JP2017177369A - フィルタエレメントの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部にバリが生じることを適切に抑制できる。
【解決手段】フィルタエレメントの製造装置は、型締めされることでキャビティＣを形成する固定型５１及び可動型５５を有し、キャビティＣの内部においてポリウレタン樹脂Ｒを発泡させて濾過部４１の外周縁にシール部を一体成形する成形型５０を備える。また、成形型５０は、ポリウレタン樹脂Ｒを発泡させる際にキャビティＣと固定型５１及び可動型５５の型合わせ面５２，５６同士の間の隙間との間に位置し、キャビティＣから上記隙間への空気の通過を許容する一方、発泡途中のポリウレタン樹脂Ｒの通過を規制する規制部材７０を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、型締めされることでキャビティを形成する複数の分割型を有し、キャビティ内において樹脂材料を発泡させて濾材の外周縁にシール部を一体成形する成形型を備えるフィルタエレメントの製造装置に関する。

内燃機関のエアクリーナは、インレットを有するケース及びアウトレットを有するキャップを備えており、ケースとキャップとの間には、エアを濾過する濾過部を有するフィルタエレメントが設けられている。

フィルタエレメントの濾過部は、濾紙を襞折りすることにより形成されており、同濾過部の一端面の外周縁には、独立気泡のポリウレタン樹脂よりなる環状のシール部が設けられている（例えば特許文献１の第３図参照）。そして、ケースの開口周縁に形成されたフランジと、キャップの開口周縁に形成されたフランジとによってシール部材が挟持されることにより、ケースとキャップとの間がシールされている。

図９に示すように、フィルタエレメント８０のシール部８２は、平面部８３と、平面部８３の反対側に形成された湾曲面部８４とを有している。
同図に二点鎖線にて示すように、シール部８２を成形する成形型９０は、一対の分割型９１，９５を有している。一対の分割型９１，９５の型合わせ面９２，９６の間には、キャビティＣ内においてポリウレタン樹脂を発泡させる際に、キャビティＣ内の空気を排出するための隙間が形成されている。これにより、キャビティＣ内に空気が滞留することが抑制され、当該空気によってシール部８２にボイドが生じることを抑制できる。

しかしながら、キャビティＣ内の空気と共に発泡途中のポリウレタン樹脂が上記隙間に流出しやすいことから、シール部の外周面にバリ８８が生じるという不都合が生じる。
このようにして生じたバリは、作業者の手作業により除去されるか、特許文献１に記載の技術のように成形型に設けられた刃部によって除去される。

特開昭６４−５８３１８号公報

ところで、従来の製造装置の場合、シール部８２にバリ８８が生じることを適切に抑制できない。そのため、作業者の手作業によりバリを除去する場合であれ、成形型に設けられた刃部によってバリを除去する場合であれ、バリを除去するための工程が必要になり、シール部の製造工程が煩雑になる。

本発明の目的は、シール部にバリが生じることを適切に抑制できるフィルタエレメントの製造装置を提供することにある。

上記目的を達成するためのフィルタエレメントの製造装置は、型締めされることでキャビティを形成する複数の分割型を有し、前記キャビティ内において樹脂材料を発泡させて濾材の外周縁にシール部を一体成形する成形型を備える。前記成形型は、樹脂材料を発泡させる際に前記キャビティと前記複数の分割型の型合わせ面同士の間の隙間との間に位置し、前記キャビティから前記隙間への空気の通過を許容する一方、発泡途中の樹脂材料の通過を規制する規制部材を備える。

同構成によれば、キャビティ内において樹脂材料を発泡させる際に、発泡途中の樹脂材料が複数の分割型の型合わせ面同士の間の隙間へ流出することが規制部材により規制される。このため、フィルタエレメントのシール部にバリが生じることを抑制できる。

また、キャビティ内の空気が上記隙間へ流出することは規制部材によって許容されるため、キャビティ内に空気が滞留することを抑制でき、当該空気によってシール部にボイドが生じることを適切に抑制できる。

