JP5953027B2

JP5953027B2 - ばね式フィルター用鋼線材

Info

Publication number: JP5953027B2
Application number: JP2011236551A
Authority: JP
Inventors: 祐介小泉; 長智物部
Original assignee: MONOBE ENGINEERING CO., LTD.; Nippon Steel SG Wire Co Ltd
Current assignee: MONOBE ENGINEERING CO., LTD.; Nippon Steel SG Wire Co Ltd
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2031-10-28
Also published as: JP2013094684A

Description

本発明は、鋼線材を螺旋状に巻き回してフィルターエレメントを形成したばね式フィルターに用いる鋼線材に関する。

濾過装置の構成部材として使用されるフィルターエレメントに関しては、従来より様々な提案がなされており、例えば下記特許文献１に記載されているように、巻きばね状に巻かれた線材と、その線材の中空部に配置される芯金と、この芯金の両端に配置され、巻きばね状の線材を押さえつける一対の金具を有して構成されたものが用いられている。この、巻きばね状に巻かれた線材には一定間隔で突起部が形成されており、この突起部により、巻きばね状となっている線材間の隙間の大きさを調節し、効率の良い濾過を行うことができる。

この濾過装置を用いた濾過処理について説明すると次のようになる。まず、濾過の対象となる混濁液中にこのフィルターエレメントを配置し、フィルターエレメント外周側の圧力を上げる一方、フィルターエレメント内周側の圧力を下げる（内周側から吸引する）と、フィルターエレメント外周側から内周側への流れを生じさせることができる。そして、この間には上記のとおり巻きばね状鋼線材が配置されているため、巻きばね状鋼線材の一定間隔の間隙が濾過のためのフィルターとなり、濾過を行うことができる。なお、濾過が終わった場合や濾過の効率が落ちた場合、流れを逆流させると、巻きばね状鋼線材の外周側に溜まった付着物（濾過された物）を巻きばね状鋼線材から容易に分離することができ、フィルターエレメントの再利用が可能となる。

また、下記特許文献２には、巻きばね状鋼線材と、巻きばね状鋼線材の中空部に配置される芯金と、芯金の一端に配置されるトップ金具と、芯金の他の一端に配置されるボトム金具と、を有し、巻きばね状鋼線材は、トップ金具とボトム金具との間に遊びを設けて配置されており、巻きばね状鋼線材の中空部の内径は、芯金の幅よりも１０μｍ以上２ｍｍ以下の範囲で大きいフィルターエレメントとすることにより、濾過能力が高く、信頼性の高いフィルターエレメントが記載されている。

特開平８−１９６８２１号公報特開２０１０−２４０５００号公報

前述の従来のばね式フィルターに用いる鋼線材の表面には等ピッチで凸部が形成されているが、この凸部の形状を安定して形成することが困難であり、凸部を加工するロールの磨耗によって、ロール磨耗粉や圧延カスが発生してロール溝に詰まるため、凸部の高さが一定の形状を安定的に加工することができないという問題点があった。

そこで、本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、鋼線材の表面に孔型ロールを押し付けて形成する凸部を加工する際に発生するロールの磨耗粉や圧延カスを低減し、凸部の高さが一定の形状を安定的に加工することができるばね式フィルター用鋼線材を提供することを課題とする。

発明者らは、上記課題について鋭意検討を行なった結果、鋼線材の横断面形状を工夫することにより、本発明を完成させたものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載の通りの下記内容である。

（１）鋼線材を螺旋状に巻き回してフィルターエレメントを形成したばね式フィルターに用いる鋼線材であって、前記鋼線材の横断面は長径Ｌ及び短径Ｗを有する太鼓状であり、前記長径Ｌ側の一辺に凸部を有し、該凸部は鋼線材の長さ方向に等ピッチＰで形成されており、該凸部の上面に第１平坦部を有するとともに、前記短径Ｗ側の二辺のすべてに鋼線材の全長に連続する第２平坦部を有することを特徴とする、ばね式フィルター用鋼線材。
（２）前記第１平坦部の面積は、１．０〜２．０mm²／個であることを特徴とする、（１）に記載のばね式フィルター用鋼線材。
（３）前記長径Ｌは０．２〜３．０mm、短径Ｗは０．１〜２．０mmであり、前記凸部の高さＨは０．００５〜０．３０mmであり、該凸部はばね式フィルターのばね１巻上に１個以上の割合であることを特徴とする（１）または（２）に記載のばね式フィルター用鋼線材。
（４）前記凸部は、鋼線材の長手方向の立ち上がり部と鋼線材の表面との境界線は湾曲しており、鋼線材の長手方向の立ち上がり角度θ1は１．０〜６０度、鋼線材の幅方向の立ち上がり角度θ2は２０〜９０度であることを特徴とする、（１）乃至（３）のいずれか一項に記載のばね式フィルター用鋼線材。

