JP5362439B2

JP5362439B2 - エアフィルタの製造方法

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Publication number: JP5362439B2
Application number: JP2009121145A
Authority: JP
Inventors: 義哉佐野; 伸幸東野
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2029-05-19
Also published as: JP2010269462A

Description

本発明は、注型樹脂を成形型に流し込んでエアフィルタ枠を成形してエアフィルタを製造するエアフィルタ製造方法に関する。

例えば、送気マスク用等の小型タイプのエアフィルタは、フィルタ枠を注型樹脂で成形する場合がある。この種のエアフィルタは、従来、上型及び下型によって形成されるキャビティ内に、ひだ折り加工された濾材をセットした後、その濾材外周に注型樹脂を流し込んで製造するのが一般的である。このような製造方法で使用される金型では、上型及び下型の互いに対向する底面それぞれに、濾材のひだ山と同じ数だけ並列された複数の防液板が立設されている。

エアフィルタ製造においては、まず、下型の防液板それぞれの間に、濾材のひだ山を挿入配置し、下型の上に濾材を取り付ける。次いで、濾材が取り付けられた下型の上に上型を重ねて、上型の各防液板を各濾材のひだ山内部に挿入配置した後、濾材外周に注型樹脂を流し込む。この方法では、濾材の各ひだ山が、下型の防液板と上型の防液板とで挟まれるため、ひだ山間から、濾材内部に樹脂を流入させずにフィルタ枠を成形することが可能になる。

しかし、ひだ折り加工された濾材は、通常、その折り目方向に直交する方向に伸縮性が高いため、下型に濾材を取り付けるとき、各防液板の間にひだ山を配置しにくいという問題がある。

一方、濾材は、ひだ山間に介挿したセパレータによってひだ山間を固定することにより、上記直交方向における伸縮性を低くすることができる。しかし、このような濾材は、防液板間にひだ山を挿入するとき、その挿入がセパレータによって阻害されるため、上記樹脂成型タイプのエアフィルタに従来使用されていない。

本発明は以上の問題点に鑑みて成されたものであり、ひだ折り加工された濾材を、下型に容易に取り付けることが可能なエアフィルタの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るエアフィルタの製造方法は、所定方向に並べられ、櫛歯状を呈する複数の上型防液部が立設された上型と、所定方向に並べられ、櫛歯状を呈する複数の下型防液部が立設された下型とを備え、各下型防液部は、所定方向に直交する方向に間隙おいて少なくとも２つに分割され、その間隙が連続して、流路が形成されるとともに、上型防液部は、下型防液部に噛み合うように設けられる成型型を用いてエアフィルタを製造する方法であって、濾材がひだ状に折り畳まれて形成され、その折り畳まれた濾材間を所定の間隔を介して固定するセパレータが設けられた濾材パックを用意する第１工程と、セパレータが流路に配置されるように、複数の下型防液部に濾材パックを嵌め入れる第２工程と、複数の上型防液部を、濾材パックが間に挟まれるようにして複数の下型防液部と噛み合うように配置させる第３工程と、濾材パックの外周及び流路に注型液を流し込み、濾材パック外周にフィルタ枠を成形するとともに、フィルタ枠に掛け渡されたリブを成形する第４工程とを備えることを特徴とする。

流路は、例えば、所定方向に直線状に延在し、また、セパレータは、濾材の折り目方向に直交する方向に沿って延在し連続していても良いが、直交する方向に沿って不連続に形成されていても良い。セパレータは、濾材の少なくとも一方の面に設けられても良いし、濾材の両面に設けられても良い。セパレータは、例えば、糸セパレータである。

本発明の別の態様のエアフィルタの製造方法は、所定方向に複数の防液部が並べられて櫛歯状を呈するとともに、各防液部が、所定方向に直交する方向に間隙おいて少なくとも２つに分割され、その間隙が連続して、流路が形成された成型型を用いて、エアフィルタを製造する方法であって、濾材がひだ状に折り畳まれて形成され、折り畳まれた濾材間を所定の間隔を介して固定するセパレータが設けられた濾材パックを用意する第１工程と、セパレータが流路に配置されるように、櫛歯状の複数の防液部に濾材パックを嵌め入れる第２工程と、濾材パックの外周及び流路に注型液を流し込み、濾材パック外周にフィルタ枠を成形するとともに、フィルタ枠に掛け渡されたリブを成形する第３工程とを備えることを特徴とする。

