JP5513913B2 - フィルタエレメント、フィルタ装置及びフィルタエレメントの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、通り抜ける気体に含まれたオイルミストを捕捉するオイルミストフィルタ用のフィルタエレメント、該フィルタエレメントを備えたフィルタ装置、及び該フィルタエレメントの製造方法に関するものである。

エアシリンダ等の流体圧機器は、コンプレッサにより圧縮された圧縮エア（気体）によって作動されるようになっている。圧縮エアには、水分及びオイルミストといった液体の異物や塵埃等の固形の異物が含まれており、この圧縮エアをそのまま流体圧機器に供給すると、様々なトラブルが発生する虞がある。そのため、圧縮エアが流体圧機器に供給される前にフィルタ装置によって圧縮エアを濾過し、これらの異物を分離する必要がある。この種のフィルタ装置は、円筒状のフィルタを備えており、このフィルタは、圧縮エアがその内側から外側に通過する際に、圧縮エアに含まれた液体や異物を捕捉する。

例えば特許文献１に記載されたフィルタは、円筒状のフィルタエレメントと、該フィルタエレメントの軸方向の両端部にそれぞれ装着されたキャップとから構成されている。フィルタエレメントは、ステンレス鋼よりなる円筒状の補強シリンダと、該補強シリンダの周囲に巻き付けられたガラス繊維よりなる濾材と、該濾材の周囲に被せられた円筒状のジャケットとから構成されている。そして、このフィルタエレメントを製造するには、まず、所定の寸法に形成されたステンレス鋼よりなる板材を円筒状に丸め、この板材の端部同士を溶接にて固定して補強シリンダを形成する。次いで、補強シリンダの周囲に濾材が所定の回数だけ巻き付けられる。その後、ガイド等の治具若しくは専用の装置を用いて濾材の周囲にジャケットが被せられて、フィルタエレメントが完成する。

また、フィルタエレメントには、特許文献２に記載されているように、熱溶着性繊維よりなる不織布と、ガラス繊維よりなる濾紙とから構成されたものもある。このフィルタエレメントを製造するには、高分子不織布を所定の厚みとなるまで巻枠に巻き付けた後に、ガラス繊維布を少なくとも１回巻き付けて切断する。更に、ガラス繊維布の外周に高分子不織布を所定の厚みとなるまで巻き付けた後に、該高分子不織布を切断する。この状態の高分子不織布及びガラス繊維布は、熱溶着により円筒状の筒状体とされる。そして、筒状体の両端部が切り落されることにより所定の長さのフィルタエレメントが完成する。

特公平７−１１４９０５号公報 特開２００５−２６５５０４号公報

ところで、特許文献１に記載されたフィルタエレメントを製造する際には、補強シリンダとなる板材、濾材、ジャケットを、それぞれ形成するフィルタエレメントの軸方向長さ及び直径に合わせて予め切断しておくことになる。このとき、それぞれの材料（即ち板材、濾材及びジャケット）の寸法に誤差が生じていると、フィルタエレメントの軸方向の端部において異物を捕捉し難くなる虞がある。そのため、これらの材料の寸法管理を高精度に行うことになり、その結果、製造コストが増大してしまう。また、補強シリンダを形成する際に溶接を行うため、フィルタエレメントの製造が煩雑で製造コストの増大を招いていた。

また、一般的に、金属製の補強シリンダにガラス繊維よりなる濾材が直接接触すると濾材が破損することがあるため、濾材と補強シリンダとの間に当該濾材を保護するための不織布を介在させることがある。この場合には、部品が増えるとともにフィルタエレメントを製造するための工程が増えるため、更に製造が煩雑となってしまう。

また、特許文献２に記載されたフィルタエレメントは、不織布とガラス繊維よりなる濾紙とから構成されているため、強度不足が懸念される場合がある。そして、フィルタエレメントの強度を確保するためには、不織布の巻数を増やして不織布の層を厚くすることが考えられる。しかしながら、不織布の層を厚くすると、圧縮エアがフィルタエレメントを通り抜け難くなるため、圧縮エアの圧力降下が大きくなり同圧縮エアの流量が少なくなる虞がある。また、圧縮エアの圧力が低い場合には、フィルタエレメントが障害となって圧縮エアが流れなくなることも懸念される。更に、特許文献２に記載のフィルタエレメントにてオイルミストを捕捉する場合、捕捉したオイルミストが凝集して重力沈降されずに不織布に留まり、圧縮エアの流れを阻害することがある。すると、圧縮エアの圧力降下が大きくなって同圧縮エアの流量が少なくなる虞があるとともに、圧縮エアの圧力が低い場合には、フィルタエレメントが障害となって圧縮エアが流れなくなることも懸念される。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、製造が容易で製造コストの増大を抑制することができるフィルタエレメント、フィルタ装置及び該フィルタエレメントの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、プラスチック製の網状部材と通り抜ける気体中のオイルミストを捕捉する濾材とが一緒に渦巻状に巻回されてなり筒状をなすフィルタエレメントであって、当該フィルタエレメントは、前記網状部材が単体で巻回されている補強部と、前記網状部材及び前記濾材が一緒に巻回されている濾過部とが層状に重なる筒状に形成されてなり、前記補強部における前記網状部材の巻数は、当該フィルタエレメントの強度に応じて設定されていることを特徴とするフィルタエレメントとしたことをその要旨としている。

