JP2022516971A - フィルタを構成部材に結合するための方法およびフィルタと構成部材とから成るシステム - Google Patents

Abstract

濾材（３）を流体技術的な構成部材に結合するための方法が提供される。この方法は、濾材（３）を流体技術的な構成部材に材料接続的な結合法によって結合するステップを含む。

Description

本発明は、濾材を流体技術的な構成部材に結合するための方法、特に車両の分野で使用される方法および流体技術的な構成部材に関する。

特にブレーキまたはサスペンションシステム用の空圧システムを備える車両には、空圧システムにおけるセンサ、電磁弁、ピストン、シールスリーブ、ダイヤフラム等の汚染を回避するために、フィルタが使用される。空圧システムにおける空気の流れ方向で見て最初のフィルタは、通常、メインエアフィルタ、例えば吸気エアフィルタまたは４回路保護弁におけるエアフィルタである。このメインフィルタの下流に生じた汚染物を捕集するためには、各モジュールまたは電磁弁に直接装着されるフィルタが使用されることが多い。これによって、組付けの際に生じた汚染粒子または空圧管路の内部に生じた金属片、剥離片および捲れも捕捉される。こういったフィルタは、いわゆる「内在（in-built）」粒子を捕捉するためにも必要となる。

このようなフィルタは、構成部材、例えばモジュールまたは電磁弁内にクリップ留めされるか、ねじ込まれるか、またはフィルタとして使用されるプラスチック構成要素内にプラスチックの射出により埋設される。つまり、フィルタは、付加部材として組み付けられなければならないか、またはプラスチックの射出により埋設される場合には、挿入部材としてプラスチック射出金型内に挿入されなければならない。このことは、両方とも高価である。つまり、基本的に濾過によって多くの費用が生じてしまう。その上、濾過の有無に拘わらず必要となる個別部材が使用されると、例えばフィルタがプラスチックの射出により埋設される際に２つの構成部材番号が付されなければならない。このことは、フィルタを備える構成部材と、フィルタを備えない構成部材とが存在するという理由から、保管、調達等のための相応の手間に結び付けられてしまう。

つまり、本発明の根底にある課題は、上記欠点を取り除く方法および流体技術的な構成部材を提供し、濾過をフレキシブルかつ廉価に提供する方法および流体技術的な構成部材を提供することである。

この課題は、請求項１記載の方法および請求項１１記載のシステムによって解決される。従属請求項には、好適な発展形態が含まれている。

本発明の一態様によれば、濾材を流体技術的な構成部材に結合するための方法が、濾材を流体技術的な構成部材に材料接続的な結合法によって結合するステップを含む。

材料接続的な結合法によって、流体技術的な構成部材内に流入する流体の濾過を、必要な場合には製造中にフレキシブルに提供することが可能となる。この場合、付加的な構成部材、例えばクリップまたはねじは不要となる。

方法の有利な構成では、材料接続的な結合法が超音波溶着法である。

超音波溶着法の使用によって、付加的な結合材料、例えば接着剤が不要となる。さらに、流体技術的な構成部材を、例えば接着剤を完全硬化させるための長い待機時間なしに後続処理することができる。

方法の有利な構成では、方法が、濾材を適切な形状およびサイズで自動的に供給するステップを含む。

このステップに基づき、適切な濾材を多大な手間をかけずに迅速に供給することが可能となる。

方法の別の有利な構成では、適切な形状およびサイズの濾材が、打抜きによって製作され、打抜きが、超音波溶着法のための、相応に備え付けられた溶着工具によって実施される。

打抜きが、超音波溶着法のための溶着工具によって実施されると、打抜きを実施するための付加的な工具が不要となる。これによって、当然、投資コストが削減される。

方法の別の有利な構成では、打抜きおよび超音波溶着法の溶着が、溶着工具のただ１回の作業ストロークで実施される。

打抜きおよび溶着の両方の作業ステップを１回の作業ストロークで実施することによって、加工時間が短くなる。これによって、組付け時間が節約される。さらに、溶着工具によって結合箇所への搬送を行うことができるので、結合のための濾材の位置決めが簡略化されている。

