JP4464252B2 - Filtration member, method for producing the filtration member, and apparatus for producing the filtration member - Google Patents
Filtration member, method for producing the filtration member, and apparatus for producing the filtration member Download PDFInfo
- Publication number
- JP4464252B2 JP4464252B2 JP2004324032A JP2004324032A JP4464252B2 JP 4464252 B2 JP4464252 B2 JP 4464252B2 JP 2004324032 A JP2004324032 A JP 2004324032A JP 2004324032 A JP2004324032 A JP 2004324032A JP 4464252 B2 JP4464252 B2 JP 4464252B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- induction heating
- filter
- period
- strand
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、例えばエアバッグ装置においてインフレータ用フィルタを構成する巻線型フィルタのように、径方向へ複数層をなす素線同士が重なり合って編目を有する筒状体に形成された濾過部材、該濾過部材の製造方法、及び該濾過部材の製造装置に関するものである。 The present invention relates to a filtration member formed in a cylindrical body having stitches in which a plurality of layers forming a plurality of layers overlap each other in a radial direction, such as a wound filter constituting an inflator filter in an airbag device, and the filtration The present invention relates to a method for manufacturing a member and an apparatus for manufacturing the filter member.
従来、車両には衝突などによる急激な減速に伴いガスを瞬時に放出してバッグを膨張させるエアバッグ装置が搭載されている。このエアバッグ装置は、その作動に伴いガスを瞬時に放出する機能を有するインフレータと、該インフレータから放出されたガスにより膨張して乗員を保護するためのバッグとを備えている。そして、前記インフレータには、点火器及び該点火器の熱によって爆発的に燃焼してガスを発生するガス発生剤などと共に、該ガス発生剤の燃焼により発生した高温で残渣を有するガスや液体を濾過及び冷却するためのエアバッグインフレータ用フィルタが濾過部材として内装されている。このエアバッグインフレータ用フィルタには、通常、金属製の丸線あるいは角線などの異形線(以下、「素線」と示す)を複数層に巻いて編目を有する筒状体に編み上げた巻線型フィルタが採用されている。すなわち、この巻線型フィルタは、素線を筒状体となるように巻いたことで形成された網目の隙間をガスや液体が通過する際に濾過部材として機能するように構成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an air bag apparatus that inflates a bag by instantaneously releasing gas with rapid deceleration due to a collision or the like is mounted on the vehicle. The airbag device includes an inflator that has a function of instantaneously releasing a gas in response to the operation thereof, and a bag that is inflated by the gas released from the inflator to protect an occupant. The inflator is provided with an igniter and a gas generating agent that generates gas by explosively burning with the heat of the igniter, and a gas or liquid having a residue at a high temperature generated by the combustion of the gas generating agent. An air bag inflator filter for filtering and cooling is provided as a filtering member. This air bag inflator filter is usually a wound type in which irregular wires such as metal round wires or square wires (hereinafter referred to as “element wires”) are wound in a plurality of layers and knitted into a cylindrical body having stitches. A filter is adopted. In other words, this wire-wound filter is configured to function as a filtering member when gas or liquid passes through a mesh gap formed by winding an element wire into a cylindrical body.
この種の巻線型フィルタにおいては、ガスや液体などが前記編目を通過する際の膨張、衝撃力により編目形状が崩れて濾過性能が変化するのを防止するため、通常、熱処理(焼結)により素線巻き付け後に編目を形成する素線同士の重なり合う部分を接合する。特に、エアバッグで濾過部材として使用されるエアバッグインフレータ用フィルタでは、非常に高温なガスが通過するため、強固な接合強度を付与する必要がある。そこで、近時においては、エアバッグインフレータ用フィルタの要求性能により接合強度を向上させる製造方法として、例えば特許文献1に記載のエアバッグインフレータ用フィルタの製造方法(以下、「従来製造方法」と示す)が提案されている。 In this type of wire-wound filter, in order to prevent gas or liquid from passing through the stitches and expanding and impact force, the stitch shape is lost and the filtration performance is changed. The overlapping portions of the strands forming the stitches after the strands are wound are joined. In particular, in an air bag inflator filter used as a filtering member in an air bag, a very high temperature gas passes, and thus it is necessary to provide a strong bonding strength. Therefore, recently, as a manufacturing method for improving the bonding strength by the required performance of the airbag inflator filter, for example, a manufacturing method of an airbag inflator filter described in Patent Document 1 (hereinafter referred to as “conventional manufacturing method”). ) Has been proposed.
すなわち、従来製造方法では、巻線型フィルタを焼結処理するために電気炉を使用し、当該電気炉内において巻線型フィルタを1150℃程度の高温で60分程度の時間を費やして焼結処理することにより、その素線同士の重なり合う部分を接合するようにしている。なお、電気炉内は、焼結処理する際、1150℃程度の高温に保たれた窒素ガスなどの雰囲気ガス(不活性ガス)で満たされ、焼結処理した後には、巻線型フィルタを炉の中で冷却するために常温程度まで温度が下げられる。
ところで、従来製造方法で使用される電気炉においては、該電気炉内の温度を常温から1150℃という高温にまで昇温させるのに1時間以上かかるという実情があった。そのため、巻線型フィルタを生産しないときでも、電気炉を停止させることができず(すなわち、電気炉内の温度を下げることができず)、電気炉を一日中連続稼働させなくてはならなかった。また、従来製造方法では、素線同士を接合する焼結処理のために巻線型フィルタを電気炉内に長時間(60分程度)保持しなければならなかった。従って、電気炉を使用して巻線型フィルタを焼結処理するという製造方法によった場合には製造効率が悪いという問題があった。 By the way, in the electric furnace used by the conventional manufacturing method, there existed the actual condition that it took 1 hour or more to raise the temperature in this electric furnace from normal temperature to the high temperature of 1150 degreeC. Therefore, even when the wire wound filter is not produced, the electric furnace cannot be stopped (that is, the temperature inside the electric furnace cannot be lowered), and the electric furnace has to be continuously operated all day. Further, in the conventional manufacturing method, the wire-wound filter has to be held in the electric furnace for a long time (about 60 minutes) for the sintering process for joining the strands. Accordingly, there is a problem in that the production efficiency is poor when the production method of sintering a wound filter using an electric furnace is performed.
