专利名称：过滤器部件的制造方法
技术领域：
本发明涉及过滤器部件，具体地说，涉及一种具有波浪形过滤部位的过滤器的制造方法。过滤器部件适用于车辆内燃机中的空气滤清器。
如
图11A～11C所示，日本专利文献JP-A-8-30916介绍了一种过滤器部件550的制造方法，所述过滤器部件550具有一个波浪形过滤部位510和一个法兰部位520，所述法兰部位520沿着过滤部位510的外周边向外延伸。如图11A和11B所示，在高温下，通过压制波浪形中间产品500的外周边部分，法兰部位520和过滤部位510被整体形成，所述中间产品具有多个过滤器部件550的隆起510a。当形成法兰部位520后，沿法兰部位520的整个外周边，将分布在图11B所示的折线“a”外面之法兰部位的多余部分530切除。因此，如图11C所示，在剪切之后，在垂直于隆起510a的方向上，法兰部位520的宽度包括多余部分530，在平行于隆起510a的方向上，法兰部位520具有必需的宽度。
然而，在上述方法中，由于沿整个外周边，需要将法兰部位520剪切到预定尺寸，相当多的用于制造过滤器部件550的材料被浪费。更进一步地说，当法兰部位520被剪切时，法兰部位520的切屑可能会粘附在过滤部位510的表面上，影响过滤部位510的过滤功能。
为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种过滤器部件的制造方法，使其能够减少材料浪费。
根据本发明，一个由过滤部位和法兰部位组成的过滤器部件按下述步骤制造，所述法兰部位沿着过滤部位的外周边向外延伸。首先通过折叠过滤器材料，制成一个波浪形的具有多个隆起的中间产品，所述中间产品具有一个沿平行于所述隆起的方向延伸的第一侧边和一个沿垂直于所述隆起方向延伸的第二边。然后，分别在中间产品的中央部位和外围部位，整体制成过滤部位和法兰部位，在法兰部位被形成的同时，中间产品的第一侧边被限制到一个与过滤器部件之形状相一致的预定位置。
因此，当法兰部位被形成的同时，沿平行于隆起的方向延伸之法兰部位的侧边也被形成，并在形成之后不需要再剪切。因此，过滤器部件的材料浪费被减少。更进一步地说，由于在成形期间，仅仅在第一侧边，中间产品被限制到一个预定位置，过滤部位的不均匀的变形被减轻到最小程度，所述第一侧边沿平行于隆起的方向延伸。因此，过滤器部件的过滤功能不受影响。
用于制造过滤器的材料最好包括一种第一纤维和一种第二维，第一纤维所具有的第一熔点高于第二纤维所具有的第二熔点。在第二熔点和比第二熔点还高的温度下，通过压制中间产品的外周边，形成法兰部位。
通过下文结合附图对本发明所推荐的实施例所进行的描述，本发明的目的和特征将变得更明显。
图1是一个透视图，显示了材料和本发明所推荐的第一实施例中的过滤器部件的中间产品；图2A～2C是透视图，显示了本发明第一实施例中过滤器部件的成形工序；
图3是一个透视图，显示了本发明第一实施例中的一个用于形成过滤器的成形设备；图4A～4D是局部透视图，显示了本发明第一实施例中的过滤器部件之法兰部位的成形工序；图5A～5C是局部侧视图，显示了第一实施例中的法兰部位的成形工序；图6A是一个局部透视图，显示了第一实施例中的法兰部位的成形工序；图6B是一个局部侧视图，显示了本发明第一实施例中的法兰部位；图6C是一个局部侧视图，显示了本发明第一实施例中的过滤器部件之法兰部位的对比物；图7是一个透视图，显示了本发明第二实施例中的用于成形一个过滤器部件的成形设备；图8A～8D是局部透视图，显示了本发明第二实施例中的过滤器部件之法兰部位的成形工序；图9是一个局部透视图，显示了本发明第三实施例中的一个用于形成过滤器部件的成形导尺；图10是一个平面视图，显示了一个对本发明第一实施例进行了改进的过滤器部件；图11A～11C是透视图，显示了过滤器部件的一个常规制造方法。
下文将结合附图对本发明所推荐的实施例做详尽的说明。
(第一实施例)
下文将结合附图1～6C对本发明第一实施例进行说明。在第一实施例中，本发明所推荐的过滤器被用于空气滤清器。
如图1所示，通过折叠卷材1，制成过滤器部件150的波浪形中间产品100，所述中间产品100具有多个隆起110a。在第一实施例中，卷材1是一种由具有高熔点的主人造纤维和具有低熔点的粘附人造纤维制成的非织造纤维品。主纤维是一种熔点为250℃的聚合酯纤维，粘附纤维是一种熔点为160℃的改型聚合酯纤维。