同構成によれば、フィルタエレメントは、プラスチック製の網状部材と濾材とを一緒に渦巻状に巻回して筒状に形成されているため、その製造が容易である。また、網状部材はプラスチック製であるため、濾材と網状部材とが直接接触しても当該濾材は破損され難い。そのため、濾材の破損を防止するための部材を設けなくてもよいため、製造コストの増大を抑制することができる。更に、網状部材によってフィルタエレメントの強度の確保が可能であるため、強度の確保のために不織布を厚く巻かなくてもよい。従って、気体の流れを妨げることを抑制しつつ、フィルタエレメントの強度を確保することが可能である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のフィルタエレメントにおいて、前記補強部は、前記濾材よりも内周側で、前記網状部材単体で少なくとも１周している第１補強部と、前記濾材よりも外周側で、前記網状部材単体で少なくとも１周している第２補強部とを備え、
前記濾過部は、前記第１補強部と前記第２補強部との間に配置されていることをその要旨としている。

同構成によれば、補強部は、濾材よりも内周側で網状部材単体で少なくとも１周している第１補強部と、濾材よりも外周側で網状部材単体で少なくとも１周している第２補強部とを備えるため、フィルタエレメントの内周側及び外周側において網状部材によって濾材が保護されるとともに、濾材の位置が安定される。また、濾材の内周側及び外周側で網状部材が少なくとも１周されることにより、フィルタエレメントの強度を確保しやすくなる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のフィルタエレメントにおいて、前記網状部材は、芯部と該芯部よりも融点が低い外周部との層構造をなし、前記外周部は溶融されて径方向に重なり合う部位に溶着されてなることをその要旨としている。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のフィルタエレメントにおいて、前記外周部は部分的に溶解されて前記径方向に重なり合う部位に部分的に溶着されてなることを要旨としている。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のフィルタエレメントにおいて、前記濾過部は、前記濾材よりも目が粗く前記気体中の異物を捕捉するプレ濾材を前記網状部材及び前記濾材と共に巻回することにより構成され、該濾過部の最内周側に前記プレ濾材が配置されていることをその要旨としている。

同構成によれば、フィルタエレメントの内側から外側に気体が通り抜ける際に、最内周側の目の粗いプレ濾材にてオイルミストよりも大きな異物を捕捉し、外周側の目の細かい濾材にてオイルミストを捕捉することができる。従って、内周側の目の粗いプレ濾材によって予めオイルミストよりも大きな異物を捕捉できるため、濾材の目詰まりを抑制することができる。

請求項６に記載の発明は、内部に導入された気体を外部に導出する気体通路を有するハウジングと、前記ハウジングの内部で前記気体通路上に配置されて前記気体中に含まれたオイルミストを捕捉する請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のフィルタエレメントとを備えたフィルタ装置としたことをその要旨としている。

同構成によれば、製造が容易で製造コストの増大が抑制されたフィルタエレメントを備えたことにより、フィルタ装置の製造コストの増大が抑制される。また、フィルタ装置に備えられるフィルタエレメントは、気体の流れを阻害しにくいため、気体の導入及び導出を良好に行うことができる。

請求項７に記載の発明は、プラスチック製の網材を単体で渦巻状に巻き取って筒状の巻取り部材としての補強部を形成する補強部巻取り工程と、前記プラスチック製の網材と、前記網材に重ねて配置され通り抜ける気体中のオイルミストを捕捉する濾過材とを一緒に渦巻状に巻き取って筒状の巻取り部材としての濾過部を形成する濾過部巻取り工程と、前記補強部と前記濾過部とが層状に重なる前記巻取り部材を、形成するフィルタエレメントの軸方向長さごとに切断して、前記巻取り部材から複数のフィルタエレメントを形成する切断工程と、を備え、前記補強部巻取り工程では、前記補強部における前記網材の巻数を、フィルタエレメントの強度に応じて設定することをその要旨としている。

同方法によれば、補強部巻取り工程において、プラスチック製の網材を単体で渦巻状に巻き取って筒状の巻取り部材としての補強部を形成し、濾過部巻き取り工程において、プラスチック製の網材と濾過材とを一緒に渦巻状に巻き取って筒状の巻取り部材としての濾過部を形成し、切断工程において、巻取り部材を切断して複数のフィルタエレメントを形成する。従って、複数のフィルタエレメントを容易に製造することができる。また、予め網材及び濾過材を所定の大きさに切断しなくてもよいことから、寸法管理が容易となる。その結果、製造コストの増大を抑制することができる。また、網材はプラスチック製であるため、濾過材と網材とが直接接触しても当該濾過材は破損され難い。そのため、濾過材の破損を防止するための部材を設けなくてもよいため、製造コストの増大をより抑制することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のフィルタエレメントの製造方法において、前記補強部巻取り工程は、前記濾過部巻取り工程に先立って前記網材を少なくとも１周分単体で巻き取る第１補強部巻取り工程と、前記濾過部巻取り工程の後に前記網材を少なくとも１周分単体で巻き取る第２補強部巻取り工程とからなることをその要旨としている。

同方法によれば、第１補強部巻き取り工程において、網材を少なくとも１周分単体で巻き取った後に、濾過部巻取り工程において、濾過材を網材と一緒に巻き取るため、巻取り部材の内周側において網材によって濾過材が保護されるとともに、濾過材の位置が安定される。また、濾過材の内周側で網材が少なくとも１周されることにより、形成されるフィルタエレメントの強度を確保しやすくなる。そして、形成されたフィルタエレメントにおいては、その内周側において網状部材によって濾材が保護されるとともに、濾材の位置が安定される。また、濾過部巻取り工程の後の第２補強部巻取り工程において、網材を少なくとも１周分単体で巻き取るため、巻取り部材の外周側において網材によって濾過材が保護されるとともに、濾過材の位置が安定される。また、濾過材の外周側で網材が少なくとも１周されることにより、形成されるフィルタエレメントの強度を確保しやすくなる。そして、形成されたフィルタエレメントにおいては、その外周側において網状部材によって濾材が保護されるとともに、濾材の位置が安定される。

