JP4670166B2 - フィルタの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形面に対して半溶融状態の繊維を紡出することにより、その成形面の形状にほぼ等しい形状のフィルタを製造する方法及びその方法により製造されたフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
紡糸ノズルから紡出された半溶融状態の繊維を平面あるいはローラの金網等で受け、その金網等に積層された繊維を巻き取ることでシート状の不織布を形成することが行われる。この不織布で、図１５（Ａ）に示すような、フィルタ８０を製造する場合、前記不織布を所定形状に切断し、さらに折り曲げて接着する工程が必要となる。
上記した切断、折り曲げ及び接着等の工程を省略するために、金網等でフィルタ８０とほぼ等しい形状の成形面９２を備える成形型９０を製作し、その成形型９０の成形面９２に、図１５（Ｂ）に示すように、紡糸ノズルから半溶融状態の繊維Ｆを紡出して積層し、前記フィルタ８０を形成することが行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したように半溶融状態の繊維Ｆをフィルタ８０とほぼ等しい形状の成形面９２に紡出する方法では、成形面９２の急傾斜部９２ｋ（立面部９２ｋ）における繊維Ｆの積層量が平坦部９２ｎあるいは緩傾斜部における繊維Ｆの積層量よりも大幅に低下する。このため、成形面９２の立面部９２ｋによって成形されるフィルタ８０の側板部８６では、その成形面９２の緩傾斜部等によって成形される波状板部８４よりも大幅に繊維密度が小さくなる。即ち、フィルタ８０の側板部８６は波状板部８４に対して繊維の目が粗くなり、ダスト漏れが発生し易くなる。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、成形面の立面部においても繊維を十分積層できる方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、水平に配置された成形型に対し、その成形型の幅よりも紡出幅が大きい紡糸ノズルから紡出された半溶融状態の繊維を落下させて、それらの繊維を前記成形型の成形面上に積層し、その成形面の形状にほぼ等しい形状のフィルタを製造するフィルタの製造方法であって、前記成形型の成形面に対して前記紡糸ノズルから半溶融状態の繊維を落下させる際に、その成形型の幅方向外側に落下しようとする半溶融状態の前記繊維を気体の流れを利用して前記成形型の幅方向の側面に形成された前記成形面の立面部の方向に曲げて落下させ、その成形面の立面部に前記繊維を集めることを特徴とする。
【０００５】
本発明によると、成形面に対して半溶融状態の繊維を紡出する際にその成形面の立面部に繊維が集められるため、その立面部に対して繊維を十分に積層できる。このため、成形面の立面部における繊維積層量がその成形面の他の部位と比べて大幅に低下することがない。したがって、前記立面部によって成形されるフィルタの側板部等における繊維の目が他の部分と比べて粗くなるようなことがなく、その側板部等でダスト漏れが発生し難くなる。
【０００６】
請求項２によると、成形型の幅方向両側から成形面の立面部に向けて気体を放出することにより、前記半溶融状態の繊維を前記立面部の方向に曲げて落下させることを特徴とする。
請求項３によると、成形型を通気性のある金属製の網により形成し、成形面の立面部から空気を吸引することにより、前記半溶融状態の繊維を前記立面部の方向に曲げて落下させることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、図１〜図１０に基づいて本発明の実施形態１に係るフィルタの製造方法及びフィルタについて説明する。ここで、図１は本実施形態に係るフィルタの製造方法を表す斜視図、図２は図１のII− II矢視図、図３、図４はフィルタの製造方法の変更例を表す正面図である。また、図５、図６はフィルタの成形型を表す斜視図等であり、図７から図１０はフィルタの斜視図、横断面図及びその横断面図の要部拡大図である。
【０００９】
フィルタ１は、図７に示すように、フィルタ本体２と、そのフィルタ本体２の周囲に形成された周縁部３とから構成されており、その周縁部３がハウジング（図示されていない）の挟持部に挟まれることで、フィルタ１は前記ハウジング内にセットされる。フィルタ本体２は流体を濾過するジャバラ状の濾過部４とその濾過部４の両側を塞ぐ三角形状の側板部６とによって開放容器状に形成されている。
フィルタ本体２及び周縁部３は、後記するように成形型３０の成形面３１，３２に対して紡糸ノズル１４から半溶融状態の繊維Ｆを紡出して積層させることにより一体で形成される。
【００１０】
次に、図１から図６に基づいて、フィルタ１を製造する設備について説明し、さらにその設備を使用してフィルタ１を製造する方法について説明する。
フィルタ製造設備１０は、図１等に示すように、水平なコンベヤ１１を備えており、そのコンベヤ１１に複数の成形型３０（図では一台のみ記載されている）が進行方向に並べられた状態で載置されている。ここで、コンベヤ１１の幅方向をＸ方向、コンベヤ１１の進行方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向として以下の説明を行う。
【００１１】