方法の有利な構成では、濾材と、流体技術的な構成部材のハウジング部材との結合が、上位のアセンブリ内への流体技術的な構成部材の組付け工程のステップである。

この構成では、上位のアセンブリ内への組付け工程中に初めて、流体技術的な構成部材が特別な特性を備えることが可能となる。このことは、より早期の時点では、製造・管理手間を増大させてしまう。

方法の有利な構成では、濾材が、流体技術的な構成部材の機能要素に結合され、この結合が、機能要素を流体技術的な構成部材内に組み付ける、特に最終組付け中の組付け工程のステップとして行われる。

この構成では、特殊な機能のために流体技術的な構成部材内に使用され、したがって、いずれにせよ存在する機能要素だけを、材料接続的な結合に適した材料から形成して、フレキシビリティと、濾材を結合するための付加的な構成部材の節約との利点を提供することが可能となる。

方法の別の有利な構成では、使用目的に応じて、流体技術的な構成部材に濾材が設けられてもよいし、設けられなくてもよく、流体技術的な構成部材の使用に関連して、機能要素が、この機能要素に結合された濾材とともに、流体技術的な構成部材内に組み付けられる。

これによって、流体技術的な構成部材の本来の使用にフレキシブルに応じることができるので、相応に濾材を備えた機能要素は、必要な場合にしか組み付けられない。このことは、最終組付けの範囲内で好適に行うことができる。

方法の別の有利な構成では、流体技術的な構成部材が弁であり、弁の使用が、流入弁または流出弁としての使用であり、弁が流入弁として使用されるときに、機能要素が、この機能要素に結合された濾材とともに組み付けられる。

この特殊な例では、弁を流入弁として使用するかまたは流出弁として使用するかは、規定された特徴、つまり、濾材が機能要素に存在するか否かという特徴を有する機能要素の組付けによってのみ決定することができる。

方法の別の有利な構成では、機能要素がノズルである。

機能要素としてのノズルによって、このノズルの位置に基づき、弁内への流体の流入時に流体を濾過することができる。

本発明の別の態様によれば、流体技術的な構成部材と、この流体技術的な構成部材に結合された濾材とから成るシステムであって、濾材が、流体技術的な構成部材に材料接続的な結合によって結合されているように構成されている、システムが提供される。

流体技術的な構成部材と、この流体技術的な構成部材に材料接続的な結合によって結合された濾材とから成るシステムによって、流体技術的な構成部材内に流入する流体の濾過を、必要な場合にフレキシブルに提供することが可能となる。この場合、付加的な構成部材、例えばクリップまたはねじは不要となる。

システムの有利な構成によれば、流体技術的な構成部材が弁である。

この構成では、弁をフレキシブルに提供することができ、これによって、種々異なるタイプの複数の弁を相応に準備の手間をかけて提供することが不要となる。

システムの別の有利な構成によれば、濾材が、流体技術的な構成部材の使用に関連して組み付けられているように構成された流体技術的な構成部材の機能要素に結合されているように構成されている。

この構成では、基本的に複数の使用事例のために使用可能な弁を、濾材が取り付けられた機能要素を設けることによって、規定された使用ために、つまり、流入弁として形成することができる。

システムの別の有利な構成では、機能要素がノズルである。

ノズルは、種々異なる実施形態において、つまり、流体技術的な構成部材の使用に関連して、つまり、流入弁または流出弁として使用するために、濾材の有無に拘わらず使用されるので、ノズルは、濾材をフレキシブルに提供するために、機能要素として特に適している。

システムの別の有利な構成によれば、ノズルが、流体技術的な構成部材の入口開口内に挿入された空気供給ノズルである。

濾材を空気供給ノズルに結合すると、流体技術的な構成部材内に流入する流体を、簡単に提供された形態で濾過することができる。

以下に、本発明の実施例を添付の図面に基づき説明する。

流体技術的な構成部材と濾材とを有する本発明に係るシステムを一部断面した原理図である。 流体技術的な構成部材を一部断面した原理図である。 材料接続的な結合法のステップを示す原理図である。

図１には、本発明に係るシステム１を一部断面した原理図が示してある。このシステム１は、流体技術的な構成部材としての弁２と、流体技術的な構成部材に結合された濾材３とから成っている。

