JP3314985B2 - 排気フィルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エアアクチュエータ等
から排出された圧縮空気中のオイルミストやダスト等の
不純物を除去し、また圧縮空気の排気音を低減するのに
用いられる排気フィルタの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エアシリンダ、エアモータ、エ
アバルブ等の空気圧によって作動するエアアクチュエー
タを備えた空気圧回路には、各部位が円滑に作動するよ
う、潤滑油が供給される。しかし、この潤滑油は、オイ
ルミストとして空気圧回路中を流れる圧縮空気と混合
し、圧縮空気と共にエアアクチュエータの排気ポートま
で達することがある。また、空気圧回路中に何らかの原
因で混入したダストが、空気圧回路中を流れる圧縮空気
と共に、エアアクチュエータの排気ポートまで達するこ
とがある。この場合、オイルミストやダストが混合した
まま、排気ポートから圧縮空気を排出すると、空気圧回
路周辺の空気環境に悪影響を与える。そこで、従来から
エアアクチュエータの排気ポートに、図８に示すような
排気フィルタ１０が取付けられていた。

【０００３】このような排気フィルタ１０は、図８に示
すように、一般に、排気フィルタ本体１２と、この排気
フィルタ本体１２内に配置された円筒状のエレメント１
４とから成っている。エアアクチュエータの排気ポート
から排出された圧縮空気は、アダプタ部２０を経てこの
排気フィルタ本体内１２に取り込まれ、圧縮空気中のオ
イルミストやダストは、排気フィルタ本体内１２に配置
されたエレメント１４により回収、捕捉される。この場
合、エレメントの密度を変化させると、オイルミスト等
の回収や捕捉の効率を向上することができ、また、オイ
ルミスト等を含んだ圧縮空気の流速を低下させるため、
その密度の変化を排気フィルタの中心から遠ざかるにつ
れ次第に低く、すなわち、エレメントの密度は、内側を
高く外側を低くすることが望ましい。このような点に鑑
み、従来は、図８に示すように、エレメント１４を、そ
れぞれ密度が異なる複数のエレメント層、例えば第１層
１４Ａ乃至第３層１４Ｃ等から形成し、密度の高い層か
ら順に内側に配置していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来技術において
は、例えば、最も内側の第１層をガラス繊維、第２層を
を多孔鋼板、最も外側の第３層を不織布というように各
層をそれぞれ別々の材料を用いて別々の工程で形成した
後、この３つの層を組み合わせることにより、厚みある
いは密度が変化するエレメントを製造していた。しか
し、この従来技術では、製造に非常に手間がかかり、ま
た、各層をそれぞれ別々の工程、材料により製造するた
め、コストも高くなる欠点があった。

【０００５】また、特に、エレメントが汚れた場合に
も、従来技術のように別々に形成された第１層乃至第３
層から成るエレメントでは、その交換、再生作業が困難
か又は手間がかかっていた。加えて、この排気フィルタ
は、近年、エアアクチュエータの排気ポートから排出さ
れる圧縮空気の排出音を低下させるサイレンサとしての
役割をも併せ持つことが多いが、この従来技術では、実
用上好ましい消音効果を得ることはできなかった。

【０００６】本発明の目的は、上記の欠点を回避し、簡
易かつ迅速に低コストで製造及び再生をすることができ
ると共に、充分な消音効果を発揮することができる排気
フィルタを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、排気フィルタ本体と、この排気フィル
タ本体内に配置された円筒状のエレメントから成る排気
フィルタにおいて、エレメントは、長手方向に連続的に
または段階的に密度が変化している帯状不織布シートか
ら成り、この帯状不織布シートは、渦巻状に巻付けられ
ていることを特徴とする排気フィルタを提供するもので
ある。この場合、帯状不織布シートは、密度が濃い方の
端部を中心として渦巻き状に巻付けられているのが好ま
しく、また、帯状不織布シートの密度の変化は、厚みの
変化によって付与されているのが好ましい。

【０００８】上記の排気フィルタにおいて、帯状不織布
シートには多孔性金属層を付設することができ、この場
合、多孔性金属層は、金属繊維のマットまたは金属溶射
層から形成することができる。

