JP7257347B2

JP7257347B2 - インサート成形フィルター、および、インサート成形フィルターの製造方法

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Publication number: JP7257347B2
Application number: JP2020029339A
Authority: JP
Inventors: 徳雄齋藤
Original assignee: Nifco Inc
Current assignee: Nifco Inc
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2020-02-25
Publication date: 2023-04-13
Anticipated expiration: 2040-02-25
Also published as: JP2021133535A; CN115135480A; US20230081513A1; WO2021172022A1

Description

本発明は、インサート成形フィルター、および、インサート成形フィルターの製造方法に関する。

流体を濾過するフィルターを製造する方法として、インサート成形が用いられている。インサート成形の一例では、円柱状のコアピンを備える下型と、コアピンが入り込む穴を備える上型とから構成される金型が用いられる。上型が有する穴の底部には、コアピンの周方向において等間隔で並ぶ複数の突条が位置している。突条は、コアピンの中心軸に対して傾斜した形状を有している。

こうした金型を用いたインサート成形では、筒状を有したメッシュが準備される。そして、筒状を有したメッシュが、コアピンの外周面に沿うようにコアピンに配置された状態で、メッシュが配置されたコアピンが上型の穴に入り込む。この際に、メッシュの先端における一部が突条に接触することによって、突条に接触しなかった部分に比べて、メッシュの中心軸寄りに位置する。これによって、金型に充填された樹脂によって形成された本体に、メッシュの先端における一部が埋め込まれる。そのため、メッシュの先端が本体の外表面に接している場合に比べて、本体に対するメッシュの剥離強度が高まる（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１８－６９１１４号公報

しかしながら、上述したインサート成形では、本体に対するメッシュの剥離強度を高めるために、メッシュの先端における一部を突条に接触させる必要がある。そのため、突条の位置によって金型の構造が制約され、結果として、完成したフィルターにおけるメッシュの位置も制約されてしまう。それゆえに、本体に対するメッシュの剥離強度を確保しつつも、フィルターでのメッシュの位置における自由度を高めることが求められている。

本発明は、本体に対するメッシュの剥離強度を確保し、かつ、フィルターでのメッシュの位置における自由度を向上可能としたインサート成形フィルター、および、インサート成形フィルターの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのインサート成形フィルターは、樹脂製の本体に、底部と前記底部の一部が接続された筒状部とを有したメッシュがインサート成形されたインサート成形フィルターである。第１環状部、第２環状部、および、前記第１環状部と前記第２環状部とに接続される複数の柱状部を備え、前記第１環状部と前記第２環状部との間に、前記複数の柱状部によって区切られた複数の開口を有した本体と、前記第１環状部が区画する開口と、前記複数の柱状部によって区切られた前記複数の開口とを覆うように前記本体と一体に成形されたメッシュと、を備える。前記本体は、前記第１環状部の径方向において前記メッシュよりも外側に位置する樹脂の導入部を備える。

上記課題を解決するためのインサート成形フィルターの製造方法は、底部と底部の一部が接続された筒状部とを備えるインサート成形用メッシュを準備すること、前記インサート成形用メッシュを金型に配置すること、および、前記筒状部の径方向において前記筒状部よりも外側に位置するゲート口から、前記金型のうちで、前記インサート成形用メッシュと一体に成形される本体を成形するための成形部に樹脂を圧送すること、を含む。

上記各構成によれば、インサート成形フィルターの製造時には、完成したインサート成形フィルターが有する導入部に対応する部分に位置するゲート口から、溶融した樹脂が金型における本体の成形部に導入される。この際に、ゲート口が、第１環状部の径方向においてメッシュよりも外側に位置するため、ゲート口から圧送された樹脂によって、メッシュの筒端が、第１環状部の径方向における内側に向けて折り曲げられる。これにより、完成したインサート成形フィルターにおいて、メッシュの筒端における少なくとも一部が、第１環状部内に埋め込まれ、結果として、本体に対するメッシュの剥離強度が確保される。しかも、ゲート口の位置によってインサート成形フィルターに対するメッシュの位置は制約されないことから、インサート成形フィルターに対するメッシュの位置の自由度を高めることが可能である。

