JP2021181044A - フィルタエレメントの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に製造することのできるフィルタエレメントの製造方法を提供する。【解決手段】フィルタエレメントの製造方法は、波板状の主壁部及び主壁部の各山部の側面を閉塞する側壁部を有する濾過部２０と、濾過部２０の外周に設けられるシール部３０とを備える。熱可塑性樹脂製の繊維及び前記繊維よりも融点の低い熱可塑性樹脂製の結合材を含む不織布シートを、成形型１００を用いて熱プレスすることにより、濾過部２０及びシール部３０を一度に一体成形する。【選択図】図５

Description

本発明は、フィルタエレメントの製造方法に関する。

特許文献１には、同一の濾材から成形され、波板状の主壁部及び主壁部の各山部の側面を閉塞する側壁部を有する濾過部と、濾過部の外周に設けられるシール部とを備えるフィルタエレメントの製造方法が開示されている。

この製造方法は、板状の濾材を折り曲げて波板状の中間体を成形する工程と、成形型を用いて中間体を熱プレスすることによって上記側壁部及びシール部を成形する工程とを備えている。

シール部では、濾過部から連続する濾材が折り重ねられて多層に積層されている。

特許第３８０１２３１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製造方法においては、波板状の中間体を成形する工程の後に、側壁部及びシール部を成形する工程が行われる。このため、フィルタエレメントの製造に際して多くの工程が必要となる。

本発明の目的は、容易に製造することのできるフィルタエレメントの製造方法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方法は、波板状の主壁部及び前記主壁部の各山部の側面を閉塞する側壁部を有する濾過部と、前記濾過部の外周に設けられるシール部とを備えるフィルタエレメントを製造する方法である。この方法は、熱可塑性樹脂製の繊維及び前記繊維よりも融点の低い熱可塑性樹脂製の結合材を含む不織布シートを、成形型を用いて熱プレスすることにより、前記濾過部及び前記シール部を一度に一体成形する。

同方法によれば、上記不織布シートを、成形型を用いて熱プレスすることにより、濾過部とシール部とが一度に一体成形される。このため、濾過部を成形する工程とは別にシール部を成形する工程を設ける必要がなくなる。したがって、フィルタエレメントを容易に製造することができる。

フィルタエレメントの一実施形態を示す斜視図。 複合繊維の断面図。 同実施形態のフィルタエレメントの製造工程を示す断面図。 同実施形態のフィルタエレメントの製造工程を示す断面図。 同実施形態のフィルタエレメントの製造工程を示す断面図。

以下、図１〜図５を参照して、一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、内燃機関のエアクリーナに用いられるフィルタエレメントの製造方法として本発明を具体化している。

図１に示すように、フィルタエレメント１０は、濾過部２０と、濾過部２０の外周に設けられるシール部３０とを備えている。
図１に示すように、濾過部２０は、エアクリーナ（図示略）に吸入された空気を濾過するものであり、波板状の主壁部２１と主壁部２１の各山部２２，２３の両側面を閉塞する側壁部２６とを備えている。

主壁部２１は、第１山部２２と、第１山部２２とは反対側に向かって突出するとともに第１山部２２と交互に設けられた第２山部２３とを有している。
各山部２２，２３の頂部２４，２５は、互いに平行に延在している。

図１に示すように、シール部３０は、四角環状であり、濾過部２０の高さ方向の中央部に形成されている。すなわち、第１山部２２は、シール部３０から高さ方向の一方に向かって突出している。また、第２山部２３は、シール部３０から高さ方向の他方に向かって突出している。

フィルタエレメント１０を構成する濾過部２０及びシール部３０は、熱可塑性樹脂製の繊維及び当該繊維よりも融点の低い熱可塑性樹脂製の結合材を含む不織布シート４０を、成形型１００を用いて熱プレスすることにより、一体成形されている。

不織布シート４０を構成する繊維は、例えば、芯鞘構造を有する複合繊維４１である。
図２に示すように、この複合繊維４１は、熱可塑性樹脂製の繊維からなる芯部４２と、上記結合材からなる鞘部４３とを有している。芯部４２よりも融点の低い鞘部４３を熱プレスにより軟化させることで、鞘部４３を介して複合繊維４１同士が熱融着される。芯部４２及び鞘部４３を構成する樹脂材料の組み合わせとしては、例えばポリプロピレン及びポリエチレン、ポリエステル及びポリエチレン、ポリエステル及び低融点ポリエステルなどが挙げられる。

本実施形態では、シール部３０の厚さは、濾過部２０の厚さよりも小さい。より詳しくは、シール部３０の圧縮度合は、濾過部２０の圧縮度合よりも大きい。
ここで、成形型１００の構成について説明する。

図３〜図５に示すように、成形型１００は、固定型１１０と、固定型１１０に対して近接可能に設けられる可動型１２０とを備えている。
固定型１１０は、濾過部２０の第１面２１ａに沿った形状の成形面１１１と、シール部３０の第１面３０ａに沿った形状の成形面１１２とを有している。固定型１１０の内部には、加熱装置の電熱線１１３が設けられている。

