JP2008104950A - ワイヤーメッシュフィルター、およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】このワイヤーメッシュフィルター13は、帯状をなすメリヤス編み等の編製のワイヤーメッシュ15が、ロール状に巻取られてなる。ワイヤーメッシュ15は、長辺16に沿った折り目17で2つ重ねに折曲されると共に、折曲された2つの短辺18,19の長さが長短に相違しており、もって広パート帯部20と狭パート帯部21に折曲区画されている。そしてワイヤーメッシュ15は、1枚又は2枚1組で使用され、折曲工程,圧延工程,巻取工程等を辿って製造され、更に多くの場合、プレス工程が最終工程として実施される。もって、中心穴10付の短円柱状や穴無しの短円柱状にて、製造される。
【選択図】図1
Description
この種のワイヤーメッシュフィルターWIRE MESH FILTERは、例えば、ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中の粒子状物質PMを、捕集,除去するDPF装置(DIESEL PARTICULATE FILTER)として、使用される。勿論、その他各種の流体について、含有物質等を捕集,除去したり、流れを緩衝,調整するため、等にも使用される。
そして、この種のワイヤーメッシュフィルターとしては、帯状をなす微細網目状の金網であるワイヤーメッシュが、ロール状に巻取られたものが代表的である。ワイヤーメッシュとしては、平織,その他の織られ(WEAVEされ)た織物CLOTHが広く用いられているが、メリヤス編み等の編まれ(KNITされ)た編み物KNITTINGも、その立体性,高捕集率に鑑み注目されている。
さて、この種のワイヤーメッシュフィルターについては、使用に際し排気ガス等の流体圧により、ワイヤーメッシュが軸方向に繰り出されてしまう、という問題が指摘されていた。つまり、ロール状に巻取られていたワイヤーメッシュが、軸方向に外側にテレスコープ状にズレ出してしまう事故が多発し、脱落事故さえ発生していた。
そこで、その対策として最近、帯状のワイヤーメッシュを、短辺が半分になるように長辺に沿って2つ重ねに折曲してから、ロール状に巻取ったワイヤーメッシュフィルターが開発されていた。
最近開発されたこの種従来例のワイヤーメッシュフィルターとしては、次の特許文献1,2に示されたものが挙げられれる。
図8は、この種従来例の製造方法の説明に供し、図8の(1)図は、準備工程の平面図、(2)図は、折曲工程の平面図、(3)図は、折曲工程の正面図、(4)図は、圧延工程の平面図、(5)図は、圧延工程の正面図、(6)図は、巻取工程の平面図である。
同図にも示したように、最近開発されたこの種従来例のワイヤーメッシュフィルター1は、次のステップを辿って製造されていた。
まず、図8の(1)図で準備された帯状のワイヤーメッシュ2、つまりメリヤス編み製のワイヤーメッシュ2は、→次に、図8の(2)図,(3)図に示したように、短辺3の寸法が半々になるように、長辺4に沿った折り目5で2つ重ねに折曲される。
それからワイヤーメッシュ2は、→図8の(4)図,(5)図に示したように、圧延ロール6間にて圧延加工されるが、この圧延加工は、折り目5付近の折曲部分7が断面略扁平円弧状をなし、他の部分に比し、重なった肉厚がより厚く残る程度の圧加減のもとに、実施される。
そして、圧延加工されたワイヤーメッシュ2は、→図8の(6)図に示したように、巻取中心軸8を中心にロール状に巻取られる。→このような各ステップを辿ることにより、ワイヤーメッシュフィルター1が製造されていた。
《第1の問題点》
第1に、寸法精度に問題が指摘されていた。すなわち、この種のワイヤーメッシュ2は、その折曲部分7が断面略扁平円弧状をなし、重なった肉厚が他より厚くなっている(図8の(5)図を参照)。
そこで、巻取られたワイヤーメッシュフィルター1は、例えば図9の各図に示したように、折り目5側の折曲部分7の集合した側の外径寸法9が、反対側の集合した外径寸法9より、大きくなってしまっていた(図面上では、上部外径寸法が下部外径寸法より、大きくなる)。
これと共に、図示例のように中心穴10が存する場合は、更に、折り目5側つまり折曲部分7が集合した側の内径寸法11が、反対側の集合した内径寸法11より、小さくなってしまっていた(図面上では、上部内径寸法が下部内径寸法より、小さくなる)。
この種従来例のワイヤーメッシュフィルター1は、このように、寸法精度が悪くサイズが不安定化し易い等、品質面に問題が指摘されていた。
そこで例えば、アッセンブリー性が悪かった。すなわち、この種のワイヤーメッシュフィルター1は、外筒内や管路内に挿着されて使用されるケースが多いが、密に挿着されず外筒や管路との間に間隙が生じ勝ちとなり、もって捕集率や流れ調整作用等への悪影響が指摘されていた。
第2に、密度が不均一である、という問題も指摘されていた。すなわち、この種のワイヤーメッシュ2は、前述したように、折り目5側の折曲部分7の重なった肉厚が他より厚くなっており、その分だけ、空隙率が大となり内部に空隙が形成されている。
そこで、巻取られたワイヤーメッシュフィルター1は、図9の各図に示したように、折り目5側の折曲部分7が集合した側の密度が低く疎で、反対側の密度が高く密となっていた(図面上では、上部が疎で下部が密となる)。
他方、巻取中心軸8側の密度が、高く密となる傾向もあった。すなわち、ワイヤーメッシュ2を巻取中心軸8を中心にロール状に巻取って行くと(図8の(6)図を参照)、中心穴10の存否に関係なく、中央の巻取中心軸8側の密度が、外側の外部側の密度より高く密となる傾向がある。