システム１は、さらに、このシステム１の機能要素としてのノズル４を有する。機能要素は、流体技術的な構成部材内での特殊な機能のために使用される。さらに、弁２は、この弁２の機能要素を収容する複数のハウジング部材のうちの１つとしてのハウジングボディ５を有する。

濾材３は、流体技術的な構成部材の機能を妨げる粒子を濾過分離するために適したメッシュ幅を有する。濾材３は、材料接続的な結合によってノズル４に結合されている。これによって、２つの構成部材のこの結合が、ノズル４と濾材３との一体形の製造と区別される。本実施形態では、材料接続的な結合が超音波溶着法による結合である。ノズル４は、弁２の空気供給ノズルである。この空気供給ノズルは、ノズル４内の開口６を通って弁２に流入する供給された圧縮空気を濾過するために、濾材３を備える。弁２は、本実施形態では、流入弁として使用される。

代替的な実施形態では、材料接続的な結合が、別の結合原理、例えば接着またはろう接によって行われる。別の代替的な実施形態では、濾材３が、ノズル４に結合されているのではなく、流体技術的な構成部材自体、例えば弁２の複数のハウジング部材のうちの１つまたは別の機能要素に結合されている。さらに、代替的には、流体が圧縮空気ではなく、例えば別の気体または液体である。

図２には、流体技術的な構成部材としての弁２を一部断面した原理図が示してある。

図２に示した流体技術的な構成部材では、ノズル４’が濾材を備えず、圧縮空気を通流させることができる開口６だけを有する。ノズル４’は、弁２への、ノズル４と同じ入口に組み付けられている。図２に示した弁２は、流出弁として使用される。この場合には、濾材が使用されず、これによって、流体の流出は妨げられなくなるが、場合によっては、弁２内の流体に含まれる異物が妨げられずに流出させられる。つまり、図２に示した弁２は、本発明の実施形態ではなく、特許請求された方法および特許請求されたシステムの可能性に対する説明のために役立つにすぎない。

つまり、図１に示したノズル４および図２に示したノズル４’は、流体技術的な構成部材の使用に関連して組み付けられる。

図３には、濾材３を流体技術的な構成部材に結合する材料接続的な結合法の１回のサイクルのステップの原理図が示してある。図３は、方法の個々のステップを示す図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃおよび図３Ｄの４つの図を含む。

図１に示した濾材３をノズル４に結合するために、図３に示した実施形態では、結合法が超音波溶着法であるが、上述したように、代替的には、別の材料接続的な結合法であってもよい。

図３Ａに示したように、濾材３は、自動的に供給される帯材３’として提供される。このためには、帯材３’がボビンに巻き取られていて、要求に応じて、所要長さが所要長さ通りに供給される。代替的には、濾材３が、帯材３’として提供されるのではなく、例えば、手動で供給されるプレートの形態で提供されるか、または帯材３’が、ボビンと異なる形態で提供される。

図３Ｂには、濾材３が、帯材３’から溶着工具１０としての超音波ホーンによって打ち抜かれた直後のステップにおける状態が示してある。打ち抜かれると、適切な形状およびサイズの濾材３が製作される。このために、超音波溶着装置は、適切な形状のダイ１１と、相補的な形状の打抜きパンチとしての溶着工具１０とを有する。

代替的な実施形態では、濾材３が、打抜きによって適切な形状およびサイズで提供されるのではなく、すでに適切な形状およびサイズで準備されて供給される。

図３Ｃには、本来の結合のステップが示してある。超音波溶着法では、溶着工具１０として超音波ホーンが使用される。この超音波ホーンには、高周波の振動、つまり、超音波振動が導入され、そして、この振動が濾材３とノズル４とに伝達される。このためには、超音波振動のほかに、押圧力が超音波ホーンに加えられる。伝達された超音波振動によって、濾材３とノズル４の材料とが可塑化され、その後、溶着され、ひいては、結合される。

図３Ｄには、濾材３をノズル４に結合した後の状態が示してある。

使用中には、濾材３を必要な形状およびサイズに打ち抜くことができるように、濾材３が、帯材３’によって自動的に供給される。これに続いて、溶着工具１０が、図示の実施形態では下方に移動させられて、濾材３が帯材３’から打ち抜かれる。打抜き工具１０は、ノズル４の方向にさらに移動させられ、打ち抜かれた濾材３を伴った打抜き工具１０が衝突すると、超音波振動が、打抜き工具１０から濾材３を介してノズル４に伝達される。これによって、濾材３とノズル４の材料とが可塑化される。特に図３Ｂおよび図３Ｃに示したように、打抜きと溶着とは、ただ１回の作業ストロークで実施される。代替的には、これら両方の作業工程が、複数回の作業ストロークで実施されてもよい。材料の冷却後には、材料接続的な結合が生じている。

