JP6222026B2

JP6222026B2 - エアクリーナ

Info

Publication number: JP6222026B2
Application number: JP2014189151A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　祐司; 祐司鈴木
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2017-11-01
Anticipated expiration: 2034-09-17
Also published as: US10071329B2; US20160074797A1; JP2016059864A

Description

本発明は、インレット及びアウトレットを備える一対のケーシングと、同一対のケーシングの内部に設けられるフィルタエレメントとを備えるエアクリーナに関する。

この種のエアクリーナとしては、例えば特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載のエアクリーナにおいては、円筒状のケーシングの内部に円筒状のフィルタエレメントが設けられている。フィルタエレメントは、円筒状の濾材と、濾材の端部に設けられた円板状の支持枠とを有しており、支持枠の外周縁が接着剤によりケーシングの内面に固定されている。また、ケーシングの端部の開口がカバーによって覆われている。カバーは接着剤や超音波溶接などによってケーシングの端部に固定されている。

特開昭５８―１５５２１５号公報

ところで、特許文献１に記載のエアクリーナにおいては、フィルタエレメントとケーシングとを接合する接合部と、ケーシングの端部とカバーとを接合する接合部とが各別に設けられている。そのため、エアクリーナの組み付けに手間を要する。

本発明の目的は、組み付けを容易に行なうことができる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クリーナは、インレット及びアウトレットの一方を有する第１ケーシングと、前記インレット及び前記アウトレットの他方を有するとともに第１ケーシングの開口を覆う第２ケーシングと、前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングの内部に設けられるフィルタエレメントとを備えるエアクリーナにおいて、前記フィルタエレメントは、前記第２ケーシングに接着剤を介して固定され、前記第２ケーシングには、前記接着剤が塗布される環状の塗布面が形成され、前記接着剤には、前記第１ケーシングから延びる突起が差し込まれている。

同構成によれば、フィルタエレメントと第１ケーシングとの双方が共通の接着剤を介して第２ケーシングに固定される。
また、第１ケーシングの突起が接着剤に差し込まれているため、第１ケーシングにおける接着剤に接触する部位の幅を外周側に広げなくとも接着剤と第１ケーシングとの接触面積を確保することができる。従って、エアクリーナの体格の増大を抑制しつつ接着剤による第１ケーシングの接着強度（剪断強度、引張強度）を確保することができる。

本発明によれば、エアクリーナの組み付けを容易に行なうことができる。

一実施形態に係るエアクリーナが適用される蒸発燃料処理システムの概略構成を示す略図。同実施形態のエアクリーナの分解斜視図。同実施形態のフィルタエレメントの斜視図。図２の４−４線に沿った断面図。図２の５−５線に沿った断面図。図４のＡ部を拡大して示す断面図。図５のＢ部を拡大して示す断面図。同実施形態の下側ケーシングを成形する成形型の部分断面図。同実施形態の塗布面に接着剤が塗布された状態の下側ケーシングの断面図。

以下、図１〜図９を参照して、一実施形態について説明する。
図１に示すように、車載内燃機関には、燃料タンク９３内の蒸発燃料を内燃機関の吸気通路９５に導入して処理する蒸発燃料処理システム（以下、処理システム９０と略称する。）が設けられている。

燃料タンク９３はベーパ通路９６を介してキャニスタ９４の一端に接続されている。キャニスタ９４には、燃料成分を吸着する吸着材９４１が収容されている。キャニスタ９４の一端はパージ通路９７を介して吸気通路９５に接続されている。パージ通路９７の途中には、制御弁９７１が設けられている。また、キャニスタ９４の他端には、キャニスタ９４内にエアを導入するための導入通路９８が接続されている。

こうした処理システム９０では、燃料タンク９３内の蒸発燃料を含むガスがベーパ通路９６を通じてキャニスタ９４に導入されることで、ガスに含まれる燃料成分がキャニスタ９４内の吸着材９４１に吸着される。そして、燃料成分の濃度が問題のないレベルまで低減されたガスが導入通路９８を通じて大気に放出される。