一方、上記のような電気炉を使用した製造方法によらず、抵抗溶接機(例えば、電気抵抗溶接機)を使用して巻線型フィルタにおける素線同士の重なり合う部分を溶融して接合させるという製造方法も考えられる。しかしながら、この抵抗溶接機を使用した製造方法では、巻線型フィルタにおいて接合させる必要のある部分が非常に多く存在することになるため、当該巻線型フィルタを製造するのに多大な時間がかかってしまうという問題があった。 On the other hand, the manufacturing method in which the overlapping portions of the strands in the wire wound filter are melted and joined using a resistance welding machine (for example, an electrical resistance welding machine) regardless of the manufacturing method using the electric furnace as described above. A method is also conceivable. However, in this manufacturing method using a resistance welder, there are a large number of portions that need to be joined in the wound filter, and thus it takes a lot of time to manufacture the wound filter. There was a problem.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。その目的は、径方向へ複数層をなす素線同士が重なり合って編目を有する筒状体における前記素線同士の重なり合う部分を効率良く接合することにより低コストで製造することができる濾過部材、該濾過部材の製造方法、及び該濾過部材の製造装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances. The purpose is to provide a filtration member that can be manufactured at low cost by efficiently joining the overlapping portions of the strands in a tubular body having a stitch by overlapping the strands forming a plurality of layers in the radial direction, It is providing the manufacturing method of a filtration member, and the manufacturing apparatus of this filtration member.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、径方向へ複数層をなす素線同士が重なり合って編目を有する筒状体に形成された濾過部材の製造方法において、前記複数層のうち最外層と当該最外層に対して径方向内側で隣接する層とを少なくとも含んでなる特定層の素線同士を高周波誘導加熱により接合する際に、当該誘導加熱に費やす加熱期間内に前記特定層における素線の温度が当該素線の融点よりも低い温度であって且つ予め定めた目標誘導加熱温度以上の温度に保持される均熱期間を備え、前記加熱期間内に、前記特定層における素線の温度を当該素線のキュリー温度まで昇温させる第1昇温期間と、当該第1昇温期間における前記素線の昇温速度よりも速い昇温速度で前記特定層における素線の温度を前記素線のキュリー温度から前記目標誘導加熱温度まで昇温させる第2昇温期間とをさらに備えたことを要旨としている。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の濾過部材の製造方法において、前記目標誘導加熱温度は、素線の融点における絶対温度の80%以上の温度に設定されることを要旨としている。
The gist of the invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の濾過部材の製造方法において、前記均熱期間は、前記特定層における素線の温度が前記目標誘導加熱温度とされてからの経過時間が、下記の式を満たすことを要旨としている。
Invention of
t≧(4/(C1×P×b2×n))2.5×T×exp (2.5×C2/T)
ただし、T:目標誘導加熱温度,t:経過時間,P:接触面圧,b:素線同士の接触幅,n:素線同士の接合部分の数,C1,C2は係数
t ≧ (4 / (C1 × P × b 2 × n)) 2.5 × T × exp (2.5 × C2 / T)
However, T: target induction heating temperature, t: elapsed time, P: contact pressure, b: wire between the contact width, n: number of the joint portion of the strand between, C1, C2 are engaged Number
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の濾過部材の製造方法において、前記特定層における素線同士を高周波誘導加熱により接合する際に、前記筒状体が当該筒状体の軸方向に沿う方向に変形することを前記加熱期間の開始時から予め定めた閾値時間が経過するまで規制することを要旨としている。
Invention of
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のうち何れか一項の濾過部材の製造方法で製造されたことを要旨としている。
請求項6に記載の発明は、径方向へ複数層をなす素線同士が重なり合って編目を有する筒状体に形成された濾過部材の製造装置において、前記複数層のうち最外層と当該最外層に対して径方向内側で隣接する層とを少なくとも含んでなる特定層の素線同士を高周波誘導加熱により接合する高周波誘導加熱装置を備え、当該高周波誘導加熱装置は、誘導加熱対象物である前記筒状体の外周面を取り囲むように配置される誘導加熱手段と、当該誘導加熱手段に供給する電力を制御する制御手段とを有し、当該制御手段は、前記誘導加熱に費やす加熱期間内に前記特定層における素線の温度を当該素線の融点よりも低い温度であって且つ予め定めた目標誘導加熱温度以上の温度に保持する均熱期間が形成されるように前記誘導加熱手段に出力する電力を制御し、前記制御手段は、前記加熱期間内に、前記特定層における素線の温度を当該素線のキュリー温度まで昇温させる第1昇温期間と、当該第1昇温期間における前記素線の昇温速度よりも速い昇温速度で前記特定層における素線の温度を前記素線のキュリー温度から前記目標誘導加熱温度まで昇温させる第2昇温期間とがそれぞれ形成されるように前記誘導加熱手段に出力する電力を制御することを要旨としている。
The gist of the invention described in
The invention according to
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の濾過部材の製造装置において、前記目標誘導加熱温度は、素線の融点における絶対温度の80%以上の温度に設定されることを要旨としている。
The gist of the invention according to
請求項8に記載の発明は、請求項6又は請求項7に記載の濾過部材の製造装置において、前記均熱期間は、前記特定層における素線の温度が前記目標誘導加熱温度とされてからの経過時間が、下記の式を満たすことを要旨としている。
The invention according to
t≧(4/(C1×P×b2×n))2.5×T×exp (2.5×C2/T)
ただし、T:目標誘導加熱温度,t:経過時間,P:接触面圧,b:素線同士の接触幅,n:素線同士の接合部分の数,C1,C2は係数
t ≧ (4 / (C1 × P × b 2 × n)) 2.5 × T × exp (2.5 × C2 / T)
However, T: target induction heating temperature, t: elapsed time, P: contact pressure, b: wire between the contact width, n: number of the joint portion of the strand between, C1, C2 are engaged Number
請求項9に記載の発明は、請求項6〜請求項8のうち何れか一項に記載の濾過部材の製造装置において、前記特定層における素線同士を高周波誘導加熱により接合する際に、前記筒状体を、当該筒状体の軸方向に沿う方向から押圧することにより前記筒状体の軸方向に沿う方向に変形することを規制する変形規制手段をさらに備え、前記制御手段は、前記加熱期間の開始時から予め定めた閾値時間が経過するまで前記変形規制手段により前記筒状体を当該筒状体の軸方向に沿う方向に押圧させることを要旨としている。
Invention of claim 9, apparatus for manufacturing a filtering member as claimed in any one of