請求項９に記載の発明は、請求項７又は請求項８に記載のフィルタエレメントの製造方法において、前記補強部巻取り工程では、径方向に重なり合った前記網材における少なくとも一部を互いに溶着することをその要旨としている。

同方法によれば、網材は、プラスチック製であるため、網材における径方向に重なり合った部分を容易に溶着することができる。従って、巻き取った網材及び濾過材を容易に円筒状に維持することができる。また、巻き取った網材及び濾過材を円筒状に維持する部品や、接着剤を別途必要としないため、製造コストを低減させることができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項７乃至請求項９の何れか１項に記載のフィルタエレメントの製造方法において、前記濾過材よりも目が粗く前記気体中の異物を捕捉するプレ濾過材を前記濾過材の上に重ねて配置、若しくは、前記網材の巻取り方向に沿って前記プレ濾過材、前記濾過材の順に並べて前記網材上に配置する配置工程を備え、前記巻取り工程では、前記濾過材及び前記プレ濾過材を前記網材と一緒に巻き取ることをその要旨としている。

同方法によれば、配置工程では、濾過材よりも目の粗いプレ濾過材を濾過材の上に重ねて配置、若しくは、網材の巻取り方向に沿ってプレ濾過材、濾過材の順に並べて網材上に配置する。そのため、濾材に加えてプレ濾材を有するフィルタエレメントを形成する場合であっても、１回の巻き取り工程で、即ち網材を一端から他端まで巻き取るだけで、巻取り部材を形成することができる。そして、この巻取り部材を切断することによりフィルタエレメントが形成されるため、濾材に加えてプレ濾材を有するフィルタエレメントを形成する場合であっても、当該フィルタエレメントを容易に製造することができる。また、形成されたフィルタエレメントでは、フィルタエレメントの内側から外側に気体が通り抜ける際に、内周側の目の粗いプレ濾材にてオイルミストよりも大きな異物を捕捉し、外周側の目の細かい濾材にてオイルミストを捕捉することができる。その結果、形成されたフィルタエレメントにおいて、濾材の目詰まりが抑制される。

本発明によれば、製造が容易で製造コストの増大を抑制することができるフィルタエレメント、及び該フィルタエレメントの製造方法を提供できる。

実施形態のフィルタエレメントを備えたフィルタ装置を示す断面図。 （ａ）は実施形態のフィルタエレメントの軸方向断面図、（ｂ）は実施形態のフィルタエレメントの径方向断面図。 （ａ）及び（ｂ）は実施形態のフィルタエレメントの製造方法を説明するための模式図。 （ａ）及び（ｃ）は別の形態のフィルタエレメントの軸方向断面図、（ｂ）及び（ｄ）は別の形態のフィルタエレメントの製造方法を説明するための模式図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１乃至図３に従って説明する。
図１に示すように、フィルタ装置１のハウジング２は、下面が開口されたボディ３と、上面が開口されたボウル４とを、互いの開口部分を合わせるように組付けて形成されている。そして、ボディ３には、入口ポート５が設けられるとともに、同ボディ３における入口ポート５に対向する部位には出口ポート６が設けられている。入口ポート５には図示しないエア供給源が接続される一方、出口ポート６には図示しない流体圧機器が接続される。そして、入口ポート５からフィルタ装置１の内部に気体としての圧縮エアが導入されるとともに、導入された圧縮エアは出口ポート６からフィルタ装置１の外部に導出される。

前記ボディ３の下部には、下端が縮径された円筒状をなす前記ボウル４の上端部が嵌入されている。ボウル４の上端部外周には、第１のＯリング７が装着されるとともに、該第１のＯリング７によってボディ３とボウル４との間の気密が保持されている。また、ボディ３には、上面が開口した略有底円筒状のボウルガード８が該ボディ３を覆うように外挿されている。

ボディ３の内頂部には、略筒状をなす区画壁９が下方へ延設されるとともに、該区画壁９は、下方のボウル４内に向けて開口している。この区画壁９は、その側壁において入口ポートと連通されるとともに、該区画壁９の内部空間は、入口ポート５とボウル４の内部とを連通する導入通路１０を形成している。また、区画壁９は、出口ポート６との間に空間を区画するように出口ポート６から離れた位置に形成されるとともに、この空間によってボウル４の内部から出口ポート６に連通する導出通路１１が形成されている。

区画壁９の下端部にはオイルミストフィルタ１２が装着されている。オイルミストフィルタ１２は、円筒状のフィルタエレメント１３と、フィルタエレメント１３に外挿された被覆部材１４と、同フィルタエレメント１３の軸方向の上端部に装着された第１のキャップ１５と、同フィルタエレメント１３の軸方向の下端部に装着された第２のキャップ１６とから構成されている。尚、図１では、フィルタエレメント１３を簡略化して図示している。

フィルタエレメント１３は、該フィルタエレメント１３の内側から該フィルタエレメント１３を通って該フィルタエレメント１３の外側に出る圧縮エア内に含まれるオイルミスト等の液体の異物及び塵埃等の固形の異物を捕捉するように構成されている。また、被覆部材１４は、プラスチックフォームにて形成されるとともに、円筒状をなしている。

略円盤状をなす第１のキャップ１５は、その上面に上方へ突出し円環状をなす嵌入部１５ａを備えている。そして、区画壁９の下端部に嵌入部１５ａを嵌入することにより、第１のキャップ１５は、区画壁９に対して接続されている。また、嵌入部１５ａには第２のＯリング１７が外挿されるとともに、該第２のＯリング１７によって区画壁９と第１のキャップ１５との気密が保持されている。