濾材３とノズル４との結合は、機能要素が流体技術的な構成部材内に組み付けられる、つまり、ノズル４が弁２内に組み付けられる組付け工程のステップとして行われる。

組付け工程の後続の過程では、ノズル４が、このノズル４に結合された濾材３とともに弁２内に組み付けられる。このことは、弁２が流入弁として使用される場合に行われる。

弁２が流出弁として使用される場合には、ノズル４’が濾材３なしに組み付けられる。つまり、ノズル４，４’は、流体技術的な構成部材の使用に関連して流体技術的な構成部材内に組み付けられる。

ノズル４ではなく、弁２のハウジング部材、例えばハウジングボディ５が、濾材３に結合される代替的な実施では、このことは、流体技術的な構成部材が上位のアセンブリ内に組み付けられる組付け工程のステップとして行われる。

明細書、以下の特許請求の範囲および図面に示した全ての特徴は、単独でも、任意に組み合わせても、本発明にとって重要となり得る。

１ システム
２ 弁
３ 濾材
４，４’ ノズル
５ ハウジングボディ
６ 開口
１０ 溶着工具
１１ ダイ

Claims (15)

1. 濾材（３）を流体技術的な構成部材に結合するための方法であって、
   前記濾材（３）を前記流体技術的な構成部材に材料接続的な結合法によって結合するステップを含む、方法。
2. 前記材料接続的な結合法は超音波溶着法である、請求項１記載の方法。
3. 前記濾材（３）を適切な形状およびサイズで自動的に供給するステップを含む、請求項１または２記載の方法。
4. 前記適切な形状およびサイズの前記濾材（３）の製作を打抜きによって行い、
   前記打抜きを前記超音波溶着法のための溶着工具（１０）によって実施する、
   請求項２および３記載の方法。
5. 前記打抜きおよび前記超音波溶着法の溶着を前記溶着工具（１０）のただ１回の作業ストロークで実施する、請求項４記載の方法。
6. 前記濾材（３）と、前記流体技術的な構成部材のハウジング部材との結合は、上位のアセンブリ内への前記流体技術的な構成部材の組付け工程のステップである、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 前記濾材（３）を前記流体技術的な構成部材の機能要素に結合し、
   前記結合を、前記機能要素を前記流体技術的な構成部材内に組み付ける、特に最終組付け中の組付け工程のステップとして行う、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
8. 使用目的に応じて、前記流体技術的な構成部材に前記濾材（３）を設けてもよいし、設けなくてもよく、前記流体技術的な構成部材の使用に関連して、前記機能要素を、該機能要素に結合された前記濾材（３）とともに、前記流体技術的な構成部材内に組み付ける、請求項７記載の方法。
9. 前記流体技術的な構成部材は弁（２）であり、
   前記弁（２）の使用は、流入弁または流出弁としての使用であり、前記弁（２）を流入弁として使用するときに、前記機能要素を、該機能要素に結合された前記濾材とともに組み付ける、請求項８記載の方法。
10. 前記機能要素はノズル（４）である、請求項９記載の方法。
11. 流体技術的な構成部材と、該流体技術的な構成部材に結合可能な濾材とから成るシステムであって、
    前記濾材は、前記流体技術的な構成部材に材料接続的な結合によって結合されているように構成されている、システム。
12. 前記流体技術的な構成部材は弁（２）である、請求項１１記載のシステム。
13. 前記濾材（３）は、前記流体技術的な構成部材の使用に関連して組み付けられているように構成された前記流体技術的な構成部材の機能要素に結合されているように構成されている、請求項１１または１２記載のシステム。
14. 前記機能要素はノズル（４）である、請求項１３記載のシステム。
15. 前記ノズル（４）は、前記流体技術的な構成部材の入口開口内に挿入された空気供給ノズルである、請求項１４記載のシステム。

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