如图2A～2C所示，从中间产品100整体制成波浪形部位110和法兰部位120。沿过滤部位110的外围，法兰部位120向外突出。如图2B所示，在形成法兰部位120的同时，与隆起110a平行的法兰部位之两个侧边120a被形成。当法兰部位120被形成时，在图2B所示的折线“b”之外，在垂直于隆起110a的方向上之法兰120的两个侧边120b上，形成多余部份140。因此，如图2C所示，仅仅从法兰部位120上切除多余部份140，就形成了过滤器部件150。如图2C所示，在平行于隆起110a的方向上之过滤部位110的两端，过滤器部件150具有多个三角形的封闭侧表面110b。每个侧表面110b被形成在隆起110a和法兰120之间。
法兰部位120被空气滤清器上的一个外壳(图中未示)的侧表面所密封，不漏气。当法兰部位120被形成并具有弹性时，法兰部位120被用做密封部位。在第一实施例中，如图2A～2C所示，中间产品100和过滤器部件150的每个尺寸都被显示。
下文将介绍一个用于形成法兰部位的设备。如图3所示，成形设备具有一个固定的下模200和一个可移动的上模300。在中央部位，下模200具有一个矩形下凹槽210和一个平的压制表面220，所述压制表面220在凹槽210的周边。在驱动机械(图中未示)的作用下，上模300垂直运动。上模300上有一个波浪形上凹槽310，凹槽310的位置与下模200上的凹槽210相对应。如图3所示，在平行于隆起110a的方向上，上凹槽310的宽度W2比中间产品100的宽度W1小一个预定值。在第一实施例中，宽度W1被设定为273mm，宽度W2被设定为212mm。因此，中间产品100的中央部位能够容纳上模300之上凹槽310。
在上模300的凹槽310之外围上，有一个平的压制表面320。压制表面320与压制表面220相对。在加热的同时，在压制表面320和220之间，压制法兰部位120。上模300和下模200上都有一个电加热器(图中未示)，所述电加热器被安置在上、下模上用于对上、下模加热。沿着上、下模的压制表面320、220的周边，安置所述电加热器。电加热器将上、下模加热到230℃，该温度低于主纤维的熔点，但高于粘附纤维的熔点。
仍然参看图3，一个在形成过滤器150时用于夹持和承载中间产品100的承载板400，所述承载板400上具有波浪形矩形夹持器410。夹持器410被安置在承载板400的中央部位，并向上凸起。在平行于隆起110a的方向，夹持器410的宽度W3略小于宽度W2。在第一实施例中，宽度W3被设定为210.5mm。在承载板400上，围绕夹持器410，具有一个开口420。开口420的尺寸被如此确定，当上下模接触后，开口420的外周边位于上模300和下模200之外。因此，当法兰部位120被形成时，上模300和下模200位于开口420的内部。
沿垂直于隆起110a的方向，在承载板400的底部端面，四个连接柱430水平伸出，通过连接柱430，夹持器410被连到承载板400上，在下模200的压制表面220上，有用于容纳所述连接柱的四个凹槽(图中未示)。下模200也有一个可移动的导尺(图中未示)，随着上模300垂直地移动，在安置于上模上的驱动机械(图中未示)的作用下，所述可移动的导尺水平地运动。当四个连接柱430分别被下模200上的凹槽所容纳后，可移动的导尺水平地移向凹槽并充满凹槽，所以可移动导尺的上表面成为压制表面220的一部分。
承载板400具有一对彼此分离、并被固定在承载板400上的成形导尺440。在形成法兰部位120的同时，所述导尺440将法兰部位120的侧边120a限制到一个与过滤器部件150的形状相适应的位置。每个成形导尺440是一个沿平行于隆起110a的方向延伸的平板，每个成形导尺的内表面对着夹持器410的侧端面，所述成形导尺的内表面与承载板400上用以确定开口420的内侧壁处于同一表面。
每个成形导尺440的宽度W4小于夹持器410的宽度W3。在第一实施例中，宽度W4被设定为180mm。成形导尺由热绝缘材料制成，在成形法兰部位120期间，用以限制中间产品100温度的降低。最好，成形导尺由具有足够高热阻力的树脂制成，以抵抗法兰部位120的成形温度(大约为230℃)，成形导尺应具有相对高的机加工尺寸精度，例如由100％的聚酰亚胺树脂制造成形导尺440。
上模300有四个弧形辅助成形导尺330，用以形成法兰部位120之四个弧形拐角120c。在与法兰部位120之拐角120c相应的位置处，所述辅助成形导尺330被保持在上模300上，并通过连接销340与一个推进机械相连(图中未示)。如图4A和图4B所示，每个辅助成形导尺340被降低并沿图4A中箭头“C”所示方向移向中间产品100，临近各自的成形导尺440，安置所述辅助成形导尺。如图4C所示，降低上模300，形成法兰部位120。
