JP2000501643A - 磁気フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 強磁性体の懸濁流体から強磁性体を濾過する磁気フィルタ装置は、より小さい直径の環状磁石（２）のそれぞれの面に取り付けられた一対の環状プレート（５，６）を有する。プレート（５，６）上に放射状に配置された対の磁極片（１１，１２）は、対の磁極片（１１，１２）の間に強磁性体の収集および保持を促す磁束の領域が生じるように位置が調整される。

Description

【発明の詳細な説明】 磁気フィルタ装置 発明の記載 本発明は、強磁性体(ferromagnetic material)の懸濁流体から強磁性体を濾過 する磁気フィルタ装置に関する。 エンジンおよび／または変速機を循環するエンジンオイル等の流体、および、 油圧システムを循環する油圧流体には、これらの流体により潤滑される金属表面 からの強磁性体が蓄積し易い。また、懸濁液中における斯かる粒子材料は、これ らの表面の摩耗を早め、鉄分を更に多く発生させ易い。 従来のフィルタでは、流体から強磁性体の相当量を濾過することができず、従 って、斯かる強磁性体がエンジンおよび／もしくは変速機、または油圧システム の損傷を引起こすことも多かった。更に、流体中の強磁性体の量を示す手段が無 いことから、従来においては損傷の可能性を制限すべく、エンジンまたは油圧シ ステムが一定期間作動した後に流体を交換していた。 強磁性体の懸濁流体から強磁性体を濾過する磁気フィルタ装置は、該装置内で 相互に遮断された取入手段および吐出手段を有している。また、各側面が相互に 逆向きの磁極とされた小径環状磁石の各側面には一対の環状プレートが夫々取付 けられ、該プレート間に磁界が形成される。各プレートには凹所が形成されて、 径方向に延伸する磁極片を形成する。上記プレートは相互に対して配向され、従 って、各磁極片および凹所は軸心方向に整列される。斯く生成された磁束分布に より、流体中の強磁性体は、対抗する磁極片の対により形成される領域へと導か れる。 使用に際しては、循環流体からの強磁性体の回収を増進すべく、上記磁気フィ ルタ装置は、収納手段もしくはエンジンと、従来のフィルタもしくはポンプとの 間に挿入され得る。 本発明のひとつの見地によれば、強磁性体の懸濁流体から強磁性体を濾過する 磁気フィルタ装置は、磁石と、一対の金属プレートとを備え、上記磁石は、磁極 性が逆とされた２個の面部を有し、上記プレートは上記面部と夫々当接して配設 され、各プレートは、外径方向に延在する磁極片を形成すべく該プレートの外周 に隣接する複数個の凹所を有し、該磁極片は上記磁石面部の外周を越えて延在し、 上記プレートは、一方のプレートの凹所および磁極片が他方のプレートの凹所お よび磁極片に対して軸心方向において整列する如く配向され、軸心方向で対向す る凹所は、上記流体に対する流路と、強磁性材料を反発する領域とを形成し、且 つ、上記磁極片は、強磁性体を吸引して保持する領域を形成する。 好適には、磁気フィルタ装置は、軸心方向において上記凹所と整列されると共 に、上記金属プレートに対する排他的通路手段である複数個の孔を有する分配プ レートを更に備えて成る。 上記分配プレート、上記磁石および上記金属プレートは、夫々、流体が通過し 得る管を受容する中央開口を備え、上記管は、当該装置内で上記凹所を通過する 流体の流れから該管内の流路を遮断する手段を提供すれば、更に好適である。 各凹所、および、各磁極片の外縁は、１個もしくは複数個のスロットを更に備 えて成るのが好都合である。 好適には、軸心方向において対向する磁極片の外縁は相互に向けて湾曲される。 上記凹所および上記孔の軸心方向の整列保持を保証する為の手段が備えられれ ば好適である。 上記分配プレートは、好適に非磁性材料で形成される。これによれば、分配プ レートに対する強磁性材料の一切の収積が防止される。 上記磁石は、上記金属プレート間を通過する流体から強磁性体を吸引するに十 分な強さの磁界を上記金属プレート間に発生する材料から形成されれば好都合で ある。 当該装置を通る流体が最初に衝当する金属プレートは、流体が当該装置を退去 すべく通過する他の金属プレートよりも大きな厚みを好適に有している。 好適には、上記管の外面は、軸心方向において上記分配プレートを上記金属プ レートに当接保持する保持手段を受容し得る溝を備えて成る。 