异物捕获过滤器 【技术领域】
本发明涉及一种配有流体流入的流入室、流入流入室的流体流出的流出室、和分隔于两室之间的过滤元件的异物捕获过滤器。
背景技术
在油压装置(油压设备)中，当灰尘或碳粉、金属粉末(铁粉)等杂质(异物)混入到油压油(工作油)时，会因此在油压泵、油压马达和油压缸等的滑动部分、即各部中的可动机构和固定机构的接触部分处，产生磨损和对可动机构的运动造成阻碍。若在这种状态下继续使用油压装置，则导致油压装置的驱动效率下降，油压装置的使用时间越长，则该油压装置中的上述异物的量增加得越多，从而成为上述油压泵等损伤的原因。
因此，过去，对于与上述油压泵等一起构成油压装置的过滤器，提出了用于从油压油中去除(过滤)上述异物的技术的改进方案。作为其中一种方案，例如有按照下述方式构成的装置(过滤元件、及过滤装置)，即，在相互面对的过滤器之间设置间隔件，在反洗时防止作用于过滤器表面上的压力造成该过滤器变形，防止堆积在相互面对地过滤器表面上的杂质相互接触，并且，确保含有反洗脱离下来的杂质的流体的流路，可以容易地将脱离下来的杂质从过滤器中排出，同时，在过滤装置内设有虚设元件，以减少过滤元件的个数(例如，参照专利文献1)。
[专利文献1]
特开平10-258221号公报
但是，在油压装置中，在混入油压油内的异物量的大小、油压泵和油压马达等的磨损和破损的程度之间存在一定关系，因此，若可以掌握上述异物量的大小，则可以获知油压泵等的磨损和破损的程度。而且，通过测定由过滤元件捕获异物而产生的过滤元件中的压差(压损)，可以掌握上述异物量的大小。
但是，上述现有技术是为了通过尽可能地延长过滤元件达到其使用寿命的时间来提高经济性，以及通过使用异物捕获容量大的过滤元件以减少一个过滤装置内过滤元件的数量、从而提高经济性而提出的，对于通过用过滤元件的表面捕获异物来过滤油压(液压)油、进行所谓表面过滤的技术，最初是以对混入油压油内的异物的捕获本身作为目的提出的。因此，在上述现有技术中，过滤装置不是以过滤元件可以可靠地与油压油一起流入该过滤装置内的异物的方式构成的，对于过滤元件排斥开的、捕获失败的异物，形成原样滞留于过滤装置底部的状态。
因而，在根据上述现有技术的过滤装置中，即使测定由于过滤元件捕获异物而产生的过滤元件中的压差，也不能正确地掌握混入油压油内的异物量，因此，油压泵等的磨损和破损状态特别严重，存在通过实施必要的维修，难以防止油压泵等的损坏于未然的问题。
【发明内容】
因此，本发明的第一个目的是提供一种异物捕获过滤器，其中的过滤元件可以基本可靠、且捕获率较高地捕获混入过滤器内的流体中的异物。
并且，本发明的第二个目的是提供一种异物捕获过滤器，其中混入过滤器内的流体中的异物一旦被过滤元件捕获、则不会从过滤元件中逃出。
并且，本发明的第三个目的是提供一种异物捕获过滤器，由于过滤元件可以基本可靠且捕获率较高地捕获混入过滤器内的流体中的异物、所以通过测定过滤元件中的压力损失可以基本正确地检测出上述异物的量。
并且，本发明的第四个目的是提供一种异物捕获过滤器，其中，即使在混入过滤器内的流体中的异物之中、存在被过滤元件排斥开的异物，该被排斥开的异物也不会滞留在过滤器的底部，可以被过滤元件再次捕获。
进而，本发明的第五个目的是提供一种异物捕获过滤器，其中可以将混入过滤器内的异物之中、作为过滤元件捕获对象的异物的大小设定成所需大小。
根据本发明第一个观点的异物捕获过滤器，配有：流体流入的流入室(3a、5a)、流入上述流入室(3a、5a)的流体流出的流出室(11c)、分隔于上述两室之间的过滤元件(3)，上述流入室(3a、5a)具有使流入上述流入室(3a、5a)内的流体从上述流入室(3a、5a)的底部喷起、形成朝向上述过滤元件(3)的上述流体的上升流的结构(5、7)。
