(57)【要約】【課題】軸方向や径方向を含む複雑な流路をフィルタ内に形成することにより、効率的に異物を除去可能な中空筒状フィルタを提供する。【解決手段】金属線材２０を、螺旋状、且つ多層状に巻き付けることにより形成される中空筒状フィルタ１０であって、金属線材は長手方向の全長に渡って形成されるか、又は長手方向に沿って繰り返す凹所を有し、各線材層を構成する金属線材は、中空筒状フィルタの軸方向に対して傾斜する方向へ延びており、隣接する各線材層を構成する金属線材は互いに交差する方向に延びることにより、各線材層が重なる方向へ連通する複数の連通路を形成し、一の線材層を構成する金属線材の凹所と一の線材層と隣接する他の線材層を構成する金属線材との間には、複数の連通路間を連通させる空間が形成される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属線材を、螺旋状、且つ多層状に巻き付けることにより形成される中空筒状フィルタであって、
各線材層を構成する前記金属線材は、前記中空筒状フィルタの軸方向に対して傾斜する方向へ延びており、
隣接する前記各線材層を構成する前記金属線材は互いに交差する方向に延びることにより、前記各線材層が重なる方向へ連通する複数の連通路を形成し、
一の線材層を構成する前記金属線材と前記一の線材層と隣接する他の線材層を構成する前記金属線材との間には、少なくとも一方の前記線材層を構成する前記金属線材に形成された凹所によって前記複数の連通路間を連通させる空間が形成されることを特徴とする中空筒状フィルタ。
【請求項２】
前記金属線材は、長手方向に沿って形成される凹所を有することを特徴とする請求項１に記載の中空筒状フィルタ。
【請求項３】
前記金属線材は、長手方向に沿って繰り返す凹所を有することを特徴とする請求項１に記載の中空筒状フィルタ。
【請求項４】
前記金属線材は、長手方向と交差する方向に繰り返す凹所を有することを特徴とする請求項１に記載の中空筒状フィルタ。
【請求項５】
前記金属線材は、長手方向に沿って繰り返す厚肉の細幅部と薄肉の幅広部とを有することを特徴とする請求項１に記載の中空筒状フィルタ。
【請求項６】
前記凹所が形成された前記金属線材の裏側は、平坦面であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の中空筒状フィルタ。
【請求項７】
前記凹所が、濾過する流体の上流側を向くように前記金属線材を配置したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の中空筒状フィルタ。
【請求項８】
前記凹所が、濾過する流体の下流側を向くように前記金属線材を配置したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の中空筒状フィルタ。
【請求項９】
前記金属線材は、長手方向に延びる第一の金属線材部分と、該第一の金属線材部分とは異なった長手方向位置に配置され、且つ外形状が異なる第二の金属線材部分と、を有し、少なくとも一方の前記金属線材部分に前記凹所が形成されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の中空筒状フィルタ。
【請求項１０】
請求項９に記載の中空筒状フィルタの製造装置であって、
対向配置された一対の圧延ローラを有し、金属素線を間に挟んで所定の断面形状の金属線材を形成する圧延装置と、該圧延装置によって形成された前記金属線材を心棒に巻付けて中空筒状体を形成する巻付装置と、を備え、
前記一対の圧延ローラは、軸方向の異なる位置に、前記第一の金属線材部分を形成する第一金属線材形成部と、前記第二の金属線材部分を形成する第二金属線材形成部と、を備え、
前記圧延装置は、前記一対の圧延ローラの軸方向に沿って進退して前記金属素線を前記第一金属線材形成部又は前記第二金属線材形成部に案内するガイド手段を備えたことを特徴とする中空筒状フィルタの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属線材を螺旋状、且つ多層状に巻き付けることにより形成される中空筒状フィルタに関し、特に異形圧延した金属線材を用いて作製される中空筒状フィルタ、及びその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属線材を螺旋状、且つ多層状に巻き付けることにより形成される中空筒状フィルタは、各種の流体から異物を除去するフィルタとして各方面において使用されている。例えば特許文献１には、中空筒状フィルタの一例として自動車のエアバッグインフレーター用フィルタが記載されている。
エアバッグインフレーター用フィルタは、ガス発生剤を点火させて爆発、燃焼させることにより発生した高温で固体残渣を有するガスを濾過し、場合によっては同時に冷却するという機能を果たす。
特許文献１に記載のエアバッグインフレーター用フィルタは、断面が真円形状の金属線を圧延して、断面長方形状に加工した金属線材を所定の角度、及び所定のピッチにて螺旋状、且つ多層状に巻き付け、任意で焼結をすることにより形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７１４７２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで特許文献１に記載のフィルタは、内径側から外径側にガスを通過させる過程で固体残渣を濾過するが、フィルタを構成する金属線材の断面形状が長方形状であるので、ガスは主としてフィルタの径方向に移動し、ガスを軸方向や径方向へ移動させることはできない。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、軸方向や径方向や周方向を含む複雑な流路をフィルタ内に形成することにより、効率的に異物を除去可能な中空筒状フィルタ、及びその製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、金属線材を、螺旋状、且つ多層状に巻き付けることにより形成される中空筒状フィルタであって、各線材層を構成する前記金属線材は、前記中空筒状フィルタの軸方向に対して傾斜する方向へ延びており、隣接する前記各線材層を構成する前記金属線材は互いに交差する方向に延びることにより、前記各線材層が重なる方向へ連通する複数の連通路を形成し、一の線材層を構成する前記金属線材と前記一の線材層と隣接する他の線材層を構成する前記金属線材との間には、少なくとも一方の前記線材層を構成する前記金属線材に形成された凹所によって前記複数の連通路間を連通させる空間が形成されることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記金属線材は、長手方向に沿って形成される凹所を有することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記金属線材は、長手方向に沿って繰り返す凹所を有することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、前記金属線材は、長手方向と交差する方向に繰り返す凹所を有することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、前記金属線材は、長手方向に沿って繰り返す厚肉の細幅部と薄肉の幅広部とを有することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、前記凹所が形成された前記金属線材の裏側は、平坦面であることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、前記凹所が、濾過する流体の上流側を向くように前記金属線材を配置したことを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、前記凹所が、濾過する流体の下流側を向くように前記金属線材を配置したことを特徴とする。
