JPH0753205B2 - 濾紙成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、濾紙成形装置、特に、山部と谷部を有する
襞の濾紙を円形状に成形する装置に関連する。

従来の技術 現在、液体や固体から固体粒子を分離して除去する濾紙
は、広範囲の技術分野で使用されている。このような濾
紙は使用目的に適合するように種々の材質で製造され、
また多種形状に形成されている。一般に、工業用濾紙
は、所定の形状に形成された後、容器内に収容され、濾
過装置として使用される。自動車用エンジンのエアフィ
ルタとして使用される濾過装置では、濾紙はフィルタエ
レメントとして常に円形状に形成する必要がある。従来
製造されるフィルタエレメントは、所定の形状に形成し
た後、容器内に収容されるとき、直線状に形成された襞
状の濾紙を所定の長さに切断した後、各濾紙の切断部を
接着して円形に形成してフィルタケース内に収容され
る。

多数の襞を有する濾紙を成形する従来の装置では、例え
ば、特公昭57−7806号公報に示されるように、濾紙に折
り曲げ線を形成する２個のマーク付けローラと、これら
のマーク付けローラに対向して帯状物の反対側から押圧
される２個の対向ローラと、マーク付けローラの後方に
配置されかつ帯状物を移動させる２個の駆動ローラと、
これらの駆動ローラの後方に配置されかつ進行方向に次
第に収斂する滑らかな２面を有する案内路と、上記収斂
する２面に設けられかつ進行方向に高さが高くなる多数
の案内リブとを有する。

また、特開昭61−292015号公報は、フィルタエレメント
の襞山部の一方の端部の山部を閉鎖して谷部を開放する
と共に、襞山部の他方の端部の山部を開放して谷部を閉
鎖し、濾過エレメントの襞山部の上面のみならず一方の
端部からも流体が流入し、襞山部の下面と他方の端部へ
流出できる濾過エレメントを示している。この濾過エレ
メントでは、濾過エレメントの内外の流体通過面を広く
確保することができ、しかも流体が濾過エレメントの襞
山部に沿って流れると共に、各襞山部内を斜め方向に流
れ、流体の流れ方向の急激な変化がない。従って、流体
の流れ抵抗を小さくすることができる。

発明が解決しようとする問題点 ところで、上記従来の装置で形成されたフィルタエレメ
ントは、濾紙自体の強度でフィルタエレメントの形状を
保持する構造であるから、変形しやすい形状を有するの
で、取扱いが不便であるのみならず、フィルタエレメン
トとして使用している間に変形する可能性があった。

他面、本出願人は濾紙に接着剤を塗布してフィルタエレ
メントを所定の形状に保持する濾過素子を開発した。こ
の濾過素子は、特開昭61−291015号公報に示される。濾
紙に接着剤を塗布して所定の円形状にフィルタエレメン
トを形成するには、濾紙の紙質及び折構造等の特性を考
慮して、所定の工程でフィルタエレメントを製造しなけ
ればならない。即ち、帯状濾紙の表面を部分的に押圧し
て、この表面に線状凹部を形成するエッジング工程と、
濾紙の表面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、濾紙
を線状凹部で折り曲げる折曲げ工程と、折り曲げられた
濾紙の対向面を互いに密着させる圧着工程と、濾紙を冷
却及び加熱する矯正搬送工程と、濾紙を円形状に形成す
るサークリング工程等の種々の工程を経てフィルタエレ
メントが形成される。濾紙の紙質及び折構造を変更しな
い限り、上記工程の何れかが欠如しても所望形状のフィ
ルタエレメントを製造することができない。従来では、
接着剤を塗布した濾紙を円形状に形成する装置が全く提
案されないため、本出願人の開発した濾過素子を自動的
に製造することができなかった。

