JP2019103992A - 筒形フィルタエレメントの製造方法及び筒形フィルタエレメントの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部に段差が生じることを抑制すること。【解決手段】筒形フィルタエレメント１０を製造する方法は、治具３０の上面に設けられた環状凹部３３における複数箇所に対して、吐出装置２０の複数の吐出口２３から溶融状態のホットメルト接着剤Ｇをそれぞれ吐出する吐出工程と、濾過部１１の一端を治具３０の上面に載置することにより同一端に対してホットメルト接着剤Ｇを塗布する塗布工程とを含む。【選択図】図３

Description

本発明は、筒形フィルタエレメントの製造方法及び筒形フィルタエレメントの製造装置に関する。

従来、内燃機関には、オイルに含まれる異物を濾過するオイルフィルタが設けられている（例えば特許文献１参照）。
こうしたオイルフィルタは、有底筒形のケーシングと、ケーシング内に収納される所謂菊花形のフィルタエレメントとを備えている。菊花形のフィルタエレメントは、濾材シートが襞折りされてなる円筒形状の濾過部と、濾過部の軸線方向の両端における濾材シートの内側同士をシールする端部シール材とを有している。

ケーシング内には、フィルタエレメントを軸線方向の両側から挟持するためのリリーフバルブ及びチェックバルブが設けられている。
また、濾過部の軸線方向の一端及び他端には、リリーフバルブ及びチェックバルブとの間をそれぞれシールする環状のシール部が設けられている。

特許文献１に記載のフィルタエレメントでは、こうした環状のシール部が光硬化性樹脂により形成されている。

特開２００３−１８１２１２号公報 特開２０１７−１１９２２９号公報

ところで、特許文献１に記載のフィルタエレメントの場合、シール部が光硬化性樹脂により形成されているため、製造コストの低減を図ることが難しいという問題点がある。
これに対して、本願発明者は、例えば特許文献２に記載の吐出装置に相当するホットメルト接着剤を一筆書きにて塗布することにより環状のシール部を形成することを考えた。

しかしながら、この場合、塗布されたホットメルト接着剤のうち最初に塗布された部分と最後に塗布された部分とが重なり合う箇所において、最初に塗布された部分、すなわち温度が低下して硬化が進行している部分の上から、最後に塗布された部分が重なり合って硬化するために段差が生じやすい。

こうした段差はシール部におけるシール性を低下させるおそれがあることから、良品とすることができず、歩留まりを悪化させる一因となっている。
本発明の目的は、シール部に段差が生じることを抑制できる筒形フィルタエレメントの製造方法及び筒形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筒形フィルタエレメントの製造方法は、濾材シートが襞折りされてなる筒形状の濾過部と、前記濾過部の軸線方向の両端における前記濾材シートの内側同士をシールする端部シール材とを有するフィルタエレメントに適用され、前記濾過部の軸線方向の一端に環状のシール部を形成することによりフィルタエレメントを製造する方法であって、治具の一端面に設けられた環状凹部における複数箇所に対して、吐出装置の複数の吐出口から溶融状態のホットメルト接着剤をそれぞれ吐出する吐出工程と、前記濾過部の前記一端を前記治具の前記一端面に載置することにより前記一端に対して前記ホットメルト接着剤を塗布する塗布工程と、を含む。

上記目的を達成するための筒形フィルタエレメントの製造装置は、濾材シートが襞折りされてなる筒形状の濾過部と、前記濾過部の軸線方向の両端における前記濾材シートの内側同士をシールする端部シール材とを有するフィルタエレメントに適用され、前記濾過部の軸線方向の一端に環状のシール部を形成することによりフィルタエレメントを製造する装置であって、環状凹部が設けられた一端面を有する治具と、前記治具の前記環状凹部における複数箇所に対して溶融状態のホットメルト接着剤をそれぞれ吐出する複数の吐出口を有する吐出装置と、を備える。

同方法及び構成によれば、治具の環状凹部における複数箇所に対して、吐出装置の複数の吐出口から溶融状態のホットメルト接着剤がそれぞれ吐出され、環状凹部内の全体に充填される。