本発明によれば、シール部にバリが生じることを適切に抑制できる。

フィルタエレメントの製造装置の第１実施形態について、製造装置により製造されるフィルタエレメントを備えたエアクリーナ全体の断面図。 第１実施形態における型開き状態の成形型の平面図。 （ａ）は、図２の３ａ−３ａ線に沿った成形型の断面図、（ｂ）は、（ａ）に対応する図であって開閉途中の成形型の断面図、（ｃ）は、（ａ）に対応する図であって型締め状態の成形型の断面図。 図３（ｃ）の収容凹部及び金属シートを中心に拡大して示す拡大断面図。 第１実施形態の作用を説明する断面図。 フィルタエレメントの製造装置の第２実施形態について、（ａ）は、開閉途中の成形型の断面図、（ｂ）は、型締め状態の成形型の断面図。 第２実施形態の作用を説明する断面図。 第２実施形態の成形型の一部を示す斜視断面図。 従来のフィルタエレメントについて、シール部を中心として示す断面図。

＜第１実施形態＞
以下、図１〜図５を参照して、第１実施形態について説明する。
＜エアクリーナ１０＞
まず、本実施形態における製造装置により製造されたフィルタエレメント４０を備えたエアクリーナ１０について説明する。

図１に示すように、エアクリーナ１０は車載内燃機関の吸気通路に設けられるものであり、上部に開口２１を有する第１ハウジング２０と、下部に開口３１を有する第２ハウジング３０と、第１ハウジング２０と第２ハウジング３０との間に設けられ、吸気に含まれるダストを捕捉するフィルタエレメント４０とを備えている。第１ハウジング２０及び第２ハウジング３０は、共に硬質樹脂材料により形成されている。

第１ハウジング２０は、開口２１を取り囲む周壁２２と底壁２３とを備えている。周壁２２には、筒状のインレット２４が外側に向けて突設されている。また、開口２１の周縁には、フランジ２５が全周にわたって形成されている。

第２ハウジング３０は、開口３１を取り囲む周壁３２と頂壁３３とを備えている。周壁３２には、筒状のアウトレット３４が外側に向けて突設されている。また、開口３１の周縁には、フランジ３５が全周にわたって形成されている。

フィルタエレメント４０は、例えば濾紙や不織布などの濾材シートを襞折りすることにより形成された平面視四角形状の濾過部４１と、濾過部４１の一端面の外周縁に全周にわたって形成された樹脂材料からなるシール部４２とを有している。本実施形態では、シール部４２が独立気泡のポリウレタン樹脂により形成されている。

シール部４２には、第１ハウジング２０のフランジ２５に当接される平面部４３と、平面部４３の反対側に形成されて第２ハウジング３０のフランジ３５に当接される湾曲面部４４とを有している。第１ハウジング２０のフランジ２５と、第２ハウジング３０のフランジ３５とによってシール部４２が挟持されることにより、第１ハウジング２０と第２ハウジング３０との間がシールされている。

＜成形型５０＞
次に、本実施形態のフィルタエレメント４０の濾過部４１の外周縁にシール部４２を一体成形する成形型５０について説明する。

図２に示すように、成形型５０は、四角環状の固定型５１と、固定型５１の一辺にヒンジ６０を介して揺動可能に連結された四角環状の可動型５５とを備えている。
図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、可動型５５は、ヒンジ６０を中心に型開き状態（図３（ａ）参照）と、型締め状態（図３（ｃ）参照）との間で揺動可能とされている。

図２及び図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、固定型５１における可動型５５に対向する対向面（図３の上面）には、凹溝状をなし、シール部４２の湾曲面部４４を成形する四角環状の第１成形面５３が凹設されている。上記対向面には、第１成形面５３の外周側に隣接する型合わせ面５２が形成されている。

可動型５５における固定型５１に対向する対向面（図３（ｃ）の下面）には、平面状をなし、シール部４２の平面部４３の内周側の部分を成形する四角環状の第２成形面５７が形成されている。また、上記対向面には、第２成形面５７の内周側に隣接するとともに、シール部４２における第１ハウジング２０の周壁２２の内周面と濾過部４１の外周面の間に挟まれる部分４５を成形する環状溝５８が形成されている。

