JP2007119942A

JP2007119942A - 金属生地及びその製造方法

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Publication number: JP2007119942A
Application number: JP2005311580A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Monmaya; 繁基百間谷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2007-05-17
Anticipated expiration: 2025-10-26
Also published as: JP4841225B2

Abstract

【課題】フィルター、吸音材、吸着材、電極、クッション材、装飾用パネル材、建築用パネル材又は摩擦抵抗材の各種材料として用いられる金属生地として、弾力性を有すると共に、表面積が広く、かつ、枠体等の形状保持部材の有無にかかわらず、所定の形状を安定して保つことができる金属コイルよりなる金属生地を提供する。
【解決手段】金属線材を螺旋状に巻いてなる伸縮自在な金属コイル３ａ、３ｂにより構成された金属生地である。一方向Ｂ１に沿うように平面状に多条配列された第１の金属コイル３ａと、他方向Ｂ２に沿うように平面状に多条配列された第２の金属コイル３ｂとを、概ね同一平面内で重なり合うように、交差部分において相互に噛み合わせるように布設している。一方向Ｂ１と他方向Ｂ２の交差角度はたとえば直角である。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属線材を螺旋状に巻いてなる伸縮自在な金属コイルにより構成された金属生地及びその製造方法に関し、たとえば、フィルター、吸音材、消音材、吸着材、電極、クッション材、装飾用パネル材、建築用パネル材又は摩擦抵抗材等の各種分野の製品の材料として用いることができる金属生地及びその製造方法に関する。

一般に、フィルター、吸音材、消音材、吸着材、電極、クッション材、装飾用パネル材、建築用パネル材又は摩擦抵抗材等は、多孔性の樹脂もしくは金属生地又は弾性材性の樹脂製生地が利用される他に、樹脂や金属の線材を、不織布のようにランダムに布設したり、単純に編み込んだり、あるいは織り込んだりすることにより構成されるものも多く、線材を編み込んだり、織り込んだりする場合には、各々の目的に合わせ、一重のものから多層のものまで各種開発されている。

上記のように線材を利用する生地の一つして、伸縮自在な金属コイルよりなる金属生地があり、そのような金属コイルの生地を利用した製品として、現在、特許文献１に記載されたグリスフィルターや、金属たわし等がある。

上記特許文献１に記載されたグリスフィルターは、断面形状が扁平な金属線材を螺旋状に巻いてなる伸縮自在な金属コイルを、矩形状の枠体に多重に巻き付けることにより、多層状に構成されている。このように、金属コイルを利用することにより、隣り合う金属コイル同士が相互に絡み合って動かなくなり、形状の安定性が確保できると共に、粉塵や油等を吸着する面積を増大させることができ、それにより吸着性能を向上させ、吸着容量も増大させている。

なお、金属コイルを金属たわしとして利用する場合には、通常、金属コイルを塊状にランダムに巻いている。
特開２００３−２４０２９８号公報

金属線材を螺旋状に巻いてなる金属コイルは、コイル芯方向に伸縮するのは勿論のこと、コイル芯方向と直角方向等にも容易に湾曲する特性を有している。前記特許文献１のグリルフィルターは、金属コイルを一方向にのみ沿うように多条に配列し、並行配置された隣り合う金属コイル同士が絡み合うようにしている。しかし並行配置された金属コイル同士の絡み合いだけでは、金属コイルは、そのコイル芯が不規則に蛇行する状態となるため、グリルフィルター全面の金属コイルの分布が不均一になる。すなわち、絡み合っている部分では金属コイルが密に分布し、その他の部分においては、金属コイルが存在しない空隙が多く存在し、グリルフィルターとしての浄化機能に課題が残る。すなわち、浄化されずに、フィルターの前記空隙を透過する粉塵や油の量が増加する。

また、その他の製品に金属コイルを利用する場合でも、金属コイルを一方向にのみ沿うように多条に配列し、互いに並行配置された隣り合う金属コイル同士が絡み合うようにしている場合には、前記フィルターの場合と同様に、金属コイルは、そのコイル芯が不規則に蛇行するように変形した状態となるため、金属コイルの分布が不均一になる。また、枠体等の保持部材を備えていない場合には、コイル芯方向に収縮してしまい、所定の形状を安定に保つことが困難になる。