【０００９】本発明は、また、上記の課題を解決するた
めに、排気フィルタ本体と、この排気フィルタ本体内に
配置された円筒状のエレメントとから成る排気フィルタ
において、エレメントは、帯状不織布シートを渦巻状に
巻付けて形成されており、この帯状不織布シートには多
孔性金属層が付設されていることを特徴とする排気フィ
ルタを提供するものである。この場合も、多孔性金属層
は、金属繊維のマットまたは金属溶射層から形成するこ
とができる。

【００１０】

【作用】このように、エレメントが帯状不織布シートを
渦巻状に巻付けて形成されていると、エレメントを巻付
作業のみで容易に形成することができるが、この帯状不
織布シートの密度が長手方向に変化していると、簡易か
つ迅速に低コストで内外層に密度差のあるエレメントを
製造をすることができる上に、この帯状不織布シートの
内部細孔における空気振動と帯状不織布シートを構成す
る繊維の繊維抵抗とによってエアアクチュエータからの
伝搬音を効果的に減衰することができる。また、帯状不
織布シートを洗浄の上、あるいは、新しい帯状不織布シ
ートに変えて巻き直すことにより、エレメントを再生す
ることも期待できる。

【００１１】また、渦巻き状に巻付けられる帯状不織布
シートに多孔性金属層を設けると、特に高温の圧縮空気
の熱を伝導して排熱することができると共に、この多孔
性金属層を帯状不織布シートの一部に設けることにより
帯状不織布シートを巻付けた時に、エレメントに密度差
を容易に設けることができる。更に、この多孔性金属層
を金属繊維のマットまたは金属溶射層から形成すると、
通気性を確保しつつ、多孔性金属層を帯状不織布シート
に付設することができ製造が容易となる。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明
すると、図１は、本発明の排気フィルタ１０を示し、こ
の排気フィルタ１０は、排気フィルタ本体１２と、この
排気フィルタ本体１２内に配置された円筒状のエレメン
ト１４とから成っている。この排気フィルタ１０は、図
示しないエアアクチュエータの排気ポートに取付けられ
て、エアアクチュエータから排出される空気を取り込
み、圧縮空気中のオイルミストやダストの除去、また、
排出音の低減を行う。

【００１３】排気フィルタ本体１２は、エレメント１４
を周方向から覆い多数の排気口１６ａを有する円筒状の
エレメントカバー１６と、このエレメントカバー１６の
上方に上部カバー１８を介して取付けられたアダプタ部
２０と、エレメント１４を下方から支持する略円板上の
金属座板２２と、エレメント１４の下方に設けられたオ
イル受け２４と、このオイル受け２４の下端に設けられ
オイル受け２４に溜ったオイルを排出するキャップ状の
栓２６とから成っている。

【００１４】アダプタ部２０は、図１に示すように、エ
レメント１４内に形成された空隙に連通して排気ポート
から排出された空気を排気フィルタ本体１２内に取り込
んで、エレメント１４に導入する。このようにして導入
された空気は、エレメント１４内を通過してオイルミス
ト等と分離し、エレメントカバー１６の排気口１６ａか
ら外部に排出される。一方、この空気中のオイルミスト
やダストは、このエレメント１４により、次第に速度を
落としながら凝集して、回収され、排気フィルタ本体１
２の外周へ向かって変位し（図１矢印参照）、最後に下
方に落下して、オイル受け２４に溜る。なお、このよう
に回収された油等がエレメント１４から下方に落下でき
るよう、図１に示すように、金属座板２２の外径は、エ
レメント１４の外径より小さく形成することが望まし
い。

【００１５】エレメント１４は、図２（Ａ）及び（Ｂ）
に示すような帯状不織布シート２８を渦巻状に巻付けて
形成されている。この帯状不織布シート２８に用いられ
る不織布は、ナイロンやポリエステル樹脂等の極細繊維
から成り、これらの極細繊維をニードルパンチ等により
絡み合わせ乃至接着させることにより形成されている。
このようにエレメント１４は、渦巻状に巻付けられた不
織布から形成されるため、エレメント１４の製造が容易
であり、またこの帯状不織布シート２８を洗浄の上、あ
るいは新しい帯状不織布シート２８に変えて、巻き直す
ことによりエレメント１４を再生することも可能であ
る。なお、この不織布はナイロンやポリエステル樹脂等
の極細繊維以外の繊維材料を用いて形成してもよいこと
は勿論であり、また、ニードルパンチ等の機械結合法の
他、接着法、スパンボンド法等の方法により製造しても
よい。