成形型３０は通気性がある金属製の網により形成されており、図５（Ａ）に示すように、その成形型３０の上側にフィルタ本体２を成形する本体成形面３１と、周縁部３を成形する周縁部成形面３２とが設けられている。また、本体成形面３１はフィルタ本体２の濾過部４を成形するジャバラ状の傾斜面部３１ｆと、そのフィルタ本体２の側板部６を成形する立面部３１ｅとから構成されている。成形型３０は、その立面部３１ｅがコンベヤ１１の幅方向両側に配置されるように、そのコンベヤ１１に載置される。
【００１２】
また、図５（Ｂ），（Ｃ）に示すように、成形型３０の本体成形面３１に設けられた傾斜面部３１ｆが鉛直線に対して成す角αと、立面部３１ｅが鉛直線に対して成す角βとは等しい値に設定されている。即ち、水平面に対する傾斜面部３１ｆの傾斜角度（90°−α）と立面部３１ｅの傾斜角度（90°−β）とは等しい値に設定されている。
なお、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、水平面に対する傾斜面部３１ｆの傾斜角度（90°−α）より立面部３１ｅの傾斜角度（90°−β）を小さく設定しても良い。
【００１３】
図１に示すように、コンベヤ１１の上方には所定の高さ位置に紡糸ノズル１４がそのコンベヤ１１の幅方向（Ｘ方向）に設置されている。紡糸ノズル１４は、例えばメルトブロー法を利用したノズルであり、図示されていない押出機から射出された半溶融状態の繊維状樹脂Ｆ（以下、繊維Ｆという）を成形型３０の本体成形面３１及び周縁部成形面３２に対して紡出する。ここで、紡糸ノズル１４のＸ方向における紡出範囲（紡出幅）は成形型３０の幅よりも大きく、かつコンベヤ１１の幅よりも小さく設定されている。
【００１４】
紡糸ノズル１４の下方にはコンベヤ１１の幅方向両側に一対のエア吹付け装置１６が設置されている。エア吹付け装置１６はコンベヤ１１上の成形型３０の立面部３１ｅに向けて空気を放出する装置であり、紡糸ノズル１４から紡出されてそのコンベヤ１１の幅方向両端部に落下しようとする繊維Ｆを空気圧で立面部３１ｅの位置まで集める働きをする。即ち、紡糸ノズル１４から紡出された繊維Ｆはコンベヤ１１を横切るカーテン状に落下するが、そのカーテンの両側に位置する繊維Ｆが成形型３０の近くまで落下したときにエア吹付け装置１６から空気圧を受け、図２に示すように、その繊維Ｆが成形型３０の立面部３１ｅの方向に曲げられて落下する。このため、紡糸ノズル１４の紡出幅が成形型３０の幅よりも大きく設定されていても、前記カーテンの両側に位置する繊維Ｆが成形型３０から食み出さずに、その成形型３０の立面部３１ｅあるいは周縁部成形面３２上に積層される。
【００１５】
次に、フィルタ１の製造方法について説明する。
先ず、紡糸ノズル１４からほぼ一定量の半溶融状態の繊維Ｆが紡出されており、さらに一対のエア吹付け装置１６から予め決められた量の空気が放出されている状態で、コンベヤ１１が駆動されて成形型３０がＹ方向に一定速度で動かされる。これによって、成形型３０の本体成形面３１及び周縁部成形面３２にＹ方向における先端側から順番に半溶融状態の繊維Ｆが積層される。
【００１６】
このとき、前述のように、紡糸ノズル１４から紡出された繊維Ｆがコンベヤ１１を横切るカーテン状に落下する際に、そのカーテンの両側に位置する繊維Ｆがエア吹付け装置１６から空気圧を受け、成形型３０の立面部３１ｅの方向に曲げられて落下する。即ち、前記カーテンの両側に位置する繊維Ｆがエア吹付け装置１６の働きで成形型３０の立面部３１ｅの位置に集められる。このため、立面部３１ｅに繊維Ｆを十分積層できるようになり、それらの立面部３１ｅにおける繊維積層量が本体成形面３１の傾斜面部３１ｆ等の繊維積層量に比べて多くなる。
【００１７】
また、水平面に対する傾斜面部３１ｆの傾斜角度（90°−α）と立面部３１ｅの傾斜角度（90°−β）とは等しい値に設定されているため、仮にエア吹付け装置１６が存在しなくても、立面部３１ｅにおける繊維積層量は傾斜面部３１ｆにおける繊維積層量とほぼ等しくなる。
成形型３０の本体成形面３１及び周縁部成形面３２に積層された半溶融状態の繊維Ｆは互いに接触することにより接触点で融着し、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、その繊維Ｆの層が不織布となることでフィルタ１が形成される。
【００１８】
即ち、成形型３０の本体成形面３１における傾斜面部３１ｆに積層された繊維Ｆがフィルタ本体２の濾過部４となり、その本体成形面３１の立面部３１ｅに積層された繊維Ｆがフィルタ本体２の側板部６となる。また、成形型３０の周縁部成形面３２に積層された繊維Ｆがフィルタ１の周縁部３となる。
フィルタ１が成形されると繊維Ｆが凝固した後、そのフィルタ１が成形型３０から剥がされ、仕上げ加工されてフィルタ１が完成する。
【００１９】
上記したように本実施形態に係るフィルタ１の製造方法によると、エア吹付け装置１６の働きで成形型３０の本体成形面３１における立面部３１ｅに対して繊維Ｆを集めることができるため、立面部３１ｅの傾斜が大きくてもその立面部３１ｅにおける繊維積層量がその他の部位における繊維積層量と比べて低下することがない。したがって、立面部３１ｅによって成形されるフィルタ１の側板部６における繊維の目が他の部分と比べて粗くなるようなことがなく、その側板部６でダスト漏れが発生し難くなる。
【００２０】
また、成形型３０における本体成形面３１の立面部３１ｅの傾斜角度（90°−β）がその本体成形面３１の傾斜面部３１ｆの傾斜角度（90°−α）以下に設定されているため、その立面部３１ｅに対して傾斜面部３１ｆと同等以上の繊維Ｆを積層することができる。即ち、フィルタ１の側板部６の肉厚を濾過部４の肉厚と同等以上にすることができるため、フィルタ１の側板部６でダスト漏れ等が発生することがない。