本発明は、フィルター、吸音材、消音材、吸着材、電極、クッション材、装飾用パネル材、建築用パネル材又は摩擦抵抗材等の各種製品に用いられる金属生地として、弾力性を有すると共に、表面積が広く、かつ、枠体等の形状保持部材の有無にかかわらず、所定の形状を安定して保つことができる金属コイルよりなる金属生地及びその製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明は、金属線材を螺旋状に巻いてなる伸縮自在な金属コイルにより構成された金属生地であって、一方向に沿うように平面状に多条配列された第１の金属コイルと、他方向に沿うように平面状に多条配列された第２の金属コイルとを、概ね同一平面内で重なり合うように、交差部分において相互に噛み合わせるように布設している。

これにより、枠体等の形状保持部材の有無に関係なく、金属生地は当初の形状を維持し、形状が安定すると共に、金属生地全面に亘って、略均一に、隈無く、金属コイルを分布させることができ、たとえば、フィルター等の防塵性能及び吸着性能を向上させることができる。

前記一方向と前記他方向とは、略直交させることも、直角以外の角度で交差させることも可能である。交差角度は、金属生地を使用する目的に応じて、好適となるように設定すればよく、たとえば、縦横共に所定の形状及び寸法を維持した安定した形状が必要な場合には、交差角度を直角とすれば良く、また、いずれかの方向に多少の伸縮性を確保したい場合には、前記一方向と他方向が、たとえば、前記所望の伸縮方向を挟んで鋭角となるように配設する。

前記金属線材の断面形状は、扁平形、丸形又は多角形とすることができる。扁平形とした場合には、表面積を稼ぐことができ、フィルター等に利用することにより、吸着面積を増大させることができると共に、金属コイル同士の噛み合いを強固に維持でき、形状の安定性が良くなる。一方、丸形とした場合には、たとえばクッション材として用いることにより、製品等を傷付けることなく、やさしく支持することができる。

金属生地は、前記第１の金属コイルと前記第２の金属コイルを、平面状の枠体に巻き掛けることも可能である。

枠体に金属コイルを巻き掛けて使用することにより、常に安定した状態で、所定の形状に保持することができる。

上記のような金属生地の製造方法として、間隔を置いて略平行に配置された一対の第１の枠部材間に、第１の金属コイルを巻き掛け、前記第１の枠部材と略同一面に配置されると共に異なる方向に向くように配置された一対の第２の枠部材間に、第２の金属コイルを巻き掛ける。

これにより、簡単、且つ、規則正しく、所望の交差角度で第１の金属コイルと第２の金属コイルとを布設することができる。

要するに本発明によると、フィルター、吸音材、消音材、吸着材、電極、クッション材、装飾用パネル材、建築用パネル材又は摩擦抵抗材等の各種製品の材料として用いられる金属生地として、弾力性を有すると共に、表面積が広く、かつ、枠体等の形状保持部材の有無にかかわらず、所定の形状を安定して保つことができる金属コイルよりなる金属生地を提供することができる。

図１〜図５は、本発明にかかる金属生地の第１の実施の形態を示し、図６〜図９はその製造方法の一例を示しており、これらの図面に基づいて説明する。

（金属生地の構成）
図３は、後述する第１の金属コイル３ａ及び第２の金属コイル３ｂのいずれにも使用する金属コイル３の拡大部分正面図であり、金属コイル３は、断面形状が扁平形（矩形）の金属線材１１を螺旋状に巻くことにより構成されており、金属コイル３（金属線材１１）の断面寸法の一例を掲げると、厚みｔ１が０．０４５mm、幅Ｗ１が０．５mmで、断面積は約０．０２２５mm²となっている。また、コイル径Ｃは、たとえば４．０mmとなっている。金属線材１１の材料としては、ステンレス鋼、銅又は鉄等、螺旋状にくせを付けやすい材質のものを選ぶことが好ましい。なお、コイル径Ｃは、上記４．０mmに限定されるものではないが、０．５mm〜２０mmの範囲に設定するのが好ましい。