【００１６】この帯状不織布シート２８は、図２（Ａ）
及び（Ｂ）に示すように、長手方向に連続的に密度が変
化している。この密度の変化は、不織布の製造時に繊維
相互の結合状態や繊維量を調整すること等により同時に
設けることが望ましい。但し、この製法によるコストを
考慮して、ほぼ均一な厚み及び目付量を有する不織布を
製造した後、この不織布に厚みの変化を付与して帯状不
織布シート２８の密度を変化させてもよい。具体的に
は、不織布を、連続的に押圧力を変えてプレスにより圧
縮して、厚みの変化により密度が連続的に変化する帯状
不織布シート２８を形成する。すなわち、帯状不織布シ
ート２８の一端から強い押圧力でプレスし始め、他端に
近付くにつれて次第にプレスの押圧力を弱めていくこと
により、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、一端を厚
みを薄くして密度を高く形成し、他端に近づくにつれ厚
みを厚くして密度が低い帯状不織布シート２８を形成す
る。

【００１７】このようにして形成された帯状不織布シー
ト２８は、図３に示すように、密度が濃い方の端部を中
心として渦巻状に巻付けられる。従って、この帯状不織
布シート２８から成るエレメント１４は、図１に示すよ
うに、排気フィルタ本体１２内に配置した場合に、排気
フィルタ本体１２の中心側の方が密度が高く、排気フィ
ルタ本体１２の外周に近づくにつれ次第に密度が低くな
る。このように、エレメント１４の密度を変化させてい
るため、油等の回収や捕捉の効率が向上し、また、排気
フィルタ本体１２の中心側の方が密度が高いため、排気
ポートから排出された直後の圧縮空気の流速を低下させ
る抵抗とすることができる。特に、排気フィルタ本体１
２の中心側程、排出された空気の圧力が高いため、エレ
メント１４の密度を排気フィルタ本体１２の中心側程高
くすると、空気に対し大きな抵抗となり、充分に空気の
流速を低下することができる。このエレメント１４の高
密度部分により空気と共に次第に流速を落としたオイル
ミスト等は、排気フィルタ本体１２の外周付近に達する
までの間に凝集し、下方のオイル受け２４に落下するこ
とができる。

【００１８】このように、密度及び厚みが連続的に変化
する帯状不織布シート２８を渦巻状に巻付けるだけで、
充分な性能を有する排気フィルタ１０を簡易かつ迅速に
低コストで製造することができる。なお、エレメント１
４の通気度は、このエレメント１４を構成する帯状不織
布シート２８の巻付け力や巻き回数を適宜設定すること
により、調整することができ、これにより様々な仕様の
排気フィルタ１０を提供することができる。帯状不織布
シート２８の長さや、厚み及び密度は、この巻付け力や
巻き回数に応じて適宜調整する。

【００１９】なお、この帯状不織布シート２８には、オ
イルミストの捕捉性を高めるために親油性の物質を塗布
してもよい。この親油性の物質としては、紙製品に対す
る撥水加工剤を用いるのが好ましく、具体的には、東燃
株式会社のＳＩＧＭＡ ＣＯＡＴ ２５０等を用いるこ
とができる。このＳＩＧＭＡ ＣＯＡＴ ２５０は、高
級脂肪酸を重合乃至縮合し、樹脂化した物質とワックス
類を主成分として乳化剤を添加し、水性化した乳剤であ
り、帯状不織布シート２８への付着は、帯状不織布シー
ト２８に塗布するか、又はＳＩＧＭＡ ＣＯＡＴ ２５
０に帯状不織布シート２８を浸漬させた後、余剰分を除
去し、最後に帯状不織布シート２８を構成する不織布繊
維の溶融温度以下の比較的高温で乾燥させることにより
行う。この場合、ＳＩＧＭＡ ＣＯＡＴ ２５０は、不
織布の各繊維の表面に皮膜状に付着するため、不織布の
通気性を害することがない。このように、帯状不織布シ
ート２８に親油性の物質を付着させると、オイルミスト
が、この親油性の物質に付着するため、油の凝集、捕捉
効率が向上する。

