JP2016037945A - エアエレメントの製造方法、エアエレメント、及びエアクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】通気性補強板を備えたエアエレメントの寸法精度を容易に向上させることができる。【解決手段】濾材４１の下流側の端面４１１に通気性補強板４３を当接させた状態で、補強板４３の外周縁がシール部によって覆われるように濾材４１の外周縁にシール部を成形することによりエアエレメントを製造する。シール部の形状に対応した凹溝５１２が形成された環状の上面５１１を有する固定型５１と、固定型５１の上面５１１に当接される型閉め位置と上面５１１から離間された開放位置との間で開閉可能に設けられ、濾材４１を外周側から保持可能な可動型５２とを備える成形型５０を用いてシール部を成形する。固定型５１の上面５１１に補強板４３を載置する際に、補強板４３に設けられた凸部４５を固定型５１の上面５１１の内周縁に係合させることにより固定型５１に対する補強板４３の位置決めをする。【選択図】図６

Description

本発明は、通気性補強板を備えたエアエレメントの製造方法、同エアエレメント、及び同エアエレメントを備えたエアクリーナに関する。

内燃機関のエアクリーナには、襞折りされた平面視四角形状の濾材を備えたエアエレメントが設けられている（特許文献１参照）。また、特許文献１に記載のエアエレメントにおいては、濾材の下流側の端面に金属や合成樹脂からなる多孔状または格子状の通気性補強板（以下、補強板と略称する。）が設けられている。このエアエレメントでは、濾材の外周縁に成形された環状のシール部によって補強板の外周縁が覆われている。こうしたエアエレメントによれば、補強板によって剛性が高められることでエアエレメントの変形を抑制することができる。

また、特許文献１では、シール部を成形する成形型の一部に設けられた位置決め部によって補強板の位置決めをするようにしている。こうした方法によれば、成形型に対する補強板の位置ずれを抑制することができる。

特開２０１４―９２０４６号公報

ところで、特許文献１に記載のエアエレメントの製造方法においては、成形型の一部に設けられた位置決め部によって補強板の位置決めをするようにしている。そのため、成形型の構造が複雑になるといった問題が生じる。

本発明の目的は、通気性補強板を備えたエアエレメントの寸法精度を容易に向上させることができるエアエレメントの製造方法、エアエレメント、及びエアクリーナを提供することにある。

上記目的を達成するためのエアエレメントの製造方法は、濾材の下流側の端面に通気性補強板を当接させた状態で、同通気性補強板の外周縁がシール部によって覆われるように同濾材の外周縁に同シール部を成形することによりエアエレメントを製造する方法において、前記シール部の形状に対応した凹溝が形成された環状の上面を有する固定型と、前記固定型の上面に当接される型閉め位置と同上面から離間された開放位置との間で開閉可能に設けられ、前記濾材を外周側から保持可能な可動型とを備える成形型を用いて前記シール部を成形するものであり、前記固定型の上面に前記通気性補強板を載置する際に、同通気性補強板に設けられた凸部を前記固定型の上面の内周縁に係合させることにより同固定型に対する同通気性補強板の位置決めをする。

同方法によれば、固定型の上面に補強板を載置する際に、通気性補強板の凸部が固定型の上面の内周縁に係合されることにより、固定型に対して通気性補強板が位置決めされる。また、可動型は固定型に対する変位の自由度が制限されており、こうした可動型によって濾材が外周側から保持されている。このため、固定型に対して濾材が位置決めされる。これらのことから、固定型に対して、すなわち固定型の凹溝によって成形されるシール部に対して、通気性補強板及び濾材が位置決めされる。

また、上記目的を達成するためのエアエレメントは、濾材と、前記濾材の下流側の端面に当接された通気性補強板と、前記濾材の下流側の外周縁に沿って設けられるとともに通気性補強板の外周縁を覆うシール部と、を備え、前記通気性補強板における前記シール部の内周縁よりも内周側には、下流側に向けて突出した凸部が形成されている。

