JP2009178650A - フィルタエレメント、エアクリーナ及びフィルタエレメントの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造が簡単であるとともに、積層材を無駄なく有効に使用することができるクリーナエレメントを提供すること。
【解決手段】平板濾材３０と波板濾材３１とが積層された積層材２９を、波板濾材３１の凹凸部３１ｂ，３１ｃの延長方向が同一となるように複数枚重合させる。各積層材２９の両濾材３０，３１間に形成された通路３２の一端側の開口をひとつおきに閉鎖するとともに、その一端側の閉鎖されていない開口と対向する他端側の開口を閉鎖する。各積層材２９の両濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａを互いに密着させた状態で接着する。重合状態の積層材２９の幅端部に被覆枠３３を取り付けるとともに、その被覆枠３３と積層材２９の幅端部との間に封止材を充填して、幅端部３０ａ，３１ａ間の通路を封止する。
【選択図】図２

Description

この発明は、エンジンに吸引されるエアを濾過するためのエアクリーナに用いられるハニカム状のフィルタエレメントに関するものであって、さらに、そのフィルタエレメントを装着したエアクリーナ及びフィルタエレメントの製造方法に関するものである。

この種のハニカム状のフィルタエレメントであって、全体として直方体状をなすものは、平板濾材と波板濾材とが積層された積層材を複数枚積層してエレメント本体を構成するとともに、そのエレメント本体の幅端部（波板濾材の凹凸が延長される方向に沿って延びる端部）に被覆枠を設けている。そして、このフィルタエレメントの製造に際して、前記積層材が所定幅に切断されるが、このとき、積層材は波板濾材の凹部の底部以外のところ、すなわち、波板濾材の凸部，斜面部，凹部の底部に近い部分において切断されることが多い。このように切断された場合には、積層材の幅端部における平板濾材と波板濾材との切断端部が、互いに密着することなく、それらの切断端部が離間して、その端部の間が開いた状態になる。

前記被覆枠には各積層材の幅端部間に位置してその幅端部間の間隔を保つための係止片が形成されている。そして、前記のように、両濾材の切断端部が開いた状態になっていると、エレメント本体の幅端部に被覆枠を取り付ける際に、両濾材の切断端部が被覆枠の内面の係止片に引っ掛かって、被覆枠の係止片間に対する積層材の幅端部の挿入に手間がかかるおそれがある。また、被覆枠の係止片と積層材の幅端部との間にシール材が注入されるが、両濾材の切断端部が開いた状態になっていると、その切断端部が抵抗になって、シール材の注入にも手間がかかるおそれがある。従って、両濾材の切断端部が開いた状態の場合は、その切断端部の位置が波板濾材の凹部の底部となるように、つまり、両濾材の密着部が積層材の幅端部となるように積層材を再度切断して、両濾材の切断端部を互いに密着した状態に整える必要があって、手間がかかる。

ところで、この種のフィルタエレメントとしては、特許文献１及び特許文献２に開示されるような構成も提案されている。
特許文献１に記載の従来構成では、ハニカム本体が平面三角形状の凹凸が形成された波板濾材のみを積層して構成されている。この場合、波板濾材はその凹凸部を同一方向に延長させた状態で複数枚重ね合わされている。ハニカム本体の外周には被覆枠が取り付けられ、その被覆枠の内面には各波板濾材の幅方向の両端部を支持するための複数の係止片が形成されている。そして、積層材の幅端部には前記係止片を包囲するように封止材が充填されている。この被覆枠及びシール材により、各波板濾材の幅端部間の通路が封止されている。

また、特許文献２に記載の従来構成では、平板濾材と波板濾材とを積層した積層材が、波板濾材の凹凸部を異なる方向に延長させた状態で複数枚重合されている。各積層材の両幅端部には、液体シール材を塗布して硬化させることにより封止部が形成されている。
実開平２−１２９２３２号公報 特公昭６４−１０２４５号公報

ところが、特許文献１に記載のフィルタエレメントは、波板濾材のみにより構成されているが、その波板濾材の凹凸は平面三角形状をなしているため、波板の成形が困難であるばかりでなく、凹凸の形状が保持されるように、その底面に別の濾材が固定されている。従って、このフィルタエレメントは製造が困難で、その製造コストが高くなるものである。

