JP4642575B2

JP4642575B2 - フィルタ部材

Info

Publication number: JP4642575B2
Application number: JP2005199553A
Authority: JP
Inventors: 慶太郎横川
Original assignee: Nakahara Co Ltd
Current assignee: Nakahara Co Ltd
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2025-07-08
Also published as: JP2007015569A

Description

この発明は、メッシュメタルを用いたフィルタ部材に関し、例えば、建設機械の吸気口や排気口に設けられるグリルやドア等の開口部として用いられるフィルタ部材に関するものである。

ホイールローダなど建設機械、トラクタなどの農業機械において、エンジンは車体前部（操縦座席の前方位置）または車体後部（操縦座席の後方位置）に構成されたエンジンルームに設置され、冷却ファンによって、吸引した外気を利用して冷却する構成となっている。この場合、エンジンルームに設けられた吸気用カバーから吸気された外気がラジエータを通過した後、熱い排気となってエンジンの周囲から機外に排気される。

この種の吸気用カバーは、周囲のカバー枠とそれに取り付けられるフィルタ部材で構成される。この吸気カバーをエンジンルームを構成しているサイドカバー部に設けたエンジンルームの吸気用サイドカバーが知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記したエンジンルームの吸気用カバーは、空気の吸い込みが可能で且つ異物等の入り込みを防ぐために、フィルタ部材として吸気網が取り付けられている。

ところで、この吸気網としては金属製の網であるメッシュメタルが用いられる。このメッシュメタルを金属製のフレームに固定してフィルタ部材を構成し、この固定枠をカバー枠に取り付け金具を用いて取り付けている。
特開２００３−３２６９８５号公報

上記したフィルタ部材は、図１０に示すように、一対の矩形枠状の金属製フレーム２００、２１０とメッシュメタル２２０の３つの部品で構成され、メッシュメタル２２０を一対のフレーム２００、２１０で挟み込み、フレーム２００、２１０間を溶接により固定して、フィルタ部材を製造している。

上記した矩形枠状のフレーム２００、２１０は、金属板を中抜き加工により形成するため、切り取られた内側の材料が無駄になってしまうという難点がある。

また、組み立て作業においては、一対のフレーム２００、２１０間の平行度などの位置決め並びにメッシュメタル２２０がフレーム２００、２１０の周囲からはみ出さないように注意深く押さえ込み、これらを溶接で固定するする必要があり、作業が煩雑になるという問題もあった。さらに、溶接時のフレーム２００、２１０の歪みにも注意を要していた。

この発明は、上述した従来の問題点に鑑みなされたものにして、部品点数を減らし、組み立ての容易なフィルタ部材を提供することを目的とする。

この発明のフィルタ部材は、開口部を有する多角形形状の金属板製のフレーム本体と、このフレーム本体の周囲の各辺にそれぞれ連接して設けられメッシュ部材を固定するために折り曲げ加工される折曲辺と、前記フレーム本体と前記折曲辺とが連接される部分に設けられた切り込み部と、前記折曲辺とフレーム本体との間に設けられた前記切り込み部を中断させるジョイント部と、前記切り込み部の前記ジョイント部分に達する端の部分に円形穴状のストップホールと、を備え、前記フレーム本体の板厚が１．６ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、前記ストップホールは直径が２．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の円形穴状に設定され、前記開口部より大きく切り込み部で囲まれる領域より小さなメッシュ部材が、前記フレーム本体と、前記フレーム本体側へ折り曲げられた前記フレーム本体の各辺の折曲辺とで挟持されて固定されていることを特徴とする。

また、前記折曲辺の２辺が交差する角部分に面取り部を設けるとよい。

また、この発明は、前記フレーム本体と折曲辺は１枚の冷間圧延鋼板を加工して形成したものが用いられる。

上記した構成によれば、フレームとメッシュ部材の２つの部材で構成し、フレーム本体上にメッシュ部材を載置し、折り曲げ加工をするだけでフィルタ部材が得られ、溶接を省略することができる。さらに、従来のように、２つのフレーム部材を必要としないので、鋼板の材料を約半分にできる。

