JP6873485B2 - フィルタおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
フィルタ孔のサイズを小さくすれば、除去対象物の除去性能は向上するが、孔密度を上げなければ通気性を確保できない。
しかし、上記樹脂製のフィルタ部材を用いたフィルタの場合、孔密度を高くすると、フィルタ部の強度が弱くなって簡単に破損してしまうおそれがある。
しかし、フィルタ部材の材料となる金属板の肉厚が厚いと、孔の深さが深くなり、従来より小さな除去対象物まで除去できても、孔に入り込んだ除去対象物が掃除しにくいという問題がある。
すなわち、樹脂と金属では熱収縮性に大きな差があり、枠部を射出成形後、冷却までの樹脂成形部の熱収縮によってフィルタ部分にしわやたるみが発生する。
すなわち、二次成形部に、フィルタ部材の仕切り部の部分においてにフィルタ部材表面に突出する部分が設けられていないので、フィルタ面を清掃する際にブラシ等の清掃具が引っかかるという問題がなく、自動清掃機能を有する機器のフィルタとして好適に用いられるようになる。
すなわち、小さい孔径の樹脂通孔を多数設けることによって仕切り部においてフィルタ部材をしっかりと固定することができる。
そして、二次成形部を射出成形する際に、折り曲げ部がテーパ面に面接触しているので、二次成形部充填凹部に充填される射出樹脂が折り曲げ部のテーパ面側に回りこみにくく、二次成形部の成形時にフィルタ部材の周縁部の位置ずれを起こすことがなく、精度よくフィルタを製造できる。
また、折り曲げ部は、二次成形部充填凹部と、テーパ面との間に挟まれた状態にしっかりと固定される。
すなわち、フィルタ部材の露出部分と二次成形部との段差が無くなり、フィルタ面を清掃する際にブラシ等の清掃具が引っかかるという問題がなく、自動清掃機能を有する機器のフィルタとして好適に用いられるようになる。
フィルタ部材の厚みとしては、清掃性向上および目詰まり防止を考慮すると、できるだけ薄くすることが好ましい。
上記樹脂には、成形性向上、物性改良、機能付与、耐久性向上等を目的として、必要に応じて各種の添加剤を添加しても構わない。
すなわち、二次成形部成形時に二次成形部成形樹脂がフィルタ部材の一次成形部との間への入り込みによるフィルタ部材のばたつきを防止して、成形精度を上げることができる。
すなわち、複数のゲートから射出充填することによって、各部の射出充填時間差を少なくすることができ、寸法精度よく成形することができる。
また、本発明2のフィルタは、多数のフィルタ孔が形成されたフィルタ部を有する金属製のフィルタ部材と、このフィルタ部材の周縁部を支持する樹脂成形部を備えるフィルタであって、前記フィルタ部材が、その周縁部と、この周縁部の内側を複数の前記フィルタ部に仕切る仕切り部を有し、前記周縁部および前記仕切り部に、樹脂通孔が穿設されていて、前記樹脂成形部が、前記樹脂成形部の大部分を占める一次成形部と、前記樹脂成形部の残部を占める二次成形部を備え、前記一次成形部は、前記フィルタ部材の周縁部を受ける第1の受面を有する枠部と、前記第1の受面に前記フィルタ部材の周縁部が受けられた状態で、前記フィルタ部材の仕切り部が臨む位置に設けられ、前記枠部の内側を前記フィルタ部が臨む前記複数の開口部に仕切るとともに、前記仕切り部を受ける第2の受面を有する桟部を備え、前記桟部が、前記第2の受面から凹設され前記枠部まで達する凹溝を有しており、前記二次成形部は、前記第1の受面に受けられた状態の前記フィルタ部材の周縁部を前記第1の受面との間で挟み込むとともに、前記周縁部の樹脂通孔を介して前記第1の受面側に入り込んだ前記二次成形部の一部が、前記第1受面で、前記一次成形部に融着された状態になり、かつ、前記凹溝に密に入り込むとともに、前記仕切り部の樹脂通孔に入り込んだ状態になっている。
したがって、薄肉の金属製フィルタ部材を用いても、樹脂部の熱収縮によるフィルタ部材のしわやたわみが防止でき、フィルタ部の清掃性がよくなる。
そして、二次成形部の仕切り部に設けられた樹脂通孔に充填された部分が、フィルタ部材の桟部に臨む部分を固定して、大きなフィルタ部材でもしわやたわみのないフィルタとすることができる。