さらに、特許文献２に記載のフィルタエレメントにおいては、積層材の幅端部における両濾材の切断端部が開いた状態になっていると、前記のように、積層材の幅端部に液体シール材を塗布する際に手間がかかる。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、製造が簡単であるとともに、積層材を無駄なく有効に使用することができ、しかも積層材の両濾材の幅端部を互いに密着した状態に形成することができて、その幅端部間の通路を容易に封止することができるフィルタエレメント、エアクリーナ及びその製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、このフィルタエレメントに関する発明は、平板濾材と波板濾材とが積層された積層材を波板濾材の凹凸部の延長方向が同一となるように複数枚重ね合わせてエレメント本体を構成し、そのエレメント本体における前記各積層材の両濾材間に形成された通路の一端側の開口をひとつおきに閉鎖するとともに、その一端側の閉鎖されていない開口と対向する他端側の開口を閉鎖したフィルタエレメントにおいて、前記各積層材の両濾材の幅端部を互いに密着させるとともに、その密着された幅端部間の通路を封止するための封止手段を設けたことを特徴としている。

従って、この発明のフィルタエレメントの製造時には、平板濾材及び波板濾材の幅端部を密着させるため、その両濾材の幅端部が開くことを防止できる。このため、両濾材を任意の位置で切断でき、その切断端部を波板濾材の凹部付近となるように再度切断して、両濾材の切断端部を互いに密着した状態に整えるような必要はない。よって、積層材を無駄なく有効に切断使用することができるとともに、積層材の両濾材の幅端部が開いた状態に切断されていても、その幅端部を互いに密着した状態に接合させることができる。そして、この密着状態の幅端部間の通路を封止材等により容易に封止することができる。

また、前記の構成において、前記封止手段を、エレメント本体の幅端部に取り付けられた枠と、その枠と積層材の幅端部との間に充填されて硬化された封止材とにより構成するとよい。このように構成した場合には、積層材の幅端部に対する枠の取り付け及び封止材の充填により、幅端部間の通路を容易に封止することができる。

さらに、前記の構成において、前記封止手段を、前記枠を設けることなく、エレメント本体の各積層材の幅端部間に充填されて硬化されることにより同幅端部間に介在された封止材で構成とよい。このように構成した場合には、各積層材の幅端部間に封止材を介在させることにより、幅端部間の通路を容易に封止することができるとともに、枠が不要となる。

また、エアクリーナに関する発明は、前記のエレメント本体の外周にシール材を設け、エレメント本体をハウジング内にシール材を介在させて装着したことを特徴とする。このように構成されたエアクリーナは、前述した作用を得ることができる。

さらに、フィルタエレメントの製造方法に関する発明は、凹状の型内に液状の封止材を注入し、その封止材内にエレメント本体の幅端部を浸漬させて、その封止材を硬化させることにより、積層材の幅端部間の通路を封止することを特徴としている。

従って、この発明の製造方法においては、重合状態の積層材の幅端部を液状の封止材内に浸漬させて、その封止材を硬化させることにより、幅端部間の通路を容易に封止することができる。

以上のように、この発明によれば、容易に製造できるとともに、積層材を無駄なく有効に使用することができ、しかも、積層材の両濾材の幅端部を互いに密着した状態に形成することができるとともに、その幅端部間の通路を適切に封止して、良好な濾過機能を得ることができるという効果を発揮する。

（第１実施形態）
以下に、この発明を具体化した第１実施形態を、図１〜図７に基づいて説明する。
図１に示すように、この実施形態のエアクリーナのハウジング２１は、一端面を開口した四角筒状のハウジング本体２２と、そのハウジング本体２２の開口端部にクランプ２４を介して着脱可能に取り付けられたカバー２３とから構成されている。ハウジング本体２２の側壁には、外気に連通されるインレット２５が形成されている。カバー２３の側壁には、エンジンの吸気側に接続されるアウトレット２６が形成されている。