そこで、この発明は、上記欠点を解消し接着剤を付着し
た濾紙を円形状に成形する濾紙成形装置を提供すること
を目的とする。

問題点を解決するための手段 この発明による濾紙成形装置は、平坦なほぼ三角形の山
部（２）及び隣接する一対の山部（２）間に形成された
谷部（３）を有する襞状の濾紙（５）を搬送する搬送装
置（６）と、搬送装置（６）により供給される濾紙
（５）の底面を支持する円形通路（７）を形成する案内
部材（８）と、濾紙（５）の三角形の山部（２）の底辺
（2a）側でかつ円形通路（７）の外側に配置されかつ濾
紙（５）に接触して濾紙（５）を早い速度で送る高速送
り装置（９）と、濾紙（５）の三角形の山部（２）の頂
点（2b）側でかつ円形通路（７）の内側に配置されかつ
濾紙（５）に接触して濾紙（５）を遅い速度で送る低速
送り装置（10）と、移動する濾紙（５）に隣接して配置
されかつ三角形の山部（２）の底辺（2a）に隣接する濾
紙（５）の上面及び三角形の頂点（2b）側に隣接する谷
部（３）の底面に付着された接着剤（４）を加熱する加
熱装置（11）とを備えている。

作 用 搬送装置（６）により案内部材（８）に沿って供給され
る襞状の濾紙（５）の山部（２）の底辺（2a）側を高速
送り装置（９）により比較的高速度で移動させると同時
に、濾紙（５）の山部（２）の頂点（2b）側を低速送り
装置（10）により比較的低速度で移動させながら、濾紙
（５）に付着された接着剤（４）を加熱する。従って、
濾紙（５）に付着した接着剤（４）が軟化した状態にお
いて、濾紙（５）の内側と外側との速度差により濾紙
（５）が円形状に形成され、接着剤（４）が固化した後
は、濾紙（５）は接着剤（４）により円形状に強固に保
持される。

実 施 例 以下、この発明の濾紙成形装置の実施例を第１図〜第21
図について説明する。

この発明による濾紙成形装置１は、第６図に示す帯状濾
紙５′から、第９図に示すように、帯状濾紙５′の表面
の一方の側端及び裏面の他方の側端に接着剤４が塗布さ
れ、次に襞折されて、第７図及び第８図に示すように、
山部２及び谷部３を有する襞状に形成された濾紙５をほ
ぼ一定の曲率で湾曲した形状の円形状に形成することが
できる。第７図及び第８図に示すフィルタエレメントは
特公昭61−291015号に示される濾過エレメントと実質的
に同一の形状を有する。即ち、成形された濾紙５は山部
２と谷部３からなる多数の襞を形成し、襞の一方の端部
の各山部２の両斜面（対向面28）を近接させ、その襞の
山部２内面の頂部から所定位置までを接合して第一の接
合部5aを形成し、更に襞の他方の端部の各谷部３の両斜
面（裏側の対向面28）を近接させ、その襞の谷部３内面
の底部から所定位置までを接合して第二の接合部5bを形
成した形状を有する。

第１図に示すように、濾紙成形装置１は、濾紙５を搬送
する搬送装置６と、搬送装置６により供給される濾紙５
の円形通路７を形成する案内部材８と、案内部材８の外
側に配置されかつ濾紙５に接触して濾紙５を早い速度で
送る高速送り装置９と、案内部材８の内側に配置されか
つ濾紙５に接触して濾紙５を遅い速度で送る低速送り装
置10と、移動する濾紙５に隣接して配置されかつ濾紙５
に付着された接着剤４を加熱する加熱装置11とで構成さ
れる。

襞状の濾紙５の山部２は、第７図に示すように、平坦な
ほぼ三角形を有し、谷部３は隣接する一対の山部２間に
形成される。円形通路７は濾紙５の底面を支持する。高
速送り装置９は濾紙５の三角形の山部２の底辺2a側に配
置され、低速送り装置10は濾紙５の三角形の山部２の頂
点2b側に配置される。接着剤４は、移動する帯状濾紙
５′に隣接して配置されかつ三角形の山部２の底辺2aに
隣接する帯状濾紙５′の上面及び三角形の頂点2b側に隣
接する谷部３の底面に付着される。