【０００７】
請求項９に記載の発明は、前記金属線材は、長手方向に延びる第一の金属線材部分と、該第一の金属線材部分とは異なった長手方向位置に配置され、且つ外形状が異なる第二の金属線材部分と、を有し、少なくとも一方の前記金属線材部分に前記凹所が形成されていることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の中空筒状フィルタの製造装置であって、対向配置された一対の圧延ローラを有し、金属素線を間に挟んで所定の断面形状の金属線材を形成する圧延装置と、該圧延装置によって形成された前記金属線材を心棒に巻付けて中空筒状体を形成する巻付装置と、を備え、前記一対の圧延ローラは、軸方向の異なる位置に、前記第一の金属線材部分を形成する第一金属線材形成部と、前記第二の金属線材部分を形成する第二金属線材形成部と、を備え、前記圧延装置は、前記一対の圧延ローラの軸方向に沿って進退して前記金属素線を前記第一金属線材形成部又は前記第二金属線材形成部に案内するガイド手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、金属線材の凹所と金属線材との間に形成された空間によって、連通路間を軸方向や径方向や周方向に連通することができるので、フィルタ内で複雑な流路を形成することができ、効率的に異物を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るフィルタの模式的斜視図である。
【図２】フィルタの製造装置の一例を示す模式図である。
【図３】フィルタの製造装置の他の例を示す模式図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、金属素線に対して２回の圧延を実施する場合に得られる金属線材の例を示す断面図である。
【図５】本発明の第一の実施形態に係るフィルタを形成する金属線材を示す斜視図である。
【図６】図５に示す金属線材を作製する圧延ローラの一例を示す断面図である。
【図７】フィルタ内で金属線材が交差する部分を拡大して示した模式図であり、（ａ）は本発明の第一の実施形態に係る断面Ｗ字状の金属線材の例を示し、（ｂ）は従来の断面矩形状の金属線材の例を示す図である。
【図８】フィルタ内における流体の通過状況を説明する模式図であり、（ａ）は本発明の第一の実施形態に係る断面Ｗ字状の金属線材を用いたフィルタの例を示し、（ｂ）は従来例を示す図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る金属線材を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第二の実施形態に係る金属線材を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は側面写真であり（ｃ）は上面写真である。
【図１１】本発明の第二の実施形態に係る金属線材を製造する圧延ローラの模式図である。
【図１２】フィルタ内で金属線材が交差する部分を拡大して示した模式図である。
【図１３】（ａ）は図１０に示した金属線材を用いた試作例に係るフィルタの断面写真で示す図あり、（ｂ）は断面矩形状の金属線材を用いた比較例に係るフィルタの断面写真で示す図ある。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る金属線材を示す斜視図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、他の変形例に係る金属線材を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第三の実施形態に係る金属線材、及び金属線材を製造する圧延ローラの斜視図である。
【図１７】本発明の第四の実施形態に係る中空筒状フィルタを説明する図であり、（ａ）は中空筒状フィルタを構成する金属線材の模式図であり、（ｂ）は中空筒状フィルタの断面図である。
【図１８】（ａ）はフィルタの製造装置の一例を示す模式図であり、（ｂ）は圧延装置の模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１１】
〔フィルタの形状〕
図１は、本発明の一実施形態に係るフィルタの模式的斜視図である。
本発明の実施形態に係る中空筒状のフィルタ（以下、フィルタ、という）１０は、少なくとも一本の金属線材２０を、軸方向（図中上下方向）に対して一定の傾斜角度を有して螺旋状に、且つ多層状に巻き付けることにより形成される。ここで同じ方向に巻き付けられている個々の層を線材層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・と称する。各線材層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・を構成する金属線材は、正面視で中空筒状フィルタの軸方向に対して傾斜した同一方向へ延びており、また隣接する各線材層を構成する金属線材は互いに交差する方向に延びている（平行していない）。
【００１２】
図１中における最外層の線材層Ｌｎを構成する線材２０Ａ（厚みを図示省略）の延びる方向は実線矢印で示した方向であり、その直ぐ内側の線材層Ｌｎ−１を構成する線材２０Ｂの延びる方向は破線矢印で示した方向である。
即ちフィルタ１０は、金属線材２０を軸方向に対して一定の傾斜角度にて螺旋状に巻付けることにより形成した一つの線材層（例えば、線材層Ｌ１）と、一つの線材層Ｌ１の外周側に重ねて、且つ該一つの線材層Ｌ１を構成する金属線材とは異なる傾斜角度にて螺旋状に金属線材を巻付けることにより形成される他の線材層（例えば、線材層Ｌ２）と、を有する。一つの線材層Ｌ１とこれと隣接する他の線材層Ｌ２を夫々構成する金属線材同士は軸方向とは非平行であり、且つ互いに交差するように構成されている。
なお、線材層を構成する金属線材の軸方向に対する傾斜角度が一つの線材層中で変化するように構成してもよい。
【００１３】
このフィルタ１０は、液体や気体等の各種流体中から不要な物質等を除去し、また用途によっては同時にフィルタを通過する流体を冷却するために用いられる。また、このフィルタは、第一に、線材層が重なり合う方向（厚さ方向）、即ち、フィルタの径方向に流体が通過する流路を形成するように構成される。流体は、フィルタの内径側から外径側に通過させても、外径側から内径側に通過させてもよい。ここで径方向とは厳密な意味の直径方向（半径方向）ではなく、軸方向、周方向に対して、概ね径方向という意味である。
フィルタの大きさ（軸方向寸法、直径、厚さ等）は、フィルタが装備される濾過装置の構造や大きさに応じて適宜決定される。
このフィルタの材料となる金属の種類としては、鉄、軟鋼、ステンレス鋼、ニッケル合金、銅合金などを挙げることができ、中でもオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）が好適である。
【００１４】
また、フィルタに使用される金属線材の太さ及び断面形状は、フィルタの大きさ、フィルタが除去する物質、圧力損失等に応じて適宜決定される。
フィルタには、例えば断面が真円形状の金属素線が異形となるように圧延（以下、異形圧延、と称する）することにより、所定の断面形状としたものが使用される。金属線材の形状については後述する。