本発明によれば、径方向へ複数層をなす素線同士が重なり合って編目を有する筒状体における前記素線同士の重なり合う部分を効率良く接合することにより低コストで製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can manufacture at low cost by joining the overlapping part of the said strands in the cylindrical body which has the stitches by overlapping the strands which make multiple layers in radial direction efficiently.
以下、本発明をエアバッグ装置のインフレータに内装されるエアバッグインフレータ用フィルタ、該フィルタの製造方法、及び該フィルタの製造装置に具体化した一実施形態を図1〜図7に基づき説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a filter for an airbag inflator installed in an inflator of an airbag apparatus, a method for manufacturing the filter, and an apparatus for manufacturing the filter will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、本実施形態におけるエアバッグ装置(図示略)のインフレータ10の中央部分には、センサ(図示略)からの作動信号に基づき点火を行う点火器11と、該点火器11の点火により熱の発生を補助する可燃性の助燃剤12が装備されている。前記点火器11及び助燃剤12の外周部にはチャンバー部13が設けられており、点火器11及び助燃剤12により発生した熱が流れ込むようになっている。また、チャンバー部13内にはガス発生剤14が装備されており、該ガス発生剤14は、点火器11及び助燃剤12の作動により発生した熱によって爆発的に燃焼してガスを大量に発生し、そのガスをインフレータ10と共にエアバッグ装置に装備されたバッグ(図示略)に供給するようになっている。
As shown in FIG. 1, an
また、インフレータ10内には、チャンバー部13を取り囲むように濾過部材であるエアバッグインフレータ用フィルタ(以下、「フィルタ」と示す)15が配置されている。そして、このフィルタ15は、ガス発生剤14の爆発的な燃焼により発生した高温のガスを冷却してバッグに供給する冷却部材としての機能と共に、当該ガス中に含まれる残渣を濾過してバッグにガスを供給する濾過部材としての機能を有するものとされている。
In the
前記フィルタ15は、図2に示すように、金属製の角線或いは丸線などの異形線(以下、「素線」と示す)16を軸部材となる円筒状のボビン(図示略)に巻きつけて編目を形成した後、そのボビンを抜くことにより中空円筒状に形成される。すなわち、フィルタ15は、径方向へ複数層をなす素線16同士が重なり合って編目を有する筒状体に形成される。本実施形態では、その一例として、鉄を主成分とした鉄線材を素線16とし、当該素線16をボビンの外周面に500回巻いて(巻数:500)編目を形成した外径φ60mmで内径φ46mmの中空円筒状をなす巻線型のフィルタ15を例示している。また、素線16は、角線であり、その横幅が0.35mmで、縦幅が0.6mmである(すなわち、素線断面積は0.2mm2 である)。なお、鉄線材の常温(略20℃)での抵抗率ρは20×10-8 Ω・mであり、比透磁率μrは30である。また、鉄線材の1100℃での抵抗率ρは120×10-8 Ω・mであり、比透磁率μrは1である。
As shown in FIG. 2, the
従って、このフィルタ15においては、金属製の素線16を巻くことにより形成された編目の隙間を、前記ガス発生剤14の爆発的な燃焼により発生した大量で高温なガスが通過する際に、前記ガスを冷却したり該ガスに含まれる残渣を濾過したりすることが可能とされる。また、図2に示すように、巻き付け時における素線16の巻線間隔をピッチH、編目を形成するために互いに交差した素線16同士の巻き付け角を交差角θ、素線16のボビン軸方向に対する巻幅を巻幅L、及び互いに交差した素線16同士が接触して重なり合う部分を接触部Sと呼ぶことにする。
Therefore, in this
次に、濾過部材であるフィルタ15の製造方法について説明する。
まず、金属製の素線16を所定の張力が付与された状態にしてボビンの外周面にクロス巻きにて巻き付けて編目を形成する。巻き付け方法としては、巻き付ける素線16を巻幅L方向に動かしながら巻き付ける方法や、ボビンの軸部分を巻幅L方向に動かしながら素線16を巻き付ける方法などがある。前記フィルタ15の編目は、素線16のピッチH、巻幅L及び交差角θなどを算出し、その算出値で製造することにより、編目のパターンや巻き付け密度などを所望どおりに形成でき、多種多様な濾過機能の要請に応じた各種編目が形成される。
Next, the manufacturing method of the
First, the
続いて、前記素線16の巻き終わり時には、当該素線16に未だ所定の張力がかかった状態で素線16の巻き終わり端部17を溶接、かしめなどで固定(接合)する。そして、軸部材であるボビンを抜くことにより筒状体の熱処理前のフィルタ15を得る。その後、フィルタ15は、巻き付けにより径方向に複数層をなして交差する素線16同士の接触部Sを接合するために高周波誘導加熱により誘導加熱される。
Subsequently, at the end of winding of the
次に、本実施形態におけるフィルタ15の製造装置について図3〜図5に基づき以下説明する。
図3に示すように、本実施形態におけるフィルタ15の製造装置(以下、「製造装置」と略記する)Mは、熱処理前のフィルタ15を形成する素線巻き付け部(図示略)と、当該フィルタ15を誘導加熱する高周波誘導加熱装置18とを備えており、当該高周波誘導加熱装置18には図3における左右方向に延びるケース本体19が設けられている。前記ケース本体19における長手方向の一方端側(図3における左方端側)には、当該ケース本体19内にフィルタ15を投入するための開閉扉20aが設けられている。一方、ケース本体19における長手方向の他方端側(図3における右方端側)には、当該ケース本体19内のフィルタ15をケース本体19外に搬出するための開閉扉20bが設けられている。ちなみに、ケース本体19内は、窒素雰囲気ガスで満たされており、前記開閉扉20aはケース本体19内にフィルタ15が投入されるときのみ開閉動作すると共に、開閉扉20bはケース本体19内からフィルタ15を搬出するときのみ開閉動作するようになっている。すなわち、各開閉扉20a,20bはフィルタ15を投入及び搬出するとき以外は閉じ状態になっているため、窒素雰囲気ガスは、ケース本体19内から各開閉扉20a,20bを介して外部に流出しにくくなっている。また、ケース本体19における長手方向の両端側には、各開閉扉20a,20bが開き状態になった場合に、ケース本体19内と連通するパージ室(図示略)がそれぞれ設けられており、当該各パージ室内には、窒素雰囲気ガスが常に供給されるようになっている。
Next, the manufacturing apparatus of the
As shown in FIG. 3, the
前記ケース本体19の下側には、当該ケース本体19の長手方向に沿うように無端状のベルトコンベア21が配設されており、当該ベルトコンベア21の搬送面21a上には、フィルタ15が載置されるようになっている。前記ベルトコンベア21は、図3に矢印で示すように、一方側(図3における左方側)が搬送方向上流側となり、他方側(図3における右方側)が搬送方向下流側となっている。すなわち、一方側から搬送されたフィルタ15は、前記開閉扉20aを介してケース本体19内に投入され、当該ケース本体19内を矢印が示す方向に搬送されるようになっている。そして、ケース本体19内を他方側端部まで搬送されたフィルタ15は、前記開閉扉20bを介して当該ケース本体19外に搬出されるようになっている。なお、本実施形態では、フィルタ15は、間欠的に前記開閉扉20aからケース本体19内に投入されるようになっているため、ベルトコンベア21は、搬送面21a上に各フィルタ15を間欠的に載置した状態で駆動するようになっている。
An
また、ケース本体19内の一方側には、誘導加熱コイル(誘導加熱手段)22がベルトコンベア21の搬送面21aよりも上方となる位置に配設されている。そして、当該誘導加熱コイル22の直下であって且つ前記ベルトコンベア21の搬送面21aよりも下方となる位置には、図3における上下方向に移動可能な載置プレート23Aを有する昇降機(油圧シリンダ等)23が設けられている。前記誘導加熱コイル22は、図4に示すように、螺旋状に形成されており、所定方向(図4では、実線の矢印が示す方向)に向けて高周波電流が流れるようになっている。そして、そのように高周波電流が流れることにより、誘導加熱コイル22の内側に交番磁束が発生するようになっている(図4において破線の矢印で示す)。
An induction heating coil (induction heating means) 22 is disposed on one side of the
ここで、昇降機23の駆動によって誘導加熱対象物であるフィルタ15が誘導加熱コイル22の内側となる位置に配置された場合、当該フィルタ15は、その外周面15aが誘導加熱コイル22に取り囲まれた状態となり、フィルタ15内には、前記交番磁束が進入することになる。そのため、フィルタ15内では、当該フィルタ15内に進入する交番磁束を打ち消すようにうず電流が流れ、当該うず電流に基づくうず電流損とヒステリシス損とによってフィルタ15は発熱することになる。その結果、この発熱によりフィルタ15において誘導加熱コイル22に最も近い最外層(径方向の最も外側の層)24と該最外層24に対して径方向内側で隣接する層とを含む特定層(本実施形態ではフィルタ15の外周面15aから径方向内側に対して略2mm離れた位置までを含めた層)における素線16同士の接触部Sが接合されることになる。
