WO2000076623A1 - Procede de fabrication d'elements filtrants - Google Patents

Description

明 細 書 フィルタ部材の製造方法 技術分野

本発明は、 フィルタに支持部、 シール部等と しての樹脂部材が取り 付けられたフィルタ部材の製造方法に関するものである。 背景技術

エアフ ィルタも しく はオイルフ ィ ノレタ等のフィノレタは、 通常支持部 等の何らかの剛性を有する部材に取り付けられフィルタ部材と して用 いられる。 これは、 フィルタ自体が濾紙等の剛性の比較的小さい材料 で形成されているため、 そのままでは他の部材に取り付けたり 、 他の 部材間との気密性を出すことが困難であるためである。

このよ う な剛性を有する部材と しては、 通常加工の容易性等の観点 から樹脂が用いられており 、 上記フィルタへの固定はインサ一 ト成形 により行われる場合が多い。

しかしながら、 このよ う なインサー ト成形は、 フィルタの形状が単 純な場合はよいが、 複雑な形状のフィルタには用いることが困難な場 合がある。 すなわち、 インサー ト成形を行う場合には、 樹脂を接着す る部分以外のフィルタの部分に対して樹脂がまわらないよ うに型を当 てる等金型に工夫が必要であるが、 フィルタの形状が複雑な場合は、 金型が複雑になってしまい、 金型の形成が困難となる といった問題が あるからである。 また、 菊型エ レメ ン ト等の複雑な形状を有する筒状 のフィルタに対してその両端部に樹脂をィンサー ト成形にて接着 ' 固 定させよ う と した場合は、 フィルタの内側に当てた金型が抜けなく な る等の問題が生じるため、 その両端に対して樹脂をインサー ト成型す ることは実質上不可能であった。 発明の開示

本発明は、 上記問題点に鑑みて成し遂げられたものであ り 、 複雑な 形状のフィルタに対しても、 容易に榭脂を接着 ■ 固定することができ る樹脂製のフ レーム等を有するフィルタ部材の製造方法を提供するこ とを主目的とするものである。

本発明は、 上記目的を達成するために、 樹脂を所定の形状で半硬化 させる工程と、 この半硬化させた樹脂にフィルタの一部を圧入するェ 程と、 圧入された樹脂を硬化させる工程とを有するこ とを特徴とする フィルタ部材の製造方法を提供する。

本発明は、 このよ うに半硬化させた樹脂にフィルタの一部を挿入し、 その後樹脂を硬化させるものであるので、 金型と しては樹脂を半硬化 させる際に樹脂を所定の形状にするための金型だけでよく 、 フィルタ の形状が複雑であっても金型が複雑化しない。 したがって、 複雑な形 状のフィルタであっても、 樹脂を接着させることができ、 容易かつ安 価にフィルタ部材を製造することができる。

この場合、 本発明のフィルタ部材は、 上記フィルタが筒状のフィル タであり 、 樹脂に圧入するフィルタの一部がフィルタの両端部である 場合に適用されることが好ましい。 筒状のフィルタ、 特に複雑な形状 を有する筒状のフィルタの両端部に樹脂をィンサ一 ト成形することは 従来実質上不可能であったため、 このよ うな筒状のフィルタの両端部 への樹脂の成形に本発明を適用することが、 よ り本発明の利点を活か すものとなるからである。

さ らに本発明のフィルタ部材の製造方法においては、 上記樹脂と、 上記フィルタの材料が同一の材料であることが好ま しい。 このよ う に 上記樹脂、 すなわちフィルタの一部に形成される剛性を有する部材 （外 枠等） と、 フィルタの材料とが同一の材料であれば、 これらフィルタ 部材のリサイクルを行うに際して、 フィルタ と外枠等とを分離する等 の手間がなく 、 フィルタ部材そのままでリサイクルに供することが可 能であり、 リサイクルに際して効率的であるからである。

また、 本発明は、 上述したフィルタ部材の製造方法によ り製造した フィルタ部材を提供するものである。 このよ うなフィルタ部材は、 従 来のインサー ト成形によ り樹脂が接着 · 固定されていたフィルタ部材 と比較して、 金型等が複雑でないこ とから、 金型のコス トを低減する ことが可能であり 、 また金型の取り外し等に時間がかからない等の理 由からコス ト面で有利である。 また、 従来実質上不可能であった、 菊 型エレメ ン ト等の複雑な構造のフィルタに対しても樹脂フ レームを接 着 · 固定することが可能となるため、 このよ う なフィルタの両端部に 支持部材となる樹脂を接着 · 固定させたフィルタ部材とするこ とが可 能となる。