搬送装置６は、第20図及び第21図に示すように、濾紙５
の上面、下面及び両側面と接触し、濾紙５を進行方向に
搬送する駆動ベルト61、62、63及び64が設けられ、濾紙
５が円滑に移動する。搬送装置60は、濾紙５の搬送中に
濾紙５に５℃の冷風及び80℃の温風を供給する硬化促進
装置65を有する。硬化促進装置65によって温風を濾紙５
に供給することにより、熱可塑性接着剤４がやや軟化
し、濾紙５の山部２と谷部３のピッチを矯正する。搬送
装置60は、後述のスクリュードラム92、102の圧着時に
接着剤４が完全に硬化せず、更に襞状の濾紙５のピッチ
が不均一になる可能性があるので、接着部の剥離防止の
ため、濾紙５を所定の形状に矯正しかつ保持する機能を
有する。また、搬送装置60の駆動ベルトは、襞状の濾紙
５の山部２間ピッチを調整するため、モータの回転数制
御又はクラッチ及び減速機の切り換えにより、駆動ベル
トの搬送速度を調整することができる。

濾紙５の円形通路７を形成する案内部材８は金属製で濾
紙５が形成される円形状と同一形状を有する。濾紙５に
付着された接着剤４を加熱する加熱装置11は、例えば、
接着剤４を80℃に加熱する温風を濾紙５に供給する。

この発明の第一の実施例を示す第１図〜第３図では、高
速送り装置９は濾紙５の山部２を圧着する一定ピッチの
ねじ部90とねじ部90の端部に形成されかつ濾紙５の進行
方向に対し拡大する直径の形状に形成された円錐部91と
を備えた第一のスクリュードラム92を有する。低速送り
装置10は、濾紙５の山部２を圧着する一定ピッチのねじ
部100とねじ部100の端部に形成されかつ濾紙５の進行方
向に対し縮小する直径の形状に形成されかつ小ピッチの
ねじ部102が形成された円錐部103とを備えた第二のスク
リュードラム104を有する。第一及び第二のスクリュー
ドラム92、102の軸は互いに平行であり、通常同一の回
転速度で回転される。しかし、スクリュードラムの周速
度は半径により相違する。第一及び第二のスクリュード
ラム92及び102を異なる角速度で回転してもよい。

高速送り装置９の一定ピッチのねじ部90は、濾紙５の三
角形の山部２の底辺2a側で濾紙５の山部２を形成する一
対の対向面28を圧着する。低速送り装置10の一定ピッチ
のねじ部100は、濾紙５の三角形の山部２の頂点2b側で
濾紙５の山部２を形成する一対の対向面28を圧着する。

上記構成において、搬送装置60から供給される襞状の濾
紙５は第一のスクリュードラム92と第二のスクリュード
ラム104との間に送られる。従って、濾紙５の山部２と
谷部３との間に第一のスクリュードラム92と第二のスク
リュードラム104の山部２が嵌合される。この状態で濾
紙５に温風が供給され、接着剤４が軟化される。。同時
に、高速送り装置９の一定ピッチのねじ部90と低速送り
装置10の小ピッチのねじ部102により、濾紙５の山部２
及び谷部３間のピッチが矯正され、かつ円形通路７に沿
って円形に形成される。

第４図及び第５図はこの発明による濾紙成形装置の第二
の実施例を示す。これらの実施例では、高速送り装置９
及び低速送り装置10はそれぞれ濾紙５と接触する送りロ
ーラ105、106を有する。送りローラ105と106は原則とし
て同一の各速度で回転される。しかし、これらを異なる
速度で回転してもよい。濾紙５と接触する高速送り装置
９のローラ105の外周速度は濾紙５と接触する低速送り
装置10のローラ106の外周速度より大きい。従って、第
二の実施例では第一の実施例と同様に襞状の濾紙５を円
形状に形成できることは理解されよう。

