JP2010275994A - エアクリーナ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造が簡単であり、襞折りされた濾材周縁部のダストシール性が良好なエアクリーナ構造を提供する。
【解決手段】 エアクリーナケース１内に、平板状の濾材を襞折りしてなる長方形状のフィルタ部材２を設けて、エアクリーナケース１の内部空間を上流側と下流側とにフィルタ部材２で仕切るようにしたエアクリーナ構造において、フィルタ部材２を実質的に枠部を有しないフィルタ部材として、フィルタ部材の襞の折り方向と直交する方向に延在するフィルタ部材端縁２ａにおいて、襞折りされた濾材の端部を襞の折り方向に押圧した状態でエアクリーナケース１内周面に密着させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車や発電機などの内燃機関や燃料電池などに供給する空気を濾過するエアクリーナの構造に関し、特にエアクリーナのフィルタ部材が襞折りされた濾材で構成されたエアクリーナの構造に関するものである。

内燃機関や燃料電池などに供給する空気を濾過し清浄化するために、これら装置の吸気システムには、通常エアクリーナが設けられている。こうしたエアクリーナにおいては、ダストなどを濾過する清浄効率を高めるほかに大量の空気を清浄化する必要があることから、ろ紙や不織布などの平板状の濾材を襞折り（プリーツ折り）してフィルタ部材を構成するのが一般的である。そして、これらエアクリーナにおけるフィルタ部材では、襞折りされた濾材の周縁部を取り囲むように枠部材を一体に設けて、枠部材とエアクリーナケースとの間をシールして、フィルタ部材周縁部からダストが漏れないようにすることが一般的であった。

例えば、特許文献１には、エアクリーナに使用されるフィルタ部材に関し、襞折りされたろ材を取り囲むように保持枠を備えさせ、保持枠の周囲にパッキンを射出成形により一体に設けたフィルタ部材が開示されている。また、特許文献２には、フィルタ部材に関し、波板状の濾過部と、これを取り囲むつば部とを有し、濾過部とつば部とが連続した同一材料で構成されたフィルタ部材が開示され、このようなフィルタ部材が、波板状に加工された濾材中間体の山部両端側を加圧成形により押しつぶしてつば部を成形することで製造されることが開示されている。

また、特許文献３には、襞折りされた濾材の周縁を取り囲むような枠部材は設けずにフィルタ部材を構成し、一対のエアクリーナケースの間に襞折りされた濾材を直接挟んで固定するエアクリーナ構造が開示され、分割可能なエアクリーナケース内には上記濾材の山部と谷部とにそれぞれ挿入されて濾材の両側端部を挟持する一対のくし歯部が設けられることが開示されている。

特開平１０−２６３３４８号公報 特開２００６−１２２９０９号公報 特開平０８−２８３７６号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示されたような、保持枠やつば部を濾材と一体に設けるには、複雑な構造の専用の射出成形金型や、専用の加圧成形用の金型が必要であり、襞折りされた濾材をそれら金型の所定位置に配置した上で枠材の射出成形やつば部の加圧を行う製造工程は煩雑で複雑なものであった。

また、特許文献３に開示されたエアクリーナ構造においては、くし歯部の間での濾材の挟持やシールが不十分となることがあり、ダスト漏れを生ずるおそれがあった。

したがって、本発明の目的は、製造が簡単であり、襞折りされた濾材周縁部のダストシール性、特にフィルタ部材の襞の折り方向と直交する方向に延在するフィルタ部材端縁部のダストシール性が良好なエアクリーナ構造を提供することにある。

発明者は、鋭意検討の結果、襞折りさせた濾材の末端縁を濾材折り方向にエアクリーナケースに対して押圧して密着させるエアクリーナ構造とすると、枠部材がなくとも、襞折りされた濾材周縁部のダストシール性が良好に確保できることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、空気吸入口と空気流出口を有する中空箱状のエアクリーナケース内に、平板状の濾材を襞折りしてなる長方形状のフィルタ部材を設けて、エアクリーナケースの内部空間を吸入口側と流出口側とにフィルタ部材で仕切るようにしたエアクリーナ構造であって、フィルタ部材は実質的に枠部を有しないフィルタ部材であって、フィルタ部材の襞の折り方向と直交する方向に延在するフィルタ部材端縁において、襞折りされた濾材の端部を襞の折り方向に押圧した状態でエアクリーナケース内周面に密着させたことを特徴とするエアクリーナ構造である。
ここで、襞の折り方向とは、襞折りされた濾材の折り線が延在する方向を言う。