可動型１２０は、濾過部２０の第１面２１ａの裏面である第２面２１ｂに沿った形状の成形面１２１と、シール部３０の第１面３０ａの裏面である第２面３０ｂに沿った形状の成形面１２２とを有している。可動型１２０の内部には、加熱装置の電熱線１２３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、図３に示すように、不織布シート４０を固定型１１０の成形面１１１上に載置する。不織布シート４０の厚さは、フィルタエレメント１０の高さ、すなわち濾過部２０の高さ以上である。また、不織布シート４０は、所定の目付量であり、単層である。また、加熱装置の電熱線１１３，１２３に通電することによって固定型１１０及び可動型１２０を加熱する。

続いて、図４に示すように、可動型１２０を固定型１１０に向けて近接させることにより、固定型１１０の成形面１１１と、可動型１２０の成形面１２１とによって、不織布シート４０をその厚さ方向の両側から押圧する。

続いて、図５に示すように、固定型１１０と可動型１２０とを型閉じする。ここで、成形面１１２，１２２間の距離は、成形面１１１，１２１間の距離よりも小さい。これにより、不織布シート４０が、固定型１１０の成形面１１１と可動型１２０の成形面１２１とによって濾過部２０に成形されるとともに、固定型１１０の成形面１１２と可動型１２０の成形面１２２とによってシール部３０に成形される。またこのとき、加熱された成形型１００によって、不織布シート４０を構成する複合繊維４１の鞘部４３が軟化されることで、鞘部４３を介して複合繊維４１同士が熱融着される。

このようにして、濾過部２０及びシール部３０が一度に一体成形される。
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）熱可塑性樹脂製の繊維及び当該繊維よりも融点の低い熱可塑性樹脂製の結合材を含む不織布シート４０を、成形型１００を用いて熱プレスすることにより、濾過部２０及びシール部３０を一度に一体成形する。

こうした方法によれば、不織布シート４０を、成形型１００を用いて熱プレスすることにより、濾過部２０とシール部３０とが一度に一体成形される。このため、濾過部２０を成形する工程とは別にシール部３０を成形する工程を設ける必要がなくなる。したがって、フィルタエレメント１０を容易に製造することができる。

（２）不織布シート４０の厚さは、濾過部２０の高さ以上である。
不織布シート４０を厚さ方向に熱プレスすることによって濾過部２０及びシール部３０が一度に一体成形されることでフィルタエレメント１０を製造する場合、不織布シート４０の厚さが小さいと、濾過部２０を成形する際に、不織布シート４０が大きく引き伸ばされることとなり、濾過部２０の密度の制御、すなわち濾過性能の制御が難しくなる。

この点、上記方法によれば、濾過部２０を成形する際に、不織布シート４０が引き伸ばされることを抑制できる。したがって、濾過性能の制御を容易に行うことができる。
（３）シール部３０を、濾過部２０の高さ方向の中央部に形成する。

例えば、シール部３０を、濾過部２０の高さ方向において各山部２２，２３の頂部２４，２５寄りに形成する場合、側壁部２６が他の部分に比べて大きく引き伸ばされることとなり、側壁部２６の密度、すなわち濾過性能が主壁部２１と異なりやすくなる。

この点、上記方法によれば、側壁部２６が引き伸ばされることを抑制できるため、側壁部２６の濾過性能が主壁部２１と異なることを抑制できる。
＜変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・不織布シート４０は、本実施形態で例示したように所定の目付量である単層のものに限定されず、例えば、互いに目付量の異なる複数の不織布を含んでいるものであってもよい。

こうした方法によれば、単層の不織布シート４０を用いる場合に比べて、濾過部２０の圧縮度合、すなわち濾過性能の設計の自由度を高めることができる。
・シール部３０は、本実施形態で例示したように濾過部２０の高さ方向の中央部に形成されるものに限定されず、例えば、濾過部２０の高さ方向の両端のうちいずれか一方に形成されるものであってもよい。

・不織布シート４０の厚さは、濾過部２０の高さ以上であるものに限定されない。すなわち、濾過部２０が濾過性能を有するものであれば、不織布シート４０の厚さが濾過部２０の高さよりも小さくてもよい。

１０…フィルタエレメント
２０…濾過部
２１…主壁部
２１ａ…第１面
２１ｂ…第２面
２２…第１山部
２３…第２山部
２４…頂部
２５…頂部
２６…側壁部
３０…シール部
３０ａ…第１面
３０ｂ…第２面
４０…不織布シート
４１…複合繊維
４２…芯部
４３…鞘部
１００…成形型
１１０…固定型
１１１…成形面
１１２…成形面
１１３…電熱線
１２０…可動型
１２１…成形面
１２２…成形面
１２３…電熱線

Claims (4)

1. 波板状の主壁部及び前記主壁部の各山部の側面を閉塞する側壁部を有する濾過部と、前記濾過部の外周に設けられるシール部とを備えるフィルタエレメントの製造方法において、
   熱可塑性樹脂製の繊維及び前記繊維よりも融点の低い熱可塑性樹脂製の結合材を含む不織布シートを、成形型を用いて熱プレスすることにより、前記濾過部及び前記シール部を一度に一体成形する、
   フィルタエレメントの製造方法。
2. 前記不織布シートの厚さは、前記濾過部の高さ以上である、
   請求項１に記載のフィルタエレメントの製造方法。
3. 前記シール部を、前記濾過部の高さ方向の中央部に形成する、
   請求項１または請求項２に記載のフィルタエレメントの製造方法。
4. 前記不織布シートは、互いに密度の異なる複数の不織布を含む、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のフィルタエレメントの製造方法。

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