同構成によれば、エアエレメントの製造工程において、固定型の上面に通気性補強板を載置する際に、通気性補強板に設けられた凸部を固定型の上面の内周縁に係合させるようにすれば、固定型に対して通気性補強板が位置決めされる。従って、固定型に対して、すなわち固定型の凹溝によって成形されるシール部に対して、通気性補強板が位置決めされる。

また、上記目的を達成するためのエアクリーナは、インレットを有するケースであって開口周縁にフランジが形成されたケースと、アウトレットを有するキャップであって開口周縁にフランジが形成されたキャップと、前記ケースのフランジと前記キャップのフランジとの間に前記シール部が挟まれた状態で同ケースと同キャップとの間に設けられる請求項５に記載のエアエレメントと、を備え、前記キャップのフランジの内周縁には前記通気性補強板に向けて内周側リブが突設され、前記凸部は前記内周側リブと前記シール部との間に位置している。

同構成によれば、前述したエアエレメントと同様な作用が生じる。

本発明によれば、通気性補強板を備えたエアエレメントの寸法精度を容易に向上させることができる。

第１実施形態に係るエアクリーナの断面図。 同実施形態に係るエアエレメントの斜視図。 図１の要部を拡大して示す断面図。 同実施形態の通気性補強板の斜視図。 同実施形態のエアエレメントのシール部を成形する成形型の平面図。 （ａ）は、図５の６ａ−６ａ線に沿った断面図、（ｂ）は、（ａ）に対応する図であって、可動型が変位している途中の状態を示す断面図、（ｃ）は、（ａ）に対応する断面図であって、型締めされた状態を示す断面図。 第２実施形態に係るエアエレメントの通気性補強板の斜視図。 図７の８−８線に沿った断面図。

＜第１実施形態＞
以下、図１〜図６を参照して、エアエレメントの製造方法、エアエレメント、及びエアクリーナを具体化した第１実施形態について説明する。なお、以降において、エアクリーナにおけるエア流れ方向の上流側及び下流側を単に上流側及び下流側と称する。

図１に示すように、エアクリーナ１０は、上面に開口２２を有するケース２０と、下面に開口３２を有するキャップ３０とを備えている。ケース２０の開口２２の周縁及びキャップ３０の開口３２の周縁にはそれぞれフランジ２３，３３が形成されている。

ケース２０の側壁には、ケース２０の内部に向けてエアを導入するためのインレット２１が突設されている。キャップ３０の側壁には、図示しない内燃機関の燃焼室に向けてエアを供給するアウトレット３１が形成されている。

ケース２０とキャップ３０との間には、エアエレメント４０が設けられている。
図１及び図２に示すように、エアエレメント４０の濾材４１は、濾紙を襞折りすることによって平面視四角形状に形成されている。濾材４１の下流側の端面４１１には、金網からなる通気性補強板（以下、補強板４３と略称する。）が設けられている。濾材４１の下流側の外周縁には、同外周縁に沿って独立気泡のポリウレタンからなるシール部４２が全周にわたって設けられており、シール部４２によって補強板４３の外周縁が覆われている。また、図２に示すように、濾材４１の側面に位置する襞４１２の谷部には、ホットメルト接着剤などからなり、同谷部の空間を封止する封止材４１３が設けられている。そして、図１に示すように、シール部４２が、ケース２０のフランジ２３のシール面２３１とキャップ３０のフランジ３３のシール面３３１とによって挟まれている。キャップ３０のフランジ３３の内周縁には補強板４３に向けて内周側リブ３４が突設されている。また、このフランジ３３の外周縁にはケース２０のフランジ２３に向けて外周側リブ３５が突設されている。

図４に示すように、補強板４３は、四角形状をなし、濾材４１の端面４１１に当接する平板部４４と、平板部４４の各辺に隣接し、下流側、すなわち同図における上側に向けて突出した凸部４５と、各凸部４５の外周側に延びる延設部４７とを有している。凸部４５は、補強板４３の素材である金網を折り曲げることにより形成されており、断面逆Ｖ字状をなしている。従って、図１〜図４に示すように、凸部４５における外周側の面は、下流側ほど、すなわち同図における上側ほど内周側に位置するように傾斜した傾斜面４６とされている。図２及び図４に示すように、凸部４５は平板部４４の各辺の全体にわたって形成されている。

