JP6163775B2

JP6163775B2 - 筒型のフィルタエレメント及び筒型のフィルタエレメントの製造方法

Info

Publication number: JP6163775B2
Application number: JP2013023732A
Authority: JP
Inventors: 修森山
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2033-02-08
Also published as: JP2014151283A

Description

本発明は、菊花型と称される筒型のフィルタエレメント及びその製造方法に関する。

従来、エンジンのエアクリーナに用いられるフィルタエレメントとして種々の形状が提案されている（例えば特許文献１や特許文献２参照）。
特許文献１には、パネル型のフィルタエレメントが開示されている。このフィルタエレメントは、襞折りされた濾材からなるパネル状の濾過部を備えている。また、濾過部の外周にはウレタン樹脂からなるシール部が設けられている。

また、特許文献２には、円筒型のフィルタエレメントが開示されている。このフィルタエレメントは、襞折りされた濾材からなる円筒状の濾過部を備えており、襞の各稜線が中心軸線と平行とされている。濾過部の内周には周壁に多数の孔が形成された内筒体が設けられている。また、濾過部の外周には周壁に多数の孔が形成された外筒体が設けられている。また、濾過部、内筒部、及び外筒部の軸線方向の端部にはそれらの端部を一体に覆うように環状の蓋体がそれぞれ取り付けられている。

特開昭５５―１５９８２２号公報特開２００５−１９４９５２号公報

ところで、フィルタエレメントの形状や大きさはエアクリーナに要求される性能や搭載上の制約等によって決められる。そのため、こうした要求を満足するために、形状や大きさの異なるフィルタエレメントを製造する必要がある。しかしながら、前述したように、異なる形状のフィルタエレメントを製造するためには、専用の部品や製造ラインが必要となることから、部品管理が煩雑になるといった問題や、多くの製造ラインが必要となるといった問題が生じる。

本発明の目的は、パネル型のフィルタエレメントとの部品の共通化を図ることができる筒型のフィルタエレメント及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための筒型のフィルタエレメントは、襞折りされたパネル状の濾材が筒状に丸められてなり、襞の各稜線が中心軸線と平行をなす濾過部と、濾過部の軸線方向における両端の内周縁に固設された環状部と、環状部の双方と一体とされ、濾過部の周方向における両端の内周縁に固設された連結部とからなるシール部と、を備え、前記シール部は可撓性を有し、前記パネル状の濾材の厚さ方向における一端の外周縁の全周に固着されており、連結部の双方は互いに接合されており、前記環状部の一方には、フィルタエレメントを覆うハウジングとの間をシールする筒状のシール部材が設けられており、前記環状部の他方には、同環状部の開口を閉塞する閉塞部材が設けられており、前記シール部材は、一方の前記環状部に外挿されているとともに、前記閉塞部材は、他方の前記環状部に外挿されている。

同構成によれば、濾過部の厚さ方向における一端の外周縁にシール部が設けられたパネル型のフィルタエレメントを、濾過部の襞の各稜線が中心軸線と平行となるようにシール部を内周側にして筒状に丸めることで、濾過部の軸線方向における両端の内周縁にシール部を構成する環状部が形成される。このため、パネル型のフィルタエレメントを無理なく容易に筒状に丸めることができる。また、丸められたシール部の周方向における一対の端部が互いに接合されることで、シール部を構成する連結部が形成されるため、シール部の接合面積が小さくて済む。従って、パネル型のフィルタエレメントから筒型のフィルタエレメントを容易に製造することができる。

また、上記目的を達成するための筒型のフィルタエレメントの製造方法は、襞折りされた濾材からなるパネル状の濾過部と、濾過部の厚さ方向における一端の外周縁に固着された可撓性を有するシール部と、を備えるパネル型のフィルタエレメントを、濾過部の襞の各稜線が中心軸線と平行となるようにシール部を内周側にして筒状に丸める第１工程と、前記第１工程によって前記濾過部の軸線方向における両端の内周縁に固設された状態となる環状部の一方に、前記フィルタエレメントを覆うハウジングとの間をシールする筒状のシール部材を外挿するとともに、前記環状部の他方に、同環状部の開口を閉塞する閉塞部材を外挿し、筒状に丸められたシール部の周方向における一対の端部を互いに接合する第２工程と、を備える。