本発明に係るエアフィルタは、濾材がひだ状に折られて形成され、かつその折り畳まれた濾材間を所定の間隔を介して固定するセパレータが設けられた濾材パックと、濾材パックをその内部に保持するフィルタ枠と、濾材パックの各ひだ山を交差するように設けられ、エアフィルタ枠に掛け渡されたリブとを備え、セパレータがリブの内部に埋没されていることを特徴とする。

本発明では、セパレータでひだ山間が固定された濾材を用いて注型樹脂タイプのエアフィルタを製造することが可能になったので、濾材の下型への取り付けを容易にすることができる。

金型を示す斜視図である。濾材を示す斜視図である。エアフィルタの製造過程を示す断面図である。濾材が下型に取り付けられたときの上面図であって、濾材を点線で下型を実線で示す。注型液が充填される時の濾材端部の様子を示す断面図である。エアフィルタを示す正面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る金型を示す斜視図である。本実施形態の金型１０は、互いに対向するように設けられた下型１１及び上型２１を備える。

下型１１には、その上面１５から凹んだ凹部１２が設けられる。凹部１２は底面１３と側壁１４で形成される。凹部１２の側壁１４は、所定方向Ｘに対向する第１及び第２の側壁部１４Ａ、１４Ｂと、所定方向に直交する直交方向Ｙに対向する第３及び第４の側壁部１４Ｃ、１４Ｄとで構成される。上型２１は、その底面２３を下型１１の上面１５に重ね合わせることにより、凹部１２の上部を塞ぎ、下型１１との間にフィルタ枠を成型するためのキャビティを形成する。

凹部１２の底面１３には、上型２１に向かって複数の下型防液板部１６が立設されるとともに、上型２１の底面２３には、下型１１に向かって複数の上型防液板部２６が立設される。各上型防液板部２６は、上型２１が下型１１に重ねられた状態では、凹部１２内部に配置される。

各下型防液板部１６は、直交方向Ｙに長い略矩形の板が、空隙１８Ａ〜１８Ｃをおいて、直交方向Ｙに４分割された形状を呈する。すなわち、１つの下型防液板部１６は、同一平面上（所定方向Ｘに直交する平面上）に配置された４枚の下型分割板１７Ａ〜１７Ｄから構成される。各下型分割板１７Ａ〜１７Ｄの厚さ方向は、所定方向Ｘに略一致する。

下型１１において、下型防液板部１６は、所定方向Ｘに複数並列され、櫛歯状を呈する。また、各下型防液板部１６に設けられた３つの空隙１８Ａ〜１８Ｃそれぞれは、他の下型防液板部１６に設けられた空隙１８Ａ〜１８Ｃそれぞれと、直交方向Ｙにおいて同一位置に配置される。そのため、各空隙１８Ａは連続し、所定方向Ｘに直線状に延在する通路（流路）１９Ａとなる。同様に、各空隙１８Ｂ、１８Ｃが連続して流路１９Ｂ、１９Ｃが形成される。

すなわち、複数の下型分割板１７Ａは所定方向Ｘに一列に並列されるとともに、複数の下型分割板１７Ｂも所定方向Ｘに一列に並列され、その複数に配列された複数の下型分割板１７Ｂと、複数の下型分割板１７Ａとの間に流路１９Ａが形成される。流路１９Ｂ、１９Ｃも同様に形成される。

複数の下型防液板部１６のうち、所定方向Ｘにおいて、最も両端側に設けられた下型防液板部１６、１６は、所定の間隙３１、３２を介して、側壁部１４Ａ、１４Ｂに隣接する。また、各下型防液板部１６の直交方向Ｙにおける両端部の端面（下型分割板１７Ａの端面、及び下型分割板１７Ｄの端面）それぞれは、所定の間隔３３、３４を介して、側壁部１４Ｃ、１４Ｄに対向する。