上記エアクリーナ構造においては、エアクリーナケースに挿入口を設けて、フィルタ部材を襞折り方向にスライドさせて出し入れ可能としつつ、ふた部材によって挿入口を閉塞可能とし、ふた部材とエアクリーナケース内周面の間で、フィルタ部材を襞の折り方向に押圧するように挟持することが好ましく（請求項２）、さらに、エアクリーナケースには、フィルタ部材を出し入れする際にスライドさせる方向に沿ってガイド部材を設け、フィルタ部材の襞の折り方向と平行な方向に延在するフィルタ部材端縁をガイド部材と勘合密着させることが好ましい（請求項３）。

本発明によれば、フィルタ部材は実質的に枠部を有しないため、その製造工程が簡略化され、簡単に製造できる。

また、本発明によれば、フィルタ部材の襞の折り方向と直交する方向に延在するフィルタ部材端縁において、襞折りされた濾材の端部を襞折り方向に押圧した状態でエアクリーナケース内周面に密着させることによって、当該フィルタ部材端縁部のダストシール性を良好に確保することができるという効果が得られる。

本発明実施形態のエアクリーナ構造の構成を示す模式図である。 本発明実施形態のエアクリーナ構造の、濾材の折り方向に沿う断面図である。 本発明実施形態のエアクリーナ構造の、濾材の折り方向と直交する面での断面図である。 本発明実施形態に使用されるエアクリーナケースの、濾材の折り方向と直交する面での断面図である。 本発明実施形態のエアクリーナ構造の、ガイド部、ガイドピン、サポート部材のより詳細な形状、及びその変形例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明のエアクリーナ構造の実施形態について説明する。以下の説明では、自動車用内燃機関の吸気システムに使用されるエアクリーナを例とした実施形態について説明する。図１は本発明のエアクリーナ構造の実施形態の構成を示す模式図である。空気吸入口１１と空気流出口１２が設けられた中空箱状のエアクリーナケース１には、フィルタ部材２を濾材の折り方向にスライドさせて出し入れ可能なような長方形状の挿入穴１３が設けられている。ここで、濾材の折り方向とは、襞折りの折り線が延在する方向のことである。フィルタ部材２は平板状の濾材が襞折り（プリーツ折り）されてなるフィルタ部材であり、略直方体状の形状でエアクリーナケース１に挿入・固定して使用される。また、エアクリーナケースの一部はふた部材３とされており、エアクリーナケース１の挿入穴１３を覆うようなふた部材３により、ケース内に挿入されたフィルタ部材２を固定すると共に、挿入穴１３をふさいでいる。

図２及び図３に示すように、エアクリーナケース１の内部空間は、フィルタ部材２によって、上流側（空気吸入口側）の空間と下流側（空気流出口側）の空間とに仕切られており、空気吸入口１１からケース内に流入した空気はフィルタ部材２を通過して濾過されて、空気流出口１２からケースの外部に流れていく。本実施形態に係るエアクリーナは、空気吸入口１１に接続される上流側ダクト部材や、空気流出口１２に接続される下流側ダクト部材と共に、内燃機関に空気を供給するための吸気システムの一連の吸気経路の一部に使用されて、空気中のダストを除去して清浄な空気を内燃機関に供給するために用いられる。

本発明のエアクリーナ構造に使用されるフィルタ部材２についてより詳細に説明する。フィルタ部材２は、平板状の濾材を襞折りして形成された、直方体状（即ち、襞折りの折り幅に相当する厚みを有する長方形状）のフィルタ部材である。また、フィルタ部材２には、特許文献１に開示された枠部材や特許文献２に開示されたつば部のような枠部材が、実質的に存在しない。即ち、フィルタ部材２は、所定幅に裁断された濾材を所定の折幅で襞折りして、襞折りされた濾材を所定の大きさとなるように裁断して構成されるフィルタ部材である。

フィルタ部材２を構成する濾材は平板状の不織布やろ紙などが使用でき、必要に応じてオイルなどを含浸させてもよい。濾材は適度なコシがある濾材であることが好ましい。また、フィルタ部材２は濾材を襞折りするだけで構成されるので、濾材が伸縮性に富むものである必要はない。

本発明のエアクリーナ構造においてフィルタ部材がケースに固定される形態について説明する。図２はフィルタ部材の挿入方向（濾材の折り方向）に沿う平面でのエアクリーナの断面構造を示す図であり、図３は図２におけるＸ−Ｘ断面でのエアクリーナの断面構造を示す図である。また、図３においてフィルタ部材２とサポート部材１４を除いた状態のエアクリーナケース１の断面図を図４に示す。

合成樹脂などにより一体に形成されたエアクリーナケース１には、フィルタ部材２を出し入れするための挿入口１３、フィルタ部材２の挿入最奥部２ａと勘合してフィルタ部材を支持するための勘合部１５、フィルタ部材２の中央部をフィルタ部材面直方向に支持するためのサポート部材１４，１４、フィルタ部材２の挿入方向に対する側縁部２ｃを支持するためのガイド部１６、フィルタ部材の襞折り形状を維持するためのガイドピン１７、１７が設けられている。