また、メッシュ部材のフレームの外への飛び出しはジョイント部分で防止することができ、位置決め作業等も容易に行える。

この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施形態に係るフィルタ部材に用いられるフレームを示す平面図、図２は同要部平面図、図３は、この発明の実施形態に係るフィルタ部材のフレームにメッシュメタルを載置した状態を示す平面図、図４は、この発明の実施形態に係るフィルタ部材を示す平面図である。

この実施形態に用いられるフレームは、１つのフレーム部材でメッシュメタルの固定を可能にしたものである。図１に示すように、フレーム１は、中抜き加工された開口部１１を有する矩形状のフレーム本体１０を有し、このフレーム本体１０の周囲の各辺にそれぞれメッシュメタルを固定するために折り曲げ加工される折曲辺１０ａ〜１０ｄが連接して設けられている。

このフレーム１は、たとえば、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を用いて形成される。この発明では、折曲辺１０ａ〜１０ｄが人の力や治具など使用して容易に折曲できるように構成している。このため、フレーム本体１０と折曲辺１０ａ〜１０ｄとが連接される部分に、切り込み１２を設けている。この切り込み１２は、例えば、炭酸ガスレーザを用いて形成される。そして、折曲辺１０ａ〜１０ｄがフレーム本体１０から切り落とされないように、折曲辺１０ａ〜１０ｄとフレーム本体１０との間には、切り込み１２を中断させるジョイント１３が設けられている。

切り込み１２のジョイント１３部分に達する端の部分には、単に切り込み１２を止めているだけでなく、円形穴状のストップホール１４が設けられている。

これは直線状の切り込み１２をジョイント１３部の手前で止めたままの形状であると、折曲辺１０ａ〜１０ｄを折り曲げた時に亀裂が発生したからである。これがストップホール１４を設けることで、折り曲げ加工により亀裂の発生が防止できた。

ジョイント１３部分へのストップホール１４の形成は、図２に示すように、フレーム１の端から炭酸ガスレーザを用いて直線状の切り込み１２ａの加工を行い、ジョイント１３部分で円状に走査して切り込みを入れ、そして、フレーム１の端の部分まで戻る直線状の切り込み１２ｂの加工を行うことで、切り込み１２のジョイント１３部分にストップホール１４を設けることができる。このストップホール１４の大きさ、切り込み１２の幅、ジョイント１３の幅（Ｗ）は、用いるフレーム１の板厚により、最適な値を選択する。

更に、このフレーム１は、折曲辺の２辺が交差する角部分に面取り部１５が設けられており、折曲辺１０ａ〜１０ｄを折り曲げた時に、材料の外ズレを防止している。

また、フレーム１には、メッシュメタルを固定した後、フィルタ部材を構成した時、他の部材に取り付ける際などに用いられる取り付け穴２０が折曲辺１０ａ〜１０ｄのそれぞれ対応する箇所に設けられている。

次に、この発明に係るフィルタ部材の製造方法につき図３ないし図４を参照して説明する。

例えば、３５０ｍｍ×２７０ｍｍの矩形の冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を用意し、炭酸ガスレーザ加工機（２Ｄレーザ、出力１Ｋｗ）を用いてフレーム１を加工する。まず、外形形状の加工を行い、フレーム本体１０及びフレーム本体１０に連接した折曲辺１０ａ〜１０ｄからなる板体をレーザ加工機により切断加工する。このとき、面取り部１５等も有する形状で形成される。この面取り部は幅１ｍｍ、奥行き６ｍｍで形成した。そして、例えば、１７０ｍｍ×２５６．５ｍｍの開口部１１がフレーム中央部に炭酸ガスレーザ加工機により鋼板を切断して形成される。