前記ハウジング本体２２内には直方体状の輪郭を有するフィルタエレメント２７が、ハウジング本体２２の開口部からエア流の方向に沿って出し入れ可能に収容されている。フィルタエレメント２７のアウトレット２６側の端部外周縁には、シール部材２８が取り付けられている。そして、ハウジング本体２２内にフィルタエレメント２７が収容されるとともに、ハウジング本体２２の開口端部にカバー２３が取り付けられた状態で、このシール部材２８がハウジング本体２２及びカバー２３の開口外周縁に突設されたフランジ部２２ａ，２３ａ間に挟着支持される。

図１〜図３に示すように、前記フィルタエレメント２７のエレメント本体２７Ａは全体としてハニカム状構造をなすとともに、直方体状の輪郭を有している。エレメント本体２７Ａは、平板濾材３０と波板濾材３１とを積層してなる積層材２９を、波板濾材３１の凹凸部３１ｂ，３１ｃの延長方向が同一となるように複数枚重合させている。各積層材２９の両濾材３０，３１間には、エアを通過させるための複数の通路３２が波板濾材３１の凹凸部３１ｂ，３１ｃによって区画形成されている。

図２及び図３に示すように、前記各積層材２９の両濾材３０，３１の両幅端部３０ａ，３１ａは、互いに密着させた状態で接着されている。エレメント本体２７Ａの両端部には、合成樹脂製の被覆枠３３が被覆状態で装着されている。各被覆枠３３の内面には、各積層材２９の濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａを支持するための複数の区切片３３ａが突出形成されている。各被覆枠３３と積層材２９の幅端部との間には封止手段としての封止材３４が充填され、この被覆枠３３及び封止材３４によって、各積層材２９の濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａ間の通路が封止されている。

図１〜図３に示すように、前記積層材２９の両濾材３０，３１間に区画形成された複数の通路３２のうちで、１つおきの第１通路３２ａについては、エレメント本体２７Ａのインレット２５と対応する側の一端面が開口されるとともに、アウトレット２６と対応する側の他端面が閉鎖材３５によりに閉鎖されている。これに対して、残りの第２通路３２ｂについては、エレメント本体２７Ａの一端面が閉鎖材３６により閉鎖されるとともに、他端面が開口されている。

そして、図１に矢印で示すように、前記インレット２５からハウジング本体２２内に導入されたエアが、エレメント本体２７Ａの一端面側から各第１通路３２ａに導入されて、平板濾材３０または波板濾材３１で濾過される。その後、エアが、各第２通路３２ｂを介してエレメント本体２７Ａの他端面側より導出されて、アウトレット２６からカバー２３外に送出される。

次に、前記のように構成されたフィルタエレメント２７の製造方法について説明する。
さて、このフィルタエレメント２７を製造する際には、図４に示すように、まず平板濾材３０と波板濾材３１とを積層してなる積層材２９を、カッタ４１により所定幅に切断する。この場合、積層材２９の切断位置によっては、波板濾材３１の凹部３１ｂの底部以外の部分で切断されることがあり、このように切断されたときには、積層材２９における両濾材３０，３１の切断端部としての幅端部３０ａ，３１ａが互いに密着することなく相互に離間して開いた状態になる。

次に、図５に示すように、前記積層材２９の両濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａを、一対のプレス型４２，４３間で熱圧着して、その幅端部３０ａ，３１ａを互いに密着させた状態で接着させる。この接着により、両濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａが開いた状態になっていても、互いに密着した状態となる。なお、両濾材３０，３１間には、通気性を有する接着剤の薄いシート層（図示しない）が形成されているため、前記の熱圧着により密着部分が接着剤を介して接着される。よって、幅端部３０ａ，３１ａが開いている場合に、その幅端部３０ａ，３１ａを波板濾材３１の凹部３１ｂの底部となるように再度切断して、幅端部３０ａ，３１ａを密着した状態に整えるような必要はない。

続いて、図６に示すように、複数枚の積層材２９をそれらの波板濾材３１の凹凸部３１ｂ，３１ｃの延長方向が同一方向となるように重合させて、エレメント本体２７Ａとする。この積層材２９の積層に先立って、前記各積層材２９の両濾材３０，３１間に区画形成された複数の通路３２のうちで、１つおきの第１通路３２ａのアウトレット２６側の端部に閉鎖材３５が充填されるとともに、残りの第２通路３２ｂのインレット２５側の端部に閉鎖材３６が充填されるように、積層材２９の端部に液状の閉鎖材３５，３６を注入して、硬化させる。

