(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾材としての薄紙を巻き上げられたロールを筒状ケースに収容し、該ロールの軸線方向におけるケースの一端を被濾過流体の入口、他端を出口となし、前記入口から出口に向け被濾過流体を流通させることにより異物を捕集するフィルタにおいて、被濾過流体の流れ方向における出口側において薄紙の各層は円周方向に延びる皺部分を有していることを特徴とするフィルタ。
【請求項２】
幅広の原反ロールから繰出された薄紙をスリッタにより区分けし、区分けされた薄紙を巻き取ることよりロール状濾材となす方法において、スリッタの下流において薄紙の区分けされた部位毎に円周方向溝を有した造皺ローラを配置し、区分けされた薄紙の各部分に中心から一端側において皺を連続的に発生せしめてからロール状に巻き取ることを特徴とするフィルタ用ロール状濾材製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は薄紙をロール状に巻き取ることにより濾材としたフィルタ及びフィルタ用ロール状濾材製造方法に関するものであり、軸受などの潤滑油系統における異物の除去に使用するのに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
原反ロールから繰出される幅広の薄紙をスリッタにより小幅に裁断したのちロールとして巻き取ることにより濾材とし、これら濾材を一端が広く開口し他端に中心孔を有したケース中に圧入し、濾材を圧入したケースをハウジング中に収容し、ハウジングに導入された被濾過流体（潤滑油など）を各ロール状の濾材にその入口端部側から導入し、ロール状濾材の一端側から他端側に被濾過流体を流通させ、被濾過流体中の異物を捕集するタイプのフィルタは公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述タイプのフィルタでは被濾過流体はロール状濾材を構成する紙の繊維に異物を捕集しており、微細な異物まで捕集しうるように捕集精度を上げようとすると濾材密度を大きくする必要がある。しかしながら、濾材密度を大きくすると比較的径の大きい異物がロールの表層側（入口側）で捕捉されるとその部分は目詰まりし下層側（出口側）ではまだ捕集能力に余裕があるのに流量低下が惹起され、フィルタとしては寿命に達してしまう結果になる。このような結果を避け、ある程度の寿命を得るため濾材密度は粗めの設定としておくのが普通であった。そして、高精度が必要な場合は直列多段構成とし、濾材密度の低い粗いフィルタを前段に設け、下段側に濾材密度の高い細かいフィルタを設置する構成をとっていた。そのため、コストが嵩むことになっていた。
【０００４】
この発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、単一濾材ロール（１段構成）により高精度の濾過を行うことができるようにすることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、濾材としての薄紙を巻き上げられたロールを筒状ケースに収容し、該ロールの軸線方向におけるケースの一端を被濾過流体の入口、他端を出口となし、前記入口から出口に向け被濾過流体を流通させることにより異物を捕集するフィルタにおいて、被濾過流体の流れ方向における出口側において薄紙の各層は円周方向に延びる皺部分を有していることを特徴とするフィルタが提供される。
【０００８】
請求項１の発明の作用・効果を説明すると、筒状ケースに導入された被濾過流体はロール状濾材の長手方向における一端から他端に向けて流通されるが、被濾過流体の流れ方向における出口側において薄紙の各層は円周方向に延びる皺部分を有しているため、皺部分はその部分の濾材密度を無皺の部分より大きくし、濾材密度は出口側が入口側より大きくなっていることから、粗い粒子は入口側（表層側）の密度の小さな部分で捕集され、微細粒子は出口側（下層側）の密度の小さな部分で捕捉され、それぞれの濾過層にあったサイズの粒子の捕捉を１個のロール状濾材で行うことができ製造コストの低減が図れ、しかも長寿命化するためランニングコストの低減をも実現することができるという作用を達成し、しかも皺の付与という簡単な構成であるにも関わらず１個のロール状濾材における異なった濾材密度の付与が実現し、コスト低減に寄与させることができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、幅広の原反ロールから繰出された薄紙をスリッタにより区分けし、区分けされた薄紙を巻き取ることよりロール状濾材となす方法において、スリッタの下流において薄紙の区分けされた部位毎に円周方向溝を有した造皺ローラを配置し、区分けされた薄紙の各部分に中心から一端側において皺を連続的に発生せしめてからロール状に巻き取ることを特徴とするフィルタ用ロール状濾材製造方法が提供される。