このときの外形は、折曲辺１０ｂ、１０ｄの端部間の距離が３４６．８ｍｍ、が折曲辺１０ａ、１０ｃの端部間の距離が２６０．３ｍｍとした。そして、折曲辺１０ａ〜１０ｄが人の力や治具など使用して容易に折曲できるように、フレーム本体１０と折曲辺１０ａ〜１０ｄとが連接される部分に、炭酸ガスレーザを用いて切り込み１２を設ける。切り込み１２はフレーム本体１０に対して、３００ｍｍ×２１３．２ｍｍの矩形状で４辺のそれぞれ中央部に例えば５．５ｍｍのジョイントが設けて形成される。そして、折曲辺１０ａ〜１０ｄは、フレーム本体１０の幅より、挟み込まれるメッシュメタルの厚み分を考慮して少し幅広に形成される。

切り込み１２は、上述したように、フレーム１の端から炭酸ガスレーザ加工機を用いて切り込み１２ａの加工を行い、ジョイント１３部分で円状に走査して切り込みを入れ、そして、フレーム１の端の部分まで戻る切り込み１２ｂの加工を行うことで、切り込み１２のジョイント１３部分にストップホール１４を設けて形成される。このストップホール１４の大きさ、切り込み１２の幅は、用いるフレーム１の板厚により、最適な値に設定すればよく、この例では２ｍｍの板厚の場合おいて、０．２ｍｍの切り込み並びにφ４ｍｍのストップホール１４を設けている。

図３に示すように、上記のようにして形成されたフレーム１に開口部１１の大きさより大きく、切り込み１２で囲まれた領域より少し小さい形状に形成されたメッシュメタル３０をフレーム本体１０の上に載置する。そして、折曲辺１０ａ〜１０ｄを切り込み１２に沿って図中矢印方向にそれぞれ折り曲げ加工を行い、鉄ハンマーなどでジョイント１３部分を数回殴打し、折曲辺１０ａ〜１０ｄとフレーム本体との間でメッシュメタル３０を挟み込んで固定する。このようにして、図４に示すように、この実施形態に係るフィルタ部材１００が得られる。この折り曲げ加工の際、面取り部１５により、材料の外ズレが防止でき、図４に示すように、隣り合う折曲辺１０ａ〜１０ｄ同士がずれなく互いに接するような状態で折り曲げられ、見栄え良く加工が行える。

上記したように、この実施形態におけるフィルタ部材においては、フレーム１とメッシュメタル３０の２つの部材で構成し、フレーム本体１０上にメッシュメタル３０を載置し、その後、折り曲げ加工をするだけでフィルタ部材１００が得られ、溶接を省略することができる。また、従来のように、２つのフレーム部材を必要としないので、鋼板の材料を約半分にできる。また、メッシュメタル３０のフレーム１の外への飛び出しはジョイント１３部分で防止することができ、位置決め作業等も容易に行える。

なお、上記した実施形態においては、切り込みの形成を炭酸ガスレーザ加工機により行ったが、これに限らず、切り込み加工が行えるものであればよい。また、ジョイント１３はそれぞれ各辺の中央部に１つ設けていたが、２つ、３つなど、辺の大きさにより、強度等を考慮し、適宜その個数等を選択すればよい。

次に、簡易にフレーム１の折り返しが行え、亀裂が入らないジョイント１３部分を製作するために、種々のフレーム１を製作した。フレーム１は、鋼板の板厚とストップホール１４の大きさジョイント１３部分の幅を種々変更させて、切り込み１２の製作を行った。そして、製作したフレーム１にメッシュメタル３０を載置し、手曲げによる折り返し作業を行った後、鉄ハンマーでジョイント１３部分を数回叩き、フレーム１上にあるメッシュメタル３０を挟み込んだ後、ジョイント１３部分でのクラックの発生の有無を調べた。

