JP2019181357A - エアクリーナ及びエアクリーナ用フィルタエレメント - Google Patents

Abstract

【課題】エアクリーナのシール性を確保し易くできるエアクリーナを提供する。【解決手段】エアクリーナは、ケース２０及びキャップ３０を含むハウジング１０と、ケース２０とキャップ３０との間に配置されたフィルタエレメント５０とを備える。ケース２０は第１フランジ部２４を有し、キャップ３０は第２フランジ部３６を有する。フィルタエレメント５０は、濾材５１と、濾材５１の外周縁に連結されていて該外周縁に沿った環状のシール部５２とを有する。シール部５２が第１フランジ部２４及び第２フランジ部３６によって挟持された状態でフィルタエレメント５０がハウジング１０に組付けられている。キャップ３０には、シール部５２の内周側に配置された内壁３７が設けられており、内壁３７及びシール部５２のうち一方には、内壁３７及びシール部５２のうち他方に向かって突出した形状の突部５５が形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、エアクリーナ及びエアクリーナ用フィルタエレメントに関する。

特許文献１に記載のエアクリーナは、四角箱状に形成されている樹脂製のハウジングと、該ハウジングに組付けられているフィルタエレメントとを有している。ハウジングは、一端部が開口した箱状のケースと、該ケースの開口を覆うキャップとによって構成されている。ケースの開口部の周縁には外方に延びている第１フランジ部が形成されている。キャップは、ケース側の端部が開口した箱状に形成されている。キャップの開口部の周縁には、外方に延びていて第１フランジ部と対向している第２フランジ部が形成されている。フィルタエレメントは、波板状の濾材と、該濾材の外周縁に連結されているシール部とを有している。フィルタエレメントは、シール部がケースの第１フランジ部とキャップの第２フランジ部とによって挟持されることでハウジングに組付けられる。これにより、フィルタエレメントの濾材はハウジングの内部を仕切るように配置される。

特開２０１１−１４３３２８号公報

特許文献１に記載のエアクリーナでは、第１フランジ部と第２フランジ部とによって挟んでシール部を弾性変形させる。これにより、ハウジングのケースとキャップとの間がシールされる。エアクリーナが高温環境下で使用された場合、シール部からの反力によって樹脂性のハウジングが塑性変形するいわゆるクリープ変形が生じ、第１フランジ部及び第２フランジ部とシール部との密着性が低下するおそれがある。特許文献１に記載のエアクリーナは、ケースとキャップとの間のシール性を確保する上で改善の余地がある。

本発明の目的は、ハウジングにクリープ変形が生じたときのシール性を確保し易くできるエアクリーナ及びエアクリーナ用フィルタエレメントを提供することにある。

上記課題を解決するためのエアクリーナは、インレット及び第１開口部を有するケース、並びにアウトレット及び前記ケースの第１開口部に対向する第２開口部を有し、前記第１開口部を覆うように該ケースに組付けられたキャップを含むハウジングと、前記ケースと前記キャップとの間に配置されたフィルタエレメントとを備え、前記ケースは、前記第１開口部の外周縁から外方に延びている第１フランジ部を有し、前記キャップは、前記第２開口部の外周縁から外方に延びていて前記第１フランジ部と対向する第２フランジ部を有し、前記フィルタエレメントは、濾材と、前記濾材の外周縁に連結されていて該外周縁に沿った環状のシール部とを有し、前記シール部が前記第１フランジ部及び前記第２フランジ部によって挟持された状態で前記フィルタエレメントが前記ハウジングに組付けられたエアクリーナであって、前記キャップの前記第２開口部には、前記シール部の内周側に配置された内壁が形成されており、前記内壁及び前記シール部のうち一方には、前記内壁及び前記シール部のうち他方に向かって突出した形状の突部が形成されている。