図２、図３（ａ）〜図３（ｃ）及び図４に示すように、可動型５５の上記対向面には、第２成形面５７の外周側に隣接する四角環状の収容凹部５９が形成されている。また、上記対向面には、収容凹部５９の外周側に隣接する型合わせ面５６が形成されている。

図３（ｃ）及び図４に示すように、成形型５０が型締めされた状態において、収容凹部５９の外周縁は、固定型５１の型合わせ面５２の内周縁よりも外周側に位置している。また、収容凹部５９の内周縁は、固定型５１の型合わせ面５２の内周縁よりも内周側に位置している。

図４に示すように、固定型５１及び可動型５５の型合わせ面５２，５６同士の間には、空気が通過可能な隙間６１が形成されている。この隙間６１の大きさは数百μｍとされている。

図２、図３（ａ）〜図３（ｃ）及び図４に示すように、収容凹部５９には、同収容凹部５９の平面形状に沿った四角環状をなすとともにメッシュ状の金属シートからなる規制部材７０が収容されている。したがって、規制部材７０は、固定型５１及び可動型５５の型合わせ面５２，５６に対向する位置から第１成形面５３に対向する位置まで延在している。規制部材７０は周方向に間隔をおいて設けられた接着剤により可動型５５に固定されている。

規制部材７０の網目の大きさは、空気の通過を許容する一方、発泡途中の樹脂材料の通過を規制することのできる大きさとされている。
規制部材７０の厚さは、収容凹部５９の底面（図４における上面）と固定型５１の型合わせ面５２との距離よりも僅かに大きくされている。このため、成形型５０が型締めされた状態において、収容凹部５９の底面及び固定型５１の型合わせ面５２の双方に対して規制部材７０の両面がそれぞれ当接される。

図３（ｃ）に示すように、本実施形態の成形型５０においては、可動型５５に濾過部４１が内嵌された状態で型締めをすることにより、固定型５１の第１成形面５３、濾過部４１の外面、可動型５５の環状溝５８、第２成形面５７、及び規制部材７０によって、シール部４２を成形するためのキャビティＣが形成される。

次に、本実施形態の作用について説明する。
図３（ａ）に示すように、まずは、型開き状態において、可動型５５に濾過部４１が内嵌され、固定型５１の第１成形面５３にポリウレタン樹脂Ｒの原液が注入される。

次に、図３（ｂ）に示すように、可動型５５がヒンジ６０を中心に揺動されることにより、図３（ｃ）に示すように、固定型５１と可動型５５とが型閉じされる。
そして、上記キャビティＣの内部においてポリウレタン樹脂Ｒを発泡させることにより、濾過部４１の外周縁にシール部４２が一体成形される。

ここで、図５に実線の矢印にて示すように、キャビティＣ内においてポリウレタン樹脂Ｒを発泡させる際に、発泡途中のポリウレタン樹脂Ｒが固定型５１及び可動型５５の型合わせ面５２，５６同士の間の隙間６１へ流出することが規制部材７０により規制される。このため、フィルタエレメント４０のシール部４２にバリが生じることを抑制できる。

また、図５に点線の矢印にて示すように、キャビティＣの内部の空気Ｇは、規制部材７０を通過して上記隙間６１へ流出する。これにより、キャビティＣの内部に空気Ｇが滞留することを抑制できるため、当該空気Ｇによってシール部４２にボイドが生じること、すなわち成形不良が生じることを適切に抑制できる。

以上説明した本実施形態に係るフィルタエレメントの製造装置によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）成形型５０は、ポリウレタン樹脂Ｒを発泡させる際にキャビティＣと固定型５１及び可動型５５の型合わせ面５２，５６同士の間の隙間６１との間に位置し、キャビティＣから上記隙間６１への空気の通過を許容する一方、発泡途中のポリウレタン樹脂Ｒの通過を規制する規制部材７０を備えている。