このため、吐出口が１箇所のみの場合と比較して、治具の環状凹部内にホットメルト接着剤を充填するために要する時間を短くすることができ、環状凹部内におけるホットメルト接着剤の温度の位置によるばらつきを抑制することができる。

本発明によれば、シール部に段差が生じることを抑制できる。

筒形フィルタエレメントの一実施形態について、（ａ）は片側断面としたフィルタエレメントの側面図、（ｂ）はフィルタエレメントの平面図。 同実施形態におけるフィルタエレメントの製造装置の断面図。 同実施形態におけるフィルタエレメントの製造方法を順に示す説明図。

以下、図１〜図３を参照して、筒形フィルタエレメントを製造する方法及び装置の一実施形態について説明する。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、筒形フィルタエレメント１０は、内燃機関のオイルフィルタに用いられる所謂菊花形のものであり、濾紙などの帯状の濾材シート１５が襞折りされてなる円筒形状の濾過部１１を有している。

濾過部１１の軸線方向（図１の上下方向）の両端には、ホットメルト接着剤からなり、濾材シート１５の内側同士の間を接着する端部シール材１２が設けられている。
濾過部１１の軸線方向の両端部には、円環状のシール部１３がそれぞれ設けられている。シール部１３の内周面は、濾過部１１の中心孔１４の内周面と一致している。シール部１３の外周面は、濾過部１１の外周面よりも内周側に位置している。

次に、フィルタエレメント１０のシール部１３を製造する装置について説明する。
図２及び図３に示すように、本実施形態のフィルタエレメント１０の製造装置は、環状凹部３３が設けられた上面を有する治具３０と、治具３０の環状凹部３３における複数箇所（本実施形態では８箇所）に対して溶融状態のホットメルト接着剤（以下、接着剤Ｇ）を吐出する吐出装置２０とを備えている。

治具３０は、中心孔３２を有する円盤状の本体部３１と、中心孔３２の周縁から上方に向けて突設された円筒状の挿入筒部３４とを有している。環状凹部３３は、円環状をなしており、本体部３１の上面に設けられている。本実施形態では、環状凹部３３の内径が、挿入筒部３４の外径と同一とされている。

図２に示すように、吐出装置２０は、略円柱状をなす装置本体２１を有している。装置本体２１の下部の中心部には、下方に開口する円柱状の空洞部２４が設けられている。空洞部２４の内径は、上述した治具３０の挿入筒部３４の外径よりも僅かに大きくされている。また、空洞部２４の高さは、治具３０の本体部３１の上面からの挿入筒部３４の高さよりも大きくされている。

これにより、装置本体２１の空洞部２４内に治具３０の挿入筒部３４が挿入可能とされている。また、空洞部２４内に挿入筒部３４が挿入された状態において、装置本体２１の下面に本体部３１の上面が当接される。

装置本体２１の内部には、装置本体２１の上面の中心部に開口するとともに中心軸線Ｃに沿って下方に向けて延びる上流側流路２２ａが設けられている。また、上流側流路２２ａの下流側（同図の下側）にて分岐し、装置本体２１の下面に開口する複数（本実施形態では８つ）の吐出口２３までそれぞれ延びる複数の下流側流路２２ｂが設けられている。装置本体２１の上面の開口には、溶融状態の接着剤Ｇを上流側流路２２ａに向けて押し出す押出装置４０の接続部４１が接続されている。

各下流側流路２２ｂは、上流側流路２２ａとの分岐部から下流側ほど外周側に位置するように装置本体２１の中心軸線Ｃに対して傾斜して延びる上流側部分と、同部分の下流側から中心軸線Ｃに沿って延びるとともに吐出口２３に連なる下流側部分とを有している。

図２に示すように、各吐出口２３は、径方向において治具３０の環状凹部３３に対応する位置に設けられている。
図３に示すように、各吐出口２３は、いずれも同一の大きさの円形状をなしており、中心軸線Ｃを中心とする周方向において等間隔にて設けられている。

装置本体２１における上流側流路２２ａの外周側には、電熱線からなり、上流側流路２２ａを加熱する加熱部２５ａが埋設されている。
装置本体２１における各下流側流路２２ｂの外周側には、電熱線からなり、各下流側流路２２ｂを加熱する加熱部２５ｂが設けられている。