こうした処理システム９０では、内燃機関の運転中に制御弁９７１が開弁されると、吸気通路９５内の負圧によってキャニスタ９４内のガスがパージ通路９７を通じて吸気通路９５に吸引されるとともに、導入通路９８を通じてキャニスタ９４内にエアが導入される。このとき、吸着材９４１に吸着されていた燃料成分が脱離し、この燃料成分とエアとが混合されてパージガスとなり、このパージガスが吸気通路９５に導入される。このようにしてキャニスタ９４に吸着されていた燃料成分を脱離させ、パージガスを吸気通路９５に導入することにより、キャニスタ９４による燃料成分の吸着能力が回復される。また、吸気通路９５に導入されたパージガスは内燃機関の燃焼室にて燃焼されることにより処理される。

導入通路９８には、燃料タンク９３からの蒸発燃料の漏れの有無を検出するための検出モジュール９１が接続されている。
検出モジュール９１は、圧力センサなどからなる周知の検出装置９２と、検出装置９２に導入されるエアを濾過するエアクリーナ１０とを備えている。

図２、図４、及び図５に示すように、エアクリーナ１０は、下部開口を有する上側ケーシング２０、上側ケーシング２０の下部開口を覆う下側ケーシング３０、並びに上側ケーシング２０及び下側ケーシング３０の内部に設けられるフィルタエレメント４０を備えている。上側ケーシング２０及び下側ケーシング３０は、硬質合成樹脂材料によって形成されている。

図２、図４、及び図６に示すように、下側ケーシング３０は平面視長方形の底壁３１を有しており、同底壁３１には、円孔状のアウトレット３６が形成されている。図２、図４〜図７に示すように、底壁３１の外周部には、アウトレット３６が形成された上面よりも一段高くされた四角環状の塗布面３２が形成されている。図６及び図７に示すように、塗布面３２の内周縁には周方向に沿って延びる微小突起３４が全周にわたって形成されている。

図２、図４〜図７に示すように、塗布面３２の外周側には、壁部３３が全周にわたって突設されている。また、底壁３１の外周面には、上下に延びる半円柱状の凸部３１１が周方向に間隔をおいて形成されている。底壁３１の下端の外周縁には、フランジ３５が全周にわたって形成されている。

図６及び図７に示すように、下側ケーシング３０の塗布面３２には、例えばポリウレタン系のホットメルト接着剤（以下、単に接着剤６０と称する。）が塗布されている。
図２及び図３に示すように、フィルタエレメント４０は濾紙を襞折りすることにより形成された角形の濾材４１を有している。図３に示すように、濾材４１の下側面の襞間には、襞の稜線の延びる方向Ｌにおける端部をシールするシール材４２が設けられている。シール材４２は、前記延びる方向Ｌの両端よりも僅かに内側の位置にそれぞれ設けられている。図３、図６、及び図７に示すように、シール材４２は、濾材４１の下端よりも下側、すなわち塗布面３２側に突出している。なお、シール材４２は、ポリウレタン系のホットメルト接着剤によって形成されている。

図６及び図７に示すように、塗布面３２からの微小突起３４の突出量は、濾材４１の下端からのシール材４２の突出量よりも小さくされており、微小突起３４と濾材４１の下端との間には隙間が形成されている。フィルタエレメント４０の下端面の外周部は、シール材４２の下端が塗布面３２に当接された状態で接着剤６０を介して塗布面３２に固定されている。濾材４１の下側面の襞間がシール材４２によってシールされるとともにフィルタエレメント４０の下端面の外周部が接着剤６０を介して塗布面３２に固定されることにより、下側ケーシング３０とフィルタエレメント４０との間がシールされている。

図２、図４、及び図５に示すように、上側ケーシング２０は、四角筒状の周壁２２及び周壁２２の上側を覆う上壁２１を有している。上壁２１には、円筒状のインレット２６が突設されている。