采用上述结构，由于流入到流入室(3a、5a)内的流体从流入室(3a、5a)的底部喷起、形成朝向过滤元件(3)的流体上升流，所以混入流体的异物也与流体一起上升，借助流体向过滤元件(3)的方向移动。因此，可以利用过滤元件(3)基本上可靠且捕获率较高地捕获异物。
在根据本发明第一个观点的优选实施形式中，上述流入室(3a、5a)，在上部具有入口(13i)，具有导向件(5)，该导向件(5)以从该入口(13i)流入的流体朝着上述流入室(3a、5a)的下方冲击上述流入室(3a、5a)的底部(7)、从该底部(7)上升并冲击上述过滤元件(3)的方式进行引导该流体。
采用这种结构，从入口(13i)流入到流入室(3a、5a)内的流体，借助导向件(5)而朝着流入室(3a、5a)的下方取向，冲击过滤室(3a、5a)的底部(7)，之后，从该底部(7)上升并冲击过滤元件(3)，因而，过滤元件(3)可以基本可靠且捕获率较高地进行捕获。并且，即使存在被过滤元件(3)排斥开的异物，被排斥开的异物也不会滞留在过滤器的底部(7)中，而是再度冲击过滤元件(3)，可以利用过滤元件(3)获得极高的捕获几率。
在与上述不同的实施形式中，上述导向件(5)和上述流入室(3a、5a)的底面之间的流路截面面积缩小，以增加上述流体的流速。
采用这种结构，当流体在流路截面面积缩小的导向件(5)和流入室(3a、5a)的底面之间流动时，由于流速增加，所以与上述一样，过滤元件(3)可以基本可靠且捕获率较高地进行捕获。
并且，在与上述不同的实施形式中，上述流入室(27a)在其底部具有入口(25a)，从该入口(25a)流入上述流入室(27a)内的流体的流动从上述底部上升。
采用这种结构，由于从入口(25a)流入流入室(27a)内的流体的流动从流入室(27a)的底部上升，所以与上述一样，过滤元件(27)可以基本可靠且捕获率较高地进行捕获。
并且，在与上述不同的实施形式中，上述流入室(27a)具有导向件(29)，该导向件(29)将从底部入口(25a)流入上述流入室(27a)内的流体的上升流强制导向上述过滤元件(27)。
采用这种结构，由于从底部入口(25a)流入流入室内的流体的上升流被导向件(29)强制导向过滤元件(27)，所以与上述一样，过滤元件(27)可以基本可靠且捕获率较高地进行捕获。
进而，在与上述不同的实施形式中，上述流入室(3a、5a)形成流体的流动不会滞留的流线形状(7)。
采用这种结构，由于流体的流动不能在流入室(3a、5a)内滞留，所以混入流体的异物也不会发生滞留。
根据本发明第二个观点的异物捕获过滤器，配有：流体流入的流入室(3a)、流入上述流入室(3a)的流体流出的流出室(11c)、和分隔于上述两室之间的过滤元件(3)，在上述流入室(3a)内，具有用于将流入上述流入室(3a)内的流体的流动强制导向上述过滤元件(3)的导向件(33)。
采用上述结构，由于流入流入室(3a)内的流体的流动被导向件(33)强制导向过滤元件(3)，所以与上述一样，过滤元件(3)可以基本可靠且捕获率较高地进行捕获。
根据本发明第三个实施形式的异物捕获过滤器，配有：流体流入的流入室(11c、或31c)、流入上述流入室(11c、或31c)的流体流出的流出室(31c、或11c)、和分隔于上述两室之间的过滤元件(31)，上述过滤元件(31)具有：用于捕获作为目标的异物的目标捕获用元件(31a)，和设置在上述目标捕获用元件(31a)的流入路径侧面上的、用于防止由上述目标捕获用元件(31a)捕获的上述作为目标的异物脱落的防脱落用元件(31b)。
采用上述结构，利用目标捕获用元件(31a)捕获作为目标的异物，利用防脱落用元件(31b)防止被目标捕获用元件(31a)捕获的异物脱落。并且，通过将目标捕获用元件(31a)改变为与作为捕获对象的异物的大小相适应的元件，可以将所需大小的异物作为目标进行捕获。