【００２１】
ここで、本実施形態では、立面部３１ｅと傾斜面部３１ｆとの傾斜角度が等しい成形型３０を使用し、さらにエア吹付け装置１６を使用してフィルタ１を製造する例を示したが、上記した成形型３０を使用すればエア吹付け装置１６を使用しなくても立面部３１ｅに対し傾斜面部３１ｆとほぼ同じ厚みで繊維Ｆを積層させることができる。
【００２２】
また、エア吹付け装置１６を使用すれば、立面部の傾斜角度が傾斜面部の傾斜角度よりも急な成形型（図示されていない）を使用しても、その立面部に対して傾斜面部と同等以上の繊維Ｆを積層することができる。
また、本実施形態では、エア吹付け装置１６を使用して紡糸ノズル１４からカーテン状に紡出された繊維Ｆの両端部を成形型３０の立面部３１ｅに集める例を示したが、図３に示すように、エア吹付け装置１６の代わりにエア吸引装置１８を使用し、主に成形型３０の立面部３１ｅから空気を吸引してその立面部３１ｅに繊維Ｆを集める方法も可能である。さらに、図４に示すように、エア吹付け装置１６とエア吸引装置１８との双方を使用する方法も可能である。
【００２３】
また、図９に示すように、成形型３０の本体成形面３１及び周縁部成形面３２に半溶融状態の繊維Ｆを紡出した後、その本体成形面３１の立面部３１ｅに積層された繊維Ｆ及び周縁部成形面３２に積層された繊維Ｆをプレス等により加圧しても良い。このように、積層された繊維Ｆを加圧することにより繊維積層量が少ない場合でもその部分の繊維間の隙間を小さくでき、フィルタ１の側板部６におけるダスト漏れ等を防止できる。また、フィルタ１の側板部６及び周縁部３の強度も向上する。
【００２４】
また、図１０に示すように、成形型３０の本体成形面３１及び周縁部成形面３２に半溶融状態の繊維Ｆを紡出した後、その本体成形面３１の立面部３１ｅに積層された繊維Ｆに含浸材Ｆｒを含浸させても良い。このように、積層された繊維Ｆに含浸材Ｆｒを含浸させることにより、その部分の繊維積層量が少ない場合でもその部分の繊維間の隙間を小さくでき、フィルタ１の側板部６におけるダスト漏れ等を防止できる。また、フィルタ１の側板部６の強度も向上する。ここで、含浸材Ｆｒには、繊維Ｆと同じ種類の樹脂を使用するのが好ましい。
【００２５】
（実施形態２）
以下、図１１から図１４に基づいて本発明の実施形態２に係るフィルタの製造方法及びフィルタについて説明する。本実施形態に係るフィルタの製造方法は、予め製作された枠体を利用してフィルタの側板部を製造するようにしたものあり、図１１（Ａ）はその製造方法を表す斜視図、図１１（Ｂ）はその方法により製造されたフィルタの斜視図である。また、図１２から図１４はその変更例を表す斜視図である。
フィルタ５０は、図１１（Ｂ）に示すように、流体を濾過する濾過部５２と、その濾過部５２の周囲に形成された側板部５３とから構成されている。濾過部５２はジャバラ状に形成されており、その周囲が側板部５３の内周壁面５３ｋに接続されている。
【００２６】
次に、図１１（Ａ）に基づいて、フィルタ５０を製造する設備について説明し、さらにその設備を使用してフィルタ５０を製造する方法について説明する。なお、フィルタ５０の製造に使用される紡糸ノズルやコンベヤ１１等は実施形態１で説明したものと同じものが使用されるため、その説明は省略する。
フィルタ５０の濾過部５２は成形型６０に対して半溶融状態の繊維Ｆを紡出することにより形成される。成形型６０は、通気性のある金属製の網により形成されており、その成形型６０の上側に濾過部５２を成形するためのジャバラ状の傾斜面部６１が設けられている。
【００２７】
側板部５３は、角筒形をした枠体５３ｗに半溶融状態の繊維Ｆを紡出することにより形成される。枠体５３ｗは、例えば繊維Ｆの材料となる樹脂を射出成形することにより形成される。なお、枠体５３ｗのサイズはその内側に成形型６０が収納できるサイズに設定されている。
【００２８】
次に、フィルタ５０の製造方法について説明する。
先ず、成形型６０が枠体５３ｗの内側に収納された状態でその成形型６０と枠体５３ｗとがコンベヤ１１の所定位置にセットされる。次に、コンベヤ１１が駆動されて成形型６０及び枠体５３ｗが紡糸ノズル（図示されていない）の下を一定速度でＹ方向に動かされる。これによって、成形型６０の傾斜面部６１及び枠体５３ｗにはＹ方向における先端側から順番に半溶融状態の繊維Ｆが積層される。このとき、エア吹付け装置１６を作動させれば、枠体５３ｗに対する繊維積層量を増加させることができる。
【００２９】
枠体５３ｗ及び成形型６０の傾斜面部６１に積層された半溶融状態の繊維Ｆは互いに接触することで接触点において融着し、その繊維Ｆの層が不織布となることでフィルタ５０が形成される。即ち、成形型６０の傾斜面部６１に積層された半溶融状態の繊維Ｆがフィルタ５０の濾過部５２となり、枠体５３ｗ及びその枠体５３ｗに積層された繊維Ｆがフィルタ５０の側板部５３となる。フィルタ５０が形成されると、繊維Ｆが凝固した後、そのフィルタ５０が成形型６０の傾斜面部６１から剥がされ、繊維Ｆと枠体５３ｗとが一体化されたフィルタ５０（図１１（Ｂ）参照）が完成する。
このように、予め製作された枠体５３ｗを使用してフィルタ５０の側板部５３を形成する方法のため、その側板部５３の強度等を希望する値に設定でき、側板部５３におけるダスト漏れ等を防止できる。
【００３０】
ここで、本実施形態では角筒形の枠体５３ｗを使用する例を示したが、図１２に示すように、上方で広がるようなテーパを備える枠体５３ｘを使用することも可能である。このような枠体５３ｘを使用することにより、枠体５３ｘの内壁面５３ｅと成形型６０の傾斜面部６１（図示されていない）との間に効率的に繊維Ｆを積層できるようになり、フィルタ５０の濾過部５２と側板部５３との接着性が向上する。
