JP4458025B2 - フィルタ及びその製造方法 - Google Patents
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上記特許文献1には、下部カバー部材16に設けたスパイク56を濾過媒体20の縁部に貫通させると共に、下部カバー部材16のスパイク56の外側に設けたリブ60を振動処理により溶融させて上部カバー部材14及び下部カバー部材16を一体化することが開示されている。しかし、この特許文献1では、振動溶着を採用しているので、各ケース部材の成形直後に溶着を実施することが困難であり生産効率が悪く、さらにカバー部材の形状等に制約があり設計自由度が低いといった問題があった。
上記特許文献2には、レーザ吸収性を有するケース2の底面上に、レーザ透過性を有するフィルタ4を載せ、そのフィルタ4を冶具19で上下方向に加圧して溶着部位B2の繊維密度を高めると共に、冶具19のスリット19aを介してフィルタ4の縁部上面に向って加圧方向(突合せ方向)と同じ方向からレーザ光を照射して、ケース2とフィルタ4とを溶着させることが開示されている(特許文献2の図6及び図7等参照)。
また、上記特許文献2では、押え冶具のスリットを介してレーザ光を照射しているので、溶着部位において必要十分な溶着幅を確保することが困難であった。また、必要十分な溶着幅を確保するために、押え冶具のスリット幅を大きな値に設定すると、押え冶具によるフィルタエレメントの加圧力が弱くなり溶着部位の繊維密度が低下して確実な溶着が困難なものとなる。
また、上記特許文献2では、ケースの濾過室内に溶着部位B2を形成するようにしているので、レーザ光の出力等によっては、ケース内壁とフィルタエレメントの縁部との隙間や冶具のスリットで溶着バリ等の異物が発生し、その異物が濾過室内に残留して、フィルタとしての製品性能を悪化させる可能性があった。また、ケース内壁とフィルタエレメントの縁部との隙間での溶着バリ等の異物の発生を抑制するために、溶着部位をその隙間から十分に離れた位置に配設すると、ケースにおける溶着部位の外方側の寸法が大きくなり、フィルタ全体として大型化してしまうといった問題がある。
さらに、上記特許文献2では、フィルタエレメントの外端側が濾過室内に露出しており、フィルタエレメントの外端側の繊維等の欠落により製品性能を悪化させる可能性がある。そのため、フィルタエレメントの厚み全体に溶融したレーザ吸収材を浸透させ固化させるといった微妙な調整が必要であり、透過率のバラツキ等も考慮したレーザ照射熱量の調整機能が必要となる。
1.互いに突き合されて濾過室を形成する第1ケース部材及び第2ケース部材と、該第1ケース部材及び該第2ケース部材のそれぞれの突合せ端部の間に周縁部が挟持されるフィルタエレメントと、を備え、
前記第1ケース部材がレーザ透過性を有し、前記第2ケース部材がレーザ吸収性を有し、前記フィルタエレメントの周縁部に穴部が設けられ、前記第2ケース部材の突合せ端部と前記フィルタエレメントの前記穴部との間には、突合せ方向に照射されるレーザ光によるエレメント用溶着部が形成されており、
前記第2ケース部材の突合せ端部には、該フィルタエレメントの周縁部を突合せ方向に突き破って前記穴部を形成する突起部が設けられていることを特徴とするフィルタ。
2.前記第1ケース部材の突合せ端部には、前記突起部の先端側を収容し得る凹部が設けられている上記1.記載のフィルタ。
3.互いに突き合されて濾過室を形成する第1ケース部材及び第2ケース部材と、該第1ケース部材及び該第2ケース部材のそれぞれの突合せ端部の間に周縁部が挟持されるフィルタエレメントと、を備え、
前記第1ケース部材がレーザ透過性を有し、前記第2ケース部材がレーザ吸収性を有し、前記フィルタエレメントの周縁部に穴部が設けられ、前記第2ケース部材の突合せ端部と前記フィルタエレメントの前記穴部との間には、突合せ方向に照射されるレーザ光によるエレメント用溶着部が形成されており、
前記フィルタエレメントの周縁部には、前記穴部が予め設けられており、
前記第2ケース部材の突合せ端部には、前記穴部に挿通する凸部が設けられていることを特徴とするフィルタ。
4.互いに突き合されて濾過室を形成する第1ケース部材及び第2ケース部材と、該第1ケース部材及び該第2ケース部材のそれぞれの突合せ端部の間に周縁部が挟持されるフィルタエレメントと、を備え、