【００１４】
請求項２の発明の作用・効果を説明すると、スリッタの下流において薄紙の区分けされた部位毎に円周方向溝を有した造皺ローラを配置しているため、区分けされた薄紙は円周方向溝を通過する際に皺を連続的に発生せしめられてからロール状に巻き取られており、区分けされた薄紙毎に円周方向溝を設けた造皺ローラを設置することにより容易かつ確実な造皺が実現する効果がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながらこの発明の実施の形態を説明すると、図１及び図２は原反ロール１０からのロール状濾材の巻取及び皺形成工程を示しており、原反ロール１０は中心軸１２に装着されており、中心軸１２は図示しない軸受に軸支されていると共に図示しない回転駆動部などに連結される。原反ロール１０からの原反紙１４の繰出し方向における下流側にスリッタ１６が配置されている。スリッタ１６は回転軸１８と回転軸１８上に間隔をおいて配置した複数（図の実施形態では６個）の円形刃２０とから構成される。中心軸１２は図示しない軸受に軸支されているとともに回転駆動部に連結され回転駆動される。中心軸１２の回転、換言すれば円形刃２０の回転は原反紙１４を７つの片２２に区分けし、区分けされた紙はスピンドル２４上の紙管上に濾材ロール２６として巻き取られる。スピンドル２４も図示しないベアリングによって軸支され図示しない回転駆動部に連結されている。
【００１６】
スリッタ１６の下流であって濾材ロール２６の巻取り部の手前に造皺ローラ２８が配置される。図３に示すように造皺ローラ２８は回転軸３０と回転軸上に嵌着される複数（図の実施形態では８個の）大径ローラ３２と、隣接する大径ローラ３２間の小径ローラ３４とを備え、両端に配置しローラ32, 34を固定状態に保持する固定具３６とから構成される。隣接する大径ローラ３２間に小径ローラ３４を配置した構成により軸方向に間隔を置いて区分けされた紙片２２の数と一致した複数（この実施形態では７個）の環状溝３８が形成される。図１に示すように各溝３８は区分けされた紙片２２における中心より片側に寄った位置に配置されている。図２に示すように造皺ローラ２８はスリッティングされた紙片２２の走行経路をやや上方に山形に屈曲せしめるようにその位置が設定される。造皺ローラ２８の回転軸３０は図示しない軸受により軸支されており、かつ回転駆動部に連結される。
【００１７】
繰出された原反紙１４からのスリッティング後の紙片２２をロール２６に巻き取る際において、各紙片２２は造皺ローラ２８の対応の環状溝３８の部位を通過する際において溝３８において部分的に当たりがなくなり、また造皺ローラ２８は紙片２２の走行路をやや山形に屈曲せしめるべくその母線が位置している。そのため、紙は緊張せしめられローラ２８に押しつけられ、環状溝３８の部位では紙片２２は溝３８の中に入り込むような力を受け、その結果この部位において紙片２２には連続的な皺４０が形成付与される。皺４０の大きさは環状溝３８の幅により適宜調節することができる。また一つの紙片２２当たり複数の溝３８を設けることに任意である。また、皺４０の位置は紙片２２の中心よりやや片側に寄った位置となる。そして、ロール状濾材２６として巻き取られてもこの皺４０は消失することなくロール状濾材２６に残留する。このような皺の部分はロール状濾材２６における軸線方向における中心から片側に寄った部分において円周方向に延びている。
【００１８】
図４は皺４０の部位におけるロール状濾材２６の軸方向断面を模式的に表しており、26-1はロール状濾材における紙片２２が巻かれたときの各層を示しており、皺４０の部位では紙は重なっている。そして、皺４０の部分では紙が重なっているため濾材密度としては他の部分（無皺の部分）より大きくなっている。そのため、皺の有無により１個のロール２６中に濾材密度の大小を持たせることができる。
