の、前記内側壁より上方で前記外側濾過部材の外周を取り囲んでいる壁部分の上下幅は、前記内側壁の、前記内側濾過部材の外周を取り囲んでいる壁部分の上下幅より大きく、前記外側壁と前記内側壁との間には、前記内側濾過部材及び外側濾過部材で捕集された液体を外部に排出するための液体排出路が形成され、該液体排出路は、前記下部エンドキャップの下面に開放する液体排出孔に連通している。

【0012】

また、本発明によれば、入口ポート及び出口ポートを備えたヘッドと、該ヘッドに連結された中空のハウジング本体とからなるハウジングを有していて、前記ハウジング本体の内部に、前記フィルタエレメントが軸線を垂直に向けて収容された空気圧フィルタが提供される。

【0013】

本発明の好ましい構成態様によれば、前記フィルタエレメントにおける前記外側濾過部材の下端部は、前記内側濾過部材の下端部より高い位置にあり、且つ、前記内側壁の上端面と同等位置にある。
更に、前記外側壁の内周面と前記外側濾過部材の外周面との間には、前記液体排出路に通じる隙間が形成されていても良い。

【0014】

本発明において好ましくは、前記外側壁が、前記下部エンドキャップに、前記内側壁を取り囲むように形成されていて、該外側壁と前記内側壁とは、放射状に配置された複数のリブ状の連結壁により連結されていることである。
また、前記下部エンドキャップは、別構成されて相互に嵌合し合う内側キャップ部材と外側キャップ部材とを有していて、前記内側キャップ部材に前記内側壁が形成され、前記外側キャップ部材に前記外側壁と前記液体排出孔とが形成されていても良い。
この場合、前記外側キャップ部材は、前記フィルタエレメントの下端部を支持する支持ブロックを兼ねることもできる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、内側濾過部材から外側濾過部材を通過する圧縮空気の流れは、該内側濾過部材及び外側濾過部材の下端部近辺で、前記外側濾過部材の下端部外周を取り囲む外側壁により遮られ、その流速が低下するため、前記内側濾過部材及び外側濾過部材の下端部近辺に高密度で含まれる液体や、下部エンドキャップ内に溜まった液体が、前記圧縮空気の流れと接触して飛散することがなく、この結果、浄化後の該圧縮空気中に液体が再び混入するのが確実に防止される。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係る空気圧フィルタの一実施形態を示す断面図である。

【図2】図１の平面図である。

【図3】本発明に係るフィルタエレメントの第１実施形態を示す断面図である。

【図4】図３のフィルタエレメントの部分破断斜視図である。

【図5】図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

【図6】図３の要部拡大図である。

【図7】下部エンドキャップの斜視図である。

【図8】図７の部分破断図である。

【図9】フィルタエレメントの第２実施形態の要部断面図である。

【図10】フィルタエレメントの第３実施形態の要部断面図である。

【図11】フィルタエレメントの第４実施形態の要部を示す断面図で、該フィルタエレメントを空気圧フィルタに組み込んだ状態の図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１及び図２には、本発明に係るフィルタエレメント１を用いた空気圧フィルタが示されている。この空気圧フィルタは、ハウジング２の内部に、中空状をした前記フィルタエレメント１を、リング状をした仕切り部材３を介して、軸線Ｌを垂直に向けて収容したもので、図１に点線の矢印で示すように、入口ポート４から流入した圧縮空気が、前記フィルタエレメント１の中心の中央空間部６内に導入されて、内側濾過部材７から外側濾過部材８へと通過する間に濾過され、油分や水分等の液体と塵埃とが除去されることにより浄化された圧縮空気が、前記フィルタエレメント１の外周を取り巻く外側空間部９から、出口ポート５を通じて外部に流出するように構成されている。

【0018】

前記ハウジング２は、エア配管を接続するための前記入口ポート４及び出口ポート５を備えたヘッド１１と、該ヘッド１１の下部に連結された中空のハウジング本体１２とを備えている。

【0019】

前記ヘッド１１は、平面視矩形状をしていて、相反する２つの側面のうちの一方の側面に前記入口ポート４が形成され、他方の側面に前記出口ポート５が形成されている。前記入口ポート４は、導管１３内に形成された入口側流路１４を通じて前記フィルタエレメント１の中心の前記中央空間部６に連通し、前記出口ポート５は、前記導管１３を取り巻く出口側流路１５、及び、前記仕切り部材３に形成された連通孔１６を通じて、前記フィルタエレメント１の外周とハウジング２の内周との間に形成された前記外側空間部９に連通している。