なお、異形とは一般に、「普通とは違う怪しい形・姿をしていること」と定義されるが、ここで異形とは、断面形状が全長に亘って円形、楕円形、多角形等の規則的な形状を有している金属線材に対して、線材の断面形状が長手方向全長に亘って不規則な形状、例えば後述するＷ字状、Ｕ字状、Ｊ字状、Ｌ字状、Ｘ字状、〜状等々を有したものを広く含むものである。また、線材の断面形状、外形が、線材の長手方向全長に亘って一定でなく、長手方向の位置によって異なる断面形状、外形を有している構成も異形に含むものである。
【００１５】
〔フィルタの製造装置及び製造方法〕
図２は、フィルタの製造装置の一例を示す模式図である。この装置は金属線材から中空筒状体を作製するものである。
製造装置１００Ａは、不図示のボビンから供給される金属素線２１を圧延する圧延装置１１０と、圧延により断面形状が変形した後の金属素線（以下「金属線材２０」という）に対して長手方向へ所定の張力を与えるテンションユニット１２０と、金属線材２０を心棒１３１に巻付けて中空筒状体を形成する巻付装置１３０と、を概略備える。また、金属線材２０の搬送経路上には、金属線材をガイドしつつ搬送する複数の搬送ローラ１４０が配置されている。
圧延装置１１０は対向配置されて回転する２つの円柱状の圧延ローラ１１１ａ、１１１ｂを備える。圧延ローラ１１１ａと圧延ローラ１１１ｂの表面（対向面）同士が接触する部分は、金属素線２１を間に挟んで所望の形状に変形させる加圧部１１２を構成している。圧延装置１１０は所定の温度及び圧力下で金属素線２１を加圧部１１２にて塑性変形させることにより、所定の断面形状を有する金属線材２０を得る。圧延は冷間圧延でも熱間圧延でもよい。
【００１６】
圧延ローラ１１１ａ、１１１ｂの何れか一方、又は双方の表面には、金属素線を所望の断面形状に圧延加工するための凸部、又は／及び、凹部が形成されており、加圧部１１２を金属素線が通過する際にこれらの凸部や凹部により圧延されて塑性変形して異形の断面形状を備えた金属線材に加工される。
テンションユニット１２０は、所定位置に回転自在な状態で固定配置された固定ローラ１２１と、固定ローラ１２１に対して接近又は離間移動し、且つ回転自在な可動ローラ１２２とを有する。固定ローラ１２１に対して可動ローラ１２２を接近また離間移動させることにより、固定ローラ１２１及び可動ローラ１２２に巻き掛けられて搬送される金属線材２０に対して所定の張力を与える。
巻付装置１３０は、一定方向に所定速度にて回転する心棒１３１と、心棒１３１の軸方向（図中紙面と直交する方向）に所定速度にて往復移動して金属線材２０をガイドするガイド部材１３２と、を備える。心棒１３１は概略円柱状又は円筒状であり、一般的にステンレス鋼、銅合金、アルミニウム合金などの金属から形成される。
【００１７】
中空筒状体を作製するには、心棒１３１の適所に金属線材２０の一端を係止し、金属線材２０に対してテンションユニット１２０にて所定の張力を与えた状態にて、心棒１３１を一定方向に回転させると共に、ガイド部材１３２によって金属線材２０を心棒１３１の軸方向に往復移動させる。この動作により、金属線材２０は心棒１３１の外周に螺旋状、且つ多層状に巻付けられる。また、隣接する線材層を構成する金属線材同士が互いに交差して網目を形成する。
例えば、心棒１３１の外周に直接巻き付けられる第１の金属線材層では、各線材が図１において心棒の軸方向に対して所定角度θだけ時計回り方向へ傾斜しているとすると、第１の金属線材層の外周に巻き付けられる第２の金属線材層を構成する線材は、心棒の軸方向に対して所定角度θだけ反時計回り方向に傾斜する。
【００１８】
金属線材２０を所定回数（所定階層数）巻付けた後、金属線材２０を切断し、切断された端部をスポット溶接等により巻付けを完了した線材の適所に接合して心棒１３１から取り外すことにより、中空筒状体を得る。
心棒１３１の軸方向に対する金属線材２０の角度（巻付け角度）、及び軸方向に隣接する金属線材２０同士の間隔（ピッチ）は、心棒１３１の回転速度とガイド部材１３２の移動速度との比率を適宜調節することにより変更することができる。金属線材の太さ、巻付け角度、ピッチ、巻付け回数を適宜変更することにより、フィルタを通過する流体の圧力損失を適切な値に制御することができる。
【００１９】
製造装置１００Ａにより製造された中空筒状体は、そのままの状態でフィルタとして使用することもできるが、高温で焼結することが好ましい。焼結する際の温度は、金属線の種類、太さ、巻付け回数、ピッチ、巻き付け角度などにより異なるが、５００〜１５００度（℃）の範囲で行うものとする。この中でも１１００〜１２０１度の範囲が好適である。
焼結は、圧延の際に生じた金属線材の内部歪を緩和し、かつ、金属線材の重なり合う部分を接合することを目的として行う。焼結は所定温度に設定された電気炉内で実施するのが好ましく、焼結時間は、金属線材の種類、太さ、巻き付け回数、巻き付け密度、ピッチ、焼結温度により変わるが、３０〜８０分の範囲で選ぶのが好ましい。焼結は空気中で行うこともできるが、真空中や金属線材を脆化させたり化学反応を生起するおそれのない不活性ガス中で行うのが好ましい。不活性ガスとしては、窒素ガス、アルゴンなどをあげることができるが、中でも窒素ガスが好適である。
【００２０】
図３は、フィルタの製造装置１００Ｂの他の構成例を示す模式図である。製造装置１００Ｂは、金属素線２１の搬送経路上に複数の圧延装置１１０（１１０Ａ、１１０Ｂ）を備え、金属素線２１に対して複数回の圧延を実施することができる。
製造装置１００Ｂ内に複数の圧延装置を配置する場合、圧延装置１１０Ａ、１１０Ｂ間に、任意でバッファユニット１５０を挿入してもよい。バッファユニット１５０は、所定位置に回転自在な状態で軸心を位置固定された固定ローラ１５１と、固定ローラ１５１に対して接近又は離間移動する回転自在な可動ローラ１５２とを有する。固定ローラ１５１と可動ローラ１５２には、前段の圧延装置１１０Ａにより圧延された後の金属素線が巻き掛けられる。固定ローラ１５１に対して可動ローラ１５２を接近また離間移動させることにより、バッファユニット１５０は圧延装置１１０Ａと巻付装置１３０との間の同期を取り、或いは圧延装置１１０Ａ、１１０Ｂ間の加工速度差を吸収する。
複数回の圧延を実施する場合、各圧延装置１１０Ａ、１１０Ｂによる金属素線２１の圧延方向は、同一方向としてもよいし、異なる方向としてもよい。
【００２１】
図４（ａ）、（ｂ）は、金属素線に対して２回の圧延を実施する場合に得られる金属線材の例を示す断面図である。金属素線に対して複数回の圧延を実施する場合、圧延１回の場合よりも更に複雑な外面形状の金属線材を得ることができる。また、複数回の圧延を実施することにより、金属線材の形状を安定させることができるという効果も得られる。
【００２２】
〔金属線材〕
以下、フィルタを形成する金属線材の形状について具体的に説明する。本発明に係るフィルタは、異形圧延により外側面に凹所（又は凸所）が形成された金属線材から作製される点に特徴がある。特に金属線材は、長手方向の全長に渡って連続的に形成された凹所、又は長手方向に沿って繰り返す凹所を有している点に特徴がある。
なお、ここで「繰り返す」とは、凹所が断続的(非連続的)に離間して配置されている状態をいう。即ち、金属線材の長手方向に沿って凹所が形成されている部分と形成されていない部分とが交互に存在し、凹所が金属線材の長手方向に非連続的であることを意味する。なお、凹所のピッチは一定（又は規則的）であってもよいし、不規則的であってもよい。
【００２３】
〔第一の実施形態〕
図５は、本発明の第一の実施形態に係るフィルタを形成する金属線材を示す斜視図である。金属線材２０１（２０）は、長手方向の全長に渡って連続的に延びる凹所２２１を有する。金属線材２０１の長手方向と直交する方向における断面形状は概略Ｗ字状であり、長手方向と交差する金属線材２０１の一方の側（面）には２つの凹所２２１と１つの凸所２２２が、他方の側（面）には１つの凹所２２１と２つの凸所２２２が形成されている。
