フィルタ装置
【課題】作動油の濾過性能を長期間維持できるフィルタ装置を提供する。
【解決手段】前段のフィルタ４０が目詰まりすると安全弁５０が作動して、次段のフィルタ４０で作動油を濾過できるように構成した。これにより、前段のフィルタ４０が目詰まりして安全弁５０が作動しても、後段のフィルタ４０で作動油を濾過できるため、従来のフィルタ装置と比べて、作動油の濾過性能を長期間維持できる。また、安全弁５０が作動すると、弁体５３ａ〜５３ｃが磁石５８ａ〜５８ｃに吸着されて保持されるように構成した。これにより、安全弁５０における作動油の圧力損失を低減できるので、無駄なエネルギ消費を低減できる。
【解決手段】前段のフィルタ４０が目詰まりすると安全弁５０が作動して、次段のフィルタ４０で作動油を濾過できるように構成した。これにより、前段のフィルタ４０が目詰まりして安全弁５０が作動しても、後段のフィルタ４０で作動油を濾過できるため、従来のフィルタ装置と比べて、作動油の濾過性能を長期間維持できる。また、安全弁５０が作動すると、弁体５３ａ〜５３ｃが磁石５８ａ〜５８ｃに吸着されて保持されるように構成した。これにより、安全弁５０における作動油の圧力損失を低減できるので、無駄なエネルギ消費を低減できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体中の粒子を捕集するフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、建設機械の油圧回路等において、油圧回路を流れる作動油中の汚染物を捕集するために油圧回路中にフィルタを設けている。このフィルタが目詰まりすることで油圧回路内の圧力が高くなるのを防ぐため、安全弁を設けている。フィルタの上流側の圧力が所定の圧力を超えると、安全弁が作動して、フィルタの上流側の作動油をフィルタの下流側に導く（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６２８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、安全弁が作動した場合には、作動油がフィルタで濾過されず、フィルタで捕集すべき汚染物も作動油とともに下流へ流れてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１） 請求項１の発明によるフィルタ装置は、相手側の機器に取り付けられるハウジング内に設けられる第１および第２のフィルタと、第１のフィルタで流体を濾過する際の圧力損失が所定の値以下であれば第１のフィルタで流体を濾過し、第１のフィルタで流体を濾過する際の圧力損失が所定の値を超えると、第２のフィルタで流体を濾過するように流体の流れを切り替える切替手段とを備えることを特徴とする。
（２） 請求項２の発明は、請求項１に記載のフィルタ装置において、第１および第２のフィルタは、互いに着脱可能であることを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のフィルタ装置において、第２のフィルタは、ハウジングが相手側の機器に取り付けられた際に、第１のフィルタよりも相手側機器に近い位置に取り付けられることを特徴とする。
（４） 請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルタ装置において、切替手段が第２のフィルタで流体を濾過するように流体の流れを切り替えたことを検出する検出電極をさらに備えることを特徴とする。
（５） 請求項５の発明は、請求項４に記載のフィルタ装置において、切替手段が第２のフィルタで流体を濾過するように流体の流れを切り替えたことを検出電極が検出するまでの期間に基づいて、第２のフィルタが目詰まりするまでの期間を予測する予測手段をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、作動油の濾過性能を長期間維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
−−−第１の実施の形態−−−
図１〜４を参照して、本発明によるフィルタ装置の第１の実施の形態を説明する。図１（ａ）は徒来のフィルタ装置を直列に接続した場合の油圧回路の概略を示す図であり、図１（ｂ）は本発明によるフィルタ装置１の油圧回路の概略を示す図である。図２は本発明によるフィルタ装置１の外観を示す図であり、図３は、相手側の機器（相手側機器）６０に取り付けられたフィルタ装置１の断面図である。なお、６１は相手側機器６０からの流体（作動油）の供給口であり、６２は、相手側機器６０の作動油の戻り口である。
【０００８】
図２，３に示すように、本発明によるフィルタ装置１は円筒状のハウジング１０を有する。ハウジング１０の一方端には、作動油の流入口１１と流出口１２とが設けられている。フィルタ装置が相手側機器６０に取り付けられると、相手側機器６０の供給口６１と流入口１１とが接続され、相手側機器６０の戻り口６２と流出口１２とが接続される（図３）。ハウジング１０の内部には、少なくとも２つ以上の円筒状のフィルタ４０が設けられている。本実施の形態では、フィルタ４０が３つ設けられたフィルタ装置を例に説明する。フィルタ４０は、円筒の内側から外側へ作動油が流れる際に作動油を濾過して、汚染物などの作動油から取り除くべき異物を除去する。
【０００９】
最上流側（図示最上段）のフィルタ４０（第１フィルタ４０ａ）の円筒内側の一方の端面（図示上面）４１ａはハウジング１０の流入口１１と接続されている。第１フィルタ４０ａの円筒内側の他方の端面（図示下面）４２ａは、安全弁５０（第１安全弁５０ａ）の上流面（図示上面）に当接している。
【００１０】
第１フィルタ４０ａの下方に設けられたフィルタ４０（第２フィルタ４０ｂ）は、円筒内側の一方の端面（図示上面）４１ｂが第１安全弁５０ａの下流面（図示下面）に面している。第２フィルタ４０ｂの円筒内側の他方の端面（図示下面）４２ｂは、安全弁５０（第２安全弁５０ｂ）の上流面（図示上面）に当接している。
【００１１】
第２フィルタ４０ｂの下方に設けられたフィルタ４０（第３フィルタ４０ｃ）は、円筒内側の一方の端面（図示上面）４１ｃが第２安全弁５０ｂの下流面（図示下面）に面している。第３フィルタ４０ｃの円筒内側の他方の端面（図示下面）４２ｃは、安全弁５０（第３安全弁５０ｃ）の上流面（図示上面）に当接している。第３安全弁５０ｃの下流面（図示下面）は、ハウジング１０の内部で露出している。
【００１２】
図４（ａ），（ｂ）に第１安全弁５０ａの構造を示す。なお、第２安全弁５０ｂおよび第３安全弁５０ｃの構造は第１安全弁５０ａの構造と同じであるので詳細の構造については説明を省略する。第１安全弁５０ａは、流入口５１ａと、流出口５２ａと、強磁性体からなる円筒状の弁体５３ａと、流路５４ａが設けられた弁座５５ａと、ばね５６ａと、ばね５６ａを支える支持部５７ａと、磁石５８ａとを備えている。流入口５１ａは、第１安全弁５０ａの上流面に設けられた開口である。流出口５２ａは、第１安全弁５０ａの下流面に設けられた開口である。
【００１３】
弁体５３ａは弁座５５ａの内周面で円筒の軸線方向に摺動可能に設けられており、ばね５６ａにより図示上方に付勢されている。なお、弁体５３ａは弁座５５ａに設けられた不図示の当接部に当接することで、図示上方への移動が規制されており、弁座５５ａの図示上方には抜けて脱落することがない。弁体５３ａはばね５６ａの付勢力によって図示上方に移動することで、弁座５５ａに設けられた流路５４ａを閉止する。また、後述するように弁体５３ａは図示下方に移動することで、流路５４ａを開放する。
【００１４】