前記第1ケース部材がレーザ透過性を有し、前記第2ケース部材がレーザ吸収性を有し、前記フィルタエレメントの周縁部に穴部が設けられ、前記第2ケース部材の突合せ端部と前記フィルタエレメントの前記穴部との間には、突合せ方向に照射されるレーザ光によるエレメント用溶着部が形成されており、
前記フィルタエレメントの周縁部には、突合せ方向に貫通した前記穴部が予め設けられており、該穴部を介して前記突合せ方向に照射されるレーザ光が前記第2ケース部材の突合せ端部の表面側に至り前記エレメント用溶着部が形成されることを特徴とするフィルタ。
5.前記第1ケース部材は、該第1ケース部材の突合せ端部の外側から突合せ方向に沿って延び且つ前記第2ケース部材の突合せ端部に当接する外壁部を有しており、該外壁部と該第2ケース部材の突合せ端部との間には、突合せ方向と交差する方向に照射されるレーザ光によるケース用溶着部が形成されている上記1.乃至4.のいずれか一項に記載のフィルタ。
6.上記1.乃至5.のいずれか一項に記載のフィルタの製造方法であって、
前記第1ケース部材及び前記第2ケース部材のそれぞれの突合せ端部の間に前記フィルタエレメントの周縁部を挟持させる工程と、
前記フィルタエレメントの挟持状態で、該フィルタエレメントに設けられた前記穴部に向って、前記第1ケース部材の突合せ端部の外方から突合せ方向にレーザ光を照射する工程と、を備えることを特徴とするフィルタの製造方法。
また、前記第2ケース部材の突合せ端部に突起部が設けられている場合は、第1及び第2ケース部材の間にフィルタエレメントを挟持させた状態で、突起部によりフィルタエレメントの周縁部が突き破られて穴部が形成される。その結果、突合せ方向のレーザ光によって、その穴部を介して第2ケース部材の突起部を必要十分に溶融でき、溶融量を多くしてより安定した溶着状態のエレメント用溶着部を得ることができる。
また、前記第1ケース部材の突合せ端部に凹部が設けられている場合は、突起部の先端側を凹部内に逃がすことができ、この突起部によってフィルタエレメントをより確実に貫通して突き破ることができる。
また、前記フィルタエレメントの周縁部に前記穴部が予め設けられている場合は、突合せ方向のレーザ光によって、その穴部を介して第2ケース部材の突合せ端部を必要十分に溶融でき、より安定した溶着状態のエレメント用溶着部を得ることができる。
また、前記第2ケース部材の突合せ端部に凸部が設けられている場合は、第1及び第2ケース部材の間にフィルタエレメントを挟持させた状態で穴部内に凸部が挿通される。その結果、突合せ方向のレーザ光によって、穴部を介して第2ケース部材の凸部を必要十分に溶融でき、溶融量を多くしてより安定した溶着状態のエレメント用溶着部を得ることができる。
また、前記第1ケース部材が外壁部を有しており、該外壁部と該第2ケース部材の突合せ端部との間にケース用溶着部が形成されている場合は、エレメント用溶着部によって第2ケース部材及びフィルタエレメントが溶着されると共に、ケース用溶着部によって第1ケース部材及び第2ケース部材が溶着される。従って、第1ケース部材、第2ケース部材及びフィルタエレメントの3部材を強固に一体化できる。
本発明のフィルタの製造方法によると、先ず、第1及び第2ケース部材の間にフィルタエレメントの周縁部が挟持され、その後、そのフィルタエレメントに設けられた穴部に向って突合せ方向にレーザ光が照射される。すると、そのレーザ光によって、穴部を介して第2ケース部材の突合せ端部を必要十分に溶融でき、フィルタエレメントの透過率に影響されずに安定した溶着状態のエレメント用溶着部を得ることができる。そして、このエレメント用溶着部によって第2ケース部材とフィルタエレメントとが強固に溶着されているので、フィルタ使用時に濾過室内に過大な内圧がかかってもフィルタエレメントが第1及び第2ケース部材の間から抜けてしまうことを抑制できる。また、上記エレメント用溶着部は、第1及び第2ケース部材の各突合せ端部によるフィルタエレメントの被挟持部に配設されており、レーザ光の出力等によってエレメント用溶着部の付近で溶着バリ等の異物が発生しても、その異物が、第2ケース部材及びフィルタエレメントの当接面間を通って濾過室内に侵入することを抑制できる。また、フィルタエレメントの外端側が濾過室内に露出していないので、フィルタエレメントの外端側で欠落する繊維等が濾過室内に侵入し難い。
本実施形態1.に係るフィルタは、以下に述べる第1ケース部材、第2ケース部材及びフィルタエレメントを備えている。