上記構成では、キャップの第２開口部にシール部の内周側に配置されている内壁が形成されている。ハウジングにおいてシール部からの反力に起因したクリープ変形が生じた場合、第２フランジ部は第１フランジ部から離間する方向へ移動する。キャップでは、第２フランジ部の第１フランジ部から離間する方向への移動に伴い、内壁が外周側、すなわちシール部側に移動する。内壁及びシール部のうち一方には、内壁及びシール部のうち他方に向かって突出した形状の突部が形成されている。この突部によって内壁とシール部とは、突部が形成されていない構成に比して、近接することとなる。そのため、クリープ変形が生じて内壁がシール部側へ移動した際に、内壁とシール部とが当接して密着した状態となりやすい。このように、上記構成によれば、ハウジングにクリープ変形が生じたときに、内壁とシール部との間を密着した状態とすることができ、ケースとキャップとの間のシール性を確保し易くできる。

また、上記課題を解決するためのエアクリーナ用フィルタエレメントは、濾材と、前記濾材の外周縁に連結されていて該外周縁に沿った環状のシール部とを有するエアクリーナ用フィルタエレメントであって、前記シール部は、前記濾材に連結された基部と、前記濾材の高さ方向のうち前記濾材から離間する側に該基部から膨出した形状の膨出部と、該膨出部の内周面から突出した形状の突部とを含む。

フィルタエレメントは、エアクリーナのハウジングに組付けられる。エアクリーナのハウジングが、例えばインレット及び第１開口部を有するケースと、アウトレット及びケースの第１開口部に対向する第２開口部を有し、第１開口部を覆うように該ケースに組付けられたキャップとを含む場合、ケースの第１開口部の外周縁から外方に延びる第１フランジ部と、キャップの第２開口部の外周縁から外方に延びている第２フランジ部によってシール部の膨出部が濾材の高さ方向に挟持されることでフィルタエレメントがハウジングに組付けられることがある。この状態において、キャップの第２開口部にシール部の内周側に位置して膨出部と対向する内壁が設けられていると、シール部からの反力に起因してハウジングにクリープ変形が生じた際、キャップの第２フランジ部が第１フランジ部から離間する方向へ移動し、内壁が外周側、すなわちシール部側に移動する。上記構成では、フィルタエレメントのシール部において、内壁に対向する膨出部の内周面から突出した形状の突部が形成されている。フィルタエレメントがハウジングに組付けられた状態において、突部は内壁に向かって突出した形状であることから、内壁とシール部とは、突部が形成されていない構成に比して、近接することとなる。そのため、クリープ変形が生じて内壁がシール部側へ移動した際に、内壁とシール部とが当接して密着した状態となりやすい。このように、上記構成によれば、エアクリーナのハウジングに組付けた状態においてハウジングにクリープ変形が生じたときに、ハウジングとの密着状態を維持し易くできる。したがって、ハウジングにクリープ変形が生じたときのエアクリーナのシール性を確保し易くできる。

上記エアクリーナ及び上記エアクリーナ用フィルタエレメントによれば、ハウジングにクリープ変形が生じたときのエアクリーナのシール性を確保し易くできる。

エアクリーナの一実施形態の構成を模式的に示す断面図。 第1フランジ部及び第２フランジ部の周囲の構成を拡大して示す断面図。 ハウジングがクリープ変形したときの状態の一例を示す断面図。

エアクリーナ及びエアクリーナ用フィルタエレメントの一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。本実施形態では、車載内燃機関の吸気通路に配置されて、内燃機関の燃焼室に供給される空気を濾過するエアクリーナを例に説明する。

図１に示すように、エアクリーナ１００は、ハウジング１０と、該ハウジング１０に組付けられているフィルタエレメント５０とを有している。
ハウジング１０は、ケース２０を有している。ケース２０は、四角板状に形成されている下壁２１と、該下壁２１の周縁から立設されている側壁２２とを有している。側壁２２は、下壁２１の全周に亘って設けられており、四角筒状に構成されている。ケース２０は、側壁２２の先端（図１の上端）側が開口しており、該側壁２２の先端部によって第１開口部２３が構成されている。ケース２０には、側壁２２の先端、すなわち、第１開口部２３の上端の外周縁から外方に平板状に延びている第１フランジ部２４が設けられている。第１フランジ部２４は、第１開口部２３の外周縁に沿って四角環状に形成されている。ケース２０は、側壁２２に連結されているインレット２５を有している、インレット２５は、筒状に形成されていて、側壁２２の第１方向（図１の左右方向）における一端部（図１の右端部）から外方に延びている。ケース２０は、例えば、硬質の樹脂によって構成されており、下壁２１、側壁２２、及び第１フランジ部２４を一体物として成形した後、インレット２５を溶着することで形成されている。