そして、重合状態の積層材２９の幅方向の両端部に被覆枠３３を被覆装着して、各積層材２９の両濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａを被覆枠３３の内面の区切片３３ａ間に挿入支持する。この場合、各積層材２９における両濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａが互いに密着した状態に接合されているため、その幅端部３０ａ，３１ａを被覆枠３３の区切片３３ａ間に容易に挿入することができる。

次いで、図７に示すように、各被覆枠３３と積層材２９の幅端部との間に封止材３４が充填されるように、同部に封止材３４を注入して硬化させる。この封止材３４の充填により、図３に示すように、各積層材２９の濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａ間の通路が、被覆枠３３及び封止材３４によって封止される。この場合にも、各積層材２９における両濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａが互いに密着した状態に接合されているため、幅端部３０ａ，３１ａが封止材３４の注入に対して抵抗になるもことなく、被覆枠３３と積層材２９の幅端部との間に封止材３４を円滑に充填することができる。なお、前記封止材３４は、少なくとも、積層材２９の幅端部の長さ方向の一方の端部側に充填されれば封止機能上問題ないが、両端部あるいは全長にわたって充填されることが望ましい。

その後、重合状態の積層材２９のアウトレット２６側の端部外周にシール部材２８を嵌着すれば、フィルタエレメント２７の製造が完了する。そして、このフィルタエレメント２７をハウジング２１内に装着すれば、このフィルタエレメント２７により、エンジンに吸入されるエアを濾過することができる。

そして、この第１実施形態にフィルタエレメント２７は以下の効果を発揮する。
（１） この実施形態のフィルタエレメント２７においては、その製造に際して、平板濾材３０と波板濾材３１とよりなる積層材２９を任意の位置において所定の幅に切断した後、その切断端部を波板濾材３１の凹部３１ｂとなるように再度切断して、両濾材３０，３１の切断端部としての幅端部３０ａ，３１ａを互いに密着した状態に整える必要がない。よって、積層材２９を無駄なく有効に切断使用することができる。

（２） また、前記のように各積層材２９における両濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａが密着状態になっているため、その後に積層材２９の幅方向の両端部に被覆枠３３を被覆装着する際に、各積層材２９の両濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａを被覆枠３３の区切片３３ａ間に容易かつ短時間に挿入することができる。

（３） さらに、濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａが密着状態になっているため、その幅端部３０ａ，３１ａが抵抗になるもことなく、被覆枠３３と積層材２９の幅端部との間に封止材３４を容易かつ短時間に充填することができる。

（４） 前記のように、両濾材３０，３１を切断し直すことなく、任意の位置で切断すればよいため、フィルタエレメント２７の製造の容易化に寄与できる。
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

この第２実施形態においては、前記第１実施形態における被覆枠３３は設けられていない。そして、図８に示すように、各積層材２９の濾材３０，３１が密着された両幅端部３０ａ，３１ａ間に封止材４５が一体に介在されることにより、幅端部３０ａ，３１ａ間の通路が封止されている。この場合、図９に示すように、凹状の型４６内に液状の封止材４５Ａを注入し、その液状封止材４５Ａ内に重合状態の積層材２９の幅端部３０ａ，３１ａを浸漬させて、その液状封止材４５を硬化させることにより、濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａ間に封止材４５が一体に介在されている。

また、この第２実施形態においては、図８に示すように、前記封止材４５の形成幅Ｗ１が、濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａを被覆する範囲に限定されている。そして、封止材４５の内側面と各積層材２９の濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａとの間に形成される断面ほぼ三角形状の通路４７の一端側開口部が、閉鎖材４８により閉鎖されている。

従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態に記載の効果と同様な効果を得ることができる。この第２実施形態においては、さらに以下の効果がある。
（５） 被覆枠３３が不要であるため、部品点数が少なくなり、構造が簡単である。