この種従来例のワイヤーメッシュフィルター1は、これら2つの面から、各部の密度が不均一で精度が悪く、この面からも品質面に問題が指摘されていた。
そこで例えば、捕集率への悪影響も指摘されていた。すなわち、密度が低く疎で目が粗い部分は、捕集率がより低く、密度が高く密で目が詰んでいる部分は、詰まり易くなり捕集が困難化して捕集率が低下する、という指摘があった。更に、流体の流れの緩衝,調整用に使用された場合には、密度不均一に起因して、緩衝,調整不足部分と過多部分が生じてしまう、という指摘もあった。
第3に、より一層の捕集率等の向上が望まれていた。すなわち、この種従来例のワイヤーメッシュフィルター1は、上述したように寸法や密度不均一に起因して、粒子状物質その他の捕集率低下が指摘されると共に、更に、次の両面からも、捕集率に問題が指摘されていた。
まず、前述したように高捕集率を期待して、メリヤス編み製のワイヤーメッシュ2が採用されていたが、メリヤス編みの場合はその特性を生かそうとすると、密度15%程度が限界とされており、この面から捕集率が低下する、という指摘があった。更に、この種従来例のワイヤーメッシュフィルター1は、メリヤス編のワイヤーメッシュ2の編目12の向きがすべて同一方向に揃っており、この面からも、期待されたほどの高捕集率が得られない、という指摘があった。
又、この種従来例のワイヤーメッシュフィルター1が、流体の流れの緩衝,調整用に使用された場合についても、上述した捕集率問題と同様の理由により、より一層の緩衝,調整作用の向上が望まれていた。
第4に、外側への繰り出し事故発生が、依然として指摘されていた。すなわち、この種従来例のワイヤーメッシュフィルター1は、前述したように、ワイヤーメッシュ2がロール状に巻取られていることに鑑み、流体圧にてテレスコープ
TELESCOPE 状に外側にズレ出す事故、更には脱落事故発生が懸念され、もって、2つ重ねに折曲されたワイヤーメッシュ2が採用されていた(図8の(2)図,(3)図等を参照)。
しかしながら、図9の(2)図に示したように、折り目5側,折曲部分7側,いわば山側から流体圧が作用した場合は、流体圧に対する抵抗力があり効果があるが、図9の(3)図に示したように、反対側いわば谷側から流体圧が作用した場合は、抵抗力が弱く効果が期待できないという指摘があった。
そして、ワイヤーメッシュフィルター1の使用態様によっては、後者のケースも多々あり、この場合には依然として、外側への繰り出し事故や脱落事故が発生していた。
本発明のワイヤーメッシュフィルターおよびその製造方法は、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第1に、寸法精度が向上し、第2に、密度も均一化され、第3に、捕集率等が向上し、第4に、外側への繰り出し事故も防止される、ワイヤーメッシュフィルターおよびその製造方法を、提案することを目的とする。
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請求項1については、次のとおり。
請求項1のワイヤーメッシュフィルターは、帯状をなす編製のワイヤーメッシュが、ロール状に巻取られている。そして該ワイヤーメッシュは、長辺に沿った折り目で2つ重ねに折曲されると共に、折曲された2つの短辺の長さが長短に相違しており、もって広パート帯部と狭パート帯部とに折曲区画されていること、を特徴とする。
請求項2については、次のとおり。請求項2のワイヤーメッシュフィルターでは、請求項1において、該ワイヤーメッシュは、折曲されたものが巻取前に圧延加工されると共に、該圧延加工は、該折り目付近の折曲部分の重なった肉厚が、他の部分の重なった肉厚に比しより厚く残る程度の圧加減で、実施されている。又、ロール状に巻取られた該ワイヤーメッシュは、穴無しの密な円柱状や中心穴付の円柱状なすこと、を特徴とする。
請求項4については、次のとおり。請求項4のワイヤーメッシュフィルターでは、請求項2において、該ワイヤーメッシュは、2枚1組で用いられている。そして、2枚の該ワイヤーメッシュは、それぞれ折曲区画された該広パート帯部と狭パート帯部が接触すると共に、2枚相互間で編目が逆向きとなる方向関係で、かつ2枚相互間で該狭パート帯部が対向,接触する位置関係で、重ねられて巻取られていること、を特徴とする。
請求項5については、次のとおり。請求項5のワイヤーメッシュフィルターでは、請求項2において、該ワイヤーメッシュは、2枚1組で用いられている。そして、2枚の該ワイヤーメッシュは、2枚相互間で編目が逆向きとなる方向関係で、かつ一方の該狭パート帯部と広パート帯部間に、他方の該狭パート帯部が挿入されて介在,接触する位置関係で、重ねられて巻取られていること、を特徴とする。
請求項6については、次のとおり。請求項6のワイヤーメッシュフィルターでは、請求項4又は5において、巻取られた該ワイヤーメッシュは、全体的に巻取中心軸方向に沿ってプレス加工され,座屈されていること、を特徴とする。
そして折曲工程では、編製のワイヤーメッシュを、帯状をなすと共に、長辺に沿った折り目で2つ重ねに折曲し、その際、折曲される2つの短辺の長さが長短に相違し、もって広パート帯部と狭パート帯部とに折曲区画されるように折曲する。
圧延工程では、次に、折曲された該ワイヤーメッシュを圧延加工すると共に、その際、該折り目付近の折曲部分の重なった肉厚が、他の部分の重なった肉厚に比しより厚く残る程度の圧加減で、圧延加工する。
巻取工程では、それから、該ワイヤーメッシュをロール状に巻取ると共に、その際、穴無しの密に巻取られた円柱状や中心穴付の円柱状に巻取る。
