JPH11276820A - 積層フィルターとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コストが割安で、十分な強度を付与し易
い上に、目詰まりによるフィルターの取り替え周期を長
くすることができる超ファインメッシュ用に適した積層
フィルターとその製造方法の提供。 【解決手段】 順次向きを異にした平行な線材群の積層
により下層側から上層側に適宜小さくなる網目を形成
し、上側４層の線材群をそれぞれ仕上げメッシュの２倍
のピッチで配列し、一番上側２層の各線材群をそのすぐ
下側で網目を形成する各線材群のピッチ中央部に位置決
めし、積層された線材群の各接触部分を焼結により結合
したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は積層フィルターとそ
の製造方法に関し、特に超ファインメッシュ用のフィル
ターに適する積層フィルターとその製造方法に関する。

【０００２】従来、メッシュタイプのフィルターは、主
として次の２通りの方法により製造されていた。 （１）メッシュの網目の大きさに適した太さの線材を、
１″当たりに必要な本数ずつオサに通して設定された幅
の平行な線材群を形成する。次に、これらの線材群と直
交する方向に、同じ太さの線材を１″当たりに同じ本数
だけ１本ずつ織物の緯糸を編み込む要領で編み込むこと
により、設定された幅と長さの平面的なフィルターが作
られていた。そして、この平面的なフィルターから、使
用目的に適した形状と大きさのフィルターが打ち抜か
れ、使用に供されていた。 （２）メッシュの網目の大きさに適した太さの線材を、
１″当たりに必要な本数ずつ平行に配列して所要幅の線
材群を形成し、この線材群の上側に交互に向きを９０°
異にする複数層の平行な線材群を重ね合わせて立体的な
網目を形成したのち、これら各線材群の接触部分を焼結
により一体に結合してフィルターが作られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
前記（１）の方法による場合には、設定された幅の平行
な線材群を形成しようとするとき、オサに通すべき線材
の本数は、網目が小さくなるにつれて著しく多くなる。
このオサ通し作業は、作業の性質上熟練した技術者によ
って行われるが、熟練した技術者をもってしてもメッシ
ュのこまかなフィルターを作る場合の作業能率は著しく
低下するため、製作コストが割高となっていた。その
上、フィルターの構成が平面的であるため、フィルター
の強度が弱くなるだけでなく、濾過面積も少なくなって
目詰まりによるフィルターの取り替え周期が短くなる不
都合があった。また、前記（２）の方法による場合に
は、積層により形成される網目は、いずれもほぼ同じ大
きさであるため、濾過すべき一定大きさ以上の不純物
は、主として最初のフィルター面で捕捉されることにな
り、その後側に形成されている立体的な多数の網目は、
不純物を除去するのに有効に利用されていなかった。こ
のため、フィルターを立体的に形成して網目を多くし濾
過面積を広くした割には、フィルターの目詰まりによる
取り替え周期を効果的に長くすることができなかった。

【０００４】本発明はこれらの事情に鑑みてなされたも
ので、製造コストが割安で、十分な強度を付与し易い上
に、目詰まりによるフィルターの取り替え周期を長くす
ることができる超ファインメッシュ用に適した積層フィ
ルターとその製造方法の提供を目的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成すべくなされたもので、第１の発明は、平行に配列さ
れた線材の上側に、順次向きを異にする平行な線材群を
必要な層数重ね合わせて形成した積層フィルターであっ
て、積層により形成される網目は、下層側から上層側に
仕上げメッシュのピッチより大きい範囲で適宜小さくな
るように形成され、上側４層の線材群はそれぞれ仕上げ
メッシュの２倍のピッチで平行に配列され、かつ一番上
側２層の各線材群はそのすぐ下側で網目を形成する各線
材群のピッチ中央部に位置決めされ、積層された各線材
群は、それらの各接触部分を焼結により結合されたこと
を特徴とする積層フィルターである。

