JPS6325029A - 波型に成形された材料の切断方法並びに装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、波型に成形されたテープ状材料を安定して搬
送しつつ、その途中で一定長さに切断する技術に関し、
特に自動車エンジン用オイルフィルタやエアフィルタ用
のエレメントに使用される濾材の整形工程に利用される
ものである。

〔従来の技術〕

使い捨てタイプのフィルタエレメントは、−ｇに樹脂を
含浸したテープ状の濾材を波型に成形したものを、更に
円筒状に丸めて整形し、この端面にキャップを接着し、
内側にプロテクタを取り付けたりして形状を保持した上
、熱風処理によって樹脂を硬化させて完成される。

従来から一般的に広く使用されているフィルタエレメン
トは、第８図に示されたようないわゆる菊花型のものが
多かったが、自動車部品の小型軽量化、高性能化の趨勢
に鑑み、最近は第９図に示されるような、いわゆるクリ
スタル型のものに切り換わりつつある。このクリスタル
型のフィルタエレメント用濾材はピッチが周期的に変化
する不等ピッチの波型を付与され、全体として譲渡型に
よる細かい凹凸を有すると共に、最長のピッチを有する
波型部分が最も外側に位置し、ピッチが短くなるにつれ
て内側に折れ込んだ屈曲を有し、これによって軸方向に
平行な複数のスリットを具えた多角形状断面となってい
る。

しかし、このようなりリスタル型濾材を合理的に製造す
る手段は未だ開発されていない。

〔発明の目的〕

本発明は、前述のクリスタル型フィルタエレメント用濾
材を連続して整形する一連の工程に好適に利用される材
料の切断手段に提供することを目的とし、特にテープ状
濾材に不等ピッチの波型を付与したものを凹凸ローラに
よって連続して搬送しつつ、所定長さに切断するための
手段を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の目的は、不等ピッチの波型に成形されたテープ状
材料を、表面に譲渡型に対応する不等ピッチの凹凸部を
具え、相手側の凹凸部と歯車係合的に連携しながら駆動
されるローラ対によって切断する方法であって、前記材
料の巾方向の第１領域を前記ローラの表面から離脱しな
いようにガイドによって連続的に外側から規制しつつ、
所定長さの材料が送り出された時点で、前記ローラに内
蔵されたカッタで材料の前記第１領域以外の第２領域を
切断し、次に前記第２領域を前記ガイドによって連続的
に外側から規制しつつ前記第１　ｗＡ域を切断すること
を特徴とする材料の切断方法によって達成される。

この方法は、周面に不等ピッチの凹凸部を具え、該凹凸
部が歯車係合的状態で駆動されるように配置された２対
のローラを具え、該ローラの回転によってその周面に沿
って波型に成形されたテープ状材料を搬送する装置にお
いて、前記第１対の各ローラはその周面の巾方向の第１
領域に円周に沿って前記凹部よりも深い第１環状溝を具
え、前記ローラの周面に沿い前記第１環状溝に対面して
第１円弧状ガイドを設けると共に、該ガイドの先端部を
前記第１環状溝に挿入して両ローラの係合域まで延在さ
せ：更に前記第２対の各ローラはその周面の巾方向の前
記第１領域以外の第２領域に円周に沿って前記凹部より
も深い第２環状溝を具え、前記ローラの周面に沿い前記
第２環状溝に対面して第２円弧状ガイドを設けると共に
、該ガイドの先端部を前記第２環状溝に挿入して両ロー
ラの係合域まで延在させ；前記第１．第２対のローラは
それぞれ前記第２領域及び第１領域に対応する位置にカ
ッタを内蔵し；更に前記ローラの所定回転毎に前記カッ
タを作動させる機構を具えていることを特徴とする材料
の切断装置によって実施される。