嵌入部１５ａの径方向の中央であって第１のキャップ１５の径方向の中央部には、軸方向に貫通する雌ネジ孔１５ｂが形成されている。そして、区画壁９の内側には支持棒１８が配置されるとともに、該支持棒１８の下端部に形成された雄ネジ部１８ａが前記雌ネジ孔１５ｂに螺合されている。また、支持棒１８の上端部に形成された雄ネジ部１８ｂは、ボディ３の内頂部であって区画壁９の内側となる部位に形成された雌ネジ穴３ａに螺合されている。この支持棒１８は、第１のキャップ１５をボディ３に対して支持している。

また、第１のキャップ１５には、嵌入部１５ａの内側であって雌ネジ孔１５ｂの外周側となる位置に、軸方向に貫通して区画壁９内とオイルミストフィルタ１２内とを連通する連通孔１５ｃが形成されている。更に、第１のキャップ１５には、下方に開口する円環状の第１の装着溝１５ｄが凹設されている。この第１の装着溝１５ｄは、被覆部材１４が外挿されたフィルタエレメント１３の内径及び外径に対応するようにその内径及び外径が設定されている。第１の装着溝１５ｄには、フィルタエレメント１３の上端部が挿入されるとともに、同フィルタエレメント１３の上端部は第１の装着溝１５ｄの内周面に接着固定されている。

前記第２のキャップ１６は略円板状をなすとともに、該第２のキャップ１６には、上方に開口する円環状の第２の装着溝１６ａが形成されている。この第２の装着溝１６ａは、前記第１の装着溝１５ｄと同様に、被覆部材１４が外挿されたフィルタエレメント１３の内径及び外径に対応するようにその内径及び外径が設定されている。第２の装着溝１６ａには、フィルタエレメント１３の下端部が挿入されるとともに、同フィルタエレメント１３の下端部は第２の装着溝１６ａの内周面に接着固定されている。

また、ボウル４の内部空間は、オイルミストフィルタ１２によって、オイルミストフィルタ１２より内側の導入室２１と、オイルミストフィルタ１２より外側の導出室２２とに区画されている。そして、導入室２１と導入通路１０とが連通する一方、導出室２２と導出通路１１とが連通している。また、導入通路１０、連通孔１５ｃ、導入室２１、導出室２２及び導出通路１１により気体通路が形成されるとともに、この気体通路を介して入口ポート５と出口ポート６とが連通している。更に、この気体通路上にフィルタエレメント１３が配置されている。

上記のようなフィルタ装置１においては、圧縮エアが入口ポート５からフィルタ装置１の内部に流入する。この圧縮エアには、オイルミスト等の液体の異物及び塵埃等の固形の異物が含まれている。そして、入口ポート５からフィルタ装置１の内部に流入した圧縮エアは、導入通路１０及び連通孔１５ｃを通ってボウル４内の導入室２１に流入する。導入室２１に流入した圧縮エアはフィルタエレメント１３を通り抜けて導出室２２に流入する。圧縮エアがフィルタエレメント１３を通過する際、圧縮エアに含まれる異物が同フィルタエレメント１３によって除去される。そして、異物が除去された圧縮エアは、導出室２２から導出通路１１を通って、出口ポート６からフィルタ装置１の外部に導出される。また、フィルタエレメント１３にて捕捉されたオイルミスト等の液体の異物は、フィルタエレメント１３において凝集される。更に、凝集された液体の異物は重力沈降により下方へ移動してボウル４内に蓄積される。尚、被覆部材１４は、フィルタエレメント１３にて捕捉された異物が同フィルタエレメント１３を通り抜ける圧縮エアによって飛散されることを防止するとともに、捕捉した液体の異物の重力沈降を補助する役割を果たしている。そして、ボウル４内に蓄積された異物は、手動若しくは自動で外部に排出可能である。フィルタ装置１は、ボウル４内の異物を排出することにより、目詰まり等によってオイルミストフィルタ１２が寿命となるまで（内側圧力と外側圧力との差が所定の値となるまで）、オイルミストフィルタ１２を交換することなく使用することができる。

次に、フィルタエレメント１３について詳述する。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、円筒状のフィルタエレメント１３は、プラスチック製の網材よりなる網状部材３１と、該網状部材３１にて保持される濾材３２とから構成されている。

本実施形態の網状部材３１は、ポリプロピレンよりなる素線を格子状に編んで形成されている。本実施形態の網状部材３１は、素線の直径が３２０デシデックス（約２２３μｍ）であるとともに、素線の密度が２．５４ｃｍ（１インチ）当たり２０本となっている。そして、網状部材３１は、渦巻状に巻回されて円筒状をなしている。また、濾材３２は、ガラス繊維よりなる濾紙であるとともに、網状部材３１と一緒に渦巻状に巻回されている。この濾材３２及び網状部材３１は、軸方向（フィルタエレメント１３の軸方向）の長さが互いに等しい。