勘合部１５は、挿入口１３と対向するように設けられた、エアクリーナケース１の内周面が外側に向かって長方形状に凹入する部分であり、勘合部１５にフィルタ部材２の襞折りされた末端縁２ａがはまり込んでフィルタ部材２の挿入方向奥部のフィルタ部材端縁が支持される。

フィルタ部材の他方の末端縁２ｂは挿入口１３に勘合するようにされて支持されると共に、ふた部材３によってケース内側に向けて押圧付勢されている。ふた部材３はこの押圧状態を維持し、挿入口１３周辺を閉塞できるように、クリップやねじ部材などの公知の取り付け部材（図示せず）によってエアクリーナケース１に取り付けられる。また、ふた部材３とエアクリーナケース１との間には適宜シール部材が設けられることが好ましい（図示省略）。

したがって、フィルタ部材２は、エアクリーナケース１とふた部材３の間で濾材の襞折り方向に押圧状態で挟持されており、そのため、襞折り方向と直交する方向に延在するフィルタ部材端縁部は、フィルタ部材の挿入方向即ち濾材の折り方向に押圧されて、エアクリーナケース内周面やふた部材内周面面に対して密着するようにされている。

当該部分の密着性やダストシール性を高めるために、エアクリーナケースの勘合部１５の内周面（当接面）やふた部材の当接面に軟質発泡樹脂スポンジシートを貼り付けたり、フィルタ部材の末端部２ａ、２ｂの襞折りされた濾材端縁部に軟質のエラストマーからなるシール材を一体化したりすることが好ましい。

ガイド部１６は、エアクリーナケース内部に、フィルタ部材の挿入方向に沿って、挿入方向全長に亘って設けられた部分である。ガイド部１６には、フィルタ部材２の上面側折り縁を係止可能なようにケース内側に向けて突出する上縁部１６１と、フィルタ部材の下面側折り縁を収容した状態で係止可能な溝部を形成する下縁部１６２とが設けられ、図５（ａ）に示すように、濾材が襞折りされたフィルタ部材２のひだ折り方向に沿う側縁部が、ガイド部材１６の溝や突起に係合した状態でガイド部材１６に支持される。エアクリーナケース１にフィルタ部材２を挿入する際には、フィルタ部材の折り方向に沿う両側端部をガイド部材１６、１６に挿入係止させた状態で挿入方向にスライドさせて、フィルタ部材２をエアクリーナケース１に挿入する。そして、ガイド部１６の下縁部１６２の溝にフィルタ部材の下面側折り縁が収容されることで、当該部位がダストシールされる。

サポート部材１４は、エアクリーナケース内周面からフィルタ部材に向けてブロック状に突出するように設けられた部材であり、フィルタ部材２の略中央部に対向するように設けられ、サポート部材１４とフィルタ部材の折り縁とが当接することで、フィルタ部材２が面直方向にたわんでしまうことを防止する。

ガイドピン１７、１７は、エアクリーナケースの最奥部の勘合部１５から挿入口１３に向かってピン状に突設された部材であり、襞折りされた濾材の襞の間に配置されて、襞折りの間隔を適正に維持するほか、フィルタ部材の面直方向のたわみを予防する。ガイドピン１７はふた部材３に設けることもできる。

エアクリーナケース１やふた部材３は、熱可塑性合成樹脂の射出成形やブロー成形などの公知の製造方法によって製造することができる。また、エアクリーナケース１は全体を一度に一体成形する必要はなく、ケースを２分割あるいは３分割して別個に成形してからそれらを振動溶着や熱盤溶着などの接合技術によって接合一体化させてエアクリーナケース１を製造するようにしてもよいほか、ガイド部材１６やガイドピン１７、サポート部材１４なども別個に製造してからエアクリーナケース１に一体に組み付けるようにしてもよい。また、これら部材を構成する材質は合成樹脂に限定されず、必要に応じて、鉄やアルミニウムなどの金属材料を使用することもできる。

本発明の作用効果について説明する。
本発明のエアクリーナ構造においては、フィルタ部材２は、平板状の濾材を襞折りして所定の幅と長さの長方形状に裁断するだけで構成され、フィルタ部材２は実質的に枠部を有しない構成とされている。したがって、従来のフィルタ部材のように襞折りされた濾材に枠部材を射出成形によって一体成形したり、濾材の一部を圧縮加工して枠部（つば部）を形成したりするような、複雑な製造工程が必要なくなり、フィルタ部材の製造を簡単にすることができる。