好適には、一端にて上記流体の収納手段に受容されるハウジングを更に備え、 上記収納手段は取入手段および吐出手段を有し、上記ハウジングは他端にてフィ ルタを受容し得、このフィルタの吐出側は、当該磁気フィルタ装置内の管および 上記収納手段への取入手段と接続され、上記収納手段からの上記吐出手段は、上 記分配プレートおよび上記金属プレートの凹所と接続されている。 更なる実施例においては、磁気フィルタ装置は、各金属プレートの夫々の側部 に配設された２個の分配プレートを備え、各分配プレートは、上記凹所と軸心方 向に整列可能な複数個の孔を有し、該孔は、上記金属プレートへの流体の排他的 な通路手段であり、両分配プレートの孔は、軸心方向における流体の双方向への 流れに対する取入手段および吐出手段を提供する。 本発明の更なる見地によれば、強磁性体の懸濁流体から強磁性体を濾過する磁 気フィルタ装置であって、フィルタと、磁石と、一対の金属プレートとを備え、 上記磁石は、磁極性が逆とされた２個の面部を有し、上記プレートは上記面部と 夫々当接して配設され、各プレートは、外径方向に延在する磁極片を形成すべく 該プレートの外周に隣接する複数個の凹所を有し、該磁極片は上記磁石面部の外 周を越えて延在し、上記プレートは、一方のプレートの凹所および磁極片が他方 のプレートの凹所および磁極片に対して軸心方向において整列する如く配向され 、軸心方向で対向する凹所は、上記流体に対する流路と、強磁性材料を反発する 領域とを形成し、上記磁極片は、強磁性体を吸引して保持する領域を形成し、上 記フィルタは、上記凹所を通る流路と連通する流路手段を上記流体に対して有す る、磁気フィルタ装置が提供される。 以下、添付図面を参照して本発明の特定の実施例を説明する。 図１は、本発明のひとつの見地に係る磁気フィルタ装置の断面図である。 図２は、図１の装置の分解斜視図である。 図３は、図１および図２の分配プレートの上面図である。 図４は、上記装置の金属プレートの内の一個の上面図である。 図５は、図１乃至図４の装置のひとつの適用例を示す概略図である。 図１および図２に示された、強磁性体（不図示）の懸濁流体（不図示）から強 磁性体を濾過する磁気フィルタ装置１は、磁極性が逆とされた２個の面部３、４ を有する磁石２を備え、これらの面部３、４に対しては夫々金属プレート５,６ が当接している。図２及び図４に示される如く、該プレート５、６は、複数個の 凹所７、８を夫々備えるが、これはプレート５、６の外周縁９、10に備えられて 、磁 極片11、12を形成している。プレート５、６の各々には、斯かる磁極片11、12が 同数だけ形成されると共に、プレート同士は、プレート５の磁極片11および凹所 ７が、プレート６の各磁極片12および凹所８に対して軸心方向に整列する様に配 向されている。軸心方向に変位された磁極片11、12の各対は、磁石２の面部３、 ４上における夫々の位置に依り、磁極性が逆となる。また、それらは磁石２の外 縁13と重なり、外径方向に延在する回収領域14を形成し、強磁性粒子は該領域で 発生した磁界を受けて該領域に保持される。一方、磁極片11、12の各対の端部は 相互に向けて湾曲され、磁界の強度および分布を増強している。更に、凹所７、 ８の各々の径方向側面は同一の極性を有する金属部分により囲まれていることか ら、強磁性体は回収領域14に向けて反発されもしくは退けられて、流体の流路か ら離間する。 各磁極片11、12および各凹所７、８は更に、スロット15を更に備えている。各 スロット15は同一磁極性の隣接領域を形成し、従って、強力に反発する磁界が形 成される。斯かる磁界は、対向する磁極片の間の領域14への強磁性体の保持を更 に促進する。 プレート５、６の中央に配設された開口16、17は、磁石２の中央開口18と軸心 方向に整列し、中央管20が挿通される当該装置１のチャネル19を形成する。管20 は、プレート５、６および磁石２による回収厚みを越えて延在している。 図３に示された分配プレート21は中央開口22を有し、これにより、分配プレー ト21を中央管20の端部23上に嵌装して金属プレート５に隣接配置することができ る。分配プレート21は更に、プレート５、６の各々における凹所７、８と等しい 個数の孔24を備えている。また、分配プレート21は、これらの孔24が金属プレー ト５、６の凹所７、８と軸心方向において整列する如く、管20の回りに配設され る。プレート５、６は夫々、中央開口16、17に平坦部25、26を備え、分配プレー ト21の中央開口22もこれと同一寸法の平坦部27を備えている。