ハウジング１０は、ケース２０に組付けられるキャップ３０を有している。キャップ３０は、四角板状に形成されている上壁３１と、該上壁３１の周縁から立設されている周壁３２とを有している。周壁３２は、上記第１方向における一端部を構成している前壁３３、該前壁３３の反対側に配置されている後壁３４、及び前壁３３と後壁３４とを接続する一対の対向壁３５を有している。一対の対向壁３５は形状が同じであって、図１には一対の対向壁３５のうちの一方のみを示している。後壁３４は、上壁３１からケース２０側に延びている第１縦壁３４Ａと、該第１縦壁３４Ａの先端（図１の下端）から前壁３３から離間する方向（図１の左方）に延びている横壁３４Ｂと、該横壁３４Ｂの先端（図１の左端）からケース２０側に延びている第２縦壁３４Ｃとからなり、段差状に形成されている。キャップ３０には、周壁３２の先端の外周縁から外方に平板状に延びている第２フランジ部３６が設けられている。第２フランジ部３６は、第１フランジ部２４と平行に延びている延設板３６Ａと、該延設板３６Ａからケース２０側に屈曲して延びている外壁３６Ｂとからなる。延設板３６Ａは、周壁３２の全周に亘って設けられており、第１フランジ部２４と対向している。延設板３６Ａは、第１フランジ部２４よりも外方に延びている。外壁３６Ｂは、ケース２０の第１開口部２３に至るまで延びている。外壁３６Ｂは、第１フランジ部２４の外方を覆っている。

キャップ３０には、周壁３２の先端からケース２０側に延びている内壁３７が設けられている。内壁３７は、周壁３２の全周に亘って設けられており、四角筒状に形成されている。内壁３７は、第２フランジ部３６の延設板３６Ａよりもケース２０側に延びている。内壁３７の内面は、周壁３２の内面と面一に形成されている。キャップ３０は、周壁３２の先端（図１の下端）側が開口しており、該周壁３２の先端部、及び内壁３７によって第２開口部３８が構成されている。すなわち、第１フランジ部２４は、第２開口部３８の外周縁から外方に延びているといえる。

キャップ３０は、周壁３２から外方に突設されているアウトレット３９を有している。アウトレット３９は、周壁３２における後壁３４の第１縦壁３４Ａから外方に延びている。アウトレット３９は筒状に形成されている。また、キャップ３０には、周壁３２の外周面と第２フランジ部３６の上面とに連結されている複数のリブ４０も設けられている。キャップ３０は、例えば、ケース２０と同様に硬質の樹脂によって構成されており、上壁３１、周壁３２、第２フランジ部３６、内壁３７、及びリブ４０を一体物として成形した後、アウトレット３９を溶着することで形成されている。

フィルタエレメント５０は、ケース２０とキャップ３０との間に配置されている。フィルタエレメント５０は、濾材５１と、濾材５１の外周縁に連結されていて該外周縁に沿った環状のシール部５２とを有している。フィルタエレメント５０は、シール部５２がケース２０の第１フランジ部２４及びキャップ３０の第２フランジ部３６によって挟持されることでハウジング１０に組付けられている。以下では、シール部５２が第１フランジ部２４及び第２フランジ部３６によって挟持される方向、すなわち第１方向と直交する方向（図１の上下方向）を濾材５１の高さ方向という。

図１に示すように、エアクリーナ１００では、フィルタエレメント５０をケース２０とキャップ３０との間に配置した状態で、図示しないクリップ等によって第１フランジ部２４及び第２フランジ部３６を上記高さ方向に挟むことで、ケース２０とキャップ３０とが組付けられている。これにより、ケース２０の第１開口部２３がキャップ３０によって覆われている。