【００２４】
図６は、図５に示す金属線材を作製する圧延ローラの一例を示す断面図である。図６は、圧延ローラを、ローラの中心軸を含む平面にて切断した様子を示す。圧延ローラ１１１ａは、外面に周方向の全周に渡ってＶ字状に突出した２つの凸部１１３ａを有した成形部１１３を備え、圧延ローラ１１１ｂは、外面に周方向の全周に渡ってＶ字状に凹陥した２つの凹部１１４ａを有した成形部１１４を備える。成形部１１３と成形部１１４は一対一で対応する関係にあり、凸部１１３ａと凹部１１４ａは両圧延ローラのニップ部において嵌合する。成形部１１３と成形部１１４とによって形成される加圧部１１２内に金属素線２１を挿入して挟圧することにより、図５に示す金属線材２０１が得られる。
【００２５】
図７は、フィルタ内で金属線材が交差する部分を拡大して示した模式図であり、（ａ）は本発明の第一の実施形態に係る断面Ｗ字状の金属線材の例を示し、（ｂ）は従来の断面矩形状の金属線材の例を示す図である。
図７（ｂ）に示す従来のフィルタ３００では、隣接する各線材層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・を構成する金属線材３０１Ａ、３０１Ｂ、３０１Ｃ・・・が互いに交差する方向に延びることにより、一つの線材層Ｌ１を構成する金属線材３０１Ａ間に螺旋状に形成される螺旋空間Ｓ１と、一の線材層と隣接する他の線材層Ｌ２を構成する金属線材３０１Ｂ間に螺旋状に形成される螺旋空間Ｓ２とが形成される。また、各螺旋空間同士を連通させる複数の連通路３０２が各線材層の重なる方向（フィルタの内外径方向）へ形成されている。連通路３０２は網目状に形成され、主として各線材層が重なる方向に流体を通過させる。
【００２６】
従来のフィルタ３００においては、金属線材３０１Ａと金属線材３０１Ｂとの交差部３０３が密着しているため、流体は交差部において線材を跨がって移動できない。このため、流体は主としてフィルタの径方向に流れ、周方向及び軸方向には殆ど流れなかった。
図７（ａ）に示す本実施形態に係るフィルタ１０には、従来のフィルタ３００と同様に、隣接する各線材層を構成する金属線材２０１が互いに交差する方向に延びることにより、主として各線材層が重なる方向（フィルタの径方向）へ流体を通過させる複数の連通路（重なり方向への連通路）２２が形成されている。
本実施形態に係るフィルタ１０においては、一の線材層Ｌ１を構成する金属線材２０１Ａと一の線材層Ｌ１と隣接する他の線材層Ｌ２を構成する金属線材２０１Ｂとの交差部（図中斜線部分）に、金属線材２０１Ａと金属線材２０１Ｂの凹所２２１とによって流体が通過しうる交差部空間２３が形成される。この交差部空間２３は、各線材層が重なる方向へ延びる複数の連通路２２間を連通させる空間である。交差部空間２３は、交差部において流体が金属線材２０１Ａをその長手方向と交差する方向に移動すること、即ち流体がフィルタの周方向及び軸方向に、一の線材層内で移動することを許容する。
このため、本実施形態に係るフィルタ１０においては、交差部空間２３と連通路２２とによって、流体をフィルタの周方向及び軸方向、その他の多様な方向（多重方向）に拡散移動させながら径方向に通過させることができる。
【００２７】
図８は、フィルタ内における流体の通過状況を説明する模式図であり、（ａ）は本発明の第一の実施形態に係る断面Ｗ字状の金属線材を用いたフィルタの例を示し、（ｂ）は従来例を示す図である。
フィルタ装置３０は、フィルタ１０、３００を収容する筐体３１を備え、筐体３１には筐体の内外空間を連通させると共に、フィルタ１０、３００を通過した流体を外部に流出させる貫通孔３２が形成されている。筐体３１は、流体の圧力が非常に高い場合には補強材として機能する。
フィルタの外周部の面積に対して、流体の出口となる貫通孔３２の大きさが制限されている場合、図７（ｂ）に示すような断面矩形状の金属線材を使用した従来のフィルタ３００では、流体がフィルタ３００の軸方向に殆ど流れないため、流体はフィルタ３００の内径側空間３５から外径側に、直線的に貫通孔３２に向かって流れることとなり、異物を捕捉するのにフィルタ３００の一部のみしか活用されていないことになる（図８（ｂ））。
これに対して本実施形態のフィルタ１０では、図７（ａ）に示したように、流体は凹所２２１により形成される交差部空間２３内を流れるため、流体はフィルタ１０の肉厚内部を周方向、軸方向、その他の多様な方向にも流れる。その結果、流体はフィルタ１０の内径側空間３５から、フィルタの周方向及び軸方向にも移動しつつ複雑な経路を通って貫通孔３２に向かって流れる。従来に比べてフィルタの広い範囲が異物の濾過に使用されることで、流体との接触面積が格段に増大し、異物の捕捉、及び流体とフィルタとの間における熱交換が効率的に行われる（図８（ａ））。
【００２８】
＜効果＞
本実施形態に係るフィルタにおいては、重なり合う金属線材間に流体が通過する凹状空間が形成されるため、流体を多様な方向に通過させることができる。金属線材を螺旋状、且つ多層状に巻き付けることにより形成される中空筒状のフィルタにおいては、金属線材間に網目状に形成される複数の連通路によって、流体を確実に内外径方向に通過させる。上記従来の中空筒状のフィルタでは、隣接する線材層を構成する金属線材同士が交差部で密着しているため、内外径方向以外の方向へ流体をスムーズに移動させることは困難であった。
本実施形態によれば、複数の金属線材によって網目状に形成された複数の連通路の他に、金属線材とこれに重なる金属線材の凹所とによって形成される空間が連通路同士を連絡するので、フィルタ内に、径方向、周方向、軸方向を含む複雑且つ不規則的な流路を３次元的に形成することができる。この結果、流体と金属線材との接触面積が格段に増大し、流体がフィルタの広い範囲を通過することとなり、異物の捕捉率や濾過効率の向上を図ることができる。
なお、フィルタは、図７（ａ）中、上から下に流体を流すように使用してもよいし、下から上に流体を流すように使用してもよい。何れの場合も金属線材の凹所はフィルタを通過する流体中の異物を捕捉するポケットとして機能し、効果的に異物を除去できる。特に後者の場合は、金属線材の凸所を越えて金属線材の反対面へと移動した流体は金属線材の凹所部分で渦流を形成するため、局所的に流体の速度が低下し、効果的に異物を除去できる。
【００２９】
また、本実施形態に係るフィルタにおいては、金属線材に長手方向に沿った凹所を形成して金属線材の単位重量、又は単位体積あたりの表面積を増大させたので、フィルタの小型化、軽量化を図れる。また、中空度が増大するので圧力損失値が向上する。
また、金属線材に凹所を形成したことで、フィルタとフィルタを通過する流体との接触面積が増大するので、フィルタと流体との間における熱交換を効率的に行える。また、一の線材層を構成する金属線材と、一の線材層と隣接する他の線材層を構成する金属線材との間に流体が通過する空間が形成されるため、フィルタを通過する流体と、フィルタを構成する金属線材との接触面積が更に増大し、フィルタと、フィルタを通過する流体との間における熱交換が効率的に行われる。
また、金属線材に凹所を形成したので、流体が通過する際に発生する騒音を効果的に低減することができる。
【００３０】
〔変形実施形態〕
第一の実施形態の変形例について説明する。図９（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る金属線材を示す斜視図である。図９（ａ）に示すように金属線材２０２は、長手方向と直交する方向における断面形状が概略Ｎ字状（Ｚ字状、Ｓ字状）であり、夫々長手方向の全長に渡って連続的に延びる凹所２２１及び凸所２２２を備える。凹所２２１と凸所２２２は、金属線材の長手方向と交差（直交）する方向に波状に形成されている。このように金属線材は、様々な断面形状とすることができる。この他にも、Ｕ字状、Ｊ字状、Ｌ字状、Ｘ字状、等としてもよい。