上記エレメントの形状としては、例えば、ひだ折り状、シート状、波状等を挙げることができる。ひだ折り状のエレメントとしては、例えば、(1)多数のひだ折り状部を有するエレメント本体からなる形態、(2)多数のひだ折状部を有するエレメント本体と、このエレメント本体を保持する保持枠とからなる形態等を挙げることができる。また、上記エレメントの材質としては、例えば、不織布、織物、紙等を挙げることができる。なお、上記エレメントは、例えば、レーザ透過性を有していてもよいし、レーザ吸収性を有していてもよい。
上記穴部の形成形態としては、例えば、(a)第2ケース部材の突合せ端部に設けた突起部によって、フィルタエレメントの周縁部を突合せ方向に突き破って形成される形態、(b)上記フィルタエレメントの周縁部に予め設けられている形態等を挙げることができる。
上記エレメント用溶着部としては、例えば、(1)上記フィルタエレメントがレーザ透過性を有している場合、レーザ光の照射により第2ケース部材の突合せ端部(上記突起部、凸部等)が溶融され、その溶融部の一部がフィルタエレメントの内部へ浸透したり、その溶融部によってフィルタエレメントの一部が溶融したりし、その溶融部が固化されて形成される形態、(2)上記フィルタエレメントがレーザ吸収性を有している場合、レーザ光の照射により第2ケース部材の突合せ端部及びフィルタエレメントが略同時に溶融し、その溶融部が固化されて形成される形態等を挙げることができる。
なお、上記溶着部は、通常、気泡を含んだ状態で溶融されて熱膨張しつつ固化されて形成される。
なお、「突合せ方向」とは、フィルタエレメントの平面に対して垂直な方向に限られず、第2ケース部材の突合せ端部を溶融し得る限りにおいて、フィルタエレメントの平面に対して傾斜した方向も含むものとする。
なお、上記「当接」とは、レーザ光による溶着部を形成できる程度の微小隙間(例えば、0.2mm以下の隙間)をもって対向することも含むものとする。
上記ケース用溶着部としては、例えば、突合せ方向と交差する方向に照射されるレーザ光により第2ケース部材の突合せ端部が溶融され、その溶融部によって第1ケース部材の外壁部の一部が溶融され、その溶融部が固化されて形成される形態を挙げることができる。
本実施形態2.に係るフィルタの製造方法は、上記実施形態1.に係るフィルタの製造方法であって、上記第1及び第2ケース部材の間に上記フィルタエレメントの周縁部を挟持させる工程と、そのフィルタエレメントの挟持状態で、上記穴部に向って、第1ケース部材の突合せ端部の外方から突合せ方向にレーザ光を照射する工程と、を備えることを特徴とする。
なお、上記ケース用溶着部を形成するレーザ光照射と、上記エレメント用溶着部を形成するレーザ光照射とは、所定の順番で行われてもよいし、同時に行われてもよい。
なお、上記エレメント用外側溶着部を形成するレーザ光照射と、上記エレメント用溶着部を形成するレーザ光照射とは、所定の順番で行われてもよいし、同時に行われてもよい。
なお、本実施例1〜3では、フィルタとして、車両の自動変速機用オイルフィルタを例示する。また、本実施例1〜3において、略同じ構成部位には同じ符号を付け詳説を省略するものとする。
本実施例1に係るフィルタ1は、図1に示すように、互いに突き合されて濾過室Sを形成する矩形皿状の上部ケース部材2(本発明に係る「第1ケース部材」として例示する。)及び下部ケース部材3(本発明に係る「第2ケース部材」として例示する。)と、これら各ケース部材2,3の枠状の各突合せ端部2a,3a間に挟持されるシート状のフィルタエレメント8(以下、単に「エレメント」とも記載する。)と、を備えている。この下部ケース部材3には、汚染されたオイルの流入口(図示せず)が形成され、上部ケース部材2には、エレメント8により濾過されたオイルの流出口4が形成されている。
なお、上記エレメント用溶着部W1は、上述の溶融状態をなし得る所定の熱量をもった第1レーザ光L1をフィルタ1の外周に沿って連続して照射することによって、フィルタ1の全周に形成される。また、上記エレメント用溶着部W1は、突起部6の溶融樹脂の発熱がエレメント8に伝達され、そのエレメント8の構成繊維が部分的に溶融・固化されたものを含んで構成されていてもよい。
なお、上記エレメント用溶着部W2は、上述の溶融状態をなし得る所定の熱量をもった第2レーザ光L2をフィルタ1の外周に沿って連続して照射することによって、フィルタ1の全周に形成される。