同方法によれば、パネル型のフィルタエレメントを筒状に丸め、そのシール部の周方向における一対の端部を互いに接合することによって、筒型のフィルタエレメントを製造することができる。ここで、シール部は濾過部の厚さ方向における一端の外周縁に設けられており、第１工程では、濾過部の襞の各稜線が中心軸線と平行となるようにシール部を内周側にしてパネル型のフィルタエレメントが筒状に丸められる。このため、パネル型のフィルタエレメントを無理なく容易に筒状に丸めることができる。また、第２工程では、筒状に丸められたシール部の周方向における一対の端部が互いに接合されるため、シール部の接合面積が小さくて済む。従って、パネル型のフィルタエレメントから筒型のフィルタエレメントを容易に製造することができる。

本発明によれば、パネル型のフィルタエレメントとの部品の共通化を図ることができる。

一実施形態の円筒型のフィルタエレメントの斜視構造を示す斜視図。同実施形態の円筒型のフィルタエレメントの断面構造を示す断面図。同実施形態の円筒型のフィルタエレメントの素材であるパネル型のフィルタエレメントの斜視構造を示す斜視図。同実施形態の芯部材の断面構造を示す断面図。（ａ）〜（ｃ）は同実施形態の円筒型のフィルタエレメントの製造工程をそれぞれ示す正面図。

以下、図１〜図５を参照して、筒型のフィルタエレメント及びその製造方法の一実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、円筒型のフィルタエレメント１０は、円筒状をなす濾過部２０、シール部３０、及び芯部材４０を備えている。濾過部２０及びシール部３０は図３に示すパネル型のフィルタエレメント１１０から製造されるものである。

ここで、パネル型のフィルタエレメント１１０について説明する。
図３に示すように、パネル型のフィルタエレメント１１０は、襞折りされた濾材からなるパネル状の濾過部１２０と、濾過部１２０の厚さ方向Ｙにおける一端の外周縁１２９の全周に固着された可撓性を有するシール部１３０と、を備えている。尚、シール部１３０を例えばウレタン樹脂によって形成することが好ましい。

図２に示すように、円筒型のフィルタエレメント１０の濾過部２０及びシール部３０は、図３に示すパネル型のフィルタエレメント１１０がシール部１３０を内周側にして円筒状に丸められることにより形成されている。濾過部２０の襞２１の各稜線は中心軸線Ｃと平行とされている。

図２に示すように、シール部３０は、濾過部２０の軸線方向Ｚにおける両端の内周縁２３、２４に固設された環状部３３、３４と、環状部３３、３４の双方と一体とされ、濾過部２０の周方向Ｘにおける両端の内周縁２５に固設された連結部３５とを備えている。尚、図２においては、一方の内周縁２５及び連結部３５のみが示されている。

図１、図２、及び図４に示すように、芯部材４０は、円筒状をなす外側シール部４１、有底円筒状をなす閉塞部４２、及び外側シール部４１と閉塞部４２の周壁とを連結する直線状の連結部４３とを備えている。

図２に示すように、外側シール部４１はシール部３０を構成する一方の環状部３３に外挿されており、円筒型のフィルタエレメント１０を覆うハウジング５０の内周面に圧接されることで同ハウジング５０と同環状部３３との間をシールする。

閉塞部４２は、シール部３０を構成する他方の環状部３４に外挿されており、同環状部３４の開口を閉塞する。
尚、外側シール部４１のハウジング５０に圧接されるシール部位をシール性を有する軟質の樹脂材料によって形成し、同シール部位以外の芯部材４０の他の部位を形状保持性を有する材料、例えば同シール部位よりも硬質の樹脂材料によって形成することが好ましい。

次に、図５を参照して、円筒型のフィルタエレメント１０を製造する手順について説明する。
円筒型のフィルタエレメント１０を製造する際には、まず、図５（ａ）に示すパネル型のフィルタエレメント１１０を、図５（ｂ）に示すように、濾過部１２０の襞１２１の各稜線が中心軸線Ｃと平行となるようにシール部１３０を内周側にして円筒状に丸める（第１工程）。