この発明の濾紙成形装置１は、ロール状に巻かれた帯状
濾紙５′をエアフィルタエレメントに形成する一連の濾
紙成形工程の一貫として使用される。即ち、フィルタエ
レメント製造装置20は、第９図及び第10図に示すよう
に、エッジング装置21と、接着剤供給装置22と、折曲げ
装置23と、圧着装置24と、搬送装置60と、濾紙成形装置
１とを有する。エッジング装置21は、帯状濾紙５′の表
面に形成すべき線状凹部25と相補的形状を有しかつ濾紙
５の長さ方向に対しほぼ直角方向に突出する線状突起26
を有する一対の回転ドラム30を備える。接着剤供給装置
22は、線状凹部25が形成された濾紙５の表面に熱可塑性
の接着剤４を塗布する。折曲げ装置23は、接着剤４が付
着されない濾紙５の一部と接触しかつ濾紙５に対し進行
方向の座屈力を与えて線状凹部25で折り曲げる。圧着装
置24は、第13図に示すように、濾紙５の搬送方向と平行
に配置された回転軸25を有しかつ濾紙５の両側に配置さ
れた一対のスクリュードラム29が設けられる。圧着装置
24は、第６図に示すように、回転するスクリュードラム
29の減少するピッチで形成されたねじ山部27間で濾紙５
の折曲げ部を搬送することにより、折り曲げられかつ重
ねられた濾紙５の対向面28を互いに圧着して接着剤４に
より対向面28を接着する。

第２図に示すように、フィルタエレメント製造装置20
は、フレーム30を有し、フレーム30の前方には、フレー
ム30又は他の保持装置により支持された軸上に回転可能
に帯状濾紙５′のロールが支持される（図示せず）。ロ
ールから引き出される濾紙５は、エッジング装置21に供
給される。エッジング装置21は、濾紙５の長さ方向に対
してほぼ直角方向の線状凹部25を濾紙５に押圧成形する
一対のエッジングドラム31を有する。エッジングドラム
31は、それぞれ濾紙５の上方と下方でフレーム30に回転
可能に取付けられた軸23と24上に支持される。

第６図に示すように、複数の線状凹部25は、濾紙５の長
さ方向に対してほぼ直角であるが、約θ＝±３〜10゜の
角度で傾斜する線を有する。また、この線状凹部25は、
エッジングドラム31の線状突起26を濾紙５に上方及び下
方から一定角度間隔だけ分離して押圧することにより、
濾紙５の表面から線状凹部25が幅方向に交互に窪むよう
に成形される。即ち、直角線状凹部25は、それぞれ上方
と下方から押圧成形されたＶ字形の上面線状凹部25aと
Ｙ字形の下面線状凹部25bとを有する。従って、エッジ
ングドラム31には、第９図に実線及び点線で示す上面線
状凹部25a及び下面線状突起25bを形成する線状突起26が
設けられる。

エッジング装置21で線状凹部25が形成された濾紙５は、
接着剤供給装置22に送られる。

接着剤供給装置22は、フレーム30に固定され、第10図に
示すように、濾紙５の方向を反転する反転装置32と、一
対の接着剤塗布装置33とを有する。反転装置32は、濾紙
５の裏面を上方に向ける２個のローラ34と、濾紙５の表
面を再び上方に向ける１個のローラ35とを有する。接着
剤塗布装置33は、ローラ34と35との間に配置されかつ濾
紙５の裏面に合成樹脂接着剤４を塗布する接着剤供給管
36と、ローラ34の後方で濾紙５の表面に接着剤４を塗布
する接着剤供給管37とを有する。接着剤供給管36,37に
は加圧かつ溶融された接着剤４が接着剤供給源（図示せ
ず）から圧送され、濾紙５の表面の一方側の端部及び裏
面の他方側の端部に線状に接着剤４が付着される。

このように接着剤４が塗布された濾紙５は、フレーム30
に取付けられた折曲げ装置23に送られる。折曲げ装置23
は、第12図に示すように、一対の対向ローラ40を有す
る。各ローラ40は、第13図に示すように、それぞれ同軸
上に設けられた一対のローラ40a、40bを有する。ローラ
40は接着剤４が付着されない濾紙５の表面に接触して、
濾紙５に対し進行方向の座屈力を加える。折曲げ装置23
の後方には圧着装置24がフレーム30に取付けられ、圧着
装置24において濾紙５を搬送する速度は遅いため、折曲
げ装置23のローラ40の回転により、濾紙５は線状凹部25
で襞状に折り曲げられる。