本発明によれば、鋼線材の横断面形状を工夫することにより、鋼線材の表面に孔型ロールを押し付けて形成する凸部を加工する際に発生するロールの磨耗粉や圧延カスを低減し、凸部の高さが一定の形状を安定的に加工することができるばね式フィルター用鋼線材を提供することができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。

本発明を適用するフィルターエレメントを例示する側面図である。本発明を適用する巻きばね状鋼線材を例示する側面図である。本発明を適用する巻きばね状鋼線材を例示する横断面図である。従来のばね式フィルター用鋼線材の断面及びその配置関係を例示する図である。本発明のばね式フィルター用鋼線材の断面を例示する図である。本発明のばね式フィルター用鋼線材の形状を例示する詳細図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１〜図５において、１はフィルターエレメント、２は巻きばね状鋼線材、３はトップ金具、４はボトム金具、２１は第１平坦部、２２は凸部、２３は第２平坦部を示し、同一又は同様の機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明を適用するフィルターエレメントを例示する側面図、図２、図３は、本発明を適用する巻きばね状鋼線材を例示する側面図及び横断面図である。図１〜図３に示すように、フィルターエレメント１は、巻きばね状鋼線材２と、巻きばね状鋼線材２の中空部に配置される芯金と、芯金の一端に配置されるトップ金具３と、芯金の他の一端に配置されるボトム金具４と、を有しており、巻きばね状鋼線材２はトップ金具３とボトム金具４の間に配置され、しかも遊びを設けて配置されており、巻きばね状鋼線材２の内径は芯金の幅よりも大きくなっている。

ここで巻きばね状鋼線材２とは、所定の内径を保ちつつ巻きばね状に巻かれた鋼線材であって、隣接する線材部分が所定の距離をもって密に配置されているものである。フィルターエレメントとして構成され機能する際、巻きばね状鋼線材は実質的にフィルター部材として機能する。線材の材質としては、限定されるわけではないが、めっき材、樹脂材、ステンレス鋼は錆に強いため好ましい一例である。なおステンレス鋼である場合、限定されるわけではないが、オーステナイト系のステンレス鋼であることがより好ましく、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１７を例示することができる。

図４は、従来のばね式フィルター用鋼線材の断面及びその配置関係を例示する図であり、（Ａ）はばね状鋼線材の断面図、（Ｂ）は隣接する線材の配置関係を示す。（Ａ）に示すように、従来のばね式フィルター用鋼線材の表面には凸部が形成されているが、その上面には平坦部を設けていないうえ、鋼線材の断面の長径方向に積層していたため、（Ｂ）に示すように、線材の延伸方向から力が加わった場合、座りが悪いため座屈しやすいという問題点があった。

図５は、本発明のばね式フィルター用鋼線材の断面を例示する図である。図５に示すように、本発明のばね式フィルター用鋼線材は、鋼線材を螺旋状に巻き回してフィルターエレメントを形成したばね式フィルターに用いる鋼線材であって、前記鋼線材の横断面は長径Ｌ及び短径Ｗを有する太鼓状であり、前記長径Ｌ側の一辺に凸部２２を有し、該凸部２２は鋼線材の長さ方向に等ピッチＰで形成されており、該凸部の上面に第１平坦部２１を有するとともに、前記短径Ｗ側の二辺に鋼線材の全長に連続する第２平坦部２３を有することを特徴とする。

図５に示すように、本発明のばね式フィルター用鋼線材の横断面は長径Ｌ及び短径Ｗを有する太鼓状であり、前記長径Ｌ側の一辺に凸部２２を有しているので、短径Ｗの方向に積層して線材同士の間のスペーサーとしての役割を担うことができるうえ、ばね状鋼線材の形状が安定し、線材の延伸方向から力が加わった場合でも座屈しにくい。

また、前記凸部２２は鋼線材の長さ方向に等ピッチＰで形成されており、該凸部２２の上面に第１平坦部２１を有するので、線材同士の距離を一定に保つことができるうえ、隣接する線材との接触面積を確保し、線材同士が重なる又は座屈するといった問題を大幅に軽減させることができる。また、凸部２２の平坦部２１が形成される側と反対側に平坦部を形成する形状においても、同様であると考えられる。

また、前記短径Ｗ側の二辺に鋼線材の全長に連続する第２平坦部２３を有することにより、鋼線材の表面に圧延ロールを押付けて凸部２２を加工する際、及び、ばね状鋼線材への加工の際に、この第２平坦部２３を押さえることによって、正確な加工が容易になる。