上述したように、流路５４ａは弁座５５ａに設けられた開口部であり、流入口５１ａと流出口５２ａとを連通する。磁石５８ａは、弁体５３ａと略同径の内外径を有する環状の磁石であり、弁体５３ａ直下の支持部５７ａに取り付けられている。磁石５８ａは、弁体５３ａが図示下方に移動されて弁体５３ａの下部と当接すると、図４（ｂ）に示すように、弁体５３ａを吸着して保持する。弁体５３ａが下方に移動すると、流路５４ａを開放するので、流入口５１ａと流出口５２ａとが連通される。
【００１５】
ドレン経路１４は、各フィルタ４の外周面および安全弁５０の外周面と、ハウジング１０の内周面によって形成される空間である。ドレン経路１４は流出口１２を介して相手側機器６０の戻り口６２と接続されている。なお、第３安全弁５０ｃの流出口５２ｃは、ドレン経路１４と接続されている。
【００１６】
−−−作動油の流れについて−−−
作動油は、相手側機器６０の供給口６１から流入口１１を介して第１フィルタ４０ａの円筒内側に流入する。第１フィルタ４０ａが目詰まりを起こしていなければ、第１フィルタ４０ａの円筒内側の圧力が所定の圧力よりも低くなるため、第１安全弁５０ａの上流面と下流面との圧力差が小さい。したがって、弁体５３ａはばね５６ａの付勢力によって図示上方に移動したままの状態を保ち、流路５４ａを閉止する。そのため、第１フィルタ４０ａの円筒内側に流入した作動油は、第１フィルタ４０ａで濾過されて円筒外側のドレン経路１４へ流入する。このとき、作動油に含まれていた汚染物などの異物は第１フィルタ４０ａによって作動油から分離される。作動油から分離された異物はフィルタ４０ａで捕集されて保持される。ドレン経路１４へ流入した作動油は、流出口１２を介して相手側機器６０の戻り口６２へ流出する。
【００１７】
作動油から分離された異物によって第１フィルタ４０ａが目詰まりを起こしてくると、作動油が第１フィルタ４０ａを通過する際の圧力損失が増えるため、第１フィルタ４０ａの円筒内側の圧力が上昇し、第１安全弁５０ａの上流面と下流面との圧力差が大きくなる。目詰まりの進行によって第１フィルタ４０ａにおける圧力損失が増えて、第１フィルタ４０ａの円筒内側の圧力が所定の圧力よりも高くなると、弁体５３ａは、第１安全弁５０ａの上流面と下流面との圧力差によってばね５６ａの付勢力に抗して図示下方へ移動して、流路５４ａを開放する。すなわち、第１安全弁５０ａが作動する。弁体５３ａは、磁石５８ａに吸着されて保持される。なお、弁体５３ａが磁石５８ａに吸着されて保持されると、ばね５６ａの付勢力や、第１安全弁５０ａの上流面と下流面との圧力差にかかわらず流路５４ａが開放される。したがって、ばね５６ａに付勢力に抗して弁体５３ａを下方に移動させる必要がなくなるため、第１安全弁５０ａを通過する際の作動油の圧力損失は減少する。
【００１８】
第１安全弁５０ａが作動すると、第１フィルタ４０ａの円筒内側に流入した作動油は、第１安全弁５０ａの流入口５１ａ、流路５４ａ、および流出口５２ａを介して第２フィルタ４０ｂの円筒内側に流入する。すなわち、第１安全弁５０ａは、第１フィルタ４０ａで作動油を濾過する際の圧力損失が所定の圧力を超えると第２フィルタ４０ｂで作動油を濾過するように作動油の流れを切り替える切替手段である。第２フィルタ４０ｂが目詰まりを起こしていなければ、第２フィルタ４０ｂの円筒内側の圧力が所定の圧力よりも低くなるため、第２安全弁５０ｂの上流面と下流面との圧力差が小さい。したがって、弁体５３ｂはばね５６ｂの付勢力によって図示上方に移動したままの状態を保ち、流路５４ｂを閉止する。そのため、第２フィルタ４０ｂの円筒内側に流入した作動油は、第２フィルタ４０ｂで濾過されて円筒外側のドレン経路１４へ流入する。ドレン経路１４へ流入した作動油は、流出口１２を介して相手側機器６０の戻り口６２へ流出する。
【００１９】
第１フィルタ４０ａの場合と同様に、第２フィルタ４０ｂの目詰まりが進行して第２フィルタ４０ｂの円筒内側の圧力が所定の圧力よりも高くなると、第１安全弁５０ａの場合と同様に、第２安全弁５０ｂが作動する。
【００２０】
第２安全弁５０ｂが作動すると、第２フィルタ４０ｂの円筒内側に流入した作動油は、第２安全弁５０ｂの流入口５１ｂ、流路５４ｂ、および流出口５２ｂを介して第３フィルタ４０ｃの円筒内側に流入する。第３フィルタ４０ｃが目詰まりを起こしていなければ、第３フィルタ４０ｃの円筒内側の圧力が所定の圧力よりも低くなるため、第３安全弁５０ｃの上流面と下流面との圧力差が小さい。したがって、弁体５３ｃはばね５６ｃの付勢力によって図示上方に移動したままの状態を保ち、流路５４ｃを閉止する。そのため、第３フィルタ４０ｃの円筒内側に流入した作動油は、第３フィルタ４０ｃで濾過されて円筒外側のドレン経路１４へ流入する。ドレン経路１４へ流入した作動油は、流出口１２を介して相手側機器６０の戻り口６２へ流出する。
【００２１】
第１フィルタ４０ａおよび第２フィルタ４０ｂの場合と同様に、第３フィルタ４０ｃの目詰まりが進行して第３フィルタ４０ｃの円筒内側の圧力が所定の圧力よりも高くなると、第３安全弁５０ｃが作動する。
【００２２】
第３安全弁５０ｃが作動すると、第３フィルタ４０ｃの円筒内側に流入した作動油は、第３安全弁５０ｃの流入口５１ｃ、流路５４ｃ、および流出口５２ｃを介してドレン経路１４へ流入する。ドレン経路１４へ流入した作動油は、流出口１２を介して相手側機器６０の戻り口６２へ流出する。
【００２３】
このように、第１の実施の形態のフィルタ装置１では、第１フィルタ４０ａで作動油を濾過し、第１フィルタ４０ａが目詰まりすると第１安全弁５０ａが作動して、少ない圧力損失で第２フィルタ４０ｂで作動油を濾過できる。また、第２フィルタ４０ｂが目詰まりすると第２安全弁５０ｂが作動して、少ない圧力損失で第３フィルタ４０ｃで作動油を濾過できる。
【００２４】
本実施の形態のフィルタ装置１では、次の作用効果を奏する。
（１） フィルタ４０が目詰まりすると安全弁５０が作動して、次段のフィルタ４０で作動油を濾過できるように構成した。これにより、前段のフィルタ４０が目詰まりして安全弁５０が作動しても、後段のフィルタ４０で作動油を濾過できるため、従来のフィルタ装置と比べて、作動油の濾過性能を長期間維持できる。また、フィルタ４０の交換頻度を低減できるので、メンテナンスに要する時間や費用を低減できる。
【００２５】
（２） 図１（ａ）に示すような従来のフィルタ装置を直列に配設した場合には、前段のフィルタが目詰まりした後に、前段の安全弁を介して後段のフィルタに作動油を供給する際には、前段の安全弁を作動させる必要があるため、作動油の供給圧力が後段のフィルタで濾過するのに必要な圧力以上に高い圧力となってしまう。これに対して、本実施の形態のフィルタ装置１では、安全弁５０が作動すると、弁体５３ａ〜５３ｃが磁石５８ａ〜５８ｃに吸着されて保持されるように構成した。これにより、安全弁５０における作動油の圧力損失を低減できるので、無駄なエネルギ消費を低減できる。また、フィルタ装置１を多段化しても、フィルタ装置１における圧力損失が大幅に増加することがないので、フィルタ装置１の多段化が容易となる。
【００２６】
−−−第２の実施の形態−−−
図５，６を参照して、本発明によるフィルタ装置の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、１つのフィルタ４０と１つの安全弁５０とによって１つのフィルタユニット２を構成する点で、第１の実施の形態と異なる。
【００２７】
図５は、本実施の形態のフィルタユニット２の構造を示す図である。フィルタユニット２には、第１の実施の形態のフィルタ４０と安全弁５０とが１つのハウジング２０内に設けられている。ハウジング２０の一方端（図示上面）には、作動油の流入口２１と流出口２２とが設けられている。ハウジング２０の他方端（図示下面）には、ドレン流入口２３と流出口５２とが設けられている。
【００２８】