【００１９】
図５〜図９は以上のように形成したロール状濾材より構成されるフィルタの構成をその組立手順とともに説明するものである。図５（イ）は組立の第１段階であり、ロール状濾材２６は軸方向断面にて模式的に図示されており、４２は紙管であり、縦の線は紙の各層を模式化して表したものである。また、巻取り時の皺４０の部分においてはロール状濾材２６は濾材密度が大きくなるがこの部分は縦線の本数を多くした領域５０として模式的に表している。そして、この高濾材密度部分はロールの中心より下端側に位置している。５２はプラスチック製のマンドレルであり、下端外周にフランジ５４を、上端内周にОリング装着用の環状突起５６を形成している。そして、マンドレル５２は矢印ｆのようにロール状濾材２６の紙管４２に対してフランジ５４が突き当たるまで挿入される。図５の（ロ）はマンドレル５２の挿入状態を表す。
【００２０】
図６は組立の第２段階であり、図５の（ロ）で得られたマンドレル５２を挿入したロール状濾材２６をプラスチック製のケース５８に向け矢印ｇのように圧入する。ケース５８は上端側は完全に開放しており、下端は開口６０を形成した底壁を有しており、この低壁の内面側には図７に示すように放射状のリブ６２が形成され、リブ６２の間は窪み６４となっており、この窪み６４は開口６０まで延びている。図６の（ロ）はプラスチック製ケース５８へのロール状濾材２６の圧入が完了した状態を示す。この圧入状態ではマンドレル５２の下端フランジ５４がケース５８の内面のリブ６２に当たっており、そのため濾材２６からリブ６２間の窪みを経て開口６０に至る被濾過液の流通路が形成されている。そして、ロール状濾材２６は上端側ではケース５８と面一又は少し低くなっているが、他方マンドレル５２の上端５２Ａはケース５８の状態より少し突出しており、これにより次ぎの段のケースを載せたときケース間に隙間が形成され、上面側から濾材２６に向けて被濾過流体の流入が可能となっている。
【００２１】
図８及び図９は組立の第３段階を示しており、この第３段階では、ケース５８に収容したロール状濾材を金属製ハウジング６６に多段（この実施形態では４段）に収容している。ハウジング６６は筒状であり、底部支持板６８（図９）に直立するように溶接などの適当な手段により一体固定されている。底部支持板６８はボス部７０を備え、ボス部７０の中心孔70-1にはねじが切られている。一方、金属製の筒状シャフト７２は上端にハンドル７４を備えており、この筒状シャフト７２にカバー７５及び図６の（ロ）のようにロール状濾材２６を圧入したケース５８が４段に挿入される。図８に示すように上下に隣接するケース５８間ではマンドレル５２の上端の環状突起５６にОリング７６が装着され、このОリング７６に上段側のケース５８の下端面が当接することにより上下に隣接するケース５８間のシールが行われ、未浄化の被濾過流体（潤滑油）が直接に筒状シャフト（出口配管側）７２に漏出しないようになっている。図９に示すように、最下段のケース５８はシール７８を介して金属製ストッパリング８０に載置されており、筒状シャフト７２に対する４段構成のケース５８の位置決めがされている。ストッパリング８０は筒状シャフト７２の下端におけるねじ部７２Ａに螺合されている。
【００２２】
このようにして、ロール状濾材２６を圧入したケース５８を４段に装着した筒状シャフト７２はそのねじ部７２Ａにおいて図９に示すように底部支持板６８のボス部７０のねじ孔70-1に螺合される。この螺合は上端側のハンドル７４を回すことにより進行される。カバー７５は外周側における下面に環状溝８２を形成しており、ハウジング６６の上端はこの環状溝８２に収容されたОリング７６´に当接される。また、カバー７５の上面側にもОリング７６"が設けられている。ハンドル７４を締め付けて行くと、４段のケース５８は下端側ではシール７８を介してストッパリング８０に押し付けられ、近接するケース間では上側のケース５８の下面が下側のケース５８から突出するマンドレル５２の上端に装着したОリング７６に押しつけられ、多段ケースの上段側では内周においてカバー７５が最上段のケース５８から突出するマンドレル５２の上端に装着したОリング７６に押しつけられ、また、外周においてカバー７５とハウジング６６との間のОリング７６´がシールを行う。そのため、出口側としての筒状シャフト７２内の中心空洞は入口側としてのハウジング６６の内側空間Ｓとは完全に遮断され、未濾過の流体が出口側に直接漏洩することはない。