上記インサート成形フィルターにおいて、前記導入部は、前記第１環状部と前記第２環状部とが並ぶ方向において、前記第１環状部に対して前記第２環状部とは反対側に位置してもよい。この構成によれば、ゲート口から圧送された樹脂が高いエネルギーを有した状態でメッシュの筒端に到達しやすいため、メッシュの筒端が、より確実に折り曲げられる。

上記インサート成形フィルターにおいて、前記導入部は、前記柱状部に位置してもよい。この構成によれば、導入部が柱状部に位置することによって、導入部を第１環状部の径方向においてメッシュよりも外側に位置させることが容易である。

上記インサート成形フィルターにおいて、前記導入部は、複数の導入部のうちの１つであり、各導入部は、互いに異なる前記柱状部に１つずつ位置してもよい。この構成によれば、第１環状部の周方向において、メッシュの筒端のうちで、第１環状部の径方向における内側に向けて折り曲げられる部分を広げることが可能である。

上記インサート成形フィルターにおいて、前記第１環状部は、前記第１環状部の開口と対向する視点から見て、他の部分よりも広い線幅を有した幅広部を備え、前記幅広部は、前記第１環状部の外径が区画する円状の領域内に位置してもよい。この構成によれば、第１環状部が幅広部を有する分だけ、メッシュの底部が幅広部に埋没するため、第１環状部からメッシュが剥がれにくくなる。

本発明によれば、本体に対するメッシュの剥離強度を確保し、かつ、フィルターでのメッシュの位置における自由度を高めることができる。

一実施形態におけるインサート成形フィルターの構造を示す斜視図。図１が示すインサート成形フィルターを第１環状部と対向する視点から見た平面図。図１が示すインサート成形フィルターを１つの柱状部と対向する視点から見た側面図。図１が示すインサート成形フィルターの製造に用いられるインサート成形用メッシュの構造を示す斜視図。インサート成形フィルターの作用を説明するための作用図。図１が示すインサート成形フィルターの構造を示す断面図。

図１から図６を参照して、インサート成形フィルターの一実施形態を説明する。
図１が示すように、インサート成形フィルター１０は、本体１１とメッシュ１２とを備えている。インサート成形フィルター１０では、樹脂製の本体１１に、底部と底部の一部が接続された筒部とを有したメッシュ１２がインサート成形されている。

本体１１は、第１環状部１１Ａ、第２環状部１１Ｂ、および、複数の柱状部１１Ｃを備えている。各柱状部１１Ｃは、第１環状部１１Ａと第２環状部１１Ｂとに接続されている。本体１１は、第１環状部１１Ａと第２環状部１１Ｂとの間に、複数の柱状部１１Ｃによって区切られた複数の開口１１Ｅ１を有している。メッシュ１２は、第１環状部１１Ａが区画する開口１１Ｅ２と、複数の柱状部１１Ｃによって区切られた複数の開口１１Ｅ１とを覆うように本体１１と一体に成形されている。本体１１は、第１環状部１１Ａの径方向においてメッシュ１２よりも外側に位置する樹脂の導入部１１Ｄを備えている。

インサート成形フィルター１０の製造時には、完成したインサート成形フィルター１０が有する導入部１１Ｄに対応する部分に位置するゲート口から、溶融した樹脂が金型における本体１１の成形部に導入される。この際に、ゲート口が、第１環状部１１Ａの径方向においてメッシュ１２よりも外側に位置するため、ゲート口から圧送された樹脂によって、メッシュ１２の筒端が、第１環状部１１Ａの径方向における内側に向けて折り曲げられる。これにより、完成したインサート成形フィルター１０において、メッシュ１２の筒端における少なくとも一部が、第１環状部１１Ａ内に埋め込まれ、結果として、本体１１に対するメッシュ１２の剥離強度が確保される。しかも、ゲート口の位置によってインサート成形フィルター１０に対するメッシュ１２の位置は制約されないことから、インサート成形フィルター１０に対するメッシュ１２の位置の自由度を高めることが可能である。

導入部１１Ｄは、柱状部１１Ｃに位置している。導入部１１Ｄが柱状部１１Ｃに位置することによって、導入部１１Ｄを第１環状部１１Ａの径方向においてメッシュ１２よりも外側に位置させることが容易である。