【0020】

前記ハウジング本体１２は、上下に細長い円筒状をしていて、その上端部は開放し、下端部は、下に向けて凸形をなす部分球面状の底部１２ａで覆われている。
前記ハウジング本体１２の上端部には、外周方向に張り出すフランジ部１２ｂが形成され、該フランジ部１２ｂが、前記仕切り部材３の外周のフランジ部３ａと共に、前記ヘッド１１の下面と固定部材１７の上端部との間に挟持されて固定されることにより、該ハウジング本体１２が前記ヘッド１１に連結されている。図中の符号１８は、前記フランジ部１２ｂとヘッド１１との間に介設されたシール部材である。

【0021】

前記固定部材１７は、リング状をしていて、前記ハウジング本体１２の外周に嵌め付けられ、前記フランジ部１２ｂ，３ａをヘッド１１との間に挟持する前記固定位置で、前記ハウジング本体１２の外周に巻き付けて固定された係止部材１９で下から支持されることにより、前記固定位置に保持されている。

【0022】

また、前記ハウジング本体１２の内底面の近くには、前記フィルタエレメント１の下端部を支持するリング状の支持ブロック２１が配設されている。この支持ブロック２１の内周面には、前記ハウジング本体１２の中心に向けて放射状に張り出す複数のフィン状をした支持壁２１ａが形成され、該支持壁２１ａの下端部が前記ハウジング本体１２の底部１２ａに当接して係止し、前記該支持壁２１ａの上に、前記フィルタエレメント１の下端部が当接して支持されている。

【0023】

前記支持ブロック２１より下方の空間部２２は、前記フィルタエレメント１で捕集された液体即ちドレンを溜めるためのドレン溜めを形成しており、該空間部２２には、前記フィルタエレメント１の下部エンドキャップ２４に形成された液体排出路２５が、該下部エンドキャップ２４の下面に開放する液体排出孔２５ａを通じて連通し、前記フィルタエレメント１で捕集されたドレンが、前記液体排出路２５から前記液体排出孔２５ａを通じて前記空間部２２内に滴り落ちるようになっている。

【0024】

前記ハウジング本体１２の底部の中央位置には、前記空間部２２内に溜まったドレンを排出するためのドレン排出弁２６が設けられている。このドレン排出弁２６は、ドレンコックを回転操作してドレン排出口を開閉する手動操作式の弁であっても、ドレンの液位や空間部の圧力等に応じてドレン排出口を自動的に開閉する自動式の弁であっても良いが、何れの形式の弁を使用する場合であっても、その構成は既に公知であるから、ここでの詳細な説明は省略する。

【0025】

次に、前記フィルタエレメント１について詳細に説明する。このフィルタエレメント１は、図３−図６に詳細に示すように、前記中央空間部６を取り囲む中空状をした小径の前記内側濾過部材７と、該内側濾過部材７の外周を取り囲む中空状をした大径の前記外側濾過部材８とを有し、これら内側濾過部材７及び外側濾過部材８は、前記フィルタエレメント１の軸線Ｌを取り囲んで同心状且つ内外二重に配設されている。

【0026】

前記内側濾過部材７は、前記外側濾過部材８よりも圧縮空気の流れの上流側に位置し、主として、該圧縮空気中に含まれる塵埃と、ミスト状あるいは液滴状をした油分や水分等の液体とを捕集するものである。この内側濾過部材７は、プリーツ状に折曲した濾材を円筒状に丸めることにより形成されており、この内側濾過部材７が、パンチングメタルで形成された小径の内側支持筒２８と大径の外側支持筒２９との間に、これら内側支持筒２８及び外側支持筒２９と同心状に介設されている。
前記内側濾過部材７は、プリーツ状に折曲しているため、平坦なシート状の濾材をそのまま丸めて形成したものに比べ、濾過面積が拡大されている。しかし、濾過面積をそれほど大きくする必要がない場合には、平坦なシート状の濾材を円筒状に丸めて形成した通常の濾過部材を使用することもできる。

【0027】

一方、前記外側濾過部材８は、前記内側濾過部材７よりも圧縮空気の流れの下流側に位置し、主として、前記内側濾過部材７で捕集された油分や水分等の液体を前記下部エンドキャップまで導く役目を果たすもので、前記外側支持筒２９の外周に、該外側支持筒２９を介して前記内側濾過部材７の外周を取り囲むように配設されている。