本発明においては、 さ らに、 少なく と もフィルタの一部が露出する よ うにフィルタを固定する固定具と、 樹脂を所定の形状で半硬化させ るための半硬化用金型とからなり 、 前記半硬化用金型が少なく と も半 硬化後の樹脂を保持することができる保持部と抜き取るこ とによ り半 硬化した樹脂の一部が露出する抜取部とを有し、 前記固定具に固定さ れたフィルタの露出した部分と前記保持部との間に前記抜取部が配置 され、 前記抜取部が抜き取られた際に露出した半硬化樹脂に前記フィ ルタの露出した部分が接触できるよ うに前記保持部が配置されている ことを特徴とするフィルタ部材製造用金型を提供するものである。 このよ うな、 金型を用いることによ り 、 例えば比較的硬化速度の速 い樹脂であつたと しても、 半硬化時素早く フィルタの一部を半硬化樹 脂に圧入し、 樹脂を接着固定するこ とができる。 すなわち、 まず半硬 化用金型に樹脂を注型する。 次にこの樹脂が半硬化状態となるまで硬 化させる。 そして樹脂が半硬化したら半硬化用金型の抜取部を抜き取 る。 抜取部を抜き取ると、 固定具から露出したフィルタの一部が抜取 部を抜き取ることによ り露出した半硬化樹脂と接触できる位置に配置 される。 そして、 この固定具から露出したフィルタの部分を露出した 半硬化樹脂に素早く圧入し、 さ らに硬化することによ り 、 迅速にフィ ルタの一部に樹脂を接着 · 固定することができる。 したがって、 硬化 速度の比較的早い樹脂であっても、 この金型を用いれば、 容易にフィ ルタ部材を形成するこ とができるのである。

本発明のフィルタ部材の製造方法は、 樹脂を所定の形状で半硬化さ せる工程と、 この半硬化させた樹脂にフィルタの一部を圧入する工程 と、 圧入された榭脂を硬化させる工程とを有することを特徴とするも のであるので、 樹脂を半硬化させる際に樹脂を所定の形状にするため の金型だけでよく 、 フ ィルタの形状が複雑であっても金型が複雑化し ない。 したがって、 複雑な形状のフィルタであっても、 樹脂を接着さ せることができ、 容易かつ安価にフィルタ部材を製造することができ るという効果を奏するものである。 図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明のフィルタ部材の製造方法に用いられるフィルタ部 材製造用金型の一例を示す概略断面図である。

図 2は、 本発明のフィルタ部材の製造方法に用いられる製造装置の 一例を示す概略図である。

図 3は、 本発明のフィルタ部材の製造方法の工程の一例を示す説明 図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明のフィルタ部材の製造方法について具体的に説明する。 本発明のフィルタ部材の製造方法は、 樹脂を所定の形状で半硬化させ る工程と、 この半硬化させた樹脂にフィルタの一部を圧入する工程と、 圧入された樹脂を硬化させる工程とを有する ところに特徴を有するも のである。

まず、 第 1 の工程である樹脂を所定の形状で半硬化させる工程につ いて説明する。 樹脂を所定の形状で半硬化させる方法と しては、 特に 限定されるものでは無いが、 通常所定の形状を有する金型内に樹脂を 流し込み、 硬化させることにより行われ、 射出成形、 注型成形等の成 型方法を用いるこ とができる。 この際用いられる金型と しては、 それ ぞれの成形方法に応じた金型を用いるこ とが可能であり 、 完全に密閉 さえた金型であっても、 上方が開放された金型であってもよいが、 本 発明ではその効率性、 作業性の面から、 後述するフィルタ部材製造用 金型を用いることが好ましい。

用いられる樹脂と しては、 通常フィルタの外枠等に用いられている 樹脂が用いられ、 例えばフエノール樹脂、 メ ラ ミ ン樹脂、 ポリ ウレタ ン樹脂等の熱硬化性樹脂、 ポリ エチレン、 ポリ プロ ピレン、 ポリ塩化 ビュル、 A B S樹脂、 サ一モプラスチックエラス トマ一 （T P E ) (ポ リ オレフイ ン系、 ポリ ウ レタン系、 ボリ エステル系等） 等の熱可塑性 樹脂等の半硬化状態とすることができる樹脂であればいかなる樹脂で あっても用いることができる。

本発明においては、 上記樹脂が、 フィルタ自体を構成する樹脂と同 一の樹脂であるこ とが好ま しい。 このよ う に外枠等の剛性を有する部 材を構成する材料とフィルタを構成する材料とが同一の材料で構成さ れれば、 このフィルタ部材のリサイクルを行うに際して、 フィルタ と 外枠等とを分離する手間がなく 、 フィルタ部材そのままでリ サイ クル を行う こ とが可能となり、 リサイクルに際しての手間、 コス ト等を低 減するこ とができるからである。