図１は、矩形状の金属製枠体１に、第１の金属コイル３ａと第２の金属コイル３ｂとを、交差状に巻き掛けてなる金属生地Ｍの斜視図であり、破断線Ａより下側（矢印Ｌ側）は、第２の金属コイル３ｂを取り除いて示してある。金属製枠体１は、互いに所定間隔を置いて平行に配置された一対の長寸枠部材１ａと、該長寸枠部材１ａと直角に配置されると共に互いに間隔を置いて平行に配置された一対の短寸枠部材１ｂとから構成されている。短寸枠部材１ｂの延びる方向を第１の方向Ｂ１とし、長寸枠部材１ｂの延びる方向を第２の方向Ｂ２として、以下説明する。

第１の金属コイル３ａは、前記一対の長寸枠部材１ａ間に繰り返し巻き掛けられており、第１の方向Ｂ１に略沿うように、すなわち、前記短寸枠部材１ｂと略平行となるように配列され、かつ、金属製枠体１で囲まれる空間の全面を覆うように、平面状に多条配列されている。

第２の金属コイル３ｂは、前記一対の短寸枠部材１ｂ間に繰り返し巻き掛けられており、第２の方向Ｂ２に沿うように、すなわち、前記長寸枠部材１ａと略平行となるように配列され、かつ、金属製枠体１で囲まれる空間の全面を覆うように、平面状に多条配列されている。

図４は金属生地Ｍの部分拡大平面図であり、前記のように第１、第２の金属コイル３ａ、３ｂを配列することにより、第１の金属コイル３ａのコイル芯Ｏ1と第２の金属コイル３ｂのコイル芯Ｏ2との為す角度θは略直角となっており、そして第１の金属コイル３ａと第２の金属コイル３ｂは、各交差部分に置いて相互に噛み合っている。

図２は図１のII-II断面を示しており、第１の金属コイル３ａは、長寸枠部材１ａ間を往復するように巻き掛けられることにより、上下に二層に形成され、第２の金属コイル３ｂも、短寸枠部材１ｂ（図１）間を往復するように巻き掛けられることにより、上下二層に形成され、理論的には合計上下四層の金属コイル層が形成されていることになる。この四層の金属コイル層は、図２では、完全に上下に分離した状態で示しているが、実際には、図５に示すように、上下から押圧されることにより、上側の第１の金属コイル３ａの層とその上側の第２の金属コイル３ｂの層とが交差部分で噛み合い、下側の第１の金属コイル３ａの層とその下側の第２の金属コイル３ｂの層とが交差部分で噛み合い、さらに、上下の第１の金属コイル３ａ同士が、少なくとも部分的に噛み合うことにより、上記四層の金属コイル３ａ、３ｂの層は、一定の厚みＴ１（コイル径以上の厚み）を有する一つの平面状部材として、安定した形状となっている。

（金属生地の製造方法）
図６において、製造時に用いる金属製枠体１としては、四隅に外方突出部分を有する井桁状のものが好ましく、これにより製造時に金属コイル３ａ、３ｂが外れ落ちるのを防ぐことができる。

まず、長尺の第１の金属コイル３ａの一端を、一方の長寸枠部材１ａの第２の方向Ｂ２の一端部又はその近傍に固着し、該固着部分から、両長寸枠部材１ａ間に、矢印Ｆ１で示すように所定ピッチで繰り返して第１の金属コイル３ａを巻き掛けてゆき、第２の方向Ｂ２の他端部まで巻き掛ける。

図７は、図６のVII-VII断面拡大図であり、隣り合う第１の金属コイル３ａ間のピッチＰ１は、該実施の形態では、隣り合う第１の金属コイル３ａ同士が互いに速やかに噛み合うように、Ｃ＞Ｐ１＞Ｃ／２の範囲に設定されている。巻き掛け直後の第１の金属コイル３ａは、理論上は上下二層になっているが、実際は、上下の第１の金属コイル３ａ同士が互いに噛み合うことにより、重なり合い、略一つの平面状に構成される。

次に、図８において、第２の金属コイル３ｂの一端を、一方の短寸枠部材１ｂの第１の方向Ｂ１の一端部又はその近傍に固着し、該固着部分から、両短寸枠部材１ｂ間に、矢印Ｆ２で示すように所定ピッチで繰り返して第２の金属コイル３ｂを巻き掛けてゆき、第１の方向Ｂ１の他端部まで巻き掛ける。