在根据本发明第一、第二、第三个观点的优选实施形式中，进一步具有用于检测上述过滤元件(3、27、31)中的上述流入室(3a、5a、11c或31c)和上述流出室(31c、或11c)之间的压差的压差传感器(9)。
采用上述结构，通过利用压差传感器(9)测定过滤元件(3、27、31)中的压力损失，可以基本正确地检测出混入油压油中的异物量。
【附图说明】
图1是表示根据本发明第一个实施形式的异物捕获过滤器的整体剖面结构的说明图。
图2是表示根据本发明第二个实施形式的异物捕获过滤器的整体剖面结构的说明图。
图3是表示根据本发明第三个实施形式的异物捕获过滤器的整体剖面结构的说明图。
图4是表示根据本发明第四个实施形式的异物捕获过滤器的整体剖面结构的说明图。
图5是表示根据本发明第五个实施形式的异物捕获过滤器的整体剖面结构的说明图。
【具体实施方式】
以下，利用附图详细说明本发明的实施形式。
图1是表示根据本发明第一个实施形式的异物捕获过滤器的整体的剖面结构的说明图。
如图1所示，上述异物捕获过滤器，作为主要的结构要素，配有：壳体1、配置在壳体1内的过滤元件3、配置在过滤元件3内的第一流路导向件5、配置在壳体1内的第二流路导向件7、固定安装于壳体1上部的压差传感器9。
壳体1例如在整体上呈大致圆筒状，由在图1的上下方向(纵向方向)上延伸的壳体主体11、和油压油流入/流出部13构成，所述油压油流入/流出部13，固定于壳体主体11的上部中，以例如整体具有大致圆形轮廓的方式形成，并且截面呈大致皱褶状的形状。
如图1所示，壳体主体11上部的整个面形成开口部11a，壳体主体11的围绕开口部11a的上边缘部及其附近部位，在全周上厚度减薄并形成阶梯部11b。另一方面，在壳体主体11的底面上，以向下方突出的状态大致同心地形成大致圆形的排出管11d，所述排出管11d与由壳体主体11划定的内部空间11c连通。
油压油流入/流出部13具有：外侧突起部13a、内侧突起部13b、油压油流入路径13c、油压油流出路径13d、油压检测通路13e、油压检测通路13f、油压油流入口13g、油压油流出口13h、和开口部13i、13j。
外侧突起部13a向图1的下方突出，通过将呈大致圆筒状的壳体主体11的上边缘部嵌入到外侧突起部13a的内周侧上，使其嵌入配合到外侧突起部13a上，借此，为了安装固定到壳体主体11上，使油压油流入/流出部13形成圆环状。另外，在外侧突起部13a的内周面的适当部位处，于全周上形成切槽13k，在切槽13k中安装O型环13m，并且形成下方侧厚度减薄的阶梯部13n，以便当以上述状态将壳体主体11嵌入到外侧突起部13a中时，可以与壳体主体11的阶梯部11b配合。
内侧突起部13b与外侧突起部13a一样向下方突出，形成于外侧突起部13a大致同心的圆环状，在其内周侧上形成开口部13i。在内侧突起部13b的外周侧上，形成下方侧厚度减薄的阶梯部13r。油压油流入路径13c沿着图1的水平方向延伸、并且一端侧与油压油流入口13g连通，另一端侧弯曲成大致直角且与开口部13i连通。油压油流出路径13d同样处于图1的水平方向上，向着与油压油流入口13g相反的方向延伸，并且一端侧与油压油流出口13h连通，另一端侧弯曲成大致直角并且与和内侧突起部13b的外周侧相邻形成的开口部13j连通。
分别地，油压检测通路13e的一端侧与油压油流入路径13c连通，另一端侧与设置在油压油流入/流出部13的上部的压差传感器9连通，油压油流入路径13c侧的压力传递给压差传感器9。另一方面，分别地，油压检测通路13f的一端侧与油压流出路径13d连通，另一端侧与压差传感器9连通，油压油流出路径13d侧的压力传递给压差传感器9。
通过在壳体主体11处于上述状态的情况下将外侧突起部13a的内侧和壳体11螺纹结合、固定起来，如图1所示，开口部13i在定位于壳体主体11内部空间11c的大致中心的状态下、与内部空间11c连通，并且，开口部13j在开口部13i的与外周侧相邻的位置上与内部空间11c连通。