次に、本実施例2に係るフィルタ11について説明する。このフィルタ11では、図5に示すように、エレメント18の周縁部には、その外周に沿って所定間隔で突合せ方向Pに貫通された多数の穴部19が予め形成されている。そして、エレメント18の挟持・加圧状態より、上記穴部19に向って、上部ケース部材12の突合せ端部12aの外方から突合せ方向Pに第1レーザ光L1を照射すると、その第1レーザ光L1によって、下部ケース部材13の突合せ端部13aの表面側が溶融され始め、その溶融樹脂の一部がエレメント18における穴部19の構成繊維内に侵入する。そして、その溶融樹脂が固化されると、図6に示すように、下部ケース部材13の突合せ端部13aとエレメント18との間には、両者を結合するエレメント用溶着部W1が形成されることとなる。次いで、上記実施例1と同様にして、突合せ方向と交差する方向の第2レーザ光L2によって、下部ケース部材13の突合せ端部13aと上部ケース部材12の外壁部15との間には、両者を結合するケース用溶着部W2が形成される。
次に、本実施例3に係るフィルタ21について説明する。このフィルタ21では、図7に示すように、エレメント28の周縁部には、外周に沿って所定間隔で突合せ方向Pに貫通された多数の穴部29が予め形成されている。また、下部ケース部材23の突合せ端部23aの先端側には、穴部29に対応する位置に多数の凸部26が設けられている。そして、上部及び下部ケース部材22,23の間にエレメント28の周縁部を挟持させた状態で、エレメント28の穴部29に凸部26が挿通される。そのエレメント28の挟持・加圧状態より、上記穴部29に向って、上部ケース部材22の突合せ端部22aの外方から突合せ方向Pに第1レーザ光L1が照射される。すると、その第1レーザ光L1によって、下部ケース部材23の凸部26の先端側が溶融され始め、その溶融樹脂の一部がエレメント28における凸部26の周囲(穴部29)の構成繊維内に侵入する。そして、その溶融樹脂が固化されると、図8に示すように、下部ケース部材23の突合せ端部23aとエレメント28との間には、両者を結合するエレメント用溶着部W1が形成されることとなる。次いで、上記実施例1と同様にして、突合せ方向と交差する方向の第2レーザ光L2によって、下部ケース部材23の突合せ端部23aと上部ケース部材22の外壁部25との間には、両者を結合するケース用溶着部W2が形成される。
本実施例1〜3のフィルタ1,11,21によると、下部ケース部材3,13,23の突合せ端部3a,13a,23aとフィルタエレメント8,18,28の穴部9,19,29との間にエレメント用溶着部W1を形成するようにしたので、比較的低出力の第1レーザ光L1を採用しても、突合せ方向の第1レーザ光L1によってフィルタエレメント8,18,28の穴部9,19,29を介して下部ケース部材3,13,23の突合せ端部3a,13a,23a(上記突起部6、凸部26等を含む。)を必要十分に溶融でき、フィルタエレメント8,18,28の透過率に影響されずに安定した溶着状態のエレメント用溶着部W1を得ることができる。そして、このエレメント用溶着部W1によって下部ケース部材3,13,23とフィルタエレメント8,18,28とが強固に溶着されているので、フィルタ使用時に濾過室S内に過大な内圧がかかってもフィルタエレメント8,18,28が上部ケース部材2,12,22及び下部ケース部材3,13,23の間から抜けてしまうことを抑制できる。その結果、ケース部材側に設けられるエレメント用保持リブを必要最小限(基本的には零)とすることが可能であり、またエレメント8,18,28の挟み込み幅をより小さな値に設定でき、フィルタの製品形状の簡素化・小型化を図ることができる。
また、本実施例1〜3では、レーザ溶着によって、上部ケース部材2,12,22、下部ケース部材3,13,23及びフィルタエレメント8,18,28の3部材を一体化するようにしたので、従来のように、合成樹脂製の保持枠で保持されたフィルタエレメント及び各ケース部材の3部材を振動溶着するものに比べて、生産工程を約半分に短縮させることができる。また、各ケース部材の成形直後にレーザ溶着を実施できるので、各ケース部材の成形からレーザ溶着完了までの自動化を図り、作業工数を短縮させることができる。さらに、各ケース部材の形状等に関する設計自由度が高い。