〔実施例〕

本発明の切断方法並びに装置を述べる前に、先ず、本発
明にかかるフィルタエレメント用濾材の連続整形工程の
全体について説明する。

第１図に示すように、本発明においてはパッケージＰか
ら巻き戻されたテープ状の濾材１は、供給ローラ２ａを
具えたアンコイラ２を経て弛緩状態でストッカ３内に貯
留され、引き続いて供給ローラ３ａによって筋付はロー
ラ４に送られる。筋付はローラ４は一対の互いに接触し
て回転するローラからなり、その表面に長手方向に設け
られた複数本のリブによって濾材１の表裏両面に波型に
対応する筋を付与して次工程での波型付与を容易に行え
るようになしている。次に濾材１は、第１成形ローラ５
と第１切断ローラ５ａ、アイドルローラ６及び第２成形
ローラ７と第２切断ローラ７ａとからなる後述する成形
並びに切断工程に送られ、波型に成形されると共にフィ
ルタエレメント１個分ずつの長さに切断される。次に濾
材１はアイドルローラ８を経て送り込みローラ９に導入
され、２個分のフィルタエレメント用濾材を収容する縮
めドラム１１内に波型に折り畳まれた状態で全体として
半円形断面をなして充填される。この半円形断面形状に
まとめられた濾材１は間歇的に前記縮めドラム１１から
取り出されて図示しない丸めシュートに導入され、該シ
ュート内を順次に出口側に送られるに従って、次第に縮
径されると同時に円形に修正され、所望のクリスタル断
面のフィルタエレメントとなる。

本発明はこの一連の工程の中で、前記せる成形並びに切
断工程に関するものである。

第２図に基づいて本発明を更に詳細に説明する。

前記筋付はローラ４によって表裏面に所定ピッチで筋を
付与された濾材１は、成形・切断工程に導入される。第
１成形ローラ５と第１切断ローラ５ａは、濾材１の巾に
対応する巾を有し、その表面に前記濾材１に付与される
べき波型ピ・ノチに対応した複数（この例では１５個）
の山及び谷からなる凹凸を具え、互いに対応する凹凸の
山が他方の谷に入り込んだ状Ｂ（以下歯車係合的状態と
称する）で回転するように積極駆動されている。この場
合両ローラ５，５ａが歯車係合的回転を連続的に維持す
るためには、一方のローラ、例えば成形ローラ５の山の
頂上が一定直径の仮想円周上に配列され（これを外径規
制と称する）、他方のローラ、例えば切断ローラ５ａの
谷の底が前記成形ローラ５の仮想円周と同一直径の円周
上に配列されること（これを内径規制と称する）が必要
である。この関係は互いに歯車係合的状態で回転する後
述の各ローラについても同様である。

濾材１は、筋付はローラ４で付与された互いに隣接する
筋が丁度山の頂点と谷の底に対面するように、前記筋付
はローラ４と同期して回転している第１成形ローラ５と
第１切断ローラ５ａとに把持され、その噛み合いによっ
て所定の波型を連続して付与される。そして該第１成形
ローラ５と歯車係合的状態をなすアイドルローラ６の表
面に案内されて、もう一対の成形ローラ７と切断ローラ
７ａ　（第２０−ラと称する）との保合域に導入される
ように構成されている。

各ローラ間の係合点以外においては、濾材１はその波型
変形のためにローラの表面から離脱する傾向にあるので
、濾材１の搬送を円滑に行うためには係合点を離れた濾
材１をローラの表面に対面して設けられたガイド１２２
，１１５，１３１゜１３０．１３２によってローラ表面
から離れないように規制することが必要がある。前述し
たように、成形ローラ５．７は外径規制のローラである
からその山の頂点を結ぶ仮想線は真円であって半径が山
の高さによって変化することはないので、これに対面す
るガイド１２２と１３０の三者は円弧状の固定ガイドと
して設置されることが可能である。しかし、内径規制の
アイドルローラ６と第２切断ローラ７ａにおいては、山
の高さによって山の頂点の配列されている仮想線の半径
が変化するので、固定ガイドの場合には、山の頂点とガ
イドとの距離が周期的に変化し、距離が大きくなった時
には濾材ｌの通路が広がり過ぎ、折角付与した波型が崩
れるという欠点を生じる。これを防くためにアイドルロ
ーラ６と第２切断ローラ７ａに対面するガイド１１５，
１３１．１３２はローラの回転と同期して位置を移動す
る可動ガイドとして構成されている。

この可動ガイドの構成をガイド１１５について説明する
。他のガイド１３１と１３２はこれと同じ構成である。

可動ガイド１１５はアイドルローラ６に対面する円弧状
の縁部を有するプレート状部材で構成されている。該ガ
イド１１５は図で上下方向（Ｙ方向）に可動のスライダ
１１７に固定され、該スライダ１１７は図で左右方向（
Ｘ方向）に可動のスライダ１１６上に搭載されている。