次に、フィルタエレメント１０の製造方法について説明する。
まず、濾過部１１を形成する方法について説明する。
帯状の濾材シート１５の一方の面における幅方向の両端に対してホットメルト接着剤を塗布するとともに濾材シート１５を襞折りし、円筒形状に丸めることで濾過部１１を形成する。このとき、濾過部１１の軸線方向の両端には、上記ホットメルト接着剤によって端部シール材１２が形成される。

次に、図３の左上部に示すように、吐出装置２０の空洞部２４に対して治具３０の挿入筒部３４を挿入し、吐出装置２０の下面を治具３０の本体部３１の上面に載置する。
続いて、図２に示すように、押出装置４０から接続部４１を介して吐出装置２０内に溶融状態の接着剤Ｇを押し出す。押し出された接着剤Ｇは、吐出装置２０内を上流側流路２２ａ及び各下流側流路２２ｂの順に各加熱部２５ａ，２５ｂによって加熱された状態で流れる。そして、溶融状態の接着剤Ｇを、各吐出口２３から、治具３０の環状凹部３３における複数箇所に対して同時に吐出する（以上、吐出工程）。環状凹部３３内の複数箇所に対してそれぞれ吐出された接着剤Ｇは高温であり、流動性を有しているため、環状凹部３３の全体に充填される。

続いて、治具３０から吐出装置２０を取り外す。
続いて、図３の左下部及び右上部に示すように、濾過部１１の中心孔１４に対して治具３０の挿入筒部３４を挿入し、濾過部１１の下面を治具３０の本体部３１の上面に載置する。これにより、濾過部１１の下面に対して接着剤Ｇを塗布する（以上、塗布工程）。なお、中心孔１４の内径は、上述した治具３０の挿入筒部３４の外径よりも僅かに大きくされている。

その後、濾過部１１を治具３０から外す。
これにより、図３の右下部に示すように、濾過部１１の下面（一端面）に環状のシール部１３が形成される。

また、同様の工程を繰り返すことにより、濾過部１１の上面（他端面）に対してシール部１３が形成される。
以上説明した本実施形態に係る筒形フィルタエレメントの製造方法及び筒形フィルタエレメントの製造装置によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。

（１）フィルタエレメント１０の製造方法は、治具３０の一端面に設けられた環状凹部３３における複数箇所に対して、吐出装置２０の複数の吐出口２３から溶融状態の接着剤Ｇをそれぞれ吐出する吐出工程と、濾過部１１の軸線方向における一端を治具３０の一端面に載置することにより上記一端に対して接着剤Ｇを塗布する塗布工程とを含む。

こうした方法によれば、治具３０の環状凹部３３における複数箇所に対して、吐出装置２０の複数の吐出口２３から溶融状態の接着剤Ｇがそれぞれ吐出され、環状凹部３３内の全体に充填される。

このため、吐出口２３が１箇所のみの場合と比較して、治具３０の環状凹部３３内に接着剤Ｇを充填するために要する時間を短くすることができ、環状凹部３３内における接着剤Ｇの温度の位置によるばらつきを抑制することができる。

したがって、シール部１３に段差が生じることを抑制できる。
（２）フィルタエレメント１０の製造装置は、環状凹部３３が設けられた一端面を有する治具３０と、治具３０の環状凹部３３における複数箇所に対して溶融状態の接着剤Ｇをそれぞれ吐出する複数の吐出口２３を有する吐出装置２０とを備える。

こうした構成によれば、上述した（１）と同様の効果を得ることができる。
（３）複数の吐出口２３は、環状凹部３３の中心を中心とする周方向において等間隔にて設けられている。

こうした構成によれば、複数の吐出口２３が不等間隔で設けられた場合に比べて、隣り合う吐出口２３から吐出された接着剤Ｇ同士が接合するタイミングを全周において略同一にできる。すなわち、接着剤Ｇ同士の接合位置によって、接着剤Ｇの硬化度合に差が生じることを抑制できるため、接着剤Ｇ同士の接合部分において段差が生じることを一層抑制できる。