或いは図９（ｂ）に示すように金属線材２０４は、線材の長手方向に対して傾斜する方向に延びる凹所２２１及び凸所２２２を備えてもよい。長手方向に対して傾斜した凹所２２１及び凸所２２２は、長手方向に沿って、又は長手方向と交差（或いは直交）する方向に繰り返される。
本実施形態も、第一の実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。
【００３１】
〔第二の実施形態〕
図１０は、本発明の第二の実施形態に係る金属線材を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は側面写真であり（ｃ）は上面写真である。図１１は、本発明の第二の実施形態に係る金属線材を製造する圧延ローラの模式図である。
図１０に示すように金属線材２０５は、一方の側（第一面）の長手方向に沿って所定のピッチで繰り返す凹所２２１及び凸所２２２を有し、他方の側（第一面の反対面、第二面）に平坦面２２３を有する。本例において平坦面は金属線材の長手方向に全長に渡って形成されている。
図１１に示すように圧延装置は、周方向に沿って所定のピッチで凸部１１３及び凹部１１４が形成された歯車状の圧延ローラ１１１ａと、円柱状の圧延ローラ１１１ｂとを備える。凹所２２１及び凸所２２２は圧延ローラ１１１ａによって、平坦面２２３は圧延ローラ１１１ｂによって形成される。凹所２２１は圧延ローラ１１１ａの凸部１１３によって押しつぶされることにより凸所２２２に比べて薄肉且つ幅広に形成される。逆に凸所２２２は、凹所２２１に比べて厚肉且つ細幅に形成される。
【００３２】
図１２は、フィルタ内で金属線材が交差する部分を拡大して示した模式図である。フィルタ１０においては、一の線材層Ｌ１を構成する金属線材２０５Ａと一の線材層Ｌ１と隣接する他の線材層Ｌ２を構成する金属線材２０５Ｂとの交差部（図中斜線部分）には、金属線材２０５Ａの凹所２２１と金属線材２０５Ｂの平坦面２２３との間に流体が通過しうる交差部空間２３が形成される。この交差部空間２３は、交差部において流体が金属線材２０５Ａをその長手方向と交差（又は直交）する方向に跨がって移動することを許容する。また、交差部空間２３は各線材層の重なり方向へ延びる複数の連通路２２間を連通させる。このため、本実施形態に係るフィルタ１０においては、交差部空間２３と連通路２２とによって、流体をフィルタの周方向及び軸方向に拡散移動させながら径方向に通過させることができる。なお、図においては平坦面２２３側を濾過する流体の上流側とし、凹所２２１及び凸所２２２側を下流側としているが、逆向きに配置しても同様の効果を得られる。
【００３３】
図１３（ａ）は図１０に示した金属線材を用いた試作例に係るフィルタの断面写真で示す図あり、（ｂ）は断面矩形状の金属線材を用いた比較例に係るフィルタの断面写真で示す図ある。図中上下方向がフィルタの軸方向、左方がフィルタの内径側、右方が外径側である。
試作例のフィルタは、平坦面２２３が内径側、凹所２２１及び凸所２２２側が外径側となるように作製したものである。写真中、左右方向に薄肉に現れる部分が凹所２２１部分であり、左右方向に厚肉に現れる部分が凸所２２２部分である。比較例のフィルタに用いた金属線材は、断面が真円形の金属素線を表面がフラットな円柱形状の２つの圧延ローラにて挟圧して、断面矩形状としたものである。試作例のフィルタは、比較例に係る従来の断面矩形状の金属線材を用いたフィルタに比べて中空度が増大し、圧力損失値が向上する。
このように本実施形態においては第一の実施形態と同様に、フィルタ内に、径方向、周方向、軸方向を含む複雑且つ不規則的な流路を３次元的に形成することができ、異物の捕捉率や濾過効率の向上を図ることができる。また、金属線材の表面積を増大させたので、フィルタの軽量化、熱交換効率の向上、及び騒音の低減を図ることができる。さらに、本実施形態においては、図１３に示す交差部空間２３を形成する凹所２２１部分は圧延加工により幅広に形成したため、交差部空間２３を通過する流体との接触面積を増大し、熱交換効率を高める。
【００３４】
また、金属線材の凹所側が通過流体の上流側となるように配置した場合は凹所が流体中の異物を捕捉するポケットとして機能し、逆向きに配置した場合は、流体が線材を通過する際に凹所部分で渦流が発生して局所的に流体の速度が低下し、効果的に異物を除去できる。
また、金属線材の一方の側に凹凸を形成し、他方の面を平坦面としたので、金属線材間の焼結接点を確保でき、フィルタ強度を向上させることができる。
【００３５】
〔変形実施形態〕
第二の実施形態の変形例について説明する。
図１４（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る金属線材を示す斜視図である。金属線材の一方の側に凹所を、他方の側に平坦面を形成する場合、凹所形成側は任意の形態とすることができる。図１４（ａ）に示すように金属線材の２０６一方の側には、長手方向の全長に渡って連続的に延びる一つの凹所２２１、及び２つの凸所２２２を形成できる。また、図１４（ｂ）に示すように金属線材２０７の一方の側には、長手方向に対して傾斜する方向に延びる複数の凹所２２１及び凸所２２２を形成してもよい。
金属線材の一方の側に凹凸を形成し、他方の面を平坦面としたので、金属線材間の焼結接点を確保でき、フィルタ強度を向上させることができる。
【００３６】
図１５（ａ）〜（ｃ）は、他の変形例に係る金属線材を示す斜視図である。金属線材に所定のピッチで繰り返す凹所２２１及び凸所２２２を形成する場合、図１５（ａ）に示すように金属線材２０８の厚さが略一定となるように、金属線材の双方の側に凹所２２１及び凸所２２２を交互に形成してもよい。即ち、図１５（ａ）は、断面形状が略長方形の金属線材の正面形状がジグザグ状となるようにしたものである。
また図１５（ｂ）に示すように、金属線材２０９の一方の側に凹所２２１及び凸所２２２を交互に連続形成し、他方の側に平坦面２２３を形成してもよい。
さらに図１５（ｃ）に示すように、金属線材２１０の厚さが増減する構成、即ち厚肉部と薄肉部が繰り返す構成としてもよい。凹所及び凸所は図示するように波状に形成してもよい。
図１５に示す例では、金属線材の長手方向に沿って凹凸又は薄肉部と厚肉部が繰り返す構成であるが、金属線材の長手方向と交差（直交）する方向に凹凸又は薄肉部と厚肉部が繰り返す構成としてもよい。
【００３７】
〔第三の実施形態〕
図１６は、本発明の第三の実施形態に係る金属線材、及び金属線材を製造する圧延ローラの斜視図である。
中空筒状フィルタを形成する金属線材は、表面（面内）に複数の凹所及び凸所が形成された帯状の線材とすることができる。図示する金属線材２１１は、一面に凹所２２１及び凸所２２２を有し、他面が平坦面２２３であるが、金属線材は両面に凹所及び凸所を有していてもよい。
上記金属線材２１１は、外周面に凸部１１３及び凹部１１４が形成された圧延ローラ１１１ａと、円柱状の圧延ローラ１１１ｂとによって帯状の金属線材２１１を押圧することにより作製できる。なお、帯状の金属線材２１１は図４（ａ）に示すように断面が真円形状の金属素線を圧延することにより得られる。
金属線材２１１を用いて図１に示すような中空筒状フィルタを作製する場合、凹所及び凸所が形成された面を内径側又は外径側とする。
本実施形態係る金属線材を用いて中空筒状フィルタを作製した場合、第一の実施形態と同様に、複雑な或いは不規則的な連通路を３次元的に形成することができ、異物の捕捉率や濾過効率の向上を図ることができる。また、金属線材の単位重量あたりの表面積を増大させることができるので、フィルタの小型化、軽量化、熱交換効率の向上、及び騒音の低減を図ることができる。また、金属線材に平坦面を形成する場合、金属線材間の焼結接点を確保できるので、フィルタ強度を向上させることができる。