両スライダ１１６と１１７はそれぞれ同期回転するカム
１２１と１２０によって駆動されるレバー１１９と１１
８によって所定のＸ、Ｙ方向の変位をなすように構成さ
れている。このＸ、Ｙ方向変位は合成されてガイド１１
５にアイドルローラ６の山の頂点の軌跡に対応する動き
を与え、ガイド１１５が常にアイドルローラ６に対して
一定の間隔を以て対面するようになしている。１３３，
１３４はレバー１１８，１１９の復帰用スプリングであ
る。

又、第３図に示すように前記第１成形ローラ５と第１切
断ローラ５ａとはローラを巾方向に略３等分する位置に
円周方向に２本の環状溝２００及び２０１をそれぞれ具
えている。この溝２００゜２０１の深さはローラ５，５
ａの表面の谷よりも深いので、従って両ローラ５，５ａ
の係合域においても、この溝２００，２０１の位置にお
いては濾材１は把持されずに浮いた状態となっている（
しかし、巾の他の部分における把持によって成形作用は
十分に行われる）。これらのローラ５゜５ａの間に設け
られた前記ガイド１２２の一方の先端はこの溝２００．
２０１内に入り込んで両ローラ５．５ａの係合域を越え
て更に上流側に来るように設置され、両ローラ５，５ａ
間で濾材１を確実に案内できるようになされている。従
って、ガイド１１５は溝２００，２０１内に入るように
同一形状の２枚のプレートから構成されていることが好
ましい。

一方、アイドルローラ６も第１成形ローラ５の前記溝２
００に同様な対応する２本の？！４２０２を具えており
、前記ガイド１２２の他方の先端はこの溝２０２内に入
り込んで両ローラ６と５との係合域より上流側まで設置
され、第１成形ローラ５の溝２００内に入り込んだガイ
ド１１５の先端と協働して、両ローラ５と６との間の濾
材１の受は渡しを円滑にするように構成されている。

第４図に示すように第２成形ローラ７と第２切断ローラ
７ａとはローラの巾方向の中央に円周方向に一本の環状
溝２０３，２０４をそれぞれ具えている。この溝２０３
．２０４も前記溝２０１等と同じに構成されている。又
アイドルローラ６は前記溝２０２の他にこの溝２０３に
対応する中央溝２０５も具えている（結局３本の溝を具
えている）。これらの溝内には各ガイド１３１，１３０
又は１３２の先端が入り込んで、前述した第１成形ロー
ラ５．第１切断ローラ５ａとアイドルローラ６の関係の
ように各ローラ間の濾材１の受は渡しの円滑化が図られ
ている。従ってガイド１３１゜１３０．１３２は１枚の
プレートで構成されていることが好ましい。

次にこれらのローラ群による濾材ｌの切断作用について
説明する。テープ状の濾材１は波型に成形された後、フ
ィルタエレメント１個分の長さに切断される必要がある
。本発明においては互いに係合して回転しているローラ
（例えば第１成形ローラ５と第１切断ローラ５ａ）にこ
れと同期回転する雌雄のカッタを固定して設け、所定長
さの濾材が通過した時点で（即ちローラカｊ所定回数回
転した時）、これを保合域において作動させることによ
ちて切断を行っている。しかし各ローラ間での濾材１の
受は渡しを円滑′に行うためには前述のようにガイドに
よって切れ目なく完全に濾材１を案内することを要する
が、前述の雌雄カッタによって濾材を巾方向に一度に切
断しようとする場合には、カッタによって邪魔されてガ
イドが両ローラ５．５ａの係合点を越えて更に上流側に
入り込むことが不可能となるため、濾材の搬送が不安定
になることが避けられない、これを防止するため、本発
明においては第１成形ローラ５．第１切断ローラ５ａの
対の保合域と、第２成形ローラ７、第２切断ローラ７ａ
の対の係合域との２個所において濾材１の同一個所の巾
方向の異なる領域をそれぞれ切断することによって切断
作業を完成させている。即ち、最初は第５図に示すよう
に、第１成形ローラ５と第１切断ローラ５ａの巾の中央
領域に設置された第１カフタによって濾材１の中央部の
みを切断する。その際の濾材１の案内はローラの両側領
域に設けられた前記？＃２００，２０１に入り込んだガ
イド１２２によって中断することなく行われる。そして
次に第６図に示すように、第２成形ローラ７と第２切断
ローラ７ａの両側領域に分割して設けられた第２カフタ
によって未だ接続状態にある濾材ｌの両側部を切断する
ようになした。この場合濾材１の案内は中央領域に設け
られた前記溝２０３．２０４に入り込んだガイド１３２
によって中断することな〈実施される。