すなわち、樹脂成形部の大部分を構成する一次成形部となる一次成形品と、フィルタ部材を組み合わせた状態で金型にセットし、金型内に二次成形部となる樹脂を射出充填するようにしたので、樹脂成形部全体としての熱収縮を抑えることができる。
したがって、樹脂成形部の熱収縮によるフィルタ部材のしわや波うちがなく、清掃性に優れた本発明のフィルタを精度よく製造することができる。
図1〜図3は、本発明のフィルタの第1の実施の形態をあらわしている。
一次成形部1aは、フィルタAの樹脂成形部の大部分を占めるとともに、フィルタAの全体強度を確保するもので、図4に示すように、枠部11と、縦横の桟部12を備え、枠部11の内側が、縦横の桟部12によって6つの区画に区切られている。
切欠段部11aは、立上り壁11cと、フィルタ部材2aの受面11dを有し、断面略L字形をしているとともに、長方形の枠部11の3辺の中央に枠部内側に張り出す突部11bを備えている。
したがって、受面11dは、突部11bの部分で幅が他の部分より狭くなっている。
外縁部21は、切欠段部11aの受面11dの平面形状とほぼ同じ形状に形成されていて、切欠段部11aの突部11bに対応する位置に突部11bに沿う形状の切欠24が形成されている。
第1樹脂通孔25aおよび第2樹脂通孔25bはエッチング加工によって形成されている。
第3樹脂通孔25cは、桟部12の凹溝14を臨む位置に、図5に拡大してあらわすように、隣接する列と千鳥の位置となるように、仕切り部22の幅方向に3列に並ぶように設けられている。
なお、第3樹脂通孔25cは、二次成形部3aを射出成形する際に、確実に樹脂が入り込むとともに、二次成形部3aによって、フィルタ部材2aを一次成形部1aとの間でしっかりと固定できれば、の孔径およびピッチは特に限定されず、また、樹脂の種類、フィルタの形状、フィルタの用途、フィルタ部材の材質などや、樹脂成形部の形状に応じて適宜決定できる。
また、各フィルタ部23は、直径0.225mmの円形のフィルタ孔が0.275mmのピッチで等間隔に穿設されている。
すなわち、枠部固定部31は、立上り壁11cに融着状態で固着されるとともに、切欠段部11aの受面11dとの間でフィルタ部材2aの外縁部21を挟み込んだ状態で、第1樹脂通孔25aおよび第2樹脂通孔25bに一部が入り込んで受面11dに融着状態で固着されている。
固定部本体32aは、凹溝14に密に充填された状態になっていて、凹溝14の内壁面に融着状態に固着されている。
第3樹脂通孔充填部32bは、各第3樹脂通孔25cに入り込むように固定部本体32aから突出して設けられ、その先端面が、仕切り部22の表面と面一になっている。
なお、図1中、gはゲート跡、図5、6中、25dは樹脂射出用孔である。
(1)予めポリプロピレン樹脂製の一次成形部1aを成形する。
(2)一次成形部1aとフィルタ部材2aを、フィルタ部材2aが、一次成形部1aの切欠段部11aによって位置決めされた状態にして金型(図示せず)内にセットする。
(3)金型を閉じて、二次成形部3aとなるポリプロピレン樹脂を金型内に射出して、二次成形部3aを成形し、フィルタAを得る。
なお、フィルタ部材2aは、一次成形部1aを金型内にセットしたのち、金型内で一次成形部1aにセットしてもよいし、予め一次成形部1aにセットしたのち、一次成形部1aと共に、金型内にセットするようにしても構わない。
したがって、薄肉のフィルタ部材2aを用いても、樹脂成形部の熱収縮によるフィルタ部材2aのしわやたわみが防止でき、フィルタ部23の清掃性がよくなる。
また、仕切り部22に多数の小さな第3樹脂通孔25cが設けられ、固定部本体32aから突出して設けられた第3樹脂通孔充填部32bが各第3樹脂通孔25cに密に入り込んでいるので、第2成形部3aが桟部12との間で仕切り部22を挟み込むような構造を設けなくても仕切り部22においてフィルタ部材2aをしっかりと固定できるとともに、第3樹脂通孔充填部32bの先端面を、仕切り部22の表面と面一にすることができる。