【００２０】図４は、本発明の排気フィルタ１０の他の
実施例を示す。この実施例においては、エレメント１４
を構成する帯状不織布シート２８には、多孔性金属層３
０が付設されている。このため、特に、排出される空気
がアクチュエータの作動によりその金属部に蓄積された
熱の影響等を受けて高温となっている場合には、この多
孔性金属層３０が熱を吸収して排熱することができ、帯
状不織布シート２８に負担をかけることない。この多孔
性金属層３０は、金属繊維のマット３２から形成するこ
とができる。この金属繊維は、材料として、例えば、
銅、ステンレス、銅合金、アルミ等の如き被削性の良い
金属を用いることができ、また、金属繊維のマット３２
として集積することが容易であると共に、集積された各
繊維が容易に剥離することがないように、金属長繊維を
用いることが望ましい。また、このように金属繊維から
成形するのは、金属層を多孔質とするためであり、これ
により簡易に多孔性金属層３０を得ることができ、排出
された空気がこの多孔性金属層３０を有するエレメント
１４を通過して外部に排出することができる。

【００２１】この多孔性金属層３０は、このようにして
成形された金属繊維のマット３０を帯状不織布シート２
８の表面に重着することにより形成される。この場合、
多孔性金属層３０を有する帯状不織布シート２８は最終
的には円筒状に巻付けられるため、多孔性金属層３０を
帯状不織布シート２８に単に重ね合わせることにより簡
易に重着すれば足りるが、接着等の他の適宜の手段によ
って重着してもよいことは勿論である。また、金属繊維
のマット３０は帯状不織布シート２８の両面に、また
は、いずれか一方の片面のみに重着する。このようにし
て形成された多孔性金属層３０は、エレメント１４を支
持する金属座板２２に接触させることが望ましい。これ
により、多孔性金属層３０が吸収する熱は金属座板２２
を介して放熱されるので放熱作用の効率を向上すること
ができる。

【００２２】また、多孔性金属層３０は、図６に示すよ
うに、帯状不織布シート２８に金属を溶射して成る金属
溶射層３４から形成してもよい。この場合、この金属溶
射層３４は、微粒体状の金属を帯状不織布シート２８に
低温溶射することにより成形することが望ましい。この
低温溶射によれば、被溶射物に与える熱影響が小さく、
例えば、ポリエステル樹脂繊維等から成る帯状不織布シ
ート２８に負担をかけることなく多孔性金属層２８を形
成することができる。また、金属溶射によると、微粒体
状の金属が、帯状不織布シート２８を構成する極細繊維
を担体として付着するため、金属層も多孔質となり、多
孔性金属層３０を容易に形成することができる。

【００２３】帯状不織布シート２８に厚み及び密度の変
化を設ける工程は、上記のようにプレスの押圧力を変え
る方法の他、メッシュのヒート板を用いることにより行
ってもよい。また、上記の多孔性金属層３０の付設によ
り行うこともできる。すなわち、図４に示すように、帯
状不織布シート２８のうち、渦巻状に巻付けられた時に
排気フィルタ本体１２の中心側に位置する部分のみに、
多孔性金属層３０を設けることにより、エレメント１４
の内外で簡易に密度差を設けることができる。この場合
は、均一な厚み及び密度の帯状不織布シート２８の一部
分に多孔性金属層３０を設けてもよいし、また、上述し
たプレスやヒート板により予め密度差が設けられている
帯状不織布シート２８の上に更にこのように多孔性金属
層３０を付設して、より一層の密度差を設けてもよい。

【００２４】更に、図２の実施例では、エレメント１４
として長手方向に連続的に厚み及び密度が変化する帯状
不織布シート２８を用いたが、図６に示すように、段階
的に厚み及び密度が変化する帯状不織布シート２８を用
いてエレメント１４を形成してもよい。この場合も、厚
み及び密度の変化は、押圧力を変えてプレスすること
や、メッシュのヒート板により設けることができ、ま
た、多孔性金属層３０を併設することもできる。

【００２５】なお、上記実施例では、帯状不織布シート
２７の厚みと密度が共に変化しているが、厚みは均一で
あるが、密度のみを変化させてもよいことは勿論であ
り、この場合、上述の如くこの帯状不織布シート２８の
長手方向に繊維の量等を変えて形成される。

【００２６】また、本発明においては、上述したよう
に、図示しないエアアクチュエータから排出された空気
の流速は、エレメント１４により低下するため、排出さ
れた空気が外部に放出される際の騒音が減衰され、特
に、このエレメント１４を帯状不織布シート２８から形
成しているため、エアアクチュエータからの伝搬音は、
エレメント１４の内部細孔における空気振動と繊維抵抗
とによって効果的に減衰されることが期待できる。