プレス工程では、しかる後、巻取られた該ワイヤーメッシュを、全体的に巻取中心軸方向に沿ってプレス加工して座屈し、もってワイヤーメッシュフィルターとする。
請求項9については、次のとおり。請求項9のワイヤーメッシュフィルターの製造方法では、請求項7の前記巻取工程において、該ワイヤーメッシュは2枚1組で用いられている。そして、それぞれ折曲区画された該広パート帯部と狭パート帯部が接触すると共に、2枚相互間で編目が逆向きとなる方向関係で、かつ2枚相互間で該狭パート帯部が対向,接触する位置関係で、重ねて巻取られること、を特徴とする。
請求項10については、次のとおり。請求項10のワイヤーメッシュフィルターの製造方法では、請求項7の前記巻取工程において、該ワイヤーメッシュは2枚1組で用いられている。そして、2枚相互間で編目が逆向きとなる方向関係で、かつ一方の該狭パート帯部と広パート帯部間に、他方の該狭パート帯部が挿入されて介在,接触する位置関係で、重ねられて巻取られること、を特徴とする。
請求項11については、次のとおり。請求項11のワイヤーメッシュフィルターの製造では、請求項7の前記巻取り工程において、該ワイヤーメッシュは、まず、大径の仮中心穴付の円柱状に巻取られ、事後、該仮中心穴がより小さく修正され、もって、予定径の中心穴付の円柱状や穴無しの密な円柱状とされること、を特徴とする。
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
(1)このワイヤーメッシュフィルターは、折曲,圧延,巻取,プレスの各工程を辿って、製造される。
(2)製造されたワイヤーメッシュフィルターは、帯状で編製のワイヤーメッシュがロール状に巻取られており、ワイヤーメッシュは、2つ重ねに折曲されると共に、折曲部分の肉厚が厚く残る程度の圧加減で、圧延されている。
(3)そして例えば、排気ガス中の粒子状物質を捕集,除去するDPF装置にて使用される。
(4)さて、このワイヤーメッシュフィルターおよびその製造方法にあっては、以下のようになる。まず、広パート帯部と狭パート帯部に折曲されたワイヤーメッシュが、採用されている。
(5)第1例では、巻取り後にプレス加工され、広パート帯部の自由端側が、狭パート帯部の自由端側に座屈,折曲されている。第2例では、2枚1組の狭パート帯部が対向,接触して巻取られ、第3例では、2枚1組の一方に他方の狭パート帯部が介在,接触して巻取られている。
(6)そこで第1例では、折曲部分に対応した厚肉部分が反対側に形成される。第2例や第3例では、折曲部分が2枚相互間で反対側に位置している。
(8)同様の理由により、上下等の密度が均一化される。
(9)更に、内外の密度も均一化される。すなわち、大径の仮中心穴付で巻取り、後で予定径の中心穴や穴無しに修正することにより、中心側の高密度化が防止される。
(10)又、このワイヤーメッシュフィルターは、編製のワイヤーメッシュが、プレス加工,座屈により高密度化されており、その分、捕集率等が向上する。
(11)更に、第2例,第3例では、2枚1組の編目が2枚相互間で逆向きとなっているので、立体感が維持され、編目が複雑化し、流体が乱流化されるので、捕集率等が向上する。
(12)又、両側に、折曲部分や厚肉部分が振り分けられているので、両側いずれ側から流体圧が作用しても抵抗力があり、外側にテレスコープ状にズレ出す事故は防止される。更に、この点は、編製の採用、特に編目を逆方向とすることにより、更にはプレス加工による座屈により、摩擦抵抗力が増大し、より確実化される。
(13)さてそこで、このワイヤーメッシュフィルターおよびその製造方法は、次の効果を発揮する。
第1に、寸法精度が向上する。すなわち、本発明のワイヤーメッシュフィルターでは、巻取られたワイヤーメッシュの折曲部分に対応した厚肉部分が反対側に形成されるか、2枚1組の折曲部分がそれぞれ反対側に位置するようになり、もって、外径寸法や内径寸法が全体的に均一化されるようになり、寸法精度に優れており、サイズが安定化する等、品質が向上する。
そこで例えば、前述したこの種従来例に比しアッセンブリー性が向上し、使用に際し外筒や管路内に隙間なく密に挿着されるようになるので、粒子状物質等の捕集率が向上し、又、流体の流れの緩衝,調整用に使用された場合の緩衝,調整作用にも優れている。
第2に、密度が均一化される。すなわち、本発明のワイヤーメッシュフィルターは、上述と同様の理由により、上下等各部の密度が均一化される。又、大径の仮中心穴付で巻取り、後で予定径の中心穴や穴無しに修正することにより、内外部の密度も均一化される。このように、各部の密度が安定化,平均化,均一化されて、精度が向上し、この面からも品質が向上する。
そこで例えば、前述したこの種従来例のように、密度が低く疎で目が粗い部分では捕集率が低く、密度が高く密で目が詰んでいる部分では、詰まり易くなって捕集が困難化する等、捕集率への悪影響も回避される。又、液体の流れの緩衝,調整用に使用された場合は、密度が均一なので、緩衝,調整の不足部分や過多部分が発生しなくなる。
第3に、捕集率等が向上する。すなわち、本発明のワイヤーメッシュフィルターは、上述したように、第1に寸法精度が向上し、第2に密度が均一化されるので、粒子状物質等の捕集率が向上する。
そして更に、次の2つの面からも、前述したこの種従来例に比べ捕集率が向上する。まず、編製のワイヤーメッシュはその特性を生かそうとすると、密度15%程度が限界とされているが、プレス加工して座屈させることにより、密度25%〜40%程度まで高密度化されており、その分、捕集率が向上する。又、ワイヤーメッシュを2枚1組で用いた場合、編目が2枚相互間で逆向きとなっており、もって編み物の立体感が維持され、編目が複雑化し、液体が乱流化される等により、捕集率が向上する。