また、フィルタ部材の襞の折方向と直交する方向に延在するフィルタ部材端縁において、襞折りされた濾材の端部を襞折り方向に押圧した状態でエアクリーナケース内周面に密着させているので、当該端縁において、枠部材がなくても濾材端部をケース内周面に確実に密着させてダストシールの信頼性を高めることができる。枠部材がない場合には、一般に、濾材端部とエアクリーナケースの間のダストシールが十分にできないと考えられていたが、本発明においては濾材の折り方向に押圧することによって、濾材の端部とエアクリーナケースを互いに密着させることができ、ダストシールの信頼性が高められる。

また、上記実施形態に示したように、エアクリーナケースに挿入口を設けて、フィルタ部材を襞折り方向にスライドさせて出し入れ可能としつつ、ふた部材によって挿入口を閉塞可能として、ふた部材とエアクリーナケース内周面の間で、フィルタ部材を襞折り方向に押圧するように挟持すると、フィルタ部材の交換が簡単に行えると共に、フィルタ部材の端縁の押圧を確実に行うことができてより好ましい。

さらに、上記実施形態に示したように、エアクリーナケース内部にフィルタ部材を出し入れする際にスライドさせる方向に沿ってガイド部材を設けて、フィルタ部材の襞の折り方向と平行な方向に延在するフィルタ部材端縁をガイド部材と勘合させて密着させるようにすれば、襞の折り方向と平行な方向のフィルタ部材端縁のダストシールの信頼性も高めることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に本発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分についてはその説明を省略する。

図５（ｂ）には、ガイドピンの変形例を示す。ガイドピンは図５（ａ）のような円形断面のものに限らず、三角形断面のガイドピン１７’であっても良い。

また、フィルタ部材の面直方向の変形を予防するためのサポート部材の形状は、図５（ｃ）、（ｄ）のように、フィルタ部材の幅方向全体にわたって設けられた、櫛状のサポート部材１４１あるいは棒状のサポート部材１４１ ’であってもよく、このようなサポート部材とした場合には、サポート部材の両端部をガイド部材１６に接合一体化することが好ましい。特に、櫛状のサポート部材とした場合には、襞折りの間隔を適正に維持するためのガイドピンを兼ねることができ、特に好ましい。

また、上記実施形態の説明では、エアクリーナケース１の挿入穴１３からフィルタ部材をスライドさせて出し入れして、ふた部材３でフィルタ部材２を濾材の襞折り方向に押圧挟持する実施形態について説明したが、フィルタ部材を押圧挟持する方法はこれに限定されず、例えば、エアクリーナケースを濾材の襞折り方向に沿って開閉可能なように２分割して構成し、これら２分割されたエアクリーナケースの間でフィルタ部材が濾材襞折り方向に押圧挟持されるようにして、本発明のエアクリーナ構造を実施することもできる。

本発明のエアクリーナ構造は、自動車用内燃機関の吸気システムに限定されず、発電機用内燃機関に空気を供給するためのエアクリーナ装置や吸気システム、あるいは、燃料電池に空気を供給するためのエアクリーナ装置などにも使用できる。

本発明のエアクリーナ構造は、内燃機関や燃料電池などに清浄な空気を供給するための吸気経路に設けられるエアクリーナ装置として使用することができ、産業上の利用価値が高い。

１ エアクリーナケース
１１ 空気吸入口
１２ 空気流出口
１３ 挿入口
１４、１４’サポート部材
１５ 勘合部
１６ ガイド部
１７、１７’ガイドピン
２ フィルタ部材
３ ふた部材

Claims (3)

1. 空気吸入口と空気流出口を有する中空箱状のエアクリーナケース内に、平板状の濾材を襞折りしてなる長方形状のフィルタ部材を設けて、エアクリーナケースの内部空間を吸入口側と流出口側とにフィルタ部材で仕切るようにしたエアクリーナ構造であって、
   フィルタ部材は実質的に枠部を有しないフィルタ部材であって、
   フィルタ部材の襞の折り方向と直交する方向に延在するフィルタ部材端縁において、襞折りされた濾材の端部を襞の折り方向に押圧した状態でエアクリーナケース内周面に密着させたことを特徴とするエアクリーナ構造。
2. エアクリーナケースに挿入口を設けて、フィルタ部材を襞折り方向にスライドさせて出し入れ可能としつつ、ふた部材によって挿入口を閉塞可能とし、
   ふた部材とエアクリーナケース内周面の間で、フィルタ部材を襞の折り方向に押圧するように挟持したことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ構造。
3. エアクリーナケースには、フィルタ部材を出し入れする際にスライドさせる方向に沿ってガイド部材が設けられ、フィルタ部材の襞の折り方向と平行な方向に延在するフィルタ部材端縁をガイド部材と勘合密着させたことを特徴とする請求項２に記載のエアクリーナ構造。

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