そして、図２（ｂ）に示すように、フィルタエレメント１３を径方向内側から外側に向かって見ると、まず、内側で網状部材３１が該網状部材３１単体で複数周（例えば２周）巻回されて第１補強部１３ａが形成されている。続けて、網状部材３１の内側に濾材３２が重ね合わされた状態でこれらの網状部材３１及び濾材３２が一緒に複数周（例えば２周）巻回されて濾過部１３ｂが形成されている。更に、網状部材３１が単体で複数周（例えば２周）巻回されて第２補強部１３ｃが形成されている。これにより、フィルタエレメント１３は、第１補強部１３ａ、濾過部１３ｂ及び第２補強部１３ｃが層状に重なって円筒状に形成されている。そして、フィルタエレメント１３の内側で網状部材３１が該網状部材３１単体で複数周巻回されて第１補強部１３ａが形成されるとともに、同フィルタエレメント１３の外側で網状部材３１が単体で複数周巻回されて第２補強部１３ｃが形成されることにより、濾材３２は、網状部材３１によって径方向の両側から挟持されている。また、網状部材３１において径方向に重なり合って直接接触する部位同士は、互いに溶着されており、この溶着によってフィルタエレメント１３が円筒状に維持されている。一方、網状部材３１と濾材３２とは溶着されていない。

尚、第１補強部１３ａにおける網状部材３１の巻数、及び第２補強部１３ｃにおける網状部材３１の巻数は、フィルタエレメント１３の強度に応じて設定される。また、濾過部１３ｂにおける濾材３２の巻数は、フィルタエレメント１３にて捕捉するオイルミストの大きさ、濾材３２の厚さ、濾材３２を構成する繊維の直径及び密度等を考慮して設定される。

そして、このようなフィルタエレメント１３では、圧縮エアが内側から外側へ通過する際に、該圧縮エアに含まれるオイルミストは、濾材３２を構成する繊維に対して直接衝突、慣性衝突、接触付着したり、拡散して付着したりすることにより、フィルタエレメント１３の内部に凝集されて捕捉される。凝集されたオイルミストから形成された油滴は、フィルタエレメント１３において重力沈降される。

次に、上記のフィルタエレメント１３の製造方法を説明する。
図３（ａ）に示すように、配置工程が行われ、プラスチック製の網材４１に対して濾過材４２が配置される。尚、図３（ａ）では、理解を促すために、網材４１及び濾過材４２の厚さを誇張して図示している。

網材４１は、フィルタエレメント１３の網状部材３１となるものであって、ポリプロピレンよりなる素線を格子状に編んで形成されている。本実施形態の網材４１は、素線の直径が３２０デシデックス（約２２３μｍ）であるとともに、素線の密度が２．５４ｃｍ（１インチ）当たり２０本となっている。また、網材４１を構成する素線は、芯部と外周部との２層構造になっているとともに、外周部の融点が芯部の融点よりも低くなっている。また、網材４１は、四角形状をなすとともに、同網材４１における第１の方向Ｘの長さが、第１補強部１３ａ、濾過部１３ｂ及び第２補強部１３ｃをそれぞれ巻回できるだけの長さに設定されている。更に、網材４１における、第１の方向Ｘと直交する第２の方向Ｙの長さは、フィルタエレメント１３の軸方向の長さの２倍以上の長さに設定されている。

また、濾過材４２は、フィルタエレメント１３の濾材３２となるものであって、ガラス繊維よりなる濾紙であるとともに、四角形状をなしている。また、濾過材４２における第１の方向Ｘの長さは濾過部１３ｂを巻回できるだけの長さに設定されるとともに、第２の方向Ｙの長さは、網状部材３１における第２の方向Ｙの長さと等しい長さに設定されている。そして、濾過材４２は、網材４１における第１の方向Ｘの一方の端部（図３（ａ）において左側の端部）に第１補強部１３ａとなる範囲を空けるとともに、他方の端部（図３（ａ）において右側の端部）に第２補強部１３ｃとなる範囲を空けて、網材４１において濾過部１３ｂとなる範囲の上面に重ねられる。

次に、巻き取り工程が行われ、配置工程で重ねて配置された網材４１及び濾過材４２が円柱状の心棒５１の外周に渦巻状に巻き取られる。この心棒５１の軸方向の長さは、網材４１における第２の方向Ｙの長さと等しいかそれ以上の長さとなっている。また、心棒５１による網材４１及び濾過材４２の巻き取り方向は第１の方向Ｘと一致している。

まず、心棒５１が矢印α方向に回転されて該心棒５１の外周に第１補強部１３ａとなる網材４１が巻き取られる（図３（ａ）において二点鎖線参照）。心棒５１は、濾過材４２の端に辿り着くまでに複数回（例えば２回）回転する。これにより、心棒５１の外周に網材４１が複数周巻回されて第１補強部１３ａが形成される。尚、配置工程では、網材４１及び濾過材４２の巻取りに伴って、図示しない加熱装置によって心棒５１の周囲に熱が加えられる。加熱装置による熱は、網材４１を構成する素線における融点の低い外周部を溶融させる一方、同素線における融点の高い芯部を溶融させない温度に設定されている。従って、心棒５１の外周に網材４１が１回巻き取られて後は、網材４１同士が径方向に重なり合うため、径方向に重なり合った網材４１同士が溶着される。その結果、巻き取られた網材４１は円筒状に維持される。

続けて、心棒５１が回転されて該心棒５１の外周であって第１補強部１３ａの外周に濾過部１３ｂとなる濾過材４２及び網材４１が巻き取られる。心棒５１は、濾過材４２を全て巻き取るまでに複数回（例えば２回）回転する。これにより、第１補強部１３ａの外周に網材４１及び濾過材４２が複数周巻回されて濾過部１３ｂが形成される（図２参照）。濾過材４２は、心棒５１が濾過材４２及び網材４１を巻き取る際に網材４１と心棒５１との間に挟み込まれる位置関係となるように配置工程において網材４１に対して配置されており、そのため、網材４１を巻き取ると濾過材４２も自然に心棒５１の外周に巻き取られていく。そして、ガラス濾紙よりなる濾過材４２は、加熱装置による熱によってポリプロピレンよりなる網材４１と溶着されることはない。