第14図に示すように、圧着装置24の一対のスクリュード
ラム29の各々は互いに異なる高さの回転軸41を有し、第
７図及び第８図に示すように、スクリュードラム29のね
じ山部42は濾紙５の表面の窪み50に係合し、スクリュー
ドラム29のねじ山部42は濾紙５の裏面の窪み51（第７
図、第８図及び第14図）に係合する。第12図に示すよう
に、スクリュードラム29に形成されたねじ山部42のピッ
チは、それぞれ濾紙５の進行方向に対し、徐々に減少し
する減少ピッチ部43と減少ピッチ部43の後方に形成され
た一定ピッチ部44とを有する。一定ピッチ部44のねじ山
部42間で搬送される濾紙５の対向面28は圧着され、接着
剤４で強固に接着される。

上記構成において、帯状濾紙５′のロールから引き出さ
れた濾紙５は、エッジング装置21の一対のエッジングド
ラム31の間で線状凹部25が形成される。その後、接着剤
供給装置22の接着剤供給管37から、接着剤４が帯状濾紙
５′の表面及び裏面に線状に付着される。この状態で、
圧着装置24の方向に折曲げ装置23のローラ40は接着剤４
が付着されない帯状濾紙５′の表面に接触して、帯状濾
紙５′に対し進行方向の座屈力を加えるので、帯状濾紙
５′は線状凹部25で襞状に折り曲げられる。折り曲げら
れた帯状濾紙５′は、徐々に減少しする減少ピッチ部43
と減少ピッチ部43の後方に形成された一定ピッチ部44と
を有する圧着装置24のねじ山部42により所定のピッチで
圧着され、接着される。その後、搬送装置60により、濾
紙５は、搬送中に温風で加熱され、濾紙５の山部２と谷
部３のピッチが矯正される。

搬送装置60から排出される濾紙５は、第18図及び第19図
に示す切断装置70に供給される。切断装置70は襞状の濾
紙５を所定の長さに切断する機能を有する。切断装置70
は、モータ71と、モータ71に駆動接続された正逆転クラ
ッチ80と、正逆転クラッチ80に駆動連結されたクラッチ
ブレーキ81と、クラッチブレーキ81の駆動軸に接続され
た送りボールねじ72と、送りボールねじ72に噛合う可動
支持装置73とを有する。更に、切断装置70は、可動支持
装置73上に取付けられたエアシリンダ74及び75と、エア
シリンダ74及び75に取付けられた回転可能なブレード76
を有する。更に、切断装置70は濾紙５の山部２の頂部を
検出する光反射型センサと、濾紙５の山部２の数を計数
するカウンタに接続された光透過型センサとを有する。
これらのセンサ及びカウンタの図示は省略する。

上記構成において、光透過型センサが濾紙５の山部２の
数を計数しかつ光反射型センサが切断すべき濾紙５の山
部２の位置を検出したとき、モータ71が作動され、ブレ
ード76は濾紙５の搬送速度と同一の速度でかつ濾紙５と
同一方向に移動される。これと同時に、ブレード76が回
転され、またエアシリンダ74、75が作動されるので、ブ
レード76は上方に垂直に移動すると同時に、一定の高さ
まで移動した後、濾紙５の搬送方向を直角に、即ち第19
図に示す位置から右へ水平に移動される。ブレード76の
搬送方向、垂直方向及び水平方向移動により、濾紙５が
切断されると、リミットスイッチ（図示せず）が作動さ
れる。このため、ブレード76は、運動を停止して、次の
濾紙５の切断のため、下方左側でかつ前方の最初の位置
へ戻される。

更に、所定の長さで切断された濾紙５は、第１図に示す
ように、第１図に示す濾紙成形装置１により円形に形成
される。これは、濾紙５から形成されるフィルタエレメ
ントを金属製環状ケースに収納するためである。