更に、流体の流れの緩衝,調整用に使用された場合は、上述した各理由に基づき、緩衝,調整作用が一段と向上する。
第4に、繰り出し事故が防止される。すなわち、本発明のワイヤーメッシュフィルターは、2つ重ねに折曲されて巻取られたワイヤーメッシュについて、折曲部分と反対側に厚肉部分が形成されたり、2枚1組の折曲部分が2枚相互で反対側に位置している。これに加え、編製の採用や、逆方向とした編目、プレス加工による座屈等により、摩擦抵抗力も増大する。
これらにより、前述したこの種従来例のように、排気ガス等の流体圧にてテレスコープ状に外側にズレ出す事故や脱落事故は、確実に防止されるようになる。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
以下、本発明のワイヤーメッシュフィルターおよびその製造方法を、図面に示した発明を実施するための最良の形態に基づいて、詳細に説明する。図1〜図7は、本発明を実施するための最良の形態の説明に供する。
そして、図1は第1例を示し、(1)図は、準備工程の平面図、(2)図は、折曲工程の平面図、(3)図は、折曲工程の正面図、(4)図は、圧延工程の平面図、(5)図は、圧延工程の正面図である。(6)図は、巻取工程の平面図、(7)図は、プレス工程の平面図、(8)図は、プレス工程後の要部断面図である。
図2は第2例を示し、(1)図は、準備工程の平面図、(2)図は、折曲工程の平面図、(3)図は、折曲工程の正面図、(4)図は、圧延工程の平面図、(5)図は、圧延工程の正面図である。(6)図は、巻取工程前段階の平面図、(7)図は、巻取工程前段階の正面図、(8)図は、巻取工程後段階の平面図、(9)図は、プレス工程の平面図である。
図3は第3例を示し、(1)図は、準備工程の平面図、(2)図は、折曲工程の平面図、(3)図は、折曲工程の正面図、(4)図は、圧延工程の平面図、(5)図は、圧延工程の正面図である。(6)図は、巻取工程前段階の平面図、(7)図は、巻取工程前段階の正面図、(8)図は、巻取工程後段階の平面図、(9)図は、プレス工程の平面図である。
図4の(1)図は、各例の準備工程の斜視図、(2)図は、第2例の巻取工程前段階の斜視図、(3)図は、第3例の巻取工程前段階の斜視図である。(4)図は、第4例の巻取工程後段階の斜視図、(5)図は、第4例の巻取工程後段階の斜視図である。
図5の(1)図〜(4)図は、中心穴付タイプを示す。そして(1)図は、各例の巻取工程後段階の斜視図、(2)図は、第2例の巻取工程後段階の要部縦断面図、(3)図は、各例のプレス工程後の斜視図、(4)図は、第2例のプレス工程後の要部縦断面図である。
図5の(5)図〜(8)図は、中心穴無しタイプを示す。そして(5)図は、各例の巻取工程後段階の斜視図、(6)図は、第3例の巻取工程後段階の縦断面図、(7)図は、各例のプレス工程後の斜視図、(8)図は、第3例のプレス工程後の要部縦断面図である。
図6は、ワイヤーメッシュフィルターの使用例を示し、DPF装置の断面図である。図7は、製造工程のステップブロック図である。
まず、ワイヤーメッシュフィルター13について、概要を説明する。このワイヤーメッシュフィルター(WMF)13は、例えば、ディーゼルエンジンから排出された排気ガス中に含有された粒子状物質を捕捉,捕集,除去する、DPF装置つまり排気ガス浄化装置として使用される。なお、ワイヤーメッシュフィルター13の温度が、捕集した粒子状物質を焼却可能な温度に達している場合は、これを焼却,除去可能であり、ワイヤーメッシュフィルター13自体に発熱体が組み込まれる場合もある。
更に、このワイヤーメッシュフィルター13は、その他各種の気体や液体等の流体について、含有された微細物質,その他の物質を捕捉,捕集,除去するためにも使用される。ゴミ類を濾過したり、その他の物体を選別するためにも使用される。
又、流体の流れの緩和,緩衝,調整用に使用されるケースもある。例えば、流体の外部排出口付近(例えば、水道の蛇口のような箇所)や、流体の途中湾曲,カーブ箇所等に組み込まれて、その流速や流量を調整するために使用される。その他、このワイヤーメッシュフィルター13は、流体に関し、各種の用途に使用される。
ところでワイヤーメッシュフィルター13は、代表的には、図6に示したように外筒14内、その他の管路内に密に挿入,固定されて、使用に供される。
そしてワイヤーメッシュ15が、巻取中心軸8を中心にロール状に巻取られた構造よりなり、図5の(3)図に示した中心穴10付タイプ、又は図5の(7)図に示した穴無しタイプよりなる。中心穴10付タイプは、ワイヤーメッシュ15の巻取中心軸8を中心に、中心穴10が貫通形成された中空短円柱状,略ドーナッツ状,その他の円柱状をなし、穴無しタイプは、巻取中心軸8から密に巻取られた短円柱状,その他の円柱状をなす。
なお図6に示したように、その巻取中心軸8を外筒14や管路の軸方向に揃えて、例えば複数個で使用に供されることが多いが、その使用態様はこれに限定されるものではない。例えば、巻取中心軸8を外筒14や管路の軸方向に対し直角方向に向けて、使用に供されることもあり、この場合は、部分区画壁が併用される。
ワイヤーメッシュフィルター13は、概略このようなっている。
次に、図1〜図5,図7を参照して、ワイヤーメッシュフィルター13の製造方法について、説明する。
このワイヤーメッシュフィルター13は、以下の述べる準備工程,折曲工程,圧延工程,検量切断工程,巻取工程,プレス工程等を、順次辿ることにより製造される。
まず、準備工程について説明する。図1の第1例,図2の第2例,図3の第3例共に、その各(1)図に示したように、メリヤス編み等の編製