また、本実施例2では、エレメント18の周縁部に突合せ方向Pに貫通した穴部19を予め設け、その穴部19に向って第1レーザ光L1を照射するようにしたので、第1レーザ光L1が穴部19を介して下部ケース部材3の突合せ端部3aの表面側に至り、その表面側を必要十分に溶融できエレメントの溶着性を向上させることができる。
また、本実施例3では、下部ケース部材23の突合せ端部23aにエレメント28の穴部29に挿通し得る凸部26を設け、その凸部26に向って第1レーザ光L1を照射するようにしたので、第1レーザ光L1により穴部29を介して凸部26を必要十分に溶融でき、溶融・浸透する溶融量を多くしてエレメントの溶着性を向上させることができる。
また、本実施例1〜3では、外壁部5,15,25と下部ケース部材3,13,23の突合せ端部3a,13a,23aとの間にケース用溶着部W2を形成するようにしたので、エレメント用溶着部W1及びケース用溶着部W2によって、上部ケース部材、下部ケース部材及びフィルタエレメントの3部材を強固に一体化できる。
Claims (6)
- 互いに突き合されて濾過室を形成する第1ケース部材及び第2ケース部材と、該第1ケース部材及び該第2ケース部材のそれぞれの突合せ端部の間に周縁部が挟持されるフィルタエレメントと、を備え、
前記第1ケース部材がレーザ透過性を有し、前記第2ケース部材がレーザ吸収性を有し、前記フィルタエレメントの周縁部に穴部が設けられ、前記第2ケース部材の突合せ端部と前記フィルタエレメントの前記穴部との間には、突合せ方向に照射されるレーザ光によるエレメント用溶着部が形成されており、
前記第2ケース部材の突合せ端部には、該フィルタエレメントの周縁部を突合せ方向に突き破って前記穴部を形成する突起部が設けられていることを特徴とするフィルタ。 - 前記第1ケース部材の突合せ端部には、前記突起部の先端側を収容し得る凹部が設けられている請求項1記載のフィルタ。
- 互いに突き合されて濾過室を形成する第1ケース部材及び第2ケース部材と、該第1ケース部材及び該第2ケース部材のそれぞれの突合せ端部の間に周縁部が挟持されるフィルタエレメントと、を備え、
前記第1ケース部材がレーザ透過性を有し、前記第2ケース部材がレーザ吸収性を有し、前記フィルタエレメントの周縁部に穴部が設けられ、前記第2ケース部材の突合せ端部と前記フィルタエレメントの前記穴部との間には、突合せ方向に照射されるレーザ光によるエレメント用溶着部が形成されており、
前記フィルタエレメントの周縁部には、前記穴部が予め設けられており、
前記第2ケース部材の突合せ端部には、前記穴部に挿通する凸部が設けられていることを特徴とするフィルタ。 - 互いに突き合されて濾過室を形成する第1ケース部材及び第2ケース部材と、該第1ケース部材及び該第2ケース部材のそれぞれの突合せ端部の間に周縁部が挟持されるフィルタエレメントと、を備え、
前記第1ケース部材がレーザ透過性を有し、前記第2ケース部材がレーザ吸収性を有し、前記フィルタエレメントの周縁部に穴部が設けられ、前記第2ケース部材の突合せ端部と前記フィルタエレメントの前記穴部との間には、突合せ方向に照射されるレーザ光によるエレメント用溶着部が形成されており、
前記フィルタエレメントの周縁部には、突合せ方向に貫通した前記穴部が予め設けられており、該穴部を介して前記突合せ方向に照射されるレーザ光が前記第2ケース部材の突合せ端部の表面側に至り前記エレメント用溶着部が形成されることを特徴とするフィルタ。 - 前記第1ケース部材は、該第1ケース部材の突合せ端部の外側から突合せ方向に沿って延び且つ前記第2ケース部材の突合せ端部に当接する外壁部を有しており、該外壁部と該第2ケース部材の突合せ端部との間には、突合せ方向と交差する方向に照射されるレーザ光によるケース用溶着部が形成されている請求項1乃至4のいずれか一項に記載のフィルタ。
- 請求項1乃至5のいずれか一項に記載のフィルタの製造方法であって、
前記第1ケース部材及び前記第2ケース部材のそれぞれの突合せ端部の間に前記フィルタエレメントの周縁部を挟持させる工程と、
前記フィルタエレメントの挟持状態で、該フィルタエレメントに設けられた前記穴部に向って、前記第1ケース部材の突合せ端部の外方から突合せ方向にレーザ光を照射する工程と、を備えることを特徴とするフィルタの製造方法。
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