間隙３１〜３４は、注型液が注入されるための四角枠形の外周流路３５となる。また、上記した流路１９Ａ〜１９Ｃの所定方向Ｘにおける両端は、外周流路３５に接続しており、外周流路３５に注型液が注入されると、流路１９Ａ〜１９Ｃにも注型液が流入される。上型２１の底面２３には、四角枠形の外周流路３５の少なくとも４隅に連通する複数の注入・排気口３６が設けられる。

なお、側壁部１４Ｃに対向する下型分割板１７Ａの端面の位置は、直交方向Ｙにおいて互いに一致していても良いが、ずれていても良い。本実施形態では、外周流路３５が注入・排気口３６に連通されるスペースを確保するために、最も両側壁部１４Ａ、１４Ｂ側（所定方向Ｘにおいて最も両端部側）の１〜３枚程度の下型分割板１７Ａの端面の位置は、他の下型分割板１７Ａの端面の位置よりも内側に配置される。側壁部１４Ｄに対向する下型分割板１７Ｄの端面の位置も同様である。

複数の上型防液板部２６は、下型防液板部１６に対応して形成される。すなわち、４枚の上型分割板２７Ａ〜２７Ｄから成る上型防液板部２６が、所定方向Ｘに複数並列され、櫛歯状を呈する。各上型防液板部２６において、上型分割板２７Ａ〜２７Ｄは、同一平面（所定方向Ｘに直交する平面）上において、空隙２８Ａ〜２８Ｃをおいて配置される。空隙２８Ａ〜２８Ｃそれぞれは、下型１１の流路１９Ａ〜１９Ｃそれぞれに一致した位置に配置される。なお、上型分割板２７Ａ〜２７Ｄの構成は、下型分割板１７Ａ〜１７Ｄと同様であるため、その他の説明は省略する。

上型分割板２７Ａ〜２７Ｄそれぞれの位置は、下型分割板１７Ａ〜１７Ｄの配置位置から僅かにずれており、上型２１が下型１１に重ねられると、複数の上型分割板２７Ａ〜２７Ｄは複数の下型分割板１７Ａ〜１７Ｄに噛み合うように配置される。すなわち、各上型分割板２７Ａは、図３に示すように、所定方向Ｘにおいて隣接する２枚の下型分割板１７Ａ、１７Ａの間に配置される。同様に、上型分割板２７Ｂ〜２７Ｄも所定方向Ｘに隣接する２枚の下型分割板１７Ｂ〜１７Ｄの間に配置される。

なお、図３に示すように、所定方向Ｘにおいて最も両端側に設けられた上型防液板部２６、２６は、最も両端側に設けられた下型防液板部１６、１６それぞれの内側に配置されるように、上型防液板部２６は、下型防液板部１６の数より１つ少ない。

また、各分割板は、図１では、模式的に平面状に示したが、実際には図３に示すように、断面三角形を呈し、先端に向かうに従ってその厚さが薄くなるものである。また、図３に示すように、複数の下型分割板１７Ａの基端は互いに接続されて一体化して、１つの部材２５Ａとして構成される。その一体化された１つの部材２５Ａは、底面１３に取り付けられる。複数の上型分割板２７Ａも、同様に１つの部材２５Ｂとして底面２３に取り付けられる。また、分割板１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄそれぞれも、一体化されて１つの部材として底面に取り付けられる。

図２は、本実施形態で使用される濾材パック４０を示すものである。濾材パック４０は、折り目４０Ｅが互いに略平行となるように、シート状の濾材がひだ折りされて形成されたものであり、多数のひだ山４２が設けられる。各ひだ山４２は、互いに対向する２つの略平面状の折り壁４１、４１から成る。濾材は、例えばガラス繊維、合成繊維から形成される濾紙や不織布等によって構成される。

濾材の表面４３及び裏面４４それぞれの上には、セパレータ４５が接着されている。セパレータ４５は、波状を呈する濾材に合わせて、折り目方向に直交する方向（すなわち、ひだ山４２が並べられる方向）に沿って波状に延在する。セパレータ４５は、糸の外周が合成樹脂等の接着剤で被膜された糸セパレータである。ただし、セパレータとしては、糸セパレータの代わりにホットメルト樹脂から成るセパレータや、両面に接着剤が塗布されたテープ等が使用されても良い。また、セパレータは、折り目方向に直交する方向に連続していなくても良く、例えばホットメルト樹脂等の樹脂を間欠塗布することにより、折り目方向に直交する方向に沿って不連続に形成されても良い。

