JP2846471B2 - フィルターエレメント及びフィルターエレメントの製造方法 - Google Patents

フィルターエレメント及びフィルターエレメントの製造方法

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JP2846471B2 JP6512301A JP51230194A JP2846471B2 JP 2846471 B2 JP2846471 B2 JP 2846471B2 JP 6512301 A JP6512301 A JP 6512301A JP 51230194 A JP51230194 A JP 51230194A JP 2846471 B2 JP2846471 B2 JP 2846471B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃エンジンの潤滑油を濾過するための液
体フィルターに関するが、燃料フィルター及び内燃エン
ジンの燃焼空気を濾過するのに使用されるフィルターの
ような他のタイプのフィルターにも適用可能である。
内燃エンジンの潤滑油を濾過するための液体フィルタ
ーは、金属製ハウジングと、ハウジング内のフィルター
エレメントとからなる。フィルターエレメントは普通に
は、襞付き濾紙又はひだ折された円筒形状の濾材からな
る。かかるフィルターエレメントの現在の製造方法は、
多量の手作業を必要とする。円筒体の１端は略平らな端
ディスク（通常紙製だが、時々金属製）で支持されたプ
ラスチゾルシーラントに埋め込まれなければならない。
次いで、フィルターエレメントを手で逆さにして、プラ
スチゾルシーラントを支持する別の端ディスクを濾紙の
円筒体の反対側の端に据え付けなければならない。プラ
スチゾルシーラントは硬化されず、さらになお粘性状態
にあるので、端ディスクとシーラントを据え付ける際、
フィルターエレメントを逆さにする際、さらに未硬化の
プラスチゾルシーラント付きの組立てたフィルターエレ
メントを硬化用炉の中に移送する際に、組立体を注意深
く取扱わなければならい。自動化設備は手で行ってきた
種々の工程を自動的に行うのに役に立つが、機械は未硬
化のシーラントにより、製造されるフィルターエレメン
トの相当な割合の損傷を防止するように半完成フィルタ
ーエレメントを取り扱うことはできないので、結果は満
足のいくものでなかった。
自動化及びライン速度を増大させるために、先行技術
のプラスチゾルシーラントよりずっと急速に硬化し、従
って各端ディスクがフィルターエレメントに組立られる
とき硬化することのできる紫外線硬化シーラントを用い
ることが提案されてきた。かかる紫外線硬化シーラント
を用いるフィルターの製造方法は、米国特許第5028330
号公報に開示されている。しかしながら、紫外線硬化シ
ーラントは普通のプラスチゾルシーラントよりずっと高
価である。従って、フィルターエレメント組立ラインを
自動化して手作業を除去することが望まれる一方で、安
価な先行技術のプラスチゾルシーラントをもっぱら使用
するか、高価な紫外線硬化シーラントを最小量使用する
かのいずれかが望ましい。フィルターエレメントは、米
国特許第4664801号で提案されており、円周方向に延び
る濾材が、熱硬化シーラントの２つの異なる層によっ
て、カップ形状の端キャップのトラフに連結された端を
もつ環状の円筒形に形成されている。
本発明は、最小量の紫外線シーラントを使用し、自動
組立設備の使用をなお可能にしつつプラスチゾルシーラ
ントを用いるフィルターエレメント及びかかるエレメン
トの自動製造のための組立方法に関する。
本発明のこれらの及び他の利点は、添付図面を参照し
ながら以下の説明から明らかになるであろう。
図１は、先行技術の教示によって製造された液体フィ
ルターを有する油フィルター組立体の断面図である。
図２は、プラスチゾルシーラントを使用する、図１の
液体フィルター組立体に使用される本発明によるフィル
ターエレメントの部分断面図である。
図３は、紫外線で硬化されるシーラント及びプラスチ
ゾルシーラントの両方が用いられるフィルターエレメン
トを図示する図２と同様な図である。
図４は、図２及び図３に示したフィルターエレメント
を製造するための、本発明による工程に使用されるダイ
アル機械の概略図である。
今図面を参照すれば、在来のスピン−オンエンジンの
潤滑油フィルタを図１に参照番号10で指示する。フィル
ター10は内部にキャビティを構成するカン形状の金属製
ハウジング12を有し、キャビティは全体的に参照番号14
で指示したフィルターエレメントを受け入れる。金属ハ
ウジング12の開口端は、タッピング板16によって閉鎖さ
れる。タッピング板16は、車両エンジンの取付け面の取
付スタッド（図示せず）にネジ込まれるようになってい
るネジ山付流出開口18を有する。タッピング板16はさら
に、潤滑油をハウジング12と在来の襞付き濾紙又は濾材
の円筒体24の外先端との間に構成された流入チャンバ22
の中に流入させる。円周方向に間隔を隔てた流入開口20