次に、濾過部１２０及びシール部１３０の内周側に芯部材４０を配置し、芯部材４０の外側シール部４１及び閉塞部４２に、図２に示すシール部３０の環状部３３、３４となるシール部１３０の各部位を内挿する。

最後に、図５（ｃ）に示すように、円筒状に丸められたシール部１３０の周方向における一対の端部１３５、１３６を接着剤によって互いに接合する（第２工程）。従って、図２及び図５（ｃ）に示すように、円筒型のフィルタエレメント１０のシール部３０の一対の連結部３５、３６は互いに接合されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
パネル型のフィルタエレメント１１０のシール部１３０は濾過部１２０の厚さ方向Ｙにおける一端の外周縁１２９に設けられている。また、第１工程では、濾過部１２０の襞１２１の各稜線が中心軸線Ｃと平行となるようにシール部１３０を内周側にしてパネル型のフィルタエレメント１１０が円筒状に丸められる。このため、シール部１３０のうち、シール部３０の環状部３３、３４となる部位だけを丸めればよいことから、パネル型のフィルタエレメント１１０を無理なく容易に円筒状に丸めることができる。このようにして濾過部２０の軸線方向Ｚにおける両端の内周縁２３、２４にシール部３０を構成する環状部３３、３４が形成される。

また、第２工程では、円筒状に丸められたシール部１３０の周方向における一対の端部１３５、１３６が互いに接合されることによって、円筒型のフィルタエレメント１０のシール部３０を構成する連結部３５、３６が形成される。このため、パネル型のフィルタエレメントのシール部が濾過部の外周面全体に設けられた構成に比べて、シール部３０の接合面積が小さくて済む。

また、外側シール部４１によってハウジング５０とシール部３０を構成する一方の環状部３３との間がシールされる。このため、環状に丸められて形成された環状部３３ではハウジング５０との間が好適にシールされない場合であっても、ハウジング５０との間が好適にシールされる。しかも、閉塞部４２、外側シール部４１、及び連結部４３が一体形成されているため、閉塞部材と外側シール部材とが別体とされる構成に比べてフィルタエレメント１０の部品点数が少なくなる。

以上説明した本実施形態に係る筒型のフィルタエレメント及びその製造方法によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）円筒型のフィルタエレメント１０の濾過部２０は、襞折りされたパネル状の濾材が円筒状に丸められてなり、襞２１の各稜線が中心軸線Ｃと平行をなしている。円筒型のフィルタエレメント１０のシール部３０は、濾過部２０の軸線方向Ｚにおける両端の内周縁２３、２４に固設された環状部３３、３４と、濾過部２０の双方と一体とされ、濾過部２０の周方向Ｘにおける両端の内周縁２５に固設された連結部３５、３６とを備えている。シール部３０の一対の連結部３５、３６は互いに接合されている。こうした構成によれば、パネル型のフィルタエレメント１１０を無理なく容易に円筒状に丸めることができる。また、丸められたシール部１３０の周方向における一対の端部１３５、１３６が互いに接合されることで、シール部３０を構成する連結部３５、３６が形成されるため、パネル型のフィルタエレメントのシール部が濾過部の外周面全体に設けられた構成に比べて、シール部３０の接合面積が小さくて済む。従って、パネル型のフィルタエレメント１１０から円筒型のフィルタエレメント１０を容易に製造することができ、パネル型のフィルタエレメント１１０との部品の共通化を図ることができる。

（２）シール部３０を構成する一方の環状部３３には、ハウジング５０との間をシールする円筒状の外側シール部４１が外挿されている。こうした構成によれば、外側シール部４１によってハウジング５０とシール部３０を構成する一方の環状部３３との間がシールされる。このため、ハウジング５０との間を好適にシールすることができる。

（３）シール部３０を構成する他方の環状部３４には、同環状部３４の開口を閉塞する閉塞部４２が外挿されている。閉塞部４２と外側シール部４１とは連結部４３を介して互いに連結されている。こうした構成によれば、閉塞部４２、外側シール部４１、及び連結部４３が一体形成されているため、閉塞部材と外側シール部材とが別体とされる構成に比べてフィルタエレメント１０の部品点数を少なくすることができる。