【０００６】また、第２の発明は、仕上げメッシュのピ
ッチより大きなピッチで第１層の線材を耐熱性プレート
に平行に巻き付け、その上側に交互に向きを変えて巻き
付けた複数層の線材群によりそれぞれ仕上げメッシュよ
り大きな網目を立体的に形成し、積層される線材のピッ
チを下層側から上層側に適宜小さくなるようにするとと
もに、上側４層の線材群のピッチをそれぞれ仕上げメッ
シュのピッチの２倍に設定し、最上層の網目を形成する
各線材を、そのすぐ下側で網目を形成している各線材の
ピッチ中央部に位置するように配列し、積層された線材
群の各接触部分を還元ガスの雰囲気中で焼結により結合
したのち、耐熱性プレートの両面に形成されたフィルタ
ーを切断により分離したことを特徴とする積層フィルタ
ーの製造方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施例を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例を示す縦
断面図で、図２は図１のII−II断面図である。図３から
図８は本発明の製造方法の各ステップを示した図面で、
図９は使用時における流体の流れを示した縦断面図であ
る。

【０００８】図１において、１は積層フィルターＡを構
成する第１層目の線材で、この線材１は仕上げメッシュ
のピッチＰより大きなピッチＰ₁ で平行に配列されてい
る。第１層目の線材１の上側には、これと直交する方向
に第２層目の線材２が第１層目の線材１と同じピッチＰ
₁ で平行に配列されており、その下側の線材１ととも
に、第１層目の網目ａ（図１，４参照）を形成してい
る。第２層目の網目ｂは、第２層目の線材２の上側で前
記ピッチＰ₁ より幾分小さく、かつ仕上げピッチＰより
大きなピッチＰ₂ で、第２層目の線材２と直交する方向
に配列される第３層目の線材３と、この線材３の上側で
これと直交する方向にピッチＰ₂ で配列される第４層目
の線材４とにより形成される。

【０００９】第３層目（一般的には上側から第２層目）
の網目ｃは、同じ太さの線材５，６をそのすぐ下側の線
材４，５とそれぞれ直交する方向に、仕上げメッシュの
ピッチＰの２倍のピッチ２Ｐで配列することにより形成
される。そして、最後の第４層目（一般的には上側から
第１層目）の網目ｄは、２層下側の線材５，５の丁度中
央部に位置するようピッチ２Ｐで配列される線材７と、
この線材７の上側で、同じく２層下側の線材６，６の丁
度中央部に位置するようピッチ２Ｐで配列される線材８
とにより形成される。このため、上側２層の網目よって
形成される網目は、それぞれの網目が仕上げピッチＰの
２倍のピッチ２Ｐであるにもかかわらず、仕上げピッチ
Ｐと同じ大きさの網目となる（図３参照）。立体的なフ
ィルターを構成する各線材１〜８は、それぞれの接触部
分を焼結により一体に結合されて積層フィルターＡの強
度を強くしている。

【００１０】積層フィルターＡを構成する各線材１〜８
には、耐熱性を有し、かつ焼結可能な金属材料、例えば
ステンレス、鉄、銅、白金、金、ニッケル等が用いられ
る。使用される線材１〜８の太さは、例えば１mmから伸
線し得る超極細さの広範囲にわたるものまで使用可能で
ある。

【００１１】なお、前記実施例では、上側から第１層目
と第２層目の網目の下側に、４層の線材１〜４が正方形
の網目を形成する場合について説明したが、この部分に
重合される線材の層数は、使用目的や用途に応じて４層
以外の層数に適宜変化させてもよいし、網目の形状にし
ても正方形だけに限定されるものではなく、長方形やそ
の他の形状に形成してもよい。