【００２７】最後に、本発明の排気フィルタ１０は、図
示しないエアアクチュエータの排気ポートに直接取付け
て使用する他、複数の排気系を集中した排気マニホルド
の排気口に取付けてもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、上記のように、エレメ
ントは、密度が変化する帯状不織布シートから形成され
ているため、同一の工程で製造される帯状不織布シート
を渦巻状に巻付けるだけで密度差のあるエレメントを得
ることができので、簡易かつ迅速に低コストでエレメン
トを製造をすることができる上に、この帯状不織布シー
トの内部細孔における空気振動と帯状不織布シートを構
成する繊維の繊維抵抗とによってエアアクチュエータか
らの伝搬音を効果的に減衰することができる実益があ
る。また、帯状不織布シートを洗浄の上、あるいは、新
しい帯状不織布シートに変えて、巻き直すことにより、
エレメントを再生することも可能である。

【００２９】また、渦巻き状に巻付けられる帯状不織布
シートに多孔性金属層を設けているため、特に高温の圧
縮空気の熱を伝導して排熱することができると共に、こ
の多孔性金属層を帯状不織布シートの一部に設けること
により帯状不織布シートを巻付けた時に、エレメントに
密度差を容易に設けることができる。その上、この多孔
性金属層を金属繊維のマットまたは金属溶射層から形成
しているため、通気性を確保しつつ、多孔性金属層を帯
状不織布シートに付設することができ製造が容易となる
実益がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排気フィルタの一部破断側面図であ
る。

【図２】図２（Ａ）は本発明に用いられる帯状不織布シ
ートの上面図、図２（Ｂ）は帯状不織布シートの側面図
である。

【図３】本発明に用いられる帯状不織布シートが円筒状
に巻付けられた状態を示す概略上面図である。

【図４】本発明に用いられる多孔性金属層を有する帯状
不織布シートの側面図である。

【図５】本発明の他の実施例に用いられる帯状不織布シ
ートが円筒状に巻付けられた状態を示す概略上面図であ
る。

【図６】本発明に用いられる多孔性金属層を有する帯状
不織布シートの他の実施例の側面図である。

【図７】本発明の他の実施例に用いられる帯状不織布シ
ートの側面図である。

【図８】従来の排気フィルタの横断面図である。

【符号の説明】

１０ 排気フィルタ １２ 排気フィルタ本体 １４ エレメント １６ エレメントカバー １６ａ 排気口 １８ 上部カバー ２０ アダプタ部 ２２ 金属座板 ２４ オイル受け ２６ キャップ状の栓 ２８ 帯状不織布シート ３０ 多孔性金属層 ３２ 金属繊維のマット ３４ 金属溶射層

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気フィルタ本体と、前記排気フィルタ
   本体内に配置された円筒状のエレメントとから成る排気
   フィルタにおいて、前記エレメントは、長手方向に連続
   的にまたは段階的に密度が変化している帯状不織布シー
   トから成り、前記帯状不織布シートは、渦巻状に巻付け
   られていることを特徴とする排気フィルタ。
2. 【請求項２】 前記帯状不織布シートは、密度が濃い方
   の端部を中心として渦巻き状に巻付けられていることを
   特徴とする請求項１に記載の排気フィルタ。
3. 【請求項３】 前記帯状不織布シートの密度の変化は、
   厚みの変化によって付与されていることを特徴とする請
   求項１または２に記載の排気フィルタ。
4. 【請求項４】 前記帯状不織布シートには多孔性金属層
   が付設されていることを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれかに記載の排気フィルタ。
5. 【請求項５】 排気フィルタ本体と、前記排気フィルタ
   本体内に配置された円筒状のエレメントとから成る排気
   フィルタにおいて、前記エレメントは、帯状不織布シー
   トを渦巻状に巻付けて形成されており、前記帯状不織布
   シートには多孔性金属層が付設されていることを特徴と
   する排気フィルタ。
6. 【請求項６】 前記多孔性金属層は、前記帯状不織布シ
   ートに重着された金属繊維のマットから形成されている
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の排気フィル
   タ。
7. 【請求項７】 前記多孔性金属層は、前記帯状不織布シ
   ートに設けられた金属溶射層から形成されていることを
   特徴とする請求項４または５に記載の排気フィルタ。