【００３８】
〔第四の実施形態〕
図１７は、本発明の第四の実施形態に係るフィルタを説明する図であり、（ａ）はフィルタを構成する金属線材の模式図であり、（ｂ）はフィルタの断面図である。本実施形態に係るフィルタは、一つのフィルタを形成する一本の金属線材中に、外形状又は断面形状が異なる複数の金属線材部分を有する点に特徴がある。
フィルタ１０を構成する金属線材２０は、長手方向に延びる第一金属線材部分２０ｃと、第一の金属線材部分２０ｃとは異なった長手方向位置に配置され、且つ外形状又は断面形状が異なる第二金属線材部分２０ｄと、を備える。例えば、図１７に示す金属線材２０は、第一金属線材部分２０ｃと第二金属線材部分２０ｄとによって長手方向に二分割された構成を有する。第一金属線材部分２０ｃの長手方向と直交する方向における断面形状は概略Ｗ字状であり、図５に示した金属線材２０１と同様の形状である。第二金属線材部分２０ｄの長手方向と直交する方向における断面形状は概略矩形状であり、図７（ｂ）に示した従来例に係る金属線材３０１と同様の形状である。即ち、金属線材２０を構成する金属線材部分の少なくとも一方の金属線材部分（ここでは第一金属線材部分２０ｃ）には、凹所２２１（図５参照）が形成されている。
また、金属線材２０を長手方向に三以上に分割し、第一の金属線材部分２０ｃと第二金属線材部分２０ｄとが交互に繰り返す構成としてもよい。この場合、第一の金属線材部分２０ｃと第二金属線材部分２０ｄの長さは、フィルタに求められる性能や効果に基づいて適宜決定される。
【００３９】
図１７（ｂ）に示すフィルタ１０は、第一金属線材部分２０ｃにて形成された内層１０ｃと、第二金属線材部分２０ｄにて形成された外層１０ｄとを備えている。即ち、フィルタ１０の巻き始めから所定数の線材層を第一金属線材部分２０ｃによって形成した後、巻き終わりまでの所定数の線材層を第二金属線材部分２０ｄによって形成したものである。ここで、内層１０ｃと外層１０ｄは、夫々単数又は複数の線材層を含んで構成される。
フィルタ１０の内層１０ｃと外層１０ｄは、当該層内に含む金属線材部分の形状に応じた作用及び効果を奏する。即ち、フィルタ１０の内層１０ｃは、これを構成する第一金属線材部分２０ｃによって、第一の実施形態に記載したような通気性の向上、熱交換率の向上、軽量化等を図ることができる。
また外層１０ｄを構成する第二金属線材部分２０ｄは、フィルタの内径側と外径側に平坦面を備えているため、隣接する線材層を構成する各金属線材との接触面積を大きくすることができる。このため、フィルタ１０を焼結した場合の金属線材間の焼結接点を確保できるので、フィルタ強度、特に、フィルタの軸方向における強度を向上させることができる。また、第二金属線材部分２０ｄは、第一金属線材部分２０ｃのような異形状の線材と比べて内外径方向の厚さが薄いため、フィルタの薄型化を図ることができる。
【００４０】
このように、１つのフィルタ１０に断面形状又は外形状が異なる複数種類の金属線材部分を含めることで、フィルタ１０は各金属線材部分が奏する効果を複合的に発揮することができる。
なお、一本の金属線材に含む金属線材部分は、３以上としてもよい。つまり、第三金属線材部分以降があってもよい。また、金属線材部分の中には金属素線を変形させていない部分（例えば丸線）を含んでもよい。金属線材部分は、金属線材が３以上の金属線材部分を含む場合、同一の外形状の金属線材部分を含んでもよいし、全ての金属線材部分が互いに異なる外形状となるように形成してもよい。
また、各金属線材部分によって形成される線材層の数量や、各金属線材部分によって形成される線材層の径方向の厚さの割合等は、フィルタに求められる性能や効果に基づいて適宜決定される。
また、フィルタの軸方向一端寄りを第一金属線材部分のみにて形成し、他端寄りを第二金属線材部分のみにて形成するようにしてもよい。即ち、フィルタを軸方向に複数に分割した各分割部分を夫々の金属線材部分にて形成してもよい。つまり、一つの線材層中に第一金属線材部分と第二金属線材部分が軸方向位置を異ならせて併存するようにしてもよい。
【００４１】
＜フィルタの製造装置及び製造方法〜２＞
本発明の第四の実施形態に係る中空筒状フィルタの製造装置について図１８に基づいて説明する。図１８（ａ）はフィルタの製造装置の一例を示す模式図であり、（ｂ）は圧延装置の模式的斜視図である。なお、図２と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
製造装置１００Ｃを構成する圧延装置１１０は、対向配置された一対の圧延ローラ１１１ａ、１１１ｂを有する。一対の圧延ローラ１１１ａ、１１１ｂは、加圧部１１２として軸方向の異なる位置に、第一金属線材部分２０ｃを形成する第一金属線材形成部１１５ｃと、第二金属線材部分２０ｄを形成する第二金属線材形成部１１５ｄと、を備える。更に圧延装置１１０は、一対の圧延ローラ１１１ａ、１１１ｂの軸方向に沿って進退して、金属素線２１を第一金属線材形成部１１５ｃ又は第二金属線材形成部１１５ｄに案内するガイドノズル１１６（ガイド手段）を備えている。
夫々の金属線材形成部１１５ｃ、１１５ｄは、作製する金属線材部分の外形状に応じた形状を有する。例えば、第一金属線材形成部１１５ｃは図６に示した加圧部１１２と同様の形状を有する。また、第二金属線材形成部１１５ｄは、２つの円柱状のローラが第二金属線材部分２０ｄの厚さに相当する距離だけ離間して配置されることにより形成されている。
【００４２】
製造装置１００Ｃの動作について説明する。例えば、図１７に示すフィルタ１０は、以下のように形成される。
まず、金属素線２１が第一金属線材形成部１１５ｃに案内される位置にガイドノズル１１６を移動させる。圧延ローラ１１１ａ、１１１ｂの第一金属線材形成部１１５ｃは金属素線２１を圧延して第一金属線材部分２０ｃを形成する。走行方向下流側において第一金属線材部分２０ｃは、心棒１３１に巻付けられて内層１０ｃを形成する。
続いて、第一金属線材部分２０ｃが所望の数の線材層の形成を終了するタイミングを図って、金属素線２１を第二金属線材形成部１１５ｄに案内する位置にガイドノズル１１６を移動させる。圧延ローラ１１１ａ、１１１ｂの第二金属線材形成部１１５ｄは金属素線２１を圧延して第二金属線材部分２０ｄを形成する。金損線材２０の走行方向下流側において第二金属線材部分２０ｄは、心棒１３１に巻付けられて外層１０ｄを形成する。
第二金属線材部分２０ｄによって所望の数の線材層を形成した後、金属線材２０を切断し、切断された端部をスポット溶接等により巻付けを完了した線材の適所に接合して心棒１３１から取り外すことにより、中空筒状体を得る。中空筒状体をそのままフィルタとしてもよいし、更に焼結処理を施してもよい。
以上説明した圧延装置は、中空筒状フィルタに含ませる金属線材部分の数に応じて３以上の金属線材形成部を備えてもよい。また、金属線材形成部の一つには金属素線を変形させずに通過させる金属線材形成部を含んでもよい。
このように、複数の金属線材形成部を備えた圧延ローラに対して、金属素線を繰り出すガイドノズルを圧延ローラの軸方向に進退させることにより、一対の圧延ローラにて異なる外形状又は断面形状の金属線材部分を作製することができる。また、中空筒状フィルタが複数種類の金属線材部分を含む場合であっても、中空筒状フィルタを一本の連続した金属素線から作成することができるので、製造工程が複雑にならない。
【００４３】
〔本発明の作用、効果のまとめ〕