フィルタ４０の円筒内側の一方の端面（図示上面）４１はハウジング２０の流入口２１と接続されている。フィルタ４０の円筒内側の他方の端面（図示下面）４２は、安全弁５０の上流面（図示上面）に当接している。安全弁５０は、流入口５１と、流出口５２と、強磁性体からなる円筒状の弁体５３と、流路５４が設けられた弁座５５と、ばね５６と、ばね５６を支える支持部５７と、磁石５８とを備えている。安全弁５０の各構成要素５１〜５８は、第１の実施の形態の第１安全弁５０ａの各構成要素５１ａ〜５８ａにそれぞれ対応している。
【００２９】
図６に示すように、２つのフィルタユニット２は一方のフィルタユニット２の図示下面と、他のフィルタユニット２の図示上面とで接続できる。フィルタユニット２同士を接続すると、図示上方のフィルタユニット２の流出口５２と、図示下方のフィルタユニット２の流入口２１とが接続され、図示上方のフィルタユニット２のドレン流入口２３と、図示下方のフィルタユニット２の流出口２２とが接続される。図示最下段のフィルタユニット２の下面には、図示最下段のフィルタユニット２の流出口５２と、ドレン流入口２３とを接続し、かつ、作動油がフィルタユニット２の外部に漏れないように蓋２５が取り付けられる。
【００３０】
フィルタユニット２が相手側機器６０に取り付けられると、図６における図示最上段の、相手側機器６０（不図示）に最も近いフィルタユニット２の流入口２１が相手側機器６０の供給口６１と接続され、流出口２２が相手側機器６０の戻り口６２と接続される（不図示）。なお、図６では、フィルタユニット２の段数が３段であるが、相手側機器６０に取り付けられるフィルタユニット２の段数は１段であってもよく、２段であってもよく、４段以上であってもよい。なお、作動油の流れについては、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３１】
第２の実施の形態のフィルタ装置では、第１の実施の形態の作用効果に加えて次の作用効果を奏する。
（１） １つのフィルタ４０と１つの安全弁５０とによって１つのフィルタユニット２を構成したので、目詰まりを起こしたフィルタ４０が設けられたフィルタユニット２だけを交換できるので、交換に要するフィルタ装置についてのコストを低減できる。
【００３２】
（２） フィルタユニット２同士を接続可能に構成したので、相手側機器６０に対する取り付けスペースや、フィルタユニット２の交換頻度などに応じて、相手側機器６０に取り付けるフィルタユニット２の段数を任意に調節でき、柔軟性が高い。
【００３３】
−−−第３の実施の形態−−−
図７，８を参照して、本発明によるフィルタ装置の第３の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１および第２の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１および第２の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、相手側機器６０から最も離れたフィルタ４０で最初に作動油を濾過するように構成した点で、第１および第２の実施の形態と異なる。
【００３４】
図７は、本実施の形態のフィルタユニット３の構造を示す図である。フィルタユニット３は、第２の実施の形態のフィルタユニット２のハウジング２０のさらに外側に、円筒状のハウジング３０が設けられた構造となっている。ハウジング２０の外周面とハウジング３０の内周面との間の空間によって作動油のバイパス流路３１を形成している。図７におけるバイパス流路３１の図示下方端をバイパス流路流入口３２と呼び、図７におけるバイパス流路３１の図示上方端をバイパス流路流出口３３と呼ぶ。なお、後述するように、ドレン経路１４における作動油の流れは、第２の実施の形態とは逆に、図示上方から下方へと流れるため、流出口２２がハウジング２０の他方端（図示下面）に設けられ、ドレン流入口２３がハウジング２０の一方端（図示上面）に設けられている。
【００３５】
図８に示すように、２つのフィルタユニット３は一方のフィルタユニット３の図示下面と、他のフィルタユニット３の図示上面とで接続できる。フィルタユニット３同士を接続すると、図示上方のフィルタユニット３の流出口５２と、図示下方のフィルタユニット３の流入口２１とが接続され、図示上方のフィルタユニット３の流出口２２と、図示下方のフィルタユニット３のドレン流入口２３とが接続される。さらに、図示上方のフィルタユニット３のバイパス流路流入口３２と、図示下方のフィルタユニット３のバイパス流路流出口３３とが接続される。
【００３６】
図示最上段のフィルタユニット３の上面には、図示最上段のフィルタユニット３のドレン流入口２３を閉止するとともに、流入口２１とバイパス流路流出口３３とを接続し、かつ、作動油がフィルタユニット３の外部に漏れないように蓋３５が取り付けられる。
【００３７】
フィルタユニット３は、相手側機器６０に対してフィルタユニット３の図示下面で取り付けられる（図８）。フィルタユニット３が相手側機器６０に取り付けられると、図８における図示最下段の、相手側機器６０に最も近いフィルタユニット３のバイパス流路流入口３２が相手側機器６０の供給口６１と接続され、流出口２２および流出口５２が相手側機器６０の戻り口６２と接続される。なお、図８では、フィルタユニット３の段数が３段であるが、相手側機器６０に取り付けられるフィルタユニット３の段数は１段であってもよく、２段であってもよく、４段以上であってもよい。
【００３８】
−−−作動油の流れについて−−−
作動油は、相手側機器６０の供給口６１から図示最下段のフィルタユニット３のバイパス流路流入口３２に入り、バイパス流路３１を図示下方から上方に向かって流れて、図示最上段のフィルタユニット３の流入口２１から、図示最上段のフィルタ４０の円筒内側に流入する。図示最上段のフィルタ４０の円筒内側に流入した作動油は、図示最上段のフィルタ４０で濾過されてドレン経路１４へ流入し、ドレン経路１４を図示下方に流れて、図示最下段のフィルタユニット３の流出口２２から相手側機器６０の戻り口６２へと流れる。
【００３９】
図示最上段のフィルタ４０が目詰まりを起こすと、第１および第２の実施の形態と同様に、図示最上段の安全弁５０が作動して、作動油を図示中段のフィルタ４０の円筒内側に導く。図示中段のフィルタ４０の円筒内側に導かれた作動油は、図示中段のフィルタ４０で濾過されてドレン経路１４へ流入し、ドレン経路１４を図示下方に流れて、図示最下段のフィルタユニット３の流出口２２から相手側機器６０の戻り口６２へと流れる。
【００４０】
図示中段のフィルタ４０が目詰まりを起こすと、図示中段の安全弁５０が作動して、作動油を図示最下段のフィルタ４０の円筒内側に導く。図示最下段のフィルタ４０の円筒内側に導かれた作動油は、図示最下段のフィルタ４０で濾過されてドレン経路１４へ流入し、流出口２２から相手側機器６０の戻り口６２へと流れる。
【００４１】
図示最下段のフィルタ４０が目詰まりを起こすと、図示最下段の安全弁５０が作動して、流出口５２を介して作動油を相手側機器６０の戻り口６２へ導く。
【００４２】
上述した第３の実施の形態のフィルタ装置によれば、第１および第２の実施の形態の作用効果に加え、次の作用効果を奏する。
（１） フィルタユニット３同士を接続可能に構成し、図８の図示最下段のフィルタユニット３で相手側機器６０に取り付け、バイパス流路流入口３２を利用して作動油を相手側機器６０から最も離れた（図示最上段の）フィルタ４０に導くように構成した。したがって、図示上方のフィルタ４０から順に目詰まりが起きるように構成されることとなる。また、図示上方のフィルタユニット３から順に取り外しができるように構成されることとなる。これにより、目詰まりを起こしていないフィルタユニット３を取り外すことなく、目詰まりを起こしたフィルタユニット３だけを交換できるので、交換作業が容易となる。
【００４３】
−−−第４の実施の形態−−−