第２図と第７図に基づいてこの切断機構を更に詳細に説
明する。

第１切断ローラ５ａの内部は中空に形成され、そこに雄
カッタ１１１が内蔵されている。該雄カッタ１１１の先
端はローラ５ａの表面の山の底に穿設された開口を通じ
て出入り可能に構成されている。このカッタ１１１は前
述したように濾材１を巾方向の中央領域で切断可能な巾
と位置を有している。雄カッタ１１１の基部は、第７図
に示すようにローラ５ａの一側面から中空部の軸心に挿
入されたカム１１０と従動子１１１ａを介して接触Ｌ、
ローラ５ａの回転につれて該カム１１０の周囲を回転す
るようになっている。カム１１０はローラ５ａが回転し
てもこれとは共廻りをしないが、ローラ５ａの他方の側
面から中空部に挿入された軸１２８に対して軸方向に滑
動自在に嵌合している。カム１１０が軸１２８に対して
右に動くとカム１１０の周面の一部に設けられた突起部
１１０ａが雄カッタ１１１の従動子１１１ａと係合可能
となる。従動子１１１ａがカム１１０の突起部以外の個
所と接触している場合には、ローラ５ａが回転しても雄
カッタ１１１は作動せず、その先端はローラ５ａの内部
に引っ込んだままとなっているが、この突起部１１０ａ
が従動子１１１ａと係合すると、雄カッタ１１１は押さ
れてその先端は前記開口からローラ５ａの表面に突出す
るように構成されている。この突起部１１０ａはローラ
５ａと５との係合域に対応して設置されているので、両
ローラ５，５ａの係合域内に雄カッタ１１１が突出する
ようになっている。

一方、第１成形ローラ５の内部にも雄カッタ１１１に対
応する雌カフタ１１３が固定的に内蔵され、その受は面
がローラ５の谷部の底に露出している。この雌カンタ１
１３は両ローラ５，５ａが係合回転する際に前記雄カフ
タ１１１と係合域において会合する位置に設置されてい
る。従って、雄カッタ１１１が作動位置にある場合に両
力ツタ１１１と１１３が係合すると、濾材１の中央領域
が切断される。

次にこの雄カッタ１１１を作動させる機構について説明
する。第７図に示すように、カム１１０の端部はビン１
０９によってレバー１０５の一端に軸支され、該レバー
１０５は中央部を固定シャフト１０７の一端にビン１０
８によって枢支され、更に他端に設けられた従動子１０
６を介してホルダ１０４に支持された溝カム１２３と係
合しティる。第１成形ローラ５と第１切断ローラ５ａと
は互いに同歯数の歯車１２７と１２６によって連結され
たシャフト１２９と１２８に取り付けられ、図示しない
駆動源から伝達された回転によって互いに同期して歯車
係合的に回転するように構成されている。シャフト１２
８には歯車１２６と同軸に歯車１２５が固定され、これ
に前記カム１２３を駆動する歯車１２４が噛み合ってい
る。歯車１２４は歯車１２５よりも歯数が多く、しかも
両者の歯数は整数比となっている。この例の場合は３：
１である。即ちカム１２３はローラ５ａが３回転する間
に１回転する。この比率はフィルタエレメント１個分の
波型の波数によって適宜に設定されるものである。

カム１２３の作用によって、レバー１０５は支点１０８
を中心として揺動し、その一端に枢支されたカム１１０
はローラ５及び５ａが３回転して所定長さの濾材ｌを送
り出す度に一回右に移動し、その突起部１１０ａ−を雄
カッタ１１１の従動子１１１ａと係合可能な位置に持ち
来る。従動子１１ａがこの位置にある間に両ローラ５．
５ａに内蔵されたカッタ１１１と１１３とが接触して所
定の位置で濾材１の中央領域を切断する。前述したよう
にこの切断の際も、濾材１はガイド１２２によって両側
領域で案内されている。

第２成形ローラ７と第２切断ローラ７ａによる第２段階
の切断も上に述べたのと実質的に同一の手段で行われる
。勿論両力ツタ１１１，１１３の巾と位置が濾材１の両
側領域に対応して設定されることのみが異なっている。