鋼板はＳＰＣＣで板厚１．６ｍｍと、２．０ｍｍの２種類のものを用意した。また、メッシュメタル３０は線径が０．２９ｍｍと０．８ｍｍの２種類のものを用いて、それぞれフィルタ部材１００を作成し、クラックの有無等の検証を行った。表１に各サンプルにおけるジョイント幅、ストップホールの大きさ、亀裂（クラック）の有無を検証した結果を示す。

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表１より、板厚１．６ｍｍの場合、ストップホール１４の大きさが直径２．５ｍｍでクラックの発生が殆ど問題ない程度になり、直径３．０ｍｍの場合には、クラックの発生がなくなる。また、ジョイント１３の幅は、４．５ｍｍより広く、６ｍｍの幅のもであればクラックの発生が無くなるか、あったとしても殆ど問題ない程度であった。

また、板厚２．０ｍｍの場合、ストップホール１４の大きさが直径３．０ｍｍの場合には、クラックの発生がなくなる。また、ジョイント１３の幅は、４．５ｍｍより広く、６ｍｍの幅のもであれば、クラックの発生が無くなるか、あったとしても殆ど問題ない程度であった。板厚１．６ｍｍ、２．０ｍｍともストップホール１４の大きさを直径３．０ｍｍ、ジョイント幅を５．０ｍｍから６．０ｍｍであれば、クラックの発生がなく安定してフィルタフレームの折り返しができる。

これらの結果から、板厚の１．５倍以上の円形形状のストップホール１４を設ければ、クラックの発生がなくなるか、あったとしても殆ど問題ない程度である。よって、ストップホール１４の大きさは板厚の１．５倍以上の直径の円形形状が安定して引張力が分散できて好ましいことが分かった。また、ジョイント１３の幅（Ｗ）は４．５ｍｍ以上にすれば良く、好ましくは５．０ｍｍ〜６．０ｍｍが安定してフィルタフレームの折り返しができる。

この実施形態のフィルタ部材１００の使用例を図５ないし図６に従い説明する。図５ないし図６に示すものは、ホイールローダなど建設機械におけるエンジンルームのカバーまたはサイドカバーに設ける吸気口または排気口にフィルタ部材１００を取りける例を示している。図５は、カバーまたはサイドカバーに設ける吸気口または排気口にこの発明に係るフィルタ部材を取り付ける例を示す平面図、図６は、カバーまたはサイドカバーに設ける吸気口または排気口にフィルタ部材を取り付ける例を示す斜視図である。

周囲のカバー枠４０がエンジンルームのカバーまたはサイドカバーに取り付けられる。このカバー枠４０には、取り付け穴４１や嵌め込み溝４２などが設けられている。そして、カバー枠４０には吸気口または排気口となるように矩形の窓４７が多数設けられている。この窓４７が設けられた領域を覆うように、フィルタ部材１００が固定される。

カバー枠４０の窓４７が設けられた部分に、フィルタ部材１００を載置する。このカバー枠４０に設けられた取り付け用台座部４８に断面Ｌ字状の取り付け金具４５の穴を合わせてボルト４６を用いて取り付け金具４５を固定し、フィルタ部材１００のフレーム１を取り付け金具４５の先端で押さえ込み、フィルタ部材１００をカバー枠４０に固定している。

この例では、カバー枠４０を用いているが、カバー枠を用いずに、直接カバーまたはサイドカバーにフィルタ部材１００を固定するように構成しても良い。

次に、この発明の他の実施形態につき図７ないし図９を参照して説明する。図７は、３角形状のフィルタ部材を構成する際のフレーム１ａを示す平面図、図８は、台形形状のフィルタ部材を構成する際のフレーム１ｂを示す平面図、図９は、６角形状のフィルタ部材を構成する際のフレーム１ｃを示す平面図である。