【００１２】次に、本発明の積層フィルターＡの製造手
順を８層の線材を積層する場合について説明する（図４
〜図８参照）。 （１）方形の耐熱性プレートＢの一方向に第１層目の線
材１を仕上げメッシュのピッチＰより大きなピッチＰ₁
で巻き付け、その上側にそれと直角をなす方向に同じピ
ッチＰ₁ で第２層目の線材２を巻き付けて第１層目の網
目ａを形成する（図４，図５）。ＣはプレートＢの側面
全体に形成された凹溝である。 （２）第２層目の線材２の上側に、第１層目の網目ａを
形成したのと同じ積層方法によりピッチＰ₁ より幾分小
さなピッチＰ₂ で第３層目と第４層目の線材３，４を直
角をなす方向に巻き付けて第２層目の網目ｂを形成する
（図６）。 （３）第４層目の線材４の上側に、同じようにして仕上
げピッチＰの２倍のピッチ２Ｐで第５層目と第６層目の
線材５，６を直角をなす方向に巻き付けて第３層目（一
般的には上側から第２層目）の網目ｃを形成する（図
７）。 （４）第６層目の線材６の上側に、線材７を２層下側の
線材５のピッチ中央部に位置するようにピッチ２Ｐで巻
き付け、その上側に同じくピッチ２Ｐで２層下側の線材
６のピッチ中央部に位置するように線材８を巻き付けて
第４層目（一般的には上側から第１層目）の網目ｄを形
成する（図７）。 （５）耐熱性の容器Ｄ内に、他のプレートの線材と接触
しないように（または焼結された場合にも固着しないよ
うに処理を施された）所要個数のプレートＢを収納して
密閉し、次いで、容器Ｄ内に水素ガスを導内または発生
させた状態で高温に加熱し、各プレートＢに巻き付けら
れた線材の各接触部を焼結により固着する（図８）。 （６）容器Ｄから耐熱性のプレートＢを取り出し、プレ
ートＢの両面に形成された積層フィルターＡ，Ａを、プ
レートＢの厚さ方向の側面中央部に形成されている凹溝
Ｃの部分で切断して２つに分離する（図７）。使用時の
積層フィルターは、この分離された積層フィルターＡか
ら用途に適した形状と大きさを備えたものを打ち抜くこ
とにより作られる。

【００１３】上記製造方法において各線材の巻き付けは
主として機械を用いて行われる。例えば、プレートＢを
一定回転数で回転し、この状態で線材をプレートＢの回
転軸に沿った方向に設定された速度で自動送りすること
により行われる。この場合、各線材の巻き付け時のピッ
チは、各線材を回転軸に沿った方向に移動させる移動量
を調節することにより変更することができる。

【００１４】次に、積層フィルターＡ使用時の濾過作用
について説明する。積層フィルターＡは、図９に示すよ
うに、網目の大きな側を濾過する流体の前面側に位置す
るように取り付けられる。積層フィルターＡ内には、ピ
ッチが適宜減少する線材が積層されているため、仕上げ
メッシュより大きな網目とピッチの違いからできる小さ
な網目とが形成される。

【００１５】このうち、大きな網目部分を通過する流体
は、実線で示すように、順次小さくなっていく網目によ
って大きな不純物から小さな不純物が順次除去される。
このため、流体の濾過作用において、積層フィルターＡ
内に形成された各種大きさの多くの網目部分を有効に利
用して濾過作用を行うことができる。また、仕上げメッ
シュより小さな網目部分では、流体中に含まれている仕
上げメッシュより小さな不純物が、その一部を除去され
る。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、次に記載するすぐれた
効果が得られる。

【００１７】請求項１に記載の積層フィルターにおいて
は、一番ピッチが小さい上側４層の線材群はそれぞれ仕
上げメッシュの２倍のピッチで平行に配列され、かつ一
番上側２層の各線材群はそのすぐ下側で網目を形成する
各線材群のピッチ中央部に位置決めされているため、仕
上げメッシュの２倍のピッチで配列された線材群により
仕上げメッシュのフィルターを製造することができる。
このため、製造できる超ファインメッシュ用のフィルタ
ーの範囲を拡げることができるだけでなく、その製造コ
ストを大幅に引き下げることができる。また、積層によ
り形成される網目は、下層側から上層側に適宜小さくな
るように形成されているため、フィルター内に形成され
る仕上げメッシュより大きな網目と小さな網目とで分担
して各種大きさの不純物を効果的に除去できるだけでな
く、フィルター前面にかかる負担を軽くして目詰まりに
よるフィルターの取り替え周期を長くすることができ
る。その上、フィルターの構造は立体的で、各線材は焼
結により一体に結合されているため、超ファインメッシ
ュのフィルターに対しても十分な強度を付与することが
できる。