过滤元件3的整体呈大致圆筒状，为了捕获混入到油压油内的金属粉末(铁粉)或金属碎片等异物，在大致全周上形成网孔，同时大致同心地划定圆形空间部3a，其上端部和下端部同时形成和与圆形空间部3a连通的圆形空间部3a大小相同的开口部。而且，上端部通过经由O型环13s插入到内侧突起部13b的阶梯部13r中，在从内侧突起部13b下垂的状态下大致同心地配置于内部空间11c内。通过采用具有适于捕获所需(大小的)异物的网孔尺寸的过滤元件作为过滤元件3，可以自由改变过滤元件3捕获的作为目标的异物(的大小)。
如图1所示，第一流路导向件5是沿图1的上下方向(纵向)延伸、整体大致呈圆筒形状的构件，下端部直径最小，上端部及其附近的部位上直径最大，并且，直径从下端部向上端部逐渐增大，形成锥形形状。第一流路导向件5，通过将其上端部与过滤元件3的上端部一起经由O型环13s插入到内侧突起部13b的阶梯部13r中，在从内侧突起部13b下垂的状态下，大致同心地配置于过滤元件3的圆形空间部3a内。
如图1所示，第二流路导向件7的轮廓呈例如圆形，并且，以截面形状呈大致W字形的方式平缓(平滑)地弯曲，其呈圆形的外边缘部，处于基本上完全堵塞过滤元件3的下端侧开口部的状态，并且，在与第一流路导向件5的下端部之间形成极小的间隙，嵌入到过滤元件3下端部的内周侧中。
采用上述结构的异物捕获过滤器，通过采用第一流路导向件5的直径从上端部附近的部位向下端侧呈锥形逐渐缩小的结构，从油压油流入口13g通过油压油流入路径13c、及开口部13i流入到由第一流路导向件5划定的导向空间5a内的油压油，被该导向空间5a高效率地导向第二流路导向件7。由于开口部13i被O型环13s密封，所以不会产生从开口部13i流入第一流路导向件5的导向空间5a内的油压油向着该导向空间5a之外(即，上述圆形空间部3a的、由第一流路导向件5的外周面和过滤元件3的内周面划定的狭小空间、或者由过滤元件3和壳体主体11的内周面划定的内部空间11c的狭小部分等)的故障。
如上所述，由于利用第一流路导向件5高效导向第二流路导向件7的油压油位于过滤元件3的下端部，所以，借助在形成于过滤元件3底部的第二流路导向件7上方弯曲的部位、和第一流路导向件5的下端部，通过上述极小的间隙，并且有力地弹起并冲击第二流路导向件7下方的弯曲部位，借此，从该弯曲的部位喷起，到此为止，向下的油压油液流转向上方。而且，转向上方的油压油液流通过上述圆形空间部3a的、由第一流路导向件5的外周面和过滤元件3的内周面划定的狭小空间，并流向过滤元件3。借助该油压油向上方的液流的影响，混入油压油内的异物向上飞舞，朝向过滤元件3的方向，被过滤元件3捕获。
如上面所说明的那样，采用本发明第一个实施形式，从位于壳体主体11上方的开口部13i流入第一流路导向件5的导向空间5a内的油压油，借助第一流路导向件5转向下方，冲击第二流路导向件7，借此，通过上述极小的间隙(即，流路截面面积以使油压油流速增加的方式缩小的间隙)、形成从第二流路导向件7喷起的(油压油的)上升流，之后，由第一流路导向件5进行导向，朝向过滤元件3。因此，混入到油压油内的异物与油压油一起有力地上升，利用油压油向过滤元件3的方向移动，因此，异物被过滤元件3基本上可靠且捕获率较高地捕获。
并且，即使存在被过滤元件3排斥开的异物，被排斥开的异物也不会滞留在过滤元件的底部(即，在此为第二流路导向件7)中，利用上述油压油的上升流再次冲击过滤元件3，因而，可以利用过滤元件3获得极高的捕获几率。并且，由于异物被过滤元件3捕获的几率极高，所以，过滤元件3进行的上述对异物的捕获，可以由夹着过滤元件3形成的油压油流入路径13c和油压油流出路径13d之间的压差反映出来。因而，通过利用压差传感器9测定油压油流入路径13c和油压油流出路径13d之间的压差，可以基本正确地检测出混入油压油内的异物量，因而，对于油压泵(图中未示出)和油压马达(图中未示出)等的油压装置各部，可以施加必要的维修保养。