Here, when the
ちなみに、前記誘導加熱コイル22に高周波電流を流した場合にフィルタ15に流れるうず電流の電流密度は、誘導加熱コイル22の最外層24で最大となり、フィルタ15の径方向内側に進むにつれて次第に減少する性質を有している。すなわち、高周波誘導加熱では、いわゆる表皮効果によってフィルタ15の最外層24ほど加熱されやすく、径方向内側にむけて次第に加熱されにくくなっている。しかし、本実施形態では、フィルタ15の最外層24は、ケース本体19内の窒素雰囲気ガスに触れており、該窒素雰囲気ガスは、高周波誘導加熱によって誘導加熱されたフィルタ15(特に最外層24)の温度に比して十分に低い。そのため、誘導加熱されるフィルタ15は、その最外層24において窒素雰囲気ガスとの熱交換によって多少温度が下がり、その一方、当該最外層24から径方向内側に位置する部分(最外層24から径方向内側に対して略0.5mm離れた位置)では加熱温度が高くなる。
Incidentally, the current density of the eddy current flowing through the
前記昇降機23は、前記開閉扉20aからケース本体19内に投入されたフィルタ15がベルトコンベア21によって当該昇降機23における前記載置プレート23Aの直上位置まで搬送される前段階では、当該載置プレート23Aがベルトコンベア21の搬送面21aよりも下方位置で待機するようになっている。一方、昇降機23は、フィルタ15がベルトコンベア21によって昇降機23における前記載置プレート23Aの直上位置まで搬送された場合には、前記載置プレート23Aの上面にて構成される載置面23a上にフィルタ15を載置した状態で、当該フィルタ15を上方に向けて移動させるべく載置プレート23Aを上昇させるようになっている。そして、昇降機23は、載置面23a上に載置されたフィルタ15が誘導加熱コイル22の内側に配置される高さ位置まで載置プレート23Aが上昇した場合に当該載置プレート23Aの上昇を停止させるようになっている。なお、本実施形態のベルトコンベア21は、昇降機23の直上位置(すなわち、誘導加熱コイル22の直下位置)まで搬送されたフィルタ15が図示しないセンサによって検知された場合に、その搬送のための駆動を一旦停止するようになっている。また、前記載置プレート23Aは、その上昇が停止した場合に、フィルタ15が誘導加熱コイル22の内側に配置された状態で図4の矢印Qが示す方向に当該フィルタ15と共に回転するようになっている。そして、前記載置プレート23Aは、フィルタ15への誘導加熱が終了した場合に、その回転を停止するようになっている。
The
また、昇降機23は、前記特定層の素線16同士の接触部Sが前記誘導加熱コイル22によって高周波誘導加熱により誘導加熱されて接合された後に、フィルタ15を下方に向けて移動させるべく載置プレート23Aを下降させるようになっている。そして、フィルタ15が載置プレート23Aの載置面23a上から再びベルトコンベア21の搬送面21a上に受け渡し載置された場合、当該ベルトコンベア21は、その駆動を再開し、フィルタ15を所定時間(本実施形態では略6分間)かけて他方側の前記開閉扉20bに向けて搬送するようになっている。この搬送途中において、搬送面21a上のフィルタ15には、常温の窒素雰囲気ガスが吹き付けられる(すなわち、冷却処理が行われる)。そのため、フィルタ15は、開閉扉20bからケース本体19外に搬出された際には十分に冷却がなされていることになり、外気に含まれる酸素によって酸化されることを抑制できるようになっている。
The
前記ケース本体19内には、誘導加熱コイル22の上方位置にセラミックで円盤状に形成された錘部材25Aを有する押圧機25が前記錘部材25Aを図3における上下方向への移動可能に設けられている。前記錘部材25Aは、その一面(図3では下側面)が平面状をなす押圧面25aとして形成されており、当該押圧面25aが錘部材25Aの下方への移動に伴い前記昇降機23における載置プレート23Aの載置面23a上に載置されたフィルタ15を上方から押圧できるようになっている。本実施形態では、錘部材25Aの下方への移動に基づき押圧面25aが前記載置面23a上のフィルタ15を押圧する場合、押圧機25は、フィルタ(筒状体)15の軸方向に沿う方向から略1キログラムの荷重で当該フィルタ15を押圧するようになっている。
In the case
ちなみに、誘導加熱コイル22によって誘導加熱されたフィルタ15は、前述したように径方向外側と径方向内側との間に温度差が生じるようになっている。そのため、前記フィルタ15は、誘導加熱された場合に当該フィルタ15の軸方向(図4における上下方向)に沿う方向に変形しようとする。しかし、誘導加熱コイル22によって誘導加熱される際に、フィルタ15は、その軸方向下部が昇降機23における載置プレート23Aの載置面23aと当接し、その軸方向上部が押圧機25における錘部材25Aの押圧面25aによって押圧されることになり、前記軸方向への変形が規制されるようになっている。すなわち、本実施形態では、押圧機25がフィルタ(筒状体)15を当該フィルタ15の軸方向に沿う方向から押圧することにより当該軸方向に沿う方向に変形することを規制する変形規制手段として機能するようになっている。
Incidentally, the
次に、本実施形態の高周波誘導加熱装置18における制御構成について図5に基づき以下説明する。
図5に示すように、本実施形態の高周波誘導加熱装置18には、前記誘導加熱コイル22に出力する電力量(すなわち、給電する電流量)を制御するための制御部26が設けられている。この制御部26は、CPU(制御手段)26aを備えており、当該CPU26aにはROM26b及びRAM26cが接続されている。ROM26bには、誘導加熱コイル22に出力する電力量やベルトコンベア21を制御するための制御プログラムなどが記憶管理されている。また、RAM26cには、高周波誘導加熱装置18の稼動中に適宜書き換えられる各種情報(誘導加熱コイル22に出力される電力量など)が記憶されるようになっている。そして、CPU26aは、前記制御プログラムに基づき誘導加熱コイル22に出力する電力量制御、ベルトコンベア21や昇降機23及び押圧機25の駆動制御、並びに前記各開閉扉20a,20bの開閉制御などを実行するようになっている。また、ROM26bには、フィルタ15を誘導加熱する際の誘導加熱パターンが予め記憶されており、CPU26aは、当該誘導加熱パターンに基づき誘導加熱コイル22に出力する電力量を制御するようになっている。また、制御部26には、操作部27が接続されており、当該操作部27の操作内容に基づき高周波誘導加熱により誘導加熱されるフィルタ15の目標誘導加熱温度T(図6(a)参照)などを設定できるようになっている。
Next, the control structure in the high frequency
As shown in FIG. 5, the high-frequency
ここで、前述したように、フィルタ15を構成する素線16の主成分は鉄であり、この鉄の融点は約1530℃である。そのため、フィルタ15を高周波誘導加熱により誘導加熱する場合において、フィルタ15の加熱温度が1530℃以上になってしまった場合には、前記素線16は、融解してしまい、その結果、溶断してしまう可能性がある。そのため、前記目標誘導加熱温度Tは、鉄の融点である1530℃未満であることが望ましい。
Here, as described above, the main component of the
また、高周波誘導加熱による誘導加熱においては、前記目標誘導加熱温度Tに対応して当該目標誘導加熱温度Tにてフィルタ15を誘導加熱する経過時間が設定されるようになっている。すなわち、目標誘導加熱温度Tが比較的高い温度である場合には、前記経過時間が比較的短時間に設定される一方、目標誘導加熱温度Tが比較的低い温度である場合には、前記経過時間が比較的長時間に設定されるようになっている。ここで、前記目標誘導加熱温度Tを前記素線16の融点との関係で余りに低く設定した場合には、フィルタ15における素線16同士の接触部Sを接合させるのに必要とする経過時間が非常に長時間になってしまう。そこで、前記経過時間を短縮するために、前記目標誘導加熱温度Tは、素線16の融点における絶対温度の80%(約1170℃)以上に設定することが望ましい。ちなみに、本実施形態における目標誘導加熱温度Tは、1300℃に設定されている。
Further, in induction heating by high frequency induction heating, an elapsed time for induction heating of the
また、本実施形態では、前記目標誘導加熱温度T及び経過時間が下記に示す条件式(1)を満たすようにそれぞれ設定されている。
t≧(4/(C1×P×b2 ×n))2.5 ×T×exp (2.5×C2/T)…(1)
ただし、T:目標誘導加熱温度,t:経過時間,P:特定層における素線16間の接触面圧,b:特定層における素線16同士の接触幅,n:特定層における素線16同士の接触部Sの数,C1,C2は係数
なお、本実施形態では、前記製造装置M(ケース本体19)内が窒素雰囲気ガスにて充填されているため(すなわち、窒素雰囲気であるため)、C1=6.06×109 ,C2=25061と設定されている。
In the present embodiment, the target induction heating temperature T and the elapsed time are set to satisfy the following conditional expression (1).