図９，１０を参照して、本発明によるフィルタ装置の第４の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１〜第３の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１〜第３の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、安全弁５０が作動したことを検出するように構成した点で、第１〜第３の実施の形態と異なる。
【００４４】
図９は、第４の実施の形態のフィルタユニット２について、安全弁５０の弁体５３直下の支持部５７を弁体５３側から見たときの図である。なお、第４の実施の形態のフィルタユニット２の構造は、以下に説明する安全弁５０の作動検出に関する部分を除いて、第２の実施の形態のフィルタユニット２と同じである。支持部５７には、互いに電気的に絶縁された電極７１，７２が配設されている。安全弁５０が作動して、弁体５３が磁石５８に吸着されて保持されると、弁体５３の下端が電極７１，７２に接触して、電極７１と電極７２とが電気的に接続される。すなわち、弁体５３と電極７１，７２とによってスイッチが構成され、弁体５３が磁石５８に吸着されて保持されると電極７１，７２間が閉路される。電極７１，７２は、安全弁５０が作動したことを検出する検出電極である。
【００４５】
図１０に示すように、電極７１，７２には、それぞれ電極７１，７２間の抵抗の変化を検出する検出装置８１が接続されている。なお、検出装置８１は、各フィルタユニット２の電極７１，７２間の抵抗の変化をそれぞれ検出する。８２は制御装置であり、不図示の表示モニタなどが接続されている。制御装置８２は、検出装置８１で検出した各フィルタユニット２の電極７１，７２間の抵抗の変化の情報等を得る。そして、制御装置８２は、得られた情報に基づいて、どのフィルタユニット２のフィルタ４０が目詰まりしたのかという情報や、次にどのフィルタユニット２のフィルタ４０がいつ頃目詰まりするのかというような情報を不図示の表示モニタを介して相手側機器６０の操作者などに提示する。制御装置８２は、フィルタユニット２のフィルタ４０が目詰まりするまでの期間を予測する予測手段である。
【００４６】
たとえば、制御装置８２は、図示最上段のフィルタユニット２の安全弁５０が作動するまでの時間を計測するとともに、相手側機器６０の一定期間内の運転時間の情報を取得して、図示中段や最下段のフィルタユニット２のフィルタ４０がいつ頃目詰まりするのかを演算して不図示の表示モニタに表示する。具体的な数字を上げて例示すれば、たとえば、図示最上段のフィルタユニット２の安全弁５０が作動するまでに要した作動油の濾過時間が７５０時間であり、相手側機器６０の一ヶ月の運転時間が２５０時間であるとの情報を得ると、制御装置８２は、図示中段および図示最下段のフィルタユニット２のフィルタ４０が約３ヶ月後および約６ヶ月後に目詰まりを起こすと予測して、予測結果を不図示の表示モニタに表示する。
【００４７】
また、たとえば、制御装置８２は、図示最上段のフィルタユニット２のフィルタ４０が目詰まりを起こした（安全弁５０が作動した）日時や、前回図示最上段のフィルタユニット２のフィルタ４０を交換した日時など記録して、表示モニタに表示する。さらに、制御装置８２は、たとえば、いずれかのフィルタユニット２のフィルタ４０が目詰まりを起こす時期に近づいたと判断される場合には、予備のフィルタユニット２の準備を促す旨の表示を不図示の表示モニタに表示する。
【００４８】
なお、制御装置８２は、検出装置８１の近くに配設してもよく、検出装置８１から離れた遠隔地に配設してもよい。また、検出装置８１と制御装置８２との間を有線で接続してもよく、無線で接続してもよい。
【００４９】
上述した第４の実施の形態のフィルタ装置によれば、第１〜第３の実施の形態の作用効果に加え、次の作用効果を奏する.
（１） 安全弁５０の作動の有無を電極７１，７２間の抵抗の変化として検出装置８１で検出して、制御装置８２に情報を伝達するように構成した。これにより、連結されたどのフィルタユニット２が目詰まりを起こしているかを遠隔地から把握することができる。
（２） フィルタ４０が目詰まりを起こすまでの期間（時間）を予測して提示するように構成した。これにより、相手側機器６０の使用者は、たとえば、フィルタ４０が目詰まりを起こすまでの時間と、実際の相手側機器６０の稼働時間とを比較することで、作動油の汚染度を判別することができる。
【００５０】
なお、上述の説明では、相手側機器６０からの流体を作動油として説明したが、エンジンオイル（潤滑油）や水溶液などその他の種類の流体であっても良い。また、上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００５１】
なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、相手側の機器に取り付けられるハウジング内に設けられる第１および第２のフィルタと、第１のフィルタに流体が供給された際の第１のフィルタにおける圧力損失が所定の値以下であれば第１のフィルタに流体を供給し、第１のフィルタに流体が供給された際の第１のフィルタにおける圧力損失が所定の値を超えると、第２のフィルタに流体を供給するように流体の流れを切り替える切替手段とを備える各種構造のフィルタ装置を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ）は徒来のフィルタ装置を直列に接続した場合の油圧回路の概略を示す図であり、（ｂ）は本発明によるフィルタ装置１の油圧回路の概略を示す図である。
【図２】フィルタ装置１の外観を示す図である。
【図３】相手側の機器（相手側機器）６０に取り付けられたフィルタ装置１の断面図である。
【図４】第１安全弁５０ａの構造を示す図である。
【図５】第２の実施の形態のフィルタユニット２の構造を示す図である。
【図６】フィルタユニット２同士を接続した際の断面図である。
【図７】第３の実施の形態のフィルタユニット２の構造を示す図である。
【図８】相手側の機器（相手側機器）６０に取り付けられたフィルタ装置の断面図である。
【図９】第４の実施の形態のフィルタユニット２について、安全弁５０の弁体５３直下の支持部５７を弁体５３側から見たときの図である。
【図１０】フィルタユニット２同士を接続した際の断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ フィルタ装置 ２，３ フィルタユニット
１０，２０，３０ ハウジング ４０ フィルタ
５０ 安全弁 ５３ 弁体
５４ 流路 ５８ 磁石
７１，７２ 電極 ８１ 検出装置
８２ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体中の粒子を捕集するフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、建設機械の油圧回路等において、油圧回路を流れる作動油中の汚染物を捕集するために油圧回路中にフィルタを設けている。このフィルタが目詰まりすることで油圧回路内の圧力が高くなるのを防ぐため、安全弁を設けている。フィルタの上流側の圧力が所定の圧力を超えると、安全弁が作動して、フィルタの上流側の作動油をフィルタの下流側に導く（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６２８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、安全弁が作動した場合には、作動油がフィルタで濾過されず、フィルタで捕集すべき汚染物も作動油とともに下流へ流れてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１） 請求項１の発明によるフィルタ装置は、相手側の機器に取り付けられるハウジング内に設けられる第１および第２のフィルタと、第１のフィルタで流体を濾過する際の圧力損失が所定の値以下であれば第１のフィルタで流体を濾過し、第１のフィルタで流体を濾過する際の圧力損失が所定の値を超えると、第２のフィルタで流体を濾過するように流体の流れを切り替える切替手段とを備えることを特徴とする。