如图4A～4C所示，每个辅助成形导尺都有一个弧形部位330a和一个增强部位330b，所述增强部位330b位于弧形部位330a的外部，用以增强弧形部位330a。使用一个紧固元件(图中未示)将弧形部位330a和增强部位330b连为一个整体，所述紧固元件例如是螺栓。弧形部位330a由热绝缘材料，例如上述的100％的聚酰亚胺树脂制成。因此，在形成法兰部位120之拐角120c期间，当弧形部位330a接触中间产品100时，限制中间产品100之温度的降低。增强部位330b由金属，例如铁制成。通过增强部位330b，每个辅助成形导尺330被连接到各自的连接销340上。更进一步地说，由于弧形部位330a的强度被增强部位330b加强，法兰部位120之每个拐角120c被弧形部位330a使用相同的压力压制到一个预定位置。
参看图3，承载板400具有两个呈对角地布置在外围上的定位孔450，上模300上有两个定位销350，所述定位销和定位孔的尺寸是这样设置的，使定位销350能够进入定位孔450。每个定位销350被销驱动机械(图中未示)所驱动，在上模降低之前，插入各自的定位孔。
承载板400被安置在一个转动的归位设备(图中未示)上。随着所述归位设备的转动，承载板400被插入成形设备之上模300和下模200之间的空间，或从成形设备之上模300和下模200之间的空间取出。当过滤器部件150被形成后，转动归位设备被转动，所以，承载板400被从成形设备中取出，并被放入冷却设备中进行冷却。
下文，将结合图1～6c介绍过滤器部件150的制造方法。
如图1所示，通过折叠卷材1，制成中间产品100。
(2)将中间产品100安置在承载板400上。
安置在转动的归位设备上的承载板400位于成形设备之上模300和下模200的外面。将中间产品100安置在夹持器410上，所以中间产品100的形状与夹持器410形的形状相对应，在安置期间，仅在垂直于隆起110a的方向上，中间产品100的两端被成形导尺440限制，中间产品100的其它部位不受任何限制。因此，中间产品100轻易地被安置在承载板400上。如果将辅助成形导尺330与承载板400上之成形导尺440作成一个安置在承载板400上的整体，在将中间产品100安置在承载板400上时，中间产品100的拐角需要被向内弯曲，因此，破坏了中间产品100在承载板400上的可安装性。
(3)形成过滤器当中间产品100被安置在承载板400上以后，首先，使所述转动的归位设备转动一个预定的角度，所以，将承载板400安置在上模300和下模200之间，然后，通过销驱动机械，降下定位销350，使之进入定位孔450。当每个定位销350都准确地进入各自的定位孔450后，相对于上模300和下模200，承载板400被准确地定位。
然后，使用驱动机械(图中未示)降低承载板400，所以每个连接柱430进入下模200之压制表面220上各自的凹槽内，在此时，夹持器410进入下模200之底部凹槽420，因此，夹持器410的底部不与下模200之压制表面220相互干涉。
然后，随着上模300开始降低，在上模300之驱动机械的作用下，下模200之可移动的导尺水平地移入压制表面220上的凹槽内，充满凹槽，因此，可移动导尺的上表面形成压制表面220的一部分。更进一步地说，通过连接销340，辅助成形导尺330被推进机械驱动而降低，直到辅助成形导尺330接触承载板400的上表面。如图4A所示，沿箭头C所示方向，每个辅助成形导尺330移向中间产品100的拐角。每个拐角被压成与辅助成形导尺330相应的弧形。在上模300接触中间产品100之前，中间产品的每个拐角被压制成所述的弧形。
随着上模300进一步地降低，上模300的压制表面320开始接触中间产品100的外围部位，以形成法兰部位120，如图5A～5C所示，法兰部位120的侧边120a被形成。首先，如图5A所示，沿垂直于隆起110a的方向，中间产品100的每一端被插入压制表面220和320之间，然后，如图5B和5C所示，在温度为230℃的情况下，沿垂直于隆起110a的方向，中间产品100的每一端被压制成法兰部位的侧边120a。在形成侧边120a的同时，在垂直于隆起110a的方向，中间产品100的每一端受成形导尺440和辅助成形导尺330的限制，使其具有一个与过滤器部件150的形状相对应的位置。
同时，沿平行于隆起110a的方向，中间产品100的每一端的一部分被布置在上模300之内壁和平行于隆起110a的方向上夹持器410之侧表面之间，并在加热状态下被压制，所述内壁确定了上凹槽310；沿平行于隆起110a的方向，中间产品100的每一端的另一部分位于压制表面220和320之间，在加热状态下被压制。因此，法兰部位120之三角形封闭的侧表面110b和侧边120b被形成。
在法兰部位120被形成的同时，过滤器部件150之多个增强部位也同时被形成。用于形成增强部位的压力大于过滤部位100所受的压力，增强部位具有较小的厚度和更高的刚度。在隆起120a处、即法兰部位120和过滤部位110之间形成所述的增强部位。