t ≧ (4 / (C1 × P × b 2 × n)) 2.5 × T × exp (2.5 × C2 / T) (1)
Where T: target induction heating temperature, t: elapsed time, P: contact surface pressure between the
また、前記ROM26bには、前述したように誘導加熱パターンが設定記憶されている。この誘導加熱パターンには、図6(a)に示すように、フィルタ15を誘導加熱するのに費やす加熱期間Kが設定されている。この加熱期間K内には、フィルタ15の特定層における素線16(図6(a)では「外側」と示す)の温度を、目標誘導加熱温度(1300℃)Tまで上昇させるための昇温期間Aと、融点よりも低い温度であって且つ目標誘導加熱温度T以上の温度に保持する均熱期間Bとが設けられている。
Further, as described above, the induction heating pattern is set and stored in the ROM 26b. In this induction heating pattern, as shown in FIG. 6A, a heating period K that is spent for induction heating of the
ここで、鉄(素線16)のキュリー温度は略770℃であり、キュリー温度を越えた場合には、当該鉄の透磁率が大きく変化するようになっている。ちなみに、キュリー温度を越えていないフィルタ15に対して急激に昇温させた場合には、誘導加熱時の電流透過深度が浅くなり、フィルタ15の最外層24に対して、より多く電流が流れるようになる。そうなると、フィルタ15の最外層24の昇温速度が非常に速くなり、その結果、当該最外層24を構成する素線16が融点を超えて溶断してしまう可能性がある。そのため、本実施形態の昇温期間Aでは、フィルタ15の特定層における素線16の温度をキュリー温度に到達するまで比較的緩やかに昇温させるようになっている。その一方、前記特定層における素線16の温度がキュリー温度を越えた場合には、その昇温速度が、それまでよりも比較的速くなるようになっている。
Here, the Curie temperature of iron (element wire 16) is approximately 770 ° C., and when the Curie temperature is exceeded, the permeability of the iron greatly changes. Incidentally, when the temperature of the
すなわち、前記昇温期間Aは、前記特定層における素線16の温度をキュリー温度まで緩やかに昇温させる第1昇温期間A1と、該第1昇温期間A1の前記特定層における素線16の昇温速度よりも速い昇温速度で前記特定層における素線16の温度をキュリー温度から目標誘導加熱温度Tまで昇温させる第2昇温期間A2とに区別されている。ちなみに、第1昇温期間A1では、6.0秒間に14kWの電力が誘導加熱コイル22に出力され、第2昇温期間A2では、2.6秒の間に24kWの電力が誘導加熱コイル22に出力されるようになっている。また、図6(a)に記載の「(s)」は、「Second(秒)」の略記である。
That is, the temperature raising period A includes a first temperature raising period A1 in which the temperature of the
前記均熱期間Bでは、フィルタ15の特定層における素線16の温度を当該素線16の融点である約1530℃(本実施形態では、1530℃よりも100℃低い温度である1430℃)よりも低い温度であって且つ目標誘導加熱温度T以上の温度に保持させるようになっている。そして、この均熱期間Bの間にフィルタ15を形成する素線16によって金属分子が拡散され、当該金属分子の拡散が十分に行われた状態で前記特定層における素線16同士の接触部Sが接合されるようになっている。ちなみに、均熱期間Bでは、6.4秒の間に13kWの電力が誘導加熱コイル22に出力されるようになっている。すなわち、本実施形態では、前記経過時間tは6.4秒に設定されている。そして、均熱期間B(加熱期間K)が終了した場合には、誘導加熱コイル22への電力の出力が停止され、フィルタ15は自然冷却されるようになっている。
In the soaking period B, the temperature of the
また、図6(a)には、フィルタ15の複数位置における温度の変化が示されている。すなわち、誘導加熱コイル22から最も離れた位置であるフィルタ15の最内層(図6(a)では「内側」と示す)では、その昇温速度が最も遅く、誘導加熱コイル22による誘導加熱が開始されてから徐々に昇温され、60秒経過後に略500℃に到達するようになっている。また、フィルタ15の内周面と外周面15aとの間の中間層(図6(a)では「中側」と示す)では、その昇温速度が前記径方向内側位置より速くなっており、誘導加熱コイル22による誘導加熱を開始してから20秒後に最高温度(略650℃)に到達し、その後、徐々に温度が略550℃まで下がるようになっている。また、前記特定層では、その昇温速度がもっとも速く、誘導加熱コイル22による誘導加熱を開始してから略8秒後には目標誘導加熱温度Tに到達し、均熱期間B終了後から温度が徐々に低下するようになっている。そして、前記均熱期間Bが終了してから45秒後には、径方向外側位置の温度は、略500℃まで低下するようになっている。最後に、フィルタ15の外周面15aでは、前記特定層の温度変化とほぼ同様の温度変化をなすようになっている。しかし、フィルタ15の外周面15aでは、前述したように、前記特定層に比して全体的に温度が多少低くなるようになっている。
Further, FIG. 6A shows temperature changes at a plurality of positions of the
また、前記ROM26bには、押圧機25の錘部材25Aによって加熱期間Kの開始時から該加熱期間Kの終了後もフィルタ15を当該フィルタ15の軸方向に沿う方向から押圧させるために、前記加熱期間Kよりも長時間の閾値時間(本実施形態では25秒)が設定記憶されている。そのため、CPU26aは、フィルタ15を誘導加熱する場合に、均熱期間Bの終了後から10秒(加熱期間Kが開始されてから25秒)が経過するまで錘部材25Aの押圧面25aによりフィルタ15を当該フィルタ15の軸方向に沿う方向に押圧させるようになっている。従って、フィルタ15は、誘導加熱に基づき軸方向に変形することを良好に規制される。
In addition, the ROM 26b has the
次に、本実施形態の誘導加熱パターンで誘導加熱された後のフィルタ15について説明する。
前記誘導加熱パターンで誘導加熱された場合、図6(b)に示すように、フィルタ15の外周面15aから径方向内側に略0.35mm離れた位置における素線16同士の接触部Sにおける接合強度は略15N/巻になり、当該接合強度は、当該外周面15aからさらに径方向内側に向けて離れるにつれて次第に強くなっている。そして、フィルタ15の外周面15aから径方向内側に略0.7mm離れた位置で接合強度がもっとも強くなり(接合強度=約31N/巻)、さらに径方向内側に離れるにつれて、接合強度は徐々に弱くなる。そしてついに、フィルタ15の外周面15aから2mm以上離れた場合(すなわち、前記特定層よりも径方向内側となる場合)には、その接合強度がほぼ0(零)N/巻になる。すなわち、前記特定層における素線16の接触部Sは、確実に接合されていることになる。なお、図6(b)においては、本実施形態の誘導加熱パターンで誘導加熱した場合における前記接合強度の実測値を破線にて図示すると共に、コンピュータシミュレーションによる解析値を実線にて図示しており、実測値と解析値がほぼ一致している。
Next, the
When induction heating is performed by the induction heating pattern, as shown in FIG. 6B, bonding at the contact portion S between the
次に、比較例として加熱期間K内に均熱期間Bを備えていない誘導加熱パターンでフィルタ15を誘導加熱した場合について説明する。
前記比較例の誘導加熱パターンには、図7(a)に示すように、フィルタ15の特定層における素線16の温度を目標誘導加熱温度(略1300℃)Tまで昇温させる昇温期間A3が設けられている。ちなみに、昇温期間A3(加熱期間K)は略4秒に設定されている。このような比較例の誘導加熱パターンで誘導加熱された場合、図7(b)に示すように、フィルタ15の外周面15aから径方向内側に略0.35mm離れた位置における素線16同士の接触部Sにおける接合強度は4.8N/巻程度になる。
Next, a case where the
In the induction heating pattern of the comparative example, as shown in FIG. 7A, the temperature raising period A3 in which the temperature of the
また、前記接触部Sの接合強度は、フィルタ15の外周面15aから径方向内側に向けて離れるにつれて次第に強くなり、当該外周面15aから径方向内側に略0.5mm離れた位置でもっとも強く5.2N/巻程度になる。このように、比較例の誘導加熱パターンでは、接合強度が最も強くても5.2N/巻程度であり、本実施形態の誘導加熱パターンで誘導加熱した場合の6分の1程度の接合強度しか得ることができない。また、本実施形態の誘導加熱パターンで誘導加熱した場合は、外周面15aから径方向内側に2mm離れた位置までの接触部Sが接合されるが、比較例の誘導加熱パターンで誘導加熱した場合には、外周面15aから径方向内側に1.5mm離れた位置までの接触部Sしか接合されない。これらの原因は、比較例の誘導加熱パターンで誘導加熱した場合、均熱期間Bが設けられていないため、素線16同士を接合させる際に十分に金属分子が拡散される時間がほとんどないからである。すなわち、本実施形態の誘導加熱パターンでは、均熱期間Bが設けられているため、十分に金属分子が拡散された後に前記素線16同士を接合させることになり、その結果、非常に強い接合強度を得ることができるものとなっている。
Further, the bonding strength of the contact portion S gradually increases as it moves away from the outer
次に、本実施形態の高周波誘導加熱装置18がフィルタ15を誘導加熱する工程について以下説明する。なお、フィルタ15が誘導加熱コイル22の内側となる位置に配置されていない場合には、誘導加熱コイル22に電力が出力されていないものとする。
Next, the process of induction heating the