図９は、図８のIX-IX断面拡大図であり、隣り合う第２の金属コイル３ｂ間のピッチＰ２は、該実施の形態では、Ｃ＞Ｐ２＞Ｃ／２の範囲に設定されている。第２の金属コイル３ｂは、理論上は上下二層になっているが、上下の第２の金属コイル３ｂは、上下の各第１の金属コイル３ａとの交差部分で第１の金属コイル３ａと噛み合うことにより、重なり合い、金属生地Ｍ全体として、最終的に、図５のように、一定厚みＴ１を有する一つの平面状に構成される。

このように、一方向（Ｂ１方向）に沿うように平面状に多条配列された第１の金属コイル３ａと、他方向（Ｂ２方向）に沿うように平面状に多条配列された第２の金属コイル３ｂとを、概ね同一平面内で重なり合うように、交差部分において相互に噛み合わせるように布設しているので、一つの平面状の金属生地Ｍとして、当初の形状を安定して維持し、かつ、生地全面に亘って、略均一に、隈無く、金属コイル３ａ、３ｂを分布させることができ、たとえば、フィルター等の防塵性能及び吸着性能を向上させることができる。

（扁平形金属線材の製造方法）
図３に示す金属コイル３に用いられている扁平形金属線材１１は、たとえば図１０に示すような断面形状が円形の丸形金属線材１０から製造される。

すなわち、図１０に示す丸形金属線材１０を、上下方向から圧延し、図１１に示す扁平形金属線材１１を製造する。扁平形金属線材１１の断面寸法は、前述のように、厚みｔ１が０．０４５mm、幅Ｗ１が０．５mmで、断面積は約０．０２２５mm²であり、この寸法の扁平形金属線材１１を製造するためには、図１０の丸形金属線材１０として、直径ｄ１が０．１６mmφのものが使用される。圧延前と圧延後の金属線材１０（１１）の断面積は略等しいので、直径ｄ１が０．１６mmφの丸形金属線材１０を上下方向に圧延して、ｔ１＝０．０４５mmまで圧縮することにより、出来上がる扁平形金属線材１１の幅Ｗ１は、自動的に略０．５mmとなる。使用する丸形線材１０の直径ｄ１は、上記０．１６mmφには限定されるものではないが、たとえば０．０５mmφ〜０．５mmφの範囲内のものを使用することが好ましく、扁平加工後の各々の厚みｔ１を任意に設定することにより、所望の幅Ｗ１を得ることができる。

なお、上記のように丸形金属線材１０から扁平形金属線材１１を製造すると、図１１のように、扁平形金属線材１１の幅方向の両端は、外方に膨らむように丸みを帯びた断面形状になる。

そして図１１のような扁平形金属線材１１を、螺旋状にくせ付け加工することにより、図３に示すような金属コイル３を製造する。

（金属線材の変形例）
図１２及び図１３は、金属線材１２、１３の変形例を示しており、図１２は断面形状が扁平状の六角形に形成された金属線材１２であり、図１３は断面形状が正六角形に形成された金属線材１３である。また、図１４のように、丸形金属線材１０をそのまま利用して金属コイル３を製造することも可能である。

（金属生地の他の実施の形態）
（１）図１に示す金属生地Ｍは、第１の金属コイル３ａと第２の金属コイル３ｂ２をと直角に交差させているが、直角以外の角度で交差させる構成とすることもできる。

（２）図１及び図２に示す金属生地Ｍは、理論上、第１の金属コイル３ａが上下二層、第２の金属コイル３ｂも上下二層に巻き掛け、合計上下四層の構造としているが、第１の金属コイル３ａと第２の金属コイル３ｂをそれぞれ一層ずつ布設することも可能である。

（金属生地の応用例）
（１）図１に示すように矩形状に構成された金属生地Ｍは、図１５に示すように、換気扇２１の排気ダクト２０に装着することにより、フィルターや吸着材として利用することができる。この場合は、油や粉塵等の吸着表面積の増大を図るため、金属線材としては、図３のような扁平形金属線材１１を用いることが望ましい。また、部屋の遮音用の吸音材、消音材（サイレンサー用材料）や装飾用パネル材、建築用パネル材等にも利用できるが、その場合は、図１の金属製枠体１を外した状態で使用することができる。金属製枠体１を外した場合でも、金属コイル３ａ、３ｂが噛み合っていることにより、当初の形状は安定して維持される。