ひだ折りされた濾材パック４０の隣接するひだ山４２、４２間では表面４３同士が対向させられるとともに、各ひだ山４２内部では裏面４４同士が対向させられる。表面４３上のセパレータ４５は、隣接するひだ山４２の対向する表面４３上のセパレータ４５に接着し、隣接するひだ山４２、４２（すなわち、折り畳まれた濾材）間を、所定の間隔で離間させて固定する。裏面４４上のセパレータ４５も、同様にひだ山４２内部で折り壁４１、４１（すなわち、折り畳まれた濾材）間を所定の間隔で離間して固定する。

表面４３、裏面４４上のセパレータ４５は、折り目方向において同一位置に配置される。またセパレータ４５は、表面４３、裏面４４それぞれにおいて、複数（本実施形態では３つ）設けられる。後述するように、濾材パック４０が下型１１に取り付けられた時、各セパレータ４５の位置は、各流路１９Ａ〜１９Ｃの位置に一致する。

濾材パックのひだ山４２の数は、所定方向Ｘに並べられた上型防液板部２６の数に一致する。また、隣接するひだ山４２、４２の頂部４７、４７間の距離は、セパレータ４５によって、下型１１の所定方向Ｘにおいて隣接する２枚の板（例えば、下型分割板１７Ａ、１７Ａ）間の距離に略等しくなるように保持される。

次に、本実施形態に係るエアフィルタの製造方法について説明する。本実施形態では、図３に示すように、まず、濾材パック４０のひだ山４２それぞれが所定方向Ｘに隣接する２つの下型防液板部１６、１６の間に挿入されて、濾材パック４０が下型１１に嵌め入れられる。このとき図４に示すように、裏面及び表面に設けられた各セパレータ４５は、各流路１９Ａ〜１９Ｃ（空隙１８Ａ〜１８Ｃ）内部に配置される。したがって、濾材パック４０が下型１１へ挿入されるとき、その挿入がセパレータ４５によって干渉されることはない。なお、下型１１に取り付けられた濾材４０は、その折り目方向が、直交方向Ｙに、ひだ山４２が並べられる方向が所定方向Ｘに一致する。

次いで、上型２１が下方に移動されて、下型１１の上に上型２１が重ねられる。このとき、図３に示すように、上型防液板部２６それぞれは、ひだ山４２の内部それぞれに挿入され、複数の上型分割板２７Ａ〜２７Ｄは、複数の下型分割板１７Ａ〜１７Ｄに噛み合うように配置される。

ここで、上型２１における、下型１１の各流路１９Ａ〜１９Ｃに一致する部分には、上記したように空隙２８Ａ〜２８Ｃが設けられている。したがって、上型２１と下型１１が重ねられると、各濾材パック４０のセパレータ４５は、空隙２８Ａ〜２８Ｃ内に配置され、上型分割板２７Ａ〜２７Ｄに接触・干渉することはない。

次に、１つ以上の注入・排気口３６から注型液が注入され、濾材パック４０の外周を囲む外周流路３５及び流路１９Ａ〜１９Ｃに注型液が充填される。このとき、注入・排気口３６の１つ以上から外周流路３５及び流路１９Ａ〜１９Ｃ内部の空気が排出される。注型液としては、周知の液状ないし流動性のある樹脂等が使用される。

図５に示すように、注型液３９は、濾材パック４０の折り目方向に直交する方向における両端部４０Ａ、４０Ｂ（図２参照）に接触するように間隙３１、３２に充填される。但し、注型液３９は、最も側壁部１４Ａ、１４Ｂ側の下型分割板と上型分割板の間（例えば、板１７Ａ、２７Ａの間）の隙間から濾材パック４０内部に浸入しない。下型分割板１７Ａと上型分割板２７Ａ間には、図３、５に示すように、濾材パック４０の折り壁４１が配置されており、その折り壁４１によって注型液３９の流入が阻害されるからである。