なお、このフィルタAは、製品状態で、一次成形部1aと、二次成形部3aの界面が目視でほぼ判別できないが、たとえば、赤外分光法等を用いて解析すれば判別することができる。
図7〜図9に示すように、このフィルタBは、ポリプロピレン樹脂組成物からなる一次成形部1bおよびポリプロピレン樹脂組成物からなる二次成形部3bからなる樹脂成形部と、ステンレス鋼からなるフィルタ部材2bを備えている。
そして、枠部15は、図8および図10に示すように、内縁側の一側面に二次成形部充填凹部16が設けられている。
テーパ面16aは、枠部15の内縁側から外縁側に向かって深くなるように設けられている。
折り曲げ部26は、折り曲げ角度はテーパ面16aと同じ角度に形成されているとともに、第1の実施の形態と同様の第1樹脂通孔25aが穿設されている。
そして、フィルタ部材2bは、図8および図12に示すように、折り曲げ部26が折り曲げ部26の折り曲げラインがテーパ面16aの上縁と一致した状態で二次成形部充填凹部16内に嵌り込むことで、フィルタ部23がピンと張った状態に維持されるとともに、受面となるテーパ面16aによって面接触状態になるようになっている。
しかも、このとき、折り曲げ部26の切欠26aに二次成形部充填凹部16内の突起16bが嵌り込み、フィルタ部材2bの外枠部の縦横方向の動きが規制される。
枠固定部34は、二次成形部充填凹部16内に充填されて、二次成形部充填凹部16のテーパ面16aの面全面に融着状態で固着されるとともに、折れ曲げ部26をテーパ面16aとの間に挟み込んだ状態で、第1樹脂通孔25aを介してテーパ面側に入り込んだ部分がテーパ面16aに融着状態に固着されている。
桟固定部32は、図9に示すように、第1の実施の形態の桟固定部32と同様になっている。
なお、このフィルタBは、上記に説明した点以外は、上記第1の実施の形態のフィルタAと同様に構成されている。したがって、フィルタAと同様の構成部分には同じ符号を付している。
したがって、樹脂の熱収縮により、フィルタ部材2bにしわやたるみが生じない。
したがって、自動清掃装置の可動域が広がり、フィルタ面の隅々まで確実に自動清掃装置で清掃できるようになる。
図13〜図15に示すように、このフィルタCは、ポリプロピレン樹脂組成物からなる一次成形部1cおよびポリプロピレン樹脂組成物からなる二次成形部3cからなる樹脂成形部と、ステンレス鋼からなるフィルタ部材2cを備えている。
また、図14に示すように、二次成形部3cの枠部固定部36が、図14および図18に示すように、切欠段部17aに受けられた状態で、図17に示すように第1樹脂通孔25cを介して凹溝17b内に充填されて、凹溝17b内壁面にも融着状態で固着される凹溝固定部36aを備えている。
また、桟固定部37は、押さえ部37aから第3樹脂通孔25cを介して凹溝14内に充填され、凹溝14の内壁面に融着状態で固着されているとともに端部で桟固定部36に一体化されている。
したがって、フィルタAと同様の構成部分には同じ符号を付している。
相違している。
上記の実施の形態では、フィルタが平面的であったが、一次成形部を、たとえば、一面または複数面にフィルタ部を有する箱形など立体的な形状にしても構わないし、機器の装着部に弾性係止する突起や爪を一体に形成するようにしても構わない。
上記の実施の形態では、樹脂通孔もエッチング加工によって形成されていたが、樹脂通孔はあらかじめパンチング加工などによって設けるようにしても構わない。
また、フィルタ孔の径、密度、樹脂通孔の径などは、本発明の目的を達成する範囲で、樹脂の種類、フィルタの形状、フィルタの用途、フィルタ部材の材質などや、樹脂成形部の形状に応じて適宜決定できる。
1a,1b,1c 一次成形部
11 枠部
11a 切欠段部(位置決め凹部)
11b 突部
11c 立上り壁
11d 受面
12 桟部
13 受面
14 凹溝
15 枠部
16 二次成形部充填凹部
16a テーパ面
16b 突起
17 枠部
17a 切欠段部
17b 凹溝
2a,2b,2c フィルタ部材
21 外縁部
22 仕切り部
23フィルタ部