（４）吐出装置２０の内部には、上流側流路２２ａと、上流側流路２２ａの下流側にて分岐するとともに複数の吐出口２３までそれぞれ延びる複数の下流側流路２２ｂとが設けられている。吐出装置２０には、各下流側流路２２ｂを加熱する加熱部２５ｂが設けられている。

こうした構成によれば、各下流側流路２２ｂを流れる接着剤Ｇを効果的に加熱することができる。このため、各吐出口２３から吐出される接着剤Ｇの溶融状態に差が生じることを抑制でき、治具３０の環状凹部３３に吐出された接着剤Ｇの溶融状態が位置によってばらつくことを抑制できる。したがって、シール部１３に段差が生じることを一層抑制できる。

（５）シール部１３をホットメルト接着剤Ｇにより形成するため、例えば光硬化性樹脂を用いてシール部を形成する場合と比較して、製造コストを低減することができる。
＜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。

・吐出工程において、治具３０を回転させるようにしてもよい。
こうした構成によれば、吐出装置２０から接着剤Ｇが吐出される間、治具３０が装置本体２１に対して回転される。このため、治具３０の環状凹部３３の全体に接着剤Ｇを充填させるために要する時間を一層短くすることができ、環状凹部３３内における接着剤Ｇの温度の位置によるばらつきを一層抑制することができる。

・下流側流路の断面積を吐出口２３に向けて徐々に小さくすることもできる。
・複数の吐出口２３を、装置本体２１の中心軸線Ｃを中心とする周方向において不等間隔にて設けることもできる。

・吐出口を四角形など円形以外の形状にすることもできる。
・上流側加熱部２５ａを省略し、下流側加熱部２５ｂのみにすることもできる。また、下流側加熱部２５ｂを省略し、上流側加熱部２５ａのみにすることもできる。

１０…フィルタエレメント、１１…濾過部、１２…端部シール材、１３…シール部、１４…中心孔、２０…吐出装置、２１…装置本体、２２ａ…上流側流路、２２ｂ…下流側流路、２３…吐出口、２４…空洞部、２５ａ…上流側加熱部、２５ｂ…下流側加熱部、３０…治具、３１…本体部、３２…中心孔、３３…環状凹部、３４…挿入筒部、４０…押出装置、４１…接続部。

Claims (4)

1. 濾材シートが襞折りされてなる筒形状の濾過部と、前記濾過部の軸線方向の両端における前記濾材シートの内側同士をシールする端部シール材とを有するフィルタエレメントに適用され、前記濾過部の軸線方向の一端に環状のシール部を形成することによりフィルタエレメントを製造する方法であって、
   治具の一端面に設けられた環状凹部における複数箇所に対して、吐出装置の複数の吐出口から溶融状態のホットメルト接着剤をそれぞれ吐出する吐出工程と、
   前記濾過部の前記一端を前記治具の前記一端面に載置することにより前記一端に対して前記ホットメルト接着剤を塗布する塗布工程と、を含む、
   筒形フィルタエレメントの製造方法。
2. 濾材シートが襞折りされてなる筒形状の濾過部と、前記濾過部の軸線方向の両端における前記濾材シートの内側同士をシールする端部シール材とを有するフィルタエレメントに適用され、前記濾過部の軸線方向の一端に環状のシール部を形成することによりフィルタエレメントを製造する装置であって、
   環状凹部が設けられた一端面を有する治具と、
   前記治具の前記環状凹部における複数箇所に対して溶融状態のホットメルト接着剤をそれぞれ吐出する複数の吐出口を有する吐出装置と、を備える、
   筒形フィルタエレメントの製造装置。
3. 前記複数の吐出口は、前記環状凹部の中心を中心とする周方向において等間隔にて設けられている、
   請求項２に記載の筒形フィルタエレメントの製造装置。
4. 前記吐出装置の内部には、上流側流路と、前記上流側流路の下流側にて分岐するとともに前記複数の吐出口までそれぞれ延びる複数の下流側流路とが設けられており、
   前記吐出装置には、前記複数の下流側流路の各々を加熱する加熱部が設けられている、
   請求項２または請求項３に記載の筒形フィルタエレメントの製造装置。