図２に示すように、濾材５１は、シート状の濾紙や不織布を襞折りすることによって波板状に形成されている。濾材５１は、ハウジング１０の内部に配置され、該ハウジング１０の内部を仕切っている。

シール部５２は、濾材５１の上端部における外周縁に連結されている基部５３を有している。基部５３は、濾材５１の外周縁の全周に亘って設けられている。基部５３は、第１フランジ部２４に載置されている。シール部５２は、基部５３から濾材５１の高さ方向（図２の上下方向）のうち濾材５１から離間する第２フランジ部３６側に膨出した形状の膨出部５４を有している。膨出部５４は、基部５３の外周部に設けられていて、図２に破線で示すように、外周側（図２の右側）ほど膨出度合いが大きくなっている。膨出部５４の第２フランジ部３６側の上面５４Ａは、外周側ほど第２フランジ部３６側に位置するように傾斜している。膨出部５４の内周面５４Ｂは、キャップ３０の内壁３７と対向している。すなわち、シール部５２の内周側に内壁３７が配置されている。基部５３及び膨出部５４は、第１フランジ部２４及び第２フランジ部３６によって上記高さ方向に挟まれている。これにより、膨出部５４は、その上面５４Ａが図２に破線で示す状態から図２に実線で示す状態となるように弾性変形している。そのため、シール部５２が第１フランジ部２４及び第２フランジ部３６と密着し、ケース２０とキャップ３０との間がシールされている。

また、シール部５２には、膨出部５４の内周面５４Ｂから内壁３７に向かって突出した形状の突部５５が形成されている。突部５５は、膨出部５４の内周面５４Ｂにおける上端部に設けられている。突部５５は、膨出部５４の内周面５４Ｂにおいて、全周に亘って連続して設けられている。突部５５は、内壁３７側に円弧状に突出していて、内壁３７側の先端部ほど細くなった先細り形状に形成されている。図２に示す状態において、突部５５は、内壁３７から離間して配置されている。シール部５２は、例えば、発泡樹脂によって構成されており、基部５３、膨出部５４、及び突部５５を一体物として成形することで形成されている。フィルタエレメント５０は、ハウジング１０に組付けられる前の状態において、シール部５２の断面形状が膨出部５４の上端部と、突部５５とによって２つの頂部を有する形状となるように形成されている。

図１に矢印で示すように、エアクリーナ１００の上流側の吸気通路を流れる空気は、インレット２５を通じてハウジング１０の内部に導入される。インレット２５を通じて導入された空気は、まずケース２０の内部に流入する。ケース２０の内部に流入した空気は、フィルタエレメント５０の濾材５１を通過することで濾過され、その後、キャップ３０の内部へと流出する。キャップ３０の内部に流出した空気は、アウトレット３９を通じてエアクリーナ１００から下流側の吸気通路へと排出されて内燃機関の燃焼室に供給される。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）本実施形態では、キャップ３０の第２開口部３８にシール部５２の内周側に配置されている内壁３７が形成されている。

図３に示すように、ハウジング１０においてシール部５２からの反力に起因したクリープ変形が生じた場合、第２フランジ部３６が第１フランジ部２４から離間する方向（図３の上方）へ移動する。キャップ３０では、第２フランジ部３６の第１フランジ部２４から離間する方向への移動に伴い、図３に矢印で示すように、内壁３７が外周側、すなわちシール部５２側に移動する。シール部５２には、内壁３７に向かって突出した形状の突部５５が形成されている。この突部５５によって内壁３７とシール部５２とは、突部５５が形成されていない構成に比して、近接することとなる。そのため、クリープ変形が生じて内壁３７がシール部５２側へ移動した際に、内壁３７とシール部５２とが当接して密着した状態となる。このように、本実施形態によれば、ハウジング１０にクリープ変形が生じたときに、内壁３７とシール部５２との間を密着した状態とすることができるため、ケース２０とキャップ３０との間のシール性を確保し易くできる。