続けて、心棒５１が回転されて該心棒５１の外周であって濾過部１３ｂの外周に第２補強部１３ｃとなる網材４１が巻き取られる。心棒５１は、網材４１における第１の方向Ｘの端（図３（ｂ）において右側の端）に辿り着くまでに複数回（例えば２回）回転する。これにより、濾過部１３ｂの外周に網材４１が複数周巻回されて第２補強部１３ｃが形成される（図２参照）。この時、加熱装置による熱によって、新たに巻き取られた網材４１において径方向に重なり合う部分同士が溶着され、その結果、心棒５１の外周に巻き取られた網材４１及び濾過材４２が円筒状に維持される。このようにして、心棒５１の外周に網材４１及び濾過材４２が巻き取られることにより、図３（ｂ）に示すように円筒状の巻取り部材６１が形成される。

次に、切断工程が行われ、巻取り部材６１が軸方向に複数分割されるように切断される。この切断工程では、巻取り部材６１は、軸方向の一端から、形成するフィルタエレメント１３の軸方向長さごとに順次切断されていく。これにより、１本の巻取り部材６１から所定の長さを有するフィルタエレメント１３が複数形成される。尚、図３（ｂ）では、切断される位置を破線にて図示している。

そして、形成されたフィルタエレメント１３には、被覆部材１４が外挿されるとともに、軸方向の両端部に第１のキャップ１５及び第２のキャップ１６が装着されてオイルミストフィルタ１２が形成される。

上記したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を有する。
（１）フィルタエレメント１３は、プラスチック製の網状部材３１とガラス繊維よりなる濾紙である濾材３２とが一緒に渦巻状に巻回されてなり筒状をなしている。従って、フィルタエレメント１３を構成する部品点数が少ない。また、このフィルタエレメント１３は、巻き取り工程において、プラスチック製の網材４１と濾過材４２とを一緒に渦巻状に巻き取って筒状の巻取り部材６１を形成し、切断工程において、巻取り部材６１を切断して形成される。即ち、網材４１及び濾過材４２からなる１本の巻取り部材６１を切断するだけで複数のフィルタエレメント１３を形成できる。これらのことから、フィルタエレメント１３を容易に製造することができるとともに、生産性が向上されて、結果的にフィルタエレメント１３の製造コストの増大を抑制することができる。そして、ひいては該フィルタエレメント１３を備えたフィルタ装置１の製造コストの増大を抑制することができる。また、巻取り部材６１を形成するフィルタエレメント１３の軸方向長さごとに切断すると、網状部材３１及び濾材３２の軸方向長さが揃うため、従来のように予め網材４１及び濾過材４２を所定の大きさに切断しなくてもよい。従って、寸法管理が容易となるため、製造コストの増大をより抑制することができる。更に、網材４１（網状部材３１）はプラスチック製であるため、濾過材４２（濾材３２）と網材４１（網状部材３１）とが直接接触しても当該濾過材４２（濾材３２）は破損され難い。そのため、濾過材４２（濾材３２）の破損を防止するための部材（不織布等）を設けなくてもよいため、製造コストの増大を更に抑制することができる。

（２）網状部材３１によってフィルタエレメント１３の強度を確保しているため、強度の確保のために不織布を厚く巻かなくてもよい。また、フィルタエレメント１３の強度の確保を不織布にて行わないことにより、捕捉したオイルミストの重力沈降が良好に行われる。従って、圧縮エアの流れを妨げることを抑制しつつ、フィルタエレメント１３の強度を確保することができる。そして、このフィルタエレメント１３を備えたフィルタ装置１では、圧縮エアの導入及び導出を良好に行うことができる。

（３）巻き取り工程において、網材４１を複数周分単体で巻き取った後に、濾過材４２を網材４１と一緒に巻き取るため、巻取り部材６１の内周側において網材４１によって濾過材４２が保護されるとともに、濾過材４２の位置が安定される。そして、形成されたフィルタエレメント１３では、濾材３２よりも内周側で網状部材３１が単体で複数周しているため、フィルタエレメント１３の内周側において網状部材３１によって濾材３２が保護されるとともに、濾材３２の位置が安定される。また、濾材３２の内周側で網状部材３１が複数周されることにより、従来のような補強シリンダを用いなくてもフィルタエレメント１３の強度を確保することができる。更に、濾材３２の内周側における網状部材３１の巻数を調整することにより、容易にフィルタエレメント１３の強度を調整できる。

（４）巻き取り工程において、網材４１と濾過材４２とを一緒に巻き取った後に、網材４１を複数周分単体で巻き取るため、巻取り部材６１の外周側において網材４１によって濾過材４２が保護されるとともに、濾過材４２の位置が安定される。そして、形成されたフィルタエレメント１３では、濾材３２よりも外周側で網状部材３１が単体で複数周しているため、フィルタエレメント１３の外周側において網状部材３１によって濾材３２が保護されるとともに、濾材３２の位置が安定される。また、濾材３２の外周側で網状部材３１が複数周されることにより、従来のような補強シリンダを用いなくてもフィルタエレメント１３の強度を確保することができる。更に、濾材３２の外周側における網状部材３１の巻数を調整することにより、容易にフィルタエレメント１３の強度を調整できる。

（５）巻取り工程では、網材４１において径方向に重なり合う部位を互いに溶着する。網材４１は、プラスチック製であるため、網材４１における径方向に重なり合った部分を容易に溶着することができる。従って、巻き取った網材４１及び濾過材４２を容易に円筒状に維持することができる。また、巻き取った網材４１及び濾過材４２を円筒状に維持する部品や接着剤を別途必要としないため、製造コストを低減させることができる。