(4)冷却过滤器部件当完成上述成形工序后，就获得了一个图2B所示成形的产品10，成形的产品10具有一个从侧边120b向外突出的多余部分140，将转动归位设备转动一个预定角度，将装有成形产品10的承载板400安置在冷却设备的上下模之间。冷却水流过冷却设备，使冷却设备的温度接近室温。当成形产品10被安置在冷却设备之上下模之间时，它被快速地冷却。
(5)对过滤器部件进行剪切当成形产品被完全冷却后，将成形产品10从冷却设备上取出，并将它安置在一个剪切设备上进行剪切。沿着图2B所示的折线“b”，成形产品10的多余部分140被切除，最终获得一个图2C所示的过滤器部件150。
根据第一实施例，在形成法兰部位120的同时，中间产品100在垂直于隆起110a方向上的每一端被限制到一个与过滤器部件150相一致的位置。这就是说，在形成法兰部位120的同时，中间产品100在垂直于隆起110a方向上的每一端被确定。因此，在形成法兰部位120的同时，制成侧边120a，在成形后，侧边120a不需要被剪切。因此，过滤器部件150材料的浪费被减轻。更进一步地说，在成形期间，由于中间产品100仅在垂直于隆起110a的方向上的端部受限制，过滤部位110波浪形形状的不均匀变形被减少到最低的程度。因此，过滤器部件150的过滤作用不受影响。
更进一步地说，如图6C所示，如果承载板400没有被准确地定位，在成形导尺440和上模300、下模200之间出现间隙，因此，在法兰部位120垂直于隆起110a的端部可能会出现毛边“d”。然而，根据第一实施例，通过定位销350和定位孔450，在图6A所示的箭头“e”和“f”的方向，承载板400被准确地定位。因此，如图6B所示，成形导尺440和上模300、下模200之间所出现的间隙被减少到最小的值，例如0.5mm或更小，因此，不会产生毛边“d”。
如果在压制法兰部位时，中间产品100在平行于隆起110a的方向上之端部也受多个类似于成形导尺440的成形导尺限制，而不能向外伸出，过滤部位100的波浪形形状将变得不均匀。因此，过滤器部件150的过滤作用可能会变坏。然而，根据第一实施例，当形成法兰部位120时，中间产品100在平行于隆起110a的方向上之端部不受任何成形导尺的限制，因此，能够向外延伸，因此，过滤部位100的成形不会出现不均匀现象。
(第二实施例)下文将结合附图7～8D介绍本发明所推荐的第二实施例，在此实施例和以后的实施例中，相同的零件使用相同的附图标记。
在第二实施例中，中间产品100在平行和垂直于隆起110a的方向上的端部都受限制，因而，在形成法兰部位120期间，不能向外延伸。因此，法兰部位120的整个周边被同时制成。
在图7所示的第二实施例中，在形成法兰部位120期间，一对成形导尺360用于在平行于隆起110a的方向上，限制中间产品100的端部向外延伸，每个成形导尺360由热绝缘材料制成，并被形成一个类似于成形导尺440的平板形状。通过一个与推进机械相连的连接销370，将每个成形导尺360安置在上模300上。
上模下降时，每个成形导尺被所述推进机械降低到图8A所示的位置。沿图8A中箭头“g”所示方向，每个成形导尺360被推进机械推送到图8B所示的位置。在图8B中，法兰部位120的整个周边被两个成形导尺440、两个成形导尺360和四个辅助成形导尺330所包围。因此，在形成法兰部位120期间，法兰部位120的整个周边不能从侧边120a和120b向外延伸，因此，如图8C所示，当上模300下降以压制法兰部位120时，过滤器部件150被形成图8D或图2C所示的形状，然而，在第二实施例中，由于成形导尺360，过滤部位100可能会出现不均匀的变形。
(第三实施例)下文接结合图9介绍本发明所推荐的第三个实施例。
在第一和第二实施例中，辅助成形导尺330与成形导尺440是分开的。因此，在每个成形导尺440和每个辅助成形导尺330之间的周边上，法兰部位120的周边侧表面可能会出现台阶。在第三实施例中，如图9所示，每个成形导尺440由一个具有弧形部位的部分440a和一个热绝缘部分440b组成一个整体，所述弧形部位440a对应于辅助成形导尺330，所述热绝缘部分440b整体地连接到弧形部分440a的内侧，弧形部分440a由金属例如铁制成，热绝缘部分440b由热绝缘材料制成。根据第三实施例，在法兰部位120的外周边侧表面不会出现所述的台阶。
如图10所示，过滤器部件150可能有别的平面形状，例如具有被切除了的部分“h”的矩形，更进一步地说，如果将电加热器安置在所述成形导尺内，每个成形导尺440、360可以由金属制成。
虽然，已经结合附图对本发明所推荐的实施例进行了介绍，对本领域技术人员来讲，可以对本发明进行各种改进。类似改进均落入本发明权利要求书所覆盖的范围内。