発明の効果 この発明は、湾曲形状に形成された濾紙を連続的にかつ
自動的に製造することが可能である。特に、特開昭61−
291015号公報に示される濾過素子及び濾過エレメントの
連続的自動製造が可能である。従って、接着剤により所
定の形状に成形されたフィルタエレメントは外力に対し
変形し難い構造を有する。また、この濾紙から成形され
たフィルタエレメントは、部分的に濾過性能が不均一に
ならない。このように、この発明の濾紙成形装置は、円
形状を有するフィルタエレメントの大量生産に適するも
のであることが理解できよう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による濾紙成形装置の平面図、第２図
はこの斜視図、第３図は濾紙を湾曲させるエッジングド
ラムの平面図、第４図はこの発明の他の実施例を示す平
面図、第５図はこの斜視図、第６図は濾紙の平面図、第
７図は形成されたフィルタエレメントの上面を示す斜視
図、第８図は形成されたフィルタエレメントの裏面を示
す斜視図、第９図は帯状濾紙を襞状に成形するフィルタ
エレメント製造装置の一部を示す斜視図、第10図は第９
図の側面図、第11図はエッジング装置の側面図、第12図
は折曲げ装置及び圧着装置の側面図、第13図はこの平面
図、第14図は圧着装置の端平面図、第15図は搬送装置の
断面図、第16図は搬送装置の側面図、第17図は搬送装置
の断面図、第18図は切断装置の側面図、第19図は切断装
置の端面図、第20図は搬送装置の断面図、第21図は搬送
装置の平面図である。 １……濾紙成形装置、２……山部、３……谷部、４……
接着剤、５……濾紙、６……搬送装置、７……円形通
路、８……案内部材、９……高速送り装置、10……低速
送り装置、11……加熱装置11

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平坦なほぼ三角形の山部及び隣接する一対
   の山部間に形成された谷部を有する壁状の濾紙を搬送す
   る搬送装置と、 搬送装置により供給される濾紙の底面を支持する円形通
   路を形成する案内部材と、 濾紙の三角形の山部の底辺側でかつ円形通路の外側に配
   置されかつ濾紙に接触して濾紙を早い速度で送る高速送
   り装置と、 濾紙の三角形の山部の頂点側でかつ円形通路の内側に配
   置されかつ濾紙に接触して濾紙を遅い速度で送る低速送
   り装置と、 移動する濾紙に隣接して配置されかつ三角形の山部の底
   辺に隣接する濾紙の上面及び三角形の頂点側に隣接する
   谷部の底面に付着された接着剤を加熱する加熱装置とを
   備えたことを特徴とする濾紙成形装置。
2. 【請求項２】高速送り装置は濾紙の山部を圧着する一定
   ピッチのねじ部とねじ部の端部に形成されかつ濾紙の進
   行方向に対し拡大する直径の形状に形成された円錐部と
   を備えた第一のスクリュードラムを有し、低速送り装置
   は濾紙の山部を圧着する一定ピッチのねじ部とねじ部の
   端部に形成されかつ濾紙の進行方向に対し縮小する直径
   の形状に形成されかつ小ピッチのねじ部が形成された円
   錐部とを備えた第二のスクリュードラムを有する特許請
   求の範囲第（１）項記載の濾紙成形装置。
3. 【請求項３】高速送り装置及び低速送り装置はそれぞれ
   濾紙と接触する送りローラを有し、濾紙と接触する高速
   送り装置のローラの外周速度は濾紙と接触する低速送り
   装置のローラの外周速度より大きい特許請求の範囲第
   （１）項記載の濾紙成形装置。
4. 【請求項４】加熱装置は濾紙の表面に温風を噴出する温
   風供給装置である特許請求の範囲第（１）項記載の濾紙
   成形装置。
5. 【請求項５】第一及び第二のスクリュードラムの軸は互
   いに平行である特許請求の範囲第（２）項記載の濾紙成
   形装置。