第１環状部１１Ａおよび第２環状部１１Ｂは、それぞれ円環状を有している。第２環状部１１Ｂの直径は、第１環状部１１Ａの直径よりも大きい。各柱状部１１Ｃは、第１環状部１１Ａから第２環状部１１Ｂに向かう方向に沿って延びる直線状を有している。

各柱状部１１Ｃにおいて、第２環状部１１Ｂに接続する端部を基端とし、第１環状部１１Ａに接続する端部を先端とする。この場合に、各柱状部１１Ｃの先端が、第１環状部１１Ａの外側面に接続されている。各柱状部１１Ｃの基端は、第２環状部１１Ｂのうちで、第１環状部１１Ａに対向する面に接続されている。また、第２環状部１１Ｂの直径が第１環状部１１Ａの直径よりも大きいことによって、本体１１の外形は、円錘台状を有している。そのため、導入部１１Ｄが柱状部１１Ｃに位置することによって、導入部１１Ｄは、第１環状部１１Ａの径方向においてメッシュ１２よりも外側に位置することが可能である。

導入部１１Ｄは、例えば、インサート成形フィルター１０の製造時においてゲート口が位置したことを示す痕跡である。この場合には、導入部１１Ｄは、金型において、本体１１を成形するための成形部に接続されたゲート中の樹脂が硬化することによって形成されたゲート痕である。

図２は、第１環状部１１Ａが区画する開口１１Ｅ２と対向する視点から見たインサート成形フィルター１０の構造を示している。
図２が示すように、本体１１は、複数の導入部１１Ｄを備えている。各導入部１１Ｄは、複数の導入部１１Ｄのうちの１つである。各導入部１１Ｄは、互いに異なる柱状部１１Ｃに１つずつ位置している。そのため、第１環状部１１Ａの周方向において、メッシュ１２の筒端のうちで、第１環状部１１Ａの径方向における内側に向けて折り曲げられる部分を広げることが可能である。

図２が示す例では、本体１１は、４つの柱状部１１Ｃを備え、かつ、柱状部１１Ｃと同数の導入部１１Ｄを備えている。４つの柱状部１１Ｃは、第１環状部１１Ａの周方向において等しい間隔を空けて配置されている。これにより、導入部１１Ｄが、第１環状部１１Ａの周方向において等しい間隔を空けて配置されている。そのため、複数の導入部１１Ｄが、第１環状部１１Ａの周方向における一部に偏って配置される場合に比べて、メッシュ１２の筒端において、高いエネルギーを有した樹脂が供給される部位が、第１環状部１１Ａの周方向において偏ることが抑えられる。これにより、メッシュ１２の筒端のうちで、第１環状部１１Ａの径方向における内側に向けて折り曲げられる部位が、第１環状部１１Ａの周方向において偏ることが抑えられる。

第１環状部１１Ａは、第１環状部１１Ａの開口１１Ｅ２と対向する視点から見て、第１環状部１１Ａにおける他の部分よりも広い線幅を有した幅広部１１ＡＷを備えている。幅広部１１ＡＷは、第１環状部１１Ａの外縁１１ＡＥが区画する円状の領域内に位置している。第１環状部１１Ａが幅広部１１ＡＷを有する分だけ、メッシュ１２の底部が幅広部１１ＡＷに埋没するため、第１環状部１１Ａからメッシュ１２が剥がれにくくなる。

図３は、本体１１が有する柱状部１１Ｃの１つと対向する視点から見たインサート成形フィルター１０の構造を示している。
図３が示すように、導入部１１Ｄは、第１環状部１１Ａと第２環状部１１Ｂとが並ぶ方向において、第１環状部１１Ａに対して第２環状部１１Ｂとは反対側に位置する。これにより、ゲート口から圧送された樹脂が高いエネルギーを有した状態でメッシュ１２の筒端に到達しやすいため、メッシュ１２の筒端が、より確実に折り曲げられる。