をさらに有する。襞付き濾紙の円筒体24の内方のへこみ
は、濾紙の円筒配列24を構成する襞の内先端を取り込む
金属製の穴開き中央管26によって抗される。中央管26
は、略円筒形で、流出開口18と連通する流出チャンバを
構成する。中央管の貫通穴を28で示す。エンジンが止ま
ったとき、潤滑油がチャンバ22から流入開口20に逆流す
るのを防止する在来のドレンバック防止弁30及びフィル
ターエレメント14前後の圧力が過度のレベルに達すると
き、潤滑油をフィルターエレメント14を迂回させる全体
的に番号32で指示するバイパス弁も設けられる。
濾紙の円筒体24の下端（図１参照）が、略平らな、環
状の端キャップ36で支持される、全体的に参照番号34で
指示したプラスチゾルの円周方向に延びたバンドによっ
てシールされる。端カップ36の外周は、ハウジング12の
壁に係合して、フィルターエレメント14をハウジング12
内に適正に配向させる。濾紙の円筒体24の上端は、上端
キャップ40上に分配された全体的に参照番号38で指示し
たプラスチゾルによってシールされ、キャップ40は下端
キャップ36と同様に、環状で、略平らで、中央管26から
半径方向外方に濾紙の円筒体24の頂部を横切って延び
る。中央管26の頂部は、従来の設計の中央管キャップ42
によってシールされ、キャップ42はハウジング12の端に
係合する板バネ44を有し、それによって図を参照すれ
ば、フィルターエレメントを下方に負荷する。
今図２を参照すれば、フィルターエレメント46が本発
明によって製造され、図１のフィルターエレメント14を
取り替える。フィルターエレメント46は、フィルターエ
レメント14がそうであるように、円周方向に延びる、全
体的に48で指示した半径方向にテーパした襞付き濾紙又
は濾材の円筒体からなる。襞の各々は、外先端50から半
径方向に対応する内先端52までテーパする。金属製中央
管54は、56の貫通穴を有し、内管52のまわりで円周方向
に延びて、さらに濾紙の円筒体48の内向きのつぶれに抵
抗する。
濾紙の円筒体48の端は、参照番号58で指示した端キャ
ップ組立体によってシールされる。端キャップ組立体58
は、全体的に参照番号60で指示した、弾性の、相当硬質
の環状のカップ形状部材からなる。カップ形状部材60
は、中央管52と同軸の開口62を取り囲む。カップ形状部
材60は、円筒方向に延びた軸方向に突出した外リップ64
と、円周方向に延びた、軸方向にテーパした内リップ66
との間を延びる。リップ64、66は互いに協働して、それ
らの間に円周方向に延びたトラフ68を構成する。全体的
に参照番号70で指示するシーラント材料の円周方向に延
びるバンドは、トラフ68の中に分配される。シーラント
材料70は、上述のように在来のプラスチゾル化合物であ
る。トラフ68は、濾紙の円筒体48の幅全体を受け入れる
のに十分な幅であり、又中央管を受け入れるのに十分な
広さで、シーラント化合物70は襞の端をシールし、又襞
の端に対して及び端キャップ組立体58に対して中央管を
シールする。
キャップ形状部材60は、無秩序に分配された不織繊維
配列と、バインダー樹脂とからなり、先行技術の当業者
にとって周知な在来の紙製製造工程によって製造され
る。コストを最小にするために、繊維の大部分は通常セ
ルロース繊維であるが、少なくとも繊維の幾つかは、張
力及び可撓性疲労強度を与え、且つ弾性及び形成力を又
与えるために、ポリエステル繊維のような合成繊維であ
り、或るいはガラス繊維のような無機繊維であるのが望
ましい。フェノール、ラテックス、アクリル、エポキシ
或いはポリビニールアルコールのようなバインダー樹脂
を用いることも必要である。代表的な材料は50−90％の
セルロース繊維、５−20％を合成繊維及び残りの樹脂か
らなる。樹脂は、製品に可撓性を与え、成形或いは他の
形成工程によってトラフが形成される。プラスチゾルシ
ーラントを用いるべきなら、繊維混合物及び樹脂は、十
分な量の合成繊維及び／又は無機繊維を保持して、必要
な強度を維持し、且つ十分な量の樹脂を保持して、適正
な成形可能性を保証しつつ、コストを最小にするように
選択することができる。
本発明によれば、後に説明するように、図１に示すよ
うな在来のフィルターエレメントが製造されるとき、或
いはプラスチゾルシーラントを用いるフィルターエレメ
ントが図２に示すような端ディスクのカップ形状のトラ
フの中に分配されるとき、シーラントは、フィルターエ
レメントが逆さにされ、反対側の端の端キャップが据え
付けられる前にシーラントを高温に短くさらすことによ
って「部分硬化（kiss gelled）」され、シーラントを
ゲル化する。反対側の端の端キャップを据え付けた後、
フィルターエレメントの他端のシーラントはシーラント
を短時間高温にさらすことによって再び、「部分硬化
（kiss gelled）」され、シーラントをゲル化する。ゲ
ル化されたシーラントにより、プラスチゾルがオフライ
ンの炉で完全に硬化される前に、組立体は損傷なしに自
動組立装置によって取り扱われるのを可能にする。