权利要求
1.一种制造过滤器部件的方法，所述过滤器包括一个过滤部位和一个法兰部位，所述法兰部位沿过滤部位的外围向外延伸，所述方法包括如下步骤通过折叠过滤器材料，制成一个波浪形的具有多个隆起的中间产品，所述中间产品具有一个沿平行于所述隆起的方向延伸的第一侧边和一个沿垂直于所述隆起方向延伸的第二边；分别在中间产品的中央部位和外围部位，整体制成过滤部位和法兰部位，同时将中间产品的第一侧边限制到一个与过滤器部件之形状相一致的第一预定位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于过滤器材料包括一个第一纤维和第二纤维，第一纤维具有第一熔点，第二纤维具有第二熔点，第二熔点低于第一熔点；在第一熔点和第二熔点之间的温度，对中间产品外围进行压制，以形成所述的法兰部位。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述第一纤维是主纤维，第二纤维是粘附纤维。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于所述第一纤维是一种熔点约为250℃的聚合酯纤维；所述第二纤维是一种熔点约为160℃的改性聚合酯纤维。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于在大约230℃时，所述法兰部位被压制成形。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于进一步包括如下步骤将中间产品安置在一个承载元件上，所述承载元件上具有用于将所述第一侧边限制在预定位置上的成形导尺；将所述承载元件安置在第一模具和第二模具之间，所述第一和第二模具彼此相对，用以成形过滤器部件；在第一和第二模具之间形成所述的法兰部位。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述成形导尺由热绝缘材料制成。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述成形导尺由聚酰亚胺树脂制成。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述第一模具是固定不动的，所述第二模具是可移动的；在第二模具和承载元件之间有一个定位元件，用于将所述承载元件定位在预定位置上。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述成形导尺被形成为一个沿所述第一侧边延伸的直线形状。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述第二模具上具有辅助成形导尺，用于将所述法兰部位之拐角形成弧形。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括一个仅仅修整中间产品之第二侧边的步骤。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在成形步骤中，所述中间产品的第二侧边从过滤器部件之形状的轮廓线向外延伸。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在进行成形步骤期间，中间产品的第二侧边也被限制到一个第二预定位置上，该预定位置与过滤器部件的形状相对应。
15.一种制造过滤器部件的方法，所述过滤器包括一个过滤部位和一个法兰部位，所述法兰部位沿过滤部位的外围向外延伸，所述的方法包括如下步骤通过折叠过滤器材料，制成一个波浪形的具有多个隆起的中间产品，所述中间产品具有一个沿平行于所述隆起的方向延伸的第一侧边和一个沿垂直于所述隆起方向延伸的第二边；分别在中间产品的中央部位和外围部位，整体制成过滤部位和法兰部位，同时确定中间产品之第一侧边的位置。
全文摘要
一种制造过滤器部件的方法,该过滤器包括过滤部位和法兰部位。首先通过折叠制成一个波浪形的具有多个隆起的中间产品。然后在高温下,通过压制中间产品的外周边,法兰部位与过滤部位被整体形成。同时,通过多个成形导尺,中间产品沿平行于隆起之方向的每个侧边被限制到与过滤器部件之形状相一致的位置。因此,法兰部位沿平行于隆起之方向的每个侧边与法兰部位一起被形成,成形后不需要被剪切。因此,节省了用于制造过滤器的材料。
文档编号F02M35/024GK1271617SQ0010604
公开日2000年11月1日 申请日期2000年4月19日 优先权日1999年4月22日
发明者上田雅也, 望月郁夫 申请人:株式会社电装