まず、熱処理前のフィルタ15がベルトコンベア21の一方側から前記パージ室内に搬送されてくると、閉じ状態にあった開閉扉20aが開き状態となり、その後、当該フィルタ15がケース本体19内に投入されると、開き状態にあった開閉扉20aが閉じ状態になる。そして次に、フィルタ15が誘導加熱コイル22の直下位置まで搬送されると、ベルトコンベア21が一旦停止すると共に、昇降機23が載置プレート23Aを上昇させる。すると、フィルタ15が、昇降機23における載置プレート23Aの載置面23a上にベルトコンベア21の搬送面21a上から受け渡し載置される。そして、前記載置プレート23Aの上昇に伴い、載置面23a上に載置されたフィルタ15が誘導加熱コイル22の内側となる位置(すなわち、フィルタ15の外周面15aが誘導加熱コイル22に取り囲まれる高さ位置)まで上昇されると、昇降機23は、前記載置プレート23Aの上昇を停止させる。すると、載置プレート23Aがフィルタ15と共に回転し始めると共に、押圧機25の錘部材25Aが下方へ移動して前記フィルタ15に上方から当接し、錘部材25Aが押圧面25aを介してフィルタ15への押圧を開始する。
First, when the
そして次に、誘導加熱コイル22に対して電力が出力され、フィルタ15が誘導加熱される。すなわち、加熱期間Kが開始される。まず第1昇温期間A1では、誘導加熱コイル22に14kWの電力が出力され、フィルタ15が昇温される。そして、第1昇温期間A1が開始されてから6.0秒が経過して、フィルタ15の特定層における素線16の温度がキュリー温度(略770℃)に到達すると、第2昇温期間A2が開始される。すると、誘導加熱コイル22には24kWの電力が出力され、前記特定層における素線16は、第1昇温期間A1での昇温速度よりも速い昇温速度で昇温される。そして、第2昇温期間A2が開始されてから2.6秒が経過して、前記特定層における素線16の温度が目標誘導加熱温度(1300℃)Tに到達すると、均熱期間Bが開始される。
Next, electric power is output to the
すると、誘導加熱コイル22には、13kWの電力が出力され、前記特定層における素線16の温度が目標誘導加熱温度T未満とならないように保持される。この際に、フィルタ15を形成する素線16からは金属原子が拡散される。そのため、前記特定層における素線16同士の接触部Sは、十分に強い接合強度(略31N/巻)を得ると共に、前記特定層の接触部S(フィルタ15の外周面15aから径方向内側に2mm離れた位置までの接触部S)が接合される(図6(a)参照)。そして、均熱期間Bが開始されてから6.4秒が経過すると、当該均熱期間Bが終了する。ちなみに、前記押圧機25の錘部材25Aは、均熱期間Bが終了してから10秒が経過するまで押圧面25aを介してフィルタ15を当該フィルタ15の軸方向に沿う方向に押圧する。そして、均熱期間Bが終了してから10秒が経過すると、前記錘部材25Aはフィルタ15への押圧を停止する。
Then, 13 kW of electric power is output to the
そして、均熱期間Bが終了すると、誘導加熱コイル22に出力される電力が停止される。そのため、フィルタ15は、誘導加熱されなくなり自然冷却される。すると、フィルタ15は、最も温度が高い特定層を中心に冷却される。すなわち、前記特定層の熱の一部は、フィルタ15の外周面15aに移動して、その外周面15aから放熱される。また、前記特定層の熱の大部分は、さらに径方向内側に移動して、前記内周面から放熱される。そのため、均熱期間Bが終了して時間が経過するにつれて、前記特定層の温度は徐々に低くなる一方、前記特定層より径方向内側の温度は徐々に高くなる(図6(a)参照)。
Then, when the soaking period B ends, the power output to the
また、昇降機23は、前記錘部材25Aによるフィルタ15への押圧が停止されると、その載置プレート23Aを載置面23a上にフィルタ15を載置させた状態で降下させ、フィルタ15をベルトコンベア21の搬送面21a上に受け渡し載置する。すると、ベルトコンベア21が再び駆動され、その搬送面21a上に載置されたフィルタ15は、他方側(図3における右方側)に向けて搬送される。すなわち、フィルタ15は、誘導加熱コイル22の直下位置から開閉扉20bに向けて略6分間かけて搬送される。ちなみに、フィルタ15は、ベルトコンベア21で搬送される際に吹き付けられる窒素雰囲気ガスによってさらに冷却される。そして、フィルタ15は、ケース本体19の他方側端部まで搬送されると、開閉扉20bが開き動作し、当該開閉扉20bを介してケース本体19外(前記パージ室)に搬出される。その後、開閉扉20bは閉じ動作し、ベルトコンベア21は、パージ室内のフィルタ15をさらに他方側に搬送する。
Further, when the press on the
従って、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
(1)上記実施形態の誘導加熱パターンには、フィルタ15を誘導加熱する加熱期間K内に当該フィルタ15の特定層における素線16の温度が目標誘導加熱温度(1300℃)T以上に保持される均熱期間Bが設けられている。また、素線16は鉄から形成されているため、前記特定層における素線16からは、均熱期間Bの間に金属分子(鉄分子)が十分に拡散する。このように、十分に金属分子が拡散した状態で、前記特定層における素線16同士の接触部Sが接合されるため、当該接触部Sにおける接合強度は、均熱期間Bを形成しない誘導加熱パターンで誘導加熱した場合に比して非常に強くなる。また、誘導加熱によりフィルタ15の特定層に発生した熱は、当該特定層の径方向内側にも進入するようになるため、径方向内側の接触部Sにおいても接合されるようになる。従って、径方向へ複数層をなす素線16同士が重なり合って編目を有するフィルタ(筒状体)15における素線16同士の接触部S(素線16同士の重なり合う部分)を効率良く接合することにより、当該フィルタ15を低コストで製造できる。
Therefore, in this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the induction heating pattern of the above-described embodiment, the temperature of the
(2)目標誘導加熱温度Tは、一般に電気炉などで焼結処理する温度(1100〜1200℃)より高温の1300℃(素線16の融点における絶対温度の80パーセント以上の温度)に設定されている。そのため、非常に短時間(第1昇温期間A1、第2昇温期間A2及び均熱期間Bを含めて合計15秒)でフィルタ15の特定層における素線16同士の接触部Sを接合することができる。また、目標誘導加熱温度Tは、素線16の融点(1530℃)よりも低く設定されているため、フィルタ15(素線16)は、誘導加熱された際に、その一部が溶解することを良好に抑制できる。
(2) The target induction heating temperature T is generally set to 1300 ° C. (a temperature of 80% or more of the absolute temperature at the melting point of the strand 16) higher than the temperature (1100 to 1200 ° C.) for sintering in an electric furnace or the like. ing. Therefore, the contact portions S of the
(3)フィルタ15の特定層における素線16の温度が目標誘導加熱温度(1300℃)Tとされてからの経過時間tは、条件式(1)を満たすように設定されている。そのため、均熱期間Bにおいては、フィルタ15の特定層における素線16同士の接触部Sを確実に接合させることができる。
(3) The elapsed time t after the temperature of the
(4)本実施形態の誘導加熱パターンには、フィルタ15の特定層における素線16の温度をキュリー温度(770℃)まで昇温させる第1昇温期間A1と、当該特定層における素線16の温度をキュリー温度から目標誘導加熱温度(1300℃)Tまで昇温させる第2昇温期間A2とが設けられている。仮に第1昇温期間A1中に第2昇温期間A2における前記特定層における素線16の昇温速度と同等の昇温速度で前記特定層における素線16を昇温させた場合、フィルタ15の最外層24に当該フィルタ15内に流れる電流が集中して、最外層24付近ばかり昇温されることになる。その結果、最外層24の素線16の温度が融点を越えてしまう虞がある。しかし、第1昇温期間A1では、第2昇温期間A2における前記特定層における素線16の昇温速度よりも遅い昇温速度で前記特定層における素線16を昇温させるため、第1昇温期間A1中に前記最外層24の素線16の温度が融点を越えることはなく、当該素線16が溶断されることを抑制できる。
(4) In the induction heating pattern of the present embodiment, the first heating period A1 in which the temperature of the
(5)フィルタ(筒状体)15が誘導加熱される際に、フィルタ15は、押圧機(変形規制手段)25により当該フィルタ15の軸方向に沿う方向から押圧される。また、その際において、押圧機25の錘部材25Aは、均熱期間Bの終了時から閾値時間(10秒)が経過するまで押圧面25aを介してフィルタ15を当該フィルタ15の軸方向に沿う方向に押圧する。そのため、フィルタ15は、誘導加熱コイル(誘導加熱手段)22によって誘導加熱された際における径方向での温度差に基づく変形を良好に規制することができる。
(5) When the filter (tubular body) 15 is induction-heated, the
なお、本実施形態は以下のような別の実施形態(別例)に変更してもよい。
・前記実施形態において、加熱期間K中の押圧機25によるフィルタ15の押圧状態を均熱期間Bの終了後において解除するための閾値時間は、加熱期間Kの設定時間よりも長時間であれば任意の時間(例えば20秒)に設定されてもよい。また、閾値時間は、加熱期間Kの設定時間と同一時間(15秒)に設定されてもよい。このように構成した場合にも、加熱期間K中において、第1昇温期間A1、第2昇温期間A2及び均熱期間Bの間は、押圧機25の錘部材25Aによってフィルタ15は、当該フィルタ15の軸方向に沿う方向に押圧されることになる。そのため、押圧機25が設けられていない場合に比して、フィルタ15の軸方向への変形を効果的に抑制できる。
The present embodiment may be changed to another embodiment (another example) as follows.