【００３１】
また、図１３に示すように、下方で広がるようなテーパを備える枠体５３ｙを使用することも可能である。このような枠体５３ｙを使用することにより、枠体５３ｙの外壁面５３ｕに効率的に繊維Ｆを積層できるようになり、フィルタ５０の濾過部５２と側板部５３との接着性が向上する。
【００３２】
また、図１４に示すように、上方で広がるようなテーパを備える枠体５３ｘと、濾過部５２を成形するためのジャバラ状の傾斜面部６１とを接着し、この枠体５３ｘと傾斜面部６１とに繊維Ｆを積層して、その繊維Ｆと枠体５３ｘ及び傾斜面部６１とが一体化されたフィルタ５０を形成することも可能である。このように、枠体５３ｘと傾斜面部６１とが予め接着されているため、フィルタ５０の濾過部５２と側板部５３との間の強度が向上するとともに、傾斜面部６１の働きで濾過部５２自身の強度も向上させることができる。ここで、傾斜面部６１は、側板部５３と同じ材料の樹脂で網状に形成するのが好ましい。
【００３３】
なお、本実施形態では、樹脂を射出成形して枠体５３ｗ等を形成する例を示したが、例えば不織布を折り曲げ成形して枠体５３ｗ等を形成することも可能である。
また、本実施形態では、成形型６０を金属製の網により形成する例を示したが、その成形型６０を不織布等で形成し、積層された繊維Ｆとその成形型６０とを一体化したフィルタを成形することも可能である。
【００３４】
ここで、実施形態１、実施形態２に記載されている発明であって、特許請求の範囲には記載されていない発明を以下に列記する。
１） 請求項５記載のフィルタの製造方法であって、側板部となる繊維をプレスすることで、その繊維間の隙間を小さくすることを特徴とするフィルタ。
２） 請求項５記載のフィルタの製造方法であって、側板部となる繊維に含浸材を含浸させることにより、その繊維間の隙間を小さくすることを特徴とするフィルタの製造方法。
３） 請求項６記載のフィルタの製造方法であって、半溶融状態の繊維と成形面とを一体化することを特徴とするフィルタの製造方法。
４） 請求項６記載のフィルタの製造方法であって、上方で広がるようなテーパを備える枠体を使用することを特徴とするフィルタの製造方法。
５） 請求項６記載のフィルタの製造方法であって、下方で広がるようなテーパを備える枠体を使用することを特徴とするフィルタの製造方法。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によると、成形面の立面部における繊維積層量がその成形面の他の部位に比べて大幅に低下することがないため、前記立面部によって成形されるフィルタの側板部等における繊維間の網目が他の部分と比べて粗くなることがない。このため、フィルタの側板部等でダスト漏れが発生し難くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るフィルタの製造方法を表す斜視図である。
【図２】フィルタの製造方法を表す正面図（図１のII− II矢視図）である。
【図３】フィルタの製造方法の変更例を表す正面図である。
【図４】フィルタの製造方法の変更例を表す正面図である。
【図５】フィルタの製造方法において使用される成形型の斜視図（Ａ図）、成形型の側面図（Ａ図のＢ−Ｂ矢視図）（Ｂ図）及び成形型の正面図（Ａ図のＣ−Ｃ矢視図）（Ｃ図）である。
【図６】成形型の変更例を表す側面図（Ａ図）及び正面図（Ａ図のＢ矢視図）（Ｂ図）である。
【図７】本発明の実施形態１に係るフィルタの製造方法によって製造されたフィルタの斜視図である。
【図８】図７のVIII− VIII矢視断面図（Ａ図）及びＡ図のＢ矢視拡大図である。
【図９】フィルタの側板部及び周縁部をプレスした状態を表す断面図である。
【図１０】フィルタの側板部に含浸材を含浸させた状態を表す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係るフィルタの製造方法を表す斜視図（Ａ図）及びその方法によって製造されたフィルタの斜視図（Ｂ図）である。
【図１２】フィルタの製造方法の変更例を表す斜視図（Ａ図）及びその方法によって製造されたフィルタの斜視図（Ｂ図）である。
【図１３】フィルタの製造方法の変更例を表す斜視図（Ａ図）及びその方法によって製造されたフィルタの斜視図（Ｂ図）である。
【図１４】フィルタの製造方法の変更例を表す斜視図（Ａ図）及びその方法によって製造されたフィルタの斜視図（Ｂ図）である。
【図１５】従来のフィルタの斜視図（Ａ図）及びそのフィルタの製造方法を表す縦断面図（Ｂ図）である。
【符号の説明】
Ｆ 繊維
Ｆｒ 含浸材
１ フィルタ
２ フィルタ本体
４ 濾過部
６ 側板部
１１ コンベヤ
１４ 紡糸ノズル
１６ エア吹付け装置
１８ エア吸引装置
３０ 成形型
３１ 本体成形面（成形面）
３１ｆ 傾斜面部
３１ｅ 立面部
５０ フィルタ
５３ｗ 枠体
５３ｘ 枠体
５３ｙ 枠体
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形面に対して半溶融状態の繊維を紡出することにより、その成形面の形状にほぼ等しい形状のフィルタを製造する方法及びその方法により製造されたフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
紡糸ノズルから紡出された半溶融状態の繊維を平面あるいはローラの金網等で受け、その金網等に積層された繊維を巻き取ることでシート状の不織布を形成することが行われる。この不織布で、図１５（Ａ）に示すような、フィルタ８０を製造する場合、前記不織布を所定形状に切断し、さらに折り曲げて接着する工程が必要となる。