（６）網状部材３１によってフィルタエレメント１３の強度を確保しているため、従来のように金属製の補強シリンダを備えなくてもよい。従って、フィルタエレメント１３の軽量化、ひいてはオイルミストフィルタ１２及びフィルタ装置１の軽量化を図ることができる。また、金属製の補強シリンダを備えないことにより、フィルタエレメント１３の製造時に溶接を行わなくてもよくなるため、フィルタエレメント１３の製造が更に容易となる。

（７）フィルタエレメント１３に金属が使用されないため、オイルミストフィルタ１２を構成する部品が殆どプラスチックとなる。従って、分別廃棄が容易となる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。

・上記実施形態のフィルタエレメント１３は、網状部材３１及び濾材３２のみから構成されている。しかしながら、図４（ａ）及び図４（ｃ）に示すフィルタエレメント７１，７２のように、網状部材３１及び濾材３２に加えて、濾材３２よりも目の粗いプレ濾材７３を備えた構成であってもよい。尚、図４（ａ）及び図４（ｃ）は、フィルタエレメント７１，７２を軸方向に沿って切った断面図である。プレ濾材７３は、例えば、不織布よりなり、通過する気体中に含まれる３〜５μｍの固形の異物を捕捉可能である。そして、配置工程では、図４（ｂ）に示すように、通過する気体中に含まれる３〜５μｍの固形の異物を捕捉可能な不織布よりなる四角形状のプレ濾過材７４を、網材４１の上に配置された濾過材４２の上に重ねて配置する。若しくは、図４（ｄ）に示すように、プレ濾過材７４は、配置工程において、網材４１の巻取り方向に沿ってプレ濾過材７４、濾過材４２の順に並べて網材４１上に配置される。次いで、巻取り工程において、濾過材４２及びプレ濾過材７４が網材４１と一緒に渦巻状に巻き取られて筒状の巻取り部材が形成される。そして、切断工程において、該巻取り部材は、形成するフィルタエレメントの軸方向長さごとに切断され、これにより複数のフィルタエレメント７１（若しくはフィルタエレメント７２）が形成される。このようにして形成されたフィルタエレメント７１，７２においては、プレ濾材７３が、濾材３２よりも内周側に配置されている。尚、図４（ｂ）に示すように配置工程を行うと、図４（ａ）に示すフィルタエレメント７１が形成される。また、図４（ｄ）に示すように配置工程を行うと、図４（ｃ）に示すフィルタエレメント７２が形成される。

このようにすると、濾材３２に加えてプレ濾材７３を有するフィルタエレメント７１，７２を形成する場合であっても、１回の巻き取り工程で、即ち網材４１を一端から他端まで巻き取るだけで、巻取り部材を形成することができる。そして、この巻取り部材を切断することにより複数のフィルタエレメント７１，７２が形成されるため、濾材３２に加えてプレ濾材７３を有するフィルタエレメント７１，７２を形成する場合であっても、当該フィルタエレメント７１，７２を容易に製造することができる。また、形成されたフィルタエレメント７１，７２では、フィルタエレメント７１，７２を内側から外側に気体が通り抜ける際に、内周側の目の粗いプレ濾材７３にてオイルミストよりも大きな異物を捕捉し、外周側の目の細かい濾材３２にてオイルミストを捕捉することができる。従って、形成されたフィルタエレメント７１，７２において、濾材３２の目詰まりが抑制される。また、このフィルタエレメント７１，７２においては、プレ濾材７３が、オイルミストよりも大きな異物を除去するプレフィルタの役割を果たす。従って、オイルミストよりも大きな異物を除去するためのフィルタと、オイルミストフィルタとを直列に配置していた装置においては、このプレ濾材７３を有するフィルタエレメント７１，７２を備えたフィルタを用いることにより、フィルタの数を減らすことができる。そして、装置の省スペース化を図ることができるとともに、フィルタエレメント７１，７２にかかるコスト及び当該装置におけるフィルタエレメント７１，７２以外の部位にかかるコストを低減することができる。

尚、プレ濾材７３を有する上記のフィルタエレメント７１，７２においては、プレ濾材の径方向の厚さを厚くすることにより、当該フィルタエレメントの強度を大きくすることも可能である。

・巻取り工程では、巻き取った網材４１及び濾過材４２（即ち巻取り部材６１）を円筒状に維持できるのであれば、網材４１において径方向に重なり合う部分を全て溶着せずに部分的に溶着してもよい。例えば、網材４１における巻終わりの端部のみを加熱して溶着してもよい。

・フィルタエレメント１３の内周側に形成された第１補強部１３ａは、網状部材３１が単体で少なくとも１周して形成されていればよい。このようにしても、上記実施形態の（２）と同様の作用効果を得ることができる。また、フィルタエレメント１３の外周側に形成された第２補強部１３ｃは、網状部材３１が単体で少なくとも１周して形成されていればよい。このようにしても、上記実施形態の（３）と同様の作用効果を得ることができる。そして、フィルタエレメント１３を製造する際には、形成するフィルタエレメント１３における第１補強部１３ａ及び第２補強部１３ｃの巻数に応じて、巻取り部材６１における濾過材４２よりも内周側で巻回される網材４１の巻数及び濾過材４２よりも外周側で巻回される網材４１の巻数が決定される。尚、フィルタエレメント１３は、第１補強部１３ａ及び第２補強部１３ｃを必ずしも備えなくてもよい。