これら図７ないし図９に示すように、この発明は矩形形状以外のフィルタ部材に対しても適用できる。それぞれの図に示すように、各フレームは、フレーム本体１０に周囲にそれぞれメッシュメタルを固定するために折り曲げ加工される折曲辺１０ａ…がそれぞれ連接して設けられている。フレーム１は、中抜き加工された開口部１１がフレームの外形に応じて形成されている。また、フレーム本体１０と折曲辺１０ａ…とが連接される部分には、切り込み１２が設けられている。そして、折曲辺１０ａ〜１０ｄがフレーム本体１０から切り落とされないように、折曲辺１０ａ〜１０ｄとフレーム本体１０との間には、切り込み１２を中断させるジョイント１３が設けられている。

切り込み１２のジョイント１３部分に達する端の部分には、円形穴状のストップホール１４が設けられている。さらに、折曲辺間には折り曲げ加工の際、材料の外ズレを防止する面取り部１５が設けられている。

このようなフレーム１ａ〜１ｃを用いて、開口部１１の大きさより大きく、切り込み１２で囲まれた領域より少し小さい形状に形成されたメッシュメタルをフレーム本体１０の上に載置する。そして、折曲辺１０ａ…を切り込み１２に沿ってそれぞれ折り曲げ加工を行い、鉄ハンマーなどでジョイント１３部分を数回殴打し、折曲辺１０ａ…とフレーム本体１０との間でメッシュメタルを挟み込んで固定し、フィルタ部材１００が得られる。

上記したように、この発明に係るフィルタ部材は、矩形形状だけでなく三角形、台形など種々の多角形の形状にも適用できることができる。

また、この発明のフィルタ部材は、吸気口や排気口に用いられるだけでなく、メッシュメタルを用いたフィルタ部材であれば他の用途のものに用いることも可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

ホイールローダなど建設機械におけるエンジンルームのカバーまたはサイドカバーに設ける吸気口または排気口などに取り付けられるフィルタ部材に用いられる。

この発明の実施形態に係るフィルタ部材に用いられるフレームを示す平面図である。この発明の実施形態に係るフィルタ部材の要部平面図である。この発明の実施形態に係るフィルタ部材のフレームにメッシュメタルを載置した状態を示す平面図である。この発明の実施形態に係るフィルタ部材を示す平面図である。カバーまたはサイドカバーに設ける吸気口または排気口に、この発明に係るフィルタ部材を取り付ける例を示す平面図である。カバーまたはサイドカバーに設ける吸気口または排気口に、この発明に係るフィルタ部材を取り付ける例を示す斜視図である。３角形状のフィルタ部材を構成する際のフレームを示す平面図である。台形形状のフィルタ部材を構成する際のフレームを示す平面図である。６角形状のフィルタ部材を構成する際のフレーム１ｃを示す平面図である。従来のフィルタ部材の構成を示す概略的平面図である。

符号の説明

１フレーム、１０フレーム本体１０ａ〜１０ｆ折曲辺１１開口部、１２切り込み１３ジョイント１４ストップホール３０メッシュメタル。

Claims

開口部を有する多角形形状の金属板製のフレーム本体と、このフレーム本体の周囲の各辺にそれぞれ連接して設けられメッシュ部材を固定するために折り曲げ加工される折曲辺と、前記フレーム本体と前記折曲辺とが連接される部分に設けられた切り込み部と、前記折曲辺とフレーム本体との間に設けられた前記切り込み部を中断させるジョイント部と、前記切り込み部の前記ジョイント部分に達する端の部分に円形穴状のストップホールと、を備え、前記フレーム本体の板厚が１．６ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、前記ストップホールは直径が２．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の円形穴状に設定され、前記開口部より大きく切り込み部で囲まれる領域より小さなメッシュ部材が、前記フレーム本体と、前記フレーム本体側へ折り曲げられた前記フレーム本体の各辺の折曲辺とで挟持されて固定されていることを特徴とするフィルタ部材。
前記折曲辺の２辺が交差する角部分に面取り部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ部材。
前記フレーム本体と折曲辺は１枚の冷間圧延鋼板を加工して形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタ部材。