上記した切断、折り曲げ及び接着等の工程を省略するために、金網等でフィルタ８０とほぼ等しい形状の成形面９２を備える成形型９０を製作し、その成形型９０の成形面９２に、図１５（Ｂ）に示すように、紡糸ノズルから半溶融状態の繊維Ｆを紡出して積層し、前記フィルタ８０を形成することが行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したように半溶融状態の繊維Ｆをフィルタ８０とほぼ等しい形状の成形面９２に紡出する方法では、成形面９２の急傾斜部９２ｋ（立面部９２ｋ）における繊維Ｆの積層量が平坦部９２ｎあるいは緩傾斜部における繊維Ｆの積層量よりも大幅に低下する。このため、成形面９２の立面部９２ｋによって成形されるフィルタ８０の側板部８６では、その成形面９２の緩傾斜部等によって成形される波状板部８４よりも大幅に繊維密度が小さくなる。即ち、フィルタ８０の側板部８６は波状板部８４に対して繊維の目が粗くなり、ダスト漏れが発生し易くなる。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、成形面の立面部においても繊維を十分積層できる方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、水平に配置された成形型に対し、その成形型の幅よりも紡出幅が大きい紡糸ノズルから紡出された半溶融状態の繊維を落下させて、それらの繊維を前記成形型の成形面上に積層し、その成形面の形状にほぼ等しい形状のフィルタを製造するフィルタの製造方法であって、前記成形型の成形面に対して前記紡糸ノズルから半溶融状態の繊維を落下させる際に、その成形型の幅方向外側に落下しようとする半溶融状態の前記繊維を気体の流れを利用して前記成形型の幅方向の側面に形成された前記成形面の立面部の方向に曲げて落下させ、その成形面の立面部に前記繊維を集めることを特徴とする。
【０００５】
本発明によると、成形面に対して半溶融状態の繊維を紡出する際にその成形面の立面部に繊維が集められるため、その立面部に対して繊維を十分に積層できる。このため、成形面の立面部における繊維積層量がその成形面の他の部位と比べて大幅に低下することがない。したがって、前記立面部によって成形されるフィルタの側板部等における繊維の目が他の部分と比べて粗くなるようなことがなく、その側板部等でダスト漏れが発生し難くなる。
【０００６】
請求項２によると、成形型の幅方向両側から成形面の立面部に向けて気体を放出することにより、前記半溶融状態の繊維を前記立面部の方向に曲げて落下させることを特徴とする。
請求項３によると、成形型を通気性のある金属製の網により形成し、成形面の立面部から空気を吸引することにより、前記半溶融状態の繊維を前記立面部の方向に曲げて落下させることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、図１〜図１０に基づいて本発明の実施形態１に係るフィルタの製造方法及びフィルタについて説明する。ここで、図１は本実施形態に係るフィルタの製造方法を表す斜視図、図２は図１のII− II矢視図、図３、図４はフィルタの製造方法の変更例を表す正面図である。また、図５、図６はフィルタの成形型を表す斜視図等であり、図７から図１０はフィルタの斜視図、横断面図及びその横断面図の要部拡大図である。
【０００９】
フィルタ１は、図７に示すように、フィルタ本体２と、そのフィルタ本体２の周囲に形成された周縁部３とから構成されており、その周縁部３がハウジング（図示されていない）の挟持部に挟まれることで、フィルタ１は前記ハウジング内にセットされる。フィルタ本体２は流体を濾過するジャバラ状の濾過部４とその濾過部４の両側を塞ぐ三角形状の側板部６とによって開放容器状に形成されている。
フィルタ本体２及び周縁部３は、後記するように成形型３０の成形面３１，３２に対して紡糸ノズル１４から半溶融状態の繊維Ｆを紡出して積層させることにより一体で形成される。
【００１０】
次に、図１から図６に基づいて、フィルタ１を製造する設備について説明し、さらにその設備を使用してフィルタ１を製造する方法について説明する。
フィルタ製造設備１０は、図１等に示すように、水平なコンベヤ１１を備えており、そのコンベヤ１１に複数の成形型３０（図では一台のみ記載されている）が進行方向に並べられた状態で載置されている。ここで、コンベヤ１１の幅方向をＸ方向、コンベヤ１１の進行方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向として以下の説明を行う。
【００１１】
成形型３０は通気性がある金属製の網により形成されており、図５（Ａ）に示すように、その成形型３０の上側にフィルタ本体２を成形する本体成形面３１と、周縁部３を成形する周縁部成形面３２とが設けられている。また、本体成形面３１はフィルタ本体２の濾過部４を成形するジャバラ状の傾斜面部３１ｆと、そのフィルタ本体２の側板部６を成形する立面部３１ｅとから構成されている。成形型３０は、その立面部３１ｅがコンベヤ１１の幅方向両側に配置されるように、そのコンベヤ１１に載置される。
【００１２】
また、図５（Ｂ），（Ｃ）に示すように、成形型３０の本体成形面３１に設けられた傾斜面部３１ｆが鉛直線に対して成す角αと、立面部３１ｅが鉛直線に対して成す角βとは等しい値に設定されている。即ち、水平面に対する傾斜面部３１ｆの傾斜角度（90°−α）と立面部３１ｅの傾斜角度（90°−β）とは等しい値に設定されている。