・上記実施形態では、濾材３２を網状部材３１と一緒に複数周巻回することにより、濾材３２の径方向の厚さを確保している。しかしながら、予め複数枚重ねた濾材３２を網状部材３１と一緒に渦巻状に巻回することにより、濾材３２の径方向の厚さを確保してもよい。

・上記実施形態の切断工程では、巻取り部材６１を、軸方向の一端から形成するフィルタエレメント１３の軸方向長さごとに順次切断している。しかし、巻取り部材６１の軸方向の複数箇所を一度に切断して複数のフィルタエレメント１３を形成してもよい。

・網状部材３１及び網材４１は、ポリプロピレン以外のプラスチック（例えば、セルロースや、ポリエステル系のプラスチック）よりなるものであってもよい。
・上記実施形態では、オイルミストフィルタ１２は、フィルタエレメント１３に外挿される被覆部材１４を備えているが、被覆部材１４は省略してもよい。

・フィルタエレメント１３の内側若しくは外側に、補強部材を設けてもよい。例えば、補強部材として、フィルタエレメント１３の内側にコイルスプリングを挿入してもよい。
・フィルタエレメント１３は、円筒状に限らず、筒状であればよい。

２…ハウジング、１０…気体通路を構成する導入通路、１１…気体通路を構成する導出通路、１３，７１，７２…フィルタエレメント、１５ｃ…気体通路を構成する連通孔、２１…気体通路を構成する導入室、２２…気体通路を構成する導出室、３１…網状部材、３２…濾材、４１…網材、４２…濾過材、６１…巻取り部材、７３…プレ濾材、７４…プレ濾過材。

Claims (10)

1. プラスチック製の網状部材と通り抜ける気体中のオイルミストを捕捉する濾材とが一緒に渦巻状に巻回されてなり筒状をなすフィルタエレメントであって、
   当該フィルタエレメントは、
   前記網状部材が単体で巻回されている補強部と、前記網状部材及び前記濾材が一緒に巻回されている濾過部とが層状に重なる筒状に形成されてなり、
   前記補強部における前記網状部材の巻数は、当該フィルタエレメントの強度に応じて設定されている
   ことを特徴とするフィルタエレメント。
2. 請求項１に記載のフィルタエレメントにおいて、
   前記補強部は、前記濾材よりも内周側で、前記網状部材単体で少なくとも１周している第１補強部と、前記濾材よりも外周側で、前記網状部材単体で少なくとも１周している第２補強部とを備え、
   前記濾過部は、前記第１補強部と前記第２補強部との間に配置されていることを特徴とするフィルタエレメント。
3. 請求項１又は請求項２に記載のフィルタエレメントにおいて、
   前記網状部材は、芯部と該芯部よりも融点が低い外周部との層構造をなし、
   前記外周部は溶融されて径方向に重なり合う部位に溶着されてなることを特徴とするフィルタエレメント。
4. 請求項３に記載のフィルタエレメントにおいて、
   前記外周部は部分的に溶解されて前記径方向に重なり合う部位に部分的に溶着されてなることを特徴とするフィルタエレメント。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のフィルタエレメントにおいて、
   前記濾過部は、前記濾材よりも目が粗く前記気体中の異物を捕捉するプレ濾材を前記網状部材及び前記濾材と共に巻回することにより構成され、該濾過部の最内周側に前記プレ濾材が配置されていることを特徴とするフィルタエレメント。
6. 内部に導入された気体を外部に導出する気体通路を有するハウジングと、
   前記ハウジングの内部で前記気体通路上に配置されて前記気体中に含まれたオイルミストを捕捉する請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のフィルタエレメントと
   を備えたことを特徴とするフィルタ装置。
7. プラスチック製の網材を単体で渦巻状に巻き取って筒状の巻取り部材としての補強部を形成する補強部巻取り工程と、
   前記プラスチック製の網材と、前記網材に重ねて配置され通り抜ける気体中のオイルミストを捕捉する濾過材とを一緒に渦巻状に巻き取って筒状の巻取り部材としての濾過部を形成する濾過部巻取り工程と、
   前記補強部と前記濾過部とが層状に重なる前記巻取り部材を、形成するフィルタエレメントの軸方向長さごとに切断して、前記巻取り部材から複数のフィルタエレメントを形成する切断工程と、
   を備え、
   前記補強部巻取り工程では、前記補強部における前記網材の巻数を、フィルタエレメントの強度に応じて設定することを特徴とするフィルタエレメントの製造方法。
8. 請求項７に記載のフィルタエレメントの製造方法において、
   前記補強部巻取り工程は、前記濾過部巻取り工程に先立って前記網材を少なくとも１周分単体で巻き取る第１補強部巻取り工程と、前記濾過部巻取り工程の後に前記網材を少なくとも１周分単体で巻き取る第２補強部巻取り工程とからなることを特徴とするフィルタエレメントの製造方法。
9. 請求項７又は請求項８に記載のフィルタエレメントの製造方法において、
   前記補強部巻取り工程では、径方向に重なり合った前記網材における少なくとも一部を互いに溶着することを特徴とするフィルタエレメントの製造方法。
10. 請求項７乃至請求項９の何れか１項に記載のフィルタエレメントの製造方法において、
    前記濾過材よりも目が粗く前記気体中の異物を捕捉するプレ濾過材を前記濾過材の上に重ねて配置、若しくは、前記網材の巻取り方向に沿って前記プレ濾過材、前記濾過材の順に並べて前記網材上に配置する配置工程を備え、
    前記巻取り工程では、前記濾過材及び前記プレ濾過材を前記網材と一緒に巻き取ることを特徴とするフィルタエレメントの製造方法。

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