【0028】

前記内側濾過部材７及び外側濾過部材８は、例えば、直径が数μｍ−数十μｍ程度の微細な化学繊維を、規則的にあるいは不規則的に積層して形成した繊維シートや、積層した化学繊維を接着剤や融着あるいは絡着等の方法で接合して形成した不織布、セラミック製微細粒子の集合体、あるいは合成樹脂製多孔質シート等により形成することができる。また、前記内側濾過部材７は、前記外側濾過部材８より細径の繊維を使用して空隙率（目の粗さ）を小さくすることにより、微細な塵埃や、油分あるいは水分等の細かいミストを確実に捕集することができる程度に緻密に形成され、これに対して前記外側濾過部材８は、前記内側濾過部材７より太径の繊維を使用して空隙率（目の粗さ）を大きくすることにより、前記内側濾過部材７が捕集した油分や水分等の液体を下部エンドキャップ２４まで速やかに導くことができるように形成されている。従って、前記内側濾過部材７は細目の濾過部材であり、前記外側濾過部材８は粗目の濾過部材であるということができる。

【0029】

前記内側濾過部材７及び外側濾過部材８の上端部には、円環状をした上部エンドキャップ２３が接着剤で固定され、前記内側濾過部材７及び外側濾過部材８の下端部には、円形の皿形をした前記下部エンドキャップ２４が取り付けられている。この下部エンドキャップ２４も接着剤で固定することができる。

【0030】

前記上部エンドキャップ２３の中央には、導入口３１を内部に有する連通管３０が、該上部エンドキャップ２３の上下両方向に突出するように形成され、該連通管３０の上半部３０ａが、図１に示すように、前記導管１３の下端部にシール部材３２を介して気密に接続されている。これにより、前記導入口３１で、前記導管１３内の入口側流路１４と前記内側濾過部材７の内部の前記中央空間部６とが接続され、前記入口ポート４からの圧縮空気が前記中央空間部６内に導入されるようになっている。

【0031】

また、前記上部エンドキャップ２３の直径方向の外周端には、下部エンドキャップ２４側に向けて下向きに延びる外周壁２３ａが形成され、該外周壁２３ａの外周面に前記仕切り部材３の内周面が当接している。前記連通管３０の下半部３０ｂと前記外周壁２３ａとの間には、環状の覆い部３３が形成され、該覆い部３３内に、前記内側支持筒２８、内側濾過部材７、外側支持筒２９、及び外側濾過部材８の上端部がそれぞれ嵌合して、前記覆い部３３の平らな内底面３３ａに当接している。

【0032】

一方、前記下部エンドキャップ２４は、前記中央空間部６の下端部を閉塞するもので、図７及び図８からも明らかなように、該下部エンドキャップ２４の上面中央に位置して前記中央空間部６内に嵌合する円柱状の中央突部３６と、該下部エンドキャップ２４の外周端からやや内側に寄った位置に前記中央突部３６を取り囲むように形成された環状の内側壁３７と、前記下部エンドキャップ２４の外周端に形成されて前記内側壁３７の回りを間隔をおいて取り囲む環状の外側壁３８と、これら内側壁３７と外側壁３８との間に形成された前記液体排出路２５と、前記下部エンドキャップ２４の下面に開口して前記液体排出路２５に連通する液体排出孔２５ａとを有している。

【0033】

前記中央突部３６と内側壁３７と外側壁３８とは、前記上部エンドキャップ２３側に向けて前記軸線Ｌと平行に延びており、前記外側壁３８の高さＨｏは、前記内側壁３７の高さＨｉより高く、前記中央突部３６の高さと同じである。従って、前記外側壁３８の上端面３８ａは、前記内側壁３７の上端面３７ａより上方位置、即ち、前記軸線Ｌ方向の高い位置にある。前記中央突部３６の上端面３６ａは水平面である。

【0034】

前記内側壁３７の外周面と前記外側壁３８の内周面とは、放射状に位置する複数のリブ状連結壁４０により連結され、隣接する連結壁４０，４０間に前記液体排出路２５及び液体排出孔２５ａが形成されている。前記連結壁４０の上端面４０ａは、前記内側壁３７の上端面３７ａと同じ高さにあって、水平をなし、該連結壁４０の下端面４０ｂは、上向きに湾曲する曲面に形成されている。
従って、前記液体排出路２５は、前記外側壁３８の、前記内側壁３７より上方に延出している壁部分３８ｂより低い位置に形成されていることになる。