図１〜図３に示すように、凸部４５は、補強板４３におけるシール部４２の内周縁よりも内周側の部位に形成されている。また、図１及び図３に示すように、エアエレメント４０がケース２０とキャップ３０との間に設けられた状態において、凸部４５は、キャップ３０の内周側リブ３４とシール部４２との間に位置している。

次に、前記のように構成されたエアエレメント４０の製造に際して、濾材４１及び補強板４３の外周にシール部４２を成形するための成形型５０の構成、並びに成形型５０を用いたシール部４２の成形方法について説明する。

図５及び図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、この成形型５０は、四角環状をなす固定型５１と、四角環状をなす可動型５２と、固定型５１の一辺と可動型５２の一辺とを連結するヒンジ５３とを有している。

図５に示すように、固定型５１の上面５１１には、シール部４２におけるキャップ３０のフランジ３３に対向する部位の形状に対応した環状の凹溝５１２が形成されている。
固定型５１の上面５１１に対向する可動型５２の対向面５２１には、シール部４２におけるケース２０のフランジ２３に対向する部位の形状に対応した環状の凹溝５２２が形成されている。従って、図６（ｃ）に示すように、固定型５１の凹溝５１２と可動型５２の凹溝５２２とによってシール部４２を成形するキャビティが区画される。

また、図５に二点鎖線にて示すように、可動型５２には、濾材４１が内嵌可能とされている。すなわち、可動型５２の内周面によって濾材４１が外周側から保持されている。
可動型５２は、対向面５２１が固定型５１の上面５１１に当接される型閉め位置（図６（ｃ）参照）と、対向面５２１が固定型５１の上面５１１から離間された開放位置（図５及び図６（ａ）参照）との間でヒンジ５３を介して回動可能とされている。

そして、図５及び図６（ａ）に示すように、固定型５１の上面５１１の所定の位置に補強板４３が載置されるとともに、可動型５２に濾材４１が内嵌される。またこのとき、固定型５１の凹溝５１２には、ウレタン原液が注入される。

次に、図６（ｂ）に示すように、可動型５２が回動されることにより、図６（ｃ）に示すように、固定型５１と可動型５２とが型閉じされる。このことにより、濾材４１の下流側の端面４１１が補強板４３に当接される。

そして、上記凹溝５１２，５２２によって区画されたキャビティ内でウレタン原液を発泡させた後、これを硬化させることによりシール部４２が成形される。
次に、本実施形態の作用について説明する。

図６（ａ）に示すように、固定型５１の上面５１１に補強板４３を載置する際に、補強板４３に設けられた凸部４５が固定型５１の上面５１１の内周縁に係合されることにより、固定型５１に対して補強板４３が位置決めされる。また、可動型５２はヒンジ５３によって固定型５１に対して回動可能に設けられるとともに、可動型５２の変位の自由度が制限されている。そして、こうした可動型５２によって濾材４１が外周側から保持されている。このため、固定型５１に対して濾材４１が位置決めされる。これらのことから、固定型５１に対して、すなわち固定型５１の凹溝５１２によって成形されるシール部４２に対して、補強板４３及び濾材４１が位置決めされる。

以上説明した本実施形態に係るエアエレメントの製造方法、エアエレメント、及びエアクリーナによれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）固定型５１の上面５１１に補強板４３を載置する際に、補強板４３に設けられた凸部４５を固定型５１の上面５１１の内周縁に係合させることにより固定型５１に対する補強板４３の位置決めをするようにした。

こうした方法によれば、固定型５１に対して、すなわち固定型５１の凹溝５１２によって成形されるシール部４２に対して、補強板４３及び濾材４１が位置決めされる。従って、補強板４３を備えたエアエレメント４０の寸法精度を容易に向上させることができる。