今図３を参照すれば、図２の実施例と略同じフィルタ
ーエレメントは、同じ参照番号を保持する。図３のフィ
ルターエレメント71は、図２のそれと略同じである。し
かしながら、軸方向に突出し、円周方向に延びたレッジ
72が、トラフ68の中に突出し、内リップ66と協働して、
トラフの一部74を構成し、一部74内には光重合体のよう
な即時硬化シーラントのバンド或いはビード75が横たわ
る。光重合体は、Ciba Gygi化合物XMH−8744であるのが
よい。リッジ72は又、外リップ64と協働して、それらの
間に別の部分76を構成し、部分76内には、普通のプラス
チゾルシーラント70のような熱硬化シーラントのバンド
が横たわる。列の端がトラフに据え付けられた後、即時
硬化シーラント75が紫外線によって硬化し、一方部分76
内に受け入れられた熱硬化シーラントは未硬化のままで
ある。即時硬化シーラントの硬化は、組立体を固定し、
後に説明するように損傷なく、取り扱われる。従って、
フィルターエレメントは次いで逆さにされ、他端キャッ
プは濾紙の円筒体の反対側の端に同様に据え付けられ、
完成した組立体が炉に移送されて、組立体の両端の熱硬
化シーラントを同時に硬化する前に即時硬化シーラント
は硬化する。
もちろん、即時硬化シーラントを硬化する際、端キャ
ップが紫外線を透過することが重要である。従って、シ
ーラントを硬化するために、選択した樹脂が紫外線を透
過することが重要である。各樹脂は、異なる周波数の光
を透過し、吸収し、及び反射する。ポリビニルアルコー
ル樹脂が、相当大きな割合の紫外線波長を透過するの
で、好ましい樹脂であることがわかっている。混合物に
比較的少ない繊維を使用するのが又必要であり、それ故
繊維は光を反射或いは吸収する傾向があり、さらに同様
に高い割合の光を透過するポリビニルアルコール樹脂を
使用する必要がある。
今図４を参照して、端キャップをカートリッジに据え
決ける方法を詳細に説明する。全体的に78で示す３つダ
イアル割り出しダイアル機械が、矢印の方向に割り付け
られたダイアル80、82を指示する１対のトレーを有す
る。機械78が図３の教示に従って製造されたフィルター
エレメントを製造するのに用いられ、紫外線硬化重合体
に使用して、組立体を固定するなら、ダイアル80、82の
各開口は、トレー84を受入れる。トレーがガラスのよう
な紫外線透過材料から作られることが重要である。トレ
ーをダイアル80は位置80A−Ｈ及びダイアル82の82A−Ｈ
の各々に配置する。ダイアル機械78はアーム86A−Ｈが
延びる割り出しダイアル86をさらに有する。ダイアル86
は、矢印で支持する方向に割り出される。概略的に88で
指示した掴み具が、アーム86A−Ｈの各々に取り付けら
れる。掴み具88は、フィルターエレメントを拾い上げ、
昇降させ、さらに解放するためのクラムシェルのグリッ
パー90を有する。
ダイアル80のステーション80A及びダイアル82のステ
ーション82Aに、端キャップ36或いは58の１つをステー
ションでトレー84に分配するための装置（図示せず）が
設けられる。ダイアル80のステーション80B及びダイア
ル２のステーション82Bは、シーラントのバンドをステ
ーション80A、82Aで分配された端キャップの中に分配す
るための装置を備えている。紫外線硬化重合体が、図３
の実施例に従って端キャップの中に分配されるべきな
ら、かかる重合体の分配するための従来の装置がダイア
ル80のステーション80C及びダイアル82のステーション8
2Cに設置される。ステーション80H及び82Hを除くダイア
ル80、82のまわりの残りのステーションは、遊びステー
ションであり、ここで必要な検査を行うことができる。
92で指示した光源が、このステーションでダイアルの下
に配置される。対応するグラムシェルグリップ90が、後
に放棄されるように、濾紙の円筒体のダイアルの上側で
端キャップの中に置く。光源94はダイアル82のステーシ
ョン82Hの下に設けられる。
プラスチゾルをシーラントとして専ら用い、さらにプ
ラスチゾルを「部分硬化（kiss gelled）」するなら
ば、光源94の代わりにホットプレートを位置80H及び82H
の下に配置し、熱を部分硬化（kiss gell）プラスチゾ
ルに伝えることができる。熱は端キャップを介して伝え
られる。トレー８は「部分硬化（kiss gell）」の形態
では用いられない。
濾紙の円筒体48は割り出しダイアル86のアームの１つ
の端で掴み具88によって拾い上げられ、ダイアル80のス
テーション80Hに移送される。上述のように、１つ或い
は複数のシーラントがステーション80A−Ｃで分配され
る端キャップ58は、既に位置80Hに割り出しされてい
る。次いで、掴み具88は濾紙の円筒配置列を端キャップ
組立体58に下げ、襞の端を１つ或いは複数のシーラント
の中に埋め込む。プラスチゾルシーラントを単独で使用
するなら、トレーはホットプレートにさらされ、さらに
紫外線硬化重合体もシーラントとして使用するなら、光
源92はスイッチオンされ、重合体を硬化する。次いで、