（２）キャップ３０の第２開口部３８には、周壁３２の先端から分岐した形状の第２フランジ部３６及び内壁３７が設けられている。また、第２フランジ部３６は屈曲した形状に形成されている。そのため、キャップ３０の第２開口部３８は、形状が複雑である。本実施形態では、内壁３７ではなくシール部５２に突部５５を形成していることから、突部５５を設けることによる第２開口部３８の構成の更なる複雑化を生じない。また、シール部５２は、発泡樹脂からなり、キャップ３０に比して弾性変形し易い素材で構成されているため、シール部５２に突部５５を形成した場合、キャップ３０に比して成形後における成形型からの取り出し作業が容易である。したがって、エアクリーナ１００を製造する上で、上記突部５５を設けることによる製造コストの増大を抑えることができる。

（３）エアクリーナ１００においては、ハウジング１０の形状や内燃機関からの受熱による温度分布など、種々の要因によってハウジング１０におけるクリープ変形が生じ易い部分が異なることがある。本実施形態では、突部５５をシール部５２の周方向における全周に亘って連続して設けている。そのため、エアクリーナ１００において上記クリープ変形の発生箇所がシール部５２の周方向において異なる場合であっても、該発生箇所において内壁３７とシール部５２とを密着させた状態にすることができる。したがって、ケース２０とキャップ３０との間のシール性を一層確保し易くできる。

（４）本実施形態では、突部５５を円弧状に形成し、内壁３７側ほど先細りした形状とした。そのため、内壁３７とシール部５２とが当接して突部５５が圧縮されたときに、該突部５５が変形し易くなる。したがって、エアクリーナ１００において上記クリープ変形が生じたときに、内壁３７とシール部５２との接触面積を増大させることができ、ケース２０とキャップ３０との間のシール性向上に貢献できる。

（５）エアクリーナ１００のハウジング１０に組付けられるフィルタエレメント５０のシール部５２に突部５５を形成している。上述したように、エアクリーナ１００のハウジング１０は、第１開口部２３及びインレット２５を有するケース２０と、ケース２０の第１開口部２３に対向する第２開口部３８及びアウトレット３９を有し、第１開口部２３を覆うようにケース２０に組付けられるキャップ３０とを有している。そして、ケース２０の第１開口部２３の外周縁には外方に延びる第１フランジ部２４が設けられ、キャップ３０の第２開口部３８の外周縁には外方に延びる第２フランジ部３６が設けられている。こうしたハウジング１０にフィルタエレメント５０が組付けられる際には、第１フランジ部２４と第２フランジ部３６とによってシール部５２の膨出部５４が上記高さ方向に挟持される。

キャップ３０の第２開口部３８には、シール部５２の内周側に位置して膨出部５４と対向する内壁３７が設けられている。フィルタエレメント５０がハウジング１０に組付けられた状態において、シール部５２からの反力に起因してハウジング１０にクリープ変形が生じた際、内壁３７はシール部５２側に移動する。本実施形態のように、フィルタエレメント５０のシール部５２に、内壁３７に対向する膨出部５４の内周面５４Ｂから突出した形状の突部５５を設けた場合、突部５５は内壁３７に向かって突出した形状であることから、内壁３７とシール部５２とは、突部５５が形成されていない構成に比して、近接することとなる。そのため、クリープ変形が生じて内壁３７がシール部５２側へ移動した際に、内壁３７とシール部５２とが当接して密着した状態となる。したがって、エアクリーナ１００のハウジング１０に組付けた状態においてハウジング１０にクリープ変形が生じたときに、ハウジング１０との密着状態を維持し易くなる。そのため、ハウジング１０にクリープ変形が生じたときのエアクリーナ１００のシール性を確保し易くできる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・突部５５の形状を内壁３７側ほど先細りした形状としたが、この構成は適宜変更が可能である。例えば、突部５５を内壁３７側ほど太くなる形状としてもよい。また、突部５５の図１に示す断面形状を長方形状として、内壁３７側とその反対側とで太さが同じになるように形成してもよい。なお、突部５５をビード状に形成してもよいことはいうまでもない。

・突部５５を、膨出部５４の内周面５４Ｂにおける上端部に設けたが、内周面５４Ｂにおける下端部に設けてもよい。また、内周面５４Ｂにおける上端部と下端部との間の位置に突部５５を設けることも可能である。