このよ う に、 上記榭脂とフィルタ 自体を構成する樹脂とを同一の材 料とする場合に用いることができ る樹脂と しては、 熱可塑性樹脂が好 ま しく 、 具体的には、 ポリ エステル、 ポリアミ ド、 ポリ プロ ピレン、 ポリエチレン、 ァセチルセルロース、 アク リル、 ポリ塩化系繊維等を 挙げることができ、 その他、 繊維素材と加工用樹脂との両方に使用さ れる樹脂材料であればいかなるものであっても用いることができる。 本発明においては、 中でもポリエステルおよびポリ アミ ドが、 濾材 および加工用樹脂と して普及しており、 かつコス トが安いことから好 ましく 、 またポリ プロ ピレンおよびポリエチレンが、 タンク内のフィ ルタ等に用いられるメ ッシュおよび加工用樹脂と して普及しており 、 かつコス トが安いことから好ましい。

樹脂を半硬化させる方法と しては、 熱硬化型樹脂であれば、 比較的 硬化時間の長い樹脂を選択し、 硬化反応が半ば進んでいる状態とする ことによ り半硬化状態の樹脂を得ることができる。 また、 熱可塑性樹 脂であれば、 液状化した樹脂を金型に注型後、 金型の温度を調整して、 冷却時間を比較的長く保つことによ り、 半硬化状態の樹脂を得るこ と ができる。

さ らに、 上記所定の形状とは、 最終的に硬化したときに樹脂が求め られる形状 （半硬化状態から硬化状態に移行した際に形状が収縮する 等変化する場合は、 それを加味した形状） である。 したがって、 最終 製品であるフィルタのフ レーム等の形状がこ こでいう所定の形状とな る。

第 2 の工程においては、 この半硬化された樹脂にフィルタの一部を 圧入する。 こ こでいう フィルタの一部とは、 樹脂が接着 ' 固定される 部分であり、 本発明では特に限定されるものではないが、 通常フィル タに支持部材もしく はシール部材が取り付けられる部分であるフィル タの端部とするこ とが好ましく 、 特にその両端部とすることが好ま し レヽ

この工程においては、 上述したフィルタの一部を上記半硬化させた 樹脂に圧入するのであるが、 例えば、 フィルタの両端部に樹脂を接着 ' 固定したい場合は、 一方の端部をまず半硬化状態で成形された樹脂に 圧入し、 硬化させた後、 他方の端部を他の半硬化状態で成形された樹 脂に圧入して硬化させることによ り形成してもよいし、 一度に両端部 に対しそれぞれ半硬化された樹脂を圧入させ、 その後硬化させるよ う にしてもよい。

本発明に用いられるフィルタ部材とは、 フィルタの外枠等と して樹 脂が用いられているフィルタ部材であれば特に限定されるものではな く 、 例えば燃料フ ィルタやエアフ ィルタ等の流体フ ィルタ等に用レヽら れるフィルタ部材を挙げることができる。 また、 フィルタ自身の形状 と しては、 パネル状、 ロール状、 筒状等いかなる形状を有するフィル タに対しても適用することができ るが、 従来インサー ト成形が困難で あった複雑な形状のフィルタに適応すれば、 本発明の利点を最大限に 活かせるものであるので好ましい。 特に、 従来実質上製造することが できなかった菊型フィルタ等の複雑な形状の筒状のフィルタに適用す ることが好ましい。

本発明においては、 最後にフィルタの一部が圧入された半硬化状態 の樹脂を硬化させる。 硬化の方法と しては、 用いられている樹脂によ り異なるものであり、 例えば熱硬化性樹脂であれば、 例えば加熱して そのまま硬化反応を継続させてもよ く 、 また熱可塑性樹脂であれば、 型を冷却することにより樹脂を硬化させればよい。

次に、 本発明のフィルタ部材の製造方法に好適に用いられるフィル タ部材製造用金型について説明する。 本発明のフィルタ部材製造用金 型は、 少なく ともフィルタの一部が露出するよ うにフ ィルタを固定す る固定具と、 樹脂を所定の形状で半硬化させるための半硬化用金型と からなり 、 前記半硬化用金型が少なく と も半硬化後の樹脂を保持する ことができる保持部と抜き取るこ とによ り半硬化した樹脂の一部が露 出する抜取部とを有し、 前記固定具に固定されたフィルタの露出した 部分と前記保持部との間に前記抜取部が配置され、 前記抜取部が抜き 取られた際に露出した半硬化樹脂に前記フィルタの露出した部分が接 触できるよ う に前記保持部が配置されていることを特徴とするもので ある。