（２） 請求項２の発明は、請求項１に記載のフィルタ装置において、第１および第２のフィルタは、互いに着脱可能であることを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のフィルタ装置において、第２のフィルタは、ハウジングが相手側の機器に取り付けられた際に、第１のフィルタよりも相手側機器に近い位置に取り付けられることを特徴とする。
（４） 請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルタ装置において、切替手段が第２のフィルタで流体を濾過するように流体の流れを切り替えたことを検出する検出電極をさらに備えることを特徴とする。
（５） 請求項５の発明は、請求項４に記載のフィルタ装置において、切替手段が第２のフィルタで流体を濾過するように流体の流れを切り替えたことを検出電極が検出するまでの期間に基づいて、第２のフィルタが目詰まりするまでの期間を予測する予測手段をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、作動油の濾過性能を長期間維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
−−−第１の実施の形態−−−
図１〜４を参照して、本発明によるフィルタ装置の第１の実施の形態を説明する。図１（ａ）は徒来のフィルタ装置を直列に接続した場合の油圧回路の概略を示す図であり、図１（ｂ）は本発明によるフィルタ装置１の油圧回路の概略を示す図である。図２は本発明によるフィルタ装置１の外観を示す図であり、図３は、相手側の機器（相手側機器）６０に取り付けられたフィルタ装置１の断面図である。なお、６１は相手側機器６０からの流体（作動油）の供給口であり、６２は、相手側機器６０の作動油の戻り口である。
【０００８】
図２，３に示すように、本発明によるフィルタ装置１は円筒状のハウジング１０を有する。ハウジング１０の一方端には、作動油の流入口１１と流出口１２とが設けられている。フィルタ装置が相手側機器６０に取り付けられると、相手側機器６０の供給口６１と流入口１１とが接続され、相手側機器６０の戻り口６２と流出口１２とが接続される（図３）。ハウジング１０の内部には、少なくとも２つ以上の円筒状のフィルタ４０が設けられている。本実施の形態では、フィルタ４０が３つ設けられたフィルタ装置を例に説明する。フィルタ４０は、円筒の内側から外側へ作動油が流れる際に作動油を濾過して、汚染物などの作動油から取り除くべき異物を除去する。
【０００９】
最上流側（図示最上段）のフィルタ４０（第１フィルタ４０ａ）の円筒内側の一方の端面（図示上面）４１ａはハウジング１０の流入口１１と接続されている。第１フィルタ４０ａの円筒内側の他方の端面（図示下面）４２ａは、安全弁５０（第１安全弁５０ａ）の上流面（図示上面）に当接している。
【００１０】
第１フィルタ４０ａの下方に設けられたフィルタ４０（第２フィルタ４０ｂ）は、円筒内側の一方の端面（図示上面）４１ｂが第１安全弁５０ａの下流面（図示下面）に面している。第２フィルタ４０ｂの円筒内側の他方の端面（図示下面）４２ｂは、安全弁５０（第２安全弁５０ｂ）の上流面（図示上面）に当接している。
【００１１】
第２フィルタ４０ｂの下方に設けられたフィルタ４０（第３フィルタ４０ｃ）は、円筒内側の一方の端面（図示上面）４１ｃが第２安全弁５０ｂの下流面（図示下面）に面している。第３フィルタ４０ｃの円筒内側の他方の端面（図示下面）４２ｃは、安全弁５０（第３安全弁５０ｃ）の上流面（図示上面）に当接している。第３安全弁５０ｃの下流面（図示下面）は、ハウジング１０の内部で露出している。
【００１２】
図４（ａ），（ｂ）に第１安全弁５０ａの構造を示す。なお、第２安全弁５０ｂおよび第３安全弁５０ｃの構造は第１安全弁５０ａの構造と同じであるので詳細の構造については説明を省略する。第１安全弁５０ａは、流入口５１ａと、流出口５２ａと、強磁性体からなる円筒状の弁体５３ａと、流路５４ａが設けられた弁座５５ａと、ばね５６ａと、ばね５６ａを支える支持部５７ａと、磁石５８ａとを備えている。流入口５１ａは、第１安全弁５０ａの上流面に設けられた開口である。流出口５２ａは、第１安全弁５０ａの下流面に設けられた開口である。
【００１３】
弁体５３ａは弁座５５ａの内周面で円筒の軸線方向に摺動可能に設けられており、ばね５６ａにより図示上方に付勢されている。なお、弁体５３ａは弁座５５ａに設けられた不図示の当接部に当接することで、図示上方への移動が規制されており、弁座５５ａの図示上方には抜けて脱落することがない。弁体５３ａはばね５６ａの付勢力によって図示上方に移動することで、弁座５５ａに設けられた流路５４ａを閉止する。また、後述するように弁体５３ａは図示下方に移動することで、流路５４ａを開放する。
【００１４】
上述したように、流路５４ａは弁座５５ａに設けられた開口部であり、流入口５１ａと流出口５２ａとを連通する。磁石５８ａは、弁体５３ａと略同径の内外径を有する環状の磁石であり、弁体５３ａ直下の支持部５７ａに取り付けられている。磁石５８ａは、弁体５３ａが図示下方に移動されて弁体５３ａの下部と当接すると、図４（ｂ）に示すように、弁体５３ａを吸着して保持する。弁体５３ａが下方に移動すると、流路５４ａを開放するので、流入口５１ａと流出口５２ａとが連通される。
【００１５】
ドレン経路１４は、各フィルタ４の外周面および安全弁５０の外周面と、ハウジング１０の内周面によって形成される空間である。ドレン経路１４は流出口１２を介して相手側機器６０の戻り口６２と接続されている。なお、第３安全弁５０ｃの流出口５２ｃは、ドレン経路１４と接続されている。
【００１６】
−−−作動油の流れについて−−−
作動油は、相手側機器６０の供給口６１から流入口１１を介して第１フィルタ４０ａの円筒内側に流入する。第１フィルタ４０ａが目詰まりを起こしていなければ、第１フィルタ４０ａの円筒内側の圧力が所定の圧力よりも低くなるため、第１安全弁５０ａの上流面と下流面との圧力差が小さい。したがって、弁体５３ａはばね５６ａの付勢力によって図示上方に移動したままの状態を保ち、流路５４ａを閉止する。そのため、第１フィルタ４０ａの円筒内側に流入した作動油は、第１フィルタ４０ａで濾過されて円筒外側のドレン経路１４へ流入する。このとき、作動油に含まれていた汚染物などの異物は第１フィルタ４０ａによって作動油から分離される。作動油から分離された異物はフィルタ４０ａで捕集されて保持される。ドレン経路１４へ流入した作動油は、流出口１２を介して相手側機器６０の戻り口６２へ流出する。
【００１７】
作動油から分離された異物によって第１フィルタ４０ａが目詰まりを起こしてくると、作動油が第１フィルタ４０ａを通過する際の圧力損失が増えるため、第１フィルタ４０ａの円筒内側の圧力が上昇し、第１安全弁５０ａの上流面と下流面との圧力差が大きくなる。目詰まりの進行によって第１フィルタ４０ａにおける圧力損失が増えて、第１フィルタ４０ａの円筒内側の圧力が所定の圧力よりも高くなると、弁体５３ａは、第１安全弁５０ａの上流面と下流面との圧力差によってばね５６ａの付勢力に抗して図示下方へ移動して、流路５４ａを開放する。すなわち、第１安全弁５０ａが作動する。弁体５３ａは、磁石５８ａに吸着されて保持される。なお、弁体５３ａが磁石５８ａに吸着されて保持されると、ばね５６ａの付勢力や、第１安全弁５０ａの上流面と下流面との圧力差にかかわらず流路５４ａが開放される。したがって、ばね５６ａに付勢力に抗して弁体５３ａを下方に移動させる必要がなくなるため、第１安全弁５０ａを通過する際の作動油の圧力損失は減少する。
【００１８】