また、注型液３９は、濾材パック４０の折り目方向における両端部４０Ｃ、４０Ｄ（図２参照）の端面に接触しつつ、間隙３３、３４に充填される。さらに、注型液３９は、セパレータ４５の上から、濾材の表面４３及び裏面４４の一部を覆うようにして、流路１９Ａ〜１９Ｃ内に充填される。すなわち、注型液３９は、流路１９Ａ〜１９Ｃに配置されたセパレータ４５や、濾材パック４０の一部をその内部に埋没させつつ、流路１９Ａ〜１９Ｃ内に充填される。但し、注型液は、所定方向Ｘにおいて隣接する２枚の下型分割板の間（例えば板１７Ａ、１７Ａの間）に実質的に流入しない。隣接する２枚の下型分割板（例えば、板１７Ａ、１７Ａ）間の隙間には、濾材パック４０の各ひだ山４２及び上型２１の各上型分割板（例えば、板２７Ａ）が挿入されることにより、シールされるからである。

外周流路３５、及び流路１９Ａ〜１９Ｃ内部に注入された注型液は、固化ないし硬化されて、図６に示すようなエアフィルタ６０が得られる。エアフィルタ６０は、濾材パック４０と、その内部に濾材パック４０を保持する四角枠形のフィルタ枠５０と、リブ５１とを備える。フィルタ枠５０は、折り目方向に直交する方向において対向する両側枠部５３、５４と、折り目方向において対向する天枠部５５、地枠部５６とから成る。

外周流路３５（図１参照）に注入された注型液は固化ないし硬化されてフィルタ枠５０を成形するとともに、流路１９Ａ〜１９Ｃに注入された注型液はリブ５１を成形する。リブ５１は、濾材パックの折り目方向に直交するように延在する。リブ５１は、四角枠形のフィルタ枠５０の４辺のうち、対向する２辺（両側枠部５３、５４）間に掛け渡されており、エアフィルタ６０を補強する。

なお、外周流路３５内部に充填された注型液は、濾材パック４０の端部４０Ａ〜４０Ｄに接触した状態で固化ないし硬化されるので、濾材パック４０の端部４０Ａ〜４０Ｄは、フィルタ枠５０の枠部５３〜５６の内面に接着される。また、セパレータ４５、及び濾材パック４０のセパレータ４５が設けられた部分は、リブ５１内部に埋没される。

以上のように、本実施形態では、ひだ山４２、４２間がセパレータ４５によって固定された濾材パック４０が下型１１に挿入されて、エアフィルタ６０が製造される。このような濾材パック４０は、折り目方向に直交する方向における伸縮性が低く、さらにひだ山４２、４２間の間隔がセパレータ４５によって予め広げられているので、下型１１に挿入しやすくなる。

また、濾材パック４０が金型に取り付けられるとき、セパレータ４５は下型１１に設けられた流路１９Ａ〜１９Ｃ（空隙１８Ａ〜１８Ｃ）に配置されるので、下型１１への濾材パック４０の取り付けが、セパレータ４５によって干渉されることはない。

さらに、本実施形態では、濾材パック４０の補強部材としてセパレータ４５及びリブ５１が設けられるが、セパレータ４５は各リブ５１に埋没されているため、セパレータ４５によって、濾材パック４０の有効面積が減ぜられることはない。

なお、本実施形態では、上型防液板部２６の数が下型防液板部２７より１つ多くても良い。この場合、上型２１が下型１１に重ねられたとき、上型２１の最も側壁部１４Ａ、１４Ｂ側の上型防液板部２６が、下型１１の最も側壁部１４Ａ、１４Ｂ側の下型防液板部１６の外側に配置される。また、最も端部４０Ａ、４０Ｂ側それぞれの折り壁４１、４１は、最も側壁部１４Ａ、１４Ｂ側の下型防液板部１６、１６の外側に配置される。