各孔24と各凹所７ 、８とが軸心方向に整列するという上記の配向においては、これらの平坦部25、 26および27もまた軸心方向に整列される。ここで、管20の外面30には平坦領域28 が備えられ、この領域に対して上記プレート５、６および21の平坦部25、26およ び27が当接配置されて、磁気フィルタ装置１が組立て られた際に上記配向を維持する。 分配プレート21は、中央開口22の回りにフランジ部29を有している。また、中 央管20の外面30はサークリップ32を受止する環状凹所31を更に備え、該サークリ ップは分配プレート21が金属プレート５に当接するときにフランジ部29に当接す る。 分配プレート21の各孔24を流れる流体のみが各凹所７、８を通過することを確 かなものとすべく、分配プレート21は周方向において（不図示の）ハウジングに 対してシールしても良い。 図５に示される様に磁気フィルタ装置１のひとつの適用例においては、該装置 は、（不図示の）使用中のシステム内で濾過されるべき流体34用の収納手段33と 、フィルタユニット35との間に着脱自在に配設される。 フィルタユニット35はボルト36により収納手段33に取付けられるが、該ボルト は、ユニット35の下面に進入すると共に該ユニットの中央を通って該ユニット35 の上部から突出し、収納手段33の一部に螺着挿入される。フィルタユニット35の フィルタ材料38のブロックと基部との間にはスプリング37が配設され、該スプリ ングは、収納手段33とフィルタユニット35との間に磁気フィルタ装置１を挿入す る為に更に圧縮される。 分配プレート21は、環状シール手段39によりフィルタユニット35に対してシー ルされる。また、中央管20は、収納手段33とフィルタユニット35の表面40とに対 し、シール手段41および42により夫々シールされる。 流体34は、収納手段33から吐出ポート43を介して流出する。それは分配プレー ト21に向けて流れることから、軸心方向で一致された、分配プレート21およびプ レート５、６の夫々の孔24および凹所７、８を流れる。流体は磁気フィルタ装置 １からフィルタユニット35に入ってフィルタ材料38に流れ、此処で懸濁中の他の 粒子が捕捉される。また、流体はフィルタ材料38を出て、磁気フィルタ装置１の 中央管20と連続する中央流路44を通流する。装置１の中央管20からの流体は収納 手段33に再流入するが、これは、その取入ポート45を介して行われる。流体はそ の後、吐出ポート43に戻る前に使用中のシステム中を再循環せしめられる。尚、 上記磁気フィルタ装置１を通る流体の循環頻度を高めれば、 より多くの強磁性体が捕捉される。 一方、フィルタ材料38の目詰りが生じた場合には、圧力逃し弁46により、流体 はフィルタ材料38をバイパスして中央流路44を進むことができる。その場合、こ の時点までにフィルタ材料38内に保持された物質は不都合に押し流されて再循環 される可能性がある。しかし乍ら、斯かる場合においても、磁気流体装置１内に 取入れられた流体は吐出流体から遮断されていることから、磁気フィルタ装置１ 内に回収された一切の粒子は保持される。 以上の如き配置構成において、磁気フィルタ装置１は、エンジンおよび／もし くは変速機の構成要素または油圧システムの摩耗量に対する好都合なチェックポ イントとして機能することが可能であり、従って、それらの安全性および効率を 高めることが可能である。 更なる実施例において、磁気フィルタ装置は、分配プレート21を流体の流れ方 向に面する如く、フィルタユニットに関して配向することができる。 別の実施例において、フィルタ装置はフィルタユニットの一体部材とすること も可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年７月２５日（１９９７．７．２５） 【補正内容】 請求の範囲 １．