第１安全弁５０ａが作動すると、第１フィルタ４０ａの円筒内側に流入した作動油は、第１安全弁５０ａの流入口５１ａ、流路５４ａ、および流出口５２ａを介して第２フィルタ４０ｂの円筒内側に流入する。すなわち、第１安全弁５０ａは、第１フィルタ４０ａで作動油を濾過する際の圧力損失が所定の圧力を超えると第２フィルタ４０ｂで作動油を濾過するように作動油の流れを切り替える切替手段である。第２フィルタ４０ｂが目詰まりを起こしていなければ、第２フィルタ４０ｂの円筒内側の圧力が所定の圧力よりも低くなるため、第２安全弁５０ｂの上流面と下流面との圧力差が小さい。したがって、弁体５３ｂはばね５６ｂの付勢力によって図示上方に移動したままの状態を保ち、流路５４ｂを閉止する。そのため、第２フィルタ４０ｂの円筒内側に流入した作動油は、第２フィルタ４０ｂで濾過されて円筒外側のドレン経路１４へ流入する。ドレン経路１４へ流入した作動油は、流出口１２を介して相手側機器６０の戻り口６２へ流出する。
【００１９】
第１フィルタ４０ａの場合と同様に、第２フィルタ４０ｂの目詰まりが進行して第２フィルタ４０ｂの円筒内側の圧力が所定の圧力よりも高くなると、第１安全弁５０ａの場合と同様に、第２安全弁５０ｂが作動する。
【００２０】
第２安全弁５０ｂが作動すると、第２フィルタ４０ｂの円筒内側に流入した作動油は、第２安全弁５０ｂの流入口５１ｂ、流路５４ｂ、および流出口５２ｂを介して第３フィルタ４０ｃの円筒内側に流入する。第３フィルタ４０ｃが目詰まりを起こしていなければ、第３フィルタ４０ｃの円筒内側の圧力が所定の圧力よりも低くなるため、第３安全弁５０ｃの上流面と下流面との圧力差が小さい。したがって、弁体５３ｃはばね５６ｃの付勢力によって図示上方に移動したままの状態を保ち、流路５４ｃを閉止する。そのため、第３フィルタ４０ｃの円筒内側に流入した作動油は、第３フィルタ４０ｃで濾過されて円筒外側のドレン経路１４へ流入する。ドレン経路１４へ流入した作動油は、流出口１２を介して相手側機器６０の戻り口６２へ流出する。
【００２１】
第１フィルタ４０ａおよび第２フィルタ４０ｂの場合と同様に、第３フィルタ４０ｃの目詰まりが進行して第３フィルタ４０ｃの円筒内側の圧力が所定の圧力よりも高くなると、第３安全弁５０ｃが作動する。
【００２２】
第３安全弁５０ｃが作動すると、第３フィルタ４０ｃの円筒内側に流入した作動油は、第３安全弁５０ｃの流入口５１ｃ、流路５４ｃ、および流出口５２ｃを介してドレン経路１４へ流入する。ドレン経路１４へ流入した作動油は、流出口１２を介して相手側機器６０の戻り口６２へ流出する。
【００２３】
このように、第１の実施の形態のフィルタ装置１では、第１フィルタ４０ａで作動油を濾過し、第１フィルタ４０ａが目詰まりすると第１安全弁５０ａが作動して、少ない圧力損失で第２フィルタ４０ｂで作動油を濾過できる。また、第２フィルタ４０ｂが目詰まりすると第２安全弁５０ｂが作動して、少ない圧力損失で第３フィルタ４０ｃで作動油を濾過できる。
【００２４】
本実施の形態のフィルタ装置１では、次の作用効果を奏する。
（１） フィルタ４０が目詰まりすると安全弁５０が作動して、次段のフィルタ４０で作動油を濾過できるように構成した。これにより、前段のフィルタ４０が目詰まりして安全弁５０が作動しても、後段のフィルタ４０で作動油を濾過できるため、従来のフィルタ装置と比べて、作動油の濾過性能を長期間維持できる。また、フィルタ４０の交換頻度を低減できるので、メンテナンスに要する時間や費用を低減できる。
【００２５】
（２） 図１（ａ）に示すような従来のフィルタ装置を直列に配設した場合には、前段のフィルタが目詰まりした後に、前段の安全弁を介して後段のフィルタに作動油を供給する際には、前段の安全弁を作動させる必要があるため、作動油の供給圧力が後段のフィルタで濾過するのに必要な圧力以上に高い圧力となってしまう。これに対して、本実施の形態のフィルタ装置１では、安全弁５０が作動すると、弁体５３ａ〜５３ｃが磁石５８ａ〜５８ｃに吸着されて保持されるように構成した。これにより、安全弁５０における作動油の圧力損失を低減できるので、無駄なエネルギ消費を低減できる。また、フィルタ装置１を多段化しても、フィルタ装置１における圧力損失が大幅に増加することがないので、フィルタ装置１の多段化が容易となる。
【００２６】
−−−第２の実施の形態−−−
図５，６を参照して、本発明によるフィルタ装置の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、１つのフィルタ４０と１つの安全弁５０とによって１つのフィルタユニット２を構成する点で、第１の実施の形態と異なる。
【００２７】
図５は、本実施の形態のフィルタユニット２の構造を示す図である。フィルタユニット２には、第１の実施の形態のフィルタ４０と安全弁５０とが１つのハウジング２０内に設けられている。ハウジング２０の一方端（図示上面）には、作動油の流入口２１と流出口２２とが設けられている。ハウジング２０の他方端（図示下面）には、ドレン流入口２３と流出口５２とが設けられている。
【００２８】
フィルタ４０の円筒内側の一方の端面（図示上面）４１はハウジング２０の流入口２１と接続されている。フィルタ４０の円筒内側の他方の端面（図示下面）４２は、安全弁５０の上流面（図示上面）に当接している。安全弁５０は、流入口５１と、流出口５２と、強磁性体からなる円筒状の弁体５３と、流路５４が設けられた弁座５５と、ばね５６と、ばね５６を支える支持部５７と、磁石５８とを備えている。安全弁５０の各構成要素５１〜５８は、第１の実施の形態の第１安全弁５０ａの各構成要素５１ａ〜５８ａにそれぞれ対応している。
【００２９】
図６に示すように、２つのフィルタユニット２は一方のフィルタユニット２の図示下面と、他のフィルタユニット２の図示上面とで接続できる。フィルタユニット２同士を接続すると、図示上方のフィルタユニット２の流出口５２と、図示下方のフィルタユニット２の流入口２１とが接続され、図示上方のフィルタユニット２のドレン流入口２３と、図示下方のフィルタユニット２の流出口２２とが接続される。図示最下段のフィルタユニット２の下面には、図示最下段のフィルタユニット２の流出口５２と、ドレン流入口２３とを接続し、かつ、作動油がフィルタユニット２の外部に漏れないように蓋２５が取り付けられる。
【００３０】
フィルタユニット２が相手側機器６０に取り付けられると、図６における図示最上段の、相手側機器６０（不図示）に最も近いフィルタユニット２の流入口２１が相手側機器６０の供給口６１と接続され、流出口２２が相手側機器６０の戻り口６２と接続される（不図示）。なお、図６では、フィルタユニット２の段数が３段であるが、相手側機器６０に取り付けられるフィルタユニット２の段数は１段であってもよく、２段であってもよく、４段以上であってもよい。なお、作動油の流れについては、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３１】
第２の実施の形態のフィルタ装置では、第１の実施の形態の作用効果に加えて次の作用効果を奏する。
（１） １つのフィルタ４０と１つの安全弁５０とによって１つのフィルタユニット２を構成したので、目詰まりを起こしたフィルタ４０が設けられたフィルタユニット２だけを交換できるので、交換に要するフィルタ装置についてのコストを低減できる。
【００３２】
（２） フィルタユニット２同士を接続可能に構成したので、相手側機器６０に対する取り付けスペースや、フィルタユニット２の交換頻度などに応じて、相手側機器６０に取り付けるフィルタユニット２の段数を任意に調節でき、柔軟性が高い。
【００３３】
−−−第３の実施の形態−−−