【0035】

そして、前記中央突部３６と内側壁３７とで囲まれた環状の液溜室４１内に、前記内側支持筒２８と内側濾過部材７と外側支持筒２９との下端部が嵌合し、各々の下端部が前記液溜室４１の平らな内底面４１ａに当接しており、前記内側濾過部材７の下端部外周は、前記内側壁３７により、前記外側支持筒２９を介して取り囲まれている。従って、前記内側支持筒２８と内側濾過部材７と外側支持筒２９との下端部は、軸線Ｌ方向の同じ位置に揃えられていることになる。
前記外側支持筒２９の外周面は、前記内側壁３７の内周面に接触しているが、該内周面との間に僅かな間隙を介して近接した状態に配置されていても良い。

【0036】

一方、前記外側濾過部材８の下端部は、前記内側濾過部材７の下端部より上方位置にあって、前記内側壁３７の上端面３７ａ及び前記連結壁４０の上端面４０ａに当接するか、又は僅かな隙間を介して近接した状態に配設され、該外側濾過部材８の下端部外周は、前記外側壁３８の前記壁部分３８ｂによって取り囲まれている。

【0037】

前記外側濾過部材８の下端部外周と前記外側壁３８の内周との間には、隙間４２が形成され、この隙間４２が前記液体排出路２５に連通することより、前記ハウジング本体１２の下端の空間部２２が、前記液体排出路２５及び隙間４２を介して前記外側空間部９に連通している。しかし、前記隙間４２を設けることなく、前記外側濾過部材８の下端部外周を前記外側壁３８の内周に接触させることにより、該外側濾過部材８の下端部で前記液体排出路２５の上面全体を覆っても良い。

【0038】

前記外側壁３８の高さＨｏを内側壁３７の高さＨｉより高くする理由は、前記内側濾過部材７及び外側濾過部材８の下端部近辺を通過する圧縮空気の流速を部分的に低下させることにより、捕集した液体の再飛散を防止するためである。即ち、前記圧縮空気の流速が速い場合、前記内側濾過部材７及び外側濾過部材８の下端部近辺に高密度で含まれる液体や、前記下部エンドキャップ２４内に溜まった液体が、該圧縮空気の流れと接触することにより飛散し、浄化後の該圧縮空気中に再び混入し易い。特に、前記液溜室４１内の液体が前記内側壁３７をオーバーフローする際に、該内側壁３７の上端面上に位置する液体や前記外側濾過部材８の下端部に浸透した液体が、前記圧縮空気の速い流れに運ばれて飛散し易い。

【0039】

そこで、図６から明らかなように、前記外側壁３８の高さＨｏを前記内側壁３７の高さＨｉより高くすることにより、前記内側濾過部材７及び外側濾過部材８の下端部近辺を通過する圧縮空気の流れを前記外側壁３８の壁部分３８ｂにより遮断して、その部分の流速を低下させるようにし、それにより、前記下部エンドキャップ２４内に溜まった液体や、前記内側壁３７をオーバーフローする液体、あるいは前記内側濾過部材７及び外側濾過部材８の下端部近辺に高密度で含まれる液体が、圧縮空気の流れと接触して飛散するのを防止し、浄化後の圧縮空気中に液体が再び混入するのを防止するようにしている。

【0040】

このような液体の飛散防止効果は、前述したように、前記外側壁３８の高さＨｏを内側壁３７の高さＨｉより高くすることにより得ることができるが、その効果を高めるために好ましくは、前記外側壁３８が前記外側濾過部材８の下端部を取り囲む壁部分３８ｂの上下幅ｈｏを、前記内側壁３７が前記内側濾過部材７の下端部を取り囲む壁部分３７ｂの上下幅ｈｉの、１／２倍以上にすることであり、より好ましくは、前記壁部分３８ｂの上下幅ｈｏを、前記壁部分３７ｂの上下幅ｈｉと同等か又はそれより大きくすることである。図示した例では、前記壁部分３８ｂの上下幅ｈｏが、前記壁部分３７ｂの上下幅ｈｉの２倍に形成されている。

【0041】

前記構成を有する空気圧フィルタは、空気圧回路中に接続され、空気圧シリンダや空気圧モータ等の空気圧アクチュエータに供給される圧縮空気を濾過する。そのときの動作は次の通りである。