-In the said embodiment, if the threshold time for canceling the press state of the
・前記実施形態においては、フィルタ15を誘導加熱する際に、昇降機23(載置プレート23A)がフィルタ15を当該フィルタ15の軸方向に沿う方向(図4では上方向)に押圧するようにしてもよい。すなわち、昇降機23が変形規制手段として機能するようにしてもよい。また、押圧機25は、昇降機23がフィルタ15を誘導加熱コイル22の内側となる位置まで上昇させた際に、錘部材25Aがフィルタ15と当接するような配置構成であってもよい。このように構成した場合、押圧機25は、錘部材25Aを稼動(移動)させることなく、フィルタ15を当該フィルタ15の軸方向に沿う方向に押圧することができる。
In the embodiment, when the
・前記実施形態において、押圧機25は、フィルタ15を誘導加熱する場合における載置プレート23Aの載置面23aと、錘部材25Aの押圧面25aとの間の距離寸法を予め設定しておき、当該距離寸法が誘導加熱対象となるフィルタ15の高さ方向寸法(巻幅L)よりも長い場合に当該フィルタ15を押圧するようにしてもよい。
-In the said embodiment, the
・前記実施形態において、加熱期間K後のフィルタ15の冷却は、自然冷却ではなく、例えばファンを利用して強制的に冷却するようにしてもよい。
・前記実施形態において、押圧機25の錘部材25Aは、誘導加熱時に溶解などしてフィルタ15に影響を与えない部材(すなわち、誘導加熱されにくい部材)であれば鉄以外の任意の部材であってもよい。
In the embodiment, the cooling of the
In the embodiment, the
・前記実施形態において、昇温期間Aは、フィルタ15の特定層における素線16の昇温速度の違いによって第1昇温期間A1と第2昇温期間A2とに区別されているが、目標誘導加熱温度Tに到達するまでの間(すなわち、昇温期間A中)、前記特定層における素線16の昇温速度を変更せずに一定の昇温速度にしてもよい。この場合、昇温期間Aでは、前記特定層における素線16が溶断するのを抑制するために、第1昇温期間A1の特定層における素線16の昇温速度に設定することが望ましい。
In the embodiment, the temperature increase period A is distinguished into the first temperature increase period A1 and the second temperature increase period A2 depending on the temperature increase rate of the
・前記実施形態において、前記経過時間tは、前記条件式(1)を満たしていれば任意の時間(例えば15秒)に設定されてもよい。
・前記実施形態において、目標誘導加熱温度Tは、素線16の融点(略1530℃)よりも低く、且つ素線16の融点における絶対温度の80%の温度(略1170℃)以上であれば任意の温度(例えば1400℃)であってもよい。ただし、目標誘導加熱温度Tに応じて前記経過時間tを前記条件式(1)を満足するように変更することが望ましい。
In the embodiment, the elapsed time t may be set to an arbitrary time (for example, 15 seconds) as long as the conditional expression (1) is satisfied.
In the above embodiment, the target induction heating temperature T is lower than the melting point (approximately 1530 ° C.) of the
・前記実施形態において、CPU26aは、均熱期間Bの間、誘導加熱コイル22に出力する電力量を制御しているが、誘導加熱コイル22に電力を間欠的に出力するようにしてもよい。すなわち、CPU26aは、スイッチング制御するようにしてもよい。この場合、均熱期間Bの特定層における素線16の温度は、図8(a)に示すように、スイッチング制御(ON/OFFの切り替え制御)に応じて急激に上昇したり、急激に降下したりするようになる。図8(a)に示す誘導加熱パターンでフィルタ15を誘導加熱した場合、図8(b)に示すように、当該フィルタ15の外周面15aから径方向内側に略0.35mm離れた位置における素線16同士の接触部Sにおける接合強度は略8N/巻になる。そして、前記接合強度は、さらに径方向内側に離れるにつれて次第に強くなり、前記外周面15aから略0.7mm離れた位置で最も強い値(略16N/巻)になる。さらに径方向内側に離れるにつれて接合強度は、次第に弱くなり、前記外周面15aから径方向内側に2mm以上離れると0(零)N/巻になる。この場合においても、フィルタ15の特定層における素線16同士の接合強度は、比較例の場合(図7(b)参照)に比して十分に強いものとなる。なお、図8(a)における目標誘導加熱温度Tは1200℃に設定されている。
In the embodiment, the CPU 26a controls the amount of power output to the
・前記実施形態において、ケース本体19内には、不活性ガスである窒素雰囲気ガスが混入されているが、その他の不活性ガス(例えばアルゴンガス)が混入されていてもよい。
In the above embodiment, the case
・前記実施形態において、素線16は、鉄線材であるが、任意の線材(例えば、ステンレス鋼線)であってもよい。
・前記実施形態において、高周波誘導加熱装置18は、フィルタ15が誘導加熱コイル22の内側となる位置に配置された際に、当該フィルタ15の内側となる位置にも誘導加熱コイルが配設された構成であってもよい。このように構成した場合、フィルタ15は、その内側に配置された誘導加熱コイルからも誘導加熱されることになり、当該フィルタ15の内側でも素線16同士の接触部Sが接合されるようになる。
-In the said embodiment, although the
-In the said embodiment, when the
15…フィルタ(エアバッグインフレータ用フィルタ、筒状体、濾過部材),15a…外周面、16…素線、18…高周波誘導加熱装置、22…誘導加熱コイル(誘導加熱手段)、24…最外層、25…押圧機(変形規制手段)、26a…CPU(制御手段)、A1…第1昇温期間、A2…第2昇温期間、B…均熱期間、K…加熱期間、M…濾過部材の製造装置、T…目標誘導加熱温度、t …経過時間。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記複数層のうち最外層と当該最外層に対して径方向内側で隣接する層とを少なくとも含んでなる特定層の素線同士を高周波誘導加熱により接合する際に、当該誘導加熱に費やす加熱期間内に前記特定層における素線の温度が当該素線の融点よりも低い温度であって且つ予め定めた目標誘導加熱温度以上の温度に保持される均熱期間を備え、
前記加熱期間内に、前記特定層における素線の温度を当該素線のキュリー温度まで昇温させる第1昇温期間と、当該第1昇温期間における前記素線の昇温速度よりも速い昇温速度で前記特定層における素線の温度を前記素線のキュリー温度から前記目標誘導加熱温度まで昇温させる第2昇温期間とをさらに備えた濾過部材の製造方法。 In the manufacturing method of the filtration member formed in the cylindrical body having the stitches overlapping the strands forming a plurality of layers in the radial direction,
A heating period spent for induction heating when the strands of a specific layer including at least the outermost layer and a layer adjacent to the outermost layer on the radially inner side among the plurality of layers are joined by high-frequency induction heating. It has a soaking period in which the temperature of the strand in the specific layer is lower than the melting point of the strand and is maintained at a temperature equal to or higher than a predetermined target induction heating temperature .