図２、図４〜図７に示すように、周壁２２の下端部２２２の内面及び外面は上部２２１の内面及び外面よりも外周側にそれぞれ広げられている。図６及び図７に拡大して示すように、周壁２２の上部２２１の内面には下方に延びる突起２４が全周にわたって形成されている。突起２４の内側面２４２は周壁２２の上部２２１の内面と同一面上に形成されている。また、突起２４の外側面２４１は下側ほど内周側に位置するように傾斜している。従って、突起２４の断面は下方に向けて先細状をなしている。

突起２４は、下側ケーシング３０の壁部３３よりも内周側に位置するとともに、フィルタエレメント４０よりも外周側に位置しており、全周にわたって接着剤６０に差し込まれている。また、下側ケーシング３０の壁部３３は、周壁２２の下端部２２２と突起２４との間にそれぞれ間隔をおいて位置している。すなわち、壁部３３は、周壁２２の下端部２２２によって外周側から間隔をおいて覆われている。また、周壁２２の下端部２２２の内周面には、下側ケーシング３０の凸部３１１が接している。周壁２２の下部開口の外周縁には、フランジ２５が全周にわたって形成されており、フランジ２５の下面が下側ケーシング３０のフランジ３５の上面に当接している。

次に、下側ケーシング３０の製造方法について説明する。
図８に示すように、成形型８１は、下側ケーシング３０の塗布面３２、壁部３３、及びフランジ３５の上面及び外周面に対応した形状の凹部８１２を有している。成形型８２は、下側ケーシング３０における塗布面３２よりも内周側の上面及びアウトレット３６に対応する形状の凹部８２２を有しており、前記成形型８１に対して内周側に隣接している。ここで、成形型８１の凹部８１２には、成形型８２の外周面に隣接し、微小突起３４に対応する形状の面取り部８１３が含まれている。成形型８３は、塗布面３２の裏面に対応する形状の凸部を有している。凹部８１２，８２２及び凸部によってキャビティが形成される。

これら成形型８１〜８３を用いて射出成形を行なうことにより、下側ケーシング３０が製造される。このとき、成形型８１の型割面８１１に形成された面取り部８１３と、成形型８２の型割面８２１とによって微小突起３４が形成される。

次に、エアクリーナ１０の組み付け手順について説明する。
まず、熱せられて溶融状態となっている接着剤６０を下側ケーシング３０の塗布面３２に塗布する。次に、フィルタエレメント４０の下端面の外周部を接着剤６０が塗布された塗布面３２上に載置する。次に、上側ケーシング２０の周壁２２の下端部２２２を下側ケーシング３０の底壁３１の外周面に形成された凸部３１１に外嵌し、上側ケーシング２０のフランジ２５を下側ケーシング３０のフランジ３５に当接させる。このとき、上側ケーシング２０の突起２４が接着剤６０に差し込まれる。

次に、本実施形態の作用について説明する。
上側ケーシング２０の突起２４が接着剤６０に差し込まれているため、上側ケーシング２０における接着剤６０に接触する部位の幅を外周側に広げなくとも接着剤６０と上側ケーシング２０との接触面積を確保することができる。従って、エアクリーナ１０の体格の増大を抑制しつつ接着剤６０による上側ケーシング２０の接着強度（剪断強度、引張強度）を確保することができる。

以上説明した本実施形態に係る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）フィルタエレメント４０は、下側ケーシング３０に接着剤６０を介して固定されている。下側ケーシング３０には、接着剤６０が塗布される環状の塗布面３２が形成されている。接着剤６０には、上側ケーシング２０の内面から延びる突起２４が差し込まれている。

こうした構成によれば、フィルタエレメント４０と上側ケーシング２０との双方が共通の接着剤６０を介して下側ケーシング３０に固定される。また、上側ケーシング２０の突起２４が接着剤６０に差し込まれているため、エアクリーナ１０の体格の増大を抑制しつつ接着剤６０による上側ケーシング２０の接着強度（剪断強度、引張強度）を確保することができる。

よって、エアクリーナ１０の組み付けを容易に行なうことができるとともに、エアクリーナ１０の体格の増大を抑制することができる。
（２）突起２４が上側ケーシング２０の周壁２２の内面に全周にわたって形成されているため、接着剤６０に接触する突起２４の接触面積を大きくすることができ、接着剤６０による上側ケーシング２０の接着強度を高めることができる。