【0042】

前記入口ポート４から圧縮空気が、前記入口側流路１４及び連通孔１６を通じてフィルタエレメント１の中心の中央空間部６に導入されると、該圧縮空気は、多孔の前記内側支持筒２８から、前記内側濾過部材７、多孔の前記外側支持筒２９、及び前記外側濾過部材８を次々に通過して外側空間部９に達し、その間に、前記内側濾過部材７及び外側濾過部材８により、該圧縮空気中の塵埃と、油分や水分などの液体とが除去される。このとき、前記内側濾過部材７は、主として、圧縮空気中の塵埃とミスト状あるいは液滴状をした液体とを捕集する役目を果たし、前記外側濾過部材８は、主として、前記内側濾過部材７が捕集した液体を下部エンドキャップ２４に導く役目を果たす。そして、浄化された圧縮空気が、前記外側空間部９から、前記出口側流路１５、前記仕切り部材３に形成された連通孔１６を通じて、前記出口ポート５から流出する。

【0043】

前記内側濾過部材７で捕集された液体は、最初は微細な粒子であったものが次第に凝集して大きな粒子になっていき、それに伴って、重力の作用により前記内側濾過部材７及び外側濾過部材８に沿って流下し、流下する間に互いに結合して更に大きな液体粒子となり、前記下部エンドキャップ２４に達する。

【0044】

前記内側濾過部材７に沿って流下した液体は、前記下部エンドキャップ２４の液溜室４１内に一時的に滞留したあと、後続の液体の流下によって前記内側壁３７を少しずつオーバーフローし、前記液体排出路２５内において、前記内側壁３７の外周面及び前記連結壁４０を伝って前記空間部２２内に滴り落ちる。

【0045】

また、前記外側濾過部材８に沿って流下した液体は、前記液体排出路２５内において、前記内側壁３７の外周面や、前記連結壁４０の側面、あるいは前記外側壁３８の内周面等を伝って前記空間部２２内に滴り落ちるが、前記外側濾過部材８の下端面から直接前記液体排出路２５内を落下する場合もある。

【0046】

このとき、前記連結壁４０を伝う液体は、該連結壁４０の下端面４０ｂが上向きに湾曲しているため、該下端面４０ｂに沿って前記内側壁３７側か又は外側壁３８側に流れて行き、該内側壁３７又は外側壁３８の下端部から滴下する。

【0047】

また、前記中央空間部６から前記内側濾過部材７及び外側濾過部材８を通過する圧縮空気の流れのうち、前記内側濾過部材７及び外側濾過部材８の下端部近辺を通る流れは、前記外側壁３８の壁部分３８ｂにより遮断され、その部分の流速が低下させられる。このため、前記下部エンドキャップ２４の液溜室４１内に溜まった液体や、前記内側壁３７をオーバーフローする液体、あるいは前記内側濾過部材７及び外側濾過部材８の下端部近辺に高密度で含まれる液体が、前記圧縮空気の流れによって飛散することがなく、従って、飛散した液体が浄化後の該圧縮空気中に再び混入することがない。

【0048】

前記ハウジング２の底部の空間部２２内に溜まったドレンは、必要に応じて前記ドレン排出弁２６を開放することにより排出される。

【0049】

図９は、フィルタエレメントの第２実施形態の下端部を断面にして示すものである。この第２実施形態のフィルタエレメント１Ａは、下部エンドキャップ２４Ａの構成が前記第１実施形態のフィルタエレメント１の下部エンドキャップ２４と相違している。即ち、前記下部エンドキャップ２４Ａは、底壁４４上に内側壁３７と外側壁３８とを同心状に形成して、該内側壁３７と外側壁３８との間に、全周に渡って連続する環状の液体排出路２５を形成し、該液体排出路２５の底部に、該液体排出路２５を前記下部エンドキャップ２４の下面に開放させる１つ又は複数の液体排出孔２５ａを形成したものである。
前記フィルタエレメント１Ａのその他の構成は、前記第１実施形態のフィルタエレメント１と同じである。