第１環状部１１Ａと第２環状部１１Ｂとが並ぶ方向を上下方向に設定し、かつ、第１環状部１１Ａが第２環状部１１Ｂよりも上方に位置する場合に、導入部１１Ｄは、第１環状部１１Ａよりも上方に位置する。図３が示す例では、導入部１１Ｄは、その導入部１１Ｄが配置された柱状部１１Ｃの先端に位置している。そのため、インサート成形フィルター１０の製造時において、ゲート口は、メッシュ１２の筒端に対して、メッシュ１２の径方向における外側かつ上方に位置する。これにより、メッシュ１２の筒端は、ゲート口から金型の成形部に圧送された樹脂の流路上に位置し、かつ、メッシュ１２の筒端には、高いエネルギーを有した樹脂が供給される。結果として、メッシュ１２の筒端が、第１環状部１１Ａの径方向における内側に向けて折り曲げられる。

図４は、インサート成形フィルター１０の製造に用いられるメッシュ１２の構造における一例を示している。
図４が示すように、メッシュ１２は、円錘台状を有している。メッシュ１２は、筒状部１２Ａ、底部１２Ｂ、および、連結部１２Ｃを備えている。筒状部１２Ａは、帯状部の両端部に１つずつ位置する２つの接合代が互いに接合されることによって形成される。接合代上には、複数の溶接部１２Ｄが、筒状部１２Ａが延びる方向に沿って並んでいる。

連結部１２Ｃは、底部１２Ｂの一部、より詳しくは、底部１２Ｂの縁における一部を筒状部１２Ａに連結している。筒状部１２Ａのうちで、底部１２Ｂによって覆われる筒端の一部のみが底部１２Ｂに接続されている。そのため、インサート成形フィルター１０の製造時において、筒状部１２Ａの筒端に向けて樹脂が供給されることによって、筒状部１２Ａの筒端が、筒状部１２Ａの径方向における内側に向けて折れ曲がることが可能である。

連結部１２Ｃの両側には、筒状部１２Ａの筒端、底部１２Ｂ、および、連結部１２Ｃによって区画される隙間１２Ｅが１つずつ位置している。第１環状部１１Ａが備える幅広部１１ＡＷは、２つの隙間１２Ｅを覆っている。

インサート成形フィルター１０の製造方法は、上述したインサート成形用のメッシュ１２を準備すること、および、インサート成形用のメッシュ１２を金型に配置することを含む。インサート成形フィルター１０の製造方法は、さらに、筒状部１２Ａの径方向において、筒状部１２Ａよりも外側に位置するゲート口から、金型のうちで、メッシュ１２と一体に成形される本体１１を成形するための成形部に樹脂を圧送することを含む。

図５は、インサート成形フィルター１０の製造時における樹脂の流れを模式的に示している。なお、図５では、図示および説明の便宜上、完成したインサート成形フィルター１０の一部における断面構造に対して、製造時における樹脂の流れが示されている。また、図５は、柱状部１１Ｃのうちの１つにおける柱状部１１Ｃが延びる方向に沿う断面構の一部を、メッシュ１２の断面構造における一部とともに示している。

図５が示すように、導入部１１Ｄに対応するゲート口から金型の成形部に圧送される樹脂は、メッシュ１２の径方向における外側から成形部に圧送されるため、成形部に圧送された後に、メッシュ１２の筒端に向けて流れることが可能である。さらに、樹脂は、柱状部１１Ｃの先端に対応する部分からメッシュ１２の筒端に向けて流れるため、ゲート口からメッシュ１２の筒端までの距離がより長い場合に比べて、高いエネルギーを有した樹脂がメッシュ１２の筒端に供給される。

これにより、メッシュ１２が金型に配置された時点では、図５における二点鎖線によって示されるように、筒状部１２Ａが延びる方向に沿う断面において直線状を有していた筒端が、成形部に対する樹脂の導入によって、メッシュ１２の径方向における内側に折り曲げられる。

図６は、第１環状部１１Ａが区画する開口１１Ｅ２が広がる平面に直交し、かつ、柱状部１１Ｃを含まない平面に沿うインサート成形フィルター１０の断面構造を示している。
図６が示すように、第１環状部１１Ａの周方向において、導入部１１Ｄから離れた位置においても、メッシュ１２の筒端が、第１環状部１１Ａの径方向における内側に向けて折り曲げられている。これにより、本体１１に対するメッシュ１２の剥離強度が高められる。