なお、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、水平面に対する傾斜面部３１ｆの傾斜角度（90°−α）より立面部３１ｅの傾斜角度（90°−β）を小さく設定しても良い。
【００１３】
図１に示すように、コンベヤ１１の上方には所定の高さ位置に紡糸ノズル１４がそのコンベヤ１１の幅方向（Ｘ方向）に設置されている。紡糸ノズル１４は、例えばメルトブロー法を利用したノズルであり、図示されていない押出機から射出された半溶融状態の繊維状樹脂Ｆ（以下、繊維Ｆという）を成形型３０の本体成形面３１及び周縁部成形面３２に対して紡出する。ここで、紡糸ノズル１４のＸ方向における紡出範囲（紡出幅）は成形型３０の幅よりも大きく、かつコンベヤ１１の幅よりも小さく設定されている。
【００１４】
紡糸ノズル１４の下方にはコンベヤ１１の幅方向両側に一対のエア吹付け装置１６が設置されている。エア吹付け装置１６はコンベヤ１１上の成形型３０の立面部３１ｅに向けて空気を放出する装置であり、紡糸ノズル１４から紡出されてそのコンベヤ１１の幅方向両端部に落下しようとする繊維Ｆを空気圧で立面部３１ｅの位置まで集める働きをする。即ち、紡糸ノズル１４から紡出された繊維Ｆはコンベヤ１１を横切るカーテン状に落下するが、そのカーテンの両側に位置する繊維Ｆが成形型３０の近くまで落下したときにエア吹付け装置１６から空気圧を受け、図２に示すように、その繊維Ｆが成形型３０の立面部３１ｅの方向に曲げられて落下する。このため、紡糸ノズル１４の紡出幅が成形型３０の幅よりも大きく設定されていても、前記カーテンの両側に位置する繊維Ｆが成形型３０から食み出さずに、その成形型３０の立面部３１ｅあるいは周縁部成形面３２上に積層される。
【００１５】
次に、フィルタ１の製造方法について説明する。
先ず、紡糸ノズル１４からほぼ一定量の半溶融状態の繊維Ｆが紡出されており、さらに一対のエア吹付け装置１６から予め決められた量の空気が放出されている状態で、コンベヤ１１が駆動されて成形型３０がＹ方向に一定速度で動かされる。これによって、成形型３０の本体成形面３１及び周縁部成形面３２にＹ方向における先端側から順番に半溶融状態の繊維Ｆが積層される。
【００１６】
このとき、前述のように、紡糸ノズル１４から紡出された繊維Ｆがコンベヤ１１を横切るカーテン状に落下する際に、そのカーテンの両側に位置する繊維Ｆがエア吹付け装置１６から空気圧を受け、成形型３０の立面部３１ｅの方向に曲げられて落下する。即ち、前記カーテンの両側に位置する繊維Ｆがエア吹付け装置１６の働きで成形型３０の立面部３１ｅの位置に集められる。このため、立面部３１ｅに繊維Ｆを十分積層できるようになり、それらの立面部３１ｅにおける繊維積層量が本体成形面３１の傾斜面部３１ｆ等の繊維積層量に比べて多くなる。
【００１７】
また、水平面に対する傾斜面部３１ｆの傾斜角度（90°−α）と立面部３１ｅの傾斜角度（90°−β）とは等しい値に設定されているため、仮にエア吹付け装置１６が存在しなくても、立面部３１ｅにおける繊維積層量は傾斜面部３１ｆにおける繊維積層量とほぼ等しくなる。
成形型３０の本体成形面３１及び周縁部成形面３２に積層された半溶融状態の繊維Ｆは互いに接触することにより接触点で融着し、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、その繊維Ｆの層が不織布となることでフィルタ１が形成される。
【００１８】
即ち、成形型３０の本体成形面３１における傾斜面部３１ｆに積層された繊維Ｆがフィルタ本体２の濾過部４となり、その本体成形面３１の立面部３１ｅに積層された繊維Ｆがフィルタ本体２の側板部６となる。また、成形型３０の周縁部成形面３２に積層された繊維Ｆがフィルタ１の周縁部３となる。
フィルタ１が成形されると繊維Ｆが凝固した後、そのフィルタ１が成形型３０から剥がされ、仕上げ加工されてフィルタ１が完成する。
【００１９】
上記したように本実施形態に係るフィルタ１の製造方法によると、エア吹付け装置１６の働きで成形型３０の本体成形面３１における立面部３１ｅに対して繊維Ｆを集めることができるため、立面部３１ｅの傾斜が大きくてもその立面部３１ｅにおける繊維積層量がその他の部位における繊維積層量と比べて低下することがない。したがって、立面部３１ｅによって成形されるフィルタ１の側板部６における繊維の目が他の部分と比べて粗くなるようなことがなく、その側板部６でダスト漏れが発生し難くなる。
【００２０】
また、成形型３０における本体成形面３１の立面部３１ｅの傾斜角度（90°−β）がその本体成形面３１の傾斜面部３１ｆの傾斜角度（90°−α）以下に設定されているため、その立面部３１ｅに対して傾斜面部３１ｆと同等以上の繊維Ｆを積層することができる。即ち、フィルタ１の側板部６の肉厚を濾過部４の肉厚と同等以上にすることができるため、フィルタ１の側板部６でダスト漏れ等が発生することがない。
【００２１】
ここで、本実施形態では、立面部３１ｅと傾斜面部３１ｆとの傾斜角度が等しい成形型３０を使用し、さらにエア吹付け装置１６を使用してフィルタ１を製造する例を示したが、上記した成形型３０を使用すればエア吹付け装置１６を使用しなくても立面部３１ｅに対し傾斜面部３１ｆとほぼ同じ厚みで繊維Ｆを積層させることができる。
【００２２】
また、エア吹付け装置１６を使用すれば、立面部の傾斜角度が傾斜面部の傾斜角度よりも急な成形型（図示されていない）を使用しても、その立面部に対して傾斜面部と同等以上の繊維Ｆを積層することができる。
また、本実施形態では、エア吹付け装置１６を使用して紡糸ノズル１４からカーテン状に紡出された繊維Ｆの両端部を成形型３０の立面部３１ｅに集める例を示したが、図３に示すように、エア吹付け装置１６の代わりにエア吸引装置１８を使用し、主に成形型３０の立面部３１ｅから空気を吸引してその立面部３１ｅに繊維Ｆを集める方法も可能である。さらに、図４に示すように、エア吹付け装置１６とエア吸引装置１８との双方を使用する方法も可能である。
【００２３】
また、図９に示すように、成形型３０の本体成形面３１及び周縁部成形面３２に半溶融状態の繊維Ｆを紡出した後、その本体成形面３１の立面部３１ｅに積層された繊維Ｆ及び周縁部成形面３２に積層された繊維Ｆをプレス等により加圧しても良い。このように、積層された繊維Ｆを加圧することにより繊維積層量が少ない場合でもその部分の繊維間の隙間を小さくでき、フィルタ１の側板部６におけるダスト漏れ等を防止できる。また、フィルタ１の側板部６及び周縁部３の強度も向上する。
【００２４】
また、図１０に示すように、成形型３０の本体成形面３１及び周縁部成形面３２に半溶融状態の繊維Ｆを紡出した後、その本体成形面３１の立面部３１ｅに積層された繊維Ｆに含浸材Ｆｒを含浸させても良い。このように、積層された繊維Ｆに含浸材Ｆｒを含浸させることにより、その部分の繊維積層量が少ない場合でもその部分の繊維間の隙間を小さくでき、フィルタ１の側板部６におけるダスト漏れ等を防止できる。また、フィルタ１の側板部６の強度も向上する。ここで、含浸材Ｆｒには、繊維Ｆと同じ種類の樹脂を使用するのが好ましい。
【００２５】
（実施形態２）
以下、図１１から図１４に基づいて本発明の実施形態２に係るフィルタの製造方法及びフィルタについて説明する。本実施形態に係るフィルタの製造方法は、予め製作された枠体を利用してフィルタの側板部を製造するようにしたものあり、図１１（Ａ）はその製造方法を表す斜視図、図１１（Ｂ）はその方法により製造されたフィルタの斜視図である。また、図１２から図１４はその変更例を表す斜視図である。
フィルタ５０は、図１１（Ｂ）に示すように、流体を濾過する濾過部５２と、その濾過部５２の周囲に形成された側板部５３とから構成されている。濾過部５２はジャバラ状に形成されており、その周囲が側板部５３の内周壁面５３ｋに接続されている。
【００２６】
次に、図１１（Ａ）に基づいて、フィルタ５０を製造する設備について説明し、さらにその設備を使用してフィルタ５０を製造する方法について説明する。なお、フィルタ５０の製造に使用される紡糸ノズルやコンベヤ１１等は実施形態１で説明したものと同じものが使用されるため、その説明は省略する。
フィルタ５０の濾過部５２は成形型６０に対して半溶融状態の繊維Ｆを紡出することにより形成される。成形型６０は、通気性のある金属製の網により形成されており、その成形型６０の上側に濾過部５２を成形するためのジャバラ状の傾斜面部６１が設けられている。
【００２７】
側板部５３は、角筒形をした枠体５３ｗに半溶融状態の繊維Ｆを紡出することにより形成される。枠体５３ｗは、例えば繊維Ｆの材料となる樹脂を射出成形することにより形成される。なお、枠体５３ｗのサイズはその内側に成形型６０が収納できるサイズに設定されている。
【００２８】
次に、フィルタ５０の製造方法について説明する。
先ず、成形型６０が枠体５３ｗの内側に収納された状態でその成形型６０と枠体５３ｗとがコンベヤ１１の所定位置にセットされる。次に、コンベヤ１１が駆動されて成形型６０及び枠体５３ｗが紡糸ノズル（図示されていない）の下を一定速度でＹ方向に動かされる。これによって、成形型６０の傾斜面部６１及び枠体５３ｗにはＹ方向における先端側から順番に半溶融状態の繊維Ｆが積層される。このとき、エア吹付け装置１６を作動させれば、枠体５３ｗに対する繊維積層量を増加させることができる。
【００２９】
枠体５３ｗ及び成形型６０の傾斜面部６１に積層された半溶融状態の繊維Ｆは互いに接触することで接触点において融着し、その繊維Ｆの層が不織布となることでフィルタ５０が形成される。即ち、成形型６０の傾斜面部６１に積層された半溶融状態の繊維Ｆがフィルタ５０の濾過部５２となり、枠体５３ｗ及びその枠体５３ｗに積層された繊維Ｆがフィルタ５０の側板部５３となる。フィルタ５０が形成されると、繊維Ｆが凝固した後、そのフィルタ５０が成形型６０の傾斜面部６１から剥がされ、繊維Ｆと枠体５３ｗとが一体化されたフィルタ５０（図１１（Ｂ）参照）が完成する。
このように、予め製作された枠体５３ｗを使用してフィルタ５０の側板部５３を形成する方法のため、その側板部５３の強度等を希望する値に設定でき、側板部５３におけるダスト漏れ等を防止できる。
【００３０】
ここで、本実施形態では角筒形の枠体５３ｗを使用する例を示したが、図１２に示すように、上方で広がるようなテーパを備える枠体５３ｘを使用することも可能である。このような枠体５３ｘを使用することにより、枠体５３ｘの内壁面５３ｅと成形型６０の傾斜面部６１（図示されていない）との間に効率的に繊維Ｆを積層できるようになり、フィルタ５０の濾過部５２と側板部５３との接着性が向上する。
【００３１】
また、図１３に示すように、下方で広がるようなテーパを備える枠体５３ｙを使用することも可能である。このような枠体５３ｙを使用することにより、枠体５３ｙの外壁面５３ｕに効率的に繊維Ｆを積層できるようになり、フィルタ５０の濾過部５２と側板部５３との接着性が向上する。
【００３２】