以上、各実施形態に基づいて本発明を説明したが、線材に形成する凹所は金属線材の長手方向位置に応じて周方向位置が変化するように形成されてもよい。また、上記各実施形態は、矛盾しない限り相互に組み合わせて実施してもよい。例えば、第一の実施形態に示したような長手方向の全長に渡って連続的に延びる凹所を金属線材の一方の側に形成し、第二の実施形態に示したような長手方向に沿って繰り返す凹所及び凸所を金属線材の他方の側に形成してもよい。
【００４４】
＜第一の実施態様＞
本態様は、長手方向の全長に渡って形成されるか、又は長手方向に沿って繰り返す（断続的に配置された）凹所２２１を有した金属線材２０を、螺旋状、且つ多層状に巻き付けることにより形成される中空筒状フィルタ１０であって、各線材層を構成する金属線材は、中空筒状フィルタの軸方向に対して傾斜する方向へ延びており、隣接する各線材層を構成する金属線材は互いに交差する方向に延びることにより、主として各線材層が重なる方向へ連通する複数の連通路２２を形成し、一の線材層を構成する金属線材の凹所と一の線材層と隣接する他の線材層を構成する金属線材との間には、複数の連通路間を連通させる空間が形成されることを特徴とする。
金属線材に凹所を形成したので、一の線材層を構成する金属線材の凹所と一の線材層と隣接する他の線材層を構成する金属線材との間に交差部空間２３を形成することができる。この空間によって、主として各線材層が重なる方向へ連通させる連通路を軸方向や径方向に連絡させたので、フィルタ内で複雑な流路を形成することができ、効率的に異物を除去できる。また、金属線材に凹所を形成したので、金属線材の単位重量あたりの表面積が増大し、フィルタの小型化、軽量化、及び熱交換率の向上、フィルタを通過する流体により発生する騒音の低減効果が得られる。
【００４５】
＜第二の実施態様＞
本態様に係るフィルタ１０において金属線材２０は、金属線材の長手方向と交差する方向に波状に形成された凹所２２１と凸所２２２を有することを特徴とする。
本態様においても、一の線材層を構成する金属線材の凹所と一の線材層と隣接する他の線材層を構成する金属線材との間に形成される交差部空間２３によって、フィルタ内で複雑な流路を形成することができ、効率的に異物を除去できる。また、金属線材に凹所を形成したので、金属線材の単位重量あたりの表面積が増大し、フィルタの小型化、軽量化、及び熱交換率の向上、フィルタを通過する流体により発生する騒音の低減効果が得られる。
【００４６】
＜第三の実施態様＞
本態様に係るフィルタ１０において金属線材２０は、長手方向に沿って繰り返す（断続的に配置された）厚肉の細幅部と薄肉の幅広部とを有することを特徴とする。
薄肉の幅広部において流体との接触面積が増大させたので、熱交換効率を高めることができる。
＜第四の実施態様＞
本態様に係るフィルタ１０において、凹所２２１が形成された金属線材２０の裏側は、平坦面２２３であることを特徴とする。
金属線材間の焼結接点を確保でき、フィルタ強度を向上させることができる。
【００４７】
＜第五の実施態様＞
本態様に係るフィルタ１０は、凹所２２１が、濾過する流体の上流側を向くように金属線材２０を配置したことを特徴とする。
凹所を上流側に配置したことで、凹所が流体中の異物を捕捉するポケットとして機能し、効果的に異物を除去できる。
＜第六の実施態様＞
本態様に係るフィルタ１０は、凹所２２１が、濾過する流体の下流側を向くように金属線材２０を配置したことを特徴とする。
凹所を下流側に配置したことで、流体が線材を通過する際に凹所部分で渦流が発生して局所的に流体の速度が低下し、効果的に異物を除去できる。
【００４８】
＜第七の実施態様＞
本態様は、金属線材２０を、螺旋状、且つ多層状に巻き付けることにより形成される中空筒状フィルタ１０であって、各線材層を構成する金属線材は、中空筒状フィルタの軸方向に対して傾斜する方向へ延びており、隣接する各線材層を構成する金属線材は互いに交差する方向に延びることにより、各線材層が重なる方向へ連通する複数の連通路２２を形成し、一の線材層を構成する金属線材と一の線材層と隣接する他の線材層を構成する金属線材との間には、少なくとも一方の線材層を構成する金属線材に形成された凹所２２１によって複数の連通路間を連通させる空間が形成されることを特徴とする。
本態様は、第一の実施態様と同様の作用、効果を奏する。
＜第八の実施態様＞
本態様に係るフィルタ１０において金属線材２０は、長手方向に沿って形成される凹所２２１を有することを特徴とする。
本態様は、第一の実施態様と同様の作用、効果を奏する。
【００４９】
＜第九の実施態様＞
本態様に係るフィルタ１０において金属線材２０は、長手方向に沿って繰り返す（断続的に配置された）凹所２２１を有することを特徴とする。
本態様は、第一の実施態様と同様の作用、効果を奏する。
＜第十の実施態様＞
本態様に係るフィルタ１０において金属線材２０は、長手方向に延びる第一金属線材部分２０ｃと、該第一の金属線材とは異なった長手方向位置に配置され、且つ外形状が異なる第二金属線材部分２０ｄと、を有し、少なくとも一方の金属線材部分に凹所２２１が形成されていることを特徴とする。
本態様によれば、１つの中空筒状フィルタ内に外形状が異なる複数種類の金属線材部分を含むので、中空筒状フィルタは、各形状の金属線材部分が生じさせる作用効果を複合的に発揮することができる。
なお、凹所によって形成される複数の連通路間を連通させる空間は、凹所を有する金属線材部分によって形成される線材層と、凹所を有さない金属線材部分によって形成される線材層との間に形成される空間であってもよい。
【００５０】
＜第十一の実施態様＞
第十の実施態様に記載の中空筒状フィルタの製造装置１００Ｃであって、対向配置された一対の圧延ローラ１１１ａ、１１１ｂを有し、金属素線２１を間に挟んで所定の断面形状の金属線材を形成する圧延装置１１０と、圧延装置によって形成された金属線材２０を心棒１３１に巻付けて中空筒状体を形成する巻付装置１３０と、を備え、一対の圧延ローラは、軸方向の異なる位置に、第一金属線材部分２０ｃを形成する第一金属線材形成部１１５ｃと、第二金属線材部分２０ｄを形成する第二金属線材形成部１１５ｄと、を備え、圧延装置は、一対の圧延ローラの軸方向に沿って進退して金属素線を第一金属線材形成部又は第二金属線材形成部に案内するガイド手段（ガイドノズル１１６）を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、複数の金属線材形成部を備えた圧延ローラに対して、金属素線を繰り出すガイドノズルを圧延ローラの軸方向に進退させることにより、一対の圧延ローラにて異なる外形状又は断面形状の金属線材部分を作製することができる。また、中空筒状フィルタが複数種類の金属線材部分を含む場合であっても、中空筒状フィルタを一本の連続した金属素線から作成することができるので、製造工程が複雑にならない。
【符号の説明】
【００５１】
１０…中空筒状フィルタ、１０ｃ…内層、１０ｄ…外層、２０…金属線材、２０ｃ…第一金属線材部分、２０ｄ…第二金属線材部分、２１…金属素線、２２…連通路、２３…交差部空間、２０１〜２１１…金属線材、２２１…凹所、２２２…凸所、２２３…平坦面、１００…製造装置、１１０…圧延装置、１１１ａ、１１１ｂ…圧延ローラ、１１２…加圧部、１１３、１１４…成形部、１１５ｃ、１１５ｄ…金属線材形成部、１１６…ガイドノズル（ガイド手段）、１２０…テンションユニット、１２１…固定ローラ、１２２…可動ローラ、１３０…巻付装置、１３１…心棒、１３２…ガイド部材、１４０…搬送ローラ、１５０…バッファユニット、１５１…固定ローラ、１５２…可動ローラ、３０…フィルタ装置、３１…筐体、３２…貫通孔、３５…内径側空間、３００…フィルタ、３０１…金属線材、３０２…連通路、３０３…交差部
【図１】
2019048300.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2019048300.tif 000014
【図１３】