【0050】

図１０は、フィルタエレメントの第３実施形態の下端部を断面にして示すものである。この第３実施形態のフィルタエレメント１Ｂは、下部エンドキャップ２４Ｂの構成が前記第１実施形態のフィルタエレメント１の下部エンドキャップ２４と相違している。即ち、前記下部エンドキャップ２４Ｂは、金属焼結体で形成された多孔質の底壁４５上に、内側壁３７と外側壁３８と中央突部３６とを同心状に一体化したもので、前記内側壁３７と外側壁３８との間に形成された環状の液体排出路２５を、前記底壁４５の内部の連続する気孔を液体排出孔２５ａとして前記下部エンドキャップ２４の下面に連通させている。
前記フィルタエレメント１Ｂのその他の構成は、前記第１実施形態のフィルタエレメント１と同じである。
なお、前記多孔質の底壁４５は、前記環状の液体排出路２５の底部だけに設け、液溜室４１及び中央突部３６の底部は無孔の底壁としても良い。

【0051】

図１１は、フィルタエレメントの第４実施形態の下端部を示すもので、このフィルタエレメント１Ｃを空気圧フィルタに組み込んだ状態の断面図である。このフィルタエレメント１Ｃは、下部エンドキャップ２４Ｃが、互いに別構成されて相互に嵌合し合う内側キャップ部材４６ａと外側キャップ部材４６ｂとにより形成されている。

【0052】

前記内側キャップ部材４６ａは、前記中央空間部６の下端部を覆う部材で、中央突部３６と内側壁３７とを有している。これに対して前記外側キャップ部材４６ｂは、皿形をした部材で、外側壁３８と前記液体排出孔２５ａとを有すると共に、内周面に、前記内側キャップ部材４６ａの下端部外周を支持するリブ状をした複数の内側支持壁４８を放射状に有している。また、前記外側キャップ部材４６ｂの外面には、ハウジング本体１２の内部に係止するリブ状の外側支持壁４９が放射状に取り付けられ、それによって該外側キャップ部材４６ｂは、フィルタエレメント１Ｃの下端部を前記ハウジング本体１２の内部に支持する支持ブロックとしての機能を兼備している。液体排出路２５は、前記内側壁３７と外側壁３８との間に形成されている。
なお、前記外側キャップ部材４６ｂの底壁は、円錐面状に形成し、中央部に前記液体排出孔２５ａを設けても良い。

【0053】

前記外側キャップ部材４６ｂは、前記外側支持壁４９を持たないように構成することにより、前記支持ブロックとしての機能をなくし、下部エンドキャップ２４Ｃとしての機能だけを有するように構成することもできる。
また、前記内側キャップ部材４６ａと外側キャップ部材４６ｂとは、互いに分離自在であっても良いが、前記内側支持壁４８で相互に接合することにより、一体に形成することもできる。

【0054】

前記第４実施形態のフィルタエレメント１Ｃのその他の構成は、前記第１実施形態のフィルタエレメント１と同じであるので、両者の主要な同一構成部分に第１実施形態と同じ符号を付してその説明は省略する。

【0055】

なお、図示した実施形態において、前記フィルタエレメント１の断面形状は円形であるが、その断面形状は、円形以外であっても良い。例えば、四角形や六角形等の多角形であっても良く、その場合、前記上部エンドキャップ及び下部エンドキャップも同様の形に形成される。
また、前記各実施形態において、前記フィルタエレメントには、内側濾過部材７の内側に、圧縮空気中に含まれる比較的大きな塵埃等を前もって除去することにより前記内側濾過部材７を保護する中空状のプリフィルターを配置することもできる。このプリフィルターは、前記内側支持筒２８の内側又は外側のどちらに配置しても良い。

【0056】

さらに、前記実施形態では、前記内側濾過部材７が細目に形成され、前記外側濾過部材８が粗目に形成されているが、その逆に、前記内側濾過部材７を粗目に形成し、前記外側濾過部材８を細目に形成することもできる。

【符号の説明】

【0057】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ フィルタエレメント
２ ハウジング
４ 入口ポート
５ 出口ポート
６ 中央空間部
７ 内側濾過部材
８ 外側濾過部材
１１ ヘッド
１２ ハウジング本体
２３ 上部エンドキャップ
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ 下部エンドキャップ
２５ 液体排出路
２５ａ 液体排出孔
３１ 導入口
３７ 内側壁
３７ａ 上端面
３７ｂ 壁部分
３８ 外側壁
３８ａ 上端面
３８ｂ 壁部分
４０ 連結壁
４１ 液溜室
４６ａ 内側キャップ部材
４６ｂ 外側キャップ部材
Ｈｉ 内側壁の高さ
Ｈｏ 外側壁の高さ
ｈｉ 内側壁の壁部分の上下幅
ｈｏ 外側壁の壁部分の上下幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】