（４）円筒型のフィルタエレメント１０の製造方法は、パネル型のフィルタエレメント１１０を、濾過部１２０の襞１２１の各稜線が中心軸線Ｃと平行となるようにシール部１３０を内周側にして円筒状に丸める第１工程と、円筒状に丸められたシール部１３０の周方向における一対の端部１３５、１３６を互いに接合する第２工程と、を備えている。こうした方法によれば、パネル型のフィルタエレメント１１０の種類の数だけ円筒型のフィルタエレメント１０を製造することが可能となるため、円筒型のフィルタエレメント１０専用の製造ラインの数を少なく抑える、或いは不要とすることができる。

尚、本発明に係る筒型のフィルタエレメント及びその製造方法は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・図５（ｂ）、（ｃ）に示すシール部１３０の周方向の端部１３５、１３６の一部を適宜切断するようにしてもよい。このことによって、濾過部の周方向の両端部の間の隙間が大きくなることを抑制することができる。

・芯部材全体をシール部位の材料、すなわち軟質の樹脂材料によって形成するようにしてもよい。また、ハウジングとの間のシール性が確保されるのであれば、芯部材全体を硬質の樹脂材料によって形成するようにしてもよい。

・芯部材４０の連結部４３を省略し、外側シール部４１と閉塞部４２とを別体としてもよい。すなわち、シール部材と閉塞部材とを別体としてもよい。
・シール部材及び閉塞部材をシール部３０の環状部３３、３４に内挿されるものとしてもよい。

・シール部３０を構成する環状部３４が直接的にハウジングの内壁に当接されることで同環状部３４の開口が閉塞されるのであれば、閉塞部材を省略してもよい。
・シール部３０を構成する環状部３３によって直接、ハウジングとの間が好適にシールされるのであれば、シール部材を省略してもよい。

１０…円筒型のフィルタエレメント、２０…濾過部、２１…襞、２３、２４…内周縁、２５…内周縁、３０…シール部、３３、３４…環状部、３５、３６…連結部、４０…芯部材、４１…外側シール部（シール部材）、４２…閉塞部（閉塞部材）、４３…連結部、５０…ハウジング、１１０…パネル型のフィルタエレメント、１２０…濾過部、１２１…襞、１２９…外周縁、１３０…シール部、１３５、１３６…端部、Ｃ…中心軸線、Ｚ…軸線方向、Ｘ…周方向、Ｙ…厚さ方向。

Claims

襞折りされたパネル状の濾材が筒状に丸められてなり、襞の各稜線が中心軸線と平行をなす濾過部と、
濾過部の軸線方向における両端の内周縁に固設された環状部と、環状部の双方と一体とされ、濾過部の周方向における両端の内周縁に固設された連結部とからなるシール部と、を備え、
前記シール部は可撓性を有し、前記パネル状の濾材の厚さ方向における一端の外周縁の全周に固着されており、
連結部の双方は互いに接合されており、
前記環状部の一方には、フィルタエレメントを覆うハウジングとの間をシールする筒状のシール部材が設けられており、
前記環状部の他方には、同環状部の開口を閉塞する閉塞部材が設けられており、
前記シール部材は、一方の前記環状部に外挿されているとともに、前記閉塞部材は、他方の前記環状部に外挿されている、
筒型のフィルタエレメント。
請求項１に記載の筒型のフィルタエレメントにおいて、
シール部材と閉塞部材とは互いに連結されている、
ことを特徴とする筒型のフィルタエレメント。
襞折りされた濾材からなるパネル状の濾過部と、濾過部の厚さ方向における一端の外周縁に固着された可撓性を有するシール部と、を備えるパネル型のフィルタエレメントを、濾過部の襞の各稜線が中心軸線と平行となるようにシール部を内周側にして筒状に丸める第１工程と、
前記第１工程によって前記濾過部の軸線方向における両端の内周縁に固設された状態となる環状部の一方に、前記フィルタエレメントを覆うハウジングとの間をシールする筒状のシール部材を外挿するとともに、前記環状部の他方に、同環状部の開口を閉塞する閉塞部材を外挿し、
筒状に丸められたシール部の周方向における一対の端部を互いに接合する第２工程と、を備える、
筒型のフィルタエレメントの製造方法。