KNITTED のワイヤーメッシュ15が、準備される。すなわち、図7の製造ステップ(1)の準備工程において、図4の(1)図に示したメリヤス編み等の編製金網のワイヤーメッシュ15が、準備される。
ワイヤーメッシュ15は、例えばメリヤス編みよりなるが、その他の編製のものを使用可能であり、例えば、菱形金網
CHAIN LINK WIRE NETTINGも使用可能である。
メリヤス編みは、線材を輪形にしたループ
ROOP の中に、次のループを入れて絡み合わせ、順次これを繰り返して編んで行くことにより製造され、もってループ状の編目12の平面的集合体よりなる。図示例では、全体が長筒状に製造されるが、全体が長板状のものも可能である。
そしてメリヤス編みは、織物(縦糸と横糸で構成された網)に比し、編物として次の特性を備えており、このワイヤーメッシュフィルター13では、その特性に鑑み、ワイヤーメッシュ15として採用した次第である。
まずメリヤス編みは、a.立体的である。すなわち、平坦な平面状ではなく、3次元の立体感に富んだ構造よりなり、もって全体密度も平均化されており、捕集率が向上する等、この種フィルター用として最適である。b.伸縮性に富んでいる。豊かな伸縮性を備えており、上述した立体性と相俟って、プレス加工が容易である。
c.線材の交差部分が少ない。そこで、同一線径で同一重量の線材を使用した場合、粒子状物質等を捕捉する線材の表面積が大きいので、捕集率向上が見込め、この種フィルター用として最適である。d.摩擦抵抗が大である。そこで、後述するズレ防止用としても機能発揮が見込め、この種フィルター用として最適である。
準備工程は、このようになっている。
次に、折曲工程について説明する。図1の第1例,図2の第2例,図3の第3例共に、その各(2)図,(3)図に示したように、前述した準備工程で準備されたワイヤーメッシュ15は、次に、この折曲工程で折曲される。
すなわち、図7の製造ステップ(2)の折曲工程において、メリヤス編みのワイヤーメッシュ15は、長辺16に沿った折り目17で2つ重ねに折曲されるが、その際、折曲される2つの短辺18,19の長さが長短に相違し、もって広パート帯部20と狭パート帯部21とに折曲区画される。
図示例ではその際、まず、それまで長筒状をなしていたワイヤーメッシュ15は、略平面的に2重に重ねられた1枚の帯状とされると共に、その重ねられた1枚帯状のものが、更に、2つ折りに2重に折り返されて折り畳まれる。
そして、このような折曲に際し、折曲される一方(図面上では下側)の短辺18が長く、他方(図面上では上側)の短辺19が短く設定される。つまり、横幅の左右中心線ではなく、位置を左右にズラして折曲される。もって、長辺16に長尺のワイヤーメッシュ15は、折り目17を中心に、長い短辺18側の広パート帯部20と、短い短辺19側の狭パート帯部21とに、上下に折曲区画される。
2つの短辺18,19の寸法は、全体横幅が200mmの場合、例えば110mmと90mmに設定される。つまり折り目17は、左右横幅のセンター中央線から左右に、例えば5mm〜10mm程度ズレた線上に設定される。そして、このような短辺18,19間の寸法差は、後述する圧延工程後の断面略扁平円弧状をなす折曲部分22の円弧長さ寸法に、相当する。
折曲工程は、このようになっている。
次に、圧延工程について説明する。図1の第1例,図2の第2例,図3の第3例共に、その各(4)図,(5)図に示したように、前述した折曲工程で折曲されたワイヤーメッシュ15は、次に、この圧延工程で圧延加工される。
すなわち、図7の製造ステップ(3)の圧延工程において、前述により折曲されたワイヤーメッシュ15は圧延されるが、その際、折り目17付近の折曲部分22の重なった肉厚が、他の部分の重なった肉厚に比しより厚く残る程度の圧加減で、圧延加工される。
このような圧延工程について、更に詳述する。2つ重ねに折曲された帯状のワイヤーメッシュ15は、上下の圧延ロール6間に通されて圧延加工され、もってその上下厚みが調整されるが、この圧延加工は、折り目17付近の折曲部分22が断面略扁平円弧状をなし、重なった他の部分に比し、重なった上下肉厚がより厚く残る程度の圧加減のもとで、実施される。
これに対し折曲部分22を、もしも他の部分と同様に、ピッタリと重なる程度まで圧延加工してしまうと、つまり全体肉厚が均一となるまで強く圧延加工してしまうと、メリヤス編みの特性が失われてしまう。つまり、前述したメリヤス編みの立体感が失われて平面的となり、捕集率が低下してしまうので、必要最小限度の圧が加わる程度の圧加減、全体肉厚を調整する程度の圧加減で、圧延加工される(しかしこれが、折曲部分22の重ねた肉厚が厚くする原因となる)。
圧延工程は、このように行われる。
次に、このように圧延加工された帯状のワイヤーメッシュ15は、次に、図7の製造ステップ(4)に示したように、検量されて所定重量毎に切断される。
すなわち、そのワイヤーメッシュフィルター13に要求される製品容積に、使用されるワイヤーメッシュ15の線材比重を乗じて算出された質量毎に、帯状のワイヤーメッシュ15は、検量,切断される。
次に、巻取工程について説明する。前述により検量,切断された帯状のワイヤーメッシュ15は、次に、図7の製造ステップ(5)の巻取工程において、巻取中心軸8を中心にロール状に巻取られ、もって、密に巻取られた短円柱状等、又は、中心穴10付の短円柱状等に、巻取られる(例えば図5の(1)図や(5)図を参照)。
このような巻取工程について、更に詳述する。まず巻取りは、巻取中心軸8の巻取ロール(図示せず)を用い、例えば次のように行われる。図4の(4)図に示したように、まず、大径の仮中心穴23付の短円柱状等に巻取られ、事後、仮中心穴23がより小さく修正され、もって、図4の(5)図に示したように、予定径の中心穴10付の短円柱状等、又は穴無しの密な短円柱状等とされる。