以下、 この金型について図面を用いて具体的に説明する。 図 1 は、 本発明のフィルタ部材製造用金型の一例を示すものである。 このフィ ルタ部材製造用金型 1 は、 フィルタ 2を固定する固定具 3 と、 樹脂を 所定の形状で半硬化させるための半硬化用金型 4 とから構成されるも のである。

この例の固定具 3は、 円筒状のフ ィルタ 2 を固定するために形成さ れたものであり、 円柱状の部材にフィルタ 2が揷入可能な溝を形成し たものである。 したがって、 この固定具 3にフィルタ 2 を挿入した際 に、 フィルタ 2は固定され、 かつその一端部が外面に露出するよ う に 形成されている。 本発明における固定具は、 このよ う にフィルタの一 部が露出するよ う にフィルタを固定することができるものであればい かなるものであってもよ く 、 図 1 に示すよ うにフイノレタの形状に近い 形状の溝を形成したよ うなものであってもよ く 、 また例えばフィルタ の一部を挟持する構造を有し、 フィルタの両端が露出しているよ うな ものであってもよレ、。 なお、 この固定具はあく までフィルタを固定す るためのものであるので、 図 1 に示すよ うなフィルタを揷入する溝を 形成したよ うなものの場合であっても、 その溝部はフィルタの形状を 正確に ト レースする必要はなく 、 フィルタが固定できる程度の形状で あればよい。 したがって、 従来のインサー ト成形による場合の金型と 比較して、 極めて容易かつ安価に製造することができるものである。 図 1 に示すフィルタ部材製造用金型 1 は、 この固定具 3の上に、 保 持部 5および抜取部 6 とからなる半硬化用金型 4が載置されている。 この半硬化用金型 4の保持部 5には、 上記円筒状フィルタ 2の端部の 形状に合わせて半硬化樹脂が形成できるよ う に形成されたリ ング状の 溝部 7が形成されており、 さ らに溶融榭脂を上記溝部 7に充填させる ためのゲー ト 8が形成されている。 フィルタ部材製造用金型 1 のも う —つの構成部材である抜取部 6は、 その上面で保持部 5 と溝部 7を密 封するよ うに接触しており 、 かつ、 この溝部 7に樹脂が充填され、 半 硬化された後、 抜き取ることが可能なよ うに固定具 3上に載置されて いる。 なお、 溝部 7は上記抜取部 6が抜き取られた場合でも、 半硬化 した樹脂は溝部 7内で保持されるよ うに形成されている。

この例の半硬化用金型 4は、 保持部 5 と抜取部 6の 2枚型であった が、 本発明はこれに限定されるものではなく 、 半硬化後の樹脂を保持 することができる保持部と、 抜き取ることによ り半硬化した榭脂の一 部を露出させるこ とができる抜取部とを有するものであれば、 さ らに 多数に分割された型を用いてもよい。 ここで、 半硬化後の樹脂を保持 する とは、 抜取部が抜き取られた後に樹脂が移動しないよ う に保持す るこ とができるこ とを意味し、 この保持は後述するよ うに抜取部を抜 き取った後に、 露出した半硬化樹脂にフィルタの一部を圧入するまで 保持することを意味する。 '

図 1 に示す例では、 溝部 7に樹脂が充填され、 充填された樹脂が半 硬化した後抜取部 6が抜き取られるのであるが、 この際半硬化樹脂を 保持する溝部 7 と固定具 3に固定されるフィルタ 2の上端部とは対向 する位置に配置されており 、 保持部 5をそのまま降下させることによ り、 溝部 7内の半硬化した樹脂内にフィルタ 2の上端部を圧入するこ とができるよ うになつている。

次に、 このよ うなフィルタ部材製造用金型 1 を用いたフィルタ部材 の製造方法の一例について図 2および図 3を用いて説明する。 図 2は この製造方法に用いる製造装置の概略を示したものである。 この製造 装置 9は、 上述したフィルタ部材製造用金型 1 が 2つ形成された金型 1 0 を載置可能かつ回転可能なターンテーブル 1 1 と、 樹脂を金型 1 0に注型することができる注型機 1 2 とから概略構成されている。 こ のタ一ンテーブル 1 1 は、 回転することによ り タ一ンテ一ブル 1 1上 に載置された金型 1 0 を、 樹脂を充填、 硬化させる成形 ， 圧入エリ ア 1 3 とフィルタを挿入 · 反転する揷入 · 反転ェリ ア 1 4 との間を移動 させることができる。