図６は本発明のばね式フィルター用鋼線材の形状を例示する詳細図であり、（a）は横断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図である。図６において、２１は第１平坦部、２２は凸部、２３は第２平坦部、２４は湾曲部、Ｌは長径、Ｗは短径、Ｐはピッチ、θ1は鋼線材の長手方向の立ち上がり角度、θ2は鋼線材の幅方向の立ち上がり角度を示す。

まず、前記第１平坦部２１の面積は、０．１〜３．０mm²／個であることが好ましい。凸部２２の高さＨを安定化させるためには、第１平坦部の面積は一ヶ所当たり０．１mm²／個以上必要であり、３．０mm²／個を超えるとその効果は向上しないからである。

また、前記長径Ｌは０．２〜３．０mm、短径Ｗは０．１〜２．０mmであり、前記凸部の高さＨは０．００５〜０．３０mmであり、該凸部はばね式フィルターのばね１巻上に１個以上の割合であることが好ましい。長径Ｌ及び短径Ｗをこの範囲にすることにより、鋼線材を積層してばね状鋼線材を作る際に、凸部２２の高さＨ一定の形状を安定化させることができる。なお、フィルターの濾過機能を実現するためには凸部２２の高さＨは０．００５〜０．３０mmとすることが好ましく、さらに好ましい範囲は０．０２〜０．２０mmである。

また、前記凸部２２は、鋼線材の長手方向の立ち上がり部と鋼線材の表面との境界線は湾曲しており、鋼線材の長手方向の立ち上がり角度θ1は１．０〜６０度、鋼線材の幅方向の立ち上がり角度θ2は２０〜９０度であることが好ましい。凸部２２は、鋼線材の長手方向の立ち上がり部と鋼線材の表面との境界線には湾曲部２４を形成することにより、凸部２２の形状を滑らかにして、急激な形状変化を抑制することができるので、鋼線材の表面に孔型ロールを押し付けて形成する凸部２２を加工する際に発生するロールの磨耗粉や圧延カスを低減して、凸部の高さが一定の形状を安定的に加工することができる。

また、鋼線材の長手方向の立ち上がり角度θ1は１．０〜６０度、鋼線材の幅方向の立ち上がり角度θ2は２０〜９０度とすることにより、第１平坦部２１の面積は、１．０〜２．０mm²／個を確保しつつ、凸部２２の形状を滑らかにして、急激な形状変化を抑制することができる。

なお、本発明においては、図６にＤ１、Ｄ２、Ｅ１、Ｅ２の範囲は特に規定しないが、第１平坦部２１の面積を１〜２mm²／個とするためには、Ｄ１：０．９〜１．１mm、Ｄ２：０．５〜０．７mm、Ｅ１：１．３〜１．７mm、Ｅ２：２．３〜２．７mmとすることが好ましい。

また、前記短径Ｗ側の二辺に鋼線材の全長に連続する第２平坦部２３を有することにより、ばね式フィルターに加工する際に、第２平坦部２３を押さえることによって、加工が安定する。

１フィルターエレメント
２巻きばね状鋼線材
３トップ金具
４ボトム金具
２１第１平坦部
２２凸部
２３第２平坦部
２４湾曲部
Ｌ長径
Ｗ短径
Ｐピッチ
θ1 鋼線材の長手方向の立ち上がり角度
θ2 鋼線材の幅方向の立ち上がり角度

Claims

鋼線材を螺旋状に巻き回してフィルターエレメントを形成したばね式フィルターに用いる鋼線材において、前記鋼線材の横断面は長径Ｌ及び短径Ｗを有する太鼓状であり、前記長径Ｌ側の一辺に凸部を有し、該凸部は鋼線材の長さ方向に等ピッチＰで形成されており、該凸部の上面に第１平坦部を有するとともに、前記短径Ｗ側の二辺のすべてに鋼線材の全長に連続する第２平坦部を有することを特徴とする、ばね式フィルター用鋼線材。
前記第１平坦部の面積は、０．１〜３．０mm²／個であることを特徴とする、請求項１に記載のばね式フィルター用鋼線材。
前記長径Ｌは０．２〜３．０mm、短径Ｗは０．１〜２．０mmであり、前記凸部の高さＨは０．００５〜０．３０mmであり、該凸部はばね式フィルターのばね１巻上に１個以上の割合であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のばね式フィルター用鋼線材。
前記凸部は、鋼線材の長手方向の立ち上がり部と鋼線材の表面との境界線は湾曲しており、鋼線材の長手方向の立ち上がり角度θ1は１．０〜６０度、鋼線材の幅方向の立ち上がり角度θ2は２０〜９０度であることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のばね式フィルター用鋼線材。