2019048300.tif 000015
【図１４】
2019048300.tif 000016
【図１５】
2019048300.tif 000017
【図１６】
2019048300.tif 000018
【図１７】
2019048300.tif 000019
【図１８】
2019048300.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月25日(2019.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属素線を間に挟んで所定の断面形状を有する金属線材を作製する圧延装置であって、
軸方向の異なる位置に、第一の金属線材部分を形成する第一金属線材形成部と、前記第一の金属線材部分とは異なる断面形状を有する第二の金属線材部分を形成する第二金属線材形成部と、を有して対向配置された一対の圧延ローラと、
前記一対の圧延ローラの軸方向に沿って進退して前記金属素線を前記第一金属線材形成部又は前記第二金属線材形成部に案内するガイド手段と、を備えることを特徴とする圧延装置。
【請求項２】
前記金属線材の長手方向の異なる位置に前記第一の金属線材部分と前記第二の金属線材部分とを形成することを特徴とする請求項１に記載の圧延装置。
【請求項３】
少なくとも前記第一金属線材形成部と前記第二金属線材形成部の一方は、前記金属素線に凹所を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の圧延装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の圧延装置と、
該圧延装置によって形成された前記金属線材を心棒に巻付けて中空筒状体を形成する巻付装置と、を備えることを特徴とする中空筒状体の製造装置。
【請求項５】
前記巻付装置は、前記金属線材を、螺旋状、且つ多層状に巻き付けることを特徴とする請求項４に記載の中空筒状体の製造装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、長手方向の異なる位置に異なる断面形状を有した金属線材を作製可能な圧延装置、及び作製された金属線材を巻き付けて中空筒状体を製造する中空筒状体の製造装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
金属線材を螺旋状、且つ多層状に巻き付けることにより形成される中空筒状フィルタ（中空筒状体の一例）は、各種の流体から異物を除去するフィルタとして各方面において使用されている。例えば特許文献１には、中空筒状フィルタの一例として自動車のエアバッグインフレーター用フィルタが記載されている。
エアバッグインフレーター用フィルタは、ガス発生剤を点火させて爆発、燃焼させることにより発生した高温で固体残渣を有するガスを濾過し、場合によっては同時に冷却するという機能を果たす。
特許文献１に記載のエアバッグインフレーター用フィルタは、断面が真円形状の金属線を圧延して、断面長方形状に加工した金属線材を所定の角度、及び所定のピッチにて螺旋状、且つ多層状に巻き付け、任意で焼結をすることにより形成される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７１４７２公報
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
ここで特許文献１に記載のフィルタは、内径側から外径側にガスを通過させる過程で固体残渣を濾過するが、フィルタを構成する金属線材の断面形状が長方形状であるので、ガスは主としてフィルタの径方向に移動し、ガスを軸方向や径方向へ移動させることは困難である。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、フィルタ内に複雑な流路を形成できる金属線材を作製する圧延装置、及びこの圧延装置により作成された金属線材を用いて中空筒状体を製造する製造装置を提供することを目的とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、金属素線を間に挟んで所定の断面形状を有する金属線材を作製する圧延装置であって、軸方向の異なる位置に、第一の金属線材部分を形成する第一金属線材形成部と、前記第一の金属線材部分とは異なる断面形状を有する第二の金属線材部分を形成する第二金属線材形成部と、を有して対向配置された一対の圧延ローラと、前記一対の圧延ローラの軸方向に沿って進退して前記金属素線を前記第一金属線材形成部又は前記第二金属線材形成部に案内するガイド手段と、を備えることを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記金属線材の長手方向の異なる位置に前記第一の金属線材部分と前記第二の金属線材部分とを形成することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、少なくとも前記第一金属線材形成部と前記第二金属線材形成部の一方は、前記金属素線に凹所を形成することを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の圧延装置と、該圧延装置によって形成された前記金属線材を心棒に巻付けて中空筒状体を形成する巻付装置と、を備える中空筒状体の製造装置を特徴とする。
請求項５に記載の発明は、前記巻付装置は、前記金属線材を、螺旋状、且つ多層状に巻き付けることを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明によれば、フィルタ内に複雑な流路を形成できる金属線材、及びこれを用いた中空筒状体を作製できる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
製造装置１００Ｃの動作について説明する。例えば、図１７に示すフィルタ１０は、以下のように形成される。
まず、金属素線２１が第一金属線材形成部１１５ｃに案内される位置にガイドノズル１１６を移動させる。圧延ローラ１１１ａ、１１１ｂの第一金属線材形成部１１５ｃは金属素線２１を圧延して第一金属線材部分２０ｃを形成する。走行方向下流側において第一金属線材部分２０ｃは、心棒１３１に巻付けられて内層１０ｃを形成する。
続いて、第一金属線材部分２０ｃが所望の数の線材層の形成を終了するタイミングを図って、金属素線２１を第二金属線材形成部１１５ｄに案内する位置にガイドノズル１１６を移動させる。圧延ローラ１１１ａ、１１１ｂの第二金属線材形成部１１５ｄは金属素線２１を圧延して第二金属線材部分２０ｄを形成する。金属線材２０の走行方向下流側において第二金属線材部分２０ｄは、心棒１３１に巻付けられて外層１０ｄを形成する。
第二金属線材部分２０ｄによって所望の数の線材層を形成した後、金属線材２０を切断し、切断された端部をスポット溶接等により巻付けを完了した線材の適所に接合して心棒１３１から取り外すことにより、中空筒状体を得る。中空筒状体をそのままフィルタとしてもよいし、更に焼結処理を施してもよい。
以上説明した圧延装置は、中空筒状フィルタに含ませる金属線材部分の数に応じて３以上の金属線材形成部を備えてもよい。また、金属線材形成部の一つには金属素線を変形させずに通過させる金属線材形成部を含んでもよい。
このように、複数の金属線材形成部を備えた圧延ローラに対して、金属素線を繰り出すガイドノズルを圧延ローラの軸方向に進退させることにより、一対の圧延ローラにて異なる外形状又は断面形状の金属線材部分を作製することができる。また、中空筒状フィルタが複数種類の金属線材部分を含む場合であっても、中空筒状フィルタを一本の連続した金属素線から作成することができるので、製造工程が複雑にならない。