（３）突起２４が塗布面３２に向けて先細状をなしているため、突起２４が接着剤６０に対して円滑に差し込まれる。従って、突起２４が差し込まれる際に接着剤６０が盛り上がって塗布面３２の外に流れ出すことを適切に抑制することができる。

（４）下側ケーシング３０の塗布面３２の外周側には壁部３３が突設されている。
こうした構成によれば、下側ケーシング３０の塗布面３２に塗布された接着剤６０が外周側に向けて移動することが壁部３３によって規制される。このため、塗布面３２に塗布された接着剤６０は、反対側、すなわちフィルタエレメント４０に向けて移動し、濾材４１の襞間に入り込みやすくなる。従って、濾材４１と接着剤６０との接触面積を大きくすることが容易にでき、接着剤６０によるフィルタエレメント４０の接着強度を高めることができる。

（５）壁部３３は上側ケーシング２０の周壁２２によって外周側から覆われており、壁部３３と周壁２２との間には隙間が形成されている。
上側ケーシング２０と下側ケーシング３０とを接着剤６０により組み付ける際に、接着剤６０の塗布量がばらつくことがある。特に、接着剤６０の塗布量が多い場合には、突起２４の外側面２４１と壁部３３との間の隙間を通じて接着剤６０の一部が外部にはみ出るおそれがある。この点、本実施形態によれば、上側ケーシング２０の周壁２２によって壁部３３が外周側から覆われており、壁部３３と周壁２２との間に隙間が形成されている。このため、突起２４の外側面２４１と壁部３３との間を通じて接着剤６０の一部がはみ出したとしても同接着剤６０が前記隙間に留まることとなり、外部にはみ出ることを適切に阻止することができる。従って、外部にはみ出した接着剤６０を除去するなどの工程が不要となる。

（６）塗布面３２の内周側には周方向に沿って延びる微小突起３４が形成されている。
こうした構成によれば、微小突起３４が存在することにより、塗布面３２に塗布された接着剤６０の表面が表面張力によって丸みを帯びやすくなる。このため、塗布面３２に塗布された接着剤６０の内周側への移動が抑制され、接着剤６０が塗布面３２上に保持されやすくなる。従って、少ない量の接着剤６０によってフィルタエレメント４０を安定して固定することができる。従って、フィルタエレメント４０の固定に要する接着剤６０の使用量を低減することができる。

（７）微小突起３４が全周にわたって形成されているため、塗布面３２に塗布された接着剤６０の内周側への移動が全周にわたって抑制される。従って、接着剤６０を塗布面３２上に適切に保持することができる。

（８）微小突起３４は塗布面３２の内周縁に形成されている。このため、下側ケーシング３０の塗布面３２に対応する成形型８１の型割面８１１に形成された面取り部８１３と、同成形型８１の内周側に隣接する成形型８２の型割面８２１によって微小突起３４を形成することが可能となる。従って、微小突起３４を形成するために成形型８１の設計変更が少なくて済む。また、成形型８１，８２の型割面８１１，８２１によって形成されたバリを微小突起３４の一部として機能させればよいため、当該バリを除去する工程が不要となる。従って、下側ケーシング３０を容易に形成することができる。

（９）塗布面３２からの微小突起３４の突出量は、濾材４１の下端からのシール材４２の突出量よりも小さくされている。
こうした構成によれば、濾材４１の下端からのシール材４２の突出量が塗布面３２からの微小突起３４の突出量よりも大きくなるため、微小突起３４の先端が濾材４１の下端に接触せず、シール材４２の突出部と塗布面３２との間隔が大きくなることを適切に回避することができる。従って、塗布面３２に対してフィルタエレメント４０を安定して固定することができる。

（１０）下側ケーシング３０を成形型８１〜８３により成形するとともに、成形型８１の型割面８１１に形成された面取り部８１３と、成形型８２の型割面８２１とによって前記微小突起３４を形成するようにした。