強磁性体の懸濁流体から強磁性体を濾過する装置であって、 磁石（２）と、一対の金属プレート（５，６）とを備え、 前記磁石は、磁極性が逆とされた面部（３，４）を有し、 前記プレート（５，６）は前記面部（３，４）とそれぞれ当接して配設さ れ、 各プレートは、外径方向に延在する磁極片（１１，１２）を形成すべく各 プレート（５，６）の外周（９，１０）に隣接する複数個の凹所（７，８）を有 し、該磁極片は前記磁石面部の外周を越えて延在し、 前記プレート（５，６）は、一方のプレート（５）の凹所（７）および磁 極片（１１）が他方のプレート（６）の凹所（８）および磁極片（１２）に対し て軸心方向において整列する如く配向され、 軸心方向で対向する凹所（７，８）は、前記流体に対する流路と、強磁性材料 を反発する領域とを形成し、且つ、 前記磁極片（１１，１２）は、強磁性体を吸引して保持する領域を形成し、 前記装置は、軸心方向において前記凹所（７，８）に対して整列可能な複数個 の孔（２４）を有する分配プレート（２１）を更に備え、 前記孔（２４）は、前記金属プレート（５，６）への排他的な流路手段で あり、 前記分配プレート（２１）、前記磁石（２）および前記金属プレート（５，６ ）は、それぞれ、流体が通過可能な管（２０）を受容し得る開口を備え、 前記管は、当該装置内で前記凹所（７，８）を通過する流体の流れから該 管内の流路を遮断する手段を提供することを特徴とする装置。 ２．各凹所（７，８）および各磁極片（１１，１２）の外縁は、１個または複 数個のスロット（１５）を更に備えて成ることを特徴とする請求項１記載の装置 。 ３．軸心方向において対向する磁極片（１１，１２）の外縁は相互に向けて湾 曲されることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。 ４．前記凹所（７，８）および前記孔（２４）の軸心方向の整列保持を保証す る為の手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３記載の装置。 ５．前記分配プレート（２１）は非磁性材料で形成されることを特徴とする請 求項１乃至４記載の装置。 ６．前記磁石（２）は、前記金属プレート間を通過する流体から強磁性体を吸 引するに十分な強さの磁界を前記金属プレート（５，６）間に発生する材料で形 成されることを特徴とする請求項１乃至５記載の装置。 ７．当該装置を通る流体の流れが最初に衝当する前記金属プレート（５）は、 流体が当該装置を退去すべく通過する他の金属プレート（６）よりも大きな厚み を有していることを特徴とする請求項１乃至６記載の装置。 ８．前記管（２０）の外面は、軸心方向において前記分配プレート（２１）を 前記金属プレート（５）に当接保持する保持手段（３２）を受容し得る溝（３１ ）を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至７記載の装置。 ９．一端にて前記流体の収納手段に受容されるハウジングを更に備え、 前記収納手段は取入手段および吐出手段を有し、 前記ハウジングは他端にてフィルタを受容し得、 このフィルタの吐出側は、当該磁気フィルタ装置内の管（２０）および前記収 納手段への取入手段と接続され、 前記収納手段からの前記吐出手段は、前記分配プレート（２１）の孔（２４） および前記金属プレート（５，６）の凹所（７，８）と接続されていることを特 徴とする請求項１乃至７記載の装置。 １０．２個の分配プレートが各金属プレートのそれぞれの側部に配設され、 各分配プレートは、前記凹所と軸心方向に整列可能な複数個の孔を有し、 該孔は、前記金属プレートへの流体の排他的な通路手段であり、 両分配プレートの孔は、軸心方向における流体の双方向への流れに対する取入 手段および吐出手段を提供することを特徴とする請求項１記載の装置。 １１．強磁性体の懸濁流体から強磁性体を濾過する磁気フィルタ装置であって、 フィルタ（３５）と、磁石（２）と、一対の金属プレート（５，６）とを備え、 前記磁石（２）は、磁極性が逆とされた面部（３，４）を有し、 前記プレートは前記面部とそれぞれ当接して配設され、 各プレート（５，６）は、外径方向に延在する磁極片（１１，１２）を形 成すべく各プレート（５，６）の外周に隣接する複数個の凹所（７，８）を有し 、該磁極片は前記磁石面部の外周を越えて延在し、 前記プレート（５，６）は、一方のプレート（５）の凹所（７）および磁 極片（１１）が他方のプレート（６）の凹所（８）および磁極片（１２）に対し て軸心方向において整列する如く配向され、 軸心方向で対向する凹所（７，８）は、前記流体に対する流路と、強磁性材料 を反発する領域とを形成し、 前記磁極片（１１，１２）は、強磁性体を吸引して保持する領域を形成し、 前記フィルタは、前記凹所を通る流路と連通する流路手段を前記流体に対して 有し、 前記装置は、軸心方向において前記凹所（７，８）に対して整列可能な複数個 の孔（２４）を有する分配プレート（２１）を更に備え、 前記孔（２４）は、前記金属プレート（５，６）への排他的な流路手段で あり、 前記分配プレート（２１）、前記磁石（２）および前記金属プレート（５，６ ）は、それぞれ、流体が通過可能な管（２０）を受容し得る開口を備え、 前記管は、当該装置内で前記凹所（７，８）を通過する流体の流れから該 管内の流路を遮断する手段を提供することを特徴とする装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．