こうした構成によれば、上記作用を奏することにより、シール部４２にバリが生じることを適切に抑制できる。
（２）規制部材７０は、成形型５０が型締めされた状態において、固定型５１及び可動型５５の型合わせ面５２，５６に対向する位置から第１成形面５３に対向する位置まで延在している。

こうした構成によれば、キャビティＣと固定型５１及び可動型５５の型合わせ面５２，５６同士の間の隙間６１との間に規制部材７０を確実に配置することができる。
（３）可動型５５には、規制部材７０を収容する収容凹部５９が形成されている。

こうした構成によれば、可動型５５に凹設された収容凹部５９に規制部材７０が収容されるため、規制部材７０が第２成形面５７よりも固定型５１側に突出することを抑制できる。したがって、シール部４２の平面部４３に段差などが生じることを抑制できる。

（４）規制部材７０は、メッシュ状の金属シートである。
こうした構成によれば、規制部材７０の耐久性が高められることで、規制部材７０の寿命を延ばすことができる。したがって、規制部材７０を交換する頻度が少なくなり、フィルタエレメント４０の生産効率を高めることができる。

（５）規制部材７０は可動型５５に固定されている。このため、シール部４２の成形後、型開きを行う際に、規制部材７０が邪魔になることを回避できる。
＜第２実施形態＞
次に、図６〜図８を参照して、第２実施形態の成形型１５０について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、第１実施形態と対応する構成については第１実施形態の符号「＊＊」に「１００」を加算した符号「１＊＊」を付すことにより重複する説明を省略する。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、固定型１５１の第１成形面１５３の外周縁部には、四角環状をなすとともに可撓性且つ多孔質の樹脂シートからなり、可動型１５５の第２成形面１５７に向けて延出する規制部材１７０が固定されている。本実施形態では、規制部材１７０が、空気の通過を許容する一方、発泡途中のポリウレタン樹脂の通過を規制する機能を有するＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）により形成されている。上記ＰＴＦＥの孔径は、６０μｍ以下であることが望ましい。また、規制部材１７０は接着剤により第２成形面１５７に固定されている。

図６（ａ）に示すように、成形型１５０の型開き状態において、規制部材１７０は、固定型１５１の型合わせ面１５２よりも上方に突出している。
図６（ｂ）及び図７に示すように、成形型１５０の型締め状態において、規制部材１７０における第２成形面１５７に向けて延出する部分が第２成形面１５７に押圧されて弾性変形する。

なお、図８に示すように、規制部材１７０の４つの角部には、切込部１７１がそれぞれ形成されている。成形型１５０を型締めする際に、切込部１７１を構成する両方の縁部１７２同士が互いに重なり合うことにより、規制部材１７０の弾性変形が許容される。

次に、本実施形態の作用について説明する。
図７に示すように、キャビティＣ内においてポリウレタン樹脂を発泡させる際に、発泡途中のポリウレタン樹脂が固定型１５１及び可動型１５５の型合わせ面１５２，１５６同士の間の隙間１６１へ流出することが規制部材１７０により規制される。このため、フィルタエレメント４０のシール部４２にバリが生じることを抑制できる。このとき、規制部材１７０は、ポリウレタン樹脂により押圧されることで同図に実線にて示す位置から二点鎖線にて示す位置まで弾性変形するものの、上記隙間１６１に入り込むことはない。したがって、フィルタエレメント４０のシール部４２にバリが生じることを抑制できる。

また、図７に点線の矢印にて示すように、キャビティＣの内部の空気Ｇは、規制部材１７０を通過して上記隙間１６１へ流出する。
以上説明した本実施形態に係るフィルタエレメントの製造装置によれば、第１実施形態の効果（１）に加えて新たに以下に示す効果が得られるようになる。

（６）規制部材１７０は、可撓性シートであり、固定型１５１の第１成形面１５３に設けられるとともに可動型１５５の第２成形面１５７に向けて延出している。
こうした構成によれば、規制部材１７０が可撓性シートにより形成されている。このため、シール部４２の成形後、型開きを行う際に、規制部材１７０が復元することによって固定型１５１からシール部４２を容易に取り外すことができる。