すなわち、中心穴10の有無にかかわらず、最初は、大き目の仮中心穴23付で巻取り、次に、この仮中心穴23を修正して、より小径で予定径の中心穴10付や穴無し状態とする。例えば、外径寸法が300mmで内径寸法11(中心穴10の直径)が100mmとすると、最初は、外径寸法300mmで内径寸法11(仮中心穴23の直径)が100mm+αで巻取り、事後、内径寸法11を所定の100mmまで小さくする。
これに対し、図2の第2例では、図2の(6)図,(7)図,図4の(2)図,図5の(1)図,(2)図等に示したように、帯状のワイヤーメッシュ15は、2枚1組で用いられる。
そして、双方向にそれぞれ、折曲された広パート帯部20と狭パート帯部21が重なって接触すると共に、2枚相互間で、編目12が前後逆向きとなる方向関係で(特に、図2の(6)図を参照)、かつ2枚相互間で、狭パート帯部21が対向,接触する位置関係で、重ねて巻取られる。例えば上から順に、1枚目の広パート帯部20,1枚目の狭パート帯部21,2枚目の狭パート帯部21,2枚目の広パート帯部20の順に、重ねられて巻取られる。
図3の第3例では、図3の(6)図,(7)図,(8)図,図4の(3)図,図5の(5)図,(6)図等に示したように、帯状のワイヤーメッシュ15は2枚1組で用いられる。
そして、2枚相互間で編目12が前後逆向きとなる方向関係で(特に、図3の(6)図を参照)、かつ一方の狭パート帯部21と広パート帯部20間に、他方の狭パート帯部21が挿入されて介在,接触する位置関係で、重ねられて巻取られる。
つまり、例えば上から順に、1枚目の広パート帯部20,2枚目の狭パート帯部21,1枚目の狭パート帯部21,2枚目の広パート帯部20の順に、重ねられて巻取られる。
なお第3例について、上述とは異なり、一方の狭パート帯部21と広パート帯部20間に、他方の広パート帯部20が挿入されて介装,接触する位置関係で、重ねられて巻取られる変化例も可能である。
巻取工程は、このようになっている。
次に、プレス工程について説明する。前述により巻取られたワイヤーメッシュ15は、図7の製造ステップ(6),(7)において、全体的に巻取中心軸8方向に沿ってプレス加工されて座屈し、もってワイヤーメッシュフィルター13として、製品化される。
それから上型が降下して、下型との間でワイヤーメッシュ15を上下押圧することにより、ワイヤーメッシュ15が、巻取中心軸8方向に沿ってプレス加工され、押し潰されて座屈され、もってその高さが圧縮される。
製品化されるワイヤーメッシュフィルター13の高さ寸法が、例えば40mmの場合は、プレス加工後のスプリングバックを考慮し、一旦、高さ寸法37mm〜38mm程度にプレス加工される。又、製品化されたワイヤーメッシュフィルター13の高さ寸法を1とすると、プレス加工前の高さ寸法は、その1.5〜3倍程度となっている。
なおプレス工程において、図1の第1例では、その(8)図に示したように、巻取られたワイヤーメッシュ15の広パート帯部20の自由端24側が、狭パート帯部21の自由端25側に向け折曲される。
すなわち、折り目17で折曲されて巻取られていたワイヤーメッシュ15は、折り目17側つまり折曲部分22とは反対側において、広パート帯部20の自由端24が、プレス加工により座屈されつつ折曲され、もって、直線的に座屈された狭パート帯部21の自由端25に対し当接する等、対応位置するようになる。勿論、広パート帯部20も自由端24以外は、折曲されることなく直線的に座屈される。
プレス工程は、このようになっている。
このようなプレス工程を辿ることにより、ワイヤーメッシュフィルター13が製造される。
第1例では、図1の(7)図,(8)図に示したように、第2例では、図2の(9)図,図5の(3)図,(4)図に示したように、第3例では、図3の(9)図,図5の(7)図,(8)図に示したように、帯状をなす編製のワイヤーメッシュ15が、ロール状に巻取られたワイヤーメッシュフィルター13が、製造される。
そして、このワイヤーメッシュフィルター13は、密に巻取られた円柱状、又は中心穴10付の円柱状なし、そのワイヤーメッシュ15は、長辺16に沿った折り目17で2つ重ねに折曲されると共に、折曲された2つの短辺19の長さが長短に相違しており、もって広パート帯部20と狭パート帯部21とに折曲区画されている。更にワイヤーメッシュ15は、折曲されたものが巻取前に圧延加工されると共に、圧延加工が、折り目17付近の折曲部分22の重なった肉厚が、他の部分の重なった肉厚に比しより厚く残る程度の圧加減で、実施されている。
第2例のワイヤーメッシュフィルター13では、ワイヤーメッシュ15は、2枚1組で用いられている。そして、2枚のワイヤーメッシュ15は、それぞれ広パート帯部20と狭パート帯部21が接触すべく折曲されると共に、2枚相互間で編目12が逆向きとなる方向関係で、かつ2枚相互間で狭パート帯部21が対向,接触する位置関係で、重ねられて巻取られている。
第3例のワイヤーメッシュフィルター13では、ワイヤーメッシュ15は、2枚1組で用いられている。そして、2枚のワイヤーメッシュ15は、2枚相互間で編目12が逆向きとなる方向関係で、かつ一方の狭パート帯部21と広パート帯部20間に、他方の狭パート帯部21が挿入されて介在,接触する位置関係で、重ねられて巻取られている。
なお、第2例および第3例のワイヤーメッシュフィルター13は、巻取られたワイヤーメッシュ15がプレス加工されて座屈されているが、このような図示例によらず、プレス加工しない例も可能である。すなわち、プレス加工することなく巻取られたままで、ワイヤーメッシュフィルター13として製品化することも可能である。