另外，在上述结构的异物捕获过滤器中，通过采用具有适于捕获所需(大小)异物的网孔尺寸的过滤元件作为过滤元件3，可以自由地改变作为过滤元件3的捕获目标的异物(的大小)。
图2是表示根据本发明第二个实施形式的异物捕获过滤器的整体剖面结构的说明图。
根据本实施形式的异物捕获过滤器，其主要特征在于，如图2所示，壳体21具有在壳体主体23下方安装油压油流入/流出部25的结构，油压油向壳体主体23的内部空间23a的流入、以及从内部空间23a的流出，是通过位于壳体21底部的油压油流入/流出部25进行的，形成所谓的逆流结构。
即，在图2所示的异物捕获过滤器中，从油压油流入口25a流入油压油流入路径25b的油压油的液流，借助带有圆弧(ア-ル/半径)的该油压油流入路径25b，生成从图2的水平方向(横向)向图2的垂直方向(纵向)前进的上升流，向上飞舞。如上所述，在从油压油流入路径25b的横向方向向纵向方向的流路方向弯曲的部位上具有圆弧(ア-ル/半径)并且形成圆滑的形状(流线形)的原因在于，如果上述弯曲部位存在尖角，则在该部位中有可能会出现油压油的液流的滞留。
这样有力的油压油上升流，若从位于壳体21底部的油压油流入/流出部25流入位于其上方的壳体主体23的内部空间23a，则基部在插入到过滤元件27上端部、及其附近部位的状态下、下垂到过滤元件27的圆形空间部27a内，被截面呈圆锥形的第三流路导向件29向着过滤元件27的方向导向。
因此，混入到油压油内的异物也与油压油一起有力地上升，借助油压油向过滤元件27的方向移动，因而，异物被过滤元件27的网孔基本可靠且捕获率较高地捕获。
假设存在未被过滤元件27捕获、下落到底部、即油压油流入路径25b的带圆弧(ア-ル/半径)的部位上的异物，由于借助此后流入油压油流入路径25b的油压油的上升流再次被冲至过滤元件27处，所以任何异物均大致100％地被过滤元件27捕获。
作为在内部空间11c内产生从内侧向外侧(过滤元件3的方向)旋转的油压油旋转液流的措施，还可以设想在第四流路导向件33的外周面上切出螺纹的方法。利用这种结构，也可以获得与本实施形式基本相同的效果。
另外，在图2中，虽然没有记载图1中由符号9表示的压差传感器，但是优选在壳体21上部的适当部位、或壳体21侧面的适当部位配置压差传感器。壳体21底部、即油压油流入/流出部25选定在配置部位，由于异物等灰尘易于滞留，所以是优选的。
符号25c是与油压油流入路径25b一起构成油压油流入/流出部25的油压油流出路径。此外，壳体主体21、及油压油流入/流出部25等所具备的各部分的结构的详细情况与图1所示的大致相同，因此，省略了带有这些部分中的参考标号的部分的说明。
图3是表示根据本发明第三个实施形式的异物捕获过滤器的整体的剖面结构的说明图。
如图3所示，根据本实施形式的异物捕获过滤器，其主要特征在于，在过滤元件31中采用双层的过滤元件，所述双层过滤元件是由为了面对由壳体主体11划定的内部空间11c而位于外侧的第一层过滤元件31a、和位于其内侧的第二层过滤元件31b构成。上述以外的结构与图1所示的相同，因此，在图3中，对于与图1所示相同的部件采用相同的符号，并省略对其的说明。
若进一步说明过滤元件31，则第一层过滤元件31a具有比要捕获的尺寸(目标尺寸)的异物略大的网孔，即具有只要挂住目标尺寸的异物即可、最终异物可以透过的程度(粗)大小的网孔。另一方面，第二层过滤元件31b，具有透过第一层过滤元件31a(上述目标尺寸)的异物不能透过(被捕获)并使其滞留的程度(细)的网孔。另外，过滤元件31也与上述过滤元件3、27一样，具有圆形空间部31c。