また、こうした方法によれば、補強板４３を備えたエアエレメント４０と、補強板を備えていないエアエレメントとで共通の成形型５０を用いることが可能となるため、エアエレメント４０の仕様毎に専用の成形型５０を用意する必要がなくなる。

（２）補強板４３を金網により形成するとともに、凸部４５を同金網の一部によって形成するようにした。
こうした方法によれば、凸部４５を含む補強板４３全体が金網によって形成されるため、補強板４３の構成を簡易なものとすることができる。

（３）凸部４５における外周側の面を、下流側ほど内周側に位置するように傾斜した傾斜面４６とした。
こうした方法によれば、固定型５１の上面５１１に補強板４３が載置される際に、凸部４５の傾斜面４６が固定型５１の上面５１１の内周縁に当接されながら自重により降下するとともに、固定型５１の上面５１１における所定の位置に補強板４３が案内される。従って、固定型５１に対する補強板４３の位置決めを容易且つ適切に行なうことができる。

（４）エアエレメント４０においては、補強板４３におけるシール部４２の内周縁よりも内周側の部位に、下流側に向けて突出した凸部４５が形成されている。
こうした構成によれば、固定型５１の上面５１１に補強板４３を載置する際に、補強板４３に設けられた凸部４５を固定型５１の上面５１１の内周縁に係合させるようにすれば、固定型５１に対して補強板４３が位置決めされる。従って、固定型５１に対して、すなわち固定型５１の凹溝５１２によって成形されるシール部４２に対して、補強板４３が位置決めされる。従って、補強板４３を備えたエアエレメント４０の寸法精度を容易に向上させることができる。

（５）エアクリーナ１０においては、キャップ３０のフランジ３３の内周縁に補強板４３に向けて内周側リブ３４が突設され、凸部４５は内周側リブ３４とシール部４２との間に位置している。

エアクリーナ１０においては、補強板４３の剛性が不足している場合などには、内燃機関の吸気負圧によってエアエレメント４０が下流側に引っ張られることでシール部４２がケース２０のフランジ２３とキャップ３０のフランジ３３との間から内周側に変位し、シール部４２によるシール性が低下するおそれがある。

この点、本実施形態によれば、内燃機関の吸気負圧によってエアエレメント４０が下流側に引っ張られようとすると、補強板４３の凸部４５がキャップ３０の内周側リブ３４に干渉することでシール部４２の変位が規制される。従って、シール部４２によるシール性の低下を抑制することができる。

＜第２実施形態＞
以下、図７及び図８を参照して、第２実施形態について第１実施形態との変更点を中心に説明する。

図７及び図８に示すように、本実施形態の補強板１４３は、四角形状の金網からなる本体部１４４を有しており、本体部１４４の下流側の面、すなわち同図における上側の面には、本体部１４４の各辺に平行な凸部１４５が突設されている。この凸部１４５は、樹脂材料よりなり、インサート成形によって本体部１４４に形成されている。また、各凸部１４５は断面二等辺三角形状をなしており、本体部１４４の各辺の中央部のみに設けられている。

以上説明した本実施形態に係るエアエレメントの製造方法、エアエレメント、及びエアクリーナによれば、先の第１実施形態の効果（１）、（３）〜（５）に加えて、新たに以下に示す作用効果が得られるようになる。

（６）補強板１４３の本体部１４４を金網により形成するとともに、凸部１４５を本体部１４４とは別体の樹脂材料によって形成するようにした。
こうした方法によれば、金網を折り曲げる加工を行なうことなく、凸部１４５を設けることができる。また、凸部１４５を本体部１４４の各辺において部分的に設けることが可能となる。このため、凸部１４５に要する樹脂材料の量を適切に低減することができる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・補強板４３の剛性が十分に高い場合には、内燃機関の吸気負圧によってエアエレメント４０が下流側に引っ張られるおそれがなくなる。従って、この場合には、補強板４３の凸部４５がキャップ３０の内周側リブ３４よりも内周側に位置しているものであってもよい。