図７，８を参照して、本発明によるフィルタ装置の第３の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１および第２の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１および第２の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、相手側機器６０から最も離れたフィルタ４０で最初に作動油を濾過するように構成した点で、第１および第２の実施の形態と異なる。
【００３４】
図７は、本実施の形態のフィルタユニット３の構造を示す図である。フィルタユニット３は、第２の実施の形態のフィルタユニット２のハウジング２０のさらに外側に、円筒状のハウジング３０が設けられた構造となっている。ハウジング２０の外周面とハウジング３０の内周面との間の空間によって作動油のバイパス流路３１を形成している。図７におけるバイパス流路３１の図示下方端をバイパス流路流入口３２と呼び、図７におけるバイパス流路３１の図示上方端をバイパス流路流出口３３と呼ぶ。なお、後述するように、ドレン経路１４における作動油の流れは、第２の実施の形態とは逆に、図示上方から下方へと流れるため、流出口２２がハウジング２０の他方端（図示下面）に設けられ、ドレン流入口２３がハウジング２０の一方端（図示上面）に設けられている。
【００３５】
図８に示すように、２つのフィルタユニット３は一方のフィルタユニット３の図示下面と、他のフィルタユニット３の図示上面とで接続できる。フィルタユニット３同士を接続すると、図示上方のフィルタユニット３の流出口５２と、図示下方のフィルタユニット３の流入口２１とが接続され、図示上方のフィルタユニット３の流出口２２と、図示下方のフィルタユニット３のドレン流入口２３とが接続される。さらに、図示上方のフィルタユニット３のバイパス流路流入口３２と、図示下方のフィルタユニット３のバイパス流路流出口３３とが接続される。
【００３６】
図示最上段のフィルタユニット３の上面には、図示最上段のフィルタユニット３のドレン流入口２３を閉止するとともに、流入口２１とバイパス流路流出口３３とを接続し、かつ、作動油がフィルタユニット３の外部に漏れないように蓋３５が取り付けられる。
【００３７】
フィルタユニット３は、相手側機器６０に対してフィルタユニット３の図示下面で取り付けられる（図８）。フィルタユニット３が相手側機器６０に取り付けられると、図８における図示最下段の、相手側機器６０に最も近いフィルタユニット３のバイパス流路流入口３２が相手側機器６０の供給口６１と接続され、流出口２２および流出口５２が相手側機器６０の戻り口６２と接続される。なお、図８では、フィルタユニット３の段数が３段であるが、相手側機器６０に取り付けられるフィルタユニット３の段数は１段であってもよく、２段であってもよく、４段以上であってもよい。
【００３８】
−−−作動油の流れについて−−−
作動油は、相手側機器６０の供給口６１から図示最下段のフィルタユニット３のバイパス流路流入口３２に入り、バイパス流路３１を図示下方から上方に向かって流れて、図示最上段のフィルタユニット３の流入口２１から、図示最上段のフィルタ４０の円筒内側に流入する。図示最上段のフィルタ４０の円筒内側に流入した作動油は、図示最上段のフィルタ４０で濾過されてドレン経路１４へ流入し、ドレン経路１４を図示下方に流れて、図示最下段のフィルタユニット３の流出口２２から相手側機器６０の戻り口６２へと流れる。
【００３９】
図示最上段のフィルタ４０が目詰まりを起こすと、第１および第２の実施の形態と同様に、図示最上段の安全弁５０が作動して、作動油を図示中段のフィルタ４０の円筒内側に導く。図示中段のフィルタ４０の円筒内側に導かれた作動油は、図示中段のフィルタ４０で濾過されてドレン経路１４へ流入し、ドレン経路１４を図示下方に流れて、図示最下段のフィルタユニット３の流出口２２から相手側機器６０の戻り口６２へと流れる。
【００４０】
図示中段のフィルタ４０が目詰まりを起こすと、図示中段の安全弁５０が作動して、作動油を図示最下段のフィルタ４０の円筒内側に導く。図示最下段のフィルタ４０の円筒内側に導かれた作動油は、図示最下段のフィルタ４０で濾過されてドレン経路１４へ流入し、流出口２２から相手側機器６０の戻り口６２へと流れる。
【００４１】
図示最下段のフィルタ４０が目詰まりを起こすと、図示最下段の安全弁５０が作動して、流出口５２を介して作動油を相手側機器６０の戻り口６２へ導く。
【００４２】
上述した第３の実施の形態のフィルタ装置によれば、第１および第２の実施の形態の作用効果に加え、次の作用効果を奏する。
（１） フィルタユニット３同士を接続可能に構成し、図８の図示最下段のフィルタユニット３で相手側機器６０に取り付け、バイパス流路流入口３２を利用して作動油を相手側機器６０から最も離れた（図示最上段の）フィルタ４０に導くように構成した。したがって、図示上方のフィルタ４０から順に目詰まりが起きるように構成されることとなる。また、図示上方のフィルタユニット３から順に取り外しができるように構成されることとなる。これにより、目詰まりを起こしていないフィルタユニット３を取り外すことなく、目詰まりを起こしたフィルタユニット３だけを交換できるので、交換作業が容易となる。
【００４３】
−−−第４の実施の形態−−−
図９，１０を参照して、本発明によるフィルタ装置の第４の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１〜第３の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１〜第３の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、安全弁５０が作動したことを検出するように構成した点で、第１〜第３の実施の形態と異なる。
【００４４】
図９は、第４の実施の形態のフィルタユニット２について、安全弁５０の弁体５３直下の支持部５７を弁体５３側から見たときの図である。なお、第４の実施の形態のフィルタユニット２の構造は、以下に説明する安全弁５０の作動検出に関する部分を除いて、第２の実施の形態のフィルタユニット２と同じである。支持部５７には、互いに電気的に絶縁された電極７１，７２が配設されている。安全弁５０が作動して、弁体５３が磁石５８に吸着されて保持されると、弁体５３の下端が電極７１，７２に接触して、電極７１と電極７２とが電気的に接続される。すなわち、弁体５３と電極７１，７２とによってスイッチが構成され、弁体５３が磁石５８に吸着されて保持されると電極７１，７２間が閉路される。電極７１，７２は、安全弁５０が作動したことを検出する検出電極である。
【００４５】
図１０に示すように、電極７１，７２には、それぞれ電極７１，７２間の抵抗の変化を検出する検出装置８１が接続されている。なお、検出装置８１は、各フィルタユニット２の電極７１，７２間の抵抗の変化をそれぞれ検出する。８２は制御装置であり、不図示の表示モニタなどが接続されている。制御装置８２は、検出装置８１で検出した各フィルタユニット２の電極７１，７２間の抵抗の変化の情報等を得る。そして、制御装置８２は、得られた情報に基づいて、どのフィルタユニット２のフィルタ４０が目詰まりしたのかという情報や、次にどのフィルタユニット２のフィルタ４０がいつ頃目詰まりするのかというような情報を不図示の表示モニタを介して相手側機器６０の操作者などに提示する。制御装置８２は、フィルタユニット２のフィルタ４０が目詰まりするまでの期間を予測する予測手段である。
【００４６】
たとえば、制御装置８２は、図示最上段のフィルタユニット２の安全弁５０が作動するまでの時間を計測するとともに、相手側機器６０の一定期間内の運転時間の情報を取得して、図示中段や最下段のフィルタユニット２のフィルタ４０がいつ頃目詰まりするのかを演算して不図示の表示モニタに表示する。具体的な数字を上げて例示すれば、たとえば、図示最上段のフィルタユニット２の安全弁５０が作動するまでに要した作動油の濾過時間が７５０時間であり、相手側機器６０の一ヶ月の運転時間が２５０時間であるとの情報を得ると、制御装置８２は、図示中段および図示最下段のフィルタユニット２のフィルタ４０が約３ヶ月後および約６ヶ月後に目詰まりを起こすと予測して、予測結果を不図示の表示モニタに表示する。