こうした方法によって製造された下側ケーシング３０によれば、上記効果（６）と同様な作用効果を奏することができる。
また、上記方法によれば、上記効果（８）と同様な作用効果を奏することができる。

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。
・上側ケーシング２０の周壁２２の下端部２２２を省略するとともに、上部２２１の下端の外周縁にフランジを形成するようにしてもよい。すなわち、壁部３３が上側ケーシング２０の周壁２２によって外周側から覆われていないものであってもよい。

・塗布面３２に塗布された接着剤６０が外周側に流れ落ちない粘度を有する接着剤６０を用いる場合には、下側ケーシング３０の壁部３３を省略することもできる。
・上側ケーシング２０の突起２４を周方向において部分的に省略することもできる。すなわち、突起２４を周方向において部分的に設けることもできる。

・上側ケーシング２０のインレット２６をアウトレットとして使用するとともに、下側ケーシング３０のアウトレット３６をインレットとして使用することもできる。すなわち、第１ケーシングにアウトレットを形成するとともに、第２ケーシングにインレットを形成するようにしてもよい。

・成形型８１，８２の型割面８１１，８２１によって微小突起として機能するバリを形成することができるのであれば、面取り部８１３を省略することもできる。
・塗布面３２の内周縁よりも外周側に微小突起を形成することもできる。

・微小突起３４を周方向において部分的に設けることもできる。
・本発明を円筒状のフィルタエレメントを備えるエアクリーナに対して適用することもできる。

・塗布面３２の内周縁に形成された微小突起３４を省略することもできる。
・本発明は、燃料タンク９３からの蒸発燃料の漏れの有無を検出するための検出モジュール９１に適用されるエアクリーナ１０に限定されず、例えば内燃機関の排気管内にエアを導入する二次空気導入装置に適用されるエアクリーナなどの他のエアクリーナに対して適用することもできる。

１０…エアクリーナ、２０…上側ケーシング（第１ケーシング）、２１…上壁、２２…周壁、２２１…上部、２２２…下端部、２４…突起、２４１…外側面、２４２…内側面、２５…フランジ、２６…インレット、３０…下側ケーシング（第２ケーシング）、３１…底壁、３１１…凸部、３２…塗布面、３３…壁部、３４…微小突起、３５…フランジ、３６…アウトレット、４０…フィルタエレメント、４１…濾材、４２…シール材、６０…接着剤、８１〜８３…成形型、８１１，８２１…型割面、８１２，８２２…凹部、８１３…面取り部、９０…処理システム。

Claims

インレット及びアウトレットの一方を有する第１ケーシングと、前記インレット及び前記アウトレットの他方を有するとともに第１ケーシングの開口を覆う第２ケーシングと、前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングの内部に設けられるフィルタエレメントとを備えるエアクリーナにおいて、
前記フィルタエレメントは、前記第２ケーシングに接着剤を介して固定され、
前記第２ケーシングには、前記接着剤が塗布される環状の塗布面が形成され、
前記接着剤には、前記第１ケーシングから延びる突起が差し込まれており、
前記突起は、前記第１ケーシングの周壁の内面に形成されており、
前記塗布面から前記フィルタエレメントまでの距離は、前記塗布面から前記突起までの距離よりも短くされており、
前記第２ケーシングの前記塗布面の外周側には壁部が突設され、
前記壁部は、前記接着剤を介して前記突起及び前記フィルタエレメントに対向して配置されている、
エアクリーナ。
前記突起は前記第１ケーシングの前記周壁の内面に全周にわたって形成されている、
請求項１に記載のエアクリーナ。
前記突起は前記塗布面に向けて先細状をなしている、
請求項１又は請求項２に記載のエアクリーナ。
前記フィルタエレメントの前記第２ケーシング側の面にシール材が設けられ、該シール材によって前記フィルタエレメントと前記第２ケーシングとの間がシールされている、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のエアクリーナ。
前記壁部は前記第１ケーシングの周壁によって外周側から覆われており、
前記壁部と前記周壁との間には隙間が形成されている、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のエアクリーナ。