なお、図６が示す例では、メッシュ１２が有する２つの筒端のうち、第２環状部１１Ｂに接する筒端は、第２環状部１１Ｂの内周面に接している。これに対して、第１環状部１１Ａに接する筒端は、第１環状部１１Ａの径方向における内側に向けて折り曲げられない場合には、第１環状部１１Ａの外周面に接している。

インサート成形フィルター１０が用いられた場合には、インサート成形フィルター１０には、第２環状部１１Ｂが区画する開口から流体が供給されるため、第２環状部１１Ｂが区画する開口から、複数の柱状部１１Ｃが区切る開口１１Ｅ１に向けて流体が流れる。これにより、第２環状部１１Ｂに接する筒端には、第２環状部１１Ｂの内周面に向けて筒端を押し付ける方向の力が作用するため、第２環状部１１Ｂから剥がれにくい。これに対して、第１環状部１１Ａに接する筒端には、第１環状部１１Ａの外周面から筒端を剥がす方向の力が作用するため、第１環状部１１Ａから剥がれやすい。この点で、インサート成形フィルター１０によれば、メッシュ１２の筒端のうち、第１環状部１１Ａに接する筒端が、第１環状部１１Ａの径方向における内側に向けて折り曲げられ、これによって、第１環状部１１Ａ内に埋め込まれる。したがって、第１環状部１１Ａに対するメッシュ１２の剥離強度が高められる。

以上説明したように、インサート成形フィルターの一実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）ゲート口から圧送された樹脂によって、メッシュ１２の筒端が、第１環状部１１Ａの径方向における内側に向けて折り曲げられるため、メッシュ１２の筒端における少なくとも一部が、第１環状部１１Ａ内に埋め込まれる。結果として、本体１１に対するメッシュ１２の剥離強度が確保される。

（２）ゲート口の位置によってインサート成形フィルター１０に対するメッシュ１２の位置は制約されないことから、インサート成形フィルター１０に対するメッシュ１２の位置の自由度を高めることが可能である。

（３）ゲート口から圧送された樹脂が高いエネルギーを有した状態でメッシュ１２の筒端に到達しやすいため、メッシュ１２の筒端が、より確実に折り曲げられる。

（４）導入部１１Ｄが柱状部１１Ｃに位置することによって、導入部１１Ｄを第１環状部１１Ａの径方向においてメッシュ１２よりも外側に位置させることが容易である。

（５）第１環状部１１Ａの周方向において、メッシュ１２の筒端のうちで、第１環状部１１Ａの径方向における内側に向けて折り曲げられる部分を広げることが可能である。

（６）第１環状部１１Ａが幅広部１１ＡＷを有する分だけ、メッシュ１２の底部が幅広部１１ＡＷに埋没するため、第１環状部１１Ａからメッシュ１２が剥がれにくくなる。

なお、上述した実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
［第１環状部］
・第１環状部１１Ａの全体が、上述した隙間１２Ｅを覆うことが可能な線幅を有してもよい。これにより、メッシュ１２の底部において第１環状部１１Ａに埋没する面積が拡大されるため、本体１１に対するメッシュ１２の剥離強度が高められる。

［導入部］
・導入部１１Ｄの数は、柱状部１１Ｃの数よりも少なくてもよい。この場合には、複数の柱状部１１Ｃにおける一部に導入部１１Ｄが位置すればよい。なお、上述したように、メッシュ１２の筒端のうちで、第１環状部１１Ａの径方向における内側に向けて折り曲げられる領域を広げる観点では、各柱状部１１Ｃが１つの導入部１１Ｄを有することが好ましい。

・本体１１は、導入部１１Ｄを１つのみを有してもよい。この場合であっても、導入部１１Ｄが、第１環状部１１Ａの径方向においてメッシュ１２よりも外側に位置することによって、上述した（１）に準じた効果を得ることは可能である。

・導入部１１Ｄは、柱状部１１Ｃに位置しなくてもよい。例えば、本体１１が、第１環状部１１Ａに接続され、かつ、第１環状部１１Ａよりも外側に位置する部分を有し、当該部分に導入部１１Ｄが位置してもよい。この場合であっても、第１環状部１１Ａの径方向において、導入部１１Ｄがメッシュ１２よりも外側に位置するため、上述した（１）に準じた効果を得ることは可能である。