（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
さて、この第３実施形態においては、第２実施形態と同様に、被覆枠３３は設けられていない。そして、図１０に示すように、各積層材２９の濾材３０，３１の密着された幅端部３０ａ，３１ａ間に封止材４５が一体に介在形成されることにより、幅端部３０ａ，３１ａ間の通路が封止されている。また、封止材４５は、幅端部の通路３２ａ内にも入り込んでいる。このため、封止材４５の形成幅Ｗ２は、濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａの端縁から波板濾材３１の最外端の凸部３１ｃまでの範囲を被覆するように設定されている。

そして、この実施形態のフィルタエレメント２７の製造時には、図１１に示すように、前記第２実施形態の場合よりも深い凹状の型４６内に液状の封止材４５Ａを注入し、その液状封止材４５Ａ内に重合状態の積層材２９の幅端部を浸漬させる。この状態で、液状封止材４５を硬化させることにより、濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａ間に封止材４５が一体に介在される。

この第３実施形態においては、前記第２実施形態に記載の効果とほぼ同様な効果を得ることができる。
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。

・ 前記各実施形態においては、積層材２９の両濾材３０，３１の幅端部３０ａ，３１ａを、熱圧着により密着状態に接着させているが、接着剤等を使用して接着させること。
・ 各実施形態の封止材として、独立発泡により発泡して硬化する材質のものを使用すること。このようにすれば、封止材の硬化時間を短くすることができる。

・第２実施形態において、封止材４５と閉鎖材４８とを一体形成すること。すなわち、封止材４５により、閉鎖材４８の機能を持たせること。

第１実施形態のフィルタエレメントを備えたエアクリーナを示す断面図。 図１のエアクリーナのフィルタエレメントを示す斜視図。 図２の３−３線における拡大断面図。 図２のフィルタエレメントの製造方法で最初の工程を示す斜視図。 同フィルタエレメントの製造方法で図４に続く工程を示す斜視図。 同フィルタエレメントの製造方法で図５に続く工程を示す斜視図。 同フィルタエレメントの製造方法で図６に続く工程を示す斜視図。 第２実施形態のフィルタエレメントを示す断面図。 図８のフィルタエレメントの製造方法を示す断面図。 第３実施形態のフィルタエレメントを示す断面図。 図１０のフィルタエレメントの製造方法を示す断面図。

符号の説明

２１…ハウジング、２７…フィルタエレメント、２７Ａ…エレメント本体、２９…積層材、３０…平板濾材、３０ａ…幅端部、３１…波板濾材、３１ａ…幅端部、３１ｂ…凹部、３１ｃ…凸部、３２…通路、３３…被覆枠、３４…封止材、３５，３６…閉鎖材、４５…封止材、４６…凹状の型。

Claims (5)

1. 平板濾材と波板濾材とが積層された積層材を波板濾材の凹凸部の延長方向が同一となるように複数枚重ね合わせてエレメント本体を構成し、そのエレメント本体における前記各積層材の両濾材間に形成された通路の一端側の開口をひとつおきに閉鎖するとともに、その一端側の閉鎖されていない開口と対向する他端側の開口を閉鎖したフィルタエレメントにおいて、
   前記各積層材の両濾材の幅端部を互いに密着させるとともに、その密着された幅端部間の通路を封止するための封止手段を設けたことを特徴とするフィルタエレメント。
2. 前記封止手段を、エレメント本体の幅端部に取り付けられた枠と、その枠と積層材の幅端部との間に充填されて硬化された封止材とにより構成したことを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
3. 前記封止手段をエレメント本体の各積層材の幅端部間に充填されて硬化されることにより同幅端部間に介在された封止材で構成したことを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
4. 請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のエレメント本体の外周にシール材を設け、エレメント本体をハウジング内にシール材を介在させて装着したことを特徴とするエアクリーナ。
5. 請求項３に記載のフィルタエレメントの製造方法において、凹状の型内に液状の封止材を注入し、その封止材内にエレメント本体の幅端部を浸漬させて、その封止材を硬化させることにより、積層材の幅端部間の通路を封止することを特徴とするフィルタエレメントの製造方法。

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