【００４７】
また、たとえば、制御装置８２は、図示最上段のフィルタユニット２のフィルタ４０が目詰まりを起こした（安全弁５０が作動した）日時や、前回図示最上段のフィルタユニット２のフィルタ４０を交換した日時など記録して、表示モニタに表示する。さらに、制御装置８２は、たとえば、いずれかのフィルタユニット２のフィルタ４０が目詰まりを起こす時期に近づいたと判断される場合には、予備のフィルタユニット２の準備を促す旨の表示を不図示の表示モニタに表示する。
【００４８】
なお、制御装置８２は、検出装置８１の近くに配設してもよく、検出装置８１から離れた遠隔地に配設してもよい。また、検出装置８１と制御装置８２との間を有線で接続してもよく、無線で接続してもよい。
【００４９】
上述した第４の実施の形態のフィルタ装置によれば、第１〜第３の実施の形態の作用効果に加え、次の作用効果を奏する.
（１） 安全弁５０の作動の有無を電極７１，７２間の抵抗の変化として検出装置８１で検出して、制御装置８２に情報を伝達するように構成した。これにより、連結されたどのフィルタユニット２が目詰まりを起こしているかを遠隔地から把握することができる。
（２） フィルタ４０が目詰まりを起こすまでの期間（時間）を予測して提示するように構成した。これにより、相手側機器６０の使用者は、たとえば、フィルタ４０が目詰まりを起こすまでの時間と、実際の相手側機器６０の稼働時間とを比較することで、作動油の汚染度を判別することができる。
【００５０】
なお、上述の説明では、相手側機器６０からの流体を作動油として説明したが、エンジンオイル（潤滑油）や水溶液などその他の種類の流体であっても良い。また、上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００５１】
なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、相手側の機器に取り付けられるハウジング内に設けられる第１および第２のフィルタと、第１のフィルタに流体が供給された際の第１のフィルタにおける圧力損失が所定の値以下であれば第１のフィルタに流体を供給し、第１のフィルタに流体が供給された際の第１のフィルタにおける圧力損失が所定の値を超えると、第２のフィルタに流体を供給するように流体の流れを切り替える切替手段とを備える各種構造のフィルタ装置を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ）は徒来のフィルタ装置を直列に接続した場合の油圧回路の概略を示す図であり、（ｂ）は本発明によるフィルタ装置１の油圧回路の概略を示す図である。
【図２】フィルタ装置１の外観を示す図である。
【図３】相手側の機器（相手側機器）６０に取り付けられたフィルタ装置１の断面図である。
【図４】第１安全弁５０ａの構造を示す図である。
【図５】第２の実施の形態のフィルタユニット２の構造を示す図である。
【図６】フィルタユニット２同士を接続した際の断面図である。
【図７】第３の実施の形態のフィルタユニット２の構造を示す図である。
【図８】相手側の機器（相手側機器）６０に取り付けられたフィルタ装置の断面図である。
【図９】第４の実施の形態のフィルタユニット２について、安全弁５０の弁体５３直下の支持部５７を弁体５３側から見たときの図である。
【図１０】フィルタユニット２同士を接続した際の断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ フィルタ装置 ２，３ フィルタユニット
１０，２０，３０ ハウジング ４０ フィルタ
５０ 安全弁 ５３ 弁体
５４ 流路 ５８ 磁石
７１，７２ 電極 ８１ 検出装置
８２ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手側の機器に取り付けられるハウジング内に設けられる第１および第２のフィルタと、
前記第１のフィルタで流体を濾過する際の圧力損失が所定の値以下であれば前記第１のフィルタで流体を濾過し、前記第１のフィルタで流体を濾過する際の圧力損失が所定の値を超えると、前記第２のフィルタで流体を濾過するように流体の流れを切り替える切替手段とを備えることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルタ装置において、
前記第１および第２のフィルタは、互いに着脱可能であることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のフィルタ装置において、
前記第２のフィルタは、前記ハウジングが相手側の機器に取り付けられた際に、前記第１のフィルタよりも前記相手側機器に近い位置に取り付けられることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルタ装置において、
前記切替手段が前記第２のフィルタで流体を濾過するように流体の流れを切り替えたことを検出する検出電極をさらに備えることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のフィルタ装置において、
前記切替手段が前記第２のフィルタで流体を濾過するように流体の流れを切り替えたことを前記検出電極が検出するまでの期間に基づいて、前記第２のフィルタが目詰まりするまでの期間を予測する予測手段をさらに備えることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項１】
相手側の機器に取り付けられるハウジング内に設けられる第１および第２のフィルタと、
前記第１のフィルタで流体を濾過する際の圧力損失が所定の値以下であれば前記第１のフィルタで流体を濾過し、前記第１のフィルタで流体を濾過する際の圧力損失が所定の値を超えると、前記第２のフィルタで流体を濾過するように流体の流れを切り替える切替手段とを備えることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルタ装置において、
前記第１および第２のフィルタは、互いに着脱可能であることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のフィルタ装置において、
前記第２のフィルタは、前記ハウジングが相手側の機器に取り付けられた際に、前記第１のフィルタよりも前記相手側機器に近い位置に取り付けられることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルタ装置において、
前記切替手段が前記第２のフィルタで流体を濾過するように流体の流れを切り替えたことを検出する検出電極をさらに備えることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のフィルタ装置において、
前記切替手段が前記第２のフィルタで流体を濾過するように流体の流れを切り替えたことを前記検出電極が検出するまでの期間に基づいて、前記第２のフィルタが目詰まりするまでの期間を予測する予測手段をさらに備えることを特徴とするフィルタ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１１９３９３（Ｐ２００９−１１９３９３Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９７５２８（Ｐ２００７−２９７５２８）
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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