部分的に完成した組立体を掴みアームによって拾い上
げ、次いでダイアル80を次の位置に割り出しする。次い
て、割り出しダイアル86を位置86Dに向かって回転さ
せ、掴み具88を180゜アームの軸線を中心として回転さ
せ、それによってカートリッジを逆さにして、濾紙の円
筒配列になった今据え付けられた端キャップ組立体58が
頂部にあり、カートリッジの未完成端が底部にある。次
いで、割り出しダイアル86を86Eで示す位置に割り出さ
れ、ここでダイアル80が濾紙の円筒体をその一方の端に
据え付けるのと同じ仕方で端キャップ組立体を反対側の
端に据え付ける。次いで、割り出しダイアル86は遊びス
テーション86Fを通過して、ステーション86Gを解放し、
ここで完成したフィルター組立体（未硬化のプラスチゾ
ルを除く）をコンベアー95に解放し、コンベアは組立体
を全体的に番号96で指示した硬化炉の中に移送する。次
いで、割り出しダイアルアームはステーション86Aに達
する前に遊びステーション86Hを通過し、ステーション8
6Aで別の濾紙の円筒体が拾い上げられ、工程が繰り返さ
れる。
フロントページの続き (72)発明者 コート エドモンド ヘクター ジュニ ア アメリカ合衆国 ロードアイランド州 02885 ウォーレン フランクリン ス トリート 210 (72)発明者 ハーツェル スティーヴン アーサー アメリカ合衆国 オハイオ州 45331 グリーンヴィル ワーグナー ロード 2449 (72)発明者 プロバスコ チャールズ アレン アメリカ合衆国 オハイオ州 45347 ニュー パリス ペイント ロード 5132 (72)発明者 キスト スティーヴン ワグスタッフ アメリカ合衆国 ユタ州 84093 サン ディー イースト ザーマット サーク ル 2272 (56)参考文献 特開 平１−127018（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−8834（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−27968（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−53165（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−63929（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭49−14499（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭53−11421（ＪＰ，Ｙ２) 特表 平４−507214（ＪＰ，Ａ) 米国特許4664801（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01D 27/06 B01D 29/21 - 29/27 B29C 35/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】濾材をひだ折された円筒体（48）に形成
    し、シーラント（75）を端キャップ（58）に分配し、前
    記シーラント（70、75）が前記濾材の円筒体（48）の端
    に付けられるように、前記シーラント（70、75）を備え
    た前記端キャップ（58）を前記円筒体（48）の一端に係
    合させるフィルタエレメント（14）の製造方法におい
    て、 前記シーラントはプラスチゾルであり、さらに前記方法
    は、前記濾材の円筒体（48）の前記一端の前記シーラン
    ト（70、75）を第１の時間部分的に硬化させて、前記濾
    材の円筒体（48）と前記端キャップ（58）を互いに固定
    し、前記フィルターエレメント（14）の組立を完了し、
    その後前記シーラント（70、75）を前記第１の時間より
    長い第２の時間完全に硬化させる工程を含むことを特徴
    とするフィルタエレメント（14）の製造方法。
  2. 【請求項２】前記濾材の円筒体（48）を逆さにし、シー
    ラント（70、75）を別の端キャップ（58）に分配し、前
    記シーラント（70、75）が前記濾材の円筒体の端に付け
    られるように、前記シーラント（70、75）を備えた前記
    他の端キャップ（58）を前記濾材の円筒体（48）の他端
    に係合させ、前記濾材の円筒体（48）の前記他端の前記
    シーラント（70、75）を第１の時間部分的に硬化させ
    て、前記シーラントをゲル化させ、前記濾材の円筒体
    （48）と端キャップ（58）を互に固定し、しかる後前記
    濾材の円筒体のどちらの端を前記シーラント（70、75）
    をも完全に硬化させる工程を更に含む、請求項１に記載
    のフィルターエレメント（14）の製造方法。
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