（２）図１６は、金属生地Ｍをクッション材又はパッキン材として利用する例を示しており、たとえば、箱２５内に多数の瓶２６を収納している場合に、瓶２６間に金属生地Ｍを挿入することにより、搬送中に瓶２６が揺れ動いて、互いにぶつかり合うのを防止することができる。また、箱２５を落とした場合に、瓶２６への衝撃を吸収し、瓶２６が破損するのを防ぐことができる。このように、クッション材又はパッキン材として利用する場合には、瓶２６等の製品を傷付けないように、図１４のような丸形金属線材１０よりなる金属コイル３を使用することが好ましい。

（３）図１７は、枠体を取り除いた金属コイル３のみで構成される金属生地を、クッション材として利用した例であり、たとえば箱詰めする際に瓶２７の上下に配置する。

（４）その他に、金属コイル３の表面に白金等の金属触媒を担持することにより、触媒装置として利用することも可能であり、金属コイルに電流を通すことにより、電極として利用することも可能である。また、平面状の金属たわしとしても利用することも可能である。

日用品及び建築物等に利用できる他に、伸縮性及びクッション性を利用して、各種産業の金属生地として利用可能である。

本発明にかかる金属生地であって、第２の金属コイルを一部取り除いて示す斜視図である。図１のII-II断面図である。金属コイル単品の部分拡大図である。図１の金属生地の部分拡大平面図である。図４のV-V断面図である。図１の金属生地の前半の製造過程を示す斜視図である。図６のVII-VII断面拡大部分図である。図１の金属生地の後半の製造過程を示す斜視図である。図８のIX-IX断面拡大部分図である。丸形金属線材の断面図である。丸形金属線材を圧延することにより製造される扁平形金属線材の断面図である。断面形状が扁平六角形に形成された金属線材の断面図である。断面形状が略正六角形に形成された金属線材の断面図である。丸形金属線材を用いた金属コイルの正面図である。本発明にかかる金属生地の利用例であり、換気扇のフィルターに使用する場合の斜視図である。本発明にかかる金属生地の利用例であり、クッション材又はパッキン材として利用する場合の斜視図である。本発明にかかる金属生地の利用例であり、枠体を取り除いた状態でクッション材又はパッキン材として利用する場合の斜視図である。

符号の説明

１枠体
１ａ長寸枠部材
１ｂ短寸枠部材
３、３ａ、３ｂ金属コイル
１０、１１、１２、１３金属線材

Claims

金属線材を螺旋状に巻いてなる伸縮自在な金属コイルにより構成された金属生地であって、
一方向に沿うように平面状に多条配列された第１の金属コイルと、他方向に沿うように平面状に多条配列された第２の金属コイルとを、概ね同一平面内で重なり合うように、交差部分において相互に噛み合わせるように布設していることを特徴とする金属生地。
前記一方向と前記他方向とが、略直交している請求項１記載の金属生地。
前記一方向と前記他方向とが、直角以外の角度で交差している請求項１記載の金属生地。
前記金属線材の断面形状が扁平形である請求項１〜３のいずれかに記載の金属生地。
前記金属線材の断面形状が丸形である請求項１〜３のいずれかに記載の金属生地。
前記金属線材の断面形状が多角形である請求項１〜３のいずれかに記載の金属生地。
前記第１の金属コイルと前記第２の金属コイルとを、平面状の枠体に巻き掛けていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の金属生地。
金属線材を螺旋状に巻いてなる伸縮自在な金属コイルにより構成された金属生地の製造方法において、
間隔を置いて略平行に配置された一対の第１の枠部材間に、第１の金属コイルを巻き掛け、前記第１の枠部材と同一面に配置されると共に異なる方向に向くように配置された一対の第２の枠部材間に、第２の金属コイルを巻き掛けることにより、前記請求項１〜７のいずれかに記載の金属生地を製造することを特徴とする金属生地の製造方法。