本実施形態では、下型防液板部１６及び上型防液板部２６は、直交方向Ｙに４分割されていたが、２つ以上であればいくつに分割されても良い。また、本実施形態では、セパレータ４５は、表面４３、裏面４４の一方のみに設けられても良い。ただし、各ひだ山４２が下型防液板部１６、１６間に挿入しやすいように、セパレータ４５は表面４３に設けられ、隣接するひだ山４２、４２（下型防液板部１６、１６間に挿入されるひだ山）間が所定の間隔で固定されていたほうが良い。

本実施形態では、セパレータ４５は、表面及び裏面それぞれにおいて、流路の数と同数設けられたが、流路の数より少なくても良い。例えば、セパレータ４５は、表面及び裏面それぞれにおいて、１または２つ設けられても良い。この場合、流路１９Ａ〜１９Ｃのうち、１又は２つの流路の内部には、セパレータ４５が配置されるが、その他の流路の内部にはセパレータが配置されない。

１０金型（エアフィルタ用成型型）
１１下型
１２凹部
１３、２３底面
１６下型防液板部
１７Ａ〜１７Ｄ下型分割板
１８Ａ〜１８Ｃ空隙
１９Ａ〜１９Ｃ流路
２６上型防液板部
２７Ａ〜２７Ｄ下型分割板
２８Ａ〜２８Ｃ空隙
４０濾材パック
４０Ａ〜４０Ｄ濾材パックの端部
４２ひだ山

Claims

所定方向に並べられ、櫛歯状を呈する複数の上型防液部が立設された上型と、前記所定方向に並べられ、櫛歯状を呈する複数の下型防液部が立設された下型とを備え、各下型防液部は、前記所定方向に直交する方向に間隙おいて少なくとも２つに分割され、その間隙が連続して、流路が形成されるとともに、前記上型防液部は、前記下型防液部に噛み合うように設けられる成型型を用いてエアフィルタを製造する方法であって、
濾材がひだ状に折り畳まれて形成され、その折り畳まれた濾材間を所定の間隔を介して固定するセパレータが設けられた濾材パックを用意する第１工程と、
前記セパレータが前記流路に配置されるように、前記複数の下型防液部に前記濾材パックを嵌め入れる第２工程と、
前記複数の上型防液部を、前記濾材パックが間に挟まれるようにして前記複数の下型防液部と噛み合うように配置させる第３工程と、
前記濾材パックの外周及び前記流路に注型液を流し込み、前記濾材パック外周にフィルタ枠を成形するとともに、前記フィルタ枠に掛け渡されたリブを成形する第４工程と
を備えることを特徴とするエアフィルタの製造方法。
前記流路は、前記所定方向に直線状に延在することを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタの製造方法。
前記セパレータは、濾材の折り目方向に直交する方向に沿って延在することを特徴とする請求項２に記載のエアフィルタの製造方法。
前記セパレータは、前記濾材の少なくとも一方の面に設けられることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタの製造方法。
前記セパレータは、前記濾材の両面に設けられることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタの製造方法。
前記セパレータは、糸セパレータであることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタの製造方法。
所定方向に複数の防液部が並べられて櫛歯状を呈するとともに、各防液部が、前記所定方向に直交する方向に間隙おいて少なくとも２つに分割され、その間隙が連続して、流路が形成された成型型を用いて、エアフィルタを製造する方法であって、
濾材がひだ状に折り畳まれて形成され、折り畳まれた濾材間を所定の間隔を介して固定するセパレータが設けられた濾材パックを用意する第１工程と、
前記セパレータが前記流路に配置されるように、前記複数の防液部に前記濾材パックを嵌め入れる第２工程と、
前記濾材パックの外周及び前記流路に注型液を流し込み、前記濾材パック外周にフィルタ枠を成形するとともに、前記フィルタ枠に掛け渡されたリブを成形する第３工程と
を備えることを特徴とするエアフィルタの製造方法。
濾材がひだ状に折られて形成され、かつその折り畳まれた濾材間を所定の間隔を介して固定するセパレータが設けられた濾材パックと、
前記濾材パックをその内部に保持するフィルタ枠と、
前記濾材パックの各ひだ山を交差するように設けられ、前記エアフィルタ枠に掛け渡されたリブとを備え、
前記セパレータが前記リブの内部に埋没されていることを特徴とするエアフィルタ。