Within the heating period, a first temperature raising period in which the temperature of the strand in the specific layer is raised to the Curie temperature of the strand, and a temperature rise rate faster than the temperature raising rate of the strand in the first temperature raising period. The manufacturing method of the filtration member further provided with the 2nd temperature rising period which heats up the temperature of the strand in the said specific layer from the Curie temperature of the said strand to the said target induction heating temperature with a temperature rate .
t≧(4/(C1×P×b2×n))2.5×T×exp (2.5×C2/T)
ただし、T:目標誘導加熱温度,t:経過時間,P:接触面圧,b:素線同士の接触幅,n:素線同士の接合部分の数,C1,C2は係数 3. The filtration according to claim 1 , wherein, in the soaking period, an elapsed time after the wire temperature in the specific layer is set to the target induction heating temperature satisfies the following expression. Manufacturing method of member.
t ≧ (4 / (C1 × P × b 2 × n)) 2.5 × T × exp (2.5 × C2 / T)
Where T: target induction heating temperature, t: elapsed time, P: contact surface pressure, b: contact width between strands, n: number of joints between strands, C1, C2 are coefficients
前記複数層のうち最外層と当該最外層に対して径方向内側で隣接する層とを少なくとも含んでなる特定層の素線同士を高周波誘導加熱により接合する高周波誘導加熱装置を備え、当該高周波誘導加熱装置は、誘導加熱対象物である前記筒状体の外周面を取り囲むように配置される誘導加熱手段と、当該誘導加熱手段に供給する電力を制御する制御手段とを有し、当該制御手段は、前記誘導加熱に費やす加熱期間内に前記特定層における素線の温度を当該素線の融点よりも低い温度であって且つ予め定めた目標誘導加熱温度以上の温度に保持する均熱期間が形成されるように前記誘導加熱手段に出力する電力を制御し、
前記制御手段は、前記加熱期間内に、前記特定層における素線の温度を当該素線のキュリー温度まで昇温させる第1昇温期間と、当該第1昇温期間における前記素線の昇温速度よりも速い昇温速度で前記特定層における素線の温度を前記素線のキュリー温度から前記目標誘導加熱温度まで昇温させる第2昇温期間とがそれぞれ形成されるように前記誘導加熱手段に出力する電力を制御する濾過部材の製造装置。 In the manufacturing apparatus of the filtration member formed in the cylindrical body having the stitches by overlapping the strands forming a plurality of layers in the radial direction,
A high-frequency induction heating apparatus that joins the strands of a specific layer including at least the outermost layer of the plurality of layers and a layer adjacent to the outermost layer radially inward by high-frequency induction heating; The heating device includes induction heating means disposed so as to surround an outer peripheral surface of the cylindrical body that is an induction heating object, and control means that controls electric power supplied to the induction heating means. Is a soaking period in which the temperature of the wire in the specific layer is lower than the melting point of the wire and is equal to or higher than a predetermined target induction heating temperature within the heating period spent for the induction heating. Controlling the power output to the induction heating means to be formed ,
The control means includes a first temperature raising period for raising the temperature of the strand in the specific layer to the Curie temperature of the strand during the heating period, and a temperature rise of the strand in the first temperature raising period. The induction heating means so as to form a second temperature raising period in which the temperature of the wire in the specific layer is raised from the Curie temperature of the wire to the target induction heating temperature at a temperature raising rate faster than a speed. The manufacturing apparatus of the filtration member which controls the electric power output to the .
t≧(4/(C1×P×b2×n))2.5×T×exp (2.5×C2/T)ただし、T:目標誘導加熱温度,t:経過時間,P:接触面圧,b:素線同士の接触幅,n:素線同士の接合部分の数,C1,C2は係数 The soaking period is elapsed time from the temperature of the wire in the specific layer is between the target induction heating temperature, filtered according to claim 6 or claim 7, characterized in that it satisfies the following equation Manufacturing equipment for members.
t ≧ (4 / (C1 × P × b 2 × n)) 2.5 × T × exp (2.5 × C2 / T) where T: target induction heating temperature, t: elapsed time, P: contact surface Pressure, b: contact width between strands, n: number of joints between strands, C1 and C2 are coefficients
前記制御手段は、前記加熱期間の開始時から予め定めた閾値時間が経過するまで前記変形規制手段により前記筒状体を当該筒状体の軸方向に沿う方向に押圧させる請求項6〜請求項8のうち何れか一項に記載の濾過部材の製造装置。 When joining the strands in the specific layer by high frequency induction heating, the cylindrical body is deformed in a direction along the axial direction of the cylindrical body by pressing from the direction along the axial direction of the cylindrical body. Further comprising a deformation restricting means for restricting
The control means according to claim 6 to claim to be pressed in a direction along the tubular body in the axial direction of the tubular body by the deformation restricting means to a threshold time predetermined from the start of the heating period has elapsed The manufacturing apparatus of the filtration member as described in any one of 8 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004324032A JP4464252B2 (en) | 2004-11-08 | 2004-11-08 | Filtration member, method for producing the filtration member, and apparatus for producing the filtration member |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004324032A JP4464252B2 (en) | 2004-11-08 | 2004-11-08 | Filtration member, method for producing the filtration member, and apparatus for producing the filtration member |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006130446A JP2006130446A (en) | 2006-05-25 |
JP4464252B2 true JP4464252B2 (en) | 2010-05-19 |
Family
ID=36724449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004324032A Active JP4464252B2 (en) | 2004-11-08 | 2004-11-08 | Filtration member, method for producing the filtration member, and apparatus for producing the filtration member |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4464252B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5094047B2 (en) * | 2006-06-01 | 2012-12-12 | 中央発條株式会社 | Wound filter member and manufacturing method thereof |
EP3213805B1 (en) * | 2014-10-30 | 2022-09-14 | Fuji Filter Manufacturing Co., Ltd. | Hollow tubular filter |
-
2004
- 2004-11-08 JP JP2004324032A patent/JP4464252B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006130446A (en) | 2006-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2601006B1 (en) | A method for manufacturing a component by selective laser melting | |
EP1314538B1 (en) | Method and apparatus for welding synthetic resin members by high frequency heating | |
JP2017503657A (en) | Induction heating head for melting and supplying metal materials | |
JPH04224087A (en) | Friction welding method and machine for practicing the same | |
US20050167402A1 (en) | Spot welding apparatus | |
JP4464252B2 (en) | Filtration member, method for producing the filtration member, and apparatus for producing the filtration member | |
JP2010510070A (en) | Heat treatment method and apparatus for welded joint | |
KR100690990B1 (en) | Method and device for joining a support matrix of a honeycomb on the end face using bonding technology | |
SK161399A3 (en) | A method and apparatus for forming a length of connected, pocketed coil springs | |
JP4199046B2 (en) | Filtration member manufacturing method | |
JP4377134B2 (en) | Filtration member manufacturing method | |
JP2010082666A (en) | Method of welding metallic material | |
US3825716A (en) | Electroslag welding method | |
JP4199048B2 (en) | Filtration member manufacturing method | |
RU2163165C2 (en) | Method and device for manufacture of member of cellular structure from heat-treated double- layer or multi-layer foil | |
JP4728959B2 (en) | Process for producing an aluminum-containing honeycomb body using a radiant heater | |
JP7274215B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing hardened sheet metal products | |
JPS6015082A (en) | Production of hot electric welded steel pipe | |
JP2007294466A (en) | High-frequency induction heating method | |
JP3729689B2 (en) | Reflow method and apparatus | |
JP3092174B2 (en) | Welding method for carbon steel | |
JP2004307967A (en) | Induction hardening and tempering device | |
JP2022055339A (en) | Laser welding method and laser welding device | |
JPH07268492A (en) | Electric heating method of metallic strip | |
JPS6074953A (en) | Method and device for welding squirrel-cage rotor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060908 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080421 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091020 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091216 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100126 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100218 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4464252 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |