JP4918677B2

JP4918677B2 - フィルタパックの製造方法及びその製造装置

Info

Publication number: JP4918677B2
Application number: JP2006207089A
Authority: JP
Inventors: 照雄青木; 直嗣金井
Original assignee: 日本エアー・フィルター株式会社
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2026-07-03
Also published as: JP2008012502A

Description

本発明は、フィルタろ材の進行方向と直角に一定間隔で付けた折り筋で山折りと谷折りを繰り返して、ジグザグ状に折り畳むフィルタパックにおいて、通風時の風圧で隣り合う折壁が密着しないようにエンボス加工により折壁のろ材幅方向に一定間隔のリブ状突出部を形成し、その突出部の頂部にホットメルトビードを塗布した後にジグザグに折り畳み、ビード同士を接着させて接着層を形成したフィルタパックの製造方法及びその製造装置に関するものである。

従来から多風量に対応できる低圧力損失で長寿命、且つ環境負荷が小さく低価格のフィルタが追求されて来たが、近年それに沿ったフィルタとしてフィルタろ材の進行方向と直角に一定間隔で付けた折り筋で山折りと谷折りを繰り返して、ジグザグに折り畳むフィルタで、通風時の風圧で隣合う折壁が密着しないようにエンボス加工により折壁のろ材幅方向に一定間隔のリブ状突出部を形成し、その突出部の頂部にホットメルトビードを塗布した後にジグザグに折り畳み、ビード同士を接着させてフィルタパックの剛性を高めた、隣り合う折壁がＶ字状をなすフィルタの採用が増えて来ている。そしてフィルタの利用範囲が広がると共に、フィルタに求められる製品仕様も多様化し、フィルタパックの寸法形状の精度維持が困難になる場合が発生して来ている。すなわち、従来はろ材に形成された突出部を進行方向と直交する断面で見ると、ろ材の突出部高さは中央側は高く、ろ材両端部は低くなるために突出部の頂部にビードを塗布して折り畳んだ場合、図４に示すように折り筋１３が湾曲する傾向があり、フィルタパックの外形寸法精度を下げるだけでなく場合によってはフィルタ枠への正しい取付が困難となるため再製作が必要になることもあった。

また、ろ材供給部，加熱装置，加工ロール，ろ材全幅用塗布ノズルブロック，折り畳み機，ピッチ出しコンベア等からなる従来のフィルタ製造装置では、ろ材ロール取付時の取付基準を装置の幅の何れかの側、多くは作業者が近寄り易い側に定めることが多かったが、フィルタ幅は多種類に亘るので装置の中心とろ材幅中心が一致することは稀であった。一方、加熱装置，加工ロール等のろ材を加工する部分は装置の幅中心に対称的に設計されるので、この様な装置で何れかの側を基準にしてろ材にエンボス加工をすると次のような不都合が生じていた。つまり、エンボス加工中はろ材の両端は拘束されていないので、理論的にはろ材中心に対称的な突出部の形成が進められるが、装置の幅中心とろ材幅中心が偏倚しているためろ材に形成された突出部高さの測定値の分布はろ材幅中心に対称的にはならなかった。そのため、ビードを塗布した後にジグザグに折り畳み、ビード同士を接着させた時の折り筋を真直ぐ且つ平行にするための調整が、装置中心に対称的という単純作業ではなく、ろ材幅に依存する複雑なものとなっていた。

発明が解決しょうとする課題

本発明は、フィルタろ材に形成された突出部高さに差があっても、これを後工程で補正することにより、折り筋が真直ぐ且つ平行で全体の外形が直方体となるフィルタパックの製造方法及びその製造装置を提供しょうとするものである。

また、本発明はろ材幅中心を製造装置の幅中心と一致させて、ろ材に形成される突出部の高さの分布をろ材幅中心に対称的にすると共に、その高さの差を補正する目的で従来装置の塗布ノズルブロックとは異なる太さのビードを塗布するノズルブロックを設け、その配置をろ材幅中心に対称的としたフィルタパック製造装置を提供するものである。

また、本発明は塗布ノズルブロックをビードの太さに応じて適切な塗布位置へ配置できるようにライン方向に移動可能とすると共に、本発明に基づく異なる太さのビードを塗布する前記ノズルブロックはろ材幅に応じて広げたり狭めたりの移動をも可能にした製造装置を提供するものである。

課題を解決するための手段

本発明の第１の解決手段は、フィルタろ材の進行方向と直角に一定間隔で付けた折り筋で山折りと谷折りを繰り返して、ジグザグ状に折り畳むフィルタパックの製造方法において、通風時の風圧で隣り合う折壁が密着しないようにエンボス加工により折壁のろ材幅方向に一定間隔のリブ状突出部を形成し、その突出部の頂部にホットメルトビードを塗布した後にジグザグに折り畳み、ビード同士を接着させてフィルタパックの剛性を高めた、隣り合う折壁がＶ字状をなすフィルタパックの空気流に直交する任意の断面に現れる突出部の高さとビード高さの合計高さが均等になるように接着層を形成したことを特徴としたフィルタパックの製造方法。

本発明の第２の解決手段は、フィルタろ材の進行方向に直交する任意の断面における突出部の高さとビード高さの合計高さを均等化することにより、ジグザグに折り畳んだ時の接着層厚さの自己調整力と相俟って折り筋が真直ぐ且つ平行に折り畳まれ、外形が直方体となることを特徴としたフィルタパックの製造方法。

本発明の第３の解決手段は、加工ロールの後段で、ろ材全幅用のホットメルトビード塗布ノズルブロックよりも前段に、ろ材両端側の突出部の頂部にビードを塗布する複数個のノズル群からなる一対のノズルブロックを１段以上設け、各段のノズルブロック毎に異なった太さのビードを塗布することによって、前記断面において突出部の高さとビード高さの合計高さを均等化し、後工程でジグザグに折り畳んだ時の折り筋が真直ぐ且つ平行に折り畳まれ、外形を直方体としたことを特徴としたフィルタパックの製造方法。

第４の解決手段は、ろ材中心を製造装置の幅中心と一致させる製造設備である。ろ材供給部，加熱装置，加工ロール，ろ材両端側用塗布ノズルブロック，ろ材全幅用塗布ノズルブロック，折り畳み機，ピッチ出しコンベア等からなるフィルタ製造装置において、ろ材幅中心を製造装置の幅中心と一致させる場合、ろ材供給部とろ材両端側用塗布ノズルブロック及びろ材の両端を案内するサイドガイドはろ材幅が変わる毎に位置決めし直す必要があり、そのための調整機構が備わっている。ろ材両端側用ノズルブロックとサイドガイドは片側毎単独に、もしくは両側連動して幅方向に広げたり狭めたりの移動を可能としたことを特徴とする。

第５の解決手段は、太さの異なるビードを塗布する場合、太さに応じた適切な塗布位置を選択出来るように、ノズルブロックの位置をライン方向へ移動可能にしたことを特徴とする。

発明の効果

本発明の製造方法に基づいて作られたフィルタパックを用いた時に得られる効果、及び本発明に基づく製造装置を用いた時に得られる効果は次のようになる。

（１）本発明のフィルタパックは、ろ材の進行方向に直交する任意の断面における突出部の高さとビード高さの合計高さを概ね均等化することにより、ジグザグに折り畳んだ時の接着層厚さの自己調整力と相俟って、折り筋が真直ぐ且つ平行で、直方体に近い正確な外形寸法が得られる。
（２）ろ材に形成された前記断面における突出部の高さの差を塗布ビードの太さを変えて補正した後、ジグザグに折り畳むことにより、折り筋は湾曲することなく、真直ぐ且つ平行で、その連続した折り畳み体をライン方向に所定寸法で切り取って作られるフィルタパックの全体外形は直方体に近くなる。これは外観形状を美しくするだけでなく、寸法精度の向上によりシール面のリーク防止も容易・確実になり、取付時間の削減につながる。
（３）加工ロールで折り筋と突出部を形成したろ材の前記断面における突出部高さに差があり、従来のようにろ材全幅に亘り一様な太さのビードを塗布してジグザグに折った時には折り筋が湾曲してしまう場合でも、本製造装置を用いると突出部の高さに応じてビードの太さが調整，塗布できるので折り筋が湾曲することなく、前記（１）のフィルタパックが得られる。
（４）また、本製造装置では装置の幅中心とろ材幅中心を一致させるのでノズルブロック等の機器類の仕様，配置を装置幅中心に対称的にするという設備的に最も自然な思想を踏襲することが出来、且つ太さの異なるビードを塗布する場合の太さの調整も設備の幅中心に対称的に行えば良く、設定ミスの防止と調整時間の削減に効果がある。
（５）また、本製造装置を用いると太さの異なるビードを塗布するノズルブロックを望ましい塗布位置に移動可能であるので、ジグザグに折り畳む時に太いビードも細いビードも接着能力を維持しながらも折り畳み力によるビードの潰れが適量となる位置を選択できると共に、ろ材両端側用のノズルブロックはろ材幅方向に広げたり狭めたりの移動が可能なので多種類に亘るろ材幅に対応できる。

以下、本発明の実施形態に係るフィルタパックの製造方法及びその製造装置について図１〜１１に基づいて説明する。

図１は図示していないろ材供給部から巻き出されるフィルタろ材１に加工ロール２で折り筋と突出部を形成している部分を示してしており、特公昭４８−４６７０，特開平３−１９６８０６，特表平９−５０７１５７に同様の装置が示されているが、いずれも突出部の加工により隣り合う折壁がＶ字状を形成・維持することを目指している。図２は図１を含む従来式のフィルタパック製造装置の主要工程を示しており、図中の３はろ材に形成された突出部の頂部に対しろ材全幅に亘り一様な太さのホットメルトビードを塗布するために多数個の塗布ノズルを一列に並べて組み立てたノズルブロックを示している。

従来、加工ロール２によりろ材１に折り筋１３と突出部１１，１２を形成し、その後の工程で突出部の頂部にホットメルトビードをノズルブロック３で塗布して折り畳み、ビード同士を接着させることで剛性の高いフィルタパックを製作する装置においては、装置各部の設定条件を種々調整しても、加工ロール通過中のろ材両端部が拘束されていないので形成される突出部の高さは進行方向と直交する断面で見ると、ろ材幅中央付近は高く、両端部に近付くに従って低くなる傾向があった。この様子を模式的に示すと図３のようになり、ろ材中央側の突出部の高さをＨ、ろ材端部４近傍のそれをＨ’とするとＨ＞Ｈ’となる。

この様な突出部が形成されたろ材に対し、ろ材全幅に亘る塗布ノズルブロック３で一様な太さのビード６を突出部の頂部に塗布する従来の製造装置では突出部の高さの差は補正されることがないので、その後の工程でジグザグに折り畳んだ場合には、図４の如く山折り線，谷折り線の折り筋が湾曲し、フィルタパックの外形が直方体から外れてしまうため、外形寸法精度を低下させるだけでなく、湾曲が過大な場合には正しい取付が困難になるので再製作が必要になることがあった。

本発明は前記加工ロールで形成された突出部の高さの差を、その後の工程で補正するために、図５に示す如く加工ロール後段で、ろ材全幅用のビード塗布ノズルブロック３’よりも前段に、ろ材の両端側の突出部の頂部にビードを塗布する片側が複数個のノズル群からなる左右一対のノズルブロック７を１段以上設け、各段のノズルブロック毎に異なった太さのビードを塗布することによって、ろ材の進行方向に直交する任意の断面における突出部の高さとビード高さの合計高さを均等化しておき、ジグザグに折り畳んだ時の接着層厚さの自己調整力と合わせて折り筋が真直ぐ且つ平行でフィルタパックにした時の外形を直方体とすることを目指している。ろ材両端側（Ｈ’の範囲）には図６に一実施例として示すろ材両端側用ノズルブロック７により太めのビードを、中央側（Ｈの範囲）には図７に示す全幅用ノズルブロック３’により細めのビードを塗布することによって、前記断面における突出部の高さとビードの高さの合計高さが両端側でも均等になるように補正するものである。

また本発明では、ろ材幅中心と製造装置の幅中心とを一致させるために、ろ材供給部のろ材ロールの取付位置及びライン中のサイドガイドの設定等が製造装置の幅中心に合わせられるようになっている。従来装置ではろ材ロールの取付基準を装置の幅の何れかの側、多くは作業者が近寄り易い側に定めることが多かったが、フィルタ幅は多種類に亘るので装置の中心とろ材幅中心が一致することは稀であった。一方、加熱装置，加工ロール等のろ材を加工する部分は装置の幅中心に対称的に設計されており、構造上は装置中心に対称的な加工を想定している。従って、従来装置では模式的には図３のような突出部が形成されるものの、定量的な突出部高さの分布はろ材中心に対称的とはならなかった。非対称な高さ分布の突出部を後工程のビード塗布で補正する場合、ビード太さの調整も非対称となるので複雑になり長時間を要していた。本発明の装置によれば、ろ材に形成される突出部の高さの分布をろ材幅中心に対称的にすることが出来るので、両端側用ノズルブロック７はろ材幅中心に対称的に位置設定し、バルブの開閉，ビード太さの設定等の調整もろ材幅中心に行えば良いので、ミスなく迅速に作業出来る。

また、本発明では異なった太さのビードを塗布するので、山折りと谷折りを繰り返してジグザグに折り畳む際に、ビード表面が接着能力を失わず、且つ折り畳み力によるビードの潰れが適量になる強度を持たせるためにはビード太さ毎に適切な塗布位置を選ぶ必要がある。従って、従来技術であるろ材幅全体に亘る多数個の塗布ノズルを一列に組み立てたノズルブロック３’、及び本発明による両端側用ノズルブロック７のいずれもが製造装置のライン方向に移動可能とすることにより、ビードの太さ応じた最適な塗布位置を選べるようにしている。
また、両端側用ノズルブロック７は製造するフィルタ幅に対応して幅方向に広げたり狭めたりの移動が可能となっており、少ないノズル数で全てのろ材幅に対応出来る構造となっている。

ノズルブロック３’は図２のノズルブロック３と同様で、ろ材全幅に亘り一様な太さのホットメルトビードを塗布するために多数個の塗布ノズルを一列に並べて組み立てたノズルブロックである。また、７はろ材両端側の高さの低い突出部を対象に太めのビードを塗布する両端側用ノズルブロックなので、ろ材中央部に対応する部分にはノズルは設けられていない。

両端側用ノズルブロック７によりビードが塗布された突出部に対しては、対応する全幅用ノズルブロック３’の塗布ノズルのバルブを閉めてビードの重複塗布を避ける製造方法も採用できる。

上述の処置により、ろ材の突出部高さの差は太さの異なるビードが塗布されることで合計高さは殆ど等しくなり、補正が達成されたことになる。補正を終えたろ材幅全体に亘る断面図を模式的に図８に示すが、突出部高さとビード高さの合計高さはろ材中央側でＬ，ろ材端部近傍でＬ’とするとＬ≒Ｌ’となることを示している。また、補正されたろ材を山折りと谷折りを繰り返してジグザグに折り畳んで作られたフィルタパックを図９に示すが、図８の如く補正されたろ材を折り畳んだ時にはビード同士が押し潰され接着域を広げ、接着層１４を形成する過程で突出部高さとビード高さの合計高さは更に均等化し、折り筋の湾曲は矯正されて真直ぐ且つ平行になり、フィルタパック全体の外形も直方体に近づき、外形寸法精度の向上だけでなく取付作業も能率が向上するなど好ましい結果となっている。

図１０は図９のＣ−Ｃから見た面の中央部分を拡大して模式的に示した図であり、ジグザグに折り畳む時の折り畳み力によりビードが押し潰されて、接着層１４の厚さがろ材幅の中央部と端部で異なる様子を示したものである。
また、図１１は図１０のＤ−Ｄ断面の一部を拡大して模式的に示したものである。突出部（１１，１２）高さとビード（６，６’）高さの合計高さ（Ｌ，Ｌ’）が高い部分は折り畳み力を強く受けるのでビードの潰れ方は大きいが、合計高さが低い部分は弱い折り畳み力しか受けないのでビード同士は接着するものの殆ど潰れない。この接着層厚さの自己調整力によって、ジグザグに折り畳んだ後の前記合計高さは更に均等化することになる。

従来から多風量に対応できる低圧力損失で長寿命、且つ環境負荷が小さく低価格のフィルタが追求されて来たが、近年それに沿ったフィルタとしてフィルタろ材の進行方向と直角に一定間隔で付けた折り筋で山折りと谷折りを繰り返して、ジグザグに折り畳むフィルタパックで、通風時の風圧で隣合う折壁が密着しないようにエンボス加工により折壁のろ材幅方向に一定間隔のリブ状突出部を形成し、その突出部の頂部にホットメルトビードを塗布した後にジグザグに折り畳み、ビード同士を接着させてフィルタパックの剛性を高めた、隣り合う折壁がＶ字状をなすフィルタの採用が増えて来ている。そしてフィルタの利用範囲が広がると共に、フィルタに求められる製品仕様も多様化し、フィルタパックの寸法形状の精度維持が困難になる場合が発生して来ている。すなわち、従来技術ならば図４に示す形状になる傾向があり、外形寸法精度を下げるだけでなく場合によってはフィルタの正しい取付が困難となるため再製作が必要になることもあった。

本発明は従来の加工ロールで折り筋と突出部が形成されたろ材に対し、突出部高さの差を補正する装置を設けることで、ジグザグに折り畳んだ時の隣り合う折壁がＶ字状をなし、折り筋が真直ぐ且つ平行でフィルタパックの外形が直方体に近い製品を作り出すことが出来る。この発明により外形寸法精度が向上し取付の迅速化に寄与すると共に、多様化する製品仕様に対し適用可能範囲を拡大できるので、産業上の利用価値は高い。

フィルタろ材に折り筋と突出部を形成する従来の加工ロール周りを示す略図。図１を含む従来の製造ラインの主要工程を示した概略図。加工ロールで突出部が形成されたろ材の全幅に亘る断面を模式的に示した図。従来設備で製造した折り筋が湾曲したフィルタパックの一例を示す。（ａ）はその正面図、（ｂ）はその下面図、（ｃ）はその右側面図を示す。本発明に基づく一実施例として示した製造ラインの主要工程の概略図。図５のＡ−Ａ断面を示す。図５のＢ−Ｂ断面を示す。突出部高さに差があるろ材に、本発明に基づく太さが異なるビードを塗布した時のろ材全幅に亘る断面を模式的に示した図。図８の如く突出部高さの差を補正したろ材を折り畳んで作られたフィルタパックの一例を示す。図９のＣ−Ｃ断面の中央部分を拡大して示した模式図。図１０のＤ−Ｄ断面の一部を拡大して示した模式図。

符号の説明

１・・・フィルタろ材２・・・加工ロール
３，３’・・・ろ材全幅に亘り一様な太さのビードを塗布する全幅用ノズルブロック
４・・・フィルタろ材の端部５・・・フィルタろ材の中央側
６・・・ろ材中央側の突出部に３’で塗布したビード
６’・・・両端側用ノズルブロック７で塗布したビード
７・・・両端側用ノズルブロック８・・・折り畳み機
９・・・ジグザグに折り畳まれた連続した折り畳み体
１０・・・前記９を所定長さに切り出して作られたフィルタパック
１１・・・ろ材に形成された突出部（下に凸）
１２・・・ろ材に形成された突出部（上に凸）
１３・・・ろ材に形成された折り筋１４・・・接着層

Claims

フィルタろ材の進行方向と直角に一定間隔で付けた折り筋で山折りと谷折りを繰り返して、ジグザグ状に折り畳むフィルタパックにおいて、通風時の風圧で隣り合う折壁が密着しないようにエンボス加工により折壁のろ材幅方向に一定間隔のリブ状突出部を形成し、その突出部の頂部にホットメルトビードを塗布し、ろ材の進行方向に直交する任意の断面における突出部の高さとビード高さの合計高さを均等にした後に、ジグザグに折り畳んで相対するビード同士を接着させて接着層を形成し、折り筋が真直ぐ且つ平行で隣り合う折壁がＶ字状をなし全体の外形が直方体としたことを特徴としたフィルタパックの製造方法。
ろ材供給部、加熱装置、加工ロール、ろ材両端側用塗布ノズルブロック、ろ材全幅用塗布ノズルブロック、折り畳み機、ピッチ出しコンベアを備えたフィルタ製造装置において、ろ材幅中心を製造装置の幅中心と一致させて、ろ材に形成される突出部の高さの分布をろ材幅中心に対称的にすると共に、その高さの差を補正する目的で前記ろ材全幅用塗布ノズルブロックのビードと異なる太さのビードを塗布するろ材両端側用塗布ノズルブロックの配置をろ材幅中心に対称的とすることを特徴としたフィルタパックの製造装置。
加工ロールの後段で、ろ材全幅用塗布ノズルブロックよりも前段に、ろ材両端側の突出部の頂部にホットメルトビードを塗布する片側が複数個のノズル群からなる左右一対のノズルブロックを１段以上設け、ろ材両端側では中央側より太くなるように、ろ材幅中心からの距離に応じて各段のノズルブロック毎に異なった太さのビードを塗布することを特徴とした請求項２記載のフィルタパックの製造装置。