この製造装置 9を用いた製造方法について、 図 2および図 3 を用い て説明する。 まず、 挿入 · 反転ェリ ア 1 4にある金型 1 0の内、 左側 の固定具 3の溝にフィルタ 2を揷入し、 フィルタ 2 を固定する （図 3 ( a ) ) 。 そして、 この固定具 3上に半硬化用金型 4 を載置する （図 3 ( b ) ) 。 次にターンテーブル 1 1 を回転させて金型 1 0 を成形 ' 圧入ェリ ア 1 3に移動させる。 移動させた金型 1 0の左側の半硬化用 金型 4に、 注型機 1 2から液状の樹脂を充填させる。 そして金型 1 0 内で半硬化させた後、 抜取部 6 を抜き取る （図 3 ( c ) ) 。 これによ り、 保持部 5 の溝部 7内で半硬化した樹脂に、 フィルタ 2 の上端部が 圧入されるこ とになる。 次いで金型 1 0 を冷却等することによ り半硬 化樹脂を硬化させる。 そしてターンテ一ブル 1 1 を回転させて金型 1 0を再度挿入 · 反転エリ ア 1 4に移動させる。 移動してきた金型 1 0 の保持部 5 をはずし、 中のフィルタ 2を取り 出して右側の固定具 3の 溝内に、 フィルタ 2を反転させ、 樹脂部 1 5が形成された端部が下方 となるよ うにフィルタ 2を挿入する （図 3 ( d ) ) 。 なお、 この際、 左側の固定具の溝に新しいフィルタを揷入して次のサイクルを始めて もよい。 フィルタ 2 を反転させて揷入した後、 固定具 3上に半硬化用 金型 4を載置する （図 3 ( e ) ) 。 そして、 ターンテーブル 1 1 を回 転させて成形 · 圧入エリア 1 3に金型 1 0 を移動させる。 そして、 前 回と同様に注型機 1 2 を用いて半硬化用金型 4の溝部 7内に樹脂を充 填して半硬化させる。 そして、 抜取部 6 を抜き取るこ とによ り、 樹脂 部 1 5が形成されていない方のフィルタ 2の端部を保持部 5の溝部 7 内の半硬化榭脂内に圧入させる （図 3 ( f ) ) 。 そして硬化させた後、 ターンテーブル 1 1 を回転させて金型 1 0を揷入 · 反転エリア 1 4に 移動させ、 固定具 3からフィルタ 2を取り 出すことによ り、 両端部に 樹脂部 1 5が形成されたフィルタ部材 1 6が得られる （図 3 ( g ) ) 。 なお、 本発明は、 上記実施形態に限定されるものではない。 上記実施形態は、 例示であり、 本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な 構成を有し、 同様な作用効果を奏するものは、 いかなるものであっても本発明の 技術的範囲に包含される。

例えば、 上記説明においては、 樹脂等を成形する型を金型と表現したが、 型で あれば金属製の型に限定されるものでなく、 樹脂製の型等であってもよい。

Claims

請求の範囲

1 . 榭脂を所定の形状で半硬化させる工程と、 この半硬化させた 樹脂にフィルタの一部を圧入する工程と、 圧入された樹脂を硬化させ る工程とを有することを特徴とするフィルタ部材の製造方法。

2 . 前記フィルタが筒状のフィルタであり、 樹脂に圧入するフィ ルタの一部がフィルタの両端部であるこ とを特徴とする請求項 1記載 のフィルタ部材の製造方法。

3 . 前記樹脂と、 前記フィルタの材料が同一の材料であることを 特徴とする請求項 1または請求項 2に記載のフィルタ部材の製造方法。

4 . 請求項 1 から請求項 3までのいずれかの請求項に記載の方法 によ り製造されたことを特徴とするフィルタ部材。

5 . 少なく と もフィルタの一部が露出するよ うにフイノレタを固定 する固定具と、 樹脂を所定の形状で半硬化させるための半硬化用金型 とからなり 、 前記半硬化用金型が少なく と も半硬化後の樹脂を保持す るこ とができる保持部と抜き取るこ とによ り半硬化した樹脂の一部が 露出する抜取部と を有し、 前記.固定具に固定されたフィルタの露出し た部分と前記保持部との間に前記抜取部が配置され、 前記抜取部が抜 き取られた際に露出した半硬化樹脂に前記フィルタの露出した部分が 接触できるよ うに前記保持部が配置されていることを特徴とするフィ ルタ部材製造用金型。