強磁性体の懸濁流体から強磁性体を濾過する装置であって、 磁石と、一対の金属プレートとを備え、 上記磁石は、磁極性が逆とされた面部を有し、 上記プレートは上記面部と夫々当接して配設され、 各プレートは、外径方向に延在する磁極片を形成すべく該プレートの外周 に隣接する複数個の凹所を有し、該磁極片は上記磁石面部の外周を越えて延在し、 上記プレートは、一方のプレートの凹所および磁極片が他方のプレートの 凹所および磁極片に対して軸心方向において整列する如く配向され、 軸心方向で対向する凹所は、上記流体に対する流路と、強磁性材料を反発する 領域とを形成し、且つ、 上記磁極片は、強磁性体を吸引して保持する領域を形成する、装置。 ２．軸心方向において前記凹所と整列されると共に、前記金属プレートに対す る排他的通路手段である複数個の孔を有する分配プレートを更に備えて成る、請 求項１記載の装置。 ３．前記分配プレート、前記磁石および前記金属プレートは、夫々、流体が通 過し得る管を受容する開口を備え、 上記管は、当該装置内で前記凹所を通過する流体の流れから該管内の流路を遮 断する手段を提供する、請求項１および２に記載の装置。 ４．各凹所、および、各磁極片の外縁は、１個もしくは複数個のスロットを更 に備えて成る、請求項１乃至３に記載の装置。 ５．軸心方向において対向する磁極片の外縁は相互に向けて湾曲される、請求 項１乃至４記載の装置。 ６．前記凹所および前記孔の軸心方向の整列保持を保証する為の手段が備えら れた、請求項１乃至５に記載の装置。 ７．前記分配プレートは非磁性材料で形成される、請求項１乃至６に記載の装 置。 ８．前記磁石は、前記金属プレート間を通過する流体から強磁性体を吸引する に十分な強さの磁界を上記金属プレート間に発生する材料から形成される、請求 項１乃至７に記載の装置。 ９．当該装置を通る流体が最初に衝当する金属プレートは、流体が当該装置を 退去すべく通過する他の金属プレートよりも大きな厚みを有している、請求項１ 乃至８記載の装置。 １０．前記管の外面は、軸心方向において前記分配プレートを前記金属プレー トに当接保持する保持手段を受容し得る溝を備えて成る、請求項３乃至９記載の 装置。 １１．一端にて前記流体の収納手段に受容されるハウジングを更に備え、 上記収納手段は取入手段および吐出手段を有し、 上記ハウジングは他端にてフィルタを受容し得、 このフィルタの吐出側は、当該磁気フィルタ装置内の管および上記収納手段へ の取入手段と接続され、 上記収納手段からの上記吐出手段は、前記分配プレートの孔および前記金属プ レートの凹所と接続されている、請求項１乃至１０に記載の装置。 １２．各金属プレートの夫々の側部に配設された２個の分配プレートを備え、 各分配プレートは、前記凹所と軸心方向に整列可能な複数個の孔を有し、 該孔は、上記金属プレートへの流体の排他的な通路手段であり、 両分配プレートの孔は、軸心方向における流体の双方向への流れに対する取入 手段および吐出手段を提供する、請求項１記載の装置。 １３．強磁性体の懸濁流体から強磁性体を濾過する磁気フィルタ装置であって、 フィルタと、磁石と、一対の金属プレートとを備え、 上記磁石は、磁極性が逆とされた面部を有し、 上記プレートは上記面部と夫々当接して配設され、 各プレートは、外径方向に延在する磁極片を形成すべく該プレートの外周 に隣接する複数個の凹所を有し、該磁極片は上記磁石面部の外周を越えて延在し、 上記プレートは、一方のプレートの凹所および磁極片が他方のプレートの 凹所および磁極片に対して軸心方向において整列する如く配向され、 軸心方向で対向する凹所は、上記流体に対する流路と、強磁性材料を反発する 領域とを形成し、 上記磁極片は、強磁性体を吸引して保持する領域を形成し、 上記フィルタは、上記凹所を通る流路と連通する流路手段を上記流体に対して 有する、磁気フィルタ装置。 １４．添付図面を参照して上記された磁気フィルタ装置。