（７）規制部材１７０は、多孔質の樹脂シートにより形成されている。
こうした構成によれば、可撓性シートからなる規制部材１７０を容易に具現化することができる。また、規制部材１７０を四角環状に容易に加工することができる。

＜変形例＞
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第２実施形態において、例えばＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）などのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）以外の多孔質の樹脂シートによって規制部材１７０を形成してもよい。

・第２実施形態において、例えばメッシュ状の金属シートなどのように可撓性且つ多孔質の金属シートや不織布シートによって規制部材を形成してもよい。
・第１実施形態において、第２実施形態と同様の多孔質の樹脂シートによって規制部材７０を形成してもよい。

・第１実施形態において、規制部材７０を可動型５５に対して着脱可能に取り付けるようにしてもよい。
・第１実施形態において、固定型５１における型合わせ面５２と第１成形面５３との間に規制部材７０を収容する凹部２５９を形成することもできる（図４参照）。この場合、可動型５５の収容凹部５９を省略することもできる。この場合、上記凹部２５９上に規制部材７０を載置するなど固定型５１に対して着脱可能に設けることが好ましい。

・ポリエチレン樹脂などのポリウレタン樹脂以外の樹脂材料によってシール部４２を形成することもできる。例えばポリエチレン樹脂によりシール部４２を形成する場合には、発泡途中のポリエチレン樹脂の通過を規制する材料によって規制部材を形成すればよい。

１０…エアクリーナ、２０…第１ハウジング、２１…開口、２２…周壁、２３…底壁、２４…インレット、２５…フランジ、３０…第２ハウジング、３１…開口、３２…周壁、３３…頂壁、３４…アウトレット、３５…フランジ、４０…フィルタエレメント、４１…濾過部、４２…シール部、４３…平面部、４４…湾曲面部、４５…挟まれる部分、５０，１５０…成形型、５１，１５１…固定型、５２、１５２…型合わせ面、５３，１５３…第１成形面、５５，１５５…可動型、５６，１５６…型合わせ面、５７，１５７…第２成形面、５８，１５８…環状溝、５９…収容凹部（収容部）、６０，１６０…ヒンジ、６１，１６１…隙間、７０，１７０…規制部材、１７１…切込部、１７２…縁部、Ｃ…キャビティ、Ｒ…ポリウレタン樹脂。

Claims (6)

1. 型締めされることでキャビティを形成する複数の分割型を有し、前記キャビティ内において樹脂材料を発泡させて濾材の外周縁にシール部を一体成形する成形型を備えるフィルタエレメントの製造装置において、
   前記成形型は、樹脂材料を発泡させる際に前記キャビティと前記複数の分割型の型合わせ面同士の間の隙間との間に位置し、前記キャビティから前記隙間への空気の通過を許容する一方、発泡途中の樹脂材料の通過を規制する規制部材を備える、
   フィルタエレメントの製造装置。
2. 前記成形型は、複数の分割型として、凹溝状の第１成形面を有する第１型と、平面状の第２成形面を有する第２型とを有しており、
   前記規制部材は、前記成形型が型締めされた状態において、前記第１型及び前記第２型の型合わせ面に対向する位置から前記第１成形面に対向する位置まで延在している、
   請求項１に記載のフィルタエレメントの製造装置。
3. 前記第１型及び前記第２型の少なくとも一方には、前記規制部材を収容する収容部が凹設されている、
   請求項２に記載のフィルタエレメントの製造装置。
4. 前記成形型は、複数の分割型として、凹溝状の第１成形面を有する第１型と、平面状の第２成形面を有する第２型とを有しており、
   前記規制部材は、可撓性シートであり、前記第１型の前記第１成形面に設けられるとともに前記第２型の前記第２成形面に向けて延出している、
   請求項１に記載のフィルタエレメントの製造装置。
5. 前記規制部材はメッシュ状の金属シートである、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のフィルタエレメントの製造装置。
6. 前記規制部材は、多孔質の樹脂シートにより形成されている、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のフィルタエレメントの製造装置。

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