そしてカッタ１１１を動作させるタイミングは第１段階
の切断が行われた濾材ｌの部分が第２成形ローラ７と第
２切断ローラ７ａの係合域に到達した時点に合わせるこ
とが必要である。これは全てのローラが同期して回転し
ていることから容易に実施可能である。

上述の切断の第１段階と第２段階における濾材１の切断
領域は逆転することができる。

フィルタエレメント１個分の長さに完全に切断された濾
材１は引き続いて次の縮め工程に導入される。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明によれば濾材に付与すべき波
型の凹凸を周面に具えた成形ローラと切断ローラとの対
を用いて濾材を所定の長さに切断するに際し、第１０−
ラ対においてローラの波型凹凸の頂点の軌跡に対面する
プレート状のガイドをローラの周面の巾方向の両側領域
（中央領域）に設けた環状溝を通じて両ローラの係合域
まで挿入して濾材がローラの表面から離脱しないように
完全に案内しながら、ガイドが行われていない中央領域
（両側領域）にカッタを作用して第１段階の切断を行い
、次いで第２０−ラ対の保合域において濾材の中央領域
（両側領域）をガイドによって規制しつつ両側領域（中
央領域）にカッタを作用して第２段階の切断を行って切
断を完成するようになしたので、濾材は常にローラ表面
から離れないように規制されており、切断作業によって
濾材のガイドが中断されることはない。従って濾材を安
定的に搬送・切断することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフィルタエレメント用濾材整形工程の
全体を示す概略図、 第２図は濾材成形・切断工程の詳細を示す側面図、 第３図は第１成形・切断ローラ対の斜視図、第４図は第
２成形・切断ローラ対の斜視図、第５図は第１切断の状
況を示すローラの断面図、第６図は第２切断の状況を示
すローラの断面図、第７図は第１カツタの駆動機構を示
す断面図、第８図は従来の菊花型フィルタエレメントの
斜視図、 第９図は本発明にかかるクリスタル型フィルタエレメン
トの斜視図である。 ４−筋材はローラ ５−・−第１成形ローラ ５ａ−・−・第１切断ローラ ６−・アイドルローラ ７・−第２成形ローラ ７ａ・−第２切断ローラ １２２．１３０−固定ガイド １１５．１３１．１３２−　可動ガイド１１１・・−族
カツタ １１３−　雌カッタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、不等ピッチの波型に成形されたテープ状材料を、表
   面に該波型に対応する不等ピッチの凹凸部を具え、相手
   側の凹凸部と歯車係合的に連携しながら駆動されるロー
   ラ対によって切断する方法であって、前記材料の巾方向
   の第１領域を前記ローラの表面から離脱しないようにガ
   イドによって連続的に外側から規制しつつ、所定長さの
   材料が送り出された時点で、前記ローラに内蔵されたカ
   ッタで材料の前記第１領域以外の第２領域を切断し、次
   に前記第２領域を前記ガイドによって連続的に外側から
   規制しつつ前記第１領域を切断することを特徴とする材
   料の切断方法。 ２、周面に不等ピッチの凹凸部を具え、該凹凸部が歯車
   係合的状態で駆動されるように配置された２対のローラ
   を具え、該ローラの回転によってその周面に沿って波型
   に成形されたテープ状材料を搬送する装置において、前
   記第１対の各ローラはその周面の巾方向の第１領域に円
   周に沿って前記凹部よりも深い第１環状溝を具え、前記
   ローラの周面に沿い前記第１環状溝に対面して第１円弧
   状ガイドを設けると共に、該ガイドの先端部を前記第１
   環状溝に挿入して両ローラの係合域まで延在させ；更に
   前記第２対の各ローラはその周面の巾方向の前記第１領
   域以外の第２領域に円周に沿って前記凹部よりも深い第
   ２環状溝を具え、前記ローラの周面に沿い前記第２環状
   溝に対面して第２円弧状ガイドを設けると共に、該ガイ
   ドの先端部を前記第２環状溝に挿入して両ローラの係合
   域まで延在させ；前記第１、第２対のローラはそれぞれ
   前記第２領域及び第１領域に対応する位置にカッタを内
   蔵し；更に前記ローラの所定回転毎に前記カッタを作動
   させる機構を具えていることを特徴とする材料の切断装
   置。