製造されたワイヤーメッシュフィルター13は、このようになっている。
本発明のワイヤーメッシュフィルター13およびその製造方法は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
(1)このワイヤーメッシュフィルター13は、準備工程,折曲工程,圧延工程,検量切断工程,巻取工程,プレス工程等を、順次辿って製造される(図7を参照)。なお、プレス工程を辿らない製造方法も可能である。
そして、そのワイヤーメッシュ15は、2つ重ねに折曲されると共に、編製であることに鑑み、折曲部分22の重なった肉厚が、他の部分の重なった肉厚に比し厚く残る程度の圧加減で、圧延加工されている。
更に、流体中の物質等の捕集,除去用や、流体の流れの緩和,調整用、その他に使用される。
まず、このワイヤーメッシュフィルター13では、次の帯状のワイヤーメッシュ15が採用されている。すなわち、短辺18,19の長さが長短に相違し、もって広パート帯部20と狭パート帯部21とに、2つ重ねに折曲区画されたワイヤーメッシュ15を採用してなり、これをロール状に巻取ってなる。
第2例では(図2等を参照)、2枚1組のワイヤーメッシュ15が、狭パート帯部21が対向,接触する位置関係で、重ねて巻取られている。
第3例では(図3等を参照)、2枚1組のワイヤーメッシュ15が、一方に他方の狭パート帯部21が介在,接触する位置関係で、重ねて巻取られている。
第2例や第3例では、巻取られた2枚のワイヤーメッシュ15について、肉厚が厚くなっている折曲部分22が、2枚相互間で、それぞれ反対側に位置している(特に、図2の(7)図,図3の(7)図,図4の(2)図,(3)図,図5の(2)図,(4)図,(6)図,(8)図等を参照)。すなわち、2枚の一方では、折曲部分22の集合が例えば上側に位置する場合、他方では、折曲部分22の集合が下側に位置するようになる。
例えば、上部(例えば、折り目17,折曲部分22が存する側)の外径寸法9と、下部(例えば、折曲されていない側)の外径寸法9とが、等しく同一化されており、中心穴10付の場合は、上部の内径寸法11と下部の内径寸法11とが、等しく同一化される。
このように、このワイヤーメッシュフィルター13は、寸法精度に優れており、サイズが安定化し、その分、捕集率等も向上する。
すなわち、2つ重ねに折曲されて巻取られたワイヤーメッシュ15について、第1例では、肉厚の厚い折曲部分22に対応した厚肉部分26が反対側に形成され、第2例,第3例では、2枚の折曲部分22が反対側に位置する。
これらに基づき、このワイヤーメッシュフィルター13では、例えば上下等の部分,部分の密度が、疎密なく均一化され、その分、捕集率等も向上する。
すなわち巻取りに際し、まず、大径の仮中心穴23付で巻取り、後で、この仮中心穴23を、予定径の小径の中心穴10や穴無しに修正することにより、巻取中心軸8側が、高密度となることが防止され、その分、捕集率等も向上する(図4の(4)図,(5)図を参照)。
すなわち、メリヤス編み等のワイヤーメッシュ15は、従来より、密度15%(空隙率85%)程度が限界とされている。これに対し、巻取られたワイヤーメッシュ15をプレス加工して座屈したことにより、密度25%〜40%(空隙率75%〜60%)程度となっている。
このように、このワイヤーメッシュフィルター13は高密度化されており、その分、捕集率等が向上する。
そこで、メリヤス編み等の特性である立体感が維持されると共に、編目12が複雑化し、もって排気ガス等の流体が乱流化されるので、この面からも捕集率等が向上する。
もって、このワイヤーメッシュフィルター13は、巻取中心軸8の両側に、折り目17,折曲部分22や厚肉部分26が、それぞれ振り分け配置されている。いわば、その両側に谷部ではない山部が配置されている。
そこで、巻取中心軸8に対し前後いずれの側から排気ガス等による流体圧が作用した場合でも、これへの抵抗力があり、ズレ出し事故が防止される。巻取られたワイヤーメッシュ15が、巻取中心軸8側からテレスコープ状に外側にズレ出す事故は防止される。前述したこの種従来例のように(図9の(2)図,(3)図を参照)、折曲部分7が片側のみに偏在配置され、もって片側のみに抵抗力が存するのとは異なり、両側いずれからの流体圧に対しても、十分な抵抗力を備えている。
そして、このようなズレ出し事故防止は、メリヤス編み等の編製のワイヤーメッシュ15の採用により、その摩擦抵抗力により一段と確実化される。特に、前述した第2例や第3例では、編目12が2枚相互間で逆方向となっているので、相互間の摩擦抵抗力が極めて大となり、ズレ出し事故は確実に防止される。
更に、プレス加工による座屈により摩擦抵抗力が増大する点も、ズレ出し事故防止に大きく寄与する。
なお、第2例と第3例とを比較すると、次のとおり。ワイヤーメッシュ15について、第2例では、1枚目の広パート帯部20,1枚目の狭パート帯部21,2枚目の狭パート帯部21,2枚目の広パート帯部20の順に、重ねられているのに対し、第3例では、1枚目の広パート帯部20,2枚目の狭パート帯部21,1枚目の狭パート帯部21,2枚目の広パート帯部20の順に、重ねられている。
1枚目と2枚目では、編目12が逆方向となっているので、編目12変更が、第2例では、各パート毎に1つ置きとなるのに対し、第3例では、各パート毎に交互となる。すなわち、編目12が第2例では、2パート置きに間隔が存して変更するのに対し、第3例では、1パート毎に細かく変更する。そこで第3例の方が、前述した捕集率やズレ出し防止面を始め、寸法精度や密度面等にも優れている。