また、図１４に示すように、上方で広がるようなテーパを備える枠体５３ｘと、濾過部５２を成形するためのジャバラ状の傾斜面部６１とを接着し、この枠体５３ｘと傾斜面部６１とに繊維Ｆを積層して、その繊維Ｆと枠体５３ｘ及び傾斜面部６１とが一体化されたフィルタ５０を形成することも可能である。このように、枠体５３ｘと傾斜面部６１とが予め接着されているため、フィルタ５０の濾過部５２と側板部５３との間の強度が向上するとともに、傾斜面部６１の働きで濾過部５２自身の強度も向上させることができる。ここで、傾斜面部６１は、側板部５３と同じ材料の樹脂で網状に形成するのが好ましい。
【００３３】
なお、本実施形態では、樹脂を射出成形して枠体５３ｗ等を形成する例を示したが、例えば不織布を折り曲げ成形して枠体５３ｗ等を形成することも可能である。
また、本実施形態では、成形型６０を金属製の網により形成する例を示したが、その成形型６０を不織布等で形成し、積層された繊維Ｆとその成形型６０とを一体化したフィルタを成形することも可能である。
【００３４】
ここで、実施形態１、実施形態２に記載されている発明であって、特許請求の範囲には記載されていない発明を以下に列記する。
１） 請求項５記載のフィルタの製造方法であって、側板部となる繊維をプレスすることで、その繊維間の隙間を小さくすることを特徴とするフィルタ。
２） 請求項５記載のフィルタの製造方法であって、側板部となる繊維に含浸材を含浸させることにより、その繊維間の隙間を小さくすることを特徴とするフィルタの製造方法。
３） 請求項６記載のフィルタの製造方法であって、半溶融状態の繊維と成形面とを一体化することを特徴とするフィルタの製造方法。
４） 請求項６記載のフィルタの製造方法であって、上方で広がるようなテーパを備える枠体を使用することを特徴とするフィルタの製造方法。
５） 請求項６記載のフィルタの製造方法であって、下方で広がるようなテーパを備える枠体を使用することを特徴とするフィルタの製造方法。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によると、成形面の立面部における繊維積層量がその成形面の他の部位に比べて大幅に低下することがないため、前記立面部によって成形されるフィルタの側板部等における繊維間の網目が他の部分と比べて粗くなることがない。このため、フィルタの側板部等でダスト漏れが発生し難くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るフィルタの製造方法を表す斜視図である。
【図２】フィルタの製造方法を表す正面図（図１のII− II矢視図）である。
【図３】フィルタの製造方法の変更例を表す正面図である。
【図４】フィルタの製造方法の変更例を表す正面図である。
【図５】フィルタの製造方法において使用される成形型の斜視図（Ａ図）、成形型の側面図（Ａ図のＢ−Ｂ矢視図）（Ｂ図）及び成形型の正面図（Ａ図のＣ−Ｃ矢視図）（Ｃ図）である。
【図６】成形型の変更例を表す側面図（Ａ図）及び正面図（Ａ図のＢ矢視図）（Ｂ図）である。
【図７】本発明の実施形態１に係るフィルタの製造方法によって製造されたフィルタの斜視図である。
【図８】図７のVIII− VIII矢視断面図（Ａ図）及びＡ図のＢ矢視拡大図である。
【図９】フィルタの側板部及び周縁部をプレスした状態を表す断面図である。
【図１０】フィルタの側板部に含浸材を含浸させた状態を表す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係るフィルタの製造方法を表す斜視図（Ａ図）及びその方法によって製造されたフィルタの斜視図（Ｂ図）である。
【図１２】フィルタの製造方法の変更例を表す斜視図（Ａ図）及びその方法によって製造されたフィルタの斜視図（Ｂ図）である。
【図１３】フィルタの製造方法の変更例を表す斜視図（Ａ図）及びその方法によって製造されたフィルタの斜視図（Ｂ図）である。
【図１４】フィルタの製造方法の変更例を表す斜視図（Ａ図）及びその方法によって製造されたフィルタの斜視図（Ｂ図）である。
【図１５】従来のフィルタの斜視図（Ａ図）及びそのフィルタの製造方法を表す縦断面図（Ｂ図）である。
【符号の説明】
Ｆ 繊維
Ｆｒ 含浸材
１ フィルタ
２ フィルタ本体
４ 濾過部
６ 側板部
１１ コンベヤ
１４ 紡糸ノズル
１６ エア吹付け装置
１８ エア吸引装置
３０ 成形型
３１ 本体成形面（成形面）
３１ｆ 傾斜面部
３１ｅ 立面部
５０ フィルタ
５３ｗ 枠体
５３ｘ 枠体
５３ｙ 枠体
Claims (3)
- 水平に配置された成形型に対し、その成形型の幅よりも紡出幅が大きい紡糸ノズルから紡出された半溶融状態の繊維を落下させて、それらの繊維を前記成形型の成形面上に積層し、その成形面の形状にほぼ等しい形状のフィルタを製造するフィルタの製造方法であって、
前記成形型の成形面に対して前記紡糸ノズルから半溶融状態の繊維を落下させる際に、その成形型の幅方向外側に落下しようとする半溶融状態の前記繊維を気体の流れを利用して前記成形型の幅方向の側面に形成された前記成形面の立面部の方向に曲げて落下させ、その成形面の立面部に前記繊維を集めることを特徴とするフィルタの製造方法。 - 請求項１記載のフィルタの製造方法であって、
前記成形型の幅方向両側から前記成形面の立面部に向けて気体を放出することにより、前記半溶融状態の繊維を前記立面部の方向に曲げて落下させることを特徴とするフィルタの製造方法。 - 請求項１記載のフィルタの製造方法であって、
前記成形型を通気性のある金属製の網により形成し、前記成形面の立面部から空気を吸引することにより、前記半溶融状態の繊維を前記立面部の方向に曲げて落下させることを特徴とするフィルタの製造方法。
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