24 切欠
25a 第1樹脂通孔
25b 第2樹脂通孔
25c 第3樹脂通孔
25d 樹脂射出用孔
26 折り曲げ部
26a 切欠
3a,3b,3c 二次成形部
31 枠固定部
32 桟固定部
32a 固定部本体
32b 第3樹脂通孔充填部
34 枠固定部
36 枠固定部
36a 凹溝固定部
37 桟固定部
37a 押さえ部
g ゲート跡
Claims (8)
- 多数のフィルタ孔が形成されたフィルタ部を有する金属製のフィルタ部材と、このフィルタ部材の外縁部を支持する樹脂成形部を備えるフィルタであって、
前記フィルタ部材は、樹脂通孔が前記外縁部に穿設されているとともに、前記外縁部より内側に、前記フィルタ部を有し、
前記樹脂成形部は、前記樹脂成形部の大部分を占める一次成形部と、前記樹脂成形部の残部を占める二次成形部を備え、
前記一次成形部が、前記フィルタ部材の外縁部を受ける受面を有し、
前記二次成形部が、前記一次成形部の受面に受けられた状態の前記フィルタ部材の外縁部を前記受面との間で挟み込んだ状態、かつ、前記樹脂通孔を介して前記受面側に入り込んだ前記二次成形部の一部が、前記受面で、前記一次成形部に融着された状態になっていることを特徴とするフィルタ。 - 多数のフィルタ孔が形成されたフィルタ部を有する金属製のフィルタ部材と、このフィルタ部材の周縁部を支持する樹脂成形部を備えるフィルタであって、
前記フィルタ部材が、その周縁部と、この周縁部の内側を複数の前記フィルタ部に仕切る仕切り部を有し、
前記周縁部および前記仕切り部に、樹脂通孔が穿設されていて、
前記樹脂成形部が、前記樹脂成形部の大部分を占める一次成形部と、前記樹脂成形部の残部を占める二次成形部を備え、
前記一次成形部は、前記フィルタ部材の周縁部を受ける第1の受面を有する枠部と、前記第1の受面に前記フィルタ部材の周縁部が受けられた状態で、前記フィルタ部材の仕切り部が臨む位置に設けられ、前記枠部の内側を前記フィルタ部が臨む前記複数の開口部に仕切るとともに、前記仕切り部を受ける第2の受面を有する桟部を備え、
前記桟部が、前記第2の受面から凹設され前記枠部まで達する凹溝を有しており、
前記二次成形部は、前記第1の受面に受けられた状態の前記フィルタ部材の周縁部を前記第1の受面との間で挟み込むとともに、前記周縁部の樹脂通孔を介して前記第1の受面側に入り込んだ前記二次成形部の一部が、前記第1受面で、前記一次成形部に融着された状態になり、かつ、
前記凹溝に密に入り込むとともに、前記仕切り部の樹脂通孔に入り込んだ状態になっていることを特徴とするフィルタ。 - 前記二次成形部は、前記仕切り部の樹脂通孔に入り込んだ状態の部分の先端面が、前記仕切り部の表面と面一に形成されている請求項2に記載のフィルタ。
- 前記一次成形部は、前記枠部の受面が、前記枠部の内縁から外縁に向かって徐々に深くなるテーパ面となっており、
前記フィルタ部材は、前記周縁部が、前記テーパ面に沿う折り曲げ角度に折り曲げ形成され、前記樹脂通孔を有する折り曲げ部を備え、
前記二次成形部は、前記テーパ面に受けられた状態の前記フィルタ部材の折り曲げ部を前記テーパ面との間に挟み込むとともに、前記折れ曲げ部の樹脂通孔を介して前記テーパ面側に入り込んだ前記二次成形部の一部が前記テーパ面に融着されている請求項1〜請求項3のいずれかに記載のフィルタ。 - 前記二次成形部は、その表面が、前記フィルタ部材の折り曲げ部の折り曲げラインより内側部分に面一に形成されている請求項4に記載のフィルタ。
- 先に成形された前記一次成形部と、前記フィルタ部材を組み合わせた状態で、射出成形金型内にセットし、前記二次成形部を射出成形する請求項1〜5のいずれかに記載のフィルタの製造方法。
- 前記一次成形部の受面に、前記フィルタ部材を面接触させた状態で二次成形部を射出成形する請求項6に記載のフィルタの製造方法。
- 複数のゲートを介して金型内に射出充填して前記二次成形部を成形する請求項6または請求項7に記載のフィルタの製造方法。
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