・導入部１１Ｄは、第１環状部１１Ａと第２環状部１１Ｂとが並ぶ方向において、第１環状部１１Ａに対して第２環状部１１Ｂ側に位置してもよい。この場合であっても、第１環状部１１Ａの径方向において、導入部１１Ｄがメッシュ１２よりも外側に位置することによって、上述した（１）に準じた効果を得ることは可能である。

１０…インサート成形フィルター
１１…本体
１１Ａ…第１環状部
１１ＡＥ…外縁
１１ＡＷ…幅広部
１１Ｂ…第２環状部
１１Ｃ…柱状部
１１Ｄ…導入部
１１Ｅ１…開口
１１Ｅ２…開口
１２…メッシュ
１２Ａ…筒状部
１２Ｂ…底部
１２Ｃ…連結部
１２Ｄ…溶接部
１２Ｅ…隙間

Claims

樹脂製の本体に、筒状部を有したメッシュがインサート成形されたインサート成形フィルターであって、
第１環状部、第２環状部、および、前記第１環状部と前記第２環状部とに接続される複数の柱状部を備え、前記第１環状部と前記第２環状部との間に、前記複数の柱状部によって区切られた複数の開口を有した本体と、
前記複数の柱状部によって区切られた前記複数の開口を覆うように前記本体と一体に成形されたメッシュと、を備え、
前記本体は、前記第１環状部の径方向において前記メッシュよりも外側に位置する樹脂の導入部を備え、
前記導入部は、前記第１環状部と前記第２環状部とが並ぶ方向において、前記第１環状部に対して前記第２環状部とは反対側に位置する
インサート成形フィルター。
樹脂製の本体に、筒状部を有したメッシュがインサート成形されたインサート成形フィルターであって、
第１環状部、第２環状部、および、前記第１環状部と前記第２環状部とに接続される複数の柱状部を備え、前記第１環状部と前記第２環状部との間に、前記複数の柱状部によって区切られた複数の開口を有した本体と、
前記複数の柱状部によって区切られた前記複数の開口を覆うように前記本体と一体に成形されたメッシュと、を備え、
前記本体は、前記第１環状部の径方向において前記メッシュよりも外側に位置する樹脂の導入部を備え、
前記メッシュは、前記第１環状部が区画する開口を覆う底部をさらに備え、
前記第１環状部は、前記第１環状部の開口と対向する視点から見て、他の部分よりも広い線幅を有した幅広部を備え、
前記幅広部は、前記第１環状部の外縁が区画する円状の領域内に位置する
インサート成形フィルター。
前記導入部は、前記第１環状部と前記第２環状部とが並ぶ方向において、前記第１環状部に対して前記第２環状部とは反対側に位置する
請求項２に記載のインサート成形フィルター。
前記導入部は、前記柱状部に位置する
請求項１から３のいずれか一項に記載のインサート成形フィルター。
前記導入部は、複数の導入部のうちの１つであり、
各導入部は、互いに異なる前記柱状部に１つずつ位置する
請求項１から４のいずれか一項に記載のインサート成形フィルター。
前記メッシュは、前記第１環状部が区画する開口を覆う底部をさらに備え、
前記第１環状部は、前記第１環状部の開口と対向する視点から見て、他の部分よりも広い線幅を有した幅広部を備え、
前記幅広部は、前記第１環状部の外縁が区画する円状の領域内に位置する
請求項１，３から５のいずれか一項に記載のインサート成形フィルター。
筒状部を備えるインサート成形用メッシュを準備すること、
前記インサート成形用メッシュを金型に配置すること、および、
前記筒状部の径方向において前記筒状部よりも外側に位置するゲート口から、前記金型のうちで、前記インサート成形用メッシュと一体に成形される本体を成形するための成形部に樹脂を圧送すること、を含み、
前記成形部に前記樹脂を圧送することは、前記本体の第１環状部と第２環状部とが並ぶ方向において、前記第１環状部に対して前記第２環状部とは反対側に前記樹脂の導入部が位置するように、前記成形部に前記樹脂を圧送することを含む
インサート成形フィルターの製造方法。