・上記実施形態では、突部５５をシール部５２の周方向において全周に亘って連続して設けたが、この構成は適宜変更が可能である。例えば、突部５５をシール部５２の周方向において全周に亘って断続的に設けてもよいし、周方向における一部のみに設けることも可能である。

・突部５５をシール部５２ではなく内壁３７に設けるようにしてもよい。また、突部５５を内壁３７とシール部５２との双方に設けてもよい。
・上記実施形態では、突部５５が内壁３７から離間した位置に配置されるようにフィルタエレメント５０をハウジング１０に組付けて、クリープ変形が生じる前は突部５５と内壁３７とが当接しない構成とした。こうした構成に代えて、クリープ変形が生じる前であっても、突部５５と内壁３７とが当接するようにフィルタエレメント５０をハウジング１０に組付けるようにしてもよい。この構成は、例えば、突部５５の突出量や内壁３７の位置を変更すること等で実現できる。

・突部５５の数は１つに限らない。例えば、シール部５２の内周面に上記高さ方向に並んだ複数の突部５５を設けてもよい。
・フィルタエレメント５０において、シール部５２は、濾材５１の上端部の外周縁に連結されていたが、シール部５２を濾材５１の下端部の外周縁に連結してもよいし、上端部と下端部の間の中間部の外周縁に連結してもよい。

・キャップ３０においてリブ４０を省略してもよい。また、キャップ３０において第２フランジ部３６の外壁３６Ｂを省略することも可能である。

１０…ハウジング、２０…ケース、２１…下壁、２２…側壁、２３…第１開口部、２４…第１フランジ部、２５…インレット、３０…キャップ、３１…上壁、３２…周壁、３３…前壁、３４…後壁、３４Ａ…第１縦壁、３４Ｂ…横壁、３４Ｃ…第２縦壁、３５…対向壁、３６…第２フランジ部、３６Ａ…延設板、３６Ｂ…外壁、３７…内壁、３８…第２開口部、３９…アウトレット、４０…リブ、５０…フィルタエレメント、５１…濾材、５２…シール部、５３…基部、５４…膨出部、５４Ａ…上面、５４Ｂ…内周面、５５…突部、１００…エアクリーナ。

Claims (5)

1. インレット及び第１開口部を有するケース、並びにアウトレット及び前記ケースの第１開口部に対向する第２開口部を有し、前記第１開口部を覆うように該ケースに組付けられたキャップを含むハウジングと、
   前記ケースと前記キャップとの間に配置されたフィルタエレメントとを備え、
   前記ケースは、前記第１開口部の外周縁から外方に延びている第１フランジ部を有し、
   前記キャップは、前記第２開口部の外周縁から外方に延びていて前記第１フランジ部と対向する第２フランジ部を有し、
   前記フィルタエレメントは、濾材と、前記濾材の外周縁に連結されていて該外周縁に沿った環状のシール部とを有し、
   前記シール部が前記第１フランジ部及び前記第２フランジ部によって挟持された状態で前記フィルタエレメントが前記ハウジングに組付けられたエアクリーナであって、
   前記キャップの前記第２開口部には、前記シール部の内周側に配置された内壁が形成されており、
   前記内壁及び前記シール部のうち一方には、前記内壁及び前記シール部のうち他方に向かって突出した形状の突部が形成されているエアクリーナ。
2. 前記突部は、前記内壁及び前記シール部のうち前記シール部に形成されていて前記内壁に向かって突出した形状である
   請求項１に記載のエアクリーナ。
3. 前記突部は、前記シール部の周方向において全周に亘って連続して設けられている
   請求項１または２に記載のエアクリーナ。
4. 前記突部は、前記他方側ほど先細りした形状である
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のエアクリーナ。
5. 濾材と、前記濾材の外周縁に連結されていて該外周縁に沿った環状のシール部とを有するエアクリーナ用フィルタエレメントであって、
   前記シール部は、前記濾材に連結された基部と、前記濾材の高さ方向のうち前記濾材から離間する側に該基部から膨出した形状の膨出部と、該膨出部の内周面から突出した形状の突部とを含むエアクリーナ用フィルタエレメント。