【００１８】請求項２に記載の積層フィルターにおいて
は、上側の４層を除く線材群は、正方形や長方形、また
はそれらを組み合わせた網目を形成しているため、用途
に適した性能を容易にフィルターに付与することができ
る。

【００１９】請求項３に記載の積層フィルターの製造方
法においては、フィルターの製造は、耐熱性のプレート
に交互に向きを異にする各線材を巻き付けることにより
行われる上、１つのプレートから２つの積層フィルター
を同時に作ることができるため、緯方向の線材を編み込
む場合に比べてフィルター製造時の作業能率を著しく向
上することができる。また、上側４層の各線材は仕上げ
メッシュの２倍のピッチで巻き付けられているにもかか
わらず仕上げメッシュと同じピッチの網目を形成するた
め、従来製造が困難とされていた超ファインメッシュの
フィルターをも製造可能にして割安に提供することがで
きる。その上、積層される各線材は還元ガスの雰囲気中
で焼結により一体に結合されているため、網目の細かな
メッシュタイプのフィルターに対しても、必要とされる
十分な強度を付与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１のII−II断面図である。

【図３】仕上げメッシュの２倍のピッチの線材により仕
上げメッシュの網目が形成される状態を示した平面図で
ある。

【図４】製造方法の第１ステップを示すもので、プレー
トへの巻き付けにより最初の網目が形成された状態の斜
視図である。

【図５】図４の縦断面図である。

【図６】最初の網目の上側に次の網目を形成する線材の
配列状態を示した縦断面図である。

【図７】線材の巻き付けが終了した状態を示す縦断面図
である。

【図８】焼結を行う場合の一実施例を示した縦断面図で
ある。

【図９】使用時における流体の濾過作用を示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１ 第１層目の線材 ２ 第２層目の線材 ３ 第３層目の線材 ４ 第４層目の線材 ５，６ 上側から第２層目の網目を形成する線材 ７，８ 上側から第１層目の網目を形成する線材 Ａ 積層フィルター ａ 下側から第１層目の網目 ｂ 下側から第２層目の網目 ｃ 上側から第２層目の網目 ｄ 上側から第１層目の網目 Ｂ 耐熱性プレート Ｐ 仕上げメッシュのピッチ Ｐ₁ 下側から第１層目の網目を形成する各線材のピ
ッチ Ｐ₂ 下側から第２層目の網目を形成する各線材のピ
ッチ ２Ｐ 上側から第１層目と第２層目の網目を形成する
各線材のピッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平行に配列された線材の上側に、順次向
   きを異にする平行な線材群を必要な層数重ね合わせて形
   成した積層フィルターであって、 積層により形成される網目は、下層側から上層側に仕上
   げメッシュのピッチより大きい範囲で適宜小さくなるよ
   うに形成され、 上側４層の線材群はそれぞれ仕上げメッシュの２倍のピ
   ッチで平行に配列され、かつ一番上側２層の各線材群は
   そのすぐ下側で網目を形成する各線材群のピッチ中央部
   に位置決めされ、 積層された線材群は、それらの各接触部分を焼結により
   結合されたことを特徴とする積層フィルター。
2. 【請求項２】 積層される各線材群はそれぞれ直角方向
   に配列され、かつ、上側の４層を除く線材群は、正方形
   や長方形、またはそれらを組み合わせた網目を形成する
   請求項１に記載の積層フィルター。
3. 【請求項３】 仕上げメッシュのピッチより大きなピッ
   チで第１層の線材を耐熱性プレートに平行に巻き付け、 その上側に交互に向きを変えて巻き付けた複数層の線材
   群によりそれぞれ仕上げメッシュより大きな網目を立体
   的に形成し、 積層される線材のピッチを下層側から上層側に適宜小さ
   くなるようにするとともに、上側４層の線材群のピッチ
   をそれぞれ仕上げメッシュのピッチの２倍に設定し、 最上層の網目を形成する各線材を、そのすぐ下側で網目
   を形成している各線材のピッチ中央部に位置するように
   配列し、 積層された線材群の各接触部分を還元ガスの雰囲気中で
   焼結により結合したのち、耐熱性プレートの両面に形成
   されたフィルターを切断により分離したことを特徴とす
   る積層フィルターの製造方法。