・第２実施形態において、凸部１４５を金属材料によって形成することもできる。
・補強板４３の凸部４５における内周側の面を平板部４４に直交するように形成することもできる。また、凸部を断面台形状にすることもできる。

・補強板を多孔状の金属板材によって形成するようにしてもよい。
・補強板全体を樹脂材料によって成形することもできる。
・濾材及び補強板を平面視三角形状や五角形状などの四角形状以外の多角形状とすることもできる。この場合であっても、補強板の各辺に対応して凸部を形成すればよい。また、必ずしも補強板の全ての辺に対応して凸部を形成する必要はなく、補強板の平面方向に沿った位置ずれを規制することができるのであれば、複数の辺のうちの少なくとも１つの辺において凸部を省略することもできる。

・シール部４２を成形する成形型はヒンジ５３を用いたものに限られるものではなく、固定型と、固定型の上方に位置し、型閉じ位置と開放位置との間で昇降可能に設けられる可動型とを備える成形型であってもよい。

１０…エアクリーナ、２０…ケース、２１…インレット、２２…開口、２３…フランジ、２３１…シール面、３０…キャップ、３１…アウトレット、３２…開口、３３…フランジ、３３１…シール面、３４…内周側リブ、３５…外周側リブ、４０…エアエレメント、４１…濾材、４１１…端面、４１２…襞、４１３…封止材、４２…シール部、４３，１４３…補強板、４４…平板部、４５，１４５…凸部、４６，１４６…傾斜面、４７…延設部、５０…成形型、５１…固定型、５１１…上面、５１２…凹溝、５２…可動型、５２１…対向面、５２２…凹溝、５３…ヒンジ、１４４…本体部。

Claims (6)

1. 濾材の下流側の端面に通気性補強板を当接させた状態で、同通気性補強板の外周縁がシール部によって覆われるように同濾材の外周縁に同シール部を成形することによりエアエレメントを製造する方法において、
   前記シール部の形状に対応した凹溝が形成された環状の上面を有する固定型と、前記固定型の上面に当接される型閉め位置と同上面から離間された開放位置との間で開閉可能に設けられ、前記濾材を外周側から保持可能な可動型とを備える成形型を用いて前記シール部を成形するものであり、
   前記固定型の上面に前記通気性補強板を載置する際に、同通気性補強板に設けられた凸部を前記固定型の上面の内周縁に係合させることにより同固定型に対する同通気性補強板の位置決めをする、
   エアエレメントの製造方法。
2. 前記通気性補強板を多孔状又は格子状の金属板材により形成するとともに、前記凸部を同金属板材の一部によって形成する、
   請求項１に記載のエアエレメントの製造方法。
3. 前記通気性補強板の本体部を多孔状又は格子状の金属板材により形成するとともに、前記凸部を同本体部とは別体によって形成する、
   請求項１に記載のエアエレメントの製造方法。
4. 前記凸部における外周側の面を、下流側ほど内周側に位置するように傾斜した傾斜面とする、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のエアエレメントの製造方法。
5. 濾材と、
   前記濾材の下流側の端面に当接された通気性補強板と、
   前記濾材の下流側の外周縁に沿って設けられるとともに同通気性補強板の外周縁を覆うシール部と、
   を備え、
   前記通気性補強板における前記シール部の内周縁よりも内周側の部位には、下流側に向けて突出した凸部が形成されている、
   エアエレメント。
6. インレットを有するケースであって開口周縁にフランジが形成されたケースと、
   アウトレットを有するキャップであって開口周縁にフランジが形成されたキャップと、
   前記ケースのフランジと前記キャップのフランジとの間に前記シール部が挟まれた状態で同ケースと同キャップとの間に設けられる請求項５に記載のエアエレメントと、を備え、
   前記キャップのフランジの内周縁には前記通気性補強板に向けて内周側リブが突設され、
   前記凸部は前記内周側リブと前記シール部との間に位置している、
   エアクリーナ。