【００２３】
図８において筒状シャフト７２はその長手方向に間隔をおいて濾過後の流体を受け入れるための流入孔８４を複数形成している。この流入孔８４はこの実施形態では濾材２６により濾過された後の流体を集めるケース下端の放射状リブ６２間の窪み６４の開口部６０と対向するように設置されている。
【００２４】
図９に示すように底板６８には被濾過流体としての潤滑油などを受け入れるためのユニオン（接続管）８６が設置され、矢印Ｈのように被濾過流体が図示しない供給ポンプからの圧力下でハウジング６６内の空間Ｓに流入される。ケース内に流入された被濾過流体は矢印Ｊのように並列的に各ケース５８のロール状濾材２６に上面側より導かれる。このようにして各濾材２６に並列的に導入された被濾過流体は濾材２６を上から下に向けて通過し、その際に異物が捕集され、異物の除去を受けた被濾過流体は矢印Ｋのように濾材２６の下端側から取り出され、リブ６２間の窪み６４を矢印Ｌ（図７）のように半径内方に向けて通過し、開口６０より筒状シャフト７２の流入孔８４より筒状シャフト７２の中心空洞内に回収される。このように回収された濾過後の流体は筒状シャフト７２内の空洞を矢印Ｍのように下向きに流れ、図９に示すように底板６８のボス部７０の中心孔70-1より矢印Ｎのように取り出される。潤滑系に戻される。
【００２５】
各ロール状濾材２６を上から下に被濾過流体が通過する際に異物は濾材（薄紙）の繊維によって捕捉する。従って、そして、表層側の無皺の部分は低濾材密度部分となっており、皺４０を形成した下層側は高濾材密度部分５０となっている。そして、表層側の低濾材密度部分では異物のうちの大きな異物の捕集が行われ、下層側の高濾材密度部分５０では異物のうちの小さな異物の捕集が行われる。そのため、粗い粒子から駒かな粒子に至るまで一つのロール状濾材２６によって捕集することができ、また、ロール状濾材２６の上下方向におけるによる全領域を異物の捕集のために有効活用できるため長寿命化を図ることができる。これに対し、従来技術では本願発明のような高密度部分は設けられず上下に濾材密度は均等であったため、濾材密度を高めて微細な異物まで捕集しようとすると、一旦大きな異物が表層側で捕集されると流速不足が惹起され、下層側は未だ捕集能力に余力があるにも関わらずロールはその寿命に達してしまう問題点があり、これを回避するためには濾材密度の相違するロールを直列に２段に設置する必要があり、製造コスト増につながっていた。この発明は一つの濾材ロールに密度の大小部分を巻取り時の皺により形成するものであり、製造コストの面でもランニングコストの面でも改善が図られトータル的に著しい低コスト化を実現しうるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の濾材の造皺・巻取システムの概略平面図である。
【図２】図２はこの発明の濾材の造皺・巻取システムの概略側面図である。
【図３】図３は造皺ローラ単品の平面図である。
【図４】図４は皺形成部分におけるロール状濾材の各巻層間の濾紙の状態を模式化して表す図である。
【図５】図５は濾材よりのフィルタの組立の第１の段階（マンドレル挿入）を示す図である。
【図６】図６は濾材よりのフィルタの組立の第２の段階（ケース圧入）を示す図である。
【図７】図７はケースの断面図（図８のVII−VII線に沿って表される矢視断面図）である。
【図８】図８は組立状態のフィルタの上部詳細断面図である。
【図９】図９は組立状態のフィルタの全体構成断面図である。
【符号の説明】
１０…原反ロール
１４…原反紙
１６…スリッタ
２０…円形刃
２２…紙片
２４…スピンドル
２６…濾材ロール
２８…造皺ローラ
４０…皺
４２…紙管
５０…ロール状濾材の高濾材密度領域
５２…マンドレル
５８…プラスチック製ケース
６６…金属製ハウジング
６８…底部支持板
７２…筒状シャフト
７５…カバー
【図１】
0004570215.tif 000002
【図２】
0004570215.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004570215.tif 000007
【図７】
0004570215.tif 000008
【図８】
0004570215.tif 000009
【図９】
0004570215.tif 000010