これに対し第2例の方が、単に、ワイヤーメッシュ15の1枚目と2枚目を重ねるだけでよく、第3例にように1枚目間に2枚目の狭パート帯部21を挿入,介装させる必要がないので、その分、製造コストに優れている。
2 ワイヤーメッシュ(従来例)
3 短辺(従来例)
4 長辺(従来例)
5 折り目(従来例)
6 圧延ロール
7 折曲部分(従来例)
8 巻取中心軸
9 外径寸法
10 中心穴
11 内径寸法
12 編目
13 ワイヤーメッシュフィルター(本発明)
14 外筒
15 ワイヤーメッシュ(本発明)
16 長辺(本発明)
17 折り目(本発明)
18 短辺(本発明)
19 短辺(本発明)
20 広パート帯部
21 狭パート帯部
22 折曲部分(本発明)
23 仮中心穴
24 自由端
25 自由端
26 厚肉部分
Claims (11)
- 帯状をなす編製のワイヤーメッシュが、ロール状に巻取られたワイヤーメッシュフィルターであって、
該ワイヤーメッシュは、長辺に沿った折り目で2つ重ねに折曲されると共に、折曲された2つの短辺の長さが長短に相違しており、もって広パート帯部と狭パート帯部とに折曲区画されていること、を特徴とするワイヤーメッシュフィルター。 - 請求項1に記載したワイヤーメッシュフィルターにおいて、
該ワイヤーメッシュは、折曲されたものが巻取前に圧延加工されると共に、該圧延加工は、該折り目付近の折曲部分の重なった肉厚が、他の部分の重なった肉厚に比しより厚く残る程度の圧加減で、実施されており、
又、ロール状に巻取られた該ワイヤーメッシュフィルターは、穴無しの密な円柱状や中心穴付の円柱状なすこと、を特徴とするワイヤーメッシュフィルター。 - 請求項2に記載したワイヤーメッシュフィルターにおいて、該ワイヤーメッシュは、1枚で用いられると共に、
巻取られた該ワイヤーメッシュは、全体的に巻取中心軸方向に沿ってプレス加工され,座屈されており、もって、該ワイヤーメッシュの広パート帯部の自由端側が、該狭パート帯部の自由端に向け折曲されていること、を特徴とするワイヤーメッシュフィルター。 - 請求項2に記載したワイヤーメッシュフィルターにおいて、該ワイヤーメッシュは、2枚1組で用いられると共に、
2枚の該ワイヤーメッシュは、それぞれ折曲区画された該広パート帯部と狭パート帯部が接触すると共に、2枚相互間で編目が逆向きとなる方向関係で、かつ2枚相互間で該狭パート帯部が対向,接触する位置関係で、重ねられて巻取られていること、を特徴とするワイヤーメッシュフィルター。 - 請求項2に記載したワイヤーメッシュフィルターにおいて、該ワイヤーメッシュは、2枚1組で用いられており、
2枚の該ワイヤーメッシュは、2枚相互間で編目が逆向きとなる方向関係で、かつ一方の該狭パート帯部と広パート帯部間に、他方の該狭パート帯部が挿入されて介在,接触する位置関係で、重ねられて巻取られていること、を特徴とするワイヤーメッシュフィルター。 - 請求項4又は5に記載したワイヤーメッシュフィルターにおいて、
巻取られた該ワイヤーメッシュは、全体的に巻取中心軸方向に沿ってプレス加工され,座屈されていること、を特徴とするワイヤーメッシュフィルター。 - 編製のワイヤーメッシュを、帯状をなすと共に、長辺に沿った折り目で2つ重ねに折曲し、その際、折曲される2つの短辺の長さが長短に相違し、もって広パート帯部と狭パート帯部とに折曲区画されるように折曲する、折曲工程と、
次に、折曲された該ワイヤーメッシュを圧延加工すると共に、その際、該折り目付近の折曲部分の重なった肉厚が、他の部分の重なった肉厚に比しより厚く残る程度の圧加減で圧延加工する、圧延工程と、
それから、該ワイヤーメッシュをロール状に巻取ると共に、その際、穴無しの密に巻取られた円柱状や中心穴付の円柱状に巻取る、巻取工程と、
しかる後、巻取られた該ワイヤーメッシュを、全体的に巻取中心軸方向に沿ってプレス加工して座屈し、もってワイヤーメッシュフィルターとする、プレス工程と、
を有していること、を特徴とするワイヤーメッシュフィルターの製造方法。 - 請求項7に記載したワイヤーメッシュフィルターの製造方法であって、前記巻取工程において、該ワイヤーメッシュは1枚で用いられると共に、
前記プレス工程において、該ワイヤーメッシュの広パート帯部の自由端側が、該狭パート帯部の自由端側に向け折曲されること、を特徴とするワイヤーメッシュフィルターの製造方法。 - 請求項7に記載したワイヤーメッシュフィルターの製造方法であって、前記巻取工程において、
該ワイヤーメッシュは2枚1組で用いられており、それぞれ折曲区画された該広パート帯部と狭パート帯部が接触すると共に、2枚相互間で編目が逆向きとなる方向関係で、かつ2枚相互間で該狭パート帯部が対向,接触する位置関係で、重ねて巻取られること、を特徴とするワイヤーメッシュフィルターの製造方法。 - 請求項7に記載したワイヤーメッシュフィルターの製造方法であって、前記巻取工程において、
該ワイヤーメッシュは2枚1組で用いられており、2枚相互間で編目が逆向きとなる方向関係で、かつ一方の該狭パート帯部と広パート帯部間に、他方の該狭パート帯部が挿入されて介在,接触する位置関係で、重ねられて巻取られること、を特徴とするワイヤーメッシュフィルターの製造方法。 - 請求項7に記載したワイヤーメッシュフィルターの製造方法であって、前記巻取り工程において、
該ワイヤーメッシュは、まず、大径の仮中心穴付の円柱状に巻取られ、事後、該仮中心穴がより小さく修正され、もって、予定径の中心穴付の円柱状や穴無しの円柱状とされること、を特徴とするワイヤーメッシュフィルターの製造方法。
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