采用上述结构，目标尺寸的异物首先临时钩挂在作为前一层过滤元件的第一层过滤元件31a中，其次，所钩挂的异物被作为主过滤元件的第二层过滤元件31b捕获，因而，被过滤元件31捕获的异物不但可以防止从过滤元件31上脱离，而且，过滤元件31进行的上述异物的捕获可以被夹着过滤元件31形成的油压油流入路径13c和油压油流出路径13d之间的压差反映出来。
在上述结构中，在改变油的流动方向的情况下，(粗网孔的)的第一层过滤元件31a、和(细网孔的)第二层过滤元件(捕获用过滤器)31b的配置也与此相应地发生变化。
(1)即，如上所述，在油从油压油流入口13g向油压油流出口13h的方向流动的情况下，如图3所示，分别在过滤元件31的外侧配置粗网孔的过滤元件31a作为第一层过滤器，在过滤元件31内侧配置细网孔过滤元件31b作为第二层过滤器(捕获用过滤器)。
(2)另一方面，与上述相反，在油向着将图3中由符号13h表示的开口作为油压油流入口、将图3中符号13g表示的开口作为油压油流出口的方向流动的情况下，分别在过滤元件31外侧配置细网孔的过滤元件(捕获用过滤器)(31b)作为第一层过滤元件，在过滤元件31内侧配置粗网孔过滤元件(31a)作为第二层过滤元件。
另外，在图3中，省略压差传感器、和与压差传感器相关联的结构的图示。
图4是表示根据本发明第四个实施形式的异物捕获过滤器的整体剖面结构的说明图。
根据本实施形式的异物捕获过滤器，如图4所示，其主要特征在于，将形成圆锥状的第四流路导向件33、在下端侧开口部基本上完全堵塞的状态下、朝上部呈凸状地配置到由过滤元件3划定的圆形空间部3a内。上述以外的结构与图1所示的结构相同，在图4中，对于与图1所示相同的部件，采用相同的符号，并省略对其的说明。
进一步说明第四流路导向件33，从位于壳体主体11上方的开口部13i流入过滤元件3的圆形空间部3a内的油压油的液流，通过冲击第四流路导向件33、被第四流路导向件33强制转向过滤元件3侧，上述油压油的液流碰到过滤元件3。因此，混入油压油内的异物也与油压油的液流一起碰到过滤元件3，因而，该异物被过滤元件3的网孔基本可靠地捕获。
另外，在图4中，符号13m’、13s’分别表示密封材料。在此省略对它们的说明。
图5是表示根据本发明第五个实施形式的异物捕获过滤器的整体剖面结构的说明图。
根据本实施形式的异物捕获过滤器，其主要特征在于，在过滤元件35中采用捕获用金属网。该过滤元件35也与上述过滤元件3、27、31一样，具有圆形空间部35a。除此以外的结构，与图1或图4所示的结构相同，因此，在图5中，对于与图1或图4所示相同的部件，采用相同的符号，并省略对其的说明。
采用上述结构，由于采用捕获用金属网作为过滤元件35，所以可以以比例如采用纸制元件作为过滤元件35的情况下更高的捕获率捕获异物。
虽然上面说明了本发明的优选实施形式，但是这些是用于说明本发明的例子，本发明的范围不仅限于这些实施形式。本发明可以以其它各种形式实施。
如上面所说明的那样，采用本发明，可以提供过滤元件能够基本上可靠且捕获率较高地捕获混入过滤器内的流体中的异物的异物捕获过滤器。
并且，采用本发明，可以提供一种混入过滤器内的流体中的异物一旦被过滤元件捕获、则不会从过滤元件中逃出的异物捕获过滤器。
并且，采用本发明，可以提供一种由于过滤元件可以基本可靠且捕获率较高地捕获混入过滤器内的流体中的异物、所以通过测定过滤元件中的压力损失可以基本正确地检测出上述异物的量的异物捕获过滤器。
并且，采用本发明，可以提供一种异物捕获过滤器，其中，即使在混入过滤器内的流体中的异物之中、存在被过滤元件排斥开的异物，该被排斥开的异物也不会滞留在过滤器的底部，可以被过滤元件再次捕获。
进而，采用本发明，可以提供一种可以将混入过滤器内的异物之中、作为过滤元件捕获对象的异物的大小设定成所需大小的异物捕获过滤器。